层叠造型装置的制造方法_2

文档序号:9760014阅读:来源:国知局
材料粉体时产生的烟气的烟气吸引部llfs、llrs。烟气吸引部IlfsUlrs沿与重涂布头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)设置。材料粉体例如为金属粉(例:铁粉),例如为平均粒径20 μ m的球形。
[0016]细长部件9r、91分别沿重涂布头11的移动方向(箭头B方向)设有开口部。通过将这些开口部中的一方用作非活性气体供给口、另一方用作非活性气体排出口,从而可在造型区域R上形成箭头C方向的非活性气体的气流,因此造型区域R中产生的烟气容易随着该非活性气体的气流而排出。应予说明,本说明书中,“非活性气体”是指实质上不与材料粉体反应的气体,可例示氮气、氩气、氦气等。
[0017]在腔室I的上方设有激光照射部13。如图2所示,激光照射部13具备:输出激光L的激光源42 ;对从激光源42输出的激光L进行二维扫描的一对电扫描器43a、43b ;以及使激光L聚光的聚光透镜44。电扫描器(X轴扫描器)43a沿箭头B方向(X轴方向)扫描激光L,电扫描器(Y轴扫描器)43b沿箭头C方向(Y轴方向)扫描激光L。扫描器43a、43b分别根据旋转角度控制信号的大小来控制旋转角度,因此可通过改变输入到扫描器43a、43b的旋转角度控制信号的大小而使激光L的照射位置移动到所希望的位置。聚光透镜44例如为f9透镜。
[0018]通过聚光透镜44的激光L透过设置于腔室I的窗Ia而照射到形成于造型区域R的材料粉体层8。激光L只要能够将材料粉体烧结,其种类就没有限定,例如为CO2激光、光纤激光、YAG激光等。窗Ia由可透过激光L的材料形成。例如,激光L为光纤激光或YAG激光时,窗Ia可以由石英玻璃构成。
[0019]在腔室I的上表面以覆盖窗Ia的方式设有烟气附着防止部17。烟气附着防止部17具备圆筒状的壳体17a和配置于壳体17a内的圆筒状的扩散部件17c。在壳体17a与扩散部件17c之间设有非活性气体供给空间17d。另外,在壳体17a的底面于扩散部件17c的内侧设有开口部17b。在扩散部件17c设有多个微孔17e,被供给至非活性气体供给空间17d的洁净的非活性气体通过微孔17e而充满洁净空间17f。然后,充满于洁净空间17f的洁净的非活性气体通过开口部17b被喷向烟气附着防止部17的下方。
[0020]如图1?2所示,材料供给单元55设置于靠近腔室I的壁面le、If、lg、Ih的位置。材料供给单元55具备对重涂布头11的材料收纳部Ila供给材料粉体的中间管道69和对中间管道69供给材料粉体的主管道82。从料罐76对主管道82供给材料粉体。主管道82具备主管道下部73和设置于主管道下部73上侧的主管道上部72,以供给至主管道上部72的材料粉体通过主管道下部73而被供给至中间管道69的方式构成。
[0021]如图5所示,中间管道69以从中间管道出口 69a排出材料粉体的方式构成,所述中间管道出口 69a能在上下方向上移动且具有细长的形状(本实施方式中为长方形)。中间管道出口 69a沿与重涂布头11的材料排出口 Ilc大致相同的方向延伸。这样的构成有如下优点:可将从中间管道出口 69a排出的材料粉体大致均匀地排出在材料排出口 Ilc延伸的方向上,所以不需要使中间管道69在重涂布头11的长边方向移动。
[0022]中间管道出口 69a通过I个以上的中间管道闸门70来开闭。在本实施方式中,设有能相互独立地控制的2个中间管道闸门70a、70b。如图6所示,中间管道闸门70a、70b分别被汽缸71a、71b驱动。中间管道闸门70a、70b在底面的局部具有开口部70al、70bl。可通过使中间管道闸门70a、70b移动到开口部70al、70bl的位置与中间管道出口 69a —致的位置来排出中间管道69内的材料粉体。应予说明,图7中,由于中间管道闸门70a的开口部70al与中间管道出口 69a—致,中间管道闸门70b的开口部70bl与中间管道出口 69a不一致,所以仅能从中间管道闸门70a侧排出材料粉体。这样,通过设置能相互独立地驱动的多个闸门,能够仅从中间管道出口 69a的部分区域排出材料粉体。通过这样排出材料粉体,能够仅在造型区域R的部分区域形成材料粉体层8,在造型物的尺寸较小时能够减少材料粉体的使用量。中间管道出口 69a在通常时被中间管道闸门70关闭,如下文所述,对重涂布头11的材料收纳部Ila供给材料粉体时,在比材料收纳部Ila的上端低的位置被打开而从中间管道出口 69a排出材料粉体。应予说明,在独立控制2个以上的中间管道闸门70的开闭的情况下,优选以与各中间管道闸门70的位置对应配置的方式配置多个后述的检测材料收纳部Ila内的材料粉体的量的传感器。
[0023]如图5?7所示,中间管道69具备从中间管道出口 69a延伸出规定长度且截面积一定的沟道部69b和设置于沟道部69b的上侧且截面积比沟道部69b大的宽幅部69c。应予说明,这里的截面积是指与水平面平行的截面的面积。从主管道82供给的材料粉体通过宽幅部69c被供给至沟道部69b。沟道部69b设置于间隔配置的一对壁面之间。由于沟道部69b的截面积小,所以材料粉体容易填充,另一方面,材料粉体也容易在沟道部69b内堵塞。但是,通过上下移动中间管道69时的振动,容易消除沟道部69b中的材料粉体的堵塞。
[0024]在中间管道69的上端设有凸缘69d,波纹管75的一端固定于凸缘69d,另一端固定于腔室I的壁面le。在中间管道69上下移动时,通过波纹管75的伸缩来维持中间管道69与壁面Ie之间的连接。如图2、图5和图6所示,驱动机构77可在上下方向驱动中间管道69,该驱动机构77设置在固定于形成造型区域R的基台4的支撑台78上。驱动机构77由螺旋弹簧77a和汽缸77b构成,中间管道69随着汽缸77b的伸缩而上下移动。
[0025]如图8?9所示,在壁面Ie上设有罩79,主管道下部73插通于设置在壁面Ie和罩79的开口部。由于主管道下部73的前端的出口配置在中间管道69内,所以来自主管道下部73的材料粉体被供给至中间管道69。如图10所示,主管道下部73具有越接近中间管道69越向中间管道69的长边方向变长的扩张部73a,因此材料粉体边在中间管道69的长边方向扩张边被供给至中间管道69,并且在主管道下部73内材料粉体不易堵塞。另外,在中间管道69内,主管道下部73的前端上侧的空间69e不会填充材料粉体而容易形成空气滞留。因此,材料粉体不易堵塞。
[0026]在主管道下部73与主管道上部72之间设有开闭主管道下部73和主管道上部72之间的通路68a的主管道闸门68。主管道闸门68被闸门支持部71支撑。闸门支持部71上安装有驱动主管道闸门68开闭的汽缸80,主管道闸门68随着汽缸80的伸缩而移动,从而开闭通路68a。
[0027]闸门支持部71和罩79由波纹管74连接。S卩,波纹管74的一端固定于闸门支持部71,另一端固定于罩79。主管道82被配置在支撑台83上的螺旋弹簧81支撑,并以可根据收纳于主管道82的材料粉体的重量而上下移动的方式构成。根据这样的构成,由于主管道82随着材料粉体减少而上升,所以能够容易地检测对主管道82供给材料粉体的时机。另外,主管道82上下移动时,通过波纹管74的伸缩来维持闸门支持部71与罩79之间的连接。
[0028]腔室I的内部与外部被主管道闸门68、闸门支持部71、波纹管74、罩79和波纹管75分隔开。由这些部件围成的空间成为腔室I内部的空间,在层叠造型时成为非活性气体气氛。另一方面,波纹管74的外侧的空间和主管道闸门68的上侧的空间成为外部气氛。在主管道82中,主管道上部72内成为外部空间,主管道下部73内成为腔室I内的空间,两个空间被主管道闸门68分隔开。通路68a在通常时被主管道闸门68关闭,在从主管道上部72对主管道下部73供给材料粉体时被打开。根据这样的构成,在层叠造型中对重涂布头11供给材料粉体时,能够将外气侵入腔室I内的情况控制在最小限度。
[0029]接着,对向腔室I供给非活性气体的供给系统和从腔室I排出烟气的排出系统进行说明。
[0030]向腔室I供给非活性气体的供给系统中,非活性气体供给装置15与烟气收集器19连接。非活性气体供给装置15具有供给非活性气体的功能,例如非活性气体的储气瓶。烟气收集器19在其上游侧和下游侧具有管箱21、23。从腔室I排出的气体(含烟气的非活性气体)通过管箱21被输送到烟气收集器19,在烟气收集器19中除去了烟气的非活性气体通过管箱23被输送到腔室I。通过这样的构成,能够实现非活性气体的再利用。
[0031]如图1所示,非活性气体供给系统分别与腔室I的上部供给口 lb、烟气附着防止部17的非活性气体供给空间17d和细长部件91连接。非活性气体通过上部供给口 Ib被填充到腔室I的造型空间Id内。供给至细长部件91内的非活性气体通过开口部被排出到造型区域R上。
[0032]本实施方式中,以如下方式构成:来
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