(57)【要約】      （修正有）【課題】粉末の効率的な使用及びスキージの作業効率向上が実現した三次元造形物の造形方法。【解決手段】造形テーブル１の上側における粉末層の形成及びビームによる焼結に立脚した上で、以下のプロセスを採用した方法。１.スキージ２の移動距離を、チャンバーの壁部６に至らないような短い距離に設定。２.１によって設定された移動距離に基づく移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続する壁部層４、又は前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部５側の端部に対し当該領域の両側から接続する壁部層の位置の確定。３.１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。４.３によって形成された粉末層に対するビームの照射による焼結層３の形成及び前記２によって確定された壁部層位置におけるビームの照射による壁部層の形成。５.３、４による各プロセスの繰り返し。【選択図】図４
2020131446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【請求項２】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【請求項３】
プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層のうち粉末供給部と最も離れた位置にある端部の位置の近傍であることを特徴とする請求項１、２の何れか一項に記載の三次元造形物の造形方法。
【請求項４】
プロセス３によって形成された粉末層が端部にて積層状態を維持し得る程度の厚さであって、プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層のうち粉末供給部と最も離れた位置にある端部の位置と一致していることを特徴とする請求項１、２の何れか一項に記載の三次元造形物の造形方法。
【請求項５】
粉末供給部から粉末を受領するスキージの枠体においてスキージの移動方向と直交する方向を基準として、焼結層のうちの最大幅を含む領域の両側に２個の板状体を設置し、当該２個の板状体内に粉末供給部からの粉末が供給され、かつ前記２個の板状体の移動方向に沿って、プロセス４によって２個の壁部層が形成されると共に、当該２個の壁部層が他の壁部層によって接続されていることを特徴とする請求項２、３、４の何れか一項に記載の三次元造形物の造形方法。
【請求項６】
壁部層の全領域がスキージの移動方向と直交する方向に沿って直線状に形成されていることを特徴とする請求項１、３、４の何れか一項に記載の三次元造形物の造形方法。
【請求項７】
壁部層の一部領域がスキージの移動方向と直交する方向に沿って直線状に形成されていることを特徴とする請求項２、３、４、５の何れか一項に記載の三次元造形物の造形方法。
【請求項８】
壁部層の全領域がスキージの移動方向と斜交する方向に形成されていることを特徴とする請求項１、３、４の何れか一項に記載の三次元造形物の造形方法。
【請求項９】
壁部層の全領域が造形テーブルの中心位置を中心とする楕円弧状又は円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１、３、４の何れか一項に記載の三次元造形物の造形方法。
【請求項１０】
壁部層の一部領域が造形テーブルの中心位置を中心とする楕円弧状又は円弧上に形成されていることを特徴とする請求項２、３、４、５の何れか一項に記載の三次元造形物の造形方法。
【請求項１１】
造形領域の焼結の後に、当該焼結層の表面及びその近傍における切削加工が行われる三次元造形物の造形方法であって、前記焼結層の粉末供給部から最も離れた側の端部の位置と、前記壁部層において粉末供給部に最も近い内側端部との幅が焼結層の表面に対する切削幅程度であることを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０の何れか一項に記載の三次元造形物の造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末層の形成を前提とする三次元造形物の造形方法において、粉末層の形成領域を、スキージの全移動距離に対応している造形テーブル上の全領域ではなく、スキージの移動距離を短く設定することによって造形テーブル上の一部領域とする三次元造形物の造形方法を対象としている。
【背景技術】
【０００２】
従来技術による三次元造形物の造形方法においては、図５（ａ）に示すように、造形テーブル上の全領域において、スキージの全移動距離に対応してチャンバーの壁部と接続する状態にて順次粉末層が形成され、かつレーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層が順次形成されている。
【０００３】
このように、全領域にて粉末層が形成される原因は、造形テーブル上の一部領域であって、チャンバー内の一方側の壁部のみに接続するような状態にて粉末層を形成し、かつ順次焼結層を形成した場合には、粉末層及び焼結層が順次積層されるに従って、図５（ｂ）に示すように、粉末層のうち、粉末供給部から離れた側の粉末層が自らの形状を維持することが不可能となり、積層された粉末層が上側領域から順次崩壊することにある。
【０００４】
しかしながら、図５（ａ）に示すように、三次元造形物の造形範囲及び造形位置に拘らず、粉末層をスキージの全移動領域に対応して造形テーブル上の全領域にてチャンバーの内側壁部と接続するような粉末層を形成することは、大抵の三次元造形物の場合には、余計な粉末層の形成であって、しかもスキージの作動による作業効率が決して良好でないことを意味している。
【０００５】
しかも、現実の三次元造形物の造形現場においては、チャンバーの壁部と造形テーブルとの間には隙間が存在し、図５（ａ）に示すように、造形テーブル上に粉末を順次積層した場合には、前記隙間から相当量の粉末が落下するという弊害を免れることができない。
【０００６】
然るに、従来技術においては、余計な粉末層の形成、並びに粉末の落下及びスキージにおける非効率的な作動を改善する方法については何ら提言が行われていない。
因みに、このような背景技術の基本的問題点を克服するためには、スキージの造形テーブル上における移動距離を、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短く設定することを必要不可欠とするが、従来技術においては、スキージの移動方向につき、特許文献１、２に示すように色々な工夫が行われるも、スキージの移動距離を短く設定することについては、全く開示及び示唆が行われていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１５０８２５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５７４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、余計な粉末層の形成を避け、かつスキージの移動における作業効率の向上を可能とする三次元造形物の造形方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法からなる。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
（２）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法からなる。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【発明の効果】
【００１０】
前記基本構成（１）及び（２）に立脚している本発明においては、プロセス１のように設定されたスキージの移動距離の下に、前記プロセス３のように粉末層を形成し、プロセス４のように焼結層だけでなく、プロセス２によって位置が確定している壁部層を順次形成しかつ積層することによって粉末層の粉末供給部と反対側の領域における崩壊を防止し、その結果、余計な粉末層の形成を避け、しかもスキージの作動効率を向上させることができる。
【００１１】
しかも、後述するように、壁部層の外側、即ち壁部層を基準として、焼結層が存在しない領域における粉末層の形成は極めて少ないか、又は形成されないことから、チャンバーの壁部と造形テーブルの端部との間の隙間から粉末が相当量落下するという弊害を免れることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の特徴点を説明する平面図であって、（ａ）は、基本構成（１）の場合を示し、（ｂ）は、基本構成（２）の場合を示す。尚、白線矢印はスキージの移動方向を示しており、この点は、以下の平面図においても同様である。
【図２】実施例２の特徴点を説明する平面図であって、（ａ）は、基本構成（１）の場合を示し、（ｂ）は、基本構成（２）の場合を示す。
【図３】本発明のプロセスを説明するフローチャートを示しており、（ａ）は、基本構成（１）の場合を示し、（ｂ）は、基本構成（２）の場合を示す。尚、（ａ）、（ｂ）におけるＮは、照射によって形成される焼結層の数を示し、（ａ）におけるＫは、一層の焼結層を形成するために複数回のスキージの移動を必要とする場合の当該移動回数を示す。
【図４】基本構成（１）及び（２）において、プロセス１及び２を前提とした上でプロセス３、４の繰り返しによる三次元造形物の積層状態を示しており、（ａ）は、基本構成（１）及び（２）において、積層が完了した状態を示す側断面図であり、（ｂ）は、基本構成（１）において積層が完了前の状態にあることを示す平面図であり、（ｃ）は、基本構成（２）において積層が完了前の状態にあることを示す平面図である。
【図５】従来技術の構成を示す側断面図であって、（ａ）は、造形テーブル上の全上側領域に粉末層が積層された状態を示しており、（ｂ）は、造形テーブル上の一部領域であって、粉末供給部の側に順次粉末層を形成した場合に積層された粉末層が上側領域から崩壊する状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
前記基本構成（１）及び（２）においても、三次元造形物を造形するために、スキージ２の移動による粉末層の形成、レーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結層３の形成を必要不可欠としている点において従来技術の場合と変わりはない。
尚、前記焼結の後に、切削工具による焼結表面及びその近傍に対する切削加工が行われる場合と行われない場合とがあるが、精密な形状を造形する場合には、前記切削加工の工程を必要不可欠とする。
【００１４】
前記基本構成（１）においては、図３（ａ）のフローチャートに示すように、以下の工程を採用している。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【００１５】
基本構成（２）においては、図３（ｂ）のフローチャートに示すように、以下の工程を採用している。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【００１６】
前記各プロセスからも明らかなように、基本構成（１）と同（２）とは、プロセス２においてライン状に形成された壁部層４の形状において相違しており、他のプロセス１、３、４は同一である。
尚、図３（ａ）は、焼結層３が壁部層４の前に形成され、かつ各粉末層が複数回のスキージ２の移動によって形成される状態を示すが、基本構成（２）においても、このような状態を採用することができる。
【００１７】
同様に、図３（ｂ）は、壁部層４が焼結層３の前に形成され、かつ粉末層が１回のスキージ２の移動によって形成される状態を示すが、基本構成（１）においてもこのような状態を採用することができる。
【００１８】
前記各プロセスの採用によって、基本構成（１）及び（２）においては、図４（ａ）の側断面図に示すように、前記プロセス３によって形成された粉末層の積層領域内に、プロセス４のように、単に焼結層３だけでなく壁部層４を重畳させることによって粉末層の崩壊を避けることができる。
しかも、スキージ２の移動距離をチャンバーの壁部６を基準とする全移動距離、即ち当該壁部６にスキージ２が当接するか又は近接するに至るまでの移動距離よりも短く設定することによって、基本構成（１）及び（２）においては、それぞれ図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、粉末層の形成領域を造形テーブル１上の一部領域とすることによって、粉末層の形成における作業効率を向上させることができる。
【００１９】
基本構成（１）のプロセス２の場合には、ライン状の壁部層４はスキージ２の移動方向と直交する方向の両端側と接続しているのに対し、基本構成（２）のプロセス２においては、ライン状に形成された壁部層４は、焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部５側の端部に対し当該領域の両側から接続されており、双方の壁部層４の形状は相違している。
【００２０】
基本構成（１）における壁部層４の形状は、基本構成（２）の壁部層４よりも形状がシンプルである。
【００２１】
これに対し、基本構成（２）の場合には、焼結領域を囲んでいる壁部層４の外側における粉末層の形成を省略することによって更に効率的な粉末層の使用を実現することができる。
尚、この点は、図４（ｃ）に即した実施形態に即して後述する通りである。
【００２２】
粉末層の端部の位置と壁部層４の端部の位置との関係について説明するに、前記基本構成（１）及び（２）においては、プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部５と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層４のうち粉末供給部５と最も離れた位置にある端部の位置の近傍であることを特徴とする実施形態を採用することができる。
【００２３】
このような実施形態の場合には、壁部層４よりも粉末供給部５から離れた外側に部分的な粉末層が順次積層され、しかもこれらの粉末層の端部及びその近傍が崩壊することが生じ得るが、壁部層４の重畳によって粉末供給部５側の粉末層の積層状態が維持されており、図５（ｂ）に示すような焼結層３の形成に支障を生ずるような大量の粉末層の崩壊を十分避けることができる。
【００２４】
前記実施形態とは別に、前記基本構成（１）及び（２）においては、プロセス３によって形成された粉末層が端部にて積層状態を維持し得る程度の厚さであって、プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部５と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層４のうち粉末供給部５と最も離れた位置にある端部の位置と一致していることを特徴とする実施形態も採用することができる。
【００２５】
このような実施形態の場合には、壁部層４の外側領域における粉末層が形成されないことによって、余計な粉末層の積層を完全に避けることができる。
但し、粉末層の積層に対し、端部が崩壊しない程度のような厚みを選択することを必要不可欠としている。
尚、図１（ｂ）、図２（ｂ）、図４（ａ）及び図４（ｃ）は、壁部層４の外側端部の近傍に粉末層が形成される実施形態の状態を示しており、図１（ａ）、図２（ａ）、図４（ｂ）は、壁部層４の外側端部に粉末層が形成されない実施形態の状態を示している。
【００２６】
前記各実施形態においては、壁部層４の外側における粉末層の形成が極めて少ないか、又は粉末層が形成されていない一方、壁部層４がチャンバーの壁部６から離れている以上、チャンバーの壁部６と造形テーブル１の端部との隙間から、相当量の粉末１０が落下するという弊害を免れることができる。
尚、敢えて壁部層４の外側端部と造形テーブル１の端部とが一致し、しかも造形テーブル１の端部とチャンバーの壁部６との間に所定の隙間が存在する場合において、粉末層の落下を完全に防止することが必要又は好ましい事態を想定したとしても、壁部層４の外側領域における粉末層が形成されない状態にある図１（ａ）、図２（ａ）、図４（ｂ）に示す実施形態を採用することによって解決することができる。
【００２７】
壁部層４は、図４（ａ）に示すように、順次積層されることを前提としているが、当該壁部層４の水平方向における厚さは、隣接している粉末層の外側、即ち粉末供給部５から反対側への脱落を防止し得る程度であれば良く、特に限定される訳ではない。
但し、通常、５ｍｍ以上の厚みによって殆ど大抵の場合の三次元造形において、上記脱落を十分防止することができる。
【００２８】
基本構成（２）の場合には、特に図４（ｃ）に示すように、粉末供給部５から粉末１０を受領するスキージ２の枠体２１においてスキージ２の移動方向と直交する方向を基準として、焼結層３のうちの最大幅を含む領域の両側に２個の板状体２２を設置し、当該２個の板状体２２内に粉末供給部５からの粉末１０が供給され、かつ前記２個の板状体２２の移動方向に沿って、プロセス４によって２個の壁部層４が形成されると共に、当該２個の壁部層４が他の壁部層４によって接続されていることを特徴とする実施形態を採用することができる。
【００２９】
上記実施形態の場合には、スキージ２の移動方向と直交する方向の領域においても余計な粉末層の積層を確実に避けることができる。
【００３０】
壁部層４においては、基本構成（１）に立脚している図４（ｂ）に示すように、スキージ２の移動領域と直交する方向に沿って全領域を直線状とする実施形態、又は図４（ｃ）に示すように、スキージ２の移動方向と直交する方向に沿って一部領域を直線状とする実施形態の何れをも採用することができ、このような直線状の形成によって、シンプルな設計を実現することができる。
但し、基本構成（１）及び（２）は、このような直線状の形成のみに限定される訳ではない。
【００３１】
以下、実施例に従って説明する。
【実施例１】
【００３２】
実施例１は、基本構成（１）に立脚している図１（ａ）に示すように、壁部層４の全領域がスキージ２の移動方向と斜交する方向に形成されているか、又は基本構成（２）に立脚している図１（ｂ）に示すように、壁部層４の一部領域がスキージ２の移動方向と直交する方向に形成されていることを特徴としている。
【００３３】
実施例１のように、壁部層４をスキージ２の移動方向と斜交状態とすることによって、直交状態とする場合に比し三次元造形物に接近した状態にて壁部層４を形成することができる。
【００３４】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、斜交状態を形成している壁部層４の外側、即ち粉末供給部５の反対側における粉末層の形成を少なくするためには、細長形状を形成しているスキージ２の枠体２１のうちの両側領域において供給される粉末１０の量を順次少ない状態にすると良い。
【実施例２】
【００３５】
実施例２は、基本構成（１）に立脚している図２（ａ）に示すように、壁部層４の全領域が造形テーブル１の中心位置を中心とする楕円弧状又は円弧状に形成されているか、又は基本構成（２）に立脚している図２（ｂ）に示すように、壁部層４の一部領域が前記楕円弧状又は円弧状に形成されていることを特徴としている（尚、図２（ａ）は、円弧状の場合を示し、図２（ｂ）は、楕円弧形状の場合を示す。）。
【００３６】
実施例２においても、実施例１と同様に、焼結層３に接近した状態にて壁部層４を形成することが可能である一方、実施例１の場合と同様に、スキージ２における粉末１０の量の調整によって、壁部層４の外側における余計な粉末層の形成を可能な限り少ない状態とすることができる。
【実施例３】
【００３７】
実施例３は、造形領域の焼結の後に、当該焼結層３の表面及びその近傍における切削加工が行われる三次元造形物の造形方法であって、前記焼結層３の粉末供給部５から最も離れた側の端部の位置と、前記壁部層４において粉末供給部５に最も近い内側端部との幅が焼結層３の表面に対する切削幅程度であることを特徴としている。
【００３８】
三次元造形においては、焼結層３の表面に対する切削は、常に行われる訳ではないが、切削を要求される三次元造形物の場合に、上記のような幅を基準とすることによって、最もコンパクトな粉末層の積層領域を実現し、ひいては、最も効率的なスキージ２の移動を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
本発明は、全ての三次元造形物の造形方法において、余計な粉末層の積層を避け、効率的なスキージの移動を実現できる点において極めて有用であり、スキージの移動及びレーザビーム又は電子ビームによる照射を伴う全ての三次元造形物の造形方法において広範に利用することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１    造形テーブル
２    スキージ
２１  枠体
２２  板状体
３    焼結層
４    壁部層
５    粉末供給部
６    チャンバーの壁部
１０  粉末
【図１】
2020131446.tif 000003
【図２】
2020131446.tif 000004
【図３】
2020131446.tif 000005
【図４】
2020131446.tif 000006
【図５】
2020131446.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月23日(2019.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、プロセス３によって形成された粉末層が端部にて積層状態を維持し得る程度の厚さであって、プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層のうち粉末供給部と最も離れた位置にある端部の位置と一致している三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【請求項２】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、プロセス３によって形成された粉末層が端部にて積層状態を維持し得る程度の厚さであって、プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層のうち粉末供給部と最も離れた位置にある端部の位置と一致している三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【請求項３】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、スキージの枠体のうちの両側領域において供給される粉末の量を順次少ない状態とすることによって、プロセス２による壁部層の全領域がスキージの移動方向と斜交する方向に形成されている三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【請求項４】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、スキージの枠体のうちの両側領域において供給される粉末の量を順次少ない状態とすることによって、プロセス２による壁部層の一部領域がスキージの移動方向と斜交する方向に形成されている三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【請求項５】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、スキージの枠体のうちの両側領域において供給される粉末の量を順次少ない状態とすることによって、プロセス２による壁部層の全領域が造形テーブルの中心位置を中心とする楕円弧状又は円弧状に形成されていることを特徴とする三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【請求項６】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、スキージの枠体のうちの両側領域において供給される粉末の量を順次少ない状態とすることによって、プロセス２による壁部層の一部領域が造形テーブルの中心位置を中心とする楕円弧状又は円弧上に形成されていることを特徴とする三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【請求項７】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、造形領域の焼結の後に、当該焼結層の表面及びその近傍における切削加工を採用しており、かつ前記焼結層の粉末供給部から最も離れた側の端部の位置と、前記壁部層において粉末供給部に最も近い内側端部との幅が焼結層の表面に対する切削幅程度であることを特徴とする三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【請求項８】
造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、造形領域の焼結の後に、当該焼結層の表面及びその近傍における切削加工を採用しており、かつ前記焼結層の粉末供給部から最も離れた側の端部の位置と、前記壁部層において粉末供給部に最も近い内側端部との幅が焼結層の表面に対する切削幅程度であることを特徴とする三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末層の形成を前提とする三次元造形物の造形方法において、粉末層の形成領域を、スキージの全移動距離に対応している造形テーブル上の全領域ではなく、スキージの移動距離を短く設定することによって造形テーブル上の一部領域とする三次元造形物の造形方法を対象としている。
【背景技術】
【０００２】
従来技術による三次元造形物の造形方法においては、図５（ａ）に示すように、造形テーブル上の全領域において、スキージの全移動距離に対応してチャンバーの壁部と接続する状態にて順次粉末層が形成され、かつレーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層が順次形成されている。
【０００３】
このように、全領域にて粉末層が形成される原因は、造形テーブル上の一部領域であって、チャンバー内の一方側の壁部のみに接続するような状態にて粉末層を形成し、かつ順次焼結層を形成した場合には、粉末層及び焼結層が順次積層されるに従って、図５（ｂ）に示すように、粉末層のうち、粉末供給部から離れた側の粉末層が自らの形状を維持することが不可能となり、積層された粉末層が上側領域から順次崩壊することにある。
【０００４】
しかしながら、図５（ａ）に示すように、三次元造形物の造形範囲及び造形位置に拘らず、粉末層をスキージの全移動領域に対応して造形テーブル上の全領域にてチャンバーの内側壁部と接続するような粉末層を形成することは、大抵の三次元造形物の場合には、余計な粉末層の形成であって、しかもスキージの作動による作業効率が決して良好でないことを意味している。
【０００５】
しかも、現実の三次元造形物の造形現場においては、チャンバーの壁部と造形テーブルとの間には隙間が存在し、図５（ａ）に示すように、造形テーブル上に粉末を順次積層した場合には、前記隙間から相当量の粉末が落下するという弊害を免れることができない。
【０００６】
然るに、従来技術においては、余計な粉末層の形成、並びに粉末の落下及びスキージにおける非効率的な作動を改善する方法については何ら提言が行われていない。
因みに、このような背景技術の基本的問題点を克服するためには、スキージの造形テーブル上における移動距離を、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短く設定することを必要不可欠とするが、従来技術においては、スキージの移動方向につき、特許文献１、２に示すように色々な工夫が行われるも、スキージの移動距離を短く設定することについては、全く開示及び示唆が行われていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１５０８２５号公報
【特許文献２】特開２０１５−１５７４２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、余計な粉末層の形成を避け、かつスキージの移動における作業効率の向上を可能とする三次元造形物の造形方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するため、本発明は、以下の基本構成（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）からなる。
（１）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、プロセス３によって形成された粉末層が端部にて積層状態を維持し得る程度の厚さであって、プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層のうち粉末供給部と最も離れた位置にある端部の位置と一致している三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
（２）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、プロセス３によって形成された粉末層が端部にて積層状態を維持し得る程度の厚さであって、プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層のうち粉末供給部と最も離れた位置にある端部の位置と一致している三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
（３）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、スキージの枠体のうちの両側領域において供給される粉末の量を順次少ない状態とすることによって、プロセス２による壁部層の全領域がスキージの移動方向と斜交する方向に形成されている三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
（４）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、スキージの枠体のうちの両側領域において供給される粉末の量を順次少ない状態とすることによって、プロセス２による壁部層の一部領域がスキージの移動方向と斜交する方向に形成されている三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
（５）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、スキージの枠体のうちの両側領域において供給される粉末の量を順次少ない状態とすることによって、プロセス２による壁部層の全領域が造形テーブルの中心位置を中心とする楕円弧状又は円弧状に形成されていることを特徴とする三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
（６）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、スキージの枠体のうちの両側領域において供給される粉末の量を順次少ない状態とすることによって、プロセス２による壁部層の一部領域が造形テーブルの中心位置を中心とする楕円弧状又は円弧上に形成されていることを特徴とする三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
（７）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、造形領域の焼結の後に、当該焼結層の表面及びその近傍における切削加工を採用しており、かつ前記焼結層の粉末供給部から最も離れた側の端部の位置と、前記壁部層において粉末供給部に最も近い内側端部との幅が焼結層の表面に対する切削幅程度であることを特徴とする三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
（８）造形テーブルの上側におけるスキージの移動及び粉末の散布による粉末層の形成、及びレーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結を必要不可欠とする三次元造形物の製造方法において、以下のプロセスを採用している三次元造形物の造形方法であって、造形領域の焼結の後に、当該焼結層の表面及びその近傍における切削加工を採用しており、かつ前記焼結層の粉末供給部から最も離れた側の端部の位置と、前記壁部層において粉末供給部に最も近い内側端部との幅が焼結層の表面に対する切削幅程度であることを特徴とする三次元造形物の造形方法。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【発明の効果】
【００１０】
前記基本構成（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）に立脚している本発明においては、プロセス１のように設定されたスキージの移動距離の下に、前記プロセス３のように粉末層を形成し、プロセス４のように焼結層だけでなく、プロセス２によって位置が確定している壁部層を順次形成しかつ積層することによって粉末層の粉末供給部と反対側の領域における崩壊を防止し、その結果、余計な粉末層の形成を避け、しかもスキージの作動効率を向上させることができる。
【００１１】
しかも、後述するように、壁部層の外側、即ち壁部層を基準として、焼結層が存在しない領域における粉末層の形成は極めて少ないか、又は形成されないことから、チャンバーの壁部と造形テーブルの端部との間の隙間から粉末が相当量落下するという弊害を免れることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】基本構成（３）及び（４）の特徴点を説明する平面図であって、（ａ）は、基本構成（３）の場合を示し、（ｂ）は、基本構成（４）の場合を示す。尚、白線矢印はスキージの移動方向を示しており、この点は、以下の平面図においても同様である。
【図２】基本構成（５）及び（６）の特徴点を説明する平面図であって、（ａ）は、基本構成（５）の場合を示し、（ｂ）は、基本構成（６）の場合を示す。
【図３】本発明のプロセスを説明するフローチャートを示しており、（ａ）は、基本構成（１）（３）（５）（７）の場合を示し、（ｂ）は、基本構成（２）（４）（６）（８）の場合を示す。尚、（ａ）、（ｂ）におけるＮは、照射によって形成される焼結層の数を示し、（ａ）におけるＫは、一層の焼結層を形成するために複数回のスキージの移動を必要とする場合の当該移動回数を示す。
【図４】基本構成（１）及び（２）において、プロセス１及び２を前提とした上でプロセス３、４の繰り返しによる三次元造形物の積層状態を示しており、（ａ）は、基本構成（１）及び（２）において、積層が完了した状態を示す側断面図であり、（ｂ）は、基本構成（１）において積層が完了前の状態にあることを示す平面図であり、（ｃ）は、基本構成（２）において積層が完了前の状態にあることを示す平面図である。
【図５】従来技術の構成を示す側断面図であって、（ａ）は、造形テーブル上の全上側領域に粉末層が積層された状態を示しており、（ｂ）は、造形テーブル上の一部領域であって、粉末供給部の側に順次粉末層を形成した場合に積層された粉末層が上側領域から崩壊する状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
前記基本構成（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）においても、三次元造形物を造形するために、スキージ２の移動による粉末層の形成、レーザビーム又は電子ビームの照射による造形領域の焼結層３の形成を必要不可欠としている点において従来技術の場合と変わりはない。
尚、前記焼結の後に、切削工具による焼結表面及びその近傍に対する切削加工が行われる場合と行われない場合とがあるが、精密な形状を造形する場合には、前記切削加工の工程を必要不可欠とする。
【００１４】
前記基本構成（１）、（３）、（５）、（７）においては、図３（ａ）のフローチャートに示すように、以下の工程を採用している。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、スキージの移動方向と直交する方向の両側端を接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【００１５】
基本構成（２）、（４）、（６）、（８）においては、図３（ｂ）のフローチャートに示すように、以下の工程を採用している。
１  スキージが粉末供給部による粉末の供給を受けてから直線方向に移動する移動距離につき、チャンバーの壁部を基準とする全移動距離よりも短い移動距離の設定。
２  前記１によって設定された移動距離に基づくスキージの移動領域内において、前記焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部側の端部に対し当該領域の両側から接続するライン状の壁部層の位置の確定。
３  前記１によって設定された移動距離におけるスキージの移動による粉末層の形成。
４  前記３によって形成された粉末層に対し、レーザビーム又は電子ビームの照射による焼結層の形成及び前記２によって確定された壁部層の位置におけるレーザビーム又は電子ビームの照射による壁部層の形成。
５  三次元造形物の頂部に至るまで前記３、４による各プロセスの繰り返し。
【００１６】
前記各プロセスからも明らかなように、基本構成（１）、（３）、（５）、（７）と同（２）、（４）、（６）、（８）とは、プロセス２においてライン状に形成された壁部層４の形状において相違しており、他のプロセス１、３、４は同一である。
尚、図３（ａ）は、焼結層３が壁部層４の前に形成され、かつ各粉末層が複数回のスキージ２の移動によって形成される状態を示すが、基本構成（２）、（４）、（６）、（８）においても、このような状態を採用することができる。
【００１７】
同様に、図３（ｂ）は、壁部層４が焼結層３の前に形成され、かつ粉末層が１回のスキージ２の移動によって形成される状態を示すが、基本構成（１）、（３）、（５）、（７）においてもこのような状態を採用することができる。
【００１８】
前記各プロセスの採用によって、基本構成（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）においては、図４（ａ）の側断面図に示すように、前記プロセス３によって形成された粉末層の積層領域内に、プロセス４のように、単に焼結層３だけでなく壁部層４を重畳させることによって粉末層の崩壊を避けることができる。
しかも、スキージ２の移動距離をチャンバーの壁部６を基準とする全移動距離、即ち当該壁部６にスキージ２が当接するか又は近接するに至るまでの移動距離よりも短く設定することによって、基本構成（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）においては、それぞれ図４（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、粉末層の形成領域を造形テーブル１上の一部領域とすることによって、粉末層の形成における作業効率を向上させることができる。
【００１９】
基本構成（１）、（３）、（５）、（７）のプロセス２の場合には、ライン状の壁部層４はスキージ２の移動方向と直交する方向の両端側と接続しているのに対し、基本構成（２）、（４）、（６）、（８）のプロセス２においては、ライン状に形成された壁部層４は、焼結が予定されている領域を囲んだ状態にて粉末供給部５側の端部に対し当該領域の両側から接続されており、双方の壁部層４の形状は相違している。
【００２０】
基本構成（１）、（３）、（５）、（７）における壁部層４の形状は、基本構成（２）、（４）、（６）、（８）の壁部層４よりも形状がシンプルである。
【００２１】
これに対し、基本構成（２）、（４）、（６）、（８）の場合には、焼結領域を囲んでいる壁部層４の外側における粉末層の形成を省略することによって更に効率的な粉末層の使用を実現することができる。
尚、この点は、図４（ｃ）に即した実施形態に即して後述する通りである。
【００２２】
粉末層の端部の位置と壁部層４の端部の位置との関係について説明するに、前記基本構成（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）においては、プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部５と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層４のうち粉末供給部５と最も離れた位置にある端部の位置の近傍であることを特徴とする実施形態を採用することができる（尚、図１（ｂ）、図２（ｂ）は、上記実施形態を採用した場合を示す。）。
【００２３】
このような実施形態の場合には、壁部層４よりも粉末供給部５から離れた外側に部分的な粉末層が順次積層され、しかもこれらの粉末層の端部及びその近傍が崩壊することが生じ得るが、壁部層４の重畳によって粉末供給部５側の粉末層の積層状態が維持されており、図５（ｂ）に示すような焼結層３の形成に支障を生ずるような大量の粉末層の崩壊を十分避けることができる。
【００２４】
基本構成（１）及び（２）においては、図４（ｂ）、（ｃ）及び図１（ａ）、図２（ａ）に示すように、プロセス３によって形成された粉末層が端部にて積層状態を維持し得る程度の厚さであって、プロセス３によって形成された粉末層のうち、粉末供給部５と反対側の端部の位置が、プロセス４によって形成された壁部層４のうち粉末供給部５と最も離れた位置にある端部の位置と一致していることを特徴としている。
【００２５】
このような基本構成（１）及び（２）の場合には、壁部層４の外側領域における粉末層が形成されないことによって、余計な粉末層の積層を完全に避けることができる。
但し、粉末層の積層に対し、端部が崩壊しない程度のような厚みを選択することを必要不可欠としている。
尚、図１（ｂ）、図２（ｂ）は、壁部層４の外側端部の近傍に粉末層が形成されており、基本構成（４）及び（６）において、基本構成（２）の構成を採用していない状態を示しており、図１（ａ）、図２（ａ）は、壁部層４の外側端部に粉末層が形成されていないことから、基本構成（３）、（５）において、基本構成（１）の構成を採用している状態を示している。
【００２６】
基本構成（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）、（７）、（８）においては、壁部層４の外側における粉末層の形成が極めて少ないか、又は粉末層が形成されていない一方、壁部層４がチャンバーの壁部６から離れている以上、チャンバーの壁部６と造形テーブル１の端部との隙間から、相当量の粉末１０が落下するという弊害を免れることができる。
尚、敢えて壁部層４の外側端部と造形テーブル１の端部とが一致し、しかも造形テーブル１の端部とチャンバーの壁部６との間に所定の隙間が存在する場合において、粉末層の落下を完全に防止することが必要又は好ましい事態を想定したとしても、壁部層４の外側領域における粉末層が形成されない状態にある図１（ａ）、図２（ａ）、図４（ｂ）に示す基本構成（１）を採用することによって解決することができ、かつこの点は図４（ｃ）に示す基本構成（２）の場合においても同様である。
【００２７】
壁部層４は、図４（ａ）に示すように、順次積層されることを前提としているが、当該壁部層４の水平方向における厚さは、隣接している粉末層の外側、即ち粉末供給部５から反対側への脱落を防止し得る程度であれば良く、特に限定される訳ではない。
但し、通常、５ｍｍ以上の厚みによって殆ど大抵の場合の三次元造形において、上記脱落を十分防止することができる。
【００２８】
基本構成（２）、（４）、（６）、（８）の場合には、図１（ｂ）、図２（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、粉末供給部５から粉末１０を受領するスキージ２の枠体２１においてスキージ２の移動方向と直交する方向を基準として、焼結層３のうちの最大幅を含む領域の両側に２個の板状体２２を設置し、当該２個の板状体２２内に粉末供給部５からの粉末１０が供給され、かつ前記２個の板状体２２の移動方向に沿って、プロセス４によって２個の壁部層４が形成されると共に、当該２個の壁部層４が他の壁部層４によって接続されていることを特徴とする実施形態を採用することができる。
【００２９】
上記実施形態の場合には、スキージ２の移動方向と直交する方向の領域においても余計な粉末層の積層を確実に避けることができる。
【００３０】
壁部層４においては、基本構成（１）の場合には、図４（ｂ）に示すように、スキージ２の移動領域と直交する方向に沿って全領域を直線状とする実施形態を採用することができ、基本構成（２）の場合には、図４（ｃ）に示すように、スキージ２の移動方向と直交する方向に沿って一部領域を直線状とする実施形態の何れをも採用することができ、このような直線状の形成によって、シンプルな設計を実現することができる。
但し、基本構成（１）及び（２）は、このような直線状の形成のみに限定される訳ではない。
【００３１】
基本構成（３）は図１（ａ）に示すように、壁部層４の全領域がスキージ２の移動方向と斜交する方向に形成されていることを特徴としており、基本構成（４）は、立脚している図１（ｂ）に示すように、壁部層４の一部領域がスキージ２の移動方向と斜交する方向に形成されていることを特徴としている。
【００３２】
基本構成（３）及び（４）のように、壁部層４をスキージ２の移動方向と斜交状態とすることによって、直交状態とする場合に比し三次元造形物に接近した状態にて壁部層４を形成することができる。
【００３３】
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、斜交状態を形成している壁部層４の外側、即ち粉末供給部５の反対側における粉末層の形成を少なくするためには、細長形状を形成しているスキージ２の枠体２１のうちの両側領域において供給される粉末１０の量を順次少ない状態としている。
【００３４】
基本構成（５）は、図２（ａ）に示すように、壁部層４の全領域が造形テーブル１の中心位置を中心とする楕円弧状又は円弧状に形成されていることを特徴としており、基本構成（６）は、立脚している図２（ｂ）に示すように、壁部層４の一部領域が前記楕円弧状又は円弧状に形成されていることを特徴としている（尚、図２（ａ）は、円弧状の場合を示し、図２（ｂ）は、楕円弧形状の場合を示す。）。
【００３５】
基本構成（５）及び（６）においても、基本構成（３）及び（４）と同様に、焼結層３に接近した状態にて壁部層４を形成することが可能である一方、基本構成（３）及び（４）の場合と同様に、細長形状を形成しているスキージ２の枠体２１のうちの両側領域において供給される粉末１０の量を順次少ない状態とするような調整によって、壁部層４の外側における余計な粉末層の形成を可能な限り少ない状態とすることができる。
【００３６】
基本構成（７）及び（８）は、造形領域の焼結の後に、当該焼結層３の表面及びその近傍における切削加工を採用しており、かつ前記焼結層３の粉末供給部５から最も離れた側の端部の位置と、前記壁部層４において粉末供給部５に最も近い内側端部との幅が焼結層３の表面に対する切削幅程度であることを特徴としている。
【００３７】
三次元造形においては、焼結層３の表面に対する切削は、常に行われる訳ではないが、切削を要求される三次元造形物の場合に、基本構成（７）及び（８）による幅を基準とすることによって、最もコンパクトな粉末層の積層領域を実現し、ひいては、最も効率的なスキージ２の移動を達成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、全ての三次元造形物の造形方法において、余計な粉末層の積層を避け、効率的なスキージの移動を実現できる点において極めて有用であり、スキージの移動及びレーザビーム又は電子ビームによる照射を伴う全ての三次元造形物の造形方法において広範に利用することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１    造形テーブル
２    スキージ
２１  枠体
２２  板状体
３    焼結層
４    壁部層
５    粉末供給部
６    チャンバーの壁部
１０  粉末
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2020131446.tif 000008