(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元造形物を得るための粉体を供給する粉体供給部と、前記粉体供給部から供給された前記粉体を均すための均し手段とを備える三次元造形装置であって、
前記均し手段はブラシからなり、且つ前記ブラシの進行方向後方に該ブラシの撓んだ毛を堰止する堰止部材が設けられていることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項２】
請求項１記載の三次元造形装置において、さらに、前記ブラシの進行方向前方に設けられて前記粉体を掻くスクレイパを有し、前記ブラシの毛の中腹部は、前記堰止部材と前記スクレイパに挟持されていることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項３】
請求項２記載の三次元造形装置において、前記堰止部材と前記スクレイパとの間にスペーサが挿入されることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項４】
請求項２又は３記載の三次元造形装置において、前記堰止部材と前記スクレイパが連結部材を介して連結されるとともに、前記堰止部材又は前記スクレイパのいずれか一方に形成されて前記連結部材が通される挿入孔が長穴であることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項５】
請求項２〜４のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、前記堰止部材又は前記スクレイパに、前記ブラシの進行方向に対して平行な壁部が形成され、前記ブラシの毛が前記堰止部材、前記スクレイパ及び前記壁部によって囲繞されることを特徴とする三次元造形装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の三次元造形装置において、前記ブラシの毛がアモルファス金属からなることを特徴とする三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体から三次元造形物を得るための三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元造形装置は、図８に示すように、粉体Ｐをテーブル上に供給して粉体層を得た後、該粉体層に対してレーザ光を照射することで焼結層１とする操作を繰り返すことで、三次元造形物を得るものとして広汎に知られている。なお、三次元造形装置にはブレード２が設けられ、粉体供給部から供給された粉体Ｐは、該ブレード２によって均された後、レーザ光の照射によって焼結される。
【０００３】
場合によっては、スパッタが起こること等に起因して焼結層１に異常隆起部３が形成されることがある。この焼結層１上に粉体Ｐを供給した後、該粉体Ｐをブレード２で均そうとすると、該ブレード２が異常隆起部３を通過する際、ブレード２の全体が異常隆起部３に乗り上げてしまう。該ブレード２が可撓性をほとんど示さないものであるからである。
【０００４】
このため、異常隆起部３の近傍の粉体Ｐを均すことは困難である。結局、異常隆起部３の上方に盛り上がり部４が形成されてしまうので、三次元造形物の寸法精度が低下する一因となる。
【０００５】
この種の不具合を回避するべく、特許文献１には、前側ワイパーと、下端が自由端となるブラシからなる後側ワイパーとで均し手段を構成することが提案されている。この場合、ブラシが突部（異常隆起部）を通過する際、該突部に当接する毛のみが圧縮し、又は撓みないし反り、それ以外の毛は特に変化しないことから、粉体が均されるようにも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１４３５８１号公報（特に段落［００４３］及び図１１参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
毛の可撓性が著しく大きいブラシを用いた場合、該毛が進行方向後方に容易に撓むようになる。このため、粉末を所定の厚みまで低減して均すことが困難となる。これを回避するべく毛の剛性が大きなブラシを採用すると、粉体層に毛の通過痕が形成されるという不都合が惹起される。
【０００８】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、ブラシの毛が過度に撓むことを抑制し得、このために粉体を精度よく均すことが可能な三次元造形装置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】
【０００９】
前記の目的を達成するために、本発明は、三次元造形物を得るための粉体を供給する粉体供給部と、前記粉体供給部から供給された前記粉体を均すための均し手段とを備える三次元造形装置であって、
前記均し手段はブラシからなり、且つ前記ブラシの進行方向後方に該ブラシの撓んだ毛を堰止する堰止部材が設けられていることを特徴とする。
【００１０】
先ず、ブラシの毛が可撓性を示すので、焼結層等に異常隆起部が形成されているときには、異常隆起部の上方を通過する部位の毛のみが圧縮される（又は若干撓みないし反る）。従って、ブラシ全体が異常隆起部に乗り上げることはない。このため、異常隆起部の上方に盛り上がり部が形成されることが回避される。
【００１１】
そして、本発明においては、ブラシの進行方向後方に堰止部材が配置されている。該ブラシの毛が進行方向後方側に撓むときには、堰止部材によって毛が堰止され、それ以上に撓むことが防止される。
【００１２】
以上のような理由から、異常隆起部の上方の粉体を、それ以外の部位の粉体と略同等の高さ位置とすること、換言すれば、異常隆起部の近傍の粉体を均すことが容易となる。しかも、ブラシとして剛性が大きなものを採用する必要がないので、粉体層に毛の通過痕が形成されることを回避することができるという利点もある。
【００１３】
ブラシの進行方向前方には、粉体を掻くスクレイパを配置することが好ましい。この場合、ブラシの毛の中腹部は、堰止部材とスクレイパに挟持される。
【００１４】
この構成では、粉体は、ブラシに接触する前にスクレイパに接触し、これにより押し出される（掻かれる）。その結果として粉体層の厚みがある程度低減されるので、ブラシの毛の中に粉体が進入することが回避される。加えて、挟持に伴って毛同士の空間が圧潰され、毛同士が集合して密となる。このことによっても、毛の中に粉体が進入することが困難となる。
【００１５】
必然的に、ブラシの毛の中に進入した粉体がブラシの進行方向後方に排出されることが回避される。従って、粉体層を所定の厚みに低減することが容易となる。
【００１６】
堰止部材とスクレイパとの間に、スペーサを挿入するようにしてもよい。このスペーサとして寸法が相違するものを用いることにより、例えば、堰止部材とスクレイパとの離間距離を適宜変更することができる。従って、前記離間距離を、ブラシの厚みに応じたものに設定することができる。
【００１７】
また、堰止部材とスクレイパとの間からのブラシの突出量を変更することも可能となる。以上のように、この構成を採用することにより、汎用性が一層向上する。
【００１８】
堰止部材とスクレイパは、連結部材を介して連結するようにすればよい。この場合、堰止部材又はスクレイパのいずれか一方に形成されて前記連結部材が通される挿入孔を、長穴とすることが好ましい。
【００１９】
この場合、堰止部材とスクレイパの相対的な位置を、長穴の範囲内で変更することが可能である。従って、例えば、スクレイパによる粉体の押出量、堰止部材によるブラシの堰止の度合い等を任意に設定し得る。すなわち、汎用性が一層向上する。
【００２０】
堰止部材又はスクレイパには、ブラシの進行方向に対して平行な壁部を形成することが好ましい。この場合、ブラシの毛が堰止部材、スクレイパ及び壁部によって囲繞される。このため、進行方向に対して直交する方向（側方）に対して毛が開くことを回避することができる。
【００２１】
以上において、ブラシの毛はアモルファス金属からなることが好ましい。このような毛は、通過痕が残留しない程度の可撓性を示すとともに、摩耗や破断が生じ難い。従って、長期間にわたってブラシを交換することなく粉体を均すことができるようになる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、三次元造形装置を構成する粉体供給部から供給された粉体を均す均し手段としてブラシを採用するようにしているので、焼結層等に異常隆起部が形成されているときには、該異常隆起部の上方を通過する部位の毛のみが圧縮される（又は若干撓みないし反る）。このため、ブラシ全体が異常隆起部に乗り上げることが回避される。
【００２３】
加えて、本発明においては、ブラシの進行方向後方に堰止部材を配置するようにしている。該ブラシの毛が進行方向後方側に撓むときには、堰止部材によって毛が堰止されるので、毛がそれ以上に撓むことが防止される。
【００２４】
以上のような理由から、異常隆起部が存在するような場合であっても、該異常隆起部の近傍の粉体を容易に均すことができるようになる。従って、寸法精度に優れた三次元造形物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る三次元造形装置の概略構成を示す正面概略縦断面図である。
【図２】均し用組立体の概略分解斜視図である。
【図３】均し用組立体の進行方向に沿う概略縦断面側面図である。
【図４】スペーサを、長さ方向（Ｘ方向）寸法、及び高さ方向（Ｚ方向）寸法が大きなものに交換したときの均し用組立体の概略縦断面側面図である。
【図５】スペーサを、長さ方向（Ｘ方向）寸法、及び高さ方向（Ｚ方向）寸法が小さなものに交換したときの均し用組立体の概略縦断面側面図である。
【図６】均し用組立体の水平方向に沿う概略縦断面図である。
【図７】堰止部材が存在せず、可撓性が大きなブラシのみで粉体を均すときの進行方向に沿う概略側面図である。
【図８】従来技術に係る三次元造形装置を構成するブレードが、異常隆起部に乗り上げた状態を示す進行方向に沿う概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る三次元造形装置につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本実施の形態に係る三次元造形装置１０の概略構成を示す正面概略縦断面図である。この三次元造形装置１０は、三次元造形物の造形を実際に行う装置本体１２と、該装置本体１２を駆動制御する制御部１４とを有する。
【００２８】
また、装置本体１２の外部には、三次元造形物の加工に使用されるレーザ光発振機１６、Ｎ2ガス供給機１８及びヒューム吸引機２０等が接続されている。一方、制御部１４には、三次元造形物の設計がなされるコンピュータ２２が接続されている。
【００２９】
装置本体１２の内部は造形ベッド２４によって下部室２６と上部室２８に区分されており、この中の下部室２６には台車３０が変位可能に収容されている。この台車３０は、造形ベッド２４に形成された図示しない排出路から排出される粉体Ｐを回収するためのものである。
【００３０】
造形ベッド２４は、略平板状に形成され、装置本体１２内に水平となるように固定されている。該造形ベッド２４の上部室２８に臨む側の端面、すなわち、上端面の所定位置には嵌合用凹部３２が陥没形成され、該嵌合用凹部３２には、テーブル３４が嵌合される。テーブル３４の上端面は、造形ベッド２４の上端面と略面一である。
【００３１】
テーブル３４には、粉体供給部３６から粉体Ｐが供給される。すなわち、該テーブル３４は、三次元造形物を形成する際の台座として用いられる。
【００３２】
粉体供給部３６は、上記したような粉体Ｐを収容するホッパ３８と、該ホッパ３８の下部に設けられて前記制御部１４の制御作用下に変位するシャッタ４０とを有する。この中のホッパ３８は、側面断面視で略台形形状をなし、底壁の一部が切り欠かれることで供給口４２が形成されている。前記シャッタ４０が変位することに伴い、この供給口４２が開放又は閉塞される。なお、シャッタ４０の停止位置は適宜設定可能であり、従って、供給口４２の開度は、全閉〜全開の間の任意に設定することができる。
【００３３】
ホッパ３８の内部には、粉体Ｐを撹拌するための撹拌翼を設けるようにしてもよい。これにより、粉体Ｐが凝集することや、このことに起因して大粒の凝集体としてテーブル３４上に供給されること等が回避される。
【００３４】
三次元造形用の粉体Ｐとしては、例えば、金属（純金属又は合金）の粉末、樹脂等の有機物の粉末、セラミックス、ガラス等の無機物の粉末を用いればよい。金属の好適な具体例としては、ニッケル、リン−銅合金、鉄、銅、青銅等が挙げられる。また、粉体Ｐの粒径は、材質又は三次元造形品の使用目的等に応じて適宜設定されるが、好適には、平均粒径５〜４０μｍ程度である。
【００３５】
なお、例えば、金属の粉末と樹脂の粉末等、２種以上の異種材の粉末を混合した混合粉末であってもよい。金属の粉末とする場合であっても、１種の金属の粉末のみではなく、複数種の金属の粉末を混合するようにしてもよい。
【００３６】
ホッパ３８の進行方向後端面には、テーブル３４に供給された粉体Ｐを均すためのブラシ４４（均し手段）を含む均し用組立体４６が取り付けられる。従って、均し用組立体４６は、ホッパ３８が矢印Ｘ方向に沿って変位することに追従し、一体的に変位する。
【００３７】
この均し用組立体４６につき、図２及び図３を参照して詳述する。先ず、ブラシ４４は、多数の毛４８の一端部が、下方が開口した長尺な凹字状クリップ５０によって結束されることで構成されている。本実施の形態において、個々の毛４８は、アモルファス金属の繊維（アモルファス繊維）からなる。すなわち、ブラシ４４は、いわゆるアモルファスブラシである。なお、１本の毛４８（アモルファス繊維）の直径は、典型的には２０〜３０μｍ程度である。
【００３８】
このように構成されるブラシ４４は、ホッパ３８及び均し用組立体４６の進行方向（図１〜図３中の矢印Ｘ１方向）に対して略直交する方向（図２中の矢印Ｙ方向）に延在する。
【００３９】
この場合、ブラシ４４は、該ブラシ４４の進行方向前方に配設されるスクレイパ５２と、進行方向後方に配設される堰止部材５４とで挟持される。さらに、スクレイパ５２と堰止部材５４の間にスペーサ５６が介装されることにより、均し用組立体４６が構成される。
【００４０】
図２に示すように、スクレイパ５２は、ブラシ４４の長手方向に沿って延在する押出壁部５８と、該押出壁部５８の長手方向端部から堰止部材５４側（進行方向後方）に指向するように突出した折り返し部６０ａ、６０ｂ（壁部）とを有する。折り返し部６０ａ、６０ｂは、ホッパ３８及び均し用組立体４６の進行方向に対して略平行に延在する。
【００４１】
押出壁部５８には、進行方向前方側から後方側に向かうように陥没した第１段部６２が形成される。このため、第１段部６２よりも下方の部位は、第１段部６２よりも上方の部位に比してブラシ４４の毛４８に近接する（図３参照）。
【００４２】
また、押出壁部５８において、進行方向後方側の端面には、鉛直方向に沿って第１溝６４が陥没形成される。第１溝６４の始点は押出壁部５８の上端であり、終点は第１段部６２の若干上方である。
【００４３】
押出壁部５８には、さらに、第１段部６２よりも上方に、連結部材であるボルト６６ａ、６６ｂを通すための２個の第１挿通孔６８ａ、６８ｂが貫通形成される（図２参照）。前記第１溝６４は、第１挿通孔６８ａ、６８ｂ同士の略中間に位置する。
【００４４】
一方の堰止部材５４は、ブラシ４４の長手方向に沿って延在する挟持壁部７０を有する。この挟持壁部７０には、第１段部６２に対向する部位が進行方向後方側から前方側に向かうように陥没しており、これにより第２段部７２が形成されている。第２段部７２よりも下方の部位は、第２段部７２よりも上方の部位に比してブラシ４４の毛４８に近接する（図３参照）。
【００４５】
すなわち、ブラシ４４の毛４８の中腹部は、スクレイパ５２の押出壁部５８における第１段部６２よりも下方の部位と、堰止部材５４の挟持壁部７０における第２段部７２よりも下方の部位とに支持される。以下、当該部位の各々を第１支持部、第２支持部と表記し、各々の参照符号を７４、７６とする。
【００４６】
挟持壁部７０において、進行方向前方側の端面には、鉛直方向に沿って第２溝７８が陥没形成される。第２溝７８の始点は挟持壁部７０の上端であり、終点は第２段部７２の若干上方である。第２溝７８は、第１溝６４に対向する位置に配される。
【００４７】
第１溝６４及び第２溝７８には、前記スペーサ５６が挿入される。このスペーサ５６は、略直方体形状をなし、その下方底面は、ブラシ４４の凹字状クリップ５０に当接する。この当接により、ブラシ４４の高さ位置（Ｚ方向上端部位置）が設定される。
【００４８】
スペーサ５６の長さ方向（Ｘ方向）寸法及び高さ方向（Ｚ方向）寸法は任意に設定することができる。例えば、図４に示すように、長さ方向（Ｘ方向）寸法が大きいスペーサ５６を用いた場合、押出壁部５８と挟持壁部７０との離間距離を大きくすることができる。また、図４から、高さ方向（Ｚ方向）寸法が大きいスペーサ５６を用いることにより、ブラシ４４のＺ方向上端部位置が低くなり、その分、第１支持部７４及び第２支持部７６との間からの毛４８の突出量が多くなることが分かる。
【００４９】
これとは逆に、長さ方向（Ｘ方向）寸法が小さいスペーサ５６を用いた場合、図５に示すように、押出壁部５８と挟持壁部７０との離間距離が小さくなる。図５からは、高さ方向（Ｚ方向）寸法が小さいスペーサ５６を用いることにより、ブラシ４４のＺ方向上端部位置が高くなり、その分、第１支持部７４及び第２支持部７６との間からの毛４８の突出量が小さくなることも諒解される。
【００５０】
以上のように、長さ方向及び高さ方向が様々に相違するスペーサ５６を採用することにより、押出壁部５８と挟持壁部７０との離間距離や、ブラシ４４の毛４８の突出量を適宜調整することができる。
【００５１】
挟持壁部７０には、さらに、第２段部７２よりも上方に、ボルト６６ａ、６６ｂを通すための２個の第２挿通孔８０ａ、８０ｂが貫通形成される（図２参照）。勿論、第２挿通孔８０ａ、８０ｂは、該第２挿通孔８０ａ、８０ｂを通されたボルト６６ａ、６６ｂが第１挿通孔６８ａ、６８ｂを通過し得る位置に配される。なお、第２挿通孔８０ａ、８０ｂは、鉛直方向に沿って長尺な長穴として形成される。
【００５２】
第１挿通孔６８ａ、６８ｂ及び第２挿通孔８０ａ、８０ｂにはボルト６６ａ、６６ｂが通され、且つ該ボルト６６ａ、６６ｂにナット８２ａ、８２ｂが螺合される。これにより、スクレイパ５２と堰止部材５４が互いに連結される。第２挿通孔８０ａ、８０ｂが長穴であるため、堰止部材５４のスクレイパ５２に対する高さ位置は、第２挿通孔８０ａ、８０ｂ（長穴）の長手方向の寸法範囲内で変更することが可能である。
【００５３】
スクレイパ５２と堰止部材５４が連結されると、スクレイパ５２に設けられた折り返し部６０ａ、６０ｂが挟持壁部７０の側面を覆う。このため、ブラシ４４は、図６に示すように、スクレイパ５２の押出壁部５８、堰止部材５４の挟持壁部７０、及びスクレイパ５２の折り返し部６０ａ、６０ｂによって囲繞される。
【００５４】
三次元造形装置１０は、さらに、上記したように構成される均し用組立体４６によって均された粉体Ｐ（粉体層）を焼結するための加工部８３を備える。この加工部８３は、粉体供給部３６の進行方向後方に設けられ、テーブル３４に対し所定距離離間した位置に配置されるレーザ光照射部８４と、該レーザ光照射部８４の下部に取り付けられるシュラウド８６とを有する。
【００５５】
レーザ光照射部８４は、図示しないレンズやミラー等を有する。レーザ光発振機１６において出射されたレーザ光は、これらのレンズやミラー等によって屈折ないし焦点合わせがなされ、シュラウド８６を通過してテーブル３４上の粉体Ｐに照射される。レーザ光の照射範囲は、テーブル３４の面方向の範囲に変動可能である。
【００５６】
シュラウド８６は、天井壁を有する筒状のカバー部材であり、内部空間はレーザ光の光路を確保している。このシュラウド８６は、レーザ光やＮ2ガスが外部に拡散することや、レーザ光に影響を及ぼす外乱を遮断する機能を営む。また、前記ホッパ３８は、ブラケット８７を介してシュラウド８６に取り付けられている。
【００５７】
シュラウド８６の天井壁は、レーザ光照射部８４の下面に対し、レーザ光の照射範囲と干渉しないように取り付けられる。一方、シュラウド８６の下部には、テーブル３４の面積よりも小さい開口部８８が形成されており、この開口部８８を構成する口縁の周りには、スカート部９０が設けられている。
【００５８】
スカート部９０は、シュラウド８６の内面形状に倣った枠状の部材であり、図示しない駆動源によりシュラウド８６と相対的に上下に移動可能に設けられる。このスカート部９０は、下降によりシュラウド８６の下端と粉体Ｐの層との間に形成された隙間を塞ぐ。これによりレーザ光の照射部分がより確実に覆われる。
【００５９】
また、シュラウド８６の内部には、雰囲気ガス供給口９２と、ヒューム吸引口９４が形成されている。雰囲気ガス供給口９２は、チューブを介してＮ2ガス供給機１８に接続されており、一方、ヒューム吸引口９４は、チューブを介してヒューム吸引機２０に接続されている。Ｎ2ガス供給機１８は、シュラウド８６の内部空間にＮ2ガス（雰囲気ガス）を供給して該内部空間の酸素量を低下させる。また、ヒューム吸引機２０は、加工等によりシュラウド８６の内部空間に発生した粉塵を吸引する。
【００６０】
粉体供給部３６及び加工部８３は、移動機構９５の作用下に移動可能である。すなわち、該移動機構９５は、一対の固定ガイドレール９６ａ、９６ｂ、可動ガイドレール９８、ベース１００及び支持体１０２を備える。一対の固定ガイドレール９６ａ、９６ｂは、図１中の紙面に直交する方向に延在し、長手方向に沿って形成された溝１０４ａ、１０４ｂにより可動ガイドレール９８を移動自在に支持している。
【００６１】
可動ガイドレール９８は、一対の固定ガイドレール９６ａ、９６ｂ間に橋架され、ベース１００をＸ方向（可動ガイドレール９８の長手方向）に移動自在に支持している。ベース１００は、可動ガイドレール９８上において、支持体１０２をＺ方向（上下方向）に変位自在に支持している。
【００６２】
支持体１０２は、その下端部に加工部８３（レーザ光照射部８４）を支持している。従って、移動機構９５は、造形ベッド２４の上方において、加工部８３を三次元的に（Ｘ−Ｙ−Ｚ方向）に移動及び位置決めすることができる。また、粉体供給部３６は、加工部８３の進行方向前方に取り付けられており、加工部８３と一体的に移動可能となっている。
【００６３】
本実施の形態に係る三次元造形装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次に、その作用効果につき、三次元造形物を得るための動作との関係で説明する。
【００６４】
均し用組立体４６を組み立てるには、スクレイパ５２と堰止部材５４とでブラシ４４を挟み、第２挿通孔８０ａ、８０ｂ（長穴）から第１挿通孔６８ａ、６８ｂにボルト６６ａ、６６ｂを通す。これらのボルト６６ａ、６６ｂにナット８２ａ、８２ｂを緩く螺合し、仮止めを行う。さらに、第１溝６４と第２溝７８にスペーサ５６を挿入する。その後、ナット８２ａ、８２ｂを緊締することにより、均し用組立体４６が構成される。
【００６５】
ブラシ４４の毛４８の下方は、第１支持部７４及び第２支持部７６によって挟まれるとともに、これら第１支持部７４及び第２支持部７６から若干露呈して突出する。後述するように、この突出した部位によって粉体Ｐが均される。
【００６６】
ブラシ４４の毛４８の上方、及び凹字状クリップ５０は、ナット８２ａ、８２ｂの緊締螺合に伴ってスクレイパ５２の押出壁部５８と堰止部材５４の挟持壁部７０に堅牢に挟持される。この際、例えば、毛４８同士の間の空間等が圧縮されて毛４８が集合する（密となる）こと等により、ブラシ４４が若干圧潰される。また、凹字状クリップ５０が、その可撓性によって圧縮されるように若干撓む。
【００６７】
さらに、ブラシ４４の側方が折り返し部６０ａ、６０ｂによって覆われる。
【００６８】
スクレイパ５２と堰止部材５４の離間距離は、スペーサ５６の長さ方向寸法によって設定される。また、スクレイパ５２に対する堰止部材５４の高さ位置は、第２挿通孔８０ａ、８０ｂ（長穴）の長手方向の寸法範囲内で変更することが可能である。すなわち、本実施の形態においては、ブラシ４４の毛４８の下方に対する第１支持部７４と第２支持部７６による挟持の強弱の度合いや相対的な高さ位置を適宜変更することが可能である。
【００６９】
このようにして組み立てた均し用組立体４６を、ホッパ３８の進行方向後方に取り付ける。その一方で、作業者は、コンピュータ２２に対し、三次元造形物の設計データ及び造形指示を入力する。これを受けた三次元造形装置１０は、制御部１４の制御作用下に、移動機構９５を動作して粉体供給部３６及び加工部８３を造形開始位置に移動する。これにより、粉体供給部３６の供給口４２は、例えば、平面視でテーブル３４と造形ベッド２４の境界部付近に対向するように位置決めされる。
【００７０】
勿論、ホッパ３８には粉体Ｐが予め収容されている。シャッタ４０は全閉状態とされており、供給口４２を閉塞している。このため、この時点で粉体Ｐが供給されることはない。
【００７１】
造形開始位置への移動後、制御部１４は、シャッタ４０を開状態となるように変位させる。これにより、粉体Ｐがホッパ３８の供給口４２を介して造形ベッド２４上に供給される。なお、粉体Ｐの供給量は、シャッタ４０の開度を適宜調整することにより、テーブル３４上で安息角を確保可能な程度の高さとなるように設定される。
【００７２】
そして、移動機構９５の駆動制御下に、粉体供給部３６及び加工部８３が造形ベッド２４の面方向（Ｘ方向）に前進し、この前進に伴ってホッパ３８からテーブル３４に粉体Ｐが広範囲に供給されて粉体層が形成される。ここで、ホッパ３８内に収容された粉体Ｐは、自重によってホッパ３８の下側に案内される。このため、シャッタ４０の開度に応じた量で、供給口４２から連続的に排出される。
【００７３】
粉体層には、先ず、スクレイパ５２の第１支持部７４や押出壁部５８が接触する。粉体層は、前進するスクレイパ５２に接触することによって押し出されるように掻かれる。これにより、粉体層の厚みが低減する。
【００７４】
次に、厚みが低減した粉体層に対し、ブラシ４４の毛４８が接触する。ここで、粉体層の厚みが十分に低減されており、且つ毛４８同士が集合して密となっている。このため、毛４８の間に粉体Ｐが進入することや、毛４８の間に進入した粉体Ｐがブラシ４４の進行方向後方に排出されること等が回避される。
【００７５】
しかも、ブラシ４４の毛４８は、堰止部材５４の挟持壁部７０（特に第２支持部７６）に支持されている。このような支持がなされていないときには、図７に示すように、毛４８が進行方向後方に撓みないし反り、このために粉体層を所定の厚みまで低減することが困難となるが、本実施の形態においては、ブラシ４４が挟持壁部７０（特に第２支持部７６）によって堰止される。このため、毛４８が進行方向後方に大きく撓むことないし反ることが回避される。
【００７６】
以上のような理由から、粉体層（粉体Ｐ）を所定の厚みまで低減し且つ均すことが容易となる。
【００７７】
加えて、ブラシ４４の毛４８がアモルファス繊維からなる場合には、粉体Ｐに接触する際に摩耗や破断が起こり難い。従って、長期間にわたってブラシ４４を交換することなく均し作業を行うことができる。
【００７８】
その上、アモルファス繊維は剛性が小さいので、粉体層に毛４８の通過痕が形成されることが回避される。
【００７９】
均された粉体Ｐは、次に、加工部８３のシュラウド８６が移動してくることでシュラウド８６内に入り込む。そして、レーザ光発振機１６からレーザ光が出射される。なお、シュラウド８６の内部空間には、Ｎ2ガス供給機１８からのＮ2ガス（雰囲気ガス）が雰囲気ガス供給口９２を介して予め供給されており、このため、該内部空間の酸素量が低減されている。
【００８０】
レーザ光は、レーザ光照射部８４に設けられたレンズやミラー等によって屈折ないし焦点合わせがなされ、シュラウド８６を通過してテーブル３４上の粉体Ｐに照射される。レーザ光発振機１６から出射されるレーザ光は、設計データに基づいて照射状態が制御されており、レーザ光が照射された箇所の粉体Ｐのみが焼結する。これにより、粉体層が焼結層に変化する。この間、シュラウド８６の内部空間に発生した粉塵は、ヒューム吸引口９４を介してヒューム吸引機２０により吸引される。
【００８１】
粉体Ｐの硬化層を一層形成すると、三次元造形装置１０は、移動機構９５により粉体供給部３６及び加工部８３を上昇させる。制御部１４は、この上昇に先んじてシャッタ４０を全閉とし、これにより粉体Ｐの供給を停止する。
【００８２】
焼結層が一層形成された後、移動機構９５により粉体供給部３６及び加工部８３が上方に一層分上昇するように変位する。その後、上記と同様の作業が繰り返されることにより、焼結層上に粉体Ｐが供給されて新たな粉体層が形成される。さらに、該粉体Ｐが均された後、レーザ光で焼結されて新たな焼結層が形成される。三次元造形装置１０がこの動作を所定回数繰り返すことにより、最終製品としての三次元造形物が造形されるに至る。
【００８３】
この過程において、例えば、下方の焼結層に、スパッタ等に起因して異常隆起部が形成されているとき、ブラシ４４が異常隆起部を通過する際には、毛４８が可撓性を示すために、当該異常隆起部の対応する部位の毛４８のみ収縮したり、若干後方に反ったり（ないしは撓んだり）する。このため、粉体層において、異常隆起部の上方と、その他の部位との高さ位置が揃う。すなわち、異常隆起部が形成されている場合であっても、粉体Ｐを精度よく均すことが可能である。
【００８４】
従って、本実施の形態によれば、寸法精度に優れる三次元造形物を得ることが容易となる。
【００８５】
また、ブラシ４４の毛４８の側方が、折り返し部６０ａ、６０ｂに覆われている。このため、毛４８が側方に開いていくことを回避することができる。
【００８６】
なお、スクレイパ５２やブラシ４４によって押し出された粉体Ｐは、造形ベッド２４に形成された図示しない排出路から下部室２６に排出され、台車３０に回収される。台車３０は、粉体供給部３６及び加工部８３と同期して変位するので、下部室２６に排出された粉体Ｐは万遍なく回収される。
【００８７】
焼結層の厚みを変更する場合、ナット８２ａ、８２ｂを弛緩してブラシ４４の毛４８の突出量を変更すればよい。これにより、均し後の粉体層の厚みが変更される。この場合、スペーサ５６を、高さ寸法が大きいものに交換することにより、ブラシ４４がスペーサ５６に堰止されてＺ方向への変位が抑制され、毛４８の突出量が安定する。
【００８８】
また、ブラシ４４を交換したときには、当該ブラシ４４の厚み（進行方向に沿うＸ方向の寸法）に応じ、スペーサ５６を、長さ方向が相違するものに交換するようにしてもよい。
【００８９】
このように、本実施の形態に係る均し用組立体４６は、ブラシ４４の毛４８の突出量や厚みの相違に対応することが可能である。すなわち、十分な汎用性を有する。
【００９０】
本発明は、上記した実施の形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
【００９１】
例えば、この実施の形態では、レーザ光の作用下に粉体Ｐの焼結層を得るようにしているが、これに代替し、粉体Ｐに添加したバインダを介して硬化層を得るようにしてもよい。
【００９２】
また、連結部材であるボルト６６ａ、６６ｂを、第１挿通孔６８ａ、６８ｂ側から第２挿通孔８０ａ、８０ｂ側に通すようにしてもよいことは勿論である。
【００９３】
さらに、折り返し部６０ａ、６０ｂは、堰止部材５４の挟持壁部７０から進行方向前方に向かって延在するように設けられたものであってもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１０…三次元造形装置                １２…装置本体
１４…制御部                        １６…レーザ光発振機
２４…造形ベッド                    ３４…テーブル
３６…粉体供給部                    ３８…ホッパ
４０…シャッタ                      ４４…ブラシ
４６…均し用組立体                  ４８…毛
５０…凹字状クリップ                ５２…スクレイパ
５４…堰止部材                      ５６…スペーサ
５８…押出壁部                      ６０ａ、６０ｂ…折り返し部
６４…第１溝                        ６６ａ、６６ｂ…ボルト
６８ａ、６８ｂ…第１挿通孔          ７０…挟持壁部
７４…第１支持部                    ７６…第２支持部
７８…第２溝                        ８０ａ、８０ｂ…第２挿通孔
８２ａ、８２ｂ…ナット              ８３…加工部
８４…レーザ光照射部                ８６…シュラウド
９５…移動機構                      ９６ａ、９６ｂ…固定ガイドレール
９８…可動ガイドレール              １０２…支持体
Ｐ…粉体
【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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