(57)【要約】【課題】造形物を造形する際の熱損失を抑制することが可能な積層造形装置を提供する。【解決手段】積層造形装置１は、粉末２を含む粉末床Ａを保持する粉末保持部５と、粉末２にエネルギを付与するエネルギ付与部８と、粉末保持部５に保持された粉末床Ａから放射された熱エネルギを、粉末床Ａに反射する反射体２２と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末を含む粉末床を保持する粉末保持部と、
前記粉末にエネルギを付与するエネルギ付与部と、
前記粉末保持部に保持された前記粉末床から放射された熱エネルギを、前記粉末床に反射させる反射体と、を含む積層造形装置。
【請求項２】
前記反射体は、前記エネルギ付与部から照射されたエネルギビームの照射領域の外側に配置されている請求項１に記載の積層造形装置。
【請求項３】
前記反射体の反射面は、前記粉末床の表面の法線に対して傾斜して配置されている請求項１又は２に記載の積層造形装置。
【請求項４】
前記反射体の反射面は曲面を含み、
前記曲面は、前記粉末床とは反対側に窪むように湾曲している請求項１〜３の何れか一項に記載の積層造形装置。
【請求項５】
前記反射体に対して前記粉末床とは反対側で、前記反射体と離間して配置された背面側反射体を備える請求項１〜４の何れか一項に記載の積層造形装置。
【請求項６】
前記粉末床の表面に沿う方向に移動し、前記粉末床の表面を均すリコータを備え、
前記反射体は前記リコータより上方に配置されている請求項１〜５の何れか一項に記載の積層造形装置。
【請求項７】
前記粉末床の表面と、前記反射体との間に配置された補助反射体と、
前記補助反射体を前記反射体に対して変位させる補助反射体移動機構と、を備える請求項１〜６の何れか一項に記載の積層造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、積層造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
材料である粉末に例えば電子ビームを照射して粉末を溶融させて３次元積層造形物を製造する積層造形装置がある（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】特許第６１５４５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば電子ビームが照射されて粉末が高温になると、粉末の絶対温度の４乗と周辺の絶対温度の４乗との差に比例して、放射伝熱（輻射）によって放熱される。本開示は、造形物を造形する際の熱損失を抑制することが可能な積層造形装置を説明する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の積層造形装置は、粉末を含む粉末床を保持する粉末保持部と、粉末にエネルギを付与するエネルギ付与部と、粉末保持部に保持された粉末床から放射された熱エネルギを、粉末床に反射する反射体と、を含む。
【０００６】
積層造形装置では、粉末床から放射された熱エネルギは反射体によって反射されて粉末床に伝熱される。これにより、粉末床からの熱損失を抑制できる。
【０００７】
反射体は、エネルギ付与部から照射されたエネルギビームの照射領域の外側に配置されていてもよい。これにより、エネルギビームの照射領域を狭めることが防止される。
【０００８】
反射体の反射面は曲面を含んでもよい。曲面は、粉末床とは反対側にくぼむように湾曲していてもよい。これにより、曲面を形成して、熱エネルギが反射される位置を設定することができる。
【０００９】
積層造形装置は、反射体に対して粉末床とは反対側で、反射体と離間して配置された背面側反射体を備えていてもよい。これにより、反射体から、粉末床とは反対側に放射された熱エネルギを、背面側反射体によって反射体に反射させることができる。反射体の温度低下を抑制して、反射体から粉末床に反射される熱エネルギの減少を抑制することができる。
【００１０】
積層造形装置は、粉末床の表面に沿う方向に移動し、粉末床の表面を均すリコータを備えていてもよい。反射体はリコータより上方に配置されていてもよい。これにより、リコータが移動する範囲より上方に反射体を配置することができる。
【００１１】
積層造形装置は、粉末床の表面と、反射体との間に配置された補助反射体を備えていてもよい。積層造形装置は、補助反射体を反射体に対して変位させる補助反射体移動機構を備えていてもよい。これにより、粉末床から放射された熱エネルギを補助反射体によって粉末床に反射させることができる。積層造形装置は、補助反射体の向きを変えて、熱エネルギが反射される位置を変えてもよい。積層造形装置は、補助反射体を変位させて、リコータが移動する範囲を確保してもよい。積層造形装置は、リコータの移動の妨げとならないように、補助反射体を変位させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本開示の積層造形装置は、造形物を造形する際の熱損失を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】一実施形態に係る積層造形装置を示す断面図である。
【図２】積層造形装置の真空チャンバ内を拡大して示す断面図である。
【図３】熱エネルギ回収ユニットを示す斜視図である。
【図４】熱エネルギ回収ユニットを拡大して示す断面図である。
【図５】積層造形装置のブロック図である。
【図６】積層造形物の製造方法の手順を示すフローチャートである。
【図７】変形例に係る反射板を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１に示される積層造形装置（以下、「造形装置」という）１は、いわゆる３Ｄ（三次元）プリンタであり、層状に配置した金属粉末２に部分的にエネルギを付与して、金属粉末２を焼結又は溶融できる。造形装置１は、これを繰り返して三次元の造形物３を製造できる。
【００１６】
造形物３は、例えば機械部品などであり、その他の構造物であってもよい。金属粉末２としては例えばチタン系金属粉末、インコネル（登録商標）粉末、アルミニウム粉末、ステンレス粉末等が挙げられる。造形物３の材料である粉末は、金属粉末に限定されない。粉末は、例えばＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）など、炭素繊維と樹脂を含む粉末でもよく、その他の粉末でもよい。粉末は、導電性を有する導電体粉末を含んでもよい。
【００１７】
造形装置１は、真空チャンバ４、作業テーブル（粉末保持部）５、昇降装置６、粉末供給装置（粉末供給部）７、電子線照射装置（エネルギ付与部）８及びコントローラ３１を備える。真空チャンバ４は、内部を真空（低圧）状態とすることが可能な容器であり、図示しない真空ポンプが接続されている。作業テーブル５は、例えば板状を成し、造形物３の材料である金属粉末２が配置される粉末保持部である。作業テーブル５上の金属粉末２は例えば層状に複数回に分けて配置される。作業テーブル５は、平面視において、例えば矩形状を成している。作業テーブル５の形状は、矩形に限定されず、円形でもよく、その他の形状でもよい。
【００１８】
作業テーブル５は、真空チャンバ４内において、造形タンク１０内に配置されている。造形タンク１０内において、作業テーブル５は、Ｚ方向（上下方向）に移動可能であり、金属粉末２の層数に応じて順次降下する。造形タンク１０の側壁１０ａは、作業テーブル５の移動を案内する。側壁１０ａは、作業テーブル５の外形に対応するように角筒状（作業テーブルが円形の場合は円筒状）を成している。造形タンク１０の側壁１０ａ及び作業テーブル５は、金属粉末２及び造形された造形物３を収容する収容部を形成する。作業テーブル５は造形タンク１０の底部を構成してもよい。
【００１９】
昇降装置６は、作業テーブル５上の金属粉末２及び製造途中の造形物３を昇降させることができる。昇降装置６は、例えばラックアンドピニオン方式の駆動機構を含み、作業テーブル５をＺ方向に移動させる。昇降装置６は、作業テーブル５の底面に連結されて下方に伸びる棒状の上下方向部材（ラック）６ａと、この上下方向部材６ａを駆動するための駆動源６ｂと、を含んでもよい。駆動源６ｂとしては、例えば電動モータを用いることができる。電動モータの出力軸にはピニオンが設けられ、上下方向部材６ａの側面にはピニオンと噛み合う歯形が設けられていてもよい。電動モータが駆動され、ピニオンが回転して動力が伝達されて、上下方向部材６ａが上下方向に移動できる。電動モータの回転を停止することで、上下方向部材６ａが位置決めされて、作業テーブル５のＺ方向の位置が決まり、その位置が保持される。昇降装置６は、ラックアンドピニオン方式の駆動機構に限定されず、例えば、ボールねじ、シリンダなどその他の駆動機構を備えるものでもよい。
【００２０】
粉末供給装置７は、原料である金属粉末２を貯留する貯留部である原料タンク１１を含んでもよい。原料タンク１１は、真空チャンバ４内に配置されている。原料タンク１１は、Ｚ方向において作業テーブル５より上方に配置されている。原料タンク１１は、例えば、Ｚ方向と交差するＸ方向において、電子線照射装置８による電子線の照射領域Ｄの両側に配置されている。原料タンク１１の底部には、吐出口が設けられている。吐出口は、例えばＹ方向に連続している。Ｙ方向は、Ｘ方向及びＺ方向に交差する方向である。
【００２１】
原料タンク１１より下方には、造形タンク１０の側壁１０ａの上端部から側方に延びる張出板１２が設けられていてもよい。張出板１２は、作業テーブル５の周囲において、Ｚ方向に交差する平面を形成している。
【００２２】
粉末供給装置７は、金属粉末２を均す粉末塗布機構１３を含んでもよい。粉末塗布機構１３は、リコータ１３ａを備えている。リコータ１３ａは、作業テーブル５及び張出板１２の上方で、Ｘ方向に移動可能であり、張出板１２上に堆積する金属粉末２を作業テーブル５上に掻き寄せると共に、作業テーブル５上の金属粉末２の積層物の最上層の表面（上面）２ａを均すことができる。以下、「金属粉末２の積層物」を粉末床Ａという。リコータ１３ａは、粉末床Ａの表面２ａに当接して高さを均一にすることができる。リコータ１３ａは、例えば板状を成し、Ｙ方向に所定の幅を有する。粉末塗布機構のＹ方向の長さは、例えば作業テーブル５のＹ方向の全長に対応している。粉末塗布機構１３は、板状のリコータ１３ａに代えて、ローラ、棒状部材、刷毛部などを備える構成でもよい。
【００２３】
粉末塗布機構１３は、リコータ１３ａを移動させる機構として、例えば例えばラックアンドピニオン方式の駆動機構を含んでもよい。粉末塗布機構１３は、ガイドレール、無端ベルト、ボールねじ、電動モータ、シリンダ等を含んでもよい。
【００２４】
電子線照射装置８は、エネルギビームとしての電子ビーム（電子線）を照射する電子銃（不図示）を含む。図１では、出射された電子ビームが通過する照射領域Ｄを２点鎖線で示している。電子銃から出射された電子ビームは、真空チャンバ４内に照射されて、金属粉末２を加熱する。電子線照射装置８は、エネルギを付与して、金属粉末２を加熱して溶融又は焼結させることができる。電子線照射装置８は、粉末床Ａにエネルギを付与するエネルギ付与部である。
【００２５】
電子線照射装置８は、電子ビームの照射を制御するコイル部を含んでもよい。コイル部は、例えば収差コイル、フォーカスコイル及び偏向コイルを備えることができる。収差コイルは、電子銃から出射される電子ビームの周囲に設置され、電子ビームを収束させる。フォーカスコイルは、電子銃から出射される電子ビームの周囲に設置され、電子ビームのフォーカス位置のずれを補正する。偏向コイルは、電子銃から出射される電子ビームの周囲に設置され、電子ビームの照射位置を調整する。偏向コイルは、電磁的なビーム偏向を行うため、機械的なビーム偏向と比べて、電子ビームの照射時における走査速度を高速なものとすることができる。電子銃及びコイル部は、真空チャンバ４の上部に配置されている。電子銃から出射された電子ビームは、コイル部によって、収束され、焦点位置が補正され、走査速度が制御され、金属粉末２の照射位置に到達する。
【００２６】
ここで、造形装置１は、図１〜図４に示されるように、熱エネルギ回収ユニット２０を備えている。熱エネルギ回収ユニット２０は、反射板支持部２１及び反射板２２を含む。反射板支持部２１は、複数の支持板２３を備え、図３に示されるように、例えば筒状を成している。反射板支持部２１の筒状の部分は、複数の支持板２３によって構成されている。複数の支持板２３は、例えば台形状を成し、斜辺同士が接合されていてもよい。支持板２３は、Ｚ方向に延在する軸線Ｌ１に対して傾斜して配置されている。支持板２３は上方に向かうほど、軸線Ｌ１に接近するように傾斜している。支持板２３は、図４に示されるように、照射領域Ｄを避けるように配置されている。支持板２３は、照射領域Ｄの外側に配置されている。換言すれば、照射領域Ｄは、筒状の部分の内側に形成されている。
【００２７】
支持板２３として例えばステンレス鋼などの非磁性体を用いることができる。支持板２３は真空チャンバ４に対して固定されている。反射板支持部２１は、図３に示されるように、固定板２４を備えていてもよい。固定板２４の中央部には、板厚方向に貫通する開口部２４ａが設けられている。開口部２４ａは、電子線が通過可能な開口部である。固定板２４の板厚方向は、Ｚ方向に沿っている。複数の支持板２３の上端部は、固定板２４に接合されている。複数の支持板２３は、固定板２４から下方に延びるように配置されている。固定板２４は、図１及び図２に示されるように、例えば真空チャンバ４の天板４ａに対して固定できる。
【００２８】
反射板２２は、粉末床Ａから放射された熱を粉末床Ａに反射させる反射体である。反射板２２は、反射板支持部２１によって支持されている。反射板２２は、例えば支持板２３の下端部に接合されている。熱エネルギ回収ユニット２０は、複数の反射板２２を備えていてもよい。複数の反射板２２は、例えばＸ方向に対向する一対の反射板２２と、Ｙ方向に対向する一対の反射板２２と、を備えている。反射板２２として例えばステンレス鋼などの非磁性体を用いることができる。
【００２９】
複数の反射板２２は、例えば台形状を成し、斜辺同士が接合されていてもよい。反射板２２は、軸線Ｌ１に対して傾斜して配置されている。反射板２２は上方に向かうほど、軸線Ｌ１に接近するように傾斜している。反射板２２のＸＹ平面に対する傾斜角度は、例えば４５度でもよい。反射板２２は、図４に示されるように、照射領域Ｄを避けるように配置されている。反射板２２は、照射領域Ｄの外側に配置されている。複数の反射板２２は、Ｚ方向から見て、粉末床Ａの周囲に配置されている。
【００３０】
反射板２２は、Ｚ方向から見て、造形タンク１０の側壁１０ａの外側まで配置されている。Ｘ方向に対向する反射板２２の下端部２２ｂは、Ｘ方向において、側壁１０ａの外側に配置されている。同様に、Ｙ方向に対向する反射板２２の下端部２２ｂは、Ｙ方向において、側壁１０ａの外側に配置されている。
【００３１】
反射板２２は、反射面２２ｃを含む。反射面２２ｃは、粉末床Ａの表面２ａに近い方の面である。反射面２２ｃの法線Ｌ２は、例えば粉末床Ａの表面２ａを通るように配置されている。法線Ｌ２は、例えば、反射面２２ｃの中央を通り、反射面２２ｃに直交する仮想の直線である。法線Ｌ２は、反射板２２の板厚方向に延在している。反射板２２は、板厚方向において、反射面２２ｃと反対側の面である背面２２ｄを含む。
【００３２】
熱エネルギ回収ユニット２０は、図４に示されるように、複数の背面側反射板（背面側反射体）２５を備えていてもよい。なお、図１〜図３では、背面側反射板２５の図示が省略されている。背面側反射板２５は、反射板２２に対して粉末床Ａとは反対側に配置されている。背面側反射板２５の板厚方向は、反射板２２の板厚方向と同じであり、法線Ｌ２が延在する方向とすることができる。背面側反射板２５は、法線Ｌ２が延在する方向において、反射板２２と離間して配置されている。背面側反射板２５として例えばステンレス鋼などの非磁性体を用いることができる。
【００３３】
背面側反射板２５は、反射面２５ａを含む。反射面２５ａは、法線Ｌ２が延在する方向において、反射板２２の背面２２ｄと対面している。反射面２５ａと背面２２ｄとの間には、所定の隙間が形成されている。背面側反射板２５の大きさ及び形状は、例えば、反射板２２と略同じである。背面側反射板２５は、例えば反射板２２によって支持されていてもよい。背面側反射板２５は、支持板２３によって支持されていてもよい。背面側反射板２５は、例えば原料タンク１１の側板に連結されて支持されていてもよく、その他の部材によって支持されていてもよい。
【００３４】
反射板２２及び背面側反射板２５は、Ｚ方向において、リコータ１３ａより上方に配置されていてもよい。反射板２２の下端部２２ｂは、リコータ１３ａの上端よりも上方に配置されていてもよい。同様に、背面側反射板２５の下端部は、リコータ１３ａの上端よりも上方に配置されていてもよい。これにより、反射板２２及び背面側反射板２５の下方に、リコータ１３ａが通過可能な領域が確保される。例えば、リコータ１３ａがＸ方向に移動する場合において、Ｙ方向に対向する反射板２２及び背面側反射板２５は、リコータ１３ａより上方に配置されていなくてもよい。例えば、反射板２２の下端部２２ｂは、リコータ１３ａの上端より下方の位置まで配置されていてもよい。
【００３５】
熱エネルギ回収ユニット２０は、複数の補助反射板（補助反射体）２６を備えていてもよい。反射板２６として例えばステンレス鋼などの非磁性体を用いることができる。補助反射板２６は、Ｚ方向において、粉末床Ａの表面２ａと、反射板２２との間に配置されている。複数の補助反射板２６は、平面視において、複数の反射板２２に対応して配置されている。複数の補助反射板２６は、Ｘ方向に対向する一対の補助反射板２６と、Ｙ方向に対向する一対の補助反射板２６と、を含んでもよい。Ｘ方向に対向する一対の補助反射板２６の板厚方向は、Ｘ方向に沿っている。Ｙ方向に対向する一対の補助反射板２６の板厚方向は、Ｙ方向に沿っている。補助反射板２６は反射板２２に連結されている。補助反射板２６は、Ｚ方向において、張出板１２の近傍まで延びていてもよい。張出板１２の表面は、Ｚ方向において、粉末床Ａの表面２ａと一致している。
【００３６】
補助反射板２６は、反射面２６ａを含む。反射面２６ａは、粉末床Ａ側の面であり、粉末床Ａから放射された熱エネルギを反射可能な面である。反射面２６ａは、軸線Ｌ１と平行な面でもよく、軸線Ｌ１に対して傾斜して配置されていてもよい。
【００３７】
熱エネルギ回収ユニット２０は、補助反射板移動機構２７を備えていてもよい。補助反射板移動機構２７は、例えばヒンジ、駆動源及び動力伝達機構等を含んでもよい。例えば、補助反射板２６の上端部は、反射板２２の下端部２２ｂに連結されている。補助反射板２６は、例えばヒンジを介して、反射板２２に支持され揺動可能となっている。駆動源は、例えば電動モータである。動力伝達機構は、例えば、歯車、回転軸、ベルト等を含む。駆動源による駆動力は、動力伝達機構を介して、補助反射板２６に伝達される。これにより、補助反射板２６を揺動させて、変位させることができる。例えば、補助反射板２６の下端部が上方に変位することで、補助反射板２６と張出板１２との間に、リコータ１３ａが通過可能な空間を確保することができる。
【００３８】
図５に示されるコントローラ３１は、造形装置１の装置全体の制御を司る制御部である。コントローラ３１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit)、ＲＯＭ(Read  Only  Memory)、およびＲＡＭ(Random  Access  Memory)等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータである。コントローラ３１は、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを含む。コントローラ３１は、演算部３２及びメモリ３３を含む。コントローラ３１は、電子線照射装置８、粉末供給装置７、昇降装置６、及び補助反射板移動機構２７と電気的に接続されている。コントローラ３１は、各種指令信号を生成できる。メモリ３３は、各種制御に必要なデータを保存できる。
【００３９】
演算部３２は、電子線照射装置８に指令信号を送信して、電子ビームの照射時期、照射位置等の制御（照射制御）を行う。演算部３２は、金属粉末２を溶融させる際の電子ビームの照射制御を行う。演算部３２は、粉末供給装置７に指令信号を送信して、金属粉末２の供給時期、供給量を制御することができる。演算部３２は、粉末塗布機構１３に指令信号を送信して、リコータ１３ａの動作時期等の制御を行ってもよい。
【００４０】
次に、積層造形物製造方法について説明する。図６は、積層造形物の製造方法の手順を示すフローチャートである。まず、準備工程として、補助反射板２６を変位させる（ステップＳ１）。コントローラ３１は、補助反射板移動機構２７に指令信号を送信して、補助反射板２６を変位させる。補助反射板移動機構２７は、補助反射板２６の下端部を上方に変位させて、リコータ１３ａが通過可能な空間を形成する。
【００４１】
次に、作業テーブル５を降下させる（ステップＳ２）。コントローラ３１は、昇降装置６に指令信号を送信して、作業テーブル５を降下させる。作業テーブル５を降下させて、例えば１層分の金属粉末２が供給されるスペースを確保する。なお、作業テーブル５を降下させるとともに、補助反射板２６を変位させてもよく、作業テーブル５を降下させた後に、補助反射板２６を変位させてもよい。
【００４２】
次に、金属粉末２を供給し均す（ステップＳ３）。ここでは、張出板１２上の金属粉末２を作業テーブル５上に掻き寄せて、金属粉末２を供給すると共に、粉末床Ａの表面２ａを均す。コントローラ３１は、粉末塗布機構１３に指令信号を送信して、リコータ１３ａをＸ方向に移動させる。リコータ１３ａは、Ｘ方向において造形タンク１０の外側から移動して、張出板１２上の金属粉末２を作業テーブル５側に掻き寄せる。リコータ１３ａは、作業テーブル５の上方をＸ方向に移動しながら、作業テーブル５上に金属粉末２を供給すると共に、粉末床Ａの表面２ａを均す。これにより、粉末床Ａの表面２ａを平面にすることができる。
【００４３】
次に、補助反射板２６を変位させる（ステップＳ４）。コントローラ３１は、補助反射板移動機構２７に指令信号を送信して、補助反射板２６を変位させる。補助反射板移動機構２７は、補助反射板２６の下端部を下方に変位させて、補助反射板２６の反射面２６ａを粉末床Ａの表面２ａ側に向ける。
【００４４】
次に、電子線を照射する（ステップＳ５）。コントローラ３１は、電子線照射装置８に指令信号を送信して、電子線を照射して、金属粉末２を溶融させることができる。電子線を照射する位置は、造形物３の形状に応じて予め設定されている。電子線を照射する位置に関するデータは、例えばメモリ３３に記憶されている。なお、ステップＳ５の電子線を照射する前に、粉末床Ａを予熱してもよい。例えば、予熱ヒータを用いて、粉末床Ａを予熱してもよく、電子線を照射して、粉末床Ａを予熱してもよい。積層造形物製造方法では、ステップＳ１からステップＳ５の工程を繰り返して、造形物３を完成させる。
【００４５】
造形装置１では、粉末床Ａに電子線を照射すると、粉末床Ａが加熱されて高温となる。高温の粉末床Ａから熱エネルギが放射される。粉末床Ａの表面２ａの温度は、例えば１０００℃程度になることもある。粉末床Ａの表面２ａの温度は、その他の温度でもよい。造形装置１は、反射板２２を備えているので、粉末床Ａから放射された熱エネルギは反射板２２によって反射されて粉末床Ａに伝熱される。これにより、粉末床Ａから放射された熱エネルギを回収することができるので、粉末床Ａからの熱損失を抑制できる。その結果、電子線照射装置８から供給されるエネルギの増加を抑制することができる。
【００４６】
そして、反射板２２が高温となると、反射板２２から熱エネルギが放射される。造形装置１では、背面側反射板２５を備えているので、反射板２２の背面２２ｄから放射された熱エネルギは背面側反射板２５によって反射されて反射板２２に伝熱される。これにより、反射板２２の背面２２ｄから放射された熱エネルギを回収することができるので、反射板２２の温度低下を抑制できる。その結果、反射板２２から粉末床Ａに反射される熱エネルギの減少を抑制できる。
【００４７】
また、造形装置１は、Ｚ方向において、粉末床Ａの表面２ａと反射板２２との間に配置された補助反射板２６を備えているので、粉末床Ａから放射された熱エネルギを補助反射板２６によって粉末床Ａに反射させることができる。
【００４８】
また、造形装置１は、補助反射板２６を反射板２２に対して変位させる補助反射板移動機構２７を備えているので、補助反射板２６を変位させて、リコータ１３ａが移動する空間を確保することができる。造形装置１は、リコータ１３ａの移動の妨げとならないように、補助反射板２６を変位させることができる。補助反射板移動機構２７は、補助反射板２６の向きを変えて、熱エネルギが反射される位置を変えてもよい。
【００４９】
また、造形装置１では、電子線の照射領域Ｄの外側に反射板２２が配置されているので、電子線の照射領域を狭めることが防止されている。また、造形装置１では、Ｚ方向において、リコータ１３ａよりも上方に反射板２２が配置されている。これにより、反射板２２の下方に、リコータ１３ａが通過可能な領域を確保することができる。
【００５０】
次に図７を参照して変形例に係る熱エネルギ回収ユニット２８について説明する。造形装置１は、反射板２９を含む熱エネルギ回収ユニット２８を備えていてもよい。反射板２９は、曲面である反射面２９ｃを有する。反射面２９ｃは、粉末床Ａとは反対側に窪むように湾曲している。反射面２９ｃの法線Ｌ３は、例えば粉末床Ａの表面２ａを通るように配置されている。法線Ｌ３は、例えば、反射面２９ｃにおいて、上端２９ａと下端２９ｂとの中央を通り、反射面２９ｃに直交する仮想の直線である。
【００５１】
反射板２９の上端２９ａは、例えば支持板２３に連続している。支持板２３は、軸線Ｌ１を中心として円錐状を成すように配置されている。反射板２９は、軸線Ｌ１周りに連続し、平面視において、支持板２３の外側で円環状に配置されている。
【００５２】
このように反射面２９ｃは曲面であってもよい。反射面２９ｃは、例えば放物曲面に沿う形状でもよい。反射面２９ｃを曲面とすることで、熱エネルギが反射される位置を設定することできる。このような変形例に係る反射板２９を備えた造形装置においても、上記の造形装置１と同様な作用効果を奏する。
【００５３】
変形例に係る熱エネルギ回収ユニット２８は、背面側反射板を備えていてもよい。また、熱エネルギ回収ユニット２８は、補助反射板及び補助反射体移動機構を備えていてもよい。
【００５４】
本開示は、前述した実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。
【００５５】
上記の実施形態では、電子ビームを照射して、粉末を溶融しているが、粉末に照射されるビームは、電子ビームに限定されず、その他のエネルギービーム（例えばレーザ）でもよい。造形装置１は、例えば、レーザ発信器を備え、レーザビームを照射して、粉末を溶融するものでもよい。レーザビームを照射する造形装置は、真空チャンバ４に代えて、不活性ガス雰囲気を保持するためのチャンバを備えてもよい。この場合のレーザを照射する照射装置は、例えば、レーザビームを偏光させるミラー及びミラーを動かすための駆動部や集光レンズ等の光学部品を含む構成としてもよい。
【００５６】
上記の実施形態では、背面側反射板２５を備える構成としているが、造形装置１は背面側反射板２５を備えていなくてもよい。また、造形装置１は２枚以上の背面側反射板２５を備えていてもよい。
【符号の説明】
【００５７】
１  造形装置（積層造形装置）
２  金属粉末
２ａ  粉末床の表面
５  作業テーブル（粉末保持部）
８  電子線照射装置（エネルギ付与部）
１３ａ  リコータ
２２  反射板（反射体）
２２ｃ  反射面
２５  背面側反射板（背面側反射体）
２６  補助反射板（補助反射体）
２７  補助反射板移動機構（補助反射体移動機構）
２９  反射板（反射体）
２９ｃ  反射面（曲面）
Ａ  粉末床
Ｄ  照射領域
【図１】
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【図２】
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【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】
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