(57)【要約】  造形の段取りやメンテナンス、材料の入れ替えなどによる装置全体の停止時間を低減すること。３次元積層造形装置であって、複数の造形室と、造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給部と、材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射部と、材料供給部および光線照射部を制御する制御部と、を備え、制御部は、材料供給部により、一方の造形台上に材料を供給している場合、光線照射部により、他方の造形台上に光線を照射するよう制御する。
2018042631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記材料供給手段により、一方の造形台上に前記材料を供給している場合、前記光線照射手段により、他方の造形台上に前記光線を照射するよう制御する３次元積層造形装置。
【請求項２】
前記光線照射手段は、前記複数の造形室間を移動可能である請求項１に記載の３次元積層造形装置。
【請求項３】
前記制御手段は、一方の造形室において、前記３次元積層造形物の造形が完了したタイミングで、他方の造形室に前記光線照射手段を移動させる請求項１または２に記載の３次元積層造形装置。
【請求項４】
前記制御手段は、一方の造形室において、少なくとも一層分の材料への前記光線の照射が完了したタイミングで、他方の造形室に前記光線照射手段を移動させる請求項１または２に記載の３次元積層造形装置。
【請求項５】
前記光線照射手段は、
１つの光源と、
少なくとも１つのガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーを駆動して、前記造形台上に前記光線を誘導する駆動手段と、
を含み、
前記制御手段は、前記ガルバノミラーを前記複数の造形室間を移動させる移動手段を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の３次元積層造形装置。
【請求項６】
前記移動手段は、スライドレールまたはリニアレールである請求項５に記載の３次元積層造形装置。
【請求項７】
前記制御手段は、造形スケジュールを生成する造形スケジュール生成手段をさらに備え、前記造形スケジュールに基づいて、前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の３次元積層造形装置。
【請求項８】
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
を備える３次元積層造形装置の制御方法であって、
第１材料供給手段が、第１造形室の造形台へ第１材料を供給し、第２造形室の第２材料に前記光線照射手段で光線を照射する第１ステップと、
第２材料供給手段が、前記第２造形室の造形台へ前記第２材料を供給し、前記第１造形室の前記第１材料に前記光線照射手段で光線を照射する第２ステップと、
前記光線照射手段を移動させながら、前記第１ステップと前記第２ステップとを繰り返す第３ステップと、
を含む３次元積層造形装置の制御方法。
【請求項９】
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
を備える３次元積層造形装置の制御プログラムであって、
第１材料供給手段が、第１造形室の造形台へ第１材料を供給し、第２造形室の第２材料に前記光線照射手段で光線を照射する第１ステップと、
第２材料供給手段が、前記第２造形室の造形台へ前記第２材料を供給し、前記第１造形室の前記第１材料に前記光線照射手段で光線を照射する第２ステップと、
前記光線照射手段を移動させながら、前記第１ステップと前記第２ステップとを繰り返す第３ステップと、
をコンピュータに実行させる３次元積層造形装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元積層造形装置、３次元積層造形装置の制御方法および３次元積層造形装置の制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野において、特許文献１には、装置全体を停止させて造形の段取りやメンテナンス、材料の入れ替えなどを行う３次元積層造形装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１０８８８４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献に記載の３次元積層造形装置では、造形の段取りやメンテナンス、材料の入れ替えなどによる装置全体の停止時間を低減することができなかった。【０００５】
本発明の目的は、上述の課題を解決する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る３次元積層造形装置は、
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記材料供給手段により、一方の造形台上に前記材料を供給している場合、前記光線照射手段により、他方の造形台上に前記光線を照射するよう制御する。【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る３次元積層造形装置の制御方法は、
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
を備える３次元積層造形装置の制御方法であって、
第１材料供給手段が、第１造形室の造形台へ第１材料を供給し、第２造形室の第２材料に前記光線照射手段で光線を照射する第１ステップと、
第２材料供給手段が、前記第２造形室の造形台へ前記第２材料を供給し、前記第１造形室の前記第１材料に前記光線照射手段で光線を照射する第２ステップと、
前記光線照射手段を移動させながら、前記第１ステップと前記第２ステップとを繰り返す第３ステップと、
を含む。【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る３次元積層造形装置の制御プログラムは、
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
を備える３次元積層造形装置の制御プログラムであって、
第１材料供給手段が、第１造形室の造形台へ第１材料を供給し、第２造形室の第２材料に前記光線照射手段で光線を照射する第１ステップと、
第２材料供給手段が、前記第２造形室の造形台へ前記第２材料を供給し、前記第１造形室の前記第１材料に前記光線照射手段で光線を照射する第２ステップと、
前記光線照射手段を移動させながら、前記第１ステップと前記第２ステップとを繰り返す第３ステップと、
をコンピュータに実行させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、メンテナンスや材料の入れ替えなどによる装置全体の停止時間を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】本発明の第１実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する平面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する平面図である。
【図２Ａ】本発明の第１実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する正面図である。
【図２Ｂ】本発明の第１実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する正面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る３次元積層造形装置におけるダウンタイムを説明する図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る３次元積層造形装置の備える造形スケジュールテーブルの一例を説明する図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る３次元積層造形装置の制御部のハードウェア構成を示す図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る３次元積層造形装置の処理手順を説明するフローチャートである。
【図７Ａ】本発明の第２実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する平面図である。
【図７Ｂ】本発明の第２実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する平面図である。
【図８Ａ】本発明の第２実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する正面図である。
【図８Ｂ】本発明の第２実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する正面図である。
【図９】本発明の第３実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する正面図である。
【図１０Ａ】本発明の第４実施形態に係る３次元積層造形装置の備える造形スケジュールテーブルの一例を説明する図である。
【図１０Ｂ】本発明の第４実施形態に係る３次元積層造形装置の備える造形スケジュールテーブルの他の例を説明する図である。
【図１０Ｃ】本発明の第４実施形態に係る３次元積層造形装置の備える造形スケジュールテーブルのさらに他の例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照して、例示的に詳しく説明記載する。ただし、以下の実施の形態に記載されている、構成、数値、処理の流れ、機能要素などは一例に過ぎず、その変形や変更は自由であって、本発明の技術範囲を以下の記載に限定する趣旨のものではない。
【００１２】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態としての３次元積層造形装置１００について、図１Ａ乃至図５を用いて説明する。３次元積層造形装置１００は、造形台上に３次元積層造形物の材料を敷き詰め、敷き詰めた材料に光線を照射して３次元積層造形物を造形するパウダーベッド方式の３次元積層造形装置である。
【００１３】
図１Ａおよび図１Ｂは、本実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する平面図である。図２Ａおよび図２Ｂは、本実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する正面図である。
【００１４】
＜３次元積層造形装置の構成＞
３次元積層造形装置１００は、造形室１０１ａ，１０１ｂと、材料供給部１０２ａ，１０２ｂと、光線照射部１０３と、制御部１０４とを含む。造形室１０１ａ，１０１ｂは、さらに、造形台１１１ａ，１１１ｂを有する。また、造形室１０１ａと造形室１０１ｂとは、並んで配置されている。３次元積層造形物は、造形台１１１ａ，１１１ｂ上に造形される。３次元積層造形物は、造形台１１１ａ，１１１ｂ上に一層分の材料を敷き詰め、敷き詰めた材料に光線を照射して、材料を溶融、凝固させる過程を繰り返すことにより材料が積み重ねられて、造形される。
【００１５】
なお、造形室の数は、２つには限定されず、３つ以上であってもい。例えば、造形したい３次元積層造形物の大きさに合わせて、造形室の数を増減するなどして、決定してもよい。造形室が３つ以上の場合、造形室の配置は、一列配置（並列配置）やＬ字状配置、Ｃ字状配置など様々な配置としてもよい。
【００１６】
材料供給部１０２ａ，１０２ｂは、さらに、材料貯蔵部１２１ａ，１２１ｂと、リコータ１２２ａ，１２２ｂとを有する。材料貯蔵部１２１ａ，１２１ｂは、３次元積層造形物の材料を貯蔵し、リコータ１２２ａ，１２２ｂに供給する。リコータ１２２ａ，１２２ｂは、材料貯蔵部１２１ａ，１２１ｂから供給された材料を造形台１１１ａ，１１１ｂ上に敷き詰める。リコータ１２２ａ，１２２ｂは、例えば、一層分の材料を敷き詰める。なお、リコータ１２２ａ，１２２ｂは、数層分の材料をまとめて造形台１１１ａ，１１１ｂ上に敷き詰めてもよい。材料は、例えば、金属粉末や樹脂粉末などであるが、これらには限定されない。また、造形室１０１ａと造形室１０１ｂとに供給される材料は、同じ材料であっても、異なる材料であってもよい。
【００１７】
光線照射部１０３は、造形台１１１ａ，１１１ｂ上に敷き詰められた材料に光線１３１を照射して、材料を溶融し、凝固させる。材料に照射される光線１３１は、例えば、レーザ光などであるが、これには限定されない。３次元積層造形装置１００においては、造形室１０１ａと造形室１０１ｂとで光線照射部１０３を共有している。そして、光線照射部１０３のように高価な部材は、複数の造形室１０１ａ，１０１ｂで共通化しておくと、３次元積層造形装置の製造コストを低減できる。なお、例えば、光線照射部１０３にヒュームコレクタを取り付けておけば、ヒュームコレクタも共通化することができる。
【００１８】
制御部１０４は、さらに、造形スケジュール生成部１４１を有する。制御部１０４は、材料供給部１０２ａ，１０２ｂおよびリコータ１２２ａ，１２２ｂを制御して、材料の供給量や、供給タイミングなどを調整する。また、制御部１０４は、光線照射部１０３を制御して、造形台１１１ａ，１１１ｂ上に敷き詰められた材料に対して照射する光線１３１の出力（エネルギー）や照射時間などを調整する。
【００１９】
造形スケジュール生成部１４１は、造形室１０１ａ，１０１ｂにおいて造形される３次元積層造形物を造形するための造形スケジュールを生成する。造形スケジュールは、例えば、どの造形室でどのような３次元積層造形物をどのようなタイミングで造形するかや、段取り、メンテナンスおよび材料補充などのタイミングなどを含む３次元積層造形装置１００の全体の稼働スケジュールなどである。そして、制御部１０４が、生成された造形スケジュールに従って、材料供給部１０２ａ，１０２ｂおよび光線照射部１０３を制御して、３次元積層造形物を造形する。なお、造形スケジュール生成部１４１は、制御部１０４の外部構成であってもよい。
【００２０】
＜３次元積層造形装置の動作＞
３次元積層造形装置１００は、図１Ａ乃至図２Ｂに示したように動作する。図１Ａ（図２Ａ）に示したように、一方の造形室１０１ａでは、３次元積層造形物を造形するための段取りや、完成した３次元積層造形物の取り出しなどを行う。段取りは、例えば、材料貯蔵部１２１ａに材料を充填したり、造形室１０１ａ内を清掃したり、メンテナンスを行ったりすることであるが、これらには限定されない。
【００２１】
そして、造形室１０１ａで段取りなどを行っている間、他方の造形室１０１ｂでは、光線照射部１０３により材料に光線１３１を照射して、材料を溶融、凝固させて、３次元積層造形物の造形が行われる。３次元積層造形物の造形が完了すると、光線照射部１０３が造形室１０１ａ側に移動する。
【００２２】
次に、図１Ｂ（図２Ｂ）に示したように、段取りなどを行っていた造形室１０１ａにおいて、光線照射部１０３が、材料に光線１３１を照射する。そして、光線１３１を照射された材料が、溶融および凝固することにより、３次元積層造形物の造形が行われる。そして、これと並行して、３次元積層造形物の造形を行っていた造形室１０１ｂから完成した３次元積層造形物が取り出され、次の造形に備えて、段取りや、清掃、メンテナンスなどが行われる。３次元積層造形装置１００は、以上の動作を繰り返す。
【００２３】
なお、上述の説明では、造形室が２つの場合で説明をしたが、造形室が３つ以上の場合であっても、３次元積層造形装置１００は、同様の動作を実施する。また、上述の説明では、光線照射部１０３が１つの場合で説明をしたが、光線照射部１０３が２つ以上の場合であっても、３次元積層造形装置１００は、同様の動作を実施する。ここで、造形室の数をＮとした場合、光線照射部１０３の数（Ｍ）は、Ｍ＜Ｎとすることが望ましい。このように、光線照射部１０３の数（Ｍ）を造形室の数（Ｎ）よりも少なくしておくことにより、光線１３１の照射が実施されない造形室１０１ａ，１０１ｂが存在することとなる。よって、光線１３１の照射が実施されない造形室１０１ａ，１０１ｂにおいて段取りなどを行うことが可能となる。
【００２４】
図３は、本実施形態に係る３次元積層造形装置１００におけるダウンタイムを説明する図である。ここで、ダウンタイムとは、材料に光線を照射して焼結している時間以外の時間をいう。図３には、２つの造形室１０１ａ，１０１ｂ（２つの造形台１１１ａ，１１１ｂ）を用いて、２つの３次元積層造形物を造形する場合のそれぞれの造形室１０１ａ，１０１ｂにおける、作業内容が示されている。
【００２５】
まず、造形室１０１ａにおいて、段取りなどを行い、材料に光線１３１を照射して、材料の焼結（溶融、凝固）が行われる。そして、造形室１０１ａにおいて、材料の焼結が行われている間に、造形室１０１ｂにおいて段取りなどが行われる。そして、造形室１０１ａにおいて、材料の焼結が完了して、３次元積層造形物が完成すると、造形室１０１ｂにおいて、材料の焼結が開始され、３次元積層造形物の造形が実施される。そして、造形室１０１ｂで材料の焼結が実施されている間、造形室１０１ａから完成した３次元積層造形物を取り出し、次の造形に備えて段取りなどが行われる。
【００２６】
３次元積層造形装置１００は、このように動作するので、光線照射部１０３は常時稼働した状態（焼結が連続する状態）となり、光線照射部１０３が稼働していない状態、つまり、３次元積層造形装置１００の全体が停止する状態であるダウンタイムが低減される。
【００２７】
図４は、本実施形態に係る３次元積層造形装置１００の備える造形スケジュールテーブル４０１の一例を説明する図である。造形スケジュールテーブル４０１は、造形スケジュールを記憶するテーブルであり、造形室ＩＤ（Identifier）４１１に関連付けて、スケジュール４１２を記憶する。「○」は、光線１３１を照射して、材料を溶融、凝固させる光線照射過程（焼結過程）を示し、「−」は、光線１３１を照射しない過程（段取りや３次元積層造形物の取り出しなどをする過程）を示す。
【００２８】
図４に示したように、時間区間Ｔ１においては、造形室ＩＤがＰ００１の造形室で光線１３１を照射し、造形室ＩＤがＰ００２の造形室は段取りなどを行うスケジュールとなっている。時間区間Ｔ２においては、造形室ＩＤがＰ００２の造形室で光線１３１を照射し、造形室ＩＤがＰ００１の造形室は段取りなどをおこなうスケジュールとなっている。このように、２つの造形室１０１ａ，１０１ｂの場合は、光線照射過程を交互に繰り返すスケジュールとなっている。
【００２９】
図５は、本実施形態に係る３次元積層造形装置１００の制御部１０４のハードウェア構成を示す図である。ＣＰＵ(Central Processing Unit)５１０は演算制御用のプロセッサであり、プログラムを実行することで図１Ａ乃至図２Ｂの３次元積層造形装置１００の制御部１０４の機能構成部を実現する。ＲＯＭ(Read Only Memory)５２０は、初期データおよびプログラムなどの固定データおよびその他のプログラムを記憶する。また、ネットワークインタフェース５３０は、ネットワークを介して他の装置などと通信する。なお、ＣＰＵ５１０は１つに限定されず、複数のＣＰＵであっても、あるいは画像処理用のＧＰＵ(Graphics Processing Unit)を含んでもよい。また、ネットワークインタフェース５３０は、ＣＰＵ５１０とは独立したＣＰＵを有して、ＲＡＭ(Random Access Memory)５４０の領域に送受信データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。また、ＲＡＭ５４０とストレージ５５０との間でデータを転送するＤＭＡＣ(Direct Memory Access Controller)を設けるのが望ましい（図示なし）。さらに、入出力インタフェース５６０は、ＣＰＵ５１０とは独立したＣＰＵを有して、ＲＡＭ５４０の領域に入出力データを書き込みあるいは読み出しするのが望ましい。したがって、ＣＰＵ５１０は、ＲＡＭ５４０にデータが受信あるいは転送されたことを認識してデータを処理する。また、ＣＰＵ５１０は、処理結果をＲＡＭ５４０に準備し、後の送信あるいは転送はネットワークインタフェース５３０やＤＭＡＣ、あるいは入出力インタフェース５６０に任せる。
【００３０】
ＲＡＭ５４０は、ＣＰＵ５１０が一時記憶のワークエリアとして使用するランダムアクセスメモリである。ＲＡＭ５４０には、本実施形態の実現に必要なデータを記憶する領域が確保されている。造形モデル５４１は、ＣＡＤ（Computer Aided Design）やＣＡＭ（Computer Aided Manufacturing）などから出力された３次元積層造形物をモデル化したデータであり、３次元積層造形装置１００は、造形モデル５４１に基づいて、造形を実施する。造形スケジュール５４２は、造形モデル５４１に基づいて生成された３次元積層造形物の造形スケジュールに関するデータであり、例えば、造形スケジュールテーブル４０１から展開されたデータである。
【００３１】
入出力データ５４３は、入出力インタフェース５６０を介して入出力されるデータである。送受信データ５４４は、ネットワークインタフェース５３０を介して送受信されるデータである。また、ＲＡＭ５４０は、各種アプリケーションモジュールを実行するためのアプリケーション実行領域５４５を有する。
【００３２】
ストレージ５５０には、データベースや各種のパラメータ、あるいは本実施形態の実現に必要な以下のデータまたはプログラムが記憶されている。ストレージ５５０は、造形スケジュールテーブル４０１を格納する。造形スケジュールテーブル４０１は、図４に示した、造形室ＩＤ４１１とスケジュール４１２との関係を管理するテーブルである。ストレージ５５０は、さらに、制御モジュール５５２と、造形スケジュール生成モジュール５５３とを格納する。これらのモジュールは、ＣＰＵ５１０により実行される。
【００３３】
制御モジュール５５２は、材料供給部１０２ａ，１０２ｂおよび光線照射部１０３を制御するモジュールである。造形スケジュール生成モジュール５５３は、３次元積層造形物の造形スケジュールを生成するモジュールである。これらのモジュール５５２〜５５３は、ＣＰＵ５１０によりＲＡＭ５４０のアプリケーション実行領域５４８に読み出され、実行される。制御プログラム５５４は、３次元積層造形装置１００の全体を制御するためのプログラムである。
【００３４】
入出力インタフェース５６０は、入出力機器との入出力データをインタフェースする。入出力インタフェース５６０には、表示部５６１と、操作部５６２とが接続される。また、入出力インタフェース５６０には、さらに、記憶媒体５６４が接続されてもよい。さらに、音声出力部であるスピーカ５６３や、音声入力部であるマイクが接続されてもよい。なお、図５に示したＲＡＭ５４０やストレージ５５０には、３次元積層造形装置１００の制御部１０４が有する汎用の機能や、他の実現可能な機能に関するプログラムやデータなどは図示されていない。
【００３５】
図６は、本実施形態に係る３次元積層造形装置１００の処理手順を説明するフローチャートである。このフローチャートは、図５のＣＰＵ５１０がＲＡＭ５４０を使用して実行し、図１Ａ乃至図２Ｂの３次元積層造形装置１００の機能構成部を実現する。
【００３６】
ステップＳ６０１において、３次元積層造形装置１００は、造形室１０１ａ（第１造形室）の造形台１１１ａへ第１材料を供給し、造形室１０１ｂ（第２造形室）の第２材料に光線１３１を照射する。ステップＳ６０３において、３次元積層造形装置１００は、造形室１０１ｂにおける３次元積層造形物の造形が完了したか否かを判断する。造形が完了していないと判断した場合（ステップＳ６０３のＮＯ）、３次元積層造形装置１００は、ステップＳ６０１へ戻り、以降のステップを繰り返す。造形が完了したと判断した場合（ステップＳ６０３のＹＥＳ）、３次元積層造形装置１００は、ステップＳ６０５へと進む。
【００３７】
ステップＳ６０５において、３次元積層造形装置１００は、造形室１０１ｂの造形台１１１ｂへ第２材料を供給し、造形室１０１ａの第１材料に光線１３１を照射する。ステップＳ６０７において、３次元積層造形装置１００は、造形室１０１ａにおける３次元積層造形物の造形が完了したか否かを判断する。造形が完了していないと判断した場合（ステップＳ６０７のＮＯ）、３次元積層造形装置１００は、ステップＳ６０５へ戻り、以降のステップを繰り返す。造形が完了したと判断した場合（ステップＳ６０７のＹＥＳ）、ステップＳ６０９へ進む。ステップＳ６０９において、３次元積層造形装置１００は、全ての造形が終了したか否かを判断する。全ての造形が終了していないと判断した場合（ステップＳ６０９のＮＯ）、ステップＳ６０１へ戻り、以降のステップを繰り返す。全ての造形が終了していると判断した場合（ステップＳ６０９のＹＥＳ）、３次元積層造形装置１００は、処理を終了する。
【００３８】
なお、上述の説明では、一方の造形室１０１ａにおいて、３次元積層造形物の造形が完了してから、他方の造形室１０１ｂにおいて３次元積層造形物の造形を開始する例で説明をした。しかしながら、例えば、一層分または数層分の造形が完了するごとに光線照射部１０３を移動させて、光線１３１を照射する造形室を入れ替えてもよい。
【００３９】
本実施形態によれば、メンテナンスや材料の入れ替えなどによる装置全体の停止時間（ダウンタイム）を低減することができる。また、２つの造形室において、光線の照射と段取りなどとを交互に行うので、ダウンタイムを低減することができる。すなわち、複数の造形室を繋げて、光線照射部を共通化したので、ダウンタイムを低減することができる。したがって、高価な部材である光線照射部を無駄なく、効率的に稼働させることができる。また、ダウンタイムを低減することができるので、３次元積層造形物の造形時間も短縮することができる。さらに、造形室に供給する材料を変えることにより、材料の異なる３次元造形物を造形することもできる。また、造形室の数を増やすことにより、より大きな３次元積層造形物であっても造形できる。
【００４０】
［第２実施形態］
次に本発明の第２実施形態に係る３次元積層造形装置について、図７Ａ乃至図８Ｂを用いて説明する。図７Ａおよび図７Ｂは、本実施形態に係る３次元積層造形装置７００の構成および動作の概略を説明する平面図である。図８Ａおよび図８Ｂは、本実施形態に係る３次元積層造形装置の構成および動作の概略を説明する正面図である。
【００４１】
本実施形態に係る３次元積層造形装置７００は、上記第１実施形態と比べると、光線照射部を２つ有する点で異なる。その他の構成および動作は、第１実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００４２】
３次元積層造形装置７００は、光線照射部７０３ａおよび光線照射部７０３ｂを有する。３次元積層造形装置７００は、光線照射部７０３ａおよび７０３ｂを用いて、材料に光線７３１ａ，７３１ｂを照射する。このように、一方の造形室１０１ａ，１０１ｂに２つの光線照射部７０３ａ，７０３ｂで光線７３１ａ，７３１ｂを照射してもよいが、光線７３１ａ，７３１ｂの照射の仕方はこれには限定されない。例えば、光線照射部７０３ａにより造形室１０１ａに光線７３１ａを照射し、光線照射部７０３ｂにより造形室１０１ｂに光線７３１ｂを照射してもよい。
【００４３】
なお、上述の説明では、光線照射部７０３ａ，７０３ｂの数を２個として説明したが、光線照射部７０３ａ，７０３ｂの数はこれには限定されず、３個以上であってもよい。造形室１０１ａ，１０１ｂの数と、光線照射部７０３ａ，７０３ｂの数との組み合わせは任意の組み合わせであってもよい。
【００４４】
本実施形態によれば、メンテナンスや材料の入れ替えなどによる装置全体の停止時間（ダウンタイム）を低減することができる。また、光線照射部の数を２個としたので、２個の光線照射部を同時に使用して材料を溶融するので造形（焼結）時間を１／２にできる。また、光線照射部の数をＮ個（Ｎ≧３）とすると、造形時間を１／Ｎに短縮できる。
【００４５】
［第３実施形態］
次に本発明の第３実施形態に係る３次元積層造形装置について、図９を用いて説明する。図９は、本実施形態に係る３次元積層造形装置９００の構成および動作の概略を説明する正面図である。本実施形態に係る３次元積層造形装置９００は、上記第１実施形態および第２実施形態と比べると、光源とガルバノミラーと駆動部と移動部とを有する点で異なる。その他の構成および動作は、第１実施形態および第２実施形態と同様であるため、同じ構成および動作については同じ符号を付してその詳しい説明を省略する。
【００４６】
３次元積層造形装置９００は、光線照射部１０３の代わりに、光源９０３と、ガルバノミラー９０６と、駆動部９０７と、移動部９０８とを備える。光源９０３は、レーザ光などの光線９３１を発生する。光源９０３で発生した光線９３１は、ガルバノミラーを介して造形台１１１ａ，１１１ｂ上の材料に照射される。駆動部９０７は、ガルバノミラー９０６の動きを制御して、ガルバノミラー９０６の向いている方向などを変えて、光源９０３で発生した光線９３１の経路などを調整する。移動部９０８は、ガルバノミラー９０６を動かして、造形室１０１ａ，１０１ｂ間を移動させる。移動部９０８は、例えば、スライドレールやリニアレールであるが、これらには限定されない。
【００４７】
上述の説明では、ガルバノミラー９０６が１個の例で説明をしたが、ガルバノミラー９０６は２個であってもよく、この場合、ガルバノミラー９０６の動作モードとして、例えば、造形室１０１ａに２個のガルバノミラー９０６を用いて光線９３１を照射してもよい。また、それぞれの造形室１０１ａ，１０１ｂにガルバノミラー９０６を１個ずつ用いて光線９３１を照射してもよい。さらに、ガルバノミラー９０６は、３個以上であってもよい。このように、ガルバノミラー９０６の数を増やせば、光線９３１の照射時間を短縮できるので、３次元積層造形物の造形時間を短縮できる。
【００４８】
本実施形態によれば、メンテナンスや材料の入れ替えなどによる装置全体の停止時間（ダウンタイム）を低減することができる。また、ガルバノミラーを用いたので、光線の照射方向を高速に制御することができ、ガルバノミラーの移動も高速で行うことができる。さらに、ガルバノミラーの数を増やせば、造形時間を短縮することができる。
【００４９】
［第４実施形態］
次に本発明の第４実施形態に係る３次元積層造形装置について、図１０Ａ乃至図１０Ｃを用いて説明する。本実施形態に係る３次元積層造形装置は、上記第１実施形態乃至第３実施形態に示した３次元積層造形装置において、造形室の数や光線照射部の数を変更した実施形態に相当する。
【００５０】
以下、本実施形態に係る３次元造形装置の動作について、図１０Ａ乃至図１０Ｃを用いて説明する。図１０Ａ乃至図１０Ｃは、本実施形態に係る３次元積層造形装置の備える造形スケジュールテーブル１１０１，１１０２，１１０３の一例を説明する図である。図１０Ａは、光線照射部１０３が１つ、造形室が３つの場合の例を示している。図１０Ｂは、光線照射部１０３が２つ、造形室が３つの場合の例を示している。図１０Ｃは、光線照射部１０３が２つで、造形室が４つの場合の例を示している。「○」は、光線１３１を照射して、材料を溶融、凝固させる光線照射過程（焼結過程）を示し、「−」は、光線１３１を照射しない過程（段取りや３次元積層造形物を取り出すなどする過程）を示す。造形スケジュールテーブル１１０１，１１０２，１１０３は、造形室ＩＤ１１１１，１１２１，１１３１に関連付けてスケジュール１１１２，１１２２，１１３２を記憶する。
【００５１】
図１０Ａに示したように、時間区間Ｔ１においては、造形室ＩＤがＰ００１の造形室に光線を照射し、造形室ＩＤがＰ００２およびＰ００３の造形室では、段取りなどが行われるスケジュールとなっている。時間区間Ｔ２においては、造形室ＩＤがＰ００２の造形室に光線を照射し、造形室ＩＤがＰ００１およびＰ００３の造形室では、段取りなどが行われるスケジュールとなっている。時間区間Ｔ３においては、造形室ＩＤがＰ００３の造形室に光線を照射し、造形室ＩＤがＰ００１およびＰ００２の造形室では、段取りなどが行われるスケジュールとなっている。時間区間Ｔ４以降は、上述のスケジュールを繰り返して実行してもよいし、変更したスケジュールを実行してもよい。
【００５２】
また、図１０Ｂに示したように、時間区間Ｔ１においては、造形室ＩＤがＰ００１およびＰ００２の造形室に光線を照射し、造形室ＩＤがＰ００３の造形室では、段取りなどが行われるスケジュールとなっている。時間区間Ｔ２におては、造形室ＩＤがＰ００２およびＰ００３の造形室に光線を照射し、造形室ＩＤがＰ００１の造形室では、段取りなどが行われるスケジュールとなっている。時間区間Ｔ３においては、造形室ＩＤがＰ００１およびＰ００３の造形室に光線を照射し、造形室ＩＤがＰ００２の造形室では、段取りなどが行われるスケジュールとなっている。時間区間Ｔ３以降は、上述のスケジュールを繰り返して実行してもよいし、変更したスケジュールを実行してもよい。
【００５３】
さらに、図１０Ｃに示したように、時間区間Ｔ１においては、造形室ＩＤがＰ００１およびＰ００２の造形室に光線を照射し、造形室ＩＤがＰ００３およびＰ００４の造形室では、段取りなどが行われるスケジュールとなっている。時間区間Ｔ２においては、造形室ＩＤがＰ００３およびＰ００４の造形室に光線を照射し、造形室ＩＤがＰ００１およびＰ００２の造形室では、段取りなどが行われるスケジュールとなっている。時間区間Ｔ４以降は、上述のスケジュールを繰り返して実行してもよいし、変更したスケジュールを実行してもよい。なお、光線照射部および造形室の数が任意の数であっても、同様に造形スケジュールテーブルを作成できる。
【００５４】
本実施形態によれば、造形室の数や光線照射部の数が、任意の数の場合であっても、上記第１実施形態乃至第３実施形態に示した手法を適用できるので、メンテナンスや材料の入れ替えなどによる装置全体の停止時間（ダウンタイム）を低減することができる。
【００５５】
［他の実施形態］
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。また、それぞれの実施形態に含まれる別々の特徴を如何様に組み合わせたシステムまたは装置も、本発明の範疇に含まれる。
【００５６】
また、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用されてもよいし、単体の装置に適用されてもよい。さらに、本発明は、実施形態の機能を実現する情報処理プログラムが、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給される場合にも適用可能である。したがって、本発明の機能をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラム、あるいはそのプログラムを格納した媒体、そのプログラムをダウンロードさせるＷＷＷ(World Wide Web)サーバも、本発明の範疇に含まれる。特に、少なくとも、上述した実施形態に含まれる処理ステップをコンピュータに実行させるプログラムを格納した非一時的コンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）は本発明の範疇に含まれる。
【図１Ａ】
2018042631.tif 000003
【図１Ｂ】
2018042631.tif 000004
【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
2018042631.tif 000016
【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年6月11日(2018.6.11)
【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】
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、一方の造形室において、前記３次元積層造形物の造形が完了したタイミングで、他方の造形室に前記少なくとも１つの光線照射手段を移動させる３次元積層造形装置。
【請求項２】
前記光線照射手段は、
１つの光源と、
少なくとも１つのガルバノミラーと、
前記ガルバノミラーを駆動して、前記造形台上に前記光線を誘導する駆動手段と、
を含み、
前記制御手段は、前記ガルバノミラーを前記複数の造形室間を移動させる移動手段を有する請求項１に記載の３次元積層造形装置。
【請求項３】
前記移動手段は、スライドレールまたはリニアレールである請求項２に記載の３次元積層造形装置。
【請求項４】
前記制御手段は、造形スケジュールを生成する造形スケジュール生成手段をさらに備え、前記造形スケジュールに基づいて、前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する請求項１乃至３のいずれか１項に記載の３次元積層造形装置。
【請求項５】
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する制御手段と、
を備える３次元積層造形装置の制御方法であって、
前記制御手段が、一方の造形室において、前記３次積層造形物の造形が完了したタイミングで、他方の造形室に前記少なくとも１つの光線照射手段を移動させるステップを含む３次元積層造形装置の制御方法。
【請求項６】
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する制御手段と、
を備える３次元積層造形装置の制御プログラムであって、
前記制御手段が、一方の造形室において、前記３次積層造形物の造形が完了したタイミングで、他方の造形室に前記少なくとも１つの光線照射手段を移動させるステップをコンピュータに実行させる３次元積層造形装置の制御プログラム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る３次元積層造形装置は、
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、一方の造形室において、前記３次元積層造形物の造形が完了したタイミングで、他方の造形室に前記少なくとも１つの光線照射手段を移動させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明に係る３次元積層造形装置の制御方法は、
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する制御手段と、
を備える３次元積層造形装置の制御方法であって、
前記制御手段が、一方の造形室において、前記３次積層造形物の造形が完了したタイミングで、他方の造形室に前記少なくとも１つの光線照射手段を移動させるステップを含む。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る３次元積層造形装置の制御プログラムは、
複数の造形室と、
前記造形室内の造形台へ３次元積層造形物の材料を供給する少なくとも１つの材料供給手段と、
前記材料へ光線を照射する少なくとも１つの光線照射手段と、
前記材料供給手段および前記光線照射手段を制御する制御手段と、
を備える３次元積層造形装置の制御プログラムであって、
前記制御手段が、一方の造形室において、前記３次積層造形物の造形が完了したタイミングで、他方の造形室に前記少なくとも１つの光線照射手段を移動させるステップをコンピュータに実行させる。
【国際調査報告】
2018042631.tif 000019
2018042631.tif 000020
2018042631.tif 000021