(57)【要約】【課題】造形物の製造速度を向上させることができる付加製造装置及び付加製造方法を提供する。【解決手段】  付加製造装置は、その中心線に沿った方向に回転軸を有する円柱状の回転体と、回転軸を中心に回転体を回転させる回転駆動部と、回転体の上方に設けられ、回転駆動部による回転体の回転中に、回転体の上面に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給する供給部と、回転体の上方に設けられ、回転体の回転方向における供給部の下流に位置し、回転駆動部による回転体の回転中に、その端部で回転体の上面に供給されたスラリーを一層分の厚さにならす平坦部と、供給部及び平坦部に対して回転体を回転体の中心線に沿った方向に相対的に移動させる相対駆動部と、回転体の上方に設けられ、回転体の回転方向における平坦部の下流に位置し、回転駆動部による回転体の回転中に、造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射する照射部とを備える。【選択図】図１
2020163737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一層ごとに造形物を形成する付加製造装置であって、
その中心線に沿った方向に回転軸を有する円柱状の回転体と、
前記回転軸を中心に前記回転体を回転させる回転駆動部と、
前記回転体の上方に設けられ、前記回転駆動部による前記回転体の回転中に、前記回転体の上面に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給する供給部と、
前記回転体の上方に設けられ、前記回転体の回転方向における前記供給部の下流に位置し、前記回転駆動部による前記回転体の回転中に、その端部で前記回転体の前記上面に供給された前記スラリーを一層分の厚さにならす平坦部と、
前記供給部及び前記平坦部に対して前記回転体を前記回転体の前記中心線に沿った方向に相対的に移動させる相対駆動部と、
前記回転体の上方に設けられ、前記回転体の回転方向における前記平坦部の下流に位置し、前記回転駆動部による前記回転体の回転中に、前記造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射する照射部と、
を備える付加製造装置。
【請求項２】
前記照射部は、前記回転駆動部による前記回転体の回転速度及び前記照射位置に基づいて、紫外線の照射開始から前記回転体が一回転するまでの間に、前記造形物の一層分の照射を完了する、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項３】
前記照射部は、前記回転駆動部による前記回転体の回転速度及び前記照射位置に基づいて、前記紫外線の照射点の位置を前記回転体の回転ごとに前記回転体の径方向に沿って変更し、前記造形物の一層分の照射を完了する、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項４】
一層ごとに造形物を形成する付加製造装置であって、
その中心線に沿った方向に回転軸を有する円柱状の回転体と、
前記回転軸を中心に前記回転体を回転させる回転駆動部と、
前記回転体の外側に設けられ、前記回転駆動部による前記回転体の回転中に、前記回転体の外周面に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給する供給部と、
前記供給部を前記回転体の径方向に沿って移動させる第１駆動部と、
前記回転体の外側に設けられ、前記回転体の回転方向における前記供給部の下流に位置し、前記回転駆動部による前記回転体の回転中に、その端部で前記回転体の前記外周面に供給された前記スラリーを一層分の厚さにならす平坦部と、
前記平坦部を前記回転体の径方向に沿って移動させる第２駆動部と、
前記回転体の外側に設けられ、前記回転体の回転方向における前記平坦部の下流に位置し、前記回転駆動部による前記回転体の回転中に、前記造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射する照射部と、
を備える付加製造装置。
【請求項５】
前記照射部は、前記回転駆動部による前記回転体の回転速度及び前記照射位置に基づいて、紫外線の照射開始から前記回転体が一回転するまでの間に、前記造形物の一層分の照射を完了する、請求項４に記載の付加製造装置。
【請求項６】
前記照射部は、前記回転駆動部による前記回転体の回転速度及び前記照射位置に基づいて、前記紫外線の照射点の位置を前記回転体の回転ごとに前記回転体の前記中心線に沿って変更し、前記造形物の一層分の照射を完了する、請求項４に記載の付加製造装置。
【請求項７】
一層ごとに造形物を形成する付加製造方法であって、
その中心線に沿った方向に回転軸を有する円柱状の回転体を、前記回転軸を中心に回転させるステップと、
前記回転体の回転中に、前記回転体の上面に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給するステップと、
前記回転体の回転中に、前記供給するステップにおいて前記回転体の前記上面に供給された前記スラリーを一層分の厚さにならすステップと、
前記回転体の回転中に、前記ならすステップにおいて前記回転体の前記上面においてならされた前記スラリーに対して前記造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射するステップと、
を有する付加製造方法。
【請求項８】
一層ごとに造形物を形成する付加製造方法であって、
その中心線に沿った方向に回転軸を有する円柱状の回転体を、前記回転軸を中心に回転させるステップと、
前記回転体の回転中に、前記回転体の外周面に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給するステップと、
前記回転体の回転中に、前記供給するステップにおいて前記回転体の外周面に供給された前記スラリーを一層分の厚さにならすステップと、
前記回転体の回転中に、前記ならすステップにおいて前記回転体の前記外周面においてならされた前記スラリーに対して前記造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射するステップと、
を有する付加製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、付加製造装置及び付加製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、積層することにより三次元造形物を製造する製造方法が記載されている。この方法においては、層形成部によりステージ上に層が形成され、結着液付与手段及び紫外線照射手段により層を硬化させる。層形成部、結着液付与手段及び紫外線照射手段は、ステージの上方を水平方向に移動する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開第２０１６−２０３４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１における層形成部、結着液付与手段及び紫外線照射手段の各構成は、ステージの上方を順に移動する必要がある。また、各構成の移動及び処理が完了した後に、ステージは積層のために降下する必要がある。このため、各構成が並行してステージの上方を移動できず、かつ、各構成の移動と並行してステージが降下できないため、造形物を得るまでの時間がかかるおそれがある。
【０００５】
本開示は、造形物の製造速度を向上させることができる付加製造装置及び付加製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一側面に係る付加製造装置は、一層ごとに造形物を形成する付加製造装置であって、その中心線に沿った方向に回転軸を有する円柱状の回転体と、回転軸を中心に回転体を回転させる回転駆動部と、回転体の上方に設けられ、回転駆動部による回転体の回転中に、回転体の上面に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給する供給部と、回転体の上方に設けられ、回転体の回転方向における供給部の下流に位置し、回転駆動部による回転体の回転中に、その端部で回転体の上面に供給されたスラリーを一層分の厚さにならす平坦部と、供給部及び平坦部に対して回転体を回転体の中心線に沿った方向に相対的に移動させる相対駆動部と、回転体の上方に設けられ、回転体の回転方向における平坦部の下流に位置し、回転駆動部による回転体の回転中に、造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射する照射部とを備える。
【０００７】
この付加製造装置では、回転体は、回転駆動部により回転軸を中心に回転する。回転体の回転中において、供給部により回転体の上面にスラリーが供給される。回転体の回転方向における供給部の下流において、スラリーは、平坦部により平坦化される。回転体の回転方向における平坦部の下流において、照射部により紫外線がスラリーに対して照射される。供給部及び平坦部と回転体とは、相対駆動部により回転体の中心線に沿った方向に相対的に移動する。このように、回転体の上面が供給部、平坦部及び照射部に対して移動するため、供給部、平坦部及び照射部が円周方向に移動しなくてよい。このため、供給部、平坦部及び照射部は、各構成の移動の完了を待たずに処理を実行でき、連続的に造形物の層を形成できる。また、回転体は、各構成の処理の完了を待たずに、供給部及び平坦部に対して相対駆動部により相対的に移動できる。これらにより、この付加製造装置は、各構成の移動又は処理の完了を待つ時間を短縮できる。よって、この付加製造装置によれば、造形物の製造速度を向上させることができる。
【０００８】
一実施形態においては、照射部は、回転駆動部による回転体の回転速度及び照射位置に基づいて、紫外線の照射開始から回転体が一回転するまでの間に、造形物の一層分の照射を完了してもよい。これにより、この付加製造装置は、供給部、平坦部、及び照射部における各処理を連続して実行できるため、造形物の製造速度を向上させることができる。
【０００９】
一実施形態においては、照射部は、回転駆動部による回転体の回転速度及び照射位置に基づいて、紫外線の照射点の位置を回転体の回転ごとに回転体の径方向に沿って変更し、造形物の一層分の照射を完了してもよい。この場合、照射部は、紫外線の照射開始から回転体が一回転するまでの間に紫外線の照射点の位置を照射位置に合わせて回転体の径方向に変更しなくてよい。これにより、この付加製造装置は、照射部における紫外線の照射点の位置の変更に伴う所要時間を減少できる。
【００１０】
本開示の他の側面に係る付加製造装置は、一層ごとに造形物を形成する付加製造装置であって、その中心線に沿った方向に回転軸を有する円柱状の回転体と、回転軸を中心に回転体を回転させる回転駆動部と、回転体の外側に設けられ、回転駆動部による回転体の回転中に、回転体の外周面に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給する供給部と、前記供給部を前記回転体の径方向に沿って移動させる第１駆動部と、回転体の外側に設けられ、回転体の回転方向における供給部の下流に位置し、回転駆動部による回転体の回転中に、その端部で回転体の外周面に供給されたスラリーを一層分の厚さにならす平坦部と、前記平坦部を前記回転体の径方向に沿って移動させる第２駆動部と、回転体の外側に設けられ、回転体の回転方向における平坦部の下流に位置し、回転駆動部による回転体の回転中に、造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射する照射部とを備える。
【００１１】
この付加製造装置では、回転体は、回転駆動部により回転軸を中心に回転する。回転体の回転中において、供給部により回転体の外周面にスラリーが供給される。回転体の回転方向における供給部の下流において、スラリーは、平坦部により平坦化される。回転体の回転方向における平坦部の下流において、照射部により紫外線がスラリーに対して照射される。供給部は、第１駆動部により回転体の径方向に沿った方向に移動する。平坦部は、第２駆動部により回転体の径方向に沿った方向に移動する。このように、回転体の外周面が供給部、平坦部及び照射部に対して移動するため、供給部、平坦部及び照射部が回転体の円周方向に移動しなくてよい。このため、供給部、平坦部及び照射部は、各構成の移動の完了を待たずに処理を実行でき、連続的に造形物の層を形成できる。また、供給部及び平坦部は、他の構成の処理の完了を待たずに、当該構成の処理が完了した時点で第１駆動部及び第２駆動部により移動を開始できる。これらにより、この付加製造装置は、各構成の移動又は処理の完了を待つ時間を短縮できる。よって、この付加製造装置によれば、造形物の製造速度を向上させることができる。
【００１２】
一実施形態においては、照射部は、回転駆動部による回転体の回転速度及び照射位置に基づいて、紫外線の照射開始から回転体が一回転するまでの間に、造形物の一層分の照射を完了してもよい。これにより、この付加製造装置は、供給部、平坦部、及び照射部における各処理を連続して実行できるため、造形物の製造速度を向上させることができる。
【００１３】
一実施形態においては、照射部は、回転駆動部による回転体の回転速度及び照射位置に基づいて、紫外線の照射点の位置を回転体の回転ごとに回転体の中心線に沿って変更し、造形物の一層分の照射を完了してもよい。この場合、照射部は、紫外線の照射開始から回転体が一回転するまでの間に紫外線の照射点の位置を照射位置に合わせて回転体の中心線に沿った方向に変更しなくてよい。これにより、この付加製造装置は、照射部における紫外線の照射点の位置の変更に伴う所要時間を減少できる。
【００１４】
本開示の他の側面に係る付加製造方法は、一層ごとに造形物を形成する付加製造方法であって、その中心線に沿った方向に回転軸を有する円柱状の回転体を、回転軸を中心に回転させるステップと、回転体の回転中に、回転体の上面に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給するステップと、回転体の回転中に、供給するステップにおいて回転体の上面に供給されたスラリーを一層分の厚さにならすステップと、回転体の回転中に、ならすステップにおいて回転体の上面においてならされたスラリーに対して造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射するステップとを有する。
【００１５】
この付加製造方法では、回転させるステップにおいて、回転体は回転軸を中心に回転する。供給するステップにおいて、スラリーは回転体の回転中に回転体の上面に供給される。ならすステップにおいて、供給されたスラリーは回転体の回転中に一層分の厚さに平坦化される。照射するステップにおいて、回転体の回転中に紫外線が平坦化されたスラリーに対して照射される。このように、供給するステップにおけるスラリーを供給する位置、ならすステップにおける平坦化する位置、及び照射するステップにおける紫外線が照射される位置に対して回転体の上面が移動するため、各位置が円周方向に移動するような構成にしなくてよい。このため、各ステップは、各ステップにおける処理の位置を変えずに連続的に造形物の層を形成できる。これらにより、この付加製造方法は、各構成の移動又は処理の完了を待つ時間を短縮できる。よって、この付加製造方法によれば、造形物の製造速度を向上させることができる。
【００１６】
本開示の他の側面に係る付加製造方法は、一層ごとに造形物を形成する付加製造方法であって、その中心線に沿った方向に回転軸を有する円柱状の回転体を、回転軸を中心に回転させるステップと、回転体の回転中に、回転体の外周面に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給するステップと、回転体の回転中に、供給するステップにおいて回転体の外周面に供給されたスラリーを一層分の厚さにならすステップと、回転体の回転中に、ならすステップにおいて回転体の外周面においてならされたスラリーに対して造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射するステップとを有する。
【００１７】
この付加製造方法では、回転させるステップにおいて、回転体は回転軸を中心に回転する。供給するステップにおいて、スラリーは回転体の回転中に回転体の外周面に供給される。ならすステップにおいて、供給されたスラリーは回転体の回転中に一層分の厚さに平坦化される。照射するステップにおいて、回転体の回転中に紫外線が平坦化されたスラリーに対して照射される。このように、供給するステップにおけるスラリーを供給する位置、ならすステップにおける平坦化する位置、及び照射するステップにおける紫外線が照射される位置に対して回転体の外周面が移動するため、各位置が回転体の円周方向に移動するような構成にしなくてよい。このため、各ステップは、各ステップにおける処理の位置を変えずに連続的に造形物の層を形成できる。これらにより、この付加製造方法は、各構成の移動又は処理の完了を待つ時間を短縮できる。よって、この付加製造方法によれば、造形物の製造速度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本開示に係る付加製造装置及び付加製造方法によれば、造形物の製造速度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る付加製造装置の一例を示す概要図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係る付加製造装置のコントローラの一例を示すブロック図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る付加製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図４】図４は、第１実施形態に係る付加製造方法の照射処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、図３及び図４の照射処理を実行した場合の回転体の平面視図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る付加製造方法の照射処理の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、図３及び図６の照射処理を実行した場合の回転体の概要図である。
【図８】図８は、第２実施形態に係る付加製造装置の一例を示す概要図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る付加製造装置のコントローラの一例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図８におけるＸ−Ｘ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本開示の実施形態について説明する。なお、以下の説明において、同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は繰り返さない。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る付加製造装置の一例を示す概要図である。図１に示す付加製造装置１は、一層ごとに造形物を形成する装置である。付加製造装置１は、回転体１０と、回転駆動部２０と、供給部３０と、平坦部５０と、相対駆動部６０と、照射部７０と、コントローラ１００とを備える。付加製造装置１は、回転駆動部２０により回転する回転体１０の上面１１上に一層ごとに造形物を形成する。具体的には、回転体１０の上面１１において、供給部３０がスラリーを供給しスラリーの層２００を形成し、平坦部５０がスラリーの層２００を平坦化し、照射部７０が紫外線をスラリーの層２００に照射し、スラリーの層２００を硬化させることで造形物の層が形成される。相対駆動部６０は、回転体１０の上面１１と、供給部３０及び平坦部５０との相対距離を調整する。スラリーは、造形物の基材である。スラリーは、例えば、紫外線硬化樹脂とセラミックス粉又は金属粉とを混合した流動性のある材料である。スラリーは、ジェル（ゲル）状、半固体状、ゼリー状、ムース状ないしペースト状（練状）の樹脂であってもよい。紫外線硬化樹脂とは、紫外線を受光することで硬化する樹脂であり、例えば、アクリル系及びエポキシ系である。
【００２２】
図１に示す回転体１０は、円柱状の部材である。回転体１０は、円形の上面１１及び円形の下面１２を有する。回転体１０は、その中心線に沿った方向に回転軸Ｍを有する。回転体１０の中心線は、回転体１０の上面１１及び下面１２の円の中心を結んだ直線である。以下、回転体１０の中心線に沿った方向を中心線方向Ｄとする。回転軸Ｍは、例えば、中心線方向Ｄに延在し、回転体１０の上面１１及び下面１２の円の中心を結ぶ軸である。
【００２３】
上面１１は、スラリーの層２００が形成される円形の水平面である。上面１１は、回転軸Ｍに直交している。上面１１は、その中央部に、回転軸Ｍを中心としてスラリーが供給されない円形の領域である非供給領域１３を有する。供給部３０、平坦部５０、及び照射部７０は、上面１１の上方でそれぞれが干渉しないように設けられる。供給部３０、平坦部５０、及び照射部７０は、非供給領域１３を除く上面１１の上方に設けられる。下面１２は、上面１１に平行な円形の面である。
【００２４】
回転駆動部２０は、回転軸Ｍを中心に回転体１０を回転させる。回転駆動部２０は、例えば、回転体１０の下面１２に接続される。回転駆動部２０は、ロッド２１と、ロッド２１を回転させる駆動源２２とを有する。ロッド２１は、例えば、中心線方向Ｄに沿って、回転軸Ｍと一致するように設けられる。ロッド２１の上端は、回転体１０の下面１２に接続され、回転体１０を支持する。ロッド２１の下端は、駆動源２２に接続される。駆動源２２は、例えば、モータである。駆動源２２は、ロッド２１を回転させることで、ロッド２１に接続された回転体１０を、回転軸Ｍを中心に回転させる。回転駆動部２０によって回転体１０が回転する方向である回転方向Ｒは、回転体１０の上面１１上に載置された物体が、供給部３０の下方、平坦部５０の下方、及び照射部７０の下方を順に通過する方向である。すなわち、平面視において、回転体１０の回転方向Ｒの上流から供給部３０、平坦部５０、及び照射部７０が順に設けられる。
【００２５】
供給部３０は、回転駆動部２０による回転体１０の回転中に、回転体１０の上面１１に紫外線硬化樹脂を含むスラリーを供給し、スラリーの層２００を形成する。回転体１０の回転中に供給部３０がスラリーを供給するとは、供給部３０によるスラリーの供給が、回転駆動部２０による回転体１０の回転と同時に又は交互に行われることを意味する。供給部３０は、例えば、スラリーを供給するヘッド３１と、スラリーをヘッド３１に供給する供給源３２と、ヘッド３１と供給源３２とを連通する供給パイプ３３とを有する。
【００２６】
ヘッド３１は、回転体１０の上面１１の上方に設けられる。ヘッド３１は、例えば、回転体１０の上面１１上に供給されたスラリーの層２００の上面が層形成高さ位置となるようにスラリーを供給する。層形成高さ位置とは、照射部７０から照射される光の高さ位置として予め定められた高さである。ヘッド３１は、例えば、層形成高さ位置にスラリーの層２００の厚さを加えた高さになるように回転体１０の上面１１から離間している。ヘッド３１は、回転体１０の上面１１に沿って回転軸Ｍから径方向Ｃに延在する。
【００２７】
ヘッド３１は、ヘッド３１の直下に位置する回転体１０の上面１１にスラリーを供給する。例えば、ヘッド３１は、回転体１０の非供給領域１３の外周から回転体１０の上面１１の外周までの間において径方向Ｃに沿って線状にスラリーを供給する。ヘッド３１の直下に位置する回転体１０の上面１１を範囲Ｕ１とした場合、ヘッド３１は、範囲Ｕ１において所定の量のスラリーを供給する。回転体１０の回転に応じて回転体１０の上面１１がヘッド３１の下方を通過するため、ヘッド３１は、回転体１０の上面１１の任意の位置にスラリーを供給できる。スラリーは、供給源３２から供給パイプ３３を通じてヘッド３１に供給される。ヘッド３１から供給するスラリーの量は、範囲Ｕ１の長さ、回転体１０の回転速度又は造形物の形状などに基づいて定められる。ヘッド３１は、振動機能を有し、スラリーの流動性を高めてもよい。
【００２８】
平坦部５０は、回転駆動部２０による回転体１０の回転中に、その端部で回転体１０の上面１１に供給されたスラリーを一層分の厚さにならす。平坦部５０は、例えばスクレーパである。回転体１０の回転中に平坦部５０がスラリーをならすとは、平坦部５０によるスラリーの平坦化が、回転駆動部２０による回転体１０の回転とともに行われることを意味する。平坦部５０は、回転体１０の上面１１の上方において、回転体１０の回転方向Ｒにおける供給部３０の下流に位置する。平坦部５０は、回転体１０の上面１１に沿って回転軸Ｍから径方向Ｃに延在する。平坦部５０の端部は、平坦部５０の直下に位置する回転体１０の上面１１上のスラリーを平坦化する。平坦部５０は、回転体１０の非供給領域１３の外周から回転体１０の上面１１の外周までの間において径方向Ｃに沿って線状にスラリーを平坦化する。平坦部５０の直下に位置する回転体１０の上面１１を範囲Ｕ２とした場合、平坦部５０は、範囲Ｕ２における回転体１０の上面１１上のスラリーを平坦化する。回転体１０の回転に応じて回転体１０の上面１１が平坦部５０の下方を通過するため、平坦部５０は、回転体１０の上面１１の任意の位置のスラリーを平坦化できる。平坦部５０の端部が供給部３０から回転体１０の上面１１に供給されたスラリーを平坦化することにより、回転体１０の上面１１に一層分のスラリーの層２００が形成される。
【００２９】
相対駆動部６０は、供給部３０及び平坦部５０に対して回転体１０を中心線方向Ｄに相対的に移動させる。相対駆動部６０により、供給部３０及び平坦部５０と回転体１０とは、中心線方向Ｄに沿って相対的に近接又は離間するように移動する。相対駆動部６０は、例えば第１駆動部６１と、第２駆動部６２とを有する。
【００３０】
第１駆動部６１は、回転体１０の上面１１に対して供給部３０のヘッド３１を中心線方向Ｄに移動させる。例えば、第１駆動部６１は、ヘッド３１を一層分の厚さ単位で中心線方向Ｄに移動させる。第１駆動部６１は、例えば、ガイドレール及び駆動源で構成される。第１駆動部６１は、径方向Ｃにおいて、回転体１０の上面１１の外周より外側に設けられる。外側とは、回転体１０の上面１１の外周から回転軸Ｍへの方向とは反対側のことである。第１駆動部６１は、ヘッド３１における回転体１０の外周側の端部と接続し、回転体１０の上面１１の上方にヘッド３１が位置するようにヘッド３１を支持する。第１駆動部６１により、ヘッド３１は回転体１０の上面１１に対して所定の高さでスラリーを供給しスラリーの層２００を形成する。
【００３１】
第２駆動部６２は、回転体１０の上面１１に対して平坦部５０を中心線方向Ｄに移動させる。例えば、第２駆動部６２は、平坦部５０を一層分の厚さ単位で中心線方向Ｄに移動させる。第２駆動部６２は、例えば、ガイドレール及び駆動源で構成される。第２駆動部６２は、例えば、径方向Ｃにおいて回転体１０の上面１１の外周より外側に設けられ、回転体１０の回転方向Ｒにおける第１駆動部６１の下流に設けられる。第２駆動部６２は、平坦部５０における回転体１０の外周側の端部と接続し、回転体１０の上面１１の上方に平坦部５０が位置するように平坦部５０を支持する。第２駆動部６２により、平坦部５０は回転体１０の上面１１に対して所定の位置でスラリーの層２００を平坦化する。相対駆動部６０は、第１駆動部６１と第２駆動部６２とを共通の１つの駆動部として供給部３０及び平坦部５０を駆動させてもよいし、それぞれ独立した２つの駆動部として供給部３０及び平坦部５０をそれぞれ駆動させてもよい。
【００３２】
照射部７０は、回転駆動部２０による回転体１０の回転中に、照射位置に紫外線をスポット照射する。照射位置とは、スラリーの層２００に設定される位置であり、紫外線が照射される目標となる位置である。照射位置とは、造形物の形状に基づいて定められた、スラリーの層２００を硬化させて造形物の少なくとも一部を形成する位置である。照射位置は、例えば、造形物のＣＡＤデータに基づく断面形状を再現するように定められる。ここでのスポット照射とは、スラリーに含まれる紫外線硬化樹脂が硬化に必要な照射強度を得るために、紫外線を集光させ、スラリー上に照射点（スポット）を形成させる照射方式である。スポット照射による照射点の大きさは、例えば直径０．５ｍｍ以上１ｍｍ以下の円である。回転体１０の回転中に照射部７０が紫外線をスポット照射するとは、照射部７０による紫外線の照射が、回転駆動部２０による回転体１０の回転と同時に又は交互に行われることを意味する。
【００３３】
照射部７０は、一例として、光学ユニット７１及び光反射部材７２，７４を備える。光学ユニット７１は、例えば光源７１ａ及び光学部材７１ｂを備え、紫外線を出射する。光反射部材７２，７４は、例えばカルバノミラーであり、光学ユニット７１から出射された紫外線の光路を変更する。光反射部材７２，７４は、回転小駆動部７３，７５により、所定の回転軸を中心として回転動作をする。光反射部材７２，７４が回転制御されることにより、照射部７０は、層形成高さ位置において、スラリーの照射位置に対して紫外線を照射できる。
【００３４】
照射部７０は、例えば、照射部７０の直下に位置する回転体１０の上面１１に紫外線を照射する。例えば、照射部７０は、回転体１０の非供給領域１３の外周から回転体１０の上面１１の外周までの径方向Ｃに沿った線分上を走査するように紫外線をスポット照射する。照射部７０の直下に位置する回転体１０の上面１１を範囲Ｕ３とした場合、照射部７０は、範囲Ｕ３における回転体１０の上面１１上のスラリーに紫外線を照射可能なように、光反射部材７２，７４、及び回転小駆動部７３，７５を制御する。
【００３５】
照射部７０のうち、少なくとも光反射部材７４及び回転小駆動部７５は、回転体１０の上面１１の上方に設けられ、回転体１０の回転方向Ｒにおける平坦部５０の下流に位置する。照射部７０が、平坦部５０により平坦化されたスラリーの層２００の照射位置に対して紫外線を照射することにより、スラリーに含まれる紫外線硬化樹脂が硬化する。照射部７０は、回転体１０の回転中にスラリーの層２００の照射位置に対して紫外線を照射することにより、造形物の断面を一層分形成する。
【００３６】
コントローラ１００は、付加製造装置１を制御するハードウェアである。コントローラ１００は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などの演算装置、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）などの記憶装置、及び通信装置などを有する汎用コンピュータで構成される。コントローラ１００は、回転駆動部２０、供給部３０、相対駆動部６０、及び照射部７０と通信可能に接続される。
【００３７】
図２は、第１実施形態に係る付加製造装置の制御部の一例を示すブロック図である。図２に示す通り、コントローラ１００は、供給制御部１０２と、回転駆動制御部１０４と、照射制御部１０６と、相対駆動制御部１０８とを有する。供給制御部１０２は、供給部３０が回転体１０の上面１１に供給するスラリーの量及び供給速度などを制御する。
【００３８】
回転駆動制御部１０４は、回転駆動部２０における回転体１０の回転方向Ｒ、回転速度、回転数、回転角度、回転の開始、及び回転の停止を制御する。回転角度は、一層分に関するスラリーの供給が開始される回転体１０の上面１１上の位置を示す角度であり、回転の基準位置を用いて表現される。回転の基準位置とは、回転角度の原点となる予め定められた固定位置であり、例えば、照射部７０の直下の位置、つまり範囲Ｕ３の位置とすることができる。回転駆動部２０は、範囲Ｕ３の位置を基準とし、一層分に関するスラリーの供給が開始される回転体１０の上面１１上の位置を測定位置としてモニタする。つまり、回転駆動部２０は、一層分に関するスラリーの供給が開始される回転体１０の上面１１上の位置を、範囲Ｕ３の位置を原点位置とした回転角度で表現する。回転駆動制御部１０４は、基準位置と測定位置とが一致した場合に回転角度を０度（原点）とし、回転方向Ｒに測定位置が移動していくごとに回転角度を増加させる。回転駆動制御部１０４は、再び基準位置と測定位置とが一致した場合に回転角度を０度とする。回転駆動制御部１０４は、測定位置の回転角度に基づいて、回転体１０が一回転したか否かを判定し、回転数を計測する。
【００３９】
照射制御部１０６は、照射部７０により照射される紫外線の強度又は紫外線の照射点の位置を制御する。照射点の位置とは、照射部７０が紫外線を照射する位置である。具体的には、照射点の位置は、照射部７０より照射される紫外線が回転体１０の上面１１上のスラリーに到達する位置である。
【００４０】
相対駆動制御部１０８は、相対駆動部６０を制御する。相対駆動制御部１０８は、供給部３０及び平坦部５０と回転体１０との相対距離と、供給部３０及び平坦部５０と回転体１０とを相対的に近接又は離間させる速度及びそのタイミングとを制御する。
【００４１】
コントローラ１００は、記憶装置に記憶された造形物の３次元のＣＡＤデータに基づいて回転駆動部２０、供給部３０、相対駆動部６０、及び照射部７０を動作させる。コントローラ１００は、付加製造装置１の外部に設けられてもよい。
【００４２】
次に、付加製造装置１による造形物の製造工程を説明する。図３は、第１実施形態に係る付加製造方法の一例を示すフローチャートである。図３に示す付加製造方法ＭＴは、回転駆動部２０による回転体１０の回転中において、コントローラ１００により実行される。
【００４３】
まず、相対移動処理（Ｓ１０）において、コントローラ１００の相対駆動制御部１０８は、供給部３０のヘッド３１より供給されるスラリーの上面が層形成高さ位置になるようにヘッド３１及び平坦部５０と回転体１０の上面１１との距離を相対駆動部６０に調整させる。相対駆動制御部１０８の制御に基づき、第１駆動部６１によりヘッド３１が中心線方向Ｄに移動し、回転体１０の上面１１との中心線方向Ｄにおける距離が調整される。ヘッド３１は、層形成高さ位置にスラリーの層２００の一層分の高さを加えた高さに位置するように調整される。
【００４４】
相対駆動制御部１０８の制御に基づき、第２駆動部６２により平坦部５０が中心線方向Ｄに移動し、回転体１０の上面１１との中心線方向Ｄにおける距離が調整される。平坦部５０は、その端部が層形成高さ位置に位置するように調整される。相対移動処理（Ｓ１０）中では回転駆動部２０による回転体１０の回転を停止させてもよい。
【００４５】
続いて、コントローラ１００の供給制御部１０２は、供給処理（Ｓ２０）として、供給部３０にスラリーを回転体１０の上面１１上に供給させる。供給制御部１０２は、供給源３２から供給パイプ３３を通じてヘッド３１にスラリーを供給させる。ヘッド３１は、ヘッド３１の直下の回転体１０の上面１１上（範囲Ｕ１）にスラリーを供給する。これにより、ヘッド３１の直下を通過した回転体１０の上面１１上にスラリーが付与される。
【００４６】
続いて、コントローラ１００は、平坦化処理（Ｓ３０）として、回転駆動部２０による回転体１０の回転中に、平坦部５０に回転体１０の上面１１に供給されたスラリーを一層分の厚さに平坦化させる。供給部３０により供給されたスラリーは、回転体１０の回転方向Ｒの下流方向に位置する平坦部５０の下方の位置まで移動する。平坦部５０は、平坦部５０の直下の回転体１０の上面１１上（範囲Ｕ２）におけるスラリーを平坦化する。これにより、平坦部５０の直下を通過した回転体１０の上面１１に一層分のスラリーの層２００が形成される。
【００４７】
続いて、コントローラ１００の照射制御部１０６は、照射処理（Ｓ４０）として、回転駆動部２０による回転体１０の回転中に、回転体１０の上面１１において平坦化されたスラリーの層２００の照射位置に対して、照射部７０に紫外線をスポット照射させる。平坦部５０により平坦化されたスラリーの層２００は、回転体１０の回転方向Ｒの下流方向に位置する照射部７０の下方の位置まで移動する。照射部７０は、光反射部材７４の直下の回転体１０の上面１１上（範囲Ｕ３）におけるスラリーの層２００の照射位置に対して紫外線をスポット照射する。回転体１０が回転することにより、照射部７０は、スラリーの層２００の全ての照射位置に対して紫外線をスポット照射し、回転体１０の上面１１に造形物の層として造形物の断面を一層分形成する。
【００４８】
続いて、コントローラ１００は、形成判定処理（Ｓ５０）として、回転体１０の上面１１において造形物の形成が完了したか否かを判定する。コントローラ１００は、例えば、記憶装置に記憶された造形物の３次元のＣＡＤデータ、回転体１０の回転数、供給部３０のヘッド３１の高さ位置、及び照射部７０における照射点の位置などに基づき、全ての照射位置に紫外線の照射が完了した場合に造形物の形成が完了したと判定する。コントローラ１００において、造形物の形成が完了したと判定された場合、付加製造装置１による造形物の形成を終了する。コントローラ１００において、造形物の形成が完了していないと判定された場合、コントローラ１００は、相対移動処理（Ｓ１０）へと移行する。コントローラ１００は、造形物の形成が完了するまで相対移動処理（Ｓ１０）以降の処理を繰り返す。
【００４９】
次に、付加製造装置１による照射処理（Ｓ４０）の具体例を説明する。図４は、第１実施形態に係る付加製造方法の照射処理の一例を示すフローチャートである。図４に示す付加製造方法例ＳＴ１は、回転駆動部２０による回転体１０の回転中において、図３に示す平坦化処理（Ｓ３０）において平坦化されたスラリーの層２００における照射位置が範囲Ｕ３に回転して移動してきた場合にコントローラ１００により実行される。付加製造方法例ＳＴ１において、照射部７０は、回転体１０の一回転中に、一層分のスラリーの層２００における全ての照射位置に紫外線をスポット照射する。なお、付加製造方法例ＳＴ１において、図３に示す供給部３０による供給処理（Ｓ２０）及び平坦部５０による平坦化処理（Ｓ３０）が同時に行われる場合がある。
【００５０】
まず、紫外線照射処理（Ｓ４１）において、コントローラ１００の照射制御部１０６は、回転体１０の上面１１において平坦化されたスラリーの層２００における照射位置に対して、照射部７０に紫外線をスポット照射させる。照射部７０は、光反射部材７２，７４及び回転小駆動部７３，７５における調整により、光反射部材７４の直下の回転体１０の上面１１上（範囲Ｕ３）における全ての照射位置に対してスポット照射する。
【００５１】
続いて、コントローラ１００は、層判定処理（Ｓ４２）として、照射部７０が一層分のスラリーの層２００における全ての照射位置に対して紫外線を照射したか否かを判定する。具体的には、コントローラ１００は、スラリーの層２００における照射位置及び回転角度に基づいて全ての照射位置に対して紫外線を照射したか否かを判定する。あるいは、コントローラ１００は、回転駆動制御部１０４により計測された回転角度が０度になっているか否かを判定してもよい。コントローラ１００において、照射部７０が一層分のスラリーの層２００における全ての照射位置に対して紫外線を照射したと判定された場合、回転体１０の一回転中に一層分のスラリーの層２００における全ての照射位置に紫外線がスポット照射されているため、付加製造装置１による照射処理（Ｓ４０）を終了する。
【００５２】
コントローラ１００において照射部７０が一層分のスラリーの層２００における全ての照射位置に対して紫外線を照射していないと判定された場合、コントローラ１００は、回転駆動制御部１０４により範囲Ｕ３内に回転方向Ｒの上流の照射位置が移動してくるまで回転体１０を回転させた上で、紫外線照射処理（Ｓ４１）へと移行する。コントローラ１００は、照射部７０が一層分のスラリーの層２００における全ての照射位置に対して紫外線を照射したと判定されるまで紫外線照射処理（Ｓ４１）以降の処理を繰り返す。
【００５３】
付加製造方法例ＳＴ１が実行されている間に測定位置が範囲Ｕ１を通過する場合、コントローラ１００の供給制御部１０２は、供給部３０により、図３の供給処理（Ｓ２０）としてスラリーの層２００の上にスラリーを供給させる。付加製造方法例ＳＴ１が実行されている間に測定位置が範囲Ｕ２を通過する場合、コントローラ１００は、平坦部５０により、平坦化処理（Ｓ３０）としてスラリーの層２００の上に供給されたスラリーを平坦化する。
【００５４】
図５は、図３及び図４の照射処理を実行した場合の回転体の平面視図である。図５の（Ａ）は、一層分のスラリーの層２００における照射部７０による全ての照射位置２１０を示す。図５の（Ａ）に示すように、照射部７０が照射する紫外線は、回転体１０の上面１１上のスラリーにおいて、照射点７０ａのように点（スポット）で表される。付加製造方法例ＳＴ１において、照射点７０ａの位置は、回転体１０が回転方向Ｒに移動するごとに径方向Ｃに移動する。照射位置２１０のうち、回転方向Ｒの最下流の部分を、最下流照射位置２１０ａとする。以下、図５の（Ａ）に示す照射位置２１０に照射点７０ａの位置を合わせる例を図５の（Ｂ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
【００５５】
図５の（Ｂ）は、一層分のスラリーの層２００において、照射部７０により１回目の紫外線照射処理（Ｓ４１）が完了した状態を示す。図５の（Ｂ）に示すように、供給部３０のヘッド３１により供給され、平坦部５０により平坦化したスラリーの層２００において、測定位置２００ａは、範囲Ｕ３に対して回転方向Ｒの下流に位置する。スラリーの層２００は、照射部７０を通過しようとする部分に照射位置２１０が設定されていない場合、照射部７０による紫外線の照射を受けずに範囲Ｕ３を通過する。付加製造方法例ＳＴ１における照射部７０は、回転駆動部２０による回転体１０の一回転中に、範囲Ｕ３内のスラリーの層２００の全ての照射位置２１０に対して紫外線を照射する。照射部７０は、照射点７０ａの位置を範囲Ｕ３において径方向Ｃに移動させることで、範囲Ｕ３の全ての照射位置２１０に対して紫外線を照射できる。これにより、一層分のスラリーの層２００の径方向Ｃにおいて、一層分の造形物の層が形成される。
【００５６】
図５の（Ｃ）は、一層分のスラリーの層２００において、照射部７０により複数回の紫外線照射処理（Ｓ４１）が完了した状態を示す。図５の（Ｃ）に示すように付加製造方法例ＳＴ１において、最下流照射位置２１０ａは、紫外線照射処理（Ｓ４１）の後も回転するため、範囲Ｕ３から回転方向Ｒの下流に位置する。
【００５７】
付加製造方法例ＳＴ１では、一回転の間に一層分の造形物の層が形成されるため、供給部３０は、相対移動処理（Ｓ１０）及び供給処理（Ｓ２０）により造形物の層の上にスラリーの上層２０１を供給できる。このため、測定位置２００ａがヘッド３１の下方の範囲Ｕ１を通過した後において、ヘッド３１からスラリーの層２００の上面にスラリーが供給される。これにより、範囲Ｕ１から回転方向Ｒの下流の測定位置２００ａまでの間のスラリーの層２００の上面には、スラリーの上層２０１が供給される。これにより、付加製造方法例ＳＴ１によれば、連続的にスラリーの層２００を形成できるため、造形物の製造速度を向上させることができる。
【００５８】
図５の（Ｄ）は、一層分のスラリーの層２００において、照射部７０により全ての紫外線照射処理（Ｓ４１）が完了した状態を示す。図５の（Ｄ）に示すように最下流照射位置２１０ａは、範囲Ｕ３から回転方向Ｒの下流の範囲Ｕ１を通過した位置に達する。測定位置２００ａが範囲Ｕ３（基準位置）に達するまでの間に、一層分の造形物の層がすべて形成される。測定位置２００ａが範囲Ｕ３（基準位置）に達した以降の紫外線照射処理（Ｓ４１）に伴い、スラリーの上層２０１の照射位置２１０においても造形物の層が形成される。
【００５９】
続いて、付加製造装置１による照射処理（Ｓ４０）の他の具体例を説明する。図６は、第１実施形態に係る付加製造方法の照射処理の一例を示すフローチャートである。図６に示す付加製造方法例ＳＴ２は、図３に示す平坦化処理（Ｓ３０）において平坦化されたスラリーの層２００における照射位置２１０が範囲Ｕ３に回転して移動してきた場合にコントローラ１００により実行される。照射位置２１０が範囲Ｕ３に回転して移動してきた後において、コントローラ１００は、回転駆動部２０による回転体１０の回転を停止させた上で、付加製造方法例ＳＴ２の各処理に移行する。
【００６０】
付加製造方法例ＳＴ２において、照射部７０は、紫外線の照射点７０ａの位置を回転体１０の回転ごとに回転体１０の径方向Ｃに沿って変更する。そして、照射部７０は、回転体１０の一回転中に照射点７０ａの位置を径方向Ｃに移動させないように制御する。これにより、照射部７０は、回転体１０の回転に伴って、回転体１０の上面上で回転体１０の中心軸を中心とする円を描くように照射点７０ａの位置を走査できる。このように、照射部７０は、スポット照射と回転体１０の回転とを利用して、回転体１０の回転方向Ｒへのライン照射を実現できる。一層分のスラリーの層２００のうち範囲Ｕ３に位置する部分に径方向Ｃに沿って複数の照射位置２１０が設定されている場合、回転駆動部２０が回転体１０を一回転させるごとに照射部７０は照射点７０ａの位置を径方向Ｃに移動させ、一層分のスラリーの層２００の照射位置２１０に紫外線をスポット照射する。なお、付加製造方法例ＳＴ２は、図３に示す供給部３０による供給処理（Ｓ２０）及び平坦部５０による平坦化処理（Ｓ３０）が同時に行われない点で付加製造方法例ＳＴ１と相違する。
【００６１】
まず、照射調整処理（Ｓ４４）では、コントローラ１００の照射制御部１０６は、記憶装置に記憶された造形物の３次元のＣＡＤデータに基づき、一層分のスラリーの層２００における照射位置２１０を照射部７０に認識させる。照射部７０は、一層分のスラリーの層２００における照射位置２１０に基づいて、径方向Ｃにおける照射点７０ａの位置を固定する。
【００６２】
続いて、コントローラ１００の照射制御部１０６は、紫外線照射処理（Ｓ４５）として、回転体１０の上面１１において平坦化されたスラリーの照射位置２１０に対して、照射部７０に紫外線をスポット照射させる。照射部７０は、範囲Ｕ３内の照射点７０ａの固定位置と一致した照射位置２１０に対してスポット照射する。つまり、付加製造方法例ＳＴ２においては、照射部７０は、範囲Ｕ３の径方向Ｃにおいて照射点７０ａ以外の位置に他の照射位置２１０があった場合であってもその照射位置２１０に対しては紫外線のスポット照射はしない。
【００６３】
続いて、コントローラ１００は、円周方向判定処理（Ｓ４６）として、照射部７０が、一層分のスラリーの層２００の照射位置２１０のうち照射点７０ａの固定位置における回転方向Ｒの全ての照射位置２１０に紫外線を照射したか否かを判定する。コントローラ１００は、紫外線照射処理（Ｓ４５）において、照射部７０により紫外線を照射した照射位置２１０から回転方向Ｒの上流方向の一層分のスラリーの層２００に対して、照射部７０が紫外線を照射していない照射位置２１０がないか否かを判定する。
【００６４】
円周方向判定処理（Ｓ４６）において、照射部７０が一層分のスラリーの層２００の照射位置２１０のうち照射点７０ａの固定位置における回転方向Ｒの全ての照射位置２１０に紫外線を照射していないと判定された場合、コントローラ１００は、第１回転処理（Ｓ４７）へと移行する。コントローラ１００は、第１回転処理（Ｓ４７）として、回転駆動部２０により回転体１０を回転させる。回転駆動制御部１０４は、範囲Ｕ３内の照射点７０ａの固定位置に回転方向Ｒの下流の照射位置２１０が移動してくるまで回転体１０を回転させる。コントローラ１００は、第１回転処理（Ｓ４７）が終了した場合、紫外線照射処理（Ｓ４５）へと移行する。コントローラ１００は、照射部７０が一層分のスラリーの層２００の照射位置２１０のうち照射点７０ａの固定位置における回転方向Ｒの全ての照射位置２１０に紫外線を照射するまで紫外線照射処理（Ｓ４５）以降の処理を繰り返す。
【００６５】
円周方向判定処理（Ｓ４６）において、照射部７０が回転方向Ｒの全ての照射位置２１０に紫外線を照射したと判定された場合、コントローラ１００は、径方向判定処理（Ｓ４８）へと移行する。コントローラ１００は、径方向判定処理（Ｓ４８）として、照射部７０が径方向Ｃにおける一層分のスラリーの層２００の全ての照射位置２１０に紫外線を照射したか否かを判定する。コントローラ１００は、記憶装置に記憶された造形物の３次元のＣＡＤデータに基づき、一層分のスラリーの層２００において、紫外線照射処理（Ｓ４５）にて照射部７０が全ての照射位置２１０に紫外線を照射したか否かを判定する。
【００６６】
径方向判定処理（Ｓ４８）において、照射部７０が一層分のスラリーの層２００における全ての照射位置２１０に紫外線を照射していないと判定された場合、コントローラ１００は、第２回転処理（Ｓ４９）へと移行する。コントローラ１００は、第２回転処理（Ｓ４９）として、回転駆動部２０により回転体１０を回転させる。回転駆動制御部１０４は、範囲Ｕ３内に回転方向Ｒの上流の照射位置２１０が移動してくるまで回転体１０を回転させる。コントローラ１００は、第２回転処理（Ｓ４９）が終了した場合、照射調整処理（Ｓ４４）へと移行する。コントローラ１００は、照射点７０ａの位置を径方向Ｃに沿って移動させて固定する。コントローラ１００は、照射部７０がスラリーの層２００における全ての照射位置２１０に紫外線を照射するまで照射調整処理（Ｓ４４）以降の処理を繰り返す。
【００６７】
径方向判定処理（Ｓ４８）において、照射部７０が一層分のスラリーの層２００における全ての照射位置２１０に紫外線を照射したと判定された場合、コントローラ１００は、照射処理（Ｓ４０）を終了する。
【００６８】
図７は、図３及び図６の照射処理を実行した場合の回転体の平面視図である。図７の（Ａ）は、一層分のスラリーの層２００における照射部７０による全ての照射位置２１０を示す。図７の（Ａ）に示すように、照射部７０が照射する紫外線は、回転体１０の上面１１において、照射点７０ａのように点（スポット）で表される。照射点７０ａの位置は、コントローラ１００において実行される照射調整処理（Ｓ４４）により径方向Ｃに移動する。照射位置２１０のうち、照射制御部１０６により最初に照射位置２１０と照射点７０ａの位置とを一致させる位置を初発照射位置２１０ｂとする。以下、図７の（Ａ）に示す照射位置２１０に照射点７０ａの位置を合わせる例を図７の（Ｂ）〜（Ｄ）を用いて説明する。
【００６９】
図７の（Ｂ）は、一層分のスラリーの層２００において、照射部７０により複数回の円周方向判定処理（Ｓ４６）が実行され、第１回転処理（Ｓ４７）を介して複数回の紫外線照射処理（Ｓ４５）を実行された状態を示す。図７の（Ｂ）に示すように、供給部３０のヘッド３１により供給され、平坦部５０により平坦化され、そして、範囲Ｕ３に達したスラリーの層２００は、一層分のスラリーの層２００の照射位置２１０のうち照射点７０ａの固定位置に一致する照射位置２１０に対して紫外線がスポット照射される。付加製造方法例ＳＴ２における照射部７０は、範囲Ｕ３内のスラリーの層２００に対し、径方向Ｃにおいて照射点７０ａの固定位置に一致する一点の照射位置２１０に対して紫外線を照射する。図７の（Ｂ）に示すように付加製造方法例ＳＴ２において、初発照射位置２１０ｂは、紫外線照射処理（Ｓ４１）の後も回転するため、範囲Ｕ３から回転方向Ｒの下流に位置する。
【００７０】
図７の（Ｃ）は、一層分のスラリーの層２００において、図７の（Ｂ）の後にさらに照射部７０により複数回の紫外線照射処理（Ｓ４５）及び１回の径方向判定処理（Ｓ４８）が実行され、第２回転処理（Ｓ４９）を介して２回目の照射調整処理（Ｓ４４）が実行され、複数回の円周方向判定処理（Ｓ４６）が実行された状態を示す。図７の（Ｃ）に示すように付加製造方法例ＳＴ２において、回転駆動部２０による回転体１０の一回転中に、照射制御部１０６は径方向Ｃにおいて照射点７０ａの位置を固定しているため、照射部７０は径方向Ｃのある位置における回転方向Ｒの全ての照射位置２１０に紫外線を照射した状態となる。これにより、付加製造方法例ＳＴ２によれば、回転駆動部２０による回転体１０の回転する角度に応じて、照射部７０は、径方向Ｃに照射点７０ａの位置を変える必要がないため、造形物の製造速度を向上させることができる。
【００７１】
照射部７０が全ての照射位置２１０に紫外線照射するまでに、相対駆動制御部１０８は、相対駆動部６０により供給部３０及び平坦部５０と回転体１０の上面１１との相対的な距離を調整する。これにより、スラリーの層２００の上層に対する造形物の層の形成も、スラリーの層２００に対する造形物の層の形成後に連続して実行できるため、付加製造方法例ＳＴ２は、造形物の製造速度を向上させることができる。
【００７２】
図７の（Ｄ）は、一層分のスラリーの層２００において、照射部７０により全ての紫外線照射処理（Ｓ４５）が完了した状態を示す。図７の（Ｄ）に示すようにスラリーの層２００における全ての照射位置２１０に紫外線が照射されるまで、供給部３０は、スラリーの層２００の上面にスラリーの上層を供給しない。スラリーの層２００における全ての照射位置２１０に紫外線が照射された場合、供給部３０は、スラリーの層２００の測定位置２００ａがヘッド３１の下方の範囲Ｕ１に達していなくてもスラリーの上層を形成し始めてもよい。
【００７３】
以上、本実施形態の付加製造装置１及び付加製造方法ＭＴによると、造形物の製造速度を向上させることができる。また、回転駆動部２０により回転体１０の上面１１が供給部３０、平坦部５０及び照射部７０に対して回転方向Ｒに移動するため、供給部３０、平坦部５０及び照射部７０が回転方向Ｒに移動しなくてよい。このため、供給部３０、平坦部５０及び照射部７０は、各構成の移動の完了を待たずに処理を実行でき、連続的に造形物の層を形成できる。
【００７４】
また、回転体１０は、各構成の処理の完了を待たずに、供給部３０及び平坦部５０に対して相対駆動部６０により相対的に移動できる。これらにより、各構成の移動又は処理の完了を待つ時間を短縮できる。
【００７５】
付加製造方法例ＳＴ１によれば、照射部７０による紫外線の照射位置２１０から回転駆動部２０により回転体１０が一回転するまでの間に、一層分の造形物の層の形成が完了する。これにより、付加製造方法例ＳＴ１は、供給部３０、平坦部５０、及び照射部７０における各処理を連続して実行できる。ヘッド３１は、例えば、層形成高さ位置にスラリーの層２００の高さを加えた高さになるように回転体１０の上面１１から離間しているため、相対駆動部６０は、スラリーの上層２０１を形成している間に供給部３０と回転体１０との相対距離を調整すればよい。これにより、供給部３０は、スラリーの層２００の後に連続的にスラリーの上層２０１を形成できる。
【００７６】
付加製造方法例ＳＴ２によれば、照射部７０は、紫外線の照射開始から回転体１０が一回転するまでの間に回転体１０の径方向Ｃの照射点７０ａの位置を変更しなくてよい。これにより、付加製造方法例ＳＴ２は、照射部７０における照射点７０ａの位置の変更に伴う所要時間を減少できる。回転体１０の一回転ごとに照射部７０が径方向Ｃの照射点７０ａの位置を変更して紫外線を照射している間に、相対駆動部６０は、供給部３０及び平坦部５０と回転体１０の上面１１との相対距離を調整できる。スラリーの層２００における全ての照射位置２１０に紫外線が照射された場合、供給部３０は、スラリーの層２００の測定位置２００ａがヘッド３１の下方の範囲Ｕ１に達していなくてもスラリーの上層を形成し始めることができる。
【００７７】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態に係る付加製造装置について説明する。本実施形態の説明では、第１実施形態との相違点を説明し、重複する説明を省略する。第２実施形態に係る付加製造装置は、第１実施形態に係る付加製造装置１と比較して、回転体の外周面においてスラリーの層が供給され、平坦化され、紫外線を照射される点において相違する。
【００７８】
図８は、第２実施形態に係る付加製造装置の一例を示す概要図である。図８に示す付加製造装置１Ａは、回転体１０Ａと、回転駆動部２０Ａと、供給部３０Ａと、平坦部５０Ａと、第１駆動部６１Ａと、第２駆動部６２Ａと、照射部７０と、コントローラ１００Ａとを備える。以下、第１駆動部６１Ａと第２駆動部６２Ａとを含む構成を相対駆動部６０Ａと表現する。付加製造装置１Ａは、回転駆動部２０Ａにより回転する回転体１０Ａの外周面１４上に一層ごとに造形物を形成する。具体的には、回転体１０Ａの外周面１４において、供給部３０Ａがスラリーを供給しスラリーの層２００を形成し、平坦部５０Ａがスラリーの層２００を平坦化し、照射部７０が紫外線をスラリーの層２００に照射し、スラリーの層２００を硬化させることで造形物の層が形成される。相対駆動部６０Ａは、回転体１０Ａの外周面１４と、供給部３０Ａ及び平坦部５０Ａとの相対距離を調整する。
【００７９】
回転体１０Ａは、円柱状の部材である。回転体１０Ａは、円形の上面１１Ａ、円形の下面１２、及び上面１１Ａと下面１２と接続する外周面１４を有する。回転体１０Ａは、その中心線に沿った方向に回転軸Ｍを有する。回転体１０Ａの中心線は、回転体１０の上面１１Ａ及び下面１２の円の中心を結ぶ直線である。以下、回転体１０Ａの中心線に沿った方向を中心線方向Ｄとする。回転軸Ｍは、例えば、中心線方向Ｄに延在し、回転体１０Ａの上面１１Ａ及び下面１２の円の中心を結ぶ軸である。外周面１４は、スラリーの層２００が表面に形成される円柱の円周面である。外周面１４は、回転軸Ｍに沿って設けられる。供給部３０Ａ、平坦部５０Ａ、及び照射部７０は、回転軸Ｍから径方向Ｃにおいて外周面１４から離間した位置に配置される。
【００８０】
回転駆動部２０Ａは、回転軸Ｍを中心に回転体１０Ａを回転させる。回転駆動部２０Ａは、例えば、回転体１０Ａの下面１２に接続される。回転駆動部２０Ａによる回転体１０Ａの回転方向Ｒは、回転体１０Ａの外周面１４上に載置された物体が、供給部３０Ａの下方、平坦部５０Ａの下方、及び照射部７０の下方を順に通過する方向である。すなわち、回転体１０Ａの回転方向Ｒの上流から供給部３０Ａ、平坦部５０Ａ、及び照射部７０が順に設けられる。
【００８１】
供給部３０Ａは、回転駆動部２０Ａによる回転体１０Ａの回転中に、回転体１０Ａの外周面１４にスラリーを供給し、スラリーの層２００を形成する。供給部３０Ａは、例えば、スラリーを供給するヘッド３１Ａと、スラリーをヘッド３１Ａに供給する供給源３２と、ヘッド３１Ａと供給源３２とを連通する供給パイプ３３とを有する。
【００８２】
供給部３０Ａのヘッド３１Ａは、回転体１０Ａの外周面１４の径方向Ｃの外方向に設けられる。ここで、径方向Ｃに沿って、回転体１０Ａの外周面１４から回転軸Ｍに向かう方向が内方向、その反対の方向が外方向である。ヘッド３１Ａは、例えば、回転体１０Ａの外周面１４上に供給されるスラリーの層２００の外方向の面が層形成高さ位置となるようにスラリーを供給する。ヘッド３１Ａは、例えば、層形成高さ位置に位置するように回転体１０Ａの外周面１４から径方向Ｃの外方向に離間している。ヘッド３１Ａは、回転体１０Ａの外周面１４に沿って中心線方向Ｄに延在する。ヘッド３１Ａは、例えば、中心線方向Ｄにおいて上面１１Ａから下面１２までの長さを有する。
【００８３】
ヘッド３１Ａは、ヘッド３１Ａの径方向Ｃの内方向に位置する回転体１０Ａの外周面１４にスラリーを供給する。例えば、ヘッド３１Ａは、回転体１０Ａの上面１１Ａの外周から下面１２の外周までの間において中心線方向Ｄに沿って線状にスラリーを供給する。ヘッド３１Ａの径方向Ｃの内方向に位置する回転体１０Ａの外周面１４を範囲Ｕ１０とした場合、ヘッド３１Ａは、範囲Ｕ１０において所定の量のスラリーを供給する。回転体１０Ａの回転に応じて回転体１０Ａの外周面１４がヘッド３１Ａの下方を通過するため、ヘッド３１Ａは、回転体１０Ａの外周面１４の任意の位置にスラリーを供給できる。ヘッド３１Ａから供給するスラリーの量は、範囲Ｕ１０の長さ、回転体１０Ａの回転速度又は造形物の形状などに基づいて定められる。
【００８４】
平坦部５０Ａは、回転駆動部２０Ａによる回転体１０Ａの回転中に、その端部で回転体１０Ａの外周面１４に供給されたスラリーを一層分の厚さにならす。平坦部５０Ａは、回転体１０Ａの径方向Ｃの外方向において、回転体１０Ａの回転方向Ｒにおける供給部３０Ａの下流に位置する。平坦部５０Ａは、回転体１０Ａの外周面１４に沿って中心線方向Ｄに延在し、中心線方向Ｄにおいて上面１１Ａから下面１２までの長さを有する。平坦部５０Ａは、平坦部５０Ａの径方向Ｃの内方向に位置する回転体１０Ａの外周面１４上のスラリーを平坦化する。平坦部５０Ａの径方向Ｃの内方向に位置する回転体１０Ａの外周面１４を範囲Ｕ２０とした場合、平坦部５０Ａは、範囲Ｕ２０における回転体１０Ａの外周面１４上のスラリーを平坦化する。回転体１０Ａの回転に応じて回転体１０Ａの外周面１４が平坦部５０Ａの下方を通過するため、平坦部５０Ａは、回転体１０Ａの外周面１４の任意の位置のスラリーを平坦化できる。平坦部５０Ａが供給部３０Ａから回転体１０Ａの外周面１４に供給されたスラリーを平坦化することにより、回転体１０Ａの外周面１４に一層分のスラリーの層２００が形成される。
【００８５】
相対駆動部６０Ａは、回転体１０Ａに対して供給部３０Ａ及び平坦部５０Ａを回転体１０Ａの径方向Ｃに相対的に移動させる。相対駆動部６０Ａにより、回転体１０Ａと供給部３０Ａ及び平坦部５０Ａとは、径方向Ｃに沿って相対的に近接又は離間するように移動する。
【００８６】
相対駆動部６０Ａのうち、第１駆動部６１Ａは、回転体１０Ａの外周面１４に対して供給部３０Ａのヘッド３１Ａを径方向Ｃに移動させる。例えば、第１駆動部６１Ａは、ヘッド３１Ａを一層分の厚さ単位で径方向Ｃに移動させる。第１駆動部６１Ａは、例えば、径方向Ｃにおいて上面１１Ａに沿って設けられる。第１駆動部６１Ａは、ヘッド３１Ａの端部に接続され、回転体１０Ａの外周面１４の径方向Ｃの外方向にヘッド３１Ａが位置するようにヘッド３１Ａを支持する。第１駆動部６１Ａにより、ヘッド３１Ａは回転体１０Ａの外周面１４に対して所定の高さでスラリーを供給する。
【００８７】
相対駆動部６０Ａのうち、第２駆動部６２Ａは、回転体１０Ａの外周面１４に対して平坦部５０Ａを径方向Ｃに移動させる。例えば、第２駆動部６２Ａは、平坦部５０Ａを一層分の厚さ単位で径方向Ｃに移動させる。第２駆動部６２Ａは、例えば、径方向Ｃにおいて上面１１Ａに沿って設けられる。第２駆動部６２Ａは、回転体１０Ａの回転方向Ｒにおける第１駆動部６１Ａの下流に設けられる。第２駆動部６２Ａは、平坦部５０Ａの端部に接続され、回転体１０Ａの外周面１４の径方向Ｃの外方向に平坦部５０Ａが位置するように平坦部５０Ａを支持する。第２駆動部６２Ａにより、平坦部５０Ａは回転体１０Ａの外周面１４に対して所定の位置でスラリーを平坦化し、スラリーの層２００を形成する。
【００８８】
照射部７０は、回転駆動部２０Ａによる回転体１０Ａの回転中に、造形物の形状に基づいて定められた照射位置に紫外線をスポット照射する。照射位置とは、回転体１０Ａの外周面１４に供給されたスラリーに対して照射部７０が紫外線を照射する位置である。
【００８９】
照射部７０は、照射部７０の径方向Ｃの内方向に位置する回転体１０Ａの外周面１４に紫外線を照射する。例えば、照射部７０は、回転体１０Ａの上面１１Ａの外周から下面１２の外周までの中心線方向Ｄに沿った線分上を走査するように紫外線をスポット照射する。照射部７０の径方向Ｃの内方向に位置する回転体１０Ａの外周面１４を範囲Ｕ３０とした場合、照射部７０は、範囲Ｕ３０における回転体１０Ａの外周面１４上のスラリーに紫外線を照射可能なように、光反射部材７２，７４、及び回転小駆動部７３，７５を制御する。
【００９０】
照射部７０のうち、少なくとも光反射部材７４及び回転小駆動部７５は、回転体１０Ａの外周面１４の径方向Ｃの外方向に設けられ、回転体１０Ａの回転方向Ｒにおける平坦部５０Ａの下流に位置する。照射部７０は、例えば、範囲Ｕ３０内に位置し、平坦部５０Ａにより平坦化されたスラリーの層２００の照射位置に向けて紫外線を照射する。照射部７０は、回転体１０Ａの回転中にスラリーの層２００の照射位置に対して紫外線を照射することにより、造形物の断面を一層分形成する。
【００９１】
コントローラ１００Ａは、付加製造装置１Ａを制御するハードウェアである。コントローラ１００Ａは、回転駆動部２０Ａ、供給部３０Ａ、相対駆動部６０Ａ、及び照射部７０と通信可能に接続される。コントローラ１００Ａは、コントローラ１００と同一のハードウェア構成であり得る。
【００９２】
図９は、第１実施形態に係る付加製造装置のコントローラの一例を示すブロック図である。図９に示す通り、コントローラ１００は、供給制御部１０２と、回転駆動制御部１０４と、照射制御部１０６と、第１駆動制御部１０８Ａと、第２駆動制御部１０８Ｂとを有する。供給制御部１０２は、供給部３０Ａが回転体１０Ａの外周面１４に供給するスラリーの量を制御する。回転駆動制御部１０４は、回転駆動部２０Ａを制御する。
【００９３】
照射制御部１０６は、照射部７０を制御する。第１駆動制御部１０８Ａは、第１駆動部６１Ａを制御する。第１駆動制御部１０８Ａは、供給部３０Ａと回転体１０Ａとの相対距離と、供給部３０Ａと回転体１０Ａとを相対的に近接又は離間させる速度及びそのタイミングとを制御する。第２駆動制御部１０８Ｂは、第２駆動部６２Ａを制御する。第２駆動制御部１０８Ｂは、平坦部５０Ａと回転体１０Ａとの相対距離と、平坦部５０Ａと回転体１０Ａとを相対的に近接又は離間させる速度及びそのタイミングとを制御する。
【００９４】
図１０は、図８におけるＸ−Ｘ矢視図である。図１０に示すように、付加製造装置１Ａでは、スラリーの層２００は、径方向Ｃの外方向に積層されていく。付加製造装置１Ａで得られる造形物の一面は、外周面１４の形状により、例えば弧状となる。第２実施形態における付加製造方法、付加製造装置１Ａの作用及び効果は、径方向Ｃ及び中心線方向Ｄを置換した場合の第１実施形態に係る付加製造方法ＭＴ及び付加製造装置１と同一である。
【００９５】
［変形例］
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上述した例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。例えば、第１実施形態及び第２実施形態におけるスラリーは光硬化樹脂を含んでもよい。この場合、照射部７０は、光を照射する。
【００９６】
第１実施形態及び第２実施形態における供給部３０，３０Ａ、平坦部５０，５０Ａ、相対駆動部６０，６０Ａ、及び照射部７０は、複数設けられてもよい。この場合、供給部３０，３０Ａ、平坦部５０，５０Ａ、相対駆動部６０，６０Ａ、及び照射部７０を一組とした照射セットが、回転体１０，１０Ａの回転方向Ｒに沿うように設けられる。
【００９７】
第２実施形態における回転体１０Ａには、スラリーが供給される上面を有するステージが外周面１４上に設けられてもよい。付加製造装置１Ａは、複数のステージを備えてもよい。この場合、付加製造装置１Ａは、各ステージ上に造形物を形成できる。ステージの上面は、平坦面であってもよい。この場合、ステージの上面と供給部３０Ａ、平坦部５０Ａ、及び照射部７０との径方向Ｃにおける距離それぞれは、異なる距離となる。このため、供給部３０Ａは、スラリーの供給速度及び供給量を距離に応じて変更してもよい。また、平坦部５０Ａは、ステージの平坦面に接する端部の径方向Ｃにおける長さを回転体１０Ａの回転速度及び回転角度に応じて変更してもよい。照射部７０は、層形成高さ位置を回転体１０Ａの回転速度及び回転角度に応じて変更してもよい。
【００９８】
また、第１実施形態における供給部３０のヘッド３１は、層形成高さ位置に設けてもよい。第２実施形態における供給部３０Ａのヘッド３１Ａは、層形成高さ位置にスラリーの層２００の厚さを加えた高さになるように回転体１０の外周面１４から離間させてもよい。
【００９９】
また、第１実施形態及び第２実施形態における付加製造装置１，１Ａにおいては、スラリーの第１層のための平坦化とスラリーの第２層のための平坦化とを時間的に連続して行う場合、スラリーの第２層のための平坦化を開始するタイミングで平坦部５０，５０Ａを一層分だけ回転体１０，１０Ａから離間する方向に移動させる必要がある。しかし、平坦部５０，５０Ａの移動は短時間であるものの時間を要するため、回転体１０，１０Ａの回転速度によっては意図したタイミングでスラリーの第２層のための平坦化を開始できないおそれがある。このため、付加製造装置１，１Ａは、スラリーの第２層のための平坦化を開始するタイミングで回転体１０，１０Ａの回転を停止し、平坦部５０，５０Ａを一層分だけ回転体１０，１０Ａから離間する方向に移動させ、その後、回転体１０，１０Ａの回転を再開するように制御してもよい。
【０１００】
あるいは、付加製造装置１，１Ａは、並設された２つの平坦部５０，５０Ａを有してもよい。例えば、付加製造装置１，１Ａは、上流側の平坦部５０，５０Ａと、下流側の平坦部５０，５０Ａを有してもよい。付加製造装置１，１Ａは、２つの平坦部５０，５０Ａを異なるタイミングで移動させることにより、スラリーの第２層のための平坦化を意図したタイミングで開始させる。具体的には、上流側の平坦部５０，５０Ａは、その端部がスラリーの上層２０１（第２層）の高さ位置になるように配置され、下流側の平坦部５０，５０Ａは、その端部がスラリーの層２００（第１層）の高さ位置になるように配置される。この場合、第１層の上に供給されたスラリーは上流側の平坦部５０，５０Ａによって平坦化されて第２層となる。第２層となったスラリーが下流側の平坦部５０，５０Ａに到達するまでの時間を利用して、下流側の平坦部５０，５０Ａは、回転体１０，１０Ａから離間する方向に移動できる。これにより、付加製造装置１，１Ａは、スラリーの第２層のための平坦化を意図したタイミングで実行できる。
【０１０１】
あるいは、平坦部５０，５０Ａは、回転体１０の回転方向Ｒに移動可能に構成されてもよい。この場合、付加製造装置１，１Ａは、平坦部５０，５０Ａと回転体１０，１０Ａとの回転方向Ｒの相対速度を調整できる。これにより、付加製造装置１，１Ａは、スラリーの第２層のための平坦化を開始するタイミングで回転体１０，１０Ａの回転を平坦部５０，５０Ａから見て相対的に停止させることができる。これにより、付加製造装置１，１Ａは、平坦部５０，５０Ａの平坦化のための移動完了のタイミングと、スラリーの第２層のための平坦化を開始するタイミングとのタイムラグを解消できる。
【０１０２】
第１実施形態における相対駆動部６０は、回転体１０の上面１１が下方に移動するようにしてもよい。この場合、第１駆動部６１及び第２駆動部６２は備えなくてもよい。相対駆動部６０は、回転駆動部２０による回転体１０の回転を停止した上で、回転体１０の上面１１を下方に移動させてもよい。回転駆動部２０による回転体１０の回転を停止しない場合、付加製造装置１は、回転体１０の上面１１にらせん状にスラリーを供給することになる。
【０１０３】
第１実施形態及び第２実施形態における照射部７０は、光反射部材７２，７４を備えなくてもよい。つまり、照射部７０は、照射点７０ａの位置を変更する機能を有さず、光学ユニット７１から出射される紫外線をスラリーの層２００に直接照射してもよい。この場合、付加製造装置１，１Ａは、照射部７０の光学ユニット７１を移動させる移動機構を有すればよい。例えば、第１実施形態における付加製造装置１は、照射部７０を径方向Ｃに移動させる移動機構を有する。第２実施形態における付加製造装置１Ａは、照射部７０は中心線方向Ｄに移動させる移動機構を有する。これらの移動機構により、照射部７０は、スラリーの層２００における全ての照射位置２１０に対して紫外線を照射できる。
【０１０４】
第２実施形態においては、スラリーの流動性が高いほど供給部３０Ａから照射部７０までの距離が短くなるように、供給部３０Ａ、平坦部５０Ａ、及び照射部７０が配置されてもよい。第２実施形態においては、供給部３０Ａ、平坦部５０Ａ、及び照射部７０は、回転軸Ｍの上方に設けられてもよい。この場合、付加製造装置１Ａは、供給されたスラリーのうち、少なくとも造形物となる部分が重力により外周面１４から分離することを抑制できる。
【符号の説明】
【０１０５】
１，１Ａ…付加製造装置、１０，１０Ａ…回転体、１１，１１Ａ…上面、１４…外周面、２０，２０Ａ…回転駆動部、３０，３０Ａ…供給部、５０，５０Ａ…平坦部、６０，６０Ａ…相対駆動部、６１，６１Ａ…第１駆動部、６２，６２Ａ…第２駆動部、７０…照射部、７０ａ…照射点、１００，１００Ａ…コントローラ、２１０…照射位置、Ｃ…径方向、Ｍ…回転軸、ＭＴ…付加製造方法、Ｒ…回転方向。
【図１】
2020163737.tif 000003
【図２】
2020163737.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020163737.tif 000009
【図８】
2020163737.tif 000010
【図９】
2020163737.tif 000011
【図１０】
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