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公開番号2025019397
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-07
出願番号2023122996
出願日2023-07-28
発明の名称積層造形装置、積層造形方法、及びプログラム
出願人株式会社IHI
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B22F 10/366 20210101AFI20250131BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】造形物の内部の入熱不良が抑制されながら、造形物の輪郭の形状不良が抑制され得る。
【解決手段】本開示の一形態に係る積層造形装置1において、設定部は、ビーム照射部によってビームを粉末材料に対して照射する照射パスLPとして、複数のコンターパスCPと、複数のハッチングパスHPとを設定する。複数のコンターパスCPは、造形物3の輪郭部3aに相当する第1部分P1にビームを照射するものである。複数のハッチングパスHPは、輪郭部3aに囲まれた内部領域に相当する第2部分P2にビームを照射するものである。複数のコンターパスCPは、互いに異なるコンターパスCPが重畳するコンターパス重畳領域CRを形成している。複数のハッチングパスHPは、互いに異なるハッチングパスHPが重畳するハッチングパス重畳領域HRを形成している。ハッチングパス重畳領域HRとコンターパス重畳領域CRとは、互いに離隔している。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
粉末材料及び前記粉末材料により構成された造形物を支持するテーブルと、
前記テーブル上に配置された前記粉末材料に対してビームを照射し、前記粉末材料を加熱するビーム照射部と、
前記ビーム照射部によって前記ビームを前記粉末材料に対して照射する照射パスを設定する設定部と、を備え、
前記設定部は、前記照射パスとして、前記造形物の輪郭部に相当する第１部分に前記ビームを照射する複数のコンターパスと、前記輪郭部に囲まれた内部領域に相当する第２部分に前記ビームを照射する複数のハッチングパスとを設定し、
前記複数のコンターパスは、互いに異なる前記コンターパスが重畳するコンターパス重畳領域を形成しており、
前記複数のハッチングパスは、互いに異なる前記ハッチングパスが重畳するハッチングパス重畳領域を形成しており、
前記ハッチングパス重畳領域と前記コンターパス重畳領域とは、互いに離隔している、積層造形装置。
続きを表示（約 2,100 文字）【請求項２】
前記設定部は、前記複数のコンターパスとして、前記粉末材料によって構成された第１層に対して前記ビームを照射する複数の第１層コンターパスと、前記第１層に積層されると共に前記粉末材料によって構成された第２層に対して前記ビームを照射する複数の第２層コンターパスを設定し、
前記複数の第１層コンターパスは、互いに異なる前記第１層コンターパスが重畳する第１コンターパス重畳領域を形成しており、
前記複数の第２層コンターパスは、互いに異なる前記第２層コンターパスが重畳する第２コンターパス重畳領域を形成しており、
前記第１コンターパス重畳領域と前記第２コンターパス重畳領域とは、互いに離隔している、請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項３】
前記ビーム照射部は、前記テーブルのうち第１領域に配置された前記粉末材料に対して前記ビームを照射する第１ビーム源と、前記テーブルのうち第２領域に配置された前記粉末材料に対して前記ビームを照射する第２ビーム源と、
前記第１領域と前記第２領域とは、互いに重なっている部分と、互いに重なっていない部分とを含んでおり、
前記設定部は、
前記ハッチングパスとして、前記第１ビーム源によって前記ビームを照射する第１ハッチングパスを前記第１領域に設定し、前記第２ビーム源によって前記ビームを照射する第２ハッチングパスを前記第２領域に設定し、
前記コンターパスとして、前記第１ビーム源によって前記ビームを照射する第１コンターパスを前記第１領域に設定し、前記第２ビーム源によって前記ビームを照射する第２コンターパスを前記第２領域に設定する、請求項１又は２に記載の積層造形装置。
【請求項４】
前記設定部は、前記第１ハッチングパス及び前記第２ハッチングパスへ前記ビームが照射された後に、前記第１コンターパス及び前記第２コンターパスへ前記ビームが照射されるように、前記照射パスを設定する、請求項３に記載の積層造形装置。
【請求項５】
前記テーブルは、回転可能に構成されており、
前記ビーム照射部は、前記テーブルのうち第１領域に配置された前記粉末材料に対して前記ビームを照射し、前記第１領域に配置された前記粉末材料に対して前記ビームが照射され、かつ、前記テーブルが回転された後に、前記テーブルのうち第２領域に配置された前記粉末材料に対して前記ビームを照射し、
前記第１領域と前記第２領域とは、互いに重なっている部分と、互いに重なっていない部分とを含んでいる、請求項１又は２に記載の積層造形装置。
【請求項６】
前記設定部は、
前記ハッチングパスとして、前記第１領域に前記ビームを照射する第１ハッチングパスを設定し、前記第２領域に前記ビームを照射する第２ハッチングパスを設定し、
前記コンターパスとして、前記第１領域に前記ビームを照射する第１コンターパスを設定し、前記第２領域に前記ビームを照射する第２コンターパスを設定し、
前記照射パスは、前記第１ハッチングパス、前記第１コンターパス、前記第２ハッチングパス、前記第２コンターパスの順で、前記ビームが照射されるように設定される、請求項５に記載の積層造形装置。
【請求項７】
テーブルに配置された粉末材料に対してビームを照射する照射パスを設定することと、
前記照射パスに前記ビームを照射することと、を有し、
前記照射パスの設定において、前記照射パスとして、造形物の輪郭部に相当する第１部分に前記ビームを照射する複数のコンターパスと、前記輪郭部に囲まれた内部領域に相当する第２部分に前記ビームを照射する複数のハッチングパスとが設定され、
前記第１部分は、前記複数のコンターパスのうち互いに異なる前記コンターパスが重畳するコンターパス重畳領域を含んでおり、
前記第２部分は、前記複数のハッチングパスのうち互いに異なる前記ハッチングパスが重畳するハッチングパス重畳領域を含んでおり、
前記ハッチングパス重畳領域と前記コンターパス重畳領域とは、互いに離隔している、積層造形方法。
【請求項８】
テーブル上に配置された粉末材料に対してビームを照射する照射パスを設定することと、
前記照射パスに前記ビームを照射することと、をコンピュータに実行させ、
前記照射パスの設定において、前記照射パスとして、造形物の輪郭部に相当する第１部分に前記ビームを照射する複数のコンターパスと、前記輪郭部に囲まれた内部領域に相当する第２部分に前記ビームを照射する複数のハッチングパスとが設定され、
前記第１部分は、前記複数のコンターパスのうち互いに異なる前記コンターパスが重畳するコンターパス重畳領域を含んでおり、
前記第２部分は、前記複数のハッチングパスのうち互いに異なる前記ハッチングパスが重畳するハッチングパス重畳領域を含んでおり、
前記ハッチングパス重畳領域と前記コンターパス重畳領域とは、互いに離隔している、プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、積層造形装置、積層造形方法、及びプログラムに関する。
続きを表示（約 2,400 文字）【背景技術】
【０００２】
粉末材料から造形物を造形する積層造形装置が知られている。積層造形装置は、粉末材料に対してビームを照射し、粉末材料を加熱する（例えば、特許文献１及び特許文献２）。この結果、粉末材料が融解され、造形物が形成される。このような積層造形装置において、ビームを照射するビーム照射部と、ビームを照射する領域を設定する設定部が備えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１６－５２６０９８号公報
国際公開第２０１５／１３３１３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されている例では、複数のビーム源の各々から互いに異なる領域にビームが照射され、粉末材料が加熱されている。この場合、粉末材料への入熱不良を防ぐために、互いに異なるビーム源からビームが照射される領域は、少なくとも一部において重なるように設定される。また、粉末材料が配置されるテーブルを回転させ、テーブルの回転に応じて異なる領域にビームが照射されることも考えられる。換言すれば、テーブルの回転位置に応じて、ビームが照射される領域が異なる。このような回転積層造形においても、互いに異なるテーブルの回転位置においてビームが照射される領域は、少なくとも一部において重なるように設定される。
【０００５】
しかしながら、ビームが照射される領域が重なる場合、入熱過多が懸念される。入熱量が多過ぎれば、造形物の形状不良が生じるおそれがある。ビームが照射される領域が多いほど、ビームの照射強度又は照射時間の調整だけでは、バランスの取れた入熱が困難になる。例えば、特許文献２に示されている例では、ビームが照射される領域が、造形物の輪郭部に相当する部分と、輪郭部に囲まれた内部領域に相当する部分とに分けられている。この場合、内部領域の入熱不良を抑制しながら、造形物の輪郭の形状不良を抑制することが求められる。
【０００６】
本開示は、造形物の内部の入熱不良が抑制されながら、造形物の輪郭の形状不良が抑制され得る積層造形装置、積層造形方法、及びプログラムを説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一形態に係る積層造形装置は、テーブルと、ビーム照射部と、設定部とを備えている。テーブルは、粉末材料及び粉末材料により構成された造形物を支持する。ビーム照射部は、テーブル上に配置された粉末材料に対してビームを照射し、粉末材料を加熱する。設定部は、ビーム照射部によってビームを粉末材料に対して照射する照射パスを設定する。設定部は、照射パスとして、複数のコンターパスと、複数のハッチングパスとを設定する。複数のコンターパスは、造形物の輪郭部に相当する第１部分にビームを照射するものである。複数のハッチングパスは、輪郭部に囲まれた内部領域に相当する第２部分にビームを照射するものである。複数のコンターパスは、互いに異なるコンターパスが重畳するコンターパス重畳領域を形成している。複数のハッチングパスは、互いに異なるハッチングパスが重畳するハッチングパス重畳領域を形成している。ハッチングパス重畳領域とコンターパス重畳領域とは、互いに離隔している。
【０００８】
上記の積層造形装置では、ハッチングパス重畳領域とコンターパス重畳領域とが設定されている。このため、入熱不良が抑制され得る。また、ハッチングパス重畳領域とコンターパス重畳領域とは、互いに離隔している。この場合、ハッチングパス重畳領域における熱が、コンターパス重畳領域に影響を与えがたい。このため、造形物の輪郭の形状不良が抑制される。
【０００９】
いくつかの態様において、設定部は、複数のコンターパスとして、複数の第１層コンターパスと、複数の第２層コンターパスを設定してもよい。複数の第１層コンターパスは、粉末材料によって構成された第１層に対してビームを照射するためのものである。複数の第２層コンターパスは、第１層に積層されると共に粉末材料によって構成された第２層に対してビームを照射するためのものである。複数の第１層コンターパスは、互いに異なる第１層コンターパスが重畳する第１コンターパス重畳領域を形成してもよい。複数の第２層コンターパスは、互いに異なる第２層コンターパスが重畳する第２コンターパス重畳領域を形成していてもよい。第１コンターパス重畳領域と第２コンターパス重畳領域とは、互いに離隔していてもよい。この場合、第１コンターパス重畳領域における熱が、第２コンターパス重畳領域に影響を与えがたい。このため、造形物の輪郭の形状不良がさらに抑制される。
【００１０】
いくつかの態様において、ビーム照射部は、第１ビーム源と、第２ビーム源とを含んでいてもよい。第１ビーム源は、テーブルのうち第１領域に配置された粉末材料に対してビームを照射する。第２ビーム源は、テーブルのうち第２領域に配置された粉末材料に対してビームを照射する。第１領域と第２領域とは、互いに重なっている部分と、互いに重なっていない部分とを含んでいてもよい。設定部は、ハッチングパスとして、第１ビーム源によってビームを照射する第１ハッチングパスを第１領域に設定し、第２ビーム源によってビームを照射する第２ハッチングパスを第２領域に設定してもよい。設定部は、コンターパスとして、第１ビーム源によってビームを照射する第１コンターパスを第１領域に設定し、第２ビーム源によってビームを照射する第２コンターパスを第２領域に設定してもよい。この場合、複数のビーム源を用いる場合に、造形物の内部の入熱不良が抑制されながら、造形物の輪郭の形状不良が抑制され得る。
（【００１１】以降は省略されています）

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