层叠造型装置的制造方法
【技术领域】
本发明涉及层叠造型装置。
【背景技术】
[0002]在利用激光进行的金属的层叠造型中，通过重复如下工序而形成所希望的造型物:在配置于被氮气充满的造型室内且能在上下方向移动的造型台上形成非常薄的材料粉体层，对该材料粉体层的规定部位照射激光使照射位置的材料粉体烧结。
[0003]专利文献I中公开了一种构成:边沿着一对刮刀的长边方向使粉体供给装置的落下供给口移动边将材料粉体供给至一对刮刀之间的区域。
[0004]专利文献I的构成在如下方面是优异的:容易在一对刮刀间的长边方向上均匀地供给或者配合规定的造型区域的宽度来供给材料粉体。然而，由于是落下供给口一边在一对刮刀的长边方向上移动一边对一对刮刀间的区域直接供给材料粉体的构成，所以需要在落下供给口与固定设置于落下供给口的上方的材料储藏部位之间使用软管这样的挠性部件将材料粉体导入上述区域。然而，如果挠性的部件的内径大，则材料粉体将充满挠性的部件中而使挠性部件不能弯曲，落下供给口无法顺利地移动。因此，必须预先充分减小挠性部件的内径和落下供给口的内径，但单位时间的材料粉体的供给量会减少而不得不降低落下供给口的移动速度，刮刀的输送速度也需要相对减慢，因此将需要更多的时间来使材料粉体均匀。而且，由于挠性部件的内径小，所以材料粉体容易在挠性部件中或落下供给口处堵塞，有可能会使材料的供给停止。另外，由于是通过自由下落而将材料粉体输送至落下供给口，所以材料粉体的供给量取决于材料储藏部位的材料粉体的残留储藏量，无法使供给的材料粉体的量恒定。因此，需要根据变动的材料粉体的落下供给量而时常变更落下供给口的移动速度，但使落下供给口如此动作是难以实现的。而且，由于落下供给口是在落下的材料粉体的量不稳定的状态下移动的，所以材料粉体会被偏集地供给在上述区域内，材料粉体无法被准确、均匀地供给，也有可能散落在上述区域外。
现有技术文献专利文献
[0005]专利文献1:日本特开2007-216595号公报
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是，提供能够地对重涂布头稳定供给材料粉体的层叠造型装置。
[0007]根据本发明，可提供一种层叠造型装置，其具备:覆盖所需造型区域且被规定浓度的非活性气体充满的腔室、边在上述室内移动边对上述造型区域上供给材料粉体而形成材料粉体层的重涂布头、以及对上述重涂布头供给上述材料粉体的材料供给单元，上述重涂布头具备收纳上述材料粉体的材料收纳部和排出上述材料收纳部内的上述材料粉体的材料排出口，上述材料供给单元具备对上述材料收纳部供给上述材料粉体的中间管道和对上述中间管道供给上述材料粉体的主管道，上述中间管道以从能在上下方向上移动且具有细长形状的中间管道出口排出上述材料粉体的方式构成，上述材料供给单元以如下方式进行控制:在以上述中间管道出口到达比上述材料收纳部的上端低的位置的方式移动上述中间管道的状态下，从上述中间管道出口排出上述材料粉体。
[0008]本发明的层叠造型装置由于是通过从细长形状的中间管道出口排出材料粉体而对重涂布头供给材料粉体，所以不需要使中间管道沿重涂布头的长边方向移动，因而构成简单。此外，由于中间管道在上下方向上移动，并且在将中间管道出口配置于比重涂布头的材料收纳部的上端低的位置的状态下从中间管道出口排出材料粉体，所以材料粉体不会从材料收纳部溢出。
[0009]以下，例示本发明的各种实施方式。以下所示的实施方式可相互组合。
优选上述材料排出口具有细长的形状，上述中间管道出口在与上述材料排出口大致相同的方向上延伸。
优选设置开闭上述中间管道出口的中间管道闸门，上述中间管道闸门以如下方式进行控制:在上述中间管道出口位于比上述材料收纳部的上端低的位置的状态下打开上述中间管道出口。
优选上述中间管道闸门由能相互独立地控制的至少2个闸门构成。
优选上述中间管道具备从上述中间管道出口延伸出规定长度且截面积一定的沟道部和设置于上述沟道部的上侧且截面积比上述沟道部大的宽幅部。
优选上述主管道具备主管道下部和设置于上述主管道下部的上侧的主管道上部，所述主管道以被供给至上述主管道上部的上述材料粉体通过上述主管道下部而被供给至上述中间管道的方式构成，并且设有开闭上述主管道下部与上述主管道上部之间的通路的主管道闸门。
优选上述主管道下部具有扩张部，越靠近上述中间管道，上述扩张部在上述中间管道的长边方向的长度越长。
优选上述主管道以可根据收纳于上述主管道的材料粉体的重量而上下移动的方式构成。
优选上述材料供给单元具备:对上述材料收纳部供给上述材料粉体的中间管道、对上述中间管道供给上述材料粉体的主管道、以及使上述中间管道在上下方向移动的驱动机构。
优选上述主管道以前端进入上述中间管道内的方式配置，上述中间管道以如下方式构成:在上述主管道前端上侧的空间不填充上述材料粉体，并且从具有细长形状的中间管道出口排出上述材料粉体。
优选上述材料供给单元以如下方式进行控制:在以上述中间管道出口到达比上述材料收纳部的上端低的位置的方式利用上述驱动机构移动上述中间管道的状态下，从上述中间管道出口排出上述材料粉体。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的一个实施方式的层叠造型装置的简要构成图。
图2是粉体层形成装置3、材料供给单元55和激光照射部13的立体图。 图3是重涂布头11的立体图。
图4是从另一角度观察重涂布头11的立体图。
图5是从图2中取出中间管道69附近的构成后的立体图。
图6是从图5中取出中间管道69和其驱动机构后的立体图。
图7是通过图6的汽缸71a的截面的立体图。
图8是在从图2中除去了壁面Ih的状态下取出中间管道69和主管道82的连接部的附近后的立体图。
图9是通过图8的中间管道69的长边方向的大致中央的截面的立体图。
图10是通过图9的A-A线且与构成沟道部69b的壁面平行的截面的立体图。
图11(a)是所希望形状的造型物47的立体图，图11(b)是图11(a)的造型物的模型的立体图，图11(c)是表示按规定单位高度在水平面分割图11(b)的模型的状态的立体图。
图12是层叠烧结层50而得到的造型物47的立体图。
图13是使用了本发明的一个实施方式的层叠造型装置的层叠造型方法的说明图。
图14是使用了本发明的一个实施方式的层叠造型装置的层叠造型方法的说明图。
图15是用于说明对重涂布头11补充材料粉体的方法的立体图。
图16是用于说明对重涂布头11补充材料粉体的方法的立体图。
【具体实施方式】
[0011]以下，使用附图对本发明的实施方式进行说明。以下所示的实施方式中示出的各种特征事项可相互组合。
[0012]如图1所示，本发明的一个实施方式的层叠造型装置具备:覆盖所需的造型区域R且被规定浓度的非活性气体充满d的腔室I ;边在腔室I内移动边对造型区域R上供给材料粉体而形成材料粉体层8的重涂布头11 ;对材料粉体层8的规定部位照射激光L而使照射位置的材料粉体烧结的激光照射部13 ;以及对重涂布头11供给材料粉体材料供给单元55。
[0013]在腔室I内设置有粉体层形成装置3。粉体层形成装置3具备:具有造型区域R的基台4 ;配置在基台4上且以能在水平I轴方向(箭头B方向)上移动的方式构成的重涂布头11 ;沿着重涂布头11的移动方向配置于造型区域R的两侧的细长部件9r、91。造型区域R中设置有被驱动机构31驱动而能在上下方向(图1的箭头A方向)移动的造型台5。使用层叠造型装置时，在造型台5上配置造型板7，在造型台5上形成材料粉体层8。
[0014]以包围造型台5的方式设有粉体保持壁26，未烧结的材料粉体被保持在由粉体保持壁26和造型台5围成的粉体保持空间。在粉体保持壁26的下侧设有能排出粉体保持空间内的材料粉体的粉体排出部27，在层叠造型结束后，通过使造型台5下降而将未烧结的材料粉体从粉体排出部27排出，被排出的材料粉体被斜槽导板28引导至斜槽并通过斜槽而收纳于铲斗(均未图示)。
[0015]如图2?4所示，重涂布头11具备材料收纳部11a、设置于材料收纳部Ila的上表面的上表面开口部11b、和设置于材料收纳部Ila的底面且排出材料收纳部Ila内的材料粉体的材料排出口 He。材料排出口 Ilc具有在与重涂布头11的移动方向(箭头B方向)正交的水平I轴方向(箭头C方向)延伸的狭缝状的细长形状。在重涂布头11的两个侧面设有使从材料排出口 Ilc排出的材料粉体平坦化而形成材料粉体层8的橡胶刮刀llfb、Ilrbo另外，在重涂布头11的两个侧面设有吸引烧结