JP4857056B2 - Powder sintering additive manufacturing apparatus and powder sintering additive manufacturing method - Google Patents
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Description
本発明は、粉末焼結積層造形装置及び粉末焼結積層造形方法に関し、パートテーブル上に複数の焼結薄層を積層して3次元造形物を作製する粉末焼結積層造形装置及び粉末焼結積層造形方法に関する。 The present invention relates to a powder sintering additive manufacturing apparatus and a powder sintering additive manufacturing method, and a powder sintering additive manufacturing apparatus and powder sintering for producing a three-dimensional object by laminating a plurality of sintered thin layers on a part table. The present invention relates to an additive manufacturing method.
近年、機能試験用試作部品や少量多品種の製品に使用される部品等を造形することができる造形装置への要望が増えてきつつある。 In recent years, there has been an increasing demand for modeling apparatuses capable of modeling functional test prototype parts and parts used in a small variety of products.
この要求を満たすものとして、光造形装置や粉末焼結積層造形装置などがある。なかでも、粉末焼結積層造形装置は、紫外線硬化性樹脂を使用した造形装置(以下「光造形装置」)と異なり、多種類かつ強靭な材料が使用できることが大きな特徴の一つであり、市場での認知度も向上し、さまざまな用途で使用されはじめている。 There exist an optical shaping | molding apparatus, a powder sintering layered shaping apparatus, etc. as what satisfy | fills this request | requirement. Above all, the powder sintering additive manufacturing equipment is one of the major features that can be used with a wide variety of tough materials, unlike the modeling equipment that uses UV curable resin (hereinafter "Optical modeling equipment"). It has also been used for various purposes.
従来市販されている粉末焼結積層造形装置は、レーザ光出射部と、造形部と、制御装置とから構成されている。図11(a)、(b)はそれぞれ、従来市販されている粉末焼結積層造形装置のうち造形部の上面図及び断面図である。なお、図11(a)、(b)において、レーザ光出射部及び制御装置は図示されていないが、レーザ光出射部は、造形部の上方に設置されている。 Conventionally, a powder sintering additive manufacturing apparatus that is commercially available includes a laser beam emitting unit, a modeling unit, and a control device. FIGS. 11A and 11B are a top view and a cross-sectional view, respectively, of a modeling portion in a powder sintering additive manufacturing apparatus that has been commercially available. In FIGS. 11A and 11B, the laser beam emitting unit and the control device are not shown, but the laser beam emitting unit is installed above the modeling unit.
レーザ光出射部においては、レーザ光の光源とレーザ光の照射方向を制御するミラーとが設けられている。 In the laser beam emitting section, a laser beam source and a mirror for controlling the laser beam irradiation direction are provided.
造形部101においては、図11(a)、(b)に示すように、中央部に設置された造形用容器1と、その両側に設置された粉末材料容器2a、2bと、粉末材料容器2a、2bの各端部に設置された供給過剰粉末材料7cの収納容器3a、3bとを備えている。造形用容器1では、パートテーブル4a上に形成した粉末材料の薄層7aをレーザ光の照射により焼結させて焼結薄層7bが形成され、パートテーブル4aを下方に移動させて焼結薄層7bが順次積層され、3次元造形物が作製される。造形用容器1の上部開口面を造形領域と称する。粉末材料容器2a、2bでは、フィードテーブル4b、4c上に粉末材料7が収納され、フィードテーブル4b、4cが上方に移動して粉末材料7が供給される。粉末材料容器2a、2bの上部開口面を粉末材料収納領域と称する。
In the
また、粉末材料容器2a、2bの上方には収納された粉末材料7の予備加熱のため図示しない赤外線ヒータが設けられ、造形用容器1の上方には粉末材料の薄層7aの予備加熱のため図示しない赤外線ヒータが設けられている。予備加熱で粉末材料などの温度を予めその融点近くまで上昇させておき、レーザ照射により粉末材料の薄層7aの温度を素早く上昇させて粉末材料の薄層7aを均一に焼結するために行われる。
Further, an infrared heater (not shown) is provided above the
制御装置は、パートテーブル4aを薄層一層分降下させ、左側のフィードテーブル4bを上昇させて粉末材料容器2aの表面から粉末材料7を突出させ、リコータ5によって粉末材料容器2aから粉末材料7を運び出させ、パートテーブル4a上に粉末材料7を供給させて粉末材料の薄層7aを形成させる。次いで、レーザ光及び制御ミラーによって作製すべき3次元造形物のスライスデータ(描画パターン)に基づき粉末材料の薄層7aを選択的に加熱して焼結させ、焼結薄層7bを形成させる。次に、パートテーブル4aを薄層一層分降下させ、右側のフィードテーブル4cを上昇させて粉末材料容器2bの表面から粉末材料7を突出させる。次いで、リコータ5によって粉末材料容器2bから粉末材料7を運び出させ、パートテーブル4a上の焼結薄層7bの上に粉末材料7を供給させて粉末材料の薄層7aを形成する。次に、粉末材料の薄層7aを選択的に加熱して焼結させ、焼結薄層7bを形成させる。これらの動作を繰り返させて焼結薄層7bを積層し、3次元造形物を形成させる。最後に、3次元造形物を冷却させる。
ところで、従来の粉末焼結積層造形装置では、造形用容器1内のパートテーブル4a上に形成された粉末材料の薄層7aに選択的にレーザ光を照射し焼結すると、焼結した部分が溶融して体積が減少するため、最低でもパートテーブル4aが下がった分の体積と、焼結により減少した分の体積を補うだけの粉末材料を供給する必要がある。
By the way, in the conventional powder sintering additive manufacturing apparatus, when the
しかし、パートテーブル4aが下がった分の体積が一定であるのに対して、焼結により減少した部分の体積は、各層の焼結部の断面積や、断面位置の偏りにより一部分のみ多く減少するなど予測がしにくい。 However, while the volume of the lowered part table 4a is constant, the volume of the portion reduced by the sintering is largely reduced only by a portion due to the cross-sectional area of the sintered portion of each layer and the deviation of the cross-sectional position. It is difficult to predict.
この場合、最悪、粉末材料7の供給不足だけは防止しなくてはならないため、常に多めに粉末材料7を供給する必要がある。しかし、造形領域が大きくて焼結領域(焼結薄層7の表面)が小さい場合には、真に必要な補給量は少なくてよいのであるが、フィードテーブル4b、4c全体が上昇するため、体積が減少していない部分にも粉末材料7が余分に供給されてしまう。このような場合、各層ごとに、過剰な粉末材料7の量が多くなり、造形用容器1から溢れる粉末材料7が生じてしまう。そこで、従来の装置では、フィードテーブル4b又は4cを降下させて粉末材料容器2a又は2b内上部に収納部を形成し、その収納部に供給過剰の粉末材料7を運び入れるとともに、図11(a)、(b)に示すような収納容器3a、3bを設け、そこにさらに供給過剰の粉末材料7cを落とし込むなどの対策を採っている。
In this case, since it is necessary to prevent the shortage of supply of the
しかしながら、供給過剰の粉末材料7cがあまり多く生じると供給すべき粉末材料7が不足して造形物を完成できなくなる事態も生じてくる。これを防ぐため、粉末材料容器2a、2bを大きくする必要があるが、その場合装置を大きくする必要があり、好ましくない。
However, if too
一方で、多くの供給過剰が出ないように、粉末材料7の供給不足を防止するには十分であるが、少なめに粉末材料7を供給すると、上記したような収納部を形成した粉末材料容器2a、2b内に残余の粉末材料7を運び入れたとき、その収納部が半分程度しか埋まらず、凸凹が生じる。このため、予備加熱のための赤外線ヒータによる粉末材料7の加熱むらが生じてしまう。これは、造形領域における粉末材料の薄層7aの焼結に不均一を引き起こす恐れがある。
On the other hand, it is sufficient to prevent a shortage of supply of the
本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、粉末材料の薄層を形成するのに常に十分な量の粉末材料を造形用容器に供給することができるようにするとともに、粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料によりその残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内が十分に広い範囲にわたり粉末材料で埋められるようにすることができる粉末焼結積層造形装置及びその使用方法を提供するものである。 The present invention was created in view of the problems of the above-described conventional example, so that a sufficient amount of powder material can be supplied to the modeling container at all times to form a thin layer of powder material. In addition, the powder that can be filled with the powder material over a sufficiently wide range in the powder material container on the side of carrying the remaining powder material by the remaining powder material after forming the thin layer of the powder material A sintered additive manufacturing apparatus and a method for using the same are provided.
上記課題を解決するため、本発明は、粉末焼結積層造形装置に係り、粉末材料の薄層を形成し、レーザ光を照射して前記粉末材料の薄層を焼結させ、複数の焼結薄層を積層して3次元造形物を作製する粉末焼結積層造形装置であって、底板が上下に移動する第1の粉末材料容器と、前記第1の粉末材料容器と連結部を介して連結された、底板が上下に移動する造形用容器と、前記造形用容器と連結部を介して連結された、底板が上下に移動する第2の粉末材料容器と、前記第1又は第2の粉末材料容器から粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記第2又は第1の粉末材料容器に表面を均しながら運び入れる粉末材料運搬手段と、前記残余の粉末材料の量を検出する手段とを有することを特徴とし、
本発明は、上記粉末焼結積層造形装置に係り、前記残余の粉末材料の量を検出する手段は、前記残余の粉末材料を前記第2又は第1の粉末材料容器内に表面を均しながら運び入れている間に、運搬中の前記残余の粉末材料の量が規定量より少なくなった時点の前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出する手段であることを特徴とし、
本発明は、上記粉末焼結積層造形装置に係り、(i)前記第1の粉末材料容器の底板を上昇させて前記第1の粉末材料容器の表面よりも上に前記粉末材料を突出させ、かつ前記第2の粉末材料容器の底板を降下させるとともに、前記造形用容器の底板を降下させ、その状態で、前記粉末材料運搬手段を移動させて、前記第1の粉末材料容器から前記粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに該粉末材料の薄層を形成した後の残余の前記粉末材料を前記第2の粉末材料容器内に運び入れ、(ii)次に、前記第2の粉末材料容器の底板を上昇させて前記第2の粉末材料容器の表面よりも上に前記粉末材料を突出させ、かつ前記第1の粉末材料容器の底板を降下させるとともに、前記造形用容器の底板を降下させ、その状態で、前記粉末材料運搬手段を移動させて、前記第2の粉末材料容器から前記粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに該粉末材料の薄層を形成した後の残余の前記粉末材料を前記第1の粉末材料容器内に運び入れるという一連の動作を行わせる制御手段を備えたことを特徴とし、
本発明は、上記粉末焼結積層造形装置に係り、前記制御手段は、前記(ii)の動作を行わせた後、さらに前記(i)乃至(ii)の動作を繰り返させることを特徴とし、
本発明は、上記粉末焼結積層造形装置に係り、前記制御手段は、前記残余の粉末材料の量に基づいて、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうちの少なくとも何れか一を調整することを特徴とし、
本発明は、粉末焼結積層造形方法に係り、上記粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法であって、前記第1の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び出す側及び運び入れる側とし、それに対応させて前記第2の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び入れる側及び運び出す側とし、前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記第2又は第1の粉末材料容器に表面を均しながら運び入れ、かつ前記残余の粉末材料の量を検出し、前記残余の粉末材料の量に基づき、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを特徴とし、
本発明は、粉末焼結積層造形方法に係り、上記粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法であって、前記第1の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び出す側及び運び入れる側とし、それに対応させて前記第2の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び入れる側及び運び出す側とし、 前記粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内において、前記粉末材料運搬手段の移動方向に沿って、前記造形用容器側から順に不足領域、適量領域及び過剰領域に予め区分し、前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内に表面を均しながら運び入れている間に、運搬中の前記残余の粉末材料の量が前記規定量より少なくなった時点の前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出し、前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離が前記不足領域、適量領域及び過剰領域のうちどの領域に入るかにより、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention relates to a powder sintering additive manufacturing apparatus, forming a thin layer of powder material, irradiating a laser beam to sinter the thin layer of powder material, and a plurality of sintering A powder sintering additive manufacturing apparatus for producing a three-dimensional structure by laminating thin layers, a first powder material container in which a bottom plate moves up and down, the first powder material container, and a connecting portion The connected modeling container in which the bottom plate moves up and down, the second powder material container in which the bottom plate moves up and down, connected to the modeling container and the connecting portion, and the first or second After carrying out the powder material from the powder material container, bringing the powder material into the modeling container, forming a thin layer of the powder material on the bottom plate of the modeling container, and further forming the thin layer of the powder material The remaining powder material is leveled into the second or first powder material container. It characterized the powder material conveying means to put carry al, further comprising a means for detecting the amount of the residual powder material,
The present invention relates to the powder sintered additive manufacturing apparatus, wherein the means for detecting the amount of the remaining powder material levels the surface of the remaining powder material in the second or first powder material container. It is a means for detecting the position or moving distance of the powder material carrying means when the amount of the remaining powder material being carried is less than a specified amount during carrying,
The present invention relates to the powder sintered additive manufacturing apparatus, (i) to raise the bottom plate of the first powder material container to project the powder material above the surface of the first powder material container, In addition, the bottom plate of the second powder material container is lowered, the bottom plate of the modeling container is lowered, and in this state, the powder material carrying means is moved to move the powder material from the first powder material container. The powder material is carried into the modeling container, a thin layer of the powder material is formed on the bottom plate of the modeling container, and the remaining powder material after forming the thin layer of the powder material (Ii) Next, the bottom plate of the second powder material container is raised so that the powder material protrudes above the surface of the second powder material container. And lower the bottom plate of the first powder material container. And lowering the bottom plate of the modeling container and moving the powder material conveying means in that state to carry the powder material out of the second powder material container, and the powder material is transferred to the modeling container. Carrying in, forming a thin layer of the powder material on the bottom plate of the modeling container, and further carrying the remaining powder material into the first powder material container after forming the thin layer of the powder material It has a control means to perform a series of operations,
The present invention relates to the powder sintered additive manufacturing apparatus, wherein the control means, after causing the operation (ii), further repeats the operations (i) to (ii),
The present invention relates to the powder sintered additive manufacturing apparatus, wherein the control means is based on the amount of the remaining powder material, and the rising amount of the bottom plate of the powder material container on the side next to carry out the powder material, or Next, it is characterized by adjusting at least one of the descending amount of the bottom plate of the powder material container on the side to carry the powder material,
The present invention relates to a powder sinter additive manufacturing method, and is a powder sinter additive manufacturing method using the powder sinter additive manufacturing device, wherein the first powder material container alternately carries out the powder material and After the second powder material container is alternately brought into the side to carry in the powder material and the side to carry out the powder material correspondingly, and the powder material carrying means is moved to form a thin layer of the powder material. The remaining powder material is carried into the second or first powder material container while leveling the surface, and the amount of the remaining powder material is detected, and based on the amount of the remaining powder material, It is characterized by adjusting at least one of the rising amount of the bottom plate of the powder material container on the side to carry out the powder material or the lowering amount of the bottom plate of the powder material container on the side to carry the powder material. ,
The present invention relates to a powder sinter additive manufacturing method, and is a powder sinter additive manufacturing method using the powder sinter additive manufacturing device, wherein the first powder material container alternately carries out the powder material and In the powder material container on the side for carrying in the powder material, the second powder material container is used as the side for carrying the powder material alternately and the side for carrying out the powder material container. In this order, the remaining powder material after the thin layer of the powder material is formed is carried into the shortage region, the appropriate amount region, and the excess region in order from the modeling container side. The position or moving distance of the powder material transport means when the amount of the remaining powder material being transported is less than the specified amount while the surface is being transported into the powder material container on the side. detection The amount of the bottom plate of the powder material container that is the side to carry out the powder material next, depending on which of the shortage region, the appropriate amount region, and the excess region the position or moving distance of the powder material carrying means enters. Alternatively, at least one of the descending amounts of the bottom plate of the powder material container on the side where the powder material is carried next is adjusted.
本発明の粉末焼結積層造形装置においては、第1又は第2の粉末材料容器から粉末材料を運び出し、造形用容器に粉末材料を運び入れ、造形用容器の底板上に粉末材料の薄層を形成し、さらに粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、第2又は第1の粉末材料容器に表面を均しながら運び入れる粉末材料運搬手段と、残余の粉末材料の量を検出する手段とを備えている。 In the powder sintering additive manufacturing apparatus of the present invention, the powder material is carried out from the first or second powder material container, the powder material is carried into the modeling container, and a thin layer of the powder material is formed on the bottom plate of the modeling container. A powder material transporting means for transporting the remaining powder material after forming and further forming a thin layer of the powder material into the second or first powder material container while leveling the surface; and the amount of the remaining powder material Means for detecting.
粉末焼結積層造形装置においては、粉末材料の薄層を選択的に焼結して形成した焼結薄層を順次積層しているが、通常、連続する焼結薄層間で焼結領域の面積が大きく変化しない。このため、一の焼結薄層を形成した後、すぐ次の粉末材料の薄層を作製するための粉末材料の供給量は、一の焼結薄層を形成した時の粉末材料の供給量とほぼ同じとなり、次の供給量の調整が必要な場合、前の供給量が参考になる。特に、残余の粉末材料の量が問題になるような場合、焼結薄層の形成に必要な量はほぼ前と同じと考えられるため、一の焼結薄層を形成した時の残余の粉末材料の量に基づき、次の供給量(粉末材料を運び出す側の粉末材料容器の底板の上昇量に相当)の増減量を決めればよい。 In powder sintering additive manufacturing equipment, sintered thin layers formed by selectively sintering thin layers of powder material are sequentially laminated. The area does not change greatly. Therefore, after the formation of one sintered thin layer, the supply amount of the powder material for producing the next thin layer of the powder material is the supply amount of the powder material when the one sintered thin layer is formed. If the next supply amount needs to be adjusted, the previous supply amount can be used as a reference. In particular, if the amount of residual powder material becomes a problem, the amount necessary for forming the sintered thin layer is considered to be almost the same as before, so the residual powder when forming one sintered thin layer Based on the amount of the material, the increase / decrease amount of the next supply amount (corresponding to the rising amount of the bottom plate of the powder material container on the side carrying the powder material) may be determined.
以上のような観点から、本発明では、残余の粉末材料の量を検出する手段、一例として、第2又は第1の粉末材料容器内で運搬中の残余の粉末材料の量が規定量より少なくなった時点の粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出する手段を備えている。この場合、大よそ、第2又は第1の粉末材料容器内で運搬中の残余の粉末材料の量が規定量より少なくなった時点の粉末材料運搬手段の位置で粉末材料の供給が途絶え、表面の凹凸が生じると考えてもよい。また、残余の粉末材料を運び入れた側の粉末材料容器内での粉末材料運搬手段の移動距離と、同じ粉末材料容器の底板の降下量とを掛け合わせれば、ほぼ残余の粉末材料の量となる。即ち、残余の粉末材料の量と、底板の降下量と、粉末材料運搬手段の移動距離とのうち何れか2つが決まれば、他の一つを算出することができる。 In view of the above, in the present invention, the means for detecting the amount of the remaining powder material, for example, the amount of the remaining powder material being transported in the second or first powder material container is less than the specified amount. Means are provided for detecting the position or movement distance of the powder material carrying means at that time. In this case, the supply of the powder material is interrupted at the position of the powder material conveying means when the amount of the remaining powder material being conveyed in the second or first powder material container is less than the specified amount, It may be considered that the unevenness is caused. Also, if the movement distance of the powder material conveying means in the powder material container on the side where the remaining powder material is carried is multiplied by the amount of lowering of the bottom plate of the same powder material container, the amount of the remaining powder material is almost equal to Become. That is, if any two of the amount of the remaining powder material, the lowering amount of the bottom plate, and the moving distance of the powder material transporting means are determined, the other one can be calculated.
したがって、上記装置構成で、以下のような粉末材料の供給量の調整方法を採ることができる。即ち、残余の粉末材料によって第2又は第1の粉末材料容器内で十分に広い範囲が埋め尽くされた後に凹凸が生じたのであれば、粉末材料の供給量は適量であり、前の粉末材料の供給量、及び残余の粉末材料を運び入れた側の粉末材料容器の底板の降下量と同じでよい。一方、その範囲が狭いときには、粉末材料の供給量は不足しており、残余の粉末材料の量を基にして次にどれ位粉末材料の供給量を増やせばよいか、或いは残余の粉末材料を運び入れた側の粉末材料容器の底板の降下量を基にして次にどれ位降下量を減らせばよいかを検討することになるが、それらは容易に見当がつく。また、粉末材料の供給量が過剰な場合には、逆に、次にどれ位その供給量を減らせばよいか、或いは次にどれ位底板の降下量を増やせばよいかを検討することになるが、同じくそれらも容易に見当がつく。 Therefore, with the above apparatus configuration, the following method for adjusting the supply amount of the powder material can be employed. That is, if unevenness occurs after a sufficiently wide range is filled in the second or first powder material container with the remaining powder material, the supply amount of the powder material is an appropriate amount, and the previous powder material And the lowering amount of the bottom plate of the powder material container on the side carrying the remaining powder material. On the other hand, when the range is narrow, the supply amount of the powder material is insufficient, and how much the supply amount of the powder material should be increased next based on the amount of the remaining powder material, or the remaining powder material is used. Based on the amount of descent of the bottom plate of the powder material container on the side of the carry-in side, it will be considered how much the amount of descent should be reduced next, but they are easily found. In addition, when the supply amount of the powder material is excessive, on the contrary, it will be examined how much the supply amount should be reduced next, or how much the bottom plate lowering amount should be increased next. But they are also easy to figure out.
また、上記装置構成で、以下のように、より簡便な方法を採ることもできる。即ち、粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内において、粉末材料運搬手段の移動方向に沿って、造形用容器側から順に不足領域、適量領域及び過剰領域に予め区分し、かつこの領域にそれぞれ対応させて次の粉末材料の供給量に関し、前の供給量に対して増減すべき量、或いは次に粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器の底板の降下量に関し、前の底板の降下量に対して増減すべき量を予め決めておけば、その粉末材料容器内で、残余の粉末材料の運搬量が規定量より少なくなった時点の粉末材料運搬手段の位置又は移動距離がどの領域に入るかを検出することにより、容易に次の粉末材料の供給量(次に粉末材料を運び出す側の粉末材料容器の底板の上昇量に相当)、或いは次に粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を決めることができる。 Further, with the above apparatus configuration, a simpler method can be adopted as follows. That is, in the powder material container on the side where the powder material is carried, it is preliminarily divided into a deficient area, an appropriate amount area and an excess area in order from the modeling container side along the moving direction of the powder material conveying means, and each of these areas is divided into these areas. Correspondingly, regarding the supply amount of the next powder material, the amount to be increased or decreased with respect to the previous supply amount, or the decrease amount of the bottom plate of the powder material container on the side next carrying the powder material, the decrease amount of the previous bottom plate If the amount to be increased / decreased in advance is determined in advance, the position or moving distance of the powder material transport means at the time when the transport amount of the remaining powder material becomes less than the specified amount in the powder material container. By detecting whether it enters, the supply amount of the next powder material (corresponding to the rising amount of the bottom plate of the powder material container on the side next to carry out the powder material) or the powder material on the side next into which the powder material is carried next Lowering the bottom plate of the container It can be determined at least any one of the.
以上のように、本発明によれば、粉末材料の薄層を形成するのに常に十分な量の粉末材料を造形用容器に供給することができるようにするとともに、粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料によりその残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内が十分に広い範囲にわたり粉末材料で埋められるようにすることができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to always supply a sufficient amount of powder material to the modeling container to form a thin layer of powder material and to form a thin layer of powder material. After that, the remaining powder material can be filled with the powder material over a sufficiently wide range in the powder material container on the side where the remaining powder material is carried.
これにより、粉末材料容器内の粉末材料を均一に予備加熱することができ、これにより造形領域において粉末材料の薄層の温度を均一に保ち、ひいては粉末材料の薄層を均一に焼結することができる。これにより、熱応力の発生を抑制することができるため、精度のよい造形物を作製することができる。 As a result, the powder material in the powder material container can be preheated uniformly, thereby keeping the temperature of the thin layer of the powder material uniform in the modeling region, and thus uniformly sintering the thin layer of the powder material. Can do. Thereby, since generation | occurrence | production of a thermal stress can be suppressed, an accurate molded article can be produced.
さらに、制御手段に、粉末材料運搬手段の制御、粉末材料運搬手段の位置情報に基づく各粉末材料容器の底板の上昇量又は降下量の制御、レーザ光源の照射制御などを行わせるようにすることで、本発明の粉末焼結積層造形方法に必要な動作を自動的に行わせることができる。 In addition, the control means is allowed to control the powder material transport means, control the rising or lowering amount of the bottom plate of each powder material container based on the positional information of the powder material transport means, and control the irradiation of the laser light source. Thus, the operations necessary for the powder sintering additive manufacturing method of the present invention can be automatically performed.
以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(粉末焼結積層造形装置の説明)
本発明の実施の形態に係る粉末焼結積層造形装置は、レーザ光出射部と、造形部111と、制御装置112とから構成されている。
(Description of powder sintering additive manufacturing equipment)
The powder sintering additive manufacturing apparatus according to the embodiment of the present invention includes a laser beam emitting unit, a
図1(a)は、本発明の実施の形態に係る粉末焼結積層造形装置のうち造形部111の構成を示す上面図である。図1(b)は、同じく図1(a)のI−I線に沿う断面図である。
Fig.1 (a) is a top view which shows the structure of the
図2(a)は、本発明の実施の形態に係る粉末焼結積層造形装置を横方向から見た造形部111の構成を示す側面図である。図2(b)は、同じく前から見た正面図である。
Fig.2 (a) is a side view which shows the structure of the
発明の実施の形態に係る粉末焼結積層造形装置において、図1(a)、(b)には示していないが、レーザ光出射部はその造形部111の造形用容器11の上方に配置され、下記のような機能を有する。以下に、各部の詳細について説明する。
In the powder sintering additive manufacturing apparatus according to the embodiment of the invention, although not shown in FIGS. 1A and 1B, the laser beam emitting part is disposed above the
(a)レーザ光出射部の構成
まず、レーザ光出射部の構成について説明する。
(A) Configuration of Laser Light Emitting Unit First, the configuration of the laser light emitting unit will be described.
レーザ光出射部においては、レーザ光の光源とレーザ光の照射方向を制御するミラーとが設けられている。光源から出射したレーザ光はコンピュータによるミラー制御により、造形部111のパートテーブル13a上の粉末材料の薄層16aに選択的に照射されるようになっている。例えば、作製すべき3次元造形物のスライスデータ(描画パターン)に基づき、コンピュータによるミラー制御が行われる。
In the laser beam emitting section, a laser beam source and a mirror for controlling the laser beam irradiation direction are provided. The laser light emitted from the light source is selectively irradiated onto the
(b)造形部111の構成
次に、造形部111の構成について説明する。
(B) Structure of
造形部111においては、図1(a)、(b)に示すように、3次元造形物が作製される四角い筒状の造形用容器11と、その両側に設置された四角い筒状の第1及び第2の粉末材料容器12a、12bとを備えている。
In the
造形用容器11では、パートテーブル(底板)13a上で、粉末材料の薄層16aが形成され、粉末材料の薄層16aをレーザ光の照射により焼結させて焼結薄層7bが形成される。そして、パートテーブル13を下方に移動させて焼結薄層16bを順次積層し、3次元造形物が作製される。第1及び第2の粉末材料容器12a、12bでは、フィードテーブル(底板)13b又は13c上に粉末材料16が収納され、フィードテーブル(底板)13b、13cを上方に移動させて粉末材料7が供給され、かつフィードテーブル13c、13bを下方に移動させて粉末材料の薄層16aを形成した後の残余の粉末材料16が運び入れられる。造形用容器11の内壁に囲まれた上部開口面を造形領域と称し、第1及び第2の粉末材料容器12a、12bの内壁に囲まれた上部開口面を第1及び第2の粉末材料収納領域と称する。
In the
また、第1の粉末材料容器12aと造形用容器11の間は連結部17aによって連結され、造形用容器11と第2の粉末材料容器12bの間は連結部17bによって連結されている。連結部17a、17bの上面を連結領域と称する。第1の粉末材料容器12aの左側、及び第2の粉末材料容器12bの右側にそれぞれフランジ部17を有し、第1の粉末材料容器12a、連結部17a、造形用容器11、連結部17b及び第2の粉末材料容器12bの全領域に渡って、手前及び奥にフランジ部17を有する。
Further, the first
造形用容器11内には、内壁に沿って昇降可能なパートテーブル13aが設置されている。パートテーブル13a上で、順次粉末材料の薄層16aが形成され、粉末材料の薄層16aごとに加熱され、焼結される。また、第1及び第2の粉末材料容器12a、12b内には、容器12a、12b内壁に沿って昇降し、粉末材料16を供給する第1及び第2のフィードテーブル13b、13cがそれぞれ設置されている。
In the
なお、図示してはいないが、パートテーブル13aを造形用容器11内にセットしたときに、パートテーブル13aと容器11内壁との間で隙間が生じて粉末材料16aが漏れることがないように、パートテーブル13aと容器11内壁との間の密着性を保つためパートテーブル13aの側面全体にわたってパッキング用のゴムなどが取り付けられている。
Although not shown in the drawings, when the part table 13a is set in the
また、第1及び第2のフィードテーブル13b、13cに関しても、パートテーブル13aと同様に、図示してはいないが、テーブル13b、13cを粉末材料容器12a、12b内にセットしたときに、テーブル13b、13cと収納容器12a、12b内壁との間で隙間が生じて粉末材料16が漏れることがないように、テーブル13b、13cと収納容器12a、12b内壁との間の密着性を保つためテーブル13b、13cの側面全体にわたってパッキング用のゴムなどが取り付けられている。
Also, the first and second feed tables 13b and 13c are not shown in the figure, as with the part table 13a, but when the tables 13b and 13c are set in the
パートテーブル13a、及び、第1及び第2のフィードテーブル13b、13cには、該テーブルを上下移動させる図示しない駆動装置が接続されている。 A drive device (not shown) for moving the table up and down is connected to the part table 13a and the first and second feed tables 13b and 13c.
パートテーブル13aは、造形用容器11への取り付け、取り外しが自在になっている。また、第1及び第2のフィードテーブル13b、13cは、第1及び第2の粉末材料容器12a、12bへの取り付け、取り外しが自在になっている。
The part table 13a can be freely attached to and detached from the
更に、第1の粉末材料収納領域、連結領域、造形領域、連結領域及び第2の粉末材料収納領域の全領域に渡って領域表面に沿って移動するリコータ(粉末材料運搬手段)15が設けられている。 Furthermore, a recoater (powder material conveying means) 15 is provided that moves along the surface of the first powder material storage area, connection area, modeling area, connection area, and second powder material storage area. ing.
リコータ15は粉末材料容器12a又は12b表面に突出させた粉末材料16を掻き取り運搬する運搬機構15aを備えている。図1(a)、(b)に示すように、リコータ15は、粉末材料容器12a又は12b表面に沿い、かつ粉末材料容器12a又は12b表面に接触して移動することにより、第1又は第2のフィードテーブル13b又は13c上に収納された粉末材料16を運び出してパートテーブル13a上に供給し、かつ粉末材料16の表面を均してパートテーブル13a上に粉末材料の薄層16aを形成する。さらに、粉末材料の薄層16aを形成した後の残余の粉末材料16を、第2又は第1の粉末材料容器12b又は12a内に表面を均しながら運び入れる。粉末材料16の供給量は第1又は第2のフィードテーブル13b又は13cの上昇量で決まり、粉末材料の薄層16aの厚さはパートテーブル13aの降下量で決まる。
The
粉末材料16として、ナイロン、ポリプロピレン、ポリ乳酸、ポリエチレン(PE)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリスチレン(PS)、アクリルにトリル・ブタジエン・スチレンコポリマ(ABS)、エチレン・酢酸ビニルコポリマー(EVA)、スチレン・アクリロニトリルコポリマー(SAN)、及びポリカプロラクトンよりなる群から選ばれた少なくとも1種、または、金属粉末などを用いることができる。
As
(c)リコータ15の詳細な構成及び機能
リコータ15は、図1(a)、(b)に示すように、垂直な運搬板15aの前後2箇所に、かつ下端から適当な間隔を置いて水平に保持された検知板15dを備えている。検知板15dは、運搬板15aの上端に取り付けられて前後に水平に張り出した第1の支持板15bの前後端2箇所において垂直に取り付けられた第2の支持板15cの下端に水平に保持されており、保持箇所が支点となって水平の位置から支点を中心に上側に回動する。リコータ15は、さらに、図示しないセンサスイッチを備え、検知板15dが水平の位置から少しでも持ち上げられると、センサスイッチがオンするようになっている。センサスイッチは、例えば、第1の支持板15b又は第2の支持板15cに取り付けられ、検知板15d又は検知板15dに取り付けられた部品の動きを検知して動作するようになっている。
(C) Detailed configuration and function of the
また、リコータ15は、粉末材料16が運び入れられる側の粉末材料容器12a又は12b内で、造形用容器11側からリコータ15の移動方向に沿ってリコータ15の位置或いは移動距離を検出する図示しないセンサを備えている。センサとして、リコータ15の移動に同期して発生させたパルスを検出する手段などが用いられる。例えば、リコータ15を移動制御するサーボモータの回転に応じてパルス列を発生させ、パルス数を検出することにより、リコータ15の位置或いは移動距離を検出する。
The
以上のような構成のリコータ15により、第1又は第2の粉末材料容器12a又は12b内に残余の粉末材料を運び入れているときに運搬中の粉末材料の量が規定量より少なくなった時点のリコータ15の位置又は移動距離を検出することができる。さらに、第1又は第2の粉末材料容器12a又は12b内で第1又は第2のフィードテーブル13b又は13cの降下量がわかれば、その降下量に上記リコータ15の移動距離を掛ければ、粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料の大よその量を算出することができる。
When the remaining powder material is carried into the first or second
(i)リコータ15を用いた残余の粉末材料の一の検出方法
次に、図3(a)〜(c)を参照して、上記リコータ15を用いた残余の粉末材料の一の検出方法について説明する。図3(a)〜(c)は、図1の粉末焼結積層造形装置において、それぞれ残余の粉末材料の量が異なっている場合に、リコータ15を移動させて粉末材料容器12bに残余の粉末材料を運び入れている様子を示す側面図である。
(I) One Detection Method of Remaining Powder
粉末材料の薄層が形成された直後には運搬板15aの進行方向前側に十分な粉末材料16が残り、センサスイッチがオンしているとする。また、残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器12b内で、フィードテーブル13cを所定の降下量だけ下方に移動させて、粉末材料容器12b内の上部に残余の粉末材料16を運び入れるための収納部12cが空けられている。
Immediately after the thin layer of powder material is formed, it is assumed that
このような状態で、リコータ15が粉末材料容器12b表面を移動して粉末材料16表面を均しながら粉末材料容器12b内に粉末材料16を運び入れていく。そして、リコータ15の移動につれて運搬中の粉末材料16が次第に少なくなり、検知板15dが次第に水平に近づいてくる。そして、検知板15dが完全に水平になるとセンサスイッチがオフする。このときのリコータ15の位置又は移動距離が検出される。
In such a state, the
検出されたリコータ15の位置又は移動距離に基づき、粉末材料16が十分に広い範囲を埋めていないと判断され、したがってリコータ15の移動距離(図3の(a)のP1位置で示される。)が不足していると判断されると、次に残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器12a内で残余の粉末材料16が十分に広い範囲を埋めることができるように、次の粉末材料の供給量(次に粉末材料を運び出す側の粉末材料容器12bのフィードテーブル13cの上昇量に相当)の増加量、或いは次に残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器12aのフィードテーブル13bの降下量の低減量の何れか一が、又は両方が計算される。計算方法は以下の通り。
Based on the detected position or moving distance of the
すなわち、残余の粉末材料を運び入れた側の粉末材料容器のフィードテーブルの降下量と、同じ粉末材料容器内でのリコータ15の移動距離とを掛け合わせたものが大よそ残余の粉末材料16の量であるという関係にある。また、次の粉末材料の薄層の形成に必要な粉末材料の量は前の粉末材料の薄層の形成に必要な粉末材料の量とほぼ同じである。これにより、次の粉末材料の供給量の増加量は残余の粉末材料の増加量と同じになり、したがって、必要なリコータ15の移動距離の増加量を設定すれば、フィードテーブル13bの降下量を前と同じとすると、対応する次の粉末材料の供給量の増加量を計算できる。また、次の粉末材料の供給量が前の粉末材料の供給量と同じとすると、次の残余の粉末材料の量は前の残余の粉末材料の量とほぼ同じになり、従って、必要なリコータ15の移動距離の増加量を設定すれば、フィードテーブル13bの降下量の低減量を計算できる。また、必要なリコータ15の移動距離の増加量を設定すれば、粉末材料の供給量の増加量と、フィードテーブル13bの降下量の低減量との両方を考慮して、それらが適当な割合になるように計算できる。
That is, the amount of the remaining
また、粉末材料16が十分に広い範囲を埋めていると判断され、したがってリコータ15の移動距離(図3の(b)のP2位置で示される。)が適当であると判断されると、次も前と同じ量の粉末材料を供給するよう、及び次に粉末材料を運び入れる側のテーブル13bの降下量が前と同じになるよう指示される。
If it is determined that the
また、粉末材料16が過剰と判断され、したがってリコータ15の移動距離(図3の(c)のP3位置で示される。)が行き過ぎていると判断されると、次の供給量の低減量或いは次に粉末材料を運び入れる側のテーブル13bの降下量の増加量の何れか一が、又はそれらの両方が計算される。
Further, if it is determined that the
即ち、上記リコータ15の移動距離が不足している場合と同じようにして、適切な量だけリコータ15の移動距離を短くするための、粉末材料の供給量の低減量、或いはフィードテーブル13bの降下量の増加量のいずれか一を計算でき、又は粉末材料の供給量の低減量及びフィードテーブル13bの降下量の増加量の両方を考慮して、それらが適当な割合になるように計算できる。
That is, as in the case where the moving distance of the
このように、上記方法では現在のリコータ15の移動距離から、比較的精密に、次のリコータ15の移動距離を調整できる。
Thus, in the above method, the movement distance of the
(ii)リコータ15を用いた残余の粉末材料の他の検出方法
次に、図4(a)乃至(c)、図5(a)乃至(c)、図6(a)乃至(c)を参照して、リコータ15を用いた残余の粉末材料の他の検出方法について説明する。図4(a)乃至(c)、図5(a)乃至(c)、図6(a)乃至(c)は、図1の粉末焼結積層造形装置において、それぞれ残余の粉末材料の量が異なっている場合に、リコータ15を移動させて残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器12bに粉末材料を運び入れている様子を示す側面図である。
(Ii) Other detection methods of residual powder
まず、残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器12b内において、リコータ15の移動方向に沿って、造形用容器11側から順に不足領域(左端〜Aまで)、適量領域(A〜Bまで)及び過剰領域(B〜右端まで)に予め区分する。この場合、リコータ15の位置或いは移動距離を検出する上述のセンサを用いてもよいが、リコータ15の位置或いは移動距離を直接検出せずに、リコータ15がどの領域にあるのかを特定するためのセンサを各領域ごとに設置してもよい。例えば、各領域の境界に信号源を設置し、リコータ15が移動する間にリコータ15が信号源からの信号を幾つ検出したかでリコータ15がどの領域にあるのかを特定することができる。
First, in the
そして、これらの領域に対応させて次の粉末材料の供給量に関し、前の供給量に対して増加すべき量、同じ量、低減すべき量を予め決めておく。或いは、これらの領域に対応させて次に残余の粉末材料を運び入れる側のテーブル13bの降下量に関し、前のテーブル13cの降下量に対して増加すべき量、同じ量、低減すべき量を予め決めておく。 Then, with respect to the supply amount of the next powder material corresponding to these regions, the amount to be increased, the same amount, and the amount to be reduced with respect to the previous supply amount are determined in advance. Alternatively, with respect to the lowering amount of the table 13b on the side next to carry in the remaining powder material corresponding to these regions, the amount to be increased, the same amount, and the amount to be reduced with respect to the lowering amount of the previous table 13c. Decide in advance.
また、粉末材料の薄層が形成された直後にはリコータ15の運搬板15aの進行方向前側に十分な量の粉末材料16が残り、センサスイッチがオンしているとする。さらに、残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器12b内で、フィードテーブル13cを所定の降下量だけ下方に移動させて、粉末材料容器12b上部に収納部12cを空けている。
Further, immediately after the thin layer of the powder material is formed, it is assumed that a sufficient amount of the
このような状態で、リコータ15が粉末材料容器12b表面を移動して粉末材料16表面を均しながら粉末材料容器12b内に粉末材料16を運び入れていく。
In such a state, the
図4(a)〜(c)に示す場合、位置Aではリコータ15のセンサスイッチがオンし、位置Bでオフしているので、検出されたリコータ15の位置は適量領域に該当し、粉末材料16が十分に広い範囲を埋めていると判断される。この場合、次の粉末材料の供給量に関しては現供給量と前と同じ量とし、かつ次に残余の粉末材料を運び入れる側のテーブル13bの降下量を前と同じとする。
In the case shown in FIGS. 4A to 4C, the sensor switch of the
図5(a)〜(c)に示す場合、位置Aでも位置Bでもリコータ15のセンサスイッチがオンしているので、検出されたリコータ15の位置は過剰領域に該当し、粉末材料16の量が過剰と判断される。したがって、次には、粉末材料16を現供給量に対して予め決められた量だけ低減させるか、或いは次に粉末材料を運び入れる側のテーブル13bの降下量を予め決められた量だけ増加させるかの少なくともいずれか一を採る。
5A to 5C, since the sensor switch of the
図6(a)〜(c)に示す場合、位置Aで、すでにリコータ15のセンサスイッチがオフしているので、検出されたリコータ15の位置は不足領域に該当し、粉末材料16が十分に広い範囲を埋めていないと判断される。したがって、次には、粉末材料16を現供給量に対して予め決められた量だけ増加させるか、或いは次に残余の粉末材料を運び入れる側のテーブル13bの降下量を現降下量に対して予め決められた量だけ低減させるかの少なくともいずれか一を採る。
6 (a) to 6 (c), since the sensor switch of the
このように、上記方法では、その粉末材料容器12b内で、残余の粉末材料の運搬量が規定量より少なくなった時点のリコータ15の位置又は移動距離がどの領域に入るかを検出することにより、簡単に次の粉末材料の供給量、或いは次に粉末材料16を運び入れる側のテーブル13bの降下量の少なくともいずれか一を決めることができる。
As described above, in the above method, by detecting in which region the
なお、上記(i)(ii)において、次の粉末材料16の供給量と次に粉末材料16を運び入れる側のフィードテーブル13b又は13cの降下量とがともに調整される場合、両方の量の調整を合わせて、次に残余の粉末材料16を運び入れる側の粉末材料容器12a又は12b内で十分に広い範囲が粉末材料16で埋め尽くされるようにする。
In the above (i) and (ii), when both the supply amount of the
(d)造形部111のその他の構成
造形部111では、さらに、図1(a)、図2(a)、(b)に示すように、第1の粉末材料収納領域、連結領域、造形領域、連結領域及び第2の粉末材料収納領域の全領域に渡って、前及び後のフランジ部17上に、リコータ15の移動領域を挟み、粉末材料16の流出防護壁18を備えている。粉末材料16は流動性を有するため、移動するリコータ15に掻きとられてリコータ15の進行方向前側で造形エリア等の表面に盛り上がった粉末材料16は造形領域等の周囲に流出しようとするが、流出防護壁18のため粉末材料16が周囲に流出するのを防止することができる。これにより、より一層、粉末材料16のリサイクル率を向上させることができる。
(D) Other structure of
(e)制御装置112の構成及び機能
次に、制御装置112の構成及び機能について説明する。
(E) Configuration and Function of
制御装置112は以下のような構成及び機能を有する。即ち、粉末材料を載せた第1のフィードテーブル13bを上昇させるとともに、パートテーブル13aを薄層一層分だけ下降させ、リコータ15を移動させて第1の粉末材料容器12aから造形用容器11に粉末材料16を供給し、パートテーブル13a上に粉末材料の薄層16aを形成させ、第2の粉末材料容器12b内の第2のフィードテーブル13cを下降させ、第2の粉末材料容器12bの表面を均しながらリコータ15を移動させて粉末材料の薄層16aを形成した後の残余の粉末材料16を第2のフィードテーブル13c上に収納させる。次いで、レーザ光及び制御ミラー(加熱焼結手段)によって作製すべき3次元造形物のスライスデータ(描画パターン)に基づき粉末材料の薄層16aを選択的に加熱して焼結させる。
The
また、上記と逆に、粉末材料16を載せた第2のフィードテーブル13cを上昇させるとともに、パートテーブル13aを薄層一層分だけ下降させ、リコータ15を移動させて第2の粉末材料容器12bから造形用容器11に粉末材料16を供給し、パートテーブル13a上の粉末材料の薄層16aの上に新たな粉末材料の薄層16aを形成させ、第1の粉末材料容器12a内の第1のフィードテーブル13bを下降させ、第1の粉末材料容器12aの表面を均しながらリコータ15を移動させて新たな粉末材料の薄層16aを形成した後の残余の粉末材料16を第1のフィードテーブル13b上に収納させる。次いで、レーザ光及び制御ミラー(加熱焼結手段)によって作製すべき3次元造形物のスライスデータ(描画パターン)に基づき粉末材料の薄層16aを選択的に加熱して焼結させる。
Contrary to the above, the second feed table 13c on which the
そして、これらの動作を繰り返して、複数の焼結薄層16bを積層させ、3次元造形物を作成させる。
And these operation | movement is repeated and the some sintered
さらに、制御装置は、リコータ15に備えられたセンサにより、粉末材料が運び入れられた側の粉末材料容器12b又は12a内で、造形用容器11側からリコータ15の移動方向に沿って検出されたリコータ15の位置或いは移動距離に基づき、次に粉末材料16を運び出す側の粉末材料容器12b又は12a内のフィードテーブル13c又は13bの上昇量(粉末材料の供給量に相当)、及び次に粉末材料16を運び入れる側の粉末材料容器12a又は12b内のフィードテーブル13b又は13cの降下量のうち、少なくとも何れか一を調整する。これにより、粉末材料の薄層を形成するために十分な量の供給量で粉末材料を供給し、かつ粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内で十分広い範囲にわたり粉末材料を運び入れることができる。
Further, the control device is detected by the sensor provided in the
以上のように、本発明によれば、粉末材料の薄層を形成するのに常に十分な量の粉末材料を造形用容器11に供給することができるとともに、残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内を十分に広い範囲にわたり残余の粉末材料で埋めることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to always supply a sufficient amount of powder material to the
これにより、粉末材料容器内の粉末材料を均一に予備加熱することができ、このため、造形領域において粉末材料の薄層の温度を融点近くで均一に保ち、レーザ光による選択加熱により粉末材料の薄層を素早く昇温して粉末材料の薄層を均一に焼結することができる。これにより、熱応力の発生を抑制することができるため、精度のよい造形物を作成することができる。 As a result, the powder material in the powder material container can be preheated uniformly. For this reason, the temperature of the thin layer of the powder material is kept uniform near the melting point in the modeling region, and the powder material is selectively heated by laser light. The thin layer can be quickly heated to uniformly sinter the thin layer of powdered material. Thereby, since generation | occurrence | production of a thermal stress can be suppressed, an accurate molded article can be created.
さらに、制御装置112に、リコータ15の制御、リコータ15の位置情報に基づく各粉末材料容器12a、12bのテーブル13b、13cの上昇量又は降下量の制御、レーザ光源の照射制御などを行わせるようにすることで、本発明の粉末焼結積層造形方法に必要な動作を自動的に行わせることができる。
Further, the
(粉末焼結積層造形方法の説明)
次に、図7乃至図10を参照しながら上記粉末焼結積層造形装置を用いた粉末焼結積層造形方法について説明する。図7乃至図10は断面図である。
(Description of powder sintering additive manufacturing method)
Next, a powder sintering additive manufacturing method using the powder sintering additive manufacturing apparatus will be described with reference to FIGS. 7 to 10 are sectional views.
まず、テーブル13a、13b、13cを、造形用容器11、第1及び第2の粉末材料容器12a、12bの内壁に沿って上下移動可能なように、造形用容器11、第1及び第2の粉末材料容器12a、12bに取り付ける。
First, the
次に、造形部111において、左右のフィードテーブル13b、13cを降下させ、フィードテーブル13b、13c上に十分な量の粉末材料16を収納する。
Next, in the
図7(a)は、このような準備をした後、一層分の焼結層16bが形成された後であって、次の粉末材料の薄層16aを形成する前の状態を示す。
FIG. 7A shows a state after such a preparation and after a single layer of the
次いで、図7(b)に示すように、パートテーブル13aを薄層一層分に相当する量だけ降下させる。次いで、左側のフィードテーブル13bを上昇させて粉末材料16が第1の粉末材料容器12aの表面から上に出てくるようにする。このとき、右側のフィードテーブル13cを降下させて、粉末材料の薄層16aを形成した後の残余の粉末材料16が収納できるように収納部12cを空けておく。
Next, as shown in FIG. 7B, the part table 13a is lowered by an amount corresponding to one thin layer. Next, the left feed table 13b is raised so that the
次いで、図8(a)に示すように、リコータ15を移動させて左側のフィードテーブル13b上、第1の粉末材料容器12aの表面から上に出ている粉末材料16を掻きとりつつ造形用容器11内のパートテーブル13a上に移動させる。このとき、リコータ15に設置された、粉末材料16を検知するセンサにより、十分な量の粉末材料16が供給されることを確認する。
Next, as shown in FIG. 8 (a), the
次に、図8(b)に示すように、造形用容器11の表面を均しつつパートテーブル13a上に粉末材料を運び入れる。これにより、パートテーブル13a上の第一層目の焼結薄層16bの上に新たな一層分の粉末材料の薄層16aが形成される。このとき、造形用容器11内壁に設置されたヒータ(図示しない)、或いは造形用容器11の斜め上に設けられた赤外線加熱装置(図示しない)などにより粉末材料の薄層16aの表面を、粉末材料の融点よりも5〜15℃程度低い温度に予備加熱する。
Next, as shown in FIG. 8B, the powder material is carried onto the part table 13 a while leveling the surface of the
さらに図9(a)、(b)に示すように、リコータ15を移動させて残余の粉末材料16を第2の粉末材料容器12b内に表面を均しつつ運び入れ、第2の粉末材料容器12b内の第2のフィードテーブル13c上に収納させる。このとき、運搬中の粉末材料の量が規定量より少なくなった時点のリコータ15の位置又は移動距離を検出する。
Further, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b), the
次に、レーザ光出射部の光源からレーザ光を出射させるとともに、作製すべき3次元造形物のスライスデータに基づき、コンピュータによりミラーを制御して、粉末材料の薄層16aに選択的にレーザ光を照射する。これにより、図9(b)に示すように、粉末材料の薄層16bが加熱されて焼結する。
Next, the laser beam is emitted from the light source of the laser beam emitting unit, and the mirror is controlled by a computer based on the slice data of the three-dimensional structure to be produced, so that the laser beam is selectively applied to the
次に、上記検出された第2の粉末材料容器12b内でのリコータ15の位置情報に基づき、次に、残余の粉末材料を運び入れる側の第1の粉末材料容器12a内を十分広い範囲にわたり粉末材料で埋めることができるように次の粉末材料の供給量(第2のフィードテーブル13cの上昇量に相当)、又は次に第1のフィードテーブル13bの降下量のうち少なくとも何れか一を算出する。
Next, based on the detected position information of the
次いで、図10(a)に示すように、パートテーブル13aを薄層一層分降下させるとともに、算出された上昇量及び降下量に基づき、第2のフィードテーブル13cを上昇させ、さらに、第1のフィードテーブル13bを降下させる。 Next, as shown in FIG. 10 (a), the part table 13a is lowered by one thin layer, the second feed table 13c is raised based on the calculated rise amount and the fall amount, and the first table The feed table 13b is lowered.
次いで、図10(b)に示すように、上記説明した場合とは逆にリコータ15を右側から左側に移動させる。そして、第2の粉末材料容器12bから新たな粉末材料16をパートテーブル13a上に供給し、焼結薄層16b上に新たな粉末材料の薄層16aを形成する。
Next, as shown in FIG. 10B, the
さらに、リコータ15を移動させて残余の粉末材料16を第1の粉末材料容器12a内に表面を均しつつ運び入れ、第1の粉末材料容器12a内の第1のフィードテーブル13b上に収納させる。このとき、第1の粉末材料容器12a内で残余の粉末材料16を運搬中に、粉末材料の量が規定量より少なくなった時点のリコータ15の位置又は移動距離を検出する。
Further, the
次いで、新たな粉末材料の薄層16aを加熱焼結し、焼結薄層16b上に新たな焼結薄層16bを形成する。
Next, the new powder material
次に、上記検出された第1の粉末材料容器12a内でのリコータ15の位置情報に基づき、次に残余の粉末材料を運び入れる側の第2の粉末材料容器12b内を十分広い範囲にわたり粉末材料で埋めることができるように次の供給量(第1のフィードテーブル13bの上昇量に相当)、又は次に第2のフィードテーブル13cの降下量のうち少なくとも何れか一を算出する。
Next, on the basis of the detected position information of the
次いで、図7(b)に示した方法と同じように、パートテーブル13aを薄層一層分降下させるとともに、算出された上昇量及び降下量に基づき、第1のフィードテーブル13bを上昇させ、さらに、第2のフィードテーブル13cを降下させる。 Next, as in the method shown in FIG. 7B, the part table 13a is lowered by one thin layer, and the first feed table 13b is raised based on the calculated rise amount and the drop amount. Then, the second feed table 13c is lowered.
次いで、上記したような方法で、粉末材料の薄層16aの形成→加熱焼結→粉末材料の薄層16aの形成→加熱焼結・・を繰り返す。
Subsequently, the formation of the
このようにして、順次焼結薄層16bが積層されて3次元造形物が完成する。そして、最後に予備加熱を止めて自然冷却を行い、常温付近になったら、造形用容器11から粉末材料16に埋もれた3次元造形物を取り出す。
In this way, the sintered
以上のように、本発明の粉末焼結積層造形方法によれば、第2の粉末材料容器12b内の第2のフィードテーブル13cを下降させ、リコータ15を移動させて粉末材料の薄層16aを形成した後の残余の粉末材料16を第2のフィードテーブル13c上に収納させている。さらに、その後に、第2の粉末材料容器12b内の第2のフィードテーブル13cを上昇させ、リコータ15により第2の粉末材料容器12bから造形用容器11に粉末材料16を供給している。
As described above, according to the powder sintering additive manufacturing method of the present invention, the second feed table 13c in the second
これにより、過剰な粉末材料をすぐに再使用することが可能となるので、粉末材料のリサイクル率を向上させることができる。 As a result, it becomes possible to reuse the excessive powder material immediately, so that the recycling rate of the powder material can be improved.
また、次の粉末材料の供給量、又は、第1の粉末材料容器12a内の第1のフィードテーブル13bの降下量のうち少なくとも何れか一を調整して、どんな場合でも、粉末材料の薄層を形成するのに常に十分な量の粉末材料を供給し、かつ残余の粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内を十分に広い範囲にわたり残余の粉末材料で埋めるようにしている。
Further, by adjusting at least one of the supply amount of the next powder material or the descending amount of the first feed table 13b in the first
これにより、粉末材料容器12a、12b内の粉末材料を均一に予備加熱することができ、このため、造形領域において粉末材料の薄層の温度を融点近くで均一に保ち、レーザ光による選択加熱により粉末材料の薄層を素早く昇温して粉末材料の薄層を均一に焼結することができる。これにより、熱応力の発生を抑制することができるため、精度のよい造形物を作成することができる。
As a result, the powder material in the
(本発明の他の実施の形態の説明)
以上、実施の形態によりこの発明の粉末焼結積層造形装置及び粉末焼結積層造形方法を詳細に説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の上記実施の形態の変更はこの発明の範囲に含まれる。
(Description of another embodiment of the present invention)
The powder sintered additive manufacturing apparatus and the powder sintered additive manufacturing method of the present invention have been described above in detail according to the embodiment, but the scope of the present invention is not limited to the examples specifically shown in the above embodiment. Without departing from the spirit of the present invention, the modifications of the above embodiment are included in the scope of the present invention.
例えば、この実施の形態の粉末焼結造形装置においては、リコータ15に設置された、粉末材料の供給量を検知するセンサ15dは、検知板15dが支点を中心に回転し、センサスイッチオンさせる構成であるが、検知板15dがエレベータ式に上下し、センサスイッチをオンさせるような構成としてもよい。
For example, in the powder sinter molding apparatus of this embodiment, the
また、粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料の量が検出できるようなものであれば、上記実施の形態のセンサの構成に限定されるものではない。粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料の量が検出できれば、次に粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内において、フィードテーブルの降下量との関係で十分に広い範囲を粉末材料で埋めるための、次の粉末材料の供給量を設定することが可能である。 Further, the configuration of the sensor of the above embodiment is not limited as long as the amount of the remaining powder material after the thin layer of the powder material can be detected. If the amount of the remaining powder material after forming the thin layer of the powder material can be detected, the powder material container next to the side where the powder material is carried is sufficiently wide in relation to the descending amount of the feed table. It is possible to set the supply amount of the next powder material to be filled with the material.
11 造形用容器
12a 第1の粉末材料容器
12b 第2の粉末材料容器
13a パートテーブル
13b 第1のフィードテーブル
13c 第2のフィードテーブル
15 リコータ
15a 運搬板
15d 検知板
16 粉末材料
16a 粉末材料の薄層
16b 焼結薄層
17 フランジ部
17a、17b 連結部
18 粉末材料の流出防護壁
111 造形部
112 制御装置
11
Claims (11)
底板が上下に移動する第1の粉末材料容器と、
前記第1の粉末材料容器と連結部を介して連結された、底板が上下に移動する造形用容器と、
前記造形用容器と連結部を介して連結された、底板が上下に移動する第2の粉末材料容器と、
前記第1又は第2の粉末材料容器から粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記第2又は第1の粉末材料容器に表面を均しながら運び入れる粉末材料運搬手段と、
前記残余の粉末材料の量を検出する手段と
を有することを特徴とする粉末焼結積層造形装置。 A powder sintering additive manufacturing apparatus that forms a thin layer of a powder material, irradiates a laser beam to sinter the thin layer of the powder material, and stacks a plurality of sintered thin layers to produce a three-dimensional structure. There,
A first powder material container whose bottom plate moves up and down;
A modeling container connected to the first powder material container via a connecting portion, the bottom plate moving up and down;
A second powder material container that is connected to the modeling container via a connecting part and whose bottom plate moves up and down;
The powder material is carried out from the first or second powder material container, the powder material is carried into the modeling container, a thin layer of the powder material is formed on the bottom plate of the modeling container, and the powder material A powder material transporting means for transporting the remaining powder material after forming the thin layer into the second or first powder material container while leveling the surface;
And a means for detecting the amount of the remaining powder material.
(ii)次に、前記第2の粉末材料容器の底板を上昇させて前記第2の粉末材料容器の表面よりも上に前記粉末材料を突出させ、かつ前記第1の粉末材料容器の底板を降下させるとともに、前記造形用容器の底板を降下させ、その状態で、前記粉末材料運搬手段を移動させて、前記第2の粉末材料容器から前記粉末材料を運び出し、前記造形用容器に前記粉末材料を運び入れ、前記造形用容器の底板上に前記粉末材料の薄層を形成し、さらに該粉末材料の薄層を形成した後の残余の前記粉末材料を前記第1の粉末材料容器内に運び入れる
という一連の動作を行わせる制御手段を備えたことを特徴とする請求項1又は2の何れか一に記載の粉末焼結積層造形装置。 (I) Raising the bottom plate of the first powder material container to cause the powder material to protrude above the surface of the first powder material container and lowering the bottom plate of the second powder material container The bottom plate of the modeling container is lowered, and in that state, the powder material carrying means is moved to carry out the powder material from the first powder material container, and carry the powder material into the modeling container Forming a thin layer of the powder material on the bottom plate of the modeling container, and further carrying the remaining powder material after forming the thin layer of the powder material into the second powder material container,
(Ii) Next, the bottom plate of the second powder material container is raised so that the powder material protrudes above the surface of the second powder material container, and the bottom plate of the first powder material container is While lowering, the bottom plate of the modeling container is lowered, and in that state, the powder material carrying means is moved to carry out the powder material from the second powder material container, and the powder material is transferred to the modeling container A thin layer of the powder material is formed on the bottom plate of the modeling container, and the remaining powder material after the formation of the thin layer of the powder material is carried into the first powder material container. The powder sintering additive manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that performs a series of operations of putting in.
前記第1の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び出す側及び運び入れる側とし、それに対応させて前記第2の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び入れる側及び運び出す側とし、
前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記第2又は第1の粉末材料容器に表面を均しながら運び入れ、かつ前記残余の粉末材料の量を検出し、
前記残余の粉末材料の量に基づき、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整する
ことを特徴とする粉末焼結積層造形方法。 A powder sintering additive manufacturing method using the powder sintering additive manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
The first powder material container is alternately the side to carry out the powder material and the side to carry it in, and the second powder material container is alternately brought into the side to carry in the powder material and the side to carry it out.
The residual powder material after forming the thin layer of the powder material by moving the powder material conveying means is carried into the second or first powder material container while leveling the surface, and the residual powder Detect the amount of material,
Based on the amount of the remaining powder material, the amount of rise of the bottom plate of the powder material container that will be the next side to carry out the powder material, or the amount of fall of the bottom plate of the powder material container that will be the side next to carry in the powder material A powder sinter additive manufacturing method characterized by adjusting at least one of them.
(1)前記第1の粉末材料容器の底板上に前記粉末材料を載せ、かつ前記第2の粉末材料容器の底板上に前記粉末材料を載せ、
(2)前記第1の粉末材料容器を上昇させて前記第1の粉末材料容器の表面に前記粉末材料を突出させ、
(3)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記第1の粉末材料容器の表面に突出した部分の粉末材料を運び出し、
(4)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記運び出した粉末材料を前記造形用容器に運び入れ、かつ前記造形用容器の底板上に粉末材料の薄層を形成し、
(5)前記第2の粉末材料容器の底板を降下させ、
(6)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記降下させた第2の粉末材料容器の底板上に表面を均しながら運び入れ、前記残余の粉末材料の量を検出し、
(7)前記残余の粉末材料の量に基づき、次に前記粉末材料を運び出す側となる前記第2の粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる前記第1の粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを決め、
(8)前記第2の粉末材料容器を上昇させて前記第2の粉末材料容器の表面に前記粉末材料を突出させ、
(9)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記第2の粉末材料容器の表面に突出した部分の粉末材料を運び出し、
(10)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記運び出した粉末材料を前記造形用容器に運び入れ、かつ前記造形用容器の底板上に粉末材料の薄層を形成し、
(11)前記第1の粉末材料容器の底板を降下させ、
(12)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記降下させた第1の粉末材料容器の底板上に表面を均しながら運び入れる
ことを特徴とする粉末焼結積層造形方法。 A powder sintering additive manufacturing method using the powder sintering additive manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
(1) Place the powder material on the bottom plate of the first powder material container, and place the powder material on the bottom plate of the second powder material container,
(2) Raising the first powder material container to project the powder material on the surface of the first powder material container;
(3) Move the powder material conveying means to carry out the portion of the powder material protruding to the surface of the first powder material container;
(4) The powder material carrying means is moved to carry the carried powder material into the modeling container, and a thin layer of the powder material is formed on the bottom plate of the modeling container,
(5) Lower the bottom plate of the second powder material container,
(6) The remaining powder material after the powder material carrying means is moved to form a thin layer of the powder material is carried onto the bottom plate of the lowered second powder material container while the surface is leveled. Detecting the amount of the remaining powder material;
(7) Based on the amount of the remaining powder material, the rising amount of the bottom plate of the second powder material container that will be the next side to carry out the powder material, or the second side that will next be the side to carry the powder material Deciding to adjust at least one of the descending amount of the bottom plate of the powder material container of 1;
(8) Raising the second powder material container to project the powder material on the surface of the second powder material container,
(9) Move the powder material conveying means to carry out the portion of the powder material protruding to the surface of the second powder material container;
(10) The powder material carrying means is moved to carry the carried powder material into the modeling container, and a thin layer of the powder material is formed on the bottom plate of the modeling container,
(11) Lower the bottom plate of the first powder material container,
(12) The remaining powder material after the powder material carrying means is moved to form the thin layer of the powder material is carried on the bottom plate of the lowered first powder material container while the surface is leveled. A powder sintering additive manufacturing method characterized by the above.
(13)前記残余の粉末材料の量に基づき、次に前記粉末材料を運び出す側となる前記第1の粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる前記第2の粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを決め、
(14)前記(2)乃至(13)の工程を繰り返す
ことを特徴とする請求項7記載の粉末焼結積層造形方法。 In the operation of (12), the amount of the remaining powder material is further detected.
(13) Based on the amount of the remaining powder material, the rising amount of the bottom plate of the first powder material container which is the next side to carry out the powder material, or the second side which is next the side to carry in the powder material Deciding to adjust at least one of the descending amounts of the bottom plate of the powder material container of 2,
(14) The method of powder sintering additive manufacturing according to claim 7, wherein the steps (2) to (13) are repeated.
前記第1の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び出す側及び運び入れる側とし、それに対応させて前記第2の粉末材料容器を交互に前記粉末材料を運び入れる側及び運び出す側とし、
前記粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内において、前記粉末材料運搬手段の移動方向に沿って、前記造形用容器側から順に不足領域、適量領域及び過剰領域に予め区分し、
前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記粉末材料を運び入れる側の粉末材料容器内に表面を均しながら運び入れている間に、運搬中の前記残余の粉末材料の量が前記規定量より少なくなった時点の前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出し、
前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離が前記不足領域、適量領域及び過剰領域のうちどの領域に入るかにより、次に前記粉末材料を運び出す側となる粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整する
ことを特徴とする粉末焼結積層造形方法。 A powder sintering additive manufacturing method using the powder sintering additive manufacturing apparatus according to any one of claims 2 to 5,
The first powder material container is alternately the side to carry out the powder material and the side to carry it in, and the second powder material container is alternately brought into the side to carry in the powder material and the side to carry it out.
In the powder material container on the side for carrying the powder material, in advance along the moving direction of the powder material transport means, in order from the modeling container side in advance, divided into a shortage region, an appropriate amount region and an excess region,
While the remaining powder material after forming the thin layer of the powder material is carried in a powder material container on the side where the powder material is carried while the surface is leveled, the remaining powder material being carried Detecting the position or moving distance of the powder material carrying means when the amount of is less than the prescribed amount,
The rising amount of the bottom plate of the powder material container which is the side to carry out the powder material next, or the next, depending on which of the shortage region, the appropriate amount region and the excess region the position or moving distance of the powder material carrying means enters. And adjusting at least one of the descending amounts of the bottom plate of the powder material container on the side for carrying the powder material.
(1)前記第2の粉末材料容器内において、前記粉末材料運搬手段の移動方向に沿って、前記造形用容器側から順に不足領域、適量領域及び過剰領域に予め区分し、
(2)前記第1の粉末材料容器の底板上に前記粉末材料を載せ、かつ前記第2の粉末材料容器の底板上に前記粉末材料を載せ、
(3)前記第1の粉末材料容器を上昇させて前記第1の粉末材料容器の表面に前記粉末材料を突出させ、
(4)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記第1の粉末材料容器の表面に突出した部分の粉末材料を運び出し、
(5)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記運び出した粉末材料を前記造形用容器に運び入れ、かつ前記造形用容器の底板上に粉末材料の薄層を形成し、
(6)前記第2の粉末材料容器の底板を降下させ、
(7)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記降下させた第2の粉末材料容器の底板上に表面を均しながら運び入れ、運搬中の前記残余の粉末材料の量が前記規定量より少なくなった時点の前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離を検出し、
(8)前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離が前記不足領域、適量領域及び過剰領域のうちどの領域に入るかにより、次に前記粉末材料を運び出す側となる前記第2の粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる前記第1の粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを決め、
(9)前記第2の粉末材料容器を上昇させて前記第2の粉末材料容器の表面に前記粉末材料を突出させ、
(10)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記第2の粉末材料容器の表面に突出した部分の粉末材料を運び出し、
(11)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記運び出した粉末材料を前記造形用容器に運び入れ、かつ前記造形用容器の底板上に粉末材料の薄層を形成し、
(12)前記第1の粉末材料容器の底板を降下させ、
(13)前記粉末材料運搬手段を移動させて前記粉末材料の薄層を形成した後の残余の粉末材料を、前記降下させた第1の粉末材料容器の底板上に表面を均しながら運び入れる
ことを特徴とする粉末焼結積層造形方法。 A powder sintering additive manufacturing method using the powder sintering additive manufacturing apparatus according to any one of claims 2 to 5,
(1) In the second powder material container, in advance along the moving direction of the powder material transport means, in order from the modeling container side in order into a deficient region, an appropriate amount region and an excess region,
(2) Place the powder material on the bottom plate of the first powder material container, and place the powder material on the bottom plate of the second powder material container,
(3) Raising the first powder material container to project the powder material on the surface of the first powder material container;
(4) Move the powder material conveying means to carry out the portion of the powder material protruding to the surface of the first powder material container;
(5) The powder material carrying means is moved to carry the carried powder material into the modeling container, and a thin layer of the powder material is formed on the bottom plate of the modeling container,
(6) Lower the bottom plate of the second powder material container,
(7) The remaining powder material after the powder material carrying means is moved to form the thin layer of the powder material is carried on the bottom plate of the lowered second powder material container while the surface is leveled. Detecting the position or moving distance of the powder material transport means when the amount of the remaining powder material being transported is less than the specified amount;
(8) Depending on which of the shortage region, the appropriate amount region, and the excess region the position or movement distance of the powder material transport means enters, the second powder material container that is the side to carry out the powder material next Deciding to adjust at least one of the rising amount of the bottom plate, or the lowering amount of the bottom plate of the first powder material container that will be the side next carrying the powder material,
(9) Raise the second powder material container to project the powder material on the surface of the second powder material container,
(10) The powder material carrying means is moved to carry out the portion of the powder material protruding to the surface of the second powder material container,
(11) Move the powder material carrying means to carry the carried powder material into the modeling container, and form a thin layer of the powder material on the bottom plate of the modeling container,
(12) Lower the bottom plate of the first powder material container,
(13) The remaining powder material after the powder material carrying means is moved to form a thin layer of the powder material is carried on the bottom plate of the lowered first powder material container while the surface is leveled. A powder sintering additive manufacturing method characterized by the above.
(14)前記粉末材料運搬手段の位置又は移動距離が前記不足領域、適量領域及び過剰領域のうちどの領域に入るかにより、次に前記粉末材料を運び出す側となる前記第1の粉末材料容器の底板の上昇量、又は次に前記粉末材料を運び入れる側となる前記第2の粉末材料容器の底板の降下量のうち少なくとも何れか一を調整することを決め、
(15)前記(3)乃至(14)の工程を繰り返す
ことを特徴とする請求項10記載の粉末焼結積層造形方法。 In addition to the operation of (1) above, in the first powder material container, along the moving direction of the powder material transporting means, in order from the modeling container side in order to the deficient area, appropriate amount area and excess area in advance. In addition to the operation of (13), the position of the powder material transporting means in the first powder material container when the remaining powder material being transported is less than the specified amount, or Detect the distance traveled,
(14) The first powder material container which is the side to carry out the powder material next, depending on which of the shortage region, the appropriate amount region, and the excess region the position or movement distance of the powder material carrying means enters. Deciding to adjust at least one of the rising amount of the bottom plate or the lowering amount of the bottom plate of the second powder material container that will be the side to carry the powder material next,
(15) The powder sintered additive manufacturing method according to claim 10, wherein the steps (3) to (14) are repeated.
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