KR101997338B1 - 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 작동을 하는 것에 의해서, 상기 과제를 달성할 수 있는 3차원 조형 방법.
a: 소결 표면에 있어서 발생한 불꽃의 형성 영역 폭의 촬영 및 불꽃에 의한 광 강도의 측정,
b: 시간 단위에 있어서 a의 영역 폭 및 광 강도가 기준 범위 내인 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위 내의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 계속하는 지령,
c: 시간 단위에 있어서 a의 영역 폭 및 광 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 in which a powder layer is sintered by a laser beam or an electron beam, the three-dimensional molding method being capable of achieving the above object by performing the following operations.
a: photographing of the formation area width of the flame generated on the sintered surface and measurement of light intensity by flame,
b: When it is detected that the area width and light intensity of a are 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 area width of a and the light intensity deviate from the reference range occurs in the time unit, it is determined that sintering in the next time unit or the next powder A command to stop the layer forming process.

Description

3차원 조형 방법{THREE-DIMENSIONAL SHAPING METHOD}THREE-DIMENSIONAL SHAPING METHOD

본 발명은, 분말층의 형성 공정, 및 상기 분말층에 대한 레이저 빔 또는 전자 빔에 의한 소결 공정을 반복하는 것에 기초하는 3차원 형상 조형물의 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a process for forming a powder layer and a process for producing a three-dimensional shaped product based on repeating a sintering process 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 빔의 분말층에 대한 조사에 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 irradiation of the powder layer of the laser beam or the electron beam, the sintered surface is not smooth as compared with the case where the supply of each beam is normal due to the excess or deficiency of the supplied beam, Forming an uneven state,

B: 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 층과 새롭게 소결이 행해진 층과의 용융에 의한 접합이 불완전한 것 등에 의한 분말층 표면의 이상을 원인으로 하여 분말층 표면이 평탄하지 않고, 불규칙적인 요철 상태를 형성하는 것,B: In the formation of the powder layer, 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, thereby causing difficulties in realizing a uniform flat surface, The surface of the powder layer is not flat and irregular irregularities are formed due to an abnormality of the surface of the powder layer due to incomplete bonding due to melting between the layer on which the layer is formed and the newly sintered layer,

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.

레이저 빔 또는 전자 빔을 분말층 표면에 조사했을 경우에는, 분말의 비산(스퍼터링)에 수반하여 도 7에 나타내는 바와 같이, 불꽃이 항상 발생하고 있다. When a laser beam or an electron beam is irradiated on the surface of the powder layer, sparks are always generated as shown in Fig. 7 accompanying scattering (sputtering) of the powder.

상기 A, B와 같은 소결 불량이 생겼을 경우에는, 불꽃은, 정상인 소결과는 다른 형태를 나타내는 것이 경험칙상 알려져 있다. When sintering defects such as A and B are generated, it is known from experience that the flame has a different shape from a normal result.

그런데, 종래 기술에 있어서는, 소결에 있어서 발생하는 불꽃에 착안하여, 소결 불량을 검출한다고 하는 기술적 발상은 전혀 제창되어 있지 않다. However, in the prior art, there is no technical idea to detect defective sintering by focusing on the flame generated in sintering.

덧붙여서, 특허문헌 1에 있어서는, 3차원 조형에 있어서 분말의 비산에 수반하여 발생하는 불꽃에 대해서는, 이상인 조형의 원인으로 간주되고 있는 것에 불과하다. Incidentally, in Patent Document 1, a flame generated along with the scattering of powder in three-dimensional molding is merely regarded as a cause of abnormal molding.

게다가, 특허문헌 1 이외에, 각 빔의 조사에 있어서 발생하는 불꽃에 착안하여, 상기 불꽃을 3차원 조형에 있어서 적극적으로 활용하고자 하는 공지 기술 문헌은 발견되지 않는다. In addition, in addition to Patent Document 1, there is no known technical literature to focus on the flames generated in the irradiation of the respective beams and actively utilize the flames in three-dimensional molding.

일본 공개특허공보 2004-277881호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-277881

본 발명은, 분말층에 대한 레이저 빔 또는 전자 빔의 조사에 있어서, 분말의 비산(스퍼터링)에 수반하여 발생하는 불꽃에 착안하여, 소결 불량을 신속하게 검출하고, 또한 상기 소결 불량 영역을 포함하는 것에 의한 3차원 조형물의 결함 제품의 발생을 방지하는 것을 가능하게 하는 3차원 조형 방법의 구성을 제공하는 데에 있다. The present invention is based on the fact that, in the irradiation of a laser beam or an electron beam to a powder layer, attention is focused on a flame generated by the scattering (sputtering) of powder to quickly detect defective sintering, Dimensional molding method capable of preventing generation of a defective product of a three-dimensional molding by the above-described three-dimensional molding method.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 기본 구성은,In order to solve the above problems,

(1) 분말층 형성 공정과, 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 three-dimensional shaping method involving 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, A three-dimensional molding method employing the following process.

a: 소결 영역의 전체 주위에 있어서의 레이저 빔 또는 전자 빔의 조사를 원인으로 하여 분말의 비산에 수반하여 발생하는 불꽃의 촬영, 및 상기 불꽃에 의한 광 강도의 측정,a: photographing of a flame caused by scattering of powder due to irradiation of a laser beam or an electron beam around the entire sintering region, measurement of light intensity by the flame,

b: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a에 의해서 촬영된 불꽃의 형성 영역 폭 및 상기 a에 의해서 측정된 불꽃에 의한 광 강도가, 소결 불량을 일으키지 않은 상태에 있는 상기 영역 폭에 의한 기준 및 상기 광 강도에 의한 기준의 각 범위를 일탈하고 있지 않는 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위에서의 소결 공정, 또는 다음의 분말 형성 공정을 계속하는 취지의 지령,b: a width of the spark forming region photographed by a and a light intensity by the spark measured by the a in a time unit within a time required for each sintering process, And the reference range of the light intensity is detected, it is determined whether or not a command for continuing the sintering process at the next time unit or the next powder forming process,

c: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a에 의해서 촬영된 불꽃의 형성 영역 폭 또는 상기 a에 의해서 측정된 불꽃에 의한 광 강도가, 소결 불량을 일으키지 않은 상태에 있는 상기 영역 폭에 의한 기준 또는 상기 광 강도에 의한 기준의 각 범위를 일탈하고 있는 것이 검출되었을 경우에는, 소결 불량이 발생하고 있는 취지의 판단하에, 다음의 시간 단위에서의 소결 공정, 또는 다음의 분말 형성 공정을 중지하는 취지의 지령,c: a width of a spark formed by the spark or a light intensity measured by the spark in a time unit within a time required for each sintering process, , The sintering process in the next time unit or the next powder forming process is carried out under the judgment of the occurrence of defective sintering Instruction of effect to stop,

d: c의 지령의 원인인 소결 불량을 발생한 소결 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위의 불꽃의 형성 영역의 촬영,the sintering site where the defective sintering occurred, which is the cause of the command of d: c, and the shooting area of the spark of the sintering site within the time unit thereafter,

e: d에 있어서의 각 불꽃의 형성 영역 폭이 변화하고 있지 않거나, 또는 완만한 변화인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,If the width of the formation region of each spark in e: d is not changed or is gently changed, it is judged that the cause of defective sintering which is the cause of the instruction of c is abnormal in the control system relating to the laser beam or the electron beam Judging the effect,

d에 있어서의 각 불꽃의 형성 영역 폭이 급변하고 있는 경우에는, c의 지령의 원인인 소결 불량의 원인이 분말층 표면의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하는 것,when the width of the formation region of each spark is suddenly changed, it is judged that the cause of defective sintering which is the cause of the instruction of c is an abnormality of the surface of the powder layer,

(2) 분말층 형성 공정과, 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 three-dimensional molding method involving 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: 소결 영역의 전체 주위에 있어서의 레이저 빔 또는 전자 빔의 조사를 원인으로 하여 분말의 비산에 수반하여 발생하는 불꽃의 촬영, 및 상기 불꽃에 의한 광 강도의 측정,a: photographing of a flame caused by scattering of powder due to irradiation of a laser beam or an electron beam around the entire sintering region, measurement of light intensity by the flame,

b: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a에 의해서 촬영된 불꽃의 형성 영역 폭 및 상기 a에 의해서 측정된 불꽃에 의한 광 강도가, 소결 불량을 일으키지 않은 상태에 있는 상기 영역 폭에 의한 기준 및 상기 광 강도에 의한 기준의 각 범위를 일탈하고 있지 않는 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위에서의 소결 공정, 또는 다음의 분말 형성 공정을 계속하는 취지의 지령,b: a width of the spark forming region photographed by a and a light intensity by the spark measured by the a in a time unit within a time required for each sintering process, And the reference range of the light intensity is detected, it is determined whether or not a command for continuing the sintering process at the next time unit or the next powder forming process,

c: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a에 의해서 촬영된 불꽃의 형성 영역 폭 또는 상기 a에 의해서 측정된 불꽃에 의한 광 강도가, 소결 불량을 일으키지 않은 상태에 있는 상기 영역 폭에 의한 기준 또는 상기 광 강도에 의한 기준의 각 범위를 일탈하고 있는 것이 검출되었을 경우에는, 소결 불량이 발생하고 있는 취지의 판단하에, 다음의 시간 단위에서의 소결 공정, 또는 다음의 분말 형성 공정을 중지하는 취지의 지령,c: a width of a spark formed by the spark or a light intensity measured by the spark in a time unit within a time required for each sintering process, , The sintering process in the next time unit or the next powder forming process is carried out under the judgment of the occurrence of defective sintering Instruction of effect to stop,

f: c의 지령의 원인인 소결 불량이 발생한 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위의 불꽃에 의한 광 강도의 기록,recording of the light intensity by the spark of the sintering site within the time unit in which the defective sintering occurred, which is the cause of the command of f: c,

g: f에 있어서의 각 광 강도가 변화하고 있지 않거나, 또는 완만한 변화인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고, If the light intensity in g: f does not change or changes slowly, it is determined whether or not the cause of sintering failure causing the command of c is an abnormality in the control system of the laser beam or the electron beam Lt; / RTI >

f에 있어서의 각 광 강도가 급변하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이 분말층 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 surface of the powder layer,

으로 이루어진다. Lt; / RTI >

상기 기본 구성 (1), (2)에 있어서는, c의 지령을 수반하는 소결 불량의 검출에 의해서 다음의 시간 단위에 있어서의 소결 공정, 또는 다음의 분말 형성 공정을 중지하는 것이 가능해지고, 소결 불량의 발생을 도과한 것에 의해서 또한 적층 및 소결을 행한다고 하는 쓸데없는 공정을 방지하고, 나아가서는, 소결 불량 영역을 포함하는 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 forming step in the next time unit by detecting defective sintering accompanied by the instruction of c, It is possible to prevent the unnecessary process of performing the lamination and sintering by conducting the generation of the sintering defect and further to avoid the occurrence of the defective product as the three-dimensional molding material including the defective sintering region.

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, 측단면도를 나타내고, (b)는, 불꽃의 발생 영역을 촬영하고, 또한 불꽃의 광 강도를 측정하는 장치의 배치 상황을 나타내는 평면도를 나타낸다.
도 2는 기본 구성 (1), (2)에 있어서의 프로세스 a, b, c를 실현하는 플로우차트를 나타낸다.
도 3은 불꽃의 형성 영역 폭의 시간적 추이를 나타내는 그래프로서, (a)는, 배경 기술의 항 A에 기재된 제어의 이상을 원인으로 하는 상기 영역 폭의 변화 상황을 나타내고 있고, (b)는, 배경 기술의 항 B에 기재된 분말층 표면의 이상을 원인으로 하는 상기 영역 폭의 변화 상황을 나타낸다.
도 4는 기본 구성 (1)에 있어서 도 3에 나타내는 변화의 상황의 상이에 기초하여, d, e의 프로세스를 실현하는 것에 관한 플로우차트를 나타낸다.
도 5는 불꽃에 의한 광 강도의 시간적 추이를 나타내는 그래프로서, (a)는, 배경 기술의 항 A에 기재된 제어계가 이상인 경우의 상기 광 강도의 변화 상황을 나타내고 있고, (b)는, 배경 기술의 항 B에 기재된 분말층 표면이 이상인 경우의 상기 광 강도의 변화 상황을 나타낸다.
도 6은 기본 구성 (2)에 있어서 도 5에 나타내는 변화의 상황의 상이에 기초하여, f, g의 프로세스를 실현하는 것에 관한 플로우차트를 나타낸다.
도 7은 3차원 조형을 하고 있는 컨테이너(용기) 내에 있어서 레이저 빔 또는 전자 빔의 조사를 원인으로 하여 분말층 표면에 불꽃이 발생하고 있는 것을 나타내는 사진이다. Fig. 1 is a schematic view of an apparatus for realizing the three-dimensional molding method of the present invention, in which (a) is a side sectional view, (b) 1 is a plan view showing the arrangement of the apparatus.
Fig. 2 shows a flowchart for realizing the processes a, b, and c in the basic configurations (1) and (2).
FIG. 3 is a graph showing the temporal change of the width of the formation region of the flame, wherein (a) shows the change in the width of the region due to the abnormality of control described in Item A of the background art, Shows the change in the area width due to the abnormality of the surface of the powder layer described in the section B of the background art.
Fig. 4 shows a flow chart for realizing the process of d and e based on the difference of the change situation shown in Fig. 3 in the basic configuration (1).
FIG. 5 is a graph showing a temporal transition of light intensity caused by a flame, wherein (a) shows a change situation of the light intensity when the control system described in the item A of the background art is abnormal, (b) Shows the state of change of the light intensity when the surface of the powder layer described in Item B is abnormal.
Fig. 6 shows a flow chart for realizing the process of f, g based on the difference of the situation of change shown in Fig. 5 in the basic configuration (2).
7 is a photograph showing that sparks are generated on the surface of the powder layer due to irradiation of a laser beam or an electron beam in a container (container) having three-dimensional molding.

상기 기본 구성 (1), (2)에 있어서는, 도 1에 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, 소결 영역의 전체 주위에 있어서, 불꽃 촬영 장치(8) 및 불꽃에 의한 광 강도 측정 장치(9)를 구비하고 있다. As shown in Fig. 1, in the basic structures (1) and (2), a table (2) for loading a powder stacked in a container (container) 1 and a sintered product based on the powder, A powder supply device 3 for the powder 1, a squeegee 4 for smoothing the supplied powder, a laser beam or electron beam source 5 and a scanner device 6 for making these beams movable, And the controller 10 are required in the same manner as in the case of the prior art, but the spark photographing device 8 and the spark light intensity measuring device 9 are provided around the entire sintering area .

불꽃은, 소결면에서 발생하고 있는 이상, 불꽃 촬영 장치(8) 및 불꽃에 의한 광 강도 측정 장치(9)는, 소결면 이상의 높이 영역에 설치되어 있다. As long as the flame is generated on the sintered surface, the flame photography device 8 and the flame-induced light intensity measurement device 9 are provided in a region above the sintering surface.

또한, 광 강도 측정 장치(9)는, 불꽃에 의한 광의 광도 및 조도 중 어느 쪽도 기준으로 할 수 있다. Further, the light intensity measuring device 9 can be based on either the light intensity or the illuminance of the light caused by the flame.

상기 기본 구성 (1), (2)의 b, c 에 있어서는, 상기 영역 폭 및 상기 광 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), (2), and (b), the time unit within each sintering process is set in order to evaluate the region width and the light intensity. Since evaluation is extremely cumbersome and meaningless, evaluation is carried out efficiently.

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 프로세스 a, b, c는, 도 2의 플로우차트에 나타내는 바와 같고, 소결 불량을 일으키지 않은 상태로서, 미리 설정되어 있는 기준이 되는 불꽃의 형성 영역 폭 및 불꽃에 의한 광 강도의 범위 내에 있는 경우에는, b와 같이, 다음의 시간 단위의 소결, 또는 다음의 분말층 형성 공정을 계속하는 취지의 지령을 행하는데, 소결 불량을 일으키고 있는 경우로서, 미리 설정되어 있는 기준이 되는 불꽃의 형성 영역 폭 또는 불꽃에 의한 광 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. Processes a, b, and c in the basic configurations (1) and (2) are as shown in the flowchart of Fig. 2, and are in a state in which sintering failure has not occurred, When the light intensity is within the range of the light intensity due to the width and the flame, a command for continuing the sintering in the next time unit or the next powder layer forming step is performed as in b, In the case where the range of the flame formation area or the light intensity due to the flame is larger than the predetermined reference range, that is, the case where the light intensity is larger or smaller than the reference range, Sintering, or the subsequent powder layer forming step is stopped.

소결 불량이 생기지 않은 경우인 상기 기준 범위는, 각 소결 공정에 있어서, 소결 불량이 생기지 않은 것이 확인되었을 경우의 불꽃의 형성에 있어서의 최대폭 및 최소폭, 및 광 강도에 있어서의 광도 또는 조도의 최대값 및 최소값에 기초하는 데이터에 의해서 미리 각 소결 공정마다 설정되어 있다. The reference range in the case where sintering failure does not occur means that the maximum width and minimum width in formation of flame when the sintering defect is not found in each sintering process and the maximum brightness or light intensity in light intensity Value and the minimum value of the sintering process.

a의 측정에 의한 불꽃의 형성 영역 폭 및 불꽃에 의한 광 강도가 상기한 기준 범위를 일탈하고 있는 경우에, c와 같은 중지를 선택하는 근거는 이하와 같다. When the width of the spark forming region and the light intensity due to the flame deviate from the above-mentioned reference range by the measurement of a, the reason for selecting the pause like c is as follows.

배경 기술의 항 A에 기재된 레이저 빔 또는 전자 빔의 제어에 관한 이상이 발생했을 경우로서, 이들 빔이 소결 불량을 발생시키지 않는 적절한 양을 초과하고 있는 경우에는, a의 촬영에 의한 불꽃의 형성 영역 폭은, 소정의 화상 범위를 초과하고 있고, 마찬가지로 a의 측정에 의한 광 강도는, 소정의 수치 범위를 초과하고 있는 반면, 이들 빔이 부족한 경우에는, 상기 영역 폭은 소정의 화상 범위에 도달하지 않고, 또한 상기 광 강도는 소정의 수치 범위 미만이 될 수밖에 없다. When an abnormality concerning the control of the laser beam or the electron beam described in the section A of the background art occurs and these beams exceed an appropriate amount not causing defective sintering, The width exceeds the predetermined image range and similarly the light intensity by the measurement of a exceeds the predetermined numerical value range. On the other hand, when these beams are insufficient, the area width does not reach the predetermined image range And the intensity of the light has to be less than a predetermined numerical range.

이들 빔이 적절한 양을 초과하고 있는 경우 및 부족한 경우 중 어느 쪽에 있어서도, 소결 표면에 있어서는, 정상인 소결의 경우에 비해, 개략 규칙적인 요철 상태가 형성되고 있는 이상, 상기 영역 폭이 소정의 화상 범위를 일탈하고, 게다가 상기 광 강도가 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 소결 불량의 발생과 대응하고 있고, c의 중지의 선택이 적절한 것을 의미하고 있다. As a result of the fact that the sintered surface has a uniform regular irregularity state compared with the case of normal sintering in both of the case where the beams exceed the appropriate amount and the case where the beam width is insufficient, In addition, when the light intensity deviates from the predetermined numerical value range, it corresponds to occurrence of sintering failure and means that the selection of stopping c is appropriate.

한편, 배경 기술의 항 B에 기재된 분말층 표면의 이상의 경우에는, 상기 이상인 표면에서는, 불규칙한 요철 상태가 형성되어 있는 것에 의해서, 평면 방향(실제로는 수평 방향)에 있어서의 단위면적당의 분말의 표면적이 증가하고 있기 때문에, 불꽃의 형성 영역 폭은, 정상인 분말층 표면의 경우에 비해, 큰 화상폭을 나타냄과 함께, 불꽃의 광 강도도 또한 정상인 분말층 표면의 경우에 비해, 큰 수치가 되고, c의 선택이 적절한 것으로 귀결된다. On the other hand, in the case of the surface of the powder layer described in the section B of the background art, since the irregular surface irregularities are formed on the abnormal surface, the surface area of the powder per unit area in the plane direction The width of the flame formation region is larger than that of the surface of the normal powder layer and is larger than that of the surface of the powder layer where the light intensity of the flame is also normal, Lt; / RTI >

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 불꽃의 형성 영역 폭 또는 불꽃에 의한 광 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 width of the flame formation area in the case where defective sintering does not occur or the reference range in light intensity by the flame, and by this instruction, It is possible to prevent the occurrence of a useless and useless process of repeating the above-described process, and further, to avoid the production of a three-dimensional molding accompanied by defects.

소결 불량이 생기지 않은 경우의 상기 영역 폭의 화상 범위, 및 상기 광 강도의 기준이 되는 수치 범위의 설정은, 이하와 같다. The image range of the area width in the case where sintering failure does not occur and the setting of the numerical range serving as a reference of the light intensity are 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, 상기 A의 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 불꽃(7)의 형성 영역 폭 및 불꽃(7)에 의한 광 강도를 측정하는 것에 의해서, 상기 공급량이 과잉인 단계에 도달하기 직전의 최대값 및 부족한 상태에 도달하기 직전의 최소값을 미리 설정할 수 있다. Therefore, with regard to the criterion of not reaching the uneven state caused by the supply of the beam more than the above A, the supply amount of the normal laser beam or the electron beam under the predetermined time unit and the predetermined measurement position is set , The supply is performed so as to reach the limit of the appropriate ruggedness state by sequentially increasing and decreasing from the normal state and measuring the light intensity by the spark 7 and the width of the formation region of the flame 7 in the above- , The maximum value immediately before reaching the step where the supply amount is excessive 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, 상기 B의 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 불꽃(7)의 형성 영역 폭 및 불꽃(7)에 의한 광 강도를 측정하는 것에 의해서, 불규칙한 상태에 도달하기 직전의 최소값을 미리 설정할 수 있다. Taking this into consideration, it is preferable that a reference not reaching the irregularity state of the above-mentioned B or more is a squeegee which causes difficulties in the realization of the flat surface due to the entry of cutting chips or the like under a predetermined time unit and a predetermined measurement position The boundary step between the normal flat state and the abnormal irregularity state is determined by the individual experiment in which the irregular degree and the incomplete degree are gradually decreased by setting the incomplete melted state by the incomplete melted state due to insufficient sintering The minimum value immediately before reaching the irregular state can be set in advance by measuring the width of the region where the flame 7 is formed and the light intensity by the flame 7 in the step of confirming.

상기 영역 폭과, 상기 광 강도는, 거의 대부분의 경우 대응 관계에 있고, 전자가 기준 범위 내에 있는 경우에는, 후자도 마찬가지이며, 전자가 기준 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 후자도 또한 마찬가지이다. The above-described region width and the light intensity are almost in correspondence in most cases, and the former is also the same when the former is within the reference range, and the latter is also the same when the former is out of the reference range.

단, 극히 예외적이기는 하지만, 이러한 대응 관계가 성립하지 않고, 전자가 기준 범위 내에 있음에도 불구하고, 후자가 기준 범위로부터 일탈하고 있는 경우, 또는 그 반대의 경우가 발생하는 것을 부정할 수 없다. However, although this exceptional relationship is not established, it can not be denied that the former deviates from the reference range, or vice versa, even though the former is within the reference range.

이 때문에, b의 계속 지령의 경우에는, 쌍방이 각 기준의 범위 내에 있는 것을 요건으로 하는데 비해, c의 중지 지령의 경우에는, 어느 한쪽이 각 기준의 범위를 일탈하고 있는 것을 요건으로 하고 있다. For this reason, in the case of the continuation command of b, the requirement is that both parties are within the range of each criterion, while in the case of the c stop command, one of them is deviating from the range of each criterion.

또한, 도 2의 플로우차트에 있어서는, b와 c의 준별(峻別)에 관해, 상기 영역 폭 및 광 강도가 기준 범위 내에 있는지 아닌지의 판단을 행하고 있지만, 상기 판단이 "No"로서 부정되었을 경우에는, 적어도 어느 한쪽이 각 기준의 범위를 일탈하고 있는 이상, 상기 판단으로부터 또 어느 한쪽이 각 기준의 범위를 일탈하고 있는지 아닌지를 판단할 필요는 없다. In the flowchart of Fig. 2, it is judged whether or not the area width and the light intensity are within the reference range with respect to the b and c sharpness. If the judgment is "No" , It is not necessary to judge whether or not any of them deviate from the range of each criterion as long as at least one of them deviates from the range of each criterion.

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 원인인 소결 불량을 발생한 소결 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위의 불꽃의 형성 영역의 촬영,the sintering site where the defective sintering occurred, which is the cause of the command of d: c, and the shooting area of the spark of the sintering site within the time unit thereafter,

e: d에 있어서의 각 불꽃의 형성 영역 폭이 변화하고 있지 않거나, 또는 완만한 변화인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,If the width of the formation region of each spark in e: d is not changed or is gently changed, it is judged that the cause of defective sintering which is the cause of the instruction of c is abnormal in the control system relating to the laser beam or the electron beam Judging the effect,

d에 있어서의 각 불꽃의 형성 영역 폭이 급변하고 있는 경우에는, c의 지령의 원인인 소결 불량의 원인이 분말층 표면의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하는 것. When the width of the formation region of each spark in d suddenly changes, it is judged that the cause of defective sintering which is the cause of the command of c is an abnormality of the surface of the powder layer.

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 빔은, 과잉이거나 또는 부족한 상태에 있지만, 이러한 과잉 상태 또는 부족 상태가 계속되는 것이기 때문에, 상기 영역 폭은, 소결 부위가 달라서, 변화되고 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 problem concerning the control system, the laser beam or the electron beam is in an excess or insufficient state. However, since the excess or deficient state continues, (Or includes a case where it is not nearly changed that it is rarely changed), or shows a gradual change.

따라서, d와 같이, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 부위에서의 상기 영역 폭에 대해, 그 후의 소결 부위에서의 영역 폭은, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 변화하지 않거나 또는 완만한 변화를 나타내는 것에 불과하다. Therefore, as in the case of d, the region width at the subsequent sintering site with respect to the region width at the site of defective sintering which has caused the instruction of c does not change as shown in Fig. 3 (a) It is nothing more than a change.

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 상기 영역 폭이 촬영되고 있는 소결 부위가 여전히 소결 불량 상태인 경우에는, 불규칙한 요철 상태가 당초의 소결 불량의 요철 상태와는, 명백히 상이한 것에 의해서, 상기 영역 폭도 또한 상이하다. Therefore, when the sintered portion in which the region width is photographed is still in the sintering defective state after the sintered portion causing the sintering failure causing the command of c, the irregular uneven state is different from the uneven state of the initial sintering failure, By apparently different, the area width is also different.

한편, 그 후의 소결 부위에 있어서 이미 소결 불량이 소실되고 있는 경우에는, 상기 영역 폭은 b의 기준 범위 내에 있는 이상, c의 지령의 원인으로 대응하는 당초의 상기 영역 폭과는, 명백히 상이하다. On the other hand, when the sintering defect has already been lost in the subsequent sintering site, the region width is clearly different from the original region width corresponding to the cause of the command c, as long as the zone width is within the reference range of b.

따라서, c의 지령의 원인이 된 소결 불량이 생기고 있는 소결 부위에서의 상기 영역 폭에 비해, 그 후의 소결 부위에서의 상기 영역 폭은, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 급변하고 있다. Therefore, as compared with the above-described region width at the sintering site where the sintering defect causing the instruction of c occurs, the region width at the subsequent sintering site rapidly changes as shown in Fig. 3 (b).

이와 같이, 상기 A의 경우와 상기 B의 경우는, 상기 영역 폭의 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 region width is clearly 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 불량에 대응하는 상기 영역 폭과, 그 후의 소결 영역에 대응하는 상기 영역 폭과의 변화 상태에 대한 육안 관찰에 의해서 실현될 수 있다. The determination by e can be realized by visual observation of the state of change between the region width corresponding to the sintering failure causing the command of c and the region width corresponding to the sintering region thereafter.

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 불꽃의 형성 영역 폭 중, c의 지령의 원인인 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위에 있어서의 불꽃의 형성 영역 폭과, 그 후의 소결 부위 중, 1개소의 소결 부위에 있어서의 불꽃의 형성 영역 폭과의 상이가, 미리 준별 기준으로서 설정한 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 flow chart of Fig. 4, among the widths of the formation regions of the respective flames of d, the width of the flame formation region in the sintering region where sintering defects, In the case where the difference between the width of the sintering zone in one sintering site and the width of the sintering zone in the sintering zone is within a predetermined numerical range set in advance as a criterion for discrimination, It is judged that there is an abnormality in the control system relating to the beam or the electron beam,

상기 상이가, 미리 준별 기준으로서 설정한 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 소결 불량의 원인이 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 range set in advance as a criterion for reference, it is determined that the cause of the sintering failure is an abnormality of the surface of the powder layer, and that the indication is made It is good to adopt.

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 분말의 비산에 수반하는 불꽃의 형성 영역 폭을 촬영하고, 또한 상기 영역 폭의 변화 상태에 관한 데이터를 미리 작성한 다음에, 현실의 판단에 있어서는, 상기한 2개소의 소결 부위에 있어서의 상기 영역 폭의 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 width of the spark forming region accompanied by the scattering of the powder is photographed in advance and the data concerning the changing state of the area width is prepared in advance and then, in the judgment of the reality, Can be realized by employing the ratio of the area width or the numerical value based on the difference.

상기 수치도 또한, 조형 대상물의 원료, 나아가서는, 각 빔의 조사 강도, 및 상기 영역 폭 및 상기 광 강도를 측정하는 측정 장치의 성능에 따라서 상이하고, 일반적으로 상기 기준 범위에 의한 수치 범위를 특정하는 것은 불가능하다. The numerical value is also different depending on the material of the molding object, further, the irradiation intensity of each beam, the performance of the measuring device for measuring the area width and the light intensity, and generally the numerical range according to the reference range is specified It is impossible to do.

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 원인인 소결 불량이 발생한 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위의 불꽃에 의한 광 강도의 기록,recording of the light intensity by the spark of the sintering site within the time unit in which the defective sintering occurred, which is the cause of the command of f: c,

g: f에 있어서의 각 광 강도가 변화하고 있지 않거나, 또는 완만한 변화인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고, If the light intensity in g: f does not change or changes slowly, it is determined whether or not the cause of sintering failure causing the command of c is an abnormality in the control system of the laser beam or the electron beam Lt; / RTI >

f에 있어서의 각 광 강도가 급변하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이 분말층 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 surface of the powder layer.

f와 같이 상기 광 강도의 기록에 의해서, g와 같은 판단이 가능한 근거는, 이하와 같다. The reason why judgment like g can be made by recording of the light intensity as in f is as follows.

d의 촬영 및 e의 판단에 입각해서 설명한 바와 같이, A를 원인으로 하는 경우에는, 분말의 비산을 수반하는 불꽃의 발생 상태는 변화하고 있지 않거나(단, 거의 변화되고 있지 않다고 하는 근사적으로 변화되고 있지 않는 경우도 포함한다.) 또는 완만한 변화를 행하고 있는 것에 불과하다. As described above based on the photographing of d and the determination of e, in the case of A, the generation state of the flame accompanied by the scattering of the powder is not changed (however, Or the case where the change is not made), or merely making a gradual change.

그 결과, 불꽃에 의한 광 강도도 또한 도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 변화하고 있지 않거나 또는 완만한 변화를 나타내고 있는 것에 불과하다. As a result, the light intensity due to the flame is also not changed or shows a gentle change as shown in Fig. 5 (a).

이것에 대해, 상기 B를 원인으로 하고 있는 경우에는, 분말층 표면에 있어서의 요철 상태는 급변하고 있고, 그 결과, c의 지령의 원인이 된 소결 부위에 있어서의 상기 광 강도와, 그 후의 소결 부위에 있어서의 상기 광 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 abruptly. As a result, the light intensity at the sintering site causing the command of c, The light intensity at the site rapidly changes as shown in Fig. 5 (b).

이와 같이, 상기 A의 경우와 상기 B의 경우는, 상기 광 강도의 변화의 추이가 명백히 상이하기 때문에, g와 같은 판단을 행할 수 있다. As described above, since the transition of the light intensity is clearly different in the case of A and the case of B, the same judgment as g can be made.

g에 의한 판단은, c의 지령의 원인이 된 소결 불량에 있어서의 상기 광 강도와, 그 후의 소결 영역에 있어서의 상기 광 강도와의 변화 상태에 대한 육안 관찰에 의해서 실현될 수 있다. g can be realized by visual observation of the state of change of the light intensity at the sintering failure causing the command of c and the light 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 광 강도 중, c의 지령의 원인인 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위에 있어서의 광 강도와, 그 후의 소결 부위 중, 1개소의 소결 부위에 있어서의 광 강도와의 상이가, 미리 준별 기준으로서 설정한 소정의 수치 범위 내에 있는 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 flow chart of Fig. 6, among the light intensities of f, the light intensity at the sintering site where sintering defects, which are the cause of the instruction of c, When the difference between the light intensity at the sintered portion and the light intensity at the sintered portion is within a predetermined numerical range set in advance as a criterion for classification, it is preferable 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 electron beam And the display of the effect is made,

상기 상이가, 미리 준별 기준으로서 설정한 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 소결 불량의 원인이 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 range set in advance as a criterion for reference, it is determined that the cause of the sintering failure is an abnormality of the surface of the powder layer, and that the indication is made It is good to adopt.

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, 상기 광 강도의 추이에 관한 데이터를 미리 작성하는 것에 의해서, 현실의 판단에 있어서는, 상기 2개소의 소결 부위에 있어서의 소결 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, By making in advance the data concerning the transition of the light intensity, it can be realized by employing the criterion of the numerical value by the ratio or the difference with respect to the sintering strength at the two sintered portions in the judgment of the reality have.

상기 수치도 또한, 조형 대상물의 원료, 나아가서는, 각 빔의 조사 강도, 및 상기 영역 폭 및 상기 광 강도를 측정하는 측정 장치의 성능에 따라서 상이하고, 일반적으로 상기 기준 범위에 의한 수치 범위를 특정하는 것은 불가능하다. The numerical value is also different depending on the material of the molding object, further, the irradiation intensity of each beam, the performance of the measuring device for measuring the area width and the light intensity, and generally the numerical range according to the reference range is specified It is impossible to do.

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: 불꽃
8: 불꽃의 형성 영역 폭 촬영 장치
9: 불꽃에 의한 광 강도의 측정 장치
10: 컨트롤러1: Container (container)
2: Table
3: Powder feeder
4: squeegee
5: laser beam or electron beam source
6: Scanner
7: Flame
8: Spark forming area width photographing device
9: Device for measuring light intensity by flame
10: Controller

Claims (10)

분말층 형성 공정과, 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.
a: 소결 영역의 전체 주위에 있어서의 레이저 빔 또는 전자 빔의 조사를 원인으로 하여 분말의 비산에 수반하여 발생하는 불꽃의 촬영, 및 상기 불꽃에 의한 광 강도의 측정,
b: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a에 의해서 촬영된 불꽃의 형성 영역 폭 및 상기 a에 의해서 측정된 불꽃에 의한 광 강도가, 소결 불량을 일으키지 않은 상태에 있는 상기 영역 폭에 의한 기준 및 상기 광 강도에 의한 기준의 각 범위를 일탈하고 있지 않는 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위에서의 소결 공정, 또는 다음의 분말 형성 공정을 계속하는 취지의 지령,
c: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a에 의해서 촬영된 불꽃의 형성 영역 폭 또는 상기 a에 의해서 측정된 불꽃에 의한 광 강도가, 소결 불량을 일으키지 않은 상태에 있는 상기 영역 폭에 의한 기준 또는 상기 광 강도에 의한 기준의 각 범위를 일탈하고 있는 것이 검출되었을 경우에는, 소결 불량이 발생하고 있는 취지의 판단하에, 다음의 시간 단위에서의 소결 공정, 또는 다음의 분말 형성 공정을 중지하는 취지의 지령,
d: c의 지령의 원인인 소결 불량을 발생한 소결 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위의 불꽃의 형성 영역의 촬영,
e: d에 있어서의 각 불꽃의 형성 영역 폭이 변화하고 있지 않거나, 또는 완만한 변화인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,
d에 있어서의 각 불꽃의 형성 영역 폭이 급변하고 있는 경우에는, c의 지령의 원인인 소결 불량의 원인이 분말층 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, wherein the three-dimensional shaping method accompanied by the laminating is characterized in that in the sintering step, A three-dimensional molding method employing a three-dimensional molding method.
a: photographing of a flame caused by scattering of powder due to irradiation of a laser beam or an electron beam around the entire sintering region, measurement of light intensity by the flame,
b: a width of the spark forming region photographed by a and a light intensity by the spark measured by the a in a time unit within a time required for each sintering process, And the reference range of the light intensity is detected, it is determined whether or not a command for continuing the sintering process at the next time unit or the next powder forming process,
c: a width of a spark formed by the spark or a light intensity measured by the spark in a time unit within a time required for each sintering process, , The sintering process in the next time unit or the next powder forming process is carried out under the judgment of the occurrence of defective sintering Instruction of effect to stop,
the sintering site where the defective sintering occurred, which is the cause of the command of d: c, and the shooting area of the spark of the sintering site within the time unit thereafter,
If the width of the formation region of each spark in e: d is not changed or is gently changed, it is judged that the cause of defective sintering which is the cause of the instruction of c is abnormal in the control system relating to the laser beam or the electron beam Judging the effect,
When the width of the formation region of each spark in d suddenly changes, it is judged that the cause of defective sintering which is the cause of the command of c is an abnormality of the surface of the powder layer. 제 1 항에 있어서,
d의 각 불꽃의 형성 영역 폭 중, c의 지령의 원인인 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위에 있어서의 불꽃의 형성 영역 폭과, 그 후의 소결 부위 중, 1개소의 소결 부위에 있어서의 불꽃의 형성 영역 폭과의 상이가, 미리 준별 기준으로서 설정한 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,
상기 상이가, 미리 준별 기준으로서 설정한 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 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,
the width of the sintering zone in the sintering zone where the sintering defect is caused, which is the cause of the command of c, and the width of the sintering zone in the subsequent sintering zone, When the difference between the width of the forming region and the width of the forming region is within a predetermined numerical range set in advance as a criterion for discrimination, it is determined that the cause of the defective sintering which is the cause of the instruction of c is an abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam Determination and display thereof,
Characterized in that when the difference deviates from a predetermined numerical range set in advance as a criterion for discrimination, determination as to whether or not the cause of sintering failure is abnormal on the surface of the powder layer and display thereof is performed Way. 분말층 형성 공정과, 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.
a: 소결 영역의 전체 주위에 있어서의 레이저 빔 또는 전자 빔의 조사를 원인으로 하여 분말의 비산에 수반하여 발생하는 불꽃의 촬영, 및 상기 불꽃에 의한 광 강도의 측정,
b: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a에 의해서 촬영된 불꽃의 형성 영역 폭 및 상기 a에 의해서 측정된 불꽃에 의한 광 강도가, 소결 불량을 일으키지 않은 상태에 있는 상기 영역 폭에 의한 기준 및 상기 광 강도에 의한 기준의 각 범위를 일탈하고 있지 않는 것이 검출되었을 경우에는, 다음의 시간 단위에서의 소결 공정, 또는 다음의 분말 형성 공정을 계속하는 취지의 지령,
c: 각 소결 공정에 필요한 시간 이내의 시간 단위에 있어서, a에 의해서 촬영된 불꽃의 형성 영역 폭 또는 상기 a에 의해서 측정된 불꽃에 의한 광 강도가, 소결 불량을 일으키지 않은 상태에 있는 상기 영역 폭에 의한 기준 또는 상기 광 강도에 의한 기준의 각 범위를 일탈하고 있는 것이 검출되었을 경우에는, 소결 불량이 발생하고 있는 취지의 판단하에, 다음의 시간 단위에서의 소결 공정, 또는 다음의 분말 형성 공정을 중지하는 취지의 지령,
f: c의 지령의 원인인 소결 불량이 발생한 부위, 및 그 후의 시간 단위 내에서의 소결 부위의 불꽃에 의한 광 강도의 기록,
g: f에 있어서의 각 광 강도가 변화하고 있지 않거나, 또는 완만한 변화인 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단을 행하고,
f에 있어서의 각 광 강도가 급변하고 있는 경우에는, 상기 소결 불량의 원인이 분말층 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, wherein the three-dimensional shaping method accompanied by the laminating is characterized in that in the sintering step, A three-dimensional molding method employing a three-dimensional molding method.
a: photographing of a flame caused by scattering of powder due to irradiation of a laser beam or an electron beam around the entire sintering region, measurement of light intensity by the flame,
b: a width of the spark forming region photographed by a and a light intensity by the spark measured by the a in a time unit within a time required for each sintering process, And the reference range of the light intensity is detected, it is determined whether or not a command for continuing the sintering process at the next time unit or the next powder forming process,
c: a width of a spark formed by the spark or a light intensity measured by the spark in a time unit within a time required for each sintering process, , The sintering process in the next time unit or the next powder forming process is carried out under the judgment of the occurrence of defective sintering Instruction of effect to stop,
recording of the light intensity by the spark of the sintering site within the time unit in which the defective sintering occurred, which is the cause of the command of f: c,
If the light intensity in g: f does not change or changes slowly, it is determined whether or not the cause of sintering failure causing the command of c is an abnormality in the control system of 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 surface of the powder layer. 제 3 항에 있어서,
f의 각 광 강도 중, c의 지령의 원인인 소결 불량이 발생하고 있는 소결 부위에 있어서의 광 강도와, 그 후의 소결 부위 중, 1개소의 소결 부위에 있어서의 상기 광 강도와의 상이가, 미리 준별 기준으로서 설정한 소정의 수치 범위 내에 있는 경우에는, c의 지령의 원인이 된 소결 불량의 원인이 레이저 빔 또는 전자 빔에 관한 제어계의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하고,
상기 상이가, 미리 준별 기준으로서 설정한 소정의 수치 범위를 일탈하고 있는 경우에는, 소결 불량의 원인이 분말층 표면의 이상에 있다는 취지의 판단 및 그 취지의 표시를 행하는 것으로 특징으로 하는 3차원 조형 방법. The method of claim 3,
the difference between the light intensity at the sintering site where sintering defects are caused and the light intensity at one sintering site among the subsequent sintering sites, The determination as to whether or not the cause of sintering failure which is the cause of the instruction of c is an abnormality of the control system relating to the laser beam or the electron beam and display of the effect is performed,
Dimensional casting process characterized by determining whether or not the cause of the sintering failure is an abnormality of the surface of the powder layer and displaying the fact that the cause of the sintering defect is abnormal when the above- Way. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
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. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
c의 지령에 있어서, 광 신호 또는 음성 신호에 의해서 소결 이상을 알리는 것을 특징으로 하는 3차원 조형 방법. 5. The method according to any one of claims 1 to 4,
wherein the sintering abnormality is notified by an optical signal or an audio signal at the command of the step (c). 제 6 항에 있어서,
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. 제 6 항에 있어서,
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. 제 6 항에 있어서,
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. 제 6 항에 있어서,
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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