(57)【要約】【課題】レーザ光Ｌのパワー密度を変更する作業を短時間で効率良く行うこと。【解決手段】レーザ光照射ユニット６１は、上部フレーム５における造形タンク２１の上方に上下方向へ移動可能に設けられたユニットケース６７と、ユニットケース６７を上下方向へ移動させるケース移動機構６９，７１，７３と、ユニットケース６７内に光軸方向へ移動可能に設けられかつレーザ光Ｌを平行光に変換するコリメートレンズ８５と、ユニットケース６７内に設けられかつコリメートレンズ８５を光軸方向へ移動させるコリメートレンズ移動機構８７と、ユニットケース６７内に設けられかつレーザ光を２次元走査するガルバノ光学スキャナ８９と、ユニットケース６７内に設けられかつレーザ光Ｌを集光して粉末層Ｔに対して上方向から鉛直に照射するＦθレンズ９９と、を備えたこと。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末の粉末層にレーザ光を照射して焼結体を形成する焼結動作を繰り返して行うことにより、複数の前記焼結体を重ね合わせてなる３次元造形物を製造する３次元造形物製造装置において、
前記装置本体に設けられ、上下方向に延びてあって、上側が解放された造形タンクと、
前記造形タンク内に上下方向へ移動可能に設けられ、前記粉末層を支持する造形テーブルと、
前記材料タンクの一方側から前記金属粉末を均しながら前記造形タンク側に掻き寄せるスクレーパーユニットと、
前記装置本体における前記造形タンクの上方に設けられ、レーザ光を２次元走査しつつ前記粉末層に対して上方向から鉛直に照射するレーザ光照射ユニットと、を具備し、
前記レーザ光照射ユニットは、
前記装置本体における前記造形タンクの上方に上下方向へ移動可能に設けられたユニットケースと、
前記ユニットケースを上下方向へ移動させるケース移動機構と、
前記ユニットケース内に光軸方向へ移動可能に設けられ、レーザ光を発振するレーザ発振器に光学的に接続され、前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズと、
前記ユニットケース内に設けられ、前記コリメートレンズを前記光軸方向へ移動させるコリメートレンズ移動機構と、
前記ユニットケース内に設けられ、前記コリメートレンズから出射されたレーザ光を２次元走査するガルバノ光学スキャナと、
前記ユニットケース内に設けられ、前記ガルバノ光学スキャナによって２次元走査されたレーザ光を集光して前記粉末層に対して上方向から鉛直に照射するＦθレンズと、を備えたことを特徴とする３次元造形物製造装置。
【請求項２】
前記レーザ光照射ユニットは、
前記ユニットケースに設けられかつ前記レーザ発振器に光学的に接続された光ファイバコネクタと、を備え、
前記コリメートレンズは、前記光ファイバコネクタを介して前記レーザ発振器に光学的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の３次元造形物製造装置。
【請求項３】
前記レーザ光照射ユニットは、
前記ユニットケースを前記装置本体に対して上下方向へ移動不能に固定するロック機構と、を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の３次元造形物製造装置。
【請求項４】
前記装置本体に前記造形タンクの上側及び前記スクレーパーユニットを覆うように設けられ、内部に不活性ガスを導入可能であって、上面に接続穴が貫通して形成されたチャンバーと、を具備し、
前記ユニットケースの下面に下方向に突出した突出部が形成され、前記ユニットケースの前記突出部の外周面が前記チャンバーの前記接続穴の内周面に気密的に上下方向へ移動可能に接続されていることを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれかの請求項に記載の３次元造形物製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末の粉末層にレーザ光を照射して焼結体を形成する焼結動作を繰り返して行うことにより、複数の焼結体を重ね合わせてなる３次元造形物を製造する３次元造形物製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３次元造形物製造装置に種々の研究開発がなされており、３次元造形物製造装置の先行技術として特許文献１に示すものがある。そして、先行技術に係る３次元造形物の構成等は、次のようになる。
【０００３】
即ち、先行技術に係る３次元造形物製造装置は、装置本体をベースとして具備しており、装置本体には、上下方向へ延びた造形タンクが設けられており、この造形タンク内には、金属粉末の粉末層を支持する造形テーブルが上下方向へ移動可能に設けられている。また、装置本体の適宜位置には、材料タンクの一方側から金属粉末を均しながら造形タンク側に掻き寄せるスクレーパーユニットが設けられている。
【０００４】
造形タンクの上方には、レーザ光を２次元走査しつつ粉末層に対して上方向から鉛直に照射するレーザ光照射ユニットが設けられている。そして、レーザ光照射ユニットは、レーザ発振器から発振されたレーザ光を２次元走査するガルバノスキャナ、及びガルバノスキャナによって２次元走査されたレーザ光を集光して粉末層に対して上方向から鉛直に照射するＦθレンズ等を備えている。
【０００５】
従って、造形テーブルを上方向へ移動させて、造形タンクの上面よりも低い高さ位置又は造形タンクの上面と略同じ高さ位置に位置させる。続いて、スクレーパーユニットによって材料タンクの一方側から金属粉末を均しながら造形タンク側に掻き寄せることにより、造形テーブル上に粉末層を形成する。そして、レーザ光照射ユニットによってレーザ光を２次元走査しつつ粉末層に対して上方向から鉛直に照射することにより、任意形状の前記焼結体を形成して、１回目の焼結動作が終了する。
【０００６】
１回目の焼結動作の終了後に、前回の焼結動作によって形成された焼結体の高さ分だけ造形テーブルを下方向へ移動させる。続いて、スクレーパーユニットによって金属粉末を均しながら造形タンク側に掻き寄せることにより、前回の焼結動作によって形成された焼結体を含む粉末層上に新たな粉末層を形成する。そして、レーザ光照射ユニットによってレーザ光を２次元走査しつつ新たな粉末層に対して上方向から鉛直に照射することにより、前回の焼結動作によって形成された焼結体に重なった任意形状の新たな焼結体を形成して、２回目以降の焼結動作が終了する。更に、２回目以降の焼結動作を繰り返して行うことにより、複数の焼結体を重ね合わせてなる任意形状の３次元造形物を製造することができる
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１２４２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、金属粉末の粒径又は材質の変更等の理由により、Ｆθレンズから照射されるレーザ光のパワー密度を変更する場合には、通常、ガルバノスキャナの入射側に設けられたコリメートレンズを用い、コリメートレンズを光軸方向へ移動させている。一方、コリメートレンズを光軸方向へ移動させると、レーザ光の焦点位置が変動してしまうため、前述の場合には、コリメートレンズを光軸方向へ移動させるだけでなく、Ｆθレンズを上下方向へ移動（平行移動）させて、レーザ光の焦点位置を粉末層の表面に一致するように調節する必要がある。
【０００９】
しかし、３次元造形物製造装置に用いられるＦθレンズは、上方向から見ると造形タンクを覆うような大型の光学部品であり、他の光学部品との干渉を回避しつつ、Ｆθレンズを上下方向へ移動させることは容易でなく、レーザ光のパワー密度を変更する作業が煩雑化するという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の３次元造形物製造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】
【００１１】
本発明の特徴は、金属粉末の粉末層にレーザ光を照射して焼結体を形成する焼結動作を繰り返して行うことにより、複数の前記焼結体を重ね合わせてなる３次元造形物を製造する３次元造形物製造装置において、前記装置本体に設けられ、上下方向（鉛直方向）に延びてあって、上側が解放（開口）された造形タンクと、前記造形タンク内に上下方向へ移動可能に設けられ、前記粉末層を支持する造形テーブルと、前記材料タンクの一方側から前記金属粉末を均しながら前記造形タンク側に掻き寄せるスクレーパーユニットと、前記装置本体における前記造形タンクの上方に設けられ、レーザ光を２次元走査しつつ前記粉末層に対して上方向から鉛直に照射するレーザ光照射ユニットと、を具備し、前記レーザ光照射ユニットは、前記装置本体における前記造形タンクの上方に上下方向へ移動可能に設けられたユニットケースと、前記ユニットケースを上下方向へ移動（平行移動）させるケース移動機構と、前記ユニットケース内に光軸方向へ移動可能に設けられ、レーザ光を発振するレーザ発振器に光学的に接続され、前記レーザ発振器から発振されたレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズと、前記ユニットケース内に設けられ、前記コリメートレンズを前記光軸方向へ移動させるコリメートレンズ移動機構と、前記ユニットケース内に設けられ、前記コリメートレンズから出射されたレーザ光を２次元走査するガルバノ光学スキャナと、前記ユニットケース内に設けられ、前記ガルバノ光学スキャナによって２次元走査されたレーザ光を集光して前記粉末層に対して上方向から鉛直に照射するＦθレンズと、を備えたことを要旨とする。
【００１２】
［前記３次元造形物の製造に関する作用］
前記造形テーブルを上下方向（上方向又は下方向）へ移動させて、前記造形タンクの上面よりも低い高さ位置又は前記造形タンクの上面と略同じ高さ位置に位置させる。続いて、前記スクレーパーユニットによって前記材料タンクの一方側から前記金属粉末を均しながら前記造形タンク側に掻き寄せることにより、前記造形テーブル上に前記粉末層を形成する。なお、前記粉末層を形成した後に、前記スクレーパーシャフトを前記材料タンクの上方側へ復帰移動させておく。そして、前記レーザ光照射ユニットによってレーザ光を２次元走査しつつ前記粉末層に対して上方向から鉛直に照射することにより、任意形状の前記焼結体を形成して、１回目の焼結動作が終了する。
【００１３】
１回目の焼結動作の終了後に、前回の焼結動作によって形成された前記焼結体の高さ分だけ前記造形テーブルを下方向へ移動させる。続いて、前記スクレーパーユニットによって前記金属粉末を均しながら前記造形タンク側に掻き寄せることにより、前回の焼結動作によって形成された前記焼結体を含む前記粉末層上に新たな前記粉末層を形成する。なお、新たな前記粉末層を形成した後に、前記スクレーパーシャフトを前記材料タンクの上方側へ復帰移動させておく。そして、前記レーザ光照射ユニットによってレーザ光を２次元走査しつつ新たな前記粉末層に対して上方向から鉛直に照射することにより、前回の焼結動作によって形成された前記焼結体に重なった任意形状の新たな前記焼結体を形成して、２回目以降の焼結動作が終了する。更に、２回目以降の焼結動作を繰り返して行うことにより、複数の前記焼結体を重ね合わせてなる任意形状の前記３次元造形物を製造することができる。
【００１４】
［レーザ光のパワー密度の変更に関する作用］
前記コリメートレンズ移動機構によって前記コリメートレンズを前記光軸方向へ移動させることにより、前記Ｆθレンズから照射されるレーザ光のパワー密度を変更することができる。また、前記コリメートレンズの移動に伴い、レーザ光の焦点位置が変動するため、前記ケース移動機構によって前記ユニットケースを上下方向へ移動（平行移動）させることにより、前記Ｆθレンズを上下方向へ一体的に移動（平行移動）させて、レーザ光の焦点位置を前記粉末層の表面に合わせるように調節する。
【００１５】
ここで、前記装置本体における前記造形テーブルの上方に前記ユニットケースが上下方向へ移動可能に設けられ、前記ユニットケース内に前記コリメートレンズ、前記コリメートレンズ移動機構、前記ガルバノ光学スキャナ、及び前記Ｆθレンズが設けられているため、前記ケース移動機構によって前記ユニットケースを上下方向へ移動）させるだけで、前記Ｆθレンズを他の光学部品等と干渉することなく、容易に上下方向へ移動させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、前記ケース移動機構によって前記ユニットケースを上下方向へ移動させるだけで、前記Ｆθレンズを他の光学部品等と干渉することなく、容易に上下方向へ移動させることができるため、レーザ光のパワー密度を変更する作業を短時間で効率良く行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係る３次元造形物製造装置の正断面図である。
【図２】図１における矢視部IIの拡大図である。
【図３】図１における矢視部IIIの拡大図である。
【図４】図１におけるIV-IV線に沿った図である。
【図５】本発明の実施形態に係るスクレーパーユニットの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の実施形態について図１から図５を参照して説明する。なお、図中、「Ｘ軸方向」は、左右方向、「Ｙ軸方向」は、前後方向、「Ｚ軸方向」は、上下方向を指している。
【００１９】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態に係る３次元造形物製造装置１は、金属粉末の粉末層（薄層）Ｔにレーザ光Ｌを照射して焼結体Ｔｓを形成する焼結動作を繰り返して行うことにより、複数の焼結体Ｔｓを重ね合わせてなる３次元造形物（図示省略）を製造する装置である。また、３次元造形物製造装置１は、装置本体３を具備しており、この装置本体３は、上部フレーム５と下部フレーム７を上下に備えている。
【００２０】
図１及び図３に示すように、下部フレーム７の支持部７ａには、３次元造形物の構成材料である金属粉末を収容する材料タンク９が設けられており、材料タンク９は、上下方向（換言すれば、Ｚ軸方向）へ延びてあって、材料タンク９の上側は、開放（開口）されている。また、材料タンク９内には、金属粉末を支持する材料テーブル１１が上下方向へ移動可能に設けられており、材料テーブル１１の下側には、テーブルサポート１３が一体的設けられており、このテーブルサポート１３は、材料タンク９内に一対のガイドレール１５を介して上下方向へ移動可能に支持されている。そして、テーブルサポート１３の下端部には、テーブルサポート１３と一体的に材料テーブル１１を上下方向へ移動させる材料テーブル用サーボモータ（材料テーブル用アクチュエータの一例）１７が設けられている。更に、テーブルサポート１３には、上下方向へ延びかつ材料テーブル用サーボモータ１７の出力軸に連動連結したボールねじ部材１９が回転可能に設けられており、材料タンク９内の適宜位置には、このボールねじ部材１９に螺合したナット部材２１が設けられている。
【００２１】
下部フレーム７の支持部７ａにおける材料タンク９の左側には、造形タンク２３が一体的に設けられており、この造形タンク２３は、上下方向に延びてあって、造形タンク２３の上側は、開放（開口）されている。また、造形タンク２３内には、粉末層Ｔを支持する造形テーブル２５が上下方向へ移動可能に設けられており、造形テーブル２５の下側には、テーブルサポート２７が一体的設けられており、このテーブルサポート２７は、造形タンク２３内に一対のガイドレール２９を介して上下方向へ移動可能に支持されている。そして、テーブルサポート２７の下端部には、テーブルサポート２７と一体的に造形テーブル２５を上下方向へ移動させる造形テーブル用サーボモータ（造形テーブル用アクチュエータの一例）３１が設けられている。更に、テーブルサポート２７には、上下方向へ延びかつ造形テーブル用サーボモータ３１の出力軸に連動連結したボールねじ部材３３が回転可能に設けられており、造形タンク２３内の適宜位置には、このボールねじ部材３３に螺合したナット部材３５が設けられている。
【００２２】
なお、下部フレーム７の支持部７ａにおける造形タンク２３の左側には、造形タンク２３からはみ出した金属粉末を回収する回収ボックス３７が一体的に設けられており、この回収ボックス３７の上側及び下側は、開放（開口）されている。
【００２３】
図１及び図４に示すように、下部フレーム７の支持部７ａには、材料タンク９から溢れた金属粉末を均しながら造形タンク２３側に掻き寄せる（敷き詰める）スクレーパーユニット３９が設けられており、このスクレーパーユニット３９の具体的な構成は、次のようになる。
【００２４】
即ち、下部フレーム７の支持部７ａには、左右方向へ延びた枠状のガイド部材４１が設けられており、このガイド部材４１には、スライダ４３が左右方向へ移動可能に設けられている。また、スライダ４３には、片持ち式のスクレーパーシャフト４５が一体的に設けられており、このスクレーパーシャフト４５は、材料タンク９の上方側と造形タンク２３の上方側との間で左右方向（水平方向の１つ）へ移動可能になっている。そして、ガイド部材４１の左端部には、スライダ４３と一体的にスクレーパーシャフト４５を左右方向へ移動させるスクレーパーシャフト用サーボモータ（スクレーパーシャフト用アクチュエータの一例）４７が設けられている。更に、ガイド部材４１の内側には、左右方向へ延びかつスクレーパーシャフト用サーボモータ４７の出力軸に連動連結したボールねじ部材４９が回転可能に設けられており、スライダ４３の下面には、このボールねじ部材４９に螺合したナット部材５１が設けられている。
【００２５】
スクレーパーシャフト４５の外周面には、スクレーパーアーム５３が嵌合して設けられており、スクレーパーアーム５３は、スクレーパーシャフト４５の軸心周りの回転角（回転量）を調節可能になっている。また、スクレーパーアーム５３には、金属粉末を均しながら掻き寄せるスクレーパーブレード５５が設けられており、このスクレーパーブレード５５は、スクレーパーアーム５３の長手方向へ延びている。
【００２６】
下部フレーム７の支持部７ａには、チャンバー５７が材料タンク９の上側、造形タンク２３の上側、及びスクレーパーユニット３９を覆うように設けられており、このチャンバー５７は、内部に窒素ガス等の不活性ガスを導入可能であって、チャンバー５７の上面には、接続穴５９が貫通して形成されている。
【００２７】
上部フレーム５における造形タンク２３の上方には、レーザ光Ｌを２次元走査しつつ粉末層Ｔに対して上方向から鉛直に照射するレーザ光照射ユニット６１が設けられており、レーザ光照射ユニット６１の具体的な構成は、次のようになる。
【００２８】
即ち、図１及び図２に示すように、上部フレーム５の支持部５ａ（上部フレーム５における造形タンク２３の上方）には、かご状のケース支持部材６３が複数のガイドバー６５を介して上下方向へ移動可能に設けられており、ケース支持部材６３には、ユニットケース６７が一体的に設けられており、換言すれば、上部フレーム５における造形テーブル２５の上方には、ユニットケース６７がケース支持部材６３及び複数のガイドバー６５を介して上下方向へ移動可能に設けられている。また、上部フレーム５の支持部５ａには、操作ハンドル６９を一体的に有したねじ部材７１が回転可能に設けられており、ケース支持部材６３の屋根部６３ａには、このねじ部材７１に螺合したナット部材７３が設けられている。そして、上部フレーム５の支持部５ａには、ロックハンドル（ロック機構の一例）７５が設けられており、このロックハンドル７５は、ねじ部材７１を回転不能に固定して、ユニットケース６７を上部フレーム５に対して上下方向へ移動不能に固定するものである。なお、ねじ部材７１及びナット部材７３は、ユニットケース６７を上下方向へ移動させるケース移動機構として捉えることができる。
【００２９】
ユニットケース６７の下面には、下方向へ突出した突出部７７が形成されており、ユニットケース６７の突出部７７の外周面は、ガイドスリーブ７９及びシール部材８１を介してチャンバー５７の接続穴５９の内周面に気密的に上下方向へ移動可能（摺動可能）に接続されている。なお、ガイドスリーブ７９は、ケース支持部材６３の下面に固定されている。
【００３０】
ユニットケース６７には、光ファイバコネクタ８３が設けられており、この光ファイバコネクタ８３は、レーザ光Ｌを発振するレーザ発振器（図示省略）に光学的に接続されている。また、ユニットケース６７内おける光ファイバコネクタ８３の左側近傍には、コリメートレンズ８５が光軸方向へ移動可能に設けられており、このコリメートレンズ８５は、光ファイバコネクタ８３を介してレーザ発振器に光学的に接続されてあって、光ファイバコネクタ８３にから出射されたレーザ光Ｌ（換言すれば、レーザ発振器から発振されたレーザ光Ｌ）を平行光に変換するものである。更に、ユニットケース６７内における光ファイバコネクタ８３の下側近傍には、コリメートレンズ８５を光軸方向へ移動させるコリメートレンズ移動機構８７が設けられており、このコリメートレンズ移動機構８７は、サーボモータ、ボールねじ部材等からなるものである。
【００３１】
ユニットケース６７内におけるコリメートレンズ８５の出射側には、ガルバノ光学スキャナ８９が設けられており、このガルバノ光学スキャナ８９は、コリメートレンズ８５から出射されたレーザ光Ｌを２次元走査するものである。また、ガルバノ光学スキャナ８９は、第１ガルバノモータ９１の駆動により鉛直軸心周りに回転可能な第１ガルバノミラー９３と、第２ガルバノモータ９５の駆動により水平軸心周りに回転可能な第２ガルバノミラー９７とを備えている。そして、ユニットケース６７内におけるガルバノ光学スキャナ８９の出射側、換言すれば、ユニットケース６７の突出部７７の内側には、Ｆθレンズ９９が設けられており、このＦθレンズ９９は、ガルバノ光学スキャナ８９によって２次元走査されたレーザ光Ｌを集光して粉末層Ｔに対して上方向から鉛直に照射するものである。
【００３２】
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
【００３３】
［３次元造形物の製造に関する作用］
材料テーブル用サーボモータ１７の駆動により材料テーブル１１を上方向へ移動させて、材料タンク９から金属粉末を溢れさせると共に、造形テーブル用サーボモータ３１の駆動により造形テーブル２５を上方向又は下方向へ移動させて、造形タンク２３の上面よりも低い高さ位置又は造形タンク２３の上面と略同じ高さ位置に位置させる。続いて、スクレーパーシャフト用サーボモータ４７の駆動によりスクレーパーシャフト４５を材料タンク９の上方側から造形タンク２３の上方側へ移動させることにより、スクレーパーブレード５５によって金属粉末を均しながら造形タンク２３側に掻き寄せて（図５参照）、造形テーブル２５上に粉末層Ｔを形成する。なお、粉末層Ｔを形成した後に、スクレーパーシャフト用サーボモータ４７の駆動によりスクレーパーシャフト４５を材料タンク９の上方側へ復帰移動させておく。そして、チャンバー５７内を不活性ガス雰囲気に保ちつつ、レーザ光照射ユニット６１によってレーザ光Ｌを２次元走査しつつ粉末層Ｔに対して上方向から鉛直に照射することにより、任意形状の焼結体Ｔｓを形成して、１回目の焼結動作が終了する。
【００３４】
１回目の焼結動作の終了後に、材料テーブル用サーボモータ１７の駆動により材料テーブル１１を上方向へ移動させて、材料タンク９から金属粉末を溢れさせると共に、前回の焼結動作によって形成された焼結体Ｔｓの高さ分だけ、造形テーブル用サーボモータ３１の駆動により造形テーブル２５を下方向へ移動させる。続いて、スクレーパーシャフト用サーボモータ４７の駆動によりスクレーパーシャフト４５を材料タンク９の上方側から造形タンク２３の上方側へ移動させることにより、スクレーパーブレード５５によって金属粉末を均しながら造形タンク２３側に掻き寄せて（図５参照）、前回の焼結動作によって形成された焼結体Ｔｓを含む粉末層Ｔ上（換言すれば、前回の焼結動作によって形成された焼結体Ｔｓを含む粉末層Ｔを介して造形テーブル２５上）に新たな粉末層Ｔを形成する。なお、新たな粉末層Ｔを形成した後に、スクレーパーシャフト用サーボモータ４７の駆動によりスクレーパーシャフト４５を材料タンク９の上方側へ復帰移動させておく。そして、チャンバー５７内を不活性ガス雰囲気に保ちつつ、レーザ光照射ユニット６１によってレーザ光Ｌを２次元走査しつつ新たな粉末層Ｔに対して上方向から鉛直に照射することにより、前回の焼結動作によって形成された焼結体Ｔｓに重なった任意形状の新たな焼結体Ｔｓを形成して、２回目以降の焼結動作が終了する。更に、２回目以降の焼結動作を繰り返して行うことにより、複数の焼結体Ｔｓを重ね合わせてなる任意形状の３次元造形物を製造することができる。
【００３５】
［レーザ光のパワー密度の変更に関する作用］
コリメートレンズ移動機構８７によってコリメートレンズ８５を光軸方向へ移動させることにより、Ｆθレンズ９９から照射されるレーザ光Ｌのパワー密度を変更することができる。また、コリメートレンズ８５の移動に伴い、レーザ光Ｌの焦点位置が変動するため、操作ハンドル６９の回転操作によってユニットケース６７を上下方向へ移動（平行移動）させることにより、Ｆθレンズ９９を上下方向へ一体的に移動（平行移動）させて、レーザ光Ｌの焦点位置を粉末層Ｔの表面に合わせるように調節する。なお、レーザ光Ｌの焦点位置の調節した後に、ユニットケース６７を上下方向へ移動させた後に、ロックハンドル７５によってユニットケース６７を上部フレーム５に対して上下方向へ移動不能に固定しておく。
【００３６】
ここで、上部フレーム５における造形タンク２３の上方にユニットケース６７が上下方向へ移動可能に設けられ、ユニットケース６７内にコリメートレンズ８５、コリメートレンズ移動機構８７、ガルバノ光学スキャナ８９、及びＦθレンズ９９が設けられているため、操作ハンドル６９の回転操作によってユニットケース６７を上下方向へ移動させるだけで、Ｆθレンズ９９を他の光学部品等と干渉することなく、容易に上下方向へ移動させることができる。
【００３７】
［本発明の実施形態の効果］
従って、本発明の実施形態によれば、操作ハンドル６９の回転操作によってユニットケース６７を上下方向へ移動させるだけで、Ｆθレンズ９９を他の光学部品等と干渉することなく、容易に上下方向へ移動させることができるため、レーザ光Ｌのパワー密度を変更する作業を短時間で効率良く行うことができる。
【００３８】
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、その他、種々の態様で実施可能である。また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
【符号の説明】
【００３９】
Ｌ        レーザ光
Ｔ        粉末層
Ｔｓ      焼結体
１        ３次元造形物製造装置
３        装置本体
５        上部フレーム
７        下部フレーム
９        材料タンク
１１      材料テーブル
１７      材料テーブル用サーボモータ
２３      造形タンク
２５      造形テーブル
３１      造形テーブル用サーボモータ
３９      スクレーパーユニット
４５      スクレーパーシャフト
４７      スクレーパーシャフト用サーボモータ
５３      スクレーパーアーム
５５      スクレーパーブレード
５７      チャンバー
５９      接続穴
６１      レーザ光照射ユニット
６３      ケース支持部材
６５      ガイドバー
６７      ユニットケース
６９      操作ハンドル
７１      ねじ部材
７３      ナット部材
７５      ロックハンドル
７７      突出部
７９      ガイドスリーブ
８１      シール部材
８３      光ファイバコネクタ
８５      コリメートレンズ
８７      コリメートレンズ移動機構
８９      ガルバノ光学スキャナ
９１      第１ガルバノモータ
９３      第１ガルバノミラー
９５      第２ガルバノモータ
９７      第２ガルバノミラー
９９      Ｆθレンズ
【図１】
2011127192.tif 000003
【図２】
2011127192.tif 000004
【図３】
2011127192.tif 000005
【図４】
2011127192.tif 000006
【図５】
2011127192.tif 000007