层叠造型装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及层叠造型装置。
【背景技术】
[0002]在基于激光的金属的层叠造型中，通过重复在可以向上下方向移动的造型台上形成非常薄的材料粉体层，并对该材料粉体层照射激光并烧结的工序，来形成所希望的造型物。随着进行层叠造型，造型台逐渐地降低，未烧结的材料粉体被保持在被造型台和设置在其周围的粉体保持壁包围的空间中。
[0003]在层叠造型完成后，需要将未烧结的材料粉体从造型台上的空间中除去，在专利文献1中，使用真空装置吸出。
【现有技术文献】
【专利文献】
[0004]专利文献1:专利第3770206号公报。
[0005]但是，专利文献1的方法花费工夫以及时间，因此希望存在一种更容易地、且在短时间内除去未烧结的材料粉体的装置。
【发明内容】
[0006]本发明是鉴于这样的问题而完成的，提供一种在层叠造型完成后，可以容易地、且在短时间内除去未烧结的材料粉体的层叠造型装置。
[0007]根据本发明，提供一种层叠造型装置，该装置使用材料粉体进行层叠造型，具备腔体、造型台以及粉体保持壁；所述腔体被规定浓度的惰性气体充满，所述造型台被配置于所述腔体内，且可以在上下方向移动，所述粉体保持壁包围造型台，且保持供给于所述造型台上的所述材料粉体。可以排出所述材料粉体的粉体排出部设置于所述粉体保持壁或其下侧。
[0008]在本发明中，将可以排出材料粉体的粉体排出部设置于粉体保持壁或其下侧。因此，在层叠造型完成后，可以通过粉体排出部将未烧结的材料粉体排出，因此可以容易地、且在短时间内除去未烧结的材料粉体。
[0009]以下，示例出本发明的各种实施方式。以下所示的实施方式可以相互组合。
优选还具备上部滑动片(wiper)，所述上部滑动片被配置在所述造型台的边缘，并且当所述造型台移动时在所述粉体保持壁上滑动。
优选还具备料斗(bucket)，所述料斗接收从所述粉体排出部排出的所述材料粉体。
优选还具备滑槽(shooter)，所述滑槽将从所述粉体排出部排出的所述材料粉体向所述料斗引导。
优选还具备滑槽导向部，所述滑槽导向部相对于所述滑槽来固定，并且将从所述粉体排出部排出的所述材料粉体向所述滑槽引导。
优选还具备驱动机构隔板和下部滑动片，所述驱动机构隔板包围所述造型台的驱动机构的周围，所述下部滑动片在所述滑槽导向部的下方的位置相对于滑槽固定，并且在所述造型台移动时在所述驱动机构隔板上滑动。
优选所述粉体排出部被设置在进行层叠造型时所述造型台的行程(stroke)下限的下方。
优选所述造型台的构成是:在所述材料粉体排出后，是上升的。
【附图说明】
[0010]图1是本发明的一实施方式的层叠造型装置的概略结构图。
图2是粉体层形成装置3的立体图。
图3是涂覆机头11的立体图。
图4是涂覆机头11从另一角度来观察的立体图。
图5是使用本发明的一实施方式的层叠造型装置的层叠造型方法的说明图。
图6是使用本发明的一实施方式的层叠造型装置的层叠造型方法的说明图。
图7是表示层叠造型完成时粉体层形成装置3的状态的立体图。
图8是表示图7的状态下的造型台5及其周围的状态的剖面图。将驱动机构31简化表示。在图9中也相同。
图9是表示使造型台5从图8的状态降下，并使粉体排出部27与粉体保持空间32连通的状态的剖面图。
图10是表示图9的状态下的粉体层形成装置3的主要部分的状态的立体图。
【具体实施方式】
[0011]以下，使用附图，针对本发明的实施方式进行说明。以下所示的实施方式中所示的各种特征事项可以相互组合。
[0012]如图1?图2所示，本发明的一实施方式的层叠造型装置在腔体1内设置粉体层形成装置3。粉体层形成装置3具备:基座4，具有造型区域R ;涂覆机头11，构成为被配置在基座4上，并且可以向水平的1轴方向(箭头B方向)移动；以及细长部材9r，91，沿着涂覆机头11的移动方向设置在造型区域R的两侧。在造型区域R设置由驱动机构31驱动，并且可以在上下方向(图1的箭头A方向)移动的造型台5。当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之上形成材料粉体层8。另外，以包围造型台5的方式设置有粉体保持壁26，在被粉体保持壁26和造型台5包围的粉体保持空间32 (图7所示)中保持未烧结的材料粉体。在粉体保持壁26的下侧，设置可以排出粉体保持空间32内的材料粉体的粉体排出部27。从粉体排出部27排出的材料粉体通过滑槽导向部28向滑槽29引导，通过滑槽29收容于料斗30。针对使未烧结的材料粉体从粉体排出部27排出的方法的细节如下述说明。
[0013]如图2?图4所示，涂覆机头11具备材料收容部1 la、设置于材料收容部1 la的顶面的材料供给部lib、以及设置于材料收容部11a的底面，并且排出材料收容部11a内的材料粉体的材料排出部11c。材料排出部11c是在与涂覆机头11的移动方向(箭头B方向)正交的水平的1轴方向(箭头C方向)延伸的缝隙形状。在涂覆机头11的两侧面设置对从材料排出部11c排出的材料粉体进行平坦化处理形成材料粉体层8的压板(squeezingblades) llfbairbo另外，在涂覆机头11的两侧面，设置吸引在材料粉体烧结时所产生的烟尘(fume)的吸烟部llfs，llrs。吸烟部llfs，llrs沿着与涂覆机头11的移动方向(箭头B方向)正交的水平的1轴方向(箭头C方向)来设置。材料粉体例如是金属粉(例如:铁粉)，例如为平均粒径为20 μ m的球形。
[0014]在细长部材9r，91上分别沿着涂覆机头11的移动方向(箭头B方向)设置开口部。这些开口部的一个被作为惰性气体供给口来使用，另一个被作为惰性气体排出口来使用，从而箭头C方向的惰性气体可以在造型区域R上流动，因此在造型区域R产生的烟尘随着该惰性气体的流动而容易地排出。另外，在本说明书中，所谓“惰性气体”是指实质上不与材料粉体发生反应的气体，例如有氮气、氩气、氦气等。
[0015]在腔体1的上方设置激光照射部13，从激光照射部13输出的激光L透过设置在腔体1上的窗口 la向形成于造型区域R的材料粉体层8照射。激光照射部13在造型区域R可以由激光L进行二维扫描地构成即可，例如，由生成激光L的激光光源和在造型区域R中可以由激光L进行二维扫描的一对Galvano扫描仪构成。只要激光L可以对材料粉体进行烧结，其种类就没有限定，例如为C02激光、光纤激光、YAG激光等。窗口 la由可以透过激光L的材料形成。例如，当激光L是光纤激光或YAG激光时，窗口 la可以由石英玻璃构成。
[0016]在腔体1的顶面，以覆盖窗口 la的方式设置烟尘扩散部17。烟尘扩散部17具备圆筒形的壳体17a和配置在壳体17a内的圆筒形的扩散部件17c。在壳体17a与扩散部件17c之间设置惰性气体供给空间17d。另外，在壳体17a的底面上，在扩散部件17c的内侧设置开口部17b。在扩散部件17c上设置有多个微孔17e，向惰性气体供给空间17d供给的清洁的惰性气体通过微孔17e充满清洁空间17f。并且，充满清洁空间17f的清洁的惰性气体通过开口部17b朝向烟尘扩散部17的下方喷出。
[0017]接着，针对朝向腔体1的惰性气体供给系统和来自腔体1的排烟尘系统进行说明。
[0018]在朝向腔体1的惰性气体供给系统上，连接有惰性气体供给装置15和集烟器19。惰性气体供给装置15具有供给惰性气体的功能，例如是惰性气体的气罐(gas cylinder)。集烟器19在其上游侧以及下游侧具有导管箱21，23。从腔体1排出的气体(含有烟尘的惰性气体)通过导管箱21向集烟器19输送，在集烟器19中除去了烟尘的惰性气体通过导管箱23向腔体1输送。通过这样的结构，可以重新利用惰性气体。
[0019]如图1所示，惰性气体供给系统分别与腔体1的上部供给口 lb、烟尘扩散部17的惰性气体供给空间17d、以及细长部件91连接。通过上部供给口 lb向腔体1的造型空间Id内填充惰性气体。向细长部材91内供给的惰性气体通过开口部向造型区域R上排出。
[0020]在本实施方式中，构成为来自集烟器19的惰性气体向上部供给口 lb输送，来自惰性气体供给装置15的惰性气体向惰性气体供给空间17d以及细长部材91输送。在来自集烟器19的惰性气体中可能残留没有完全除去的烟尘，但在本实施