JP7344320B2 - 3d印刷による少なくとも1つの部品の製造方法および3dプリンタ - Google Patents
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Description
(1)最初に、粒子状材料(または粒子状構築材料)を構築フィールド上の表面全体にわたって/連続的に塗布して、未固化の粒子状材料層を形成する。
(2)未固化の粒子状材料の塗布層を、例えば結合剤、例えばバインダーなどの(例えば液体の)処理剤を、例えば選択的に印刷することによって、(製造される部品にしたがって)所定の部分領域で選択的に固化させる。
(3)ステップ(1)および(2)を繰り返して、所望の部品を製造する。この目的のために、部品が層状に構築される構築プラットフォームを、例えば、新しい層が塗布される前にそれぞれ1層の厚さだけ低くしてもよい(あるいは、コータおよび印刷装置を、例えば、それぞれ1層の厚さだけ高くしてもよい)。
(4)最後に、固化した部分領域によって形成され、ゆるい、未固化の粒子状材料によって支持され囲まれている製造された部品を取り出すことができる。
例えば、上記のように構成されてもよいコータを用いて、ゆるい粒子状材料(例えば砂粒子および/または塩粒子、例えば鋳造技術用のそれら)の層を構築プラットフォームに塗布し、
構築プラットフォームの加熱装置を用いて、ゆるい粒子状材料の(直前の)塗布層を加熱し、
(例えば、印刷ヘッドを有する印刷装置を用いて、例えば、いわゆる結合剤噴射によって)液体の処理剤を、ゆるい粒子状材料の直前に塗布/加熱された層の部分領域に出力し、
上記のステップを繰り返して、少なくとも1つの部品を(層状に)構築するステップを含むことができ、
それぞれ直前に塗布された層の表面温度を設定するため(特に、上記ステップを繰り返す過程で、および/またはその結果として)構築プラットフォームの温度が、部品の構築中に、所定の構築プラットフォーム最高温度に向かって上昇するように
構築プラットフォームの加熱装置による加熱が実行される。
加熱装置を備えた構築プラットフォームと、
構築プラットフォーム上にゆるい粒子状材料の層を塗布するコータと、
ゆるい粒子状材料の直前に塗布された層の部分領域に液体の処理剤を出力する印刷ヘッドと、
上述の方法を実行するように構成された制御装置と、を備えていてもよい。すなわち、制御装置は、例えば、加熱装置、コータ、および印刷ヘッドを含む構築プラットフォームが上述したプロセスを実行するように適切に制御するように構成されていてもよい。
直前に塗布された層の表面温度を感知する第1温度センサー、および/または
構築プラットフォームの温度を感知するための第2温度センサー、をさらに備えていてもよい。第1および第2温度センサーは、例えば、制御装置に接続されていてもよい。
あるいは、例えば、それぞれ直前に塗布された層の表面温度TOFが表面温度の設定値TOF,setに(実質的に)対応するように、構築プラットフォームの温度の温度曲線を設定/制御してもよい。
例えば、複数の第2温度センサーを設け、それぞれが構築プラットフォームの所定の位置の温度を感知し、例えば、感知した温度値の平均値または最大値を構築プラットフォームの温度として用いてもよい。
Claims (17)
- 加熱装置を備えた構築プラットフォーム上で3D印刷により少なくとも1つの部品を製造する方法であり、
粒子状材料の層を前記構築プラットフォームに塗布するステップと、
前記構築プラットフォームの前記加熱装置を用いて、前記粒子状材料の塗布層を加熱するステップと、
液体の処理剤を前記粒子状材料の加熱された層の部分領域に出力するステップと、
以上のステップを繰り返して少なくとも1つの部品を構築するステップと、を含み、
前記部品の構築中に、前記構築プラットフォームの温度が所定の構築プラットフォーム最高温度に向かって上昇して、それぞれ直前に塗布された層の表面温度を設定するように、
前記構築プラットフォームの前記加熱装置による加熱が実行される、方法。 - 前記部品の構築中に、前記所定の構築プラットフォーム最高温度に達するまで前記構築プラットフォームを加熱するように、
前記構築プラットフォームの前記加熱装置による加熱が実行される、請求項1に記載の方法。 - 前記部品の構築中に、前記所定の構築プラットフォーム最高温度に達した後、前記構築プラットフォームの前記温度が前記所定の構築プラットフォーム最高温度に維持されるように、
前記構築プラットフォームの前記加熱装置による加熱が実行される、請求項2に記載の方法。 - 前記所定の構築プラットフォーム最高温度が180から320℃の範囲内で、および/または前記処理剤および/または前記粒子状材料に応じて選択される、
請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。 - 前記それぞれ直前に塗布された層の前記表面温度が、前記所定の構築プラットフォーム最高温度に達しない限り、30から70℃の範囲の温度に設定される、
請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。 - 前記温度が一定の温度および/または前記処理剤に応じて選択された温度に設定される、
請求項5に記載の方法 - 前記それぞれ直前に塗布された層の前記表面温度の設定が、前記所定の構築プラットフォーム最高温度に達しない限り、前記表面温度の設定値仕様を用いた温度制御によって実行される、
請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。 - 前記表面温度が少なくとも1つの第1温度センサーによって感知され、および/または前記構築プラットフォームの前記温度が少なくとも1つの第2温度センサーによって感知される、
請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - 前記第1の温度センサーによって感知された第1温度値が、請求項7の設定値仕様と比較される、および/または
前記第2の温度センサーによって感知された第2温度値が、前記所定の構築プラットフォーム最高温度と比較される、
請求項8に記載の方法。 - 前記粒子状材料の塗布層の加熱が流体の流れがない状態で行われ、および/または
前記粒子状材料の塗布層の加熱が前記それぞれ直前に塗布された層の上に設けられた加熱装置がない状態で行われる、
請求項1から9のいずれか一項に記載の方法。 - 前記加熱装置が、前記構築プラットフォームに、および/または中に配置される、
請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。 - 前記液体の処理剤が有機系結合剤または無機系結合剤を含み、および/または
前記粒子状材料が砂粒子および/または塩粒子および/または金属粒子を含み、および/または
前記部品が鋳造コアおよび/または鋳造鋳型である、
請求項1から11のいずれか一項に記載の方法。 - 前記液体の処理剤がフェノール系結合剤、またはフラン系結合剤、または水ガラス系結合剤を含む、
請求項1から12のいずれか一項に記載の方法。 - 少なくとも1つの部品の完成後、前記構築プラットフォームが所定の時間にわたって前記所定の構築プラットフォーム最高温度を維持する、
請求項1から13のいずれか一項に記載の方法。 - 加熱装置を備えた構築プラットフォームと、
前記構築プラットフォームに粒子状材料の層を塗布するコータと、
粒子状材料の直前に塗布された層の部分領域に液体の処理剤を出力する印刷ヘッドと、
請求項1から14のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された制御装置と、
を備える3Dプリンタ。 - 前記直前に塗布された層の表面温度を感知するための第1温度センサー、および/または
前記構築プラットフォームの温度を感知するための第2温度センサー、
をさらに備える、請求項15に記載の3Dプリンタ。 - 前記加熱装置が、前記構築プラットフォームに、および/または中に配置される、
請求項15または16に記載の3Dプリンタ。
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