(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
チャンバー内において、粉末層を形成するための昇降可能なテーブル及びその周辺の領域と、粉末供給装置及びその周辺の領域とを遮蔽板によって区分し、前者の領域に不活性ガス注入口を備え、テーブル上を走行する粉末散布スキージを通過させるために、前記遮蔽板を開閉自在としており、チャンバーの天井における透明領域を介してレーザビームを三次元造形物の造形領域に照射する焼結装置を備えている三次元造形装置。
【請求項２】
チャンバー内において、粉末層を形成するための昇降可能なテーブル及びその周辺の領域と、粉末供給装置及びその周辺の領域とを遮蔽板によって区分し、前者の領域に不活性ガス注入口を備え、粉末供給装置から落下する粉末を、前記遮蔽板側に走行してきた粉末散布スキージに供給するパイプが、前記遮蔽板を貫通しており、チャンバーの天井における透明領域を介してレーザビームを三次元造形物の造形領域に照射する焼結装置を備えている三次元造形装置。
【請求項３】
チャンバー内において、粉末層を形成するための昇降可能なテーブル及びその周辺の領域と、粉末供給装置及びその周辺の領域とを遮蔽板によって区分し、前者の領域に不活性ガス注入口を備え、前記遮蔽板の一部領域を、当該遮蔽板側に走行してきた粉末散布スキージに対する粉末供給口とし、当該供給口から粉末が落下するパイプが下方に突設されており、チャンバーの天井における透明領域を介してレーザビームを三次元造形物の造形領域に照射する焼結装置を備えている三次元造形装置。
【請求項４】
粉末散布スキージに対する水平方向駆動機構及びその周辺の領域と、テーブル及びその周辺の領域とを遮蔽板によって区分していることを特徴とする請求項１、２、３の何れか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項５】
粉末散布スキージを水平方向に移動させるボールネジ又は移動用チェーンをテーブル及びその周辺の領域内に備え、かつ当該ボールネジ又は移動用チェーンに対し回転駆動を伝達する回転軸が前記遮蔽板を貫通し、かつ回転駆動機構に連結していることを特徴とする請求項４記載の三次元造形装置。
【請求項６】
粉末散布スキージを支持し、かつ当該粉末散布スキージと一体となって水平方向に移動する支持部材を前記遮蔽板内にてスライドするドアに固着し、かつ当該ドアが、当該遮蔽板よりも大きな水平幅を有することによってスライドに際し開口部が形成されない状態を実現可能とした上で、水平方向駆動機構に連結していることを特徴とする請求項４記載の三次元造形装置。
【請求項７】
焼結した三次元造形物を切削する主軸及び当該主軸に対する三次元方向駆動機構を、テーブル及びその周辺の領域内に備えていることを特徴とする請求項４、５、６の何れか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項８】
請求項４記載の遮蔽板を開閉自在とした上で、焼結した三次元造形物を切削する主軸に対する三次元方向駆動機構を、粉末散布スキージに対する水平方向駆動機構及びその周辺領域の側に備えていることを特徴とする請求項４、５、６の何れか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項９】
２個のチャンバーの隣接し合う側の領域にそれぞれテーブルを備え、かつ隣接していない領域にそれぞれ粉末供給装置を備えると共に、前記隣接し合う領域内に備えた三次元方向駆動機構によって移動する１個の主軸を備え、前記隣接する領域の天井の上側に備えた水平方向駆動機構によって移動する１個の焼結装置を備え、前記１個の主軸と前記１個の焼結装置とを、前記２個の各チャンバー間にて交互に移動させる制御装置を設けていることを特徴とする請求項７記載の三次元造形装置。
【請求項１０】
２個のチャンバーの隣接し合う側の領域にそれぞれテーブルを備え、かつ２個のチャンバーの隣接していない領域の一方側に１個の粉末供給装置を備えると共に、前記隣接し合う領域内に備えた三次元方向駆動機構によって移動する１個の主軸を備え、前記隣接する領域の天井の上側に備えた水平方向駆動機構によって移動する１個の焼結装置を備え、前記１個の主軸と前記１個の焼結装置及び前記１個の粉末供給装置に対応する１個の粉末散布スキージとを、前記２個の各チャンバー間にて交互に移動させる制御装置を設けていることを特徴とする請求項７記載の三次元造形装置。
【請求項１１】
１個のチャンバーに対応して、１個のテーブル、１個の粉末供給装置並びに粉末散布スキージ、及び１個の焼結装置を採用した上で、粉末散布スキージによる粉末の積層及び焼結装置による粉末の焼結の全工程が終了した後に、主軸による切削を行うことを特徴とする請求項８記載の三次元造形装置を使用する三次元造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末層の積層、当該粉末層に対するレーザビームによる焼結、更には焼結終了後の各層に対する切削を実現している三次元造形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記三次元造形装置の場合には、チャンバー内のテーブル上の領域にて粉末層の積層及び焼結が複数個の層に亘って行われた後に切削が行われ、このような粉末層の積層と焼結及びその後の切削という工程が繰り返されている。
【０００３】
三次元造形の場合には、焼結段階における金属粉末の酸化を防止するために、窒素、アルゴン等の不活性ガスをチャンバー内に充満させている。
【０００４】
然るに、従来技術においては、不活性ガスを三次元造形物の造形が行われるテーブル及びその周辺の領域だけでなく、粉末供給装置が存在する領域に対しても供給している。
【０００５】
例えば、特許文献１においては、不活性ガスを収容しているカートリッジ部５は、材料貯蔵枠２４の近傍に設置されており（図１及び段落［００５０］、［００５１］）、このような配置の場合には、必然的に筐体５０から供給された不活性ガスは、粉末供給装置側にも流動することにならざるを得ない。
【０００６】
特許文献２においては、不活性ガスの注入口及び吸引口を設けた上で、光ビームの照射領域に対し、局所的に不活性ガスを流動させることによって不活性ガスの経済的な利用を提唱している。
【０００７】
しかしながら、局所的な不活性ガスの流動の場合には、焼結した粉末が冷却されるに到る以前に不活性ガスとの接触が終了し、かつ空気と接触するため、十分な酸化防止を実現することができない。
【０００８】
特許文献３においては、粉末層１３を覆う状態にあるシュラウド（Shroud）７と、焼結装置、即ち光ビーム照射手段５及び粉末供給装置、即ち粉末供給手段３、並びに粉末散布機、即ち粉体均し手段４とを三次元方向に一体として造形ベッド２とを移動させることによって、不活性ガスの使用量を削減化している（要約書並びに図１による選択図、及び段落［００２４］）。
【０００９】
しかしながら、このような一体となった三次元方向の移動構成は装置として操作が不便であり、かつテーブルを昇降可能とした上で、粉末散布スキージを単独にて移動させるというシンプルな操作ができない点において、制御が極めて複雑である。
【００１０】
このように、従来技術においては、比較的シンプルな構成によって、不活性ガスの効率的な使用を工夫した構成が提唱されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−０３７５９９号公報
【特許文献２】再表２０１１−０４９１４３号公報
【特許文献３】特開２０１４−１２５６４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、三次元造形物の加工に際し、昇降可能なテーブル及び当該テーブル上を走行する粉末散布スキージを採用した上で、不活性ガスの効率的な使用を可能とする三次元造形装置の構成を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するため、本発明の基本構成は、
（１）チャンバー内において、粉末層を形成するための昇降可能なテーブル及びその周辺の領域と、粉末供給装置及びその周辺の領域とを遮蔽板によって区分し、前者の領域に不活性ガス注入口を備え、テーブル上を走行する粉末散布スキージを通過させるために、前記遮蔽板を開閉自在としており、チャンバーの天井における透明領域を介してレーザビームを三次元造形物の造形領域に照射する焼結装置を備えている三次元造形装置、
（２）チャンバー内において、粉末層を形成するための昇降可能なテーブル及びその周辺の領域と、粉末供給装置及びその周辺の領域とを遮蔽板によって区分し、前者の領域に不活性ガス注入口を備え、粉末供給装置から落下する粉末を、前記遮蔽板側に走行してきた粉末散布スキージに供給するパイプが、前記遮蔽板を貫通しており、チャンバーの天井における透明領域を介してレーザビームを三次元造形物の造形領域に照射する焼結装置を備えている三次元造形装置、
（３）チャンバー内において、粉末層を形成するための昇降可能なテーブル及びその周辺の領域と、粉末供給装置及びその周辺の領域とを遮蔽板によって区分し、前者の領域に不活性ガス注入口を備え、前記遮蔽板の一部領域を、当該遮蔽板側に走行してきた粉末散布スキージに対する粉末供給口とし、当該供給口から粉末が落下するパイプが下方に突設されており、チャンバーの天井における透明領域を介してレーザビームを三次元造形物の造形領域に照射する焼結装置を備えている三次元造形装置、
（４）粉末散布スキージに対する水平方向駆動機構及びその周辺の領域と、テーブル及びその周辺の領域とを遮蔽板によって区分していることを特徴とする前記（１）、（２）、（３）の何れかの三次元造形装置、
からなる。
【発明の効果】
【００１４】
基本構成（１）、（２）、（３）の三次元造形装置においては、不活性ガスを基本的に粉末供給装置及びその周辺の領域に充満させずに、焼結段階及びその後における三次元造形物の酸化を防止することが可能となる。
【００１５】
しかも前記（４）の基本構成の場合には、不活性ガスを粉末散布スキージに対する水平方向駆動機構及びその周辺の領域にも充満させずに、上記酸化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１−１】実施例１の構成を示しており、（ａ）は、チャンバーＡによって積層及び焼結が行われ、チャンバーＢにおいて切削が行われている状態を示し、（ｂ）は、チャンバーＡにおいて切削が行われ、チャンバーＢにおいて積層及び焼結が行われている状態を示す。尚、下方向の矢印は、テーブルが積層の進行に応じて順次下降している状態を示す。
【図１−２】実施例１において、積層及び焼結を制御するコンピュータが焼結装置の移動を制御し、切削を制御するコンピュータが主軸の移動を制御することを示すフローチャートを示す。
【図１−３】実施例１において、焼結装置と主軸との交互の移動を制御するコンピュータを設け、積層及び焼結を制御するコンピュータ及び主軸による切削を制御するコンピュータと連動している状況を示すフローチャートである。
【図２−１】実施例２の構成を示しており、（ａ）は、チャンバーＡによって積層及び焼結が行われ、チャンバーＢにおいて切削が行われている状態を示し、（ｂ）は、チャンバーＡにおいて切削が行われ、チャンバーＢにおいて積層及び焼結が行われている状態を示す。尚、下方向の矢印は、テーブルが積層の進行に応じて順次下降している状態を示す。
【図２−２】実施例２において、積層及び焼結を制御するコンピュータが粉末散布スキージ及び焼結装置の移動を制御し、主軸による切削を制御するコンピュータが主軸の移動を制御することを示すフローチャートを示す。
【図２−３】実施例２において、粉末散布スキージ及び焼結装置と主軸との交互の移動を制御するコンピュータを設け、積層及び焼結を制御するコンピュータ及び切削を制御するコンピュータと連動している状況を示すフローチャートである。
【図３】基本構成（１）を示す上面図及び側断面図であって、（ａ）は、粉末散布スキージに対する粉末の供給が行われた状態を示しており、（ｂ）は、粉末散布スキージが積層された粉末上を移動している状態を示す。
【図４】基本構成（２）を示す上面図及び側断面図であって、（ａ）は、粉末散布スキージに対する粉末の供給が行われた状態を示しており、（ｂ）は、粉末散布スキージが積層された粉末上を移動している状態を示す。
【図５】基本構成（３）を示す上面図及び側断面図であって、（ａ）は、粉末散布スキージに対する粉末の供給が行われた状態を示しており、（ｂ）は、粉末散布スキージが積層された粉末上を移動している状態を示す。
【図６】基本構成（４）のうち、遮蔽板を回転軸が貫通している実施形態を示す上面図及び側断面図であって、（ａ）は、回転軸が粉末散布スキージを移動させるボールネジと係合している実施形態を示し、（ｂ）は、回転軸が粉末散布スキージを移動させるチェーンと係合している実施形態を示す。
【図７】基本構成（４）のうち、粉末散布スキージを支持し、かつ一体となって水平方向に移動する部材を、遮蔽板に沿って開口状態を形成せずにスライドするドアに固着し、かつ当該ドアが粉末散布スキージに対する水平方向駆動機構に連結している実施形態を示す。
【図８−１】基本構成（４）において、三次元造形物を切削する主軸をテーブル２及びその周辺の領域内にて移動させる実施形態において、主軸に対する三次元方向駆動機構をテーブル２及びその周辺の領域内に備えた実施形態を示す。
【図８−２】基本構成（４）において、三次元造形物を切削する主軸をテーブル２及びその周辺の領域内にて移動させる実施形態において、遮蔽板を開閉自在とした上で、主軸に対する三次元方向駆動機構を、粉末散布スキージに対する水平方向駆動機構及びその周辺の領域側に備えた実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
基本構成（１）、（２）、（３）においては、何れもテーブル２及びその周辺の領域と、粉末供給装置３０及びその周辺の領域とを遮蔽板６によって区分しており、前者の領域に不活性ガス注入口を備えた上で、チャンバー１の天井８における透明領域８１を介して、レーザビームを三次元造形物１０の造形領域に照射する焼結装置４を備えている。
【００１８】
上記天井８は、テーブル２及びその周辺の領域を囲む壁、及び双方の領域を区分する遮蔽板６との間にて密閉状態であることが好ましい。
【００１９】
基本構成（１）の場合には、図３（ａ）に示すように、粉末散布スキージ３１が粉末供給装置３０から粉末の供給を受けるために遮蔽板６を開いた状態とすることを必要不可欠としており、不活性ガスが遮蔽板６の開口部６０を介して、粉末供給装置３０及びその周辺の領域側に多少漏洩することを免れることができない。
但し、図３（ｂ）に示すように、粉末層の形成及び焼結の段階にて遮蔽板６を閉じた状態とし、かつ不活性ガスをテーブル２及びその周辺の領域に噴出する量を調節することによって、上記のように漏洩する不活性ガスを補って前記領域に充満させることは、十分可能である。
【００２０】
しかも、粉末散布スキージ３１において、粉末散布スキージ３１に対する粉末の供給を各積層毎に行うのではなく、複数個、具体的には４個以上の積層毎に行うことを可能とするような粉末の収容体積を設定することによって、上記漏洩の程度を減らすことができる。
【００２１】
基本構成（２）の場合には、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、粉末供給装置３０から落下した粉末を遮蔽板６側に到来した粉末散布スキージ３１に供給するパイプ３３が、前記遮蔽板６を貫通している。
【００２２】
基本構成（３）の場合には、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、遮蔽板６の一部領域を、当該遮蔽板６側に到来した粉末散布スキージ３１に対する粉末供給口とし、当該供給口から粉末が下方に落下するパイプ３３が下方に突設されている。
【００２３】
基本構成（２）、（３）の場合には、粉末供給装置３０及びその周辺の領域に不活性ガスが到来することを遮蔽することができ、効率的な不活性ガスの利用において、基本構成（１）よりも優れている。
【００２４】
基本構成（２）の場合には、不活性ガスが粉末の開口出口を介して、粉末供給装置３０側に進入することによって、貯蔵中の粉末の酸化の程度を低減するという効果をも得ることもできる。
但し、基本構成（１）、（３）においても、特に粉末供給装置３０内に不活性ガスを充満させることによって、同様の効果を得ることも当然可能である。
尚、レーザビームによる焼結装置４の場合には、天井８の透明領域８１を介して焼結を実現することができるのに対し、電子ビームの場合には、透明領域８１を透過することが不可能であることから、基本構成（１）、（２）、（３）においては、電子ビームを採用していない。
【００２５】
三次元造形装置においては、粉末散布スキージ３１を、粉末供給装置３０側及びその反対側に交互に移動させる水平方向駆動機構３２を設けているが、基本構成（１）、（２）、（３）は、当該水平方向駆動機構３２及びその周辺の領域と、テーブル２及びその周辺の領域とを遮蔽板６によって区分することを必要不可欠としている訳ではなく、図４及び図５は、そのような場合を示す。
【００２６】
これに対し、基本構成（４）は、基本構成（１）、（２）、（３）の構成に立脚したうえで、粉末散布スキージ３１に対する水平方向駆動機構３２及びその周辺の領域と、テーブル２及びその周辺の領域とを遮蔽板６によって区分することを特徴としており、図３（ａ）、（ｂ）は、基本構成（１）に立脚した場合の基本構成（４）を示す（基本構成（２）、（３）に立脚した基本構成（４）の図示は省略する。）。
【００２７】
このような特徴点によって、不活性ガスが前者の領域に充満することを防止することができる。
尚、粉末散布スキージ３１に対する水平方向駆動機構３２は、当然のこととして、駆動源を有しており、この点は、後述する焼結装置４に対する水平方向駆動機構４２及び主軸５に対する三次元方向駆動機構５２においても同様である。
【００２８】
図６（ａ）、（ｂ）は、粉末散布スキージ３１を水平方向に移動させるボールネジ又は移動用チェーン９２をテーブル２及びその周辺の領域内に備え、かつ当該ボールネジ又は移動用チェーン９２に対し回転駆動を伝達する回転軸７１が前記遮蔽板６を貫通し、かつ水平方向駆動機構３２に連結していることを特徴とする実施形態を示しており、図６（ａ）は、回転軸７１がボールネジ９２と係合した実施形態を示しており、図６（ｂ）は、回転軸７１が移動用チェーン９２と係合している実施形態を示す（尚、図６（ａ）、（ｂ）においては、粉末供給装置３０から、粉末散布スキージ３１に対し粉末を供給することに関する具体的構成の図示を省略している。）。
【００２９】
上記実施形態の場合には、回転軸７１と遮蔽板６との間には殆ど隙間が形成されていないことから、テーブル２及びその周辺の領域から粉末散布スキージ３１に対する水平方向駆動機構３２及びその周辺の領域に不活性ガスが漏洩することは殆ど生じない。
【００３０】
図７は、粉末散布スキージ３１を支持し、かつ当該粉末散布スキージ３１と一体となって水平方向に移動する支持部材３４を前記遮蔽板６内にてスライドするドア７２に固着し、かつ当該ドア７２が、当該遮蔽板６よりも大きな水平幅を有することによって、スライドに際し開口部が形成されない状態を実現可能とした上で水平方向駆動機構３２に連結していることを特徴とする実施形態を示す（尚、図７においても、粉末供給装置３０から、粉末散布スキージ３１に対し粉末を供給することに関する具体的構成の図示を省略している。）。
【００３１】
上記実施形態においては、ドア７２が遮蔽板６をスライドしても、ドア７２と遮蔽板６との間に開口部が形成されないように、ドア７２の長さを設計していることから、当該開口部を介して、テーブル２及びその周辺の領域に充満した不活性ガスが粉末散布スキージ３１に対する水平方向駆動機構３２及びその周辺の領域に漏洩することはない。
【００３２】
図７における実施形態における回転軸７１の遮蔽板６に対する貫通状態、及び図５のドア７２の遮蔽板６に対するスライド状態は、何れも気密状態であることが好ましい。
【００３３】
そのためには、回転軸７１又はドア７２と遮蔽板６との間に形成される隙間の形状、及び当該隙間を流通するために必要な距離につき、不活性ガス及び空気が当該隙間を流動する場合の流動抵抗が極めて大きく、流通量を無視し得る程度に設定することによって実現することができる。
【００３４】
基本構成（４）においては、図８−１に示すように、焼結した三次元造形物１０を切削する主軸５及び当該主軸５に対する三次元方向駆動機構５２を、テーブル２及びその周辺の領域内に備えていることを特徴とする実施形態、及び図８−２に示すように、テーブル２及びその周辺の領域と、粉末散布スキージ３１に対する水平方向駆動機構３２及びその周辺とを区分する遮蔽板６を開閉自在とした上で、焼結した三次元造形物１０を切削する主軸５に対する三次元方向駆動機構５２を、粉末散布スキージ３１に対する水平方向駆動機構３２及びその周辺領域の側に備えていることを特徴とする実施形態の何れをも採用することができる（尚、図８−１、図８−２においても、粉末供給装置３０から、粉末散布スキージ３１に対し粉末を供給することに関する具体的構成の図示を省略している。）。
【００３５】
上記各実施形態においても、基本的に、粉末散布スキージ３１に対する水平方向駆動機構３２及びその周辺の領域に対する不活性ガスの充満を低減することができる。
但し、図８−２の実施形態のように、基本構成（４）の遮蔽板６を開閉自在とした上で、主軸５が移動する度毎に、前記遮蔽板６を開口する実施形態は、開口段階において不活性ガスがテーブル２及びその周辺の領域から開口部６０を介して多少漏洩する点において、図８−１のように、主軸５に対する三次元方向駆動機構５２をテーブル２及びその周辺の領域内に設けた実施形態に比し、不活性ガスの利用効率において劣ることを否定することができない。
但し、粉末層の形成及び焼結の段階にて、不活性ガスをテーブル２及びその周辺の領域に噴出する量を調節することによって、上記のように漏洩する不活性ガスを補給しかつ充填することは、十分可能である。
【００３６】
しかも、図８−２の実施形態において、１個のチャンバー１に対応して、１個のテーブル２、１個の粉末供給装置３０並びに粉末散布スキージ３１、及び１個の焼結装置４を採用した上で、粉末散布スキージ３１による粉末の積層及び焼結装置４による粉末の焼結の全工程が終了した後に、主軸５による切削を行う方法を採用する場合には、既に切削段階では、焼結を伴う金属粉末の酸化の可能性は極めて乏しい以上、前記漏洩の弊害を十分避けることができる。
【００３７】
以下、実施例に即して説明する。
【実施例１】
【００３８】
実施例１は、図１−１（ａ）、（ｂ）に示すように、２個のチャンバー１の隣接し合う側の領域にそれぞれテーブル２を備え、かつ隣接していない領域にそれぞれ粉末供給装置３０を備えると共に、前記隣接し合う領域内に備えた三次元方向駆動機構５２によって移動する１個の主軸５を備え、前記隣接する領域の天井８の上側に備えた水平方向駆動機構４２によって移動する１個の焼結装置４を備え、前記１個の主軸５と前記１個の焼結装置４とを、前記２個の各チャンバー１間にて交互に移動させる制御装置を設けていることを特徴としている（尚、図１−１（ａ）、（ｂ）は、基本構成（１）に立脚した場合を示す。）。
【００３９】
このような特徴によって、実施例１においては、２個のチャンバー１に対し１個の粉末積層装置及び主軸５を備えれば良い点において経済コストとして、従来技術の場合に比し、有意義である。
【００４０】
しかも、２個のチャンバー１において粉末層の積層工程及び焼結工程と、切削工程とを同時に遂行することが可能とすることによって、積層工程及び焼結工程の全時間における主軸５の待ち時間の発生、及び切削工程の全時間における焼結装置４の待ち時間の発生を避けることができる。
尚、実施例１においては、焼結装置４と主軸５とは、２個のチャンバー１との間にて交互に移動可能とするような制御装置を必要とすることから、主軸５に対する三次元方向駆動機構５２は、必然的にテーブル２及びその周辺の領域内に備えること、即ち図６（ａ）の実施形態に立脚することを必要不可欠とする。
【００４１】
実施例１においては、積層並びに焼結、切削、及び前記交互の移動を実現するためには、図１−３のフローチャートに示すように、積層及び焼結を制御するコンピュータが前記焼結装置４の移動を制御し、切削を制御するコンピュータが主軸５の移動を制御するという制御方式を採用することができる。
【００４２】
更には、図１−３に示すように、積層並びに焼結を制御するコンピュータ及び切削を制御するコンピュータとは別に、焼結装置４と主軸５との移動を制御するコンピュータを設置し、かつ積層並びに焼結を制御するコンピュータ及び切削を制御するコンピュータと連動するという制御方式もまた採用することもできる。
【実施例２】
【００４３】
実施例２は、図２−１（ａ）、（ｂ）に示すように、２個のチャンバー１の隣接し合う側の領域にそれぞれテーブル２を備え、かつ２個のチャンバー１の隣接していない領域の一方側に１個の粉末供給装置３０を備えると共に、前記隣接し合う領域内に備えた三次元方向駆動機構５２によって移動する１個の主軸５を備え、前記隣接する領域の天井８の上側に備えた水平方向駆動機構４２によって移動する１個の焼結装置４を備え、前記１個の主軸５と前記１個の焼結装置４及び前記１個の粉末供給装置３０に対応する１個の粉末散布スキージ３１とを、前記２個の各チャンバー１間にて交互に移動させる制御装置を設けていることを特徴としている（尚、図２−１（ａ）、（ｂ）は、基本構成（２）に立脚した場合を示す。そして、図２−１（ａ）において、点線によって示す粉末散布スキージ３１は、粉末供給装置３０からパイプ３３を介して、粉末の供給を受けている状態を示す。）。
【００４４】
実施例２においても、実施例１と同様の作用効果を発揮することができると共に、切削を行う主軸５については、テーブル２及びその周辺の領域内に備えることを必要不可欠とする。
【００４５】
実施例２においても、前記交互の移動を実現するために、図２−２のフローチャートに示すように、積層及び焼結を制御するコンピュータが粉末散布スキージ３１及び前記焼結装置４の移動を制御し、切削を制御しているコンピュータが主軸５の移動を制御するという制御方式を採用することができる。
【００４６】
更には、図２−３のフローチャートに示すように、積層並びに焼結を制御するコンピュータ及び切削を制御するコンピュータとは別に、粉末散布スキージ３１及び焼結装置４と主軸５との移動を制御するコンピュータを設置し、かつ積層並びに焼結を制御するコンピュータ及び切削を制御するコンピュータと連動するという制御方式をも採用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のとおり、複数の実施形態及び実施例について説明したが、焼結及びその後の冷却に至る段階にて金属粉末の酸化を防止するための不活性ガスを効率的に使用している本発明は、三次元造形装置の全分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１  チャンバー
１０  造形物
２  テーブル
３０  粉末供給装置
３１  粉末散布スキージ
３２  粉末散布スキージに対する水平方向駆動機構
３３  パイプ
３４  粉末散布スキージに対する支持部材
４  焼結装置
４１  焼結装置の保持部材
４２  焼結装置に対する水平方向駆動機構
５  主軸
５１  主軸の保持部材
５２  主軸に対する三次元方向駆動機構
６  遮蔽板
６０  遮蔽板に形成された開口部
７１  回転軸
７２  ドア
８  天井
８１  透明領域
９２  粉末散布スキージを水平方向に移動させるボールネジ又は移動用チェーン
９３  回転軸とボールネジ又は移動用チェーンとの結合回転部
【要約】
【課題】三次元造形物の加工に際し、不活性ガスの効率的な使用を可能とする三次元造形装置の構成を提供すること。
【解決手段】粉末層を形成するための昇降可能なテーブル２及びその周辺の領域と、粉末供給装置３０及びその周辺の領域とを遮蔽板６によって区分し、前者の領域に不活性ガス注入口を備え、テーブル２上を走行する粉末散布スキージ３１を通過させるために、遮蔽板６を開閉自在とするか、又は粉末供給装置３０から、粉末を、前記遮蔽板６側に走行してきた粉末散布スキージ３１に供給するパイプ３３が前記遮蔽板６を貫通しているか、又は遮蔽板６の一部を遮蔽板６側に走行してきた粉末散布スキージ３１に対する粉末供給口とし、当該供給口から粉末が落下するパイプ３３が下方に突設されており、かつチャンバー１の天井８における透明領域８１を介してレーザビームを照射する焼結装置４を備えることによって前記課題を達成している三次元造形装置。
【選択図】図３【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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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８−１】
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【図８−２】
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