JPH10217336A - Sprinkling method in laminate shaping and apparatus therefor - Google Patents
Sprinkling method in laminate shaping and apparatus thereforInfo
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- JPH10217336A JPH10217336A JP9023730A JP2373097A JPH10217336A JP H10217336 A JPH10217336 A JP H10217336A JP 9023730 A JP9023730 A JP 9023730A JP 2373097 A JP2373097 A JP 2373097A JP H10217336 A JPH10217336 A JP H10217336A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、固化する性質をも
つ固化可能物質を散布して形成した散布層を利用する積
層造形技術に用いられる散布方法、及び、その装置に関
する。本発明は、例えば、レーザビーム、赤外線、紫外
線等の照射エネルギが照射されると固化する固化可能物
質を用いる積層造形に利用できる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spraying method used in an additive manufacturing technique using a spray layer formed by spraying a solidifiable substance having a solidifying property, and an apparatus therefor. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for, for example, additive manufacturing using a solidifiable substance that solidifies when irradiated with irradiation energy such as a laser beam, infrared light, or ultraviolet light.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、積層造形技術（特開平３−１８３
５３０号公報、ＵＳＰ（米国特許）４２４７５０８等）
が開発されている。この積層造形技術では、樹脂被覆砂
等の固化可能物質が用いられ、固化可能物質を散布して
散布層を形成する散布処理、照射エネルギとしてのレー
ザビームを散布層に照射して薄い固化層を形成する照射
処理が交互に繰り返され、これにより固化層が順次多数
積層され、以て造形物が形成される。2. Description of the Related Art In recent years, an additive manufacturing technology (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 530, USP (U.S. Pat. No. 4,247,508)
Is being developed. In this additive manufacturing technology, a solidifiable substance such as resin-coated sand is used, a spraying process of spraying the solidifiable substance to form a scattered layer, and irradiating a scattered layer with a laser beam as irradiation energy to form a thin solidified layer. The irradiation process to be formed is alternately repeated, whereby a large number of solidified layers are sequentially laminated, thereby forming a modeled object.
【０００３】この積層造形技術においては、散布層を形
成するにあたり、図８に示すように、散布された固化可
能物質に常に接触する方式の掻き取り用の掻き取り部材
４００を設け、散布の際に、掻き取り部材４００の先端
で散布層３００の全面にわたり掻き取り、これにより厚
みが均一化された散布層３００を形成する方法が知られ
ている（特表平８−５０２７０３号公報）。[0003] In this additive manufacturing technique, in forming a scatter layer, as shown in FIG. 8, a wiping member 400 for wiping, which is always in contact with the solidified material sprayed, is provided. In addition, there is known a method in which the tip of a scraping member 400 is scraped over the entire surface of the scatter layer 300 to thereby form a scatter layer 300 having a uniform thickness (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-502703).
【０００４】更に図９に示すように、散布された固化可
能物質に常に接触する方式の回転ローラ５００を設け、
散布の際に、回転ローラ５００で散布層３００の全面を
ならし、これにより厚みが均一化された散布層３００を
形成する方法が知られている（特開平３−１８３５３０
号公報）。これらの公報技術によれば、前述のように散
布の際には、掻き取り部材４００や回転ローラ５００
は、散布された固化可能物質に常に接触する。Further, as shown in FIG. 9, there is provided a rotating roller 500 of a type which always contacts the sprayed solidifiable substance,
There is known a method in which the entire surface of the scatter layer 300 is leveled by the rotating roller 500 during the scatter, thereby forming the scatter layer 300 having a uniform thickness (Japanese Patent Laid-Open No. 3-183530).
No.). According to these publications, the scraping member 400 and the rotating roller 500
Is in constant contact with the sprayed solidifiable material.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】上記したように掻き取
り部材４００の先端で散布部分を掻き取ったり、回転ロ
ーラ５００で散布部分をならしたりすると、前に造形さ
れた下の層に摩擦力が作用し易い。この結果、せん断力
等により下の層がずれたり、損傷したりすることがあ
る。この場合には、造形物の精度が低下するおそれがあ
る。As described above, when the scatter portion is scraped off by the tip of the scraping member 400 or the scatter portion is smoothed by the rotating roller 500, the frictional force is applied to the lower layer formed earlier. Easily act. As a result, the lower layer may be displaced or damaged by a shear force or the like. In this case, there is a possibility that the accuracy of the modeled object is reduced.
【０００６】従って、上記した公報技術では、造形物の
精度を確保するため、散布の際には散布装置の移動速度
をかなり低速または極低速にしなければならない。従っ
て散布速度や造形速度の高速化には限界があり、満足で
きる生産性が得られない。本発明は上記した実情に鑑み
なされたものであり、各請求項は、造形物の精度の向上
を図るのに有利な積層造形における散布方法及びその装
置を提供することを共通課題とする。Therefore, in the above-mentioned publication technology, the moving speed of the spraying device must be considerably low or extremely low at the time of spraying in order to secure the accuracy of the modeled object. Therefore, there is a limit in increasing the spraying speed and the molding speed, and satisfactory productivity cannot be obtained. The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is a common object of the claims to provide a spraying method and a device in a layered manufacturing method that are advantageous for improving the accuracy of a formed object.
【０００７】加えて請求項１、２、８は、散布速度を速
めて生産性の向上を図るのに有利な積層造形における散
布方法及びその装置を提供することを課題とする。In addition, it is an object of the present invention to provide a spraying method and a device in the additive manufacturing which are advantageous for increasing the spraying speed and improving the productivity.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】 請求項１に係る積層造形における散布方法は、固化す
る性質をもつ固化可能物質を基本成分とした散布層を積
層して造形する積層造形に用いられる散布方法であっ
て、固化可能物質を散布する散布層形成手段を用い、固
化可能物質を散布して前記散布層を形成するにあたり、
散布層と散布層形成手段とを非接触にすることを特徴と
する。The spraying method in the additive manufacturing according to claim 1 is a spraying method used for an additive manufacturing in which a spraying layer containing a solidifiable substance having a solidifying property as a basic component is stacked and formed. There, using a scatter layer forming means for spraying the solidifiable substance, in forming the scatter layer by spraying the solidifiable substance,
The scatter layer and the scatter layer forming means are not in contact with each other.
【０００９】請求項２に係る積層造形における散布方
法は、固化する性質をもつ固化可能物質を基本成分とし
た散布層を積層して造形する積層造形に用いられる散布
方法であって、固化可能物質を散布する散布層形成手段
と、散布層のうち過剰厚みの散布部分に接触可能な過剰
厚み矯正手段とを用い、固化可能物質を散布して散布層
を形成するにあたり、正常厚みの散布層と散布層形成手
段とを非接触にすると共に、散布層のうち過剰厚みの散
布部分に過剰厚みの矯正のために過剰厚み矯正手段を接
触させることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a spraying method in the additive manufacturing, which is used in an additive manufacturing method in which a scatterable layer having a solidifying property as a basic component is laminated to form an additive. Spreading layer forming means for spraying, using an excess thickness correcting means capable of contacting the excess thickness of the spraying layer of the spraying layer, when spraying the solidifiable substance to form a spraying layer, a normal thickness of the spraying layer The method is characterized in that the scattered layer forming means is not in contact with the scattered layer, and the excess thickness correcting means is brought into contact with the excessively thick scattered portion of the scattered layer in order to correct the excessive thickness.
【００１０】請求項３に係る積層造形における散布方
法によれば、請求項１、２において、散布層形成手段
は、固化する性質をもつ粉末状の固化可能物質を収容す
る収容容器と、収容容器に回転可能に保持され回転に伴
い収容容器内の固化可能物質を切り出して吐出可能な切
り出しローラとを備え、散布層形成手段を移動させつつ
切り出しローラを回転させて、収容容器内の固化可能物
質を散布して散布層を形成し、散布の際に、散布層と散
布層形成手段とを非接触にすることを特徴とする。[0010] According to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the scatter layer forming means includes a container for storing a powdery solidifiable substance having a solidifying property, and a container. A rotatable cutting roller that cuts and discharges the solidifiable substance in the storage container along with the rotation, and rotates the cutout roller while moving the scatter layer forming means, so that the solidifiable substance in the storage container is rotated. Is sprayed to form a scatter layer, and the scatter layer and the scatter layer forming means are brought into non-contact during the scatter.
【００１１】請求項４に係る積層造形における散布方
法によれば、請求項３において、前記切り出しローラの
回転速度は、前記散布層形成手段の移動速度よりも充分
に大きいことを特徴とする。 請求項５に係る積層造形における散布方法によれば、
請求項３において、散布層形成手段は移動方向変更可能
であり、散布層形成手段の移動方向に応じて前記切り出
しローラの回転方向を変更することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the present invention, the rotating speed of the cut-out roller is sufficiently higher than the moving speed of the scattered layer forming means. According to the spraying method in the additive manufacturing according to claim 5,
According to a third aspect of the present invention, the scatter layer forming means can change the moving direction, and changes the rotation direction of the cut-out roller according to the moving direction of the scatter layer forming means.
【００１２】請求項６に係る積層造形における散布方
法は、固化する性質をもつ固化可能物質を基本成分とし
た散布層を積層して造形する積層造形に用いられる散布
方法であって、固化可能物質を散布して散布層を形成す
る散布層形成手段と、散布層の厚みに関する物理量を直
接または間接的に検出する厚み検出手段とを用い、散布
層形成手段により固化可能物質を散布して散布層を形成
するにあたり、厚み検出手段により散布層の厚みを検出
し、検出に応じて散布層の厚みの補正を行う補正処理を
実行することを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a spraying method in the additive manufacturing, which is used in an additive manufacturing method in which a spray layer having a solidifying property as a basic component is formed by laminating a spray layer. Using a scatter layer forming means for forming a scatter layer by spraying, and a thickness detecting means for directly or indirectly detecting a physical quantity relating to the thickness of the scatter layer, and spraying the solidifiable substance by the scatter layer formation means to form a scatter layer. In forming (1), the thickness of the scatter layer is detected by the thickness detecting means, and a correction process for correcting the thickness of the scatter layer according to the detection is performed.
【００１３】請求項７に係る積層造形における散布方
法によれば、請求項６において、厚み検出手段は、散布
層の厚みに関する物理量を散布層に非接触で検出するこ
とを特徴とする。 請求項８に係る積層造形における装置は、固化する性
質をもつ固化可能物質を基本成分とした散布層を積層し
て造形する積層造形に用いられる装置であって、固化可
能物質を散布して散布層を形成する散布層形成手段と、
散布の際に散布層と散布層形成手段とを非接触に維持し
つつ散布層形成手段を移動させる非接触移動手段とを具
備することを特徴とする。[0013] According to the spraying method in the additive manufacturing according to the seventh aspect, in the sixth aspect, the thickness detecting means detects the physical quantity relating to the thickness of the scatter layer without contacting the scatter layer. An apparatus for additive manufacturing according to claim 8, which is an apparatus used for additive manufacturing in which a scatterable layer having a solidifying property as a basic component is laminated and formed, wherein the solidifiable substance is scattered. Scattering layer forming means for forming a layer,
A non-contact moving means for moving the scatter layer forming means while maintaining the scatter layer and the scatter layer forming means in non-contact during the spraying is provided.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】本発明で用いる固化可能物質は、
何らかの処理で固化するものであり、その形態は粉末
状、粒状、液状、流動物状等を問わない。代表的な固化
可能物質としては、照射エネルギが照射されると固化す
るものを採用できる。照射エネルギとしては、可視光領
域、赤外線領域、紫外線領域を採用でき、レーザビーム
が好ましい。赤外線は遠赤外線、近赤外線でもよい。レ
ーザビームとしては、例えば、ＣＯ2 レーザ、ＹＡＧレ
ーザ、Ａｒレーザ、ルビーレーザ、エキシマレーザ等の
公知のビームを適宜選択でき、可視レーザビーム、非可
視レーザビームのいずれでも良い。本発明で用いる固化
可能物質としては、例えば、熱硬化型樹脂を被覆した砂
等の粉粒体、熱硬化型樹脂で形成された粉粒体、金属の
粉粒体等を採用できる。粉粒体の大きさは問わない。レ
ーザビーム照射で加熱されると、熱硬化型樹脂は熱硬化
し、これにより隣設する粉粒体同士が結合固化する。ま
た、金属の粉粒体はレーザビーム照射で加熱されると、
溶融した後に凝固し、或いは焼結し、これにより隣設す
る粉粒体同士が結合固化する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The solidifiable substance used in the present invention is:
It is solidified by some processing, and its form is not limited to powder, granule, liquid, fluid and the like. As a typical solidifiable substance, a substance that solidifies when irradiated with irradiation energy can be adopted. As the irradiation energy, a visible light region, an infrared region, and an ultraviolet region can be adopted, and a laser beam is preferable. The infrared light may be far infrared light or near infrared light. As the laser beam, for example, a known beam such as a CO 2 laser, a YAG laser, an Ar laser, a ruby laser, and an excimer laser can be appropriately selected, and either a visible laser beam or an invisible laser beam may be used. As the solidifiable substance used in the present invention, for example, a powder such as sand coated with a thermosetting resin, a powder formed of a thermosetting resin, a metal powder, and the like can be used. The size of the granular material does not matter. When heated by laser beam irradiation, the thermosetting resin is thermoset, whereby adjacent particles are bonded and solidified. Also, when the metal powder is heated by laser beam irradiation,
After being melted, it solidifies or sinters, whereby adjacent particles are bonded and solidified.
【００１５】散布層形成手段としては、後述するように
粉末状の固化可能物質を少量ずつ切り出して吐出するこ
とにより散布するローラをもつ方式、あるいは、固化可
能物質を直接または溶媒と共に噴出して散布するスプレ
ー噴霧方式等を採用できる。本発明では、散布層と散布
層形成手段とを散布中において常に非接触に維持する方
式でも良い。或いは、散布層が正常厚みの他に過剰厚み
をもつような場合には、正常厚みの散布層と散布層形成
手段とを非接触に維持しつつ、散布層の過剰厚み部分に
過剰厚み矯正手段を接触させ、過剰厚みの矯正を図る方
式でも良い。過剰厚み矯正手段は、散布層形成手段に対
して一体的でも良いし、別体でも良い。As the spraying layer forming means, a method having a roller for spraying by cutting and discharging a powdery solidifiable substance little by little as described later, or spraying the solidifiable substance directly or together with a solvent is used. And the like. In the present invention, a system in which the spray layer and the spray layer forming means are always kept in non-contact during spraying may be used. Alternatively, in the case where the scatter layer has an excessive thickness in addition to the normal thickness, while maintaining the normal thickness of the scatter layer and the scatter layer forming means in non-contact, the excess thickness correcting means is added to the excessive thickness portion of the scatter layer. May be contacted to correct the excessive thickness. The excessive thickness correcting means may be integrated with the scatter layer forming means, or may be separate.
【００１６】本発明に係る散布層形成手段は、粉末状の
固化可能物質を収容する収容容器と、収容容器に回転可
能に保持され収容容器内に収容された固化可能物質を少
量ずつ切り出して吐出する切り出しローラとを備えた構
成にできる。代表的な切り出しローラとしては、外周面
に溝等の凹部をもつローラを採用できる。The scatter layer forming means according to the present invention is characterized in that a container for accommodating a powdery solidifiable substance and a solidifiable substance which is rotatably held in the container and accommodated in the container are cut out little by little and discharged. And a cut-out roller. As a representative cut-out roller, a roller having a concave portion such as a groove on the outer peripheral surface can be adopted.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、第１実施例を図面を参照して説明す
る。本実施例は、レーザビームの照射により造形物を得
る積層造形に適用した場合である。図１は概念構成を模
式的に示す。本実施例では、水平二次元方向をＸ方向及
びＹ方向とし、高さ方向をＺ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方
向は互いに直交する方向である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment will be described below with reference to the drawings. The present embodiment is a case where the present invention is applied to additive manufacturing in which a shaped object is obtained by irradiation with a laser beam. FIG. 1 schematically shows a conceptual configuration. In this embodiment, the horizontal two-dimensional direction is defined as an X direction and a Y direction, and the height direction is defined as a Z direction. The X direction and the Y direction are directions orthogonal to each other.
【００１８】本実施例では、図１から理解できるよう
に、矢印Ｚ方向に昇降可能な昇降テーブル１をもつ昇降
装置２、昇降テーブル１を昇降させる第１駆動手段３、
固化可能物質としての樹脂被覆砂を収容すると共に樹脂
被覆砂を昇降テーブル１に散布して散布層を昇降テーブ
ル１に形成する散布装置５、散布装置５を矢印Ｙ方向に
沿って案内する案内レール６、散布装置５を案内レール
６に沿って矢印Ｙ方向（矢印Ｓ１、Ｓ２方向）に移動さ
せる第２駆動手段７、レーザビームを発振するレーザ発
振器８（ＣＯ2 レーザ）、レーザビームを伝達する伝達
系９、レーザビームの向きを変える回転ミラー装置１
０、多種類のマスク１２が多数積層されるマスク供給台
１３、使用済みのマスク１２が多数積層されるマスク回
収台１５、マスク１２を保持して搬送可能なマスク配置
装置１７をもつ。In this embodiment, as can be understood from FIG. 1, a lifting device 2 having a lifting table 1 which can be raised and lowered in the direction of arrow Z, a first driving means 3 for lifting and lowering the lifting table 1,
A dispersing device 5 for containing resin-coated sand as a solidifiable substance and dispersing the resin-coated sand on the elevating table 1 to form a scattered layer on the elevating table 1, and a guide rail for guiding the dispersing device 5 along the arrow Y direction. 6. Second driving means 7 for moving the spraying device 5 in the direction of the arrow Y (the directions of the arrows S1 and S2) along the guide rail 6, a laser oscillator 8 for oscillating a laser beam (CO 2 laser), and transmitting the laser beam. Transmission system 9, rotating mirror device 1 for changing direction of laser beam
0, a mask supply table 13 on which many types of masks 12 are stacked, a mask collection table 15 on which many used masks 12 are stacked, and a mask placement device 17 capable of holding and transporting the masks 12.
【００１９】マスク配置装置１７は、マスク１２を１枚
づつ磁気吸着または真空吸着する吸着部１７ｒと、吸着
部１７ｒを矢印Ｃ方向に移動させる第３駆動手段１９と
をもつ。マスク１２は、本実施例で照射するレーザビー
ムに対して耐久性をもつ材料、例えば鋼板やアルミ板等
で構成されている。マスク１２には、レーザビームが透
過する所定の透過パターン形状の透過窓１１が形成され
ている。透過窓１１は、レーザビームを透過できる性質
をもてば良く、その形状は造形物の種類に応じて適宜選
択され、マスク１２ごとに選択される。The mask placement device 17 has a suction unit 17r for magnetically or vacuum-suctioning the masks 12 one by one, and a third drive unit 19 for moving the suction unit 17r in the direction of arrow C. The mask 12 is made of a material having durability against the laser beam irradiated in the present embodiment, for example, a steel plate or an aluminum plate. In the mask 12, a transmission window 11 having a predetermined transmission pattern shape through which the laser beam is transmitted is formed. The transmission window 11 only needs to have a property of transmitting a laser beam, and the shape thereof is appropriately selected according to the type of the modeled object, and is selected for each mask 12.
【００２０】案内レール６の内方には案内レール６ｘが
並設されている。マスクホルダ１４は枠状をなし、マス
ク１２を着脱可能に保持する。マスクホルダ１４は、図
略のマスクホルダ駆動手段により案内レール６ｘに沿っ
て矢印Ｙ１、Ｙ２方向に移動可能である。レーザビーム
による照射処理が実行される際には、マスク１２を保持
した位置ＰＡのマスクホルダ１４が案内レール６ｘに沿
って矢印Ｙ２方向に装入され、位置ＰＢに到達する。即
ち、マスクホルダ１４に保持されているマスク１２が昇
降テーブル１の上方に到達する。この状態で、レーザビ
ームによる照射処理がマスク越しに実行される。照射処
理が終了すれば、マスク１２を保持した位置ＰＢのマス
クホルダ１４が案内レール６ｘに沿って矢印Ｙ１方向に
移動し、位置ＰＡに退出する。Inside the guide rail 6, guide rails 6x are juxtaposed. The mask holder 14 has a frame shape and holds the mask 12 detachably. The mask holder 14 can be moved in the directions of arrows Y1 and Y2 along the guide rail 6x by mask holder driving means (not shown). When the irradiation process by the laser beam is performed, the mask holder 14 at the position PA holding the mask 12 is inserted in the direction of the arrow Y2 along the guide rail 6x, and reaches the position PB. That is, the mask 12 held by the mask holder 14 reaches above the elevating table 1. In this state, the irradiation process by the laser beam is performed through the mask. When the irradiation process is completed, the mask holder 14 at the position PB holding the mask 12 moves in the direction of the arrow Y1 along the guide rail 6x, and retreats to the position PA.
【００２１】位置ＰＡに退出したマスクホルダ１４に保
持されている使用済みのマスク１２は、マスク配置装置
１７の作動により、マスク回収台１５に回収される。更
に、マスク供給台１３上の新しいマスク１２がマスク配
置装置１７の作動により、位置ＰＡで待機中のマスクホ
ルダ１４に載せられる。これによりマスク交換処理が実
行される。そして、新しいマスク１２を載せたマスクホ
ルダ１４が再び位置ＰＡから再び矢印Ｙ２方向に装入さ
れ、位置ＰＢにセットされ、前述同様にレーザビームに
よるマスク越しの照射処理が実行される。The used mask 12 held by the mask holder 14 that has exited to the position PA is collected on the mask collection table 15 by the operation of the mask placement device 17. Further, a new mask 12 on the mask supply table 13 is placed on the mask holder 14 waiting at the position PA by the operation of the mask placement device 17. As a result, a mask replacement process is performed. Then, the mask holder 14 on which the new mask 12 is placed is again inserted from the position PA in the direction of the arrow Y2, is set to the position PB, and the irradiation processing through the mask with the laser beam is executed as described above.
【００２２】本実施例では、図１から理解できるよう
に、散布装置５の下部にはこれを支持する脚部５ｋが装
備されている。脚部５ｋにより、案内レール６上の散布
装置５の底面は、案内レール６ｘ上のマスクホルダ１４
の上面よりも寸法Ｋｈぶん高い位置に設定されている。
更に案内レール６ｘの外方に案内レール６が配置されて
いる。従ってマスクホルダ１４と散布装置５とが作動す
る際に、両者は互いに干渉、衝突しないように設定され
ている。In this embodiment, as can be understood from FIG. 1, a lower portion of the spraying device 5 is provided with a leg 5k for supporting the same. Due to the legs 5k, the bottom surface of the spraying device 5 on the guide rail 6 is placed on the mask holder 14 on the guide rail 6x.
Is set at a position higher than the upper surface by the dimension Kh.
Further, the guide rail 6 is disposed outside the guide rail 6x. Therefore, when the mask holder 14 and the spraying device 5 operate, they are set so as not to interfere with each other and collide with each other.
【００２３】図１に示す第１駆動手段３が駆動すると、
昇降装置２の昇降テーブル１が高さ方向つまり矢印Ｚ
１、Ｚ２方向に沿って昇降し、昇降テーブル１上に積層
されている散布層５５の高さ位置を調整できる。第１駆
動手段３は信号線３ｘを介して、第２駆動手段７は信号
線７ｘを介して、第３駆動手段１９は信号線１９ｘを介
して制御装置３２により制御される。When the first driving means 3 shown in FIG. 1 is driven,
The lifting table 1 of the lifting device 2 is in the height direction, that is, the arrow Z.
1. The height of the scatter layer 55 stacked on the lifting table 1 can be adjusted by moving up and down along the Z2 direction. The first driving unit 3 is controlled by a signal line 3x, the second driving unit 7 is controlled by a signal line 7x, and the third driving unit 19 is controlled by a control unit 32 via a signal line 19x.
【００２４】第１駆動手段３、第２駆動手段７、第３駆
動手段１９としては油圧、空圧等のシリンダ機構を採用
できるが、場合によってはモータ機構（例えばステッピ
ングモータ機構）でもよい。図２は、散布層形成手段と
して機能する散布装置５を示す。図２に示すように散布
装置５は、貯蔵室５１及び吐出口５２ａ、５２ｃをもつ
収容容器５３と、収容容器５３の底部に回転可能に装備
された切り出しローラ５４とを備えている。貯蔵室５１
には固化可能物質としての樹脂被覆砂ＨＡが装填されて
いる。樹脂被覆砂ＨＡは、レーザビームの照射で熱硬化
して固化する熱硬化型樹脂を用い、熱硬化型樹脂を砂粒
子に被覆したものである。熱硬化型樹脂の材質はフェノ
ール系樹脂である。図２から理解できるように、収容容
器５３の底に切り出しローラ５４が装備されているた
め、収容容器５３内の樹脂被覆砂ＨＡの自然落下は抑え
られている。As the first driving means 3, the second driving means 7, and the third driving means 19, a cylinder mechanism such as a hydraulic pressure or a pneumatic pressure can be adopted, but in some cases, a motor mechanism (for example, a stepping motor mechanism) may be used. FIG. 2 shows a spraying device 5 functioning as a spraying layer forming means. As shown in FIG. 2, the spraying device 5 includes a storage container 53 having a storage chamber 51 and discharge ports 52a and 52c, and a cut-out roller 54 rotatably mounted on the bottom of the storage container 53. Storage room 51
Is loaded with resin-coated sand HA as a solidifiable substance. The resin-coated sand HA is formed by using a thermosetting resin that is hardened by being hardened by laser beam irradiation and solidified, and the thermosetting resin is coated on sand particles. The material of the thermosetting resin is a phenolic resin. As can be understood from FIG. 2, since the cut-out roller 54 is provided at the bottom of the storage container 53, the natural fall of the resin-coated sand HA in the storage container 53 is suppressed.
【００２５】切り出しローラ５４の外周部には、多数個
の切り出し溝５４ｍが周方向に沿って列設されている。
切り出しローラ５４は横軸形であり、図１から理解でき
るように矢印Ｘ方向に長軸状に延設されている。図２に
示すように散布装置５には、非接触形の厚み検出手段と
して機能する厚み検出センサ５０ｔが搭載されている。
厚み検出センサ５０ｔは、散布装置５が移動する矢印Ｓ
１、Ｓ２方向において吐出口５２ａ、５２ｃの中間に位
置している。その理由は、散布装置５の往動、復動の双
方に対処するためである。厚み検出センサ５０ｔは、発
光部と受光部とをもち、発光部から距離検出用のレーザ
ビーム等の検出光を散布層５５に向けて放出し、散布層
５５で反射した検出光を受光部で受光することにより、
発光部と散布層５５の上面との間の距離ｈを検出する。On the outer peripheral portion of the cut-out roller 54, a large number of cut-out grooves 54m are arranged in a row along the circumferential direction.
The cut-out roller 54 has a horizontal axis shape, and extends in a long axis shape in the arrow X direction as can be understood from FIG. As shown in FIG. 2, the sprinkling device 5 is equipped with a thickness detection sensor 50t functioning as a non-contact type thickness detecting means.
The thickness detection sensor 50t is provided by the arrow S on which the spraying device 5 moves.
It is located in the middle of the discharge ports 52a and 52c in the directions S1 and S2. The reason is to cope with both the forward movement and the backward movement of the spraying device 5. The thickness detection sensor 50t has a light-emitting portion and a light-receiving portion, emits detection light such as a laser beam for distance detection from the light-emitting portion toward the scattering layer 55, and detects light reflected by the scattering layer 55 by the light-receiving portion. By receiving light,
The distance h between the light emitting unit and the upper surface of the scattering layer 55 is detected.
【００２６】図２から理解できるように、案内レール６
で案内される散布装置５の高さ位置は、案内レール６に
より規定されている。従って散布装置５が矢印Ｓ１、Ｓ
２方向に移動したとしても、厚み検出センサ５０ｔの高
さ位置は一定である。また散布層５５が積層される毎
に、昇降テーブル１が矢印Ｚ２方向に１ピッチずつ下降
するため、昇降テーブル１の載置面１ｗ上の散布面ＫＣ
の高さ位置は常に一定とされる。故に、前記した距離ｈ
が検出されれば、散布層５５の厚みが非接触で検出され
る。As can be seen from FIG.
The height position of the spraying device 5 guided by is defined by the guide rail 6. Therefore, the dispersing device 5 is driven by arrows S1, S
Even if it moves in two directions, the height position of the thickness detection sensor 50t is constant. Further, every time the spraying layer 55 is laminated, the lifting table 1 is lowered by one pitch in the direction of arrow Z2, so that the spraying surface KC on the mounting surface 1w of the lifting table 1
Height position is always constant. Therefore, the distance h
Is detected, the thickness of the scattering layer 55 is detected in a non-contact manner.
【００２７】図２から理解できるように、矢印Ｓ１、Ｓ
２方向における散布装置５の移動距離を検出する移動距
離検出手段として機能するリニヤポテンショメータ７０
が配設されている。散布装置５には、リニヤポテンショ
メータ７０に沿って摺動する検出子５０ｘが装備されて
いる。これにより矢印Ｓ１、Ｓ２方向における散布装置
５の移動距離が検出される。As can be understood from FIG. 2, arrows S1, S
Linear potentiometer 70 functioning as a moving distance detecting means for detecting a moving distance of the spraying device 5 in two directions.
Are arranged. The spraying device 5 is equipped with a detector 50x that slides along the linear potentiometer 70. Thereby, the moving distance of the spraying device 5 in the directions of the arrows S1 and S2 is detected.
【００２８】図２から理解できるように、散布装置５の
高さ位置は案内レール６により規定されており、従って
散布装置５の切り出しローラ５４は、昇降テーブル１に
積層された最も上方の散布層５５の上面よりも上方に位
置している。この状態で、散布装置５は第２駆動手段７
により前進後退される。従って本実施例では散布の際に
は、散布装置５は散布層５５に非接触状態に維持され
る。従って案内レール６及び第２駆動手段７は、散布装
置５を散布層５５に対して非接触に維持しつつ、散布装
置５を移動させる非接触移動手段として機能する。As can be understood from FIG. 2, the height position of the spraying device 5 is defined by the guide rails 6, so that the cut-out roller 54 of the spraying device 5 is provided with the uppermost spray layer stacked on the lifting table 1. 55 is located above the upper surface. In this state, the spraying device 5 is
To move forward and backward. Therefore, in the present embodiment, at the time of spraying, the spraying device 5 is maintained in a non-contact state with the spraying layer 55. Therefore, the guide rail 6 and the second driving means 7 function as non-contact moving means for moving the spraying device 5 while keeping the spraying device 5 in non-contact with the spraying layer 55.
【００２９】図３はレーザビーム照射処理を示す。レー
ザ発振機８から発振したレーザビームはビームエキスパ
ンダ９ａでビーム径が拡大及び調整され、固定ミラー９
ｂ〜９ｄを経て回転ミラー装置１０に至る。回転ミラー
装置１０は、矢印ＸＡ方向に揺動して振動するＸ回転ミ
ラー２１をもつＸガルバノスキャナ２２と、ＹＡ方向に
揺動して振動するＹ回転ミラー２４をもつＹガルバノス
キャナ２５とをもつ。FIG. 3 shows a laser beam irradiation process. The beam diameter of the laser beam oscillated from the laser oscillator 8 is expanded and adjusted by a beam expander 9a.
The rotation mirror device 10 is reached via b-9d. The rotating mirror device 10 has an X galvano scanner 22 having an X rotating mirror 21 which oscillates and oscillates in the direction of the arrow XA, and a Y galvano scanner 25 which has a Y rotating mirror 24 which oscillates and oscillates in the YA direction. .
【００３０】Ｘ回転ミラー２１が矢印ＸＡ方向に所定の
振動数で振動すると、レーザビームＭは矢印Ｘ方向にお
いてその振動数で振動する。Ｙ回転ミラー２４が矢印Ｙ
Ａ方向のうちの一方向に揺動すると、矢印Ｘ方向で振動
するレーザビームは、矢印Ｙ方向のうちのＹ１方向に移
動する。従ってレーザ発振器８、伝達系９、回転ミラー
装置１０はレーザ照射装置２０を構成する。制御装置３
２は信号線１０ａを介して回転ミラー装置１０のＸガル
バノスキャナ２２、信号線１０ｂを介してＹガルバノス
キャナ２５を制御し、信号線８ａを介してレーザ発振器
８の出力を制御する。When the X rotation mirror 21 vibrates at a predetermined frequency in the direction of the arrow XA, the laser beam M vibrates at the frequency in the direction of the arrow X. Y rotation mirror 24 is arrow Y
When swinging in one of the directions A, the laser beam oscillating in the direction of the arrow X moves in the direction Y1 of the direction of the arrow Y. Therefore, the laser oscillator 8, the transmission system 9, and the rotating mirror device 10 constitute a laser irradiation device 20. Control device 3
Reference numeral 2 controls the X galvanometer scanner 22 of the rotary mirror device 10 via the signal line 10a, the Y galvanometer scanner 25 via the signal line 10b, and the output of the laser oscillator 8 via the signal line 8a.
【００３１】本実施例では図３から理解できるように、
照射にあたっては、レーザビームが矢印Ｘ方向における
照射端Ｍａから照射端Ｍｃまでの間で多数回往復移動し
て振動する間に、その振動するレーザビームはＹ回転ミ
ラー２４の作動により照射端Ｍａから照射端Ｍｅへ矢印
Ｙ１方向に１回往動する。これにより図３に示すよう
に、レーザビームによる連続波状の照射軌跡が形成され
る。本実施例では図３から理解できるように、連続波状
の照射軌跡は、照射端Ｍａ、Ｍｃとして機能する頂点域
を実質的に三角形状につないだ三角波あるいは疑似三角
波が連続した軌跡である（レーザビームのスポット径：
Ｄ、レーザビームのスキャンピッチ：Ｐ）。このように
レーザビームの軌跡が三角波あるいは疑似三角波が連続
した軌跡である場合には、レーザビームの照射軌跡をサ
インカーブ状にする場合に比較して、Ｘ方向における照
射エネルギ密度のムラを抑えるのに有利である。In this embodiment, as can be understood from FIG.
During the irradiation, while the laser beam reciprocates a number of times between the irradiation end Ma and the irradiation end Mc in the direction of the arrow X and oscillates, the oscillating laser beam is moved from the irradiation end Ma by the operation of the Y rotation mirror 24. It moves forward once to the irradiation end Me in the direction of arrow Y1. As a result, as shown in FIG. 3, a continuous wave irradiation trajectory by the laser beam is formed. In this embodiment, as can be understood from FIG. 3, the continuous wave-shaped irradiation trajectory is a continuous trajectory of a triangular wave or a pseudo-triangular wave in which vertices functioning as irradiation ends Ma and Mc are connected in a substantially triangular shape. Beam spot diameter:
D, scan pitch of laser beam: P). As described above, when the trajectory of the laser beam is a continuous trajectory of a triangular wave or a pseudo triangular wave, unevenness of the irradiation energy density in the X direction is suppressed as compared with the case where the irradiation trajectory of the laser beam is formed into a sine curve. Is advantageous.
【００３２】更に本実施例では図３に示すように、昇降
テーブル１に散布した散布層５５の温度を検出する温度
検出手段としての温度センサ３０が装備されている。温
度センサ３０は、散布層５５のうち、マスク１２で遮光
されレーザビームが照射されなかった部位に対応する領
域を非接触で検出する。温度センサ３０の検出信号は信
号線３０ｆを経て制御装置３２に伝達され、制御装置３
２は温度センサ３０の検出信号に応じてレーザビームの
照射を制御する。具体的には、散布層５５の温度が適温
域よりも高温気味の場合には、単位面積あたりの照射エ
ネルギを低減補正すべく、レーザ発振器８の出力を低減
すると共に、レーザビームの照射速度を増加する。ま
た、散布層５５の温度が適温域よりも低温気味の場合に
は、単位面積あたりの照射エネルギを増加補正すべく、
レーザ発振器８の出力を増加すると共に、レーザビーム
の照射速度を減少する。Further, in this embodiment, as shown in FIG. 3, a temperature sensor 30 is provided as temperature detecting means for detecting the temperature of the spray layer 55 sprayed on the elevating table 1. The temperature sensor 30 detects, in a non-contact manner, a region of the scatter layer 55 corresponding to a portion that is shielded by the mask 12 and is not irradiated with the laser beam. The detection signal of the temperature sensor 30 is transmitted to the control device 32 via the signal line 30f, and the control device 3
Reference numeral 2 controls the irradiation of the laser beam according to the detection signal of the temperature sensor 30. Specifically, when the temperature of the scatter layer 55 is slightly higher than the appropriate temperature range, the output of the laser oscillator 8 is reduced and the irradiation speed of the laser beam is reduced in order to reduce and correct the irradiation energy per unit area. To increase. When the temperature of the scatter layer 55 is slightly lower than the appropriate temperature range, the irradiation energy per unit area is corrected to increase.
The output of the laser oscillator 8 is increased, and the irradiation speed of the laser beam is reduced.
【００３３】さて本実施例では、三次元造形物が積層造
形で形成される。三次元造形物は中子型、外型部を含
む。この場合には、先ず砂散布処理が実行される。即ち
図２から理解できるように、切り出しローラ５４を矢印
Ｒ１方向に回転させつつ、昇降テーブル１の載置面１ｗ
に沿って散布装置５を矢印Ｓ１方向（＝切り出しローラ
５４の回転方向である矢印Ｒ１方向に相応する方向）に
定速度で往動させ、これにより砂を昇降テーブル１の載
置面１ｗに散布する。散布層５５の厚みｔは造形物の種
類に応じて適宜選択できるものの、例えば０．１〜０．
４ｍｍ、特に０．２ｍｍ程度にできるが、これに限定さ
れるものではない。In this embodiment, a three-dimensional structure is formed by additive manufacturing. The three-dimensional structure includes a core type and an outer die. In this case, first, a sand scattering process is performed. That is, as can be understood from FIG. 2, while rotating the cut-out roller 54 in the direction of the arrow R1, the mounting surface 1w of the lifting table 1
Is spread in the direction of arrow S1 (= direction corresponding to the direction of arrow R1 which is the direction of rotation of the cut-out roller 54) at a constant speed along the direction of the arrow, whereby the sand is sprayed on the mounting surface 1w of the lifting table 1. I do. The thickness t of the scatter layer 55 can be appropriately selected according to the type of the shaped object, but is, for example, 0.1 to 0.1.
It can be 4 mm, especially about 0.2 mm, but is not limited to this.
【００３４】このように散布装置５が矢印Ｓ１方向に往
動する際に、厚み検出センサ５０ｔが所定時間ごとに距
離測定用のレーザビーム等の検出光を散布層５５に照射
し、厚み検出センサ５０ｔと散布層５５との間の距離ｈ
（図２参照）が検出される。この結果、散布層５５の厚
みが検出される。また散布装置５が矢印Ｓ１方向に往動
する際に、リニヤポテンショメータ７０に沿って散布装
置５の検出子５０ｘが滑り、矢印Ｓ１方向における散布
装置５の移動距離が把握される。従って散布装置５が移
動する矢印Ｓ１方向における散布層５５の厚みの分布が
検出される。As described above, when the spraying device 5 moves forward in the direction of arrow S1, the thickness detecting sensor 50t irradiates the scattering layer 55 with a detection light such as a laser beam for distance measurement at predetermined time intervals. Distance h between 50t and scatter layer 55
(See FIG. 2) is detected. As a result, the thickness of the scatter layer 55 is detected. When the spraying device 5 moves forward in the direction of arrow S1, the detector 50x of the spraying device 5 slides along the linear potentiometer 70, and the moving distance of the spraying device 5 in the direction of arrow S1 is grasped. Therefore, the distribution of the thickness of the scatter layer 55 in the direction of the arrow S1 in which the scatter device 5 moves is detected.
【００３５】上記のように砂散布処理の往動を終えた
ら、図１に示す位置ＰＡで待機しているマスクホルダ１
４をマスク１２と共に矢印Ｙ２方向に位置ＰＢに装入
し、新しいマスク１２で散布層５５の上方を覆う。次に
レーザビーム照射処理を実行する。このレーザビーム照
射処理では、昇降テーブル１に形成した散布層５５の上
面をマスク１２で覆った状態で、回転ミラー装置１０か
らレーザビームＭをマスク１２越しに散布層５５にスキ
ャン照射する。図３から理解できるように、スキャン照
射は、マスク１２の透過窓１１（Ａ×Ｂ）よりも広い範
囲にわたって実行される。When the forward movement of the sand spraying process is completed as described above, the mask holder 1 waiting at the position PA shown in FIG.
4 is inserted into the position PB together with the mask 12 in the direction of arrow Y2, and the new mask 12 covers the upper part of the scatter layer 55. Next, a laser beam irradiation process is performed. In this laser beam irradiation processing, the laser beam M is scanned and radiated from the rotary mirror device 10 through the mask 12 to the scatter layer 55 while the upper surface of the scatter layer 55 formed on the lifting table 1 is covered with the mask 12. As can be understood from FIG. 3, the scanning irradiation is performed over a wider range than the transmission window 11 (A × B) of the mask 12.
【００３６】レーザビーム照射処理においては照射され
たレーザビームＭはマスク１２の透過窓１１を透過し、
散布層５５に到達し、これを加熱する。散布層５５のう
ち、レーザビームＭが照射された砂部分の樹脂は熱硬化
する。よって隣設する砂粒同士が結合して一体に固化
し、薄い固化層５５Ａが形成される。一方、散布層５５
のうち、マスク１２で遮光されてレーザビームＭが照射
されなかった部分は熱硬化されずに未固化または固化不
充分のままであり、後処理において除去可能である。In the laser beam irradiation process, the irradiated laser beam M passes through the transmission window 11 of the mask 12,
The spray layer 55 is reached and heated. The resin in the sand portion of the scatter layer 55 irradiated with the laser beam M is thermally cured. Therefore, adjacent sand particles are combined and solidified integrally, and a thin solidified layer 55A is formed. On the other hand, the scattering layer 55
Among them, the portion which is shielded from light by the mask 12 and not irradiated with the laser beam M remains unsolidified or insufficiently solidified without being thermally cured and can be removed in the post-processing.
【００３７】上記のようなレーザビーム照射処理によ
り、透過窓１１の窓形状に対応した平面形状をもつ固化
層５５Ａが形成される。レーザビーム照射処理を終えた
ら、次に昇降テーブル１を１ピッチＫ（図３参照）ぶん
矢印Ｚ２方向に降下させる。ピッチＫは散布層５５の厚
みに実質的に相当する。従って、最も上方の散布層５５
の上面の高さ位置は、毎回ごとに一定となる。The solidified layer 55A having a plane shape corresponding to the window shape of the transmission window 11 is formed by the above-described laser beam irradiation processing. After the laser beam irradiation process is completed, the lifting table 1 is lowered in the direction of arrow Z2 by one pitch K (see FIG. 3). The pitch K substantially corresponds to the thickness of the scatter layer 55. Therefore, the uppermost scatter layer 55
The height position of the upper surface becomes constant every time.
【００３８】そして砂散布処理の復動を行うべく、図２
から理解できるように、切り出しローラ５４を矢印Ｒ２
方向に向けて逆回転させつつ、昇降テーブル１上の固化
層５５Ａに沿って散布装置５を矢印Ｓ２方向（＝切り出
しローラ５４の回転方向である矢印Ｒ２方向に相応する
方向）に復動させ、これにより砂を散布し、新たな散布
層５５を形成する。Then, in order to return to the sand spraying process, FIG.
As can be understood from FIG.
The spraying device 5 is moved backward in the direction of arrow S2 (= direction corresponding to the direction of arrow R2, which is the rotation direction of the cutting roller 54), along the solidified layer 55A on the elevating table 1 while rotating in the opposite direction. Thus, the sand is sprinkled to form a new sprinkling layer 55.
【００３９】このように散布装置５が矢印Ｓ２方向に復
動する際に、前述同様に、厚み検出センサ５０ｔが所定
時間ごとに距離測定用のレーザビーム等の検出光を散布
層５５に照射し、散布層５５の厚みが検出される。また
散布装置５が矢印Ｓ２方向に復動する際に、リニヤポテ
ンショメータ７０に沿って散布装置５の検出子５０ｘが
滑り、矢印Ｓ２方向における散布装置５の移動距離が把
握される。従って散布装置５が矢印Ｓ２方向に復動する
際に、散布層５５の厚みの分布が検出される。As described above, when the spraying device 5 moves back in the direction of arrow S2, the thickness detecting sensor 50t irradiates the scattering layer 55 with detection light such as a laser beam for distance measurement at predetermined time intervals, as described above. , The thickness of the scatter layer 55 is detected. When the spraying device 5 moves back in the direction of arrow S2, the detector 50x of the spraying device 5 slides along the linear potentiometer 70, and the moving distance of the spraying device 5 in the direction of arrow S2 is grasped. Therefore, when the spraying device 5 moves back in the direction of the arrow S2, the distribution of the thickness of the spraying layer 55 is detected.
【００４０】上記のように砂散布処理の復動を終えた
ら、再びマスク交換処理を行い、新しいマスク１２で散
布層５５の上方を覆う。その後、レーザビーム照射処理
を再び実行すべく、新たな散布層５５にマスク１２越し
にレーザビームを照射する。このような砂散布処理、マ
スク交換処理、レーザビーム照射処理が順に多数回繰り
返されると、積層造形が進行し、三次元造形物が形成さ
れる。図４は、上記した手順を、全体の手順、散布装置
５の手順、厚み検出手順に分けて示す。After the return of the sand spraying process as described above, the mask replacement process is performed again, and the upper portion of the spray layer 55 is covered with a new mask 12. After that, a new scattering layer 55 is irradiated with a laser beam through the mask 12 in order to execute the laser beam irradiation processing again. When such a sand scattering process, a mask exchange process, and a laser beam irradiation process are repeated many times in order, the additive manufacturing proceeds, and a three-dimensional object is formed. FIG. 4 shows the above procedure divided into an overall procedure, a procedure of the spraying device 5, and a thickness detection procedure.
【００４１】（制御）図５は、制御装置３２が実行する
制御処理のメインルーチンのフローチャートの一例を示
す。ステップＳ２では初期設定が実行される。ステップ
Ｓ４では散布フラグ、ローラフラグを１にセットする。
即ち、散布フラグ、ローラフラグが『１』とは、形成す
る散布層５５が奇数枚目であることを意味し、散布装置
５を矢印Ｓ１方向に往動させると共に切り出しローラ５
４を矢印Ｒ１方向に正回転させることを意味する。また
散布フラグ、ローラフラグが『０』とは、形成する散布
層５５が偶数枚目であることを意味し、散布装置５を矢
印Ｓ２方向に復動させると共に切り出しローラ５４を矢
印Ｒ２方向に逆回転させることを意味する。(Control) FIG. 5 shows an example of a flowchart of a main routine of control processing executed by the control device 32. In step S2, initial settings are performed. In step S4, the scatter flag and the roller flag are set to 1.
That is, when the scatter flag and the roller flag are "1", it means that the scatter layer 55 to be formed is an odd number, and the scatter device 5 is moved forward in the direction of arrow S1 and the cutting roller 5 is moved.
4 means to rotate forward in the direction of arrow R1. When the scatter flag and the roller flag are "0", it means that the scatter layer 55 to be formed is an even number, and the scatter device 5 is moved backward in the direction of arrow S2 and the cutout roller 54 is moved in the direction of arrow R2. It means to rotate.
【００４２】ステップＳ６では、散布フラグ、ローラフ
ラグに応じて砂散布の処理が実行される。ステップＳ８
ではマスク交換の処理が実行され、ステップＳ１０でレ
ーザビーム照射の処理が実行され、ステップＳ１２で散
布フラグ、ローラフラグが切り替えられる。即ち、散布
フラグ、ローラフラグが現在『１』であれば、『０』に
切り替えられる。散布フラグ、ローラフラグが現在
『０』であれば、『１』に切り替えられる。In step S6, a process of spraying sand is executed according to the spray flag and the roller flag. Step S8
Then, the process of mask exchange is executed, the process of laser beam irradiation is executed in step S10, and the scatter flag and the roller flag are switched in step S12. That is, if the scatter flag and the roller flag are currently “1”, they are switched to “0”. If the scatter flag and the roller flag are currently "0", they are switched to "1".
【００４３】ステップＳ１４でその他の処理が実行さ
れ、ステップＳ１６で所定時間経過するまで待機する。
ステップＳ１８で造形物が完成したか否か判定し、未完
成であれば、ステップＳ６に戻り、前述した操作を繰り
返す。造形物が完成しておれば、ステップＳ２０に進
み、制御終了を意味するファイナル処理が出力されてい
るか否か判定する。ファイナル処理が出力されていなけ
れば、ステップＳ２２で、次の造形物を造形すべく再セ
ット指令を出力し、ステップＳ４に戻る。ファイナル処
理が出力されていれば、ステップＳ２０からステップＳ
２４に進み、ファイナル処理を実行し、終了する。Other processes are executed in step S14, and the process stands by in step S16 until a predetermined time has elapsed.
In step S18, it is determined whether or not the model is completed. If not, the process returns to step S6, and the above-described operation is repeated. If the modeled object is completed, the process proceeds to step S20, and it is determined whether or not the final processing indicating the end of the control has been output. If the final processing has not been output, a reset command is output in step S22 to form the next modeled object, and the process returns to step S4. If the final processing has been output, the process proceeds from step S20 to step S20.
Proceed to 24, execute final processing, and end.
【００４４】図６は上記した砂散布の処理のサブルーチ
ンを示す。ステップＳ６０２では散布開始指令が出力さ
れているか否か判定する。出力されていなければ、砂を
散布せずに、そのままメインルーチンにリターンする。
散布開始指令が出力されていれば、ステップＳ６０４に
進み、散布フラグ、ローラフラグが『１』か否か判定す
る。『１』であれば、形成する散布層５５が奇数枚目で
あるため、散布装置５を往動させるべく、第２駆動手段
７を駆動する。これにより散布装置５が矢印Ｓ１方向に
往動する。更に切り出しローラ５４を矢印Ｒ１方向に正
回転させるべく、切り出しローラ５４の駆動モータを駆
動させる。散布層５５が最初の層つまり第１層である場
合には、切り出しローラ５４は、予め規定された回転速
度で回転する。FIG. 6 shows a subroutine of the above-described sand scattering process. In step S602, it is determined whether a spraying start command has been output. If not, the process returns to the main routine without spraying sand.
If the spray start command has been output, the process proceeds to step S604, and it is determined whether the spray flag and the roller flag are “1”. If it is “1”, the second driving means 7 is driven to move the spraying device 5 forward because the sprinkling layer 55 to be formed is an odd number. Thereby, the spraying device 5 moves forward in the direction of arrow S1. Further, the drive motor of the cut-out roller 54 is driven so that the cut-out roller 54 is normally rotated in the direction of the arrow R1. When the scattering layer 55 is the first layer, that is, the first layer, the cut-out roller 54 rotates at a predetermined rotation speed.
【００４５】散布フラグ、ローラフラグが『０』であれ
ば、形成する散布層５５が偶数枚目であるため、ステッ
プＳ６０４からステップＳ６０８に進み、散布装置５を
復動させるべく、第２駆動手段７を逆動する。これによ
り散布装置５が矢印Ｓ２方向に復動する。更に切り出し
ローラ５４を矢印Ｒ２方向に逆回転させるべく、切り出
しローラ５４の駆動モータを逆動させる。If the scatter flag and the roller flag are "0", the scatter layer 55 to be formed is an even number, and the process proceeds from step S604 to step S608. Reverse 7 As a result, the spraying device 5 moves back in the direction of arrow S2. Further, the drive motor of the cut-out roller 54 is moved backward to rotate the cut-out roller 54 in the direction of arrow R2 in the reverse direction.
【００４６】ステップＳ６１０では散布層５５の厚みｔ
を検出すべく、厚み検出センサ５０ｔを所定時間ごとに
作動させる。厚みｔの検出結果をメモリの所定のエリア
に記憶する。ステップＳ６１２では、１層の砂散布が終
了したか判定する。終了していなければ、ステップＳ６
１０に戻り、厚み検出処理を継続する。１層の砂散布が
終了しておれば、ステップＳ６１４に進み、散布装置
５、切り出しローラ５４をオフとする。In step S610, the thickness t of the scatter layer 55
The thickness detection sensor 50t is activated every predetermined time in order to detect. The detection result of the thickness t is stored in a predetermined area of the memory. In step S612, it is determined whether the spraying of one layer of sand has been completed. If not, step S6
Returning to 10, the thickness detection processing is continued. If the spraying of one layer of sand has been completed, the process proceeds to step S614, and the spraying device 5 and the cutting roller 54 are turned off.
【００４７】ステップＳ６１６では散布層５５の平均厚
みｔave を算出する。更にステップＳ６１８に進み、算
出した平均厚みｔave に応じて、次回の散布層５５を形
成する際の切り出しローラ５４の回転速度Ｖｒを求め
る。その後、メインルーチンにリターンする。本実施例
では、切り出しローラ５４の回転速度Ｖｒは、散布層５
５の平均厚みｔave の関数式として設定されている（Ｖ
ｒ＝ｆ（ｔave ））。In step S616, the average thickness t ave of the scatter layer 55 is calculated. The process further proceeds to step S618, and the rotational speed Vr of the cutting roller 54 at the time of forming the next sprinkling layer 55 is determined according to the calculated average thickness t ave . Then, the process returns to the main routine. In the present embodiment, the rotation speed Vr of the cut-out roller 54 is
5 is set as a function expression of the average thickness t ave (V
r = f (t ave )).
【００４８】即ち、実際に検出した散布層５５の平均厚
みｔave を考慮し、次の散布層５５を形成する際の切り
出しローラ５４の回転速度Ｖｒが求まる。従って次回の
散布処理では、この求めた回転速度Ｖｒに応じて切り出
しローラ５４が回転する。種々の要因で散布層５５の厚
みがばらつくおそれがある。例えば、切り出しローラ５
４が樹脂被覆砂ＨＡを単位時間あたりに切り出す量は、
散布装置５の収容容器５３内に収容されている樹脂被覆
砂ＨＡの収容高さＺｃ（図２参照）、切り出しローラ５
４の摩耗等に影響を受けることがある。この場合には散
布層５５の厚みがばらつくおそれがある。That is, in consideration of the average thickness t ave of the scatter layer 55 actually detected, the rotation speed Vr of the cutting roller 54 when forming the next scatter layer 55 is obtained. Therefore, in the next spraying process, the cut-out roller 54 rotates according to the obtained rotation speed Vr. There is a possibility that the thickness of the scatter layer 55 varies due to various factors. For example, the cutting roller 5
4 cuts out resin-coated sand HA per unit time,
The storage height Zc of the resin-coated sand HA stored in the storage container 53 of the spraying device 5 (see FIG. 2),
4 may be affected. In this case, the thickness of the scatter layer 55 may vary.
【００４９】この点本実施例によれば、形成した散布層
５５の平均厚みｔave が薄かった場合には、それを相殺
すべく、次に散布する散布層５５を厚くするように、切
り出しローラ５４の回転速度Ｖｒを高速化し、これによ
り単位時間あたりの樹脂被覆砂ＨＡの切り出し量を増加
する。逆に、形成した散布層５５の平均厚みｔave が厚
かった場合には、それを相殺すべく、次に散布する散布
層５５を薄くするように、切り出しローラ５４の回転速
度Ｖｒを低速化し、これにより単位時間あたりの樹脂被
覆砂ＨＡの切り出し量を低減する。この結果、上下に積
層された散布層５５の厚み変動は、相殺され易くなる。
従って積層方向における造形物の寸法精度の向上に有利
である。なお相殺は、次の１枚の散布層５５で行っても
良いし、次以降の複数枚の散布層５５で行っても良い。In this respect, according to the present embodiment, when the average thickness t ave of the formed scatter layer 55 is small, the cut-out roller is thickened so that the next scatter layer 55 to be scattered is thickened in order to cancel the average thickness t ave. The rotation speed Vr of 54 is increased, thereby increasing the cutout amount of the resin-coated sand HA per unit time. Conversely, when the average thickness t ave of the formed scatter layer 55 is large, the rotational speed Vr of the cut-out roller 54 is reduced so as to make the scatter layer 55 to be scattered next thinner in order to offset the average thickness t ave . This reduces the amount of resin-coated sand HA cut out per unit time. As a result, the variation in the thickness of the scatter layers 55 stacked vertically is easily offset.
Therefore, it is advantageous for improving the dimensional accuracy of the model in the stacking direction. Note that the offset may be performed on the next one scatter layer 55 or on a plurality of subsequent scatter layers 55.
【００５０】（実施例の効果）以上の説明から理解でき
るように本実施例によれば、樹脂被覆砂ＨＡの散布にあ
たり、散布層５５と散布装置５とは非接触に維持され
る。そのため前述した図８、図９に示す従来技術のよう
に掻き取り部材４００や回転ローラ５００が散布部分に
常に接触する方式とは異なり、散布装置５と散布層５５
との摩擦等に起因して、前に形成した層がずれたり、損
傷したりすることが抑制される。そのため摩擦等に起因
する造形物の形状精度の低下を抑制でき、造形物の形状
精度の確保に有利である。(Effects of the Embodiment) As can be understood from the above description, according to the present embodiment, when the resin-coated sand HA is sprayed, the spray layer 55 and the spray device 5 are kept in non-contact. Therefore, unlike the prior art shown in FIGS. 8 and 9 described above, the scraping member 400 and the rotating roller 500 are always in contact with the spraying portion, and the spraying device 5 and the spraying layer 55 are different.
The displacement or damage of the previously formed layer due to friction or the like is suppressed. Therefore, a decrease in the shape accuracy of the modeled object due to friction or the like can be suppressed, which is advantageous for securing the shape accuracy of the modeled object.
【００５１】更に前述したように、前に積層した層が散
布装置５との摩擦等でずれたり、損傷されたりすること
が抑制されるため、図８、図９に示す従来技術に比較し
て、散布装置５の移動速度、ひいては散布速度、造形速
度を速めることができる。よって生産性の向上に貢献で
きる。加えて本実施例によれば、散布装置５は、レーザ
ビームが照射されると固化する性質をもつ粉末状の樹脂
被覆砂ＨＡを収容する収容容器５３と、収容容器５３に
回転可能に保持された切り出しローラ５４とを備えてい
る。そして散布装置５を移動させつつ切り出しローラ５
４を回転させて、樹脂被覆砂ＨＡを散布して散布層５５
を形成し、散布の際に、散布された樹脂被覆砂ＨＡと散
布装置５とを非接触にする。このような構成をもつ本実
施例によれば、収容容器５３内の粉末状の樹脂被覆砂Ｈ
Ａは切り出しローラ５４により少量ずつ切り出され、円
滑に散布されるため、散布層５５の厚みのばらつき低減
に有利である。従って、造形物の形状精度の確保に有利
である。Further, as described above, since the previously laminated layers are prevented from being displaced or damaged due to friction with the spraying device 5 or the like, the layers are compared with the prior art shown in FIGS. 8 and 9. In addition, it is possible to increase the moving speed of the spraying device 5, and hence the spraying speed and the molding speed. Therefore, it can contribute to improvement of productivity. In addition, according to the present embodiment, the spraying device 5 is rotatably held by the storage container 53 for storing the powdery resin-coated sand HA having a property of solidifying when irradiated with the laser beam. And a cut-out roller 54. Then, the cutting roller 5 is moved while moving the spraying device 5.
4 is rotated to spray the resin-coated sand HA so that
Is formed, and the sprayed resin-coated sand HA is not brought into contact with the spraying device 5 during spraying. According to the present embodiment having such a configuration, the powdery resin-coated sand H
Since A is cut out little by little by the cut-out roller 54 and is scattered smoothly, it is advantageous in reducing the variation in the thickness of the scatter layer 55. Therefore, it is advantageous for securing the shape accuracy of the modeled object.
【００５２】ところで、切り出しローラ５４の回転速度
が過小である場合には、散布層５５の上面が波状となる
ことがある。切り出し溝５４ｍが切り出しローラ５４の
周方向に間欠的に形成されているため、間欠切り出し性
の影響が大きくなるからである。この点本実施例によれ
ば、切り出しローラ５４の回転速度は、切り出し溝５４
ｍの間隔や切り出しローラ５４からの落下距離にもよる
が、散布装置５の移動速度よりも充分に大きく設定され
る。そのため上記した間欠切り出し性の影響が小さくな
り、樹脂被覆砂ＨＡの散布の均一性が向上する。本実施
例では切り出しローラ５４の回転速度をＶｒとし、散布
装置５の移動速度をＶａとすると、（Ｖｒ／Ｖａ）＝２
〜５程度に設定できる。但しこれに限定されるものでは
ない。If the rotation speed of the cutting roller 54 is too low, the upper surface of the scatter layer 55 may be wavy. This is because the cutout groove 54m is formed intermittently in the circumferential direction of the cutout roller 54, so that the effect of the intermittent cutout property becomes large. In this regard, according to the present embodiment, the rotation speed of the cut-out roller 54 is
Depending on the distance of m and the distance from the cut-out roller 54, the moving speed of the spraying device 5 is set to be sufficiently higher. Therefore, the influence of the above-mentioned intermittent cutting property is reduced, and the uniformity of the application of the resin-coated sand HA is improved. In this embodiment, assuming that the rotation speed of the cut-out roller 54 is Vr and the moving speed of the spraying device 5 is Va, (Vr / Va) = 2
５5 can be set. However, it is not limited to this.
【００５３】また本実施例によれば、散布装置５の移動
方向に応じて切り出しローラ５４の回転方向を変更す
る。換言すれば、散布装置５が矢印Ｓ１方向に往動する
場合には、切り出しローラ５４は矢印Ｒ１方向に回転
し、散布装置５が矢印Ｓ２方向に復動する場合には、切
り出しローラ５４は矢印Ｒ２方向に回転する。そのため
散布装置５の往動及び復動の双方において、樹脂被覆砂
ＨＡを良好に散布するのに有利である。このように散布
装置５の往動及び復動の双方を有効に利用するため、散
布装置５の戻し時間を廃止できる。よってサイクルタイ
ムの短縮化を図り、造形速度を速めるのに一層有利であ
り、生産性の向上に有利である。Further, according to the present embodiment, the rotation direction of the cut-out roller 54 is changed according to the moving direction of the spraying device 5. In other words, when the spraying device 5 moves forward in the direction of the arrow S1, the cutout roller 54 rotates in the direction of the arrow R1, and when the spraying device 5 moves backward in the direction of the arrow S2, the cutout roller 54 moves in the direction of the arrow S2. Rotate in the R2 direction. Therefore, it is advantageous to satisfactorily spray the resin-coated sand HA in both forward and backward movements of the spraying device 5. As described above, in order to effectively use both the forward movement and the backward movement of the spraying device 5, the returning time of the spraying device 5 can be eliminated. Therefore, the cycle time is shortened, the molding speed is further increased, and the productivity is improved.
【００５４】散布層５５の厚みが変動する場合には、散
布層５の積層枚数が増加すれば、ばらつきが蓄積され、
結果として造形物の積層方向の精度が低下するおそれが
ある。積層枚数が１００枚を越えたり、１０００枚を越
えたりする大型の造形物の場合には、尚更である。この
点本実施例によれば、散布層５５の厚みに関する物理量
を検出する厚み検出センサ５０ｔを用い、厚み検出セン
サ５０ｔにより散布層５５の厚みを検出し、検出に応じ
て切り出しローラ５４の回転速度Ｖｒを補正し、散布層
５５の厚みの補正を行う補正処理を実行する。そのた
め、何らかの要因で散布層５５の厚みが変動した場合で
あっても、その後に散布する散布層５５の厚みを調整す
るため、厚みの変動の蓄積を抑制でき、積層方向におけ
る造形物の形状精度の確保に有利である。In the case where the thickness of the scatter layer 55 fluctuates, if the number of stacked scatter layers 5 increases, the variance is accumulated,
As a result, there is a possibility that the accuracy in the stacking direction of the modeled object is reduced. This is even more so in the case of a large shaped object in which the number of laminations exceeds 100 or exceeds 1000. In this regard, according to the present embodiment, the thickness detection sensor 50t that detects a physical quantity related to the thickness of the scatter layer 55 is used, and the thickness of the scatter layer 55 is detected by the thickness detection sensor 50t. Correction processing for correcting Vr and correcting the thickness of the scatter layer 55 is performed. Therefore, even if the thickness of the scatter layer 55 fluctuates for some reason, since the thickness of the scatter layer 55 to be scattered thereafter is adjusted, accumulation of the fluctuation of the thickness can be suppressed, and the shape accuracy of the modeled object in the stacking direction can be suppressed. It is advantageous for securing.
【００５５】更に厚み検出センサ５０ｔは、散布層５５
の厚みに関する物理量を非接触で検出するため、厚み検
出によって散布層５５がずれたり、損傷したりすること
を未然に防止でき、散布層５５の厚みの変動の抑制、ひ
いては造形物の形状精度の確保に一層有利である。また
本実施例では、固化層５５Ａを形成するにあたり、散布
層５５をマスク１２で覆った状態で、レーザビームをマ
スク１２越しに照射するため、固化層５５Ａはマスク１
２の透過窓１１の形状に対応した平面形状となり、よっ
て、レーザビームのスポット径Ｄを増加しても、固化層
５５Ａひいては三次元造形物の周縁の形状精度を確保で
きる。Further, the thickness detection sensor 50 t is
Since the physical quantity related to the thickness of the spray layer 55 is detected in a non-contact manner, the thickness of the spray layer 55 can be prevented from being shifted or damaged by the thickness detection, and the variation in the thickness of the spray layer 55 can be suppressed. It is more advantageous for securing. In this embodiment, when the solidified layer 55A is formed, the laser beam is irradiated through the mask 12 with the scattering layer 55 covered with the mask 12, so that the solidified layer 55A is
Thus, even if the spot diameter D of the laser beam is increased, the shape accuracy of the solidified layer 55A and thus the peripheral edge of the three-dimensional structure can be ensured.
【００５６】（第２実施例）図７は本発明の第２実施例
の要部を示す。この実施例は前記した実施例と基本的に
は同様の構成であり、基本的には同様の作用効果を奏す
る。以下相違する部分を中心として説明する。散布層５
５の厚みは一般的には正常の厚みに収まるものの、予想
外の要因等により、厚みが過剰である過剰厚み散布部分
が局部的に発生するおそれがある。この点図７に示す実
施例では、散布装置５には、過剰厚み矯正手段として機
能する掻き取り部材５０ｐが一体的に装備されている。
掻き取り部材５０ｐは、矢印Ｓ１、Ｓ２方向において吐
出口５２ａ、５２ｃの中間に位置している。散布装置５
の往動及び復動の双方に対処するためである。(Second Embodiment) FIG. 7 shows a main part of a second embodiment of the present invention. This embodiment has basically the same configuration as the above-described embodiment, and basically has the same operation and effect. The following description focuses on the differences. Spray layer 5
Although the thickness of No. 5 generally falls within the normal thickness, there is a possibility that an excessively thick portion where the thickness is excessive may locally occur due to unexpected factors or the like. In this respect, in the embodiment shown in FIG. 7, the spraying device 5 is integrally provided with a scraping member 50p functioning as an excessive thickness correcting means.
The scraping member 50p is located between the ejection ports 52a and 52c in the directions of the arrows S1 and S2. Spraying device 5
This is to deal with both forward and backward movements.
【００５７】本実施例では、樹脂被覆砂ＨＡを散布して
散布層５５を形成するにあたり、散布層５５のうち正常
厚みの散布部分と散布装置５の掻き取り部材５０ｐの先
端５０ｐｏとの間にはクリアランスＣｘが形成され、両
者は非接触状態に維持される。従って、常に接触する形
態である図８、図９に示す従来技術とは異なり、散布装
置５による摩擦等に起因して前の層がずれたり、損傷さ
れたりすることが抑制され、摩擦等に起因する造形物の
形状精度の低下を抑制でき、造形物の形状精度の確保に
有利である。In this embodiment, when the resin-coated sand HA is sprinkled to form the sprinkling layer 55, the sprinkling layer 55 is formed between the normal thickness of the sprinkling layer 55 and the tip 50po of the scraping member 50p of the sprinkling device 5. Is formed with a clearance Cx, and both are maintained in a non-contact state. Therefore, unlike the prior art shown in FIGS. 8 and 9 which are always in contact with each other, the previous layer is prevented from being displaced or damaged due to friction or the like by the spraying device 5, and the friction or the like is suppressed. It is possible to suppress a decrease in the shape accuracy of the modeled object due to this, and it is advantageous to secure the shape accuracy of the modeled object.
【００５８】しかしながら、万一、前記したように散布
層５５の厚みが極めて過剰となる過剰厚み部分ＨＰ（図
７参照）が局部的に発生した場合には、過剰厚み部分Ｈ
Ｐを掻き取り部材５０ｐの先端５０ｐｏが掻き取り、過
剰厚みを矯正できる。従って造形物の精度を確保するの
に有利である。なお、この例では図７に示すように、往
動時に使用する厚み検出センサ５０ｔの他に、復動時に
使用する厚み検出センサ５０ｕを散布装置５に装備する
ことが好ましい。However, if an excessively thick portion HP (see FIG. 7) where the thickness of the scattering layer 55 is extremely excessive occurs locally as described above, the excessively thick portion H
The tip 50po of the scraping member 50p scrapes off P, so that excessive thickness can be corrected. Therefore, it is advantageous to ensure the accuracy of the modeled object. In this example, as shown in FIG. 7, in addition to the thickness detection sensor 50t used in the forward movement, it is preferable to equip the spraying device 5 with a thickness detection sensor 50u used in the backward movement.
【００５９】（他の例）上記した図２に示す実施例、図
７に示す実施例では、散布装置５を矢印Ｓ１方向に往動
させる際に切り出しローラ５４を矢印Ｒ１方向に回転さ
せると共に、散布装置５を矢印Ｓ２方向に往動させる際
に切り出しローラ５４を矢印Ｒ２方向に回転させること
にしているが、これに限られるものではない。(Other Examples) In the embodiment shown in FIG. 2 and the embodiment shown in FIG. 7, the cutting roller 54 is rotated in the direction of the arrow R1 when the spraying device 5 is moved in the direction of the arrow S1, and The cutting roller 54 is rotated in the direction of the arrow R2 when the spraying device 5 is moved in the direction of the arrow S2, but the invention is not limited to this.
【００６０】例えば、散布装置５を矢印Ｓ１方向に往動
させる際に切り出しローラ５４を矢印Ｒ２方向に回転さ
せると共に、散布装置５を矢印Ｓ２方向に往動させる際
に切り出しローラ５４を矢印Ｒ１方向に回転させること
にしても良い。For example, the cutting roller 54 is rotated in the direction of the arrow R2 when the spreading device 5 is moved in the direction of the arrow S1, and the cutting roller 54 is moved in the direction of the arrow R1 when the spreading device 5 is moved in the direction of the arrow S2. May be rotated.
【００６１】[0061]
【発明の効果】請求項１に係る散布方法によれば、散布
にあたり、散布層と散布層形成手段とは非接触に維持さ
れる。そのため散布層形成手段との摩擦に起因して前の
層がずれたり、損傷されたりすることが抑制される。そ
のため摩擦等に起因する造形物の形状精度の低下を抑制
でき、造形物の形状精度の確保に有利である。According to the spraying method of the first aspect, the spraying layer and the spray layer forming means are maintained in non-contact during the spraying. Therefore, it is possible to prevent the previous layer from being displaced or damaged due to friction with the scattering layer forming means. Therefore, a decrease in the shape accuracy of the modeled object due to friction or the like can be suppressed, which is advantageous for securing the shape accuracy of the modeled object.
【００６２】このように前の層が散布層形成手段による
摩擦等でずれたり、損傷されたりすることが抑制される
ため、散布層形成手段の移動速度、つまり散布速度、造
形速度を速めるのに有利であり、生産性の向上に貢献で
きる。請求項２に係る散布方法によれば、正常厚みの散
布層と散布層形成手段とは非接触に維持されるため、散
布層形成手段による摩擦等で前の層がずれたり、損傷し
たりすることが抑制される。そのため摩擦等に起因する
造形物の形状精度の低下を抑制でき、造形物の形状精度
の確保に有利である。As described above, since the previous layer is suppressed from being displaced or damaged due to friction or the like by the scatter layer forming means, the moving speed of the scatter layer forming means, that is, the spraying speed and the forming speed are increased. It is advantageous and can contribute to improvement of productivity. According to the spraying method according to the second aspect, since the scatter layer having the normal thickness and the scatter layer forming means are maintained in a non-contact state, the previous layer is shifted or damaged due to friction or the like by the scatter layer forming means. Is suppressed. Therefore, a decrease in the shape accuracy of the modeled object due to friction or the like can be suppressed, which is advantageous for securing the shape accuracy of the modeled object.
【００６３】更に請求項２に係る散布方法によれば、散
布層のうち、正常厚みよりも過剰に厚い過剰厚みの散布
部分が存在する場合には、過剰厚みの散布部分に過剰厚
み矯正手段が接触し、過剰厚みが矯正され、これが正常
厚みまたはこれに近い厚みとなる。従って散布層形成手
段の移動速度を確保して生産性を維持しつつ、造形物の
形状精度を確保するのに有利である。Further, according to the spraying method of the second aspect, when there is an excessively thick scattered portion which is excessively thicker than the normal thickness in the scattered layer, the excess thickness correcting means is provided at the excessively thick scattered portion. Contact is made and the excess thickness is corrected, which becomes the normal thickness or a thickness close thereto. Therefore, it is advantageous to secure the shape accuracy of the modeled object while maintaining the productivity by securing the moving speed of the scatter layer forming means.
【００６４】請求項３に係る散布方法によれば、散布層
形成手段は、固化する性質をもつ粉末状の固化可能物質
を収容する収容容器と、収容容器に回転可能に保持され
た切り出しローラとを備えている。粉末状の固化可能物
質は切り出しローラにより少量ずつ切り出されて散布さ
れるため、固化可能物質の散布の均一性が確保され、散
布層の厚みの変動を抑制するのに有利である。従って、
造形物の形状精度の確保に有利である。According to the spraying method of the third aspect, the spraying layer forming means includes a storage container for storing a powdery solidifiable substance having a solidifying property, and a cutting roller rotatably held in the storage container. It has. Since the powdery solidifiable substance is cut out little by little by the cutout roller and dispersed, the uniformity of the dispersion of the solidifiable substance is ensured, which is advantageous for suppressing the fluctuation of the thickness of the scattered layer. Therefore,
This is advantageous for ensuring the shape accuracy of the modeled object.
【００６５】更に請求項３に係る散布方法によれば、固
化可能物質と散布層形成手段とを非接触に維持するた
め、散布層形成手段の移動速度、つまり散布速度を速め
ることができ、生産性の向上に貢献できる。請求項４に
係る散布方法によれば、切り出しローラの回転速度は、
散布層形成手段の移動速度よりも充分に大きい。そのた
め、切り出しローラの回転速度が散布層形成手段の移動
速度よりも過小である場合に比較して、散布の均一性が
向上し、造形物の形状精度の確保に有利である。Further, according to the spraying method of the third aspect, since the solidifiable substance and the spraying layer forming means are kept out of contact with each other, the moving speed of the spraying layer forming means, that is, the spraying speed can be increased. It can contribute to the improvement of performance. According to the spraying method according to claim 4, the rotation speed of the cutting roller is:
It is sufficiently higher than the moving speed of the scatter layer forming means. Therefore, compared with the case where the rotation speed of the cut-out roller is lower than the moving speed of the scatter layer forming means, the uniformity of the scatter is improved, which is advantageous for securing the shape accuracy of the modeled object.
【００６６】請求項５に係る散布方法によれば、散布層
形成手段の移動方向に応じて切り出しローラの回転方向
を変更する。そのため固化可能物質の散布にあたり、散
布層形成手段の往動及び復動の双方を有効利用できる。
よって散布速度、ひいては造形速度を速めることがで
き、生産性の向上に有利である。請求項６に係る散布方
法によれば、散布層の厚みに関する物理量を検出する厚
み検出手段を用い、厚み検出手段により散布層の厚みを
検出し、検出に応じて被散布面上の散布層の厚みの補正
を行う補正処理を実行する。そのため、何らかの要因で
散布層の厚みが変動した場合であっても、その散布層の
厚み変動を補正できる。従って、厚み方向つまり積層方
向における造形物の形状精度の確保に有利である。According to the spraying method of the fifth aspect, the rotation direction of the cut-out roller is changed according to the moving direction of the spray layer forming means. Therefore, in spraying the solidifiable substance, both the forward and backward movements of the spray layer forming means can be effectively used.
Therefore, the spraying speed and, consequently, the molding speed can be increased, which is advantageous for improving productivity. According to the spraying method according to claim 6, the thickness of the scattered layer is detected by the thickness detecting means using the thickness detecting means for detecting a physical quantity related to the thickness of the scattered layer, and the scattered layer on the scattered surface is detected according to the detection. A correction process for correcting the thickness is performed. Therefore, even if the thickness of the scatter layer fluctuates for some reason, the thickness fluctuation of the scatter layer can be corrected. Therefore, it is advantageous for ensuring the shape accuracy of the modeled object in the thickness direction, that is, the stacking direction.
【００６７】請求項７に係る散布方法によれば、厚み検
出手段は、散布層の厚みに関する物理量を非接触で検出
するため、厚み検出の際に、散布層や前の層がずれたり
損傷したりすることを未然に防止でき、散布層の厚みの
変動の抑制、造形物の形状精度の確保に有利である。請
求項８に係る装置は、固化可能物質を散布して散布層を
形成する散布層形成手段と、散布層と散布層形成手段と
を非接触に維持しつつ散布層形成手段を移動させる非接
触移動手段とを具備する。そのため請求項１に係る方法
を実施するのに有利である。According to the spraying method of the present invention, the thickness detecting means detects the physical quantity relating to the thickness of the spraying layer in a non-contact manner. Is prevented beforehand, which is advantageous for suppressing the fluctuation of the thickness of the scatter layer and ensuring the shape accuracy of the modeled object. The apparatus according to claim 8, wherein the scatterable layer forming means for spraying the solidifiable substance to form a scatter layer, and a non-contact means for moving the scatter layer forming means while keeping the scatter layer and the scatter layer forming means in non-contact. Moving means. This is advantageous for implementing the method according to claim 1.
【図１】全体構成を模式的に示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram schematically showing the entire configuration.
【図２】砂散布処理を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a sand spraying process.
【図３】回転ミラー装置でスキャン照射する形態を模式
的に示す構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a form in which scanning irradiation is performed by a rotating mirror device.
【図４】処理の手順を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a procedure of processing.
【図５】制御装置が実行するメインルーチンを示すフロ
ーチャートである。FIG. 5 is a flowchart showing a main routine executed by the control device.
【図６】砂散布処理のサブルーチンを示すフローチャー
トである。FIG. 6 is a flowchart showing a subroutine of a sand scattering process.
【図７】第２実施例に係る砂散布処理を示す構成図であ
る。FIG. 7 is a configuration diagram illustrating a sand spraying process according to a second embodiment.
【図８】従来技術に係り、掻き取り部材で樹脂被覆砂を
掻き取っている状態を示す構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram showing a state in which the resin-coated sand is being scraped off by a scraping member according to the conventional technique.
【図９】従来技術に係り、ならし用の回転ローラで樹脂
被覆砂をならしている状態を示す構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram showing a state in which resin-coated sand is leveled by a leveling rotary roller according to a conventional technique.
図中、１は昇降テーブル、６は案内レール（非接触移動
手段）、７は第２駆動手段（非接触移動手段）、８はレ
ーザ発振器、１０は回転ミラー装置、１１は透過窓、１
２はマスク、１７はマスク配置装置、２１はＸ回転ミラ
ー、２２はＸガルバノスキャナ、２４はＹ回転ミラー、
２５はＹガルバノスキャナ、５は散布装置（散布層形成
手段）、５０ｔは厚み検出センサ（厚み検出手段）、５
０ｐは掻き取り部材（過剰厚み矯正手段）、５３は収容
容器、５４は切り出しローラ、５５は散布層、５５Ａは
固化層を示す。In the figure, 1 is a lifting table, 6 is a guide rail (non-contact moving means), 7 is a second driving means (non-contact moving means), 8 is a laser oscillator, 10 is a rotating mirror device, 11 is a transmission window, 1
2 is a mask, 17 is a mask arrangement device, 21 is an X rotation mirror, 22 is an X galvanometer scanner, 24 is a Y rotation mirror,
25 is a Y galvano scanner, 5 is a spraying device (scattering layer forming means), 50t is a thickness detection sensor (thickness detecting means), 5
0p is a scraping member (excess thickness correcting means), 53 is a storage container, 54 is a cutting roller, 55 is a scatter layer, and 55A is a solidified layer.
Claims (8)
分とした散布層を積層して造形する積層造形に用いられ
る散布方法であって、 前記固化可能物質を散布する散布層形成手段を用い、前
記固化可能物質を散布して前記散布層を形成するにあた
り、 前記散布層と前記散布層形成手段とを非接触にすること
を特徴とする積層造形における散布方法。1. A spraying method used in a lamination molding in which a scatterable layer having a solidifying property as a basic component is formed by laminating scatterable layers, wherein scatterable layer forming means for scattering the solidifiable substance is used. The method of spraying in the additive manufacturing, wherein the spraying layer is formed by spraying the solidifiable substance so that the spraying layer and the spraying layer forming means are not in contact with each other.
分とした散布層を積層して造形する積層造形に用いられ
る散布方法であって、 前記固化可能物質を散布する散布層形成手段と、前記散
布層のうち過剰厚みの散布部分に接触可能な過剰厚み矯
正手段とを用い、 前記固化可能物質を散布して前記散布層を形成するにあ
たり、正常厚みの散布層と前記散布層形成手段とを非接
触にすると共に、 前記散布層のうち過剰厚みの散布部分に過剰厚みの矯正
のために前記過剰厚み矯正手段を接触させることを特徴
とする積層造形における散布方法。2. A spraying method for use in a lamination molding in which a scatterable layer having a solidifying property as a basic component is formed by laminating a scatterable layer, wherein a scatterable layer forming means for spraying the solidifiable substance; Using an excess thickness correcting means capable of contacting an excessively thick scattered portion of the scattered layer, in forming the scattered layer by spraying the solidifiable substance, a scattered layer having a normal thickness and the scattered layer forming means, And making the excess thickness correcting means contact the excessively thick portion of the spray layer for correcting the excessive thickness.
段は、固化する性質をもつ粉末状の固化可能物質を収容
する収容容器と、前記収容容器に回転可能に保持され回
転に伴い前記収容容器内の固化可能物質を切り出して吐
出可能な切り出しローラとを備え、 前記散布層形成手段を移動させつつ前記切り出しローラ
を回転させて、前記収容容器内の固化可能物質を散布し
て散布層を形成し、散布の際に、前記散布層と前記散布
層形成手段とを非接触にすることを特徴とする積層造形
における散布方法。3. The scattered layer forming means according to claim 1, wherein said scatter layer forming means comprises: a container for containing a powdery solidifiable substance having a solidifying property; A cutting roller for cutting out and discharging the solidifiable substance in the storage container, rotating the cutout roller while moving the scatter layer forming means to scatter the solidifiable substance in the storage container to form a scatter layer. And forming the spraying layer and the spraying layer forming means out of contact with each other during spraying.
回転速度は、前記散布層形成手段の移動速度よりも充分
に大きいことを特徴とする積層造形における散布方法。4. The spraying method according to claim 3, wherein the rotation speed of the cut-out roller is sufficiently higher than the moving speed of the scatter layer forming means.
移動方向変更可能であり、前記散布層形成手段の移動方
向に応じて前記切り出しローラの回転方向を変更するこ
とを特徴とする積層造形における散布方法。5. An additive manufacturing method according to claim 3, wherein said scatter layer forming means is changeable in a moving direction, and changes a rotation direction of said cut-out roller in accordance with a moving direction of said scatter layer forming means. Spraying method.
分とした散布層を積層して造形する積層造形に用いられ
る散布方法であって、 前記固化可能物質を散布して散布層を形成する散布層形
成手段と、前記散布層の厚みに関する物理量を直接また
は間接的に検出する厚み検出手段とを用い、 前記散布層形成手段により前記固化可能物質を散布して
前記散布層を形成するにあたり、 前記厚み検出手段により前記散布層の厚みを検出し、検
出に応じて前記散布層の厚みの補正を行う補正処理を実
行することを特徴とする積層造形における散布方法。6. A spraying method for use in an additive manufacturing method in which a scatterable layer having a solidifying property as a basic component is formed by stacking scatterable layers, wherein the scatterable layer is formed by spraying the solidifiable substance. Spreading layer forming means, using a thickness detecting means to directly or indirectly detect a physical quantity related to the thickness of the scattered layer, In forming the scattered layer by spraying the solidifiable substance by the scattered layer forming means, A method of spraying in additive manufacturing, wherein the thickness of the scatter layer is detected by the thickness detecting means, and correction processing for correcting the thickness of the scatter layer is performed according to the detection.
前記散布層の厚みに関する物理量を前記散布層に非接触
で検出することを特徴とする積層造形における散布方
法。7. The apparatus according to claim 6, wherein said thickness detecting means comprises:
A spraying method in additive manufacturing, wherein a physical quantity related to the thickness of the spraying layer is detected in a non-contact manner with the spraying layer.
分とした散布層を積層して造形する積層造形に用いられ
る装置であって、 前記固化可能物質を散布して散布層を形成する散布層形
成手段と、 散布の際に前記散布層と前記散布層形成手段とを非接触
に維持しつつ前記散布層形成手段を移動させる非接触移
動手段とを具備することを特徴とする積層造形における
装置。8. An apparatus for use in a lamination molding in which a scatterable layer containing a solidifiable substance having a solidifying property as a basic component is laminated and formed, wherein the scatterable layer is formed by spraying the solidifiable substance. A layer forming means, and a non-contact moving means for moving the scattered layer forming means while maintaining the scattered layer and the scattered layer forming means in non-contact at the time of spraying. apparatus.
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