KR101997337B1 - Three-dimensional shaping method - Google Patents
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Abstract
소결 불량을 신속하게 검출하는 것으로써, 결함 3차원 조형물의 발생을 방지할 수 있는 3차원 조형 방법의 구성을 제공하는 것을 과제로 하고 있고, 상기 과제를 달성할 수 있는 분말층의 형성 공정, 및 레이저 빔 또는 전자 빔에 의해서 상기 분말층을 소결하는 소결 공정에 의한 3차원 조형 방법으로서, 이하의 작동하는 것에 의해서 상기 과제를 달성할 수 있는 3차원 조형 방법.
a: 각 소결 공정에 있어서 조사한 레이저 빔 또는 전자 빔의 반사 강도, 또는 상기 레이저 빔 이외의 광의 반사 강도의 측정,
b: 시간 단위에 있어서 a의 반사 강도가 기준 범위 내인 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위 내의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 계속하는 지령,
c: 시간 단위에 있어서 a의 반사 강도가 기준 범위로부터 일탈하는 상태가 발생하고 있는 것이 검출되었을 경우에는, 소결 불량이 생긴 취지의 판단하에, 다음의 시간 단위 내의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 중지하는 지령. A method of forming a three-dimensional molding method capable of preventing occurrence of a defective three-dimensional molding by quickly detecting defective sintering is provided. A process for forming a powder layer capable of achieving the above object, A three-dimensional molding method by a sintering process of sintering the powder layer by a laser beam or an electron beam, the three-dimensional molding method being capable of achieving the above object by the following operation.
a: the reflection intensity of the laser beam or the electron beam irradiated in each sintering process, or the reflection intensity of the light other than the laser beam,
b: When it is detected that the reflection intensity of a is within the reference range in the time unit, the sintering in the next time unit or the instruction to continue the next powder layer forming step,
c: When it is detected that a state in which the reflection intensity of a deviates from the reference range occurs in the time unit, the sintering in the next time unit or the next powder layer formation step .
Description
본 발명은, 분말층의 형성, 및 상기 분말층에 대한 레이저 빔 또는 전자 빔에 의한 소결을 반복하는 것으로 이루어지는 적층에 기초하는 3차원 형상 조형물의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method of producing a three-dimensional shaped molding based on lamination, which comprises forming a powder layer and repeating sintering with a laser beam or an electron beam on the powder layer.
상기 3차원 조형 방법에 있어서는,In the three-dimensional molding method,
A: 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 의해서, 공급되는 빔이 과잉이거나 또는 부족한 것에 의해서, 각 빔의 공급이 정상인 경우에 비해, 소결 표면이 평탄하지 않고, 개략 규칙적인 요철 상태를 형성하는 것,A: Due to the abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam, the supplied beam is excessive or insufficient, so that the sintered surface is not flat and the regular regular irregularities are formed To do that,
B: 분말 공급 장치에 의해서 공급된 분말층의 형성에 있어서, 상기 A의 요철 상태의 형성, 또는 절삭 칩이 들어가는 것을 원인으로 하여, 스퀴지의 이동이 곤란해지고, 균일한 평탄면의 실현에 지장이 발생하는 것, 또는 이미 소결이 행해진 층과의 용융이 불완전한 것 등에 의한 분말층 표면의 이상을 원인으로 하여 분말층 표면이 평탄하지 않고, 불규칙적인 요철 상태를 형성하는 것,B: In forming the powder layer supplied by the powder feeder, it is difficult to move the squeegee due to the formation of the concavo-convex state of A or the insertion of the cutting chips, and it is difficult to realize a uniform flat surface The surface of the powder layer is not smooth due to the abnormality of the surface of the powder layer due to incomplete melting with the layer on which sintering has already been performed and the like and irregular unevenness is formed,
에 기초하는 소결 불량을 완전히 방지하는 것이 불가능한 상황에 있다. It is impossible to completely prevent defective sintering based on the sintering.
그런데, 3차원 조형 방법에 있어서는, 밀폐된 장치에 있어서, 적층 및 소결 공정이 반복되기 때문에, 상기 A, B와 같은 소결 불량이 간과되고, 반복에 의한 전체 적층 공정 및 전체 소결 공정이 종료된 후에 비로소 판명된다는 것이 부정할 수 없는 실정이다. However, in the three-dimensional molding method, since the lamination and the sintering process are repeated in the closed apparatus, defects such as sintering as in A and B are overlooked, and after the entire lamination process and the entire sintering process It can not be denied that it will be proven only.
구조물의 열화 또는 손상의 발생에 대해 광의 조사 및 산란에 의해서 검출하는 것은, 예를 들면 특허문헌 1, 2, 3에 나타내는 바와 같이, 이미 공공연히 알려져 있다. Detection of deterioration or damage of a structure by light irradiation and scattering is already well known in the art, as shown in, for example,
또한, 세라믹스 등의 구조물의 균열 위치를, 상기 광의 산란에 의해서 검출하는 것은, 예를 들면 특허문헌 4, 5에 나타내는 바와 같이, 공공연히 알려져 있다. In addition, it is known that, for example, as shown in
그런데, 이러한 광의 반사에 관한 기술적 사항을 3차원 조형 방법에 있어서 적절히 이용하는 것에 대해서는, 종래 기술에 있어서는, 아무런 개시 및 시사가 되어 있지 않다. However, in the prior art, there is no disclosure or suggestion about appropriately using the technical matter concerning the reflection of light in the three-dimensional molding method.
본 발명은, 상기와 같은 배경 기술을 고려하여, 분말층 형성 공정 및 소결 공정에 있어서, 소결 불량을 신속하게 검출하는 것에 의해서, 상기 소결 불량 영역을 포함하는 것에 의한 3차원 조형물의 결함 제품의 발생을 방지하는 것을 가능하게 하는 3차원 조형 방법의 구성을 제공하는 데에 있다. DISCLOSURE OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for producing a defective product of a three-dimensional molding, which includes the defective sintering region by quickly detecting defective sintering in a powder layer forming step and a sintering step, Which is capable of preventing the generation of the three-dimensional molding method.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 기본 구성은,In order to solve the above problems,
(1) 분말층의 형성 공정, 및 이동하는 레이저 빔 또는 전자 빔의 조사에 의해서 상기 분말층을 소결하는 소결 공정과의 교대의 반복으로 이루어지는 적층을 수반하는 3차원 조형 방법으로서, 상기 소결 공정에서, 이하의 프로세스를 채용하고 있는 3차원 조형 방법. (1) a step of forming a powder layer, and a sintering step of sintering the powder layer by irradiation of a moving laser beam or an electron beam, the method comprising the steps of: , A three-dimensional molding method employing the following process.
a: 각 소결 공정에 있어서 조사한 레이저 빔 또는 전자 빔에서의 반사 강도, 또는 각 소결 공정에 있어서 전체 소결 영역에 대한 상기 레이저 빔 이외의 광에 의한 조사 및 상기 광에서의 반사 강도의 측정,a: the reflection intensity of the laser beam or the electron beam irradiated in each sintering process, or the irradiation of the entire sintered region with light other than the laser beam in each sintering process and the reflection intensity in the light,
b: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a의 반사 강도가 소결 불량이 생기지 않은 상태에 있는 반사 강도에 의한 기준 범위 내인 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위에서의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 계속하는 취지의 지령,b: When it is detected that the reflection intensity of a is within the reference range based on the reflection intensity in a state in which sintering failure does not occur, the sintering at the time unit within the time required for each sintering process, or An instruction to continue the next powder layer forming step,
c: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a의 반사 강도가 소결 불량이 생기지 않은 상태에 있는 반사 강도에 의한 기준 범위로부터 일탈하는 상태가 발생하고 있는 것이 검출되었을 경우에는, 소결 불량이 생긴 취지의 판단하에, 다음의 시간 단위에서의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 중지하는 취지의 지령,c: When it is detected that the reflection intensity of a deviates from the reference range due to the reflection intensity in a state in which the sintering defect does not occur in a time unit within a time required for each sintering process, A command to stop the sintering at the next time unit or to stop the next powder layer forming step,
d: c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위로부터 반사된 레이저 빔 또는 전자 빔, 또는 상기 레이저 빔 이외의 광에 의한 반사 광에 대해서, 분광 기능에 기초하여 각 파장에 대응한 강도에 기초하는 스펙트럼 화상의 촬영,a laser beam or an electron beam reflected from a sintering site in a time unit in which a sintering defect causing a command of d: c occurs and a time unit thereafter, or a beam reflected by light other than the laser beam , Taking a spectrum image based on the intensity corresponding to each wavelength based on the spectroscopic function,
e: d에 있어서의 각 스펙트럼 화상이 변화되고 있지 않거나 또는 변화가 완만한 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,If the spectral image at e: d is not changed or the change is gentle, determination as to whether or not the cause of sintering failure causing the command of c is an abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam Lt; / RTI >
d에 있어서의 각 스펙트럼 화상이 급변하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 분말 형성 표면의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하는 것. when the spectral image of the powder is suddenly changed, it is judged that the cause of the sintering failure is an abnormality of the powder forming surface.
(2) 분말층의 형성 공정, 및 이동하는 레이저 빔 또는 전자 빔의 조사에 의해서 상기 분말층을 소결하는 소결 공정과의 교대의 반복으로 이루어지는 적층을 수반하는 3차원 조형 방법으로서, 상기 소결 공정에서, 이하의 프로세스를 채용하고 있는 3차원 조형 방법. (2) a step of forming a powder layer, and a sintering step of sintering the powder layer by irradiation of a moving laser beam or an electron beam, wherein the three-dimensional shaping method is accompanied by a laminating step , A three-dimensional molding method employing the following process.
a: 각 소결 공정에 있어서 조사한 레이저 빔 또는 전자 빔에서의 반사 강도, 또는 각 소결 공정에 있어서 전체 소결 영역에 대한 상기 레이저 빔 이외의 광에 의한 조사 및 상기 광에서의 반사 강도의 측정,a: the reflection intensity of the laser beam or the electron beam irradiated in each sintering process, or the irradiation of the entire sintered region with light other than the laser beam in each sintering process and the reflection intensity in the light,
b: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a의 반사 강도가 소결 불량이 생기지 않은 상태에 있는 반사 강도에 의한 기준 범위 내인 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위에서의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 계속하는 취지의 지령,b: When it is detected that the reflection intensity of a is within the reference range based on the reflection intensity in a state in which sintering failure does not occur, the sintering at the time unit within the time required for each sintering process, or An instruction to continue the next powder layer forming step,
c: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a의 반사 강도가 소결 불량이 생기지 않은 상태에 있는 반사 강도에 의한 기준 범위로부터 일탈하는 상태가 발생하고 있는 것이 검출되었을 경우에는, 소결 불량이 생긴 취지의 판단하에, 다음의 시간 단위에서의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 중지하는 취지의 지령c: When it is detected that the reflection intensity of a deviates from the reference range due to the reflection intensity in a state in which the sintering defect does not occur in a time unit within a time required for each sintering process, The sintering at the next time unit or the instruction to stop the next powder layer forming step
f: c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위의 반사 강도의 기록,recording of the reflection intensity of the sintering site at the sintering site where the sintering failure causing the command of f: c occurs and the subsequent time unit,
g: f에 있어서의 각 반사 강도가 변화되고 있지 않거나 또는 변화가 완만한 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,When the reflection intensity at g: f is not changed or the change is gentle, it is judged that the cause of the defective sintering which is the cause of the command of c is an abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam Lt; / RTI >
f에 있어서의 각 반사 강도가 급변하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 분말 형성 표면의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하는 것,f is suddenly changed, it is judged that the cause of the sintering failure is an abnormality of the powder-formed surface, that is,
으로 이루어진다. Lt; / RTI >
상기 기본 구성 (1), (2)에 있어서는, c의 지령을 수반하는 소결 불량의 검출에 의해서 다음의 시간 단위에서의 소결 공정, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 중지하는 것이 가능해지고, 소결 불량의 발생 상태를 도과한 다음에, 더욱 더 적층 및 소결을 행한다고 하는 쓸데없는 공정을 방지하고, 나아가서는, 소결 불량 영역을 포함하는 것에 의해서, 3차원 조형물로서의 결함 제품의 발생을 피하는 것이 가능해진다.In the basic structures (1) and (2), it is possible to stop the sintering step or the next powder layer forming step in the next time unit by detecting defective sintering accompanied by the instruction of c, It is possible to prevent unnecessary processes such as laminating and sintering more than once, and furthermore, by including the defective sintering region, it is possible to avoid generation of defective products as a three-dimensional molding .
게다가, 소결 불량의 원인을 해명하고, 또한 상기 원인을 시정하는 한편, 상기 소결 불량이 생긴 전체 소결 영역, 또는 상기 전체 영역 및 이미 적층된 소결 영역을 용융하거나, 혹은 연화하는 것에 의해서 제거하거나, 또는 상기 각 전체 소결 영역을, 절삭 공구에 의해서 제거한 다음에, 다시 적층 공정 및 소결 공정을 반복했을 경우에는, 상기 소결 불량의 발생에도 불구하고, 효율적인 3차원 조형물의 제조를 실현할 수 있다. In addition, the cause of the sintering defect is clarified, and the cause is corrected, and the whole sintered region where the sintering failure occurs, or the entire region and the sintered region which has already been stacked are removed by melting or softening, or When the respective sintering regions are completely removed by a cutting tool and then the laminating step and the sintering step are repeated again, efficient three-dimensional molding can be produced in spite of the occurrence of defective sintering.
도 1은 본 발명의 3차원 조형 방법을 실현하는 장치에 관한 모식도로서, (a)는, 기본 구성 (1), (2)에 있어서, 각 소결 공정에 있어서 소결된 레이저 빔 또는 전자 빔에서의 반사 강도를 측정하는 경우를 나타내고, (b)는, 기본 구성 (1), (2)에 있어서, 각 소결 공정에 의한 전체 소결 영역에 대한 레이저 빔 이외의 광에 의한 조사를 행한 다음에, 상기 광에서의 반사 강도의 측정을 행하는 경우를 나타낸다.
도 2는 상기 기본 구성 (1), (2)에 있어서의 a, b, c의 공정을 실현하는 플로우차트를 나타낸다.
도 3은 반사 광의 스펙트럼 분석에 의해서, 소결 이상의 원인을 해명하는 경우의 원리를 나타내는 스펙트럼 화상으로서, (a)는, 배경 기술의 항 A에 기재된 제어의 이상을 원인으로 하는 스펙트럼 화상의 변화에 기초하는 상이한 상황을 나타내고 있고, (b)는, 배경 기술의 항 B에 기재된 적층 표면의 이상을 원인으로 하는 스펙트럼 화상의 변화에 기초하는 상이한 상황을 나타낸다.
또한, 점선은, c의 지령의 원인이 되는 소결 불량이 생긴 단계에 있어서의 스펙트럼 화상을 나타내고 있고, 실선은 그 후의 스펙트럼 화상을 나타낸다.
도 4는 도 3에 나타내는 변화 상황의 상이에 기초하여, 원인의 준별(峻別)을 행하는 것에 관한 플로우차트를 나타낸다.
도 5는 c의 지령을 수반하는 소결 불량의 경우의 반사 강도의 시간 단위에서의 추이와, 정상인 반사 강도의 시간 단위에서의 추이와의 대비를 나타내는 그래프로서, (a)는, 배경 기술의 항 A에 기재된 제어계가 이상(異狀)인 경우의 반사 강도의 변화 상황을 나타내고 있고, (b)는, 배경 기술의 항 B에 기재된 적층 표면이 이상인 경우의 반사 강도의 변화 상황을 나타낸다.
또한, 점선은, c의 지령의 원인이 되는 소결 불량이 생긴 단계에 있어서의 반사 강도를 나타내고 있고, 실선은 그 후의 반사 강도를 나타낸다.
도 6은 도 5에 나타내는 변화 상황의 상이에 기초하여, 원인의 준별을 행하는 것에 관한 플로우차트를 나타낸다. Fig. 1 is a schematic view of an apparatus for realizing the three-dimensional shaping method of the present invention. Fig. 1 (a) is a schematic view of the basic constitution (1) (B) is a diagram showing a case where the total sintered area in each of the basic structures (1) and (2) is irradiated with light other than the laser beam, And the measurement of the reflection intensity in the light is performed.
Fig. 2 shows a flowchart for realizing the processes a, b, and c in the basic structures (1) and (2).
Fig. 3 is a spectrum image showing the principle of explaining the cause of sintering or more by spectral analysis of reflected light. Fig. 3 (a) shows a spectrum image based on a change in spectral image due to control abnormality (B) shows a different situation based on a change in the spectral image due to the abnormality of the laminated surface described in the item B of the background art.
The dotted line indicates a spectral image at the stage where defective sintering is caused, which causes the command of c, and the solid line indicates the subsequent spectral image.
Fig. 4 shows a flow chart for performing the cause of the sharpness on the basis of the difference of the change situation shown in Fig.
Fig. 5 is a graph showing a comparison between a transition of the reflection intensity in the time unit in the case of sintering failure accompanied by the command of c and a transition in the time unit of the normal reflection intensity, wherein (a) A shows the state of change of the reflection intensity when the control system described in A is abnormal and (b) shows the state of change of the reflection intensity when the laminated surface described in the item B of the background art is abnormal.
The dotted line indicates the reflection intensity at the stage where defective sintering is caused, which is the cause of the command of c, and the solid line indicates the reflection intensity thereafter.
Fig. 6 shows a flow chart relating to classification of causes on the basis of the difference of the change situation shown in Fig.
상기 기본 구성 (1), (2)에 있어서는, 도 1(a)에 나타내는 바와 같이, 컨테이너(용기)(1) 내에 있어서 적층되어 있는 분말 및 상기 분말에 기초하는 소결 생성물을 탑재하는 테이블(2), 컨테이너(1)에 대한 분말 공급 용구(3), 급부된 분말을 평탄하게 하기 위한 스퀴지(4), 레이저 빔 또는 전자 빔 공급원(5), 및 이들 빔을 이동 가능하게 하기 위한 스캐너 장치(6), 및 컨트롤러(10)를 필요로 하는 점에 있어서는, 종래 기술의 경우와 마찬가지이지만, 조사한 레이저 빔 또는 전자 빔의 반사 강도 측정 장치(8)를 구비하거나, 또는 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 종래 기술과 같은 각 구성요소를 구비하는 한편, 조사한 레이저 빔 또는 전자 빔의 반사 강도가 아니라, 조사 광원(11)으로부터 전체 조사 영역에 조사한 광선에 대한 반사 강도 측정 장치를 구비하고 있다(또한, 도 1(b)에 있어서는, 반사된 레이저 빔 또는 전자 빔(7)의 표시를 생략하고 있다.). 1 (a), in the basic constitutions (1) and (2), a table (2) on which a powder stacked in a container (container) 1 and a sintered product based on the powder are mounted A powder feeder 3 for the
레이저 빔 이외의 광원으로서는, 가시광선뿐만 아니라, 자외선, 적외선, 원적외선과 같은 가시광선 이외의 광선도 채용할 수 있다. As the light source other than the laser beam, not only visible light but also light other than visible light such as ultraviolet light, infrared light, and far-infrared light can be employed.
상기 기본 구성 (1), (2)의 a에 있어서의 반사 강도의 측정은, 각 적층 공정에 있어서, 소결 영역이 순차 변화하는 이상, 전체 소결 영역에서의 반사 빔(7) 또는 반사 광(9)의 반사 강도를 측정할 수 있는 것을 전제로 하고 있다. The measurement of the reflection intensity in the basic structures (1) and (2) a is carried out in such a manner that the reflected beam 7 or the reflected light 9 in the entire sintered area ) Can be measured.
상기 전제에 기초하여, 레이저 빔 이외의 광의 반사 강도의 측정을 행하는 경우에는, 전체 소결 영역에 대해서 광의 조사를 하는 것을 요건으로 하고 있다. When the reflection intensity of light other than the laser beam is measured based on the above premise, it is required to irradiate the entire sintered area with light.
또한, a의 반사 강도는, 레이저 빔에 대한 반사 빔(7) 및 반사 광(9)의 경우에는, 광전 변환 장치에 의해서 측정되고, 전자 빔에 대한 반사 빔(7)의 경우에는 전자 유도에 의해서 측정된다. The reflection intensity of a is measured by the photoelectric conversion device in the case of the reflected beam 7 and the reflected light 9 with respect to the laser beam and by the electromagnetic induction in the case of the reflected beam 7 with respect to the electron beam .
상기 광전 변환에 의한 측정의 경우의 강도에 대해서는 광도 및 조도 중 어느 쪽도 기준으로 할 수 있다. The intensity in the case of the measurement by the photoelectric conversion can be either the light intensity or the illuminance.
이것에 비해, 전자 유도에 의한 측정의 경우에는, 상기 전자 유도에 기초하는 전압값 또는 전류값을 기준으로 할 수 있다. In contrast, in the case of measurement by electromagnetic induction, the voltage value or the current value based on the electromagnetic induction can be used as a reference.
상기 기본 구성 (1), (2)의 b, c 에 있어서는, 반사 강도에 관한 평가를 행하기 위해서, 각 소결 공정 이내의 시간 단위를 설정하고 있는데, 그 근거는, 측정시마다 평가를 행하는 것은 극히 번잡하고 또한 무의미한 것이기 때문에, 효율적인 평가를 행하는 데에 있다. In the basic structures (1) and (2), b and c, the time unit within each sintering step is set in order to evaluate the reflection intensity. The reason for this is that it is extremely difficult It is troublesome and meaningless, so that efficient evaluation is carried out.
상기 시간 단위는, 각 소결 공정의 시간인 경우도 포섭되어 있지만, 상기 시간의 1/10 ~ 1/2와 같은 시간도 선택하여 설정할 수 있다. Although the time unit is included in the time of each sintering process, a time such as 1/10 to 1/2 of the time can also be selected and set.
상기 기본 구성 (1), (2)에 있어서의 a, b, c의 각 프로세스는, 도 2의 플로우차트에 나타내는 바와 같고, 반사 강도가 소결 불량을 일으키지 않은 상태인 경우로서, 미리 설정되어 있는 기준이 되는 반사 강도의 범위 내에 있는 경우에는, b와 같이, 다음의 시간 단위의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 계속하는 취지의 지령을 행하는데, 반사 강도가 소결 불량을 일으키고 있는 상태로서, 미리 설정되어 있는 기준이 되는 반사 강도의 범위를 초과하고 있는 경우, 즉 상기 기준 범위보다 큰 경우 또는 작은 경우 중 어느 쪽에 있어서도, c와 같이, 다음의 시간 단위의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 중지하고 있다. The respective processes a, b, and c in the basic configurations (1) and (2) are as shown in the flowchart of FIG. 2, and the case where the reflection intensity is a state in which sintering failure has not occurred, In the case where it is within the range of the reference reflection intensity, a command for continuing the sintering in the next time unit or the next powder layer forming step is performed as in the case of b, , The sintering in the next time unit or the next powder layer formation such as the case of c in either of the case of exceeding the range of the reflection intensity which is a preset reference, The process is stopped.
소결 불량이 생기지 않은 것을 전제로 하고 있는 상기 기준 범위는, 각 소결 공정에 있어서, 소결 불량이 생기지 않은 것이 확인되었을 경우에서의 광도 또는 조도(레이저 빔에 대한 반사 빔(7) 및 반사 광(9)의 경우) 및 전압값 또는 전류값(전자 빔에 대한 반사 빔(7)의 경우)에 의한 기준이 되는 수치 범위의 데이터에 의해서 미리 설정되어 있다. The reference range on the assumption that defective sintering does not occur is determined by the luminous intensity or roughness (the reflected beam 7 and the reflected beam 9 for the laser beam in the case where it is confirmed that no defective sintering has occurred in each sintering process) ) And a voltage value or a current value (in the case of the reflected beam 7 for the electron beam).
상기 기준이 되는 수치 범위의 데이터의 설정은, 이하와 같다. The setting of the data of the reference numerical range is as follows.
3차원 조형 방법에 있어서는, 조형 대상물의 종류에 따라서 적절한 레이저 빔 또는 전자 빔의 강도의 범위가 특정되어 있다. In the three-dimensional molding method, a suitable range of the intensity of the laser beam or the electron beam is specified according to the type of the molding object.
따라서, 배경 기술의 항 A에 기재된 이상인 빔의 공급을 원인으로 하는 요철 상태에 도달하지 않는 기준에 대해서는, 각 종류의 조형 대상물에 대해, 소정의 시간 단위 및 소정의 측정 위치하에 정상인 레이저 빔 또는 전자 빔의 공급량을, 정상인 상태로부터 순차 증가 및 감소시켜서, 적절한 요철 상태의 한계에 도달하는 공급을 행하고, 상기 한계의 단계에서의 광도 또는 조도 및 전압값 또는 전류값을 측정하는 것에 의해서, 상기 공급량이 과잉인 단계에 도달하기 직전의 최대값 및 부족한 상태에 도달하기 직전의 최소값을 미리 설정할 수 있다. Therefore, with respect to a criterion that does not reach the uneven state caused by the supply of the beam, which is more than the one described in the background art of the background art, it is necessary to apply a normal laser beam or electron The supply amount of the beam is sequentially increased and decreased from the normal state to perform supply so as to reach the limit of the appropriate irregular state and by measuring the luminous intensity or the illuminance and the voltage value or the current value at the above- The maximum value immediately before reaching the excessive step and the minimum value immediately before reaching the insufficient state can be set in advance.
한편, 3차원 조형 대상물의 대부분의 종류에 있어서, 정상, 즉 평탄한 분말 표면 상태는 공통하고 있다. On the other hand, in most types of three-dimensional molding objects, normal, i.e., flat powder surface states are common.
이 점을 고려하여, 배경 기술의 항 B에 기재된 이상인 요철 상태에 도달하지 않는 기준에 대해서는, 소정의 시간 단위 및 소정의 측정 위치하에, 절삭 칩의 인입 등을 원인으로 하여, 평탄면의 실현에 지장을 일으키는 스퀴지(4)의 이동 곤란한 상태, 또는 불충분한 소결에 의한 불완전한 용융 상태를 설정하는 것에 의해서 상기 불규칙한 정도 및 불완전한 정도를 점차 감소시킨다고 하는 개별의 실험에 의해서, 정상인 평탄 상태와 이상인 요철 상태의 경계 단계를 확인하고, 상기 확인을 행한 단계에서의 광도 또는 조도 및 전압값 또는 전류값을 측정하는 것에 의해서, 불규칙한 상태에 도달하기 직전의 최소값을 미리 설정할 수 있다. In consideration of this point, it is preferable that the criterion that does not reach the unevenness state described above in the section B of the background art is that, under the predetermined time unit and the predetermined measurement position, By an experiment in which the irregular degree and the incomplete degree are gradually reduced by setting the incomplete melted state due to insufficient sintering or a state in which the squeegee 4 causing difficulty to move is gradually set, The minimum value immediately before reaching the irregular state can be set in advance by measuring the luminous intensity or the illuminance and the voltage value or the current value at the confirmation step.
a의 측정에 의한 반사 강도가 상기한 기준 범위를 일탈하고 있는 경우에, c와 같은 중지를 선택하는 근거는 이하와 같다. When the reflection intensity by the measurement of a deviates from the above-mentioned reference range, the reason for selecting the pause like c is as follows.
상기 A의 레이저 빔 또는 전자 빔의 제어에 관한 이상이 발생했을 경우에는, 이들 빔이 소결 불량을 발생시키지 않는 적절한 양을 초과하고 있는 경우에는, 반사 강도도 또한 적절한 범위를 초과하고 있고, 이들 빔이 부족한 경우에는, 반사 강도가 수치 범위 미만이 될 수밖에 없다. When an abnormality concerning the control of the laser beam or the electron beam of A occurs, if the beam exceeds an appropriate amount not causing defective sintering, the reflection intensity also exceeds an appropriate range, The reflection intensity must be less than the numerical range.
이들 빔이 적절한 수치 범위를 초과하고 있는 경우 및 부족한 경우 중 어느 쪽에 있어서도, 소결 표면에서는, 정상인 소결의 경우에 비해, 개략 규칙적인 요철 상태가 형성되는 이상, 반사 강도가 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 소결 불량의 발생과 대응하고 있고, c의 중지의 선택이 적절한 것을 의미하고 있다. In both cases where these beams exceed or fall short of the appropriate numerical range, the intensity of reflection deviates from the predetermined numerical range as compared with the case of normal sintering on the sintered surface, The presence of sintering failure corresponds to the occurrence of sintering failure and the selection of stopping c is appropriate.
한편, 상기 B의 분말층 표면의 이상의 경우에는, 상기 이상인 표면에서는, 조사된 레이저 빔 또는 전자 빔이 난반사되고, 도 1(a), (b)에 나타내는 반사 강도 측정 장치(8)에서 측정된 반사 강도가 소결 불량이 생기지 않는 정상의 표면의 경우에 비해, 작은 수치가 되고, c의 선택이 적절한 것으로 귀결된다. On the other hand, when the surface of the powder layer B is abnormal, the irradiated laser beam or electron beam is irregularly reflected on the abnormal surface, and the intensity of the laser beam or the electron beam measured by the reflection
게다가, c의 지령의 원인이 되는 소결 불량은, 거의 대부분의 경우 상기 A, B의 원인으로부터 유래되고 있다. In addition, the defective sintering which is the cause of the instruction of c is originated from the cause of A and B in most cases.
이렇게 하여, 소결 불량이 생기지 않은 경우의 반사 강도에 있어서의 기준 범위에 기초하여 c의 중지 지령을 발하는 것은 극히 적절하며, 이러한 지령에 의해서, 더욱 더 적층 및 소결의 반복이라고 하는 무의미하고 쓸데없는 공정의 발생을 방지하고, 나아가서는 결함을 수반하는 3차원 조형물의 제조를 피할 수 있다. In this way, it is extremely appropriate to issue a stop command of c on the basis of the reference range of the reflection intensity when the sintering failure does not occur. By this instruction, it becomes more and more unnecessary and unnecessary to repeat the laminating and sintering And the production of a three-dimensional molding accompanied by defects can be avoided.
소결 불량이 생기지 않은 경우의 반사 강도의 기준 범위는, 조형 대상물의 원료, 나아가서는, 각 빔의 조사 강도, 및 반사 빔(7) 또는 반사 광(9)을 측정하는 측정 장치의 성능에 따라서 상이하고, 일반적으로 상기 기준 범위에 의한 수치 범위를 특정하는 것은 불가능하다. The reference range of the reflection intensity in the case where sintering failure does not occur depends on the raw material of the molding object and further the irradiation intensity of each beam and the performance of the measuring device for measuring the reflected beam 7 or the reflected light 9 And it is generally impossible to specify the numerical range based on the reference range.
따라서, 상기 각 요인을 고려하여, 경험상의 축적에 의해서, 상기 수치 범위를 특정하는 것을 필요 불가결로 한다. Therefore, it is indispensable to specify the numerical range by the accumulation of experience in consideration of each of the above factors.
c의 지령의 원인이 되는 소결 불량이 발생했을 경우에는, 통상 그 원인이 규명되게 된다. When a sintering failure which is a cause of the command of "c" occurs, the cause of the sintering is usually identified.
상기 소결 불량의 원인을 규명하기 위해서, 기본 구성 (1)에 있어서는, 이하와 같은 프로세스를 채용하고 있다. In order to clarify the cause of the sintering failure, the following process is adopted in the basic structure (1).
d: c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위로부터 반사된 레이저 빔 또는 전자 빔(7), 또는 상기 레이저 빔(7) 이외의 광에 의한 반사 광(9)에 대해서, 분광 기능에 기초하여 각 파장에 대응한 강도에 기초하는 스펙트럼 화상의 촬영,the laser beam or electron beam 7 reflected from the sintering site in the sintering site where sintering failure causing the command of d: c occurs and the sintering site in the subsequent time unit, or the laser beam 7 other than the laser beam 7 A spectrum image based on the intensity corresponding to each wavelength on the basis of the spectroscopic function,
e: d에 있어서의 각 스펙트럼 화상이 변화하고 있지 않거나 또는 변화가 완만한 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,When the spectral image at e: d is not changed or the change is gentle, it is judged that the cause of the sintering failure which is the cause of the command of c is an abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam Lt; / RTI >
d에 있어서의 각 스펙트럼 화상이 급변하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 분말층 형성 표면의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하는 것. d, the determination of whether or not the cause of sintering failure is an abnormality of the powder layer forming surface is made.
d의 스펙트럼 화상의 촬영에 기초하여, e와 같은 판단을 행하는 것은, 반사 강도의 변화의 원인이 되는 레이저 빔 또는 광의 반사 상태의 변화가 생겼을 경우에는, 필연적으로 상기 반사 강도에 기초하는 스펙트럼 화상이 변화하고 있다고 하는 경험칙에 유래하고 있다. The determination based on the photographing of the spectral image of d is made such that when a change in the reflection state of the laser beam or light causes a change in the reflection intensity, a spectral image based on the reflection intensity It is derived from the empirical rule that it is changing.
e에 의한 판단의 근거는, 이하와 같다. The basis of the judgment by e is as follows.
상기 A가 제어계에 관한 이상을 원인으로 하는 소결 불량의 경우에는, 레이저 빔 또는 전자 빔의 이상인 조사 상태에서 계속되는 한편, 상기 조사에 의해서 발생하는 요철 형상은 개략 규칙적인 것이기 때문에, 반사된 레이저 빔(7) 및 반사 광(9)의 상황은, 소결 부위가 달라서, 변화하고 있지 않거나(단, 거의 변화되고 있지 않다고 하는 근사적으로 변화되고 있지 않는 경우도 포함한다.) 또는 완만한 변화를 나타내고 있는 것에 불과하다.In the case of defective sintering due to the above-mentioned abnormality in the control system, A continues in the irradiated state of the laser beam or the electron beam, while the irregular shape generated by the irradiation is roughly regular, 7) and the reflected light 9 are different from each other due to the different sintering sites (including cases where the sintering sites are not changed so as not to be substantially changed) or gentle changes .
따라서, d와 같이, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 부위에서의 스펙트럼 화상에 대해, 그 후의 소결 부위에서의 스펙트럼 화상은 변화하지 않거나 또는 완만한 변화를 나타내는 것에 불과하다. Therefore, as in the case of d, the spectral image at the sintering site thereafter does not change or only shows a gentle change with respect to the spectral image at the site of defective sintering which caused the command of c.
그 결과, 쌍방의 스펙트럼 화상은, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 그다지 상이한 상황을 나타내는 것은 아니다. As a result, both spectral images do not represent very different situations as shown in Fig. 3 (a).
이것에 비해, 상기 B와 같은 분말층 표면의 이상을 원인으로 하는 소결 불량의 경우에는, 상기 소결 불량의 부위가 반드시 연속하고 있는 것이 아닌 한편, 분말층의 요철 상태는 불규칙하다. On the other hand, in the case of defective sintering due to the abnormality of the surface of the powder layer as in B above, the sintering defective portion is not always continuous, but the irregularity state of the powder layer is irregular.
따라서, c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 생기고 있는 소결 부위 이후에 반사 강도가 측정되고 있는 소결 부위가 여전히 소결 불량 상태인 경우에는, 불규칙한 요철 상태가 당초의 소결 불량의 요철 상태와 명백히 상이한 한편, 그 후의 반사 강도가 측정되고 있는 소결 부위에 있어서, 이미 소결 불량을 소실되고 있는 경우에는, 당연히 반사 빔(7) 또는 반사 광(9) 상태는 명백히 상이하다. Therefore, when the sintered portion in which the reflection intensity is measured after the sintered portion causing the sintering failure which is the cause of the command of c is still in the sintered defective state, the irregular uneven state is clearly different from the initial uneven state of sintering failure , The state of the reflected beam 7 or the reflected light 9 is obviously different when the sintering defect is already lost in the sintered portion where the reflection intensity thereafter is measured.
따라서, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 반사 강도에 기초하는 스펙트럼 화상에 대해, 그 후의 소결 부위에서의 반사 강도에 기초하는 스펙트럼 화상은, 급변하고 있다. Therefore, with respect to the spectral image based on the reflection intensity of the defective sintering which caused the instruction of c, the spectral image based on the reflection intensity at the subsequent sintering site is rapidly changing.
그 결과, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 전자와 후자는 명백히 다른 스펙트럼 화상을 나타내게 된다. As a result, as shown in Fig. 3 (b), the electrons and the latter are clearly different from each other in spectral image.
이와 같이, 상기 A의 경우와 상기 B의 경우는, 반사 상태의 추이가 명백히 상이하기 때문에, 스펙트럼 화상의 변화 상태도 상이하고, e와 같은 판단이 가능해진다. As described above, in the case of A and B, since the transition of the reflection state is distinctly different, the state of change of the spectrum image also differs, and the same judgment as e can be made.
e에 의한 판단은, c의 지령의 원인이 된 소결 불량에서의 스펙트럼 화상과, 그 후의 소결 영역에서의 스펙트럼 화상과의 변화 상태에 대한 육안 관찰에 의해서 실현될 수 있다. e can be realized by visual observation of the state of change between the spectral image at the sintering failure causing the command of c and the spectral image at the subsequent sintering region.
그렇지만, 상기 판단을 자동화하고, 또한 상기 판단을 표시하는 경우에는, 소정의 수치 제어를 필요로 한다. However, in the case of automating the judgment and displaying the judgment, a predetermined numerical control is required.
그러기 위해서는, 도 4의 플로우차트에 나타내는 바와 같이, d의 각 스펙트럼 화상 중, c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위, 및 그 후의 소결 부위 중 1개소에 있어서의 소결 부위를 선택하고, 쌍방의 스펙트럼 화상에 있어서의 특정의 주파수에서의 파고값의 상이가, 미리 기준으로서 설정된 소정의 수치 범위 이내인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 상기 A와 같이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하고,In order to do so, as shown in the flowchart of Fig. 4, among the spectral images of d, the sintered portions in which the sintering defects causing the command of c are generated, and the sintered portions in one of the subsequent sintered portions And the difference between the peak values at a specific frequency in both spectral images is within a predetermined numerical value set in advance as a reference, the cause of the sintering failure causing the command of c is the sum Likewise, it is judged that there is an abnormality in the control system relating to the laser beam or the electron beam,
또한 상기 상이가, 미리 기준으로서 설정된 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 상기 B와 같이, 분말층 표면의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하는 것을 특징으로 하는 실시형태를 채용하면 좋다. When the difference deviates from a predetermined numerical value range set as a reference in advance, it is judged that the cause of the sintering failure is the abnormality of the surface of the powder layer as in the case of B and display of the fact The present invention is not limited thereto.
상기한 소정의 수치 범위를 미리 기준으로서 설정하는 것은, 각 소결 공정에 있어서, 상기 A와 같이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상이 최대 상태인 경우에 대해, 각 시간 단위의 복수 개소에 대해, 미리 스펙트럼 화상을 촬영하고, 특정의 주파수에서의 파고값의 변화 상태의 데이터를 미리 작성한 다음에, 현실의 판단에 있어서는, 상기한 2개소의 소결 부위에 있어서의 파고값의 비율 또는 차분에 의한 수치를 채용하는 것에 의해서 실현될 수 있다. The predetermined numerical range is set as a reference in advance in the respective sintering steps in the case where the abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam is the maximum state as in the case of A, The data of the change state of the peak value at a specific frequency is prepared in advance and then the data of the peak value at the two sintering sites or the difference Can be realized by employing numerical values as shown in Fig.
상기 수치도 또한, 조형 대상물의 원료, 나아가서는, 각 빔의 조사 강도, 및 반사 빔(7) 또는 반사 광(9)을 측정하는 측정 장치의 성능에 따라서 상이하고, 일반적으로 상기 기준 범위에 의한 수치 범위를 특정하는 것은 불가능하다. The above numerical values are also different depending on the material of the molding object, further, the irradiation intensity of each beam, and the performance of the measuring device for measuring the reflected beam 7 or the reflected light 9, It is impossible to specify the numerical range.
상기 소결 불량의 원인을 규명하기 위해서 기본 구성 (2)에 있어서는, 이하와 같은 프로세스를 채용하고 있다. In order to clarify the cause of the sintering failure, the following process is employed in the basic structure (2).
f: c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위의 반사 강도의 기록,recording of the reflection intensity of the sintering site at the sintering site where the sintering failure causing the command of f: c occurs and the subsequent time unit,
g: f에 있어서의 각 반사 강도가 변화되고 있지 않거나 또는 변화가 완만한 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,When the reflection intensity at g: f is not changed or the change is gentle, it is judged that the cause of the defective sintering which is the cause of the command of c is an abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam Lt; / RTI >
f에 있어서의 각 반사 강도가 급변하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 분말층 형성 표면의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하는 것. f is suddenly changed, it is judged that the cause of the sintering failure is an abnormality of the powder layer forming surface.
f와 같이 반사 강도의 기록에 의해서, g와 같은 판단이 가능한 근거는, 이하와 같다. The reason why judgment like g can be made by recording the reflection intensity as in f is as follows.
d의 촬영 및 e의 판단에 입각해서 설명한 바와 같이, A를 원인으로 하는 경우에는, 반사 빔(7) 또는 반사 광(9)은 변화되고 있지 않거나(단, 거의 변화되고 있지 않다고 하는 근사적으로 변화되고 있지 않는 경우도 포함한다.) 또는 완만한 변화를 행하고 있는 것에 불과하다. the reason is that the reflected beam 7 or the reflected light 9 is not changed (but it is approximated to be substantially unchanged) And the case where it is not changed), or merely making a gradual change.
그 결과, 반사 강도도 또한 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 변화되고 있지 않거나 또는 완만한 변화를 나타내고 있는 것에 불과하다. As a result, as shown in Fig. 5 (a), the reflection intensity is not changed or shows a gentle change.
이것에 비해, 상기 B를 원인으로 하고 있는 경우에는, 분말층 표면에서의 요철 상태는 급변하고 있고, 그 결과 c의 지령의 원인이 된 소결 부위에서의 반사 강도와, 그 후의 소결 부위에서의 반사 강도는, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 급변하고 있다. On the other hand, when the cause of B is the cause, the uneven state on the surface of the powder layer changes rapidly, and as a result, the reflection intensity at the sintered portion, which is the cause of the instruction of c, The intensity changes rapidly as shown in Fig. 5 (b).
이와 같이, 상기 A의 경우와 상기 B의 경우는, 반사 강도의 변화의 추이가 명백히 상이하기 때문에, g와 같은 판단을 행할 수 있다. Thus, in the case of A and the case of B, since the transition of the change of the reflection intensity is clearly different, the same judgment as g can be made.
g에 의한 판단은, c의 지령의 원인이 된 소결 불량에 있어서의 반사 강도와, 그 후의 소결 영역에 있어서의 반사 강도와의 변화 상태에 대한 육안 관찰에 의해서 실현될 수 있다. g can be realized by visual observation of the state of change between the reflection intensity at the sintering failure which is the cause of the command of c and the reflection intensity at the subsequent sintering region.
그렇지만, 상기 판단을 자동화하고, 또한 상기 판단을 표시하기 위해서는, 소정의 수치 제어를 필요로 한다. However, in order to automate the determination and display the determination, a predetermined numerical control is required.
그러기 위해서는, 도 6의 플로우차트에 나타내는 바와 같이, f의 각 반사 강도 중, c의 지령의 원인이 되고 있는 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위 및 그 후의 1개소의 소결 부위에 있어서의 반사 강도의 상이가, 미리 기준으로서 설정된 소정의 수치 범위 이내인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하고,In order to do so, as shown in the flowchart of Fig. 6, among the reflection intensities of f, the sintered portions where the sintering defects which cause the command of c are generated and the sintered portions When the difference is within a predetermined numerical range set as a reference in advance, it is judged that the cause of the sintering failure which is the cause of the command of c is the abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam, However,
또한 상기 상이가, 미리 기준으로서 설정된 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 분말층 표면의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하는 것을 특징으로 하는 실시형태를 채용하면 좋다. And when the difference deviates from a predetermined numerical value range set as a reference in advance, determination as to whether or not the cause of the sintering failure is abnormal on the surface of the powder layer and display thereof is performed .
상기한 소정의 수치 범위를 미리 기준으로서 설정하는 것은, 상기 A와 같이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상 상태가 최대 상태인 경우에 대해, 각 소결 공정에 있어서의 시간 단위에 입각해서, 반사 강도의 추이에 관한 데이터를 미리 작성하는 것에 의해서, 현실의 판단에 있어서는, 상기 2개소의 소결 부위에서의 반사 강도에 관한 비율 또는 차분에 의한 수치의 기준을 채용하는 것에 의해서 실현될 수 있다. The aforementioned predetermined numerical range is set as a reference in advance in the case where the abnormal state of the control system for the laser beam or the electron beam is the maximum state as in the case of A, The data on the transition of the reflection intensity can be prepared in advance and can be realized by employing the reference of the numerical value by the ratio or the difference with respect to the reflection intensity at the two sintered portions in the judgment of the reality.
상기 수치도 또한, 조형 대상물의 원료, 나아가서는, 각 빔의 조사 강도, 및 반사 빔(7) 또는 반사 광(9)을 측정하는 측정 장치의 성능에 따라서 상이하고, 일반적으로 상기 기준 범위에 의한 수치 범위를 특정하는 것은 불가능하다. The above numerical values are also different depending on the material of the molding object, further, the irradiation intensity of each beam, and the performance of the measuring device for measuring the reflected beam 7 or the reflected light 9, It is impossible to specify the numerical range.
이하, 실시예에 입각해서 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described on the basis of embodiments.
실시예 1은, 소결 불량의 원인을 시정하고, 또한 c의 지령이 행해진 시간 단위에서 형성된 소결 영역, 또는 상기 소결 영역 및 상기 소결 영역의 하측에서 이미 적층되어 있는 전체 소결 영역을, 레이저 빔 또는 전자 빔에 의해서 용융하거나, 혹은 연화한 다음에, 상기 용융 혹은 연화 영역의 두께분 혹은 상기 소결 및 적층된 소결 영역의 두께분만큼 제거하거나, 또는 상기 소결 영역과 전체 소결 영역을, 절삭 공구에 의해서 제거한 다음에, 다시 제거한 영역으로부터 적층 공정 및 소결 공정을 반복하는 것을 특징으로 하고 있다. Example 1 corrects the cause of defective sintering, and corrects the cause of defective sintering and changes the sintered area formed at the time unit in which the command of c was made or the entire sintered area already laminated below the sintered area and the sintered area to a laser beam or electron After melting or softening by a beam, the thickness of the molten or softened region or the thickness of the sintered and laminated sintered regions is removed or the sintered region and the entire sintered region are removed by a cutting tool Next, the laminating step and the sintering step are repeated from the removed area.
실시예 1의 기술적 취지에 대해서 상세히 설명하자면, c의 지령의 원인이 되는 소결 불량의 위치 및 그 근방을 레이저 빔 또는 전자 빔에 의해서 용융하고 또한 제거했다고 해도, 이러한 영역에 대해서 다시 적층 및 소결을 행하는 경우에는, 용융하여 제거한 영역에 대해 화상 해석을 행하고, 상기 해석에 기초하여 다시 적층 및 소결을 행하는 것이 필요할 수밖에 없다. Describing in detail the technical concept of the first embodiment, even if the position of the sintering failure which causes the command of c and its vicinity are melted and removed by a laser beam or an electron beam, the area is again laminated and sintered It is necessary to carry out an image analysis on the area removed by melting and to perform laminating and sintering again on the basis of the above analysis.
그렇지만, 그러한 화상 해석을 행하는 것, 및 상기 화상 해석에 기초하는 국소 영역에 있어서의 분말층 형성 공정 및 소결 공정을 실현하는 것은, 극히 번잡하고, 또한 비효율적이다. However, it is extremely complicated and inefficient to perform such image analysis and to realize the powder layer forming step and the sintering step in the local region based on the image analysis.
이 때문에, 실시예 1에 있어서는, 상기 각 빔에 의해서 소결 불량이 생긴 위치를 포함하는 전체 소결 영역, 또는 상기 전체 소결 영역뿐만이 아니라, 이미 형성되어 있는 전체 소결 영역을 용융한 다음에, 정확한 치수 측정에 기초하여, 상기 소결 영역의 두께분을 제거하거나, 또는 상기 전체 영역 및 그 하방의 이미 형성되어 있는 전체 소결 영역의 두께분을 제거한 다음에, 다시 적층 및 소결을 행하고 있다. Therefore, in Example 1, not only the entire sintered region including the position where the sintering failure occurred by each of the beams, or the entire sintered region but also the entire sintered region already formed, , The thickness of the sintered region is removed, or the thickness of the entire region and the entire sintered region already formed therebelow is removed, and then the stacking and sintering are performed again.
이러한 실시예 1의 경우에는, 상기와 같이 용융 및 제거한 영역 이외에 이미 형성되어 있는 소결층을 유효하게 이용하는 것이 가능해지고, 소결 불량이 판명되었을 경우라도, 결함을 수반하지 않는 3차원 조형물의 제조가 가능해진다. In the case of Example 1, it becomes possible to effectively use the sintered layer that has already been formed in addition to the region melted and removed as described above, and even when defective sintering is proved, it is possible to manufacture a three- It becomes.
실시예 2는, c의 지령에 있어서, 광 신호 및/또는 음성 신호에 의해서 소결 이상을 알리는 것을 특징으로 하고 있다. The second embodiment is characterized in that the sintering abnormality is notified by an optical signal and / or an audio signal in the command c.
이러한 특징점에 의해서, 소결 불량에 대해 신속하게 대처할 수 있다. With these characteristic points, it is possible to quickly cope with defective sintering.
특히, 소결 불량의 원인이 상기 A, B 중 어느 쪽에 존재하는지에 입각해서 다른 컬러의 광 신호를 선택하는 경우 또는 다른 음성을 선택하는 경우에는, 소결 불량의 원인을 신속하게 파악하고 또한 대처하는 것이 가능해진다. Particularly, in the case of selecting an optical signal of a different color on the basis of whether the cause of sintering defect exists in A or B, or in the case of selecting another sound, it is necessary to quickly identify the cause of sintering failure It becomes possible.
이와 같이, 본 발명은, 소결 불량을 신속하게 검출하는 것에 의해서, 효율적으로 3차원 조형물을 제조 가능하게 하는 한편, 결함을 수반하는 3차원 조형물의 제조를 방지할 수 있기 때문에, 본 발명은, 모든 3차원 조형 방법에 이용할 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to efficiently manufacture a three-dimensional molding by effectively detecting defective sintering, and to prevent the production of a three-dimensional molding accompanied by defects. And can be used for a three-dimensional molding method.
1: 컨테이너(용기)
2: 테이블
3: 분말 공급 용구
4: 스퀴지
5: 레이저 빔 또는 전자 빔 공급원
6: 스캐너
7: 반사 빔
8: 반사 빔 측정 장치
81: 반사 빔 검출 장치
82: 반사 빔 계측기
9: 반사 광
10: 컨트롤러
11: 조사 광원1: Container (container)
2: Table
3: Powder feeder
4: squeegee
5: laser beam or electron beam source
6: Scanner
7: Reflection beam
8: Reflection beam measuring device
81: Reflected beam detection device
82: Reflection beam meter
9: reflected light
10: Controller
11: irradiation light source
Claims (9)
a: 각 소결 공정에 있어서 조사한 레이저 빔 또는 전자 빔에서의 반사 강도, 또는 각 소결 공정에 있어서 전체 소결 영역에 대한 상기 레이저 빔 이외의 광에 의한 조사 및 상기 광에서의 반사 강도의 측정,
b: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a의 반사 강도가 소결 불량이 생기지 않은 상태에 있는 반사 강도에 의한 기준 범위 내인 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위에서의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 계속하는 취지의 지령,
c: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a의 반사 강도가 소결 불량이 생기지 않은 상태에 있는 반사 강도에 의한 기준 범위로부터 일탈하는 상태가 발생하고 있는 것이 검출되었을 경우에는, 소결 불량이 생긴 취지의 판단하에, 다음의 시간 단위에서의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 중지하는 취지의 지령,
d: c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위로부터 반사된 레이저 빔 또는 전자 빔, 혹은 상기 레이저 빔 이외의 광에 의한 반사 광에 대해서, 분광 기능에 기초하여 각 파장에 대응한 강도에 기초하는 스펙트럼 화상의 촬영,
e: d에 있어서의 각 스펙트럼 화상이 변화하고 있지 않거나 또는 변화가 완만한 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,
d에 있어서의 각 스펙트럼 화상이 급변하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 분말 형성 표면의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하는 것. And a sintering step of sintering the powder layer by irradiation of a moving laser beam or an electron beam, the three-dimensional shaping method involving laminating, wherein in the sintering step, A three dimensional molding method employing a process.
a: the reflection intensity of the laser beam or the electron beam irradiated in each sintering process, or the irradiation of the entire sintered region with light other than the laser beam in each sintering process and the reflection intensity in the light,
b: When it is detected that the reflection intensity of a is within the reference range based on the reflection intensity in a state in which sintering failure does not occur, the sintering at the time unit within the time required for each sintering process, or An instruction to continue the next powder layer forming step,
c: When it is detected that the reflection intensity of a deviates from the reference range due to the reflection intensity in a state in which the sintering defect does not occur in a time unit within a time required for each sintering process, A command to stop the sintering at the next time unit or to stop the next powder layer forming step,
the laser beam or the electron beam reflected from the sintering site within the time unit in which the sintering defect causing the command of d: c is generated and the time unit thereafter or the light reflected by the light other than the laser beam , Taking a spectrum image based on the intensity corresponding to each wavelength based on the spectroscopic function,
When the spectral image at e: d is not changed or the change is gentle, it is judged that the cause of the sintering failure which is the cause of the command of c is an abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam Lt; / RTI >
when the spectral image of the powder is suddenly changed, it is judged that the cause of the sintering failure is an abnormality of the powder forming surface.
d의 각 스펙트럼 화상 중, c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위, 및 그 후의 소결 부위 중 1개소에 있어서의 소결 부위를 선택하고, 쌍방의 스펙트럼 화상에 있어서의 특정의 주파수에서의 파고값의 상이가, 미리 기준으로서 설정된 소정의 수치 범위 이내인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하고,
또한 상기 상이가, 미리 기준으로서 설정된 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 분말층 표면의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법. The method according to claim 1,
a sintered portion in which sintering failure causing the command of c is generated and a sintered portion in one of the subsequent sintered portions are selected from the spectral images of the respective spectral images, It is judged that the cause of the sintering failure which is the cause of the command of c is the abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam, Display of that effect is performed,
And when the difference deviates from a predetermined numerical range set as a reference in advance, determination as to whether or not the cause of the sintering failure is abnormal on the surface of the powder layer and display thereof is performed. Molding method.
a: 각 소결 공정에 있어서 조사한 레이저 빔 또는 전자 빔에서의 반사 강도, 또는 각 소결 공정에 있어서 전체 소결 영역에 대한 상기 레이저 빔 이외의 광에 의한 조사 및 상기 광에 있어서의 반사 강도의 측정,
b: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a의 반사 강도가 소결 불량이 생기지 않은 상태에 있는 반사 강도에 의한 기준 범위 내인 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위에 있어서의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 계속하는 취지의 지령,
c: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a의 반사 강도가 소결 불량이 생기지 않은 상태에 있는 반사 강도에 의한 기준 범위로부터 일탈하는 상태가 발생하고 있는 것이 검출되었을 경우에는, 소결 불량이 생긴 취지의 판단하에, 다음의 시간 단위에서의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 중지하는 취지의 지령
f: c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위의 반사 강도의 기록,
g: f에 있어서의 각 반사 강도가 변화하고 있지 않거나 또는 변화가 완만한 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,
f에 있어서의 각 반사 강도가 급변하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 분말 형성 표면의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하는 것. And a sintering step of sintering the powder layer by irradiation of a moving laser beam or an electron beam, the three-dimensional shaping method involving laminating, wherein in the sintering step, A three dimensional molding method employing a process.
a: the reflection intensity in the laser beam or the electron beam irradiated in each sintering process, or the irradiation of the entire sintered region with light other than the laser beam in each sintering process and the reflection intensity in the light,
b: When it is detected that the reflection intensity of a is within the reference range based on the reflection intensity in a state in which the sintering defect does not occur, the sintering at the time unit within the time required for each sintering process, Or a command for continuing the next powder layer forming step,
c: When it is detected that the reflection intensity of a deviates from the reference range due to the reflection intensity in a state in which the sintering defect does not occur in a time unit within a time required for each sintering process, The sintering at the next time unit or the instruction to stop the next powder layer forming step
recording of the reflection intensity of the sintering site at the sintering site where the sintering failure causing the command of f: c occurs and the subsequent time unit,
When the reflection intensity at g: f is not changed or the change is gentle, it is judged that the cause of the defective sintering which is the cause of the command of c is an abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam Lt; / RTI >
f is suddenly changed, it is judged that the cause of the sintering failure is an abnormality of the powder-formed surface.
f의 각 반사 강도 중, c의 지령의 원인이 되고 있는 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위 및 그 후의 1개소의 소결 부위에 있어서의 반사 강도의 상이가, 미리 기준으로서 설정된 소정의 수치 범위 이내인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이, 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하고,
또한 상기 상이가, 미리 기준으로서 설정된 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이, 분말층 표면의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법. The method of claim 3,
the difference in the reflection intensity at the sintering site where the sintering defect causing the command of c and the sintering site at the subsequent one sintering site are within the predetermined numerical value range set as the reference in advance , It is judged that there is an abnormality in the control system relating to the laser beam or the electron beam and display of the effect is made as the cause of the defective sintering which is the cause of the command of c,
And when the difference deviates from a predetermined numerical range set as a reference in advance, determination as to whether or not the cause of the sintering failure is abnormal on the surface of the powder layer and display thereof is performed. Molding method.
소결 불량의 원인을 시정하고, 또한 c의 지령이 행해진 시간 단위에서 형성된 소결 영역, 또는 상기 소결 영역 및 상기 소결 영역의 하측에서 이미 적층되어 있는 전체 소결 영역을, 레이저 빔 또는 전자 빔에 의해서 용융하거나, 혹은 연화한 다음에, 상기 용융 혹은 연화 영역의 두께분 혹은 상기 소결 및 적층된 소결 영역의 두께분만큼 제거하거나, 또는 상기 소결 영역과 전체 소결 영역을, 절삭 공구에 의해서 제거한 다음에, 다시 제거한 영역으로부터 적층 공정 및 소결 공정을 반복하는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
The cause of the sintering defect is corrected and the sintered region formed at the time unit in which the command of c is performed or the entire sintered region already laminated below the sintered region and the sintered region is melted by the laser beam or the electron beam , Or after softening, the thickness of the molten or softened region or the thickness of the sintered and laminated sintered regions is removed, or the sintered region and the entire sintered region are removed by a cutting tool and then removed again And the laminating step and the sintering step are repeated from the area.
c의 지령에서, 광 신호 또는 음성 신호에 의해서 소결 이상을 알리는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법. The method according to claim 1,
wherein the sintering abnormality is notified by an optical signal or an audio signal at the command of the step (c).
c의 지령에서, 광 신호 또는 음성 신호에 의해서 소결 이상을 알리는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.The method of claim 3,
wherein the sintering abnormality is notified by an optical signal or an audio signal at the command of the step (c).
소결 불량의 원인에 대응하여 다른 컬러의 광 신호를 선택하는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법. The method according to claim 6,
And the optical signal of the other color is selected in response to the cause of the sintering failure.
소결 불량의 원인에 대응하여 다른 음성을 선택하는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법.
The method according to claim 6,
And the other voice is selected in response to the cause of the sintering failure.
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