JP6182708B2 - Deposition equipment - Google Patents

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Description

本発明は、微粒子状の成膜材料を溶かして基材に成膜するための成膜装置に関する。   The present invention relates to a film forming apparatus for dissolving a fine particle film forming material and forming a film on a substrate.

従来、基材に対しての防錆処理や耐摩耗性処理等を目的にして、基材の面に成膜材料の被膜を形成する成膜装置が知られている。例えば、特許文献1記載の成膜装置では、燃焼ガスを膨張ノズルにより加速させた高速フレーム(炎)を射出し、当該高速フレーム内に成膜材料を投入して、高速フレームにより成膜材料を溶融し基材表面にぶつけて付着させることで被膜を形成している。また、例えば、特許文献2記載の成膜装置では、プラズマジェット中に成膜材料を投入して溶融させ、溶融した成膜材料を加速ノズルにより加速させて、基材の表面に衝突させて被膜を形成している。   2. Description of the Related Art Conventionally, a film forming apparatus that forms a film of a film forming material on the surface of a base material is known for the purpose of rust prevention treatment or wear resistance treatment on the base material. For example, in the film forming apparatus described in Patent Document 1, a high-speed frame (flame) in which combustion gas is accelerated by an expansion nozzle is injected, and a film-forming material is introduced into the high-speed frame, and the film-forming material is applied by the high-speed frame. A film is formed by melting and hitting and adhering to the substrate surface. Further, for example, in the film forming apparatus described in Patent Document 2, a film forming material is introduced into a plasma jet and melted, and the melted film forming material is accelerated by an acceleration nozzle to collide with the surface of a base material. Is forming.

特開2001−181817号公報JP 2001-181817 A 特開2010−149095号公報JP 2010-149095 A

ところで、例えばフレーム(炎)やプラズマ等の処理媒体により成膜材料を溶融して基材上に噴射(吹き付ける)する成膜方法(溶射)では、基材上に溶射された成膜材料のうち基材上に成膜されずに破棄される材料が大半をしめていた。そのため、溶射による成膜では、成膜材料の利用効率が極めて悪いという問題があった。
また、これまでの溶射による成膜では、基材の材料によっては、処理媒体による熱ダメージや溶融した成膜材料の衝突により基材が変形或いは変質するため、成膜できる基材が限られていた。
本発明は、上述した従来の技術が有する課題を解消し、成膜材料の利用効率の向上、及び、対象基材の拡張ができる成膜装置を提供することを目的とする。
By the way, in a film forming method (spraying) in which a film forming material is melted by a processing medium such as a flame (flame) or plasma and sprayed (sprayed) onto the substrate, the film forming material sprayed on the substrate Most of the material was discarded without being deposited on the substrate. Therefore, in the film formation by thermal spraying, there is a problem that the utilization efficiency of the film forming material is extremely poor.
Further, in the conventional film formation by thermal spraying, depending on the material of the base material, the base material is deformed or deteriorated due to thermal damage by the processing medium or collision of the molten film forming material, so that the base material on which the film can be formed is limited. It was.
An object of the present invention is to provide a film forming apparatus capable of solving the problems of the conventional techniques described above, improving the use efficiency of the film forming material, and expanding the target substrate.

上記目的を達成するために、本発明は、微粒子状の成膜材料を溶かして基材に成膜する成膜装置において、前記成膜材料を前記基材の成膜位置に向けて供給する供給機構と、前記成膜材料を加熱溶融するレーザー光を前記基材の成膜位置に向けて供給する処理媒体供給機構と、前記基材の成膜位置を通過した前記成膜材料を回収する回収機構と、を備えたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a film forming apparatus that melts a particulate film forming material to form a film on a substrate, and supplies the film forming material toward the film forming position of the substrate. A mechanism, a processing medium supply mechanism for supplying a laser beam for heating and melting the film forming material toward the film forming position of the base material, and a recovery for recovering the film forming material that has passed through the film forming position of the base material And a mechanism.

また本発明は、上記成膜装置において、前記処理媒体供給機構は、前記成膜位置における一定の範囲に、局所的に前記レーザー光を供給し、前記供給機構は、該一定の範囲よりも大きい範囲に前記成膜材料を供給する、ことを特徴とする。 In the film forming apparatus according to the present invention, the processing medium supply mechanism locally supplies the laser light to a certain range at the film forming position, and the supply mechanism is larger than the certain range. The film forming material is supplied to a range.

また本発明は、上記成膜装置において、前記供給機構と前記回収機構とが、再利用循環機構により連結され、この再利用循環機構の機能により、回収された前記成膜材料が前記供給機構で再利用される、ことを特徴とする。   According to the present invention, in the film forming apparatus, the supply mechanism and the recovery mechanism are connected by a reuse circulation mechanism, and the function of the reuse circulation mechanism allows the collected film forming material to be recovered by the supply mechanism. It is reused.

また本発明は、上記成膜装置において、前記供給機構が供給用ノズルを、前記回収機構が回収用ノズルを有し、これらノズルが対向し、前記供給用ノズル及び前記基材のなす角度が、前記回収用ノズル及び前記基材のなす角度よりも小さい角度で前記成膜材料を供給する、ことを特徴とする。 Further, the present invention is the above film forming apparatus, wherein the supply mechanism has a supply nozzle, the recovery mechanism has a recovery nozzle, the nozzles face each other, and the angle formed by the supply nozzle and the substrate is The film forming material is supplied at an angle smaller than an angle formed by the recovery nozzle and the base material .

また本発明は、上記成膜装置において、前記処理媒体供給機構は、前記レーザー光の出力を制御する制御機構を備えた、ことを特徴とする。 According to the present invention, in the film forming apparatus, the processing medium supply mechanism includes a control mechanism for controlling the output of the laser beam .

本発明によれば、成膜材料を基材の成膜位置に向けて供給する供給機構と、成膜材料を加熱溶融する処理媒体を基材の成膜位置に向けて供給する処理媒体供給機構と、基材の成膜位置を通過した成膜材料を回収する回収機構と、を備えたため、基材上に成膜されずに、基材面を通過した成膜材料を回収機構で回収することができ、成膜材料の利用効率を高めることができる。また、処理媒体供給機構により処理媒体の供給を独立制御することができ、対象基材の拡張ができる。   According to the present invention, a supply mechanism that supplies a film forming material toward the film forming position of the substrate, and a processing medium supply mechanism that supplies a processing medium for heating and melting the film forming material toward the film forming position of the substrate. And a recovery mechanism for recovering the film forming material that has passed through the film forming position of the base material, so that the film forming material that has passed through the base material surface is recovered by the recovery mechanism without being formed on the base material. And the utilization efficiency of the film forming material can be increased. Further, the supply of the processing medium can be independently controlled by the processing medium supply mechanism, and the target substrate can be expanded.

本発明の第1実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the film-forming apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 成膜位置での成膜結果を示す図である。It is a figure which shows the film-forming result in a film-forming position. 本発明の第2実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the film-forming apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態に係る成膜装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the film-forming apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 回収機構の変更例を示す図である。It is a figure which shows the example of a change of a collection | recovery mechanism.

<第1実施形態>
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明を適用した第1実施形態に係る成膜装置1の構成を示す模式図である。成膜装置1は、微粒子状の成膜材料としての微粒子材料(成膜材料)3を加熱溶融させ、基材2の表面の所定の成膜位置Pに成膜を行う、成膜装置である。成膜装置1は、例えば、融点の低いアルミ合金の基材2に、融点の高いタングステンカーバイトを含む微粒子材料3の被膜4を生成するのに好適に用いることができる装置であり、微粒子材料3の利用効率の向上と、被膜4の硬質膜化を図ることができる。一実施例としては、成膜装置1は、飛行機の翼についているフラップの摺動部に、耐摩耗性処理を目的として被膜4を生成する際に好適に用いることができる。
<First Embodiment>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a film forming apparatus 1 according to the first embodiment to which the present invention is applied. The film forming apparatus 1 is a film forming apparatus that heats and melts a fine particle material (film forming material) 3 as a fine particle film forming material and forms a film at a predetermined film forming position P on the surface of the substrate 2. . The film forming apparatus 1 is an apparatus that can be suitably used to produce, for example, a coating 4 of a particulate material 3 containing tungsten carbide having a high melting point on a base 2 made of an aluminum alloy having a low melting point. 3 can be used and the coating 4 can be made hard. As an example, the film forming apparatus 1 can be suitably used when the coating 4 is formed on the sliding portion of the flap attached to the wing of the airplane for the purpose of wear resistance treatment.

成膜装置1は、金属製の基材2の表面に、金属製の微粒子材料3を加熱溶融させて成膜する他に、シリコーン、セラミック、樹脂等を材料とした基材2及び微粒子材料3に適用することができる。そして、成膜装置1は、航空機部品の他にも、自動車部品(特にエンジン部品)や、ガスタービン、半導体製造装置等に耐摩耗、耐熱、耐薬品腐食、絶縁、導電等の為の被膜を形成するために用いることができる。   The film forming apparatus 1 heats and melts the metal fine particle material 3 on the surface of the metal base material 2 to form a film, and the base material 2 and the fine particle material 3 made of silicone, ceramic, resin, or the like. Can be applied to. In addition to aircraft parts, the film forming apparatus 1 is provided with coatings for wear resistance, heat resistance, chemical corrosion resistance, insulation, conductivity, etc. on automobile parts (particularly engine parts), gas turbines, and semiconductor manufacturing equipment. Can be used to form.

成膜装置1は、図1に示すように、基材2の表面に成膜するための微粒子材料3を循環させる循環機構20と、微粒子材料3を加熱溶融させるための処理媒体であるレーザー光15を供給するための処理媒体供給機構10と、を備える。なお、本実施形態では、収束性が良く、狭い面積に高密度の光エネルギーを集中させることができるレーザー光15を処理媒体として用いているが、集光性の良い他のビーム状の処理媒体を用いる構成であっても良い。
処理媒体供給機構10は、レーザー発振器11と、光ファイバー12と、光出射位置制御用光学系13と、集光レンズ14と、を備える。レーザー発振器11は、処理媒体供給機構10が出力するレーザー光15の出力を制御する制御手段を備える制御機構として機能する。処理媒体供給機構10は、レーザー発振器11の制御機能により、レーザー波長、レーザーパワー、発振形態(連続発振/パルス発信)、照射時間等が制御可能に構成されている。成膜装置1は、基材2、及び/又は、微粒子材料3に基づく成膜条件や所望する膜厚や膜の硬度に基づく成膜品質等に応じて、レーザー光15の出力の制御を行うことができるように構成されている。この構成によれば、処理媒体供給機構10によりレーザー光15の照射条件、例えば、連続照射/パルス照射の切り替えや焦点の絞り、の制御を微粒子材料3の供給とは独立して行うことができる。これにより、成膜位置周辺への基材の熱ダメージを抑制することができ、成膜対象の基材の適用範囲を樹脂や有機材料等に拡張することができる。
As shown in FIG. 1, the film forming apparatus 1 includes a circulation mechanism 20 that circulates the fine particle material 3 for forming a film on the surface of the substrate 2, and a laser beam that is a processing medium for heating and melting the fine particle material 3. And a processing medium supply mechanism 10 for supplying 15. In this embodiment, the laser beam 15 that has good convergence and can concentrate high-density optical energy in a small area is used as a processing medium. A configuration using may be used.
The processing medium supply mechanism 10 includes a laser oscillator 11, an optical fiber 12, a light emission position control optical system 13, and a condenser lens 14. The laser oscillator 11 functions as a control mechanism including control means for controlling the output of the laser light 15 output from the processing medium supply mechanism 10. The processing medium supply mechanism 10 is configured to be able to control the laser wavelength, laser power, oscillation mode (continuous oscillation / pulse transmission), irradiation time, and the like by the control function of the laser oscillator 11. The film forming apparatus 1 controls the output of the laser light 15 according to film forming conditions based on the base material 2 and / or the fine particle material 3, film forming quality based on a desired film thickness and film hardness, and the like. It is configured to be able to. According to this configuration, the processing medium supply mechanism 10 can control the irradiation conditions of the laser light 15, for example, switching between continuous irradiation / pulse irradiation and focusing, independently of the supply of the particulate material 3. . Thereby, the thermal damage of the base material around a film-forming position can be suppressed, and the application range of the base material of film-forming object can be extended to resin, an organic material, etc.

レーザー発振器11により発生したレーザー光は、光ファイバー12により、光出射位置制御用光学系13に伝送される。光出射位置制御用光学系13は、例えば、複数のミラーを備え、これらのミラーを適宜に振ることで、照射点を所定の位置に動かすことができる。光出射位置制御用光学系13から出射されたレーザー光15は、集光レンズ14を通り、集光レンズ14から所定距離の位置で集光する。なお、本実施形態では、集光レンズ14は、対物レンズである構成とした。なお、光ファイバー12は必須の構成ではなく、複数枚のミラーを介してレーザー光を光出射位置制御用光学系13に入射する構成であっても良い。
このように、レーザー光15は、局所性のある処理媒体であり、基材2の表面の任意の位置に設けられた成膜位置Pにおける一定の範囲に局所的に供給することができる。これにより、レーザー光15が供給された一定の範囲でのみ微粒子材料3を加熱溶融させて、基材2の表面の成膜位置Pにおける一定の範囲に局所的に成膜を行うことができる。よって、該成膜装置1を用いて基材2の表面に成膜を行う場合には、成膜を行う箇所以外へのマスキングを行う必要がなく、成膜の作業性を向上することができる。レーザー光15は、成膜位置Pに局所的に供給することができるため、成膜したい部分の外部で基材2に熱ダメージを与えることなく、成膜を行うことができる。
The laser beam generated by the laser oscillator 11 is transmitted to the light emission position control optical system 13 by the optical fiber 12. The light emission position control optical system 13 includes, for example, a plurality of mirrors, and the irradiation point can be moved to a predetermined position by appropriately shaking these mirrors. The laser beam 15 emitted from the optical system 13 for controlling the light emission position passes through the condenser lens 14 and is condensed at a predetermined distance from the condenser lens 14. In the present embodiment, the condenser lens 14 is an objective lens. The optical fiber 12 is not an essential configuration, and may be a configuration in which laser light is incident on the light emission position control optical system 13 through a plurality of mirrors.
As described above, the laser beam 15 is a processing medium having locality, and can be locally supplied to a certain range in the film formation position P provided at an arbitrary position on the surface of the substrate 2. Thereby, the fine particle material 3 can be heated and melted only in a certain range to which the laser beam 15 is supplied, and film formation can be locally performed in a certain range at the film formation position P on the surface of the substrate 2. Therefore, when film formation is performed on the surface of the base material 2 using the film formation apparatus 1, it is not necessary to perform masking on portions other than the part where film formation is performed, and the workability of film formation can be improved. . Since the laser beam 15 can be locally supplied to the film formation position P, film formation can be performed without causing thermal damage to the base material 2 outside the portion where film formation is desired.

また、処理媒体供給機構10は、処理媒体送り機構16を有する。処理媒体送り機構16は、レーザー光15の照射位置と、焦点距離とを調整可能とすべく、光出射位置制御用光学系13及び集光レンズ14を一体にX軸方向、Y軸方向、及び、Z軸方向に移動させることができるように構成されている。処理媒体送り機構16は、図1に示したように、光出射位置制御用光学系13及び集光レンズ14が保持される保持部17がX軸方向及びY軸方向に移動可能に取り付けられたテーブル18と、当該テーブル18がZ軸方向に移動可能に取り付けられた脚部19と、から成る構成であっても良い。また、図示は省略するが、処理媒体送り機構16は、光出射位置制御用光学系13及び集光レンズ14を、X軸方向、Y軸方向、及び、Z軸方向に一体に移動可能に保持するロボットアーム/ロボットハンドである構成であっても良い。なお、処理媒体送り機構16は、基材2に形状に応じて事前にティーチング可能に構成され、例えば基材2の表面が平面ではない場合等には、基材2の形状に沿って光出射位置制御用光学系13及び集光レンズ14を適宜に移動可能な構成であっても良い。   Further, the processing medium supply mechanism 10 includes a processing medium feeding mechanism 16. The processing medium feeding mechanism 16 integrally adjusts the light emission position control optical system 13 and the condenser lens 14 so that the irradiation position of the laser beam 15 and the focal length can be adjusted. , And can be moved in the Z-axis direction. As shown in FIG. 1, the processing medium feeding mechanism 16 has a holding portion 17 that holds the light emission position control optical system 13 and the condenser lens 14 movably attached in the X-axis direction and the Y-axis direction. The structure which consists of the table 18 and the leg part 19 to which the said table 18 was attached so that a movement to a Z-axis direction was possible may be sufficient. Although not shown, the processing medium feeding mechanism 16 holds the light emission position control optical system 13 and the condenser lens 14 so as to be movable integrally in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction. The robot arm / robot hand may be configured. The processing medium feeding mechanism 16 is configured to be capable of teaching in advance on the base material 2 according to the shape. For example, when the surface of the base material 2 is not a flat surface, light is emitted along the shape of the base material 2. The configuration may be such that the position control optical system 13 and the condenser lens 14 can be moved as appropriate.

循環機構20は、微粒子材料3を基材2の表面に供給する供給機構21と、基材2の表面を成膜されずに通過した微粒子材料3を回収する回収機構25と、微粒子材料3を回収機構25、供給機構21間で循環させる循環パイプ(再利用循環機構)29と、から構成される。
供給機構21は、加圧ポンプ22と、供給配管23と、供給用ノズル24と、を備える。加圧ポンプ22は、図示は省略するが、例えば送風ファンを備え、微粒子材料3を基材2の表面に供給するための空気の流れを形成する。加圧ポンプ22は、微粒子材料3が基材2の表面に当たった際に、微粒子材料3が損傷を受けない圧力で供給されるように、送風するように構成されている。供給用ノズル24は、微粒子材料3が、基材2の表面に対して小さい角度で供給されるように設けられる。微粒子材料3は、加圧ポンプ22により形成された空気の流れに乗って、供給配管23を通り、供給用ノズル24から、基材2の表面に供給される。
これらの構成によれば、供給機構21で基材2の表面に供給された微粒子材料3が、基材2に当たって跳ね返る等して加圧ポンプ22により形成された気流から外れ、周囲に飛び散ることがなく、微粒子材料3を所望の成膜範囲に供給することができる。
The circulation mechanism 20 includes a supply mechanism 21 that supplies the particulate material 3 to the surface of the substrate 2, a recovery mechanism 25 that collects the particulate material 3 that has passed through the surface of the substrate 2 without forming a film, and a particulate material 3. The recovery mechanism 25 and the circulation pipe (reuse circulation mechanism) 29 circulated between the supply mechanism 21 are configured.
The supply mechanism 21 includes a pressurizing pump 22, a supply pipe 23, and a supply nozzle 24. Although not shown, the pressurizing pump 22 includes a blower fan, for example, and forms an air flow for supplying the particulate material 3 to the surface of the substrate 2. The pressurizing pump 22 is configured to blow air so that when the fine particle material 3 hits the surface of the substrate 2, the fine particle material 3 is supplied at a pressure that does not cause damage. The supply nozzle 24 is provided so that the particulate material 3 is supplied at a small angle with respect to the surface of the substrate 2. The particulate material 3 rides on the air flow formed by the pressure pump 22, passes through the supply pipe 23, and is supplied from the supply nozzle 24 to the surface of the substrate 2.
According to these configurations, the fine particle material 3 supplied to the surface of the base material 2 by the supply mechanism 21 may come off the air flow formed by the pressurization pump 22 by splashing against the base material 2 and scatter around. The particulate material 3 can be supplied to a desired film forming range.

回収機構25は、吸引ポンプ26と、回収配管27と、回収用ノズル28と、を備える。吸引ポンプ26は、例えば吸込ファンを備え、基材2の表面に成膜されずに、基材2の表面の成膜位置を通過した微粒子材料3を回収するための空気の流れを形成する。吸引ポンプ26は、吸引ファンを備える構成の他に、非接触型の吸引機構を備え、当該非接触型の吸引機構により回収機構25の内部を減圧することにより、微粒子材料3を回収する構成であっても良い。   The recovery mechanism 25 includes a suction pump 26, a recovery pipe 27, and a recovery nozzle 28. The suction pump 26 includes, for example, a suction fan, and forms an air flow for collecting the particulate material 3 that has passed through the film formation position on the surface of the base material 2 without being formed on the surface of the base material 2. The suction pump 26 includes a non-contact type suction mechanism in addition to the configuration including the suction fan, and the fine particle material 3 is collected by decompressing the inside of the collection mechanism 25 by the non-contact type suction mechanism. There may be.

回収用ノズル28は、供給用ノズル24に対向するように設けられる。回収用ノズル28の回収口28Aは、供給用ノズル24の供給口24Aよりも広く形成され、微粒子材料3を供給範囲よりも広い範囲から回収できるように構成されている。また、回収用ノズル28は、回収口28Aが、供給用ノズル24よりも大きな角度で基材2の表面に対して向けられている構成であっても良い。微粒子材料3は、吸引ポンプ26により形成された空気の流れに乗って、回収用ノズル28から回収されて、回収配管27を通り、循環パイプ29に送られる。   The collection nozzle 28 is provided so as to face the supply nozzle 24. The collection port 28A of the collection nozzle 28 is formed wider than the supply port 24A of the supply nozzle 24, and is configured to collect the particulate material 3 from a range wider than the supply range. Further, the recovery nozzle 28 may have a configuration in which the recovery port 28 </ b> A is directed to the surface of the substrate 2 at a larger angle than the supply nozzle 24. The particulate material 3 rides on the air flow formed by the suction pump 26, is collected from the collection nozzle 28, passes through the collection pipe 27, and is sent to the circulation pipe 29.

供給機構21と、回収機構25とは、循環パイプ29により連結され、循環パイプ29により、回収機構25で回収された微粒子材料3は、供給機構21で再利用される。この構成によれば、基材2の表面に供給され、基材2の表面に成膜されずに、基材2の表面上を通過した微粒子材料3を回収機構25で回収し、循環パイプ29により、供給機構21で再利用することができる。このように、微粒子材料3を供給機構21と回収機構25との間で循環供給することで、微粒子材料3の利用効率を高めることができる。
また、微粒子材料3は、粒径が100μm以下の材料であり、望ましくは、粒径が50μm以下の材料である。このように、微粒子材料3は、粒径が小さい微粒子であるため、供給機構21と、回収機構25と、の間に気流を形成することで、当該気流に微粒子材料3を乗せて、基材2の表面を微粒子材料3が通過する粒子の流れを形成することができる。
The supply mechanism 21 and the recovery mechanism 25 are connected by a circulation pipe 29, and the particulate material 3 recovered by the recovery mechanism 25 by the circulation pipe 29 is reused by the supply mechanism 21. According to this configuration, the particulate material 3 that has been supplied to the surface of the base material 2 and passed over the surface of the base material 2 without being deposited on the surface of the base material 2 is recovered by the recovery mechanism 25, and the circulation pipe 29 Thus, the supply mechanism 21 can be reused. As described above, by circulatingly supplying the particulate material 3 between the supply mechanism 21 and the recovery mechanism 25, the utilization efficiency of the particulate material 3 can be increased.
The fine particle material 3 is a material having a particle size of 100 μm or less, and preferably a material having a particle size of 50 μm or less. Thus, since the fine particle material 3 is a fine particle having a small particle diameter, by forming an air flow between the supply mechanism 21 and the recovery mechanism 25, the fine particle material 3 is placed on the air flow to form a base material. 2 can form a flow of particles through which the particulate material 3 passes.

処理媒体供給機構10は、基材2の表面に供給された微粒子材料3を、供給機構21と、回収機構25との間で、成膜位置Pにおける一定の範囲に、レーザー光15を局所的に供給し過熱溶融させて成膜を行う。
図2は、プリ/ポスト照射無しで、成膜位置Pに微粒子材料3及びレーザー光15を供給して、成膜を行った際の結果を示す図である。図2に示した成膜結果は、アルミ合金の基材2に、タングステンカーバイトを含む微粒子材料3を供給し、超硬膜の成膜を行ったものである。本願の成膜装置1を用いて、レーザー光15は、レーザー波長を1070nm、レーザーパワーを200ワットに設定して連続発振し、照射径を直径5mmに設定した場合、当該照射条件下で、60秒未満のレーザー照射時間で、100μmより厚い膜厚の超硬膜が成膜されることが実験から証明された。
The processing medium supply mechanism 10 causes the fine particle material 3 supplied to the surface of the substrate 2 to locally distribute the laser beam 15 between the supply mechanism 21 and the recovery mechanism 25 within a certain range at the film formation position P. To be heated and melted to form a film.
FIG. 2 is a diagram illustrating a result when film formation is performed by supplying the fine particle material 3 and the laser beam 15 to the film formation position P without pre / post irradiation. The film formation result shown in FIG. 2 is obtained by supplying a particulate material 3 containing tungsten carbide to a base material 2 made of aluminum alloy and forming a super hard film. Using the film forming apparatus 1 of the present application, the laser beam 15 continuously oscillates with a laser wavelength set to 1070 nm, a laser power set to 200 watts, and an irradiation diameter set to a diameter of 5 mm. It has been proved by experiments that a super hard film having a thickness of more than 100 μm can be formed with a laser irradiation time of less than a second.

図2に成膜結果を示した実験では、プリ/ポスト照射無しで、成膜を行ったが、成膜装置1は、より硬質な膜を成膜する為に、プリ/ポスト照射を行うように設定可能である。成膜装置1は、微粒子材料3の供給を開始する前の成膜工程初期において、まず、レーザー光15の出力を、所定の基材2及び所定の微粒子材料3により成膜を行う通常の出力よりも低く設定して、基材2の表面の成膜位置Pに、低い出力のレーザー光15を供給する(プリ照射)。これにより、基材2の表面を加熱溶融させる。続いて、微粒子材料3の循環供給を開始し、レーザー光15の出力を通常の出力に設定する。これにより、過熱溶融された基材2の表面に微粒子材料3を付着させてから、微粒子材料3を加熱溶融させて、基材2の表面に成膜を行うことができる。これにより、基材2と微粒子材料3との強い結合を可能とすることができる。   In the experiment shown in FIG. 2, the film formation was performed without pre / post irradiation. However, the film forming apparatus 1 performs pre / post irradiation to form a harder film. Can be set. In the initial stage of the film forming process before the supply of the fine particle material 3 is started, the film forming apparatus 1 first outputs an output of the laser beam 15 as a normal output for forming a film with the predetermined base material 2 and the predetermined fine particle material 3. Is set lower than that, and a low-power laser beam 15 is supplied to the film forming position P on the surface of the substrate 2 (pre-irradiation). Thereby, the surface of the base material 2 is heated and melted. Subsequently, circulation supply of the particulate material 3 is started, and the output of the laser beam 15 is set to a normal output. Thereby, after the fine particle material 3 is adhered to the surface of the base material 2 that has been melted by heating, the fine particle material 3 can be heated and melted to form a film on the surface of the base material 2. Thereby, the strong coupling | bonding of the base material 2 and the particulate material 3 can be enabled.

そして、微粒子材料3が複数層に重ねて成膜された、成膜工程後期において、レーザー光15の出力を、通常の出力よりも高く設定して、高い出力のレーザー光15を成膜位置Pに供給する(ポスト照射)。これにより、積層された微粒子材料3同士が加熱溶融されて結合し、膜が一体となる。よって、基材2の表面に供給された微粒子材料3間に微小気孔や微小空間の無い膜を形成することができ、硬度を向上させた硬質膜を形成し、基材2の耐摩耗性を向上することができる。   Then, in the latter stage of the film forming process in which the fine particle material 3 is formed in a plurality of layers, the output of the laser beam 15 is set higher than the normal output, and the high output laser beam 15 is set to the film forming position P. (Post irradiation). Thereby, the laminated particulate materials 3 are heated and melted and bonded to form a film. Therefore, it is possible to form a film without micropores or microspaces between the fine particle material 3 supplied to the surface of the base material 2, form a hard film with improved hardness, and improve the wear resistance of the base material 2. Can be improved.

以上説明したように、本発明を適用した実施形態によれば、微粒子状の成膜材料である微粒子材料3を溶かして基材2に成膜する成膜装置1において、微粒子材料3を基材2の成膜位置Pに向けて供給する供給機構21と、成膜材料を加熱溶融するレーザー光15を基材2の成膜位置Pに向けて供給する処理媒体供給機構10と、基材2の成膜位置Pを通過した微粒子材料3を回収する回収機構25と、を備えた。この構成によれば、基材2の面に成膜するための微粒子材料3を供給する供給機構21と、基材2の面の成膜位置Pに供給された微粒子材料3を加熱溶融させるためのレーザー光15を供給する処理媒体供給機構10と、を別に設ける構成としたため、材料の供給機能と、材料の加熱溶融機能と、を独立させることができ、各機能の制御性を向上することができる。また、基材2の成膜位置Pを通過した微粒子材料3を回収する回収機構25を設けたため、基材2の表面に成膜されずに基材2の表面を通過した微粒子材料3を回収することができ、回収された微粒子材料3を再利用可能とし、微粒子材料3の利用効率を高めることができる。また、処理媒体供給機構10によりレーザー光15の照射条件の制御を微粒子材料3の供給とは独立して行うことができる。これにより、成膜位置周辺への基材の熱ダメージを抑制することができ、成膜対象の基材の適用範囲を樹脂や有機材料等に拡張することができる。   As described above, according to the embodiment to which the present invention is applied, in the film forming apparatus 1 that melts the fine particle material 3 that is a fine particle film forming material and forms the film on the base material 2, the fine particle material 3 is used as the base material. 2, a supply mechanism 21 that supplies the film 2 toward the film formation position P, a processing medium supply mechanism 10 that supplies a laser beam 15 for heating and melting the film formation material toward the film formation position P of the substrate 2, and the substrate 2. And a recovery mechanism 25 that recovers the particulate material 3 that has passed through the film formation position P. According to this configuration, the supply mechanism 21 that supplies the fine particle material 3 for film formation on the surface of the base material 2 and the fine particle material 3 supplied to the film formation position P on the surface of the base material 2 are heated and melted. Since the processing medium supply mechanism 10 for supplying the laser beam 15 is separately provided, the material supply function and the material heating and melting function can be made independent, and the controllability of each function is improved. Can do. In addition, since the collection mechanism 25 that collects the particulate material 3 that has passed through the film formation position P of the substrate 2 is provided, the particulate material 3 that has passed through the surface of the substrate 2 without being deposited on the surface of the substrate 2 is collected. The collected particulate material 3 can be reused, and the utilization efficiency of the particulate material 3 can be increased. Further, the irradiation condition of the laser beam 15 can be controlled by the processing medium supply mechanism 10 independently of the supply of the fine particle material 3. Thereby, the thermal damage of the base material around a film-forming position can be suppressed, and the application range of the base material of film-forming object can be extended to resin, an organic material, etc.

また、本発明を適用した実施形態によれば、処理媒体供給機構10は、成膜位置Pにおける一定の範囲に、局所的にレーザー光15を供給し、供給機構21は、該一定の範囲よりも大きい範囲に微粒子材料3を供給する。この構成によれば、処理媒体供給機構10は、成膜位置Pにおける一定の範囲に、局所的にレーザー光15を供給するため、レーザー光15が供給された一定の範囲内で微粒子材料3を局所的に加熱溶融させて成膜することができる。これにより、レーザー光15が供給された一定の範囲外では、微粒子材料3に熱損傷が及ばず、これらの微粒子材料3を再利用して、微粒子材料3の利用効率を高めることができる。また、成膜位置Pの周辺へのマスキングを行うことなく、所望の位置にのみ局所的に成膜を行うことができ、微粒子材料3の利用効率を向上することができるとともに、成膜の作業性を向上することができる。   Further, according to the embodiment to which the present invention is applied, the processing medium supply mechanism 10 locally supplies the laser light 15 to a certain range at the film forming position P, and the supply mechanism 21 from the certain range. The fine particle material 3 is supplied to a larger range. According to this configuration, since the processing medium supply mechanism 10 locally supplies the laser beam 15 to a certain range at the film forming position P, the fine particle material 3 is supplied within the certain range to which the laser beam 15 is supplied. The film can be formed by locally heating and melting. Thereby, outside the certain range to which the laser beam 15 is supplied, the particulate material 3 is not thermally damaged, and the particulate material 3 can be reused to increase the utilization efficiency of the particulate material 3. Further, it is possible to perform film formation locally only at a desired position without masking the periphery of the film formation position P, and it is possible to improve the utilization efficiency of the fine particle material 3 and to perform film formation work. Can be improved.

また、本発明を適用した実施形態によれば、供給機構21と回収機構25とが、循環パイプ29により連結され、この循環パイプの機能により、回収された微粒子材料が供給機構21で再利用される。この構成によれば、回収機構25で回収された微粒子材料3を、供給機構21に循環させて、効率的に再利用することができ、微粒子材料3の利用効率を向上することができる。   Further, according to the embodiment to which the present invention is applied, the supply mechanism 21 and the recovery mechanism 25 are connected by the circulation pipe 29, and the recovered particulate material is reused by the supply mechanism 21 by the function of the circulation pipe. The According to this configuration, the particulate material 3 collected by the collection mechanism 25 can be circulated to the supply mechanism 21 to be efficiently reused, and the utilization efficiency of the particulate material 3 can be improved.

また、本発明を適用した実施形態によれば、供給機構21が供給用ノズル24を、回収機構25が回収用ノズル28を有し、これらノズル24,28が対向し、供給用ノズル24が成膜位置Pに小さい角度で微粒子材料3を供給する。この構成によれば、基材2の表面を通過し、供給用ノズル24から回収用ノズル28に向かって流れる気流を形成することができ、当該気流に乗せて微粒子材料3を基材2の表面に供給することで、微粒子材料3を供給機構21と、回収機構25との間で循環させることができる。また、供給用ノズル24が成膜位置Pに小さい角度で微粒子材料3を供給するため、微粒子材料3が基材2の表面に当たる際の衝撃を抑え、微粒子材料3が周辺に散らばるのを防ぐことができる。   Further, according to the embodiment to which the present invention is applied, the supply mechanism 21 has the supply nozzle 24, the recovery mechanism 25 has the recovery nozzle 28, these nozzles 24, 28 face each other, and the supply nozzle 24 is formed. The particulate material 3 is supplied to the film position P at a small angle. According to this configuration, an airflow that passes through the surface of the substrate 2 and flows from the supply nozzle 24 toward the recovery nozzle 28 can be formed, and the particulate material 3 is placed on the surface of the substrate 2 in the airflow. , The particulate material 3 can be circulated between the supply mechanism 21 and the recovery mechanism 25. Further, since the supply nozzle 24 supplies the fine particle material 3 to the film forming position P at a small angle, the impact when the fine particle material 3 hits the surface of the substrate 2 is suppressed, and the fine particle material 3 is prevented from being scattered around. Can do.

また、本発明を適用した実施形態によれば、処理媒体供給機構10は、レーザー光15の出力を制御する制御機構としてレーザー発振器11を備えたため、レーザー光15の出力を制御して、成膜条件や、成膜する膜の膜厚や硬度等の成膜品質を適宜に制御することができ、機能性の高い膜を形成することができる。   In addition, according to the embodiment to which the present invention is applied, the processing medium supply mechanism 10 includes the laser oscillator 11 as a control mechanism for controlling the output of the laser light 15, so that the film is formed by controlling the output of the laser light 15. Film quality such as conditions and film thickness and hardness of the film to be formed can be appropriately controlled, and a film having high functionality can be formed.

また、本発明を適用した実施形態によれば、レーザー光15の出力を制御して、成膜工程初期にレーザー光15の出力を通常よりも低く設定する。この構成によれば、微粒子材料3の供給に先行して、出力が低く設定されたレーザー光15を基材2の表面に提供し、基材2に熱損傷を与えることなく表面(例えば酸化層)を加熱溶融させ、溶融した基材2の表面に微粒子材料3を供給し、微粒子材料3を基材2の表面に付着させることができる。これにより、基材2の表面で、基材2と微粒子材料3とが一体となった被膜を形成することができ、基材2の表面により密着力の高い被膜を形成することができる。   Further, according to the embodiment to which the present invention is applied, the output of the laser beam 15 is controlled, and the output of the laser beam 15 is set lower than usual at the initial stage of the film forming process. According to this configuration, prior to the supply of the particulate material 3, the laser beam 15 whose output is set low is provided to the surface of the base material 2, and the surface (for example, the oxide layer) is not damaged to the base material 2. ) Is heated and melted, the fine particle material 3 is supplied to the surface of the molten base material 2, and the fine particle material 3 can be adhered to the surface of the base material 2. As a result, a film in which the base material 2 and the fine particle material 3 are integrated can be formed on the surface of the base material 2, and a film with higher adhesion can be formed on the surface of the base material 2.

<第2実施形態>
上述した第1実施形態では、供給機構21と、回収機構25と、を循環パイプ29により連結して、回収機構25で回収した微粒子材料3を循環パイプ29により供給機構21で再利用させる構成とした。この第2実施形態では、図3に示すように、供給機構31及び回収機構35が各々、微粒子材料3を一時的に蓄えるバッファータンク32,36を備えた成膜装置101について説明する。なお、第2実施形態において、上述した第1実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
Second Embodiment
In the first embodiment described above, the supply mechanism 21 and the recovery mechanism 25 are connected by the circulation pipe 29, and the particulate material 3 recovered by the recovery mechanism 25 is reused by the supply mechanism 21 by the circulation pipe 29. did. In the second embodiment, as shown in FIG. 3, a film forming apparatus 101 in which a supply mechanism 31 and a recovery mechanism 35 each include buffer tanks 32 and 36 that temporarily store the particulate material 3 will be described. Note that in the second embodiment, identical symbols are assigned to configurations identical to those in the first embodiment described above and descriptions thereof are omitted.

図3は、本発明を適用した第2実施形態に係る成膜装置101の構成を示す模式図である。図3に示すように、成膜装置101は、処理媒体供給機構10と、供給機構31と、回収機構35と、を備える。
供給機構31は、微粒子材料3を一時的に蓄える供給用バッファータンク32を備える。供給機構31は、供給用バッファータンク32に蓄えられた微粒子材料3を、加圧ポンプ22により、供給配管23を介して、供給用ノズル24から基材2の表面の成膜位置Pに供給する。
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of a film forming apparatus 101 according to the second embodiment to which the present invention is applied. As illustrated in FIG. 3, the film forming apparatus 101 includes a processing medium supply mechanism 10, a supply mechanism 31, and a recovery mechanism 35.
The supply mechanism 31 includes a supply buffer tank 32 that temporarily stores the particulate material 3. The supply mechanism 31 supplies the particulate material 3 stored in the supply buffer tank 32 from the supply nozzle 24 to the film forming position P on the surface of the substrate 2 through the supply pipe 23 by the pressurizing pump 22. .

回収機構35は、微粒子材料3を一時的に蓄える回収用バッファータンク36を備える。回収機構35は、吸引ポンプ26により、基材2の表面を通過して成膜されなかった微粒子材料3を回収用ノズル28から回収配管27を介して回収し、回収用バッファータンク36に蓄える。
処理媒体供給機構10は、光出射位置制御用光学系13及び集光レンズ14が一体に、Z軸方向に移動可能に構成され、レーザー光15の焦点距離が調整可能に構成されている。また、基材2が載置される駆動テーブル6は、成膜位置Pを所定の位置に移動可能に、X軸方向及びY軸方向に移動可能に構成されている。
The recovery mechanism 35 includes a recovery buffer tank 36 that temporarily stores the particulate material 3. The collection mechanism 35 collects the particulate material 3 that has not passed through the surface of the substrate 2 and formed a film from the collection nozzle 28 via the collection pipe 27 by the suction pump 26 and stores it in the collection buffer tank 36.
The processing medium supply mechanism 10 is configured such that the light emission position control optical system 13 and the condenser lens 14 are integrally movable in the Z-axis direction, and the focal length of the laser light 15 is adjustable. The drive table 6 on which the substrate 2 is placed is configured to be movable in the X-axis direction and the Y-axis direction so that the film-forming position P can be moved to a predetermined position.

成膜装置101は、供給機構31から供給され、基材2の表面の成膜位置Pに成膜されなかった微粒子材料3を、回収機構35で回収して、回収用バッファータンク36に蓄える。回収用バッファータンク36に蓄えられた微粒子材料3は、再び供給用バッファータンク32に充填して、再利用することができ、微粒子材料の利用効率を高めることができる。   The film forming apparatus 101 collects the particulate material 3 supplied from the supply mechanism 31 and not formed at the film forming position P on the surface of the substrate 2 by the collecting mechanism 35 and stores it in the collecting buffer tank 36. The particulate material 3 stored in the recovery buffer tank 36 can be filled again into the supply buffer tank 32 and reused, and the utilization efficiency of the particulate material can be increased.

<第3実施形態>
上述した第1実施形態、及び、第2実施形態では、レーザー光15を、基材2の表面の成膜位置Pで集光させ、レーザー光15の集光位置で微粒子材料3を加熱溶融させて、成膜位置Pの一定範囲に成膜する構成とした。この第3実施形態では、図4に示すように、レーザー光15の集光位置Cを、集光レンズ14と、基材2の表面との間に設定し、当該集光位置Cに微粒子材料3を、レーザー光15の光軸と同軸に供給する成膜装置201を示す図である。なお、第3実施形態において、上述した第1実施形態あるいは第2実施形態と同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
<Third Embodiment>
In the first embodiment and the second embodiment described above, the laser beam 15 is condensed at the film forming position P on the surface of the substrate 2, and the fine particle material 3 is heated and melted at the condensing position of the laser beam 15. Thus, the film is formed in a certain range of the film formation position P. In the third embodiment, as shown in FIG. 4, the condensing position C of the laser light 15 is set between the condensing lens 14 and the surface of the substrate 2, and the fine particle material is set at the condensing position C. 3 is a diagram showing a film forming apparatus 201 that supplies 3 to the same axis as the optical axis of a laser beam 15. Note that in the third embodiment, identical symbols are assigned to configurations identical to those in the first embodiment or second embodiment described above and descriptions thereof are omitted.

図4は、本発明を適用した第3実施形態に係る成膜装置201の構成を示す模式図である。図4に示すように、成膜装置201は、処理媒体供給機構10と、供給機構41と、回収機構35と、を備える。
供給機構41は、供給用ノズル42の先端に、微粒子材料3の供給口43Aをレーザー光15の光軸と同軸にする供給管43が設けられている。供給管43は、微粒子材料3よりも融点の高い材料から形成されている。供給管43は、供給口43Aが集光レンズ14と、集光レンズ14の集光位置Cとの間に配置されるように、供給用ノズル42から延在する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of a film forming apparatus 201 according to the third embodiment to which the present invention is applied. As illustrated in FIG. 4, the film forming apparatus 201 includes a processing medium supply mechanism 10, a supply mechanism 41, and a recovery mechanism 35.
The supply mechanism 41 is provided with a supply tube 43 that makes the supply port 43 </ b> A of the particulate material 3 coaxial with the optical axis of the laser beam 15 at the tip of the supply nozzle 42. The supply pipe 43 is formed from a material having a melting point higher than that of the particulate material 3. The supply pipe 43 extends from the supply nozzle 42 so that the supply port 43 </ b> A is disposed between the condensing lens 14 and the condensing position C of the condensing lens 14.

供給機構41から、供給管43、供給口43Aを介して、レーザー光15の光軸と同軸に供給される微粒子材料3は、レーザー光15の集光位置Cで加熱溶融される。レーザー光15の集光位置Cで加熱溶融された微粒子材料3は、基材2の表面の成膜位置Pに滴下される。基材2の表面には、レーザー光15がリング状に照射される。駆動テーブル6をX軸方向及びY軸方向に動かすことで、基材2が移動され、基材2の表面に照射されるレーザー光15の位置が移動する。   The particulate material 3 supplied from the supply mechanism 41 through the supply pipe 43 and the supply port 43A coaxially with the optical axis of the laser beam 15 is heated and melted at the condensing position C of the laser beam 15. The particulate material 3 heated and melted at the condensing position C of the laser beam 15 is dropped onto the film forming position P on the surface of the substrate 2. The surface of the substrate 2 is irradiated with laser light 15 in a ring shape. By moving the drive table 6 in the X-axis direction and the Y-axis direction, the substrate 2 is moved, and the position of the laser beam 15 irradiated on the surface of the substrate 2 is moved.

例えば、X軸方向に駆動テーブル6を移動させた場合、基材2の表面にリング状に照射されたレーザー光15は、プレ照射位置P1に照射され、当該プレ照射位置P1において基材2の表面を加熱溶融する。そして、加熱溶融された基材2の表面に、成膜位置Pにおいて、微粒子材料3が供給される。さらに、ポスト照射位置P2において、基材2の表面に成膜された微粒子材料3同士が加熱されて結合され、硬質膜が形成される。   For example, when the drive table 6 is moved in the X-axis direction, the laser beam 15 irradiated on the surface of the substrate 2 in a ring shape is irradiated to the pre-irradiation position P1, and the substrate 2 is irradiated at the pre-irradiation position P1. The surface is heated and melted. Then, the fine particle material 3 is supplied to the surface of the base material 2 heated and melted at the film forming position P. Further, at the post-irradiation position P2, the fine particle materials 3 formed on the surface of the base material 2 are heated and bonded to form a hard film.

レーザー光15の集光位置Cを通過して溶融されず、基材2の表面を成膜されずに通過した微粒子材料3は、回収機構35により回収されて、回収用バッファータンク36に蓄えられる。回収用バッファータンク36に蓄えられた微粒子材料3は、再び供給用バッファータンク32に充填して、再利用することができ、微粒子材料の利用効率を高めることができる。   The particulate material 3 that has not passed through the condensing position C of the laser beam 15 and has not been melted and has not passed through the surface of the substrate 2 is recovered by the recovery mechanism 35 and stored in the recovery buffer tank 36. . The particulate material 3 stored in the recovery buffer tank 36 can be filled again into the supply buffer tank 32 and reused, and the utilization efficiency of the particulate material can be increased.

なお、上記実施形態は本発明を適用した具体的態様の例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、上記実施形態とは異なる態様として本発明を適用することも可能である。例えば、供給機構21,31,41は、加圧ポンプ22を必ずしも備えている必要はなく、回収機構25,35側で吸引することで、微粒子材料3を基材2の表面を通過させる気流を形成する構成であっても良い。   In addition, the said embodiment is only an example of the specific aspect to which this invention is applied, this invention is not limited, It is also possible to apply this invention as an aspect different from the said embodiment. For example, the supply mechanisms 21, 31, and 41 do not necessarily include the pressurizing pump 22, and an air flow that allows the particulate material 3 to pass through the surface of the substrate 2 by sucking on the collection mechanisms 25 and 35 side. The structure to form may be sufficient.

また、図5は、回収機構の変形例である回収機構40を示す図であり、成膜装置1は、図5に示したように、上から下に流れる気流を形成し、この気流に乗せて微粒子材料3を、気流に対して斜めに配置された基材2の表面に供給する構成であっても良い。基材2の下部には、基材2の表面を通過した微粒子材料3を回収する回収機構40が設けられる。基材2の表面を通過する、基材2の上から下に流れる気流は、基材2の上部に設けられた不図示の供給機構からの送風で形成される構成であっても良いし、または、基材2の下部に設けられた回収機構40の内部を低圧にすることで形成される構成であっても良いし、或いは、供給機構の送風と、回収機構40の吸引との組み合わせにより形成される構成であっても良い。このように、所定の密度及び粒径の微粒子材料3を、所定の流速の気流に乗せて基材2の表面に供給することで、微粒子材料3を基材2の表面を上から下に流れる気流に乗せて、当該気流から外れて周辺外部に散らばることはなく、基材2の表面を滑り落ちるようにして回収機構40により回収することができる。   FIG. 5 is a diagram showing a recovery mechanism 40 which is a modification of the recovery mechanism. As shown in FIG. 5, the film forming apparatus 1 forms an airflow that flows from the top to the bottom and places it on this airflow. The fine particle material 3 may be supplied to the surface of the base material 2 disposed obliquely with respect to the airflow. A recovery mechanism 40 that recovers the particulate material 3 that has passed through the surface of the base 2 is provided at the bottom of the base 2. The airflow flowing from the top to the bottom of the base material 2 passing through the surface of the base material 2 may be formed by blowing air from a supply mechanism (not shown) provided on the top of the base material 2. Or the structure formed by making the inside of the collection | recovery mechanism 40 provided in the lower part of the base material 2 into a low pressure may be sufficient, or it is by the combination of the ventilation of a supply mechanism, and the suction | inhalation of the collection | recovery mechanism 40. The structure formed may be sufficient. In this way, the fine particle material 3 having a predetermined density and particle diameter is supplied to the surface of the base material 2 in an air flow having a predetermined flow velocity, so that the fine particle material 3 flows on the surface of the base material 2 from the top to the bottom. It can be recovered by the recovery mechanism 40 so as to slide down on the surface of the base material 2 without being separated from the air current and scattered outside the periphery.

そして、基材2は、必ずしもテーブル等に固定されている構成である必要はなく、成膜装置1は、供給機構及び回収機構を処理媒体供給機構と共に、基材2に沿って移動可能に備える構成であっても良い。この構成により、成膜装置1を、補修などのメンテナンスの工程においても広く用いることができる。   And the base material 2 does not necessarily need to be the structure fixed to the table etc., and the film-forming apparatus 1 is provided with a supply mechanism and a collection | recovery mechanism with the processing medium supply mechanism so that a movement along the base material 2 is possible. It may be a configuration. With this configuration, the film forming apparatus 1 can be widely used in maintenance processes such as repairs.

1、101、102 成膜装置
2 基材
3 微粒子材料(成膜材料)
10 処理媒体供給機構
11 レーザー発振器(制御機構)
15 レーザー光(処理媒体)
20 循環機構
21、31、41 供給機構
24、42 供給用ノズル
25、35、40 回収機構
28 回収用ノズル
29 循環パイプ(再利用循環機構)
P 成膜位置
1, 101, 102 Film forming apparatus 2 Base material 3 Fine particle material (film forming material)
10 Processing medium supply mechanism 11 Laser oscillator (control mechanism)
15 Laser light (processing medium)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 Circulation mechanism 21, 31, 41 Supply mechanism 24, 42 Supply nozzle 25, 35, 40 Recovery mechanism 28 Recovery nozzle 29 Circulation pipe (reuse circulation mechanism)
P Deposition position

Claims (5)

微粒子状の成膜材料を溶かして基材に成膜する成膜装置において、
前記成膜材料を前記基材の成膜位置に向けて供給する供給機構と、
前記成膜材料を加熱溶融するレーザー光を前記基材の成膜位置に向けて供給する処理媒体供給機構と、
前記基材の成膜位置を通過した前記成膜材料を回収する回収機構と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。
In a film forming apparatus that melts a particulate film forming material and forms a film on a substrate,
A supply mechanism for supplying the film forming material toward the film forming position of the substrate;
A processing medium supply mechanism for supplying a laser beam for heating and melting the film forming material toward the film forming position of the substrate;
A recovery mechanism for recovering the film forming material that has passed through the film forming position of the substrate;
A film forming apparatus comprising:
前記処理媒体供給機構は、前記成膜位置における一定の範囲に、局所的に前記レーザー光を供給し、前記供給機構は、該一定の範囲よりも大きい範囲に前記成膜材料を供給する、ことを特徴とする請求項1に記載の成膜装置。 The processing medium supply mechanism locally supplies the laser beam to a certain range at the film forming position, and the supply mechanism supplies the film forming material to a range larger than the certain range. The film forming apparatus according to claim 1. 前記供給機構と前記回収機構とが、再利用循環機構により連結され、この再利用循環機構の機能により、回収された前記成膜材料が前記供給機構で再利用される、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の成膜装置。   The supply mechanism and the recovery mechanism are connected by a reuse circulation mechanism, and the collected film forming material is reused by the supply mechanism by the function of the reuse circulation mechanism. Item 3. The film forming apparatus according to Item 1 or 2. 前記供給機構が供給用ノズルを、前記回収機構が回収用ノズルを有し、これらノズルが対向し、前記供給用ノズル及び前記基材のなす角度が、前記回収用ノズル及び前記基材のなす角度よりも小さい角度で前記成膜材料を供給する、ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の成膜装置。 The supply mechanism has a supply nozzle, the recovery mechanism has a recovery nozzle, these nozzles face each other, and the angle formed by the supply nozzle and the base material is the angle formed by the recovery nozzle and the base material The film forming apparatus according to claim 1, wherein the film forming material is supplied at an angle smaller than that of the film forming material. 前記処理媒体供給機構は、前記レーザー光の出力を制御する制御機構を備えた、ことを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の成膜装置。 The film forming apparatus according to claim 1, wherein the processing medium supply mechanism includes a control mechanism that controls an output of the laser light .
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