KR102243204B1

KR102243204B1 - 삼차원 조형 방법 및 삼차원 조형 장치

Info

Publication number: KR102243204B1
Application number: KR1020207030807A
Authority: KR
Inventors: 코이치 아마야; 미쓰요시 요시다; 세이이치 토미타; 쇼타 사사키
Original assignee: 가부시키가이샤 마쓰우라 기카이 세이사쿠쇼
Priority date: 2019-10-21
Filing date: 2020-05-19
Publication date: 2021-04-21
Also published as: JP6713672B1; CN113015588A; JP2021066922A; ES2961320T3; EP3834964B1; EP3834964A4; EP4177042A1; US20210213537A1; EP3834964A1; CA3101121A1; WO2021079548A1; CA3101121C; CN113015588B

Abstract

[과제] 복수개의 갈바노스캐너를 투과한 다음 주사되는 모든 레이저 빔이 소결면의 형성에 기여하는 것에 의해서, 효율적이고 또한 균일한 이차원 주사에 의한 삼차원 조형을 가능하게 하는 구성을 제공하는 것.
[해결 수단]
다이나믹 포커스렌즈(2)를 투과한 레이저 빔(7)의 투과 방향과 직교하고 있는 회전축(30)을 거쳐 진동하는 제1 미러(31) 및 제1 미러(31)에 있어서의 회전축(30)과 직교하고, 또한 수평 방향의 회전축(30)을 거쳐 진동하는 제2 미러(32)로부터의 반사에 의해서, 직교 좌표 또는 원기둥 좌표의 이차원 방향을 따른 레이저 빔(7)의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너(3)를 채용하고, 상기 진동에 대한 제어에 기초하여, 상기 진동 범위를 조정자유롭게 한 데다가, 테이블(4)의 면에 대해 비스듬한 방향으로부터 조사하는 레이저 빔(7)의 초점 또는 그 근방 위치에 있어서의 소결면(6)의 영역을 선택자유롭게 하는 것에 의해서 상기 과제를 달성하고 있는 삼차원 조형 방법 및 장치.

Description

삼차원 조형 방법 및 삼차원 조형 장치

본 발명은, 다이나믹 포커스렌즈를 투과해서 순차 집속(集束)하는 레이저 빔을, 이차원 방향으로 주사하는 갈바노스캐너(Galvano Scanner)를 복수개 채용하고 있는 삼차원 조형 방법 및 삼차원 조형 장치를 대상으로 하고 있다.

테이블 상에 적층한 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의해서 소결면(燒結面)을 형성하는 삼차원 조형에 있어서는, 초점 거리를 조정할 수 있는 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔을 갈바노스캐너에 의해서 레이저 빔의 상기 소결면에 대한 주사(스캐닝)가 행해지고 있다.

상기 주사를 실현하는 갈바노스캐너를 1개가 아니라, 복수개 채용하고, 또한 상기 복수개의 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔을 테이블면에 대해 비스듬한 방향(斜方向)으로 조사하는 것에 의해서, 직교 방향으로 조사하는 경우에 비해, 삼차원 조형에 필요한 스페이스를 컴팩트하게 설정한 데다가, 복수개의 레이저 빔에 의해서 효율적인 주사를 실현하는 삼차원 조형 방법은, 특허문헌 1에 기재된 발명(이하 「선원(先願) 발명 1」이라고 칭한다.)으로서 개시되어 있고, 마찬가지로, 복수개의 갈바노스캐너(3, 3a)를 채용하고, 또한 상기 복수개의 갈바노스캐너(3, 3a)를 투과한 레이저 빔(7, 7a)을 테이블면에 대해 비스듬한 방향으로 조사하는 것에 의해서, 상기 효과를 발휘하고 있는 삼차원 조형 장치의 구성도 역시, 특허문헌 2에 기재된 발명(이하 「선원 발명 2」라고 칭한다.)으로서 개시되어 있다.

그런데, 선원 발명 1 및 선원 발명 2에 있어서는, 테이블(13)의 전(全)영역면의 상측에 위치하고 있는 전평탄면에 있어서 레이저 빔(7, 7a)의 주사(스캐닝)를 행하고 있다(특허문헌 1의 도 1, 요약서, 제3란 22행, 제4란 40행, 청구항 1에 있어서의 전평탄면이 주사 대상이 된다고 하는 개시 사항, 및 특허문헌 2의 도 1, 요약서, 제3란 9행, 제4란 26행에 있어서의 전평탄면이 공통의 주사 대상이 된다고 하는 개시 사항, 및 청구항 1에 있어서의 레이저 빔이 평탄면을 가로지르는 상태에서 이동한다는 취지의 개시 사항).

상기 평탄면은, 초점 조정 유닛(9, 9a)에 대한 제어로서 형성된 초점면(5)에 해당하지만(특허문헌 1의 도 4, 및 특허문헌 2의 도 4), 초점면(5)의 전영역에 있어서, 레이저 빔(7, 7a)의 조사에 의한 소결이 행해지고 있는 것은 아니고, 초점 조정 유닛(9, 9a)의 제어에 의해서, 초점면(5) 중 소결이 필요한 영역에만 레이저 빔(7, 7a)의 초점에 있어서의 조사가 행해지고, 소결이 필요하지 않은 영역에 대해서는, 레이저 빔(7, 7a)의 초점이 초점면(5)에 이르지 않는 바와 같은 제어를 반드시 행해야 한다.

왜냐하면, 이와 같은 제어가 행해지지 않으면, 전평탄면, 즉 초점 평면(5)의 전영역이 항상 소결 대상이 되고, 각 초점면(5)에 입각해서, 소결면의 형성 영역을 필요에 따라 선택하는 것이 불가능하게 되기 때문이다.

그렇지만, 소결면을 형성하지 않는 영역에 레이저 빔의 주사를 수반하는 조사를 행하는 것은, 쓸데없는 주사 및 조사를 행하는 점에 있어서, 비효율적인 삼차원 조형이 행해진다는 것을 의미하고 있다.

선원 발명 1 및 선원 발명 2의 각 갈바노스캐너(3, 3a)에 있어서는, 당연히 초점 조정 유닛(9, 9a)을 투과한 레이저 빔(7, 7a)을 반사하는 제1 미러 및 제1 미러로부터 반사된 레이저 빔(7, 7a)을 또 반사하는 제2 미러를 구비하고 있다.

그런데, 선원 발명 1 및 선원 발명 2에 있어서는, 제1 미러 및 제2 미러에 관한 설명이 존재하지 않고, 그 결과, 제1 미러 및 제2 미러가 테이블(13)의 상면에 있어서의 중심 위치를 기준으로 해서 어떻게 배치되는지에 대해서는 전혀 불특정으로서(특정하고 있지 않아) 어느것이라도 선택가능한 것으로 귀결된다.

따라서, 테이블(13)의 표면의 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제2 미러가 각 제1 미러보다도 외측에 배치되어 있는 설계를 선택하는 것은, 당연히 가능하다.

덧붙여서 말하면, 선원 발명 1 및 선원 발명 2를 도시하는 도 3은, 상기 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제2 미러가 각 제1 미러보다도 내측에 배치되어 있는 것을 시사하고 있지만, 상기 도 3은, 어디까지나 실시형태를 도시하고 있는 것에 불과한 이상(Fig. 3에 관한 설명 부분), 상기 도 3의 개시는 결코 상기 선택이 가능한 것을 부정하는 근거가 되지는 않는다.

그렇지만, 이와 같은 설계의 경우에는, 그 반대의 배치에 의한 설계, 즉 제2 미러를 상기 중심 위치를 기준으로 해서 제1 미러의 내측에 배치하고 있는 설계에 비해, 제2 미러끼리의 간격이 넓은 상태로 되고, 필연적으로, 레이저 빔이 상기 중심 위치를 넘어 소결면을 형성할 때에는, 상기 중심 위치로부터의 거리가 멀어짐에 따라서, 조도(照度)가 작아지는 한편, 테이블면에 대해, 연직 방향의 조사인 경우에는, 대략 원형의 소결면이 형성되는 것 대신에, 대략 타원 형상의 소결면이 형성되는 것에 의해서 소결면의 형상이 부정확하게 되는 것을 원인으로 해서, 소결면의 경계에 있어서의 윤곽이 불선명하게 된다고 하는 결점을 모면할 수가 없다.

게다가 선원 발명 1 및 선원 발명 2의 경우에는, 제2 미러가 진동하는 회전축의 방향이 불특정이고, 또한 이와 같은 불특정에 의한 기술 상의 결점에 대해서는 후술하는 바 대로이다.

US 10,029,333 B2 공보 US 9,314,972 B2 공보

본 발명은, 다이나믹 포커스렌즈를 투과하는 레이저 빔에 대한 복수개의 갈바노스캐너를 구비한 데다가, 레이저 빔의 효율적이고 또한 균일한 이차원 주사 및 조사를 가능하게 하는 삼차원 조형의 구성을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명의 기본 구성은,

(1) 스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 사교(斜交)하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하고 있고, 게다가 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 수평 방향으로서, 제1 미러의 회전축이 상기 레이저 빔의 방향과 직교하고 있는 삼차원 조형 방법,

(2) 스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러의 진동 범위 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 사교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하고 있고, 게다가 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 수평 방향으로서, 제1 미러의 회전축이 상기 레이저 빔의 방향과 직교하고 있는 삼차원 조형 방법,

(3) 분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 각각 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 사교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하고 있고, 게다가 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 수평 방향으로서, 제1 미러의 회전축이 상기 레이저 빔의 방향과 직교하고 있는 삼차원 조형 장치,

(4) 분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 사교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하고 있고, 게다가 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 수평 방향으로서, 제1 미러의 회전축이 상기 레이저 빔의 방향과 직교하고 있는 삼차원 조형 장치,

(5) 스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 테이블면의 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제1 미러를 각 제2 미러보다도 외측에 배치하고 있는 삼차원 조형 방법,

(6) 스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러의 진동 범위 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 테이블면의 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제1 미러를 각 제2 미러보다도 외측에 배치하고 있는 삼차원 조형 방법,

(7) 분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 각각 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 테이블면의 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제1 미러를 각 제2 미러보다도 외측에 배치하고 있는 삼차원 조형 장치,

(8) 분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 테이블면의 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제1 미러를 각 제2 미러보다도 외측에 배치하고 있는 삼차원 조형 장치,

(9) 스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면으로서 조정자유롭게 선택된 영역이 일치하고 있고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있는 삼차원 조형 방법,

(10) 스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러의 진동 범위 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면으로서 조정자유롭게 선택된 영역이 일치하고 있고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있는 삼차원 조형 방법,

(11) 분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 각각 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면으로서 조정자유롭게 선택된 영역이 일치하고 있고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있는 삼차원 조형 장치,

(12) 분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면으로서 조정자유롭게 선택된 영역이 일치하고 있고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있는 삼차원 조형 장치,

(13) 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 직교하는 연직 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 것을 특징으로 하는 상기 (5), (6), (9), (10) 중 어느 한 항에 기재된 삼차원 조형 방법,

(14) 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 직교하는 연직 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 것을 특징으로 하는 상기 (7), (8), (11), (12) 중 어느 한 항에 기재된 삼차원 조형 장치

로 이루어진다.

나아가서는, 상기 기본 구성(1), (2), (3), (4)에 있어서는,

(15) 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 사교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동한다고 하는 참고예의 구성을 기술적 전제로 하고 있다.

기본 구성(1), (2), (5), (6), (9), (10)에 의한 삼차원 조형 방법 및 기본 구성(3), (4), (7), (8), (11), (12)에 의한 삼차원 조형 장치에 있어서도, 삼차원 조형의 스페이스를 컴팩트하게 설정한 데다가 복수개의 레이저 빔에 의해서 효율적인 주사를 실현한다고 하는 점에 있어서, 선원 발명 1 및 선원 발명 2와 마찬가지 효과를 발휘할 수 있고, 게다가 특정의 갈바노스캐너에 있어서의 고장 또는 사고가 발생했다고 해도, 다른 갈바노스캐너의 작동에 의해서, 상기 고장 또는 사고를 클리어하는 것도 가능하고, 이와 같은 효과도 역시 선원 발명 1 및 선원 발명 2의 경우와 마찬가지이다.

또한, 갈바노스캐너의 수평 방향에 있어서의 크기 및 테이블 표면의 면적을 생각한 경우, 기본 구성(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12)에 있어서의 복수개의 갈바노스캐너의 실제 수로서는, 2개∼6개인 경우가 많다.

그런데, 기본 구성(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12)에 있어서는, 제1 미러의 진동 범위 및 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 복수개의 갈바노스캐너를 투과한 모든 레이저 빔에 대해, 소결면에의 조사를 실현하고 있고, 선원 발명 1 및 선원 발명 2와 같은 쓸데없는 주사 및 조사를 피할 수가 있다.

그 결과, 삼차원 조형에 있어서의 주사 및 에너지의 소비에 있어서, 선원 발명 1 및 선원 발명 2에 비해, 효율적인 삼차원 조형을 실현할 수가 있다.

게다가, 제1 미러가 진동하는 회전축의 방향으로서, 레이저 빔이 투과하는 방향과 직교하는 방향을 채용한 데다가, 제2 미러가 진동하는 회전축으로서, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향으로 하는 것에 의해서, 테이블면을 따른 수평 방향면에서 균일한 레이저 빔의 이차원 방향의 주사(스캐닝)를 실현할 수가 있다.

뿐만 아니라, 레이저 빔이 투과하는 방향이 수평 방향인 경우에는, 제2 미러에 있어서의 회전축의 방향을 상기 투과 방향과 평행하게 설정하는 것이 가능해져, 제1 미러와 제2 미러와의 간격을 컴팩트한 상태로 설정할 수가 있다.

나아가서는, 기본 구성(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8)에 있어서는, 복수개의 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔에 의한 소결면이 상호 독립되고, 또한 다른 영역으로 하여, 선원 발명 1 및 선원 발명 2에 있어서 실현할 수 없을 것 같은 실시형태도 채용할 수가 있다.

기본 구성(9), (10), (11), (12)에 있어서는, 복수개의 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역이 일치하고 있지만, 제1 미러의 진동 범위 및 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서 비로소 실현가능하다는 것을 고려한다면, 상기 각 기본 구성은, 복수개의 갈바노스캐너를 채용하는 기본 구성에 있어서, 상기 각 조정자유로운 기능을 유효하게 결합하고 있는 발명이라고 평가할 수가 있다.

특히, 기본 구성(5), (6), (7), (8)에 있어서는, 제2 미러끼리의 간격을 컴팩트한 상태로 하고, 소결면의 경계에 있어서의 윤곽을 선명한 상태로 할 수 있고,나아가서는, 후술하는 실시예에 있어서는, 필요한 소결면의 영역을 선택자유롭게 할 수가 있다.

도 1은, 기본 구성(1)의 삼차원 조형 방법 및 기본 구성(3)의 삼차원 조형 장치의 기술적 전제인 참고예(15)의 구성을 도시하는 측면도이고(다만, 2개의 다이나믹 포커스렌즈 및 2개의 갈바노스캐너를 채용한 경우를 도시한다.), 도 1의 (a)는, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 테이블면에 대해 비스듬한 방향인 경우를 도시하고 있고, 도 1의 (b)는, 기본 구성(1), (3)과 같이, 상기 레이저 빔이 테이블면과 마찬가지로 수평 방향인 경우를 도시한다. 또한, 다이나믹 포커스렌즈를 투과하는 레이저 빔은, 도 1의 (a), (b)의 지면(紙面)과 사교 또는 직교하는 방향을 당연히 포섭(包攝)하고 있고, 이와 같은 포섭 상태를 고려하여, 레이저 빔의 진행 방향을 나타내는 화살표의 선단(先端)에 있어서의 ㆍ표는 반사 위치를 나타낸다.
도 2는, 기본 구성(2)의 삼차원 조형 방법 및 기본 구성(4)의 삼차원 조형 장치의 기술적 전제인 참고예(15)의 구성을 도시하는 측면도이고(다만, 2개의 다이나믹 포커스렌즈 및 2개의 갈바노스캐너를 채용한 경우를 도시한다.), 도 2의 (a)는, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 테이블면에 대해 비스듬한 방향인 경우를 도시하고 있고, 도 2의 (b)는, 기본 구성(2), (4)와 같이, 상기 레이저 빔이 테이블면과 마찬가지로 수평 방향인 경우를 도시한다. 또한, 다이나믹 포커스렌즈를 투과하는 레이저 빔은, 도 2의 (a), (b)의 지면과 사교 또는 직교하는 방향을 당연히 포섭하고 있고, 이와 같은 포섭 상태를 고려하여, 레이저 빔의 진행 방향을 나타내는 화살표의 선단에 있어서의 ㆍ표는 반사 위치를 나타낸다.
도 3은, 기본 구성(5), (9)의 삼차원 조형 방법 및 기본 구성(7), (11)의 삼차원 조형 장치로서, 기본 구성(13) 및 (14)을 채용한 경우의 구성을 도시하는 측면도이다(다만, 2개의 다이나믹 포커스렌즈 및 2개의 갈바노스캐너를 채용한 경우를 도시한다.). 또한, 다이나믹 포커스렌즈를 투과하는 레이저 빔은, 도 3의 지면과 사교 또는 직교하는 방향을 당연히 포섭하고 있고, 이와 같은 포섭 상태를 고려하여, 레이저 빔의 진행 방향을 나타내는 화살표의 선단에 있어서의 ㆍ표는 반사 위치를 나타낸다.
도 4는, 기본 구성(6), (10)의 삼차원 조형 방법 및 기본 구성(8), (12)의 삼차원 조형 장치로서, 기본 구성(13) 및 (14)을 채용한 경우의 구성을 도시하는 측면도이다(다만, 2개의 다이나믹 포커스렌즈 및 2개의 갈바노스캐너를 채용한 경우를 도시한다.). 또한, 다이나믹 포커스렌즈를 투과하는 레이저 빔은, 도 4의 지면과 사교 또는 직교하는 방향을 당연히 포섭하고 있고, 이와 같은 포섭 상태를 고려하여, 레이저 빔의 진행 방향을 나타내는 화살표의 선단에 있어서의 ㆍ표는 반사 위치를 나타낸다.
도 5는, 기본 구성(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12)에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 수평 방향과 사교하고 있는 경우에 있어서의 제1 미러 및 제2 미러가 진동하는 회전축의 방향을 설명하는 모식도로서, 도 5의 (a)는, 제2 미러에 있어서의 회전축의 방향이 수평 방향인 경우를 도시하고 있고(제1 미러에 있어서의 회전축은, 상기 투과 방향과 직교하고 있고, 연직 방향을 형성하고 있는 것은 아니다.), 도 5의 (b)는, 제2 미러에 있어서의 회전축의 방향이 상기 투과 방향인 경우를 도시하고 있고(테이블면과 사교하고 있는 상기 투과 방향을 지면과 직교하는 방향으로 설정하고 있는 이상, 상기 투과 방향과 사교하고 있는 테이블면은, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같은 지면과 직교하는 평탄 형상이 아니라, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 상하 방향에 있어서 지면의 방향과 소정 폭으로 사교하는 상태에 의해서 표현되는 것으로 귀결된다.), 도 5의 (c)는, 제2 미러에 있어서의 회전축이 제1 미러의 회전축의 방향 및 상기 투과 방향의 쌍방에 직교하고 있는 경우를 도시한다(도 5의 (c)도 역시 도 5의 (b)와 마찬가지로, 테이블면과 사교하고 있는 상기 투과 방향을 지면과 직교하는 방향으로 설정하고 있는 이상, 상기 투과 방향과 사교하고 있는 테이블면은, 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이, 상하 방향에 있어서 지면의 방향과 소정 폭으로 사교하는 상태에 의해서 표현되는 것으로 귀결된다.). 또한, 도 5의 (a), (b), (c)에 있어서의 ㆍ표는, 지면의 이면으로부터 표면으로 향하는 방향을 나타내고 있고, ×표는, 지면의 표면으로부터 이면으로 향하는 방향을 나타낸다.
도 6은, 기본 구성(9), (10), (11), (12)를 도시하고 있고, 도 6의 (a)는, 각 갈바노스캐너의 제2 미러에 있어서의 진동시에, 상기 진동에 의한 진폭의 중심 위치를 형성하는 단계에 반사된 반사광의 소결면에 있어서의 조사 위치가 일치하고 있는 실시형태를 도시하고 있고, 도 6의 (b)는, 각 갈바노스캐너의 제2 미러에 있어서의 진동의 중심 위치에 해당하지 않는 위치로부터 반사되는 반사광의 조사면에 있어서의 조사 위치가 일치하고 있는 실시형태를 도시한다.
도 7은, 기본 구성(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8)에 있어서, 복수개의 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔에 의한 소결면이 상호 독립되고, 다른 영역인 실시형태를 도시하는 측면도이고, 도 7의 (a)는, 상기 영역이 인접해 있는 경우를 도시하고, 도 7의 (b)는, 상기 영역이 상호 떨어져 있는 것을 도시하고, 도 7의 (c)는, 상기 영역이 상호의 경계에 있어서 중복되어 있는 경우를 도시한다.

기본 구성(1), (2), (5), (6), (9), (10)의 삼차원 조형 방법은, 스퀴지의 주행을 거친 테이블(4) 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층(5)에 대한 레이저 빔(7)의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하는 것을 기본적 전제로 하고 있고, 기본 구성(3), (4), (7), (8), (11), (12)의 삼차원 조형 장치는, 분말을 주행을 거쳐 테이블(4) 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층(5)에 대해 레이저 빔(7)을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비하고 있는 것을 기본적 전제로 하고 있다.

상기 각 기본적 전제에 입각한 다음, 기본 구성(1), (5), (9)의 방법 및 기본 구성(3), (7), (11)의 장치는, 도 1의 (a) 또는 도 1의 (b) 또는 도 3의 어느 하나에 도시하는 바와 같이, 레이저 빔(7)의 조사에 있어서, 레이저 빔 발진원(1)에 의해서 발진되고, 또한 다이나믹 포커스렌즈(2)를 투과한 레이저 빔(7)에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축(30)을 거쳐 진동하는 제1 미러(31) 및 제1 미러(31)의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러(31)에 있어서의 회전축(30)의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축(30)을 거쳐 진동하는 제2 미러(32)로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔(7)의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 갈바노스캐너(3)를 복수개 채용하고 있지만, 이와 같은 채용에 기초하는 구성 중, 선원 발명 1 및 선원 발명 2에 있어서는, 제2 미러(32)가 진동하는 회전축(30)의 방향을 전혀 명확히 하고 있지 않다.

그 결과, 선원 발명 1 및 선원 발명 2가 발명의 구성의 특정에 있어서 매우 불충분하다는 것에 대해서는, 도 5의 (a), (b), (c)에 입각해서 이하에 설명하는 대로이다.

제1 미러(31)에 있어서의 회전축(30)의 방향이 레이저 빔(7)의 투과 방향과 직교 상태에 있는 것은, 상기 회전축(30)을 거친 진동에 의해서, 레이저 빔(7)이 상기 투과 방향을 포함하는 평면 내에 있어서의 주사를 가능하게 하기 위해서, 기술상 당연히 요청되는 요건에 해당한다.

제1 미러(31)에 의한 주사 및 제2 미러(32)에 의한 주사에 의해서, 테이블(4)의 면을 따른 수평 방향에서 이차원의 주사를 실현하기 위해서는, 제2 미러(32)에 있어서의 회전축(30)의 방향은 제1 미러(31)에 있어서의 회전축(30)의 방향과 직교하고 있는 것을 필요 불가결로 한다.

제1 미러(31) 및 제2 미러(32)를 거쳐 이차원 방향의 주사를 실현하는 경우에 있어서, 제1 미러(31)의 레이저 빔(7)의 투과 방향과 직교하고 있는 회전축(30)에 대해, 제2 미러(32)에 있어서의 회전축(30)의 방향으로서는, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같은 수평 방향, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, 레이저 빔(7)의 투과 방향, 및 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 미러(31)에 있어서의 회전축(30)의 방향과 직교할 뿐만 아니라, 레이저 빔(7)의 투과 방향과 직교하는 방향이라고 하는 3가지 케이스를 상정할 수가 있다.

도 5의 (a)에 도시하는 방향인 경우에는, 상기 투과 방향을 포함하는 평면을 따른 제1 미러로부터의 반사광(·점 및 ×표에 의한 지면의 표리(表裏) 방향을 따라 주사하는 반사광)을 제2 미러(32)의 수평 방향을 따른 회전축(30)을 거친 진동에 의해서, 테이블(4)의 면을 따른 수평 방향을 따라 균일한 주사를 실현할 수가 있다.

이에 반해, 도 5의 (b)에 도시하는 방향의 경우에는, 레이저 빔(7)의 투과 방향이 테이블(4)의 면과 사교하고 있기 때문에, 제2 미러(32)에 있어서의 회전축(30)은 수평 방향을 형성하고 있는 것은 아니다.

이 때문에, 레이저 빔(7)이 제2 미러(32)로부터 반사되는 위치에 따라서 테이블(4)의 면을 따른 수평면과의 거리가 상이하여, 수평면을 따라, 균일한 주사를 실현할 수가 없다.

구체적으로는, 도 5의 (b)에 도시하는 바와 같이, ×표로 나타내는 지면의 이면측 방향의 단부 위치에서 제2 미러(32)로부터 반사된 레이저 빔(7)의 주사라인과, ㆍ표에 의해서 나타내는 지면의 표면측 방향의 단부에서 제2 미러(32)와 반사된 레이저 빔(7)의 주사라인은, 수평면에 대한 거리에 있어서 상이하기 때문에, 각 주사라인의 길이도 역시 상이하게 되지 않을 수 없다.

그 결과, 도 5의 (b)에 도시하는 제2 미러(32)에 있어서의 반사에 있어서는, 테이블(4)의 면을 따른 수평면에 있어서, 균일하고 또한 정확한 이차원 방향의 주사를 실현할 수가 없다.

마찬가지로, 도 5의 (c)에 도시하는 경우에도, 제2 미러(32)에 있어서의 회전축(30)의 방향은, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같은 수평 방향을 형성하고 있지 않기 때문에, 제1 미러(31)에 의해서 반사된 레이저 빔(7)이 제2 미러(32)에 의해서 반사되는 위치에 따라서, 수평면에 대한 거리가 상이하고, 도 5의 (c)에 도시하는 바와 같이, 지면의 표면측 및 이면측의 각 단부의 위치에서 제2 미러(32)와 반사된 레이저 빔(7)에 있어서의 주사라인의 길이가 상이하여, 테이블(4)의 면을 따른 수평면에 있어서, 균일하고 또한 정확한 이차원 방향의 주사를 실현할 수가 없다.

그런데, 선원 발명 1 및 선원 발명 2에 있어서는, 다이나믹 포커스렌즈(2)를 투과한 레이저 빔(7)이 수평 방향에 대해 사교하고 있는 경우를 포섭하고 있음에도 불구하고, 제2 미러(32)에 있어서의 회전축(30)의 방향에 대해서는 전혀 설명하고 있지 않는 이상, 제2 미러(32)의 회전축(30)의 방향은 불특정하여, 도 5의 (a), (b), (c)의 어느것을 채용했는지 전혀 불명확하다.

이와 같은 경우, 선원 발명 1 및 선원 발명 2의 도 3에 있어서는, 일견하여 제1 미러(31)로부터 반사된 레이저 빔(7)이 지면의 좌우 방향으로 주사되고 있지만, 이와 같은 좌우 방향의 주사는, 제2 미러(32)에 있어서의 회전축(30)의 방향이 도 5의 (a), (b), (c)의 어떠한 경우에 있어서도 실현가능하다는 것을 고려한다면, 도 5의 (a), (b), (c)의 어떠한 구성인 경우도 포섭하고 있는 것으로 귀결된다.

따라서, 기본 구성(1), (5), (9)의 방법 및 기본 구성(3), (7), (11)의 장치는, 제2 미러(32)에 있어서의 회전축(30)의 방향을 수평 방향으로 특정하는 것에 의해서, 수평 방향으로 균일하고 또한 정확한 이차원 주사를 실현하고 있는 점에 있어서, 선원 발명 1 및 선원 발명 2에 비해, 명확하게 기술 내용으로서 우수하다.

상기 각 기본적 전제에 입각한 다음, 기본 구성(2), (6), (10)의 방법 및 기본 구성(4), (8), (12)의 장치는, 도 2 또는 도 4의 어느 하나에 도시하는 바와 같이, 레이저 빔(7)의 상기 조사에 있어서, 레이저 빔 발진원(1)에 의해서 발진되고, 또한 다이나믹 포커스렌즈(2)를 투과한 레이저 빔(7)에 대해, 상기 투과 방향과 직교하고 있는 회전축(30)을 거쳐 진동하는 제1 미러(31) 및 제1 미러(31)의 회전축(30)과 암(34)을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축(30) 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러(31)의 회전축(30)과 직교하는 방향의 회전축(30)을 거쳐 진동하는 제2 미러(32)로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔(7)의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 갈바노스캐너(3)를 복수개 채용하고 있고, 이와 같은 채용은, 직교 좌표를 기준으로 하는 레이저 빔(7)의 이차원 방향의 주사에 입각하고 있는 선원 발명 1 및 선원 발명 2와 상이하다.

기본 구성(2), (6), (10)의 방법 및 기본 구성(4), (8), (12)의 장치에 있어서의 제1 미러(31) 및 제2 미러(32)에 있어서의 회전축(30)의 방향은, 기본 구성(1), (5), (9)의 방법 및 기본 구성(3), (7), (11)의 장치인 경우와 마찬가지로서, 그 결과, 도 5의 (a)에 도시하는 바와 같이, 테이블(4)의 면을 따른 수평 방향면에서 균일한 이차원의 주사를 실현할 수가 있다.

도 2의 (a), (b) 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 제1 미러(31)의 진동이 다이나믹 포커스렌즈(2)를 투과하는 방향과 직교하는 방향의 회전축(30)을 거쳐 행해지고 있는 상태는, 기본 구성(1), (5), (9)의 방법 및 기본 구성(3), (7), (11)의 장치인 경우와 마찬가지로, 상기 회전축(30)에 의한 회전을 구동하고 있는 진동 구동 장치(310)에 의해서 실현되고, 제2 미러(32)의 상기 제1 미러(31)의 회전축(30)과 직교하는 방향의 회전축(30)을 거쳐 행해지고 있는 상태는, 상기 회전축(30)에 의한 회전을 구동하고 있는 진동 구동 장치(320)에 의해서 실현된다.

원통 좌표를 기준으로 하는 레이저 빔(7)의 이차원 방향의 주사 중, 제1 미러(31)의 진동에 의해서, 각도 방향(θ방향)을 따른 주사가 실현되고, 제2 미러(32)의 진동에 의해서, 반경 방향(r방향)을 따른 주사가 실현되고 있다.

기본 구성(2), (6), (10)의 방법 및 기본 구성(4), (8), (12)의 장치에 있어서의 제2 미러(32)는, 제1 미러(31)와 일체로 되어 진동하고 있고, 이와 같은 진동은 독립 상태가 아니며, 이 점에 있어서 기본 구성(1) 및 (3)과 상이하다.

상기 일체 상태를 필요로 하는 근거에 대해서 설명하면, 직교 좌표(x, y)와 원통 좌표(r,θ) 사이에는,

x=rcosθ,

y=rsinθ

가 성립되고, r은 독립 파라미터이더라도, 독립 파라미터 θ와의 협력작동, 즉 일체화에 의해서 독립 파라미터 x, y에 대응하는 바와 같은 독립 상태를 실현할 수 있는 것에서 유래하고 있다.

이와 같은 제2 미러(32)의 진동은, 통상, 상기 진동 구동 장치(320)가, 도 2의 (a), (b) 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 상기 진동 구동 장치(310)에 접속되고, 또한 제1 미러(31)를 지탱하고 있는 회전에 의해서 진동을 실현하고 있는 진동용 지주(33)로부터 연장하여 마련된 암(34)에 의해서 지지되는 것에 의해서 실현할 수가 있다.

상기 진동 구동 장치(320)를 암(34)에 의해서 지지한 상태에서, 상기 진동 구동 장치(320)를 작동하기 위해서 필요한 상기 진동 구동 장치(320)에 대한 전압의 인가 또는 전류의 도통에 관한 구성은, 당업자의 설계 사항에 속한다.

다만, 예를 들면 도 2의 (a), (b) 및 도 4의 가는 점선에 의해서 나타내는 바와 같이, 진동용 지주(33)에 있어서의 절연 부분에 의해서 분할된 진동용 지주(33)의 긴쪽(길이) 방향 양측의 도통 영역에서, 전원(35)측에 2개 배치되어 있는 회전 링(36) 및 상기 진동 구동 장치(320)측에 2개 배치되어 있는 도전성의 회전 링(37)(합계 4개의 회전 링(36, 37)) 및 각 회전링(36, 37)을 회전자유로운 상태에서 지탱하고, 또한 소정의 위치에 고착되어 있는 도전성의 지주(38)를 거쳐 실현할 수가 있다(도 2 및 도 4에 있어서는, 각 지주(38)는 각각 독립된 상태에서 상기 진동 구동 장치(310)에 고정되어 있는 경우를 도시한다.).

기본 구성(1), (5), (9)의 방법 및 기본 구성(3), (7), (11)의 장치는, 직사각형 모양의 삼차원 조형에 적합하고, 기본 구성(2), (6), (10)의 방법 및 기본 구성(4), (8), (12)의 장치는, 원 형상 또는 타원 형상 등의 만곡된 외주면을 가지는 삼차원 조형에 적합하다.

기본 구성(1), (2), (5), (6), (9), (10)의 각 방법 및 기본 구성(3), (4), (7), (8), (11), (12)의 각 장치는 어느것이나, 다각 형상의 삼차원 조형에 적합할 수가 있다.

참고예(15)는, 도 1의 (a), (b) 및 도 2의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 각 갈바노스캐너(3)에 있어서의 제1 미러(31)가 테이블(4)의 면과 사교하는 방향의 회전축(30)을 거쳐 진동하는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 참고예(15)는, 제1 미러(31)에 있어서의 회전축(30)을 테이블(4)의 면과 사교하는 방향에 설정하는 것에 의해서, 상하 방향에서 컴팩트한 설계를 실현하고 있다.

도 1의 (a) 및 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이, 참고예(15)에 있어서는, 다이나믹 포커스렌즈(2)를 투과한 레이저 빔(7)의 방향도 역시 테이블(4)의 면에 대해서 사교 상태로 설정하는 것에 의해서, 상하 방향에 있어서의 컴팩트한 설계를 더욱더 조장할 수가 있다.

그렇지만, 상기 레이저 빔(7)의 방향은 결코, 테이블(4)의 면에 사교하는 것이 필요하게 되어 있는 것은 아니다.

즉, 참고예(15)의 경우에는, 도 1의 (b) 및 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이, 다이나믹 포커스렌즈(2)를 투과한 레이저 빔(7)이 수평 방향으로서, 제1 미러(31)의 회전축(30)이 레이저 빔(7)의 방향과 직교하고 있는 기본 구성(1), (2), (3), (4)의 구성을 채용할 수가 있다.

기본 구성(1), (2), (3), (4)의 경우에는, 각 제1 미러(31)의 회전축(30)이 테이블(4)의 면과 사교하는 것에 의해서 상하 방향으로 컴팩트한 설계를 가능하게 하는 한편, 레이저 빔 발진원(1)으로부터 발진하고, 또한 다이나믹 포커스렌즈(2)를 투과하는 레이저 빔(7)의 방향을 수평 방향으로 한다고 하는 심플한 설계를 실현할 수가 있다.

게다가, 기본 구성(1), (2), (3), (4)에 있어서는, 제1 미러(31)의 회전축(30)의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향인 제2 미러(32)의 회전축(30)의 방향으로서, 레이저 빔(7)의 상기 투과 방향과 평행한 회전축(30)의 방향을 선택하고, 그 결과, 제1 미러(31) 및 제2 미러(32)와의 사이의 스페이스를 컴팩트한 상태로 하는 것도 가능해진다.

기본 구성(13), (14)는, 도 3 및 도 4에 도시하는 바와 같이, 각 갈바노스캐너(3)에 있어서의 제1 미러(31)가 테이블(4)의 면과 직교하는 연직 방향의 회전축(30)을 거쳐 진동하는 것을 특징으로 하고 있다.

즉, 종전의 갈바노스캐너(3)와 마찬가지로, 제1 미러(31)의 진동에 대해서는 수평 방향을 기준으로 하고, 제2 미러(32)의 진동에 대해서는, 연직 방향을 기준으로 하는 것에 의해서, 안정된 작동을 실현할 수가 있다.

게다가, 기본 구성(13), (14)에 있어서는, 제1 미러(31)의 회전축(30)의 방향이 연직인 것으로 인해, 제2 미러(32)에 있어서의 회전축(30)의 방향으로서, 제1 미러(31)의 회전축(30)의 방향과 직교하는 360°에 걸친 수평 방향을 선택할 수 있고, 게다가 다이나믹 포커스렌즈(2)를 투과한 레이저 빔(7)의 방향과 평행한 수평 방향을 선택하는 것도 당연히 가능하다.

기본 구성(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12)에 있어서, 제1 미러(31)의 진동 방향 및 제2 미러(32)의 진동 방향의 전형예는, 참고예(15)의 구성 및 기본 구성(1), (2), (3), (4)이지만, 예를 들면, 제1 미러(31)의 진동이 연직 방향면을 따르고, 제2 미러(32)의 진동 방향이 수평 방향면을 따르는 구성도 존재할 수 있다는 것도 고려한다면, 기본 구성(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8), (9), (10), (11), (12)는, 결코 참고예(15)의 구성 및 기본 구성(1), (2), (3), (4)에만 한정되는 것은 아니다.

기본 구성(9), (10), (11), (12)에 있어서는, 제1 미러(31)의 진동 범위 및 제2 미러(32)의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 복수개의 갈바노스캐너(3)를 투과한 레이저 빔(7)의 조사에 의한 소결면(6)으로서, 조정자유롭게 선택된 영역이 일치하고 있지만, 상기 각 기본 구성에 있어서는, 또한 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 각 갈바노스캐너(3)의 제2 미러(32)에 있어서의 진동시에, 상기 진동에 의한 진폭의 중심 위치를 형성하는 단계에 반사되는 반사광의 소결면(6)에 있어서의 조사 위치가 일치하고 있는 실시형태, 및 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 각 갈바노스캐너(3)의 제2 미러(32)에 있어서의 진동시에 상기 진동에 의한 진폭의 중심 위치에 해당하지 않는 위치로부터 반사되는 반사광의 소결면(6)에 있어서의 조사 위치가 일치하고 있는 실시형태의 어느것이나 채용할 수가 있다.

도 6의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 각 갈바노스캐너(3)로부터의 레이저 빔(7)의 조사에 의한 소결면(6)의 영역이 일치하고 있는 경우에는, 중첩된 소결에 의해서, 신속하게 소결면(6)이 형성되어, 효율적인 삼차원 조형을 더욱더 조장할 수가 있다.

도 6의 (a)에 도시하는 실시형태의 경우에는, 제2 미러(32)에 있어서, 진동의 중심 위치의 양측의 진폭을 조정하는 것에 의해서, 테이블(4)의 수평 방향에 있어서의 중심 위치(P)를 기준으로 하는 소결면(6)의 영역을 선택자유롭게 할 수가 있다.

이에 반해, 도 6의 (b)에 도시하는 실시형태의 경우에는, 테이블(4)의 수평 방향의 중심 위치(P)로부터 떨어진 임의의 위치에서 소결면(6)의 영역을 수시로 선택할 수가 있다.

기본 구성(1), (2), (3), (4), (5), (6), (7), (8)에 있어서는, 제1 미러(31)의 진동 범위 및 제2 미러(32)의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 복수개의 갈바노스캐너(3)를 투과한 레이저 빔(7)에 의한 소결면(6)이 상호 독립되고, 또한 다른 영역인 실시형태를 채용할 수 있고, 상기 실시형태에 있어서는 또한, 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 상기 영역이 인접해 있는 것을 특징으로 하는 실시형태, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 상기 영역이 상호 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 실시형태, 도 7의 (c)에 도시하는 바와 같이, 상기 영역이 경계에서 서로 중복되어 있는 것을 특징으로 하는 실시형태를 채용할 수가 있다.

상호 독립되고, 또한 다른 영역을 형성하는 소결면(6)의 형상은 천차만별이지만, 복수개의 갈바노스캐너(3)로부터의 레이저 빔(7)의 조사에 의해서, 이와 같이 다양한 형상의 소결면(6)에 적용가능하게 하고 있는 것은, 상기 각 기본 구성에 있어서, 소결면(6)의 영역을 선택자유롭게 하는 것에서 유래하고 있다.

도 7의 (a), (b), (c)에 도시하는 각 실시형태의 경우에는, 상호 독립되고, 또한 다른 영역인 소결면(6)을 복수개의 갈바노스캐너(3)로부터의 조사에 의해서 동시에 또한 단번에 실현하고 있는 점에 있어서, 효율적인 삼차원 조형을 실현할 수가 있다.

기본 구성(5), (6), (7), (8)에 있어서는, 도 1의 (a), (b) 및 도 2의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 테이블(4)의 면의 중심 위치(P)를 기준으로 해서, 각 제2 미러(32)를 각 제1 미러(31)보다도 내측에 배치하고 있다.

이와 같은 배치의 경우에는, 각 제2 미러(32)끼리의 간격을 컴팩트한 상태로 하고, 그 결과, 각 제2 미러(32)로부터 반사된 레이저 빔(7)이 상기 중심 위치(P)를 넘어 소결면(6)을 형성하는 경우의 소결면(6)의 경계에 있어서의 윤곽에 대해, 상기 배치와 반대의 배치, 즉 각 제2 미러(32)를 각 제1 미러(31)보다도 상기 중심 위치(P)보다도 외측에 배치한 경우에 비해, 상기 중심의 위치로부터 소결면(6)이 멀어짐에 따라서, 조도가 작아진다고 하는 폐해, 및 테이블(4)의 면에 대해, 연직 방향의 조사인 경우에는, 대략 원형의 소결면(6)이 형성되는 것 대신에, 대략 타원 형상의 소결면(6)이 형성되는 것에 의해서 소결면(6)의 형상이 부정확하게 된다고 하는 폐해의 정도를 적게 하는 것에 의해서, 보다 선명한 상태로 할 수가 있다.

기본 구성(5), (6), (7), (8)에 대한 참고예로서는, 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 테이블(4)의 면의 중심 위치(P)를 기준으로 해서, 각 제1 미러(31)의 한쪽을 각 제2 미러(32)의 한쪽보다도 외측에 배치함과 동시에, 각 제1 미러(31)의 다른쪽을 각 제2 미러(32)의 다른쪽보다도 내측에 배치하고 있는 구성도 채용할 수가 있다.

이와 같은 참고예의 경우에도, 각 제1 미러(31)를 각 제2 미러(32)의 내측에 배치한 경우의 폐해를 모면할 수가 있다.

다만, 도 1의 (a), (b) 및 도 2의 (a), (b)에 도시하는 바와 같이, 각 제1 미러(31)를 각 제2 미러(32)의 외측에 배치하는 실시형태에 비해, 상기 폐해를 모면하는 정도는 반감하게 되지 않을 수 없다.

이하, 실시예에 대해서 설명한다.

[실시예]

실시예는, 도 1의 (a), (b), 도 2의 (a), (b), 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 각 갈바노스캐너(3)의 제2 미러(32)에 있어서의 진동시에, 상기 진동에 의한 진폭의 중심 위치를 형성하는 단계에 반사되는 반사광이 테이블(4)의 면에 대해 비스듬한 방향을 형성하고 있다.

상기 특징에 의해서 실시예는, 레이저 빔(7)이 테이블(4)의 면에 직교하는 경우에 비해, 각 갈바노스캐너(3)의 연직 방향(높이 방향)의 위치를 낮은 상태로 한 데다가, 제1 미러(31) 및 제2 미러(32)의 각 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 테이블(4)의 면 상에 있어서의 필요한 소결면(6)의 영역을 선택자유롭게 할 수가 있다.

다만, 이와 같은 실시예의 채용은, 반드시 레이저 빔(7)이 테이블(4)의 면에 직교하는 바와 같은 실시형태를 제외하는 것을 의미하는 것은 아니다.

[산업상의 이용가능성]

본원 발명은, 효율적인 삼차원 조형을 실현하는 점에 있어서 획기적이고, 그 이용 범위는 광범위하다.

1: 레이저 빔 발진원
2: 다이나믹 포커스렌즈
3: 갈바노스캐너
30: 회전축
31: 제1 미러
32: 제2 미러
310: 제1 미러에 대한 진동 구동 장치
320: 제2 미러에 대한 진동 구동 장치
33: 회전가능한 진동용 지주
34: 암
35: 전원
36: 전원측의 회전 링
37: 제2 미러에 대한 진동 구동 장치측의 회전 링
38: 회전 링을 지탱하고 있는 도전가능한 지주
4: 테이블
5: 분말 층
6: 소결면
7: 레이저 빔
P: 테이블면의 중심 위치
Q, Q′: 상기 P에 대해 소정의 등거리에서 반대 방향에 배치되어 있는 선대칭의 기준 위치

Claims

스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 사교(斜交)하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하고 있고, 게다가 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 수평 방향으로서, 제1 미러의 회전축이 상기 레이저 빔의 방향과 직교하고 있는, 삼차원 조형 방법.
스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러의 진동 범위 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 사교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하고 있고, 게다가 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 수평 방향으로서, 제1 미러의 회전축이 상기 레이저 빔의 방향과 직교하고 있는, 삼차원 조형 방법.
분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 각각 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 사교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하고 있고, 게다가 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 수평 방향으로서, 제1 미러의 회전축이 상기 레이저 빔의 방향과 직교하고 있는, 삼차원 조형 장치.
분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 사교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하고 있고, 게다가 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔이 수평 방향으로서, 제1 미러의 회전축이 상기 레이저 빔의 방향과 직교하고 있는, 삼차원 조형 장치.
스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 테이블면의 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제1 미러를 각 제2 미러보다도 외측에 배치하고 있는, 삼차원 조형 방법.
스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러의 진동 범위 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 테이블면의 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제1 미러를 각 제2 미러보다도 외측에 배치하고 있는, 삼차원 조형 방법.
분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 각각 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 테이블면의 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제1 미러를 각 제2 미러보다도 외측에 배치하고 있는 삼차원 조형 장치.
분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면의 영역을 선택자유롭게 하고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있고, 테이블면의 중심 위치를 기준으로 해서, 각 제1 미러를 각 제2 미러보다도 외측에 배치하고 있는, 삼차원 조형 장치.
스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면으로서 조정자유롭게 선택된 영역이 일치하고 있고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있는, 삼차원 조형 방법.
스퀴지의 주행을 거친 테이블 상에 있어서의 분말의 적층, 적층된 분말 층에 대한 레이저 빔의 조사에 의한 소결, 절삭 공구의 주행에 의한 상기 소결 층에 대한 절삭의 각 프로세스를 경유하고 있는 삼차원 조형 방법으로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러의 진동 범위 및 각 제2 미러의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 것에 의해서, 각 갈바노스캐너를 투과한 레이저 빔의 조사에 의한 소결면으로서 조정자유롭게 선택된 영역이 일치하고 있고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있는, 삼차원 조형 방법.
분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 진동과 독립된 상태에서 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 직교 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 각각 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면으로서 조정자유롭게 선택된 영역이 일치하고 있고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있는, 삼차원 조형 장치.
분말을 주행을 거쳐 테이블 상에 적층하는 스퀴지, 상기 분말 층에 대해 레이저 빔을 조사하는 소결 장치, 주행하면서 상기 소결 층에 대한 절삭을 행하는 절삭 공구를 구비한 삼차원 조형 장치로서, 상기 조사에 있어서, 다이나믹 포커스렌즈를 투과한 레이저 빔에 대해, 상기 투과 방향과 직교하는 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제1 미러 및 제1 미러의 회전축과 암을 거쳐 접속하는 것에 의해서, 상기 회전축 주위에 있어서의 등거리의 위치에서 일체로 되어 진동하고, 상기 제1 미러에 있어서의 회전축의 방향과 직교 상태에 있고, 또한 수평 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 제2 미러로부터의 반사에 의해서, 레이저 빔의 원기둥 좌표를 기준으로 하는 이차원 방향의 주사를 실현하고 있는 복수개의 갈바노스캐너를 채용하고, 또한 각 제1 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치 및 각 제2 미러에 대한 진동 구동 장치의 진동 범위를 조정자유롭게 하는 제어 장치를 구비하는 것에 의해서, 레이저 빔의 조사에 의한 소결면으로서 조정자유롭게 선택된 영역이 일치하고 있고, 게다가 상기 다이나믹 포커스렌즈에 있어서의 초점 거리를, 각 제1 미러 및 제2 미러의 진동에 대한 제어에 의해 조정하는 것에 의해서, 레이저 빔의 초점 위치 또는 그 근방에서 소결면을 조사하고 있는, 삼차원 조형 장치.
제 5 항, 제 6 항, 제 9 항, 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 직교하는 연직 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 것을 특징으로 하는 삼차원 조형 방법.
제 7 항, 제 8 항, 제 11 항, 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
각 갈바노스캐너에 있어서의 제1 미러가 테이블면과 직교하는 연직 방향의 회전축을 거쳐 진동하는 것을 특징으로 하는 삼차원 조형 장치.
제 1 항, 제 2 항, 제 5 항, 제 6 항, 제 9 항, 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
각 갈바노스캐너의 제2 미러에 있어서의 진동시에, 상기 진동에 의한 진폭의 중심 위치를 형성하는 단계에 반사되는 반사광이 테이블면에 대해 비스듬한 방향(斜方向)을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 삼차원 조형 방법.
제 3 항, 제 4 항, 제 7 항, 제 8 항, 제 11 항, 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
각 갈바노스캐너의 제2 미러에 있어서의 진동시에, 상기 진동에 의한 진폭의 중심 위치를 형성하는 단계에 반사되는 반사광이 테이블면에 대해 비스듬한 방향을 형성하고 있는 것을 특징으로 하는 삼차원 조형 장치.