(57)【要約】【課題】内部に湾曲部を有した通路を備えるとともに、通路を流通する冷却用媒体と造形物との間の熱交換が高効率で行なえる付加製造による造形物及び付加製造による造形物の製造方法を提供する。【解決手段】付加製造による造形物５０は、内部において冷却媒体を流通させるとともに、軸線方向において湾曲する湾曲部５１ａを含む管路５１を備える。そして、湾曲部５１ａの少なくとも一部に形成される軸線方向に沿った変形管路Ｕの内周面の表面積Ａ２は、変形管路Ｕに沿って外接する厚みのない仮想の基準円管ＢＴの表面積Ａ１より大きい。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造による造形物であって、
内部において冷却媒体を流通させるとともに、軸線方向において湾曲する湾曲部を含む管路を備え、
前記湾曲部の少なくとも一部に形成される前記軸線方向に沿った変形管路の内周面の表面積は、前記変形管路に沿って外接する厚みのない仮想の基準円管の表面積より大きい、付加製造による造形物。
【請求項２】
前記変形管路において、前記軸線方向における任意の位置での軸直交断面である第一断面は、仮想の基準円が外接可能となるよう非真円形で形成され、且つ周長が、前記基準円の円周長よりも長い、請求項１に記載の付加製造による造形物。
【請求項３】
前記第一断面は、複数の円の組み合わせによって形成される、請求項２に記載の付加製造による造形物。
【請求項４】
前記複数の円は、四個の円である、請求項３に記載の付加製造による造形物。
【請求項５】
前記第一断面は、前記基準円の円周方向に交互に凹凸を備える、請求項２−４の何れか１項に記載の付加製造による造形物。
【請求項６】
前記基準円の直径は６ｍｍ以下である、請求項２−５の何れか１項に記載の付加製造による造形物。
【請求項７】
前記軸線方向における前記変形管路において、前記軸線を含む断面である第二断面では、前記内周面が前記軸線方向において山谷を交互に有する、請求項１に記載の付加製造による造形物。
【請求項８】
前記造形物は、固定型又は移動型のうちの何れか一方の金型であり、表面には他方の金型との間で成形物を成形するための凹部を備え、
前記管路は、前記造形物の前記内部において前記凹部の外方の少なくとも一部を前記凹部の前記内周面の形状に沿って包囲する、請求項１−７の何れか１項に記載の付加製造による造形物。
【請求項９】
付加製造による造形物の製造方法であって、
内部において冷却媒体を流通させるとともに、軸線方向において湾曲する湾曲部を含む管路を備え、
前記湾曲部の少なくとも一部に形成される前記軸線方向に沿った変形管路の内周面の表面積は、前記変形管路に沿って外接する厚みのない仮想の基準円管の表面積より大きくなるよう形成される、付加製造による造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付加製造による造形物及び付加製造による造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶融させた金属や樹脂等の原材料を内部空間に鋳込み、その後、冷却→凝固させて製品を成形する金型の多くは、金型内部に、冷却媒体を流通させ金型本体及び鋳込んだ製品を冷却するための冷却用通路を有している。従来、多くの場合、冷却用通路は、金型本体が形成されたのち、例えば、ドリルによる加工によって内部に形成される。この場合、冷却用通路は、ドリル加工で形成された複数の直線状の孔の組み合わせのみによって形成される。
【０００３】
しかし、近年、市場では、より冷却効率を向上させるため、冷却用通路に対し、湾曲部を含む任意の形状で形成でき、且つ任意の位置に自在に配置可能であることが求められている。これに対応するものとして、たとえば、特許文献１に示す技術がある。特許文献１では、金型を３次元造形機によって付加製造することが開示されている。３次元造形機では、薄膜層の粉末金属にレーザ光や電子ビームを照射して溶融させ、その後、凝固させて一層ずつ積層し造形物を製造する。これにより、造形物の内部空間（冷却用通路）の形状及び配置位置を自由に設定でき、湾曲部と直線部とを自在に組み合わせた冷却用通路を実現させている。特許文献１には、このような冷却用通路によって、通路内を流通する冷却用媒体の流れがスムーズになると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２２１８０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、冷却用通路の軸直交断面は、通路の軸方向における全範囲において同一径で形成された円形であり、且つ冷却用通路が配置可能なスペースに密に配置されている。したがって、金型の体積が大きくなり、且つ冷却用通路の径が拡大されない限り、これ以上の冷却効率の向上は期待できない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、内部に、湾曲部を有した通路を備えるとともに、通路を流通する冷却用媒体と造形物との間の熱交換が高効率で行なえる付加製造による造形物及び付加製造による造形物の製造方法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】
【０００７】
（１．付加製造による造形物）
本発明に係る付加製造による造形物は、付加製造による造形物であって、内部において冷却媒体を流通させるとともに、軸線方向において湾曲する湾曲部を含む管路を備え、前記湾曲部の少なくとも一部に形成される前記軸線方向に沿った変形管路Ｕの内周面の表面積は、前記変形管路Ｕに沿って外接する厚みのない仮想の基準円管の表面積より大きい。
【０００８】
これにより、造形物の内部においては、変形管路Ｕは、変形管路Ｕに外接する基準円管分のスペースを占有するのみであるにもかかわらず、変形管路Ｕと造形物との接触面積は、基準円管と造形物との接触面積よりも大きいので、造形物から変形管路Ｕを流通する冷却媒体に伝達される単位時間あたりの熱量は大きくなる。従って、熱交換が高効率で行なえ、冷却効率が向上する。
【０００９】
（２．付加製造による造形物の製造方法）
本発明に係る付加製造による造形物の製造方法では、造形物が、内部において冷却媒体を流通させるとともに、軸線方向において湾曲する湾曲部を含む管路を備える。そして、前記湾曲部の少なくとも一部に形成される前記軸線方向に沿った変形管路Ｕの内周面の表面積が、前記変形管路Ｕに沿って外接する厚みのない仮想の基準円管の表面積より大きくなるよう前記管路を形成する。これにより、付加製造による上記と同様の効果を奏する造形物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第一実施形態に係る付加製造装置の概要図である。
【図２】図１における金属粉末供給装置の上面図である。
【図３Ａ】造形物の側面図である。
【図３Ｂ】造形物の上面図である。
【図４】図３ＢのIV-IV矢視断面図であり、第一断面を説明する図である。
【図５】変形例３を説明する図である。
【図６】変形例５を説明する図である。
【図７Ａ】第二実施形態に係る造形物の側面図である。
【図７Ｂ】第二実施形態に係る造形物の上面図である。
【図８】図７ＢのVIII-VIII矢視断面図であり、第二断面を説明する拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜１．第一実施形態＞
（１−１．概要）
まず、本発明の第一実施形態に係る付加製造装置１００（図１参照）の概要について説明する。付加製造装置１００は、造形光ビームの照射によって、照射範囲に一層ずつ供給された金属粉末を、それぞれ溶融させたのち凝固させて積層することにより、後述する（付加製造による）造形物５０を形成する装置である。
【００１２】
本実施形態では、造形光ビームとして、安価な近赤外波長のレーザ光を採用するものとして説明する。以降、近赤外波長のレーザ光を単にレーザ光ＬＬと称す。ただし、この態様には限らない。レーザ光ＬＬは、あくまで一例であり、造形光ビームとしては、近赤外波長のレーザ光（レーザ光ＬＬ）に限らず、ＣＯ２レーザ（遠赤外レーザ光）や半導体レーザや電子ビームを採用してもよい。また、造形光ビームによって金属粉末１５を溶融させ、造形物を形成するのではなく、造形光ビームによって金属粉末１５を焼結させて造形物を形成しても良い。
【００１３】
本実施形態において、造形物５０の原材料となる金属粉末１５としては、ＳＫＤ材（合金工具鋼、炭素鋼）、アルミ、ＳＵＳ、チタン、マルエージングなどがある。なお、本実施形態では、金属粉末として、ＳＫＤ材のうち、例えばＳＫＤ６１（ＪＩＳ規格）を使用するものとする。また、金属粉末１５の第一層目（後述する薄膜層１５ａ）は、造形物５０の最下層部（ベース部）を構成する平板状のベースプレート２７の上面に供給されるものとする。また、本実施形態において、造形物５０は、例えば、樹脂成形用の「金型」である。
【００１４】
（１−２．付加製造装置）
図１は、本発明に係る第一実施形態の付加製造装置１００の概要図である。付加製造装置１００は、チャンバ１０と、金属粉末供給装置２０と、造形光ビーム照射装置３０と、制御装置４５と、を備える。制御装置４５は、金属粉末供給制御部２５と、造形光ビーム照射制御部４９と、造形部７０とを備える。
【００１５】
チャンバ１０は、概ね、直方体形状で形成された筐体であり、外気と内気との遮断が可能な容器である。チャンバ１０は、内部の空気を、Ｎ２（窒素）やＡｒ（アルゴン）などの不活性ガスに置換可能な装置を備える（不図示）。なお、チャンバ１０は、内部を不活性ガスに置換するのではなく、内部の空気を真空ポンプにより吸引し真空近傍まで減圧させる構成としてもよい。
【００１６】
金属粉末供給装置２０は、チャンバ１０の内部に設けられる。本実施形態において、金属粉末供給装置２０は、制御装置４５の金属粉末供給制御部２５によって制御され、造形物５０の原材料となる金属粉末１５をレーザ光ＬＬの照射範囲Ａｒ１（図１、図２参照）に供給する。詳細には、金属粉末供給装置２０は、レーザ光ＬＬ（造形光ビーム）が照射され、造形物５０を構成する造形物素材１５Ａが積層されて形成されるたび、金属粉末１５の薄膜層１５ａ（粉末層）をレーザ光ＬＬの照射範囲Ａｒ１に一層ずつ所定の膜厚α（図１参照）で供給する。
【００１７】
図１、図２に示すように、金属粉末供給装置２０は、造形用容器２１と、粉末収納容器２２と、リコータ２６と、を備える。図１に示すように、造形用容器２１内には、上述したベースプレート２７が後述する造形物昇降テーブル２３上に載置される。
【００１８】
粉末収納容器２２は、フィードテーブル２４上に金属粉末１５が収容され、フィードテーブル２４が上方に移動されることにより、金属粉末１５が所定量、粉末収納容器２２の上面から上方に突出する。なお、造形物昇降テーブル２３，フィードテーブル２４には、それぞれ支持軸２３ａ、２４ａが取り付けられる。支持軸２３ａ，２４ａは、制御装置４５に制御される駆動装置（図略）に接続され、駆動装置の作動によって上下に移動される。
【００１９】
そして、フィードテーブル２４の上昇により粉末収納容器２２の上面より上方に供給された金属粉末１５が、リコータ２６の図１における右から左への作動により、ベースプレート２７上に運搬される。これにより、ベースプレート２７上に金属粉末１５が供給され薄膜層１５ａが形成される。
【００２０】
このとき、リコータ２６は、照射範囲Ａｒ１を、図１において右から左に向って移動する際、薄膜層１５ａの表面をならしながら照射範囲Ａｒ１に薄膜層１５ａを一層ずつ供給する。なお、薄膜層１５ａの厚さαは、造形物昇降テーブル２３の下降量で決まる。また、前述したが、図１に示す１５Ａは、レーザ光ＬＬを照射し、溶融させた後、凝固した造形物５０の層の一例である。
【００２１】
造形光ビーム照射装置３０は、チャンバ１０内の照射範囲Ａｒ１（図１、図２参照）に供給された金属粉末１５の薄膜層１５ａの表面に対し、外気を遮断された状態でレーザ光ＬＬを所定の照射パターンで照射する。造形光ビーム照射装置３０は、制御装置４５の造形光ビーム照射制御部４９によって制御される。また、所定の照射パターンは、造形部７０が記憶している。
【００２２】
造形光ビーム照射装置３０は、レーザ発振器３１、レーザヘッド３２、及びレーザ発振器３１から発振されたレーザ光ＬＬをレーザヘッド３２に伝送する光ファイバ３５等を備える公知の照射装置である。レーザヘッド３２から照射されたレーザ光ＬＬは、チャンバ１０の上面に設けられる図略の透明なガラスなどを通してチャンバ１０内に照射される。造形光ビーム照射装置３０は公知であるので、これ以上の詳細な説明については省略する。
【００２３】
造形部７０は、造形光ビーム照射制御部４９を介して、造形光ビーム照射装置３０の作動を制御する。造形部７０は、造形光ビーム照射装置３０を作動させ、レーザ光ＬＬを、照射範囲Ａｒ１に供給された薄膜層１５ａの表面に、予め設定された照射プログラムに従って照射する。付加製造装置１００は、このような動作の繰り返しによって、照射範囲に一層ずつ供給された金属粉末を、それぞれ溶融させたのち凝固させて積層することにより（付加製造による）造形物５０を形成する。造形物５０は、予め造形部７０が記憶するプログラムに基づき形成される。
【００２４】
（１−３.造形物５０について）
図３Ａ、図３Ｂに示す造形物５０は、上述したように付加製造装置１００による付加製造（積層造形）により形成される。本実施形態において、造形物５０は、樹脂製品を成型するための射出成形用の金型である。詳細には、造形物５０は、金型として一対を成す固定型及び移動型の金型のうち、固定型（一方の金型に相当する）の金型である。ただし、この態様に限らず、造形物５０は、移動型の金型であってもよい。
【００２５】
図３Ａ、図３Ｂに示すように、造形物５０は、略直方体状に形成される。造形物５０は、図３Ａ、図３Ｂに示すように、管路５１と、凹部５２と、を備える。管路５１は、造形物５０の内部に設けられた管状の空間である。管路５１では、造形物５０が射出成形用の固定側金型として使用される際に、水や油等の冷却媒体が、一方の開口端から他方の開口端に向って流通するよう制御される。これにより、冷却媒体が、高温となった造形物５０との間で熱交換され、造形物５０、延いては後述する鋳型部（凹部５２）内の溶融した樹脂を冷却する。
【００２６】
凹部５２は、造形物５０の表面５０ａ（図３Ｂにおける上方の面であり、移動型との分割面に相当）に形成されるへこみ部である。凹部５２は、説明の都合上、円柱状の空間とする。つまり、図３Ａに示すように、上面側（表面側）から見た場合、凹部５２の内周面５２ａは、均一の半径Ｒ１で形成される。
【００２７】
凹部５２は、上述したように、造形物５０が射出成形用の固定側金型として使用される際、図略の移動型の金型（他方の金型に相当する）の分割面が、造形物５０の分割面と対向し、且つ重ねあわされた状態において、移動型の金型に形成された凹部と対向し協働して、図略の所望の形状の鋳型部（空間部）を形成する。凹部５２を含む鋳型部には、造形物５０の内部に設けられた新たな通路である図略のスプールを介して溶融した樹脂（例えば、ＰＡ等）が供給される。
【００２８】
（１−３−１．管路５１の詳細について）
管路５１は、上述したように、造形物５０が射出成形用の固定側金型として使用される際に、造形物５０の内部において冷却媒体を流通させる。管路５１は、図３Ａにおける上面視において、均一の半径Ｒ２で形成される湾曲部５１ａを備える。また、管路５１は、湾曲部５１ａの両端から図３Ｂにおいて下方に延在する２本の直線部５１ｂ、５１ｃを備える。各直線部５１ｂ、５１ｃの端部には、上述した各開口端である入口５１ｂ１及び出口５１ｃ１が開口される。入口５１ｂ１及び出口５１ｃ１は、造形物５０の下面にそれぞれ開口する。
【００２９】
図３Ａに示すように、第一実施形態において、管路５１は、造形物５０の内部において凹部５２の径方向外方で、且つ凹部５２の内周面５２ａの周方向における多くの部分（少なくとも一部に相当する）を、凹部５２の内周面５２ａの形状に沿って包囲するよう設けられる。このとき、湾曲部５１ａが、凹部５２の内周面５２ａを包囲する周方向の範囲（部分）では、湾曲部５１ａの半径Ｒ２は、凹部５２の内周面５２ａの半径Ｒ１に対して均一な距離βを加えた大きさである（Ｒ２＝Ｒ１＋β）。
【００３０】
つまり、第一実施形態においては、凹部５２の内周面５２ａと湾曲部５１ａの内周面との間の距離は、一定値βである。これにより、造形物５０が射出成形用の固定側金型として使用される際に、造形物５０の内部において、湾曲部５１ａを流通する冷却媒体と凹部５２で形成される成形体との距離は一定となる。このため、冷却媒体との間の距離が一定の部分においては、成形体の冷却速度は一定になるため、歪等は生じにくい。
【００３１】
また、管路５１の湾曲部５１ａは、軸線方向における全範囲に亘って、図４に示すように、軸直交断面である第一断面における形状Ｚ（第一断面Ｚ）が、真円ではなく非真円で形成されている。なお、このとき、湾曲部５１ａでは、軸線方向における全範囲が、第一断面Ｚとなっている。以降では、管路５１のうち軸直交断面が非真円で形成される軸線方向における湾曲部５１ａの範囲の管路を「変形管路Ｕ」と称す。また、このとき、本実施形態では、図４に示すように、「変形管路Ｕ」の軸線方向における任意の位置での第一断面Ｚは、同一径で形成された四個（複数に相当する）の円Ｃ１を組み合わせて形成される。
【００３２】
詳細には、円Ｃ１を、円Ｃ１の中心から偏心した位置（図略）を中心Ｐとして９０度ずつ回転させる。そして、９０度ずつ回転させたそれぞれの位置における外周線を交点でつなぎ合わせ、図４に示す形状（第一断面Ｚ）を得る。このとき、図４に示す第一断面Ｚでは、真円の仮想の基準円ＢＣを外接円として外接させることができる。ここで、基準円ＢＣの周長（円周長）Ｌ１は下記式（１）に示すとおりとなる。また、第一断面Ｚの周長Ｌ２は、下記式（２）に示すとおりとなる。なお、上述した中心Ｐは、基準円ＢＣの中心である。
【００３３】
Ｌ１＝２πｒ・・・・・（１）
Ｌ２＝６（（２）1/2−1）πｒ・・・・・（２）
Ｌ１；基準円ＢＣの周長
ｒ；基準円ＢＣの半径
Ｌ２；第一断面Ｚの周長
【００３４】
このように、第一断面Ｚの周長Ｌ２は、基準円ＢＣの周長Ｌ１よりも長い。これにより、湾曲部５１ａの少なくとも一部に形成される軸線方向に沿った「変形管路Ｕ」の内周面の表面積Ａ２（図略）は、必然的に変形管路Ｕに沿って外接する厚みのない仮想の基準円管ＢＴの表面積Ａ１（図略）より大きくなる（Ａ２＞Ａ１）。なお、表面積Ａ１及び表面積Ａ２を式で表すと、下記式（３）、（４）に示すとおりとなる。
【００３５】
Ａ１＝Ｌ１×Ｌａ＝２πｒ×Ｌａ・・・・・（３）
Ａ２＝Ｌ２×Ｌａ＝６（（２）1/2−1）πｒ×Ｌａ・・・（４）
Ｌａ；変形管路Ｕの軸線方向長さ
【００３６】
従って、「変形管路Ｕ」は、造形物５０の内部において、少なくとも「変形管路Ｕ」に外接する基準円管ＢＴ分のスペースを越えない程度の範囲を占有するだけであるにもかかわらず、「変形管路Ｕ」と造形物５０との接触面積Ａ２（＝表面積Ａ２）は、基準円管ＢＴと造形物５０との接触面積Ａ１（＝表面積Ａ１）よりも大きい。このため、表面積が大きい分だけ造形物５０から変形管路Ｕを流通する冷却媒体に伝達される単位時間あたりの熱量は大きくなる。従って、熱交換が高効率で行なえ、冷却効率が向上する。
【００３７】
なお、上記においては、「変形管路Ｕ」の軸線方向における任意の位置での第一断面Ｚは、同一径で形成された四個（複数に相当する）の円Ｃ１を図４に示すように、組み合わせて形成される。このとき、四個の円Ｃ１に外接する基準円ＢＣの直径φＤはφ６ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、容易、且つ低コストに「変形管路Ｕ」が形成できることが分かっている。ただし、この態様に限らず、基準円ＢＣの直径φＤは、６ｍｍを超えて形成されてもよい。これによっても、熱効率の点においては、第一実施形態と同様の効果が得られる。また、このとき、第一断面Ｚは、基準円ＢＣの円周方向に交互に凹凸を備える形状であるともいえる。
【００３８】
＜１−４．第一実施形態による効果＞
上記第一実施形態によれば、付加製造による造形物５０は、内部において冷却媒体を流通させるとともに、軸線方向において湾曲する湾曲部５１ａを含む管路５１を備える。そして、湾曲部５１ａ（の少なくとも一部）に形成される軸線方向に沿った「変形管路Ｕ」の内周面の表面積Ａ２は、変形管路Ｕに沿って外接する厚みのない仮想の基準円管ＢＴの表面積Ａ１より大きい。
【００３９】
これにより、造形物５０の内部においては、変形管路Ｕは、変形管路Ｕに外接する基準円管ＢＴ分のスペースを占有するのみであるにもかかわらず、変形管路Ｕの内周面と造形物５０との接触面積（＝表面積Ａ２）は、基準円管と造形物との接触面積（＝表面積Ａ１）よりも大きいので、造形物５０から変形管路Ｕを流通する冷却媒体に伝達される単位時間あたりの熱量は大きくなる。従って、熱交換が高効率で行なえ、冷却効率が向上する。
【００４０】
また、上記第一実施形態によれば、変形管路Ｕにおいて、軸線方向における任意の位置での軸直交断面である第一断面Ｚは、仮想の基準円ＢＣが外接可能となるよう非真円形で形成され、且つ周長Ｌ２が、基準円ＢＣの円周長Ｌ１よりも長い。このため、変形管路Ｕの軸線方向においては、必然的に変形管路Ｕの内周面と造形物５０との接触面積（＝表面積Ａ２）が、基準円管と造形物との接触面積（＝表面積Ａ１）よりも大きくなり、第一実施形態と同様の効果が得られる。
【００４１】
また、上記第一実施形態によれば、第一断面Ｚは、四個（複数）の円Ｃ１の組み合わせによって形成される。このように、比較的単純な形状である円の組み合わせによって形成されるので、第一断面Ｚは、短時間で且つ、低コストに形成できる。
【００４２】
また、上記第一実施形態によれば、第一断面Ｚは、基準円ＢＣの円周方向に交互に凹凸を備える。これにより、外接する基準円ＢＣの周長Ｌ１の長さより、第一断面Ｚの周長Ｌ２を容易に長くすることができ、延いては変形管路Ｕの軸線方向においては、必然的に変形管路Ｕの内周面と造形物５０との接触面積（＝表面積Ａ２）が、基準円管ＢＴと造形物５０との接触面積（＝表面積Ａ１）よりも大きくなり、第一実施形態と同様の効果が得られる。
【００４３】
また、上記第一実施形態によれば、基準円ＢＣの直径は６ｍｍ以下である。これにより、容易、且つ低コストに「変形管路Ｕ」が形成できる。
【００４４】
また、上記第一実施形態に係る付加製造による造形物の製造方法によれば、湾曲部５１ａの少なくとも一部に形成される軸線方向に沿った変形管路Ｕの内周面の表面積Ａ２は、変形管路Ｕに沿って外接する厚みのない仮想の基準円管ＢＴの表面積Ａ１より大きくなるよう形成される。これにより、上記造形物５０と同様の効果を備える造形物が得られる。
【００４５】
（１−５．変形例１）
なお、上記第一実施形態では、第一断面Ｚは、円Ｃ１の中心から偏心した位置を所定の回転中心Ｐとして円Ｃ１が９０度ずつ回転された位置にそれぞれ四個の円Ｃ１が配置されて形成された。そして、９０度ずつ回転させたそれぞれの位置における外周線を交点でつなぎ合わせ、図４に示す形状（第一断面Ｚ）を得た。しかし、この態様には、限らない。変形例１（図略）として、円Ｃ１を、円Ｃ１の中心から偏心した位置を回転中心Ｐとして７２度ずつ回転させた状態で五個の円Ｃ１を回転中心Ｐ周りに等分に配置してもよい。
【００４６】
（１−６．変形例２）
また、変形例２（図略）として、円Ｃ１を、回転中心Ｐ周りにそれぞれ１２０度ずつ回転させた位置に、三個の円Ｃ１を回転中心Ｐ周りに等分に配置してもよい。さらには、図示しないが、五個を超える円Ｃ１を所定の回転中心Ｐ周りに等分に配置してもよい。これらによっても、相応の効果は得られる。
【００４７】
（１−７．変形例３）
また、上記第一実施形態では、第一断面Ｚは、複数の円の組み合わせによって形成された。しかし、この態様には限らず、図５に示すように、変形例３として、第一断面Ｚは、内周面がローレット状に形成されてもよい。つまり、第一断面Ｚは、基準円ＢＣの円周方向に、ローレット状に交互に凹凸を備えていてもよい。このとき、第一断面Ｚにおける凹凸は、それぞれ管路５１の湾曲部５１ａにおける軸線方向に向って延在し形成される。これによっても、相応の効果は得られる。
【００４８】
（１−８．変形例４）
また、上記第一実施形態では、第一断面Ｚを備える「変形管路Ｕ」は、造形物５０が備える湾曲部５１ａの軸線方向における全範囲に形成されていた。しかし、この態様には限らず、変形例４（図略）として「変形管路Ｕ」は、湾曲部５１ａの一部に設けられているだけでもよい。これによっても相応の効果が期待できる。
【００４９】
（１−９．変形例５）
また、上記第一実施形態では、管路５１のうち、主に湾曲部５１ａのみが、凹部５２の内周面５２ａの形状に沿って包囲するよう設けられていた。しかし、この態様には限らない。例えば、凹部１５２の内周面１５２ａが矩形で形成されている場合、図６に示すように、湾曲部５１ａに対応する部分が、複数の直線部１５１ｂと、複数の直線部１５１ｂの端部同士を接続する湾曲部１５１ａとを有して形成されていてもよい。そして、このとき、第一断面Ｚは、少なくとも湾曲部１５１ａの一部に設けられればよい。つまり、複数の直線部１５１ｂ及び湾曲部１５１ａの全てが第一断面Ｚを備える「変形管路Ｕ」であってもよいし、湾曲部１５１ａの一部のみが「変形管路Ｕ」であってもよい。これによっても、相応の効果が期待できる。
【００５０】
＜２．第二実施形態＞
次に、第二実施形態について説明する。図７Ａ、図７Ｂに示すように、第二実施形態にかかる造形物２５０は、第一実施形態の造形物５０と管路２５１の形状が大きく異なる。従って、異なる部分についてのみ詳細に説明し、同様部分については、説明を省略する。また、同様の構成については、同じ符号を付して説明する場合がある。
【００５１】
（２−１.造形物２５０）
造形物２５０は、図７Ａ、図７Ｂに示すように、管路２５１と、凹部２５２と、を備える。管路２５１では、造形物２５０が射出成形用の固定側金型として使用される際に、水や油等の冷却媒体が、一方の開口端から他方の開口端に向って流通するよう制御される。これにより、冷却媒体が、高温となった造形物２５０との間で熱交換され、造形物２５０、延いては後述する鋳型部（凹部２５２）内の溶融した樹脂を冷却する。凹部２５２は、凹部５２に相当する。
【００５２】
（２−２．管路２５１の詳細）
管路２５１は、上述したように、造形物２５０が射出成形用の固定側金型として使用される際に、造形物２５０の内部において冷却媒体を流通させる。管路２５１は、図７Ａにおける上面視において、均一の半径Ｒ２で形成される湾曲部２５１ａを備える。また、管路２５１は、湾曲部２５１ａの両端から図２において下方に延在する２本の直線部２５１ｂ、２５１ｃを備える。
【００５３】
図７Ａに示すように、管路２５１は、管路５１と同様、造形物２５０の内部において凹部２５２の径方向外方で、且つ凹部２５２の内周面２５２ａの周方向における多くの部分（少なくとも一部に相当する）を、凹部２５２の内周面２５２ａの形状に沿うとともに包囲するよう設けられる。
【００５４】
図８に示すように、管路２５１の湾曲部２５１ａでは、軸線方向における全範囲に亘り軸線を含む断面である第二断面Ｗにおいて、内周面が軸線方向において山谷を交互に有し形成されている。以降、軸線方向において内周面に山谷が交互に形成される湾曲部２５１ａの軸線方向の範囲内における管路を「変形管路Ｕ」と称す。
【００５５】
詳細には、湾曲部２５１ａの内周面に形成される山谷は、図８に示すように、谷及び山の頂上がピン角で形成される。ただし、谷及び山の頂上はピン角に限らずＲで形成されていてもよい。このとき、図８に示す第二断面Ｗでは、湾曲部２５１ａ（少なくとも一部に相当する）に形成される軸線方向に沿った変形管路Ｕの内周面の表面積Ａ４は、変形管路Ｕに沿って外接する厚みのない仮想の基準円管ＢＴの表面積Ａ３より大きい。表面積Ａ３及び表面積Ａ４は、下記式（５）、（６）に示すとおりである。
【００５６】
Ａ３＝２πｒ×Ｌａ・・・・・（５）
Ａ４＝４πｒＮ（（ｐ／２）2＋ｔ2）1/2・・・・・（６）
ｒ；基準円管ＢＴの円筒半径
Ｌａ；変形管路Ｕの軸線方向長さ
Ｎ；谷及び山のうちの山数
ｔ；山谷差
ｐ；ピッチ幅
【００５７】
上記式（５）、（６）より、湾曲部２５１ａの少なくとも一部に形成される軸線方向に沿った「変形管路Ｕ」の内周面の表面積Ａ４は、変形管路Ｕに沿って外接する厚みのない仮想の基準円管ＢＴの表面積Ａ３より大きい（Ａ４＞Ａ３）ことがわかる。
【００５８】
従って、「変形管路Ｕ」は、造形物２５０の内部において、少なくとも「変形管路Ｕ」に外接する基準円管ＢＴ分のスペースを越えない程度の範囲を占有するだけであるにもかかわらず、「変形管路Ｕ」と造形物２５０との接触面積Ａ４（＝表面積Ａ４）は、基準円管ＢＴと造形物２５０との接触面積Ａ３（＝表面積Ａ３）よりも大きい。このため、表面積が大きい分だけ造形物２５０から変形管路Ｕを流通する冷却媒体に伝達される単位時間あたりの熱量は大きくなる。従って、熱交換が高効率で行なえ、冷却効率が向上する。
【００５９】
なお、上記においては、「変形管路Ｕ」の内周面では、山の頂上が変形管路Ｕの軸線と直交するよう形成されている。しかし、この態様には限らず、山谷は螺旋で形成されてもよい。つまり、「変形管路Ｕ」の内周面に雌ねじが形成されていてもよい。これによっても、同様の効果が期待できる。
【００６０】
＜３．その他＞
上記実施形態では、ＳＭＤ（Shaped metal deposition）方式の付加製造装置１００によって、造形物５０、２５０を形成したが、この態様には限らない。造形物５０、２５０は、材料粉末とレーザとを同時に照射して溶融凝固させるＬＭＤ（Laser Metal Deposition）方式の付加製造装置によって形成されてもよい。これによっても同様の効果が得られる。
【符号の説明】
【００６１】
５０，２５０；造形物、  ５１，２５１；管路、  ５１ａ，１５１ａ，２５１ａ；湾曲部、  ５１ｂ，１５１ｂ，２５１ｂ；直線部、  ５２，１５２，２５２；凹部、  １００；付加製造装置、  １５２ａ，２５２ａ；内周面、  Ａ１〜Ａ４；接触面積（表面積）、  ＢＣ；基準円、  ＢＴ；基準円管、  Ｕ；変形管路、  Ｗ；第二断面  、Ｚ；第一断面  。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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