JP4996672B2 - 3次元造形物製造装置 - Google Patents
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Description
前記材料テーブルを上方向へ移動させて、前記材料タンクから前記金属粉末を溢れさせると共に、前記造形テーブルを上方向又は下方向へ移動させて、前記造形タンクの上面よりも低い高さ位置又は前記造形タンクの上面と略同じ高さ位置に位置させる。続いて、前記スクレーパーシャフトを前記材料タンクの上方側から前記造形タンクの上方側へ移動させることにより、前記スクレーパーブレードによって前記金属粉末を均しながら前記造形タンク側に掻き寄せて、前記造形テーブル上に前記粉末層を形成する。なお、前記粉末層を形成した後に、前記スクレーパーシャフトを前記材料タンクの上方側へ復帰移動させておく。そして、前記レーザ光照射ユニットによってレーザ光を2次元走査しつつ前記粉末層に対して上方向から鉛直に照射することにより、任意形状の前記焼結体を形成して、1回目の焼結動作が終了する。
前記回転角調節機構によって前記スクレーパーアームの回転角を調節することにより、前記スクレーパーブレードの先端の高さ位置を調節することができる。要するに、前記装置本体に前記材料タンクの上方側と前記造形タンクの上方側との間で水平方向へ移動可能なスクレーパーシャフトが設けられ、前記スクレーパーシャフトの外周面に前記スクレーパーアームが前記スクレーパーシャフトの軸心周りに回転可能に嵌合して設けられ、前記スクレーパーアームに前記スクレーパーブレードが設けられているため、前記回転角調節機構によって前記スクレーパーアームの回転角を調節するだけで、前記スクレーパーアームに対する前記スクレーパーブレードの取付位置を変えることなく、前記スクレーパーブレードの先端の水平度を高精度に保った状態で、前記スクレーパーブレードの先端の高さ位置を調節することができる。
材料テーブル用サーボモータ17の駆動により材料テーブル11を上方向へ移動させて、材料タンク9から金属粉末を溢れさせると共に、造形テーブル用サーボモータ31の駆動により造形テーブル25を上方向又は下方向へ移動させて、造形タンク23の上面よりも低い高さ位置又は造形タンク23の上面と略同じ高さ位置に位置させる。続いて、スクレーパーシャフト用サーボモータ75の駆動によりスクレーパーシャフト73を材料タンク9の上方側から造形タンク23の上方側へ移動させることにより、スクレーパーブレード85によって金属粉末を均しながら造形タンク23側に掻き寄せて(図2(a)(b)参照)、造形テーブル25上に粉末層Tを形成する。なお、粉末層Tを形成した後に、スクレーパーシャフト用サーボモータ75の駆動によりスクレーパーシャフト73を材料タンク9の上方側へ復帰移動させておく。そして、チャンバー41内を不活性ガス雰囲気に保ちつつ、レーザ光照射ユニット45によってレーザ光Lを2次元走査しつつ粉末層Tに対して上方向から鉛直に照射することにより、任意形状の焼結体Tsを形成して、1回目の焼結動作が終了する。
ボールプランジャ89及びスプリングプランジャ91を基準ピン87に当接させた状態で、ボールプランジャ89及びスプリングプランジャ91を回転操作(締め付けたり又は緩めたり)することにより、スクレーパーアーム81の回転角を調節して、スクレーパーブレード85の先端の高さ位置を調節することができる。要するに、下部フレーム7の支持部7aに材料タンク9の上方側と造形タンク23の上方側との間で左右方向へ移動可能なスクレーパーシャフト73がガイド部材69及びスライダ71を介して設けられ、スクレーパーシャフト73の外周面にスクレーパーアーム81がスクレーパーシャフト73の軸心周りに回転可能に嵌合して設けられ、スクレーパーアーム81にスクレーパーブレード85が設けられているため、スクレーパーアーム81の回転角を調節するだけで、スクレーパーアーム81に対するスクレーパーブレード85の取付位置を変えることなく、スクレーパーブレード85の先端の水平度を高精度に保った状態で、スクレーパーブレード85の先端の高さ位置を調節することができる。
本発明の実施形態によれば、スクレーパーアーム81に対するスクレーパーブレード85の取付位置を変えることなく、スクレーパーブレード85の先端の水平度を高精度に保った状態で、スクレーパーブレード85の先端の高さ位置を調節できるため、スクレーパーブレード85の先端の調節作業が簡単になり、スクレーパーブレード85の先端の調節作業に要する時間を大幅に短縮することができる。
T 粉末層
Ts 焼結体
1 3次元造形物製造装置
3 装置本体
5 上部フレーム
7 下部フレーム
9 材料タンク
11 材料テーブル
17 材料テーブル用サーボモータ
23 造形タンク
25 造形テーブル
31 造形テーブル用サーボモータ
39 スクレーパーユニット
41 チャンバー
45 レーザ光照射ユニット
69 ガイド部材
71 スライダ
73 スクレーパーシャフト
75 スクレーパーシャフト用サーボモータ
81 スクレーパーアーム
83 長穴(挿入空間)
85 スクレーパーブレード
87 基準ピン
89 ボールプランジャ
91 スプリングプランジャ
93 ロックハンドル
Claims (4)
- 金属粉末の粉末層にレーザ光を照射して焼結体を形成する焼結動作を繰り返して行うことにより、複数の前記焼結体を重ね合わせてなる3次元造形物を製造する3次元造形物製造装置において、
装置本体に設けられ、上下方向へ延びてあって、上側が開放され、前記3次元造形物の構成材料である前記金属粉末を収容する材料タンクと、
前記材料タンク内に上下方向へ移動可能に設けられ、前記金属粉末を支持する材料テーブルと、
前記装置本体における前記材料タンクの一側に設けられ、上下方向に延びてあって、上側が開放された造形タンクと、
前記造形タンク内に上下方向へ移動可能に設けられ、前記粉末層を支持する造形テーブルと、
前記装置本体に設けられ、前記材料タンクから溢れた前記金属粉末を均しながら前記造形タンク側に掻き寄せるスクレーパーユニットと、
前記造形タンクの上方に設けられ、レーザ光を2次元走査しつつ前記粉末層に対して上方向から鉛直に照射するレーザ光照射ユニットと、を具備し、
前記スクレーパーユニットは、
前記装置本体に設けられ、前記材料タンクの上方側と前記造形タンクの上方側との間で水平方向へ移動可能なスクレーパーシャフトと、
前記スクレーパーシャフトの外周面に前記スクレーパーシャフトの軸心周りに回転可能に嵌合して設けられたスクレーパーアームと、
前記スクレーパーアームに設けられ、前記スクレーパーアームの長手方向へ延びてあって、前記金属粉末を均しながら掻き寄せるスクレーパーブレードと、
前記スクレーパーアームの回転角を調節する回転角調節機構と、を備えたことを特徴とする3次元造形物製造装置。 - 前記スクレーパーアームに前記スクレーパーシャフトの外周面の円弧方向に延びた挿入空間が形成されてあって、
前記回転角調節機構は、
前記スクレーパーシャフトの外周面に一体的に設けられ、前記スクレーパーアームの前記挿入空間に挿入した基準ピンと、
前記スクレーパーアームの一側面に螺合して設けられ、前記基準ピンに一方側から当接可能な第1調節ねじ部材と、
前記スクレーパーアームの他側面に螺合して設けられ、前記基準ピンに他方側から当接可能な第2調節ねじ部材と、を有したことを特徴とする請求項1に記載の3次元造形物製造装置。 - 前記第1調節ねじ部材は、ボールプランジャであって、前記第2調節ねじ部材は、スプリングプランジャであることを特徴とする請求項2に記載の3次元造形物製造装置。
- 前記スクレーパーユニットは、
前記スクレーパーアームを前記スクレーパーシャフトに対して回転不能に固定するロック機構を備えていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれかの請求項に記載の3次元造形物製造装置。
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