JP6109987B2 - Nozzle for additive manufacturing apparatus and additive manufacturing apparatus - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、積層造形装置用のノズルおよび積層造形装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an additive manufacturing apparatus nozzle and additive manufacturing apparatus.

従来、積層造形物を形成する積層造形装置が知られている。積層造形装置は、ノズルから材料の粉体を供給するとともにレーザー光を出射することにより粉体を溶融させて材料の層を形成し、当該層を積み重ねることにより積層造形物を形成する。   Conventionally, an additive manufacturing apparatus for forming an additive manufacturing object is known. The additive manufacturing apparatus supplies powder of material from a nozzle and emits laser light to melt the powder to form a layer of material, and stacks the layers to form an additive manufacturing object.

特開2009−1900号公報JP 2009-1900 A

従来においては、例えば、紛体の飛散による造形精度の劣化、および、ヒュームによる造形物の品質劣化などが課題となっている。そこで、この種の装置においては、例えば、粉体の供給や、粉体やヒュームの排出(回収)等について改善可能な新規な構成が得られれば、有意義である。   Conventionally, for example, deterioration of modeling accuracy due to scattering of powder and quality deterioration of a modeled object due to fume have been problems. Therefore, in this type of apparatus, for example, it would be meaningful if a new configuration capable of improving the supply of powder, the discharge (collection) of powder and fume, and the like can be obtained.

実施形態の積層造形装置のノズルは、出射部と、材料供給部と、排気部と、を備える。出射部からは、エネルギー線が出射される。材料供給部には、材料の粉体を射出する材料供給口が設けられる。排気部には、材料が排出される排気口が設けられる。材料供給口と排気口とは材料の粉体の流れができるように間隔をあけて配置される。出射部は、材料供給口から排気口に向かう材料の粉体の流れの少なくとも一部と交差するようにエネルギー線を出射可能に設けられる。 The nozzle of the additive manufacturing apparatus according to the embodiment includes an emission unit, a material supply unit, and an exhaust unit. An energy beam is emitted from the emission part. The material supply unit is provided with a material supply port for injecting material powder. The exhaust part is provided with an exhaust port through which the material is discharged. The material supply port and the exhaust port are arranged at an interval so that the powder of the material can flow . The emission part is provided so as to be able to emit energy rays so as to intersect with at least a part of the flow of the powder of the material from the material supply port toward the exhaust port .

図1は、第1実施形態の積層造形装置の概略構成の一例が示された図である。FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the additive manufacturing apparatus according to the first embodiment. 図2は、第1実施形態の積層造形装置のノズルの概略構成が示された模式的な断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a nozzle of the additive manufacturing apparatus according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態の積層造形装置のノズルの先端部の平面図(下面図)である。FIG. 3 is a plan view (bottom view) of the tip of the nozzle of the additive manufacturing apparatus according to the first embodiment. 図4は、第1変形例のノズルの概略構成が示された模式的な斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of a nozzle according to a first modification. 図5は、第2実施形態の積層造形装置の概略構成の一例が示された図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a schematic configuration of the additive manufacturing apparatus according to the second embodiment. 図6は、第2実施形態のノズルの概略構成が示された模式的な斜視図である。FIG. 6 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of a nozzle according to the second embodiment. 図7は、第3実施形態のノズルの概略構成が示された模式的な斜視図である。FIG. 7 is a schematic perspective view showing a schematic configuration of the nozzle of the third embodiment.

以下、本発明の例示的な実施形態および変形例が開示される。以下に示される実施形態および変形例の構成や制御(技術的特徴)、ならびに当該構成や制御によってもたらされる作用および結果(効果)は、一例である。本発明の実施形態および変形例においては、エネルギー線としてレーザー光を利用している。エネルギー線としては、レーザー光のように材料を溶融できるものであればよく、電子ビームや、マイクロ波から紫外線領域の電磁波などであってもよい。   Hereinafter, exemplary embodiments and modifications of the present invention will be disclosed. The configurations and controls (technical features) of the embodiments and modifications shown below, and the operations and results (effects) brought about by the configurations and controls are examples. In the embodiment and modification of the present invention, laser light is used as the energy beam. The energy beam may be any material that can melt the material like laser light, and may be an electron beam or an electromagnetic wave in the microwave to ultraviolet region.

また、以下に開示される複数の実施形態および変形例には、同様の構成要素が含まれる。以下では、同様の構成要素には共通の符号が付与されるとともに、重複する説明が省略される。   Moreover, the same component is contained in several embodiment and modification which are disclosed below. In the following, common reference numerals are given to similar components, and redundant description is omitted.

<第1実施形態>
図1に示されるように、積層造形装置1は、ステージ12や、移動装置13、ノズル装置14、光源41等を備えている。
<First Embodiment>
As shown in FIG. 1, the additive manufacturing apparatus 1 includes a stage 12, a moving device 13, a nozzle device 14, a light source 41, and the like.

積層造形装置1は、ステージ12上に配置された対象物110の造形スポット110cにノズル装置14で材料121を供給するのと並行して、レーザー光200をその造形スポット110cに集光して照射する。これにより、材料121と対象物110が溶接される。このような動作を繰り返すことにより、材料121が対象物110に積層され、所定の形状の積層造形物(造形物)が造形できる。材料121は、粉末状の金属材料や、樹脂材料などである。造形には、一つ以上の材料121が用いられる。材料121は、タンク31aに収容されている。レーザー光200は、エネルギー線の一例である。なお、レーザー光以外のエネルギー線を用いてもよい。   The additive manufacturing apparatus 1 condenses and irradiates the laser beam 200 on the modeling spot 110c in parallel with supplying the material 121 to the modeling spot 110c of the object 110 arranged on the stage 12 by the nozzle device 14. To do. Thereby, the material 121 and the target object 110 are welded. By repeating such an operation, the material 121 is stacked on the object 110, and a layered object (modeled object) having a predetermined shape can be formed. The material 121 is a powdery metal material, a resin material, or the like. One or more materials 121 are used for modeling. The material 121 is accommodated in the tank 31a. The laser beam 200 is an example of energy rays. In addition, you may use energy rays other than a laser beam.

ノズル装置14は、ノズル33に供給管34と排出管35を備えた構造をしている。供給管34は供給装置31に接続されており、材料121がタンク31aから供給装置31と供給管34を通して供給される。また、排出管35は排出装置32に接続されており、材料121が排出管35と排出装置32を通してタンク31aに排出される。   The nozzle device 14 has a structure in which a nozzle 33 includes a supply pipe 34 and a discharge pipe 35. The supply pipe 34 is connected to the supply apparatus 31, and the material 121 is supplied from the tank 31 a through the supply apparatus 31 and the supply pipe 34. Further, the discharge pipe 35 is connected to the discharge device 32, and the material 121 is discharged to the tank 31 a through the discharge pipe 35 and the discharge device 32.

光源41は、ケーブル210を介して光学系42に接続されている。光源41は、発振素子(図示されず)を有し、発振素子の発振により、レーザー光200を出射する。光源41は、射出するレーザー光のパワー密度を変更することが可能である。   The light source 41 is connected to the optical system 42 via the cable 210. The light source 41 has an oscillation element (not shown), and emits a laser beam 200 by the oscillation of the oscillation element. The light source 41 can change the power density of the emitted laser light.

レーザー光200は、ノズル33に備えられた集光レンズ336にケーブル210を介して照射され、集光レンズ336によって造形スポット110cに集光される。これにより、造形スポット110cは溶融される。   The laser beam 200 is irradiated to the condensing lens 336 provided in the nozzle 33 via the cable 210, and is condensed on the modeling spot 110c by the condensing lens 336. Thereby, the modeling spot 110c is melted.

次に、積層造形装置1による造形方法について説明する。造形スポット110cにレーザー光200が集光され、対象物110が溶融される。同時に、ノズル33から材料121が供給され、造形スポット110cに積層される。ここで、造形スポット110cに供給される材料121は、レーザー光200によって昇温されている。このため、造形スポット110cにおいて、材料121と対象物110の温度差が低減され、両者がより密に積層される。つまり、造形物の密度を高めることが可能となる。   Next, a modeling method by the additive manufacturing apparatus 1 will be described. The laser beam 200 is focused on the modeling spot 110c, and the object 110 is melted. At the same time, the material 121 is supplied from the nozzle 33 and stacked on the modeling spot 110c. Here, the material 121 supplied to the modeling spot 110 c is heated by the laser beam 200. For this reason, in the modeling spot 110c, the temperature difference between the material 121 and the object 110 is reduced, and both are laminated more densely. That is, it becomes possible to increase the density of the shaped object.

ここで、図2,3を参照し、本実施形態の例示的なノズル33の詳細な構成および機能を説明する。以下では、説明の便宜上、互いに直交するX方向、Y方向、およびZ方向が定められる。X方向は、図2では右方向であり、Y方向は、図2では紙面と垂直な方向であり、Z方向は、図2では上方向である。ステージ12の上面は、X方向とY方向とで張られる二次元平面に沿って広がる。積層造形装置1では、ノズル33およびステージ12のうち少なくとも一方がX方向およびY方向に移動することによりノズル33とステージ12とが相対的に移動し、X方向およびY方向の平面に沿って材料を積層できる。そして、材料121が順次Z方向に積層されることで、立体的な積層造形物が形成される。X方向およびY方向は、水平方向や横方向等と称されうる。Z方向は、鉛直方向や、垂直方向、高さ方向、厚さ方向、縦方向等と称されうる。   Here, with reference to FIG.2, 3, the detailed structure and function of the exemplary nozzle 33 of this embodiment are demonstrated. In the following, for convenience of explanation, an X direction, a Y direction, and a Z direction that are orthogonal to each other are determined. The X direction is a right direction in FIG. 2, the Y direction is a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 2, and the Z direction is an upward direction in FIG. The upper surface of the stage 12 extends along a two-dimensional plane stretched between the X direction and the Y direction. In the additive manufacturing apparatus 1, at least one of the nozzle 33 and the stage 12 moves in the X direction and the Y direction, so that the nozzle 33 and the stage 12 move relatively, and the material along the planes in the X direction and the Y direction. Can be laminated. Then, the material 121 is sequentially laminated in the Z direction, so that a three-dimensional layered object is formed. The X direction and the Y direction can be referred to as a horizontal direction, a horizontal direction, or the like. The Z direction can be referred to as a vertical direction, a vertical direction, a height direction, a thickness direction, a vertical direction, or the like.

ノズル33は、ボディ330を備える。ボディ330は、曲面形状を有し、例えば、窒化ホウ素(セラミック材料)等、耐熱性の高い材料で構成される。ボディ330の長手方向(軸方向)は、例えば、Z方向に沿う。ボディ330の短手方向(幅方向)は、例えば、X方向に沿う。また、ボディ330の奥行き方向はY方向に沿う。ただし、長手方向がZ方向である必要はなく、X方向あるいはY方向でもよい。短手方向についても同様である。ボディ330は、外面(面)としての、下面331や、側面332a,332b等を有する。下面331は、ボディ330の長手方向の端部(下端)に位置され、端面とも称されうる。下面331は、造形スポット110cと面する。下面331は、造形スポット110c側に凸(下に凸)の曲面状に形成されている。側面332a,332bは、ボディ330の短手方向の端部に位置され、周面とも称され得る。側面332a,332bは、幅方向の外側に向けて凸(左または右に凸)の曲面状に形成されている。ボディ330の幅方向と奥行き方向に沿った断面、すなわち長手方向と直交する断面の形状は、例えば、四角形状(例えば、長方形状)である。一方、長手方向と幅方向に沿った断面において、ボディ330は、先端側に向かうにつれて細くなる先細り形状を備えるとともに、幅方向に沿う形状を備えている。例えば、このような先端形状として、円弧形状がある。   The nozzle 33 includes a body 330. The body 330 has a curved shape and is made of a material having high heat resistance such as boron nitride (ceramic material). The longitudinal direction (axial direction) of the body 330 is, for example, along the Z direction. The lateral direction (width direction) of the body 330 is, for example, along the X direction. The depth direction of the body 330 is along the Y direction. However, the longitudinal direction need not be the Z direction, and may be the X direction or the Y direction. The same applies to the short direction. The body 330 includes a lower surface 331, side surfaces 332a and 332b, and the like as outer surfaces (surfaces). The lower surface 331 is positioned at an end portion (lower end) in the longitudinal direction of the body 330 and may also be referred to as an end surface. The lower surface 331 faces the modeling spot 110c. The lower surface 331 is formed in a curved surface that is convex (convex downward) toward the modeling spot 110c. The side surfaces 332a and 332b are positioned at the ends of the body 330 in the short direction and may also be referred to as peripheral surfaces. The side surfaces 332a and 332b are formed in a curved surface convex toward the outside in the width direction (convex left or right). The shape of the cross section along the width direction and the depth direction of the body 330, that is, the cross section orthogonal to the longitudinal direction is, for example, a quadrangular shape (for example, a rectangular shape). On the other hand, in a cross section along the longitudinal direction and the width direction, the body 330 has a tapered shape that becomes thinner toward the distal end side, and also has a shape along the width direction. For example, there is an arc shape as such a tip shape.

ボディ330には、複数の開口部333,334,335が設けられている。開口部333は、貫通孔であり、ボディ330の幅方向の中央部で、ボディ330の軸方向(Z方向)に沿って延び、下面331の中央部で開口されている。開口部333は、略円形の断面を有している。開口部333には、ケーブル210等を介してレーザー光200が導入される。開口部333は、レーザー光200(光束)の通路である。すなわち、開口部333には、ノズル33またはノズル33外に設けられたレンズ336で集束されたレーザー光200が通される。図2において、開口部333はレーザー光200の光束に沿って開口しているように描いたが、必ずしもレーザー光200の光束に沿って開口する必要はない。つまり、レーザー光200が通過すればどのような開口形状でも構わない。ただし、このようにレーザー光200の光束に沿って開口することにより、開口端333aから流入してくるヒュームの量を低減することができる。開口部333を通ったレーザー光200は、開口端333aから造形スポット110cに向けて出射され、集光位置Pcで集光される。集光位置Pcは、下面331から所定距離離れた位置に設定される。ボディ330は、出射部の一例である。この図において、集光位置Pcは、下面331から離れた場所に描いたが、実際には下面331の近傍である。   The body 330 is provided with a plurality of openings 333, 334 and 335. The opening 333 is a through hole and extends along the axial direction (Z direction) of the body 330 at the center in the width direction of the body 330 and opens at the center of the lower surface 331. The opening 333 has a substantially circular cross section. The laser beam 200 is introduced into the opening 333 via the cable 210 or the like. The opening 333 is a path for the laser beam 200 (light beam). That is, the laser beam 200 focused by the nozzle 33 or the lens 336 provided outside the nozzle 33 is passed through the opening 333. In FIG. 2, the opening 333 is depicted as opening along the light beam of the laser light 200, but it is not always necessary to open along the light beam of the laser light 200. That is, as long as the laser beam 200 passes, any opening shape may be used. However, by opening along the luminous flux of the laser beam 200 in this way, the amount of fumes flowing from the opening end 333a can be reduced. The laser beam 200 that has passed through the opening 333 is emitted from the opening end 333a toward the modeling spot 110c and is condensed at the condensing position Pc. The condensing position Pc is set at a position away from the lower surface 331 by a predetermined distance. The body 330 is an example of an emitting part. In this figure, the condensing position Pc is drawn at a location away from the lower surface 331, but is actually near the lower surface 331.

開口部334は、貫通孔であり、ボディ330の幅方向の端部(図2の例では右側)で、ボディ330の軸方向に沿って延び、下面331で開口されている。開口部334は、側面332aおよび下面331に略沿って延びている。すなわち、開口部334は、上方ではZ方向に略沿って延び、下方に向かうにつれて徐々にレーザー光200側に(図2において、X方向の負側)向けて曲がり、下面331で開口されている。開口部334は、下面331に沿って開口されている。開口部334の開口端334aでの開口方向(開放方向)は、X方向に略沿っている。開口端334aの少なくとも一部は、開口端333aよりもボディ330の先端側に位置されている。先端側は、レーザー光200の出射方向側、あるいは造形スポット110cに近い側でもある。また、図3に、Z軸の負の方向から見た、ボディ330の先端部のXY面を示す。この図に示されるように、開口端334aは、開口端333aに比べて下面331の中心からの距離が大きいところに位置されている。開口部334は、少なくとも開口端334aの近傍の領域では、Y方向に細長い長方形状の断面を有している。すなわち、開口部334は、スリット状の貫通孔である。開口部334は、レーザー光200に沿いつつ、しだいにレーザー光200に近づくように延びたスリット状に形成されている。レーザー光200に近接する領域において、開口端334aと開口端335aが対向する方向と、レーザー光200の射出方向は直交することが望ましい。このとき、開口端334aから供給される粉体は造形スポット110cの表面に沿って運ばれ、紛体が造形スポット110cに衝突して飛散される成分を低減できる。開口部334は、供給管34等を介して供給装置31に接続されている。開口部334は、気体や、材料121等を供給する通路として用いられる。開口部334は、給気口および材料供給口の一例であり、ボディ330は、給気部および材料供給部の一例である。   The opening 334 is a through-hole, is an end portion in the width direction of the body 330 (right side in the example of FIG. 2), extends along the axial direction of the body 330, and is opened at the lower surface 331. The opening 334 extends substantially along the side surface 332a and the lower surface 331. That is, the opening 334 extends substantially along the Z direction in the upper direction, gradually bends toward the laser beam 200 (in the negative direction in the X direction in FIG. 2) toward the lower side, and is opened at the lower surface 331. . The opening 334 is opened along the lower surface 331. The opening direction (opening direction) at the opening end 334a of the opening 334 is substantially along the X direction. At least a part of the opening end 334a is located closer to the distal end side of the body 330 than the opening end 333a. The front end side is also the side in the direction of emission of the laser beam 200 or the side close to the modeling spot 110c. FIG. 3 shows the XY plane of the tip of the body 330 viewed from the negative direction of the Z axis. As shown in this figure, the opening end 334a is located at a position where the distance from the center of the lower surface 331 is larger than the opening end 333a. The opening 334 has a rectangular cross section elongated in the Y direction at least in a region near the opening end 334a. That is, the opening 334 is a slit-shaped through hole. The opening 334 is formed in a slit shape extending along the laser beam 200 so as to gradually approach the laser beam 200. In the region close to the laser beam 200, it is desirable that the direction in which the opening end 334a and the opening end 335a face each other is orthogonal to the emission direction of the laser beam 200. At this time, the powder supplied from the opening end 334a is carried along the surface of the modeling spot 110c, and the component which a powder collides with the modeling spot 110c and is scattered can be reduced. The opening 334 is connected to the supply device 31 through the supply pipe 34 and the like. The opening 334 is used as a passage for supplying gas, material 121, and the like. The opening 334 is an example of an air supply port and a material supply port, and the body 330 is an example of an air supply unit and a material supply unit.

開口部335は、貫通孔であり、ボディ330の幅方向他方側(図2の例では左側)の端部で、ボディ330の軸方向に沿って延び、下面331で開口されている。開口部335は、側面332bおよび下面331に略沿って延びている。すなわち、開口部335は、上方ではZ方向に略沿って延び、下方に向かうにつれて徐々にX方向の正側(図2の右側、レーザー光200側)に向けて曲がり、下面331で開口されている。開口部335は、下面331に沿って開口されている。開口部335の開口端335aでの開口方向(開放方向)は、X方向に略沿っている。開口端335aの少なくとも一部は、開口端333aよりも、ボディ330の先端側に位置されている。先端側は、レーザー光200の出射方向側、あるいは造形スポット110cに近い側でもある。また、図3に示されるように、開口端335aは、開口端333aよりも下面331の中心から離れて位置されている。開口部335は、少なくとも開口端334aの近傍の領域では、Y方向に細長い長方形状の断面を有している。すなわち、開口部335は、スリット状の貫通孔である。開口部335は、レーザー光200の出射方向に沿いつつ、しだいにレーザー光200に近づくように延びたスリット状に形成されている。レーザー光200に近接する領域において、開口端334aと開口端335aが対向する方向と、レーザー光200の射出方向は直交することが望ましい。このとき、開口端334aから供給される粉体は造形スポット110cの表面に沿って運ばれ、紛体が造形スポット110cに衝突して飛散される成分を低減できる。開口部335は、排出管35等を介して排出装置32に接続されている。開口部335は、処理領域から、気体や、材料121、ヒューム、塵芥等を排出(回収)する通路として用いられる。開口部335は、排気口および回収口の一例であり、ボディ330は、排気部および回収部の一例である。   The opening 335 is a through hole, and extends along the axial direction of the body 330 at the other end in the width direction of the body 330 (left side in the example of FIG. 2), and is opened at the lower surface 331. The opening 335 extends substantially along the side surface 332b and the lower surface 331. That is, the opening 335 extends substantially along the Z direction at the upper side, and gradually bends toward the positive side in the X direction (the right side in FIG. 2, the laser beam 200 side) toward the lower side, and is opened at the lower surface 331. Yes. The opening 335 is opened along the lower surface 331. The opening direction (opening direction) at the opening end 335a of the opening 335 is substantially along the X direction. At least a part of the opening end 335a is positioned closer to the distal end side of the body 330 than the opening end 333a. The front end side is also the side in the direction of emission of the laser beam 200 or the side close to the modeling spot 110c. As shown in FIG. 3, the opening end 335a is located farther from the center of the lower surface 331 than the opening end 333a. The opening 335 has a rectangular cross section elongated in the Y direction at least in a region near the opening end 334a. That is, the opening 335 is a slit-shaped through hole. The opening 335 is formed in a slit shape extending along the emitting direction of the laser beam 200 and gradually approaching the laser beam 200. In the region close to the laser beam 200, it is desirable that the direction in which the opening end 334a and the opening end 335a face each other is orthogonal to the emission direction of the laser beam 200. At this time, the powder supplied from the opening end 334a is carried along the surface of the modeling spot 110c, and the component which a powder collides with the modeling spot 110c and is scattered can be reduced. The opening 335 is connected to the discharge device 32 via the discharge pipe 35 and the like. The opening 335 is used as a passage for discharging (collecting) gas, material 121, fume, dust, and the like from the processing region. The opening 335 is an example of an exhaust port and a recovery port, and the body 330 is an example of an exhaust unit and a recovery unit.

図3に示されるように、開口部334,335の開口端334a,335aは、X方向(幅方向)に互いに離間されている。開口端333aは、開口端334aと開口端335aとの間の略中央に位置されている。開口端334a,335aは間隔をあけて互いに対向している。開口端334a,335aは、X方向に互いに面している。開口端334a,335aは、例えば、正対している。開口部334,335の開口方向は略一致している。また、図2からわかるように、レーザー光200の光路は、開口部334と開口部335との間に位置されている。このような構成において、開口部334から、出射されたレーザー光200の光路が通る空間を通り、開口部335に至る、気体の流れSg(気流、図3参照)が形成される。流れSgの方向は、造形スポット110cの表面に略沿うとともに、X方向に略沿っている。流れSgの方向は、レーザー光200の出射方向(図3の紙面と垂直な方向)と交差した方向あるいはねじれの位置の方向に略沿っている。   As shown in FIG. 3, the opening ends 334a and 335a of the openings 334 and 335 are spaced apart from each other in the X direction (width direction). The open end 333a is located at the approximate center between the open end 334a and the open end 335a. The open ends 334a and 335a are opposed to each other with a gap therebetween. Open ends 334a and 335a face each other in the X direction. The open ends 334a and 335a face each other, for example. The opening directions of the openings 334 and 335 substantially coincide. As can be seen from FIG. 2, the optical path of the laser beam 200 is located between the opening 334 and the opening 335. In such a configuration, a gas flow Sg (airflow, see FIG. 3) is formed from the opening 334 through the space through which the emitted laser beam 200 passes through to the opening 335. The direction of the flow Sg is substantially along the surface of the modeling spot 110c and substantially along the X direction. The direction of the flow Sg is substantially along the direction intersecting the direction in which the laser beam 200 is emitted (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3) or the position of the twist.

このように、本実施形態では、出射されたレーザー光200の光路(集光位置Pc)およびその周辺部(近傍、周囲、隣接空間)から気体が排出される開口部335(排気口)が設けられている。開口部335は、レーザー光200の光路またはその周辺部に面している。よって、例えば、造形に用いられなかった材料121の粉体や、造形によって生成されたヒューム等が開口部335を介して排出されるので、材料121の粉体やヒュームが処理領域(造形領域)の周囲に残存したり拡散したりするのが抑制されうる。なお、周辺部は、例えば、本実施形態による給気(または排気)による、材料121の粉体やヒュームの排出、材料121の供給等について、実質的な効果が得られる空間である。   As described above, in the present embodiment, the optical path (condensing position Pc) of the emitted laser light 200 and the opening 335 (exhaust port) through which gas is discharged from the periphery (near, surrounding, adjacent space) are provided. It has been. The opening 335 faces the optical path of the laser beam 200 or its peripheral part. Therefore, for example, the powder of the material 121 that has not been used for modeling, the fume generated by modeling, and the like are discharged through the opening 335, so that the powder and fume of the material 121 are processed in the processing region (modeling region). It can be suppressed that it remains or diffuses around. Note that the peripheral portion is a space where substantial effects can be obtained with respect to, for example, the discharge of powder and fume of the material 121 and the supply of the material 121 by the supply (or exhaust) according to the present embodiment.

また、本実施形態では、レーザー光200の光路およびその周辺部に向けて気体が供給される開口部334(給気口)が設けられている。開口部334は、レーザー光200の光路またはその周辺部に面している。仮に、開口部334が設けられず開口部335(排気口)のみが設けられた場合、開口部335に向けて周囲から気体が集まる流れが形成される。この場合、気流の経路や状態を制御し難く、造形スポット110cに適正量の材料121を導くのが難しくなるなど、不都合な事象が生じる虞がある。この点、本実施形態では、開口部335(排気口)に対応して開口部334(給気口)が設けられているため、開口部334から開口部335へ向かう流れSgが形成される。開口部334が設けられず開口部335に周囲から集まる流れに比べて、開口部334から開口部335へ向かう流れSgの経路や状態は、調整されやすい。よって、不都合な事象が生じるのが抑制されやすい。なお、開口部335からの排気流量を開口部334からの給気流量より多く設定することにより、その流量差に応じて、開口部335を介してその周囲から気体等を排出することが可能である。   Moreover, in this embodiment, the opening part 334 (air supply opening) through which gas is supplied toward the optical path of the laser beam 200 and its peripheral part is provided. The opening 334 faces the optical path of the laser beam 200 or its peripheral part. If the opening 334 is not provided and only the opening 335 (exhaust port) is provided, a flow in which gas collects from the surroundings toward the opening 335 is formed. In this case, it is difficult to control the flow path and state of the air current, and it may be difficult to introduce an appropriate amount of the material 121 to the modeling spot 110c. In this regard, in the present embodiment, since the opening 334 (air supply port) is provided corresponding to the opening 335 (exhaust port), a flow Sg from the opening 334 toward the opening 335 is formed. The path and state of the flow Sg from the opening 334 toward the opening 335 are easier to adjust than the flow gathered from the surroundings in the opening 335 without the opening 334 being provided. Therefore, it is easy to suppress the occurrence of an inconvenient event. Note that by setting the exhaust flow rate from the opening 335 to be larger than the supply air flow rate from the opening 334, it is possible to discharge gas or the like from the surroundings through the opening 335 according to the flow rate difference. is there.

また、本実施形態では、開口部334と開口部335とが、間隔をあけて互いに対向している。よって、開口部334と開口部335とが互いに対向していない場合に比べて、開口部334から開口部335に至る気体の流れSgが調整されやすい。よって、例えば、材料121の粉体やヒュームの排出や、材料121の粉体の供給が、より安定化しやすい。なお、対向している(面している)とは、例えば、開口端334a(開口部334)および開口端335a(開口部335)のうち一方から他方が見えている状態である。また、開口端334aと開口端335aとの間隔(長さ、角度、姿勢、ずれ量等)の調整により、周囲から開口部335へ流れ込む流量を調整することも可能である。開口部335の開口寸法を開口部334に比べて大きくしておくと、材料121の回収やヒュームの除去が確実に行えるという利点がある。   In the present embodiment, the opening 334 and the opening 335 are opposed to each other with a gap therebetween. Therefore, the gas flow Sg from the opening 334 to the opening 335 is more easily adjusted than when the opening 334 and the opening 335 are not opposed to each other. Therefore, for example, the discharge of the powder of the material 121 and the fumes and the supply of the powder of the material 121 are more easily stabilized. Note that facing (facing) means, for example, a state where one of the opening end 334a (opening 334) and the opening end 335a (opening 335) is visible from the other. It is also possible to adjust the flow rate flowing from the periphery into the opening 335 by adjusting the distance (length, angle, posture, deviation, etc.) between the opening end 334a and the opening end 335a. If the opening size of the opening 335 is made larger than that of the opening 334, there is an advantage that the material 121 can be recovered and the fumes can be removed reliably.

また、本実施形態では、ノズル33は、出射されたレーザー光200の光路が開口部334と開口部335との間に位置されるよう、構成されている。よって、例えば、材料121の粉体やヒュームの排出や、材料121の粉体の供給等が、より効率よく行われやすい。また、本実施形態のように、開口部334から材料121の粉体が供給される場合には、開口部334と開口部335とが互いに対向していることによって流れSgが安定化されやすいため、材料121の粉体の供給がより安定化されやすくなる場合がある。よって、例えば、造形のばらつきが減ったり、造形の精度が向上したりしやすい。   In the present embodiment, the nozzle 33 is configured such that the optical path of the emitted laser light 200 is positioned between the opening 334 and the opening 335. Therefore, for example, the discharge of the powder of the material 121 and the fumes, the supply of the powder of the material 121, and the like are more easily performed. Further, when the powder of the material 121 is supplied from the opening 334 as in the present embodiment, the flow Sg is easily stabilized because the opening 334 and the opening 335 face each other. In some cases, the supply of the powder of the material 121 is more easily stabilized. Therefore, for example, it is easy to reduce variation in modeling or improve the accuracy of modeling.

また、本実施形態では、開口部334と開口部335とが、レーザー光200の出射方向(光束の中心軸方向)と交差した方向に対向している。よって、当該交差した方向に流れSgが生じる。レーザー光200の出射方向と交差した方向は、例えば、出射方向との直交方向や、造形スポット110cの表面に沿う方向、XY平面の面内方向、造形物が形成される方向、ステージ12(支持部)とノズル33との相対的な移動方向、スキャン方向等である。よって、レーザー光200の出射方向と交差した方向の流れSgにより、例えば、材料121の粉体やヒュームが造形スポット110cのまわりに広く飛散するのを抑制できる。   In the present embodiment, the opening 334 and the opening 335 are opposed to each other in the direction intersecting with the emission direction of the laser light 200 (the central axis direction of the light beam). Therefore, a flow Sg is generated in the intersecting direction. The direction intersecting with the emission direction of the laser beam 200 is, for example, the direction orthogonal to the emission direction, the direction along the surface of the modeling spot 110c, the in-plane direction of the XY plane, the direction in which the model is formed, the stage 12 (support Part) and the nozzle 33 relative movement direction, scan direction, and the like. Therefore, the flow Sg in the direction intersecting with the emission direction of the laser beam 200 can suppress, for example, the powder and fume of the material 121 from being widely scattered around the modeling spot 110c.

また、本実施形態では、開口部334および開口部335のうち少なくとも一方(例えば双方)が、スリット状に形成されている。よって、より幅の広い流れSgを形成することができるため、材料121の粉体やヒュームがより効率よく排出されやすい。なお、開口端334a,335aは、レーザー光200の出射方向とねじれの位置にある方向に、細長く延びている。また、本実施形態では、図3に示されるように、開口端334aの中央部(Y方向の中央部)と開口端335aの中央部(Y方向の中央部)との間に、レーザー光200の光路が位置されている。開口端334a,335aでの流れSgは、開口端334a,335aの長手方向の端部付近では広がりやすく、長手方向の端部から離れるほど真っ直ぐになりやすい。よって、この構成(配置)によれば、例えば、材料121の粉体およびヒュームの排出や、材料121の供給が、より一層安定化されやすい。   In the present embodiment, at least one (for example, both) of the opening 334 and the opening 335 is formed in a slit shape. Therefore, since the wider flow Sg can be formed, the powder and fume of the material 121 are easily discharged more efficiently. Note that the open ends 334a and 335a are elongated in the direction in which the laser beam 200 is emitted and in the twisted position. Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, the laser beam 200 is provided between the center portion of the opening end 334 a (center portion in the Y direction) and the center portion of the opening end 335 a (center portion in the Y direction). The optical path is located. The flow Sg at the open ends 334a and 335a tends to spread in the vicinity of the ends in the longitudinal direction of the open ends 334a and 335a, and tends to become straight as the distance from the end in the longitudinal direction increases. Therefore, according to this configuration (arrangement), for example, the discharge of powder and fume of the material 121 and the supply of the material 121 are more easily stabilized.

また、本実施形態では、ボディ330は供給部334を備えており、気体とともに材料121の粉体を供給する。よって、例えば、構成が簡素化されたり、小型化されたりする場合がある。また、本実施形態では、ボディ330は給気部および排気部の双方の機能を備えている。すなわち、給気部と排気部とが一体で構成されている。よって、例えば、部品点数が減りやすい。   Moreover, in this embodiment, the body 330 is provided with the supply part 334, and supplies the powder of the material 121 with gas. Therefore, for example, the configuration may be simplified or downsized. Further, in the present embodiment, the body 330 has functions of both an air supply unit and an exhaust unit. That is, the air supply unit and the exhaust unit are integrally configured. Therefore, for example, the number of parts is likely to be reduced.

<第1実施形態の変形例>
本変形例のノズル33Aは、上記第1実施形態と同様の構成を備えている。よって、本実施形態によれば、上記実施形態と同様の構成ならびに同様の方法(手順)に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、図4に示されるように、本変形例のノズル33A(ボディ330A)は、第1実施形態のノズル33よりもY方向に長い。また、レーザー光200は、ガルバノミラー(図略)によってY方向に走査され、ノズル33またはノズル33外に設けられたfθレンズを介して照射される。すなわち、本変形例では、集光位置Pcが、Y方向に走査される(移動する)。よって、これに対応して、レーザー光200の開口部333がY方向に長くかつZ方向に延びたスリット状に形成されている。本変形例では、開口部334や開口部335の構成も、レーザー光200の開口部333に対応してY方向に長い点を除き、上記第1実施形態と同様である。本変形例によれば、集光位置Pcすなわち処理領域がより広くなるので、造形がより効率よく行われやすい。
<Modification of First Embodiment>
The nozzle 33A of this modification has the same configuration as that of the first embodiment. Therefore, according to this embodiment, the same result (effect) based on the same configuration and the same method (procedure) as the above-described embodiment can be obtained. However, as shown in FIG. 4, the nozzle 33 </ b> A (body 330 </ b> A) of the present modification is longer in the Y direction than the nozzle 33 of the first embodiment. Further, the laser beam 200 is scanned in the Y direction by a galvanometer mirror (not shown) and irradiated through the nozzle 33 or an fθ lens provided outside the nozzle 33. That is, in the present modification, the condensing position Pc is scanned (moved) in the Y direction. Accordingly, correspondingly, the opening 333 of the laser beam 200 is formed in a slit shape that is long in the Y direction and extends in the Z direction. In the present modification, the configuration of the opening 334 and the opening 335 is the same as that in the first embodiment except that the opening 334 and the opening 335 are long in the Y direction corresponding to the opening 333 of the laser beam 200. According to the present modification, the condensing position Pc, that is, the processing region becomes wider, so that modeling can be performed more efficiently.

<第2実施形態>
本実施形態の積層造形装置1Bは、上記実施形態や変形例と同様の構成を備えている。本実施形態によれば、上記実施形態や変形例と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、図6に示されるように、本実施形態のノズル33Bでは、ボディ330Bにはレーザー光200用の開口部333は設けられるものの、気体の供給または排出に用いられる開口部334,335は、ボディ330Bとは別の部材337,338に設けられている。そして、材料121の粉体は、ボディ330Bや部材337,338とは別の部材339から供給されている。本実施形態では、ボディ330Bと、部材337,338,339とが一体化されて、ノズル33Bが構成されている。このように、開口部333,334,335は、同じ部材に形成される必要は無い。また、ノズル33Bの構成や、形状、部品構成等も、種々に変更して構成することができる。ボディ330Bは、出射部の一例であり、部材337は、給気部の一例であり、部材338は、排気部の一例であり、部材339は、材料供給部の一例である。
Second Embodiment
The additive manufacturing apparatus 1B of the present embodiment has the same configuration as that of the above-described embodiment and modification. According to the present embodiment, the same result (effect) based on the same configuration as that of the above-described embodiment or modification can be obtained. However, as shown in FIG. 6, in the nozzle 33 </ b> B of the present embodiment, the opening 333 for the laser beam 200 is provided in the body 330 </ b> B, but the openings 334 and 335 used for supplying or discharging the gas are It is provided on members 337 and 338 different from the body 330B. The powder of the material 121 is supplied from a member 339 different from the body 330B and the members 337 and 338. In the present embodiment, the body 330B and the members 337, 338, 339 are integrated to form the nozzle 33B. Thus, the openings 333, 334, and 335 do not need to be formed in the same member. Further, the configuration, shape, component configuration, and the like of the nozzle 33B can be variously changed and configured. The body 330B is an example of an emission unit, the member 337 is an example of an air supply unit, the member 338 is an example of an exhaust unit, and the member 339 is an example of a material supply unit.

また、図5に示されるように、積層造形装置1Bは、材料121を供給する供給装置31とは別に、供給装置31Bを備える。供給装置31Bは、材料121のタンク31a(図1参照)を有さず、材料121を供給せず、気体を供給する。この場合、供給装置31Bから供給される気体は、材料121の粉体を供給するための気体ではなく、掃気用の気体であると言える。供給される気体は、供給装置31と同様の不活性ガスである。供給装置31Bは、供給管34B等を介して部材337(図6参照)に接続され、供給装置31は、供給管34等を介して部材339(図6参照)に接続されている。   As shown in FIG. 5, the additive manufacturing apparatus 1 </ b> B includes a supply device 31 </ b> B separately from the supply device 31 that supplies the material 121. The supply device 31B does not have the tank 31a (see FIG. 1) of the material 121, supplies the gas without supplying the material 121. In this case, it can be said that the gas supplied from the supply device 31B is not a gas for supplying the powder of the material 121 but a scavenging gas. The gas to be supplied is an inert gas similar to that of the supply device 31. The supply device 31B is connected to a member 337 (see FIG. 6) through a supply pipe 34B and the like, and the supply device 31 is connected to a member 339 (see FIG. 6) through a supply pipe 34 and the like.

図6に示されるように、ノズル33Bのボディ330Bは、細長い形状を有し、ボディ330Bの長手方向(軸方向)は、例えば、Z方向(図6では上下方向)に沿っている。ボディ330Bには、レーザー光200が通る通路としての開口部333が設けられている。開口部333の形状は、上記第1実施形態と同様である。   As shown in FIG. 6, the body 330B of the nozzle 33B has an elongated shape, and the longitudinal direction (axial direction) of the body 330B is, for example, along the Z direction (vertical direction in FIG. 6). The body 330B is provided with an opening 333 as a passage through which the laser beam 200 passes. The shape of the opening 333 is the same as that in the first embodiment.

部材339は、パイプ状に構成され、円筒状の筒内部として開口部340が設けられている。開口部340の開口端340aからは、レーザー光200の光路(集光位置Pc)に向けて、気体に乗せて材料121の粉体が供給される。すなわち、開口部340の開口方向(開放方向、部材339の長手方向)は、集光位置Pcを向いている。なお、ボディ330Bの周囲には、複数の部材339が設けられている。複数の部材339からは、同じ材料121の粉体が供給されてもよいし、異なる材料121の粉体が供給されてもよい。このように、材料121を供給する部材339(材料供給部)を、気体を供給する部材337(給気部)とは別に設けたことで、例えば、それぞれの機能が向上される場合がある。   The member 339 is configured in a pipe shape, and an opening 340 is provided inside the cylindrical tube. From the opening end 340a of the opening 340, the powder of the material 121 is supplied in a gas toward the optical path (condensing position Pc) of the laser light 200. In other words, the opening direction of the opening 340 (the opening direction, the longitudinal direction of the member 339) faces the condensing position Pc. A plurality of members 339 are provided around the body 330B. From the plurality of members 339, powder of the same material 121 may be supplied, or powder of different materials 121 may be supplied. Thus, by providing the member 339 (material supply unit) that supplies the material 121 separately from the member 337 (air supply unit) that supplies the gas, for example, the respective functions may be improved.

また、設けられている部材が異なるものの、開口部334,335の形状は、開口端部の近傍を除き、上記第1実施形態とほぼ同様である。ただし、本実施形態では、開口部334,335は、レーザー光200の光路に向けては開口されず、光路とは外れた位置、すなわち、レーザー光200の光路の周辺部に向けて、開口されている。すなわち、開口部334,335は、レーザー光100の光路が形成される空間S1に面した部材337,338の幅方向の中央部では開口されず、閉塞されている。開口部334,335は、空間S1の両側(当該幅方向の両側)に隣接した空間S2(周辺部)に面した、部材337,338の幅方向の両端部で、開口されている。換言すれば、レーザー光200の光路の周辺部である空間S2が、開口端334a(開口部334)と開口端335a(開口部335)との間に位置されている。   Although the provided members are different, the shapes of the openings 334 and 335 are substantially the same as those in the first embodiment except for the vicinity of the opening end. However, in the present embodiment, the openings 334 and 335 are not opened toward the optical path of the laser beam 200, but are opened toward a position away from the optical path, that is, toward the periphery of the optical path of the laser beam 200. ing. That is, the openings 334 and 335 are not opened at the center in the width direction of the members 337 and 338 facing the space S1 where the optical path of the laser beam 100 is formed, but are closed. The openings 334 and 335 are opened at both ends in the width direction of the members 337 and 338 facing the space S2 (peripheral portion) adjacent to both sides of the space S1 (both sides in the width direction). In other words, the space S2, which is the periphery of the optical path of the laser beam 200, is located between the opening end 334a (opening 334) and the opening end 335a (opening 335).

本実施形態のノズル33Bには、互いに対向した開口端334a(開口部334)と開口端335a(開口部335)との二つの対が、設けられている。二つの対は、レーザー光200の光路を挟んだ両側に位置されている。また、開口端334aと開口端335aとは、レーザー光200の光路とは外れた位置で、レーザー光200の出射方向とねじれの位置となる方向に、互いに対向している。すなわち、一つの対は、レーザー光200の光路の側方の一方側(図6の奥行側)で、出射方向とねじれの位置となる方向に、互いに対向し、もう一つの対は、レーザー光200の光路の側方の他方側(図6の手前側)で、出射方向とねじれの位置となる方向に、互いに対向している。各対で、開口端334a,335aの開口方向は略一致している。また、部材337,338の空間S1に面した部分には、当該空間S1を少なくとも部分的に覆う壁部337a,338aが設けられている。壁部337a,338aは、レーザー光200の光路(集光位置Pc)を囲う状態に、例えば円筒状に曲がっている。壁部337a,338aにより、開口部334,335がレーザー光200の光路と直接的に面するのが抑制されている。   The nozzle 33B of the present embodiment is provided with two pairs of an opening end 334a (opening 334) and an opening end 335a (opening 335) facing each other. The two pairs are located on both sides of the optical path of the laser beam 200. Further, the opening end 334a and the opening end 335a are opposed to each other in a position deviating from the optical path of the laser light 200 and in the direction of emission of the laser light 200 and the position of twist. That is, one pair is opposed to each other in one direction (depth side in FIG. 6) on the side of the optical path of the laser beam 200 in the emission direction and the twisting direction, and the other pair is the laser beam. On the other side (front side in FIG. 6) of the side of the optical path 200, they face each other in the emission direction and the twisting direction. In each pair, the opening directions of the opening ends 334a and 335a are substantially the same. In addition, wall portions 337a and 338a that at least partially cover the space S1 are provided in portions of the members 337 and 338 facing the space S1. The walls 337a and 338a are bent, for example, in a cylindrical shape so as to surround the optical path (condensing position Pc) of the laser beam 200. The walls 337 a and 338 a prevent the openings 334 and 335 from directly facing the optical path of the laser beam 200.

このような構成では、空間S1の両側に隣接した二つの空間S2のそれぞれで、開口部334(給気口)から開口部335(排気口)へ向かう気体の流れSgが形成される。よって、これらの流れSgによって、材料121の粉体やヒュームが拡散するのが抑制されうる。同時に、余剰な粉体やヒュームを開口部335から吸い上げ排気することも可能となる。また、互いに対向する開口端334a,335a(開口部334,335)の二つの対(二つの空間S2)の間に、レーザー光200の光路(集光位置Pc)が位置されている。よって、例えば、開口端334a,335a間の流れSgが、材料121の粉体やヒュームに対して、気流によるシールドとなる。すなわち、空間S1に存在する材料121の粉体やヒュームは、レーザー光200の光路(空間S1)に対して流れSgの反対側には、流出しにくい。また、開口端334a,335aは、空間S2に面し、レーザー光200の光路(空間S1)とは直接的には面していない。よって、空間S1における気体の流れや乱れが減りやすく、例えば、部材339の開口部340からの材料121の粉体の供給が、より安定的にあるいはより精度よく行われやすい。   In such a configuration, a gas flow Sg from the opening 334 (air supply port) to the opening 335 (exhaust port) is formed in each of the two spaces S2 adjacent to both sides of the space S1. Therefore, the diffusion of the powder and fume of the material 121 can be suppressed by these flows Sg. At the same time, surplus powder and fumes can be sucked up from the opening 335 and exhausted. Further, the optical path (condensing position Pc) of the laser light 200 is positioned between two pairs (two spaces S2) of the opening ends 334a and 335a (openings 334 and 335) facing each other. Therefore, for example, the flow Sg between the open ends 334a and 335a serves as a shield by airflow against the powder and fume of the material 121. That is, the powder or fume of the material 121 present in the space S1 is unlikely to flow out to the opposite side of the flow Sg with respect to the optical path (space S1) of the laser light 200. Further, the open ends 334a and 335a face the space S2, and do not face the optical path (space S1) of the laser beam 200 directly. Therefore, the gas flow and turbulence in the space S1 are easily reduced, and for example, the supply of the powder of the material 121 from the opening 340 of the member 339 can be more stably or accurately performed.

また、本実施形態では、壁部337a,338aによって、レーザー光200の光路が位置される空間S1で流れが乱れるのを抑制できる構成を、比較的簡単な構成として得ることができる。なお、本実施形態では、部材339の開口部340から供給される気体の流量等も考慮して、開口部335(開口端335a)の開口面積は、開口部334(開口端334a)の開口面積より大きく構成されてもよい。   Moreover, in this embodiment, the structure which can suppress that a flow is disturb | confused by space S1 in which the optical path of the laser beam 200 is located by wall part 337a, 338a can be obtained as a comparatively simple structure. In the present embodiment, the opening area of the opening 335 (opening end 335a) is the opening area of the opening 334 (opening end 334a) in consideration of the flow rate of the gas supplied from the opening 340 of the member 339. It may be configured larger.

<第3実施形態>
本実施形態のノズル33Cは、上記実施形態や変形例と同様の構成を備えている。本実施形態によれば、上記実施形態や変形例と同様の構成に基づく同様の結果(効果)が得られる。ただし、図7に示されるように、本実施形態のボディ330Cにはレーザー光200用の開口部333が設けられ、空間S1への気体の供給または排出に用いられる開口部334,335は、ボディ330Cとは別の部材337C,338C,341C,342Cに設けられている。部材337C,341C(給気部)には、開口部334(給気口)が設けられ、部材338C,342C(排気部)には、開口部335(排気口)が設けられる。本実施形態では、ボディ330Cと、部材337C,338C,341C,342Cとが一体化されて、ノズル33Cが構成されている。ボディ330Cは、出射部の一例であり、部材337C,341Cは、給気部の一例であり、部材338C,342Cは、排気部の一例である。各部材337C,338C,341C,342Cは、上方ではZ方向(図7では上方向)に略沿って延び、下方(Z方向と反対側)に向かうにつれて徐々にZ方向と直交する方向に向けて、レーザー光200側に曲がっている。開口部334,335の形状は、スリット状ではなく、略円形の断面を有している点を除き、上記実施形態や変形例と同様である。
<Third Embodiment>
The nozzle 33 </ b> C of the present embodiment has the same configuration as that of the above-described embodiment or modification. According to the present embodiment, the same result (effect) based on the same configuration as that of the above-described embodiment or modification can be obtained. However, as shown in FIG. 7, the body 330C of the present embodiment is provided with an opening 333 for the laser light 200, and the openings 334 and 335 used for supplying or discharging the gas to the space S1 are formed in the body 330C. It is provided on members 337C, 338C, 341C, and 342C different from 330C. The members 337C and 341C (air supply unit) are provided with an opening 334 (air supply port), and the members 338C and 342C (exhaust unit) are provided with an opening 335 (exhaust port). In the present embodiment, the body 330C and the members 337C, 338C, 341C, 342C are integrated to form the nozzle 33C. The body 330C is an example of an emission part, the members 337C and 341C are examples of an air supply part, and the members 338C and 342C are examples of an exhaust part. Each member 337C, 338C, 341C, 342C extends substantially along the Z direction (upward in FIG. 7) in the upper direction, and gradually toward the direction orthogonal to the Z direction as it goes downward (opposite to the Z direction). Bent to the laser beam 200 side. The shapes of the openings 334 and 335 are the same as those of the above-described embodiment and modification except that the openings 334 and 335 have a substantially circular cross section instead of a slit shape.

図7に示されるように、部材337Cの開口部334と部材338Cの開口部335とが、レーザー光200が通る空間S1の両側に配置されるとともに、互いに対向している。すなわち、部材337Cと部材338Cとが、開口部334,335が互いに対向して配置された一つの対を構成している。また、部材341Cの開口部334と部材342Cの開口部335とが、レーザー光200の両側に配置されるとともに、互いに対向している。すなわち、部材341Cと部材342Cとが、開口部334,335が互いに対向して配置された別の対を構成している。各部材337C,338C,341C,342Cの開口部334,335が、それぞれ別の方向からレーザー光200の光路に面している。このような構成では、部材337Cおよび部材338Cを、第一の材料121を供給する場合に用い、部材341Cおよび部材342Cを、第二の材料121を供給する場合に用いることができる。この場合、造形に用いられる材料の変更がより容易に行われやすい。さらに、第1の材料121と第2の材料121を混合して造形するということも可能になる。また、例えば、排出装置32のタンク31aを材料ごとに分別しておくことにより、異なる材料121が混じるのが抑制されうる。   As shown in FIG. 7, the opening 334 of the member 337C and the opening 335 of the member 338C are disposed on both sides of the space S1 through which the laser beam 200 passes and face each other. In other words, the member 337C and the member 338C constitute one pair in which the openings 334 and 335 are arranged to face each other. In addition, the opening 334 of the member 341C and the opening 335 of the member 342C are disposed on both sides of the laser beam 200 and face each other. In other words, the member 341C and the member 342C constitute another pair in which the openings 334 and 335 are arranged to face each other. Openings 334 and 335 of the members 337C, 338C, 341C, and 342C face the optical path of the laser beam 200 from different directions. In such a configuration, the member 337C and the member 338C can be used when the first material 121 is supplied, and the member 341C and the member 342C can be used when the second material 121 is supplied. In this case, the material used for modeling can be easily changed. Further, the first material 121 and the second material 121 can be mixed and shaped. Further, for example, by separating the tank 31a of the discharge device 32 for each material, mixing of different materials 121 can be suppressed.

以上、本発明の実施形態および変形例を例示したが、上記実施形態および変形例はあくまで一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態および変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。本発明は、上記の実施形態および変形例に開示される構成や制御(技術的特徴)以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、技術的特徴によって得られる種々の結果(効果、派生的な効果も含む)のうち少なくとも一つを得ることができる。   As mentioned above, although embodiment and the modification of this invention were illustrated, the said embodiment and modification are an example to the last, Comprising: It is not intending limiting the range of invention. These embodiments and modifications can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, combinations, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. The present invention can also be realized by means other than the configurations and controls (technical features) disclosed in the above embodiments and modifications. Further, according to the present invention, at least one of various results (including effects and derivative effects) obtained by technical features can be obtained.

1,1B…積層造形装置、13…移動装置(移動機構)、33,33A,33B,33C…ノズル、41…光源、100…造形物、200…レーザー光(光路、エネルギー線)、330,330A…ボディ(出射部、給気部、排気部)、330B,330C…ボディ(出射部)、334…開口部(給気口)、334a…開口端(給気口)、335…開口部(排気口)、335a…開口端(排気口)、337,337C,341C…部材(給気部)、338,338C,342C…部材(排気部)、337a,338a…壁部、339…部材(材料供給部)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1B ... Laminate modeling apparatus, 13 ... Moving apparatus (moving mechanism), 33, 33A, 33B, 33C ... Nozzle, 41 ... Light source, 100 ... Modeling object, 200 ... Laser beam (light path, energy beam), 330, 330A ... Body (outgoing part, air supply part, exhaust part), 330B, 330C ... Body (outgoing part), 334 ... Opening part (air supply port), 334a ... Open end (air supply port), 335 ... Opening part (exhaust part) Port), 335a ... open end (exhaust port), 337, 337C, 341C ... member (air supply part), 338, 338C, 342C ... member (exhaust part), 337a, 338a ... wall part, 339 ... member (material supply) Part).

Claims (13)

エネルギー線が出射される出射部と、
材料の粉体を射出する材料供給口が設けられた材料供給部と、
材料が排出される排気口が設けられた排気部と、
を備え、
前記材料供給口と前記排気口とは前記材料の粉体の流れができるように間隔をあけて配置され、
前記出射部は、前記材料供給口から前記排気口に向かう前記材料の粉体の流れの少なくとも一部と交差するように前記エネルギー線を出射可能に設けられている、積層造形装置用のノズル。
An emission part from which energy rays are emitted;
A material supply unit provided with a material supply port for injecting powder of the material;
An exhaust section provided with an exhaust port through which the material is discharged;
With
The material supply port and the exhaust port are arranged at an interval so that the powder of the material can flow .
The nozzle for the additive manufacturing apparatus, wherein the emission part is provided so as to be able to emit the energy beam so as to intersect with at least a part of a flow of the powder of the material from the material supply port toward the exhaust port .
前記排気部は、前記材料供給部と別部材で構成された、請求項1に記載のノズル。The nozzle according to claim 1, wherein the exhaust unit is configured by a member separate from the material supply unit. 前記排気口は前記材料供給口よりも加工点側に設けられた、請求項1または2に記載のノズル。 The exhaust port is provided in the material supply port machining point side than, Bruno nozzle according to claim 1 or 2. エネルギー線が出射される出射部と、
気体が供給される給気口が設けられた給気部と、
気体が排出される排気口が設けられた排気部と、
前記給気口から前記排気口に向かう気体の流れに向けて材料の粉体を供給する材料供給部と、
を備え
記給気口と前記排気口とは間隔をあけて配置され、
前記出射部は、前記排気口に向かう前記材料の粉体を含む流れに向けて前記エネルギー線を出射可能に設けられている、積層造形装置用のノズル。
An emission part from which energy rays are emitted;
An air supply unit provided with an air supply port for supplying gas;
An exhaust section provided with an exhaust port through which gas is exhausted;
A material supply unit that supplies powder of material toward a gas flow from the air supply port toward the exhaust port;
Equipped with a,
The previous SL air inlet and the air outlet is spaced apart,
The emission part is a nozzle for an additive manufacturing apparatus provided so as to be able to emit the energy ray toward a flow including powder of the material toward the exhaust port .
前記排気口は前記給気口よりも加工点側に設けられた、請求項に記載のノズル。 The exhaust port is provided on the working point side of the air inlet, Bruno nozzle according to claim 4. 前記給気口と前記排気口とが間隔をあけて対向した複数の対が設けられた、請求項またはに記載のノズル。 The nozzle according to claim 4 or 5 , wherein a plurality of pairs in which the air supply port and the exhaust port are opposed to each other with a space therebetween are provided. 前記給気口および前記排気口のうち少なくとも一方が、スリット状に形成された、請求項のうちいずれか一つに記載のノズル。 The nozzle according to any one of claims 4 to 6 , wherein at least one of the air supply port and the exhaust port is formed in a slit shape. 前記給気口および前記排気口の双方がスリット状に形成され、
前記出射部から出射されたエネルギー線の光路が、前記給気口の中央部と前記排気口の中央部との間に位置された、請求項に記載のノズル。
Both the air supply port and the exhaust port are formed in a slit shape,
The nozzle according to claim 7 , wherein an optical path of energy rays emitted from the emission part is located between a central part of the air supply port and a central part of the exhaust port.
前記給気部とは別に、材料の粉体を供給する材料供給部を備えた、請求項のうちいずれか一つに記載のノズル。 The nozzle according to any one of claims 4 to 8 , further comprising a material supply unit that supplies powder of the material separately from the air supply unit. 前記給気部および前記排気部のうち少なくとも一方が、前記出射部から出射されたエネルギー線の光路に沿って前記エネルギー線を覆う壁部を有した、請求項のうちいずれか一つに記載のノズル。 At least one of the air supply unit and the exhaust unit, having a wall portion for covering said energy beam along the optical path of the emitted energy beam from said emitting portion, any one of claims 4-9 Nozzle described in. 前記出射部から出射されたエネルギー線の光路の方向と、前記給気口と前記排気口の対向する方向が直交するような位置に構成された、請求項に記載のノズル。 The nozzle according to claim 4 , wherein the nozzle is configured at a position where the direction of the optical path of the energy beam emitted from the emission part and the direction in which the air supply port and the exhaust port face each other are orthogonal to each other. 前記給気口と前記排気口とが間隔をあけて対向した前記複数の対に対し、それぞれ異なる前記材料の粉体が供給される、請求項に記載のノズル。 The nozzle according to claim 6 , wherein powders of different materials are supplied to the plurality of pairs in which the air supply port and the exhaust port face each other with a space therebetween. エネルギー線を生成する光源と、
請求項12のうちいずれか一つに記載のノズルと、
材料の粉体を前記ノズルに供給する供給部と、
造形物と前記ノズルとを相対的に動かす移動機構と、
を備えた、積層造形装置。
A light source that generates energy rays;
And Bruno nozzle according to any one of claims 4 to 12,
A supply for supplying powder of material to the nozzle;
A moving mechanism for relatively moving the molded object and the nozzle;
An additive manufacturing apparatus.
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