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JP7192615B2 - POWDER SUPPLY DEVICE, THREE-DIMENSIONAL MODELING APPARATUS, AND METHOD FOR MODELING THREE-DIMENSIONAL PRODUCT - Google Patents
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JP7192615B2 - POWDER SUPPLY DEVICE, THREE-DIMENSIONAL MODELING APPARATUS, AND METHOD FOR MODELING THREE-DIMENSIONAL PRODUCT - Google Patents

POWDER SUPPLY DEVICE, THREE-DIMENSIONAL MODELING APPARATUS, AND METHOD FOR MODELING THREE-DIMENSIONAL PRODUCT Download PDF

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Description

本開示は、粉末供給装置、三次元造形装置及び三次元造形物を造形する方法に関する。 The present disclosure relates to a powder supply device, a three-dimensional modeling device, and a method of modeling a three-dimensional modeled object.

特許文献1~7は、三次元造形装置に関する技術を開示する。三次元造形装置は、粉末状の材料を敷き均し、当該敷き均された材料に対して所定の領域にエネルギビームを照射する。エネルギビームが照射された領域における材料は、溶融したのちに固化する。そして、再び粉末状の材料を敷き均す。このように、三次元造形装置は、粉末状の材料の敷き均しとエネルギビームの照射とを繰り返すことにより、三次元の造形物を得る。 Patent Documents 1 to 7 disclose techniques related to three-dimensional modeling apparatuses. A three-dimensional modeling apparatus spreads a powdery material evenly and irradiates an energy beam to a predetermined region of the spread material. The material in the area irradiated with the energy beam melts and then solidifies. Then, the powdery material is spread evenly again. In this way, the three-dimensional modeling apparatus obtains a three-dimensional model by repeating the spreading of the powdery material and the irradiation of the energy beam.

国際公開第2017/188152号WO2017/188152 国際公開第2017/002926号WO2017/002926 実用新案登録第3190955号Utility Model Registration No. 3190955 特開2004-175093号公報JP-A-2004-175093 特開2015-150825号公報JP 2015-150825 A 特開2016-55625号公報JP 2016-55625 A 特開2018-20521号公報JP 2018-20521 A

粉末材料は、所定の供給機構によって、貯蔵されている領域からエネルギビームが照射される領域に供給される。この供給機構は、粉末材料に直接触れる部分を有する。そうすると、当該触れる部分に粉末材料が付着することがあり得る。このような残留粉末が造形領域に敷き均された未処理の粉末材料に落下すると、造形物の品質に影響を及ぼしてしまう。 The powder material is supplied from the area where it is stored to the area irradiated with the energy beam by a predetermined supply mechanism. This feeding mechanism has a portion that directly contacts the powder material. As a result, the powder material may adhere to the touched portion. If such residual powder falls on the untreated powder material spread over the build area, it will affect the quality of the build.

そこで、本開示は、残留粉末を確実に取り除くことが可能な粉末供給装置、当該粉末供給装置を備えた三次元造形装置及び三次元造形物を造形する方法を説明する。 Therefore, the present disclosure describes a powder supply device capable of reliably removing residual powder, a three-dimensional modeling apparatus including the powder supply device, and a method of modeling a three-dimensional object.

本開示の一形態は、敷き均された粉末を処理して造形物を形成する三次元造形装置に用いられる粉末供給装置であって、粉末を収容する粉末収容部と、粉末収容部と粉末への処理によって造形物が形成される造形領域との間を移動可能に配置されて、粉末を粉末収容部から造形領域に移動させる塗布部と、塗布部に付着した残留粉末を除去する粉末除去部と、を備え、塗布部は、粉末収容部から造形領域に向かう第1方向に粉末を押圧する塗布押圧部と、第1方向と交差する第2方向に塗布押圧部が突出するように、塗布押圧部を把持する塗布本体と、を有し、粉末除去部は、塗布押圧部に対面する押圧除去面と、塗布本体に対面する本体除去面と、を有する。 One aspect of the present disclosure is a powder supply device used in a three-dimensional modeling apparatus that forms a modeled object by processing evenly spread powder, comprising: a powder storage unit that stores powder; and a powder removing unit for removing residual powder adhering to the applying unit. And, the application unit includes an application pressing unit that presses the powder in a first direction toward the modeling area from the powder storage unit, and an application pressing unit that projects in a second direction that intersects the first direction. an application body for gripping the pressing portion, and the powder removal portion has a pressing removal surface facing the application pressing portion and a body removal surface facing the application body.

塗布部は、粉末を押圧する塗布押圧部によって粉末を造形領域に移動させる。この粉末は、塗布押圧部及び塗布押圧部の近傍における塗布本体に付着して、残留粉末となることがある。粉末供給装置は、塗布押圧部に対面する押圧除去面を有しているので、当該押圧除去面を塗布押圧部に相対的に近づけることによって、塗布押圧部に付着した残留粉末を取り除くことが可能である。さらに、粉末供給装置は、塗布本体に対面する本体除去面を有しているので、当該本体除去面を塗布本体に相対的に近づけることによって、塗布本体に付着した残留粉末を取り除くことが可能である。つまり、粉末供給装置は、塗布押圧部及び塗布本体における残留粉末を取り除くことができる。 The application unit moves the powder to the modeling area by an application pressing unit that presses the powder. This powder may adhere to the application pressing portion and the application body in the vicinity of the application pressing portion and become residual powder. Since the powder supply device has a pressure removing surface facing the application pressing portion, it is possible to remove residual powder adhering to the application pressing portion by bringing the pressure removal surface relatively close to the application pressing portion. is. Furthermore, since the powder feeder has a body removal surface facing the application body, it is possible to remove residual powder adhering to the application body by bringing the body removal surface relatively close to the application body. be. That is, the powder supply device can remove residual powder in the application pressing part and the application main body.

上記の粉末供給装置における押圧除去面の形状は、押圧除去面が対面する塗布押圧部の形状に倣っており、本体除去面の形状は、本体除去面が対面する塗布本体の形状に倣っていてもよい。この構成によれば、塗布押圧部及び塗布本体における残留粉末を確実に取り除くことができる。 The shape of the press-removal surface in the powder feeder described above follows the shape of the application pressing portion facing the press-removal surface, and the shape of the main body removal surface follows the shape of the application main body that the main body-removal surface faces. good too. According to this configuration, residual powder in the application pressing portion and the application body can be reliably removed.

上記の粉末供給装置における粉末除去部は、本体除去面を含む本体除去部を有し、本体除去部の弾性率は、塗布本体の弾性率よりも小さく、本体除去部が塗布本体に押圧されたとき、本体除去部は、塗布本体の形状に倣うように変形してもよい。この構成によれば、本体除去部が塗布本体に近接したときに、本体除去部が塗布本体に付着した残留粉末を塗布本体に押し付ける力が低減される。従って、さらに確実に塗布本体に付着した残留粉末を取り除くことができる。 The powder removing part in the above powder supply device has a body removing part including a body removing surface, the elastic modulus of the body removing part is smaller than the elastic modulus of the applying body, and the body removing part is pressed against the applying body. Sometimes, the body removing part may be deformed so as to follow the shape of the application body. According to this configuration, when the body-removing part comes close to the application body, the force of the body-removing part pressing the residual powder adhering to the application body against the application body is reduced. Therefore, residual powder adhering to the applicator body can be more reliably removed.

上記の粉末供給装置における粉末除去部は、押圧除去面を含む押圧除去部を有し、押圧除去部の弾性率は、塗布押圧部の弾性率よりも小さく、押圧除去部が塗布押圧部に押圧されたとき、押圧除去部は、塗布押圧部の形状に倣うように変形してもよい。この構成によれば、押圧除去部が塗布押圧部に近接したときに、押圧除去部が塗布押圧部に付着した残留粉末を塗布押圧部に押し付ける力が低減される。従って、さらに確実に塗布押圧部における残留粉末を取り除くことができる。 The powder removing section in the powder supply device has a pressure removing section including a pressure removing surface, the elastic modulus of the pressure removing section is smaller than the elastic modulus of the coating pressing section, and the pressure removing section presses the coating pressing section. When applied, the pressure removing portion may be deformed to follow the shape of the application pressing portion. According to this configuration, when the pressure removing part comes close to the applying pressure part, the force of the pressure removing part pressing the residual powder adhering to the applying pressure part against the applying pressure part is reduced. Therefore, it is possible to more reliably remove the residual powder in the application pressing portion.

上記の粉末供給装置における粉末除去部は、固定されてもよい。この構成によれば、塗布部が移動して、粉末除去部に近づくことによって、残留粉末が取り除かれる。つまり、粉末除去部を移動させる構成が不要であるので、粉末供給装置の構成を簡易にできる。 The powder removal section in the powder feeder described above may be fixed. According to this configuration, the remaining powder is removed by moving the applying section and approaching the powder removing section. That is, since a configuration for moving the powder removing section is unnecessary, the configuration of the powder supply device can be simplified.

上記の粉末供給装置における粉末除去部は、押圧除去面及び本体除去面を含む可動片部と、可動片部を第1方向及び第2方向のそれぞれに交差する第3方向に移動させる移動機構と、を有してもよい。この構成によれば、さらに確実に残留粉末を取り除くことができる。 The powder removing unit in the powder supply device includes a movable piece including a pressure removing surface and a body removing surface, and a moving mechanism for moving the movable piece in a third direction intersecting the first direction and the second direction. , may have According to this configuration, residual powder can be removed more reliably.

本開示の別の形態は、敷き均された粉末を処理して造形物を形成する三次元造形装置であって、粉末が敷き均されて、粉末への処理によって造形物が形成される造形領域部と、造形領域部に粉末を敷き均す粉末供給部と、備え、粉末供給部は、粉末を収容する粉末収容部と、粉末収容部と造形領域部との間を移動可能に配置されて、粉末を粉末収容部から造形領域部に移動させる塗布部と、塗布部に付着した残留粉末を除去する粉末除去部と、を有し、塗布部は、粉末収容部から造形領域部に向かう第1方向に粉末を押圧する塗布押圧部と、第1方向と交差する第2方向に塗布押圧部が突出するように、塗布押圧部を把持する塗布本体と、を有し、粉末除去部は、塗布押圧部に対面する押圧除去面と、塗布本体に対面する本体除去面と、を有する。 Another aspect of the present disclosure is a three-dimensional modeling apparatus that processes evenly spread powder to form a modeled object, wherein the modeling area in which the powder is evenly spread and the modeled object is formed by processing the powder. and a powder supply unit that evenly spreads the powder in the modeling area. , an application section for moving the powder from the powder storage section to the modeling area section, and a powder removal section for removing residual powder adhering to the application section. It has an application pressing part that presses the powder in one direction, and an application body that holds the application pressing part so that the application pressing part protrudes in a second direction that intersects with the first direction. It has a pressing removal surface facing the application pressing part and a body removal surface facing the application body.

三次元造形装置は、上記の粉末供給装置と同様の構成を有する粉末供給部を有する。従って、塗布押圧部及び塗布本体における残留粉末は、確実に取り除かれる。 The three-dimensional modeling apparatus has a powder supply section having the same configuration as the powder supply apparatus described above. Therefore, residual powder in the application pressing part and the application body is reliably removed.

本開示の更に別の形態は、三次元造形装置は、粉末が敷き均されて、粉末への処理によって造形物が形成される造形領域部と、造形領域部に粉末を敷き均す粉末供給部と、を備え、粉末供給部の塗布部を所定方向に移動させることによって、粉末を造形領域部に敷き均す工程と、敷き均された粉末を処理して、三次元造形物を造形する工程と、塗布部に付着する残留粉末を除去する粉末除去部と塗布部とを相対的に近接させることによって、残留粉末を除去する工程と、を有し、残留粉末を除去する工程は、粉末を押圧する塗布押圧部を把持する塗布本体に付着した残留粉末を除去する工程と、塗布押圧部に付着した残留粉末を除去する工程と、を含む。 According to still another aspect of the present disclosure, a three-dimensional modeling apparatus includes a modeling area section in which powder is evenly spread and a modeled object is formed by processing the powder, and a powder supply section in which the powder is evenly spread in the modeling area section. and a step of spreading the powder evenly over the modeling area by moving the coating portion of the powder supply portion in a predetermined direction; and a step of processing the spread powder to form a three-dimensional model and a step of removing the residual powder by bringing the powder removing portion for removing the residual powder adhering to the applying portion and the applying portion relatively close to each other, and the step of removing the residual powder includes removing the powder. It includes a step of removing residual powder adhering to the application body that grips the application pressing portion to be pressed, and a step of removing residual powder adhering to the application pressing portion.

この三次元造形物を造形する方法によれば、残留粉末を除去する工程において残留粉末を確実に取り除くことができる。その結果、造形物の品質へ及ぼす残留粉末の影響を抑制することができる。 According to this method of forming a three-dimensional structure, the residual powder can be reliably removed in the step of removing the residual powder. As a result, the influence of the residual powder on the quality of the model can be suppressed.

本開示の粉末供給装置、当該粉末供給装置を備えた三次元造形装置及び三次元造形物を造形する方法によれば、残留粉末を確実に取り除くことができる。 According to the powder supply device of the present disclosure, the three-dimensional modeling apparatus including the powder supply device, and the method of modeling a three-dimensional modeled object, residual powder can be reliably removed.

図1は、本開示の三次元造形装置を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a three-dimensional modeling apparatus of the present disclosure. 図2は、図1に示す三次元造形装置の主要部を拡大して示す図である。FIG. 2 is an enlarged view of the main part of the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 図3は、図2に示す主要部を平面視した図である。3 is a plan view of the main part shown in FIG. 2. FIG. 図4は、リコータの構造を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing the structure of the recoater. 図5は、除去機構と塗布機構とを示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a removing mechanism and a coating mechanism. 図6は、三次元造形装置の動作を示すフロー図である。FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the 3D modeling apparatus. 図7の(a)部、同(b)部及び同(c)部は、除去動作を説明する図である。Parts (a), (b) and (c) of FIG. 7 are diagrams for explaining the removal operation. 図8は、変形例1の除去機構と塗布機構とを示す斜視図である。FIG. 8 is a perspective view showing a removing mechanism and a coating mechanism of Modification 1. FIG. 図9は、変形例2の除去機構と塗布機構とを示す図である。9A and 9B are diagrams showing a removing mechanism and a coating mechanism according to Modification 2. FIG. 図10の(a)部及び同(b)部は、変形例3の除去機構と塗布機構との構成及び動作を示す図である。Parts (a) and (b) of FIG. 10 are diagrams showing the configuration and operation of the removal mechanism and the coating mechanism of Modification 3. FIG. 図11は、変形例4の除去機構と塗布機構とを示す図である。11A and 11B are diagrams showing a removing mechanism and a coating mechanism according to Modification 4. FIG. 図12は、変形例5の三次元造形装置を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a three-dimensional modeling apparatus of modification 5. As shown in FIG.

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.

図1に示す三次元造形装置1は、三次元造形物100を得る。三次元造形装置1は、まず、造形領域に粉末101を供給する。そして、三次元造形装置1は、粉末101にエネルギビームとしてのレーザビーム(以下、単に「レーザL」)を照射する。この照射によって、粉末101は、溶融する。レーザLの照射が停止されると、溶融した粉末101は固化する。つまり、三次元造形装置1は、粉末101の供給と、レーザLの照射と、を繰り返す。 The 3D modeling apparatus 1 shown in FIG. 1 obtains a 3D model 100 . The three-dimensional modeling apparatus 1 first supplies the powder 101 to the modeling area. Then, the three-dimensional modeling apparatus 1 irradiates the powder 101 with a laser beam (hereinafter simply “laser L”) as an energy beam. The powder 101 is melted by this irradiation. When the irradiation of the laser L is stopped, the melted powder 101 is solidified. That is, the three-dimensional modeling apparatus 1 repeats the supply of the powder 101 and the irradiation of the laser L. FIG.

以下の説明において、X軸、Y軸、Z軸を用いることがある。X軸とは、作業台主面11aの面内方向であって、リコータ24が移動する方向(第1方向)である。Y軸とは、作業台主面11aの面内方向であって、X軸と直交する方向(第3方向)である。Z軸とは、作業台主面11aの法線方向であってレーザLが照射される方向(第2方向)である。 In the following description, X-axis, Y-axis, and Z-axis may be used. The X-axis is the in-plane direction of the main surface 11a of the workbench and is the direction in which the recoater 24 moves (first direction). The Y-axis is the in-plane direction of the main surface 11a of the workbench and is a direction (third direction) perpendicular to the X-axis. The Z-axis is the normal direction of the main surface 11a of the workbench and is the direction in which the laser L is irradiated (second direction).

三次元造形物100は、例えば機械部品などである。また、三次元造形物100は、その他の構造物であってもよい。粉末101は、多数の粉末体により構成される。粉末101の材料は、金属であり、例えばチタン系金属粉末、インコネル(登録商標)粉末、アルミニウム粉末、ステンレス粉末等である。粉末101の材料は、金属材料に限定されない。粉末101の材料は、例えばCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)など、炭素繊維と樹脂とを含む材料であってもよい。また、粉末101の材料は、その他の材料であってもよい。粉末101の材料は、導電性を有する材料であってもよい。また、粉末101は、レーザLの照射により溶融できるものであればよい。例えば、粉末101として、粉末より粒径の大きい粒体を用いてもよい。 The three-dimensional structure 100 is, for example, a machine part. Also, the three-dimensional structure 100 may be another structure. Powder 101 is composed of a large number of powder bodies. The material of the powder 101 is metal, such as titanium-based metal powder, Inconel (registered trademark) powder, aluminum powder, and stainless steel powder. The material of the powder 101 is not limited to metallic materials. The material of the powder 101 may be a material containing carbon fiber and resin, such as CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics). Also, the material of the powder 101 may be another material. The material of the powder 101 may be a material having conductivity. Moreover, the powder 101 may be any material as long as it can be melted by the laser L irradiation. For example, as the powder 101, granules having a larger particle size than the powder may be used.

三次元造形装置1は、主要な構成要素として、造形部2と、レーザ出射部3と、制御部4と、を有する。造形部2は、所望の物体である三次元造形物100を造形する部位である。レーザ出射部3は、粉末101に向けてレーザLを出射する。制御部4は、三次元造形装置1の装置全体の制御を行う電子制御ユニットである。制御部4は、例えばCPU(CentralProcessing Unit)、ROM(Read Only Memory)、およびRAM(Random Access Memory)等のハードウェアと、ROMに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータを含むものとしてよい。 The three-dimensional modeling apparatus 1 has a modeling section 2, a laser emitting section 3, and a control section 4 as main components. The modeling unit 2 is a part that models a three-dimensional modeled object 100 that is a desired object. The laser emitting section 3 emits a laser L toward the powder 101 . The control unit 4 is an electronic control unit that controls the entire three-dimensional modeling apparatus 1 . The control unit 4 includes a computer configured from hardware such as a CPU (Central Processing Unit), ROM (Read Only Memory), and RAM (Random Access Memory), and software such as programs stored in the ROM. may be

レーザ出射部3は、粉末101を溶融し固化させるレーザ照射装置である。レーザ出射部3から出射されたレーザLは、チャンバ9の中に照射されて、粉末101を加熱する。レーザ出射部3は、粉末101にエネルギを付与して、粉末101を加熱して溶融することができる。レーザ出射部3は、粉末101にエネルギを付与するエネルギ付与部である。レーザ出射部3は、レーザLを偏光させるミラー、ミラーを動かすためのミラー駆動部、レーザLを集光する集光レンズ等の光学部品を含んでもよい。 The laser emitting unit 3 is a laser emitting device that melts and solidifies the powder 101 . The laser L emitted from the laser emitting portion 3 is irradiated into the chamber 9 to heat the powder 101 . The laser emitting unit 3 can apply energy to the powder 101 to heat and melt the powder 101 . The laser emitting section 3 is an energy imparting section that imparts energy to the powder 101 . The laser emission unit 3 may include optical components such as a mirror for polarizing the laser L, a mirror driving unit for moving the mirror, and a condenser lens for condensing the laser L.

制御部4は、レーザ出射部3におけるレーザLの出射制御およびミラー駆動部などの動作制御などを実行する。例えば、制御部4は、レーザ出射部3の動作制御として、ミラー駆動部に制御信号を出力して、レーザLの照射位置を制御する。制御部4には造形すべき物体である三次元造形物100の三次元CAD(Computer-AidedDesign)データが入力される。制御部4は、この三次元CADデータに基づいて二次元のスライスデータを生成する。スライスデータは、例えば、三次元造形物100の水平断面のデータであり、上下位置に応じた多数のデータの集合体である。このスライスデータに基づいて、レーザLが照射される領域が決定され、その領域に応じてミラー駆動部に制御信号が出力される。また、制御部4は、後述する粉末101の供給制御も実行する。 The control unit 4 executes emission control of the laser L in the laser emission unit 3 and operation control of the mirror driving unit and the like. For example, the controller 4 controls the irradiation position of the laser L by outputting a control signal to the mirror driving section as operation control of the laser emitting section 3 . Three-dimensional CAD (Computer-Aided Design) data of a three-dimensional modeled object 100, which is an object to be modeled, is input to the control unit 4. FIG. The control unit 4 generates two-dimensional slice data based on this three-dimensional CAD data. The slice data is, for example, horizontal cross-sectional data of the three-dimensional structure 100, and is a collection of a large number of data corresponding to vertical positions. Based on this slice data, the area irradiated with the laser L is determined, and a control signal is output to the mirror driving section according to the area. The control unit 4 also executes supply control of the powder 101, which will be described later.

造形部2は、所望の物体である三次元造形物100を造形する空間を形成し、造形に要するいくつかの装置を収容する。造形部2は、チャンバ9と、作業台11と、造形タンク12と、粉末供給装置13(粉末供給部)と、を有する。 The modeling unit 2 forms a space for modeling a three-dimensional modeled object 100, which is a desired object, and accommodates several devices required for modeling. The modeling section 2 has a chamber 9, a workbench 11, a modeling tank 12, and a powder supply device 13 (powder supply section).

チャンバ9は、作業台11、造形タンク12(造形領域部)及び粉末供給装置13を収容する造形空間Sを形成する。チャンバ9は、内部を真空(低圧)状態とすることが可能な容器であり、図示しない真空ポンプが接続されている。チャンバ9の内部には例えばアルゴンガスが充填されている。 The chamber 9 forms a modeling space S that accommodates a work table 11 , a modeling tank 12 (modeling area section), and a powder supply device 13 . The chamber 9 is a container whose interior can be evacuated (low pressure), and is connected to a vacuum pump (not shown). The interior of the chamber 9 is filled with argon gas, for example.

作業台11は、作業台主面11aを有する。作業台主面11aには、後述する造形タンク12の開口部と、収容タンク17A、17Bの開口部と、回収タンク18A、18Bの開口部とが設けられている。 The workbench 11 has a workbench main surface 11a. The main surface 11a of the workbench is provided with an opening of a modeling tank 12, openings of storage tanks 17A and 17B, and openings of collection tanks 18A and 18B, which will be described later.

図2に示すように、造形タンク12は、Z軸の方向に延びる。造形タンク12は、例えば円形状のタンク穴12aを含み、その内部には造形ピストン14が配置されている。 As shown in FIG. 2, the modeling tank 12 extends in the direction of the Z-axis. The modeling tank 12 includes, for example, a circular tank hole 12a in which a modeling piston 14 is arranged.

造形ピストン14は、造形タンク12内に配置された平板部材と、当該平板状の部材の裏面に設けられた軸体部材と、を有する。造形タンク12と造形ピストン14とは、同心円状に配置される。造形ピストン14の形状は、造形領域の形状に対応する。造形領域の形状とは、例えば、作業台主面11aに設けられた造形タンク12の開口部の形状としてよい。造形ピストン14は、平坦なプレート主面(造形テーブル)を有する。プレート主面は、三次元造形物100及び粉末101を支持する。造形ピストン14は、レーザLの出射方向の延長線上に配置され、例えば水平なXY平面に平行に設けられる。 The modeling piston 14 has a flat plate member arranged in the modeling tank 12 and a shaft member provided on the rear surface of the flat plate-shaped member. The modeling tank 12 and the modeling piston 14 are arranged concentrically. The shape of the build piston 14 corresponds to the shape of the build area. The shape of the modeling area may be, for example, the shape of the opening of the modeling tank 12 provided on the main surface 11a of the workbench. The build piston 14 has a flat plate main surface (build table). The plate main surface supports the three-dimensional structure 100 and the powder 101 . The modeling piston 14 is arranged on the extension line of the emission direction of the laser L, and provided parallel to the horizontal XY plane, for example.

造形ピストン14上に配置された粉末101に対してレーザLが照射されることから、造形ピストン14の主面は、レーザLが照射される領域(図3参照)とみなしてよい。換言すると、造形タンク12の開口部を造形領域Mとみなしてもよい。造形領域Mは、造形ピストン14の主面や造形タンク12の開口部よりも大きい範囲であってもよいし、造形ピストン14の主面や造形タンク12の開口部の一部であってもよい。 Since the powder 101 arranged on the modeling piston 14 is irradiated with the laser L, the main surface of the modeling piston 14 may be regarded as a region irradiated with the laser L (see FIG. 3). In other words, the opening of the modeling tank 12 may be regarded as the modeling area M. The modeling area M may be a range larger than the main surface of the modeling piston 14 or the opening of the modeling tank 12, or may be a part of the main surface of the modeling piston 14 or the opening of the modeling tank 12. .

造形ピストン14には、ピストン駆動装置16が取り付けられている。ピストン駆動装置16は、造形ピストン14を支持すると共に、造形タンク12内で造形ピストン14を上下方向に昇降させる。ピストン駆動装置16は、制御部4と電気的に接続され、制御部4から制御信号を受けて動作する。ピストン駆動装置16は、物体の造形の初期において造形ピストン14を上部へ移動させ、造形ピストン14上で粉末101が積層されるごとに造形ピストン14を降下させる。 A piston drive 16 is attached to the shaping piston 14 . The piston drive device 16 supports the modeling piston 14 and vertically moves the modeling piston 14 within the modeling tank 12 . The piston drive device 16 is electrically connected to the controller 4 and operates upon receiving a control signal from the controller 4 . The piston drive 16 moves the building piston 14 upward at the beginning of building the object and lowers the building piston 14 each time the powder 101 is deposited on the building piston 14 .

上記した造形タンク12及び造形ピストン14の形状は、三次元造形物100の形状等に応じて、適宜に変更してよい。本開示の三次元造形装置1は、造形タンク12及び造形ピストン14の形状が四角形であり、造形タンク12の形状が角筒状である場合について説明する。造形ピストン14が造形タンク12内に配置され、造形ピストン14上に造形面が形成されるので、平面視において、これらは等しい形状および大きさを有する。なお、造形タンク12及び造形ピストン14の平面視における形状は、四角形には限定されず、例えば円形であってもよい。造形タンク12の形状は円筒状であってもよい。 The shapes of the modeling tank 12 and the modeling piston 14 described above may be appropriately changed according to the shape of the three-dimensional modeled object 100 and the like. In the three-dimensional modeling apparatus 1 of the present disclosure, the modeling tank 12 and the modeling piston 14 are rectangular, and the modeling tank 12 is rectangular. Because the build piston 14 is placed in the build tank 12 and the build surface is formed on the build piston 14, in plan view they have equal shape and size. The shapes of the modeling tank 12 and the modeling piston 14 in plan view are not limited to squares, and may be circular, for example. The shape of the modeling tank 12 may be cylindrical.

以下、図2及び図3を参照しながら粉末供給装置13について詳細に説明する。粉末供給装置13は、造形タンク12に粉末101を供給する。この粉末101の供給とは、造形タンク12の外部から造形タンク12へ粉末101を移動させる動作と、造形タンク12(具体的には造形ピストン14上)において粉末101を所定の厚みに均す動作と、を含む。 Hereinafter, the powder feeder 13 will be described in detail with reference to FIGS. 2 and 3. FIG. The powder supply device 13 supplies powder 101 to the modeling tank 12 . The supply of the powder 101 includes an operation of moving the powder 101 from the outside of the modeling tank 12 to the modeling tank 12 and an operation of leveling the powder 101 to a predetermined thickness in the modeling tank 12 (specifically, on the modeling piston 14). and including.

粉末供給装置13は、一対の収容タンク17A、17B(粉末収容部)と、一対の回収タンク18A、18Bと、塗布機構19(塗布部)と、一対の除去機構21A、21B(粉末除去部)と、を有する。 The powder supply device 13 includes a pair of storage tanks 17A and 17B (powder storage units), a pair of recovery tanks 18A and 18B, an application mechanism 19 (application unit), and a pair of removal mechanisms 21A and 21B (powder removal units). and have

一対の収容タンク17A、17Bは、未固化の粉末101をそれぞれ収容する。一対の収容タンク17A、17Bは、造形タンク12を挟むように、造形タンク12の両脇に配置されている。収容タンク17A、17Bは、平面視して矩形状を呈する(図3参照)。収容タンク17A、17Bは、それぞれ、タンク穴17aと、フィードピストン22と、を有する。タンク穴17aは、作業台主面11aに開口部を有する穴である。タンク穴17aは、収容タンク17A、17Bにおける側壁をそれぞれ構成する。フィードピストン22は、平面視してタンク穴17aと同じ形状を有しており、タンク穴17aの内部において上下方向に移動可能に配置されている。フィードピストン22は、収容タンク17A、17Bにおける底面を構成する。フィードピストン22には、フィードピストン22を上下方向(タンク穴17aの軸線方向)に移動させるピストン駆動装置23が設けられている。 A pair of storage tanks 17A and 17B store the unsolidified powder 101, respectively. A pair of storage tanks 17A and 17B are arranged on both sides of the modeling tank 12 so as to sandwich the modeling tank 12 therebetween. The storage tanks 17A and 17B have a rectangular shape in plan view (see FIG. 3). Storage tanks 17A and 17B each have a tank hole 17a and a feed piston 22 . The tank hole 17a is a hole having an opening on the main surface 11a of the workbench. The tank holes 17a constitute side walls of the storage tanks 17A and 17B, respectively. The feed piston 22 has the same shape as the tank hole 17a in a plan view, and is arranged so as to be vertically movable inside the tank hole 17a. The feed piston 22 constitutes the bottom surface of the storage tanks 17A and 17B. The feed piston 22 is provided with a piston driving device 23 for moving the feed piston 22 in the vertical direction (in the axial direction of the tank hole 17a).

粉末101は、塗布機構19によって収容タンク17A、17Bから造形タンク12上に移動する。このとき、必要な粉末101を確実に供給するために、フィードピストン22は、必要量よりも多く粉末101を押し出す。そして、押し出された粉末101は、塗布機構19によって、造形タンク12上に移動する。そうすると、余剰粉末が生じる。回収タンク18A、18Bは、この余剰粉末を回収する。 The powder 101 is moved from the storage tanks 17A, 17B onto the modeling tank 12 by the application mechanism 19 . At this time, in order to reliably supply the required powder 101, the feed piston 22 pushes out more powder 101 than required. Then, the extruded powder 101 is moved onto the modeling tank 12 by the application mechanism 19 . Excess powder is then produced. Collection tanks 18A and 18B collect this surplus powder.

回収タンク18A、18Bは、一対の収容タンク17A、17Bを挟むように配置されている。例えば、回収タンク18Aは、収容タンク17Aに隣接する。回収タンク18Bは、収容タンク17Bに隣接する。つまり、塗布機構19の移動方向(例えば、負のX方向)に沿って、回収タンク18A、収容タンク17A、造形タンク12、収容タンク17B、回収タンク18Bの順に配置されている。回収タンク18A、18Bは、作業台主面11aに形成された回収開口18aと、回収開口18aに連通する回収領域18bと、を有する。回収開口18aは、Y方向に沿って延びており、少なくとも、造形タンク12のY方向の長さよりも長い。 The recovery tanks 18A, 18B are arranged so as to sandwich a pair of storage tanks 17A, 17B. For example, collection tank 18A is adjacent to storage tank 17A. The collection tank 18B is adjacent to the storage tank 17B. That is, the collection tank 18A, the storage tank 17A, the modeling tank 12, the storage tank 17B, and the collection tank 18B are arranged in this order along the moving direction of the coating mechanism 19 (eg, the negative X direction). The recovery tanks 18A and 18B have a recovery opening 18a formed in the main surface 11a of the workbench and a recovery area 18b communicating with the recovery opening 18a. The recovery opening 18a extends along the Y direction and is at least longer than the length of the modeling tank 12 in the Y direction.

塗布機構19は、粉末101を造形タンク12に移動させる。さらに、塗布機構19は、粉末101を均す。この均すとは、作業台主面11aを基準として、未固化の粉末101の厚みを一定にする動作と規定してもよい。塗布機構19は、リコータ24と、リコータ駆動部26と、を有する。リコータ24は、正のX方向に沿って移動可能であると共に、負のX方向へも移動可能である。つまり、リコータ駆動部26は、リコータ24をX方向に沿って、往復移動させる。さらに、リコータ駆動部26は、制御部4から提供される制御信号に応じて、リコータ24を回収タンク18A、18Bにおける回収開口18a上まで移動させる。 Application mechanism 19 moves powder 101 to modeling tank 12 . Furthermore, the coating mechanism 19 evens out the powder 101 . This leveling may be defined as an operation for making the thickness of the unsolidified powder 101 constant with respect to the main surface 11a of the workbench. The coating mechanism 19 has a recoater 24 and a recoater driving section 26 . The recoater 24 is movable along the positive X direction and also movable in the negative X direction. That is, the recoater drive unit 26 reciprocates the recoater 24 along the X direction. Further, the recoater driving section 26 moves the recoater 24 above the collection openings 18a in the collection tanks 18A and 18B in accordance with the control signal provided from the control section 4. As shown in FIG.

リコータ24は、Y方向に延びる。リコータ24の長手方向(Y方向)の長さは、少なくとも、造形タンク12の直径よりも長い。そして、リコータ24がX方向に沿って移動するとき、リコータ24は、造形タンク12の開口部の全ての領域を通過する。 The recoater 24 extends in the Y direction. The length of the recoater 24 in the longitudinal direction (Y direction) is at least longer than the diameter of the modeling tank 12 . Then, when the recoater 24 moves along the X direction, the recoater 24 passes through the entire area of the opening of the modeling tank 12 .

図4に示すように、リコータ24は、リコータ本体27(塗布本体)と、スクレーパ28(塗布押圧部)と、を有する。 As shown in FIG. 4, the recoater 24 has a recoater body 27 (application body) and a scraper 28 (application pressing portion).

リコータ本体27は、例えば、金属材料により構成された硬質の部品である。リコータ本体27の剛性(強度)は、少なくとも、スクレーパ28の剛性よりも高い。リコータ本体27の両端は、リコータ駆動部26に連結されている。リコータ本体27は、スクレーパ基端28aを把持する。リコータ本体27は、作業台主面11aに対面するリコータ主面27aを有する。リコータ本体27は、このリコータ主面27aからZ方向(下向き)にスクレーパ28が突出するように、スクレーパ28を把持している。 The recoater main body 27 is, for example, a rigid component made of a metal material. The rigidity (strength) of the recoater body 27 is at least higher than that of the scraper 28 . Both ends of the recoater main body 27 are connected to the recoater driving section 26 . The recoater body 27 grips the scraper proximal end 28a. The recoater main body 27 has a recoater main surface 27a facing the workbench main surface 11a. The recoater main body 27 holds the scraper 28 so that the scraper 28 protrudes in the Z direction (downward) from the recoater main surface 27a.

スクレーパ28は、粉末101を移動させると共に粉末101を均す。スクレーパ28は、比較的柔軟性を有する軟質の材料により構成されている。例えば、スクレーパ28は、シリコーン樹脂により構成されてもよい。スクレーパ28は、スクレーパ基端28aと、スクレーパ先端28bと、スクレーパ主面28cと、を有する。 The scraper 28 moves the powder 101 and smoothes the powder 101 . The scraper 28 is made of a relatively flexible soft material. For example, the scraper 28 may be made of silicone resin. The scraper 28 has a scraper proximal end 28a, a scraper distal end 28b, and a scraper main surface 28c.

スクレーパ基端28aは、上記のとおり、リコータ本体27に把持されている。スクレーパ先端28bは、スクレーパ基端28aと逆側の端部であり、作業台主面11aと対面する。スクレーパ先端28bは、リコータ主面27aよりも作業台主面11aに近接している。スクレーパ主面28cは、粉末101に対して直接に接触する面である。スクレーパ主面28cは、スクレーパ28の移動方向(正又は負のX方向)に対して交差する面である。スクレーパ主面28cは、リコータ主面27aから下方(Z方向)に起立する。リコータ主面27aとスクレーパ主面28cとのなす角度は、概ね直角であってよい。なお、リコータ主面27aとスクレーパ主面28cとのなす角度は、直角に限定されず、直角よりも大きい鈍角としてもよい。 The scraper base end 28a is gripped by the recoater body 27 as described above. The scraper tip 28b is an end opposite to the scraper base end 28a and faces the main surface 11a of the workbench. The scraper tip 28b is closer to the workbench main surface 11a than the recoater main surface 27a. The scraper main surface 28 c is the surface that comes into direct contact with the powder 101 . The scraper main surface 28c is a surface that intersects the moving direction of the scraper 28 (positive or negative X direction). The scraper main surface 28c rises downward (in the Z direction) from the recoater main surface 27a. The angle formed by the recoater main surface 27a and the scraper main surface 28c may be approximately a right angle. The angle formed by the recoater main surface 27a and the scraper main surface 28c is not limited to a right angle, and may be an obtuse angle larger than the right angle.

スクレーパ28が正のX方向に移動するとき、一方のスクレーパ主面28cが粉末101に接触する。スクレーパ28が負のX方向に移動するとき、他方のスクレーパ主面28cが粉末101に接触する。スクレーパ28が移動するとき、リコータ主面27aと、スクレーパ主面28cと、粉末101の表面と、に囲まれた空間が形成される。そうすると、スクレーパ主面28cの近傍に存在する粉末101は、スクレーパ28の移動に伴って押圧されやすくなる。特に、粉末101は、リコータ主面27aとスクレーパ主面28cとの境界部分に滞留しやすい。この滞留した粉末101は、互いに吸着しあって、塊となり、スクレーパ主面28c及びリコータ主面27aに付着することがあり得る。このような粉末101を残留粉末200(図7参照)と呼ぶ。 As the scraper 28 moves in the positive X direction, one scraper major surface 28c contacts the powder 101. As shown in FIG. As the scraper 28 moves in the negative X direction, the other scraper main surface 28c contacts the powder 101. As shown in FIG. When the scraper 28 moves, a space surrounded by the recoater main surface 27a, the scraper main surface 28c, and the surface of the powder 101 is formed. Then, the powder 101 present in the vicinity of the scraper main surface 28c is easily pressed as the scraper 28 moves. In particular, the powder 101 tends to stay at the boundary between the recoater main surface 27a and the scraper main surface 28c. The stagnant powder 101 may stick to each other, form clumps, and adhere to the scraper main surface 28c and the recoater main surface 27a. Such powder 101 is called residual powder 200 (see FIG. 7).

図3~図5に示す除去機構21A、21Bは、残留粉末200を取り除く。除去機構21A、21Bは、回収開口18a上に配置されている。除去機構21A、21Bは、板状の除去板29と、除去板29を支持する支持部31と、を有する。つまり、除去板29は、作業台主面11aに対して相対的に移動しないように固定されている。除去板29の厚み(Z方向の長さ)は、スクレーパ主面28cの長さよりも短くてもよい。また、除去板29の幅(X方向の長さ)は、スクレーパ主面28cからリコータ本体27の側面(除去機構21Aの場合はX方向において正側に位置する側面、除去機構21Bの場合は負側に位置する側面)までの長さよりも長い。この構成によれば、除去機構21A、21Bの先端をスクレーパ主面28cに接触させることができる。さらに、除去機構21A、21Bの奥行(Y方向の長さ)は、少なくとも、スクレーパ28の奥行よりも長い。 The removal mechanism 21A, 21B shown in FIGS. 3-5 removes the residual powder 200. FIG. The removal mechanisms 21A, 21B are arranged above the recovery opening 18a. The removal mechanisms 21A and 21B have a plate-like removal plate 29 and a support portion 31 that supports the removal plate 29 . That is, the removing plate 29 is fixed so as not to move relative to the main surface 11a of the workbench. The thickness (length in the Z direction) of the removal plate 29 may be shorter than the length of the scraper main surface 28c. Further, the width (length in the X direction) of the removing plate 29 extends from the scraper main surface 28c to the side surface of the recoater body 27 (the side surface located on the positive side in the X direction in the case of the removing mechanism 21A, and the negative side in the case of the removing mechanism 21B). longer than the length to the side located on the side). According to this configuration, the tips of the removing mechanisms 21A and 21B can be brought into contact with the scraper main surface 28c. Furthermore, the depth (the length in the Y direction) of the removing mechanisms 21A and 21B is at least longer than the depth of the scraper 28 .

次に、三次元造形装置1の動作について、図6を参照しながら説明する。 Next, the operation of the 3D modeling apparatus 1 will be described with reference to FIG.

まず、粉末101を敷き均す(塗布動作)。例えば、リコータ24は、一方の除去機構21Bと一方の収容タンク17Bとの間に位置するとする。制御部4は、リコータ24を正のX方向に移動させる。この移動により、粉末101は、一方の収容タンク17Bから造形ピストン14(造形テーブル)上に移動する。その結果、造形ピストン14上に粉末層が形成される(工程S1)。 First, the powder 101 is spread evenly (coating operation). For example, the recoater 24 is positioned between the removal mechanism 21B on one side and the storage tank 17B on one side. The controller 4 moves the recoater 24 in the positive X direction. This movement causes the powder 101 to move from one storage tank 17B onto the modeling piston 14 (modeling table). As a result, a powder layer is formed on the modeling piston 14 (step S1).

次に、粉末層を処理する(溶融動作)。制御部4は、レーザ出射部3を制御して、造形ピストン14上の粉末101に対してレーザLを照射する(工程S2)。このレーザLの照射によって、粉末101の溶融がなされる。なお、必要に応じて、粉末101の溶融の前に、レーザLによる粉末101の予備加熱を行ってもよい。レーザLの照射が終了したのちに、制御部4は、ピストン駆動装置16を制御して、造形ピストン14を粉末層の一層分の厚さだけ下降させる。 The powder layer is then processed (melting operation). The control unit 4 controls the laser emitting unit 3 to irradiate the powder 101 on the modeling piston 14 with the laser L (step S2). The irradiation of the laser L causes the powder 101 to melt. Note that the powder 101 may be preheated by the laser L before the powder 101 is melted, if necessary. After the irradiation of the laser L is completed, the controller 4 controls the piston driving device 16 to lower the modeling piston 14 by the thickness of one layer of the powder layer.

上記の処理の前又は処理と並行して、余剰粉末を回収する。制御部4は、リコータ24を移動させるにあたり、造形ピストン14を経て一方の収容タンク17Bから回収タンク18Aまで移動させる。その結果、造形ピストン14において塗布されなかった粉末(以下「余剰粉末」)は、収容タンク17Aを通過して、回収タンク18Aの回収開口18aまで移動する。つまり、余剰粉末は、回収開口18aを通じて回収タンク18Aに回収される。その後、制御部4は、さらにリコータ24を正のX方向に移動させる。その結果、除去機構21Aにより、後述する除去動作(工程S3)が行われる。除去動作については、後に詳細に説明する。 Excess powder is recovered before or in parallel with the above treatment. In moving the recoater 24, the control unit 4 moves the recoater 24 from one storage tank 17B to the recovery tank 18A via the modeling piston 14. As shown in FIG. As a result, powder that has not been applied by the modeling piston 14 (hereinafter referred to as "surplus powder") passes through the storage tank 17A and moves to the recovery opening 18a of the recovery tank 18A. That is, the surplus powder is recovered in the recovery tank 18A through the recovery opening 18a. After that, the controller 4 further moves the recoater 24 in the positive X direction. As a result, the removing mechanism 21A performs a removing operation (step S3), which will be described later. The removal operation will be described later in detail.

粉末101の塗布動作、粉末101の溶融動作(造形処理)及び除去動作が行われた後、リコータ24は、他方の除去機構21Aと他方の収容タンク17Aとの間に位置してよい。そして、制御部4は、当該リコータ24を負のX方向に移動させる。この移動により、粉末101は、他方の収容タンク17Aから造形ピストン14上に移動する。その結果、造形ピストン14上に粉末101が敷き均される(工程S1)。 After the application operation of the powder 101, the operation of melting the powder 101 (the shaping process), and the operation of removing the powder 101 are performed, the recoater 24 may be positioned between the other removal mechanism 21A and the other storage tank 17A. Then, the control unit 4 moves the recoater 24 in the negative X direction. This movement causes the powder 101 to move from the other storage tank 17A onto the modeling piston 14 . As a result, the powder 101 is evenly spread on the modeling piston 14 (step S1).

次に、制御部4は、レーザ出射部3を制御して、造形ピストン14上の粉末101に対してレーザLを照射する(工程S2)。このレーザLの照射によって、粉末101の溶融がなされる。レーザLの照射が終了したのちに、制御部4は、ピストン駆動装置16を制御して、造形ピストン14を粉末層の一層分の厚さだけ下降させる。 Next, the control unit 4 controls the laser emitting unit 3 to irradiate the powder 101 on the modeling piston 14 with the laser L (step S2). The irradiation of the laser L causes the powder 101 to melt. After the irradiation of the laser L is completed, the controller 4 controls the piston driving device 16 to lower the modeling piston 14 by the thickness of one layer of the powder layer.

そして、制御部4は、リコータ24を移動させるにあたり、造形ピストン14を経て他方の収容タンク17Aから回収タンク18Bまで移動させる。その結果、余剰粉末は、収容タンク17Bを通過して、回収タンク18Bの回収開口18aまで移動する。つまり、余剰粉末は、回収タンク18Bに回収される。その後、制御部4は、さらにリコータ24を負のX方向に移動させる。その結果、除去機構21Bにより、後述する除去動作(工程S3)が行われる。 Then, when moving the recoater 24, the control unit 4 moves the recoater 24 from the other storage tank 17A to the recovery tank 18B via the modeling piston 14. As shown in FIG. As a result, the surplus powder passes through the storage tank 17B and moves to the recovery opening 18a of the recovery tank 18B. That is, the surplus powder is recovered in the recovery tank 18B. After that, the controller 4 further moves the recoater 24 in the negative X direction. As a result, the removal operation (step S3), which will be described later, is performed by the removal mechanism 21B.

以上のような工程S1、S2、S3を繰り返すことで、三次元造形物100の積層造形が行われる。 By repeating the steps S1, S2, and S3 as described above, the three-dimensional structure 100 is laminated and manufactured.

以下、図7の(a)部、(b)部、(c)部を参照しながら、除去機構21Aのさらに詳細な構成と、除去機構21Aによる除去動作と、を説明する。なお、除去機構21Bの構成及び除去動作は、構造や移動方向がYZ面に対して面対称(逆向き)である点を除いて、除去機構21Aと同様である。従って、除去機構21Bの詳細な説明は、除去機構21Aの説明に代えて省略する。 Hereinafter, a more detailed configuration of the removing mechanism 21A and a removing operation by the removing mechanism 21A will be described with reference to parts (a), (b), and (c) of FIG. Note that the configuration and removal operation of the removal mechanism 21B are the same as those of the removal mechanism 21A, except that the structure and movement direction are symmetrical (opposite) with respect to the YZ plane. Accordingly, a detailed description of the removal mechanism 21B is omitted in place of the description of the removal mechanism 21A.

図7の(a)部に示すように、塗布動作を終えたリコータ24が回収開口18aに近づく。この例示では、リコータ24は、正のX方向に移動する。造形タンク12上に塗布されなかった余剰粉末は、リコータ24によって収容タンク17Aを超えて移動させられ、回収開口18aを通じて回収タンク18Aに回収される。リコータ24には、残留粉末200が付着している。残留粉末200は、リコータ主面27a及びスクレーパ主面28cに付着している。 As shown in part (a) of FIG. 7, the recoater 24 that has finished the coating operation approaches the recovery opening 18a. In this illustration, the recoater 24 moves in the positive X direction. Surplus powder that has not been applied onto the modeling tank 12 is moved beyond the storage tank 17A by the recoater 24 and is collected in the collection tank 18A through the collection opening 18a. Residual powder 200 adheres to the recoater 24 . Residual powder 200 adheres to recoater main surface 27a and scraper main surface 28c.

図7の(b)部に示すように、除去機構21Aは、除去先端面29a(押圧除去面)と、除去主面29b(本体除去面)と、を有する。除去先端面29aは、スクレーパ主面28cに対面する。また、除去板29は、除去先端面29aが回収開口18a上に配置されるように、支持部31によって保持されている。除去主面29bは、リコータ24が除去機構21Aに近接した位置において、リコータ主面27aに対面する。除去機構21Aは、除去主面29bとリコータ主面27aとの間にわずかな隙間が形成されるように保持されている。 As shown in part (b) of FIG. 7, the removal mechanism 21A has a removal tip surface 29a (press removal surface) and a removal main surface 29b (main body removal surface). The removal tip surface 29a faces the scraper main surface 28c. Further, the removal plate 29 is held by the support portion 31 so that the removal tip surface 29a is arranged above the recovery opening 18a. The removal main surface 29b faces the recoater main surface 27a at a position where the recoater 24 is close to the removal mechanism 21A. The removing mechanism 21A is held so that a slight gap is formed between the removing main surface 29b and the recoater main surface 27a.

リコータ24は、移動方向(正のX方向)を維持したままで、収容タンク17Aから除去機構21Aに近づく(図7(a)参照)。このとき、図7の(a)部に示すように、リコータ主面27a及びスクレーパ主面28cには、残留粉末200が付着している場合がある。この状態において、リコータ24が、さらに正のX方向に移動すると、除去先端面29aが残留粉末200に当接する。また、除去機構21Aの除去主面29bがリコータ主面27aと対面する。この状態では、除去主面29bと対面するリコータ主面27aに付着していた残留粉末200の一部201が取り除かれる(図7の(b)部参照、工程S3a:塗布本体に付着した残留粉末を除去する工程)。 The recoater 24 approaches the removal mechanism 21A from the storage tank 17A while maintaining the movement direction (positive X direction) (see FIG. 7A). At this time, as shown in part (a) of FIG. 7, residual powder 200 may adhere to the recoater main surface 27a and the scraper main surface 28c. In this state, when the recoater 24 moves further in the positive X direction, the removal tip surface 29a comes into contact with the residual powder 200. As shown in FIG. Also, the removing main surface 29b of the removing mechanism 21A faces the recoater main surface 27a. In this state, a portion 201 of the residual powder 200 adhering to the recoater main surface 27a facing the removal main surface 29b is removed (see FIG. 7B, step S3a: Residual powder adhering to the coating body ).

図7の(c)部に示すように、リコータ24がさらに移動する。この移動は、除去先端面29aがスクレーパ主面28cに当接する直前に停止される。つまり、除去先端面29aは、スクレーパ主面28cに接触しない。なお。除去先端面29aは、スクレーパ主面28cにわずかに接触させてもよい。この移動に伴って、除去主面29bと対面するリコータ主面27aに付着した残留粉末200がさらに取り除かれる。そのうえ、除去主面29bがスクレーパ主面28cに近接することにより、スクレーパ主面28c上の残留粉末200にも刺激が与えられるので、スクレーパ主面28cに付着した残留粉末200の一部202も取り除かれる(工程S3b:塗布押圧部に付着した残留粉末を除去する工程)。 As shown in part (c) of FIG. 7, the recoater 24 moves further. This movement is stopped just before the removal tip surface 29a contacts the scraper main surface 28c. That is, the removal tip surface 29a does not contact the scraper main surface 28c. note that. The removal tip surface 29a may slightly contact the scraper main surface 28c. Along with this movement, residual powder 200 adhering to recoater main surface 27a facing removal main surface 29b is further removed. In addition, since the removal main surface 29b is close to the scraper main surface 28c, the residual powder 200 on the scraper main surface 28c is also stimulated, so that a portion 202 of the residual powder 200 adhering to the scraper main surface 28c is also removed. (Step S3b: Step of removing residual powder adhering to the application pressing portion).

つまり、除去機構21Aは、スクレーパ主面28cに付着した残留粉末200だけでなく、リコータ主面27aに付着した残留粉末200も除去の対象としている。その結果、残留粉末200を確実に取り除くことが可能になる。 That is, the removing mechanism 21A removes not only the residual powder 200 adhering to the scraper main surface 28c but also the residual powder 200 adhering to the recoater main surface 27a. As a result, it becomes possible to reliably remove the residual powder 200 .

要するに、塗布機構19は、スクレーパ28によって粉末101を移動させる。この粉末101は、スクレーパ28及びスクレーパ28の近傍におけるリコータ本体27に付着して、残留粉末200となることがある。粉末供給装置13の除去板29は、スクレーパ28に対面する除去先端面29aを有しているので、当該除去先端面29aをスクレーパ28に相対的に近づけることによって、スクレーパ28に付着した残留粉末200を取り除くことが可能である。さらに、粉末供給装置13の除去板29は、リコータ本体27に対面する除去主面29bを有しているので、当該除去主面29bをリコータ本体27に相対的に近づけることによって、リコータ本体27に付着した残留粉末200を取り除くことが可能である。つまり、除去機構21A、21Bは、スクレーパ28及びリコータ本体27における残留粉末200を確実に取り除くことができる。リコータ24から取り除かれた残留粉末200は、回収開口18aを通じて回収タンク18A、18Bに回収できる。 In short, application mechanism 19 moves powder 101 by scraper 28 . This powder 101 may adhere to the scraper 28 and the recoater body 27 in the vicinity of the scraper 28 resulting in residual powder 200 . Since the removal plate 29 of the powder supply device 13 has a removal tip surface 29a facing the scraper 28, by bringing the removal tip surface 29a relatively close to the scraper 28, the residual powder 200 adhering to the scraper 28 is removed. can be removed. Furthermore, since the removal plate 29 of the powder supply device 13 has a main removal surface 29 b facing the recoater body 27 , the removal main surface 29 b is brought relatively close to the recoater body 27 , so that the recoater body 27 can be It is possible to remove the adhering residual powder 200 . That is, the removing mechanisms 21A and 21B can reliably remove the residual powder 200 on the scraper 28 and the recoater main body 27. FIG. Residual powder 200 removed from recoater 24 can be collected into collection tanks 18A, 18B through collection opening 18a.

残留粉末200を除去する工程S3を実施した後、制御部4は、リコータ24を図7の(c)部に示されている位置から、負のX方向に移動させる。そして、制御部4は、他方の収容タンク17Aから造形ピストン14上に粉末101を移動させるように、リコータ24を移動させる(工程S1)。このとき、リコータ24からは残留粉末200が除去されている。その結果、残留粉末200が造形ピストン14(粉末床)上(エネルギビームの照射領域)に落下することを防止できる。 After performing the step S3 of removing the residual powder 200, the controller 4 moves the recoater 24 in the negative X direction from the position shown in part (c) of FIG. Then, the control unit 4 moves the recoater 24 so as to move the powder 101 from the other storage tank 17A onto the modeling piston 14 (step S1). At this time, the residual powder 200 has been removed from the recoater 24 . As a result, it is possible to prevent the residual powder 200 from falling onto the modeling piston 14 (powder bed) (irradiation area of the energy beam).

本開示は、前述した実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。 The present disclosure is not limited to the embodiments described above, and various modifications such as those described below are possible without departing from the gist of the present disclosure.

<変形例1>
上記の除去機構21A、21Bは、固定された除去板29を備えており、リコータ24と除去板29との相対的な位置関係は、リコータ24の移動によって変更されていた。例えば、図8に示すように、変形例1に係る粉末供給装置13Aは、リコータ24に対して移動する可動片32(可動片部)を有する除去機構21Cを備えてもよい。具体的には、除去機構21Cは、可動片32と、可動片駆動部33(移動機構)と、を有する。可動片32は、除去板29と同様に除去先端面29aと、除去主面29bとを有する。一方、可動片32は、その奥行長さが除去板29よりも短い。そして、可動片32は、可動片駆動部33によって、奥行方向(Y軸に沿う方向)に往復移動する。この動作によって、リコータ24に付着した残留粉末を好適に取り除くことができる。
<Modification 1>
The removal mechanisms 21A and 21B have a fixed removal plate 29, and the relative positional relationship between the recoater 24 and the removal plate 29 is changed by the movement of the recoater 24. FIG. For example, as shown in FIG. 8 , the powder supply device 13A according to Modification 1 may include a removal mechanism 21C having a movable piece 32 (movable piece portion) that moves with respect to the recoater 24 . Specifically, the removing mechanism 21C has a movable piece 32 and a movable piece driving section 33 (moving mechanism). Like the removal plate 29, the movable piece 32 has a removal tip surface 29a and a removal main surface 29b. On the other hand, the movable piece 32 has a depth length shorter than that of the removal plate 29 . Then, the movable piece 32 is reciprocated in the depth direction (direction along the Y-axis) by the movable piece drive section 33 . This action preferably removes residual powder adhering to the recoater 24 .

<変形例2>
例えば、図9に示すように、変形例2に係る粉末供給装置13Bの除去機構21Dが有する除去板34は、スクレーパ主面28cの形状に倣う除去先端面34aと、リコータ主面27aの形状に倣う除去主面34bと、を有してもよい。図9の例示のように、リコータ主面27aの断面形状が円弧状であるとき、除去主面34bの断面形状も円弧状としてよい。このような構成によれば、スクレーパ主面28cに対して除去先端面34aを確実に近接させることが可能であり、同様に、リコータ主面27aに対して除去主面34bを確実に近接させることが可能である。つまり、リコータ主面27aと除去主面34bとが近接した状態において、大きな隙間を生じさせることがない。従って、リコータ24に付着した残留粉末をより確実に取り除くことができる。
<Modification 2>
For example, as shown in FIG. 9, the removal plate 34 of the removal mechanism 21D of the powder supply device 13B according to the second modification includes a removal tip surface 34a following the shape of the scraper main surface 28c and a recoater main surface 27a. and a conforming removal major surface 34b. As illustrated in FIG. 9, when the cross-sectional shape of the recoater main surface 27a is arcuate, the cross-sectional shape of the removal main surface 34b may also be arcuate. With such a configuration, it is possible to bring the removal tip surface 34a closer to the scraper main surface 28c, and similarly, to bring the removal main surface 34b closer to the recoater main surface 27a. is possible. That is, when the recoater main surface 27a and the removal main surface 34b are close to each other, no large gap is formed. Therefore, residual powder adhering to the recoater 24 can be removed more reliably.

<変形例3>
例えば、図10の(a)部に示すように、変形例3に係る粉末供給装置13Cの除去機構21Eが有する除去板35は、互いに異なる2個の材料により構成されてもよい。具体的には、除去板35は、除去先端面35aを含む本体除去部36と、除去主面35bを含む押圧除去部37と、を有してもよい。本体除去部36は、比較的硬質の材料により形成される。例えば、本体除去部36の弾性率は、押圧除去部37の弾性率よりも大きくてもよい。一方、押圧除去部37は、比較的軟質の材料により形成される。この軟質とは、押圧除去部37がリコータ主面27aに押し当てられたとき、リコータ主面27aの形状に倣うように容易に変形できる程度のものをいう(図10の(b)部参照)。換言すると、押圧除去部37は、可撓性を有する材料により構成されている。また、押圧除去部37の弾性率は、リコータ本体27の弾性率よりも小さい。なお、本体除去部36も押圧除去部37と同様に、スクレーパ主面28cの形状に倣うように変形できるものとしてもよい。この構成によれば、押圧除去部37が変形可能であるので、除去主面29bがリコータ主面27aを押圧する力が低減される。従って、リコータ主面27aに付着した残留粉末をより確実に取り除くことができる。
<Modification 3>
For example, as shown in part (a) of FIG. 10, the removal plate 35 of the removal mechanism 21E of the powder supply device 13C according to Modification 3 may be made of two different materials. Specifically, the removal plate 35 may have a body removal portion 36 including a removal tip surface 35a and a pressing removal portion 37 including a removal main surface 35b. The body removal portion 36 is made of a relatively hard material. For example, the modulus of elasticity of the body removal portion 36 may be greater than the modulus of elasticity of the pressure removal portion 37 . On the other hand, the pressure removing portion 37 is made of a relatively soft material. The term "softness" refers to a material that can be easily deformed so as to follow the shape of the recoater main surface 27a when the pressure removing portion 37 is pressed against the recoater main surface 27a (see FIG. 10(b)). . In other words, the pressure removing portion 37 is made of a flexible material. Further, the elastic modulus of the pressure removing portion 37 is smaller than the elastic modulus of the recoater main body 27 . Note that the main body removing portion 36 may also be deformable so as to follow the shape of the scraper main surface 28c, similarly to the pressing removing portion 37. As shown in FIG. According to this configuration, since the pressing removing portion 37 is deformable, the force with which the removing main surface 29b presses the recoater main surface 27a is reduced. Therefore, residual powder adhering to the recoater main surface 27a can be more reliably removed.

<変形例4>
例えば、図11に示すように、変形例4に係る粉末供給装置13Dの除去機構21Fが有する除去板38は、側面視してL字状を呈していてもよい。この場合には、除去先端面38aの面積を除去主面36bよりも大きくすることができる。また、このような形状を有する除去板38は、図11に示すように支持部31に固定されていてもよいし、図示しない駆動機構によって、正及び負のZ方向に移動可能とされてもよい。
<Modification 4>
For example, as shown in FIG. 11, the removal plate 38 of the removal mechanism 21F of the powder supply device 13D according to Modification 4 may have an L shape when viewed from the side. In this case, the area of the removal tip surface 38a can be made larger than the removal main surface 36b. Further, the removal plate 38 having such a shape may be fixed to the support portion 31 as shown in FIG. 11, or may be movable in the positive and negative Z directions by a driving mechanism (not shown). good.

<変形例5>
三次元造形装置は、レーザ溶融法が適用された造形装置に限られない。例えば、三次元造形装置は、電子ビームを用いた造形装置であってもよい。すなわち、三次元造形装置において粉末101に照射されるビーム(エネルギービーム)は、電子ビームであってもよい。三次元造形装置において粉末101に照射されるビーム(エネルギービーム)は、電子ビームおよびイオンビームを含む概念である荷電粒子ビームであってもよい。
<Modification 5>
A three-dimensional modeling apparatus is not limited to a modeling apparatus to which a laser melting method is applied. For example, the 3D modeling apparatus may be a modeling apparatus using an electron beam. That is, the beam (energy beam) with which the powder 101 is irradiated in the three-dimensional modeling apparatus may be an electron beam. The beam (energy beam) with which the powder 101 is irradiated in the three-dimensional modeling apparatus may be a charged particle beam, which is a concept including an electron beam and an ion beam.

例えば、図12に示す三次元造形装置1Aは、レーザ出射部3に代えて、電子ビーム出射部3Aを有する。電子ビーム出射部3Aは、電子銃部6と、収束コイル7と、偏向コイル8とを有する。電子銃部6は、制御部4と電気的に接続され、制御部4から提供される制御信号を受けて動作する。電子銃部6は、例えば、下方に向けて電子ビームBを出射する。収束コイル7は、制御部4と電気的に接続され、制御部4から提供される制御信号を受けて動作する。収束コイル7は、電子銃部6から出射される電子ビームBの周囲に設置される。収束コイル7は、電子ビームBを収束させる。偏向コイル8は、制御部4と電気的に接続され、制御部4から提供される制御信号を受けて動作する。偏向コイル8は、電子銃部6から出射される電子ビームBの周囲に設置される。偏向コイル8は、制御信号に応じて電子ビームBの照射位置を調整する。電子銃部6、収束コイル7および偏向コイル8は、例えば、筒状を呈するコラム内に設置される。 For example, a three-dimensional modeling apparatus 1A shown in FIG. 12 has an electron beam emitting section 3A instead of the laser emitting section 3. The electron beam emitting section 3A has an electron gun section 6, a converging coil 7, and a deflection coil 8. As shown in FIG. The electron gun section 6 is electrically connected to the control section 4 and operates upon receiving a control signal provided from the control section 4 . The electron gun unit 6 emits an electron beam B downward, for example. The converging coil 7 is electrically connected to the control section 4 and operates upon receiving a control signal provided from the control section 4 . A converging coil 7 is installed around the electron beam B emitted from the electron gun section 6 . A converging coil 7 converges the electron beam B. FIG. The deflection coil 8 is electrically connected to the control section 4 and operates upon receiving a control signal provided from the control section 4 . A deflection coil 8 is installed around the electron beam B emitted from the electron gun section 6 . The deflection coil 8 adjusts the irradiation position of the electron beam B according to the control signal. The electron gun section 6, the converging coil 7 and the deflection coil 8 are installed, for example, in a cylindrical column.

なお、電子ビーム出射部3Aは、粉末101の予備加熱に用いてもよい。予備加熱とは、物体の造形を行う前に粉末101に対し電子ビームBを照射して、粉末101を所定の温度まで加熱する動作をいう。 Incidentally, the electron beam emitting part 3A may be used for preheating the powder 101. FIG. Preheating refers to an operation of irradiating the powder 101 with the electron beam B to heat the powder 101 to a predetermined temperature before molding an object.

さらに、本開示の三次元造形装置は、上記の変形例1~5のほかにも以下のような態様とすることもできる。 Furthermore, the three-dimensional modeling apparatus of the present disclosure can also have the following aspects in addition to the above modifications 1 to 5.

実施形態の三次元造形装置1は、いわゆる粉末床溶融結合方式(PBF: Powder Bed Fusion)を採用する。例えば、除去機構が適用される三次元造形装置は、いわゆる結合剤噴射方式を採用したものであってもよい。 The three-dimensional modeling apparatus 1 of the embodiment employs a so-called powder bed fusion method (PBF). For example, the three-dimensional modeling apparatus to which the removal mechanism is applied may employ a so-called binder injection method.

上記の実施形態では、三次元造形装置1は、2個の収容タンク17A、17Bと、2個の除去機構21A、21Bと、を備えていた。収容タンク17A及び除去機構21Aは、造形ピストン14に対して正のX方向側に配置されていた。収容タンク17B及び除去機構21Bは、造形ピストン14に対して負のX方向側に配置されていた。この構成によれば、造形ピストン14(粉末床)の両側から粉末を塗布できる。さらに、この構成によれば、造形ピストン14の両側において除去機構による除去動作を行なうことができる。しかし、粉末供給装置が適用される三次元造形装置は、このような構成には限定されない。 In the above embodiment, the three-dimensional modeling apparatus 1 includes two storage tanks 17A and 17B and two removal mechanisms 21A and 21B. The storage tank 17A and the removal mechanism 21A were arranged on the positive X direction side with respect to the modeling piston 14 . The storage tank 17B and the removal mechanism 21B are arranged on the negative X direction side with respect to the modeling piston 14 . This configuration allows powder to be applied from both sides of the build piston 14 (powder bed). Furthermore, according to this configuration, the removal operation can be performed by the removal mechanism on both sides of the modeling piston 14 . However, the three-dimensional modeling apparatus to which the powder supply device is applied is not limited to such a configuration.

例えば、三次元造形装置は、造形ピストンに対して片側からのみ粉末を塗布してもよい。また、三次元造形装置は、造形ピストンに対して片側においてのみ除去動作を行ってもよい。 For example, the three-dimensional modeling apparatus may apply powder to the modeling piston only from one side. Also, the three-dimensional modeling apparatus may perform the removal operation only on one side of the modeling piston.

例えば、三次元造形装置は、1個の収容タンクと、1個の除去機構と、を備えてもよい。この場合、収容タンクは、造形ピストンに対して負のX方向側に配置し、除去機構は、造形ピストンに対して正のX方向側に配置してもよい。換言すると、収容タンクは、造形ピストンに対して正のX方向の側に配置されないし、除去機構は、造形ピストンに対して負のX方向の側に配置されない。つまり、造形ピストンを挟むように収容タンク及び除去機構を配置する。この場合も、収容タンクからの粉末塗布によってリコータ(正のX方向側の部分)に付着した残留粉末を、除去機構によって除去することができる。 For example, the 3D modeling apparatus may include one storage tank and one removal mechanism. In this case, the storage tank may be arranged on the negative X direction side with respect to the build piston and the removal mechanism may be arranged on the positive X direction side with respect to the build piston. In other words, the storage tank is not located on the positive X direction side with respect to the build piston, and the removal mechanism is not located on the negative X direction side with respect to the build piston. That is, the storage tank and the removal mechanism are arranged so as to sandwich the modeling piston. Also in this case, the residual powder adhering to the recoater (the portion on the positive X direction side) due to powder application from the storage tank can be removed by the removal mechanism.

この構成では、除去機構は、リコータの塗布動作の移動方向における前方に配置される。その結果、除去機構は、リコータにおける前方側に付着した残留粉末を除去することができる。従って、粉末塗布後にリコータが収容タンク側に戻るときに、リコータに付着した残留粉末が造形ピストン上に落下することを防止できる。換言すると、リコータが粉末塗布時の移動方向とは反対側に移動するときに、残留粉末が粉末床であるエネルギビームの照射領域に落下することを防止できる。 In this configuration, the removal mechanism is positioned forward in the direction of movement of the coating operation of the recoater. As a result, the removing mechanism can remove residual powder adhering to the front side of the recoater. Therefore, when the recoater returns to the storage tank after applying the powder, it is possible to prevent the residual powder adhering to the recoater from dropping onto the modeling piston. In other words, when the recoater moves in the direction opposite to the direction of movement during powder coating, it is possible to prevent the residual powder from falling onto the energy beam irradiation region, which is the powder bed.

また、上記の実施形態では、粉末塗布工程S1を一回行うごとに、除去動作S3を行う形態を例示した。例えば、除去動作S3を行うタイミングは、必ずしもこれには限定されない。例えば、粉末塗布工程S1を複数回行った後に、除去動作S3を行ってもよい。また、リコータ24に一定量以上の残留粉末200が付着した場合に、除去動作S3を行ってもよい。 Moreover, in said embodiment, whenever performing powder application|coating process S1 once, the form which performs removal operation|movement S3 was illustrated. For example, the timing of performing the removal operation S3 is not necessarily limited to this. For example, the removal operation S3 may be performed after performing the powder application step S1 a plurality of times. Further, when a certain amount or more of the residual powder 200 adheres to the recoater 24, the removing operation S3 may be performed.

1,1A 三次元造形装置
2 造形部
3 レーザ出射部
3A 電子ビーム出射部
4 制御部
6 電子銃部
7 収束コイル
8 偏向コイル
9 チャンバ
11 作業台
11a 作業台主面
12 造形タンク
13,13A,13B,13C,13D 粉末供給装置(粉末供給部)
14 造形ピストン(造形領域部)
16 ピストン駆動装置
17A,17B 収容タンク(粉末収容部)
18A,18B 回収タンク
19 塗布機構(塗布部)
21A,21B,21C,21D,21E,21F 除去機構(粉末除去部)
22 フィードピストン
23 ピストン駆動装置
24 リコータ
26 リコータ駆動部
27 リコータ本体(塗布本体)
27a リコータ主面
28 スクレーパ(塗布押圧部)
28a スクレーパ基端
28b スクレーパ先端
28c スクレーパ主面
29 除去板
29a 除去先端面(押圧除去面)
29b 除去主面(本体除去面)
31 支持部
32 可動片(可動片部)
33 可動片駆動部(移動機構)
34 除去板
34a 除去先端面
34b 除去主面
35 除去板
36 本体除去部
37 押圧除去部
38 除去板
100 三次元造形物
101 粉末
200 残留粉末
B 電子ビーム(エネルギビーム)
S 造形空間
M 造形領域
1, 1A Three-dimensional modeling apparatus 2 Modeling unit 3 Laser emission unit 3A Electron beam emission unit 4 Control unit 6 Electron gun unit 7 Convergence coil 8 Deflection coil 9 Chamber 11 Workbench 11a Main surface of workbench 12 Modeling tanks 13, 13A, 13B , 13C, 13D powder supply device (powder supply unit)
14 modeling piston (modeling area)
16 piston driving device 17A, 17B storage tank (powder storage unit)
18A, 18B recovery tank 19 coating mechanism (coating section)
21A, 21B, 21C, 21D, 21E, 21F removal mechanism (powder removal section)
22 Feed piston 23 Piston driving device 24 Recoater 26 Recoater driving unit 27 Recoater main body (application main body)
27a recoater main surface 28 scraper (application pressing portion)
28a Scraper base end 28b Scraper tip 28c Scraper main surface 29 Removal plate 29a Removal tip surface (press removal surface)
29b removal main surface (main body removal surface)
31 support portion 32 movable piece (movable piece portion)
33 Movable piece drive unit (moving mechanism)
34 Removal plate 34a Removal tip surface 34b Removal main surface 35 Removal plate 36 Body removal part 37 Press removal part 38 Removal plate 100 Three-dimensional model 101 Powder 200 Residual powder B Electron beam (energy beam)
S modeling space M modeling area

Claims (6)

敷き均された粉末を処理して造形物を形成する三次元造形装置に用いられる粉末供給装置であって、
前記粉末を収容する粉末収容部と、
前記粉末収容部と前記粉末への処理によって前記造形物が形成される造形領域との間を移動可能に配置されて、前記粉末を前記粉末収容部から前記造形領域に移動させる塗布部と、
前記塗布部に付着した残留粉末を除去する粉末除去部と、を備え、
前記塗布部は、
前記粉末収容部から前記造形領域に向かう第1方向に前記粉末を押圧する塗布押圧部と、
前記第1方向と交差する第2方向に前記塗布押圧部が突出するように、前記塗布押圧部を把持する塗布本体と、を有し、
前記粉末除去部は、
前記塗布押圧部に対面する押圧除去面と、
前記塗布本体に対面する本体除去面と、
前記本体除去面を含む本体除去部と、を有
前記本体除去部の弾性率は、前記塗布本体の弾性率よりも小さく、
前記本体除去部が前記塗布本体に押圧されたとき、前記本体除去部は、前記塗布本体の形状に倣うように変形する、粉末供給装置。
A powder supply device for use in a three-dimensional modeling device that processes spread powder to form a modeled object,
a powder storage unit that stores the powder;
a coating unit arranged movably between the powder containing unit and a modeling area in which the modeled object is formed by processing the powder, and for moving the powder from the powder containing unit to the modeling area;
and a powder removing unit that removes residual powder adhering to the applying unit,
The application part is
an application pressing portion that presses the powder in a first direction from the powder containing portion toward the modeling region;
an application body that holds the application pressing part so that the application pressing part protrudes in a second direction that intersects with the first direction;
The powder removing unit is
a pressing removal surface facing the application pressing portion;
a body removal surface facing the applicator body;
a body removal portion including the body removal surface ;
The elastic modulus of the main body removal portion is smaller than the elastic modulus of the application main body,
The powder feeder according to claim 1, wherein when the main body removing part is pressed against the applying main body, the main body removing part deforms to follow the shape of the applying main body .
前記粉末除去部は、前記押圧除去面を含む押圧除去部を有し、
前記押圧除去部の弾性率は、前記塗布押圧部の弾性率よりも小さく、
前記押圧除去部が前記塗布押圧部に押圧されたとき、前記押圧除去部は、前記塗布押圧部の形状に倣うように変形する、請求項1に記載の粉末供給装置。
The powder removing section has a pressure removing section including the pressure removing surface,
The elastic modulus of the pressure removing portion is smaller than the elastic modulus of the application pressing portion,
2. The powder supply device according to claim 1 , wherein when said pressure removing part is pressed by said applying pressure part, said pressure removing part deforms so as to follow the shape of said applying pressure part.
前記粉末除去部は、固定されている、請求項1又は2に記載の粉末供給装置。 The powder supply device according to claim 1 or 2 , wherein the powder removal section is fixed. 前記粉末除去部は、前記押圧除去面及び前記本体除去面を含む可動片部と、
前記可動片部を前記第1方向及び前記第2方向のそれぞれに交差する第3方向に移動させる移動機構と、を有する、請求項1~のいずれか一項に記載の粉末供給装置。
The powder removing portion includes a movable piece portion including the pressing removal surface and the main body removal surface;
The powder feeder according to any one of claims 1 to 3 , further comprising a moving mechanism for moving the movable piece portion in a third direction that intersects with the first direction and the second direction.
敷き均された粉末を処理して造形物を形成する三次元造形装置であって、
前記粉末が敷き均されて、前記粉末への処理によって前記造形物が形成される造形領域部と、
前記造形領域部に前記粉末を敷き均す粉末供給部と、
を備え、
前記粉末供給部は、
前記粉末を収容する粉末収容部と、
前記粉末収容部と前記造形領域部との間を移動可能に配置されて、前記粉末を前記粉末収容部から前記造形領域部に移動させる塗布部と、
前記塗布部に付着した残留粉末を除去する粉末除去部と、を有し、
前記塗布部は、
前記粉末収容部から前記造形領域部に向かう第1方向に前記粉末を押圧する塗布押圧部と、
前記第1方向と交差する第2方向に前記塗布押圧部が突出するように、前記塗布押圧部を把持する塗布本体と、を有し、
前記粉末除去部は、
前記塗布押圧部に対面する押圧除去面と、
前記塗布本体に対面する本体除去面と、
前記本体除去面を含む本体除去部と、を有し、
前記本体除去部の弾性率は、前記塗布本体の弾性率よりも小さく、
前記本体除去部が前記塗布本体に押圧されたとき、前記本体除去部は、前記塗布本体の形状に倣うように変形する、三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus that forms a modeled object by processing the evenly spread powder,
a modeling region where the powder is evenly spread and the modeled object is formed by processing the powder;
a powder supply unit that evenly spreads the powder on the modeling area;
with
The powder supply unit is
a powder storage unit that stores the powder;
an application unit arranged movably between the powder storage unit and the modeling area unit to move the powder from the powder storage unit to the modeling area unit;
a powder removal unit for removing residual powder adhering to the application unit;
The application part is
an application pressing unit that presses the powder in a first direction from the powder storage unit toward the modeling area;
an application body that holds the application pressing part so that the application pressing part protrudes in a second direction that intersects with the first direction;
The powder removing unit is
a pressing removal surface facing the application pressing portion;
a body removal surface facing the applicator body;
a body removal portion including the body removal surface ;
The elastic modulus of the main body removal portion is smaller than the elastic modulus of the application main body,
The three-dimensional modeling apparatus , wherein when the main body removing part is pressed against the applying main body, the main body removing part deforms so as to follow the shape of the applying main body .
三次元造形装置によって三次元造形物を造形する方法であって、
前記三次元造形装置は、粉末が敷き均されて、前記粉末への処理によって前記造形物が形成される造形領域部と、前記造形領域部に粉末を敷き均す粉末供給部と、を備え、
前記粉末供給部の塗布部を所定方向に移動させることによって、前記粉末を前記造形領域部に敷き均す工程と、
敷き均された前記粉末を処理して、前記三次元造形物を造形する工程と、
前記塗布部に付着する残留粉末を除去する粉末除去部と前記塗布部とを相対的に近接させることによって、前記残留粉末を除去する工程と、を有し、
前記残留粉末を除去する工程は、
前記粉末を押圧する塗布押圧部を把持する塗布本体に付着した前記残留粉末を除去する工程と、
前記塗布押圧部に付着した前記残留粉末を除去する工程と、を含み、
前記粉末除去部は、前記塗布本体に対面する本体除去面を含む本体除去部を有し、
前記塗布本体に付着した前記残留粉末を除去する工程では、前記塗布本体の弾性率よりも小さい弾性率である前記本体除去部が前記塗布本体に押圧されて、前記本体除去部は、前記塗布本体の形状に倣うように変形する、三次元造形物を造形する方法。
A method for modeling a three-dimensional object with a three-dimensional modeling apparatus, comprising:
The three-dimensional modeling apparatus includes a modeling area section in which powder is evenly spread and the modeled object is formed by processing the powder, and a powder supply section that spreads the powder evenly in the modeling area section,
a step of spreading the powder evenly over the modeling area by moving the coating portion of the powder supply portion in a predetermined direction;
a step of processing the evenly spread powder to form the three-dimensional model;
removing the residual powder by bringing a powder removing unit that removes the residual powder adhering to the applying unit and the applying unit relatively close to each other;
The step of removing the residual powder comprises:
a step of removing the residual powder adhering to the coating body that grips the coating pressing part that presses the powder;
and removing the residual powder adhering to the application pressing part ,
The powder removal section has a body removal section including a body removal surface facing the application body,
In the step of removing the residual powder adhering to the application main body, the main body removal portion having an elastic modulus smaller than that of the application main body is pressed against the application main body so that the main body removal portion is removed from the application main body. A method of forming a three-dimensional object that deforms so as to follow the shape of the object.
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