DE102022116400A1

DE102022116400A1 - Pulverbettschmelzvorrichtung und tragebewertungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE102022116400A1
Application number: DE102022116400.4A
Authority: DE
Inventors: Henri Hiro; Yoshiki Otsubo
Original assignee: Aspect Inc
Current assignee: Aspect Inc
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2023-01-12
Also published as: US20230008559A1; JP2023009965A; US11865781B2; JP7553111B2

Abstract

Beschrieben wird eine Pulverbettschmelzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform, die umfasst: einen Herstellungsbehälter, der zwischen einem ersten und einem zweiten Speicherungsbehälter, die ein darin gespeichertes Pulvermaterial auf eine erste bzw. eine zweite vorbestimmte Temperatur erwärmen, bereitgestellt wird und das darin gespeicherte Pulvermaterial auf eine dritte vorbestimmte Temperatur erwärmt, die höher als die erste und zweite vorbestimmte Temperatur ist, und zulässt, dass das Pulvermaterial mit einem Laserstrahl von einer Laserstrahlemissionseinheit basierend auf einem herzustellenden Modell bestrahlt wird; und eine Bewertungseinheit, die, wenn das Pulvermaterial in dem ersten Speicherungsbehälter in den Herstellungsbehälter getragen wird, das Tragen basierend auf einem Vergleich zwischen einem Schwellenwert und einer Änderung der Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials, die basierend auf der durch eine Temperaturmessvorrichtung erfassten Temperatur berechnet wird, bewertet.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Pulverbettschmelzvorrichtung und ein Tragebewertungsverfahren dafür.
Hintergrund der Erfindung
Eine dreidimensionale additive Fertigungstechnik zur Fertigung eines dreidimensionalen Modells über additive Fertigung, die das Bestrahlen eines in Form einer Schicht aufgelegten Pulvermaterials mit einem Strahl beinhaltet, ist bekannt. Die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 2019-177503 (Patentliteratur 1) offenbart eine Pulverbettschmelzvorrichtung als ein Beispiel von Vorrichtungen, die diese Technik implementieren. Die Vorrichtung der Patentliteratur 1 umfasst zwei Speicherungsbehälter, die ein Pulvermaterial speichern, einen Herstellungsbehälter, der dazwischen bereitgestellt wird, einen Recoater, der wiederholt über die Speicherungsbehälter zu bewegen ist, um das Pulvermaterial in den Herstellungsbehälter zu tragen und zuzuführen, und eine Laserstrahlemissionseinheit, die das Pulvermaterial in dem Herstellungsbehälter mit einem Laserstrahl basierend auf einem herzustellenden Modell bestrahlt.
Bei der dreidimensionalen additiven Fertigungstechnik wird die Bildung einer Schicht des Pulvermaterials, d.h., eine dünne Schicht, und die Bestrahlung dieser dünnen Schicht mit einem Lichtstrahl gemäß der Form einer Scheibe des herzustellenden Modells, für mehreren Schichten wiederholt. Auf diese Weise kann das Modell erhalten werden. Wenn eine dünne Schicht jedoch beispielsweise ungleichmäßig ausgebildet wird, kann ein einfaches Wiederholen der Bildung einer dünnen Schicht und der Lichtstrahlbestrahlung in diesem Zustand zu einem Modell mit einem Defekt führen. Um sich einem derartigen Fall anzunehmen, wird gewünscht, eine Abnormalität, die während eines Modellierungsvorgangs auftritt, prompt zu erfassen und einen Fixierungsvorgang in Echtzeit auszuführen. Die internationale Veröffentlichung Nr. WO 2019/030839 (Patentliteratur 2) offenbart ein Beispiel dieses Verfahrens.
Bei dem Verfahren von Patentliteratur 2 überwacht nach Bildung eines Pulverbetts, d.h., einer dünnen Schicht, ein Formmesssensor eine Ungleichmäßigkeit auf der dünnen Schicht.
Wenn der Formmesssensor eine Ungleichmäßigkeit mit einer nichtzulässigen Größe erfasst, wird das Pulver neu aufgelegt, um die Ungleichmäßigkeit zu verringern, bevor die dünne Schicht mit einem Lichtstrahl bestrahlt wird.
ZUSAMMENFASSUNG
Das obige Verfahren von Patentliteratur 2 erfasst das Auftreten einer Abnormalität, wie beispielsweise eines Defekts auf einer gebildeten dünnen Schicht, und handhabt sie. Ein derartiger Defekt oder dergleichen kann aufgrund eines Mangels an zuzuführendem Pulvermaterial auftreten, um die dünne Schicht zu bilden.
Pulverbettschmelzvorrichtungen bilden in den letzten Jahren exakt eine Schicht eines Pulvermaterials mit bekannten Daten über die Schrumpfung einer verfestigten Region unter Berücksichtigung der Lichtstrahlbestrahlung und so weiter. Hier kann die Schrumpfung einer verfestigten Region durch Lichtstrahlbestrahlung innerhalb eines zulässigen Bereichs sein, wenn eine derartige Schrumpfung jedoch nacheinander auf mehreren Schichten auftritt, kann es eine nicht zu ignorierende Änderung der Menge des Pulvermaterials verursachen, die für die Schichtbildung notwendig ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist, eine Konfiguration bereitzustellen, mit der, wenn eine Pulverbettschmelzvorrichtung sequenziell Schichten eines Pulvermaterials übereinander bildet, um ein Modell herzustellen, ein Zeichen von Abnormalität in irgendeiner der Schichten genau erfasst werden kann, bevor diese Abnormalität auftritt.
Ein erster Aspekt der offenbarten Technik stellt eine Pulverbettschmelzvorrichtung bereit, umfassend:

einen ersten Speicherungsbehälter, der einen ersten Tisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden, und ein Pulvermaterial, das auf dem ersten Tisch gelagert ist, auf eine erste vorbestimmte Temperatur erwärmt;
einen zweiten Speicherungsbehälter, der einen zweiten Tisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden, und das Pulvermaterial, das auf dem zweiten Tisch gelagert ist, auf eine zweite vorbestimmte Temperatur erwärmt;
einen Herstellungsbehälter, der zwischen dem ersten Speicherungsbehälter und dem zweiten Speicherungsbehälter bereitgestellt ist, einen Modellierungstisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden, und auf dem ein Modell unter Verwendung des Pulvermaterials herzustellen ist, das Pulvermaterial auf dem Modellierungstisch auf eine dritte vorbestimmte Temperatur, die von der ersten vorbestimmten Temperatur verschieden ist, und weiterhin von der zweiten vorbestimmten Temperatur verschieden ist, erwärmt und zulässt, dass das Pulvermaterial auf dem Modellierungstisch mit einem Laserstrahl von einer Laserstrahlemissionseinheit basierend auf dem herzustellenden Modell bestrahlt wird;
einen Recoater, der bereitgestellt wird, um imstande zu sein, sich über den ersten Speicherungsbehälter und über den zweiten Speicherungsbehälter zu bewegen, um das Pulvermaterial zu tragen;
eine Tragesteuereinheit, die das Heben und Senken von jeweils dem ersten Tisch, dem zweiten Tisch und dem Modellierungstisch und die Bewegung des Recoaters steuert, wenn das Pulvermaterial in den Herstellungsbehälter getragen wird;
eine erste Temperaturmessvorrichtung, die bereitgestellt wird, um eine Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials zu erfassen; und
eine Bewertungseinheit, die, wenn das Pulvermaterial in dem ersten Speicherungsbehälter in den Herstellungsbehälter getragen wird, das Tragen des Pulvermaterials basierend auf der Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials, die durch die erste Temperaturmessvorrichtung erfasst wird, bewertet.

Bevorzugt ist die erste vorbestimmte Temperatur eine Temperatur, die niedriger als die dritte vorbestimmte Temperatur ist, und die zweite vorbestimmte Temperatur ist eine Temperatur, die niedriger als die dritte vorbestimmte Temperatur ist. Die erste Temperaturmessvorrichtung kann eine kontaktlose Temperaturmessvorrichtung sein.
Bevorzugt umfasst die oben beschriebene Pulverbettschmelzvorrichtung ferner eine Mengenberechnungseinheit, die eine Menge des Pulvermaterials, das in den Herstellungsbehälter zu tragen ist, basierend auf einem Vergleich zwischen der Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials, die durch die erste Temperaturmessvorrichtung erfasst wird, und einem Schwellenwert durch die Bewertungseinheit ändert.
Wenn die Bewertungseinheit angibt, dass eine Änderung der Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials kleiner als oder gleich einem ersten Schwellenwert ist, erhöht die Mengenberechnungseinheit bevorzugt eine Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des zweiten Speicherungsbehälters zu der Seite des ersten Speicherungsbehälters oder eine Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des ersten Speicherungsbehälters zu der Seite des zweiten Speicherungsbehälters um eine erste vorbestimmte Menge von einem ersten Referenzwert.
Bevorzugt umfasst die oben beschriebene Pulverbettschmelzvorrichtung ferner eine zweite Temperaturmessvorrichtung, die bereitgestellt wird, um eine Temperatur des in dem ersten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials zu erfassen. In diesem Fall bewertet, wenn das Pulvermaterial in dem zweiten Speicherungsbehälter in den Herstellungsbehälter getragen wird, die Bewertungseinheit bevorzugt das Tragen des Pulvermaterials basierend auf einem Vergleich zwischen einer Änderung der Temperatur des in dem ersten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials, die durch die zweite Temperaturmessvorrichtung erfasst wird, und einem zweiten Schwellenwert. Ferner erhöht, wenn die Bewertungseinheit angibt, dass die Änderung der Temperatur des in dem ersten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials kleiner als oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, die Mengenberechnungseinheit vorzugsweise eine Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des ersten Speicherungsbehälters zu der Seite des zweiten Speicherungsbehälters oder eine Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des zweiten Speicherungsbehälters zu der Seite des ersten Speicherungsbehälters um eine zweite vorbestimmte Menge von einem zweiten Referenzwert. Der zweite Referenzwert kann gleich oder verschieden von dem zuvor erwähnten ersten Referenzwert sein. Außerdem kann die zweite vorbestimmte Menge gleich oder verschieden von der zuvor erwähnten ersten vorbestimmten Menge sein.
Ein zweiter Aspekt der offenbarten Technik stellt ein Verfahren zum Bewerten des Tragens eines Pulvermaterials in eine Pulverbettschmelzvorrichtung bereit, die einen ersten Speicherungsbehälter, der einen ersten Tisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden und das gespeicherte Pulvermaterial auf dem ersten Tisch auf eine erste vorbestimmte Temperatur erwärmt, einen zweiten Speicherungsbehälter, der einen zweiten Tisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden, und das gespeicherte Pulvermaterial auf dem zweiten Tisch auf eine zweite vorbestimmte Temperatur erwärmt, einen Herstellungsbehälter, der zwischen dem ersten Speicherungsbehälter und dem zweiten Speicherungsbehälter bereitgestellt wird, einen Modellierungstisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden, und auf dem ein Modell unter Verwendung des Pulvermaterials herzustellen ist, und welcher (Herstellungsbehälter) das Pulvermaterial auf eine dritte vorbestimmte Temperatur, die von der ersten vorbestimmten Temperatur und weiterhin von der zweiten vorbestimmten Temperatur verschieden ist, erwärmt und zulässt, dass das Pulvermaterial auf dem Modellierungstisch mit einem Laserstrahl von einer Laserstrahlemissionseinheit basierend auf dem herzustellenden Modell bestrahlt wird, einen Recoater, der bereitgestellt wird, um imstande zu sein, sich über den ersten Speicherungsbehälter und über den zweiten Speicherungsbehälter zu bewegen, um das Pulvermaterial zu tragen, und eine Tragesteuereinheit, die das Heben und Senken von jeweils dem ersten Tisch, dem zweiten Tisch und dem Modellierungstisch und die Bewegung des Recoaters steuert, wenn das Pulvermaterial in den Herstellungsbehälter getragen wird, umfasst, wobei das Tragebewertungsverfahren umfasst:

Erfassen einer Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials durch Verwenden einer kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung, wenn sich der Recoater von der Seite des ersten Speicherungsbehälters in Richtung der Seite des zweiten Speicherungsbehälters bewegt, um das Pulvermaterial in dem ersten Speicherungsbehälter in den Herstellungsbehälter zu tragen; und Bewerten des Tragens des Pulvermaterials in den Herstellungsbehälter basierend auf einem Vergleich zwischen der erfassten Temperatur und einem Schwellenwert.

Bevorzugt ist in dem oben erwähnten Tragebewertungsverfahren die erste vorbestimmte Temperatur eine Temperatur, die niedriger als die dritte vorbestimmte Temperatur ist, und die zweite vorbestimmte Temperatur ist eine Temperatur, die niedriger als die dritte vorbestimmte Temperatur ist.
Bevorzugt umfasst das oben erwähnte Tragebewertungsverfahren ferner, wenn bestimmt wird, dass eine Änderung der Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials kleiner als oder gleich dem Schwellenwert ist, ein Erhöhen einer Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des zweiten Speicherungsbehälters zu der Seite des ersten Speicherungsbehälters oder einer Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des ersten Speicherungsbehälters zu der Seite des zweiten Speicherungsbehälters um eine vorbestimmte Menge von einem Referenzwert.
Gemäß den oben beschriebenen ersten und zweiten Aspekten kann, wenn eine Pulverbettschmelzvorrichtung sequenziell Schichten eines Pulvermaterials übereinander bildet, um ein Modell herzustellen, ein Zeichen von Abnormalität in irgendeiner der Schichten genau erfasst werden, bevor diese Abnormalität auftritt.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration einer Pulverbettschmelzvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschreibt.
2 ist eine Perspektivansicht von Hauptkomponenten der Pulverbettschmelzvorrichtung in 1 zum Fördern und Zuführen eines Pulvermaterials.
3 ist eine Draufsicht, die Komponenten der Pulverbettschmelzvorrichtung mit Ausnahme ihres Gehäuses veranschaulicht.
4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie IV-IV in 3 genommen ist, wobei einige Teile weggelassen sind.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Laserstrahlemissionseinheit beschreibt.
6 ist ein Funktionsblockdiagramm einer Steuereinheit in der Pulverbettschmelzvorrichtung in 1.
7 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Stücks von Scheibendaten der ersten Schicht eines herzustellenden Modell von seinem Boden (unterste Schicht) im Fall des Teilens des Modells in vier Schichten beschreibt.
8 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Stücks von Scheibendaten der zweiten Schicht des herzustellenden Modells von seinem Boden (Zwischenschicht) im Fall des Teilens des Modells in vier Schichten beschreibt.
9 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Stücks von Scheibendaten der dritten Schicht des herzustellenden Modells von seinem Boden (Zwischenschicht) im Fall des Teilens des Modells in vier Schichten beschreibt.
10 ist ein Diagramm, das eine beispielhafte Konfiguration eines Stücks von Scheibendaten der vierten Schicht des herzustellenden Modells von seinem Boden (oberste Schicht) im Fall des Teilens des Modells in vier Schichten beschreibt.
11A ist ein Diagramm zum Beschreiben eines Zickzackabtastverfahrens als ein beispielhaftes Laserstrahlabtastverfahren.
11B ist ein Diagramm zum Beschreiben des Zickzackabtastverfahrens als ein beispielhaftes Laserstrahlabtastverfahren.
12 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die eine dünne Schicht eines Pulvermaterials veranschaulicht, die gebildet wird.
13 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die eine dünne Schicht des Pulvermaterials veranschaulicht, die gebildet wird.
14 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die eine dünne Schicht des Pulvermaterials veranschaulicht, die gebildet wird.
15 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die eine dünne Schicht des Pulvermaterials veranschaulicht, die gebildet wird.
16 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die eine dünne Schicht des Pulvermaterials veranschaulicht, die gebildet wird.
17 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die eine dünne Schicht des Pulvermaterials veranschaulicht, die gebildet wird.
18 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die eine dünne Schicht des Pulvermaterials veranschaulicht, die gebildet wird.
19 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die ein Modell veranschaulicht, das hergestellt wird.
20 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die ein Modell veranschaulicht, das hergestellt wird.
21 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die ein Modell veranschaulicht, das hergestellt wird.
22 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die ein Modell veranschaulicht, das hergestellt wird.
23 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die ein Modell veranschaulicht, das hergestellt wird.
24 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die ein Modell veranschaulicht, das hergestellt wird.
25 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die ein Modell veranschaulicht, das hergestellt wird.
26 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die ein Modell veranschaulicht, das hergestellt wird.
27 ist eine 4 entsprechende Querschnittsansicht, die ein Modell veranschaulicht, das hergestellt wird.
28 ist ein Ablaufdiagramm, das einen dreidimensionalen Modellherstellungsprozess veranschaulicht.
29 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines Beispiels des Tragen des Pulvermaterials in einen Herstellungsbehälter.
30 ist eine Ansicht zum Beschreiben eines anderen Beispiels des Tragens des Pulvermaterials in den Herstellungsbehälter.
31 ist ein Ablaufdiagramm, das einen dreidimensionalen Modellherstellungsprozess veranschaulicht, das einen für die Ausführungsform charakteristischen Schritt umfasst.
32 ist ein Ablaufdiagramm der Tragebewertung in dem Ablaufdiagramm von 31.
33A bis 33E sind Diagramme, die Variationen veranschaulichen, wie die Menge des zu tragenden Pulvermaterials zu vergrößern ist.
34 ist ein Ablaufdiagramm der Tragebewertung durch eine Pulverbettschmelzvorrichtung gemäß einer Modifikation.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Hier wird nachstehend eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung basierend auf den begleitenden Zeichnungen beschrieben. Identische Teile (oder Komponenten) werden durch das gleiche Bezugszeichen bezeichnet und weisen ebenso den gleichen Namen und die gleiche Funktion auf. Somit wird eine ausführliche Beschreibung dieser Teile (oder Komponenten) nicht wiederholt.
Eine Pulverbettschmelzvorrichtung 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird nachstehend beschrieben.
1 ist ein Diagramm, das eine schematische Konfiguration der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 veranschaulicht. Außerdem ist 2 eine Perspektivansicht von Hauptkomponenten der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 zum Zuführen eines Pulvermaterials. Des Weiteren ist 3 eine Draufsicht, die Komponenten der Pulverbettschmelzvorrichtung mit Ausnahme ihres Gehäuses veranschaulicht, und 4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie IV-IV in 3 genommen ist, wobei einige Komponenten an entgegengesetzten Enden weggelassen werden.
Wie in 1 veranschaulicht, bringt die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 innerhalb ihres Gehäuse 2 zwei Speicherungsbehälter 3 und 4, die ein Pulvermaterial speichern, und ein Herstellungsbehälter 5 unter, in dem ein Modell 44 unter Verwendung des Pulvermaterials in den Speicherungsbehältern 3 und 4 herzustellen ist. Der Herstellungsbehälter 5 ist zwischen den Speicherungsbehältern 3 und 4 positioniert, um zwischen den Speicherungsbehältern 3 und 4 angeordnet zu sein. Es sei bemerkt, dass die Speicherungsbehälter 3 und 4 jeweils den ersten und zweiten Speicherungsbehältern entsprechen, wobei die Kombination jedoch umgekehrt sein kann.
Die Art des zu verwendenden Pulvermaterials ist nicht besonders begrenzt. Beispiele von nutzbaren Pulvermaterialien umfassen Pulver von thermoplastischen Harzen, wie beispielsweise Polyphenylensulfid (PPS), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyamide (PAs), wie beispielsweise Nylon 6, Nylon 11 und Nylon 12 (Nylon ist eine eingetragene Marke), Polypropylen (PP), Elastomere (ELs) und dergleichen.
Wie in 3 veranschaulicht, sind von diesen Behältern 3 bis 5 die Speicherungsbehälter 3 und 4 jeweils ein röhrenförmiger Behälter, der durch Durchführen von Prozessen, wie beispielsweise Biegen und Schweißen bei einem Stahlblech, gebildet wird, wobei der Behälter von oben betrachtet eine rechteckige Öffnung aufweist.
Zufuhrtische 6 und 7 sind jeweils innerhalb der Speicherungsbehälter 3 und 4 angeordnet. Ein Pulvermaterial 8 wird extern auf diese Zufuhrtische 6 und 7 zugeführt. Mit (nicht veranschaulichten) Treibern verbundene Stützstangen 9 und 10 sind an den unteren Oberflächen der Zufuhrtische 6 und 7 befestigt. Wenn diese Treiber die Stützstangen 9 und 10 antreiben, werden die Zufuhrtische 6 und 7 innerhalb der Speicherungsbehälter 3 und 4 über die Stützstangen 9 und 10 angehoben oder abgesenkt.
Der Herstellungsbehälter 5 ist ein röhrenförmiger Behälter, der durch Durchführen von Prozessen, wie beispielsweise Biegen und Schweißen bei einem Stahlblech gebildet wird, wobei der Behälter beispielsweise eine rechteckige Öffnung und, in der vorliegenden Ausführungsform, eine quadratische Öffnung bei Betrachtung von oben aufweist.
Ein Modellierungstisch 11 ist innerhalb des Herstellungsbehälters 5 angeordnet. Das Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehältern 3 und 4 wird auf diesen Modellierungstisch 11 zugeführt. Eine mit einem Treiber (nicht veranschaulicht) verbundene Stützstange 12 ist an der unteren Oberfläche des Modellierungstisches 11 befestigt. Wenn dieser Treiber die Stützstange 12 antreibt, wird der Modellierungstisch 11 innerhalb des Herstellungsbehälters 5 über die Stützstange 12 angehoben oder abgesenkt.
Wie in 1 veranschaulicht, bringt die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 ferner Reservoirbehälter 3E und 4E innerhalb ihres Gehäuses 2 unter. Die Reservoirbehälter 3E und 4E werden bereitgestellt, um Teile des im Überschuss zugeführten Pulvermaterials 8 zu speichern. Die Reservoirbehälter 3E und 4E werden jeweils auch als Kartusche für überschüssiges Pulver (Excessive Powder Cartridge; EPC) bezeichnet. Der Reservoirbehälter 3E wird nahe zu dem Speicherungsbehälter 3 insbesondere an seiner Außenseite, bereitgestellt. Der Reservoirbehälter 4E wird nahe zu dem Speicherungsbehälter 4 insbesondere an seiner Außenseite bereitgestellt. Die Reservoirbehälter 3E und 4E werden auf den Seiten der Behälter 3 bis 5 positioniert, so dass die Behälter 3 bis 5 zwischen den Reservoirbehältern 3E und 4E angeordnet sind.
Die Reservoirbehälter 3E und 4E sind jeweils ein Behälter, der durch Durchführen von Prozessen, wie beispielsweise Biegen und Schweißen bei einem Stahlblech, gebildet werden, wobei der Behälter eine rechteckige Öffnung bei Betrachtung von oben aufweist.
Eine Trageplatte 13 ist auf den Speicherungsbehältern 3 und 4, dem Herstellungsbehälter 5 und den Reservoirbehältern 3E und 4E installiert. Ein Recoater 14 wird auf dieser Trageplatte 13 bereitgestellt.
Die Trageplatte 13 ist ein Stahlblech mit einer ebenen oberen Oberfläche 13a und einer unteren Oberfläche 13b und ist mit Durchgangslöchern 13c bis 13e für die Behälter 3 bis 5 und Durchgangslöchern 13f und 13g für die Reservoirbehälter 3E und 4E versehen. Es sei bemerkt, dass eine Veranschaulichung der Reservoirbehälter 3E und 4E und der Durchgangslöcher 13f und 13g in 4 weggelassen wird.
Diese Durchgangslöcher 13c bis 13g weisen Formen und Größen auf, die den Öffnungen in oder den Formen der Oberseiten der jeweiligen Behälter 3 bis 5, 3E und 4E entsprechen. Somit kommunizieren in einem Beispiel das Durchgangsloch 13c, das Durchgangsloch 13d und das Durchgangsloch 13e jeweils mit der oberen Öffnung des Speicherungsbehälters 3, der oberen Öffnung des Herstellungsbehälters 5 und der oberen Öffnung des Speicherungsbehälters 4.
Wie in 2 veranschaulicht, umfasst der Recoater 14 eine Rolle und ist mit einem nicht veranschaulichten Treiber verbunden. Da dieser Treiber den Recoater 14 antreibt, kann der Recoater 14 nach links oder nach rechts auf der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13, d.h., über den Speicherungsbehälter 3 und über den Speicherungsbehälter 4, bewegt werden. Wie in 1 bis 3 veranschaulicht, deckt der Bereich dieser Bewegung des Recoaters 14 sämtliche Öffnungsabschnitte des Reservoirbehälters 3E, des Speicherungsbehälters 3, des Herstellungsbehälters 5, des Speicherungsbehälters 4 und des Reservoirbehälters 4E ab. Es sei bemerkt, dass der Recoater 14 eine andere Komponente, wie beispielsweise ein plattenförmiges Element, z.B. eine schmale Metallplatte, sein kann.
Beim Bilden einer Schicht des Pulvermaterials 8, d.h. einer dünnen Schicht, in dem Herstellungsbehälter 5, hebt und senkt die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 die Zufuhrtische 6 und 7 und den Modellierungstisch 11 und bewegt den Recoater 14 nach links oder nach rechts. Als Ergebnis wird das Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehältern 3 oder 4 in den Herstellungsbehälter 5 über die obere Oberfläche 13a der Trageplatte 13 und die Durchgangslöcher 13c bis 13e getragen. Dies ist wie das Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehältern 3 oder 4 dem Herstellungsbehälter 5 zugeführt wird. Es sei bemerkt, dass ein überschüssiger Anteil des Pulvermaterials 8, das nicht in den Behälter 3 bis 5 gespeichert werden konnte, den Reservoirbehälter 3E oder 4E mit der Bewegung des Recoaters 14 erreicht, in diese eintritt und darin gehalten wird.
Somit kann gesagt werden, dass die Speicherungsbehälter 3 und 4, die Zufuhrtische 6 und 7, die Trageplatte 13 und der Recoater 14 hauptsächlich eine Einheit zum Zuführen des Pulvermaterials 8 (Harzmaterialzufuhreinheit) bilden.
Wie in 1 veranschaulicht, werden obere Heizeinheiten 15 bis 17 und Reflexionsplatten 18 und 19 in einem Raum über der Trageplatte 13 innerhalb des Gehäuses 2 bereitgestellt.
Wie in 3 und 4 veranschaulicht, ist von den oberen Heizeinheiten 15 bis 17 die obere Heizeinheit 15 über dem Speicherungsbehälter 3 angeordnet und umfasst zwei stangenförmige Heizgeräte 20 und 21. Die obere Heizeinheit 16 ist über dem Speicherungsbehälter 4 angeordnet und umfasst zwei stangenförmige Heizgeräte 22 und 23.
Diese Heizgeräte 20 bis 23 sind Infrarotheizgeräte oder elektrische Widerstandsheizgeräte und sind jeweils nach innen von den longitudinalen Seiten der Speicherungsbehälter 3 und 4 parallel zu diesen Seiten bei Betrachtung von oben angeordnet. Die Heizgeräte 20 bis 23 erwärmen das Pulvermaterial 8 auf den Zufuhrtischen 6 und 7 der Speicherungsbehälter 3 und 4 von oben.
Die obere Heizeinheit 17 ist über dem Herstellungsbehälter 5 angeordnet und umfasst vier stangenförmige Heizgeräte 24 bis 27.
Diese Heizgeräte 24 bis 27 sind Infrarotheizgeräte oder elektrische Widerstandsheizgeräte und sind jeweils innen von sämtlichen Seiten des Herstellungsbehälters 5 parallel zu diesen Seiten bei Betrachtung von oben angeordnet. Diese erwärmen das Pulvermaterial 8 auf dem Modellierungstisch 11 des Herstellungsbehälters 5 von oben.
Die Reflexionsplatten 18 und 19 sind Metallplatten, die befestigt sind, um nicht veranschaulichte Säulen innerhalb des Gehäuses 2 zu stützen, und stehen in einer vertikalen Richtung relativ zu der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13. Sie sind jeweils zwischen dem Speicherungsbehälter 3 und dem Herstellungsbehälter 5 und zwischen dem Herstellungsbehälter 5 und dem Speicherungsbehälter 4 angeordnet.
In 3 und 4 wurde auch die Oberfläche der linken Reflexionsplatte 18 auf der Seite des Herstellungsbehälters 5 (rechte Oberfläche) hochglanzpoliert und die Oberfläche der rechten Reflexionsplatte 19 auf der Seite des Herstellungsbehälters 5 (linke Oberfläche) wurde hochglanzpoliert.
Auf diese Weise können die Reflexionsplatten 18 und 19 Wärme (Infrarotstrahlen) von den Heizgeräten 24 bis 27 reflektieren und folglich das Pulvermaterial 8 in dem Herstellungsbehälter 5 wirksamer erwärmen. Dies ermöglicht der oberen Heizeinheit 17, weniger Energie zu konsumieren, um das Pulvermaterial 8 in dem Herstellungsbehälter 5 auf eine vorbestimmte Temperatur zu erwärmen und diese Temperatur beizubehalten.
Die Reflexionsplatten 18 und 19 umfassen weiterhin obere Teile 18a und 19a, die an den oben erwähnten Stützsäulen innerhalb des Gehäuses 2 fixiert sind, und untere Teile 18c und 19c, die mit den oberen Teilen 18a und 19a durch Scharniere 18b und 19b verbunden sind und in der Links-Rechts-Richtung schwenkbar sind. Diese Struktur der Reflexionsplatten 18 und 19 ermöglicht dem Recoater 14, die Reflexionsplatten 18 und 19 über die unteren Teile 18c und 19c zu passieren.
Obwohl nicht veranschaulicht, ist die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 weiterhin mit anderen Heizeinheiten als den oberen Heizeinheiten 15 bis 17 versehen.
Beispielsweise ist der Herstellungsbehälter 5 auf seinen Seiten mit einer Seitenheizeinheit versehen, die das Pulvermaterial 8 in dem Herstellungsbehälter 5 lateral erwärmt. Außerdem ist zwischen dem Modellierungstisch 11 und der Stützstange 12 eine untere Heizeinheit bereitgestellt, die das Pulvermaterial 8 in dem Herstellungsbehälter 5 von unten erwärmt. Des Weiteren ist an der unteren Oberfläche 13b der Trageplatte 13 eine Trageplatten-Heizeinheit bereitgestellt, die das Pulvermaterial 8 in Kontakt mit der Trageplatte 13 erwärmt. Jede dieser Heizeinheiten umfasst ein plattenförmiges Heizgerät vom elektrischen Widerstandsheizungstyp, das mit einem Temperatursensor ausgestattet ist.
Die oben beschriebenen Speicherungsbehälter 3 und 4, der Herstellungsbehälter 5, die Reservoirbehälter 3E und 4E, die Trageplatte 13, der Recoater 14, die oberen Heizeinheiten 15 bis 17, die Reflexionsplatten 18 und 19 und so weiter sind in dem Gehäuse 2 angeordnet.
In der Oberseite des Gehäuses 2 sind andererseits vier Glasfenster 2a, 2b, 2c und 2d eingebettet, wie in 1 veranschaulicht. Von diesen Fenstern 2a bis 2d ist das Fenster 2a mit einer Temperaturerfassungseinheit 28a darüber versehen, das Fenster 2c ist mit einer Temperaturerfassungseinheit 28b darüber versehen und das Fenster 2d ist mit einer Temperaturerfassungseinheit 28c darüber versehen.
Jede der Temperaturerfassungseinheiten 28a, 28b und 28c ist eine Vorrichtung, die Temperatur mittels Infrarotstrahlen erfasst und ist insbesondere in der vorliegenden Ausführungsform ein Infrarotsensor (IR-Sensor). Mit anderen Worten ist jede der Temperaturerfassungseinheiten 28a, 28b und 28c eine kontaktlose Temperaturerfassungsvorrichtung. Die Temperaturerfassungseinheit 28a ist innerhalb der Seiten des Herstellungsbehälters 5 bei Betrachtung von oben angeordnet. Die Temperaturerfassungseinheit 28b ist innerhalb der Seiten des Speicherungsbehälters 3 und in der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen an einer Mittelposition bei Betrachtung von oben angeordnet. Die Temperaturerfassungseinheit 28c ist innerhalb der Seiten des Speicherungsbehälter 4 und in der vorliegenden Ausführungsform im Wesentlichen an einer Mittelposition bei Betrachtung von oben angeordnet. Somit ist die Temperaturerfassungseinheit 28a imstande, die Oberflächentemperatur der Pulvermaterial 8 in dem Durchgangsloch 13d in der Trageplatte 13 zu erfassen, das mit der Öffnung des Herstellungsbehälters 5 kommuniziert. Die Temperaturerfassungseinheit 28b ist imstande, die Oberflächentemperatur des Pulvermaterials 8 in dem Durchgangsloch 13c in der Trageplatte 13 zu erfassen, das mit der Öffnung des Speicherungsbehälters 3 kommuniziert. Die Temperaturerfassungseinheit 28c ist imstande, die Oberflächentemperatur des Pulvermaterials 8 in dem Durchgangsloch 13e in der Trageplatte 13 zu erfassen, das mit der Öffnung des Speicherungsbehälters 4 kommuniziert.
Es sei bemerkt, dass mehrere Temperaturerfassungseinheiten an voneinander verschiedenen Positionen innerhalb der Seiten des Herstellungsbehälters 5 bei Betrachtung von oben zusätzlich vorbereitet und angeordnet sein können. Dies ermöglicht eine genauere Erfassung der Oberflächentemperatur des Pulvermaterials 8. Das obige findet weiterhin auf jeden der Speicherungsbehälter 3 und 4 Anwendung.
Es sei bemerkt, dass das verbleibende Fenster 2b mit einer Laserstrahlemissionseinheit 29 darüber versehen ist.
Die Laserstrahlemissionseinheit 29 ist eine Vorrichtung, die einen Laserstrahl emittiert und abtastet und ist innerhalb der Seiten des Herstellungsbehälters 5 bei Betrachtung von oben angeordnet. Diese Laserstrahlemissionseinheit 29 ist wie folgt konfiguriert.
5 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration der Laserstrahlemissionseinheit 29 beschreibt. Wie in 5 veranschaulicht, umfasst die Laserstrahlemissionseinheit 29 eine Lichtquelle 30, einen Spiegel 31, eine Linse 32 und einen Treiber 33. Von diesen Teilen 30 bis 33 ist die Lichtquelle 30 eine CO₂-Laserlichtquelle, die einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von beispielsweise 10,6 um emittiert. Es sei bemerkt, dass die Lichtquelle 30 nicht auf eine CO₂-Laserlichtquelle begrenzt ist und eine faseroptische Laserlichtquelle sein kann, die einen Laserstrahl mit einer Wellenlänge von beispielsweise 1,07 um emittiert.
Der Spiegel 31 weist einen Galvanometerspiegel als einen X-Spiegel 31a und einen Galvanometerspiegel als einen Y-Spiegel 31b auf und ändert den Winkel eines von der Lichtquelle 30 emittierten Laserstrahls durch Ändern der Winkel des X-Spiegels 31a und des Y-Spiegels 31b.
Die Linse 32 ändert die Brennweite des von der Lichtquelle 30 emittierten Laserstrahls durch Bewegen gemäß der Bewegung des Laserstrahls.
Der Treiber 33 ändert die Winkel des X-Spiegels 31a und des Y-Spiegels 31b und bewegt die Linse 32.
In der Laserstrahlemissionseinheit 29 läuft der von der Lichtquelle 30 emittierte Laserstrahl durch die Linse 32, den X-Spiegel 31a und den Y-Spiegel 31b in dieser Reihenfolge. Zu diesem Zeitpunkt treibt der Treiber 33 den X-Spiegel 31a und den Y-Spiegel 31b an, um ihre Winkel zu ändern, so dass der Laserstrahl in der X-Richtung und der Y-Richtung abgetastet und auf eine spezifische Region der Oberfläche des Pulvermaterials 8 in dem Durchgangsloch 13d, d.h., dem Pulvermaterial 8 in dem Herstellungsbehälter 5, appliziert wird. Des Weiteren treibt der Treiber 33 die Linse 32, um sie zu bewegen, so dass der Laserstrahl auf die Oberfläche des Pulvermaterials 8 in dem Herstellungsbehälter 5, d.h., einer Modellierungsoberfläche, fokussiert wird.
Weiterhin ist, wie in 1 veranschaulicht, eine Steuereinheit (Steuervorrichtung) 34 außerhalb des Gehäuses 2 angeordnet. 6 veranschaulicht ein Funktionsblockdiagramm der Steuereinheit 34.
Die Steuereinheit 34 ist ein Computer, der eine Verarbeitungseinheit (z.B., eine Zentralverarbeitungseinheit (CPU)) 341, die ein sogenannter Prozessor ist, und eine Speicherungseinheit (z.B., einen ROM und einen RAM) 342 umfasst. Die Speicherungseinheit 342 speichert ein Programm und Daten zum Durchführen verschiedener Prozesse, welche in Bezug zu der Modellherstellung stehen. Durch Ausführen dieses Programms mit der Verarbeitungseinheit 341 steuert die Steuereinheit 34 verschiedene Vorrichtungen in der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 basierend auf dem Programm.
Die Steuereinheit 34 implementiert verschiedene Funktionsmodule durch Ausführen des in der Speicherungseinheit 342 gespeicherten Programms mit der Verarbeitungseinheit 341, die praktischerweise als die Steuereinheit fungiert. Im Einzelnen weist die Steuereinheit 34 eine Informationserhaltungseinheit 3411, eine Tragesteuereinheit 3412, eine Lasereinheit 3413, eine Bewertungseinheit 3414 und eine Temperatursteuereinheit 3415 als Funktionsmodule auf. Die Tragesteuereinheit 3412 umfasst eine Datenverarbeitungseinheit 3412a, eine Tischsteuereinheit 3412b und eine Recoatersteuereinheit 3412c. Die Lasereinheit 3413 umfasst eine Bestrahlungssteuereinheit 3413a. Die Bewertungseinheit 3414 umfasst eine Bestimmungseinheit 3414a und eine Mengenberechnungseinheit 3414b. Diese Funktionseinheiten kooperieren miteinander. Ihre Beziehung ist nicht auf die eine beschränkt, die in 6 veranschaulicht ist, und verschiedene Zuordnungen und Kombinationen sind möglich. Beispielsweise kann die Datenverarbeitungseinheit 3412a auf dem gleichen Niveau wie die Tragesteuereinheit 3412 angeordnet sein und die Mengenberechnungseinheit 3414b kann auf dem gleichen Niveau wie die Bewertungseinheit 3414 angeordnet sein. Die Tischsteuereinheit 3412b und die Recoatersteuereinheit 3412c können weiterhin als separate Einheiten bereitgestellt werden und miteinander kooperieren und die Tragesteuereinheit 3412 kann praktischerweise durch die Kooperation zwischen der Tischsteuereinheit 3412b und der Recoatersteuereinheit 3412c konfiguriert sein. Es sei bemerkt, dass einige der Funktionsmodule Hardware, wie beispielsweise ein anderer Prozessor, eine Digitalschaltung oder Analogschaltung, sein können.
Die Informationserhaltungseinheit 3411 erhält Ausgabeinformationen von verschiedenen Sensoren. Beispielsweise erhält die Informationserhaltungseinheit 3411 Positionsinformation des Recoaters 14. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Positionsinformation des Recoaters 14 von einem Positionssensor PS eingegeben, der an einer Stütze des Recoaters 14 bereitgestellt ist. Der Positionssensor PS kann an einer anderen Position bereitgestellt werden. Die Positionsinformation kann basierend auf einem anderen Steuerwert oder dergleichen geschätzt werden. Die Informationserhaltungseinheit 3411 erhält weiterhin Temperaturinformation von den Temperaturerfassungseinheiten 28a, 28b und 28c. Außerdem erhält die Informationserhaltungseinheit 3411 Daten 342a über ein herzustellendes Modell (Modelldaten), die über eine nicht veranschaulichte Eingabevorrichtung durch den Bediener der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 oder dergleichen eingegeben werden, und speichert diese Daten in der Speicherungseinheit 342.
Die Tragesteuereinheit 3412 steuert die Bewegung des Recoaters 14 durch Steuern der Betätigung von verschiedenen Vorrichtungen oder Elementen, im Einzelnen das Heben und Senken der Tische 6, 7 und 11, um das Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen. Die Datenverarbeitungseinheit 3412a verarbeitet die Modelldaten 342a, um dadurch Scheibendaten zuzubereiten, und speichert die Scheibendaten der Modelldaten 342a in der Speicherungseinheit 342 und liest sie aus. Um das Modell 44 basierend auf den Modelldaten 342a und den Scheibendaten herzustellen, gibt die Tischsteuereinheit 3412b Steuersignale an die entsprechenden oben erwähnten Treiber aus, um dadurch das Heben und Senken der Tische 6, 7 und 11 zu steuern, und die Recoater-Steuereinheit 3412c gibt Steuersignale an den entsprechenden oben erwähnten Treiber aus, um dadurch die Bewegung des Recoaters 14 zu steuern.
Die Lasereinheit 3413 steuert die Betätigung der Laserstrahlemissionseinheit 29. Basierend auf den Scheibendaten steuert die Bestrahlungssteuereinheit 3413a die Bestrahlung einer Schicht des in den Herstellungsbehälter 5 getragenen Pulvermaterials 8 durch die Tragesteuereinheit 3412, d.h., einer Modellierungsoberfläche, mit einem Laserstrahl von der Laserstrahlemissionseinheit 29.
Die Bewertungseinheit 3414 bewertet das Tragen des Pulvermaterials in den Herstellungsbehälter 5. Basierend auf der Temperaturinformation, d.h., der Temperatur, die von der Temperaturerfassungseinheit 28b und/oder 28c erhalten wird, bestimmt die Bestimmungseinheit 3414a, ob genug des in den Herstellungsbehälter 5 zu tragenden Pulvermaterials 8 zugeführt wurde. Basierend auf dem Ergebnis der Bestimmung durch die Bestimmungseinheit 3414a berechnet die Mengenberechnungseinheit 3414b die Menge des Pulvermaterials 8, das anschließend in den Herstellungsbehälter 5 einzuführen, d.h., zu tragen ist, welche Menge in der vorliegenden Ausführungsform die Menge des Pulvermaterials 8 ist, die als nächstes in den Herstellungsbehälter 5 zuzuführen, d.h., zu tragen ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Menge der Bewegung des Tisches 6 oder 7 berechnet, die mit der Menge des zu tragenden Pulvermaterials 8 korreliert. Daten dafür sind in den Steuermengendaten 342b in der Speicherungseinheit 342 enthalten und sind in der vorliegenden Ausführungsform im Voraus gespeichert.
Die Temperatursteuereinheit 3415 steuert die Betätigung der Heizgeräte der Heizeinheiten 15 bis 17 basierend auf der durch die Informationserhaltungseinheit 3411 erhaltenen Temperaturinformation.
Die Steuereinheit 34 mit der obigen Konfiguration führt die Steuerung wie nachstehend beschrieben aus.
Beispielsweise gibt die Steuereinheit 34 Steuersignale an die Treiber für die Stützstangen 9, 10 und 12 aus, um die Zufuhrtische 6 und 7 der Speicherungsbehälter 3 und 4 und den Modellierungstisch 11 des Herstellungsbehälters 5 zu heben und zu senken. Ferner gibt die Steuereinheit 34 ein Steuersignal an den Treiber für den Recoater 14 aus, um den Recoater 14 nach links oder nach rechts auf der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13 zu bewegen.
Basierend auf der Art des bei der Modellherstellung zu verwendenden Pulvermaterials 8 und den Stücken der Temperaturinformation des Pulvermaterials 8 in den Durchgangslöchern 13c, 13d und 13e in der Trageplatte 13, die von den Temperaturerfassungseinheiten 28a, 28b und 28c und anderen Temperaturerfassungseinheiten ausgegeben wird, gibt die Steuereinheit 34 Steuersignale an die Heizgeräte 20 bis 27 der oberen Heizeinheiten 15 bis 17 aus, um die Temperaturen des Pulvermaterials 8 in den Durchgangslöchern 13c, 13d und 13e, insbesondere die Temperatur der Modellierungsoberfläche in dem Durchgangsloch 13d, einzustellen.
Ferner gibt die Steuereinheit 34 für die anderen Heizeinheiten Steuersignale an ihre Heizgeräte basierend auf Stücken von Temperaturdaten aus, die von den Temperatursensoren der Heizgeräte ausgegeben werden, um die Temperatur des Pulvermaterials 8 in dem Herstellungsbehälter 5 und die Temperatur des Pulvermaterials 8 auf der Trageplatte 13 einzustellen.
Des Weiteren gibt die Steuereinheit 34 ein Steuersignal an die Laserstrahlemissionseinheit 29 basierend auf der Art des oben erwähnten Pulvermaterials 8 und den Scheibendaten (Zeichnungsmuster) des herzustellenden dreidimensionalen Modells aus, um die Region der dünnen Schicht an der Oberfläche des Pulvermaterials 8 in dem Durchgangsloch 13d, das mit einem Laserstrahl zu bestrahlen ist, und die Energiedichte des Laserstrahls einzustellen.
Nun werden Scheibendaten eines Modells beschrieben.
Scheibendaten sind Daten, welche die Position von jeder von mehreren Schichten in der planaren Richtung (X-Richtung und Y-Richtung) und dergleichen umfassen, wobei die mehreren Schichten durch Schneiden und Teilen eines dreidimensionalen herzustellenden Modells in vorbestimmten Intervallen (z.B. 0,1 mm) in der Höhenrichtung (Z-Richtung) erhalten werden.
7 bis 10 sind Diagramme, die jeweils eine beispielhafte Konfiguration eines Stücks von Scheibendaten einer Schicht im Fall des Teilens eines herzustellenden Modells in vier Schichten beschreibt. Von 7 bis 10 ist 7 ein Stück von Scheibendaten der ersten Schicht (unterste Schicht) des Modells von seinem Boden, 8 ist ein Stück von Scheibendaten der zweiten Schicht (Zwischenschicht), 9 ist ein Stück von Scheibendaten der dritten Schicht (Zwischenschicht) und 10 ist ein Stück von Scheibendaten der vierten Schicht (oberste Schicht).
Beispielsweise enthält, wie in 7 veranschaulicht, ein Stück der Scheibendaten SD₁ der ersten Schicht Daten auf einer Modellierungsregion ma₁, um die erste Schicht des Modells zu sein. Die Position jedes Punkts in dem Stück von Scheibendaten SD₁, welche diese Modellierungsregion ma₁ umfassen, wird durch Koordinaten in den X- und Y-Richtungen dargestellt. Es sei bemerkt, dass der Außenumfang des Stücks von Scheibendaten SD₁ dem Außenumfang des Durchgangslochs 13d in der Trageplatte 13 (oder der Öffnung des Herstellungsbehälters 5) entspricht.
Die Stücke von Scheibendaten SD₂ bis SD₄ der verbleibenden zweiten bis vierten Schichten weisen ähnliche Konfigurationen zu denen des Stücks von Scheibendaten SD₁ der ersten Schicht auf. Im Einzelnen enthalten die Stücke von Scheibendaten SD₂ bis SD₄ jeweils Stücke von Daten über Modellierungsregionen ma₂ bis ma₄ des Modells.
Ein Laserstrahlabtastverfahren wird beschrieben. 11A und 11B sind Diagramme, die ein Zickzackabtastverfahren als ein beispielhaftes Laserstrahlabtastverfahren beschreiben.
Bei dem Zickzackabtastverfahren werden, wie in 11A veranschaulicht, Abtastzeilen SC₁ bis SC₉, die jeweils einen Abstand und eine Richtung der Bewegung eines Laserstrahls darstellen, zuerst in einem Zickzackmuster in einer Region geringfügig nach innen von einer Außenumfangslinie ol einer Modellierungsregion ma in Scheibendaten SD angeordnet. Im Einzelnen sind die ungerade nummerierten Abtastzeilen SC₁, SC₃, SC₅, SC₇ und SC₉, die sich in der X-Richtung erstrecken, parallel miteinander in gegebenen Intervallen angeordnet, und gerade nummerierte Abtastzeilen SC₂, SC₄, SC₆ und SC₈, die sich in einer Richtung in einem spitzen Winkel zu der X-Richtung erstrecken, sind parallel miteinander in gegebenen Intervallen angeordnet. Dann werden die Abtastzeilen SC₁ bis SC₉ miteinander an ihren Enden verbunden.
Außerdem sind, wie in 11B veranschaulicht, Abtastzeilen SC₁₀ bis SC₁₃ auf der Außenumfangslinie ol der Modellierungsregion ma in den Scheibendaten SD angeordnet. Dann werden die Abtastzeilen SC₁₀ bis SC₁₃ miteinander an ihren Enden verbunden.
Die Steuereinheit 34 steuert die Laserstrahlemissionseinheit 29 basierend auf den Stücken der Scheibendaten SD₁ bis SD₄ und dem oben beschriebenen Zickzackabtastverfahren, um einen Laserstrahl über Regionen (Modellierungsregionen) von dünnen Schichten des Pulvermaterials 8 in dem Durchgangsloch 13d in der Trageplatte 13 zu emittieren und abzutasten, die den Modellierungsregionen ma₁ bis ma₄ in den Stücken von Scheibendaten SD₁ bis SD₄ entsprechen. Als Ergebnis wird ein Laserstrahl auf eine Modellierungsregion jeder dünnen Schicht des Pulvermaterials 8 appliziert.
Das Laserstrahlabtastverfahren ist nicht auf das Zickzackabtastverfahren beschränkt.
Beispiele von nutzbaren Laserstrahlabtastverfahren umfassen ein Rasterabtastverfahren, bei dem Abtastzeilen SC, die sich in der gleichen Richtung (z.B., der X- oder Y-Richtung) erstrecken, parallel zueinander in gegebenen Intervallen auf der Modellierungsregion ma in den Scheibendaten SD angeordnet sind, und ein Abtastverfahren, bei dem eine Abtastlinie SC entlang der Außenumfangslinie ol in einem spiralförmigen Muster in gegebenen Intervallen angeordnet ist.
Die Energiedichte eines Laserstrahls wird beschrieben. Die Energiedichte wird durch die nachstehende Gleichung (1) dargestellt. $E = P / (V \cdot SS \cdot e)$
In Gleichung (1) ist E die Energiedichte (J/m³) des Laserstrahls, P ist die Leistung (W) des Laserstrahls, V ist die Abtastgeschwindigkeit (m/s) des Laserstrahls, SS sind die Abtastintervalle (m) des Laserstrahls und e ist die Dicke (m) der dünnen Schicht des Pulvermaterials 8.
Wie aus Gleichung (1) zu verstehen ist, vorausgesetzt, dass beispielsweise die Dicke e der dünnen Schicht des Pulvermaterials 8 die gleiche ist, kann das Anheben der Leistung P, das Verlangsamen der Abtastgeschwindigkeit V oder das Verengen der Abtastintervalle SS die Energiedichte E des Laserstrahls vergrößern, die von der Modellierungsregion der dünnen Schicht des Pulvermaterials 8 zu empfangen ist, wenn der Laserstrahl auf die Modellierungsregion appliziert wird.
Die anderen Parameter der Energiedichte E als die Dicke e der dünnen Schicht der Pulvermaterials 8, nämlich die Ausgabe P, die Abtastgeschwindigkeit V und die Abtastintervalle SS des Laserstrahls, sind Parameter, die durch Steuern der Laserstrahlemissionseinheit 29 geändert werden können.
Die Steuereinheit 34 stellt die Energiedichte E des Laserstrahls, die von der Modellierungsregion der dünnen Schicht des Pulvermaterials 8 zu empfangen ist, durch Steuern der Laserstrahlemissionseinheit 29 ein, um einen (Parameter) der Leistung P, der Abtastgeschwindigkeit V oder der Abtastintervalle SS des Laserstrahls zu ändern.
Die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 ist in der oben beschriebenen Weise konfiguriert.
Als Nächstes wird ein Modellherstellungsverfahren unter Verwendung der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 beschrieben.
Für eine einfache Beschreibung wird im Folgenden angenommen, dass der Herstellungsbehälter 5 und die Speicherungsbehälter 3 und 4, die mit dem Pulvermaterial 8 gespeist werden, in dem Gehäuse 2 der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 untergebracht wurden und die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 in dem in 4 veranschaulichten Zustand ist.
Im Einzelnen ist die obere Oberfläche des Pulvermaterials 8 in jedem der Speicherungsbehälter 3 und 4 in der gleichen Höhe wie die obere Oberfläche 13a der Trageplatte 13. Außerdem ist die obere Oberfläche des Modellierungstischs 11 des Herstellungsbehälters 5 in der gleichen Höhe wie die obere Oberfläche 13a der Trageplatte 13. Des Weiteren ist der Recoater 14 zur Linken des Speicherungsbehälters 3 auf der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13 angeordnet.
Wenn die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 in diesem Zustand ist, erzeugt die Steuereinheit 34 zuerst Scheibendaten SD des Modells 44 basierend auf dreidimensionalen Daten des Modells, die von außerhalb der Vorrichtung 1 eingegeben werden, und der Art des Pulvermaterials 8, und speichert die Scheibendaten SD in der Speicherungseinheit 342. Im Einzelnen führt die Datenverarbeitungseinheit 3412a das Obige durch.
Als Nächstes steuert die Steuereinheit 34 den Treiber für die Stützstange 9 des Speicherungsbehälters 3, den Treiber für die Stützstange 10 des Speicherungsbehälters 4, den Treiber für die Stützstange 12 des Herstellungsbehälters 5 und den Treiber für den Recoater 14, um eine Pufferschicht, d.h., eine dünne Schicht, des Pulvermaterials 8 auf dem Modellierungstisch 11 des Herstellungsbehälters 5 zu bilden. Hier ist die dünne Schicht eine relativ dünne Schicht und soll, wie aus der Erläuterung der vorliegenden Beschreibung klar ist, eine Schicht des Pulvermaterials mit einer vorbestimmten Dicke sein.
Die Tischsteuereinheit 3412b und die Recoatersteuereinheit 3412c führen den obigen Prozess durch.
In der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 wird eine dünne Schicht des Pulvermaterials 8 auf dem Modellierungstisch 11 vor dem Start der Modellherstellung gebildet, so dass das in dem Herstellungsbehälter 5 hergestellte Modell nicht fest an der oberen Oberfläche des Modellierungstischs 11 befestigt wird.
Ein Verfahren zum Bilden der dünnen Schicht wird beschrieben. 12 bis 18 sind Querschnittsansichten einer dünnen Schicht, die gebildet wird.
Zuerst hebt, wie in 12 veranschaulicht, die Steuereinheit 34 den Zufuhrtisch 6 des linken Speicherungsbehälters 3 durch Steuern des Treibers für die Stützstange 9. Dies veranlasst das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 3 nach oben von der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13 durch das Durchgangsloch 13c vorzustehen.
Ferner senkt die Steuereinheit 34 den Modellierungstisch 11 des Herstellungsbehälters 5 um die Dicke einer einzigen dünnen Schicht des Pulvermaterials 8, z.B. 0,1 mm, durch Steuern des Treibers für die Stützstange 12, und senkt weiterhin den Zufuhrtisch 7 des rechten Speicherungsbehälters 4 durch Steuern des Treibers für die Stützstange 10.
Anschließend bewegt, wie in 13 veranschaulicht, die Steuereinheit 34 den Recoater 14 nach rechts auf der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13 durch Steuern des Treibers für den Recoater 14. Dies veranlasst den Recoater 14 das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 3 abzustreifen, das von der oberen Oberfläche 13a vorsteht, und es in den Herstellungsbehälter 5 über die obere Oberfläche 13a und das Durchgangsloch 13d zu tragen.
Auf diese Weise wird das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 3 dem Herstellungsbehälter 5 zugeführt und eine erste dünne Schicht 35 des Pulvermaterials 8 auf dem Modellierungstisch 11 gebildet.
Wie in 14 veranschaulicht, bewegt die Steuereinheit 34 den Recoater 14 weiter nach rechts. Dies veranlasst den Recoater 14, das für die Bildung der dünnen Schicht 35 ungenutzt belassene Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehälter 4 über die obere Oberfläche 13a und das Durchgangsloch 13e zu tragen.
Auf diese Weise wird das verbleibende Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 4 gespeichert.
Die Steuereinheit 34 stoppt dann den Recoater 14 an einer Position zur rechten des Speicherungsbehälters 4. Zu diesem Zeitpunkt tritt, obwohl in 14 usw. nicht veranschaulicht, wenn es ein überschüssiges Pulvermaterial 8 gibt, das in dem Speicherungsbehälter 4 nicht gespeichert werden konnte, das überschüssige Pulvermaterial 8 in den Reservoirbehälter 4E ein und wird darin gehalten.
Als Nächstes hebt, wie in 15 veranschaulicht, die Steuereinheit 34 den Zufuhrtisch 7 des Speicherungsbehälters 4. Dies veranlasst das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 4 nach oben von der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13 durch das Durchgangsloch 13e vorzustehen.
Ferner senkt die Steuereinheit 34 den Modellierungstisch 11 des Herstellungsbehälters 5 um die Dicke einer einzigen dünnen Schicht des oben erwähnten Pulvermaterials 8 ab und senkt weiterhin den Zufuhrtisch 6 des Speicherungsbehälters 3 ab.
Anschließend bewegt, wie in 16 veranschaulicht, die Steuereinheit 34 den Recoater 14 nach links auf der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13. Dies veranlasst den Recoater 14, das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 4 abzustreifen, das von der oberen Oberfläche 13a vorsteht, und es in den Herstellungsbehälter 5 über die obere Oberfläche 13a und das Durchgangsloch 13d zu tragen.
Auf diese Weise wird das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 4 dem Herstellungsbehälter 5 zugeführt und eine zweite dünne Schicht 36 des Pulvermaterials 8 wird auf dem Modellierungstisch 11 gebildet.
Wie in 17 veranschaulicht, bewegt die Steuereinheit 34 den Recoater 14 weiter nach links. Dies veranlasst den Recoater 14, das für die Bildung der dünnen Schicht 36 ungenutzt belassene Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehälter 3 über die obere Oberfläche 13a und das Durchgangsloch 13c zu tragen.
Auf diese Weise wird das verbleibende Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 3 gespeichert.
Die Steuereinheit 34 stoppt dann den Recoater 14 an einer Position zur Linken des Speicherungsbehälters 3. Zu diesem Zeitpunkt tritt, obwohl in 17 usw. nicht veranschaulicht, wenn es ein überschüssiges Pulvermaterial 8 gibt, das in dem Speicherungsbehälter 3 nicht gespeichert werden konnte, das überschüssige Pulvermaterial 8 in den Reservoirbehälter 3E ein und wird darin gehalten.
Danach wird in dem Herstellungsbehälter 5 eine dritte dünne Schicht 37 des Pulvermaterials 8 auf der zweiten dünnen Schicht 36 in der gleichen Art und Weise wie die Bildung der ersten dünnen Schicht 35 gebildet, und eine vierte dünne Schicht 38 des Pulvermaterials 8 wird ferner auf der dritten dünnen Schicht 37 in der gleichen Art und Weise wie die Bildung der zweiten dünnen Schicht 36 gebildet.
Durch Wiederholen einer derartigen Bildung einer dünnen Schicht des Pulvermaterials 8 eine vorbestimmte Anzahl von Malen, werden die dünnen Schichten 35 bis 38 des Pulvermaterials 8 auf dem Modellierungstisch 11 des Herstellungsbehälters 5 laminiert, so dass eine Pufferschicht 39 mit einer vorbestimmten Dicke (z.B., einer Dicke von 10 mm) gebildet wird, wie in 18 veranschaulicht.
Es sei bemerkt, dass 18 die vier dünnen Schichten 35 bis 38 des Pulvermaterials 8 als die Pufferschicht 39 der Zweckmäßigkeit halber veranschaulicht. Die tatsächliche Anzahl von dünnen Schichten des Pulvermaterials 8 ist eine Anzahl, die der Dicke der Schicht 39 entspricht.
Als Nächstes vorerwärmt die Steuereinheit 34 das Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehältern 3 und 4 und das Pulvermaterial 8 in dem Herstellungsbehälter 5 durch Steuern der Heizgeräte 20 bis 27 der oberen Heizeinheiten 15 bei 17.
Wie später beschrieben wird, wendet die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 einen Laserstrahl auf die Modellierungsregion jeder dünnen Schicht des Pulvermaterials 8 an, um das Pulvermaterial 8 zu schmelzen, und lässt dann das Pulvermaterial 8 verfestigen, um eine verfestigte Schicht zu bilden. Zu diesem Zeitpunkt kann die dünne Schicht des Pulvermaterials 8, d.h. die Modellierungsoberfläche, einen großen Unterschied bei der Temperatur zwischen der Modellierungsregion, auf die der Laserstrahl appliziert wird, und der Region um sie herum aufweisen. Dies kann zu einer übermäßigen Schrumpfung der verfestigten Schicht nach der Applikation des Laserstrahls führen, was einen Verzug der verfestigten Schicht bedingt.
Um einen derartigen Verzug der verfestigten Schicht zu unterdrücken, werden das Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehältern 3 und 4 und das Pulvermaterial 8 in dem Herstellungsbehälter 5 vor dem Start der Modellherstellung vorerwärmt. Ein Verfahren dieser Vorerwärmung wird beschrieben.
Zuerst schaltet, wenn die dünne Schicht 39 beginnt, gebildet zu werden, die Steuereinheit 34 gleichzeitig die Heizgeräte 20 bis 27 der oberen Heizeinheiten 15 bis 17 und die Heizgeräte der anderen Heizeinheiten ein (Seitenheizeinheit, untere Heizeinheit und Trageplattenheizeinheit).
Als Nächstes stellt die Steuereinheit 34 die Mengen der Wärmeerzeugung durch die Heizgeräte 20 bis 27 basierend auf der Art des Pulvermaterials 8 und der Temperaturinformation ein, z.B. Daten über die Oberflächentemperatur, Daten des Pulvermaterials 8 in den Durchgangslöchern 13c, 13d und 13e in der Trageplatte 13, die von den Temperaturerfassungseinheiten 28a, 28b und 28c und den anderen Temperaturerfassungseinheiten ausgegeben werden. Die Steuereinheit 34 stellt ferner die Mengen der Wärmeerzeugung durch die Heizgeräte der anderen Heizeinheiten basierend auf den Stücken von Temperaturdaten ein, die von den Temperatursensoren der Heizgeräte ausgegeben werden.
Als Ergebnis wird die Oberfläche des Pulvermaterials 8 in jedem der Durchgangslöcher 13c, 13d und 13e in der Trageplatte 13 auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt und bei dieser Temperatur gehalten.
Insbesondere wird die Oberfläche des Pulvermaterial 8 in dem Durchgangsloch 13d, das mit der Öffnung des Herstellungsbehälters 5 kommuniziert, d.h. die Modellierungsoberfläche, bei einer Temperatur gehalten, die zum Starten der Modellherstellung geeignet ist, die in der vorliegenden Ausführungsform eine Temperatur ist, die um etwa 10°C bis 15°C niedriger als der Schmelzpunkt des Pulvermaterials 8 ist.
Wenn Polypropylenpulver beispielsweise als das Pulvermaterial 8 verwendet wird, wird die Oberfläche des Pulvermaterials 8 in dem Durchgangsloch 13d auf einer geeigneten Temperatur von ungefähr 115°C bis 120°C gehalten, da der Schmelzpunkt von Polypropylen ungefähr 130°C ist.
Andererseits wird die Oberfläche des Pulvermaterials 8 in jedem der Durchgangslöcher 13c und 13e, die mit den Öffnungen der Speicherungsbehälter 3 und 4 kommunizieren, bei einer vorbestimmten Temperatur gehalten, die niedriger als die Oberflächentemperatur des Pulvermaterials 8 in dem Durchgangsloch 13d ist, das mit der Öffnung des Herstellungsbehälters 5c kommuniziert. Somit wird der Oberflächenabschnitt des in einem der Speicherungsbehälter 3 und 4 gespeicherten Pulvermaterials 8, nämlich des Speicherungsbehälters 3, auf eine erste vorbestimmte Temperatur erwärmt und bei dieser gehalten; der Oberflächenabschnitt des in dem anderen der Speicherungsbehälter 3 und 4 gespeicherten Pulvermaterials 8, nämlich des Speicherungsbehälters 4, wird auf eine zweite vorbestimmte Temperatur erwärmt und bei dieser gehalten; und der Oberflächenabschnitt des in dem Herstellungsbehälter 5 gespeicherten Pulvermaterials 8 wird auf eine dritte vorbestimmte Temperatur erwärmt und bei dieser gehalten, die höher als die erste vorbestimmte Temperatur und weiterhin höher als die zweite vorbestimmte Temperatur ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die erste vorbestimmte Temperatur gleich der zweiten vorbestimmten Temperatur, sie kann aber von der zweiten vorbestimmten Temperatur verschieden sein.
Wie oben erwähnt, ist das Pulvermaterial 8 ein thermoplastisches Harzpulver. Somit wird die Oberfläche des Pulvermaterials 8 in dem Herstellungsbehälter 5, d.h. die Modellierungsoberfläche, auf die dritte vorbestimmte Temperatur erwärmt, die niedriger als der Schmelzpunkt des Pulvermaterials 8 um 10°C bis 15°C ist. Das Pulvermaterial 8 in jedem der Speicherungsbehältern 3 und 4, das dem Herstellungsbehälter 5 zuzuführen ist, wird auf die erste oder zweite vorbestimmte Temperatur erwärmt, die niedriger als diese dritte vorbestimmte Temperatur um 20°C bis 30°C ist. Durch stabiles Beibehalten der Temperatur des Pulvermaterials in jedem dieser Behälter 3, 4 und 5 bei der entsprechenden vorbestimmten Temperatur, wird das als Ergebnis der Bestrahlung der Modellierungsoberfläche mit einem Laserstrahl geschmolzene Pulvermaterial in dem Herstellungsbehälter 5 allmählich gekühlt, wenn es sich abermals bei dem Versuch, ein Modell 44 ohne Verzerrung zu erhalten, verfestigt.
Das Pulvermaterial 8 wird auf diese Art und Weise vorgewärmt. Außerdem wird eine derartige Vorerwärmung nicht nur während der Bildung der dünnen Schicht 39 sondern weiterhin während der Herstellung eines Modells auf der dünnen Schicht 39, die später zu beschreiben ist, kontinuierlich durchgeführt.
Um die Vorerwärmung durchzuführen, werden alle Heizgeräte der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 gleichzeitig mit dem Start der Bildung der dünnen Schicht 39 eingeschaltet. Alle Heizgeräte der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 können jedoch vor dem Start der Bildung der dünnen Schicht 39 eingeschaltet werden. Beispielsweise können alle Heizgeräte der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 eingeschaltet werden, nachdem die Speicherungsbehälter 3 und 4 und der Herstellungsbehälter 5 in dem Gehäuse 2 der Pulverbettschmelzvorrichtung 1 untergebracht sind.
In einem Beispiel kann es einige Unterschiede zwischen der Temperatur, auf die das Pulvermaterial in dem Speicherungsbehälter 3 zu erwärmen und zu halten ist (Zieltemperatur), und der Temperatur geben, auf die das Pulvermaterial in dem Speicherungsbehälter 4 zu erwärmen und zu halten ist (Zieltemperatur). Beispielsweise kann es einen Unterschied von ungefähr 10°C und spezieller einen Unterschied von 1°C bis 3°C geben. Dieser Unterschied zwischen der Temperatur, auf welche das Pulvermaterial in dem Speicherungsbehälter 3 zu erwärmen und zu halten ist, und der Temperatur, auf die das Pulvermaterial in dem Speicherungsbehälter 4 zu erwärmen ist und zu halten ist, wird bevorzugt unter Berücksichtigen des individuellen Unterschieds zwischen den Temperaturerfassungseinheiten 28b und 28c und/oder dem individuellen Unterschied zwischen den oberen Heizeinheiten 15 und 16 eingestellt, d.h. dem individuellen Unterschied zwischen den Heizgeräten der oberen Heizeinheit 15 und den Heizgeräten der oberen Heizeinheit 16. Im Fall des Einstellens eines Temperaturunterschieds wie oben, ist eine später zu erwähnende Temperatur Tsp bevorzugt eine individuell eingestellte Temperatur (Zieltemperatur).
Als Nächstes wird ein Modellherstellungsverfahren beschrieben. 19 bis 27 sind Querschnittsansichten eines Modells, das hergestellt wird.
Nach Bilden der dünnen Schicht 39 und Vorwärmen des Pulvermaterials 8 hebt die Steuereinheit 34 den Zufuhrtisch 6 des linken Speicherungsbehälters 3 an, wie in 19 veranschaulicht ist. Dies veranlasst das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 3, nach oben von der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13 durch das Durchgangsloch 13c vorzustehen.
Ferner senkt die Steuereinheit 34 den Modellierungstisch 11 um die Dicke (0,1 mm) einer einzigen dünnen Schicht des oben erwähnten Pulvermaterials 8 ab und senkt weiterhin den Zufuhrtisch 7 des linken Speicherungsbehälters 4 ab.
Anschließend bewegt, wie in 20 veranschaulicht, die Steuereinheit 34 den Recoater 14 nach rechts auf der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13. Dies veranlasst den Recoater 14, das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 3 abzustreifen, das von der oberen Oberfläche 13a vorsteht, und es in den Herstellungsbehälter 5 über die obere Oberfläche 13a und das Durchgangsloch 13d zu tragen.
Als Ergebnis wird ein dünne Schicht 40 des Pulvermaterials 8, welche die erste Schicht für die Modellherstellung ist, auf der dünnen Schicht 39 gebildet.
Wie in 21 veranschaulicht, bewegt die Steuereinheit 34 den Recoater 14 weiter nach rechts. Dies veranlasst den Recoater 14, das für die Bildung der dünnen Schicht 40 ungenutzt belassene Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehälter 4 über die obere Oberfläche 13a und das Durchgangsloch 13e zu tragen.
Auf diese Weise wird das verbleibende Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 4 gespeichert.
Die Steuereinheit 34 stoppt dann den Recoater 14 an einer Position zur Rechten des Speicherungsbehälters 4. Als Ergebnis wird, wie zuvor erwähnt, wenn es ein überschüssiges Pulvermaterial 8 gibt, das nicht in den Speicherungsbehälter 4 eingebracht werden konnte, das überschüssige Pulvermaterial 8 in den Reservoirbehälter 4E eingebracht.
Als nächstes steuert, wie in 22 veranschaulicht, die Steuereinheit 34 die Laserstrahlemissionseinheit 29 basierend auf dem Stück von Scheibendaten SD₁ der ersten Schicht, einen Laserstrahl über der Region (Modellierungsregion) der ersten dünnen Schicht 40 zu emittieren und abzutasten, die der Modellierungsregion ma₁ in dem Stück der Scheibendaten SD₁ entspricht.
Dies ist wie die Modellierungsregion der ersten dünnen Schicht 40 mit einem Laserstrahl bestrahlt wird. Als Ergebnis wird das Pulvermaterial 8 in dieser Modellierungsregion geschmolzen und verfestigt sich dann, um eine erste verfestigte Schicht 40a zu bilden.
Die Steuereinheit 34 stoppt dann die Emission und das Abtasten des Laserstrahls.
Als Nächstes hebt, wie in 23 veranschaulicht, die Steuereinheit 34 den Zufuhrtisch 7 des Speicherungsbehälters 4 an. Dies veranlasst das Pulvermaterial 8 in dem rechten Speicherungsbehälter 4 nach oben von der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13 durch das Durchgangsloch 13e vorzustehen.
Ferner senkt die Steuereinheit 34 den Modellierungstisch 11 um die Dicke einer einzigen dünnen Schicht des Pulvermaterials 8 ab und senkt weiterhin den Zufuhrtisch 6 des linken Speicherungsbehälters 3 ab.
Anschließend bewegt, wie in 24 veranschaulicht, die Steuereinheit 34 den Recoater 14 nach links auf der oberen Oberfläche 13a der Trageplatte 13. Dies veranlasst den Recoater 14, das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 4 abzustreifen, das von der oberen Oberfläche 13a vorsteht, und es in den Herstellungsbehälter 5 über die obere Oberfläche 13a und das Durchgangsloch 13d zu tragen.
Als Ergebnis wird eine zweite dünne Schicht 41 des Pulvermaterials 8 auf der ersten dünnen Schicht 40 gebildet, in der die verfestigte Schicht 40a gebildet wird.
Wie in 25 veranschaulicht, bewegt die Steuereinheit 34 den Recoater 14 weiter nach links. Dies veranlasst den Recoater 14, das für die Bildung der dünnen Schicht 41 ungenutzt belassene Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehälter 3 über die obere Oberfläche 13a und das Durchgangsloch 13c zu tragen.
Auf diese Weise wird das verbleibende Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 3 gespeichert.
Die Steuereinheit 34 stoppt dann den Recoater 14 an einer Position zur Linken des Speicherungsbehälters 3. Als Ergebnis wird, wie zuvor erwähnt, wenn es ein überschüssiges Pulvermaterial 8 gibt, das nicht in den Speicherungsbehälter 3 eingebracht werden konnte, das überschüssige Pulvermaterial 8 in den Reservoirbehälter 3E eingebracht.
Als Nächstes steuert, wie in 26 veranschaulicht, die Steuereinheit 34 die Laserstrahlemissionseinheit 29 basierend auf dem Stück von Scheibendaten SD₂ der zweiten Schicht, einen Laserstrahl über der Region (Modellierungsregion) der zweiten dünnen Schicht 41 zu emittieren und abzutasten, die der Modellierungsregion ma₂ in dem Stück der Scheibendaten SD₂ entspricht.
Dies ist wie die Modellierungsregion der zweiten dünnen Schicht 41 mit einem Laserstrahl bestrahlt wird. Als Ergebnis wird das Pulvermaterial 8 in dieser Modellierungsregion geschmolzen und dann verfestigt, um eine zweite verfestigte Schicht 41a zu bilden.
Die Steuereinheit 34 stoppt dann die Emission und das Abtasten des Laserstrahls.
Danach wird in dem Herstellungsbehälter 5 eine dritte dünne Schicht 42 und eine dritte verfestigte Schicht 42a des Pulvermaterials 8 auf der zweiten dünnen Schicht 41 und der zweiten verfestigten Schicht 41a in der gleichen Art und Weise gebildet, wie die Bildung der ersten dünnen Schicht 40 und der ersten verfestigten Schicht 40a, und eine vierte dünne Schicht 43 und eine vierte verfestigte Schicht 43a des Pulvermaterials 8 wird ferner auf der dritten dünnen Schicht 42 und der dritten verfestigten Schicht 42a in der gleichen Art und Weise wie die Bildung der zweiten dünnen Schicht 41 und der zweiten verfestigten Schicht 41a gebildet.
Durch Wiederholen der Bildung einer dünnen Schicht des Pulvermaterials 8 und der Bildung einer verfestigten Schicht in dieser dünnen Schicht, wie oben beschrieben, werden die mehreren verfestigten Schichten 40a bis 43a auf der dünnen Schicht 39 in dem Herstellungsbehälter 5 laminiert, wie in 27 veranschaulicht ist, so dass ein dreidimensionales Modell 44 hergestellt wird.
Der Prozess des Herstellens des oben kurz beschriebenen dreidimensionalen Modells 44 wird erneut basierend auf dem Ablaufdiagramm von 28 beschrieben.
Bei Schritt S2801 wird die Positionsinformation des Recoaters 14 erhalten. Die Informationserhaltungseinheit 3411 führt dieses Erhalten der Positionsinformation durch.
Bei Schritt S2803 werden Daten über das Modell 44, z.B. Scheibendaten, erhalten. Die Datenverarbeitungseinheit 3412a führt dieses Erhalten durch.
Bei Schritt S2805 wird bestimmt, ob der Recoater 14 an einer vorbestimmten Position basierend auf seiner bei Schritt S2801 erhaltenen Positionsinformation ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in 1 bis 4 veranschaulicht, eine Position außerhalb und zur Linken des Speicherungsbehälters 3 und des Reservoirbehälters 3E als die vorbestimmte Position definiert.
Wenn bei Schritt S2805 bestimmt wird, dass der Recoater 14 an der vorbestimmten Position ist (positive Bestimmung bei Schritt S2805), wird der Tisch 6 des Speicherungsbehälters 3, der ein erster Speicherungsbehälter auf der Seite näher zu der vorbestimmten Position der Recoater 14 ist, bei Schritt S2807 angehoben, so dass das in dem Speicherungsbehälter 3 gespeicherte Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 getragen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt werden jeweils die Tische 11 und 7 des Herstellungsbehälters 5 und des Speicherungsbehälters 4 abgesenkt, wie oben beschrieben ist.
Wenn andererseits bei Schritt S2805 bestimmt wird, dass der Recoater 14 nicht an der vorbestimmten Position ist (negative Bestimmung bei Schritt S2805), wird der Tisch 7 des Speicherungsbehälters 4, der ein zweiter Speicherungsbehälter auf der Seite entgegengesetzt der vorbestimmten Position des Recoaters 14 ist, bei Schritt S2809 angehoben, so dass das in dem Speicherungsbehälter 4 gespeicherte Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 getragen werden kann. Zu diesem Zeitpunkt werden die Tische 11 und 6 des Herstellungsbehälters 5 und des Speicherungsbehälters 3 jeweils abgesenkt, wie oben beschrieben ist. Es sei bemerkt, dass die Tischsteuereinheit 3412b die Prozesse der Schritte S2805 bis S2809 durchführt.
Bei Schritt S2811 wird der Recoater 14 von der aktuellen Position auf einer Seite des Herstellungsbehälters 5 in Richtung der anderen Seite des Herstellungsbehälters 5 bewegt. Die Recoatersteuereinheit 3412c führt diese Bewegung des Recoaters 14 durch.
Bei Schritt S2813 wird, wenn es notwendig ist, eine Bestrahlung mit Lichtstrahlen gemäß den Scheibendaten des Modells 44 durchzuführen, die Bestrahlung mit Lichtstrahlen gesteuert, wie oben beschrieben ist. Die Lasereinheit 3413, d.h. die Bestrahlungssteuereinheit 3413a, führt diese Lichtstrahlbestrahlungssteuerung durch.
Bei Schritt S2815 wird bestimmt, ob es unnötig ist, eine weitere dünne Schicht zu bilden. Mit anderen Worten wird bestimmt, ob das Modell 44 fertiggestellt wurde. Die Datenverarbeitungseinheit 3412a führt dies durch.
Wenn es notwendig ist, eine weitere dünne Schicht zu bilden (negative Bestimmung bei Schritt S2815), kehrt der Prozess zu Schritt S2801 zurück. Wenn es andererseits unnötig ist, eine weitere dünne Schicht zu bilden (positive Bestimmung bei Schritt S2815), wird der Prozess beendet und das Modell 44 wird herausgenommen.
Nun wird ein Fall des Tragens des in dem Speicherungsbehälter 3 gespeicherten Pulvermaterials 8 in den Herstellungsbehälter 5 beschrieben. Es sei bemerkt, dass das Folgende in ähnlicher Weise auf einen Fall des Tragens des in dem Speicherungsbehälter 4 gespeicherten Pulvermaterials 8 in den Herstellungsbehälter 5 Anwendung findet und daher wird eine doppelte Beschreibung nachstehend weggelassen.
29 veranschaulicht eine schematische Ansicht der Oberseite des Speicherungsbehälters 4 und von Teilen um ihn herum im Fall des Tragens des in dem Speicherungsbehälter 3 gespeicherten Pulvermaterials 8 in den Herstellungsbehälter 5. Die Tragerichtung des Pulvermaterials in 29 ist die Richtung, die durch den Pfeil in 29 angegeben wird.
Eine in 29 veranschaulichte Region IRc ist eine Temperaturmessregion auf der Oberfläche des Pulvermaterials 8 in dem Speicherungsbehälter 4 für die Temperaturerfassungseinheit 28c. Im Fall des Tragens des in dem Speicherungsbehälter 3 gespeicherten Pulvermaterials 8 in den Herstellungsbehälter 5 wird die Menge des zu tragenden Pulvermaterials 8 auf eine vorbestimmte Menge α eingestellt, die ein Referenzwert ist, so dass das Pulvermaterial, das den Herstellungsbehälter 5 durchlaufen hat, eine Linie Lt erreichen kann, wie in 29 veranschaulicht ist. In der vorliegenden Ausführungsform ist die vorbestimmte Menge α konstant und der Betrag des Anstiegs des Zufuhrtischs 6 des Speicherungsbehälters 3 wird eingestellt, um diese vorbestimmte Menge α zu erreichen. Die Linie Lt erstreckt sich nach außen von der Region IRc, d.h. auf der entgegengesetzten Seite des Herstellungsbehälters 5, und kreuzt senkrecht eine Ebene CF, die sich durch die Mitten der Behälter 3 bis 5 erstreckt. Somit durchläuft, wenn das Pulvermaterial 8 den Speicherungsbehälter 4 innerhalb einer zulässigen Fehlergrenze erreicht, eine Kante 8E des überschüssigen Pulvermaterial 8, das den Herstellungsbehälter 5 durchlaufen hat, die Region IRc und stoppt innerhalb des Speicherungsbehälters 4.
Zu diesem Zeitpunkt wird das Pulvermaterial 8 in den Speicherungsbehältern 3 und 4 auf die erste vorbestimmte Temperatur erwärmt und das Pulvermaterial 8 in dem Herstellungsbehälter 5 wird auf die dritte vorbestimmte Temperatur erwärmt, die höher als die erste vorbestimmte Temperatur und weiterhin höher als die zweite vorbestimmte Temperatur ist (erste vorbestimmte Temperatur < dritte vorbestimmte Temperatur, zweite vorbestimmte Temperatur < dritte vorbestimmte Temperatur). Demgemäß wird durch Hinübergehen in den Herstellungsbehälter 5 das Pulvermaterial 8 auf eine Temperatur erwärmt, die höher als die erste und zweite vorbestimmte Temperatur ist. Somit ist, wenn das Pulvermaterial 8 den Speicherungsbehälter 4 innerhalb einer zulässigen Fehlergrenze erreicht und die Kante 8E des überschüssigen Pulvermaterials 8, die den Herstellungsbehälter 5 durchlaufen hat, die Region IRc durchläuft, die Temperatur des Pulvermaterials 8 in dem Speicherungsbehälter 4, welche durch die Temperaturerfassungseinheit 28c erfasst wird, gestiegen und diese Temperaturänderung überschreitet einen Schwellenwert β.
Andererseits nutzt in einem Fall, in dem beispielsweise eine Bestrahlung mit Lichtstrahlen durchgeführt wird und die Menge der Schrumpfung des mit dem Laserstrahl bestrahlten Abschnitts unerwartet groß ist, oder in anderen ähnlichen Fällen, der geschrumpfte Abschnitt eine große Menge des Pulvermaterials 8. In einem derartigen Fall erreicht, nachdem das in dem Speicherungsbehälter 3 gespeicherte Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 getragen wird, die Kante 8E des überschüssigen Pulvermaterials 8, die den Herstellungsbehälter 5 durchlaufen hat, nicht die Region IRc, wie in 30 veranschaulicht ist. In diesem Zustand ist die Änderung der Temperatur des Pulvermaterials 8 in dem Speicherungsbehälter 4, die durch die Temperaturerfassungseinheit 28c erfasst wird, kleiner als oder gleich dem Schwellenwert β. Wenn sich eine derartige Situation fortsetzt, erhöht sie die Möglichkeit des Scheiterns, eine ausreichende Menge des Pulvermaterials 8 zu dem Herstellungsbehälter 5 zuzuführen.
Um dies zu lösen, wird in der Pulverbettschmelzvorrichtung 1, wenn die oben erwähnte Änderung der Temperatur des Pulvermaterials 8 in dem Speicherungsbehälter 4, die durch die Temperaturerfassungseinheit 28c erfasst wird, kleiner als oder gleich dem Schwellenwert β ist, dieser Zustand bewertet oder als ein Zeichen von Abnormalität bestimmt, d.h., wenn die Möglichkeit der Abnormalität zugenommen hat, wobei das Zeichen der Abnormalität, d.h., wenn die Möglichkeit der Abnormalität zugenommen hat, erfasst wird basierend auf der Temperatur des in dem Speicherungsbehälter auf dem stromabwärtigen Seite in der Tragerichtung des Pulvermaterials gespeicherten Pulvermaterials, insbesondere basierend auf der Änderung dieser Temperatur. Wenn das Zeichen der Abnormalität, d.h., wenn die Möglichkeit der Abnormalität zugenommen hat, erfasst wird, dann wird, wenn der Recoater 14 als nächstes in die umgekehrte Richtung bewegt wird, um das in dem Speicherungsbehälter 4 gespeicherte Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu transportieren, die zuzuführende Menge, d.h., die zu tragende Menge, von der vorbestimmten Menge α erhöht. Ein Prozess des Herstellens des dreidimensionalen Modells 44, der die obige Bestimmung und Erhöhung umfasst, wird basierend auf dem Ablaufdiagramm von 31 beschrieben. Es sei bemerkt, dass die Schritte S3103 bis S3113 und S3117 in dem Ablaufdiagramm von 31 jeweils die gleichen wie die Schritte S2803 bis S2815 in 28 sind, und daher wird eine weitere Beschreibung hiervon weggelassen.
Bei Schritt S3101 wird die Positionsinformation des Recoaters 14 erhalten und die Temperaturinformation, d.h., die Temperatur des durch jede der Temperaturerfassungseinheiten 28b und 28c gemessenen Pulvermaterials 8, wird erhalten und die Positionsinformation und die Temperaturinformation werden in der Speicherungseinheit 342 gespeichert.
Dann werden das Erhalten der Daten auf dem Modell 44 (S3103), die Bestimmung der Position des Recoaters 14 (S3105), der Pulvermaterialtrageprozess (S3107, S3109, S3111) und die Lichtstrahlbestrahlung (S3113) durchgeführt. Bei Schritt S3115 wird das Tragen des Pulvermaterials 8, wie oben beschrieben, bewertet, und die zu tragende Menge wird, falls notwendig, erhöht. Dann werden, wenn es notwendig ist, eine weitere dünne Schicht zu bilden (negative Bestimmung bei Schritt S3117), die Schritte S3101 bis S3115 wiederholt.
Nun wird die Bewertung des Tragens des Pulvermaterials 8 bei Schritt S3115 und so weiter basierend auf dem Ablaufdiagramm von 32 beschrieben.
Im Fall des Tragens des in dem Speicherungsbehälter 3 gespeicherten Pulvermaterials 8 in den Herstellungsbehälter 5, ist der Speicherungsbehälter 4 der Zielspeicherungsbehälter für den Recoater 14. In diesem Fall wird bei Schritt S3201 eine Temperatur T_i-1 des in dem Speicherungsbehälter 4 gespeicherten Pulvermaterials 8 erhalten. Diese erhaltene Temperatur T_i-1 ist die Temperatur des in dem Speicherungsbehälter 4 gespeicherten Pulvermaterials 8, die bei Schritt S3101 in 31 erhalten wurde, und wird in der vorliegenden Ausführungsform durch Lesen der in der Speicherungseinheit 342 gespeicherten Temperatur erhalten.
Bei Schritt S3203 wird, wenn Schritt S3115 erreicht ist, nachdem der Recoater 14 bei Schritt S3111 bewegt wird, eine Temperatur T_i des in dem Speicherungsbehälter 4 zu diesem Zeitpunkt gespeicherten Pulvermaterials 8 erfasst. Dann wird basierend auf der bei Schritt S3201 erhaltenen Temperatur T_i-1 und der bei Schritt S3203 erhaltenen Temperatur T_i die Berechnung der nachstehenden Gleichung (2) durchgeführt, um eine Temperaturänderung ΔT, d.h. den Wert von Gleichung (2), zu berechnen. In der vorliegenden Ausführungsform ist Tsp die zweite vorbestimmte Temperatur und ist gleich der ersten vorbestimmten Temperatur. MAX (Tsp, T_i-1) ist weiterhin die höhere der Temperatur Tsp und der Temperatur T_i-1. Ein Grund, die Temperatur Tsp in Gleichung (2) zu verwenden, besteht darin, ein Problem zu lösen, wobei die Temperatur des Pulvermaterials 8 in dem Speicherungsbehälter 4 vor dem Bewegen des Recoaters erfasst wird, um ein Wert zu sein, der niedriger als die zweite vorbestimmte Temperatur ist. MAX (Tsp, T_i-1) kann die Temperatur T_i-1 am Beginn sein. $Δ T = T_{1} - MAX (Tsp {,T}_{i - 1})$
Bei Schritt S3207 werden die berechnete Temperaturänderung ΔT und der Schwellenwert β (wobei β > 0°C) miteinander verglichen. In der vorliegenden Ausführungsform wird bestimmt, ob die Temperaturänderung ΔT mehr als der Schwellenwert β ist, mit anderen Worten, ob oder nicht die Temperaturänderung ΔT kleiner als oder gleich dem Schwellenwert β ist. Es sei bemerkt, dass die mit dem Schwellenwert β zu vergleichende Temperaturänderung ΔT ihr absoluter Wert sein kann. Wenn die Temperaturänderung ΔT größer als der Schwellenwert β ist (positive Bestimmung bei Schritt S3207), wird die Menge des zu tragenden Pulvermaterials 8 bei der vorbestimmten Menge α bei Schritt S3209 gehalten. Die Menge des Pulvermaterials 8, das als nächstes von dem Speicherungsbehälter 4 zu transportieren ist, der auf der stromaufwärtigen Seite in der Förderrichtung des Pulvermaterials 8 ist, d.h., der Betrag des Anstiegs des Zufuhrtischs 7, wird basierend auf der vorbestimmten Menge α gesteuert.
Wenn die Temperaturänderung ΔT nicht mehr als der Schwellenwert β ist, das heißt, dass die Temperaturänderung ΔT kleiner als oder gleich dem Schwellenwert β ist (negative Bestimmung bei Schritt S3207), wird die Menge des zu transportierenden Pulvermaterials 8 bei Schritt S3211 erhöht. In der vorliegenden Ausführungsform wird diese Erhöhung durch Addieren einer vorbestimmten Erhöhungsmenge γ zu der vorbestimmten Menge α durchgeführt (wobei γ > 0). Durch diese Erhöhung wird die Menge des als nächstes von dem Speicherungsbehälter 4 zu transportierenden Pulvermaterials 8, der auf der stromaufwärtigen Seite in der Förderrichtung des Pulvermaterials 8 ist, d.h., der Betrag des Anstiegs des Zufuhrtischs 7 bei Schritt S3109 in der nächsten Routine des Ablaufdiagramms von 31, so gesteuert, dass zu tragende Menge gleich der Summe der vorbestimmten Menge α und der vorbestimmten Erhöhungsmenge γ sein wird. Wie oben beschrieben, wird mit der Vorrichtung 1, wenn eine Abnormalitätsangabe erfasst wird, die bei dem Trageprozess zu tragende Menge sofort nach der Erfassung erhöht, und die in dem Trageprozess zu tragende Menge, die sofort nach der Erfassung der Abnormalitätsangabe folgt, wird auf die vorbestimmte Menge zurückgeführt, die der Referenzwert ist, solange keine weitere Abnormalitätsangabe erfasst wird. Es sei bemerkt, dass die vorbestimmte Erhöhungsmenge γ konstant oder variabel sein kann. Wenn die vorbestimmte Erhöhungsmenge γ beispielsweise variable ist, wird sie bevorzugt gemäß dem Wert der Temperaturänderung ΔT berechnet. Die vorbestimmte Erhöhungsmenge γ wird bevorzugt eingestellt, um ein Zeichen eines Mangels des Pulvermaterials 8 zu beseitigen.
Dieser auf dem Ablaufdiagramm von 32 basierende Prozess wird auf ähnliche Weise angewendet, wenn das Pulvermaterial 8 in dem Speicherungsbehälter 4 in den Herstellungsbehälter 5 getragen wird. Dies beinhaltet: Erfassen der Temperatur des in dem Speicherungsbehälter 3 gespeicherten Pulvermaterials 8, welches das Ziel für den Recoater 14 ist, mit der Temperaturerfassungseinheit 28b; Vergleichen der Änderung ΔT dieser Temperatur vor und nach der Bewegung des Recoaters 14 mit dem Schwellenwert β; Bewerten des Tragens des Pulvermaterials 8 in den Herstellungsbehälter 5; und abhängig von dem Bewertungsergebnis, insbesondere wenn die Bewertung ein Zeichen eines Mangels des Pulvermaterials 8 angibt, Vergrößern der Menge des Pulvermaterials 8 in dem Speicherungsbehälter 3, das als nächstes in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen ist. Durch diese Erhöhung wird die Menge des Pulvermaterials 8, das als nächstes von dem Speicherungsbehälter 3, der sich auf der stromaufwärtigen Seite in die Förderrichtung der Pulvermaterial 8 befindet, transportiert werden soll, d.h., die Menge des Anstiegs des Zufuhrtischs 6, bei Schritt S3107 in der nächsten Routine des Ablaufdiagramms von 31, so gesteuert, dass die zu tragende Menge gleich der Summe der vorbestimmten Menge α und der vorbestimmten Erhöhungsmenge γ sein wird.
Die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 mit der obigen Konfiguration erreicht die folgenden vorteilhaften Wirkungen.
Wenn das Pulvermaterial in den Herstellungsbehälter 5 getragen wird, wird die Temperatur des in dem Speicherungsbehälter 3 oder 4 gespeicherten Pulvermaterials 8, der als das Ziel für den Recoater 14 dient, erfasst, gefolgt von einem Vergleichen der Änderung ΔT der Temperatur des in dem Speicherungsbehälter 3 oder 4 gespeicherten Pulvermaterials 8, der als das Ziel für den Recoater 14 dient, vor und nach der Bewegung des Recoaters 14, mit dem Schwellenwert β, wie oben beschrieben, und einem Bewerten des Tragens des Pulvermaterials 8. Auf diese Weise kann, wenn die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 sequenziell Schichten des Pulvermaterials 8 übereinander bildet, um das Modell 44 herzustellen, ein Zeichen von Abnormalität in irgendeiner der Schichten genau erfasst werden, bevor diese Abnormalität auftritt.
Wenn ein Zeichen von Abnormalität basierend auf der Änderung der Temperatur des in dem Speicherungsbehälter 3 oder 4 gespeicherten Pulvermaterials 8, der als das Ziel für den Recoater 14 dient, erkannt wird, wird die Menge des durch den Recoater 14 zu tragenden Pulvermaterials 8 erhöht, wenn er zu der Seite des anderen Speicherungsbehälters 3 oder 4 zurückkehrt. Dies kann das erfasste Zeichen von Abnormalität beheben und beseitigen. Insgesamt wird, wenn ein Zeichen von Abnormalität erkannt wird, die Menge des zu tragenden Pulvermaterials automatisch eingestellt, um dadurch das erfasste Zeichen von Abnormalität zu beheben und zu beseitigen. Demgemäß kann verhindert werden, dass die Abnormalität auftritt.
Bei dem oben beschriebenen Schritt S3207 werden die Temperaturänderung ΔT und der Schwellenwert β verglichen und das Tragen des Pulvermaterials 8 wird bewertet. Das Tragen des Pulvermaterials kann jedoch in verschiedener Weise basierend auf der durch die Temperaturerfassungseinheit 28b oder 28c erfassten Temperatur bewertet werden. Beispielsweise kann das Tragen des Pulvermaterials durch direktes Vergleichen der erfassten Temperatur mit einem gemäß dieser Temperatur eingestellten Schwellenwert bewertet werden. Die obige Vorrichtung 1 verwendet ferner den gleichen Schwellenwert bei Schritt S3207 beim Tragen des Pulvermaterials in dem Speicherungsbehälter 3 in den Herstellungsbehälter 5 und beim Tragen des Pulvermaterials in dem Speicherungsbehälter 4 in den Herstellungsbehälter 5. Andere Schwellenwerte können jedoch verwendet werden, wobei sie in diesem Fall bevorzugt gemäß Charakteristiken der Vorrichtung 1 eingestellt werden. Ferner verwendet die obige Vorrichtung 1 den gleichen Referenzwert für die zu tragende Menge beim Tragen des Pulvermaterials in dem Speicherungsbehälter 3 in den Herstellungsbehälter 5 und beim Tragen des Pulvermaterials in dem Speicherungsbehälter 4 in den Herstellungsbehälter 5. Andere Referenzwerte können jedoch verwendet werden, wobei sie in diesem Fall bevorzugt gemäß Charakteristiken der Vorrichtung 1 eingestellt werden. Beispielsweise verwendet in der vorliegenden Ausführungsform die obige Vorrichtung 1 den gleichen Referenzwert für die zu tragende Menge im Fall des Erfassens eines Zeichens von Abnormalität auf der Seite des Speicherungsbehälters 4 beim Tragen des Pulvermaterials in dem Speicherungsbehälter 3 in den Herstellungsbehälter 5 und Ändern der zu tragende Menge basierend auf der Erfassung und im Fall des Erfassens eines Zeichens von Abnormalität auf der Seite des Speicherungsbehälters 3 beim Tragen des Pulvermaterials in dem Speicherungsbehälter 4 in den Herstellungsbehälter 5 und Ändern der zu tragenden Menge basierend auf dieser Erfassung. Andere Referenzwerte können jedoch verwendet werden, wobei sie in diesem Fall bevorzugt gemäß Charakteristiken der Vorrichtung 1 eingestellt werden. Es sei bemerkt, dass die obige Vorrichtung 1 die zu tragende Menge um die gleiche Menge im Fall des Erfassens eines Zeichens von Abnormalität auf der Seite des Speicherungsbehälters 4 beim Tragen des Pulvermaterials in dem Speicherungsbehälter 3 in den Herstellungsbehälter 5 und im Fall des Erfassens eines Zeichens von Abnormalität auf der Seite des Speicherungsbehälters 3 beim Tragen des Pulvermaterials in dem Speicherungsbehälter 4 in den Herstellungsbehälter 5 erhöht. Andere Mengen von Erhöhung können jedoch verwendet werden, wobei sie in diesem Fall bevorzugt gemäß Charakteristiken der Vorrichtung 1 eingestellt werden.
Ferner bewertet die obige Vorrichtung 1 das Tragen des Pulvermaterials durch das oben beschriebene Verfahren und ändert die Menge des als nächstes zu tragenden Pulvermaterials abhängig von dem Ergebnis der Bewertung. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf das Bewerten des Tragens des Pulvermaterials durch das oben beschriebene Verfahren und Ändern der Menge des als nächstes zu tragenden Pulvermaterials abhängig vom Ergebnis der Bewertung beschränkt. Beispielsweise kann das Tragen des Pulvermaterials einfach bewertet werden. In diesem Fall muss das Ergebnis der Bewertung nicht notwendigerweise bei der nächsten Steuerung oder dergleichen verwendet werden. Alternativ kann, wenn ein Zeichen von Abnormalität, wie beispielsweise ein Mangel des Pulvermaterials als Ergebnis des Bewertens des Tragens des Pulvermaterials erkannt wird, eine Warnvorrichtung oder dergleichen betätigt werden.
Ferner bewertet die obige Vorrichtung 1 das Tragen des Pulvermaterials durch das oben beschriebene Verfahren und ändert die Menge des als nächstes zu tragenden Pulvermaterials abhängig von dem Ergebnis der Bewertung. Die zu tragende Menge, die zu ändern ist, kann jedoch (eine) andere zu tragende Menge(n) als die Menge des Pulvermaterials sein, die sofort nach dem bewerteten Tragen des Pulvermaterials zu tragen ist. Beispielsweise ist die Zeitsteuerung, um die Menge des zu tragenden Pulvermaterials zu vergrößern, nicht auf das nächste Tragen des Pulvermaterials von dem Speicherungsbehälter 4 zu dem Speicherungsbehälter 3 im Anschluss an das Tragen des Pulvermaterials von dem Speicherungsbehälter 3 zu dem Speicherungsbehälter 4 begrenzt, und kann das nächste Tragen des Pulvermaterials von dem Speicherungsbehälter 3 zu dem Speicherungsbehälter 4 im Anschluss an das Tragen des Pulvermaterials von dem Speicherungsbehälter 3 zu dem Speicherungsbehälter 4 sein.
Basierend auf 33A bis 33E wird eine weitere Beschreibung eines Falls gegeben, bei dem bei der Bewertung des Tragens des Pulvermaterials bestimmt wird (Schritt S3207), dass die Temperaturänderung ΔT nicht mehr als der Schwellenwert β ist, das heißt, die Temperaturänderung ΔT ist kleiner als oder gleich dem Schwellenwert β (negative Bestimmung bei Schritt S3207). 33A veranschaulicht eine angenommene Bedingung, die Variationen gemeinsam ist, wie die zu tragende Menge in den 33B bis 33E zu vergrößern ist. Das Bezugszeichen „AN“ bezeichnet einen Pfeil, der einen Trageprozess bei der obigen Vorrichtung 1 zum Bewegen des Recoaters 14 von der Seite des Speicherungsbehälters 3 zu der Seite des Speicherungsbehälters 4 darstellt, um das Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen und dadurch die N-te Schicht in dem Herstellungsbehälter 5 zu bilden. Das Bezugszeichen „D“ bezeichnet die Erfassung einer Abnormalitätsangabe als Ergebnis des Bestimmens, dass die Temperaturänderung ΔT, die den Speicherungsbehälter 4 betrifft, der als das Ziel für den Recoater 14 bei diesem Prozess dient, kleiner als oder gleich dem Schwellenwert β ist. Das Bezugszeichen „AN+1“ bezeichnet einen Pfeil, der den Trageprozess in der obigen Vorrichtung 1 zum Bewegen des Recoaters 14 von der Seite des Speicherungsbehälters 4 zu der Seite des Speicherungsbehälter 3 sofort nach der Erfassung D der Abnormalitätsangabe darstellt, um das Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen und dadurch die (N+1)-te Schicht direkt auf der N-ten Schicht zu bilden. Da die Menge des bei dem Trageprozess getragenen Pulvermaterials, die durch den „AN+1“-Pfeil dargestellt wird, um γ größer als die Menge α des bei dem Trageprozess getragenen Pulvermaterials ist, die durch den „AN“-Pfeil dargestellt wird, ist der „AN+1“-Pfeil dicker als der „AN“-Pfeil (siehe 33B) .
Alternativ kann bei dem Trageprozess zum Bewegen des Recoaters 14 von der Seite des Speicherungsbehälters 4 zu der Seite des Speicherungsbehälters 3 sofort nach der Erfassung D der Abnormalitätsangabe, um das Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen und dadurch die (N+1)-te Schicht in dem Herstellungsbehälter 5 zu bilden („AN+1“-Pfeil), die zu tragende Menge daran gehindert werden, vergrößert zu werden. Bei dem nächsten Trageprozess zum Bewegen des Recoaters 14 von der Seite des Speicherungsbehälter 3 zu der Seite des Speicherungsbehälters 4, um das Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen und dadurch die (N+2)-te Schicht direkt auf der (N+1)-ten Schicht zu bilden („AN+2“-Pfeil), kann die Menge des zu tragenden Pulvermaterials eingestellt werden, um γ größer als die Menge des Pulvermaterials zu sein, das in jedem des durch die „AN“-Pfeil dargestellten Trageprozesses und des durch die „AN+1“-Pfeil dargestellten Trageprozesses getragen wird (siehe 33C).
Weiterhin alternativ kann bei dem Trageprozess zum Bewegen des Recoaters 14 von der Seite des Speicherungsbehälters 4 zu der Seite des Speicherungsbehälters 3 sofort nach der Erfassung D der Abnormalitätsangabe, um das Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen und dadurch die (N+1)-te Schicht in dem Herstellungsbehälter 5 zu bilden („AN+1“-Pfeil), die zu tragende Menge vergrößert werden. Zusätzlich dazu kann bei dem nächsten Trageprozess zum Bewegen des Recoaters 14 von der Seite des Speicherungsbehälters 3 zu der Seite des Speicherungsbehälters 4, um das Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen und dadurch die (N+2)-te Schicht in dem Herstellungsbehälter 5 zu bilden („AN+2“-Pfeil), die Menge des zu tragenden Pulvermaterials ebenso vergrößert werden (siehe 33D).
Weiter alternativ kann die zu tragende Menge vergrößert werden, wie in 33E veranschaulicht, die eine Kombination der 33C und 33D ist. Bei dem nächsten Trageprozess zum Bewegen des Recoaters 14 von der Seite des Speicherungsbehälters 4 zu der Seite des Speicherungsbehälters 3 nach der Erfassung D der Abnormalitätsangabe, um das Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen und dadurch die (N+1)-te Schicht in dem Herstellungsbehälter 5 zu bilden („AN+1“-Pfeil), kann die zu tragende Menge von einer Erhöhung abgehalten werden. Bei dem nächsten Trageprozess zum Bewegen des Recoaters 14 von der Seite des Speicherungsbehälters 3 zu der Seite des Speicherungsbehälters 4, um das Pulvermaterial 8 in den Herstellungsbehälter 5 zu tragen und dadurch die (N+2)-te Schicht in dem Herstellungsbehälter 5 zu bilden („AN+2“-Pfeil), und weiterhin in dem weiteren nächsten Trageprozess („AN+3“-Pfeil), kann die Menge des zu tragenden Pulvermaterials eingestellt werden, um größer als die Menge des Pulvermaterial zu sein, die in jedem des durch den „AN“-Pfeil dargestellten Trageprozesses und des durch den „AN+1“-Pfeil dargestellten Trageprozesses (siehe 33E) getragen wird.
Durch Vergrößern der Menge des zu tragenden Pulvermaterials mit einer beliebigen der in den 33C bis 33E veranschaulichten Zeitsteuerungen, wird die zu tragende Menge vergrößert, wenn der Recoater 14 zu der Seite des Speicherungsbehälters 4 bewegt wird, auf dem die Erfassung D der Abnormalitätsangabe stattfand. Somit wird bei dem Speicherungsbehälter 4, bei dem die Erfassung D der Abnormalitätsangabe stattfand, bestimmt, ob es immer noch die Abnormalitätsangabe gibt, und erneut bewertet. Dies macht es möglich, zuverlässig zu prüfen, ob die Abnormalitätsangabe beseitigt wurde. Weiterhin kann durch Vergrößern der zu tragenden Menge in mindestens zwei gegebenen Trageprozessen, durch die der Recoater 14 eine Rundreise pro Erfassung einer Abnormalitätsangabe vornimmt (siehe 33D und 33E), der Fehler der zu tragenden Menge aufgrund des individuellen Unterschieds der Vorrichtung 1 oder dergleichen und so weiter zuverlässiger vernachlässigbar gemacht werden. Dies macht es möglich, die Abnormalitätsangabe zuverlässiger zu beseitigen.
Es sei bemerkt, dass die obige Beschreibung basierend auf den 33A bis 33E über einen Fall ist, bei dem eine Abnormalitätsangabe in dem Speicherungsbehälter 4 erfasst wird, wenn der Recoater 14 von der Seite des Speicherungsbehälters 3 zu der Seite des Speicherungsbehälters 4 bewegt wird. Die Beschreibung findet jedoch weiterhin in einem Fall Anwendung, bei dem eine Abnormalitätsangabe in dem Speicherungsbehälter 3 erfasst wird, wenn der Recoater 14 von der Seite des Speicherungsbehälters 4 zu der Seite des Speicherungsbehälters 3 bewegt wird. Weiterhin kann, wenn Angaben von Abnormalität nacheinander bei beiden Speicherungsbehältern 3 und 4 erfasst werden, die zu tragende Menge vergrößert werden, wie oben in mehreren entsprechenden Trageprozessen beschrieben. Es sei bemerkt, dass die Erfassung einer Abnormalitätsangabe durch das Vergrößern der zu tragenden Menge in dem/den entsprechenden einen oder mehreren Trageprozesse(n) verfolgt wird, wobei jedoch die zu tragende Menge in den Trageprozessen, die diesem einen oder mehreren Trageprozesse(n) folgen, zu dem vorbestimmten Wert zurückgeführt wird, welcher der Referenzwert ist, solange wie keine weitere Abnormalitätsangabe erfasst wird.
Nebenbei bemerkt kann, um den Eintritt eines übermäßigen Pulvermaterials 8 in die Reservoirbehälter 3E und 4E zu verhindern, die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 mit weiteren Temperaturerfassungseinheiten 28d und 28e versehen werden, wobei eine weitere Steuerung mit ihnen durchgeführt wird. Wie mit den gestrichelten Linien in 1 veranschaulicht, sind die weiteren Temperaturerfassungseinheiten 28d und 28e beispielsweise jeweils angeordnet, um die Temperatur des Pulvermaterials 8 auf einer Außenseite in dem Speicherungsbehälter 3 oder 4 zu messen, d.h., der Seite des Reservoirbehälters 3E oder 4E. Es sei bemerkt, dass die Temperaturerfassungseinheiten 28d und 28e jeweils bereitgestellt werden können, um die Temperatur des Pulvermaterials in dem Reservoirbehälter 3E oder 4E zu messen. Die Temperaturerfassungseinheiten 28d und 28e sind Kontakttemperaturerfassungsvorrichtungen, können jedoch kontaktlose Temperaturerfassungsvorrichtungen wie die Temperaturerfassungseinheiten 28a bis 28c sein. Bei der obigen Konfiguration ist es bevorzugt, eine Steuerung basierend auf dem Ablaufdiagramm von 34 durchzuführen. Schritte S3401 bis S3407, S3413 bzw. S3415 in 34 entsprechen den Schritten S3201 bis S3211 in 32 und eine doppelte Beschreibung davon wird daher weggelassen.
Wenn die Temperaturänderung ΔT mehr als der Schwellenwert β bei Schritt S3407 ist (positive Bestimmung bei Schritt S3407), dann erfasst die Temperaturerfassungseinheit 28d oder 28e bei Schritt S3409 eine Temperatur T_E des dem Speicherungsbehälter 3 oder 4 zugeordneten Pulvermaterials 8, der als das Ziel für den Recoater 14 dient. Außerdem wird bestimmt, ob die erfasste Temperatur T_E kleiner als ein Schwellenwert δ ist (wobei δ > 0°C). Der Schwellenwert δ wird als eine Temperatur eingestellt, mit der, wenn der Zielspeicherungsbehälter für den Recoater 14 beispielsweise der Speicherungsbehälter 4 ist, es möglich ist, zu erfassen, dass das Pulvermaterial 8 das äußere Ende des Speicherungsbehälters 4 auf der Seite des Reservoirbehälters 4E erreicht hat. Wenn die erfasste Temperatur T_E kleiner als der Schwellenwert δ ist (positive Bestimmung bei Schritt S3411), wird die Menge des zu transportierenden, d.h. des zu tragenden, Pulvermaterials 8 bei der vorbestimmten Menge α bei Schritt S3413 gehalten.
Wenn die erfasste Temperatur T_E andererseits größer als oder gleich dem Schwellenwert δ ist (negative Bestimmung bei Schritt S3411), wird die zu tragende Menge bei Schritt S3417 verringert. In der vorliegenden Ausführungsform wird diese Verringerung durch Subtrahieren einer vorbestimmten Verringerungsmenge ε (wobei ε > 0) von der vorbestimmten Menge α durchgeführt. Die Menge des als nächstes von dem Speicherungsbehälter 4 zu transportierenden Pulvermaterials 8, der auf der stromaufwärtigen Seite in der Förderrichtung ist, d.h., der Betrag des Anstiegs des Zufuhrtischs 7 wird so gesteuert, dass die zu tragende Menge gleich der Menge sein wird, die durch Subtrahieren der vorbestimmten Verringerungsmenge ε von der vorbestimmten Menge α erhalten wird. Es sei bemerkt, dass die vorbestimmte Verringerungsmenge ε konstant oder variabel sein kann. Wenn die vorbestimmte Verringerungsmenge ε beispielsweise variabel ist, wird sie bevorzugt gemäß dem Wert der Temperatur T_E berechnet.
Wenn ΔT kleiner als oder gleich dem Schwellenwert β bei Schritt S3407 ist (negative Bestimmung bei Schritt S3407), wird die zu tragende Menge erhöht, wie oben bei Schritt S3415 beschrieben ist.
Während eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung und eine Modifikation hiervon oben beschrieben wurden, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese beschränkt. Verschiedener Ersetzungen und verschiedene Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen, die durch die Ansprüche der vorliegenden Anmeldung definiert ist. Die obige Ausführungsform und Modifikation und dergleichen sind nicht auf das obige beschränkt und verschiedene Kombinationen und dergleichen können in einer nicht widersprüchlichen Art und Weise vorgenommen werden. Demgemäß soll die vorstehende Beschreibung eher veranschaulichend als einschränkend sein.
Die Pulverbettschmelzvorrichtung 1 in der obigen Ausführungsform erfasst die Temperatur des in dem Speicherungsbehälter 3 oder 4 gespeicherten Pulvermaterials 8, bewertet, wie weit sich das Pulvermaterial 8 basierend auf dieser Temperatur bewegt hat, und wenn bestimmt wird, dass eine Angabe oder ein Zeichen von Abnormalität erkannt wird, erhöht sie die Menge des zuzuführenden, d.h. getragenen Pulvermaterials 8, wenn der Recoater 14 zu der entgegengesetzten Seite zurückkehrt. Dies ermöglicht die Optimierung der Menge des zu transportierenden Pulvers mit einer kontaktlosen Temperaturerfassungseinheit, d.h., einem kontaktlosen Temperatursensor. Während die obige Bestimmung basierend auf einem einfachen Vergleich zwischen der Temperaturänderung ΔT und dem Schwellenwert β vorgenommen wurde, können mehreren Schwellenwerte verwendet werden, um speziell die Position des Pulvermaterials 8 zu bestimmen, welches den Speicherungsbehälter 3 oder 4 erreicht hat. In diesem Fall können die Temperaturerfassungseinheiten 28b und 28c jeweils mehrere Temperaturerfassungseinheiten für mehreren Positionen in dem entsprechenden Speicherungsbehälter 3 oder 4 umfassen, und die Temperaturen, d.h., die Temperaturänderungen, die durch diese Temperaturerfassungseinheiten erfasst werden, können mit jeweiligen Schwellenwerten verglichen werden. In diesem Fall ist die vorliegende Offenbarung auch nicht auf das Vergleichen des Werts jeder Temperaturänderung mit dem entsprechenden Schwellenwert begrenzt. Beispielsweise kann jede erfasste Temperatur direkt mit einer entsprechenden Temperatur verglichen werden, wie oben beschrieben ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2019030839 [0003]

Claims

Pulverbettschmelzvorrichtung, umfassend: einen ersten Speicherungsbehälter, der einen ersten Tisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden, und ein Pulvermaterial, das auf dem ersten Tisch gelagert ist, auf eine erste vorbestimmte Temperatur erwärmt; einen zweiten Speicherungsbehälter, der einen zweiten Tisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden, und das Pulvermaterial, das auf dem zweiten Tisch gelagert ist, auf eine zweite vorbestimmte Temperatur erwärmt; einen Herstellungsbehälter, der zwischen dem ersten Speicherungsbehälter und dem zweiten Speicherungsbehälter bereitgestellt ist, einen Modellierungstisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden und auf dem ein Modell unter Verwendung des Pulvermaterials herzustellen ist, das Pulvermaterial auf dem Modellierungstisch auf eine dritte vorbestimmte Temperatur, die von der ersten vorbestimmten Temperatur verschieden ist, und weiterhin von der zweiten vorbestimmten Temperatur verschieden ist, erwärmt und zulässt, dass das Pulvermaterial auf dem Modellierungstisch mit einem Laserstrahl von einer Laserstrahlemissionseinheit basierend auf dem herzustellenden Modell bestrahlt wird; einen Recoater, der bereitgestellt wird, um imstande zu sein, sich über den ersten Speicherungsbehälter und über den zweiten Speicherungsbehälter zu bewegen, um das Pulvermaterial zu tragen; eine Tragesteuereinheit, die das Heben und Senken von jeweils dem ersten Tisch, dem zweiten Tisch und dem Modellierungstisch und die Bewegung des Recoaters steuert, wenn das Pulvermaterial in den Herstellungsbehälter getragen wird; eine erste Temperaturmessvorrichtung, die bereitgestellt wird, um eine Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials zu erfassen; und eine Bewertungseinheit, die, wenn das Pulvermaterial in dem ersten Speicherungsbehälter in den Herstellungsbehälter getragen wird, das Tragen des Pulvermaterials basierend auf der Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials, die durch die erste Temperaturmessvorrichtung erfasst wird, bewertet.
Pulverbettschmelzvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die erste vorbestimmte Temperatur eine Temperatur ist, die niedriger als die dritte vorbestimmte Temperatur ist, und die zweite vorbestimmte Temperatur eine Temperatur ist, die niedriger als die dritte vorbestimmte Temperatur ist.
Pulverbettschmelzvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Temperaturmessvorrichtung eine kontaktlose Temperaturmessvorrichtung ist.
Pulverbettschmelzvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine Mengenberechnungseinheit, die eine Menge des Pulvermaterials ändert, die in den Herstellungsbehälter zu tragen ist, basierend auf einem Vergleich zwischen der Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials, die durch die erste Temperaturmessvorrichtung erfasst wird, und einem Schwellenwert durch die Bewertungseinheit.
Pulverbettschmelzvorrichtung gemäß Anspruch 4, wobei, wenn die Bewertungseinheit angibt, dass eine Änderung der Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials kleiner als oder gleich einem ersten Schwellenwert ist, die Mengenberechnungseinheit eine Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des zweiten Speicherungsbehälters zu der Seite des ersten Speicherungsbehälters oder eine Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des ersten Speicherungsbehälters zu der Seite des zweiten Speicherungsbehälters um ein erste vorbestimmte Menge von einem ersten Referenzwert erhöht.
Pulverbettschmelzvorrichtung gemäß Anspruch 4 oder 5, ferner umfassend eine zweite Temperaturmessvorrichtung, die bereitgestellt wird, um eine Temperatur des in dem ersten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials zu erfassen, wobei wenn das Pulvermaterial in dem zweiten Speicherungsbehälter in den Herstellungsbehälter getragen wird, die Bewertungseinheit das Tragen des Pulvermaterials basierend auf einem Vergleich zwischen einer Änderung der Temperatur des in dem ersten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials, die durch die zweite Temperaturmessvorrichtung erfasst wird, und einem zweiten Schwellenwert bewertet, und wenn die Bewertungseinheit angibt, dass die Änderung der Temperatur des in dem ersten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials kleiner als oder gleich dem zweiten Schwellenwert ist, die Mengenberechnungseinheit eine Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des ersten Speicherungsbehälters zu der Seite des zweiten Speicherungsbehälters oder eine Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des zweiten Speicherungsbehälters zu der Seite des ersten Speicherungsbehälters um eine zweite vorbestimmte Menge von einem zweiten Referenzwert erhöht.
Verfahren zum Bewerten des Tragens eines Pulvermaterials in einer Pulverbettschmelzvorrichtung, umfassend einen ersten Speicherungsbehälter, der einen ersten Tisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden und das auf dem ersten Tisch gespeicherte Pulvermaterial auf eine erste vorbestimmte Temperatur erwärmt, einen zweiten Speicherungsbehälter, der einen zweiten Tisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden, und das auf dem zweiten Tisch gespeicherte Pulvermaterial auf eine zweite vorbestimmte Temperatur erwärmt, einen Herstellungsbehälter, der zwischen dem ersten Speicherungsbehälter und dem zweiten Speicherungsbehälter bereitgestellt wird, einen Modellierungstisch umfasst, der angeordnet ist, um imstande zu sein, angehoben und abgesenkt zu werden, und auf dem ein Modell unter Verwendung des Pulvermaterials herzustellen ist, das Pulvermaterial auf eine dritte vorbestimmte Temperatur, die von der ersten vorbestimmten Temperatur und weiterhin von der zweiten vorbestimmten Temperatur verschieden ist, erwärmt und zulässt, dass das Pulvermaterial auf dem Modellierungstisch mit einem Laserstrahl von einer Laserstrahlemissionseinheit basierend auf dem herzustellenden Modell bestrahlt wird, einen Recoater, der bereitgestellt wird, um imstande zu sein, sich über den ersten Speicherungsbehälter und über den zweiten Speicherungsbehälter zu bewegen, um das Pulvermaterial zu tragen, und eine Tragesteuereinheit, die das Heben und Senken von jeweils dem ersten Tisch, dem zweiten Tisch und dem Modellierungstisch und die Bewegung des Recoaters steuert, wenn das Pulvermaterial in den Herstellungsbehälter getragen wird, wobei das Verfahren zum Bewerten des Tragens des Pulvermaterials folgende Schritte umfassend: Erfassen einer Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials durch Verwenden einer kontaktlosen Temperaturmessvorrichtung, wenn sich der Recoater von der Seite des ersten Speicherungsbehälters in Richtung der Seite des zweiten Speicherungsbehälters bewegt, um das Pulvermaterial in dem ersten Speicherungsbehälter in den Herstellungsbehälter zu tragen; und Bewerten des Tragens des Pulvermaterials in den Herstellungsbehälter basierend auf einem Vergleich zwischen der erfassten Temperatur und einem Schwellenwert.
Verfahren zum Bewerten des Tragens des Pulvermaterials gemäß Anspruch 7, wobei die erste vorbestimmte Temperatur eine niedrigere Temperatur als die dritte vorbestimmte Temperatur ist und die zweite vorbestimmte Temperatur eine niedrigere Temperatur als die dritte vorbestimmte Temperatur ist.
Verfahren zum Bewerten des Tragens des Pulvermaterials gemäß Anspruch 7 oder 8, ferner umfassend, wenn bestimmt wird, dass eine Änderung der Temperatur des in dem zweiten Speicherungsbehälter gespeicherten Pulvermaterials kleiner als oder gleich einem ersten Schwellenwert ist, Vergrößern einer Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des zweiten Speicherungsbehälters zu der Seite des ersten Speicherungsbehälters oder einer Menge des in den Herstellungsbehälter zu tragenden Pulvermaterials durch Bewegen des Recoaters von der Seite des ersten Speicherungsbehälters zu der Seite des zweiten Speicherungsbehälters um eine vorbestimmte Menge von einem Referenzwert.