[发明专利]三维形状造型物的制造装置

说明书

一种三维形状造型物的制造装置，向在腔室(6)内设置的材料层的规定部位照射光束使规定部位的材料烧结或熔融固化而形成硬化层，具备腔室(6)、透射窗(8)、吹出口(10)和罩部件(11)。透射窗(8)设于腔室(6)，使光束透射。吹出口(10)设于透射窗(8)的周围，朝向腔室(6)内吹出惰性气体(16)。罩部件(11)设于吹出口(10)的下方，覆盖吹出口(10)且呈环状。在罩部件(11)与透射窗(8)之间设有供惰性气体(16)通过的间隙(12)。

技术领域

本发明涉及三维形状造型物的制造装置。更具体而言，本发明涉及一种制造装置，其重复实施向材料层的规定部位照射光束以形成硬化层的工序，从而制造多个硬化层层叠而一体化的三维形状造型物。

背景技术

这样的三维形状造型物的制造装置也称为3D打印机。以往，该制造装置对无机质粉体(金属)或有机质粉体(树脂)等粉末材料照射具有所希望的能量的指向性的光束，例如激光束。由此，该制造装置通过使粉末材料烧结或熔融固化并形成硬化层，从而制造由多个硬化层层叠而成的三维形状造型物(例如参照专利文献1)。

以下参照图6及图7对这样的三维形状造型物的制造装置实施的三维形状造型物的制造方法进行说明。另外，以下，有时也将三维形状造型物记作造型物。

如图6所示，该制造装置向由粉末材料构成的粉末层101照射激光束L，使粉末材料烧结或者熔融固化，形成硬化层102。接下来，该制造装置向在得到的硬化层102之上新敷设的粉末层101同样地照射激光束L，形成新的硬化层102。该制造装置重复该工序来层叠硬化层102，从而形成三维形状造型物。

如图7所示，关于这样的现有的三维形状造型物的制造装置110，为了防止造型物的氧化等，大多在充满惰性气体的腔室111内进行粉末材料的烧结或熔融固化。在腔室111内，设置有抹平板112等粉末层形成单元以及基盘113等。粉末层形成单元供给粉末材料，形成粉末层101。粉末层101及硬化层被形成在基盘113上。在腔室111外设置有激光束照射单元114。从激光束照射单元114发出的激光束L穿过在腔室111的顶面设置的透射窗115，向粉末层101的规定部位照射。即，激光束L穿过透射窗115而入射到腔室111内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2012－224919号公报

发明概要

这里，当向粉末层101照射激光束L而使粉末材料烧结或熔融固化，则从粉末材料硬化的位置即激光束L的照射部位，产生被称为烟气(fume)的烟状的物质。该烟气上升而附着于透射窗115。因此，透射窗115对激光束L的透射率等降低。如果透射窗115的透射率等降低，则到达粉末层101的激光束L不再具备所希望的能量。因此，即使向粉末层101照射激光束L，粉末层101也不充分硬化。因此，存在无法形成所希望的造型物这样的问题。

发明内容

于是，为了解决该问题，本发明的三维形状造型物的制造装置，向设置在腔室内的材料层的规定部位照射光束使规定部位的材料烧结或熔融固化而形成硬化层，具备腔室、透射窗、吹出口和罩部件。透射窗设置于腔室的顶面，使光束透射。吹出口设置于透射窗的周围，朝向腔室内吹出惰性气体。罩部件在吹出口的下方沿着透射窗的周围设置，覆盖吹出口且呈环状。在罩部件与透射窗之间设有供惰性气体通过的间隙。

根据本发明，在罩部件内充满的惰性气体被从罩部件与透射窗之间的间隙吹出，因此能够抑制烟气向透射窗附着。