(57)【要約】【課題】変形した三次元構造物を矯正する三次元構造物の反り矯正装置及び三次元構造物の製造方法を提供する。【解決手段】三次元構造物５の反り矯正装置２０は、三次元構造物５を加熱する加熱部３７と、三次元構造物５を支持する支持部３１と、三次元構造物５に力を加える作用部３２とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元構造物を加熱する加熱部と、
前記三次元構造物を支持する支持部と、
前記三次元構造物に力を加える作用部とを有する
三次元構造物の反り矯正装置。
【請求項２】
前記加熱部は、前記支持部及び前記作用部を収容可能である
請求項１に記載の三次元構造物の反り矯正装置。
【請求項３】
前記三次元構造物は、ベースプレートと当該ベースプレート上に構成される三次元造形物を含み、
前記作用部は、前記ベースプレートに力を加えるものである
請求項１または２に記載の三次元構造物の反り矯正装置。
【請求項４】
前記三次元構造物は、前記三次元造形物が鉛直方向で前記ベースプレートよりも下に位置して前記加熱部内に配置され、
前記ベースプレートを支持するベースプレート支持部は、前記ベースプレートの下に配置され、
前記ベースプレート支持部は、前記ベースプレートの前記三次元造形物が設けられている部分以外の部分を下から支持する
請求項３に記載の三次元構造物の反り矯正装置。
【請求項５】
前記作用部によって前記三次元構造物に加えられる力の大きさは、前記三次元構造物の温度または前記三次元構造物の周囲の温度に基づいて、調整される
請求項１〜４のいずれか一項に記載の三次元構造物の反り矯正装置。
【請求項６】
前記作用部は、前記三次元構造物の周囲の温度が規定温度以上になるとき、前記三次元構造物に力を加える
請求項５に記載の三次元構造物の反り矯正装置。
【請求項７】
三次元構造物の製造方法であって、
前記三次元構造物を加熱部内に配置する工程と、
前記三次元構造物を支持する工程と、
三次元造形物の造形において変形した前記三次元構造物を元の形状に戻すように、前記三次元構造物に力を加え、かつ前記加熱部によって前記三次元構造物を加熱する工程とを含む
三次元構造物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形物を含む三次元構造物の反り矯正装置及び三次元構造物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元造形物は、例えば、次のように形成される。ベースプレートに所定厚の金属粉体層を積層し、金属粉体層の所定領域にレーザを照射し、粉体を固化する。金属粉体層の積層とレーザ照射とを繰り返し行うことによって三次元造形物を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０１２５６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、三次元造形物の形成の過程で、ベースプレートや三次元造形物が変形することがある。そこで、変形した三次元構造物を矯正する三次元構造物の反り矯正装置及び三次元構造物の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）上記課題を解決する三次元構造物の反り矯正装置は、三次元構造物を加熱する加熱部と、前記三次元構造物を支持する支持部と、前記三次元構造物に力を加える作用部とを有する。この構成によれば、三次元造形物の造形の際に変形した三次元構造物を元の形状に戻すように三次元構造物の変形を矯正できる。
【０００６】
（２）上記三次元構造物の反り矯正装置において、前記加熱部は、前記支持部及び前記作用部を収容可能である。この構成によれば、矯正装置をコンパクトにできる。
（３）上記三次元構造物の反り矯正装置において、前記三次元構造物は、ベースプレートと当該ベースプレート上に構成される三次元造形物を含み、前記作用部は、前記ベースプレートに力を加えるものである。この構成によれば、ベースプレートの変形を戻すことが出来る。
【０００７】
（４）上記三次元構造物の反り矯正装置において、前記三次元構造物は、前記三次元造形物が鉛直方向で前記ベースプレートよりも下に位置して前記加熱部内に配置され、前記ベースプレートを支持するベースプレート支持部は、前記ベースプレートの下に配置され、前記ベースプレート支持部は、前記ベースプレートの前記三次元造形物が設けられている部分以外の部分を下から支持する。この構造によれば、三次元造形物の重さがベースプレートに加わるようになる。このように、三次元造形物の重さを利用して、ベースプレートの変形を矯正できる。
【０００８】
（５）上記三次元構造物の反り矯正装置において、前記作用部によって前記三次元構造物に加えられる力の大きさは、前記三次元構造物の温度または前記三次元構造物の周囲の温度に基づいて、調整される。この構成によれば、温度に応じた矯正に適切な力を三次元構造物に加えることができる。
【０００９】
（６）上記三次元構造物の反り矯正装置において、前記作用部は、前記三次元構造物の周囲の温度が規定温度以上になるとき、前記三次元構造物に力を加える。この構成によれば、三次元構造物が規定温度未満のときに三次元構造物に力が加えられないため、十分に加熱されていない状態で力が三次元構造物に加えられることに起因して生じるクラック等の発生を抑制できる。
【００１０】
（７）上記課題を解決する三次元構造物の製造方法は、三次元構造物の製造方法であって、前記三次元構造物を加熱部内に配置する工程と、前記三次元構造物を支持する工程と、三次元造形物の造形において変形した前記三次元構造物を元の形状に戻すように、前記三次元構造物に力を加え、かつ前記加熱部によって前記三次元構造物を加熱する工程とを含む。この構成によれば、三次元造形物に力を加えて、三次元造形物を加熱するため、加熱しない場合に比べて短時間で、三次元構造物の変形を矯正できる。
【発明の効果】
【００１１】
上記三次元構造物の反り矯正装置及び三次元構造物の製造方法によれば、三次元構造物の変形を矯正できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】造形装置の模式図。
【図２】第１実施形態に係る矯正装置の模式図。
【図３】作用部の斜視図。
【図４】温度プロファイルの一例を示すチャート。
【図５】第２実施形態に係る矯正装置の模式図。
【図６】第３実施形態に係る矯正装置の模式図。
【図７】第４実施形態に係る矯正装置の模式図。
【図８】第５実施形態に係る矯正装置について、矯正治具の模式図。
【図９】第６実施形態に係る矯正装置について、矯正治具の模式図。
【図１０】第７実施形態に係る矯正装置について、矯正治具の模式図。
【図１１】第８実施形態に係る矯正装置について、矯正治具の模式図。
【図１２】第９実施形態に係る矯正装置の模式図。
【図１３】第１０実施形態に係る矯正装置の模式図。
【図１４】作用部の力が加わる部分の一例を示す、三次元構造物の平面図。
【図１５】作用部の力が加わる部分の他の例を示す、三次元構造物の平面図。
【図１６】作用部の力が加わる部分の他の例を示す、三次元構造物の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施形態＞
図１を参照して、三次元造形物（以下、「造形物１」）を形成する造形装置１０について説明する。
【００１４】
造形装置１０は、チャンバー１１と、コンテナ１２と、リコータ１３と、レーザ照射装置１４とを備える。チャンバー１１内に、コンテナ１２及びリコータ１３が収容される。チャンバー１１内は、不活性ガスで充填される。コンテナ１２は、造形物１を支持する造形テーブル１５を備える。コンテナ１２には、造形物１を形成するための粉状材料１６が収容される。粉状材料１６は、例えば、金属粉である。リコータ１３は、造形テーブル１５上にまたは造形途中の造形物の上に、粉状材料１６からなる粉体層１７を所定厚さに積層する。レーザ照射装置１４は、粉体層１７にレーザ光を照射する。造形テーブル１５は、造形される造形物１を支持する。
【００１５】
造形物１は次のように形成される。造形テーブル１５に、ベースプレート２を配置する。ベースプレート２は、造形物１の土台となる矩形の板状の部材である。ベースプレート２は、造形物１を形成する粉状材料１６と同じまたは同種の金属により構成され得る。たとえば、粉状材料１６でチタンであるときは、ベースプレート２として、チタン製のベースプレート２が用いられる。なお、チタン以外ではマルエージング鋼や鉄やステンレスなどの鉄鋼系材料、銅、銅合金、アルミニウム、インコネルなどを用いることができる。さらに、ベースプレート２は矩形に限らず円形でも良く、板厚や補強のためのリブの有無は問わないものである。
【００１６】
次に、リコータ１３により、ベースプレート２の上に粉体層１７を一層形成する。そして、レーザ光を照射し、粉体層１７の所定領域を固化する。造形テーブル１５を一層分（粉体層１７の一層相当）だけ降下する。以下、粉体層１７の形成、レーザ照射、及び、一層分の造形テーブル１５の降下を繰り返す。このようにして、ベースプレート２の上に、順に粉状材料１６の溶融固体層を積層して造形物１が形成される。次に、ベースプレート２が付いた造形物１を、加熱部３７でエージングする。これにより、三次元構造物５内の金属結晶構造を適正化し、脆弱性等の欠陥を少なくする。そして、ベースプレート２から造形物１を切断する。粉状材料１６が希少金属である場合（例えば、チタン）、ベースプレート２を回収し、再利用する。レーザ照射でベースプレート２の表面は溶融しているため、ベースプレート２を再利用する場合、ベースプレート２の表面を削り取り、ベースプレート２の表面状態を整える。
【００１７】
ところで、造形物１の製造において、ベースプレート２及び造形物１が変形することがある。この変形は、造形物１の製造工程において、レーザ照射による部分的な加熱と熱拡散による冷却とが繰り返されることにより、造形物１内に歪が蓄積されるためである。また、レーザ造形における造形物１の変形に伴って、ベースプレート２が徐々に反る。具体的には、ベースプレート２は、ベースプレート２において造形物１が形成される部分の周囲が、造形物１が形成される面（以下、「造形面２ａ」）側に、反る。また、ベースプレート２が捩じれる場合もある。
【００１８】
造形物１は、造形における変形（反りや捩じれ等）が小さいことが好ましい。また、ベースプレート２も、再利用の観点で、変形（反りや捩じれ等）が小さいことが好ましい。変形があると、ベースプレート２の表面を平坦にする場合に、ベースプレート２に対して削る量が多くなるからである。また、変形が大きいと、再利用できなくなる。したがって、造形物１、ベースプレート２、及びベースプレート２付きの造形物１は、変形が小さいことが好ましい。そこで、本実施形態では、これら（造形物１、ベースプレート２、及びベースプレート２付きの造形物１、以下、これらを総称して「三次元構造物５」という。）の変形を、三次元構造物の反り矯正装置（以下、「矯正装置２０」）を用いて矯正する。矯正装置２０は、三次元構造物５の変形を矯正する。以下に、矯正装置２０の具体例を挙げる。
【００１９】
図２を参照して、矯正装置２０について説明する。矯正装置２０は、三次元構造物５を支持する支持部３１と、三次元構造物５に力を加える作用部３２と、三次元構造物５を加熱する加熱部３７とを有する。
【００２０】
支持部３１と作用部３２とは、加熱部３７とは独立した装置として構成されてもよい。本実施形態では、支持部３１と作用部３２とは、矯正治具３０の構成要素の一部として構成される。
【００２１】
矯正治具３０の作用部３２は、造形物１の造形の際に変形した三次元構造物５を元の形状に戻すように三次元構造物５に力を加える。ここで、元の形状とは、三次元構造物５が、造形装置１０により造形物１を造形する場合において、造形過程に生じる変形がなかった場合の三次元構造物５の形状を示す。すなわち、元の形状とは、設計上における三次元構造物５の形状を示す。好ましくは、矯正治具３０は、作用部３２を押すプレス装置３８を備える。
【００２２】
加熱部３７は、三次元構造物５を加熱できる装置であればよい。例えば、三次元構造物５は、空気を介する加熱、遠赤外線加熱、誘導加熱等、いずれの方法で加熱されてもよい。
【００２３】
本実施形態では、三次元構造物５として、矩形のベースプレート２に造形物１が形成されているものを挙げる。ベースプレート２において造形物１の周囲は、造形面２ａ側に反っている。
【００２４】
図２及び図３を参照して、支持部３１及び作用部３２について説明する。
図２に示されるように、支持部３１は、ベースプレート２付きの造形物１をベースプレート２側から支持する。支持部３１は、部分的に、ベースプレート２に接触する平坦面３１ａを有してもよい。支持部３１は、ベースプレート２に加えられる作用部３２の力が、阻害されず当該ベースプレート２に加えられるように、三次元構造物５を支持する。本実施形態では、支持部３１は、ベースプレート２において造形面２ａの反対側の裏面２ｂに接触する。支持部３１は、少なくとも、ベースプレート２において、反った部分以外の部分に接触する。具体的には、支持部３１は、少なくとも、ベースプレート２において造形物１が形成される部分の反対側の裏面中央部２ｃに接触する。支持部３１は、ベースプレート２において反った部分の裏面周囲部２ｄに接触しないことが好ましい。ベースプレート２の矯正後において、支持部３１は、ベースプレート２の裏面周囲部２ｄに接触してもよい。支持部３１は、上からみて、ベースプレート２よりも小さくてもよく、また、大きくてもよい。
【００２５】
作用部３２は、ベースプレート２の変形（反りや捩じれ）を矯正する。
図３に示されるように、作用部３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押す押圧部３３と、プレス装置３８の力を伝達する部分である伝達部３４とを有する。押圧部３３は、環状であり、造形物１を囲むようにベースプレート２に接触する。伝達部３４は、プレス装置３８の出力部（本実施形態では出力ロッド３８ａ）と結合する結合部３５と、結合部３５の角部と押圧部３３の角部とを接続する４つの柱部３６とを有する。作用部３２は、造形物１に被さるように配置される（図２参照）。伝達部３４が４つの柱部３６を有する理由は、加熱において、空気の対流が妨げないようにするためである。加熱時において、空気は柱部３６の間を通って対流するため、造形物１の周囲において温度差が生じ難くなる。
【００２６】
プレス装置３８から作用部３２に加わる力は、ベースプレート２に加えられる。ベースプレート２において造形物１の周囲は、作用部３２により支持部３１に向かって押される。プレス装置３８は、規定値よりも大きい力で作用部３２を押す。このため、ベースプレート２において造形物１の周囲は、規定値よりも大きい力で、支持部３１に向かって押される。好ましくは、プレス装置３８は、規定値よりも大きく、かつ変形の緩和によっても変化しない一定の大きさの力で、作用部３２を押す。規定値は、ベースプレート２を変形させることができる力の大きさの最小値を示す。
【００２７】
加熱部３７は、支持部３１、作用部３２、及びベースプレート２付きの造形物１を収容する。加熱部３７には、プレス装置３８の出力ロッド３８ａが挿通する挿通孔が設けられている。出力ロッド３８ａは、作用部３２の結合部３５に結合される。
【００２８】
加熱部３７は、所定の温度プロファイルで、支持部３１、作用部３２、及びベースプレート２付きの造形物１を加熱する。
図４を参照して、温度プロファイルの一例を説明する。加熱部３７内の空気温度は、室温ＴＲから所定の昇温率で規定温度ＴＡまで上げられる。その後、加熱部３７内の空気温度は、所定時間ｔｘにわたって規定温度ＴＡで維持される。所定時間ｔｘの経過後、加熱部３７内の温度は、所定の降温率で室温ＴＲまで下げられる。なお、この温度プロファイルは一例であり、温度プロファイルはこれに限定されない。例えば、室温ＴＲから規定温度ＴＡに至るまでに温度を段階的に挙げてもよい。具体的には、室温ＴＲから温度を上昇させ、室温ＴＲと規定温度ＴＡとの間の所定の温度で、温度上昇を停止して当該所定の温度で規定の時間だけ維持し、その後、再び温度を規定温度まで上昇させてもよい。同様に、温度の下降において、温度を、規定温度ＴＡから室温ＴＲ至るまで段階的に下げてもよい。更に、好ましくは、温度プロファイルの各温度における時間は、三次元構造物５が十分にエージングされるように設定される。
【００２９】
三次元構造物５は次のようにして矯正される。
三次元構造物５は、加熱部３７内に配置される支持部３１の上に置かれる。上述のとおり、ベースプレート２において造形物１を囲むように、作用部３２の押圧部３３をベースプレート２に接触させる。そして、温度を徐々に上昇させる。そして加熱部３７内の空気の温度が、規定温度ＴＡに達した時点で、プレス装置３８を動作させ、作用部３２を介してベースプレート２に力を加える。プレス装置３８は、所定時間ｔｘにわたって、規定値よりも大きい所定の大きさの力をベースプレート２に加え続ける。所定時間ｔｘの経過後、プレス装置３８による加圧を停止し、加熱部３７内の空気の温度を所定の降温率で下げる。なお、作用部３２を介してベースプレート２に力を加える場合、所定時間ｔｘの間に断続的な力を加え続けてもよい。
【００３０】
矯正治具３０及び矯正装置２０の作用を説明する。
矯正治具３０は、上述のように、作用部３２により、造形物１の造形の際に変形した三次元構造物５を元の形状に戻すように、三次元構造物５に力を加える。これにより、三次元構造物５の形状が元の形状に近づくように、三次元構造物５が矯正される。特に、加熱により三次元構造物５の温度が室温ＴＲよりも高い状態にあるときに、三次元構造物５に力を加えることで、三次元構造物５が元の形状に戻るときにおいて、三次元構造物５のクラック等の発生を抑制する。さらに、三次元構造物５のエージング中に、矯正治具３０により三次元構造物５の変形を矯正することにより、三次元構造物５の製造効率が高められる。
【００３１】
以下に、本実施形態の効果を説明する。
（１）矯正治具３０は、三次元構造物５を加熱する加熱部３７と、三次元構造物５を支持する支持部３１と、三次元構造物５に力を加える作用部３２とを有する。この構成によれば、造形物１（三次元造形物）の造形の際に変形した三次元構造物５を元の形状に戻すように三次元構造物５の変形を矯正できる。
【００３２】
なお、三次元構造物５は、造形物１、ベースプレート２、及びベースプレート２付きの造形物１のいずれであってもよい。造形物１だけを矯正する場合、またはベースプレート２だけを矯正する場合、造形物１が形成されたベースプレート２からベースプレート２を切り離し、引き離されたベースプレート２または造形物１を矯正する。
【００３３】
（２）加熱部３７は、支持部３１及び作用部３２を収容可能である。この構成によれば、矯正装置２０をコンパクトにできる。
（３）矯正装置２０において作用部３２は、三次元構造物５のベースプレート２に力を加えるものである。この構成によれば、ベースプレート２の変形を戻すことが出来る。
【００３４】
（４）矯正装置２０において、作用部３２によって三次元構造物５に加えられる力の大きさは、三次元構造物５の周囲の温度に基づいて、調整される。例えば、三次元構造物５の周囲の温度が規定温度ＴＡになったときに、三次元構造物５に力が加えられる。この構成によれば、温度に応じた矯正に適切な力を三次元構造物５に加えることができる。なお、三次元構造物５自体の温度に基づいて、三次元構造物５に加える力を調整してもよい。
【００３５】
（５）具体的には、三次元構造物５の周囲の温度が規定温度ＴＡ以上になるとき、作用部３２によって三次元構造物５に力が加えられる。この構成によれば、三次元構造物５が規定温度ＴＡ未満のときに三次元構造物５に力が加えられないため、十分に加熱されていない状態で三次元構造物５に力が加えられることに起因して生じるクラック等の発生を抑制できる。
【００３６】
（６）三次元構造物５の製造方法は、三次元構造物５を加熱部３７内に配置する工程と、三次元構造物５を支持する工程と、造形物１（三次元造形物）の造形において変形した三次元構造物５を元の形状に戻すように、三次元構造物５に力を加え、かつ加熱部３７によって三次元構造物５を加熱する工程とを含む。この構成によれば、造形物１に力を加えて、造形物１を加熱するため、加熱しない場合に比べて短時間で、三次元構造物５の変形を矯正できる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
図５を参照して、第２実施形態に係る矯正装置２０を説明する。第１実施形態と同じ構成には、第１実施形態と同じ符号を付す。
【００３８】
本実施形態では、三次元構造物５に力を加える作用部１３２が、第１実施形態に係る矯正装置２０の作用部３２の構成と相違する。
作用部１３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押す押圧部１３３と、押圧部１３３を支持部１３１に押し付けるクランプ部１３４とを有する。押圧部１３３は、環状であり、造形物１を囲むようにベースプレート２に接触する。クランプ部１３４は、環状の押圧部１３３の対向する２辺それぞれに対して設けられる。クランプ部１３４の上部は、押圧部１３３の上に配置され、クランプ部１３４の中間部は、上部から下方に垂れ下がるように延び、加熱部１３７の下部に設けられる挿通孔を挿通する。クランプ部１３４の下部は、押圧部１３３を下方に引っ張るクランプ装置１３８に接続される。
【００３９】
このような作用部１３２を有する矯正装置２０によれば、作用部１３２は、クランプ装置１３８の力に基づいて、三次元構造物５に力を加える。具体的には、ベースプレート２の周囲に、その反りと反対方向に力が加えられる。このようにして、第１実施形態に準じた効果が得られる。
【００４０】
＜第３実施形態＞
図６を参照して、第３実施形態に係る矯正装置２０を説明する。第１実施形態と同じ構成には、第１実施形態と同じ符号を付す。
【００４１】
本実施形態では、三次元構造物５に力を加える作用部２３２が、第１実施形態に係る矯正装置２０の作用部３２の構成と相違する。
作用部２３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押す押圧部２３３を有する。押圧部２３３は、環状であり、造形物１を囲むようにベースプレート２に接触可能に構成される。である。また、押圧部２３３の側壁２３３ａは三次元構造物５を支持部２３１に設置する際に取り外される構成にしてもよい。また、三次元構造物５を支持する支持部２３１が初期位置（支持部２３１が上方移動する前の位置）に位置するとき、押圧部２３３の下面２３３ｂは、ベースプレート２の上面よりも高い位置に位置する。押圧部２３３の上部は、加熱部２３７の天井２３７ａに固定されても、固定されなくてもよい。プレス装置２３８は、加熱部２３７の下に配置される。そして、プレス装置２３８は、支持部２３１を上方に押す。支持部２３１が上方に押されることにより、ベースプレート２において造形物１の周囲が下方（支持部２３１側）に押されるようになる。
【００４２】
このような作用部２３２を有する矯正装置２０によれば、ベースプレート２の周囲に、その反りと反対方向に力が加えられる。このようにして、第１実施形態に準じた効果が得られる。
【００４３】
なお、押圧部２３３の側壁２３３ａは、移動または回転できるように加熱部２３７の天井２３７ａに取り付けられてもよい。例えば、側壁２３３ａは、加熱部２３７の天井２３７ａにヒンジを介して取り付けられ、天井２３７ａに対して回転可能とされる。また、側壁２３３ａは、昇降可能に加熱部２３７の天井２３７ａに取り付けられ得る。この場合、加熱部２３７に三次元構造物５を収容したときに、ベースプレート２を押圧できる位置に側壁２３３ａを配置できる。
【００４４】
押圧部２３３の上部が加熱部２３７の天井２３７ａに固定されない場合、押圧部２３３は、加熱部２３７とは独立した矯正用道具であってもよい。この場合、押圧部２３３は、三次元構造物５に載置可能な形状とされる。矯正のとき、三次元構造物５に押圧部２３３を載せた状態で、三次元構造物５を加熱部２３７の天井２３７ａに向かって持ち上げる。そうすると、押圧部２３３が加熱部２３７の天井２３７ａに当たって止まるため、押圧部２３３を介して、ベースプレート２において造形物１の周囲が下方（支持部２３１側）に押されるようになる。
【００４５】
＜第４実施形態＞
図７を参照して、第４実施形態に係る矯正装置２０を説明する。第１実施形態と同じ構成には、第１実施形態と同じ符号を付す。
【００４６】
本実施形態では、三次元構造物５ｘに力を加える作用部３３２の構成が、第１実施形態に係る矯正装置２０の作用部３２の構成と相違する。また、三次元構造物５ｘは、牽引装置３３８により引っ張られる部分を有する点で、第１実施形態における三次元構造物５と相違する。
【００４７】
支持部３３１は、三次元構造物５ｘを載せる台である。作用部３３２を介して力が三次元構造物５ｘに加わるときには、三次元構造物５ｘは、支持部３３１から離れる。
作用部３３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押す押圧部３３３を有する。造形物１の初期位置（造形物１が牽引装置３３８で引き上げられる前の位置）において、押圧部３３３の下面は、造形物１の上面よりも高い位置に位置する。押圧部３３３は、環状であり、造形物１が引き上げられると、造形物１を囲むようにベースプレート２に接触する。押圧部３３３の上部は、加熱部３３７の天井に固定される。牽引装置３３８は、加熱部３３７の上に配置される。牽引装置３３８は、三次元構造物５を吊り下げる腕部３３８ａを有する。そして、牽引装置３３８は、造形物１を上方に引き上げる。造形物１が上方に引き上げられることにより、ベースプレート２において造形物１の周囲が下方に押されるようになる。
【００４８】
このような作用部３３２を有する矯正装置２０によれば、ベースプレート２の周囲に、その反りと反対方向に力が加えられる。このようにして、第１実施形態に準じた効果が得られる。
【００４９】
＜第５実施形態＞
図８を参照して、第５実施形態に係る矯正装置２０を説明する。第１実施形態と同じ構成には、第１実施形態と同じ符号を付す。矯正装置２０は、矯正治具３０を含む。
【００５０】
矯正治具３０は、加熱部内に配置可能なものである。加熱部は例えばオーブンである。本実施形態では、三次元構造物５とともに矯正治具３０が加熱される。矯正治具３０は、支持部４３１と、作用部４３２とを有する。作用部４３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押す押圧部４３３と、押圧部４３３を押す押圧機構４３４とを備える。
【００５１】
押圧部４３３は、環状であり、造形物１を囲むようにベースプレート２に接触する。押圧機構４３４は、プーリ４３５と、プーリ４３５に案内されるケーブル４３６とを備える。ケーブル４３６の一端には、作用部４３２を押すための錘４３７が取り付けられる。ケーブル４３６の他の端は、ばね４３８を介して支持部４３１に取り付けられる。錘４３７は、ケーブル４３６に釣り下がる。三次元構造物５の矯正時において、矯正治具３０は、三次元構造物５とともに加熱部に入れられる。矯正治具３０が加熱されると、ばね４３８の温度上昇によりばね係数が小さくなるため、錘４３７を支持する力が弱くなり、ベースプレート２に加わる力が大きくなる。
【００５２】
このような矯正装置２０によれば、ベースプレート２の周囲に、その反りと反対方向に力が加えられる。このようにして、第１実施形態に準じた効果が得られる。また、錘４３７がばね４３８を介して支持されているため、温度の上昇とともにベースプレート２に加わる力が作用する作用位置を低い位置（支持部４３１側の近い位置）に移動させることができる。これにより、矯正装置２０の矯正により反りが小さくなっていく場合において、ベースプレート２の周囲に加わる力の減少を抑制できる。
【００５３】
また、作用部４３２は、三次元構造物５に加える力を発生させる力発生部（この実施形態では、錘４３７）を有する。また、矯正治具３０は、加熱部に収容可能である。この構成によれば、加熱部に収容できる程度に矯正治具３０がコンパクトであるため、加熱部の外で、三次元構造物５に力が加わるように矯正治具３０に三次元構造物５をセットできる。このため、三次元構造物５を矯正するための準備作業が行い易い。
【００５４】
＜第６実施形態＞
図９を参照して、第６実施形態に係る矯正装置２０を説明する。第１実施形態と同じ構成には、第１実施形態と同じ符号を付す。矯正装置２０は、矯正治具３０を含む。
【００５５】
矯正治具３０は、加熱部内に配置可能なものである。加熱部は例えばオーブンである。本実施形態では、三次元構造物５とともに矯正治具３０が加熱される。矯正治具３０は、支持部５３１と、作用部５３２とを有する。作用部５３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押す押圧部５３３と、押圧部５３３を押す押圧機構５３４とを備える。
【００５６】
押圧部５３３は、環状であり、造形物１を囲むようにベースプレート２に接触する。
押圧機構５３４は、油圧ピストン５３５と、油圧ピストン５３５を固定する固定部５３６を有する。固定部５３６の下端は、支持部５３１に固定される。固定部５３６の上端部は、押圧部５３３の上方に配置される。固定部５３６の上端部と押圧部５３３との間に、油圧ピストン５３５が配置される。油圧ピストン５３５のシリンダ５３７において、ピストン５３８とは反対側の部分は固定部５３６の上端部に固定される。油圧ピストン５３５のピストン５３８は、押圧部５３３に接触する。三次元構造物５の矯正時において、矯正治具３０は、三次元構造物５とともに加熱部に入れられる。矯正治具３０が加熱されると、油圧ピストン５３５内の充填油が膨張し、ピストン５３８が下方に移動するため、押圧部５３３に加わる力が大きくなる。なお、ピストン５３８及び押圧部５３３は、ベースプレート２の変形を矯正できるように十分に重いものとして構成される。
【００５７】
このような矯正装置２０によれば、ベースプレート２の周囲に、その反りと反対方向に力が加えられる。このようにして、第１実施形態に準じた効果が得られる。また、油圧ピストン５３５内に充填油が充填されているため、温度の上昇とともにベースプレート２に加わる力が作用する作用位置を低い位置（支持部５３１側の近い位置）に移動させることができる。これにより、矯正装置２０の矯正により反りが小さくなっていく場合において、ベースプレート２の周囲に加わる力の減少を抑制できる。
【００５８】
また、作用部５３２は、三次元構造物５に加える力を発生させる力発生部（この実施形態では、油圧ピストン５３５）を有する。また、矯正治具３０は、加熱部に収容可能である。この構成によれば、加熱部に収容できる程度に矯正治具３０がコンパクトであるため、加熱部の外で、三次元構造物５に力が加わるように矯正治具３０に三次元構造物５をセットできる。このため、三次元構造物５を矯正するための準備作業が行い易い。
【００５９】
＜第７実施形態＞
図１０を参照して、第７実施形態に係る矯正装置２０を説明する。第１実施形態と同じ構成には、第１実施形態と同じ符号を付す。矯正装置２０は、矯正治具３０を含む。
【００６０】
矯正治具３０は、加熱部内に配置可能なものである。加熱部は例えばオーブンである。本実施形態では、三次元構造物５とともに矯正治具３０が加熱される。矯正治具３０は、支持部６３１と、作用部６３２とを有する。作用部６３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押す押圧部６３３と、押圧部６３３を押す押圧機構６３４とを備える。
【００６１】
押圧部６３３は、環状であり、造形物１を囲むようにベースプレート２に接触する。
押圧機構６３４は、押圧部６３３を押す押圧板６３５と、押圧板６３５よりも上方に配置される上板６３６と、上板６３６と押圧板６３５との間に配置されて押圧板６３５を下方に押すばね６３７とを備える。上板６３６は、支持ロッド６３８を介して支持部６３１で支持される。押圧板６３５は、上下移動可能に支持ロッド６３８に支持される。押圧部６３３は、押圧板６３５を介してばね６３７の力で下方に押される。
【００６２】
このような矯正装置２０によれば、ベースプレート２の周囲に、その反りと反対方向に力が加えられる。なお、この矯正装置２０の場合、加熱前から、ベースプレート２には所定の力が加えられる。
【００６３】
また、作用部６３２は、三次元構造物５に加える力を発生させる力発生部（この実施形態では、ばね６３７）を有する。また、矯正治具３０は、加熱部に収容可能である。この構成によれば、加熱部に収容できる程度に矯正治具３０がコンパクトであるため、加熱部の外で、三次元構造物５に力が加わるように矯正治具３０に三次元構造物５をセットできる。このため、三次元構造物５を矯正するための準備作業が行い易い。
【００６４】
＜第８実施形態＞
図１１を参照して、第８実施形態に係る矯正装置２０を説明する。第１実施形態と同じ構成には、第１実施形態と同じ符号を付す。矯正装置２０は、矯正治具３０を含む。
【００６５】
矯正治具３０は、加熱部内に配置可能なものである。加熱部は例えばオーブンである。本実施形態では、三次元構造物５とともに矯正治具３０が加熱される。矯正治具３０は、支持部７３１と、作用部７３２とを有する。作用部７３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押す押圧部７３３と、押圧部７３３を保持する保持部７３４とを備える。
【００６６】
押圧部７３３は、環状であり、造形物１を囲むようにベースプレート２に接触する。押圧部７３３は、熱により膨張する膨張物質により形成されている。膨張物質として、例えば、亜鉛及びマグネシウムを含むアルミニウム合金（例えば、ジュラルミン）が挙げられる。
【００６７】
保持部７３４の下端は、支持部７３１に固定される。保持部７３４の上端は、押圧部７３３の上方に配置される。保持部７３４の上端とベースプレート２との間に、押圧部７３３が配置される。
【００６８】
三次元構造物５の矯正時において、矯正治具３０は、三次元構造物５とともに加熱部に入れられる。矯正治具３０が加熱されると、押圧部７３３が膨張するため、ベースプレート２に加わる力が大きくなる。
【００６９】
このような矯正装置２０によれば、ベースプレート２の周囲に、その反りと反対方向に力が加えられる。このようにして、第１実施形態に準じた効果が得られる。また、押圧部７３３は膨張物質により形成されているため、温度の上昇とともにベースプレート２に加わる力が作用する作用位置を低い位置（支持部７３１側の近い位置）に移動させることができる。これにより、矯正装置２０の矯正により反りが小さくなっていく場合において、ベースプレート２の周囲に加わる力の減少を抑制できる。
【００７０】
また、作用部７３２は、三次元構造物５に加える力を発生させる力発生部（この実施形態では、膨張する押圧部７３３）を有する。矯正治具３０は、加熱部に収容可能である。この構成によれば、加熱部に収容できる程度に矯正治具３０がコンパクトであるため、加熱部の外で、三次元構造物５に力が加わるように矯正治具３０に三次元構造物５をセットできる。このため、三次元構造物５を矯正するための準備作業が行い易い。
【００７１】
＜第９実施形態＞
図１２を参照して、第９実施形態に係る矯正装置２０を説明する。第１実施形態と同じ構成には、第１実施形態と同じ符号を付す。
【００７２】
本実施形態に係る矯正装置２０は、矯正治具３０と、加熱部８４０と、を備える。矯正治具３０は、支持部８３１と、作用部８３２とを有する。
作用部８３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押す押圧部８３３と、押圧部８３３を押すための錘８３４とを有する。
【００７３】
押圧部８３３は、環状であり、造形物１を囲むようにベースプレート２に接触する。押圧部８３３は、錘８３４を載せる載置台８３５を有する。錘８３４は、押圧部８３３の載置台８３５に載せられる。錘８３４は、押圧部８３３を支持部８３１側（すなわち下方）に向かって押す。
【００７４】
このような矯正装置２０によれば、ベースプレート２の周囲に、その反りと反対方向に力が加えられる。このようにして、第１実施形態に準じた効果が得られる。
また、作用部８３２は、三次元構造物５に加える力を発生させる力発生部（この実施形態では、錘８３４）を有し、かつ、加熱部８４０に収容可能である。この構成によれば、作用部８３２がコンパクトであり、矯正のための装置の簡素化に貢献する。
【００７５】
この実施形態において、錘８３４をクレーンにより支持してもよい。クレーンは、加熱部８４０の外に置かれる。クレーンは、ケーブルで錘８３４を吊り下げる。この構成によれば、クレーンによって錘８３４を支持する力の大きさを制御することにより、ベースプレート２の周囲に加わる力の大きさを調整できる。また、加熱部８４０内の空気温度に基づいて、クレーンによって錘８３４を支持する力を制御してもよい。なお、本実施形態では一例としてクレーンを挙げたが、錘８３４を吊り下げる手段はこれに限定されない。例えば、回転体に巻かれるケーブルの端部に錘８３４が吊り下げられてもよい。この場合、モータまたは手動により回転体を回転させる。これにより、錘８３４を支持する力の大きさを制御できる。
【００７６】
＜第１０実施形態＞
図１３を参照して、第１０実施形態に係る矯正装置２０を説明する。第１実施形態と同じ構成には、第１実施形態と同じ符号を付す。
【００７７】
本実施形態に係る矯正装置２０は、矯正治具３０と、加熱部９４０と、を備える。矯正治具３０は、支持部９３１と、作用部９３２とを有する。
本実施形態では、三次元構造物５は、ベースプレート２の造形面２ａが下に向けられ、ベースプレート２よりも下に造形物１が配置されるようにして、支持部９３１に支持される。支持部９３１は、上記した他の実施形態と相違し、ベースプレート２において造形物１側の面を支持する。
【００７８】
支持部９３１は、環状のベースプレート支持部９３１ａを有し、造形物１の周囲を囲むようにベースプレート２に接触する。支持部９３１は、ベースプレート２に形成される造形物１が、当該ベースプレート２よりも鉛直方向において下に位置するように、ベースプレート２を支持する。ベースプレート支持部９３１ａは、ベースプレート２の下に配置される。ベースプレート支持部９３１ａは、ベースプレート２において造形物１が設けられている部分以外の部分を下から支持する。
【００７９】
作用部９３２は、錘９３４と、ベースプレート２を押すための平板９３５とを備える。錘９３４は、平板９３５を介して三次元構造物５の上に載せられる。錘９３４は、平板９３５を支持部９３１側（すなわち下方）に向かって押す。すなわち、作用部９３２は、造形物１の造形の際に変形した三次元構造物５を元の形状に戻すように三次元構造物５に力を加える。
【００８０】
本実施形態では、次の効果がある。
矯正装置２０において、三次元構造物５は、造形物１が鉛直方向でベースプレート２よりも下に位置して加熱部内に配置される。ベースプレート２を支持するベースプレート支持部９３１ａは、ベースプレート２の下に配置される。ベースプレート支持部９３１ａは、ベースプレート２の造形物１が設けられている部分以外の部分を下から支持する。この構造によれば、造形物１の重さがベースプレート２に加わるようになる。このように、造形物１の重さを利用して、ベースプレート２の変形を矯正できる。
【００８１】
さらに、ベースプレート２には、造形物１の重さだけでなく、作用部９３２の錘９３４の重さがベースプレート２に加わる。これにより、錘９３４の重さは適宜変更可能である。このように、実施形態では、ベースプレート２に加えられる力は、造形物１の重さと等しい重さには限られない。このような構成により、簡単な方法で、ベースプレート２に加えられる力の大きさを簡単に調整できる。
【００８２】
また、矯正治具３０は、加熱部に収容可能である。この構成によれば、加熱部に収容できる程度に矯正治具３０がコンパクトであるため、加熱部の外で、三次元構造物５に力が加わるように矯正治具３０に三次元構造物５をセットできる。このため、三次元構造物５を矯正するための準備作業が行い易い。
【００８３】
この実施形態において、錘９３４をクレーンにより支持してもよい。クレーンは、加熱部９４０の外に置かれる。クレーンは、ケーブルで錘９３４を吊り下げる。この構成によれば、クレーンによって錘９３４を支持する力の大きさの制御により、ベースプレート２の周囲に加わる力の大きさを調整できる。また、加熱部９４０内の空気温度に基づいて、クレーンによって錘９３４を支持する力を制御してもよい。
【００８４】
また、造形物１の重さが、変形を矯正するための力の発生源として十分な重さである場合、上記錘９３４による加重は、省略され得る。この場合、造形物１自体が、作用部９３２になる。
【００８５】
＜他の実施形態＞
上記実施形態は、上記構成の例に限定されない。上記実施形態は、以下のように変更され得る。なお、以下の変形例では、上記実施形態の構成と実質的に構成の変更ない構成については、上記実施形態の構成と同一の符号をつけて説明する。
【００８６】
・上記実施形態に挙げた作用部３２，１３２、２３２、３３２、４３２、５３２、６３２、７３２、８３２、９３２は、例であり、その構造は限定されない。三次元構造物５に加える力の発生源は、油圧・空圧・重り等、力を発生させるものであれば、いずれの形態であってもよい。
【００８７】
・上記実施形態では、作用部３２，１３２、２３２、３３２、４３２、５３２、６３２、７３２、８３２、９３２は、ベースプレート２において造形物１の周囲を押すが、これら作用部が押す部分は、これに限定されない。作用部は、少なくとも反りのある部分または反りの周囲を押す。反りのある部分または反りの周囲を押す面の形状は、円形でも、矩形でも、楕円形状でも、Ｌ字状形状でもよい。以下、図を参照して、作用部で押される部分の例を挙げる。
【００８８】
図１４、図１５、図１６は、ベースプレート２付きの造形物１について、造形物１の造形における積層方向を上下方向として上から見た図であって、作用部により力が加えられる部分２ｒが示された平面図である。
【００８９】
図１４に示される例では、矩形のベースプレート２において各辺の中央部に、作用部３２の力が加えられる。図１５に示される例では、矩形のベースプレート２において各辺のうち対応する２つの辺の全体にわたって、作用部の力が加えられる。図１６に示される例では、矩形のベースプレート２において各角部に作用部の力が加えられる。
【００９０】
・上記実施形態では、矯正治具３０は、１つの作用部３２，１３２、２３２、３３２、４３２、５３２、６３２、７３２、８３２、９３２を有するが、矯正治具３０は、複数の作用部を含み得る。複数の作用部は、独立して押圧力が制御され得る。例えば、ベースプレート２において反りが大きい部分には、大きい押圧力が加えられ、反りが小さい部分には、相対的に小さい押圧力が加えられるように、作用部が構成される。
【符号の説明】
【００９１】
ＴＡ…規定温度、ＴＲ…室温、ｔｘ…所定時間、１…三次元造形物（造形物）、２…ベースプレート、２ａ…造形面、２ｂ…裏面、２ｃ…裏面中央部、２ｄ…裏面周囲部、２ｒ…部分、５…三次元構造物、５ｘ…三次元構造物、１０…造形装置、１１…チャンバー、１２…コンテナ、１３…リコータ、１４…レーザ照射装置、１５…造形テーブル、１６…粉状材料、１７…粉体層、２０…矯正装置、３０…矯正治具、３１…支持部、３１ａ…平坦面、３２…作用部、３３…押圧部、３４…伝達部、３５…結合部、３６…柱部、３７…加熱部、３８…プレス装置、３８ａ…出力ロッド、１３１…支持部、１３２…作用部、１３３…押圧部、１３４…クランプ部、１３７…加熱部、１３８…クランプ装置、２３１…支持部、２３２…作用部、２３３…押圧部、２３３ａ…側壁、２３３ｂ…下面、２３７…加熱部、２３７ａ…天井、２３８…プレス装置、３３１…支持部、３３２…作用部、３３３…押圧部、３３７…加熱部、３３８…牽引装置、３３８ａ…腕部、４３１…支持部、４３２…作用部、４３３…押圧部、４３４…押圧機構、４３５…プーリ、４３６…ケーブル、４３７…錘、４３８…ばね、５３１…支持部、５３２…作用部、５３３…押圧部、５３４…押圧機構、５３５…油圧ピストン、５３６…固定部、５３７…シリンダ、５３８…ピストン、６３１…支持部、６３２…作用部、６３３…押圧部、６３４…押圧機構、６３５…押圧板、６３６…上板、６３７…ばね、６３８…支持ロッド、７３１…支持部、７３２…作用部、７３３…押圧部、７３４…保持部、８３１…支持部、８３２…作用部、８３３…押圧部、８３４…錘、８３５…載置台、８４０…加熱部、９３１…支持部、９３１ａ…ベースプレート支持部、９３２…作用部、９３４…錘、９３５…平板、９４０…加熱部。
【図１】
2020084298.tif 000003
【図２】
2020084298.tif 000004
【図３】
2020084298.tif 000005
【図４】
2020084298.tif 000006
【図５】
2020084298.tif 000007
【図６】
2020084298.tif 000008
【図７】
2020084298.tif 000009
【図８】
2020084298.tif 000010
【図９】
2020084298.tif 000011
【図１０】
2020084298.tif 000012
【図１１】
2020084298.tif 000013
【図１２】
2020084298.tif 000014
【図１３】
2020084298.tif 000015
【図１４】
2020084298.tif 000016
【図１５】
2020084298.tif 000017
【図１６】
2020084298.tif 000018