JP6092467B2 - 加工ノズル、加工ヘッド、加工装置 - Google Patents

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Description

本発明は、加工ノズル、加工ヘッド、加工装置に関する。
上記技術分野において、特許文献１には、複数種のパウダを分配率を変えつつ供給する技術が開示されている。例えば表１には、１層目から５層目までで、パウダの混合比率を徐々に変化させる技術が開示されている。段落００５８には、内ノズル３１が上下移動することで、内ノズル３１と外ノズル３２との先端の隙間から吐出するパウダ流４の集中位置が変化することが開示されている。
特開２０１２−１２５７７２号公報
しかしながら、上記文献に記載の技術では、図５の構成も図７の構成も、粉体は１つの供給路４１のみから射出される。つまり、一度に供給できる粉体は１種類のみである。そのため、複数種類の粉体を加工面に供給しようとすると、事前に混合してから供給しなければならず、供給中に偏析が起こり、思った組成が実現できないという問題があった。
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明にかかる加工ノズルは、
レーザ光によって加工面上に形成された溶融プールに対して粉体材料を射出するための加工ノズルであって、
前記レーザ光が通過する光経路を構成する内側筐体と、
前記内側筐体と粉体材料の第１供給路としての間隙を介して配置された外側筐体と、
を備え、
前記外側筐体内部に、粉体の第２供給路と、前記第２供給路と異なる径を有する第３供給路とを備えた。
上記目的を達成するため、本発明にかかる加工ヘッドは、
上述の加工ノズルと、前記レーザ光を集束させる集束装置と、を含むことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明にかかる加工装置は、
上述の加工ヘッドと、
前記加工ヘッドに前記粉体材料を供給する材料供給部と、
を備えたことを特徴とする。
本発明によれば、複数種類の粉体を同時に射出する加工ノズルを提供できる。
本発明の第１実施形態に係る加工ノズルの構成を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る加工ノズルの構成を示す底面の端面図である。 本発明の第１実施形態に係る加工ノズルの構成を示す縦断面図である。 本発明の第１実施形態に係る加工装置の構成を示す概略図である。 本発明の第２実施形態に係る加工ノズルの構成を示す縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係る加工ノズルの構成を示す斜視図である。
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、本発明の技術範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての加工ノズル１００について、図１乃至図４を用いて説明する。加工ノズル１００は、レーザ光１１０によって加工面１５０上に形成された溶融プール１５１に対して粉体材料１３０を射出するためのノズルである。
加工ノズル１００は、レーザ光１１０が通過する光経路１１１を構成する内側筐体１０１と、内側筐体１０１と粉体材料１３０の供給路１０３としての間隙を介して配置された外側筐体１０２と、を備えている。
外側筐体１０２内部には、さらに粉体の供給路１２１、１２２を備えている。粉体供給路１２１、１２２は、それぞれ異なる径を有する。ここでは供給路１２１及び供給路１２２は、それぞれ３つ設けられている。外側筐体１０２は、円筒形状であって、供給路１２１と供給路１２２とは、外側筐体１０２内部において、周状に、交互に設けられている。
図２は、加工ノズル１００の下流端を示す端面図である。図２に示すとおり、加工ノズル１００の下流端には、光経路１１１の開口部２０１と、供給路１０３の開口部２０３と、供給路１２１の開口部２２１と、供給路１２２の開口部２２２とが設けられている。
図３は、図１のＡ−Ａ断面図である。図３に示すとおり、リング状の供給路１０３から供給される粉体材料１３１は、リング状に非常に細い流れを形成し、狭い範囲に集束する。一方、円周上に配置された６か所の供給路１２１、１２２からは、供給路１０３よりも多くの粉体材料が、加工面１５０に供給される。また、供給路１２１は、供給路１２２よりも径大に形成されており、供給路１２１からは供給路１２２よりも多くの粉体材料が、加工面１５０に供給される。
造形精度及び造形速度に応じて、これらの供給路のうち、使用するものを変えて粉末材料を供給する。例えば、高精細の造形を行なう場合には、供給路１０３のみを用いて、周囲から一点に向けて的確な粉末材料の供給を行なう。
一方、造形精度を維持しつつ高速造形を行なう場合には、供給路１２１を用いて、やや多量の粉体材料を加工面１５０に供給する。さらに、超高速造形を行なう場合には、供給路１２１及び供給路１２２の両方を用いて、より多量の粉体材料を加工面１５０に供給する。またさらに、超超高速造形を行なう場合には、全ての供給路１０３、１２１、１２２を用いて、粉体材料を加工面１５０に供給する。
このように供給路を様々に組み合わせることにより、供給路１０３のみ、供給路１２１のみ、供給路１２２のみ、供給路１０３、１２１、供給路１０３、１２２、供給路１２１、１２２、供給路１０３、１２１、１２２という、７段階の粉体材料供給を行なうことができる。
また、例えば、ＴｉＡｌ合金を積層する場合、ＴｉとＡｌとを別々の供給路に供給することで、材料の違いによる輸送効率の影響を無視することができ、設計値に準じた重量比率でＴｉＡｌ合金を積層することが可能となる。
複数の異なる材料を積層する場合にも、材料毎に別々の供給路を用いることで、異なる材料を積層することが可能となる。複数の異なる材料を積層するとは、例えば、銅（基材）上に密着層を積層し、次に鉄を積層することなどをいう。また、材料は同じだが粒径の異なる粉体を、別々の供給路を用いて供給することにより、造形条件に応じた精度や速度で造形加工を行なうことができる。
加工ノズル１００を備えた光加工装置４００について、図４を用いて説明する。光加工装置４００は、集光した光が生み出す熱で材料を溶融することにより三次元的な造形物（あるいは肉盛溶接）を生成する装置である。光加工装置４００は、光源４１２、ステージ４０５、材料収容装置４２１〜４２３、材料供給部４２４〜４２６、加工ヘッド４０８および制御部４１３を備えている。
光源４１２としては、ここではレーザ光源を用いることとするが、ＬＥＤ、ハロゲンランプ、キセノンランプを用いることができる。また、例えば電子ビームなどを用いてもよい。
ステージ４０５は、Ｘステージ、あるいはＸＹステージ、あるいはＸＹＺステージである。材料収容装置４２１〜４２３は、加工ノズル１００に対し、材料供給部４２４〜４２６を介して材料を含むキャリアガスを供給する。例えば、材料は金属粒子、樹脂粒子などの粒子である。キャリアガスは、不活性ガスであり、例えばアルゴンガス、窒素ガス、ヘリウムガスなどを用いることができる。
加工ヘッド４０８は、内部に設けられたレンズ等からなる光学系によって光源４１２からのレーザ光を集束させ、その下流端には加工ノズル１００が取り付けられている。
コントローラ４１３は、細書き／太書きや造形物の形状などの造形条件を入力し、入力した造形条件に応じて光源４１２からのレーザ光の出力値、加工ヘッド４０８の位置および向き、ステージ４０５の位置などを変更すると共に、加工ノズル１００を制御し、粉体スポット形状を変化させる。また、コントローラ４１３は、材料供給部４２４〜４２６を制御して、ノズル１００から射出する材料の種類及び量を制御する。
以上の構成によれば、複数種類の粉体を同時に射出する加工ノズルを提供できる。
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る加工ノズル５００について、図５を用いて説明する。図５は、本実施形態に係る加工ノズル５００の構成を説明するための断面図である。本実施形態に係る加工ノズル５００は、上記第１実施形態と比べると、フラッパ５０１、５０２を有する点で異なる。その他の構成及び動作は、第１実施形態と同様であるため、同じ構成及び動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
フラッパ５０１、５０２により、供給路１２１、１２２から吐出された粉体材料の流れを変えることができる。すなわち、供給路１２１から吐出された粉体材料を、粉体スポット５１１に供給することができ、供給路１２２から吐出された粉体材料を、粉体スポット５１２に供給することができる。
レーザ光１１０は、一般的にレンズの構成により、加工面１５０が最も高温になるように構成されているため、粉体スポット５１１、５１２は、それぞれ、加工面１５０の溶融プール１５１よりも低温になっている。各粉体材料の溶融温度に合った粉体スポット５１１、５１２へ、それぞれの粉体材料を供給するように、フラッパ５０１、５０２を制御する。
これにより、粉体材料を良い環境で供給することが可能となり、精度の良い造形を実現することができる。例えば異なる素材で複層造形を行なう場合にも、供給路１０３、１２１、１２２を使い分け、さらにフラッパ５０１、５０２の角度を調整することにより、各種の素材をその素材にあった環境で積層加工することができる。例えば、融点の低い粉体を加工面１５０のより上方に供給し、融点の高い粉体を、より加工面１５０の近くに供給することで、各粉体の溶融位置を変え、粉体の混合精度を向上させることができる。
［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る加工ノズル６００について、図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係る加工ノズル６００の構成を説明するための斜視図である。本実施形態に係る加工ノズル６００は、上記第１実施形態と比べると、内側筐体１０１に対して外側筐体１０２を回転方向６０１に回動させる回動部６０２を有する点で異なる。その他の構成及び動作は、第１実施形態と同様であるため、同じ構成及び動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
本実施形態によれば、加工面１５０上を溶融プール１５１が進む方向（走査方向）６５１に合わせて、外側筐体１０２を回動することができる。つまり、外側筐体１０２に設けられた供給路１２１、１２２の溶融プール１５１に対する配置を、走査方向６５１に応じて変えることができる。例えば、溶融プール１５１の走査方向６５１前方に多くの粉体材料を供給したい場合、図６の状態から、１８０度、外側筐体１０２を回転させればよい。つまり、３つの供給路１２１の内、２つを、溶融プール１５１の前方に配置すれば、前方への粉体材料の供給量が後方に比べて多くなる。また例えば、供給路１２２を用いて供給する粉体材料を溶融プール１５１の走査方向６５１後方に多く供給したい場合にもやはり、図６の状態から、１８０度、外側筐体１０２を回転させればよい。
以上、本実施形態によれば、造形条件に応じて、より細かく粉体供給を制御することが可能になり、粉体の効率的な利用及び造形精度の向上を図ることができる。
［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。

Claims (6)

  1. レーザ光によって加工面上に形成された溶融プールに対して粉体材料を射出するための加工ノズルであって、
    前記レーザ光が通過する光経路を構成する内側筐体と、
    前記内側筐体と粉体材料の第１供給路としての間隙を介して配置された外側筐体と、
    を備え、
    前記外側筐体内部に、粉体の第２供給路と、前記第２供給路と異なる径を有する第３供給路とを備えたことを特徴とする加工ノズル。
  2. 前記外側筐体は、円筒形状であって、
    前記第２供給路と前記第３供給路とは、それぞれ少なくとも２つ備え、前記外側筐体内部において、周状に、交互に設けられたことを特徴とする請求項１に記載の加工ノズル。
  3. 前記外側筐体と前記加工面との間に、前記第１、第２粉体供給路から吐出された粉体材料の射出方向を変更するフラッパをさらに設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の加工ノズル。
  4. 前記外側筐体を回転する回転手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１、２または３に記載の加工ノズル。
  5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の加工ノズルと、
    前記レーザ光を集束させる集束装置と、
    を含むことを特徴とする加工ヘッド。
  6. 請求項５に記載の加工ヘッドと、
    前記加工ヘッドに前記粉体材料を供給する材料供給部と、
    を備えたことを特徴とする加工装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200084437A (ko) * 2018-12-26 2020-07-13 한국해양대학교 산학협력단 폐쇄형 기포를 갖는 다공 금속용 3차원 프린터 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법
KR20230079621A (ko) * 2021-11-29 2023-06-07 한국전자기술연구원 금속 3d프린터용 금속분말 주입장치 및 이를 이용한 금속 3d프린터

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2521386A (en) * 2013-12-18 2015-06-24 Ibm Improvements in 3D printing
JP6801173B2 (ja) * 2015-10-29 2020-12-16 セイコーエプソン株式会社 三次元構造物の製造方法、その製造装置及びその制御プログラム
US10150249B2 (en) * 2015-12-29 2018-12-11 Western Digital Technologies, Inc. Dual head extruder for three-dimensional additive printer
US10150239B2 (en) 2015-12-29 2018-12-11 Western Digital Technologies, Inc. Extruder for three-dimensional additive printer
US11148227B2 (en) * 2016-07-29 2021-10-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Laser melting of build materials
IT201600103343A1 (it) 2016-10-14 2018-04-14 Prima Ind Spa Macchina operatrice laser per la produzione additiva tramite trattamento termico laser, in particolare fusione, e relativo procedimento
IT201600103310A1 (it) * 2016-10-14 2018-04-14 Prima Ind Spa Macchina operatrice laser per la produzione additiva tramite trattamento termico laser, in particolare fusione, e relativo procedimento
JP6362797B1 (ja) * 2016-12-28 2018-07-25 三菱電機株式会社 合金成形品の製造方法
CN107671981B (zh) * 2017-10-20 2019-12-27 龙泉市金宏瓷业有限公司 一种陶瓷3d打印机喷嘴多级控制机构及控制方法
US10500788B2 (en) * 2017-11-07 2019-12-10 Thermwood Corporation Apparatus and methods for additive manufacturing at ambient temperature
CN107839055B (zh) * 2017-11-20 2019-05-21 龙泉市金宏瓷业有限公司 陶瓷打印机喷头
JP7063670B2 (ja) * 2018-03-26 2022-05-09 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 ノズルおよび積層造形装置
US11167375B2 (en) 2018-08-10 2021-11-09 The Research Foundation For The State University Of New York Additive manufacturing processes and additively manufactured products
FR3091195B1 (fr) * 2018-12-28 2022-10-14 Fives Machining Tete d’impression 3d par projection de poudre
JP7274948B2 (ja) * 2019-06-11 2023-05-17 ニデックマシンツール株式会社 三次元積層装置および方法
JP2020199535A (ja) * 2019-06-11 2020-12-17 三菱重工工作機械株式会社 表面加工装置および方法並びに三次元積層装置
US11219951B2 (en) 2019-07-03 2022-01-11 Directed Metal 3D, S.L. Multi-mode laser device for metal manufacturing applications
JP7184713B2 (ja) * 2019-07-31 2022-12-06 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 ノズル及び積層造形装置
DE102019124518B4 (de) * 2019-09-12 2025-07-31 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Materialabscheidungseinheit mit mehrfacher Materialfokuszone sowie Verfahren zum Auftragschweißen
WO2021192901A1 (ja) * 2020-03-26 2021-09-30 日立金属株式会社 混合粉末の製造方法、混合粉末の製造装置、付加製造方法および付加製造装置
DE102020207360A1 (de) * 2020-06-15 2021-12-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Herstellen eines Reibbremskörpers
FR3118598B1 (fr) * 2021-01-04 2023-06-23 Sotimeco Tete d’impression 3d a laser
JP7486440B2 (ja) * 2021-01-14 2024-05-17 株式会社荏原製作所 Ａｍ装置に使用されるｄｅｄノズルおよびｄｅｄノズルに着脱可能なアダプタ
DE102021122972A1 (de) 2021-09-06 2023-03-09 Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule (RWTH) Aachen, Körperschaft des öffentlichen Rechts Düsenvorrichtung und Verfahren zum Laserauftragsschweißen
EP4655128A1 (de) * 2023-01-27 2025-12-03 Trumpf Laser- und Systemtechnik GmbH Strahldüse mit einem pulverabschnitt und einem vorschubabschnitt
JP2024145539A (ja) * 2023-03-31 2024-10-15 株式会社荏原製作所 造形ノズル
CN117904619A (zh) 2023-04-28 2024-04-19 甚磁科技(上海)有限公司 一种合金靶材的制备装置及制备方法

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3851604A (en) * 1971-05-18 1974-12-03 E Seifert Device for metering granular material
US4467171A (en) * 1982-09-30 1984-08-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Laser cutting nozzle
US5043548A (en) * 1989-02-08 1991-08-27 General Electric Company Axial flow laser plasma spraying
JPH04120259A (ja) * 1990-09-10 1992-04-21 Agency Of Ind Science & Technol レーザ溶射法による機器・部材の製造方法および装置
DE4120790A1 (de) * 1991-06-24 1993-01-14 Verkehrswesen Hochschule Duese zum oberflaechenbehandeln metallischer werkstuecke
FR2685922B1 (fr) * 1992-01-07 1995-03-24 Strasbourg Elec Buse coaxiale de traitement superficiel sous irradiation laser, avec apport de materiaux sous forme de poudre.
US5477026A (en) * 1994-01-27 1995-12-19 Chromalloy Gas Turbine Corporation Laser/powdered metal cladding nozzle
US5837960A (en) * 1995-08-14 1998-11-17 The Regents Of The University Of California Laser production of articles from powders
US5961862A (en) * 1995-11-30 1999-10-05 The Regents Of The University Of California Deposition head for laser
US6127651A (en) * 1996-04-29 2000-10-03 Westinghouse Electric Company Llc Welding apparatus and method
US6046426A (en) * 1996-07-08 2000-04-04 Sandia Corporation Method and system for producing complex-shape objects
US5993554A (en) * 1998-01-22 1999-11-30 Optemec Design Company Multiple beams and nozzles to increase deposition rate
DE19909390C1 (de) * 1999-03-04 2000-11-09 Fraunhofer Ges Forschung Bearbeitungskopf und Verfahren zur Oberflächenbearbeitung von Werkstücken mittels Laserstrahl
US6388227B1 (en) * 1999-07-15 2002-05-14 Plasma Laser Technologies Ltd. Combined laser and plasma-arc processing torch and method
DE19935274C1 (de) * 1999-07-27 2001-01-25 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Bauteilen aus einer Werkstoffkombination
US6534745B1 (en) * 1999-09-27 2003-03-18 Mathew T. J. Lowney Nozzle particularly suited to direct metal deposition
EP1234625A1 (de) * 2001-02-21 2002-08-28 Trumpf Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Formkörpers durch selektives Laserschmelzen
US6894247B2 (en) * 2002-07-26 2005-05-17 Honeywell International, Inc. Powder feed splitter for hand-held laser powder fusion welding torch
JP4038724B2 (ja) * 2003-06-30 2008-01-30 トヨタ自動車株式会社 レーザクラッド加工装置およびレーザクラッド加工方法
ITTV20030155A1 (it) * 2003-12-05 2005-06-06 Lzh Laser Zentrum Hannover E V Metodo e apparecchiatura migliorati per la sinterizzazione di materiali inorganici e prodotti cosi' ottenuti.
US7030337B2 (en) * 2003-12-19 2006-04-18 Honeywell International, Inc. Hand-held laser welding wand having removable filler media delivery extension tips
JP4299157B2 (ja) * 2004-02-03 2009-07-22 トヨタ自動車株式会社 粉末金属肉盛ノズル
CA2620072A1 (en) * 2005-08-23 2007-03-01 Hardwear Pty Ltd. Powder delivery nozzle
EP1759791A1 (en) * 2005-09-05 2007-03-07 Nederlandse Organisatie voor toegepast- natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Apparatus and method for building a three-dimensional article
US7458765B2 (en) * 2005-09-23 2008-12-02 Fraunhofer Usa Diamond hard coating of ferrous substrates
US8629368B2 (en) * 2006-01-30 2014-01-14 Dm3D Technology, Llc High-speed, ultra precision manufacturing station that combines direct metal deposition and EDM
US7358457B2 (en) * 2006-02-22 2008-04-15 General Electric Company Nozzle for laser net shape manufacturing
DE102007043146B4 (de) * 2007-09-05 2013-06-06 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Bearbeitungskopf mit integrierter Pulverzuführung zum Auftragsschweißen mit Laserstrahlung
US8117985B2 (en) * 2007-10-10 2012-02-21 Ronald Peter Whitfield Laser cladding device with an improved nozzle
US8800480B2 (en) * 2007-10-10 2014-08-12 Ronald Peter Whitfield Laser cladding device with an improved nozzle
US8505414B2 (en) * 2008-06-23 2013-08-13 Stanley Black & Decker, Inc. Method of manufacturing a blade
JP5292256B2 (ja) * 2009-10-20 2013-09-18 株式会社日立製作所 レーザ加工ヘッド、及びレーザ肉盛方法
GB2476835B (en) * 2010-01-12 2012-02-01 Rolls Royce Plc Spray nozzle
US8769833B2 (en) * 2010-09-10 2014-07-08 Stanley Black & Decker, Inc. Utility knife blade
JP5616769B2 (ja) * 2010-12-13 2014-10-29 株式会社日立製作所 レーザ加工ヘッド及び肉盛溶接方法
EP2688730A1 (en) * 2011-03-25 2014-01-29 BAE Systems Plc. Additive layer manufacturing
EP2502729A1 (en) * 2011-03-25 2012-09-26 BAE Systems Plc Additive layer manufacturing
EP2855078B1 (en) * 2012-05-25 2020-08-12 European Space Agency Multi-wire feeder method for alloy sample formation and additive manufacturing
US9174388B2 (en) * 2012-08-16 2015-11-03 Stratasys, Inc. Draw control for extrusion-based additive manufacturing systems
FR3008637B1 (fr) * 2013-07-17 2015-08-14 Snecma Cloche de protection pour une buse de projection lors d'un procede de rechargement

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200084437A (ko) * 2018-12-26 2020-07-13 한국해양대학교 산학협력단 폐쇄형 기포를 갖는 다공 금속용 3차원 프린터 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법
KR102205851B1 (ko) * 2018-12-26 2021-01-20 한국해양대학교 산학협력단 폐쇄형 기포를 갖는 다공 금속용 3차원 프린터 및 이를 이용한 3차원 프린팅 방법
KR20230079621A (ko) * 2021-11-29 2023-06-07 한국전자기술연구원 금속 3d프린터용 금속분말 주입장치 및 이를 이용한 금속 3d프린터
KR102678642B1 (ko) * 2021-11-29 2024-06-27 한국전자기술연구원 금속 3d프린터용 금속분말 주입장치 및 이를 이용한 금속 3d프린터

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