(57)【要約】【課題】一つの部品（製品）の各部の性質（物理的・化学的性質）が異なる、金属粉末を素材とする３次元造形物の製造方法を提供すること。【解決手段】第１金属粉末Ｐ１と、当該第１金属粉末Ｐ１とは異なる第２金属粉末Ｐ２とを混合して異種金属混合粉末を得る混合工程と、混合工程で得られた異種金属混合粉末を焼結または溶融・固化させる造形工程と、を備える３次元造形物の製造方法である。製造する３次元造形物の部位に基づいて、混合工程における第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２との混合割合を変化させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属粉末と、当該第１金属粉末とは異なる第２金属粉末とを混合して異種金属混合粉末を得る混合工程と、
前記混合工程で得られた異種金属混合粉末を焼結または溶融・固化させる造形工程と、
を備える、３次元造形物の製造方法であって、
製造する３次元造形物の部位に基づいて、前記混合工程における前記第１金属粉末と前記第２金属粉末との混合割合を変化させることを特徴とする、３次元造形物の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の３次元造形物の製造方法において、
前記混合工程において、前記第１金属粉末と前記第２金属粉末とを材料混合器内にその上方から落下させ、当該材料混合器内で攪拌することで混合することを特徴とする、３次元造形物の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の３次元造形物の製造方法において、
前記造形工程において、縮径した落下口を有する容器を介して前記異種金属混合粉末を前記材料混合器から造形テーブルの上に落下させることを特徴とする、３次元造形物の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載の３次元造形物の製造方法において、
前記造形工程において、水平方向に旋回自在な中間受台を介して前記異種金属混合粉末を前記造形テーブルの上に前記容器から落下させ、その後、前記異種金属混合粉末をブレードで薄層にすることを特徴とする、３次元造形物の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の３次元造形物の製造方法において、
前記造形工程において、前記容器の落下口よりも縮径した吐出口を有する位置制御可能な粉末供給容器を介して前記異種金属混合粉末を、前記造形テーブルの上であって一つ前に焼結または溶融・固化した層の上に前記容器から落下させることを特徴とする、３次元造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末を素材とする３次元造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属粉末を素材とする３次元造形物の製造方法に関して、例えば特許文献１、２に記載された方法がある。特許文献１、２に記載の製造方法は、金属の粉末材料の薄層にレーザ光を選択的に照射して当該薄層を焼結または溶融・固化させ、該焼結または溶融・固化した薄層を繰り返し積層させて３次元造形物を作製するというものである。
【０００３】
この製造方法によると、圧延、鍛造、切削といった方法に比べて、複雑な形状の３次元造形物を容易に作製することができる。また、歩留まりにも優れている。そのため、当該製造方法は、少量多品種の金属製品の製造に特に優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２１２１８号公報
【特許文献２】特開２００８−８１８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１、２に記載の製造方法で得られる金属粉末を素材とする３次元造形物の各部の性質（物理的・化学的性質）は、いずれの部位も一様なものである。１種類の金属粉末、または２種類以上の金属粉末を混合したものをそのまま繰り返し積層させて３次元造形物を作製しているのみであるからである。
【０００６】
一方、例えば樹脂成形用金型、自動車部品、航空機のエンジン部品、人工関節などにおいて、その各部に要求される性質（物理的・化学的性質）に応じて、一つの部品の各部の性質（物理的・化学的性質）を変えることができれば、非常に付加価値の高い部品（製品）とすることができる。例えば、耐食性を特に必要としない部位はコストを優先して鉄素材とし、強度および耐食性の両方が必要とされる部位はチタン素材とするなどである。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、一つの部品（製品）の各部の性質（物理的・化学的性質）が異なる、金属粉末を素材とする３次元造形物の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１金属粉末と、当該第１金属粉末とは異なる第２金属粉末とを混合して異種金属混合粉末を得る混合工程と、前記混合工程で得られた異種金属混合粉末を焼結または溶融・固化させる造形工程と、を備える３次元造形物の製造方法である。製造する３次元造形物の部位に基づいて、前記混合工程における前記第１金属粉末と前記第２金属粉末との混合割合を変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一つの部品（製品）の各部の性質（物理的・化学的性質）が異なる、金属粉末を素材とする３次元造形物を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】各部の性質（物理的・化学的性質）が異なる、金属粉末素材を素材とする３次元造形物の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る３次元造形物の製造方法を説明するための製造設備を示す図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る３次元造形物の製造方法を説明するための製造設備を示す図である。
【図４】本発明の第３実施形態に係る３次元造形物の製造方法を説明するための製造設備を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
まず、本発明の製造方法で得られる３次元造形物（３次元形状の造形物、以下「造形物」と呼ぶ）について図１を参照しつつ説明する。円柱形状の造形物１００は、例えば、鉄粉末とチタン粉末とを用いてなる３次元形状の造形物である。その一端部Ｅ１は鉄１００％で、他端部Ｅ２はチタン１００％である。一端部Ｅ１と他端部Ｅ２との間の部分は、鉄粉末とチタン粉末とを所定の割合で混合した異種金属混合粉末を焼結または溶融・固化させた部分である。一端部Ｅ１側から他端部Ｅ２側へ向かうにつれて、チタンの割合を徐々に増加させている。
【００１３】
なお、本発明の製造方法によると、造形物をその用途に応じた複雑な形状のものとすることは容易である（図１に示した円柱形状の造形物１００は、本発明の製造方法で得られる造形物のあくまで一例である）。また、造形物の各部分の性質は、図１に示した例のように、一端部Ｅ１側から他端部Ｅ２側へ向かうにつれて徐々に変化するものだけではなく、その各部分に必要とされる性質に合わすことができる。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る３次元造形物の製造方法について図２を参照しつつ説明する。製造設備５１は、工程の上流側から順に、第１スクリュフィーダ１・第２スクリュフィーダ２、材料混合器３、ホッパ４（容器）、中間受台５、およびレーザ光出射部６などを有する造形テーブル８を備えている。
【００１５】
ここで、本発明に係る３次元造形物の製造方法は、異種金属混合粉末を得る混合工程と、得られた異種金属混合粉末を焼結または溶融・固化させる造形工程とを備え、製造する造形物の部位に基づいて、混合工程における異なる金属粉末同士の混合割合を変化させる。これにより、製品となったときのその部位に必要とされる性質（物理的・化学的性質）を発揮させる。以下、具体的に説明する。なお、本製造方法において素材として用いる金属粉末としては、鉄、チタン、チタン合金、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、ニッケル、ニッケル合金などの粉末を挙げることができるが、その他の様々な金属粉末を素材として用いることができる。粉末の径は、例えばφ１０〜５０μｍである。
【００１６】
<混合工程>
混合工程は、第１金属粉末Ｐ１と、当該第１金属粉末Ｐ１とは異なる第２金属粉末Ｐ２とを混合して異種金属混合粉末を得る工程である。スクリュフィーダ１，２は、それぞれ、金属粉末Ｐ１，Ｐ２を貯留しておく容器１ａ，２ａと、容器１ａ，２ａの下に配置され所定量の金属粉末Ｐ１，Ｐ２を送り出すスクリュ式のフィーダ１ｂ，２ｂとで構成される。
【００１７】
第１金属粉末Ｐ１は、第１スクリュフィーダ１から材料混合器３内へ材料混合器３の上方から落下させられる。同様に、第２金属粉末Ｐ２は、第２スクリュフィーダ２から材料混合器３内へ材料混合器３の上方から落下させられる。材料混合器３内へ落下により投入された金属粉末Ｐ１，Ｐ２は、混合の程度が均一となるまで、材料混合器３内で攪拌機３ａにより攪拌混合される。
【００１８】
なお、所定量の金属粉末Ｐ１，Ｐ２の材料混合器３内への投入が完了したら、スクリュフィーダ１，２を一旦停止させる。第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２とが均一に混合されてなる異種金属混合粉末を材料混合器３から全てホッパ４内へ落下させ、材料混合器３内が空になったら、次の金属粉末Ｐ１，Ｐ２を材料混合器３内へ投入するために、スクリュフィーダ１，２の運転を再開する。
【００１９】
なお、第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２との混合割合を、例えば１：２とするときには、スクリュフィーダ１，２から１：２の割合で金属粉末Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ材料混合器３内に投入される。なお、第１金属粉末Ｐ１が１００％の部位を造形する場合には、第１スクリュフィーダ１のみから第１金属粉末Ｐ１を材料混合器３内に投入し、第２スクリュフィーダ２は停止させておく。
【００２０】
<造形工程>
造形工程は、混合工程で得られた異種金属混合粉末を焼結または溶融・固化させる工程である。第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２とが均一に混合されてなる異種金属混合粉末は、材料混合器３の底板３ｂを回動させて開くことで、ホッパ４に供給される。
【００２１】
例えば、作製すべき造形物の約１層分の異種金属混合粉末がホッパ４に供給される。なお、モータ５ｃを停止させるなどして中間受台５の上にも異種金属混合粉末を一旦保持しておくことが可能であるので、２層分以上の異種金属混合粉末をまとめてホッパ４に供給するようにすることも可能である。
【００２２】
ホッパ４は、例えば逆円錐形状の容器であって、その下部の落下口４ａは、その上部の開口部（金属粉末の受入部）よりも縮径されている（開口径が小さい）。ホッパ４内に供給された異種金属混合粉末は、この縮径した落下口４ａから中間受台５の上に落ちる。
【００２３】
中間受台５は、モータ５ｃが取り付けられてなる受台本体５ａ（振動コンベア部）と、受台本体５ａを水平方向に旋回させるときの軸となる支持軸部５ｂとで構成される。受台本体５ａは、その先端側に向かって低くなるように水平に対して少し傾斜させられており、且つモータ５ｃの駆動により振動するようになっている。これにより、受台本体５ａの上に落下してきた異種金属混合粉末は、支持軸部５ｂとは反対側の端部（先端部）から造形テーブル８の上に落下する。受台本体５ａの支持軸部５ｂとは反対側の端部（先端部）が水平方向に旋回自在なので、造形テーブル８の上面のうちの一箇所に金属粉末が山のように偏らないようにすることができる。受台本体５ａの異種金属混合粉末が移動する方向の両側部にはガイド壁部１３が設けられており（図２（ｂ）参照）、当該両側部を乗り越えて異種金属混合粉末が造形テーブル８の上に落下しないようにされている。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す中間受台５を上から視た図である。
【００２４】
なお、本実施形態では、振動コンベア方式の中間受台５を例示したが、ベルトコンベア方式の中間受台であってもよい。金属粉末の比重や粉径によっては、金属粉末同士が分離してしまなわいように、ベルトコンベア方式とするほうがよい場合がある。
【００２５】
造形テーブル８の周囲には、造形テーブル８を取り囲むようにテーブルガイド壁９が配置されている。造形テーブル８とテーブルガイド壁９とは摺動自在に接触させられており、テーブルガイド壁９は固定である。これに対して造形テーブル８は鉛直方向（上下方向）に移動可能な構成とされている（図示を省略するアクチュエータで造形テーブル８は鉛直方向（上下方向）に移動可能とされている）。
【００２６】
造形テーブル８の上に落下した異種金属混合粉末は、水平方向に移動するブレード７でならされることで薄層を形成する。なお、薄層の厚みは、造形テーブル８の上面からのテーブルガイド壁９の突出量により決まる。
【００２７】
造形テーブル８の異種金属混合粉末でなる薄層は、図示を省略するコントローラにより制御されるレーザ光出射部６からのレーザ光により、選択的に焼結または溶融・固化される。レーザ光出射部６は、作製すべき造形物のスライスデータ（描画パターン）に基づき図示を省略するコントローラにより制御される。
【００２８】
その後、造形テーブル８を薄層１層分だけ下降させるとともに、異種金属混合粉末を造形テーブル８の上に再度落下させ、ブレード７によりならし薄層とする。そして、作製すべき造形物のスライスデータ（描画パターン）に基づき、レーザ光出射部６からのレーザ光により、当該薄層を選択的に焼結または溶融・固化させる。薄層の形成、レーザ光の照射を繰り返すことで、所望の造形物が形成されていく。
【００２９】
なお、金属粉末の焼結または溶融・固化は、減圧雰囲気下（真空下を含む）、またはアルゴンガスなどの不活性ガス雰囲気下で行わることが好ましい（後述する第２実施形態、第３実施形態においても同様）。
【００３０】
<金属粉末同士の混合割合の変更>
ここで、本発明では、製造する造形物の部位に基づいて、上記した混合工程における第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２との混合割合を変化させる。例えば、第１金属粉末Ｐ１が鉄粉末であり、第２金属粉末Ｐ２がチタン粉末である場合を仮定すると、造形物のうちの耐食性を特に必要としない部位はコストを優先して第１金属粉末Ｐ１の割合を高めにし、強度および耐食性の両方が必要とされる部位は第２金属粉末Ｐ２の割合を高めにするなどである。第１金属粉末Ｐ１の割合を１００％にしたり、第２金属粉末Ｐ２の割合を１００％にしたりしてもよい。
【００３１】
製造する造形物の部位の所望の性質（物理的・化学的性質）に基づいて、第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２との混合割合を決定する、また、その部位の範囲（容積）に基づいて金属粉末Ｐ１，Ｐ２の合計量を決定する。決定した混合割合および量の金属粉末Ｐ１，Ｐ２を、材料混合器３内で攪拌混合して、その後の造形工程で用いる異種金属混合粉末を得るのである。
【００３２】
（作用・効果）
本発明によると、製造する造形物の部位に基づいて、混合工程における第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２との混合割合を変化させることで、一つの部品（製品）の各部の性質（物理的・化学的性質）が異なる造形物を製造することができる。これにより、付加価値の高い部品（製品）を製造することができる。
【００３３】
本実施形態では、混合工程において、第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２とを材料混合器３内にその上方から落下させ、当該材料混合器３内で攪拌混合している。
【００３４】
前記したように、本実施形態では、製造する造形物の部位に基づいて、第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２との混合割合を変化させ、且つ均一に混合された異種金属混合粉末を、造形テーブル８の上に敷き詰めなければならない。
【００３５】
第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２とを材料混合器３内にその上方から落下させるという構成をとることで、第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２との混合割合を変化させ、且つ均一に混合された異種金属混合粉末を、造形テーブル８の上に敷き詰めるという工程を、タイムラグの少ない一連の連続する工程とすることができ、その結果、一つの部品（製品）の各部の性質（物理的・化学的性質）が異なる造形物の生産性が向上する。
【００３６】
また、本実施形態では、造形工程において、縮径した落下口４ａを有するホッパ４（容器）を介して異種金属混合粉末を材料混合器３から造形テーブル８の上に落下させている。この構成によると、異種金属混合粉末を落下させる位置を所望の位置に限定することができるので、異種金属混合粉末の不要な飛散などを防止することができる。
【００３７】
さらに本実施形態では、造形工程において、水平方向に旋回自在な中間受台５を介して異種金属混合粉末を造形テーブル８の上にホッパ４から落下させ、その後、異種金属混合粉末をブレード７で薄層にしている。この構成によると、水平方向に旋回自在な中間受台５により、造形テーブル８の上での異種金属混合粉末の敷詰性が向上する。すなわち、異種金属混合粉末の不要な飛散などを防止しつつ、造形テーブル８の上での異種金属混合粉末の敷詰性を向上させることができる。
【００３８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る３次元造形物の製造方法について図３を参照しつつ説明する。なお、ここでの説明においては、第１実施形態の製造設備５１を構成する機器と同じ構成機器については同一の符号を付して、その説明が重複する部分に関しては、その説明を適宜省略することとする（第３実施形態においても同様）。
【００３９】
第２実施形態と第１実施形態との相違点は、第２実施形態の製造設備５２では、位置制御可能な粉末供給容器１０をホッパ４と造形テーブル８との間に配置していることと、造形テーブル８を鉛直方向（上下方向）にスライド移動可能であって且つ鉛直方向（上下方向）に揺動させる構成としていることである。
【００４０】
粉末供給容器１０は、例えば細長の逆円錐形状のフィーダであって、その下部の吐出口１０ａは、ホッパ４の落下口４ａよりも縮径されている（開口径が小さい）。粉末供給容器１０内に供給された異種金属混合粉末は、この縮径した吐出口１０ａから造形テーブル８の上に落ちる（造形テーブル８の上に敷かれる）。
【００４１】
ここで、粉末供給容器１０の吐出口１０ａの位置（粉末供給容器１０）は、作製すべき造形物のスライスデータ（描画パターン）に基づき図示を省略するコントローラにより制御される。すなわち、造形テーブル８の上であって（または一つ前に焼結または溶融・固化した層の上であって）作製すべき造形物の箇所（焼結または溶融・固化させる箇所、目標座標）のみに、粉末供給容器１０から異種金属混合粉末を落下させるのである。なお、作製すべき造形物の箇所といっても、それに少し余裕を持たせた範囲に異種金属混合粉末を落下させることで敷き詰める。
【００４２】
なお、本実施形態では、水平方向のみに自在に動く粉末供給容器１０を例示したが（図３の粉末供給容器１０部分に記載の矢印で示している）、水平方向にも鉛直方向（上下方向）にも自在に動く粉末供給容器としてもよい（図４に示す溶融金属供給容器１１についても同様）。
【００４３】
なお、粉末供給容器１０がホッパ４から異種金属混合粉末を受け取る際は、ホッパ４の下方に粉末供給容器１０は移動させられる。
【００４４】
また、本実施形態では、造形テーブル８を鉛直方向（上下方向）にスライド移動可能であって且つ鉛直方向（上下方向）に揺動させる構成としている。一つ前に焼結または溶融・固化した層の上であって作製すべき造形物の箇所（焼結または溶融・固化させる箇所）のみに異種金属混合粉末を敷く場合、作製すべき造形物の形状によっては、敷いた異種金属混合粉末がその重力で動いてしまう（落下してしまう）ことがある。本実施形態では、敷いた異種金属混合粉末がその重力で動いてしまわないように、すなわち、敷いた異種金属混合粉末が、一つ前に焼結または溶融・固化した層で支持されるように、造形テーブル８の水平方向に対する傾きを、図示を省略するコントローラにより制御する。
【００４５】
（作用・効果）
本実施形態では、造形工程において、ホッパ４の落下口４ａよりも縮径した吐出口１０ａを有する位置制御可能な粉末供給容器１０を介して異種金属混合粉末を造形テーブル８の上にホッパ４から落下させる。詳細には、製造工程における一番最初は、造形テーブル８の上に直接、異種金属混合粉末を落下させ、その後は、造形テーブル８の上であって一つ前に焼結または溶融・固化した層の上に異種金属混合粉末を落下させる。
【００４６】
この構成によると、造形テーブル８の上全体に金属粉末の薄層を形成させずに造形物を製造するので、素材として用いる金属粉末の歩留まり向上を期待できる。また、第１実施形態では、焼結または溶融・固化させなかった金属粉末Ｐ１，Ｐ２を、第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２とに分別するなどした上で、それぞれ、スクリュフィーダ１，２に戻す必要が生じるが、この第２実施形態においては、スクリュフィーダ１，２に戻す金属粉末Ｐ１，Ｐ２の量を極少化することができる。
【００４７】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る３次元造形物の製造方法について図４を参照しつつ説明する。
【００４８】
第３実施形態と第２実施形態との相違点は、図３に示した第２実施形態では、位置制御可能な粉末供給容器１０を用いているのに対して、第３実施形態の製造設備５３では、位置制御可能な溶融金属供給容器１１を用いていることである。
【００４９】
溶融金属供給容器１１は、例えば細長の逆円錐形状のフィーダであって、その下部の吐出口１１ａは、ホッパ４の落下口４ａよりも縮径されている（開口径が小さい）。溶融金属供給容器１１には、例えばその上部の周囲に電磁加熱器１２が取り付けられる。電磁加熱器１２は、金属粉末Ｐ１，Ｐ２を溶解させるためのものである。吐出口１１ａの開口径は、金属粉末Ｐ１，Ｐ２が溶解した溶融金属がその吐出口１１ａから微量ずつ滴下する径とされている。溶融金属供給容器１１内に供給された異種金属混合粉末は、その内部で溶融し、この縮径した吐出口１１ａから造形テーブル８の上に微量ずつ打ち出される。なお、金属粉末を溶解させる方式は、電磁加熱方式に限られるものではない。
【００５０】
第２実施形態の粉末供給容器１０と同様、溶融金属供給容器１１の吐出口１１ａの位置（溶融金属供給容器１１）は、作製すべき造形物のスライスデータ（描画パターン）に基づき図示を省略するコントローラにより制御される。すなわち、造形テーブル８の上であって（または一つ前に焼結または溶融・固化した層の上であって）作製すべき造形物の箇所（焼結または溶融・固化させる箇所、目標座標）のみに、溶融金属供給容器１１から溶融金属を滴下させる（打ち出す）のである。
【００５１】
なお、溶融金属供給容器１１がホッパ４から異種金属混合粉末を受け取る際は、ホッパ４の下方に溶融金属供給容器１１は移動させられる。
【００５２】
また、第２実施形態と同様、造形テーブル８は鉛直方向（上下方向）にスライド移動可能であって且つ鉛直方向（上下方向）に揺動させられる構成とされている。一つ前に固化した層の上であって作製すべき造形物の箇所（固化させる箇所）のみに溶融金属を滴下する場合、作製すべき造形物の形状によっては、滴下した溶融金属がその重力で動いてしまう（落下してしまう）ことがある。本実施形態では、滴下した溶融金属がその重力で動いてしまわないように、すなわち、滴下した溶融金属が、一つ前に固化した層で支持されるように、造形テーブル８の水平方向に対する傾きを、図示を省略するコントローラにより制御する。
【００５３】
（作用・効果）
本実施形態では、造形工程において、ホッパ４の落下口４ａよりも縮径した吐出口１１ａを有する位置制御可能な溶融金属供給容器１１にて、異種金属混合粉末を溶解させ、溶解した溶融金属を造形テーブル８の上に落下させる。詳細には、製造工程における一番最初は、造形テーブル８の上に直接、溶融金属を落下させ、その後は、造形テーブル８の上であって一つ前に固化した層の上に溶融金属を落下させる。
【００５４】
この構成によると、第２実施形態と同様、造形テーブル８の上全体に金属粉末の薄層を形成させずに造形物を製造するので、素材として用いる金属粉末の歩留まり向上を期待できる。また、第１実施形態では、焼結または溶融・固化させなかった金属粉末Ｐ１，Ｐ２を、第１金属粉末Ｐ１と第２金属粉末Ｐ２とに分別するなどした上で、それぞれ、スクリュフィーダ１，２に戻す必要が生じるが、この第３実施形態においては、スクリュフィーダ１，２に金属粉末Ｐ１，Ｐ２を戻すことはない。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。
【００５６】
例えば、前記した実施形態においては、異なる２種の金属粉末を素材として用いて造形物を製造する例を示したが、異なる３種以上の金属粉末を素材として用いて造形物を製造することもできる。すなわち、本発明は、異なる２種の金属粉末のみを用いて造形物を製造する場合に限定されるものではなく、異なる３種以上の金属粉末を用いて造形物を製造する場合をも含んでいる。例えば、異なる３種の金属粉末を素材として用いる場合、金属粉末を貯留し送り出すスクリュフィーダを３台設置する。それぞれのスクリュフィーダに、それぞれ異なる金属粉末を入れ、３台のスクリュフィーダから材料混合器内へ金属粉末を投入し、当該材料混合器内で３種の金属粉末を混合する。
【符号の説明】
【００５７】
１：第１スクリュフィーダ
２：第２スクリュフィーダ
３：材料混合器
４：ホッパ（容器）
５：中間受台
６：レーザ光出射部
７：ブレード
８：造形テーブル
９：テーブルガイド壁
Ｐ１：第１金属粉末
Ｐ２：第２金属粉末
【図１】
2014227587.tif 000003
【図２】
2014227587.tif 000004
【図３】
2014227587.tif 000005
【図４】
2014227587.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成26年8月20日(2014.8.20)
【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】
第１金属粉末と、当該第１金属粉末とは異なる第２金属粉末とを混合して異種金属混合粉末を得る混合工程と、
前記混合工程で得られた異種金属混合粉末を焼結または溶融・固化させる造形工程と、
を備える、３次元造形物の製造方法であって、
前記混合工程において、前記第１金属粉末と前記第２金属粉末とを材料混合器内にその上方から落下させ、当該材料混合器内で攪拌することで混合し、
前記造形工程において、縮径した落下口を有する容器を介して前記異種金属混合粉末を前記材料混合器から水平方向に旋回自在な中間受台の上に落下させ、その後、当該中間受台から造形テーブルの上に前記異種金属混合粉末を落下させ、その後、前記異種金属混合粉末をブレードで薄層にし、
前記中間受台は、
モータが取り付けられ、先端側に向かって低くなるように水平に対して傾斜させられた受台本体を有し、
前記受台本体の前記異種金属混合粉末が移動する方向に対する両側部にはガイド壁部が設けられており、
前記造形工程において、前記モータの駆動により前記受台本体を振動させることで、前記異種金属混合粉末を前記造形テーブルの上に落下させ、
製造する３次元造形物の部位に基づいて、前記混合工程における前記第１金属粉末と前記第２金属粉末との混合割合を変化させる、３次元造形物の製造方法。
【請求項２】
第１金属粉末と、当該第１金属粉末とは異なる第２金属粉末とを混合して異種金属混合粉末を得る混合工程と、
前記混合工程で得られた異種金属混合粉末を焼結または溶融・固化させる造形工程と、
を備える、３次元造形物の製造方法であって、
前記混合工程において、前記第１金属粉末と前記第２金属粉末とを材料混合器内にその上方から落下させ、当該材料混合器内で攪拌することで混合し、
前記造形工程において、縮径した落下口を有する容器の当該落下口よりも縮径した吐出口を有する位置制御可能な粉末供給容器を介して、前記材料混合器から前記容器の中に落下した前記異種金属混合粉末を、当該異種金属混合粉末が重力で動いてしまわないように水平方向に対する傾きを制御した揺動可能な造形テーブルの上であって一つ前に焼結または溶融・固化した層の上に前記容器から落下させ、
製造する３次元造形物の部位に基づいて、前記混合工程における前記第１金属粉末と前記第２金属粉末との混合割合を変化させる、３次元造形物の製造方法。
【請求項３】
第１金属粉末と、当該第１金属粉末とは異なる第２金属粉末とを混合して異種金属混合粉末を得る混合工程と、
前記混合工程で得られた異種金属混合粉末を焼結または溶融・固化させる造形工程と、
を備える、３次元造形物の製造方法であって、
前記混合工程において、前記第１金属粉末と前記第２金属粉末とを材料混合器内にその上方から落下させ、当該材料混合器内で攪拌することで混合し、
前記造形工程において、縮径した落下口を有する容器の当該落下口よりも縮径した吐出口を有する位置制御可能な溶融金属供給容器を介して、前記材料混合器から前記容器の中に落下した前記異種金属混合粉末を、溶融した当該異種金属混合粉末が重力で動いてしまわないように水平方向に対する傾きを制御した揺動可能な造形テーブルの上であって一つ前に焼結または溶融・固化した層の上に前記容器から溶融させた後に落下させ、
製造する３次元造形物の部位に基づいて、前記混合工程における前記第１金属粉末と前記第２金属粉末との混合割合を変化させる、３次元造形物の製造方法。