(57)【要約】【課題】削り代の設定を前提とした上で、効率的かつ合理的な工程に基づく三次元造形方法を提供すること。【解決手段】粉末層の形成、スキージによる平坦化、焼結工程の繰り返しによる積層工程の後に、当該積層の表面に対する切削を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用することによって前記課題を達成することができる三次元造形方法。１．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物１の全形状の設定、及び当該形状を構成する各加工単位１１、並びに各加工単位１１の周囲側面、上側面における削り代２の設定。２．加工単位１１の周囲側面における削り代２を付加した積層の後に、当該加工単位１１及び当該加工単位１１の上側にて隣接する加工単位１１の上側面における削り代２の厚さによる積層を行ったうえで、所定の順序による周囲側面及び上側面の切削。３．前記２の工程を、最も下側の加工単位１１から最頂部の加工単位１１に到るまで繰り返し継続。【選択図】図１
2019162754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記（１）の加工単位及び当該加工単位に対し水平方向にて隣接しかつ上側に位置している加工単位における前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記（１）の加工単位に対し、隣接する加工単位が存在しない場合には、前記（１）の加工領域のみにおける前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
（３）．前記（１）及び前記（２）の加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削、及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
但し、前記（１）の周囲側面と前記（２）の隣接する周囲側面とが連続している領域については、双方の周囲側面における厚みａの削り代の切削。
３．前記２の工程を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
【請求項２】
粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記（１）の加工単位及び当該加工単位に対し水平方向にて隣接しかつ上側に位置している加工単位における前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記（１）の加工単位に対し、隣接する加工単位が存在しない場合には、前記（１）の加工領域のみにおける前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
（３）．前記（１）、（２）の工程を繰り返し、当該繰り返しによって形成された周囲側面の水平方向に直交する方向に沿う合計長さが、切削工具の長手方向側部における切削刃の長さを超えないことを限度として、前記繰り返しの継続。
（４）．前記（３）の工程によって形成された周囲側面における厚みａの削り代の切削及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
３．前記２の工程を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
【請求項３】
粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記（１）の加工単位及び当該加工単位に対し水平方向にて隣接しかつ上側に位置している加工単位における前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記（１）の加工単位に対し、隣接する加工単位が存在しない場合には、前記（１）の加工領域のみにおける前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
（３）．前記（１）、（２）の積層を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
３．前記２の工程において形成された周囲側面のうち、水平方向に直交する方向にて最も長い連続した長さを有する周囲側面以上の長い長手方向側部における切削刃を有する切削工具を採用したうえで、各加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
【請求項４】
厚みｂを厚みａよりも大きく設定す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方法。
【請求項５】
加工単位の周囲側面が鉛直方向面だけでなく、当該鉛直方向に対する傾斜面又は外側に突出した状態による湾曲面を形成していることを特徴とする請求項１、２、３、４の何れか一項に記載の三次元造形方法。
【請求項６】
加工単位における上側面が水平方向面だけでなく、当該水平方向に対する傾斜面又は湾曲面を形成していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５の何れか一項に記載の三次元造形方法。
【請求項７】
周囲側面と上側面とを水平方向に対する角度によって峻別することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６の何れか一項に記載の三次元造形方法。
【請求項８】
前記峻別する角度が水平方向に対し６０°〜７５°であることを特徴とする請求項７記載の三次元造形方法。
【請求項９】
周囲側面が鉛直方向に対し内側に突入する形状による湾曲方向を形成している場合において、当該周囲側面に設けた厚みａによる削り代を、切削工具の先端における切削刃によって切削することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８の何れか一項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、切削加工面に、削り代を設けることを前提とする三次元造形方法を対象としている。
【背景技術】
【０００２】
削り代は、仕上代と称されているが、切削加工において所定の寸法に仕上げるために、事前に素材に残しておく余肉の寸法と定義されている（例えば、株式会社日刊工業新聞社  平成９年１１月２８日初版一刷発行「機械用語大辞典」）。
【０００３】
三次元造形方法においても、造形対象物に削り代を設けることは、当然可能である。
【０００４】
但し、三次元造形方法の場合には、粉末層の形成、当該粉末層に対するスキージの走行による平坦化、レーザービーム又は電子ビームの照射による焼結を複数回繰り返すことによる積層工程を、削り代の分だけ付加したうえで、当該削り代に対する切削工程を必要不可欠とする。
【０００５】
然るに、三次元造形方法においては、積層工程における削り代の設定及びその後の切削工程をどのような順序によって設定するかについては、合理的かつ客観的な基準が設定されていない。
【０００６】
因みに、特許文献１においては、三次元造形において削り代の使用量の削減に関する説明が行われているが、積層工程における削り代の設定及びその後の切削工程の順序の基準については全く説明されていない。
【０００７】
しかも、削り代の付加を伴う積層を行った後に、如何なる段階にて切削を行うことが効率的な造形及び正確な造形に資するかについて論じた公知技術文献は見当たらない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１７−１４４４４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、切削加工面に削り代を設定することを前提とする三次元造形方法において、効率的かつ合理的な工程に基づく三次元造形方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は以下の３個の基本構成Ｉ、II、IIIからなる。
Ｉ．  粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記（１）の加工単位及び当該加工単位に対し水平方向にて隣接しかつ上側に位置している加工単位における前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記（１）の加工単位に対し、隣接する加工単位が存在しない場合には、前記（１）の加工領域のみにおける前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
（３）．前記（１）及び前記（２）の加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削、及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
但し、前記（１）の周囲側面と前記（２）の隣接する周囲側面とが連続している領域については、双方の周囲側面における厚みａの削り代の切削。
３．前記２の工程を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
II．粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記（１）の加工単位及び当該加工単位に対し水平方向にて隣接しかつ上側に位置している加工単位における前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記（１）の加工単位に対し、隣接する加工単位が存在しない場合には、前記（１）の加工領域のみにおける前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
（３）．前記（１）、（２）の工程を繰り返し、当該繰り返しによって形成された周囲側面の水平方向に直交する方向に沿う合計長さが、切削工具の長手方向側部における切削刃の長さを超えないことを限度として、前記繰り返しの継続。
（４）．前記（３）の工程によって形成された周囲側面における厚みａの削り代の切削及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
３．前記２の工程を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
III．粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記（１）の加工単位及び当該加工単位に対し水平方向にて隣接しかつ上側に位置している加工単位における前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記（１）の加工単位に対し、隣接する加工単位が存在しない場合には、前記（１）の加工領域のみにおける前記（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
（３）．前記（１）、（２）の積層を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
３．前記２の工程において形成された周囲側面のうち、水平方向に直交する方向にて最も長い連続した長さを有する周囲側面以上の長い長手方向側部における切削刃を有する切削工具を採用したうえで、各加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
【発明の効果】
【００１１】
基本構成Ｉ、II、IIIは、何れにおいても、工程１、２、３において、削り代を設定した後に、周囲側面及び上側面の切削を行うことによって、無駄のない効率的な切削加工を可能とする三次元造形を実現することができる。
【００１２】
このような効果は、例えば、周囲側面及び上側面において、基本構成Ｉ、II、IIIの各２（２）のように、周囲側面における厚みａ及び上側面における厚みｂを伴う削り代の積層が終了する前段階に切削を行った場合には、当該切削の後にＣＡＤ／ＣＡＭシステムによって予め設定された削り代が改めて積層され、更なる切削が必要になるという無駄な工程が必要となることからも明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】基本構成Ｉの製造工程を示す側断面図であって、（ａ）は、工程１によって設定される造形対象物及び当該造形対象物を構成する各加工単位及び周囲側面並びに上側面における削り代を示しており（斑点部分は加工単位によって構成される造形対象物の領域を示しており、ハッチング部分は削り代を示し、ローマ数字による符号は加工単位の区分を示す記号であり、一点鎖線は加工単位同士の上下方向において区分する面を示し、これらの表示は、以下の各工程においても同様である。）、（ｂ）は、２（１）の積層工程を示しており、（ｃ）は、２（２）の積層工程を示しており、（ｄ）は、２（３）の切削工程を示しており、（ｅ）は、２（１）の上側面が最頂部に到った段階における２（３）の切削工程を示す。
【図２】基本構成IIの製造工程を示す側断面図であって、（ａ）は、工程１によって設定される造形対象物及び当該造形対象物を構成する各加工単位及び周囲側面並びに上側面における削り代を示しており（斑点部分は加工単位によって構成される造形対象物の領域を示しており、ハッチング部分は削り代を示し、ローマ数字による符号は加工単位の区分を示す記号であり、一点鎖線は加工単位同士の上下方向において区分する面を示し、これらの表示は、以下の各工程においても同様である。）、（ｂ）は、２（１）の積層工程を示しており、（ｃ）は、２（２）の積層工程を示しており、（ｄ）は、２（３）の積層工程を示しており（尚、左側の点線は、周囲側面の合計長さが切削工具の長手方向側部の切削刃の長さの内側近傍に到った状態を示す。）、（ｅ）は、２（４）の切削工程を示しており、（ｆ）は、２（１）の上側面が最頂部に到った場合の２（４）の切削工程を示す。
【図３】基本構成IIIの製造工程を示す側断面図であって、（ａ）は、工程１によって設定される造形対象物及び当該造形対象物を構成する各加工単位及び周囲側面並びに上側面における削り代を示しており（斑点部分は加工単位によって構成される造形対象物の領域を示しており、ハッチング部分は削り代を示し、ローマ数字による符号は加工単位の区分を示す記号であり、一点鎖線は加工単位同士の上下方向において区分する面を示し、これらの表示は、以下の各工程においても同様である。）、（ｂ）は、２（１）の積層工程を示しており、（ｃ）は、２（２）の積層工程を示しており、（ｄ）は、２（３）の積層工程を示しており、（ｅ）は、３の切削工程を示し（尚、左側の点線は、水平方向に直交する方向にて最も長い連続した長さを有する周囲側面の長さが工程３において採用される切削工具の長手方向側部の切削刃の長さと等しい状態を示す。）、（ｆ）は、２（１）の上側面が最頂部に到った場合の３の切削工程を示す。
【図４】実施例の切削状態を示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態を説明する前に、本発明の基本的前提を以下のとおり説明する。
【００１５】
基本構成Ｉ、II、III記載のように、本発明の積層工程は、粉末層の形成、当該粉末層に対するスキージによる平坦化、レーザービーム又は電子ビームの照射による焼結の複数回の繰り返しによって構成されている。
【００１６】
積層工程の後に、当該積層が行われた表面に対する切削工具３による切削加工を行うが、切削加工を行う表面については各プロセス１記載のように、周囲側面と上側面とに分類される。
【００１７】
周囲側面とは、鉛直方向面を典型例とするが、鉛直方向面だけでなく、当該鉛直方向に対する傾斜面又は外側に突出した状態による湾曲面を形成しており、かつ切削工具３の長手方向側部における切削刃によって切削の対象となる表面を指している。
【００１８】
これに対し、上側面は、水平方向面を典型例とするが、水平方向面だけでなく、当該水平方向に対する傾斜面又は内側若しくは外側に突出した状態による湾曲面を形成しており、かつ切削工具３の先端における切削刃によって切削の対象となる表面を指している。
【００１９】
図１、２、３は、それぞれ基本構成Ｉ、II、IIIにおける各プロセスを掲載しているが、図１は、周囲側面及び上側面の全てが鉛直方向面である場合を示しており、図２は、周囲側面及び上側面の大部分が傾斜面である場合を示しており、図３は、最頂部である最も高い位置及び２番目に高い位置における周囲側面及び上側面が何れも外側に突出した状態による湾曲面である場合を示している。
【００２０】
基本構成Ｉ、II、IIIの工程１に記載されている加工単位１１は、図１、２、３の（ａ）の（ｉ）、（ii）、（iii）、（iv）、（ｖ）によって区分された領域に示すように、造形対象物１の全形状を構成している積層及び切削の単位であって、四方の周囲側面を有する一方、当該周囲側面の一部に囲まれている上側面（図１、２、３の各（ａ）の場合には（ｉ）、（ii）、（iii）の上側面）又は周囲側面の全てに囲まれている上側面（図１、２、３の各（ａ）の場合には（iv）、（ｖ）の上側面）を有している。
尚、最頂部の上側面は、図１、２、３の各（ａ）の（ｖ）の領域に示すように、必然的に全て周囲側面に囲まれているが、全てが周囲側面に囲まれている上側面が必ずしも最頂部に位置している訳ではなく、かつこの点は、図１、２、３の各（ａ）に示す（iv）の領域の加工単位１１の上側面からも明らかである。
【００２１】
基本構成Ｉ、II、IIIは、図面１、２、３の各（ａ）に示すような、
（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物１の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具３の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具３の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位１１の設定、
（２）．各加工単位１１に対し、側面周囲における厚みａによる削り代２の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代２の設定、
という工程１を経る点において共通している。
【００２２】
工程１による各加工単位１１及び削り代２を設定した後に、基本構成Ｉ、II、IIIは、図１、２、３の各（ｂ）に示すように下側の加工単位１１につき、周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位１１の上側面に到るまで継続するという２（１）の工程を経る点において共通している。
【００２３】
工程２（１）の積層の継続の後に、基本構成Ｉ、II、IIIは、図１、２、３の各（ｃ）に示すように前記工程２（１）の加工単位１１及び当該加工単位１１に対し水平方向にて隣接しかつ上側に位置している加工単位１１における前記工程２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続すると共に、前記工程２（１）の加工単位１１に対し、図１、２、３の各（ａ）における加工単位１１の（iv）及び（ｖ）のように隣接する加工単位１１が存在しない場合には、前記工程２（１）の加工領域のみにおける前記工程２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続するという２（２）の工程を経る点において共通している。
【００２４】
基本構成Ｉにおいては、２（２）の工程の後に、図１（ｄ）に示すように、前記工程２（１）及び前記工程２（２）の加工単位１１の周囲側面における厚みａの削り代２の切削、及び上側面における厚みｂの削り代２の切削を行うと共に、図１（ｃ）、（ｄ）の加工単位１１の（ｉ）及び加工単位１１の（ii）の左側における周囲側面のように、前記工程２（１）の周囲側面と前記工程２（２）の隣接する周囲側面とが連続している領域については、双方の周囲側面における厚みａの削り代２の切削を行うという２（３）の切削工程を採用している。
【００２５】
基本構成Ｉの場合には、図１（ｅ）に示すように、最頂部における２（３）の切削を以って全工程が終了するが、工程３記載のように、２（１）、（２）、（３）の各工程を、最も低い位置にある加工単位１１から最頂部の加工単位１１に到るまで繰り返し継続することによって、造形対象物１の造形を完了している。
【００２６】
基本構成IIにおいては、２（２）の工程の後に直ちに切削工程に突入せずに、図２（ｄ）に示すように、前記工程２（１）、（２）の工程を繰り返し、当該繰り返しによって形成された周囲側面の水平方向に直交する方向に沿う合計長さが、切削工具３の長手方向側部における切削刃の長さを超えないことを限度として、前記繰り返しを継続するという２（３）の工程を経た後、当該工程によって形成された周囲側面における厚みａの削り代２の切削及び上側面における厚みｂの削り代２の切削という２（４）の工程を経ている。
【００２７】
基本構成IIの場合には、図２の（ｆ）に示すように、最頂部における２（４）の切削を以って全工程が終了するが、工程３記載のように、２（１）、（２）、（３）、（４）の各工程を、最も低い位置にある加工単位１１から最頂部の加工単位１１に到るまで繰り返し継続することによって、造形対象物１の造形を完了している。
【００２８】
基本構成IIIにおいては、工程２（２）の後に、図３（ｄ）に示すように前記２（１）及び２（２）の積層を、最も低い加工単位１１から最頂部の加工単位１１に到るまで繰り返し継続するという２（３）の積層工程を採用している。
【００２９】
基本構成IIIの場合には、図３（ｅ）に示すように、前記２の工程において形成された周囲側面のうち、水平方向に直交する方向にて最も長い連続した長さを有する周囲側面以上の長い長手方向側部における切削刃を有する切削工具３を採用したうえで、各加工単位１１の周囲側面における厚みａの削り代２の切削及び上側面における厚みｂの削り代２の切削という３の工程を経ることによって、図３（ｆ）に示す最終段階の切削に到ったうえで造形対象物１の造形を完了している。
【００３０】
基本構成Ｉの場合には、２（３）の切削工程の後に、隣接する加工単位１１における更なる積層が行われることによって、隣接する加工単位１１において散布された粉末の漏洩、更には隣接する加工単位１１における焼結による影響、即ち既に切削が終了した周囲側面及び上側面に対し、隣接する加工単位１１に照射したレーザービーム又は電子ビームの漏洩による不要な焼結が行われる可能性を否定することができない。
【００３１】
これに対し、基本構成IIIの場合には、周囲側面及び上側面における全削り代２を付加した積層工程を終了した後に、３のような切削工程を行う結果、基本構成Ｉのような可能性が生ずることはあり得ない。
【００３２】
但し、基本構成IIIの３の工程の場合には、図３（ｅ）に示すように、前記２の工程において形成された周囲側面のうち、水平方向に直交する方向にて最も長い連続した長さを有する周囲側面よりも長い長手方向側部における切削刃を有する切削工具３の採用を必要不可欠とする。
【００３３】
そのような長手方向幅の刃の場合には、長手方向断面において所定の太さを必要とし、微細な成形に適合し得ない場合がある点において、基本構成Ｉに比し技術上の欠点を有している。
【００３４】
しかしながら、各加工単位１１にて連続する周囲側面の水平方向に直交する方向の幅が通常の工具によって対処し得るような造形対象物１の全体の高さ方向幅が小さい場合には、基本構成IIIは、前記特徴点及びシンプルな制御を実現し得る点において優れている。
【００３５】
基本構成IIは、隣接する加工単位１１における積層の影響の程度において、基本構成Ｉと同IIIとの中間の状態を呈する一方、基本構成IIIのような格別の切削工具３を用意しなくて済む点において優れている。
【００３６】
通常、上側面の削り代２の厚みｂは、周囲側面における削り代２の厚みａよりも厚く設定されているが、その原因は、上側面の削り代２の場合には、焼結した削り代２が、熱収縮に際し削り代２領域自体の荷重によって熱収縮の程度が大きいことに由来している。
【００３７】
周囲側面と上側面とは、既に説明したように切削工具３の切削刃によって峻別されており、しかも周囲側面は鉛直面に限定されている訳ではなく、当該鉛直方向に対する傾斜面、又は当該鉛直方向に対し外側に突出している湾曲面を包摂する一方、上側面は水平方向面に限定されている訳ではなく、当該水平方向に対する傾斜面、又は当該水平方向に対する湾曲面を包摂している。
【００３８】
周囲側面の方向と上側面の方向とは、特定の角度によって峻別することができ、通常の場合には、水平方向に対し６０°〜７５°の範囲にて峻別する場合が多い。
【００３９】
周囲側面の削り代２に対する切削は、当該周囲側面が例えば図２（ａ）の加工単位１１の（iv）の左側壁部に示すようなアンダーカットを呈している場合においても実現可能である。
【００４０】
即ち、当該アンダーカット領域においても、厚みａの削り代２を付加したうえで、アンダーカット方向に即して切削工具３の長手方向側部における切削刃をアンダーカット方向に設定したうえで、切削工具３を移動することによって切削を遂行することができる。
【００４１】
更には、周囲側面に対する切削に際し、例えば図２（ｅ）の加工単位１１の（ii）の右側肩部の周囲側面の場合のように、切削工具３の先端を上側とし、シャンク部に接続する上端下側とするような切削状態をも採用することができる。
【００４２】
以下、実施例に即して説明する。
【実施例】
【００４３】
実施例は、周囲側面が鉛直方向に対し内側に突入する形状による湾曲方向を形成している場合において、当該周囲側面に設けた厚みａによる削り代２を、切削工具３の先端における切削刃によって切削することを特徴としている。
【００４４】
外側周囲面が鉛直方向に対し内側に窪んだ湾曲方向を形成している場合には、切削工具３の長手方向の側部における刃によって、当該周囲側面を切削することができない。
【００４５】
このような状況に鑑み、実施例においては、前記のように切削工具３の先端の刃によって、他の周囲側面の場合と同様に削り代２の切削を実現している。
【００４６】
このような実施例においては、たとえ周囲側面が鉛直方向に対し内側に窪んだ形状の方向を呈したとしても、他の周囲側面と同様の仕上加工を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
このように、本発明は、削り代を備えた三次元造形方法を効率的かつ円滑に実現することができ、様々な形状の周囲側面及び上側面を有する三次元造形物の三次元造形方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００４８】
１    造形対象物
１１  加工単位
２    削り代
３    切削工具
【図１】
2019162754.tif 000003
【図２】
2019162754.tif 000004
【図３】
2019162754.tif 000005
【図４】
2019162754.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成30年10月24日(2018.10.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記２（１）の加工単位の上側に位置している加工単位における前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記２（１）の加工単位の上側に加工単位が存在しない場合には、前記２（１）の加工領域のみにおける前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて終了。
（３）．前記２（１）の加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削、及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
但し、前記２（１）の加工単位における周囲側面と前記２（２）の加工単位における周囲側面とが連続している領域については、双方の周囲側面における厚みａの削り代の切削。
３．前記２の工程を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
【請求項２】
粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記２（１）の加工単位の上側に位置している加工単位における前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記２（１）の加工単位の上側に加工単位が存在しない場合には、前記２（１）の加工領域のみにおける前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて終了。
（３）．前記２（１）及び２（２）の工程を繰り返し、当該繰り返しによって形成された周囲側面の水平方向に直交する方向に沿う合計長さが、切削工具の長手方向側部における切削刃の長さを超えないことを限度として、前記繰り返しの継続。
（４）．前記（３）の工程によって積層が完了した各加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
但し、積層が完了した加工単位の周囲側面と、その上側に位置している積層が完了していない加工単位の周囲側面とが連続している領域については、双方の周囲側面における厚みａの削り代の切削。
３．前記２の工程を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
【請求項３】
粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記２（１）の加工単位の上側に位置している加工単位における前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記２（１）の加工単位の上側に加工単位が存在しない場合には、前記２（１）の加工領域のみにおける前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて終了。
（３）．前記２（１）及び２（２）の積層を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
３．前記２の工程において形成された周囲側面のうち、水平方向に直交する方向にて最も長い連続した長さを有する周囲側面以上の長い長手方向側部における切削刃を有する切削工具を採用したうえで、各加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
【請求項４】
厚みｂを厚みａよりも大きく設定す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方法。
【請求項５】
加工単位の周囲側面が鉛直方向面だけでなく、当該鉛直方向に対する傾斜面又は外側に突出した状態による湾曲面を形成していることを特徴とする請求項１、２、３、４の何れか一項に記載の三次元造形方法。
【請求項６】
加工単位における上側面が水平方向面だけでなく、当該水平方向に対する傾斜面又は湾曲面を形成していることを特徴とする請求項１、２、３、４、５の何れか一項に記載の三次元造形方法。
【請求項７】
周囲側面と上側面とを水平方向に対する角度によって峻別することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６の何れか一項に記載の三次元造形方法。
【請求項８】
前記峻別する角度が水平方向に対し６０°〜７５°であることを特徴とする請求項７記載の三次元造形方法。
【請求項９】
周囲側面が鉛直方向に対し内側に突入する形状による湾曲方向を形成している場合において、当該周囲側面に設けた厚みａによる削り代を、切削工具の先端における切削刃によって切削することを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６、７、８の何れか一項に記載の三次元造形方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
前記課題を解決するため、本発明は以下の３個の基本構成Ｉ、II、IIIからなる。
Ｉ．  粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記２（１）の加工単位の上側に位置している加工単位における前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記２（１）の加工単位の上側に加工単位が存在しない場合には、前記２（１）の加工領域のみにおける前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて終了。
（３）．前記２（１）の加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削、及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
但し、前記２（１）の加工単位における周囲側面と前記２（２）の加工単位における周囲側面とが連続している領域については、双方の周囲側面における厚みａの削り代の切削。
３．前記２の工程を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
II．粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記２（１）の加工単位の上側に位置している加工単位における前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記２（１）の加工単位の上側に加工単位が存在しない場合には、前記２（１）の加工領域のみにおける前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて終了。
（３）．前記２（１）及び２（２）の工程を繰り返し、当該繰り返しによって形成された周囲側面の水平方向に直交する方向に沿う合計長さが、切削工具の長手方向側部における切削刃の長さを超えないことを限度として、前記繰り返しの継続。
（４）．前記（３）の工程によって積層が完了した各加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
但し、積層が完了した加工単位の周囲側面と、その上側に位置している積層が完了していない加工単位の周囲側面とが連続している領域については、双方の周囲側面における厚みａの削り代の切削。
３．前記２の工程を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
III．粉末の散布によって形成された粉末層に対するスキージの摺動による平坦面の形成、当該平坦面に対するレーザービーム又は電子ビームの照射による焼結工程を複数回繰り返す積層工程の後に、当該積層に対し、切削工具による切削加工を行う三次元造形方法において、以下の工程を採用している三次元造形方法。
１（１）．ＣＡＤ／ＣＡＭシステムによる造形対象物の全形状の設定、及び当該全形状を構成し、かつ切削工具の長手方向側部における切削刃による切削の対象である側面周囲、及び切削工具の先端における切削刃による切削の対象であり、かつ周囲側面の一部又は全てによって囲まれている上側面を備えている加工単位の設定。
（２）．各加工単位に対し、側面周囲における厚みａによる削り代の設定、並びに上側面におけるｂの厚みによる削り代の設定。
２（１）．下側に位置している加工単位の周囲側面につき、水平方向の厚みａを付加したことによる積層を当該加工単位の上側面に到るまで継続。
（２）．前記２（１）の加工単位の上側に位置している加工単位における前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続。
但し、前記２（１）の加工単位の上側に加工単位が存在しない場合には、前記２（１）の加工領域のみにおける前記２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて終了。
（３）．前記２（１）及び２（２）の積層を、最も低い加工単位から最頂部の加工単位に到るまで繰り返し継続。
３．前記２の工程において形成された周囲側面のうち、水平方向に直交する方向にて最も長い連続した長さを有する周囲側面以上の長い長手方向側部における切削刃を有する切削工具を採用したうえで、各加工単位の周囲側面における厚みａの削り代の切削及び上側面における厚みｂの削り代の切削。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
このような効果は、例えば、周囲側面及び上側面において、基本構成Ｉ、II、IIIの各２（２）のように、周囲側面における厚みａ及び上側面における厚みｂを伴う削り代の積層が終了するより前の段階に切削を行った場合には、当該切削の後にＣＡＤ／ＣＡＭシステムによって予め設定された削り代が改めて積層され、更なる切削が必要になるという無駄な工程が必要となることからも明らかである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
工程２（１）の積層の継続の後に、基本構成Ｉ、II、IIIは、図１、２、３の各（ｃ）に示すように前記工程２（１）の加工単位１１の上側に位置している加工単位１１における前記工程２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて継続すると共に、前記工程２（１）の加工単位１１に対し、図１、２、３の各（ａ）における加工単位１１の（iv）及び（ｖ）のように上側に加工単位１１が存在しない場合には、前記工程２（１）の加工領域のみにおける前記工程２（１）の付加に基づく積層を上側方向の厚みｂの領域範囲にて終了するという２（２）の工程を経る点において共通している。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
基本構成Ｉにおいては、２（２）の工程の後に、図１（ｄ）に示すように、前記工程２（１）の加工単位１１の周囲側面における厚みａの削り代２の切削、及び上側面における厚みｂの削り代２の切削を行うと共に、図１（ｃ）、（ｄ）の加工単位１１の（ｉ）及び加工単位１１の（ii）の左側における周囲側面のように、前記工程２（１）の加工単位における周囲側面と前記工程２（２）の加工単位における周囲側面とが連続している領域については、双方の周囲側面における厚みａの削り代２の切削を行うという２（３）の切削工程を採用している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
基本構成IIにおいては、２（２）の工程の後に直ちに切削工程に突入せずに、図２（ｄ）に示すように、前記工程２（１）、（２）の工程を繰り返し、当該繰り返しによって形成された周囲側面の水平方向に直交する方向に沿う合計長さが、切削工具３の長手方向側部における切削刃の長さを超えないことを限度として、前記繰り返しを継続するという２（３）の工程を経た後、図２（ｅ）に示すように、当該工程によって積層が完了した各加工単位の周囲側面における厚みａの削り代２の切削及び上側面における厚みｂの削り代２の切削を行うと共に、積層が完了した加工単位の周囲側面と、その上側に位置している積層が完了していない加工単位の周囲側面とが連続している領域については、双方の周囲側面における厚みａの削り代の切削という２（４）の工程を経ている。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
基本構成Ｉの場合には、２（３）の切削工程の後に、上側に位置している加工単位１１における積層が行われることによって、当該上側の加工単位１１において散布された粉末の漏洩、及び当該上側の加工単位１１における焼結による影響、即ち既に切削が終了した周囲側面及び上側面に対し、当該上側の加工単位１１に照射したレーザービーム又は電子ビームの漏洩による不要な焼結が行われる可能性を否定することができない。