(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加対象面上の加工領域に柱状の造形材料を供給するノズルと、前記加工領域に供給された前記造形材料を溶融させるビームを前記加工領域に照射するビームノズルと、が非同軸に設けられた加工ヘッドを制御することにより付加加工を行う積層造形装置を用いた積層造形方法であって、
前記ビームの中心軸と前記柱状の造形材料の中心軸とを１つの鉛直面上に位置させて前記加工ヘッドが配置された状態で、所望の加工経路上に付加加工を行う際、前記ビームの照射方向に垂直な面に前記加工ヘッドの動作を投影した場合に前記加工領域に供給される前記柱状の造形材料の中心軸に沿う方向での前記加工ヘッドの移動方向が１方向となるように、前記加工経路を複数の分割加工経路に分割し、複数の前記分割加工経路の各々に沿って前記加工ヘッドを移動させて付加加工を行うこと、
を特徴とする積層造形方法。
【請求項２】
付加対象面上の加工領域に柱状の造形材料を供給するノズルと、前記加工領域に供給された前記造形材料を溶融させるビームを前記加工領域に照射するビームノズルと、が非同軸に設けられた加工ヘッドを制御することにより付加加工を行う積層造形装置の加工経路を生成する加工経路生成方法であって、
造形対象形状を表す造形形状データを取得するステップと、
前記造形形状データから基本加工経路を生成するステップと、
前記ビームの照射方向に垂直な面に前記加工ヘッドの動作を投影した場合に、前記加工領域に供給される前記柱状の造形材料の中心軸に沿う方向での前記加工ヘッドの移動方向が１方向であるように前記基本加工経路から複数の分割加工経路のデータを生成するステップと、
を含むことを特徴とする加工経路生成方法。
【請求項３】
前記複数の分割加工経路は、前記ビームの照射方向に垂直な面に前記加工ヘッドの動作を投影した場合に前記柱状の造形材料が供給される方向に対する前記加工ヘッドの進行方向の角度が、予め定められたヘッド許容角度の範囲内であること、
を特徴とする請求項２に記載の加工経路生成方法。
【請求項４】
前記複数の分割加工経路のデータに、前記ビームの出力および前記柱状の造形材料の供給速度のうち少なくとも一方の増減を調整可能な調整機能のデータを付加するステップを有すること、
を特徴とする請求項２または３に記載の加工経路生成方法。
【請求項５】
付加対象面上の加工領域に柱状の造形材料を供給するノズルと、前記加工領域に供給された前記造形材料を溶融させるビームを前記加工領域に照射するビームノズルと、が非同軸に設けられた加工ヘッドを制御することにより付加加工を行う積層造形装置であって、
前記ビームの中心軸と前記柱状の造形材料の中心軸とを１つの鉛直面上に位置させて前記加工ヘッドが配置された状態で、所望の加工経路上に付加加工を行う際、前記ビームの照射方向に垂直な面に前記加工ヘッドの動作を投影した場合に前記加工領域に供給される前記柱状の造形材料の中心軸に沿う方向での前記加工ヘッドの移動方向が１方向となるように、前記加工経路を複数の分割加工経路に分割し、複数の前記分割加工経路の各々に沿って前記加工ヘッドを移動させて付加製造を行うこと、
を特徴とする積層造形装置。
【請求項６】
前記柱状の造形材料が、ワイヤ状の造形材料または粉末状の造形材料であること、
を特徴とする請求項５に記載の積層造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元の立体物を積層造形する積層造形方法、加工経路生成方法および積層造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、３次元の立体物を造形する技術として、付加製造（ＡＭ：Additive  Manufacturing）と呼ばれる技術が知られている。付加製造の方式には複数の種類があるが、ダイレクトエナジーデポジション（ＤＥＤ：Directed  Energy  Depositon）方式は、他の積層方式に比べて、造形時間が早い、積層材料の切替が簡単である、ベース材質の制限が少ない、といった利点がある。また、ＤＥＤ方式は、造形に用いる量だけの材料が消費されるため、材料の無駄が少なく、また加工ヘッドの構成を変更することで粉末およびワイヤの両方が材料として使用可能である。特に、ワイヤは、既製品である溶接用ワイヤを流用できるため、価格が安価であり、入手が容易である。【０００３】
特許文献１には、指定された形状の積層をダイレクトエナジーデポジション方式で行う際のパスとして、指定された形状を工具で切削するための切削パスを時間的に遡る向きに、材料を供給するノズルのツールパスを定めることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−１９４９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の技術で作成されたツールパスは、ワイヤが供給される方向と加工ヘッドの進行方向との相対位置関係によって溶接プロセスが変化することが考慮されておらず、レーザビームの照射方向に垂直な面に加工ヘッドの動作を投影した場合に造形経路の途上でワイヤが供給される方向に対して加工ヘッドの進行方向の相対角度が一定角度以上変化する形状の造形物の造形において造形精度が悪化する。【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、造形経路の途上でワイヤが供給される方向に対して加工ヘッドの進行方向の相対角度が一定角度定以上変化する形状の造形における造形精度を向上可能な積層造形方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる積層造形方法は、付加対象面上の加工領域に柱状の造形材料を供給するノズルと、加工領域に供給された造形材料を溶融させるビームを加工領域に照射するビームノズルと、が非同軸に設けられた加工ヘッドを制御することにより付加加工を行う積層造形装置を用いた積層造形方法である。積層造形方法は、ビームの中心軸と柱状の造形材料の中心軸とを１つの鉛直面上に位置させて加工ヘッドが配置された状態で、所望の加工経路上に付加加工を行う際、ビームの照射方向に垂直な面に加工ヘッドの動作を投影した場合に加工領域に供給される柱状の造形材料の中心軸に沿う方向での加工ヘッドの移動方向が１方向となるように、加工経路を複数の分割加工経路に分割し、複数の分割加工経路の各々に沿って加工ヘッドを移動させて付加加工を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明にかかる積層造形方法は、造形経路の途上でワイヤが供給される方向に対して加工ヘッドの進行方向の相対角度が一定角度以上変化する形状の造形における造形精度を向上可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる付加製造システムの構成を示す図
【図２】本発明の実施の形態１にかかるＣＡＭ装置の構成を示すブロック図
【図３】本発明の実施の形態１にかかる付加製造装置の回転機構の回転方向を示す図
【図４】実施の形態１にかかる制御装置のハードウェア構成を示すブロック図
【図５】ワイヤが供給される方向と加工ヘッドの進行方向とが同一方向となる第１の状態を示す図
【図６】図５をベース材の表面と平行なＹ軸方向に見た図
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における矢印方向に見たビードの断面形状を示す図
【図８】ワイヤが供給される方向と加工ヘッドの進行方向とが反対方向となる第２の状態を示す図
【図９】図８をベース材の表面と平行なＹ軸方向に見た図
【図１０】図９のＸ−Ｘ線における矢印方向に見たビードの断面形状を示す図
【図１１】本発明の実施の形態１にかかる付加製造装置により円形の造形を行なう場合の加工経路の一例を示す図
【図１２】本発明の実施の形態１にかかる第１の半円加工経路においてワイヤが供給される方向と加工ヘッドの進行方向との関係を示す図
【図１３】本発明の実施の形態１にかかる第２の半円加工経路においてワイヤが供給される方向と加工ヘッドの進行方向との関係を示す図
【図１４】図２に示したＣＡＭ装置における加工プログラムの生成処理の手順を示すフローチャート
【図１５】図１に示した付加製造装置により星形の造形を行う場合の加工経路の分割例を示す図
【図１６】図１に示した付加製造装置により多角形の造形を行う場合の加工経路の分割例を示す図
【図１７】図１に示した付加製造装置により造形を行うギア形状の一例を示す図
【図１８】図１に示した付加製造装置により図１７に示したギア形状における領域の造形を行う場合の加工経路の分割例を示す図
【図１９】図１に示した付加製造装置により造形した２本の線ビードの端部間の理想的な接続状態を示す模式断面図
【図２０】図１に示した付加製造装置により造形した２本の線ビードの端部間が近すぎるために接続された線ビードの盛り上がり部が生じた状態を示す模式断面図
【図２１】図１に示した付加製造装置により造形した２本の線ビードの端部間が遠すぎるために線ビード同士間に隙間が生じた状態を示す模式断面図
【図２２】ビードの始終端において変化させる造形条件の増減を調整可能な調整機能を有する加工プログラムの生成処理の手順を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施の形態にかかる積層造形方法、加工経路生成方法および積層造形装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１１】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる付加製造システム２００の構成を示す図である。図２は、本発明の実施の形態１にかかるＣＡＭ（Computer  Aided  Manufacturing）装置１１０の構成を示すブロック図である。付加製造装置１００は、ビームの照射によって溶融させた材料を被加工物の付加対象面へ付加する付加加工により３次元の立体造形物を製造する、ＤＥＤ方式の積層造形装置である。本実施の形態１において、ビームはレーザビーム２４であって、材料はワイヤ状の造形材料である金属製のワイヤ５であるものとする。なお、ワイヤ状の造形材料は、金属以外の材料であってもよい。付加製造システム２００は、付加製造装置１００およびＣＡＭ装置１１０を備える。
【００１２】
付加製造装置１００は、ベース材１７にビードを堆積させることによって、金属材料による堆積物１８をベース材１７の表面に形成する。ビードは、溶融したワイヤ５が凝固することによって形成される物体であり堆積物１８を構成する。本実施の形態１においては、線状のビードを形成する。以下では、線状のビードを線ビードと称する。すなわち、線ビードは、ワイヤ５が溶融凝固した線状の金属である。ベース材１７は、ステージ１５に載置される。被加工物とは、ベース材１７と堆積物１８とを指すものとする。造形物とは、堆積物１８を指すものとする。図１に示すベース材１７は板材である。ベース材１７は、板材以外のものであっても良い。
【００１３】
付加製造装置１００は、ビームノズル１１とワイヤノズル１２とガスノズル１３とを有する加工ヘッド１０を備える。ビームノズル１１は、材料を溶融させる熱源であるレーザビーム２４を、被加工物の加工領域２６へ向けて出射する。材料を溶融させるためのエネルギー源については、レーザビーム２４以外にも電子ビームまたはアーク放電などを使用可能である。ワイヤノズル１２は、被加工物におけるレーザビーム２４の照射位置へ向けてワイヤ５を進行させる。すなわち、ワイヤノズル１２は、被加工物の付加対象面２２の加工領域２６に向けてワイヤ５を供給する。
【００１４】
なお、付加製造装置１００は、ワイヤノズル１２からワイヤ５を加工領域２６に供給する代わりに、ノズルから造形材料として粉末金属を噴出させて造形を行う方式を採用することも可能である。造形材料として粉末金属をノズルから噴出させる場合は、シールドガスの負圧を使う方式、または粉末金属を搬送する粉末搬送チューブから造形タイミングに加圧噴射する方式などが使用可能である。この場合、ノズルから柱状に噴出される粉末金属の柱状形状の中心軸が、加工領域２６に供給されるワイヤ５の中心軸に対応する。ワイヤ５および柱状に噴出される粉末金属は、ノズルから加工領域２６に供給される柱状の造形材料を構成する。
【００１５】
ガスノズル１３は、堆積物１８の酸化抑制および線ビードの冷却のためのシールドガス２５を被加工物の加工領域２６へ向けて噴出する。ビームノズル１１とワイヤノズル１２とガスノズル１３とは、加工ヘッド１０に固定されることにより、互いの位置関係が一意に定められている。すなわち、加工ヘッド１０により、ビームノズル１１とガスノズル１３とワイヤノズル１２との相対位置関係が固定されている。
【００１６】
レーザ発振器２は、レーザビーム２４を発振する。ビーム源であるレーザ発振器２からのレーザビーム２４は、光伝送路であるファイバーケーブル３を通ってビームノズル１１へ伝搬する。レーザ発振器２とファイバーケーブル３とビームノズル１１とにより、ワイヤ５を溶融させるレーザビーム２４をワイヤ５の中心軸と非同軸に被加工物へ照射する照射部が構成される。ガス供給装置７は、配管８を通じてガスノズル１３へガスを供給する。ガス供給装置７と配管８とガスノズル１３とにより、加工領域２６へシールドガスを噴出するガス供給部が構成される。
【００１７】
ワイヤ５が巻き付けられているワイヤスプール６は、材料の供給源である。サーボモータである回転モータ４の駆動に伴ってワイヤスプール６が回転することによって、ワイヤ５はワイヤスプール６から繰り出される。ワイヤスプール６から繰り出されたワイヤ５は、ワイヤノズル１２を通されて、レーザビーム２４の照射位置へ供給される。回転モータ４とワイヤスプール６とワイヤノズル１２とにより、ワイヤ供給部１９が構成される。
【００１８】
ヘッド駆動装置１４は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の各方向へ加工ヘッド１０を移動させる。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、互いに垂直な３軸である。Ｘ軸およびＹ軸は、水平方向に平行な軸である。Ｚ軸方向は、鉛直方向である。ヘッド駆動装置１４は、Ｘ軸方向への加工ヘッド１０の移動のための動作機構を構成するサーボモータと、Ｙ軸方向の加工ヘッド１０の移動のための動作機構を構成するサーボモータと、Ｚ軸方向への加工ヘッド１０の移動のための動作機構を構成するサーボモータとを有する。ヘッド駆動装置１４は、３軸のそれぞれの方向の並進運動を可能とする動作機構である。図１では、各サーボモータの図示を省略している。付加製造装置１００は、ヘッド駆動装置１４により加工ヘッド１０を移動させることで、被加工物におけるレーザビーム２４の照射位置を移動させる。
【００１９】
図１に示す加工ヘッド１０では、ビームノズル１１からＺ軸方向へレーザビーム２４を進行させる。ワイヤノズル１２は、ＸＹ面内においてビームノズル１１とは離れた位置に設けられており、Ｚ軸に対して斜めの方向へワイヤ５を進行させる。すなわち、ワイヤノズル１２は、ビームノズル１１から出射されるレーザビーム２４と非同軸にワイヤ５を進行させる。ワイヤノズル１２は、ワイヤ５が所望の位置に供給されるようにワイヤ５の進行を制限するために用いられる。
【００２０】
図１に示す加工ヘッド１０において、ガスノズル１３は、ＸＹ面内においてビームノズル１１の外周側にビームノズル１１と同軸に設けられており、ビームノズル１１から出射されるレーザビーム２４の中心軸に沿うようにガスを噴出する。すなわち、ビームノズル１１とガスノズル１３とは、互いに同軸上に配置されている。なお、加工ヘッド１０は、スイベル軸を付加された構成とすることも可能である。
【００２１】
回転機構１６は、第１軸を中心とするステージ１５の回転と、第１軸に垂直な第２軸を中心とするステージ１５の回転とを可能とする動作機構である。図１に示す回転機構１６において、第１軸はＸ軸に平行なＡ軸であって、第２軸はＺ軸に平行なＣ軸である。回転機構１６は、第１軸を中心にステージ１５を回転させるための動作機構を構成するサーボモータと、第２軸を中心にステージ１５を回転させるための動作機構を構成するサーボモータとを有する。回転機構１６は、２軸のそれぞれを中心とする回転運動を可能とする動作機構である。図１では、各サーボモータの図示を省略している。付加製造装置１００は、回転機構１６によりステージ１５を回転させることで、被加工物の姿勢または位置を変更することができる。回転機構１６を用いることで、テーパ形状を有する複雑な形状も造形することができる。図３は、本発明の実施の形態１にかかる付加製造装置１００の回転機構１６の回転方向を示す図である。図３に示す回転機構１６では、Ｃ軸テーブル自体をＡ軸方向に回転させることが可能である。
【００２２】
制御装置１は、ＣＡＭ装置１１０から送信される加工プログラムに従って付加製造装置１００を制御する。加工プログラムは、ステージ１５に置かれた被加工物に対して加工ヘッド１０を移動させる移動経路の指示によって、立体造形物を造形する経路であってレーザビーム２４の照射位置を移動させる経路である加工経路を指定する。
【００２３】
制御装置１は、ワイヤ供給部１９と照射部とガス供給部とを制御し、ワイヤ５が溶融して形成される複数の線ビードにより造形物を造形するための制御を担う。制御装置１には、たとえば数値制御装置が用いられる。制御装置１は、ヘッド駆動装置１４へ移動指令を出力することによって、ヘッド駆動装置１４の駆動を制御して、加工ヘッド１０を移動させる。制御装置１は、ビーム出力の条件に応じた指令をレーザ発振器２へ出力することによって、レーザ発振器２によるレーザ発振を制御する。
【００２４】
制御装置１は、材料の供給量の条件に応じた指令を回転モータ４へ出力することによって、回転モータ４の駆動を制御する。制御装置１は、回転モータ４の駆動を制御することによって、ワイヤスプール６から照射位置へ向かうワイヤ５の速度を調整する。以下の説明にて、かかる速度を、ワイヤ供給体積速度と称することがある。
【００２５】
制御装置１は、ガスの供給量の条件に応じた指令をガス供給装置７へ出力することによって、ガス供給装置７からガスノズル１３へのシールドガス２５の供給量を制御する。制御装置１は、回転機構１６へ回転指令を出力することによって、回転機構１６の駆動を制御する。すなわち、制御装置１は、各種指令を出力することによって、付加製造装置１００の全体を制御する。
【００２６】
ヘッド駆動装置１４と回転機構１６とを連動させて加工ヘッド１０とステージ１５とを動かすことで、加工領域２６の位置を変化させることができ、所望の形状の造形物を得ることができる。
【００２７】
ここで、制御装置１のハードウェア構成について説明する。図１に示す制御装置１は、本実施の形態１の付加製造装置１００の制御を実行するためのプログラムである制御プログラムがハードウェアで実行されることによって実現される。
【００２８】
図４は、実施の形態１にかかる制御装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。制御装置１は、各種処理を実行するＣＰＵ（Central  Processing  Unit）４１と、データ格納領域を含むＲＡＭ（Random  Access  Memory）４２と、不揮発性メモリであるＲＯＭ（Read  Only  Memory）４３と、外部記憶装置４４と、制御装置１への情報の入力および制御装置１からの情報の出力のための入出力インタフェース４５とを有する。図４に示す各部は、バス４６を介して相互に接続されている。
【００２９】
ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４３および外部記憶装置４４に記憶されているプログラムを実行する。制御装置１による、付加製造装置１００の全体の制御は、ＣＰＵ４１を使用して実現される。
【００３０】
外部記憶装置４４は、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）あるいはＳＳＤ（Solid  State  Drive）である。外部記憶装置４４は、制御プログラムと各種データとを記憶する。ＲＯＭ４３には、制御装置１であるコンピュータまたはコントローラの基本となる制御のためのプログラムであるＢＩＯＳ（Basic  Input/Output  System）あるいはＵＥＦＩ（Unified  Extensible  Firmware  Interface）といったブートローダであって、ハードウェアを制御するソフトウェアまたはプログラムが記憶されている。なお、制御プログラムは、ＲＯＭ４３に記憶されても良い。
【００３１】
ＲＯＭ４３および外部記憶装置４４に記憶されているプログラムは、ＲＡＭ４２にロードされる。ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４２に制御プログラムを展開して各種処理を実行する。入出力インタフェース４５は、制御装置１の外部の装置との接続インタフェースである。入出力インタフェース４５には、加工プログラムが入力される。また、入出力インタフェース４５は、各種指令を出力する。制御装置１は、キーボードおよびポインティングデバイスといった入力デバイス、およびディスプレイといった出力デバイスを有しても良い。
【００３２】
制御プログラムは、コンピュータによる読み取りが可能とされた記憶媒体に記憶されたものであっても良い。制御装置１は、記憶媒体に記憶された制御プログラムを外部記憶装置４４へ格納しても良い。記憶媒体は、フレキシブルディスクである可搬型記憶媒体、あるいは半導体メモリであるフラッシュメモリであっても良い。制御プログラムは、他のコンピュータあるいはサーバ装置から通信ネットワークを介して、制御装置１となるコンピュータあるいはコントローラへインストールされても良い。
【００３３】
制御装置１の機能は、付加製造装置１００の制御のための専用のハードウェアである処理回路によって実現されても良い。処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable  Gate  Array）、又はこれらの組み合わせである。制御装置１の機能は、一部を専用のハードウェアで実現し、他の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしても良い。
【００３４】
ＣＡＭ装置１１０は、付加製造装置１００の動作を制御する加工プログラムを生成する加工プログラム生成装置であり、データ入力部１１１と、データ記憶部１１２と、加工経路生成部１１３と、加工プログラム変換部１１４と、を備える。ＣＡＭ装置１１０の各構成部は、互いに情報の送受信が可能とされている。
【００３５】
データ入力部１１１は、ＣＡＭ装置１１０の外部の外部装置からＣＡＭ装置１１０に入力される造形形状データであるＣＡＤ（Computer-Aided  Design）データ１２０を受け付けて、データ記憶部１１２に送信する。造形形状データは、付加製造装置１００により付加製造される造形物の仕上がり形状である造形対象形状の情報および素材の材質の情報を含む。造形対象形状は、最終的な３次元形状である。なお、造形形状データはＣＡＤデータ１２０に限定されない。造形形状データは、ＣＡＭ装置１１０において解釈可能なデータであればよい。
【００３６】
また、データ入力部１１１は、ユーザにより入力される線ビードの形成条件の情報である線ビード形成情報を受け付けて、データ記憶部１１２に送信する。線ビード形成情報は、後述する加工プログラムの生成に用いられる線ビードの形状を示す情報である。線ビード形成情報には、線ビードの幅の情報および線ビードの高さの情報が含まれる。
【００３７】
データ記憶部１１２は、データ入力部１１１から送信された造形形状データを記憶する。
【００３８】
加工経路生成部１１３は、データ入力部１１１から送信されたＣＡＤデータ１２０を受信する。加工経路生成部１１３は、ＣＡＤデータ１２０と、ビードの積層を制御するために用いられる積層条件データ１３０とを解析することにより加工経路を生成して、加工プログラム変換部１１４に送信する。加工経路は、線ビードの付加加工が行われる経路であり、加工ヘッド１０のツールパスである。加工プログラムは、線ビードを形成するための加工ヘッド１０の軌跡を指示することにより加工経路を指定している。
【００３９】
加工プログラム変換部１１４は、加工経路生成部１１３から送信された加工経路の情報を受信する。加工プログラム変換部１１４は、加工経路生成部１１３が生成した加工経路の情報を加工プログラムに変換して、制御装置１に送信する。
【００４０】
図２に示すＣＡＭ装置１１０は、ＣＡＭ装置１１０の制御を実行するためのプログラムである制御プログラムが、図３に示すような構成を有するハードウェアで実行されることによって実現される。また、ＣＡＭ装置１１０の機能は、ＣＡＭ装置１１０の制御のための専用のハードウェアである処理回路によって実現されてもよい。
【００４１】
つぎに、本実施の形態１にかかる付加製造装置１００において加工ヘッド１０をＸＹ平面に平行に移動させることにより、曲線状に付加加工を行う場合における、ワイヤ５が供給される方向と加工ヘッド１０の進行方向との関係に起因した造形精度の悪化について説明する。
【００４２】
図５は、ワイヤ５が供給される方向と加工ヘッド１０の進行方向とが同一方向となる第１の状態を示す図である。図５は、レーザビーム２４の照射方向であるＺ軸方向に沿ってビード５０を見た図である。図６は、図５をベース材１７の表面と平行なＹ軸方向に見た図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線における矢印方向に見たビード５０の断面形状を示す図である。図８は、ワイヤ５が供給される方向と加工ヘッド１０の進行方向とが反対方向となる第２の状態を示す図である。図８は、レーザビーム２４の照射方向であるＺ軸方向に沿ってビード５０を見た図である。図９は、図８をベース材１７の表面と平行なＹ軸方向に見た図である。図１０は、図９のＸ−Ｘ線における矢印方向に見たビード５０の断面形状を示す図である。図５、図６、図８および図９においては、ワイヤ５が供給される方向を白い矢印で示し、加工ヘッド１０の進行方向を黒い矢印で示している。
【００４３】
図５に示すように、ワイヤ５が供給される方向と加工ヘッド１０の進行方向とが同一方向となる第１の状態の場合は、レーザビームの照射領域５１において、付加加工直前のベース材１７へのビーム照射量のワイヤ５による遮蔽率が図８の場合に比べて小さくなる。第１の状態は、レーザビーム２４が通過して予熱された下層のビード線上にワイヤ５が送り出されて溶ける状態である。図５の場合は、レーザビーム２４が照射される方向に観て、ワイヤ５はビード５０と重なる位置にあるので、レーザビームの照射領域５１においてベース材１７が遮蔽される面積はビード５０の面積のみになる。
【００４４】
したがって、図５のレーザビームの照射領域５１において、付加加工直前のベース材１７にレーザビーム２４が直接照射される面積が図８の場合に比べて大きくなる。この結果、ベース材１７への予熱が図８の場合に比べて多くなり、冷却時の温度勾配が緩慢になることで、図７に示すように、図１０に比べてビード５０のビード幅が広がり、ビード高さが低くなる傾向となる。
【００４５】
これに対して、図８に示すように、ワイヤ５が供給される方向と加工ヘッド１０の進行方向とが反対方向となる第２の状態の場合は、レーザビームの照射領域５１において、付加加工直前のベース材１７へのビーム照射量のワイヤ５による遮蔽率が図５の場合に比べて大きくなる。第２の状態は、ワイヤノズル１２から送り出されたワイヤ５の後をレーザビーム２４が通過して溶かす状態である。図８の場合は、レーザビーム２４が照射される方向に観て、レーザビームの照射領域５１においてベース材１７が遮蔽される面積はビード５０の面積およびワイヤ５の面積となる。
【００４６】
したがって、図８のレーザビームの照射領域５１において、付加加工直前のベース材１７にレーザビーム２４が直接照射される面積が図５の場合に比べて小さくなる。この結果、ベース材１７への予熱が図５の場合に比べて少なくなり、冷却時の温度勾配が急激になることで、図１０に示すように、図７に比べてビード５０のビード幅が狭まり、ビード高さが高くなる傾向となる。以上説明したように、図５および図８の場合は、ビード幅およびビード高さが異なる結果となる。
【００４７】
すなわち、造形物の加工経路に、第１の状態となる加工経路と第２の状態となる加工経路と、が含まれている場合には、第１の状態となる加工経路をたどった付加加工により形成されたビードと、第２の状態となる加工経路をたどった付加加工により形成されたビードとにおいてビード幅およびビード高さが異なる。このため、ビードの形状が不均一となり、造形物の形状精度が低下する。すなわち、第１の状態と第２の状態とでのワイヤ５の溶融および凝固のプロセスが変わることでワイヤ５の溶け方およびビードの形状が変わり、造形物の形状精度が悪化する。
【００４８】
付加製造装置１００においては、レーザビーム２４の照射方向に見た場合に造形物の加工経路に含まれる第１の状態となる加工経路と第２の状態となる加工経路とを分割して、各々の加工経路で加工ヘッド１０を移動させて付加加工を行う。「レーザビーム２４の照射方向に見た場合」は、「レーザビーム２４の照射方向に垂直な面に加工ヘッド１０の動作を投影した場合」、と換言できる。また、加工ヘッド１０の動作を投影するとは、より詳細には、加工ヘッド１０を移動させて付加加工を行うための加工経路を投影することを意味する。付加製造装置１００は、造形物を形成する場合、「加工領域２６に照射されるレーザビーム２４の中心軸と、加工領域２６に照射されるレーザビーム２４と非同軸に加工領域２６に供給されるワイヤ５の中心軸とが１つの鉛直面上にあり、レーザビーム２４の照射方向に見た場合に加工領域２６に供給されるワイヤ５の中心軸に沿う方向での加工ヘッド１０の移動方向が１方向である」という分割条件に基づいて、分割された複数の加工経路により付加加工を行う。
【００４９】
すなわち、付加製造装置１００は、加工領域２６に照射されるレーザビーム２４の中心軸と、加工領域２６に照射されるレーザビーム２４と非同軸に加工領域２６に供給されるワイヤ５の中心軸とが１つの鉛直面上にある状態で、レーザビーム２４の照射方向に見た場合に加工領域２６に供給されるワイヤ５の中心軸に沿う方向での加工ヘッド１０の移動方向を１方向として、造形物の加工経路を複数の分割加工経路に分割し、複数の分割加工経路の各々に沿って加工ヘッド１０を移動させて付加製造を行う。「加工領域２６に照射されるレーザビーム２４の中心軸と、加工領域２６に照射されるレーザビーム２４と非同軸に加工領域２６に供給されるワイヤ５の中心軸」は、「ビームノズル１１の中心軸と、ワイヤノズル１２の中心軸」と換言できる。これにより、付加製造装置１００は、レーザビーム２４の照射方向に見た場合に第１の状態となる加工経路と第２の状態となる加工経路の混成で構成される形状の造形において、造形の形状精度の低下を防止して、造形の形状精度を向上させることができる。
【００５０】
以下、付加製造装置１００における円形の造形を行う場合の積層造形方法について説明する。図１１は、本発明の実施の形態１にかかる付加製造装置１００により円形の造形を行なう場合の加工経路の一例を示す図である。図１１では、閉じた曲線により構成される加工経路である円状の加工経路が分割された、２つの半円状の加工経路を示している。図１１においては、ワイヤ５が供給される方向を白い矢印で示し、第１の半円加工経路６１における加工ヘッド１０の進行方向をドットのハッチングの矢印で示し、第２の半円加工経路６２における加工ヘッド１０の進行方向を斜線のハッチングの矢印で示している。図１２は、本発明の実施の形態１にかかる第１の半円加工経路６１においてワイヤ５が供給される方向と加工ヘッド１０の進行方向との関係を示す図である。図１３は、本発明の実施の形態１にかかる第２の半円加工経路６２においてワイヤ５が供給される方向と加工ヘッド１０の進行方向との関係を示す図である。
【００５１】
付加製造装置１００は、図１１に示すように円状の加工経路が分割された、半円状の第１の半円加工経路６１と、半円状の第２の半円加工経路６２と、で加工ヘッド１０を移動させて付加加工を行うことにより所望のビード幅ＷＢのビードを形成して円状の造形物を形成する。第１の半円加工経路６１と第２の半円加工経路６２とは、上述した分割条件に基づいて円状の加工経路が分割された加工経路である。図１１に示す例において、一つの鉛直面は、ＸＺ面である。図１１に示す例において、レーザビーム２４の照射方向に見た場合に加工領域２６に供給されるワイヤ５の中心軸に沿う方向での加工ヘッド１０の移動方向は、Ｘ軸マイナス方向である。
【００５２】
第１の半円加工経路６１と半円状の第２の半円加工経路６２とは、始点と終点とがＸ軸上にある。第１の半円加工経路６１と半円状の第２の半円加工経路６２においては、ワイヤ５が供給される方向に対する加工ヘッド１０の進行方向の角度が、予め定められたヘッド許容角度である「９０度」から「−９０度」の範囲内に収まっている。ヘッド許容角度は、上述した分割条件の「レーザビーム２４の照射方向に見た場合に加工領域２６に供給されるワイヤ５の中心軸に沿う方向での加工ヘッド１０の移動方向が１方向である」という条件を満たす場合に、レーザビーム２４の照射方向に見た場合にワイヤ５が供給される方向に対する加工ヘッド１０の進行方向のなす角度が満たす角度である。
【００５３】
すなわち、第１の半円加工経路６１と半円状の第２の半円加工経路６２とは、加工ヘッド１０の進行方向が予め定められたヘッド許容角度を越える箇所で分割されている。
【００５４】
第１の半円加工経路６１で加工ヘッド１０が移動する場合、加工ヘッド１０は、図１２に示すようにＸ軸方向においてマイナス方向にのみ移動する。そして、第１の半円加工経路６１で加工ヘッド１０が移動する場合には、第１の状態は発生するが、第２の状態は発生していない。また、第２の半円加工経路６２で加工ヘッド１０が移動する場合、加工ヘッド１０は、図１３に示すようにＸ軸方向においてマイナス方向にのみ移動する。そして、第２の半円加工経路６２で加工ヘッド１０が移動する場合には、第１の状態は発生するが、第２の状態は発生していない。そして、第１の半円加工経路６１および第２の半円加工経路６２では、ワイヤ５が供給される方向に対する加工ヘッド１０の進行方向の角度が、ヘッド許容角度である「９０度」から「−９０度」の範囲内に収まっている。すなわち、ワイヤ５が供給される方向に対する加工ヘッド１０の進行方向の角度の位置関係が、一定範囲に保たれている。
【００５５】
これにより、第１の半円加工経路６１と第２の半円加工経路６２との全加工経路において、ワイヤ５が供給される方向と加工ヘッド１０の進行方向との位置関係が、加工経路において第１の状態と第２の状態とのうち一方のみしか発生することがない、予め定められた範囲に保たれる。このため、付加製造装置１００は、円形の造形物の付加加工を行う場合に、形成されるビードの幅ＷＢおよび高さの均一性を向上させることができ、造形物の真円度を改善することができる。すなわち、付加製造装置１００は、レーザビーム２４の照射方向に見た場合に閉じた曲線により構成される加工経路に第１の状態となる加工経路と第２の状態となる加工経路とが含まれることに起因した造形物の形状精度の低下を防止して、レーザビーム２４の照射方向に見た場合に閉じた曲線により構成される形状の形状精度を向上させることができる。
【００５６】
なお、第１の半円加工経路６１と第２の半円加工経路６２とは、加工ヘッド１０がＸ軸方向においてマイナス方向にのみ移動するように生成されているが、ワイヤ５の材料の特性などによっては加工ヘッド１０がＸ軸方向においてプラス方向にのみ移動するように生成されてもよい。この場合も、上記と同様の効果が得られる。
【００５７】
また、上述した加工ヘッド１０および回転機構１６の軸構成、加工ヘッド１０の各ノズルの構成は、上記に限定されず、変更可能である。すなわち、ワイヤノズル１２とガスノズル１３とを同軸に配置することも可能であり、ビームノズル１１とガスノズル１３とを非同軸に配置することも可能である。ただし、上述した第１の状態と第２の状態とにおけるビードの幅ＷＢおよび高さの不均一性は、加工領域２６に対するシールドガス２５の噴射方向に対しても依存性がある。このため、加工領域２６に照射されるレーザビーム２４の中心軸と、加工領域２６に照射されるレーザビーム２４と非同軸に加工領域２６に供給されるワイヤ５の中心軸とが同軸でない場合には、シールドガス２５の影響も考慮する必要がある。
【００５８】
また、本実施の形態１にかかる積層造形方法では、円形の造形動作が加工ヘッド１０のＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向との移動で行えるため、Ｃ軸テーブルを必要とするという制約がない。このため、付加製造装置１００が多軸構成である場合に被加工物の任意の位置に円形の造形物の造形を行うことが可能となり、造形の自由度が向上する。
【００５９】
レーザビーム２４の照射方向に見た場合に造形物の加工経路に第１の状態となる加工経路と第２の状態となる加工経路とが含まれ、加工経路を分割しなかった場合、ワイヤ５が供給される方向に対する加工ヘッド１０の進行方向の角度の位置関係は一定に保たれない。したがって、第１の状態となる加工経路と第２の状態となる加工経路とが交互に出現することになり、ワイヤノズル１２から送り出されたワイヤ５の後をレーザビーム２４が通過して溶かす状態と、レーザビーム２４が通過して予熱された下層のビード線上にワイヤ５が送り出されて溶ける状態と、が交互に出現することになる。このため、ワイヤ５の溶融および凝固のプロセスが変わることでワイヤ５の溶け方およびビードの形状が変わり、造形物の形状精度が悪化する。
【００６０】
また、ワイヤノズル１２からワイヤ５を加工領域２６に供給する代わりに造形材料としてノズルから粉末金属を加工領域２６に噴出させて造形を行う場合に、上述した積層造形方法を適用してもよい。この場合も、上記と同様の効果が得られる。
【００６１】
上述したように、本実施の形態１にかかる積層造形方法は、レーザビーム２４の照射方向に見た場合に第１の状態となる加工経路と第２の状態となる加工経路の混成で構成される形状の造形における造形精度を向上可能である、という効果を奏する。すなわち、本実施の形態１にかかる積層造形方法は、造形経路の途上でワイヤ５が供給される方向に対して加工ヘッド１０の進行方向の相対角度が一定角度以上変化する形状の造形における造形精度を向上可能である、という効果を奏する。
【００６２】
実施の形態２．
本実施の形態２では、上述した実施の形態１において説明した積層造形方法で付加製造装置１００の制御を実行するための加工経路を生成する加工経路生成方法について説明する。
【００６３】
図１４は、図２に示したＣＡＭ装置１１０における加工プログラムの生成処理の手順を示すフローチャートである。加工プログラムの生成処理では、上述した実施の形態１において説明した積層造形方法を実行するための加工プログラムが生成される。
【００６４】
まず、ステップＳ１０において、ユーザにより入力された積層条件データ１３０がデータ入力部１１１で受け付けられてデータ記憶部１１２に記憶される。加工経路生成部１１３は、データ記憶部１１２に記憶されている積層条件データ１３０を読み込んで取得し、加工経路生成部１１３内の不図示の記憶部に格納する。積層条件は、積層ピッチ、ビート幅、ヘッド許容角度、レーザ出力上限値、レーザ焦点距離、ワイヤ供給速度、ワイヤ５の材質、可動軸構成などが例示される。
【００６５】
つぎに、ステップＳ２０において加工経路生成部１１３は、データ記憶部１１２に記憶されているＣＡＤデータ１２０を読み込んで取得し、加工経路生成部１１３内の不図示の記憶部に格納する。
【００６６】
次に、ステップＳ３０において加工経路生成部１１３は、ＣＡＤデータ１２０で表される造形対象形状と、積層条件データ１３０とに基づいて、第１の加工経路を生成する。第１の加工経路は、後述する第２の加工経路を生成するための基本となる加工経路である、基本加工経路である。ここでの第１の加工経路には、造形対象形状を既存方式で造形する際の加工経路が含まれている。
【００６７】
次に、ステップＳ４０において加工経路生成部１１３は、第１の加工経路の全経路がヘッド許容角度を満たしているか否かを判定する。第１の加工経路の全経路がヘッド許容角度を満たしている場合は、ステップＳ４０においてＹｅｓとなり、ステップＳ５０に進む。第１の加工経路の全経路がヘッド許容角度を満たしていない場合は、ステップＳ４０においてＮｏとなり、ステップＳ６０に進む。
【００６８】
次に、ステップＳ６０において加工経路生成部１１３は、上述した分割条件を満たすように第１の加工経路を分割するために、第１の加工経路においてワイヤ５が供給される方向に対する加工ヘッド１０の進行方向の角度がヘッド許容角度を超える全ての領域を抽出する。すなわち、加工経路生成部１１３は、第１の加工経路において加工ヘッド１０の進行方向がヘッド許容角度の条件を満たさない全ての領域を抽出する。
【００６９】
次に、ステップＳ７０において加工経路生成部１１３は、加工ヘッド１０の進行方向がヘッド許容角度の条件を満たすように、抽出した領域の第１の加工経路を分割して、複数の第２の加工経路を生成する。第２の加工経路は、第１の加工経路が分割された分割加工経路である。ステップＳ７０が終了すると、ステップＳ５０に進む。
【００７０】
ステップＳ５０において加工プログラム変換部１１４は、ステップＳ３０で生成された第１の加工経路のデータまたはステップＳ７０で生成された複数の第２の加工経路のデータを加工プログラムに変換し、造形用コードを付加する。これにより、造形物の造形において加工ヘッド１０をどのような経路で動かすかを指定する加工プログラムが生成される。造形用コードは、造形物の造形手順におけるビームノズル１１とワイヤノズル１２とガスノズル１３との動作を付加製造装置１００に命令する命令情報が含まれる。
【００７１】
以上のステップが実施されることにより、上述した実施の形態１において説明した積層造形方法で付加製造装置１００の制御を実行するための加工経路を生成することができる。
【００７２】
したがって、本実施の形態２にかかる加工経路生成方法は、造形物の造形対象形状を表す造形形状データを取得するステップと、造形形状データから基本加工経路を生成するステップと、加工経路を網羅する、レーザビーム２４の照射方向に垂直な面に加工ヘッド１０の動作を投影した場合に加工領域２６に供給される柱状の造形材料の中心軸に沿う方向での加工ヘッド１０の移動方向が１方向である、複数の加工経路を基本加工経路から生成するステップと、を含む。
【００７３】
なお、加工経路生成部１１３が上記の処理で用いる積層条件データ１３０は、加工経路生成部１１３がＣＡＤデータ１２０を読み込んだ後に、ＣＡＤデータ１２０に基づいて加工経路生成部１１３が適切な積層条件データ１３０を自動で選定するようにしてもよい。この場合、異なる複数種類の積層条件データ１３０が、プロセスマップの形態でデータ記憶部１１２または加工経路生成部１１３に予め記憶される。
【００７４】
ここでのプロセスマップは、付加製造装置１００に設定される造形条件と、その造形条件下での形成される線ビードの幅、線ビードの高さなどの形状情報とが関連付けられて記憶されたものである。すなわち、プロセスマップは、付加製造装置１００に設定される線ビードの造形条件と、造形条件に対応した線ビードの形状情報との関連性を示す情報である。この場合は、加工経路生成部１１３が、ＣＡＤデータ１２０を読み込んだ後に第１の加工経路を生成するときに、並行して積層条件データ１３０を自動で選定することができる。
【００７５】
上述したように、本実施の形態２にかかる加工経路生成方法では、ＣＡＭ装置１１０が、実施の形態１において説明した積層造形方法に従って造形物を形成するための付加製造装置１００の加工経路を自動で決定して生成する。これにより、付加製造装置１００により様々な種類および寸法の造形物を作成するに際して、加工経路の分割箇所および加工順序をユーザが考慮して加工経路を作成していく手間を省くことができる。
【００７６】
また、ＣＡＭ装置１１０で生成した第２の加工経路を表示装置に表示することで、生成した第２の加工経路についての実機の空回し運転での確認を省力化することができる。
【００７７】
したがって、本実施の形態２にかかる加工経路生成方法では、ユーザに負担をかけることなく、造形物の形状精度の向上が可能な加工経路を自動で生成することができる。
【００７８】
実施の形態３．
本実施の形態３では、造形加工時にレーザビーム２４の照射方向に見た場合に閉じた曲線により構成される他の形状を造形する場合の加工経路について説明する。図１５は、図１に示した付加製造装置１００により星形の造形を行う場合の加工経路の分割例を示す図である。図１６は、図１に示した付加製造装置１００により多角形の造形を行う場合の加工経路の分割例を示す図である。図１７は、図１に示した付加製造装置１００により造形を行うギア形状の一例を示す図である。図１８は、図１に示した付加製造装置１００により図１７に示したギア形状における領域Ａの造形を行う場合の加工経路の分割例を示す図である。
【００７９】
図１５に示した星形の造形を行う場合には、図１５に示したように第２の加工経路（１）から第２の加工経路（１０）の１０本の加工経路で造形が行われる。第２の加工経路（１）から第２の加工経路（１０）は、上述した実施の形態２において説明した方法で分割して生成することができる。
【００８０】
図１６に示した多角形の造形を行う場合には、図１６に示したように第２の加工経路（１）から第２の加工経路（１０）の１０本の加工経路で造形が行われる。第２の加工経路（１）から第２の加工経路（１０）は、上述した実施の形態２において説明した方法で分割して生成することができる。
【００８１】
図１７に示したギア形状における領域Ａの造形を行う場合には、図１８に示したように第２の加工経路（１）から第２の加工経路（９）の９本の加工経路で造形が行われる。第２の加工経路（１）から第２の加工経路（９）は、上述した実施の形態２において説明した方法で分割して生成することができる。
【００８２】
上述したように、実施の形態１にかかる積層造形方法を用いることにより、円形の造形以外にも、レーザビーム２４の照射方向に見た場合に閉じた曲線により構成される形状の造形において、造形の形状精度を向上させることができる。
【００８３】
実施の形態４．
図１９は、図１に示した付加製造装置１００により造形した２本の線ビードの端部間の理想的な接続状態を示す模式断面図である。図２０は、図１に示した付加製造装置１００により造形した２本の線ビードの端部間が近すぎるために接続された線ビードの盛り上がり部７３が生じた状態を示す模式断面図である。図２１は、図１に示した付加製造装置１００により造形した２本の線ビードの端部間が遠すぎるために線ビード同士間に隙間７４が生じた状態を示す模式断面図である。
【００８４】
上述した第２の加工経路で加工ヘッド１０を移動させて付加加工を行う場合には、隣り合う２本の線ビードにおける、一方の線ビード７１の始端と他方の線ビード７２の終端との合流点、または一方の線ビード７１の終端と他方の線ビード７２の始端との合流点では、２本の線ビードの端部間は、図１９に示すような状態で接続されることが好ましい。しかしながら、２本の線ビードの端部間が近すぎる場合には、図２０に示すように、接続された線ビードの盛り上がり部７３が生じる。また、２本の線ビードの端部間が遠すぎる場合には、図２１に示すように、線ビード同士間に隙間７４が生じる。発明者による実験では、２本の線ビードの長さ方向における重複量の調整による、２本の線ビードの合流箇所における盛り上がり量の制御は、非常に困難であることが判明している。
【００８５】
そこで、２本の線ビードの長さ方向における重複量は一定にしておき、線ビードの始終端における造形条件を変化させることによって、ワイヤ５の溶融量を可変にして、接続された線ビードの盛り上がり部７３の発生および線ビード同士間の隙間７４の発生を抑制することが可能である。
【００８６】
線ビードの始終端において変化させる造形条件の一例は、たとえばレーザビーム２４の出力であるレーザ出力が例示される。線ビードの始終端においてレーザ出力を減少させてワイヤ５の溶融量を減らしたり、反対にレーザ出力を上げてワイヤ５への入熱量を増やすことで溶融状態の線ビードの動粘度を下げることにより、凝固時の線ビードの高さを低くすることが可能である。
【００８７】
線ビードの始終端において変化させる造形条件の他の例は、ワイヤ供給速度が例示される。線ビードの始終端においてワイヤ供給速度を徐々に減速させることにより、凝固時の線ビードの高さを低くすることが可能である。また、レーザ出力とワイヤ供給速度との両方を併用してもよい。
【００８８】
積層造形時の各種の制約に対応して、上述した手法などを自由にユーザが選択して使用できるようにする。具体的には、線ビードの始終端において変化させる造形条件の増減を追加設定できる機能を加工プログラムの始終端に付加する。
【００８９】
図２２は、ビードの始終端において変化させる造形条件の増減を調整可能な調整機能を有する加工プログラムの生成処理の手順を示すフローチャートである。図２２に示すフローチャートは、図１４に示したフローチャートに対してステップＳ８０が追加されている。ステップＳ８０では、加工プログラム変換部１１４は、レーザビーム２４の出力およびワイヤ供給速度の増減を調整可能な調整機能のデータを、ステップＳ７０で生成された複数の第２の加工経路のデータのそれぞれに付加する。
【００９０】
その後、ステップＳ５０において加工プログラム変換部１１４は、ステップＳ３０で生成された第１の加工経路のデータまたはステップＳ８０で生成された複数の第２の加工経路のデータを加工プログラムに変換し、造形用コードを付加する。
【００９１】
このようにして生成された加工プログラムを用いて付加製造装置１００による造形を行うことで、線ビードの交差点部または始終端の合流部などで、造形に関する造形条件を簡単に変更させることが可能となる。付随条件を変更しないで元の造形条件のままで継続して造形した場合には、線ビードの交差点部など互いに異なる方向からの線ビード同士が相互に重なる箇所では、重複分だけ材料の積層量が増えるので、線ビードの幅または高さが増してしまう。造形条件を簡単に変更可能とすることにより、線ビードの重複部でのワイヤ５の供給量を減らしたり、レーザ出力の下限値を設定して、線ビードの幅および高さを細かく変更することができる。
【００９２】
したがって、実施の形態４によれば、実施の形態１にかかる積層造形方法を用いる場合の、隣り合う２本の線ビード間の接合状態を改善することができ、造形の形状精度をより向上させることができる。
【００９３】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、実施の形態の技術同士を組み合わせることも可能であるし、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１  制御装置、２  レーザ発振器、３  ファイバーケーブル、４  回転モータ、５  ワイヤ、６  ワイヤスプール、７  ガス供給装置、８  配管、１０  加工ヘッド、１１  ビームノズル、１２  ワイヤノズル、１３  ガスノズル、１４  ヘッド駆動装置、１５  ステージ、１６  回転機構、１７  ベース材、１８  堆積物、１９  ワイヤ供給部、２２  付加対象面、２４  レーザビーム、２５  シールドガス、２６  加工領域、４１  ＣＰＵ、４２  ＲＡＭ、４３  ＲＯＭ、４４  外部記憶装置、４５  入出力インタフェース、４６  バス、５０  ビード、５１  レーザビームの照射領域、６１  第１の半円加工経路、６２  第２の半円加工経路、７１  一方の線ビード、７２  他方の線ビード、７３  盛り上がり部、７４  隙間、１００  付加製造装置、１１０  ＣＡＭ装置、１１１  データ入力部、１１２  データ記憶部、１１３  加工経路生成部、１１４  加工プログラム変換部、１２０  ＣＡＤデータ、１３０  積層条件データ、２００  付加製造システム。
【要約】
積層造形方法は、付加対象面（２２）上の加工領域に柱状の造形材料を供給するノズルと、加工領域に供給された造形材料を溶融させるビームを加工領域に照射するビームノズルと、が非同軸に設けられた加工ヘッドを制御することにより付加加工を行う積層造形装置を用いた方法である。積層造形方法は、ビームの中心軸と柱状の造形材料の中心軸とを１つの鉛直面上に位置させて加工ヘッドが配置された状態で、所望の加工経路上に付加加工を行う際、ビームの照射方向に垂直な面に加工ヘッドの動作を投影した場合に加工領域に供給される柱状の造形材料の中心軸に沿う方向での加工ヘッドの移動方向が１方向となるように、加工経路を複数の分割加工経路に分割し、複数の分割加工経路の各々に沿って加工ヘッドを移動させて付加加工を行う。【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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