(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末と有機物を含む流動性組成物を供給して単位層を形成する層形成工程と、
前記単位層に対して前記有機物を除去する処理を行う有機物除去工程と、
前記有機物除去工程を経た前記単位層に対してエネルギーを付与して溶融層又は焼結層を形成するエネルギー付与工程と、を有し、
前記層形成工程と有機物除去工程はシャッターで開閉可能に仕切られた別の領域で行い、
前記溶融層又は焼結層に対して、積層方向に前記層形成工程、有機物除去工程及びエネルギー付与工程を必要に応じて繰り返す、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記流動性組成物中の有機物は溶媒であり、
前記有機物除去工程は、前記溶媒を気化させて除去する工程を有する、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記流動性組成物中の有機物は溶媒とバインダーを含み、
前記有機物除去工程は、前記バインダーを除去可能なエネルギーを付与して除去する工程を有する、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記バインダーを除去可能なエネルギーは、多段階で付与され、最初に付与するエネルギーは続いて付与するエネルギーより低レベルである、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記単位層の同一エリアに対してレーザー光を少なくとも２度照射し、前記有機物の除去処理から前記溶融層又は焼結層の形成処理に段階的に移行することで前記有機物除去工程とエネルギー付与工程とが実行される、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記有機物除去工程とエネルギー付与工程の少なくとも一方は、減圧雰囲気下で行う、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記有機物除去工程とエネルギー付与工程の少なくとも一方は、不活性ガス雰囲気下で行う、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記エネルギー付与工程で発生するヒュームを吸引する、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一項に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記層形成工程は減圧雰囲気下で行う、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記層形成工程は、
三次元構造物に対応する第１材料層を形成する第１材料層形成工程と、
前記第１材料層をサポートするサポート層を形成するサポート層形成工程とを有する、
ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記第１材料層は、粉末として、マグネシウム、鉄、銅、コバルト、チタン、クロム、ニッケル、マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金の少なくとも一つを含む、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載された三次元構造物の製造方法において、
前記サポート層は、粉末として、アルミナ、セラミックスの少なくとも一つを含む、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項１３】
粉末と有機物を含む流動性組成物を供給して単位層を形成する層形成工程と、
前記単位層に対して前記有機物を除去する処理を行う有機物除去工程と、
前記有機物除去工程を経た前記単位層に対してエネルギーを付与して溶融層又は焼結層を形成するエネルギー付与工程と、を有し、
前記流動性組成物中の有機物は溶媒とバインダーを含み、
前記有機物除去工程は、前記バインダーを除去可能なエネルギーを付与して除去する工程を有し、
前記バインダーを除去可能なエネルギーは、多段階で付与され、最初に付与するエネルギーは続いて付与するエネルギーより低レベルであり、
前記溶融層又は焼結層に対して、積層方向に前記層形成工程、有機物除去工程及びエネルギー付与工程を必要に応じて繰り返す、ことを特徴とする三次元構造物の製造方法。
【請求項１４】
粉末と有機物を含む流動性組成物を用いて単位層を形成する層形成部と、
前記単位層に対して前記有機物を除去する処理を行う有機物除去部と、
前記有機物を除去する処理を行った後の前記単位層に対してエネルギーを付与して溶融層又は焼結層を形成するエネルギー付与部と、を備え、
前記層形成部と有機物除去部はシャッターで開閉可能に仕切られている、ことを特徴とする三次元構造物の製造装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載された三次元構造物の製造装置において、
前記層成部を収容する第１チャンバーと、
前記有機物除去部を収容する第２チャンバーと、を備える、ことを特徴とする三次元構造物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元構造物を製造する三次元構造物の製造方法及びその製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元構造物の製造方法及びその製造装置の一例が下記の特許文献１に開示されている。  
この特許文献１には、金属粒子の表面にバインダーを付着させた材料を用いて、該バインダーを加熱装置により加熱して溶融、ガラス化させることにより固体粉体層を形成することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−８１３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１には、製造した三次元構造物の内部に有機物の揮発成分を含むバインダーが残存する問題、即ち、そのバインダーの残存によって三次元構造物の内部に不純物として取り込まれて三次元構造物の特性や物性が低下してしまうという問題については、記載も示唆もされていない。
【０００５】
本発明の目的は、三次元構造物の内部に有機物が残ることによって純度が低下して三次元構造物の特性や物性が低下することを抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る第１の態様の三次元構造物の製造方法は、粉末と有機物を含む流動性組成物を供給して単位層を形成する層形成工程と、前記単位層に対して前記有機物を除去する処理を行う有機物除去工程と、前記有機物除去工程を経た前記単位層に対してエネルギーを付与して溶融層又は焼結層を形成するエネルギー付与工程と、を有し、前記溶融層又は焼結層に対して、積層方向に前記層形成工程、有機物除去工程及びエネルギー付与工程を必要に応じて繰り返す、ことを特徴とする。  
ここで「粉末」とは、金属粉末、セラミックス粉末のいずれでもよく、またそれらの混合物でもよい。また粒径の大きな粒状のものと粒径の小さな粉状のものの混合物も含まれる。  
また「三次元構造物」とは、所定の厚みを有する単位層が積層方向に複数積層された立体的な構造物に限らず、所定の厚みを有する単位層が一つのみ設けられる平面的な構造物も含まれる。従って、「積層方向に・・・必要に応じて繰り返す」とは、上記立体的な構造物を製造する場合には繰り返し、上記平面的な構造物を製造する場合には繰り返さないことを意味している。  
また、「有機物を除去する処理」とは、単位層中の有機物を単位層から除くことができる処理であればよく、特定の処理に限定されない。即ち、単位層に熱を表面側からと裏側からの少なくとも一方から加えて除去する処理の他に気流を当てる、減圧雰囲気にする、或いはこれら二つ以上の処理を組み合わせて有機物を除去する処理も含まれる。
【０００７】
本態様によれば、前記単位層に対して前記有機物を除去する処理を行う有機物除去工程と、前記有機物除去工程を経た前記単位層に対してエネルギーを付与して溶融層又は焼結層を形成するエネルギー付与工程と、を有しているので、三次元構造物の内部や表面に有機物が残ることによる三次元構造物の特性の低下を抑制することができる。
【０００８】
本発明に係る第２の態様の三次元構造物の製造方法は、第１の態様において、前記流動性組成物中の有機物は溶媒であり、前記有機物除去工程は、前記溶媒を気化させて除去する工程を有する、ことを特徴とする。  
ここで、「溶媒を気化」における「気化」は、熱を与えての気化に限らず、減圧による気化、減圧雰囲気下で熱を与えることによる気化も含まれる。  
また、溶媒の種類としては、沸点が７０℃から３００℃程度のものから選定することが好ましい。７０℃以下のものでは、流動性組成物が乾燥しやすくなり過ぎて層形成が難しくなり、また３００℃より高温のものでは、気化に要するエネルギーが過大になるからである。
【０００９】
本態様によれば、前記有機物除去工程は前記溶媒を気化させて除去する。従って、流動性組成物中に含まれる有機物を比較的容易に除去することができる。本態様は揮発性の高い有機物に対しては特に有効である。
【００１０】
本発明に係る第３の態様の三次元構造物の製造方法は、第１の態様において、前記流動性組成物中の有機物は溶媒とバインダーを含み、前記有機物除去工程は、前記バインダーを除去可能なエネルギーを付与して除去する工程を有する、ことを特徴とする。  
ここで、バインダーに付与する「エネルギー」は、レーザー光や赤外線による熱エネルギーの他に紫外線を含む電磁波エネルギーも含まれる。赤外線の付与手段としては、ハロゲンヒーターやカーボンヒーター等が挙げられる。  
また「バインダーを除去可能なエネルギー」とは、バインダーの種類によって決まることになるが、５００℃以下の温度で分解するバインダーを用いるようにすることが過大なエネルギー付与を避ける観点から好ましい。また、このようにすることで、「バインダーを除去可能なエネルギー」も具体的に決めやすくなる。
【００１１】
本態様によれば、前記有機物除去工程は、前記バインダーを除去可能なエネルギーを付与して除去する。従って、流動性組成物中に溶媒の他に溶媒より沸点の高いバインダーが含まれていても、該バインダーを有効に除去することができる。  
尚、本態様は単位層中の溶媒の除去を前工程として行ってから、次工程としてバインダーの除去を行う方法でも、溶媒の除去とバインダーの除去を同時に行う方法でもよい。
【００１２】
本発明に係る第４の態様の三次元構造物の製造方法は、第３の態様において、前記バインダーを除去可能なエネルギーは、多段階で付与され、最初に付与するエネルギーは続いて付与するエネルギーより低レベルである、ことを特徴とする。
【００１３】
本態様によれば、前記バインダーを除去可能なエネルギーは多段階で付与され、最初に付与するエネルギーは続いて付与するエネルギーより低レベルであるので、徐々に且つ段階的にバインダーが除去され、バインダー残存の虞を低減させることができる。
【００１４】
本発明に係る第５の態様の三次元構造物の製造方法は、第３の態様において、前記単位層の同一エリアに対してレーザー光を少なくとも２度照射し、前記有機物の除去処理から前記溶融層又は焼結層の形成処理に段階的に移行することで前記有機物除去工程とエネルギー付与工程とが実行される、ことを特徴とする。
【００１５】
本態様によれば、前記単位層の同一エリアに対してレーザー光を少なくとも２度照射し、前記有機物の除去処理から前記溶融層又は焼結層の形成処理に段階的に移行するので、最初に付与する低レベルないし中レベルのエネルギーにより流動性組成物中に含まれる溶媒とバインダー（有機物）の除去を行い、続いて付与する高レベルのエネルギーにより流動性組成物中に含まれる粉末の焼成又は溶融を行うことができる。従って、有機物除去工程とエネルギー付与工程を、レーザー光の出力を変えることで連続的に行うことができる。  
また、「レーザー光を少なくとも２度照射し」とは、中レベルのエネルギー付与に続き、高レベルのエネルギー付与する処理であればよく、特定のエネルギー付与条件に限定されない。即ち、中レベルのエネルギー付与後、レーザーをオフすること無く瞬時に高レベルのエネルギーへと変更する、あるいは、段階的に高レベルへ増加させる、などの処理も含まれる。
【００１６】
本発明に係る第６の態様の三次元構造物の製造方法は、第１の態様から第５の態様のいずれか一つの態様において、前記有機物除去工程とエネルギー付与工程の少なくとも一方は、減圧雰囲気下で行う、ことを特徴とする。
【００１７】
本態様によれば、前記有機物除去工程とエネルギー付与工程の少なくとも一方は、減圧雰囲気下で行うので、より低い加熱温度で有機物を乾燥、気化させて除去することが可能になり、有機物の除去が一層容易になる。
【００１８】
本発明に係る第７の態様の三次元構造物の製造方法は、第１の態様から第６の態様のいずれか一つの態様において、前記有機物除去工程とエネルギー付与工程の少なくとも一方は、不活性ガス雰囲気下で行う、ことを特徴とする。
【００１９】
本態様によれば、前記有機物除去工程とエネルギー付与工程の少なくとも一方は、不活性ガス雰囲気下で行うので、粉体が酸化されて酸素等の成分が三次元構造物の内部に取り込まれる虞を低減させることが可能になる。
【００２０】
本発明に係る第８の態様の三次元構造物の製造方法は、第１の態様から第７の態様のいずれか一つの態様において、前記エネルギー付与工程で発生するヒュームを吸引する、ことを特徴とする。
【００２１】
本態様によれば、前記エネルギー付与工程で発生するヒュームを吸引して取り除くことができるから、ヒューム中に含まれる炭素等の有機物が三次元構造物の表面に付着したり、三次元構造物の内部に取り込まれる虞を低減できる。
【００２２】
本発明に係る第９の態様の三次元構造物の製造方法は、第１の態様から第８の態様のいずれか一つの態様において、前記層形成工程は減圧雰囲気下で行う、ことを特徴とする。
【００２３】
本態様によれば、前記層形成工程は減圧雰囲気下で行うので、前記単位層の形成中にも、より低い温度で有機物を乾燥、気化させて取り除くことができる。
【００２４】
本発明に係る第１０の態様の三次元構造物の製造方法は、第１の態様から第９の態様のいずれか一つの態様において、前記層形成工程と有機物除去工程は別の領域で行う、ことを特徴とする。
【００２５】
本態様によれば、前記単位層の形成と有機物の除去とを別の領域で行うことになるため、一旦除去された有機物が単位層の表面に再付着する恐れを低減することできる。
【００２６】
本発明に係る第１１の態様の三次元構造物の製造方法は、第１の態様から第１０の態様のいずれか一つの態様において、前記層形成工程は、三次元構造物に対応する第１材料層を形成する第１材料層形成工程と、前記第１材料層をサポートするサポート層を形成するサポート層形成工程を有する、ことを特徴とする。
【００２７】
本態様によれば、前記層形成工程は、三次元構造物に対応する第１材料層を形成する第１材料層形成工程と、前記第１材料層をサポートするサポート層形成工程と、を有するので、前記サポート層によって前記第１材料層が保持されることによって三次元構造物の種々の形状に対応することができる。
【００２８】
本発明に係る第１２の態様の三次元構造物の製造方法は、第１１態様において、前記第１材料層は、粉末として、マグネシウム、鉄、銅、コバルト、チタン、クロム、ニッケル、マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金の少なくとも一つを含む、ことを特徴とする。  
本態様によれば、製造された三次元構造物中に残存する有機物の量を少なくして、上記金属粉末による三次元構造物の純度を高めることが可能になる。
【００２９】
本発明に係る第１３の態様の三次元構造物の製造方法は、第１１態様又は第１２の態様において、前記サポート層は、粉末として、アルミナ、セラミックスの少なくとも一つを含む、ことを特徴とする。  
本態様によれば、第１材料層にエネルギーが付与されて溶融層又は焼結層が形成された後、サポート層を分解して除去する作業が容易になり、有機物の残存量の少ない純度の高い三次元構造物を効率良く製造できるようになる。
【００３０】
本発明に係る第１４の態様の三次元構造物の製造装置は、粉末と有機物を含む流動性組成物を用いて単位層を形成する層形成部と、前記単位層に対して前記有機物を除去する処理を行う有機物除去部と、前記有機物を除去する処理を行った後の前記単位層に対してエネルギーを付与して溶融層又は焼結層を形成するエネルギー付与部と、を備える、ことを特徴とする。  
本態様によれば、第１の態様と同様の効果を得ることができる。
【００３１】
本発明に係る第１５の態様の三次元構造物の製造装置は、第１４の態様において、請求項１４に記載された三次元構造物の製造装置において、前記層成部を収容する第１チャンバーと、前記有機物除去部を収容する第２チャンバーとを備える、ことを特徴とする。  
本態様によれば、第１０の態様と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施形態１に係る三次元構造物の製造装置の全体構成の概略を表す正面図。
【図２】本発明の実施形態１に係る三次元構造物の製造装置の第１チャンバー内を表す正面図。
【図３】本発明の実施形態１に係る三次元構造物の製造装置の第１チャンバー内の要部を表す正面図。
【図４】本発明の実施形態１に係る三次元構造物の製造装置の第２チャンバー内を表す正面図。
【図５】本発明の実施形態１に係る三次元構造物の製造装置の第２チャンバー内の要部を表す正面図。
【図６】本発明の実施形態２に係る三次元構造物の製造方法を模式的に表す説明図。
【図７】本発明の実施形態２に係る三次元構造物の製造方法における層形成工程の他の態様を模式的に表す説明図。
【図８】本発明の実施形態３に係る三次元構造物の製造方法を模式的に表す説明図。
【図９】本発明の実施形態４に係る三次元構造物の製造方法を模式的に表す説明図。
【図１０】本発明の実施形５に係る三次元構造物の製造方法を模式的に表す説明図。
【図１１】本発明の実施形態６に係る三次元構造物の製造方法を模式的に表す説明図。
【図１２】本発明の実施形態７に係る三次元構造物の製造方法を模式的に表す説明図。
【図１３】本発明の実施形態８に係る三次元構造物の製造方法を模式的に表す説明図。
【図１４】本発明の実施形態９に係る三次元構造物の製造方法を模式的に表す説明図。
【図１５】本発明の実施形態１０に係る三次元構造物の製造装置の第１チャンバー内を表す正面図。
【図１６】本発明の他の実施形態に係る三次元構造物の製造装置の全体構成の概略を表す正面図。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下に、本発明の実施形態に係る三次元構造物の製造方法及びその製造装置について、添付図面を参照して詳細に説明する。  
尚、以下の説明では、最初に実施形態１に係る三次元構造物の製造装置を例にとって、本発明の三次元構造物の製造装置の全体構成の概略について説明する。次に、実施形態１に係る三次元構造物の製造装置の具体的構成について説明し、続いて、実施形態１に係る三次元構造物の製造装置を使用することによって実行される本発明の三次元構造物の製造方法を実施形態２として具体的に説明する。
【００３４】
次に、実施形態２と部分的構成を異にする実施形態３から実施形態９の７つの実施形態について実施形態２との差異を中心に順番に説明する。  
更にこれに続き、実施形態１と部分的構成を異にする実施形態１０に係る三次元構造物の製造装置の構成について、実施形態１との差異を中心に説明する。  
そして最後に、実施形態１から実施形態９の各実施形態と部分的構成を異にする本発明の三次元構造物の製造方法及びその製造装置の他の実施形態について言及する。
【００３５】
◆◆◆実施形態１（図１〜図５、図６参照）◆◆◆
（１）三次元構造物の製造装置の全体構成の概略（図１参照）
図示のように本実施形態に係る三次元構造物の製造装置１Ａは、ステージ３上に吐出された流動性組成物Ｌによって単位層Ｄを形成し、該単位層Ｄ中に含まれる有機物４１（図６）を除去後、該単位層Ｄに対してエネルギーＥを付与して溶融層４５又は焼結層４７（図６）を形成することで三次元構造物Ｍを製造する装置である。尚、一般には前記操作を積層方向Ｚに必要に応じて所定回数、繰り返すことによって複数の層Ｄが積層された積層構造の三次元構造物Ｍが製造される。
【００３６】
図１に表したように、基本的には、粉末Ａと有機物４１（図６）を含む流動性組成物Ｌを用いて単位層Ｄを形成する層形成部４９と、形成された単位層Ｄに対して有機物４１を除去する処理を行う有機物除去部５０と、有機物４１を除去する処理を行った後の単位層Ｄに対してエネルギーＥを付与して溶融層４５又は焼結層４７を形成するエネルギー付与部５１と、を備えることによって本実施形態に係る三次元構造物の製造装置１Ａは構成されている。  
また、本実施形態では、層形成部４９を収容する第１チャンバー６１と、有機物除去部５０を収容する第２チャンバー６２と、が設けられている。更に、第１チャンバー６１と第２チャンバー６２との間を前記ステージ３が該ステージ３を支持する支持フレーム２３毎、行き来できるようにする往復移動部６５と、前記第１チャンバー６１と第２チャンバー６２との間に設けられるシャッター６７と、が設けられている。
【００３７】
（２）三次元構造物の製造装置の具体的構成（図１〜図５参照）
ステージ３は、流動性組成物Ｌが一例として吐出されて単位層Ｄが形成される部材で、その上面には層形成領域となる一例として平板状のベースプレート１３が設置されている。また、ステージ３は、前述したように支持フレーム２３によって支持されており、当該支持フレーム２３の下部に設けられる往復移動ベース７１によって第１チャンバー６１と第２チャンバー６２との間を行き来できる所定ストローク、往復移動できるように構成されている。
【００３８】
往復移動ベース７１は、第１チャンバー６１と第２チャンバー６２の設置面７２に敷設されたレール７３によって案内され、第３アクチュエーター７４によって生起された駆動力を受けて前記レール７３に沿って前記所定ストロークを往復移動する。そして、往復移動ベース７１とレール７３と第３アクチュエーター７４とによって前述した往復移動部６５は構成されている。  
また、シャッター６７は、第４アクチュエーター７５によって、ステージ３と一体になった支持フレーム２３と往復移動ベース７１の第１チャンバー６１と第２チャンバー６２間の移動を可能にする所定ストローク、積層方向Ｚとなる上下方向に移動して両チャンバー６１、６２間の開口６１ａ、６２ａを開閉できるように構成されている。  
更に、ステージ３は、駆動部１０の構成部材の一つである昇降駆動部１５によって積層方向Ｚとなる上下方向に三次元構造物Ｍの形成に必要な所定ストローク移動できるように構成されている。
【００３９】
層形成部４９は、流動性組成物Ｌをベースプレート１３上に吐出する吐出ヘッド５を一例として備えている。そして、この吐出ヘッド５には、原料供給ユニット１７から供給チューブ１９を介して流動性組成物Ｌが供給され、吐出ヘッド５に備えられるノズルからベースプレート１３上の所定の位置に流動性組成物Ｌが吐出される。  
また、本実施形態では、駆動部１０の他の構成部材として、一例として２本のロボットアーム５７、５９を備えた双腕多関節式のロボット５５が採用されており、吐出ヘッド５は、後述するビーム照射部９（９Ａ，９Ｂ）と共にロボットアーム５７、５９の先端部に支持されて、図中、左右方向となる幅方向Ｘと、図中、紙面表裏方向となる奥行き方向Ｙと、図中、上下方向となる積層方向Ｚと、によって構成される三次元方向Ｘ、Ｙ、Ｚに移動できるように構成されている。
【００４０】
有機物除去部５０は、第２チャンバー６２内において、一例として固定状態で設けられる加熱部７と、固定状態又は一例として奥行き方向Ｙに移動できるように構成される紫外線照射部８と、を備えることによって一例として構成されている。  
尚、加熱部７としては、赤外線を照射して加熱対象となる単位層Ｄを加熱するハロゲンヒーターやカーボンヒーター等が一例として採用でき、紫外線照射部８からは、紫外線を含む種々の波長の電磁波の一つ又は複数が照射できるように構成されている。  
また、有機物除去部５０によって除去できる有機物４１としては、流動性組成物Ｌ中に含まれる溶媒ＵやバインダーＶである。
【００４１】
ここで、本実施形態に係る三次元構造物の製造装置１Ａにおいて使用できる原料となる粉末Ａと有機物４１とを含む流動性組成物Ｌとしては、金属粉末Ａと溶媒ＵとバインダーＶとの組成物が一例として適用できる。  
金属粉末としては、各種金属や金属化合物等の粒状ないし粉末状の粒子が使用できる。具体的には。アルミニウム、チタン、鉄、銅、マグネシウム、ステンレス鋼、マルエージング鋼等の各種金属、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム等の各種金属酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等の各種金属水酸化物、窒素珪素、窒素チタン、窒化アルミニウム等の各種金属窒化物、炭化珪素、炭化チタン、窒化アルミニウム等の各種金属窒化物、炭化珪素、炭化チタン等の各種金属炭化物、硫化亜鉛等の各種金属硫化物、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の各種金属の炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の各種金属の硫酸塩、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の各種金属のケイ酸塩、リン酸カルシウム等の各種金属のリン酸塩、ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム等の各種金属のホウ酸塩や、これらの複合化合物等、石膏（硫酸カルシウムの各水和物、硫酸カルシウムの無水物）等の粉末が使用できる。
【００４２】
有機物である溶媒又は分散媒としては、例えば、メタノール、エタノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノール、オクタノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、グリセリン等のアルコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル（メチルセロソルブ）等のエーテル類（セロソルブ類）、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ギ酸エチル等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、ペンタン、ヘキサン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の環式炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキシルベンゼン、ヘブチルベンゼン、オクチルベンゼン、ノニルベンゼン、デシルベンゼン、ウンデシルベンゼン、ドデシルベンゼン、トリデシルベンゼン、テトラデシルベンゼン等の長鎖アルキル基及びベンゼン環を有する芳香族炭火水素類、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１，２−ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドンのいずれか一つを含む芳香族複素環類、アセトニトクル、プロピオニトリル、アクリロニトリル等のニトリル類、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等のアミド類、カルボン酸塩又はその他の各種油類等が挙げられる。
【００４３】
バインダーとしては、前述した溶媒又は分散媒に可溶であれば、限定されない。例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、セルロース系樹脂、合成樹脂等を用いることができる。また、例えば、ＰＬＡ（ポリ乳酸）、ＰＡ（ポリアミド）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の熱可塑性樹脂を用いることもできる。  
また、可溶状態でなく、上述したアクリル樹脂などの樹脂の微小な粒子の状態で、前述した溶媒又は分散媒中に分散させるようにしてもよい。
【００４４】
エネルギー付与部５１としては、有機物４１を除去した単位層Ｄに対してエネルギーＥの一例であるレーザー光を照射するビーム照射部９が一例として適用でき、後述する制御部１１から送信される制御信号に基づいてレーザー発振器４３から発振される所定出力のレーザーの供給を受けてエネルギービームとしてレーザー光Ｅを照射する。  
尚、本実施形態で使用されるレーザーとしては特に限定はないが、ファイバーレーザー、或いは炭酸ガスレーザーが波長が長く金属の吸収効率が高い利点を有することから好適なレーザーとして使用できる。
【００４５】
そして、図示の実施形態では、このビーム照射部９と吐出ヘッド５は二組設けられており、このうち一組のビーム照射部９Ａと吐出ヘッド５Ａが金属等の粉末Ａを含んだ流動性組成物Ｌ１を使用して第１材料層７７を形成するのに使用され、一例として図中、向かって左側のロボットアーム５７に対して設けられる反転可能な取付けベース５３Ｌによって保持されている。  
また、他の一組のビーム照射部９Ｂと吐出ヘッド５Ｂがセラミックス等の粉末Ｂを含んだ流動性組成物Ｌ２を使用してサポート層７９を形成するのに使用され、一例として図中、向かって右側のロボットアーム５９に対して設けられる反転可能な取付けベース５３Ｒによって保持されている。
【００４６】
また、第１チャンバー６１と第２チャンバー６２は、減圧雰囲気での使用にも対応できるよう、気密性と耐圧性を兼ね備えた筺体によって一例として構成されており、シャッター６７を介してそれぞれのチャンバー６１、６２内の空間を連通ないし区画された状態に切り替えることができるように構成されている。  
この他、本実施形態に係る三次元構造物の製造装置１Ａには、前記二組の吐出ヘッド５Ａ及びビーム照射部９Ａと、吐出ヘッド５Ｂ及びビーム照射部９Ｂと、ステージ３と、の相対位置を三次元方向Ｘ、Ｙ、Ｚに移動させる昇降駆動部１５とロボット５５とによって一例として構成される駆動部１０と、前記二組の吐出ヘッド５Ａ及びビーム照射部９Ａと、吐出ヘッド５Ｂ及びビーム照射部９Ｂと、駆動部１０と、往復移動部６５と、シャッター６７と、の各種動作を制御する制御部１１と、を備えている。
【００４７】
◆◆◆実施形態２（図６及び図７参照）◆◆◆
実施形態２に係る三次元構造物の製造方法は、前述した実施形態１に係る三次元構造物の製造装置１Ａを使用することによって実行される製造方法である。  
具体的には、層形成工程Ｐ１と、有機物除去工程Ｐ２と、エネルギー付与工程Ｐ３とを有することによって本発明に係る三次元構造物の製造方法は基本的に構成されている。更に、本実施形態では、層形成工程Ｐ１、有機物除去工程Ｐ２及びエネルギー付与工程Ｐ３を必要に応じて積層方向Ｚに繰り返すことによって、一枚の単位層Ｄのみによって構成される平面的な三次元構造物Ｍと、複数枚の単位層Ｄを積層して構成される立体的な三次元構造物Ｍと、の両方を製造できるように構成されている。以下、三次元構造物Ｍの製造過程と併せて、これらの工程の内容を具体的に説明する。
【００４８】
（１）層形成工程
層形成工程Ｐ１は、粉末Ａと有機物４１を含む流動性組成物Ｌを供給して単位層Ｄを形成する工程である。  
即ち、往復移動部６５の第３アクチュエーター７４を必要に応じて駆動して、往復移動ベース７１を移動させてステージ３を第１チャンバー６１内に位置させ、第４アクチュエーター７５を駆動してシャッター６７を下方に移動させて第１チャンバー６１の開口６１ａを閉塞させた状態にする。
【００４９】
次に、昇降駆動部１５を駆動してステージ３の高さが最初に形成する単位層Ｄの形成高さになるようにステージ３を積層方向Ｚに移動させる。続いて、ロボットアーム５７を駆動して吐出ヘッド５Ａを三次元構造物Ｍの製造を開始する原点位置に移動させる。  
次に、取付けベース５３Ｌを必要に応じて反転させ、前記原点位置から取付けベース５３Ｌが移動する方向の前方に吐出ヘッド５Ａが位置するように配置して、吐出ヘッド５Ａから流動性組成物Ｌを所定の吐出量と吐出タイミングで吐出し、例えば幅方向Ｘに沿って１本目の吐出物ラインを形成する。
【００５０】
また、当該吐出物ラインの形成に先立ってベースプレート１３を予め昇温しておくことが好ましい。因みに、ベースプレート１３を予め昇温しておいた場合には、吐出ヘッド５Ａから吐出された流動性組成物Ｌが低い温度のベースプレート１３に接触することによって生ずる流動性の低下や半固化状態になる等の性状の変化を低減させることができる。  
因みに、流動性組成物Ｌの良好な吐出を実現するためには、有機物４１である溶媒ＵとバインダーＶを１５ｗｔ％以上含有することが好ましく、より安定した流動性組成物Ｌの吐出を実現するためには、２０ｗｔ％以上含有することが望ましい。
【００５１】
そして、このようにして１本目の吐出物ラインが形成された後、吐出ヘッド５Ａを所定ピッチ、例えば奥行き方向Ｙに移動させる。また、必要に応じて取付けベース５３Ｌを反転させた後、ロボットアーム５７を駆動して該取付けベース５３Ｌを１本目の吐出物ラインＬを形成した時と同じ方向又は反対方向に移動させながら吐出ヘッド５Ａから流動性組成物Ｌを吐出させて２本目の吐出物ラインを形成する。  
以下、同様の操作を必要に応じて所定回数、繰り返して単位層Ｄを順次積層方向Ｚに形成する。
【００５２】
また、層形成工程Ｐ１は、図７に表すように最終的に三次元構造物Ｍの一部となる第１材料層７７を形成する第１材料層形成工程Ｐ１１と、前記第１材料層７７をサポートするサポート層７９を形成するサポート層形成工程Ｐ１２の二工程を有するように構成することも可能である。  
この場合には、例えば、最初に向かって右側のロボットアーム５９を駆動して、その先端の取付けベース５３Ｒに取り付けられている吐出ヘッド５Ｂから粉末Ｂを含む流動性組成物Ｌ２を吐出してベースプレート１３上にサポート層７９を形成する。次に、向かって左側のロボットアーム５７を駆動して、その先端の取付けベース５３Ｌに取り付けられている吐出ヘッド５Ａから粉末Ａを含む流動性組成物Ｌ１を吐出して、前記形成したサポート層７９の空隙部７０に充填し、ベースプレート１３上に第１材料層７７を形成するようにする。
【００５３】
尚、第１材料層７７を形成する流動性組成物Ｌ１中に含まれる粉末Ａとしては、一例として金属粉末が適用でき、マグネシウム、鉄、胴、コバルト、チタン、クロム、ニッケル、マルエージング鋼、ステンレス、コバルトクロムモリブデン、チタニウム合金、ニッケル合金、アルミニウム合金、コバルト合金、コバルトクロム合金の少なくとも一つを含む金属の粉末が適用可能である。  
また、サポート層７９を形成する流動性組成物Ｌ２中に含まれる粉末Ｂとしては、一例としてアルミナやセラミックスの少なくとも一つを含む粉末が適用可能である。
【００５４】
（２）有機物除去工程
有機物除去工程Ｐ２は、前記形成した単位層Ｄに対して該単位層Ｄ中に含まれる有機物４１を除去する処理を行う工程である。  
この場合には、第４アクチュエーター７５を駆動してシャッター６７を上方に移動させて第１チャンバー６１の開口６１ａと第２チャンバー６２の開口６２ａを開放させた状態にする。次に、往復移動部６５の第３アクチュエーター７４を駆動して、往復移動ベース７１を移動させてステージ３を第２チャンバー６２内に位置させる。更に、第４アクチュエーター７５を再び駆動してシャッター６７を下方に移動させて第１チャンバー６１の開口６１ａと第２チャンバー６２の開口６２ａを閉塞して第２チャンバー６２を密閉状態にする。
【００５５】
この状態で加熱部７と紫外線照射部８を起動してベースプレート１３上に存する単位層Ｄを所定の温度に加熱する。そして、ここで加熱する加熱対象が流動性組成物Ｌ中に含まれる有機物４１の溶媒Ｕである場合には、溶媒の種類によって決まる７０℃以上、３００℃以下の温度で加熱して気化させる。  
溶媒Ｕの種類としては、沸点が７０℃から３００℃程度のものから選定することが好ましい。沸点が７０℃以下のものは、流動性組成物Ｌが乾燥しやすくなり過ぎて層形成が難しくなり、吐出ヘッド５Ａのノズル近傍で流動性組成物Ｌの固化が発生してノズル詰まりが起きるため望ましくない。また沸点が３００℃より高温のものでは、気化に要するエネルギーが過大になるからである。
【００５６】
また、加熱する対象が流動性組成物Ｌ中に含まれる有機物４１のバインダーＶである場合には、バインダーＶの種類によって決まる５００℃以下の温度で加熱してバインダーＶを分解させる。  
バインダーＶを除去可能なエネルギーは、上記の通りバインダーＶの種類によって決まることになるが、５００℃以下の温度で分解するバインダーを用いるようにすることが過大なエネルギー付与を避ける観点から好ましい。また、このようにすることで、バインダーを除去可能なエネルギーも具体的に決めやすくなる。
【００５７】
（３）エネルギー付与工程
エネルギー付与工程Ｐ３は、有機物除去工程Ｐ２を経た単位層Ｄに対してエネルギーＥを付与して溶融層４５又は焼結層４７を形成する工程である。  
因みに、本実施形態では有機物４１を除去した粉体Ａに対してビーム照射部９Ａから高出力のレーザー光Ｅを照射して該粉体Ａを溶融又は焼結して溶融層４５又は焼却層４７を形成する。そして、溶融層４５又は焼却層４７になった一層目の当該単位層Ｄの上に必要に応じて前記三つの工程Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３によって形成される同様の単位層Ｄを積み重ねて行くことによって三次元構造物Ｍが製造される。
【００５８】
そして、このようにして構成される実施形態１に係る三次元構造物の製造装置１Ａと該三次元構造物の製造装置１Ａを使用することによって実行される本実施形態に係る三次元構造物の製造方法によれば、製造された三次元構造物Ｍの内部や表面に有機物４１が残存することによって生じる三次元構造物Ｍの純度の低下に起因する機械的、物理的、化学的な特性や物性の低下を防止することができ、製造された三次元構造物Ｍが本来有する特性と物性が効果的に発現されるようになる。
【００５９】
◆◆◆実施形態３（図８参照）◆◆◆
実施形態３に係る三次元構造物の製造方法は、流動性組成物Ｌ中に含まれる有機物４１のうち、バインダーＶを除去する有機物除去部５０として、エネルギー付与工程Ｐ３で使用するビーム照射部９を兼用するようにした実施形態である。  
従って、層形成工程Ｐ１とエネルギー付与工程Ｐ３の内容については実施形態２と同様であるので、ここでの説明は省略し、実施形態２と相違する有機物除去工程Ｐ２の内容について説明する。
【００６０】
即ち、本実施形態では、有機物除去工程Ｐ２において、流動性組成物Ｌ中に含まれる有機物４１のうち溶媒Ｕの除去を、実施形態２と同様の加熱部７と紫外線照射部８とを使用して行い、流動性組成物Ｌ中に含まれる有機物４１のうちバインダーＶの除去を、次工程のエネルギー付与工程Ｐ３で使用するビーム照射部９Ａの出力を調整することで兼用して使用するようにしている。  
そして、このようにして構成される本実施形態に係る三次元構造物の製造方法によっても、前述した実施形態２に係る三次元構造物の製造方法と同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態にあっては、沸点の低い溶媒Ｕと沸点の高いバインダーＶの両方を効果的に除去することが可能になる。
【００６１】
◆◆◆実施形態４（図９参照）◆◆◆
実施形態４に係る三次元構造物の製造方法は、実施形態３の有機物除去工程Ｐ２において、有機物４１のバインダーＶを除去していた工程を更に二工程に分割した実施形態である。  
従って、層形成工程Ｐ１とエネルギー付与工程Ｐ３の内容については、実施形態２と同様であり、有機物除去工程Ｐ２の基本的な内容については実施形態３と同様であるので、ここでの説明は省略し、前記実施形態３と相違する有機物除去工程Ｐ２の内容について説明する。
【００６２】
即ち、本実施形態では、有機物４１であるバインダーＶを除去するためのレーザー光Ｅが出力を変えて多段階で付与されており、最初に付与するレーザー光Ｅ１の出力は、続いて付与するレーザー光Ｅ２の出力よりも低レベルの小さな出力に設定されている。  
そして、このようにして構成される本実施形態に係る三次元構造物の製造方法によっても、実施形態２、実施形態３に係るそれぞれの三次元構造物の製造方法と同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態にあっては、最初に付与するエネルギーＥが続いて付与するエネルギーＥより低レベルであるので、徐々に且つ段階的バインダーＶが除去され、バインダーＶの残存の虞を低減させることができる。
【００６３】
◆◆◆実施形態５（図１０参照）◆◆◆
実施形態５に係る三次元構造物の製造方法は、実施形態３の有機物除去工程Ｐ２において、加熱部７と紫外線照射部８を使用していた有機物４１である溶媒Ｕの除去を、バインダーＶと同じビーム照射部９Ａを使用して行うようにした実施形態である。  
従って、層形成工程Ｐ１とエネルギー付与工程Ｐ３の内容については、実施形態２と同様であり、有機物除去工程Ｐ２の基本的な内容については実施形態３と同様であるので、ここでの説明は省略し、実施形態３と相違する有機物除去工程Ｐ２の内容について説明する。
【００６４】
即ち、本実施形態では、層形成工程Ｐ１で形成した単位層Ｄの同一エリアに対してレーザー光Ｅを少なくとも２度照射し、有機物４１の除去処理から溶融層４５又は焼結層４７の形成処理に段階的に移行することで、有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３とが実行されるように構成されている。  
具体的には、レーザー光Ｅの出力レベルを低レベル、中レベル、高レベルの３段階に分け、低レベルのレーザー光Ｅ１を単位層Ｄの所定エリアに向けて照射することで、当該所定エリアに存する溶媒Ｕの除去に使用し、中レベルのレーザー光Ｅ２を単位層Ｄの同一エリアに向けて照射することで、当該同一エリアに存するバインダーＶの除去に使用する。また、高レベルのレーザー光Ｅ３を単位層Ｄの同一エリアに向けて照射することで、当該同一エリアに存する粉体Ａを溶融又は焼結して溶融層４５又は焼結層４７を形成するのに使用することが可能である。
【００６５】
そして、このようにして構成される本実施形態に係る三次元構造物の製造方法によっても、実施形態２、実施形態３に係るそれぞれの三次元構造物の製造方法と同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態にあっては、有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３を、同一のビーム照射部９を使用してレーザー光Ｅの出力を変えることで連続的に行うことが可能になり、より効率的な三次元構造物Ｍの製造が可能になる。
【００６６】
◆◆◆実施形態６（図１１参照）◆◆◆
実施形態６に係る三次元構造物の製造方法は、有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３の少なくとも一方の工程を、減圧雰囲気下で行うようにした実施形態である。  
従って、層形成工程Ｐ１の内容と、有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３の基本的な内容については実施形態２と同様であるので、ここでの説明は省略し、実施形態２と相違する有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３との相違点について説明する。
【００６７】
本実施形態では有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３の両方を減圧雰囲気下で行っている。具体的には、本実施形態では、第２チャンバー６２に対して減圧装置８１が接続されており、該減圧装置８１を駆動して、第２チャンバー６２内の雰囲気を減圧雰囲気にした状態で有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３とが実行される。  
そして、このようにして構成される本実施形態に係る三次元構造物の製造方法によっても、実施形態２に係る三次元構造物の製造方法と同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態にあっては、より低い加熱温度で有機物４１を乾燥、気化させて除去することが可能になり、単位層Ｄ中の有機物４１の除去が一層容易になる。
【００６８】
◆◆◆実施形態７（図１２参照）◆◆◆
実施形態７に係る三次元構造物の製造方法は、有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３の少なくとも一方の工程を、不活性ガスの雰囲気下で行うようにした実施形態である。  
従って、層形成工程Ｐ１の内容と、有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３の基本的な内容については実施形態２と同様であるので、ここでの説明は省略し、実施形態２と相違する有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３との相違点について説明する。
【００６９】
本実施形態では有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３の両方を不活性ガスの雰囲気下で行っている。具体的には、本実施形態では、第２チャンバー６２に対して不活性ガス充填装置８３が接続されており、該不活性ガス充填装置８３を駆動して、第２チャンバー６２内に不活性ガスを充填して第２チャンバー６２内の雰囲気を不活性ガス雰囲気にした状態で有機物除去工程Ｐ２とエネルギー付与工程Ｐ３とが実行される。  
そして、このようにして構成される本実施形態に係る三次元構造物の製造方法によっても、実施形態２に係る三次元構造物の製造方法と同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態にあっては、粉体Ａが酸化されて酸素等の有機物成分が三次元構造物Ｍの内部に取り込まれる虞を低減させることが可能になる。
【００７０】
◆◆◆実施形態８（図１３参照）◆◆◆
実施形態８に係る三次元構造物の製造方法は、エネルギー付与工程Ｐ３で発生するヒュームＨを吸引して除去するようにした実施形態である。  
従って、層形成工程Ｐ１と有機物除去工程Ｐ２の内容と、エネルギー付与工程Ｐ３の基本的な内容については、実施形態２と同様であるので、ここでの説明は省略し、実施形態２と相違するエネルギー付与工程Ｐ３との相違点について説明する。
【００７１】
本実施形態では有機物４１が除去された単位層Ｄに対して高レベルの出力のレーザー光Ｅを照射することによって発生するヒュームＨを、第２チャンバー６２に対して設けられる吸引装置８５によって生起される吸引風に乗せて外部に排出させた状態でエネルギー付与工程Ｐ３が実行される。  
そして、このようにして構成される本実施形態に係る三次元構造物の製造方法によっても、実施形態２に係る三次元構造物の製造方法と同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態にあっては、ヒュームＨ中に含まれる炭素等の有機物４１が三次元構造物Ｍの表面に付着したり、三次元構造物Ｍの内部に取り込まれる虞を低減することができる。
【００７２】
◆◆◆実施形態９（図１４参照）◆◆◆
実施形態９に係る三次元構造物の製造方法は、層形成工程Ｐ１を減圧雰囲気下で行うようにした実施形態である。  
従って、有機物除去工程Ｐ２の内容とエネルギー付与工程Ｐ３の内容と層形成工程Ｐ１の基本的な内容については実施形態２と同様であるので、ここでの説明は省略し、実施形態２と相違する層形成工程Ｐ１の相違点について説明する。
【００７３】
本実施形態では層形成工程Ｐ１を減圧雰囲気下で行っている。従って、本実施形態で使用する三次元構造物の製造装置１の第１チャンバー６１は、減圧雰囲気下での使用に耐えられる気密性と耐圧性とを兼ね備えることが求められる。また、第１チャンバー６１には減圧装置８１が接続されており、該減圧装置８１を駆動して、第１チャンバー６１内の雰囲気を減圧雰囲気にした状態で層形成工程Ｐ１が実行される。  
そして、このようにして構成される本実施形態に係る三次元構造物の製造方法によっても、実施形態２に係る三次元構造物の製造方法と同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態にあっては、単位層Ｄの形成中にも、より低い温度で有機物４１を乾燥、気化させて取り除くことが可能になる。
【００７４】
◆◆◆実施形態１０（図１５参照）◆◆◆
実施形態１０に係る三次元構造物の製造装置１Ｊは、実施形態１に係る三次元構造物の製造装置１Ａの駆動部１０の構成部材であるロボット５５に代えて幅方向Ｘの移動を担う第１駆動装置２１と、奥行き方向Ｙの移動を担う第２駆動装置３５とを設けた実施形態である。  
従って、第１駆動装置２１と第２駆動装置３５以外の構成については、実施形態１と同様であるので、ここでの説明は省略し、実施形態１と相違する第１駆動装置２１と第２駆動装置３５の構成とその作動態様の概略について説明する。
【００７５】
即ち、本実施形態では、二組の吐出ヘッド５Ａ、５Ｂと、一組のビーム照射部９が回転角度変更可能なキャリッジ３２に取り付けられており、該キャリッジ３２は、第１駆動装置２１によって幅方向Ｘに三次元構造物Ｍの形成に必要な所定ストローク移動できるように構成されている。  
尚、図示の実施形態では、第１駆動装置２１として支持フレーム２３上に配置した奥行き方向Ｙに延びる２本の第２ガイドレール２５上を走行する走行フレーム２７と、該走行フレーム２７に対して幅方向Ｘに延びるように設けられる第１ガイドレール２９と、該第１ガイドレール２９に沿って幅方向Ｘに往復移動する第１スライドブロック３１と、該第１スライドブロック３１に駆動力を付与する第１アクチュエーター３３と、を備えた構成のものを一例として採用している。
【００７６】
また、走行フレーム２７は、駆動部１０の構成部材である第２駆動装置３５によって一例として前後方向となる奥行き方向Ｙに三次元構造物Ｍの形成に必要な所定ストローク、移動できるように構成されている。  
尚、図示の実施形態では、第２駆動装置３５として、前述した支持フレーム２３上に配置された２本の第２ガイドレール２５と、該第２ガイドレール２５に沿って奥行き方向Ｙに往復移動する走行フレーム２７に対して設けられる第２スライドブロック３７と、該第２スライドブロック３７に駆動力を付与する第２アクチュエーター３９と、を備えた構成のものを一例として採用している。
【００７７】
そして、このようにして構成される本実施形態に係る三次元構造物の製造装置１Ｊによっても、実施形態１に係る三次元構造物の製造装置１Ａと同様の作用、効果が発揮される。また、本実施形態にあっては、実施形態１のロボットアーム５７、５９を使用した構成よりも一般に広い範囲をキャリッジ３２が移動できるから、形状の大きな三次元構造物Ｍの製造が可能になる。
【００７８】
［他の実施形態］
本発明に係る三次元構造物の製造方法及びその製造装置１は、以上述べたような構成を有することを基本とするものであるが、本願発明の要旨を逸脱しない範囲内での部分的構成の変更や省略等を行うことも勿論可能である。  
例えば、図１６に表すように単位層Ｄの形成を行う第１チャンバー６１と、有機物４１の除去を行う第２チャンバー６２に加えて、有機物４１が除去された単位層Ｄ中の粉体Ａを溶融又は焼結する第３チャンバー６３を備えた構成の三次元構造物の製造装置１Ｋとすることも可能である。
【００７９】
そして、この場合には第３チャンバー６３自体を溶融炉８７又は焼結炉８９として機能するように構成することが可能である。また、図示の実施形態では、第２チャンバー６２と第３チャンバー６３の間にもシャッター６７を設け、第２チャンバー６２と第３チャンバー６３間の移動は、ステージ上に設置されるベースプレート１３と三次元構造物Ｍのみが移動できるように構成されている。  
また、粉末Ａ又は粉末Ｂと有機物４１を含む流動性組成物Ｌ１、Ｌ２は、前述した各実施形態で述べた１種類又は２種類使用する構成に限らず、３種類以上使用することも可能である。また、実施形態６及び実施形態７で各別に設けた構成を組み合わせて、減圧雰囲気下で不活性ガスを第２チャンバー６２内に充填した状態で有機物除去工程Ｐ２を実行するようにした構成の三次元構造物の製造方法を採用することも可能である。
【符号の説明】
【００８０】
１  三次元構造物の製造装置、３  ステージ、５  吐出ヘッド、７  加熱部、
８、  紫外線照射部、９  ビーム照射部、１０  駆動部、１１  制御部、
１３  ベースプレート（層形成領域）、１５  昇降駆動部、１７  原料供給ユニット、
１９  供給チューブ、２１  第１駆動装置、２３  支持フレーム、
２５  第２ガイドレール、２７  走行フレーム、２９  第１ガイドレール、
３１  第１スライドブロック、３２  キャリッジ、３３  第１アクチュエーター、
３５  第２駆動装置、３７  第２スライドブロック、３９  第２アクチュエーター、
４１  有機物、４３  レーザー発振器、４５  溶融層、４７  焼結層、４９  層形成部、
５０  有機物除去部、５１  エネルギー付与部、５３  取付けベース、
５５  産業用ロボット、５７  ロボットアーム、５９  ロボットアーム、
６１  第１チャンバー、６１ａ  開口、６２  第２チャンバー、６２ａ  開口、
６３  第３チャンバー、６５  往復移動部、６７  シャッター、
７０  空隙部、７１  往復移動ベース、
７２  設置面、７３  レール、７４  第３アクチュエーター、
７５  第４アクチュエーター、７７  第１材料層、７９  サポート層、８１  減圧装置、
８３  不活性ガス充填装置、８５  吸引装置、８７  溶融炉、８９  焼結炉、
Ｐ１  層形成工程、Ｐ１１  第１材料層形成工程、Ｐ１２  サポート層形成工程、
Ｐ２  有機物除去工程、Ｐ３  エネルギー付与工程、
Ｌ  流動性組成物、Ａ  粉末（金属等）、Ｂ  粉末（セラミックス等）、Ｕ  溶媒、
Ｖ  バインダー、Ｄ  単位層、Ｅ  レーザー光（エネルギー）、Ｍ  三次元構造物、
Ｘ  幅方向、Ｙ  奥行き方向、Ｚ  積層方向、Ｈ  ヒューム
【図１】
0006718132.tif 000002
【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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