(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の領域に、エネルギー線の照射により溶融または焼結可能な粉末状の第一の材料を供給する工程と、
前記第一の領域に隣接した第二の領域に、前記第一の材料と比べて前記エネルギー線の吸収率が低い粉末状の第二の材料を供給する工程と、
前記エネルギー線の照射により、前記第一の材料と前記第二の材料とのうち前記第一の材料だけを溶融または焼結させる工程と、
を有した積層造形物の製造方法。
【請求項２】
前記第一の材料を供給する工程では、前記第一の領域に相異なる複数の前記第一の材料を供給する、
請求項１に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項３】
前記第一の材料だけを溶融または焼結させる工程では、前記第一の領域と、前記第二の領域の一部であって前記第一の領域に隣接した第三の領域と、に前記エネルギー線を照射する、
請求項１または請求項２に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項４】
前記第一の材料の溶融後の固化後または焼結後に、前記第二の材料を除去する、
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項５】
エネルギー線の照射により溶融または焼結可能な粉末状の第一の材料を供給する工程と、
前記第一の材料と、前記第一の材料と比べて前記エネルギー線の吸収率が低い粉末状の第二の材料と、が混合された材料を供給する工程と、
前記エネルギー線の照射により、前記第一の材料と前記第二の材料とのうち前記第一の材料だけを溶融または焼結させる工程と、
を有し、
前記第一の材料によって構成された部分と前記混合された材料によって構成された部分とを形成する、積層造形物の製造方法。
【請求項６】
前記第一の材料によって構成された部分と前記混合された材料によって構成された部分とが互いに隣接している、請求項５に記載の積層造形物の製造方法。
【請求項７】
前記第一の材料の溶融後の固化後または焼結後に、前記混合された材料によって構成された部分を除去する、
請求項６に記載の積層造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、積層造形物の製造方法および混合材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉末状の材料を層状に供給し、供給した材料をレーザ光によって溶融させ、溶融後の材料を固化させて、三次元形状の造形物を造形する積層造形物の製造方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２１６５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の積層造形物の製造方法では、供給した材料にレーザ光を照射した際に、供給した材料のうち固化させたくない部分にもレーザ光が入射してしまった場合、固化させたくない部分も溶融および固化させてしまうという問題がある。そこで、例えば、供給した材料のうち固化させたくない部分の固化を抑制することができる新規な積層造形物の製造方法および混合材料が得られれば、有意義である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態の積層造形物の製造方法は、第一の領域に、エネルギー線の照射により溶融または焼結可能な粉末状の第一の材料を供給する工程と、前記第一の領域に隣接した第二の領域に、前記第一の材料と比べて前記エネルギー線の吸収率が低い粉末状の第二の材料を供給する工程と、前記エネルギー線の照射により、前記第一の材料と前記第二の材料とのうち前記第一の材料だけを溶融または焼結させる工程と、を有した。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、第１の実施形態の積層造形装置の模式図である。
【図２】図２は、第１の実施形態の積層造形装置の一部を示す模式図である。
【図３】図３は、第１の実施形態のステージと、供給位置にある第１の材料供給装置とを示す断面図である。
【図４】図４は、第１の実施形態のステージと、供給位置にある第１の材料供給装置とを示す斜視図である。
【図５】図５は、第１の実施形態のステージと、遮蔽壁が閉じ位置にある第１の材料供給装置とを示す断面図である。
【図６】図６は、第１の実施形態の積層造形物を造形する手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】図７は、第１の実施形態のステージと、第２の材料供給装置とを示す断面図である。
【図８】図８は、第１の実施形態の積層造形物が造形されたステージを示す断面図である。
【図９】図９は、第１の実施形態の供給領域を示す平面図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態の積層造形装置の模式図である。
【図１１】図１１は、第２の実施形態のノズルの一部を示す模式図である。
【図１２】図１２は、第２の実施形態の積層造形物を造形する手順の一例を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、第２の実施形態の積層造形物の製造工程の一部を示す説明図である。
【図１４】図１４は、第２の実施形態の積層造形物とサポート材とを示す模式図である。
【図１５】図１５は、第２の実施形態のサポート材が除去された状態の積層造形物を示す模式図である。
【図１６】図１６は、第２の実施形態のサポート材の一部を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
（第１の実施形態）
以下に、第１の実施形態について、図１ないし図９を参照して説明する。なお、本明細書においては、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素および説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素および説明について、他の表現がされることは妨げられない。
【０００８】
図１は、積層造形装置１の模式図である。積層造形装置１は、材料２〜４による層の形成と、当該層のうち材料２，３の部分（層５ｃ、図８参照）の固化と、を繰り返すことで、三次元形状の積層造形物５を造形する。図１は、形成途中の積層造形物５を示す。
【０００９】
本実施形態において、材料２〜４は、それぞれ中心粒径が約４０μｍの粉末状の材料である。また、材料２〜４は、互いに種類の異なる材料である。材料２，３は、例えば金属材料や樹脂材料等である。材料４は、レーザ光Ｌが透過する材料である。材料４は、例えばガラス材料等である。材料４は、材料２，３に比べて、レーザ光Ｌの吸収率が低い。材料２，３は、造形物用材料とも称され、材料４は、支持材料や囲い材料とも称される。本実施形態では、材料２および材料３が第一の材料の一例であり、材料４が第二の材料の一例である。
【００１０】
図１に示すように、積層造形装置１は、処理槽１０と、ステージ１１と、第１の移動装置１２と、第２の移動装置１３と、第３の移動装置６１（図２参照）と、第１の材料供給装置１４と、第２の材料供給装置１５と、第３の材料供給装置６２（図２参照）と、光学装置１６と、第１の材料補給装置１７と、第２の材料補給装置１８と、第３の材料補給装置６３（図２参照）と、制御部１９と、を有する。
【００１１】
処理槽１０は、例えば、筐体とも称され得る。ステージ１１は、例えば、台、造形領域、または塗布領域とも称され得る。第１、第２、および第３の移動装置１２，１３，６１は、移動部の一例であり、例えば、搬送部または退避部とも称され得る。第１、第２、および第３の材料供給装置１４，１５，６２は、供給部の一例であり、例えば、保持部、投下部、または撒布部とも称され得る。光学装置１６は、造形部の一例であり、例えば、形成部、固化部、または結合部とも称され得る。第１、第２、および第３の材料補給装置１７，１８，６３は、例えば、供給部または充填部とも称され得る。
【００１２】
図面に示されるように、本実施形態において、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。本実施形態では、Ｘ軸方向を、第１の材料供給装置１４の幅方向、Ｙ軸方向を、第１の材料供給装置１４の奥行き（長さ）方向、Ｚ軸方向を、第１の材料供給装置１４の高さ方向とする。
【００１３】
処理槽１０は、例えば、密封可能な箱状に形成される。処理槽１０は、処理室１０ａを有する。処理室１０ａには、ステージ１１、第１の移動装置１２、第２の移動装置１３、第３の移動装置６１、第１の材料供給装置１４、第２の材料供給装置１５、第３の材料供給装置６２、光学装置１６、第１の材料補給装置１７、第２の材料補給装置１８、および第３の材料補給装置６３が収容されている。なお、ステージ１１、第１の移動装置１２、第２の移動装置１３、第３の移動装置６１、第１の材料供給装置１４、第２の材料供給装置１５、第３の材料供給装置６２、光学装置１６、第１の材料補給装置１７、第２の材料補給装置１８、および第３の材料補給装置６３は、処理室１０ａの外にあってもよい。
【００１４】
処理槽１０の処理室１０ａに、供給口２１と、排出口２２とが設けられる。例えば、処理槽１０の外部に設けられた供給装置が、窒素およびアルゴンのような不活性ガスを、供給口２１から処理室１０ａに供給する。例えば、処理槽１０の外部に設けられた排出装置が、排出口２２から処理室１０ａの上記不活性ガスを排出する。
【００１５】
ステージ１１は、載置台２５と、周壁２６とを有する。載置台２５は、例えば、正方形の板材である。なお、載置台２５の形状はこれに限らず、矩形のような他の四角形（四辺形）、多角形、円、および幾何学形状のような他の形状を呈する部材であってもよい。載置台２５は、上面２５ａと、四つの端面２５ｂとを有する。上面２５ａは、２５０ｍｍ×２５０ｍｍの四角形の平坦な面である。なお、上面２５ａの大きさはこれに限らない。端面２５ｂは、上面２５ａとそれぞれ直交する面である。
【００１６】
周壁２６は、Ｚ軸に沿う方向に延びるとともに、載置台２５を囲む四角形の筒状に形成される。載置台２５の四つの端面２５ｂは、周壁２６の内面にそれぞれ接する。周壁２６は、四角形の枠状に形成され、開放された上端２６ａを有する。
【００１７】
載置台２５は、油圧昇降機のような種々の装置によって、周壁２６の内部をＺ軸に沿う方向に移動可能である。載置台２５が最も上方に移動した場合、載置台２５の上面２５ａと、周壁２６の上端２６ａとは、略同一平面を形成する。
【００１８】
第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４に結合された伸縮アーム、該伸縮アームを駆動する駆動部、または他の種々の装置を有し、第１の材料供給装置１４を例えば平行移動させる。第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４を、例えば供給位置Ｐ１と、待機位置Ｐ２との間で移動させる。
【００１９】
図１は、供給位置Ｐ１に位置する第１の材料供給装置１４を二点鎖線で示し、待機位置Ｐ２にある第１の材料供給装置１４を実線で示す。供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４は、ステージ１１の上方に位置する。待機位置Ｐ２にある第１の材料供給装置１４は、供給位置Ｐ１から外れた場所に位置する。例えば、待機位置Ｐ２は、供給位置Ｐ１から、Ｘ軸およびＹ軸の少なくとも一方に沿う方向に離間する。このように、第１の移動装置１２は、ステージ１１に対する第１の材料供給装置１４の相対的な位置を変化させる。なお、第１の移動装置１２は、例えば、第１の材料供給装置１４に対してステージ１１を移動させてもよい。
【００２０】
第２の移動装置１３は、第２の材料供給装置１５に結合された伸縮アーム、伸縮アームを駆動する駆動部等、または他の種々の装置を有し、第２の材料供給装置１５を例えば平行移動させる。第２の移動装置１３は、第２の材料供給装置１５を、例えば供給位置Ｐ３と、待機位置Ｐ４との間で移動させる。
【００２１】
図１は、供給位置Ｐ３に位置する第２の材料供給装置１５を二点鎖線で示し、待機位置Ｐ４にある第２の材料供給装置１５を実線で示す。第２の材料供給装置１５の供給位置Ｐ３は、第１の材料供給装置１４の供給位置Ｐ１と同じ位置である。
【００２２】
供給位置Ｐ３にある第２の材料供給装置１５は、ステージ１１の上方に位置する。待機位置Ｐ４にある第２の材料供給装置１５は、供給位置Ｐ３から外れた場所に位置する。例えば、待機位置Ｐ４は、供給位置Ｐ３から、Ｘ軸およびＹ軸の少なくとも一方に沿う方向に離間する。このように、第２の移動装置１３は、ステージ１１に対する第２の材料供給装置１５の相対的な位置を変化させる。なお、第２の移動装置１３は、例えば、第２の材料供給装置１５に対してステージ１１を移動させてもよい。
【００２３】
図２は、供給位置Ｐ２１に位置する第３の材料供給装置６２を二点鎖線で示し、待機位置Ｐ２２にある第３の材料供給装置６２を実線で示す。第３の移動装置６１は、第３の材料供給装置６２に結合された伸縮アーム、伸縮アームを駆動する駆動部、または他の種々の装置を有し、第３の材料供給装置６２を例えば平行移動させる。第３の移動装置６１は、第３の材料供給装置６２を、例えば供給位置Ｐ２１と、待機位置Ｐ２２との間で移動させる。
【００２４】
第３の材料供給装置６２の供給位置Ｐ２１は、第１の材料供給装置１４の供給位置Ｐ１と同じ位置である。なお、第１、第２、および第３の材料供給装置１４，１５，６２の供給位置Ｐ１，Ｐ３，Ｐ２１は図１および図２に示す位置に限らない。また、第１、第２、および第３の材料供給装置１４，１５，６２の待機置Ｐ２，Ｐ４，Ｐ２２は、図１および図２に示す位置に限らない。
【００２５】
供給位置Ｐ２１にある第３の材料供給装置６２は、ステージ１１の上方に位置する。待機位置Ｐ２２にある第２の材料供給装置６２は、供給位置Ｐ２１から外れた場所に位置する。例えば、待機位置Ｐ２２は、供給位置Ｐ２１から、Ｘ軸およびＹ軸の少なくとも一方に沿う方向に離間する。このように、第３の移動装置６１は、ステージ１１に対する第３の材料供給装置６２の相対的な位置を変化させる。なお、第３の移動装置６１は、例えば、第３の材料供給装置６２に対してステージ１１を移動させてもよい。
【００２６】
図３は、ステージ１１の一部と、供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４とを示す断面図である。図４は、ステージ１１の一部と、供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４とを示す斜視図である。図４は、説明のために第１の材料供給装置１４をステージ１１から離して示すとともに、第１の材料供給装置１４の一部を省略する。
【００２７】
図３に示すように、第１の材料供給装置１４は、槽３１と、シャッタ３２と、閉塞部３３と、バイブレータ３４と、を有する。閉塞部３３は、開閉部の一例であり、例えば、遮断部、調節部、または調整部とも称され得る。
【００２８】
槽３１は、略四角形の箱型に形成される。槽３１は、上面３１ａと、下面３１ｂとを有する。上面３１ａは、上方に向くとともに平坦に形成される。下面３１ｂは、上面３１ａの反対側に位置し、下方に向くとともに平坦に形成される。第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１にあるとき、下面３１ｂは、載置台２５の上面２５ａに向く。
【００２９】
槽３１に、収容部３５、底壁３６と、複数の供給口３７とが設けられる。底壁３６は、第１の壁および壁の一例であり、例えば、下部または底部とも称され得る。複数の供給口３７は、開口の一例であり、例えば、吐出口、孔、または落下部とも称され得る。
【００３０】
収容部３５は、槽３１の上面３１ａ側に開口する、平面視で四角形状の直方体状の凹部を形成する。収容部３５は、平坦な底面３５ａを有する。底面３５ａは、２５０ｍｍ×２５０ｍｍの四角形の平坦な面である。すなわち、収容部３５の底面３５ａの面積は、載置台２５の上面２５ａの面積と実質的に等しい。なお、収容部３５の形状はこれに限らない。
【００３１】
第１の材料供給装置１４の収容部３５は、粉末状の材料２を収容する。槽３１の上面３１ａに設けられた収容部３５の開口部分（収容部３５の上端）は開放されるが、例えば、開閉可能な蓋によって塞がれてもよい。
【００３２】
底壁３６は、槽３１の下面３１ｂと、収容部３５の底面３５ａとを形成する、四角形の板状の部分である。言い換えると、底壁３６は、槽３１の下面３１ｂと、収容部３５の底面３５ａとの間に存在する槽３１の一部であり、収容部３５の下方に位置する。収容部３５に収容された材料２は、底壁３６によって支持される。
【００３３】
複数の供給口３７は、底壁３６にそれぞれ設けられる。複数の供給口３７は、互いに略同一形状を有する。供給口３７は、Ｚ軸に沿う方向に延び、収容部３５にそれぞれ接続される。複数の供給口３７は、供給孔４１と、導入部４２とをそれぞれ有する。導入部４２は、例えば、ホッパー、漏斗部、または錐形部とも称され得る。
【００３４】
供給孔４１は、槽３１の下面３１ｂに開口する円形の孔である。供給孔４１は、槽３１の下面３１ｂから、底壁３６の厚さ方向の中央部分に亘って設けられる。供給孔４１の直径は、材料２の粒径の６倍以上であり、例えば０．２４ｍｍである。なお、供給孔４１の形状および直径はこれに限らない。
【００３５】
導入部４２は、収容部３５の底面３５ａに開口する円錐形の凹部を形成する。導入部４２は、供給孔４１に接続される。導入部４２の内周面は、底面３５ａに設けられた開口部分から、下方の供給孔４１に向かうに従って徐々に細くなる。
【００３６】
図４に示すように、供給口３７は、Ｘ軸に沿う方向と、Ｙ軸に沿う方向とに、大よそ等間隔に配置される。言い換えると、供給口３７は、格子点状に並べられる。供給口３７は、正方格子状に並べられるが、斜方格子状や正三角格子状のような他の配置で並べられてもよい。なお、供給口３７は格子点状に限らず、他の配置で並べられてもよい。
【００３７】
供給口３７と、当該供給口３７に隣り合う他の供給口３７との間隔（ピッチ）は、例えば１ｍｍである。なお、供給口３７の間のピッチはこれに限らない。収容部３５の底面３５ａに設けられる導入部４２の開口部分は、当該導入部４２に隣り合う他の導入部４２の開口部分と接してもよいし、離間してもよい。
【００３８】
図３に示すように、シャッタ３２は、遮蔽壁４５と、複数の連通孔４６とを有する。遮蔽壁４５は、例えば、閉鎖部または摺動部とも称され得る。連通孔４６は、例えば、連通部、開放部、または孔とも称され得る。
【００３９】
遮蔽壁４５は、槽３１の下面３１ｂを覆う略四角形の板材である。なお、遮蔽壁４５の形状はこれに限らない。遮蔽壁４５は、上面４５ａと、下面４５ｂとを有する。上面４５ａは、槽３１の下面３１ｂに接する。下面４５ｂは、上面４５ａの反対側に位置し、下方に向くとともに平坦に形成される。
【００４０】
第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１にあるとき、遮蔽壁４５の下面４５ｂは、載置台２５の上面２５ａに向く。遮蔽壁４５の下面４５ｂの高さ（Ｚ軸に沿う方向における位置）は、周壁２６の上端２６ａの高さと大よそ等しい。このため、遮蔽壁４５は、開放された周壁２６の上端２６ａを塞ぐ。
【００４１】
複数の連通孔４６は、遮蔽壁４５にそれぞれ設けられる。連通孔４６は、遮蔽壁４５の上面４５ａから、下面４５ｂに亘って設けられる円形の孔である。連通孔４６の直径は、供給孔４１の直径と同じく、例えば０．２４ｍｍである。なお、連通孔４６の形状および直径はこれに限らず、例えば、連通孔４６の直径と供給孔４１の直径とが異なってもよい。
【００４２】
複数の連通孔４６は、供給口３７と同じく、Ｘ軸に沿う方向と、Ｙ軸に沿う方向とに、大よそ等間隔に配置される。連通孔４６と、当該連通孔４６に隣り合う他の連通孔４６との間隔（ピッチ）は、供給口３７の間隔と同じく、例えば１ｍｍである。すなわち、複数の連通孔４６は、複数の供給口３７と同じ方向および同じ間隔で配置される。
【００４３】
遮蔽壁４５は、アクチュエータのような種々の装置によって、例えば、底壁３６に沿ってＸ軸に沿う方向に移動可能である。なお、遮蔽壁４５の移動方向はこれに限らない。遮蔽壁４５は、例えば、開き位置Ｐ５と閉じ位置Ｐ６との間で移動する。図３および図４は、開き位置Ｐ５にある遮蔽壁４５を示す。
【００４４】
遮蔽壁４５が開き位置Ｐ５に位置するとき、複数の連通孔４６は、複数の供給口３７の供給孔４１にそれぞれ連通する。すなわち、供給孔４１は、対応する連通孔４６によってそれぞれ開かれる。
【００４５】
図５は、ステージ１１の一部と、遮蔽壁４５が閉じ位置Ｐ６にある第１の材料供給装置１４とを示す断面図である。なお、後述するように第２の材料供給装置１５および第３の材料供給装置６２は第１の材料供給装置１４と同じ構成を有するため、図５は、第２の材料供給装置１５および第３の材料供給装置６２をも示す。
【００４６】
図５に示すように、遮蔽壁４５が閉じ位置Ｐ６に位置するとき、複数の連通孔４６の位置は、対応する供給口３７の供給孔４１からずらされる。このため、閉じ位置Ｐ６に位置する遮蔽壁４５は、複数の供給口３７の供給孔４１を閉じる。
【００４７】
閉塞部３３は、複数のピストン５１と、支持部材５２とを有する。なお、閉塞部３３は、図４において省略される。ピストン５１は、例えば、構造物、押出部、加圧部、挿入部、または栓とも称され得る。支持部材５２は、連結部または移動部とも称され得る。
【００４８】
ピストン５１は、Ｚ軸に沿う方向に延びる棒状に形成される。ピストン５１の一方の端部に、弁部５１ａがそれぞれ設けられる。弁部５１ａは、供給口３７に対応する形状を有する。すなわち、弁部５１ａは、供給孔４１に嵌り得る棒状の部分と、導入部４２に嵌り得る円錐形の部分と、を有する。
【００４９】
ピストン５１は、弁部５１ａが対応する供給口３７に向くように、収容部３５の中に配置される。ピストン５１の弁部５１ａは、収容部３５に収容された材料２に埋まる。なお、弁部５１ａは、収容部３５の外に位置してもよい。
【００５０】
支持部材５２は、複数のピストン５１を支持する。支持部材５２に支持された複数のピストン５１は、Ｘ軸に沿う方向と、Ｙ軸に沿う方向とに、大よそ等間隔に並べられる。すなわち、複数のピストン５１は、複数の供給口３７と同じ方法および同じ間隔で配置される。
【００５１】
支持部材５２は、アクチュエータのような種々の装置によって、複数のピストン５１をＺ軸に沿う方向に個別に移動させることが可能である。言い換えると、支持部材５２は、弁部５１ａが設けられたピストン５１を、底壁３６と交差する方向に個別に移動させる。
【００５２】
図３に示すように、複数のピストン５１は、例えば、開き位置Ｐ７と閉じ位置Ｐ８との間で、個別に移動する。開き位置Ｐ７にあるピストン５１は、供給口３７から離間する。言い換えると、開き位置Ｐ７にあるピストン５１の弁部５１ａは、対応する供給口３７から外れることで供給口３７を開く。
【００５３】
閉じ位置Ｐ８にあるピストン５１の弁部５１ａは、対応する供給口３７に嵌る。弁部５１ａの円錐形の部分は、導入部４２に密接させられる。このように、閉じ位置Ｐ８に移動させられた弁部５１ａは、供給口３７を閉じる。
【００５４】
複数のピストン５１が個別に開き位置Ｐ７と閉じ位置Ｐ８との間で移動させられることにより、複数のピストン５１は、対応する供給口３７を個別に開閉する。各ピストン５１の開閉は、例えば、制御部１９によって制御される。
【００５５】
第１の材料供給装置１４は、第１の移動装置１２によって、供給位置Ｐ１に移動させられる。第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１にあるとき、遮蔽壁４５が、開き位置Ｐ５に移動させられる。言い換えると、複数の供給口３７の供給孔４１が、対応する連通孔４６によって開かれる。
【００５６】
さらに、第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１にあるとき、複数のピストン５１が、選択的に開き位置Ｐ７に移動させられる。すなわち、制御部１９によって選択されたピストン５１が個別的に開き位置Ｐ７に移動させられ、他のピストン５１は閉じ位置Ｐ８に留まる。言い換えると、供給口３７は、対応するピストン５１によって個別に開かれる。
【００５７】
収容部３５に収容された粉末状の材料２は、連通孔４６およびピストン５１によって開かれた供給口３７から、当該供給口３７に連通する連通孔４６を通って重力により落下する。収容部３５の材料２は、導入部４２の傾斜した内周面によって、供給孔４１に導かれる。単位時間あたりの粉体の落下量は、砂時計と同様に、収容部３５内に収容されている材料２の高さによらず、略一定となる。
【００５８】
なお、収容部３５に、供給口３７に対応する仕切板が設けられてもよい。当該仕切板は、収容部３５に収容された材料２を区切り、材料２が対応する供給口３７の導入部４２に均一に導かれるようにする。
【００５９】
バイブレータ３４は、例えば、偏心された錘を回すモータである。バイブレータ３４によって、第１の材料供給装置１４が振動する。第１の材料供給装置１４は、振動することにより、収容部３５の材料２が複数の供給口３７および複数の連通孔４６から落下することを促進する。なお、第１の材料供給装置１４は、バイブレータ３４が無くてもよい。バイブレータ３４による振動が無かったとしても、材料２は、重力によって複数の供給口３７および複数の連通孔４６から落下する。
【００６０】
第２の材料供給装置１５および第３の材料供給装置６２は、第１の材料供給装置１４と同じ構造を有するため、詳しい説明は省略される。なお、第２の材料供給装置１５および第３の材料供給装置６２は、第１の材料供給装置１４と異なる構造を有してもよい。第２の材料供給装置１５の収容部３５は、第１の材料供給装置１４の収容部３５と異なり、材料３を収容する。また、第３の材料供給装置６２の収容部３５は、第１の材料供給装置１４の収容部３５と異なり、材料４を収容する。
【００６１】
図１に示す光学装置１６は、発振素子を有しレーザ光Ｌを出射する光源、レーザ光Ｌを平行光に変換する変換レンズ、レーザ光Ｌを収束させる収束レンズ、およびレーザ光Ｌの照射位置を移動させるガルバノミラーのような、種々の部品を有する。光学装置１６は、レーザ光Ｌのパワー密度を変更可能である。本実施形態では、エネルギー線として、レーザ光Ｌを利用している。エネルギー線としては、レーザ光Ｌのように材料２，３を溶融または焼結できるものであればよく、電子ビームや、マイクロ波から紫外線領域の電磁波などであってもよい。
【００６２】
光学装置１６は、ステージ１１の上方に位置する。なお、光学装置１６は他の場所に配置されてもよい。光学装置１６は、前記光源が出射したレーザ光Ｌを、前記変換レンズによって平行光に変換する。光学装置１６は、傾斜角度を変更可能な前記ガルバノミラーにレーザ光Ｌを反射させ、前記収束レンズによってレーザ光Ｌを収束させることで、レーザ光Ｌを所望の位置に照射する。
【００６３】
第１の材料補給装置１７は、第１の材料供給装置１４の収容部３５よりも多くの材料２を収容できる。第１の材料補給装置１７は、待機位置Ｐ２の上方に配置され、開閉可能な扉を有する。当該扉は、第１の材料供給装置１４が待機位置Ｐ２にあるとき、槽３１の上面３１ａに開口する収容部３５に面する。
【００６４】
第１の材料補給装置１７は、第１の材料供給装置１４が待機位置Ｐ２に位置するとき、前記扉を開き、収容部３５に材料２を供給する。第１の材料補給装置１７は、第１の材料供給装置１４が待機位置Ｐ２にないとき、前記扉を閉じることで、材料２が落下することを防ぐ。
【００６５】
第２の材料補給装置１８は、第２の材料供給装置１５の収容部３５よりも多くの材料３を収容できる。第２の材料補給装置１８は、待機位置Ｐ４の上方に配置され、開閉可能な扉を有する。当該扉は、第２の材料供給装置１５が待機位置Ｐ４にあるとき、槽３１の上面３１ａに開口する収容部３５に面する。
【００６６】
第２の材料補給装置１８は、第２の材料供給装置１５が待機位置Ｐ４に位置するとき、前記扉を開き、収容部３５に材料３を供給する。第２の材料補給装置１８は、第２の材料供給装置１５が待機位置Ｐ４にないとき、前記扉を閉じることで、材料３が落下することを防ぐ。
【００６７】
第３の材料補給装置６３は、第３の材料供給装置６２の収容部３５よりも多くの材料４を収容できる。第３の材料補給装置６３は、待機位置Ｐ２２の上方に配置され、開閉可能な扉を有する。当該扉は、第３の材料供給装置６２が待機位置Ｐ２２にあるとき、槽３１の上面３１ａに開口する収容部３５に面する。
【００６８】
第３の材料補給装置６３は、第３の材料供給装置６２が待機位置Ｐ２２に位置するとき、前記扉を開き、収容部３５に材料４を供給する。第３の材料補給装置６３は、第３の材料供給装置６２が待機位置Ｐ２２にないとき、前記扉を閉じることで、材料４が落下することを防ぐ。
【００６９】
制御部１９は、ステージ１１、第１の移動装置１２、第２の移動装置１３、第３の移動装置６１、第１の材料供給装置１４、第２の材料供給装置１５、第３の材料供給装置６２、光学装置１６、第１の材料補給装置１７、第２の材料補給装置１８、および第３の材料補給装置６３に、電気的に接続される。制御部１９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭのような種々の電子部品を有する。制御部１９は、前記ＲＯＭ、または他の記憶装置に格納されたプログラムを読み出し実行することで、ステージ１１、第１の移動装置１２、第２の移動装置１３、第３の移動装置６１、第１の材料供給装置１４、第２の材料供給装置１５、第３の材料供給装置６２、光学装置１６、第１の材料補給装置１７、第２の材料補給装置１８、および第３の材料補給装置６３を制御する。積層造形装置１は、制御部１９の制御（プログラム）に基づき、積層造形物５を造形する。
【００７０】
以下、積層造形装置１が積層造形物５を造形する手順（積層造形物５の製造方法）の一例について説明する。なお、積層造形装置１が積層造形物５を造形する方法は、以下に説明されるものに限らない。
【００７１】
図６は、積層造形物５を造形する手順の一例を示すフローチャートである。まず、積層造形装置１の制御部１９に、例えば外部のパーソナルコンピュータから、積層造形物５の三次元形状のデータが入力され、制御部１９が積層造形物５の三次元形状のデータを取得する（Ｓ１１）。当該三次元形状のデータは、例えばＣＡＤのデータであるが、これに限らない。
【００７２】
上記三次元形状のデータは、積層造形物５の各部分を形成する材料についての情報を含む。すなわち、上記三次元形状のデータは、積層造形物５の材料２によって形成される部分（以下、第１の部分５ａと称する）と、積層造形物５の材料３によって形成される部分（以下、第２の部分５ｂと称する）と、の情報を含む。材料２は、第１の部分５ａ用と言うことができ、材料３は、第２の部分５ｂ用と言うことができる。
【００７３】
次に、制御部１９は、取得した上記データの三次元形状を、複数の層に分割する（スライス）。制御部１９は、スライスされた三次元形状を、例えば複数の点や直方体（ピクセル）の集まりに変換する（ラスタライズ、ピクセル化）。このように、制御部１９は、取得した積層造形物５の三次元形状のデータから、複数の二次元形状の層のデータを生成する（Ｓ１２）。生成されたデータは、制御部１９の記憶部（不図示）に記憶される。
【００７４】
なお、上記二次元形状の層のデータに含まれる複数のピクセルの間隔（ピッチ）は、第１、第２および第３の材料供給装置１４，１５，６２の供給口３７の間隔（ピッチ）に対応する。すなわち、供給口３７のピッチが１ｍｍである場合、前記層のデータの各ピクセルは、１ｍｍ×１ｍｍの四角形である。なお、前記ピクセルのピッチはこれに限らない。
【００７５】
次に、制御部１９は、スライスした複数の二次元形状の層のデータを、材料２によって形成される部分のデータと、材料３によって形成される部分のデータとに分割する。すなわち、制御部１９は、各層における第１の部分５ａのデータを生成する（Ｓ１３）。さらに、制御部１９は、各層における第２の部分５ｂのデータを生成する（Ｓ１４）。生成されたデータは、制御部１９の前記記憶部に記憶される。また、制御部１９は、生成した第１の部分５ａのデータと、生成した第２の部分５ｂのデータとを用いて、載置台２５上に積層する層（材料層）のうち材料４によって形成される部分（以後、囲い部分とも称する）のデータを生成する（Ｓ１５）。載置台２５上に積層する層のうち材料４の部分（囲い部分）は、該層のうち材料２，３の部分以外の部分である。材料４は、囲い部分用と言うことができる。
【００７６】
次に、第１の材料補給装置１７が、待機位置Ｐ２に位置する第１の材料供給装置１４の収容部３５に、材料２を供給する。制御部１９は、例えばセンサによって収容部３５に収容された材料２の重さを測定し、当該重さが所定の値に達するまで、第１の材料補給装置１７に収容部３５へ材料２を供給させる。これにより、収容部３５は、所定の量の材料２を収容する。なお、既に収容部３５が所定の量の材料２を収容している場合、第１の材料補給装置１７による材料２の供給は省略されてもよい。
【００７７】
同様に、第２の材料補給装置１８が、待機位置Ｐ４に位置する第２の材料供給装置１５の収容部３５に、材料３を供給する。なお、既に収容部３５が所定の量の材料３を収容している場合、第２の材料補給装置１８による材料３の供給は省略されてもよい。また、第３の材料補給装置６３が、待機位置Ｐ２２に位置する第３の材料供給装置６２の収容部３５に、材料４を供給する。なお、既に収容部３５が所定の量の材料４を収容している場合、第３の材料補給装置６３による材料４の供給は省略されてもよい。
【００７８】
第１の材料供給装置１４の遮蔽壁４５は、通常、閉じ位置Ｐ６に位置する。さらに、第１の材料供給装置１４のピストン５１は、通常、閉じ位置Ｐ８に位置する。このため、供給口３７は、遮蔽壁４５およびピストン５１によって閉じられ、収容部３５に収容された材料２が供給口３７から落下することが防止される。同様に、第２の材料供給装置１５においても、材料３の落下が防止され、第３の材料供給装置６２においても、材料４の落下が防止される。
【００７９】
次に、第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４を、待機位置Ｐ２から供給位置Ｐ１に移動させる。第１の材料供給装置１４は、供給位置Ｐ１に到達すると、以下のようにステージ１１の上に、第１の部分５ａ用の材料２を供給する（Ｓ１６）。
【００８０】
図３に示すように、ステージ１１の載置台２５の上面２５ａに、ベース５５が載置固定される。ベース５５は、積層造形物５を当該ベース５５の上に造形するために設けられる。なお、載置台２５の上面２５ａにベース５５を配置することなく、載置台２５の上面２５ａの上に直接、積層造形物５が造形されてもよい。
【００８１】
ベース５５は、例えば、四角形の板材である。ベース５５の形状はこれに限らず、積層造形物５の形状によって決められる。ベース５５は、平坦な上面５５ａを有する。ベース５５の上面５５ａは、載置台２５の上面２５ａと平行である。
【００８２】
最初、ステージ１１の載置台２５は、Ｚ軸に沿う方向におけるベース５５の上面５５ａと周壁２６の上端２６ａとの間の距離が５０μｍになるように配置される。このため、ベース５５の上面５５ａと、供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４の遮蔽壁４５の下面４５ｂとの間の距離は、５０μｍである。
【００８３】
ベース５５の周りに、予め材料４が敷き詰められる。敷き詰められた材料４の表面４ａは、ベース５５の上面５５ａと略同一平面を形成する。これにより、材料４とベース５５とは、載置台２５の上面２５ａの上に、一つの層ＭＬ１を形成する。
【００８４】
層ＭＬ１を形成する材料４の表面４ａと、ベース５５の上面５５ａとは、供給領域Ｒを形成する。供給領域Ｒは、材料が供給される領域の一例である。なお、供給領域Ｒは、後述するように、層ＭＬ１の上に積層される複数の層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……によっても形成される。
【００８５】
供給領域Ｒは、載置台２５の上面２５ａと同じく、２５０ｍｍ×２５０ｍｍの四角形の略平坦な面である。なお、供給領域Ｒの形状は、載置台２５の上面２５ａの形状と異なってもよい。供給領域Ｒと、供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４の遮蔽壁４５の下面４５ｂとの間の距離は、５０μｍである。なお、供給領域Ｒと遮蔽壁４５の下面４５ｂとの間の距離は、制御部１９が載置台２５を制御することで、３０μｍや１００μｍのように変更され得る。供給領域Ｒは、周壁２６によって囲まれる。
【００８６】
供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４の底壁３６は、供給領域Ｒの上方に位置する。底壁３６は供給領域Ｒの全域を覆う。なお、底壁３６は、供給領域Ｒを部分的に覆ってもよい。槽３１の下面３１ｂと、遮蔽壁４５の下面４５ｂとは、供給領域Ｒに向く。
【００８７】
図４に示すように、本実施形態において、供給領域Ｒは、複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３を有するものと定義される。複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３は、複数の区画の一例である。複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３は、例えば四角形の区画である。分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３はこれに限らず、他の形状であってもよい。
【００８８】
複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３の面積は互いに等しい。複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３は、Ｘ軸に沿う方向と、Ｙ軸に沿う方向とに、それぞれ並べられる。複数の供給口３７および複数の連通孔４６は、対応する分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３に向く。すなわち、供給口３７および連通孔４６は、対応する分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３の上方に位置し、当該分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３に対向する（面する）。
【００８９】
分割区画ＲＤ１は、制御部１９が生成した各層における第１の部分５ａのデータに対応する。すなわち、第１の部分５ａのデータを形成する複数のピクセルが、複数の分割区画ＲＤ１に対応する。
【００９０】
分割区画ＲＤ２は、制御部１９が生成した各層における第２の部分５ｂのデータに対応する。すなわち、第２の部分５ｂのデータを形成する複数のピクセルが、複数の分割区画ＲＤ２に対応する。図４において、分割区画ＲＤ２は、ハッチングをされて示される。
【００９１】
分割区画ＲＤ３は、分割区画ＲＤ１および分割区画ＲＤ２以外の部分に対応する。すなわち、第１の部分５ａおよび第２の部分５ｂ以外の部分（囲い部分）のデータを形成する複数のピクセルが、複数の分割区画ＲＤ３に対応する。
【００９２】
図３に示すように、第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１に到達すると、制御部１９は、遮蔽壁４５を開き位置Ｐ５に移動させる。これにより、シャッタ３２の連通孔４６が供給口３７の供給孔４１に連通する。
【００９３】
さらに、制御部１９は、分割区画ＲＤ１に対応する供給口３７を閉じるピストン５１を、開き位置Ｐ７に移動させる。これにより、分割区画ＲＤ１に対応する供給口３７は、連通孔４６およびピストン５１によって開かれる。言い換えると、分割区画ＲＤ１に対向する供給口３７のみが開かれる。なお、分割区画ＲＤ２に対応する供給口３７は、ピストン５１によって閉じられたままである。
【００９４】
第１の材料供給装置１４は、バイブレータ３４によって振動する。収容部３５の材料２は、ピストン５１によって開かれた複数の供給口３７および複数の連通孔４６を通って、供給領域Ｒに落下する。第１の材料供給装置１４は、材料２を、開かれた少なくとも一つの供給口３７から並行して供給領域Ｒに供給する。
【００９５】
開かれた複数の供給口３７は、対応する分割区画ＲＤ１に、それぞれ材料２を供給する。図４に、各供給口３７および連通孔４６から落下した材料２の落下地点Ｓがそれぞれ示される。落下地点Ｓは、開かれた各供給口３７および連通孔４６に対応する分割区画ＲＤ１の中に位置する。
【００９６】
複数の供給口３７および複数の連通孔４６から供給領域Ｒに材料２を供給する間、第１の材料供給装置１４は、例えば第１の移動装置１２によって、図４の矢印に示すようにＸ軸に沿う方向およびＹ軸に沿う方向に移動させられる。これにより、各供給口３７および連通孔４６から材料２がそれぞれ落下する落下地点Ｓは、対応する分割区画ＲＤ１の中をそれぞれ、図４の矢印に示すように移動する。落下地点Ｓは、分割区画ＲＤ１の中を、一筆書きでなぞるように移動する。このため、それぞれの分割区画ＲＤ１に、材料２が略均等に供給される。
【００９７】
それぞれの分割区画ＲＤ１に材料２が供給されることで、供給領域Ｒに材料２の層が部分的に形成される。言い換えると、層ＭＬ１の上に、材料２の層が積層する。
【００９８】
供給領域Ｒに材料２が供給されると、供給された材料２は、遮蔽壁４５の下面４５ｂに接触する。材料２が供給された位置において、連通孔４６は材料２によって閉じられる。
【００９９】
制御部１９は、遮蔽壁４５が開き位置Ｐ５に移動し、供給口３７が開かれてからの経過時間を、例えばタイマによってカウントする。制御部１９は、供給口３７が開かれてから所定の時間が経過したときに、遮蔽壁４５を開き位置Ｐ５から閉じ位置Ｐ６に移動させ、遮蔽壁４５に供給口３７を閉じさせる。供給口３７を通過する粉体の落下速度は略一定であるため、供給口３７の開放時間によって落下量を制御することができる。
【０１００】
一方、開き位置Ｐ７に移動させられた複数のピストン５１は、徐々に閉じ位置Ｐ８に向かって移動する。開き位置Ｐ７から閉じ位置Ｐ８に移動するピストン５１の弁部５１ａは、当該弁部５１ａと供給口３７との間に位置する材料２を、供給口３７に向かって押す。これにより、材料２が、ピストン５１によって供給口３７から押し出され、供給領域Ｒに供給される。
【０１０１】
複数のピストン５１が開き位置Ｐ７に移動してから所定の時間が経過すると、閉じ位置Ｐ８に向かって移動する複数のピストン５１は、閉じ位置Ｐ８に到達する。供給孔４１の中の材料２は、ピストン５１の弁部５１ａによって、供給孔４１から押し出される。
【０１０２】
図５に示すように、閉じ位置Ｐ６に到達したピストン５１の弁部５１ａは、供給口３７に嵌まることで、供給口３７を閉じる。すなわち、ピストン５１が供給口３７を開いてから所定の時間が経過したときに、ピストン５１の弁部５１ａが供給口３７を閉じる。これにより、供給領域Ｒに材料２が供給される。なお、ピストン５１は、遮蔽壁４５が供給口３７を閉じる前に、供給口３７を閉じる。
【０１０３】
以上のように供給領域Ｒに材料２の層が形成されると、遮蔽壁４５の下面４５ｂは、材料２の表面を押さえる。これにより、供給された材料２は均される。材料２の層が形成された後、第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４を供給位置Ｐ１から待機位置Ｐ２に移動させる。
【０１０４】
次に、第２の移動装置１３は、第２の材料供給装置１５を、待機位置Ｐ４から供給位置Ｐ３に移動させる。図７は、ステージ１１の一部と、第２の材料供給装置１５とを示す断面図である。図７に示すように、第２の材料供給装置１５は、供給位置Ｐ３に到達すると、第１の材料供給装置１４と同様に、ステージ１１の上に、第２の部分５ｂ用の材料３を供給する（Ｓ１７）。
【０１０５】
制御部１９は、第２の材料供給装置１５の複数のピストン５１のうち、分割区画ＲＤ２に対応する供給口３７を閉じるピストン５１を、開き位置Ｐ７に移動させる。これにより、分割区画ＲＤ２に対応する供給口３７は、連通孔４６およびピストン５１によって開かれる。言い換えると、分割区画ＲＤ２に対向する供給口３７のみが開かれる。なお、分割区画ＲＤ１，ＲＤ３に対応する供給口３７は、ピストン５１によって閉じられたままである。
【０１０６】
第２の材料供給装置１５の収容部３５に収容された材料３は、ピストン５１によって開かれた複数の供給口３７および複数の連通孔４６を通って、供給領域Ｒに落下する。第２の材料供給装置１５は、材料３を、開かれた少なくとも一つの供給口３７から並行して供給領域Ｒに供給する。
【０１０７】
開かれた複数の供給口３７は、対応する分割区画ＲＤ２に、それぞれ材料３を供給する。図５に示すように、それぞれの分割区画ＲＤ２に材料３が供給されることで、供給領域Ｒに、材料２と材料３とによって一連の層ＭＬ２が形成される。言い換えると、材料２の層と、材料３の層とが組み合わされ、材料２，３の層が形成される。
【０１０８】
材料２および材料３の層が形成されると、遮蔽壁４５の下面４５ｂは、該層の表面を押さえる。これにより、形成された材料２および材料３の層の表面が均される。次に、第２の移動装置１３は、第２の材料供給装置１５を供給位置Ｐ３から待機位置Ｐ４に移動させる。
【０１０９】
次に、第３の移動装置６１は、第３の材料供給装置６２を、待機位置Ｐ２２から供給位置Ｐ２１に移動させる。第３の材料供給装置６２は、供給位置Ｐ２１に到達すると、第１の材料供給装置１４と同様に、ステージ１１の上に、囲い部分用の材料４を供給する（Ｓ１８）。
【０１１０】
制御部１９は、第３の材料供給装置６２の複数のピストン５１のうち、分割区画ＲＤ３に対応する供給口３７を閉じるピストン５１を、開き位置Ｐ７に移動させる。これにより、分割区画ＲＤ３に対応する供給口３７は、連通孔４６およびピストン５１によって開かれる。言い換えると、分割区画ＲＤ３に対向する供給口３７のみが開かれる。なお、分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に対応する供給口３７は、ピストン５１によって閉じられたままである。
【０１１１】
第３の材料供給装置６２の収容部３５に収容された材料４は、ピストン５１によって開かれた複数の供給口３７および複数の連通孔４６を通って、供給領域Ｒに落下する。第３の材料供給装置６２は、材料４を、開かれた少なくとも一つの供給口３７から並行して供給領域Ｒに供給する。
【０１１２】
開かれた複数の供給口３７は、対応する分割区画ＲＤ３に、それぞれ材料４を供給する。図５に示すように、それぞれの分割区画ＲＤ３に材料４が供給されることで、供給領域Ｒに、材料２〜４によって一連の層ＭＬ２が形成される。言い換えると、材料２の層と、材料３の層と、材料４の層とが組み合わされ、材料２〜４の層ＭＬ２が形成される。なお、それぞれの分割区画ＲＤ１，ＲＤ２，ＲＤ３に供給される材料２、材料３、および材料４の量は略同一である。このため、供給領域Ｒに形成される層ＭＬ２の厚さは、位置にかかわらず略同一である。
【０１１３】
層ＭＬ２が形成されると、遮蔽壁４５の下面４５ｂは、層ＭＬ２の表面を押さえる。これにより、形成された層ＭＬ２の表面が均される。第３の移動装置６１は、層ＭＬ２が形成された後、第３の材料供給装置６２を供給位置Ｐ２１から待機位置Ｐ２２に移動させる。第３の材料供給装置６２が供給位置Ｐ２１から待機位置Ｐ２２に移動するとき、遮蔽壁４５の下面４５ｂは、当該下面４５ｂに接触した層ＭＬ２の表面を擦ることで、層ＭＬ２の表面を均してもよい。
【０１１４】
次に、図１に示すように、制御部１９は、光学装置１６を制御することで、光学装置１６のレーザ光Ｌを、層ＭＬ２を形成する材料２，３を含む領域に照射させる（Ｓ１９）。制御部１９は、入力された積層造形物５の三次元形状のデータに基づき、レーザ光Ｌの照射位置を定める。
【０１１５】
層ＭＬ２のレーザ光Ｌが照射された部分は、溶融する。言い換えると、材料２，３は、レーザ光Ｌが照射されることにより、溶融された後に固められる。すなわち、材料２，３が固化される。これにより、層ＭＬ２に、積層造形物５の一部（一層分）が形成される。なお、形成される積層造形物５の一部は、制御部１９が生成した二次元形状の層のデータに対応する。なお、材料２，３は焼結されて、焼結によって固化されてもよい。
【０１１６】
層ＭＬ２にレーザ光Ｌが照射される間、第１の材料補給装置１７は、第１の材料供給装置１４の収容部３５に、材料２を供給する。同様に、第２の材料補給装置１８は、第２の材料供給装置１５の収容部３５に、材料３を供給し、第３の材料補給装置６３は、第３の材料供給装置６２の収容部３５に、材料４を供給する。収容部３５にそれぞれ収容される材料２〜４の体積は、供給領域Ｒに形成される層ＭＬ２の体積よりも大きい。
【０１１７】
光学装置１６が層ＭＬ２にレーザ光Ｌを照射し終えると、載置台２５は、下方に例えば５０μｍ移動する。載置台２５が移動する距離は、層ＭＬ２の厚さに等しい。これにより、層ＭＬ２の表面と、周壁２６の上端２６ａとの間の距離は、５０μｍになる。
【０１１８】
層ＭＬ２の表面は、層ＭＬ２における供給領域Ｒを形成する。積層造形物５が完成していない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４を、再び供給位置Ｐ１に移動させる。第１の材料供給装置１４は、供給位置Ｐ１において、層ＭＬ２が形成する供給領域Ｒに材料２を供給する（Ｓ１６）。
【０１１９】
図８は、積層造形物５が造形されたステージ１１を示す断面図である。第１の材料供給装置１４、第２の材料供給装置１５、および第３の材料供給装置６２は、以上の説明と同様に、材料２〜４を供給領域Ｒに供給し（Ｓ１６，Ｓ１７，Ｓ１８）、図８のような材料２〜４の複数の層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……を順次形成する。図８において、層ＭＬ２、ＭＬ３，ＭＬ４……は、二点鎖線によって区切られる。
【０１２０】
光学装置１６は、層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……が形成される毎に、レーザ光Ｌの照射によって、当該層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……の材料２，３を溶融させて、積層造形物５の一部を形成する（Ｓ１９）。各層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……の材料２，３は、層５ｃを構成する。積層造形装置１は、溶融させた材料２，３に対するレーザ光Ｌの照射を終了することで、溶融させた材料２，３を固化させる。積層造形物５は、溶融後に固化した材料２によって形成された第１の部分５ａと、溶融後に固化した材料３によって形成された第２の部分５ｂとを含む。
【０１２１】
積層造形装置１は、このような層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……の形成と、光学装置１６による材料２，３の溶融と、を繰り返して、複数の層５ｃを積層することにより、三次元形状の積層造形物５を造形する。制御部１９が生成した全ての二次元形状の層のデータに対応する積層造形物５の各部分（各層５ｃ）が形成されると（Ｓ２０：ＹＥＳ）、積層造形物５の造形が完了する。
【０１２２】
ここで、供給領域Ｒと、レーザ光Ｌが照射される領域（以下、照射領域と称する）ＲＬと、について説明する。図９は、供給領域Ｒを示す平面図である。供給領域Ｒは、材料２と材料３との少なくとも一方が供給される領域Ｒ１と、材料４が供給される領域Ｒ２と、を有する。領域Ｒ１には、一例として、相異なる複数の材料として、材料２と材料３との両方が供給される。すなわち、図９に示す例では、領域Ｒ１が、材料２が供給される領域Ｒ１ａと、材料３が供給される領域Ｒ１ｂとを有している。また、領域Ｒ２は、領域Ｒ１の少なくとも一部（一例として、全部）を囲む。領域Ｒ１ａは、一または複数の分割区画ＲＤ１によって構成され、領域Ｒ１ｂは、一または複数の分割区画ＲＤ２によって構成され、領域Ｒ２は、一または複数の分割区画ＲＤ３によって構成される。また、図９において、レーザ光Ｌの照射領域ＲＬは、二重の二点鎖線のうち外側の一点鎖線で囲まれた領域である。さらに、図９は、領域Ｒ１ａ、領域Ｒ１ｂ、および領域Ｒ２を、それぞれ異なるハッチングで示す。領域Ｒ１は、第一の領域の一例であり、領域Ｒ２は、第２の領域の一例である。
【０１２３】
照射領域ＲＬは、領域Ｒ１と領域Ｒ３とから構成される。領域Ｒ３は、領域Ｒ２の一部であって領域Ｒ１に隣接する領域である。領域Ｒ３は、第三の領域の一例である。領域Ｒ３は、領域Ｒ１を囲む環状に構成されている。図９において、領域Ｒ３は、二重の二点鎖線間の領域である。レーザ光Ｌは、照射領域ＲＬ、すなわち領域Ｒ１と領域Ｒ３とに照射される。領域Ｒ１中の材料２，３は、レーザ光Ｌによって溶融し、溶融後に固化するが、領域Ｒ３中の材料４は、レーザ光Ｌが照射されてもレーザ光Ｌが透過するため、溶融しない。よって、領域Ｒ３中の材料４は、固化しない。なお、固化は、焼結による固化であってもよい。本実施形態では、領域Ｒ３は、領域Ｒ１（造形領域）と隣接する境界であるため、材料４を固化させたくない部分である。
【０１２４】
制御部１９は、全ての材料２，３を固化させて積層造形物５の造形が完了した場合（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、積層造形物５を囲んでいる囲い部分用の粉末状の材料４を除去する（Ｓ２１）。粉末状の材料４は、例えば、吸引又は自由落下によって除去され、材料４を収容するタンクに回収される。回収された材料４は、第３の材料補給装置６３に供給され、再利用される。材料４の吸引は、例えば吸引装置によって行うことができる。また、材料４の自由落下は、載置台２５に材料４を落下させる機構を設けることで行うことができる。粉末状の材料４が除去されることで、積層造形物５が取り出される。また、積層造形物５の表面、すなわち固化した材料２，３の表面に付いている（残留している）粉末状の材料４は、例えば、研磨、切削、およびレーザ加工のような種々の処理によって、除去される。
【０１２５】
処理槽１０の内部において造形された積層造形物５は、例えば、処理槽１０に設けられたカバーを開くことによって、処理室１０ａから取り出される。なお、これに限らず、積層造形物５は、例えば搬送アーム等を有する搬送装置によって処理室１０ａの外に搬送されてもよい。積層造形物５は、例えば開閉可能な扉によって処理室１０ａと隔離された部屋（副室）に搬送される。
【０１２６】
本実施形態では、レーザ光Ｌ（エネルギー線）の照射により溶融または焼結可能な粉末状の材料２，３（第一の材料）が供給され、レーザ光Ｌが透過する粉末状の材料４（第二の材料）が供給され、レーザ光Ｌの照射により、材料２，３が溶融または焼結され、材料２，３が溶融後に固化されるかまたは焼結により固化される。材料４は、レーザ光Ｌが透過するので、レーザ光Ｌが照射されても溶融および固化しない。よって、供給した材料２〜４のうち固化させたくない部分（領域Ｒ３）に材料４を用いることにより、当該固化させたくない部分の固化を抑制することができる。また、固化させたくない部分（領域Ｒ３）までレーザ光Ｌを照射するので、領域Ｒ１の材料２，３全てにレーザ光Ｌを照射可能となる。よって、材料２，３を概ね全て使用することができる。
【０１２７】
また、本実施形態では、領域Ｒ１（第一の領域）に、材料２，３が供給されかつ領域Ｒ１の少なくとも一部を囲む領域Ｒ２（第二の領域）に材料４が供給される。よって、材料２，３のすくなとも一部を材料４によって支持することができる。
【０１２８】
また、本実施形態では、領域Ｒ１に相異なる複数の材料として材料２，３が供給される。よって、相異なる材料２，３によって構成された積層造形物５が得られる。
【０１２９】
また、本実施形態では、領域Ｒ１と、領域Ｒ２の一部であって領域Ｒ１に隣接した領域Ｒ３と、にレーザ光Ｌが照射される。よって、レーザ光Ｌの照射領域ＲＬを造形範囲によらずに設定できるので、積層造形物５と非造形領域（領域Ｒ１）との境界においても、より広い光径のレーザ光Ｌを照射することができる。
【０１３０】
また、本実施形態では、材料２，３が固化された後に、材料４が除去される。材料４は、レーザ光Ｌが照射されても溶融および固化しないので、材料４の除去を比較的容易に行うことができる。また、材料４は、レーザ光Ｌが照射されても溶融および固化していないので、除去した材料４の再利用がしやすい。また、材料２，３を概ね全て使用することが可能となるので、材料２，３を取り除く作業を省き、材料４を再利用できる。
【０１３１】
なお、本実施形態では、積層造形物５の製造において、ベース５５の周りに、予め材料４が敷き詰められる例を説明したが、これに限らない。例えば、ベース５５の周りに、金属ブロック等が予め敷き詰められていてもよい。また、材料２〜４の供給を、材料４の供給からスタートして、ベース５５の周りに材料４を敷き詰めてもよい。
【０１３２】
また、積層造形物５の製造において、材料２〜４の供給の順番は、図６に示した順番に限らない。すなわち、一番目、二番目、および三番目に供給する各材料が、材料２〜４のうちのいずれか一つであって、互いに異なればよい。
【０１３３】
また、本実施形態では、第一の材料が二つ（材料２，３）の例を説明したが、これに限らない。第一の材料は、一つであってもよいし三つ以上であってもよい。この場合、第一の材料毎に、第一の材料を供給するための構成（材料供給装置や移動装置、材料補給装置）を設ければよい。
【０１３４】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について、図１０ないし図１６を参照して説明する。図１０は、積層造形装置１０００の模式図である。図１０に示すように、積層造形装置１０００は、処理槽１０１１や、ステージ１０１２、移動装置１０１３、ノズル装置１０１４、光学装置１０１５、計測装置１０１６、制御部１０１７等を備えている。
【０１３５】
積層造形装置１０００は、ステージ１０１２上に配置された対象物１１１０に、ノズル装置１０１４で供給される材料１１２０を層状に積み重ねることにより、所定の形状の積層造形物１１００を造形する。また、積層造形装置１０００は、積層造形物１１００を造形する際に、積層造形物１１００を支持するサポート材１３００（支持部、図１４参照）を造形することができる。
【０１３６】
本実施形態で使用される材料１１２０として、材料１１２１〜１１２３がある。材料１１２１および材料１１２２は、互いに種類の異なる材料である。材料１１２１は、レーザ光Ｌの照射により溶融または焼結可能な材料である。材料１１２１は、例えば粉末状の金属材料や樹脂材料等である。一方、材料１１２２は、レーザ光Ｌが透過する材料である。材料１１２２は、例えば粉末状のガラス材料等である。材料１１２２は、材料１１２１に比べて、レーザ光Ｌの吸収率が低い。また、材料１１２３は、材料１１２１と材料１１２２とが混合された材料である。本実施形態では、材料１１２１が第一の材料の一例であり、材料１１２２が第二の材料の一例であり、材料１１２３が混合材料の一例である。
【０１３７】
対象物１１１０は、ノズル装置１０１４によって材料１１２０が供給される対象であって、ベース１１１０ａおよび層１１１０ｂを含む。複数の層１１１０ｂがベース１１１０ａの上面に積層される。本実施形態では、層１１１０ｂとして、積層造形物１１００の層１１００ａ（図１４参照）と、サポート材１３００の層１３００ａ（図１４参照）と、がある。層１１００ａは、材料１１２１によって構成され、層１３００ａは、材料１１２３によって構成される。すなわち、積層造形物１１００は、材料１１２１によって構成され、サポート材１３００は、材料１１２３によって構成される。
【０１３８】
処理槽１０１１には、主室１０２１と副室１０２２とが設けられている。副室１０２２は、主室１０２１と隣接して設けられている。主室１０２１と副室１０２２との間には扉部１０２３が設けられている。扉部１０２３が開かれた場合、主室１０２１と副室１０２２とが連通され、扉部１０２３が閉じられた場合、主室１０２１が気密状態になる。
【０１３９】
主室１０２１には、給気口１０２１ａおよび排気口１０２１ｂが設けられている。給気装置（図示されず）の動作により、主室１０２１内に給気口１０２１ａを介して窒素やアルゴン等の不活性ガスが供給される。排気装置（図示されず）の動作により、主室１０２１から排気口１０２１ｂを介して主室１０２１内のガスが排出される。
【０１４０】
また、主室１０２１内には、移送装置（図示されず）が設けられている。また、主室１０２１から副室１０２２にかけて、搬送装置１０２４が設けられている。移送装置は、主室１０２１で処理された積層造形物１１００を、搬送装置１０２４に渡す。搬送装置１０２４は、移送装置から渡された積層造形物１１００を副室１０２２内に搬送する。すなわち、副室１０２２には、主室１０２１で処理された積層造形物１１００が収容される。積層造形物１１００が副室１０２２に収容された後、扉部１０２３が閉じられ、副室１０２２と主室１０２１とが隔絶される。
【０１４１】
主室１０２１内には、ステージ１０１２や、移動装置１０１３、ノズル装置１０１４の一部、計測装置１０１６等が設けられている。
【０１４２】
ステージ１０１２は、対象物１１１０を支持する。移動装置１０１３は、ステージ１０１２を、互いに直交する三軸方向に移動することができる。
【０１４３】
ノズル装置１０１４は、ステージ１０１２上に位置した対象物１１１０に材料１１２０を供給する。また、ノズル装置１０１４のノズル１０３３は、ステージ１０１２上に位置した対象物１１１０にレーザ光Ｌを照射する。ノズル装置１０１４は、複数の材料１１２０を並行して供給することができるし、複数の材料１１２０のうち一つを選択的に供給することができる。また、ノズル１０３３は、材料１１２０の供給と並行してレーザ光Ｌを照射する。本実施形態では、エネルギー線として、レーザ光Ｌを利用している。エネルギー線としては、レーザ光Ｌのように材料１１２１を溶融または焼結できるものであればよく、電子ビームや、マイクロ波から紫外線領域の電磁波などであってもよい。
【０１４４】
ノズル装置１０１４は、供給装置１０３１，１０３２、ノズル１０３３、および供給管１０３４等を有している。材料１１２０（材料１１２１，１１２２）は、供給装置１０３１から供給管１０３４を経てノズル１０３３へ供給される。
【０１４５】
供給装置１０３１は、タンク１０３１ａと、供給部１０３１ｂと、を含む。タンク１０３１ａには、材料１１２１が収容される。供給部１０３１ｂは、タンク１０３１ａの材料１１２１を所定量供給する。供給装置１０３１は、材料１１２１が含まれたキャリアガス（気体）を供給する。キャリアガスは、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガスである。
【０１４６】
供給装置１０３２は、タンク１０３２ａと、供給部１０３２ｂと、を含む。タンク１０３２ａには、材料１１２２が収容される。供給部１０３２ｂは、タンク１０３２ａの材料１１２２を所定量供給する。供給装置１０３２は、材料１１２２が含まれたキャリアガス（気体）を供給する。キャリアガスは、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガスである。
【０１４７】
光学装置１０１５は、光源１０４１と、ケーブル１２１０とを備えている。光源１０４１は、発振素子（図示されず）を有し、発振素子の発振によりレーザ光Ｌを出射する。光源１０４１は、出射するレーザ光Ｌのパワー密度を変更することができる。
【０１４８】
光源１０４１は、ケーブル１２１０を介してノズル１０３３に接続されている。光源１０４１から出射されたレーザ光Ｌは、ノズル１０３３に導かれる。
【０１４９】
ノズル１０３３は、筐体１０７１を備えている。筐体１０７１は、上下方向に長い筒状に構成されている。図１１は、ノズル１０３３の一部を示す模式図である。図１１に示すように、筐体１０７１の内部には、通路１０７１ａ，１０７１ｂ，１０７１ｃが設けられている。
【０１５０】
通路１０７１ｃは、筐体１０７１の中心軸Ａｘと重なっている。すなわち、通路１０７１ｃは、上下方向に延びている。通路１０７１ｃの内部には、レーザ光Ｌが導入される。通路１０７１ｃの内部には、レーザ光Ｌを平行光に変換する変換レンズと、平行光に変換されたレーザ光Ｌを収束させる収束レンズと、を含む光学系が設けられている。レーザ光Ｌは、収束レンズによって、筐体１０７１の下方に収束される。レーザ光Ｌの収束点は、中心軸Ａｘ上に位置する。
【０１５１】
通路１０７１ａは、供給管１０３４を介して供給装置１０３１に接続されている。通路１０７１ａには、供給装置１０３１から、キャリアガスとともに材料１１２１が供給される。通路１０７１ａのうち少なくとも下部は、下方に向かうにつれ筐体１０７１の中心軸Ａｘに近づくように、中心軸Ａｘに対して傾斜している。一方、通路１０７１ｂは、供給管１０３４を介して供給装置１０３２に接続されている。通路１０７１ｂには、供給装置１０３２から、キャリアガスとともに材料１１２２が供給される。通路１０７１ｂのうち少なくとも下部は、下方に向かうにつれ筐体１０７１の中心軸Ａｘに近づくように、中心軸Ａｘに対して傾斜している。また、通路１０７１ａのうち少なくとも下部と通路１０７１ｂのうち少なくとも下部とは、下方に向かうにつれ互いに近づくように傾斜している。
【０１５２】
ノズル１０３３は、通路１０７１ａの下端部（開口）から材料１１２１を筐体１０７１（通路１０７１ａ）の下方に向けて噴射する。噴射された材料１１２１は、レーザ光Ｌの収束点に至る。また、ノズル１０３３は、通路１０７１ｂの下端部（開口）から筐体１０７１（通路１０７１ａ）の下方に向けて材料１１２２を噴射する。噴射された材料１１２２は、レーザ光Ｌの収束点に至る。ノズル１０３３が材料１１２１だけを噴射した場合には、材料１１２１だけが供給される。一方、ノズル１０３３が材料１１２１と材料１１２２とを同時に噴射した場合には、材料１１２１と材料１１２２とが筐体１０７１の下方のレーザ光Ｌの収束点を含む空間で、混合される。混合された材料１１２１，１１２２によって、材料１１２３が構成される。すなわち、ノズル１０３３は、材料１１２１と材料１１２２とを並行して噴射することで、材料１１２３を供給することができる。なお、予め材料１１２１と材料１１２２とが混合された材料１１２３を、ノズル１０３３が噴射する構成であってもよい。
【０１５３】
ノズル１０３３によって供給された材料１１２１は、レーザ光Ｌによって溶融される。一方、ノズル１０３３によって供給された材料１１２２は、レーザ光Ｌが透過するため、溶融および焼結しない。ノズル１０３３によって材料１１２１だけが供給された場合には、溶融した材料１１２１の集合が形成される。一方、ノズル１０３３によって材料１１２１と材料１１２２との両方が供給された場合には、溶融した材料１１２１と粉末状の材料１１２２との集合（材料１１２３）が形成される。なお、材料１１２１をレーザ光Ｌによって焼結させてもよい。
【０１５４】
図１０に示した計測装置１０１６は、固化した層１１１０ｂの形状、造形された積層造形物１１００の形状および造形されたサポート材１３００の形状を計測する。計測装置１０１６は、計測した形状の情報を制御部１０１７に送信する。計測装置１０１６は、例えば、カメラ１０６１と、画像処理装置１０６２と、を備えている。画像処理装置１０６２は、カメラ１０６１で計測した情報に基づいて画像処理を行う。なお、計測装置１０１６は、例えば、干渉方式や光切断方式等によって、層１１１０ｂ、積層造形物１１００およびサポート材１３００の形状を計測する。
【０１５５】
制御部１０１７は、移動装置１０１３、搬送装置１０２４、供給装置１０３１，１０３２、光源１０４１、および画像処理装置１０６２に、信号線１２２０を介して電気的に接続されている。
【０１５６】
制御部１０１７は、移動装置１０１３を制御することで、ステージ１０１２を三軸方向に移動させる。制御部１０１７は、搬送装置１０２４を制御することで、造形した積層造形物１１００を副室１０２２に搬送する。制御部１０１７は、供給装置１０３１，１０３２を制御することで、材料１１２０の供給の有無ならびに供給量を調整する。制御部１０１７は、光源１０４１を制御することで、光源１０４１から出射されるレーザ光Ｌのパワー密度を調整する。また、制御部１０１７は、ノズル１０３３の移動を制御する。
【０１５７】
制御部１０１７は、記憶部１０１７ａを備えている。記憶部１０１７ａには、材料１１２０（材料１１２１，１１２２）の比率を示すデータや、造形する積層造形物１１００の形状（参照形状）やサポート材１３００の形状（参照形状）を示す造形用データ等が記憶される。造形用データは、例えば、外部のパーソナルコンピュータから入力される。
【０１５８】
制御部１０１７は、材料１１２０の形状を判断する機能を備えている。例えば、制御部１０１７は、計測装置１０１６で取得された層１１１０ｂや積層造形物１１００、サポート材１３００の形状と、記憶部１０１７ａに記憶された参照形状とを比較することで、所定の形状でない部位が形成されているか否かを判断する。
【０１５９】
また、制御部１０１７は、材料１１２０の形状の判断により所定の形状でない部位と判断された不要な部位を除去することで、材料１１２０を所定の形状にトリミングする機能を備えている。例えば、制御部１０１７は、まず、所定の形状とは異なる部位に材料１１２０が飛散して付着している場合に、レーザ光Ｌが材料１１２０（具体的には材料１１２１）を蒸発可能なパワー密度となるように光源１０４１を制御する。次いで、制御部１０１７は、レーザ光Ｌを、当該部位に照射して材料１１２１を蒸発させる。
【０１６０】
次に、積層造形装置１０００が積層造形物１１００を造形する手順（積層造形物１１００の製造方法）の一例について説明する。なお、積層造形装置１０００が積層造形物１１００を造形する方法は、以下に説明されるものに限らない。
【０１６１】
図１２は、積層造形物１１００を造形する手順の一例を示すフローチャートである。まず、積層造形装置１０００の制御部１０１７に、例えば外部のパーソナルコンピュータから、造形用データが入力され、制御部１０１７が造形用データを取得する（Ｓ１０１）。取得されたデータは、記憶部１０１７ａに記憶される。
【０１６２】
次に、制御部１０１７は、取得した造形用データから、各層１１１０ｂ（層１１００ａおよび層１３００ａ）のデータを生成する（Ｓ１０２）。生成されたデータは、記憶部１０１７ａに記憶される。
【０１６３】
次に、制御部１０１７は、ノズル装置１０１４や、光学装置１０１５、計測装置１０１６等を制御して、各層１１１０ｂを形成する。層１１１０ｂの形成の手順について、図１３を参照して説明する。図１３は、積層造形物１１００の製造工程の一部を示す説明図である。まずは、層１１１０ｂが積層造形物１１００の層１１００ａの場合について説明する。制御部１０１７は、生成した層１１００ａのデータに基づき、材料１１２１の供給およびレーザ光Ｌの照射を行う。具体的には、制御部１０１７は、材料１１２１がノズル１０３３から所定の範囲に供給されるよう供給装置１０３１等を制御するとともに、供給された材料１１２１がレーザ光Ｌによって溶融するよう、光源１０４１を制御する。これにより、ベース１１１０ａ上の層１１００ａを形成する範囲に、溶融した材料１１２１が所定の量だけ供給される。材料１１２１は、ベース１１１０ａや層１１００ａに噴射されると、層状または薄膜状等の材料１１２１の集合となる。あるいは、材料１１２１は、材料１１２１を運ぶキャリアガスによって冷却されるか若しくは材料１１２１の集合への伝熱によって冷却されることにより、粒状で積層され、粒状の集合となる。材料１１２１は、材料１１２１を運ぶキャリアガスによって冷却されるか若しくは材料１１２１の集合への伝熱によって冷却されることで、固化される。
【０１６４】
次に、アニール処理が行われる。アニール処理は、積層造形装置１０００の外でアニール装置（図示されず）を用いて行ってもよいが、積層造形装置１０００内で行ってもよい。後者の場合、制御部１０１７は、ベース１１１０ａ上の材料１１２１の集合にレーザ光Ｌが照射されるよう、光源１０４１を制御する。これにより、材料１１２１の集合中の材料１１２１が再溶融された後、固化されて層１１００ａになる。
【０１６５】
次に、形状計測が行われる。制御部１０１７は、アニール処理が行われたベース１１１０ａ上の材料１１２１を計測するよう、計測装置１０１６を制御する。制御部１０１７は、計測装置１０１６で取得された層１１００ａや積層造形物１１００の形状と、記憶部１０１７ａに記憶された参照形状と比較する。
【０１６６】
次に、トリミングが行われる。トリミングは、積層造形装置１０００の外でトリミング装置（図示されず）を用いて行ってもよいが、積層造形装置１０００内で行ってもよい。後者の場合、制御部１０１７は、形状計測ならびに参照形状との比較により、例えば、ベース１１１０ａ上の材料１１２１が所定の形状とは異なる位置に付着していたことが判明した場合には、不要な材料１１２１が蒸発するよう、光源１０４１を制御する。一方、制御部１０１７は、形状計測ならびに参照形状との比較により、層１１００ａが所定の形状であったことが判明した場合には、トリミングを行わない。
【０１６７】
層１１１０ｂがサポート材１３００の層１３００ａの場合も、上記と同様の手順によって層１３００ａが形成される。ただし、この場合には、材料１１２１と材料１１２２とが並行して供給される。また、材料１１２２は、溶融および蒸発しない。
【０１６８】
層１１１０ｂ（層１１００ａ，１３００ａ）の形成が終了すると、制御部１０１７は、当該層１１１０ｂの上に、新たな層１１１０ｂを形成する。図１２に示すように、制御部１０１７は、積層造形物１１００が完成するまで（Ｓ１０４：ＮＯ）、層１１１０ｂを順次形成する。すなわち、制御部１０１７は、層１１１０ｂを反復的に積み重ねることにより、積層造形物１１００およびサポート材１３００を造形する。
【０１６９】
ここで、積層造形物１１００の層１１００ａとサポート材１３００の層１３００ａの形成の順番の一例を説明する。図１４は、積層造形物１１００とサポート材１３００とを示す模式図である。図１４に示すように、積層造形物１１００が、第１の部分１１００ｂと、第２の部分１１００ｃと、を有した例について説明する。第１の部分１１００ｂは、ベース１１１０ａから上方に延びている。第１の部分１１００ｂは、上下方向と交差する断面が上下方向の各位置で略同一である。第１の部分１１００ｂは、複数の層１１００ａから構成される。第２の部分１１００ｃは、第一の部分１１００ｂから上下方向と交差（直交）する方向に延びている（張り出している）。第２の部分１１００ｃは、複数の層１１００ａから構成される。積層造形物１１００の各層１１００ａは、材料１１２１によって構成される。一方、サポート材１３００は、ベース１１１０ａと第２の部分１１００ｃとの間に位置する。サポート材１３００の上端部は、第２の部分１１００ｃと隣接している（接続されている）。すなわち、サポート材１３００は、第２の部分１１００ｃを支持する。サポート材１３００は、一例として、上方に向かうにつれ上下方向と直交する断面が大きくなるように構成される。サポート材１３００は、複数の層１３００ａによって構成される。サポート材１３００の高さは、第１の部分１１００ｂの高さと同じある。サポート材１３００の各層１３００ａは、材料１１２３によって構成される。
【０１７０】
上記形状の積層造形物１１００およびサポート材１３００の造形では、まず、積層造形物１１００の第１の部分１１００ｂの各層１１００ａが形成される。次に、サポート材１３００の各層１３００ａが形成される。次に、積層造形物１１００の第２の部分１１００ｃの各層１１００ａが形成される。第２の部分１１００ｃの形成の際に、第２の部分１１００ｃとサポート材１３００とが接続される。なお、積層造形物１１００の第１の部分１１００ｂの各層１１００ａと、サポート材１３００の各層１３００ａとを交互に形成し、その後、第２の部分１１００ｃの各層１１００ａを形成してもよい。
【０１７１】
図１２に示すように、制御部１０１７は、積層造形物１１００の造形が完了した場合（Ｓ１０４：Ｙｅｓ）、除去装置によってサポート材１３００（材料１１２３）を除去する（Ｓ１０５）。除去装置は、例えば、切削やレーザ加工のような種々の処理によって、サポート材１３００を除去する。図１５に、サポート材１３００が除去された状態の積層造形物１１００を示す。
【０１７２】
サポート材１３００の除去方法について、図１６を参照して説明する。図１６は、サポート材１３００の一部を示す模式図である。サポート材１３００は、材料１１２３によって構成されている（図１６の（ａ））。材料１１２３のうち材料１１２２は、固化されずに粉末状のままである。そこで、サポート材１３００の除去の際、サポート材１３００に含まれる材料１１２２の少なくとも一部を、例えば、吸引や気体の噴射によって、除去することができる（図１６の（ｂ））。このようにして材料１１２２を除去することでサポート材１３００を、多孔質形状（多孔質材）にすることができるので、サポート材１３００の除去が容易となる。なお、サポート材１３００から材料１１２２を除去せずに、サポート材１３００を除去してもよい。この場合でも、材料１１２２が粉末状のままであるので、サポート材１３００の除去は、サポート材の全域が溶融後に固化している場合に比べて容易である。なお、サポート材１３００の除去は積層造形装置１０００の外部で行ってもよい。本実施形態では、サポート材１３００の一部は、当該サポート材１３００の除去の容易化のために固化させたくない部分である。
【０１７３】
本実施形態では、レーザ光Ｌ（エネルギー線）の照射により溶融または焼結可能な粉末状の材料１１２１（第一の材料）が供給され、レーザ光Ｌが透過する粉末状の材料１１２２（第二の材料）が供給され、レーザ光Ｌの照射により、材料１１２１が溶融または焼結され、材料１１２１が溶融後に固化されるかまたは焼結により固化される。材料１１２２は、レーザ光Ｌが透過するので、レーザ光Ｌが照射されても溶融および固化しない。よって、供給した材料（材料１１２１，１１２２）のうち固化させたくない部分（サポート材１３００の一部）に材料１１２２を用いることにより、当該固化させたくない部分の固化を抑制することができる。
【０１７４】
また、本実施形態では、材料１１２１と材料１１２２とが混合された材料１１２３（混合材料）へのレーザ光Ｌの照射により、材料１１２１が溶融または焼結される。したがって、材料１１２３のうち材料１１２１だけを溶融または焼結させることができる。このとき、材料１１２３は、レーザ光Ｌが透過する。よって、材料１１２３の下方に位置した材料１１２１に材料１１２３を透過したレーザ光Ｌが照射されるので、レーザ光Ｌによって該材料１１２１を溶融させることができる。
【０１７５】
また、本実施形態では、材料１１２１によって構成された部分の一例としての積層造形物１１００と、混合された材料１１２３によって構成された部分の一例としてのサポート材１３００とを含む造形物を形成する。よって、材料１１２１によって構成された積層造形物１１００と、材料１１２３によって構成されたサポート材１３００と、を得ることができる。
【０１７６】
また、本実施形態では、材料１１２１によって構成された積層造形物１１００と、混合された材料１１２３によって構成されたサポート材１３００とが互いに隣接している。よって、サポート材１３００によって積層造形物１１００を支持することができる。
【０１７７】
また、本実施形態では、材料１１２１が固化された後、材料１１２３によって構成されたサポート材１３００が除去される。このとき、サポート材１３００の一部（材料１１２２）は、固化していない。よって、サポート材１３００を比較的容易に除去することができる。
【０１７８】
なお、本実施形態では、材料１１２３によって構成された部分（造形物）を、積層造形物１１００を支持するサポート材１３００に適用した例を説明したが、これに限るものではない。例えば、積層造形物１１００が、材料１１２３によって構成された部分を有していてよいし、積層造形物１１００の全体が、材料１１２３によって構成されていてもよい。この場合、材料１１２３から材料１１２２の少なくとも一部を、例えば吸引や気体の噴射によって除去することで、積層造形物１１００の一部または全部を、多孔質形状にすることができる。
【０１７９】
また、本実施形態では、第一の材料が一つ（材料１１２１）の例を説明したが、これに限らない。第一の材料は、二つ以上であってもよい。この場合、第一の材料毎に、第一の材料を供給するための構成（供給装置や供給管、ノズルの通路）を設ければよい。また、この場合、二つ以上の第一の材料を個別に供給（噴射）してもよいし、二つ以上の第一の材料を並行して供給（噴射）して当該二つ以上の第一の材料を混合してもよい。
【０１８０】
以上のとおり、上記各実施形態によれば、供給した材料（材料２〜４，１１２１〜１１２３）のうち固化させたくない部分（領域Ｒ３、サポート材１３００の一部）に材料４，１１２２を用いることにより、当該固化させたくない部分の固化を抑制することができる。
【０１８１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１８２】
２…材料（第一の材料）、３…材料（第一の材料）、４…材料（第二の材料）、５…積層造形物、１１００…積層造形物（積層造形物、部分）、１１２１…材料（第一の材料）、１１２２…材料（第二の材料）、１１２３…材料（混合材料）、１３００…サポート材（部分）、Ｌ…レーザ光（エネルギー線）、Ｒ１…領域（第一の領域）、Ｒ２…領域（第二の領域）、Ｒ３…領域（第三の領域）。
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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