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公開番号2025034345
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-13
出願番号2023140663
出願日2023-08-31
発明の名称三次元造形方法、および、三次元造形装置
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類B29C 64/393 20170101AFI20250306BHJP(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】異常の検出を効率化させた三次元造形方法、および、三次元造形装置を提供する。
【解決手段】三次元造形方法は、粉末を敷設する粉末敷設ステップと、敷設された粉末層にビームを照射することで造形層を形成する造形層形成ステップとを含む積層造形ステップが繰り返し実行される三次元造形方法であって、N層目の前記粉末層の上面または前記N層目の前記造形層の上面に(但し、Nは自然数)、高さが第1許容値を超える第1特異領域が含まれるか判定する第1判定ステップと、N+1層目の前記粉末層の上面または前記N+1層目の前記造形層の上面に、前記高さが第2許容値を超える第2特異領域が含まれるか判定する第2判定ステップと、前記第1判定ステップにおいて前記第1特異領域が前記上面に含まれると判定され、且つ、前記第2判定ステップにおいて前記第2特異領域が前記上面に含まれると判定された場合、異常があると判定する異常判定ステップと
を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
粉末を敷設する粉末敷設ステップと、敷設された粉末層にビームを照射することで造形層を形成する造形層形成ステップとを含む積層造形ステップが繰り返し実行される三次元造形方法であって、
Ｎ層目の前記粉末層の上面または前記Ｎ層目の前記造形層の上面に（但し、Ｎは自然数）、高さが第１許容値を超える第１特異領域が含まれるか判定する第１判定ステップと、
Ｎ＋１層目の前記粉末層の上面または前記Ｎ＋１層目の前記造形層の上面に、前記高さが第２許容値を超える第２特異領域が含まれるか判定する第２判定ステップと、
前記第１判定ステップにおいて前記第１特異領域が前記上面に含まれると判定され、且つ、前記第２判定ステップにおいて前記第２特異領域が前記上面に含まれると判定された場合、異常があると判定する異常判定ステップと
を備える三次元造形方法。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記第１判定ステップにおいて前記第１特異領域が前記上面に含まれると判定され、且つ、前記第２判定ステップにおいて前記第２特異領域が前記上面に含まれると判定された場合、前記第１特異領域と前記第２特異領域の平面視における最短距離が規定距離を下回るか判定する照合ステップをさらに備え、
前記異常判定ステップでは、前記最短距離が前記規定距離を下回ると判定された場合、前記異常があると判定する
請求項１に記載の三次元造形方法。
【請求項３】
前記第１判定ステップでは、前記Ｎ層目の前記粉末層の前記上面または前記Ｎ層目の前記造形層の前記上面を複数の区画領域によって区分して、いずれの前記区画領域に前記第１特異領域が含まれるかを特定し、
前記第２判定ステップでは、前記Ｎ＋１層目の前記粉末層の前記上面または前記Ｎ＋１層目の前記造形層の前記上面を、前記第１判定ステップと同じパターンで前記複数の区画領域によって区分し、いずれの前記区画領域に前記第２特異領域が含まれるかを特定し、
前記照合ステップでは、前記第１特異領域が含まれる前記区画領域と、前記第２特異領域が含まれる前記区画領域が同じ場合に、前記最短距離が前記規定距離を下回ると判定する
請求項２に記載の三次元造形方法。
【請求項４】
前記第１判定ステップでは、前記Ｎ層目の前記粉末層または前記Ｎ層目の前記造形層の前記上面を構成する前記複数の区画領域の各々において、前記第１特異領域が含まれるかを判定し、
前記第２判定ステップでは、前記Ｎ＋１層目の前記粉末層または前記Ｎ＋１層目の前記造形層の前記上面を構成する前記複数の区画領域の各々において、前記第２特異領域が含まれるかを判定する
請求項３に記載の三次元造形方法。
【請求項５】
前記第１判定ステップでは、前記Ｎ層目の前記造形層の前記上面に前記第１特異領域が含まれるか判定する
請求項１乃至４の何れか１項に記載の三次元造形方法。
【請求項６】
前記第２判定ステップでは、前記Ｎ＋１層目の前記粉末層の前記上面に前記第２特異領域が含まれるかを判定する
請求項５に記載の三次元造形方法。
【請求項７】
前記第２判定ステップは、前記第１判定ステップにおいて前記Ｎ層目の前記造形層の前記上面に前記第１特異領域が含まれないと判定された場合に、前記Ｎ＋１層目の前記粉末層の前記上面に前記第２特異領域が含まれるかの判定がスキップされる
請求項６に記載の三次元造形方法。
【請求項８】
前記第２判定ステップでは、Ｎ＋１層目の前記造形層の前記上面に前記第２特異領域が含まれるかを判定する
請求項５に記載の三次元造形方法。
【請求項９】
前記第１判定ステップでは、前記Ｎ層目の前記粉末層の前記上面に前記第１特異領域が含まれるか判定し、
前記第２判定ステップでは、前記Ｎ＋１層目の前記粉末層の前記上面に前記第２特異領域が含まれるかを判定する
請求項１乃至４の何れか１項に記載の三次元造形方法。
【請求項１０】
水平に移動するように構成されると共に、粉末を供給するように構成される粉末供給装置と、
水平に移動するように構成されると共に、ビームを照射するように構成される照射装置と、
前記粉末が敷設されるよう前記粉末供給装置を制御するための粉末敷設制御部と、敷設された粉末層へのビームの照射を通じて造形層が形成されるよう、前記照射装置を制御するための造形層形成制御部とを含む積層造形制御部と
を備え、
前記積層造形制御部による処理が繰り返し実行される三次元造形装置であって、
計測対象物の高さを検出する高さセンサと、
Ｎ層目の前記粉末層の上面または前記Ｎ層目の前記造形層の上面に（但し、Ｎは自然数）、高さが第１許容値を超える第１特異領域が含まれるかを、前記高さセンサの検出結果に基づき判定するための第１判定制御部と、
Ｎ＋１層目の前記粉末層の上面または前記Ｎ＋１層目の前記造形層の上面に、前記高さが第２許容値を超える第２特異領域が含まれるかを、前記高さセンサの前記検出結果に基づき判定するための第２判定制御部と、
前記第１判定制御部によって前記第１特異領域が前記上面に含まれると判定され、且つ、前記第２判定制御部によって前記第２特異領域が前記上面に含まれると判定された場合、異常があると判定する異常判定制御部と
を備える三次元造形装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、ビームを用いて粉末から造形物を形成する三次元造形方法、および、三次元造形装置に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
粉末を敷設する粉末敷設ステップと、敷設された粉末層にビームを照射することで造形層を形成する造形層形成ステップとを含む積層造形ステップを備えた三次元造形方法が知られている。積層造形ステップが繰り返し実行されることで、造形物が形成される。特許文献１では、積層造形ステップが実行されるたびに、造形層に異常がないか判定される。より具体的には、ｎ層目の粉末層と、ｎ層目の造形層との厚さの差分が規定範囲から逸脱する場合には、異常が発生したと判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１９／０３０８３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
造形物を短時間で形成するためには、スパッタの発生といった異常の検出をより効率的に行われることが好ましい。
【０００５】
本開示の目的は、異常の検出を効率化させた三次元造形方法、および、三次元造形装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の少なくとも一実施形態に係る三次元造形方法は、
粉末を敷設する粉末敷設ステップと、敷設された粉末層にビームを照射することで造形層を形成する造形層形成ステップとを含む積層造形ステップが繰り返し実行される三次元造形方法であって、
Ｎ層目の前記粉末層の上面または前記Ｎ層目の前記造形層の上面に（但し、Ｎは自然数）、高さが第１許容値を超える第１特異領域が含まれるか判定する第１判定ステップと、
Ｎ＋１層目の前記粉末層の上面または前記Ｎ＋１層目の前記造形層の上面に、前記高さが第２許容値を超える第２特異領域が含まれるか判定する第２判定ステップと、
前記第１判定ステップにおいて前記第１特異領域が前記上面に含まれると判定され、且つ、前記第２判定ステップにおいて前記第２特異領域が前記上面に含まれると判定された場合、異常があると判定する異常判定ステップと
を備える。
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態に係る三次元造形装置は、
水平に移動するように構成されると共に、粉末を供給するように構成される粉末供給装置と、
水平に移動するように構成されると共に、ビームを照射するように構成される照射装置と、
前記粉末が敷設されるよう前記粉末供給装置を制御するための粉末敷設制御部と、敷設された粉末層へのビームの照射を通じて造形層が形成されるよう、前記照射装置を制御するための造形層形成制御部とを含む積層造形制御部と
を備え、
前記積層造形制御部による処理が繰り返し実行される三次元造形装置であって、
計測対象物の高さを検出する高さセンサと、
Ｎ層目の前記粉末層の上面または前記Ｎ層目の前記造形層の上面に（但し、Ｎは自然数）、高さが第１許容値を超える第１特異領域が含まれるかを、前記高さセンサの検出結果に基づき判定するための第１判定制御部と、
Ｎ＋１層目の前記粉末層の上面または前記Ｎ＋１層目の前記造形層の上面に、前記高さが第２許容値を超える第２特異領域が含まれるかを、前記高さセンサの前記検出結果に基づき判定するための第２判定制御部と、
前記第１判定制御部によって前記第１特異領域が前記上面に含まれると判定され、且つ、前記第２判定制御部によって前記第２特異領域が前記上面に含まれると判定された場合、異常があると判定する異常判定制御部と
を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、異常の検出を効率化させた三次元造形方法、および、三次元造形装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一実施形態に係る三次元造形装置の基本構成を示す概略図である。
各造形層の造形層上面の最大高さを計測した結果を示す概略的なグラフである。
第１の例示に係る異常検知の概要を示す概略図である。
第２の例示に係る異常検知の概要を示す概略図である。
第３の例示に係る異常検知の概要を示す概略図である。
一実施形態に係るコントローラの機能構成を示す概略図である。
第１の方法に係る異常検知の詳細を示す概略図である。
第２の方法に係る異常検知の詳細を示す概略図である（異常なし）。
第２の方法に係る異常検知の詳細を示す概略図である（異常あり）。
第１の例示に係る三次元造形処理を示すフローチャートである。
第２の例示に係る三次元造形処理を示すフローチャートである。
第３の例示に係る三次元造形処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
なお、同様の構成については同じ符号を付し説明を省略することがある。
（【００１１】以降は省略されています）

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