JP6227080B2 - Additive manufacturing apparatus and manufacturing method of additive manufacturing - Google Patents

Additive manufacturing apparatus and manufacturing method of additive manufacturing Download PDF

Info

Publication number
JP6227080B2
JP6227080B2 JP2016186226A JP2016186226A JP6227080B2 JP 6227080 B2 JP6227080 B2 JP 6227080B2 JP 2016186226 A JP2016186226 A JP 2016186226A JP 2016186226 A JP2016186226 A JP 2016186226A JP 6227080 B2 JP6227080 B2 JP 6227080B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nozzle
additive manufacturing
manufacturing apparatus
layered
shape
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
JP2016186226A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017030366A (en
Inventor
直忠 岡田
直忠 岡田
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2016186226A priority Critical patent/JP6227080B2/en
Publication of JP2017030366A publication Critical patent/JP2017030366A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6227080B2 publication Critical patent/JP6227080B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Description

本発明の実施形態は、積層造形装置及び積層造形物の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to an additive manufacturing apparatus and an additive manufacturing method.

従来、積層造形物を製造する方法として、樹脂材料や金属材料からなる粉末材料により粉末層を形成する工程、及び、粉末層の所定の位置に光やレーザ光等を照射して粉末層の所定の範囲を固化させる工程を繰り返し行い、固化層を積層させて三次元形状の積層造形物を製造する技術が知られている。   Conventionally, as a method of manufacturing a layered object, a step of forming a powder layer with a powder material made of a resin material or a metal material, and a predetermined position of the powder layer by irradiating a predetermined position of the powder layer with light or laser light A technique for producing a three-dimensional layered object by repeatedly performing the step of solidifying the above range and laminating the solidified layer is known.

特開２００６−２０００３０号公報JP 2006-200030 A

本発明が解決しようとする課題は、複数の粉末状の材料を用いて積層造形物の製造が可能な積層造形装置及び積層造形物の製造方法を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide an additive manufacturing apparatus and an additive manufacturing method capable of manufacturing an additive manufacturing object using a plurality of powdered materials.

実施形態の積層造形装置は、複数のノズルと、光源と、を備える。複数のノズルは、対象物に向かって材料を噴射可能、且つ、噴射した材料にレーザ光を照射して材料を溶融可能に形成される。光源は、複数のノズルの各々から照射されるレーザ光を出射可能である。   The additive manufacturing apparatus according to the embodiment includes a plurality of nozzles and a light source. The plurality of nozzles are formed so that the material can be ejected toward the object, and the material can be melted by irradiating the ejected material with laser light. The light source can emit laser light emitted from each of the plurality of nozzles.

第１の実施形態に係る積層造形装置の構成を模式的に示す説明図。Explanatory drawing which shows typically the structure of the additive manufacturing apparatus which concerns on 1st Embodiment. 同積層造形装置の要部構成を模式的に示す説明図。Explanatory drawing which shows typically the principal part structure of the same additive manufacturing apparatus. 同積層造形装置の要部構成を示す斜視図。The perspective view which shows the principal part structure of the same additive manufacturing apparatus. 同積層造形装置を用いた積層造形物の製造の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of manufacture of the layered product using the same layered manufacturing apparatus. 第２の実施形態に係る積層造形装置の構成を模式的に示す説明図。Explanatory drawing which shows typically the structure of the additive manufacturing apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第３の実施形態に係る積層造形装置の構成を模式的に示す説明図。Explanatory drawing which shows typically the structure of the additive manufacturing apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第４の実施形態に係る積層造形装置の構成を模式的に示す説明図。Explanatory drawing which shows typically the structure of the additive manufacturing apparatus which concerns on 4th Embodiment. 同積層造形装置を用いた積層造形物の製造の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of manufacture of the layered product using the same layered manufacturing apparatus.

以下、第１の実施形態に係る積層造形装置１及び積層造形物１００の製造方法を、図１乃至図４を用いて説明する。
図１は第１の実施形態に係る積層造形装置１の構成を模式的に示す説明図、図２は積層造形装置１の要部構成、具体的には、ノズル３３及び溶融装置４５の構成を模式的に示す説明図、図３は積層造形装置１に用いられる光学装置１５のガルバノスキャナ５５の構成を示す斜視図、図４は積層造形装置１を用いた積層造形物１００の製造の一例を示す説明図である。 Hereinafter, the manufacturing method of the additive manufacturing apparatus 1 and the additive manufacturing object 100 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4.
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the additive manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment, and FIG. 2 is the main configuration of the additive manufacturing apparatus 1, specifically, the configuration of the nozzle 33 and the melting device 45. FIG. 3 is a perspective view schematically illustrating the configuration of the galvano scanner 55 of the optical device 15 used in the layered modeling apparatus 1, and FIG. 4 is an example of manufacturing the layered model 100 using the layered modeling apparatus 1. It is explanatory drawing shown.

図１に示すように、積層造形装置１は、処理槽１１と、ステージ１２と、移動装置１３と、ノズル装置１４と、光学装置１５と、計測装置１６と、制御装置１７と、を備えている。積層造形装置１は、ステージ１２上に設けられる対象物１１０に、ノズル装置１４で供給される材料を層状として複数積層させることで、所定の形状の積層造形物１００を造形可能に形成されている。   As shown in FIG. 1, the additive manufacturing apparatus 1 includes a processing tank 11, a stage 12, a moving device 13, a nozzle device 14, an optical device 15, a measuring device 16, and a control device 17. Yes. The layered modeling apparatus 1 is formed so that a layered model 100 having a predetermined shape can be modeled by laminating a plurality of materials supplied by the nozzle device 14 as a layer on the object 110 provided on the stage 12. .

なお、対象物１１０とは、その上面に積層造形物１００を造形するためのベース１１０ａや、積層造形物１００の一部を構成する層１１０ｂ等であり、ノズル装置１４によって材料を供給する対象である。また、材料とは、粉末状の樹脂材料又は金属材料であって、複数種の異なる金属材料、例えば第１材料１２１及び第２材料１２２が用いられる。   The object 110 is a base 110a for modeling the layered object 100 on its upper surface, a layer 110b constituting a part of the layered object 100, and the like, and is an object for supplying material by the nozzle device 14. is there. The material is a powdery resin material or metal material, and a plurality of different metal materials, for example, the first material 121 and the second material 122 are used.

処理槽１１は、主室２１と、主室２１に隣接して形成された副室２２と、主室２１を開閉可能、且つ、主室２１を気密に閉塞可能な扉部２３と、を備えている。主室２１は、その内部にステージ１２、移動装置１３、ノズル装置１４の一部、及び、計測装置１６を配置可能に形成されている。主室２１は、例えば、窒素及びアルゴン等の不活性ガスが供給される供給口２１ａと、主室２１内のガス等を排出する排出口２１ｂと、を備えている。主室２１は、供給口２１ａが不活性ガスを供給する供給装置に接続されている。排出口２１ｂは、主室２１内のガスを排出する排出装置に接続されている。   The processing tank 11 includes a main chamber 21, a sub chamber 22 formed adjacent to the main chamber 21, and a door 23 that can open and close the main chamber 21 and can close the main chamber 21 in an airtight manner. ing. The main chamber 21 is formed so that the stage 12, the moving device 13, a part of the nozzle device 14, and the measuring device 16 can be arranged therein. The main chamber 21 includes, for example, a supply port 21a through which an inert gas such as nitrogen and argon is supplied, and a discharge port 21b through which the gas in the main chamber 21 is discharged. The main chamber 21 is connected to a supply device whose supply port 21a supplies an inert gas. The discharge port 21 b is connected to a discharge device that discharges the gas in the main chamber 21.

副室２２は、主室２１に隣接して形成される。副室２２は、扉部２３を介して主室２１と空間が連続可能に形成される。副室２２は、例えば、主室２１で処理された積層造形物１００が搬送される。副室２２は、例えば、製造された積層造形物１００を積載し、主室２１から搬送する移載装置や、バキュームヘッド等によって積層造形物１００を吸着させて搬送する搬送アーム等の搬送装置２４を備えている。副室２２は、積層造形物１００の造形時に、扉部２３が閉じられることで、主室２１と隔離される。   The sub chamber 22 is formed adjacent to the main chamber 21. The sub chamber 22 is formed so that the main chamber 21 and the space can be continued through the door portion 23. In the sub chamber 22, for example, the layered object 100 processed in the main chamber 21 is conveyed. The sub-chamber 22 is, for example, a transfer device 24 such as a transfer device that loads the manufactured layered product 100 and transports it from the main chamber 21 or a transport arm that adsorbs and transports the layered product 100 with a vacuum head or the like. It has. The sub chamber 22 is isolated from the main chamber 21 by closing the door portion 23 when the layered object 100 is formed.

ステージ１２は、その上部に対象物１１０を支持可能に形成されている。移動装置１３は、ステージ１２を３軸方向に移動させることが可能に形成されている。   The stage 12 is formed so as to be able to support the object 110 at the top thereof. The moving device 13 is formed to be able to move the stage 12 in three axial directions.

ノズル装置１４は、複数種の材料を所定の量だけステージ１２上の対象物１１０に選択的に供給可能、且つ、レーザ光２００を出射可能に形成されている。具体的には、ノズル装置１４は、第１材料１２１を供給可能な第１供給装置３１と、第２材料１２２を供給可能な第２供給装置３２と、第１供給装置３１及び第２供給装置３２並びに光学装置１５に接続されたノズル３３と、第１供給装置３１及びノズル３３並びに第２供給装置３２及びノズル３３を接続する供給管３４と、を備えている。   The nozzle device 14 is formed to be able to selectively supply a plurality of types of materials to the target object 110 on the stage 12 by a predetermined amount and to emit the laser beam 200. Specifically, the nozzle device 14 includes a first supply device 31 capable of supplying the first material 121, a second supply device 32 capable of supplying the second material 122, and the first supply device 31 and the second supply device. 32 and a nozzle 33 connected to the optical device 15, and a supply pipe 34 connecting the first supply device 31 and the nozzle 33 and the second supply device 32 and the nozzle 33.

例えば、第１材料１２１は、粉末状の金属材料である。また、第２材料１２２は、粉末状であって第１材料と異なる金属材料である。   For example, the first material 121 is a powdered metal material. The second material 122 is a metal material that is powdery and different from the first material.

第１供給装置３１は、第１材料１２１を貯蔵するタンク３１ａと、タンク３１ａから第１材料１２１をノズル３３に所定の量だけ供給する供給手段３１ｂと、を備えている。第１供給装置３１は、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガスをキャリアとしてタンク３１ａ内の第１材料１２１をノズル３３に供給可能に形成されている。   The first supply device 31 includes a tank 31a that stores the first material 121, and a supply unit 31b that supplies the first material 121 from the tank 31a to the nozzle 33 by a predetermined amount. The first supply device 31 is formed so as to be able to supply the first material 121 in the tank 31 a to the nozzle 33 using an inert gas such as nitrogen or argon as a carrier.

第２供給装置３２は、第２材料１２２を貯蔵するタンク３２ａと、タンク３２ａから第２材料１２２をノズル３３に所定の量だけ供給する供給手段３２ｂと、を備えている。第２供給装置３２は、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガスをキャリアとしてタンク３２ａ内の第２材料１２２をノズル３３に供給可能に形成されている。   The second supply device 32 includes a tank 32a that stores the second material 122, and a supply unit 32b that supplies the second material 122 from the tank 32a to the nozzle 33 by a predetermined amount. The second supply device 32 is formed so as to be able to supply the second material 122 in the tank 32 a to the nozzle 33 using an inert gas such as nitrogen or argon as a carrier, for example.

ノズル３３は、第１供給装置３１及び第２供給装置３２に供給管３４を介して接続される。ノズル３３は、光学装置１５にレーザ光２００を通過させることが可能なケーブル２１０を介して接続される。ノズル３３は、ステージ１２に対して移動可能に形成されている。   The nozzle 33 is connected to the first supply device 31 and the second supply device 32 via a supply pipe 34. The nozzle 33 is connected to the optical device 15 via a cable 210 that can pass the laser beam 200. The nozzle 33 is formed to be movable with respect to the stage 12.

ノズル３３は、円筒状の外郭体３６と、外郭体３６内に設けられ、その先端から第１材料１２１及び第２材料１２２を噴射する噴射口３７と、レーザ光２００を通過させる光通路部３８と、光通路部３８内に設けられた光学レンズ３９と、を備えている。ノズル３３は、例えば、噴射口３７の径が異なる二つが設けられる。例えば、一方のノズル３３の噴射口３７は、０．２ｍｍの径に、他方のノズル３３の噴射口３７は、２．０ｍｍに形成される。ノズル３３は、第１供給装置３１及び第２供給装置３２から供給された粉末状の第１材料１２１及び第２材料１２２を混合可能に形成されている。   The nozzle 33 is provided in the outer shell 36, the outer shell 36, an ejection port 37 that ejects the first material 121 and the second material 122 from the tip thereof, and an optical passage portion 38 that allows the laser light 200 to pass therethrough. And an optical lens 39 provided in the light passage portion 38. For example, two nozzles 33 having different diameters of the injection port 37 are provided. For example, the injection port 37 of one nozzle 33 is formed to have a diameter of 0.2 mm, and the injection port 37 of the other nozzle 33 is formed to 2.0 mm. The nozzle 33 is formed so that the powdered first material 121 and the second material 122 supplied from the first supply device 31 and the second supply device 32 can be mixed.

ノズル３３は、例えば、その内部で第１供給装置３１及び第２供給装置３２から供給された粉末状の第１材料１２１及び第２材料１２２を混合可能、又は、複数の噴射口３７からそれぞれ第１材料１２１及び第２材料１２２を噴射し、噴射後第１材料１２１及び第２材料１２２を混合可能に形成されている。   For example, the nozzle 33 can mix the powdery first material 121 and the second material 122 supplied from the first supply device 31 and the second supply device 32 in the inside thereof, or can respectively mix the first material 121 and the second material 122 from the plurality of injection ports 37. The first material 121 and the second material 122 are jetted, and the first material 121 and the second material 122 can be mixed after jetting.

なお、本実施の形態においては、噴射口３７は、例えば、二つ設けられ、一方が第１供給装置３１に接続される第１噴射口３７ａであり、他方が第２供給装置３２に接続される第２噴射口３７ｂである構成を用いて説明する。図２に示すように、例えば、噴射口３７は、第１供給装置３１及び第２供給装置３２から供給されたガスによって搬送された第１材料１２１及び第２材料１２２が、噴射口３７から所定の距離において交差するように、外郭体３６の軸心、さらに言えば出射するレーザ光２００の光軸に対して傾斜して形成される。   In the present embodiment, for example, two injection ports 37 are provided, one of which is the first injection port 37a connected to the first supply device 31, and the other is connected to the second supply device 32. A description will be given using a configuration that is the second injection port 37b. As shown in FIG. 2, for example, the injection port 37 is configured so that the first material 121 and the second material 122 conveyed by the gas supplied from the first supply device 31 and the second supply device 32 are predetermined from the injection port 37. Are formed so as to be inclined with respect to the axis of the outer body 36, that is, the optical axis of the laser beam 200 to be emitted.

光通路部３８は、外郭体３６の軸心に沿って設けられる。光学レンズ３９は、例えば、光通路部３８に設けられる。光学レンズ３９は、ケーブル２１０からのレーザ光２００を平行光に変換し、且つ、平行光を収束可能に２つ設けられる。光学レンズ３９は、所定の位置、具体的には、噴射口３７から噴射された第１材料１２１及び第２材料１２２が交差する位置で最も収束するように構成される。   The light path portion 38 is provided along the axis of the outer body 36. The optical lens 39 is provided in the light path portion 38, for example. Two optical lenses 39 are provided so as to convert the laser light 200 from the cable 210 into parallel light and to converge the parallel light. The optical lens 39 is configured to converge most at a predetermined position, specifically, at a position where the first material 121 and the second material 122 ejected from the ejection port 37 intersect.

図１及び図３に示すように、光学装置１５は、光源４１と、光源４１にケーブル２１０を介して接続された光学系４２と、を備えている。光源４１は、発信素子を有し、レーザ光２００を発信素子から出射可能に形成されたレーザ光２００の供給源である。光源４１は、出射するレーザ光のパワー密度を変更可能に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 3, the optical device 15 includes a light source 41 and an optical system 42 connected to the light source 41 via a cable 210. The light source 41 has a light emitting element and is a supply source of the laser light 200 formed so that the laser light 200 can be emitted from the light emitting element. The light source 41 is formed so that the power density of the emitted laser light can be changed.

光学系４２は、光源４１から出射されたレーザ光２００をノズル３３に供給可能、且つ、対象物１１０に向かって噴射された第１材料１２１及び第２材料１２２に照射可能に形成されている。また、光学系４２は、ベース１１０ａ上の層１１０ｂや材料１２１，１２２にレーザ光２００を照射可能に形成されている。   The optical system 42 is formed so as to be able to supply the laser beam 200 emitted from the light source 41 to the nozzle 33 and to irradiate the first material 121 and the second material 122 ejected toward the object 110. The optical system 42 is formed so that the laser beam 200 can be irradiated to the layer 110b and the materials 121 and 122 on the base 110a.

具体的には、光学系４２は、第１レンズ５１と、第２レンズ５２と、第３レンズ５３と、第４レンズ５４と、ガルバノスキャナ５５と、を備えている。光学系４２は、第１レンズ５１、第２レンズ５２、第３レンズ５３及び第４レンズ５４が固定されている。なお、光学系４２は、第１レンズ５１、第２レンズ５２、第３レンズ５３及び第４レンズ５４を二軸方向、具体的には光路に対して直交又は交差する方向に移動可能な調整装置を備えている構成であってもよい。   Specifically, the optical system 42 includes a first lens 51, a second lens 52, a third lens 53, a fourth lens 54, and a galvano scanner 55. In the optical system 42, the first lens 51, the second lens 52, the third lens 53, and the fourth lens 54 are fixed. The optical system 42 is an adjustment device capable of moving the first lens 51, the second lens 52, the third lens 53, and the fourth lens 54 in two axial directions, specifically, in a direction orthogonal to or intersecting the optical path. May be provided.

第１レンズ５１は、ケーブル２１０を介して入射されたレーザ光２００を平行光に変換可能、且つ、変換したレーザ光２００をガルバノスキャナ５５に入射可能に形成されている。第２レンズ５２は、ノズル３３と同数設けられる。第２レンズ５２は、ガルバノスキャナ５５から出射されたレーザ光２００を収束させるとともに、ケーブル２１０を介してノズル３３にレーザ光２００を出射可能に形成されている。   The first lens 51 is formed so that the laser beam 200 incident via the cable 210 can be converted into parallel light, and the converted laser beam 200 can be incident on the galvano scanner 55. The same number of second lenses 52 as the nozzles 33 are provided. The second lens 52 is formed so as to converge the laser light 200 emitted from the galvano scanner 55 and to emit the laser light 200 to the nozzle 33 via the cable 210.

第３レンズ５３は、ガルバノスキャナ５５から出射されたレーザ光２００を収束させ、対象物１１０上にレーザ光２００を照射可能に形成されている。第４レンズ５４は、ガルバノスキャナ５５から出射されたレーザ光２００を収束させ、対象物１１０上にレーザ光２００を照射可能に形成されている。   The third lens 53 is formed so that the laser beam 200 emitted from the galvano scanner 55 is converged and the laser beam 200 can be irradiated onto the object 110. The fourth lens 54 is formed so that the laser beam 200 emitted from the galvano scanner 55 is converged and the laser beam 200 can be irradiated on the object 110.

ガルバノスキャナ５５は、第１レンズ５１で変換された平行光を、第２レンズ５２、第３レンズ５３及び第４レンズ５４に分割可能に形成されている。ガルバノスキャナ５５は、第１ガルバノミラー５７と、第２ガルバノミラー５８と、第３ガルバノミラー５９と、を備えている。各ガルバノミラー５７，５８，５９は、傾斜角度を可変可能、且つ、レーザ光２００を分割可能に形成されている。   The galvano scanner 55 is formed so that the parallel light converted by the first lens 51 can be divided into a second lens 52, a third lens 53, and a fourth lens 54. The galvano scanner 55 includes a first galvanometer mirror 57, a second galvanometer mirror 58, and a third galvanometer mirror 59. Each galvanometer mirror 57, 58, 59 is formed such that the tilt angle can be varied and the laser beam 200 can be divided.

第１ガルバノミラー５７は、第１レンズ５１を通過したレーザ光２００の一部を通過させることでレーザ光２００を第２ガルバノミラー５８に出射するととともに、当該レーザ光２００の他部を反射させることでレーザ光２００を第４レンズ５４に出射する。また、第１ガルバノミラー５７は、その傾斜角度によって、第４レンズ５４を通過したレーザ光２００の照射位置を調整可能に形成されている。   The first galvanometer mirror 57 emits the laser beam 200 to the second galvanometer mirror 58 by passing a part of the laser beam 200 that has passed through the first lens 51 and reflects the other part of the laser beam 200. Then, the laser beam 200 is emitted to the fourth lens 54. The first galvanometer mirror 57 is formed so that the irradiation position of the laser beam 200 that has passed through the fourth lens 54 can be adjusted by the inclination angle.

第２ガルバノミラー５８は、レーザ光２００の一部を第３ガルバノミラー５９に出射するととともに、当該レーザ光２００の他部を反射させて第３レンズ５３に出射する。また、第２ガルバノミラー５８は、その傾斜角度によって、第３レンズ５３を通過したレーザ光２００の照射位置を調整可能に形成されている。   The second galvanometer mirror 58 emits a part of the laser beam 200 to the third galvanometer mirror 59 and reflects the other part of the laser beam 200 to be emitted to the third lens 53. The second galvanometer mirror 58 is formed such that the irradiation position of the laser beam 200 that has passed through the third lens 53 can be adjusted by the inclination angle.

第３ガルバノミラー５９は、レーザ光２００の一部を一方の第２レンズ５２に出射させるととともに、当該レーザ光２００の他部を他方の第２レンズ５２に出射する。   The third galvanometer mirror 59 emits part of the laser light 200 to one second lens 52 and emits the other part of the laser light 200 to the other second lens 52.

このような光学系４２は、第１ガルバノミラー５７、第２ガルバノミラー５８及び第３レンズ５３によって対象物１１０に供給された第１材料１２１（１２３）及び第２材料１２２（１２３）を加熱して層１１０ｂを形成するとともにアニール処理を行う溶融装置４５を構成する。溶融装置４５は、ベース１１０ａ上にノズル３３から供給された第１材料１２１及び第２材料１２２をレーザ光２００によって溶融し、層１１０ｂを形成する。   Such an optical system 42 heats the first material 121 (123) and the second material 122 (123) supplied to the object 110 by the first galvanometer mirror 57, the second galvanometer mirror 58, and the third lens 53. Thus, a melting apparatus 45 is formed which forms the layer 110b and performs an annealing process. The melting device 45 melts the first material 121 and the second material 122 supplied from the nozzle 33 on the base 110a by the laser beam 200, thereby forming the layer 110b.

また、光学系４２は、第１材料１２１及び第２材料１２２によってベース１１０ａ上及び層１１０ｂに形成された不要な部位を第１ガルバノミラー５７及び第４レンズ５４によって供給されたレーザ光２００により除去する除去装置４６を構成する。   Further, the optical system 42 removes unnecessary portions formed on the base 110 a and the layer 110 b by the first material 121 and the second material 122 by the laser light 200 supplied by the first galvanometer mirror 57 and the fourth lens 54. The removing device 46 is configured.

除去装置４６は、ノズル３３による第１材料１２１及び第２材料１２２の供給時に発生する材料の飛散や、層１１０ｂの形成時に発生する不要部位等の、積層造形物１００の所定の形状とは異なる部位を除去可能に形成されている。除去装置４６は、当該部位を除去可能なパワー密度を有するレーザ光２００を出射可能に形成されている。   The removal device 46 is different from a predetermined shape of the layered object 100 such as scattering of materials generated when the first material 121 and the second material 122 are supplied by the nozzle 33 and unnecessary portions generated when the layer 110b is formed. The part is formed to be removable. The removal device 46 is formed so as to emit a laser beam 200 having a power density capable of removing the portion.

計測装置１６は、ベース１１０ａ上の固化した材料の形状である、層１１０ｂの形状及び造形した積層造形物１００の形状を計測することが可能に形成されている。計測装置１６は、計測した形状の情報を制御装置１７に送信可能に形成されている。   The measuring device 16 is formed so as to be able to measure the shape of the layer 110b and the shape of the shaped layered object 100, which are the shapes of the solidified material on the base 110a. The measuring device 16 is formed so as to be able to transmit the measured shape information to the control device 17.

例えば、計測装置１６は、カメラ６１と、カメラ６１で計測した情報に基づいて画像処理を行う画像処理装置６２と、を備えている。なお、計測装置１６は、例えば、干渉方式や光切断方式等によって、層１１０ｂ及び積層造形物１００の形状、即ち、ベース１１０ａ上の第１材料１２１及び第２材料１２２が混合した材料１２３の形状を計測可能に形成されている。   For example, the measurement device 16 includes a camera 61 and an image processing device 62 that performs image processing based on information measured by the camera 61. Note that the measuring device 16 uses, for example, an interference method, a light cutting method, or the like to shape the layer 110b and the layered object 100, that is, the shape of the material 123 in which the first material 121 and the second material 122 on the base 110a are mixed. It is formed to be measurable.

制御装置１７は、移動装置１３、搬送装置２４、第１供給装置３１、第２供給装置３２、光源４１、ガルバノスキャナ５５及び画像処理装置６２に信号線２２０を介して電気的に接続されている。   The control device 17 is electrically connected to the moving device 13, the transport device 24, the first supply device 31, the second supply device 32, the light source 41, the galvano scanner 55, and the image processing device 62 via the signal line 220. .

制御装置１７は、移動装置１３を制御することで、ステージ１２を３軸方向に移動可能に形成されている。制御装置１７は、搬送装置２４を制御することで、造形した積層造形物１００を副室２２に搬送可能に形成されている。制御装置１７は、第１供給装置３１を制御することで、第１材料１２１の供給、及び、第１材料１２１の供給量を調整が可能に形成されている。   The control device 17 is configured to be able to move the stage 12 in three axial directions by controlling the moving device 13. The control device 17 is formed so as to be able to convey the shaped layered object 100 to the sub chamber 22 by controlling the conveying device 24. The control device 17 is configured to be capable of adjusting the supply of the first material 121 and the supply amount of the first material 121 by controlling the first supply device 31.

制御装置１７は、第２供給装置３２を制御することで、第２材料１２２の供給、及び、第２材料１２２の供給量を調整が可能に形成されている。制御装置１７は、光源４１を制御することで、光源４１から出射されるレーザ光２００のパワー密度を調整可能に形成されている。制御装置１７は、ガルバノスキャナ５５を制御することで、第１ガルバノミラー５７、第２ガルバノミラー５８及び第３ガルバノミラー５９の傾斜角度を調整可能に形成されている。また、制御装置１７は、ノズル３３を移動可能に形成されている。   The control device 17 is configured to be able to adjust the supply of the second material 122 and the supply amount of the second material 122 by controlling the second supply device 32. The control device 17 is formed so that the power density of the laser light 200 emitted from the light source 41 can be adjusted by controlling the light source 41. The control device 17 controls the galvano scanner 55 so that the tilt angles of the first galvanometer mirror 57, the second galvanometer mirror 58, and the third galvanometer mirror 59 can be adjusted. Moreover, the control apparatus 17 is formed so that the nozzle 33 can be moved.

制御装置１７は、記憶部１７ａを備えている。記憶部１７ａには、閾値として、造形する積層造形物１００の形状が記憶されている。また、記憶部１７ａには、造形する積層造形物１００の各層１１０ｂにおける材料１２１，１２２の比率が記憶されている。   The control device 17 includes a storage unit 17a. The storage unit 17a stores the shape of the layered object 100 to be modeled as a threshold value. Moreover, the ratio of the materials 121 and 122 in each layer 110b of the layered object 100 to be modeled is stored in the storage unit 17a.

また、制御装置１７は、以下の機能（１）乃至（３）を有している。   The control device 17 has the following functions (1) to (3).

（１）ノズル３３から材料を選択的に噴射する機能。   (1) A function of selectively injecting material from the nozzle 33.

（２）ベース１１０ａ上で材料の形状を判断する機能。   (2) A function of determining the shape of the material on the base 110a.

（３）ベース１１０ａ上の材料のトリミングを行う機能。   (3) A function of trimming the material on the base 110a.

次に、これら機能（１）乃至機能（３）について説明する。
機能（１）は、記憶部１７ａに記憶された、予め設定された積層造形物１００の各層１１０ｂにおける第１材料１２１及び第２材料１２２の比率に基づいて、ノズル３３から第１材料１２１及び第２材料１２２を選択的に噴射する機能である。具体的には、第１供給装置３１及び第２供給装置３２の供給手段３１ｂ,３２ｂを制御し、積層造形物１００の所定の層１１０ｂを形成するときに、当該層１１０ｂに設定された第１材料１２１及び第２材料１２２の比率を調整する機能である。また、例えば、積層造形物１００が部分的に異なる材料又は比率で形成される場合に、第１材料１２１及び第２材料１２２の比率を変化させることで、傾斜材料を形成する機能である。 Next, these functions (1) to (3) will be described.
Function (1) is based on the ratio of the 1st material 121 and the 2nd material 122 in each layer 110b of the preset layered product 100 memorize | stored in the memory | storage part 17a, and the 1st material 121 and the 1st from the nozzle 33. This is a function of selectively injecting two materials 122. Specifically, when the supply units 31b and 32b of the first supply device 31 and the second supply device 32 are controlled to form the predetermined layer 110b of the layered object 100, the first set to the layer 110b is set. This is a function of adjusting the ratio of the material 121 and the second material 122. For example, when the layered object 100 is formed with partially different materials or ratios, the gradient material is formed by changing the ratio of the first material 121 and the second material 122.

より具体的に説明すると、例えば、積層造形物の一端側を第１材料１２１のみで形成し、他端側を第２材料１２２のみで形成する場合には、まず、ベース１１０ａ上に、第１材料のみを供給して層１１０ｂを積層させて第１材料１２１のみで形成される部位を形成する。次に、第２材料１２２のみで形成する部位までは、第１材料及び第２材料の比率を漸次変えていき、第１材料１２１のみで形成する部位及び第２材料１２２のみで形成する部位の中間位置で第１材料及び第２材料の比率が半分となるように、層１１０ｂの材料の比率を変化させる。このように機能（１）は、第１材料１２１及び第２材料の比率を変えることで、漸次第１材料１２１及び第２材料１２２の比率が変化する傾斜材料を形成することが可能となる。   More specifically, for example, when one end side of the layered object is formed only by the first material 121 and the other end side is formed only by the second material 122, first, the first is formed on the base 110a. By supplying only the material and laminating the layer 110b, a portion formed of only the first material 121 is formed. Next, the ratio of the first material and the second material is gradually changed up to the part formed only by the second material 122, and the part formed only by the first material 121 and the part formed only by the second material 122 are changed. The material ratio of the layer 110b is changed so that the ratio of the first material and the second material is halved at the intermediate position. As described above, in the function (1), it is possible to form a gradient material in which the ratio of the first material 121 and the second material 122 gradually changes by changing the ratio of the first material 121 and the second material.

機能（２）は、ベース１１０ａ上でノズル３３から噴射された第１材料１２１及び第２材料１２２で形成された層１１０ｂ又は積層造形物１００の形状を計測装置１６で計測し、記憶部１７ａの閾値と比較することで、所定の形状でない部位が形成されているか否かを判断する機能である。具体的には、ノズル３３からガスを用いて第１材料１２１及び第２材料１２２が噴射されるとともに、レーザ光２００によって溶融されることから、ベース１１０ａ上及び層１１０ｂ上に材料１２１，１２２が供給されたときに、当該材料１２１，１２２の一部が飛散して、所定の形状でない部位が形成される虞がある。この飛散した材料１２１，１２２を検出するために、計測装置１６で計測した形状と記憶部１７ａに記憶された閾値とを比較し、所定の形状に材料１２１，１２２が供給されているか否かを判断する機能である。換言すると、機能（２）は、積層造形物１００の所定の形状とは異なる部位に材料１２１，１２２が付着し、所定の形状（閾値）から突出する部位を有するか否かを判断する機能である。   The function (2) measures the shape of the layer 110b or the layered object 100 formed of the first material 121 and the second material 122 ejected from the nozzle 33 on the base 110a by the measuring device 16, and stores the storage unit 17a. This is a function for determining whether or not a part having a predetermined shape is formed by comparing with a threshold value. Specifically, the first material 121 and the second material 122 are ejected from the nozzle 33 using a gas and are melted by the laser light 200, so that the materials 121 and 122 are formed on the base 110a and the layer 110b. When supplied, a part of the materials 121 and 122 may be scattered to form a portion having a predetermined shape. In order to detect the scattered materials 121 and 122, the shape measured by the measuring device 16 is compared with the threshold value stored in the storage unit 17a, and it is determined whether or not the materials 121 and 122 are supplied in a predetermined shape. It is a function to judge. In other words, the function (2) is a function for determining whether or not the material 121, 122 is attached to a portion different from the predetermined shape of the layered object 100 and has a portion protruding from the predetermined shape (threshold). is there.

機能（３）は、機能（２）で計測された、所定の形状とは異なる部位の材料１２１，１２２を除去することで、ノズル３３から供給された材料１２１，１２２を所定の形状にトリミングする機能である。具体的には、機能（２）で、所定の形状とは異なる部位に材料１２１，１２２が飛散して付着している場合に、第１ガルバノミラー５７を介して第４レンズ５４から出射されたレーザ光２００が材料１２１，１２２を蒸発可能なパワー密度となるように光源４１を制御する。その後、第１ガルバノミラー５７を制御し、当該レーザ光２００を、当該部位に照射して材料１２１，１２２を蒸発させることで、所定の形状にトリミングを行う機能である。   The function (3) trims the materials 121 and 122 supplied from the nozzle 33 into a predetermined shape by removing the materials 121 and 122 of the portion different from the predetermined shape measured in the function (2). It is a function. Specifically, in the function (2), when the materials 121 and 122 are scattered and attached to a part different from the predetermined shape, the light is emitted from the fourth lens 54 via the first galvanometer mirror 57. The light source 41 is controlled so that the laser beam 200 has a power density capable of evaporating the materials 121 and 122. Thereafter, the first galvanometer mirror 57 is controlled, and the laser light 200 is irradiated onto the portion to evaporate the materials 121 and 122, thereby performing trimming into a predetermined shape.

次に、積層造形装置１を用いた積層造形物１００の製造方法を、図２及び図４を用いて説明する。
まず、図４に示すように、制御装置１７は、第１供給装置３１及び第２供給装置３２を制御して所定の量の第１材料１２１及び第２材料１２２を、ノズル３３から所定の範囲に溶射する。具体的には、制御装置１７により第１供給装置３１及び第２供給装置３２を制御し、形成を行う層１１０ｂの所定の材料となるように、噴射口３７から粉末状の第１材料１２１及び／又は第２材料１２１を所定の比率で噴射させる。また、レーザ光２００を照射して、噴射した材料１２１，１２２を溶融させる。 Next, a manufacturing method of the layered object 100 using the layered object modeling apparatus 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 4.
First, as shown in FIG. 4, the control device 17 controls the first supply device 31 and the second supply device 32 so that a predetermined amount of the first material 121 and the second material 122 are supplied from the nozzle 33 to a predetermined range. Thermally spray on. Specifically, the first supply device 31 and the second supply device 32 are controlled by the control device 17, and the powdery first material 121 and the spray material 37 are formed so as to become a predetermined material of the layer 110 b to be formed. / Or the second material 121 is injected at a predetermined ratio. Further, the irradiated materials 121 and 122 are melted by irradiating the laser beam 200.

これにより、図２に示すように、ベース１１０ａ上の層１１０ｂを形成する範囲に、溶融した材料１２３が所定の量だけ供給される。なお、例えば、材料１２３は、ベース１１０ａや層１１０ｂに噴射されると、変形して層状又は薄膜状等の材料１２３の集合となるか又は自身を運ぶガスによって冷却若しくは材料１２３の集合へと熱が伝わり放熱されるによって冷却され、粒状で積層され、粒状の集合となる。   As a result, as shown in FIG. 2, a predetermined amount of the molten material 123 is supplied to the range where the layer 110b on the base 110a is formed. For example, when the material 123 is jetted to the base 110a or the layer 110b, the material 123 is deformed to be a collection of materials 123 such as a layer or a thin film, or is cooled or heated by a gas carrying itself to the collection of materials 123. It is cooled by being transferred and dissipated, and is laminated in a granular form to form a granular aggregate.

次に、ベース１１０ａ上の材料１２３の集合に溶融装置４５を制御してレーザ光２００を照射し、材料１２３の集合を再溶融させて層１１０ｂとするとともにアニール処理を行う。次に、計測装置１６により、アニール処理を行ったベース１１０ａ上の材料１２３を計測する。制御装置１７は、計測装置１６で計測されたベース１１０ａ上の材料１２３の形状と、記憶部１７ａに記憶された閾値とを比較する。   Next, the assembly of the material 123 on the base 110a is controlled by irradiating the laser beam 200 by controlling the melting device 45, and the assembly of the material 123 is remelted to form the layer 110b and annealing is performed. Next, the measurement device 16 measures the material 123 on the base 110a subjected to the annealing treatment. The control device 17 compares the shape of the material 123 on the base 110a measured by the measurement device 16 with the threshold value stored in the storage unit 17a.

ベース１１０ａ上の材料１２３が所定の形状の層１１０ｂに形成されていたら、制御装置１７は、再び第１供給装置３１及び第２共有装置３２を制御して、形成した層１１０ｂ上に新たに層１１０ｂを形成する。   If the material 123 on the base 110a is formed in the layer 110b having a predetermined shape, the control device 17 controls the first supply device 31 and the second sharing device 32 again, and a new layer is formed on the formed layer 110b. 110b is formed.

ベース１１０ａ上の材料１２３が所定の形状とは異なる位置に材料１２３が付着している場合には、制御装置１７は、除去装置４６を制御して、当該付着した材料１２３にレーザ光２００を照射し、不要な材料１２３を蒸発させる。このように、制御装置１７は、計測装置１６で計測した材料１２３の形状が所定と異なる部位にレーザ光２００を照射して不要な材料１２３を除去することで、層１１０ｂが所定の形状となるようにトリミングを行う。   When the material 123 is attached to the base 110a at a position different from the predetermined shape, the control device 17 controls the removing device 46 to irradiate the attached material 123 with the laser beam 200. Then, unnecessary material 123 is evaporated. As described above, the control device 17 removes the unnecessary material 123 by irradiating the laser beam 200 to a portion where the shape of the material 123 measured by the measuring device 16 is different from the predetermined shape, so that the layer 110b has a predetermined shape. Trim so that.

トリミング終了後、制御装置１７は、再び第１供給装置３１及び第２共有装置３２を制御して、形成した層１１０ｂ上に新たに層１１０ｂを形成する。このように、層１１０ｂを繰り返し形成して積層させることで、積層造形物１００が造形される。   After the trimming is completed, the control device 17 controls the first supply device 31 and the second sharing device 32 again to form a new layer 110b on the formed layer 110b. Thus, the layered object 100 is formed by repeatedly forming and stacking the layer 110b.

このように構成された積層造形装置１は、制御装置１７によって所定の量の第１材料１２１及び／又は第２材料１２２をノズル３３に供給可能、且つ、第１材料１２１及び第２材料１２２をノズル３３で混合してレーザ光２００により溶射可能に形成されに形成されている。これにより、材料１２１，１２２を所定の比率で供給することが可能となり、積層造形物１００に複数の異なる材料を用いることが可能となる。そして、積層造形物１００は、傾斜材料となる。   The additive manufacturing apparatus 1 configured as described above can supply a predetermined amount of the first material 121 and / or the second material 122 to the nozzle 33 by the control device 17, and can supply the first material 121 and the second material 122. It is formed so as to be sprayed by the laser beam 200 after being mixed by the nozzle 33. As a result, the materials 121 and 122 can be supplied at a predetermined ratio, and a plurality of different materials can be used for the layered object 100. And the layered object 100 becomes an inclined material.

また、積層造形装置１は、ベース１１０ａ上に供給された材料１２３（層１１０ｂ）を溶融装置４５により再溶融して層状とするとともに、アニール処理を行うことで、残留応力を除去することが可能となる。さらに、材料１２１，１２２を確実に混合させることが出来るので、強度を向上することが可能となる。   The additive manufacturing apparatus 1 can remove residual stress by re-melting the material 123 (layer 110b) supplied on the base 110a by the melting device 45 to form a layer and performing an annealing process. It becomes. Furthermore, since the materials 121 and 122 can be reliably mixed, the strength can be improved.

さらに、積層造形装置１は、計測装置１６で計測した材料１２３の形状を記憶部１７ａの閾値と比較し、不要に供給された材料１２３を除去することで、供給された材料１２３の形状に応じてトリミングが可能となる。このため、ノズル３３から材料１２３を噴射する構成であっても、飛散して付着した不要な材料１２３を除去可能となり、所定の形状の積層造形物１００を造形可能となる。   Furthermore, the additive manufacturing apparatus 1 compares the shape of the material 123 measured by the measuring device 16 with the threshold value of the storage unit 17a, and removes the material 123 that is supplied unnecessarily, so that it corresponds to the shape of the supplied material 123. Trimming becomes possible. For this reason, even if it is the structure which injects the material 123 from the nozzle 33, it becomes possible to remove the unnecessary material 123 which scattered and adhered, and it becomes possible to model the layered modeling object 100 of a predetermined shape.

上述したように、第１の実施形態に係る積層造形装置１によれば、傾斜材料の形成、アニール処理及びトリミングが可能となり、複数の粉末状の材料１２１，１２２を用いて積層造形物１００を製造することが可能となる。   As described above, according to the additive manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment, formation of an inclined material, annealing treatment, and trimming are possible, and the additive manufacturing object 100 is formed using a plurality of powdery materials 121 and 122. It can be manufactured.

（第２の実施形態）
次に、図５を用いて、第２の実施形態に係る積層造形装置１Ａについて説明する。図５は、第２の実施形態に係る積層造形装置１Ａの構成を模式的に示す説明図である。なお、第２の実施形態に係る積層造形装置１Ａの構成のうち、上述した第１の実施形態に係る積層造形装置１と同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 (Second Embodiment)
Next, an additive manufacturing apparatus 1A according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing the configuration of the additive manufacturing apparatus 1A according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to the additive manufacturing apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment mentioned above among the structures of the additive manufacturing apparatus 1A which concerns on 2nd Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted. To do.

図５に示すように、積層造形装置１Ａは、処理槽１１と、ステージ１２と、移動装置１３と、ノズル装置１４と、光学装置１５Ａと、計測装置１６と、制御装置１７と、を備えている。積層造形装置１Ａは、ステージ１２上に設けられる対象物１１０に、ノズル装置１４で供給される材料を層状として複数積層させることで、所定の形状の積層造形物１００を形成に形成されている。   As shown in FIG. 5, the additive manufacturing apparatus 1 </ b> A includes a processing tank 11, a stage 12, a moving device 13, a nozzle device 14, an optical device 15 </ b> A, a measuring device 16, and a control device 17. Yes. The layered modeling apparatus 1A is formed to form a layered model 100 having a predetermined shape by laminating a plurality of materials supplied by the nozzle device 14 as a layer on the object 110 provided on the stage 12.

光学装置１５Ａは、一対の光源４１と、一方の光源４１にケーブル２１０を介して接続された第１光学系４２Ａと、他方の光源４１にケーブル２１０を介して接続された第２光学系４３と、を備えている。   The optical device 15A includes a pair of light sources 41, a first optical system 42A connected to one light source 41 via a cable 210, and a second optical system 43 connected to the other light source 41 via a cable 210. It is equipped with.

第１光学系４２Ａは、光源４１から出射されたレーザ光２００をノズル３３に供給可能、且つ、対象物１１０に向かって噴射された第１材料１２１及び第２材料１２２に照射可能に形成されている。第２光学系４３は、光源４１から出射されたレーザ光２００を、ベース１１０ａ上の層１１０ｂや材料１２１，１２２に照射可能に形成されている。   42 A of 1st optical systems are formed so that the laser beam 200 radiate | emitted from the light source 41 can be supplied to the nozzle 33, and the 1st material 121 and the 2nd material 122 which were injected toward the target object 110 can be irradiated. Yes. The second optical system 43 is formed so that the laser beam 200 emitted from the light source 41 can be applied to the layer 110b and the materials 121 and 122 on the base 110a.

具体的には、第１光学系４２Ａは、第１レンズ５１と、第２レンズ５２と、第３レンズ５３と、ガルバノスキャナ５５Ａと、を備えている。光学系４２Ａは、第１レンズ５１、第２レンズ５２、及び、第３レンズ５３を、二軸方向、具体的には光路に対して直交又は交差する方向に移動可能な調整装置を備えている。   Specifically, the first optical system 42A includes a first lens 51, a second lens 52, a third lens 53, and a galvano scanner 55A. The optical system 42A includes an adjustment device that can move the first lens 51, the second lens 52, and the third lens 53 in two axial directions, specifically, in a direction orthogonal to or intersecting the optical path. .

ガルバノスキャナ５５Ａは、第１レンズ５１で変換された平行光を、第２レンズ５２及び第３レンズ５３に分割可能に形成されている。ガルバノスキャナ５５Ａは、第１ガルバノミラー５８と、第２ガルバノミラー５９と、を備えている。各ガルバノミラー５８，５９は、傾斜角度を可変可能、且つ、レーザ光２００を分割可能に形成されている。   The galvano scanner 55 </ b> A is formed so that the parallel light converted by the first lens 51 can be divided into a second lens 52 and a third lens 53. The galvano scanner 55 </ b> A includes a first galvanometer mirror 58 and a second galvanometer mirror 59. The galvanometer mirrors 58 and 59 are formed so that the inclination angle can be varied and the laser beam 200 can be divided.

第１光学系４２Ａは、上述した光学系４２の第４レンズ５４及び第１ガルバノミラー５７を有さない構成である。このような第１光学系４２Ａは、第１ガルバノミラー５８及び第３レンズ５３により、レーザ光２００を対象物１１０に供給された第１材料１２１（１２３）及び第２材料１２２（１２３）に照射することで、材料１２１，１２２を再溶融させて層状とするとともに、アニール処理を行う溶融装置４５を構成する。   The first optical system 42A has a configuration that does not include the fourth lens 54 and the first galvanometer mirror 57 of the optical system 42 described above. In such a first optical system 42A, the first material 121 (123) and the second material 122 (123) supplied to the object 110 are irradiated with the laser light 200 by the first galvanometer mirror 58 and the third lens 53. By doing so, the materials 121 and 122 are remelted to form a layer, and the melting device 45 that performs the annealing process is configured.

第２光学系４３は、例えば、第１レンズ５１と、第４レンズ５４を備える。第２光学系４３は、光源４１から供給されたレーザ光２００により、ベース１１０ａ上及び層１１０ｂに第１材料１２１及び第２材料１２２によって形成された不要な部位を除去する除去装置４６Ａを構成する。例えば、第２光学系４３に接続される光源４１は、レーザ光２００として、ピコ秒レーザを出射可能に形成されている。なお、第２光学系４３は、ガルバノスキャナを有さない構成であっても、有する構成であってもよい。   The second optical system 43 includes, for example, a first lens 51 and a fourth lens 54. The second optical system 43 constitutes a removal device 46A that removes unnecessary portions formed of the first material 121 and the second material 122 on the base 110a and the layer 110b by the laser light 200 supplied from the light source 41. . For example, the light source 41 connected to the second optical system 43 is formed so as to emit a picosecond laser as the laser light 200. In addition, the 2nd optical system 43 may be the structure which does not have a galvano scanner, or has.

このように構成された積層造形装置１Ａは、積層造形装置１と同様の構成であって、且つ、光学装置１５Ａの溶融装置４５を含む第１光学系４２Ａと除去装置４６Ａ（４３）とが別体に設けられる構成である。   The layered manufacturing apparatus 1A configured as described above has the same configuration as that of the layered modeling apparatus 1, and the first optical system 42A including the melting device 45 of the optical device 15A and the removal device 46A (43) are different. It is a structure provided in the body.

このような積層造形装置１Ａは、上述した積層造形装置１と同様に、第１材料１２１及び第２材料１２２をノズル３３で混合して噴射可能に形成され、且つ、制御装置１７によって所定の量の第１材料１２１及び／又は第２材料１２２を供給可能に形成されている。これにより、材料１２１，１２２を所定の比率で供給することが可能となり、積層造形物１００に複数の異なる材料を用いることが可能となる。そして、積層造形物１００は、傾斜材料となる。   Similar to the layered manufacturing apparatus 1 described above, the layered modeling apparatus 1A is formed so that the first material 121 and the second material 122 are mixed by the nozzle 33 and can be ejected, and a predetermined amount is obtained by the control device 17. The first material 121 and / or the second material 122 can be supplied. As a result, the materials 121 and 122 can be supplied at a predetermined ratio, and a plurality of different materials can be used for the layered object 100. And the layered object 100 becomes an inclined material.

また、積層造形装置１Ａは、ベース１１０ａ上に供給された材料１２３（層１１０ｂ）を溶融装置４５Ａによりにより再溶融して層状とするとともに、アニール処理を行うことで残留応力を除去することが可能となる。さらに、材料１２１，１２２を確実に混合させることが出来るので、強度を向上することが可能となる。   Also, the additive manufacturing apparatus 1A can remelt the material 123 (layer 110b) supplied onto the base 110a by the melting apparatus 45A to form a layer, and remove residual stress by performing an annealing process. It becomes. Furthermore, since the materials 121 and 122 can be reliably mixed, the strength can be improved.

さらに、積層造形装置１Ａは、計測装置１６で計測した材料１２３の形状を記憶部１７ａの閾値と比較し、不要に供給された材料１２３を除去することで、供給された材料１２３の形状に応じてトリミングが可能となる。このため、ノズル３３から材料１２３を噴射する構成であっても、飛散した不要な材料１２３を除去可能となり、所定の形状の積層造形物１００を造形可能となる。   Further, the additive manufacturing apparatus 1A compares the shape of the material 123 measured by the measuring device 16 with the threshold value of the storage unit 17a, and removes the unnecessary supplied material 123, thereby depending on the shape of the supplied material 123. Trimming becomes possible. For this reason, even if it is the structure which injects the material 123 from the nozzle 33, the scattered unnecessary material 123 can be removed and the layered modeling thing 100 of a predetermined shape can be modeled.

上述したように、第２の実施形態に係る積層造形装置１Ａによれば、傾斜材料の形成、アニール処理及びトリミングが可能となり、複数の粉末状の材料１２１，１２２を用いて積層造形物１００を製造することが可能となる。   As described above, according to the additive manufacturing apparatus 1A according to the second embodiment, formation of an inclined material, annealing treatment, and trimming are possible, and the additive manufacturing object 100 is formed using a plurality of powdery materials 121 and 122. It can be manufactured.

（第３の実施形態）
次に、図６を用いて、第３の実施形態に係る積層造形装置１Ｂについて説明する。図６は、第３の実施形態に係る積層造形装置１Ｂの構成を模式的に示す説明図である。なお、第３の実施形態に係る積層造形装置１Ｂの構成のうち、上述した第１の実施形態に係る積層造形装置１及び第２の実施形態に係る積層造形装置１Ａと同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 (Third embodiment)
Next, the layered manufacturing apparatus 1B according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is an explanatory view schematically showing the configuration of the additive manufacturing apparatus 1B according to the third embodiment. Of the configurations of the additive manufacturing apparatus 1B according to the third embodiment, the same configurations as those of the additive manufacturing apparatus 1 according to the first embodiment and the additive manufacturing apparatus 1A according to the second embodiment are the same. The detailed description is abbreviate | omitted.

図６に示すように、積層造形装置１Ｂは、処理槽１１と、ステージ１２と、移動装置１３と、ノズル装置１４と、光学装置１５Ｂと、計測装置１６と、制御装置１７と、を備えている。また、積層造形装置１Ｂは、除去装置４６Ｂを備えている。積層造形装置１Ｂは、ステージ１２上に設けられる対象物１１０に、ノズル装置１４で供給される材料を層状として複数積層させることで、所定の形状の積層造形物１００を形成に形成されている。   As shown in FIG. 6, the additive manufacturing apparatus 1 </ b> B includes a processing tank 11, a stage 12, a moving device 13, a nozzle device 14, an optical device 15 </ b> B, a measuring device 16, and a control device 17. Yes. The additive manufacturing apparatus 1B includes a removing device 46B. The layered modeling apparatus 1B is formed to form a layered modeled object 100 having a predetermined shape by laminating a plurality of materials supplied by the nozzle device 14 as a layer on the object 110 provided on the stage 12.

光学装置１５Ｂは、光源４１と、光源４１にケーブル２１０を介して接続された光学系４２Ｂと、を備えている。   The optical device 15B includes a light source 41 and an optical system 42B connected to the light source 41 via a cable 210.

光学系４２Ｂは、光源４１から出射されたレーザ光２００をノズル３３に供給可能、且つ、対象物１１０に向かって噴射された第１材料１２１及び第２材料１２２の所定の範囲に照射可能に形成されている。   The optical system 42B is formed so as to be able to supply the laser beam 200 emitted from the light source 41 to the nozzle 33 and to irradiate a predetermined range of the first material 121 and the second material 122 ejected toward the object 110. Has been.

具体的には、光学系４２Ｂは、第１レンズ５１と、第２レンズ５２と、第３レンズ５３と、ガルバノスキャナ５５Ａと、レーザ光２００の照射範囲を調整する照射範囲調整機構５６と、を備えている。光学系４２Ｂは、第１レンズ５１、第２レンズ５２、及び、第３レンズ５３を、二軸方向、具体的には光路に対して直交又は交差する方向に移動可能な調整装置を備えている。このような光学系４２Ｂは、第１ガルバノミラー５８及び第３レンズ５３によって対象物１１０に供給されるレーザ光２００を照射範囲調整機構５６によって照射範囲を調整可能に形成される。光学系４２Ｂは、第１レンズ５１、第３レンズ５３、第１ガルバノミラー５８及び照射範囲調整機構５６により、照射範囲が調整されたレーザ光２００により第１材料１２１（１２３）及び第２材料１２２（１２３）を再溶融し、アニール処理を行うことが可能な溶融装置４５Ｂを構成する。   Specifically, the optical system 42B includes a first lens 51, a second lens 52, a third lens 53, a galvano scanner 55A, and an irradiation range adjustment mechanism 56 that adjusts the irradiation range of the laser light 200. I have. The optical system 42B includes an adjustment device that can move the first lens 51, the second lens 52, and the third lens 53 in two axial directions, specifically, in a direction orthogonal to or intersecting the optical path. . Such an optical system 42 </ b> B is formed such that the irradiation range of the laser light 200 supplied to the object 110 by the first galvanometer mirror 58 and the third lens 53 can be adjusted by the irradiation range adjustment mechanism 56. The optical system 42B includes a first material 121 (123) and a second material 122 by the laser light 200 whose irradiation range is adjusted by the first lens 51, the third lens 53, the first galvanometer mirror 58, and the irradiation range adjustment mechanism 56. (123) is remelted to constitute a melting device 45B capable of performing an annealing process.

照射範囲調整機構５６は、レーザ光２００の照射範囲を拡大可能なズーム機構５６ａと、ズーム機構５６ａで拡大した照射範囲を所定の形状とするマスク機構５６ｂと、を備えている。ズーム機構５６ａは、信号線２２０を介して制御装置１７に接続され、材料１２１，１２２を再溶融するレーザ光２００の範囲を拡大可能に形成されている。なお、レーザ光２００の範囲を拡大するときには、制御装置１７は、光源４１の出力を増加させて、レーザ光２００によって材料１２１，１２２を溶融可能なパワー密度とする。   The irradiation range adjustment mechanism 56 includes a zoom mechanism 56a that can expand the irradiation range of the laser light 200, and a mask mechanism 56b that makes the irradiation range expanded by the zoom mechanism 56a a predetermined shape. The zoom mechanism 56a is connected to the control device 17 via the signal line 220, and is formed so that the range of the laser beam 200 for remelting the materials 121 and 122 can be expanded. When the range of the laser beam 200 is expanded, the control device 17 increases the output of the light source 41 so that the laser beam 200 can melt the materials 121 and 122.

マスク機構５６ｂは、信号線２２０を介して制御装置１７に接続され、層１１０ｂのレーザ光２００を照射する部位に応じて、レーザ光２００の照射する範囲の形状を変更可能に形成されている。例えば、マスク機構５６ｂは、制御装置１７に制御されることで、照射位置に応じてマスクを変更し、層１１０ｂの適切な照射範囲にレーザ光２００を照射することが可能に形成されている。   The mask mechanism 56b is connected to the control device 17 via the signal line 220, and is formed so that the shape of the range irradiated with the laser light 200 can be changed according to the portion of the layer 110b irradiated with the laser light 200. For example, the mask mechanism 56b is controlled by the control device 17 so as to change the mask according to the irradiation position and to irradiate the laser beam 200 to an appropriate irradiation range of the layer 110b.

除去装置４６Ｂは、例えば、切削工具によって材料１２３を切削可能に形成された切削装置である。除去装置４６Ｂは、制御装置１７に信号線２２０を介して接続され、制御装置１７によって移動可能に形成されている。   The removal device 46B is, for example, a cutting device formed so as to be able to cut the material 123 with a cutting tool. The removal device 46 </ b> B is connected to the control device 17 via the signal line 220 and is configured to be movable by the control device 17.

このように構成された積層造形装置１Ｂは、積層造形装置１，１Ａと同様の構成であって、且つ、材料１２１，１２２を溶融させる溶融装置４５Ｂによるレーザ光２００の照射範囲を照射範囲調整機構５６によって可変する構成である。また、積層造形装置１Ｂは、除去装置４６Ｂによって不要な材料を切削して除去する構成である。   The layered manufacturing apparatus 1B configured as described above has the same configuration as that of the layered modeling apparatus 1 and 1A, and the irradiation range adjustment mechanism is configured to adjust the irradiation range of the laser beam 200 by the melting apparatus 45B that melts the materials 121 and 122. The configuration varies according to 56. The additive manufacturing apparatus 1B is configured to cut and remove unnecessary materials by the removing device 46B.

このような積層造形装置１Ｂは、上述した積層造形装置１，１Ａと同様に、制御装置１７によって所定の量の第１材料１２１及び／又は第２材料１２２を供給可能、且つ、第１材料１２１及び第２材料１２２をノズル３３で混合して噴射可能に形成されている。これにより、材料１２１，１２２を所定の比率で供給することが可能となり、積層造形物１００に複数の異なる材料を用いることが可能となる。そして、積層造形物１００は、傾斜材料となる。   Such a layered manufacturing apparatus 1B can supply a predetermined amount of the first material 121 and / or the second material 122 by the control device 17 in the same manner as the layered modeling apparatus 1 and 1A described above. And the 2nd material 122 is mixed with the nozzle 33, and it forms so that injection is possible. As a result, the materials 121 and 122 can be supplied at a predetermined ratio, and a plurality of different materials can be used for the layered object 100. And the layered object 100 becomes an inclined material.

積層造形装置１Ｂは、計測装置１６で計測した材料１２３の形状を記憶部１７ａの閾値と比較し、不要に供給された材料１２３を除去装置４６Ｂにより除去するトリミングが可能となる。このため、ノズル３３から材料１２３を噴射する構成であっても、飛散した不要な材料１２３を除去可能となり、所定の形状の積層造形物１００を造形可能となる。   The additive manufacturing apparatus 1B compares the shape of the material 123 measured by the measuring device 16 with the threshold value of the storage unit 17a, and enables trimming to remove the material 123 supplied unnecessarily by the removing device 46B. For this reason, even if it is the structure which injects the material 123 from the nozzle 33, the scattered unnecessary material 123 can be removed and the layered modeling thing 100 of a predetermined shape can be modeled.

また、積層造形装置１Ｂは、ベース１１０ａ上に供給された材料１２３（層１１０ｂ）を溶融装置４５Ａによりにより再溶融して層状とするとともに、アニール処理を行うことで残留応力を除去することが可能となる。さらに、材料１２１，１２２を確実に混合させることが出来るので、強度を向上することが可能となる。   Further, the additive manufacturing apparatus 1B can remelt the material 123 (layer 110b) supplied onto the base 110a by the melting apparatus 45A to form a layer, and can remove residual stress by performing an annealing process. It becomes. Furthermore, since the materials 121 and 122 can be reliably mixed, the strength can be improved.

また、積層造形装置１Ｂは、ベース１１０ａ上の層１１０ｂを再溶融させてアニール処理を行う場合に、レーザ光２００を照射する範囲を照射範囲調整機構５６によって調整することが可能となる。これにより、アニール処理を行う処理時間を短縮することが可能となる。   In addition, when the layered manufacturing apparatus 1B performs the annealing process by remelting the layer 110b on the base 110a, the irradiation range adjusting mechanism 56 can adjust the irradiation range of the laser beam 200. This makes it possible to shorten the processing time for performing the annealing process.

上述したように、第３の実施形態に係る積層造形装置１Ｂによれば、傾斜材料の形成、アニール処理及びトリミングが可能となり、複数の粉末状の材料１２１，１２２を用いて積層造形物１００を製造することが可能となる。   As described above, according to the additive manufacturing apparatus 1B according to the third embodiment, formation of an inclined material, annealing treatment, and trimming are possible, and the additive manufacturing object 100 is formed using a plurality of powdery materials 121 and 122. It can be manufactured.

（第４の実施形態）
次に、図７及び図８を用いて、第４の実施形態に係る積層造形装置１Ｃについて説明する。図７は第４の実施形態に係る積層造形装置１Ｃの構成を模式的に示す説明図、図８は積層造形装置１Ｃを用いた積層造形物１００の製造の一例を示す説明図である。なお、第４の実施形態に係る積層造形装置１Ｃの構成のうち、上述した第１の実施形態に係る積層造形装置１と同様の構成には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。 (Fourth embodiment)
Next, an additive manufacturing apparatus 1C according to the fourth embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an explanatory view schematically showing the configuration of the additive manufacturing apparatus 1C according to the fourth embodiment, and FIG. 8 is an explanatory view showing an example of manufacturing the additive manufacturing object 100 using the additive manufacturing apparatus 1C. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structure similar to the additive manufacturing apparatus 1 which concerns on 1st Embodiment mentioned above among the structures of the additive manufacturing apparatus 1C which concerns on 4th Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted. To do.

図７に示すように、積層造形装置１Ｃは、処理槽１１と、ステージ１２と、移動装置１３と、ノズル装置１４Ｃと、光学装置１５と、計測装置１６と、制御装置１７と、を備えている。   As shown in FIG. 7, the additive manufacturing apparatus 1 </ b> C includes a processing tank 11, a stage 12, a moving device 13, a nozzle device 14 </ b> C, an optical device 15, a measuring device 16, and a control device 17. Yes.

ノズル装置１４Ｃは、複数の材料を所定の量だけステージ１２上の対象物１１０に供給可能、且つ、レーザ光２００を出射可能に形成されている。具体的には、ノズル装置１４は、第１材料１２１を供給可能な第１供給装置３１と、第２材料１２２を供給可能な第２供給装置３２と、第１供給装置３１及び光学装置１５に接続された第１ノズル３３ａと、第２供給装置３２及び光学装置１５に接続された第２ノズル３３ｂと、第１供給装置３１及び第１ノズル３３ａ並びに第２供給装置３２及び第２ノズル３３ｂを接続する供給管３４と、を備えている。   The nozzle device 14 </ b> C is formed so that a predetermined amount of a plurality of materials can be supplied to the object 110 on the stage 12 and the laser beam 200 can be emitted. Specifically, the nozzle device 14 includes a first supply device 31 that can supply the first material 121, a second supply device 32 that can supply the second material 122, the first supply device 31, and the optical device 15. The first nozzle 33a connected, the second nozzle 33b connected to the second supply device 32 and the optical device 15, the first supply device 31, the first nozzle 33a, the second supply device 32 and the second nozzle 33b. And a supply pipe 34 to be connected.

第１ノズル３３ａ及び第２ノズル３３ｂは、それぞれ、供給管３４を介して第１供給装置３１及び第２供給装置３２に接続される。これらノズル３３ａ，３３ｂは、光学装置１５にレーザ光２００を通過させることが可能なケーブル２１０を介して接続される。ノズル３３ａ，３３ｂは、ステージ１２に対して移動可能に形成されている。   The first nozzle 33a and the second nozzle 33b are connected to the first supply device 31 and the second supply device 32 via the supply pipe 34, respectively. These nozzles 33 a and 33 b are connected to the optical device 15 via a cable 210 that can pass the laser beam 200. The nozzles 33 a and 33 b are formed to be movable with respect to the stage 12.

ノズル３３ａ，３３ｂは、円筒状の外郭体３６と、外郭体３６内に設けられ、その先端から第１材料１２１又は第２材料１２２を噴射する噴射口３７と、レーザ光２００を通過させる光通路部３８と、光通路部３８内に設けられた光学レンズ３９と、を備えている。   The nozzles 33 a and 33 b are provided in the outer shell 36, an injection port 37 that ejects the first material 121 or the second material 122 from the tip, and an optical path that allows the laser light 200 to pass therethrough. Part 38 and an optical lens 39 provided in the light path part 38.

次に、積層造形装置１Ｃを用いた積層造形物１００の製造方法を、図８を用いて説明する。
まず、図８に示すように、制御装置１７は、第１供給装置３１を制御して所定の量の第１材料１２１を、ノズル３３ａから所定の範囲に溶射する。具体的には、制御装置１７により第１供給装置３１を制御し、形成を行う層１１０ｂの所定の材料となるように、噴射口３７から対象物１１０に向かって粉末状の第１材料１２１を噴射させる。また、レーザ光２００を照射して、噴射した第１材料１２１を溶融させる。 Next, a manufacturing method of the layered object 100 using the layered object modeling apparatus 1C will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 8, the control device 17 controls the first supply device 31 to spray a predetermined amount of the first material 121 from the nozzle 33a to a predetermined range. Specifically, the first supply device 31 is controlled by the control device 17, and the powdery first material 121 is applied from the injection port 37 toward the object 110 so as to become a predetermined material of the layer 110b to be formed. Let spray. In addition, the irradiated first material 121 is melted by irradiating the laser beam 200.

次に、第２供給装置３２を制御し、ノズル３３ｂから所定の量の第２材料１２２を対象物１１０に向かって噴射してレーザ光２００により溶融させることで、第２材料１２２を所定の範囲に溶射する。   Next, the second supply device 32 is controlled, and a predetermined amount of the second material 122 is ejected from the nozzle 33b toward the target object 110 and melted by the laser beam 200, so that the second material 122 is in a predetermined range. Thermally spray on.

これにより、図８に示すように、第１材料１２１及び第２材料１２２がベース１１０ａ上に設けられる。具体的には、ベース１１０ａ上に第１材料１２１が付着し、さらに第１材料１２１上に第２材料１２２が付着する。換言すると、ベース１１０ａ上に第１材料１２１及び第２材料１２２が積層される。次に、溶融装置４５によってレーザ光２００を、材料１２１，１２２の集合に照射させて材料１２１，１２２の集合を再度溶融させて、層１１０ｂを形成する。これにより、材料１２１，１２２が混合されて層１１０ｂを形成するとともに、層１１０ｂのアニール処理が行われる。次に、計測装置１６により、再溶融することでアニール処理を行ったベース１１０ａ上の材料１２３を計測する。制御装置１７は、計測装置１６で計測されたベース１１０ａ上の材料１２３の形状と、記憶部１７ａに記憶された閾値とを比較する。   Thereby, as shown in FIG. 8, the first material 121 and the second material 122 are provided on the base 110a. Specifically, the first material 121 adheres on the base 110a, and the second material 122 adheres on the first material 121. In other words, the first material 121 and the second material 122 are stacked on the base 110a. Next, the set of materials 121 and 122 is irradiated with the laser beam 200 by the melting device 45 to melt the set of materials 121 and 122 again to form the layer 110b. Thus, the materials 121 and 122 are mixed to form the layer 110b, and the layer 110b is annealed. Next, the material 123 on the base 110a that has been annealed by remelting is measured by the measuring device 16. The control device 17 compares the shape of the material 123 on the base 110a measured by the measurement device 16 with the threshold value stored in the storage unit 17a.

ベース１１０ａ上の材料１２３が所定の形状の層１１０ｂに形成されていたら、制御装置１７は、再び第１供給装置３１を制御して第１材料１２１を供給し、次に第２供給装置３２を制御して第２材料１２２を供給する。次に、溶融装置４５を制御して、材料１２１,１２２を再溶融させてアニール処理を行い、層１１０ｂ上に新たに層１１０ｂを形成する。   If the material 123 on the base 110a is formed in the layer 110b having a predetermined shape, the control device 17 controls the first supply device 31 again to supply the first material 121, and then the second supply device 32 is turned on. The second material 122 is supplied in a controlled manner. Next, the melting device 45 is controlled to remelt the materials 121 and 122 and perform an annealing process to form a new layer 110b on the layer 110b.

ベース１１０ａ上の材料１２３が所定の形状とは異なる位置に材料１２３が付着している場合には、制御装置１７は、除去装置４６を制御して、当該付着した材料１２３にレーザ光２００を照射して蒸発させる。このように、制御装置１７は、計測装置１６で計測した材料１２３の形状が所定と異なる部位にレーザ光２００を照射してトリミングを行う。   When the material 123 is attached to the base 110a at a position different from the predetermined shape, the control device 17 controls the removing device 46 to irradiate the attached material 123 with the laser beam 200. And evaporate. As described above, the control device 17 performs trimming by irradiating the laser beam 200 to a portion where the shape of the material 123 measured by the measurement device 16 is different from the predetermined one.

トリミング終了後、制御装置１７は、再び第１供給装置３１及び第２供給装置３２を制御して、形成した層１１０ｂ上に新たに層１１０ｂを形成する。このように、層１１０ｂを繰り返し形成して積層させることで、積層造形物１００が造形される。   After the trimming is completed, the control device 17 controls the first supply device 31 and the second supply device 32 again to form a new layer 110b on the formed layer 110b. Thus, the layered object 100 is formed by repeatedly forming and stacking the layer 110b.

このように構成された積層造形装置１Ｃによれば、上述した積層造形装置１と同様に、傾斜材料の形成、アニール処理及びトリミングが可能となり、複数の粉末状の材料１２１，１２２を用いて積層造形物１００を製造することが可能となる。   According to the additive manufacturing apparatus 1 </ b> C configured as described above, the inclined material can be formed, annealed, and trimmed in the same manner as the additive manufacturing apparatus 1 described above, and stacked using a plurality of powdery materials 121 and 122. The modeled object 100 can be manufactured.

なお、本実施形態に係る積層造形装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、上述した構成に限定されない。例えば、上述した例では、積層造形装置１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、主室２１及び副室２２を具備する処理槽１１を備える構成を説明したがこれに限定されない。例えば、処理槽１１は、主室２１のみの構成であってもよく、また、搬送装置２４を備えない副室を備える構成であってもよい。ただし、処理室１１は、副室２２を用いる構成とすることで、主室２１内の雰囲気を保つ事が可能となるとともに、主室２１と副室２２とにおいて連続で作業することが容易となる。また、副室２２に積層造形物１００を搬送する構成とすることで、主室２１内でノズル３３から噴射することで主室２１内を舞っている材料が外部へと出ていきにくい。このため、処理室１１は、主室２１に隣接する副室２２を有する構成が望ましい。   Note that the additive manufacturing apparatuses 1, 1A, 1B, and 1C according to the present embodiment are not limited to the configuration described above. For example, in the example described above, the layered modeling apparatuses 1, 1 </ b> A, 1 </ b> B, and 1 </ b> C have been described with the configuration including the processing tank 11 including the main chamber 21 and the sub chamber 22, but the configuration is not limited thereto. For example, the processing tank 11 may have a configuration including only the main chamber 21, or may include a sub chamber that does not include the transfer device 24. However, since the processing chamber 11 is configured to use the sub chamber 22, the atmosphere in the main chamber 21 can be maintained, and it is easy to work continuously in the main chamber 21 and the sub chamber 22. Become. Further, by adopting a configuration in which the layered object 100 is transported to the sub chamber 22, it is difficult for the material floating in the main chamber 21 to be discharged outside by being ejected from the nozzle 33 in the main chamber 21. For this reason, the processing chamber 11 desirably has a sub chamber 22 adjacent to the main chamber 21.

また、上述した例では、光学装置１５は、ノズル３３から供給した材料１２１，１２２を再溶融させて層１１０ｂを形成し、且つ、アニール処理を行う溶融装置４５を備える構成を説明したが、これに限定されない。例えば、積層造形装置は、溶融ではなく焼結により層１１０ｂを形成し、且つ、アニール処理を行う構成であってもよい。   In the above-described example, the optical device 15 is configured to include the melting device 45 that remelts the materials 121 and 122 supplied from the nozzle 33 to form the layer 110b and performs an annealing process. It is not limited to. For example, the layered manufacturing apparatus may have a configuration in which the layer 110b is formed not by melting but by sintering and annealing is performed.

また、上述した例では、計測装置１６は、カメラ６１と、カメラ６１で計測した情報に基づいて画像処理を行う画像処理装置６２と、を備える構成を説明したがこれに限定されず、ベース１１０ａ上に供給された材料の形状を計測可能であれば、他の構成であってもよい。   In the above-described example, the configuration in which the measurement device 16 includes the camera 61 and the image processing device 62 that performs image processing based on information measured by the camera 61 has been described. Any other configuration may be used as long as the shape of the material supplied above can be measured.

また、上述した例では、積層造形装置１をノズル３３及びステージ１２を移動可能とする構成を説明したがこれに限定されず、ノズル３３のみ又はステージ１２のみを移動可能な積層造形装置であってもよい。   Moreover, in the example mentioned above, although the structure which enables the additive manufacturing apparatus 1 to move the nozzle 33 and the stage 12 was demonstrated, it is not limited to this, It is an additive manufacturing apparatus which can move only the nozzle 33 or only the stage 12. Also good.

また、上述した例では、ノズル３３は、噴射口３７の径の異なる二つが設けられる構成を説明したがこれに限定されず、それ以上設けられる構成であってもよい。ノズル３３が複数設けられることで、材料を噴射する面積や形状に応じて、効率のよいノズル３３を使用することが可能となり、効率よく積層造形物１００を造形することが可能となる。   Moreover, although the nozzle 33 demonstrated the structure provided with two in which the diameters of the injection nozzle 37 differ in the example mentioned above, it is not limited to this, The structure provided more than that may be sufficient. By providing a plurality of nozzles 33, it becomes possible to use efficient nozzles 33 in accordance with the area and shape of the material to be ejected, and it becomes possible to model the layered object 100 efficiently.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

１,１Ａ、１Ｂ，１Ｃ…積層造形装置、１１…処理槽、１２…ステージ、１３…移動装置、１４,１４Ｃ…ノズル装置、１５,１５Ａ,１５Ｂ…光学装置、１６…計測装置、１７…制御装置、１７ａ…記憶部、２１…主室、２２…副室、２３…扉部、２４…搬送装置、３１…供給装置、３２…第２供給装置、３３…ノズル、３４…供給管、３６…外郭体、３７…噴射口、３８…光通路部、３９…光学レンズ、４１…光源、４２,４２Ａ,４２Ｂ…光学系、４３…第２光学系、４５，４５Ｂ…溶融装置、４６，４６Ａ，４６Ｂ…除去装置、５１…第１レンズ、５２…第２レンズ、５３…第３レンズ、５４…第４レンズ、５５,５５Ａ…ガルバノスキャナ、５６…照射範囲調整機構、５６ａ…ズーム機構、５６ｂ…マスク機構、５７…ガルバノミラー、５８…第２ガルバノミラー、５９…第３ガルバノミラー、６１…カメラ、６２…画像処理装置、１００…積層造形物、１１０…対象物、１１０ａ…ベース、１１０ｂ…層、１２１…第１材料、１２２…第２材料、２００…レーザ光、２１０…ケーブル、２２０…信号線。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,1A, 1B, 1C ... Laminate shaping apparatus, 11 ... Processing tank, 12 ... Stage, 13 ... Moving device, 14, 14C ... Nozzle device, 15, 15A, 15B ... Optical device, 16 ... Measuring device, 17 ... Control Device: 17a ... Storage unit, 21 ... Main chamber, 22 ... Sub chamber, 23 ... Door unit, 24 ... Transport device, 31 ... Supply device, 32 ... Second supply device, 33 ... Nozzle, 34 ... Supply pipe, 36 ... Outer body, 37... Injection port, 38 .. light passage part, 39... Optical lens, 41 .. light source, 42, 42 A, 42 B .. optical system, 43 .. second optical system, 45, 45 B. 46B ... removal device, 51 ... first lens, 52 ... second lens, 53 ... third lens, 54 ... fourth lens, 55, 55A ... galvano scanner, 56 ... irradiation range adjustment mechanism, 56a ... zoom mechanism, 56b ... Mask mechanism, 57 ... Galvano mirror, 58 2nd galvanometer mirror, 59 ... 3rd galvanometer mirror, 61 ... Camera, 62 ... Image processing device, 100 ... Laminate object, 110 ... Object, 110a ... Base, 110b ... Layer, 121 ... 1st material, 122 ... 2nd material, 200 ... laser beam, 210 ... cable, 220 ... signal line.

Claims (12)

対象物に向かって材料を噴射可能、且つ、噴射した前記材料にレーザ光を照射して前記材料を溶融可能に形成された、複数のノズルと、
前記複数のノズルの各々から照射される前記レーザ光を出射可能な光源と、
を備えることを特徴とする積層造形装置。 A plurality of nozzles formed so that the material can be ejected toward the object and the ejected material is irradiated with laser light to melt the material;
A light source capable of emitting the laser light emitted from each of the plurality of nozzles;
An additive manufacturing apparatus comprising: 前記複数のノズルの各々から噴射する前記材料の噴射量を制御可能に形成された制御装置を、
さらに備える請求項１に記載の積層造形装置。 A control device formed so as to be able to control an injection amount of the material injected from each of the plurality of nozzles;
The additive manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising: 前記光源から出射されるレーザ光を、前記複数のノズルのうち前記材料を噴射する前記ノズルに導く光学系を、
さらに備えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の積層造形装置。 An optical system that guides laser light emitted from the light source to the nozzle that ejects the material among the plurality of nozzles;
The additive manufacturing apparatus according to claim 1, further comprising: an additive manufacturing apparatus. 前記対象物に付着した前記材料を再び溶融させる溶融装置を、さらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の積層造形装置。   The additive manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising a melting device that melts the material attached to the object again. 前記材料で形成された前記対象物の形状を計測する計測装置と、
前記計測装置による計測結果に基づいて前記対象物の一部を除去可能な除去装置と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の積層造形装置。 A measuring device for measuring the shape of the object formed of the material;
A removing device capable of removing a part of the object based on a measurement result by the measuring device;
The additive manufacturing apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising: 積層造形物の形状を閾値として記憶された記憶部と、
前記計測装置で計測した前記形状を前記閾値と比較し、前記形状の前記閾値と異なる部位を前記除去装置で除去する制御装置と、を備える、
ことを特徴とする請求項５に記載の積層造形装置。 A storage unit stored with the shape of the layered object as a threshold;
A control device that compares the shape measured by the measurement device with the threshold value and removes a portion different from the threshold value of the shape by the removal device;
The additive manufacturing apparatus according to claim 5. 第１ノズルから第１材料及び第２材料の少なくとも一方を対象物に向かって噴射する工程と、
前記第１ノズルから噴射した前記材料に光源からのレーザ光を前記第１ノズルから照射することで前記噴射した前記材料を溶融する工程と、
第２ノズルから第１材料及び第２材料の少なくとも一方を前記対象物に向かって噴射する工程と、
前記第２ノズルから噴射した前記材料に前記光源からのレーザ光を前記第２ノズルから照射することで前記噴射した前記材料を溶融する工程と、
を有することを特徴とする積層造形物の製造方法。 Injecting at least one of the first material and the second material from the first nozzle toward the object;
Melting the injected material by irradiating the material injected from the first nozzle with laser light from a light source from the first nozzle ;
Injecting at least one of the first material and the second material from the second nozzle toward the object;
Melting the injected material by irradiating the material injected from the second nozzle with laser light from the light source from the second nozzle ;
A method for producing a layered object, characterized by comprising: 前記第１ノズル又は前記第２ノズルから噴射する、前記第１材料及び前記第２材料の比率を制御する工程を、
さらに有することを特徴とする請求項７に記載の積層造形物の製造方法。 Controlling the ratio of the first material and the second material sprayed from the first nozzle or the second nozzle,
The method for producing a layered object according to claim 7, further comprising: 前記対象物に付着した前記材料を再び溶融する工程をさらに有することを特徴とする請求項７又は８に記載の積層造形物の製造方法。   The method for manufacturing a layered object according to claim 7 or 8, further comprising a step of melting again the material attached to the object. 前記対象物の一部を構成する層の上に、前記材料を含めた層を形成する工程を有することを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれかに記載の積層造形物の製造方法。   The method for producing a layered object according to any one of claims 7 to 9, further comprising a step of forming a layer including the material on a layer constituting a part of the object. . 前記材料で形成された前記対象物の形状を計測する工程と、
前記計測装置による計測結果に基づいて前記対象物の一部を除去する工程と、
を有することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれかに記載の積層造形物の製造方法。 Measuring the shape of the object formed of the material;
Removing a part of the object based on a measurement result by the measurement device;
The method for manufacturing a layered object according to any one of claims 7 to 10, wherein: 制御装置により記憶部に記憶された積層造形物の形状である閾値と前記計測装置で計測した前記形状を比較する工程と、
前記閾値と前記計測装置で計測した前記形状を比較し、前記形状に前記閾値と異なる部位があるときに、前記対象物の一部を除去する工程と、
を有することを特徴とする請求項１１に記載の積層造形物の製造方法。 A step of comparing the threshold value which is the shape of the layered object stored in the storage unit by the control device and the shape measured by the measuring device;
Comparing the threshold value with the shape measured by the measuring device, and removing a part of the object when the shape has a portion different from the threshold value;
The method for producing a layered object according to claim 11, comprising:
JP2016186226A 2016-09-23 2016-09-23 Additive manufacturing apparatus and manufacturing method of additive manufacturing Active JP6227080B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016186226A JP6227080B2 (en) 2016-09-23 2016-09-23 Additive manufacturing apparatus and manufacturing method of additive manufacturing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016186226A JP6227080B2 (en) 2016-09-23 2016-09-23 Additive manufacturing apparatus and manufacturing method of additive manufacturing

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013223776A Division JP6017400B2 (en) 2013-10-28 2013-10-28 Additive manufacturing apparatus and manufacturing method of additive manufacturing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017030366A JP2017030366A (en) 2017-02-09
JP6227080B2 true JP6227080B2 (en) 2017-11-08

Family

ID=57987054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016186226A Active JP6227080B2 (en) 2016-09-23 2016-09-23 Additive manufacturing apparatus and manufacturing method of additive manufacturing

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6227080B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11179890B2 (en) 2017-05-16 2021-11-23 Toshiba Kikai Kabushiki Kaisha Additive manufacturing device and additive manufacturing method
EP3437839B1 (en) * 2017-08-04 2023-09-27 Concept Laser GmbH Apparatus for manufacturing three-dimensional objects
JP7041391B2 (en) * 2018-02-28 2022-03-24 セイコーエプソン株式会社 3D modeling equipment
JP2020066193A (en) * 2018-10-26 2020-04-30 カンタツ株式会社 Three-dimensional molding apparatus, control method of three-dimensional molding apparatus, and control program of three-dimensional molding apparatus

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000127251A (en) * 1998-10-30 2000-05-09 Yamanashi Prefecture Three-dimensional molding machine and its molding method
US8389072B2 (en) * 2004-10-28 2013-03-05 Lockheed Martin Corporation System, method, and apparatus for variable hardness gradient armor alloys
US20080182017A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 General Electric Company Laser net shape manufacturing and repair using a medial axis toolpath deposition method
US20140015172A1 (en) * 2011-03-25 2014-01-16 Bae Systems Plc Additive layer manufacturing

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017030366A (en) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6017400B2 (en) Additive manufacturing apparatus and manufacturing method of additive manufacturing
JP5869182B1 (en) Manufacturing method of layered objects
JP5981474B2 (en) Nozzle device, additive manufacturing apparatus, and additive manufacturing method
JP5931948B2 (en) Nozzle, additive manufacturing apparatus, and manufacturing method of additive manufacturing
US10259159B2 (en) Stack forming apparatus and manufacturing method of stack formation
JP6227080B2 (en) Additive manufacturing apparatus and manufacturing method of additive manufacturing
JP5931947B2 (en) Nozzle and additive manufacturing apparatus
JP6363042B2 (en) Additive manufacturing equipment
US11712765B2 (en) Diode laser fiber array for contour of powder bed fabrication or repair
US11534968B2 (en) Nozzle and additive manufacturing apparatus
JP2018153935A (en) Laminate modeling apparatus, processing apparatus, and laminate modeling method
TW201904749A (en) Multilayer manufacturing using multi-mirror scanner
KR102340525B1 (en) Control method of slicing thickness with constant deposition and melting volume
WO2021024431A1 (en) Lamination shaping device, lamination shaping method, and lamination shaping program
KR101794279B1 (en) Three dimension structure printing apparatus having linear nozzle possible to line scane printing and method of the same
JP6947940B2 (en) Equipment and methods for making 3D workpieces
JP2021042415A (en) Metal additive manufacturing apparatus and metal additive manufacturing method
JP2021042453A (en) Coating method and coating structure

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170627

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170711

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170831

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: 20170912

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171010

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6227080

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151