(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
造形テーブル上を移動し、前記造形テーブル上に供給された粉末材料を所定厚さの粉末層にする平坦化手段と、
前記造形テーブル上の前記粉末層の所定箇所にレーザー光を照射し、前記レーザー光が照射された部分の前記粉末層を焼き固めて固化層を形成するレーザー光照射手段と、を有し、
前記造形テーブル上に複数の前記固化層を積層一体化して、３次元造形物を形成する粉末焼結積層装置において、
前記造形テーブルと前記平坦化手段は、相対回動せず、
前記造形テーブルは、回転できずに昇降できるようになっており、
前記平坦化手段は、前記造形テーブルに対して移動方向が異なる第１の平坦化手段と第２の平坦化手段からなり、
前記第１の平坦化手段は、前記造形テーブル上における移動軌跡が前記第２の平坦化手段の前記造形テーブル上における移動軌跡と交差し、
前記第１の平坦化手段及び前記第２の平坦化手段は、移動時に、前記造形テーブルの上面の全域を通過するようになっており、
前記造形テーブル上には、前記第１の平坦化手段が移動させられることにより形成される前記粉末層と、前記第２の平坦化手段が移動させられることにより形成される前記粉末層と、が積み重ねられる、
ことを特徴とする粉末焼結積層装置。
【請求項２】
前記第１の平坦化手段と前記第２の平坦化手段は、前記造形テーブル上を交互に移動させられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の粉末焼結積層装置。
【請求項３】
前記第１の平坦化手段と前記第２の平坦化手段は、前記造形テーブル上を一往復毎に交互に移動させられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の粉末焼結積層装置。
【請求項４】
前記第１の平坦化手段は、前記造形テーブル上における移動軌跡が前記第２の平坦化手段の前記造形テーブル上における移動軌跡と直交するようになっている、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の粉末焼結積層装置。
【請求項５】
前記粉末材料は、繊維含有樹脂粉末である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の粉末焼結積層装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粉末材料を使用して３次元造形物を形成する粉末焼結積層装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、粉末焼結積層法を使用して３次元造形物を形成する装置（粉末焼結積層装置）が広く普及している。この粉末焼結積層装置は、粉末材料タンクに収容してある粉末材料をブレードで造形テーブル上に運び、ブレードで造形テーブル上に所定の厚さの粉末層を形成した後、レーザー光照射手段から造形テーブル上の粉末層の所定箇所にレーザー光を照射し、レーザー光が照射された部分の粉末層を焼き固める（固化させる）という工程を繰り返し行うことにより、複数の固化層が積層一体化した３次元造形物を造形テーブル上に形成するようになっている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２６６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の粉末焼結積層装置は、ブレードの移動方向が一方向（例えば、造形テーブルの上面がＸ−Ｙ平面と仮定した場合、Ｘ軸方向に沿った方向、又はＹ軸方向に沿った方向）での往復動のみであるため、粉末材料として繊維含有樹脂粉末を使用した場合に、繊維１０１の向きが一方向に揃ってしまい（図７（ｂ）参照）、３次元造形物１００の強度及び寸法精度が方向によって（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向とで）大きく異なってしまうという問題を有していた。
【０００５】
そこで、本発明は、粉末材料として繊維含有樹脂粉末を使用した場合に、３次元造形物の強度及び寸法精度が方向によって大きく異なることがないようにした粉末焼結積層装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、造形テーブル４上を移動し、前記造形テーブル４上に供給された粉末材料を所定厚さの粉末層６にする平坦化手段７と、前記造形テーブル４上の前記粉末層６の所定箇所にレーザー光８を照射し、前記レーザー光８が照射された部分の前記粉末層６を焼き固めて固化層３７を形成するレーザー光照射手段１０とを有し、前記造形テーブル４上に複数の前記固化層３７を積層一体化して、３次元造形物３８を形成する粉末焼結積層装置１に関するものである。この発明において、前記造形テーブルと前記平坦化手段は、相対回動しない。前記造形テーブル４は、回転できずに昇降できるようになっている。前記平坦化手段７は、前記造形テーブル４に対して移動方向が異なる第１の平坦化手段７ａと第２の平坦化手段７ｂからなっている。そして、前記第１の平坦化手段７ａは、前記造形テーブル４上における移動軌跡が前記第２の平坦化手段７ｂの前記造形テーブル４上における移動軌跡と交差するようになっている。また、前記第１の平坦化手段７ａ及び前記第２の平坦化手段７ｂは、移動時に、前記造形テーブル４の上面の全域を通過するようになっている。そして、前記造形テーブル４上には、前記第１の平坦化手段７ａが移動させられることにより形成される前記粉末層６と、前記第２の平坦化手段７ｂが移動させられることにより形成される前記粉末層６と、が積み重ねられる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、粉末材料として繊維含有樹脂材料を使用した場合、積み重ねられた固化層の繊維の方向が交差するため、３次元造形物の強度及び寸法精度が方向によって（例えば、Ｘ−Ｙ平面上のＸ軸方向とＹ軸方向とで）大きく相違することがない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施例に係る粉末焼結積層装置の一部を取り除いて示す平面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す粉末焼結積層装置の断面図である。図２（ｂ）は、図１のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す粉末焼結積層装置の断面図である。
【図３】本発明の第１実施例に係る粉末焼結積層装置の第１の作動を説明するための図である。
【図４】本発明の第１実施例に係る粉末焼結積層装置の第２の作動を説明するための図である。
【図５】本発明の第１実施例に係る粉末焼結積層装置の第３の作動を説明するための図である。
【図６】本発明の第１実施例に係る粉末焼結積層装置の第４の作動を説明するための図である。
【図７】図７（ａ）が本発明の第１実施例に係る粉末焼結積層装置によって成形された３次元造形物の繊維配向を示す図であり、図７（ｂ）が従来の粉末焼結積層装置によって成形された３次元造形物の繊維配向を示す図である。
【図８】本発明の変形例に係る粉末焼結積層装置の第１の作動を説明するための図である。
【図９】本発明の変形例に係る粉末焼結積層装置の第２の作動を説明するための図である。
【図１０】本発明の変形例に係る粉末焼結積層装置の第３の作動を説明するための図である。
【図１１】本発明の変形例に係る粉末焼結積層装置の第４の作動を説明するための図である。
【図１２】本発明の第２実施例に係る粉末焼結積層装置を簡略化して示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳述する。
【００１０】
［第１実施例］
（粉末焼結積層装置の構造）
図１は、本発明の第１実施例に係る粉末焼結積層装置１の一部を取り除いて示す平面図である。また、図２（ａ）は、図１のＡ１−Ａ１線に沿って切断して示す粉末焼結積層装置１の断面図である。また、図２（ｂ）は、図１のＡ２−Ａ２線に沿って切断して示す粉末焼結積層装置１の断面図である。
【００１１】
これらの図に示すように、本実施例の粉末焼結積層装置１は、繊維含有樹脂粉末２（以下、樹脂粉末と略称する）を収容する粉末材料タンク３と、造形テーブル４を昇降できるように収容した造形タンク５と、粉末材料タンク３内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に運び且つ造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成する平坦化手段７と、造形テーブル４上の粉末層６に向けてレーザー光８を照射するレーザー光照射手段１０と、を備えている。なお、レーザー光照射手段１０は、３次元ＣＡＤデータ等の入力データに基づいて作動制御される。
【００１２】
粉末材料タンク３は、内部に昇降可能な粉末テーブル１１が収容されており、粉末テーブル１１が上昇させられた分だけ造形テーブル４に樹脂粉末２を供給できるようになっている。この粉末材料タンク３は、平面視した形状が四角形状の造形タンク５の４辺のぞれぞれに沿って設けられている。粉末テーブル１１は、図外の駆動装置（例えば、モータとギヤトレインからなる動力伝達機構）によって昇降させられるようになっている。なお、図１において、４箇所の粉末材料タンク３は、造形タンク５の中心Ｃに対して＋Ｘ軸方向側に位置する粉末材料タンク３を第１粉末材料タンク３ａとし、この第１粉末材料タンク３ａから右回り方向に順次第２乃至第４粉末材料タンク３ｂ〜３ｄとする。
【００１３】
造形タンク５は、平面視した形状が四角形状の筒状体であり、四角形状の造形テーブル４が筒状体の内部に昇降できるように収容されている。造形テーブル４は、図外の駆動装置（例えば、モータとギヤトレインからなる動力伝達機構）によって昇降させられるようになっており、造形テーブル４上に形成される粉末層６の厚さ分だけ（粉末層６の１層毎に）下降させられるようになっている。
【００１４】
平坦化手段７は、図１のＸ−Ｙ平面のＸ軸方向に沿って往復動する第１のブレード７ａ（第１の平坦化手段）と、図１のＸ−Ｙ平面のＹ軸方向に沿って往復動する第２のブレード７ｂ（第２の平坦化手段）とからなっている。
【００１５】
第１のブレード７ａは、樹脂材料又は金属材料で長板形状に形成され、造形テーブル４のＹ軸方向に沿った両側にはみ出す長さ寸法に形成され、下端縁が作業案内面１２に接触するか又は僅かな隙間をもって移動できるようになっている。この第１のブレード７ａは、第１粉末材料タンク３ａよりも＋Ｘ軸方向へずれた位置（第１停止位置Ｓ１）と第３粉末材料タンク３ｃよりも−Ｘ軸方向へずれた位置（第２停止位置Ｓ２）との間を第１のブレード駆動手段１３によって移動させられるようになっている。これにより、第１のブレード７ａは、第１粉末材料タンク３ａ内又は第３粉末材料タンク３ｃ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に供給し、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成する。なお、作業案内面１２は、作業台１４の上面に形成された矩形形状の凹みの底面である。
【００１６】
第２のブレード７ｂは、樹脂材料又は金属材料で長板形状に形成され、造形テーブル４のＸ軸方向に沿った両側にはみ出す長さ寸法に形成され、下端縁が作業案内面１２に接触するか又は僅かな隙間をもって移動できるようになっている。この第２のブレード７ｂは、第４粉末材料タンク３ｄよりも＋Ｙ軸方向へずれた位置（第３停止位置Ｓ３）と第２粉末材料タンク３ｂよりも−Ｙ軸方向へずれた位置（第４停止位置）との間を第２のブレード駆動手段１５によって移動させられるようになっている。これにより、第２のブレード７ｂは、第２粉末材料タンク３ｂ内又は第４粉末材料タンク３ｄ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に供給し、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成する。
【００１７】
第１のブレード駆動手段１３は、Ｘ軸方向に沿って延びるガイドレール１６と、このガイドレール１６にスライド移動可能に係合されたスライダ１７と、このスライダ１７をスライド移動させる巻き掛け伝動装置１８と、巻き掛け伝動装置１８を駆動するモータ２０と、第１のブレード７ａをスライダ１７に固定する支持アーム２１と、を有している。ガイドレール１６は、作業台１４に形成されたブレード駆動手段収容凹所１９の底面１９ａ上に一対の支持脚２２，２２を介して固定され、スライダ１７をＸ軸に沿った方向に案内することにより、第１のブレード７ａを第１停止位置Ｓ１と第２停止位置Ｓ２の間で往復動させることができるようになっている。また、スライダ１７は、アリガタ形状（等脚台形を天地逆転させた形状）のガイドレール１６にスライド移動できるように係合するアリミゾが形成されており、ガイドレール１６から脱落することなく、ガイドレール１６に沿って円滑に移動する。巻き掛け伝動装置１８は、装置本体のフレーム２３に回転可能に取り付けられた一対のプーリ２４，２４と、この一対のプーリ２４，２４に掛け渡された無端状のワイヤベルト２５とを有している。ワイヤベルト２５には、スライダ１７のフック２６が固定されている。したがって、スライダ１７は、ワイヤベルト２５の回動にしたがってガイドレール１６上をスライド移動する。そして、一対のプーリ２４，２４の一方がモータ２０によって回転させられ、一対のプーリ２４，２４の他方が一対のプーリ２４，２４の一方の回転に従動するようになっている。この第１のブレード駆動手段１３は、ブレード駆動手段収容凹所１９内に収容され、第４の停止位置Ｓ４に停止している第２のブレード７ｂの下端縁とスライダ１７及び支持アーム２１との間に接触しない程度の隙間δ１が生じるように設置されている。また、第１のブレード駆動手段１３の支持アーム２１は、ブレード駆動手段収容凹所１９内から作業案内面１２上に屈曲して延びる部分が第４の停止位置Ｓ４に停止している第２のブレード７ｂの背面との間に接触しない程度の隙間δ２が生じるように形成されている。その結果、第１のブレード７ａ及び第１のブレード駆動手段１３と第２のブレード７ｂ及び第２のブレード駆動手段１５は、作動中に互いに衝突することがなく、円滑に作動する。
【００１８】
第２のブレード駆動手段１５は、Ｙ軸方向に沿って延びるガイドレール２７と、このガイドレール２７にスライド移動可能に係合されたスライダ２８と、このスライダ２８をスライド移動させる巻き掛け伝動装置３０と、巻き掛け伝動装置３０を駆動するモータ３１と、第２のブレード７ｂをスライダ２８に固定する支持アーム３２と、を有している。ガイドレール２７は、作業台１４上に一対の支持脚３３，３３を介して固定され、スライダ２８をＹ軸に沿った方向に案内することにより、第２のブレード７ｂを第３停止位置Ｓ３と第４停止位置Ｓ４の間で往復動させることができるようになっている。また、スライダ２８は、アリガタ形状のガイドレール２７にスライド移動できるように係合するアリミゾが形成されており、ガイドレール２７から脱落することなく、ガイドレール２７に沿って円滑に移動する。巻き掛け伝動装置３０は、装置本体のフレーム２３に回転可能に取り付けられた一対のプーリ３４，３４と、この一対のプーリ３４，３４に掛け渡された無端状のワイヤベルト３５とを有している。ワイヤベルト３５には、スライダ２８のフック３６が固定されている。したがって、スライダ２８は、ワイヤベルト３５の回動にしたがってガイドレール２７上をスライド移動する。そして、一対のプーリ３４，３４の一方がモータ３１によって回転させられ、一対のプーリ３４，３４の他方がワイヤベルト３５を介して一対のプーリ３４，３４の一方の回転に従動するようになっている。
【００１９】
（粉末焼結積層装置の作動）
図３（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係る粉末焼結積層装置１の第１の作動を説明するための図である。この第１の作動において、第１のブレード７ａは、第１停止位置Ｓ１から第２停止位置Ｓ２まで第１のブレード駆動手段１３によって移動させられることにより、第１粉末材料タンク３ａ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に運ぶと共に、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成し、余剰樹脂粉末２を第３粉末材料タンク３ｃ内に収容する。その後、粉末焼結積層装置１は、レーザー光照射手段１０から造形テーブル４上の粉末層６の所定箇所にレーザー光８を照射し、レーザー光８が照射された部分の粉末層６を焼き固めることにより、繊維含有樹脂の第１の固化層３７が造形テーブル４上に形成される（図２（ｂ）参照）。なお、この粉末焼結積層装置１の第１の作動において、第２のブレード７ｂは第３停止位置Ｓ３に停止している。
【００２０】
次に、図４（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係る粉末焼結積層装置１の第１の作動に続く第２の作動を説明するための図である。この第２の作動において、第２のブレード７ｂは、第３停止位置Ｓ３から第４停止位置Ｓ４まで第２のブレード駆動手段１５によって移動させられることにより、第４粉末材料タンク３ｄ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に運ぶと共に、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成し、余剰樹脂粉末２を第２粉末材料タンク３ｂ内に収容する。その後、粉末焼結積層装置１は、レーザー光照射手段１０から造形テーブル４上の粉末層６の所定箇所にレーザー光８を照射し、レーザー光８が照射された部分の粉末層６を焼き固めることにより、繊維含有樹脂の第２の固化層３７が第１の固化層３７の上に積み重ねられる（図２（ｂ）参照）。なお、この粉末焼結積層装置１の第２の作動において、第１のブレード７ａは第２停止位置Ｓ２に停止している。
【００２１】
次に、図５（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係る粉末焼結積層装置１の第２の作動に続く第３の作動を説明するための図である。この第３の作動において、第１のブレード７ａは、第２停止位置Ｓ２から第１停止位置Ｓ１まで第１のブレード駆動手段１３によって移動させられることにより、第３粉末材料タンク３ｃ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に運ぶと共に、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成し、余剰樹脂粉末２を第１粉末材料タンク３ａ内に収容する。その後、粉末焼結積層装置１は、レーザー光照射手段１０から造形テーブル４上の粉末層６の所定箇所にレーザー光８を照射し、レーザー光８が照射された部分の粉末層６を焼き固めることにより、繊維含有樹脂の第３の固化層３７が第２の固化層３７の上に積み重ねられる（図２（ｂ）参照）。なお、この粉末焼結積層装置１の第３の作動において、第２のブレード７ｂは第４停止位置Ｓ４に停止している。
【００２２】
次に、図６（ａ）〜（ｃ）は、本実施例に係る粉末焼結積層装置１の第３の作動に続く第４の作動を説明するための図である。この第４の作動において、第２のブレード７ｂは、第４停止位置Ｓ４から第３停止位置Ｓ３まで第２のブレード駆動手段１５によって移動させられることにより、第２粉末材料タンク３ｂ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に運ぶと共に、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成し、余剰樹脂粉末２を第４粉末材料タンク３ｄ内に収容する。その後、粉末焼結積層装置１は、レーザー光照射手段１０から造形テーブル４上の粉末層６の所定箇所にレーザー光８を照射し、レーザー光８が照射された部分の粉末層６を焼き固めることにより、繊維含有樹脂の第４の固化層３７が第３の固化層３７の上に積み重ねられる（図２（ｂ）参照）。なお、この粉末焼結積層装置１の第４の作動において、第１のブレード７ａは第１停止位置Ｓ１に停止している。
【００２３】
以上のように、本実施例に係る粉末焼結積層装置１は、第１のブレード７ａと第２のブレード７ｂを交互に作動させて、複数の繊維含有樹脂の固化層３７を積層一体化することにより、３次元造形物３８が造形テーブル４上に形成されるようになっている（図２（ｂ）参照）。
【００２４】
図７（ａ）は、本実施例に係る粉末焼結積層装置１によって形成された３次元造形物３８の繊維配向を模式的に表した図である。この図７（ａ）に示すように、第１のブレード７ａと第２のブレード７ｂが交互に作動し、第１のブレード７ａと第２のブレード７ｂの移動軌跡が直交して交差するため、上下に隣り合う固化層３７，３７の繊維４０，４０が直交して交差している。その結果、本実施例に係る粉末焼結積層装置１によって形成された３次元造形物３８は、粉末材料として繊維含有樹脂粉末２を使用した場合であっても、Ｘ−Ｙ平面上の方向（例えば、Ｘ軸方向とＹ軸方向）の違いによる強度及び寸法精度に大きな違い（ばらつき）を生じることがない。なお、図７（ｂ）は、従来の粉末焼結積層装置によって形成された３次元造形物１００の繊維配向を示すものである。この図７（ｂ）に示すように、従来の粉末焼結積層装置は、ブレードの移動方向が一方向であるため、粉末材料として繊維含有樹脂粉末を使用した場合、繊維１０１の方向が一方向に揃ってしまい、３次元造形物１００の強度及び寸法精度が方向によって（例えば、Ｘ−Ｙ平面上のＸ軸方向とＹ軸方向とで）大きく異なってしまう。
【００２５】
（第１実施例の効果）
以上のように本実施例に係る粉末焼結積層装置１は、粉末材料として繊維含有樹脂粉末２を使用した場合、積み重ねられた固化層３７，３７同士の繊維４０，４０の方向が直交するように交互に重ねられているため、３次元造形物３８の強度及び寸法精度が方向によって（例えば、Ｘ−Ｙ平面上のＸ軸方向とＹ軸方向とで）大きく相違することがない。
【００２６】
（粉末焼結積層装置の変形例）
図８乃至図１１は、粉末焼結積層装置１の変形例を示す図である。本変形例に係る粉末焼結積層装置１は、第１のブレード７ａが第１停止位置Ｓ１と第２停止位置Ｓ２との間を一往復した後、第２のブレード７ｂが第３停止位置Ｓ３と第４停止位置Ｓ４との間を一往復するようになっており、第１のブレード７ａと第２のブレード７ｂとが一往復毎に交互に造形テーブル４上を移動させられるようになっている。以下、本変形例に係る粉末焼結積層装置１の第１乃至第４の作動を詳述する。
【００２７】
図８（ａ）〜（ｃ）は、本変形例に係る粉末焼結積層装置１の第１の作動を説明するための図である。この第１の作動において、第１のブレード７ａは、第１停止位置Ｓ１から第２停止位置Ｓ２まで第１のブレード駆動手段１３によって移動させられることにより、第１粉末材料タンク３ａ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に運ぶと共に、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成する。その後、粉末焼結積層装置１は、レーザー光照射手段１０から造形テーブル４上の粉末層６の所定箇所にレーザー光８を照射し、レーザー光８が照射された部分の粉末層６を焼き固めることにより、繊維含有樹脂の第１の固化層３７が造形テーブル４上に形成される（図２（ｂ）参照）。なお、この粉末焼結積層装置１の第１の作動において、第２のブレード７ｂは第３停止位置Ｓ３に停止している。
【００２８】
次に、図９（ａ）〜（ｃ）は、本変形例に係る粉末焼結積層装置１の第１の作動に続く第２の作動を説明するための図である。この第２の作動において、第１のブレード７ａは、第２停止位置Ｓ２から第１停止位置Ｓ１まで第１のブレード駆動手段１３によって移動させられることにより、第３粉末材料タンク３ｃ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に運ぶと共に、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成する。その後、粉末焼結積層装置１は、レーザー光照射手段１０から造形テーブル４上の粉末層６の所定箇所にレーザー光８を照射し、レーザー光８が照射された部分の粉末層６を焼き固めることにより、繊維含有樹脂の第２の固化層３７が第１の固化層３７の上に積み重ねられる（図２（ｂ）参照）。なお、この粉末焼結積層装置１の第２の作動において、第２のブレード７ｂは第３停止位置Ｓ３に停止している。
【００２９】
次に、図１０（ａ）〜（ｃ）は、本変形例に係る粉末焼結積層装置１の第２の作動に続く第３の作動を説明するための図である。この第３の作動において、第２のブレード７ｂは、第３停止位置Ｓ３から第４停止位置Ｓ４まで第２のブレード駆動手段１５によって移動させられることにより、第４粉末材料タンク３ｄ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に運ぶと共に、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成する。その後、粉末焼結積層装置１は、レーザー光照射手段１０から造形テーブル４上の粉末層６の所定箇所にレーザー光８を照射し、レーザー光８が照射された部分の粉末層６を焼き固めることにより、繊維含有樹脂の第３の固化層３７が第２の固化層３７の上に積み重ねられる（図２（ｂ）参照）。なお、この粉末焼結積層装置１の第３の作動において、第１のブレード７ａは第１停止位置Ｓ１に停止している。
【００３０】
次に、図１１（ａ）〜（ｃ）は、本変形例に係る粉末焼結積層装置１の第３の作動に続く第４の作動を説明するための図である。この第４の作動において、第２のブレード７ｂは、第４停止位置Ｓ４から第３停止位置Ｓ３まで第２のブレード駆動手段１５によって移動させられることにより、第２粉末材料タンク３ｂ内の樹脂粉末２を造形テーブル４上に運ぶと共に、造形テーブル４上に所定の厚さの粉末層６を形成する。その後、粉末焼結積層装置１は、レーザー光照射手段１０から造形テーブル４上の粉末層６の所定箇所にレーザー光８を照射し、レーザー光８が照射された部分の粉末層６を焼き固めることにより、繊維含有樹脂の第４の固化層３７が第３の固化層３７の上に積み重ねられる（図２（ｂ）参照）。なお、この粉末焼結積層装置１の第４の作動において、第１のブレード７ａは第１停止位置Ｓ１に停止している。
【００３１】
このように、本変形例に係る粉末焼結積層装置１は、第１のブレード７ａと第２のブレード７ｂが一往復毎に交互に作動するようになっている。したがって、本変形例に係る粉末焼結積層装置１は、粉末材料として繊維含有樹脂粉末２を使用した場合、積み重ねられた固化層３７の二層毎に繊維４０，４０の方向が直交するように交互に重ねられているため、３次元造形物３８の強度及び寸法精度が方向によって（例えば、Ｘ−Ｙ平面上のＸ軸方向とＹ軸方向とで）大きく相違することがない。
【００３２】
［第２実施例］
図１２は、本発明の第２実施例に係る粉末焼結積層装置４１の平面図を簡素化して記載したものである。この図１２に示す本実施例に係る粉末焼結積層装置４１は、第１のブレード駆動手段４２と第２のブレード駆動手段４３が第１実施例の第１のブレード駆動手段１３と第２のブレード駆動手段１５と異なる。すなわち、本実施例に係る第１のブレード駆動手段４２は、第１のブレード４４（第１の平坦化手段）が固定された揺動アーム４５と、この揺動アーム４５を作業台１４に揺動可能に支持する揺動支持軸４６と、この揺動支持軸４６を介して揺動アーム４５を回動させるモータ４７と、を有している。また、第２のブレード駆動手段４３は、第２のブレード４８（第２の平坦化手段）が固定された揺動アーム５０と、この揺動アーム５０を作業台１４に揺動可能に支持する揺動支持軸５１と、この揺動支持軸５１を介して揺動アーム５０を回動させるモータ５２と、を有している。なお、モータ４７，５２は、図示しないギヤトレインを介して揺動支持軸４６，５１に接続されている。
【００３３】
このような本実施例に係る粉末焼結積層装置４１は、第１のブレード４４が第１停止位置Ｓ１から第２停止位置Ｓ２まで揺動支持軸４６を中心として揺動する軌跡と、第２のブレード４８が第３停止位置Ｓ３から第４停止位置Ｓ４まで揺動支持軸５１を中心として揺動する軌跡とが、造形テーブル４上において交差するようになっている。そして、本実施例に係る粉末焼結積層装置４１は、第１のブレード４４を第１停止位置Ｓ１から第２停止位置Ｓ２に移動させた後、第２のブレード４８を第３停止位置Ｓ３から第４停止位置Ｓ４に移動させ、次に、第１のブレード４４を第２停止位置Ｓ２から第１停止位置Ｓ１に戻した後、第２のブレード４８を第４停止位置Ｓ４から第３停止位置Ｓ３に戻すように作動させる。なお、図１２中において、第１の斜線部５３は、揺動アーム４５のうちで第２のブレード４８及び揺動アーム５０よりも上方に位置する部分で且つ第２のブレード４８及び揺動アーム５０との接触を避ける部分の移動範囲を示している。また、第２の斜線部５４は、揺動アーム５０のうちで第１のブレード４４よりも下方に位置する部分で且つ第１のブレード４４との接触を避ける部分の移動範囲を示している。
【００３４】
このように作動させられる本実施例に係る粉末焼結積層装置４１は、粉末材料として繊維含有樹脂粉末を使用した場合、積み重ねられた固化層同士の繊維の方向が交差するように交互に重ねられるため、３次元造形物の強度及び寸法精度が方向によって（例えば、Ｘ−Ｙ平面上のＸ軸方向とＹ軸方向とで）大きく相違することがない。
【００３５】
なお、本実施例に係る粉末焼結積層装置４１において、第１のブレード４４が固定された揺動アーム４５と第２のブレード４８が固定された揺動アーム５０は、図１２の紙面に直交する方向（Ｚ軸方向）にずれて位置する。また、本実施例に係る粉末焼結積層装置４１において、第１のブレード４４と第２のブレード４８は、揺動範囲内で互いに衝突することがないように、停止位置（Ｓ１〜Ｓ４）が決定される。また、第１のブレード駆動手段４２の揺動アーム４５及び第２のブレード駆動手段４３の揺動アーム５０は、その揺動半径が可能な限り大きくなるように設計される。
【００３６】
また、本実施例に係る粉末焼結積層装置４１は、第１実施例の変形例のように、第１のブレード４４と第２のブレード４８を一往復毎に交互に作動させるようにしてもよい。
【００３７】
［その他の実施例］
本発明に係る粉末焼結積層装置は、上記第１及び第２実施例とその変形例に係る粉末焼結積層装置１，４１に限定されず、第１のブレード７ａ，４４によって形成される粉末層６と第２のブレード７ｂ，４８によって形成される粉末層６とが造形テーブル４上に積み重ねられるように構成し、繊維４０の方向が交差する固化層３７が造形テーブル４上に積み重ねられて、３次元造形物３８の強度及び寸法精度が方向によって（例えば、Ｘ−Ｙ平面上のＸ軸方向とＹ軸方向とで）大きく相違することがなければよい。例えば、本発明に係る粉末焼結積層装置は、第１のブレード７ａ，４４と第２のブレード７ｂ，４８で３層毎に交互に粉末層６及び固化層３７を形成し、三層の固化層毎に繊維４０，４０の方向が交差する３次元造形物３８を形成するようにしてもよい。また、本発明に係る粉末焼結積層装置は、第１実施例において、第１のブレード７ａに第１の作動を実行させた後に、第２のブレード７ｂに第２及び第４の作動を実行させ（一往復させ）、その後に第１のブレード７ａに第３の作動を実行させるようにしてもよい。また、図８乃至図１１に示す変形例に係る粉末焼結積層装置１は、最上部の粉末層６を形成する場合、第１のブレード７ａの第１の作動（往路方向への作動）、又は第２のブレード７ｂの第３の作動（往路方向への作動）のみを生じさせてもよい。この場合、最上部の粉末層６を第１のブレード７ａの第１の作動で形成する場合には、直前（最上部の粉末層６の下）の粉末層６を第２のブレード７ｂで形成することが好ましい。また、最上部の粉末層６を第２のブレード７ｂの第３の作動で形成する場合には、直前（最上部の粉末層６の下）の粉末層６を第１のブレード７ｂで形成することが好ましい。
【００３８】
上記第１及び第２実施例において、平坦化手段７は、ブレード７ａ，７ｂ，４４，４８を例示した。しかし、本発明は、上記第１及び第２実施例に限定されず、ローラを平坦化手段７として使用してもよい。
【００３９】
また、上記第１及び第２実施例に係る粉末焼結積層装置１，４１は、粉末材料として繊維含有樹脂粉末２の他に、繊維を含有しない樹脂粉末、金属粉、セラミックス粉を使用して３次元造形物３８を形成することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１，４１……粉末焼結積層装置、４……造形テーブル、６……粉末層、７ａ，４４……第１のブレード（第１の平坦化手段）、７ｂ，４８……第２のブレード（第２の平坦化手段）、８……レーザー光、１０……レーザー光照射手段、３７……固化層、３８……３次元造形物
【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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