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公開番号2025085893
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-06
出願番号2023199584
出願日2023-11-27
発明の名称積層造形装置
出願人株式会社豊田中央研究所
代理人個人,個人
主分類B22F 12/44 20210101AFI20250530BHJP(鋳造;粉末冶金)
要約【課題】造形物の横断面形状を任意に変更できる技術を提供する。
【解決手段】原料を積層して造形物を造形する積層造形装置であって、レーザ光を出射するレーザ光源と、レーザ光を複数の分割レーザ光に分割して出射するレーザ光分割部と、分割レーザ光の各々を互いに接近する方向に屈折させて出射するレーザ光屈折部と、レーザ光屈折部を通過した分割レーザ光が照射されるステージと、原料をステージに向けて供給する原料供給部と、レーザ光屈折部とステージとの間の距離を調整可能な距離調整部と、を備え、距離調整部は、ステージの上側において原料が積層される位置である加工点の数が1つとなる場合の第1距離と、ステージの上側において加工点の数が複数となる場合の第2距離と、のいずれにも距離を調整可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
原料を積層して造形物を造形する積層造形装置であって、
レーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を複数の分割レーザ光に分割して出射するレーザ光分割部と、
前記分割レーザ光の各々を互いに接近する方向に屈折させて出射するレーザ光屈折部と、
前記レーザ光屈折部を通過した前記分割レーザ光が照射されるステージと、
前記原料を前記ステージに向けて供給する原料供給部と、
前記レーザ光屈折部と前記ステージとの間の距離を調整可能な距離調整部と、を備え、
前記距離調整部は、前記ステージの上側において前記原料が積層される位置である加工点の数が１つとなる場合の第１距離と、前記ステージの上側において前記加工点の数が複数となる場合の第２距離と、のいずれにも前記距離を調整可能である、積層造形装置。
続きを表示（約 140 文字）【請求項２】
請求項１に記載の積層造形装置であって、
前記レーザ光分割部は、２本の分割レーザ光を出射し、
前記レーザ光分割部と前記レーザ光屈折部との間に配置され、前記分割レーザ光の断面形状を矩形形状に変換して出射するレーザ光変換部を備える、積層造形装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層造形装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、原料を積層することで造形物を製造する積層造形装置が知られている。積層造形装置を用いた造形物の製造方法において、レーザ光を照射することで溶融させた原料を積層して造形物を造形する場合がある。例えば、特許文献１には、コンデンサレンズを用いて複数のレーザ光を原料に集光することで溶融させた原料を積層することによって、線材を造形する技術が開示されている。非特許文献１には、落下する銅粉末に対して、銅において吸収率が高い青色レーザ光を照射することで、鉛直方向上方に延びる直線状の線材を造形する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開２０１７／１７０８９０号公報
【非特許文献】
【０００４】
「純銅の粉末を用いて細線を形成する技術」、インターネット＜URL：http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/work/laser1905.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記先行技術のいずれにおいても、造形物である線材の横断面形状は一様であった。このため、積層造形装置の使用者の要望によって、造形物の横断面形状を任意に変更できる技術が望まれていた。
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、造形物の横断面形状を任意に変更できる技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態として実現することが可能である。
【０００８】
（１）本発明の一形態によれば、原料を積層して造形物を造形する積層造形装置が提供される。この積層造形装置は、レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を複数の分割レーザ光に分割して出射するレーザ光分割部と、前記分割レーザ光の各々を互いに接近する方向に屈折させて出射するレーザ光屈折部と、前記レーザ光屈折部を通過した前記分割レーザ光が照射されるステージと、前記原料を前記ステージに向けて供給する原料供給部と、前記レーザ光屈折部と前記ステージとの間の距離を調整可能な距離調整部と、を備え、前記距離調整部は、前記ステージの上側において前記原料が積層される位置である加工点の数が１つとなる場合の第１距離と、前記ステージの上側において前記加工点の数が複数となる場合の第２距離と、のいずれにも前記距離を調整可能である。
【０００９】
この構成によれば、レーザ光屈折部とステージとの間の距離によって変動する加工点の数に応じた本数の線材を、造形物として、造形させることができる。具体的には、レーザ光屈折部とステージとの間の距離が第１距離であるとき、加工点の数は１つであることから、造形物として、１本の線材を造形させることができる。一方、レーザ光屈折部とステージとの間の距離が第２距離であるとき、加工点の数は複数であることから、造形物として、複数本の線材を同時に造形させることができる。また、造形物の造形途中において、レーザ光屈折部とステージとの間の距離を第１距離から第２距離に変化させたとき、もしくは、第２距離から第１距離に変化させたときには、加工点の数は増減することから、１本の線材部分とその線材部分から複数本に分岐した分岐部分とを含んだ造形物を造形させることができる。したがって、この構成によれば、レーザ光屈折部とステージとの間の距離を調整することによって、造形物の横断面形状を任意に変更することができる。
【００１０】
（２）上記形態の積層造形装置において、前記レーザ光分割部は、２本の分割レーザ光を出射し、前記レーザ光分割部と前記レーザ光屈折部との間に配置され、前記分割レーザ光の断面形状を矩形形状に変換して出射するレーザ光変換部を備えていてもよい。
この構成によれば、横断面形状が矩形形状の線材から成る造形物を造形することができる。また、第１距離の範囲内においてレーザ光屈折部とステージとの間の距離を調整することによって、造形される線材の横断面における矩形形状のアスペクト比を変動させることができる。また、レーザ光屈折部とステージとの間の距離が第２距離であるとき、レーザ光屈折部より出射した分割レーザ光の断面形状に応じた線材を複数本同時に造形させることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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