JP6884807B2

JP6884807B2 - Laminated modeling equipment and laminated modeling method

Info

Publication number: JP6884807B2
Application number: JP2019081471A
Authority: JP
Inventors: 秀二岡崎; 勝裕中野
Original assignee: Sodick Co Ltd
Current assignee: Sodick Co Ltd
Priority date: 2019-04-23
Filing date: 2019-04-23
Publication date: 2021-06-09
Anticipated expiration: 2039-04-23
Also published as: JP2020175632A

Description

この発明は、積層造形装置および積層造形方法に関する。 The present invention relates to a laminated modeling apparatus and a laminated modeling method.

金属の積層造形においては、金属材料からなる材料層を形成し、この材料層の所定箇所にレーザ光または電子ビーム等のビームを照射して照射位置の材料層を焼結または溶融させる。材料層の形成とビームの照射を繰り返すことによって、複数の焼結層または溶融層を積層して所望の三次元造形物が造形される。以下においては、焼結および溶融を含めて固化と呼び、焼結層および溶融層を含めて固化層と呼ぶ。 In the laminated metal molding, a material layer made of a metal material is formed, and a beam such as a laser beam or an electron beam is irradiated to a predetermined portion of the material layer to sinter or melt the material layer at the irradiation position. By repeating the formation of the material layer and the irradiation of the beam, a plurality of sintered layers or molten layers are laminated to form a desired three-dimensional model. In the following, the term "solidification" includes sintering and melting, and the term "solidification layer" includes the sintered layer and the molten layer.

三次元造形物は、鉛直方向に移動可能な造形テーブル上に造形される。換言すれば、造形テーブルは所望の三次元造形物が形成される造形領域を有する。固化にあたり、材料層は所定の予熱温度に予熱される。材料層の予熱は、通常は造形テーブルを温度調整することによって行う。 The three-dimensional model is modeled on a modeling table that can be moved in the vertical direction. In other words, the modeling table has a modeling area on which the desired 3D model is formed. Upon solidification, the material layer is preheated to a predetermined preheating temperature. Preheating of the material layer is usually performed by adjusting the temperature of the modeling table.

また、このような積層造形において、造形中に造形テーブルの加熱および冷却を繰り返し行う場合がある。例えば、特許文献１は、１層または複数層の固化層を形成する毎に造形テーブルの温度調整を行うことで固化層に対して温度調整を行って、意図的に固化層のマルテンサイト変態を進行させながら三次元造形物の造形を行う積層造形方法を開示している。 Further, in such laminated modeling, heating and cooling of the modeling table may be repeated during modeling. For example, in Patent Document 1, the temperature of the solidified layer is adjusted by adjusting the temperature of the modeling table each time one or a plurality of solidified layers are formed, and the martensitic transformation of the solidified layer is intentionally performed. It discloses a laminated modeling method for modeling a three-dimensional model while proceeding.

特許第６２９５００１号公報Japanese Patent No. 6295001

造形テーブルの加熱および冷却を繰り返しながら積層造形を行う場合、少なくとも材料層をビームによって固化する前には、造形テーブルの温度を予熱温度に再調整している必要がある。温度調整を行っている間は、材料層へのビームの照射を中断することとなる。また、三次元造形物の造形に際しては、造形テーブル上に順次固化層を積層していくため、造形が進行するにつれ熱容量が大きくなり、造形テーブルの温度調整に時間がかかるようになる。 When laminating modeling is performed by repeatedly heating and cooling the modeling table, it is necessary to readjust the temperature of the modeling table to the preheating temperature at least before the material layer is solidified by the beam. During the temperature adjustment, the irradiation of the beam to the material layer is interrupted. Further, in the modeling of a three-dimensional modeled object, since the solidified layer is sequentially laminated on the modeling table, the heat capacity increases as the modeling progresses, and it takes time to adjust the temperature of the modeling table.

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、造形テーブルの加熱および冷却を繰り返しながら積層造形を行う一方で、造形テーブルの温度調整に要する時間を有効利用し、造形の効率を高めることのできる積層造形装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and while performing laminated modeling while repeating heating and cooling of the modeling table, the time required for temperature adjustment of the modeling table is effectively utilized to improve the efficiency of modeling. It is an object of the present invention to provide a laminated molding apparatus capable of performing.

本発明によれば、所望の三次元造形物が形成される造形領域をそれぞれ有する複数の造形テーブルと、前記複数の造形テーブルをそれぞれ独立して鉛直方向に移動させる造形テーブル駆動装置と、前記複数の造形テーブルをそれぞれ独立して所定の加熱温度に加熱または前記加熱温度よりも低い所定の冷却温度に冷却する温度調整装置と、前記造形領域に所定厚みの材料層を形成する材料層形成装置と、前記材料層にレーザ光または電子ビームを照射して焼結または溶融させ固化層を形成する照射装置と、前記造形テーブル駆動装置、前記温度調整装置、前記材料層形成装置および前記照射装置を制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記複数の造形テーブルのうちの所定の造形テーブルの冷却を行う間に、前記所定の造形テーブルとは異なる他の造形テーブルの前記造形領域において前記固化層の形成を行うよう制御する、積層造形装置が提供される。 According to the present invention, a plurality of modeling tables each having a modeling region in which a desired three-dimensional model is formed, a modeling table driving device for independently moving the plurality of modeling tables in the vertical direction, and the plurality of modeling tables. A temperature adjusting device for independently heating each of the modeling tables to a predetermined heating temperature or cooling to a predetermined cooling temperature lower than the heating temperature, and a material layer forming device for forming a material layer having a predetermined thickness in the modeling region. Controls an irradiation device that irradiates the material layer with a laser beam or an electron beam to form a solidified layer by sintering or melting, a modeling table driving device, the temperature adjusting device, the material layer forming device, and the irradiation device. The control device includes, and, while cooling a predetermined modeling table among the plurality of modeling tables, the control device is said to be in the modeling area of another modeling table different from the predetermined modeling table. A laminated molding apparatus is provided that controls the formation of a solidified layer.

また、本発明によれば、鉛直方向にそれぞれ独立して移動する複数の造形テーブル上にそれぞれ設けられ所望の三次元造形物が形成される造形領域上に所定厚みの材料層を形成する材料層形成工程と、前記材料層にレーザ光または電子ビームを照射して焼結または溶融させ固化層を形成する固化層形成工程と、前記複数の造形テーブルをそれぞれ独立して所定の加熱温度に加熱する加熱工程と、前記複数の造形テーブルをそれぞれ独立して所定の冷却温度に冷却する冷却工程と、を含む温度調整工程と、を備え、前記複数の造形テーブルのうちの所定の造形テーブルにおいて前記冷却工程を行う間に、前記所定の造形テーブルとは異なる他の造形テーブルの前記造形領域において前記固化層形成工程が行われる、積層造形方法が提供される。 Further, according to the present invention, a material layer is provided on a plurality of modeling tables that move independently in the vertical direction, and a material layer having a predetermined thickness is formed on a modeling region on which a desired three-dimensional model is formed. The forming step, the solidifying layer forming step of irradiating the material layer with a laser beam or an electron beam to sinter or melt the material layer to form a solidified layer, and heating the plurality of modeling tables independently to a predetermined heating temperature. A heating step and a temperature adjusting step including a cooling step of independently cooling the plurality of modeling tables to a predetermined cooling temperature are provided, and the cooling is performed on a predetermined modeling table among the plurality of modeling tables. Provided is a laminated molding method in which the solidified layer forming step is performed in the modeling region of another modeling table different from the predetermined modeling table during the process.

本発明に係る積層造形装置には、造形領域を有しそれぞれ独立して温度調整可能に構成された造形テーブルが複数設けられる。また、本発明に係る積層造形方法においては、造形領域をそれぞれ有する複数の造形テーブルがそれぞれ独立して温度調整される。このように構成することで、所定の造形テーブルが温度調整中であって固化層の形成ができない場合、他の造形テーブルで固化層の形成を行うことができる。このようにして、造形テーブルの加熱および冷却を繰り返しながら積層造形を行う積層造形装置または積層造形方法において、効率よく三次元造形物を造形できる。 The laminated modeling apparatus according to the present invention is provided with a plurality of modeling tables having a modeling area and being independently temperature-adjustable. Further, in the laminated modeling method according to the present invention, the temperature of a plurality of modeling tables each having a modeling area is independently adjusted. With this configuration, when the temperature of a predetermined modeling table is being adjusted and the solidified layer cannot be formed, the solidified layer can be formed by another modeling table. In this way, a three-dimensional model can be efficiently modeled in a layered modeling apparatus or a layered modeling method that performs layered modeling while repeatedly heating and cooling the modeling table.

本発明の実施形態に係る積層造形装置１の構成を示した図である。It is a figure which showed the structure of the laminated modeling apparatus 1 which concerns on embodiment of this invention. 第１の造形テーブル２ａの構成を示した図である。It is a figure which showed the structure of the 1st modeling table 2a. 照射装置５の構成の概略を示した図である。It is a figure which showed the outline of the structure of the irradiation apparatus 5. リコータヘッド４２を上方から見た斜視図である。It is a perspective view which looked at the recorder head 42 from above. リコータヘッド４２を下方から見た斜視図である。It is a perspective view which looked at the recorder head 42 from the lower side. 制御装置８の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control device 8. 第１の造形領域Ｒａと第２の造形領域Ｒｂとにおける積層造形の各工程を示すアクティビティ図である。It is an activity diagram which shows each process of the laminated modeling in the 1st modeling area Ra and the 2nd modeling area Rb. 第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂの拡大図である。It is an enlarged view of the 1st modeling area Ra and the 2nd modeling area Rb. 第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂの拡大図である。It is an enlarged view of the 1st modeling area Ra and the 2nd modeling area Rb. 第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂの拡大図である。It is an enlarged view of the 1st modeling area Ra and the 2nd modeling area Rb. 第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂの拡大図である。It is an enlarged view of the 1st modeling area Ra and the 2nd modeling area Rb. 第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂの拡大図である。It is an enlarged view of the 1st modeling area Ra and the 2nd modeling area Rb. 第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂの拡大図である。It is an enlarged view of the 1st modeling area Ra and the 2nd modeling area Rb.

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The various features shown in the embodiments shown below can be combined with each other.

１．構成例
図１は、本発明の実施形態に係る積層造形装置１の構成を示した図である。図１に示すように、積層造形装置１は、第１の造形テーブル２ａ、第２の造形テーブル２ｂ、第１の造形テーブル駆動装置３ａ、第２の造形テーブル駆動装置３ｂ、材料層形成装置４、照射装置５、第１の温度測定装置６ａ、第２の温度測定装置６ｂ、汚染防止装置７、チャンバ１１、ウインドウ１２、粉体保持壁１３および断熱部１４を有している。 1. 1. Configuration Example FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the laminated modeling apparatus 1 according to the embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the laminated modeling device 1 includes a first modeling table 2a, a second modeling table 2b, a first modeling table driving device 3a, a second modeling table driving device 3b, and a material layer forming device 4. It has an irradiation device 5, a first temperature measuring device 6a, a second temperature measuring device 6b, a pollution prevention device 7, a chamber 11, a window 12, a powder holding wall 13, and a heat insulating portion 14.

第１の造形テーブル２ａは、所望の三次元造形物が形成される第１の造形領域Ｒａを有するものであり、図１には示していない第１の温度調整装置２６ａを内蔵する。また、三次元造形物を形成する際には、第１の造形テーブル２ａ上に第１のベースプレート２１ａが載置されてもよい。このとき、第１のベースプレート２１ａ上に１層目の材料層Ｍと１層目の固化層とが形成される。 The first modeling table 2a has a first modeling region Ra on which a desired three-dimensional model is formed, and incorporates a first temperature adjusting device 26a (not shown in FIG. 1). Further, when forming a three-dimensional modeled object, the first base plate 21a may be placed on the first modeling table 2a. At this time, the first material layer M and the first solidified layer are formed on the first base plate 21a.

第２の造形テーブル２ｂは、第１の造形テーブル２ａと同様に、所望の三次元造形物が形成される第２の造形領域Ｒｂを有するものであり、図１には示していない第２の温度調整装置２６ｂを内蔵する。また、三次元造形物を形成する際には、第２の造形テーブル２ｂ上に第２のベースプレート２１ｂが載置されてもよい。このとき、第１のベースプレート２１ａ上に１層目の材料層Ｍと１層目の固化層とが形成される。本実施形態では、第２の造形テーブル２ｂは、第１の造形テーブル２ａと同様の構成を有するものである。ただし、三次元造形物が積層造形される複数の造形テーブルは、独立して温度調整が可能である限りにおいて、それぞれの具体的な構成は異なっていてもよい。例えば、第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂにおいて、その大きさは異なるものであってよい。つまり、第１の造形領域Ｒａと第２の造形領域Ｒｂは、それぞれを任意の大きさとすることができる。 Like the first modeling table 2a, the second modeling table 2b has a second modeling region Rb on which a desired three-dimensional model is formed, and the second modeling table 2b is not shown in FIG. It has a built-in temperature control device 26b. Further, when forming the three-dimensional modeled object, the second base plate 21b may be placed on the second modeling table 2b. At this time, the first material layer M and the first solidified layer are formed on the first base plate 21a. In the present embodiment, the second modeling table 2b has the same configuration as the first modeling table 2a. However, the specific configurations of the plurality of modeling tables on which the three-dimensional objects are laminated may be different as long as the temperature can be adjusted independently. For example, the sizes of the first modeling table 2a and the second modeling table 2b may be different. That is, the first modeling region Ra and the second modeling region Rb can each have an arbitrary size.

第１の造形テーブル駆動装置３ａは、第１の造形テーブル２ａを鉛直方向（矢印Ｕａ方向）に移動させ、第２の造形テーブル駆動装置３ｂは、第２の造形テーブル２ｂを鉛直方向（矢印Ｕａ方向に平行である矢印Ｕｂ方向）に移動させる。これら第１の造形テーブル駆動装置３ａと第２の造形テーブル駆動装置３ｂにより、第１の造形テーブル２ａと第２の造形テーブル２ｂは、それぞれが独立して鉛直方向に移動可能となる。 The first modeling table driving device 3a moves the first modeling table 2a in the vertical direction (arrow Ua direction), and the second modeling table driving device 3b moves the second modeling table 2b in the vertical direction (arrow Ua). Move in the direction of the arrow Ub, which is parallel to the direction). The first modeling table driving device 3a and the second modeling table driving device 3b allow the first modeling table 2a and the second modeling table 2b to move independently in the vertical direction.

第１の造形テーブル駆動装置３ａおよび第２の造形テーブル駆動装置３ｂは、第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂをそれぞれ位置決め可能に構成されればよいが、例えば下記のように構成される。第１の造形テーブル駆動装置３ａは、第１の造形テーブル２ａ下に設けられるスライドベースと、送りねじと、送りねじを支持するガイドベースと、を備える。第１の造形テーブル駆動装置３ａの送りねじは、ねじ軸と、ねじ軸に螺合しスライドベースの側面に固定されるナットと、ねじ軸を回転させるモータ３２ａを含む。同様に、第２の造形テーブル駆動装置３ｂは、第２の造形テーブル２ｂ下に設けられるスライドベースと、送りねじと、送りねじを支持するガイドベースと、を備える。第２の造形テーブル駆動装置３ｂの送りねじは、ねじ軸と、ねじ軸に螺合しスライドベースの側面に固定されるナットと、ねじ軸を回転させるモータ３２ｂを含む。 The first modeling table driving device 3a and the second modeling table driving device 3b may be configured so that the first modeling table 2a and the second modeling table 2b can be positioned, respectively. For example, the configuration is as follows. Will be done. The first modeling table driving device 3a includes a slide base provided under the first modeling table 2a, a feed screw, and a guide base that supports the feed screw. The feed screw of the first modeling table drive device 3a includes a screw shaft, a nut screwed onto the screw shaft and fixed to the side surface of the slide base, and a motor 32a for rotating the screw shaft. Similarly, the second modeling table drive device 3b includes a slide base provided under the second modeling table 2b, a feed screw, and a guide base that supports the feed screw. The feed screw of the second modeling table drive device 3b includes a screw shaft, a nut screwed onto the screw shaft and fixed to the side surface of the slide base, and a motor 32b for rotating the screw shaft.

材料層形成装置４は、第１の造形領域Ｒａと第２の造形領域Ｒｂに所定厚みの材料層Ｍを形成する。具体的には、材料層形成装置４は、ベース台４１と、ベース台４１に配置され、水平１軸方向（矢印Ａ方向）に往復移動するリコータヘッド４２とを含む。なお、リコータヘッド４２の詳細については後述する。 The material layer forming apparatus 4 forms a material layer M having a predetermined thickness in the first modeling region Ra and the second modeling region Rb. Specifically, the material layer forming apparatus 4 includes a base base 41 and a recorder head 42 arranged on the base base 41 and reciprocating in the horizontal uniaxial direction (arrow A direction). The details of the recorder head 42 will be described later.

本実施形態の積層造形装置１で使用される材料は、例えば、金属の材料粉体である。特に、所定数の固化層Ｓを形成する毎に固化層Ｓに対して温度調整を行って、意図的に固化層Ｓのマルテンサイト変態を進行させながら三次元造形物の造形を行う場合は、マルテンサイト系ステンレスや炭素鋼等のマルテンサイト系の材料が使用される。 The material used in the laminated modeling apparatus 1 of the present embodiment is, for example, a metal material powder. In particular, when the temperature of the solidified layer S is adjusted every time a predetermined number of solidified layers S are formed to intentionally proceed with the martensitic transformation of the solidified layer S to form a three-dimensional model. Martensitic materials Martensitic materials such as stainless steel and carbon steel are used.

照射装置５は、材料層Ｍにレーザ光Ｌを照射して焼結または溶融させ固化層Ｓを形成する。なお、本実施形態では、材料層Ｍにレーザ光Ｌを照射して固化層Ｓを形成するものとする。また、照射装置５の詳細については後述する。 The irradiation device 5 irradiates the material layer M with the laser beam L to sinter or melt the material layer M to form the solidified layer S. In the present embodiment, the material layer M is irradiated with the laser beam L to form the solidified layer S. The details of the irradiation device 5 will be described later.

好ましくは、固化層Ｓの温度を測定する第１の温度測定装置６ａおよび第２の温度測定装置６ｂが設けられる。第１の温度測定装置６ａは、第１の造形領域Ｒａの固化層Ｓの温度を測定し、第２の温度測定装置６ｂは、第２の造形領域Ｒｂの固化層Ｓの温度を測定する。第１の温度測定装置６ａと第２の温度測定装置６ｂは、固化層Ｓの温度を測定可能であれば、どのような構成のものでもよい。例えば、第１の温度測定装置６ａまたは第２の温度測定装置６ｂは、赤外線カメラを利用した赤外線サーモグラフィ等の、非接触式温度測定装置であってもよい。また、例えば、第１の温度測定装置６ａまたは第２の温度測定装置６ｂは、熱電対等の接触式センサと、接触式センサを可動させる駆動装置と、を有する接触式温度測定装置であってもよい。なお、第１の温度測定装置６ａと第２の温度測定装置６ｂは、その構成に応じて適宜配設する位置を変更してもよい。本実施形態では造形領域ごとに温度測定装置を１つずつ設けたが、１つの温度測定装置で複数の造形領域における固化層Ｓの温度を測定するように構成してもよい。 Preferably, a first temperature measuring device 6a and a second temperature measuring device 6b for measuring the temperature of the solidified layer S are provided. The first temperature measuring device 6a measures the temperature of the solidified layer S in the first modeling region Ra, and the second temperature measuring device 6b measures the temperature of the solidified layer S in the second modeling region Rb. The first temperature measuring device 6a and the second temperature measuring device 6b may have any configuration as long as the temperature of the solidified layer S can be measured. For example, the first temperature measuring device 6a or the second temperature measuring device 6b may be a non-contact temperature measuring device such as infrared thermography using an infrared camera. Further, for example, even if the first temperature measuring device 6a or the second temperature measuring device 6b is a contact type temperature measuring device having a contact type sensor such as a thermocouple and a driving device for moving the contact type sensor. Good. The positions of the first temperature measuring device 6a and the second temperature measuring device 6b may be appropriately arranged according to their configurations. In the present embodiment, one temperature measuring device is provided for each modeling region, but one temperature measuring device may be configured to measure the temperature of the solidified layer S in a plurality of modeling regions.

汚染防止装置７は、固化層Ｓの形成の際に生じるヒュームからレーザ光Ｌの経路を保護するもので、ウインドウ１２を覆うように設けられる。汚染防止装置７は、不活性ガスをウインドウ１２の下に充満させてウインドウ１２の汚染を防止し、不活性ガスを下方に噴出させてレーザ光Ｌの経路からヒュームを排除する。不活性ガスは、使用する材料と実質的に反応しないガスであり、例えば窒素またはアルゴンである。 The contamination prevention device 7 protects the path of the laser beam L from the fume generated during the formation of the solidified layer S, and is provided so as to cover the window 12. The pollution control device 7 fills the bottom of the window 12 with an inert gas to prevent contamination of the window 12, and ejects the inert gas downward to remove the fume from the path of the laser beam L. The inert gas is a gas that does not substantially react with the material used, such as nitrogen or argon.

チャンバ１１は、第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂを覆うように構成される。チャンバ１１内には、不活性ガスが充満されていることが望ましい。 The chamber 11 is configured to cover the first modeling region Ra and the second modeling region Rb. It is desirable that the chamber 11 is filled with an inert gas.

ウインドウ１２は、レーザ光Ｌを透過させる素材、例えば、ガラス等であり、照射装置５をヒューム等から保護するものである。 The window 12 is a material that allows the laser beam L to pass through, such as glass, and protects the irradiation device 5 from fume and the like.

粉体保持壁１３は、第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂの周りに設けられ、粉体保持壁１３と第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂによって囲まれる空間に、未固化の材料粉体が保持される。 The powder holding wall 13 is provided around the first modeling table 2a and the second modeling table 2b, and is in a space surrounded by the powder holding wall 13, the first modeling table 2a, and the second modeling table 2b. , Unsolidified material powder is retained.

断熱部１４は、各造形テーブルの間、具体的には、第１の造形テーブル２ａと第２の造形テーブル２ｂの間に設けられ、第１の温度調整装置２６ａによる温度調整処理を行う場合や、第２の温度調整装置２６ｂによる温度調整を行う場合に、第１の造形テーブル２ａと第２の造形テーブル２ｂの相互間における熱の影響を低減するものである。特に、所定の造形テーブルにおいて当該造形テーブルの加熱を行い、他の造形テーブルにおいて当該造形テーブルの冷却を行っているときにおいて、断熱部１４は、加熱中の造形テーブルの熱が冷却中の造形テーブルに奪われることを防止する。このため、第１の造形テーブル２ａと第２の造形テーブル２ｂは、それぞれ断熱部１４を挟んで離間して設けられることとなる。断熱部１４は、例えば、断熱材を含む構成としたり、内部を真空に構成したり、所定の温度の液体を循環させる配管を含む構成とする等、様々な構成を採用可能である。第１の温度調整装置２６ａと第２の温度調整装置２６ｂによる温度調整については、後述する。 The heat insulating portion 14 is provided between each modeling table, specifically, between the first modeling table 2a and the second modeling table 2b, and is used when the temperature adjustment process is performed by the first temperature adjusting device 26a. When the temperature is adjusted by the second temperature adjusting device 26b, the influence of heat between the first modeling table 2a and the second modeling table 2b is reduced. In particular, when the modeling table is heated in a predetermined modeling table and the modeling table is cooled in another modeling table, the heat insulating portion 14 is a modeling table in which the heat of the heating table is being cooled. Prevent being robbed by. Therefore, the first modeling table 2a and the second modeling table 2b are provided apart from each other with the heat insulating portion 14 interposed therebetween. Various configurations can be adopted for the heat insulating portion 14, for example, a structure including a heat insulating material, a structure having a vacuum inside, a structure including a pipe for circulating a liquid having a predetermined temperature, and the like. The temperature adjustment by the first temperature adjusting device 26a and the second temperature adjusting device 26b will be described later.

以上に説明したとおり、本実施形態の積層造形装置１は、第１の造形テーブル２ａと第２の造形テーブル２ｂを有し、第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂにおいて、それぞれ積層造形が行われる。ただし、第１の造形テーブル２ａと第２の造形テーブル２ｂとに加え、造形領域を有する別の造形テーブルを１つ以上さらに設けてもよい。このとき、３台目以降の造形テーブルについても、独立して鉛直方向に移動可能であり、独立して温度調整可能に構成される。具体的には、３台目以降の造形テーブルに対応して、造形テーブル駆動装置および温度調整装置がさらに設けられる。なお、本実施形態においてはリコータヘッド４２の移動方向である矢印Ａ方向に沿って第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂを配設したが、造形テーブルの配設方向はこの限りではない。例えば、造形テーブルは、矢印Ａ方向に直交する水平１軸方向である矢印Ｂ方向に沿って配設されてもよい。 As described above, the laminated modeling apparatus 1 of the present embodiment has a first modeling table 2a and a second modeling table 2b, and is laminated in the first modeling area Ra and the second modeling area Rb, respectively. Modeling is done. However, in addition to the first modeling table 2a and the second modeling table 2b, one or more other modeling tables having a modeling area may be further provided. At this time, the third and subsequent modeling tables can also be independently moved in the vertical direction, and the temperature can be adjusted independently. Specifically, a modeling table driving device and a temperature adjusting device are further provided corresponding to the third and subsequent modeling tables. In the present embodiment, the first modeling table 2a and the second modeling table 2b are arranged along the arrow A direction, which is the moving direction of the recorder head 42, but the arrangement direction of the modeling table is limited to this. is not it. For example, the modeling table may be arranged along the arrow B direction, which is a horizontal uniaxial direction orthogonal to the arrow A direction.

２．温度調整装置
次に、第１の温度調整装置２６ａおよび第２の温度調整装置２６ｂの詳細について説明する。図２は、第１の造形テーブル２ａの構成を示した図である。 2. Temperature Control Device Next, the details of the first temperature control device 26a and the second temperature control device 26b will be described. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the first modeling table 2a.

図２に示すように、第１の温度調整装置２６ａは、加熱器２６１ａと冷却器２６２ａを有している。また、第１の造形テーブル２ａは、天板２２ａ、支持板２３ａ、支持板２４ａと支持板２５ａを有しており、これらが重ね合わされて、造形テーブル２ａが構成される。 As shown in FIG. 2, the first temperature adjusting device 26a has a heater 261a and a cooler 262a. Further, the first modeling table 2a has a top plate 22a, a support plate 23a, a support plate 24a, and a support plate 25a, and these are superposed to form a modeling table 2a.

加熱器２６１ａは、第１の造形テーブル２ａを所定の加熱温度に加熱するもので、例えば、電熱器の発熱体または熱媒体が流通される管路であり、支持板２３ａに配設される。熱媒体としては、水や油等の種々の流体を用いることができる。 The heater 261a heats the first modeling table 2a to a predetermined heating temperature. For example, it is a conduit through which a heating element or a heat medium of an electric heater is circulated, and is arranged on a support plate 23a. As the heat medium, various fluids such as water and oil can be used.

冷却器２６２ａは、第１の造形テーブル２ａを加熱温度よりも低い所定の冷却温度に冷却するもので、例えば、熱媒体が流通される管路であり、支持板２５ａに配設される。熱媒体としては、水や油、液化窒素等の種々の液体を用いることができる。 The cooler 262a cools the first modeling table 2a to a predetermined cooling temperature lower than the heating temperature. For example, it is a conduit through which a heat medium is circulated and is arranged on a support plate 25a. As the heat medium, various liquids such as water, oil, and liquefied nitrogen can be used.

また、詳細な説明は省略するが、第２の温度調整装置２６ｂも、第１の温度調整装置２６ａと同様に、第２の造形テーブル２ｂを加熱温度に加熱する加熱器と、冷却温度に冷却する冷却器を有する。 Further, although detailed description is omitted, the second temperature adjusting device 26b also has a heater for heating the second modeling table 2b to the heating temperature and cooling to the cooling temperature, similarly to the first temperature adjusting device 26a. Have a cooler to do.

これら、第１の温度調整装置２６ａと第２の温度調整装置２６ｂにより、第１の造形テーブル２ａと第２の造形テーブル２ｂをそれぞれ独立して所定の加熱温度に加熱または当該加熱温度よりも低い所定の冷却温度に冷却する。 The first temperature adjusting device 26a and the second temperature adjusting device 26b independently heat the first modeling table 2a and the second modeling table 2b to a predetermined heating temperature or are lower than the heating temperature. Cool to a predetermined cooling temperature.

第１の温度調整装置２６ａと第２の温度調整装置２６ｂにより、第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂの加熱および冷却が繰り返されながら積層造形が行われる。造形テーブルの温度調整を繰り返しながら造形を行う積層造形方法の一例として、本実施形態においては、固化層Ｓに対して所定の温度条件で加熱および冷却を行いながら造形を行うことで、意図的にマルテンサイト変態を進行させて三次元造形物の応力制御を行う積層造形方法を実施する。 Laminated molding is performed by the first temperature adjusting device 26a and the second temperature adjusting device 26b while repeatedly heating and cooling the first modeling table 2a and the second modeling table 2b. As an example of a laminated modeling method in which modeling is performed while repeatedly adjusting the temperature of the modeling table, in the present embodiment, the solidified layer S is intentionally modeled while being heated and cooled under predetermined temperature conditions. A laminated modeling method is carried out in which the martensitic transformation is advanced to control the stress of the three-dimensional model.

第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂは、所定の加熱温度に温度調整され固化層Ｓを加熱する。このとき、加熱温度は、固化層Ｓのマルテンサイト変態終了温度以上に設定される。また、第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂは、所定の冷却温度に温度調整され、加熱温度に温度調整された固化層Ｓを冷却する。このとき、冷却温度は、加熱温度よりも低い温度であって、固化層Ｓのマルテンサイト変態開始温度以下に設定される。このようにすれば、マルテンサイト変態開始温度とマルテンサイト変態終了温度の間の温度帯で固化層Ｓが冷却されるため、固化層Ｓに含まれるオーステナイト相の少なくとも一部がマルテンサイト相へと変態する。 The temperature of the first modeling table 2a and the second modeling table 2b is adjusted to a predetermined heating temperature to heat the solidified layer S. At this time, the heating temperature is set to be equal to or higher than the martensitic transformation end temperature of the solidified layer S. Further, the first modeling table 2a and the second modeling table 2b are temperature-adjusted to a predetermined cooling temperature, and the solidified layer S whose temperature is adjusted to the heating temperature is cooled. At this time, the cooling temperature is set to be lower than the heating temperature and equal to or lower than the martensitic transformation start temperature of the solidified layer S. In this way, the solidified layer S is cooled in the temperature zone between the martensitic transformation start temperature and the martensitic transformation end temperature, so that at least a part of the austenite phase contained in the solidified layer S becomes the martensite phase. Transform.

なお、加熱温度および冷却温度は、前述の温度条件が満たされる範囲で、造形中一定でなくてもよい。換言すれば、加熱温度に加熱された固化層Ｓを冷却温度に冷却する際において、都度前述の温度条件を満足していればよい。例えば、造形中に固化層Ｓやベースプレートに発生した反りを測定し、マルテンサイト変態による膨張に起因する圧縮応力と、温度変化による収縮に起因する引張応力とが均衡するように、加熱温度または冷却温度を変更してもよい。 The heating temperature and the cooling temperature do not have to be constant during modeling as long as the above-mentioned temperature conditions are satisfied. In other words, when the solidified layer S heated to the heating temperature is cooled to the cooling temperature, it is sufficient that the above-mentioned temperature conditions are satisfied each time. For example, the warpage generated in the solidified layer S or the base plate during modeling is measured, and the heating temperature or cooling is performed so that the compressive stress caused by expansion due to martensitic transformation and the tensile stress caused by contraction due to temperature change are balanced. The temperature may be changed.

また、第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂの加熱は、材料層Ｍを固化に適した温度に予熱する目的でも行われるが、予熱温度は必ずしもマルテンサイト変態終了温度以上である必要はない。ただし、第１の造形テーブル２ａおよび第２の造形テーブル２ｂをマルテンサイト変態終了温度以上の加熱温度とすることで、材料層Ｍの予熱と固化層Ｓの加熱を平行して行うことができ、好適である。 Further, the heating of the first modeling table 2a and the second modeling table 2b is also performed for the purpose of preheating the material layer M to a temperature suitable for solidification, but the preheating temperature must be equal to or higher than the martensitic transformation end temperature. There is no. However, by setting the first modeling table 2a and the second modeling table 2b to a heating temperature equal to or higher than the martensitic transformation end temperature, the preheating of the material layer M and the heating of the solidified layer S can be performed in parallel. Suitable.

なお、本願発明は、造形テーブルの温度調整を繰り返しながら造形を行う積層造形方法に好適に適用可能であり、本実施形態のような意図的にマルテンサイト変態を進行させる積層造形方法に限定されない。加熱温度および冷却温度は、実施される積層造形方法に応じて適当な値が設定される。 The present invention can be suitably applied to a laminated modeling method in which modeling is performed while repeatedly adjusting the temperature of the modeling table, and is not limited to the laminated modeling method in which martensitic transformation is intentionally promoted as in the present embodiment. Appropriate values are set for the heating temperature and the cooling temperature according to the laminated molding method to be performed.

３．照射装置
次に、照射装置５について説明する。図３は、照射装置５の構成の概略を示した図である。 3. 3. Irradiation device Next, the irradiation device 5 will be described. FIG. 3 is a diagram showing an outline of the configuration of the irradiation device 5.

照射装置５は、レーザ光Ｌを出力する１つの出力源５１と、出力源５１から出力されたレーザ光Ｌを第１の造形テーブル２ａ上と第２の造形テーブル２ｂ上の材料層Ｍの所望の位置に走査させる１つの走査手段と、を含む。より、具体的には、照射装置５は、出力源５１と、コリメータ５２と、フォーカス制御ユニット５３と、走査手段と、をそれぞれ１つずつ有している。 The irradiation device 5 desires one output source 51 that outputs the laser beam L and a material layer M on the first modeling table 2a and the second modeling table 2b that outputs the laser beam L output from the output source 51. Includes one scanning means for scanning to the position of. More specifically, the irradiation device 5 has one output source 51, one collimator 52, one focus control unit 53, and one scanning means.

出力源５１は、レーザ光Ｌを出力する。レーザ光Ｌは、材料層Ｍを焼結または溶融することが可能であり、例えば、ＣＯ２レーザ、ファイバーレーザ、またはＹＡＧレーザである。コリメータ５２は、出力源５１から出力されたレーザ光Ｌを平行光に変換する。フォーカス制御ユニット５３は、コリメータ５２で平行光に変換されたレーザ光Ｌを集光し、所定のスポット径に調整する。 The output source 51 outputs the laser beam L. The laser beam L can sinter or melt the material layer M, for example, a CO2 laser, a fiber laser, or a YAG laser. The collimator 52 converts the laser beam L output from the output source 51 into parallel light. The focus control unit 53 collects the laser beam L converted into parallel light by the collimator 52 and adjusts it to a predetermined spot diameter.

走査手段は、具体的にはガルバノミラー５４ｘ、ガルバノミラー５４ｙと、ガルバノミラー５４ｘ、ガルバノミラー５４ｙをそれぞれ回転させるアクチュエータ５６ｘ、アクチュエータ５６ｙと、を有するガルバノスキャナである。ガルバノミラー５４ｘとガルバノミラー５４ｙの回転角度を制御することでレーザ光Ｌの照射位置が制御される。 Specifically, the scanning means is a galvano scanner having a galvano mirror 54x and a galvano mirror 54y, and an actuator 56x and an actuator 56y for rotating the galvano mirror 54x and the galvano mirror 54y, respectively. The irradiation position of the laser beam L is controlled by controlling the rotation angles of the galvano mirror 54x and the galvano mirror 54y.

ガルバノミラー５４ｘとガルバノミラー５４ｙにより照射位置が制御されたレーザ光Ｌは、ウインドウ１２を通して第１の造形テーブル２ａ上の材料層Ｍと第２の造形テーブル２ｂ上の材料層Ｍに照射され、固化層Ｓを形成する。 The laser beam L whose irradiation position is controlled by the galvano mirror 54x and the galvano mirror 54y is irradiated to the material layer M on the first modeling table 2a and the material layer M on the second modeling table 2b through the window 12 and solidified. The layer S is formed.

本実施形態の照射装置５はレーザ光Ｌを照射して固化層Ｓを形成するように構成されるが、照射装置は電子ビームを照射するものであってもよい。例えば、照射装置は、電子を放出するカソード電極と、電子を収束して加速するアノード電極と、磁場を形成して電子ビームの方向を一方向に収束するソレノイドと、被照射体である材料層Ｍと電気的に接続されカソード電極との間に電圧を印加するコレクタ電極と、を有するよう構成されてもよい。このとき、カソード電極およびアノード電極が電子ビームを出力する出力源の役割を果たし、ソレノイドが電子ビームを走査する走査手段の役割を果たす。なお、ウインドウ１２および汚染防止装置７を省略し、カソード電極がチャンバ１１内に突出するように設けられてもよい。また、電子ビームを照射する照射装置を用いる場合は、チャンバ１１内の雰囲気を、真空に近い状態の貴ガス雰囲気下においてもよい。 The irradiation device 5 of the present embodiment is configured to irradiate the laser beam L to form the solidified layer S, but the irradiation device may irradiate an electron beam. For example, an irradiation device includes a cathode electrode that emits electrons, an anode electrode that converges and accelerates electrons, a solenoid that forms a magnetic field and converges the direction of an electron beam in one direction, and a material layer that is an irradiated body. It may be configured to have a collector electrode that is electrically connected to the M and applies a voltage between the cathode electrode and the cathode electrode. At this time, the cathode electrode and the anode electrode serve as an output source for outputting the electron beam, and the solenoid serves as a scanning means for scanning the electron beam. The window 12 and the contamination prevention device 7 may be omitted, and the cathode electrode may be provided so as to project into the chamber 11. Further, when an irradiation device that irradiates an electron beam is used, the atmosphere in the chamber 11 may be a noble gas atmosphere in a state close to vacuum.

造形領域が２つ設けられる本実施形態においては、所定の造形領域で固化層Ｓの形成が行われているときは、他の造形領域では固化層Ｓの形成は行わない。そのため、１つの照射装置により全ての造形領域に対してレーザ光Ｌまたは電子ビームの走査が可能であれば、複数の照射装置を設ける必要はない。 In the present embodiment in which two modeling regions are provided, when the solidifying layer S is formed in a predetermined modeling region, the solidifying layer S is not formed in the other modeling regions. Therefore, if it is possible to scan the laser beam L or the electron beam for all the modeling regions with one irradiation device, it is not necessary to provide a plurality of irradiation devices.

４．リコータヘッド
次に、材料層形成装置４のリコータヘッド４２について説明する。図４は、リコータヘッド４２を上方から見た斜視図である。また、図５は、リコータヘッド４２を下方から見た斜視図である。 4. Recorder Head Next, the recorder head 42 of the material layer forming apparatus 4 will be described. FIG. 4 is a perspective view of the recorder head 42 as viewed from above. Further, FIG. 5 is a perspective view of the recorder head 42 as viewed from below.

図４および図５に示すように、リコータヘッド４２は、材料収容部４２１と材料供給部４２２と材料吐出部４２３とを有する。材料収容部４２１は、材料粉体を収容する。材料供給部４２２は、材料収容部４２１の上面に配設され、図示しない材料供給装置から材料収容部４２１に供給される材料粉体の受口となる。材料吐出部４２３は、材料収容部４２１の底面に配設され、材料収容部４２１内の材料粉体を吐出する。また、材料吐出部４２３はスリット形状であり、その長手方向は、リコータヘッド４２の移動方向（矢印Ａ方向）に直交する水平１軸方向（矢印Ｂ方向）である。 As shown in FIGS. 4 and 5, the recorder head 42 has a material accommodating unit 421, a material supply unit 422, and a material discharging unit 423. The material accommodating unit 421 accommodates the material powder. The material supply unit 422 is arranged on the upper surface of the material storage unit 421 and serves as a receiving port for the material powder supplied from the material supply device (not shown) to the material storage unit 421. The material discharge unit 423 is arranged on the bottom surface of the material storage unit 421, and discharges the material powder in the material storage unit 421. Further, the material discharge portion 423 has a slit shape, and its longitudinal direction is a horizontal uniaxial direction (arrow B direction) orthogonal to the moving direction (arrow A direction) of the recorder head 42.

ブレード４２４は、リコータヘッド４２の側面に配設され、リコータヘッド４２から吐出された材料粉体を第１の造形領域Ｒａまたは第２の造形領域Ｒｂ上に撒布する。本実施形態ではリコータヘッド４２の両側面に１つずつブレード４２４が設けられるが、少なくとも１つのブレード４２４がリコータヘッド４２に取り付けられればよい。また、ブレード４２４としては、平板状のもの、可撓性のあるもの、ブラシ状のもの、ローラ状のもの等、所定厚みの材料層Ｍを形成可能なものであれば、種々の形態が採用可能である。 The blade 424 is arranged on the side surface of the recorder head 42, and the material powder discharged from the recorder head 42 is sprinkled on the first modeling region Ra or the second modeling region Rb. In the present embodiment, blades 424 are provided on both side surfaces of the recorder head 42, but at least one blade 424 may be attached to the recorder head 42. Further, as the blade 424, various forms are adopted as long as it can form a material layer M having a predetermined thickness, such as a flat plate-shaped one, a flexible one, a brush-shaped one, and a roller-shaped one. It is possible.

このような構成により、材料層形成装置４は、リコータヘッド４２が第１の造形テーブル２ａの第１の造形領域Ｒａ上または第２の造形テーブル２ｂの第２の造形領域Ｒｂ上を往復移動しながら材料吐出部４２３から材料粉体を吐出し、ブレード４２４がリコータヘッド４２の往復移動に伴って第１の造形領域Ｒａ上または第２の造形領域Ｒｂ上に吐出された材料粉体を均すことで、材料層Ｍを形成する。換言すれば、ブレード４２４が取り付けられた１つのリコータヘッド４２により、複数の造形領域に対して材料層Ｍの形成が行われる。ただし、リコータヘッド４２は複数設けられてもよく、例えば各造形領域にリコータヘッド４２が設けられてもよい。 With such a configuration, in the material layer forming apparatus 4, the recorder head 42 reciprocates on the first modeling area Ra of the first modeling table 2a or on the second modeling area Rb of the second modeling table 2b. While discharging the material powder from the material discharge unit 423, the blade 424 discharges the material powder onto the first modeling region Ra or the second modeling region Rb as the recorder head 42 reciprocates. By leveling, the material layer M is formed. In other words, one recorder head 42 to which the blade 424 is attached forms the material layer M for the plurality of modeling regions. However, a plurality of recorder heads 42 may be provided, and for example, recorder heads 42 may be provided in each modeling region.

５．制御装置
次に、積層造形装置１を制御する制御装置について説明する。図６は、制御装置の構成を示すブロック図である。 5. Control device Next, a control device that controls the laminated modeling device 1 will be described. FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the control device.

図６に示すように、制御装置８は、ＣＡＭ装置８１、数値制御装置８２、表示装置８３、材料層形成制御装置８４、第１のテーブル制御装置８５ａ、第２のテーブル制御装置８５ｂ、第１の温度制御装置８６ａ、第２の温度制御装置８６ｂ、照射制御装置８７、第１のミラー制御装置８７１ｘおよび第２のミラー制御装置８７１ｙを有している。この制御装置８は、積層造形装置１の第１の造形テーブル駆動装置３ａと第２の造形テーブル駆動装置３ｂと第１の温度調整装置２６ａと第２の温度調整装置２６ｂと材料層形成装置４と照射装置５とを制御するものである。 As shown in FIG. 6, the control device 8 includes a CAM device 81, a numerical control device 82, a display device 83, a material layer formation control device 84, a first table control device 85a, a second table control device 85b, and a first. It has a temperature control device 86a, a second temperature control device 86b, an irradiation control device 87, a first mirror control device 871x, and a second mirror control device 871y. The control device 8 includes a first modeling table driving device 3a, a second modeling table driving device 3b, a first temperature adjusting device 26a, a second temperature adjusting device 26b, and a material layer forming device 4 of the laminated modeling device 1. And the irradiation device 5.

ＣＡＭ（ＣｏｍｐｕｔｅｒＡｉｄｅｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）装置８１は、所望の三次元造形物を形成するためのメインプログラムと、造形プログラムとを含むプロジェクトファイルを作成する。メインプログラムは、シーケンス番号をふられた複数のプログラム行で構成され、各プログラム行には、所定の層における焼結または溶融の指令等を含む。また、造形プログラムは、照射プログラムファイルであり、レーザ光Ｌの照射位置等の指令を含む。 The CAM (Computer Aided Manufacturing) device 81 creates a project file including a main program for forming a desired three-dimensional model and a model program. The main program is composed of a plurality of program lines numbered with a sequence number, and each program line includes a command for sintering or melting in a predetermined layer and the like. Further, the modeling program is an irradiation program file, and includes commands such as an irradiation position of the laser beam L.

数値制御装置８２は、ＣＡＭ装置８１が作成したプロジェクトファイルにしたがって、所望の三次元造形物を形成すべく、材料層形成装置４、第１の造形テーブル２ａの高さと温度、第２の造形テーブル２ｂの高さと温度および照射装置５を数値制御するもので、記憶装置８２１と演算装置８２２とメモリ８２３とを有している。 The numerical control device 82 sets the height and temperature of the material layer forming device 4, the first modeling table 2a, and the second modeling table in order to form a desired three-dimensional model according to the project file created by the CAM device 81. It numerically controls the height and temperature of 2b and the irradiation device 5, and has a storage device 821, an arithmetic unit 822, and a memory 823.

記憶装置８２１は、通信線や可搬記憶媒体を介してＣＡＭ装置８１から取得したプロジェクトファイルを記憶する。 The storage device 821 stores the project file acquired from the CAM device 81 via the communication line or the portable storage medium.

演算装置８２２は、記憶装置８２１に記憶したプロジェクトファイルにしたがって、材料層形成装置４、第１の造形テーブル２ａの高さと温度、第２の造形テーブル２ｂの高さと温度および照射装置５を数値制御するための演算処理を実行する。 The arithmetic unit 822 numerically controls the material layer forming device 4, the height and temperature of the first modeling table 2a, the height and temperature of the second modeling table 2b, and the irradiation device 5 according to the project file stored in the storage device 821. Perform the arithmetic processing to do so.

メモリ８２３は、演算装置８２２による演算処理の過程で一時的に記憶する必要のある数値やデータを一時的に記憶する。 The memory 823 temporarily stores numerical values and data that need to be temporarily stored in the process of arithmetic processing by the arithmetic unit 822.

表示装置８３は、数値制御装置８２に接続され、数値制御装置８２が通知するデータやエラーメッセージ等を表示する。 The display device 83 is connected to the numerical control device 82 and displays data, an error message, or the like notified by the numerical control device 82.

材料層形成制御装置８４は、数値制御装置８２からの指令に基づいて材料層形成装置４を制御する。材料層形成制御装置８４からの指令は、材料層形成装置４の駆動電流供給装置４３に入力され、当該指令に応じた電力を駆動電流供給装置４３が出力することで材料層形成装置４のモータ４４が回転し、リコータヘッド４２がベース台４１上を往復移動する。また、材料層形成制御装置８４には、駆動電流供給装置４３の出力に応じた信号やモータ４４に取り付けられたエンコーダ等からの信号が入力され、これら入力された信号に基づいて材料層形成制御装置８４は、フィードバック制御を行う。 The material layer forming control device 84 controls the material layer forming device 4 based on a command from the numerical control device 82. The command from the material layer formation control device 84 is input to the drive current supply device 43 of the material layer formation device 4, and the drive current supply device 43 outputs the electric power corresponding to the command to generate the motor of the material layer formation device 4. The 44 rotates, and the recorder head 42 reciprocates on the base 41. Further, a signal corresponding to the output of the drive current supply device 43 and a signal from an encoder or the like attached to the motor 44 are input to the material layer formation control device 84, and the material layer formation control is performed based on these input signals. The device 84 performs feedback control.

第１のテーブル制御装置８５ａは、数値制御装置８２からの指令に基づいて第１の造形テーブル駆動装置３ａを制御する。第１のテーブル制御装置８５ａからの指令は、第１の造形テーブル駆動装置３ａの駆動電流供給装置３１ａに入力され、当該指令に応じた電力を駆動電流供給装置３１ａが出力することで第１の造形テーブル駆動装置３ａのモータ３２ａが回転し、第１の造形テーブル２ａが上方向または下方向に移動し、その高さが変化する。また、第１のテーブル制御装置８５ａには、駆動電流供給装置３１ａの出力に応じた信号やモータ３２ａに取り付けられたエンコーダ等からの信号が入力され、これら入力された信号に基づいて第１のテーブル制御装置８５ａは、フィードバック制御を行う。 The first table control device 85a controls the first modeling table drive device 3a based on a command from the numerical control device 82. The command from the first table control device 85a is input to the drive current supply device 31a of the first modeling table drive device 3a, and the drive current supply device 31a outputs the electric power corresponding to the command, so that the first The motor 32a of the modeling table driving device 3a rotates, the first modeling table 2a moves upward or downward, and its height changes. Further, a signal corresponding to the output of the drive current supply device 31a and a signal from an encoder or the like attached to the motor 32a are input to the first table control device 85a, and the first table control device 85a is based on the input signals. The table control device 85a performs feedback control.

第２のテーブル制御装置８５ｂは、数値制御装置８２からの指令に基づいて第２の造形テーブル駆動装置３ｂを制御する。第２のテーブル制御装置８５ｂからの指令は、第２の造形テーブル駆動装置３ｂの駆動電流供給装置３１ｂに入力され、当該指令に応じた電力を駆動電流供給装置３１ｂが出力することで第２の造形テーブル駆動装置３ｂのモータ３２ｂが回転し、第２の造形テーブル２ｂが上方向または下方向に移動し、その高さが変化する。また、第２のテーブル制御装置８５ｂには、駆動電流供給装置３１ｂの出力に応じた信号やモータ３２ｂに取り付けられたエンコーダ等からの信号が入力され、これら入力された信号に基づいて第２のテーブル制御装置８５ｂは、フィードバック制御を行う。 The second table control device 85b controls the second modeling table drive device 3b based on a command from the numerical control device 82. The command from the second table control device 85b is input to the drive current supply device 31b of the second modeling table drive device 3b, and the drive current supply device 31b outputs the electric power corresponding to the command to obtain the second. The motor 32b of the modeling table driving device 3b rotates, the second modeling table 2b moves upward or downward, and its height changes. Further, a signal corresponding to the output of the drive current supply device 31b and a signal from an encoder or the like attached to the motor 32b are input to the second table control device 85b, and the second table control device 85b is based on the input signal. The table control device 85b performs feedback control.

第１の温度制御装置８６ａは、数値制御装置８２からの指令に基づいて第１の造形テーブル２ａの温度を制御する。第１の温度制御装置８６ａからの指令は、第１の温度調整装置２６ａに入力され、第１の温度調整装置２６ａが第１の造形テーブル２ａを加熱または冷却する。また、第１の温度制御装置８６ａには、第１の温度測定装置６ａが測定した固化層Ｓの温度が入力され、この入力された信号に基づいて第１の温度制御装置８６ａは、フィードバック制御を行う。 The first temperature control device 86a controls the temperature of the first modeling table 2a based on a command from the numerical control device 82. A command from the first temperature control device 86a is input to the first temperature control device 26a, and the first temperature control device 26a heats or cools the first modeling table 2a. Further, the temperature of the solidified layer S measured by the first temperature measuring device 6a is input to the first temperature control device 86a, and the first temperature control device 86a controls feedback based on the input signal. I do.

第２の温度制御装置８６ｂは、数値制御装置８２からの指令に基づいて第２の造形テーブル２ｂの温度を制御する。第２の温度制御装置８６ｂからの指令は、第２の温度調整装置２６ｂに入力され、第２の温度調整装置２６ｂが第２の造形テーブル２ｂを加熱または冷却する。また、第２の温度制御装置８６ｂには、第２の温度測定装置６ｂが測定した固化層Ｓの温度が入力され、この入力された信号に基づいて第２の温度制御装置８６ｂは、フィードバック制御を行う。 The second temperature control device 86b controls the temperature of the second modeling table 2b based on a command from the numerical control device 82. The command from the second temperature control device 86b is input to the second temperature control device 26b, and the second temperature control device 26b heats or cools the second modeling table 2b. Further, the temperature of the solidified layer S measured by the second temperature measuring device 6b is input to the second temperature control device 86b, and the second temperature control device 86b is feedback-controlled based on the input signal. I do.

照射制御装置８７は、数値制御装置８２から造形プログラムを受信し、この造形プログラムに基づいて照射データの生成を行い、生成した照射データに基づいて第１のミラー制御装置８７１ｘと第２のミラー制御装置８７１ｙに指令を送出する。また、照射制御装置８７は、出力源５１に指令を送出し、レーザ光Ｌの強度やオン／オフの切り替えを制御する。 The irradiation control device 87 receives a modeling program from the numerical control device 82, generates irradiation data based on the modeling program, and controls the first mirror control device 871x and the second mirror based on the generated irradiation data. A command is sent to the device 871y. Further, the irradiation control device 87 sends a command to the output source 51 to control the intensity of the laser beam L and switching on / off.

第１のミラー制御装置８７１ｘは、照射制御装置８７からの指令に基づいて照射装置５の走査手段を制御する。第１のミラー制御装置８７１ｘからの指令は、照射装置５の駆動電流供給装置５５ｘに入力され、当該指令に応じた電力を駆動電流供給装置５５ｘが出力することで照射装置５のアクチュエータ５６ｘが動作し、ガルバノミラー５４ｘが回転する。 The first mirror control device 871x controls the scanning means of the irradiation device 5 based on a command from the irradiation control device 87. The command from the first mirror control device 871x is input to the drive current supply device 55x of the irradiation device 5, and the drive current supply device 55x outputs the electric power corresponding to the command to operate the actuator 56x of the irradiation device 5. Then, the galvano mirror 54x rotates.

第２のミラー制御装置８７１ｙは、照射制御装置８７からの指令に基づいて照射装置５の走査手段を制御する。第２のミラー制御装置８７１ｙからの指令は、照射装置５の駆動電流供給装置５５ｙに入力され、当該指令に応じた電力を駆動電流供給装置５５ｙが出力することで照射装置５のアクチュエータ５６ｙが動作し、ガルバノミラー５４ｙが回転する。 The second mirror control device 871y controls the scanning means of the irradiation device 5 based on the command from the irradiation control device 87. The command from the second mirror control device 871y is input to the drive current supply device 55y of the irradiation device 5, and the drive current supply device 55y outputs the electric power corresponding to the command to operate the actuator 56y of the irradiation device 5. Then, the galvano mirror 54y rotates.

６．動作説明
次に、積層造形装置１の造形に係る動作を説明する。図７は、第１の造形領域Ｒａと第２の造形領域Ｒｂとにおける積層造形の各工程を示すアクティビティ図である。また、図８Ａから図８Ｆは、造形中の第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂの拡大図である。 6. Explanation of operation Next, the operation related to the modeling of the laminated modeling apparatus 1 will be described. FIG. 7 is an activity diagram showing each process of laminated modeling in the first modeling area Ra and the second modeling area Rb. 8A to 8F are enlarged views of the first modeling region Ra and the second modeling region Rb during modeling.

本実施形態では、第１の造形領域Ｒａから先に固化層Ｓの形成を行う。当然、第２の造形領域Ｒｂから先に固化層Ｓの形成を行うよう構成してもよい。 In the present embodiment, the solidified layer S is formed first from the first modeling region Ra. Naturally, the solidified layer S may be formed first from the second modeling region Rb.

まず、第１の造形領域Ｒａにおいて、材料層形成工程が行われる（Ａ１０１）。図８Ａに示されるように、第１の駆動テーブル駆動装置３ａにより、第１の造形テーブル２ａが材料層Ｍの厚み分下降される。そして、第１の造形テーブル２ａ上をリコータヘッド４２が移動することで、材料粉体が第１の造形テーブル２ａ上に吐出され、ブレード４２４が吐出された材料粉体を均す。このようにして、図８Ｂに示されるように、材料層Ｍが形成される。次に、第１の造形領域Ｒａにおいて、固化工程が行われる（Ａ１０２）。材料層Ｍに対し照射装置５によりレーザ光Ｌが照射され、図８Ｃに示されるように、固化層Ｓが形成される。図８Ｄに示されるように、このような材料層形成工程と固化層形成工程が、所定数の固化層Ｓが形成されるまで繰り返される。 First, a material layer forming step is performed in the first modeling region Ra (A101). As shown in FIG. 8A, the first drive table driving device 3a lowers the first modeling table 2a by the thickness of the material layer M. Then, when the recorder head 42 moves on the first modeling table 2a, the material powder is discharged onto the first modeling table 2a, and the blade 424 equalizes the discharged material powder. In this way, the material layer M is formed, as shown in FIG. 8B. Next, a solidification step is performed in the first modeling region Ra (A102). The material layer M is irradiated with the laser beam L by the irradiation device 5, and the solidified layer S is formed as shown in FIG. 8C. As shown in FIG. 8D, such a material layer forming step and a solidifying layer forming step are repeated until a predetermined number of solidified layers S are formed.

第１の造形領域Ｒａにおいて材料層形成工程と固化層形成工程が繰り返されているとき、第１の造形テーブル２ａは、第１の温度調整装置２６ａによって所定の加熱温度に加熱されている（Ａ１０３）。換言すれば、第１の造形領域Ｒａにおいては、材料層形成工程および固化層形成工程と、加熱工程とが平行して行われる。加熱工程により、材料層Ｍに対する予熱と、固化層Ｓに対する加熱とが行われる。 When the material layer forming step and the solidifying layer forming step are repeated in the first modeling region Ra, the first modeling table 2a is heated to a predetermined heating temperature by the first temperature adjusting device 26a (A103). ). In other words, in the first modeling region Ra, the material layer forming step, the solidifying layer forming step, and the heating step are performed in parallel. The heating step performs preheating of the material layer M and heating of the solidified layer S.

このとき、第２の造形領域Ｒｂで固化層Ｓの形成を行うのに備え、第２の造形領域Ｒｂにおいて加熱工程が実施され、第２の造形テーブル２ｂが第２の温度調整装置２６ｂによって所定の加熱温度に加熱されていることが望ましい（Ａ１０４）。第２の造形領域Ｒｂにおける加熱工程は、第２の造形領域Ｒｂで固化層形成工程を実施するまでに第２の造形テーブル２ｂが加熱温度となるタイミングで開始されればよい。なお、本実施形態では、第１の造形領域Ｒａで材料層形成工程および固化層形成工程を実施しているとき、第２の造形領域Ｒｂにおいて材料層形成工程および固化層形成工程は実施されないが、第２の造形領域Ｒｂにおいても材料層形成工程を実施し、先に１層分の材料層Ｍを形成しておいてもよい。 At this time, in preparation for forming the solidified layer S in the second modeling region Rb, a heating step is performed in the second modeling region Rb, and the second modeling table 2b is determined by the second temperature adjusting device 26b. It is desirable that it is heated to the heating temperature of (A104). The heating step in the second modeling region Rb may be started at the timing when the second modeling table 2b reaches the heating temperature before the solidified layer forming step is performed in the second modeling region Rb. In the present embodiment, when the material layer forming step and the solidified layer forming step are carried out in the first molding region Ra, the material layer forming step and the solidified layer forming step are not carried out in the second molding region Rb. , The material layer forming step may be carried out also in the second modeling region Rb, and the material layer M for one layer may be formed first.

第１の造形領域Ｒａにおいて１層または複数層の所定数の固化層Ｓが形成された後、第１の造形領域Ｒａにおいて冷却工程が行われる（Ａ１０５）。第１の造形テーブル２ａの温度は、第１の温度調整装置２６ａによって所定の冷却温度に冷却される。これにより、固化層Ｓが冷却される。本実施形態においては、冷却工程により、固化層Ｓのマルテンサイト変態終了温度とマルテンサイト変態開始温度の間の温度帯を含む範囲で、固化層Ｓの冷却が行われる。これにより、固化層Ｓに含まれるオーステナイト相の少なくとも一部が、マルテンサイト相へと変態する。第１の造形領域Ｒａにおける冷却工程終了後、再度第１の造形領域Ｒａで固化層Ｓの形成を行うのに備え、第１の造形領域Ｒａにおいて加熱工程が実施されることが望ましい（Ａ１０６）。 After a predetermined number of solidified layers S of one layer or a plurality of layers are formed in the first modeling region Ra, a cooling step is performed in the first modeling region Ra (A105). The temperature of the first modeling table 2a is cooled to a predetermined cooling temperature by the first temperature adjusting device 26a. As a result, the solidified layer S is cooled. In the present embodiment, the cooling step cools the solidified layer S in a range including a temperature zone between the martensitic transformation end temperature and the martensitic transformation start temperature of the solidified layer S. As a result, at least a part of the austenite phase contained in the solidified layer S is transformed into the martensite phase. After the cooling step in the first modeling region Ra is completed, it is desirable that the heating step be performed in the first modeling region Ra in preparation for forming the solidified layer S in the first modeling region Ra again (A106). ..

このとき、図８Ｅに示されるように、第２の造形領域Ｒｂでは、材料層形成工程と固化層形成工程が、所定数の固化層Ｓが形成されるまで繰り返される（Ａ１０７、Ａ１０８）。このとき、材料層形成工程および固化層形成工程と、加熱工程とが平行して行われ、第２の造形テーブル２ｂは、第２の温度調整装置２６ｂによって所定の加熱温度に加熱されている（Ａ１０９）。 At this time, as shown in FIG. 8E, in the second modeling region Rb, the material layer forming step and the solidifying layer forming step are repeated until a predetermined number of solidified layers S are formed (A107, A108). At this time, the material layer forming step, the solidifying layer forming step, and the heating step are performed in parallel, and the second modeling table 2b is heated to a predetermined heating temperature by the second temperature adjusting device 26b (). A109).

第２の造形領域Ｒｂにおいて１層または複数層の固化層Ｓが形成された後、図８Ｆに示されるように、第１の造形領域Ｒａにおいて、再度材料層形成工程と固化層形成工程が、所定数の固化層Ｓが形成されるまで繰り返される（Ａ１１０、Ａ１１１）。このとき、材料層形成工程および固化層形成工程と、加熱工程とが平行して行われ、第１の造形テーブル２ａは、第１の温度調整装置２６ａによって所定の加熱温度に加熱されている（Ａ１１２）。 After the solidification layer S of one layer or a plurality of layers is formed in the second modeling region Rb, as shown in FIG. 8F, in the first modeling region Ra, the material layer forming step and the solidifying layer forming step are performed again. It is repeated until a predetermined number of solidified layers S are formed (A110, A111). At this time, the material layer forming step, the solidifying layer forming step, and the heating step are performed in parallel, and the first modeling table 2a is heated to a predetermined heating temperature by the first temperature adjusting device 26a (). A112).

このとき、第２の造形領域Ｒｂでは冷却工程が行われる（Ａ１１３）。第２の造形テーブル２ｂの温度は、第２の温度調整装置２６ｂによって所定の冷却温度に冷却される。これにより、固化層Ｓが冷却される。第２の造形領域Ｒｂにおける冷却工程終了後、再度第２の造形領域Ｒｂで固化層Ｓの形成を行うのに備え、第２の造形領域Ｒｂにおいて加熱工程が実施されることが望ましい（Ａ１１４）。 At this time, a cooling step is performed in the second modeling region Rb (A113). The temperature of the second modeling table 2b is cooled to a predetermined cooling temperature by the second temperature adjusting device 26b. As a result, the solidified layer S is cooled. After the cooling step in the second modeling region Rb is completed, it is desirable that the heating step be performed in the second modeling region Rb in preparation for forming the solidified layer S in the second modeling region Rb again (A114). ..

このようにして、固化層Ｓの形成と造形テーブルの冷却とが、第１の造形領域Ｒａおよび第２の造形領域Ｒｂとにおいて、所望の三次元造形物が形成されるまで交互に繰り返される。造形領域を３つ以上設ける場合も同様に、所定の造形領域において造形テーブルの冷却を行う間に、他の造形領域において固化層Ｓの形成が行われるように造形が進められる。以上のような構成により、造形テーブルの加熱および冷却を繰り返しながら積層造形を行う上で、効率よく三次元造形物を造形できる。 In this way, the formation of the solidified layer S and the cooling of the modeling table are alternately repeated in the first modeling region Ra and the second modeling region Rb until a desired three-dimensional model is formed. Similarly, when three or more modeling regions are provided, modeling is promoted so that the solidified layer S is formed in the other modeling regions while the modeling table is cooled in the predetermined modeling region. With the above configuration, it is possible to efficiently model a three-dimensional modeled object in performing laminated modeling while repeating heating and cooling of the modeling table.

ここで説明した各工程は、第１の温度調整装置２６ａ、第２の温度調整装置２６ｂ、第１の造形テーブル駆動装置３ａ、第２の造形テーブル駆動装置３ｂ、材料層形成装置４および照射装置５を制御装置８が制御することにより行われる。つまり、制御装置８は、複数の造形テーブルのうちの所定の造形テーブルの冷却を行う間に、所定の造形テーブルとは異なる他の造形テーブルの造形領域において固化層Ｓの形成を行うよう制御する。 Each step described here includes a first temperature adjusting device 26a, a second temperature adjusting device 26b, a first modeling table driving device 3a, a second modeling table driving device 3b, a material layer forming device 4, and an irradiation device. 5 is controlled by the control device 8. That is, the control device 8 controls to form the solidified layer S in the modeling region of another modeling table different from the predetermined modeling table while cooling the predetermined modeling table among the plurality of modeling tables. ..

本実施形態では、リコータヘッド４２は、材料層形成工程と固化層形成工程とを繰り返し実施している造形領域上のみを移動したが、他の造形領域上も含めて移動するよう構成してもよい。この場合は、他の造形領域においても造形テーブルの高さを材料層Ｍの厚み分下げておくことで、ベースプレートや既に形成された固化層Ｓとブレード４２４が衝突することを防止できる上、事前に材料層Ｍを形成できる。 In the present embodiment, the recorder head 42 moves only on the modeling region in which the material layer forming step and the solidifying layer forming step are repeatedly performed, but is configured to move including the other molding regions as well. May be good. In this case, by lowering the height of the modeling table by the thickness of the material layer M in other modeling regions, it is possible to prevent the base plate and the already formed solidified layer S from colliding with the blade 424, and in advance. The material layer M can be formed on the surface.

なお、所定の造形領域において冷却工程を終えた後に再度当該造形領域にて固化層Ｓの形成を行うにあたり、事前に当該造形領域における造形テーブルを材料層Ｍの厚み分下降させておいてもよい。具体的に、所定の造形領域において所定数の固化層Ｓを形成した後、当該造形領域における造形テーブルを下降させるタイミングは、当該造形領域において所定数の固化層Ｓを形成した直後であってもよいし、当該造形領域における冷却工程中であってもよいし、当該造形領域における冷却工程後であって他の造形領域で固化層Ｓを形成しているときであってもよいし、当該造形領域における冷却工程後であって他の造形領域で所定数の固化層Ｓの形成を終えた後であってもよい。 When the solidified layer S is formed again in the modeling region after the cooling step is completed in the predetermined modeling region, the modeling table in the modeling region may be lowered by the thickness of the material layer M in advance. .. Specifically, after forming a predetermined number of solidified layers S in a predetermined modeling region, the timing for lowering the modeling table in the modeling region is even immediately after forming a predetermined number of solidifying layers S in the modeling region. It may be during the cooling step in the modeling region, or after the cooling step in the modeling region and when the solidified layer S is formed in another modeling region, or the modeling may be performed. It may be after the cooling step in the region and after finishing the formation of a predetermined number of solidified layers S in another modeling region.

積層造形装置１は、固化層Ｓを切削する切削装置をさらに備え、固化層Ｓを切削する切削工程をさらに実施してもよい。切削工程は、例えば、所定数の固化層Ｓが形成される毎に実施される。好ましくは、切削工程は、冷却工程が実施され、寸法が安定した固化層Ｓに対して行われる。また特に好ましくは、切削工程は、冷却工程後であって、常温に温度調整された固化層Ｓに対して行われる。このようにすれば、固化層Ｓの温度による膨張または収縮の影響を抑えて切削を行うことができる。 The laminated modeling device 1 may further include a cutting device for cutting the solidified layer S, and may further carry out a cutting step for cutting the solidified layer S. The cutting step is performed, for example, every time a predetermined number of solidified layers S are formed. Preferably, the cutting step is performed on the solidified layer S in which the cooling step is carried out and the dimensions are stable. Further, particularly preferably, the cutting step is performed on the solidified layer S whose temperature has been adjusted to room temperature after the cooling step. In this way, cutting can be performed while suppressing the influence of expansion or contraction due to the temperature of the solidified layer S.

１：積層造形装置
２ａ：第１の造形テーブル
２ｂ：第２の造形テーブル
３ａ：第１の造形テーブル駆動装置
３ｂ：第２の造形テーブル駆動装置
４：材料層形成装置
５：照射装置
６ａ：第１の温度測定装置
６ｂ：第２の温度測定装置
７：汚染防止装置
８：制御装置
１１：チャンバ
１２：ウインドウ
１３：粉体保持壁
１４：断熱部
２１ａ：第１のベースプレート
２１ｂ：第２のベースプレート
２２ａ：天板
２３ａ：支持板
２４ａ：支持板
２５ａ：支持板
２６ａ：第１の温度調整装置
２６ｂ：第２の温度調整装置
３１ａ：駆動電流供給装置
３１ｂ：駆動電流供給装置
３２ａ：モータ
３２ｂ：モータ
４１：ベース台
４２：リコータヘッド
４３：駆動電流供給装置
４４：モータ
５１：出力源
５２：コリメータ
５３：フォーカス制御ユニット
５４ｘ：ガルバノミラー
５４ｙ：ガルバノミラー
５５ｘ：駆動電流供給装置
５５ｙ：駆動電流供給装置
５６ｘ：アクチュエータ
５６ｙ：アクチュエータ
８１：ＣＡＭ装置
８２：数値制御装置
８３：表示装置
８４：材料層形成制御装置
８５ａ：第１のテーブル制御装置
８５ｂ：第２のテーブル制御装置
８６ａ：第１の温度制御装置
８６ｂ：第２の温度制御装置
８７：照射制御装置
２６１ａ：加熱器
２６２ａ：冷却器
４２１：材料収容部
４２２：材料供給部
４２３：材料吐出部
４２４：ブレード
８２１：記憶装置
８２２：演算装置
８２３：メモリ
８７１ｘ：第１のミラー制御装置
８７１ｙ：第２のミラー制御装置
Ｌ：レーザ光
Ｍ：材料層
Ｒａ：第１の造形領域
Ｒｂ：第２の造形領域
Ｓ：固化層 1: Laminated modeling device 2a: First modeling table 2b: Second modeling table 3a: First modeling table drive device 3b: Second modeling table drive device 4: Material layer forming device 5: Irradiation device 6a: First 1 temperature measuring device 6b: 2nd temperature measuring device 7: pollution prevention device 8: control device 11: chamber 12: window 13: powder holding wall 14: heat insulating portion 21a: first base plate 21b: second base plate 22a: Top plate 23a: Support plate 24a: Support plate 25a: Support plate 26a: First temperature control device 26b: Second temperature control device 31a: Drive current supply device 31b: Drive current supply device 32a: Motor 32b: Motor 41: Base base 42: Recorder head 43: Drive current supply device 44: Motor 51: Output source 52: Collimeter 53: Focus control unit 54x: Galvano mirror 54y: Galvano mirror 55x: Drive current supply device 55y: Drive current supply device 56x: Actuator 56y: Actuator 81: CAM device 82: Numerical control device 83: Display device 84: Material layer formation control device 85a: First table control device 85b: Second table control device 86a: First temperature control device 86b: Second temperature control device 87: Irradiation control device 261a: Heater 262a: Cooler 421: Material storage unit 422: Material supply unit 423: Material discharge unit 424: Blade 821: Storage device 822: Computing device 823: Memory 871x: First mirror control device 871y: Second mirror control device L: Laser light M: Material layer Ra: First modeling region Rb: Second modeling region S: Solidified layer

Claims

所望の三次元造形物が形成される造形領域をそれぞれ有する複数の造形テーブルと、
前記複数の造形テーブルをそれぞれ独立して鉛直方向に移動させる造形テーブル駆動装置と、
前記複数の造形テーブルをそれぞれ独立して所定の加熱温度に加熱または前記加熱温度よりも低い所定の冷却温度に冷却する温度調整装置と、
前記造形領域に所定厚みの材料層を形成する材料層形成装置と、
前記材料層にレーザ光または電子ビームを照射して焼結または溶融させ固化層を形成する照射装置と、
前記造形テーブル駆動装置、前記温度調整装置、前記材料層形成装置および前記照射装置を制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記複数の造形テーブルのうちの所定の造形テーブルの冷却を行う間に、前記所定の造形テーブルとは異なる他の造形テーブルの前記造形領域において前記固化層の形成を行うよう制御する、積層造形装置。 A plurality of modeling tables each having a modeling area in which a desired three-dimensional model is formed, and
A modeling table drive device that independently moves the plurality of modeling tables in the vertical direction,
A temperature control device that independently heats the plurality of modeling tables to a predetermined heating temperature or cools the plurality of modeling tables to a predetermined cooling temperature lower than the heating temperature.
A material layer forming apparatus for forming a material layer having a predetermined thickness in the modeling region,
An irradiation device that irradiates the material layer with a laser beam or an electron beam to sinter or melt the material layer to form a solidified layer.
The modeling table driving device, the temperature adjusting device, the material layer forming device, and the control device for controlling the irradiation device are provided.
The control device controls to form the solidified layer in the modeling region of another modeling table different from the predetermined modeling table while cooling the predetermined modeling table among the plurality of modeling tables. Laminated modeling equipment.

前記複数の造形テーブルは、それぞれ断熱部を挟んで離間して設けられる、請求項１に記載の積層造形装置。 The laminated modeling apparatus according to claim 1, wherein the plurality of modeling tables are provided apart from each other with a heat insulating portion interposed therebetween.

前記固化層の温度を測定する温度測定装置をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の積層造形装置。 The laminated modeling device according to claim 1 or 2, further comprising a temperature measuring device for measuring the temperature of the solidified layer.

前記制御装置は、前記温度測定装置によって測定した前記温度に基づき、前記温度調整装置をフィードバック制御する、請求項３に記載の積層造形装置。 The laminated molding device according to claim 3, wherein the control device feedback-controls the temperature adjusting device based on the temperature measured by the temperature measuring device.

前記制御装置は、前記加熱温度が前記固化層のマルテンサイト変態終了温度以上であり、前記冷却温度が前記固化層のマルテンサイト変態開始温度以下であるように前記温度調整装置を制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の積層造形装置。 The control device, wherein it is the heating temperature is the martensite of the solidified layer transformation finish temperature or higher, before Symbol cooling temperature to control the temperature adjusting device such that the following martensitic transformation start temperature of the solidified layer, wherein The laminated modeling apparatus according to any one of items 1 to 4.

前記材料層形成装置は、前記複数の造形テーブルの前記造形領域上を往復移動し材料粉体を吐出する１つのリコータヘッドと、前記リコータヘッドに取り付けられ前記造形領域に吐出された前記材料粉体を均すブレードと、を含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の積層造形装置。 The material layer forming apparatus includes one recorder head that reciprocates on the modeling region of the plurality of modeling tables and discharges material powder, and the material that is attached to the recorder head and discharged into the modeling region. The laminated molding apparatus according to any one of claims 1 to 5, further comprising a blade for leveling powder.

前記照射装置は、前記レーザ光または前記電子ビームを出力する１つの出力源と、前記出力源から出力された前記レーザ光または前記電子ビームを前記複数の造形テーブル上の前記材料層の所望の位置に走査させる１つの走査手段と、を含む、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の積層造形装置。 The irradiation device has one output source that outputs the laser beam or the electron beam, and a desired position of the material layer on the plurality of modeling tables that outputs the laser beam or the electron beam from the output source. The laminated molding apparatus according to any one of claims 1 to 6, further comprising one scanning means for scanning the light beam.

鉛直方向にそれぞれ独立して移動する複数の造形テーブル上にそれぞれ設けられ所望の三次元造形物が形成される造形領域上に所定厚みの材料層を形成する材料層形成工程と、
前記材料層にレーザ光または電子ビームを照射して焼結または溶融させ固化層を形成する固化層形成工程と、
前記複数の造形テーブルをそれぞれ独立して所定の加熱温度に加熱する加熱工程と、前記複数の造形テーブルをそれぞれ独立して所定の冷却温度に冷却する冷却工程と、を含む温度調整工程と、を備え、
前記複数の造形テーブルのうちの所定の造形テーブルにおいて前記冷却工程を行う間に、前記所定の造形テーブルとは異なる他の造形テーブルの前記造形領域において前記固化層形成工程が行われる、積層造形方法。 A material layer forming step of forming a material layer having a predetermined thickness on a modeling region where a desired three-dimensional model is formed, which is provided on a plurality of modeling tables that move independently in the vertical direction.
A solidification layer forming step of irradiating the material layer with a laser beam or an electron beam to sinter or melt the material layer to form a solidifying layer.
A temperature adjustment step including a heating step of independently heating the plurality of modeling tables to a predetermined heating temperature and a cooling step of independently cooling the plurality of modeling tables to a predetermined cooling temperature. Prepare,
A laminated modeling method in which the solidified layer forming step is performed in the modeling region of another modeling table different from the predetermined modeling table while the cooling step is performed on the predetermined modeling table among the plurality of modeling tables. ..