JP7312063B2 - 三次元物体の製造方法及び三次元造形装置 - Google Patents
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Description
ベースプレート上への原料粉末の供給、及び、前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなるサポート用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記サポート用溶解層を積層することにより、前記ベースプレートから立ち上がるように延びる複数の上下方向サポートと、隣り合う前記上下方向サポートの一方から他方に向けて延びる少なくとも一つの横方向サポートとを形成するサポート形成工程と、
前記上下方向サポート及び前記横方向サポートを覆うようにして行われる前記ベースプレート上への前記原料粉末の供給、及び、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上の前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなる造形用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記造形用溶解層を積層することにより、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上に三次元物体を形成する造形工程と、を備え、る。
前記サポート形成工程及び前記造形工程は、高温に保持された環境下で行われる。
前記コントローラは、前記ディスペンサ及び前記照射ヘッドを制御し、前記ベースプレート上への原料粉末の供給、及び、前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなるサポート用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記サポート用溶解層を積層することにより、前記ベースプレートから立ち上がるように延びる複数の上下方向サポートと、隣り合う前記上下方向サポートの一方から他方に向けて延びる少なくとも一つの横方向サポートとを形成する。
また、前記コントローラは、前記ディスペンサ及び前記照射ヘッドを制御し、前記上下方向サポート及び前記横方向サポートを覆うようにして行われる前記ベースプレート上への前記原料粉末の供給、及び、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上の前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなる造形用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記造形用溶解層を積層することにより、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上に三次元物体を形成する。
まず、一実施の形態の形態にかかる三次元造形装置1について説明する。図1は、三次元造形装置1の概略構成図である。三次元造形装置1はAMプロセスを利用する3Dプリンタであり、種々の三次元物体を製造することができる。三次元造形装置1は、例えばタービン翼、より具体的には蒸気タービンの動翼の製造に用いられてもよい。
次に、三次元造形装置1を用いた本実施の形態にかかる三次元物体の製造方法を説明する。図2は、三次元物体に対する上下方向サポート100及び横方向サポート110の形成の流れを示した図であり、図3は、製造対象となる三次元物体120の形成の流れを示した図である。なお、以下では、上下方向サポート100及び横方向サポート110を構成するサポート用溶解層82や、三次元物体120を構成する造形用溶解層83は、説明の便宜上、誇張して示されており、実際のものとは相違する。
Claims (7)
- ベースプレート上への原料粉末の供給、及び、前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなるサポート用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記サポート用溶解層を積層することにより、前記ベースプレートから立ち上がるように延びる複数の上下方向サポートと、隣り合う前記上下方向サポートの一方から他方に向けて延びる少なくとも一つの横方向サポートとを形成するサポート形成工程と、
前記上下方向サポート及び前記横方向サポートを覆うようにして行われる前記ベースプレート上への前記原料粉末の供給、及び、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上の前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなる造形用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記造形用溶解層を積層することにより、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上に三次元物体を形成する造形工程と、を備え、
前記サポート用溶解層が積層される積層方向で見た際に、複数の前記上下方向サポートが前記積層方向に対する交差方向に直線状に並ぶように形成され、
前記交差方向に並ぶ複数の前記上下方向サポートそれぞれの間に、前記横方向サポートが形成され、
前記交差方向で隣り合う前記横方向サポートの前記積層方向における位置が、互いにずれるように、前記横方向サポートが形成され、
前記サポート形成工程及び前記造形工程は、高温に保持された環境下で行われる、三次元物体の製造方法。 - ベースプレート上への原料粉末の供給、及び、前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなるサポート用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記サポート用溶解層を積層することにより、前記ベースプレートから立ち上がるように延びる複数の上下方向サポートと、隣り合う前記上下方向サポートの一方から他方に向けて延びる少なくとも一つの横方向サポートとを形成するサポート形成工程と、
前記上下方向サポート及び前記横方向サポートを覆うようにして行われる前記ベースプレート上への前記原料粉末の供給、及び、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上の前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなる造形用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記造形用溶解層を積層することにより、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上に三次元物体を形成する造形工程と、を備え、
前記横方向サポートは、隣り合う前記上下方向サポートの間で複数に分割されるように形成され、
前記サポート形成工程及び前記造形工程は、高温に保持された環境下で行われる、三次元物体の製造方法。 - ベースプレート上への原料粉末の供給、及び、前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなるサポート用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記サポート用溶解層を積層することにより、前記ベースプレートから立ち上がるように延びる複数の上下方向サポートと、隣り合う前記上下方向サポートの一方から他方に向けて延びる少なくとも一つの横方向サポートとを形成するサポート形成工程と、
前記上下方向サポート及び前記横方向サポートを覆うようにして行われる前記ベースプレート上への前記原料粉末の供給、及び、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上の前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなる造形用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記造形用溶解層を積層することにより、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上に三次元物体を形成する造形工程と、を備え、
前記上下方向サポートの前記ベースプレートへの接合部分の剪断強度が、前記上下方向サポートと隣り合う前記横方向サポートの圧縮強度よりも低くなるように、前記上下方向サポート及び前記横方向サポートが形成され、
前記サポート形成工程及び前記造形工程は、高温に保持された環境下で行われる、三次元物体の製造方法。 - 前記サポート用溶解層が積層される積層方向における前記横方向サポートの前記ベースプレートへの合計の投影面積が、前記上下方向サポートと前記ベースプレートとの合計の接合面積よりも大きくなるように、前記上下方向サポート及び前記横方向サポートが形成される、請求項1乃至3のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
- チャンバと、前記チャンバ内に配置されるベースプレートと、前記ベースプレート上に原料粉末を供給するディスペンサと、前記原料粉末に対してエネルギービームを照射する照射ヘッドと、前記ディスペンサ及び前記照射ヘッドの動作を制御するコントローラとを備える三次元造形装置であって、
前記コントローラは、前記ディスペンサ及び前記照射ヘッドを制御し、前記ベースプレート上への原料粉末の供給、及び、前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなるサポート用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記サポート用溶解層を積層することにより、前記ベースプレートから立ち上がるように延びる複数の上下方向サポートと、隣り合う前記上下方向サポートの一方から他方に向けて延びる少なくとも一つの横方向サポートとを形成するとともに、前記上下方向サポート及び前記横方向サポートを覆うようにして行われる前記ベースプレート上への前記原料粉末の供給、及び、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上の前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなる造形用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記造形用溶解層を積層することにより、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上に三次元物体を形成し、
前記コントローラの制御により、前記サポート用溶解層が積層される積層方向で見た際に、複数の前記上下方向サポートが前記積層方向に対する交差方向に直線状に並ぶように形成され、前記交差方向に並ぶ複数の前記上下方向サポートそれぞれの間に、前記横方向サポートが形成され、前記交差方向で隣り合う前記横方向サポートの前記積層方向における位置が、互いにずれるように、前記横方向サポートが形成される、三次元造形装置。 - チャンバと、前記チャンバ内に配置されるベースプレートと、前記ベースプレート上に原料粉末を供給するディスペンサと、前記原料粉末に対してエネルギービームを照射する照射ヘッドと、前記ディスペンサ及び前記照射ヘッドの動作を制御するコントローラとを備える三次元造形装置であって、
前記コントローラは、前記ディスペンサ及び前記照射ヘッドを制御し、前記ベースプレート上への原料粉末の供給、及び、前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなるサポート用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記サポート用溶解層を積層することにより、前記ベースプレートから立ち上がるように延びる複数の上下方向サポートと、隣り合う前記上下方向サポートの一方から他方に向けて延びる少なくとも一つの横方向サポートとを形成するとともに、前記上下方向サポート及び前記横方向サポートを覆うようにして行われる前記ベースプレート上への前記原料粉末の供給、及び、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上の前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなる造形用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記造形用溶解層を積層することにより、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上に三次元物体を形成し、
前記コントローラの制御により、前記横方向サポートは、隣り合う前記上下方向サポートの間で複数に分割されるように形成される、三次元造形装置。 - チャンバと、前記チャンバ内に配置されるベースプレートと、前記ベースプレート上に原料粉末を供給するディスペンサと、前記原料粉末に対してエネルギービームを照射する照射ヘッドと、前記ディスペンサ及び前記照射ヘッドの動作を制御するコントローラとを備える三次元造形装置であって、
前記コントローラは、前記ディスペンサ及び前記照射ヘッドを制御し、前記ベースプレート上への原料粉末の供給、及び、前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなるサポート用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記サポート用溶解層を積層することにより、前記ベースプレートから立ち上がるように延びる複数の上下方向サポートと、隣り合う前記上下方向サポートの一方から他方に向けて延びる少なくとも一つの横方向サポートとを形成するとともに、前記上下方向サポート及び前記横方向サポートを覆うようにして行われる前記ベースプレート上への前記原料粉末の供給、及び、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上の前記原料粉末に対するエネルギービームの照射により溶解した前記原料粉末からなる造形用溶解層の形成を繰り返して、複数の前記造形用溶解層を積層することにより、前記上下方向サポート及び前記横方向サポート上に三次元物体を形成し、
前記コントローラの制御により、前記上下方向サポートの前記ベースプレートへの接合部分の剪断強度が、前記上下方向サポートと隣り合う前記横方向サポートの圧縮強度よりも低くなるように、前記上下方向サポート及び前記横方向サポートが形成される、三次元造形装置。
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