(57)【要約】【課題】表面加工装置および方法並びに三次元積層装置において、加工対象物の加工面への熱影響を抑制して加工対象物に材料を付加させる。【解決手段】加工対象物９０の加工面９１に向けて粉末Ｐを供給する粉末流路（粉末供給部）４３と、加工対象物９０に到達前の粉末Ｐに対してレーザ光Ｌを照射するレーザ経路（光照射部）４４とを備え、加工面９１におけるレーザ光Ｌの照射位置と粉末Ｐの噴射位置をオフセットさせる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工対象物に材料を付加する表面加工装置であって、
前記加工対象物の加工面に向けて粉末材料を供給する粉末供給部と、
前記加工対象物に到達前の前記粉末材料に対して光ビームを照射する光照射部と、
を備え、
前記加工面における前記光ビームの照射位置と前記粉末材料の噴射位置とをオフセットさせる、
ことを特徴とする表面加工装置。
【請求項２】
前記光照射部は、前記光ビームにより半溶融した前記粉末材料を前記加工対象物の加工面で固化させることを特徴とする請求項１に記載の表面加工装置。
【請求項３】
前記粉末供給部は、前記光照射部から照射された前記光ビームの焦点に向けて粉末材料を供給し、前記焦点は、前記加工面から所定距離だけ離間していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の表面加工装置。
【請求項４】
前記粉末供給部は、重力方向に沿って粉末材料を供給することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の表面加工装置。
【請求項５】
前記光照射部は、前記加工対象物の加工面に対して鋭角の照射角度で加工方向の前方側に向けて前記光ビームを照射することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の表面加工装置。
【請求項６】
加工対象物に材料を付加する表面加工方法であって、
前記加工対象物の加工面に向けて粉末材料を供給する工程と、
前記加工対象物に到達前の前記粉末材料に対して光ビームを照射する工程と、
前記加工面における前記光ビームの照射位置と粉末材料の噴射位置とをオフセットさせる工程と、
を有することを特徴とする表面加工方法。
【請求項７】
加工対象物に成形層を積層させて三次元形状物を形成する三次元積層装置であって、
前記加工対象物の加工面に向けて粉末材料を供給する粉末供給部と、
前記粉末材料に光ビームを照射して前記光ビームが照射された前記粉末材料の少なくとも一部を焼結または溶融固化させて前記成形層を形成する光照射部と、
を備え、
前記粉末供給部は、前記加工対象物の加工面における前記光ビームの到達位置に向けて前記粉末材料を供給する第１粉末流路と、前記加工対象物に到達前の前記光ビームに向けて前記粉末材料を供給する第２粉末流路とを有し、
前記光照射部は、前記加工対象物に到達前の前記粉末材料を通して加工方向の前方側に向けて光ビームを照射可能であることを特徴とする三次元積層装置。
【請求項８】
前記粉末供給部は、粉末材料を供給する粉末流路を前記第１粉末流路と前記第２粉末流路との間で切替える流路切替部を有することを特徴とする請求項７に記載の三次元積層装置。
【請求項９】
前記光照射部から前記加工対象物の加工面に照射される前記光ビームの照射角度を変更可能であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の三次元積層装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、加工対象物に材料を付加する表面加工装置および方法、この表面加工装置を有して積層により三次元形状物を製造する三次元積層装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
三次元形状物を製造する技術として、金属粉末材料に光ビームを照射することによって三次元形状物を製造する積層造形技術が知られている。積層造形技術としては、例えば、特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載された技術は、金属粉末材料で形成された粉末層に光ビームを照射して焼結層を形成し、それを繰り返すことによって複数の焼結層が一体として積層された三次元形状物を製造するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１９６２６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、積層造形技術を用いて加工対象物の表面粗さを調整したいという要望がある。積層造形技術では、光ビームの焦点位置を加工対象物の表面の近傍とし、この光ビームの焦点位置に金属粉末材料を噴射する。すると、加工対象物の表面で金属粉末材料が溶融し、凝固することで成形層が形成される。一方、例えば、人工関節など面粗度が必要な医療部品において、加工対象物の表面粗さを調整する場合、光ビームの焦点位置を加工対象物の表面から所定距離だけ離間させ、加工対象物の表面から離間した光ビームの焦点位置に金属粉末材料を噴射することが考えられる。すると、完全に溶融していない金属粉末材料が加工対象物の表面に付着し、凝固することで加工対象物の表面粗さが大きくなる。ところが、この場合、光ビームは、焦点位置で金属粉末材料を加熱した後、加工対象物の加工部分に照射される。そのため、加工対象物の加工部分への熱影響が大きくなり、加工対象物の熱変形や強度が低下してしまうという課題がある。
【０００５】
本開示は、上述した課題を解決するものであり、加工対象物の加工面への熱影響を抑制して加工対象物に材料を付加させる表面加工装置および方法並びに三次元積層装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するための本開示の表面加工装置は、加工対象物に材料を付加する表面加工装置であって、前記加工対象物の加工面に向けて粉末材料を供給する粉末供給部と、前記加工対象物に到達前の前記粉末材料に対して光ビームを照射する光照射部と、を備え、前記加工面における前記光ビームの照射位置と粉末材料の噴射位置とをオフセットさせる、ことを特徴とする。
【０００７】
そのため、粉末供給部は、加工対象物の加工面に向けて粉末材料を供給し、光照射部は、加工対象物に到達前の粉末材料に対して光ビームを照射する。このとき、加工面における光ビームの照射位置と粉末材料の噴射位置とをオフセットさせる。その結果、光ビームが加工対象物の加工部分に照射されることがなく、加工対象物の加工面への熱影響を抑制して加工対象物に材料を付加させることができる。
【０００８】
本開示の表面加工装置では、前記光照射部は、前記光ビームにより半溶融した前記粉末材料を前記加工対象物の加工面で固化させることを特徴とする。
【０００９】
そのため、粉末供給部は、加工対象物の加工面に向けて粉末材料を供給し、光照射部は、加工対象物に到達前の粉末材料に対して光ビームを照射する。すると、光ビームにより半溶融した粉末材料が加工対象物の加工面で固化されることとなり、加工対象物の加工面への熱影響を抑制して加工対象物に材料を付加させることができる。
【００１０】
本開示の表面加工装置では、前記粉末供給部は、前記光照射部から照射された前記光ビームの焦点に向けて粉末材料を供給し、前記焦点は、前記加工面から所定距離だけ離間していることを特徴とする。
【００１１】
そのため、粉末供給部は、光照射部から照射された光ビームの焦点に向けて粉末材料を供給することから、粉末材料は光ビームにより適正に半溶融し、半溶融した粉末材料を加工対象物の加工面に付着させて固化することができる。
【００１２】
本開示の表面加工装置では、前記粉末供給部は、重力方向に沿って粉末材料を供給することを特徴とする。
【００１３】
そのため、粉末供給部が重力方向に沿って粉末材料を供給することから、光ビームにより半溶融状態となった粉末材料を加工対象物の加工面の所定の位置に付着させることができ、加工精度の向上や表面粗さの改善を図ることができる。
【００１４】
本開示の表面加工装置では、前記光照射部は、前記加工対象物の加工面に対して鋭角の照射角度で加工方向の前方側に向けて前記光ビームを照射することを特徴とする。
【００１５】
そのため、光照射部が加工対象物の加工面に対して直角ではなく鋭角の照射角度で光ビームを照射することから、光ビームが加工対象物の加工面から反射しやすくなり、加工対象物の加工面における熱影響を軽減することができる。
【００１６】
また、本開示の表面加工方法は、加工対象物に材料を付加する表面加工方法であって、前記加工対象物の加工面に向けて粉末材料を供給する工程と、前記加工対象物に到達前の前記粉末材料に対して光ビームを照射する工程と、前記加工面における前記光ビームの照射位置と粉末材料の噴射位置とをオフセットさせる工程と、を有することを特徴とする。
【００１７】
そのため、光ビームが加工対象物の加工部分に照射されることがなく、加工対象物の加工面への熱影響を抑制して加工対象物の表面粗さを良好に調整することができる。
【００１８】
また、本開示の三次元積層装置は、加工対象物に成形層を積層させて三次元形状物を形成する三次元積層装置であって、前記加工対象物の加工面に向けて粉末材料を供給する粉末供給部と、前記粉末材料に光ビームを照射して前記光ビームが照射された前記粉末材料の少なくとも一部を焼結または溶融固化させて前記成形層を形成する光照射部と、を備え、前記粉末供給部は、前記加工対象物の加工面における前記光ビームの到達位置に向けて前記粉末材料を供給する第１粉末流路と、前記加工対象物に到達前の前記光ビームに向けて前記粉末材料を供給する第２粉末流路とを有し、前記光照射部は、前記加工対象物に到達前の前記粉末材料を通して加工方向の前方側に向けて光ビームを照射可能であることを特徴とする。
【００１９】
そのため、粉末供給部が第１粉末流路により加工対象物の加工面に向けて粉末材料を供給し、光照射部が加工対象物の加工面における粉末材料の到達位置に光ビームを照射すると、光ビームが照射された粉末材料の少なくとも一部を焼結または溶融固化させて成形層を形成することができる。一方、粉末供給部が第２粉末流路により加工対象物に到達前の光ビームに向けて粉末材料を供給すると、光ビームが照射された粉末材料を半溶融させ、半溶融した粉末材料が加工対象物の加工面に付着して固化することで表面粗さ調整層を形成することができる。その結果、光ビームが加工対象物の加工部分に照射されることがなく、加工対象物の加工面への熱影響を抑制して加工対象物に材料を付加させることができる。
【００２０】
本開示の三次元積層装置では、前記粉末供給部は、粉末材料を供給する粉末流路を前記第１粉末流路と前記第２粉末流路との間で切替える流路切替部を有することを特徴とする。
【００２１】
そのため、流路切替部により第１粉末流路と第２粉末流路とを切替えることで、粉末材料の噴射位置を変更することができ、三次元積層工程と表面加工工程とを容易に選択することができる。
【００２２】
本開示の三次元積層装置では、前記光照射部から前記加工対象物の加工面に照射される前記光ビームの照射角度を変更可能であることを特徴とする。
【００２３】
そのため、加工対象物の加工面に照射される光ビームの角度を容易に変更することができ、光ビームを加工対象物の加工面から反射させることで、加工対象物の加工面における熱影響を軽減することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本開示の表面加工装置および方法並びに三次元積層装置によれば、加工対象物の加工面への熱影響を抑制して加工対象物に材料を付加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本実施形態の三次元積層装置を示す模式図である。
【図２】図２は、積層ヘッドの先端部の一例を示す縦断面図である。
【図３】図３は、積層ヘッドの先端部の一例を示す水平断面図である。
【図４】図４は、制御装置の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、三次元積層装置による三次元形状物の製造方法を示す説明図である。
【図６】図６は、三次元積層装置による表面粗さ調整方法を示す説明図である。
【００２６】
以下に添付図面を参照して、本開示の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
【００２７】
図１は、本実施形態の三次元積層装置を示す模式図である。ここで、本実施形態では、水平面内の一方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向およびＹ軸方向のそれぞれと直交する方向（すなわち、鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００２８】
図１に示すように、三次元積層装置１は、基台部１００に三次元形状物を製造する装置である。基台部１００は、三次元形状物が形成される土台となる部材であり、三次元積層装置１で所定の位置に搬送され、加工面に三次元形成物が形成される。本実施形態の基台部１００は、板状の部材である。なお、基台部１００は、これに限定されない。基台部１００は、三次元形状物の土台となる部材を用いてもよいし、三次元形状物を付加する部材を用いてもよい。所定の位置に三次元形成物が形成されることで、部品、製品となる部材を基台部１００として用いてもよい。
【００２９】
三次元積層装置１は、三次元積層室２と、予備室３と、積層ヘッド収納室４と、機械加工部収納室５と、ベッド１０と、テーブル部１１と、積層ヘッド１２と、機械加工部１３と、制御装置２０と、形状計測部３０と、加熱ヘッド３１と、装置計測部３２と、工具交換部３３と、ノズル交換部３４と、粉末導入部３５と、基台移動部３６と、空気排出部３７と、ガス導入部３８と、粉末回収部３９とを有する。
【００３０】
三次元積層室２は、接続された配管等の設計された連通部分以外が外部から密封されている筐体（チャンバー）である。なお、設計された連通部分は、密閉状態と開放状態を切り換えるバルブ等が設けられており、必要に応じて、三次元積層室２を密閉状態とすることができる。三次元積層室２は、ベッド１０と、テーブル部１１と、積層ヘッド１２と、機械加工部１３の一部と、加熱ヘッド３１の一部と、装置計測部３２と、工具交換部３３と、ノズル交換部３４とが内部に配置されている。
【００３１】
予備室３は、三次元積層室２に隣接して設けられている。予備室３は、接続された配管等の設計された連通部分以外が外部から密封されている。予備室３は、外部と三次元積層室２とを接続する減圧室となっている。予備室３内には、基台移動部３６が設けられている。ここで、予備室３は、三次元積層室２の接続部に、例えば、気密性を有する扉６が設けられている。また、予備室３は、気密性を有する扉７により外部と接続されている。また、予備室３には、予備室３から空気を排出する空気排出部２５が設けられている。予備室３は、扉７を開くことで、外部から必要な部材を内部に搬入することができる。また、予備室３は、扉６を開くことで、三次元積層室２との間で部材の搬入、搬出を行うことができる。
【００３２】
積層ヘッド収納室４は、三次元積層室２のＺ軸方向上側の面に設けられている。積層ヘッド収納室４は、Ｚ軸スライド部４ａで三次元積層室２に対してＺ軸方向（矢印１０２の方向）に移動可能な状態で支持されている。積層ヘッド収納室４は、Ｚ軸方向下側の面がベローズ１８により三次元積層室２と繋がっている。ベローズ１８は、積層ヘッド収納室４のＺ軸方向下側の面と三次元積層室２と繋げ、積層ヘッド収納室４のＺ軸方向下側の面を三次元積層室２の一部とする。また、三次元積層室２は、ベローズ１８で囲われた領域に開口が形成されている。積層ヘッド収納室４のＺ軸方向下側の面とベローズ１８とで囲まれた空間は、三次元積層室２と繋がり、三次元積層室２とともに密閉されている。積層ヘッド収納室４は、積層ヘッド１２と、形状計測部３０と、加熱ヘッド３１とを支持している。また、積層ヘッド収納室４は、積層ヘッド１２のノズル２３を含む一部と、加熱ヘッド３１の先端部２４を含む一部とがＺ軸方向下側の面から三次元積層室２に向けて突出している。
【００３３】
積層ヘッド収納室４は、Ｚ軸スライド部４ａでＺ軸方向に移動することで、保持している積層ヘッド１２と、形状計測部３０と、加熱ヘッド３１とをＺ軸方向に移動させる。また、積層ヘッド収納室４は、ベローズ１８を介して三次元積層室２と接続していることで、ベローズ１８がＺ軸方向の移動に合わせて変形し、三次元積層室２と積層ヘッド収納室４との間の密閉状態を維持できる。
【００３４】
機械加工部収納室５は、三次元積層室２のＺ軸方向上側の面に設けられている。また、機械加工部収納室５は、積層ヘッド収納室４に隣接して配置されている。機械加工部収納室５は、Ｚ軸スライド部５ａで三次元積層室２に対してＺ軸方向（矢印１０４の方向）に移動可能な状態で支持されている。機械加工部収納室５は、Ｚ軸方向下側の面がベローズ１９により三次元積層室２と繋がっている。ベローズ１９は、機械加工部収納室５のＺ軸方向下側の面と三次元積層室２とを繋げ、機械加工部収納室５のＺ軸方向下側の面を三次元積層室２の一部とする。また、三次元積層室２は、ベローズ１９で囲われた領域に開口が形成されている。機械加工部収納室５のＺ軸方向下側の面とベローズ１９とで囲まれた空間は、三次元積層室２と繋がり、三次元積層室２とともに密閉されている。機械加工部収納室５は、機械加工部１３を支持している。また、機械加工部収納室５は、機械加工部１３の工具２２を含む一部がＺ軸方向下側の面から三次元積層室２に向けて突出している。
【００３５】
機械加工部収納室５は、Ｚ軸スライド部５ａでＺ軸方向に移動することで、保持している機械加工部１３をＺ軸方向に移動させる。また、機械加工部収納室５は、ベローズ１９を介して三次元積層室２と接続していることで、ベローズ１９がＺ軸方向の移動に合わせて変形し、三次元積層室２と機械加工部収納室５との間の密閉状態を維持できる。
【００３６】
ベッド１０は、三次元積層室２内のＺ軸方向の底部に設けられている。ベッド１０は、テーブル部１１を支持している。ベッド１０は、各種配線や配管や駆動機構が配置されている。
【００３７】
テーブル部１１は、ベッド１０の上面に配置され、基台部１００を支持する。テーブル部１１は、Ｙ軸スライド部１５と、Ｘ軸スライド部１６と、回転テーブル部１７とを有する。テーブル部１１は、基台部１００を取り付けて基台部１００をベッド１０上で移動させる。
【００３８】
Ｙ軸スライド部１５は、ベッド１０に対してＸ軸スライド部１６をＹ軸方向（矢印１０６の方向）に沿って移動させる。Ｘ軸スライド部１６は、Ｙ軸スライド部１５の稼働部となる部材に固定されており、Ｙ軸スライド部１５に対して回転テーブル部１７をＸ軸方向（矢印１０８の方向）に沿って移動させる。回転テーブル部１７は、Ｘ軸スライド部１６の稼働部となる部材に固定されており、基台部１００を支持している。回転テーブル部１７は、例えば、傾斜円テーブルであり、固定台１７ａと、回転テーブル１７ｂと、傾斜テーブル１７ｃと、回転テーブル１７ｄとを有する。固定台１７ａは、Ｘ軸スライド部１６の稼働部となる部材に固定されている。回転テーブル１７ｂは、固定台１７ａに支持されており、Ｚ軸方向と平行な回転軸１１０を回転軸として回転する。傾斜テーブル１７ｃは、回転テーブル１７ｂに支持されており、回転テーブル１７ｂの支持されている面に直交する回転軸１１２を軸として回動される。回転テーブル１７ｄは、傾斜テーブル１７ｃに支持されており、傾斜テーブル１７ｃの支持されている面に直交する回転軸１１４を軸として回転される。回転テーブル１７ｄは、基台部１００を固定している。
【００３９】
このように回転テーブル部１７は、回転軸１１０，１１２，１１４を軸として各部を回転させることで、基台部１００を直交する３軸周りに回転させることができる。テーブル部１１は、回転テーブル部１７に固定されている基台部１００を、基台部１００は、Ｙ軸スライド部１５およびＸ軸スライド部１６により、Ｙ軸方向およびＸ軸方向に移動させる。また、テーブル部１１は、回転テーブル部１７により回転軸１１０，１１２，１１４を軸として各部を回転させることで、基台部１００を直交する３軸周りに回転させる。テーブル部１１は、さらにＺ軸方向に沿って基台部１００を移動させてもよい。
【００４０】
積層ヘッド１２は、基台部１００に向けて粉末材料を噴射し、さらに噴射した粉末材料にレーザ光（光ビーム）を照射することにより粉末を溶融させて、溶融した粉末を基台部１００上で固化させて成形層を形成する。積層ヘッド１２に導入される粉末は、三次元形状物の原料となる材料の粉末である。本実施形態において、粉末は、例えば、鉄、銅、アルミニウムまたはチタン等の金属材料などを用いることができる。なお、粉末としては、セラミック等の金属材料以外の材料を用いてもよい。積層ヘッド１２は、ベッド１０のＺ軸方向の上側の面に対面する位置に設けられており、テーブル部１１と対面している。積層ヘッド１２は、Ｚ軸方向の下部にノズル２３が設置されている。積層ヘッド１２は、本体４６にノズル２３が装着されている。
【００４１】
図２は、積層ヘッドの先端部の一例を示す縦断面図、図３は、積層ヘッドの先端部の一例を示す水平断面図である。
【００４２】
図２および図３に示すように、ノズル２３は、外管４１と、外管４１の内部に挿入された内管４２とを有する二重管である。外管４１は、管状の部材であり、先端（Ｚ軸方向下側）に向かって径が小さくなっている。内管４２は、外管４１の内部に挿入されている。内管４２も、管状の部材であり、先端（Ｚ軸方向下側）に向かって径が小さくなる形状である。ノズル２３は、外管４１の内周と内管４２の外周との間が粉末（粉末材料）Ｐの通過する粉末流路（粉末供給部）４３となる。内管４２の内周面側がレーザ光の通過するレーザ経路（光照射部）４４となる。ここで、ノズル２３が装着されている本体４６は、ノズル２３と同様に二重管であり、粉末流路４３とレーザ経路４４も同様に形成されている。積層ヘッド１２は、レーザ経路４４の周囲を囲うように粉末流路４３が配置されている。本実施形態では、粉末流路４３が、粉末を噴射する粉末噴射部となる。積層ヘッド１２は、粉末導入部３５から導入された粉末Ｐが粉末流路４３を流れ、外管４１と内管４２との間の端部の開口であるノズル噴射口部（粉末供給部）４５から噴射される。また、粉末導入部３５に連結される粉末流路４３に流路切替部６１が設けられる。
【００４３】
積層ヘッド１２は、粉末Ｐを、所定の収束位置において所定の収束径を有するように噴射する。ここで、収束径とは、噴射された粉末Ｐの軌跡の径が最小になる場合の粉末Ｐの軌跡の径である。上述のように、ノズル２３は先端に向かって径が小さくなっているので、積層ヘッド１２は、粉末Ｐを、放射方向内側に収束するように噴射する。すなわち、積層ヘッド１２は、粉末Ｐの軌跡が所定の収束径を有するように、粉末Ｐを噴射する。また、収束位置とは、噴射された粉末Ｐの軌跡が収束する位置である。
【００４４】
また、積層ヘッド１２は、光源４７と光ファイバ４８と集光部４９とを有する。光源４７は、レーザ光を出力する。光ファイバ４８は、光源４７から出力されたレーザをレーザ経路４４に案内する。集光部４９は、レーザ経路４４に配置され、光ファイバ４８から出力されたレーザの光路に配置されている。集光部４９は、光ファイバ４８から出力されたレーザ光Ｌを集光する。集光部４９で集光されたレーザ光Ｌは、内管４２の端部から出力される。積層ヘッド１２は、集光部４９を本体４６に配置したが、集光部４９の一部または全部をノズル２３に配置してもよい。ノズル２３に集光部４９の一部または全部を配置した場合、ノズル２３を交換することで、焦点位置を異なる位置とすることができる。
【００４５】
積層ヘッド１２は、中心軸Ｏの位置にレーザ光Ｌの通過するレーザ経路４４が設けられ、その外側に複数の粉末流路４３が設けられる。複数の粉末流路４３は、それぞれ流路切替部６１が設けられる。本実施形態では、４個の粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄが設けられると共に、４個のノズル噴射口部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄが設けられ、４個の粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄにそれぞれ流路切替部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄが設けられる。流路切替部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、例えば、ポンプや切替弁などを用いた装置により構成される。流路切替部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄは、粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄを開放することで粉末Ｐを供給したり、粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄを遮断することで粉末Ｐの供給を停止したりすることができる。なお、４個の粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄおよび４個のノズル噴射口部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄは、周方向に均等間隔で設けられることが好ましいが、均等間隔でなくてもよい。また、粉末流路４３およびノズル噴射口部４５の個数は、４個に限るものではなく、複数個設けられていればよい。
【００４６】
積層ヘッド１２は、粉末流路４３から粉末Ｐを噴射し、レーザ経路４４からレーザ光Ｌを出力する。積層ヘッド１２から噴射された粉末Ｐは、積層ヘッド１２から出力されたレーザ光Ｌが照射される領域に侵入し、レーザ光Ｌの焦点Ｆでこのレーザ光Ｌによって加熱される。レーザ光Ｌが照射された粉末Ｐは溶融した後、基台部１００上に到達する。溶融した状態で基台部１００上に到達した粉末Ｐは、冷却されて固化する。これにより、基台部１００上に成形層を形成する。
【００４７】
ここで、本実施形態の積層ヘッド１２は、光源４７から出力されたレーザ光Ｌを光ファイバ４８で案内したが、光ファイバ４８に限らず他の伝送部材であってもよい。また、集光部４９は、本体４６に設けてもノズル２３に設けても、両方に設けてもよい。本実施形態の積層ヘッド１２は、効果的に加工ができるため、粉末Ｐを噴射する粉末流路４３と、レーザ光Ｌを照射するレーザ経路４４とを同軸に設けたがこれに限定されない。積層ヘッド１２は、粉末Ｐを噴射する機構とレーザ光Ｌを照射する機構とを別体としてもよい。本実施形態の積層ヘッド１２は、粉体材料にレーザ光を照射したが、粉体材料を溶解または焼結させることができればよく、レーザ光以外の光ビームを照射してもよい。
【００４８】
図１に示すように、機械加工部１３は、例えば、成形層等を機械加工する。機械加工部１３は、ベッド１０のＺ軸方向の上側の面に対面する位置に設けられており、テーブル部１１と対面している。機械加工部１３は、Ｚ軸方向の下部に工具２２が装着されている。なお、機械加工部１３は、ベッド１０よりもＺ軸方向上側で、テーブル部１１による基台部１００の移動可能範囲に設けられていればよく、配置位置は本実施形態の位置に限られない。
【００４９】
図４は、制御装置２０の構成を示す模式図である。
【００５０】
図１に示すように、制御装置２０は、三次元積層装置１の各部（上述したベッド１０、テーブル部１１、積層ヘッド１２、機械加工部１３、形状計測部３０、加熱ヘッド３１、装置計測部３２、工具交換部３３、ノズル交換部３４、粉末導入部３５、基台移動部３６、空気排出部３７、ガス導入部３８、粉末回収部３９など）の駆動部と電気的に接続されており、三次元積層装置１の各部の動作を制御する。制御装置２０は、三次元積層室２や予備室３の外部に設置されている。制御装置２０は、図４に示すように、入力部５１と、制御部５２と、記憶部５３と、出力部５４と、通信部５５とを有する。入力部５１と、制御部５２と、記憶部５３と、出力部５４と、通信部５５との各部は電気的に接続されている。
【００５１】
入力部５１は、例えば、操作パネルである。作業者は、入力部５１に情報や指令等を入力する。制御部５２は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）およびメモリである。制御部５２は、三次元積層装置１の各部に、三次元積層装置１の各部の動作を制御する指令を出力する。また、制御部５２には、三次元積層装置１の各部からの情報等が入力される。記憶部５３は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）またはＲＯＭ（Read  Only  Memory）等の記憶装置である。記憶部５３には、制御部５２で実行されることで各部の動作を制御する三次元積層装置１の運転プログラムや、三次元積層装置１の情報、または三次元形状物の設計情報等が記憶される。出力部５４は、例えば、ディスプレイである。出力部５４は、例えば、三次元積層装置１の各部からの情報等を表示する。通信部５５は、例えば、インターネットまたはＬＡＮ（Local  Area  Network）等のような通信回線と通信して、通信回線との間で情報をやり取りする。なお、制御装置２０は、少なくとも制御部５２および記憶部５３を有していればよい。制御装置２０は、制御部５２および記憶部５３を有していれば、三次元積層装置１の各部に指令を出力することができる。
【００５２】
本実施形態の三次元積層装置１は、図２および図３に示すように、加工対象物に成形層を積層させて三次元形状物を形成するものである。そして、三次元積層装置１は、加工対象物の表面粗さを調整する表面加工装置として利用することができる。すなわち、三次元積層装置１は、三次元形状物の製造と加工対象物の表面粗さの調整とを一台の装置で実現することができる。
【００５３】
表面加工装置として利用される三次元積層装置１は、加工対象物の加工面に向けて粉末Ｐを供給する粉末供給部としての粉末流路４３およびノズル噴射口部４５と、加工対象物に到達前の粉末Ｐを通して加工方向の前方側に向けてレーザ光Ｌを照射することで半溶融した粉末Ｐを加工対象物の加工面で固化させる光照射部としてのレーザ経路４４とを備える。
【００５４】
このとき、粉末流路４３およびノズル噴射口部４５は、レーザ経路４４から照射されたレーザ光Ｌの焦点Ｆに向けて粉末Ｐを供給する。ノズル噴射口部４５は、重力方向に沿って粉末Ｐを供給する。一方、レーザ経路４４は、加工対象物の加工面に対して鋭角の照射角度でレーザ光Ｌを照射する。この場合、積層ヘッド１２は、中心軸Ｏが鉛直方向に対して傾斜可能であり、水平な加工対象物の加工面に対して所定角度で傾斜させることができる。そのため、積層ヘッド１２は、レーザ経路４４から照射されたレーザ光Ｌの照射角度が、加工対象物の加工面に対して鋭角となり、粉末流路４３から噴射された粉末Ｐの噴射角度が重力方向、つまり、加工対象物の加工面に対して直角となる。
【００５５】
すなわち、粉末流路４３として、三次元形状物の製造時に、加工対象物の加工面におけるレーザ光Ｌの到達位置に向けて粉末Ｐを供給する第１粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃと、加工対象物の表面粗さの調整時に、加工対象物に到達前のレーザ光Ｌに向けて粉末Ｐを供給する第２粉末流路４３ｄとが設けられる。そして、レーザ経路４４は、加工対象物に到達前の粉末Ｐを通して加工方向の前方側に向けてレーザ光Ｌを照射可能である。この場合、中心軸Ｏに対する第１粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃにおけるノズル噴射口部４５ａ，４５ｂ，４５ｃの噴射角度と、第２粉末流路４３ｄにおけるノズル噴射口部４５ｄの噴射角度とが相違する。但し、中心軸Ｏに対する第１粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃにおけるノズル噴射口部４５ａ，４５ｂ，４５ｃの噴射角度と、第２粉末流路４３ｄにおけるノズル噴射口部４５ｄの噴射角度とを同様とし、積層ヘッド１２の傾斜角度により、加工対象物に到達前の粉末Ｐを通して加工方向の前方側に向けてレーザ光Ｌを照射可能とすると共に、粉末流路４３から噴射された粉末Ｐの噴射角度を重力方向としてもよい。
【００５６】
そして、第１粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃと第２粉末流路４３ｄとの間で切替える流路切替部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄが設けられる。つまり、流路切替部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの作動により、粉末Ｐを導入する経路を粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄから選択し、所望のノズル噴射口部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄから粉末Ｐを噴射することができる。また、このとき、積層ヘッド１２を傾斜させることで、レーザ経路４４から加工対象物の加工面に照射されるレーザ光Ｌの照射角度を変更可能である。
【００５７】
ここで、三次元積層装置１による三次元形状物の製造方法および加工対象物の表面粗さ調整方法について説明する。図５は、三次元積層装置による三次元形状物の製造方法を示す説明図、図６は、三次元積層装置による表面粗さ調整方法を示す説明図である。
【００５８】
三次元積層装置１による三次元形状物の製造方法において、図１および図５に示すように、本実施形態においては、加工対象物９０の加工面９１に三次元形状物を製造する場合として説明する。加工対象物９０は、例えば、金属製の板状部材であるが、上部に三次元形状物が製造されるものであれば、形状および材料は任意である。加工対象物９０は、基台部１００上に取付けられる。
【００５９】
制御装置２０は、テーブル部１１により、基台部１００上の加工対象物９０が積層ヘッド１２のＺ軸方向下方に配置されるように、基台部１００を移動させる。制御装置２０は、粉末導入部３５から積層ヘッド１２に粉末を導入し、積層ヘッド１２から気体と共に粉末Ｐを噴射しつつ、レーザ光Ｌを照射する。粉末Ｐは、所定の収束径をもって、基台部１００上の加工対象物９０に向かって噴射される。レーザ光Ｌは、積層ヘッド１２と加工対象物９０との間において、所定のスポット径をもって粉末Ｐに照射される。ここで、粉末Ｐの収束径のＺ軸方向での位置に対するレーザ光Ｌのスポット径のＺ軸方向での位置および粉末Ｐの収束径のＺ軸方向での位置におけるスポット径は、例えば、集光部４９の位置を動かすことにより制御することができる。
【００６０】
すなわち、積層ヘッド１２は、流路切替部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの作動により第１粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃからだけ粉末Ｐを噴射し、レーザ経路４４からレーザ光Ｌを出力する。レーザ経路４４からのレーザ光Ｌは、加工対象物９０の加工面９１の近傍に焦点Ｆが設定され、粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃ（ノズル噴射口部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ）からの粉末Ｐは、このレーザ光Ｌの焦点に向けて噴射される。そのため、積層ヘッド１２から噴射された粉末Ｐは、加工対象物９０の加工面９１にあるレーザ光Ｌの焦点Ｆでこのレーザ光Ｌによって加熱され、溶融池を形成する。レーザ光Ｌが照射された粉末Ｐは、加工対象物９０の加工面９１の近傍で溶融した後、加工対象物９０の加工面９１に到達する。溶融した状態で加工対象物９０の加工面９１に到達した粉末Ｐは、ここで冷却されて固化される。これにより、加工対象物９０の加工面９１に成形層９２が形成される。
【００６１】
制御装置２０は、テーブル部１１で加工対象物９０を所定の移動方向Ｍ１に移動させつつ、積層ヘッド１２から加工対象物９０の加工面９１に対してレーザ光Ｌを照射すると共に粉末Ｐを噴射する。そのため、加工対象物９０の加工面９１に連続した成形層９２が形成される。この場合、三次元積層装置による形成方向は、Ｍ２となる。三次元積層装置１は、このような成形層９２の形成を繰り返すことによって、複数の成形層が一体として積層された三次元形状物を製造する。
【００６２】
三次元積層装置１による表面粗さ調整方法において、図１および図６に示すように、本実施形態においては、加工対象物９０の加工面９１の表面粗さを調整する場合として説明する。
【００６３】
制御装置２０は、テーブル部１１により、基台部１００上の加工対象物９０が積層ヘッド１２のＺ軸方向下方に配置されるように、基台部１００を移動させる。そして、加工対象物９０の加工面９１は、水平方向であり、積層ヘッド１２の中心軸Ｏを加工対象物９０の水平な加工面９１に対して傾斜させ、レーザ光Ｌの照射角度αを鋭角に設定する。この場合、積層ヘッド１２に対して基台部１００を傾斜させることで、レーザ光Ｌの照射角度αを鋭角に設定してもよい。制御装置２０は、粉末導入部３５から積層ヘッド１２に粉末を導入し、積層ヘッド１２から気体と共に粉末Ｐを噴射しつつ、レーザ光Ｌを照射する。粉末Ｐは、所定の収束径をもって、基台部１００上の加工対象物９０に向かって噴射される。レーザ光Ｌは、積層ヘッド１２と加工対象物９０との間において、所定のスポット径をもって粉末Ｐに照射される。
【００６４】
すなわち、積層ヘッド１２は、流路切替部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄの作動により第２粉末流路４３ｄ（ノズル噴射口部４５ｄ）からだけ粉末Ｐを噴射し、レーザ経路４４からレーザ光Ｌを出力する。レーザ経路４４からのレーザ光Ｌは、加工対象物９０の加工面９１から所定距離だけ離間した位置に焦点が設定され、粉末流路４３ｄからの粉末Ｐは、このレーザ光Ｌの焦点に向けて噴射される。そのため、積層ヘッド１２から噴射された粉末Ｐは、重力方向に沿って移動し、加工対象物９０の加工面９１から離間したレーザ光Ｌの焦点Ｆでこのレーザ光Ｌによって加熱される。レーザ光Ｌが照射された粉末Ｐは、加工対象物９０の加工面９１から離間した位置で溶融または半溶融した後、加工対象物９０の加工面９１に到達する。溶融または半溶融した粉末Ｐは、レーザ光Ｌの焦点位置と加工対象物９０との間で、あるいは、加工対象物９０の加工面９１における到達位置で冷却され、加工対象物９０の加工面９１上に固化、付着される。これにより、加工対象物９０の加工面９１に表面粗さ調整層９３が形成される。
【００６５】
積層ヘッド１２から噴射された粉末Ｐは、レーザ光Ｌの焦点Ｆでのみ加熱されることから、一部の粉末Ｐは完全な溶融状態となり加工面９１に固化、付着されるが、一部は完全な溶融状態にならずに半溶融状態となることがある。半溶融状態とは、粉末を構成する粒状体の外周面のみが溶融し、内部が溶融していない状態である。そのため、半溶融状態である粉末Ｐが加工対象物９０の加工面９１に到達すると、溶融部により加工対象物９０の加工面９１に付着するが、粉末Ｐ自体が完全に溶融していないことから、加工対象物９０の加工面９１は、粉末Ｐを構成する多数の粒状体によりザラザラとした質感を有する凹凸形状、つまり、表面粗さが大きくなるように調整される。ここで、表面粗さが大きいとは、例えば、算術平均粗さＳａが５０μｍ以上であるような表面形状を含むが、これに限定されるものではない。
【００６６】
制御装置２０は、テーブル部１１で加工対象物９０を所定の移動方向Ｍ１に移動させつつ、積層ヘッド１２から加工対象物９０の加工面９１に対してレーザ光Ｌを照射すると共に粉末Ｐを噴射する。そのため、加工対象物９０の加工面９１に連続した表面粗さ調整層９３が形成される。この場合、三次元積層装置による加工方向は、Ｍ２となる。そのため、積層ヘッド１２から照射されたレーザ光Ｌは、焦点Ｆで粉末Ｐを加熱した後、半溶融状態である粉末Ｐが加工対象物９０の加工面９１に付着した位置より、加工方向Ｍ２の前方側の加工対象物９０の加工面９１に到達する。このとき、レーザ光Ｌの照射角度αが直角ではなく鋭角であることから、加工対象物９０の加工面９１から反射しやすくなり、加工対象物９０の加工面９１自体が加熱されることが抑制される。ここで、照射角度αは、例えばα≦６０度であることが好ましい。
【００６７】
なお、上述の説明では、加工対象物９０の加工面９１に対して１回の表面粗さ調整処理で１層の表面粗さ調整層９３を形成したが、複数回の表面粗さ調整処理で複数層の表面粗さ調整層９３を積層するように形成してもよい。
【００６８】
このように本実施形態の表面加工装置にあっては、加工対象物９０の加工面９１に向けて粉末Ｐを供給する粉末流路（粉末供給部）４３と、加工対象物９０に到達前の粉末Ｐに対してレーザ光Ｌを照射するレーザ経路（光照射部）４４とを備え、加工面９１におけるレーザ光Ｌの照射位置と粉末Ｐの噴射位置をオフセットさせる。
【００６９】
そのため、粉末流路４３ｄから加工対象物９０の加工面９１に向けて粉末Ｐを供給し、レーザ経路４４から加工対象物９０に到達前の粉末Ｐに対してレーザ光Ｌを照射する。このとき、加工面９１におけるレーザ光Ｌの照射位置と粉末Ｐの噴射位置とをオフセットさせることから、その結果、レーザ光Ｌが加工対象物９０の加工部分（例えば、成形層９２や表面粗さ調整層９３など）に照射されることがなく、加工対象物９０の加工面９１への熱影響を抑制して加工対象物９０に材料を付加させて表面粗さを良好に調整することができる。
【００７０】
本実施形態の表面加工装置では、レーザ光Ｌにより半溶融した粉末Ｐを加工対象物９０の加工面９１で固化させる。そのため、粉末流路４３ｄから加工対象物９０の加工面９１に向けて粉末Ｐを供給し、レーザ経路４４から加工対象物９０に到達前の粉末Ｐに対してレーザ光Ｌを照射する。すると、レーザ光Ｌにより半溶融した粉末Ｐが加工対象物９０の加工面９１で固化されることとなり、加工対象物９０の加工面９１への熱影響を抑制して加工対象物９０に材料を付加させて表面粗さを良好に調整することができる。
【００７１】
本実施形態の表面加工装置では、粉末流路４３からは、レーザ経路４４から照射されたレーザ光Ｌの焦点Ｆに向けて粉末Ｐを供給し、焦点Ｆは、加工面９１から所定距離だけ離間している。そのため、粉末Ｐは、レーザ光Ｌにより適正に半溶融し、半溶融した粉末Ｐを加工対象物９０の加工面９１に付着させて固化することができる。
【００７２】
本実施形態の表面加工装置では、粉末流路４３から重力方向に沿って粉末Ｐを供給する。そのため、レーザ光Ｌにより半溶融状態となった粉末Ｐを加工対象物９０の加工面９１の所定の位置に付着させることができ、加工精度の向上を図ることができる。
【００７３】
本実施形態の表面加工装置では、レーザ経路４４から加工対象物９０の加工面９１に対して鋭角の照射角度αで加工方向Ｍ２の前方側に向けてレーザ光Ｌを照射する。そのため、レーザ経路４４から加工対象物９０の加工面９１に対して直角ではなく鋭角の照射角度αでレーザ光Ｌを照射することから、レーザ光Ｌが加工対象物９０の加工面９１から反射しやすくなり、加工対象物９０の加工面９１における熱影響を軽減することができる。
【００７４】
また、本実施形態の表面加工方法にあっては、加工対象物９０の加工面９１に向けて粉末Ｐを供給する工程と、加工対象物９０に到達前の粉末Ｐに対してレーザ光Ｌを照射する工程と、加工面９１におけるレーザ光Ｌの照射位置と粉末Ｐの噴射位置とをオフセットさせる工程と、を有する。そのため、レーザ光Ｌが加工対象物９０の加工部分（例えば、成形層９２や表面粗さ調整層９３など）に照射されることがなく、加工対象物９０の加工面９１への熱影響を抑制して加工対象物９０に材料を付加させて表面粗さを良好に調整することができる。
【００７５】
また、本実施形態の三次元積層装置にあっては、加工対象物９０の加工面９１に向けて粉末Ｐを供給する粉末流路（粉末供給部）４３と、粉末Ｐにレーザ光Ｌを照射してレーザ光Ｌが照射された粉末Ｐの少なくとも一部を焼結または溶融固化させて成形層９２を形成するレーザ経路（光照射部）４４とを備え、粉末流路４３は、三次元形状物の製造時に、加工対象物９０の加工面９１におけるレーザ光Ｌの到達位置に向けて粉末Ｐを供給する第１粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃと、加工対象物の表面粗さの調整時に、加工対象物９０に到達前のレーザ光Ｌに向けて粉末Ｐを供給する第２粉末流路４３ｄとを有し、レーザ経路４４から加工対象物９０に到達前の粉末Ｐを通して加工方向Ｍ２の前方側に向けてレーザ光Ｌを照射可能である。
【００７６】
そのため、第１粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃから加工対象物９０の加工面９１に向けて粉末Ｐを供給し、レーザ経路４４から加工対象物９０の加工面９１における粉末Ｐの到達位置にレーザ光Ｌを照射すると、レーザ光Ｌが照射された粉末Ｐの少なくとも一部を焼結または溶融固化させて成形層９２を形成することができる。一方、第２粉末流路４３ｄから加工対象物９０に到達前のレーザ光Ｌに向けて粉末Ｐを供給すると、レーザ光Ｌが照射された粉末Ｐを半溶融させ、半溶融した粉末Ｐが加工対象物９０の加工面９１に付着して固化することで表面粗さ調整層９３を形成することができる。その結果、レーザ光Ｌが加工対象物９０の加工部分に照射されることがなく、加工対象物９０の加工面９１への熱影響を抑制することができる。
【００７７】
本実施形態の三次元積層装置では、粉末Ｐを供給する粉末流路４３として、第１粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃと第２粉末流路４３ｄとの間で切替える流路切替部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄを設ける。そのため、流路切替部６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄにより第１粉末流路４３ａ，４３ｂ，４３ｃと第２粉末流路４３ｄとを切替えることで、粉末Ｐの噴射位置を変更すことができ、三次元積層工程と表面加工工程とを容易に選択することができる。
【００７８】
本実施形態の三次元積層装置では、レーザ経路４４から加工対象物９０の加工面９１に照射されるレーザ光Ｌの照射角度αを変更可能である。そのため、加工対象物９０の加工面９１に照射されるレーザ光Ｌの角度を容易に変更することができ、レーザ光Ｌの一部を加工対象物９０の加工面９１から反射させることで、加工対象物９０の加工面９１における熱影響を軽減することができる。
【００７９】
なお、上述の実施形態にて、光照射部の外側に粉末供給部を配置して一体の積層ヘッドを構成したが、光照射部に隣接して別体の粉末供給部を配置してもよい。
【００８０】
また、上述の実施形態にて、粉末供給部が噴射する粉末材料を金属粉末材料としたが、樹脂粉末材料等の非金属粉末材料であってもよい。また、光ビームをレーザ光としたが、電子ビームなどとしてもよい。
【００８１】
また、上述の実施形態にて、本開示の表面加工装置を三次元積層装置として説明したが、表面加工装置の機能だけを有するものを構成してもよい。例えば、表面加工装置用の加工ヘッドと、三次元積層装置用の積層ヘッドとを用意し、交換可能に構成してもよい。
【００８２】
また、本開示の表面加工装置および方法は、加工対象物の表面粗さの調整に限らず、加工対象物の加工面に材料を付加する目的で使用してもよい。本開示により加工対象物への熱影響を最小限に抑制した材料の付加も可能となる。
【符号の説明】
【００８３】
１  三次元積層装置
２  三次元積層室
３  予備室
４  積層ヘッド収納室
４ａ，５ａ  Ｚ軸スライド部
５  機械加工部収納室
６，７  扉
１０  ベッド
１１  テーブル部
１２  積層ヘッド
１３  機械加工部
１５  Ｙ軸スライド部
１６  Ｘ軸スライド部
１７  回転テーブル部
１７ａ  固定台
１７ｂ  回転テーブル
１７ｃ  傾斜テーブル
１７ｄ  回転テーブル
１８，１９  ベローズ
２０  制御装置
２２  工具
２３  ノズル
２４  先端部
２５  空気排出部
３０  形状計測部
３１  加熱ヘッド
３２  装置計測部
３３  工具交換部
３４  ノズル交換部
３５  粉末導入部
３６  基台移動部
３７  空気排出部
３８  ガス導入部
３９  粉末回収部
４１  外管
４２  内管
４３，４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄ  粉末流路（粉末供給部）
４４  レーザ経路（光照射部）
４５，４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ  ノズル噴射口部（粉末供給部）
４６  本体
４７  光源
４８  光ファイバ
４９  集光部
５１  入力部
５２  制御部
５３  記憶部
５４  出力部
５５  通信部
９０  加工対象物
６１，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ  流路切替部
９１  加工面
９２  成形層
９３  表面粗さ調整層
１００  基台部
１０２，１０４，１０６，１０８  矢印
１１０  回転軸
α  照射角度
Ｆ  焦点
Ｌ  レーザ光（光ビーム）
Ｍ１  移動方向
Ｍ２  加工方向
Ｏ  中心軸
Ｐ  粉末
【図１】
2020199535.tif 000003
【図２】
2020199535.tif 000004
【図３】
2020199535.tif 000005
【図４】
2020199535.tif 000006
【図５】
2020199535.tif 000007
【図６】
2020199535.tif 000008