JP7083199B1 - 3D modeling equipment - Google Patents
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Abstract
【課題】複数個のガルバノスキャナーをテーブル面の中心位置を基準として可能な限りコンパクトな状態にて配置を実現すると共に、均一な照射を実現し得るような三次元造形装置の構成の提供。【解決手段】複数個のガルバノスキャナー3を、隣接し合う長手方向を逆方向として平行に設定し、テーブル4の面の中心位置Pから前記平行方向と直交する方向に延設された直線Lに対し、第2ミラー32の回動面が所定の距離の範囲内となるように配列するか、又は複数個のガルバノスキャナー3を、隣接し合う長手方向が同一方向となるように設定し、前記中心位置Pと、当該位置Pからガルバノスキャナー3の長手方向の距離の1/2の距離の範囲内にある位置から前記平行方向と直交する直線Lに対し、第2ミラー32の回動面が所定の距離の範囲内であるように配列することによって前記課題を達成する三次元造形装置。【選択図】図3(a)PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a configuration of a three-dimensional modeling apparatus capable of arranging a plurality of galvano scanners in a state as compact as possible with reference to the center position of a table surface and realizing uniform irradiation. SOLUTION: A plurality of galvano scanners 3 are set in parallel with adjacent longitudinal directions as opposite directions, and a straight line L extending from a center position P of a surface of a table 4 in a direction orthogonal to the parallel direction. On the other hand, the rotating surfaces of the second mirror 32 are arranged so as to be within a predetermined distance range, or a plurality of galvano scanners 3 are set so that the adjacent longitudinal directions are in the same direction. The rotation surface of the second mirror 32 is relative to a straight line L orthogonal to the parallel direction from the center position P and a position within a distance of ½ of the longitudinal distance of the galvano scanner 3 from the position P. A three-dimensional modeling device that achieves the above-mentioned task by arranging them so as to be within a predetermined distance. [Selection diagram] FIG. 3 (a)
Description
本発明は、ダイナミックフォーカスレンズを透過して順次集束するレーザビーム又は電子ビームを、二次元方向に走査するガルバノスキャナーを複数個採用している三次元造形装置を対象としている。 The present invention is intended for a three-dimensional modeling apparatus that employs a plurality of galvano scanners that scan a laser beam or an electron beam that passes through a dynamic focus lens and sequentially focuses in a two-dimensional direction.
テーブル表面上に積層した粉末層5に対するレーザビーム又は電子ビームの照射によって焼結面を形成する三次元造形においては、焦点距離を調整し得るダイナミックフォーカスレンズを透過したレーザビーム又は電子ビームをガルバノスキャナーによって焼結面又はその近傍に集束するような走査(スキャニング)が行われている。 In three-dimensional modeling in which a sintered surface is formed by irradiating a powder layer 5 laminated on a table surface with a laser beam or an electron beam, a galvano scanner uses a laser beam or an electron beam transmitted through a dynamic focus lens whose focal length can be adjusted. Scanning is performed so as to focus on or in the vicinity of the sintered surface.
前記走査を実現するガルバノスキャナーを、2個又は4個採用することによって効率的な走査を実現する三次元造形方法は、特許文献1記載の発明(以下「先願発明1」と称する。)として開示されている。
The three-dimensional modeling method that realizes efficient scanning by adopting two or four galvano scanners that realize the scanning is described as the invention described in Patent Document 1 (hereinafter referred to as "
しかも、先願発明1においては、水平方向にて向かい合う位置にある第2ミラーにおける反射位置の距離を150mm以下又は100mm以下とすることを要件としており、2個又は4個のガルバノスキャナーをコンパクトな配置とする説明が行われている。
Moreover, the
しかしながら、第2ミラーにおいて、回動中心軸と直交する方向の幅は必ずしも一定ではなく、如何なる設計幅の場合に150mm以下又は100mm以下とすることが可能であるかは全く明らかにされていない。 However, in the second mirror, the width in the direction orthogonal to the rotation center axis is not always constant, and it has not been clarified at all what design width can be 150 mm or less or 100 mm or less.
尤も、上記150mm以下又は100mm以下の趣旨は、技術常識の範囲内にある設計幅の場合に成立するという趣旨かもしれないが、どうして150mm以下又は100mm以下という最大値が採用可能であるかの根拠は、全く不明である。 However, the above-mentioned purpose of 150 mm or less or 100 mm or less may be established when the design width is within the range of common technical knowledge, but the grounds for why the maximum value of 150 mm or less or 100 mm or less can be adopted. Is completely unknown.
したがって、先願発明1においては、第2ミラーの回動中心軸と直交する方向の設計幅如何に拘らず、ガルバノスキャナーをコンパクトな配置とするような構成を客観的に提示している訳ではない。
Therefore, the
一般に、複数個の各第2ミラーがテーブル表面の中心位置、又は当該中心位置から延設された基準ラインに近いほど均一な照射を実現することができる。 In general, the closer each of the plurality of second mirrors is to the center position of the table surface or the reference line extending from the center position, the more uniform irradiation can be realized.
然るに、特許文献1の図5、6、13を参照するも、第2ミラー(X軸ガルバノミラー32a、42a、52a、62a)は造形テーブル5の中心位置(筐体14、114の中心位置)から離れており、前記中心位置を基準とするコンパクトな配置と均一な照射との両立を可能とするような工夫は行われていない。
However, with reference to FIGS. 5, 6 and 13 of
このように、先願発明1を含む公知技術においては、第2ミラーの回動中心軸と直交する方向の設計幅及びレーザビーム又は電子ビームの反射位置如何に拘らず、テーブル表面の中心位置を基準とするコンパクトな配置及び均一な照射との両立を実現するような構成は提唱している訳ではない。
As described above, in the publicly known techniques including the
本発明は、複数個のガルバノスキャナーをテーブル表面の中心位置を基準として可能な限りコンパクトな状態にて配置を実現すると共に、かつ均一な照射を実現し得るような三次元造形装置の構成を提供することを課題とする。 The present invention provides a configuration of a three-dimensional modeling apparatus capable of arranging a plurality of galvano scanners in a state as compact as possible with respect to the center position of the table surface and realizing uniform irradiation. The task is to do.
前記課題を達成するため、本発明の基本構成は、
(1)粉末を走行を介してテーブル上に積層するスキージ、当該粉末層に対しレーザビーム又は電子ビームを走査する複数個のガルバノスキャナーを備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナーは、ダイナミックフォーカスレンズを透過したレーザビーム又は電子ビームに対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第1ミラー及び第1ミラーの回動と独立した状態にて前記第1ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第2ミラーからの反射によって、レーザビーム又は電子ビームの直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナーを、レーザビーム又は電子ビームの発振源を収容している領域を後端側とし、第1ミラーを収容している領域を先端側とし、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて2個を単位として隣り合うガルバノスキャナーにおける前記長手方向を逆方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナーにおいてテーブル表面の中心位置から前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線に関し、第2ミラーを、各第2ミラーの回動中心軸を前記平行方向に設定すると共に、各第2ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線を両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第1ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第1ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置、
(2)粉末を走行を介してテーブル上に積層するスキージ、当該粉末層に対しレーザビーム又は電子ビームを走査する複数個のガルバノスキャナーを備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナーは、ダイナミックフォーカスレンズを透過したレーザビーム又は電子ビームに対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸を介して回動する第1ミラー及び第1ミラーの回動と独立した状態にて前記第1ミラーにおける回動中心軸の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸を介して回動する第2ミラーからの反射によって、レーザビーム又は電子ビームの直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナーを、レーザビーム又は電子ビームの発振源を収容している領域を後端側とし、第1ミラーを収容している領域を先端側とし、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて2個を単位として隣り合うガルバノスキャナーにおける前記長手方向を同一方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナーにおいてテーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対して、レーザビーム又は電子ビームの発振源の後端から第1ミラーの回動領域に至るまでの距離の1/2の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線に関し、第2ミラーを、各第2ミラーの回動中心軸を前記平行方向に設定すると共に、各第2ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線を両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第1ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第1ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置、
(3)前記中心位置から前記平行方向にて延設された直線上に1個のガルバノスキャナーを配置していることを特徴とする基本構成(1)、(2)の三次元造形装置、
(4)同一の高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第2ミラーにおいて前記反射のために回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記の平行である方向に設定された直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列していることを特徴とする基本構成(1)、(2)の三次元造形装置、
(5)異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第2ミラーにおける前記回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記平行方向に設定された直線に対し、回動中心軸と前記回動する面における前記突設された方向側の端部とが反対側に位置していることを特徴とする基本構成(1)、(2)の三次元造形装置、
からなる。
In order to achieve the above object, the basic configuration of the present invention is
(1) A squeegee that stacks powder on a table via traveling, and a three-dimensional modeling apparatus equipped with a plurality of galvano scanners that scan a laser beam or an electron beam on the powder layer. Each galvano scanner is a three-dimensional modeling apparatus. The first mirror that rotates with respect to the laser beam or electron beam transmitted through the dynamic focus lens via the rotation center axis in the direction orthogonal to the transmission direction, and the first mirror in a state independent of the rotation of the first mirror. 1 It is orthogonal to the direction of the rotation center axis in the mirror, and it is reflected from the second mirror that rotates via the rotation center axis in the horizontal direction, and is based on the orthogonal coordinates of the laser beam or electron beam. Scanning in the dimensional direction is realized, and the region containing the oscillation source of the laser beam or the electron beam is the rear end side of the plurality of galvano scanners, and the region containing the first mirror is the front end side. In addition to being parallel to the longitudinal direction, which is the same direction as the transmission direction, the longitudinal direction of adjacent galvano scanners in units of two on both sides of the parallel direction is set only in the opposite direction. In each galvano scanner, the second mirror is rotated with respect to a straight line extending in a direction orthogonal to the horizontal direction with respect to the parallel direction from the center position of the table surface. In addition to setting the central axis in the parallel direction, the parallel to the rotating surface of each second mirror and the end portion of the rotating surface at a position orthogonal to the rotating central axis. Arrange the straight lines in a state of sandwiching them from both sides in the direction, or accommodate the region on the tip side accommodating the first mirror as described above and the laser beam or electron beam oscillation source as described above. Whether the straight line is separated from the straight line together with the region on the rear end side, and the end portion is close to the straight line at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the second mirror. Or, as described above, with the entire region on the front end side accommodating the first mirror, and on the opposite side of the straight line to the region on the rear end side accommodating the laser beam or electron beam oscillation source as described above. A three-dimensional modeling device, in which the end portions are arranged in a state of being close to the straight line at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the second mirror.
(2) A squeegee that stacks powder on a table via traveling, and a three-dimensional modeling apparatus equipped with a plurality of galvano scanners that scan a laser beam or an electron beam on the powder layer. Each galvano scanner is a three-dimensional modeling apparatus. The first mirror that rotates with respect to the laser beam or electron beam transmitted through the dynamic focus lens via the rotation center axis in the direction orthogonal to the transmission direction, and the first mirror in a state independent of the rotation of the first mirror. 1 It is orthogonal to the direction of the rotation center axis in the mirror, and it is reflected from the second mirror that rotates via the rotation center axis in the horizontal direction, and is based on the orthogonal coordinates of the laser beam or electron beam. Scanning in the dimensional direction is realized, and the region containing the oscillation source of the laser beam or the electron beam is the rear end side of the plurality of galvano scanners, and the region containing the first mirror is the front end side. In addition to being parallel to the longitudinal direction, which is the same direction as the transmission direction, the longitudinal direction of adjacent galvano scanners in units of two on both sides of the parallel direction is set only in the same direction. In each galvano scanner, the center position of the table surface and the distance of 1/2 of the distance from the rear end of the oscillation source of the laser beam or the electron beam to the rotation region of the first mirror with respect to the center position. A straight line extending in a direction orthogonal to the parallel direction from a specific position selected in the region between the position and the position deviating along the parallel direction. Regarding the second mirror , the rotation center axis of each second mirror is set in the parallel direction, and the rotation center axis is set on the surface that rotates for the reflection in each second mirror and the rotation center axis. For the ends located at positions orthogonal to the above, the straight lines are arranged in a state of sandwiching the straight lines from both sides in the parallel direction, or the region on the tip side accommodating the first mirror as described above. And, as described above, it is separated from the straight line together with the region on the rear end side accommodating the laser beam or the electron beam oscillation source, and the end portion is from the length of the rotation center axis of the second mirror with respect to the straight line. Are arranged in close proximity at small distances, or as described above, with the entire region on the tip side accommodating the first mirror, with respect to the straight line, the laser beam or electron beam oscillation source as described above. Arranged in a state where the end portion is close to the straight line at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the second mirror. do 3D modeling device, which is either
(3) The three-dimensional modeling apparatus according to the basic configurations (1) and (2), wherein one galvano scanner is arranged on a straight line extending in the parallel direction from the center position.
(4) The above-mentioned case where the surface rotating for the reflection in each second mirror in each galvano scanner adjacent to each other at the same height position forms the minimum tilt angle with respect to the horizontal direction. The basic configuration (1), characterized in that they are arranged in a state of being close to a straight line set in a parallel direction at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the second mirror. 2) 3D modeling device,
(5) The rotating surfaces of the second mirrors of the galvano scanners adjacent to each other at different height positions are set in the parallel direction when forming the minimum tilt angle with respect to the horizontal direction. The tertiary of the basic configurations (1) and (2), characterized in that the rotation center axis and the projecting end on the rotating surface on the direction side are located on the opposite side of the straight line. Former modeling equipment,
Consists of.
基本構成(1)においては、隣り合う各ガルバノスキャナーにつき、相互に平行であると共に、長手方向を逆方向のみに設定した上で、テーブル表面の中心位置から前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を基準として第2ミラーの回動面及び前記端部につき、以下の3種類の配列状態を選択可能としている。 In the basic configuration (1), each adjacent galvano scanner is parallel to each other, and the longitudinal direction is set only in the opposite direction, and then horizontal from the center position of the table surface to the parallel direction. The following three types of arrangement states can be selected for the rotating surface of the second mirror and the end portion with reference to a straight line extending in a direction orthogonal to the direction.
a.前記直線を両側から挟む状態にて配列
b.前記のように第1ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
c.前記のように第1ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
a. Arranged with the straight line sandwiched from both sides b. It is separated from the straight line together with the region on the front end side accommodating the first mirror as described above and the region on the rear end side accommodating the laser beam or electron beam oscillation source as described above, and the end portion is said. Arranged in a state of being close to the straight line at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the second mirror c. As described above, the entire region on the front end side accommodating the first mirror and the region on the rear end side accommodating the laser beam or electron beam oscillation source as described above with respect to the straight line are opposite to the straight line. And the end is arranged close to the straight line at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the second mirror.
前記aの配列の場合には、第2ミラーの回動面が、前記中心位置から設定された前記直線に対し回動中心軸領域の範囲内にあることから、平行方向に即して略均一な照射を実現する一方、各ガルバノスキャナーの長手方向の領域もまた、前記直線に対し所定の距離の範囲内にあり、前記平行方向に即してコンパクトな配列を実現することができる。 In the case of the arrangement of a, since the rotation surface of the second mirror is within the range of the rotation center axis region with respect to the straight line set from the center position, it is substantially uniform in the parallel direction. While achieving such irradiation, the longitudinal region of each galvano scanner is also within a predetermined distance with respect to the straight line, and a compact arrangement can be realized along the parallel direction.
前記bの配列の場合には、第2ミラーの回動面が前記のように第1ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れていることから、前記aの場合に比し、均一な照射及びコンパクトな構成においてやや劣るが、前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接していることから、前記aの場合に準ずる程度の均一な照射及びコンパクトな配列を実現することができる。 In the case of the arrangement of b, the rotating surface of the second mirror accommodates the region on the distal end side accommodating the first mirror as described above and the laser beam or electron beam oscillation source as described above. Since it is separated from the straight line together with the region on the rear end side, the second mirror rotates with respect to the straight line, although it is slightly inferior in uniform irradiation and a compact configuration as compared with the case of a. Since they are close to each other at a distance smaller than the length of the central axis, uniform irradiation and a compact arrangement equivalent to the case a can be realized.
前記cの配列の場合においても、第2ミラーにおける回動面が前記のように第1ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側の位置にて離れていることから、均一な照射において、前記aの場合に比し劣るが、前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接するように設定していることから、前記aの場合に準ずるような均一な照射を実現することができる一方、各ガルバノスキャナーの長手方向の領域が前記直線と交差していることから、前記aの場合よりも更にコンパクトな配列を実現することができる。 Even in the case of the arrangement of c, the rotating surface of the second mirror has the entire region on the tip side accommodating the first mirror as described above, and the laser beam or the electron beam as described above with respect to the straight line. Since it is separated from the region on the rear end side accommodating the oscillation source at a position opposite to that of the rear end side, the end portion is inferior to the case of the above a in uniform irradiation, but the end portion is the first with respect to the straight line. Since the two mirrors are set so as to be close to each other at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the mirror, uniform irradiation similar to the case of a above can be realized, while uniform irradiation of each galvano scanner can be realized. Since the region in the longitudinal direction intersects the straight line, a more compact arrangement than in the case of a can be realized.
このように、前記a、b、cの何れの配列においても、第2ミラーによる均一な照射及び第2ミラーのコンパクトな配列を実現する一方、隣接し合うガルバノスキャナーを逆方向に平行状態に設定することによって、テーブル表面のスペースを有効に活用することができる。 In this way, in any of the arrangements a, b, and c, uniform irradiation by the second mirror and a compact arrangement of the second mirror are realized, while the adjacent galvano scanners are set in a parallel state in the opposite direction. By doing so, the space on the table surface can be effectively utilized.
基本構成(2)においては、隣り合う各ガルバノスキャナーにつき、相互に平行であると共に、長手方向を同一方向に設定した上で、テーブル表面の中心位置及び当該中心位置に対しレーザビーム又は電子ビームの発振源の後端から第1ミラーの回動領域に至るまでの距離の1/2の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線を基準として、各第2ミラーにおいて前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸と直交する方向の位置にある端部につき、以下の3種類の配列状態を選択可能としている。 In the basic configuration (2), the adjacent galvano scanners are parallel to each other and the longitudinal directions are set to be the same, and then the laser beam or the electron beam is used with respect to the center position of the table surface and the center position. It was selected in the region between the position deviating along the parallel direction by half the distance from the rear end of the oscillation source to the rotation region of the first mirror. With respect to a straight line extending in a direction orthogonal to the parallel direction from a specific position along the horizontal direction, each second mirror rotates on a surface that rotates for the reflection and a surface that rotates. The following three types of arrangement states can be selected for the end portion located in the direction orthogonal to the center of motion axis.
a.前記直線を両側から挟む状態にて配列
b.前記のように第1ミラーを収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と共に前記直線から離れ、かつ前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
c.前記のように第1ミラーを収容している先端側の全領域と共に、前記直線に対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列
a. Arranged with the straight line sandwiched from both sides b. It is separated from the straight line together with the region on the front end side accommodating the first mirror as described above and the region on the rear end side accommodating the laser beam or electron beam oscillation source as described above, and the end portion is said. Arranged in a state of being close to the straight line at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the second mirror c. As described above, the entire region on the front end side accommodating the first mirror and the region on the rear end side accommodating the laser beam or electron beam oscillation source as described above with respect to the straight line are opposite to the straight line. And the end is arranged close to the straight line at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the second mirror.
基本構成(2)における前記直線を延設する位置は、テーブル表面の中心位置に限定される訳ではなく、当該中心位置からガルバノスキャナーの前記長手方向の距離の1/2の距離だけ前記の平行である方向に偏差している。 The position where the straight line is extended in the basic configuration (2) is not limited to the center position of the table surface, and the parallel distance is ½ of the longitudinal distance of the galvano scanner from the center position. It deviates in the direction of.
このような延設位置をこのような偏差の領域としたのは、基本構成(2)の場合には、各ガルバノスキャナーが同一方向に平行であることから、テーブル表面のスペースを有効に活用する点において、基本構成(1)よりも劣ることから、第2ミラーによる均一な照射と、テーブル表面のスペースの有効な活用とを両立させることにある。 The reason why such an extension position is set as such a deviation region is that in the case of the basic configuration (2), since each galvano scanner is parallel in the same direction, the space on the table surface is effectively utilized. In that respect, since it is inferior to the basic configuration (1), it is intended to achieve both uniform irradiation by the second mirror and effective utilization of the space on the table surface.
このような両立に立脚している基本構成(2)は、テーブル表面のスペースの有効な活用及び第2ミラーによる均一な照射において、基本構成(1)に比し稍劣るが、偏差の距離がガルバノスキャナーにおける前記長手方向の距離の1/2の距離に限定されるために、均一な照射において大幅に相違する訳ではない。 The basic configuration (2) based on such compatibility is inferior to the basic configuration (1) in effective utilization of the space on the table surface and uniform irradiation by the second mirror, but the deviation distance is large. It is not significantly different in uniform irradiation because it is limited to a distance of 1/2 of the longitudinal distance in the galvano scanner.
しかも、平行方向におけるコンパクトな配置の点については、基本構成(2)は、基本構成(1)よりも優れている。 Moreover, the basic configuration (2) is superior to the basic configuration (1) in terms of compact arrangement in the parallel direction.
基本構成(2)における前記a、b、cの各配列による均一な照射の程度及びコンパクトな配列の対比は、基本構成(1)の前記a、b、cの場合と変わりはない。 The degree of uniform irradiation by each of the arrangements a, b, and c in the basic configuration (2) and the contrast of the compact arrangement are the same as in the case of the above a, b, and c in the basic configuration (1).
このように、前記a、b、cの何れかの配列に立脚している基本構成(2)においても、第2ミラー32の均一な照射及び第2ミラー32同士のコンパクトな配列を実現する一方、テーブル4の表面のスペースを有効に活用し、しかも基本構成(1)よりもガルバノスキャナー3全体の配置についてはコンパクトな配置状態を実現することができる。
As described above, even in the basic configuration (2) based on any of the arrangements a, b, and c, uniform irradiation of the
テーブル表面の中心位置及びその近傍は、殆ど大抵の場合、三次元造形が順次継続している領域に該当している。 In most cases, the center position of the table surface and its vicinity correspond to the region where the three-dimensional modeling is continuously continued.
したがって、基本構成(1)及び(2)において、基本構成(3)のように、前記中心位置から前記平行方向にて延設された直線上に1個のガルバノスキャナーを配置した場合には、当該ガルバノスキャナーは殆ど大抵の場合、順次継続する三次元造形に寄与しており、効率的な造形に寄与することができる。 Therefore, in the basic configurations (1) and (2), when one galvano scanner is arranged on a straight line extending in the parallel direction from the center position as in the basic configuration (3), In most cases, the galvano scanner contributes to continuous three-dimensional modeling, and can contribute to efficient modeling.
基本構成(1)及び(2)において、基本構成(4)のように、同一の高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける各第2ミラーにおいて前記反射のために回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記の平行である方向に設定された直線に対し、第2ミラーの回動中心軸の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列している場合には、各第2ミラーにおいて前記反射のために回動する面間につき、前記直線の方向に即した距離は僅少であって、前記直線の方向に即してコンパクトな構成を実現することができる。 In the basic configurations (1) and (2), as in the basic configuration (4), the surface that rotates due to the reflection in each second mirror in each galvano scanner adjacent to each other at the same height position is , When forming the minimum tilt angle with respect to the horizontal direction, the straight line set in the parallel direction is close to the straight line set in the parallel direction at a distance smaller than the length of the rotation center axis of the second mirror. When they are arranged in a straight line, the distance between the surfaces rotating due to the reflection in each second mirror in the direction of the straight line is small, and the distance is compact in the direction of the straight line. The configuration can be realized.
特に、上記僅少状態によって、各第2ミラー同士が相互に向き合う実施形態においても、上記近接状態によって、各第2ミラーにおいて前記反射のために回動する面は相互に接触せずに、安定した回動を実現することができる。 In particular, even in the embodiment in which the second mirrors face each other due to the slight state, the surfaces rotating due to the reflection in each second mirror do not come into contact with each other and are stable due to the proximity state. Rotation can be realized.
基本構成(1)及び(2)において、基本構成(5)のように、異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナーにおける第2ミラーを、平行方向に即して同一位置に配列している場合には、各第2ミラーにおいて前記反射のために回動する面の端部は、水平方向を基準として、最小の傾斜角度を形成する場合には、隣り合っているガルバノスキャナーが存在する領域まで回動面の端部に及んでいることから、前記直線方向において基本構成(4)の場合よりも、更にコンパクトな構成を実現することができる。 In the basic configurations (1) and (2), as in the basic configuration (5), the second mirrors of the galvano scanners adjacent to each other at different height positions are arranged at the same position in the parallel direction. If so, there is a galvano scanner adjacent to each other if the end of the surface that rotates due to the reflection in each second mirror forms the minimum tilt angle with respect to the horizontal direction. Since it extends to the end of the rotating surface up to the region to be formed, a more compact configuration can be realized in the linear direction as compared with the case of the basic configuration (4).
基本構成(1)は、図3(a)、図3(b)、図3(c)、図3(d)に示すように、粉末を走行を介してテーブル4上に積層するスキージ、当該粉末層5に対しレーザビーム又は電子ビーム7を走査する複数個のガルバノスキャナー3を備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナー3は、ダイナミックフォーカスレンズ2を透過したレーザビーム又は電子ビーム7に対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸30を介して回動する第1ミラー31及び第1ミラー31の回動と独立した状態にて前記第1ミラー31における回動中心軸30の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸30を介して回動する第2ミラー32からの反射によって、レーザビーム又は電子ビーム7の直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナー3を、レーザビーム又は電子ビーム7の発振源1を収容している領域を後端側とし、第1ミラー31を収容している領域を先端側とし、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて2個を単位として隣り合うガルバノスキャナー3における前記長手方向を逆方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナー3においてテーブル4の表面の中心位置Pから前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線Lに関し、第2ミラー32を、各第2ミラー32の回動中心軸30を前記平行方向に設定すると共に、各第2ミラー32に各第2ミラー32において前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸30と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線Lを両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第1ミラー31を収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源1を収容している後端側の領域と共に前記直線Lから離れ、かつ前記端部が前記直線Lに対し、第2ミラー32の回動中心軸30の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第1ミラー31を収容している先端側の全領域と共に、前記直線Lに対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源1を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線Lに対し、第2ミラー32の回動中心軸30の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置である。
As shown in FIGS. 3 (a), 3 (b), 3 (c), and 3 (d), the basic configuration (1) is a squeegee in which powder is laminated on a table 4 via running. A three-dimensional modeling apparatus including a plurality of
図3(a)、図3(b)、図3(c)、図3(d)に示すように、基本構成(1)においては、各ガルバノスキャナー3につき、前記a、b、cによる3個の配置を選択することができるが、何れの配置の場合においても、第2ミラー32による均一な照射を実現すると共に、第2ミラー32同士の間隔をコンパクトの配置する一方、前記平行方向に即してテーブル4の表面のスペースを有効に活用していることについては、既に効果の項において説明した通りである。
As shown in FIGS. 3 (a), 3 (b), 3 (c), and 3 (d), in the basic configuration (1), each
図3(a)、図3(b)、図3(c)、図3(d)は、隣り合う各ガルバノスキャナー3を2個の単位とする構成に立脚しており、かつ隣り合うガルバノスキャナー3における前記長手方向を逆方向のみに設定した上で、第2ミラー32の照射領域を適切に配分し得ることを根拠としている。
3 (a), 3 (b), 3 (c), and 3 (d) are based on a configuration in which each
但し、このように、隣り合う2個の単位から外れたガルバノスキャナー3を採用することによって、必要かつ十分な照射領域を確保する構成もまた当然採用可能であり、この点については、基本構成(3)に即して後述する通りである。
However, it is naturally possible to adopt a configuration that secures a necessary and sufficient irradiation area by adopting the
基本構成(2)は、図4(a)、図4(b)、図4(c)、図4(d)に示すように、粉末を走行を介してテーブル4上に積層するスキージ、当該粉末層5に対しレーザビーム又は電子ビーム7を走査する複数個のガルバノスキャナー3を備えた三次元造形装置であって、各ガルバノスキャナー3は、ダイナミックフォーカスレンズ2を透過したレーザビーム又は電子ビーム7に対し、当該透過方向と直交する方向の回動中心軸30を介して回動する第1ミラー31及び第1ミラー31の回動と独立した状態にて前記第1ミラー31における回動中心軸30の方向と直交状態にあり、かつ水平方向の回動中心軸30を介して回動する第2ミラー32からの反射によって、レーザビーム又は電子ビーム7の直交座標を基準とする二次元方向の走査を実現しており、かつ複数個のガルバノスキャナー3を、レーザビーム又は電子ビーム7の発振源1を収容している領域を後端側とし、第1ミラー31を収容している領域を先端側とし、かつ前記透過方向と同一方向である長手方向に即して平行であると共に、前記平行な方向の両側にて2個を単位として隣り合うガルバノスキャナー3における前記長手方向を同一方向のみに設定しており、各ガルバノスキャナー3においてテーブル4の表面の中心位置P及び当該中心位置Pに対してレーザビーム又は電子ビーム7の発振源1の後端から第1ミラー31の回動領域に至るまでの距離の1/2の距離だけ前記の平行である方向に即して偏差している位置との間の領域にて選択された特定の位置から前記平行方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に延設された直線Lに関し、第2ミラー32を、各第2ミラー32の回動中心軸30を前記平行方向に設定すると共に、各第2ミラー32において前記反射のために回動する面及び当該回動する面において回動中心軸30と直交する方向の位置にある端部につき、前記平行方向に即して、前記直線Lを両側から挟む状態にて配列するか、又は前記のように第1ミラー31を収容している先端側の領域及び前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源1を収容している後端側の領域と共に前記直線Lから離れ、かつ前記端部が前記直線Lに対し、第2ミラー32の回動中心軸30の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列するか、又は前記のように第1ミラー31を収容している先端側の全領域と共に、前記直線Lに対し、前記のようにレーザビーム又は電子ビーム発振源1を収容している後端側の領域と反対側であって、かつ前記端部が前記直線Lに対し、第2ミラー32の回動中心軸30の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列しているかの何れかである三次元造形装置である。
As shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), 4 (c), and 4 (d), the basic configuration (2) is a squeegee in which powder is laminated on a table 4 via running. A three-dimensional modeling apparatus including a plurality of
図4(a)、図4(b)、図4(c)、図4(d)に示すように、基本構成(4)においても、各ガルバノスキャナー3につき、前記a、b、cによる3個の配置を選択することができるが、何れの配置の場合においても、第2ミラー32による均一な照射及び第2ミラー32同士のコンパクトな配置を実現する一方、テーブル4の表面のスペースを有効に活用し得ること、更にはガルバノスキャナー3全体につき、基本構成(1)の場合よりも更にコンパクトな配置状態を実現できることについては、既に効果の項において説明した通りである。
As shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), 4 (c), and 4 (d), even in the basic configuration (4), each
図4(a)、図4(b)、図4(c)、図4(d)に示すように、基本構成(2)においても、隣り合う各ガルバノスキャナー3を2個の単位とする構成に立脚しており、かつ隣り合うガルバノスキャナー3における前記長手方向を同一方向のみに設定しているが、このような2個の単位の構成の採用及び前記設定の根拠については、基本構成(1)の場合と同様である。
但し、このように、隣り合う2個の単位から外れたガルバノスキャナー3を採用することによって、必要かつ十分な照射領域を確保する構成もまた当然採用可能であり、この点については、基本構成(3)に即して後述する通りである。
As shown in FIGS. 4 (a), 4 (b), 4 (c), and 4 (d), even in the basic configuration (2), the
However, it is naturally possible to adopt a configuration that secures a necessary and sufficient irradiation area by adopting the
基本構成(3)は、後述する実施例1の図1(b)、(d)、及び実施例2の図2(b)、(d)に示すように、前記中心位置Pから前記平行方向にて延設された直線L上に1個のガルバノスキャナー3を配置していることを特徴としている。
The basic configuration (3) has the parallel direction from the center position P as shown in FIGS. 1 (b) and 1 (d) of the first embodiment and FIGS. 2 (b) and 2 (d) of the second embodiment described later. It is characterized in that one
このような特徴点による効率的な三次元造形の実現については、既に効果の項において指摘した通りである。 The realization of efficient 3D modeling with such feature points has already been pointed out in the section on effects.
図1(b)、(d)及び図2(b)、(d)において、テーブル4の表面の中心位置Pを通過する点線による直線D上のガルバノスキャナー3は、隣り合う各ガルバノスキャナー3の2個毎の単位から外れているが、単独のガルバノスキャナー3でありながら、基本構成(3)の特徴点を実現するガルバノスキャナー3は効率的な三次元造形に重要な機能を発揮している。
但し、2個の単位から外れたガルバノスキャナー3は、基本構成(3)のように、直線D上に配置される場合だけではなく、直線Dから離れ、かつ他のガルバノスキャナー3が配置された端部又は当該端部と直線Dとの間の中途部位と配置することができる。
In FIGS. 1 (b) and 1 (d) and FIGS. 2 (b) and 2 (d), the
However, the
基本構成(4)は、図5(a)、(b)、(c)、(d)に示すように、基本構成(1)及び(2)において、同一の高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナー3における各第2ミラー32において前記反射のために回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度を形成する場合に前記の平行である方向に設定された直線Eに対し、第2ミラー32の回動中心軸30の長さよりも小さい距離にて近接した状態にて配列していることを特徴としている。
As shown in FIGS. 5 (a), (b), (c), and (d), the basic configuration (4) is adjacent to each other at the same height position in the basic configurations (1) and (2). In each of the second mirrors 32 of each
前記特徴点によって、基本構成(4)においては、前記直線Lの方向に即して隣り合う各ガルバノスキャナー3につきコンパクトな配置状態を実現することができ、この点については、既に効果の項において説明した通りである。
With the above feature points, in the basic configuration (4), it is possible to realize a compact arrangement state for each
基本構成(5)は、図6(a)、(b)、(c)に示すように、基本構成(1)及び(2)において、異なる高さ位置にて隣り合っている各ガルバノスキャナー3における各第2ミラー32における前記回動する面を、水平方向を基準として最小の傾斜角度の場合に前記平行方向に設定された直線Dに対し、回動中心軸30と前記回動する面における前記突設された方向側の端部とが反対側に位置していることを特徴としている。
As shown in FIGS. 6A, 6B, and 6C, the basic configuration (5) is a
このような特徴点によって、基本構成(5)においては、各第2ミラー32の回動面が最小の傾斜角度の場合に隣り合うガルバノスキャナー3が存在する領域まで及ぶことによって、前記直線Dの方向において基本構成(4)よりも更にコンパクトな構成を実現することができることについては、既に効果の項において説明した通りである。
Due to such feature points, in the basic configuration (5), the rotation surface of each
基本構成(4)、(5)においては、図3(a)、図3(d)、図4(a)、(b)、(c)、図5(a)、(c)、図6(a)、(b)、(c)に示すように、隣り合っている各ガルバノスキャナー3における各第2ミラー32を、平行方向に即して同一位置に配列し、かつ相互に反対方向の回動方向を設定していることを特徴とする実施形態を選択し、かつ採用することが可能であると共に、図3(b)、図3(c)、図4(d)、図5(b)、図5(d)、図7(a)、(b)に示すように、隣り合う各ガルバノスキャナー3における各第2ミラー32を、前記の平行である方向に対し、水平方向に沿って直交する方向に設定された前記直線Lを基準として、相互に反対方向に配列し、かつ相互に反対方向の回動方向を設定していることを特徴とする実施形態を選択し、かつ採用することができる。
In the basic configurations (4) and (5), FIGS. 3 (a), 3 (d), 4 (a), (b), (c), 5 (a), (c), 6 As shown in (a), (b), and (c), the
前記各実施形態におけるレーザビーム又は電子ビーム7の粉末層5に対する照射によって、焼結面6の形成に際し、各第2ミラー32の機能を同等に分担している点において共通する一方、各ガルバノスキャナー3のコンパクトな配置状態においても同等であり、相互に相違する訳ではない。
The galvano scanners are common in that the functions of the second mirrors 32 are equally shared when the sintered surface 6 is formed by irradiating the powder layer 5 of the laser beam or the
通常、第2ミラー32における回動中心角度は、水平方向に対する45°であって、回動の振幅は、±11°である。
Normally, the rotation center angle of the
したがって、最小の傾斜角度は、45°-11°=34°である。 Therefore, the minimum tilt angle is 45 ° -11 ° = 34 °.
前記最小の傾斜角度に即するならば、隣り合うガルバノスキャナー3における各第2ミラー32を相互に向かい合う状態に配列している実施形態の場合に、第2ミラー32の回動中心軸30と直交する方向の幅が50mmの場合には、当該傾斜角度の回動方向の幅は、
50mm×cos34°≒50mm×0.829≒41.5mm
であることから、3.5mmの余裕幅を考慮し、回動中心軸30の距離については、45mmに設定することができる。
If it corresponds to the minimum tilt angle, it is orthogonal to the
50 mm x cos 34 ° ≒ 50 mm x 0.829 ≒ 41.5 mm
Therefore, the distance of the
これに対し、図6に示す基本構成(5)の場合には、上記実施形態よりも更に前記直線Dの方向において、更にコンパクトな構成を実現することができる。 On the other hand, in the case of the basic configuration (5) shown in FIG. 6, a more compact configuration can be realized in the direction of the straight line D as compared with the above embodiment.
具体的に説明するに、回動段階において上端から下端に至るまでの幅を50mmとする第2ミラー32を有する2個のガルバノスキャナー3を採用し、かつ各回動中心軸30の中央位置をQとして水平方向に入射したレーザビーム又は電子ビーム7を反射した場合に、双方の第2ミラー32間における回動中心軸30の中央位置Qの距離の最小値の距離において採用し得る最小値につき、図9に即して、以下の通り明らかにする。
Specifically, two
図9に示すように、上側の第2ミラー32に対し、水平方向のレーザビーム又は電子ビーム7が入射し、かつ当該第2ミラー32の水平方向に対する傾斜角度をαとし、下側の第2ミラー32の水平方向に対する傾斜角度をβとし、かつ上側の第2ミラー32の下端が当該ミラーを反射したレーザビーム又は電子ビーム7に当接する場合の上側の第2ミラー32の回動中心軸30における中央位置Qと下側の第2ミラー32の前記下端の位置との水平方向の距離をxとし、垂直方向の距離をyとし、各第2ミラー32の上側端と下側端との距離を2Lとし、かつ反射したレーザビーム又は電子ビーム7が下側の第2ミラー32の下端と当接するに至るまでの透過距離をaとした場合には、
ここで、上側の第2ミラー32が最大の傾斜角度γ1に至った場合においても、上側の第2ミラー32の下端と下側の第2ミラー32の回動中心軸30における中央位置Qの高さ位置が同一であり、しかも図9に示すような当接状態の場合には、上側の第2ミラー32の下端が下側の第2ミラー32の回動面に衝突することはあり得ない。
Here, even when the upper
上側の第2ミラー32が前記要件である最小の傾斜角度γ2であり、かつ下側の第2ミラー32の傾斜角度がβを維持している場合に、前記高さ位置が同一である場合には、図9によって、
レーザビーム又は電子ビーム7が上側の第2ミラー32から反射して、下側の第2ミラー32の下端に当接するに至る距離aが最大値を呈する場合には、下側の第2ミラー32が上側の第2ミラー32から反射したレーザビーム又は電子ビーム7を最も遮断し難い状態に至る寸前の事態に該当する。
When the distance a until the laser beam or the
前記aが最大値であるためには、
β=最大の傾斜角度γ1
の成立を必要とし、結局、
β = maximum tilt angle γ 1
Needs to be established, and in the end
基本構成(2)のように、上側の第1ミラー31の傾斜角度が最小値γ2であり、かつ前記のように、
β=γ1
である場合には、
β = γ 1
If so,
一般に、通常γ1=56°、γ2=34°であることから、
回動段階における上端と下端の幅が2L=50mmの場合、
x≒31.7mm
を得ることができる。
When the width of the upper end and the lower end in the rotation stage is 2L = 50 mm
x≈31.7 mm
Can be obtained.
したがって、2.3mmの余裕幅を考慮した場合、上側の第2ミラー32の回動中心軸30における中央位置Qと下側の第2ミラー32の回動中心軸30における中央位置Qとの最小距離として、34mmを設定することができる。
Therefore, when the margin width of 2.3 mm is taken into consideration, the minimum of the central position Q on the
図9の左側の第2ミラー32に即して説明したように、最小の傾斜角度34°の場合の第2ミラー32の水平方向の片側幅は、
25mm×cos34°=25mm×0.8290≒20.7mm である。
As described in line with the
25 mm x cos 34 ° = 25 mm x 0.8290 ≒ 20.7 mm.
したがって、双方の第2ミラー32が最小の傾斜角度を呈した場合の数値が41.4mmであることを考慮するならば、上記34mmの最小距離は、双方の第2ミラー32の一部領域が水平方向角度に至らずに、最小の傾斜角度を呈した場合であっても、水平方向に即して重複し合っていることを明瞭に裏付けている。
尚、上記のx≒1.266Lの近似式が成立する場合には、
If the above approximate expression of x≈1.266L is established,
通常、各ガルバノスキャナー3は、高さ方向において水平状態にて配置されている。
但し、基本構成(1)及び(2)は、このような水平状態に限定される訳ではない。
Normally, each
However, the basic configurations (1) and (2) are not limited to such a horizontal state.
即ち、図8(a)、(b)、(c)に示すように、各ガルバノスキャナー3を、水平方向に対し、傾斜するような実施形態を採用することも可能である。
That is, as shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, it is also possible to adopt an embodiment in which each
具体的に説明するに、図8(a)に示すように、各ガルバノスキャナー3の長手方向を、第1ミラー31における回動中心軸30の位置に至るまで上向きとする傾斜状態に配置し、第1ミラー31の回動中心軸30を当該傾斜角度に即して傾斜し、かつ第1ミラー31がレーザビーム又は電子ビーム7を水平方向に反射していることを特徴とする実施形態、及び図8(b)に示すように、各ガルバノスキャナー3の長手方向を、水平方向に沿って配置し、第2ミラー32の突設方向を上向きとするような傾斜状態に配置すると共に、第1ミラー31の回動中心軸30を当該傾斜角度に即して傾斜する方向に設置することによって、第1ミラー31がレーザビーム又は電子ビーム7を前記傾斜方向に反射しており、かつ隣り合うガルバノスキャナー3における各第2ミラー32の回動方向を反対方向に設定していることを特徴とする実施形態も採用可能である。
Specifically, as shown in FIG. 8A, the longitudinal direction of each
尚、図8(a)に示す実施形態の場合には、上向きに傾斜したレーザビーム又は電子ビーム7と第1ミラー31とが水平方向に反射することを必要とすることから、当該図8(a)に示すように、第1ミラー31の回動中心軸30については、上側に傾斜する方向に進行しているレーザビーム又は電子ビーム7を水平方向に反射するために、鉛直方向ではなく、図8(a)に示すように当該方向に対し、当該傾斜角度に即して傾斜する方向に設定することを必要不可欠とする。
In the case of the embodiment shown in FIG. 8A, since it is necessary that the laser beam or
図8(b)に示す実施形態においては、水平方向に直進し、かつレーザビーム又は電子ビーム7を第2ミラー32が突設された方向に即して上側に傾斜する方向に反射するためには、第1ミラー31の回動中心軸30については、鉛直方向ではなく、当該方向に対し図8(b)に示すように、当該傾斜角度に即して傾斜する方向に設定することを必要不可欠とする。
In the embodiment shown in FIG. 8B, in order to travel straight in the horizontal direction and reflect the laser beam or the
これに対し、図8(c)に示すように、ガルバノスキャナー3の長手方向を、第1ミラー31における回動中心軸30の位置に至るまで上向きとする傾斜状態に配置し、第1ミラー31の回動中心軸30を鉛直方向に設定し、かつ第2ミラー32の突設方向を上向きとするような傾斜角度に配置していることを特徴とする実施形態を採用した場合には、上側に傾斜する方向にて進行するレーザビーム又は電子ビーム7は鉛直方向に設定された回動中心軸30を有する第1ミラー31によって、第2ミラー32が突設されている方向の上向き方向に反射することが可能であることから、図8(a)、(b)に示すように、第1ミラー31の回動中心軸30を傾斜方向に設定する必要はない。
On the other hand, as shown in FIG. 8 (c), the
図8(c)に示す実施形態は、第1ミラー31の回動中心軸30の設定方法において最もシンプルである。
The embodiment shown in FIG. 8C is the simplest in the method of setting the
図8(a)、(b)、(c)に示す各実施形態の場合には、前記平行方向に即して、各ガルバノスキャナー3を更にコンパクトな配置を実現することができる。
In the case of each of the embodiments shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, it is possible to realize a more compact arrangement of each
前記各実施形態の場合には、第2ミラー32のテーブル4の表面に対する位置が高くなるが、その結果、粉末層に対する照射角度の変化状態が少ないことに帰する。
In the case of each of the above embodiments, the position of the
一般に、三次元造形においては、第2ミラー32による照射の程度を均一状態とするために、第1ミラー31及び第2ミラー32の回動速度のコントロールが行われており、前記照射角度が小さいほど第1ミラー31及び第2ミラー32の回動速度を小さく設定している。
但し、上記設定によるコントロールによって必ずしも均一な照射が保証される訳ではない。
Generally, in three-dimensional modeling, the rotation speeds of the
However, uniform irradiation is not always guaranteed by the control by the above setting.
このような場合、前記各実施形態の場合には、傾斜角度の変化状態が少ないことから、前記コントロールの精度を改良することができる。
尚、図8(a)に示す実施形態は、図8(b)に示す実施形態に比し、コンパクトな構成による効果及び前記コントロールの精度の改善の程度において優れているという評価を行うことができる。
In such a case, in the case of each of the above-described embodiments, the accuracy of the control can be improved because the change state of the tilt angle is small.
It should be noted that the embodiment shown in FIG. 8A can be evaluated to be superior to the embodiment shown in FIG. 8B in terms of the effect of the compact configuration and the degree of improvement in the accuracy of the control. can.
基本構成(1)、(2)、(3)、(4)、(5)においては、焼結された三次元造形物の表面を切削する切削工具を必要不可欠としていないが、精緻な形状による三次元造形物を実現するために、切削工具を採用する場合が多い。 In the basic configurations (1), (2), (3), (4), and (5), a cutting tool for cutting the surface of the sintered three-dimensional model is not indispensable, but it depends on the precise shape. Cutting tools are often used to realize three-dimensional objects.
以下、実施例に即して説明する。 Hereinafter, the description will be given according to an embodiment.
実施例1は、図1(a)、(b)、(c)、(d)、(e)に示すように、基本構成(1)に立脚した上で、2個、又は4個、又は6個のガルバノスキャナー3を前記中心位置Pを基準として点対称に配置するか、若しくは3個又は5個のガルバノスキャナー3のうちの1個を前記中心位置P上に配置し、残2個又は残4個のガルバノスキャナー3を前記中心位置Pから前記平行方向にて延設された直線Lを基準としてそれぞれ線対称に配置していることを特徴としている。
In the first embodiment, as shown in FIGS. 1 (a), (b), (c), (d), and (e), two, four, or two or four are based on the basic configuration (1). Six
このような特徴点によって、実施例1は、基本構成(1)の効果を現実に発揮することができる。 With such feature points, the first embodiment can actually exert the effect of the basic configuration (1).
実施例2は、図2(a)、(b)、(c)、(d)、(e)に示すように、基本構成(2)に立脚した上で、ガルバノスキャナー3を2個、又は3個、又は4個、又は5個、又は6個配置していることを特徴としている。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 2 (a), (b), (c), (d), and (e), two
このような特徴点によって、実施例2は、基本構成(2)の効果を現実に発揮することができる。 With such feature points, the second embodiment can actually exert the effect of the basic configuration (2).
本願発明は、複数個のガルバノスキャナーをテーブル表面の中心位置を基準として、極めてコンパクトな構成を実現し、効率的な焼結面の形成に寄与することを可能とする点において画期的であり、その利用範囲は広範である。 The present invention is epoch-making in that a plurality of galvano scanners can realize an extremely compact configuration based on the center position of the table surface and contribute to the formation of an efficient sintered surface. , Its range of use is wide.
1 レーザビーム又は電子ビームの発振源
2 ダイナミックフォーカスレンズ
3 ガルバノスキャナー
30 回動中心軸
31 第1ミラー
32 第2ミラー
4 テーブル
7 レーザビーム又は電子ビーム
P テーブル表面の中心位置
D テーブル表面の中心位置からガルバノスキャナーの長手方向に即して平行方向に延設された点線による直線
L 前記平行方向に直交する方向にてテーブル表面の中心位置から延設された直線
Q 回動中心軸30の中央位置
1 Laser beam or electron
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