(57)【要約】【課題】金属材料などからなる粉末層に対して電子ビームを照射して三次元積層物を製造する装置において、放射温度計により、粉末層において溶融凝固している粒子の表面温度を検出できるが、粉末層において粒子が溶融凝固して形成される構造の形成状態、例えば巣の有無などを判定することはできなかった。【解決手段】３次元造形物を製造する製造装置であって、粉末材料を使用して３次元造形物の断面部分の構造を形成する断面形成部と、断面形成部によって形成された構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定部と、測定部による測定結果に応じて、構造の形成状態を判定する判定部とを備える。断面形成部は、粉末材料を含む粉末層にビームを照射して構造を形成する。【選択図】図１
2019196531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元造形物を製造する製造装置であって、
粉末材料を使用して前記３次元造形物の断面部分の構造を形成する断面形成部と、
前記断面形成部によって形成された前記構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定部と、
前記測定部による測定結果に応じて、前記構造の形成状態を判定する判定部と
を備える製造装置。
【請求項２】
前記断面形成部は、前記粉末材料を含む粉末層にビームを照射して前記構造を形成する、
請求項１に記載の製造装置。
【請求項３】
前記測定部は、前記断面形成部によって前記構造の一部に前記ビームが照射されている間に、前記構造の他の部分の前記測定値を測定する、
請求項２に記載の製造装置。
【請求項４】
前記測定部は、
コイルと、
前記コイルを前記構造の表面に対向する位置に移動させるアクチュエータと、
前記表面に対向する前記コイルが、前記渦電流によって生じる磁束によって誘起電圧を生じている状態において、前記コイルのインピーダンスの変化を検出する検出回路と
を有する、
請求項１から３の何れか一項に記載の製造装置。
【請求項５】
前記測定部は、
前記コイルに交流電流を流して前記構造に前記渦電流を発生させる交流電源を有し、
前記アクチュエータは、前記コイルを前記表面に対向している状態で移動させ、
前記検出回路は、前記表面に対向して前記誘起電圧が発生している状態で移動する前記コイルのインピーダンスの変化を検出する、
請求項４に記載の製造装置。
【請求項６】
前記測定部は、
前記アクチュエータによって移動されて前記表面の異なる領域に対向する複数の前記コイルを含むコイルアレイを有し、
前記検出回路は、前記表面の異なる領域に対向する前記複数のコイルが前記誘起電圧を生じている状態において、前記複数のコイルのそれぞれのインピーダンスの変化を検出する、
請求項４に記載の製造装置。
【請求項７】
前記測定部は、
前記複数のコイルのうち、前記構造の異なる領域で同じ時間帯に生じた前記渦電流によって生成する磁束が前記異なる領域の間で相互に干渉しない２つ以上のコイルに対し、少なくとも一部の時間帯が重なるように交流電流を流して前記渦電流を発生させる交流電源を有する、
請求項６に記載の製造装置。
【請求項８】
前記断面形成部は、前記粉末材料が仮焼結された状態である前記構造を形成する、
請求項１から７の何れか一項に記載の製造装置。
【請求項９】
前記判定部は、前記構造に流れる前記渦電流に応じた前記測定値と、形成状態が良好な構造に流れる渦電流に応じた参照値とを比較した結果に基づいて、前記構造の形成状態を判定する、
請求項１から８の何れか一項に記載の製造装置。
【請求項１０】
前記形成状態が良好な構造は、前記構造と同一の形状データに基づいて形成された構造である、
請求項９に記載の製造装置。
【請求項１１】
前記判定部は、前記断面形成部によって形成された複数の前記構造について前記測定部が測定した複数の前記測定値を相互に比較した結果に基づいて、少なくとも１つの前記構造の形成状態を判定する、
請求項１から８の何れか一項に記載の製造装置。
【請求項１２】
３次元造形物の断面部分の構造を検査する検査方法であって、
粉末材料を使用して前記構造を形成する断面形成段階と、
前記断面形成段階において形成された前記構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定段階と、
前記測定段階における測定結果に応じて、前記構造の形成状態を判定する判定段階と
を備える検査方法。
【請求項１３】
コンピュータに請求項１２に記載の検査方法を実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
３次元造形物を製造する製造方法であって、
粉末材料を使用して前記３次元造形物の断面部分の構造を形成する断面形成段階と、
前記断面形成段階において形成された前記構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定段階と、
前記測定段階における測定結果に応じて、前記構造の形成状態を判定する判定段階と、
前記判定段階において前記形成状態が良好ではないと決定した場合に、前記構造を補修する段階と
を備える製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製造装置、検査方法、製造方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
金属材料などからなる粉末層に対して電子ビームを照射して溶融凝固させる三次元積層造形装置において、電子ビームの照射中に放射温度計によって粉末層の表面温度を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  米国特許第７４５４２６２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記の技術では、粉末層において溶融凝固している粒子の表面温度を検出できるが、粉末層において粒子が溶融凝固して形成される構造の形成状態、例えば巣の有無などを判定することはできなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様においては、３次元造形物を製造する製造装置であって、粉末材料を使用して３次元造形物の断面部分の構造を形成する断面形成部と、断面形成部によって形成された構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定部と、測定部による測定結果に応じて、構造の形成状態を判定する判定部とを備える製造装置が提供される。
【０００５】
本発明の一態様においては、３次元造形物の断面部分の構造を検査する検査方法であって、粉末材料を使用して構造を形成する断面形成段階と、断面形成段階において形成された構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定段階と、測定段階における測定結果に応じて、構造の形成状態を判定する判定段階とを備える検査方法が提供される。
【０００６】
本発明の一態様においては、３次元造形物を製造する製造方法であって、粉末材料を使用して３次元造形物の断面部分の構造を形成する断面形成段階と、断面形成段階において形成された構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する測定段階と、測定段階における測定結果に応じて、構造の形成状態を判定する判定段階と、判定段階において形成状態が良好ではないと決定した場合に、構造を補修する段階とを備える製造方法が提供される。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態による製造装置１００の模式図である。
【図２】第１実施形態による測定部６０の模式図である。
【図３】第１実施形態による３次元造形物３６の断面構造の形成状態を、断面構造の表面における代表点で判定するための例示的なグラフである。
【図４】第１実施形態による３次元造形物３６の製造方法のフロー図である。
【図５】第２実施形態による３次元造形物３６の断面構造の形成状態を、断面構造の表面をコイル探査することによって判定するための例示的なグラフである。
【図６】第３実施形態による測定部６１の模式図である。
【図７】第３実施形態による３次元造形物３６の断面構造の形成状態を、断面構造の表面における複数点で判定するための例示的なグラフである。
【図８】第４実施形態による製造装置１０１の模式図である。
【図９】第４実施形態による第２測定部７０の模式図である。
【図１０】第４実施形態による、粉末層の表面における特定の位置に電子ビームＥＢを照射する照射時間と、異なる方向に配置された複数の電子検出器による検出信号の強度差との関係の例を示すグラフである。
【図１１】本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ１２００の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。なお、図面において、同一または類似の部分には同一の参照番号を付して、重複する説明を省く場合がある。
【００１０】
図１は、第１実施形態による製造装置１００の概略図である。図１では、紙面に向かって右方向が＋Ｘ方向となるＸ軸と、紙面に向かって上方向が＋Ｚ方向となるＺ軸と、紙面に向かって奥行き方向が＋Ｙ方向となるＹ軸とが、互いに直交するように示されている。以降では、これらの３軸を用いて説明する場合がある。
【００１１】
製造装置１００は、粉末３１を堆積して粉末層を形成し、粉末層に対してプリヒーティングを施した状態で電子ビームＥＢを照射することによって粉末３１を溶融し、粉末層の形成および粉末３１の溶融を繰り返すことにより３次元造形物３６を製造する。製造装置１００は更に、３次元造形物３６の形成状態を、粉末３１が仮焼結状態および焼結状態の少なくとも一方の状態において交流磁場を印加することによって検査する。
【００１２】
ここで言う焼結状態とは、粉末３１が溶融により互いに完全に結合して凝固した状態を指し、仮焼結状態とは、焼結状態と比較して、粉末３１が溶融により互いに不完全に結合した状態を指す。隣接する粉末３１同士は、仮焼結されることによって互いに電気的に接続される。そのため、仮焼結状態の粉末３１の電気抵抗は、仮焼結する前の状態に比べて顕著に低下する。なお、電子ビームＥＢの強度は、粉末３１を仮焼結状態にする場合に比べて、粉末３１を焼結状態にする場合の方が強く、換言すると、仮焼結状態の粉末３１をより高温で加熱すると、焼結状態の粉末３１となる。製造装置１００は、粉末３１を仮焼結状態にすることで、高強度の電子ビームＥＢを照射された粉末３１がチャージアップにより飛散してしまうことを抑止し、製造された３次元造形物３６の全体の応力を低下させる。
【００１３】
粉末３１は、例えば、チタン系、クロム系、ニッケル系の合金や、ＳＵＳなどの金属材料からなる、導体且つ非磁性体の粉末材料である。粉末３１は、磁性体であってもよいが、仮焼結状態の粉末３１によって構成される３次元造形物３６に交流磁場を印加することで３次元造形物３６の形成状態を検査するので、磁界の影響を受けない非磁性体である方が好ましい。
【００１４】
製造装置１００は、カラム部２００と、造形部３００と、測定部６０と、制御部４００と、格納部５００とを備える。カラム部２００および造形部３００は、粉末材料を使用し、粉末材料を含む粉末層にビームを照射して焼結または仮焼結することにより、３次元造形物３６の断面部分の構造を形成する断面形成部の一例である。なお、以降の説明において、３次元造形物３６の断面部分の構造を単に断面構造と呼ぶ場合がある。
【００１５】
カラム部２００は、造形部３００の内部に向けて電子ビームＥＢを出力する。カラム部２００は、電子源１２と、電子レンズ１３と、偏向器１４とを有する。
【００１６】
電子源１２は、熱または電界の作用によって電子を発生させる。電子源１２は、発生させた電子を、予め定められた加速電圧、例えば−６０ＫＶで、図１中の−Ｚ方向に加速させ、電子ビームＥＢとして出力する。
【００１７】
電子レンズ１３は、電子源１２から出力された電子ビームＥＢを、造形部３００の内部に堆積された粉末層の表面で収束させる。電子レンズ１３は、例えば磁界レンズであって、レンズ軸周りに配されたコイルと、コイルを取り囲んでレンズ軸に関して軸対称な間隙を有するヨークとを含む。
【００１８】
偏向器１４は、電子源１２から出力されて電子レンズ１３を通過した電子ビームＥＢを偏向して、粉末層の表面のＸ軸方向およびＹ軸方向における照射位置を調整する。偏向器１４は、例えば、上記した電子レンズ１３のレンズ軸を挟んで、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に対向する２組の偏向コイルを含む。
【００１９】
造形部３００は、３次元造形物３６を造形する。造形部３００は、カラム部２００に隣接して設けられ、造形部３００の内部空間はカラム部２００の内部空間と連通する。造形部３００は、粉末供給部３４と、ステージ５２と、側壁部５３と、駆動棒５５と、駆動部５４と、排気ユニット５６と、ヒータ５７とを有する。
【００２０】
粉末供給部３４は、ステージ５２上の、ステージ５２および側壁部５３によって囲まれる空間内に、粉末３１を供給して堆積させ、堆積させた粉末３１の表面を擦切ることで、表面が平坦化された粉末層を形成する。形成された粉末層は、ステージ５２および側壁部５３によって形状を保持される。なお、粉末供給部３４によって形成される粉末層のうち、電子ビームＥＢを照射された箇所は溶融して３次元造形物３６の断面部分の構造を成し、その他の部分は３次元造形物３６の周囲において粉末３１のまま堆積される。なお、電子ビームＥＢを照射されて溶融した粉末層は、既に積層されている３次元造形物３６が−Ｚ軸方向に隣接して存在する場合、既に積層されている３次元造形物３６の上端面と結合して、３次元造形物３６をＺ軸方向に増大させる。
【００２１】
ステージ５２は、ＸＹ平面方向に広がる面を有する。ステージ５２は、＋Ｚ方向の表面において、粉末供給部３４により供給された粉末３１をその上に積載して、粉末３１が堆積した状態である粉末層を保持する。側壁部５３は、ステージ５２の周囲に配され、ステージ５２上の粉末層の側面を保持する。
【００２２】
駆動棒５５は、ステージ５２の−Ｚ方向の背面に連結され、ステージ５２を支持する。駆動部５４は、駆動棒５５を支持し、駆動棒５５がＺ軸方向に上下するように駆動棒５５を駆動する。駆動部５４は、駆動棒５５を駆動することによって、ステージ５２がＺ軸方向に上下するようにステージ５２を駆動する。駆動部５４は、粉末供給部３４によってステージ５２上に形成された粉末層に電子ビームＥＢが照射されて断面構造が形成されると、Ｚ軸方向における断面構造の厚みの分、ステージ５２を−Ｚ方向に降下させる。
【００２３】
排気ユニット５６は、電子ビームＥＢが通過する製造装置１００の内部空間を排気して、当該内部空間が予め定められた真空度となるよう調整する。これにより、排気ユニット５６は、電子ビームＥＢが大気中の気体粒子と衝突することによりエネルギーを損失することを抑止する。
【００２４】
ヒータ５７は、側壁部５３の外周に配され、側壁部５３を介して、ステージ５２上に形成された粉末層を加熱する。なお、ヒータ５７による粉末層の加熱は、いわゆるプリヒーティングであって、ヒータ５７の加熱温度は電子ビームＥＢによる加熱温度よりも低くてもよい。
【００２５】
測定部６０は、カラム部２００および造形部３００によって形成された導電性の断面構造に渦電流を誘導し、断面構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定する。
【００２６】
制御部４００は、製造装置１００の各構成を制御する。制御部４００は、カラム部２００の電子源１２、電子レンズ１３および偏向器１４を制御することにより、電子ビームＥＢの照射時間、照射速度および照射位置を制御する。制御部４００は更に、造形部３００の粉末供給部３４、駆動部５４およびヒータ５７を制御することにより、ステージ５２上での３次元造形物３６の造形を制御する。制御部４００は更に、測定部６０を制御することにより、断面構造の形成状態を間接的に示す測定値の測定を制御する。制御部４００は、格納部５００を参照することにより、これらの構成をシーケンス制御する。
【００２７】
制御部４００は更に、測定部６０による測定結果に応じて、断面構造の形成状態を判定する。なお、制御部４００は、判定部の一例として機能する。
【００２８】
格納部５００は、断面構造の形成状態を判定するための参照データ、断面構造の形成状態の判定結果、製造装置１００における各構成を制御するためのシーケンスやプログラムなどを格納する。格納部５００は、制御部４００により参照される。
【００２９】
図２は、第１実施形態による測定部６０の模式図である。測定部６０は、コイル６３と、コイル筐体６２と、アーム６４と、コイル駆動部６５と、交流電源部６７と、検出回路部６６とを有する。
【００３０】
コイル６３は、例えば、針金などを螺旋状に一巻して形成され、磁心が無い空芯コイルである。コイル筐体６２は、円筒形を有し、内部にコイル６３を収容する。コイル筐体６２は、コイル６３から生じる交流磁場を通し易い材質からなる。アーム６４は、コイル筐体６２を支持した状態でＸ軸方向に進退可能に、測定部６０の本体部分に取り付けられる。
【００３１】
コイル駆動部６５は、コイル筐体６２およびアーム６４を介して、コイル６３を断面構造の表面に対向する予め定められた位置に移動させる。コイル駆動部６５は、アーム６４をＸ軸方向に進退させ、且つ、Ｙ軸方向に移動させることにより、コイル６３をＸＹ平面内の特定の位置に移動させる。コイル駆動部６５は、コイル６３から生じる交流磁場と、断面構造に流れる渦電流による誘導磁場とが互いに結合できるよう、コイル６３をＸＹ平面内で移動させて断面構造の表面に近接させる。なお、コイル駆動部６５は、アクチュエータの一例である。
【００３２】
交流電源部６７は、コイル筐体６２およびアーム６４を介してコイル６３に電気的に接続され、コイル６３に交流電流を流す。交流電源部６７は、コイル６３が断面構造の表面に対向している状態において、コイル６３に交流電流を流し、コイル６３に交流磁場を生じさせ、コイル６３に対向している断面構造に渦電流を発生させる。
【００３３】
検出回路部６６は、コイル筐体６２およびアーム６４を介してコイル６３に電気的に接続され、コイル６３のインピーダンスの変化を検出する。検出回路部６６は、交流電源部６７と並列に、コイル６３に接続される。
【００３４】
検出回路部６６は、コイル６３が、渦電流が発生している状態の断面構造の表面に対向することにより、当該渦電流によって生じる磁束によって誘起電圧が発生している状態において、コイル６３のインピーダンスの変化を検出する。コイル６３のインピーダンスの変化の大きさは、断面構造が良好に形成されているか否か、すなわち、電子ビームＥＢの照射によって粉末３１が仮焼結状態または焼結状態となり、電気抵抗が顕著に小さくなっているか否かに応じて、顕著に異なる。断面構造が良好に形成されている場合、コイル６３の交流磁場によって発生する渦電流の電流値は、断面構造が良好に形成されていない場合に比べて顕著に大きいものとなり、渦電流の電流値の大きさに概ね比例するコイル６３のインピーダンスの変化が顕著に大きいものとなる。
【００３５】
検出回路部６６は、例えば、コイル６３のインピーダンスの変化を検出するのに適しているブリッジ回路、増幅回路などを含んでもよい。この場合、事前の処理として、形成状態が良好な断面構造の表面に渦電流を生じさせ、ブリッジ回路の可変抵抗器のインピーダンスを変化させ、ブリッジ回路の平衡を取り、ブリッジ回路から増幅回路に電流が流れない状態にしておく。このような処理を事前に済ませてあるブリッジ回路を用いて、形成状態が良好ではない断面構造に対して渦電流を発生させ、コイル６３のインピーダンスの変化を検出すると、ブリッジの平衡が崩れ、増幅回路に電流が流れるようになる。このように、検出回路部６６は、形成状態が良好ではない断面構造を、形成状態が良好である断面構造と区別して検出できる。
【００３６】
以上の通り、本実施形態における測定部６０は、３次元造形物３６の断面部分の構造に渦電流を誘導し、渦電流に応じた測定値として、コイル６３のインピーダンスを測定する。本実施形態における測定部６０では、図２に示す通り、設備の容易さなどの理由から、励磁と検出を同じ１つのコイルで行う自己誘導方式を採用している。これに代えて、測定部６０は、励磁と検出を違うコイルで行う相互誘導方式を用いてもよい。
【００３７】
図３は、第１実施形態による３次元造形物３６の断面構造の形成状態を、断面構造の表面における代表点で判定するための例示的なグラフである。グラフの横軸を時間［ｔ］とし、縦軸をインピーダンス［Ω］とする。
【００３８】
当該グラフ上には、断面構造に流れる渦電流に応じた、測定値としてのコイル６３のインピーダンス変化Ｚおよびその振幅Ｚａｍｐと、形成状態が良好な構造に流れる渦電流に応じた、参照値としてのインピーダンス変化Ｒｅｆ．Ｚおよびその振幅Ｒｅｆ．Ｚａｍｐとが示されている。ここで言う形成状態が良好な構造とは、例えば、断面構造と同一の形状データに基づいて形成された構造である。
【００３９】
制御部４００は、測定値としてのＺの振幅Ｚａｍｐと、参照値としてのＲｅｆ．Ｚの振幅Ｒｅｆ．Ｚａｍｐとを比較した結果に基づいて、断面構造の形成状態を判定する。一例として、制御部４００は、Ｒｅｆ．ＺａｍｐとＺａｍｐとの差分ΔＺを算出し、差分ΔＺが予め定められた閾値よりも大きいか否かを判断する。制御部４００は、差分ΔＺが当該閾値よりも大きいと決定すると、断面構造の形成状態が良好ではないと決定する。制御部４００は更に、断面構造の表面の予め定められた代表点における形成状態の判定結果を、当該断面構造の表面の全体における形成状態の判定結果と見做す。これにより、製造装置１００は、３次元造形物３６の断面構造の形成状態を検査して適宜に補修できるだけでなく、断面構造を全面的に検査する場合に比べて３次元造形物３６の製造時間を短縮することができる。
【００４０】
図４は、第１実施形態による３次元造形物３６の製造方法のフロー図である。当該製造方法には、３次元造形物３６の断面構造を検査する検査方法が含まれる。図４のフローの説明は、例えば製造装置１００に対して３次元造形物３６の製造を開始するための入力をユーザが行うことにより開始する。
【００４１】
先ず、制御部４００がカラム部２００および造形部３００を制御することにより、粉末材料を使用して３次元造形物３６の断面部分の構造を形成すべく、以下のステップＳ１０１からＳ１０３を実行する。ステップＳ１０１において、粉末供給部３４が、粉末３１をステージ５２上に供給し、擦り切りにより平坦化することで、ステージ５２上に粉末層を形成する。ステップＳ１０２において、ヒータ５７が、粉末層をプリヒーティングする。
【００４２】
ステップＳ１０３において、カラム部２００が、電子源１２から出力した電子ビームＥＢを粉末層の表面に照射する。粉末供給部３４によって形成される粉末層のうち、電子ビームＥＢを照射された箇所は溶融して断面構造を成し、その他の部分は断面構造の周囲において粉末３１のまま残る。
【００４３】
次に、制御部４００が測定部６０を制御することにより、断面構造に流れる渦電流に応じた測定値を測定すべく、以下のステップＳ１０５からＳ１０９を実行する。ステップＳ１０５において、コイル駆動部６５が、アーム６４を駆動して、コイル６３をＸＹ平面内の特定の位置、例えば断面構造の表面の代表点に対向する位置に移動させる。
【００４４】
ステップＳ１０７において、交流電源部６７が、特定の位置にあるコイル６３に対して交流電流を供給する。これにより、測定部６０は、コイル６３から交流磁場を生じさせ、コイル６３に対向する断面構造の表面の代表点に渦電流を誘導させる。
【００４５】
ステップＳ１０９において、測定部６０が、渦電流によって生じる誘導磁場により誘起電圧が発生している状態のコイル６３のインピーダンスを測定する。より具体的には、測定部６０の検出回路部６６が、当該コイル６３のインピーダンスの変化を検出する。
【００４６】
次に、制御部４００が、測定部６０による測定結果に応じて断面構造の形成状態を判定し、形成状態が良好ではない場合には断面構造を補修すべく、以下のステップＳ１１１からＳ１１５を実行する。ステップＳ１１１において、制御部４００は、測定部６０の検出回路部６６から入力される、コイル６３のインピーダンスの変化を示すデータに基づき、断面構造の形成状態を判定する。制御部４００は、検出回路部６６から入力されるデータと、形成状態が良好な構造に流れる渦電流に応じた参照データとを比較した結果に基づいて、断面構造の形成状態を判定する。
【００４７】
ステップＳ１１３において、制御部４００が、断面構造の形成状態が良好であると決定した場合には（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、当該フローは終了する。ステップＳ１１３において、制御部４００が、断面構造の形成状態が良好ではないと決定した場合には（Ｓ１１３：ＮＯ）、ステップＳ１１５に進み、制御部４００が断面構造の補修処理を実行して、当該フローは終了する。
【００４８】
ステップＳ１１５における補修処理の一例として、制御部４００がカラム部２００を制御することにより、形成状態が良好ではないと決定した断面構造の表面全体に対して、出力強度を高めた電子ビームＥＢを再照射することで、断面構造の全体を確実に仮焼結状態または焼結状態にする。
【００４９】
図４に示すフローは、仮焼結状態または焼結状態の３次元造形物３６の全体が造形されるまで繰り返される。造形された３次元造形物３６が仮焼結状態の場合、制御部４００は、例えば、カラム部２００を制御することにより、仮焼結するための電子ビームＥＢより出力強度が高い電子ビームＥＢを３次元造形物３６に照射することで、仮焼結状態の３次元造形物３６を焼結状態にする。
【００５０】
なお、図４に示すフローでは、製造装置１００は、粉末層を一層形成し、電子ビームＥＢを照射して、断面構造を形成する度に、断面構造の表面における一部の代表点に関してコイル６３のインピーダンスを測定し、断面構造の形成状態を判定するものとして説明した。更に、製造装置１００は、当該判定により断面構造の形成状態が良好ではないと決定した場合には、次の粉末層を形成する前に補修処理を実行するものとして説明した。このように、製造装置１００は、断面構造を１層形成する度にその形成状態を検査してもよく、これに代えて、断面構造を複数層ごとに、例えば、まとめて補修処理を実行可能な２、３層ごとに断面構造を検査し、良好ではないと決定した場合には複数層をまとめて補修してもよい。この場合、製造装置１００は、２、３層分の断面構造まで電子ビームＥＢが浸透するように、電子ビームＥＢの強度を高めてもよい。
【００５１】
以上、本実施形態の製造装置１００によれば、粉末層を溶融凝固させて断面構造を形成するごとに断面構造の形成状態を検査して３次元造形物３６を製造する。製造装置１００は、断面構造の検査において、例えば巣が形成されているなどの異常が検出されると適宜に補修処理を行うので、製造される３次元造形物３６の信頼性を高めることができる。これは、エンジン部品やロケット部品などのハイエンドな構造物を積層造形する場合に特に有用である。
【００５２】
また、製造装置１００によれば、３次元造形物３６が完成した後にＸ線やＣＴスキャンによって各層の形成状態の検査を行う場合と比較すると、異常が発見された場合に最初から造形処理をやり直す必要がないので、歩留り、製造時間及び費用を削減することができる。また、製造装置１００によれば、Ｘ線やＣＴスキャンを行うための高額な設備を不要とすることもできる。
【００５３】
また、製造装置１００によれば、断面構造に渦電流を生じさせてコイル６３のインピーダンスを測定し、測定結果に応じて断面構造の形成状態を判定する。そのため、製造装置１００によれば、断面構造を構成する粉末３１が溶融して仮焼結状態または焼結状態となっているか否かが判断できるだけでなく、測定したインピーダンス変化の振幅の大きさから、溶融凝固した粉末３１間の電気抵抗の大きさを検出でき、換言すると、粉末３１の溶融の度合いを判断できる。これは、製造装置１００によれば粉末３１の仮焼結状態または焼結状態を感度良く検出できるとも言える。また、製造装置１００によれば、コイル６３で生じた交流磁場が行き届く範囲において、最上層の断面構造の形成状態だけでなく、積層された複数の断面構造の積層方向の形成状態も検出できる。
【００５４】
なお、図３を用いて説明した代表点は、製造装置１００のユーザまたは制御部４００が、断面構造の表面における放熱の状態と、断面構造の形状パターンの精度とに基づいて決めてもよい。断面構造の形状がより単純で大きな面積を占める領域の方が、より複雑で小さな面積を占める領域に比べて、隣接する領域との接触面積が大きく、周囲に熱が逃げやすく、仮焼結状態または焼結状態にすることが難しい。形状パターンの精度とは、形状の微細さを含む。製造装置１００のユーザまたは制御部４００は、これらの事情を総合的に鑑みて代表点を決めてもよい。
【００５５】
なお、本実施形態において、測定部６０は、粉末層を一層形成して電子ビームＥＢを照射することにより断面構造を形成するごとに、断面構造の表面における代表点に関してコイル６３のインピーダンスを測定するものとして説明した。これに代えて、測定部６０は、粉末層を一層形成して電子ビームＥＢを照射することにより断面構造を形成するごとに、断面構造の表面における複数の代表点または面全体に関してコイル６３のインピーダンスを測定してもよく、この場合、断面構造の一箇所に電子ビームＥＢが照射されている間に、断面構造の他の箇所に渦電流を生じさせてコイル６３のインピーダンスを測定してもよい。
【００５６】
なお、本実施形態において、制御部４００は、測定部６０により測定された測定値を、形成状態が良好な断面構造から取得した参照データと比較するものとして説明した。制御部４００は、製造装置１００の造形部３００内で、または、並列に動作する複数の製造装置１００の複数の造形部３００内で、同じ形状の３次元造形物３６を複数まとめて形成する場合には、これに代えて、まとめて形成された複数の断面構造について測定部６０が測定した複数の測定値を相互に比較した結果に基づいて、少なくとも１つの断面構造の形成状態を判定してもよい。
【００５７】
なお、本実施形態において、測定部６０は、交流電源部６７からコイル６３に交流電流を印加することで交流磁場を生じさせて渦電流を誘導するものとして説明したが、これに代えて、磁石を断面構造の表面に接近させて離すことを繰り返すことで磁界変化を引き起こし、断面構造に渦電流を生じさせてもよい。
【００５８】
図５は、第２実施形態による３次元造形物３６の断面構造の形成状態を、断面構造の表面をコイル探査することによって判定するための例示的なグラフである。本実施形態の説明においては、第１実施形態と同じ構成については同じ参照番号を使用し、重複する説明を省略する。以降の他の実施形態においても、同様とする。
【００５９】
本実施形態による製造装置１００では、第１実施形態と異なる点として、コイル６３のインピーダンスの測定を、断面構造の表面の代表点に関してのみ行うのではなく、断面構造の表面をコイル６３で探査することにより、断面構造の表面全体に亘って行う。
【００６０】
より具体的には、測定部６０のコイル駆動部６５が、交流電源部６７により交流電流を印加されている状態のコイル６３を断面構造の表面の端部に対向する位置に移動させ、交流電流により交流磁場を生じさせたまま、断面構造の表面に対向している状態でＸ軸方向に移動させる。Ｘ軸方向に移動したコイル６３が断面構造の表面の他端に到達すると、コイル駆動部６５は、コイル６３をＹ軸方向に一定距離だけ移動させ、当該他端の側から同様にＸ軸方向に移動させる。コイル駆動部６５は、ＸＹ平面における当該移動を繰り返すことで、断面構造の表面全体をコイル探査する。検出回路部６６は、上記の交流磁場により渦電流を生じている状態の断面構造の表面に対向して誘起電圧が発生している状態で移動するコイル６３のインピーダンス変化を検出する。
【００６１】
図５のグラフは、横軸をＸ座標とし、縦軸をインピーダンス［Ω］とする。Ｘ座標の原点は、コイル探査する断面構造の表面における、−Ｘ方向の端部とする。
【００６２】
当該グラフ上には、Ｘ軸方向の一直線上をコイル探査することにより測定された、測定値としてのコイル６３のインピーダンス変化の振幅Ｚａｍｐの推移と、断面構造の形成状態が良好ではないと判断するための、予め定められた参照値としての閾値Ｚｔｈとが示されている。
【００６３】
本実施形態では、制御部４００は、測定部６０により測定された振幅ＺａｍｐをＸＹ平面におけるコイル６３の座標情報と共に入力されると、格納部５００に格納されている閾値Ｚｔｈと比較することにより、断面構造の形成状態を判定する。制御部４００は、例えば図５のグラフ上で位置Ｘａとして示す箇所のように、振幅Ｚａｍｐが閾値Ｚｔｈ以下となった時点におけるコイル６３の位置において断面構造の形成状態が良好ではないと決定し、当該振幅Ｚａｍｐに対応するコイル６３の座標情報に基づいて断面構造の補修箇所を決定し、任意のタイミングで補修箇所に対し高出力の電子ビームＥＢを照射するなどの補修処理を実行する。
【００６４】
以上、本実施形態によっても、第１実施形態の上記の効果と同様の効果を奏する。また、本実施形態の製造装置１００によれば、形成状態が良好ではない箇所のみに対して高出力の電子ビームＥＢを照射するので、形成状態が良好ではないと決定した断面構造の次に積層する粉末層の表面全体に対して高出力の電子ビームＥＢを照射する場合に比べてエネルギー消費量を抑えることができる。
【００６５】
なお、本実施形態の製造装置１００では、コイル６３を断面構造の表面に対向させた状態で表面全体に亘って走査するものとして説明した。これに代えて、製造装置１００は、コイル６３から生じる交流磁場に誘導される渦電流が一定範囲に広がることを考慮し、コイル６３を断面構造の表面に対向させた状態で表面の内側のより狭い範囲のみを走査してもよい。或いは、製造装置１００は、コイル６３から生じる交流磁場に誘導される渦電流が一定範囲に広がることを考慮し、より高い分解能でより高精度に断面構造の表面の欠陥を検出すべく、コイル６３をより小型化して、より細かくコイル探査してもよい。
【００６６】
なお、本実施形態の製造装置１００によれば、断面構造の表面をコイル探査することで局所的に形成状態が良好ではない箇所を検出し、当該箇所を局所的に補修してから、次の粉末層の形成に移行する。これに代えて、製造装置１００は、断面構造において局所的に形成状態が良好ではない箇所を検出したら、当該箇所を局所的に補修せず、次の粉末層の形成に移行し、電子ビームＥＢの出力を高めた状態で次の断面構造を形成することで、前の断面構造を含めて全体的に補修してもよい。
【００６７】
図６は、第３実施形態による測定部６１の模式図である。本実施形態では、第１実施形態と異なる点として、測定部６１は、複数のコイル筐体６２と、その内部に収容された複数のコイル６３とを含むコイルアレイを有する。ただし、図６においては、単に説明の簡略化のため、複数のコイル筐体６２の内部に収容される複数のコイル６３と、複数のコイル６３に電気的に接続される交流電源部６７および検出回路部６６の図示を省略している。コイルアレイの複数のコイル６３は、コイル駆動部６５によって移動されて、断面構造の表面の異なる領域に対向することが可能である。
【００６８】
また、更に異なる点として、測定部６１の交流電源部６７は、複数のコイル６３のうち、断面構造の異なる領域で同じ時間帯に生じた渦電流によって生成する磁束が異なる領域の間で相互に干渉しないような２つ以上のコイル６３に対し、少なくとも一部の時間帯が重なるように交流電流を流す。これにより、交流電源部６７は、少なくとも一部の時間帯において、異なる領域で同時に渦電流を発生させる。測定部６１は、対応する交流電流を流した２つ以上のコイル６３のインピーダンスの変化を同時に検出する。
【００６９】
なお、図６で例示的に示すコイルアレイは、２５組のコイル筐体６２およびコイル６３を有するが、これに限定されず、任意の組数のコイル筐体６２およびコイル６３を有してもよい。好ましくは、複数のコイル６３の交流磁場によって生じる渦電流の範囲が、製造装置１００で製造する３次元造形物３６のＸＹ平面における最大面積と同程度となるように、コイル筐体６２およびコイル６３の組数を設定する。これにより、コイル駆動部６５によってコイルアレイを駆動し、断面構造の表面をコイル探査することを省略できる。
【００７０】
なお、図６で例示的に示すコイルアレイは、全体として正方形を成すようなコイル筐体６２およびコイル６３の配置としているが、これに限定されず、任意の配置であってもよい。また、図６で例示的に示す複数のコイル筐体６２およびコイル６３は、互いに接するように配置しているが、これに限定されず、互いに離間していてもよい。
【００７１】
図７は、第３実施形態による３次元造形物３６の断面構造の形成状態を、断面構造の表面における複数点で判定するための例示的なグラフである。グラフの横軸をコイルアレイに含まれる２５個のコイル６３のそれぞれに設定されているコイルＮｏ．とし、縦軸をインピーダンス［Ω］とする。
【００７２】
当該グラフ上には、コイルアレイの複数のコイル６３のそれぞれによって測定された測定値としてのインピーダンス変化の振幅Ｚａｍｐのプロットと、断面構造の形成状態が良好ではないと判断するための、予め定められた参照値としての閾値Ｚｔｈとが示されている。
【００７３】
本実施形態では、制御部４００が、コイルアレイの複数のコイル６３におけるインピーダンスの変化の検出を順次切り替えて実行するよう測定部６１を制御する。より具体的には、交流電源部６７は、断面構造の表面に接近した状態の複数のコイル６３のそれぞれに対して、順次切り替えて交流電流を流すことで、断面構造の異なる領域に順に渦電流を生じさせる。また、検出回路部６６は、断面構造の表面の異なる領域に対向する複数のコイル６３に誘起電圧が発生している状態において、複数のコイル６３のそれぞれのインピーダンスの変化を検出する。
【００７４】
本実施形態では、制御部４００は、複数のコイル６３のそれぞれについて、測定部６０により測定された振幅Ｚａｍｐを格納部５００に格納されている閾値Ｚｔｈと比較することにより、断面構造の形成状態を判定する。制御部４００は、例えば図５のグラフ上でコイルＮｏ．４として示す箇所のように、振幅Ｚａｍｐが閾値Ｚｔｈ以下であるコイル６３の位置において断面構造の形成状態が良好ではないと決定し、当該振幅Ｚａｍｐに対応するコイル６３のコイルＮｏ．４に対応する位置座標に基づいて断面構造の補修箇所を決定し、任意のタイミングで補修箇所に対し高出力の電子ビームＥＢを照射するなどの補修処理を実行する。
【００７５】
以上、本実施形態によっても、第１実施形態および第２実施形態の上記の効果と同様の効果を奏する。また、本実施形態の製造装置１００によれば、複数のコイル６３の交流磁場によって生じる渦電流の範囲が、製造装置１００で製造する３次元造形物３６のＸＹ平面における最大面積と同程度となるように、コイル筐体６２およびコイル６３の組数を設定することで、断面構造の表面をコイル探査することを省略でき、断面構造の形成状態を検査する時間を短縮することができる。
【００７６】
なお、本実施形態では、参照値としての閾値Ｚｔｈは、複数のコイル６３のそれぞれの振幅Ｚａｍｐに対して、すなわち断面構造の表面の異なる領域に対して同じ値として説明したが、これに代えて、断面構造の表面の位置ごとに異なる値であってもよい。この場合の閾値Ｚｔｈは、例えば、断面構造の表面における放熱の状態と、断面構造の形状パターンの精度とに応じて異なってもよい。
【００７７】
図８は、第４実施形態による製造装置１０１の模式図であり、図９は、第４実施形態による第２測定部７０の模式図である。本実施形態では、第１実施形態と異なる点として、製造装置１０１が追加的に、制御部４００によって制御される第２測定部７０を備える。
【００７８】
図９に示す通り、第２測定部７０は、複数の電子検出器（一例として４つの電子検出器７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ）を有し、粉末層に入射する電子ビームＥＢが、粉末層の表面近くで散乱して様々な方向に放出される電子を検出する。複数の電子検出器７２ａ等は、粉末層に対する電子ビームＥＢの入射側であって、粉末層の表面から放出される電子を検出可能な位置に設置される。複数の電子検出器７２ａ等は、造形部３００と結合されるカラム部２００の下部や、粉末供給部３４および測定部６０などと干渉しない位置、例えば造形部３００の側壁に配置される。
【００７９】
複数の電子検出器７２ａ等は、粉末層の表面における電子ビームＥＢの照射位置から略等距離の位置で、照射位置を取り囲む。複数の電子検出器７２ａ等はそれぞれ、検出面が粉末層の表面における電子ビームＥＢの照射位置側を向いており、複数の電子検出器７２ａ等のそれぞれと当該照射位置とを結ぶ直線がＺ軸方向に対して４５〜８０°の角度となるように設置されるのが好ましい。
【００８０】
電子ビームＥＢの照射位置を原点とする座標系を仮定すると、複数の電子検出器７２ａ等は、Ｚ軸と略等しい角度を有し、Ｚ軸周りに略等しい角度間隔を有する４方向に配置されている。また当該座標系において、電子検出器７２ａおよび電子検出器７２ｃは、Ｚ軸を挟んでＸ軸方向に対向する位置に配され、電子検出器７２ｂおよび電子検出器７２ｄは、Ｚ軸を挟んでＹ軸方向に対向する位置に配される。
【００８１】
複数の電子検出器７２ａ等は、電子検出器７２ａ等の近くに到達する電子の強度、すなわち単位時間に到達する電子数を、電流信号の大きさ、すなわち検出信号の強度に変換して検出する半導体検出器であってもよい。複数の電子検出器７２ａ等は、検出した電子の強度に比例する強度の検出信号を制御部４００に出力する。
【００８２】
本実施形態における制御部４００は、複数の電子検出器７２ａ等の検出信号をもとに粉末層の溶融結合状態を判断する。電子ビームＥＢの照射範囲に含まれる粉末層は、粉末３１が完全に溶融される前の状態において、少なくともその一部に、粉末３１が粒子形状を保ちながら集積している状態にある。この状態における粉末層の表面は、粒子形状の粉末３１が存在することや、粉末３１間の間隙が存在することに起因して、凸凹を有している。
【００８３】
ここで、電子ビームＥＢのショット、すなわち一度に照射される領域の大きさは、粉末３１の粒子サイズと同程度またはそれより小さく設定されてもよい。粉末３１のサイズとは、粉末３１が例えば金属粒子の１次粒子のみで構成されている場合には、金属粒子の粒子サイズを指し、複数の金属粒子が凝集した２次粒子によって構成されている場合には、２次粒子の粒子サイズを指す。
【００８４】
粉末層の表面から放出される電子の強度は、粉末層の表面の凸凹構造や粉末３１間の間隙を反映したものとなる。また、粉末層の表面から放出される電子は、表面の状態の影響を受けて、方向によって放出され易かったり放出され難かったりするため、粉末層の表面に凸凹構造等が存在する場合、当該表面から放出される電子の強度は、放出方向に応じて変化する。よって、粉末層の表面に凸凹構造等が存在する場合、Ｚ軸を挟んでＸ軸方向に対向する電子検出器７２ａおよび電子検出器７２ｃは互いに異なる強度の信号を検出し、同様に、Ｚ軸を挟んでＹ軸方向に対向する電子検出器７２ｂおよび電子検出器７２ｄも互いに異なる強度の信号を検出する。
【００８５】
電子ビームＥＢの照射範囲の粉末層において、粉末３１が完全に溶融し、粉末層の表面が滑らかで一様な状態になっている場合、電子は当該表面からＺ軸周りに均一に放出される。この場合、複数の電子検出器７２ａ等は、互いに略等しい強度の信号を検出する。
【００８６】
制御部４００は、異なる方向に配置された複数の電子検出器７２ａ等による検出信号の強度差に基づいて粉末層の溶融結合状態を判断する。より具体的には、制御部４００は、電子検出器７２ａおよび電子検出器７２ｃの検出信号の強度差と、電子検出器７２ｂおよび電子検出器７２ｄの検出信号の強度差とをそれぞれ算出し、それぞれの差が予め定められた閾値以下になったことを条件として、粉末層における粉末３１が完全に溶融結合した状態、すなわち仮焼結状態または焼結状態になったと決定する。
【００８７】
図１０は、第４実施形態による、粉末層の表面における特定の位置に電子ビームＥＢを照射する照射時間と、異なる方向に配置された複数の電子検出器による検出信号の強度差との関係の例を示すグラフである。グラフの横軸を照射時間［ｔ］とし、縦軸を信号強度差とする。また、当該グラフ上には、粉末層における粉末３１が完全に溶融結合した状態になったと判断するための、信号強度差の予め定められた閾値ΔＩｔｈが示されている。
【００８８】
電子ビームＥＢの照射時間を増やしていくと、異なる方向に配置された複数の電子検出器での信号強度差が大きい状態から、殆ど無い状態、すなわち信号強度差が０に近い状態へと変化する。当該変化は、照射範囲の粉末層が、完全に溶融される前の粉末３１を含んでいる状態から、粉末３１が完全に溶融されて下層の断面構造と一体的に結合した状態へと変化することに対応する。
【００８９】
制御部４００は、図１０のグラフに示すように、照射範囲における信号強度差が閾値ΔＩｔｈ以下になってから予め定められた一定時間Δｔ後に、粉末層における粉末３１が完全に溶融結合した状態になっていると決定する。なお、制御部４００は、閾値ΔＩｔｈおよび時間Δｔを調整することで、粉末層における粉末３１が完全に溶融結合した状態になったと決定するための条件を調整してもよい。なお、制御部４００は更に、当該判断結果に基づいて、カラム部２００における電子ビームＥＢの照射条件を制御する。
【００９０】
以上、本実施形態によっても、第１実施形態の上記の効果と同様の効果を奏する。また、本実施形態の製造装置１０１によれば、断面構造に渦電流を生じさせてコイル６３のインピーダンスを測定し、測定結果に応じて断面構造の形成状態を判定することに追加して、粉末層の表面から放出される電子の強度を異なる方向から検出する複数の電子検出器７２ａ等の検出信号を用いて断面構造の形成状態を判断するので、製造される３次元造形物３６の信頼性をより一層高めることができる。
【００９１】
なお、本実施形態において、製造装置１０１は、第２測定部７０は４つの電子検出器７２ａ等を有するものとして説明したが、これに代えて、電子検出器７２ａ等と同様に照射位置を取り囲むように配置された、４つよりも多い又は少ない電子検出器を有してもよい。
【００９２】
以上のいずれの実施形態においても、電子ビームＥＢは、粒子ビーム、電磁波ビーム、超音波ビームなどの任意のビームを含んでもよい。また、電子ビームＥＢに代えて、レーザー光を用いてもよい。また、電子ビームＥＢの照射に代えて、ヒータ加熱や、誘導加熱などで、粉末３１を仮焼結または焼結させてもよい。また、常温で導電材料を溶融させてステージ５２上に滴下し、その後、造形部３００内をオーブンで加熱することで、断面構造を形成してもよい。また、ステージ５２上に一様に粉末３１を堆積して平坦な粉末層を形成した後に電子ビームＥＢを照射する構成に代えて、粉末３１やワイヤなどをステージ５２上に供給しながら電子ビームＥＢを照射することで余分な粉末３１などを供給しない構成としてもよい。これらの、ヒータ加熱、誘導加熱、導電材料の溶融滴下および加熱、ワイヤ供給などを行うための各構成も断面形成部の一例である。なお、誘導加熱を行う場合、コイル６３をヒータとして使用し、粉末層に強力な渦電流を生成することで誘導加熱を行ってもよい。
【００９３】
以上の第１実施形態および第２実施形態では、特に図４に示す通り、粉末層に電子ビームＥＢを照射することを終えてから断面構造の表面に対向する位置にコイル６３を移動させてコイル６３のインピーダンス変化を検出する構成として説明した。これに代えて、粉末層の一部に電子ビームＥＢを照射しながら、粉末層の他の部分において既に形成されている断面構造の表面に対向する位置にコイル６３を移動させてコイル６３のインピーダンス変化を検出してもよい。この場合、コイル６３に流す交流電流によって生じる交流磁場や渦電流によって生じる誘導磁場によって、同時に照射している電子ビームＥＢが曲がらないように、ビーム照射する部分と検査する部分との間隔を一定以上に保つことが好ましい。
【００９４】
以上のいずれの実施形態においても、ステージ５２上における、３次元造形物３６を形成しないスペースに、予め縦置きのコイルを配置しておいたり、３次元造形物３６と同様に当該スペースに縦置きのコイルを造形したりして、測定部６０のコイル６３と同様、当該コイルにより３次元造形物３６に渦電流を生じさせ、当該コイルのインピーダンス変化を検出してもよい。当該検出結果を用いることで、３次元造形物３６が積層方向においても形成状態が良好であるか否か、応力により変形していないかどうか、などを検査することができる。
【００９５】
以上のいずれの実施形態においても、製造装置１００の造形部３００は更に、形成した断面構造の表面の温度分布を検出するための放射温度計を有してもよい。この場合、放射温度計で検出される、粉末層の表面から放出される光の波長から、粉末層の表面温度を推定してもよい。
【００９６】
本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。
【００９７】
コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（ＲＴＭ）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。
【００９８】
コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。
【００９９】
コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。
【０１００】
図１１は、本発明の複数の態様が全体的又は部分的に具現化されうるコンピュータ１２００の例を示す。コンピュータ１２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられるオペレーション又は当該装置の１又は複数の「部」として機能させ、又は当該オペレーション又は当該１又は複数の「部」を実行させることができ、及び／又はコンピュータ１２００に、本発明の実施形態に係るプロセス又は当該プロセスの段階を実行させることができる。このようなプログラムは、コンピュータ１２００に、本明細書に記載のフローチャート及びブロック図のブロックのうちのいくつか又はすべてに関連付けられた特定のオペレーションを実行させるべく、ＣＰＵ１２１２によって実行されてよい。
【０１０１】
本実施形態によるコンピュータ１２００は、ＣＰＵ１２１２、ＲＡＭ１２１４、グラフィックコントローラ１２１６、及びディスプレイデバイス１２１８を含み、これらはホストコントローラ１２１０によって相互に接続される。コンピュータ１２００はまた、通信インターフェース１２２２、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２２６、及びＩＣカードドライブのような入出力ユニットを含み、これらは入出力コントローラ１２２０を介してホストコントローラ１２１０に接続される。コンピュータはまた、ＲＯＭ１２３０及びキーボード１２４２のようなレガシの入出力ユニットを含み、これらは入出力チップ１２４０を介して入出力コントローラ１２２０に接続される。
【０１０２】
ＣＰＵ１２１２は、ＲＯＭ１２３０及びＲＡＭ１２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、これにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ１２１６は、ＲＡＭ１２１４内に提供されるフレームバッファ等又は当該グラフィックコントローラ１２１６自体の中に、ＣＰＵ１２１２によって生成されるイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス１２１８上に表示させる。
【０１０３】
通信インターフェース１２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ１２２４は、コンピュータ１２００内のＣＰＵ１２１２によって使用されるプログラム及びデータを格納する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２２６は、プログラム又はデータをＤＶＤ−ＲＯＭ１２０１から読み取り、ハードディスクドライブ１２２４にＲＡＭ１２１４を介してプログラム又はデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラム及びデータをＩＣカードから読み取り、及び／又はプログラム及びデータをＩＣカードに書き込む。
【０１０４】
ＲＯＭ１２３０は、内部に、アクティブ化時にコンピュータ１２００によって実行されるブートプログラム等、及び／又はコンピュータ１２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入出力チップ１２４０はまた、様々な入出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入出力コントローラ１２２０に接続してよい。
【０１０５】
プログラムが、ＤＶＤ−ＲＯＭ１２０１又はＩＣカードのようなコンピュータ可読記憶媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体から読み取られ、コンピュータ可読記憶媒体の例でもあるハードディスクドライブ１２２４、ＲＡＭ１２１４、又はＲＯＭ１２３０にインストールされ、ＣＰＵ１２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ１２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置又は方法が、コンピュータ１２００の使用に従い情報のオペレーション又は処理を実現することによって構成されてよい。
【０１０６】
例えば、通信がコンピュータ１２００及び外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェース１２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェース１２２２は、ＣＰＵ１２１２の制御の下、ＲＡＭ１２１４、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ１２０１、又はＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、又はネットワークから受信した受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ領域等に書き込む。
【０１０７】
また、ＣＰＵ１２１２は、ハードディスクドライブ１２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ１２２６（ＤＶＤ−ＲＯＭ１２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイル又はデータベースの全部又は必要な部分がＲＡＭ１２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ１２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ１２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックしてよい。
【０１０８】
様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、及びデータベースのような、様々なタイプの情報が、情報処理されるべく、記録媒体に格納されてよい。ＣＰＵ１２１２は、ＲＡＭ１２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプのオペレーション、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ１２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ１２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ１２１２は、当該複数のエントリの中から、第１の属性の属性値が指定されている条件に一致するエントリを検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、これにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。
【０１０９】
以上の説明によるプログラム又はソフトウェアモジュールは、コンピュータ１２００上又はコンピュータ１２００近傍のコンピュータ可読記憶媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワーク又はインターネットに接続されたサーバシステム内に提供されるハードディスク又はＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読記憶媒体として使用可能であり、これにより、プログラムをコンピュータ１２００にネットワークを介して提供する。
【０１１０】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、技術的に矛盾しない範囲において、特定の実施形態について説明した事項を、他の実施形態に適用することができる。また、各構成要素は、名称が同一で、参照符号が異なる他の構成要素と同様の特徴を有してもよい。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【０１１１】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【０１１２】
１２  電子源、１３  電子レンズ、１４  偏向器、３１  粉末、３４  粉末供給部、３６  ３次元造形物、５２  ステージ、５３  側壁部、５４  駆動部、５５  駆動棒、５６  排気ユニット、５７  ヒータ、６０、６１  測定部、６２  コイル筐体、６３  コイル、６４  アーム、６５  コイル駆動部、６６  検出回路部、６７  交流電源部、７０  第２測定部、７２ａ、７２ｂ、７２ｃ、７２ｄ  電子検出器、１００、１０１  製造装置、２００  カラム部、３００  造形部、４００  制御部、５００  格納部、１２００  コンピュータ、１２０１  ＤＶＤ−ＲＯＭ、１２１０  ホストコントローラ、１２１２  ＣＰＵ、１２１４  ＲＡＭ、１２１６  グラフィックコントローラ、１２１８  ディスプレイデバイス、１２２０  入出力コントローラ、１２２２  通信インターフェース、１２２４  ハードディスクドライブ、１２２６  ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、１２３０  ＲＯＭ、１２４０  入出力チップ、１２４２  キーボード
【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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