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公開番号2024175304
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-18
出願番号2023092984
出願日2023-06-06
発明の名称積層造形装置および積層造形方法
出願人国立大学法人大阪大学,株式会社島津製作所
代理人弁理士法人深見特許事務所
主分類B22F 10/32 20210101AFI20241211BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】センサが菌液中の菌を確実に検出できるようにすることである。
【解決手段】チャンバ(チャンバ2)と、チャンバ(チャンバ2)内に雰囲気ガスを供給するガス供給装置(ガス供給装置88)と、三次元の造形物(造形物7)を積層造形するために、チャンバ(チャンバ2)内において粉末が敷かれたパウダーベッド(パウダーベッド50)が設けられる造形領域(造形領域54)に対して、エネルギービームを照射する照射装置(照射装置83)と、造形物(造形物7)の積層造形に関する制御を行なう制御装置(制御装置82)とを備え、制御装置(制御装置82)は、造形物(造形物7)が積層造形される場合に、チャンバ内における雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なう。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
チャンバと、
前記チャンバ内に雰囲気ガスを供給するガス供給装置と、
三次元の造形物を積層造形するために、前記チャンバ内において粉末が敷かれたパウダーベッドが設けられる造形領域に対して、エネルギービームを照射する照射装置と、
前記造形物の積層造形に関する制御を行なう制御装置とを備え、
前記制御装置は、前記造形物が積層造形される場合に、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なう、積層造形装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記制御装置は、少なくとも前記パウダーベッドに前記エネルギービームが照射される時期に、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なう、請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記チャンバ内における空間の温度よりも低温の前記雰囲気ガスを前記ガス供給装置から供給させる制御をすることにより、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なう、請求項１または請求項２に記載の積層造形装置。
【請求項４】
前記制御装置は、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの温度を変化させることにより、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なう、請求項１または請求項２に記載の積層造形装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記チャンバの容積を変化させることにより、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なう、請求項１または請求項２に記載の積層造形装置。
【請求項６】
前記粉末は、鉄系材料の粉末である、請求項１または請求項２に記載の積層造形装置。
【請求項７】
チャンバ内にガス供給装置から雰囲気ガスを供給するステップと、
三次元の造形物を積層造形するために、前記チャンバ内において粉末が敷かれたパウダーベッドが設けられる造形領域に対して、照射装置からエネルギービームを照射するステップと、
前記造形物が積層造形される場合に、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なうステップとを備える、積層造形方法。
【請求項８】
前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なうステップは、前記制御装置は、少なくとも前記パウダーベッドに前記エネルギービームが照射される時期に、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする、請求項７に記載の積層造形方法。
【請求項９】
前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なうステップは、前記チャンバ内における空間の温度よりも低温の前記雰囲気ガスを前記ガス供給装置から供給させることにより、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする、請求項７または請求項８に記載の積層造形方法。
【請求項１０】
前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なうステップは、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの温度を変化させることにより、前記チャンバ内における前記雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする、請求項７または請求項８に記載の積層造形方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層造形装置および積層造形方法に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の積層造形装置としては、パウダーベッド方式等の各種の積層造形方式を用いて３次元の積層造形を行なう積層造形装置が知られている。このような積層造形装置においては、造形物の品質の低下の抑制をするために、積層造形装置に用いられる不活性ガスに関する制御をするものがあった。
【０００３】
造形物の品質の低下の抑制をするために不活性ガスに関する制御をする第１の例としては、造形室内の酸素濃度を短時間で低減させる構成を備えたものがあった（特許文献１）。積造形物の品質の低下の抑制をするために不活性ガスに関する制御をする第２の例としては、造形装置内において造形物を酸化させる酸素を滞留させないように酸素を効果的に排出させる構成を備えたものがあった（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－７４９５７号
特開２０１７－１０９３５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、パウダーベッド方式を用いて積層造形を行なう従来の積層造形装置では、パウダーベッドにレーザ光等のエネルギービームを照射して造形物を造形する場合に、プルームと呼ばれる金属蒸気が爆発的に発生して拡散する場合がある。このような金属蒸気が過剰に拡散すると、パウダーベッドに含まれる金属の粉末および溶融した金属が飛散することにより、スパッタが発生したり、空孔が発生したりして、造形物に欠陥が生じるという問題があった。
【０００６】
この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、積層造形を行なう場合に、造形物における欠陥の発生を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のある局面に従う積層造形装置は、チャンバと、チャンバ内に雰囲気ガスを供給するガス供給装置と、三次元の造形物を積層造形するために、チャンバ内において粉末が敷かれたパウダーベッドが設けられる造形領域に対して、エネルギービームを照射する照射装置と、造形物の積層造形に関する制御を行なう制御装置とを備える。制御装置は、三次元造形物が積層造形される場合に、チャンバ内における雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なう。
【０００８】
この発明の別の局面に従う積層造形方法は、チャンバ内にガス供給装置から雰囲気ガスを供給するステップと、三次元の造形物を積層造形するために、チャンバ内において粉末が敷かれたパウダーベッドが設けられる造形領域に対して、照射装置からエネルギービームを照射するステップと、造形物が積層造形される場合に、チャンバ内における雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御を行なうステップとを備える。
【発明の効果】
【０００９】
パウダーベッドが設けられた造形領域にエネルギービームを照射して造形物を積層造形する場合に、チャンバ内における雰囲気ガスの圧力を大気圧よりも高くする制御がされることにより、プルームの拡散が抑制され、パウダーベッドにおける粉末の挙動が安定するので、造形物を積層造形する場合において、スパッタおよび空孔の発生を抑制することが可能となり、造形物における欠陥の発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１実施形態の積層造形装置１の構成を示す図である。
積層造形装置１の制御構成を示すブロック図である。
雰囲気ガスの圧力とプルームと粉末飛散との関係を示す図である。
鉄系材料における雰囲気ガスの圧力と溶融断面積との関係をグラフ形式で示す図である。
積層造形装置１における雰囲気ガスの圧力制御方法を示すフローチャートである。
第３実施形態の積層造形装置１における容積調整装置９０の構成を示す積層造形装置１の断面図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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