(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属粉末からなる粉末層に光ビームを照射して焼結層を形成するとともにこの焼結層を積層することで所望の三次元形状造形物を得る金属光造形用の金属粉末であって、鉄系粉末と、ニッケルまたは及びニッケル系合金の粉末と、銅または及び銅系合金の粉末と、黒鉛粉末とからなる混合粉末であり、上記鉄系粉末はその炭素含有量を０．２〜０．６質量パーセントとした工具鋼の粉末であり、黒鉛粉末の配合量を０．２〜０．８質量パーセントとしていることを特徴とする金属光造形用金属粉末。
【請求項２】
鉄系粉末の配合量が６０〜９０質量パーセント、ニッケルまたは及びニッケル系合金の粉末の配合量が５〜３５質量パーセント、銅または及び銅系合金の粉末の配合量が５〜１５質量パーセント、黒鉛粉末の配合量が０．２〜０．８質量パーセントであることを特徴とする請求項１記載の金属光造形用金属粉末。
【請求項３】
鉄系粉末はその炭素含有量を０．２〜０．６質量パーセントに低減した高速度工具鋼の粉末であることを特徴とする請求項１または２記載の金属光造形用金属粉末。
【請求項４】
鉄系粉末はその炭素含有量を０．２〜０．６質量パーセントに低減した高速度工具鋼ＳＫＨ５７の粉末であることを特徴とする請求項３記載の金属光造形用金属粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は金属粉末からなる粉末層に光ビームを照射して焼結層を形成するとともにこの焼結層を積層することで所望の三次元形状造形物を得る金属光造形に用いる金属粉末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属粉末で形成した粉末層に光ビーム（指向性エネルギービーム、例えばレーザ）を照射して焼結層を形成し、この焼結層の上に新たな粉末層を形成して光ビームを照射することで焼結層を形成するということを繰り返して三次元形状造形物を製造する技術が知られている。金属光造形と称されているこの技術においては、複雑な三次元形状を短時間で製造することができるのが特徴の製造工法である。エネルギー密度の高い光ビームを照射することで金属粉末がほぼ完全に溶融した後に固化した状態、つまり造形密度（焼結密度）がほぼ１００％の状態となり、この高密度の造形物の表面を仕上げ加工することで滑らかな面を形成でき、プラスチック成形用金型などに適用できる。
【０００３】
しかし、このような三次元形状造形物を金属光造形で得るにあたっては、通常の粉末焼結に用いられる金属粉末とは異なった要求を満たさなくてはならない上に特性上においても異なったものが必要となる。
【０００４】
たとえば金属粉末の粒径は、粉末層の厚みよりも小さくする必要があり、この時、粒子径は細かい方が粉末の充填密度が高く、造形時の光ビーム（レーザ）吸収率も良いために造形密度も高くすることができるとともに表面粗さも小さくすることができるが、粉末が細かすぎて凝集を起こしてしまうと、逆に粉末の充填密度は小さくなり、薄く均一に敷けなくなってしまう。
【０００５】
また、ある程度の造形強度を得るためには、レーザ照射された造形部とその下層の焼結層との接合面積が大きく、かつその密着強度が高くなければならないと同時に、隣接する焼結層との接合面積が大きくて密着強度が高いものである必要がある。
【０００６】
さらに、レーザ照射された箇所の上面があまり大きく盛り上がってはならない。次の層を造形するために次の粉末層を敷く際に、盛り上がり量が粉末層の厚み以上となると、粉末層の形成そのものが困難となってしまう場合がある。
【０００７】
また、造形された造形物の表面には金属粉末が付着してしまっていることから、この不要な金属粉末を落として高密度な表面を露出させるための切削仕上げ等の加工を行う時の加工性が良いことが望まれる。
【０００８】
もちろん、外観に大きな割れが生じてはならないし、射出成形用金型などの内部に流体（冷却水）を流す場合のことなども考慮すると、内部組織にマイクロクラックが無いことが望まれる。
【０００９】
ここにおいて、レーザ照射された金属粉末は、その一部または全部が一旦溶融し、その後急冷凝固されて焼結品となるが、この溶融した時の濡れ性が大きいと隣接する焼結部との接合面積が大きくなり、流動性が大きければ盛り上がりが小さくなることから、溶融した時の流動性が大きく且つ濡れ性も良いことが望まれる。
【００１０】
このような観点から、本出願人は特開２００１−１５２２０４号公報（特許文献１）において、鉄系粉末（クロムモリブデン鋼、合金工具鋼）と、ニッケル、ニッケル系合金、銅および銅系合金からなる群から選ばれる１種類以上の非鉄系粉末とを含む金属光造形用金属粉末を提案し、更にこの金属粉末を用いた金属光造形で問題となるマイクロクラックの低減を図ったものとして、特許３６３３６０７号公報（特許文献２）において、鉄系粉末（クロムモリブデン鋼、機械構造用合金鋼（非工具鋼））と、ニッケルまたは及びニッケル系合金の粉末と、銅または及び銅系合金の粉末と黒鉛粉末からなる金属光造形用の混合粉末を提案した。クロムモリブデン鋼はその強度や靭性の点から、銅または及び銅系合金粉末は濡れ性及び流動性の点から、ニッケルまたは及びニッケル系合金粉末は強度及び加工性の点から、黒鉛粉末はレーザの吸収率及びマイクロクラック低減の点から採用したものである。
【００１１】
後者の金属光造形用の金属粉末（混合粉末）は、レーザ照射とその積層によって複雑な三次元形状造形物を得るという点において、かなり好ましい結果を得ることができているが、次の点が問題として残っていた。すなわち、金属光造形に際しては、造形プレート上に混合粉末層を形成してこれを焼結することで、造形プレート上に造形物を形成するのであるが、混合粉末が溶融凝固する際に発生する収縮応力により、造形物と造形プレートの近傍で剥がれ（厳密には造形物の割れ）が発生するという問題がある。また、造形物に炭素の析出があるためそれが欠陥となり、表面を仕上げ加工しても滑らかな面を形成できないという問題が生じている。混合粉末が溶融して形成される合金中に、混合した炭素あるいは鉄系粉末中に入っていた炭素が合金形成（凝固）時に固溶しきれなくなって析出したと考えられ、合金層との密着力はほとんどなく、仕上げ加工時に造形物からこぼれ落ちてしまうからである。
【００１２】
また、この造形物をプラスチック成型用金型として用いる場合において、その強度や硬度が大きいほどその耐久性は向上する。そのため切削加工性を損なわない程度に、造形物の強度や硬度を上げる必要もある。
【特許文献１】特開２００１−１５２２０４号公報
【特許文献２】特許３６３３６０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記の従来の問題点に鑑みて発明したものであって、金属光造形に供した時、造形プレートとの接合部近傍における造形物の割れがない上に造形物に炭素を析出させることもなく、しかも高強度・高硬度の造形物を得ることができる金属粉末を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために本発明に係る金属光造形用金属粉末は、鉄系粉末と、ニッケルまたは及びニッケル系合金の粉末と、銅または及び銅系合金の粉末と、黒鉛粉末とからなる混合粉末であり、上記鉄系粉末はその炭素含有量を０．２〜０．６質量パーセントとした工具鋼の粉末であり、黒鉛粉末の配合量を０．２〜０．８質量パーセントとしていることに特徴を有している。なお、ここで言う工具鋼は、炭素工具鋼（ＪＩＳ Ｇ４４０１）と高速工具鋼（ＪＩＳ Ｇ４４０３）と合金工具鋼（ＪＩＳ Ｇ４４０４）を意味するとともに、炭素含有量が多い工具鋼については本来の含有量よりも低減して０．２〜０．６質量パーセントとしたものを用いる。
【００１５】
造形プレートの近傍で剥がれ（割れ）が発生するのは、レーザ照射された金属光造形用金属粉末が溶融凝固される時に発生する収縮応力によるものと考えられるが、炭素量を低減させた工具鋼粉末と炭素粉末を混合した本発明に係る金属光造形用金属粉末においては、レーザ照射され溶融した工具鋼中に炭素が固溶するときに起きる膨張と、凝固冷却時に発生する収縮が組み合わされることで、得られる造形物の内部応力（収縮応力）が小さくなると考えられ、造形プレートの近傍で剥がれが発生しなくなるほか、工具鋼中に含まれている合金成分が炭化物を生成し、造形物中に炭素の析出もなくなり、同時に強度及び硬度の高いものを得ることができる。
【００１６】
なお、マイクロクラックの低減のために混合させる黒鉛の配合量を多くし過ぎると炭素の析出を起こすことから、黒鉛粉末の配合量は０．２〜０．８質量％としておく。更には鉄系粉末の配合量を６０〜８０質量パーセント、ニッケルまたは及びニッケル系合金の粉末の配合量を５〜３５質量パーセント、銅または及び銅系合金の粉末の配合量を５〜１５質量パーセントとする時、特に好ましい結果を得ることができる。
【００１７】
上記鉄系粉末はその炭素含有量を０．２〜０．６質量パーセントに低減した高速度工具鋼の粉末であることが高強度化及び高硬度化において望ましく、殊にその炭素含有量を０．２〜０．６質量パーセントに低減したＳＫＨ５７鋼粉末とすることで高強度及び高硬度の造形物を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の金属光造形用金属粉末においては、その炭素含有量を０．２〜０．６質量パーセントとした工具鋼粉末と、ニッケルまたは及びニッケル系合金の粉末と、銅または及び銅系合金の粉末と、配合量が０．２〜０．８質量パーセントの黒鉛粉末からなる混合粉末であるために、造形物に造形プレートとの接合部近傍における割れがなく、造形物中に炭素の析出も殆どなく、しかも高強度・高硬度の造形物を得ることができた。
【００１９】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図１は金属光造形のための装置の一例を示しており、外周が囲まれた空間内をシリンダーで上下に昇降する昇降テーブル２０上に供給した金属粉末をスキージング用ブレード２１でならすことで所定厚みΔｔ１の粉末層１０を形成する粉末層形成手段２と、レーザ発振器３０から出力されたレーザをガルバノミラー３１等のスキャン光学系を介して上記粉末層１０に照射することで金属粉末を焼結して焼結層１１を形成する焼結層形成手段３と、上記粉末層形成手段２のベース部にＸＹ駆動機構４０を介してミーリングヘッド４１を設けることで形成した除去手段４とを備えている。
【００２０】
このものにおける三次元形状造形物の製造は、図２に示すように、焼結層形成手段と焼結層との相対距離を調整する調整手段であるところの昇降テーブル２０上面の造形プレート２２表面に金属粉末をブレード２１で供給すると同時にブレード２１でならすことで第１層目の粉末層１０を形成し、この粉末層１０の硬化させたい箇所に光ビーム（レーザ）Ｌを照射して粉末を焼結させて造形プレート２２と一体化した焼結層１１を形成する。
【００２１】
この後、昇降テーブル２０を少し下げて再度金属粉末を供給してブレード２１でならすことで第２層目の粉末層１０を形成し、この粉末層１０の硬化させたい箇所に光ビーム（レーザ）Ｌを照射して粉末を焼結させて下層の焼結層１１と一体化した焼結層１１を形成する。
【００２２】
昇降テーブル２０を下降させて新たな粉末層１０を形成し、光ビームを照射して所要箇所を焼結層１１とする工程を繰り返すことで、目的とする三次元形状造形物を製造するものであり、光ビームとしては炭酸ガスレーザーを好適に用いることができ、粉末層１０の厚みΔｔ１としては、得られた三次元形状造形物を成形用金型などに利用する場合、０．０５ｍｍ程度とするのが好ましい。
【００２３】
光ビームの照射経路は、予め三次元ＣＡＤデータから作成しておく。すなわち、三次元ＣＡＤモデルから生成したＳＴＬデータを等ピッチ（Δｔ１を０．０５ｍｍとした場合、０．０５ｍｍピッチ）でスライスした各断面の輪郭形状データを用いる。この輪郭形状データの内部を金属粉末が溶融して高密度となる条件で光ビームを照射することで、切削仕上げ後に緻密な表面を持つ造形物を高速に得ることができる。
【００２４】
そして、上記粉末層１０を形成しては光ビームを照射して焼結層１１を形成することを繰り返していくのであるが、焼結層１１の全厚みがたとえばミーリングヘッド４１の工具長さなどから求めた所要の値になれば、いったん除去手段４を作動させてそれまでに造形した造形物の表面を切削する。たとえば、ミーリングヘッド４１の工具（ボールエンドミル）が直径１ｍｍ、有効刃長３ｍｍで深さ３ｍｍの切削加工が可能であり、粉末層１０の厚みΔｔ１が０．０５ｍｍであるならば、６０層の焼結層１１を形成した時点で、除去手段４を作動させる。
【００２５】
この除去手段４による切削加工により、造形物表面に付着した粉末による低密度表面層を除去すると同時に、高密度部まで削り込むことで、造形物表面に高密度部を全面的に露出させる。
【００２６】
この除去手段４による切削加工経路は、光ビームの照射経路と同様に予め三次元ＣＡＤデータから作成しておく。この時、等高線加工を適用して加工経路を決定するが、Ｚ方向ピッチは焼結時の積層ピッチにこだわる必要はなく、緩い傾斜の場合はＺ方向ピッチをより細かくして補間することで、滑らかな表面を得られるようにしておく。なお、ここでは造形途中での切削加工のための除去手段４を備えたものを示したが、この除去手段４を持たないものであってもよい。
【００２７】
このような金属光造形での三次元形状造形物の製造にあたっては、前述のように金属粉末としてどのようなものを用いるかが、造形性の点や造形物の出来上がり具合に大きな影響を及ぼすのであるが、この金属光造形用金属粉末として、ここでは造形プレートとの接合部近傍での造形物の割れがなく、造形物中に固溶しきれなかった炭素の析出がなく、さらに強度や硬度が高い造形物を得るという点から、その炭素含有量を０．２〜０．６質量パーセントとした工具鋼粉末（鉄系粉末）と、ニッケルまたは及びニッケル系合金の粉末と、銅または及び銅系合金の粉末と、黒鉛粉末とを混合したものを用いている。
【００２８】
ベースとなる鉄系粉末を、造形物の強度や硬度を上げる目的で炭素量や合金成分を多く含む工具鋼粉末とする場合、造形時の熱収縮により造形プレートとの接合部近傍での造形物の割れが発生する。本発明者らは、混合粉末のベースとなる工具鋼粉末の炭素量を低減させると同時に、混合粉末中に適量の黒鉛粉末を混合させることで造形物の割れがなくなり、強度や硬度の高い造形物が得られることを見出したものである。
【００２９】
ただし、工具鋼粉末の炭素の低減量が大きい場合は、造形物にポアなどの造形欠陥が発生し、ひどい場合はマイクロクラックが発生する。工具鋼粉末の炭素量は０．２〜０．６質量パーセントが適当であり、そうすることで造形プレートとの接合部近傍での造形物の割れがなく、造形物中に炭素の析出がなく、かつ強度や硬度が高い造形物を得ることができる。
【００３０】
前記混合粉末において、鉄系粉末である低炭素の工具鋼粉末はその配合量を６０〜９０質量パーセント、ニッケルまたは及びニッケル系合金の粉末の配合量を５〜３５質量パーセント、銅または及び銅系合金の粉末の配合量を５〜１５質量パーセント、黒鉛粉末の配合量を０．２〜０．８質量パーセントとすることが望ましい。黒鉛粉末を混合しない場合やその配合量が少ない場合は、造形物にポアなどの造形欠陥が発生し、ひどい場合はマイクロクラックが発生する。逆に混合する黒鉛粉末の量が多すぎる場合は、造形物中に炭素が固溶しきれなくなって炭素析出が発生する。
【００３１】
高強度・高硬度の造形物を得るためには鉄系粉末は工具鋼の中でも高速度工具鋼の粉末であることが望ましく、更に高速度工具鋼の中でもＳＫＨ５７鋼の粉末であることがさらに望ましい。
［実施例１］
鉄系粉末として、非球形粒子状で平均粒子径２０μｍの高速度工具鋼ＳＫＨ５７粉末（炭素量１．２％）と、非球形粒子状で平均粒子径２０μｍの炭素含有量を低減した高速度工具鋼ＳＫＨ５７粉末（炭素量０．４％、図３参照）と、非球形粒子状で平均粒子径２０μｍのさらに炭素含有量を低減した高速度工具鋼ＳＫＨ５７粉末（炭素量０．０８％）の３種類に加え、球形粒子状で平均粒子径が３０μｍのニッケルＮｉ粉末（図４参照）と、球形粒子状で平均粒子径が３０μｍの銅マンガン合金ＣｕＭｎＮｉ（たとえばＣｕ−１０％Ｍｎ−３％Ｎｉ）粉末（図５参照）と、長径が１０μｍのフレーク状の黒鉛粉末（図６参照）を用意し、
ａ ７０％ＳＫＨ５７（Ｃ：１．２％）−２０％Ｎｉ−１０％ＣｕＭｎＮｉ
ｂ ７０％ＳＫＨ５７（Ｃ：０．４％）−２０％Ｎｉ−１０％ＣｕＭｎＮｉ
ｃ 混合粉末ｂ＋０．５％黒鉛粉末
ｄ 混合粉末ｂ＋１．０％黒鉛粉末
ｅ ７０％ＳＫＨ５７（Ｃ：０．０８％）−２０％Ｎｉ−１０％ＣｕＭｎＮｉ
ｆ 混合粉末ｅ＋０．５％黒鉛粉末
の配合量で金属光造形用金属粉末を作成した。なお、各％はいずれも質量％である。混合粉末ｃの外観ＳＥＭ写真を図７に示す。
【００３２】
上記ａ〜ｆの金属粉末を用いて金属光造形を行った。粉末層の厚みは０．０５ｍｍとし、使用したレーザは炭酸ガスレーザ（出力２００Ｗの９０％出力）であり、レーザスキャン速度７５ｍｍ／ｓｅｃ、スキャンピッチ０．２５ｍｍで焼結させた。
【００３３】
炭素量がＪＩＳ規格の範囲内である高速度工具鋼ＳＫＨ５７粉末とニッケル粉末と銅マンガン合金粉末を配合した上記ａの混合粉末でレーザ焼結を行うと、造形物の抗折強度は２，０００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ４００と非常に高かったが、造形プレートの近傍で造形物に割れが発生した（図８参照：造形プレートから造形物が剥がれている）。また、造形物の内部には炭素の析出物が僅かに見られた。（図９参照）
鉄系粉末の炭素量を０．４％に低減した高速度工具鋼ＳＫＨ５７粉末（炭素以外の成分およびその量はＪＩＳ規格通り）とした上記混合粉末ｂを用いてレーザ焼結を行ったところ、前述の造形プレート近傍の造形物の割れはなくなったが、造形物の内部組織を観察してみると、造形欠陥の一種である空孔が僅かにあった（図１０参照）。この時の造形物の抗折強度は１，３００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ２８０であった。
【００３４】
次いで、混合粉末ｂに０．５質量％の黒鉛粉末を添加させた本発明に係る混合粉末ｃでレーザ焼結を行うと、造形プレート近傍の造形物の割れはなく（図１１参照：造形プレートからの造形物の剥がれがない）、造形欠陥のない造形物が得られた（図１２参照）。この時の造形物の抗折強度は１，７００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ３４０となり、混合粉末ｂからの造形物と比較して強度・硬度ともに向上した。
【００３５】
さらに、混合粉末ｂに１．０質量％の黒鉛粉末を添加させた混合粉末ｄでレーザ焼結を行うと、造形プレート近傍の造形物の割れはないが、炭素析出の多い造形物となった（図１３参照）。ただし、造形物の抗折強度は１，９００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ３８０となり、強度・硬度ともにさらに向上した。
【００３６】
次に、鉄系粉末の炭素量を０．０８％まで低減した高速度工具鋼ＳＫＨ５７粉末とし、ニッケル粉末と銅マンガン合金粉末を配合した混合粉末ｅを用いてレーザ焼結を行った。造形プレート近傍の造形物の割れはなかったが、造形物の内部組織を観察してみると、多くの空孔やマイクロクラックがあり（図１４参照）、造形物の抗折強度は１００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ１７０と低かった。
【００３７】
また、混合粉末ｅに０．５質量％の黒鉛粉末を添加させた混合粉末ｆでレーザ焼結を行った。造形プレート近傍の造形物の割れはなかったが、混合粉末ｂの場合と同様の空孔が観察された（図１５参照）。この造形物の抗折強度は１，５００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ２８０であった。
［実施例２］
非球形粒子状で平均粒子径２０μｍの高速度工具鋼ＳＫＨ５１粉末（炭素量０．８５％）と、球形粒子状で平均粒子径が３０μｍのニッケルＮｉ粉末と、球形粒子状で平均粒子径が３０μｍの銅マンガン合金ＣｕＭｎＮｉ（たとえばＣｕ−１０％Ｍｎ−３％Ｎｉ）粉末と、長径１０μｍのフレーク状の黒鉛粉末を用意し、
ｇ ７０％ＳＫＨ５１（Ｃ：０．８５％）−２０％Ｎｉ−１０％ＣｕＭｎＮｉ
ｈ 混合粉末ｇ＋０．５％黒鉛粉末
の配合量で金属光造形用金属粉末を作成し、これらの金属粉末を用いて金属光造形を行った。なお、各％はいずれも質量％である。粉末層の厚み、使用したレーザ、レーザのスキャン速度、スキャンピッチの条件は実施例１と同じである。
【００３８】
ＪＩＳ規格の範囲内である炭素量（０．８５％）の高速度工具鋼ＳＫＨ５１粉末とニッケル粉末と銅マンガン合金粉末を配合した上記ｇの混合粉末でレーザ焼結を行うと、造形欠陥のない造形物が得られ（図１６参照）、その抗折強度は１，５００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ３２０となり、強度・硬度ともに高い造形物が得られたが、造形プレートの近傍で造形物に小さな割れが発生した。
【００３９】
次いで、混合粉末ｇに０．５質量％の黒鉛粉末を添加させた混合粉末ｈでレーザ焼結を行うと、造形物の強度・硬度は混合粉末ｇの時よりも向上（抗折強度は２，２００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ３７５）したが、造形プレート近傍の造形物の割れはなくならず、造形物内部に炭素の析出が僅かに発生した（図１７参照）。
［実施例３］
非球形粒子状で平均粒子径２０μｍの合金工具鋼ＳＫＤ１１粉末（炭素量１．５％）と、非球形粒子状で平均粒子径２０μｍの炭素含有量を低減した合金工具鋼ＳＫＤ１１粉末（炭素量０．４％）と、球形粒子状で平均粒子径が３０μｍのニッケルＮｉ粉末と、球形粒子状で平均粒子径が３０μｍの銅マンガン合金ＣｕＭｎＮｉ（たとえばＣｕ−１０％Ｍｎ−３％Ｎｉ）粉末と、長径１０μｍのフレーク状の黒鉛粉末を用意し、
ｉ ７０％ＳＫＤ１１（Ｃ：１．５％）−２０％Ｎｉ−１０％ＣｕＭｎＮｉ
ｊ ７０％ＳＫＤ１１（Ｃ：０．４％）−２０％Ｎｉ−１０％ＣｕＭｎＮｉ
ｋ 混合粉末ｊ＋０．５％黒鉛粉末
の配合量で金属光造形用金属粉末を作成し、これらの金属粉末を用いて金属光造形を行った。なお、各％はいずれも質量％であり、粉末層の厚み、使用したレーザ、レーザのスキャン速度、スキャンピッチの条件は実施例１、２と同じである。
【００４０】
ＪＩＳ規格の範囲内である炭素量（１．５％）の合金工具鋼ＳＫＤ１１鋼粉末とニッケル粉末と銅マンガン合金粉末を配合した上記ｉの混合粉末でレーザ焼結を行うと、造形開始直後に、造形プレートの近傍で造形物に割れが発生し、粉末積層が不可能となり造形が停止した。
【００４１】
続いて、鉄系粉末を炭素量を０．４％に低減したＳＫＨＤ１１鋼粉末とした混合粉末ｊを用いてレーザ焼結を行ったところ、前述の造形プレート近傍の造形物の割れはなくなった。造形物の内部組織を観察してみると、造形欠陥の一種であるマイクロクラックが僅かにあった（図１８参照）。この時の造形物の抗折強度は７００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ２１０と、やや低かった。
【００４２】
次いで、混合粉末ｊに０．５質量％の黒鉛粉末を添加させた本発明に係る混合粉末ｋでレーザ焼結を行うと、造形プレート近傍の造形物の割れはなく、造形欠陥のない造形物が得られた（図１９参照）。この時の造形物の抗折強度は１，２００ＭＰａ、ビッカース硬さはＨＶ２５０となり、混合粉末ｊの造形物と比較して強度・硬度ともにやや向上した。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態の一例の金属粉末を用いて金属光造形を行う装置の一例の概略斜視図である。
【図２】同上の説明図である。
【図３】同上の非球形粒子状の炭素含有量を低減した高速度工具鋼ＳＫＨ５７粉末のＳＥＭ写真である。
【図４】同上の球形粒子状のニッケル粉末のＳＥＭ写真である。
【図５】同上の球形粒子状の銅マンガン合金粉末のＳＥＭ写真である。
【図６】同上のフレーク状の黒鉛粉末のＳＥＭ写真である。
【図７】同上の混合粉末のＳＥＭ写真である。
【図８】混合粉末ａで造形した造形物の、造形プレート近傍の断面写真である。
【図９】混合粉末ａで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。
【図１０】混合粉末ｂで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。
【図１１】混合粉末ｃで造形した造形物の、造形プレート近傍の断面写真である。
【図１２】混合粉末ｃで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。（
【図１３】混合粉末ｄで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。
【図１４】混合粉末ｅで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。
【図１５】混合粉末ｆで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。
【図１６】混合粉末ｇで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。
【図１７】混合粉末ｈで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。
【図１８】混合粉末ｊで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。
【図１９】混合粉末ｋで造形した造形物から切り出した試験片の倍率４０倍の断面写真である。
【符号の説明】
【００４４】
２ 粉末層形成手段
３ 焼結層形成手段
２２ 造形プレート
Ｌ 光ビーム
【図１】
0004640216.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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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