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JP6653590B2 - Cooling optimization device and cooling optimization method - Google Patents
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Description

本発明は、冷却最適化装置及び冷却最適化方法に関する。   The present invention relates to a cooling optimization device and a cooling optimization method.

近年、試作品又は少量多品種の製品等を作製するため、物品を輪切りにしたときの薄い層の形状に対応する固化層を順次積層して、物品の造形物を作製する粉末床溶融結合方法が注目されている。   In recent years, in order to produce prototypes or products of various kinds in small quantities, a powder bed fusion bonding method in which solidified layers corresponding to the shape of a thin layer when the article is cut into slices are sequentially laminated to produce a shaped article of the article. Is attracting attention.

粉末床溶融結合方法では、予備加熱により、粉末材料の温度を粉末材料の融点より少し低い温度に保持するとともに、薄層形成容器も粉末材料の融点より少し低い温度に保持しておく。   In the powder bed fusion method, the temperature of the powder material is maintained at a temperature slightly lower than the melting point of the powder material by preheating, and the thin layer forming container is also maintained at a temperature slightly lower than the melting point of the powder material.

次いで、運搬部材により薄層形成容器に粉末材料を運び入れながら表面を均して昇降台上に粉末材料の薄層を形成する。   Next, the surface of the powder material is leveled while the powder material is carried into the thin layer forming container by the transport member, and a thin layer of the powder material is formed on the elevating table.

次いで、レーザ光によりスライスデータに基づき特定領域を選択的に加熱することで、焼結して、又は、溶融し固化して、結合層を形成する。   Next, the specific region is selectively heated based on the slice data by a laser beam, thereby sintering or melting and solidifying to form a bonding layer.

その後、昇降台を下降させつつ上記動作を繰り返し、数百層或いは数千層にわたって結合層を積層し、3次元造形物を作製する。   Thereafter, the above operation is repeated while lowering the elevating table, and several hundred layers or thousands of layers are stacked to form a three-dimensional structure.

造形物を作製した後、予備加熱を止め、窒素雰囲気下で、薄層形成容器内に造形物及びその周囲の粉末材料を放置し、それらを冷やす。この冷却では、薄層形成容器、造形物及びその周囲の粉末材料の熱容量が大きいため、冷却に非常に時間がかかる。   After forming the model, the preliminary heating is stopped, and the model and the surrounding powder material are left in a thin layer forming container in a nitrogen atmosphere, and are cooled. In this cooling, since the heat capacity of the thin layer forming container, the modeled object, and the powder material around the container is large, it takes a very long time to cool.

そして、人の手で扱える温度に下がってから薄層形成容器内から造形物を取り出す。このようにして取り出した造形物は、表面の温度は低くても、内部の温度はまだ下がりきっておらず高いので、さらに、大気下で自然冷却を行っている。   Then, after the temperature has been lowered to a level that can be handled by human hands, the modeled object is taken out of the thin layer forming container. Even though the surface temperature is low, the internal temperature of the shaped article taken out in this way has not yet fallen and is high, so that it is naturally cooled in the atmosphere.

特開2004−306612号公報JP 2004-306612 A 特開2006−312310号公報JP 2006-312310 A

このように、造形物を作製した後の粉末床溶融結合装置内での冷却は、非常に長い時間を要し、そのため、長時間にわたって装置を稼働できないという問題がある。   As described above, the cooling in the powder-bed fusion bonding apparatus after the formation of the shaped article requires a very long time, and thus there is a problem that the apparatus cannot be operated for a long time.

また、造形物を早く取り出しても、再凝固の際に内部と周囲の温度差により反りが生じたり、大気下で自然冷却を行っている間に造形物が酸化したりしてしまうという問題がある。   Also, even if the molded object is taken out early, warping occurs due to the temperature difference between the inside and the surroundings during resolidification, and the molded object is oxidized while performing natural cooling in the atmosphere. is there.

本発明は、上述の問題点に鑑みて創作されたものであり、造形物の反りや酸化を防止しつつ、稼働率を向上させることができる冷却最適化装置及び冷却最適化方法を提供するものである。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and provides a cooling optimization device and a cooling optimization method that can improve the operation rate while preventing warpage and oxidation of a modeled object. It is.

上記課題を解決するため、一観点によれば、粉末床溶融結合により作製された造形物が収納された薄層形成容器を収容し、冷却する容器と、不活性ガスを導入する前記容器のガス導入口と、前記不活性ガスを排出する前記容器のガス排出口と、前記容器内に導入する前記不活性ガスの流量を調節するガス流量調節手段とを有することを特徴とする冷却最適化装置が提供される。   In order to solve the above problems, according to one aspect, a container for cooling a thin layer forming container containing a formed object manufactured by powder bed fusion bonding, and a gas for the container for introducing an inert gas are provided. A cooling optimization device comprising: an inlet, a gas outlet of the container for discharging the inert gas, and gas flow rate adjusting means for adjusting a flow rate of the inert gas to be introduced into the container. Is provided.

また、他の観点によれば、薄層形成容器内で粉末床溶融結合により粉末材料を選択的に加熱して造形物を作製する工程と、昇温した前記造形物が収納された前記薄層形成容器を容器内に収容する工程と、前記容器内に不活性ガスを、流量を調節して導入し、前記不活性ガスにより前記昇温した前記造形物を冷却しつつ、前記不活性ガスを前記容器外に排出する工程とを有することを特徴とする冷却最適化方法が提供される。   Further, according to another aspect, a step of selectively heating a powder material by powder bed fusion bonding in a thin layer forming container to produce a molded article, and the step of forming the thin layer in which the heated molded article is stored A step of accommodating the forming container in the container, introducing an inert gas into the container at a controlled flow rate, and cooling the shaped object heated by the inert gas while cooling the inert gas. Draining out of the container.

本発明によれば、粉末床溶融結合により作製された造形物が収納された薄層形成容器を収容し、冷却する容器を有する。   According to the present invention, there is provided a container for accommodating and cooling a thin-layer forming container accommodating a shaped object produced by powder bed fusion bonding.

したがって、薄層形成容器内で造形物を作製し終えてから造形物の温度が室温近くに下がるまで待たずに、粉末床溶融結合装置から薄層形成容器を取り外し、容器に収容し、冷却することができる。   Therefore, without having to wait until the temperature of the shaped object has dropped to near room temperature after completing the formation of the shaped object in the thin layer forming container, remove the thin layer forming container from the powder bed fusion bonding apparatus, store the container in the container, and cool. be able to.

これにより、造形物の冷却中に、別の、空の薄層形成容器を粉末床溶融結合装置に装着し、次の粉末床溶融結合を行うことができるため、粉末床溶融結合装置の稼働率を向上させることができる。   With this, while the shaped object is being cooled, another empty thin layer forming container can be attached to the powder bed fusion bonding apparatus, and the next powder bed fusion bonding can be performed. Can be improved.

また、不活性ガスを用いて造形物の熱を強制的に排除して造形物の温度を下げている。この場合、不活性ガスの流量を、造形物に反りが生じない程度に適度に調節することで、造形物の反りや酸化を防止しつつ、冷却時間を短縮することができる。   Further, the temperature of the object is reduced by forcibly removing heat of the object using an inert gas. In this case, by appropriately adjusting the flow rate of the inert gas to such an extent that the formed object does not warp, the cooling time can be reduced while preventing the formed object from warping or oxidizing.

(a)は、本発明の第1実施形態に係る冷却最適化装置の容器の外観を示す斜視図であり、(b)は、容器のガス導入口へのガス流量調節器と窒素ガス生成装置の接続関係を示す図である。(A) is a perspective view showing an external appearance of a container of the cooling optimization device according to the first embodiment of the present invention, and (b) is a gas flow regulator to a gas inlet of the container and a nitrogen gas generator. FIG. 3 is a diagram showing a connection relationship of FIG. 本発明の第1実施形態に係る冷却最適化装置の容器の内部を透視した斜視図である。It is the perspective view which saw through the inside of the container of the cooling optimization device concerning a 1st embodiment of the present invention. (a)は、本発明の第1実施形態に係る薄層形成容器を有する粉末床溶融結合装置を示す上面図であり、(b)は、(a)のI-I線に沿う粉末床溶融結合装置の断面図である。(A) is a top view which shows the powder bed fusion bonding apparatus which has the thin layer forming container which concerns on 1st Embodiment of this invention, (b) is a powder bed fusion bonding apparatus which follows the II line of (a). FIG. (a)は、本発明の第1実施形態に係る薄層形成容器を示す斜視図であり、(b)は、薄層形成容器の底部の外側を示す下面図である。(A) is a perspective view showing the thin layer forming container according to the first embodiment of the present invention, and (b) is a bottom view showing the outside of the bottom of the thin layer forming container. (a)〜(c)は、本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合方法を示す断面図(その1)である。(A)-(c) is sectional drawing (the 1) which shows the powder-bed fusion bonding method which concerns on 1st Embodiment of this invention. (a)〜(c)は、本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合方法を示す断面図(その2)である。(A)-(c) is sectional drawing (the 2) which shows the powder-bed fusion bonding method which concerns on 1st Embodiment of this invention. (a)〜(c)は、本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合により作製した造形物の冷却最適化方法を示す図(その1)である。(A)-(c) is a figure (the 1) which shows the cooling optimization method of the modeled object manufactured by the powder bed fusion bonding concerning a 1st embodiment of the present invention. (a)〜(b)は、本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合により作製した造形物の冷却最適化方法を示す図(その2)である。(A)-(b) is a figure (the 2) which shows the cooling optimization method of the modeled object manufactured by the powder bed fusion bonding concerning a 1st embodiment of the present invention. (a)〜(b)は、本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合により作製した造形物の冷却最適化方法を示す図(その3)である。(A)-(b) is the figure (the 3) which shows the cooling optimization method of the modeled object manufactured by the powder bed fusion bonding concerning a 1st embodiment of the present invention. (a)〜(b)は、図9(b)に示す造形物の冷却中に、次の粉末床溶融結合の準備を行う方法を示す図(その1)である。(A)-(b) is a figure (the 1) which shows the method of preparing for the following powder bed fusion bonding during cooling of the modeled object shown in Drawing 9 (b). (a)〜(c)は、図9(b)に示す造形物の冷却中に、次の粉末床溶融結合の準備を行う方法を示す図(その2)である。(A)-(c) is a figure (the 2) which shows the method of preparing for the following powder bed fusion bonding during cooling of the modeled object shown in Drawing 9 (b). (a)〜(b)は、本発明の第2実施形態に係る冷却最適化装置を構成する押圧部材と、冷却最適化方法を説明する斜視図(その1)である。(A)-(b) is a perspective view (the 1) explaining a pressing member which constitutes a cooling optimization device concerning a 2nd embodiment of the present invention, and a cooling optimization method. (a)〜(b)は、本発明の第2実施形態に係る冷却最適化装置を構成する押圧部材と、冷却最適化方法を説明する斜視図(その2)である。(A)-(b) is a perspective view (the 2) explaining the pressing member which comprises the cooling optimization apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention, and the cooling optimization method. 本発明の第3実施形態に係る冷却最適化装置の容器の内部を透視した斜視図である。It is the perspective view which saw through the inside of the container of the cooling optimization device concerning a 3rd embodiment of the present invention.

以下に、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(第1実施形態)
(1)本発明の第1実施形態に係る冷却最適化装置の説明
上述したように、粉末床溶融結合により所望の形状の造形物を作製した後に、造形物を薄層形成容器から取り出すために、薄層形成容器内の造形物をその周囲に残った粉末材料とともに冷却する必要がある。
(1st Embodiment)
(1) Description of the cooling optimization device according to the first embodiment of the present invention As described above, after a shaped object having a desired shape is produced by powder bed fusion bonding, in order to remove the shaped object from the thin layer forming container. In addition, it is necessary to cool the shaped object in the thin layer forming container together with the powder material remaining around it.

まず、本発明の実施形態に係る冷却最適化装置について、図1と図2を参照しながら説明する。   First, a cooling optimization device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

図1(a)は、本発明の第1実施形態に係る冷却最適化装置の容器の外観を示す斜視図である。   FIG. 1A is a perspective view illustrating an appearance of a container of the cooling optimization device according to the first embodiment of the present invention.

図1(b)は、容器のガス導入口へのガス流量調節器と冷却用窒素ガスの生成装置の接続関係を示す図である。   FIG. 1B is a diagram showing a connection relationship between a gas flow controller to a gas inlet of a container and a device for generating a nitrogen gas for cooling.

図2は、図1(a)の容器の扉1fを外し、かつ容器1の内部を透視した斜視図である。   FIG. 2 is a perspective view in which the door 1f of the container of FIG. 1A is removed and the inside of the container 1 is seen through.

本冷却最適化装置101は、図1(a)に示すような外観の冷却用容器(容器)1を有する。   The cooling optimization device 101 has a cooling container (container) 1 having an external appearance as shown in FIG.

容器1は、薄層形成容器を収容する収容室2となる立方体状の空間、又は、直方体状の空間の周りを、一側面だけを開放して断熱部材で囲った仕切り壁1a〜1eと、その一側面を開閉可能にする、断熱部材を主要構成部材とする扉1fとを有する。   The container 1 is a cubic space that becomes the storage chamber 2 that stores the thin layer forming container, or around a rectangular parallelepiped space, partition walls 1a to 1e that are open on one side only and are surrounded by a heat insulating member, And a door 1f having a heat insulating member as a main component, which can be opened and closed on one side.

図2に示すように、収容室2の上部の仕切り壁1aには、貫通穴(ガス導入口)3aが開けられて、その貫通孔3aに冷却用窒素ガス(冷却用不活性ガス;単に、窒素ガス(不活性ガス)ということもある。)を収容室2に導くガス導入管4aが装着されている。また、収容室2の床(下部の仕切り壁又は容器の底部)1bには、左手前と右奥に貫通穴(ガス排出口)3b, 3cがあけられて、それらの貫通穴3b, 3cにそれぞれ、収容室2に導入された窒素ガスを収容室2内から外に導く排気管4b, 4cが装着されている。   As shown in FIG. 2, a through hole (gas introduction port) 3a is formed in the partition wall 1a at the upper part of the storage chamber 2, and a nitrogen gas for cooling (an inert gas for cooling; A gas introduction pipe 4a for introducing nitrogen gas (also referred to as an inert gas) into the storage chamber 2 is provided. In addition, through holes (gas outlets) 3b and 3c are formed in the floor (lower partition wall or bottom of the container) 1b of the accommodation room 2 at the front left and the rear right, and the through holes 3b and 3c are formed in these holes. Exhaust pipes 4b and 4c for guiding the nitrogen gas introduced into the storage chamber 2 to the outside from the storage chamber 2 are respectively mounted.

窒素ガスを収容室2に導くガス導入管4aには、図1(b)に示すガス流量調節器(ガス流量調節手段)7、例えば、ニードルバルブなどと、窒素ガスの温度調節器8とを介して、不活性ガスの供給源9、例えば、窒素ガスの生成装置が接続されている。なお、不活性ガスの供給源9は、ほかに、アルゴンガスを圧入したボンベなどを用いてもよい。   A gas flow controller (gas flow control means) 7 shown in FIG. 1B, for example, a needle valve, and a nitrogen gas temperature controller 8 are provided in the gas introduction pipe 4a for guiding the nitrogen gas into the storage chamber 2. A supply source 9 of an inert gas, for example, a nitrogen gas generator, is connected via the apparatus. The inert gas supply source 9 may alternatively use a cylinder into which argon gas is press-fitted.

また、収容室2の床1b面上には、薄層形成容器を収容室2内に導き入れるためのガイドレール5, 6が2列、間隔を空けて並行して取り付けられている。   On the floor 1b surface of the accommodation room 2, two rows of guide rails 5 and 6 for guiding the thin layer forming container into the accommodation room 2 are attached in parallel at intervals.

各ガイドレール5, 6は、一対の細長い角材5a/5b, 6a/6bが狭い間隙(凹部)5c, 6cを空けて並行配置されている。その間隙5c, 6cには、後述する薄層形成容器の底部の外面に取り付けられた凸状のガイドが嵌合し、薄層形成容器がガイドレール5, 6に沿って移動可能なようになっている。   In each of the guide rails 5, 6, a pair of elongated rectangular members 5a / 5b, 6a / 6b are arranged in parallel with narrow gaps (recesses) 5c, 6c. A convex guide attached to the outer surface of the bottom of the thin layer forming container described later is fitted into the gaps 5c and 6c, so that the thin layer forming container can move along the guide rails 5 and 6. ing.

また、本冷却最適化装置には、図示していないが、装置が稼働中か停止しているかを表示する目視確認用ランプと、造形物の内部温度を検出する温度検出器と、温度検出器からの信号により、造形物の温度が所定の温度に下がったら窒素ガスの導入を自動的に停止する電磁バルブと、窒素ガスの導入開始から時間を計測するタイマーとを備えている。   Although not shown, the cooling optimization device includes a visual confirmation lamp for displaying whether the device is operating or stopped, a temperature detector for detecting the internal temperature of the object, and a temperature detector. A solenoid valve for automatically stopping the introduction of nitrogen gas when the temperature of the molded article falls to a predetermined temperature in response to a signal from the controller, and a timer for measuring time from the start of introduction of nitrogen gas.

なお、造形物の内部温度を検出する温度検出器は、容器1内に収容した薄層形成容器12内の粉末材料中、造形物15cの近傍に差し込んで温度を計測するものである。   In addition, the temperature detector that detects the internal temperature of the modeled object is a device that is inserted in the vicinity of the modeled object 15c in the powder material in the thin layer forming container 12 housed in the container 1 and measures the temperature.

(2)本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合装置の説明
次に、本発明の実施形態に係る粉末床溶融結合装置について、図3(a)、(b)と図4(a)、(b)を参照しながら説明する。
(2) Description of the powder bed fusion bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention Next, regarding the powder bed fusion bonding apparatus according to the embodiment of the present invention, FIGS. 3 (a) and 3 (b) and FIG. ) And (b).

図3(a)は、本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合装置を示す上面図であり、
図3(b)は、図3(a)のI-I線に沿う粉末床溶融結合装置の断面図である。
FIG. 3A is a top view showing a powder bed fusion bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention,
FIG. 3B is a cross-sectional view of the powder bed fusion-bonding apparatus taken along the line II of FIG. 3A.

図4(a)は、本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合装置を構成する薄層形成容器を示す斜視図であり、図4(b)は、薄層形成容器の底部の外側を示す下面図である。   FIG. 4A is a perspective view showing a thin layer forming container constituting the powder bed fusion bonding apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 4B is an outer side of the bottom of the thin layer forming container. FIG.

本実施形態に係る粉末床溶融結合装置では、図3(a)、(b)に示すように、エネルギービーム出射部102と、粉末材料の薄層15aを形成しエネルギービーム21により溶融結合して造形を行う薄層形成部103と、薄層形成部103の上面を移動し、粉末材料を運ぶリコータ(運搬部材)10と、造形を制御する図示しない制御部とを備えている。粉末材料として、樹脂、金属、セラミック等を使用できる。   In the powder bed fusion bonding apparatus according to the present embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, the energy beam emitting unit 102 and the thin layer 15a of the powder material are formed, and the energy beam 21 is melt-bonded by the energy beam 21. The apparatus includes a thin layer forming unit 103 that performs shaping, a recoater (transporting member) 10 that moves on the upper surface of the thin layer forming unit 103 and conveys a powder material, and a control unit (not shown) that controls the shaping. Resin, metal, ceramic, and the like can be used as the powder material.

薄層形成部103では、図3(a)、(b)に示すように、基台11と、基台11に保持された薄層形成容器12と、薄層形成容器12の左右に設けられ、基台11に保持された第1、第2粉末材料収納容器13a, 13bとを有する。   In the thin layer forming unit 103, as shown in FIGS. 3A and 3B, a base 11, a thin layer forming container 12 held on the base 11, and left and right sides of the thin layer forming container 12. And first and second powder material storage containers 13a and 13b held on the base 11.

基台11には、左から、第1〜第3開口部14a〜14cが設けられている。第1開口部14aを通して第1粉末材料収納容器13aから粉末材料が取り出され、取り出された粉末材料15が、第2開口部14bを通して薄層形成容器12内に運び込まれて粉末材料の薄層15aが形成され、薄層形成後に残る粉末材料15が、第3開口部14cを通して第2粉末材料収納容器13bに収納される。   The base 11 is provided with first to third openings 14a to 14c from the left. The powder material is taken out of the first powder material storage container 13a through the first opening 14a, and the taken out powder material 15 is carried into the thin layer forming container 12 through the second opening 14b, and the powder material thin layer 15a is formed. Is formed, and the powder material 15 remaining after the formation of the thin layer is stored in the second powder material storage container 13b through the third opening 14c.

なお、第3開口部14cを通して第2粉末材料収納容器13bから粉末材料15が取り出され、第1開口部14aを通して第1粉末材料収納容器13aに薄層15aの形成後に残る粉末材料15が収納される場合もある。   The powder material 15 is taken out of the second powder material storage container 13b through the third opening 14c, and the powder material 15 remaining after forming the thin layer 15a is stored in the first powder material storage container 13a through the first opening 14a. In some cases.

薄層形成容器12と、第1、第2粉末材料収納容器13a, 13bとは、基台11の第1〜第3開口部14a〜14cの左右の縁に設けられた溝16a, 16b, 16cに、各容器13a、12、13bの左右の上縁が基台11の手前から挿入されて、各容器13a、12、13bが基台11に装着される。各容器13a、12、13bを基台11から取り外す場合は、その逆を行う。   The thin layer forming container 12 and the first and second powder material storage containers 13a, 13b are provided with grooves 16a, 16b, 16c provided on left and right edges of the first to third openings 14a to 14c of the base 11. Then, the left and right upper edges of the containers 13a, 12 and 13b are inserted from the front of the base 11, and the containers 13a, 12 and 13b are mounted on the base 11. When removing the containers 13a, 12 and 13b from the base 11, the reverse is performed.

基台11の上面は、薄層形成部103全体にわたって面一になっている。そして、基台11の上面全体にわたってブレードやローラーなどのリコータ10が移動できるようになっている。   The upper surface of the base 11 is flush with the entire thin layer forming portion 103. The recoater 10 such as a blade or a roller can move over the entire upper surface of the base 11.

また、図3(b)に示すように、第1、第2粉末材料収納容器13a, 13bと薄層形成容器12の内側には、それぞれ、容器13a, 13b, 12の底部を兼ねた第1乃至第3昇降台18a, 18b, 17が設置されている。第1乃至第3昇降台18a, 18b, 17は、それぞれ、図示しない駆動装置に繋がった支持軸20a, 20b, 19に接続されて、上下移動が可能になっている。   Further, as shown in FIG. 3B, inside the first and second powder material storage containers 13a, 13b and the thin layer forming container 12, the first portions serving as the bottoms of the containers 13a, 13b, 12 are respectively provided. In addition, the third lifting tables 18a, 18b, and 17 are provided. The first to third elevating tables 18a, 18b, 17 are connected to supporting shafts 20a, 20b, 19, respectively, which are connected to a driving device (not shown), so that they can move up and down.

図4(a)、(b)に、薄層形成容器12の詳細な構造を示す。容器12の底には、支持軸19が通る穴12aが設けられている。穴12aは、容器12の底部の中央部に、かつ、第3昇降台17の大きさより小さく設けられている。
穴12aの左右両側の薄層形成容器12の底部の外面に、穴12aを挟んで前述したガイド23a, 23bとして細長い角材が並行配置され、取り付けられている。
4A and 4B show a detailed structure of the thin layer forming container 12. FIG. At the bottom of the container 12, a hole 12a through which the support shaft 19 passes is provided. The hole 12a is provided at the center of the bottom of the container 12 and smaller than the size of the third lift 17.
On the outer surface of the bottom of the thin layer forming container 12 on both left and right sides of the hole 12a, elongated rectangular members are arranged in parallel as the above-mentioned guides 23a and 23b with the hole 12a interposed therebetween.

また、各ガイド23a, 23bの外側で、容器12の底部の外面の前部と後部にそれぞれ、ローラー24a/24b, 24c/24dが取り付けられている。ローラー24a/24b, 24c/24dは、薄層形成容器12を基台11に着脱するときに設置フロアに接地し、及び、冷却最適化装置の容器1の収容室2内に収容するときに収容室2の床1bに接地して、薄層形成容器12の移動を容易にする。   Further, rollers 24a / 24b and 24c / 24d are attached to the front and rear of the outer surface of the bottom of the container 12 outside the guides 23a and 23b, respectively. The rollers 24a / 24b, 24c / 24d are grounded on the installation floor when the thin layer forming container 12 is attached to and detached from the base 11, and are accommodated in the accommodation room 2 of the container 1 of the cooling optimization device. The floor 1b of the chamber 2 is grounded to facilitate movement of the thin layer forming container 12.

図3(a)、(b)に示すように、リコータ10は左右の第1、第2粉末材料収納容器13a, 13bの間を往復移動するため、第1、第2粉末材料収納容器13a, 13bについて、薄層15aを1層形成するごとに粉末材料15の供給側と収納側が入れ替わる。供給側の第1又は第2粉末材料収納容器13a又は13bでは、第1又は第2昇降台18a又は18b上に粉末材料15を載せて上昇させ、粉末材料15を供給する。収納側の第2又は第1粉末材料収納容器13b又は13aでは、第2又は第1昇降台18b又は18aを下降させ、薄層15aを形成後に余った粉末材料15を第2又は第1昇降台18b又は18a上に収納する。   As shown in FIGS. 3A and 3B, the recoater 10 reciprocates between the left and right first and second powder material storage containers 13a and 13b, so that the first and second powder material storage containers 13a and 13b. With respect to 13b, the supply side and storage side of the powder material 15 are switched every time one thin layer 15a is formed. In the first or second powder material storage container 13a or 13b on the supply side, the powder material 15 is placed on the first or second lift 18a or 18b and raised to supply the powder material 15. In the second or first powder material storage container 13b or 13a on the storage side, the second or first lifting table 18b or 18a is lowered, and the powder material 15 remaining after forming the thin layer 15a is removed from the second or first lifting table. Store on 18b or 18a.

薄層形成容器12では、結合層15bを1層形成するごとに第3昇降台17を下降させて順次新たな結合層15bを積層していく。   In the thin layer forming container 12, each time one bonding layer 15b is formed, the third lift 17 is lowered to sequentially stack new bonding layers 15b.

また、薄層形成容器12の上方に、エネルギービーム21の照射手段102が配置されている。   Above the thin-layer forming container 12, irradiation means 102 for the energy beam 21 is arranged.

エネルギービーム21として、例えば、レーザ光をはじめ、電子線などエネルギー粒子線を用いることができる。   As the energy beam 21, for example, an energy particle beam such as a laser beam or an electron beam can be used.

使用可能なレーザ光として、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ光、エキシマレーザ光、He−Cdレーザ光、半導体励起固体レーザ光などが挙げられる。   Examples of usable laser light include a carbon dioxide laser, a YAG laser, an excimer laser, a He-Cd laser, and a semiconductor-excited solid laser.

さらに、粉末材料15やその薄層15aを予備加熱するため、薄層形成容器12は仕切壁や第3昇降台17にヒータを備え、薄層形成容器12の周囲にもヒータ22a, 22bや赤外線ランプが配置されている。  Further, in order to pre-heat the powder material 15 and its thin layer 15a, the thin layer forming container 12 is provided with a heater on the partition wall and the third elevating platform 17, and heaters 22a, 22b and infrared rays are also provided around the thin layer forming container 12. Lamps are located.

(3)本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合方法の説明
次に、図5(a)〜図7(a)を参照しながら、上記の粉末床溶融結合装置を用いて次のように粉末床溶融結合を行う方法について説明する。
(3) Description of the powder bed fusion bonding method according to the first embodiment of the present invention Next, referring to FIGS. A method of performing the powder bed fusion bonding will be described.

リコータ10の移動や、各昇降台18a, 18b, 17の動作や、エネルギービーム21の照射など粉末床溶融結合装置の動作は制御部により制御される。   The control unit controls the movement of the recoater 10, the operation of each of the elevators 18a, 18b, and 17, and the operation of the powder bed fusion bonding apparatus such as the irradiation of the energy beam 21.

薄層形成工程では、図5(a)に示すヒータ22a, 22bや赤外線ランプなどにより薄層形成容器12と第1、第2粉末材料収納容器13a, 13bの内側や周辺を予備加熱しておくとよい。   In the thin layer forming step, the inside and the periphery of the thin layer forming container 12 and the first and second powder material storage containers 13a and 13b are preliminarily heated by heaters 22a and 22b and an infrared lamp shown in FIG. Good.

エネルギービーム21の照射前に、予備加熱により粉末材料の薄層15aの温度を粉末材料の軟化点よりも低くかつ融点よりも5〜100℃低い温度に保持しておくことで、エネルギービーム21による溶融結合を容易に行うことができる。この場合、融点より5〜50℃低い温度だとより好ましく、融点より5〜30℃低い温度だとさらに好ましい。  Before the irradiation with the energy beam 21, the temperature of the thin layer 15 a of the powder material is kept at a temperature lower than the softening point of the powder material and 5 to 100 ° C. lower than the melting point by preheating, so that the energy beam 21 The fusion bonding can be easily performed. In this case, the temperature is more preferably 5 to 50 ° C lower than the melting point, and further preferably 5 to 30 ° C lower than the melting point.

次いで、図5(b)に示すように、まず、第1昇降台18aを上昇させ、第2、第3昇降台18b, 17を下降させる。   Next, as shown in FIG. 5B, first, the first lift 18a is raised, and the second and third lifts 18b, 17 are lowered.

次いで、図5(c)〜図6(a)に示すように、リコータ10を右側に移動させて、第1粉末材料収納容器13aからリコータ10で粉末材料15を運び出し、薄層形成容器12まで運ぶ。   Next, as shown in FIGS. 5 (c) to 6 (a), the recoater 10 is moved to the right, and the powder material 15 is carried out from the first powder material storage container 13a by the recoater 10 to the thin layer forming container 12. Carry.

そして、リコータ10を右側に移動させて、薄層形成容器12内の第3昇降台17上に粉末材料15を運び入れながらその表面を均して均一な厚さの薄層15aを形成する。   Then, the recoater 10 is moved to the right, and the surface of the powder material 15 is leveled while the powder material 15 is carried on the third elevating table 17 in the thin layer forming container 12, thereby forming a thin layer 15a having a uniform thickness.

リコータ10としてブレードやローラーなどを用いることで、本来的に、均一な厚みで空隙率の低い薄層15aを再現性良く形成することができる。   By using a blade, a roller, or the like as the recoater 10, a thin layer 15a having a uniform thickness and a low porosity can be formed with good reproducibility.

粉末材料の薄層15aの厚さは0.01〜0.3mmであることが好ましく、より精密な造形物を得るためには、0.01〜0.1mmであることが好ましい。   The thickness of the thin layer 15a of the powder material is preferably from 0.01 to 0.3 mm, and is preferably from 0.01 to 0.1 mm in order to obtain a more precise molded product.

薄層15aを形成した後、さらにリコータ10を右側に移動させて、残った粉末材料15を第2粉末材料収納容器13bに収納する。   After forming the thin layer 15a, the recoater 10 is further moved to the right, and the remaining powder material 15 is stored in the second powder material storage container 13b.

次いで、結合層形成工程では、図6(b)に示すように、薄層形成工程で形成された薄層15aに、造形対象物のスライスデータに基づきエネルギービーム21を照射して、粉末材料を溶融し結合させて、結合層15bを形成する。   Next, in the bonding layer forming step, as shown in FIG. 6B, the thin layer 15a formed in the thin layer forming step is irradiated with the energy beam 21 based on the slice data of the shaping object, and the powder material is removed. By melting and bonding, a bonding layer 15b is formed.

粉末材料の薄層15aにエネルギービーム21を照射する雰囲気は、特に制限はないが、例えば、ヘリウム、アルゴン、窒素などの不活性ガス雰囲気下とすることができる。不活性ガス雰囲気下とすることにより、粉末材料15の酸化や腐蝕を防止することができるので好ましい。また、大気中で照射を行うこともできる。   The atmosphere in which the thin layer 15a of the powder material is irradiated with the energy beam 21 is not particularly limited, but may be, for example, an inert gas atmosphere such as helium, argon, or nitrogen. The use of an inert gas atmosphere is preferable because oxidation and corrosion of the powder material 15 can be prevented. Further, the irradiation can be performed in the atmosphere.

引き続き、図6(c)〜図7(a)に示すように、図5(b)〜図6(b)に準じて粉末床溶融結合装置を動作させるとともにリコータ10を左側に移動させて、2層目の結合層15bを形成する。   Subsequently, as shown in FIGS. 6 (c) to 7 (a), the powder bed fusion bonding device is operated according to FIGS. 5 (b) to 6 (b), and the recoater 10 is moved to the left. A second bonding layer 15b is formed.

その後、上述の作業を、必要な結合層15bの層数だけ順次繰り返して造形物15cを完成させる。   Thereafter, the above-described operation is sequentially repeated by the necessary number of layers of the bonding layer 15b to complete the modeled object 15c.

(4)本発明の第1実施形態に係る粉末床溶融結合により作製した造形物15cの冷却最適化方法の説明
(i)薄層形成部からの薄層形成容器の取り出し
上述のように、造形物15cを完成した後に、完成した造形物15cを冷却するため、本実施形態では、薄層形成部103から薄層形成容器12ごと完成した造形物15cを取り出す。
(4) Description of the method for optimizing the cooling of the shaped object 15c produced by the powder bed fusion bonding according to the first embodiment of the present invention (i) Removing the thin layer forming container from the thin layer forming section As described above, the shaping After the object 15c is completed, in order to cool the completed model 15c, in the present embodiment, the completed model 15c together with the thin layer forming container 12 is taken out from the thin layer forming unit 103.

その方法について、図7(a)〜図8(b)を参照しながら説明する。   The method will be described with reference to FIGS. 7 (a) to 8 (b).

図7(a)に示す造形物15cを完成した直後では、造形物15cとその周囲の粉末材料の温度は、まだ、粉末材料の溶融温度かそれに近い温度であり、造形物にはまだ流動性があり、かつ、熱気も強いので、すぐに取り出すことは難しい。   Immediately after completing the modeled object 15c shown in FIG. 7A, the temperature of the modeled object 15c and the surrounding powder material is still at or near the melting temperature of the powdered material, and the modeled object still has fluidity. It is difficult to take it out immediately because there is strong heat.

よって、造形物15cを完成した直後はしばらくそのまま粉末床溶融結合装置に装着しておき、造形物15cとその周囲の粉末材料の温度が、少なくとも、粉末材料が完全に固化する温度以下に下がってから、薄層形成容器12ごと造形物15cを次のようにして取り出す。   Therefore, immediately after completion of the shaped object 15c, it is attached to the powder bed fusion bonding apparatus for a while as it is, and the temperature of the shaped object 15c and the surrounding powder material is reduced to at least the temperature at which the powder material is completely solidified. Then, the modeling object 15c together with the thin layer forming container 12 is taken out as follows.

すなわち、図7(b)に示すように、完成した造形物15cとその周囲の粉末材料15aを載せた昇降台17を、薄層形成容器12の最下部まで下降させる。これにより、薄層形成容器12の底の穴12aは塞がれる。   That is, as shown in FIG. 7B, the lift 17 on which the completed model 15c and the surrounding powder material 15a are placed is lowered to the bottom of the thin layer forming container 12. Thereby, the hole 12a at the bottom of the thin-layer forming container 12 is closed.

次いで、図7(c)に示すように、支持軸19を昇降台17から取り外す。   Next, as shown in FIG. 7C, the support shaft 19 is removed from the lift 17.

その後、図8(a)に示すように、基台11に装着された薄層形成容器12を手前に引き出して、基台11から取り外す。このとき、図8(b)に示すように、薄層形成容器12内には、完成した造形物15cと、その周囲に残存している粉末材料15aとが収納されている。   Thereafter, as shown in FIG. 8A, the thin-layer forming container 12 mounted on the base 11 is pulled out to the front and removed from the base 11. At this time, as shown in FIG. 8 (b), in the thin layer forming container 12, the completed modeled object 15c and the powder material 15a remaining around it are stored.

(ii)冷却最適化装置の容器への薄層形成容器の収容
上述のように、薄層形成容器12を基台11から取り外した後に、本実施形態では、薄層形成容器12ごと完成した造形物15cを冷却用容器(容器)1に収容する。
(Ii) Storage of the thin-layer forming container in the container of the cooling optimization device As described above, after removing the thin-layer forming container 12 from the base 11, in this embodiment, the completed modeling together with the thin-layer forming container 12 The object 15c is stored in the cooling container (container) 1.

その方法について、図9(a)〜(b)を参照しながら説明する。   The method will be described with reference to FIGS.

なお、図9(a)〜(b)では、容器1の収容室2内の床1b面に設けられたガイドレール5, 6を実線で示し、容器1の収容室2の内壁面(床面を含む)1a〜1eを点線で示す。容器1のその他の部分は省略した。   In FIGS. 9A and 9B, the guide rails 5 and 6 provided on the floor 1b surface in the storage room 2 of the container 1 are shown by solid lines, and the inner wall surface (floor surface) of the storage room 2 of the container 1 is shown. ) Are indicated by dotted lines. Other parts of the container 1 are omitted.

容器1の扉1fを開ける。そして、造形物15cが収納された薄層形成容器12を、薄層形成容器12の後部から収容室2に収容するため、薄層形成容器12のガイド23a, 23bを容器1のガイドレール5, 6に嵌合させて、薄層形成容器12を移動させ、容器1の収容室2に押し入れる。   Open the door 1f of the container 1. Then, in order to house the thin layer forming container 12 in which the modeled object 15c is stored in the storage chamber 2 from the rear of the thin layer forming container 12, the guides 23a and 23b of the thin layer forming container 12 are guided by the guide rails 5 and 5 of the container 1. 6, the thin-layer forming container 12 is moved and pushed into the storage chamber 2 of the container 1.

このとき、容器1のガイドレール5, 6により、薄層形成容器1が収容室2内に正しく導かれるとともに、薄層形成容器12のローラー24a/24b, 24c/24dにより、薄層形成容器12の移動が容易になる。   At this time, the thin layer forming container 1 is correctly guided into the storage chamber 2 by the guide rails 5 and 6 of the container 1, and the thin layer forming container 12 is controlled by the rollers 24a / 24b and 24c / 24d of the thin layer forming container 12. Is easier to move.

(iii)冷却最適化装置の容器の収容室内での造形物の冷却最適化方法
次に、造形物15cが収納された薄層形成容器12を容器1の収容室2内に収容した後、薄層形成容器12ごと造形物15cを最適な環境下で冷却する方法について説明する。
(Iii) Method for optimizing the cooling of the shaped object in the accommodation room of the container of the cooling optimization device Next, after the thin layer forming container 12 in which the object 15c is accommodated is accommodated in the accommodation room 2 of the container 1, A method of cooling the modeled object 15c together with the layer forming container 12 under an optimal environment will be described.

ガス導入管4aを通してガス導入口3aから冷却用窒素ガス(冷却用不活性ガス;単に窒素ガス(不活性ガス)ということもある。)を容器1の収容室2内に導入する。   A nitrogen gas for cooling (cooling inert gas; sometimes simply referred to as nitrogen gas (inert gas)) is introduced into the storage chamber 2 of the container 1 from the gas introduction port 3a through the gas introduction pipe 4a.

このとき、温度調節器8により、窒素ガスの温度を室温から造形物15cの温度までの範囲で適宜調節することができる。例えば、冷却の初めから終わりまで室温、或いは造形物を薄層形成容器から取り出すときの温度で一定としてもよいし、次第に低下していく造形物15cの温度に応じてそれより低くなるように経時的に変化させてもよい。これにより、熱歪の発生をより一層抑制することができる。   At this time, the temperature of the nitrogen gas can be appropriately adjusted by the temperature controller 8 in a range from room temperature to the temperature of the modeled object 15c. For example, the temperature may be constant from the beginning to the end of the cooling, or may be constant at the temperature at which the molded object is taken out of the thin-layer forming container, or may be lowered over time according to the temperature of the molded object 15c that gradually decreases. May be changed. Thereby, generation of thermal strain can be further suppressed.

収容室2内に導入された窒素ガスは収容室2内を巡って、昇温している造形物15cの熱を、ガス排出口3b, 3cから排気管4b, 4cを通して、収容室2外に運び出す。これを続けることで、造形物15cの温度を下げることができる。   The nitrogen gas introduced into the storage chamber 2 circulates around the storage chamber 2 and transfers the heat of the heated modeling object 15c from the gas outlets 3b, 3c to the outside of the storage chamber 2 through the exhaust pipes 4b, 4c. Carry it out. By continuing this, the temperature of the modeled object 15c can be reduced.

このとき、窒素ガスの流量を大きくすると造形物15cの降温速度が速くなるが、あまり速すぎると造形物15cとその周囲との温度差が大きくなって熱歪が生じて反りが発生する恐れがある。このため、窒素ガスの流量は、造形物15cに反りが生じないように適切に設定される必要がある。   At this time, if the flow rate of the nitrogen gas is increased, the cooling rate of the modeled object 15c is increased, but if it is too fast, the temperature difference between the modeled object 15c and its surroundings increases, which may cause thermal distortion and warpage. is there. For this reason, the flow rate of the nitrogen gas needs to be appropriately set so that the molded object 15c does not warp.

この状態を所定時間維持し、手で扱うことができ、かつ内部の造形物15cが完全に再凝固し、十分に冷却された温度、例えば50℃程度に下がったら、薄層形成容器12ごと取り出す。   When this state is maintained for a predetermined time, it can be handled by hand, and when the internal molded object 15c is completely re-solidified and cooled to a sufficiently cooled temperature, for example, about 50 ° C., the thin layer forming container 12 is taken out. .

このように、本冷却最適化方法では、造形物15cに反りが生じないような適切な流量の窒素ガスの環境下で薄層形成容器12ごと造形物15cの熱を強制的に排除して造形物の温度を下げている。これにより、造形物15cの反りや酸化を防止しつつ、冷却時間を短縮することができる。   As described above, in the present cooling optimization method, the modeling is performed by forcibly removing the heat of the modeling object 15c together with the thin layer forming container 12 under the environment of the nitrogen gas at an appropriate flow rate such that the modeling object 15c does not warp. The temperature of the object is decreasing. This makes it possible to reduce the cooling time while preventing warpage or oxidation of the modeled object 15c.

(5)本発明の第1実施形態に係る、造形物の冷却中に、次の粉末床溶融結合の準備を行う方法の説明
(i)薄層形成部への別の薄層形成容器の装着
上述のように、薄層形成容器12を基台11から取り外した後に、薄層形成部103に別の薄層形成容器12bを装着する方法について、図10(a)〜図10(b)を参照しながら説明する。
(5) Description of the method for preparing for the next powder bed fusion bonding during cooling of the shaped article according to the first embodiment of the present invention (i) Mounting another thin layer forming container to the thin layer forming section As described above, the method of mounting another thin-layer forming container 12b to the thin-layer forming portion 103 after removing the thin-layer forming container 12 from the base 11 will be described with reference to FIGS. 10 (a) to 10 (b). It will be described with reference to FIG.

図10(a)に示す、別の、空の薄層形成容器12bを用意し、図8(a)に示す順序と逆の順序で、図10(b)に示すように、薄層形成容器12bを基台11に装着する。   Another empty thin layer forming container 12b shown in FIG. 10 (a) is prepared, and the thin layer forming container shown in FIG. 10 (b) is prepared in the reverse order to the order shown in FIG. 8 (a). Attach 12b to the base 11.

このとき、薄層形成容器12bの底面には、底部の穴(図11(a)の12c)を塞ぐように昇降台17aが置かれている。   At this time, an elevating table 17a is placed on the bottom surface of the thin-layer forming container 12b so as to close the bottom hole (12c in FIG. 11A).

(ii)次の粉末床溶融結合の準備
上述のように、空の薄層形成容器12bを基台11に装着した後に、次の粉末床溶融結合の準備を行う方法について、図11(a)〜(c)を参照しながら説明する。
(Ii) Preparation of Next Powder Bed Melt Bonding As described above, the method of preparing for the next powder bed melt bonding after mounting the empty thin layer forming container 12b on the base 11 will be described with reference to FIG. This will be described with reference to FIGS.

図11(a)に示すように、底面に昇降台17aが置かれた薄層形成容器12bが基台11に装着される。このとき、第1、第2粉末材料収納容器13a, 13bに粉末材料15が十分に残っていなければ、基台11から取り外して粉末材料15を足し、その後、基台11に装着する。   As shown in FIG. 11A, a thin-layer forming container 12b having a lifting platform 17a placed on the bottom surface is mounted on the base 11. At this time, if the powder material 15 is not sufficiently left in the first and second powder material storage containers 13a and 13b, the powder material 15 is removed from the base 11, and the powder material 15 is added.

次いで、図11(b)に示すように、支持軸19を薄層形成容器12bの底部の穴12cを通して昇降台17aの裏面に取り付ける。   Next, as shown in FIG. 11B, the support shaft 19 is attached to the back surface of the lift 17a through the hole 12c at the bottom of the thin layer forming container 12b.

その後、図11(c)に示すように、支持軸19を介して昇降台17aを上昇させて、昇降台17aの上面が基台11の上面と面一になるようにする。この状態から、図5(b)に示すように、新たな造形を開始することができる。   After that, as shown in FIG. 11C, the lift 17a is raised via the support shaft 19 so that the upper surface of the lift 17a is flush with the upper surface of the base 11. From this state, new modeling can be started as shown in FIG.

以上のように、造形物15cの冷却中に、別の、空の薄層形成容器12bを基台11に装着し、次の粉末床溶融結合を行うことができるため、粉末床溶融結合装置の稼働率を向上させることができる
(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態に係る、押圧部材を備えた冷却最適化装置と造形物の冷却方法について、図12(a)、(b)、図13(a)、(b)を参照して説明する。
As described above, during the cooling of the modeled object 15c, another empty thin layer forming container 12b is mounted on the base 11, and the next powder bed fusion bonding can be performed. Operation rate can be improved (Second Embodiment)
Next, FIGS. 12 (a), (b), 13 (a), and 13 (b) show a cooling optimization device provided with a pressing member and a method of cooling a molded article according to a second embodiment of the present invention. It will be described with reference to FIG.

図12(a)、(b)、図13(a)、(b)は、押圧部材25と、造形物15cの冷却方法を説明する斜視図である。   FIGS. 12A, 12B, 13A, and 13B are perspective views illustrating the pressing member 25 and a method of cooling the modeled object 15c.

この実施形態の冷却最適化装置では、図12(a)に示すように、容器1に収容する薄層形成容器12内の作製直後の造形物15cとその周囲に残る粉末材料15aを上部から押圧する押圧部材25を有する。   In the cooling optimizing apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 12A, a shaped object 15c in a thin layer forming container 12 housed in a container 1 and a powder material 15a remaining around the formed object 15c are pressed from above. The pressing member 25 is provided.

押圧部材25は、薄層形成容器12の開口とほぼ同じか、少し小さめの大きさの板状の部材からなる。その部材は、例えば、ステンレスを用いることができ、重さは、薄層形成容器の大きさにより、例えば、中型で3kg、大型で8kgなどと、適宜使い分けるとよい。なお、他の符号25aは、押圧部材25を手で持つための把手である。   The pressing member 25 is a plate-like member having a size substantially the same as or slightly smaller than the opening of the thin-layer forming container 12. The member may be made of, for example, stainless steel, and the weight may be appropriately used depending on the size of the thin-layer forming container, for example, 3 kg for a medium-sized container and 8 kg for a large-sized container. Note that the other reference numeral 25a is a handle for holding the pressing member 25 by hand.

この冷却最適化装置を用いた冷却方法では、図12(a)に示すように、粉末床溶融結合装置の基台から、作製直後の造形物15cとその周囲に残る粉末材料15aを収納した薄層形成容器12を引き出した後、作製直後の造形物15cとその周囲に残る粉末材料15aの上部に載せる押圧部材25を用意する。   In the cooling method using this cooling optimizing device, as shown in FIG. 12A, a thin plate containing a molded object 15c immediately after fabrication and a powder material 15a remaining therearound is stored from a base of a powder bed fusion bonding device. After the layer forming container 12 is pulled out, a pressing member 25 to be placed on the shaped object 15c immediately after fabrication and the powder material 15a remaining around the shaped object 15c is prepared.

次いで、図12(b)に示すように、押圧部材25を作製直後の造形物15cとその周囲に残る粉末材料15aの上部に載せる。   Next, as shown in FIG. 12B, the pressing member 25 is placed on the shaped object 15c immediately after fabrication and the powder material 15a remaining around the shaped object 15c.

次いで、図13(a)に示すように、薄層形成容器12を冷却最適化装置の設置場所に運ぶ。   Next, as shown in FIG. 13A, the thin layer forming container 12 is transported to a place where the cooling optimization device is installed.

次いで、図13(b)に示すように、薄層形成容器12の底部のガイド23a, 23bを容器1の収容室2の床1bに設けられたガイドレール5, 6の凹部5c, 6cに嵌合し、ガイドレール5, 6に従って薄層形成容器12を収容室2に押し入れる。このとき、収容室2内の温度は、ほぼ大気の温度になっているため、造形物15cとの温度差が大きい。   Next, as shown in FIG. 13B, the guides 23a and 23b at the bottom of the thin layer forming container 12 are fitted into the recesses 5c and 6c of the guide rails 5 and 6 provided on the floor 1b of the storage chamber 2 of the container 1. Then, the thin layer forming container 12 is pushed into the storage chamber 2 according to the guide rails 5 and 6. At this time, the temperature in the storage chamber 2 is substantially the temperature of the atmosphere, and therefore, the temperature difference from the modeled object 15c is large.

その後、扉1fを閉めた後、流量が適度に調節された窒素ガスを収容室2に導入して、造形物15cの温度を下げていく。   Thereafter, after closing the door 1f, nitrogen gas whose flow rate is appropriately adjusted is introduced into the storage chamber 2 to lower the temperature of the modeled object 15c.

このとき、薄層形成容器12とその周囲との温度差が大きくて熱歪により造形物15cの反りが発生しやすい状況にあるが、押圧部材25により造形物15cの上部が押圧されているため、アニール効果により造形物15cの反りの発生を防止することができる。また、これに応じて、冷却用窒素ガスの流量を、第1実施形態より大きくし、或いは、窒素ガスの温度を室温に設定することもできる。   At this time, the temperature difference between the thin layer forming container 12 and its surroundings is large, and warpage of the modeled object 15c is likely to occur due to thermal strain, but since the upper part of the modeled object 15c is pressed by the pressing member 25. In addition, it is possible to prevent the molded article 15c from warping due to the annealing effect. Accordingly, the flow rate of the cooling nitrogen gas can be set larger than in the first embodiment, or the temperature of the nitrogen gas can be set to room temperature.

このように、第2の実施形態によれば、冷却装置に収容した造形物15cとその周囲との温度差が大きい場合でも、或いは、窒素ガスの温度を室温に設定した場合でも、或いは、冷却用窒素ガスの流量を、第1実施形態より大きくした場合でも、造形物15cの反りの発生を防止することができる。   As described above, according to the second embodiment, even when the temperature difference between the modeled object 15c housed in the cooling device and its surroundings is large, or when the temperature of the nitrogen gas is set to room temperature, Even when the flow rate of the nitrogen gas for use is larger than that in the first embodiment, it is possible to prevent the occurrence of warpage of the modeled object 15c.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態に係る冷却最適化装置について図14を参照して説明する。
(Third embodiment)
Next, a cooling optimization device according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図14は、冷却最適化装置の冷却用容器(容器)1の内部を透視した斜視図である。   FIG. 14 is a perspective view of the inside of a cooling container (container) 1 of the cooling optimizing apparatus, as seen through.

この実施形態では、容器1の収容室2内を加熱する加熱手段を有する。この実施形態は、第2実施形態のような押圧部材25を用いたくない場合や用いることが難しい場合に最適である。   In this embodiment, a heating means for heating the inside of the storage chamber 2 of the container 1 is provided. This embodiment is optimal when it is not desired to use the pressing member 25 as in the second embodiment or when it is difficult to use it.

加熱手段として、例えば、収容室2内を加熱する昇温した不活性ガスが用いられる。不活性ガスとして、例えば、窒素ガスを用いる。   As the heating means, for example, a heated inert gas for heating the inside of the storage chamber 2 is used. For example, nitrogen gas is used as the inert gas.

図14に示すように、容器1の上部の仕切り壁1aに、冷却用の窒素ガスのガス導入口3aのほかに、ガス導入口26を設けて、収容室2内に昇温した窒素ガス(加熱用不活性ガス)を導入する。なお、他の符号27は、ガス導入口26に取り付けられたガス導入管である。   As shown in FIG. 14, a gas inlet 26 is provided in the upper partition wall 1a of the container 1 in addition to the gas inlet 3a for nitrogen gas for cooling, and the nitrogen gas ( (Inert gas for heating). The other reference numeral 27 is a gas introduction pipe attached to the gas introduction port 26.

或いは、ガス導入口26を設けずに、ガス導入口3aに接続された温度調節器8を用いて冷却用窒素ガスを加熱し、これを加熱用の不活性ガスとして用いてもよい。   Alternatively, without providing the gas inlet 26, the cooling nitrogen gas may be heated using the temperature controller 8 connected to the gas inlet 3a and used as the heating inert gas.

なお、容器1の収容室2内を加熱するその他の加熱手段として、赤外線光源、或いは、抵抗加熱ヒータを用いてもよい。   An infrared light source or a resistance heater may be used as another heating means for heating the inside of the accommodation room 2 of the container 1.

赤外線光源は、収容室2内に設けられてもよいし、容器1外に設けられてもよい。後者の場合、容器1に赤外線透過窓を設け、その窓から赤外線を照射して収容室2内を加熱できるようにしてもよい。   The infrared light source may be provided inside the accommodation room 2 or may be provided outside the container 1. In the latter case, the container 1 may be provided with an infrared transmission window, and the interior of the accommodation room 2 may be heated by irradiating infrared light from the window.

抵抗加熱ヒータは、収容室2内に設けられてもよいし、仕切り壁に内蔵してもよい。   The resistance heater may be provided in the accommodation room 2 or may be built in the partition wall.

次に、図14の加熱手段を備えた容器1を用いた冷却最適化方法について説明する。   Next, a cooling optimization method using the container 1 provided with the heating means of FIG. 14 will be described.

本冷却最適化方法では、まず、作製直後の造形物が収納された薄層形成容器を容器1に収容する前に、予め、ガス導入口26から昇温した窒素ガス(加熱手段)を収容室2内に導入し、収容室2内を薄層形成容器から取り出した直後の造形物と同じ程度の温度に昇温しておく。   In this cooling optimization method, first, before storing the thin layer forming container storing the shaped object immediately after fabrication into the container 1, a nitrogen gas (heating means) heated from the gas inlet 26 in advance is stored in the storage chamber. The container 2 is introduced into the container 2, and the inside of the storage chamber 2 is heated to the same temperature as that of the model immediately after being taken out of the thin layer forming container.

この状態で、収容室2内に薄層形成容器を収容する。   In this state, the thin-layer forming container is stored in the storage chamber 2.

次いで、収容室2内の温度が安定した後、昇温した窒素ガスによる加熱を停止し、冷却用の窒素ガスをガス導入口3aから収容室2内に導入する。   Next, after the temperature in the storage chamber 2 is stabilized, the heating by the heated nitrogen gas is stopped, and nitrogen gas for cooling is introduced into the storage chamber 2 from the gas inlet 3a.

このとき、冷却用の窒素ガスの温度は、温度調節器8により、窒素ガスの温度を室温から造形物15cの温度までの範囲で適宜調節することができる。例えば、冷却の初めから終わりまで室温、或いは造形物を薄層形成容器から取り出すときの温度で一定としてもよいし、次第に低下していく造形物15cの温度に応じてそれより低くなるように経時的に変化させる。なお、窒素ガスの流量は、造形物に熱歪による反りが生じない程度に、適宜設定するとよい。   At this time, the temperature of the nitrogen gas for cooling can be appropriately adjusted by the temperature controller 8 in a range from room temperature to the temperature of the modeled object 15c. For example, the temperature may be constant from the beginning to the end of the cooling, or may be constant at the temperature at which the molded object is taken out of the thin-layer forming container, or may be lowered over time according to the temperature of the molded object 15c that gradually decreases. Change. Note that the flow rate of the nitrogen gas may be appropriately set to such an extent that the shaped article does not warp due to thermal strain.

この状態を所定時間維持することで、窒素ガスにより昇温している造形物の熱が順次排気口3b, 3cを通して収容室2外に運び出され、造形物の温度を適度な降温速度で下げることができる。   By maintaining this state for a predetermined period of time, the heat of the shaped object that has been heated by the nitrogen gas is sequentially carried out of the accommodation room 2 through the exhaust ports 3b and 3c, and the temperature of the shaped object is reduced at an appropriate temperature decreasing rate. Can be.

以上のように、本実施形態では、加熱手段により、予め、収容室2内を、作製直後の造形物と同じ程度の温度に昇温し、その後に、収容室2内に薄層形成容器を収容し、次いで、加熱手段での加熱を停止した後、窒素ガスを収容室2内に導入して造形物の温度を下げている。   As described above, in the present embodiment, the heating unit previously heats the inside of the storage chamber 2 to the same temperature as that of the shaped object immediately after production, and then places the thin layer forming container in the storage chamber 2. After housing, and then stopping the heating by the heating means, nitrogen gas is introduced into the housing chamber 2 to lower the temperature of the modeled object.

したがって、収容室2内に造形物を収容した直後でも造形物とその周囲との温度差が小さい。   Therefore, the temperature difference between the modeled object and its surroundings is small even immediately after the modeled object is stored in the storage chamber 2.

このため、窒素ガスを収容室2内に導入して造形物の温度を下げるときに、常に造形物とその周囲との温度差を小さく保った状態で造形物の温度を下げることができる。   Therefore, when nitrogen gas is introduced into the storage chamber 2 to lower the temperature of the object, the temperature of the object can be lowered while keeping the temperature difference between the object and its surroundings small.

これにより、造形物においてより一層確実に熱歪の発生を抑制することができる。   Thereby, generation | occurrence | production of a heat distortion can be suppressed more reliably in a molded object.

なお、本冷却方法は、加熱手段として、赤外線光源や抵抗加熱ヒータを用いても、同様に実施できる。   Note that the present cooling method can be similarly performed even when an infrared light source or a resistance heater is used as the heating means.

以上、実施の形態によりこの発明を詳細に説明したが、この発明の範囲は上記実施の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の上記実施の形態の変更はこの発明の範囲に含まれる。   As described above, the present invention has been described in detail by the embodiment. However, the scope of the present invention is not limited to the example specifically shown in the above embodiment, and the scope of the present invention is not limited to the scope of the present invention. Modifications of the form are included in the scope of the present invention.

例えば、図2では、収容室2の上部の仕切り壁1aに、ガス導入口3aが開けられ、収容室2の床(下部の仕切り壁)1bに、左手前と右奥にガス排出口3b, 3cが設けられているが、導入口3aが収容室2の側部の仕切り壁1b, 1cに設けられ、ガス排出口3b, 3cが、ガス収容室2の床(下部の仕切り壁)1bの中央部に設けられてもよい。   For example, in FIG. 2, a gas inlet 3a is opened in an upper partition wall 1a of the accommodation room 2, and a gas outlet 3b is provided in the floor (lower partition wall) 1b of the accommodation room 2 in front left and back right. 3c, the inlet 3a is provided on the partition wall 1b, 1c on the side of the storage chamber 2, and the gas discharge port 3b, 3c is provided on the floor (lower partition wall) 1b of the gas storage chamber 2. It may be provided at the center.

また、図2では、収容室2の床1b面上に、薄層形成容器12を収容室2内に導き入れるためのガイドレール5, 6が2列設けられているが、薄層形成容器12よりも小さい中小型機用の薄層形成容器にも対応するように、併せて、ガイドレール5, 6の内側にもう一対のガイドレールを設けてもよい。   In FIG. 2, two rows of guide rails 5 and 6 for guiding the thin layer forming container 12 into the storage chamber 2 are provided on the floor 1b surface of the storage chamber 2; Another pair of guide rails may be provided inside the guide rails 5 and 6 so as to correspond to a thin layer forming container for small and medium-sized machines smaller than that.

また、図4(a)、(b)に、薄層形成容器12の底には、支持軸19が通る穴12aが設けられているが、大きさや形は問わない。穴は、第3昇降台17の大きさより小さく設けられて、かつ、第3昇降台17の全周辺部を穴の周りの薄層形成容器12の底部材の上に載せることができるような大きさであればよい。   4A and 4B, the bottom of the thin layer forming container 12 is provided with a hole 12a through which the support shaft 19 passes, but the size and shape are not limited. The hole is provided to be smaller than the size of the third lift 17 and is large enough to allow the entire periphery of the third lift 17 to be placed on the bottom member of the thin layer forming container 12 around the hole. That's fine.

この場合、穴を比較的大きくして、穴を通りぬけることができる大きい面積のヒータプレートを支持軸19の上に載せ、さらにヒータプレートの上に薄層形成容器12を載せるようにすることができる。これにより、薄層形成容器12の底の比較的広い部分を通して薄層形成容器12内部を加熱できるようになる。  In this case, the hole is relatively large, a heater plate having a large area capable of passing through the hole is placed on the support shaft 19, and the thin layer forming container 12 is further placed on the heater plate. it can. Thereby, the inside of the thin layer forming container 12 can be heated through a relatively wide portion at the bottom of the thin layer forming container 12.

最後に、上記実施形態で説明した発明を以下に付記としてまとめる。   Finally, the inventions described in the above embodiments are summarized as additional notes below.

(付記1)
粉末床溶融結合により作製された造形物が収納された薄層形成容器を収容し、冷却する容器と、
不活性ガスを導入する前記容器のガス導入口と、
前記不活性ガスを排出する前記容器のガス排出口と、
前記容器内に導入する前記不活性ガスの流量を調節するガス流量調節手段と
を有することを特徴とする冷却最適化装置。
(Appendix 1)
A container for accommodating a thin-layer forming container in which a model formed by powder bed fusion bonding is stored, and a container for cooling,
A gas inlet of the container for introducing an inert gas,
A gas outlet of the container for discharging the inert gas,
Gas cooling means for adjusting the flow rate of the inert gas introduced into the container.

(付記2)
前記薄層形成容器内に前記造形物のほかに、前記造形物の周囲に未溶融の粉末材料が収納されていることを特徴とする付記1に記載の冷却最適化装置。
(Appendix 2)
2. The cooling optimization device according to claim 1, wherein, in addition to the shaped object, an unmelted powder material is stored around the shaped object in the thin layer forming container.

(付記3)
前記薄層形成容器内の前記造形物を押圧する押圧手段を有することを特徴とする付記1に記載の冷却最適化装置。
(Appendix 3)
The cooling optimization device according to claim 1, further comprising a pressing unit configured to press the formed object in the thin layer forming container.

(付記4)
前記ガス流量調節手段は、前記容器内に導入する前記不活性ガスの流量を、前記造形物の温度に応じて調節することを特徴とする付記1記載の冷却最適化装置。
(Appendix 4)
The cooling optimization device according to claim 1, wherein the gas flow rate adjusting means adjusts a flow rate of the inert gas introduced into the container according to a temperature of the modeled object.

(付記5)
前記ガス流量調節手段は、前記容器内に導入する前記不活性ガスの流量を、前記造形物に熱歪による反りが生じない程度に調節することを特徴とする付記1記載の冷却最適化装置。
(Appendix 5)
The cooling optimization device according to claim 1, wherein the gas flow rate adjusting means adjusts the flow rate of the inert gas introduced into the container to such an extent that the shaped object does not warp due to thermal strain.

(付記6)
前記容器内を昇温する加熱手段を有することを特徴とする付記1に記載の冷却最適化装置。
(Appendix 6)
2. The cooling optimization device according to claim 1, further comprising heating means for raising the temperature in the container.

(付記7)
前記薄層形成容器は、底部の外側に凸状又は凹状のガイドを有し、前記容器は、底部に、前記ガイドに嵌合し、前記薄層形成容器を前記容器内に導く凹状又は凸状のガイドレールを備えたことを特徴とする付記1記載の冷却最適化装置。
(Appendix 7)
The thin layer forming container has a convex or concave guide on the outside of the bottom portion, and the container has a concave or convex shape at the bottom portion that fits the guide and guides the thin layer forming container into the container. 2. The cooling optimization device according to claim 1, further comprising: a guide rail.

(付記8)
前記薄層形成容器は昇降台を備え、前記昇降台上に前記造形物が載置されることを特徴とする付記1記載の冷却最適化装置。
(Appendix 8)
2. The cooling optimization device according to claim 1, wherein the thin layer forming container includes a lifting platform, and the modeled object is placed on the lifting platform.

(付記9)
前記薄層形成容器は、前記粉末床溶融結合する前に動作させて、前記昇降台上に載置された前記粉末材料を予備加熱する予備加熱手段を有することを特徴とする付記1記載の冷却最適化装置。
(Appendix 9)
The cooling apparatus according to claim 1, wherein the thin layer forming container has a preheating means for operating before the powder bed is melt-bonded to preheat the powder material placed on the elevator. Optimizer.

(付記10)
前記不活性ガスは、窒素ガスであり、窒素ガス生成装置を備えたことを特徴とする付記1記載の冷却最適化装置。
(Appendix 10)
2. The cooling optimization device according to claim 1, wherein the inert gas is a nitrogen gas, and further includes a nitrogen gas generation device.

(付記11)
薄層形成容器内で粉末床溶融結合により粉末材料を選択的に加熱して造形物を作製する工程と、
昇温した前記造形物が収納された前記薄層形成容器を容器内に収容する工程と、
前記容器内に不活性ガスを、流量を調節して導入し、前記不活性ガスにより前記昇温した前記造形物を冷却しつつ、前記不活性ガスを前記容器外に排出する工程と
を有することを特徴とする冷却最適化方法。
(Appendix 11)
A step of selectively heating the powder material by powder bed fusion bonding in a thin layer forming container to produce a shaped article,
A step of accommodating the thin layer forming container in which the shaped object having the increased temperature is accommodated in a container,
A step of introducing an inert gas into the container at a controlled flow rate, and discharging the inert gas out of the container while cooling the shaped object heated by the inert gas. A cooling optimization method characterized by the following.

(付記12)
前記薄層形成容器は昇降台を備え、前記薄層形成容器内で、順次、前記昇降台を下降して、前記昇降台上に粉末材料の薄層を形成し、次いで前記薄層をエネルギービームにより選択的に加熱して結合層を形成し、多層の前記結合層からなる造形物を形成することを特徴とする付記11記載の冷却最適化方法。
(Appendix 12)
The thin-layer forming container includes a lifting platform, and sequentially descends the lifting platform in the thin-layer forming container to form a thin layer of the powdered material on the lifting platform. 12. The cooling optimization method according to claim 11, wherein the bonding layer is formed by selectively heating the substrate to form a molded article including the multilayered bonding layer.

(付記13)
前記薄層形成容器内に前記造形物のほかに、前記造形物の周囲に未溶融の粉末材料が収納されていることを特徴とする付記12記載の冷却最適化方法。
(Appendix 13)
13. The cooling optimization method according to claim 12, wherein, in addition to the shaped object, an unmelted powder material is stored around the shaped object in the thin layer forming container.

(付記14)
前記薄層形成容器内の前記造形物を押圧した状態で、前記薄層形成容器を前記容器内に収容し、冷却することを特徴とする付記11記載の冷却最適化方法。
(Appendix 14)
12. The cooling optimization method according to claim 11, wherein the thin-layer forming container is accommodated in the container and cooled while the shaped object in the thin-layer forming container is pressed.

(付記15)
前記不活性ガスの流量を、前記造形物に熱歪による反りが生じない程度に調節することを特徴とする付記11記載の冷却最適化方法。
(Appendix 15)
12. The cooling optimization method according to claim 11, wherein the flow rate of the inert gas is adjusted to such an extent that the shaped object does not warp due to thermal strain.

(付記16)
前記薄層形成容器を前記容器内に収容する前に、加熱手段を動作させて前記容器内の温度を昇温し、前記薄層形成容器を前記容器内に収容した後であって前記不活性ガスを導入する前に、前記加熱手段の動作を停止させることを特徴とする付記11記載の冷却最適化方法。
(Appendix 16)
Before housing the thin-layer forming container in the container, a heating unit is operated to raise the temperature in the container, and after the thin-layer forming container is housed in the container, 12. The cooling optimization method according to claim 11, wherein the operation of the heating means is stopped before introducing the gas.

(付記17)
前記粉末材料を選択的に加熱する前に、前記粉末材料を予備加熱することを特徴とする付記11記載の冷却最適化方法。
(Appendix 17)
12. The cooling optimization method according to claim 11, wherein the powder material is preheated before the powder material is selectively heated.

1・・・冷却用容器(容器)、1a〜1e・・・仕切り壁、2・・・収容室、3a・・・ガス導入口、3b, 3c・・・ガス排出口、4a・・・ガス導入管、4b, 4c・・・排気管、5, 6・・・ガイドレール、5a, 5b, 6a, 6b・・・細長い角材、5c, 6c・・・間隙(凹部)、7・・・ガス流量調節器(ガス流量調節手段)、8・・・温度調節器、9・・・冷却用不活性ガスの供給源、10・・・リコータ(運搬部材)、11・・・基台、12, 12b・・・薄層形成容器、12a, 12c・・・穴、13a・・・第1粉末材料収納容器、13b・・・第2粉末材料収納容器、14a・・・第1開口部、14b・・・第2開口部、14c・・・第3開口部、15…粉末材料、15a…粉末材料の薄層(又は、薄層)、15b…結合層、15c・・・造形物、 16a〜16c・・・溝、17, 17a・・第3昇降台、18a・・・第1昇降台、18b…第2昇降台、19, 20a, 20b・・・支持軸、21…レーザ光、22a, 22b・・・ヒータ、23a, 23b・・・ガイド、24a, 24b, 24c, 24d, 24g, 24h・・・ローラー、25・・・押圧部材、25a・・・把手、101…冷却装置、102…レーザ光出射部、103…薄層形成部。   1 ・ ・ ・ Cooling container (container), 1a-1e ・ ・ ・ Partition wall, 2 ・ ・ ・ Container room, 3a ・ ・ ・ Gas inlet, 3b, 3c ・ ・ ・ Gas outlet, 4a ・ ・ ・ Gas Inlet pipe, 4b, 4c ... exhaust pipe, 5, 6 ... guide rail, 5a, 5b, 6a, 6b ... elongated rectangular material, 5c, 6c ... gap (recess), 7 ... gas Flow rate controller (gas flow rate control means), 8: temperature controller, 9: supply source of cooling inert gas, 10: recoater (transportation member), 11: base, 12, 12b: thin layer forming container, 12a, 12c: hole, 13a: first powder material storage container, 13b: second powder material storage container, 14a: first opening, 14b. ..Second opening, 14c Third opening, 15 powder material, 15a thin layer (or thin layer) of powder material, 15b bonding layer, 15c shaped object, 16a-16c ... Groove, 17, 17a ... Third elevator, 18a ... First elevator, 18b ... Second elevator, 19, 20a, 2 0b: support shaft, 21: laser beam, 22a, 22b: heater, 23a, 23b: guide, 24a, 24b, 24c, 24d, 24g, 24h: roller, 25: pressing member , 25a: handle, 101: cooling device, 102: laser beam emitting portion, 103: thin layer forming portion.

Claims (10)

粉末床溶融結合により作製された造形物が収納された薄層形成容器を収容し、冷却する容器と、
不活性ガスを導入する前記容器のガス導入口と、
前記不活性ガスを排出する前記容器のガス排出口と、
前記容器内に導入する前記不活性ガスの流量を調節するガス流量調節手段と、
前記薄層形成容器内の前記造形物と前記造形物の周囲に残る粉末材料とを押圧する押圧手段と、
を有することを特徴とする冷却最適化装置。
A container for accommodating a thin-layer forming container in which a model formed by powder bed fusion bonding is stored, and a container for cooling,
A gas inlet of the container for introducing an inert gas,
A gas outlet of the container for discharging the inert gas,
Gas flow rate adjusting means for adjusting the flow rate of the inert gas introduced into the container,
Pressing means for pressing the shaped object and the powder material remaining around the shaped object in the thin layer forming container,
A cooling optimization device characterized by having:
前記薄層形成容器内に前記造形物のほかに、前記造形物の周囲に未溶融の粉末材料が収納されていることを特徴とする請求項1記載の冷却最適化装置。   The cooling optimization device according to claim 1, wherein, in addition to the shaped object, an unmelted powder material is stored around the shaped object in the thin layer forming container. 前記容器内を昇温する加熱手段を有することを特徴とする請求項1に記載の冷却最適化装置。   The cooling optimization device according to claim 1, further comprising a heating unit configured to heat the inside of the container. 前記薄層形成容器は、底部の外側に凸状又は凹状のガイドを有し、
前記容器は、底部に、前記ガイドに嵌合し、前記薄層形成容器を前記容器内に導く凹状又は凸状のガイドレールを備えたことを特徴とする請求項1記載の冷却最適化装置。
The thin layer forming container has a convex or concave guide on the outside of the bottom,
The cooling optimization device according to claim 1, wherein the container has a concave or convex guide rail that fits into the guide and guides the thin layer forming container into the container at a bottom portion.
前記薄層形成容器は昇降台を備え、前記昇降台上に前記造形物が載置されることを特徴とする請求項1記載の冷却最適化装置。   The cooling optimization device according to claim 1, wherein the thin-layer forming container includes a lifting platform, and the modeling object is placed on the lifting platform. 薄層形成容器内で粉末床溶融結合により粉末材料を選択的に加熱して造形物を作製する工程と、
昇温した前記造形物が収納された前記薄層形成容器を容器内に収容する工程と、
前記容器内に不活性ガスを、流量を調節して導入し、前記不活性ガスにより前記昇温した前記造形物を冷却しつつ、前記不活性ガスを前記容器外に排出する工程と
を有し、
前記薄層形成容器内の前記造形物と前記造形物の周囲に残る粉末材料とを押圧した状態で、前記薄層形成容器を前記容器内に収容し、冷却することを特徴とする冷却最適化方法。
A step of selectively heating the powder material by powder bed fusion bonding in a thin layer forming container to produce a shaped article,
A step of accommodating the thin layer forming container in which the shaped object having the increased temperature is accommodated in a container,
An inert gas into the container, introducing by adjusting the flow rate, while cooling the said shaped article according to the heating by the inert gas, the inert gas have a the step of discharging to the outside of the container ,
Cooling optimization , wherein the thin-layer forming container is accommodated in the container while the shaped object in the thin-layer forming container and the powder material remaining around the shaped object are pressed, and cooled. Method.
前記薄層形成容器は昇降台を備え、前記薄層形成容器内で、順次、前記昇降台を下降して、前記昇降台上に粉末材料の薄層を形成し、次いで前記薄層をエネルギービームにより選択的に加熱して結合層を形成し、多層の前記結合層からなる造形物を形成することを特徴とする請求項記載の冷却最適化方法。 The thin-layer forming container includes a lifting platform, and the lowering platform is sequentially lowered in the thin-layer forming container to form a thin layer of the powdered material on the lifting platform. 7. The cooling optimization method according to claim 6 , wherein the bonding layer is formed by selectively heating the substrate to form a shaped article including a plurality of the bonding layers. 前記不活性ガスの流量を、前記造形物に熱歪による反りが生じない程度に調節することを特徴とする請求項記載の冷却最適化方法。 7. The cooling optimization method according to claim 6 , wherein the flow rate of the inert gas is adjusted to such an extent that the shaped article does not warp due to thermal strain. 前記薄層形成容器を前記容器内に収容する前に、加熱手段を動作させて前記容器内を昇温し、前記薄層形成容器を前記容器内に収容した後であって前記不活性ガスを導入する前に、前記加熱手段の動作を停止させることを特徴とする請求項記載の冷却最適化方法。 Before accommodating the thin-layer forming container in the container, a heating unit is operated to raise the temperature in the container, and after the thin-layer forming container is accommodated in the container, the inert gas is removed. 7. The cooling optimization method according to claim 6 , wherein the operation of the heating unit is stopped before the introduction. 前記粉末材料を選択的に加熱する前に、前記粉末材料を予備加熱することを特徴とする請求項記載の冷却最適化方法。
7. The cooling optimization method according to claim 6 , wherein the powder material is pre-heated before selectively heating the powder material.
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