JPH10211659A - Laminate forming method - Google Patents

Laminate forming method

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Publication number
JPH10211659A
JPH10211659A JP9018903A JP1890397A JPH10211659A JP H10211659 A JPH10211659 A JP H10211659A JP 9018903 A JP9018903 A JP 9018903A JP 1890397 A JP1890397 A JP 1890397A JP H10211659 A JPH10211659 A JP H10211659A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mask
discharge hole
solidified
irradiation energy
modeled object
Prior art date
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Pending
Application number
JP9018903A
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Japanese (ja)
Inventor
Motoaki Ozaki
元亮 尾崎
Yukio Otsuka
幸男 大塚
Hiromoto Sato
弘元 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP9018903A priority Critical patent/JPH10211659A/en
Publication of JPH10211659A publication Critical patent/JPH10211659A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35Cleaning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily remove, from a molded substance, an excessive unsolidified or semisolidified substance capable of being solidified remaining in the molded substance, by lamination molding a three-dimensional molded substance into a dividable construction or an exhaust hole retaining construction. SOLUTION: A three-dimensional molded substance 100 is formed with a first cavity 201, a second cavity 202, a third cavity 203, and a fourth cavity 204, and a first unsolidified division boundary area 151 is formed along arrow U2-U2, and then a second unsolidified division boundary area 152 is formed along arrow U3-U3. Accordingly, an upper molded substance 100a and a lower molded substance 100c can be divided by the first division boundary area 151 and second division boundary area 152. By this construction, even in the case of the first cavity 201, second cavity 202, and the third cavity 203 not being communicated with the outside KA or being in insufficient communication, excessive unsolidified resin coating sand HA remaining in these cavities can easily be removed from the molded substance 100.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、照射エネルギが照
射されると固化する性質をもつ固化可能物質に照射エネ
ルギを照射することにより、三次元的な造形物を積層造
形する積層造形方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an additive manufacturing method for manufacturing a three-dimensional object by irradiating a solidifiable substance having a property of solidifying when irradiated with irradiation energy with irradiation energy.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、積層造形技術(特開平3−183
530号公報、USP(米国特許)4247508等)
が注目されている。この積層造形技術では、樹脂被覆砂
等の固化可能物質が用いられ、固化可能物質を散布して
散布層を形成する散布処理、レーザ光を散布層に照射し
て薄い固化層を形成する照射処理が交互に繰り返され、
これにより固化層が順次多数積層され、以て三次元的な
造形物が形成される。
2. Description of the Related Art In recent years, an additive manufacturing technology (Japanese Unexamined Patent Publication No.
No. 530, USP (U.S. Pat. No. 4,247,508)
Is attracting attention. In this additive manufacturing technology, a solidifiable substance such as resin-coated sand is used, and a spraying process of spraying the solidifiable material to form a spray layer, and an irradiation process of irradiating a laser beam to the spray layer to form a thin solidified layer. Are alternately repeated,
Thereby, a large number of solidified layers are sequentially laminated, thereby forming a three-dimensional structure.

【0003】この積層造形技術においては、複雑形状の
造形物であっても、精度よく造形できる利点が得られ
る。
[0003] In this layered molding technique, there is obtained an advantage that a molded article having a complicated shape can be accurately molded.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
積層造形技術では、レーザ光が照射された部位は固化す
るものの、レーザ光が照射されなかった部位は、未固化
または半固化状態である。造形物の使用にあたっては、
未固化または半固化状態の固化可能物質を造形物から除
去する必要がある。しかしこの除去は必ずしも容易では
ない。
However, in the above-described additive manufacturing technology, a portion irradiated with laser light is solidified, but a portion not irradiated with laser light is in an unsolidified or semi-solid state. When using a model,
It is necessary to remove the unsolidified or semi-solidified solidifiable substance from the molded article. However, this removal is not always easy.

【0005】殊に、外方に連通していないか或いは連通
が不充分な空洞部を造形物がもつ場合には、空洞部に残
留している未固化または半固化状態の固化可能物質を造
形物から除去するのは、容易ではない。図10を例にと
って説明する。図10に示す縦断面では、造形物100
は、底壁部101、側壁部102、天井壁部103、上
壁部104、第1連結部105、第2連結部106、膨
出部107をもつ。造形物100には第1空洞部20
1、第2空洞部202、第3空洞部203、第4空洞部
204が形成されている。図10に示す造形物100で
は、外方KAに大きく連通している空洞部204はまだ
しも、外方KAに連通していないか連通が不充分の空洞
部201〜203については、これらに残留している未
固化または半固化状態の固化可能物質を造形物を造形物
100から除去するのは、容易ではない。
[0005] In particular, when the molded article has a cavity not communicating with the outside or insufficient communication, the unsolidified or semi-solidified solidifiable substance remaining in the cavity is molded. It is not easy to remove from objects. This will be described with reference to FIG. In the longitudinal section shown in FIG.
Has a bottom wall portion 101, a side wall portion 102, a ceiling wall portion 103, an upper wall portion 104, a first connecting portion 105, a second connecting portion 106, and a bulging portion 107. The first hollow portion 20 is formed in the modeled object 100.
1, a second cavity 202, a third cavity 203, and a fourth cavity 204 are formed. In the modeled object 100 shown in FIG. 10, the cavities 204 that are still in communication with the outer KA and the cavities 201 to 203 that are not in communication with the outer KA or are not sufficiently communicated remain in these. It is not easy to remove the solidified material in the unsolidified or semi-solidified state from the modeled object 100.

【0006】本発明は上記した実情に鑑みなされたもの
であり、各請求項は、未固化または半固化状態の固化可
能物質を造形物を造形物から除去するのに有利な積層造
形方法を提供することを共通課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and each claim provides an additive manufacturing method that is advantageous for removing an unsolidified or semi-solidified solidifiable substance from a molded article. Is a common task.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に係る積層造形
方法は、照射エネルギが照射されると固化する性質をも
つ固化可能物質を用い、照射エネルギを固化可能物質に
照射処理することにより、固化層を形成し、これを多層
に積層して三次元的な造形物を造形する積層造形方法に
おいて、造形物を分割可能構造または排出孔保有構造に
積層造形することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an additive manufacturing method, comprising: using a solidifiable substance having a property of being solidified when irradiated with irradiation energy; A layered molding method for forming a solidified layer, laminating the layers in multiple layers to form a three-dimensional modeled object, characterized in that the modeled object is laminated and formed into a dividable structure or a discharge hole holding structure. .

【0008】請求項2に係る積層造形方法は、照射エネ
ルギが照射されると固化する性質をもつ固化可能物質
と、透過パターンをもつマスクとを用い、照射エネルギ
をマスク越しに固化可能物質に照射処理することによ
り、マスクの透過パターン形状に対応した形状をもつ固
化層を形成し、これを多層に積層して三次元的な造形物
を造形する積層造形方法において、マスクは、造形物を
複数個に分割可能とする分割境界域を造形物に形成する
ために照射エネルギの透過を制限する造形物分割用マス
ク部を備えており、積層造形の際に、造形物分割用マス
ク部により造形物を分割可能にすることを特徴とするも
のである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an additive manufacturing method using a solidifiable substance having a property of solidifying when irradiated with irradiation energy and a mask having a transmission pattern, and irradiating the irradiation energy to the solidifiable substance through the mask. By processing, a solidification layer having a shape corresponding to the transmission pattern shape of the mask is formed, and in a layered manufacturing method of forming a three-dimensional structure by laminating the layers in a multilayer, a mask includes a plurality of formed objects. In order to form a divided boundary area that can be divided into individual parts, the apparatus has a mask part for limiting the transmission of irradiation energy in order to form a molded object. Can be divided.

【0009】請求項3に係る積層造形方法は、照射エネ
ルギが照射されると固化する性質をもつ固化可能物質
と、透過パターンをもつマスクとを用い、照射エネルギ
をマスク越しに固化可能物質に照射処理することによ
り、マスクの透過パターン形状に対応した形状をもつ固
化層を形成し、これを多層に積層して三次元的な造形物
を造形する積層造形方法において、マスクは、未固化ま
たは半固化の固化可能物質を造形物から除去する排出孔
を造形物に形成するために照射エネルギの透過を制限す
る排出孔形成用マスク部を備えており、積層造形の際
に、排出孔形成用マスク部により造形物に排出孔を形成
することを特徴とするものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an additive manufacturing method using a solidifiable substance having a property of solidifying when irradiated with an irradiation energy and a mask having a transmission pattern, and irradiating the irradiation energy to the solidifiable substance through the mask. By performing the treatment, a solidification layer having a shape corresponding to the transmission pattern shape of the mask is formed, and the mask is unsolidified or semi-solid in a layered molding method in which a three-dimensional molded object is formed by laminating the solidified layers in multiple layers. A discharge hole forming mask portion for restricting transmission of irradiation energy to form a discharge hole for removing a solidifiable substance from the modeled object from the modeled object is provided. A discharge hole is formed in the modeled object by the portion.

【0010】請求項4に係る積層造形方法は、請求項3
において、マスクの排出孔形成用マスク部は、くさび形
状または段差形状の投影形態をもつことを特徴とするも
のである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an additive manufacturing method.
Wherein the discharge hole forming mask portion of the mask has a projection shape of a wedge shape or a step shape.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明方法で用いる固化可能物質
は、照射エネルギが照射されると固化するものであり、
その形態は粉末状、粒状、液状、流動物状等を問わな
い。照射エネルギとしては、可視光領域、赤外線領域、
紫外線領域等の非可視光領域を採用でき、レーザ光が好
ましい。赤外線は遠赤外線、近赤外線でもよい。レーザ
光としては、例えば、CO2 レーザ、YAGレーザ、ル
ビーレーザ、Arレーザ、エキシマレーザ等の公知のビ
ームを適宜選択でき、可視レーザ光、非可視レーザ光の
いずれでも良い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The solidifiable substance used in the method of the present invention solidifies when irradiated with irradiation energy.
The form may be any of powder, granule, liquid, and fluid. Irradiation energy includes visible light range, infrared range,
An invisible light region such as an ultraviolet region can be adopted, and a laser beam is preferable. The infrared light may be far infrared light or near infrared light. As the laser light, for example, a known beam such as a CO 2 laser, a YAG laser, a ruby laser, an Ar laser, an excimer laser or the like can be appropriately selected, and either a visible laser light or an invisible laser light may be used.

【0012】照射エネルギとしては、発熱線等のヒータ
手段を固化可能物質の外方に配置し、ヒータ手段からの
照射エネルギを固化可能物質に照射することにしても良
い。本発明方法で用いる固化可能物質としては、例え
ば、熱硬化型樹脂を被覆した砂等の粉粒体、熱硬化型樹
脂で形成された粉粒体、金属の粉粒体等を採用できる。
粉粒体の大きさは問わない。
As the irradiation energy, a heater means such as a heating wire may be disposed outside the solidifiable substance, and the irradiation energy from the heater means may be applied to the solidifiable substance. As the solidifiable substance used in the method of the present invention, for example, a powder such as sand coated with a thermosetting resin, a powder formed of a thermosetting resin, a metal powder or the like can be used.
The size of the granular material does not matter.

【0013】本発明方法では、照射エネルギを照射する
際に、マスクを用いることが好ましい。マスクは、照射
エネルギの透過を遮るものであり、照射エネルギが透過
する透過パターンをもつ。透過パターンは開口で形成で
きるが、開口でなくても照射エネルギが透過できるもの
であれば良い。例えば石英ガラスはYAGレーザを透過
する性質をもつため、開口をもたない石英ガラスに遮光
膜を積層することにより、マスクの透過パターンを構成
しても良い。
In the method of the present invention, it is preferable to use a mask when irradiating the irradiation energy. The mask blocks transmission of the irradiation energy and has a transmission pattern through which the irradiation energy is transmitted. The transmission pattern can be formed by an opening, but it is sufficient if the irradiation energy can be transmitted without the opening. For example, since quartz glass has a property of transmitting a YAG laser, a transmission pattern of a mask may be formed by laminating a light-shielding film on quartz glass having no opening.

【0014】[0014]

【実施例】以下、第1実施例を図面を参照して説明す
る。本実施例は、CO2 レーザ(赤外線領域)のレーザ
光の照射により固化させて造形物を得る積層造形技術に
適用した場合である。 (全体構成)図1は全体構成の概念図を示す。本実施例
では、水平二次元方向をX方向、Y方向とし、高さ方向
をZ方向とする。X方向、Y方向は互いに直交する方向
である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment will be described below with reference to the drawings. The present embodiment is a case where the present invention is applied to an additive manufacturing technique of solidifying a CO 2 laser (infrared ray region) by irradiation with a laser beam to obtain a shaped article. (Overall Configuration) FIG. 1 is a conceptual diagram of the overall configuration. In this embodiment, the horizontal two-dimensional direction is defined as an X direction and a Y direction, and the height direction is defined as a Z direction. The X direction and the Y direction are directions orthogonal to each other.

【0015】本実施例では、図1から理解できるよう
に、矢印Z方向に昇降可能な昇降テーブル1をもつ昇降
装置2、昇降テーブル1を昇降させる第1駆動手段3、
固化可能物質としての樹脂被覆砂を収容すると共に樹脂
被覆砂を昇降テーブル1に散布して散布層を昇降テーブ
ル1に形成する散布装置5、散布装置5を案内レール6
に沿って矢印Y方向(矢印S1、S2方向)に移動させ
る第2駆動手段7と、レーザ光を発振するレーザ発振機
8(CO2 レーザ、非可視光)、レーザ光を伝達する伝
達系9、レーザ光の向きを変える回転ミラー装置10、
多種類のマスク12が多数積層されたマスク供給台1
3、使用済みのマスク12が多数積層されるマスク回収
台15、使用済みマスク12をマスク回収台15に運ぶ
と共にマスク供給台13上の新規なマスク12を保持し
て昇降テーブル1の上方に配置させるマスク配置装置1
7をもつ。
In this embodiment, as can be understood from FIG. 1, a lifting device 2 having a lifting table 1 which can be raised and lowered in the direction of arrow Z, a first driving means 3 for lifting and lowering the lifting table 1,
A dispersing device 5 for receiving resin-coated sand as a solidifiable substance and dispersing the resin-coated sand on the elevating table 1 to form a scatter layer on the elevating table 1;
Drive means 7 for moving in the direction of arrow Y (directions of arrows S1 and S2) along the line, laser oscillator 8 (CO 2 laser, invisible light) for oscillating laser light, and transmission system 9 for transmitting laser light Rotating mirror device 10 for changing the direction of laser light,
Mask supply table 1 on which many types of masks 12 are stacked
3. A mask collection table 15 on which a large number of used masks 12 are stacked. The mask collection table 15 is used to carry the used masks 12 to the mask collection table 15 and hold the new masks 12 on the mask supply table 13 and arrange them above the elevating table 1. Mask arrangement device 1
With 7.

【0016】マスク12は、本実施例で照射するレーザ
光に対して耐久性をもつ鋼板、アルミ板等で構成されて
いる。マスク12には、レーザ光が透過する所定の透過
パターンとして機能する透過窓11が形成されている。
透過窓11は、レーザ光を透過できる性質をもてば良
い。マスクホルダ14はマスク12を着脱可能に載せ得
る機能をもつ。マスクホルダ14は、マスク12を載せ
た状態で、案内レール6に沿って矢印Y方向において移
動し、移動に伴い、マスク12を昇降テーブル1の上方
にセットしたり、マスク12を昇降テーブル1から遠ざ
けたりする機能をもつ。
The mask 12 is made of a steel plate, an aluminum plate, or the like having durability against the laser beam irradiated in this embodiment. The mask 12 has a transmission window 11 functioning as a predetermined transmission pattern through which the laser beam passes.
The transmission window 11 may have a property of transmitting laser light. The mask holder 14 has a function of mounting the mask 12 in a detachable manner. The mask holder 14 moves in the direction of the arrow Y along the guide rail 6 with the mask 12 placed thereon, and with the movement, sets the mask 12 above the elevating table 1 or moves the mask 12 from the elevating table 1. Has a function to keep away.

【0017】マスク配置装置17は、マスク12を1枚
づつ磁気吸着または真空吸着する吸着部17rと、吸着
部17rを移動させる第3駆動手段19とをもつ。図1
に示す第1駆動手段3が駆動すると、昇降装置2の昇降
テーブル1が高さ方向つまり矢印Z1、Z2方向に沿っ
て昇降し、昇降テーブル1上に積層されている散布層の
高さ位置を調整できる。
The mask placement device 17 has a suction unit 17r for magnetically or vacuum-suctioning the masks 12 one by one, and a third drive unit 19 for moving the suction unit 17r. FIG.
When the first driving means 3 is driven, the lifting table 1 of the lifting device 2 moves up and down along the height direction, that is, the directions of the arrows Z1 and Z2, and the height position of the scatter layer stacked on the lifting table 1 is changed. Can be adjusted.

【0018】第1駆動手段3は信号線3xを介して、第
2駆動手段7は信号線7xを介して、第3駆動手段19
は信号線19xを介して制御装置32により制御され
る。第1駆動手段3、第2駆動手段7、第3駆動手段1
9としては油圧、空圧等のシリンダ機構を採用できる
が、場合によってはモータ機構(例えばステッピングモ
ータ機構)でもよい。
The first driving means 3 is connected via a signal line 3x, and the second driving means 7 is connected via a signal line 7x.
Is controlled by the control device 32 via the signal line 19x. First drive means 3, second drive means 7, third drive means 1
Although a cylinder mechanism such as a hydraulic pressure or a pneumatic pressure can be adopted as 9, a motor mechanism (for example, a stepping motor mechanism) may be used in some cases.

【0019】図2は散布層形成手段として機能する散布
装置5を示す。図2に示すように散布装置5は、貯蔵室
51及び吐出口52a、52cをもつ収容容器53と、
収容容器53の底部に回転可能に装備された切り出しロ
ーラ54とを備えている。貯蔵室51には固化可能物質
としての樹脂被覆砂HAが装填されている。樹脂被覆砂
HAは、レーザ光の照射で熱硬化して固化する熱硬化型
樹脂を用い、熱硬化型樹脂を砂粒子に被覆したものであ
る。熱硬化型樹脂の材質はフェノール系樹脂である。
FIG. 2 shows a spray device 5 functioning as a spray layer forming means. As shown in FIG. 2, the spraying apparatus 5 includes a storage container 53 having a storage chamber 51 and discharge ports 52a and 52c,
A cut-out roller 54 rotatably mounted on the bottom of the storage container 53 is provided. The storage chamber 51 is loaded with resin-coated sand HA as a solidifiable substance. The resin-coated sand HA is formed by using a thermosetting resin that is hardened by being hardened by irradiation of a laser beam and solidified, and the thermosetting resin is coated on sand particles. The material of the thermosetting resin is a phenolic resin.

【0020】切り出しローラ54には多数個の切り出し
溝54mが周方向に沿って列設されている。切り出しロ
ーラ54は横軸形であり、図1から理解できるように矢
印X方向に長軸状に延設されている。図2に示すように
散布装置5には、非接触形の厚み検出手段として機能す
る厚み検出センサ50tが搭載されている。厚み検出セ
ンサ50tは、散布装置5が移動する矢印S1、S2方
向において吐出口52a、52cの中間に位置してい
る。その理由は、散布装置5の往動、復動の双方に対処
するためである。厚み検出センサ50tは、発光部と受
光部とをもち、発光部から距離検出用のレーザ光等の検
出光を散布層55に向けて放出し、散布層55で反射し
た検出光を受光部で受光することにより、発光部と散布
層55との間の距離hを検出する。
The cutting roller 54 has a large number of cutting grooves 54m arranged in a row along the circumferential direction. The cut-out roller 54 has a horizontal axis shape, and extends in a long axis shape in the arrow X direction as can be understood from FIG. As shown in FIG. 2, the sprinkling device 5 is equipped with a thickness detection sensor 50t functioning as a non-contact type thickness detecting means. The thickness detection sensor 50t is located between the ejection ports 52a and 52c in the directions of the arrows S1 and S2 in which the spraying device 5 moves. The reason is to cope with both the forward movement and the backward movement of the spraying device 5. The thickness detection sensor 50t has a light-emitting portion and a light-receiving portion, emits detection light such as a laser beam for distance detection from the light-emitting portion toward the scattering layer 55, and detects light reflected by the scattering layer 55 by the light-receiving portion. By receiving the light, the distance h between the light emitting unit and the scattering layer 55 is detected.

【0021】案内レール6で案内される散布装置5の高
さ位置は、案内レール6により規定されている。従って
散布装置5が矢印S1、S2方向に移動したとしても、
厚み検出センサ50tの高さ位置は一定値である。更に
本実施例では散布する面の高さ位置KC(図2参照)
は、常に一定とされている。故に前記した距離hが検出
されれば、散布層55の厚みが非接触で検出される。
The height position of the spraying device 5 guided by the guide rail 6 is defined by the guide rail 6. Therefore, even if the spraying device 5 moves in the directions of the arrows S1 and S2,
The height position of the thickness detection sensor 50t is a constant value. Furthermore, in this embodiment, the height position KC of the surface to be sprayed (see FIG. 2)
Is always constant. Therefore, if the distance h is detected, the thickness of the scatter layer 55 is detected in a non-contact manner.

【0022】図2から理解できるように、矢印S1、S
2方向における散布装置5の移動距離を検出する移動距
離検出手段として機能するリニヤポテンショメータ70
が配設されている。散布装置5には、リニヤポテンショ
メータ70に沿って摺動する検出子50xが装備されて
いる。これにより散布装置5の移動距離が検出される。
As can be understood from FIG. 2, arrows S1, S
Linear potentiometer 70 functioning as a moving distance detecting means for detecting a moving distance of the spraying device 5 in two directions.
Are arranged. The spraying device 5 is equipped with a detector 50x that slides along the linear potentiometer 70. Thereby, the moving distance of the spraying device 5 is detected.

【0023】図2から理解できるように、散布装置5
は、その高さ位置を案内レール6により規定されつつ第
2駆動手段7により前進後退される。従って散布の際に
は散布装置5は散布層55に非接触状態に維持される。
従って案内レール6及び第2駆動手段7は、散布装置5
を非接触に維持しつつ散布装置5を移動させる非接触移
動手段として機能する。
As can be seen from FIG.
Is moved forward and backward by the second driving means 7 while its height position is defined by the guide rail 6. Therefore, at the time of spraying, the spraying device 5 is maintained in a non-contact state with the spraying layer 55.
Therefore, the guide rail 6 and the second driving means 7 are
Function as a non-contact moving means for moving the spraying device 5 while maintaining the non-contact.

【0024】図3はレーザ光照射処理を示す。レーザ発
振機8から発振したレーザ光はビームエキスパンダ9a
でビーム径が拡大され、固定ミラー9b〜9dを経て回
転ミラー装置10に至る。回転ミラー装置10は、矢印
XA方向に揺動して振動するX回転ミラー21をもつX
ガルバノスキャナ22と、YA方向に揺動して振動する
Y回転ミラー24をもつYガルバノスキャナ25とをも
つ。
FIG. 3 shows a laser beam irradiation process. The laser light oscillated from the laser oscillator 8 is supplied to a beam expander 9a.
, The beam diameter is enlarged, and reaches the rotating mirror device 10 via the fixed mirrors 9b to 9d. The rotating mirror device 10 has an X rotating mirror 21 which oscillates and oscillates in an arrow XA direction.
It has a galvano scanner 22 and a Y galvano scanner 25 having a Y rotating mirror 24 that swings and vibrates in the YA direction.

【0025】X回転ミラー21が矢印XA方向に所定の
振動数で振動すると、レーザ光は矢印X方向においてそ
の振動数で振動する。Y回転ミラー24が矢印YA方向
のうちの一方向に揺動すると、矢印X方向で振動するレ
ーザ光は、矢印Y方向のうちのY1方向に移動する。従
ってレーザ発振機8、伝達系9、回転ミラー装置10は
レーザ照射装置20を構成する。制御装置32は信号線
10aを介して回転ミラー装置10のXガルバノスキャ
ナ22、信号線10bを介してYガルバノスキャナ25
を制御し、信号線8aを介してレーザ発振機8の出力を
制御する。
When the X rotation mirror 21 vibrates at a predetermined frequency in the direction of the arrow XA, the laser beam vibrates at the frequency in the direction of the arrow X. When the Y rotation mirror 24 swings in one direction of the arrow YA direction, the laser light oscillating in the arrow X direction moves in the Y1 direction of the arrow Y direction. Therefore, the laser oscillator 8, the transmission system 9, and the rotating mirror device 10 constitute a laser irradiation device 20. The control device 32 controls the X-galvano scanner 22 of the rotating mirror device 10 via the signal line 10a and the Y-galvano scanner 25 via the signal line 10b.
To control the output of the laser oscillator 8 via the signal line 8a.

【0026】本実施例では図3から理解できるように、
照射にあたっては、レーザ光が矢印X方向における照射
端Maから照射端Mcまでの間で多数回往復移動して振
動する間に、その振動するレーザ光はY回転ミラー24
の作動により照射端Maから照射端Meへ矢印Y1方向
に1回往動する。これにより図3に示すように、レーザ
光による連続波状の照射軌跡が形成される。本実施例で
は図3から理解できるように、連続波状の照射軌跡は、
照射端Ma、Mcとして機能する頂点域を実質的に三角
形状につないだ三角波あるいは疑似三角波が連続した軌
跡である(レーザ光のスポット径:D、スキャンピッ
チ:P)。この場合には、レーザビームのスポットの軌
跡の移動方向における移動速度の均一化を図るのに有利
であり、矢印X方向におけるエネルギ照射密度のムラを
抑えるのに有利である。
In this embodiment, as can be understood from FIG.
During the irradiation, while the laser light reciprocates a number of times between the irradiation end Ma and the irradiation end Mc in the direction of arrow X and vibrates, the vibrating laser light
Moves once from the irradiation end Ma to the irradiation end Me in the direction of the arrow Y1. As a result, as shown in FIG. 3, a continuous wave irradiation locus is formed by the laser beam. In this embodiment, as can be understood from FIG.
The trajectory is a continuous trajectory of a triangular wave or a quasi-triangular wave in which apexes functioning as irradiation ends Ma and Mc are connected in a substantially triangular shape (laser beam spot diameter: D, scan pitch: P). In this case, it is advantageous to equalize the moving speed in the moving direction of the trajectory of the spot of the laser beam, and it is advantageous to suppress the unevenness of the energy irradiation density in the direction of the arrow X.

【0027】ちなみに、レーザビームのスポットの軌跡
が本実施例の場合のような三角波あるいは疑似三角波で
なく、サインカーブ状となるようにレーザビームを制御
することも考えられる。しかしこの場合には、矢印X方
向におけるレーザビーム照射端付近での照射エネルギ量
が他の照射部分に比較して高くなり易く、従って、矢印
X方向においてエネルギ照射密度のムラが発生し易いお
それがある。
Incidentally, it is conceivable to control the laser beam so that the trajectory of the spot of the laser beam is not a triangular wave or a pseudo triangular wave as in this embodiment, but a sine curve. However, in this case, the irradiation energy amount in the vicinity of the laser beam irradiation end in the arrow X direction tends to be higher than that in the other irradiation portions, and therefore, the energy irradiation density may be likely to be uneven in the arrow X direction. is there.

【0028】更に本実施例では図3に示すように、昇降
テーブル1に散布した散布層55の温度を検出する温度
検出手段としての温度センサ30が装備されている。温
度センサ30は、散布層55のうち、マスク12で遮光
されレーザ光が照射されなかった部位に対応する領域を
非接触で検出する。温度センサ30の検出信号は信号線
30fを経て制御装置32に伝達され、制御装置32は
温度センサ30の検出信号に応じてレーザ光の照射を制
御する。また照射エネルギを照射するためにヒータ手段
が用いられる場合には、上記検出信号に応じて、ヒータ
手段による照射エネルギを制御する。
Further, in this embodiment, as shown in FIG. 3, a temperature sensor 30 is provided as temperature detecting means for detecting the temperature of the spray layer 55 sprayed on the elevating table 1. The temperature sensor 30 detects, in a non-contact manner, a region of the scatter layer 55 corresponding to a region that is shielded by the mask 12 and is not irradiated with the laser beam. The detection signal of the temperature sensor 30 is transmitted to the control device 32 via the signal line 30f, and the control device 32 controls the irradiation of the laser beam according to the detection signal of the temperature sensor 30. When a heater is used to irradiate the irradiation energy, the irradiation energy by the heater is controlled according to the detection signal.

【0029】さて本実施例では、三次元的な造形物が積
層造形で形成される。この場合には、先ず砂散布処理が
実行される。即ち図2から理解できるように、切り出し
ローラ54を矢印R1方向に回転させつつ、昇降テーブ
ル1の載置面1wに沿って散布装置5を矢印S1方向に
定速度で往動させ、これにより砂を昇降テーブル1の載
置面1wに散布する。散布層55の厚みtは造形物の種
類に応じて適宜選択できるものの、例えば0.1〜0.
4mm、特に0.2mm程度にできるが、これに限定さ
れるものではない。
In this embodiment, a three-dimensional object is formed by additive manufacturing. In this case, first, a sand scattering process is performed. That is, as can be understood from FIG. 2, the sprinkling device 5 is moved in the direction of the arrow S1 at a constant speed along the mounting surface 1w of the elevating table 1 while rotating the cut-out roller 54 in the direction of the arrow R1. Is spread on the mounting surface 1 w of the lifting table 1. The thickness t of the scatter layer 55 can be appropriately selected according to the type of the shaped object, but is, for example, 0.1 to 0.1.
It can be 4 mm, especially about 0.2 mm, but is not limited to this.

【0030】このように散布装置5が矢印S1方向に往
動する際に、厚み検出センサ50tが所定時間ごとに距
離測定用のレーザ光等の検出光を散布層55に照射し、
厚み検出センサ50tと散布層55との間の距離hが検
出される。この結果、散布層55の厚みが検出される。
また散布装置5が矢印S1方向に往動する際に、リニヤ
ポテンショメータ70に沿って散布装置5の検出子50
xが滑り、矢印S1方向における散布装置5の移動距離
が把握される。従って散布装置5が移動する矢印S1方
向における散布層55の厚みの分布が検出される。
As described above, when the spraying device 5 moves forward in the direction of arrow S1, the thickness detecting sensor 50t irradiates the scattering layer 55 with detection light such as a laser beam for distance measurement at predetermined time intervals.
The distance h between the thickness detection sensor 50t and the scatter layer 55 is detected. As a result, the thickness of the scatter layer 55 is detected.
When the spraying device 5 moves forward in the direction of arrow S1, the detector 50 of the spraying device 5 is moved along the linear potentiometer 70.
x slides, and the moving distance of the spraying device 5 in the direction of the arrow S1 is grasped. Therefore, the distribution of the thickness of the scatter layer 55 in the direction of the arrow S1 in which the scatter device 5 moves is detected.

【0031】上記のように砂散布処理の往動を終えた
ら、図1から理解できるように、第3駆動手段19を駆
動させてマスク交換処理を行い、新しいマスク12で散
布層55の上方を覆う。次にレーザ光照射処理を実行す
る。レーザ光照射処理では、図3から理解できるよう
に、昇降テーブル1に形成した散布層55の上面をマス
ク12で覆った状態で、レーザ光Mをマスク12越しに
散布層55にスキャン照射する。図3から理解できるよ
うに、スキャン照射は、マスク12の透過窓11(サイ
ズ;A×B)よりも広い範囲にわたって実行される。
When the forward movement of the sand spraying process is completed as described above, as can be understood from FIG. 1, the third drive means 19 is driven to perform a mask exchange process, and a new mask 12 is used to cover the upper portion of the spray layer 55. cover. Next, a laser beam irradiation process is performed. In the laser beam irradiation process, as can be understood from FIG. 3, the scattering layer 55 formed on the elevating table 1 is scanned and irradiated with the laser beam M through the mask 12 while the upper surface of the layer is covered with the mask 12. As can be understood from FIG. 3, the scan irradiation is performed over a wider range than the transmission window 11 (size: A × B) of the mask 12.

【0032】レーザ光照射処理においては照射されたレ
ーザ光Mはマスク12の透過窓11を透過し、散布層5
5に到達し、これを加熱する。散布層55のうち、レー
ザ光Mが照射された砂部分は熱硬化して固化し、薄い固
化層55Aが形成される。一方、散布層55のうち、マ
スク12で遮光されてレーザ光Mが照射されなかった部
分は熱硬化されずに未固化であり、除去可能である。
In the laser beam irradiation process, the irradiated laser beam M passes through the transmission window 11 of the mask 12 and
5 and heat it. The sand portion of the scattered layer 55 irradiated with the laser beam M is thermally cured and solidified, and a thin solidified layer 55A is formed. On the other hand, the portion of the scatter layer 55 which is shielded from light by the mask 12 and is not irradiated with the laser beam M is not solidified without being thermally cured and can be removed.

【0033】上記のようにレーザ光照射処理により、透
過窓11の平面形状に対応した平面形状をもつ固化層5
5Aが形成される。レーザ光照射処理を終えたら、次に
昇降テーブル1を降下ピッチ量Kぶん矢印Z2方向に降
下させる。降下ピッチ量Kは散布層55の厚みに実質的
に相当する。従って、新しく散布する散布層55の高さ
位置は、毎回ごとに一定となる。
As described above, the solidified layer 5 having a planar shape corresponding to the planar shape of the transmission window 11 is obtained by the laser beam irradiation process.
5A is formed. After the laser beam irradiation process is completed, the lifting table 1 is lowered in the direction of the arrow Z2 by the amount of the pitch of the descent K. The descending pitch amount K substantially corresponds to the thickness of the scatter layer 55. Therefore, the height position of the spray layer 55 to be newly sprayed becomes constant every time.

【0034】そして砂散布処理の復動を行うべく、図2
から理解できるように、切り出しローラ54を矢印R2
方向に逆回転させつつ、昇降テーブル1上の固化層55
Aに沿って散布装置5を矢印S2方向に復動させ、これ
により砂を散布し、新たな散布層55を形成する。散布
装置5が矢印S2方向に復動する際に、前述同様に、厚
み検出センサ50tが所定時間ごとに距離測定用のレー
ザ光等の検出光を散布層55に照射し、散布層55の厚
みが検出される。また散布装置5が矢印S2方向に復動
する際に、リニヤポテンショメータ70に沿って散布装
置5の検出子50xが滑り、矢印S2方向における散布
装置5の移動距離が把握される。従って散布装置5が矢
印S2方向に復動する際に、散布層55の厚みの分布が
検出される。
Then, in order to return to the sand spraying process, FIG.
As can be understood from FIG.
The solidified layer 55 on the lifting table 1 is rotated in the reverse direction.
The spraying device 5 is moved back in the direction of the arrow S2 along A, whereby the sand is sprayed and a new spraying layer 55 is formed. When the spraying device 5 moves back in the direction of the arrow S2, the thickness detection sensor 50t irradiates the scattering layer 55 with detection light such as a laser beam for distance measurement every predetermined time as described above, and the thickness of the scattering layer 55 is increased. Is detected. When the spraying device 5 moves back in the direction of arrow S2, the detector 50x of the spraying device 5 slides along the linear potentiometer 70, and the moving distance of the spraying device 5 in the direction of arrow S2 is grasped. Therefore, when the spraying device 5 moves back in the direction of the arrow S2, the distribution of the thickness of the spraying layer 55 is detected.

【0035】上記のように砂散布処理の復動を終えた
ら、図1から理解できるように再びマスク交換処理を行
い、新しいマスク12で散布層55の上方を覆う。その
後、レーザ光照射処理を再び実行すべく、新たな散布層
55にマスク12越しにレーザ光を照射する。このよう
な砂散布処理、マスク交換処理、レーザ光照射処理が順
に多数回繰り返されると、積層造形が進行し、三次元造
形物が形成される。図4は、上記した手順を、全体の手
順、散布装置5の手順、厚み検出手順に分けて示す。
After the return of the sand spraying process as described above, the mask replacement process is performed again as can be understood from FIG. 1, and the upper portion of the spraying layer 55 is covered with a new mask 12. After that, the laser beam is irradiated onto the new scatter layer 55 through the mask 12 in order to execute the laser beam irradiation process again. When such a sand scattering process, a mask exchange process, and a laser beam irradiation process are repeated many times in order, the additive manufacturing proceeds, and a three-dimensional object is formed. FIG. 4 shows the above procedure divided into an overall procedure, a procedure of the spraying device 5, and a thickness detection procedure.

【0036】(要部構成)以上で全体構成の説明を終
え、次に要部構成について図5〜図7を参照して説明す
る。図5は、今回造形した造形物100の縦断面を示
す。造形物100は、矢印Z1方向に薄肉状の固化層が
順に積層して構成されている。図5に示す造形物100
は、図10に示す造形物と同種のものであり、底壁部1
01、側壁部102、天井壁部103、上壁部104、
第1連結部105、第2連結部106、膨出部107を
もつ。造形物100には第1空洞部201、第2空洞部
202、第3空洞部203、第4空洞部204が形成さ
れている。但し、この造形物100には、未固化の第1
分割境界域151が図5の矢視U2−U2線に沿って形
成されている。更に未固化の第2分割境界域152が図
5の矢視U3−U3線に沿って形成されている。
(Principal Configuration) The overall configuration has been described above. Next, the principal configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows a vertical section of the modeled object 100 formed this time. The modeled object 100 is configured by sequentially laminating thin solidified layers in the direction of the arrow Z1. The molded object 100 shown in FIG.
Is of the same type as the model shown in FIG.
01, side wall 102, ceiling wall 103, upper wall 104,
It has a first connecting portion 105, a second connecting portion 106, and a bulging portion 107. A first hollow portion 201, a second hollow portion 202, a third hollow portion 203, and a fourth hollow portion 204 are formed in the modeled object 100. However, this molded article 100 has an unsolidified first
The division boundary area 151 is formed along the line U2-U2 in FIG. Further, an unsolidified second divided boundary area 152 is formed along the line U3-U3 in FIG.

【0037】第1分割境界域151は、図5の矢視線U
2−U2に沿った固化層のうち1層〜数層〜数10層に
わたって構成できる。第2分割境界域152は、図5の
矢視線U3−U3に沿った固化層のうち1層〜数層〜数
10層にわたって構成できる。第1分割境界域151、
第2分割境界域152は未固化であるため、剥離可能で
ある。従って、図6から理解できるように、第1分割境
界域151、第2分割境界域152により、上造形物1
00aと下造形物100cとに分割可能である。このよ
うに上造形物100aと下造形物100cとに分割すれ
ば、外方KAに連通していないか或いは連通が不充分な
第1空洞部201、第2空洞部202、第3空洞部20
3であっても、これらに残留している余分の未固化の樹
脂被覆砂HAを、造形物100から容易に除去できる。
The first divisional boundary area 151 is defined by the arrow U in FIG.
One to several to several tens of solidified layers along 2-U2 can be formed. The second divided boundary region 152 can be formed over one to several to several tens of the solidified layers along the arrow U3-U3 in FIG. A first division boundary area 151,
Since the second divided boundary area 152 is not solidified, it can be peeled. Therefore, as can be understood from FIG. 6, the upper modeled object 1 is formed by the first divided boundary area 151 and the second divided boundary area 152.
00a and the lower molding 100c. When the upper modeled object 100a and the lower modeled object 100c are divided in this way, the first cavity 201, the second cavity 202, and the third cavity 20 that are not communicated with the outer KA or have insufficient communication.
Even in the case of 3, the extra unsolidified resin-coated sand HA remaining in these can be easily removed from the modeled object 100.

【0038】除去の際には、樹脂被覆砂HAにエアブロ
ーを吹付ける処理、樹脂被覆砂HAを吸引する処理を併
用できる。樹脂被覆砂HAの除去後に、分割した上造形
物100aと下造形物100cとを一体に組付け、造形
物100を再び得る。この場合には、接着剤等の結合剤
を介して上造形物100aと下造形物100cとを一体
に組付けても良いし、上造形物100aと下造形物10
0cとを組付けた状態で図略の保持枠に収容することに
しても良い。
At the time of removal, a process of blowing air blow to the resin-coated sand HA and a process of sucking the resin-coated sand HA can be used together. After the removal of the resin-coated sand HA, the divided upper modeled object 100a and the lower modeled object 100c are assembled together to obtain the modeled object 100 again. In this case, the upper model 100a and the lower model 100c may be integrally assembled via a bonding agent such as an adhesive, or the upper model 100a and the lower model 10a may be assembled together.
0c may be housed in a holding frame (not shown) in an assembled state.

【0039】図7には、図5の矢視線U2−U2に沿っ
た固化層を形成するために使用するマスク12Aが示さ
れている。マスク12Aには、膨出部107をそれぞれ
形成する円開口303が形成されている。マスク12A
には、第1分割境界域151、第2分割境界域152を
形成するためにレーザ孔を遮る分割用マスク部が形成さ
れている。
FIG. 7 shows a mask 12A used to form a solidified layer along the line U2-U2 of FIG. In the mask 12A, circular openings 303 each forming the bulging portion 107 are formed. Mask 12A
Is formed with a dividing mask portion that blocks a laser hole in order to form a first divided boundary area 151 and a second divided boundary area 152.

【0040】造形物100が鋳造用の鋳型である場合に
は、第1分割境界域151、第2分割境界域152を構
成する樹脂被覆砂HAが除去された後には、その部分は
隙間となるため、ガス抜き孔として利用することもでき
る。 (第2実施例)図8(A)(B)に示す第2実施例は、
前記した第1実施例と同様の構成であり、基本的には第
1実施例と同様の作用効果を奏する。以下、相違する部
分を中心として説明する。
When the molded article 100 is a casting mold, the portion becomes a gap after the resin-coated sand HA forming the first divided boundary area 151 and the second divided boundary area 152 is removed. Therefore, it can be used as a gas vent hole. (Second Embodiment) A second embodiment shown in FIGS.
The configuration is the same as that of the above-described first embodiment, and basically has the same operation and effect as the first embodiment. The following description focuses on the differences.

【0041】図8(A)に示す造形物100は、図10
に示す造形物と同種のものであり、底壁部101、側壁
部102、天井壁部103、上壁部104、第1連結部
105、第2連結部106、膨出部107をもつ。造形
物100には第1空洞部201、第2空洞部202、第
3空洞部203、第4空洞部204が形成されている。
The molded object 100 shown in FIG.
And has a bottom wall portion 101, a side wall portion 102, a ceiling wall portion 103, an upper wall portion 104, a first connecting portion 105, a second connecting portion 106, and a bulging portion 107. A first hollow portion 201, a second hollow portion 202, a third hollow portion 203, and a fourth hollow portion 204 are formed in the modeled object 100.

【0042】但しこの造形物100には、固化状態と未
固化状態とが混在した半固化の第1分割境界域161、
第2分割境界域162が形成されている。第1分割境界
域161は、図8の矢視線U4−U4に沿った固化層の
うち1層〜数層〜数10層にわたって構成できる。第2
分割境界域162は、図8の矢視線U5−U5に沿った
固化層のうち1層〜数層〜数10層にわたって構成でき
る。
However, this molded article 100 has a semi-solid first division boundary area 161 in which a solid state and a non-solid state are mixed.
A second division boundary area 162 is formed. The first divided boundary area 161 can be formed over one to several to several tens of the solidified layers along the arrows U4-U4 in FIG. Second
The division boundary area 162 can be formed over one to several to several tens of the solidified layers along the arrows U5 to U5 in FIG.

【0043】所定の大きさの外力が第1分割境界域16
1、第2分割境界域162に加えられれば、第1分割境
界域161、第2分割境界域162は剥離するため、造
形物100は上造形物100aと下造形物100cとに
分割される。除去の際には上記したエアブロー処理或い
は吸引処理を併用できる。除去後に、上造形物100a
と下造形物100cとを一体に組付ける。
An external force having a predetermined magnitude is applied to the first divided boundary area 16.
If the first and second divisional boundaries 162 are added to the first and second divisional boundary regions 162, the first and second divisional boundary regions 161 and 162 are separated, so that the modeled object 100 is divided into the upper modeled object 100a and the lower modeled object 100c. At the time of removal, the above-described air blow processing or suction processing can be used together. After removal, the upper molded article 100a
And the lower molded article 100c are integrally assembled.

【0044】このように上造形物100aと下造形物1
00cとに分割すれば、外方KAに連通していない第1
空洞部201、第2空洞部202、第3空洞部203で
あっても、そこに残留している未固化の樹脂被覆砂HA
を容易に除去できる。図8(B)には、図8(A)の矢
視U4−U4線に沿った固化層を固化するために使用す
るマスク12Bが示されている。このマスク12Bには
膨出部107を形成するための円開口303が形成され
ている。更に開口306には、造形物分割用マスク部と
して機能する網体309が架設されている。網体309
は、網目をもつメッシュ材である。網体309に代え
て、レーザ光が透過する多数の通孔をもつ板部材を採用
することもできる。
As described above, the upper model 100a and the lower model 1
00c, the first that is not in communication with the outer KA
Even in the hollow portion 201, the second hollow portion 202, and the third hollow portion 203, the unsolidified resin-coated sand HA remaining there.
Can be easily removed. FIG. 8B shows a mask 12B used for solidifying the solidified layer along the line U4-U4 in FIG. 8A. A circular opening 303 for forming the bulging portion 107 is formed in the mask 12B. Further, a net 309 functioning as a mask for dividing a modeled object is provided in the opening 306. Net 309
Is a mesh material having a mesh. Instead of the mesh body 309, a plate member having a large number of through holes through which the laser beam passes can be adopted.

【0045】上記した散布層55のうち網体309に対
面する領域は、網体309によりレーザ光がかなり遮光
されるため、樹脂被覆砂HAの熱硬化が不充分となり、
第1分割境界域161は半固化状態となる。同様な操作
で半固化状態の第2分割境界域162が造形物100に
形成される。ところで第1分割境界域161、第2分割
境界域162は、固化と未固化とが混在した半固化状態
であるため、完全に未固化状態である場合に比較して、
耐剥離性が向上している。よって、所定の大きさの外力
を第1分割境界域161、第2分割境界域162に付加
しなければ、これらは剥離しない。従って積層造形の際
に簡単に剥離が生じる不具合を抑えるのにも有利であ
る。
In the area of the above-mentioned scatter layer 55 facing the net 309, the laser light is considerably shielded by the net 309, so that the thermosetting of the resin-coated sand HA becomes insufficient,
The first division boundary region 161 is in a semi-solid state. By the same operation, the second divided boundary region 162 in a semi-solid state is formed on the modeled object 100. By the way, the first divided boundary area 161 and the second divided boundary area 162 are in a semi-solid state in which solidification and non-solidification are mixed, and therefore, compared to a case where they are completely unsolidified.
The peel resistance is improved. Therefore, unless an external force of a predetermined magnitude is applied to the first divided boundary area 161 and the second divided boundary area 162, they do not separate. Therefore, it is also advantageous in suppressing the problem that peeling is easily caused during additive manufacturing.

【0046】(第3実施例)図9(A)(B)に示す第
2実施例は、前記した第1実施例と同様の構成であり、
基本的には第1実施例と同様の作用効果を奏する。以
下、相違する部分を中心として説明する。図9(A)は
三次元的な造形物500の横断面を示す。造形物500
は、外型部501、中子502、空洞部503をもつ。
更に、内側が幅狭であるくさび状の第1排出孔505、
同様に内側が幅狭である段付き状の第2排出孔506が
造形物500に形成されている。
(Third Embodiment) The second embodiment shown in FIGS. 9A and 9B has the same configuration as that of the first embodiment.
Basically, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained. The following description focuses on the differences. FIG. 9A shows a cross section of a three-dimensional structure 500. Sculpture 500
Has an outer mold part 501, a core 502, and a hollow part 503.
Further, a first wedge-shaped discharge hole 505 having a narrow inner side,
Similarly, a stepped second discharge hole 506 having a narrow inside is formed in the modeled object 500.

【0047】第1排出孔505、第2排出孔506は、
空洞部503と外方KAとを連通するように形成されて
いる。従って空洞部503に残留した未固化の樹脂被覆
砂HAを、第1排出孔505、第2排出孔506を介し
て外方KAに排出できる。このとき、第1排出孔50
5、第2排出孔506にエアブローを吹き込む処理、あ
るいは、第1排出孔505、第2排出孔506から吸引
する処理を採用することが好ましい。
The first discharge hole 505 and the second discharge hole 506 are
The cavity 503 is formed so as to communicate with the outer KA. Therefore, the unhardened resin-coated sand HA remaining in the hollow portion 503 can be discharged to the outside KA through the first discharge hole 505 and the second discharge hole 506. At this time, the first discharge holes 50
5. It is preferable to adopt a process of blowing air blow into the second discharge hole 506 or a process of sucking from the first discharge hole 505 and the second discharge hole 506.

【0048】図9(B)は、図9(A)に示す造形物5
00の固化層を形成するためのマスク12Dを示す。マ
スク12Dには、排出孔形成用マスク部として機能する
第1マスク部605、第2マスク部606が形成されて
いる。第1マスク部605は内側が幅狭のくさび状をな
し、くさび状の第1排出孔505を形成するものであ
る。第2マスク部606は内側が幅狭の段付き状をな
し、段付き状の第2排出孔506を形成するものであ
る。
FIG. 9 (B) shows the shaped object 5 shown in FIG. 9 (A).
10 shows a mask 12D for forming a solidified layer of No. 00. A first mask portion 605 and a second mask portion 606 functioning as a discharge hole forming mask portion are formed on the mask 12D. The first mask portion 605 forms a wedge-shaped first discharge hole 505 having a narrow inner side. The second mask portion 606 has a stepped shape with a narrow inside, and forms a stepped second discharge hole 506.

【0049】第1マスク部605、第2マスク部606
はレーザ光を透過しない金属(例えばアルミ箔、アルミ
テープ、鉄板等)で構成されている。第1マスク部60
5、第2マスク部606はマスク12Dに予め形成され
ていても良いし、後処理で付加して形成しても良い。造
形物500のうち、高さ方向における数枚〜数10枚を
形成するマスク12Dに第1マスク部605、第2マス
ク部606を設けることができる。
The first mask section 605 and the second mask section 606
Is made of a metal that does not transmit laser light (for example, aluminum foil, aluminum tape, iron plate, etc.). First mask section 60
5. The second mask portion 606 may be formed in the mask 12D in advance, or may be formed by post-processing. The first mask portion 605 and the second mask portion 606 can be provided on the mask 12D that forms several to several tens of the objects 500 in the height direction.

【0050】造形物が鋳型として使用される場合には、
第1排出孔505、第2排出孔506は、鋳造の際のガ
スを排出するガス抜き孔としても利用できる。第1排出
孔505、第2排出孔506に溶湯が進入して凝固した
場合であっても、その溶湯凝固部分はくさび形状、段付
き形状をもつため、溶湯凝固部分を折損するのに有利で
ある。更に図9(A)から理解できるように第1排出孔
505、第2排出孔506に別体の埋め栓515、51
6を挿入し、溶湯漏れを図ることにしても良い。埋め栓
515は第1排出孔505に、埋め栓516は第2排出
孔506に合同形状をもつことが好ましい。
When the molded article is used as a mold,
The first discharge hole 505 and the second discharge hole 506 can also be used as vent holes for discharging gas during casting. Even when the molten metal enters the first discharge hole 505 and the second discharge hole 506 and solidifies, the molten solidified portion has a wedge shape and a stepped shape, which is advantageous for breaking the molten solidified portion. is there. Further, as can be understood from FIG. 9A, separate plugs 515 and 51 are provided in the first discharge hole 505 and the second discharge hole 506.
6, the molten metal may be leaked. The plug 515 preferably has a congruent shape with the first discharge hole 505, and the plug 516 preferably has a congruent shape with the second discharge hole 506.

【0051】(他の例)第1実施例、第2実施例では造
形物を分割可能とする方式が採用され、第3実施例では
造形物に排出孔を形成する方式が採用されている。更に
造形物を分割可能とする方式と、造形物に排出孔を形成
する方式とを併用することにしても良い。
(Other Examples) In the first and second embodiments, a method is adopted in which the object can be divided, and in the third embodiment, a method in which a discharge hole is formed in the object is employed. Further, a method of dividing the modeled object and a method of forming a discharge hole in the modeled object may be used in combination.

【0052】上記した各実施例では分割境界域151、
152、161、162、排出孔505、506を造形
物に形成するにあたり、マスクによるレーザ光遮断作用
を利用しているが、これに限らず、制御装置32に入力
するレーザ照射に関するCADデータを変更することに
より、分割境界域151、152、161、162、排
出孔505、506に該当する領域にレーザ光を照射し
ないようにスキャン照射する方式を採用することもでき
る。
In each of the above embodiments, the dividing boundary area 151,
In forming the 152, 161 and 162 and the discharge holes 505 and 506 in the modeled object, the laser beam blocking action by the mask is used, but the present invention is not limited to this, and the CAD data relating to the laser irradiation input to the control device 32 is changed. By doing so, it is also possible to adopt a method in which scanning irradiation is performed so as not to irradiate laser light to areas corresponding to the division boundary areas 151, 152, 161, 162, and the discharge holes 505, 506.

【0053】[0053]

【発明の効果】請求項1に係る積層造形方法によれば、
造形物を分割可能構造または排出孔保有構造に積層造形
する。従って造形物を分割したり、排出孔を利用したり
すれば、造形物に残留している未固化または半固化の余
分の固化可能物質を造形物から容易に除去できる。
According to the additive manufacturing method of the first aspect,
Laminate the formed object into a divisible structure or a discharge hole holding structure. Therefore, if the object is divided or the discharge hole is used, the unsolidified or semi-solidified excess solidifiable substance remaining in the object can be easily removed from the object.

【0054】請求項2に係る積層造形方法によれば、積
層造形の際に、マスクの造形物分割用マスク部により造
形物に分割境界域を形成し、分割境界域により造形物を
分割可能にする。このように造形物を分割すれば、造形
物に残留している未固化または半固化の余分の固化可能
物質を、造形物から容易に除去できる。請求項3に係る
積層造形方法によれば、積層造形の際に、排出孔形成用
マスク部により造形物に排出孔を形成する。造形物に残
留している未固化または半固化の余分の固化可能物質
を、排出孔を介して造形物から容易に除去できる。更に
マスクに排出孔形成用マスク部を形成するにあたって
は、従来より使用しているマスクにアルミ箔等を所望の
位置に貼り付けるだけで、形成でき、簡単な操作で済
む。
According to the additive manufacturing method according to the second aspect, at the time of additive manufacturing, a division boundary area is formed on the molded article by the mask portion for dividing the molded article of the mask, and the molded article can be divided by the division boundary area. I do. By dividing the shaped article in this way, the unsolidified or semi-solidified excess solidifiable substance remaining in the shaped article can be easily removed from the shaped article. According to the additive manufacturing method according to the third aspect, at the time of additive manufacturing, the discharge hole is formed in the modeled object by the discharge hole forming mask portion. Unsolidified or semi-solidified excess solidifiable material remaining in the object can be easily removed from the object through the discharge hole. Further, in forming the mask portion for forming the discharge hole in the mask, the mask can be formed simply by sticking an aluminum foil or the like to a desired position on a conventionally used mask, and the operation is simple.

【0055】請求項4に係る積層造形方法によれば、マ
スクの排出孔形成用マスク部は、くさび形状または段差
形状の投影形態をもつ。そのため造形物が鋳型として利
用される場合には、排出孔に溶湯が進入して凝固した場
合であっても、その溶湯凝固部分はくさび形状、段付き
形状をもつため、溶湯凝固部分を折損するのに有利であ
る。
According to the additive manufacturing method of the fourth aspect, the mask portion for forming the discharge hole of the mask has a wedge-shaped or step-shaped projection form. Therefore, when the molded article is used as a mold, even when the molten metal enters the discharge hole and solidifies, the molten solidified portion has a wedge shape and a stepped shape, so that the molten metal solidified portion is broken. It is advantageous for

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】全体構成を模式的に示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view schematically showing the entire configuration.

【図2】砂散布処理を示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing a sand spraying process.

【図3】回転ミラー装置でスキャン照射する形態を模式
的に示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram schematically showing a form in which scanning irradiation is performed by a rotating mirror device.

【図4】処理の手順を示す構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a procedure of processing.

【図5】樹脂被覆砂が残留している造形物を示す縦断面
図である。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view showing a molded article in which resin-coated sand remains.

【図6】樹脂被覆砂が残留している造形物を分割した状
態を示す縦断面図である。
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view showing a state where a molded object in which resin-coated sand remains is divided.

【図7】図5の矢視U2−U2線に沿う固化層を形成す
るためのマスクの平面図である。
FIG. 7 is a plan view of a mask for forming a solidified layer along the line U2-U2 in FIG. 5;

【図8】(A)は樹脂被覆砂が残留している造形物を示
す縦断面図であり、(B)は図8の矢視U4−U4線に
沿う固化層を形成するためのマスクの平面図である。
FIG. 8A is a longitudinal sectional view showing a molded article in which resin-coated sand remains, and FIG. 8B is a mask for forming a solidified layer along the line U4-U4 in FIG. It is a top view.

【図9】(A)は造形物の所定高さ位置における横断面
図であり、(B)はその固化層を形成するためのマスク
の平面図である。
FIG. 9A is a cross-sectional view of a model at a predetermined height position, and FIG. 9B is a plan view of a mask for forming a solidified layer thereof.

【図10】従来技術に係り、樹脂被覆砂が残留している
造形物を示す縦断面図である。
FIG. 10 is a vertical cross-sectional view showing a molded article in which resin-coated sand remains according to the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

図中、1は昇降テーブル、8はレーザ発振機、10は回
転ミラー装置、11は透過窓、12はマスク、17はマ
スク配置装置、55は散布層、55Aは固化層、151
は第1分割境界域、152は第2分割境界域、161は
第1分割境界域、162は第2分割境界域、309は網
体(造形物分割用マスク部)、505は第1排出孔、5
06は第2排出孔、605は第1マスク部(排出孔形成
用マスク部)、606は第2マスク部(排出孔形成用マ
スク部)を示す。
In the figure, 1 is a lifting table, 8 is a laser oscillator, 10 is a rotating mirror device, 11 is a transmission window, 12 is a mask, 17 is a mask arrangement device, 55 is a scatter layer, 55A is a solidified layer, and 151 is a solidified layer.
Is a first division boundary area, 152 is a second division boundary area, 161 is a first division boundary area, 162 is a second division boundary area, 309 is a mesh body (a mask portion for dividing a structure), and 505 is a first discharge hole. , 5
06 denotes a second discharge hole, 605 denotes a first mask portion (a discharge hole forming mask portion), and 606 denotes a second mask portion (a discharge hole forming mask portion).

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】照射エネルギが照射されると固化する性質
をもつ固化可能物質を用い、照射エネルギを前記固化可
能物質に照射処理することにより、固化層を形成し、こ
れを多層に積層して三次元的な造形物を造形する積層造
形方法において、 前記造形物を分割可能構造または排出孔保有構造に積層
造形することを特徴とする積層造形方法。
1. A solidified layer is formed by using a solidifiable substance having a property of solidifying when irradiated with irradiation energy, and irradiating the irradiation energy to the solidifiable substance to form a solidified layer. An additive manufacturing method for modeling a three-dimensional object, wherein the object is additively formed into a divisible structure or a discharge hole holding structure.
【請求項2】照射エネルギが照射されると固化する性質
をもつ固化可能物質と、透過パターンをもつマスクとを
用い、照射エネルギをマスク越しに前記固化可能物質に
照射処理することにより、前記マスクの透過パターン形
状に対応した形状をもつ固化層を形成し、これを多層に
積層して三次元的な造形物を造形する積層造形方法にお
いて、 前記マスクは、前記造形物を複数個に分割可能とする分
割境界域を前記造形物に形成するために照射エネルギの
透過を制限する造形物分割用マスク部を備えており、 積層造形の際に、前記造形物分割用マスク部により前記
造形物を分割可能にすることを特徴とする積層造形方
法。
2. A method according to claim 1, further comprising using a solidifiable substance having a property of solidifying when irradiated with irradiation energy and a mask having a transmission pattern, and irradiating the solidifiable substance with the irradiation energy through the mask. Forming a solidified layer having a shape corresponding to the transmission pattern shape, and laminating the solidified layers to form a three-dimensional modeled object, wherein the mask is capable of dividing the modeled object into a plurality of pieces. A mask for dividing a shaped object that limits the transmission of irradiation energy to form a divided boundary area on the modeled object to be formed.When the layered modeling is performed, the masked object for dividing the modeled object is used to mask the modeled object. An additive manufacturing method characterized in that it can be divided.
【請求項3】照射エネルギが照射されると固化する性質
をもつ固化可能物質と、透過パターンをもつマスクとを
用い、照射エネルギをマスク越しに前記固化可能物質に
照射処理することにより、前記マスクの透過パターン形
状に対応した形状をもつ固化層を形成し、これを多層に
積層して三次元的な造形物を造形する積層造形方法にお
いて、 前記マスクは、未固化または半固化の固化可能物質を造
形物から除去する排出孔を造形物に形成するために照射
エネルギの透過を制限する排出孔形成用マスク部を備え
ており、 積層造形の際に、前記排出孔形成用マスク部により前記
造形物に前記排出孔を形成することを特徴とする積層造
形方法。
3. A mask comprising a solidifiable substance having a property of solidifying when irradiated with irradiation energy and a mask having a transmission pattern, and irradiating the solidifiable substance with the irradiation energy through the mask. Forming a solidified layer having a shape corresponding to the transmission pattern shape, and laminating the solidified layer to form a three-dimensional modeled object, wherein the mask is an unsolidified or semi-solidified solidifiable substance. A discharge hole forming mask for restricting the transmission of irradiation energy to form a discharge hole for removing the molding from the modeled object. An additive manufacturing method, wherein the discharge hole is formed in an object.
【請求項4】請求項3において、マスクの排出孔形成用
マスク部は、くさび形状または段差形状の投影形態をも
つことを特徴とする積層造形方法。
4. The additive manufacturing method according to claim 3, wherein the mask portion for forming the discharge hole of the mask has a projection shape of a wedge shape or a step shape.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003506229A (en) * 1999-08-06 2003-02-18 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 Method and apparatus for manufacturing a three-dimensional object
WO2010026951A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-11 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター Stringed instrument, method and device for manufacturing same
WO2011016190A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 株式会社コンピュータシステム研究所 Method for manufacturing three-dimensional model and three-dimensional model
WO2011016188A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 株式会社コンピュータシステム研究所 Cad data processing device and cad data processing method
JP2012158089A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Computer System Kenkyusho:Kk Device and program for generating cad data, and storage medium
JP2017150020A (en) * 2016-02-23 2017-08-31 マツダ株式会社 Manufacturing method of structure

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003506229A (en) * 1999-08-06 2003-02-18 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 Method and apparatus for manufacturing a three-dimensional object
US7901604B2 (en) 1999-08-06 2011-03-08 Eos Gmbh Electro Optical Systems Process for producing a three-dimensional object
WO2010026951A1 (en) * 2008-09-02 2010-03-11 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター Stringed instrument, method and device for manufacturing same
US8729371B2 (en) 2008-09-02 2014-05-20 Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Institute Stringed instrument, manufacturing method and apparatus thereof
WO2011016190A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 株式会社コンピュータシステム研究所 Method for manufacturing three-dimensional model and three-dimensional model
WO2011016188A1 (en) * 2009-08-07 2011-02-10 株式会社コンピュータシステム研究所 Cad data processing device and cad data processing method
JP2011037079A (en) * 2009-08-07 2011-02-24 Computer System Kenkyusho:Kk Method for manufacturing three-dimensional model and three-dimensional model
JP2011039695A (en) * 2009-08-07 2011-02-24 Computer System Kenkyusho:Kk Cad data processing device and cad data processing program
CN102470609A (en) * 2009-08-07 2012-05-23 日本计算机系统研究所 Method for manufacturing three-dimensional model and three-dimensional model
JP2012158089A (en) * 2011-01-31 2012-08-23 Computer System Kenkyusho:Kk Device and program for generating cad data, and storage medium
JP2017150020A (en) * 2016-02-23 2017-08-31 マツダ株式会社 Manufacturing method of structure

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