AM装置制造方法及图纸

提供一种在基于AM法的造型中，用于向材料供给装置补充粉末材料的结构。根据一实施方式，提供一种AM装置，该AM装置具有：DED喷嘴，该DED喷嘴用于射出粉末材料；门架机构，该门架机构用于使所述DED喷嘴移动；以及材料供给装置，该材料供给装置用于向所述DED喷嘴供给粉末材料，所述门架机构具有Y轴部件，该Y轴部件能够沿作为水平方向的X方向移动，并沿与所述X方向垂直且作为水平方向的Y方向延伸，所述DED喷嘴和所述材料供给装置安装于所述门架机构的所述Y轴部件，所述门架机构具有Y轴移动机构，该Y轴移动机构用于使所述DED喷嘴和所述材料供给装置在所述Y轴部件上沿着Y方向移动。装置在所述Y轴部件上沿着Y方向移动。装置在所述Y轴部件上沿着Y方向移动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】AM装置


[0001]本申请涉及一种AM装置。本申请主张基于2021年3月19日申请的日本专利申请编号第2021
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46034号的优先权。包含日本专利申请编号第2021
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46034号的说明书、权利要求书、附图及摘要的全部
技术实现思路
通过参照而作为整体引用至本申请。

技术介绍

[0002]已知有根据表现了三维物体的计算机上的三维数据来对三维物体直接进行造型的技术。例如，已知有Additive Manufacturing(AM)(增材制造)法。作为一例，作为沉积方式的AM法有定向能量沉积(DED，Directed Energy Deposition)。DED是通过一边局部供给金属材料一边使用适当的热源和基材一起熔融、凝固来进行造型的技术。另外，作为AM法的一例，有粉末床熔融(PBF，Powder Bed Fusion)。PBF通过对于二维地铺满的金属粉末，向造型的部分照射作为热源的激光光束、电子光束，使金属粉末熔融、凝固或烧结来对三维物体的各层进行造型。在PBF中，通过重复这样的工序，能够对所希望的三维物体进行造型。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开平10
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278902号公报
[0006]专利文献2：日本特开2019
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137038号公报

技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的技术问题
[0008]在DED方式和PBF方式的任一方式中，基于AM法的造型目前都用于制造比较小型的造型物。当通过AM法制造相对大型的造型物时，需要大量的粉末材料，适当地供给粉末材料变得重要。在用DED方式制造大型的造型物的情况下，需要向DED喷嘴供给粉末材料的材料供给装置，但在造型物大的情况下，可能无法在材料供给装置保持足够量的粉末材料。例如，如果在造型区域的外部设置材料供给装置，并向能够移动的DED喷嘴供给粉末材料，则能够对AM装置设置大型的材料供给装置。但是，由于DED喷嘴一边在造型区域内移动一边进行造型，因此从材料供给装置向DED喷嘴的材料供给管会随着DED喷嘴的移动而变形，从而稳定的材料的供给变得困难。另一方面，当构成为使材料供给装置能够和DED喷嘴一起移动时，材料供给管的流路稳定，能够稳定地向DED喷嘴供给粉末材料。但是，若使材料供给装置能够和DED喷嘴移动，则难以使材料供给装置大型化。因此，在造型中，需要向材料供给装置补充粉末材料。本专利技术的一个目的在于，提供一种在基于AM法的造型中，用于向材料供给装置补充粉末材料的结构。
[0009]用于解决技术问题的技术手段
[0010]根据一实施方式，提供一种AM装置，该AM装置具有：DED喷嘴，该DED喷嘴用于射出粉末材料；门架机构，该门架机构用于使所述DED喷嘴移动；以及材料供给装置，该材料供给装置用于向所述DED喷嘴供给粉末材料，所述门架机构具有Y轴部件，该Y轴部件能够沿作为
水平方向的X方向移动，并沿与所述X方向垂直且作为水平方向的Y方向延伸，所述DED喷嘴和所述材料供给装置安装于所述门架机构的所述Y轴部件，所述门架机构具有Y轴移动机构，该Y轴移动机构用于使所述DED喷嘴和所述材料供给装置在所述Y轴部件上沿着Y方向移动。
附图说明
[0011]图1是概略性地表示基于一实施方式的用于制造造型物的AM装置的图。
[0012]图2是概略性地表示基于一实施方式的搭载了DED喷嘴和材料供给装置的Y轴部件的立体图。
[0013]图3是概略性地表示基于一实施方式的材料供给装置的立体图。
[0014]图4是概略性地表示基于一实施方式的材料供给装置的结构的概略性的剖视图。
[0015]图5是概略性地表示基于一实施方式的安装于料斗的盖的剖视图。
[0016]图6是概略性地表示基于一实施方式的材料补充管的结构的剖视图。
[0017]图7是概略性地表示基于一实施方式的材料补充管插入到料斗的状态的剖视图。
[0018]图8是图3所示的传感器附近的放大图。
[0019]图9是表示基于一实施方式的通过透明管的粉末流量与由受光元件检测到的光度的关系的曲线图的一例。
[0020]图10是基于一实施方式的图3所示的传感器附近的放大图。
[0021]图11是表示基于一实施方式的粉末材料完全没有残留于透明管的表面的新品的状态的情况下的检量线、粉末材料中程度地附着/残留的状态的检量线、以及粉末材料高程度地附着/残留的状态的检量线的例子的图。
[0022]图12是概略性地表示基于一实施方式的材料供给装置的料斗的截面的图。
[0023]图13A是概略性地表示基于一实施方式的AM装置的俯视图。
[0024]图13B是概略性地表示基于一实施方式的AM装置的俯视图。
[0025]图13C是概略性地表示基于一实施方式的AM装置的俯视图。
具体实施方式
[0026]以下，和附图一起对本专利技术所涉及的用于制造造型物的AM装置的实施方式进行说明。在附图中，对相同或相似的要素标注相同或相似的参照符号，在各实施方式的说明中可能省略关于相同或相似的要素的重复的说明。另外，各实施方式所示的特征只要彼此不矛盾，也能够应用于其他实施方式。
[0027]图1是概略性地表示基于一实施方式的用于制造造型物的AM装置的图。如图1所示，具备基板102。在基板102上对造型物进行造型。基板102能够是由能支承造型物的任意的材料形成的板。在一实施方式中，基板102与能够在高度方向(Z方向)上移动的升降机构连结。例如，如果通过DED喷嘴150进行了一层的造型，则与造型了的一层的量对应地，通过升降机构使基板102下降而对下一层进行造型，通过重复如此，能够对三维的结构物进行造型。在一实施方式中，基板102也可以与能够在水平面内正交的X方向和Y方向上移动的XY载台连结。
[0028]AM装置100具备用于射出粉末材料的DED喷嘴150。DED喷嘴150安装于用于使DED喷
嘴150在水平面内正交的XY方向上移动的门架机构200。另外，在门架机构200安装有用于向DED喷嘴150供给载气和粉末材料的材料供给装置300。
[0029]在一实施方式中，如图1所示，门架机构200具备Y轴部件202，该Y轴部件202能够向X方向移动，且在与X方向正交的Y方向上延伸。Y轴部件202是如图1所示那样具备在造型区域110上沿Y方向延伸的水平部分202a和从水平部分202a的两端朝向造型区域110沿下方向(Z方向)延伸的垂直部分202b部分的门状的结构物。Y轴部件202的垂直部分202b与X轴移动机构204连结。在一实施方式中，X轴移动机构204能够设为例如具备滚珠丝杠的移动机构。如图1所示，X轴移动机构204在造型区域110的Y方向上的两端沿着X轴配置。
[0030]在一实施方式中，门架机构200的Y轴部件202具备Y轴移动机构206，该Y轴移动机构2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种AM装置，其特征在于，具有：DED喷嘴，该DED喷嘴用于射出粉末材料；门架机构，该门架机构用于使所述DED喷嘴移动；以及材料供给装置，该材料供给装置用于向所述DED喷嘴供给粉末材料，所述门架机构具有Y轴部件，该Y轴部件能够沿作为水平方向的X方向移动，并沿与所述X方向垂直且作为水平方向的Y方向延伸，所述DED喷嘴和所述材料供给装置安装于所述门架机构的所述Y轴部件，所述门架机构具有Y轴移动机构，该Y轴移动机构用于使所述DED喷嘴和所述材料供给装置在所述Y轴部件上沿着Y方向移动。2.根据权利要求1所述的AM装置，其特征在于，所述门架机构具有Z轴移动机构，该Z轴移动机构用于使所述DED喷嘴向与所述X方向和所述Y方向正交的Z方向移动。3.根据权利要求1或2所述的AM装置，其特征在于，所述材料供给装置具有用于保持粉末材料的容器和安装于所述容器的上端的盖，所述盖具有：开口，该开口与所述容器的内部连通；封闭部件，该封闭部件能够在封闭所述开口的封闭位置和开放所述开口的开放位置之间移动；以及弹性部件，该弹性部件对所述封闭部件向所述封闭位置施力。4.根据权利要求3所述的AM装置，其特征在于，具有粉末补充管，该粉末补充管能够插入所述盖的所述开口，所述粉末补充管具有：粉末通路，该粉末通路用于供粉末材料通过；以及与所述粉末通路不同的气体通路，该气体通路用于供气体通过。5.根据权利要求4所述的AM装置，其特征在于，所述粉末补充管的插入所述盖的所述开口的顶端侧具有锥面，在与所述锥面的最低的位置相邻的侧面形成有用于向所述容器供给粉末材料的粉末口。6.根据权利要求1～5中任一项所述的AM装置，其特征在于，具有重量传感器，该重量传感器用于测定从所述材料供给装置向所述DED喷嘴供给的粉末材料的重量。7.根据权利要求6所述的AM装置，其特征在于，所述Y轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井润树，
申请(专利权)人：株式会社荏原制作所，
类型：发明
国别省市：