(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するための金型製造方法であって、
複数の別個の構成要素を含む被加工物を、前記金型の最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備え、前記複数の別個の構成要素は、前記外形に基づいて選択され、かつ前記複数の別個の構成要素の全部または一部の各々には、前記流路を構成するための貫通孔が設けられており、
前記金型製造方法は、前記機械加工後の前記被加工物の表面上に前記外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を前記被加工物に付加するステップをさらに備える、金型製造方法。
【請求項２】
前記機械加工するステップでは、前記金型を構成するベース部材に前記被加工物を固定した状態で、前記被加工物の機械加工が行われる、請求項１に記載の金型製造方法。
【請求項３】
前記ベース部材には溝が設けられており、
前記溝は、前記貫通孔とつながっている、請求項２に記載の金型製造方法。
【請求項４】
前記ベース部材の前記被加工物側の表面には、前記溝が複数設けられており、
前記構成要素の前記ベース部材に接する表面には、前記貫通孔の開口部が設けられており、
前記貫通孔の開口部が前記溝と同じ位置となるように前記構成要素を前記ベース部材に固定することにより、前記溝が前記貫通孔とつながっている、請求項３に記載の金型製造方法。
【請求項５】
前記複数の別個の構成要素のうちの第１の構成要素に、前記流路の入口が形成され、
前記複数の別個の構成要素のうちの第２の構成要素に、前記流路の出口が形成されている、請求項１または２に記載の金型製造方法。
【請求項６】
内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するための金型製造方法であって、
複数の別個の構成要素を含む被加工物を、前記金型を構成するベース部材に収容した状態で、前記金型の最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備え、前記複数の別個の構成要素は、前記外形に基づいて選択され、かつ、前記流路を構成するために、互いに隣り合う前記構成要素との間で隙間が生じるように前記ベース部材の表面上に配置され、
前記金型製造方法は、前記機械加工後の前記被加工物の表面上に前記外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を前記被加工物に付加するステップをさらに備える、金型製造方法。
【請求項７】
前記ベース部材は、底部と、前記底部の端部領域上に構成された複数の側部とを有し、
前記複数の側部のうちの第１の側部に、前記流路の入口となる第２の貫通孔が形成され、
前記複数の側部のうちの第２の側部に、前記流路の出口となる第３の貫通孔が形成されている、請求項６に記載の金型製造方法。
【請求項８】
前記第２の側部は、前記第１の側部に対向する位置にあり、
前記第２の貫通孔と前記第３の貫通孔とが、各々、複数形成されている、請求項７に記載の金型製造方法。
【請求項９】
前記複数の別個の構成要素は、大きさが異なるブロックを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の金型製造方法。
【請求項１０】
前記連続面に対して機械加工により表面仕上げを行なうステップをさらに備え、
前記金型の最終的な外形に基づいて機械加工するステップと、前記連続面に対して機械加工により表面仕上げを行なうステップと、前記付加するステップとは、工作機械において実行される、請求項１から９のいずれか１項に記載の金型製造方法。
【請求項１１】
コンピュータによって実行されたときに少なくとも１つの工作機械に、内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するための方法を実行させる命令が格納された非一時的なコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記方法は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、前記金型の最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備え、前記複数の別個の構成要素は、前記外形に基づいて選択され、かつ前記複数の別個の構成要素の全部または一部の各々には、前記流路を構成するための貫通孔が設けられており、
前記方法は、前記機械加工後の前記被加工物の表面上に前記外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を前記被加工物に付加するステップをさらに備える、非一時的なコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１２】
コンピュータによって実行されたときに少なくとも１つの工作機械に、内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するための方法を実行させる命令が格納された非一時的なコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記方法は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、前記金型を構成するベース部材に収容した状態で、前記金型の最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備え、前記複数の別個の構成要素は、前記外形に基づいて選択され、かつ、前記流路を構成するために、互いに隣り合う前記構成要素との間で隙間が生じるように前記ベース部材の表面上に配置され、
前記方法は、前記機械加工後の前記被加工物の表面上に前記外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を前記被加工物に付加するステップをさらに備える、非一時的なコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１３】
内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するためのコントローラであって、
回路を含み、
前記回路は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、前記金型の最終的な外形に基づいて機械加工を実行するように構成され、前記複数の別個の構成要素は、前記外形に基づいて選択され、かつ前記複数の別個の構成要素の全部または一部の各々には、前記流路を構成するための貫通孔が設けられており、
前記回路は、前記機械加工後の前記被加工物の表面上に前記外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を前記被加工物に付加することを実行するように構成される、コントローラ。
【請求項１４】
内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するためのコントローラであって、
回路を含み、
前記回路は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、前記金型を構成するベース部材に収容した状態で、前記金型の最終的な外形に基づいて機械加工を実行するように構成され、前記複数の別個の構成要素は、前記外形に基づいて選択され、かつ、前記流路を構成するために、互いに隣り合う前記構成要素との間で隙間が生じるように前記ベース部材の表面上に配置され、
前記回路は、前記機械加工後の前記被加工物の表面上に前記外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を前記被加工物に付加することを実行するように構成される、コントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するための金型製造方法、非一時的なコンピュータ読取可能な記憶媒体、およびコントローラ関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、付加製造技術（Additive  manufacturing）が知られている。付加製造技術とは、非特許文献１にも記載されているように、材料を付着することによって物体を３次元形状の数値表現から作成するプロセスを指す。付加製造技術は、多くの場合、層の上に層を積むことによって実現され、除去的な製造方法と対照的なものである。なお、このような付加製造技術の定義は、工業規格に関する民間規格制定機関であるＡＳＴＭインターナショナルにおけるＡＳＴＭ  Ｆ２７９２−１２a（Standard  Terminology  for  Additive  Manufacturing  Technologies）においてなされている。また、付加製造技術は、「３Ｄプリンター」とも称される。【０００３】
付加製造には、複数の方式が存在する。付加製造方式は、ＡＳＴＭによって大きく７つの方式に分類されることが定義されている。付加製造方式としては、結合剤噴射（Binder  jetting）と、指向性エネルギー堆積（Directed  energy  deposition）と、材料押出（Material  extrusion）と、材料噴射（Material  jetting）と、粉末床溶融結合（Powder  bed  fusion）と、シート積層（Sheet  lamination）と、液槽光重合(Vat  photopolymerization)とが挙げられる。【０００４】
特許文献１（特開２００２−３２２５０１号公報）には、上記の粉末床溶融結合を用いて、流体経路を有する金型を製造する方法が開示されている。なお、「粉末床溶融結合」は、粉末を敷いたある領域を熱エネルギーによって選択的に溶融結合させる処理である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３２２５０１号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】特許庁、“平成２５年度  特許出願技術動向調査報告書（概要）  ３Ｄプリンター”、［online］、平成２６年３月、［平成２８年５月２０日検索］、インターネット（ＵＲＬ：http://www.jpo.go.jp/shiryou/pdf/gidou-houkoku/25_3dprinter.pdf）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の特許文献１の金型製造方法は、粉末床溶融結合を用いるため、流体経路に固化されない粉体が残る。このため、特許文献１の金型製造方法では、金型の成形後に当該粉末（粉体）を除去する必要がある。このように、粉末床溶融結合を用いて金型を製造する場合には、材料のロスが多くなってしまう。【０００８】
さらに、特許文献１の金型製造方法では、所望の高さ（厚み）が得られるまで、粉末を敷く処理と、粉末を敷いた領域を光レーザで溶融結合させる処理とを繰り返す必要がある。つまり、金型の厚み次第では、何百回もの上記の２つの処理を繰り返す必要がある。このため、特許文献１の金型製造方法では、金型を製造するのに多大な時間を要してしまう。
【０００９】
本願発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、内部に冷媒を流すための流路を有する金型の製造するにあたり、短い時間かつ材料のロスを少なくすることが可能な金型製造方法、工作機械に上記金型製造方法を実行させる命令が格納された非一時的なコンピュータ読取可能な記録媒体、上記の金型を製造するためのコントローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のある局面に従うと、金型製造方法は、内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するために実行される。金型製造方法は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、金型の最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備える。複数の別個の構成要素は、外形に基づいて選択され、かつ複数の別個の構成要素の全部または一部の各々には、流路を構成するための貫通孔が設けられている。方法は、機械加工後の被加工物の表面上に外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を被加工物に付加するステップをさらに備える。【００１１】
好ましくは、機械加工するステップでは、金型を構成するベース部材に被加工物を固定した状態で、被加工物の機械加工が行われる。【００１２】
好ましくは、ベース部材には溝が設けられている。溝は、貫通孔とつながっている。
好ましくは、記ベース部材の被加工物側の表面には、溝が複数設けられている。構成要素のベース部材に接する表面には、貫通孔の開口部が設けられている。貫通孔の開口部が溝と同じ位置となるように構成要素をベース部材に固定することにより、溝が貫通孔とつながっている。【００１３】
好ましくは、複数の別個の構成要素のうちの第１の構成要素に、流路の入口が形成されている。複数の別個の構成要素のうちの第２の構成要素に、流路の出口が形成されている。【００１４】
本発明の他の局面に従うと、金型製造方法は、内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するために実行される。金型製造方法は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、金型を構成するベース部材に収容した状態で、金型の最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備える。複数の別個の構成要素は、外形に基づいて選択され、かつ、流路を構成するために、互いに隣り合う構成要素との間で隙間が生じるようにベース部材の表面上に配置される。金型製造方法は、機械加工後の被加工物の表面上に外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を被加工物に付加するステップをさらに備える。【００１５】
好ましくは、ベース部材は、底部と、底部の端部領域上に構成された複数の側部とを有する。複数の側部のうちの第１の側部に、流路の入口となる第２の貫通孔が形成されている。複数の側部のうちの第２の側部に、流路の出口となる第３の貫通孔が形成されている。【００１６】
好ましくは、第２の側部は、第１の側部に対向する位置にある。第２の貫通孔と第３の貫通孔とが、各々、複数形成されている。【００１７】
好ましくは、複数の別個の構成要素は、大きさが異なるブロックを含む。
好ましくは、金型製造方法は、連続面に対して機械加工により表面仕上げを行なうステップをさらに備える。機械加工するステップおよび付加するステップは、工作機械において実行される。【００１８】
本発明のさらに他の局面に従うと、非一時的なコンピュータ読取可能な記憶媒体は、コンピュータによって実行されたときに少なくとも１つの工作機械に、内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するための方法を実行させる命令が格納されている。方法は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、金型の最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備える。複数の別個の構成要素は、外形に基づいて選択され、かつ複数の別個の構成要素の全部または一部の各々には、流路を構成するための貫通孔が設けられている。方法は、機械加工後の被加工物の表面上に外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を被加工物に付加するステップをさらに備える。【００１９】
本発明のさらに他の局面に従うと、非一時的なコンピュータ読取可能な記憶媒体は、コンピュータによって実行されたときに少なくとも１つの工作機械に、内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するための方法を実行させる命令が格納されている。方法は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、金型を構成するベース部材に収容した状態で、金型の最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備える。複数の別個の構成要素は、外形に基づいて選択され、かつ、流路を構成するために、互いに隣り合う構成要素との間で隙間が生じるようにベース部材の表面上に配置される。方法は、機械加工後の被加工物の表面上に外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を被加工物に付加するステップをさらに備える。【００２０】
本発明のさらに他の局面に従うと、コントローラは、内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するためのものである。コントローラは、回路を含む。回路は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、金型の最終的な外形に基づいて機械加工を実行するように構成される。複数の別個の構成要素は、外形に基づいて選択され、かつ複数の別個の構成要素の全部または一部の各々には、流路を構成するための貫通孔が設けられている。回路は、機械加工後の被加工物の表面上に外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を被加工物に付加することを実行するように構成される。【００２１】
本発明のさらに他の局面に従うと、コントローラは、内部に冷媒を流すための流路を有する金型を製造するためのものである。コントローラは、回路を含む。回路は、複数の別個の構成要素を含む被加工物を、金型を構成するベース部材に収容した状態で、金型の最終的な外形に基づいて機械加工を実行するように構成される。複数の別個の構成要素は、外形に基づいて選択され、かつ、流路を構成するために、互いに隣り合う構成要素との間で隙間が生じるようにベース部材の表面上に配置される。回路は、機械加工後の被加工物の表面上に外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を被加工物に付加することを実行するように構成される。
【発明の効果】
【００２２】
上記の発明によれば、内部に冷媒を流すための流路を有する金型の製造するにあたり、短い時間かつ材料のロスを少なくすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】工作機械の外観および内部構造を説明するための概要図である。
【図２】主軸に付加製造装置が取り付けられた状態を表した図である。
【図３】主軸に工具ホルダが取り付けられた状態を表した図である。
【図４】工作機械のハードウェア構成の概要を表した図である。
【図５】金型を製造する際の処理の流れを表したフローチャートである。
【図６】本実施の形態に係る簡易モデルの概要を表した図である。
【図７】金型を構成するベース部材の斜視図である。
【図８】ブロックの斜視図である。
【図９Ａ】ブロックの内部構造の透視図である。
【図９Ｂ】図９ＡのIXB-IXB線矢視断面図である。
【図９Ｃ】本体部の斜視図である。
【図１０】ブロックにおける冷媒の流れを説明するための断面図である。
【図１１】ベース部材に対して複数のブロックを配置することにより得られた中間体の外観を表した図である。
【図１２】中間体に対してミーリングを行なうことにより得られた中間体の外観を表した図である。
【図１３】中間体に対して付加製造および最終加工を行なうことにより得られた金型の外観を表した図である。
【図１４】図１３におけるXIV-XIV線矢視断面図である。
【図１５】図１３におけるXV-XV線矢視断面図である。
【図１６】冷媒の流れを説明するための断面図である。
【図１７】他の形態に係る簡易モデルの概要を表した図である。
【図１８】金型の製造に使用され得るブロックの断面を表した断面図である。
【図１９】本実施の形態に係る、最終製品としての金型の斜視図である。
【図２０】図１９におけるXX-XX線矢視断面図である。
【図２１】金型の内部構造の透視図である。
【図２２Ａ】他の形態に係る簡易モデルの断面図である。
【図２２Ｂ】図２２ＡのXXIIB-XXIIB線矢視断面図である。
【図２３】金型を構成するベース部材の斜視図である。
【図２４】ベース部材に対して複数のブロックを配置することにより得られた中間体の外観を表した図である。
【図２５】図２４のXXV-XXV線矢視断面図である。
【図２６】図２４のXXVI-XXVI線矢視断面図である。
【図２７】中間体に対してミーリングを行なうことにより得られた中間体の外観を表した図である。
【図２８】図２７のXXVIII-XXVIII線矢視断面図である。
【図２９】中間体に対して付加製造および最終加工を行なうことにより得られた金型の外観を表した図である。
【図３０】図２９におけるXXX-XXX線矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明の各実施の形態に係る金型、金型の製造方法、および金型を製造するための工作機械について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。また、実施の形態１〜３において共通している構成を先に説明し、その後、各実施の形態において固有の構成を説明する。
【００２５】
以下では、上記工作機械の一例として、付加製造技術（すなわち３Ｄプリンター）の機能を備えた５軸加工機を例に挙げて説明する。しかしながら、工作機械は、５軸加工機に限定されるものではない。工作機械は、付加製造技術の機能を備えた除去加工機（たとえば、４軸加工機）であればよい。さらに、以下では、付加製造技術における付加製造方式として、指向性エネルギー堆積を利用するものとする。
【００２６】
図１は、工作機械１０００の外観および内部構造を説明するための概要図である。図１を参照して、工作機械１０００は、オペレーティングシステム１０１１と、スプラッシュガード１０１２と、主軸頭１０１３と、主軸１０１４と、回転装置１０１８と、扉１０１９と、テーブル装置１０２０とを備える。
【００２７】
テーブル装置１０２０は、回転テーブル１０１６と、回転テーブル１０１６を回転可能に支持する台座１０１７とを有する。テーブル装置１０２０は、回転装置１０１８に取り付けられている。詳しくは、台座１０１７が回転装置１０１８の中央部に固定されている。
【００２８】
オペレーティングシステム１０１１は、本実施の形態では、従来の操作盤（プログラム編集装置）の役割を果たすとともに、数値制御装置としての機能も果たす。なお、工作機械１０００は、このような態様に限定されず、数値制御装置が、図示するラップトップ型の装置の筐体内ではなく、工作機械１０００の本体内に別個に設けられていてもよい。
【００２９】
オペレーティングシステム１０１１（詳しくは、オペレーティングシステム１０１１の数値制御装置）は、ユーザが設計したプログラム等を実行することにより、工作機械１０００の全体の動作を制御する。たとえば、オペレーティングシステム１０１１は、主軸頭１０１３、主軸１０１４、回転装置１０１８、扉１０１９、テーブル装置１０２０、後述する付加製造装置１０３０の動作を制御する。なお、オペレーティングシステム１０１１は、周知のシステムであるので、ここでは詳しくは説明しない。
【００３０】
主軸頭１０１３は、図示しないクロスレールに取り付けられている。主軸頭１０１３は、矢印１９０１に示す軸方向（Ｘ軸方向）および矢印１９０２に示す軸方向（Ｙ軸方向）にスライド移動可能に設けられている。主軸頭１０１３には、主軸１０１４が取り付けられている。
【００３１】
主軸１０１４は、矢印１９０３に示す軸方向（Ｚ軸方向）にスライド移動可能に設けられている。主軸１０１４は、先端に、工具が取り付けられた工具ホルダを装着するための機構を有する。
【００３２】
工具ホルダの例としては、付加製造技術を実行するための付加製造装置１０３０（図２）、工具マガジン（図示せず）に格納されている工具ホルダ（たとえば、エンドミルを備えた工具ホルダ１０４０（図３））が挙げられる。なお、付加製造装置１０３０以外の工具ホルダは、自動工具交換装置１０２１（図３）によって、主軸１０１４に取り付けられる。
【００３３】
工具マガジンは、扉１０１９に対して加工領域とは反対側（すなわち図１における扉１０１９の奥側）に配置されている。なお、「加工領域」とは、スプラッシュガード１０１２および扉１０１９によって仕切られる空間（工作機械１０００の内部側の空間）であって、主軸頭１０１３、主軸１０１４、回転装置１０１８、テーブル装置１０２０、付加製造装置１０３０、ワーク等が移動可能に配置される空間を指す。
【００３４】
主軸頭１０１３および主軸１０１４の各々には、スライド移動を可能とするための送り機構や案内機構、サーボモータなどが適宜、設けられている。工作機械１０００においては、主軸頭１０１３および主軸１０１４の各々のスライド移動が組み合わさることにより、工具ホルダに取り付けられた工具の位置をＸＹＺ空間において自在に変化させることができる。
【００３５】
回転装置１０１８は、Ｘ軸方向に延びる中心軸を中心に、モータ駆動により回転可能に設けられている。回転装置１０１８の回転とともに、テーブル装置１０２０が当該中心軸を中心にして、時計および半時計方向（矢印１９０４の方向）に回転する。
【００３６】
テーブル装置１０２０の回転テーブル１０１６は、デフォルト状態である図１の状態においては、鉛直（Ｚ軸）方向に延びる中心軸を中心に、モータ駆動により回転可能に設けられている。なお、回転テーブル１０１６は、回転装置１０１８によって矢印１９０４の方向に回転するため、回転テーブル１０１６の回転の中心軸はＹＺ平面に平行な状態を保ちながら変化する。
【００３７】
回転テーブル１０１６上には、チャックや各種の治具を用いて、ワークが保持される。固定工具を用いた切削加工時、回転テーブル１０１６の回転とともにワークが当該中心軸を中心にして時計および半時計方向（矢印１９０５の方向）に回転する。
【００３８】
以上のような構成により、工作機械１０００は、加工領域内に設置されたワーク等の部材の姿勢を変更することが可能となる。
【００３９】
図２は、主軸１０１４に付加製造装置１０３０が取り付けられた状態を表した図である。図２を参照して、付加製造装置１０３０は、吐出部１３１０と、取付部１３２０と、ホース部１３３０とを備える。
【００４０】
詳細については後述するが、吐出部１３１０の先端部１３１１から金属のパウダー等が吐出される。取付部１３２０は、付加製造装置１０３０を主軸１０１４に固定させるための部材である。ホース部１３３０は、パウダー等の供給路である。ホース部１３３０は、パウダー等が格納された装置（図示せず）から、取付部１３２０を介してパウダー等を吐出部１３１０に供給するために設けられている。
【００４１】
工作機械１０００は、付加製造装置１０３０を使用しない場合には、付加製造装置１０３０を付加製造装置用のホルダ１０３９に格納する。なお、ホルダ１０３９は、ＸＹ平面に平行な状態を保ちながら回転可能に構成されている。つまり、ホルダ１０３９は、Ｚ軸に平行な軸を中心に回転する。
【００４２】
図３は、主軸１０１４に工具ホルダ１０４０が取り付けられた状態を表した図である。図３を参照して、オペレーティングシステム１０１１は、扉１０１９を開く制御を行ない、その後、自動工具交換装置によって工具ホルダ１０４０を主軸１０１４に取り付けさせる。なお、工具ホルダ１０４０の交換は、付加製造装置１０３０をホルダ１０３９に格納した状態で行なわれる。
【００４３】
図４は、工作機械１０００のハードウェア構成の概要を表した図である。図４を参照して、工作機械１０００は、オペレーティングシステム１０１１と、主軸頭１０１３と、主軸１０１４と、回転装置１０１８と、テーブル装置１０２０と、自動工具交換装置１０２１と、工具マガジン１０２２と、付加製造装置１０３０とを備える。
【００４４】
オペレーティングシステム１０１１は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０９１と、メモリ１０９２と、通信ＩＦ（Interface）１０９３と、ディスプレイ１０９４と、操作キー１０９５とを有する。
【００４５】
ＣＰＵ１０９１は、メモリ１０９２に格納された各種プログラムを実行することにより、通信ＩＦ１０９３を介して、工作機械１０００の各部の動作を制御する。ディスプレイ１０９４は、工作機械１０００における各種の情報を工作機械１０００のユーザに視認可能に表示する。操作キー１０９５は、ユーザによる様々な入力（たとえば、加工開始の入力）を受け付ける。
【００４６】
図５は、金型を製造する際の処理の流れを表したフローチャートである。図５を参照して、ステップＳ１において、ベース部材とブロックとが準備される。詳しくは、金型の最終的な外形に基づいて、ベース部材とブロックとが準備される。より詳しくは、複数種類のベース部材のうちから１つのベース部材が選択され、複数種類のブロックから、少なくとも１種類以上のブロックが１つ以上選択される。これらの選択処理は、人によって行われてもよいし、所定のアプリケーションプログラムによって自動的に実行されるものであってもよい。
【００４７】
また、ベース部材とブロックとの準備は、工作機械１０００によって自動的になされる構成であってもよい。具体的には、工作機械１０００の加工領域内にベース部材とブロックとが自動的に送られる構成であってもよい。
【００４８】
ステップＳ２において、ブロックがベース部材上に配置される。典型的には、複数の別個のブロック（以下、単に、「複数のブロック」とも称する）がベース部材上に固定される。固定方法は、特に限定されるものではなく、ボルトによる締結（たとえばベース部材の裏面からボルトをブロック内部に通して固定）であってもよいし、ベース部材との係合（たとえば、ベース部材の凸部とブロックの凹部とによる噛み合わせ）による固定であってもよい。
【００４９】
また、ブロックの配置は、ユーザによってなされてもよいし、工作機械１０００によってなされてもよい。工作機械１０００によってブロックがベース部材上に配置される構成の場合には、ブロックを掴み、かつ当該ブロックをベース部材の所定の位置まで搬送する機構を工作機械１０００に備えておく必要がある。
【００５０】
ステップＳ３において、工作機械１０００によって、ブロックに対して、機械加工としてのミーリング（切削加工）が行われる。詳しくは、工作機械１０００によって、金型の最終的な形状に基づいて、ミーリングが実行される。より詳しくは、工作機械１０００は、ユーザによって入力されたデータ（金型の最終的な形状に基づくデータ）を利用して、複数のブロックに対してミーリングを行なう。さらに詳しくは、機械加工は、金型を構成するベース部材に複数のブロックを固定した状態で、当該複数のブロックを含む被加工物の機械加工（詳しくは、複数のブロックのうちの全部または一部のブロックの機械加工）が行われる。なお、複数のブロックに対するだけではなく、ベース部材に対しても機械加工を行ってもよい。
【００５１】
ステップＳ４において、工作機械１０００は、付加製造（レーザクラッディング，３Ｄプリンティング）を実行する。詳しくは、工作機械１０００は、ミーリングにより加工がなされた加工面を含む所定の領域上に対して、付加製造を行なう。より詳しくは、工作機械１０００は、ミーリング後のブロック（被加工物）の表面上に金型の最終的な外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料（金属の粉体）をブロックに付加する。
【００５２】
ステップＳ５において、工作機械１０００は、少なくとも、上記形成された連続面に対して、最終加工を行なう。具体的には、工作機械１０００は、当該連続面に対して表面仕上加工を行なう。なお、当該最終処理を実行するための命令は、ユーザによって工作機械１０００に記憶されている。
【００５３】
ところで、ブロックの構造およびベース部材の構造は、後述する各実施の形態で異なる。たとえば、実施の形態１および２では、冷媒を流すための流路がブロックの内部に形成されている。具体的には、実施の形態１および２では、冷媒を流すための貫通孔が設けられている。その一方、実施の形態３では、ブロックの内部に流路は形成されていない。その他の相違点の詳細については、後述する。
【００５４】
また、以下の各実施の形態においては、具体的かつ詳細な金型（金型１Ｃ，２，３Ｃ）の構成および製造方法等について説明する前に、当該金型とは外形および断面形状が異なる簡易モデル（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３）を用いて、各実施の形態で得ようとしている金型の特徴的構成を端的に説明する。
【００５５】
［実施の形態１］
＜Ａ．概要（簡易モデル）＞
図６は、本実施の形態に係る簡易モデルＭ１の概要を表した図である。図６を参照して、簡易モデルＭ１は、ベース部材１１に複数のブロック１２が配置されている。また、ブロック１２の露出面（上面および側面）には、付加製造による金属層１３が形成されている。
【００５６】
また、複数のブロック１２（複数の別個の構成要素）の全部の各々には、内部に冷媒を流すための流路を構成するための貫通孔が設けられている。また、ベース部材１１には、冷媒を流すための流路を構成するための溝（詳細は、図７のベース部材１００の溝１０５を参照）が設けられている。ベース部材１１の溝は、各ブロック１２の貫通孔とつながっている。
【００５７】
詳しくは、ベース部材のブロック側の表面には、溝が複数設けられている。ブロックのベース部材に接する表面には、貫通孔の開口部が設けられている。ベース部材の溝がブロックの貫通孔の開口部と同じ位置となるように、ブロックをベース部材に固定することにより、ベース部材の溝がブロックの貫通孔とつながっている。
【００５８】
ベース部材１１に入った冷媒は、その後、各ブロック１２の内部を通り、ベース部材１１から外部に流れ出す。各ブロック１２においては、ベース部材１１から供給された冷媒は、他のブロック１２を介さずにベース部材１１に戻る。
【００５９】
詳しくは、ベース部材１１には、冷媒を各ブロック１２に流す流路（具体的には、貫通孔）と、ブロック１２から流れてくる冷媒を外部に出すための流路（具体的には、貫通孔）とが設けられている。複数のブロック１２の各々には、ベース部材１１から流れてきた冷媒をブロック１２の内部に流すための入口と、冷媒をベース部材１１に返すための出口とが設けられている。
【００６０】
より詳しくは、冷媒による金属層１３の冷却効果を高めるために、各ブロック１２においては、金属層１３の近くにおいても流路が形成されている。
【００６１】
以下では、このような特徴的構成を有する金型の詳細な構成と、当該金型の製造工程とについて、説明する。
【００６２】
＜Ｂ．製造工程と金型との詳細＞
（ｂ１．ベース部材とブロックとの準備）
ベース部材とブロックとの準備（図５のステップＳ１に対応）について、具体的に説明する。
【００６３】
図７は、金型を構成するベース部材１００の斜視図である。図７を参照して、ベース部材１００は、底部１０４と、底部１０４の周囲を囲む４つの側部１０６とで構成される。底部１０４と４つの側部１０６とにより、収容部１０１が形成される。４つの側部１０６のうち１つの側部１０６には、貫通孔１０２，１０３が設けられている。また、底部１０４の主面には、複数の溝１０５が設けられている。
【００６４】
図８は、ブロックの斜視図である。図８を参照して、金型を製造する際には、大きさ（典型的には高さ）が異なるブロックが用いられる。具体的には、ベース部材１００の収容部１０１に複数のブロックが配置される。図８を参照して、ブロック２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ等の各種のブロックが収容部１０１に配置される。
【００６５】
ブロック２００Ａは、本体部２０２Ａと、キャップ部２０１Ａとで構成される。具体的には、本体部２０２Ａに対してキャップ部２０１Ａを嵌め込むことにより、ブロック２００Ａが構成される。同様に、ブロック２００Ｂは、本体部２０２Ｂとキャップ部２０１Ｂとで構成される。ブロック２００Ｃは、本体部２０２Ｃとキャップ部２０１Ｃとで構成される。
【００６６】
各ブロック２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃは、典型的には、直方体の外形を有する。各ブロック２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃの底面の形状は、同一である。また、各本体部２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃの高さ（長さ）は、各々で異なる。各キャップ部２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃの厚み（ブロックの高さ方向の高さ）は、同じであってもよいし、あるいは異なっていてもよい。
【００６７】
なお、以下では、ブロック２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ等の各種のブロックを、「ブロック２００」と総称する。また、本体部２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ等の各種の本体部を、「本体部２０２」と総称する。また、キャップ部２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ等の各種のキャップ部を、「キャップ部２０１」と総称する。
【００６８】
図９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、ブロック２００の詳細を説明するための図である。図９Ａは、ブロック２００の内部構造の透視図である。図９Ｂは、図９ＡのIXB-IXB線矢視断面図である。図９Ｃは、本体部２０２の斜視図である。
【００６９】
図９Ａ，９Ｂを参照して、本体部２０２には、２つの貫通孔２１１が設けられている。また、図９Ｂを参照して、キャップ部２０１は、本体部２０２にキャップ部２０１を固定するための部材として、凸部２１９を有する。図９Ｃを参照して、本体部２０２の上端には、半ドーナツ状の凹部２１５が形成されている。また、凹部２１５の表面には、２つの貫通孔２１１の各開口部２１３が形成されている。さらに、本体部２０２の上端の中心部には、キャップ部２０１の凸部２１９が差し込まれる孔２１６が設けられている。
【００７０】
なお、本体部２０２の上端の構成は、このような構成に限定されるものではない。キャップ部２０１が固定可能であって、かつ一方の貫通孔２１１から送られてくる冷媒を他方の貫通孔２１１に送ることができる構成であれば、特に限定されるものではない。
【００７１】
図１０は、ブロック２００における冷媒の流れを説明するための断面図である。具体的には、図１０は、図９Ｂに対して、冷媒の流れを表す矢印を追加した図である。
【００７２】
図１０を参照して、ベース部材１００から送られてきた冷媒は、矢印２７１の方向に、本体部２０２に設けられた一方の貫通孔２１１を通過する。その後、冷媒は、本体部２０２の凹部２１５を矢印２７２の方向に通過する。さらに、冷媒は、矢印２７３の方向に本体部２０２に設けられた他方の貫通孔２１１を通過して、その後、ベース部材１００に送られる。
【００７３】
本体部２０２の凹部２１５は、キャップ部２０１によって蓋がされた状態となる。このため、冷媒は、キャップ部２０１の底面にも接触する。これにより、本体部２０２だけではなく、キャップ部２０１についても、冷媒によって直接冷却されることになる。
【００７４】
（ｂ２．ブロックの配置）
ブロックの配置について（図５のステップＳ２に対応）について、具体的に説明する。
【００７５】
図１１は、ベース部材１００に対して複数のブロック２００を配置することにより得られた中間体１Ａの外観を表した図である。図１１を参照して、金型の最終的な外形に基づいて選択されたブロック２００が、当該外形に基づいて、ベース部材１００の収容部１０１に配置される。
【００７６】
詳しくは、ブロック２００が、キャップ部２０１を上向きにした状態で、収容部１０１を満たすように配置される。より詳しくは、底部１０４の表面が隠れるように、ブロック２００同士の側面が接触した状態で、ブロック２００が底部１０４に敷き詰められる。
【００７７】
（ｂ３．ミーリング）
ミーリングについて（図５のステップＳ３に対応）について、具体的に説明する。
【００７８】
図１２は、中間体１Ａに対してミーリングを行なうことにより得られた中間体１Ｂの外観を表した図である。図１２を参照して、複数のブロック２００のキャップ部２０１をミーリングすることにより、金型の最終形状に近い曲面８１を有する中間体１Ｂが得られる。なお、貫通孔２１１が露出しない限りにおいて、本体部２０２の一部を削ってもよい。
【００７９】
（ｂ４．付加製造および最終加工）
付加製造および最終加工について（図５のステップＳ４，Ｓ５に対応）について、具体的に説明する。
【００８０】
図１３は、中間体１Ｂに対して付加製造および最終加工を行なうことにより得られた金型１Ｃの外観を表した図である。図１３を参照して、工作機械１０００の付加製造装置１０３０を用いて、少なくとも、ミーリング後のブロック２００の露出面（キャップ部２０１および一部の本体部２０２の側面）に対して付加製造を行なう。さらに、工作機械１０００によって、付加製造により形成された金属層３００に対し、最終加工としての表面仕上加工を行なう。このような処理によって、最終製品としての金型１Ｃが得られる。金型１Ｃにおいては、全てのブロック２００が金属層３００で覆われている。
【００８１】
なお、付加製造の処理においては、金型の最終形状に一致するように、金属層３００が形成される。すなわち、金型の最終形状に一致するように、ミーリング後のブロック２００の露出面の形状に沿って、材料をブロックに付加する。
【００８２】
図１４は、図１３におけるXIV-XIV線矢視断面図である。図１４を参照して、金型１Ｃは、ベース部材１００と、金属層３００との間に、複数のブロック２００が埋め込まれている状態となっている。また、ベース部材１００の複数の溝１０５と、複数のブロック２００の各々の２つの貫通孔２１１により、金型１Ｃには、金型１Ｃの内部全体にわたって、冷媒を流すための流路が形成されている。
【００８３】
図１５は、図１３におけるXV-XV線矢視断面図である。図１５を参照して、ベース部材１００は、貫通孔１０２と、貫通孔１０３と、複数の溝１０５とを有する。複数のブロック２００の各々は、２つの貫通孔２１１を有する。溝１０５は、貫通孔１０２につながっているものと、貫通孔１０３につながっているものとに大別される。各ブロック２００の貫通孔２１１（詳しくは、貫通孔２１１の開口部）が溝１０５の真上に位置するように、各ブロック２００がベース部材１００の収容部１０１に配置される。
【００８４】
図１６は、冷媒の流れを説明するための断面図である。具体的には、図１６は、図１５に対して、冷媒の流れを表す矢印を追加した図である。図１６を参照して、金型１Ｃでは、上述したように、貫通孔１０２から入った冷媒が溝１０５を通過した後、各ブロック２００の貫通孔２１１を通る。その後、冷媒は、先ほど通過した溝１０５とは別の溝１０５を通過し、貫通孔１０３から出てくる。
【００８５】
＜Ｃ．小括＞
（１）上述した金型製造方法は、内部に冷媒を流すための流路を有する金型１Ｃを製造するために行われる。金型製造方法は、複数の別個のブロック２００を含む被加工物を、金型１Ｃの最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備える。複数の別個のブロック２００は、上記外形に基づいて選択され、かつ複数の別個のブロック２００の全部の各々には、流路を構成するための貫通孔２１１が設けられている。金型の製造方法は、ミーリング後の被加工物の表面上に上記外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を被加工物に付加するステップをさらに備える。
【００８６】
上記の金型製造方法によれば、付加製造方式として粉末床溶融結合を用いる構成に比べて、材料のロスを少なくすることができる。また、複数のブロック２００を利用するため、粉末床溶融結合を用いる構成に比べて、金型の製造時間を短くすることができる。このように、本実施の形態に係る金型製造方法によれば、内部に冷媒を流すための流路を有する金型の製造するにあたり、短い時間かつ材料のロスを少なくすることが可能となる。
【００８７】
なお、複数の別個のブロックの一部にのみ、貫通孔２１１が設けられていてもよい。すなわち、金型を製造するに当たり、貫通孔２１１を有するブロック２００以外の貫通孔がないブロックを一部に利用してもよい。
【００８８】
（２）また、上記機械加工するステップでは、金型１Ｃを構成するベース部材１００に上記被加工物を固定した状態で、被加工物の機械加工が行われる。
【００８９】
（３）ベース部材１００には溝１０５が設けられている。溝１０５は、上記貫通孔とつながっている。このような構成によれば、冷媒の流路が形成される。
【００９０】
（４）詳しくは、ベース部材１００の被加工物側の表面には、溝１０５が複数設けられている。ブロック２００のベース部材１００に接する表面には、貫通孔２１１の開口部が設けられている。貫通孔２１１の開口部が溝１０５と同じ位置となるようにブロック２００をベース部材１００に固定することにより、溝１０５が貫通孔２１１とつながっている。
【００９１】
（５）複数の別個のブロック２００は、大きさが異なるブロックを含む。このような構成によれば、ブロックの大きさが一定の場合に比べて、効率的に金型１Ｃを製造することが可能となる。
【００９２】
（６）金型製造方法は、上記連続面に対して機械加工により表面仕上げを行なうステップをさらに備える。機械加工するステップおよび付加するステップは、工作機械において実行される。このような構成によれば、機械加工と付加とが別々の装置で実行される場合に比べて、金型の製造時間を短縮することができる。
【００９３】
＜Ｄ．変形例＞
ベース部材には、溝１０５の代わりに、貫通孔が設けられた構成であってもよい。具体的に説明すれば、以下のとおりである。
【００９４】
ベース部材１００には、貫通孔が設けられている。当該貫通孔は、貫通孔１０２，１０３を延伸したものといえる。ベース部材１００のブロック２００側の表面には、当該貫通孔の開口部が設けられている。ブロック２００の貫通孔の開口部（ベース部材１００側の開口部）がベース部材１００の当該貫通孔の開口部と同じ位置となるように複数のブロック２００をベース部材１００に固定することにより、ベース部材１００の貫通孔がブロック２００の貫通孔とつながる。すなわち、溝１０５と同様の形状が、ベース部材１００の内部に形成され、ブロック２００と連通するために、ベース部材１００のブロック２００側の表面に開口が形成される。
【００９５】
このような構成であっても、金型１Ｃと同様の効果を得ることができる。
［実施の形態２］
＜Ｅ．概要（簡易モデル）＞
図１７は、本実施の形態に係る簡易モデルＭ２の概要を表した図である。図１７を参照して、簡易モデルＭ２は、ベース部材２１に複数のブロック２２が配置されている。また、ブロック２２の露出面（上面および側面）には、付加製造による金属層２３が形成されている。
【００９６】
また、複数のブロック２２（複数の別個の構成要素）の全部の各々には、内部に冷媒を流すための流路を構成するための貫通孔が設けられている。なお、本実施の形態では、実施の形態１とは異なり、ベース部材２１には、冷媒を流すための流路を構成するための溝は設けられていない。
【００９７】
詳しくは、ブロック２２の貫通孔は、隣のブロック２２の貫通孔とつながっている。典型的には、ブロック２２は、側面に貫通孔の開口部を２つ有している。ブロック２２の一方の開口部が、隣接するブロックの１つの開口部と重なり、かつ、ブロック２２の他方の開口部が、隣接する他のブロックの１つの開口部と重なるように、複数のブロックが配置される。
【００９８】
複数のブロック２２のうちの端部のブロック２２から入った冷媒は、複数のブロック２２の貫通孔を通過して、別の端部のブロック２２から出てくる。より詳しくは、冷媒による金属層１３の冷却効果を高めるために、各ブロック２２においては、金属層２３の近くにおいても流路が形成されている。
【００９９】
以下では、このような特徴的構成を有する金型の詳細な構成と、当該金型の製造工程とについて、説明する。
【０１００】
＜Ｆ．製造工程と金型との詳細＞
図１８は、金型の製造に使用され得るブロックの断面を表した断面図である。図１８を参照して、金型を製造する際には、異なる高さのブロックが用いられる。たとえば、ブロック４００Ａと、ブロック４００Ｃと、ブロック４００Ｄと、ブロック４００Ｅとは、互いに高さが異なる。
【０１０１】
また、同じ高さのブロックであっても、貫通孔の形状は異なっている。具体的には、貫通孔の開口部の位置が異なっている。たとえば、ブロック４００Ａと、ブロック４００Ｂと、ブロック４００Ｆとは、高さが同じであるが、貫通孔４１１の形状と、開口部４１２の位置とが互いに異なっている。なお、ブロック４００Ｆにおいて、貫通孔４１１は、高さを一定として状態で、直角（断面の法線方向）に曲がっている。
【０１０２】
各ブロック４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，…は、典型的には、直方体の外形を有する。各ブロック４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，…の底面の形状は、同一である。また、以下では、各ブロック４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，…の各種のブロックを、「ブロック４００」と総称する。
【０１０３】
なお、金型の最終的な外形に基づいて、複数の種類のブロック４００の中から、ブロック４００が適宜選択される。また、貫通孔同士がつながるように（詳しくは、冷媒を流す流路が複数のブロック４００の貫通孔によって構成されるように）、ブロック４００はベース部材上に配置される。
【０１０４】
本実施の形態においても、実施の形態１と同様に、「ベース部材とブロックとの準備」、「ブロックの配置」、「ミーリング」、「付加製造および最終加工」が実行されることにより、所望の形状を有する金型が得られる。
【０１０５】
詳しくは、工作機械１０００の付加製造装置１０３０を用いて、少なくとも、ミーリング後のブロック４００の露出面に対して付加製造を行なう。さらに、工作機械１０００によって、付加製造により形成された金属層に対し、最終加工としての表面仕上加工を行なう。このような処理によって、最終製品としての金型が得られる。
【０１０６】
図１９は、本実施の形態に係る、最終製品としての金型２の斜視図である。図１９を参照して、金型２は、ベース部材５００と、複数のブロック４００と、金型の最終形状に一致するように付加製造により形成された金属層３００Ａとから構成される。
【０１０７】
金型２においては、外周部のブロック４００における外周側の側面については、金属層３００で覆われていない。金型２においては、外部に露出した貫通孔４１１の開口部４１２（たとえば、図の奥側の開口部４１２）から冷媒が流し込まれる。当該冷媒は、外部に露出した他の貫通孔４１１の開口部４１２（たとえば、図の手前側の開口部４１２）から流れ出す。
【０１０８】
図２０は、図１９におけるXX-XX線矢視断面図である。図２０を参照して、金型２は、複数のブロック４００の各貫通孔４１１がつながることによって構成された流路を有する。
【０１０９】
図２１は、金型２の内部構造の透視図である。詳しくは、図２１は、金型２の内部において冷媒が流路を流れる方向を説明するための図である。図２１を参照して、奥側の開口部４１２から入った冷媒は、複数のブロック４００の内部を順に通過し、手前側の開口部４１２から流れ出す。このような冷媒の流路を複数のブロック４００を使用して金型２の内部に設けることにより、金型２を全体にわたり冷媒で冷却することができる。
【０１１０】
＜Ｇ．小括＞
（１）上述した金型製造方法は、内部に冷媒を流すための流路を有する金型２を製造するために行われる。金型製造方法は、複数の別個のブロック４００を含む被加工物を、金型２の最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備える。複数の別個のブロック４００は、上記外形に基づいて選択され、かつ複数の別個のブロック４００の全部の各々には、流路を構成するための貫通孔４１１が設けられている。金型の製造方法は、ミーリング後の被加工物の表面上に上記外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を被加工物に付加するステップをさらに備える。
【０１１１】
上記の金型製造方法によれば、付加製造方式として粉末床溶融結合を用いる構成に比べて、材料のロスを少なくすることができる。また、複数のブロック４００を利用するため、粉末床溶融結合を用いる構成に比べて、金型の製造時間を短くすることができる。このように、本実施の形態に係る金型製造方法によれば、内部に冷媒を流すための流路を有する金型の製造するにあたり、短い時間かつ材料のロスを少なくすることが可能となる。
【０１１２】
なお、複数の別個のブロックの一部にのみ、貫通孔４１１が設けられていてもよい。
（２）また、上記機械加工するステップでは、金型２を構成するベース部材５００に上記被加工物を固定した状態で、被加工物の機械加工が行われる。
【０１１３】
（３）さらに、複数の別個のブロック４００のうちの第１のブロックに、上記流路の入口（開口部４１２）が形成され、複数の別個のブロック４００のうちの第２のブロックに、上記流路の出口（開口部４１２）が形成されている。
【０１１４】
（４）複数の別個のブロック４００は、大きさが異なるブロックを含む。このような構成によれば、ブロックの大きさが一定の場合に比べて、効率的に金型２を製造することが可能となる。
【０１１５】
（５）金型製造方法は、上記連続面に対して機械加工により表面仕上げを行なうステップをさらに備える。機械加工するステップおよび付加するステップは、工作機械において実行される。このような構成によれば、機械加工と付加とが別々の装置で実行される場合に比べて、金型の製造時間を短縮することができる。
【０１１６】
［実施の形態３］
＜Ｈ．概要（簡易モデル）＞
図２２Ａ，２２Ｂは、本実施の形態に係る簡易モデルＭ３の概要を表した図である。図２２Ａは、簡易モデルＭ３の断面図である。図２２Ｂは、図２２ＡのXXIIB-XXIIB線矢視断面図である。
【０１１７】
図２２Ａ，２２Ｂを参照して、簡易モデルＭ３は、ベース部材３１に複数のブロック３２が配置されている。また、ブロック３２の露出面（上面および側面）には、付加製造による金属層３３が形成されている。
【０１１８】
また、ブロック３２とブロック３２との間には、隙間３９が形成されるように、各ブロック３２が配置されている。さらに、端部のブロック３２とベース部材３１との内壁との間にも隙間が形成されるように、ブロック３２が配置される。
【０１１９】
詳しくは、ベース部材３１の４つの側面部のうちの少なくとも２つの側面部には、貫通孔が形成されている。一方の側面部の貫通孔から簡易モデルＭ３に入った冷媒は、他方の側面部の貫通孔から流れ出る。なお、詳細については後述するが、上記２つの側面部の各々には、複数の貫通孔が形成されている。
【０１２０】
＜Ｉ．製造工程と金型との詳細＞
（ｉ１．ベース部材とブロックとの準備）
ベース部材とブロックとの準備（図５のステップＳ１に対応）について、具体的に説明する。
【０１２１】
図２３は、金型を構成するベース部材６００の斜視図である。図２３を参照して、ベース部材６００は、底部６０４と、底部６０４の端部領域上に構成された４つの側部６０６とで構成される。詳しくは、４つの側部６０６は、底部６０４の周囲を囲むように設けられている。底部６０４と４つの側部６０６とにより、収容部６０１が形成される。４つの側部６０６のうち１つの側部６０６には、複数の貫通孔６０２が設けられている。また、貫通孔６０２が設けられた側部６０６に対向する側部６０６には、複数の貫通孔６０３が設けられている。
【０１２２】
本実施の形態で利用するブロックは、実施の形態１と同様に、大きさ（典型的には高さ）が互いに異なる。また、当該ブロックは、実施の形態１，２とは異なり、貫通孔は設けられていない。
【０１２３】
なお、以下では、ブロックが直方体である場合を例に挙げて説明するが、これに限定されるものではない。直方体以外の四角柱であってもよい、四角柱以外の多角柱であってもよい。たとえば、正六角柱を利用してハニカム形状することにより、冷媒が接する表面積を大きくすることができ、かつ冷媒に加わる抵抗を低減することができる。
【０１２４】
（ｉ２．ブロックの配置）
ブロックの配置について（図５のステップＳ２に対応）について、具体的に説明する。
【０１２５】
図２４は、ベース部材６００に対して複数のブロック７００を配置することにより得られた中間体３Ａの外観を表した図である。図２４を参照して、金型の最終的な外形に基づいて選択されたブロック７００が、当該外形に基づいて、ベース部材６００の収容部６０１に配置される。
【０１２６】
詳しくは、互いに隣り合うブロック７００との間で隙間が生じるようにベース部材６００の表面上に配置される。さらに詳しくは、底部６０４の表面の多くの領域が隠れるように、ブロック７００同士の側面が接触しない状態（隙間９９０がある状態）で、ブロック７００が底部６０４に敷き詰められる。
【０１２７】
図２５は、図２４のXXV-XXV線矢視断面図である。図２５を参照して、ブロック７００同士の間に形成された隙間９９０が、たとえば貫通孔６０２を入口とし貫通孔６０３を出口とする、金型の流路を構成する。
【０１２８】
図２６は、図２４のXXVI-XXVI線矢視断面図である。図２６を参照して、複数の貫通孔６０２から内部に入った冷媒は、隙間９９０を通って、複数の貫通孔６０３から流れ出すことが可能となる。
【０１２９】
これにより、これにより、複数のブロック７００およびベース部材６００が冷却される。さらには、ブロック７００の上面を覆うように形成された、後述する金属層３００Ｂ（図２９参照）も冷却されることになる。
【０１３０】
（ｉ３．ミーリング）
ミーリングについて（図５のステップＳ３に対応）について、具体的に説明する。
【０１３１】
図２７は、中間体３Ａに対してミーリングを行なうことにより得られた中間体３Ｂの外観を表した図である。図２７を参照して、複数のブロック７００の一部のブロック７００の先端部をミーリングすることにより、金型の最終形状に近い曲面８３を有する中間体３Ｂが得られる。
【０１３２】
図２８は、図２７のXXVIII-XXVIII線矢視断面図である。図２８を参照して、曲面８３付近では、曲面８３の形状に応じた隙間９９０が形成される。すなわち、隙間９９０の高さ方向の長さが、ミーリング前の状態（図２５）に比べてミーリングにより短くなる。
【０１３３】
（ｉ４．付加製造および最終加工）
付加製造および最終加工について（図５のステップＳ４，Ｓ５に対応）について、具体的に説明する。
【０１３４】
図２９は、中間体３Ｂに対して付加製造および最終加工を行なうことにより得られた金型３Ｃの外観を表した図である。図２９を参照して、工作機械１０００の付加製造装置１０３０を用いて、少なくとも、ミーリング後のブロック７００の露出面に対して付加製造を行なう。さらに、工作機械１０００によって、付加製造により形成された金属層３００Ｂに対し、最終加工としての表面仕上加工を行なう。このような処理によって、最終製品としての金型３Ｃが得られる。なお、金型３Ｃにおいては、実施の形態１と同様に、全てのブロック７００が金属層３００Ｂで覆われている。
【０１３５】
なお、付加製造の処理においては、金型の最終形状に一致するように、金属層３００Ｂが形成される。すなわち、金型の最終形状に一致するように、ミーリング後のブロック７００の露出面の形状に沿って、材料をブロックに付加する。
【０１３６】
図３０は、図２９におけるXXX-XXX線矢視断面図である。図２９を参照して、金型３Ｃは、ベース部材６００と、金属層３００Ｂとの間に、複数のブロック７００が埋め込まれている状態となっている。また、隙間９９０の上端は、金属層３００Ｂにより塞がれた状態となっている。これにより、冷媒が金型の主面（金属層３００Ｂの表面）に対して流れ出ることはない。また、冷媒が金属層３００Ｂに接触することも可能なため、金型３Ｃは、冷却効果に優れている。
【０１３７】
このように、金型３Ｃにおいては、貫通孔６０２と、隣接するブロック７００同士によって構成された隙間９９０と、貫通孔６０３とにより、金型３Ｃの内部全体にわたって、冷媒を流すための流路が形成されている。
【０１３８】
＜Ｊ．小括＞
（１）上述した金型製造方法は、内部に冷媒を流すための流路を有する金型３Ｃを製造するために行われる。金型製造方法は、複数の別個のブロック７００を含む被加工物を、金型３Ｃを構成するベース部材６００に収容した状態で、金型３Ｃの最終的な外形に基づいて機械加工するステップを備える。複数の別個のブロック７００は、上記外形に基づいて選択され、かつ、上記流路を構成するために、互いに隣り合うブロック７００との間で隙間が生じるようにベース部材６００の表面上に配置される。金型製造方法は、機械加工後の被加工物の表面上に上記外形に基づいた連続面が形成されるように、付加製造方式を指向性エネルギー堆積とした付加製造技術によって材料を被加工物に付加するステップをさらに備える。
【０１３９】
上記の金型製造方法によれば、付加製造方式として粉末床溶融結合を用いる構成に比べて、材料のロスを少なくすることができる。また、複数のブロック７００を利用するため、粉末床溶融結合を用いる構成に比べて、金型の製造時間を短くすることができる。このように、本実施の形態に係る金型製造方法によれば、内部に冷媒を流すための流路を有する金型の製造するにあたり、短い時間かつ材料のロスを少なくすることが可能となる。
【０１４０】
また、ブロック７００は貫通孔を有していないため、ブロック７００の準備が容易となる。
【０１４１】
（２）ベース部材６００は、底部６０４と、底部６０４の端部領域上に構成された複数の側部６０６（典型的には４つの側部）とを有する。複数の側部６０６のうちの第１の側部に、流路の入口となる貫通孔６０２が形成され、複数の側部のうちの第２の側部に、流路の出口となる貫通孔６０３が形成されている。
【０１４２】
（３）上記第２の側部は、上記第１の側部に対向する位置にある。貫通孔６０２と貫通孔６０３とが、各々、複数形成されている。当該構成によれば、貫通孔６０２と貫通孔６０３とが１つの場合に比べて、単位時間内に金型３Ｃ内に流入させることができる冷媒の量を多くすることができる。
【０１４３】
（４）複数の別個のブロック７００は、大きさが異なるブロックを含む。このような構成によれば、ブロックの大きさが一定の場合に比べて、効率的に金型２を製造することが可能となる。
【０１４４】
（５）金型製造方法は、上記連続面に対して機械加工により表面仕上げを行なうステップをさらに備える。機械加工するステップおよび付加するステップは、工作機械において実行される。このような構成によれば、機械加工と付加とが別々の装置で実行される場合に比べて、金型の製造時間を短縮することができる。
【０１４５】
今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１４６】
１Ａ，１Ｂ，３Ａ，３Ｂ  中間体、１Ｃ，２，３Ｃ  金型、１１，２１，３１，１００，５００，６００  ベース部材、１２，２２，３２，２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，４００，４００Ａ，４００Ｂ，４００Ｃ，４００Ｄ，４００Ｅ，４００Ｆ，７００  ブロック、１３，２３，３３，３００，３００Ａ，３００Ｂ  金属層、３９，９９０  隙間、８１，８３  曲面、１０１，６０１  収容部、１０２，１０３，２１１，４１１，６０２，６０３  貫通孔、１０４，６０４  底部、１０５  溝、１０６，６０６  側部、２０１，２０１Ａ，２０１Ｂ，２０１Ｃ  キャップ部、２０２，２０２Ａ，２０２Ｂ，２０２Ｃ  本体部、２１３，４１２  開口部、２１５  凹部、２１６  孔、２１９  凸部、１０００  工作機械、１０１１  オペレーティングシステム、１０１３  主軸頭、１０１４  主軸、１０２１  自動工具交換装置、１０３０  付加製造装置、１０３９  ホルダ、１０４０  工具ホルダ、１３１０  吐出部、１３１１  先端部、１３２０  取付部、１３３０  ホース部、Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３  簡易モデル。
【図１】
0006726280.tif 000002
【図２】
0006726280.tif 000003
【図３】
0006726280.tif 000004
【図４】
0006726280.tif 000005
【図５】
0006726280.tif 000006
【図６】
0006726280.tif 000007
【図７】
0006726280.tif 000008
【図８】
0006726280.tif 000009
【図９Ａ】
0006726280.tif 000010
【図９Ｂ】
0006726280.tif 000011
【図９Ｃ】
0006726280.tif 000012
【図１０】
0006726280.tif 000013
【図１１】
0006726280.tif 000014
【図１２】
0006726280.tif 000015
【図１３】
0006726280.tif 000016
【図１４】
0006726280.tif 000017
【図１５】
0006726280.tif 000018
【図１６】
0006726280.tif 000019
【図１７】
0006726280.tif 000020
【図１８】
0006726280.tif 000021
【図１９】
0006726280.tif 000022
【図２０】
0006726280.tif 000023
【図２１】
0006726280.tif 000024
【図２２Ａ】
0006726280.tif 000025
【図２２Ｂ】
0006726280.tif 000026
【図２３】
0006726280.tif 000027
【図２４】
0006726280.tif 000028
【図２５】
0006726280.tif 000029
【図２６】
0006726280.tif 000030
【図２７】
0006726280.tif 000031
【図２８】
0006726280.tif 000032
【図２９】
0006726280.tif 000033
【図３０】
0006726280.tif 000034