特許ウォッチ

公開番号2025004165
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-14
出願番号2024176582,2021072291
出願日2024-10-08,2021-04-22
発明の名称レーザユニットおよびレーザ照射方法
出願人株式会社日本製鋼所
代理人個人
主分類B29C 64/264 20170101AFI20250106BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】所望の製品を効率よく製造する粉末積層造形装置および造形方法を提供する。
【解決手段】粉末積層造形装置1は、複数の造形ステージ11、ステージ搬送機構12および複数の昇降制御機構17を有する。造形ステージ11は、加工対象物である粉末を積載可能な主面を有する。ステージ搬送機構12は、複数の前記造形ステージが工程の進行方向に沿って配列された複数の加工区を有する加工領域A11において複数の造形ステージ11を進行方向に搬送する。複数の昇降制御機構17は、加工領域A11における複数の造形ステージ11のそれぞれの高さを制御する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の加工区を有する粉末積層造形装置に用いるレーザユニットであって、
レーザ光を出力する1のレーザ発振部と、
入力されるレーザ光を、複数の加工区に応じて分岐させて複数のレーザ分岐光を生成する複数のミラーと、
生成された複数のレーザ分岐光を、複数の加工区のそれぞれに敷き詰められた粉末である加工対象物に同時に照射する複数のガルバノユニットと、
を備える、
レーザユニット。
続きを表示（約 540 文字）【請求項２】
複数の前記ミラーは、
入力されるレーザ光の一部を反射し、残りのレーザ光を透過する半反射ミラーと、
入力されるレーザ光を反射する全反射ミラーとを含み、
前記半反射ミラーと前記全反射ミラーとを組み合わせて、略等しいレーザパワーの複数のレーザ分岐光を生成する、
請求項１に記載のレーザユニット。
【請求項３】
複数の加工区を有する粉末積層造形をするためのレーザ照射方法であって、
1のレーザ発振部からレーザ光を出力する工程と、
入力されるレーザ光を、複数の加工区に応じて分岐させて複数のレーザ分岐光を生成する工程と、
生成された複数のレーザ分岐光を、複数の加工区のそれぞれに敷き詰められた粉末である加工対象物に同時に照射する工程と、
を備える、
レーザ照射方法。
【請求項４】
複数のレーザ分岐光を生成する工程では、
入力されるレーザ光の一部を反射し、残りのレーザ光を透過する半反射ミラーと、
入力されるレーザ光を反射する全反射ミラーとを組み合わせて、略等しいレーザパワーの複数のレーザ分岐光を生成する、
請求項３に記載のレーザ照射方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はレーザユニットおよびレーザ照射方法に関する。
続きを表示（約 2,000 文字）【背景技術】
【０００２】
粉末積層造形装置は、金属や樹脂などの材料粉末を粉末床に敷きつめ、敷きつめた粉末床に対してレーザを照射し、かかる粉末を融解および凝固させ、これを積み重ねることにより三次元の造形体を得る。
【０００３】
例えば特許文献１は、金属用３Ｄプリンタにおける製造の手順として、以下の工程（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）を繰り返す技術が開示されている。（ａ）粉末供給槽に母材金属粉末とそれに対する異質核粒子とからなる混合粉末を充填し、チャンバ内を真空場にする。（ｂ）積層１ピッチ分だけ造形テーブルを下降させて、粉末供給層を積層１ピッチ分だけ上昇させた後、ブレードによって造形テーブル上に混合粉末を敷きつめる。（ｃ）レーザを照射することにより１層分の混合粉末の余熱および融解と凝固を行う。母材金属粉末のみが融解し凝固するため、異質核粒子が異質核生成の際に凝固の核として働き、等軸晶の晶出および結晶粒が微細化する。（ｄ）混合粉末を積層１ピッチ分だけ造形物上に積層し、レーザを照射することにより混合粉末の余熱および融解と凝固を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１７－２２２８９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
粉末積層造形装置においては、１つの装置において上述のような異なる複数の工程を１つずつ順番に実行して所望の製品を製造するバッチ式が採用される。しかし、粉末積層造形方法における生産性を向上させる技術が期待されている。
【０００６】
本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、所望の製品を効率よく製造する粉末積層造形装置等を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示にかかる粉末積層造形装置は、複数の造形ステージ、ステージ搬送機構および複数の昇降制御機構を有する。造形ステージは、加工対象物である粉末を積載可能な主面を有する。ステージ搬送機構は、複数の前記造形ステージが工程の進行方向に沿って配列された複数の加工区を有する加工領域において複数の前記造形ステージを前記進行方向に搬送する。複数の昇降制御機構は、前記加工領域における複数の前記造形ステージのそれぞれの高さを制御する。
【０００８】
本開示にかかる造形方法は、加工対象物である粉末を積載可能な主面を有する造形ステージを複数有し、複数の前記造形ステージを工程の進行方向に沿って配列した加工領域において連続して造形物を造形する粉末積層造形装置が実行する造形方法である。
粉末積層造形装置は、工程（ａ）として、工程の進行方向に沿って配列した複数の前記造形ステージを前記進行方向に搬送する。
粉末積層造形装置は、工程（ｂ）として、複数の前記造形ステージをそれぞれ下降させる。
粉末積層造形装置は、工程（ｃ）として、複数の前記造形ステージのそれぞれに前記粉末を敷き詰める。
粉末積層造形装置は、工程（ｄ）として、複数の前記造形ステージに敷き詰めた前記粉末に対してレーザ光を照射する。
粉末積層造形装置は、工程（ｅ）として、工程（ａ）～工程（ｄ）を繰り返す。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、所望の製品を効率よく製造する粉末積層造形装置および造形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
実施の形態にかかる粉末積層造形装置の側面図である。
実施の形態にかかる粉末積層造形装置の上面図である。
粉末積層造形装置１における光学ブロックの構成例を示す側面図である。
加工領域における水平ガイドの配置図である。
連結部および昇降制御機構の構成を説明するための図である。
造形ステージの構成を説明するための図である。
仕切板制御ブロックの斜視図である。
粉末積層造形装置が実行する造形方法を示すフローチャートである。
粉末積層造形装置の動作を説明するための第１の図である。
粉末積層造形装置の動作を説明するための第２の図である。
粉末積層造形装置の動作を説明するための第３の図である。
粉末積層造形装置の動作を説明するための第４の図である。
粉末積層造形装置の動作を説明するための第５の図である。
粉末積層造形装置の動作を説明するための第６の図である。
粉末積層造形装置の動作を説明するための第７の図である。
粉末積層造形装置の動作を説明するための第８の図である。
粉末積層造形装置の動作を説明するための第９の図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許