叠层造形装置及物体的叠层造形方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种叠层造形装置及物体的叠层造形方法，即使在造形台的升温时的设定温度相对较高的情况下也能够实现有效率的冷却，并且能够避免冷媒循环装置的导入费用的增大及大型化。叠层造形装置包括：造形台，通过材料粉体的供给而形成材料层；以及照射装置，对材料层照射能量束，形成固化层。温度调整装置包括：加热器，将造形台加热至设定温度；以及第一冷却器，对造形台进行冷却。冷媒循环装置对冷媒进行温度调整，使其在与第一冷却器之间循环，控制装置以基于设定温度对从冷媒循环装置供给的所述冷媒的温度即供给冷媒温度进行控制的方式构成。的方式构成。的方式构成。

【技术实现步骤摘要】
叠层造形装置及物体的叠层造形方法


[0001]本专利技术涉及一种叠层造形装置、及将物体进行叠层造形的方法。

技术介绍

[0002]在三维物体的叠层造形中，已知有各种方式。例如在充满了惰性气体的腔室内，向造形台上的造形区域内供给金属的材料粉体而形成材料层。使用照射装置，将激光束或电子束等能量束照射至材料层的规定位置，由此使材料层烧结或熔融，而形成固化层。通过重复进行这种材料层及固化层的形成，而将固化层叠层，制造所需的三维物体。
[0003]材料层优选为预热到规定的温度以备能量束的照射。敷设材料层的造形台以能够通过加热器升温的方式构成。通过从升温至与所需的预热温度相同的设定温度的造形台传导热来预热材料层。造形台的升温时的设定温度通常约为120℃，在使用耐热钢等作为材料的情况下，根据适宜于材料的预热温度而升温至140℃～200℃左右的相对较高的设定温度。日本专利第6340452号公开了一种能够将材料层加热至高温的造形台。
[0004]在照射能量束后，照射部位的温度急剧降低，而形成固化层。物体的造形结束后或在造形的中途，为了提高造形精度等，有时进行固化层的冷却。例如，利用冷却器将造形台冷却，由此将造形台上的固化层冷却至规定的温度。日本专利第6295001号公开了一种叠层造形法，所述叠层造形法在造形中途将固化层冷却至规定的温度，有意识地引起马氏体相变，由此进行固化层的应力缓和。
[0005]造形台的冷却例如可通过导入冷冻器等冷媒循环装置，使经温度调整的冷媒在与造形台的冷却器之间循环而进行。若导入具有与造形台的升温时的通常的设定温度相匹配的冷却能力的冷媒循环装置，则在设定温度相对较高的情况下，冷却能力不足。其结果为，造形台的冷却时间变长，有难以将造形台冷却至所需的冷却温度的可能性。另一方面，若为了能够应对造形台的设定温度相对较高的造形而导入具有更高的冷却能力的冷媒循环装置、或增设冷媒循环装置，则除了设备的导入费用增大以外，冷媒循环装置整体会大型化。
[0006]本专利技术是鉴于这种情况而完成，其目的在于提供一种包括使用来对造形台进行冷却的冷媒循环的冷媒循环装置的叠层造形装置，所述叠层造形装置即使在造形台的升温时的设定温度相对较高的情况下也能够实现有效率的冷却，并且能够避免冷媒循环装置的导入费用的增大及大型化。

技术实现思路

[0007]在一个形态中，本公开提供一种叠层造形装置，所述叠层造形装置包括：造形台，通过材料粉体的供给而形成材料层；以及照射装置，对所述材料层照射能量束，形成固化层。叠层造形装置还包括：温度调整装置，包括将所述造形台加热至设定温度的加热器、及对所述造形台进行冷却的第一冷却器；冷媒循环装置，对冷媒进行温度调整，使其在与第一冷却器之间循环；以及控制装置，以基于所述设定温度对从所述冷媒循环装置供给的所述冷媒的温度即供给冷媒温度进行控制的方式构成。
[0008]所述控制装置以基于造形台的升温时的设定温度，对从冷媒循环装置供给的冷媒的温度即供给冷媒温度进行控制的方式构成。通过这种结构，即使在导入了具有与通常的设定温度相匹配的冷却能力的冷媒循环装置的情况下，在设定温度相对较高的造形中，也能够在将冷媒调整为更低的温度后供给至冷却器，由此能够在不增设冷媒循环装置的情况下有效率地对造形台进行冷却。
[0009]在其他形态中，本公开提供一种物体的叠层造形方法。所述方法包括：将材料粉体供给至造形台上而形成材料层的工序；将所述造形台加热至规定的设定温度的工序；通过对所述材料层照射能量束而形成固化层的工序；基于所述设定温度来调整从冷媒循环装置供给的冷媒的温度即供给冷媒温度的工序；以及使所述冷媒在对所述造形台进行冷却的冷却器与所述冷媒循环装置之间循环的工序。
附图说明
[0010]图1是本专利技术的实施方式的叠层造形装置100的概略结构图。
[0011]图2是材料层形成装置3的立体图。
[0012]图3是从材料层形成装置3的涂覆机头32的上方观察的立体图。
[0013]图4是从材料层形成装置3的涂覆机头32的下方观察的立体图。
[0014]图5是包括温度调整装置42的造形台4的分解立体图。
[0015]图6是照射装置5的概略结构图。
[0016]图7是包括冷媒循环装置6的冷媒循环系统的概略结构图。
[0017]图8是表示控制装置8的结构的框图。
[0018]图9是表示利用加热器43的加热的停止、电磁阀73a1的开启、及运转模式的切换的时序图。
[0019]图10是表示使用叠层造形装置100的叠层造形的顺序的流程图。
[0020]图11是表示使用叠层造形装置100的叠层造形方法的图。
[0021]图12是表示使用叠层造形装置100的叠层造形方法的图。
具体实施方式
[0022]以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。以下所示的实施方式中所示出的各特征事项可彼此组合。关于各特征事项，专利技术独立地成立。
[0023]1.叠层造形装置100
[0024]如图1所示，叠层造形装置100包括腔室1、材料层形成装置3、造形台4、及照射装置5。叠层造形装置100还包括下文所述的控制装置8。在设置于造形台4上的造形区域R中，通过重复进行材料层91及固化层92的形成，而将所需的物体造形。
[0025]1.1.腔室1
[0026]腔室1覆盖将物体造形的区域即造形区域R。腔室1连接于气体循环装置2。
[0027]气体循环装置2包括气体供给装置21、烟气收集器22、及导管箱23、导管箱24。腔室1的内部充满了从气体供给装置21供给的规定浓度的惰性气体。在本说明书中，惰性气体是实质上不与材料层91或固化层92进行反应的气体，可根据材料的种类来选择，例如可使用氮气、氩气、氦气。气体供给装置21例如为储气罐。
[0028]如图1所示，包含在形成固化层92时所产生的烟气的惰性气体从腔室1的排出口1b排出，经由导管箱23被送至烟气收集器22。烟气收集器22中被除去烟气的惰性气体经由导管箱24从腔室1的供给口1c供给而被再利用。
[0029]在将来自腔室1的惰性气体的排出口1b与导管箱23连接的导管的中途设置有抽风机(未图示)、及风扇用冷却器(未图示)。利用抽风机将腔室1内的惰性气体强制排出。风扇用冷却器是以能够使从冷媒循环装置6供给的冷媒流通的方式构成的管状构件，在气体循环装置2的运行时将抽风机及其周边零件冷却，防止动作不良或破损。
[0030]在腔室1的上表面设置成为激光束L的透过窗的窗口1a。窗口1a由能够使激光束L透过的材料所形成。
[0031]在腔室1的上表面以覆盖窗口1a的方式设置污染防止装置17。污染防止装置17包括圆筒状的壳体17a、及配置于壳体17a内的圆筒状的扩散构件17c。在壳体17a与扩散构件17c之间设置气体供给空间17d。在壳体17a的底面中扩散构件17c的内侧设置开口部17b。在扩散构件17c设置有大量细孔。从气体供给装置21供给至气体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种叠层造形装置，包括：造形台，通过材料粉体的供给而形成材料层；照射装置，对所述材料层照射能量束，形成固化层；温度调整装置，包括将所述造形台加热至设定温度的加热器、及对所述造形台进行冷却的第一冷却器；冷媒循环装置，对冷媒进行温度调整，使其在与所述第一冷却器之间循环；以及控制装置，以基于所述设定温度对从所述冷媒循环装置供给的所述冷媒的温度即供给冷媒温度进行控制的方式构成。2.根据权利要求1所述的叠层造形装置，其中所述控制装置以通过基于所述设定温度对所述冷媒循环装置的冷却能力进行操作来控制所述供给冷媒温度的方式构成。3.根据权利要求2所述的叠层造形装置，其中所述冷媒循环装置包括低负载模式与高负载模式来作为运转模式，所述控制装置包括高负载持续时间设定部与模式切换部，所述高负载持续时间设定部设定高负载持续时间，所述高负载持续时间为所述高负载模式下的所述冷媒循环装置的每次运转的持续时间，所述模式切换部基于所述设定温度及所述高负载持续时间，进行所述运转模式的切换，所述冷媒循环装置在所述高负载模式下，以高于所述低负载模式的冷却能力进行所述冷媒的温度调整。4.根据权利要求3所述的叠层造形装置，其中所述冷媒循环装置与所述第一冷却器通过用来将所述冷媒供给至所述第一冷却器的冷媒供给路连接，在所述冷媒供给路设置冷媒供给阀，所述控制装置包括冷媒供给控制部，所述冷媒供给控制部以通过开关所述冷媒供给阀来控制所述冷媒向所述第一冷却器的供给的方式构成，所述模式切换部...

【专利技术属性】
技术研发人员：村中胜隆，加藤善考，
申请(专利权)人：株式会社沙迪克，
类型：发明
国别省市：