特許ウォッチ

公開番号2025001033
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-07
出願番号2024177136,2022576904
出願日2024-10-09,2021-01-22
発明の名称造形システム
出願人株式会社ニコン
代理人個人
主分類B22F 10/38 20210101AFI20241224BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】造形した造形物を用いて適切な構造物を形成する造形システムを提供する。
【解決手段】造形システムは、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、造形装置を制御して造形物を造形する制御装置とを備える。造形システムは、第1空間を有する第1物体の上方に第2物体を造形する。第2物体は、第1物体に接続する第1傾斜部と、第1物体に接続する第2傾斜部と、第1傾斜部の先端及び第2傾斜部の先端に接続する接続部とを含む。造形システムは、第1傾斜部の一部の造形と第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことで、第1傾斜部と第2傾斜部とを造形する。第1傾斜部と2傾斜部との下方の第2空間は、第1空間に繋がり、第2空間の上方は接続部によって閉じられる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、
前記造形装置を制御して造形物を造形する制御装置と
を備え、
第１空間を有する第１物体の上方に第２物体を造形し、
前記第２物体は、前記第１物体に接続する第１傾斜部と、前記第１物体に接続する第２傾斜部と、前記第１傾斜部の先端及び前記第２傾斜部の先端に接続する接続部とを含み、
前記第１傾斜部の一部の造形と前記第２傾斜部の一部の造形とを順に行うことで、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とを造形し、
前記第１傾斜部と前記２傾斜部との下方の第２空間は、前記第１空間に繋がり、
前記第２空間の上方は前記接続部によって閉じられる
造形システム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１傾斜部の先端と前記第２傾斜部の先端に溶融部を形成し、前記溶融部に前記造形材料を供給することにより前記接続部を造形する
請求項１に記載の造形システム。
【請求項３】
前記第２物体の周囲に第３物体を造形し、
前記第１傾斜部の一部の造形と、前記第２傾斜部の一部の造形と、前記第３物体の一部の造形とを順に行うことで、前記第２物体と前記第３物体とを造形する
請求項１又は２に記載の造形システム。
【請求項４】
前記第３物体は、前記第２物体の表面の少なくとも一部を覆うことで、前記第２物体を含む構造物の外形を所定形状にするための外壁部材を含む
請求項３に記載の造形システム。
【請求項５】
前記構造物の上方の外形は、水平形状となる
請求項４に記載の造形システム。
【請求項６】
前記第２物体は、前記第１傾斜部に接続する第１支持部と、前記第２傾斜部に接続する第２支持部とを含み、
前記第１傾斜部の一部及び前記第１支持部の一部の造形と、前記第２傾斜部の一部及び前記第２支持部の一部の造形と、前記第１支持部及び前記第２支持部の間の第３支持部の一部の造形とを順に行うことで、前記第２物体を造形する
請求項１から５のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項７】
前記第１傾斜部は第１方向に延び、
前記第２傾斜部は前記第１方向と交わる第２方向に延び、
前記第１方向及び前記第２方向は、重力方向と交差する方向である
請求項１から６のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項８】
前記第１傾斜部は第１方向に延び、
前記第２傾斜部は前記第１方向と交差する第２方向に延び、
前記第１方向及び前記第２方向は、前記エネルギビームの主軸と交差する方向である
請求項１から７のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項９】
前記造形装置によって造形される前記第２物体を含む構造物を支持する支持装置を更に備え、
前記第１傾斜部は第１方向に延び、
前記第２傾斜部は前記第１方向と交差する第２方向に延び、
前記第１方向及び前記第２方向は、前記支持装置の上面に対して交差する方向である
請求項１から８のいずれか一項に記載の造形システム。
【請求項１０】
前記第２物体を含む構造物は、タービンブレードである
請求項１から９のいずれか一項に記載の造形システム。
（【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、例えば、造形物を造形する造形システムの技術分野に関する。
続きを表示（約 4,500 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、造形物を造形する造形システムの一例が記載されている。このような造形システムでは、造形した造形物を用いて適切な構造物を形成することが技術的課題となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
米国特許出願公開第２０１４／０１９７５７６号明細書
【発明の概要】
【０００４】
第１の態様によれば、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、前記造形装置を制御して造形物を造形する制御装置とを備え、第１空間を有する第１物体の上方に第２物体を造形し、前記第２物体は、前記第１物体に接続する第１傾斜部と、前記第１物体に接続する第２傾斜部と、前記第１傾斜部の先端及び前記第２傾斜部の先端に接続する接続部とを含み、前記第１傾斜部の一部の造形と前記第２傾斜部の一部の造形とを順に行うことで、前記第１傾斜部と前記第２傾斜部とを造形し、前記第１傾斜部と前記２傾斜部との下方の第２空間は、前記第１空間に繋がり、前記第２空間の上方は前記接続部によって閉じられる造形システムが提供される。
【０００５】
第２の態様によれば、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部を備える造形装置により造形物を造形する造形方法であって、第１空間を有する第１物体の上方に第２物体を造形するために、前記第１物体に接続する第１傾斜部の一部の造形と前記第１物体に接続する第２傾斜部の一部の造形とを順に行うことと、前記第１傾斜部の先端と前記第２傾斜部の先端とに接続する接続部を造形することとを含み、前記第１傾斜部と前記２傾斜部との下方の第２空間は前記第１空間に繋がり、前記第２空間の上方は前記接続部によって閉じられる造形方法が提供される。
【０００６】
第３の態様によれば、第１物体が載置される物体載置装置と、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備え、前記第１物体上に造形を行う造形装置と、前記造形装置と前記物体載置装置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、前記造形装置及び前記位置変更装置を制御する制御装置とを備え、前記位置変更装置は、前記物体載置装置を回転軸周りに動かす駆動装置を有し、前記物体載置装置を基準位置から前記回転軸周りの第１方向に動かした第１状態で前記造形装置を用いて行われる第１造形動作と、前記物体載置装置を前記基準位置から前記回転軸周りの、前記第１方向とは逆の第２方向に動かした第２状態で前記造形装置を用いて行われる第２造形動作とを交互に行うことにより、前記第１造形動作で造形される第１傾斜部と前記第２造形動作で造形される第２傾斜部とを含む第２物体を前記第１物体上に造形する造形システムが提供される。
【０００７】
第４の態様によれば、第１物体が載置される物体載置装置と、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備え、前記第１物体上に造形を行う造形装置と、前記造形装置と前記物体載置装置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、前記造形装置及び前記位置変更装置を制御する制御装置とを備え、前記第１物体の第１領域と前記第１物体の第２領域とを接続する第２物体を造形し、前記第２物体を造形するために、前記位置関係が第１関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第１領域に前記エネルギビームを照射することで、前記第１領域上に、前記第２物体の一部である第１造形物を造形し、前記位置関係が前記第１関係とは異なる第２関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第１造形物に前記エネルギビームを照射することで、前記第１造形物上に、前記第２物体の一部を構成し且つ前記第１造形物と前記第２領域とを接続する第２造形物を造形する造形システムが提供される。
【０００８】
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本実施形態の造形システムのシステム構成を示すブロック図である。
図２は、本実施形態の造形システムの構造を示す断面図である。
図３は、本実施形態の造形システムの構造を示す断面図である。
図４（ａ）から図４（ｅ）のそれぞれは、ワーク上のある領域に造形光を照射し且つ造形材料を供給した場合の様子を示す断面図である。
図５（ａ）から図５（ｃ）のそれぞれは、３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図６は、第１物体の上方に造形された第２物体を含む３次元構造物の外観を示す斜視図である。
図７は、第１物体の上方に造形された第２物体を含む３次元構造物の上面を示す平面図である。
図８は、第１物体の上方に造形された第２物体を含む３次元構造物の断面を示す断面図（特に、図７のＡ－Ａ’断面図）である。
図９は、第１物体の上方に造形された第２物体を含む３次元構造物の断面を示す断面図（特に、図７のＢ－Ｂ’断面図）である。
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図１１は、側壁部材上に造形される予定の傾斜部材を示す断面図である。
図１２は、側壁部材上に造形される傾斜部材を拡大して示す断面図である。
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）のそれぞれは、傾斜部材を造形するためのステージの状態の一例に示す断面図である。
図１４は、一の傾斜部材の全体を造形した後に他の傾斜部材を造形するために側壁部材に照射される造形光を示す断面図である。
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図１７（ａ）から図１７（ｄ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図１８は、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図１９（ａ）及び図１９（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２１は、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２２は、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２３（ａ）及び図２３（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２４（ａ）及び図２４（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２５（ａ）及び図２５（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２６（ａ）及び図２６（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２７は、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２８は、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図２９（ａ）及び図２９（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図３０（ａ）及び図３０（ｂ）のそれぞれは、図６から図９に示す３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図３１は、スキャン動作による目標照射領域ＥＡの移動方向を模式的に示す。
図３２は、外壁部材を含む３次元構造物の、支持部材が造形されていない位置における断面を示す断面図である。
図３３は、外壁部材を含む３次元構造物の、支持部材が造形されている位置における断面を示す断面図である。
図３４は、貫通孔が形成された屋根部材を含む３次元構造物を示す断面図である。
図３５は、貫通孔が形成された外壁部材を含む３次元構造物を示す断面図である。
図３６は、貫通孔が形成された外壁部材を造形する過程を示す断面図である。
図３７（ａ）及び図３７（ｃ）のそれぞれは、屋根部材に形成された貫通孔の断面の形状の一例を示す断面図であり、図３７（ｂ）は、外壁部材に形成された貫通孔の断面の形状の一例を示す断面図である。
図３８（ａ）及び図３８（ｂ）のそれぞれは、ベース部材を示す断面図である。
図３９は、第５変形例において３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図４０は、第５変形例において３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図４１は、第５変形例において３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図４２は、第５変形例において３次元構造物を造形する過程を示す断面図である。
図４３は、パイプを示す断面図である。
図４４は、湾曲した配管を示す断面図である。
図４５は、部分配管を造形する過程を示す断面図である。
図４６は、部分配管を造形する過程を示す断面図である。
図４７は、部分配管を造形する過程を示す断面図である。
図４８は、部分配管を造形する過程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、造形システムの実施形態について説明する。以下では、物体の一例であるワークＷに付加加工を行うことで、ワークＷ上に造形物を造形する造形システムＳＹＳを用いて、造形システムの実施形態を説明する。特に、以下では、レーザ肉盛溶接法（ＬＭＤ：ＬａｓｅｒＭｅｔａｌＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）に基づく付加加工を行う造形システムＳＹＳを用いて、造形システムの実施形態を説明する。レーザ肉盛溶接法に基づく付加加工は、ワークＷに供給した造形材料Ｍを造形光ＥＬ（つまり、光の形態を有するエネルギビーム）で溶融することで、ワークＷと一体化された又はワークＷから分離可能な造形物を造形する付加加工である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許