(57)【要約】【課題】本加熱及び補助加熱を実施するための時間を短く抑えながら、金属造形物において生じ得る残留応力を小さく抑える。【解決手段】照射装置（１３）は、レーザ光（ＬＬ）によってパウダーベッド（ＰＢ）の温度（Ｔ）が金属紛体の融点（Ｔｍ）の０．８倍よりも高くなるように、パウダーベッド（ＰＢ）を加熱する前又は後に、クラッド光（ＣＬ）によってパウダーベッド（ＰＢ）の温度（Ｔ）が金属紛体の融点（Ｔｍ）の０．５倍以上０．８倍以下になるように、パウダーベッド（Ｔｍ）を加熱する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属造形に用いられる照射装置において、
光ファイバのコアによって導波されるレーザ光と上記光ファイバのクラッドによって導波されるクラッド光とを、金属紛体を含むパウダーベッドの少なくとも一部に照射する照射部を備えており、
上記照射部は、上記レーザ光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．８倍よりも高くなるように、上記パウダーベッドを加熱する前又は後に、上記クラッド光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．５倍以上０．８倍以下になるように、上記パウダーベッドを加熱する、
ことを特徴とする照射装置。
【請求項２】
上記クラッドは、上記クラッド光を導波する内側クラッドと上記光ファイバの全長に亘って上記内側クラッドの側面を隈無く覆う外側クラッドとを含んでいる、
ことを特徴とする請求項１に記載の照射装置。
【請求項３】
上記光ファイバには、上記クラッド光を除去するためのクラッドモードストリッパが設けられていない、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の照射装置。
【請求項４】
上記レーザ光のビームスポットと、ビームスポットのサイズが上記レーザ光のビームスポットよりも大きい上記クラッド光のビームスポットと、を上記パウダーベッドの表面に形成する集光レンズを更に備えている、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の照射装置。
【請求項５】
上記レーザ光は、ファイバレーザから出力されるレーザ光であり、
上記クラッド光には、上記ファイバレーザから出力される残留励起光が含まれる、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の照射装置。
【請求項６】
上記クラッド光には、上記コアの高次モード光が上記クラッドに漏出した漏出高次モード光が含まれる、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の照射装置。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の照射装置と、
上記レーザ光を導波する上記コアと上記クラッド光を導波する上記クラッドとを含む上記光ファイバと、を備えている、
ことを特徴とする金属造形装置。
【請求項８】
上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．５倍以上０．８倍以下になるように、上記クラッド光のパワーを制御する制御部を更に備えている、
ことを特徴とする請求項７に記載の金属造形装置。
【請求項９】
上記パウダーベッドの温度を測定する測定部を更に備えており、
上記制御部は、上記測定部によって測定される温度に基づいて、上記クラッド光のパワーを制御する、
ことを特徴とする請求項８に記載の金属造形装置。
【請求項１０】
上記レーザ光の光源とは異なるクラッド光源を更に備え、
上記クラッド光には、上記クラッド光源から出力されるクラッド光が含まれる、
ことを特徴とする請求項７〜９の何れか１項に記載の金属造形装置。
【請求項１１】
請求項７〜１０の何れか１項に記載の金属造形装置と、上記レーザ光を出力するレーザ装置と、上記パウダーベッドを保持するための造形テーブルと、を含んでいる、
ことを特徴とする金属造形システム。
【請求項１２】
光ファイバのコアによって導波されるレーザ光と上記光ファイバのクラッドによって導波されるクラッド光とを、金属紛体を含むパウダーベッドの少なくとも一部に照射する照射工程を含んでおり、
上記照射工程において、上記レーザ光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．８倍よりも高くなるように、上記パウダーベッドを加熱する前又は後に、上記クラッド光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．５倍以上０．８倍以下になるように、上記パウダーベッドを加熱する、
ことを特徴とする照射方法。
【請求項１３】
光ファイバのコアによって導波されるレーザ光と上記光ファイバのクラッドによって導波されるクラッド光とを、金属紛体を含むパウダーベッドの少なくとも一部に照射する照射工程を含んでおり、
上記照射工程において、上記レーザ光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．８倍よりも高くなるように、上記パウダーベッドを加熱する前又は後に、上記クラッド光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．５倍以上０．８倍以下になるように、上記パウダーベッドを加熱する、
ことを特徴とする金属造形物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属造形に用いられる照射装置及び照射方法に関する。また、そのような照射装置を備えた金属造形装置、及び、そのような金属造形装置を備えた金属造形システムに関する。また、そのような照射方法を含む金属造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体的な金属造形物を製造するための方法として、パウダーベッドを母材とする積層造形法が知られている。このような積層造形法には、（１）電子ビームを用いてパウダーベッドを溶融・凝固又は焼結させる電子ビーム方式と、（２）レーザビームを用いてパウダーベッドを溶融・凝固又は焼結させるレーザビーム方式と、がある（非特許文献１参照）。
【０００３】
電子ビーム方式の積層造形法では、電子ビームの照射による本加熱の前に、パウダーベッドを仮焼結させるための補助加熱（「予備加熱」と呼ばれることもある）を行う必要がある。仮焼結していないパウダーベッドに電子ビームを照射すると、パウダーベッドを構成する金属紛体が煙状に舞い上がるスモーク現象が生じ易く、正常な溶融池を形成することが困難だからである。なお、補助加熱においては、パウダーベッドの温度を金属紛体の融点の０．５倍以上０．８倍以下にすればよいことが知られている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】千葉晶彦著、”電子ビーム積層造形技術による金属組織の特徴”、計測と制御、第５４巻、第６号、２０１５年６月号、ｐ３９９−４００
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、電子ビーム方式の積層造形法では、通常、電子ビームの照射による本加熱の前に、パウダーベッドを仮焼結させるための補助加熱が行われる。このため、電子ビーム方式の積層造形法には、以下のデメリットとメリットとがある。デメリットは、本加熱の前に補助加熱を行うため、金属造形物の積層造形に掛かる時間が長くなる点である。一方、メリットは、できあがった金属造形物において生じ得る残留応力が小さい点である。これは、パウダーベッドを補助加熱することの副次的効果であると考えられている。
【０００６】
これに対して、レーザビーム方式の積層造形法では、電子ビーム方式の積層造形法とは異なり金属紛体のチャージアップが起こり得ないことから上述したスモーク現象が起こり得ないため、通常、レーザビームの照射による本加熱の前に、パウダーベッドを仮焼結させるための補助加熱が行われない。このため、レーザビーム方式の積層造形法には、以下のメリットとデメリットとがある。メリットは、本加熱の前に補助加熱を行わないため、金属造形物の積層造形に掛かる時間を短く抑えられる点である。一方、デメリットは、できあがった金属造形物において生じ得る残留応力が大きい点である。
【０００７】
したがって、レーザビーム方式の積層造形法においては、そのメリットを保ったまま、そのデメリットを低減することが求められる。すなわち、金属造形物の積層造形に掛かる時間を短く抑えながら、できあがった金属造形物において生じ得る残留応力を小さく抑えることが求められる。
【０００８】
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属造形物の積層造形に掛かる時間を短く抑えながら、できあがった金属造形物において生じ得る残留応力を小さく抑えることが可能な、レーザビーム方式の積層造形法を用いた照射装置、金属造形装置、金属造形システム、照射方法、又は金属造形物の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る照射装置は、金属造形に用いられる照射装置であって、光ファイバのコアによって導波されるレーザ光と上記光ファイバのクラッドによって導波されるクラッド光とを、金属紛体を含むパウダーベッドの少なくとも一部に照射する照射部を備えており、上記照射部は、上記レーザ光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．８倍よりも高くなるように、上記パウダーベッドを加熱する前又は後に、上記クラッド光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．５倍以上０．８倍以下になるように、上記パウダーベッドを加熱する。
【００１０】
本発明の一態様に係る照射装置において、上記クラッドは、上記クラッド光を導波する内側クラッドと上記光ファイバの全長に亘って上記内側クラッドの側面を隈無く覆う外側クラッドとを含んでいる、ことが好ましい。
【００１１】
本発明の一態様に係る照射装置において、上記光ファイバには、上記クラッド光を除去するためのクラッドモードストリッパが設けられていない、ことが好ましい。
【００１２】
本発明の一態様に係る照射装置は、上記レーザ光のビームスポットと、ビームスポットのサイズが上記レーザ光のビームスポットよりも大きい上記クラッド光のビームスポットと、を上記パウダーベッドの表面に形成する集光レンズを更に備えている、ことが好ましい。
【００１３】
本発明の一態様に係る照射装置において、上記レーザ光は、ファイバレーザから出力されるレーザ光であり、上記クラッド光には、上記ファイバレーザから出力される残留励起光が含まれる、ことが好ましい。
【００１４】
本発明の一態様に係る照射装置において、上記クラッド光には、上記コアの高次モード光が上記クラッドに漏出した漏出高次モード光が含まれる、ことが好ましい。
【００１５】
本発明の一態様に係る金属造形装置は、本発明の一態様に係る照射装置と、上記レーザ光を導波する上記コアと上記クラッド光を導波する上記クラッドとを含む上記光ファイバと、を備えている、ことが好ましい。
【００１６】
本発明の一態様に係る金属造形装置は、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．５倍以上０．８倍以下になるように、上記クラッド光のパワーを制御する制御部を更に備えている、ことが好ましい。
【００１７】
本発明の一態様に係る金属造形装置は、上記パウダーベッドの温度を測定する測定部を更に備えており、上記制御部は、上記測定部によって測定される温度に基づいて、上記クラッド光のパワーを制御する、ことが好ましい。
【００１８】
本発明の一態様に係る金属造形装置は、上記レーザ光の光源とは異なるクラッド光源を更に備え、上記クラッド光には、上記クラッド光源から出力されるクラッド光が含まれる、ことが好ましい。
【００１９】
本発明の一態様に係る金属造形システムは、本発明の一態様に係る金属造形装置と、上記レーザ光を出力するレーザ装置と、上記パウダーベッドを保持するための造形テーブルと、を含んでいる、ことが好ましい。
【００２０】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る照射方法は、光ファイバのコアによって導波されるレーザ光と上記光ファイバのクラッドによって導波されるクラッド光とを、金属紛体を含むパウダーベッドの少なくとも一部に照射する照射工程を含んでおり、上記照射工程において、上記レーザ光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．８倍よりも高くなるように、上記パウダーベッドを加熱する前又は後に、上記クラッド光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．５倍以上０．８倍以下になるように、上記パウダーベッドを加熱する。
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る金属造形物の製造方法は、光ファイバのコアによって導波されるレーザ光と上記光ファイバのクラッドによって導波されるクラッド光とを、金属紛体を含むパウダーベッドの少なくとも一部に照射する照射工程を含んでおり、上記照射工程において、上記レーザ光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．８倍よりも高くなるように、上記パウダーベッドを加熱する前又は後に、上記クラッド光によって、上記パウダーベッドの温度が上記金属紛体の融点の０．５倍以上０．８倍以下になるように、上記パウダーベッドを加熱する。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の一態様によれば、金属造形物の積層造形に掛かる時間を短く抑えながら、できあがった金属造形物において生じ得る残留応力を小さく抑えることが可能な照射装置、金属造形装置、金属造形システム、照射方法、又は金属造形物の製造方法を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態に係る金属造形システムの構成を示す構成図である。
【図２】図１に示す金属造形システムが備える光ファイバの構成を示す断面図である。
【図３】（ａ）は、図１に示す金属造形システムが備える照射装置の構成を示す構成図である。（ｂ）は、図１に示す金属造形システムにおいて用いられるパウダーベッドの平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る金属造形物の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図５】図１示す金属造形システムの変形例を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（金属造形システムの構成）
本発明の一実施形態に係る金属造形システム１について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、金属造形システム１の構成を示す構成図である。図２は、後述する光ファイバ１２の構成例を示す断面図である。図３の（ａ）は、後述する照射装置１３の構成例を示す構成図であり、図３の（ｂ）は、後述するパウダーベッドＰＢの平面図である。
【００２５】
金属造形システム１は、立体的な金属造形物ＭＯを積層造形するためのシステムであり、図１に示すように、造形テーブル１０と、レーザ装置１１と、光ファイバ１２と、照射装置１３と、測定部１４と、制御部１５と、を備えている。なお、本明細書においては、金属造形システム１の要部のことを、「金属造形装置」と呼ぶ。金属造形装置は、少なくとも光ファイバ１２及び照射装置１３を含み、測定部１４及び制御部１５を含み得る。
【００２６】
本節では、造形テーブル１０、レーザ装置１１、光ファイバ１２、及び照射装置１３について説明した後、これらの構成が奏する効果について説明する。なお、測定部１４及び制御部１５については、次節で説明する。
【００２７】
造形テーブル１０は、パウダーベッドＰＢを保持するための構成である。造形テーブル１０は、例えば図１に示すように、リコータ１０ａと、ローラ１０ｂと、ステージ１０ｃと、これらが装備されたテーブル本体１０ｄと、により構成することができる。リコータ１０ａは、金属紛体を供給するための手段である。ローラ１０ｂは、リコータ１０ａによって供給される金属紛体を、ステージ１０ｃ上に均し広げるための手段である。ステージ１０ｃは、ローラ１０ｂによって均し広げられた金属紛体を載置するための手段であり、昇降可能に構成されている。パウダーベッドＰＢは、ステージ１０ｃ上に均し広げられた金属紛体を含んで構成されている。金属造形物ＭＯは、（１）前述したようにステージ１０ｃ上にパウダーベッドＰＢを形成する工程と、（２）後述するようにレーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬをパウダーベッドＰＢに照射することによって、金属造形物ＭＯの一断層を造形する工程と、（３）ステージ１０ｃを一断層分降下させる工程と、を繰り返すことによって、所定の厚みを有する断層毎に造形される。
【００２８】
なお、造形テーブル１０は、パウダーベッドＰＢを保持する機能を有していればよく、その構成は、前述したものに限定されない。例えば、リコータ１０ａの代わりに、金属紛体を収容する紛体槽を備え、この紛体槽の底板を上昇させることによって、金属紛体を供給する構成を採用してもよい。
【００２９】
レーザ装置１１は、レーザ光ＬＬを出力するための構成である。本実施形態においては、レーザ装置１１として、ファイバレーザを用いている。このため、レーザ装置１１から出力される光には、レーザ光ＬＬの他に、残留励起光が含まれ得る。ここで、残留励起光とは、ファイバレーザの励起光源から出力される励起光のうち、ファイバレーザの増幅用光ファイバのコアに添加された希土類元素の励起に利用されずに残った励起光のことを指す。
【００３０】
なお、レーザ装置１１として利用するファイバレーザは、共振器型のファイバレーザであってもよいし、ＭＯＰＡ（Master Oscillator - Power Amplifier）型のファイバレーザであってもよい。別の言い方をすれば、連続発振型のファイバレーザであってもよいし、パルス発振型のファイバレーザであってもよい。また、レーザ装置１１は、ファイバレーザ以外のレーザ装置であってもよい。固体レーザ、液体レーザ、気体レーザなど、任意のレーザ装置を、レーザ装置１１として利用することができる。
【００３１】
光ファイバ１２は、レーザ装置１１から出力される光を導波するための構成である。本実施形態においては、光ファイバ１２として、ダブルクラッドファイバを用いている。すなわち、図２に示すように、光ファイバ１２は、コア１２ａと、コア１２ａの側面を覆うクラッド１２ｂと、を備えており、クラッド１２ｂは、コア１２ａの側面を覆う内側クラッド１２ｂ１と、内側クラッド１２ｂ１の側面を覆う外側クラッド１２ｂ２と、により構成されている。
【００３２】
光ファイバ１２において、コア１２ａの側面は、光ファイバ１２の全長に亘って、コア１２ａよりも屈折率の低い内側クラッド１２ｂ１によって隈無く覆われている。また、光ファイバ１２において、内側クラッド１２ｂ１の側面は、光ファイバ１２の全長に亘って、内側クラッド１２ｂ１よりも屈折率の低い外側クラッド１２ｂ２によって隈無く覆われている。これは、クラッドモードストリッパなど、外側クラッド１２ｂ２を除去して内側クラッド１２ｂ１を露出させる構造が設けられていないためである。このため、光ファイバ１２においては、コア１２ａ及び内側クラッド１２ｂ１の両方が光導波路として機能する。レーザ装置１１から出力されるレーザ光ＬＬは、主に、光ファイバ１２のコア１２ａによって導波される。一方、レーザ装置１１から出力される残留励起光は、主に、光ファイバ１２の内側クラッド１２ｂ１によって導波される。
【００３３】
なお、光ファイバ１２の内側クラッド１２ｂ１によって導波される光には、上述した残留励起光の他に、漏出高次モード光が含まれ得る。ここで、漏出高次モード光とは、コア１２ａの高次モード光のうち、内側クラッド１２ｂ１に漏出した高次モード光のことを指す。以下、光ファイバ１２の内側クラッド１２ｂ１によって導波される光のことを、その由来を問わず、クラッド光ＣＬと記載する。クラッド光ＣＬには、上述した残留励起光及び漏出高次モード光以外の光が含まれていてもよい。
【００３４】
なお、光ファイバ１２は、ダブルクラッドファイバに限定されない。トリプルクラッドファイバなど、２層以上のクラッドを有する任意の光フィアバを、光ファイバ１２として利用することができる。この場合、最外層のクラッドがダブルクラッドファイバの外側クラッドに相当する機能を担ってもよく、それ以外のクラッドがダブルクラッドファイバの内側クラッドに相当する機能を担ってもよい。
【００３５】
照射装置１３は、光ファイバ１２のコア１２ａによって導波されるレーザ光ＬＬと、光ファイバ１２の内側クラッド１２ｂ１によって導波されるクラッド光ＣＬと、をパウダーベッドＰＢに照射するための構成である。本実施形態においては、照射装置１３として、ガルバノ型の照射装置を用いている。すなわち、図３（ａ）に示すように、照射装置１３は、第１ガルバノミラー１３ａ１及び第２ガルバノミラー１３ａ２を含むガルバノスキャナ１３ａ（特許請求の範囲における「照射部」の一例）と、集光レンズ１３ｂと、これらを収容する不図示の筐体と、を備えている。光ファイバ１２から出力されるレーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬは、（１）第１ガルバノミラー１３ａ１によって反射され、（２）第２ガルバノミラー１３ａ２によって反射され、（３）集光レンズ１３ｂによって集光された後、パウダーベッドＰＢに照射される。
【００３６】
ここで、第１ガルバノミラー１３ａ１は、パウダーベッドＰＢの表面に形成されるレーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポットを、第１の方向（例えば、図示したｘ軸方向）に移動するための構成である。第２ガルバノミラー１３ａ２は、パウダーベッドＰＢの表面に形成されるレーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポットを、第１の方向と交わる（例えば、直交する）第２の方向（例えば、図示したｙ軸方向）に移動するための構成である。集光レンズ１３ｂは、パウダーベッドＰＢの表面におけるレーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポット径を小さくするための構成である。
【００３７】
なお、パウダーベッドＰＢの表面におけるレーザ光ＬＬのビームスポット径は、集光レンズ１３ｂによって集光されたレーザ光ＬＬのビームウエスト径に一致していてもよいし、一致していなくてもよい。或いは、パウダーベッドＰＢの表面におけるレーザ光ＬＬのビームスポット径は、パウダーベッドＰＢに照射されるレーザ光ＬＬのエネルギー密度が所望の大きさになるように、調整されていてもよい。この場合、パウダーベッドＰＢの表面におけるレーザ光ＬＬのビームスポット径は、集光レンズ１３ｂによって集光されたレーザ光ＬＬのビームウエスト径よりも大きくなる。
【００３８】
図３の（ｂ）に示すように、パウダーベッドＰＢの表面におけるクラッド光ＣＬのビームスポットは、パウダーベッドＰＢの表面におけるレーザ光ＬＬのビームスポットを包含し、パウダーベッドＰＢの表面におけるクラッド光ＣＬのビームスポットのサイズは、パウダーベッドＰＢの表面におけるレーザ光ＬＬのビームスポットのサイズよりも大きくなる。なお、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポットは、それぞれ、光ファイバ１２のコア１２ａ及び内側クラッド１２ｂ１の径に応じた大きさになる。なぜなら、レーザ光ＬＬは、コア１２ａから出射され、クラッド光ＣＬは、コア１２ａよりも径の大きい内側クラッド１２ｂ１から出射されるからである。また、集光レンズ１３ｂに色収差がある場合、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポットは、それぞれ、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬの波長に応じた大きさになる。なぜなら、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬの焦点距離は、それぞれ、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬの波長に応じた長さになるからである。したがって、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポットのサイズは、例えば、光ファイバ１２のコア１２ａ及び内側クラッド１２ｂ１の径を変更することによって、或いは、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬの径を変更することによって、調整することが可能である。
【００３９】
照射装置１３は、レーザ光ＬＬによって、パウダーベッドＰＢの温度が金属紛体の融点Ｔｍの０．８倍よりも高くなるように、パウダーベッドＰＢを加熱（以下、「本加熱」と記載）する。したがって、図３の（ｂ）に示すように、パウダーベッドＰＢの温度Ｔは、レーザ光ＬＬのビームスポット内で０．８Ｔｍ＜Ｔとなる。なお、レーザＬＬのビームスポット内においては、レーザ光ＬＬに加えてクラッド光ＣＬも同時に照射され得る。したがって、本段落において説明した本加熱には、（１）レーザＬＬのみによって、レーザ光ＬＬのビームスポット内でパウダーベッドＰＢの温度を金属紛体の融点Ｔｍの０．８倍よりも高くする態様の他に、（２）レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬによって、レーザ光ＬＬのビームスポット内でパウダーベッドＰＢの温度を金属紛体の融点Ｔｍの０．８倍よりも高くする態様が含まれる。
【００４０】
特に、金属造形物ＭＯの各断層を金属粉体の溶融・凝固によって造形する場合、照射装置１３は、レーザ光ＬＬによって、パウダーベッドＰＢの温度Ｔが金属紛体の融点Ｔｍ以上になるように、パウダーベッドＰＢを本加熱する。この場合、パウダーベッドＰＢの温度Ｔは、レーザ光ＬＬのビームスポット内でＴｍ≦Ｔとなる。このため、レーザ光ＬＬでパウダーベッドＰＢ上を走査すると、レーザ光ＬＬのビームスポットの軌跡においてパウダーベッドＰＢが溶融・凝固する。これにより、金属造形物ＭＯの各断層が造形される。なお、レーザＬＬのビームスポット内においては、レーザ光ＬＬに加えてクラッド光ＣＬも同時に照射され得る。したがって、本段落において説明した本加熱には、（１）レーザＬＬのみによって、レーザ光ＬＬのビームスポット内でパウダーベッドＰＢの温度を金属紛体の融点Ｔｍ以上にする態様の他に、（２）レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬによって、レーザ光ＬＬのビームスポット内でパウダーベッドＰＢの温度を金属紛体の融点Ｔｍ以上にする態様が含まれる。
【００４１】
一方、金属造形物ＭＯの各断層を金属粉体の焼結によって造形する場合、照射装置１３は、レーザ光ＬＬによって、パウダーベッドＰＢの温度Ｔが金属粉体の融点Ｔｍの０．８倍よりも大きく、かつ、金属粉体の融点Ｔｍよりも小さくなるように、パウダーベッドＰＢを本加熱する。この場合、パウダーベッドＰＢの温度Ｔは、レーザ光ＬＬのビームスポット内で０．８Ｔｍ＜Ｔ＜Ｔｍとなる。このため、レーザ光ＬＬでパウダーベッドＰＢ上を走査すると、レーザ光ＬＬのビームスポットの軌跡においてパウダーベッドＰＢが焼結する。これにより、金属造形物ＭＯの各断層が造形される。なお、レーザＬＬのビームスポット内においては、レーザ光ＬＬに加えてクラッド光ＣＬも同時に照射され得る。したがって、本段落において説明した本加熱には、（１）レーザＬＬのみによって、レーザ光ＬＬのビームスポット内でパウダーベッドＰＢの温度を金属紛体の融点Ｔｍの０．８倍よりも大きく、かつ、金属紛体Ｔｍの融点よりも小さくする態様の他に、（２）レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬによって、レーザ光ＬＬのビームスポット内でパウダーベッドＰＢの温度を金属紛体の融点Ｔｍの０．８倍よりも大きく、かつ、金属紛体Ｔｍの融点よりも小さくする態様が含まれる。
【００４２】
また、照射装置１３は、クラッド光ＣＬによって、パウダーベッドＰＢの温度Ｔが金属紛体の融点Ｔｍの０．５倍以上０．８倍以下になるように、パウダーベッドＰＢを加熱（以下、「補助加熱」と記載）する。したがって、図３の（ｂ）に示すように、パウダーベッドＰＢの温度Ｔは、クラッド光ＣＬのビームスポット内で０．５Ｔｍ≦Ｔ≦０．８Ｔｍとなる。
【００４３】
レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポットが図３の（ｂ）に示すように形成されている場合、レーザ光ＬＬでパウダーベッドＰＢ上を走査すると、レーザ光ＬＬのビームスポットの軌跡上の各点は、（１）クラッド光ＣＬによる補助加熱、（２）レーザ光ＬＬによる本加熱、（３）クラッド光ＣＬによる補助加熱を、この順に受ける。換言すると、レーザ光ＬＬのビームスポットの軌跡上の各点に対して、レーザ光ＬＬによる本加熱の前及び後に、クラッド光ＣＬによる補助加熱が実施される。これにより、金属造形物ＭＯに生じ得る残留応力を、電子ビームを用いた積層造形と同程度に小さく抑えることができる。しかも、レーザ光ＬＬによる本加熱とクラッド光ＣＬによる補助加熱とは、並行して行われる。特に、本実施形態においては、レーザ光ＬＬの照射とクラッド光ＣＬの照射とが単一のガルバノスキャナ１３ａを用いて行われるので、レーザ光ＬＬによる本加熱とクラッドＣＬによる補助加熱とが間隔（時間的及び／又は空間的な間隔）を大きく空けずに行われる。したがって、補助加熱を行うために余計に時間を掛ける必要がない。また、補助加熱を行うために余計な設備を設ける必要もない。
【００４４】
なお、本実施形態においては、レーザ光ＬＬによる本加熱の前及び後にクラッド光ＣＬによる補助加熱が実施されるように、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポットを形成しているが、これに限定されない。すなわち、レーザ光ＬＬによる本加熱の前にのみクラッド光ＣＬによる補助加熱が実施されるように、或いは、レーザ光ＬＬによる本加熱の後にのみクラッド光ＣＬによる補助加熱が実施されるように、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポットを形成してもよい。何れの場合であっても、金属造形物ＭＯに生じ得る残留応力を小さく抑えるという効果を得ることができる。
【００４５】
なお、本加熱の前に補助加熱を実施する場合には、以下のメリットが得られ得る。第１のメリットは、金属造形物ＭＯの積層密度が下がり難い点である。すなわち、本加熱の前に補助加熱を行わない場合、本加熱の際にパウダーベッドＰＢが急加熱される。このため、金属紛体が溶融することにより生じる金属液体が大きな運動量を持ち易く、その結果、金属液体が凝固することにより生じる金属固体の表面の平坦性が損なわれ易い。これにより、金属造形物ＭＯの積層密度が下がり易くなる。これに対して、本加熱の前に補助加熱を実施する場合には、本加熱の際のパウダーベッドＰＢの温度上昇を緩やかにすることができる。このため、金属紛体が溶融することにより生じる金属液体が大きな運動量を持ち難くなり、その結果、金属液体が凝固することにより生じる金属固体の表面の平坦性が損なわれ難い。これにより、金属造形物ＭＯの積層密度が下がり難くなる。
【００４６】
第２のメリットは、本加熱の際に照射するレーザ光のパワーを小さく抑えることができる点である。本加熱の際に照射するレーザ光のパワーを小さく抑えることができるのは、本加熱を実施する際のパウダーベッドＰＢの温度が補助加熱によって既にある程度高くなっているからである。第３のメリットは、本加熱時のパウダーベッドＰＢの温度の場所毎のばらつきを小さく抑えることができる点である。例えば、補助加熱を行わずに本加熱によってパウダーベッドＰＢの温度を２０℃から１０００℃に上昇させる場合を考える。この場合、本加熱時の温度上昇度が約１０００℃になるので、そのばらつきが±１０％であるとすると、本加熱時のパウダーベッドＰＢの温度は、約９００℃〜１１００℃の範囲内でばらつくことになる。このように、本加熱時のパウダーベッドＰＢの温度のばらつきが大きいと、ある場所では過剰加熱になり、ある場所では加熱不足になるという問題が生じ易い。一方、補助加熱によってパウダーベッドＰＢの温度を６００℃に上昇させた後、本加熱によってパウダーベッドＰＢの温度を６００℃から１０００℃に上昇させる場合を考える。この場合、本加熱時の温度上昇度が約４００℃になるので、そのばらつきが±１０％であるとすると、本加熱時のパウダーベッドＰＢの温度は、約９６０℃〜１０４０℃の範囲内でばらつくことになる。このように、本加熱時のパウダーベッドＰＢの温度のばらつきが小さいと、ある場所では過剰加熱になり、ある場所では加熱不足になるという問題が生じ難い。
【００４７】
一方、本加熱の後に補助加熱を実施する場合には、金属造形物ＭＯに生じ得る残留応力を更に小さく抑えるというメリットが得られ得る。補助加熱を行うことによって、本加熱された領域とその周辺の領域との温度差を小さくすることに加えて、本加熱が終了した後の凝固した又は焼結した金属造形物ＭＯの少なくとも一部の断層の温度低下を緩やかにすることが可能になるからである。
【００４８】
以上のように、照射装置１３によれば、金属造形物ＭＯの積層造形に掛かる時間を短く抑えながら、金属造形物ＭＯにおいて生じ得る残留応力を小さく抑えることができる、という効果を奏する。照射装置１３を備えた金属造形装置、及び、金属造形装置を備えた金属造形システム１によっても、同様の効果を奏する。
【００４９】
特に、本実施形態においては、光ファイバ１２のクラッド１２ｂが、クラッド光ＣＬを導波する内側クラッド１２ｂ１と、光ファイバ１２の全長に亘って内側クラッド１２ｂ１の側面を隈無く覆う外側クラッド１２ｂ２とを備えている。すなわち、照射装置１３においては、内側クラッド１２ｂ１よりも屈折率の低い外側クラッド１２ｂ２よって内側クラッド１２ｂ１の側面が隈なく覆われている。これにより、クラッド光ＣＬを内側クラッド１２ｂ１に閉じ込める効果が高まるので、クラッド光ＣＬを効率的に利用して、パウダーベッドＰＢの補助加熱を行うことができる、という効果を奏する。照射装置１３を備えた金属造形装置、及び、そのような金属造形装置を備えた金属造形システム１によっても、同様の効果を奏する。
【００５０】
また、本実施形態においては、光ファイバ１２に、クラッド光ＣＬを除去するためのクラッドモードストリッパが設けられていない。これにより、クラッド光ＣＬが除去され難くなるので、クラッド光ＣＬを効率的に利用して、パウダーベッドＰＢの補助加熱を行うことができる、という効果を奏する。照射装置１３を備えた金属造形装置、及び、そのような金属造形装置を備えた金属造形システム１によっても、同様の効果を奏する。
【００５１】
また、本実施形態においては、照射装置１３が、レーザ光ＬＬのビームスポットと、ビームスポットのサイズがレーザ光ＬＬよりも大きいクラッド光ＣＬのビームスポットと、を上記パウダーベッドの表面に形成するための集光レンズ１３ｂを備えている。このため、照射装置１３によれば、パウダーベッドＰＢに照射されるレーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのパワー密度を高めることができる。したがって、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのパワーが比較的低い場合であっても、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポット内でのパウダーベッドＰＢの温度を前述した条件を満たすように高めることができる。このため、レーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬのビームスポット内でのパウダーベッドＰＢの温度を前述した条件を満たすように高めるために要する消費電力を削減することができる、という効果を奏する。照射装置１３を備えた金属造形装置、及び、そのような金属造形装置を備えた金属造形システム１によっても、同様の効果を奏する。
【００５２】
また、本実施形態においては、レーザ装置１１がファイバレーザであるため、残留励起光がクラッド光ＣＬに含まれている場合がある。この場合、照射装置１３によれば、これまで不要な光として除去されていた残留励起光を利用して、補助加熱を行うことができる。すなわち、補助加熱用の光源を別途設けることなく補助加熱を行うことができる、という効果を奏する。また、この場合、残留励起光を除去するために、外側クラッド１２ｂ２を除去して内側クラッド１２ｂ１を露出させたり、光ファイバ１２にクラッドモードストリッパを設けたりするなどの必要がなくなり、構成を簡易にすることができる。照射装置１３を備えた金属造形装置、及び、そのような金属造形装置を備えた金属造形システム１によっても、同様の効果を奏する。
【００５３】
また、本実施形態においては、漏出高次モード光がクラッド光ＣＬに含まれている場合がある。この場合、照射装置１３によれば、これまで不要な光として除去されていた漏出高次モード光を利用して、補助加熱を行うことができる。すなわち、補助加熱用の光源を別途設けることなく補助加熱を行うことができる、という効果を奏する。また、この場合、漏出高次モード光を除去するために、外側クラッド１２ｂ２を除去して内側クラッド１２ｂ１を露出させたり、光ファイバ１２にクラッドモードストリッパを設けたりする必要がなくなり、構成を簡易にすることができる。照射装置１３を備えた金属造形装置、及び、そのような金属造形装置を備えた金属造形システム１によっても、同様の効果を奏する。
【００５４】
なお、漏出高次モード光のパワーは、光ファイバ１２を曲げる又は巻くことによって、或いは、光ファイバ１２に長周期ファイバブラッググレーティングを形成又は挿入することによって、増す。このため、クラッド光ＣＬのパワーを所望の値にするために、光ファイバ１２が曲げられている又は巻かれている構成、及び／又は、光ファイバ１２に長周期ファイバブラッググレーティングが形成又は挿入されている構成を採用しても構わない。
【００５５】
（測定部及び制御部）
前述したように金属造形装置は、測定部１４及び制御部１５を含み得る。本節では、測定部１４及び制御部１５について説明する。なお、図１において、測定部１４と制御部１５とを結ぶ線は、測定部１４にて得られた測定結果を表す信号を制御部１５に送信するための信号線を表し、互いに電気的または光学的に接続されている。また、図１において、制御部１５とレーザ装置１１とを結ぶ線は制御部１５にて生成された制御信号をレーザ装置１１に送信するための信号線を表し、互いに電気的または光学的に接続されている。また、図示していないが、照射装置１３の構成のうち少なくとも１つの構成と制御部１５とが上記と同様に光学的、電気的に接続されていてもよい。この場合、例えば、制御部１５にて生成された制御信号を照射装置１３の構成のうち少なくとも１つの構成に送信して、制御部１５が当該構成を制御する様、構成されていてもよい。
【００５６】
測定部１４は、パウダーベッドＰＢの温度（例えば、表面温度）を測定するための構成である。測定部１４としては、例えば、サーモカメラを用いることができる。
【００５７】
制御部１５は、パウダーベッドＰＢの温度Ｔがクラッド光ＣＬのビームスポット内で０．５Ｔｍ≦Ｔ＜０．８Ｔｍとなるように、クラッド光ＣＬのパワーを制御するための構成である。前述したとおり、Ｔｍは、パウダーベッドＰＢに含まれる金属粉体の融点である。本実施形態において、制御部１５は、測定部１４によって測定される温度に基づいて、クラッド光ＣＬのパワーを制御する。制御部１５としては、例えば、マイコンを用いることができる。また、クラッド光ＣＬのパワーを制御する方法としては、例えば、ファイバーレーザ（レーザ装置１１）の励起光源を制御することによって、残留励起光を制御する方法が挙げられる。なお、制御部１５は、更に、測定部１４によって測定される温度に基づいて、パウダーベッドＰＢの温度Ｔがレーザ光ＬＬのビームスポット内で０．８Ｔｍ＜Ｔとなるように、レーザ光のパワーを制御してもよい。
【００５８】
測定部１４及び制御部１５を備えた金属造形装置、及び、そのような金属造形装置を備えた金属造形システム１によれば、各種条件が変化しても、クラッド光による補助加熱を適切に行うことができる、という効果を奏する。ここで云う各種条件としては、例えば、気温、金属紛体の種類、金属紛体の粒径などが挙げられる。
【００５９】
（金属造形物の製造方法）
金属造形システム１を用いた金属造形物ＭＯの製造方法Ｓについて、図４を参照して説明する。図４は、製造方法Ｓの流れを示すフローチャートである。
【００６０】
製造方法Ｓは、図４に示すように、パウダーベッド形成工程Ｓ１と、レーザ光照射工程Ｓ２（特許請求の範囲における「照射方法」の一例）と、ステージ降下工程Ｓ３と、造形物取出工程Ｓ４と、を含んでいる。金属造形物ＭＯは、前述したように、断層毎に造形される。パウダーベッド形成工程Ｓ１、レーザ光照射工程Ｓ２、及びステージ降下工程Ｓ３を、断層数分、繰り返し実行される。
【００６１】
パウダーベッド形成工程Ｓ１は、造形テーブル１０のステージ１０ｃ上にパウダーベッドＰＢを形成する工程である。パウダーベッド形成工程Ｓ１は、例えば、（１）リコータ１０ａを用いて金属粉体を供給する工程と、（２）ローラ１０ｂを用いて金属粉体をステージ１０ｃ上に均し広げる工程と、により実現することができる。
【００６２】
レーザ光照射工程Ｓ２は、光ファイバ１２のコア１２ａによって導波されるレーザ光ＬＬを、光ファイバ１２の内側クラッド１２ｂ１によって導波されるクラッド光ＣＬと共に、パウダーベッドＰＢに照射することによって、金属造形物ＭＯの一断層を造形する工程である。レーザ光照射工程Ｓ２においては、（１）パウダーベッドＰＢの温度Ｔが金属紛体の融点Ｔｍの０．８倍よりも高くなるように、レーザ光ＬＬによってパウダーベッドＰＢを加熱する本加熱と、（２）パウダーベッドＰＢの温度が金属紛体の融点Ｔｍの０．５倍以上０．８倍以下になるように、クラッド光ＣＬによってパウダーベッドＰＢを加熱する補助加熱と、が実施される。なお、パウダーベッドＰＢの各点に対する補助加熱は、その点に対する本加熱の前に実施されてもよいし、その点に対する本加熱の後に実施されてもよい。なお、レーザ光照射工程Ｓ２においてレーザ光ＬＬ及びクラッド光ＣＬを照射する領域は、パウダーベッドＰＢの少なくとも一部の領域であり、金属造形物ＭＯの断層形状に応じて決定される。
【００６３】
なお、レーザ光ＬＬによってパウダーベッドＰＢを加熱する際、パウダーベッドＰＢの温度Ｔを何度にするかは、金属造形物ＭＯの各断層を金属粉体の溶融・凝固によって造形するか、金属紛体の焼結によって造形するかに応じて決定すればよい。金属造形物ＭＯの各断層を金属粉体の溶融・凝固によって造形する場合、レーザ光ＬＬによって、パウダーベッドＰＢの温度Ｔが金属紛体の融点Ｔｍ以上になるように、パウダーベッドＰＢを本加熱すればよい。一方、金属造形物ＭＯの各断層を金属粉体の焼結によって造形する場合、レーザ光ＬＬによって、パウダーベッドＰＢの温度Ｔが金属粉体の融点Ｔｍの０．８倍よりも大きく、かつ、金属粉体の融点Ｔｍよりも小さくなるように、パウダーベッドＰＢを本加熱すればよい。
【００６４】
ステージ降下工程Ｓ３は、一段層分、造形テーブル１０のステージ１０ｃを降下させる工程である。これにより、ステージ１０ｃ上に新たなパウダーベッドＰＢを形成することが可能になる。パウダーベッド形成工程Ｓ１、レーザ光照射工程Ｓ２、及びステージ降下工程Ｓ３を断層数分繰り返すことによって、金属造形物ＭＯができあがる。
【００６５】
造形物取出工程Ｓ４は、できあがった金属造形物ＭＯをパウダーベッドＰＢの中から取り出す工程である。これにより、金属造形物ＭＯが完成する。
【００６６】
レーザ光照射工程Ｓ２、及び、レーザ光照射工程Ｓ２を含む金属造形物の製造方法Ｓによれば、金属造形物ＭＯの積層造形に掛かる時間を短く抑えながら、金属造形物ＭＯにおいて生じ得る残留応力を小さく抑えることができる、という効果を奏する。
【００６７】
（金属造形システムの変形例）
金属造形システム１の一変形例（以下、「金属造形システム１Ａ」と記載）について、図５を参照して説明する。図５は、金属造形システム１Ａの構成を示す構成図である。
【００６８】
金属造形システム１Ａは、金属造形システム１に対して、クラッド光源１６と、コンバイナ１７とを追加したシステムである。造形テーブル１０、レーザ装置１１、光ファイバ１２、照射装置１３、測定部１４、及び制御部１５は、金属造形システム１と同様に構成されているので、ここではその説明を省略する。
【００６９】
クラッド光源１６は、レーザ光ＬＬの光源となるレーザ装置１１とは異なる光源である。クラッド光源１６は、例えば、固体レーザ、液体レーザ、気体レーザなど、任意のレーザ装置であり得る。クラッド光源１６は、光ファイバ１２に挿入されたコンバイナ１７の入力ポートに接続されている。クラッド光源１６から出力される光は、このコンバイナ１７を介して光ファイバ１２の内側クラッド１２ｂ１に入力される。したがって、金属造形システム１Ａにおいては、光ファイバ１２の内側クラッド１２ｂ１を導波される光に、クラッド光源１６から出力される光が含まれる。
【００７０】
制御部１５は、パウダーベッドＰＢの温度Ｔがクラッド光ＣＬのビームスポット内で０．５Ｔｍ≦Ｔ≦０．８Ｔｍとなるように、クラッド光源１６を制御する。例えば、パウダーベッドＰＢの温度Ｔがクラッド光ＣＬのビームスポット内で０．５Ｔｍよりも小さい場合には、クラッド光源１６から出力される光のパワーが大きくなるよう、クラッド光源１６を制御する。逆に、パウダーベッドＰＢの温度Ｔがクラッド光ＣＬのビームスポット内で０．８Ｔｍよりも大きい場合には、クラッド光源１６から出力される光のパワーが小さくなるよう、クラッド光源１６を制御する。この制御を実現するために、制御部１５が測定部１４によって測定されるパウダーベッドＰＢの温度を参照し得る点については、金属造形システム１と同様である。
【００７１】
クラッド光源１６を備えた金属造形装置、及び、そのような金属造形装置を備えた金属造形システム１によれば、残留励起光や漏出高次モード光だけでなく、クラッド光源によっても補助加熱を行うことができ、より高いパワーで補助加熱を行うことができる、という効果を奏する。また、クラッド光源１６のパワーを調整するだけで、クラッド光ＣＬのパワーを容易に制御することができるので、補助加熱時のパウダーベッドＰＢの温度を容易に制御することが可能になる。
【００７２】
（参考）
金属造形物において生じ得る残留応力をできるだけ小さくするためには、補助加熱時のパウダーベッドの温度を金属紛体の種類等に応じた値に調整することが望ましい。このため、金属造形装置は、補助加熱のためにパウダーベッドに照射するクラッド光のパワーを自在に設定できることが望ましい。上述した金属造形システム１Ａに含まれる金属造形装置は、この要望に応えるものである。金属造形システム１Ａに含まれる金属造形装置においては、クラッド光源１６を適宜選択することによって、或いは、クラッド光源１６の出力パワーを適宜設定することによって、補助加熱のためにパウダーベッドに照射するクラッド光のパワーを自在に設定することができるからである。
【００７３】
なお、上記の要望に応えることが可能な金属造形装置は、金属造形システム１Ａに含まれる金属造形装置に限られない。例えば、「（１）第１の光を出力する第１の光源（例えば、上述したレーザ装置１１）と、（２）第２の光を出力する、上記第１の光源とは異なる第２の光源（例えば、上述したクラッド光源１６）と、（３）上記第１の光源から出力される上記第１の光（例えば、上述したレーザ光ＬＬ）を導波するコア（例えば、上述したコア１２ａ）と上記第２の光源から出力される上記第２の光（例えば、上述したクラッド光ＣＬ）を導波するクラッド（例えば、上述したクラッド１２ｂ）とを有する光ファイバと、（４）上記コアによって導波される上記第１の光と上記クラッドにより導波される上記第２の光とを、金属紛体を含むパウダーベッド（例えば、上述したパウダーベッドＰＢ）の少なくとも一部に照射する照射装置（例えば、上述した照射装置１３）と、を備え、上記照射装置は、上記レーザ光によって上記パウダーベッドを加熱する前又は後に、上記クラッド光によって上記パウダーベッドを加熱する」金属造形装置であれば、上記の要望に応えることができる。なぜなら、このような金属造形装置においては、上記第２の光源を適宜選択することによって、或いは、上記第２の光源の出力パワーを適宜設定することによって、補助加熱のためにパウダーベッドに照射するクラッド光のパワーを自在に設定することができるからである。
【００７４】
ここで、第１の光は、パウダーベッドＰＢを本加熱するためのレーザ光であり得る。一方、第２の光は、パウダーベッドＰＢを補助加熱するためのレーザ光であり得る。この場合、照射装置１３は、第１の光が照射される第１の領域におけるパウダーベッドＰＢの温度が、第２の光が照射される第２の領域におけるパウダーベッドＰＢの温度よりも高くなるように、第１の光及び第２の光を照射する。これにより、パウダーベッドＰＢの本加熱の前又は後にパウダーベッドＰＢの補助加熱を実施することができる。したがって、金属造形物ＭＯにおいて生じ得る残留応力を小さく抑えることができる、という効果を奏する。しかも、第１の光による本加熱と第２の光による補助加熱とは、並行して行われる。したがって、補助加熱を行うために余計に時間を掛ける必要がない。
【００７５】
なお、第１の光は、パウダーベッドＰＢの温度Ｔが金属紛体の融点Ｔｍの０．８倍よりも高くなるように、パウダーベッドＰＢを加熱することが好ましい。特に、金属造形物ＭＯの各断層を金属粉体の溶融・凝固によって造形する場合、第１の光は、パウダーベッドＰＢの温度Ｔが金属紛体の融点Ｔｍよりも高くなるように、パウダーベッドＰＢを加熱することが好ましい。一方、金属造形物ＭＯの各断層を金属粉体の焼結によって造形する場合、第１の光は、パウダーベッドＰＢの温度が金属紛体の融点Ｔｍの０．８倍よりも高く、かつ、金属紛体の融点Ｔｍよりも低くなるように、パウダーベッドＰＢを加熱することが好ましい。また、第２の光によってパウダーベッドＰＢを補助加熱させる場合、第２の光は、パウダーベッドＰＢの温度が金属紛体の融点Ｔｍの０．５倍以上０．８倍以下になるように、パウダーベッドＰＢを加熱することが好ましい。
【００７６】
なお、第２の光が照射されたときのパウダーベッドＰＢの温度Ｔを第１の光が照射されたときのパウダーベッドＰＢの温度Ｔよりも低くするための方法としては、例えば、第２の光のエネルギー密度を第１の光のエネルギー密度よりも低くする方法が挙げられる。すなわち、第２の光のエネルギー密度を第１の光のエネルギー密度よりも低くするように第１の光及び第２の光の波長の各々を設定することにより、第２の光が照射されたときのパウダーベッドＰＢの温度Ｔを第１の光が照射されたときのパウダーベッドＰＢの温度Ｔよりも低くすることができる。
【００７７】
なお、第２の光のエネルギー密度を第１の光のエネルギー密度よりも低くする場合、第２の光の波長が第１の光の波長よりも長ければ、上述した効果を得ることができる。ここで、第２の光のエネルギー密度を第１の光のエネルギー密度よりも低くする場合、第２の光の波長を第１の光の波長よりも長くする場合と併せて採用することが好ましい。
【００７８】
また、このような金属造形装置は、「上記第２の光源から出力される光のパワーを制御する制御部（例えば、上述した制御部１５）を更に備えている」ことが望ましい。また、このような金属造形装置は、「上記パウダーベッドの温度を測定する測定部（例えば、上述した測定部１４）と、上記第２の光源から出力される光のパワーを制御する制御部（例えば、上述した制御部１５）を更に備えており、上記制御部は、上記測定部によって測定される温度に基づいて、上記第２の光源を制御する」ことが更に望ましい。また、このような金属造形装置において、「上記クラッドは、上記クラッド光を導波する内側クラッド（例えば、上述した内側クラッド１２ｂ１）と上記光ファイバの全長に亘って上記内側クラッドの側面を隈無く覆う外側クラッド（例えば、上述した外側クラッド１２ｂ２）とを含んでいる」ことが望ましい。また、このような金属造形装置において、「上記光ファイバには、上記クラッド光を除去するためのクラッドモードストリッパが設けられていない」ことが望ましい。なお、これらの構成により得られる効果については、すでに説明したとおりであるため、ここではその説明を繰り返さない。
【００７９】
（付記事項）
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものでなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００８０】
１            金属造形システム
１０              造形テーブル
１１              レーザ装置（ファイバレーザ）
１２              光ファイバ
１２ａ                コア
１２ｂ                クラッド
１２ｂ１                  内側クラッド
１２ｂ２                  外側クラッド
１３              照射装置
１３ａ                ガルバノスキャナ（照射部）
１３ｂ                集光レンズ
１４              測定部
１５              制御部
１６              クラッド光源
１７              コンバイナ
１Ａ          金属造形システム（変形例）
ＬＬ          レーザ光
ＣＬ          クラッド光
【図１】
2019178407.tif 000003
【図２】
2019178407.tif 000004
【図３】
2019178407.tif 000005
【図４】
2019178407.tif 000006
【図５】
2019178407.tif 000007