(57)【要約】【課題】チャンバ内部にカラー印刷ノズルやモータなどの非耐熱性部材を後付けすることができ、多機能及び組立簡単化の利点を有する３Ｄレーザ印刷装置及びその操作方法を提供する。【解決手段】３Ｄレーザ印刷装置１０は、内部にチャンバ１１、チャンバ１１内部に配置された載置台１２、載置台１２に対して昇降可能な材料供給テーブル１３及び構築テーブル１４を有する機体１と、チャンバ１１に収容され、材料供給テーブル１３と構築テーブル１４との間に往復移動可能な粉末敷設機構２と、チャンバ１１内に収容され、材料供給テーブル１３及び構築テーブル１４の少なくとも一方に往復移動可能な移動式予熱機構３と、構築テーブル１４に対応して配置されたレーザモジュール４と、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にチャンバ（１１）、当該チャンバ（１１）内部に配置された載置台（１２）、当該載置台（１２）に対して昇降可能な材料供給テーブル（１３）及び構築テーブル（１４）を有する機体（１）と、
前記チャンバ（１１）に収容され、前記材料供給テーブル（１３）と前記構築テーブル（１４）との間に往復移動可能な粉末敷設機構（２）と、
前記チャンバ（１１）内に収容され、前記材料供給テーブル（１３）及び前記構築テーブル（１４）の少なくとも一方に往復移動可能な移動式予熱機構（３）と、
前記構築テーブル（１４）に対応して配置されたレーザモジュール（４）と、を含むことを特徴とする３Ｄレーザ印刷装置。
【請求項２】
前記粉末敷設機構（２）及び前記移動式予熱機構（３）は、共通の移動台（５）を備え、
前記粉末敷設機構（２）は、前記移動台（５）に取り付けられ前記移動台（５）に追従して移動する粉末敷設モジュール（２２）をさらに備え、
前記移動式予熱機構（３）は、前記移動台（５）に取り付けられ前記移動台（５）に追従して移動する加熱部材（３２）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄレーザ印刷装置。
【請求項３】
前記粉末敷設機構（２）は、第１移動台（２１）と、当該第１移動台（２１）に取り付けられ前記第１移動台（２１）に追従して移動する粉末敷設モジュール（２２’）とを備え、
前記移動式予熱機構（３）は、第２移動台（３１）と、当該第２移動台（３１）に取り付けられ前記第２移動台（３１）に追従して移動する加熱部材（３２’）とを備えることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄレーザ印刷装置。
【請求項４】
前記移動式予熱機構（３）は、前記材料供給テーブル（１３）と前記構築テーブル（１４）との間に往復移動可能であることを特徴とする請求項３に記載の３Ｄレーザ印刷装置。
【請求項５】
前記加熱部材（３２，３２’）は輻射熱源であり、当該輻射熱源は赤外線光源又は電熱ヒータであることを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の３Ｄレーザ印刷装置。
【請求項６】
前記粉末敷設モジュール（２２，２２’）は、粉末敷設ローラー（２２１）と、当該粉末敷設ローラー（２２１）に接続され前記粉末敷設ローラー（２２１）を回転駆動するドライバ（２２２）とを備えることを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の３Ｄレーザ印刷装置。
【請求項７】
カラー印刷ノズル（８１）を有し、前記チャンバ（１１）に収容され、前記構築テーブル（１４）上に移動可能なカラー印刷モジュール（８）をさらに含むことを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の３Ｄレーザ印刷装置。
【請求項８】
前記カラー印刷モジュール（８）と前記材料供給テーブル（１３）との間に取り付けられ、前記構築テーブル（１４）に対応して配置され、前記構築テーブル（１４）上に移動可能な降温機構（９）をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の３Ｄレーザ印刷装置。
【請求項９】
前記材料供給テーブル（１３）に対応して配置された材料供給機構（６）と、前記構築テーブル（１４）に対応して配置された材料回収機構（７）とを含むことを特徴とする請求項２又は３のいずれか１項に記載の３Ｄレーザ印刷装置。
【請求項１０】
３Ｄレーザ印刷装置の操作方法であって、
前記３Ｄレーザ印刷装置は、
内部にチャンバ（１１）、当該チャンバ（１１）内部に配置された載置台（１２）、当該載置台（１２）に対して昇降可能な材料供給テーブル（１３）及び構築テーブル（１４）を有する機体（１）と、
前記チャンバ（１１）に収容され、前記材料供給テーブル（１３）と前記構築テーブル（１４）との間に往復移動可能な粉末敷設機構（２）と、
前記チャンバ（１１）内に収容され、前記材料供給テーブル（１３）及び前記構築テーブル（１４）の少なくとも一方に往復移動可能な移動式予熱機構（３）と、
前記構築テーブル（１４）に対応して配置されたレーザモジュール（４）と、を含み、
前記操作方法は、
（ａ）前記材料供給テーブル（１３）上に被焼結粉末（１００）をスタッキングさせるステップと、
（ｂ）前記粉末敷設機構（２）は、前記材料供給テーブル（１３）から前記構築テーブル（１４）に前記被焼結粉末（１００）を平坦に敷設するステップと、
（ｃ）前記移動式予熱機構（３）は、前記被焼結粉末（１００）を融点よりも僅かに低い温度に加熱するステップと、
（ｄ）前記レーザモジュール（４）は、所望のパターンに基づいて、前記被焼結粉末（１００）を融点の温度まで加熱して、前記被焼結粉末（１００）を構築層になるように焼結するステップと、
（ｅ）前記被焼結粉末（１００）を前記構築テーブル（１４）上に平坦に敷設するまで、前記構築テーブル（１４）を前記載置台（１２）に対して降下させるステップと、
（ｆ）ステップ（ａ）〜ステップ（ｅ）を繰り返して、複数の前記構築層（２００）を互いに積層して完成品とするステップと、を含むことを特徴とする３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項１１】
前記３Ｄレーザ印刷装置（１０）は、
カラー印刷ノズル（８１）を有し、前記チャンバ（１１）に収容され、前記構築テーブル（１４）上に移動可能なカラー印刷モジュール（８）をさらに含み、
前記操作方法は、
前記ステップ（ｄ）の後に、
（ｄ０３）前記カラー印刷ノズル（８１）は、所望の色及び位置に基づいて前記構築層（２００）を着色するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項１２】
前記３Ｄレーザ印刷装置は、
前記カラー印刷モジュール（８）と前記材料供給テーブル（１３）との間に取り付けられ、前記構築テーブル（１４）に対応して配置され、前記構築テーブル（１４）上に移動可能な降温機構（９）をさらに含み、
前記操作方法は、
前記ステップ（ｄ）と前記ステップ（ｄ０３）との間に、
（ｄ０１）前記降温機構（９）は、前記構築層（２００）を降温するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項１３】
前記３Ｄレーザ印刷装置は、前記構築テーブル（１４）に対応して配置された材料回収機構（７）をさらに含み、
前記操作方法は、
前記ステップ（ｄ）と前記ステップ（ｄ０３）との間に、
（ｄ０２）前記材料回収機構（７）は、焼結されていない前記被焼結粉末（１００）を回収するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項１４】
前記ステップ（ｂ）と前記ステップ（ｃ）との順序を互いに入れ替え可能であり、前記移動式予熱機構（３）が前記構築テーブル（１４）に対応して配置された場合には、前記ステップ（ｂ）の後に前記ステップ（ｃ）を実行し、前記移動式予熱機構（３）が前記材料供給テーブル（１３）に対応して配置された場合には、前記ステップ（ｂ）の前に前記ステップ（ｃ）を実行することを特徴とする請求項１０に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項１５】
前記３Ｄレーザ印刷装置は、前記材料供給テーブル（１３）に対応して配置された材料供給機構（６）をさらに含み、
前記ステップ（ａ）において、前記材料供給機構（６）は、前記材料供給テーブル（１３）上に前記被焼結粉末（１００）をスタッキングさせることを特徴とする請求項１０に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項１６】
前記粉末敷設機構（２）及び前記移動式予熱機構（３）は、共通の移動台（５）を備え、前記粉末敷設機構（２）は、前記移動台（５）に取り付けられ前記移動台（５）に追従して移動する粉末敷設モジュール（２２）をさらに備え、前記移動式予熱機構（３）は、前記移動台（５）に取り付けられ前記移動台（５）に追従して移動する加熱部材（３２）をさらに備え、
前記ステップ（ｃ）において、前記加熱部材（３２）は、前記被焼結粉末（１００）を融点よりも僅かに低い温度に加熱することを特徴とする請求項１０に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項１７】
前記粉末敷設機構（２）は、第１移動台（２１）と、当該第１移動台（２１）に取り付けられ前記第１移動台（２１）に追従して移動する粉末敷設モジュール（２２’）とを備え、前記移動式予熱機構（３）は、第２移動台（３１）と、当該第２移動台（３１）に取り付けられ前記第２移動台（３１）に追従して移動する加熱部材（３２’）とを備え、前記ステップ（ｃ）において、前記加熱部材（３２’）は、前記被焼結粉末（１００）を融点よりも僅かに低い温度に加熱することを特徴とする請求項１０に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項１８】
前記移動式予熱機構（３）は、前記材料供給テーブル（１３）と前記構築テーブル（１４）との間に往復移動可能であることを特徴とする請求項１７に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項１９】
前記加熱部材（３２，３２’）は輻射熱源であり、当該輻射熱源は、前記被焼結粉末（１００）との間隔が１０ｍｍ未満である赤外線光源、又は電熱ヒータであることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【請求項２０】
前記粉末敷設モジュール（２２，２２’）は、粉末敷設ローラー（２２１）と、当該粉末敷設ローラー（２２１）に接続され前記粉末敷設ローラー（２２１）を回転駆動するドライバ（２２２）とを備え、
前記ステップ（ｂ）において、前記粉末敷設ローラー（２２１）は、前記材料供給テーブル（１３）から前記構築テーブル（１４）に前記被焼結粉末（１００）を平坦に敷設することを特徴とする請求項１６又は１７に記載の３Ｄレーザ印刷装置の操作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄプリンタに関し、特に、３Ｄレーザ印刷装置及びその操作方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
選択的レーザ焼結（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｌａｓｅｒ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ，ＳＬＳ）は、主に粉末敷設ローラーを用いて一層の粉末材料を敷設し、チャンバ内の加熱設備により粉末材料を融点直下の温度に加熱し、次に粉末層上にレーザービームを照射して、照射された粉末の温度を融点より高く上昇させて焼結するとともに、下の形成部分に結合させる。このように繰り返すことにより、３次元物体全体の印刷を完了する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の加熱設備は、チャンバ全体を加熱し、チャンバが設定温度に達すことにより、粉末材料も設定温度に加熱される。しかし、チャンバの温度が高すぎると、チャンバ内部に耐熱性部材しか設置することができない。例えば、カラー印刷ノズルやモータなどの非耐熱性部材は、省略されるか又はチャンバの外部に後付けすることしかできないため、３Ｄレーザ印刷装置は、機能の欠如や組立が複雑化する問題がある。
【０００４】
以上に鑑みて、本発明の発明者は、研究と理論の使用とによって有効に上記の問題を解決することは、本発明者の改良の目標となっている。
【０００５】
本発明は、移動式予熱機構により材料供給テーブル又は構築テーブルを加熱して、従来の加熱設備によりチャンバ全体を加熱するステップを省略でき、機体のチャンバの温度が高すぎず、チャンバ内部にカラー印刷ノズルやモータなどの非耐熱性部材を後付けすることができ、多機能及び組立簡単化の利点を有する３Ｄレーザ印刷装置及びその操作方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態において、３Ｄレーザ印刷装置は、内部にチャンバ、チャンバ内部に配置された載置台、載置台に対して昇降可能な材料供給テーブル及び構築テーブルを有する機体と、チャンバに収容され、材料供給テーブルと構築テーブルとの間に往復移動可能な粉末敷設機構と、チャンバ内に収容され、材料供給テーブル及び構築テーブルの少なくとも一方に往復移動可能な移動式予熱機構と、構築テーブルに対応して配置されたレーザモジュールと、を含む。
【０００７】
本発明の一実施形態において、３Ｄレーザ印刷装置の操作方法を提供し、３Ｄレーザ印刷装置は、内部にチャンバ、チャンバ内部に配置された載置台、載置台に対して昇降可能な材料供給テーブル及び構築テーブルを有する機体と、チャンバに収容され、材料供給テーブルと構築テーブルとの間に往復移動可能な粉末敷設機構と、チャンバ内に収容され、材料供給テーブル及び構築テーブルの少なくとも一方に往復移動可能な移動式予熱機構と、構築テーブルに対応して配置されたレーザモジュールと、を含み、操作方法は、（ａ）材料供給テーブル上に被焼結粉末をスタッキングさせるステップと、（ｂ）粉末敷設機構は、材料供給テーブルから構築テーブルに被焼結粉末を平坦に敷設するステップと、（ｃ）移動式予熱機構は、被焼結粉末を融点よりも僅かに低い温度に加熱するステップと、（ｄ）レーザモジュールは、所望のパターンに基づいて、被焼結粉末を融点の温度まで加熱して、被焼結粉末を構築層になるように焼結するステップと、（ｅ）被焼結粉末を構築テーブル上に平坦に敷設するまで、構築テーブルを載置台に対して降下させるステップと、（ｆ）ステップ（ａ）〜ステップ（ｅ）を繰り返して、複数の構築層を互いに積層して完成品とするステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、移動式予熱機構は、構築テーブルに対応して配置され、移動台及び加熱部材を備えることで、加熱部材が被焼結粉末１００を加熱し移動すると、レーザモジュールは、直ちに所望のパターンに基づいて被焼結粉末を焼結することができる。これにより、被焼結粉末の温度降下による焼結作業への影響を避けることができる。
【０００９】
本発明によれば、同じ移動台上に粉末敷設機構と移動式予熱機構を共に結合させることで、構築テーブル上に被焼結粉末に対して平坦に敷設、加熱、焼結作業が一気に行われることができる。その結果、３Ｄレーザ印刷装置は、処理時間を短縮できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置の第１実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置の第１実施形態を示す概略断面図である。
【図３】本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置の操作方法を示すフローチャートである。
【図４】材料供給機構により被焼結粉末を材料供給ステージ上にスタッキングする様子を示す概略図である。
【図５】粉末敷設機構により被焼結粉末を構築テーブルに平坦に敷設する様子を示す概略図である。
【図６】移動式予熱機構により被焼結粉末を融点よりも僅かに低い温度に加熱する様子を示す概略図である。
【図７】被焼結粉末が構築層になるように焼結された様子を示す概略図である。
【図８】構築テーブルに対応して配置された降温機構により構築層を降温する様子を示す概略図である。
【図９】カラー印刷ノズルにより所望の色及び位置に基づいて構築層を着色する様子を示す概略図である。
【図１０】本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置の第２実施形態を示す概略斜視図である。
【図１１】本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置の第３実施形態を示す概略断面図である。
【図１２】本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置の第４実施形態を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の詳細な説明及び技術内容について、図面を参照して以下に説明するが、図面は、ただ参考及び説明に用いるのみであり、本発明の特許請求の範囲に制限を加えるものではない。
【００１２】
図１〜図９を参照する。本発明は、３Ｄレーザ印刷装置及びその操作方法を提供する。３Ｄレーザ印刷装置１０の第１実施形態は、機体１と、粉末敷設機構２と、移動式予熱機構３と、レーザモジュール４とを含む。
【００１３】
図３は、本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置の操作方法を示すフローチャートである。まず、図３のステップａ、図１、図２及び図４に示すように、機体１及び被焼結粉末１００を提供し、機体１は、内部にチャンバ１１、チャンバ１１内部に配置された載置台１２、載置台１２に対して昇降可能な材料供給テーブル１３及び構築テーブル１４を有する。材料供給テーブル１３上に被焼結粉末１００をスタッキングさせる。
【００１４】
詳細に、３Ｄレーザ印刷装置１０は、材料供給テーブル１３に対応して配置された材料供給機構６をさらに含む。材料供給機構６は、材料供給テーブル１３上に被焼結粉末１００をスタッキングさせる。ここで、本実施形態の材料供給機構６は、材料供給テーブル１３の下方に配置され、材料供給テーブル１３を収容可能な材料供給タンクであるが、これに限定されない。材料供給機構６は、材料供給テーブル１３の下方に配置される材料供給バケットであってもよい。
【００１５】
図３のステップｂ、図１、図２及び図５に示すように、粉末敷設機構２は、チャンバ１１に収容され、材料供給テーブル１３と構築テーブル１４との間に往復移動可能である。粉末敷設機構２は、材料供給テーブル１３から構築テーブル１４に被焼結粉末１００を平坦に敷設する。
【００１６】
図３のステップｃ、図１、図２及び図６に示すように、移動式予熱機構３は、チャンバ１１内に収容され、材料供給テーブル１３及び構築テーブル１４の少なくとも一方に往復移動可能である。移動式予熱機構３は、被焼結粉末１００を融点よりも僅かに低い温度に加熱する。
【００１７】
さらに、粉末敷設機構２及び移動式予熱機構３は、共通の移動台５を備える。粉末敷設機構２は、移動台５に取り付けられ移動台５に追従して移動する粉末敷設モジュール２２をさらに備える。移動式予熱機構３は、移動台５に取り付けられ移動台５に追従して移動する加熱部材３２をさらに備える。加熱部材３２は、被焼結粉末１００を融点よりも僅かに低い温度に加熱する。ここで、加熱部材３２は、輻射熱源であってもよく、即ち、赤外線光源（例えば、ＩＲランプ）又は電熱ヒータであってもよい。
【００１８】
なお、本実施形態の移動式予熱機構３は、材料供給テーブル１３と構築テーブル１４との間に往復移動可能であるが、これに限定されない。本発明の移動式予熱機構３は、材料供給テーブル１３及び構築テーブル１４の少なくとも一方に対応して加熱してもよく、チャンバ全体を加熱する従来の加熱設備と著しく相違している。
【００１９】
また、加熱部材３２が赤外線光源である場合、赤外線光源と被焼結粉末１００との間隔が１０ｍｍ未満である。これにより、赤外線光源は被焼結粉末１００の近傍で加熱するため、熱源が他の領域に大きく分散することを避け、チャンバ１１内部のカラー印刷ノズルやモータなどの非耐熱性部材が高温により損傷することを防止することができる。
【００２０】
図３のステップｄ、図１、図２及び図７に示すように、レーザモジュール４は、構築テーブル１４に対応して配置される。レーザモジュール４は、所望のパターンに基づいて、被焼結粉末１００を被焼結粉末１００の融点の温度まで加熱して、被焼結粉末１００を構築層になるように焼結する。
【００２１】
図３、図８及び図９に示すように、ステップｄとステップｅとの間にステップｄ０１、ステップｄ０２及びステップｄ０３をさらに含む。３Ｄレーザ印刷装置１０は、降温機構９及びカラー印刷モジュール８をさらに含む。降温機構９は、カラー印刷モジュール８と材料供給テーブル１３との間に取り付けられ、構築テーブル１４に対応して配置され、構築テーブル１４上に移動可能である。ステップｄ０１において、降温機構９は、構築層２００を降温する。３Ｄレーザ印刷装置１０は、構築テーブル１４に対応して配置された材料回収機構７をさらに含む。ステップｄ０２において、材料回収機構７は、焼結されていない被焼結粉末１００を回収する。
【００２２】
ここで、本実施形態の降温機構９は、カラー印刷モジュール８の前方に設けられ、カラー印刷モジュール８に追従して移動可能である。これにより、３Ｄレーザ印刷装置１０は、先に降温してから着色するという効果を有する。
【００２３】
また、カラー印刷モジュール８は、チャンバ１１に収容され、構築テーブル１４上に移動可能である。カラー印刷モジュール８は、カラー印刷ノズル８１を有する。ステップｄ０３において、カラー印刷ノズル８１は、所望の色及び位置に基づいて構築層２００を着色する。
【００２４】
ステップｄ０１とステップｄ０２の順序は入れ替えてもよい。ステップｄ０１の目的は、主に構築層２００を降温してカラー印刷ノズル８１をさらに保護し、高温によるカラー印刷ノズル８１の損傷を防止することである。しかし、ステップｄ０１は必要なステップではなく、実際の状況に応じて省略してもよい。
【００２５】
図３のステップｅ、図１及び図２に示すように、被焼結粉末１００を構築テーブル１４上に平坦に敷設するまで、構築テーブル１４を載置台１２に対して降下させる。
【００２６】
図３のステップｆ、図１及び図２に示すように、ステップａ〜ステップｅを繰り返して、複数の構築層２００を互いに積層して完成品とする。
【００２７】
ステップｂとステップｃとの順序を互いに入れ替え可能である。移動式予熱機構３が構築テーブル１４に対応して配置された場合には、ステップｂの後にステップｃを実行する。即ち、構築テーブル１４に被焼結粉末１００を平坦に敷設した後に、移動式予熱機構３により被焼結粉末１００を加熱する。一方、移動式予熱機構３が材料供給テーブル１３に対応して配置された場合には、ステップｂの前にステップｃを実行する。即ち、移動式予熱機構３により被焼結粉末１００を加熱した後に、構築テーブル１４に被焼結粉末１００を平坦に敷設する。
【００２８】
図６及び図７には、本発明の３Ｄレーザ印刷装置１０の使用状態が示されている。移動式予熱機構３により材料供給テーブル１３又は構築テーブル１４を加熱できるので、従来の加熱設備によりチャンバ全体を加熱するステップを省略することができる。その結果、本発明の機体１のチャンバ１１の温度が高すぎないので、チャンバ１１内部にカラー印刷ノズル８１やモータなどの非耐熱性部材を後付けすることができる。つまり、３Ｄレーザ印刷装置１０は、カラー印刷や、移動台５又は粉末敷設モジュール２２にモータを後付けできる機能をさらに有することができる。これにより、３Ｄレーザ印刷装置１０は、多機能及び組立簡単化の利点を有する。
【００２９】
また、移動式予熱機構３は、構築テーブル１４に対応して配置されることが最適である。移動式予熱機構３は、移動台５及び加熱部材３２を備える。加熱部材３２が被焼結粉末１００を加熱し移動すると、レーザモジュール４は、直ちに所望のパターンに基づいて被焼結粉末１００を焼結することができる。これにより、被焼結粉末１００の温度降下による焼結作業への影響を避けることができる。
【００３０】
さらに、同じ移動台５上に粉末敷設機構２と移動式予熱機構３を共に結合させることで、構築テーブル１４上に被焼結粉末１００に対して平坦に敷設、加熱、焼結作業を一気に行うことができる。これにより、粉末敷設、加熱、焼結などの作業時間を節約することができるので、３Ｄレーザ印刷装置１０は、処理時間を短縮できるという利点がある。
【００３１】
図１０には、本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置の第２実施形態が示されている。第２実施形態は、第１実施形態と実質的に同じであるが、粉末敷設モジュール２２の構造が異なる点で第１実施形態と相違している。
【００３２】
詳細に、粉末敷設モジュール２２は、粉末敷設ローラー２２１と、粉末敷設ローラー２２１に接続され粉末敷設ローラー２２１を回転駆動するドライバ２２２とを備える。ここで、ドライバ２２２はモータである。粉末敷設ローラー２２１は、材料供給テーブル１３から構築テーブル１４に被焼結粉末１００を平坦に敷設する。これにより、本発明の機体１のチャンバ１１の温度が高すぎないので、チャンバ１１内部にドライバ２２２などの非耐熱性部材を後付けして、粉末敷設ローラー２２１を回転させることができる。その結果、３Ｄレーザ印刷装置１０は、粉末敷設の効率を向上させる効果を有する。
【００３３】
図１１及び図１２には、それぞれ本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置の第３実施形態及び第４実施形態が示されている。第３実施形態及び第４実施形態は、第１実施形態と実質的に同じであるが、粉末敷設機構２及び移動式予熱機構３の構造が異なる点で第１実施形態と相違している。
【００３４】
粉末敷設機構２は、第１移動台２１と、第１移動台２１に取り付けられ、第１移動台２１に追従して移動する粉末敷設モジュール２２’とを備える。移動式予熱機構３は、第２移動台３１と、第２移動台３１に取り付けられ、第２移動台３１に追従して移動する加熱部材３２’とを備える。加熱部材３２’は、被焼結粉末１００を融点よりも僅かに低い温度に加熱する。これにより、第３実施形態及び第４実施形態の粉末敷設機構２及び移動式予熱機構３は、個別に移動できる点で一緒に移動する必要がある第１実施形態の粉末敷設機構２及び移動式予熱機構３と相違している。
【００３５】
ここで、本実施形態の第１移動台２１及び第２移動台３１は、それぞれチャンバ１１に収容され、材料供給テーブル１３と構築テーブル１４との間に往復移動可能である。即ち、粉末敷設機構２及び移動式予熱機構３は、それぞれ材料供給テーブル１３と構築テーブル１４との間に往復移動可能であるが、これに限定されない。本発明の移動式予熱機構３は、材料供給テーブル１３及び構築テーブル１４の少なくとも一方に対応して加熱してもよく、チャンバ全体を加熱する従来の加熱設備と著しく相違している。
【００３６】
また、第３実施形態の粉末敷設機構２が移動式予熱機構３と構築テーブル１４との間に配置されることにより、被焼結粉末１００が平坦に敷設された後に加熱される結果を達成し、第４実施形態の移動式予熱機構３が粉末敷設機構２と構築テーブル１４との間に配置されることにより、被焼結粉末１００が加熱された後に平坦に敷設される結果を達成する。
【００３７】
以上、本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置及びその操作方法は、同類の製品に見られず、公開使用もされていないものであり、また、産業上の利用可能性、新規性及び進歩性を備えたものである。このため、本発明に係る３Ｄレーザ印刷装置及びその操作方法は、発明特許の出願要件を完全に満たすものであり、ここに特許法に基づき特許を出願するに至ったものである。
【符号の説明】
【００３８】
１０…３Ｄレーザ印刷装置
１…機体
１１…チャンバ
１２…載置台
１３…材料供給テーブル
１４…構築テーブル
２…粉末敷設機構
２１…第１移動台
２２、２２’…粉末敷設モジュール
２２１…粉末敷設ローラー
２２２…ドライバ
３…移動式予熱機構
３１…第２移動台
３２、３２’…加熱部材
４…レーザモジュール
５…移動台
６…材料供給機構
７…材料回収機構
８…カラー印刷モジュール
８１…カラー印刷ノズル
９…降温機構
１００…被焼結粉末
２００…構築層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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