DE112014006506T5

DE112014006506T5 - Materialzuführvorrichtung für additives Herstellungsgerät, additives Herstellungsgerät und additives Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE112014006506T5
Application number: DE112014006506.4T
Authority: DE
Inventors: Masayuki Tanaka; Hiroshi Ohno; Shinji Nakata; Morihiro MACHIDA
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-09-10
Publication date: 2017-03-30
Also published as: JP2015182288A; US20170021452A1; US10744596B2; WO2015145811A1; JP5951668B2

Abstract

Eine Materialzuführvorrichtung in einem additiven Herstellungsgerät entsprechen einer Ausführungsform schließt eine Zuführeinheit ein. Die Zuführeinheit schließt einen Container, der in der Lage ist, ein pulverförmiges Material zu enthalten, eine erste Wand, die mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehen ist, die mit dem Container in Verbindung stehen, und die zumindest teilweise eine Region bedeckt, auf die das Material zuzuführen ist, und ein Öffnungs-Schließungs-Teil, das in der Lage ist, individuell die Öffnungen zu öffnen und zu schließen, ein, wobei die Zuführeinheit eine Schicht des Materials auf zumindest einem Teil der Region bildet, in dem das Material innerhalb des Containers der Region von zumindest einer der Öffnungen zugeführt wird, die durch das Öffnungs-Schließungs-Teil geöffnet wird.

Description

Erfindungsgebiet
Ausführungsformen der Erfindung beziehen sich auf Materialzuführvorrichtungen für additive Herstellungsgeräte, additive Herstellungsgeräte und additive Herstellungsverfahren.
Hintergrund
Ein additives Herstellungsgerät, wie ein dreidimensionaler Drucker, ist bekannt, der Schichten aus pulverförmigen Material bildet, und sukzessive das Material für jede Schicht des Materials mit einem Binder (einem Bonding Agent) oder einem Laserstrahl zur Ausbildung von dreidimensionalen Formen verfestigt.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: offengelegte japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer: 2007-216595

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösendes Problem
Es ist von Vorteil, wenn ein additives Herstellungsgerät verfügbar ist, das in der Lage ist, eine dreidimensionale Form mit einer Mehrzahl von Materialarten zu bilden, und beispielsweise eine neue Konfiguration hat, die hinsichtlich der Effizienz verbessert ist.
Eine beispielhafte Herausforderung, die durch die Erfindung angesprochen wird, ist es eine Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät, ein additives Herstellungsgerät und ein additives Herstellungsverfahren bereitzustellen, die es ermöglichen, Schichten aus pulverförmigen Material in Übereinstimmung mit Merkmalen eines herzustellenden Objekt zu bilden, und die neu sind.
Mittel zum Lösen des Problems
Entsprechend einer Ausführungsform enthält eine Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät eine Zuführeinheit. Die Zuführeinheit enthält einen Container, der in der Lage ist, ein pulverförmiges Material zu enthalten, eine erste Wand, die mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehen ist, die mit den Container in Verbindung stehen, und die zumindest teilweise eine Region bedecken, auf die das Material zugeführt wird, und mit einem Öffnungs-Schließungs-Teil, das in der Lage ist, individuell die Öffnungen zu öffnen und zu schließen, wobei die Zuführeinheit eine Schicht des Materials auf zumindest einem Teil der Region bildet, indem das Material in dem Container zu der Region von zumindest einer der Öffnungen zugeführt wird, die durch das Öffnungs-Schließungs-Teil geöffnet wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Ansicht, die einen dreidimensionalen Drucker entsprechend einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist eine Querschnittsansicht, die eine Bühne und eine erste Materialzuführvorrichtung in einer Zuführposition bei der ersten Ausführungsform zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht, die die Bühne und die Materialzuführvorrichtung in einer Zuführposition bei der ersten Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Querschnittsansicht, die die Bühne und die erste Materialzuführvorrichtung mit einer Abschlusswand, die in einer geschlossenen Position ist, bei der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Flussdiagramm, das eine beispielhafte Prozedur zur Herstellung eines herzustellenden Objekts bei der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die die Bühne und eine zweite Materialzuführvorrichtung bei der ersten Ausführungsform zeigt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die die Bühne, die das hergestellte herzustellende Objekt darauf hat, bei der ersten Ausführungsform zeigt.
8 ist eine Aufsicht, die eine Zuführregion R bei einem ersten Beispiel bei der ersten Ausführungsform zeigt.
9 ist eine Aufsicht, die eine Zuführregion R bei einem zweiten Beispiel bei der ersten Ausführungsform zeigt.
10 ist eine Aufsicht, die eine Zuführregion R bei einem dritten Beispiel bei der dritten Ausführungsform zeigt.
11 ist eine Querschnittsansicht, die eine Bühne und eine Materialzuführvorrichtung an einer ersten Position bei der zweiten Ausführungsform zeigt.
12 ist eine Querschnittsansicht, die die Bühne und eine Materialzuführvorrichtung an einer zweiten Position bei der zweiten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine Querschnittsansicht, die eine Bühne und eine Materialzuführvorrichtung bei der dritten Ausführungsform zeigt.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Teil der Materialzuführvorrichtung in der Nachbarschaft eines Zuführanschlusses bei der dritten Ausführungsform zeigt.
Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 1 bis 10 beschrieben. Bei der vorliegenden Beschreibung wird eine vertikal obere Seite als eine Oben-Richtung und eine vertikal untere Seite als Unten-Richtung beschrieben. Eine Vielzahl von Ausdrücken kann für einen Bestandteil entsprechend den Ausführungsformen und deren Beschreibung verwendet werden. Es ist nicht ausgeschlossen, dass andere Ausdrücke, die nicht beschrieben werden, für die Bestandteile und deren Beschreibung verwendet werden. Darüber hinaus ist es nicht ausgeschlossen, dass andere Ausdrücke für die Bestandteile und deren Beschreibung gibt, die nicht einer Vielzahl von Pluralausdrücken verwendet werden.
1 ist eine Ansicht, die schematisch einen dreidimensionalen Drucker zeigt. Der dreidimensionale Drucker 1 ist ein Beispiel des additiven Herstellungsgerätes. Das additive Herstellungsgerät ist nicht auf einen dreidimensionalen Drucker beschränkt und kann ein Gerät einer anderen Art sein. Der dreidimensionale Drucker 1 stellt ein dreidimensional-geformtes herzustellendes Objekt 5 durch wiederholtes Ausbilden von Schichten mit einem ersten Material 3 und einem zweiten Material 4 her, die pulverförmig sind, und durch Verfestigung der Schichten mit dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4. 1 zeigt das hergestellte Objekt 5 in der Mitte seiner Ausformung. Bei dieser Ausführungsform sind das erste Material 3 und das zweite Material 4 pulverförmige Metallmaterialien, die mittlere Partikeldurchmesser von etwa 40 μm haben. Das erste Material 3 und das zweite Material 4 sind unterschiedliche Materialien. Das erste Material 3 und das zweite Material 4 sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Wie es in 1 gezeigt ist, enthält der dreidimensionale Drucker 1 einen Behandlungstank 10, eine Bühne 11, eine erste Bewegungsvorrichtung 12, eine zweite Bewegungsvorrichtung 13, eine erste Materialzuführvorrichtung 14, eine zweite Materialzuführvorrichtung 15 eine optische Vorrichtung 16, eine erste Materialnachführvorrichtung 17 und eine zweite Materialnachführvorrichtung 18 und eine Steuerung 19.
Der Behandlungstank 10 kann auch beispielsweise als ein Gehäuse bezeichnet werden. Die Bühne 11 kann beispielsweise auch als eine Plattform, eine Objektherstellungsregion oder eine Anwendungsregion bezeichnet werden. Die ersten und zweiten Bewegungsvorrichtungen 12 und 13 sind Beispiele einer Bewegungseinheit und können beispielsweise auch als Fördereinheit oder Entnahmeeinheit bezeichnet werden. Die ersten und zweiten Materialzuführvorrichtungen 14 und 15 sind Beispiele für eine Zuführeinheit und können beispielsweise auch als Halteeinheit, Freigebeeinheit oder Verteilungseinheit bezeichnet werden. Die optische Vorrichtung 16 ist ein Beispiel einer Ausformungseinheit und kann beispielsweise auch als Formgebungseinheit, Verfestigungseinheit oder Kühleinheit bezeichnet werden. Die ersten und zweiten Materialnachführvorrichtungen 17 und 18 können beispielsweise auch als Zuführeinheit oder Fülleinheit bezeichnet werden.
Wie es in den Zeichnungen dargestellt ist, sind eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse bei der vorliegenden Beschreibung festgelegt. Die X-Achse, Y-Achse und die Z-Achse sind senkrecht zueinander. Bei der vorliegenden Beschreibung sind eine X-Achsenrichtung, eine Y-Achsenrichtung und eine Z-Achsenrichtung jeweils so eingestellt, das sie der Breitrichtung, der Tiefen(Längen)-Richtung und der Höhenrichtung der ersten Materialzuführvorrichtung 14 entsprechen.
Der Behandlungstank 10 ist kastenförmig ausgebildet und kann beispielsweise hermetisch geschlossen werden. Der Behandlungstank 10 enthält eine Behandlungskammer 10a. Die Bühne 11, die erste Bewegungsvorrichtung 12, die zweite Bewegungsvorrichtung 13, die erste Materialzuführvorrichtung 14, die zweite Materialzuführvorrichtung 15, die optische Vorrichtung 16, die erste Materialnachführvorrichtung 17 und die zweite Materialnachführvorrichtung 18 sind in der Behandlungskammer 10a enthalten. Die Bühne 11, die erste Bewegungsvorrichtung 12, die zweite Bewegungsvorrichtung 13, die erste Materialzuführvorrichtung 14, die zweite Materialzuführvorrichtung 15, die optische Vorrichtung 16, die erste Materialnachführvorrichtung 17 und die zweite Materialnachführvorrichtung 18 können außerhalb der Behandlungskammer 10a angeordnet sein.
Ein Zuführanschluss 21 und ein Entladeanschluss 22 sind an der Behandlungskammer 10a in dem Behandlungstank 10 vorgesehen. Beispielsweise führt eine Zuführvorrichtung, die außerhalb des Behandlungstanks 10 installiert ist, Inertgas, wie etwas Stickstoff oder Argon, der Behandlungskammer 10a über den Zuführanschluss 21 zu. Beispielsweise entlädt eine Entladevorrichtung, die außerhalb des Behandlungstanks 10 installiert ist, das Inertgas von innerhalb der Behandlungskammer 10a über den Entladeanschluss 22.
Die Bühne 11 hat eine Plattform 25 und eine Umgebungswand 26. Die Plattform 25 ist beispielsweise ein quadratisches Plattenmaterial. Die Form der Plattform 25 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann eine Anzahl anderer Formen haben, wie etwa Viereckig (vierseitig) wie ein Rechteck, ein Polygon, ein Kreis oder eine geometrische Form. Die Plattform 25 hat eine obere Seite 25a und vier Endseiten 25b. Die obere Seite 25a ist eine viereckige flache Seite mit 250 mm × 250 mm. Die Größe der oberen Seite 25a ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Jede der Endseiten 25b ist eine Seite, die senkrecht zur oberen Seite 25a ist.
Die Umgebungswand 26 erstreckt sich in einer Richtung entlang der Z-Achse und ist in einer Form eines viereckigen Rohres ausgebildet, das die Plattform 25 umgibt. Jede der vier Endseiten 25b der Plattform 25 ist in Kontakt mit der inneren Seite der Umgebungswand 26. Die Umgebungswand 26 hat ein oberes Ende 26a, das in einer viereckigen Rahmenform ausgebildet und offen ist.
Die Plattform 25 ist innerhalb der Umgebungswand 26 in einer Richtung entlang der Z-Achse mit verschiedenen Vorrichtungen, wie etwa einer hydraulischen Hebevorrichtung, bewegbar. Wenn die Plattform 25 sich zu der höchsten erreichbaren Position bewegt hat, bildet die obere Seite 25a der Plattform im Wesentlichen eine selbe Ebene mit dem oberen Ende 26a der Umgebungswand 26.
Die erste Bewegungsvorrichtung 12 hat eine Schiene, einen Förderarm oder eine andere von verschiedenen Vorrichtungen, die mit der ersten Materialzuführvorrichtung 14 verbunden sind, und beispielsweise die Materialzuführvorrichtung 14 versetzen. Die erste Bewegungsvorrichtung 12 bewegt beispielsweise die erste Materialzuführvorrichtung 14 zwischen einer Zuführposition P1 und einer Standby-Position P2.
In 1 ist die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 durch eine zweifach gepunktete Linie mit langen Strichen angezeigt, und die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Standby-Position P2 ist als durchgehende Linie gezeigt. Die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 ist oberhalb der Bühne 12 angeordnet. Die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Standby-Position P2 ist an einem Ort angeordnet, der nicht mit einem Ort überlappt, indem sie in der Zuführposition P1 ist. Beispielsweise ist die Standby-Position P2 getrennt von der ersten Position P1 in einer Richtung entlang zumindest einer der X-Achse und der Y-Achse. Auf diese Art ändert die erste Bewegungsvorrichtung 12 eine relative Position der ersten Materialzuführvorrichtung 14 in Bezug auf die Bühne 11. Die erste Bewegungsvorrichtung 12 kann beispielsweise die Bühne 12 relativ in Bezug auf die erste Materialzuführvorrichtung 14 bewegen.
Die zweite Bewegungsvorrichtung 13 hat eine Schiene, einen Förderarm oder eine andere von verschiedenen Vorrichtungen, die mit der zweiten Materialzuführvorrichtung 15 verbunden sind, und beispielsweise die zweite Materialzuführvorrichtung 15 versetzen. Die zweite Bewegungsvorrichtung 13 bewegt die zweite Materialzuführvorrichtung 15 beispielsweise zwischen einer Zuführposition P3 und einer Standby-Position P4.
In 1 ist die zweite Materialzuführvorrichtung 15 in der Zuführposition P3 durch eine zweifach gepunktete Linie mit langen Strichen angezeigt, und die zweite Materialzuführvorrichtung 15 in der Standby-Position P4 ist durch eine durchgehende Linie gezeigt. Die Zuführposition P3 für die zweite Materialzuführvorrichtung 15 ist die gleiche Position, wie die Zuführposition P1 der ersten Zuführvorrichtung 14. Die Zuführpositionen P1 und P3 der ersten und der zweiten Materialzuführvorrichtung 14 und 15 sind auf dieses Beispiel nicht beschränkt.
Die zweite Materialzuführvorrichtung 15 in der Zuführposition P3 ist oberhalb der Bühne 11 angeordnet. Die zweite Materialzuführvorrichtung 15 in der Standby-Position P4 ist außerhalb des Ortes, der in der Zuführposition P3 angenommen wird. Beispielsweise ist die Standby-Position P4 beabstandet von einer zweiten Position P3 in einer Richtung entlang zumindest einer X-Achse und der Y-Achse. Auf diese Art ändert die zweite Bewegungsvorrichtung 13 eine relative Position der zweiten Materialzuführvorrichtung in Bezug auf die Bühne 11. Die zweite Bewegungsvorrichtung 13 kann die Bühne 11 beispielsweise in Bezug auf die zweite Materialzuführvorrichtung 15 bewegen.
2 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der Bühne 11 und der ersten Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 zeigt. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der Bühne 11 und der ersten Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 zeigt. Zur Vereinfachung der Beschreibung zeigt 3 die erste Materialzuführvorrichtung 14 und die Bühne 11 in einem Zustand getrennt voneinander und lässt einige Teiler der ersten Materialzuführvorrichtung 14 weg.
Wie es in 2 gezeigt ist, enthält die erste Materialzuführvorrichtung 14 einen Tank 31, einen Verschluss 32, ein Sperrteil 33 und eine Vibrationsvorrichtung 34. Das Sperrteil 33 ist ein Beispiel eines Öffnungs-Schließungs-Teils und kann beispielsweise auch als Abschlussteil, Einstellteil oder Regelteil bezeichnet werden.
Der Tank 31 ist in einer im Wesentlichen viereckigen Kastenform ausgebildet. Der Tank 31 hat eine obere Seite 31a und eine untere Seite 31b. Die obere Seite 31a zeigt nach oben und ist flach ausgebildet. Die untere Seite 31b, die an der entgegengesetzten Seite der oberen Seite 31a angeordnet ist, zeigt nach unten und ist flach ausgebildet. Wenn die erste Materialzuführvorrichtung 14 in einer Zuführposition P1 ist, liegt die untere Seite 31b der oberen Seite 25a der Plattform 25 gegenüber.
Der Tank 31 ist mit einem Container 35, einer Bodenwand 36 und einer Mehrzahl von Zuführanschlüssen 37 ausgestattet. Die Bodenwand 36 ist ein Beispiel einer ersten Wand und kann auch beispielsweise als unteres Teil oder Bodenteil bezeichnet werden. Die Zuführanschlüsse 37 sind ein Beispiel für Öffnungen, die auch beispielsweise als Ausstoßanschlüsse, Löcher oder Abwurfteile bezeichnet werden.
Der Container 35 bildet ein rechtwinkliges Parallelepiped-förmiges konkaves Teil, das in Verbindung mit der oberen Seite 31a des Tanks 31 steht und in der Aufsicht viereckig ist. Der Container 35 hat eine flache Bodenseite 35a. Die Bodenseite 35a ist eine erste viereckige flache Seite mit 250 mm × 250 mm. Das heißt, das Gebiet der Bodenseite 35a des Containers 35 ist im Wesentlichen gleich dem Gebiet der oberen Seite 25a der Plattform 25. Die Form des Containers 35 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Der Container 35 der ersten Materialzuführvorrichtung 14 enthält das erste pulverförmige Material 3. Das Öffnungsteil des Container 35 (das obere Ende des Containers 35), das auf der oberen Seite 31a des Tanks 31 vorgesehen ist, wird offen gelassen, aber es kann auch beispielsweise durch einen zu öffnenden und schließenden Deckel blockiert sein.
Die Bodenwand 36 ist ein viereckiges plattenförmiges Teil, das die untere Seite 31b des Tanks 31 und die Bodenseite 35a des Containers 35 bildet. Anders gesagt, die Bodenwand 36 ist ein Teil des Tanks 31, das zwischen der unteren Seite 31b des Tanks 31 und der Bodenseite 35b des Containers 35 vorgesehen ist, und ist unter dem Container 35 angeordnet.
Die Zuführanschlüsse 37 sind jeweils in der Bodenwand 36 vorgesehen. Die Zuführanschlüsse 37 haben Formen, die im Wesentlichen gleich sind. Die Zuführanschlüsse 37 erstrecken sich in einer Richtung entlang der Z-Achse und stehen jeweils in Verbindung mit dem Container 35. Die Zuführanschlüsse 37 haben jeweils ein Zuführloch 41 und ein Einführteil 42. Das Einführteil 42 kann auch beispielsweise als Hopper, Trichterteil oder chronisches Teil bezeichnet werden.
Das Zuführloch 41 ist ein kreisförmiges Loch, das mit der unteren Seite 31b des Tanks 31 in Verbindung steht. Das Zuführloch 41 ist von der unteren Seite 31b des Tanks 31 zu dem mittleren Teil in dicken Richtung der Bodenwand 36 vorgesehen. Der Durchmesser des Zuführlochs 41 ist das Sechsfache oder mehr der Partikelgröße des ersten Materials 3 und beispielsweise gleich 0,24 mm. Die Form und der Durchmesser des Zuführlochs 41 sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Das Einführteil 42 bildet ein konisches konkaves Teil, das mit der Bodenseite 35a des Containers 35 in Verbindung steht. Das Einführteil 42 steht in Verbindung mit dem Zuführloch 41. Die innere Umgebungsseite des Einführteils 42 wird graduell von dem Öffnungsteil in der Bodenseite 35a nach unten hin zu dem Zuführloch 41 enger.
Wie es in 3 gezeigt ist, sind die Zuführanschlüsse 37 im Wesentlichen in gleichmäßigen Intervallen in der Richtung entlang der X-Achse und in der Richtung entlang der Y-Achse angeordnet. Anders gesagt, die Zuführanschlüsse 37 sind in Form von Gitterpunkten angeordnet. Die Zuführanschlüsse 37 sind in der Form von einem quadratischen Gitter angeordnet, aber sie können auch in einer anderen Form, beispielsweise in Form eines rhombischen Gitters oder eines regelmäßigen Dreieckgitters, angeordnet sein. Die Zuführanschlüsse 37 sind nicht darauf beschränkt, in der Form von Gitterpunkten angeordnet zu sein und können in anderen Formen angeordnet sein.
Der Zwischenabstand (Pitch) zwischen je zwei der Zuführanschlüssen, die am nächsten zueinander sind, ist beispielsweise 1 mm. Der Zwischenabstand zwischen den Zuführanschlüssen 37 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Das Öffnungsteil für jedes der Einführteile 42 in der Bodenseite 35a des Containers 35 kann in Kontakt mit dem Öffnungsteil eines anderen Einführteils 42, das am nächsten zu diesem ist, sein, oder es kann von diesem beabstandet sein.
Wie es in 2 gezeigt ist, enthält der Verschluss 32 eine Abschlusswand 45 und eine Mehrzahl von Verbindungslöchern 46. Die Abschlusswand 45 kann auch beispielsweise als Abschlussteil oder Gleitteil bezeichnet werden. Die Verbindungslöcher 46 können beispielsweise auch als Verbindungsteile, Öffnungsteile oder Löcher bezeichnet werden.
Die Abschlusswand 45 ist ein im Wesentlichen viereckiges Plattenelement, das die untere Seite 31b des Tanks 31 bedeckt. Die Form der Abschlusswand 45 ist auf dieses Beispiel nicht begrenzt. Die Abschlusswand 45 hat eine obere Seite 45a und eine untere Seite 45b. Die obere Seite 45a ist in Kontakt mit der unteren Seite 31b des Tanks 31. Die untere Seite 45b, die an der entgegengesetzten Seite der oberen Seite 45a angeordnet ist, zeigt nach unten und ist flach ausgebildet.
Wenn die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 ist, zeigt die untere Seite 45b der Abschlusswand 45 zu der oberen Seite 25a der Plattform 25. Die Höhe (eine Position in einer Richtung entlang der Z-Achse) der unteren Seite 45b der Abschlusswand 45 ist im Wesentlichen gleich der Höhe des oberen Endes 26a der Umgebungswand 26. Daher bedeckt die Abschlusswand 45 das offene obere Ende 26a der Umgebungswand 26.
Die Verbindungslöcher 46 sind jeweils in der Abschlusswand 45 vorgesehen. Jedes der Verbindungslöcher 46 ist ein kreisförmiges Loch, das von der oberen Seite 45a der Abschlusswand 45 durchgehend bis zur unteren Seite 45 vorgesehen ist. Der Durchmesser des Verbindungslochs 46 ist beispielsweise 0,24 mm, wie in dem Fall des Durchmessers des Zufuhrlochs 41. Die Form und der Durchmesser des Verbindungslochs 46 sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und der Durchmesser des Zufuhrlochs 41 kann beispielsweise unterschiedlich zum Durchmesser des Verbindungslochs 46 sein.
Die Verbindungslöcher 46 sind im Wesentlichen in gleichmäßigen Intervallen in der Richtung entlang der X-Achse und in der Richtung entlang der Y-Achse angeordnet, wie in dem Fall der Zuführanschlüsse 37. Der Zwischenabstand (Pitch) zwischen jeweils zwei der Verbindungslöcher 46, die am nächsten zueinander sind, ist beispielsweise 1 mm, wie in dem Fall des Zwischenabstands der Zuführanschlüsse 37. Das heißt, die Verbindungslöcher 46 sind in der gleichen Richtung wie die Zuführanschlüsse 37 und mit den gleichen Zwischenabständen wie die Zuführanschlüsse 37 angeordnet.
Die Abschlusswand 45 ist beispielsweise entlang der Bodenwand 36 in der Richtung entlang der X-Achse mittels verschiedener Vorrichtungen, einschließlich eines Aktuators, beweglich. Die Bewegungsrichtung der Abschlusswand 45 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Die Abschlusswand 45 bewegt sich beispielsweise zwischen einer geöffneten Position P5 und einer geschlossenen Position P6. 2 und 3 zeigen die Abschlusswand 45 in der offenen Position P5.
Wenn die Abschlusswand 45 in der geöffneten Position P5 angeordnet ist, stehen die jeweiligen Verbindungslöcher 46 mit den Zuführlöchern des zugehörigen Zuführanschlusses 37 in Verbindung. Das heißt, jedes der Zuführlöcher 41 ist durch das entsprechende Verbindungsloch 46 geöffnet.
4 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der Bühne 12 und der ersten Materialzuführvorrichtung zeigt, wobei die Abschlusswand 45 in der geschlossenen Position P6 ist. 4 zeigt auch die zweite Materialzuführvorrichtung 15, da die zweite Materialzuführvorrichtung 15 die gleiche Konfiguration wie die erste Materialzuführvorrichtung 14 hat, wie es später beschrieben wird.
Wie es in 4 gezeigt ist, sind, wenn die Abschlusswand 45 in der geschlossenen Position P6 angeordnet ist, die Positionen der Verbindungslöcher 46 gegenüber den entsprechenden Zuführlöchern 41 der Zuführanschlüsse 37 versetzt. Daher schließt in der geschlossenen Position P6 die Abschlusswand 45 die Zuführlöcher 41 der Zuführanschlüsse 37.
Das Sperrteil 33 enthält eine Mehrzahl von Kolben 51 und ein Trageelement 52. Das Sperrteil 33 ist in 3 weggelassen. Die Kolben 51 können beispielsweise auch als Strukturobjekte, Extrudierteile, Druckteile, Einsetzteile, oder Stempel bezeichnet werden. Das Trageelement 52 kann auch als gemeinsame Einheit oder Bewegungseinheit bezeichnet werden.
Jeder der Kolben 51 ist in einer Stab-Form ausgebildet die sich entlang der Z-Achse erstreckt. Ventilteile 51a sind an den Enden der jeweiligen Kolben 51 an einer Seite derselben vorgesehen. Jedes der Ventilteile 51a hat eine Form entsprechend den Zuführanschlüssen 37. Das heißt, das Ventilteil 51a hat ein stabförmiges Teil, das in eines der Zuführlöcher 51 passen kann, und ein konisches Teil, das in eines der Einführteile 52 passen kann.
Die Kolben 51 sind in den Container 35 so angeordnet, dass die jeweiligen Ventilteile den entsprechenden Zuführanschlüssen 37 gegenüberliegen können. Die Ventilteile 51a der Kolben 51 sind unter dem ersten Material 3 vergraben, das in dem Container 35 enthalten ist. Die Ventilteile 51a können außerhalb des Containers 35 angeordnet sein.
Das Trageelement 52 trägt die Kolben 51. Die Kolben 51, die durch das Trageelement 52 getragen werden, sind mit im Wesentlichen gleichen Intervallen in Richtung entlang der X-Achse und in Richtung entlang der Y-Achse angeordnet. Das heißt, die Kolben 51 sind in derselben Art wie die Zuführanschlüsse 37 angeordnet, mit den gleichen Intervallen wie die Zuführanschlüsse 37.
Das Trageelement 52 ist in der Lage, die Kolben 51 entlang der Z-Achse mittels verschiedener Vorrichtungen, wie etwa eines Aktuators, zu bewegen. Anders gesagt, das Trageelement 52 bewegt die Kolben 51 individuell, die mit den Ventilteilen 51a versehen sind, in einer Richtung, die mit der Bodenwand 36 schneidet.
Wie es in 2 gezeigt ist, bewegt sich jeder der Kolben 51 individuell, beispielsweise zwischen einer geöffneten Position P7 und einer geschlossenen Position P8. Der Kolben 51 in der geöffneten Position P7 ist in einem Abstand von einem Zuführanschluss 37 der Zuführanschlüsse 37. Anders gesagt, das Ventilteil 51a des Kolbens 51 in der geöffneten Position P7 öffnet den zugehörigen Zuführanschluss 37, indem es von dem Zuführanschluss 37 gelöst wird.
Das Ventilteil 51a des Kolbens 51 in der geschlossenen Position P8 ist an den entsprechenden Zuführanschluss 37 angepasst. Das konische Teil des Ventilteils 51a wird in einen engen Kontakt mit dem Einführteil 42 gebracht. Das Ventilteil 51a, das in die geschlossene Position P8 bewegt wurde, schließt somit den Zuführanschluss 37.
Jeder der Kolben 51 wird individuell zwischen der geöffneten Position P7 und der geschlossenen Position P8 bewegt, sodass die jeweiligen Kolben 51 individuell die entsprechenden Zuführanschlüsse 37 öffnen und schließen. Das Öffnen und Schließen der jeweiligen Kolben 51 wird beispielsweise durch die Steuerung 19 gesteuert.
Die erste Materialzuführvorrichtung 14 wird zu der Zuführposition P1 mittels der ersten Bewegungsvorrichtung 12 bewegt. Wenn die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 ist, wird die Abschlusswand 45 zu der entsprechenden geöffneten Position P5 bewegt. Anders gesagt, die Zuführlöcher 41 der jeweiligen Zuführanschlüsse 37 werden durch die entsprechenden Verbindungslöcher 46 geöffnet.
Zusätzlich, wenn die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 ist, werden die Kolben 51 selektiv in die geöffneten Positionen P7 bewegt. Das heißt, die Koben 51, die von der Steuerung 19 ausgewählt wurden, werden individuell in die geöffneten Positionen P7 bewegt, und die anderen Kolben 51 verbleiben in der geschlossenen Position P8. Anders gesagt, die Zuführanschlüsse 37 werden individuell durch die entsprechenden Kolben 51 geöffnet.
Das erste Material 3, das pulverförmig in dem Container 35 enthalten ist, fällt durch Schwerkraft von den Zuführanschlüssen 37, die durch die Verbindungslöcher 46 und die Kolben 51 geöffnet wurden, durch die Verbindungslöcher 46, die mit den jeweiligen Zuführanschlüssen 37 in Verbindung stehen. Das erste Material 3 in dem Container 35 wird zu den Zuführlöchern 41 durch geneigte innere Umgebungsseiten der Einführteile 42 geleitet. Die Menge des fallenden Pulvers pro Zeiteinheit ist – wie in einer Sanduhr – im Wesentlichen konstant, unabhängig von der Höhe des ersten Materials 3, das im Container 35 enthalten ist.
Der Container 35 kann mit Unterteilungsplatten entsprechend den jeweiligen Zuführanschlüssen 37 versehen sein. Die Unterteilungsplatten unterteilen das erste Material 3, das im Container 35 enthalten ist, und veranlassen das erste Material 3, gleichmäßig zu den Einführteilen 42 durch die entsprechenden Zuführanschlüsse 37 geleitet zu werden.
Die Vibrationsvorrichtung 34 ist beispielsweise ein Motor, der ein exzentrisches Gewicht rotiert. Die erste Materialzuführvorrichtung 14 wird durch die Vibrationsvorrichtung 34 in Vibration versetzt. Die erste Materialzuführvorrichtung 14 erleichtert das Fallen des ersten Materials 3 in dem Container 35 aus den Zuführanschlüssen 37 und den Verbindungslöchern 46 durch Vibration. Die erste Materialzuführvorrichtung 14 kann ohne Vibrationsvorrichtung 34 vorgesehen sein. Das erste Material 3 fällt durch Schwerkraft von den Zuführanschlüssen 37 und den Verbindungslöchern 46 ohne Vibration durch die Vibrationsvorrichtung 34.
Eine detaillierte Beschreibung der zweiten Materialzuführvorrichtung 15 wird weggelassen, da die zweite Materialzuführvorrichtung 15 die gleiche Konfiguration wie die erste Materialzuführvorrichtung 14 hat. Die zweite Materialzuführvorrichtung 15 kann auch eine Struktur unterschiedlich von jener der ersten Materialzuführvorrichtung 14 haben. Im Unterschied zum Container 35 der ersten Materialzuführvorrichtung 14 enthält der Container 35 der zweiten Materialzuführvorrichtung 15 das zweite Material 4.
Die optische Vorrichtung 16, die in 1 gezeigt ist, hat verschiedene Teile, wie etwa eine Lichtquelle, die ein Oszillationselement hat und die einen Laserstrahl L abstrahlt, eine Umwandlungslinse, die den Laserstrahl L in einen parallelen Strahl umwandelt, eine Sammel- oder Bündellinse, die den Laserstrahl bündelt, und einen Galvano-Spiegel, der eine Einstrahlposition des Laserstrahls L bewegt. Die optische Vorrichtung 16 ist in der Lage, die Leistungsdichte des Laserstrahls L zu ändern.
Die optische Vorrichtung 16 ist oberhalb der Bühne 11 angeordnet. Die optische Vorrichtung 16 kann an einem anderen Ort vorgesehen sein. Die optische Vorrichtung 16 wandelt den Laserstrahl L, der von der Lichtquelle abgestrahlt wurde, in einen parallelen Strahl mittels der Umwandlungslinse. Die optische Vorrichtung 16 bestrahlt die gewünschte Position mit dem Laserstrahl L, indem der Laserstrahl L durch den Galvano-Spiegel reflektiert wird, wobei dessen Neigungswinkel veränderbar ist, und durch Bündeln des Laserstrahls L mit der Bündellinse.
Die erste Materialnachführvorrichtung 17 ist in der Lage, eine größere Menge des ersten Materials 3 zu enthalten, als der erste Container 35 der ersten Materialzuführvorrichtung 14. Die Materialnachführvorrichtung 17 ist oberhalb der Standby-Position P2 angeordnet und hat eine Tür, die geöffnet und geschlossen werden kann. Wenn die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Standby-Position P2 ist, liegt die Tür dem Container 35 gegenüber, der in Verbindung mit der oberen Seite 31a des Tanks 31 ist.
Wenn die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Standby-Position P2 ist, öffnet die erste Materialnachführvorrichtung 17 die Tür und liefert das erste Material 3 zu dem Container 35. Wenn die erste Materialzuführvorrichtung 14 nicht in der Stanby-Position P2 ist, schließt die erste Materialnachführvorrichtung 17 die Tür, um zu verhindern, dass das erste Material 3 herausfällt.
Die zweite Materialnachführvorrichtung 18 ist in der Lage, eine größere Menge des zweiten Materials 4 zu enthalten, als der Container 35 der zweiten Materialzuführvorrichtung 15. Die zweite Materialnachführvorrichtung 18 ist oberhalb der Standby-Position P4 angeordnet und hat eine Tür, die geöffnet und geschlossen werden kann. Wenn die zweite Materialzuführvorrichtung 15 in der Standby-Position P4 ist, liegt die Tür dem Container 35 gegenüber, der mit der oberen Seite 31a des Tanks 31 in Verbindung steht.
Wenn die zweite Materialzuführvorrichtung 15 in der Standby-Position P4 ist, öffnet die Materialnachführvorrichtung 18 die Tür und liefert das zweite Material 4 zu dem Container 35. Wenn die zweite Materialzuführvorrichtung 15 nicht in der Standby-Position P4 ist, schließt die zweite Materialnachführvorrichtung 18 die Tür, um zu verhindern, dass das zweite Material 4 herausfällt.
Die Steuerung 19 ist elektrisch mit der Bühne 11, der ersten Bewegungsvorrichtung 12, der zweiten Bewegungsvorrichtung 13, der ersten Materialzuführvorrichtung 14, der zweiten Materialzuführvorrichtung 15, der optischen Vorrichtung 16, der ersten Nachführvorrichtung 17 und der zweiten Nachführvorrichtung 18 verbunden. Die Steuerung 19 enthält verschiedene elektronische Bauteile, wie etwa eine zentrale Verarbeitungseinheit (TPU), einen Nur-Lesespeicher (ROM) und einen Freizugriffsspeicher (RAM). Die Steuerung 19 steuert die Bühne 11, die erste Bewegungsvorrichtung 12, die zweite Bewegungsvorrichtung 13, die erste Materialzuführvorrichtung 14, die zweite Materialzuführvorrichtung 15, die optische Vorrichtung 16, die erste Materialnachführvorrichtung 17 und die zweite Materialnachführvorrichtung 18 durch Lesen und Ausführen von Computerprogrammen, die in dem ROM oder einer anderen Speichervorrichtung gespeichert sind. Der dreidimensionale Drucker 1 stellt ein herzustellendes Objekt 5 beruhend auf der Steuerung (Computerprogramm) her, die von der Steuerung 19 ausgeführt wird.
Im Anschluss wird eine exemplarische Prozedur beschrieben, die von einem dreidimensionalen Drucker 1 für die Herstellung eines herzustellenden Objekts 5 aus dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4, die pulverförmig sind, verwendet wird. Ein Verfahren, das von dem dreidimensionalen Drucker 1 zur Herstellung des herzustellenden Objekts 5 verwendet wird, ist nicht auf das beschriebene Verfahren beschränkt.
5 zeigt ein Flussdiagramm einer beispielhaften Prozedur zur Herstellung eines herzustellenden Objekts 5. Zunächst werden Daten der dreidimensionalen Form des herzustellenden Objekts durch die Steuerung 19 des dreidimensionalen Druckers 1 beispielsweise von einem externen Personalcomputer eingegeben (S11). Die Daten der dreidimensionalen Form sind CAD-Daten, ohne hierauf beschränkt zu sein.
Die Daten der dreidimensionalen Form enthalten Informationen bezüglich des Materials zur Ausbildung von Teilen des herzustellenden Objekts 5. Das heißt, die Daten der dreidimensionalen Form enthalten Information bezüglich von Teilen (im Folgenden als Teile 5a des ersten Materials bezeichnet) des herzustellenden Objekts 5, die aus dem Material 3 zu bilden sind, und bezüglich Teilen (im Folgenden als Teile 5b des zweiten Materials bezeichnet) des herzustellenden Objekts 5, die aus dem zweiten Material 4 zu bilden sind.
Anschließend teilt die Steuerung 19 die dreidimensionale Form der erhaltenen Daten in eine Mehrzahl von Schichten (Zerlegen in Schichten) die Steuerung 19 wandelt die in Schichten zerlegte dreidimensionale Form in Gruppen um, die jeweils aus einer Mehrzahl von Punkten oder rechteckigen Parallelepipeden (Pixeln) bestehen (Rastern oder Pixelbildung). Die Steuerung 19 erzeugt somit Daten einer Mehrzahl von zweidimensional geformten Schichten aus den erhaltenen Daten der dreidimensionalen Form des herzustellenden Objekts 5 (S12). Die erzeugten Daten werden in einer Speichereinheit (nicht gezeigt) der Steuerung 19 gespeichert.
Der Zwischenabstand (Pitch) zwischen den benachbarten Pixeln, die in den Daten der zweidimensional geformten Schichten enthalten sind, entsprechen dem Intervall (Pitch) zwischen den Zuführanschlüssen 37, die zueinander am nächsten sind, der ersten und zweiten Materialzuführvorrichtungen 14 und 15. Das heißt, wenn der Zwischenabstand zwischen den Zuführanschlüssen 37 ein Millimeter ist, ist jedes Pixel in den Schichten ein Viereck von 1 mm × 1 mm. Der Abstand der benachbarten Pixel ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Anschließend unterteilt die Steuerung 19 die Daten der zweidimensional geformten Schichten, die von dem Zerlegen in Schichten erhalten werden, in Daten der Teile, die aus dem ersten Material 3 zu bilden sind, und Daten der Teile, die aus dem zweiten Material 4 zu bilden sind. Das heißt, die Steuerung 19 erzeugt Daten bezüglich der Teile 5a des ersten Materials in den jeweiligen Schichten (S13). Die Steuerung 19 erzeugt des Weiteren Daten der Teile 5b des zweiten Materials in den jeweiligen Schichten (S14). Die erzeugten Daten werden in der Speichereinheit der Steuerung 19 gespeichert.
Anschließend liefert die erste Materialnachführvorrichtung 14 das erste Material 3 zu dem Container 35 der ersten Materialzuführvorrichtung 14 in der Standby-Position P2. Die Steuerung 19 misst das Gewicht des ersten Materials 3, das in den Container 35 enthalten ist, beispielsweise mittels eines Sensors, und verursacht, dass die Materialnachführvorrichtung 17 das erste Material 3 zu dem Container 35 nachführt, bis dessen Gewicht einen bestimmten Wert erreicht. Demzufolge enthält der Container 35 eine bestimmte Menge des ersten Materials 3. Wenn der Container 35 bereits die bestimmte Menge des ersten Materials 3 enthält, wird das Zuführen des ersten Materials 3 durch die erste Materialnachführvorrichtung 17 weggelassen. In ähnlicher Weise liefert die zweite Materialzuführvorrichtung 18 das zweite Material 4 an den Container 35 der zweiten Materialzuführvorrichtung 15 in der Standby-Position P4. Wenn der Container 35 bereits die bestimmte Menge des zweiten Materials 4 enthält, kann das Zuführen des zweiten Materials 4 durch die Materialnachführvorrichtung 18 weggelassen werden.
Die Abschlusswand 45 der ersten Materialzuführvorrichtung 14 ist normalerweise in der geschlossenen Position P6. Zusätzlich sind die Kolben 51 der ersten Materialzuführvorrichtung 14 normalerweise in den geschlossenen Positionen P8. Daher sind die Zuführanschlüsse 37 durch die Abschlusswand 45 und die Kolben 51 geschlossen, so dass das erste Material 3, das im Container 35 enthalten ist, daran gehindert wird, aus den Zuführanschlüssen 37 herauszufallen. Das zweite Material wird in ähnlicher Weise daran gehindert, aus der zweiten Materialzuführvorrichtung 15 herauszufallen.
In der Folge bewegt die erste Bewegungsvorrichtung 12 die erste Materialzuführvorrichtung 14 aus der Standby-Position P2 in die Zuführposition P1. Beim Erreichen der Zuführposition P1 führt die erste Materialzuführvorrichtung 14 das erste Material 3 der Bühne 11 in einer anschließend beschriebenen Art zu (S15).
Wie es in 2 gezeigt ist, ist auf der oberen Seite 25a der Plattform 25 der Bühne 12 eine Basis 55 angebracht und befestigt. Die Basis 55 ist so vorgesehen, dass das herzustellende Objekt 5 auf der Basis 55 hergestellt werden kann. Das herzustellende Objekt 5 kann direkt auf der oberen Seite 25a der Plattform 35 ohne die Basis 55 auf der oberen Seite 25a der Plattform 25 hergestellt werden.
Die Basis 55 ist beispielsweise ein viereckiges Plattenmaterial. Die Form der Basis 55 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und wird in Abhängigkeit von der Form des herzustellenden Objekts 5 bestimmt. Die Basis 55 hat eine flache obere Seite 55a. Die obere Seite 55a der Basis 55 ist parallel zur oberen Seite 25a der Plattform 25.
Zuerst wird die Plattform 25 der Bühne 11 so angeordnet, dass der Abstand zwischen der oberen Seite 55a der Basis 55 und dem oberen Ende 26a der Umgebungswand 26 in der Richtung entlang der Z-Achse gleich 50 μm ist. Somit ist der Abstand zwischen der oberen Seite 55a der Basis 55 und der unteren Seite 45b der Abschlusswand 45 der ersten Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition gleich 50 μm.
Vor dem Herstellen ist ein Teil, der die Basis 55 umgibt, vollständig von dem ersten Material 3 bedeckt. Der Teil kann von dem zweiten Material 4 anstelle des ersten Materials 3 bedeckt sein. Eine Oberfläche 3a des ersten Materials 3 liegt somit im Wesentlichen in der gleichen Ebene wie die obere Seite 55a der Basis 55. Dementsprechend bilden das erste Material 3 und die Basis 55 eine Schicht ML1 auf der oberen Seite 25a der Plattform 25.
Die Oberfläche 3a des ersten Materials 3 und die obere Seite 55a der Basis 55 bilden somit die Schicht ML1 von einer Zuführregion R. Die Zuführregion R ist ein Beispiel einer Region, zu der Material zugeführt wird. Die Zuführregionen R sind ebenfalls durch eine Mehrzahl von Schichten ML2, ML3, ML4 usw. des ersten Materials 3 gebildet, die nacheinander auf der Schicht ML1 abgeschieden werden, wie es im Anschluss beschrieben wird.
Die Zuführregion R ist eine im Wesentlichen flache viereckige Seite mit 250 mm × 250 mm, wie im Fall der oberen Seite 25a der Plattform 25. Die Form der Zuführregion R kann von der Form der oberen Seite 25a der Plattform verschieden sein. Der Abstand der Zuführregion R zu der unteren Seite 45b der Abschlusswand 45 der ersten Zuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 ist 50 μm. Der Abstand zwischen der Zuführregion R und der unteren Seite 45b der Abschlussplatte 45 kann auf beispielsweise 30 μm und 100 μm durch die Steuerung 19 geändert werden, die die Plattform 25 steuert. Die Zuführregion R ist durch die Umgebungswand 26 umgeben.
Die Bodenwand 36 der ersten Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 ist oberhalb der Zuführregion R angeordnet. Die Bodenwand 36 bedeckt die Gesamtheit der Zuführregion R. Die Bodenwand 36 kann teilweise die Zuführregion R bedecken. Die untere Seite 31b des Tanks 31 und die untere Seite 45b der Abschlusswand 45 liegen der Zuführregion R gegenüber.
Wie es in 3 gezeigt ist, legt die Zuführregion R eine Region fest, die bei der vorliegenden Beschreibung eine Mehrzahl von unterteilten Abschnitten RD1 und RD2 hat. Die unterteilten Abschnitte RD1 und RD2 sind ein Beispiel einer Mehrzahl von Abschnitten. Die unterteilten Abschnitte RD1 und RD2 sind beispielsweise viereckige Abschnitte. Jeder der unterteilten Abschnitte RD1 und RD2 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann eine andere Form haben.
Die Größen bzw. Bereiche der unterteilten Abschnitte RD1 und RD2 sind zueinander gleich. Die unterteilten Abschnitte RD1 und RD2 sind in der Richtung entlang der X-Achse und in der Richtung entlang der Y-Achse angeordnet. Die Zuführanschlüsse 37 und die Verbindungslöcher 46 liegen den entsprechenden unterteilten Abschnitten RD1 und RD2 gegenüber. Das heißt, die jeweiligen Zuführanschlüsse 37 und die jeweiligen Verbindungslöcher 46 sind oberhalb der entsprechenden unterteilten Abschnitte RD1 und RD2 angeordnet und liegen diesen unterteilten Abschnitten RD1 und RD2 gegenüber.
Die unterteilten Abschnitte RD1 entsprechen den Daten der Teile 5a des ersten Materials in den jeweiligen Schichten, die von der Steuerung 19 erzeugt wurden. Das heißt, eine Mehrzahl von Pixeln, die die Daten bezüglich der Teile 5a des ersten Materials bilden, entsprechen einer Mehrzahl von unterteilten Abschnitten RD1.
Die unterteilten Abschnitte RD2 entsprechen den Daten der Teile 5b des zweiten Materials in den jeweiligen Schichten, die durch die Steuerung 19 erzeugt wurden. Das heißt, eine Mehrzahl von Pixeln, die die Daten bezüglich der Teile 5b des zweiten Materials bilden, entsprechen einer Mehrzahl von unterteilten Abschnitten RD2. In 3 sind die unterteilten Abschnitte RD2 durch Schraffur-Linien angezeigt.
Wie es in 2 gezeigt ist, bewegt, wenn die erste Materialzuführvorrichtung 14 in der Zuführposition P1 angekommen ist, die Steuerung 19 die Abschlusswand 45 zu der geöffneten Position P5. In der Folge stehen die Verbindungslöcher 46 des Verschlusses 32 mit den Zuführlöchern 41 der Zuführanschlüsse 37 in Verbindung.
Die Steuerung 19 bewegt weiterhin die Kolben 51, die Zuführanschlüsse 37 schließen, die den unterteilten Abschnitten RD1 entsprechen, in die geöffnete Position P7. In der Folge werden die Zuführanschlüsse 37, die den unterteilten Abschnitten RD1 entsprechen, durch die Verbindungslöcher 46 und die Kolben 51 geöffnet. Anders gesagt, nur die Zuführanschlüsse 37 die den unterteilten Abschnitten RD1 gegenüber liegen, werden geöffnet. Die Zuführanschlüsse 37, die den unterteilten Anschlüssen RD2 entsprechen, bleiben durch die Kolben 51 geschlossen.
Die erste Materialzuführvorrichtung 14 wird durch die Vibrationsvorrichtung 14 zur Vibration veranlasst. Das erste Material 3 in dem Container 35 fällt auf die Zuführregion R durch die Zuführanschlüsse 37 und die Verbindungslöcher 46, die durch die Kolben 51 geöffnet wurden. Die Materialzuführvorrichtung 14 führt das erste Material 3 zu der Zuführregion R gemeinsam von zumindest einem der Zuführanschlüsse 37, die geöffnet wurden.
Die geöffneten Zuführanschlüsse 37 führen das erste Material 3 auf die entsprechenden unterteilten Abschnitte RD1. 3 zeigt Fallspots S des ersten Materials 3, das von den jeweiligen Zuführanschlüssen 37 und den jeweiligen Verbindungslöchern 46 herausgefallen ist. Die Fallspots S sind in den unterteilten Abschnitten RD1, die den Zuführanschlüssen 37 und den Verbindungslöchern 46 entsprechen, die geöffnet wurden.
Während das erste Material 3 zu der Zuführregion R von den Zuführanschlüssen 37 und den Verbindungslöchern 46 zugeführt wird, wird die erste Materialzuführvorrichtung beispielsweise durch die erste Bewegungsvorrichtung 12 in der Richtung entlang der X-Achse und in der Richtung entlang der Y-Achse bewegt, wie es durch den Pfeil in 3 angezeigt ist. Dementsprechend bewegt sich jeder Fallspot S des ersten Materials 3, das aus dem entsprechenden Zufuhranschluss 37 und dem Verbindungsloch 46 herausfällt, innerhalb des unterteilten Abschnitts RD1, wie es durch den Pfeil in 3 angezeigt ist. Der Fallspot S bewegt sich innerhalb des unterteilten Abschnitts RD1, um so mit einem einzelnen Durchgang eine Spur zu legen. Daher wird das erste Material 3 im Wesentlichen gleichmäßig dem jeweiligen unterteilten Abschnitt RD1 zugeführt.
Eine Schicht des ersten Materials 3 wird auf der Zufuhrregion R gebildet, die teilweise mit dem ersten Material 3 bedeckt ist, das in die jeweiligen unterteilten Abschnitte RD1 zugeführt wird. Anders gesagt, die Schicht des ersten Materials 3 ist auf der Schicht ML1 angebracht.
Wenn das erste Material 3 der Zuführregion R zugeführt ist, berührt das erste Material 3, das so zugeführt wurde, die untere Seite 45b der Abschlusswand 45. An Positionen, an denen das Material 3 zugeführt wurde, werden die Verbindungslöcher 46 durch das erste Material 3 geschlossen.
Die Steuerung 19 zählt eine Zeit, die seit dem Öffnen der Zuführanschlüsse vergangen ist, wobei die Abschlusswand 45 in die geöffnete Position P5 bewegt wurde, beispielsweise unter Verwendung eines Timers. Wenn eine bestimmte Zeit vergangen ist, seitdem die Zuführanschlüsse 37 geöffnet wurden, bewegt die Steuerung 19 die Abschlusswand 45 von der geöffneten Position P5 in die geschlossene Position P6, wodurch die Abschlusswand 45 veranlasst wird, die Zuführanschlüsse 37 zu schließen. Die Fallgeschwindigkeit des Pulvers, das durch die Zuführanschlüsse 37 läuft, ist im Wesentlichen konstant, und die Menge des herausgefallenen Materials kann durch die Zeiten gesteuert werden, für die die Zufuhranschlüsse 37 geöffnet sind.
Im Gegensatz dazu bewegen sich die Kolben 51, die von der geöffneten Position P7 weg bewegt wurden, allmählich zu der geschlossenen Position P8. Jedes der Ventilteile 51a der jeweiligen Kolben 51, die sich von der geöffneten Positionen P7 in die geschlossenen Position P8 bewegen, schiebt das erste Material 3, das zwischen dem Ventilteil 51a und dem entsprechenden Zuführanschluss 37 ist, hin zu dem Zuführanschluss 37. Dementsprechend wird das erste Material 3 von den Zuführanschlüssen 37 durch die Koben 51 extrudiert und der Zuführregion R zugeführt.
Wenn eine bestimmte Zeit vergangen ist, seitdem die Bewegung des Kolbens 51 in die geöffnete Positionen P7 erfolgte, werden die Kolben 51, die sich in die geschlossenen Positionen P8 bewegen, an den geschlossenen Positionen P8 ankommen. Das erste Material 3 innerhalb der Zuführlöcher 41 wird von innen der Zuführlöcher 41 durch die Ventilteile 51a der Kolben 51 extrudiert.
Wie es in 4 gezeigt ist, passen, wenn sie an den geschlossenen Positionen P6 angekommen sind, die Ventilteile 51a der Kolben 51 in die Zuführanschlüsse 37, wodurch die Zuführanschlüsse 37 geschlossen werden. Das heißt, wenn die bestimmte Zeit nach dem Öffnen der Zuführanschlüsse 37 durch die Kolben 51 verstrichen ist, schließen die Ventilteile 51a der Kolben 51 die Zuführanschlüsse 37. Dementsprechend wird das erste Material 3 auf die Zuführregion R zugeführt. Die Kolben 51 schließen die Zuführanschlüsse 37, bevor die Abschlusswand 45 die Zuführanschlüsse 37 schließt.
Wie es vorangehend beschrieben wurde, drückt, wenn die Schicht des ersten Materials 3 auf der Zuführregion R gebildet wurde, die untere Seite 45b der Abschlusswand 45 die Oberfläche des ersten Materials 3. Dementsprechend wird das erste Material 3, das zugeführt wurde, eingeebnet. Nachdem die Schicht des ersten Materials 3 gebildet wurde, bewegt die erste Bewegungsvorrichtung 12 die erste Materialzuführvorrichtung 14 von der Zuführposition P1 in die Standby-Position P2.
Im Anschluss bewegt die zweite Bewegungsvorrichtung 13 die zweite Materialzuführvorrichtung 15 von der Standby-Position P4 in die Zuführposition P3. 6 ist eine Querschnittansicht, die einen Teil der Bühne 11 und der zweiten Materialzuführvorrichtung 15 zeigt. Wie es in 6 gezeigt ist, führt beim Ankommen an der Zuführposition P3 die zweite Materialzuführvorrichtung 15 das zweite Material 4 zu der Bühne 11 auf die gleiche Art zu, wie die erste Materialzuführvorrichtung 14 dies tut (S16).
Die Steuerung 19 bewegt die Kolben 51 der zweiten Materialzuführvorrichtung 15, welche die Zuführanschlüsse 37 schließen, die den unterteilten Abschnitten RD2 entsprechen, in die geöffnete Position. Dementsprechend werden die Zuführanschlüsse 37, die den unterteilten Abschnitten RD2 entsprechen, durch die Verbindungslöcher 46 und die Kolbe 51 geöffnet. Anders gesagt, nur die Zuführanschlüsse 37, die den unterteilten Abschnitten RD2 gegenüber liegen, werden geöffnet. Die Zuführanschlüsse 37, die den unterteilten Abschnitten RD1 entsprechen, bleiben durch die Kolben 51 geschlossen.
Das zweite Material, das in dem Container 35 der zweiten Materialzuführvorrichtung 15 enthalten ist, fällt auf die Zuführregion R durch die Zuführanschlüsse 37 und die Verbindungslöcher 46, die durch die Kolben 51 geöffnet wurden. Die zweite Materialzuführvorrichtung 15 führt das zweite Material 4 auf die Zuführregion R gemeinsam von zumindest einem der Zuführanschlüsse 37, die geöffnet wurden, zu.
Die geöffneten Zuführanschlüsse 37 führen das zweite Material 4 auf die entsprechenden unterteilten Abschnitte RD2. Wie es in 4 gezeigt ist, wird eine kontinuierliche Schicht ML2 des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4 auf der Zuführregion R mit dem zweiten Material 4, das zu den jeweiligen Abschnitten RD2 zugeführt wird, gebildet. Anders gesagt, die Schicht des ersten Materials 3 und eine Schicht des zweiten Materials 4 werden kombiniert, und die Schicht ML2 des ersten Materials 3 und die des zweiten Materials 4 werden gebildet. Die Menge des ersten Materials 3, das jedem der unterteilen Abschnitte RD1 zugeführt wurde, und die Menge des zweiten Materials 4, das jedem der zweiten Abschnitte RD2 zugeführt wurde, ist im Wesentlichen die gleiche. Dementsprechend ist die Dicke der Schicht ML2, die auf der Zuführregion R gebildet wurde, im Wesentlichen gleichmäßig über alle Orte.
Wenn die Schicht ML2 des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4 gebildet wurde, presst die untere Seite 45b der Abschlusswand 45 die Oberfläche der Schicht ML2. In der Folge wird die Oberfläche der gebildeten Schicht ML2 eingeebnet. Nachdem die Schicht ML2 gebildet ist, bewegt die zweite Bewegungsvorrichtung 13 die zweite Materialzuführvorrichtung 15 von der Zuführposition P3 in die Standby-Position P4. Wenn sich die zweite Materialzuführvorrichtung von der Zuführposition P3 in die Standby-Position P4 bewegt, wird die untere Seite 45b der Abschlusswand 45 die Oberfläche der Schicht ML2 durch Gleiten auf der Oberfläche der Schicht, die in Kontakt mit der unteren Seite 45b ist ML2 ebnend.
In der Folge, wie es in 1 gezeigt ist, steuert die Steuerung 19 die optische Vorrichtung 16 zum Einstrahlen eines auf das erste Material 3, das die Schicht ML2 bildet, mit einem Laserstrahl L von der optischen Vorrichtung 16 (S17). Die Steuerung 19 stellt die Einstrahlposition des Laserstrahls L beruhend auf den Eingabedaten der dreidimensionalen Form des herzustellenden Objektes 5 ein.
Teile, die durch den Laserstrahl L der Schicht ML2 des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4 bestrahlt wurden, schmelzen. Anders gesagt, das erste Material 3 und das zweite Material 4 werden teilweise geschmolzen und dann ausgehärtet, indem sie mit dem Laserstrahl L bestrahlt werden. Dementsprechend wird ein Schicht-Abschnitt des herzustellenden Objekts 5 durch die Schicht ML2 des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4 gebildet. Ein gebildetes Teil des herzustellenden Objekts 5 entspricht den Daten von einer der zweidimensional geformten Schichten, die durch die Steuerung 19 erzeugt wurden. Alternativ können das erste Material 3 und das zweite Material 4 gesintert werden.
Während die Schicht ML2 mit dem Laserstrahl L bestrahlt wird, führt die Materialnachführvorrichtung 17 das erste Material 3 dem Container 35 der ersten Materialzuführvorrichtung 14 zu. In ähnlicher Weise führt die zweite Materialzuführvorrichtung 18 das zweite Material 4 dem Container 35 der zweiten Materialzuführvorrichtung 15 zu. Die Volumen des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4, die in den jeweiligen Containern 35 enthalten sind, sind jeweils größer als das Volumen der Schicht ML2, die auf der Zuführregion R gebildet ist.
Wenn die optische Vorrichtung 16 das Bestrahlen des ersten Materials 3 in der Schicht ML2 mit dem Laserstrahl L beendet hat, bewegt sich die Plattform 25 um beispielsweise 50 μm nach unten. Der Abstand, um den sich die Plattform 25 bewegt, entspricht der Dicke der Schicht ML2. Dementsprechend wird der Abstand zwischen der Oberfläche der Schicht ML2 und dem oberen Ende 26a der Umgebungswand 26 gleich 50 μm.
Die Oberfläche des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4, die die Schicht ML2 bilden, und die Oberfläche des Teils des herzustellenden Objektes 5, die in der Schicht ML2 gebildet ist, bilden eine Zuführregion R in der Schicht ML2. Wenn das herzustellende Objekt 5 unvollständig ist (nein in Schritt S18), bewegt die erste Bewegungsvorrichtung 12 wiederum die erste Materialzuführvorrichtung 14 in die Zuführposition P1. Wenn sie in die Zuführposition P1 bewegt ist, führt die erste Materialzuführvorrichtung 14 das erste Material 3 der Zuführregion R zu, die durch die Schicht ML2 gebildet ist (S15).
7 ist eine Querschnittsansicht, die die Bühne 11 zeigt, die das herzustellende Objekt 5, das hier herzustellen ist, hat. Die erste Materialzuführvorrichtung 14 und die zweite Materialzuführvorrichtung 15 führen das erste Material 3 und das zweite Material 4 zu jeder Zuführregion R auf die gleiche Art zu, wie es vorangehend beschrieben wurde (S15 und S16), wodurch sequenziell eine Mehrzahl von Schichten ML2, ML3, ML4 usw. aus dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4 gebildet wird, wie jene die in 7 gezeigt sind. In 7 sind die Grenzen zwischen benachbarten Schichten ML2, ML3, ML4 usw. durch zweifach gepunktete Linien mit langen Strichen gezeigt.
Jedes Mal, wenn die Schichten ML2, ML3, ML4 usw. gebildet sind, schmilzt die optische Vorrichtung 16 teilweise das erste Material 3 von einer der Schichten ML2, ML3, ML4 usw., wodurch ein Teil des herzustellenden Objekts 5 gebildet wird (S16). Das herzustellende Objekt 5 enthält das Teil 5a des ersten Materials, das durch Schmelzen des ersten Materials 3 gebildet ist, und das Teil 5b des zweiten Materials, das durch Schmelzen des zweiten Materials 4 gebildet ist.
Der dreidimensionale Drucker 1 stellt das dreidimensional geformte herzustellende Objekt 5 durch wiederholtes Ausbilden von jeder der Schichten ML2, ML3, ML4 usw. des ersten Materials 3 durch die erste Materialzuführvorrichtung 14 und Schmelzen des ersten Materials 3 durch die optische Vorrichtung 16 her. Wenn die jeweiligen Teile (jeweiligen Schichten) des herzustellenden Objekts 5, die den Daten aller zweidimensional geformten Schichten entsprechen, die durch die Steuerung 19 erzeugt wurden, ausgebildet sind (ja in Schritt S18), ist die Herstellung des herzustellenden Objektes 5 vollständig.
Hier wird eine Beschreibung eines Beispiels der Anordnung der unterteilten Abschnitte RD1, zu denen das erste Material 3 zugeführt wird, und der unterteilten Abschnitte RD2, zu denen das Material 4 zugeführt wird, gegeben. 8 ist eine Aufsicht, die eine Zuführregion R in einem ersten Beispiel zeigt. In 8 ist eine Region (im Folgenden als Einstrahlregion bezeichnet) RL, zu der der Laserstrahl L eingestrahlt wird, durch die zweifach gepunktete Linie mit langen Strichen gezeigt. Die Einstrahlregion RL ist ein Beispiel eines zu verfestigenden Teils. Des Weiteren sind in 8 der unterteile Abschnitt RD1 und der unterteilte Abschnitt RD2 durch unterschiedliche Schraffur-Linien gezeigt.
Wie es in 8 gezeigt ist, ist bei dem ersten Beispiel die Einstrahlregion RL aus einem Teil der unterteilten Abschnitte RD1 und einem Teil der unterteilten Abschnitte RD2 gebildet. Das heißt, die Einstrahlregion RL ist in zwei Teile unterteilt, die den unterteilten Abschnitt RD1 und den unterteilten Abschnitt RD2 entsprechen. In dem ersten Beispiel erstreckt sich die Grenze zwischen den Teilen, die dem ersten Abschnitt RD1 und dem zweiten Abschnitt RD2 zugehören, von einem Ende zum anderen Ende der Einstrahlregion RL.
Die Anordnung des unterteilten Abschnitts RD1 innerhalb der Einstrahlregion RL entspricht den oben beschriebenen Daten des Teils 5a des ersten Materials, die durch die Steuerung 19 erzeugt werden (S13). Die Anordnung des unterteilten Abschnitts RD2 in der Einstrahlregion RL entspricht den oben beschriebenen Daten des Teils 5b des zweiten Materials, die durch die Steuerung 19 erzeugt wurde (S14).
Die Steuerung 19 stellt die Grenze zwischen den unterteilten Abschnitt RD1 und dem unterteilten Abschnitt RD2 außerhalb der Einstrahlregion RL durch verlängern der Grenze zwischen dem unterteilten Abschnitt RD1 und dem unterteilten Abschnitt RD2 innerhalb der Einstrahlregion RL ein. Das heißt, die Grenze zwischen dem unterteilen Abschnitt RD1 und dem unterteilten Abschnitt RD2 außerhalb der Einstrahlregion RL setzt sich in der Grenze zwischen dem unterteilten Abschnitt RD1 und dem unterteilten Abschnitt RD2 innerhalb der Einstrahlregion RL fort. Deshalb ist auch die Zuführregion R außerhalb der Einstrahlregion RL ebenfalls in Teile unterteilt, die dem unterteilten Abschnitt RD1 und dem unterteilten Abschnitt RD2 zugehören.
Die erste Materialzuführvorrichtung 17 führt das erste Material 3 dem unterteilten Abschnitt RD1 innerhalb der Einstrahlregion RL sowie dem unterteilten Abschnitt RD1 außerhalb der Einstrahlregion RL zu. Zusätzlich führt die zweite Materialzuführvorrichtung 18 das zweite Material 4 dem unterteilen Abschnitt RD2 innerhalb der Einstrahlregion RL sowie auch dem unterteilten Abschnitt RD2 außerhalb der Einstrahlregion RL zu. Anschließend bestrahlt die optische Vorrichtung 16 die Einstrahlregion RL mit dem Laserstrahl L, wodurch das erste Material 3 und das zweite Material 4, die der Einstrahlregion RL zugeführt wurden, schmelzen. In der Folge wird ein Teil (ein Schicht-Abschnitt) des herzustellenden Objekts 5 gebildet.
In dem ersten Beispiel, wenn die Herstellung des herzustellenden Objekts 5 vollständig ist, ist das herzustellende Objekt 5 durch das erste Material 3 und das zweite Material 4 umgeben, die pulverförmig sind. Das herzustellende Objekt 5 wird durch Entfernen des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4, die pulverförmig sind, herausgenommen.
9 ist eine Aufsicht, die eine Zuführregion R in einem zweiten Beispiel zeigt. Wie es in 9 gezeigt ist, ist in dem zweiten Beispiel die Einstrahlregion RL in Teile unterteilt, die dem unterteilten Abschnitt RD1 und dem unterteilten Abschnitt RD2 entsprechen. Im Gegensatz bestimmt die Steuerung 19 die Anordnung des unterteilten Abschnitts RD1 und des unterteilten Abschnitts RD2 so, dass ein Teil der Zuführregion R außerhalb der Bestrahlungsregion RL nur aus dem unterteilten Abschnitt RD1 gebildet ist. In diesem Fall überlappt ein Teil der Grenze zwischen dem unterteilten Abschnitt RD1 und dem unterteilen Abschnitt RD2 mit der Grenze der Einstrahlregion RL.
Die erste Materialzuführvorrichtung 17 führt das erste Material 3 zu dem unterteilten Abschnitt RD1 innerhalb der Einstrahlregion RL sowie zu dem unterteilen Abschnitt RD1 außerhalb der Einstrahlregion RL. Zusätzlich führt die zweite Materialzuführvorrichtung 18 das zweite Material 4 zu dem unterteilten Abschnitt 2 innerhalb der Einstrahlregion RL. Das heißt, nur das erste Material 3 wird zu der Außenseite der Einstrahlregion RL zugeführt.
Bei dem zweiten Beispiel, wenn die Herstellung des herzustellenden Objekts 5 vollständig ist, ist das herzustellende Objekt 5 nur durch das erste Material 3, das pulverförmig ist, umgeben. Das herzustellende Objekt 5 wird durch Entfernen des ersten Materials 3, das pulverförmig ist, entnommen. Das erste Material 3, das pulverförmig ist, wird veranlasst, durch Absaugen oder freien Fall in einen Tank gesammelt zu werden, der das erste Material 3 enthält. Das erste Material 3, das so gesammelt wurde, wird der ersten Materialnachführvorrichtung 17 zugeführt und wiederverwendet.
10 ist eine Aufsicht, die eine Zuführregion R in einem dritten Beispiel zeigt. Wie es in 10 gezeigt ist, liegt die Steuerung 19 bei dem dritten Beispiel einen Abschnitt A1 des herzustellenden Objektes und einen Abschnitt A2 einer äußeren Kante innerhalb der Einstrahlregion RL fest. Der Abschnitt A1 des herzustellenden Objekts ist ein Abschnitt, der durch den Laserstrahl L geschmolzen wird, um einen Teil des herzustellenden Objektes 5 zu bilden. Der Abschnitt A2 der äußeren Kante ist ein Abschnitt, der den Abschnitt A1 des herzustellenden Objektes umgibt. Anders gesagt, die Steuerung 19 liefert zu dem Äußeren eines Abschnitts, in dem ein Teil des herzustellenden Objektes 5 gebildet ist, einen Abschnitt, der durch den Laserstrahl L zu schmelzen ist.
Der Abschnitt A1 des herzustellenden Objektes ist in einen Teil des unterteilten Abschnitts RD1 und des unterteilten Abschnitts RD2 aufgeteilt. Im Gegensatz dazu legt die Steuerung 19 die Anordnung des unterteilten Abschnitts RD1 und des unterteilten Abschnitts RD2 so fest, dass der Abschnitt A2 der äußeren Kante nur aus dem unterteilten Abschnitt RD1 gebildet sein kann.
Die Grenze der Bestrahlungsregion RL ist angeordnet, so dass sie weiter außerhalb des Ortes der Grenze zwischen dem unterteilten Abschnitt RD1 und dem unterteilten Abschnitt RD2 ist. Das heißt, der unterteilte Abschnitt RD2 ist an einem weiter innen gelegenen Ort, als die Grenze der Einstrahlregion RL, angeordnet. Anders gesagt, in der Einstrahlregion RL ist ein unterteilter Abschnitt RD2 durch einen unterteilten Abschnitt RD1 umgeben.
Die erste Materialzuführvorrichtung 17 führt das erste Material 3 dem unterteilten Abschnitt RD1 innerhalb des Abschnitts A1 des herzustellenden Objekts, des Abschnitts A2 der äußeren Kante und dem unterteilen Abschnitt RD1 außerhalb der Einstrahlregion RL zu. Zusätzlich führt die zweite Materialzuführvorrichtung 18 das zweite Material 4 dem unterteilten Abschnitt RD2 innerhalb des Abschnitts A1 des herzustellenden Objektes zu. Das heißt, nur das erste Material 3 wird außerhalb der Einstrahlregion RL und zu dem Abschnitt A2 der äußeren Kante zugeführt.
In dem dritten Beispiel, wenn die Herstellung des herzustellenden Objekts 5 vollständig ist, wird das herzustellende Objekt 5 von dem ersten Material 3 in dem Abschnitt A2 der äußeren Kante bedeckt, das geschmolzen wurde. Das erste Material 3, das das herzustellende Objekt 5 bedeckt, wird durch verschiedene Prozesse, wie etwa Polieren, Schneiden, Laserbearbeiten entfernt. Dementsprechend wird das herzustellende Objekt 5 gebildet.
Auch bei dem dritten Beispiel wird das erste Material 3, das pulverförmig ist, beispielsweise durch Saugen oder durch freien Fall veranlasst, in einen Tank gesammelt zu werden, der das erste Material 3 enthält. Das erste Material 3, das so gesammelt wurde, wird der ersten Materialnachführvorrichtung 17 zugeführt und wiederverwendet.
Das hergestellte Objekt 5, das innerhalb des Behandlungstanks 10 hergestellt wurde, wird aus der Behandlungskammer 10a herausgenommen beispielsweise durch Öffnen eines Deckels, der für den Behandlungstank 10 vorgesehen ist. Dieses Beispiel ist nicht begrenzt, und das herzustellende Objekt 5 kann beispielsweise auch nach außen aus der Behandlungskammer 10a durch eine Fördervorrichtung mit einem Förderarm oder anderen Bauteilen entfernt werden. Das herzustellende Objekt 5 wird in einen Raum (eine Vorkammer) gefördert, die beispielsweise von der Behandlungskammer 10a durch eine zu öffnende und zu schließende Tür isoliert ist.
Bei dem dreidimensionalen Drucker 1 entsprechend der ersten Ausführungsform enthalten die ersten und zweiten Materialzuführvorrichtungen 14 und 15 das Sperrteil 33, das in der Lage ist, die Zuführanschlüsse 37 individuell zu öffnen und zu schließen. Eine Schicht des ersten oder zweiten Materials 3 oder 4 wird zumindest teilweise in jeder Zuführregion R durch Zuführen des ersten und zweiten Materials 3 oder 4 von zumindest einem der Zuführanschlüsse 37 gebildet, die durch das Sperrteil 33 geöffnet wurden. Dementsprechend kann eine Schicht des pulverförmigen Materials (des ersten Materials oder des zweiten Materials) in Übereinstimmung mit Merkmalen des herzustellenden Objekts gebildet werden. Beispielsweise können die Schichten ML2, ML3, ML4 usw. unter Verwendung einer Mehrzahl von Arten von Material (dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4) aufeinander gebildet werden. Wenn das herzustellende Objekt 5 in einer geringen Größe hergestellt wird, werden die Schichten des Materials (des ersten Materials 3 oder des zweiten Materials 4) an Zuführregion R gebildet, die kleiner als die Plattform 25 sind, so dass eine übermäßige Benutzung des Materials verhindert werden kann.
Zu jedem der unterteilten Abschnitte RD1 und RD2 wird entweder die erste Materialzuführvorrichtung 14 und die zweite Materialzuführvorrichtung 15 entweder das erste Material 3 und das zweite Material 4 von dem Zuführanschluss 37 zuführen, der jedem der unterteilten Abschnitte RD1 und RD2 entspricht. Die darauffolgenden Schichten ML2, ML3, ML4 usw., die eine Mehrzahl von Arten von Material (das erste Material 3 und das zweite Material 4) verwenden, werden auf den Zuführregionen R mit dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4 gebildet. Dementsprechend kann das herzustellende Objekt 5, das aus einer Mehrzahl von Arten von Material (dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4) gebildet ist, in einer effizienteren Art durch das additive Herstellen hergestellt werden.
Nur das erste Material 3 wird zu der Außenseite der Einstrahlregion RL zugeführt. Dementsprechend, wenn das erste Material 3, das pulverförmig ist, gesammelt wird, kann ein Mischen des zweiten Materials 4 in das erste Material 3 unterdrückt werden. Dementsprechend kann das erste Material 3 wiederverwendet werden. Nur das erste Material 3 wird zu dem Abschnitt A2 der äußeren Kante, der den Abschnitt A1 des herzustellenden Objekts umgibt, und zu der Außenseite der Einstrahlregion RL zugeführt. Das zweite Material 4, das der Zuführregion R zugeführt wird, wird nur dem Abschnitt A1 des herzustellenden Objekts zugeführt und ist an einem Ort weiter innen, als die Grenze der Einstrahlregion RL, angeordnet, wodurch es insgesamt geschmolzen wird. Das erste Material 3 in dem Abschnitt A2 der äußeren Kante wird entfernt, nachdem das herzustellende Objekt 5 hergestellt wurde. Dementsprechend, wenn das erste Material 3, das pulverförmig ist, gesammelt wird, kann ein Mischen des zweiten Materials 4 in das erste Material 3 zuverlässiger unterdrückt werden.
Im Anschluss wird eine zweite Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 11 und 12 beschrieben. In der Beschreibung der folgenden Ausführungsform wird ein Bestandteil mit der gleichen Funktion, wie eines der vorgenannten Bestandteile, das gleiche Bezugszeichen wie das Bestandteil haben, und seine Beschreibung wird hier weggelassen. Darüber hinaus müssen die Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen nicht notwendiger Weise alle Funktionen und Eigenschaften gemein haben, aber sie können unterschiedliche Funktionen und Eigenschaften entsprechend jeder Ausführungsform haben.
11 ist eine Querschnittsansicht, die die Bühne 11 in der zweiten Ausführungsform und einem Materialzuführvorrichtung 70 in einer ersten Position P11 zeigt. 12 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der Bühne 11 und die Materialzuführvorrichtung 70 in einer zweiten Position P12 zeigt.
Bei der zweiten Ausführungsform schließt der dreidimensionale Drucker 1 die Materialzuführvorrichtung 70 anstelle der ersten Materialzuführvorrichtung 14 ein. Der dreidimensionale Drucker 1 in der zweiten Ausführungsform enthält nicht die zweite Bewegungsvorrichtung 13 und die zweite Materialzuführvorrichtung 15 und bildet die Schichten ML2, ML3, ML4 usw. aus dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4 mit einer einzelnen Materialzuführvorrichtung 70.
Wie es in 11 gezeigt ist, enthält die Materialzuführvorrichtung 70 einen ersten Tank 71 und einen zweiten Tank 72, ein Öffnungs-Schließungs-Teil 73 und eine Vibrationsvorrichtung 34. Das Öffnungs-Schließungs-Teil 73 kann auch als Sperrteil, Abschlussteil, Einstellungsteil oder Regulierungsteil bezeichnet werden.
Der erste Tank 71 ist im Wesentlichen in einer Kegelform gebildet. Der erste Tank 71 hat eine obere Seite 71a, die nach oben zeigt, und eine untere Seite 71b, die nach unten zeigt. Die obere Seite 71a und die untere Seite 71b sind jeweils flach ausgebildet. Wenn die Materialzuführvorrichtung 70 in der Zuführposition P1 ist, liegt die untere Seite 71b der Zuführregion R gegenüber.
Der erste Tank 71 ist mit der Bodenwand 36, dem ersten Container 75, einer Mehrzahl ersten Zuführanschlüsse 76 und einer Mehrzahl zweiter Zuführanschlüsse 77 ausgestattet. Jeder der ersten Zuführanschlüsse 76 ist ein Beispiel einer ersten Öffnung. Jeder der zweiten Zuführanschlüsse 77 ist ein Beispiel einer zweiten Öffnung.
Der erste Container 75 bildet ein kegelförmiges konkaves Teil, das zu der oberen Seite 71a des ersten Tanks 71 offen ist. Der erste Container 75 hat eine Bodenseite 75a, die durch die Bodenwand 36 gebildet ist. Der Bereich der Bodenfläche 75a ist im Wesentlichen der gleiche wie ein Bereich der Zuführregion R. Der erste Container 75 enthält das erste Material 3.
Die ersten Zuführanschlüsse 76 und die zweiten Zuführanschlüsse 77 sind jeweils in der Bodenwand 36 vorgesehen. Die ersten Zuführanschlüsse 76 und die zweiten Zuführanschlüsse 77 haben jeweils die gleiche Form, wie die Zuführanschlüsse 37 der ersten Ausführungsform. Das heißt, die ersten Zuführanschlüsse 76 und die zweiten Zuführanschlüsse 77 sind im Wesentlichen in der gleichen Form ausgebildet und haben jeweils das Zuführloch 41 und das Einführteil 42.
Die ersten Zuführanschlüsse 76 und die zweiten Zuführanschlüsse 77 sind in Form von Gitterpunkten angeordnet. Zusätzlich sind die ersten Zuführanschlüsse 76 und die zweiten Zuführanschlüsse 77 abwechselnd angeordnet. Die Anordnung der ersten Zuführanschlüsse 76 und der zweiten Zuführanschlüsse 77 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Der zweite Tank 72 ist in einer im Wesentlichen viereckigen Kastenform ausgebildet und hat eine obere Seite 72a, die nach oben zeigt, und eine untere Seite 72b, die nach unten zeigt. Die obere Seite 72a und die untere Seite 72b sind jeweils flach ausgebildet. Der zweite Tank 72 ist oberhalb des ersten Tanks 71 angeordnet. Deshalb weist die untere Seite 72b dem ersten Tank 71 zu.
Der zweite Tank 72 ist mit einem zweiten Container 81 versehen. Der zweite Container 81 bildet ein rechteckiges Parallelepiped-förmiges konkaves Teil, das in Verbindung mit der oberen Seite 72a des zweiten Tanks 72 steht und in der Aufsicht viereckig ist. Der zweite Container 81 hat eine flache Bodenseite 81a. Der Bereich der Bodenseite 81a ist im Wesentlichen der gleiche wie der Bereich der Zuführregion R. Der zweite Container 81 enthält das zweite Material 4.
Der erste Container 75, der in einer Kegelform ausgebildet ist, steht seitwärts (in der Richtung entlang der X-Achse und Y-Achse) gegenüber dem zweiten Tank 72 hervor. Deshalb ist der erste Container 75 in der Lage, Material aufzunehmen, das von der ersten Materialnachführvorrichtung 17 geliefert wird.
Die ersten Materialzuführanschlüsse 76 stehen in Verbindung mit der Bodenseite 75a des ersten Containers 75. Das heißt, die ersten Zuführanschlüsse 76 stehen in Verbindung mit dem ersten Container 75. Das erste Material 3 in dem ersten Container 75 wird dem zweiten Zuführanschlüssen 76 zugeführt.
Die zweiten Zuführanschlüsse 77 sind ebenfalls in Verbindung mit der Bodenseite 75a des ersten Containers 75. Jedoch sind die zweiten Zuführanschlüsse 77 in Verbindung mit dem zweiten Container 81 über eine Mehrzahl von Verbindungsrohren 82, die für den zweiten Tank 72 vorgesehen sind. Die Verbindungsrohre 82 erstrecken sich von der unteren Seite 72b des zweiten Tanks 72 in der Richtung entlang der Z-Achse und sind in Verbindung mit den entsprechenden zweiten Zuführanschlüssen 77. Dementsprechend wird das zweite Material 4 in dem zweiten Container 81 den zweiten Zuführanschlüssen 77 zugeführt.
Das Öffnungs-Schließungs-Teil 73 enthält eine Mehrzahl von Abschlussplatten 85. Die Abschlussplatten 85 sind individuell an der unteren Seite 71b des ersten Tanks 71 angeordnet. Die jeweiligen Abschlussplatten 85 sind beispielsweise in der Form von Gitterpunkten angeordnet, um so entsprechende der ersten Zuführanschlüsse 76 und der zweiten Zuführanschlüsse 77 abzudecken. Die Anordnung der Abschlussplatten 85 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Die Verbindungslöcher 46 sind in den jeweiligen Abschlussplatten 85 vorgesehen. Jede der Abschlussplatten 85 bewegt sich zwischen einer geöffneten Position P13 und einer geschlossenen Position P14, beispielsweise mittels Rotation oder durch Bewegung entlang der unteren Seite 71b des ersten Tanks 71.
Wenn die Abschlussplatte 85 in einer geöffneten Position P13 ist, steht das Verbindungsloch 46, das in der Abschlussplatte 85 vorgesehen ist, in Verbindung mit dem Zufuhrloch 41 des ersten Zuführanschlusses 76 oder des zweiten Zuführanschlusses 77, der der entsprechenden Abschlussplatte 85 zugeordnet ist. Das heißt, der erste Zufuhranschluss 76 und der zweite Zuführanschluss 77 werden jeweils durch die Verbindungslöcher 46 geöffnet.
Wenn die Abschlussplatte 85 in der geschlossenen Position P14 ist, ist das Verbindungsloch 46, das in der Abschlussplatte 45 vorgesehen ist, von einer Position verschoben, in der das Zuführloch 41 des ersten Zuführanschlusses 76 oder des zweiten Zuführanschlusses 77, die der Abschlussplatte 85 entsprechen, vorgesehen. Deshalb schließt die Abschlussplatte 85 das Zufuhrloch 41 des ersten Zuführanschlusses 76 oder des zweiten Zuführanschlusses 77, die der Abschlussplatte 85 entsprechen.
Die Steuerung 19 bewegt jede der Abschlussplatten 85 des Öffnungs-Schließungs-Teils 73 zwischen der geöffneten Position P13 und der geschlossenen Position P14 individuell. Anders gesagt, das Öffnungs-Schließungs-Teil 73 öffnet und schließt die ersten Zuführanschlüsse 76 und die zweiten Zuführanschlüsse 77 individuell.
Die erste Bewegungsvorrichtung 12 bewegt die Materialzuführvorrichtung 70 zwischen einer ersten Position P11, die in 11 gezeigt ist, und einer zweiten Position P12, die in 12 gezeigt ist. Die erste Position P11 ist beispielsweise die gleiche Position, wie die Zuführposition P1. Die zweite Position P12 ist eine Position, an der die Position P11 ankommen würde, indem sie in der Richtung entlang der X-Achse oder der Y-Achse verschoben wird. Der Abstand, um den sich die Materialzuführvorrichtung 70 von der ersten Position P11 zu der zweiten Position P12 bewegt, ist gleich der Länge (beispielsweise 1 mm) von einer Seite der unterteilten Abschnitte RD1 und RD2. Die erste Position P11 und die zweite Position P12 sind nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Die oben beschriebene Materialzuführvorrichtung 70 in der zweiten Ausführungsform ist zu Beginn an der ersten Position P11 angeordnet, wie dies in 11 gezeigt ist. Die Steuerung 19 steuert das Öffnungs-Schließungs-Teil 73 zum individuellen Öffnen und Schließen der ersten Zuführanschlüsse 76 und der zweiten Zuführanschlüsse 77.
Eine spezielle Beschreibung wird im Anschluss gegeben. Wenn einer der ersten Zuführanschluss 76 einen der unterteilten Abschnitte RD1 gegenüberliegt, wird die Abschlussplatte 85, die diesem ersten Zufuhranschluss 76 entspricht, in die geöffnete Position P13 bewegt. Im Anschluss wird der erste Zuführanschluss 76 durch das Verbindungsloch 46 geöffnet. Im Gegensatz, wenn einer der ersten Zuführanschlüsse 76 einem der unterteilten Abschnitte RD2 gegenüberliegt, wird die Abschlussplatte 85, die diesem ersten Zuführanschluss 76 entspricht, in die geschlossene Position P14 gebracht. Demzufolge wird der erste Zuführanschluss 76 durch die Abschlussplatte 85 geschlossen.
Wenn der zweite Zuführanschluss 77 einem der unterteilten Abschnitte RD2 gegenüberliegt, wird die Abschlussplatte 85, die dem zweiten Zuführanschluss 77 entspricht in die geöffnete Position P13 bewegt. Dementsprechend wird der zweite Zuführanschluss 77 durch das Verbindungsloch 46 geöffnet. Im Gegensatz dazu, wenn der zweite Zuführanschluss 77 einem der unterteilten Abschnitte RD1 gegenüberliegt, wird die Abschlussplatte 85, die diesen zweiten Zuführanschluss 77 entspricht, in die geschlossen Position P14 gebracht. Demzufolge wird der zweite Zuführanschluss 77 durch die Abschlussplatte 85 geschlossen.
Wie es vorangehend beschrieben wurde, werden die ersten Zuführanschlüsse 76, die den unterteilten Abschnitten RD1 gegenüberliegen, und die zweiten Zuführanschlüsse 77, die den unterteilten Abschnitten RD2 gegenüberliegen, durch das Öffnungs-Schließungs-Teil 73 geöffnet. Die ersten Zuführanschlüsse 76, die so geöffnet werden, führen das erste Material 3 in dem ersten Container 75 zu den unterteilten Abschnitten RD1. Die zweiten Zuführabschnitte 77, die so geöffnet werden, führen das zweite Material 4 in dem zweiten Container 81 zu den unterteilten Abschnitten RD2. Dementsprechend wird in der Zuführregion R eine Schicht des ersten Materials 3 und eine Schicht des zweiten Materials 4 teilweise ausgebildet.
Nachdem das erste Material 3 und das zweite Material 4 zu der Zuführregion R zugeführt wurden, werden alle Abschlussplatten 85 in die geschlossene Position P14 gesetzt. Dementsprechend werden alle ersten Zuführanschlüsse 76 und die zweiten Zuführanschlüsse 77 durch die Abschlussplatten 85 geschlossen.
Anschließend, wie es in 12 gezeigt ist, bewegt die erste Bewegungsvorrichtung 12 die Materialzuführvorrichtung 70 zu der zweiten Position P12. Demzufolge werden die unterteilten Abschnitte RD1 und RD2, die den ersten Zuführanschlüssen 76 bei der ersten Position P1 gegenüber lagen, dieses Mal den zweiten Zuführanschlüssen 77 gegenüberliegend. Zusätzlich werden die unterteilten Abschnitte RD1 und RD2, die den zweiten Zuführabschnitten 77 in der ersten Position P11 gegenüber lagen, diese Mal den ersten Zuführanschlüssen 76 gegenüberliegen. Das heißt, es wird eine Änderung geben, bei der der erste Zuführanschluss 76 und der zweite Zuführanschluss 77 jeweils den unterteilten Abschnitten RD1 und RD2 entspricht.
Die Steuerung 19 steuert erneut das Öffnungs-Schließungs-Teil 73 zum individuellen Öffnen und Schließen der ersten Zuführanschlüsse 76 und zweiten Zuführanschlüsse 77. Das heißt, die ersten Zuführanschlüsse 76, die oberhalb der unterteilten Abschnitte RD1 angeordnet sind, werden geöffnet, und die zweiten Zuführanschlüsse 77, die oberhalb der unterteilten Abschnitte RD2 angeordnet sind, werden geöffnet. In der Folge wird das erste oder das zweite Material 3 oder 4 durch die Materialzuführvorrichtung 70 an der zweiten Position P12 zu einem Teil zugeführt, zu dem weder das erste Material 3 noch das zweite Material 4 durch die Materialzuführvorrichtung 70 in der ersten Position P11 zugeführt wurde.
In der ersten Position P11 und der zweiten Position P12 führt die Materialzuführvorrichtung 70 das erste Material 3 und das zweite Material 4 der Materialzuführregion R zu. Dementsprechend wird die Zuführregion R insgesamt durch das erste Material 3 und das zweite Material 4 bedeckt, die in die unterteilten Abschnitte RD1 und RD2 zugeführt wurden, sodass sukzessive Schichten ML2, ML3, ML4 usw. aus dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4 auf der Gesamtheit der Zuführregion R gebildet werden.
Bei dem dreidimensionalen Drucker 1 der zweiten Ausführungsform wird das erste Material 3, das in dem ersten Container 75 enthalten ist, von den ersten Zuführanschlüssen 76 zugeführt, und das zweite Material 4, das in dem zweiten Container 81 enthalten ist, wird von den zweiten Zuführanschlüssen 77 zugeführt. Dementsprechend werden die Schichten ML2, ML3, ML4 usw. jeweils unter Verwendung einer Mehrzahl von Materialarten (dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4) mit einer einzelnen Materialzuführvorrichtung 70 ausgebildet. Anders gesagt, die Schichten ML2, ML3, ML4 usw. werden mit dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4 gebildet, das gleichzeitig den unterteilten Abschnitten RD1 und RD2 zugeführt wird, so dass das erste Material 3 und das zweite Material 4 auf einen weiteren Bereich in einer kürzeren Zeit zugeführt wird. Deshalb kann die Materialzuführvorrichtung 70 mit niedrigeren Kosten und unter Verkürzung der Zeit für die Bewegung hergestellt werden. Im Ergebnis kann der dreidimensionale Drucker 1 billiger hergestellt werden, und das hergestellte Objekt 5 kann effektiver hergestellt werden. Zusätzlich werden Ungleichmäßigkeiten in der Menge und der Dicke des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4 in Abhängigkeit vom Ort verringert.
Im Folgenden wird eine dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die 13 und 14 beschrieben. 13 ist eine Querschnittsansicht, die einen Teil der Bühne 11 und der Materialzuführvorrichtung 70 entsprechend der dritten Ausführungsform zeigt.
Wie es in 13 gezeigt ist, enthält die Materialzuführvorrichtung 70 der dritten Ausführungsform einen ersten Zuführtank 91, einen zweiten Tank 92, ein Wandteil 93, ein Öffnungs-Schließungs-Teil 94 und eine Vibrationsvorrichtung 34. Das Wandteil 93 ist ein Beispiel einer Wand und ein Beispiel für eine erste Wand.
Der erste Tank 91 ist im Wesentlichen in einer Kegelform ausgebildet, wie im Fall des ersten Tanks 71 der zweiten Ausführungsform. Der erste Tank 91 ist mit einem ersten Container 101 mit einer Mehrzahl erster Zuführrohre 102 versehen. Die ersten Zuführrohre 102 sind ein Beispiel von ersten Zwischenteilen und können auch beispielsweise als Düsen, Schläuche oder Rohre bezeichnet werden.
Der erste Container 101 bildet ein kegelförmig geformtes konkaves Teil, wie in dem Fall des ersten Containers 75 der zweiten Ausführungsform. Der erste Container 101 hat eine Bodenseite 101a. Der erste Container 101 enthält das erste Material 3.
Die ersten Zuführrohre 102 sind beispielsweise kreisförmige Rohre. Die ersten Zuführrohre 102 sind in Verbindung mit der Bodenseite 101a des ersten Containers 101 und erstrecken sich entlang der Z-Achse nach unten von dem ersten Tank 91.
Der zweite Tank 92 ist im Wesentlichen in einer viereckigen Kastenform ausgebildet, wie im Fall des zweiten Tanks der zweiten Ausführungsform. Der zweite Tank 92 ist oberhalb des ersten Tanks 91 angeordnet. Der zweite Tank 92 ist mit einem zweiten Container 104 und einer Mehrzahl von Zuführrohren 105 versehen. Die zweiten Zuführrohre 105 sind ein Beispiel der zweiten Zwischenteile und können beispielsweise auch als Düsen, Schläuche oder Rohre bezeichnet werden.
Der zweite Container 104 bildet ein rechteckiges Parallelepiped-förmiges konkaves Teil, das viereckig in der Aufsicht ist, wie in dem Fall des zweiten Containers 81 in der zweiten Ausführungsform. Der zweite Container 104 hat eine Bodenseite 104a. Der Container 104 enthält das zweite Material 4.
Die zweiten Zuführrohre 105 sind beispielsweise kreisförmige Rohre. Die zweiten Zuführrohre 105 sind in Verbindung mit der Bodenseite 104a des zweiten Containers 104 und erstrecken sich entlang der Z-Achse nach unten von dem zweiten Tank 92. Die zweiten Zuführrohre 105 durchdringen die Bodenseite 101a des ersten Containers 101 und erstrecken sich entlang der Z-Achse nach unten von dem ersten Tank 91.
Das Wandteil 93 ist ein viereckiges plattenförmiges Element. Das Wandteil 93 hat eine obere Seite 93a und eine untere Seite 93b, die flach sind. Die obere Seite 93a liegt dem ersten Tank 91 mit einem Zwischenabstand dazwischen gegenüber. Die untere Seite 93b ist auf der entgegengesetzten Seite der oberen Seite 93a angeordnet und liegt der Zuführregion R gegenüber, wenn die Materialzuführvorrichtung 70 in einer Zuführposition P1 ist.
Die Zuführanschlüsse 37 sind in dem Wandteil 93 vorgesehen. Die Zuführanschlüsse 37 haben jeweils das Zuführloch 91 und das Einführteil 42 und sind bei der dritten Ausführungsform in der Form von Gitterpunkten angeordnet. Das Zuführloch 41 steht in Verbindung mit der unteren Seite 93b des Wandteils 93. Die Einführteile 42 stehen in Verbindung mit der oberen Seite 93a des Wandteils 93.
Das entfernte Ende der jeweiligen ersten Zuführrohre 102 des ersten Tanks 91 liegt dem Einführteilen 42 der entsprechenden Zuführanschlüsse 37 gegenüber. Jedes der ersten Zuführrohre 102 ist somit zwischen dem ersten Container 101 und dem entsprechenden Zuführanschluss 37 vorgesehen. Das erste Material 3 in dem ersten Container 101 kann von den ersten Zuführrohren 102 zu den entsprechenden Zuführanschlüssen 37 zugeführt werden.
Die entfernten Enden der jeweiligen zweiten Zuführrohre 105 des zweiten Tanks 102 liegen den Einführteilen 42 der entsprechenden Zuführanschlüsse 37 gegenüber. Jedes der zweiten Rohre 105 ist somit zwischen den zweiten Containern 104 und dem entsprechenden Zuführanschluss 37 vorgesehen. Das zweite Material 4 in dem zweiten Container 104 kann von dem zweiten Zuführrohr 105 in die entsprechenden Zuführanschlüsse 37 zugeführt werden. Das heißt, während die ersten Zuführrohre 102 in der Lage sind, das erste Material 3 in die Einführteile 42 der jeweiligen Zuführrohre 37 zuzuführen, sind die zweiten Zuführrohre 105 in der Lage, das zweite Material 4 dahin zuzuführen.
Das Öffnungs-Schließungs-Teil 94 enthält eine Mehrzahl von Abschlussplatten 107. Die Abschlussplatten 107 sind individuell auf der oberen Seite 93a des Wandteils 93 vorgesehen. Die jeweiligen Abschlussplatten 107 sind beispielsweise in der Form von Gitterpunkten angeordnet, um so die Einführteile 42 der entsprechenden Zuführanschlüsse 37 abzudecken. Die Anordnung der Anschlussplatten 107 ist nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
Jede der Abschlussplatten 107 ist zwischen dem entfernten Ende eines ersten Zuführrohrs 102 der ersten Zuführrohre 102 vorgesehen, die diesem entsprechen, und einem entsprechenden Zuführanschluss 37, und zwischen dem entfernten Ende und einem zweiten Zuführrohr 105 der zweiten Zuführrohre 105, das diesem entspricht, und einem entsprechenden Zuführanschluss 37. Jede der Abschlussplaten 107 wird in Kontakt mit dem entfernten Ende des ersten Zuführrohrs 102, das ihr entspricht, gebracht. Jede der Abschlussplatten 107 wird weiterhin in Kontakt mit dem entfernten Ende des zweiten Zuführrohrs 105 gebracht, das ihr entspricht.
14 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Teil der Materialzuführvorrichtung 70 in der Nähe von einem der Zuführanschlüsse 37 zeigt. Wie es in 14 gezeigt ist, sind Verbindungslöcher 108 in den jeweiligen Abschlussplatten 107 vorgesehen. Jede der Abschlussplatten 107 bewegt sich beispielsweise durch Rotation durch einen Motor von einer Position zu einer anderen von: einer geschlossenen Position P15, einer ersten geöffneten Position P16 und einer zweiten geöffneten Position P17. Die geschlossene Position P15 ist ein Beispiel einer ersten Position. Die erste geöffnete Position P16 ist ein Beispiel einer zweiten Position. Die zweite geöffnete Position P17 ist ein Beispiel einer dritten Position.
Wenn die Abschlussplatte 107 in der geschlossenen Position P15 ist, ist das Verbindungsloch 108, das in der Abschlussplatte 107 vorgesehen ist, von dem entfernten Ende sowohl des ersten Zufuhrrohrs 102 als auch des zweiten Zuführrohrs 105, das dem Zuführanschluss 37 entspricht, auf dem die Abschlussplatte 107 vorgesehen ist, beabstandet. Daher schließt die Abschlussplatte 107 das erste Zufuhrrohr 102 und das zweite Zuführrohr 105, das dem Zuführanschluss 37 entspricht.
Wenn die Abschlussplatte 107 an der ersten geöffneten Position P16 ist, steht das Verbindungsloch 108, das in der Abschlussplatte 107 ist, mit dem ersten Zufuhrrohr 102 in Verbindung, das dem Zuführanschluss 37 entspricht, das auf der Abschlussplatte 107 vorgesehen ist. In 14 ist das Abschlussloch 108, das an der ersten Öffnungsposition P16 angeordnet ist, durch eine zweifach gepunktete Linie mit langen Strichen angezeigt. Das heißt, das erste Zufuhrrohr 102 und der entsprechende Zuführanschluss 37 stehen miteinander über das Verbindungsloch 108 in Verbindung. Im Gegensatz dazu ist das zweite Zufuhrrohr 105 durch die Abschlussplatte 197 geschlossen.
Wenn die Abschlussplatte 107 in der zweiten geöffneten Position P17 ist, steht das Verbindungsloch 108, das in der Abschlussplatte 107 vorgesehen ist, mit dem zweiten Zuführrohr 105 in Verbindung, das dem Zuführanschluss 37 entspricht, der auf der Abschlussplatte 107 vorgesehen ist. In 14 ist das Verbindungsloch 108, das an der zweiten Öffnungsposition P17 angeordnet ist, durch eine zweifach gepunktete Linie mit langen Strichen angezeigt. Das heißt, das zweite Zuführrohr 105 und der entsprechende Zuführanschluss 37 stehen miteinander über das Verbindungsloch 108 in Verbindung. Im Gegensatz dazu ist das erste Zuführrohr 102 durch die Abschlussplatte 107 geschlossen.
Die Steuerung 19 steuert das Öffnungs-Schließungs-Teil 94, um so individuell jede der Abschlussplatten 107 von einer Position zu einer anderen unter der geschlossenen Position P15, der ersten geöffneten Position P16 und der zweiten geöffneten Position P17 zu bewegen. Anders gesagt, das Öffnungs-Schließungs-Teil 94 öffnet und schließt die ersten Zuführrohre 102 und die zweiten Zuführrohre 105 individuell.
Bei der oben beschrieben Materialzuführvorrichtung 70 der dritten Ausführungsform steuert, wenn sie in der Zuführposition P1 ist, das Öffnungs-Schließungs-Teil 94 das Öffnen und Schließen der ersten Zuführrohre 102 und der zweiten Zuführrohre 105 individuell. Das heißt, die Materialzuführvorrichtung 70 öffnet die ersten Zuführrohre 102, die den Zuführanschlüssen 37 entsprechen, die oberhalb der unterteilten Abschnitte RD1 angeordnet sind, gleichzeitig mit dem Schließen der zweiten Zuführrohre 105, die diesen Zuführanschlüssen 37 entsprechen. Zusätzlich schließt die Materialzuführvorrichtung 70 die ersten Zuführrohre 102, die den Zuführanschlüssen 37 entsprechen, die oberhalb von unterteilten Abschnitten RD2 angeordnet sind, während gleichzeitig die zweiten Zuführrohre 105, die diesen Zuführanschlüssen 37 entsprechen geöffnet werden.
Jedes der ersten Zuführrohre 102 führt das erste Material 3 innerhalb des ersten Containers 101 in den Zuführanschluss 37, der in Verbindung mit diesem ersten Zuführrohr 102 gebracht wurde. Dementsprechend führt der Zuführanschluss 37 das erste Material 3 in den entsprechenden unterteilten Abschnitt RD1 zu.
Jedes der zweiten Zuführrohre 105 führt das zweite Material 4 innerhalb des zweiten Containers 104 in den Zuführanschluss 37, der in Verbindung mit dem zweiten Zuführrohr 105 gebracht wurde, zu. Dementsprechend führt der Zuführanschluss 37 das zweite Material 4 dem entsprechenden unterteilten Abschnitt RD2 zu.
Wie es vorangehend beschrieben wurde, führen die Zuführanschlüsse 37 gleichzeitig das erste Material 3 zu den unterteilten Abschnitte RD1 und führen das zweite Material 4 zu den unterteilten Abschnitte RD2 mit den ersten Zuführrohren 102 und den zweiten Zuführrohren 105, die individuell mittels des Öffnungs-Schließungs-Teils 94 geöffnet und geschlossen werden. Dementsprechend wird die Zuführregion R insgesamt durch eine Schicht des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4 bedeckt, die den verschiedenen unterteilten Abschnitten RD1 und RD2 zugeführt wurden, so dass sukzessive Schichten ML2, ML3, ML4 usw. des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4 auf der Gesamtheit der Zuführregion R gebildet werden.
Bei dem dreidimensionalen Drucker 1 der dritten Ausführungsform führen die ersten Zuführrohre 102 das erste Material 3 in dem ersten Containers 101 in die jeweiligen Zuführanschlüsse 37. Die jeweiligen zweiten Zuführrohre 105 führen das zweite Material 4 in dem zweiten Container 104 in die entsprechenden Zuführanschlüsse 37. Das Öffnungs-Schließungs-Teil 94 schließt individuell zumindest einen der ersten Zuführrohre 102 und einen entsprechenden der zweiten Zuführrohre 105. Dementsprechend kann das erste Material 3 und das zweite Material 4 selektiv den unterteilten Abschnitten RD1 und RD2 zugeführt werden, ohne dass die Materialzuführvorrichtung 70 bewegt wird. Somit werden die Schichten ML2, ML3, ML4 usw. aus einer Mehrzahl von Materialarten (dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4) leicht gebildet werden können. Daher kann die Materialzuführvorrichtung 70 die Zeit für die Bewegung verkürzen. Im Ergebnis kann das herzustellende Objekt 5 effizienter hergestellt werden.
Entsprechend zumindest einer der oben beschriebenen Ausführungsformen enthält die Zuführeinheit ein Öffnungs-Schließungs-Teil, das in der Lage ist, eine Mehrzahl von Öffnungen individuell zu Öffnen und zu Schließen. Eine Schicht aus einem oder mehreren Arten von Material wird zumindest teilweise in einer Region durch Zuführen des Materials zu dieser von zumindest einer der Öffnungen gebildet, die durch das Öffnungs-Schließungs-Teil geöffnet wird. Dementsprechend können Schichten des pulverförmigen Materials in Übereinstimmung mit Merkmalen eines herzustellenden Objekts gebildet werden.
Während hier bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurden, wurden diese Ausführungsformen nur als Beispiele vorgestellt, und sind nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der Erfindungen zu beschränken. Tatsächlich können die neuen Ausführungsformen, die hier beschrieben wurden, in einer Vielzahl von anderen Formen verkörpert sein, und darüber hinaus können verschiedene Weglassungen, Ersetzungen und Änderungen in der Form der Ausführungsformen, die hier beschrieben wurden, vorgenommen werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Die beiliegenden Ansprüche und ihre Äquivalente sind beabsichtigt, um solche Formen oder Modifikationen abzudecken, die in den Rahmen und den Geist der Erfindungen fallen.
Beispielsweise stellt bei der obigen Ausführungsform der dreidimensionale Drucker 1 das herzustellende Objekt 5 durch Schmelzen des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4 durch den Laserstrahl L her. Jedoch ist dies nicht begrenzend, und der dreidimensionale Drucker 1 kann das herzustellende Objekt beispielsweise durch Zuführen eines Bindemittels (Binder, Bonding Agent) zu dem ersten Material 3 und dem zweiten Material 4 durch das Tintenstrahlverfahren oder ähnliches zum teilweisen Verfestigen des ersten Materials 3 und des zweiten Material 4 bilden. In diesem Fall sind das erste Material 3 und das zweite Material 4 nicht auf Metalle beschränkt und können andere Arten von Materialien, wie etwa Harze, sein.
Darüber hinaus verwendet bei den obigen Ausführungsformen der dreidimensionale Drucker 1 den Laserstrahl L als einen Energiestrahl zum Schmelzen des ersten Materials 3 und des zweiten Materials 4. Jedoch ist jeder Energiestrahl, der in der Lage ist, das Material in der gleichen Art wie ein Laserstrahl L zu schmelzen, anwendbar, und kann beispielsweise einen Elektronenstrahl oder eine elektromagnetisch Welle in der Region der Mikrowellen oder Ultraviolett sein.

Claims

Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät, wobei die Materialzuführvorrichtung umfasst: eine Zuführeinheit mit einem Container, der in der Lage ist, ein pulverförmiges Material zu enthalten, einer ersten Wand, die mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehen ist, die mit dem Container in Verbindung stehen, und die zumindest teilweise eine Region bedeckt, auf die das Material zuzuführen ist, und mit einem Öffnungs-Schließungs-Teil, das in der Lage ist, die Öffnungen individuell zu öffnen und zu schließen, wobei die Zuführeinheit eine Schicht des Materials auf zumindest einem Teil der Region durch Zuführen des Materials in dem Container zu der Region von zumindest einer der Öffnungen, die durch das Öffnungs-Schließungs-Teil geöffnet wird, bildet.
Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät nach Anspruch 1, bei der die Zuführeinheit eine Mehrzahl von Zuführeinheiten umfasst, die als Material unterschiedlicher Arten von Material enthalten, die in jeweiligen Containern enthalten sind, und wobei die Zuführeinheiten eine Schicht der verschiedenen Arten des Materials auf der Region durch individuelles Zuführen der jeweiligen Arten von Material auf die Region bilden.
Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät nach Anspruch 1, bei der der Container einen ersten Container, der in der Lage ist, erstes pulverförmiges Material zu enthalten, und einen zweiten Container, der in der Lage ist, zweites pulverförmiges Material zu enthalten, einschließt, und wobei die Öffnungen eine Mehrzahl von ersten Öffnungen und eine Mehrzahl von zweiten Öffnungen einschließen, wobei die ersten Öffnungen mit dem ersten Container in Verbindung stehen und das erste Material zu der Region zuführen, und wobei die zweiten Öffnungen mit dem zweiten Container in Verbindung stehen und das zweite Material zu der Region zuführen.
Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät nach Anspruch 3, bei dem die ersten Öffnungen und die zweiten Öffnungen in Form von Gitterpunkten und abwechselnd angeordnet sind.
Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät nach Anspruch 1, bei der der Container einen ersten Container, der in der Lage ist, erstes pulverförmiges Material zu enthalten, und einen zweiten Container, der in der Lage ist, zweites pulverförmiges Material zu enthalten, einschließt, und wobei die Zuführeinheit eine Mehrzahl von ersten Zwischenteilen und eine Mehrzahl von zweiten Zwischenteilen einschließt, wobei die ersten Zwischenteile jeweils zwischen dem ersten Container und einer entsprechenden Öffnung vorgesehen sind und das erste Material in dem ersten Container zu der entsprechenden Öffnung zuführen, und wobei die zweiten Zwischenteile jeweils zwischen dem zweiten Container und einer entsprechenden Öffnung vorgesehen sind und das zweite Material in dem zweiten Container zu der entsprechenden Öffnung zuführen, und wobei das Öffnungs-Schließungs-Teil zumindest eines der ersten Zwischenteile und der zweiten Zwischenteile, die jeder der Öffnungen entsprechen, individuell schließt.
Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät nach Anspruch 5, bei der das Öffnungs-Schließungs-Teil eine Mehrzahl von zweiten Wänden umfasst, die jeweils in der Lage sind, von einer Position in eine andere zu rotieren von: einer ersten Position, in der die zweite Wand das erste Zwischenteil und das zweite Zwischenteil, die der entsprechenden Öffnung entsprechend schließt, einer zweiten Position, in der die zweite Wand verursacht, dass die entsprechende Öffnung in Verbindung mit dem ersten Zwischenteil steht, das dieser Öffnung entspricht, und die das zweite Zwischenteil, das dieser entspricht, schließt, und einer dritten Position, in der die zweite Wand verursacht, dass die entsprechende Öffnung in Verbindung mit dem zweiten Zwischenteil, das dieser Öffnung entspricht, steht, und das erste Zwischenteil, das dieser entspricht, schließt.
Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Öffnungen ein Sechsfaches oder mehr des Materials sind.
Materialzuführvorrichtung für ein additives Herstellungsgerät nach Anspruch 7, bei der die Öffnungen eine Mehrzahl von kreisförmigen Löchern sind.
Ein additives Herstellungsgerät mit: einer Zuführeinheit mit einem Container, der ein pulverförmiges Material enthält, einer Wand, die mit einer Mehrzahl von Öffnungen versehen ist, die mit dem Container in Verbindung stehen, und die zumindest teilweise eine Region bedeckt, auf die das Material zuzuführen ist, und mit einem Öffnungs-Schließungs-Teil, das in der Lage ist, die Öffnungen individuell zu öffnen und zu schließen, wobei die Zuführeinheit eine Schicht des Materials auf zumindest einem Teil der Region durch Zuführen des Materials in dem Container zu der Region von zumindest einer der Öffnungen, die durch das Öffnungs-Schließungs-Teil geöffnet wird, bildet, mit einer Bewegungseinheit, die eine relative Position der Zuführeinheit in Bezug auf die Region ändert, und einer Ausformungseinheit, die teilweise das Material verfestigt, das der Region von der Zuführeinheit zugeführt wird.
Additives Herstellungsgerät nach Anspruch 9, bei dem die Zuführeinheit eine Mehrzahl von Zuführeinheiten einschließt, die als Material unterschiedliche Arten von Materialien in den jeweiligen Containern enthalten, und wobei eine der Zuführeinheiten eine Art der unterschiedlichen Materialarten von einer Öffnung der Öffnungen zu einem Abschnitt von einer Mehrzahl von Abschnitten in der Region zuführt, um die Schicht unter Verwendung von verschiedener Materialien zu bilden.
Additives Herstellungsgerät nach Anspruch 9, bei dem der Container einen ersten Container, der erstes pulverförmiges Material enthält, und einen zweiten Container, der zweites pulverförmiges Material enthält, einschließt, wobei die Öffnungen eine Mehrzahl von ersten Öffnungen und eine Mehrzahl von zweiten Öffnungen einschließen, wobei die ersten Öffnungen mit dem ersten Container in Verbindung stehen und das erste Material zu der Region zuführen, und wobei die zweiten Öffnungen mit dem zweiten Container in Verbindung stehen und das zweite Material zu der Region zuführen, wobei die ersten Öffnungen und zweiten Öffnungen in Form von Gitterpunkten und abwechselnd angeordnet sind, wobei die Bewegungseinheit in der Lage ist, um die Zuführeinheit und die Region an einer ersten Position und einer zweiten Position relativ zueinander anzuordnen, wobei die erste Position verursacht, dass die ersten Öffnungen einem der Abschnitte gegenüber liegen, und wobei die zweite Position verursacht, dass die zweiten Öffnungen einem der Abschnitte gegenüber liegen, und wobei die Zuführeinheit das erste Material oder das zweite Material zu zumindest einem der Abschnitte von entweder der ersten Öffnung oder der zweiten Öffnungen entsprechen zumindest einem der Abschnitte zuführt, während sie in einer der erst Position und der zweiten Position ist, und die Schicht des pulverförmigen Materials bildet, das das erste Material und das zweite Material enthält.
Additives Herstellungsgerät nach Anspruch 9, bei dem der Container einen ersten Container, der in der Lage ist, erstes pulverförmiges Material zu enthalten, und einen zweiten Container, der in der Lage ist, zweites pulverförmiges Material zu enthalten, einschließt, wobei die Zuführeinheit eine Mehrzahl von ersten Zwischenteilen und eine Mehrzahl von zweiten Zwischenteilen einschließt, wobei die ersten Zwischenteile jeweils zwischen dem ersten Container und einer entsprechenden Öffnung vorgesehen sind und das erste Material in dem ersten Container zu der entsprechenden Öffnung zuführen, und wobei die zweiten Zwischenteile jeweils zwischen dem zweiten Container und einer entsprechenden Öffnung vorgesehen sind und das zweite Material in dem zweiten Container zu der entsprechenden Öffnung zuführen, und wobei das Öffnungs-Schließungs-Teil ein erstes Zwischenteil der ersten Zwischenteile und ein zweites Zwischenteil der zweiten Zwischenteile zu einer Öffnung der Öffnungen öffnet, wobei das erste Zwischenteil und das zweite Zwischenteil jeweils der Öffnung entsprechen, wobei jede Öffnung einem Abschnitt in der Region entspricht und das Öffnungs-Schließungs-Teil die andere hiervon schließt, um das erste Material oder das zweite Material dem Abschnitt von der Öffnung zuzuführen, und um die Schicht zu bilden, die das Pulvermaterial enthält, wobei das Pulvermaterial das erste Material und das zweite Material enthält.
Additives Herstellungsgerät nach einem der Ansprüche 9 bis 12, bei dem die Öffnungen ein Sechsfaches oder mehr des Materials sind.
Additives Herstellungsgerät nach Anspruch 13, bei dem die Öffnungen eine Mehrzahl von kreisförmigen Löchern sind.
Additives Herstellungsverfahren mit: einem individuellen Öffnen einer Mehrzahl von Öffnungen, die in einer Wand vorgesehen sind, die eine Region bedeckt, mit einem Schritt zum Zuführen von pulverförmigen Material zu der Region von den Öffnungen, die geöffnet sind, und zum Ausbilden einer Schicht des Materials auf zumindest einem Teil der Region.
Additives Herstellungsverfahren nach Anspruch 15, des Weiteren mit: einem Schritt zum individuellen Zuführen als Material einer Mehrzahl von unterschiedlichen Arten von Material zu der Region und zum Ausbilden der Schicht unter Verwendung verschiedener Arten des Materials in der Region.
Additives Herstellungsverfahren nach Anspruch 16, des Weiteren mit einem Schritt zum Ausbilden eines Teils des herzustellenden Objekts durch teilweises Verfestigen der Schicht unter Verwendung verschiedener Arten von Materialien; wenn verschiedene Arten von Material zugeführt werden, einem Schritt zum Zuführen von nur einem der verschiedenen Arten von Materialien zu einem Bereich der Schicht außerhalb eines Teils, das zu verfestigen ist.
Additives Herstellungsverfahren nach Anspruch 17, des Weitern mit dem Schritt: bei dem Schritt zum teilweise Verfestigen der Schicht, Verfestigen eines Abschnitts des herzustellenden Objekts und eines Abschnitts einer äußeren Kante, wobei der Abschnitt des herzustellenden Objekts, der einen Teil des herzustellenden Objekts bildet, der Abschnitt der äußeren Kante den Abschnitt des herzustellenden Objektes umgibt; wobei bei dem Schritt zum Zuführen der verschiedenen Arten von Materialien, Zuführen zu dem Abschnitt der äußeren Kante von einem der unterschiedlichen Materialien, das dem Bereich außerhalb des Teils, das zu verfestigen ist, der Schicht zugeführt wird, und Entfernen des Materials, das das hergestellte Objekt bedeckt, das hergestellt wird, und das in dem verfestigten Abschnitt der äußeren Kante ist.
Additives Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, des Weiteren mit: einem Schritt zum Einebnen einer Oberfläche der Schicht des Materials durch eine Zuführeinheit, die die Wand umfasst.
Additives Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, des Weiteren mit: einem Schritt zum Glattstreichen einer Oberfläche der Schicht des Materials durch eine Zuführeinheit, die die Wand enthält.
Additives Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, des Weiteren mit: einem Schritt zum Anpressen einer Oberfläche der Schicht des Materials durch eine Zuführeinheit, die die Wand enthält.
Additives Herstellungsverfahren mit: individuellem Öffnen einer Mehrzahl von Öffnungen, die in Verbindung mit einem ersten Container sind, der erstes Material enthält, und die in einer Wand vorgesehen sind, um eine Region zu bedecken, einem Schritt zum Zuführen des ersten Materials zu zumindest einem einer Mehrzahl von Abschnitten innerhalb der Region und zum Ausbilden einer Schicht des ersten Materials, und durch individuelles Öffnen von Öffnungen, die in Verbindung mit einem zweiten Behälter sind, der zweites Material enthält, und die in der Wand vorgesehen sind, um die Region zu bedecken, einem Schritt zum Zuführen des zweiten Materials zu den Abschnitten in der Region, in die kein erstes Material zugeführt wurde, und zum Ausbilden einer Schicht des zweiten Materials.