JP7305463B2 - Three-dimensional modeling apparatus and method for manufacturing three-dimensional model - Google Patents
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Description
本発明は、いわゆる粉末積層溶融法にかかる三次元造形装置、およびそれを用いた三次元造形物の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a three-dimensional modeling apparatus according to a so-called powder layered melting method, and a method of manufacturing a three-dimensional model using the three-dimensional modeling apparatus.
近年、いわゆる3Dプリンタの開発が盛んに行われており、さまざまな方式が試みられている。例えば、熱溶融積層造形法、光硬化性樹脂を用いた光造形法、粉末積層溶融法、等のさまざまな方式が知られている。
粉末積層溶融法(Powder Bed Fusion)は、ナイロン樹脂、セラミクス、金属等の原料粉末を層状に敷く工程と、レーザ光を照射して粉末層の一部を選択的に溶融させる工程とを繰り返し行なうことにより三次元造形物を形成する方法である。レーザ光の代わりに、電子ビーム等の他の加熱手段を用いて粉末層の一部を選択的に溶融させる場合もある。
In recent years, so-called 3D printers have been actively developed, and various methods have been tried. For example, various methods are known, such as a hot fusion layered manufacturing method, a stereolithography method using a photocurable resin, and a powder layered melting method.
In the powder bed fusion method, a process of laying raw material powders such as nylon resin, ceramics, metals, etc. in layers and a process of selectively melting a part of the powder layer by irradiating a laser beam are repeated. This is a method of forming a three-dimensional structure by Instead of laser light, other heating means such as electron beams may be used to selectively melt portions of the powder layer.
近年では、高い機械強度や良好な熱伝導性が要求される物品を製造する方法として、金属粉末を原料に用いた粉末積層溶融法が活用されはじめている。
金属粉末を層状に敷く粉敷きプロセスでは、スキージやローラ等の粉敷き部材(リコータ)を使って、造形ステージ上に粉末からなる層を形成する。一例として、リコータの往復動作の往き方向で、スキージ等で適量の粉末を造形ステージ上に運び、帰り方向で造形ステージと適切な間隔に調整したローラで一層分の厚みになるよう粉末をならす方法が挙げられる。粉末層の形成方法はこの例に限るものではないが、粉敷きプロセスの後に、ビーム照射プロセスが行われる。ビーム照射プロセスでは、作成したい造形物の形状に応じて粉末層上に前述のレーザビームや電子ビームを走査照射し、粉末を焼結あるいは溶融させる。ビーム照射後、造形ステージを1層分下降させ再び粉敷きプロセスを行う。以上の動作を繰り返すことで三次元立体形状物を造形する。
In recent years, as a method for manufacturing articles that require high mechanical strength and good thermal conductivity, the powder layered melting method using metal powder as a raw material has begun to be utilized.
In the powder spreading process of spreading metal powder in a layer, a powder spreading member (recoater) such as a squeegee or roller is used to form a layer of powder on the modeling stage. As an example, in the forward direction of the recoater's reciprocating motion, an appropriate amount of powder is conveyed onto the modeling stage with a squeegee or the like, and in the returning direction, a roller adjusted to an appropriate spacing from the modeling stage is used to even out the powder to a thickness of one layer. is mentioned. Although the method of forming the powder layer is not limited to this example, the beam irradiation process is performed after the powder spreading process. In the beam irradiation process, the powder layer is sintered or melted by scanning and irradiating the aforementioned laser beam or electron beam onto the powder layer according to the shape of the object to be created. After beam irradiation, the modeling stage is lowered by one layer and the powder spreading process is performed again. By repeating the above operations, a three-dimensional object is formed.
金属粉末を原料とする造形では、ビームを照射して加熱した際に、粉末層が局所的に非常に高温になるため金属蒸気が発生し、粉末層の上の空間に金属蒸気が凝集したサブマイクロメータレベルの微小粒子が発生する。こうした微小粒子はヒュームと呼ばれるが、ヒュームはレーザ光路を漂い、さらには、光源からレーザ光を入射するための照射窓に付着する。ヒュームが光路に滞留したり照射窓に付着すると、レーザ光を吸収もしくは反射し、粉末層を照射するレーザ光の強度に影響を与え、粉末層の熔融、焼結状態が変化して造形が不安定になる。 In modeling using metal powder as a raw material, when the beam is irradiated and heated, the powder layer locally becomes very hot and metal vapor is generated, and the metal vapor condenses in the space above the powder layer. Micrometer-level particles are generated. Such microparticles are called fumes, and the fumes drift along the laser beam path and adhere to the irradiation window through which the laser beam from the light source enters. If fume stays in the optical path or adheres to the irradiation window, it absorbs or reflects the laser beam, affecting the intensity of the laser beam that irradiates the powder layer, changing the state of melting and sintering of the powder layer, and making molding impossible. become stable.
特許文献1には、造形エリア上に、ガスの供給ノズルと排気ノズルを対向配置して、エアカーテン状の排気をしてヒュームを除去する方法が記載されている。
また、特許文献2には、レーザを入射する照射窓を加熱して、ヒュームの付着を防ぐ構成をとり、レーザの照射強度の安定性を確保する方法が記載されている。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200002 describes a method of ensuring stability of laser irradiation intensity by heating an irradiation window through which a laser is incident to prevent adhesion of fumes.
ところで、近年では、軽量性、耐摩耗性、耐熱衝撃、化学安定性などに優れ、幅広い分野での用途が期待されているが機械加工が難しい材料である炭化ケイ素について、粉末を使った造形方法が検討されている。ただし、炭化ケイ素は、常圧では融点を持たず、2545℃付近(あるいは2700℃など諸説あり)で昇華してしまう材料である。 By the way, in recent years, silicon carbide, which is a material that is difficult to machine, is expected to be used in a wide range of fields due to its light weight, wear resistance, thermal shock resistance, and chemical stability. is being considered. However, silicon carbide is a material that does not have a melting point under normal pressure and sublimes at around 2545° C. (or 2700° C., according to various theories).
特許文献3には、炭化ケイ素粉末と、炭化ケイ素の昇華温度よりも低い融点を持つホウ化金属粉末とを含む混合粉末により粉末層を形成し、エネルギービームを照射して造形を行う方法が開示されている。炭化ケイ素とホウ化金属の混合物が加熱により共晶または亜共晶することを利用し、加熱した際に炭化ケイ素に過渡液相を生じせしめ、粉末層を溶融固化させる方法である。
上述した炭化ケイ素粉末と、炭化ケイ素の昇華温度よりも低い融点を持つホウ化金属粉末とを含む混合粉末を用いて、粉末層の形成とエネルギービームの照射を繰返して固化層を積層してゆく際には、固化層に意図しない突起が形成される場合があった。意図しない突起は硬質であり、突起が形成されると三次元造形物の形状精度が低下するだけでなく、突起と粉敷き機構が干渉して造形ステージ上で三次元造形物が転倒したり、粉敷き機構が停止あるいは損傷してしまうという問題が発生した。
かかる突起に起因する問題は、特許文献1や特許文献2に記載されたヒュームに対する対策技術では解決することができなかった。
Using the mixed powder containing the silicon carbide powder described above and the metal boride powder having a melting point lower than the sublimation temperature of silicon carbide, the powder layer formation and energy beam irradiation are repeated to stack the solidified layers. In some cases, unintended projections were formed in the solidified layer. Unintended protrusions are hard, and when protrusions are formed, not only does the shape accuracy of the three-dimensional model decrease, but also the protrusions interfere with the powder-spreading mechanism, causing the three-dimensional model to topple over on the modeling stage. Problems have arisen that the dusting mechanism has stalled or been damaged.
The problem caused by such protrusions could not be solved by the fume countermeasure techniques described in
そこで、炭化ケイ素粉末と、炭化ケイ素の昇華温度よりも低い融点を持つホウ化金属粉末とを含む混合粉末を用いた粉末層の形成と、エネルギービームの照射を繰返して固化層を積層する際に、意図しない突起が形成されるのを抑制する技術が求められていた。また、他の粉末を原料として用いる場合であっても、意図しない突起が形成されるのを抑制する技術が求められていた。 Therefore, when forming a powder layer using a mixed powder containing a silicon carbide powder and a metal boride powder having a melting point lower than the sublimation temperature of silicon carbide and repeatedly irradiating an energy beam to laminate a solidified layer, , there has been a demand for a technique for suppressing the formation of unintended projections. Moreover, even when other powders are used as raw materials, there has been a demand for a technique for suppressing the formation of unintended projections.
本発明の一態様は、粉末層を形成する粉末層形成部と、前記粉末層形成部が形成した粉末層にエネルギービームを照射するエネルギービーム源と、前記粉末層形成部に付着した粉末を除去する除去部と、を備える、ことを特徴とする三次元造形装置である。 One aspect of the present invention includes a powder layer forming unit that forms a powder layer, an energy beam source that irradiates the powder layer formed by the powder layer forming unit with an energy beam, and removes powder adhering to the powder layer forming unit. A three-dimensional modeling apparatus characterized by comprising a removing unit for
また、本発明の別の一態様は、粉末層形成部による粉末層の形成処理と、前記粉末層へのエネルギービームの照射処理と、を繰り返し行う三次元造形物の製造方法であって、前記エネルギービームの照射処理を行った後、次の粉末層の形成処理を行う前に、前記粉末層形成部に付着した粉末を除去する除去処理を行う、ことを特徴とする三次元造形物の製造方法である。 Further, another aspect of the present invention is a method for manufacturing a three-dimensional structure in which a powder layer forming process by a powder layer forming unit and an energy beam irradiation process to the powder layer are repeatedly performed, Manufacture of a three-dimensional structure, characterized in that after performing energy beam irradiation processing and before performing next powder layer forming processing, removing processing for removing powder adhering to the powder layer forming part is performed. The method.
本発明によれば、例えば、炭化ケイ素粉末と、炭化ケイ素の昇華温度よりも低い融点を持つホウ化金属粉末とを含む混合粉末を用いた粉末層の形成と、エネルギービームの照射を繰返して固化層を積層する際に、意図しない突起が形成されるのを抑制できる。 According to the present invention, for example, a mixed powder containing silicon carbide powder and a metal boride powder having a lower melting point than the sublimation temperature of silicon carbide is used to form a powder layer, which is repeatedly irradiated with an energy beam and solidified. When laminating layers, it is possible to suppress the formation of unintended projections.
図面を参照して、本発明の実施形態である三次元造形装置および三次元造形物の製造方法について説明する。尚、以下の説明において参照する図面では、特に但し書きがない限り、同一の機能を有する部材については同一の参照番号を付して示すものとする。 A three-dimensional modeling apparatus and a three-dimensional modeling article manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings referred to in the following description, members having the same function are denoted by the same reference numerals unless otherwise specified.
[実施形態1]
図1は、実施形態1の三次元造形装置200において、粉末層18にレーザビーム12を照射している状態を示す模式図である。
まず、三次元造形装置200の構成について説明する。粉末積層溶融法による造形が可能な三次元造形装置200は、ガスを導入可能なチャンバー1を備えている。チャンバー1には、例えば窒素ガスを導入するガス導入口4と、ガス置換時にチャンバー内を排気するための真空ポンプ19が付設されている。
チャンバー1内には、三次元造形物を形成するための基台である造形プレート11、造形プレート11が着脱可能に装着される造形ステージ2、原料粉末を貯留する粉末供給槽3、粉末供給槽3を支持する粉末供給ステージ20、リコータ5が設けられている。造形ステージ2と粉末供給ステージ20は、互いに独立に上下動が可能である。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which a
First, the configuration of the three-
Inside the
粉末層形成部としてのリコータ5は、粉末供給槽3から粉末を造形プレート11上に搬送し、厚みが10~100μm程度の所定の厚みの粉末層18を形成する。リコータ5は、スキージ6とローラ7を備える。スキージ6は、R方向に移動しながら粉末供給槽3の粉末を造形プレート近傍まで搬送する機能を有する。ローラ7は、R方向またはL方向に移動しながら、造形プレート11上あるいは造形途中の造形物上に粉末を搬送し、圧縮もしくは押し出すことにより、粉末層18の上面を平坦化して粉末層を所定の厚みに整える機能を持つ。スキージ6による粉末の搬送とローラ7による粉末層の平坦化が好適に行われるように、スキージ6の下端面の高さは適宜変更可能に構成されている。すなわち、スキージ6は、下端面の高さがローラ7の下端と同一になる姿勢か、下端面の高さがローラ7の下端よりも上の位置になる姿勢を取り得るように構成されている。ローラ7は、粉末を圧接しながら水平方向(L方向、R方向)に移動するが、下端の高さが変動しないように、ローラ7には高い剛性で変形しにくい材料を用い、水平移動機構には上下動が抑制された高い剛性の駆動装置を用いる。
A
リコータ5による粉末層形成時に余剰となった粉末を回収するため、粉末供給槽3の左側と造形ステージ2の右側には、回収溝21が配置されている。リコータ5は、粉末層を形成する動作を行わない時には、図1に示すように造形ステージ2から離間した位置に配置されるが、この位置を待機位置と呼ぶ。
リコータ5の待機位置近傍には、本実施形態の特徴的な部分である除去部としての回転ブラシロール8が設けられている。除去部としての回転ブラシロール8は、リコータ5の表面に付着した飛散物を除去するため、回転しながら上下左右に移動できるように支持されている。本実施形態で用いられる回転ブラシロール8は、例えば直径がΦ18mmであり、ブラシには例えばカーボンや馬毛等を材料とする繊維が用いられる。回転ブラシロール8がリコータ5の表面に付着した飛散物(粉末)を除去する際に、静電気が発生したりリコータ表面が損傷したりするのを抑制するため、上述した材料を採用している。リコータ5の待機位置の下方には、リコータ5の表面から除去した粉末を回収する回収容器9が配置されている。回転ブラシロール8の動作については、後に詳述する。
In the vicinity of the standby position of the
チャンバー1の外には、エネルギービーム源としてのレーザ発振器15と、レーザビームを走査するためのガルバノミラー16や集光するためのf-θレンズ17を備えた走査光学系14が設けられている。造形プレート11の上側には、走査光学系14から出射されるレーザビーム12を透過させる透過窓13があり、透過窓13を介してレーザビーム12が造形プレート11上の粉末層18に適宜照射される。
本実施形態では、レーザ発振器15として、例えば波長1070nmのファイバーレーザ(最大出力300W)を使用する。レーザ発振器15から出力されたレーザビーム12は、三次元造形物の形状データに応じて駆動されるガルバノミラー16とf-θレンズ17によって、造形プレート11上の粉末層18の表面の所望の位置に集光し走査される。
Outside the
In this embodiment, a fiber laser with a wavelength of 1070 nm (maximum output of 300 W) is used as the
次に、三次元造形装置200を用いて三次元造形物を形成するプロセスを説明する。
まず本実施形態で用いられ得る原料粉末について説明する。本実施形態では、例えば平均粒径Φ14.7μmの炭化ケイ素(SiC)粉末(大平洋ランダム製)と、平均粒径Φ3~6μmの二ホウ化クロム(CrB2)粉末(日本新金属製)の2種類の粉末を混合して使用することができる。炭化ケイ素と二ホウ化クロムの原子組成比が炭化ケイ素:二ホウ化クロム=70:30(at.%)となるようにそれぞれの粉末を計量し、計量した粉末をポリエチレン瓶に入れて混合する。上記混合した粉末を粉末供給槽3に充填する。
Next, a process of forming a three-dimensional modeled object using the three-
First, the raw material powder that can be used in this embodiment will be described. In this embodiment, for example, silicon carbide (SiC) powder (manufactured by Pacific Rundum) having an average particle diameter of Φ14.7 μm and chromium diboride (CrB 2 ) powder (manufactured by Nippon New Metals) having an average particle diameter of Φ3 to 6 μm are used. A mixture of two powders can be used. Each powder is weighed so that the atomic composition ratio of silicon carbide and chromium diboride is silicon carbide: chromium diboride = 70:30 (at.%), and the weighed powder is placed in a polyethylene bottle and mixed. . The
次に真空ポンプ19を使って、チャンバー1内を真空引きする。十分に真空引きを実施した後、ガス導入口4から不活性ガスを導入し、チャンバー1内の圧力が大気圧と等しくなるようにする。不活性ガスとしては、窒素(N2)やアルゴン(Ar)等が主に使われ得るが、本実施形態ではN2ガスを用いる。
Next, the
次に、粉末層の形成処理の準備として、造形プレート11の上下方向の原点出しをする。造形プレート11を取り付けた造形ステージ2をリコータ5のローラ7の動作領域と干渉しない領域に下げておき、その状態で、リコータ5を造形プレート11の直上を含む動作領域内をL方向-R方向に往復動作させる。その後、造形ステージ2をステップ状に上昇させ、造形プレート11とローラ7が接触した位置(高さ)を造形プレート11の原点とする。本実施形態では、接触したことを判断するために、造形ステージ2に荷重センサ(不図示)を組み込んで、接触による荷重の上昇を検出することにより接触を判定する。どの程度荷重が上昇したら接触と判断するかは装置の剛性にもよるが、本実施形態の装置では10Nの荷重がかかった時に接触したと判断し、その位置を造形ステージ2の原点とする。
Next, in preparation for the powder layer forming process, the origin of the
造形プレート11上に粉末層を形成するには、まず、形成する粉末層の厚み分よりも少し大きく造形ステージ2を下降させる。例えば、形成する粉末層の厚みを50μmにする場合には、70μm下降させる。その後に、粉末供給槽3を支持する粉末供給ステージ20を120μm上昇させ、粉末を上部に押し出す。そして、スキージ6の下端面がローラ7の最下部と同じ高さになるようスキージ6の姿勢を調整したリコータ5をR方向に駆動し、待機位置から粉末供給槽3の右側まで移動させて、粉敷きに必要な量の粉末を造形ステージ2の左側まで運ぶ。
In order to form a powder layer on the
続けて、スキージ6の下端面がローラ7の最下部よりも上になるようスキージ6の姿勢を調整したリコータ5をR方向に駆動し、造形ステージ2の右側までリコータ5を移動させ、ローラ7のみを使って造形ステージ2上に粉を敷く。
最後に、造形ステージ2を20μm上げた後、スキージ6の下端面がローラ7の最下部よりも上になるようスキージ6を上げた状態でリコータ5をL方向に駆動する。ローラ7のみを使って鉛直方向に圧縮しながら余分な粉を造形エリア外に押し出し、50μmの均一な厚みの粉末層を造形ステージ2上に形成する。以上により、粉末層形成部としてのリコータ5による粉末層の形成処理が1層分完了する。
Subsequently, the
Finally, after the
次に、形成した粉末層にレーザビームを照射する照射処理を行う。CAD等で作成した造形モデルをスライサーソフトウェアで1層毎のレーザ照射パターンに変換する。変換したレーザ照射パターンに応じてガルバノミラー16を制御し、粉末層18にレーザビーム12を照射する。例えば、レーザパワーは100W、レーザスキャン速度は500mm/s、スキャンピッチは0.05mmとするが、これに限られるものではない。またレーザビーム12を照射する時には、不図示のヒュームコレクターを作動させ、レーザビーム12を照射する時に発生するヒュームを回収するのが望ましい。レーザビーム12を照射した領域の粉末は溶融し、特許文献3に記載された共晶現象を経てバルク体として凝固し、それ以外の領域は粉末層の状態のままで残る。
Next, an irradiation process for irradiating the formed powder layer with a laser beam is performed. A modeling model created by CAD or the like is converted into a laser irradiation pattern for each layer using slicer software. The
1層の粉末層についてレーザビーム12の照射が終了すると、前述の粉敷きプロセスを再度行って炭化ケイ素と二ホウ化クロムの混合粉末による粉末層を敷設し、次の層のパターンに応じてレーザビームを粉末層上に照射する。以上の動作を繰り返すことで、炭化ケイ素を主成分とする層を順次積み重ねて三次元立体形状物を造形することができる。
After one powder layer has been irradiated with the
本実施形態においては、ある1層の粉末層についてレーザビーム12の照射が終了した後、次の粉敷きプロセスを開始する前に、回転ブラシロール8を用いてリコータ5の表面に付着した飛散物を除去するという特徴的な動作を実施する。
この特徴的な動作についての理解を容易にするため、粉末層の形成とレーザビームの照射を繰返して固化層を積層する際に、従来の装置において意図しない突起が形成されていた原因について、本発明者が得た知見を説明する。
In this embodiment, after irradiation of a certain powder layer with the
In order to facilitate the understanding of this characteristic operation, the cause of unintentional formation of protrusions in the conventional apparatus when stacking solidified layers by repeating powder layer formation and laser beam irradiation will be investigated. The knowledge obtained by the inventor will be explained.
図6(a)は、従来の三次元造形装置300において、粉末層にレーザビームを照射している状況を説明するための模式図である。図1に示した実施形態1の装置と共通する要素については同一の番号を付して説明を省略するが、従来の三次元造形装置300には、回転ブラシロール8が設けられていないことに留意する。
FIG. 6A is a schematic diagram for explaining a state in which a powder layer is irradiated with a laser beam in a conventional three-
本発明者は、従来の三次元造形装置300において、炭化ケイ素と二ホウ化クロムの混合粉からなる粉末層18を形成した後、レーザビーム12を照射すると、照射された箇所の周辺の粉末が飛散してリコータ5にまで飛翔することを見出した。図6(a)に模式的に示すように、リコータ5にまで飛翔した粉末100は、リコータ5の側面に付着したり上面に積載されたりしていた。リコータ5の側面に付着したり上面に積載された粉末100を調べると、粉末層18に用いられている原料粉末と同様の組成であった。
In the conventional three-
図8に示すのは、炭化ケイ素と二ホウ化クロムの混合粉からなる粉末層にレーザビームを直線的に走査した後、上から撮影した顕微鏡写真(平面図)である。レーザを照射した箇所(図面中央のライン)には炭化ケイ素と二ホウ化クロムを含む造形物(固体)ができているが、造形物の周辺では粉末が無くなり、造形プレートが露出しているのがわかる。写真において、ラインに沿って白っぽく見える部分が造形プレートの露出部である。造形プレートが露出している部分にあった粉末は飛散しており、少なくともその一部がリコータ5にまで到達したものと考えられる。
FIG. 8 is a micrograph (plan view) taken from above after linearly scanning a powder layer composed of a mixed powder of silicon carbide and chromium diboride with a laser beam. A modeled object (solid) containing silicon carbide and chromium diboride is formed in the laser-irradiated area (the line in the center of the drawing), but there is no powder around the modeled object, and the modeling plate is exposed. I understand. In the photograph, the part that looks whitish along the line is the exposed part of the modeling plate. It is considered that the powder that was in the exposed portion of the modeling plate was scattered, and at least part of it reached the
図9を参照して、レーザビームを照射した部分の周辺の粉末が飛散するメカニズムについて考察する。図9に示すように、炭化ケイ素と二ホウ化クロムの混合粉にレーザを照射すると、局所的に加熱された部分は、共晶現象によって液状態(以下、メルトプールともいう)となる。粉末状態から液状態に変化する過程で、一部の炭化ケイ素が共晶過程を経ずに昇華する。つまり、レーザ照射を受ける粉末層の表面近傍には炭化ケイ素粉末が存在しているが、レーザビームの照射によって炭化ケイ素粉末の温度が急激に上昇すると、その一部は二ホウ化クロムと共晶する前にして昇華温度を超えて昇華してしまうのである。この部分的な炭化ケイ素の昇華によって、レーザ照射部の周辺の粉末100が吹き飛ばされ、ライン周縁部の粉末が無くなるものと推定される。
With reference to FIG. 9, the mechanism by which the powder around the portion irradiated with the laser beam scatters will be considered. As shown in FIG. 9, when a mixed powder of silicon carbide and chromium diboride is irradiated with a laser, the locally heated portion becomes a liquid state (hereinafter also referred to as a melt pool) due to the eutectic phenomenon. A part of silicon carbide sublimates without going through the eutectic process in the process of changing from the powder state to the liquid state. In other words, silicon carbide powder exists in the vicinity of the surface of the powder layer irradiated with the laser beam, but when the temperature of the silicon carbide powder rises rapidly due to the irradiation of the laser beam, part of it becomes eutectic with chromium diboride. It will sublime above the sublimation temperature before it does. It is presumed that this partial sublimation of silicon carbide blows off the
この現象は、レーザビームから粉末に投入されるエネルギーを増大させると顕著になるため、造形が可能な範囲でレーザエネルギーを下げてみたが、リコータ5に到達する粉末100の飛散を完全に防ぐことはできなかった。また、レーザ照射中に、ヒューム対策として造形ステージ上に流していたエアカーテンの流量(吸排気量)を調整したが、粉末層に影響を与えない範囲での吸排気量の調整では、リコータ5への付着を防ぐことはできなかった。蒸気が凝集してサブマイクロメータレベルの微小粒子として漂うヒュームと比較して、吹き飛ばされた粉末100は質量と運動量がはるかに大きいためである。
This phenomenon becomes more pronounced when the energy applied to the powder from the laser beam is increased, so we tried lowering the laser energy to the extent that modeling is possible. I couldn't. In addition, during laser irradiation, the flow rate (intake/exhaust volume) of the air curtain flowing on the modeling stage was adjusted as a countermeasure against fumes. could not be prevented from adhering to This is because the blown
図6(a)に模式的に示したように、レーザ照射時に粉末100がリコータ5の側面に付着したり上面に積載されてしまうと、レーザ照射後にリコータ5が次の粉末層を形成する時に、粉末100が落下する場合がある。
As schematically shown in FIG. 6(a), if the
図6(b)は、粉末100が側面に付着したり上面に積載されたリコータ5を用いて、次の粉末層を形成する状況を説明するための模式図である。図示のように、スキージ6の下端がローラ7の最下部よりも高くなる状態でリコータ5をR方向に駆動し、その後、リコータ5をL方向に駆動して粉末層を形成する。このように、造形ステージ2の上でリコータ5を水平移動させる間に、リコータ5の側面に付着したり上面に積載された粉末100が塊となって落下することがある。特に、リコータ5を最後にL方向に駆動して粉末層と圧接しながら待機位置に向かう際に、粉末100の塊が後端側(図の右側)から粉末層の上に落下すると、すでにローラ7が通過した後なので、落下した粉末100の塊は粉末層の上にそのまま山積される。
FIG. 6(b) is a schematic diagram for explaining a situation in which the next powder layer is formed using the
図7(a)は、このように粉末層18の上に粉末100の塊が山積された状態において、次の固化層を形成するためのレーザビーム12が照射されている状態を模式的に示した図である。粉末100の塊が山積された部分にレーザビームが照射されると、図7(b)に示すように、三次元造形物には意図しない硬質な突起部101が形成されてしまう。突起部101が形成されると、もちろん三次元造形物の形状精度が低下してしまう。更には、次の粉末層を形成する際に、突起部101とリコータ5が干渉して三次元造形物が造形ステージ上で転倒したり、リコータ5が停止あるいは損傷してしまうという問題が発生していた。
FIG. 7(a) schematically shows a state in which lumps of the
そこで、本実施形態においては、粉末層に対してレーザビーム12の照射が終了した後、次の粉敷きプロセスを開始する前に、回転ブラシロール8を用いてリコータ5の表面に付着した飛散物(粉末100)を除去する処理を行う。
Therefore, in the present embodiment, after the irradiation of the powder layer with the
図2(a)は、図1に示すようにレーザビームを照射して三次元造形物を構成する固化部31を形成した後のリコータ5の状態を模式的に示している。待機位置にあるリコータ5の上面や右側面には、粉末100が付着している。回転ブラシロール8はリコータ5の待機位置の上方に位置している。
FIG. 2(a) schematically shows the state of the
リコータ5の表面に付着した飛散物を除去するには、まず、図2(b)に示すように、回転ブラシロール8を回転させながらアクチュエーターを使って下方に移動させる。この時、回転ブラシロール8の回転数を例えば200[rpm]とし、回転するブラシをリコータ5の右側面(スキージ6の前面)に摺動させながら下方に移動させて、付着した飛散物(粉末100)を除去する。回転ブラシロール8を、上下に複数回往復させることも可能である。
In order to remove the scattered matter adhering to the surface of the
その後、図2(c)に示すように、回転ブラシロール8の高さをリコータ5の上面に合わせ、不図示の水平移動機構(例えばレール)を用いて、回転ブラシロール8を回転させながらL方向に移動させて、リコータ5の上部に堆積した飛散物を除去する。回転ブラシロール8を、左右(L方向-R方向)に複数回往復させることも可能である。
After that, as shown in FIG. 2(c), the height of the
リコータ5の左側面は、あまり飛散物が付着しない箇所なので上記のような除去プロセスを用いなくても良いことが多い。しかし、リコータ5の上部の飛散物を除去する過程でリコータ5の後面に付着してしまう場合もあるので、リコータ5の上部の飛散物を除去した後に、回転ブラシロール8を左側面に沿って下方に移動させて、リコータ5の左側面の飛散物を除去してもよい。
Since the left side surface of the
上記の飛散物除去処理は、粉末層にレーザビームを照射した後に次の粉敷きを開始する前に一層ごとに実施しても良いし、レーザビームの照射と粉敷きを所定回数繰り返した後に実施しても良い。
また、上述した例では、最初にリコータ5の右側面をクリーニングして、その後に上面をクリーニングしたが、クリーニングの順番は逆でも良い。
The above-mentioned scattered object removal processing may be performed for each layer after irradiating the powder layer with the laser beam and before starting the next powder spreading, or it may be performed after repeating the laser beam irradiation and the powder spreading for a predetermined number of times. You can
In the above example, the right side surface of the
本実施形態では、上記プロセスでリコータ5から除去した飛散物を、回収部としての回収容器9で回収する。回収容器9には不図示の粉塵用集塵機が接続されており、除去した飛散物が装置内に再び飛散することがないようにしている。尚、回収した粉末は、造形用の原料粉末として再利用しても良い。
In this embodiment, the scattered matter removed from the
図3(a)は、回転ブラシロール8によるクリーニングが完了し、付着していた粉末100が除去されたリコータ5を模式的に示している。回転ブラシロール8は、リコータ5と干渉しない位置(上方)に退避している。
その後、図3(b)に示すように、粉末供給槽3を支持する粉末供給ステージ20を上昇させて粉末を上部に押し出すとともに、造形ステージ2を下降させる。
そして、図3(c)に示すように、スキージ6の下端面がローラ7の最下部と同じ高さになるようスキージ6の姿勢を調整したリコータ5をR方向に駆動し、粉敷きに必要な量の粉を造形ステージ2の左側まで運ぶ。
FIG. 3(a) schematically shows the
After that, as shown in FIG. 3B, the
Then, as shown in FIG. 3(c), the
続けて、図4(a)に示すように、スキージ6の下端面がローラ7の最下部よりも上になるようスキージ6の姿勢を調整したリコータ5をR方向に駆動する。造形ステージ2の右側までリコータ5を移動させる間に、ローラ7のみを使って造形ステージ2上に粉を敷く。さらには、リコータ5をL方向に駆動して、均一な厚みの粉末層を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 4( a ), the
本実施形態では、図4(a)に示すように、リコータ5に付着していた粉末100を予め除去してから造形ステージ2の上を移動させるため、従来のように粉末層の上に粉末100を落下させて山積みにすることがない。
したがって、炭化ケイ素粉末と、炭化ケイ素の昇華温度よりも低い融点を持つホウ化金属粉末とを含む混合粉末を用いて、粉末層の形成とエネルギービームの照射を繰返して固化層を積層する際に、意図しない突起が形成されるのを抑制することが可能である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 4(a), the
Therefore, when a mixed powder containing silicon carbide powder and a metal boride powder having a melting point lower than the sublimation temperature of silicon carbide is used to repeatedly form a powder layer and irradiate an energy beam to form a solidified layer, , it is possible to suppress the formation of unintended projections.
以上述べた実施形態により、例えば、最大30mm×40mmのエリアで400層造形し、最大部寸法で30mm×40mm×20mmの造形物を得た。造形は停止することなく終了し、ローラ7に傷付きはなく、三次元造形物の形状精度は所定の規格を満足していた。造形途中の粉末層形成前に装置を確認したところ、クリーニング動作の後にはリコータ5の表面上には、造形用の粉末に由来する飛散物(粉末)はほとんどなかった。以上のように、リコータ5に堆積した飛散物が造形エリアに脱落することを防ぐことが可能で、造形動作の安定性が高く、生産性に優れた造形装置を得ることができた。
According to the embodiment described above, for example, 400 layers were modeled in a maximum area of 30 mm×40 mm, and a model with maximum dimensions of 30 mm×40 mm×20 mm was obtained. The modeling was completed without stopping, the
[実施形態2]
図4(b)を参照して、実施形態2について説明する。実施形態1と共通する部分については、説明を省略する。実施形態1は、除去部としての回転ブラシロール8を上下左右に移動させてクリーニングする構成であったが、実施形態2における除去部としての回転ブラシロール8は、位置を固定式にしている。図4(b)に示すように、リコータ5に接触可能な位置に回転ブラシロール8を固定しておき、粉敷きの際にリコータ5がR方向あるいはL方向に動くときに、回転ブラシロール8を回転させてリコータ5の上に付着した飛散物を除去する。回転ブラシロール8とリコータ5が摺動可能な位置になるのは、粉敷きスタート時と、粉敷きを終えてリコータ5が待機位置に戻ってくる時なので、そのタイミングでリコータ5の上の飛散物が除去される。
[Embodiment 2]
回転ブラシロール8の回転方向は、リコータ5が移動する向きに対してブラシの動く方向がカウンターになる向きで回転させるのが好ましい。また、回転ブラシロール8を能動的に回転させなくても、リコータ5が動くことで飛散物の除去もある程度可能となるため、回転ブラシロール8が従動して回転する構成にしても良い。本実施形態では、リコータ5の前面と後面に付着した飛散物の除去は困難だが、リコータ5に付着する飛散物の量は圧倒的にリコータ5の上部が多いため、従来装置と較べて本実施形態の方が安定した造形を行うことができる。
The rotation direction of the
尚、本実施形態では図4(b)に示すように、リコータ5の上部には、表面に付着していた粉末を回収する回収部としての回収溝21が設けられている。固定した回転ブラシロール8を使い、リコータ5を水平移動させながらリコータ5の上に堆積した粉末をクリーニングする際に、十分な深さと容量をもつ回収溝21に粉末を落として回収する。回収溝に一度入った粉は、粉末層形成動作をする際にリコータ5から外に落下することはない。回収溝21に溜まった粉末は、造形後にチャンバーを開けた時に、回収溝21近くに設けた不図示のノズル接続口に粉塵用掃除機を繋いで吸引して排出することができる。または、造形途中、あるいは造形後のチャンバーが閉じている間に、回収溝の底部に設けた不図示の開閉シャッターを開けて、回収溝21に溜まった粉を例えば粉末供給槽3に落下させて再利用しても良い。
図4(b)の例では、回収溝21と回収容器9を併用しているが、いずれか一方のみを用いても良く、例えば比較的小さなサイズの三次元造形物を作成する装置では、回収溝21のみを備えていてもよい。
In this embodiment, as shown in FIG. 4(b), the upper portion of the
In the example of FIG. 4(b), the
実施形態2により、例えば、最大30mm×40mmのエリアで400層造形し、最大部寸法で30mm×40mm×20mmの造形物を得た。造形は停止することなく終了し、ローラ7に傷付きはなく、三次元造形物の形状精度は所定の規格を満足していた。造形途中の粉末層形成前に装置を確認したところ、クリーニング動作の後にはリコータ5の表面上には、造形用の粉末に由来する飛散物(粉末)はほとんどなかった。以上のように、リコータ5に堆積した飛散物が造形エリアに脱落することを防ぐことが可能で、造形動作の安定性が高く、生産性に優れた造形装置を得ることができた。
According to
[実施形態3]
図5(a)を参照して、実施形態3について説明する。実施形態1と共通する部分については、説明を省略する。実施形態1あるいは実施形態2では、リコータ5の表面に付着した粉末を除去するためのクリーナとして回転ブラシローラを用いたが、本実施形態では除去部として気体流を吹付け可能なノズルを用いる点が異なる。
[Embodiment 3]
本実施形態では、リコータ5に向けて気流を吹付けて、リコータ5に付着した粉末をリコータ表面から除去する。図5(a)に示す例では、リコータ5の待機位置の上部に不活性ガスを噴き出すことが可能な除去用ノズル10が設けられている。除去用ノズル10から吹き出させるガスは、チャンバー内に導入した雰囲気ガスと同様にN2とする。N2が噴き出るノズルの開口部の横幅(図では奥行方向)は400mmであり、縦幅は5mmとする。例えば、噴き出す流量を600L/minとし、噴き出すガスの流速を5m/sに調整する。除去用ノズル10からN2ガスをリコータ5の上部に吹き付け、リコータ5に堆積している飛散物を除去する。本実施形態で用いる炭化ケイ素粉と二ホウ化クロム粉の混合粉末の場合は、5m/sで吹き飛ばすことができるが、使用する原料粉末に応じて流量や流速は適宜変更すればよい。
In this embodiment, an air stream is blown toward the
本実施形態では、粉末層にレーザビームを照射後にリコータ5が待機位置に静止している時に、除去用ノズル10からN2ガスを出してリコータ5の上の粉を除去する。ただし、除去用ノズル10からN2ガスを出すタイミングは上記に限らず、レーザビームを照射中に吹き付けても良い。さらには、図示のように、リコータ5が粉敷き動作で右側(R方向)に移動している時に除去用ノズル10からN2ガスを出し、リコータ5の上部に堆積した飛散物を除去しても良い。要は、リコータ5の上面全域に気流を吹き渡らせることができるような相対位置関係がとれればよい。
In this embodiment, after the powder layer is irradiated with the laser beam, the powder on the
本実施形態では、ガス流で吹き飛ばされた粉末が装置内に再付着しないように、図5(a)に示すようにリコータ5の左側に回収口29を設けている。回収部としての回収口29には不図示の集塵機が接続されており、リコータ5に堆積した飛散物を確実に回収するようにしている。
In this embodiment, a
図5(a)に示した形態では、本実施形態では、リコータ5の前面と後面に付着した飛散物の除去は困難だが、リコータ5に付着する飛散物の量は圧倒的にリコータ5の上部が多いため、従来装置と較べて本実施形態の方が安定して造形することができる。
尚、やや複雑な装置構成になるが除去用ノズル10の吹き出し方向を変更可能にして、リコータ5の前面(右側面)にも吹付け可能な構成にしても良い。その場合には、回収口29に加えて、実施形態1のような回収容器9を併設するのが望ましい。
In the form shown in FIG. 5(a), in this embodiment, it is difficult to remove the scattered matter adhering to the front and rear surfaces of the
It should be noted that although the device configuration is somewhat complicated, the blowing direction of the removing
実施形態3により、例えば、最大30mm×40mmのエリアで400層造形し、最大部寸法で30mm×40mm×20mmの造形物を得た。造形は停止することなく終了し、ローラ7に傷付きはなく、三次元造形物の形状精度は所定の規格を満足していた。造形途中の粉末層形成前に装置を確認したところ、クリーニング動作の後にはリコータ5の表面上には、造形用の粉末に由来する飛散物(粉末)はほとんどなかった。以上のように、リコータ5に堆積した飛散物が造形エリアに脱落することを防ぐことが可能で、造形動作の安定性が高く、生産性に優れた造形装置を得ることができた。
According to
[実施形態4]
図5(b)を参照して、実施形態4について説明する。実施形態1と共通する部分については、説明を省略する。実施形態1あるいは実施形態2では、リコータ5の表面に付着した粉末を除去するためのクリーナとして回転ブラシローラを用い、実施形態3では気体流を吹き付けるノズルを用いたが、本実施形態では除去部としてのスクレーパー22を用いる点が異なる。
本実施形態では、リコータ5の上面とスクレーパーとを摺動させ、リコータ5に付着した粉末をリコータ表面から除去する。
[Embodiment 4]
In this embodiment, the upper surface of the
本実施形態では、粉末層にレーザビームを照射後にリコータ5が待機位置に静止している時に、スクレーパー22を水平移動させてリコータ5の上面を摺動させ、リコータ5の上の粉末を除去する。ただし、摺動させるタイミングは上記に限らず、レーザビームを照射中に摺動させても良い。さらには、図示のように、リコータ5が粉敷き動作で右側(R方向)に移動する際に、スクレーパー22を当接させ、リコータ5の上部に堆積した飛散物を除去しても良い。要は、リコータ5の上面全域をスクレーパー22が摺動するように、相対移動させればよい。
In this embodiment, after the powder layer is irradiated with the laser beam, while the
本実施形態においては、リコータ5の上部には、表面に付着していた粉末を回収する回収部として回収溝21を設けている。十分な深さと容量をもつ回収溝21に粉末を落として回収する。回収溝に一度入った粉は、粉末層形成動作をする際にリコータ5から外に落下することはない。回収溝21に溜まった粉末は、造形後にチャンバーを開けた時に、回収溝21近くに設けた不図示のノズル接続口に粉塵用掃除機を繋いで吸引して排出することができる。あるいは、造形途中、あるいは造形後のチャンバーが閉じている間に、回収溝の底部に設けた不図示の開閉シャッターを開けて、回収溝21に溜まった粉を例えば粉末供給槽3に落下させて再利用しても良い。
In this embodiment, a
本実施形態では、リコータ5の前面と後面に付着した飛散物の除去は困難だが、リコータ5に付着する飛散物の量は圧倒的にリコータ5の上部に多いため、従来装置と較べて、本実施形態の方が安定した造形ができる効果が得られる。
尚、やや複雑な装置構成になるが、スクレーパー22に上下動機構を設け、リコータ5の前面(右側面)も摺動可能な構成にしても良い。その場合には、回収溝21に加えて、実施形態1のような回収容器9を併設するのが望ましい。
In this embodiment, it is difficult to remove the spattered matter adhering to the front and rear surfaces of the
It should be noted that the
実施形態4により、例えば、最大30mm×40mmのエリアで400層造形し、最大部寸法で30mm×40mm×20mmの造形物を得た。造形は停止することなく終了し、ローラ7に傷付きはなく、三次元造形物の形状精度は所定の規格を満足していた。造形途中で、粉末層形成前に装置を確認したところ、クリーニング動作の後にはリコータ5の表面上には、造形用の粉末に由来する飛散物(粉末)はほとんどなかった。以上のように、リコータ5に堆積した飛散物が造形エリアに脱落することを防ぐことが可能で、造形動作の安定性が高く、生産性に優れた造形装置を得ることができた。
According to
[他の実施形態]
なお、本発明は、以上説明した実施形態や実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
リコータ5に付着した粉を除去する方法は、例示した回転ブラシロールによる方法、気流の吹付けによる方法、スクレーパーによる方法には限られない。例えば、超音波振動装置等を用いてリコータ5の表面を振動させて、リコータ5の表面に付着した粉を振り落しても良い。回転しないブラシや、スポンジ等の柔軟部材を用いてもよい。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the embodiments and examples described above, and many modifications are possible within the technical concept of the present invention.
The method of removing the powder adhering to the
実施形態では炭化ケイ素粉末と二ホウ化クロム粉末の組み合わせについて説明したが、これ以外の組み合わせの粉末を用いても良い。実施形態のように共晶現象を利用しなくてもよく、例えば昇華性の炭化ケイ素粉末と、金属粉末とを使って、溶融金属を炭化ケイ素同士を繋げるバインダーの役割として使ってもよい。また、構造材として用いられる昇華性の材料としては、炭化ケイ素(SiC)以外に窒化ケイ素(Si3N4)などがあり、これらの昇華性材料を含む粉末層に対しても本発明は同様の効果を発揮できる。また、昇華性材料と共晶する材料としては、二ホウ化クロム(CrB2)の他に、ホウ化ジルコニウム(ZrB2)、ホウ化チタニウム(TiB2)、ホウ化バナジウム(VB2)などの粉末を用いてもよい。また、炭化ケイ素のような昇華性材料に限らず、樹脂の粉末や金属粉末でも、エネルギービームの照射条件によっては突沸により周囲の粉が飛散してリコータ表面に付着することもあり得るため、同様の効果が期待できる。 Although the combination of silicon carbide powder and chromium diboride powder has been described in the embodiments, powders of other combinations may be used. It is not necessary to use the eutectic phenomenon as in the embodiment. For example, sublimable silicon carbide powder and metal powder may be used, and the molten metal may serve as a binder that binds silicon carbide together. Sublimable materials used as structural materials include silicon nitride (Si 3 N 4 ) and the like in addition to silicon carbide (SiC), and the present invention also applies to powder layers containing these sublimable materials. can exert the effect of In addition to chromium diboride (CrB 2 ), zirconium boride (ZrB 2 ), titanium boride (TiB 2 ), vanadium boride (VB 2 ), and the like are examples of materials that are eutectic with the sublimation material. A powder may be used. In addition, not only sublimable materials such as silicon carbide, but also resin powder and metal powder, depending on the irradiation conditions of the energy beam, the surrounding powder may scatter and adhere to the surface of the recoater due to bumping. effect can be expected.
粉末層の加熱に用いるエネルギービームは、レーザビームには限られず、他の光ビームや電子ビームでもよい。チャンバー内の雰囲気はN2雰囲気には限られず、用いるエネルギービームや粉末材料の種類に応じて適宜変更すればよい。エネルギービーム源として電子ビーム源を用いた場合には、チャンバー内は真空雰囲気に維持されるため、昇華による周辺の粉末の飛散は大気圧中よりもより多いと考えられ、より大きな効果が期待できる。 The energy beam used for heating the powder layer is not limited to the laser beam, and may be other light beams or electron beams. The atmosphere in the chamber is not limited to the N2 atmosphere, and may be appropriately changed according to the type of energy beam and powder material used. When an electron beam source is used as the energy beam source, the chamber is maintained in a vacuum atmosphere, so it is thought that the scattering of surrounding powder due to sublimation is greater than in atmospheric pressure, and a greater effect can be expected. .
1・・・チャンバー/5・・・リコータ/6・・・スキージ/7・・・ローラ/8・・・回転ブラシロール/10・・・除去用ノズル/14・・・走査光学系/15・・・レーザ発振器/18・・・粉末層/12・・・レーザビーム/22・・・スクレーパー/31・・・固化部/100・・・粉末/101・・・突起部/200・・・三次元造形装置 1... Chamber/5... Recoater/6... Squeegee/7... Roller/8... Rotating brush roll/10... Removal nozzle/14... Scanning optical system/15... Laser oscillator/18 Powder layer/12 Laser beam/22 Scraper/31 Solidified portion/100 Powder/101 Projection/200 Tertiary Original molding device
Claims (20)
前記粉末層形成部が形成した粉末層にエネルギービームを照射するエネルギービーム源と、
前記粉末層が形成される高さよりも上に位置し、前記粉末層形成部に付着した粉末を除去する除去部と、を備える、
ことを特徴とする三次元造形装置。 a powder layer forming unit that forms a powder layer by moving over the powder layer with respect to the powder layer ;
an energy beam source for irradiating the powder layer formed by the powder layer forming unit with an energy beam;
A removing unit positioned above the height at which the powder layer is formed and removing the powder adhering to the powder layer forming unit,
A three-dimensional modeling apparatus characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の三次元造形装置。 The removing unit removes the powder deposited on the powder layer forming unit,
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1, characterized by:
ことを特徴とする請求項1または2に記載の三次元造形装置。 The removing unit contacts the powder layer forming unit ,
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1 or 2, characterized by:
ことを特徴とする請求項3に記載の三次元造形装置。 The removing unit moves relative to the powder layer forming unit ,
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 3, characterized by:
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の三次元造形装置。 The removing unit has a brush that can slide on the surface of the powder layer forming unit,
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
前記粉末層形成部が形成した粉末層にエネルギービームを照射するエネルギービーム源と、
前記粉末層形成部に付着した粉末を除去する除去部と、を備え、
前記除去部は、前記粉末層形成部の表面に気流を生じることが可能なノズルを有する、
ことを特徴とする三次元造形装置。 a powder layer forming unit for forming a powder layer;
an energy beam source for irradiating the powder layer formed by the powder layer forming unit with an energy beam;
and a removing unit for removing powder adhering to the powder layer forming unit,
The removing unit has a nozzle capable of generating an airflow on the surface of the powder layer forming unit,
A three- dimensional modeling apparatus characterized by:
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の三次元造形装置。 The removing unit has a scraper that can slide on the surface of the powder layer forming unit,
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized in that:
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の三次元造形装置。 The removing unit has a recovery unit that recovers the powder removed from the powder layer forming unit,
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 7, characterized by:
前記形成処理において、前記粉末層形成部は前記粉末層の上を前記粉末層に対して移動し、
前記エネルギービームの照射処理を行った後、次の粉末層の形成処理を行う前に、前記粉末層が形成される高さよりも上に位置する除去部が、前記粉末層形成部に付着した粉末を除去する除去処理を行う、
ことを特徴とする三次元造形物の製造方法。 A method for manufacturing a three-dimensional structure in which a powder layer forming process by a powder layer forming unit and an energy beam irradiation process to the powder layer are repeatedly performed,
In the forming process, the powder layer forming unit moves over the powder layer with respect to the powder layer,
After performing the energy beam irradiation treatment and before performing the next powder layer forming treatment, the removal portion located above the height at which the powder layer is formed removes the powder adhering to the powder layer forming portion. perform a removal process to remove the
A method for manufacturing a three-dimensional structure, characterized by:
前記形成処理において、前記粉末層形成部は前記粉末層の上を前記粉末層に対して移動し、
前記エネルギービームの照射処理を行った後、次の粉末層の形成処理を行う前に、前記粉末層形成部に堆積した粉末を除去する除去処理を行う、
ことを特徴とする三次元造形物の製造方法。 A method for manufacturing a three-dimensional structure in which a powder layer forming process by a powder layer forming unit and an energy beam irradiation process to the powder layer are repeatedly performed,
In the forming process, the powder layer forming unit moves over the powder layer with respect to the powder layer,
After performing the energy beam irradiation treatment and before performing the next powder layer forming treatment, performing a removal treatment for removing the powder deposited in the powder layer forming part,
A method for manufacturing a three-dimensional structure, characterized by :
前記エネルギービームの照射処理を行った後、次の粉末層の形成処理を行う前に、前記エネルギービームの照射処理を行う間に前記粉末層から飛散して前記粉末層形成部に付着した粉末を除去する除去処理を行う、
ことを特徴とする三次元造形物の製造方法。 A method for manufacturing a three-dimensional structure in which a powder layer forming process by a powder layer forming unit and an energy beam irradiation process to the powder layer are repeatedly performed,
After performing the energy beam irradiation process and before performing the next powder layer forming process, the powder scattered from the powder layer and adhering to the powder layer forming portion during the energy beam irradiation process is removed. perform a removal process to remove,
A method for manufacturing a three-dimensional structure, characterized by :
前記エネルギービームの照射処理を行った後、次の粉末層の形成処理を行う前に、前記粉末層形成部に付着した粉末を気流で除去する除去処理を行う、
ことを特徴とする三次元造形物の製造方法。 A method for manufacturing a three-dimensional structure in which a powder layer forming process by a powder layer forming unit and an energy beam irradiation process to the powder layer are repeatedly performed,
After performing the energy beam irradiation process and before performing the next powder layer forming process, performing a removing process of removing the powder adhering to the powder layer forming part with an air flow,
A method for manufacturing a three-dimensional structure, characterized by :
ことを特徴とする請求項11または12に記載の三次元造形物の製造方法。 The powder layer forming unit moves over the powder layer ,
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 11 or 12 , characterized in that:
前記除去処理を、前記粉末層の形成処理と前記エネルギービームの照射処理とを所定回数繰り返した後、次の粉末層の形成処理の前に行う、
ことを特徴とする請求項9乃至13のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。 The removal process is performed each time the energy beam irradiation process is performed, or
After repeating the powder layer forming process and the energy beam irradiation process a predetermined number of times, the removing process is performed before the next powder layer forming process.
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 9 to 13, characterized in that:
ことを特徴とする請求項9乃至14のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。 The powder layer forming process is a process of forming a powder layer containing a sublimable material.
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 9 to 14 , characterized in that:
ことを特徴とする請求項9乃至15のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。 The powder layer forming process is a process of forming a powder layer containing silicon carbide.
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 9 to 15, characterized in that:
ことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。 The removal process is a process of sliding a brush on the surface of the powder layer forming part.
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 9 to 11 , characterized in that:
ことを特徴とする請求項9、10または12に記載の三次元造形物の製造方法。 The removal process is a process of blowing airflow toward the surface of the powder layer forming part.
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to claim 9 , 10 or 12, characterized in that:
ことを特徴とする請求項9乃至11のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。 The removal process is a process of sliding a scraper on the surface of the powder layer forming part.
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 9 to 11 , characterized in that:
ことを特徴とする請求項9乃至19のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。 recovering the powder removed from the powder layer forming part in the removal process;
The method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 9 to 19 , characterized in that:
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