[go: up one dir, main page]

JP7508992B2 - 3D modeling equipment - Google Patents

3D modeling equipment Download PDF

Info

Publication number
JP7508992B2
JP7508992B2 JP2020176550A JP2020176550A JP7508992B2 JP 7508992 B2 JP7508992 B2 JP 7508992B2 JP 2020176550 A JP2020176550 A JP 2020176550A JP 2020176550 A JP2020176550 A JP 2020176550A JP 7508992 B2 JP7508992 B2 JP 7508992B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inert gas
supply unit
gas supply
cover glass
gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020176550A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022067772A (en
Inventor
一志 須田
淳 吉江
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2020176550A priority Critical patent/JP7508992B2/en
Publication of JP2022067772A publication Critical patent/JP2022067772A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7508992B2 publication Critical patent/JP7508992B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、三次元の物体を造形する三次元造形装置に関する。 The present invention relates to a three-dimensional printing device that prints three-dimensional objects.

従来、三次元造形装置として、例えば、特開2020-015931号公報に記載されるように、チャンバ内に不活性ガスを噴き出すノズルを設けた装置が知られている。この装置は、ノズルから不活性ガスを噴き出させ、この不活性ガスによりビーム照射により生ずるヒュームを排除しようとするものである。ヒュームがビーム入射用のカバーガラス(窓部)に付着してしまうと、所望のビームを照射できず、物体の造形に支障を生ずる。 Conventionally, as a three-dimensional modeling device, a device equipped with a nozzle that sprays inert gas into a chamber is known, as described in JP 2020-015931 A, for example. This device sprays inert gas from a nozzle, and aims to eliminate fumes generated by beam irradiation using this inert gas. If fumes adhere to the cover glass (window portion) for beam incidence, the desired beam cannot be irradiated, causing problems in the modeling of an object.

特開2020-015931号公報JP 2020-015931 A

このような三次元造形装置において、カバーガラスをヒュームから的確に保護することが難しい。例えば、多量のヒュームを確実に排除するために、噴き付ける不活性ガスの流速を速くすることが考えられる。しかしながら、不活性ガスの流速を速くすると、不活性ガスを噴き付けられたヒュームは排除することができるが、不活性ガスの速い流れにヒュームが巻き込まれ、新たなヒュームを呼び込むこととなる。このため、ヒュームがカバーガラスに付着して適切な物体の造形が行えないおそれがある。 In such three-dimensional printing devices, it is difficult to adequately protect the cover glass from fumes. For example, in order to reliably remove a large amount of fumes, it is possible to increase the flow rate of the sprayed inert gas. However, while increasing the flow rate of the inert gas can remove the fumes sprayed with the inert gas, the fumes are caught in the fast flow of inert gas, attracting new fumes. As a result, there is a risk that the fumes will adhere to the cover glass, making it impossible to properly print an object.

そこで、ヒュームの影響を抑制して物体を適切に造形することができる三次元造形装置の開発が望まれている。 Therefore, there is a need to develop a three-dimensional printing device that can suppress the effects of fumes and properly print objects.

本開示の一態様に係る三次元造形装置は、チャンバ内の造形材料にエネルギビームを照射し造形材料を溶融させ積層させて三次元の物体を造形する三次元造形装置において、エネルギビームを出射し、カバーガラスを通じてエネルギビームをチャンバ内へ入射させエネルギビームを造形材料に照射させるビーム出射部と、チャンバに設けられ造形材料の周辺に対し不活性ガスを供給する第一ガス供給部と、チャンバに設けられ第一ガス供給部より上方に設置されカバーガラスの周辺に対し不活性ガスを供給する第二ガス供給部とを備え、第二ガス供給部から噴き出される不活性ガスの流速は、第一ガス供給部から噴き出される不活性ガスの流速より遅く設定されている。この三次元造形装置によれば、第二ガス供給部から噴き出される不活性ガスの流速を第一ガス供給部から噴き出される不活性ガスの流速より遅くすることにより、ビーム照射で生ずるヒュームが第二ガス供給部から噴き出される不活性ガスの流れに巻き込まれてカバーガラスの方向へ流れることを抑制することができる。このため、第二ガス供給部から噴き出される不活性ガスによってカバーガラスを的確に保護することができる。 A three-dimensional printing apparatus according to one aspect of the present disclosure is a three-dimensional printing apparatus that irradiates a printing material in a chamber with an energy beam to melt and laminate the printing material to form a three-dimensional object, and includes a beam emission unit that emits an energy beam and causes the energy beam to enter the chamber through a cover glass to irradiate the printing material with the energy beam, a first gas supply unit that is provided in the chamber and supplies an inert gas to the periphery of the printing material, and a second gas supply unit that is provided in the chamber and installed above the first gas supply unit and supplies an inert gas to the periphery of the cover glass, and the flow rate of the inert gas ejected from the second gas supply unit is set slower than the flow rate of the inert gas ejected from the first gas supply unit. According to this three-dimensional printing apparatus, by making the flow rate of the inert gas ejected from the second gas supply unit slower than the flow rate of the inert gas ejected from the first gas supply unit, it is possible to prevent fumes generated by beam irradiation from being caught in the flow of the inert gas ejected from the second gas supply unit and flowing toward the cover glass. This allows the cover glass to be adequately protected by the inert gas ejected from the second gas supply unit.

また、本開示の一態様に係る三次元造形装置において、第一ガス供給部及び第二ガス供給部はエネルギビームの照射方向に対し交差する方向へ不活性ガスを噴き出してもよい。この場合、第一ガス供給部及び第二ガス供給部がエネルギビームの照射方向に対し交差する方向へ不活性ガスを噴き出すことにより、エネルギビームの照射により生じたヒュームを側方へ流すことができる。 In addition, in the three-dimensional printing apparatus according to one aspect of the present disclosure, the first gas supply unit and the second gas supply unit may spray the inert gas in a direction intersecting the irradiation direction of the energy beam. In this case, by the first gas supply unit and the second gas supply unit spraying the inert gas in a direction intersecting the irradiation direction of the energy beam, fumes generated by the irradiation of the energy beam can be diverted to the side.

また、本開示の一態様に係る三次元造形装置において、第二ガス供給部は、不活性ガスを貯留するためのタンク及びタンクの下流側に設けられ不活性ガスの流速を減速する減速部材を有し、減速部材の下流側に不活性ガスを噴き出すための噴出し口が形成されていてもよい。この場合、不活性ガスの流速を減速する減速部材を有することにより、タンクに送られてくる不活性ガスを減速して噴出し口から噴き出すことができる。このため、噴出し口を大きく形成しても、不活性ガスの流量が多大とならず、高さ方向に幅広い状態で不活性ガスを供給することができる。これにより、ヒュームからカバーガラスを的確に保護することができる。 In addition, in the three-dimensional modeling apparatus according to one aspect of the present disclosure, the second gas supply unit may have a tank for storing the inert gas and a deceleration member provided downstream of the tank for decelerating the flow rate of the inert gas, and an outlet for ejecting the inert gas may be formed downstream of the deceleration member. In this case, by having a deceleration member for decelerating the flow rate of the inert gas, the inert gas sent to the tank can be decelerated and ejected from the outlet. Therefore, even if the outlet is made large, the flow rate of the inert gas does not become too large, and the inert gas can be supplied in a wide range in the height direction. This allows the cover glass to be adequately protected from fumes.

また、本開示の一態様に係る三次元造形装置において、第二ガス供給部から噴き出される不活性ガスの流速は0.1~0.2m/sであってもよい。この場合、第二ガス供給部から噴き出される不活性ガスの流速を0.1~0.2m/sとすることにより、緩やかに不活性ガスを流すことができる。このため、ヒュームが第二ガス供給部から噴き出される不活性ガスの流れに巻き込まれてカバーガラスの方向へ流れることを抑制することができる。従って、第二ガス供給部から噴き出される不活性ガスによってカバーガラスを的確に保護することができる。 In addition, in the three-dimensional modeling apparatus according to one aspect of the present disclosure, the flow rate of the inert gas ejected from the second gas supply unit may be 0.1 to 0.2 m/s. In this case, by setting the flow rate of the inert gas ejected from the second gas supply unit to 0.1 to 0.2 m/s, the inert gas can be made to flow gently. This makes it possible to prevent fumes from being caught in the flow of the inert gas ejected from the second gas supply unit and flowing toward the cover glass. Therefore, the cover glass can be adequately protected by the inert gas ejected from the second gas supply unit.

本開示の発明によれば、ヒュームの影響を抑制して物体を適切に造形することができる。 The disclosed invention makes it possible to suppress the effects of fumes and properly shape objects.

本開示の実施形態に係る三次元造形装置の構成概要図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a three-dimensional printing apparatus according to an embodiment of the present disclosure. 図1の三次元造形装置における第二ガス供給部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a second gas supply unit in the three-dimensional modeling apparatus of FIG. 1 . 図1の三次元造形装置における第二ガス供給部の斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a second gas supply unit in the three-dimensional modeling apparatus of FIG. 1 . 図1の三次元造形装置の変形例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a modification of the three-dimensional modeling apparatus of FIG. 1 .

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。 Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the drawings. Note that in the description of the drawings, the same elements are given the same reference numerals, and duplicate descriptions will be omitted.

図1は、本開示の実施形態に係る三次元造形装置の構成概要図である。三次元造形装置1は、粉末材料AにレーザビームBを照射して粉末材料Aを溶融させ積層することにより三次元の物体を造形する装置である。この三次元造形装置1は、粉末床溶融結合法(PBF: Powder Bed Fusion)を用いた装置であり、エネルギビームとしてレーザビームBを用いレーザビーム積層造形 (LBM: Laser Beam Melting) によって物体を造形する。粉末材料Aは、物体を造形するための造形材料であり、多数の粉末体により構成される。粉末材料Aとしては、例えば金属製の粉末が用いられる。また、粉末材料Aとしては、レーザビームBの照射により溶融及び固化できるものであれば、粉末より粒径の大きい粒体を用いてもよい。レーザビームBは、粉末材料Aを溶解するためのエネルギビームである。 Figure 1 is a schematic diagram of a three-dimensional modeling device according to an embodiment of the present disclosure. The three-dimensional modeling device 1 is a device that forms a three-dimensional object by irradiating a powder material A with a laser beam B to melt and stack the powder material A. This three-dimensional modeling device 1 is a device that uses powder bed fusion (PBF) and forms an object by laser beam melting (LBM) using a laser beam B as an energy beam. The powder material A is a modeling material for forming an object and is composed of a large number of powder bodies. For example, a metal powder is used as the powder material A. In addition, as the powder material A, a granular body with a larger particle size than the powder may be used as long as it can be melted and solidified by irradiation with a laser beam B. The laser beam B is an energy beam for melting the powder material A.

三次元造形装置1は、ビーム出射部2、第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4を備えている。ビーム出射部2は、チャンバ11内の粉末材料Aに対しレーザビームBを出射し、粉末材料Aを溶融させる。レーザビームBは、レーザ光により形成されるビームである。例えば、ビーム出射部2は、粉末材料AにレーザビームBを照射し粉末材料Aを溶融させて三次元の物体の造形を行っていく。ビーム出射部2は、チャンバ11の外部に設けられ、例えばチャンバ11の上方に設置される。チャンバ11は、物体を造形するための空間を形成する箱体である。チャンバ11内の下部には、テーブル12が設けられ、テーブル12の上方で物体の造形が行われる。例えば、テーブル12は、チャンバ11内に配置されるベース台15に取り付けられ、上下移動可能に設けられている。テーブル12上には、粉末材料Aが敷き均され、レーザビームBが粉末材料Aに照射されることにより粉末材料Aが溶融され固化される。そして、テーブル12を下方へ移動させて、再び粉末材料Aの敷き均し及びレーザビームBの照射が行われる。この工程を繰り返すことにより、物体が積層造形される。なお、図1では、テーブル12の移動機構、粉末材料Aを貯留するタンク及び粉末材料Aの敷き均しを行うリコータなどの図示を省略している。この移動機構、タンク及びリコータなどは公知の機構や機器などを用いることができる。 The three-dimensional modeling device 1 includes a beam emitting unit 2, a first gas supply unit 3, and a second gas supply unit 4. The beam emitting unit 2 emits a laser beam B to the powder material A in the chamber 11 to melt the powder material A. The laser beam B is a beam formed by laser light. For example, the beam emitting unit 2 irradiates the powder material A with the laser beam B to melt the powder material A to model a three-dimensional object. The beam emitting unit 2 is provided outside the chamber 11, for example, above the chamber 11. The chamber 11 is a box that forms a space for modeling an object. A table 12 is provided at the bottom of the chamber 11, and the object is modeled above the table 12. For example, the table 12 is attached to a base table 15 arranged in the chamber 11 and is provided so as to be movable up and down. The powder material A is spread evenly on the table 12, and the powder material A is irradiated with the laser beam B to melt and solidify the powder material A. Then, the table 12 is moved downward, and the powder material A is spread evenly and the laser beam B is irradiated again. By repeating this process, an object is layer-by-layer manufactured. Note that in FIG. 1, the movement mechanism of the table 12, the tank that stores the powder material A, and the recoater that spreads the powder material A evenly are not shown. The movement mechanism, tank, and recoater can be publicly known mechanisms and devices.

ビーム出射部2は、例えば、図示しないレーザ発振器を有している。レーザ発振器は、レーザ光を発するレーザ光源であり、レーザ光をレーザビームBとして発し、図示しないガルバノスキャナに入射させる。そして、レーザビームBは、ガルバノスキャナで反射され、カバーガラス21を通じてチャンバ11に入射し、粉末材料Aに照射される。レーザ発振器としては、粉末材料Aを溶融できるレーザビームBを出射できるものであれば、いずれのものを用いてもよい。また、ガルバノスキャナは、所望の位置にレーザビームBを照射できるものであれば、いずれのタイプのものを用いてもよい。また、レーザビームBの照射位置の調整を行う機構は、ガルバノスキャナ以外のものを用いてもよい。 The beam emission unit 2 has, for example, a laser oscillator (not shown). The laser oscillator is a laser light source that emits laser light, and emits the laser light as laser beam B, which is incident on a galvanometer scanner (not shown). The laser beam B is then reflected by the galvanometer scanner, enters the chamber 11 through the cover glass 21, and is irradiated on the powder material A. Any type of laser oscillator may be used as long as it can emit a laser beam B that can melt the powder material A. Any type of galvanometer scanner may be used as long as it can irradiate the laser beam B to the desired position. A mechanism other than a galvanometer scanner may be used to adjust the irradiation position of the laser beam B.

ビーム出射部2は、レーザビームBの照射制御を行う。例えば、ビーム出射部2は、物体の三次元CAD(Computer-Aided Design)データを用い、二次元のスライスデータを生成する。物体の三次元CADデータは、物体の三次元の形状データである。スライスデータは、物体の水平断面のデータであり、物体の上下位置に応じた多数のデータの集合体である。ビーム出射部2は、スライスデータに基づいて、レーザビームBが粉末材料Aに対し照射すべき造形領域を設定し、造形領域上の粉末材料AにレーザビームBを照射する。なお、上述した照射制御は、ビーム出射部2とは別の制御器により行ってもよい。 The beam emitting unit 2 controls the irradiation of the laser beam B. For example, the beam emitting unit 2 uses three-dimensional CAD (Computer-Aided Design) data of the object to generate two-dimensional slice data. The three-dimensional CAD data of the object is three-dimensional shape data of the object. The slice data is data of the horizontal cross section of the object, and is a collection of a large number of data according to the vertical position of the object. Based on the slice data, the beam emitting unit 2 sets a modeling area where the laser beam B should irradiate the powder material A, and irradiates the powder material A on the modeling area with the laser beam B. Note that the above-mentioned irradiation control may be performed by a controller separate from the beam emitting unit 2.

レーザビームBが粉末材料Aに照射されることにより、ヒュームFが発生する。ヒュームFは、粉末材料Aの加熱、溶融により生ずる煙である。ヒュームFがカバーガラス21に触れて付着すると、所望のレーザビームBが得られず、物体の造形に支障を来すこととなる。このため、物体の造形に悪影響を及ぼさないように、ヒュームFをチャンバ11内の造形空間から的確に排出することが望ましい。 When the laser beam B is irradiated onto the powder material A, fumes F are generated. The fumes F are smoke that is generated by heating and melting the powder material A. If the fumes F come into contact with and adhere to the cover glass 21, the desired laser beam B cannot be obtained, and this causes problems in the fabrication of the object. For this reason, it is desirable to accurately exhaust the fumes F from the fabrication space in the chamber 11 so as not to adversely affect the fabrication of the object.

第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4は、不活性ガスGによりビーム照射で発生するヒュームFを排除する機構であり、レーザビームBの照射方向に対し交差する方向へ不活性ガスGを噴き出すように構成されている。例えば、レーザビームBの照射方向が垂直方向である場合、第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの噴き出し方向は水平とされる。なお、ここで垂直方向にはほぼ垂直な方向が含まれ、水平方向にはほぼ水平な方向が含まれる。このように、第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4がレーザビームBの照射方向に対し交差する方向へ不活性ガスGを噴き出すことにより、レーザビームBの照射により生じたヒュームFを側方へ流して造形空間から排出することができる。 The first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4 are mechanisms for eliminating fumes F generated by beam irradiation using inert gas G, and are configured to spray inert gas G in a direction intersecting the irradiation direction of the laser beam B. For example, when the irradiation direction of the laser beam B is vertical, the spray direction of the inert gas G sprayed from the first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4 is horizontal. Note that the vertical direction here includes a direction that is nearly vertical, and the horizontal direction includes a direction that is nearly horizontal. In this way, by the first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4 spraying inert gas G in a direction that intersects the irradiation direction of the laser beam B, the fumes F generated by the irradiation of the laser beam B can be made to flow sideways and discharged from the printing space.

第一ガス供給部3は、チャンバ11内に設けられ、粉末材料Aの周辺に対し不活性ガスGを供給する。不活性ガスGは、シールドガスとも称され、例えばアルゴンなどの気体が用いられる。不活性ガスGの流れは、図1中に矢印で示している。第一ガス供給部3は、テーブル12の上方であってその側方の位置に取り付けられている。第一ガス供給部3は、例えばベース台15又はチャンバ11に支持して取り付ければよい。第一ガス供給部3は、水平方向に不活性ガスGを噴出し、粉末材料Aの上方の造形空間に不活性ガスGを噴きかける。これにより、レーザ照射により生ずるヒュームFが造形空間から排除される。造形空間は、チャンバ11内の空間であって、主に造形に用いられる空間である。具体的には、レーザビームBが通る光路の周辺の空間が該当する。第一ガス供給部3は、不活性ガスGの噴出するためのノズル31を有している。ノズル31の先端は粉末材料Aの上方の造形空間へ向けられており、ノズル31から水平方向に不活性ガスGが噴出される。 The first gas supply unit 3 is provided in the chamber 11 and supplies an inert gas G to the periphery of the powder material A. The inert gas G is also called a shielding gas, and for example, a gas such as argon is used. The flow of the inert gas G is indicated by arrows in FIG. 1. The first gas supply unit 3 is attached to a position above and to the side of the table 12. The first gas supply unit 3 may be supported and attached to, for example, the base table 15 or the chamber 11. The first gas supply unit 3 sprays the inert gas G in the horizontal direction and sprays the inert gas G into the molding space above the powder material A. This removes fumes F generated by the laser irradiation from the molding space. The molding space is a space within the chamber 11 and is a space mainly used for molding. Specifically, the space around the optical path through which the laser beam B passes corresponds to this. The first gas supply unit 3 has a nozzle 31 for spraying the inert gas G. The tip of the nozzle 31 is directed toward the molding space above the powder material A, and the inert gas G is sprayed horizontally from the nozzle 31.

第二ガス供給部4は、チャンバ11内に設けられ、カバーガラス21の周辺に対し不活性ガスGを供給する。第二ガス供給部4は、カバーガラス21の下方であってその側方の位置に取り付けられ、水平方向に不活性ガスGを噴出し、カバーガラス21の下方の造形空間に不活性ガスGを噴きかける。これにより、下方から上昇するヒュームFを側方へ排出することができ、カバーガラス21にヒュームFが触れることが抑制される。 The second gas supply unit 4 is provided in the chamber 11 and supplies inert gas G to the periphery of the cover glass 21. The second gas supply unit 4 is attached to a position below and to the side of the cover glass 21, and sprays inert gas G in the horizontal direction, spraying the inert gas G into the printing space below the cover glass 21. This allows the fumes F rising from below to be exhausted to the side, preventing the fumes F from coming into contact with the cover glass 21.

第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速は、第一ガス供給部3から噴き出される不活性ガスGの流速より遅い。例えば、第二ガス供給部4から噴き出されてカバーガラス21の下方を流れる不活性ガスGの流速は、第一ガス供給部3から噴き出されてヒュームFに噴き付けられる不活性ガスGの流速より遅い。具体的には、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速は、0.05~0.5m/sとされる。また、望ましくは、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速は、0.1~0.2m/sとされる。 The flow velocity of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 is slower than the flow velocity of the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3. For example, the flow velocity of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 and flowing under the cover glass 21 is slower than the flow velocity of the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3 and sprayed onto the fumes F. Specifically, the flow velocity of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 is set to 0.05 to 0.5 m/s. Also, preferably, the flow velocity of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 is set to 0.1 to 0.2 m/s.

このように第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速を設定することにより、カバーガラス21の周辺に対し緩やかに不活性ガスGを流すことができる。このため、カバーガラス21の周辺を流れる不活性ガスGの流れによって、下方にあるヒュームFが巻き上げられることを抑制することができる。従って、ヒュームFがカバーガラス21に触れることを抑制することができる。 By setting the flow rate of the inert gas G sprayed from the second gas supply unit 4 in this manner, the inert gas G can be made to flow gently around the cover glass 21. This makes it possible to prevent the fumes F below from being lifted up by the flow of inert gas G flowing around the cover glass 21. This makes it possible to prevent the fumes F from coming into contact with the cover glass 21.

第一ガス供給部3から噴き出される不活性ガスGの流速は、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速より速く設定される。例えば、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速は、1.0~3.0m/sとされる。ビーム照射で生ずる大量のヒュームFを造形空間から的確に排出するため、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速は速いことが望ましい。しかし、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速が速過ぎると、テーブル12上の粉末材料Aが舞い上がるおそれがある。このため、粉末材料Aが舞い上がらない程度の流速に設定される。また、粉末材料Aの種類に応じて第一ガス供給部から噴き出される不活性ガスGの流速を設定してもよい。例えば、粉末材料Aが重い素材の場合、粉末材料Aがそれより重くない素材の場合と比べて、第一ガス供給部3から噴き出される不活性ガスGの流速を速く設定してもよい。 The flow rate of the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3 is set to be faster than the flow rate of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4. For example, the flow rate of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 is set to 1.0 to 3.0 m/s. In order to accurately exhaust a large amount of fumes F generated by beam irradiation from the modeling space, it is desirable that the flow rate of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 is fast. However, if the flow rate of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 is too fast, the powder material A on the table 12 may fly up. For this reason, the flow rate is set to a level at which the powder material A does not fly up. The flow rate of the inert gas G ejected from the first gas supply unit may be set according to the type of powder material A. For example, when the powder material A is a heavy material, the flow rate of the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3 may be set to be faster than when the powder material A is a material that is not heavier than the heavy material.

第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの高さ方向の幅W4は、第一ガス供給部3から噴き出される不活性ガスGの高さ方向の幅W3より大きい。つまり、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの高さ方向の厚みは、第一ガス供給部3から噴き出される不活性ガスGの高さ方向の厚みより大きい。例えば、第二ガス供給部4の噴出し口の高さ方向の幅を第一ガス供給部3の噴出し口の高さ方向の幅より大きくすることにより、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの高さ方向の幅W4を第一ガス供給部3から噴き出される不活性ガスGの高さ方向の幅W3より大きくすることができる。このように、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの高さ方向の幅W4を第一ガス供給部3から噴き出される不活性ガスGの高さ方向の幅W3より大きくすることにより、カバーガラス21の下方を緩やかに流れる不活性ガスGに厚みを持たせることができる。このため、厚みのある不活性ガスGの流れによって、下方から上昇するヒュームFを側方へ流すことができ、ヒュームFがカバーガラス21の近傍へ進入することを抑制することができる。 The height-wise width W4 of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 is greater than the height-wise width W3 of the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3. In other words, the height-wise thickness of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 is greater than the height-wise thickness of the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3. For example, by making the height-wise width of the outlet of the second gas supply unit 4 greater than the height-wise width of the outlet of the first gas supply unit 3, the height-wise width W4 of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 can be made greater than the height-wise width W3 of the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3. In this way, by making the height-wise width W4 of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 greater than the height-wise width W3 of the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3, the inert gas G flowing gently below the cover glass 21 can be made thicker. Therefore, the thick flow of inert gas G can direct the fumes F rising from below to the side, preventing the fumes F from entering the vicinity of the cover glass 21.

図2は第二ガス供給部4の拡大した垂直断面図であり、図3は第二ガス供給部4の斜視図である。第二ガス供給部4は、タンク41及び減速部材42を備えており、減速部材42の下流側に不活性ガスGを噴き出すための噴出し口43を形成している。タンク41は、不活性ガスGを貯留するため収容体であり、例えば箱型のものが用いられる。タンク41の下流側には、減速部材42が設けられている。減速部材42は、タンク41から流出する不活性ガスGの流速を減速する部材である。減速部材42としては、例えばメッシュ部材などが用いられる。図2及び図3に示すように、減速部材42として矩形の板状のメッシュ部材を用い、所望の圧力に不活性ガスGを減圧するために複数のメッシュ部材を重ねて用いてもよい。なお、減速部材42としては、不活性ガスGを減速できるものであればメッシュ部材以外のものを用いる場合もある。また、不活性ガスGを圧力調整してタンク41に流入することができる場合には、減速部材42の設置を省略する場合もある。 2 is an enlarged vertical cross-sectional view of the second gas supply unit 4, and FIG. 3 is a perspective view of the second gas supply unit 4. The second gas supply unit 4 includes a tank 41 and a deceleration member 42, and has an outlet 43 for ejecting the inert gas G downstream of the deceleration member 42. The tank 41 is a container for storing the inert gas G, and for example, a box-shaped one is used. The deceleration member 42 is provided downstream of the tank 41. The deceleration member 42 is a member for decelerating the flow rate of the inert gas G flowing out of the tank 41. For example, a mesh member is used as the deceleration member 42. As shown in FIG. 2 and FIG. 3, a rectangular plate-shaped mesh member is used as the deceleration member 42, and multiple mesh members may be stacked to reduce the pressure of the inert gas G to a desired pressure. Note that, as the deceleration member 42, a member other than a mesh member may be used as long as it can decelerate the inert gas G. In addition, when the inert gas G can be pressure-adjusted and flowed into the tank 41, the installation of the deceleration member 42 may be omitted.

減速部材42の下流側には、整流部材44が設けられている。整流部材44は、不活性ガスGの流れを整流する部材であり、例えばハニカム構造体が用いられる。つまり、整流部材44は、断面六角形の複数の孔を配列して構成したハニカム構造体であり、複数の孔を不活性ガスGの流通方向へ向けて設けられている。減速部材42を透過した不活性ガスGは、整流部材44により整流されて送り出される。整流部材44の下流側の開口は、噴出し口43となっている。すなわち、整流部材44を通過した不活性ガスGは、噴出し口43からカバーガラス21の下方の造形空間へ向けて噴出される。なお、整流部材44としては、不活性ガスGの流れを整流できるものであれば、ハニカム構造体以外のものを用いてもよい。 A straightening member 44 is provided downstream of the deceleration member 42. The straightening member 44 is a member that straightens the flow of the inert gas G, and is, for example, a honeycomb structure. In other words, the straightening member 44 is a honeycomb structure configured by arranging a plurality of holes with a hexagonal cross section, and the plurality of holes are provided in the direction of flow of the inert gas G. The inert gas G that has permeated the deceleration member 42 is straightened by the straightening member 44 and sent out. The opening on the downstream side of the straightening member 44 is the outlet 43. In other words, the inert gas G that has passed through the straightening member 44 is ejected from the outlet 43 toward the molding space below the cover glass 21. Note that, as the straightening member 44, a member other than a honeycomb structure may be used as long as it can straighten the flow of the inert gas G.

整流部材44の下流側には、ガイド板45が形成されている。ガイド板45は、整流部材44から噴出される不活性ガスGをカバーガラス21の下方の位置へ導くための板体である。ガイド板45は、整流部材44の両脇部分に垂直方向に向けてそれぞれ一つずつ設けられ、不活性ガスGの噴出方向に向けて延びている。このガイド板45により、不活性ガスGをカバーガラス21の下方の位置へ向けて確実に流すことができる。なお、図2及び図3では、一つの筐体内にタンク41、減速部材42及び整流部材44を横並びに収容して、第二ガス供給部4を構成しているが、タンク41、減速部材42及び整流部材44を個別に形成し、それぞれ連結して第二ガス供給部4を構成してもよい。 A guide plate 45 is formed downstream of the rectifying member 44. The guide plate 45 is a plate for guiding the inert gas G ejected from the rectifying member 44 to a position below the cover glass 21. The guide plates 45 are provided vertically on both sides of the rectifying member 44, one on each side, and extend in the ejection direction of the inert gas G. The guide plates 45 ensure that the inert gas G flows toward a position below the cover glass 21. In addition, in FIG. 2 and FIG. 3, the tank 41, the deceleration member 42, and the rectifying member 44 are accommodated side by side in one housing to form the second gas supply unit 4, but the tank 41, the deceleration member 42, and the rectifying member 44 may be formed separately and connected to each other to form the second gas supply unit 4.

このように、第二ガス供給部4に減速部材42を設けることにより、タンク41に送られてくる不活性ガスGを減速して噴出し口43から噴き出すことができる。このため、噴出し口43を大きく形成しても、不活性ガスの流量が多大とならず、高さ方向に幅広い状態で不活性ガスGを供給することができる。これにより、ヒュームFからカバーガラス21を的確に保護することができる。 In this way, by providing the deceleration member 42 in the second gas supply unit 4, the inert gas G sent to the tank 41 can be decelerated and ejected from the ejection port 43. Therefore, even if the ejection port 43 is made large, the flow rate of the inert gas does not become large, and the inert gas G can be supplied in a wide range in the height direction. This allows the cover glass 21 to be adequately protected from fumes F.

図1において、チャンバ11内には、排出路13及び案内部材14が設けられている。排出路13は、不活性ガスGをチャンバ11から排出するための流路である。案内部材14は、チャンバ11内の不活性ガスGを排出路13へ導くための部材である。例えば、案内部材14は、レーザビームBの光路を挟んで、第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4の反対側に設けられている。案内部材14は、第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4から噴出した不活性ガスGを排出路13へ導くような形状に構成すればよい。 In FIG. 1, an exhaust path 13 and a guide member 14 are provided within the chamber 11. The exhaust path 13 is a flow path for exhausting the inert gas G from the chamber 11. The guide member 14 is a member for guiding the inert gas G within the chamber 11 to the exhaust path 13. For example, the guide member 14 is provided on the opposite side of the optical path of the laser beam B from the first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4. The guide member 14 may be configured in a shape that guides the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4 to the exhaust path 13.

チャンバ11の外部には、ポンプ16、フィルタ17及び配管18が設けられている。ポンプ16は、不活性ガスGを第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4に圧送する。配管18は、ポンプ16の出力側と第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4を連結すると共に、ポンプ16の入力側と排出路13を連結するように構成されている。フィルタ17は、ヒュームFを除去するためのものであり、排出路13とポンプ16の入力側の間に設置されている。配管18の第一ガス供給部3にはバルブ53が設けられ、第二ガス供給部4の入力側にはバルブ54が設けられている。バルブ53は、第一ガス供給部3に送られる不活性ガスGの流量を調整するバルブである。バルブ54は、第二ガス供給部4に送られる不活性ガスGの流量を調整するバルブである。なお、ポンプ16の出力調整などによって、不活性ガスGの流量を調整できる場合には、バルブ53及びバルブ54の設置を省略する場合もある。また、図1に示すように、配管18は、チャンバ11の下部からチャンバ11内へ不活性ガスGを供給できるように構成してもよい。 A pump 16, a filter 17, and a pipe 18 are provided outside the chamber 11. The pump 16 pumps the inert gas G to the first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4. The pipe 18 is configured to connect the output side of the pump 16 to the first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4, and to connect the input side of the pump 16 to the exhaust path 13. The filter 17 is for removing fumes F, and is installed between the exhaust path 13 and the input side of the pump 16. A valve 53 is provided in the first gas supply unit 3 of the pipe 18, and a valve 54 is provided on the input side of the second gas supply unit 4. The valve 53 is a valve that adjusts the flow rate of the inert gas G sent to the first gas supply unit 3. The valve 54 is a valve that adjusts the flow rate of the inert gas G sent to the second gas supply unit 4. In addition, if the flow rate of the inert gas G can be adjusted by adjusting the output of the pump 16, the installation of the valves 53 and 54 may be omitted. As shown in FIG. 1, the pipe 18 may be configured to supply the inert gas G into the chamber 11 from the lower part of the chamber 11.

次に、本実施形態に係る三次元造形装置1の動作について説明する。 Next, the operation of the three-dimensional modeling device 1 according to this embodiment will be described.

図1において、ベース台15のテーブル12が上方の位置にセットされ、そのテーブル12上に粉末材料Aが敷き均される。そして、ポンプ16が作動し、配管18を通じて第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4にそれぞれ不活性ガスGが送られる。そして、第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4から不活性ガスGが噴出し、造形空間に不活性ガスGが供給される。 In FIG. 1, the table 12 of the base stand 15 is set in an upper position, and powder material A is spread evenly on the table 12. Then, the pump 16 is operated, and inert gas G is sent to the first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4 through the piping 18. Then, the inert gas G is sprayed from the first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4, and the inert gas G is supplied to the modeling space.

そして、ビーム出射部2が作動し、ビーム出射部2からレーザビームBが出射される。レーザビームBは、カバーガラス21を通じてチャンバ11内へ入射し、テーブル12上の粉末材料Aに照射される。レーザビームBの粉末材料Aへの照射により、ヒュームFが生ずる。このとき、第一ガス供給部3が不活性ガスGを粉末材料Aの周辺に向けて噴出しているため、粉末材料Aで発生したヒュームFの多くは造形空間から側方へ排出される。 Then, the beam emission unit 2 is activated, and the laser beam B is emitted from the beam emission unit 2. The laser beam B enters the chamber 11 through the cover glass 21 and is irradiated onto the powder material A on the table 12. The irradiation of the powder material A with the laser beam B generates fumes F. At this time, since the first gas supply unit 3 is spraying the inert gas G toward the periphery of the powder material A, most of the fumes F generated by the powder material A are discharged to the side from the printing space.

ところが、ヒュームFの一部は、第一ガス供給部3からの不活性ガスGで排出しきれず、上方へ移動する場合がある。これに対し、第二ガス供給部4がカバーガラス21の周辺に対して不活性ガスGを噴出している。このため、下方から上昇するヒュームFは、第二ガス供給部4から噴出する不活性ガスGにより造形空間から排出される。このとき、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速は、第一ガス供給部3から噴き出される不活性ガスGの流速より遅く設定され、緩やかなものとなっている。例えば、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速は、0.05~0.5m/sの速度範囲内の速度とされ、望ましくは0.1~0.2m/sの速度範囲内の速度とされる。 However, some of the fumes F may not be completely discharged by the inert gas G from the first gas supply unit 3 and may move upward. In response to this, the second gas supply unit 4 sprays inert gas G toward the periphery of the cover glass 21. As a result, the fumes F rising from below are discharged from the printing space by the inert gas G sprayed from the second gas supply unit 4. At this time, the flow rate of the inert gas G sprayed from the second gas supply unit 4 is set slower than the flow rate of the inert gas G sprayed from the first gas supply unit 3, and is gentler. For example, the flow rate of the inert gas G sprayed from the second gas supply unit 4 is set to be within a speed range of 0.05 to 0.5 m/s, and preferably within a speed range of 0.1 to 0.2 m/s.

このようにカバーガラス21の周辺に対し緩やかに不活性ガスGを流すことにより、不活性ガスGの流れによって下方のヒュームFが巻き上げられることを抑制することができる。従って、ヒュームFがカバーガラス21に触れることを抑制することができる。仮に、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速が上述した速度範囲より速い場合、不活性ガスGの強い流れによりヒュームFが上方へ巻上げられる。一方、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速が上述した速度範囲より遅い場合、不活性ガスGの流れが弱過ぎて、下方から上昇するヒュームFを十分に排出することができない。これらの場合、上昇するヒュームFがカバーガラス21に接触してカバーガラス21にヒュームFが付着するおそれがある。カバーガラス21にヒュームFが付着すると、レーザビームBの強度が低下したり、熱レンズ効果と呼ばれる現象によりレーザビームBの焦点位置が変化したり、レーザビームBのレーザ径が拡大してエネルギ密度が低下する場合がある。このため、粉末材料Aの溶融が不適切となり物体に所望の特性が得られなかったり、溶融不備により造形面の盛り上がりを生じて造形を中止せざるを得ないという不具合を生ずる。これに対し、本実施形態に係る三次元造形装置1では、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流れを適度に緩やかにすることにより、ヒュームFの巻上げを抑制し、適切にヒュームFを造形空間から排除することができる。このため、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGによってカバーガラス21を的確に保護することができる。 By gently flowing the inert gas G around the cover glass 21 in this way, it is possible to prevent the fumes F below from being lifted up by the flow of the inert gas G. Therefore, it is possible to prevent the fumes F from coming into contact with the cover glass 21. If the flow rate of the inert gas G blown out from the second gas supply unit 4 is faster than the above-mentioned speed range, the fumes F are lifted up by the strong flow of the inert gas G. On the other hand, if the flow rate of the inert gas G blown out from the second gas supply unit 4 is slower than the above-mentioned speed range, the flow of the inert gas G is too weak to sufficiently exhaust the fumes F rising from below. In these cases, the rising fumes F may come into contact with the cover glass 21 and the fumes F may adhere to the cover glass 21. If the fumes F adhere to the cover glass 21, the intensity of the laser beam B may decrease, the focal position of the laser beam B may change due to a phenomenon called the thermal lens effect, or the laser diameter of the laser beam B may expand, resulting in a decrease in energy density. This can result in the powder material A being improperly melted, making it impossible to obtain the desired characteristics for the object, or insufficient melting can cause the modeling surface to bulge, forcing the modeling to be stopped. In contrast, in the three-dimensional modeling device 1 according to this embodiment, the flow of the inert gas G sprayed from the second gas supply unit 4 is appropriately slowed down, thereby suppressing the lifting of the fumes F and allowing the fumes F to be appropriately removed from the modeling space. As a result, the cover glass 21 can be adequately protected by the inert gas G sprayed from the second gas supply unit 4.

また、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGは、高さ方向に幅広く流れている。つまり、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGは、高さ方向に厚みを持ってカバーガラス21の下方を流れている。このため、下方から上昇するヒュームFは、不活性ガスGと共にチャンバ11の側方へ流される。従って、ヒュームFがカバーガラス21の近傍へ進入することを抑制することができ、ヒュームFからカバーガラス21を的確に保護することができる。 The inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 flows widely in the height direction. In other words, the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 flows below the cover glass 21 with a certain thickness in the height direction. Therefore, the fumes F rising from below are caused to flow to the side of the chamber 11 together with the inert gas G. This makes it possible to prevent the fumes F from entering the vicinity of the cover glass 21, and to adequately protect the cover glass 21 from the fumes F.

そして、粉末材料Aの所定の範囲にレーザビームBを照射したら、テーブル12が下方へ移動し、新たに粉末材料Aが敷き均され、再びレーザビームBの照射が行われる。これらの工程が繰り返されることにより、物体が積層造形される。 After the laser beam B has been irradiated to a specified area of the powder material A, the table 12 moves downward, new powder material A is spread evenly, and the laser beam B is irradiated again. By repeating these steps, an object is layered and manufactured.

以上説明したように、本実施形態に係る三次元造形装置1によれば、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速を第一ガス供給部3から噴き出される不活性ガスGの流速より遅くすることにより、ビーム照射で生ずるヒュームFが第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流れに巻き上げられてカバーガラス21の方向へ流れることを抑制することができる。このため、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGによってカバーガラス21を的確に保護することができる。従って、ヒュームFの影響を抑制して物体を適切に造形することができる。 As described above, according to the three-dimensional modeling device 1 of this embodiment, by making the flow rate of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 slower than the flow rate of the inert gas G ejected from the first gas supply unit 3, it is possible to prevent the fumes F generated by the beam irradiation from being picked up by the flow of the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4 and flowing toward the cover glass 21. Therefore, the cover glass 21 can be adequately protected by the inert gas G ejected from the second gas supply unit 4. Therefore, the influence of the fumes F can be suppressed and an object can be appropriately modeled.

また、本実施形態に係る三次元造形装置1によれば、第一ガス供給部3及び第二ガス供給部4がレーザビームBの照射方向に対し交差する方向へ不活性ガスGを噴き出す。これにより、レーザビームBの照射により生じたヒュームFを造形空間の側方へ流すことができ、ヒュームFがカバーガラス21に付着することを抑制することができる。 In addition, according to the three-dimensional modeling device 1 of this embodiment, the first gas supply unit 3 and the second gas supply unit 4 spray the inert gas G in a direction intersecting the irradiation direction of the laser beam B. This allows the fumes F generated by the irradiation of the laser beam B to flow to the side of the modeling space, and prevents the fumes F from adhering to the cover glass 21.

また、本実施形態に係る三次元造形装置1によれば、第二ガス供給部4が、不活性ガスGを貯留するためのタンク41及びタンク41の下流側に設けられ不活性ガスGの流速を減速する減速部材42を有し、減速部材42の下流側に不活性ガスGを噴き出すための噴出し口43が形成されている。不活性ガスGの流速を減速する減速部材42を有することにより、タンク41に送られてくる不活性ガスGを減速して噴出し口43から噴き出すことができる。このため、噴出し口43を大きく形成しても、不活性ガスGの流量が多大とならず、高さ方向に幅広い状態で不活性ガスGを供給することができる。これにより、下方から上昇するヒュームFからカバーガラス21を的確に保護することができる。 In addition, according to the three-dimensional modeling device 1 of this embodiment, the second gas supply unit 4 has a tank 41 for storing inert gas G and a deceleration member 42 that is provided downstream of the tank 41 and decelerates the flow rate of the inert gas G, and an outlet 43 for ejecting the inert gas G is formed downstream of the deceleration member 42. By having the deceleration member 42 that decelerates the flow rate of the inert gas G, the inert gas G sent to the tank 41 can be decelerated and ejected from the outlet 43. Therefore, even if the outlet 43 is formed large, the flow rate of the inert gas G does not become too large, and the inert gas G can be supplied in a wide range in the height direction. This allows the cover glass 21 to be adequately protected from fumes F rising from below.

また、本実施形態に係る三次元造形装置1によれば、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流速は、0.1~0.2m/sとしてもよい。この場合、第二ガス供給部から噴き出される不活性ガスが緩やかに流れることとなる。このため、ヒュームFが第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGの流れに巻き込まれてカバーガラス21の方向へ流れることを抑制することができる。従って、第二ガス供給部4から噴き出される不活性ガスGによってカバーガラス21を的確に保護することができる。 In addition, according to the three-dimensional modeling apparatus 1 of this embodiment, the flow rate of the inert gas G sprayed from the second gas supply unit 4 may be 0.1 to 0.2 m/s. In this case, the inert gas sprayed from the second gas supply unit flows gently. This makes it possible to prevent the fumes F from being caught in the flow of the inert gas G sprayed from the second gas supply unit 4 and flowing toward the cover glass 21. Therefore, the cover glass 21 can be adequately protected by the inert gas G sprayed from the second gas supply unit 4.

以上のように本開示の実施形態に係る三次元造形装置1について説明したが、本開示の三次元造形装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本開示の発明は、特許請求の範囲の記載の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形態様をとることができる。 Although the three-dimensional modeling device 1 according to the embodiment of the present disclosure has been described above, the three-dimensional modeling device according to the present disclosure is not limited to the above-described embodiment. The invention according to the present disclosure can be modified in various ways without departing from the spirit of the claims.

例えば、上述した実施形態においては、エネルギビームとしてレーザビームBを粉末材料Aに照射して物体を造形する場合について説明したが、レーザビームB以外のエネルギビームを照射するものであってもよい。 For example, in the above embodiment, a case has been described in which a laser beam B is irradiated onto powder material A as an energy beam to form an object, but an energy beam other than laser beam B may also be irradiated.

また、上述した実施形態では、ビーム出射部2が一つのレーザビームBの出射する場合について説明したが、ビーム出射部2が複数のレーザビームBを出射してもよい。例えば、図4に示すように、複数のレーザビームBを用いて物体の造形を行うマルチビーム式であってもよい。この場合、各レーザビームBに対し第二ガス供給部4を設けることにより、それぞれのカバーガラス21をヒュームFから的確に保護することができ、物体の造形を適切に行うことができる。 In addition, in the above embodiment, the case where the beam emitting unit 2 emits one laser beam B has been described, but the beam emitting unit 2 may emit multiple laser beams B. For example, as shown in FIG. 4, a multi-beam system may be used in which multiple laser beams B are used to form an object. In this case, by providing a second gas supply unit 4 for each laser beam B, each cover glass 21 can be adequately protected from fumes F, and the object can be appropriately formed.

1 三次元造形装置
2 ビーム出射部
3 第一ガス供給部
4 第二ガス供給部
11 チャンバ
12 テーブル
13 排出路
14 案内部材
15 ベース台
16 ポンプ
17 フィルタ
18 配管
21 カバーガラス
31 ノズル
41 タンク
42 減速部材
43 噴出し口
44 整流部材
45 ガイド板
53 バルブ
54 バルブ
A 粉末材料
B レーザビーム
F ヒューム
G 不活性ガス
W3 高さ方向の幅
W4 高さ方向の幅
REFERENCE SIGNS LIST 1 Three-dimensional modeling device 2 Beam emission section 3 First gas supply section 4 Second gas supply section 11 Chamber 12 Table 13 Discharge path 14 Guide member 15 Base stand 16 Pump 17 Filter 18 Pipe 21 Cover glass 31 Nozzle 41 Tank 42 Decelerating member 43 Jetting port 44 Straightening member 45 Guide plate 53 Valve 54 Valve A Powder material B Laser beam F Fume G Inert gas W3 Width in height direction W4 Width in height direction

Claims (4)

チャンバ内の造形材料にエネルギビームを照射し前記造形材料を溶融させ積層させて三次元の物体を造形する三次元造形装置において、
前記エネルギビームを出射し、カバーガラスを通じて前記エネルギビームを前記チャンバ内へ入射させ、前記エネルギビームを前記造形材料に照射させるビーム出射部と、
前記チャンバに設けられ、前記造形材料の周辺に対し不活性ガスを供給する第一ガス供給部と、
前記チャンバに設けられ、前記第一ガス供給部より上方に設置され、前記カバーガラスの周辺に対し前記不活性ガスを供給する第二ガス供給部と、を備え、
前記第二ガス供給部から噴き出される前記不活性ガスの流速は、前記第一ガス供給部から噴き出される前記不活性ガスの流速より遅く、
前記チャンバは、前記カバーガラスが設けられる天面及び前記天面に交差する側面を含み、
前記第二ガス供給部は、前記天面に取り付けられ、前記カバーガラスの下方の造形空間に前記不活性ガスを噴きかけるように構成されている、
三次元造形装置。
A three-dimensional modeling apparatus that irradiates a modeling material in a chamber with an energy beam to melt and laminate the modeling material to form a three-dimensional object,
a beam output unit that outputs the energy beam, causes the energy beam to enter the chamber through a cover glass, and irradiates the building material with the energy beam;
a first gas supply unit provided in the chamber and supplying an inert gas to the periphery of the modeling material;
a second gas supply unit provided in the chamber and located above the first gas supply unit, and supplying the inert gas to a periphery of the cover glass;
a flow velocity of the inert gas ejected from the second gas supply unit is slower than a flow velocity of the inert gas ejected from the first gas supply unit,
The chamber includes a top surface on which the cover glass is provided and a side surface intersecting the top surface,
The second gas supply unit is attached to the top surface and configured to spray the inert gas into the molding space below the cover glass.
Three-dimensional modeling device.
前記第一ガス供給部及び前記第二ガス供給部は、前記エネルギビームの照射方向に対し交差する方向へ前記不活性ガスを噴き出す、
請求項1に記載の三次元造形装置。
The first gas supply unit and the second gas supply unit eject the inert gas in a direction intersecting with an irradiation direction of the energy beam.
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1 .
前記第二ガス供給部は、前記不活性ガスを貯留するためのタンク及び前記タンクの下流側に設けられ前記不活性ガスの流速を減速する減速部材を有し、
前記減速部材の下流側に前記不活性ガスを噴き出すための噴出し口が形成されている、
請求項1又は2に記載の三次元造形装置。
the second gas supply unit includes a tank for storing the inert gas and a deceleration member provided downstream of the tank and decelerating a flow rate of the inert gas,
An outlet for ejecting the inert gas is formed on the downstream side of the moderator member.
The three-dimensional modeling apparatus according to claim 1 or 2.
前記第二ガス供給部から噴き出される前記不活性ガスの流速は、0.1~0.2m/sである、
請求項1~3のいずれか一項に記載の三次元造形装置。
The flow rate of the inert gas ejected from the second gas supply unit is 0.1 to 0.2 m/s.
The three-dimensional modeling apparatus according to any one of claims 1 to 3.
JP2020176550A 2020-10-21 2020-10-21 3D modeling equipment Active JP7508992B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020176550A JP7508992B2 (en) 2020-10-21 2020-10-21 3D modeling equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020176550A JP7508992B2 (en) 2020-10-21 2020-10-21 3D modeling equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022067772A JP2022067772A (en) 2022-05-09
JP7508992B2 true JP7508992B2 (en) 2024-07-02

Family

ID=81456128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020176550A Active JP7508992B2 (en) 2020-10-21 2020-10-21 3D modeling equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7508992B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240137883A (en) 2023-03-09 2024-09-20 한국기계연구원 An apparatus and method for PBF 3D printing for purging a local area on a powder bed

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018080390A (en) 2016-11-14 2018-05-24 ツェーエル・シュッツレヒツフェアヴァルトゥングス・ゲゼルシャフト・ミト・べシュレンクテル・ハフツング Device for additively manufacturing three-dimensional object

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018080390A (en) 2016-11-14 2018-05-24 ツェーエル・シュッツレヒツフェアヴァルトゥングス・ゲゼルシャフト・ミト・べシュレンクテル・ハフツング Device for additively manufacturing three-dimensional object

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022067772A (en) 2022-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20240286343A1 (en) Gas flow systems for an additive manufacturing machine
CN106604811B (en) Method, apparatus and control unit for manufacturing three-dimensional objects
US10987867B2 (en) Apparatus for additive manufacturing of three-dimensional objects
US9931789B2 (en) Method and apparatus for producing a large three-dimensional work piece
EP3378584B1 (en) Device and method for producing a three-dimensional workpiece
US10682700B2 (en) Device and method for producing a three-dimensional object layer-by-layer
US12115721B2 (en) Device and method for generatively producing a three-dimensional object
EP3784426B1 (en) Additive manufacturing system and method
JP2021532986A (en) Laminated modeling system using gas flow head
US20160059310A1 (en) Apparatus for producing work pieces with an improved gas circuit
US11110518B2 (en) Method and apparatus for manufacturing a three-dimensional object
JP2017020081A (en) Lamination molding device
EP3558637B1 (en) Method for avoiding plume interference in additive manufacturing
EP3558636B1 (en) Method for controlling plume trajectories in additive manufacturing
JP2016006215A (en) Lamination molding device
US20190322050A1 (en) Additive manufacturing system and method
JP2016006214A (en) Additive manufacturing equipment
CN110799289A (en) Suction Equipment for Additive Manufacturing
JP7150121B1 (en) Modeling program creation method, layered manufacturing method, and layered manufacturing apparatus
JP7508992B2 (en) 3D modeling equipment
KR101929751B1 (en) Apparatus for three dimensional object having impurities removing part
WO2017199388A1 (en) Metal 3d printer
US11584073B2 (en) Vibration isolation device for an additive manufacturing machine
CN117136111A (en) Methods, apparatus and equipment for controlling irradiation beams
JP2023544585A (en) 3D print engine with large area build plane with optimized gas flow director structure

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230607

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240227

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240305

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240425

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240521

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240603

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7508992

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150