JP2021508293A - 3次元物体を積層製造するための装置 - Google Patents
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Abstract
Description
3次元物体を作成するために、例において記載する装置を使用した。3次元物体を製造するために、表1に挙げる特性を有するPA12粉末を使用した。そのためには、すべての例において、6mmの粉末層を造形空間プラットフォーム上に敷き、造形空間全体を180分間、168℃の温度に予備加熱した。造形プロセスを開始し(加工温度174℃、層厚0.15mm)、全体として36個の引張試験片(DIN ISO527、照射パラメータ設定:速度、物体の位置およびアライメントはすべての例において同じ)を造形した。それぞれ12個の、z方向(垂直)の引張試験片は造形領域の周縁部および中央に配置した。残りの12個の引張試験片は、x方向(水平)に造形領域に配置した。粉末床の高さは、造形プロセスの終了時にそれぞれ320mmであった。造形プロセスの継続時間は、それらの例では18h57minであった。造形プロセスの終了後、加熱のスイッチを切り、造形空間コンテナをその中に含有されている粉末と共に72h、レーザ焼結機中に保管した。次いで、作製した3次元物体を粉末床から取り出して試験した。粉末も同じく造形空間コンテナから取り出し、ミキサを利用してホモジナイズした。続いて、そのようにホモジナイズした粉末の溶液粘度(ISO307、Schott AVS Pro、溶媒は、酸性m−クレゾール、容積法、二重測定、溶解温度100℃、溶解時間2h、ポリマー濃度5g/l、測定温度25℃)を測定した。
表1の材料特性値を有するPA12粉末を、eos GmbH社のEOSINT P395レーザ焼結機で加工した。サンプリングチャンバ温度を、130℃に調整した。
表1の材料特性値を有するPA12粉末を、eos GmbH社のEOSINT P395レーザ焼結機で加工する。サンプリングチャンバの加熱のスイッチを切った。造形空間コンテナの外郭面は、40mmの壁厚を有する発泡ガラスからなっていた。
2 粉末
3 スライド装置
4 造形領域
5 エネルギー源
6 造形空間プラットフォーム
7 3次元物体
8 造形空間コンテナ
9 粉末ケーキ
10 造形領域平面
11 造形空間コンテナの外郭面
12 造形空間プラットフォームの上側
13 造形空間プラットフォームの下側
14 冷媒用出口
15 外部駆動のターボ機械
16 冷媒用入口
17 冷却流路
Claims (8)
- 造形空間(1)と、少なくとも1つのエネルギー源(5)と、造形空間プラットフォーム(6)を有する造形領域(4)と、前記造形空間プラットフォーム(6)を側方で囲む造形空間コンテナ(9)とを含む、粉末床溶融結合法において3次元物体を積層製造するための装置であって、前記造形空間プラットフォーム(6)が、粉末(2)に面した上側(12)と前記粉末に面していない下側(13)とを有する装置において、前記上側(12)が、少なくとも20W/(m・K)の熱伝導率を有する材料を含み、前記下側(13)が、最高0.5W/(m・K)の熱伝導率を有する材料を含み、かつ前記造形空間プラットフォーム(6)の前記上側(12)の、前記粉末(2)または冷媒との接触面積が、造形空間プラットフォーム(6)の平面と比べて少なくとも20%だけ増大していることを特徴とする、装置。
- 前記下側(13)に1つまたは複数の外部駆動のターボ機械(15)が組み込まれていることを特徴とする、請求項1記載の装置。
- 前記造形空間プラットフォーム(6)が、冷媒用の少なくとも1つの入口(16)および少なくとも1つの出口(14)を有することを特徴とする、請求項1または2記載の装置。
- 前記少なくとも1つの入口(16)および前記少なくとも1つの出口(14)が、それぞれ前記造形空間プラットフォーム(6)の前記下側(13)に配置されていることを特徴とする、請求項3記載の装置。
- 前記造形空間コンテナ(9)が外郭面(11)を有し、前記外郭面(11)が、最高0.5W/(m・K)の熱伝導率を有する材料を含むことを特徴とする、請求項1から4までのいずれか1項記載の装置。
- 前記造形空間コンテナ(9)の前記外郭面(11)が、少なくとも10mmの層厚を有することを特徴とする、請求項5記載の装置。
- 造形空間(1)と、少なくとも1つのエネルギー源(5)と、造形空間プラットフォーム(6)を有する造形領域(4)と、前記造形空間プラットフォーム(6)を側方で囲む造形空間コンテナ(9)とを含む、粉末床溶融結合法において3次元物体を積層製造するための装置であって、前記造形空間プラットフォーム(6)が、粉末(2)に面した上側(12)と前記粉末に面していない下側(13)とを有する装置において、前記上側(12)が、少なくとも20W/(m・K)の熱伝導率を有する材料を含み、前記下側(13)が、最高0.5W/(m・K)の熱伝導率を有する材料を含むことを特徴とする装置内で、粉末床溶融結合法において3次元物体を積層製造する方法であって、
a.粉末(2)を、少なくとも6mmの層厚で供給するステップと、
b.前記造形空間プラットフォーム(6)の前記上側(12)の温度が加工温度を最高で15℃下回るように調整するステップと、
c.前記造形空間(1)内の温度(加工温度)が前記粉末の融解温度を下回るように調整するステップと、
d.前記粉末(2)の焼結すべき部位に、インクジェットを利用して溶融助剤を施与するステップと、
e.エネルギー源(5)により前記粉末に電磁エネルギーを印加して、選択的焼結を行うステップと、
f.さらなる粉末(2)を施与するステップと、
g.前記ステップd〜fを繰り返すステップと
を含み、前記製造方法の開始後、前記造形空間プラットフォーム(6)の前記上側(12)の温度を、前記造形空間プラットフォーム(6)の前記上側(12)が最高50℃の温度に達するまで、造形進捗10mmごとに少なくとも5℃だけ下げることを特徴とする、方法。 - 前記造形空間プラットフォーム(6)の前記上側(12)の温度が、方法の進行と共に過度に降下することを特徴とする、請求項7記載の粉末床溶融結合法。
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