三维形状造型物的制造装置制造方法及图纸

一种三维形状造型物的制造装置，向在腔室(6)内设置的材料层的规定部位照射光束使规定部位的材料烧结或熔融固化而形成硬化层，具备腔室(6)、透射窗(8)、吹出口(10)和罩部件(11)。透射窗(8)设于腔室(6)，使光束透射。吹出口(10)设于透射窗(8)的周围，朝向腔室(6)内吹出惰性气体(16)。罩部件(11)设于吹出口(10)的下方，覆盖吹出口(10)且呈环状。在罩部件(11)与透射窗(8)之间设有供惰性气体(16)通过的间隙(12)。

Manufacturing device for 3D shape modeling object

A device for manufacturing a three-dimensional shape moulding object is provided with a chamber (6), a transmission window (8), a blow outlet (10) and a cover component (11) by irradiating a light beam at a specified part of the material layer arranged in the chamber (6) to sinter or melt the material at the specified part to form a hardening layer. The transmission window (8) is arranged in the chamber (6), so that the beam can be transmitted. The blowing outlet (10) is arranged around the transmission window (8), and an inert gas (16) is blown out towards the chamber (6). The cover part (11) is arranged below the blowing outlet (10) and covers the blowing outlet (10) and is annular. A gap (12) for inert gas (16) is arranged between the cover part (11) and the transmission window (8).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维形状造型物的制造装置
本专利技术涉及三维形状造型物的制造装置。更具体而言，本专利技术涉及一种制造装置，其重复实施向材料层的规定部位照射光束以形成硬化层的工序，从而制造多个硬化层层叠而一体化的三维形状造型物。
技术介绍
这样的三维形状造型物的制造装置也称为3D打印机。以往，该制造装置对无机质粉体(金属)或有机质粉体(树脂)等粉末材料照射具有所希望的能量的指向性的光束，例如激光束。由此，该制造装置通过使粉末材料烧结或熔融固化并形成硬化层，从而制造由多个硬化层层叠而成的三维形状造型物(例如参照专利文献1)。以下参照图6及图7对这样的三维形状造型物的制造装置实施的三维形状造型物的制造方法进行说明。另外，以下，有时也将三维形状造型物记作造型物。如图6所示，该制造装置向由粉末材料构成的粉末层101照射激光束L，使粉末材料烧结或者熔融固化，形成硬化层102。接下来，该制造装置向在得到的硬化层102之上新敷设的粉末层101同样地照射激光束L，形成新的硬化层102。该制造装置重复该工序来层叠硬化层102，从而形成三维形状造型物。如图7所示，关于这样的现有的三维形状造型物的制造装置110，为了防止造型物的氧化等，大多在充满惰性气体的腔室111内进行粉末材料的烧结或熔融固化。在腔室111内，设置有抹平板112等粉末层形成单元以及基盘113等。粉末层形成单元供给粉末材料，形成粉末层101。粉末层101及硬化层被形成在基盘113上。在腔室111外设置有激光束照射单元114。从激光束照射单元114发出的激光束L穿过在腔室111的顶面设置的透射窗115，向粉末层101的规定部位照射。即，激光束L穿过透射窗115而入射到腔室111内。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2012－224919号公报专利技术概要这里，当向粉末层101照射激光束L而使粉末材料烧结或熔融固化，则从粉末材料硬化的位置即激光束L的照射部位，产生被称为烟气(fume)的烟状的物质。该烟气上升而附着于透射窗115。因此，透射窗115对激光束L的透射率等降低。如果透射窗115的透射率等降低，则到达粉末层101的激光束L不再具备所希望的能量。因此，即使向粉末层101照射激光束L，粉末层101也不充分硬化。因此，存在无法形成所希望的造型物这样的问题。
技术实现思路
于是，为了解决该问题，本专利技术的三维形状造型物的制造装置，向设置在腔室内的材料层的规定部位照射光束使规定部位的材料烧结或熔融固化而形成硬化层，具备腔室、透射窗、吹出口和罩部件。透射窗设置于腔室的顶面，使光束透射。吹出口设置于透射窗的周围，朝向腔室内吹出惰性气体。罩部件在吹出口的下方沿着透射窗的周围设置，覆盖吹出口且呈环状。在罩部件与透射窗之间设有供惰性气体通过的间隙。根据本专利技术，在罩部件内充满的惰性气体被从罩部件与透射窗之间的间隙吹出，因此能够抑制烟气向透射窗附着。即，罩部件使从吹出口吹出的惰性气体积存。于是，惰性气体充满在罩部件内。并且，在罩部件的内周侧与透射窗之间设有供惰性气体通过的间隙。因此，罩部件内的惰性气体从在罩部件与透射窗之间设置的间隙沿着透射窗的表面向腔室内吹出。这样，会在透射窗的表面上覆盖惰性气体，因此能够抑制烟气向透射窗的附着。结果，三维形状造型物的制造装置能够抑制透射窗对光束的透射率的降低等而形成所希望的造型物。附图说明图1A是用于对本专利技术实施方式1的三维形状造型物的制造装置所实施的造型物的第一层的制造方法进行说明的图。图1B是用于对本专利技术实施方式1的三维形状造型物的制造装置所实施的造型物的第二层的制造方法进行说明的图。图2是本专利技术实施方式1的三维形状造型物的制造装置的整体概略图。图3是表示本专利技术实施方式1的腔室内的结构的一部分的图。图4A是本专利技术实施方式1的透射窗及罩部件的立体图。图4B是本专利技术实施方式1的透明窗及罩部件的剖视立体图。图5是本专利技术实施方式1的腔室顶面部分的一部分的详细剖视图。图6是用于对现有的三维形状造型物的制造装置所实施的造型物的制造方法进行说明的图。图7是现有的三维形状造型物的制造装置的概略图。具体实施方式本专利技术的三维形状造型物的制造装置，向在腔室内设置的材料层的规定部位照射光束，使规定部位的材料烧结或熔融固化而形成硬化层，具备腔室、透射窗、吹出口、罩部件。透射窗设于腔室的顶面，使光束透射。吹出口设于透射窗的周围，朝向腔室内吹出惰性气体。罩部件在吹出口的下方沿着透射窗的周围而设置，覆盖吹出口且呈环状。在罩部件与透射窗之间设有供惰性气体通过的间隙。由此，在罩部件内充满的惰性气体被从罩部件与透射窗之间的间隙吹出。因此，抑制烟气向透射窗附着。另外，间隙可以设于透射窗的外周部分的正下方。由此，惰性气体能够更加有效地覆盖透射窗的表面。因此，进一步抑制烟气向透射窗附着。另外，罩部件可以具有筒状的内周壁和内凸缘。内周壁可以在与透射窗之间隔着间隙而配置。内凸缘可以在间隙的下方从内周壁向内侧突出。由此，上升起来的烟气不易进入到由内周壁和内凸缘围成的空间。因此，更加有效地抑制烟气向透射窗附着。另外，吹出口的开口面积可以大于间隙的开口面积。由此，惰性气体以高压力在罩部件内充满。因此，进一步抑制烟气向透射窗附着。以下参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。(实施方式1)首先，说明本实施方式的三维形状造型物的制造装置所实施的三维形状造型物的制造方法。如图1A所示，在造型用的基盘1上，敷设无机质或有机质的粉末材料，形成粉末层2a(材料层的一例)。并且，向该粉末层2a的规定部位照射激光束3而使粉末材料烧结或熔融。这样，使粉末层2a硬化而形成硬化层4a。此时，例如，可以一边使激光束3沿着移动方向A移动一边形成硬化层4a。接下来，如图1B所示那样，在该硬化层4a及粉末层2a之上，进一步敷设粉末材料而形成新的粉末层2b。并且，同样地向该粉末层2b(材料层的一例)的规定部位照射激光束3，使其烧结或熔融，形成与在下的硬化层4a成为一体的新的硬化层4b。三维形状造型物的制造装置通过重复这样的工序，来制造将多个硬化层4层叠而一体化的三维形状造型物。此外，三维形状造型物的材料不限于粉末。三维形状造型物的材料也可以是例如液状的环氧树脂。该情况下，环氧树脂不是被敷设在基盘1上，而是被放入箱(未图示)内。环氧树脂例如通过紫外线的激光束而硬化。接着，对制造上述这样的三维形状造型物的本实施方式的三维形状造型物的制造装置进行说明。图2示出了本实施方式的三维形状造型物的制造装置5的结构。制造装置5具有腔室6。三维形状造型物在腔室6内制造。在腔室6内设有粉末层形成单元(未图示)，该粉末层形成单元通过以规定的厚度敷设粉末材料来形成粉末层2(材料层的一例)。此外，粉末层形成单元由供给粉末材料的材料供给单元、以及使粉末层2的表面均匀的平坦化单元等构成。粉末层2设置在同样设在腔室6内的基盘1上。该基盘1构成为可上下升降。在腔室6的顶面，设有使激光束3(光束的一例)透射的透射窗8。作为透射窗8的材料，可以举出能够使激光束3透射的材料，例如透明的石英玻璃。此外，透射窗8也可以具有焦点在粉末层2上汇聚的透镜功能。制造装置5在透射窗8的上方具备激光束3的光源9。在透射窗8的周围设有朝向腔室6内吹出惰性气体的吹出口10。该吹出口10以围绕透射窗8本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维形状造型物的制造装置，向设置在腔室内的材料层的规定部位照射光束使所述规定部位的材料烧结或熔融固化而形成硬化层，其特征在于，具备：所述腔室；透射窗，设置于所述腔室的顶面，使所述光束透射；吹出口，设置于所述透射窗的周围，朝向所述腔室内吹出惰性气体；以及环状的罩部件，在所述吹出口的下方沿着所述透射窗的周围设置，覆盖所述吹出口，在所述罩部件与所述透射窗之间设有供所述惰性气体通过的间隙。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.11 JP 2016-0477131.一种三维形状造型物的制造装置，向设置在腔室内的材料层的规定部位照射光束使所述规定部位的材料烧结或熔融固化而形成硬化层，其特征在于，具备：所述腔室；透射窗，设置于所述腔室的顶面，使所述光束透射；吹出口，设置于所述透射窗的周围，朝向所述腔室内吹出惰性气体；以及环状的罩部件，在所述吹出口的下方沿着所述透射窗的周围设置，覆盖所述吹出口，在所述罩...

【专利技术属性】
技术研发人员：山内康介，武南正孝，请川收，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP