層疊造型裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及層疊造型裝置。
【背景技術】
[0002]在基于激光的金屬的粉末燒結層疊法(光造型)中，當向金屬材料粉體照射激光進行燒結時，產生被稱為煙塵(Fume)的特有的煙霧。
[0003]當前的對金屬制物品進行造型的光造型機(燒結層疊造型裝置)，其一般結構為進行操作，以使得將材料粉體散布在被惰性氣體(通常為氮氣)充滿的腔體內并照射激光。
[0004]如果煙塵(Fume)充滿腔體內，則可能遮蔽激光，所需能量的激光不能到達燒結部位。因此，為了使煙塵不會遮蔽激光，一邊將腔體內的污濁的惰性氣體不斷排出，一邊供給清潔的惰性氣體(專利文獻1:日本專利第5243935號公報)。
[0005]煙塵從燒結部位產生并以覆蓋燒結部位的附近的方式上升，但激光基本上相對于燒結部位從大致垂直方向上側來照射，因此煙塵與激光的照射路徑會重合。因此僅僅通過使腔體內的惰性氣體循環有時不能充分地將煙塵除去。因此考慮以利用惰性氣體的供給口和排出口將煙塵向遠離照射路徑的方向引導的方式將腔體內的惰性氣體排出的方法(專利文獻2:PCT申請國際公開2011/49143號公報)。
[0006]但是，通過在專利文獻1?2中公開的方法有時不能將煙塵充分地除去，需要將煙塵更快速且有效地從激光的照射路徑中除去。
【發明內容】
[0007]本發明所要解決的技術問題在于，提供一種改良后的層疊造型裝置，該層疊造型裝置可以將煙塵快速且有效地從激光的照射路徑中除去。
[0008]根據本發明，提供一種層疊造型裝置，其中，具備:腔體，覆蓋所需的造型區域，并且被規定濃度的惰性氣體充滿；涂覆機頭(recoater head)，向所述腔體內的所述造型區域供給材料粉體，并且可以向將所供給的材料粉體壓平的水平的1軸方向移動；煙塵吸收口，沿著與所述水平的1軸方向正交的其他的水平的1軸方向，并設置于涂覆機頭的兩側面。
[0009]在本發明中，沿著與進行材料粉體的供給以及壓平的涂覆機頭的移動方向正交的方向，在涂覆機頭的兩側面設置煙塵吸收口，當涂覆機頭進行移動時，可以從該煙塵吸收口進行吸煙塵。根據這樣的結構，當涂覆機頭通過造型區域時，可以吸引在造型區域產生的煙塵，因此可以快速且有效地吸煙塵。
[0010]以下，示出本發明的各種實施方式。以下所示的實施方式可以相互組合。
[0011]優選的是，還具備惰性氣體供給口以及排出口，該惰性氣體供給口以及排出口沿著所述水平的1軸方向而設置于所述造型區域的兩側。
[0012]優選的是，所述煙塵吸收口從所述水平的1軸方向對在所述造型區域中產生的煙塵進行吸引。
[0013]優選的是，所述涂覆機頭構成為一邊對所述材料粉體進行平坦化一邊可以對所述煙塵進行吸引。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的一實施方式的層疊造型裝置的結構圖。
[0015]圖2是粉體層形成裝置3的立體圖。
[0016]圖3是涂覆機頭11以及細長部件9r，91的立體圖。
[0017]圖4是涂覆機頭11以及細長部件9r，91從另一角度觀察的立體圖。
[0018]圖5是表示煙塵擴散部17的細節的結構圖。
[0019]圖6是煙塵擴散部17的立體圖。
[0020]圖7是使用本發明的一實施方式的層疊造型裝置的層疊造型方法的說明圖。
[0021]圖8是使用本發明的一實施方式的層疊造型裝置的層疊造型方法的說明圖。
【具體實施方式】
[0022]以下，使用附圖，針對本發明的實施方式進行說明。以下所示的實施方式中所示的各種特征事項可以相互組合。
[0023]如圖1?圖2所示，本發明的一實施方式的層疊造型裝置在腔體1內設置粉體層形成裝置3。粉體層形成裝置3具備:基座4，具有造型區域R ;涂覆機頭11，被配置在基座4上，并且可向水平的1軸方向(箭頭B方向)移動地構成；以及細長部件9r，91，沿著涂覆機頭11的移動方向而設置于造型區域R的兩側。在造型區域R中，設置可在上下方向(圖1的箭頭A方向)移動的造型臺5。當使用層疊造型裝置時，在造型臺5上配置造型板7，在造型板7上形成材料粉體層8。
[0024]如圖3?圖4所示，涂覆機頭11具備:材料收容部1 la ;材料供給部1 lb,設置在材料收容部11a的頂面內側；以及材料排出部11c，設置在材料收容部11a的底面上，并且排出材料收容部11a內的材料粉體。材料排出部11c是沿著與涂覆機頭11的移動方向(箭頭B方向)正交的水平的1軸方向(箭頭C方向)的槽形。在涂覆機頭11的兩側面設置擠壓板llfb，llrb，該擠壓板llfb，llrb將從材料排出部11c排出的材料粉體壓平并形成材料粉體層8。另外，在涂覆機頭11的兩側面設置吸煙塵部llfs，llrs，該吸煙塵部llfs，llrs對在燒結材料粉體時所產生的煙塵進行吸引。吸煙塵部llfs，llrs沿著與涂覆機頭11的移動方向(箭頭B方向)正交的水平的1軸方向(箭頭C方向)而設置。材料粉體例如是金屬粉(例如:鐵粉)，例如是平均粒徑為20 μ m的球形。
[0025]在細長部件9r，91上分別沿著涂覆機頭11的移動方向(箭頭B方向)設置開口部9ra，91a。在本實施方式中，開口部9ra被作為惰性氣體供給口來使用，開口部91a被作為惰性氣體排出口來使用。通過從開口部9ra供給惰性氣體，從開口部91a排出惰性氣體，從而可以在造型區域R上形成箭頭C方向的惰性氣體的流動，因此在造型區域R中產生的煙塵隨著該惰性氣體的流動而容易地排出。另外，在本說明書中，所謂“惰性氣體”是指與材料粉體實質上不反應的氣體，例如有氮氣、氬氣、氦氣等。另外，也可以將開口部91a作為惰性氣體供給口來使用，將開口部9ra作為惰性氣體排出口來使用。
[0026]在腔體1的上方設置激光照射部13，從激光照射部13輸出的激光L透過設置在腔體1上的窗口 la向形成于造型區域R的材料粉體層8照射。激光照射部13在造型區域R可以由激光L進行二維掃描地構成即可，例如，由生成激光L的激光光源和在造型區域R中可以由激光L進行二維掃描的一對Galvano掃描儀構成。只要激光L可以對材料粉體進行燒結，其種類就沒有限定，例如為C02激光、光纖激光、YAG激光等。窗口 la由可以透過激光L的材料形成。例如，當激光L是光纖激光或YAG激光時，窗口 la可以由石英玻璃構成。
[0027]在腔體1的頂面內側，以覆蓋窗口 la的方式設置煙塵擴散部17。如圖5?圖6所示，煙塵擴散部17具備圓筒形的殼體17a和配置在殼體17a內的圓筒形的擴散部件17c。在殼體17a與擴散部件17c之間設置惰性氣體供給空間17d。另外，在殼體17a的底面上，在擴散部件17c的內側設置開口部17b。在擴散部件17c上設置有多個微孔17e，向惰性氣體供給空間17d供給的清潔的惰性氣體通過微孔17e充滿清潔空間17f。并且，充滿清潔空間17f的清潔的惰性氣體27通過開口部17b朝向煙塵擴散部17的下方噴出。該噴出的清潔的惰性氣體27沿著激光L的照射路徑(與激光L的照射路徑大致同軸)形成層流并從激光L的照射路徑中將煙塵25排除。根據這樣的結構，通過向材料粉體層8照射激光L，從而即使產生煙塵25，也可以抑制煙塵25接近窗口 la，因此可以降低窗口 la的污染程度。另外，為了盡可能抑制煙塵25侵入清潔空