JP6762560B2

JP6762560B2 - Powder bed fusion coupling equipment

Info

Publication number: JP6762560B2
Application number: JP2016197899A
Authority: JP
Inventors: 正萩原; 欣紀堀場
Original assignee: Aspect Inc
Current assignee: Aspect Inc
Priority date: 2016-10-06
Filing date: 2016-10-06
Publication date: 2020-09-30
Anticipated expiration: 2036-10-06
Also published as: JP2018058281A

Description

本発明は、粉末床溶融結合装置に関する。 The present invention relates to a powder bed melt coupling device.

近年、試作品又は少量多品種の製品等を作製するため、物品を輪切りにしたときの薄い層の形状に対応する結合層を順次積み重ねて、物品の造形物を作製する粉末床溶融結合方法が注目されている。 In recent years, in order to produce prototypes or small-lot, high-mix products, etc., a powder bed melt-bonding method has been adopted in which bonding layers corresponding to the shape of a thin layer when an article is sliced are sequentially stacked to produce a modeled article. Attention has been paid.

粉末床溶融結合方法では、前もって、予備加熱により、粉末材料の温度を粉末材料の融点より少し低い温度に保持するとともに、造形用容器も粉末材料の融点より少し低い温度に保持しておく。 In the powder bed melt-bonding method, the temperature of the powder material is kept at a temperature slightly lower than the melting point of the powder material by preheating, and the molding container is also held at a temperature slightly lower than the melting point of the powder material.

次いで、リコータ（運搬部材）により造形用容器に粉末材料を運び入れながら表面を均して昇降台上に粉末材料の薄層を形成する。 Next, a thin layer of the powder material is formed on the elevator by leveling the surface while carrying the powder material into the modeling container by a recorder (transport member).

次いで、エネルギービームによりスライスデータに基づき粉末材料の薄層の特定領域を選択的に加熱することで、焼結して、又は、溶融し固化して、結合層を形成する。
その後、昇降台を下降させつつ上記動作を繰り返し、数百層或いは数千層にわたって結合層を積層し、３次元造形物を作製する。 Then, the specific region of the thin layer of the powder material is selectively heated by the energy beam based on the slice data to be sintered or melted and solidified to form a bonding layer.
After that, the above operation is repeated while lowering the elevator, and the bonding layers are laminated over hundreds or thousands of layers to produce a three-dimensional model.

特開２０１４−２８９９６号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-28996

ところで、図１６に示す３次元造形物を作製するための粉末床溶融結合装置によれば、造形用容器が配置される造形部71の後部には、リコータ駆動部72が配置される。そして、リコータ駆動部72の床に２本のレール73a, 73bが敷かれ、レール73a, 73bにリコータ保持具75の嵌合部75a, 75bを嵌合させてリコータ74を移動方向に導くようにしている。リコータ保持具75の嵌合部75a, 75bとレール73 a, 73bとの接触部にはグリースが塗られ、リコータ74のスムーズな移動を確保している。 By the way, according to the powder bed fusion coupling device for producing the three-dimensional model shown in FIG. 16, the recorder drive unit 72 is arranged behind the modeling unit 71 in which the modeling container is arranged. Then, two rails 73a and 73b are laid on the floor of the recorder drive unit 72, and the fitting portions 75a and 75b of the recorder holder 75 are fitted to the rails 73a and 73b to guide the recorder 74 in the moving direction. ing. Grease is applied to the contact parts between the fitting portions 75a and 75b of the recorder holder 75 and the rails 73a and 73b to ensure smooth movement of the recorder 74.

ところが、造形用容器の周囲は、粉末材料の融点より少し低い温度に保持されているため、熱気がリコータ駆動部72に入ってきて、駆動機構を昇温させる。 However, since the temperature around the modeling container is kept slightly lower than the melting point of the powder material, hot air enters the recorder drive unit 72 and raises the temperature of the drive mechanism.

特に、近年、高い融点を有する粉末材料を用いる場合があり、その場合、駆動機構が過剰に昇温することがある。例えば、２００℃前後に昇温する。 In particular, in recent years, a powder material having a high melting point may be used, in which case the drive mechanism may raise the temperature excessively. For example, the temperature is raised to around 200 ° C.

これによって、駆動機構の寸法が許容範囲を超えて変動してしまい、リコータ74の動作を妨げてしまう恐れがある。また、リコータ保持具75の嵌合部75a, 75bとレール73a, 73bとの接触部に塗ったグリースが高い温度によって蒸発し、或いは変質してリコータ74のスムーズな動作を妨げてしまう恐れがある。 As a result, the dimensions of the drive mechanism may fluctuate beyond the permissible range, which may hinder the operation of the recorder 74. In addition, the grease applied to the contact parts between the fitting portions 75a and 75b of the recorder holder 75 and the rails 73a and 73b may evaporate or deteriorate due to high temperature, which may hinder the smooth operation of the recorder 74. ..

本発明は、上述の問題点に鑑みて創作されたものであり、リコータ駆動部の駆動機構、特に、リコータ保持具とレールとの接触部が過剰に昇温しないようにすることができる粉末床溶融結合装置を提供するものである。 The present invention has been created in view of the above-mentioned problems, and is a powder bed capable of preventing the drive mechanism of the recorder drive unit, particularly the contact portion between the recorder holder and the rail, from being excessively heated. It provides a melt-bonding device.

上記課題を解決するため、一観点によれば、粉末材料の薄層を形成し、前記薄層を焼結して、又は溶融し固化して結合層を形成する造形部と、前記造形部で移動して前記粉末材料の薄層を形成するリコータと、前記リコータを移動させる駆動機構を収容したリコータ駆動部とを有し、前記リコータを移動させる駆動機構は、基台と、前記リコータを保持するリコータ保持具と、前記基台の一方の面に設けられ、前記リコータ保持具を嵌合させて移動方向に導くレールと、前記基台の前記一方の面と反対側の他方の面に設けられ、前記レールを冷却する冷媒を流通させる冷媒の流路とを有することを特徴とする粉末床溶融結合装置が提供される。 In order to solve the above problems, according to one viewpoint, a molding portion that forms a thin layer of a powder material, and the thin layer is sintered or melted and solidified to form a bonding layer, and the molding portion. It has a recorder that moves to form a thin layer of the powder material, and a recorder drive unit that houses a drive mechanism that moves the recorder. The drive mechanism that moves the recorder holds a base and the recorder. A rail that is provided on one surface of the base and guides the recoater holder in a moving direction, and a rail that is provided on the other surface of the base opposite to the one surface. The powder bed fusion coupling device is provided, which comprises a flow path of a refrigerant through which a refrigerant for cooling the rail is passed.

一観点によれば、基台の一方の面に設けられ、リコータ保持具を嵌合させて移動方向に導くレールと、基台の他方の面に設けられ、レールを冷却する冷媒を流通させる冷媒の流路とを有している。 According to one aspect, a rail provided on one surface of the base and fitted with a recoater holder to guide the rail in the moving direction, and a refrigerant provided on the other surface of the base to circulate a refrigerant for cooling the rail. It has a flow path of.

この構成では、冷媒の流路に冷媒を流すことによって、リコータ保持具とレールが過剰に昇温するのを抑制することができる。 In this configuration, it is possible to prevent the recoater holder and the rail from being excessively heated by flowing the refrigerant through the flow path of the refrigerant.

これによって、リコータ保持具とレールとの各接触部の寸法が大きく変動しないようにし、また、リコータ保持具とレールとの接触部に塗ったグリースが蒸発したり或いは変質したりするのを抑制することができる。 As a result, the dimensions of each contact portion between the recoater holder and the rail are prevented from fluctuating significantly, and the grease applied to the contact portion between the recoater holder and the rail is prevented from evaporating or deteriorating. be able to.

したがって、リコータのスムーズな動作を確保することができる。 Therefore, the smooth operation of the recorder can be ensured.

第１実施形態に係るリコータ駆動機構を備えた粉末床溶融結合装置を斜め後ろから見た斜視図である。It is a perspective view of the powder bed melt coupling apparatus provided with the recorder drive mechanism which concerns on 1st Embodiment, seen from diagonally behind. 図１のリコータ駆動機構を備えた粉末床溶融結合装置の正面図である。It is a front view of the powder bed fusion coupling apparatus provided with the recorder drive mechanism of FIG. （ａ）は、図１の粉末床溶融結合装置の造形部を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のI-I線に沿う断面図である。(A) is a top view showing a modeled portion of the powder bed melt coupling device of FIG. 1, and (b) is a cross-sectional view taken along line I-I of (a). （ａ）は、図１に示すリコータ駆動機構の一部を拡大透視した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のII面で切断した断面図である。FIG. 1A is an enlarged perspective view of a part of the recorder drive mechanism shown in FIG. 1, and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along the plane II of FIG. 1A. （ａ）は、図１に示すリコータ駆動機構の冷却機構を示す上面図であり、（ｂ）は、（ａ）の下面図である。(A) is a top view showing a cooling mechanism of the recorder drive mechanism shown in FIG. 1, and (b) is a bottom view of (a). 図１に示すリコータ駆動機構の一部を拡大透視した斜視図である。It is an enlarged perspective view of a part of the recorder drive mechanism shown in FIG. 図１の粉末床溶融結合装置に設置された送風機（加熱装置を備えた流通路）を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the blower (flow passage equipped with a heating device) installed in the powder bed melt coupling device of FIG. （ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係る粉末床溶融結合方法を示す断面図（その１）である。(A) to (c) are cross-sectional views (No. 1) showing the powder bed melt-bonding method according to the second embodiment. （ａ）〜（ｃ）は、第２実施形態に係る粉末床溶融結合方法を示す断面図（その２）である。(A) to (c) are cross-sectional views (No. 2) showing the powder bed melt-bonding method according to the second embodiment. 第３実施形態に係るリコータ駆動機構の斜視図である。It is a perspective view of the recorder drive mechanism which concerns on 3rd Embodiment. 図１０のリコータ駆動機構における、リコータ保持具に設けられレールと嵌合する嵌合部の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of a fitting portion provided in the recorder holder and fitted with a rail in the recorder drive mechanism of FIG. 10. 基台に設けられたレールの冷却機構を示す斜視図（その１）である。It is a perspective view (the 1) which shows the cooling mechanism of the rail provided on the base. 基台に設けられたレールの冷却機構を示す斜視図（その２）である。It is a perspective view (No. 2) which shows the cooling mechanism of the rail provided on the base. 変形例に係る、基台に設けられたレールの冷却機構を示す斜視図（その１）である。It is a perspective view (the 1) which shows the cooling mechanism of the rail provided on the base which concerns on a modification. 変形例に係る、基台に設けられたレールの冷却機構を示す斜視図（その２）である。FIG. 2 is a perspective view (No. 2) showing a cooling mechanism of a rail provided on a base according to a modified example. 改良すべき対象であるリコータ駆動機構の斜視図である。It is a perspective view of the recorder drive mechanism which is an object to be improved.

以下に、本実施形態について図面を参照しながら説明する。 The present embodiment will be described below with reference to the drawings.

（第１実施形態の説明）
（１）第１実施形態に係る粉末床溶融結合装置の説明
実施形態に係るリコータ駆動機構を備えた粉末床溶融結合装置について、図１乃至図３を参照しながら説明する。 (Explanation of the first embodiment)
(1) Description of Powder Bed Melt Coupling Device According to First Embodiment The powder bed melt coupling device provided with the recorder drive mechanism according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

図１は、粉末床溶融結合装置を斜め後ろから見た斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of the powder bed fusion coupling device as viewed diagonally from behind.

図２は、図１の粉末床溶融結合装置の正面図である。なお、この図２では、装置内部を見やすくするため、図１の扉18a, 18bを図示していない。 FIG. 2 is a front view of the powder bed fusion coupling device of FIG. Note that in FIG. 2, the doors 18a and 18b of FIG. 1 are not shown in order to make it easier to see the inside of the device.

図３（ａ）は、図１の粉末床溶融結合装置の造形部を示す上面図であり、図３（ｂ）は、図３（ａ）のI-I線に沿う断面図である。 FIG. 3A is a top view showing a shaped portion of the powder bed fusion coupling device of FIG. 1, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 3A.

第１実施形態に係る粉末床溶融結合装置101では、前側に、エネルギービーム出射部1と、その下に第１仕切り壁13を介して配置された造形部2と、その下に第２仕切り壁（基台）14を介して配置された容器収納部3とを有する。 In the powder bed fusion coupling device 101 according to the first embodiment, an energy beam emitting unit 1 is provided on the front side, a modeling unit 2 arranged below the energy beam emitting unit 1 via a first partition wall 13, and a second partition wall below the energy beam emitting unit 2. It has a container storage unit 3 arranged via a (base) 14.

エネルギービーム出射部1には、エネルギービーム出射装置11を備えている。造形部2では、粉末材料の薄層を形成しエネルギービームにより粉末材料を焼結して、或いは溶融し結合して造形を行う。容器収納部3には、造形用容器15とその両側に配置された粉末材料収納容器16a, 16bとが収納されている。 The energy beam emitting unit 1 includes an energy beam emitting device 11. In the modeling unit 2, a thin layer of the powder material is formed, and the powder material is sintered by an energy beam or melted and combined to perform modeling. The container storage unit 3 stores the modeling container 15 and the powder material storage containers 16a and 16b arranged on both sides thereof.

なお、以下では、粉末材料を焼結して、或いは溶融し結合して造形を行う動作について、特に、区別して記載する必要がない場合、簡潔に、粉末材料を溶融し結合して造形を行う動作を記載し、いずれかの動作を含むこととする。 In the following, the operation of sintering or melting and combining the powder materials to perform modeling is simply performed by melting and combining the powder materials when it is not necessary to separately describe the operation. Describe the operation and include one of the operations.

また、造形部2内には、造形部2内を移動して、粉末材料を運ぶリコータ（運搬部材）17が設けられている。 Further, in the modeling unit 2, a recorder (transport member) 17 that moves inside the modeling unit 2 and transports the powder material is provided.

また、粉末床溶融結合装置101の前側には、造形部2と容器収納部3を密閉する扉18a, 18bが設けられている。 Further, on the front side of the powder bed fusion coupling device 101, doors 18a and 18b for sealing the modeling portion 2 and the container storage portion 3 are provided.

一方、造形部2の後部には、第３仕切り壁19を隔ててリコータ駆動部4が配置されている。 On the other hand, a recorder drive unit 4 is arranged at the rear portion of the modeling unit 2 with a third partition wall 19 in between.

リコータ駆動部4には、リコータ17を駆動するリコータ駆動機構20が設けられている。さらに、リコータ駆動機構20を冷却した後にリコータ駆動部4内に放出された冷却ガス（冷媒）を加熱して造形部2に送る送風機（加熱装置を備えた流通路）21を備えている。なお、図２の仕切り壁19の右端部の下で送風機21と対称の位置にある隙間は塞がれている。 The recorder drive unit 4 is provided with a recorder drive mechanism 20 that drives the recorder 17. Further, it is provided with a blower (flow passage equipped with a heating device) 21 that heats the cooling gas (refrigerant) released into the recorder drive unit 4 after cooling the recorder drive mechanism 20 and sends it to the modeling unit 2. The gap at a position symmetrical with the blower 21 is closed under the right end of the partition wall 19 in FIG.

なお、図示していないが、造形部2には、造形部2内のガスを装置外に放出する放出口を備えており、リコータ駆動部4から造形部2に送られた冷却ガスは、その放出口から装置外に放出される。 Although not shown, the modeling unit 2 is provided with a discharge port for discharging the gas inside the modeling unit 2 to the outside of the device, and the cooling gas sent from the recorder drive unit 4 to the modeling unit 2 is the cooling gas. It is discharged to the outside of the device from the discharge port.

リコータ駆動部4にガスを外部に放出する放出口を設けない理由は、リコータ駆動部4内の気圧を造形部2内の気圧より高くするためである。これにより、造形部2内からリコータ駆動部4内に粉末材料を含むガスが流れ込むのを抑制している。 The reason why the recorder drive unit 4 is not provided with a discharge port for discharging gas to the outside is that the air pressure inside the recoater drive unit 4 is higher than the air pressure inside the modeling unit 2. As a result, the gas containing the powder material is suppressed from flowing into the recoater drive unit 4 from the modeling unit 2.

リコータ駆動部4の下には、第４仕切り壁22を介して冷却ガス供給部（冷媒供給部）5が配置されている。冷却ガス供給部5には、リコータ駆動部4に冷却ガス（冷媒）を供給する図示しないガスボンベを収容している。冷媒として、窒素ガスなど不活性ガスを用いることができる。 A cooling gas supply unit (refrigerant supply unit) 5 is arranged below the recorder drive unit 4 via the fourth partition wall 22. The cooling gas supply unit 5 accommodates a gas cylinder (not shown) that supplies cooling gas (refrigerant) to the recorder drive unit 4. An inert gas such as nitrogen gas can be used as the refrigerant.

また、エネルギービームの点灯や消灯及びエネルギービームの走査を制御し、リコータ駆動機構20などの駆動機構を制御し、また、加熱装置の加熱温度を調節しつつ、造形を制御する図示しない制御部を備えている。 In addition, a control unit (not shown) that controls the on / off of the energy beam and the scanning of the energy beam, controls the drive mechanism such as the recoater drive mechanism 20, and controls the modeling while adjusting the heating temperature of the heating device. I have.

（造形部2と容器収容部3の説明）
容器収容部3には、図３（ｂ）に示すように、第２仕切り壁14でもある基台に保持された造形用容器15と、造形用容器15の左右に設けられ、基台14に保持された第１粉末材料収納容器16aと第２粉末材料収納容器16bとを有する。 (Explanation of modeling unit 2 and container storage unit 3)
As shown in FIG. 3 (b), the container accommodating portion 3 is provided with a modeling container 15 held by a base which is also a second partition wall 14 and left and right of the modeling container 15 and is provided on the base 14. It has a first powder material storage container 16a and a second powder material storage container 16b that are held.

造形部2では、基台14に、左から、第１〜第３開口部14a〜14cが設けられている。第１開口部14aを通して、第１粉末材料収納容器16aから粉末材料23が取り出され、第２開口部14bを通して、取り出された粉末材料23が造形用容器15内に運び込まれて粉末材料の薄層23aが形成され、第３開口部14cを通して、第２粉末材料収納容器16bに薄層形成後に残る粉末材料23が収納される。 In the modeling unit 2, the base 14 is provided with first to third openings 14a to 14c from the left. The powder material 23 is taken out from the first powder material storage container 16a through the first opening 14a, and the taken out powder material 23 is carried into the modeling container 15 through the second opening 14b to form a thin layer of the powder material. 23a is formed, and the powder material 23 remaining after thin layer formation is stored in the second powder material storage container 16b through the third opening 14c.

なお、第３開口部14cを通して第２粉末材料収納容器16bから粉末材料23が取り出され、第１開口部14aを通して第１粉末材料収納容器16aに薄層23aの形成後に残る粉末材料23が収納される場合もある。粉末材料23として、樹脂や金属が用いられる。 The powder material 23 is taken out from the second powder material storage container 16b through the third opening 14c, and the powder material 23 remaining after the formation of the thin layer 23a is stored in the first powder material storage container 16a through the first opening 14a. In some cases. Resin or metal is used as the powder material 23.

第１粉末材料収納容器16aと、造形用容器15と、第２粉末材料収納容器16bは、基台14の第１〜第３開口部14a〜14cの左右の縁に設けられた溝24a, 24b, 24cに、各容器16a、15、16bの左右の上縁が基台14の手前から挿入されて、基台14に装着される。各容器16a、15、16bを基台14から取り外す場合は、その逆を行う。 The first powder material storage container 16a, the modeling container 15, and the second powder material storage container 16b have grooves 24a and 24b provided on the left and right edges of the first to third openings 14a to 14c of the base 14. The left and right upper edges of the containers 16a, 15, and 16b are inserted into the 24c from the front of the base 14, and are attached to the base 14. To remove each container 16a, 15, 16b from the base 14, do the reverse.

基台14の上面は、造形部2全体にわたって面一になっている。そして、基台14の上面全体にわたってブレードやローラーなどのリコータ17が移動できるようになっている。 The upper surface of the base 14 is flush with the entire modeling portion 2. Then, the recorder 17 such as a blade or a roller can be moved over the entire upper surface of the base 14.

また、図３（ｂ）に示すように、造形用容器15と、第１粉末材料収納容器16aと、第２粉末材料収納容器16bの内側には、それぞれ、容器15, 16a, 16bの底部を兼ねた第１乃至第３昇降台25, 26a, 26bが設置されている。第１乃至第３昇降台25, 26a, 26bは、それぞれ、図示しない駆動装置に繋がった支持軸27, 28a, 28bに接続されて、上下移動が可能になっている。 Further, as shown in FIG. 3B, the bottoms of the containers 15, 16a, and 16b are provided inside the modeling container 15, the first powder material storage container 16a, and the second powder material storage container 16b, respectively. The first to third lifts 25, 26a, and 26b that also serve as the elevator are installed. The first to third lifts 25, 26a, and 26b are connected to support shafts 27, 28a, and 28b connected to a drive device (not shown), respectively, and can move up and down.

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、リコータ17は左右の第１粉末材料収納容器16aと第２粉末材料収納容器16bの間を往復移動するため、第１粉末材料収納容器16aと第２粉末材料収納容器16bについて、薄層23aを１層形成するごとに粉末材料23の供給側と収納側が入れ替わる。供給側の第１又は第２粉末材料収納容器16a、16bでは、第２又は第３昇降台26a、26b上に粉末材料23を載せて上昇させ、粉末材料23を供給する。収納側の第２又は第１粉末材料収納容器26b、26aでは、第３又は第２昇降台26b、26aを下降させ、薄層23aを形成後に余った粉末材料23を第３又は第２昇降台26b、26a上に収納する。 As shown in FIGS. 3A and 3B, since the recorder 17 reciprocates between the left and right first powder material storage container 16a and the second powder material storage container 16b, the recoater 17 and the first powder material storage container 16a With respect to the second powder material storage container 16b, the supply side and the storage side of the powder material 23 are switched each time one thin layer 23a is formed. In the first or second powder material storage container 16a or 16b on the supply side, the powder material 23 is placed on the second or third elevating table 26a or 26b and raised to supply the powder material 23. In the second or first powder material storage container 26b, 26a on the storage side, the third or second elevating table 26b, 26a is lowered, and the powder material 23 remaining after forming the thin layer 23a is used as the third or second elevating table. Store on 26b and 26a.

造形用容器15では、結合層23bを１層形成するごとに第１昇降台25を下降させて順次新たな結合層23bを積層していく。さらに、粉末材料23やその薄層23aを予備加熱するため、造形用容器15は仕切壁や第１昇降台25にヒータを備え、造形用容器12の周囲にもヒータ30a, 30bや赤外線ランプが配置されている。 In the modeling container 15, the first elevating table 25 is lowered every time one bond layer 23b is formed, and new bond layers 23b are sequentially laminated. Further, in order to preheat the powder material 23 and its thin layer 23a, the modeling container 15 is provided with heaters on the partition wall and the first elevating table 25, and heaters 30a, 30b and infrared lamps are also provided around the modeling container 12. Have been placed.

（エネルギービーム出射部1の説明）
造形用容器15の上方には、第１仕切り壁13を介してエネルギービーム出射部1が配置されている。 (Explanation of energy beam emitting unit 1)
An energy beam emitting portion 1 is arranged above the modeling container 15 via the first partition wall 13.

エネルギービーム出射部1には、エネルギービーム29を出射するエネルギービーム源と、エネルギービーム29をＸ、Ｙ方向に走査するエネルギービーム走査手段と、エネルギービーム29の焦点などを調節する光学系とを備えている。なお、これらを含めてエネルギービーム出射装置11と称する。 The energy beam emitting unit 1 includes an energy beam source that emits an energy beam 29, an energy beam scanning means that scans the energy beam 29 in the X and Y directions, and an optical system that adjusts the focus of the energy beam 29. ing. Including these, it is referred to as an energy beam emitting device 11.

また、第１仕切り壁13には、エネルギービーム29の透過窓12が設けられ、エネルギービーム29は透過窓12を通して造形部2に出射される。 Further, the first partition wall 13 is provided with a transmission window 12 of the energy beam 29, and the energy beam 29 is emitted to the modeling portion 2 through the transmission window 12.

エネルギービーム29として、例えば、レーザ光をはじめ、電子線などエネルギー粒子線を用いることができる。 As the energy beam 29, for example, an energy particle beam such as a laser beam or an electron beam can be used.

使用可能なレーザ光として、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ光、エキシマレーザ光、Ｈｅ−Ｃｄレーザ光、半導体励起固体レーザ光などが挙げられる。（リコータ駆動部4の説明）
次に、リコータ駆動部4について、図１、図４〜図６を参照して説明する。 Examples of the laser beam that can be used include carbon dioxide gas laser, YAG laser beam, excimer laser beam, He-Cd laser beam, and semiconductor-pumped solid-state laser beam. (Explanation of recorder drive unit 4)
Next, the recorder drive unit 4 will be described with reference to FIGS. 1, 4 to 6.

図４（ａ）は、図１に示すリコータ駆動機構20の一部を拡大透視した斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）のII面で切断した断面図である。 FIG. 4 (a) is an enlarged perspective view of a part of the recorder drive mechanism 20 shown in FIG. 1, and FIG. 4 (b) is a cross-sectional view taken along the II plane of FIG. 4 (a).

図５（ａ）は、図１に示すリコータ駆動機構20の冷却機構を示す上面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の下面図であり、基台31の裏面に設けられたレール34a, 34bの配置を示す。 5 (a) is a top view showing the cooling mechanism of the recorder drive mechanism 20 shown in FIG. 1, and FIG. 5 (b) is a bottom view of FIG. 5 (a), which is provided on the back surface of the base 31. The arrangement of the rails 34a and 34b is shown.

図６は、図１に示すリコータ駆動機構20の一部を拡大透視した斜視図である。 FIG. 6 is an enlarged perspective view of a part of the recorder drive mechanism 20 shown in FIG.

図１に示すように、リコータ駆動部4には、リコータ駆動機構20と送風機21が設置されている。 As shown in FIG. 1, a recorder drive mechanism 20 and a blower 21 are installed in the recorder drive unit 4.

（リコータ駆動機構20の説明）
リコータ駆動構機20は、細長い板状の基台31と、リコータ保持具32と、リコータ保持具32の駆動機構33とを有する。 (Explanation of recorder drive mechanism 20)
The recorder drive structure 20 includes an elongated plate-shaped base 31, a recorder holder 32, and a drive mechanism 33 for the recorder holder 32.

基台31には、中央部に長手方向に延在する開口部31aが設けられている。 The base 31 is provided with an opening 31a extending in the longitudinal direction in the central portion.

図４（ａ）、（ｂ）、図５（ｂ）に示すように、基台31の裏面（一方の面）に開口部31aを挟み２つの四角柱状のレール34a, 34bが開口部31aに沿って取り付けられている。そして、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、レール34aの両側面には側面に沿って溝34cが設けられ、別のレール34bの両側面には側面に沿って溝34dが設けられている。 As shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), and 5 (b), two square columnar rails 34a and 34b are formed in the opening 31a with the opening 31a sandwiched between the back surfaces (one surface) of the base 31. It is installed along. Then, as shown in FIGS. 4A and 4B, grooves 34c are provided along the side surfaces on both side surfaces of the rail 34a, and grooves 34d are provided along the side surfaces on both side surfaces of the other rail 34b. Has been done.

また、図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）に示すように、基台31の表面（他方の面）には、開口部31aの周囲に沿って開口部31aを一周するように凹部が設けられ、その凹部内に冷却ガスが流通する配管36が取り付けられている。 Further, as shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), and 5 (a), the surface (the other surface) of the base 31 is formed to go around the opening 31a along the circumference of the opening 31a. Is provided with a recess, and a pipe 36 through which cooling gas flows is installed in the recess.

図５（ａ）に示すように、配管36の一端がガス導入口36aとなっており、冷却ガス供給部5内に導かれ、冷却ガスが収納されたガスボンベに接続されている。一方、配管36の他端がガス放出口36bとなっており、配管36を巡ってきた冷却ガスがリコータ駆動部4内に放出される。 As shown in FIG. 5A, one end of the pipe 36 is a gas introduction port 36a, which is guided into the cooling gas supply unit 5 and connected to a gas cylinder in which the cooling gas is stored. On the other hand, the other end of the pipe 36 is a gas discharge port 36b, and the cooling gas circulating around the pipe 36 is discharged into the recoater drive unit 4.

ガス導入口36a側の配管36は、基台31の開口部31aの片側、ほぼ中央部で基台31に取り付けられ、ガス放出口36b側の配管36は、同じく基台31の開口部31aの片側、ほぼ中央部で基台31から外されている。 The pipe 36 on the gas introduction port 36a side is attached to the base 31 at one side of the opening 31a of the base 31, approximately at the center, and the pipe 36 on the gas discharge port 36b side is also the opening 31a of the base 31. It is removed from the base 31 on one side, almost in the center.

図４（ａ）、（ｂ）に示すように、リコータ保持具32は、逆Ｔ字形状を有する。すなわち、鉛直方向に延在する四角柱状の部材32aと、四角柱状の部材32aの底面に固定された板部材32bとを有する。 As shown in FIGS. 4A and 4B, the recorder holder 32 has an inverted T shape. That is, it has a square columnar member 32a extending in the vertical direction and a plate member 32b fixed to the bottom surface of the square columnar member 32a.

四角柱状の部材32aは、基台31の開口部31a内に挿入されて、四角柱状の部材32aの板部材32bを固定した側と反対側の部分を、開口部31aから基台31の他面側に突出させている。そして、開口部31aから突出した部分にネジ穴32cが設けられている。ネジ穴32cは、開口部31aの長手方向に平行な方向に四角柱状の部材32aを貫通して設けられている。ネジ穴32cには、表面にネジが切られた回転軸（ネジ軸）33aが挿入され螺合している。なお、ネジ軸33aとして、例えばボールネジを用いることができる。 The square columnar member 32a is inserted into the opening 31a of the base 31, and the portion of the square columnar member 32a opposite to the side where the plate member 32b is fixed is formed from the opening 31a to the other surface of the base 31. It protrudes to the side. A screw hole 32c is provided in a portion protruding from the opening 31a. The screw hole 32c is provided so as to penetrate the square columnar member 32a in a direction parallel to the longitudinal direction of the opening 31a. A rotating shaft (screw shaft) 33a with a thread on the surface is inserted into the screw hole 32c and screwed. As the screw shaft 33a, for example, a ball screw can be used.

板部材32bは、開口部31aの長手方向に平行な方向の幅が、同じ方向の四角柱状の部材32aの幅よりも多少広く、開口部31aの長手方向に直交する方向の長さが基台31の横幅と同じか少し長くなっている。 The width of the plate member 32b in the direction parallel to the longitudinal direction of the opening 31a is slightly wider than the width of the square columnar member 32a in the same direction, and the length in the direction orthogonal to the longitudinal direction of the opening 31a is the base. It is the same as or slightly longer than the width of 31.

四角柱状の部材32aの両側の板部材32bの上には、開口部31aの両側に設けられたレール34a, 34bの位置にあわせて、レール34a, 34bと嵌合する凹部35c, 35dを有する嵌合部材（リコータ保持具の嵌合部）35a, 35bが設けられている。各嵌合部材35a, 35bの凹部35c, 35dの側壁には、各レール34a, 34bの溝34c, 34dに噛み合う凸部35e, 35fが設けられている。各嵌合部材35a, 35bがそれぞれ各レール34a, 34bに沿ってスムーズに移動するように、溝34c, 34dと凸部35e, 35fの接触部にグリースが塗られる。 Fitting having recesses 35c, 35d that fit the rails 34a, 34b in accordance with the positions of the rails 34a, 34b provided on both sides of the opening 31a on the plate members 32b on both sides of the square columnar member 32a. A combination member (fitting portion of the recoater holder) 35a and 35b is provided. The side walls of the recesses 35c and 35d of the fitting members 35a and 35b are provided with protrusions 35e and 35f that mesh with the grooves 34c and 34d of the rails 34a and 34b. Grease is applied to the contact points between the grooves 34c and 34d and the protrusions 35e and 35f so that the fitting members 35a and 35b move smoothly along the rails 34a and 34b, respectively.

図１に示すように、ネジ軸33aは一端がモータ33bに接続され、順回転し、逆回転する（回動する）ようになっている。さらに、ネジ軸33aの一端側には、ネジ軸33aを回動可能に支持する支持部材33cが設けられている。また、その支持部材33cには基台31の一端が固定して取り付けられ、支持される。支持部材33cの下側は折り曲げられて第４仕切り壁22に固定されている。 As shown in FIG. 1, one end of the screw shaft 33a is connected to the motor 33b, and the screw shaft 33a rotates forward and reversely (rotates). Further, a support member 33c that rotatably supports the screw shaft 33a is provided on one end side of the screw shaft 33a. Further, one end of the base 31 is fixedly attached to the support member 33c and supported. The lower side of the support member 33c is bent and fixed to the fourth partition wall 22.

また、ネジ軸33aの他端は、基台31の他端近くの基台31上に固定して取り付けられた別の支持部材33dに回転可能に支持されている。なお、基台31の他端側を支持する支持部材は、図１では省略されているが、基台31を安定して支えるため、基台31の他端を支持する支持部材が設けられてもよい。 Further, the other end of the screw shaft 33a is rotatably supported by another support member 33d fixedly attached to the base 31 near the other end of the base 31. Although the support member that supports the other end of the base 31 is omitted in FIG. 1, a support member that supports the other end of the base 31 is provided in order to stably support the base 31. May be good.

このような構成により、リコータ保持具32は、ネジ軸33aの回動により四角柱状の部材32aを介して、開口部31a内を開口部31aの長手方向に往復移動する。 With such a configuration, the recoater holder 32 reciprocates in the opening 31a in the longitudinal direction of the opening 31a via the square columnar member 32a by the rotation of the screw shaft 33a.

また、図６に示すように、リコータ保持具32の板部材32bの下面に、リコータ保持具32の移動方向と直交する方向に延在するように、例えばブレード型のリコータ17が取り付けられている。 Further, as shown in FIG. 6, for example, a blade type recorder 17 is attached to the lower surface of the plate member 32b of the recorder holder 32 so as to extend in a direction orthogonal to the moving direction of the recorder holder 32. ..

さらに、第３仕切り壁19の下方に、第３仕切り壁19とともに造形部2とリコータ駆動部4とを仕切るように、エンドレスベルト（仕切りベルト）37が設けられている。 Further, below the third partition wall 19, an endless belt (partition belt) 37 is provided so as to partition the modeling portion 2 and the recorder drive portion 4 together with the third partition wall 19.

すなわち、リコータ駆動機構20を囲む長方形の領域の４つの角部に４つのローラーを鉛直に配置して、４つのローラーと外接するようにエンドレスベルト37を設置する。４つのローラーは、エンドレスベルト37と接触し、エンドレスベルト37の移動に応じて回動する。エンドレスベルト37は、図1、図２に示すように、正面側のベルト面が第３仕切り壁19の下方に位置するように配置される。 That is, the four rollers are vertically arranged at the four corners of the rectangular area surrounding the recorder drive mechanism 20, and the endless belt 37 is installed so as to circumscribe the four rollers. The four rollers come into contact with the endless belt 37 and rotate in response to the movement of the endless belt 37. As shown in FIGS. 1 and 2, the endless belt 37 is arranged so that the belt surface on the front side is located below the third partition wall 19.

エンドレスベルト37が設置される領域は、リコータ17が移動する領域に相当するため、エンドレスベルト37がリコータ17の移動を妨げないようにする必要がある。したがって、リコータ17を、ベルト面と直交するように配置して、ベルトの両端をそれぞれリコータ17両側面に取り付けて一体化させる。これによって、エンドレスベルト37は、そのベルト面が第３仕切り壁19の下方に配置されて、リコータ保持具32の移動方向にリコータ17とともに移動するようにしている。 Since the area where the endless belt 37 is installed corresponds to the area where the recorder 17 moves, it is necessary to prevent the endless belt 37 from hindering the movement of the recorder 17. Therefore, the recorder 17 is arranged so as to be orthogonal to the belt surface, and both ends of the belt are attached to both side surfaces of the recorder 17 to be integrated. As a result, the belt surface of the endless belt 37 is arranged below the third partition wall 19 so that the endless belt 37 moves together with the recorder 17 in the moving direction of the recorder holder 32.

以上のように、第１実施形態のリコータ駆動機構20によれば、リコータ保持具32を移動させるネジ軸33aや、リコータ保持具32をリコータ17の移動方向に導くレール34a, 34bの周囲に冷却ガスを導く配管36を配置している。 As described above, according to the recorder drive mechanism 20 of the first embodiment, the screw shaft 33a for moving the recorder holder 32 and the rails 34a and 34b for guiding the recorder holder 32 in the moving direction of the recorder 17 are cooled. The pipe 36 that guides the gas is arranged.

したがって、配管36に冷却ガスを流すことにより、リコータ駆動機構20、特にレール34a, 34bやリコータ保持具32の嵌合部材35a, 35bが過剰に昇温するのを抑制することができる。 Therefore, by flowing the cooling gas through the pipe 36, it is possible to prevent the recoater drive mechanism 20, particularly the rails 34a and 34b and the fitting members 35a and 35b of the recoater holder 32 from being excessively heated.

よって、リコータ駆動機構20、特にレール34a, 34bの幅や溝34c, 34dの寸法、そしてリコータ保持具32の嵌合部材35a, 35bの凹部35c, 35dの幅や凸部35e, 35fの寸法の変動を抑制できる。さらに、各嵌合部材35a, 35bと各レール34a, 34bとの接触部に塗られたグリースが蒸発し或いは変質するのを防止することができる。 Therefore, the widths of the rails 34a and 34b and the dimensions of the grooves 34c and 34d, and the widths of the recesses 35c and 35d of the fitting members 35a and 35b of the recorder holder 32 and the dimensions of the protrusions 35e and 35f. Fluctuation can be suppressed. Further, it is possible to prevent the grease applied to the contact portion between the fitting members 35a and 35b and the rails 34a and 34b from evaporating or deteriorating.

したがって、リコータ保持具32の移動、ひいてはリコータ17の移動を支障なくスムーズに行うことができる。 Therefore, the recoater holder 32 can be moved smoothly, and the recoater 17 can be moved smoothly without any trouble.

また、粉末材料23は、微小な粒子なので、造形部2とリコータ駆動部4との間が開放されていると、リコータ駆動機構20に粉末材料23が入り込み、リコータ17の移動を妨げる恐れがあるが、本発明の実施形態では、エンドレスベルト37で造形部2とリコータ駆動部4との間を仕切ることにより、粉末材料23がリコータ駆動部4に入り込むのを抑制することができる。これによっても、リコータ17の移動を支障なくスムーズに行うことができる。 Further, since the powder material 23 is a fine particle, if the space between the modeling unit 2 and the recorder drive unit 4 is open, the powder material 23 may enter the recorder drive mechanism 20 and hinder the movement of the recorder 17. However, in the embodiment of the present invention, the powder material 23 can be prevented from entering the recorder drive unit 4 by partitioning the modeling unit 2 and the recorder drive unit 4 with the endless belt 37. As a result, the recorder 17 can be moved smoothly without any trouble.

（送風機21の説明）
次に、エンドレスベルト37の横に配置され、配管36からリコータ駆動部4に放出された冷却ガスを昇温し、造形部2に送出する送風機（加熱装置を備えた流通路）21について、図7を参照して説明する。 (Explanation of blower 21)
Next, the figure shows a blower (flow passage equipped with a heating device) 21 which is arranged next to the endless belt 37, raises the temperature of the cooling gas discharged from the pipe 36 to the recorder drive unit 4, and sends it to the modeling unit 2. This will be explained with reference to 7.

造形部2の予備加熱の温度が高い場合、リコータ駆動機構20を冷却した後、リコータ駆動部4に放出された冷却ガスの温度と予備加熱の温度との温度差が大きくなる場合がある。この場合、リコータ駆動部4に放出された冷却ガスをそのまま造形部2に送出すると、冷却ガスによって予備加熱の温度が所望の温度よりも下がり、最初の設定条件では、粉末材料の溶融を行えないという不都合が起こる。 When the temperature of the preheating of the modeling unit 2 is high, the temperature difference between the temperature of the cooling gas discharged to the recoater drive unit 4 and the temperature of the preheating after cooling the recorder drive mechanism 20 may become large. In this case, if the cooling gas released to the recorder drive unit 4 is sent to the modeling unit 2 as it is, the temperature of the preheating is lowered to the desired temperature by the cooling gas, and the powder material cannot be melted under the initial setting conditions. Inconvenience occurs.

このような不都合を避けるため、配管36からリコータ駆動部4に放出された冷却ガスを加熱し昇温して造形部2に送出する送風機21を設けるとよい。 In order to avoid such inconvenience, it is preferable to provide a blower 21 that heats the cooling gas discharged from the pipe 36 to the recorder drive unit 4, raises the temperature, and sends the cooling gas to the modeling unit 2.

図７は、実施形態に係る送風機21の構成を示す斜視図である。 FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the blower 21 according to the embodiment.

送風機21は、四角い筒状の筐体38を有している。筐体38の一端面が冷却ガスの取り入れ口39で、他端面が送出口42となっている。 The blower 21 has a square tubular housing 38. One end surface of the housing 38 is an intake port 39 for cooling gas, and the other end surface is an outlet 42.

取り入れ口39には、ファン40が設けられて、リコータ駆動部4に放出された冷却ガスを筐体39に取り込めるようになっている。なお、通常、リコータ駆動部4の圧力が造形部2の圧力よりも大きくなっているので、ファン40を省略してもよい。 A fan 40 is provided at the intake port 39 so that the cooling gas released to the recorder drive unit 4 can be taken into the housing 39. Since the pressure of the recorder drive unit 4 is usually higher than the pressure of the modeling unit 2, the fan 40 may be omitted.

筐体38内には、加熱装置41が設置されており、取り込んだ冷却ガスを加熱できるようになっている。加熱装置41には、流路を長くし、冷却ガスを比較的長い時間流通させるようにした図示しない配管を設け、その周りに図示しないヒータを配置した構成などを有する。 A heating device 41 is installed in the housing 38 so that the taken-in cooling gas can be heated. The heating device 41 has a configuration in which a pipe (not shown) is provided so that the flow path is long and the cooling gas is allowed to flow for a relatively long time, and a heater (not shown) is arranged around the pipe.

送出口42には、複数のガス流通穴が形成されたガス放出板43が設けられている。 The outlet 42 is provided with a gas discharge plate 43 having a plurality of gas flow holes formed therein.

そして、リコータ駆動部4と造形部2の間が仕切り壁19やエンドレスベルト37で閉鎖されない領域を設け、その領域にこのような送風機21を設けることにより、リコータ駆動部4に放出された冷却ガスを予備加熱で所望される温度に加熱して造形部に送出することができる。 Then, a region is provided between the recorder drive unit 4 and the modeling unit 2 that is not closed by the partition wall 19 or the endless belt 37, and by providing such a blower 21 in that region, the cooling gas released to the recorder drive unit 4 is provided. Can be preheated to a desired temperature and delivered to the modeling unit.

これにより、造形部2の粉末材料の温度の低下を抑制することができるため、粉末材料の溶融を、妨げることなく、必要なときに行うことができる。 As a result, it is possible to suppress a decrease in the temperature of the powder material of the modeling unit 2, so that the powder material can be melted when necessary without hindering it.

（２）第２実施形態に係る粉末床溶融結合方法の説明
次に、図８（ａ）〜（ｃ）、図９（ａ）〜（ｃ）を参照しながら、上記の粉末床溶融結合装置を用いて次のように粉末床溶融結合を行う方法について説明する。 (2) Description of Powder Bed Melt Bonding Method According to Second Embodiment Next, referring to FIGS. 8 (a) to 8 (c) and FIGS. 9 (a) to 9 (c), the above powder bed melt bonding device The method of performing the powder bed melt bonding will be described as follows.

リコータ17の移動や、各昇降台25, 26a, 26bの動作や、エネルギービーム29の照射など粉末床溶融結合装置101の動作は制御部により制御される。 The operation of the powder bed fusion coupling device 101, such as the movement of the recorder 17, the operation of the elevators 25, 26a, and 26b, and the irradiation of the energy beam 29, is controlled by the control unit.

薄層形成工程を始める前に、図８（ａ）に示すヒータ30a, 30bやその他のヒータ及び赤外線ランプなどにより造形用容器15と第１、第２粉末材料収納容器16a, 16bの内側や周辺を予備加熱しておくとよい。 Before starting the thin layer forming process, the heaters 30a and 30b shown in FIG. 8A, other heaters, an infrared lamp, and the like are used to inside and around the modeling container 15 and the first and second powder material storage containers 16a and 16b. It is advisable to preheat.

エネルギービーム29の照射前に、予備加熱により粉末材料の薄層23aの温度を粉末材料の軟化点よりも低くかつ融点よりも５〜１００℃低い温度に保持しておくことで、エネルギービーム29による溶融結合を容易に行うことができるとともに、エネルギービーム29の照射時における溶融部とその周囲の温度差による結合層の反りの発生も抑制することができる。予備加熱の温度は、融点より５〜５０℃低い温度だとより好ましく、融点より５〜３０℃低い温度だとさらに好ましい。一方で、エンドレスベルト37によって造形部2とリコータ駆動部4とが仕切られているため、リコータ駆動部4に熱気が入ってくるのを抑制して、リコータ駆動機構20が過剰に昇温するのを抑制することができる。 Prior to irradiation of the energy beam 29, the temperature of the thin layer 23a of the powder material is maintained at a temperature lower than the softening point of the powder material and 5 to 100 ° C. lower than the melting point by preheating, so that the energy beam 29 is used. In addition to being able to easily perform melt bonding, it is also possible to suppress the occurrence of warpage of the bonding layer due to the temperature difference between the molten portion and its surroundings when the energy beam 29 is irradiated. The temperature of the preheating is more preferably 5 to 50 ° C. lower than the melting point, and further preferably 5 to 30 ° C. lower than the melting point. On the other hand, since the modeling unit 2 and the recorder drive unit 4 are separated by the endless belt 37, hot air is suppressed from entering the recorder drive unit 4 and the temperature of the recorder drive mechanism 20 rises excessively. Can be suppressed.

さらに、リコータ駆動部4では、リコータ駆動機構20の基台31に設置された配管36に冷却ガスを流通させて機構20の冷却が行われる。冷却ガスの温度を室温（２５℃前後）とし、リコータ駆動機構20、特にレール34a, 34bとその周囲を１３０℃程度に冷却する。なお、冷却により維持するリコータ駆動機構20の温度は、駆動機構に使用する材料の温度による伸縮度や、可動部に塗るグリースが変質する温度或いは蒸発する温度を勘案し、適宜変更できる。 Further, in the recorder drive unit 4, the cooling gas is circulated through the pipe 36 installed on the base 31 of the recorder drive mechanism 20 to cool the mechanism 20. The temperature of the cooling gas is set to room temperature (around 25 ° C.), and the recorder drive mechanism 20, particularly the rails 34a and 34b and their surroundings are cooled to about 130 ° C. The temperature of the recorder drive mechanism 20 maintained by cooling can be appropriately changed in consideration of the degree of expansion and contraction due to the temperature of the material used for the drive mechanism, the temperature at which the grease applied to the moving portion changes in quality, or the temperature at which the grease evaporates.

また、冷却後リコータ駆動部4に放出された冷却ガスは、送風機21で、予備加熱の温度程度に加熱されて造形部2に放出される。 Further, the cooling gas released to the recorder drive unit 4 after cooling is heated to about the temperature of preheating by the blower 21 and released to the modeling unit 2.

なお、以下の工程では、リコータ17が移動していない間も、エンドレスベルト37によって造形部2とリコータ駆動部4とが仕切られ、かつ、冷却ガスにより機構部の冷却が行われる。また、リコータ駆動部4に放出された冷却ガスは加熱されて造形部2に放出される。 In the following steps, the modeling unit 2 and the recorder drive unit 4 are separated by the endless belt 37 even while the recorder 17 is not moving, and the mechanism unit is cooled by the cooling gas. Further, the cooling gas released to the recorder drive unit 4 is heated and released to the modeling unit 2.

薄層形成工程では、図８（ｂ）に示すように、まず、第２昇降台26aを上昇させ、第１昇降台25と第３昇降台26bを下降させる。 In the thin layer forming step, as shown in FIG. 8B, first, the second elevating table 26a is raised, and then the first elevating table 25 and the third elevating table 26b are lowered.

次いで、図８（ｃ）〜図９（ａ）に示すように、リコータ17を右側に移動させて、第１粉末材料収納容器16aからリコータ17で粉末材料23を運び出し、造形用容器15まで運ぶ。 Next, as shown in FIGS. 8 (c) to 9 (a), the recoater 17 is moved to the right side, and the powder material 23 is carried out from the first powder material storage container 16a by the recoater 17 and carried to the modeling container 15. ..

そして、リコータ17を右側に移動させて、造形用容器15内の第１昇降台25上に粉末材料23を運び入れながらその表面を均して均一な厚さの薄層23aを形成する。 Then, the recorder 17 is moved to the right side, and the powder material 23 is carried onto the first elevating table 25 in the modeling container 15 while the surface of the powder material 23 is leveled to form a thin layer 23a having a uniform thickness.

このとき、リコータ駆動部4では、リコータ駆動機構20のネジ軸33aを回転させてリコータ保持具32を移動させる。これにより、リコータ17とともにエンドレスベルト37も、右側に移動する。以下、リコータ17を移動させるときには、移動方向に合わせてこの動作を行う。 At this time, the recorder drive unit 4 rotates the screw shaft 33a of the recorder drive mechanism 20 to move the recorder holder 32. As a result, the endless belt 37 moves to the right along with the recorder 17. Hereinafter, when the recorder 17 is moved, this operation is performed according to the moving direction.

リコータ17としてブレードやローラーなどを用いることで、本来的に、均一な厚みで空隙率の低い薄層23aを再現性良く形成することができる。 By using a blade, a roller, or the like as the recorder 17, it is possible to form a thin layer 23a having a uniform thickness and a low porosity with good reproducibility.

粉末材料の薄層23aの厚さは０．０１〜０．３ｍｍであることが好ましく、より精密な造形物を得るためには、０．０１〜０．１ｍｍであることが好ましい。薄層23aを形成した後、さらにリコータ17を右側に移動させて、残った粉末材料23を第２粉末材料収納容器16bに収納する。 The thickness of the thin layer 23a of the powder material is preferably 0.01 to 0.3 mm, and is preferably 0.01 to 0.1 mm in order to obtain a more precise model. After forming the thin layer 23a, the recorder 17 is further moved to the right side, and the remaining powder material 23 is stored in the second powder material storage container 16b.

次いで、結合層形成工程では、図９（ｂ）に示すように、薄層形成工程で形成された薄層23aに、造形対象物のスライスデータに基づきエネルギービーム29を照射して、粉末材料を溶融し結合して、結合層23bを形成する。 Next, in the bond layer forming step, as shown in FIG. 9B, the thin layer 23a formed in the thin layer forming step is irradiated with an energy beam 29 based on the slice data of the object to be modeled to prepare the powder material. It melts and bonds to form a bonding layer 23b.

粉末材料の薄層23aにエネルギービーム29を照射するときの雰囲気は、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気下とすることができる。不活性ガス雰囲気下とすることにより、粉末材料23の酸化や腐蝕を防止することができるので好ましい。また、大気中で照射を行うこともできる。 The atmosphere when irradiating the thin layer 23a of the powder material with the energy beam 29 can be, for example, an atmosphere of an inert gas such as helium, argon, or nitrogen. It is preferable to use an inert gas atmosphere because oxidation and corrosion of the powder material 23 can be prevented. It is also possible to irradiate in the atmosphere.

次いで、図９（ｃ）に示すように、第２昇降台26aと第１昇降台25を下降させ、第３昇降台26bを上昇させる。 Next, as shown in FIG. 9C, the second lift 26a and the first lift 25 are lowered, and the third lift 26b is raised.

引き続き、図８（ｂ）〜図９（ｂ）に準じて粉末床溶融結合装置101を動作させるとともにリコータ17を左側に移動させて、２層目の結合層23bを形成する。その後、上述の作業を、必要な結合層23bの層数だけ順次繰り返して造形物を完成させる。 Subsequently, the powder bed melt coupling device 101 is operated according to FIGS. 8 (b) to 9 (b), and the recorder 17 is moved to the left side to form the second bonding layer 23b. After that, the above-mentioned work is sequentially repeated for the required number of layers of the bonding layer 23b to complete the modeled object.

以上のように、第２実施形態の溶融結合方法によれば、エンドレスベルト37によって、リコータ駆動部4に熱気が入ってくるのを抑制して、リコータ駆動機構20が過剰に昇温するのを抑制することができる。 As described above, according to the melt-bonding method of the second embodiment, the endless belt 37 suppresses the entry of hot air into the recorder drive unit 4 and prevents the recorder drive mechanism 20 from excessively rising in temperature. It can be suppressed.

また、エンドレスベルト37だけではリコータ駆動機構20が過剰に昇温するのを十分に抑制することができなくても、さらに、リコータ駆動機構20、特にレール34a, 34bとその周囲を冷却することによって、レール34a, 34bとその周囲が過剰に昇温するのを十分に抑制することができるため、リコータ17の移動を支障なくスムーズに行うことができる。 Further, even if the endless belt 37 alone cannot sufficiently suppress the excessive temperature rise of the recorder drive mechanism 20, the recorder drive mechanism 20, particularly the rails 34a and 34b and their surroundings can be cooled. Since it is possible to sufficiently suppress the excessive temperature rise of the rails 34a and 34b and their surroundings, the recoater 17 can be moved smoothly without any trouble.

さらに、エンドレスベルト37によって、粉末材料23がリコータ駆動部4に入り込むのを抑制し、それによってリコータ17の移動をより一層支障なくスムーズに行うことができる。 Further, the endless belt 37 suppresses the powder material 23 from entering the recorder drive unit 4, whereby the recorder 17 can be moved more smoothly without any trouble.

また、送風機21によってリコータ駆動部4に放出された冷却ガスを予備加熱で所望される温度に加熱して造形部に送出することにより、粉末材料の溶融を、妨げることなく、必要なときに行うことができる。 Further, by heating the cooling gas discharged to the recorder drive unit 4 by the blower 21 to a desired temperature by preheating and sending it to the modeling unit, the powder material is melted when necessary without hindering it. be able to.

（第３実施形態の説明）
次に、図１０〜図１３を参照して、第３実施形態に係るリコータ駆動機構50について説明する。図１０〜図１３中、図１に記載された参照符号と同じ参照符号で示すものは、図１と同じものを示す。 (Explanation of Third Embodiment)
Next, the recorder drive mechanism 50 according to the third embodiment will be described with reference to FIGS. 10 to 13. In FIGS. 10 to 13, those indicated by the same reference numerals as those shown in FIG. 1 are the same as those shown in FIG.

図１０は、第３実施形態に係るリコータ駆動機構50を示す斜視図である。この斜視図は図１と異なり、装置の正面側、右斜め上から見たものである。 FIG. 10 is a perspective view showing the recorder drive mechanism 50 according to the third embodiment. This perspective view is different from FIG. 1, and is viewed from the front side of the device and diagonally above to the right.

図１１は、図１０のリコータ駆動機構50におけるリコータ保持具52に設けられた、レール55a, 55bと嵌合する嵌合部52c, 52dの斜視図である。 FIG. 11 is a perspective view of fitting portions 52c and 52d provided on the recorder holder 52 in the recorder drive mechanism 50 of FIG. 10 and fitted with rails 55a and 55b.

図１２〜図１３は、基台51に設けられた、レール55a, 55bを冷却する機構を示す斜視図である。 12 to 13 are perspective views showing a mechanism for cooling the rails 55a and 55b provided on the base 51.

図１０〜図１３に示すリコータ駆動機構50において、図１のリコータ駆動機構20と比較して、次の点が異なる。 The recorder drive mechanism 50 shown in FIGS. 10 to 13 differs from the recorder drive mechanism 20 of FIG. 1 in the following points.

すなわち、リコータ57を保持するリコータ保持具52の駆動機構として、一対のローラー54a, 54bが水平方向に間隔を置いて配置されている。 That is, as a drive mechanism for the recorder holder 52 that holds the recorder 57, a pair of rollers 54a and 54b are arranged at intervals in the horizontal direction.

さらに、一対のローラー54a, 54bを橋渡しするように、エンドレスベルト（駆動ベルト）54dが一対のローラー54a, 54bに巻回され、駆動ベルト54dの両端がそれぞれリコータ保持具52の接続部52bに固定されている。 Further, the endless belt (drive belt) 54d is wound around the pair of rollers 54a and 54b so as to bridge the pair of rollers 54a and 54b, and both ends of the drive belt 54d are fixed to the connection portion 52b of the recorder holder 52, respectively. Has been done.

そして、一対のローラー54a, 54bのうち少なくともひとつにモータ（駆動装置）などが接続されて、ローラー54a, 54bを順／逆回転させる（回動させるという）ことができるようになっている。 A motor (driving device) or the like is connected to at least one of the pair of rollers 54a and 54b so that the rollers 54a and 54b can be rotated forward / reverse (called rotation).

なお、ローラー54a, 54bの間で、ローラー54a, 54bに巻回された駆動ベルト54dが上側に配置された部分に、別のローラ54cが下からあてがわれているが、これは、駆動ベルト54dが撓むのを防止するためである。 Between the rollers 54a and 54b, another roller 54c is applied from below to the portion where the drive belt 54d wound around the rollers 54a and 54b is arranged on the upper side. This is to prevent the 54d from bending.

この機構によって、リコータ保持具52を移動方向に並進させることができる。 By this mechanism, the recorder holder 52 can be translated in the moving direction.

また、リコータ57として、ローラーが用いられている。これに伴い、リコータ57を保持するリコータ保持具52は、リコータ57のローラーが自転する機構53を備えている。 A roller is used as the recorder 57. Along with this, the recorder holder 52 that holds the recorder 57 includes a mechanism 53 that rotates the rollers of the recorder 57.

その機構53は、リコータ保持具52に回動可能に固定されたローラー53aと、ローラー53aに巻回されてローラー53aの回動をリコータ57のローラーに伝達するエンドレスベルト（伝達ベルト）53bと、リコータ保持具52の並進運動をローラー53aの回動運動に変換する変換ワイヤ53cとを有する。変換ワイヤ53cは、ローラー53aに一周以上巻き付けられ、さらにその両端がローラー53aを挟むようにして基台51に固定される。 The mechanism 53 includes a roller 53a rotatably fixed to the recoater holder 52, an endless belt (transmission belt) 53b that is wound around the roller 53a and transmits the rotation of the roller 53a to the roller of the recoater 57. It has a conversion wire 53c that converts the translational motion of the recorder holder 52 into the rotational motion of the roller 53a. The conversion wire 53c is wound around the roller 53a more than once, and is fixed to the base 51 with both ends sandwiching the roller 53a.

これによって、リコータ保持具52の並進運動に応じて、リコータ57のローラーを自転させながら、並進させることができる。 As a result, the roller of the recorder 57 can be translated while rotating in response to the translational motion of the recorder holder 52.

また、リコータ駆動部4の床（図１の第４仕切り壁22に相当）22の上に置かれた基台51上に、並行する２つのレール55a, 55bが敷設されている。２つのレール55a, 55bはリコータ保持具52の移動方向に延在する。 Further, two parallel rails 55a and 55b are laid on the base 51 placed on the floor (corresponding to the fourth partition wall 22 in FIG. 1) 22 of the recorder drive unit 4. The two rails 55a and 55b extend in the direction of movement of the recorder holder 52.

なお、一方のレール55aの両側面には、レール55aの延在方向に沿って溝55cが設けられ、他方のレール55bの両側面にも、レール55bの延在方向に沿って溝55dが設けられている。 Grooves 55c are provided on both side surfaces of one rail 55a along the extending direction of the rail 55a, and grooves 55d are provided on both side surfaces of the other rail 55b along the extending direction of the rail 55b. Has been done.

リコータ保持具52は、２つのレール55a, 55bの上方に配置されている。リコータ保持具52の本体52aの下部には、リコータ保持具52が２つのレール55a, 55bに導かれて移動できるように、各レール55a, 55bに嵌合する２つの嵌合部材（リコータ保持具の嵌合部）52c, 52dが取り付けられている。 The recorder holder 52 is located above the two rails 55a and 55b. At the bottom of the main body 52a of the recoater holder 52, two fitting members (recoater holders) that fit into the rails 55a and 55b so that the recoater holder 52 can be guided and moved by the two rails 55a and 55b. 52c, 52d are attached.

嵌合部材52c, 52dはそれぞれ、レール55a, 55bが嵌合する凹部52e, 52fを有する。一方の凹部52e内の対向する側面には側面に沿って延在する凸部52gを有し、他方の凹部52f内の対向する側面には側面の延在方向に沿う凸部52hを有する。嵌合部材52c, 52dの凸部52g, 52hがそれぞれレール55a, 55bの溝55c, 55dに噛み合ってリコータ保持具52がレール55a, 55bに沿って導かれる。 The fitting members 52c and 52d have recesses 52e and 52f into which the rails 55a and 55b are fitted, respectively. The opposite side surface in one recess 52e has a convex portion 52g extending along the side surface, and the opposite side surface in the other recess 52f has a convex portion 52h extending along the extending direction of the side surface. The protrusions 52g and 52h of the fitting members 52c and 52d mesh with the grooves 55c and 55d of the rails 55a and 55b, respectively, and the recoater holder 52 is guided along the rails 55a and 55b.

また、冷却ガスの流路（冷媒の流路）として、図１２に示すように、基台51のレール55a, 55bが置かれた表面（一方の面）と反対側の裏面（他方の面）に、溝51aが形成されている。 Further, as a flow path of the cooling gas (flow path of the refrigerant), as shown in FIG. 12, the back surface (one surface) opposite to the front surface (one surface) on which the rails 55a and 55b of the base 51 are placed (the other surface). A groove 51a is formed in the groove 51a.

溝51aは、基台51の一方の端の角から始まり、基台51の短手方向に直線的に延び、端に近づいたら鍵状に折り返し、これを繰り返しながら、基台51の長手方向に延伸し、基台51の他方の端の角で終端している。 The groove 51a starts from the corner of one end of the base 51, extends linearly in the lateral direction of the base 51, folds back in a key shape when approaching the end, and repeats this in the longitudinal direction of the base 51. It is stretched and terminated at the corner of the other end of the base 51.

溝51aの中央部を冷却ガスの導入部51bとし、溝51aの両端を冷却ガスの放出部51c, 51dとする。これによって、一方の端を冷却ガスの導入部とし、他方の端を冷却ガスの放出部とする場合と比べて導入部51bと放出部51c, 51dの距離が短くなるため、基台51全体にわたっての冷却ガスの温度差を小さくでき、したがって、温度コントロールが容易になる。 The central portion of the groove 51a is a cooling gas introduction portion 51b, and both ends of the groove 51a are cooling gas discharge portions 51c and 51d. As a result, the distance between the introduction part 51b and the discharge parts 51c and 51d is shorter than in the case where one end is the cooling gas introduction part and the other end is the cooling gas discharge part, so that the entire base 51 is covered. The temperature difference of the cooling gas can be reduced, and therefore the temperature control becomes easy.

溝51aは、図１３に示すように、基台51がリコータ駆動部4の床22の上に置かれることで、周囲が密閉された冷却ガスの流路となる。そして、溝51aの冷却ガスの導入部51bと冷却ガスの放出部51c, 51dとに対応して、それぞれ、床22に貫通穴を設け、冷却ガスの導入口22aとし、冷却ガスの放出口22b, 22cとしている。 As shown in FIG. 13, the groove 51a becomes a flow path for the cooling gas whose periphery is sealed by placing the base 51 on the floor 22 of the recorder drive unit 4. Then, through holes are provided in the floor 22 corresponding to the cooling gas introduction portion 51b and the cooling gas discharge portions 51c and 51d of the groove 51a, respectively, to serve as the cooling gas introduction port 22a and the cooling gas discharge port 22b. , 22c.

したがって、冷却ガスはリコータ駆動部4の下の冷却ガス供給部5から供給されるとともに、冷却ガス供給部5に放出されることになる。なお、基台51に貫通孔を設けて冷却ガスをリコータ駆動部4の方に放出してもよい。 Therefore, the cooling gas is supplied from the cooling gas supply unit 5 under the recoater drive unit 4 and is discharged to the cooling gas supply unit 5. The base 51 may be provided with a through hole to discharge the cooling gas toward the recorder drive unit 4.

なお、図１０において、参照符号５８は、リコータ保持具52と一体化されたエンドレスベルト（仕切りベルト）で、図１のエンドレスベルト（仕切りベルト）17に対応し、リコータ駆動部4と造形部2との間の下部を仕切っている。そして、エンドレスベルト（仕切りベルト）58の上方には、図示していないが、図１の第３仕切り壁19と同様な仕切り壁を備えており、リコータ駆動部4と造形部2との間の上部を仕切っている。 In FIG. 10, reference numeral 58 is an endless belt (partition belt) integrated with the recorder holder 52, which corresponds to the endless belt (partition belt) 17 of FIG. 1 and corresponds to the recorder drive unit 4 and the modeling unit 2. It separates the lower part between and. An endless belt (partition belt) 58 is provided with a partition wall similar to that of the third partition wall 19 of FIG. 1, although not shown, between the recorder drive unit 4 and the modeling unit 2. It divides the upper part.

以上のように、第３実施形態に係るリコータ駆動機構50を備えた粉末床溶融結合装置によれば、基台51のレール55a, 55bが敷かれた表面と反対側の裏面に、冷却ガスの流路としての溝51aを有する。 As described above, according to the powder bed fusion coupling device provided with the recorder drive mechanism 50 according to the third embodiment, the cooling gas is supplied to the back surface opposite to the front surface on which the rails 55a and 55b of the base 51 are laid. It has a groove 51a as a flow path.

したがって、溝51aに冷却ガスを流すことにより、リコータ駆動機構50、特にレール55a, 55bやリコータ保持具52の嵌合部材52c, 52dが過剰に昇温するのを抑制することができる。 Therefore, by flowing the cooling gas through the groove 51a, it is possible to prevent the recoater drive mechanism 50, particularly the rails 55a and 55b and the fitting members 52c and 52d of the recoater holder 52 from being excessively heated.

よって、リコータ駆動機構50、特にレール55a, 55bの幅や溝55c, 55dの寸法の変動や、リコータ保持具52の嵌合部材52c, 52dの凹部52e, 52fの幅や凸部52g, 52hの寸法の変動を抑制できる。さらに、各嵌合部材52c, 52dと各レール55a, 55bとの接触部に塗られたグリースが蒸発し或いは変質するのを防止することができる。 Therefore, the width of the rails 55a and 55b and the dimensions of the grooves 55c and 55d of the recoater drive mechanism 50, and the widths of the recesses 52e and 52f of the fitting members 52c and 52d of the recoater holder 52 and the protrusions 52g and 52h Fluctuations in dimensions can be suppressed. Further, it is possible to prevent the grease applied to the contact portion between the fitting members 52c and 52d and the rails 55a and 55b from evaporating or deteriorating.

したがって、リコータ保持具52の移動、ひいてはリコータ57の移動を支障なくスムーズに行うことができる。 Therefore, the recoater holder 52 can be moved smoothly, and the recoater 57 can be moved smoothly without any trouble.

（変形例）
次に、図１４、図１５の斜視図を参照して、変形例に係るレールの冷却機構について説明する。 (Modification example)
Next, the rail cooling mechanism according to the modified example will be described with reference to the perspective views of FIGS. 14 and 15.

図１４に示す冷却機構において、図１２の冷却機構と比較して、基台59の裏面（他方の面）に設けた冷却ガスの流路となる溝59a, 59bの形状と配置が異なる。 In the cooling mechanism shown in FIG. 14, the shapes and arrangements of the grooves 59a and 59b, which are the flow paths of the cooling gas provided on the back surface (the other surface) of the base 59, are different from those of the cooling mechanism of FIG.

溝59a, 59bは、基台59に２つ設けられ、それぞれ基台59の長手方向に両端近くまで延在する部分と、ほぼ中央部で短手方向に互いに向かい合って延びる部分とからなる。 Two grooves 59a and 59b are provided on the base 59, and each of the grooves 59a and 59b is composed of a portion extending in the longitudinal direction of the base 59 to near both ends and a portion extending substantially in the center portion facing each other in the lateral direction.

２つの溝59a, 59bは、それぞれ、長手方向に延在する部分がほぼ２つのレール55a, 55bの下に配置されている。 The two grooves 59a and 59b have portions extending in the longitudinal direction arranged substantially below the two rails 55a and 55b, respectively.

また、一方の溝59aでは、短手方向に延びる部分が冷却ガスの導入部59cとなり、両端が冷却ガスの放出部59d, 59eとなる。また、他方の溝59bでも、短手方向に延びる部分が冷却ガスの導入部59fとなり、両端が冷却ガスの放出部59g, 59hとなる。 Further, in one groove 59a, the portion extending in the lateral direction serves as the cooling gas introduction portion 59c, and both ends thereof serve as the cooling gas discharge portions 59d and 59e. Further, in the other groove 59b, the portion extending in the lateral direction is the cooling gas introduction portion 59f, and both ends are the cooling gas discharge portions 59g and 59h.

溝59a, 59bは、図１５に示すように、基台59がリコータ駆動部4の床22の上に置かれることで、周囲が密閉された冷却ガスの流路となる。 As shown in FIG. 15, the grooves 59a and 59b serve as a flow path for cooling gas whose periphery is sealed when the base 59 is placed on the floor 22 of the recorder drive unit 4.

そして、一方の溝59aでは、冷却ガスの導入部59cと冷却ガスの放出部59d, 59eとに対応してそれぞれ床22に貫通穴を設けて、冷却ガスの導入口22dとし、冷却ガスの放出口22e, 22fとする。また、他方の溝59bでは、冷却ガスの導入部59fと冷却ガスの放出部59g, 59hとに対応してそれぞれ床22に貫通穴を設けて、冷却ガスの導入口22gとし、冷却ガスの放出口22h, 22iとする。 Then, in one of the grooves 59a, through holes are provided in the floor 22 corresponding to the cooling gas introduction portion 59c and the cooling gas discharge portions 59d and 59e, respectively, to serve as the cooling gas introduction port 22d, and to release the cooling gas. Take exits 22e and 22f. Further, in the other groove 59b, through holes are provided in the floor 22 corresponding to the cooling gas introduction portion 59f and the cooling gas discharge portions 59g and 59h, respectively, to serve as the cooling gas introduction port 22g, and to release the cooling gas. Exits 22h and 22i.

したがって、冷却ガスはリコータ駆動部4の下の冷却ガス供給部5から供給されるとともに、同じところに放出されることになる。なお、基台59に貫通孔を設けて冷却ガスをリコータ駆動部4の方に放出してもよい。 Therefore, the cooling gas is supplied from the cooling gas supply unit 5 under the recoater drive unit 4 and is discharged to the same place. The base 59 may be provided with a through hole to discharge the cooling gas toward the recorder drive unit 4.

以上、実施の形態によりこの発明を詳細に説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の上記実施の形態の変更はこの発明の範囲に含まれる。 Although the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, the scope of the present invention is not limited to the examples specifically shown in the above embodiments, and the above-described embodiment does not deviate from the gist of the present invention. Morphological changes are within the scope of the invention.

実施形態では、リコータ17, 57と一体化して移動するベルトとして、エンドレスベルト（仕切りベルト）37, 58を用いているが、両端を有するベルトを用いてもよい。この場合、巻き戻しの力が働くバネ性のローラーを第３仕切り壁19の下の領域の両端に配置し、ベルトの両端をそれぞれ各ローラーに固定し、巻きつけて用いることで、エンドレスベルト37を用いた場合と同じ動作をさせることができる。 In the embodiment, endless belts (partition belts) 37 and 58 are used as belts that move integrally with the recorders 17 and 57, but belts having both ends may be used. In this case, springy rollers on which the rewinding force acts are placed at both ends of the area under the third partition wall 19, and both ends of the belt are fixed to each roller and wound around the endless belt 37. The same operation as when using is possible.

また、冷却ガスの代わりに、冷却水や水以外の冷媒用液体を用いてもよい。ただし、冷媒が液体の場合は、使用済みの冷媒を、そのまま、リコータ駆動部4や冷媒供給部5には放出できないので、適当な容器を配置して使用済みの冷媒をその容器に収容する必要がある。冷媒の温度は、冷媒の種類に合わせて適宜変更することができる。例えば、水道水の場合、水道管から配水される際のそのままの温度のものを使用できるし、加熱或いは冷却し、特定の温度にしたものを使用できる。 Further, instead of the cooling gas, cooling water or a liquid for a refrigerant other than water may be used. However, if the refrigerant is a liquid, the used refrigerant cannot be discharged to the recoater drive unit 4 and the refrigerant supply unit 5 as it is, so it is necessary to arrange an appropriate container to store the used refrigerant in the container. There is. The temperature of the refrigerant can be appropriately changed according to the type of the refrigerant. For example, in the case of tap water, one having the same temperature as when the water is distributed from the water pipe can be used, or one that has been heated or cooled to a specific temperature can be used.

また、第３実施形態及びその変形例では、冷媒の流路として、基台51, 59に形成された溝51a, 59a, 59bを用いているが、溝51a, 59a, 59bの配置と同じように基台51, 59に配管を配置してもよい。この場合、配管は、基台51, 59と床22の間に挟み固定することができる。 Further, in the third embodiment and its modified example, the grooves 51a, 59a, 59b formed in the bases 51, 59 are used as the flow path of the refrigerant, but the arrangement is the same as the arrangement of the grooves 51a, 59a, 59b. Piping may be placed on the bases 51 and 59. In this case, the pipe can be sandwiched and fixed between the bases 51, 59 and the floor 22.

以上、実施形態で説明した要点を付記として以下にまとめる。 The main points described above in the embodiment are summarized below as additional notes.

（付記１）
粉末材料の薄層を形成し、前記薄層を焼結して、又は溶融し固化して結合層を形成する造形部と、
前記造形部で移動して前記粉末材料の薄層を形成するリコータと、
前記リコータを移動させる駆動機構を収容したリコータ駆動部とを有し、
前記リコータを移動させる駆動機構は、
基台と、
前記リコータを保持するリコータ保持具と、
前記基台の一方の面に設けられた、前記リコータ保持具を嵌合させて移動方向に導くレールと、
前記基台の前記一方の面と反対側の他方の面に設けられた、前記レールを冷却する冷媒を流通させる冷媒の流路と
を有することを特徴とする粉末床溶融結合装置。 (Appendix 1)
A molding part that forms a thin layer of powder material, and the thin layer is sintered or melted and solidified to form a bonding layer.
A recorder that moves in the molding part to form a thin layer of the powder material,
It has a recorder drive unit that houses a drive mechanism that moves the recorder.
The drive mechanism for moving the recorder is
Base and
A recorder holder for holding the recorder and a
A rail provided on one surface of the base, which is fitted with the recoater holder and guided in the moving direction.
A powder bed fusion coupling device provided on the other surface of the base opposite to the one surface, which has a flow path of a refrigerant for flowing a refrigerant for cooling the rail.

（付記２）
前記冷媒の流路は、配管、又は、前記基台に形成された溝であることを特徴とする付記１に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 2)
The powder bed fusion coupling device according to Appendix 1, wherein the flow path of the refrigerant is a pipe or a groove formed in the base.

（付記３）
前記リコータ保持具と一体化された仕切りベルトをさらに有し、
前記仕切りベルトは、前記ベルト面が前記造形部と前記リコータ駆動部とを仕切るように配置されたことを特徴とする付記１に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 3)
Further having a partition belt integrated with the recorder holder
The powder bed fusion coupling device according to Appendix 1, wherein the partition belt is arranged so that the belt surface partitions the molding portion and the recorder driving portion.

（付記４）
前記仕切りベルトの上方に、さらに、前記造形部と前記リコータ駆動部とを仕切る固定された第１仕切り壁を有することを特徴とする付記３に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 4)
The powder bed fusion coupling device according to Appendix 3, further comprising a fixed first partition wall that separates the molding portion and the recorder drive portion above the partition belt.

（付記５）
前記リコータ駆動部の下に第２仕切り壁を隔てて設けられ、前記流路の冷媒導入口と接続されて前記冷媒を供給する冷媒供給部をさらに有することを特徴とする付記１に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 5)
The powder according to Appendix 1, further comprising a refrigerant supply unit which is provided below the recorder drive unit with a second partition wall interposed therebetween and is connected to a refrigerant introduction port of the flow path to supply the refrigerant. Floor melt coupling device.

（付記６）
前記冷媒は、冷却ガスであり、
前記流路は、前記冷媒を前記リコータ駆動部に放出する冷媒放出口を有することを特徴とする付記５に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 6)
The refrigerant is a cooling gas and
The powder bed fusion coupling device according to Appendix 5, wherein the flow path has a refrigerant discharge port that discharges the refrigerant to the recorder drive unit.

（付記７）
前記リコータ駆動部に放出された前記冷媒を加熱して前記造形部に導く、加熱装置を備えた流通路をさらに有することを特徴とする付記６に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 7)
The powder bed fusion coupling device according to Appendix 6, further comprising a flow path provided with a heating device that heats the refrigerant discharged to the recorder drive unit and guides the refrigerant to the modeling unit.

（付記８）
前記造形部の下に第３仕切り壁を隔てて設けられ、前記粉末材料の薄層を形成し前記結合層を形成する造形用容器と、前記造形用容器の横に設けられて前記粉末材料を収納する粉末材料収納容器とを収容した容器収容部をさらに有し、
前記造形用容器の上面と前記粉末材料収納容器の上面とは、前記第３仕切り壁から前記造形部に開口していることを特徴とする付記１に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 8)
A modeling container provided below the modeling portion with a third partition wall interposed therebetween to form a thin layer of the powder material to form the bonding layer, and a modeling container provided next to the modeling container to form the powder material. It also has a container storage unit that houses the powder material storage container to be stored.
The powder bed melt-bonding device according to Appendix 1, wherein the upper surface of the modeling container and the upper surface of the powder material storage container are open from the third partition wall to the modeling portion.

（付記９）
前記リコータを移動させる駆動機構は、
前記リコータ保持具に前記リコータ保持具の移動方向に向くネジ穴が設けられ、前記ネジ穴に前記リコータ保持具の移動方向に延在するネジ軸が挿入されて螺合した
ことを特徴とする付記１に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 9)
The drive mechanism for moving the recorder is
A note that the recorder holder is provided with a screw hole facing the moving direction of the recorder holder, and a screw shaft extending in the moving direction of the recorder holder is inserted into the screw hole and screwed. The powder bed fusion bonding apparatus according to 1.

（付記１０）
前記リコータを移動させる駆動機構は、さらに、
前記基台の中央部で前記リコータ保持具の移動方向に延在して設けられた開口部を有し、
前記開口部を通して前記基台の前記他方の面側に前記リコータ保持具の一部分が突出し、前記一部分に前記ネジ穴が設けられ、
前記基台の前記一方の面に、前記レールが前記開口部の両側で、前記リコータ保持具の移動方向に延在して設けられ、前記レールに前記リコータ保持具の嵌合部が嵌合し、
前記基台の前記他方の面に、前記冷媒の流路としての配管が設けられた
ことを特徴とする付記９に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 10)
The drive mechanism for moving the recorder further
It has an opening extending in the moving direction of the recorder holder at the central portion of the base.
A part of the recorder holder projects from the other surface side of the base through the opening, and the screw hole is provided in the part.
The rails are provided on one surface of the base on both sides of the opening so as to extend in the moving direction of the recorder holder, and the fitting portions of the recorder holder are fitted to the rails. ,
The powder bed fusion coupling device according to Appendix 9, wherein a pipe as a flow path for the refrigerant is provided on the other surface of the base.

（付記１１）
前記リコータを移動させる駆動機構は、
間隔を置いて配置された一対のローラーと、
前記一対のローラーを橋渡しするように前記一対のローラーに巻回され、両端が前記リコータ保持具に固定されたリコータ駆動ベルトと、
前記一対のローラーのうち少なくともひとつを回動させて前記リコータ駆動ベルトを移動させる駆動装置とを有する
ことを特徴とする付記１に記載の粉末床溶融結合装置。 (Appendix 11)
The drive mechanism for moving the recorder is
A pair of rollers arranged at intervals,
A recoater drive belt wound around the pair of rollers so as to bridge the pair of rollers and having both ends fixed to the recoater holder.
The powder bed fusion coupling device according to Appendix 1, further comprising a drive device for rotating at least one of the pair of rollers to move the recorder drive belt.

1・・・エネルギービーム出射部、2・・・造形部、3・・・容器収容部、4・・・リコータ駆動部、5・・・冷却ガス供給部（冷媒供給部）、13・・・第１仕切り壁、14・・・第２仕切り壁（基台）、14a・・・第１開口部、 14b・・・第２開口部、14c・・・第３開口部、15・・・造形用容器、16a・・・第１粉末材料収納容器、16b・・・第２粉末材料収納容器、17, 57・・・リコータ（運搬部材）、18a, 18b・・・扉、19・・・第３仕切り壁、20, 50・・・リコータ駆動機構、21・・・送風機（冷媒の流通路）、22・・・第４仕切り壁（リコータ駆動部22の床）、23…粉末材料、23a…粉末材料の薄層（又は、薄層）、23b…結合層、24a, 24b, 24c・・・（容器を基台に装着するための）溝、25・・第１昇降台、26a・・・第２昇降台、26b…第３昇降台、27, 28a, 28b・・・支持軸、29…レーザ光、30a, 30b・・・ヒータ、31・・・基台、31a・・・開口部、32, 52・・・リコータ保持具、32a・・・四角柱状の部材、32b・・・板部材、32c・・・ネジ穴、33, 54・・・リコータ保持具の駆動機構、33a・・・回転軸（ネジ軸）、34a, 34b, 55a, 55b・・・レール、34c, 34d, 55c, 55d・・・溝、35a, 35b, 52c, 52d・・・嵌合部材（リコータ保持具の嵌合部）、35c, 35d, 52e, 52f・・・凹部、35e, 35f, 52g, 52h・・・凸部、36・・・配管（冷媒の流路）、37, 58・・・エンドレスベルト（仕切りベルト）、38・・・筐体、39・・・取り入れ口、40・・・ファン、41・・・加熱装置、42・・・送出口、43・・・ガス放出板、51・・・基台、51a, 59a, 59b・・・溝（冷媒の流路）、51b, 59c, 59f・・・冷媒の導入箇所、51c, 51d, 59d, 59e, 59g, 59h・・・冷媒の放出箇所、53・・・リコータローラーの自転機構、53a・・・ローラー、53b・・・エンドレスベルト（伝達ベルト）、53c・・・（並進運動を回動運動に変換する）変換ワイヤ、54a, 54b, 54c・・・ローラー、54d・・・エンドレスベルト（駆動ベルト）、101…粉末床溶融結合装置。 1 ... Energy beam emission unit, 2 ... Modeling unit, 3 ... Container storage unit, 4 ... Recorder drive unit, 5 ... Cooling gas supply unit (refrigerant supply unit), 13 ... 1st partition wall, 14 ... 2nd partition wall (base), 14a ... 1st opening, 14b ... 2nd opening, 14c ... 3rd opening, 15 ... modeling Container, 16a ・・・ 1st powder material storage container, 16b ・・・ 2nd powder material storage container, 17, 57 ・・・ Recorder (transport member), 18a, 18b ・・・ Door, 19 ・・・ No. 3 partition walls, 20, 50 ... recorder drive mechanism, 21 ... blower (refrigerant flow path), 22 ... 4th partition wall (floor of recorder drive unit 22), 23 ... powder material, 23a ... Thin layer (or thin layer) of powder material, 23b ... Bonding layer, 24a, 24b, 24c ... (for mounting the container on the base) Groove, 25 ... 1st lift, 26a ... 2nd lift, 26b ... 3rd lift, 27, 28a, 28b ... support shaft, 29 ... laser beam, 30a, 30b ... heater, 31 ... base, 31a ... opening, 32, 52 ・・・ Recoater holder, 32a ・・・ Square columnar member, 32b ・・・ Plate member, 32c ・・・ Screw hole, 33, 54 ・・・ Recoater holder drive mechanism, 33a ・・・Rotating shaft (screw shaft), 34a, 34b, 55a, 55b ・・・ Rail, 34c, 34d, 55c, 55d ・・・ Groove, 35a, 35b, 52c, 52d ・・・ Fitting member (fitting of recoater holder) Joint), 35c, 35d, 52e, 52f ・・・ concave, 35e, 35f, 52g, 52h ・・・ convex, 36 ・・・ piping (refrigerant flow path), 37, 58 ・・・ endless belt ( Partition belt), 38 ... housing, 39 ... intake, 40 ... fan, 41 ... heating device, 42 ... outlet, 43 ... gas release plate, 51 ... Base, 51a, 59a, 59b ・・・ Groove (refrigerant flow path), 51b, 59c, 59f ・・・ Refrigerant introduction location, 51c, 51d, 59d, 59e, 59g, 59h ・・・ Refrigerant discharge location , 53 ・・・ Rotating mechanism of recorder roller, 53a ・・・ Roller, 53b ・・・ Endless belt (transmission belt), 53c ・・・ (Converting translational motion to rotary motion) Conversion wire, 54a, 54b , 54c ・・・ Roller, 54d ・・・ Endless belt (drive belt), 101… Powder bed fusion coupling device.

Claims

A molding part that forms a thin layer of powder material, and the thin layer is sintered or melted and solidified to form a bonding layer.
A recorder that moves in the molding part to form a thin layer of the powder material,
It has a recorder drive unit that houses a drive mechanism that moves the recorder.
The drive mechanism for moving the recorder is
Base and
A recorder holder for holding the recorder and a
A rail provided on one surface of the base, which is fitted with the recoater holder and guided in the moving direction.
A powder bed fusion coupling device provided on the other surface of the base opposite to the one surface, and having a flow path of a refrigerant for passing a refrigerant for cooling the rail.

The powder bed fusion coupling device according to claim 1, wherein the flow path of the refrigerant is a pipe or a groove formed in the base.

The powder according to claim 1, further comprising a refrigerant supply unit which is provided under the recorder drive unit with the base separated by the refrigerant and is connected to the refrigerant introduction port of the flow path to supply the refrigerant. Floor melt coupling device.

The refrigerant is a cooling gas and
The powder bed fusion coupling device according to claim 3, wherein the flow path has a refrigerant discharge port that discharges the refrigerant to the recorder drive unit.

The powder bed fusion coupling device according to claim 4, further comprising a flow path provided with a heating device that heats the refrigerant discharged to the recorder drive unit and guides the refrigerant to the modeling unit.

The drive mechanism for moving the recorder is
The claim is characterized in that the recorder holder is provided with a screw hole facing the moving direction of the recorder holder, and a screw shaft extending in the moving direction of the recorder holder is inserted into the screw hole and screwed. Item 2. The powder bed fusion bonding apparatus according to item 1.

The drive mechanism for moving the recorder is
A pair of rollers arranged at intervals,
A recoater drive belt wound around the pair of rollers so as to bridge the pair of rollers and having both ends fixed to the recoater holder.
The powder bed fusion coupling device according to claim 1, further comprising a drive device for rotating at least one of the pair of rollers to move the recorder drive belt.