JP7364392B2 - 部品取り外しアセンブリを備えた付加製造装置およびシステム、ならびにその使用方法 - Google Patents
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Description
構築作業中に、粉末を用いて構築された1つまたは複数の部品を支持するための構築プレートを含む構築チャンバと、
1つまたは複数の部品を構築するために使用される粉末を溶融および融着させるために、溶融レーザービームを送出するように動作可能なレーザーアセンブリと、
レーザーアセンブリから分離され、切断作業のために動作可能な部品取り外しアセンブリと、を含み、部品取り外しアセンブリは、
各々が切断レーザービームを送出するように動作可能な1つまたは複数のレーザービーム送出装置と、
1つまたは複数のレーザービーム送出装置に結合された部品ホルダー装置と、を含み、部品取り外しアセンブリは、構築作業後に、部品ホルダー装置と1つまたは複数のレーザービーム送出装置が1つまたは複数の部品に隣接する位置にあるように移動するように動作可能であり、
切断作業中に、部品ホルダー装置は、1つまたは複数の部品を保持し、1つまたは複数のレーザービーム送出装置の各々は、切断レーザービームを送出して、付加製造装置内の構築プレートから1つまたは複数の部品を取り外す、付加製造装置。
11 選択的レーザー融解(SLM)AM装置
14 AMシステム
16 選択的レーザー焼結(SLS)システム
18 構築アセンブリ
20 構築チャンバ
22 取り付け部品
23 構築材料
24 粉末
28 構築プレート
30 構築プラットフォーム
32 ベース
33 支持構造
36 壁
38 構築ピストン
40 構築ピストンアクチュエータ
44 層
46 粉末床
48 真空装置
50 ハウジング構造
56 ハウジング開口部
60 レーザーアセンブリ
62 レーザー装置
64 レーザービーム
66 スキャナシステム
68 走査ミラー
70 焦点レンズ
71 箇所
72 電力システム
73 電源
74 制御システム
75 接続要素
76 コンピュータ
80 部品取り外しアセンブリ
90 レーザービーム送出装置
94 高出力レーザー切断装置
95 ネオジムYAGレーザー
96 レーザーヘッド装置
97 レーザーヘッドチップ
98 光ファイバ
99 光ファイバスプリッタ装置
110 光学装置
111 ミラー
116 レーザービームスプリッタ装置
120 部品ホルダー装置
124 外側静止部分
134 内側可動部分
150 ピストン
160 電磁作動システム
Claims (15)
- 付加製造プロセス(12)用の付加製造装置(10)であって、前記付加製造装置(10)は、
構築作業(26)中に、粉末(24)を用いて構築される1つまたは複数の部品(22)を支持するための構築プレート(28)を含む構築チャンバ(20)と、
前記1つまたは複数の部品(22)を構築するために使用される前記粉末(24)を溶融および融着させるために、溶融レーザービーム(64a)を送出するように動作可能なレーザーアセンブリ(60)と、
前記レーザーアセンブリ(60)とは別個の、切断作業(84)のために動作可能な部品取り外しアセンブリ(80)と、を含み、前記部品取り外しアセンブリ(80)は、
各々が切断レーザービーム(92)を送出するように動作可能な1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)と、
前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)に結合された部品ホルダー装置(120)と、を含み、前記部品取り外しアセンブリ(80)は、前記構築作業(26)後に、前記部品ホルダー装置(120)と前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)が前記1つまたは複数の部品(22)に隣接する位置(210)にあるように移動するように動作可能であり、
前記切断作業(84)中に、前記部品ホルダー装置(120)は、前記1つまたは複数の部品(22)を保持し、前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)の各々は、切断レーザービーム(92)を送出して、前記付加製造装置(10)内の前記構築プレート(28)から前記1つまたは複数の部品(22)を取り外す、付加製造装置(10)。 - 前記構築チャンバ(20)、前記レーザーアセンブリ(60)、および前記部品取り外しアセンブリ(80)を収容するハウジング構造(50)をさらに含み、前記部品取り外しアセンブリ(80)は、前記ハウジング構造(50)に結合され、前記部品ホルダー装置(120)にさらに結合された2つ以上の伸縮構造(170)をさらに含む、請求項1に記載の付加製造装置(10)。
- 前記部品取り外しアセンブリ(80)は、前記部品ホルダー装置(120)と前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)とに結合された電磁作動システム(160)をさらに含み、前記電磁作動システム(160)は、前記切断作業(84)中に前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)を前記部品ホルダー装置(120)の中心の周りで回転させるように動作可能である、請求項1に記載の付加製造装置(10)。
- 前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)は、1つまたは複数のレーザーヘッド装置(96)を含み、前記1つまたは複数のレーザーヘッド装置(96)の各々は光ファイバ(98)に結合され、各光ファイバ(98)は、レーザー切断装置(94)、または前記レーザー切断装置(94)に結合された光ファイバスプリッタ装置(99)のうちの一方に結合される、請求項1に記載の付加製造装置(10)。
- 前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)は、取り外される前記1つまたは複数の部品(22)の周りに配置された4つのレーザーヘッド装置(96)を含む4つのレーザービーム送出装置(90)を含み、前記4つのレーザーヘッド装置(96)の各々は、互いに90度離間している、請求項1に記載の付加製造装置(10)。
- 前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)は、1つまたは複数の光学装置(110)およびレーザー切断装置(94)を含み、各々が前記1つまたは複数の光学装置(110)の上方に位置するレーザービームスプリッタ装置(116)の1つまたは複数の入射角(115)に対して角度が付けられおり、さらに、前記レーザービームスプリッタ装置(116)は、レーザー切断装置(94)から前記切断レーザービーム(92)を受け取り、前記1つまたは複数の光学装置(110)に前記切断レーザービーム(92)を伝送するように角度が付けられ、前記1つまたは複数の光学装置(110)は、1つまたは複数のミラーを含む、請求項1に記載の付加製造装置(10)。
- 前記1つまたは複数の光学装置(110)は、取り外される前記1つまたは複数の部品(22)の周りに配置された4つのミラー(111)を含み、前記4つのミラー(111)の各々は互いに90度離間し、さらに、前記レーザービームスプリッタ装置(116)は、電気ターンテーブル装置(118)に接続されている、請求項6に記載の付加製造装置(10)。
- 前記4つのミラー(111)は、前記部品ホルダー装置(120)に接続された電磁作動システム(160)に結合され、前記電磁作動システム(160)は、前記4つのミラー(111)の各々を同時に回転させるように動作可能であり、さらに、前記4つのミラー(111)が同時に回転する場合に、前記レーザービームスプリッタ装置(116)は、前記電気ターンテーブル装置(118)を介して、前記4つのミラー(111)と一致して回転する、請求項7に記載の付加製造装置(10)。
- 前記部品ホルダー装置(120)は、前記1つまたは複数の部品(22)を所定の位置に保持するために、外側静止部分(124)と、前記1つまたは複数の部品(22)のうちの1つまたは複数に対して圧縮するように移動可能な内側可動部分(134)と、を含み、前記内側可動部分(134)は、前記内側可動部分(134)に結合された複数のピストン(150)と共に移動可能であり、前記複数のピストン(150)は、作動システム(190)を介して作動する、請求項1に記載の付加製造装置(10)。
- 前記部品取り外しアセンブリ(80)は、前記構築プレート(28)からの前記1つまたは複数の部品(22)の自動取り外し(212)を提供し、前記切断作業(84)の前に、前記付加製造装置(10)から取り付けられた1つまたは複数の部品(22)を有する前記構築プレート(28)の手動の取り外し(218)を回避し、前記付加製造装置(10)の外側で、前記構築プレート(28)からの前記1つまたは複数の部品(22)の機械的取り外し(214)を回避する、請求項1に記載の付加製造装置(10)。
- 付加製造プロセス(12)中に構築された1つまたは複数の部品(22)を自動的に取り外すために、部品取り外しアセンブリ(80)を有する付加製造装置(10)を使用する方法(240)であって、前記方法(240)は、
前記付加製造装置(10)の構築チャンバ(20)内の構築プレート(28)上に1つまたは複数の部品(22)を構築するステップ(242)であって、前記1つまたは複数の部品(22)は、粉末(24)を用いて構築され、構築作業(26)中にレーザーアセンブリ(60)で前記構築プレート(28)に融着されるステップ(242)と、
作動システム(190)を介して、前記付加製造装置(10)内に結合された前記部品取り外しアセンブリ(80)を、収容位置(174)から完全延伸位置(176)まで展開するステップ(244)であって、前記部品取り外しアセンブリ(80)は、
前記レーザーアセンブリ(60)とは別個の1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)と、
前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)に結合された部品ホルダー装置(120)と、を含む、ステップ(244)と、
前記1つまたは複数の部品(22)に隣接する位置(210)に前記部品ホルダー装置(120)と前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)とを配置するステップ(245)と、
前記1つまたは複数の部品(22)のうちの1つまたは複数に対して圧縮し、前記1つまたは複数の部品(22)を所定の位置に保持するために、前記作動システム(190)を介して、前記部品ホルダー装置(120)を作動させるステップ(246)と、
前記付加製造装置(10)内の前記構築プレート(28)から前記1つまたは複数の部品(22)を自動的に取り外すために、前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)の各々を介して、切断レーザービーム(92)を送出することにより、切断作業(84)を実行するステップ(248)と、
を含む方法(240)。 - 前記作動システム(190)を介して、前記部品取り外しアセンブリ(80)を展開するステップ(244)は、空気圧式作動システム(190a)および油圧式作動システム(190b)のうちの一方を含む前記作動システム(190)を介して展開するステップ(244)を含む、請求項11に記載の方法(240)。
- 前記作動システム(190)を介して、前記部品取り外しアセンブリ(80)を展開するステップ(244)は、前記部品ホルダー装置(120)に結合され、かつ前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)に結合された電磁作動システム(160)をさらに含み、前記部品ホルダー装置(120)に結合され、前記付加製造装置(10)のハウジング構造(50)にさらに結合された2つ以上の伸縮構造(170)をさらに含む、前記部品取り外しアセンブリ(80)を展開するステップ(244)を含み、前記切断作業(84)を実行するステップ(248)は、前記1つまたは複数の部品(22)の各々のベース(32)を切断するために、所定の数のレーザーパス(100)について、前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)の各々を前記部品ホルダー装置(120)の中心の周りで同時に回転させるように前記電磁作動システム(160)を使用するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法(240)。
- 前記切断レーザービーム(92)を送出することにより前記切断作業(84)を実行するステップ(248)は、前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)の各々を介して、前記切断レーザービーム(92)を送出することにより、前記切断作業(84)を実行するステップ(248)を含み、前記1つまたは複数のレーザービーム送出装置(90)は、レーザー切断装置(94)に結合された1つまたは複数のレーザーヘッド装置(96)、あるいは1つまたは複数の光学装置(110)の上方に配置されたレーザービームスプリッタ装置(116)に対して角度が付けられた前記1つまたは複数の光学装置(110)のうちの1つを含み、前記レーザービームスプリッタ装置(116)は、前記レーザー切断装置(94)から前記切断レーザービーム(92)を受け取るように角度が付けられ、前記1つまたは複数の光学装置(110)は、1つまたは複数のミラーを含む、請求項11に記載の方法(240)。
- 前記構築プレート(28)上に前記1つまたは複数の部品(22)を構築するステップ(242)は、前記粉末(24)を用いて構築され、前記レーザーアセンブリ(60)を用いて前記構築プレート(28)に融着された1つまたは複数の支持構造(33)上に前記1つまたは複数の部品(22)を構築するステップ(242)をさらに含み、前記1つまたは複数の支持構造(33)は、1つまたは複数の支柱(33a)、1つまたは複数のペグ(33b)、あるいは1つまたは複数の突起(33c)を含む、請求項11に記載の方法(240)。
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|---|---|
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