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公開番号2024053678
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-16
出願番号2022160037
出願日2022-10-04
発明の名称積層造形装置及び積層造形方法
出願人株式会社IHI
代理人個人,個人,個人
主分類B22F 12/40 20210101AFI20240409BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】粉末の飛散を抑制する。
【解決手段】積層造形装置1は、粉末91及び造形物92を支持する造形テーブル42と、造形テーブル42上の粉末91に電子ビームEBを照射する電子銃21と、造形テーブル42上の粉末91に処理光Lを照射する光源51と、を備える。処理光Lの振動数は、粉末91の限界振動数よりも大きい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
粉末及び造形物を支持する造形テーブルと、
前記造形テーブル上の前記粉末の表面に電子ビームを照射する電子ビーム照射部と、
前記造形テーブル上の前記粉末の表面に処理光を照射する光照射部と、を備え、
前記処理光の振動数は、前記粉末の限界振動数よりも大きい、積層造形装置。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記電子ビーム照射部及び前記光照射部の動作を制御するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、前記電子ビーム照射部からの前記粉末への前記電子ビームの照射を開始する前に、前記光照射部からの前記粉末への前記処理光の照射を開始させる、請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項３】
前記電子ビーム照射部及び前記光照射部の動作を制御するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、前記電子ビーム照射部からの前記粉末への前記電子ビームの照射を開始した後に、前記光照射部からの前記粉末への前記処理光の照射を開始させる、請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項４】
前記光照射部の動作を制御するコントローラを更に備え、
前記コントローラは、前記光照射部を制御して、前記処理光を前記粉末において少なくとも前記電子ビームが照射される領域に照射させる、請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項５】
導電性を有する前記造形テーブルに電気的に接続されて、前記造形テーブルと基準電位との電位差に関する情報を得る電位差情報取得部と、
前記光照射部の動作を制御するコントローラと、をさらに備え、
前記コントローラは、前記電位差に関する情報を用いて前記光照射部から出射する前記処理光の強度を制御する、請求項１の記載の積層造形装置。
【請求項６】
前記電子ビーム照射部は、互いに隣接する複数の第１照射ラインを含む第１の照射パターンと、互いに隣接する複数の第２照射ラインを含む第２の照射パターンとに従って、前記電子ビームを前記粉末に照射し、
互いに隣接する前記第１照射ラインの間隔は、互いに隣接する前記第２照射ラインの間隔よりも狭く、
前記光照射部は、前記粉末において、前記第１照射ラインを含む領域に前記処理光を照射し、前記第２照射ラインを含む領域に前記処理光を照射しない、請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項７】
粉末に電子ビームを照射することによって造形物を得る積層造形方法であって、
前記粉末及び前記造形物を支持する造形テーブルに前記粉末を供給するステップと、
前記造形テーブル上の前記粉末に電子ビームを照射するステップと、
前記造形テーブル上の前記粉末に処理光を照射するステップと、を有し、
前記処理光の振動数は、前記粉末の限界振動数よりも大きい、積層造形方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層造形装置及び積層造形方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
積層造形技術には、粉末を敷き均すステップと、敷き均した粉末にエネルギビームを照射するステップと、を繰り返しながら三次元の造形物を得る手法がある。エネルギビームとして電子ビームを選択することがある。粉末に電子ビームが照射されると、粉末が電気的に負の状態に帯電する。粉末の帯電量が大きくなると、電気的な反発力によって、粉末の飛散が発生することが知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１、２は、電子ビームを用いた造形装置において、粉末の飛散に注目した技術を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１９－１３１８４６号公報
特表２０２０－５１４９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
飛散した粉末は、粉末への電子ビームの照射を妨げる。従って、当該技術分野にあっては、特許文献１、２に開示されるような粉末の飛散を対象とした技術が検討されている。粉末の飛散を対象とする技術には、例えば、粉末の飛散をいち早く検出するものがある。しかし、良好な造形動作のためには、粉末をそもそも飛散させないようにすることが望まれる。
【０００６】
そこで、本発明は、粉末の飛散を抑制する積層造形装置及び積層造形方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一形態である積層造形装置は、粉末及び造形物を支持する造形テーブルと、造形テーブル上の粉末の表面に電子ビームを照射する電子ビーム照射部と、造形テーブル上の粉末の表面に処理光を照射する光照射部と、を備える。処理光の振動数は、粉末の限界振動数よりも大きい。
【０００８】
この積層造形装置は、粉末に処理光を照射することによって、粉末を構成する原子が含んでいる電子を放出させる。この電子の放出によって、粉末は一時的に電気的に正の状態に帯電する。そして、一時的に電気的に正の状態に帯電した粉末に、電子ビームが照射される。そうすると、電子ビームを構成する電子が粉末を構成する原子に取り込まれたとしても、電気的には、正に帯電した状態から中性に戻るだけである。従って、粉末が電子ビームの照射を受けたとしても、粉末が電気的に負の状態に帯電し難くなる。その結果、粉末の飛散を抑制することができる。
【０００９】
上記の積層造形装置は、電子ビーム照射部及び光照射部の動作を制御するコントローラを更に備えてもよい。コントローラは、電子ビーム照射部からの粉末への電子ビームの照射を開始する前に、光照射部からの粉末への処理光の照射を開始させてもよい。この動作によれば、粉末を先に電気的に正の状態に帯電させた後に、電子ビームを照射する。従って、粉末の飛散を良好に抑制することができる。
【００１０】
上記の積層造形装置は、電子ビーム照射部及び光照射部の動作を制御するコントローラを更に備えてもよい。コントローラは、電子ビーム照射部からの粉末への電子ビームの照射を開始した後に、光照射部からの粉末への処理光の照射を開始させてもよい。この動作によれば、電子ビームの照射によって粉末が電気的に負の状態に帯電したとしても、処理光の照射によって粉末を構成する原子が含んでいる電子を放出させることができる。従って、粉末の飛散を良好に抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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