JPH11342542A - ３次元物体製造装置及び３次元物体製造方法並びに粉末材料層を所定の面に供給する供給装置及び供給方法 - Google Patents
３次元物体製造装置及び３次元物体製造方法並びに粉末材料層を所定の面に供給する供給装置及び供給方法Info
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- JPH11342542A JPH11342542A JP11086494A JP8649499A JPH11342542A JP H11342542 A JPH11342542 A JP H11342542A JP 11086494 A JP11086494 A JP 11086494A JP 8649499 A JP8649499 A JP 8649499A JP H11342542 A JPH11342542 A JP H11342542A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粉末材料層毎に選択的レーザー焼結を行い層
状に３次元物体を製造する装置において、粉末材料層の
供給時に先に固化された焼結部分を有する層に悪影響を
与えることなく新たな粉末材料層を供給できる供給装置
を提供すること。 【解決手段】 粉末材料層を供給するための供給装置１
０は供給手段と、放電手段３０とを有する。供給手段
は、開口幅の狭い粉末材料の排出用スロット１９を備
え、これにより、先に固化された焼結部分を有する層に
悪影響を与えることなく新たな粉末材料層を排出するこ
とができる。放電手段は、粉末粒子上の帯電電荷の差を
減少させ、それにより、帯電した粉末粒子の固まりが排
出用スロットを詰まらせることを防止する。
状に３次元物体を製造する装置において、粉末材料層の
供給時に先に固化された焼結部分を有する層に悪影響を
与えることなく新たな粉末材料層を供給できる供給装置
を提供すること。 【解決手段】 粉末材料層を供給するための供給装置１
０は供給手段と、放電手段３０とを有する。供給手段
は、開口幅の狭い粉末材料の排出用スロット１９を備
え、これにより、先に固化された焼結部分を有する層に
悪影響を与えることなく新たな粉末材料層を排出するこ
とができる。放電手段は、粉末粒子上の帯電電荷の差を
減少させ、それにより、帯電した粉末粒子の固まりが排
出用スロットを詰まらせることを防止する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、粉末粒子からなり
電磁放射により固化可能な粉末材料から３次元物体を製
造する３次元物体製造装置に関する。このような装置
は、当該物体を支持するための実質的に平坦な支持面を
有する支持手段と、前記支持面に対して前記粉末材料の
層を供給する供給手段と、前記粉末材料の前記３次元物
体に対応する部分に対して前記電磁放射を選択的に照射
するための放射手段とを備える。また、本発明は、前述
の粉末材料層を生成し、前記粉末材料層に対して前記電
磁放射を選択的に照射することにより前記３次元物体に
対応する部分を固化して、３次元物体を層方向に順次製
造する３次元物体製造方法に関する。更に、本発明は、
実質的に平坦な面に前述の粉末材料層を供給するための
供給装置であって、前記平坦面の上方に配置され且つ前
記平坦面に対向する底部を有する前記粉末材料を収容す
るための容器と、前記底部に設けられ、ある開口幅を有
する排出用開口部と、前記容器を、前記平坦面上を横切
り且つ該平坦面に実質的に平行に変位させるための変位
手段とを備える供給装置に関する。
電磁放射により固化可能な粉末材料から３次元物体を製
造する３次元物体製造装置に関する。このような装置
は、当該物体を支持するための実質的に平坦な支持面を
有する支持手段と、前記支持面に対して前記粉末材料の
層を供給する供給手段と、前記粉末材料の前記３次元物
体に対応する部分に対して前記電磁放射を選択的に照射
するための放射手段とを備える。また、本発明は、前述
の粉末材料層を生成し、前記粉末材料層に対して前記電
磁放射を選択的に照射することにより前記３次元物体に
対応する部分を固化して、３次元物体を層方向に順次製
造する３次元物体製造方法に関する。更に、本発明は、
実質的に平坦な面に前述の粉末材料層を供給するための
供給装置であって、前記平坦面の上方に配置され且つ前
記平坦面に対向する底部を有する前記粉末材料を収容す
るための容器と、前記底部に設けられ、ある開口幅を有
する排出用開口部と、前記容器を、前記平坦面上を横切
り且つ該平坦面に実質的に平行に変位させるための変位
手段とを備える供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】選択的にレーザ焼結することにより３次
元物体を製造する装置及び方法は、例えば、米国特許
４，８６３，５３８号に開示されている。所定量の粉末
材料は、下降可能なベース上に投下され、ローラ手段を
移動方向とは反対の方向に回転しながら移動させること
により、そのベース上に均一に広げられる。その後、広
げられた材料は、形成された材料層上の３次元物体に対
応する部分において放射を照射され、これにより、その
材料は当該部分で焼結されるか、或いは，焼き固められ
る。
元物体を製造する装置及び方法は、例えば、米国特許
４，８６３，５３８号に開示されている。所定量の粉末
材料は、下降可能なベース上に投下され、ローラ手段を
移動方向とは反対の方向に回転しながら移動させること
により、そのベース上に均一に広げられる。その後、広
げられた材料は、形成された材料層上の３次元物体に対
応する部分において放射を照射され、これにより、その
材料は当該部分で焼結されるか、或いは，焼き固められ
る。
【０００３】ＷＯ ９５／１８７１５は、上述したよう
な３次元物体製造装置及び方法を開示しており、また、
前述のような、実質的に平坦な面に対して粉末材料層を
供給するための装置についても開示している。このＷＯ
９５／１８７１５に開示された供給装置若しくはコー
ティング装置（塗工装置）は、広い下方排出用開口部を
有する。このことは、粉末容器から排出された粉末材料
の積載重量が、製造領域中の既に固化された焼結部分に
作用し、これを粉末床中で変位させてしまうような力を
発生させる。このような問題を回避するためには、焼結
部分は、例えば、支持構造（支持体）を用いて構築用ベ
ースに拘束されなければならない。このような支持体
は、形成される物体の部分ではなく、且つ、製造工程の
最終段階において取り除かれなければならない。しかし
ながら、このような手段を採用すると、製造時間が長く
なり、製品の品質が悪化する。更には、このような支持
体の製造には時間がかかる。
な３次元物体製造装置及び方法を開示しており、また、
前述のような、実質的に平坦な面に対して粉末材料層を
供給するための装置についても開示している。このＷＯ
９５／１８７１５に開示された供給装置若しくはコー
ティング装置（塗工装置）は、広い下方排出用開口部を
有する。このことは、粉末容器から排出された粉末材料
の積載重量が、製造領域中の既に固化された焼結部分に
作用し、これを粉末床中で変位させてしまうような力を
発生させる。このような問題を回避するためには、焼結
部分は、例えば、支持構造（支持体）を用いて構築用ベ
ースに拘束されなければならない。このような支持体
は、形成される物体の部分ではなく、且つ、製造工程の
最終段階において取り除かれなければならない。しかし
ながら、このような手段を採用すると、製造時間が長く
なり、製品の品質が悪化する。更には、このような支持
体の製造には時間がかかる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、改良された
３次元物体の製造装置及び製造方法、及び、並びに、実
質的に平坦な面に対して粉末材料層を供給する装置の改
良を提供することを目的とする。また、本発明は、既知
の装置及び方法を改良することにより、３次元物体の製
造時間を減少させ、製品品質の向上を図ることを目的と
する。
３次元物体の製造装置及び製造方法、及び、並びに、実
質的に平坦な面に対して粉末材料層を供給する装置の改
良を提供することを目的とする。また、本発明は、既知
の装置及び方法を改良することにより、３次元物体の製
造時間を減少させ、製品品質の向上を図ることを目的と
する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明は、粉末粒子からなり電磁放射を照射す
ることにより固化可能な前記粉末材料から、３次元物体
を製造するための３次元物体製造装置であって、前記３
次元物体を支持するための実質的に平坦な支持面を有す
る支持手段と、前記支持面に前記粉末材料の層を供給す
るための供給手段と、前記粉末材料の前記３次元物体に
対応する部分に、前記電磁放射を選択的に照射するため
の放射手段と、前記粉末粒子上の帯電電荷差を減少させ
るために電界を発生させる電界発生手段とを備えること
を特徴とする３次元物体製造装置を提供する。
ために、本発明は、粉末粒子からなり電磁放射を照射す
ることにより固化可能な前記粉末材料から、３次元物体
を製造するための３次元物体製造装置であって、前記３
次元物体を支持するための実質的に平坦な支持面を有す
る支持手段と、前記支持面に前記粉末材料の層を供給す
るための供給手段と、前記粉末材料の前記３次元物体に
対応する部分に、前記電磁放射を選択的に照射するため
の放射手段と、前記粉末粒子上の帯電電荷差を減少させ
るために電界を発生させる電界発生手段とを備えること
を特徴とする３次元物体製造装置を提供する。
【０００６】また、本発明は、実質的に平坦な面に対し
て粉末材料からなる粉末材料層を供給するための供給装
置であって、前記粉末材料を収容するための容器であっ
て、前記平坦面の上方に配置され、且つ、前記平坦面に
対向する底部を有する容器と、前記底部に設けられ所定
の開口幅を有する排出用開口部と、前記容器を、前記平
坦面の上方を横切り且つ該平坦面に実質的に平行に変位
させるための変位手段と、前記排出用開口部の前記開口
幅を調節するための調節手段とを備えることを特徴とす
る供給装置を提供する。本発明の一の重要な側面によれ
ば、この粉末材料層を供給する供給装置は、前記３次元
物体を支持するための実質的に平坦な面である支持面を
有する支持手段と、粉末材料層が供給された後に前記粉
末材料の前記３次元物体に対応する部分に、前記電磁放
射を選択的に照射するための放射手段とを更に備える３
次元物体製造装置内において用いられる。
て粉末材料からなる粉末材料層を供給するための供給装
置であって、前記粉末材料を収容するための容器であっ
て、前記平坦面の上方に配置され、且つ、前記平坦面に
対向する底部を有する容器と、前記底部に設けられ所定
の開口幅を有する排出用開口部と、前記容器を、前記平
坦面の上方を横切り且つ該平坦面に実質的に平行に変位
させるための変位手段と、前記排出用開口部の前記開口
幅を調節するための調節手段とを備えることを特徴とす
る供給装置を提供する。本発明の一の重要な側面によれ
ば、この粉末材料層を供給する供給装置は、前記３次元
物体を支持するための実質的に平坦な面である支持面を
有する支持手段と、粉末材料層が供給された後に前記粉
末材料の前記３次元物体に対応する部分に、前記電磁放
射を選択的に照射するための放射手段とを更に備える３
次元物体製造装置内において用いられる。
【０００７】更に、本発明は、実質的に平坦な面に対し
て、所定の平均粒径を有する粉末材料からなる粉末材料
層を供給するための供給装置であって、前記粉末材料を
収容するための容器であって、前記平坦面の上方に配置
され、且つ、前記平坦面に対向する底部を有する容器
と、前記底部に設けられ前記所定の平均粒径の１０倍よ
りも狭い開口幅を有する排出用開口部と、前記容器を、
前記平坦面上を横切り且つ該平坦面に実質的に平行に変
位させるための変位手段とを備えることを特徴とする供
給装置を提供する。
て、所定の平均粒径を有する粉末材料からなる粉末材料
層を供給するための供給装置であって、前記粉末材料を
収容するための容器であって、前記平坦面の上方に配置
され、且つ、前記平坦面に対向する底部を有する容器
と、前記底部に設けられ前記所定の平均粒径の１０倍よ
りも狭い開口幅を有する排出用開口部と、前記容器を、
前記平坦面上を横切り且つ該平坦面に実質的に平行に変
位させるための変位手段とを備えることを特徴とする供
給装置を提供する。
【０００８】更に、他の側面によれば、本発明は、３次
元物体を層方向に順次製造する３次元物体製造方法であ
って、粉末粒子からなり電磁放射を照射することにより
固化可能な前記粉末材料の層を生成し、前記粉末材料の
層に対する前記電磁放射による選択的照射により、前記
３次元物体に対応する部分を固化し、前記粉末粒子間の
帯電電荷の差を減少させるために電界を発生させること
を特徴とする３次元物体製造方法を提供する。
元物体を層方向に順次製造する３次元物体製造方法であ
って、粉末粒子からなり電磁放射を照射することにより
固化可能な前記粉末材料の層を生成し、前記粉末材料の
層に対する前記電磁放射による選択的照射により、前記
３次元物体に対応する部分を固化し、前記粉末粒子間の
帯電電荷の差を減少させるために電界を発生させること
を特徴とする３次元物体製造方法を提供する。
【０００９】本発明の更なる利点、特徴及び目的は、図
面を参照して以下に説明される実施の形態により明らか
にされるであろう。
面を参照して以下に説明される実施の形態により明らか
にされるであろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図１及び図２を参照して、
本発明の実施の形態による３次元物体製造装置及び３次
元物体製造方法並びに粉末材料層を平坦な面上に供給す
る供給装置について説明する。
本発明の実施の形態による３次元物体製造装置及び３次
元物体製造方法並びに粉末材料層を平坦な面上に供給す
る供給装置について説明する。
【００１１】図１に示されるように、３次元物体製造装
置は、コンテナ１を備えている。コンテナ１は、上側及
び下側共に開口しており、円形、正方形あるいは長方形
の横断面形状を有し、また、上端２を有している。この
コンテナ１の横断面は、製造される物体３の最大横断面
よりも大きい。コンテナ１は、支持体４を収容してい
る。この支持体４は、製造される物体を支持するための
ものであり、その上部に上端２側に向いた支持面（上側
面）５を有している。ここで、支持面５は、実質的に平
坦な面である。支持体駆動手段（図示せず）が、支持体
４をコンテナ１内部において垂直に上げ下げし、コンテ
ナ１内部における支持体４の位置を正確に調整するため
に設けられる。コンテナの上端２により、作業面６が定
められる。放射手段は、集束された光線８を伝達させる
ための装置であり、例えばレーザ７で構成される。この
放射手段は、作業面６の上方に配置される。デフレクタ
（偏向器）は、集束された光線８を受けて、その光路を
作業面６に向かうように変更して、偏向された光線９と
して放射する。このデフレクタとしては、例えば、回転
鏡のようなものが挙げられる。
置は、コンテナ１を備えている。コンテナ１は、上側及
び下側共に開口しており、円形、正方形あるいは長方形
の横断面形状を有し、また、上端２を有している。この
コンテナ１の横断面は、製造される物体３の最大横断面
よりも大きい。コンテナ１は、支持体４を収容してい
る。この支持体４は、製造される物体を支持するための
ものであり、その上部に上端２側に向いた支持面（上側
面）５を有している。ここで、支持面５は、実質的に平
坦な面である。支持体駆動手段（図示せず）が、支持体
４をコンテナ１内部において垂直に上げ下げし、コンテ
ナ１内部における支持体４の位置を正確に調整するため
に設けられる。コンテナの上端２により、作業面６が定
められる。放射手段は、集束された光線８を伝達させる
ための装置であり、例えばレーザ７で構成される。この
放射手段は、作業面６の上方に配置される。デフレクタ
（偏向器）は、集束された光線８を受けて、その光路を
作業面６に向かうように変更して、偏向された光線９と
して放射する。このデフレクタとしては、例えば、回転
鏡のようなものが挙げられる。
【００１２】供給装置１０は、支持面５上に又は先に固
化された層上に、粉末材料を供給するためのものであ
り、容器１２（詳細は図２に示される。）を備えてい
る。この容器１２は、コンテナ１の上端２により規定さ
れる平面領域上を横切って延在する横長のホッパーとし
て形成されている。容器１２は、外側壁１３、１４を備
えている。この外側壁１３、１４は、互いに所定の間隔
を空けて互いに平行に垂直に延設されている。外側壁１
３、１４間における容器の断面形状は、実質的にはＶ字
形であり、互いに傾斜した２つの内壁１５、１６により
規定されている。この断面形状は、下方に向かうにした
がって、すなわち、コンテナ１の上端に向かうにしたが
って、先細となっている。このホッパー型容器１２の内
壁１５、１６は、コンテナ１の上端に近接する下端側
に、ブレード１７、１８を、それぞれ、備えている。こ
れらのブレード１７、１８間の間隙は、容器１２から粉
末材料１１を排出するための排出用スロット１９の形態
として排出用開口部の狭い幅を規定している。排出用ス
ロット１９の幅は、内壁１５、１６の間隔を調整するこ
とにより調節される。ブレード１７、１８は、夫々、対
応する内壁１５、１６と一体に形成することもできる。
排出用スロットのスロット幅は、例えば、粉末材料の粒
径が約０．２ｍｍである場合、約１ｍｍである。粉末容
器１２は、上部開口部を有しており、その上部開口部か
ら粉末材料を充填される。容器１２の排出用スロット１
９及び上部開口部２０は、双方とも、実質的に容器１２
の全長に亘って延在しており、これにより、容器全体
は、下側に向かって先細となるホッパーにより構成され
ている。このホッパーは、コンテナ１の上端２または支
持面５の直径（断面形状が、正方形の場合にはその一
辺、長方形の場合には、紙面に垂直な方向の辺）と実質
的に等しい長さを有する。
化された層上に、粉末材料を供給するためのものであ
り、容器１２（詳細は図２に示される。）を備えてい
る。この容器１２は、コンテナ１の上端２により規定さ
れる平面領域上を横切って延在する横長のホッパーとし
て形成されている。容器１２は、外側壁１３、１４を備
えている。この外側壁１３、１４は、互いに所定の間隔
を空けて互いに平行に垂直に延設されている。外側壁１
３、１４間における容器の断面形状は、実質的にはＶ字
形であり、互いに傾斜した２つの内壁１５、１６により
規定されている。この断面形状は、下方に向かうにした
がって、すなわち、コンテナ１の上端に向かうにしたが
って、先細となっている。このホッパー型容器１２の内
壁１５、１６は、コンテナ１の上端に近接する下端側
に、ブレード１７、１８を、それぞれ、備えている。こ
れらのブレード１７、１８間の間隙は、容器１２から粉
末材料１１を排出するための排出用スロット１９の形態
として排出用開口部の狭い幅を規定している。排出用ス
ロット１９の幅は、内壁１５、１６の間隔を調整するこ
とにより調節される。ブレード１７、１８は、夫々、対
応する内壁１５、１６と一体に形成することもできる。
排出用スロットのスロット幅は、例えば、粉末材料の粒
径が約０．２ｍｍである場合、約１ｍｍである。粉末容
器１２は、上部開口部を有しており、その上部開口部か
ら粉末材料を充填される。容器１２の排出用スロット１
９及び上部開口部２０は、双方とも、実質的に容器１２
の全長に亘って延在しており、これにより、容器全体
は、下側に向かって先細となるホッパーにより構成され
ている。このホッパーは、コンテナ１の上端２または支
持面５の直径（断面形状が、正方形の場合にはその一
辺、長方形の場合には、紙面に垂直な方向の辺）と実質
的に等しい長さを有する。
【００１３】供給装置１０は、コンテナ１の一側の第１
の端部位置からコンテナ１の反対側の第２端部位置まで
コンテナを横切る方向に移動可能であり、また、その逆
方向へも移動可能である。この供給装置１０の移動は、
図示されない駆動装置により行われる。
の端部位置からコンテナ１の反対側の第２端部位置まで
コンテナを横切る方向に移動可能であり、また、その逆
方向へも移動可能である。この供給装置１０の移動は、
図示されない駆動装置により行われる。
【００１４】特に、図２に示されるように、電界を生じ
させるための放電電極３０が、容器１２の内壁１６の一
端に、外側壁１４に近接して、設けられている。放電電
極３０は、作業面６に対向し且つ排出用スロット１９に
近接する内壁１６の下部領域に設けられている。この放
電電極３０は、装置を取り巻く大気中にイオンを生じさ
せるための強い電界を発生させるためのものである。こ
の放電電極３０は、約＋５ｋＶ〜−５ｋＶ間の電位を与
えられるように設計されている。この放電電極３０は、
容器１２にしっかりと固定されているので、固化される
べき層の表面上を容器１２と共に前後に動く。
させるための放電電極３０が、容器１２の内壁１６の一
端に、外側壁１４に近接して、設けられている。放電電
極３０は、作業面６に対向し且つ排出用スロット１９に
近接する内壁１６の下部領域に設けられている。この放
電電極３０は、装置を取り巻く大気中にイオンを生じさ
せるための強い電界を発生させるためのものである。こ
の放電電極３０は、約＋５ｋＶ〜−５ｋＶ間の電位を与
えられるように設計されている。この放電電極３０は、
容器１２にしっかりと固定されているので、固化される
べき層の表面上を容器１２と共に前後に動く。
【００１５】支持体４のレベル（位置）を調節するため
の駆動手段、供給装置１０をコンテナ１の全面に亘って
移動させるための駆動手段、デフレクタを調節するため
の駆動手段は、夫々、中央制御装置４０により、制御さ
れている。
の駆動手段、供給装置１０をコンテナ１の全面に亘って
移動させるための駆動手段、デフレクタを調節するため
の駆動手段は、夫々、中央制御装置４０により、制御さ
れている。
【００１６】次いで、動作について説明する。装置全体
を起動させる前に、まず、ブレード１７、１８間の間隙
を、使用される粉末材料に適するように調節する。粉末
材料は、樹脂粉末、金属粉末若しくはセラミック粉末、
又はフェノール化樹脂その他の熱可塑性樹脂によりコー
ティングされた砂粒、即ちいわゆる鋳砂であっても良
い。製造を開始するにあたって、容器１２は、粉末材料
１１により満たされる。その後、支持体４は、昇降装置
により最も高い位置に上昇させられる。このとき、支持
面５は、コンテナ１の上端２よりも、最初に形成される
第１の層の層厚みに対応する距離だけ、低い位置にあ
る。その後、供給装置若しくはコーティング装置（塗工
装置）１０は、対応する駆動装置により、作業面６上を
移動させられる。これにより、粉末材料は、排出用スロ
ット１９から排出され、最初の粉末材料層を形成する。
レーザ７は、その後オン状態とされ、制御装置４０は、
デフレクタ９を制御する。この制御により、偏向された
光線が粉末材料層上の所望とする全ての位置、即ち当該
粉末材料層における物体に応じた位置に順次照射され、
粉末材料は、その位置において、焼結される。
を起動させる前に、まず、ブレード１７、１８間の間隙
を、使用される粉末材料に適するように調節する。粉末
材料は、樹脂粉末、金属粉末若しくはセラミック粉末、
又はフェノール化樹脂その他の熱可塑性樹脂によりコー
ティングされた砂粒、即ちいわゆる鋳砂であっても良
い。製造を開始するにあたって、容器１２は、粉末材料
１１により満たされる。その後、支持体４は、昇降装置
により最も高い位置に上昇させられる。このとき、支持
面５は、コンテナ１の上端２よりも、最初に形成される
第１の層の層厚みに対応する距離だけ、低い位置にあ
る。その後、供給装置若しくはコーティング装置（塗工
装置）１０は、対応する駆動装置により、作業面６上を
移動させられる。これにより、粉末材料は、排出用スロ
ット１９から排出され、最初の粉末材料層を形成する。
レーザ７は、その後オン状態とされ、制御装置４０は、
デフレクタ９を制御する。この制御により、偏向された
光線が粉末材料層上の所望とする全ての位置、即ち当該
粉末材料層における物体に応じた位置に順次照射され、
粉末材料は、その位置において、焼結される。
【００１７】次の段階において、支持面５は、次に形成
される粉末材料層の厚みに対応する分だけ、降下され
る。そして、再び粉末材料層が供給されて、更に、この
粉末材料層における物体の断面に対応する位置におい
て、粉末材料層に放射が照射される処理が繰り返され
る。その後、これらの処理は、物体が完成するまで、繰
り返される。
される粉末材料層の厚みに対応する分だけ、降下され
る。そして、再び粉末材料層が供給されて、更に、この
粉末材料層における物体の断面に対応する位置におい
て、粉末材料層に放射が照射される処理が繰り返され
る。その後、これらの処理は、物体が完成するまで、繰
り返される。
【００１８】スロット１９が狭いことにより、粉末材料
層を形成する際に供給される粉末材料１１は、容器１２
の内壁１５，１６において、それ自身を支持しており、
そのため、コーティング装置下方に存在する粉末床であ
ってその中に先に形成された焼結部分を有する粉末床上
にいかなる力もほとんど与えない。供給装置にこのよう
に狭い排出用スロット１９を用いることを実現するため
には、新たな粉末材料層を供給するために材料を用いて
いるときに摩擦から必然的に生ずる粉末材料層中の静電
気の帯電量を減らすか若しくは消滅させることが好まし
い。これにより、排出用スロット１９が、帯電した粒子
が付着するために詰まることを防止することが出来る。
これは、全製造工程に亘って、放電電極３０を活性化す
ることにより達成される。この放電電極３０は、供給装
置１０に搭載され、強い電界を発生して、装置を取り巻
く大気中にイオンを発生する。このイオンは、粉末粒子
間の帯電電荷の差を減らすために有効である。このよう
な放電電極を供給装置に直接、しかも排出用スロットに
近接して設けることにより、コンテナ１内部における粉
末の表面全体が放電し、帯電した粒子の固まりが供給装
置に付着して排出用スロットを詰まらせることがないこ
とが保証される。そのため、粉末粒子の連続した排出流
が得られる。
層を形成する際に供給される粉末材料１１は、容器１２
の内壁１５，１６において、それ自身を支持しており、
そのため、コーティング装置下方に存在する粉末床であ
ってその中に先に形成された焼結部分を有する粉末床上
にいかなる力もほとんど与えない。供給装置にこのよう
に狭い排出用スロット１９を用いることを実現するため
には、新たな粉末材料層を供給するために材料を用いて
いるときに摩擦から必然的に生ずる粉末材料層中の静電
気の帯電量を減らすか若しくは消滅させることが好まし
い。これにより、排出用スロット１９が、帯電した粒子
が付着するために詰まることを防止することが出来る。
これは、全製造工程に亘って、放電電極３０を活性化す
ることにより達成される。この放電電極３０は、供給装
置１０に搭載され、強い電界を発生して、装置を取り巻
く大気中にイオンを発生する。このイオンは、粉末粒子
間の帯電電荷の差を減らすために有効である。このよう
な放電電極を供給装置に直接、しかも排出用スロットに
近接して設けることにより、コンテナ１内部における粉
末の表面全体が放電し、帯電した粒子の固まりが供給装
置に付着して排出用スロットを詰まらせることがないこ
とが保証される。そのため、粉末粒子の連続した排出流
が得られる。
【００１９】上述した装置は、変形可能である。例え
ば、作業領域の幅方向の全面に亘って取り巻く大気を一
様にイオン化するために、一対の放電電極を容器の両端
にそれぞれ設けることができる。放電電極３０は、製品
を製造する領域の全体に電界を発生させるために、コン
テナ１の両側に設けられた２つのキャパシタプレートの
形式でも実現され得る。静電界（定常電界）又は、交流
電界（交番電界）が発生させられても良い。使用される
粉末材料が帯電していない、若しくはわずかに帯電して
いるのみである場合、放電電極は必ずしも必要ではな
く、開口幅の狭い排出用スロットを有する供給装置のみ
を用いることとしても良い。供給装置１０は、更に、ワ
イパー部材を備えることとしても良い。ブレードを調節
することによりスロットの幅を調節するのではなく、ブ
レードを側壁にしっかりと固定して、互いに対向する側
壁同士を変位させることによりスロットの幅を調節する
こととしても良い。また、置き換え可能な複数の供給装
置を備えることとしても良い。この置き換え可能な複数
の供給装置は、それぞれ、互いに異なる所定の固定スロ
ット幅を有する。更に、外側壁１３，１４を省略するこ
とも可能である。
ば、作業領域の幅方向の全面に亘って取り巻く大気を一
様にイオン化するために、一対の放電電極を容器の両端
にそれぞれ設けることができる。放電電極３０は、製品
を製造する領域の全体に電界を発生させるために、コン
テナ１の両側に設けられた２つのキャパシタプレートの
形式でも実現され得る。静電界（定常電界）又は、交流
電界（交番電界）が発生させられても良い。使用される
粉末材料が帯電していない、若しくはわずかに帯電して
いるのみである場合、放電電極は必ずしも必要ではな
く、開口幅の狭い排出用スロットを有する供給装置のみ
を用いることとしても良い。供給装置１０は、更に、ワ
イパー部材を備えることとしても良い。ブレードを調節
することによりスロットの幅を調節するのではなく、ブ
レードを側壁にしっかりと固定して、互いに対向する側
壁同士を変位させることによりスロットの幅を調節する
こととしても良い。また、置き換え可能な複数の供給装
置を備えることとしても良い。この置き換え可能な複数
の供給装置は、それぞれ、互いに異なる所定の固定スロ
ット幅を有する。更に、外側壁１３，１４を省略するこ
とも可能である。
【００２０】以上、本発明について特定の実施の形態を
参照して説明してきたが、添付の請求項の目的とその意
図するところにおいて、あらゆる変形物や均等物をも包
含する意図であることは、理解されるべきである。
参照して説明してきたが、添付の請求項の目的とその意
図するところにおいて、あらゆる変形物や均等物をも包
含する意図であることは、理解されるべきである。
【図１】本発明の３次元物体製造装置の構成を示す概略
断面図である。
断面図である。
【図２】本発明による粉末材料層を供給するための供給
装置の構成を示す概略断面図である。
装置の構成を示す概略断面図である。
１ コンテナ ２ 上端 ３ 物体（３次元物体） ４ 支持体 ５ 支持面（上側面） ６ 作業面 ７ レーザ ８ 集束された光線 ８’ 偏向された光線 ９ デフレクタ １０ 供給装置 １１ 粉末材料 １２ 容器（粉末容器） １３ 外側壁 １４ 外側壁 １５ 内壁 １６ 内壁 １７ ブレード １８ ブレード １９ 排出用スロット ２０ 上部開口部 ３０ 放電電極 ４０ 中央制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596044675 Ｐａｓｉｎｇｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ２, 82152 Ｐｌａｎｅｇｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ (72)発明者 トーマス マテス ドイツ連邦共和国，82110 ゲルメリンク, ブルーメンシュトラッセ 73 (72)発明者 ルッツ ライヒマン ドイツ連邦共和国，07749 イェーナ，ブ ルグベック ９
Claims (18)
- 【請求項１】 粉末粒子からなり電磁放射を照射するこ
とにより固化可能な前記粉末材料から、３次元物体を製
造するための３次元物体製造装置であって、 前記３次元物体を支持するための実質的に平坦な支持面
を有する支持手段と、 前記支持面に前記粉末材料の層を供給するための供給手
段と、 前記粉末材料の前記３次元物体に対応する部分に、前記
電磁放射を選択的に照射するための放射手段と、 前記粉末粒子上の帯電電荷差を減少させるために電界を
発生させる電界発生手段とを備えることを特徴とする３
次元物体製造装置。 - 【請求項２】 請求項１に記載の３次元物体製造装置に
おいて、 前記電界発生手段は、放電電極を有することを特徴とす
る３次元物体製造装置。 - 【請求項３】 請求項１に記載の３次元物体製造装置に
おいて、 前記電界発生手段は、前記供給手段に設けられているこ
とを特徴とする３次元物体製造装置。 - 【請求項４】 請求項１に記載の３次元物体製造装置に
おいて、 前記電界発生手段は、定常電界（静電界）を発生させる
ためのものであることを特徴とする３次元物体製造装
置。 - 【請求項５】 請求項１に記載の３次元物体製造装置に
おいて、 前記電界発生手段は、交番電界（交流電界）を発生させ
るためのものであることを特徴とする３次元物体製造装
置。 - 【請求項６】 請求項１に記載の３次元物体製造装置に
おいて、 前記供給手段は、前記粉末材料層を供給するための供給
装置と、該供給装置を前記支持面の上方において移動さ
せるための装置移動手段とを備えることを特徴とする３
次元物体製造装置。 - 【請求項７】 請求項６に記載の３次元物体製造装置に
おいて、 前記供給手段は、ホッパーを備えており、該ホッパー
は、前記支持面に向かって先細となるＶ字型の断面を有
していることを特徴とする３次元物体製造装置。 - 【請求項８】 請求項６に記載の３次元物体製造装置に
おいて、 前記供給手段は、前記支持面上を横切って延在する排出
用開口部と、該排出用開口部の開口幅を調節するための
調整手段とを備えることを特徴とする３次元物体製造装
置。 - 【請求項９】 請求項８に記載の３次元物体製造装置に
おいて、 前記排出用開口部は、ギャップ若しくはスロットとして
形成されていることを特徴とする３次元物体製造装置。 - 【請求項１０】 請求項８に記載の３次元物体製造装置
において、 前記排出用開口部は、所定の間隔を空けて、前記供給装
置に搭載された２枚のブレードによって形成されてお
り、 前記調整手段は、前記２枚のブレードの前記所定の間隔
を調整する手段であることを特徴とする３次元物体製造
装置。 - 【請求項１１】 実質的に平坦な面に対して粉末材料か
らなる粉末材料層を供給するための供給装置であって、 前記粉末材料を収容するための容器であって、前記平坦
面の上方に配置され、且つ、前記平坦面に対向する底部
を有する容器と、 前記底部に設けられ所定の開口幅を有する排出用開口部
と、 前記容器を、前記平坦面の上方を横切り且つ該平坦面に
実質的に平行に変位さ せるための変位手段と、前記排出用開口部の前記開口幅
を調節するための調節手段とを備えることを特徴とする
供給装置。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載の供給装置におい
て、 前記排出用開口部は、前記支持面上を横切って延在する
ように、前記底部に形成されたギャップ若しくはスロッ
トであることを特徴とする供給装置。 - 【請求項１３】 請求項１１に記載の供給装置におい
て、 前記開口幅は、前記粉末材料の平均粒径の１０倍よりも
狭いことを特徴とする供給装置。 - 【請求項１４】 粉末粒子からなり電磁放射を照射する
ことにより固化可能な前記粉末材料から、３次元物体を
製造するための３次元物体製造装置であって、 前記３次元物体を支持する実質的に平坦な支持面を有す
る支持手段と、 前記支持面に対して、前記粉末材料の層を供給するため
の供給手段と、 前記粉末材料の前記３次元物体に対応する部分に、前記
電磁放射を選択的に照射するための放射手段とを備えた
３次元物体製造装置において、 前記供給手段は、 前記粉末材料を収容するための容器であって、前記支持
面の上方に配置され、且つ、前記支持面に対向する底部
を有する容器と、 前記底部に設けられ、所定の開口幅を有する排出用開口
部と、 前記容器を、前記支持面上を横切り且つ該支持面に実質
的に平行に変位させるための変位手段と、 前記排出用開口部の前記開口幅を調節するための調節手
段とを備えることを特徴とする３次元物体製造装置。 - 【請求項１５】 ３次元物体を層方向に順次製造する３
次元物体製造方法であって、 粉末粒子からなり電磁放射を照射することにより固化可
能な前記粉末材料の層を生成し、 前記粉末材料の層に対する前記電磁放射による選択的照
射により、前記３次元物体に対応する部分を固化し、 前記粉末粒子間の帯電電荷の差を減少させるために電界
を発生させることを特徴とする３次元物体製造方法。 - 【請求項１６】 請求項１５に記載の３次元物体製造方
法であって、前記電界は、前記３次元物体の製造工程の
全体に亘って、発生されることを特徴とする製造方法。 - 【請求項１７】 請求項１５に記載の３次元物体製造方
法であって、前記電界は、前記粉末材料層を生成する間
のみ、発生されることを特徴とする製造方法。 - 【請求項１８】 実質的に平坦な面に対して、所定の平
均粒径を有する粉末材料からなる粉末材料層を供給する
ための供給装置であって、 前記粉末材料を収容するための容器であって、前記平坦
面の上方に配置され、且つ、前記平坦面に対向する底部
を有する容器と、 前記底部に設けられ前記所定の平均粒径の１０倍よりも
狭い開口幅を有する排出用開口部と、 前記容器を、前記平坦面上を横切り且つ該平坦面に実質
的に平行に変位させるための変位手段とを備えることを
特徴とする供給装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19813742.7 | 1998-03-27 | ||
| DE19813742A DE19813742C1 (de) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes sowie Vorrichtung zum Aufbringen einer Schicht eines pulverförmigen Materials auf eine Oberfläche |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11342542A true JPH11342542A (ja) | 1999-12-14 |
| JP3138815B2 JP3138815B2 (ja) | 2001-02-26 |
Family
ID=7862668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11086494A Expired - Fee Related JP3138815B2 (ja) | 1998-03-27 | 1999-03-29 | ３次元物体製造装置及び３次元物体製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6136257A (ja) |
| EP (1) | EP0945202B1 (ja) |
| JP (1) | JP3138815B2 (ja) |
| DE (2) | DE19813742C1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2010510104A (ja) * | 2006-11-22 | 2010-04-02 | イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ | ３次元物体を層構造で製造する装置 |
| JP4809423B2 (ja) * | 2005-05-11 | 2011-11-09 | アルカム・アクチボラゲット | 粉末塗布システム |
| JP4856762B2 (ja) * | 2006-11-10 | 2012-01-18 | イーオーエス ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング イレクトロ オプティカル システムズ | 粉末状造形材料用の塗工装置を用いて３次元物体を製造する装置及び方法 |
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| JP2019501798A (ja) * | 2016-10-17 | 2019-01-24 | ワッカー ケミー アクチエンゲゼルシャフトＷａｃｋｅｒ Ｃｈｅｍｉｅ ＡＧ | 印刷品質を高めたシリコーンエラストマ物品を生産するための方法 |
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| JP2020514541A (ja) * | 2017-03-10 | 2020-05-21 | プロ−ビーム アクチェンゲゼルシャフト ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト アウフ アクティーン | 電子ビーム設備及び粉末状物質を加工する方法 |
| JP2022537754A (ja) * | 2019-06-19 | 2022-08-29 | エクスワン ゲーエムベーハー | ３ｄプリンタ用コータ、前記コータを有する３ｄプリンタ、前記コータの使用、および前記３ｄプリンタの使用 |
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| DE10306886A1 (de) | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Daimlerchrysler Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Körpern durch sequentiellen Materialschichtaufbau |
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