JP7349358B2 - 移動式マルチハウジング付加製造設備 - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、レーザービーム、電子ビーム、又はダイオードなどのエネルギー源又は熱源を使用して粉末の粒子を溶融させることによる、粉末ベースの付加製造の分野に該当する。
より具体的には、本発明は、付加製造プロセスの利用を容易にすることを目的とする。
より具体的には、本発明は、付加製造プロセスの利用を容易にすることを目的とする。
現在、数多くの産業部門は、付加製造に対して関心をもっており、特に、航空業界、自動車業界、時計製造業界、原子力業界を挙げることができる。その理由は、付加製造プロセスが、金属部品のための鋳造及び機械加工、又はポリマー系材料のための射出成形である従来の製造法では製造できないか又はそうでない場合は困難を伴う部品の製造を可能にするからである。
結果として、市場には、工業上の要件を満たすことができる様々な付加製造機を提供する様々なメーカーが存在している。
現在まで、研究開発努力は、主に、これらの機械の運転コスト及び製造部品のコストを低減するために付加製造機の生産性に集中していた。
しかしながら、付加製造の利用を望む製造業者が今日直面している問題、すなわち付加製造プラントの安全性、より詳細には、付加製造機上及びその周辺環境で作業するのに義務づけられる要員の安全性の問題が存在している。
これは、付加製造粉末が様々な危険を示すことによるものである。
一方において、一部の付加製造粉末は、アレルゲン性又は有毒でさえある化学元素を含有する場合がある。例えば、一部の金属質の付加製造粉末は、ニッケル又はコバルトなどの化学元素を含有する場合がある。
その後に、粉粒体の溶融によって、人に有毒なガスを含有する煙霧が放出される。
結果として、上記のリスクを簡単な方法で解決するために、付加製造粉末は、一般に密封容器内に保管され、密封容器で付加製造機まで移送され、付加製造機の製造チャンバは、密閉ハウジングである。
上記のリスクに加えて、一部の付加製造粉末は、大気中に存在する酸素と接触すると酸化するという欠点を示す。
結果として、このような酸化を回避するために、付加製造機の製造チャンバは、窒素又はアルゴンなどの不活性ガスで満たされている。
この付加製造チャンバの不活化は、近くの要員に危険であることが判明する場合がある。これは、漏れた場合、不活性ガスが徐々に酸素と入れ替わって近くの要員の窒息をもたらすことになるからである。
従って、本発明の目的は、付加製造機上及びその周辺環境で作業するのに義務づけられる要員の最適な安全性レベルを保証しながら、上記の工業上の要件を満たすことである。
このために、本発明の主題は、移動式付加製造設備であり、設備は、設備を陸路によって輸送することを可能にする自立式主フレームを備え、設備はさらに、自立式主フレームによって支持されて自立式主フレームに固定されたパネルによって気密様式で閉鎖された主製造ハウジングを備え、少なくとも１つの主付加製造機は、主製造ハウジングの内部に設置され、主付加製造機は、付加製造用の粉末を堆積してエネルギー源又は熱源を使用して粉末の粒子を溶融する付加製造プロセスが内部で実行される少なくとも１つの製造チャンバを含み、設備はさらに、主付加製造機の製造チャンバに不活性ガスを供給することを可能にしかつ製造チャンバの内部で付加製造によって生じた煙霧によって汚染された不活性ガスを捕捉することを可能にする主不活化装置を備え、主巡回経路は、オペレータが主付加製造機の周りを巡回することを可能にするために主製造ハウジング内に提供されており、設備はさらに、少なくとも１人のオペレータが入室及び退室するための主エアロックを備え、主エアロックは、自立式主フレームによって支持されて自立式主フレームに固定されたパネルによって気密様式で閉鎖され、内部扉は、オペレータが主エアロックと主製造ハウジングとの間を巡回するのを可能にし、外部扉は、オペレータが主エアロックと設備の外部との間を巡回するのを可能にし、設備はさらに、主製造ハウジングに気密様式で接続された少なくとも１つの補助製造ハウジングを備え、少なくとも１つの補助付加製造機は、補助製造ハウジングの内部に設置され、設備はさらに、補助製造ハウジングを支持し、自立式主フレームから独立した自立式補助フレームを備え、補助製造ハウジングは、自立式補助フレームに固定されたパネルによって気密様式で閉鎖され、補助巡回経路は、オペレータが補助製造ハウジング内に設置された補助付加製造機の周りを巡回することを可能にするために補助製造ハウジング内に提供される。
本発明の他の特性及び利点は、以下の説明で明らかになるはずである。この説明は、例示的で非制限的であり、添付された図面を参照する。
本発明は、例えば、図１に透過的に示されている移動式付加製造設備１０に関する。
設備１０を陸路で輸送することができるように、設備１０は、自立式主フレーム１２と、主フレーム１２によって支持されて主フレーム１２に固定されたパネル１６とによって気密様式で閉鎖された主製造ハウジング１４を備え、パネル１６は、製造ハウジングの内部を示すために図１では透明である。
より具体的には、設備１０及び主製造ハウジング１４は、左側壁１８Ｇ及び右側壁１８Ｄ、前部端壁２０Ｆ及び後部端壁２０Ｒ、床部２２及び天井部２４を有する平行六面体ハウジングの形をとり、パネル１６は、これらの異なる左側壁１８Ｇ、右側壁１８Ｄ、前部端壁２０Ｆ、及び後部端壁２０Ｒ、並びに床部２２及び天井部２４を閉鎖するために使用される。
パネル１６は、設備の外部環境へのガス、粉末、又は液体の一切の危険な漏出を防止するために実質的に水密及び気密である。
好ましくは、パネル１６は、難燃性である。
本発明は、移動式付加製造設備に関しており、少なくとも１つの主付加製造機Ｍ１は、主製造ハウジング１４の内部に設置されている。
この主付加製造機Ｍ１は、付加製造用の粉末を堆積し、例えば、レーザービーム、電子ビーム又はダイオードなどのエネルギー源又は熱源を使用してこの粉末粒子を溶融させる付加製造プロセスが内部で実行される少なくとも１つの製造チャンバを備える。
本発明による設備１０内に設置された製造機Ｍ１の内部で使用することができる種々のプロセスの中で、粉体床堆積、点粉末堆積、所定経路に沿った粉末堆積、ノズルを使用して粉末を堆積させてエネルギー源又は熱源を使用してノズルの出口で粉末を固化させる指向性エネルギー堆積技法、又は噴霧による粉末堆積による付加製造プロセスに言及することができる。
主付加製造機Ｍ１の製造チャンバを不活化するために、設備１０は、主付加製造機Ｍ１の製造チャンバに窒素又はアルゴンなどの不活性ガスを供給することができる主不活化装置２６を備える。さらに、この主不活化装置２６によって、付加製造によって生じた煙霧を製造チャンバの内部で捕捉することもできる。最後に、主不活化装置２６は、不活性ガスを主付加製造機Ｍ１の製造チャンバの内部に再注入することができるように、煙霧を濾過することができ、密閉サイクルでの不活性ガスの経済的な使用を可能にする。
好ましくは、付加製造時の煙霧粒子を捕捉するために使用されるフィルタは、濾過規格ＥＮ７７９ ２０１２に従ってクラスＦ９であり、これらのフィルタによって、少なくとも１マイクロメートルに等しい直径を有する粒子を捕捉することができる。
例えば、分子酸素などの他のガスが、主付加製造機Ｍ１の製造チャンバ内に数パーセント程度の少量で存在する場合、主不活化装置２６によって実行される濾過は、これらの他のガスが主付加製造機Ｍ１の製造チャンバに再注入されるように、製造時の煙霧粒子をこれらの他のガスから分離することも可能にする。
図３に図示すように、第１の送出管２８によって、不活性ガス及び随意的に他のガスを主不活化装置２６から主付加製造機Ｍ１の製造チャンバＣＦ１に導くことができ、第２の排出管３０によって、煙霧及び製造チャンバＣＦ１内に存在するガスの一部を主不活化装置２６に導くことができる。
好都合には、主付加製造機Ｍ１内に存在し、第２の排出管３０の上流側に配置されたサイクロン３１によって、少なくとも５マイクロメートルの煙霧粒子は、製造チャンバＣＦ１から煙霧とともに抽出されたガス又は複数のガスから分離することができる。
煙霧の濾過に加えて、主不活化装置２６によって、主付加製造機Ｍ１の製造チャンバＣＦ１の内部に存在するガスの圧力を管理することもできる。従って、主不活化装置２６によって、例えば、機械の外部への粉末の漏出を防ぐために、主付加製造機Ｍ１の製造チャンバＣＦ１内に存在するガスの圧力を低くすることができる。
好都合には、主不活化装置２６は、製造ハウジング１４の外部に配置される。従って、主不活化装置２６は、製造粉末の危険にさらされる環境内に配置されないので、上記のフィルタの交換又は保守作業などの、この装置に対する何らかの人間の介入が容易になる。
しかしながら、主製造ハウジング１４と一緒に容易に輸送されるように、主不活化装置２６自体は、同様に自立式主フレーム１２によって支持されている。
本発明による設備１０は、１又は２以上のオペレータを主製造ハウジング１４に収容するように計画されている。図２に示すように、主巡回経路３２は、オペレータが主付加製造機Ｍ１の周りを巡回できるように、主製造ハウジング１４内に提供されている。従って、オペレータは、新しい付加製造プレートを主付加製造機Ｍ１の製造チャンバＣＦ１に装入し、開始される付加製造サイクルをパラメータ化する手段にアクセスし、製造された部品又は複数の部品を有する付加製造プレートを排出することができる。
しかしながら、オペレータが移動式設備１０内に居るため、この移動式設備は、少なくとも１人のオペレータの入室及び退出用の主エアロック３４を備える。この主エアロック３４は、主フレーム１２によって支持され、自立式主フレーム１２に固定されたパネル１６によって気密様式で閉鎖される。より具体的には、主エアロック３４は、主製造ハウジング１４の拡張部に位置し、例えば、パネル１６で作製された仕切り３８によってこのハウジングから分離されている。内部扉３８によって、オペレータは、主エアロック３４と主製造ハウジング１４との間を移動することができ、外部扉４０によって、オペレータは、主エアロック３４と移動式設備１０の外部との間を移動することができる。
主エアロック３４によって主製造ハウジング１４の内部が設備の外部と直接連通されるのを防止することができるので、この主エアロック３４は、粉末漏出の第１の障壁を構成する。好都合には、このエアロック３４は、オペレータによって、主製造ハウジング１４に入る前にオーバーオール、手袋、眼鏡、又は呼吸器付きマスクなどの保護具製品を装着し、移動式設備１０から出る前にこれらの保護具製品を外すためにも利用される。
主エアロック３４だけでなく、設備１０の周りの領域及び主製造ハウジング１４の内部を要員が巡回するのに必要な安全性をさらに向上させるために、設備は、主製造ハウジング１４の内部で循環する空気を処理するための主処理装置４２を備える。
第１に、この主処理装置４２によって、主製造ハウジング１４の内部に、設備の外部に引き出された空気を供給することができる。
その後、さらに設備の内部の空気を入れ替えるために、この主処理装置４２によって、主製造ハウジング１４内及び主エアロック３４内に存在する空気を引き出すこともできる。製造ハウジング１４内で循環した空気は、付加製造用の粉末粒子を含有する可能性があるので、この主処理装置４２によって、主製造ハウジング１４内及び主エアロック３４内で捕捉された空気を濾過した後にこの空気を設備の外部の空気中に排出することができる。好ましくは、付加製造粉末粒子を主製造ハウジング１４内及び主エアロック３４内で捕捉された空気から分離するために使用したフィルタは、ＨＥＰＡ（高効率粒子捕捉器）形式であり、これらのフィルタによって、少なくとも０．３マイクロメートルに等しい直径を有する粉末粒子を捕捉することができる。
設備の外部への粉末の漏出を制限するために、主処理装置４２によって、主製造ハウジング１４内及び主エアロック３４内に存在する空気の圧力を管理することもできる。より具体的には、この主処理装置４２は、粉粒体及び粉末粒子を設備の内部に保持するために、主製造ハウジング１４内及び主エアロック３４内の圧力を低くするために使用される。好ましくは、主製造ハウジング１４の内部の空気の圧力は、主エアロック３４の内部の空気の圧力未満であり、主エアロック３４の内部の空気の圧力は、設備の外部の空気の圧力未満である。
付加製造プロセスの使用によって大量の熱が放出されるので、この主処理装置４２によって、主製造ハウジング１４内及び主エアロック３４内に存在する空気の温度を調整する、厳密には冷却することもできる。
この温度調整と同時に、この主処理装置４２によって、主製造ハウジング１４内及び主エアロック３４内に存在する空気の湿度を調整することもできる。これは、主製造ハウジング１４内の湿度が過度に高いと、主付加製造機Ｍ１の製造チャンバ内に水が存在する原因になる可能性があり、粉粒体の溶融性、従って、製造部品の品質を害する可能性があるからである。好ましくは、主製造ハウジング１４内の湿度は、４０％未満に維持される。
主製造ハウジング１４の内部のオペレータの安全性を強化するために、主処理装置４２によって、主製造ハウジング１４の内部に存在する空気中の分子酸素含有量を監視することもできる。これは、製造チャンバＣＦ１に装備された気密手段及び全ての可能な予防策にもかかわらず、主製造チャンバＣＦ１へ導入された不活性ガスは、この製造チャンバから逃げて、主製造チャンバ１４内に存在する空気中の分子状酸素などの他のガスとの入れ替わりが起こる可能性があるからである。より具体的には、２つの警報閾値が設けられており、第１の警報信号は、主製造ハウジング１４中に存在する空気中の分子酸素含有量が２０％未満の場合に発生し、第２の警報信号は、主製造ハウジング１４中に存在する空気内の分子酸素含有量が１８％未満の場合に発生する。実際には、第１の警報閾値は、予防的であり、オペレータに主製造ハウジング１４を排気する必要があることを示し、第２の警報信号は、主製造ハウジング１４及び移動式設備１０が配置される環境を排気することを目的とした警報である。
好都合には、主処理装置４２は、製造ハウジング１４の外部に配置される。従って、主処理装置４２は、製造粉末の危険にさらされる環境内に配置されないので、上記のフィルタの交換又は保守作業などのこの装置に対する何らかの人間の介入が容易になる。
しかしながら、主製造ハウジング１４と一緒に容易に輸送されるように、主処理装置４２自体は、同様に自立式主フレーム１２によって支持されている。
不活化装置２６及び主装置４２による上述の機能を実行することを可能にする種々の構成要素は、種々の機能の各々に関連した当業者に知られている様々な形をとることができる。特に、主装置４２が主製造ハウジング１４内で循環する空気を処理することを可能にする、パイプ、換気装置、抽出装置、及びファンなどの手段は、図示及び説明されていない。
主不活化装置２６及び主処理装置４２、主付加製造機Ｍ１、並びに移動式設備１０の内部又は外部に存在する電気エネルギー供給を必要とする何らかの他の装置に電力を供給するために、設備は、上記の装置及び機械の電力回路及び制御回路をまとめた主電気キャビネット４４を備える。
好都合には、主不活化装置２６及び主処理装置４２と同様に、主電気キャビネット４４は、好ましくは、主製造ハウジング１４の外部に配置される。従って、この主電気キャビネット４４は、製造用の粉末の危険にさらされる環境内に配置されないので、保守作業などの何らかの人間の介入が容易になる。
しかしながら、主製造ハウジング１４と一緒に容易に輸送されるように、主電気キャビネット４４自体は、同様に自立式主フレーム１２によって支持されている。
より具体的には、主不活化装置２６、主処理装置４２、及び主電気キャビネット４４は、設備の前部端壁２０Ｆに対して移動式設備１０の前部に横並びに配置された３ブロックの形をとる。
主付加製造機Ｍ１に不活性ガスを供給し、主製造ハウジング１４内で循環する空気を処理し、移動式設備１０に電気エネルギーを供給するのと同時に、移動式設備１０は、水を供給することも含む。この水は、工業目的で、つまり、製造された部品もしくは上記の装置の特定の部品又は構成要素の水洗い又は洗浄に使用することができ、及び／又は、この水は、保護具製品にもかかわらず、粉粒体に晒されやすい身体の特定の部位を洗い流すか又は水洗いするためにオペレータが使用することもできる。
結果として、このように使用された水が毒性化合物とともに粉粒体を含む可能性があるので、移動式設備１０は、廃水回収用の主装置４６を備える。この主回収装置４６は、廃水を専門会社が回収して処理する前に一時的に貯蔵することを可能にする容器の形をとる。
好都合には、主回収装置４６は、製造ハウジング１４の外部に配置されることが好ましい。また、この主回収装置４６は、自立式主フレーム１２によって支持されることが好ましい。
より具体的には、主回収装置４６は、設備の前部端壁２０Ｆの近くで、移動式設備１０の前部の主不活化装置２６、主処理装置４２、及び主電気キャビネット４４と横並びに配置されたブロックの形をとる。
図２に示す移動式設備１０の第１の代替実施形態において、主エアロック３４は、１つの部屋のみを備える。
しかしながら、図１に示す第２の代替実施形態において、主エアロック３４は、互いに連通する２つの部屋、すなわち、外部扉４０を介して設備１０の外部と連通する外部部屋３４Ｅ及び内部扉３６を介して主製造チャンバ１４と連通する内部部屋３４Ｉを備え、内部部屋３４Ｉは、中間扉４８を介して外部部屋３４Ｅと連通する。
この対のエアロック３４は、オペレータの入室／退室中に可能性のある粉末漏出に対する二重障壁を形成するので好都合である。
もちろん、主処理装置４２によって、主エアロック３４のこれらの２つの部屋３４Ｉ、３４Ｅの中の空気の再利用を可能にすること、並びに温度及び湿度を管理することができる。
同時に、主処理装置４２によって、主エアロック３４のこれらの２つの部屋３４Ｉ、３４Ｅの各々の空気の圧力を管理することもできる。従って、好ましくは、主製造ハウジング１４内に存在する空気の圧力は、主エアロックの内部部屋３４Ｉ内に存在する空気の圧力よりも大きく、主エアロックの内部部屋３４Ｉ内に存在する空気の圧力は、主エアロックの外部部屋３４Ｅ内に存在する空気の圧力よりも大きく、主エアロックの外部部屋３４Ｅ内に存在する空気の圧力は、移動式設備１０の外部に存在する空気の圧力よりも大きい。
例えば、主付加製造機Ｍ１に供給することを目的とする付加製造用粉末のポット群などの種々の補給品又は材料の搬入／搬出のために、移動式設備１０は、補助エアロック５０を備える。この補助エアロックは、主エアロック３４より寸法が小さく、例えば、移動式設備の側壁、例えば左側壁１８Ｇを貫通して設けられる。
補助エアロック５０を通って移動式設備１０に入る及びそこから出る生産物の取り扱いを容易にするために、主製造ハウジング１４の内部には少なくとも１つのハンドリングツール５２が設けられている。
このハンドリングツール５２は、例えば、主付加製造機Ｍ１に未使用の粉末を供給することを目的として容器５４を移動するために、又は、すでに使用済みで主付加製造機Ｍ１に供給されたが溶融しなかった粉末を再利用することを可能にする別の容器５４を移動するためにオペレータが使用する。
オペレータを付加製造用粉粒体への暴露から可能な限り保護するために、移動式設備１０は、気密様式で閉鎖されたハウジング５８を含む充填装置５６と、オペレータがハウジング５８の内部を見えるのを可能にする少なくとも１つのウィンド６０と、オペレータが粉末ポット５５を閉鎖されたハウジングの内部で取り扱うのを可能にするグローブポート６２とを備える。粉末ポット５５の容量は容器５４よりも小さく、オペレータがハンドリングツール５２を用いることなく輸送して取り扱うことができる容器を意味することを理解されたい。これらの粉末ポット５５は、制御された好ましくは不活性大気下で粉末を貯蔵して輸送するために使用される気密容器である。この充填装置５６及びハウジング５８は、未使用の粉末をポット５５から容器５４に全く安全に充填し、さらに粉末を制御された好ましくは不活発大気下に保つために使用される。
好都合には、窒素又はアルゴンなどの不活性ガスを内部に導入することによって付加製造用粉末の品質を維持するために、充填装置５６のハウジング５８は、送出管２８及び排出管３０によって不活化装置２６に接続することができる。随意的に、排出管３０は、例えば、オペレータがポット５５をハウジングの中に導入するためにハウジング５８を開ける必要がある場合に、不活性ガスをハウジング５８から除去するために充填装置５６のハウジング５８に接続することができる。
設備１０は、充填装置５６と同時に、篩分け装置６４を備えることもでき、これによって、篩６５を用いて粉末の篩分けを行いながら粉末を第１の容器５４から別の容器５４に移送することができる。この篩分け装置６４は、すでに使用済みで主付加製造機Ｍ１に供給されたが溶融しなかった付加製造粉末を再利用するために使用される。随意的に、篩分け装置６４は、未使用の粉末を篩分けするために使用することもができる。この篩分けのために、未使用の粉末は、まず、例えば、充填装置５６を用いて容器５４に充填する必要がある。好都合には、さらにオペレータを保護するために、この篩分装置６４は、気密様式で閉鎖されたハウジング６６の内部に配置されかつ主製造ハウジング１４の内部に配置されることが好ましい。
好都合には、窒素又はアルゴンなどの不活性ガスを内部に導入することによって付加製造用粉末の品質を維持するために、篩分け装置６４の管路は、この管路に不活性ガスを供給するために送出管２８を介して不活化装置２６に接続することができる。随意的に、篩分け装置６４の管路は、この管路に吸引された不活性ガスの一部を回収するために排出管３０を介して不活化装置２６に接続することもできる。篩分け装置６４の管路は、篩分けされる粉末の容器５４、篩６５、篩分けされた粉末を受け取る容器５４、及びこれらの各要素の間に配置された様々なコネクタ及び弁によって形成される。
充填装置５６及び篩分け装置６４は、特に、主製造ハウジング１４の内部で粉末が辿る管路の制御において、及び移動式設備１０の主製造ハウジング１４内で又はこの設備の別の製造ハウジング内で作業する必要がある要員の安全性に関して重要である。
上述のオペレータの安全性に貢献する装置に加えて、主処理装置４２は、主製造ハウジング１４内に存在する空気を、窒素などの不活性ガスで飽和させることを可能にする手段を備えることができる。この不活性ガスによる飽和によって、主製造ハウジング１４の内部で火災が起こるのを防止することができる。もちろん、この工程は、全ての要員が主製造ハウジング１４から退避した後にのみ行うことができる。
同様に、移動式設備１０は、主製造ハウジング１４内に粉末を噴霧する装置６８を備えることができ、これによって火災が起こるのを阻止することができる。
主製造ハウジング１４内により大きな生産能力を提供するがより大きな嵩を呈する主付加製造機Ｍ１の設置を可能にすることを目的とする、図３に示す第３の代替実施形態において、移動式設備１０は、主製造ハウジング１４の容積を拡張するモジュール７０を備える。この拡張モジュール７０は自立式であるが、自立式主取付け部１２に固定されている。この拡張モジュール７０は、主製造ハウジング１４内の主付加製造機Ｍ１の反対側に設けられている。巡回経路３２によってオペレータが大きな嵩の機械の周り巡回することを可能にするために、この拡張モジュール７０によって、主製造ハウジング１４を主付加製造機Ｍ１の近くで拡幅することができる。
同様に、本発明による移動式設備１０によって提供される生産能力を向上させる目的で、図４及び図５に示すように、移動式設備１０は、主製造ハウジング１４に気密様式で接続された少なくとも１つの補助製造ハウジング１１４を備えることができ、少なくとも１つの補助付加製造機Ｍ２がこの補助製造ハウジングの内部に設置されている。
好ましくは、２つの補助付加製造機Ｍ２及びＭ３は、この補助製造ハウジングの内部に設置されている。一方の機械は、補助製造ハウジング１１４の前部に設置され、他方の機械は、製造ハウジング１１４の後部に設置されている。
この製造ハウジング１１４を支持するために、移動式設備１０は、自立式主フレーム１２から独立している自立式補助フレーム１１２を備える。従って、この補助製造ハウジング１１４は、主製造ハウジング１４を輸送する車両とは別の車両によって陸路で輸送することができる。
主製造ハウジング１４と同様に、補助製造ハウジング１１４は、補助フレームに固定されたパネル１６によって気密様式で閉鎖されている。
より具体的には、補助製造ハウジング１１４は、左側壁１１８Ｇ及び右側壁１１８Ｄ、前部端壁１２０Ｆ及び後部端壁１２０Ｒ、床部１２２及び天井部１２４を有する平行六面体である。パネル１６は、これらの異なる左側壁１１８Ｇ、右側壁１１８Ｄ、前部端壁１２０Ｆ、及び後部端壁１２０Ｒ、並びに床部１２２及び天井部１２４を閉鎖するために使用される。
補助巡回経路１３２は、オペレータがこの補助製造ハウジング１１４内に設置された各補助製造機（Ｍ２、Ｍ３）の周りを巡回することを可能にするために補助製造ハウジング１１４内に提供されている。
２つの主ハウジング１４及び補助ハウジング１１４を接続するために、これらのハウジングの各々は、少なくとも１つの好ましくは部分的な扉７２、１７２を備え、これらの２つの扉の間には接続通路７４が設置されている。また、この接続通路７４は、パネル１６で製作される。例えば、シールなどの気密手段が、通路７４と扉７２、１７２との間の接続点に設けられている。この接続通路７４によって、オペレータは、主ハウジング１４の主巡回経路３２と補助ハウジング１１４の補助巡回経路１３２との間で自由に移動することができる。
主ハウジング１４は拡張モジュール７０を備えることができるので、接続通路７４の長さＬ７４は、少なくとも拡張モジュール７０の幅Ｗ７０に等しい。
好ましくは、扉７２、１７２は、ハウジング１４、１１４の右側壁１８Ｄ、１１８Ｄ又は左側壁１８Ｇ、１１８Ｇに配置される。柔軟性のある構成を可能にするために、各ハウジング１４、１１４の右側壁１８Ｄ，１１８Ｄ及び左側壁１８Ｇ、１１８Ｇの各々が扉７２、１７２を備える。
好都合には、扉７２、１７２を各ハウジング１４、１１４の各側面上に設けることによって、複数の補助製造ハウジング１１４を主製造ハウジングに接続することが可能である。もちろん、本発明は、２、３、４などの製造ハウジング１１４が主製造ハウジング１４に接続され、少なくとも１つの好ましくは２つの補助付加製造機がこれらの補助製造ハウジング１１４の各々の内部に設置されている、移動式設備の代替実施形態を含む。
補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３の製造チャンバを不活化にするために、設備１０は、補助不活化装置１２６を備え、これによって、補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３の製造チャンバに窒素又はアルゴンなどの不活性ガスを供給することができる。さらに、この補助不活化装置１２６によって、付加製造によって生じた煙霧を製造チャンバの内部で捕捉することもできる。最後に、補助不活化装置１２６は、不活性ガスを補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３の製造チャンバの内部に再注入することができるように、煙霧を濾過することができ、密閉サイクルでの不活性ガスの経済的な使用を可能にする。
好ましくは、付加製造時の煙霧粒子を捕捉するために使用されるフィルタは、濾過規格ＥＮ７７９ ２０１２に従ってクラスＦ９であり、これらのフィルタによって、少なくとも１マイクロメートルに等しい直径を有する粒子を捕捉することができる。
例えば、分子酸素などの他のガスが、補助付加製造機の製造チャンバ内に数パーセント程度の少量で存在する場合、補助不活化装置１２６によって実行された濾過は、これらの他のガスが補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３の製造チャンバに再注入されるように、製造時の煙霧粒子をこれらの他のガスから分離することも可能にする。
図５に図示するように、第１の送出管１２８によって、不活性ガス及び随意的に他のガスを補助不活化装置１２６から、補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３の製造チャンバＣＦ２、ＣＦ３の方に導くことができ、第２の排出管１３０によって、煙霧及び製造チャンバＣＦ２、ＣＦ３内に存在するガスの一部を補助不活化装置１２６に導くことができる。
好都合には、各補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３内に存在し、第２の排出管３０の上流側に配置されたサイクロンによって、少なくとも５マイクロメートルの煙霧粒子は、製造チャンバＣＦ２、ＣＦ３から煙霧とともに抽出されたガス又は複数のガスから分離することができる。
煙霧の濾過に加えて、補助不活化装置１２６によって、補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３の製造チャンバＣＦ２、ＣＦ３の内部に存在するガスの圧力を管理することもできる。従って、補助不活化装置１２６によって、例えば、機械の外部への粉末の漏出を防ぐために、補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３の製造チャンバＣＦ２、ＣＦ３内に存在するガスの圧力を低くすることができる。
上述のように、補助不活化装置１２６は、主不活化装置２６から独立している。さらに、補助不活化装置１２６は、補助製造ハウジング１１４の外部に配置される。好都合には、補助不活化装置１２６は、自立式補助フレーム１１２によって支持されている。
主製造ハウジング１４の内部を循環する空気を処理するための主装置４２が過度に大型になるのを防ぐために、設備は、補助処理装置１４２を備え、これは、主処理装置４２が異なるハウジング１４、１１４内を循環する空気を処理するのを助けることになる。
この補助処理装置１４２は、主処理装置４２から独立している。この補助処理装置１４２によって、設備の外部に引き出された空気を補助製造ハウジング１１４に、従って主製造ハウジング１４に供給することができる。
ハウジング１４、１１４内で循環した空気は、付加製造粉末粒子を含有する可能性があるので、補助処理装置１４２によって、捕捉された空気を濾過した後にこの空気を設備の外部の空気中に排出することができる。好ましくは、付加製造粉末粒子を捕捉された空気から分離するために使用したフィルタは、ＨＥＰＡ（高効率粒子捕捉器）形式であり、これらのフィルタによって、少なくとも０．３マイクロメートルに等しい直径を有する粉末粒子を捕捉することができる。
設備の外部への粉末の漏出を制限するために、補助処理装置１４２によって、ハウジング１４、１１４内に存在する空気の圧力を管理することもできる。より具体的には、この補助処理装置１４２は、粉粒体及び粉末粒子を設備の内部に保持するために、ハウジン内の圧力を低くするために使用される。好ましくは、製造ハウジング１４、１１４の内部の空気の圧力は、主エアロック３４の内部の空気の圧力未満であり、主エアロック３４の内部の空気の圧力は、設備の外部の空気の圧力未満である。
付加製造プロセスの使用によって大量の熱が放出されるので、補助処理装置１４２によって、製造ハウジング１４、１１４内及び主エアロック３４内に存在する空気の温度を調整する、厳密には冷却することもできる。
この温度調整と同時に、この補助処理装置１４２によって、製造ハウジング１４、１１４内及び主エアロック３４内に存在する空気の湿度を管理することもできる。
製造ハウジング１４、１１４の内部のオペレータの安全性を強化するために、補助処理装置１４２によって、製造ハウジングの内部に存在する空気中の分子酸素含有量を監視することもできる。
好都合には、補助処理装置１４２は、補助製造ハウジング１１４の外部に配置される。さらに、補助処理装置１４２自体は、同様に自立式補助フレーム１１２によって支持されている。
補助不活化装置１２６及び補助処理装置１４２、補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３、並びに電気エネルギー供給を必要とする何らかの他の装置に電力を供給するために、設備は、上記の装置及び機械の電力回路及び制御回路をまとめた補助電気キャビネット１４４を備える。この補助電気キャビネット１４４は、主電気キャビネット４４から独立している。
好都合には、補助不活化装置１２６及び補助処理装置１４２と同様に、補助電気キャビネット１４４は、好ましくは、補助製造ハウジング１１４の外部に配置される。さらに、補助電気キャビネット１４４は、自立式補助フレーム１１２によって支持されている。
より具体的には、補助不活化装置１２６、補助処理装置１４２、及び補助電気キャビネット１４４は、補助製造ハウジング１１４の前部に横並びに配置された３ブロックの形をとる。
また、移動式設備１０は、廃水回収用の補助装置１４６を備える。この回収装置１４６は、主回収装置４６から独立している。この補助回収装置１４６は、廃水を専門会社が回収して処理する前に一時的に貯蔵することを可能にする容器の形をとる。
好都合には、補助回収装置１４６は、補助製造ハウジング１１４の外部に配置されることが好ましい。また、この補助回収装置１４６は、自立式補助フレーム１１２によって支持されることが好ましい。
より具体的には、補助回収装置１４６は、このハウジングの前部端壁１２０Ｆの近くの製造ハウジング１１４の前部で、補助不活化装置１２６、補助処理装置１４２、及び補助電気キャビネット１４４と横並びに配置されたブロックの形をとる。
上述のオペレータの安全性に貢献する装置に加えて、補助処理装置１４２は、ハウジング１４、１１４内に存在する空気を窒素などの不活性ガスで飽和させるのを可能にする手段を備えることができる。
同様に、移動式設備１０は、補助製造ハウジング１１４内に粉末を噴霧する装置１６８を備えることができ、これによって火災が起こるのを阻止することができる。
さらに、移動式設備１０は、補助製造ハウジング１１４の容積を拡張する１又は２以上の補助モジュール１７０を備えることもできる。各補助拡張モジュール１７０は自立式であるが、自立式補助取付け部１１２に固定されている。補助拡張モジュール１７０は、補助製造ハウジング１１４内で各補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３の反対側に設けられている。各補助拡張モジュール１７０によって、オペレータがこれらの大きな嵩の機械の周りを巡回することを可能にするために、補助製造ハウジング１１４を補助付加製造機Ｍ２、Ｍ３の近くで拡幅することができる。
１２ 自立式主フレーム
１４ 主製造ハウジング
２０Ｆ 前部端壁
２０Ｒ 後部端壁
２２ 床部
２６ 主不活化装置
３４ 主エアロック
３４Ｅ 外部部屋
３４Ｉ 内部部屋
４２ 主処理装置
４４ 主電気キャビネット
４６ 主回収装置
７２ 扉
７４ 接続通路
１１４ 補助製造ハウジング
１２０Ｆ 前部端壁
１２０Ｒ 後部端壁
１２２ 床部
１２６ 補助不活化装置
１２８ 送出管
１３０ 排出管
１３２ 補助巡回経路
１４２ 補助処理装置
１４４ 補助電気キャビネット
１４６ 補助回収装置
１６８ 粉末噴霧装置
１７２ 扉
ＣＦ２
ＣＦ３
Ｍ１ 主付加製造機
Ｍ２ 補助付加製造機
Ｍ３ 補助付加製造機
１４ 主製造ハウジング
２０Ｆ 前部端壁
２０Ｒ 後部端壁
２２ 床部
２６ 主不活化装置
３４ 主エアロック
３４Ｅ 外部部屋
３４Ｉ 内部部屋
４２ 主処理装置
４４ 主電気キャビネット
４６ 主回収装置
７２ 扉
７４ 接続通路
１１４ 補助製造ハウジング
１２０Ｆ 前部端壁
１２０Ｒ 後部端壁
１２２ 床部
１２６ 補助不活化装置
１２８ 送出管
１３０ 排出管
１３２ 補助巡回経路
１４２ 補助処理装置
１４４ 補助電気キャビネット
１４６ 補助回収装置
１６８ 粉末噴霧装置
１７２ 扉
ＣＦ２
ＣＦ３
Ｍ１ 主付加製造機
Ｍ２ 補助付加製造機
Ｍ３ 補助付加製造機
Claims (13)
- 移動式付加製造設備（１０）であって、前記設備は、前記設備を陸路によって輸送することを可能にする自立式主フレームを備え、
前記設備はさらに、前記自立式主フレームによって支持されて前記自立式主フレームに固定されたパネル（１６）によって気密様式で閉鎖された主製造ハウジング（１４）を備え、少なくとも１つの主付加製造機（Ｍ１）は、前記主製造ハウジングの内部に設置され、前記主付加製造機（Ｍ１）は、付加製造用の粉末を堆積してエネルギー源又は熱源を使用して前記粉末の粒子を溶融する付加製造プロセスが内部で実行される少なくとも１つの製造チャンバを含み、
前記設備はさらに、前記主付加製造機（Ｍ１）の製造チャンバ（ＣＦ１）に不活性ガスを供給することを可能にし、かつ前記製造チャンバ（ＣＦ１）の内部で前記付加製造によって生じた煙霧を捕捉することを可能にする主不活化装置（２６）を備え、主巡回経路（３２）は、オペレータが前記主付加製造機（Ｍ１）の周りを巡回することを可能にするために前記主製造ハウジング（１４）内に提供され、
前記設備はさらに、少なくとも１人のオペレータが入室及び退室するための主エアロック（３４）を備え、前記主エアロック（３４）は、前記自立式主フレーム（１２）によって支持されて前記自立式主フレーム（１２）に固定されたパネル（１６）によって気密様式で閉鎖され、内部扉（３８）は、オペレータが前記主エアロック（３４）と前記主製造ハウジング（１４）との間を巡回するのを可能にし、外部扉（４０）は、オペレータが前記主エアロック（３４）と前記設備（１０）の外部との間を巡回するのを可能にし、
前記設備はさらに、前記主製造ハウジング（１４）に気密様式で接続された少なくとも１つの補助製造ハウジング（１１４）を備え、少なくとも１つの補助付加製造機（Ｍ２、Ｍ３）は、前記補助製造ハウジング（１１４）の内部に設置され、
前記設備はさらに、前記補助製造ハウジング（１１４）を支持し、前記自立式主フレーム（１２）から独立した自立式補助フレーム（１１２）を備え、前記補助製造ハウジング（１１４）は、前記自立式補助フレーム（１１２）に固定されたパネル（１６）によって気密様式で閉鎖され、補助巡回経路（１３２）は、オペレータが前記補助製造ハウジング（１１４）内に設置された補助付加製造機（Ｍ２、Ｍ３）の周りを巡回することを可能にするために前記補助製造ハウジング（１１４）内に提供される、移動式付加製造設備（１０）。 - ２つの補助付加製造機（Ｍ２、Ｍ３）が、前記補助製造ハウジング（１１４）の内部に設置されている、請求項１に記載の移動式付加製造設備。
- 前記ハウジング（１４、１１４）の各々は、少なくとも１つの扉（７２、１７２）を含み、接続通路（７４）は、前記２つの扉の間に設置されている、請求項１から２のいずれかに記載の移動式付加製造設備。
- 前記設備（１０）は、前記補助付加製造機（Ｍ２、Ｍ３）の各々の製造チャンバ（ＣＦ２、ＣＦ３）に不活性ガスを供給し、製造チャンバ（ＣＦ２、ＣＦ３）の各々の内部で付加製造によって生じた煙霧を捕捉することを可能にする補助不活化装置（１２６）を備え、前記補助不活化装置（１２６）は、前記主不活化装置（２６）から独立している、請求項１から３のいずれかに記載の移動式付加製造設備。
- 前記主不活化装置（２６）は、前記製造ハウジング（１４）の外部に配置されて前記自立式主フレーム（１２）によって支持され、前記補助不活化装置（１２６）は、前記補助製造ハウジング（１１４）の外部に配置されて前記自立式補助フレーム（１１２）によって支持される、請求項４に記載の移動式付加製造設備。
- 前記設備は、前記主製造ハウジング（１４）の内部で循環する空気を処理するための主処理装置（４２）を備え、前記設備は、前記ハウジング（１４、１１４）のそれぞれの中で循環する空気を処理する前記主処理装置（４２）を助けることができる補助処理装置（１４２）を備え、前記補助処理装置（１４２）は、前記主処理装置（４２）から独立している、請求項１から５のいずれかに記載の移動式付加製造設備。
- 前記主処理装置（４２）は、前記製造ハウジング（１４）の外部に配置されて前記自立式主フレーム（１２）によって支持され、前記補助処理装置（１４２）は、前記補助製造ハウジング（１１４）の外部に配置されて前記自立式補助フレーム（１１２）によって支持される、請求項６に記載の移動式付加製造設備。
- 前記設備は、前記主処理装置（４２）、前記主不活化装置（２６）、及び前記主付加製造機（Ｍ１）の電力及び制御回路をまとめた主電気キャビネット（４４）を備え、前記設備は、前記補助不活化装置（１２６）、前記補助処理装置（１４２）、及び前記補助付加製造機（Ｍ２、Ｍ３）の電力及び制御回路をまとめた補助電気キャビネット（１４４）を備え、前記補助電気キャビネット（１４４）は、前記主電気キャビネット（４４）から独立している、請求項１から５のいずれかに記載の移動式付加製造設備。
- 前記主電気キャビネット（４４）は、前記製造ハウジング（１４）の外部に配置されて前記自立式主フレーム（１２）によって支持され、前記補助電気キャビネット（１４４）は、前記補助製造ハウジング（１１４）の外部に配置されて前記自立式補助フレーム（１１２）によって支持される、請求項８に記載の移動式付加製造設備。
- 前記設備（１０）は、廃水回収用主装置（４６）及び廃水回収用補助装置（１４６）を備え、前記廃水回収用補助装置（１４６）は、前記廃水回収用主装置（４６）から独立している、請求項１から９のいずれかに記載の移動式付加製造設備。
- 前記廃水回収用主装置（４６）は、前記主製造ハウジング（１４）の外部に配置されて前記自立式主フレーム（１２）によって支持され、前記廃水回収用補助装置（１４６）は、前記補助製造ハウジング（１１４）の外部に配置されて前記自立式補助フレーム（１１２）によって支持される、請求項１０に記載の移動式付加製造設備。
- 前記移動式設備（１０）は、前記主製造ハウジング（１４）の容積を拡張するためのモジュール（７０）を備え、前記拡張モジュール（７０）は、自立式であるが前記自立式主フレーム（１２）に固定され、前記拡張モジュール（７０）は、前記主製造ハウジング（１４）内で前記主付加製造機（Ｍ１）の反対側に設けられている、請求項１から１１のいずれかに記載の移動式付加製造設備。
- 前記設備（１０）は、前記補助製造ハウジング（１１４）の容積を拡張するための１又は２以上の補助モジュール（１７０）を備え、前記補助拡張モジュール（１７０）は自立式であるが前記自立式補助フレーム（１１２）に固定され、前記補助拡張モジュール（１７０）は、前記補助製造ハウジング（１１４）内で前記補助付加製造機（Ｍ２、Ｍ３）の各々の反対側に設けられている、請求項１から１１のいずれかに記載の移動式付加製造設備。
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