(57)【要約】【課題】三次元形状造形物の製造方法において、造形物の表面に傷を発生させずに造形時間を短縮する。【解決手段】積層造形装置１は、三次元形状造形物を造形する造形部２と、材料粉末３１を供給して粉末層３２を形成する粉末層形成部３と、粉末層３２等を覆う覆い枠４と、光ビームＬを照射して固化層３３を形成する光ビーム照射部５と、造形物１１の表層を除去する切削除去部６と、造形物１１の周囲の材料粉末３１と屑を排除するブラシ工具７１と、各部を制御する制御部とを備えている。切削除去部６による除去工程の前に、ブラシ工具７１によって造形物１１の表面周辺の範囲で材料粉末３１及び屑を排除するので、造形物の表面に傷が発生せずにきれいにすることができると共に、造形時間を短縮することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料粉末を供給して粉末層を形成する粉末層形成工程と、前記粉末層の所定の箇所に光ビームを照射して該粉末層を焼結又は溶融固化させ固化層を形成する固化層形成工程とを備え、前記粉末層形成工程と固化層形成工程とを繰り返すことにより固化層を積層する造形物の形成の途中に、該造形物の表層及び不要部分を除去する除去工程を少なくとも１回以上挿入して三次元形状造形物を造形する三次元形状造形物の製造方法において、
前記除去工程における除去作業と同時に、又は除去工程の前に造形物の周囲の材料粉末、及び除去作業で発生する屑を排除する排除工程を備え、
前記排除工程は、前記除去作業が施される造形物の表面周辺の範囲で行なわれることを特徴とする三次元形状造形物の製造方法。
【請求項２】
前記排除工程が行なわれる領域は、前記除去加工時の加工経路を基に定められることを
特徴とする請求項１に記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項３】
前記排除工程は、前記材料粉末及び屑を掃き出すブラシを有する排除手段によって行なわれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項４】
前記排除工程は、前記材料粉末及び屑をすくい上げるスクリュウを有する排除手段によって行なわれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項５】
前記排除工程は、前記粉末層を覆うスカート部と、前記スカート部によって形成される空間内を吸引する吸引部と、を有した排除手段によって行なわれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項６】
前記排除工程は、前記材料粉末及び屑を吹き飛ばすガスを噴出する排除手段によって行なわれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項７】
前記除去工程は、第１の回転切削工具によって行なわれ、
前記排除工程は、前記第１の回転切削工具よりも小さい径を持つ第２の回転切削工具を用い、該第２の回転切削工具を前記第１の回転切削工具の走査経路に沿って走査させることにより行なわれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法。
【請求項８】
前記排除工程は、列状に配置された吸引ノズルが前記粉末層上を走査し、前記除去作業が施される造形物の表面周辺に位置したときに、前記材料粉末及び屑を吸引することにより行なわれることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料粉末に光ビームの照射を行なう三次元形状造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、材料粉末で形成した粉末層に光ビームを照射して焼結又は溶融固化させて固化層を形成し、この固化層の上に新たな粉末層を形成して光ビームを照射することを繰り返して固化層を積層して造形物を形成し、この造形物の形成の途中に造形物の表層及び不要部分を切削等によって除去するということを繰り返して三次元形状造形物を製造する製造方法が知られている。
【０００３】
図１２（ａ）に、このような製造方法における除去工程中の造形物の断面を示す。このような製造方法においては、表層や不要部分である除去部３８の切削時に、材料粉末３１や切削屑が造形物１１とエンドミル６３の間にかみ込み、造形物１１の表面に傷が発生する。図１２（ｂ）に、このような表面の傷を示す。
【０００４】
また、切削時の材料粉末や切削屑のかみ込みを防止するために、切削の前に造形物の周囲の材料粉末と切削屑を全て吸引して排除する製造方法が知られている（例えば特許文献１参照）。しかしながら、このような製造方法においては、材料粉末と切削屑とを全て排除するので、造形時間が長くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１１５００４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記問題を解消するものであり、造形物の表面に傷を発生させることがなく、造形時間の短縮が図れる三次元形状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】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、材料粉末を供給して粉末層を形成する粉末層形成工程と、前記粉末層の所定の箇所に光ビームを照射して該粉末層を焼結又は溶融固化させ固化層を形成する固化層形成工程とを備え、前記粉末層形成工程と固化層形成工程とを繰り返すことにより固化層を積層する造形物の形成の途中に、該造形物の表層及び不要部分を除去する除去工程を少なくとも１回以上挿入して三次元形状造形物を造形する三次元形状造形物の製造方法において、前記除去工程における除去作業と同時に、又は除去工程の前に造形物の周囲の材料粉末、及び除去作業で発生する屑を排除する排除工程を備え、前記排除工程は、前記除去作業が施される造形物の表面周辺の範囲で行なわれるものである。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の三次元形状造形物の製造方法において、前記排除工程が行なわれる領域は、前記除去加工時の加工経路を基に定められるものである。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法において、前記排除工程は、前記材料粉末及び屑を掃き出すブラシを有する排除手段によって行なわれるものである。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法において、前記排除工程は、前記材料粉末及び屑をすくい上げるスクリュウを有する排除手段によって行なわれるものである。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法において、前記排除工程は、前記粉末層を覆うスカート部と、前記スカート部によって形成される空間内を吸引する吸引部と、を有した排除手段によって行なわれるものである。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法において、前記排除工程は、前記材料粉末及び屑を吹き飛ばすガスを噴出する排除手段によって行なわれるものである。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法において、前記除去工程は、第１の回転切削工具によって行なわれ、前記排除工程は、前記第１の回転切削工具よりも小さい径を持つ第２の回転切削工具を用い、該第２の回転切削工具を前記第１の回転切削工具の走査経路に沿って走査させることにより行なわれるものである。
【００１４】
請求項８の発明は、請求項１又は請求項２に記載の三次元形状造形物の製造方法において、前記排除工程は、列状に配置された吸引ノズルが前記粉末層上を走査し、前記除去作業が施される造形物の表面周辺に位置したときに、前記材料粉末及び屑を吸引することにより行なわれるものである。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、造形物の表面周辺の範囲で材料粉末及び屑を排除するので、造形物の表面をきれいにすることができると共に、造形時間を短縮することができる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、排除工程を行なう領域を容易に決めることができ、造形時間の短縮が図れる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、ブラシによって造形物の表面周辺の材料粉末及び屑を排除するので、造形時間の短縮が図れる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、スクリュウによって造形物の表面周辺の材料粉末及び屑を排除するので、造形時間の短縮が図れる。
【００１９】
請求項５の発明によれば、スカート部と吸引部とによって造形物の表面周辺の材料粉末及び屑を排除するので、造形時間の短縮が図れる。
【００２０】
請求項６の発明によれば、ガスを噴出する排除手段によって造形物の表面周辺の材料粉末及び屑を排除するので、造形時間の短縮が図れる。
【００２１】
請求項７の発明によれば、第２の回転切削工具によって造形物の表面周辺の材料粉末及び屑を排除するので、造形時間の短縮が図れる。
【００２２】
請求項８の発明によれば、吸引ノズルによって造形物の表面周辺の材料粉末及び屑を排除するので、造形時間の短縮が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る製造方法に用いる積層造形装置の部分断面図、（ｂ）は同装置の斜視図。
【図２】（ａ）は同装置のブラシ工具の構成図、（ｂ）は同ブラシ工具の他例の構成図。
【図３】（ａ）乃至（ｆ）は同製造方法を時系列に示す図。
【図４】同製造方法のフロー図。
【図５】同製造方法における除去工程時の造形物の断面図。
【図６】（ａ）は同製造方法における造形物の最終形状の斜視図、（ｂ）は同造形物の造形途中での斜視図、（ｃ）は同製造方法における除去領域を示す造形物の平面図、（ｄ）は同除去領域を示す造形物の断面図、（ｅ）は同製造方法における排除領域を示す造形物の断面図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る製造方法に用いる積層造形装置のスクリュウ工具の構成図。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る製造方法に用いる積層造形装置の吸引装置の構成図。
【図９】本発明の第４の実施形態に係る製造方法に用いる積層造形装置の噴出装置の構成図。
【図１０】（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る製造方法における排除工程時の造形物の断面図、（ｂ）は同製造方法における除去工程時の造形物の断面図。
【図１１】（ａ）（ｂ）は本発明の第６の実施形態に係る製造方法に用いる積層造形装置の吸引ノズルの構成図。
【図１２】（ａ）は従来の製造方法における除去工程時の造形物の断面図、（ｂ）は同製造方法によって製造した造形物における表面の傷の写真。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る三次元造形物の製造方法について図面を参照して説明する。図１（ａ）（ｂ）は、同製造方法に用いられる積層造形装置（以下、本装置と記す）の構成を示す。本装置１は、三次元形状造形物を造形する造形部２と、無機質又は有機質の材料粉末３１を造形部２に供給して粉末層３２を形成する粉末層形成部３と、粉末層３２等を覆う覆い枠４と、粉末層３２に光ビームＬを照射して固化層３３を形成する光ビーム照射部５と、造形物１１の表層を除去する切削除去部６と、造形物１１の周囲の材料粉末３１を排除するブラシ工具（排除手段）７１と、各部を制御する制御部（図示なし）とを備えている。粉末層３２は、光ビームＬが照射されることにより焼結又は溶融固化され固化層３３となり、固化層３３が積層されて造形物１１が造形される。また、本装置１は、覆い枠４内に雰囲気ガスを供給するガスタンク（図示なし）と、雰囲気ガスを回収するガス回収装置（図示なし）とを備えている。
【００２５】
造形部２は、昇降する昇降テーブル２１と、昇降テーブル２１の上にセッティングされて粉末層３２が敷かれる造形プレート２２と、昇降テーブル２１の周囲を囲み粉末層３２を保持する造形タンク２３を有している。材料粉末３１は、例えば平均粒径２０μｍの球形の鉄粉である。
【００２６】
粉末層形成部３は、昇降して材料粉末３１をせり上げる供給テーブル３４と、供給テーブル３４の周囲を囲む粉末タンク３５と、粉末タンク３５及び造形タンク２３上をスライド移動するブレード３６とを有している。制御部は、供給テーブル３４を上昇させて材料粉末３１をせり上げ、ブレード３６を矢印Ａ方向にスライド移動させて供給テーブル３４上の材料粉末３１を造形部２の造形プレート２２上に供給し、材料粉末３１を均して粉末層３２を形成する。
【００２７】
覆い枠４は、上面に光ビームＬを透過させるウィンドウ４１を有している。ウィンドウ４１の材質は、例えば、光ビームＬが炭酸ガスレーザの場合はジンクセレン等であり、光ビームＬがＹＡＧレーザの場合は石英ガラス等であり、光ビームＬが十分に透過する材質であればよい。覆い枠４内は雰囲気ガスによって満たされており、材料粉末３１の酸化等が防がれる。雰囲気ガスは、例えば窒素ガスやアルゴンガスである。また、雰囲気ガスに代えて還元性ガスを用いてもよい。雰囲気ガスは、ガスタンクから覆い枠４内に供給され、覆い枠４内の雰囲気ガスはガス回収装置に排気される。
【００２８】
光ビーム照射部５は、覆い枠４の上に設けられ、光ビームＬを発光する光ビーム発振器５１と、光ビームＬを集光する集光レンズ５２と、集光された光ビームＬを粉末層３２の上にスキャニングするガルバノミラー５３とを備えている。光ビーム発振器５１は、例えば、炭酸ガスレーザやＹＡＧレーザやファイバーレーザ等の発振器である。
【００２９】
切削除去部６は、主軸台６１を備える３軸制御が可能な数値制御工作機械であり、主軸台６１のスピンドルヘッド６２に加工のためのエンドミル６３がセットされる。エンドミル６３は、例えば超硬素材の２枚刃ボールエンドミルであり、加工形状や目的に応じて、スクエアエンドミル、ラジアスエンドミル、ドリル等が用いられる。各エンドミル６３は、ツールマガジン６４に収納され、スピンドルヘッド６２に自動交換される。主軸台６１はＸＹＺ駆動部６５によって、切削位置に移動される。
【００３０】
ブラシ工具７１について、図２を参照して説明する。図２（ａ）に示されるように、ブラシ工具７１は、先端にブラシ７１ａを有しており、スピンドルヘッド６２に取り付けられて造形物１１の周囲の材料粉末３１を排除する。ブラシ７１ａの材質は、例えば樹脂や金属であり、可撓性を有するものであればよい。ブラシ工具７１は、使用されないときはツールマガジン６４に収納されている。ブラシ工具７１は、図２（ｂ）に示されるようにブラシ７１ａを側面方向に有してもよいし、また、ブラシ７１ａはいずれの方向を向いていてもよい。
【００３１】
図３は本装置１による三次元形状造形物の製造動作を、図４はそのフローを示す。図３（ａ）に示されるように、制御部は、昇降テーブル２１をこれから形成する粉末層３２の厚さ分、降下させた後、ブレード３６を矢印Ａ方向に移動させ、造形プレート２２の上に材料粉末３１を供給し、粉末層３２を形成する。この工程は粉末層形成工程であり、図４のステップＳ１に相当する。次に、図３（ｂ）に示されるように、光ビームＬを粉末層３２の任意の箇所に走査させて材料粉末３１を焼結又は溶融固化させ、造形プレート２２と一体化した固化層３３を形成する。この工程は固化層形成工程であり、図４のステップＳ２に相当する。
【００３２】
この固化層形成工程において、ｉ層目（ｉは整数）の固化層３３が形成される。光ビームＬの照射経路は、予め三次元ＣＡＤモデルから生成したＳＴＬ（Stereo Lithography）データを、例えば、０．０５ｍｍの等ピッチでスライスした各断面の輪郭形状データに基づいて定める。この照射経路は、造形物１１の少なくとも最表面が気孔率５％以下の高密度となるようにするのが好ましい。
【００３３】
上述した図３（ａ）に示される粉末層形成工程（図４のステップＳ１）と図３（ｂ）に示される固化層形成工程（図４のステップＳ２）とを繰り返し、図３（ｃ）に示されるように、新たな粉末層３２を形成する度に昇降テーブル２１を降下させて、固化層３３を積層する。固化層３３の積層は、層数ｉが所定の層数Ｎになるまで繰り返す（図４のステップＳ１乃至Ｓ４）。この層数Ｎは、造形物１１の表面を切削するエンドミル６３の有効刃長から求められる。例えば、エンドミル６３が直径１ｍｍ、有効刃長３ｍｍで深さ３ｍｍの切削加工が可能であり、粉末層３２の厚みが０．０５ｍｍであるならば、層数Ｎは積層した粉末層の厚みが２．５ｍｍとなる５０層になる。そして、固化層３３の層数ｉが定めた層数Ｎになると、図３（ｄ）に示されるように、ブラシ工具７１を主軸台６１に取り付け、ブラシ工具７１を矢印Ｂのように造形物１１の表面周辺に移動させ、材料粉末３１を排除する。この表面周辺とは造形物１１の側面及び上面を含む。このとき、ブラシ工具７１は回転させてもよいし、回転させなくてもよい。この工程が排除工程であり、図４のステップＳ５に相当する。
【００３４】
排除工程が終了すると、図３（ｅ）に示されるように、エンドミル６３を主軸台６１に取り付け、エンドミル６３を矢印Ｂのように造形物１１の周囲に移動させ、造形物１１の表面をエンドミル６３によって除去する。このとき、切削により屑３７が発生する。この工程が除去工程であり、図４のステップＳ６に相当する。ここに、図４のステップＳ６の後に、造形が終了したかの判断が成され（ステップＳ７）、終了していないとき、層数ｉを１に初期化してから（ステップＳ８）、ステップＳ１に戻り、上記を繰り返す。こうして、図３（ｆ）に示されるように造形が終了するまで固化層３３の形成と造形物１１の表面の除去とを繰り返す。上述した排除工程が２回目以降の場合には、粉末層３２中に除去工程で発生した屑３７も含まれているので、排除工程では、材料粉末３１と屑３７とを排除する。
【００３５】
上記の除去工程における造形物１１の断面を図５に示す。排除工程によって、造形物１１の周辺の材料粉末３１や屑３７（図３（ｆ）等参照）が排除されているので、それらが除去作業中にエンドミル６３と造形物１１の間にかみ込まれず、造形物１１の表層や不要部分である除去部３８がスムーズに除去され、造形物１１に傷が入り難くなり、表面をきれいにすることができる。また、造形物１１の表面周辺の範囲で材料粉末３１や屑３７の排除を行なうので、造形時間の短縮を図れる。
【００３６】
排除工程が行なわれる領域について、図６を参照して説明する。図６（ａ）は、造形物１１における造形の最終形状の斜視を示し、図６（ｂ）は、図６（ａ）における一点鎖線Ｋ１により示される高さまで固化層３３が積層された時点での造形物１１の斜視を示す。図６（ｃ）は、図６（ｂ）に示す造形物１１の平面視を示し、除去作業が行なわれる領域を示す。図６（ｄ）は、図６（ｃ）での１点鎖線Ｋ２における断面を示し、このときの除去作業は除去領域高さＺの範囲が対象であり、点線Ｌで示された範囲で行なわれる。図６（ｅ）は、上述した除去作業前の排除作業の領域を実線Ｍで示す。この排除作業の領域を決めるのに、除去領域高さＺ内に入る造形物１１の表面全てとすると、除去作業を行なわない造形物１１の外周面Ｅも含まれることとなり、ムダな排除作業をすることになる。排除作業は、除去作業が行なわれる範囲を行なうので、排除作業を行なう領域は、除去加工時の加工経路を定めたＮＣプログラムを基に定めるとよく、そうすることにより容易に定めることができる。
【００３７】
排除工程において、ブラシ工具７１の高さは、材料粉末３１が十分に排除されるように調整すればよいが、固化層３３上の材料粉末３１を除去する場合は、ブラシの先端が固化層３３の上面より０．１〜１ｍｍ深い位置になるように調整するとよい。このとき、ブラシ工具７１のブラシ先端の高さの測定は、ブラシ工具７１を挟んで受光センサにレーザ光を投光し、受光した受光センサの位置から高さを算出したり、画像センサ等によってブラシ工具７１を撮像し、算出すればよい。また、感圧センサ上に主軸台６１に取り付けられたブラシ工具７１を降下させ、ブラシ７１ａによる圧力を検知することにより高さを算出してもよい。ブラシに導電性がある場合には、感圧センサに代えて導電性を有する接点上にブラシ工具７１を降下させ、通電を検知することによって行なってもよい。また、ブラシ工具７１の寸法とブラシ工具７１の取り付け位置のデータから算出してもよい。
【００３８】
また、ブラシ工具７１を取り付けられ、３軸制御が可能な主軸台を別に設け、ブラシ工具７１による排除工程と、エンドミル６３による除去工程を同時に行なうようにしてもよい。排除工程とが同時におこなわれるので、造形時間の短縮が図れる。
【００３９】
なお、昇降テーブル２１に造形プレート２２を載置せずに、粉末層３２を昇降テーブル２１上に直接形成してもよい。その場合には、昇降テーブル２１上に固化層３３を面状に形成すると造形後に造形物１１が昇降テーブル２１から取り外し難くなるので、固化層３３における第１層目等の下方の層は点状や線状に形成し、昇降テーブル２１と造形物１１との接触面積を小さくするとよい。
【００４０】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法について説明する。本実施形態に用いる本装置１は、第１の実施形態におけるブラシ工具７１に代えてスクリュウ工具（排除手段）を有している。図７は、このスクリュウ工具７２を示している。スクリュウ工具７２は、ツールマガジン６４に保有され、排除工程時にスピンドルヘッド６２に取り付けられる。スクリュウ工具７２は、側面がスクリュウ形状に成っており、ブラシ工具７１と同様に造形物１１の表面周辺を移動し、回転して材料粉末３１及び屑３７をすくい上げて排除する。造形物１１の溝形状中の材料粉末３１及び屑３７を除去する場合には、溝の幅よりも径が小さいスクリュウ工具７２を用いる。このとき、スクリュウ工具７２の先端の高さの測定は、第１の実施形態と同様に、光センサや画像センサや感圧センサ等によって行なえばよい。スクリュウ工具７２によって造形物１１の表面周辺の範囲で材料粉末３１及び屑３７が排除されるので、造形物１１の表面をきれいにすることができ、造形時間の短縮を図れる。
【００４１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法について説明する。本実施形態に用いる本装置１は、第１の実施形態におけるブラシ工具７１に代えて吸引装置（排除手段）を有している。図８は、この吸引装置７３を示している。吸引装置７３は、エンドミル６３の周囲を囲み粉末層３２を覆うスカート部７３ａと、スカート部７３ａとチューブ７３ｂで繋がり、スカート部７３ａによって形成される空間内を吸引する吸引部７３ｃを有している。スカート部７３ａの下面には第１の実施形態と同様にブラシ７３ｄが取り付けられている。スカート部７３ａは、主軸台６１の回転しない部分に取り付けられ、エンドミル６３が回転しても回転しない。スカート部７３ａはツールマガジン６４に保有され、排除工程時に主軸台６１に取り付けられる。主軸台６１への取り付けは、ネジ等によって行なってもよいし、電磁石式や、上から押し付けるとひっかかり、もう一度押すと外れるような機構の着脱ボタン式の自動着脱としてもよい。
【００４２】
排除工程において、吸引装置７３によって材料粉末３１と屑３７とを吸引する排除作業を行ないながら、エンドミル６３によって造形物１１の水平面における除去作業を同時に行なう。このとき、ブラシ７３ｄの先端の高さの測定は、第１の実施形態と同様に、光センサや画像センサや感圧センサ等によって行なえばよい。吸引装置７３によって造形物１１の表面周辺の範囲で材料粉末３１及び屑３７が排除されるので、造形物１１の表面をきれいにすることができ、造形時間の短縮を図れる。また、排除工程と除去工程が同時に行なわれるので、造形時間を更に短縮することができる。また、スカート部７３ａの下面にブラシ７３ｄが取り付けられているので、造形物１１の水平面に多少の凹凸があっても、材料粉末３１と屑３７の排除を行なうことができる。
【００４３】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法について説明する。本実施形態に用いる本装置１は、第１の実施形態におけるブラシ工具７１に代えて材料粉末を吹き飛ばす噴出装置（排除手段）を有している。図９は、この噴出装置７４を示している。噴出装置７４は、噴出穴を先端に有した噴出工具７４ａと、噴出工具７４ａとチューブ７４ｂで繋がり雰囲気ガスを噴出させる送風部７４ｃとを有している。噴出工具７４ａは、ツールマガジン６４に保有され、排除工程時にスピンドルヘッド６２に取り付けられる。噴出工具７４ａは、ブラシ工具７１と同様に造形物１１の表面周辺を移動し、材料粉末３１及び屑３７を吹き飛ばして排除する。このとき、噴出工具７４ａの先端の高さの測定は、第１の実施形態と同様に、光センサや画像センサや感圧センサ等によって行なえばよい。噴出工具７４ａとして、切削油を供給する穴を先端に有したドリルを用いてもよい。噴出装置７４によって造形物１１の表面周辺の範囲で材料粉末３１及び屑３７が排除されるので、造形物１１の表面をきれいにすることができ、造形時間の短縮が図れる。
【００４４】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法について説明する。第１の実施形態においては、除去工程の前の排除工程をブラシ工具７１によって行なったが、本実施形態では、排除工程をブラシ工具７１に代えてエンドミルによって行なう。ここで用いるエンドミルは、後の除去工程で用いるエンドミルよりも径の小さいものを用いる。すなわち、図１０（ａ）に示されるように、排除工程に用いるエンドミル６３ａ（第２の回転切削工具、以下、小径エンドミルと称す）は、図１０（ｂ）に示される除去工程で用いるエンドミル６３ｂ（第１の回転切削工具、以下、大径エンドミルと称す）よりも径が小さい。排除工程では、エンドミル６３ａがスピンドルヘッド６２（図２等参照）に取り付けられて、除去工程における大径エンドミル６３ｂの走査経路に沿って回転しながら走査する。この走査により、例えば、小径エンドミル６３ａの外径が６ｍｍであり、大径エンドミル６３ｂの外径が１０ｍｍであるとすると、小径エンドミル６３ａの外周は、大径エンドミル６３ｂによる造形物１１の切削面よりも２ｍｍ外側を走査するので、造形物１１を切削せずに、造形物１１の表面周辺の材料粉末３１と屑３７を弾き飛ばして排除する。除去工程では、エンドミル６３ｂがスピンドルヘッド６２に取り付けられて、造形物１１の表層の除去を行なう。
【００４５】
このように、小径エンドミル６３ａによって造形物１１の表面周辺の範囲で材料粉末３１及び屑３７が排除されるので、造形物１１の表面をきれいにすることができ、造形時間の短縮が図れる。また、エンドミルを用いることにより新たな設備が不要であるので、低コストで材料粉末３１及び屑３７の排除を行なうことができる。
【００４６】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法について説明する。本実施形態に用いる本装置１は、第１の実施形態におけるブラシ工具７１に代えて、吸引ノズルを用いる。図１１は、この吸引ノズル７５を示している。本装置１は、列状に配置され負圧吸引する吸引ノズル７５と、この吸引ノズル７５を保持し、粉末層３２上をスライド移動するノズル駆動部７５ａとを有している。吸引ノズル７５はチューブ７５ｂを介してノズル吸引部（図示なし）に繋がれている。また、吸引ノズル７５はそれぞれ開閉弁を有しており、個別に吸引をオンオフする。
【００４７】
排除工程において、ノズル駆動部７５ａは矢印Ｃ方向にスライド移動し、吸引ノズル７５は、除去作業が行なわれる造形物１１の表面周辺に位置したときに材料粉末３１及び屑３７を吸引して排除する。吸引ノズル７５によって造形物１１の表面周辺の範囲で材料粉末３１及び屑３７が排除されるので、造形物１１の表面をきれいにすることができ、造形時間の短縮が図れる。また、吸引ノズル７５が列状に配置され、それぞれが吸引するので、排除作業が速やかに行なわれ、更に造形時間の短縮が図れる。
【００４８】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、粉末層３２及び固化層３３の積層を行なうのに、昇降テーブル２１を下降させずに、昇降テーブル２１の周囲の造形タンク２３を上昇させるような機構としてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１１  造形物
３１  材料粉末
３２  粉末層
３３  固化層
３７  屑
６３ａ  小径エンドミル（第２の回転切削工具）
６３ｂ  大径エンドミル（第１の回転切削工具）
７１  ブラシ工具（排除手段）
７２  スクリュウ工具（排除手段）
７３  吸引装置（排除手段）
７３ａ  スカート部
７３ｃ  吸引部
７４  噴出装置（排除手段）
７５  吸引ノズル
Ｌ  光ビーム
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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