(57)【要約】【課題】造形物の内部に形成された経路に残留する残留粉末を良好に除去することが可能な積層造形方法を提供すること。【解決手段】本発明に係る積層造形方法は、造形物の設計データを取得する工程（ステップＳ１０）と、設計データに基づき造形物を製造した場合に残留する粉末の除去性を、粉末の粒度分布、形状、大きさ、または積層位置のうち少なくとも１つあるいは複数の因子に基づいて判定する工程（ステップＳ２０）と、判定された粉末の除去性が向上するように設計データを修正する工程（ステップＳ３０）と、修正された設計データに基づいて造形物を製造する工程（ステップＳ４０）と、を有する。【選択図】図３
2020019232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末を積層し硬化させることを繰り返して三次元形状の造形物を製造する際に、部分的に前記粉末を硬化させないことで未硬化の前記粉末を前記造形物内に残留させ、その後前記造形物内に残留した前記粉末を除去することによって、中空の経路が内部に形成された前記造形物を製造する積層造形方法であって、
前記造形物の設計データを取得する工程と、
前記設計データに基づき前記造形物を製造した場合に残留する前記粉末の除去性を、前記粉末の粒度分布、形状、大きさ、または積層位置のうち少なくとも１つあるいは複数の因子に基づいて判定する工程と、
判定された前記粉末の除去性が向上するように前記設計データを修正する工程と、
修正された前記設計データに基づいて前記造形物を製造する工程と、を有する、
積層造形方法。
【請求項２】
前記粉末の除去性を判定する工程において、
前記粉末の粒度分布よりも前記粉末の形状を優先する重み付けをして前記粉末の除去性を判定する、
請求項１に記載の積層造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は積層造形方法に関し、特に、粉末を積層し硬化させることを繰り返すことによって造形物を製造する積層造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、無機材料もしくは有機材料からなる粉末を積層し硬化させることを繰り返して、三次元形状の積層造形物を製造する積層造形装置が脚光を浴びている。具体的には、定盤上に粉末を敷き詰め、粉末層を形成する工程と、この粉末層の所定領域に光ビームや造形剤をあてて焼結または溶融固化させることにより硬化層を形成する工程とを繰り返す。これにより多数の硬化層を積層一体化して三次元形状の造形物を製造することができる。
【０００３】
特許文献１には、粉末の層に造形液を吐出して硬化層を形成する工程を繰り返し、三次元形状の造形物を製造する方法が開示されている。特許文献１に係る方法では、造形物を取り出す際に、造形物の周りにある未硬化の粉末をエアブロー等で取り除く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１８−５３３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば成形金型等に用いる造形物を製造する場合には、冷却や加熱などの機能を持たせるために、流体が流通可能な経路を内部に形成させる場合がある。具体的には、造形物を製造する際に、部分的に粉末を硬化させないことで未硬化の粉末を造形物内に残留させ、その後、造形物内に残留した粉末を除去することによって、中空の経路が内部に形成された造形物を製造することがある。
このとき、粉末や経路の形状等によっては、残留した粉末が経路内で詰まってしまうおそれがある。残留した粉末が経路内で詰まってしまうと、経路内を流体が流れにくくなるため、特許文献１の記載のように、粉末をエアブロー等で除去することが困難となるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みなされたものであって、造形物の内部に形成された経路に残留する残留粉末を良好に除去することが可能な積層造形方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る積層造形方法は、粉末を積層し硬化させることを繰り返して三次元形状の造形物を製造する際に、部分的に前記粉末を硬化させないことで未硬化の前記粉末を前記造形物内に残留させ、その後前記造形物内に残留した前記粉末を除去することによって、中空の経路が内部に形成された前記造形物を製造する積層造形方法であって、前記造形物の設計データを取得する工程と、前記設計データに基づき前記造形物を製造した場合に残留する前記粉末の除去性を、前記粉末の粒度分布、形状、大きさ、又は積層位置のうち少なくとも１つあるいは複数の因子に基づいて判定する工程と、判定された前記粉末の除去性が向上するように前記設計データを修正する工程と、修正された前記設計データに基づいて前記造形物を製造する工程と、を有することを、特徴としたものである。
【０００８】
本発明に係る積層造形方法においては、上記のように構成されていることによって、残留粉末の除去性が向上されているような経路の配置となるように、造形物に係る設計データが修正されるように構成されている。したがって、造形物の内部に形成された経路に残留する残留粉末を良好に除去することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、造形物の内部に形成された経路に残留する残留粉末を良好に除去することが可能な積層造形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る積層造形装置の概要を示す模式的断面図である。
【図２】本実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態に係る積層造形方法を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態に係る積層造形方法で製造される造形物を例示する図である。
【図５】本実施形態に係る造形物の部分拡大図である。
【図６】図５に示した造形物における、残留粉末を除去する前の部分拡大図である。
【図７】図３に示したフローチャートにおけるステップＳ２０の工程の詳細を示すフローチャートである。
【図８】球形に近い形状の粉末の拡大写真である。
【図９】多角形に近い形状の粉末の拡大写真である。
【図１０】球形に近い形状の粉末を用いた場合の残留粉末の様子を表す概略図である。
【図１１】多角形に近い形状の粉末を用いた場合の残留粉末の様子を表す概略図である。
【図１２】小さい粉末を用いた場合の残留粉末の様子を表す概略図である。
【図１３】粉末の粒度分布と形状に基づいた補正係数を示す表である。
【図１４】粉末の積層位置に基づいた補正係数を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明が以下の実施の形態に限定されるわけではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜簡略化されている。
【００１２】
まず、図１を参照して、本実施形態に係る積層造形装置について説明する。図１は、本実施形態に係る積層造形装置１の概要を示す模式的断面図である。図１に示すように、本実施形態に係る積層造形装置１は、ベース３０、定盤２、造形槽３、造形槽支持部４、造形槽駆動部５、支柱６、支持部７、レーザスキャナ８、光ファイバ９、レーザ発振器１０、スキージ１１、樋１２、粉末分配器１３、粉末供給部１４、及び制御装置１００を備えている。
【００１３】
ベース３０は、定盤２及び支柱６を固定するための台である。ベース３０は、定盤２が載置される上面が水平になるように床面に設置される。定盤２は、ベース３０の水平な上面に載置、固定されている。定盤２の上面も水平であって、この定盤２の上面に粉末が敷き詰められ、三次元形状の造形物５０が形成されていく。図１の例では、定盤２は、四角柱状の部材である。図１に示すように、定盤２の上面の周縁全体に水平方向に張り出したフランジ状の凸部２ａが形成されている。この凸部２ａの外周面が全体に亘り造形槽３の内側面と接触しているため、定盤２の上面及び造形槽３の内側面に囲われた空間に積層粉末５１を保持することができる。ここで、造形槽３の内側面と接触している凸部２ａの外周面に例えばフェルトからなるシール部材（不図示）を設けることにより積層粉末５１の保持力を高めることができる。
【００１４】
造形槽３は、この定盤２の上面に敷き詰められた粉末を側面から保持する筒状の部材である。図１の例では、定盤２が四角柱状であるため、造形槽３は、上端にフランジ部３ａを備えた角パイプである。造形槽３は、例えば厚さ１〜６ｍｍ程度（好適には３〜５ｍｍ程度）のステンレス鋼鈑から構成され、軽量である。造形槽３の上部開口端３ｂに粉末層を形成し、この粉末層にレーザビームＬＢを照射することにより硬化層を形成する。上部開口端３ｂの形状は、例えば６００ｍｍ×６００ｍｍである。
【００１５】
また、造形槽３は、上下方向（ｚ軸方向）に移動可能に設置されている。そして、硬化層を形成する度に造形槽３を定盤２に対して一定量ずつ上昇させ、造形物５０を形成していく。ここで、本実施形態に係る積層造形装置１では、一定重量かつ軽量な造形槽３のみを上昇させればよい。そのため、毎回精度良く粉末層を形成することができる。その結果、精度良く造形物５０を形成することができる。
【００１６】
造形槽支持部４は、造形槽３のフランジ部３ａの上面が水平となるように、フランジ部３ａの下面を３点で支持している支持部材である。造形槽支持部４は、造形槽３を上下方向（ｚ軸方向）に移動させる造形槽駆動部５の連結部５ｃに連結されている。
【００１７】
造形槽駆動部５は、造形槽３を上下方向（ｚ軸方向）に移動させるための駆動機構である。造形槽駆動部５は、モータ５ａ、ボールねじ５ｂ、連結部５ｃを備えている。モータ５ａが駆動するとｚ軸方向に延設されたボールねじ５ｂが回転する。そして、ボールねじ５ｂが回転するとボールねじ５ｂに沿って連結部５ｃが上下方向（ｚ軸方向）に移動する。上述の通り、造形槽３を支持する造形槽支持部４が連結部５ｃに連結されているため、造形槽駆動部５により造形槽３が上下方向（ｚ軸方向）に移動可能となる。なお、造形槽駆動部５の駆動源はモータに限らず油圧シリンダなどを用いてもよい。
【００１８】
ここで、造形槽駆動部５は、ベース３０から略垂直に（すなわち鉛直方向に）立設された支柱６の上部に固定されている。このように、本実施の形態に係る積層造形装置１では、造形槽駆動部５が造形槽３の外部に設置されているためメンテナンス性に優れている。
【００１９】
レーザスキャナ８は、造形槽３の上部開口端３ｂに形成された粉末層に対してレーザビームＬＢを照射する。レーザスキャナ８は、図示されないレンズ及びミラーを有している。そのため、図１に示すように、レーザスキャナ８は、粉末層における水平面（ｘｙ平面）上の位置に関わらず粉末層にレーザビームＬＢの焦点を合わせることができる。ここで、レーザビームＬＢは、レーザ発振器１０において生成され、光ファイバ９を介して、レーザスキャナ８に導入される。
【００２０】
また、レーザスキャナ８は、支持部７を介して、造形槽３のフランジ部３ａに固定されている。そのため、レーザスキャナ８とレーザビームＬＢの照射対象である粉末層との距離を一定に保つことができる。従って、本実施形態にかかる積層造形装置１は、精度良く造形物５０を製造することができる。
【００２１】
スキージ１１は、第１のスキージ１１ａ及び第２のスキージ１１ｂから構成されている。第１のスキージ１１ａ及び第２のスキージ１１ｂは、いずれもｙ軸方向に延設されている。また、スキージ１１は、造形槽３の上部開口端３ｂを介して、一方のフランジ部３ａから対向するフランジ部３ａまでｘ軸方向にスライドすることができる。
【００２２】
図１に示すように、第１のスキージ１１ａ及び第２のスキージ１１ｂが、ｘ軸マイナス側のフランジ部３ａ上に設置された状態で、両者の間に粉末が供給される。ここで、２回分の粉末層を形成するための粉末が供給される。すなわち、スキージ１１がｘ軸マイナス側のフランジ部３ａからｘ軸プラス側のフランジ部３ａまでスライドすることにより、１回分の粉末層が造形槽３の上部開口端３ｂに形成される。図１に破線で示したように、この粉末層に対してレーザビームＬＢを照射し、硬化層を形成している間、スキージ１１はｘ軸プラス側のフランジ部３ａ上で待機している。そして、スキージ１１がｘ軸プラス側のフランジ部３ａからｘ軸マイナス側のフランジ部３ａまでスライドすることにより、もう１回分の粉末層が造形槽３の上部開口端３ｂに形成される。
【００２３】
なお、例えば硬化層の形成領域が狭い場合には、スキージ１１をｘ軸マイナス側のフランジ部３ａからｘ軸プラス側のフランジ部３ａまで最大限スライドさせずに、硬化層の形成領域はカバーした上で、途中でスライドを止めてもよい。粉末層を形成するための粉末量を節約できるとともに時間を短縮することができる。
【００２４】
樋１２及び粉末分配器１３は、粉末供給部１４から投下された粉末をスキージ１１の長手方向に均一に分配するためのものである。樋１２の下面には、第１のスキージ１１ａ及び第２のスキージ１１ｂの間隔（ｘ軸方向）より狭く、スキージ１１の粉末投入領域と同程度の長さ（ｙ軸方向）を有する開口部が形成されている。
【００２５】
粉末分配器１３は、樋１２の溝の断面形状と同形状の板状部材である。粉末分配器１３は、図示しない駆動機構によりｙ軸方向にスライドすることができる。ここで、図１では、分かり易くするため、粉末分配器１３を樋１２から離して描いている。しかし、実際には、粉末分配器１３は樋１２の溝の両側面と隙間なく接触しながらスライドする。粉末分配器１３が、樋１２において粉末が投下された一端から他端までスライドすることにより、粉末が樋１２の開口部を介して、スキージ１１の長手方向（ｙ軸方向）に均一に分配される。
【００２６】
なお、例えば硬化層の形成領域が狭い場合には、粉末分配器１３を樋１２の一端から他端まで最大限スライドさせずに、硬化層の形成領域はカバーした上で、途中でスライドを止めてもよい。粉末層を形成するための粉末量を節約できるとともに時間を短縮することができる。
【００２７】
粉末供給部１４は、粉末が蓄えられた小型タンクである。粉末供給部１４の詳細については後述する。なお、粉末は、無機材料（金属やセラミック）もしくは有機材料（プラスチック）からなる。好適には、平均粒径２０μｍ程度の鉄粉が用いられる。
【００２８】
以上のように、積層造形装置１は、粉末を積層し硬化させることを繰り返すことによって、三次元形状の造形物５０を製造する。また、本実施形態に係る造形物５０の内部には、所定の機能を発揮するための流体を流通させる中空の経路が形成されている。積層造形装置１は、部分的に粉末を硬化させないようにしてその部分に未結合のまま粉末を残留させる。その後、造形物内に残留した粉末を除去することによって、中空の経路が内部に形成された造形物が製造される。
【００２９】
制御装置１００は、積層造形装置１の動作を制御する。具体的には、制御装置１００は、造形槽駆動部５、レーザスキャナ８、レーザ発振器１０、スキージ１１等と、有線又は無線で接続されている。制御装置１００は、造形物５０を製造するための設計データを記憶している。制御装置１００は、この設計データを用いてこれらの構成要素を制御する。これにより、積層造形装置１は、造形物５０を成形する。
【００３０】
図２は、本実施形態にかかる制御装置１００の構成を示すブロック図である。制御装置１００は、例えばコンピュータである。制御装置１００は、主要なハードウェア構成として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０４と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０６と、インタフェース部１０８（ＩＦ；Interface）とを有する。ＣＰＵ１０２、ＲＯＭ１０４、ＲＡＭ１０６及びインタフェース部１０８は、データバスなどを介して相互に接続されている。
【００３１】
ＣＰＵ１０２は、制御処理及び演算処理等を行う演算装置としての機能を有する。ＲＯＭ１０４は、ＣＰＵ１０２によって実行される制御プログラム及び演算プログラム等を記憶するための機能を有する。ＲＡＭ１０６は、処理データ等を一時的に記憶するための機能を有する。インタフェース部１０８は、有線又は無線を介して外部と信号の入出力を行う。インタフェース部１０８は、通信ポートを含み得る。
【００３２】
また、制御装置１００は、設計データ取得部１１２、内部構造検討部１１４、設計データ修正部１１６及び積層造形制御部１１８を有する。設計データ取得部１１２、内部構造検討部１１４、設計データ修正部１１６及び積層造形制御部１１８は、例えば、ＣＰＵ１０２がＲＯＭ１０４に記憶されたプログラムを実行することによって実現可能である。また、必要なプログラムを任意の不揮発性記録媒体に記録しておき、必要に応じてインストールすることで、設計データ取得部１１２、内部構造検討部１１４、設計データ修正部１１６及び積層造形制御部１１８を実現するようにしてもよい。
【００３３】
また、プログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ（Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ）を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００３４】
なお、設計データ取得部１１２、内部構造検討部１１４、設計データ修正部１１６及び積層造形制御部１１８は、上記のようにソフトウェアによって実現されることに限定されず、何らかの回路素子等のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、設計データ取得部１１２、内部構造検討部１１４、設計データ修正部１１６及び積層造形制御部１１８は、物理的に１つの装置内に設けられている必要はなく、別個のハードウェアとして構成されていてもよい。その場合、設計データ取得部１１２、内部構造検討部１１４、設計データ修正部１１６及び積層造形制御部１１８のそれぞれが、コンピュータとして機能してもよい。
【００３５】
また、内部構造検討部１１４によって行われる処理は、コンピュータ等の装置によって行われる必要はなく、作業者自身が行ってもよい。また、制御装置１００は、積層造形装置１と一体でなくてもよく、積層造形装置１の専用の装置でなくてもよい。制御装置１００は、汎用の情報端末であってもよい。
【００３６】
図３は、本実施形態にかかる積層造形方法を示すフローチャートである。なお、本実施形態にかかる積層造形方法は、例えば、三次元データを元に製作された試作品を用いて行われてもよいし、ＣＡＥ（Computer Aided Engineering）によるコンピュータシミュレーションによって行われてもよい。
【００３７】
＜設計データ取得部１１２＞
設計データ取得部１１２は、造形物５０を造形するための設計データを取得する（ステップＳ１０）。なお、本明細書において設計データとは、造形物５０の三次元形状を表す三次元データ（３Ｄデータ）の情報に加えて、造形物５０を造形する粉末に関する情報を含むものである。
【００３８】
設計データ取得部１１２は、ＣＡＤ／ＣＡＭ（Computer Aided Design／Computer Aided Manufacturing）データを用いて、三次元データを生成する。設計データ取得部１１２は、これにより、三次元データを取得する。なお、設計データ取得部１１２は、他の装置によって生成された三次元データを受信することで、三次元データを取得してもよい。また、三次元データには、造形物５０を造形する際の粉末の積層方向に関する情報が含まれていてもよい。
【００３９】
また、設計データ取得部１１２は、作業者の入力によって、粉末に関する情報を取得する。当該粉末に関する情報は、例えば、粉末の粒度分布、形状、または大きさのうち少なくとも１つあるいは複数の情報を含む。なお、設計データ取得部１１２は、粉末に関する情報を取得した他の装置からデータを受信することで、粉末に関する情報を取得してもよい。
【００４０】
図４は、本実施形態にかかる積層造形方法で製造される造形物５０を例示する図である。図４は、造形物５０の断面図である。図４に例示された造形物５０は、設計データ取得部１１２によって取得された三次元データを用いて製造され得る。本実施形態にかかる造形物５０は、例えば金型である。そして、本実施形態にかかる造形物５０は、流体を流通させる中空の経路６０を、内部に有する。つまり、三次元データは、造形物５０の内部の経路６０の情報を含み、経路６０に対応する部分には構造体（硬化した粉末層）が除外されているように、生成され得る。
【００４１】
経路６０は、所定の機能を達成させるための流体を流通させる。例えば、経路６０は、造形物５０に形成された型部分を冷却する流体を流通させてもよい。また、例えば、経路６０は、造形物５０を加熱又は断熱するための流体を流通させてもよい。また、例えば、経路６０は、防音又は防振のために流体を流通させてもよい。具体的には、造形物５０を伝播する波動の振幅及び位相を、経路６０を流通する流体によって変化させるようにしてもよい。また、例えば、経路６０は、物を搬送する気体を流通させるエアシュータであってもよい。
【００４２】
以下の説明では、造形物５０は金型であり、経路６０は金型を冷却する流体（第１の流体）を流通させるとする。つまり、本実施形態にかかる造形物５０は、冷却回路を有する金型である。なお、造形物５０は、単に冷却回路のみであってもよく、造形物５０に金型が接続されてもよい。また、図４に例示された経路６０は、実施の形態の説明のため比較的単純な形状としているが、実際の経路は、多数の屈曲部及び分岐等を有するような複雑な形状であり得る。
【００４３】
経路６０を流通する流体は、例えば冷却水である。経路６０の入口６０ａから経路６０に流体が流入し、出口６０ｂから流体が流出する。図４においては、左側が上流側で、右側が下流側である。また、図４において造形物５０の上側に位置している破線で囲まれた領域は、冷却が必要な高温領域９２及び高温領域９４である。高温領域９２は、高温領域９４よりも上流側にある。経路６０は、これらの高温領域９２及び高温領域９４に近づくように配置されている。
【００４４】
具体的には、入口６０ａから上方（鉛直方向）に延設された部分経路６１の下流側に、高温領域９２に近づけるように、水平方向に延設された部分経路６２が配置されている。また、高温領域９２によって昇温された冷却水を冷却するために、高温領域から遠ざけるように、部分経路６２の下流側に下方に延設された部分経路６３と、部分経路６３の下流側に水平方向に延設された部分経路６４とが配置されている。また、高温領域９４に近づけるように、部分経路６４の下流側に上方に延設された部分経路６５と、部分経路６５の下流側に水平方向に延設された部分経路６６とが配置されている。そして、部分経路６６の下流側に、出口６０ｂに向かって下方に延設された部分経路６７が配置されている。従って、部分経路６２の両側に屈曲部７１及び屈曲部７２が形成され、部分経路６４の両側に屈曲部７３及び屈曲部７４が形成され、部分経路６６の両側に屈曲部７５及び屈曲部７６が形成されている。
【００４５】
図５は、本実施形態に係る造形物５０の部分拡大図である。図５は、経路６０のうち水平方向に延びる部分（例えば部分経路６２）を流通する流体の流れ方向に略垂直に切断した面における造形物５０の断面図である。また、図６は、図５に係る造形物５０において積層粉末５１Ｂ〜５１Ｋを除去する前の状態を示す断面図である。図５及び図６に示すように、造形物５０の経路６０に対応する箇所に積層粉末５１Ｂ〜５１Ｋが残留している。
【００４６】
上述したように、積層造形装置１は、経路６０に対応する位置で、粉末を硬化させないようにする。具体的には、積層造形装置１は、図６に示すように、経路６０（積層粉末５１Ｂ〜５１Ｋ）の下方の粉末層５２Ａでは粉末の全体にレーザビームＬＢを照射させて硬化させる。一方、図６に示すように、その上の層である粉末層５２Ｂ〜５２Ｋでは、積層造形装置１は、部分的にレーザビームＬＢを照射させず、未硬化の積層粉末５１Ｂ〜５１Ｋを残留させる。そして、積層造形装置１は、経路６０（積層粉末５１Ｂ〜５１Ｋ）の上方の粉末層５２Ｌでは、粉末を全体的に硬化させる。
【００４７】
図６に示すように、造形物５０を製造した後、経路６０の内部には、硬化しないで残留している残留粉末（積層粉末５１Ｂ〜５１Ｋ）が存在する。従って、この残留粉末を除去する必要がある。本実施形態では、例えば入口６０ａから経路６０に圧縮エア、水又は油等の流体を注入し、又は、例えば出口６０ｂから経路６０内の空気を吸引することによって、経路６０に残存する残留粉末を除去する。つまり、本実施形態では、流体（第２の流体）を用いて、経路６０に残留する残留粉末を除去する。このようにして、内部に経路６０を有する造形物５０を造形することができる。なお、経路６０の上側の層（例えば粉末層５２Ｈ〜５２Ｌ）では、硬化した粉末が重力によって落下しないように、積層のピッチを変えてもよい。この場合、水平な経路６０の上面（天井）は、粗くなり得る。
【００４８】
＜内部構造検討部１１４＞
次に、内部構造検討部１１４は、造形物５０の内部構造を検討する（図３のステップＳ２０）。具体的には、内部構造検討部１１４は、実際に造形物５０を製造する前に、三次元データを用いて経路６０を模擬した経路モデルを用いて、造形物５０の内部構造（経路６０）が所定の性能を満たすか否かを判定する。なお、「経路モデル」とは、ステップＳ１０の工程で取得された三次元データを用いて製造（試作）された試作品であってもよい。また、「経路モデル」は、ステップＳ１０の工程で取得された三次元データを用いたＣＡＥ解析においてシミュレーションによって再現された経路であってもよい。
【００４９】
また、検討対象となる「所定の性能」には様々なものがある。本実施形態では、内部構造検討部１１４は、「機能成立性」、「構造成立性」及び「残留粉末の除去性」について検討する。「機能成立性」は、第１の流体によって発揮されるべき機能（本実施の形態では冷却機能）を十分に発揮できるか否かを示す。「構造成立性」は、造形物５０が中空形状である経路６０を内部に有することになった場合でも造形物５０が必要な剛性を確保できるか否かを示す。「残留粉末の除去性」は、造形物５０の経路６０内に存在する残留粉末を十分に除去できるか否かを示す。ここで、本実施形態にかかる積層造形方法では、少なくとも、「残留粉末の除去性」について検討される。従って、本実施の形態においては、「機能成立性」及び「構造成立性」の検討については、必ずしも行われる必要はない。
【００５０】
つまり、本実施形態にかかる積層造形方法では、少なくとも、三次元データを用いて造形物５０が製造された後で溶融結合しないで経路６０内の各箇所（部分経路６１〜６７及び屈曲部７１〜７６等）に残留する残留粉末の除去性について判定される。さらに言い換えると、ステップＳ２０の工程では、内部構造検討部１１４は、造形物５０を実際に製造する前に、三次元データを用いて造形物５０が製造された後の経路６０の各箇所における残留粉末の除去性を判定する。このとき、後述するように、内部構造検討部１１４は、経路モデルにおける経路６０に残留する粉末の粒度分布、形状、大きさ、又は積層位置のうち少なくとも１つあるいは複数の因子に基づいて、残留粉末の除去性を判定する。また、内部構造検討部１１４は、残留粉末の除去性の判定後、除去性が向上するように、経路６０を修正してもよい。
【００５１】
＜設計データ修正部１１６＞
次に、設計データ修正部１１６は、ステップＳ２０の工程で判定された除去性に基づいて、ステップＳ１０の工程で取得された設計データを修正する（ステップＳ３０）。具体的には、設計データ修正部１１６は、ステップＳ２０の工程で判定された除去性が向上するように、ステップＳ１０の工程で取得された設計データを修正する。さらに具体的には、設計データ修正部１１６は、ステップＳ２０の工程において除去性が良好でないと判定された箇所の除去性が向上するように、設計データを修正する。つまり、設計データ修正部１１６によって修正された設計データでは、除去性が改善されるように、粉末の積層厚みや硬化層の厚み、経路６０の配置、粉末の積層方向、使用する粉末の種類等の設計因子のうち、少なくとも１つあるいは複数が修正されている。ここで、「配置」とは、経路６０の長さ、径、曲がり具合（曲率）、位置（造形物５０の外表面からの距離、分岐等を含む）等を含む。なお、ステップＳ２０の工程で「機能成立性」及び「構造成立性」について検討された場合は、設計データ修正部１１６は、さらに「機能成立性」及び「構造成立性」が向上するように、ステップＳ１０の工程で取得された設計データを修正してもよい。なお、経路６０の配置の修正自体については、設計データ修正部１１６が行ってもよいし、内部構造検討部１１４が行ってもよい。
【００５２】
＜積層造形制御部１１８＞
積層造形制御部１１８は、ステップＳ３０の工程で修正された三次元データを用いて、上述したように、積層造形によって造形物５０を製造する（ステップＳ４０）。そして、ステップＳ４０の工程で実際に製造された造形物５０の内部に形成された経路６０から、第２の流体を用いて、残留粉末が除去される（ステップＳ５０）。
【００５３】
このように、本実施形態に係る積層造形方法では、経路６０の残留粉末の除去性が向上されているように、造形物５０にかかる設計データが修正されている。従って、本実施形態にかかる積層造形方法は、実際に製造された造形物５０の内部に形成された経路６０に残留する残留粉末を良好に除去することが可能となる。
【００５４】
＜内部構造検討部１１４の詳細＞
図７は、図３に示したフローチャートにおけるステップＳ２０の工程の詳細を示すフローチャートである。まず、内部構造検討部１１４は、ステップＳ１０の工程で取得された三次元データを用いて、経路モデルを配置する（ステップＳ２１０）。例えば、積層造形方法（ステップＳ２０の工程）が試作品を用いて行われる場合、ステップＳ１０の工程で三次元データを用いて、積層造形装置１を用いて試作品が製作される。これにより、造形物５０の試作品の内部に、経路モデルが形成される。また、例えば、積層造形方法（ステップＳ２０の工程）がＣＡＥ解析を用いて行われる場合、ステップＳ１０の工程で三次元データを用いたコンピュータシミュレーションにより、経路モデルが再現される。
【００５５】
次に、内部構造検討部１１４は、機能成立性の検討を行う（ステップＳ２２０）。そして、内部構造検討部１１４は、機能の条件を充足するか否かを判定する（ステップＳ２２２）。機能の条件を充足しない場合（ステップＳ２２２のＮＯ）、工程はステップＳ２１０に戻る。一方、機能の条件を充足する場合（ステップＳ２２２のＹＥＳ）、工程はステップＳ２３０に進む。
【００５６】
経路６０によって発揮される機能が冷却機能である場合、内部構造検討部１１４は、経路モデルに冷却水を流通させて金型で成形を行ったときの高温領域９２，９４（図４）の温度を取得して、その温度が所定温度以下となるか否かを判定する（ステップＳ２２２）。そして、温度が所定温度以下である場合に、機能の条件を充足すると判定される（ステップＳ２２２のＹＥＳ）。
【００５７】
ステップＳ２０の工程が試作品を用いて行われる場合、ステップＳ２２０において、試作品に形成された経路モデルに冷却水を流通させて、その試作品にかかる金型で成形が行われる。そして、内部構造検討部１１４は、そのときの、試作品における高温領域９２，９４に対応する箇所の温度を取得する。温度は、例えばサーモグラフィによって計測可能である。なお、試作品を用いる場合、成形品又は金型の不具合の有無を検知することで、機能の条件を充足するか否かを判定してもよい。
【００５８】
また、ステップＳ２０の工程がＣＡＥ解析を用いて行われる場合、ステップＳ２２０において、内部構造検討部１１４は、ＣＡＥによるコンピュータシミュレーションで、経路モデルに冷却水を流通させた状態で金型成形を行うことを再現する。そして、内部構造検討部１１４は、ＣＡＥによる温度解析（冷却解析）により、高温領域９２，９４の温度を算出する。
【００５９】
また、冷却機能の条件を充足しない場合（ステップＳ２２２のＮＯ）、ステップＳ２１０の工程で、内部構造検討部１１４は、冷却機能の条件を充足するように、経路モデルの配置を変更する。例えば、内部構造検討部１１４は、高温領域９２，９４に近い経路６０（部分経路６２，６６）の径を大きくしてもよい。また、内部構造検討部１１４は、高温領域９２，９４に経路６０（部分経路６２，６６）をさらに近づけてもよいし、高温領域９２，９４により近い部分経路を新たに配置するように分岐を設けてもよい。
【００６０】
なお、経路６０によって発揮される機能が防音又は防振である場合、内部構造検討部１１４は、経路モデルに第１の流体を流通させたときの音量又は振動の大きさが、所定の値以下であるかを判定してもよい（ステップＳ２２２）。また、経路６０によって発揮される機能が搬送である場合、内部構造検討部１１４は、経路モデルに第１の流体を流通させて物を搬送したときの速度が所定の速度以上であるか否かを判定してもよい（ステップＳ２２２）。
【００６１】
次に、内部構造検討部１１４は、構造成立性の検討を行う（ステップＳ２３０）。そして、内部構造検討部１１４は、剛性の条件を充足するか否かを判定する（ステップＳ２３２）。剛性の条件を充足しない場合（ステップＳ２３２のＮＯ）、工程はステップＳ２１０に戻る。一方、剛性の条件を充足する場合（ステップＳ２３２のＹＥＳ）、工程はステップＳ２４０に進む。
【００６２】
具体的には、内部構造検討部１１４は、経路モデルを内部に有する造形物５０のモデル（金型モデル）に負荷を加えたときの、金型モデルにおける歪又は変形量を取得して、その歪又は変形量が所定の許容値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２２２）。そして、歪又は変形量が所定の許容値以下である場合に、剛性の条件を充足すると判定される（ステップＳ２２２のＹＥＳ）。なお、ステップＳ２３０では、剛性の評価ではなく強度の評価を行ってもよく、この場合、強度の条件の判定は、金型モデルにおける歪又は変形量ではなく、応力値を用いて行われ得る。
【００６３】
ステップＳ２０の工程が試作品を用いて行われる場合、ステップＳ２３０において、経路モデルが内部に形成された試作品に対して剛性試験が行われる。そして、内部構造検討部１１４は、そのときの所定の箇所における歪又は変形量を取得する。なお、歪は、所定の箇所に歪ゲージを取り付けることで計測可能である。なお、試作品を用いる場合、試作品の剛性不足による成形品又は金型の不具合を検知することで、構造の成立性を判定してもよい。
【００６４】
また、ステップＳ２０の工程がＣＡＥ解析を用いて行われる場合、ステップＳ２３０において、内部構造検討部１１４は、ＦＥＭ（Finite Element Method；有限要素法）を用いた構造解析を行う。そして、内部構造検討部１１４は、所定の箇所における歪又は変形量を算出する。なお、内部構造検討部１１４は、構造解析によって得られた応力分布で示された応力値が許容値以下であるか否かを判定してもよい。また、構造解析において、熱応力を考慮してもよい。
【００６５】
なお、条件を充足しない場合（ステップＳ２３２のＮＯ）、ステップＳ２１０の工程で、内部構造検討部１１４は、剛性の条件を充足するように、経路モデルの配置を変更する。例えば、内部構造検討部１１４は、経路６０を造形物５０の外表面から離すように、経路６０の配置を変更してもよい。
【００６６】
次に、内部構造検討部１１４は、経路６０に残留する残留粉末の除去性の検討を行う（ステップＳ２４０）。そして、内部構造検討部１１４は、除去性の条件を充足するか否かを判定する（ステップＳ２４２）。除去性の条件を充足しない場合（ステップＳ２４２のＮＯ）、工程はステップＳ２１０に戻る。一方、除去性の条件を充足する場合（ステップＳ２４２のＹＥＳ）、ステップＳ２０の処理は終了する。
【００６７】
内部構造検討部１１４は、造形物５０を製造する前に、設計データを用いて造形物５０が製造された場合に経路６０に残留する粉末の除去性を判定する（ステップＳ２４２）。上述したように、内部構造検討部１１４は、経路モデルにおける経路６０に残留する粉末の粒度分布、形状、大きさ、又は積層位置のうち少なくとも１つあるいは複数の因子に基づいて、残留粉末の除去性を判定する。具体的には、内部構造検討部１１４は、残留粉末が存在する経路モデルに第２の流体を流通させて経路モデルの各箇所における流量及び流速の少なくとも一方を取得する。そして、その流量及び流速の少なくとも一方が所定の基準値以上であるか否かを判定する（ステップＳ２４２）。流量及び流速の少なくとも一方が所定の基準値以上である場合は、残留粉末の除去性が良好である、つまり除去性の条件を充足すると判定される（ステップＳ２４２のＹＥＳ）。つまり、第２の流体の流量及び流速が大きければ、第２の流体のエネルギーが大きくなるので、残留粉末の除去性は良好となり得る。なお、上記の「所定の基準値」は、経路６０の各箇所（図４の部分経路６１〜６７、屈曲部７１〜７６）それぞれで異なっていてもよい。
【００６８】
経路６０の各箇所における第２の流体の流量や流速には、流動抵抗による圧力損失が大きく影響する。また、流動抵抗による圧力損失は、各経路内における残留粉末の密度によって大きく影響される。例えば、各箇所における残留粉末の密度が小さい場合は、粉末層内の空隙が多いため、第２の流体が流動可能な面積が大きく、第２の流体の流量及び流速が大きい。一方、残留粉末の密度が大きい場合は、粉末層内の空隙が少ないため、第２の流体が流動可能な面積が小さく、第２の流体の流量及び流速も小さい。
【００６９】
（粉末の形状と粉末層内の空隙との関係）
粉末の形状は、粉末層内の空隙の大きさに関係する因子の一つとなり得る。図８及び図９は、形状の異なる粉末材料を拡大した写真である。図８に示される粉末材料は球形に近い形状であり、図９に示される粉末材料は多角形に近い形状である。以下、説明の便宜上、球形に近い粉末を球形粉末、多角形に近い形状の粉末を多角形粉末と呼ぶことがある。球形粉末を用いて積層した場合と、多角形粉末を用いて積層した場合とでは、後述するように残留粉末の密度が異なるため、粉末層内の空隙の大きさが異なる。なお、粉末の形状は、例えば各粒子の長径と短径の比に基づいて判断することができる。具体的には、粒子の長径と短径の比の平均が１に近ければ球形に近い粒子が多く、１から離れていれば多角形に近い粒子が多いと判断することができる。
【００７０】
図１０は、積層工程で球形粉末を用いた場合における、残留粉末の模式図である。図１０に示すように、球形粉末を積層した場合は、球形粉末同士の接触できる面積が小さいため、残留粉末の密度も小さくなり、粉末層内に多くの空隙が生じる。このような残留粉末層においては、第２の流体が流動できるスペースが多いため、第２の流体の流量及び流速は大きくなる。したがって、第２の流体のエネルギーが大きくなり、残留粉末の除去性は良好となり得る。
【００７１】
一方、図１１は、積層工程で多角形粉末を用いた場合における、残留粉末の模式図である。図１１に示すように、多角形粉末を積層した場合は、球形粉末の場合に比べ、多角形粉末同士の接触できる面積が大きいため、残留粉末の密度も大きくなり、粉末層内に生じる空隙は少ない。このような残留粉末層においては、第２の流体が流動できるスペースが少ないため、第２の流体の流量及び流速は小さくなる。したがって、第２の流体のエネルギーが小さくなり、残留粉末の除去性は不良となり得る。
【００７２】
（粉末の粒度分布及び大きさと粉末層内の空隙との関係）
粉末の粒度分布や大きさも、粉末層内の空隙の大きさに関係する因子の一つとなり得る。図１２は、図１０と同じ形状（球形）で、かつ図１０の粉末よりも大きさが小さい粉末を用いて積層工程を行った場合の、残留粉末の模式図である。図１２に示すように、粉末の大きさが小さい場合、わずかなスペースにも粒子が入り込むため、図１０に示された粉末に比べて密に充填される。したがって、粉末層内に生じる空隙は小さくなる。このため、第２の流体のエネルギーは小さくなり、残留粉末の除去性は不良となり得る。逆に言えば、粉末の大きさが大きくなればなるほど、粉末層内の空隙が多くなり、残留粉末の除去性が良好となり得る。なお、粉末の大きさは、例えばレーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値５０％での粒径として定めることができる。
【００７３】
また、粒度分布が広い粉末は大きな粒子を多く含むため、全体として粉末層内の空隙が多くなる。したがって、粉末の粒度分布が広ければ広いほど、残留粉末の除去性が良好となり得る。なお、粉末の粒度分布の広さは、例えばレーザ回折・散乱法によって求めた粒度分布の半値幅に基づいて決定される。半値幅が大きければ粒度分布が広く、半値幅が小さければ粒度分布が狭いと判断することができる。
【００７４】
（粉末の積層位置と空隙との関係）
粉末の積層位置も、粉末層内の空隙の大きさに関係する因子の一つとなり得る。例えば、図６に示された積層粉末５１Ｂ〜５１Ｋにおいて、積層粉末５１Ｂは積層粉末５１Ｋよりも下方である。このとき、積層粉末５１Ｂでは、積層粉末５１Ｃ〜５１Ｋの自重により圧縮されながら造形時の装置の振動等で粉末が均されるため、積層粉末５１Ｃに比べて粉末層の密度が高くなる。また、積層粉末５１Ｃでは、積層粉末５１Ｄ〜５１Ｋの自重により圧縮されながら造形時の装置の振動等で粉末が均されるため、積層粉末５１Ｄに比べて粉末層の密度が高くなる。同様の理由により、積層粉末５１Ｄ、５１Ｅ、…、５１Ｊでは、それぞれ積層粉末５１Ｅ、５１Ｆ…、５１Ｋに比べて粉末層の密度が高くなる。すなわち、未硬化の粉末で形成される粉末体において、積層位置が下の粉末は積層位置が上の粉末に比べて粉末層の密度が高くなる。したがって、未硬化の粉末で形成される粉末体における積層位置が上であればあるほど粉末層内の空隙が多くなり、残留粉末の除去性が良好となり得る。
【００７５】
以上で説明した通り、粉末の形状が球形に近いほど、残留粉末の除去性が良好となり得る。また、粉末の大きさが大きいほど、残留粉末の除去性が良好となり得る。また、粉末の粒度分布が広いほど、残留粉末の除去性が良好となり得る。さらに、粉末の積層位置が上であるほど、残留粉末の除去性が良好となり得る。したがって、内部構造検討部１１４は、粉末の粒度分布、形状、大きさ、又は積層位置のうち少なくとも１つあるいは複数の因子に基づいて、残留粉末の除去性を判定することができる。
【００７６】
具体的には、まず内部構造検討部１１４は、経路６０の構造から第２の流体の通気度を求める。以下、説明の便宜上、当該求められた通気度の値を基準通気度と呼ぶことがある。当該基準通気度は、例えば、経路モデルが内部に形成された試作品に対してＪＩＳ  Ｚ  ２６０１：１９９３．鋳物砂の試験方法で規定される方法に基づいて求めることができる。あるいは、本工程がＣＡＥ解析を用いて行われる場合、内部構造検討部１１４は、ＣＡＥによるコンピュータシミュレーションによって基準通気度を設定してもよい。
【００７７】
次に、内部構造検討部１１４は、経路６０の各箇所における粉末の粒度分布、形状、大きさ、又は積層位置のうち少なくとも１つあるいは複数の因子に基づいて補正係数を決定する。そして、内部構造検討部１１４は、基準通気度に補正係数を掛け合わせた値に基づいて、粉末の除去性を判定する。具体的には、内部構造検討部１１４は、基準通気度に補正係数を掛け合わせた値が大きければ大きいほど、粉末の除去性が良好であると判定する。
【００７８】
図１３は、粉末の粒度分布及び形状に基づいて決定される補正係数の例である。上述した通り、粉末の粒度分布が広いほど残留粉末の除去性が良好となり得るため、粉末の粒度分布が広いほど大きくなるように補正係数を定めている。また、粉末の形状が球形に近いほど残留粉末の除去性が良好となり得るため、粉末の形状が球形に近いほど大きくなるように補正係数を定めている。図１３の例では、粉末の粒度分布及び形状の組み合わせに基づいて１つの補正係数が決定される。例えば、標準的な粒度分布と形状を有する粉末の補正係数が×０．５であるのに対し、粒度分布の狭い多角形粉末の補正係数は×０．１であり、粒度分布の広い球形粉末の補正係数は×０．９である。上記のような補正によれば、粉末の粒度分布及び形状の影響を適切に加味して補正することができるようになり、粉末の粒度分布及び形状の影響を考慮した除去性の判定が実現される。
【００７９】
図１３の例では、粉末の粒度分布及び形状の両方を考慮した場合を説明したが、内部構造検討部１１４は、粉末の粒度分布または形状のうち何れか一方のみに基づいて決定された補正係数を採用してもよい。
ところで、粉末の粒度分布が広くても、形状が多角形である場合は、それぞれの粒子同士が嵌め合うために空隙が少なくなる。一方、粉末の粒度分布が狭くても、形状が球形である場合は、それぞれの粒子同士が嵌め合わないために空隙が多く生じる。すなわち、粉末の形状は、粉末の粒度分布よりも、残留粉末の除去性に対して大きく影響する。従って、粉末の粒度分布及び形状を同時に考慮した補正係数を採用する場合は、粉末の粒度分布よりも粉末の形状を優先する重み付けをして補正係数を設定し、もって、除去性を判定することが望ましい。図１３に示される補正係数は、粉末の粒度分布よりも粉末の形状を優先する重み付けを考慮している。例えば、粒度分布の広い多角形粉末の補正係数は×０．４となっているのに対し、粒度分布の狭い球形粉末の補正係数は×０．６である。また、粒度分布の違いによる補正係数の増減幅は最大でも０．４となっているのに対し、形状の違いによる補正係数の増減幅は最大で０．６としている。これらの違いは、粒子が球形であることの方が、粉末の粒度分布が広いことよりも、より粉末を良好に除去させる要因であることを反映しているものである。以上のように補正係数を設定すれば、除去性に与える影響の軽重に基いて除去性を適切に判定することができるようになる。
【００８０】
また、内部構造検討部１１４は、粉末の積層位置に基づいて決定される補正係数を採用してもよい。この場合、例えば、内部構造検討部１１４は、三次元データにおける粉末の位置を取得することで、粉末の積層位置を判断することができる。または、内部構造検討部１１４は、粉末にかかる他の残留粉末からの荷重を設計データに基づいて算出し、当該荷重が大きければ大きいほど、その粉末の積層位置が下部であると判断してもよい。または、内部構造検討部１１４は、造形物５０を造形する際において粉末を積層するタイミングを設計データに基づいて算出し、当該タイミングが早ければ早いほど、その粉末の積層位置が下部であると判断してもよい。あるいは、内部構造検討部１１４は、以上に述べた判断要素を適宜組み合わせることによって、粉末の積層位置を判断してもよい。
【００８１】
図１４は、粉末の積層位置に基づいて決定される補正係数の例である。上述した通り、未硬化の粉末で形成される粉末体における積層位置が上であるほど残留粉末の除去性が良好となり得るため、粉末の積層位置が上であるほど大きくなるように補正係数を定めている。図１４の例では、積層位置が中間付近である粉末の補正係数は×０．５であるのに対して、積層位置が下部である粉末の補正係数は×０．２であり、上部である粉末の補正係数は×０．８である。上記の補正によれば、粉末の積層位置の影響を適切に加味して補正することができるようになり、粉末の積層位置の影響を考慮した除去性の判定が実現される。
【００８２】
また、同様に、内部構造検討部１１４は、粉末の大きさに基づいて決定される補正係数を採用してもよい。上述した通り、粉末が大きいほど残留粉末の除去性が良好となり得るため、この場合は大きな粉末ほど大きな補正係数になるようにするとよい。上記の補正によれば、粉末の大きさの影響を適切に加味して補正することができるようになり、粉末の大きさの影響を考慮した除去性の判定が実現される。
【００８３】
内部構造検討部１１４は、以上で説明したような、粉末の粒度分布、形状、大きさ、または積層位置に基づいて設定された補正係数を、そのうちの複数を掛け合わせて用いてもよいし、１つのみを用いてもよい。ただし、残留粉末の除去性をより適切に判定するために、より多くの因子に基づいた補正係数を用いることが好ましい。
【００８４】
なお、上記の各補正係数は、三次元データや粉末の形状等に基づく理論値として求めてもよいし、実験や測定を重ねて統計学的に決定してもよい。
【００８５】
なお、ステップＳ２０の工程が試作品を用いて行われる場合、ステップＳ２４０において、経路モデルが内部に形成された試作品に対して除去性の判定が行われる。具体的には、試作品において、経路の分岐部や屈曲部など、複雑な形状部の断面形状を限度見本化又は評価値化、指標値化して、流量又は流速の実測値と粉末の形状等とを関連付けておく。実際に使用する金型を制作するに際しては、上記関連付けに基いて除去性を検討し、必要に応じて除去性を改善するような修正作業を実行することになる。
【００８６】
また、好ましくは、内部構造検討部１１４は、圧力損失の大きな形状である箇所について、優先的に残留粉末の除去性を判定する。この場合、除去性が悪い可能性のある箇所について、粉末の粒度分布、形状、大きさ、又は積層位置のうち少なくとも１つあるいは複数の因子に応じた流動抵抗の補正をした上で除去性の判定を行うことになる。このような構成においては、内部構造検討部１１４が経路６０の全体について除去性の判定を行う必要がないため、除去性の判定を効率的に行うことができる。
【００８７】
なお、除去性の条件を充足しない場合（ステップＳ２４２のＮＯ）、ステップＳ２１０の工程で、内部構造検討部１１４は、除去性の条件を充足するように、内部構造検討部１１４は、粉体の積層厚みを変更したり、経路モデルの配置を変更したり、粉末材料を変更したりする。例えば、内部構造検討部１１４は、除去性が良好でないと判定された箇所が屈曲部である場合には、屈曲部の曲率を小さく（曲率半径を大きく）してもよい。また、内部構造検討部１１４は、除去性が良好でないと判定された箇所が積層位置の下部である場合には、粉末の積層方向を変えてもよい。また、内部構造検討部１１４は、除去性が良好でないと判定された箇所に、粒径の大きな粉末や、粒径分布の広い粉末、あるいは球形粉末を用いるように粉末材料を変更してもよい。また、内部構造検討部１１４は、積層位置が相対的に下部になる粉末の材料には相対的に粒径の大きな粉末や、粒径分布の広い粉末、もしくは球形粉末を用いるように、設計変更してもよい。なお、内部構造検討部１１４は、三次元データと粉末材料の両方を設計変更してもよいし、いずれか一方のみを変更してもよい。
【００８８】
（変形例）
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、図７に示したフローチャートにおいて、ステップＳ２２０、ステップＳ２３０及びステップＳ２４０の工程の順序は、適宜、変更され得る。また、ステップＳ２２０（ステップＳ２２２）及びステップＳ２３０（ステップＳ２３２）の工程の少なくとも一方は、行われなくてもよい。
【００８９】
また、上述した実施の形態においては、図３のステップＳ２０の工程（図７の各工程）は、制御装置１００によって行われるとしたが、このような構成に限られない。図７の各工程は、可能であれば、作業者が行ってもよい。
【００９０】
また、上述した実施の形態においては、図３のステップＳ１０の工程で取得される三次元データには、経路６０の情報が含まれているとしたが、このような構成に限られない。ステップＳ１０で取得される三次元データは、造形物５０の外形の情報のみを含み、経路６０の情報（内部構造の情報）を含まなくてもよい。この場合、ステップＳ２１０の工程で、三次元データを用いて経路６０に対応する経路モデルを生成してもよい。この場合、ステップＳ３０の工程では、ステップＳ１０で取得された、造形物５０の外形を示す三次元データに、ステップＳ２０で生成された経路モデルに対応する経路６０の情報を追加（反映）してもよい。
【００９１】
また、上述したように、造形物５０を製造した後、経路６０の内部には、溶融結合しないで残留している残留粉末が存在する。この残留粉末を除去するに際し、例えば入口６０ａから経路６０に圧縮エア、高温エア、ドライエア、不活性ガスなどの気体、水、油、洗浄剤、液体研磨剤などの液体、パイプ用のワイヤーブラシなどの器具を注入及び挿入し、又は、例えば出口６０ｂから経路６０内の空気を吸引する。
【００９２】
また、上述した実施形態では、除去性の一つの指標として経路６０内を流れる流量や流速を観測することとしたが、流量や流速はあくまで指標であって、他に代わるものがあればそれを採用してもよい。
【符号の説明】
【００９３】
１                    積層造形装置
５０                  造形物
５１、５１Ｂ〜５１Ｋ  積層粉末
５２Ａ〜５２Ｌ        粉末層
６０                  経路
６１〜６７            部分経路
７１〜７６            屈曲部
１００                制御装置
１１２                設計データ取得部
１１４                内部構造検討部
１１６                設計データ修正部
１１８                積層造形制御部
【図１】
2020019232.tif 000003
【図２】
2020019232.tif 000004
【図３】
2020019232.tif 000005
【図４】
2020019232.tif 000006
【図５】
2020019232.tif 000007
【図６】
2020019232.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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