三维造型装置和三维造型方法制造方法及图纸

本发明专利技术的课题是提供一种在三维造型物的加工时能够实现惰性气体的高效率使用的三维造型装置。一种三维造型装置，通过遮蔽板(6)划分出用于形成粉末层的能够升降的工作台(2)及其周边的区域、和粉末供给装置(30)及其周边的区域，在前者的区域中具备惰性气体注入口，为了使在工作台(2)上行驶的粉末散布刮板(31)通过，将遮蔽板(6)设成开闭自如、或者从粉末供给装置(30)向行驶来到所述遮蔽板(6)侧的粉末散布刮板(31)供给粉末的管(33)贯穿所述遮蔽板(6)、或者将遮蔽板(6)的一部分设为针对行驶来到遮蔽板(6)侧的粉末散布刮板(31)的粉末供给口，用于使粉末落下的管(33)从该供给口向下方突出设置，并且，还具备经由腔室(1)的顶棚(8)上的透明区域(81)照射激光束的烧结装置(4)。

Three dimensional molding device

The object of the invention is to provide a three-dimensional molding device capable of realizing the high efficiency use of inert gas in the processing of the three-dimensional molding material. \u4e00\u79cd\u4e09\u7ef4\u9020\u578b\u88c5\u7f6e\uff0c\u901a\u8fc7\u906e\u853d\u677f(6)\u5212\u5206\u51fa\u7528\u4e8e\u5f62\u6210\u7c89\u672b\u5c42\u7684\u80fd\u591f\u5347\u964d\u7684\u5de5\u4f5c\u53f0(2)\u53ca\u5176\u5468\u8fb9\u7684\u533a\u57df\u3001\u548c\u7c89\u672b\u4f9b\u7ed9\u88c5\u7f6e(30)\u53ca\u5176\u5468\u8fb9\u7684\u533a\u57df\uff0c\u5728\u524d\u8005\u7684\u533a\u57df\u4e2d\u5177\u5907\u60f0\u6027\u6c14\u4f53\u6ce8\u5165\u53e3\uff0c\u4e3a\u4e86\u4f7f\u5728\u5de5\u4f5c\u53f0(2)\u4e0a\u884c\u9a76\u7684\u7c89\u672b\u6563\u5e03\u522e\u677f(31)\u901a\u8fc7\uff0c\u5c06\u906e\u853d\u677f(6)\u8bbe\u6210\u5f00\u95ed\u81ea\u5982\u3001\u6216\u8005\u4ece\u7c89\u672b\u4f9b\u7ed9\u88c5\u7f6e(30)\u5411\u884c\u9a76\u6765\u5230\u6240\u8ff0\u906e\u853d\u677f(6)\u4fa7\u7684\u7c89\u672b\u6563\u5e03\u522e\u677f(31)\u4f9b\u7ed9\u7c89\u672b\u7684\u7ba1(33)\u8d2f\u7a7f\u6240\u8ff0\u906e\u853d\u677f(6)\u3001\u6216\u8005\u5c06\u906e\u853d\u677f(6)\u7684\u4e00\u90e8\u5206\u8bbe\u4e3a\u9488\u5bf9\u884c\u9a76\u6765\u5230\u906e\u853d\u677f(6)\u4fa7\u7684\u7c89\u672b\u6563\u5e03\u522e\u677f(31)\u7684\u7c89\u672b\u4f9b\u7ed9\u53e3\uff0c\u7528\u4e8e\u4f7f\u7c89\u672b\u843d\u4e0b\u7684\u7ba1(33)\u4ece\u8be5\u4f9b\u7ed9\u53e3\u5411\u4e0b\u65b9\u7a81\u51fa\u8bbe\u7f6e\uff0c\u5e76\u4e14\uff0c\u8fd8\u5177\u5907\u7ecf\u7531\u8154\u5ba4(1)\u7684\u9876\u68da(8)\u4e0a\u7684\u900f\u660e\u533a\u57df(81)\u7167\u5c04\u6fc0\u5149\u675f\u7684\u70e7 Junction device (4).

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及实现粉末层的层叠、利用激光束对该粉末层的烧结、进而对烧结结束后的各层的切削的三维造型装置。
技术介绍
在上述三维造型装置的情况下，在腔室内的工作台上的区域，粉末层的层叠以及烧结遍及多层而进行了之后进行切削，这样的粉末层的层叠和烧结以及其后的切削这些工序被反复进行。在三维造型的情况下，为了防止烧结阶段的金属粉末的氧化，使腔室内充满了氮气、氩气等惰性气体。但是，在现有技术中，不仅对进行三维造型物的造型的工作台及其周边的区域，还对粉末供给装置存在的区域供给惰性气体。例如，在专利文献1中，装有惰性气体的盒(cartridge)部5设置在材料贮藏框架24附近(图1以及段落[0050]、[0051])，在这样的配置的情况下，从筐体50供给的惰性气体必然也向粉末供给装置侧流动。在专利文献2中，提出：设置惰性气体的注入口以及抽吸口，通过使惰性气体向光束的照射区域局部地流动从而经济地利用惰性气体。但是，在惰性气体局部地流动的情况下，烧结了的粉末直到冷却以前就结束了与惰性气体的接触、且与空气接触，所以不能够实现充分的防氧化。在专利文献3中，通过使处于覆盖粉末层13的状态的护罩(Shroud)7、烧结装置即光束照射单元5、粉末供给装置即粉末供给单元3、以及粉末散布机即粉体平整单元4在三维方向上成为一体并使它们和造型床2移动，从而削减了惰性气体的使用量(摘要以及图1即摘要附图、和段落[0024])。但是，这样的成为一体的三维方向的移动结构，作为装置操作不便，并且，在使工作台能够升降了的基础上，使粉末散布刮板单独移动这一简单的操作无法进行，在这一点上，控制极其复杂。这样，在现有技术中，曾提出了采用比较简单的结构来设法高效地使用惰性气体的方案。在先文献专利文献专利文献1：日本特开2010-037599号公报专利文献2：日本再表2011-049143号公报专利文献3：日本特开2014-125643号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供一种三维造型装置的技术方案，其中，采用了在三维造型物的加工时能够升降的工作台以及在该工作台上行驶的粉末散布刮板，能够实现惰性气体的高效使用。为了解决所述课题，本专利技术的基本构成包括以下技术方案。(1)一种三维造型装置，在腔室内通过遮蔽板划分出用于形成粉末层的能够升降的工作台及其周边的区域、和粉末供给装置及其周边的区域，在前者的区域中具备惰性气体注入口，为了使在工作台上行驶的粉末散布刮板通过而将所述遮蔽板设成开闭自如，所述三维造型装置具备烧结装置，所述烧结装置是经由腔室的顶棚上的透明区域向三维造型物的造型区域照射激光束的装置。(2)一种三维造型装置，在腔室内通过遮蔽板划分出用于形成粉末层的能够升降的工作台及其周边的区域、和粉末供给装置及其周边的区域，在前者的区域中具备惰性气体注入口，将从粉末供给装置落下的粉末向行驶来到所述遮蔽板侧的粉末散布刮板供给的管贯穿所述遮蔽板，所述三维造型装置具备烧结装置，所述烧结装置是经由腔室的顶棚上的透明区域向三维造型物的造型区域照射激光束的装置。(3)一种三维造型装置，在腔室内通过遮蔽板划分出用于形成粉末层的能够升降的工作台及其周边的区域、和粉末供给装置及其周边的区域，在前者的区域中具备惰性气体注入口，将所述遮蔽板的一部分区域作为针对行驶来到该遮蔽板侧的粉末散布刮板的粉末供给口，用于使粉末落下的管从该供给口向下方突出设置，所述三维造型装置具备烧结装置，所述烧结装置是经由腔室的顶棚上的透明区域向三维造型物的造型区域照射激光束的装置。(4)根据上述(1)、(2)、(3)的任一项所述的三维造型装置，其特征在于，通过遮蔽板划分出针对粉末散布刮板的水平方向驱动机构及其周边的区域、和工作台及其周边的区域。在基本构成(1)、(2)、(3)的三维造型装置中，不使粉末供给装置及其周边的区域基本充满惰性气体就能够防止烧结阶段及该阶段后的三维造型物的氧化。而且，在所述(4)的基本构成的情况下，不使针对粉末散布刮板的水平方向驱动机构及其周边的区域也充满惰性气体就能够防止上述氧化。附图说明图1-1示出实施例1的构成，(a)示出利用腔室A进行层叠以及烧结、并在腔室B中进行切削的状态，(b)示出在腔室A中进行切削、并在腔室B中进行层叠以及烧结的状态。再者，向下的箭头表示工作台相应于层叠的进行而依次下降的状态。图1-2示出流程图，该流程图示出在实施例1中控制层叠以及烧结的计算机控制烧结装置的移动、控制切削的计算机控制主轴的移动的情况。图1-3是示出在实施例1中设置了控制烧结装置与主轴的交替的移动的计算机，且该计算机与控制层叠以及烧结的计算机以及对通过主轴实现的切削进行控制的计算机联动的状况的流程图。图2-1示出实施例2的构成，(a)示出利用腔室A进行层叠以及烧结、并在腔室B中进行切削的状态，(b)示出在腔室A中进行切削、并在腔室B中进行层叠以及烧结的状态。再者，向下的箭头表示工作台相应于层叠的进行而依次下降的状态。图2-2示出流程图，该流程图示出在实施例2中控制层叠以及烧结的计算机控制粉末散布刮板以及烧结装置的移动、对通过主轴实现的切削进行控制的计算机控制主轴的移动的情况。图2-3是示出在实施例2中设置了控制粉末散布刮板以及烧结装置与主轴的交替的移动的计算机，且该计算机与控制层叠以及烧结的计算机以及控制切削的计算机联动的状况的流程图。图3是示出基本构成(1)的俯视图以及侧截面图，(a)示出对粉末散布刮板供给粉末的状态，(b)示出粉末散布刮板在层叠的粉末上移动的状态。图4是示出基本构成(2)的俯视图以及侧截面图，(a)示出对粉末散布刮板供给粉末的状态，(b)示出粉末散布刮板在层叠的粉末上移动的状态。图5是示出基本构成(3)的俯视图以及侧截面图，(a)示出对粉末散布刮板供给粉末的状态，(b)示出粉末散布刮板在层叠的粉末上移动的状态。图6是示出基本构成(4)之中、旋转轴贯穿遮蔽板的实施方式的俯视图以及侧截面图，(a)示出旋转轴与使粉末散布刮板移动的滚珠丝杠系合的实施方式，(b)示出旋转轴与使粉末散布刮板移动的链系合的实施方式。图7示出基本构成(4)之中、支承粉末散布刮板且成为一体地沿水平方向移动的构件，固定于沿遮蔽板未形成开口状态而滑动的门上、且该门与针对粉末散布刮板的水平方向驱动机构连结的实施方式。图8-1示出在基本构成(4)之中使对三维造型物进行切削的主轴在工作台2及其周边的区域内移动、且在工作台2及其周边的区域内具备针对主轴的三维方向驱动机构的实施方式。图8-2示出在基本构成(4)之中使对三维造型物进行切削的主轴在工作台2及其周边的区域内移动、且将遮蔽板设成开闭自如、而且在针对粉末散布刮板的水平方向驱动机构及其周边的区域侧具备针对主轴的三维方向驱动机构的实施方式。附图标记说明1：腔室；10：造型物；2：工作台；30：粉末供给装置；31：粉末散布刮板；32：针对粉末散布刮板的水平方向驱动机构；33：管；34：针对粉末散布刮板的支承构件；4：烧结装置；41：烧结装置的保持构件；42：针对烧结装置的水平方向驱动机构；5：主轴；51：主轴的保持构件52：针对主轴的三维方向驱动机构；6：遮蔽板；60：在遮蔽板上形成的开口部；71：旋转轴；72：门8：顶棚；81：透明区域92：使粉末散布刮板沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维造型装置，在腔室内通过遮蔽板划分出用于形成粉末层的能够升降的工作台及其周边的区域、和粉末供给装置及其周边的区域，在前者的区域中具备惰性气体注入口，为了使在工作台上行驶的粉末散布刮板通过而将所述遮蔽板设成开闭自如，所述三维造型装置具备烧结装置，所述烧结装置是经由腔室的顶棚上的透明区域向三维造型物的造型区域照射激光束的装置。

【技术特征摘要】
2016.07.13 JP 2016-1380821.一种三维造型装置，在腔室内通过遮蔽板划分出用于形成粉末层的能够升降的工作台及其周边的区域、和粉末供给装置及其周边的区域，在前者的区域中具备惰性气体注入口，为了使在工作台上行驶的粉末散布刮板通过而将所述遮蔽板设成开闭自如，所述三维造型装置具备烧结装置，所述烧结装置是经由腔室的顶棚上的透明区域向三维造型物的造型区域照射激光束的装置。2.一种三维造型装置，在腔室内通过遮蔽板划分出用于形成粉末层的能够升降的工作台及其周边的区域、和粉末供给装置及其周边的区域，在前者的区域中具备惰性气体注入口，将从粉末供给装置落下的粉末向行驶来到所述遮蔽板侧的粉末散布刮板供给的管，贯穿所述遮蔽板，所述三维造型装置具备烧结装置，所述烧结装置是经由腔室的顶棚上的透明区域向三维造型物的造型区域照射激光束的装置。3.一种三维造型装置，在腔室内通过遮蔽板划分出用于形成粉末层的能够升降的工作台及其周边的区域、和粉末供给装置及其周边的区域，在前者的区域中具备惰性气体注入口，将所述遮蔽板的一部分区域作为针对行驶来到该遮蔽板侧的粉末散布刮板的粉末供给口，用于使粉末落下的管从该供给口向下方突出设置，所述三维造型装置具备烧结装置，所述烧结装置是经由腔室的顶棚上的透明区域向三维造型物的造型区域照射激光束的装置。4.根据权利要求1～3的任一项所述的三维造型装置，其特征在于，通过遮蔽板划分出针对粉末散布刮板的水平方向驱动机构及其周边的区域、和工作台及其周边的区域。5.根据权利要求4所述的三维造型装置，其特征在于，在工作台及其周边的区域内具备使粉末散布刮板沿水平方向移动的滚珠丝杠或移动用链，并且，对该滚珠丝杠或移动用链传递旋转驱动的旋转轴贯穿所述遮蔽板且与旋转驱动机构连结。6.根据权利要求4所述的三维造型装置，其特征在于，支承粉末散布刮板且与该粉末散布刮板成为一体地沿水平方向移...

【专利技术属性】
技术研发人员：天谷浩一，加藤敏彦，绿川哲史，松原英人，吉田光庆，
申请(专利权)人：株式会社松浦机械制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP