JP6530383B2 - 積層造形装置および方法 - Google Patents
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Description
Claims (46)
- 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形装置であって、
作業区域を収容する構築チャンバと、
前記作業区域内に堆積された材料を層ごとに結合させる高エネルギービームと、
前記作業区域の少なくとも一部にわたってガス入口からガス出口へのガス流を生成する流れデバイスと
を備え、
前記ガス入口および前記ガス出口が前記構築チャンバ内で可動となるように配置され、前記ガス入口および前記ガス出口は、前記ガス出口に対する前記ガス入口の位置が変動され得るように可動である、積層造形装置。 - 前記作業区域にわたる前記高エネルギービームの走査経路に基づいて前記ガス入口および前記ガス出口の位置が変更されるように前記ガス入口および前記ガス出口の動きを制御するコントローラを備える、請求項1の積層造形装置。
- 前記ガス入口および前記ガス出口は、前記ガス出口に対する前記ガス入口の位置が固定されたままとなるように、共に動くように配置されている、請求項1または2の積層造形装置。
- 前記ガス入口および前記ガス出口は、前記ガス入口と前記ガス出口の間の距離が、前記物体が構築される構築プラットホームの幅より小さくなることができるように可動である、請求項1の積層造形装置。
- 前記ガス入口および前記ガス出口は、前記ガス入口と前記ガス出口の間の距離が、物体が構築される前記作業区域の幅より小さくなることができるように可動である、請求項1または4の積層造形装置。
- 前記ガス入口と前記ガス出口の間の距離に基づいて前記ガス入口および/または前記ガス出口を通る前記ガス流を制御するガス流デバイスを備える、請求項1乃至5のいずれか一項の積層造形装置。
- 前記ガス入口および前記ガス出口は、少なくとも1つの線形軸に沿って前記ガス入口および前記ガス出口を動かすアセンブリ上に取り付けられる、請求項1乃至6のいずれか一項の積層造形装置。
- 前記ガス入口および前記ガス出口は、少なくとも1つの回転軸の周りで前記ガス入口および前記ガス出口を回転させるアセンブリ上に取り付けられる、請求項7の積層造形装置。
- 前記ガス出口は、前記作業区域に実質上平行の方向にガスを抜き取るように配置される、請求項1乃至8のいずれか一項の積層造形装置。
- 前記ガス入口は、前記作業区域に実質上平行の方向にガスを推進させるように配置される、請求項1乃至9のいずれか一項の積層造形装置。
- 前記ガス入口は、前記作業区域に実質上平行でない方向にガスを推進させるように配置される、請求項1乃至9のいずれか一項の積層造形装置。
- 前記ガス入口および/または前記ガス出口は、前記作業区域の幅全体にわたって延出する細長い開口を備え、前記ガス入口および/または前記ガス出口は、前記開口の長手方向軸に直交する線形方向に可動である、請求項1乃至11のいずれか一項の積層造形装置。
- 前記ガス入口および/または前記ガス出口は、前記作業区域の幅より小さく延出する開口を備え、前記ガス入口および/または前記ガス出口は、前記ガス入口から/前記ガス出口内へのガス流方向に直交する線形方向に可動である、請求項1乃至11のいずれか一項の積層造形装置。
- 材料の層ごとの凝固によって物体を構築する積層造形装置であって、
作業区域を収容する構築チャンバと、
前記作業区域にわたって粉末を分散させて粉末床の連続する粉末層を形成するワイパーと、
レーザービームを発生するレーザーと、
各粉末層の部分であって前記粉末床の前記部分を選択的に凝固させるように構築されている前記物体の断面に相当する部分にわたって前記レーザービームを走査する光学モジュールと、
前記作業区域の少なくとも一部にわたってガス入口からガス出口へのガス流を生成する流れデバイスと
を備え、
前記ガス入口および前記ガス出口は前記構築チャンバ内で可動となるように配置され、前記ガス出口に対する前記ガス入口の位置が変動され得るように可動であり、前記ワイパーは、前記ガス入口および前記ガス出口の少なくとも1つと共に動くように取り付けられる積層造形装置。 - 材料の層ごとの凝固によって物体を構築する積層造形装置であって、
作業区域を収容する構築チャンバと、
レーザービームを発生するレーザーと、
各粉末層の部分であって粉末床の前記部分を選択的に凝固させるように構築されている前記物体の断面に相当する部分にわたって前記レーザービームを走査する光学モジュールと、
前記作業区域の少なくとも一部にわたってガス入口からガス出口へのガス流を生成する流れデバイスであって、前記ガス入口および前記ガス出口は、前記ガス出口に対する前記ガス入口の位置が変動され得るように可動である、流れデバイスと
構築されている前記物体の幾何形状を測定するプローブ
を備え、
前記プローブは、前記ガス入口および/または前記ガス出口と共通の軸上を動くように取り付けられる積層造形装置。 - 前記プローブとの共通軸上に取り付けられた前記ガス入口および/または前記ガス出口は、第1の方向に動くように配置され、前記プローブは、前記第1の方向およびさらなる方向に動くように配置される、請求項15の積層造形装置。
- 前記プローブは接触プローブである、請求項16の積層造形装置。
- 前記構築チャンバ内の前記ガス入口および/または前記ガス出口の位置に基づいてガスが前記ガス入口から前記構築チャンバ内へ推進される流速を制御するコントローラを備える、請求項1乃至17のいずれか一項の積層造形装置。
- 前記構築チャンバ内の前記ガス入口および/または前記ガス出口の位置に基づいてガスが前記構築チャンバから前記ガス出口を通って抜き取られる流速を制御するコントローラを備える、請求項1乃至18のいずれか一項の積層造形装置。
- 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形方法であって、
構築チャンバ内の作業区域内に材料を堆積させるステップと、
前記作業区域にわたって高エネルギービームを走査させて前記材料を層ごとに結合させるステップと、
前記作業区域の少なくとも一部にわたってガス入口からガス出口へのガス流を生成する流れデバイスを動作させるステップであって、前記物体の構築中に前記ガス入口および前記ガス出口を動かすことを含む、ステップと
を含み、
該動作させるステップは、前記ガス入口と前記ガス出口の間の距離を変動させるように前記ガス入口および前記ガス出口を動かすことを含む方法。 - 前記作業区域にわたるガス流の方向を変更するように前記ガス入口および前記ガス出口を動かすステップを含む、請求項20の方法。
- 前記構築チャンバ内の前記ガス入口および/または前記ガス出口の位置に基づいてガスが前記ガス入口から前記構築チャンバ内へ推進される流速を変更するステップを含む、請求項20乃至21のいずれか一項の方法。
- 前記構築チャンバ内の前記ガス入口および/または前記ガス出口の位置に基づいてガスが前記構築チャンバから前記ガス出口を通って抜き取られる流速を変更するステップを含む、請求項20乃至22のいずれか一項の方法。
- 前記ガス入口および前記ガス出口を動かしながら前記材料を前記高エネルギービームで走査するステップを含む、請求項20乃至23のいずれか一項の方法。
- 前記ガス入口および前記ガス出口は、前記高エネルギービームの走査経路に基づいて動かされる、請求項20乃至24のいずれか一項の方法。
- 前記作業区域にわたって粉末層を連続して堆積させるステップと、各粉末層のうち構築されている前記物体の横断面に対応する部分にわたって前記高エネルギービームを走査させて粉末の前記部分を結合させるステップとを含む、請求項20乃至25のいずれか一項の方法。
- 命令を有するデータキャリアにおいて、前記命令は、プロセッサによって実行されたとき該プロセッサに請求項1乃至19のいずれか一項の積層造形装置を制御させて、請求項20乃至26のいずれか一項の方法を実施させるデータキャリア。
- 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形装置であって、
作業区域を収容する構築チャンバと、
前記作業区域内に堆積された材料を層ごとに結合させる高エネルギービームと、
前記作業区域の上の容積内へガスを推進させる第1の流れデバイスおよび前記容積からガスを抜き取る第2の流れデバイスであって、該第1の流れデバイスと該第2の流れデバイスの間にガス流を生成し、前記第1の流れデバイスおよび該第2の流れデバイスの少なくとも1つが前記構築チャンバ内で可動となるように配置され、前記第1の流れデバイスおよび前記第2の流れデバイスは、前記第2の流れデバイスに対する前記第1の流れデバイスの位置が変動され得るように可動である、第1の流れデバイスおよび第2の流れデバイスと、
所定の走査計画に応じて前記高エネルギービームによる前記材料の走査を制御し、前記走査計画に基づいて前記第1の流れデバイスおよび/または前記第2の流れデバイスの動きを制御する制御ユニットと
を備える積層造形装置。 - 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形方法であって、
構築チャンバ内の作業区域内に材料を堆積させるステップと、
前記作業区域にわたって高エネルギービームを走査させて所定の走査計画に応じて前記材料を層ごとに結合させるステップと、
前記高エネルギービームで結合されている前記材料を含む前記作業区域の上の容積内へガスを推進させる第1の流れデバイスおよび前記容積からガスを抜き取る第2の流れデバイスを動作させて前記第1の流れデバイスと前記第2の流れデバイスの間にガス流を生成するステップと
を含み、
さらに、前記走査計画に基づく前記物体の構築中に前記構築チャンバ内で前記第1の流れデバイスおよび前記第2の流れデバイスの少なくとも1つを動かすステップであって、前記第2の流れデバイスに対する前記第1の流れデバイスの位置が変動されるステップを含む方法。 - 命令を有するデータキャリアにおいて、前記命令は、プロセッサによって実行されたとき該プロセッサに請求項28の積層造形装置を制御させて、請求項29の方法を実施させるデータキャリア。
- 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形装置であって、
作業区域を収容する構築チャンバと、
前記作業区域内に堆積された材料を層ごとに結合させる高エネルギービームと、
前記作業区域の上の容積内へガスを推進させる第1の流れデバイスおよび前記容積からガスを抜き取る第2の流れデバイスであって、該第1の流れデバイスと該第2の流れデバイスの間にガス流を生成し、該第1の流れデバイスと該第2の流れデバイスが前記構築チャンバ内で可動となるように配置され、前記第1の流れデバイスおよび前記第2の流れデバイスは、前記第2の流れデバイスに対する前記第1の流れデバイスの位置が変動され得るように可動である、第1の流れデバイスおよび第2の流れデバイスと
を備える積層造形装置。 - 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形方法であって、
構築チャンバ内の作業区域内に材料を堆積させるステップと、
前記作業区域にわたって高エネルギービームを走査させて前記材料を層ごとに結合させるステップと、
前記高エネルギービームで結合されている前記材料を含む前記作業区域の上の容積内へガスを推進させる第1の流れデバイスおよび前記容積からガスを抜き取る第2の流れデバイスを動作させて前記第1の流れデバイスと前記第2の流れデバイスの間にガス流を生成するステップと
を含み、
さらに、前記物体の構築中に前記構築チャンバ内で前記第1の流れデバイスおよび第2の流れデバイスを動かすステップであって、前記第2の流れデバイスに対する前記第1の流れデバイスの位置が変動されるステップを含む方法。 - 命令を有するデータキャリアにおいて、前記命令は、プロセッサによって実行されたとき該プロセッサに請求項31の積層造形装置を制御させて、請求項32の方法を実施させるデータキャリア。
- 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形装置であって、
作業区域を収容する構築チャンバと、
前記作業区域内に堆積された材料を層ごとに結合させる高エネルギービームと、
構築されている前記物体の幾何形状を測定するプローブと、
前記作業区域の上の容積内へガスを推進させる第1の流れデバイスおよび前記容積からガスを抜き取る第2の流れデバイスであって、該第1の流れデバイスと該第2の流れデバイスの間にガス流を生成する第1の流れデバイスおよび第2の流れデバイスと
を備え、
前記第1の流れデバイスおよび前記第2の流れデバイスの少なくとも1つは、前記構築チャンバ内で可動となるように配置され、前記第1の流れデバイスおよび前記第2の流れデバイスは、前記第2の流れデバイスに対する前記第1の流れデバイスの位置が変動され得るように可動であり、前記プローブは、ガス入口および/またはガス出口と共通の軸上を動くように取り付けられる、積層造形装置。 - 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形装置であって、
作業区域を収容する構築チャンバと、
前記作業区域内に堆積された材料を層ごとに結合させる高エネルギービームと、
前記作業区域の上の容積内へガスを推進させる第1の流れデバイスおよび前記容積からガスを抜き取る第2の流れデバイスであって、該第1の流れデバイスと該第2の流れデバイスの間にガス流を生成し、該第1の流れデバイスと該の少なくとも1つが前記構築チャンバ内で可動となるように配置され、前記第1の流れデバイスおよび前記第2の流れデバイスは、前記第2の流れデバイスに対する前記第1の流れデバイスの位置が変動され得るように可動である、第1の流れデバイスおよび第2の流れデバイスと、
前記作業区域にわたって粉末を分散させるワイパーであって、前記第1および前記第2の流れデバイスの少なくとも1つと共に動くように取り付けられたワイパーと
を備える積層造形装置。 - 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形方法であって、
構築チャンバ内の作業区域内に材料を堆積させるステップと、
前記作業区域にわたって粉末を分散させるワイパーを動かすステップと、
前記作業区域にわたって高エネルギービームを走査させて前記材料を層ごとに結合させるステップと、
前記高エネルギービームで結合されている前記材料を含む前記作業区域の上の容積内へガスを推進させる第1の流れデバイスおよび前記容積からガスを抜き取る第2の流れデバイスを動作させて、前記第1の流れデバイスと前記第2の流れデバイスの間にガス流を生成するステップと
を含み、
さらに、前記ワイパーを動かすと同時に前記物体の構築中に前記第1の流れデバイスおよび前記第2の流れデバイスの少なくとも1つを動かすステップであって、前記第2の流れデバイスに対する前記第1の流れデバイスの位置が変動されるステップを含む方法。 - 命令を有するデータキャリアにおいて、前記命令は、プロセッサによって実行されたとき該プロセッサに請求項35の積層造形装置を制御させて、請求項36の方法を実施させるデータキャリア。
- 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形装置であって、
作業区域を収容する構築チャンバと、
前記作業区域内に堆積された材料を層ごとに結合させる高エネルギービームと、
前記高エネルギービームを前記作業区域の上へ誘導する光学モジュールと、
容積からガスを抜き取って前記作業区域にわたってガス流を生成する流れデバイスであって、前記構築チャンバ内で可動となるように配置された流れデバイスと、
前記流れデバイスが前記作業区域にわたる前記高エネルギービームの動きとともに動かされるように前記流れデバイスおよび前記光学モジュールの動きを制御するコントローラと
を備え、
前記流れデバイスは、前記作業区域の上の容積内へガスを推進させる第1の流れデバイスおよび前記容積からガスを抜き取る第2の流れデバイスを備え、前記第1の流れデバイスおよび前記第2の流れデバイスは、前記第2の流れデバイスに対する前記第1の流れデバイスの位置が変動され得るように可動である積層造形装置。 - 前記構築チャンバから抜き取られたガスをガス出口内へ案内するガイドをさらに備え、前記ガイドは前記構築チャンバ内で可動である、請求項38の積層造形装置。
- 前記ガイドはガス出口とともに可動である、請求項39の積層造形装置。
- 前記コントローラは、前記光学モジュールを制御して、前記高エネルギービームを前記ガイドと前記ガス出口の間の位置へ誘導させるように配置される、請求項39または40の積層造形装置。
- 材料の層ごとの結合によって物体を構築する積層造形装置であって、
作業区域を収容する構築チャンバと、
前記作業区域内に堆積された材料を層ごとに結合させる高エネルギービームと、
前記作業区域の少なくとも一部にわたってガスノズルからガス排気管へのガス流を生成する流れデバイスであって、前記ガスノズルおよび前記ガス排気管は、前記ガス排気管に対する前記ガスノズルの位置が変動され得るように可動である、と
を備え、
前記流れデバイスは、前記作業区域を通るガス流の方向を変化させるように制御可能である、積層造形装置。 - 前記ガスノズル及び前記ガス排気管は、前記ガス流の方向を変化させるように、前記構築チャンバの少なくとも1つの軸の周りで前記ガスノズル及び前記ガス排気管を回転させることによってアセンブリ上に取り付けられる、請求項42の積層造形装置。
- 前記高エネルギービームの走査方向が層間で変化されるにつれて前記ガスノズル及び前記ガス排気管を回転させることによって前記ガス流の方向を制御するように配置される、請求項43の積層造形装置。
- 前記走査方向は連続層間で設定された量だけ回転され、前記ガスノズル及び前記ガス排気管は、対応する量だけ前記ガス流を回転させるように制御される、請求項44の積層造形装置。
- 前記高エネルギービームの走査方向に応じて前記ガスノズルと前記ガス排気管の間でガス流の方向を切り替えるように配置される、請求項42乃至44のいずれか一項の積層造形装置。
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