(57)【要約】【課題】残留熱ひずみが小さい三次元造形装置等を提供する。【解決手段】三次元造形装置１は、複数のブロックＬを互いに隣接するように並べると共に、隣接する前記ブロックＬ同士を接合する第１ハンドツール３１、第２ハンドツール３２、及び第３ハンドツール３３と、これらより接合された複数のブロックＬを加工するエンドミル３４と、を備えている。ブロックＬは金属製であり、第１ハンドツール３１ないし第３ハンドツール３３は複数のブロックＬを溶接し、エンドミル３４は複数のブロックＬを切削する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のブロックを互いに隣接するように並べると共に、隣接する前記ブロック同士を接合するブロック接合手段と、
前記ブロック接合手段により接合された複数の前記ブロックを加工する加工手段と、
を備えている
ことを特徴とする三次元造形装置。
【請求項２】
前記ブロックは、金属製であり、
前記ブロック接合手段は、複数の前記ブロックを溶接し、
前記加工手段は、複数の前記ブロックを切削する
ことを特徴とする請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項３】
更に、前記ブロック接合手段及び前記加工手段の何れか一方を交換可能に保持する主軸及びハウジングの少なくとも一方を備えている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の三次元造形装置。
【請求項４】
更に、複数の前記ブロックが置かれるテーブルを備えており、
前記テーブルは、移動可能である
ことを特徴とする請求項１ないしは請求項３の何れかに記載の三次元造形装置。
【請求項５】
複数のブロックを互いに隣接するように並べると共に、隣接する前記ブロック同士を接合するブロック接合工程と、
前記ブロック接合工程により接合された複数の前記ブロックを加工する加工工程と、
を有する
ことを特徴とする三次元造形方法。
【請求項６】
前記ブロックは、金属製であり、
前記ブロック接合工程において、複数の前記ブロックが溶接され、
前記加工工程において、複数の前記ブロックが切削される
ことを特徴とする請求項５に記載の三次元造形方法。
【請求項７】
前記ブロック接合工程及び前記加工工程が、繰り返し行われる
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の三次元造形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元造形物を造形可能な三次元造形装置、及びその三次元造形装置によって実行可能な三次元造形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元形状の造形物を製造する方法であって、金属の粉末層の所定箇所に光ビーム（レーザ）を照射して固化層（焼結層）を形成することを繰り返し実施することによって、複数の固化層が積層一体化した造形物を製造する方法（レーザ焼結による粉末焼結積層法）として、下記特許文献１に記載のものが知られている。
この製造方法を実施する光造形複合加工機では、自由曲面や複雑形状にも対応しながら造形を高精度化するため、造形物表面を切削する小径のミーリングヘッド（エンドミル）が設けられている（当該文献の図５参照）。
そして、固化層の厚みがミーリングヘッドの工具長さ等から求めた所定厚みになるまで粉末層形成ステップと固化層形成ステップとが繰り返され、所定厚みとなるとミーリングヘッドの駆動により切削ステップが実行され、更に適宜これらのステップが繰り返されることで、切削だけでは制作不可能な工具が進入できない凹部等を有する形状の造形物も製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５８９５１７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、金属粉末が溶融され凝固されるため、熱エネルギーの損失が比較的に大きくて能率が比較的に低いし、造形物において比較的に大きな熱ひずみが残留する。
更に、ミーリングヘッドによる切削は、高精度化を目的として造形物の表面を仕上げるために補助的に行われており、補助的な切削前における造形の精度を確保するために、造形の空間分解能が高く設定されている。そして、かように空間分解能を高くするためには、既に凝固された部分に付加される新たな凝固部分の大きさを小さくする必要があるところ、繰り返し付加される凝固部分が小さいほど、造形時間が長くかかってしまう。
そこで、本開示は、残留熱ひずみが小さい三次元造形装置や三次元造形方法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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本開示は、三次元造形装置において、複数のブロックを互いに隣接するように並べると共に、隣接する前記ブロック同士を接合するブロック接合手段と、前記ブロック接合手段により接合された複数の前記ブロックを加工する加工手段と、を備えていることが望ましい。
又、本開示は、三次元造形方法において、複数のブロックを互いに隣接するように並べると共に、隣接する前記ブロック同士を接合するブロック接合工程と、前記ブロック接合工程により接合された複数の前記ブロックを加工する加工工程と、を有することが望ましい。
【発明の効果】
【０００６】
本開示によれば、残留熱ひずみが小さい三次元造形装置や三次元造形方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明に係る三次元造形装置の模式的な正面図である。
【図２】図１の三次元造形装置における主軸のクランプ部に第１ハンドツールが装着されている場合に係る主軸周辺の模式図である。
【図３】図１の三次元造形装置に係る（ａ）第１ハンドツール，（ｂ）第２ハンドツール，（ｃ）第３ハンドツールによる既設の基礎造形体に対する新たなブロックの溶接を表す模式図である。
【図４】図１の三次元造形装置の動作例に係るフローチャートである。
【図５】（ａ）〜（ｈ）は図４の動作例における三次元造形物の造形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る実施の形態やその変更例が、適宜図面に基づいて説明される。尚、本発明は、下記の実施の形態や変更例に限定されない。
【０００９】
≪全体構成等≫
図１は、本発明に係る三次元造形装置１の模式図である。
三次元造形装置１は、機枠２と、主軸３と、その下方のテーブル４と、オートマチックツールチェンジャ（ＡＴＣ）６と、複数の立方体状のブロックＬを貯蔵するブロック槽８と、これらを制御する制御手段１０と、を備えている。
【００１０】
ブロックＬは、金属製であり、互いに同一の形状ないし大きさとされている。
かようなブロックＬは、例えば複数のワイヤーを用いたワイヤーカット放電加工を直交３方向に行えば、一度に大量に作製することができる。
尚、ブロックＬは、直方体等とされても良いし、異なる形状や大きさに係る複数種類の立方体（直方体）等とされても良く、かように変更される場合、ブロック槽８は、異なる種類のブロックＬを隔てる仕切りを有していても良いし、ブロックＬの種類毎に複数設けられていても良い。
【００１１】
主軸３は、先端部（下端部）において各種ツールを保持するクランプ部２０を備えており、図１の左右方向（Ｘ軸方向）、紙面に垂直な方向（Ｙ軸方向）、及び上下方向（Ｚ軸方向）にそれぞれ移動可能である（移動機構の具備）。ここでは、Ｘ軸方向では右が正とされ、Ｙ軸方向では奥から手前への方向が正の方向とされ、Ｚ軸方向では下が正とされる。
又、主軸３は、クランプ部２０を覆う主軸ハウジング２１を備えており、主軸ハウジング２１の下部であってクランプ部２０の隣接位置には、吸引機構２２が設けられている。吸引機構２２は、回り止め２４と、基端側延設部２５と、これらを貫通する吸引管２６を有している。吸引管２６の基端は、図示されない吸引機構（例えばポンプ）に接続されている。尚、クランプ部２０は、主軸３（回転機構）を持たず主軸３と同様にＸＹＺ方向等で移動可能なハウジング（移動機構）に設けられても良い。
【００１２】
テーブル４は、板状であり、ベース板２７を介してブロックＬを載置可能である。
ベース板２７は、金属製で、好ましくはブロックＬと同じ金属製であり、例えば銅製である造形物側電線２８を介して、図示されない電源と電気的に接続されている。
テーブル４は、中心軸が水平であるＡ軸の周りと、中心軸がＡ軸に垂直であるＣ軸の周りで、それぞれ回転移動可能である。ここでは、Ａ軸では図１の状態で右から見て反時計回りが正とされ、Ｃ軸では図１の状態で上から見て時計回りが正とされる。
尚、各軸の設定は一例であり、正負を変えたり他の方向にしたりする等、他の設定がなされても良い。
【００１３】
ＡＴＣ６は、各種のツールを格納しており、それらの何れかを主軸３のクランプ部２０に装着させ、あるいはクランプ部２０に既に装着されているツールを取り外すことか可能であり、即ちクランプ部２０のツールを交換可能である。
ＡＴＣ６は、第１ハンドツール３１、第２ハンドツール３２、第３ハンドツール３３、及びエンドミル３４を格納している。図２は、クランプ部２０に第１ハンドツール３１が装着されている場合の、主軸３周辺の模式図である。
第１ハンドツール３１、第２ハンドツール３２、及び第３ハンドツール３３は順に、先端部において、上方に窪む第１電極部３５，第２電極部３６，第３電極部３７を有している。これらには、順に、造形物側電線２８との間に高電流を流すことが可能であるように電源（図示略）に電気的に接続された、第１電線４１，第２電線４２，第３電線４３が電気的に接続されている。又、第１電極部３５，第２電極部３６，第３電極部３７には、順に、第１吸引管４４，第２吸引管４５，第３吸引管４６が接続される。第１吸引管４４，第２吸引管４５，第３吸引管４６は、順に、第１ハンドツール３１、第２ハンドツール３２，第３ハンドツール３３内に配置されており、各上端部は、クランプ時に主軸３の吸引管２６と接続可能であるように、側方へ延びている。
第１ハンドツール３１は、図３（ａ）に示されるように、クランプ部２０に装着されている際、第１電極部３５において、１個のブロックＬの１面が下方を向くように、ブロックＬの上面やその周囲を吸着する。ブロックＬの吸着は、第１ハンドツール３１の第１吸引管４４や主軸３の吸引管２６を通じて、吸引機構により行われる。第１電極部３５には、吸着されたブロックＬが接触し、第１電極部３５や第１電線４１、造形物側電線２８により、ブロックＬ，Ｌ・・やベース板２７に電力が付与される（電力供給機構，溶接補助機構，接合補助機構）。尚、図３において、主軸３は省略されている。又、第１ハンドツール３１は、ブロックＬを把持等の態様で保持しても良いし、複数のブロックＬを同時に保持しても良く、かような変更は、第２ハンドツール３２や第３ハンドツール３３においても同様に施すことができる。
第２ハンドツール３２は、図３（ｂ）に示されるように、クランプ部２０に装着されている際、第２電極部３６において、１個のブロックＬの２面が下方を向くように、ブロックＬの上辺やその周囲を吸着する。ブロックＬの吸着は、第２吸引管４５や吸引管２６を通じて行われる。第２電極部３６には、吸着されたブロックＬが接触し、第２電極部３６や第２電線４２、造形物側電線２８により、ブロックＬ，Ｌ・・やベース板２７に電力が付与される。
第３ハンドツール３３は、図３（ｃ）に示されるように、クランプ部２０に装着されている際、第３電極部３７において、１個のブロックＬの３面が下方を向くように、ブロックＬの上の頂点やその周囲を吸着する。ブロックＬの吸着は、第３吸引管４６や吸引管２６を通じて行われる。第３電極部３７には、吸着されたブロックＬが接触し、第３電極部３７や第３電線４３、造形物側電線２８により、ブロックＬ，Ｌ・・やベース板２７に電力が付与される。
エンドミル３４は、先端部（下部）の側面部や下面部に刃を有しており、主軸３のクランプ部２０に対し、自身の軸周り（Ｚ軸周り）で回転可能に装着される。
【００１４】
ブロックＬを吸着する第１ハンドツール３１が保持された主軸３は、図２や図３（ａ）に示されるように、吸着したブロックＬを、テーブル４上の他のブロックＬの上方に位置するように移動し、更に吸着したブロックＬの下面が他のブロックＬの上面に合致するように、吸着したブロックＬを他のブロックＬに押し付けて加圧することが可能である。他のブロックＬは、ベース板２７や更に他のブロックＬに対して溶接済みであり、ベース板２７は、テーブル４に対して固定されている。ベース板２７は、最終的に造形物の一部となっても良いし、一部又は全部が切り離されても良い。又、第１電線４１は、かように押し付けた状態の吸着したブロックＬに対して第１電極部３５を介して電力を供給可能である。吸着したブロックＬに電力が供給された場合、吸着したブロックＬの下面と他のブロックＬあるいはベース板２７の上面との接触抵抗で電流密度が高まり、接触箇所が発熱軟化して接触面が広がり、高温下で金属の電気抵抗が増すために更に発熱して融点に達し、当該下面と上面が抵抗溶接される。かような抵抗溶接が十分な強度において効率良くなされるために、好ましくはブロックＬは鋼製であり、又好ましくはブロックＬの大きさが一辺３ｍｍ以上２０ｍｍ以下である。更に、溶接初期の接触点を安定させるために、ブロックＬやベース板２７（溶接面）の面上に微小高さの突起形状等（プロジェクション）が形成されていても良い。尚、第１ハンドツール３１は、吸着したブロックＬの下面が溶接先のブロックＬの上面とずれるように、あるいは吸着したブロックＬが複数の他のブロックＬ，Ｌ・・にまたがるように溶接されても良い。これらの第１ハンドツール３１による溶接に関する変更例は、第２ハンドツール３２や第３ハンドツール３３による溶接にも適宜妥当する。
同様に、ブロックＬを吸着する第２ハンドツール３２が保持された主軸３は、図３（ｂ）に示されるように、吸着したブロックＬを、テーブル４上の他の２個（３個以上でも良い）のブロックＬの上方に位置するように移動し、更に吸着したブロックＬの下２面が他の２個（３個以上でも良い）のブロックＬの各上面に合致するように、吸着したブロックＬを他の２個のブロックＬに押し付けることが可能である。テーブル４は、他の２個のブロックＬが吸着したブロックＬの下方となるよう、主にＡ軸で回転位置の制御がなされる。又、第２電線４２は、吸着したブロックＬに対して第２電極部３６を介して電力を供給可能であり、この場合、吸着したブロックＬの下２面と、他の２個（３個以上でも良い）のブロックＬの各上面とに電流が流れて、それぞれが抵抗溶接される。
更に同様に、ブロックＬを吸着する第３ハンドツール３３が保持された主軸３は、図３（ｃ）に示されるように、吸着したブロックＬを、テーブル４上の他の３個以上のブロックＬの上方に位置するように移動し、更に吸着したブロックＬの下３面が他の３個以上のブロックＬの各上面に合致するように、吸着したブロックＬを他の３個以上のブロックＬに押し付けることが可能である。テーブル４は、他の３個以上のブロックＬが吸着したブロックＬの下方となるよう、Ａ軸やＣ軸で回転位置の制御がなされる。又、第３電線４３は、吸着したブロックＬに対して第３電極部３７を介して電力を供給可能であり、この場合、吸着したブロックＬの下３面と、他の３個以上のブロックＬの各上面とに電流が流れて、それぞれが抵抗溶接される。
尚、第１ハンドツール３１、第２ハンドツール３２、あるいは第３ハンドツール３３による抵抗溶接における、加圧力や加圧方向、あるいは電流の大きさや通電時間等のうちの少なくとも何れかは、それぞれによる抵抗溶接の場合に適合するように、ブロックの材質（異なるブロックを混在する場合にはその組合せ）に応じて、更に造形物側の溶接面が加工されている場合にはその溶接面積に合わせて調整されると好ましい。
【００１５】
第１ハンドツール３１、第２ハンドツール３２、及び第３ハンドツール３３は、ブロック接合手段を構成する。
又、エンドミル３４は、加工手段（切削手段）を構成する。
【００１６】
制御手段１０は、プロセッサ５０とメモリ５２を有しており、メモリ５２は、造形プログラム５４を記憶している。プロセッサ５０は、メモリ５２を参照して造形プログラム５４を実行し、三次元造形物Ｗの造形の制御を行う。メモリ５２には、三次元造形物Ｗの形状に関する形状データ５６が記憶されている。
【００１７】
≪三次元造形方法等≫
図４は、三次元造形装置１の動作例ないし三次元造形装置１により実行される三次元造形方法に係るフローチャートであり、図５は、かような動作例ないし三次元造形方法におけるブロックＬの加工例（三次元造形物の造形例）に関する模式図である。以下、ステップは適宜Ｓと略される。
制御手段１０は、まず初期設定を行う（Ｓ１）。即ち、制御手段１０は、テーブル４を初期状態（例えば水平姿勢で中央配置）とすると共に、主軸３を初期状態（例えばテーブル４中央の上方に位置させクランプ部２０はアンクランプ状態）とし、更にＡＴＣ６を初期状態（例えば所定の順序で各種ツールを保管）とする。又、制御手段１０は、ブロック槽８におけるブロックＬが所定量未満となって不足している場合にはブロックＬを所定量以上となるまで補充する。更に、制御手段１０は、今回の造形対象に係る三次元造形物Ｗの形状データ５６を呼び出す。
【００１８】
次に、制御手段１０は、ブロックＬを、１段ずつ（段に関するループ始端Ｓ２参照）、テーブル４のベース板２７上あるいはその上のブロックＬ上に並べつつ溶接する。
例えば、制御手段１０は、１段目の形成として（Ｓ３；段の番号ｎ＝１）、最初のブロックＬ（Ｘが最も負の側でＹが最も正の側）を、第１ハンドツール３１によりブロック槽８から取得して、ベース板２７上に溶接し（図５（ａ））、テーブル４をＡ軸で４５°回転させた後、２番目のブロックＬを、第２ハンドツール３２によりブロック槽８から取得して最初のブロックＬの斜め上側に移動させた後でＺ軸方向に押圧し、第２電極部３６に電力を付与して最初のブロックＬとベース板２７に溶接し（図５（ｂ））、更に同様に３番目のブロックＬを２番目のブロックＬとベース板２７に溶接する。又、制御手段１０は、テーブル４を更にＣ軸で−９０°回転させた後、最初のブロックＬに４番目のブロックＬとベース板２７を（２番目のブロックＬとの溶接面とは異なる面において）溶接し（図５（ｃ））、テーブル４のＣ軸における回転を４５°だけ戻し、Ａ軸における回転を９．７３６°だけ戻した後、第３ハンドツール３３により５番目のブロックＬを２番目と４番目のブロックＬとベース板２７に溶接する（図５（ｄ））。ここで、９．７３６°は、４５°（図５（ｂ）におけるＡ軸の回転）から、ａｓｉｎ（１／√３）即ち３５．２６４°を引いて算出された角度である。尚、本形態の三次元造形装置１におけるテーブル４と異なり、Ｃ軸上にＡ軸が載っている場合には、上述の回転角や移動量等の具体的な値が異なってくるものの、実質的に図５（ａ）〜（ｃ）の動作を行うように具体的な値が設定されて良い。
制御手段１０は、以上を適宜繰り返し、テーブル４が水平に（且つＡＣ軸が初期位置に）戻った場合のＸ軸方向３行，Ｙ軸方向３列の計９個のブロックＬを互いに結合して、三次元造形物Ｗの基礎造形体の１段目Ｖ１を形成する（図５（ｅ））。尚、図５（ｅ）以降、図５においてベース板２７の図示が省略される。
制御手段１０は、形状データ５６に従い、三次元造形物Ｗの１段目に相当する部分と基礎造形体の１段目Ｖ１が同形状になるか、あるいは当該部分から１段目Ｖ１がはみ出るように、１段目Ｖ１を形成する。
尚、基礎造形体の段の形成において、ブロックＬより小さい（例えば一辺が１／２の大きさの立方体である）ブロックが用いられても良いし、ブロックＬより大きい（例えば一辺が２倍の大きさの立方体である）ブロックが用いられても良く、この場合に、制御手段１０は、基礎造形体（段）における小さい（大きい）ブロックの配置を、形状データ５６に応じて決定しても良い。小さい（大きい）ブロックは、第１ハンドツール３１ないし第３ハンドツールで溶接されても良いし、別途設けられた専用のハンドツールによって溶接されても良い。
【００１９】
基礎造形体の１段目Ｖ１が形成されると、制御手段１０は、それを加工する（Ｓ４；ｎ＝１）。
ここでは、制御手段１０は、テーブル４を水平とし、主軸３においてエンドミル３４にツールチェンジし、１〜３番目のブロックＬの上部と、３，７，９番目のブロックＬの各角部とをエンドミル３４で形状データ５６に従い切削する（図５（ｆ））。
基礎造形体の１段目Ｖ１は、その部分において三次元造形物Ｗの形状となる。
【００２０】
次いで、制御手段１０は、ループ終端Ｓ５からループ始端Ｓ２に戻り、基礎造形体の２段目Ｖ２の形成を行う（Ｓ３；段の番号ｎ＝２）。
制御手段１０は、その形成を１段目Ｖ１と同様に行う。即ち、制御手段１０は、２段目Ｖ２における１番目のブロックＬを、第１ハンドツール３１によって１段目Ｖ１の３番目のブロックＬに対し溶接する。又、制御手段１０は、同様に２段目Ｖ２の２番目のブロックＬを、第１ハンドツール３１によって１段目Ｖ１の４番目のブロックＬに対し溶接する。更に、制御手段１０は、２段目Ｖ２の３番目のブロックＬを、第２ハンドツール３２によって１段目Ｖ１の５番目と２段目Ｖ２の２番目のブロックＬに対し溶接し、２段目Ｖ２の４番目のブロックＬを、第３ハンドツール３３によって１段目Ｖ１の６番目と２段目Ｖ２の１，３番目のブロックＬに対し溶接する。制御手段１０は、同様に２段目の５〜７番目のブロックＬを第２ハンドツール３２又は第３ハンドツール３３によって溶接する。最後に、制御手段１０は、テーブル４を水平に戻す（図５（ｇ））。
【００２１】
そして、基礎造形体の２段目Ｖ２が形成されると、制御手段１０は、それを加工する（Ｓ４；ｎ＝２）。
ここでは、制御手段１０は、主軸３においてエンドミル３４にツールチェンジし、２段目Ｖ２の６番目のブロックＬ以外を、エンドミル３４で形状データ５６に従い切削する（図５（ｈ））。
基礎造形体の２段目Ｖ２は、その部分において三次元造形物Ｗの形状となる。
【００２２】
制御手段１０は、同様にして、適宜３段目以降の処理（段に関するｎのループＳ２〜Ｓ５）を、三次元造形物Ｗの全体形状に応じた段の総数ｍに至るまで繰り返す。
すると、ブロック接合工程としてのブロック溶接工程Ｓ３と、加工工程としての切削工程Ｓ４が、段の総数ｍに相当する回数において繰り返され、形状データ５６に従った形状の三次元造形物Ｗが造形されることとなる。
制御手段１０は、造形された三次元造形物Ｗの取り出しを処理し（Ｓ６）、次の加工対象としての三次元造形物Ｗが存在する場合には、次の三次元造形物Ｗにおいて上述の処理をＳ１から繰り返す（Ｒｅｔｕｒｎ  Ｔｏ  Ｓｔａｒｔ）。
【００２３】
≪効果等≫
かように、三次元造形装置１は、複数のブロックＬを互いに隣接するように並べると共に、隣接する前記ブロックＬ同士を接合する第１ハンドツール３１ないし第３ハンドツール３３と、これらより接合された複数のブロックＬを加工するエンドミル３４と、を備えている。
よって、エンドミル３４による加工を前提として、粉末より大きく空間分解能の低いブロックＬを溶接することで基礎造形体を形成することができ、ブロックＬの界面の一部の溶接で済むために、損失エネルギーが小さくエネルギー効率が良好であり、又溶接時間が短くなって時間効率に優れ、更に残留熱ひずみが小さく三次元造形物Ｗが強固に造形される。
例えば、三次元造形物Ｗとして金型を造形する場合には、基本的に転写物を上下方向に離型する必要があることから、オーバーハング形状を造形する必要がなく、従ってブロックＬの溶接による基礎造形体の形成とその加工の繰り返しのみで形状を創成することが可能である。
又、三次元造形装置１では、背景技術に係る光造形複合加工機のように材料コストが嵩む金属粉末を大量に用いる必要がなく、材料コストが低減される。
【００２４】
又、ブロックＬは金属製であり、第１ハンドツール３１ないし第３ハンドツール３３は複数のブロックＬを溶接し、エンドミル３４は複数のブロックＬを切削する。よって、金属製の三次元造形物Ｗを容易に造形することができる。
更に、三次元造形装置１は、第１ハンドツール３１ないし第３ハンドツール３３及びエンドミル３４の何れか一方を交換可能に保持する主軸３（移動機構）を備えている。よって、これらのそれぞれが互いに干渉せずＸＹＺ方向に移動可能に形成される場合に比べて、構成がシンプルでコンパクトになり、三次元造形装置１の設計や製造ないしメンテナンスが容易になる。
又更に、三次元造形装置１は、複数のブロックＬが置かれる移動可能なテーブル４を備えている。よって、テーブル４を介して既設の基礎造形体の姿勢を自由に定めることが可能となり、基礎造形体に対する新たなブロックＬの付加や、基礎造形体の加工が一層容易になる。
【００２５】
加えて、三次元造形装置１によって行われる三次元造形方法では、複数のブロックＬを互いに隣接するように並べると共に、隣接するブロックＬ同士を接合するブロック溶接工程Ｓ３と、ブロック溶接工程Ｓ３により溶接された複数のブロックＬを加工する切削工程Ｓ４と、を有している。
よって、切削工程Ｓ４による加工を前提として、ブロック溶接工程Ｓ３において粉末より大きいブロックＬを溶接することで基礎造形体を形成することができるので、材料コストが低廉であるし、ブロックＬの界面の一部の溶接で済むために、損失エネルギーが小さくエネルギー効率が良好であり、又溶接時間が短くなって時間効率に優れ、更に残留熱ひずみが小さく三次元造形物Ｗが強固に造形される。
【００２６】
又、三次元造形方法において、前記ブロックは、金属製であり、ブロック溶接工程Ｓ３において、複数のブロックＬが溶接され、切削工程Ｓ４において、複数のブロックＬが切削される。よって、金属製の三次元造形物Ｗが、容易に造形される。
更に、三次元造形方法において、ブロック溶接工程Ｓ３及び切削工程Ｓ４が、繰り返し行われる（ループ始端Ｓ２，ループ末端Ｓ５）。よって、基礎造形体の未加工部分の高さをエンドミル３４の最大切込み深さ以内にする等、ブロックＬの溶接を切削に適合させることができる。
【００２７】
≪変更例等≫
尚、三次元造形装置１は、上述の変更例の他、以下で説明される変更例を適宜有する。
ブロックＬの材質は、金属に限られず、合成樹脂を始めとする樹脂等であっても良い。樹脂製のブロックは、例えば射出成形で量産することができる。
ブロックＬの配置は、各種ハンドツールをクランプした主軸３によるものに代えて、あるいはこれと共に、ロボットハンド等により行われても良い。
第１ハンドツール３１ないし第３ハンドツール３３及びエンドミル３４の少なくとも何れか二つは、それぞれＸＹＺ方向に移動可能に形成されても良い。
複数のブロックＬの接合は、抵抗溶接に限られず、レーザ溶接、摩擦撹拌接合、熱間圧接等の他の溶接や、ろう接、あるいは接着剤による接着、ないしはこれらのうちの少なくとも何れか二つの併用等であっても良い。
制御手段１０が、ｎ＋１段目の基礎造形体の形成が終了した後に、初めてｎ段目の基礎造形体の切削を行うことで、溶接面積の変動を抑制しても良い。この場合のエンドミル加工は、Ａ軸やＣ軸も利用し、あるいは先端の刃先直径がシャンク（主軸側の柄の部分）直径より大きい工具を用いて、ｎ＋２段目のブロックの接合が予定されているｎ＋１段目の基礎造形体の上面を切削せずにその下側のｎ段目までの形状を生成する。その際、ｎ＋１段目のブロックも、ｎ＋２段目のブロックの接合が予定されている上面以外の部分は部分的に切削されても良い。制御手段１０は、ｎ＋１が段の総数ｍに達したら、ｎ段目とｎ＋１段目の双方の形状を生成して、上述のＳ６に進むことができる。
又、ブロックＬの溶接は、下段から順になされず、列（行）毎になされても良いし、その他の部分毎になされても良いし、溶接の伴わないブロックＬの配置後に１面の溶接を伴うブロックＬを配置して溶接し、その後２面の溶接を伴うブロックＬを配置して溶接し、更に３面の溶接を伴うブロックＬを配置して溶接するといった順でなされても良い。あるいは、ブロックＬの溶接は、複数種類のブロックがある場合において、ブロックの種類毎になされても良い。
各種ハンドツールで吸着したブロックＬは、基礎造形体のブロックＬに対して、ＸＹＺ方向やＡＣ方向の少なくとも何れかの方向においてずれた状態で溶接されても良い。又、溶接方向やその際の押圧方向は、Ｚ軸正方向以外であっても良い。更に、基礎造形体の上面を溶接前に切削する等、溶接する前に溶接対象面が加工されても良く、この場合に、ｎ段目の基礎造形体の上面が加工により平坦にされ、即ち基礎造形体の高さが正確に揃えられるようにして、溶接の精度の向上が図られるようにしても良い。
又、４面や５面の溶接が可能なハンドツール等が用いられても良い。
【００２８】
複数のブロックＬ（基礎造形体）の加工は、エンドミル３４による切削に限られず、他の切削ツールを用いた切削や、研削、レーザ、電解等を利用した除去加工、又は溶解ないし鍛造、あるいはこれらの組合せ等であっても良い。
ブロック溶接工程と切削工程の繰り返しは、基礎造形体における段毎に限定されず、１個以上の所定個数が溶接される毎であっても良いし、同じ段のうちの１以上の所定列数（所定行数）の列（行）が溶接される毎であっても良いし、２段以上の所定段数毎であっても良いし、当該所定個数や所定列数（所定行数）や所定段数が（形状データ５６等に応じて）可変とされても良い。
図５（ｅ），（ｈ）のような三次元造形物Ｗの下部に対して、凹部を付与したりベース板を除去したりするような加工を施したい場合、図５（ｅ）や（ｈ）あるいは三次元造形物Ｗの下部以外の造形完了時等の段階で、三次元造形物Ｗをロボットハンド等で裏返し、エンドミル３４等で下部が加工されても良いし、当該下部に係るブロックＬを溶接する前にブロックＬを裏返して当該下部を加工しても良いし、１列（行）毎といった複数個のブロックＬを溶接する毎に当該下部を加工しても良いし、かような複数個のブロックＬを、既設の基礎造形体とは別に溶接して当該下部を加工した後に、既設の基礎造形体と溶接しても良いし、予め所望の形状に加工されたベース板が用いられても良い。
下部の加工以外においても、既設の基礎造形体とは別に、複数のブロックＬを溶接し（更にこれを加工し）、既設の基礎造形体と当該複数のブロックＬとを溶接するようにしても良い。
又、下部の加工以外においても、既設の基礎造形体や三次元造形物Ｗが、ロボットハンド等により造形途中で移動（回転移動を含む）されても良い。
【００２９】
各種の情報を表示可能な表示手段や、その表示手段を有しあるいは有さない操作盤が追加されたり、制御手段１０が別体とされたり、制御手段１０が主軸３やテーブル４やＡＴＣ６等において個別に分散して設けられたり、機枠２や第３ハンドツール３３が省略されたり、造形プログラム５４と形状データ５６とが一体化されたり、制御手段１０が形状データ５６を特定の数式や関数により演算することで得るようにしたりする等、各種の工程や部材ないし部分の構成要素，順序，形状，配置，個数，有無，材質，形式等は、適宜変更されても良い。
【符号の説明】
【００３０】
１，・・三次元造形装置、３・・主軸、３１・・第１ハンドツール（ブロック接合手段，ブロック溶接手段）、３２・・第２ハンドツール（ブロック接合手段，ブロック溶接手段）、３３・・第３ハンドツール（ブロック接合手段，ブロック溶接手段）、３４・・エンドミル（加工手段，切削手段）、Ｌ・・ブロック、Ｓ３・・ブロック溶接工程（ブロック接合工程）、Ｓ４・・切削工程（加工工程）、Ｗ・・三次元造形物。
【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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