(57)【要約】【課題】装置内における酸素の滞留を防いで、三次元物体を造形する際の材料の酸化を回避できる三次元造形装置を提供する。【解決手段】気密を保持されたプロセスチャンバー１２内で積層造形することにより三次元物体５を造形する三次元造形装置１０を提供する。当該三次元造形装置１０は、プロセスチャンバー１２に隣接して設けられた昇降ガイド室１４と、当該昇降ガイド室１４において昇降自在に設けられる昇降ステージ１５と、昇降ステージ１５よりも下方にある昇降ガイド室１４の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給開口部５４と、昇降ステージ１５よりも下方にある昇降ガイド室１４の空間内のガスを排出するガス排出開口部５５と、を備える。【選択図】図１
2017109355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気密を保持されたプロセスチャンバー内で積層造形することにより三次元物体を造形する三次元造形装置であって、
前記プロセスチャンバーに隣接して設けられた昇降ガイド室と、
当該昇降ガイド室において昇降自在に設けられる昇降ステージと、
前記昇降ステージよりも下方にある前記昇降ガイド室の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給開口部と、
前記昇降ステージよりも下方にある前記昇降ガイド室の空間内のガスを排出するガス排出開口部と、を備える三次元造形装置。
【請求項２】
前記不活性ガス供給開口部及び前記ガス排出開口部は、前記昇降ガイド室における前記昇降ステージの可動範囲よりも下方の空間に開口する請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項３】
前記昇降ステージは、その上で造形を行うために設けられたものである、請求項１又は２に記載の三次元造形装置。
【請求項４】
前記不活性ガス供給開口部及び前記ガス排出開口部は、鉛直方向に関して異なる位置に設けられる請求項１〜３のいずれか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項５】
前記昇降ガイド室と、前記昇降ステージとからなる昇降ユニットは、複数設けられ、
前記不活性ガス供給開口部及び前記ガス排出開口部は、前記複数の昇降ユニットの前記昇降ガイド室のうちの少なくとも１つに開口し、
前記複数の昇降ガイド室は相互に隣り合って配置され、隣り合って配置される前記昇降ガイド室同士は連通穴部を介して連通される請求項１〜４のいずれか一項に記載の三次元造形装置。
【請求項６】
前記不活性ガス供給開口部は、相互に隣り合って配置される前記複数の昇降ガイド室のうちの一方の端部側に設けられる前記昇降ガイド室に開口し、
前記ガス排出開口部は、相互に隣り合って配置される前記複数の昇降ガイド室のうちの他方の端部側に設けられる前記昇降ガイド室に開口する請求項５に記載の三次元造形装置。
【請求項７】
前記不活性ガス供給開口部は、前記一方の端部側に設けられる前記昇降ステージの可動範囲よりも下方にある昇降ガイド室の空間に開口し、
前記ガス排出開口部は、前記他方の端部側に設けられる前記昇降ステージの可動範囲よりも下方にある昇降ガイド室の空間に開口する請求項６に記載の三次元造形装置。
【請求項８】
前記不活性ガス供給開口部は、前記一方の端部側に設けられる昇降ガイド室を形成する壁部に設けられ、
前記ガス排出開口部は、前記他方の端部側に設けられる昇降ガイド室を形成する壁部に設けられ、
前記不活性ガス供給開口部が形成される壁部と、前記ガス排出開口部が形成される壁部とは非平行の関係にある請求項６又は７に記載の三次元造形装置。
【請求項９】
前記昇降ステージを昇降させる昇降駆動部が配置される駆動室を更に備え、
前記駆動室は、連通口部を介して前記昇降ガイド室と連通し、
前記不活性ガス供給開口部は、前記昇降ガイド室に開口し、
前記ガス排出開口部は、前記駆動室に開口する請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項１０】
前記昇降ガイド室と、前記昇降ステージとからなる昇降ユニットは、複数設けられ、
前記複数の昇降ユニットの前記昇降ガイド室は相互に隣り合って配置され、隣り合って配置される前記昇降ガイド室同士は連通穴部を介して連通され、
前記駆動室は、前記連通口部を介し、前記複数の昇降ガイド室のうちの少なくとも１つと連通し、
前記不活性ガス供給開口部は、前記複数の昇降ガイド室のうちの少なくとも１つに開口する請求項９に記載の三次元造形装置。
【請求項１１】
前記不活性ガス供給開口部が形成される前記昇降ガイド室の壁部と、前記ガス排出開口部が形成される前記駆動室の壁部とは、平行の関係にある請求項９又は１０に記載の三次元造形装置。
【請求項１２】
前記複数の昇降ガイド室は、第１の昇降ガイド室、第２の昇降ガイド室、及び前記第１の昇降ガイド室と前記第２の昇降ガイド室との間に配置される第３の昇降ガイド室とを含み、
前記第１の昇降ガイド室と前記第３の昇降ガイド室とは前記連通穴部を介して連通され、前記第２の昇降ガイド室と前記第３の昇降ガイド室とは前記連通穴部を介して連通され、
前記不活性ガス供給開口部は、前記第２の昇降ガイド室に開口し、
前記第１の昇降ガイド室と前記第３の昇降ガイド室とを連通させる前記連通穴部の断面積は、前記第２の昇降ガイド室と前記第３の昇降ガイド室とを連通させる前記連通穴部の断面積よりも大きい請求項１０又は１１に記載の三次元造形装置。
【請求項１３】
前記昇降ステージを昇降させる昇降駆動部が配置される駆動室を更に備え、
前記不活性ガス供給開口部は、前記駆動室に開口し、
前記ガス排出開口部は、前記昇降ガイド室に開口し、
前記駆動室と前期昇降ガイド室とは連通している請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項１４】
前記不活性ガス供給開口部は、前記ガス排出開口部から当該ガス排出開口部の開口方向に向かって延在するライン上からずれた位置である前記昇降ガイド室に設けられている請求項６又は７に記載の三次元造形装置。
【請求項１５】
前記連通穴部は、前記不活性ガス供給開口部と前記ガス排出開口部とを結ぶライン上からずれた位置に設けられた連通穴部を含む請求項６又は７に記載の三次元造形装置。
【請求項１６】
前記ガス排出開口部に接続された前記ガスを回収するガス回収部は、前記不活性ガスの再生処理を行う再生処理部である請求項１〜１５のいずれか一項に記載の三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は三次元造形装置に係り、特に昇降可能な昇降ステージを利用して三次元物体を造形する三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄプリンターとも呼ばれる三次元造形装置は、比較的複雑な構造を持つ部品を簡単且つ短期間で作ることが可能であり、近年、非常に注目を集めている。三次元造形装置の造形方式としては様々な手法が提案されており、例えばＡＭ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）技術に基づく三次元造形装置が広く使用されている。
【０００３】
ＡＭ技術の一つに積層造形があり、これは昇降ステージを降下させながら材料を徐々に積層することで製造対象の三次元物体を作り出す技術である。典型的には、昇降ステージ上の粉体材料にレーザー光を照射して所望箇所の粉体材料を焼結する工程、昇降ステージを降下する工程、降下した昇降ステージ上に更なる粉体材料を載せる工程、及びこの更なる粉体材料にレーザー光を照射して所望箇所の粉体を焼結する工程が繰り返されることで、三次元物体が層単位で徐々に作られる。
【０００４】
例えば特許文献１は、粉末状の造形材料の層状固化によって三次元物体を製造する装置を開示する。この装置では、垂直方向に移動可能な造形プラットフォームに粉末層が載せられ、レーザー光が粉末層に照射されて照射箇所の粉末が固化される。そして、造形プラットフォームが降下され、新たな粉末層が造形プラットフォームに載せられ、レーザー光が新たな粉末層に照射される。このような一連の工程が繰り返されることで、三次元物体が作られる。
【０００５】
また特許文献２は、レーザー光ではなく電子ビームを使用した積層造形により、金属物品を製造する方法を開示する。一般に、焼結時に金属材料の酸化が生じると造形物が脆くなる。一方、特許文献２に開示の方法では、アルゴンや窒素などの不活性雰囲気下で焼結が行われ、焼結時の金属酸化を防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２０１３−５２６４２９号公報
【特許文献２】特表２０１５−５２５２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のように造形中に材料が酸化してしまうことは、製造対象の三次元物体において所望の強度を保証する観点からは好ましくない。そのため、酸素（Ｏ２）が存在せず不活性ガスが充満した環境下で、材料の焼結処理を行うことが望ましい。
【０００８】
造形装置内に酸素が存在するか否かは視覚によって認識できないため、専ら造形装置内に設けられる酸素センサーの検出結果に基づいて酸素の有無を確認する必要があるが、局所的に滞留した空気に含まれる酸素は酸素センサーによっても検出できない。そのため、酸素センサーから離隔された位置（例えば昇降ステージの下方）に滞留している空気に含まれる酸素は、昇降ステージ停止時には酸素センサーによって検出されない一方で、昇降ステージの昇降時には拡散して焼結対象の材料の酸化を引き起こすおそれがある。特に、装置の大型化に伴って昇降ステージの面積も大きくなり、昇降ステージによって押し退けられる体積も大きくなるため、より多量の酸素が勢いよくチャンバーで拡散する懸念がある。
【０００９】
なお通常は、昇降ガイド室内を昇降する昇降ステージと当該昇降ガイド室との間には、昇降ステージに載せられる粉体材料の落下を防ぐためのシーリング部材が設けられる。そのようなシーリング部材は、粉体材料の落下を防ぐには有効だが、酸素等の気体を完全に遮断できるようには設けられていない。またシーリング部材による密閉度が比較的高い場合であっても、昇降ステージが昇降動作を繰り返す過程で、昇降ステージ又は昇降ガイド室とシーリング部材との間に隙間が生じて当該隙間から酸素が漏れ出すおそれもある。
【００１０】
また酸化していない材料を使って三次元物体の造形が行われていることを保証するため、造形装置内に酸素センサーを設置し、造形中に酸素センサーが所定の閾値以上の酸素濃度を検出した場合には、造形作業が自動的に中断されることもある。この場合、製造者が意図しないタイミングで、酸素センサーが所定の閾値以上の酸素濃度を検出して造形作業が中断されることがある。そのような造形作業の中断に対して迅速に対応するには、製造者が造形作業の間、常に造形装置に注意を払う必要があるため、製造者の負荷が非常に大きい。
【００１１】
上述のように昇降ステージの昇降に伴って滞留酸素が拡散すると材料が酸化してしまうおそれがあるため、大量の不活性ガスを造形装置内に流通させ、酸素の拡散速度よりもはやく外部に排出することも考えられるが、大量の不活性ガスを用いるので、不経済である。
【００１２】
よって、造形装置内において酸素を滞留させないことが肝要である。したがって、酸素が効果的に排出される装置の提案が望まれている。
【００１３】
発明者は酸素が大量に滞留する場所は、特に昇降ステージと昇降ガイド室とによって囲まれる空間（すなわち、一般には昇降ステージよりも下方における空間）であることを見出した。
【００１４】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、装置内における酸素の滞留を防いで、三次元物体を造形する際の材料の酸化を回避できる三次元造形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の一態様は、気密を保持されたプロセスチャンバー内で積層造形することにより三次元物体を造形する三次元造形装置であって、プロセスチャンバーに隣接して設けられた昇降ガイド室と、当該昇降ガイド室において昇降自在に設けられる昇降ステージと、昇降ステージよりも下方にある昇降ガイド室の空間に不活性ガスを供給する不活性ガス供給開口部と、昇降ステージよりも下方にある昇降ガイド室の空間内のガスを排出するガス排出開口部と、を備える三次元造形装置に関する。
【００１６】
不活性ガス供給開口部及びガス排出開口部は、昇降ガイド室における昇降ステージの可動範囲よりも下方の空間に開口してもよい。
【００１７】
昇降ステージは、その上で造形を行うために設けられたものであってもよい。
【００１８】
不活性ガス供給開口部及びガス排出開口部は、鉛直方向に関して異なる位置に設けられてもよい。
【００１９】
昇降ガイド室と、昇降ステージとからなる昇降ユニットは、複数設けられ、不活性ガス供給開口部及びガス排出開口部は、複数の昇降ユニットの昇降ガイド室のうちの少なくとも１つに開口し、複数の昇降ガイド室は相互に隣り合って配置され、隣り合って配置される昇降ガイド室同士は連通穴部を介して連通されてもよい。
【００２０】
不活性ガス供給開口部は、相互に隣り合って配置される複数の昇降ガイド室のうちの一方の端部側に設けられる昇降ガイド室に開口し、ガス排出開口部は、相互に隣り合って配置される複数の昇降ガイド室のうちの他方の端部側に設けられる昇降ガイド室に開口してもよい。
【００２１】
不活性ガス供給開口部は、一方の端部側に設けられる昇降ステージの可動範囲よりも下方にある昇降ガイド室の空間に開口し、ガス排出開口部は、他方の端部側に設けられる昇降ステージの可動範囲よりも下方にある昇降ガイド室の空間に開口してもよい。
【００２２】
不活性ガス供給開口部は、一方の端部側に設けられる昇降ガイド室を形成する壁部に設けられ、ガス排出開口部は、他方の端部側に設けられる昇降ガイド室を形成する壁部に設けられ、不活性ガス供給開口部が形成される壁部と、ガス排出開口部が形成される壁部とは非平行の関係にあってもよい。
【００２３】
三次元造形装置は、昇降ステージを昇降させる昇降駆動部が配置される駆動室を更に備え、駆動室は、連通口部を介して昇降ガイド室と連通し、不活性ガス供給開口部は、昇降ガイド室に開口し、ガス排出開口部は、駆動室に開口してもよい。
【００２４】
昇降ガイド室と、昇降ステージとからなる昇降ユニットは、複数設けられ、複数の昇降ユニットの昇降ガイド室は相互に隣り合って配置され、隣り合って配置される昇降ガイド室同士は連通穴部を介して連通され、駆動室は、連通口部を介し、複数の昇降ガイド室のうちの少なくとも１つと連通し、不活性ガス供給開口部は、複数の昇降ガイド室のうちの少なくとも１つに開口してもよい。
【００２５】
不活性ガス供給開口部が形成される昇降ガイド室の壁部と、ガス排出開口部が形成される駆動室の壁部とは、平行の関係にあってもよい。
【００２６】
複数の昇降ガイド室は、第１の昇降ガイド室、第２の昇降ガイド室、及び第１の昇降ガイド室と第２の昇降ガイド室との間に配置される第３の昇降ガイド室とを含み、第１の昇降ガイド室と第３の昇降ガイド室とは連通穴部を介して連通され、第２の昇降ガイド室と第３の昇降ガイド室とは連通穴部を介して連通され、不活性ガス供給開口部は、第２の昇降ガイド室に開口し、第１の昇降ガイド室と第３の昇降ガイド室とを連通させる連通穴部の断面積は、第２の昇降ガイド室と第３の昇降ガイド室とを連通させる連通穴部の断面積よりも大きくてもよい。
【００２７】
三次元造形装置は、昇降ステージを昇降させる昇降駆動部が配置される駆動室を更に備え、不活性ガス供給開口部は、駆動室に開口し、ガス排出開口部は、昇降ガイド室に開口し、駆動室と前期昇降ガイド室とは連通していてもよい。
【００２８】
不活性ガス供給開口部は、ガス排出開口部から当該ガス排出開口部の開口方向に向かって延在するライン上からずれた位置である昇降ガイド室に設けられていてもよい。
【００２９】
連通穴部は、不活性ガス供給開口部とガス排出開口部とを結ぶライン上からずれた位置に設けられた連通穴部を含んでもよい。
【００３０】
ガス排出開口部に接続されたガスを回収するガス回収部は、不活性ガスの再生処理を行う再生処理部であってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、昇降ガイド室のうち昇降ステージよりも下方の空間に対して不活性ガス供給開口部を介して不活性ガスが供給され、また当該空間からガス排出開口部を介して酸素を含むガスが排出される。これにより、三次元造形装置内（特に昇降ガイド室）に滞留する酸素を三次元造形装置外に排出することができ、三次元物体を造形する際の材料の酸化を効果的に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、第１実施形態に係る三次元造形装置を示す図である。
【図２】図２は、図１の三次元造形装置を側方（図１の矢印「Ｓ」参照）から見た場合の概略構成を示す図である。
【図３】図３は、第２実施形態に係る三次元造形装置を示す図である。
【図４】図４は、第３実施形態に係る三次元造形装置を示す図である。
【図５】図５は、第４実施形態に係る三次元造形装置を示す図である。
【図６】図６は、第５実施形態に係る三次元造形装置を示す図である。
【図７】図７は、第６実施形態に係る三次元造形装置を示す図である。
【図８】図８は、図７の三次元造形装置を側方（図７の矢印「Ｓ」参照）から見た図である。
【図９】図９は、第７実施形態に係る三次元造形装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。なお、図面においては、便宜上、縮尺及び縦横の寸法比等を実物のそれらから変更されて誇張されている箇所がある。また、本明細書において用いられる形状、幾何学的条件及びそれらの程度を特定する用語や値は、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待しうる程度の範囲を含みうるものとして解釈することとする。また、本明細書において「上方」及び「下方」の用語は、重力が作用する方向を基準とした鉛直方向に基づいて定められている。
【００３４】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る三次元造形装置１０を示す図である。図２は、図１の三次元造形装置１０を側方（図１の矢印「Ｓ」参照）から見た場合の概略構成を示す図である。なお図１において、理解を容易にするため、プロセスチャンバー１２及び昇降ユニット１６に関しては内部の構成を側方から見た状態が概略的に示されている。
【００３５】
本実施形態に係る三次元造形装置１０は、気密を保持されたプロセスチャンバー１２内でチタン等の粉体材料１を焼結（固化）して三次元物体５を積層造形する装置であり、プロセスチャンバー１２と、プロセスチャンバー１２の下方に設けられる複数（本実施形態では３つ）の昇降ユニット１６と、これらの昇降ユニット１６の下方に設けられる駆動室３２とを備える。粉末材料１としては、チタン、鉄、ステンレス、アルミ、鋼或いはその他の合金などの金属粉末の他に、例えばポリアミド或いはポリスチレンなどの合成粉末、ＰＥＥＫ（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｅｔｈｅｒｋｅｔｏｎｅ）、合成被覆砂またはセラミック粉末を用いることができる。
【００３６】
各昇降ユニット１６は、プロセスチャンバー１２に隣接して設けられた昇降ガイド室１４と、昇降ガイド室１４において昇降自在に設けられる昇降ステージ１５とを有する。各昇降ステージ１５は、対応の昇降ガイド室１４を区画する側壁面上を摺動して昇降する。各昇降ガイド室１４の側壁面と対応の昇降ステージ１５との間には図示しないシーリング部材が設けられ、当該シーリング部材によって隙間が塞がれている。シーリング部材は、粉体材料１をブロックして昇降ガイド室１４と昇降ステージ１５との間を粉体材料１が通過できないように構成される。なお、シーリング部材は、酸素等の気体が昇降ガイド室１４と昇降ステージ１５との間を通過できないように構成されることが好ましいが、厳密な気密性能を有することは必ずしも求められない。このように各昇降ガイド室１４は、対応の昇降ステージ１５によって、当該昇降ステージ１５よりも上方の空間と、当該昇降ステージ１５よりも下方の空間とに分離される。
【００３７】
３つの昇降ユニット１６は、ディスペンサーユニット、回収ユニット、及びディスペンサーユニットと回収ユニットとの間に設けられるビルディングユニットに区分される。ディスペンサーユニットはディスペンサー昇降ガイド室１４１（第１の昇降ガイド室）及びディスペンサー昇降ステージ１５１を有し、ビルディングユニットはビルディング昇降ガイド室１４３（第３の昇降ガイド室）及びビルディング昇降ステージ１５３を有し、回収ユニットは回収昇降ガイド室１４２（第２の昇降ガイド室）及び回収昇降ステージ１５２を有する。図１に示す例では、図１の右側から左側に向かって、ディスペンサーユニット、ビルディングユニット及び回収ユニットが順次並んで配置される。ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３との間及び回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３との間には、それぞれ隔壁２８が設置される。相互に隣り合って配置されるディスペンサー昇降ガイド室１４１、ビルディング昇降ガイド室１４３及び回収昇降ガイド室１４２は隔壁２８を介して相互に分離した状態で設けられる。
【００３８】
昇降ステージ１５（ディスペンサー昇降ステージ１５１、回収昇降ステージ１５２及びビルディング昇降ステージ１５３）の各々には、昇降ステージ１５を昇降させる昇降駆動部１８が取り付けられている。各昇降駆動部１８は、コントローラ３６の制御下で対応の昇降ステージ１５を昇降させ、ディスペンサー昇降ステージ１５１、回収昇降ステージ１５２及びビルディング昇降ステージ１５３は相互に連動して昇降される。
【００３９】
ディスペンサーユニット（ディスペンサー昇降ガイド室１４１及びディスペンサー昇降ステージ１５１）は粉体材料１を貯留するためのスペースを形成し、三次元物体５の造形に使われる粉体材料１がディスペンサー昇降ステージ１５１上に載せられる。ビルディングユニット（ビルディング昇降ガイド室１４３及びビルディング昇降ステージ１５３）は三次元物体５が造形される箇所であり、ビルディング昇降ステージ１５３は、その上で造形を行うために設けられ、ビルディング昇降ステージ１５３上に載せられた粉体材料１が照射部３０からのレーザー光により焼結されて三次元物体５が形成される。回収ユニット（回収昇降ガイド室１４２及び回収昇降ステージ１５２）はビルディング昇降ガイド室１４３に供給された粉体材料１のうちの余剰分を回収するためのスペースを形成し、余剰の粉体材料１が回収昇降ステージ１５２上に堆積される。
【００４０】
プロセスチャンバー１２には、ディスペンサー昇降ステージ１５１、ビルディング昇降ステージ１５３及び回収昇降ステージ１５２の上方を水平方向へ往復動可能な塗布装置２６が設けられる。この塗布装置２６の水平移動によって、ディスペンサー昇降ガイド室１４１からビルディング昇降ガイド室１４３に粉体材料１が供給され、粉体材料１の余剰分がビルディング昇降ガイド室１４３の上方から回収昇降ガイド室１４２に押し出される。すなわちビルディング昇降ガイド室１４３に所要量の粉体材料１を供給する場合、まず、ディスペンサー昇降ステージ１５１が上昇され、ビルディング昇降ステージ１５３が降下され、回収昇降ステージ１５２が降下される。そして、ディスペンサー昇降ステージ１５１の上方に配置された塗布装置２６が、ビルディング昇降ガイド室１４３及び回収昇降ガイド室１４２の上方に向かって水平移動する。これにより、ディスペンサー昇降ステージ１５１上の粉体材料１の最上部がビルディング昇降ガイド室１４３に向かって押され、ビルディング昇降ガイド室１４３に更なる粉体材料１が供給され、またビルディング昇降ガイド室１４３に入りきらなかった粉体材料１の余剰分が回収昇降ガイド室１４２に向かって押されて回収される。
【００４１】
このように塗布装置２６及び昇降ステージ１５（ディスペンサー昇降ステージ１５１、回収昇降ステージ１５２、ビルディング昇降ステージ１５３）の動作をコントローラ３６の制御下で協働させることで、適量の粉体材料１をビルディング昇降ステージ１５３上に層状に供給することができる。なおディスペンサー昇降ステージ１５１の上昇量、ビルディング昇降ステージ１５３の降下量、及び回収昇降ステージ１５２の降下量は、ビルディング昇降ステージ１５３上に供給すべき所要量よりも僅かに多量の粉体材料１がディスペンサー昇降ガイド室１４１からビルディング昇降ステージ１５３上に供給され、且つ、ビルディング昇降ガイド室１４３に入りきらなかった粉体材料１の余剰分が回収昇降ガイド室１４２に収容されるように、適宜決められることが好ましい。また、ビルディング昇降ステージ１５３の降下量は、レーザー光の照射によって焼結する粉体材料１の層厚に基づいて決められることが好ましい。一例として、一度に、回収昇降ステージ１５２及びビルディング昇降ステージ１５３を０．１ミリメートルだけ降下させつつ、ディスペンサー昇降ステージ１５１を０．２ミリメートルだけ上昇させることができる。
【００４２】
一方、プロセスチャンバー１２には、塗布装置２６の他に、ガス供給部２０、ガス排出部２２、照射部３０及び酸素センサー３４が設置される。
【００４３】
本実施形態のガス供給部２０は、アルゴンガスや窒素ガスなどの不活性ガス（本実施形態では特にアルゴンガス）をプロセスチャンバー１２に供給する第１ガス供給部２０１、２０２を有する。図１に示す例では、第１ガス供給部２０１、２０２として、ビルディングユニット（ビルディング昇降ガイド室１４３及びビルディング昇降ステージ１５３）の上方に設けられる第１吹き出し部２０１と、ビルディングユニットと第１吹き出し部２０１との間（すなわち第１吹き出し部２０１の下方）に設置される第２吹き出し部２０２とが設けられる。第１吹き出し部２０１及び第２吹き出し部２０２は、ビルディング昇降ステージ１５３上に配置されている粉体材料１や三次元物体５に対して実質的な影響を及ぼさないように、ビルディングユニットの上方の空間に不活性ガスを吹き出す。なお、プロセスチャンバー１２及び昇降ガイド室１４のうち少なくともいずれか一方に不活性ガスを供給することができるのであれば、ガス供給部２０の具体的な構成や設置位置は特に限定されない。
【００４４】
ガス排出部２２は、プロセスチャンバー１２と連通し、プロセスチャンバー１２から三次元造形装置１０の外側にガスを排出する役割を果たす。
【００４５】
本実施形態に係る照射部３０は、レーザー光を出射し、昇降ステージ１５（本例ではビルディング昇降ステージ１５３）上の粉体材料１にレーザー光を照射して粉体材料１を固化（本例では焼結）する。図１に示す例では、プロセスチャンバー１２におけるビルディングユニット（ビルディング昇降ガイド室１４３及びビルディング昇降ステージ１５３）の上方に照射部３０が設置されているが、照射部３０の設置位置は特に限定されない。照射部３０は、ビルディング昇降ステージ１５３上の粉体材料１に対してレーザー光を適切に照射することができるのであれば、プロセスチャンバー１２内の他の箇所に設置されてもよいし、プロセスチャンバー１２の外側に設置されてもよい。
【００４６】
酸素センサー３４は、プロセスチャンバー１２内に設置され、酸素濃度を検出する。なお酸素センサー３４の設置位置は特に限定されないが、ガス供給部２０から供給される不活性ガスと酸素との比重関係に基づいて酸素センサー３４の設置位置が決められることが好ましい。例えば不活性ガスよりも酸素の比重が軽い場合には、プロセスチャンバー１２内の比較的高い位置に酸素センサー３４が設置されることが好ましく、不活性ガスよりも酸素の比重が重い場合には、プロセスチャンバー１２内の比較的低い位置に酸素センサー３４が設置されることが好ましい。
【００４７】
一方、昇降ガイド室１４（本例ではビルディング昇降ガイド室１４３）を形成する壁部には、不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５が設けられる。
【００４８】
不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５は、昇降ガイド室１４（ビルディング昇降ガイド室１４３）における昇降ステージ１５（ビルディング昇降ステージ１５３）の可動範囲Ｒよりも下方の空間に開口（連通）する。すなわち不活性ガス供給開口部５４は、昇降ガイド室１４（ビルディング昇降ガイド室１４３）における対応の昇降ステージ１５（本例ではビルディング昇降ステージ１５３）よりも下方の空間と連通し、不活性ガスを送り出す不活性ガス供給部４６から延在する不活性ガス供給管４４が接続される。したがって、不活性ガス供給管４４は、第１吹き出し部２０１及び第２吹き出し部２０２とともにガス供給部２０として機能し、第２ガス供給部として働く。一方、ガス排出開口部５５は  昇降ガイド室１４（ビルディング昇降ガイド室１４３）における昇降ステージ１５（ビルディング昇降ステージ１５３）よりも下方の空間と連通し、ガスを回収するガス回収部４７から延在するガス排出管４５が接続される。
【００４９】
なお本例のガス回収部４７は不活性ガスの再生処理を行う再生処理部であり、ガス回収部４７には、昇降ガイド室１４（ビルディング昇降ガイド室１４３）からだけではなくガス排出部２２からも排出ガスが送られてくる。ここでいう再生処理の具体的な内容は特に限定されず、ガス回収部４７は、例えば回収したガスから所望の不活性ガスを抽出してもよいし、回収したガスに含まれる不活性ガス以外の気体、液体及び／又は固体の不純成分を取り除いてもよい。
【００５０】
これらの不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５は、鉛直方向に関して異なる位置に設けられる。本例では、ガス排出開口部５５が不活性ガス供給開口部５４よりも上方に配置される。
【００５１】
駆動室３２は、昇降駆動部１８の少なくとも一部が配置される。例えば、各昇降駆動部１８が、対応の昇降ステージ１５（ディスペンサー昇降ステージ１５１、回収昇降ステージ１５２及びビルディング昇降ステージ１５３）に一端が固定され突出量が変えられる突出部と、当該突出部を駆動するモーター（例えばステッピングモーター等）とを含む場合、駆動室３２には、モーターと、突出部の他端側の一部とが配置される。
【００５２】
プロセスチャンバー１２上には、コントローラ３６が設置される。このコントローラ３６は三次元造形装置１０の各部を制御し、例えば、各昇降駆動部１８を制御することで各昇降ステージ１５を昇降し、塗布装置２６の水平移動を制御し、照射部３０によるレーザー光の出射を制御し、ガス供給部２０からの不活性ガスの供給を制御する。特に本実施形態のコントローラ３６は、酸素センサー３４による検出結果を受信し、酸素センサー３４が所定の閾値を上回る酸素濃度を検出した際には、昇降ステージ１５の昇降動作、塗布装置２６の水平移動及び照射部３０からのレーザー光の出射を中止し、三次元物体５の造形作業を中断して、オペレーターに対して表示や音声を介してエラーを発する。
【００５３】
以上説明したように本実施形態によれば、ビルディング昇降ガイド室１４３におけるビルディング昇降ステージ１５３よりも下方の空間に対し、不活性ガス供給管４４及び不活性ガス供給開口部５４を介して不活性ガス供給部４６から不活性ガスが供給される。また当該空間に滞留する酸素を含むガスが、当該空間からガス排出開口部５５及びガス排出管４５を介してガス回収部４７により回収される。これにより、三次元造形装置１０内（特にビルディング昇降ガイド室１４３）に滞留する酸素を三次元造形装置１０外に排出することができ、三次元物体５の造形時の材料の酸化を効果的に回避することができる。特に、ビルディング昇降ガイド室１４３におけるビルディング昇降ステージ１５３よりも下方の空間に対して直接的に不活性ガスを供給することで、当該不活性ガスを高い圧力で当該空間に供給して不活性ガスを効果的に拡散できる。これにより、ビルディング昇降ガイド室１４３におけるビルディング昇降ステージ１５３よりも下方の空間に滞留する酸素を、ガス排出開口部５５及び不活性ガス供給開口部５４を介してガス回収部４７に対して迅速に排出することができる。なお、アルゴンガス環境下においては窒素も排出すべきガスである。
【００５４】
なおビルディング昇降ガイド室１４３におけるビルディング昇降ステージ１５３よりも上方の空間やプロセスチャンバー１２に滞留する酸素は、第１吹き出し部２０１及び第２吹き出し部２０２から供給される不活性ガスの影響により、ガス排出部２２から排出される。
【００５５】
また不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５は、ビルディング昇降ステージ１５３の可動範囲Ｒよりも下方に設けられる。そのため、ビルディング昇降ステージ１５３の可動範囲Ｒを狭めることなく、またビルディング昇降ステージ１５３の昇降位置にかかわらず、ビルディング昇降ガイド室１４３（特にビルディング昇降ステージ１５３よりも下方の空間）に滞留する酸素を効果的に排出できる。なお、酸素の排出に加えて、残留空気に含まれる窒素も同様に排出される。これについては以下説明する実施形態も同様である。
【００５６】
また本実施形態の三次元造形装置１０によれば、例えば酸素センサー３４が所定の閾値以上の酸素濃度を検出すると造形作業が中断される場合であっても、酸素センサー３４によって所定の閾値以上の酸素濃度が検出されることがなくなるため或いは減るため、造形作業が予期せずに中断されなくなる或いは予期しない造形作業の中断が減る。
【００５７】
また不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５を鉛直方向に関して異なる位置に設けることで、ビルディング昇降ガイド室１４３においてスムーズな気流を作り出すことができ、不活性ガスの供給及び酸素の排出を効率良く行うことができる。特に不活性ガス供給開口部５４よりもガス排出開口部５５を上方に配置することで、例えば酸素よりも比重の重いアルゴン等を不活性ガスとして使用する場合には、不活性ガスよりも上方に存在しやすい酸素をガス排出開口部５５及びガス排出管４５を介してガス回収部４７へ効率良く送ることができる。
【００５８】
またガス回収部４７において不活性ガスの再生処理を行うことで、不活性ガスを有効に再利用することができる。なお、ガス回収部４７において再生された不活性ガスは、三次元造形装置１０内（プロセスチャンバー１２及び／又は昇降ガイド室１４）に再び送られてもよいし、他の用途に使用されてもよい。
【００５９】
＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態に係る三次元造形装置１０を示す図である。
【００６０】
本実施形態に係る三次元造形装置１０において、上述の第１実施形態（図１及び図２参照）に係る三次元造形装置１０を構成する要素と同一又は類似の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６１】
本実施形態の不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５は、複数の昇降ガイド室１４（ディスペンサー昇降ガイド室１４１、ビルディング昇降ガイド室１４３及び回収昇降ガイド室１４２）のうちの少なくとも１つ（本例ではディスペンサー昇降ガイド室１４１及び回収昇降ガイド室１４２）に開口する。具体的には、不活性ガス供給開口部５４は、相互に隣り合って配置される複数の昇降ガイド室１４のうちの一方の端部側に設けられるディスペンサー昇降ガイド室１４１に開口する。またガス排出開口部５５は、相互に隣り合って配置される複数の昇降ガイド室１４のうちの他方の端部側に設けられる回収昇降ガイド室１４２に開口する。なお不活性ガス供給開口部５４は、ディスペンサー昇降ガイド室１４１におけるディスペンサー昇降ステージ１５１の可動範囲Ｒよりも下方の空間に開口し、またガス排出開口部５５は、回収昇降ガイド室１４２における回収昇降ステージ１５２の可動範囲Ｒよりも下方の空間に開口する。
【００６２】
また、ディスペンサー昇降ガイド室１４１を形成する壁部のうち不活性ガス供給開口部５４が設けられる壁部と、回収昇降ガイド室１４２を形成する壁部のうちガス排出開口部５５が設けられる壁部とは、互いに向かい合わない。つまりこれらの壁部は非平行の関係にある。具体的には、図３に示す例では、紙面に垂直な方向に壁面が向けられる壁部に不活性ガス供給開口部５４が設けられる一方で、ガス排出開口部５５は、紙面の左右方向に壁面が向けられる壁部に設けられている。
【００６３】
また、隣り合って配置される昇降ガイド室１４同士（本例では「ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３」及び「回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３」）は連通穴部４２を介して連通される。なお各連通穴部４２の開口の断面積（以下「開口断面積」とも称する）は特に限定されず、全ての連通穴部４２の開口部分が同じ断面積を有していてもよいし、「ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３とを連通させる連通穴部４２」と「回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３とを連通させる連通穴部４２」との間で開口断面積を異ならせてもよい。また「ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３とを連通させる連通穴部４２」及び「回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３とを連通させる連通穴部４２」の数も特に限定されず、単数又は複数の連通穴部４２を各隔壁２８に形成することが可能である。
【００６４】
他の構成は、上述の第１実施形態に係る三次元造形装置１０と同様である。
【００６５】
本実施形態によれば、不活性ガス供給部４６から不活性ガス供給管４４及び不活性ガス供給開口部５４を介してディスペンサー昇降ガイド室１４１に供給された不活性ガスは、連通穴部４２を介してビルディング昇降ガイド室１４３及び回収昇降ガイド室１４２に拡散する。またディスペンサー昇降ガイド室１４１及びビルディング昇降ガイド室１４３に滞留する酸素は、不活性ガスの流入に伴って流動し、回収昇降ガイド室１４２に送られ、ガス排出開口部５５及びガス排出管４５を介してガス回収部４７によって回収される。したがって、全ての昇降ガイド室１４（ディスペンサー昇降ガイド室１４１、ビルディング昇降ガイド室１４３及び回収昇降ガイド室１４２）から酸素を排出し、全ての昇降ガイド室１４を不活性ガスで満たすことができる。
【００６６】
特に不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５は、並んで配置される昇降ガイド室１４のうちの両端部側に配置されるディスペンサー昇降ガイド室１４１及び回収昇降ガイド室１４２にそれぞれ開口する。これにより、ディスペンサー昇降ガイド室１４１から回収昇降ガイド室１４２に向かって不活性ガスを流すことができ、ディスペンサー昇降ガイド室１４１と回収昇降ガイド室１４２との間に配置されるビルディング昇降ガイド室１４３に対しても不活性ガスを供給することができる。したがって、ガス排出開口部５５が開口する回収昇降ガイド室１４２からだけではなく、他の昇降ガイド室１４（ディスペンサー昇降ガイド室１４１及びビルディング昇降ガイド室１４３）からも、効果的に酸素を排出することができる。
【００６７】
また互いに向かい合わない壁部、つまり互いに非平行の関係にある壁部に不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５を設けることで、不活性ガス供給開口部５４から供給される不活性ガスを各昇降ガイド室１４（ディスペンサー昇降ガイド室１４１、ビルディング昇降ガイド室１４３及び回収昇降ガイド室１４２）において効果的に拡散することができる。これにより、各昇降ガイド室１４における酸素の滞留を防ぎ、各昇降ガイド室１４から効率良く酸素を排出することができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
図４は、第３実施形態に係る三次元造形装置１０を示す図である。
【００６９】
本実施形態に係る三次元造形装置１０において、上述の第１実施形態（図１及び図２参照）に係る三次元造形装置１０を構成する要素と同一又は類似の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７０】
本実施形態では、不活性ガス供給開口部５４が昇降ガイド室１４（本例では回収昇降ガイド室１４２）に開口し、ガス排出開口部５５が駆動室３２に開口する。
【００７１】
また不活性ガス供給開口部５４が形成される昇降ガイド室１４（回収昇降ガイド室１４２）の壁部と、ガス排出開口部５５が形成される駆動室３２の壁部とは、同じ方向を向いている。つまりこれらの壁部は平行の関係にある。図４に示す例では、紙面の左右方向に壁面が向けられる壁部に、不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５が形成されている。
【００７２】
また隣り合って配置される昇降ガイド室１４同士（本例では「ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３」及び「回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３」）は連通穴部４２を介して連通される。なお各連通穴部４２の開口断面積は特に限定されず、全ての連通穴部４２の開口部分が同じ断面積を有していてもよいし、「ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３とを連通させる連通穴部４２」と「回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３とを連通させる連通穴部４２」との間で開口断面積を異ならせてもよい。また「ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３とを連通させる連通穴部４２」及び「回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３とを連通させる連通穴部４２」の数も特に限定されず、単数又は複数の連通穴部４２を各隔壁２８に形成することが可能である。
【００７３】
また駆動室３２は、連通口部３８を介して複数の昇降ガイド室１４のうちの少なくとも１つ（本例ではディスペンサー昇降ガイド室１４１）と連通する。すなわち、ディスペンサー昇降ガイド室１４１と駆動室３２とを区画する壁部には、ガスの流通が可能な１又は複数の連通口部３８が形成される。なお連通口部３８の開口断面積は特に限定されず、複数の連通口部３８が設けられる場合には連通口部３８の開口断面積を相互に同じにしてもよいし変えてもよい。このように本例の三次元造形装置１０では、並んで配置される昇降ガイド室１４のうちの一方の端部側のディスペンサー昇降ガイド室１４１に連通口部３８が開口し、他方の端部側の回収昇降ガイド室１４２に不活性ガス供給開口部５４が開口する。
【００７４】
他の構成は、上述の第１実施形態に係る三次元造形装置１０と同様である。
【００７５】
本実施形態においても、昇降ガイド室１４（本例では回収昇降ガイド室１４２）に対して直接的に不活性ガスが供給されるため、迅速に、昇降ガイド室１４を不活性ガスで満たし、昇降ガイド室１４から酸素を排出することができる。特に本実施形態では、不活性ガス供給開口部５４を介して回収昇降ガイド室１４２に供給された不活性ガスは、ビルディング昇降ガイド室１４３、ディスペンサー昇降ガイド室１４１及び駆動室３２を経て、ガス排出開口部５５を介して排出される。したがって、全ての昇降ガイド室１４及び駆動室３２に滞留する酸素を排出することができ、より確実に、三次元造形装置１０内における酸素の滞留を防ぐことができる。
【００７６】
なお不活性ガス供給開口部５４は、複数の昇降ガイド室１４のうちの少なくとも１つに開口していればよく、回収昇降ガイド室１４２以外の昇降ガイド室１４に開口していてもよいし、２つの昇降ガイド室１４或いは３つの昇降ガイド室１４に開口していてもよい。
【００７７】
また連通口部３８は、複数の昇降ガイド室１４のいずれかと駆動室３２とを連通させればよく、必ずしもディスペンサー昇降ガイド室１４１と駆動室３２とを連通させる必要はない。また複数の昇降ガイド室１４と駆動室３２とが連通されるように、複数の連通口部３８が設けられてもよい。したがってディスペンサー昇降ガイド室１４１と駆動室３２とを区画する壁部、ビルディング昇降ガイド室１４３と駆動室３２とを区画する壁部、及び回収昇降ガイド室１４２と駆動室３２とを区画する壁部のうちのいずれか１つ又は２以上の壁部に連通口部３８が設けられてもよい。
【００７８】
＜第４実施形態＞
図５は、第４実施形態に係る三次元造形装置１０を示す図である。
【００７９】
本実施形態に係る三次元造形装置１０において、上述の第３実施形態（図４参照）に係る三次元造形装置１０を構成する要素と同一又は類似の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８０】
本実施形態では、「ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３との間に設けられる第１連通穴部４２Ａ」及び「回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３との間に設けられる第２連通穴部４２Ｂ」が相互に異なる大きさの開口断面積（流路面積）を有する。特に、不活性ガス供給開口部５４が設けられない昇降ガイド室１４同士（本例ではディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３）を連通する第１連通穴部４２Ａの断面積は、不活性ガス供給開口部５４が設けられる昇降ガイド室１４（本例では回収昇降ガイド室１４２）と不活性ガス供給開口部５４が設けられない昇降ガイド室１４（本例ではビルディング昇降ガイド室１４３）とを連通させる第２連通穴部４２Ｂの断面積よりも大きい。
【００８１】
他の構成は、上述の第３実施形態に係る三次元造形装置１０と同様である。
【００８２】
本実施形態によれば、不活性ガス供給開口部５４から離れて配置されるため不活性ガスの供給圧力が相対的に低くなるディスペンサー昇降ガイド室１４１に対しても、大きな断面積を有する第１連通穴部４２Ａを介して不活性ガスを供給することができる。したがって、回収昇降ガイド室１４２、ビルディング昇降ガイド室１４３、ディスペンサー昇降ガイド室１４１及び駆動室３２を流れる気流を適切に作り出して、各昇降ガイド室１４及び駆動室３２に滞留する酸素を効果的に排出することができる。
【００８３】
なお、第１連通穴部４２Ａ及び／又は第２連通穴部４２Ｂは複数設けられてもよい。すなわち、ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３との間の隔壁２８に複数の第１連通穴部４２Ａが設けられてもよく、また回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３との間の隔壁２８に複数の第２連通穴部４２Ｂが設けられてもよい。このような場合には、必ずしも「１つの第１連通穴部４２Ａの開口断面積」が「１つの第２連通穴部４２Ｂの開口断面積」よりも大きくなくてもよい。「ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３との間に設けられる１又は複数の第１連通穴部４２Ａの開口断面積の合計」を「回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３との間に設けられる１又は複数の第２連通穴部４２Ｂの開口断面積の合計」よりも大きくした場合にも、上述の本実施形態と同様の効果を期待しうる。したがって、例えば「１つの第１連通穴部４２Ａの開口断面積」が「１つの第２連通穴部４２Ｂの開口断面積」以下の大きさを有していても、第１連通穴部４２Ａの数を第２連通穴部４２Ｂの数よりも多くして「第１連通穴部４２Ａの開口断面積の合計」を「第２連通穴部４２Ｂの開口断面積の合計」よりも大きくすることで、上述の本実施形態と同様の効果を期待しうる。
【００８４】
また、第１連通配管２４Ａと第２連通配管２４Ｂとの間の開口断面積の関係は上述の例に限定されず、例えば１又は複数の第１連通配管２４Ａの開口断面積の合計を、１又は複数の第２連通配管２４Ｂの開口断面積の合計よりも小さくしてもよい。
【００８５】
＜第５実施形態＞
図６は、第５実施形態に係る三次元造形装置１０を示す図である。
【００８６】
本実施形態に係る三次元造形装置１０において、上述の第２実施形態（図４参照）に係る三次元造形装置１０を構成する要素と同一又は類似の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８７】
本実施形態では、不活性ガス供給開口部５４が駆動室３２に開口し、ガス排出開口部５５が昇降ガイド室１４（本例では回収昇降ガイド室１４２）に開口し、駆動室３２と昇降ガイド室１４（本例では回収昇降ガイド室１４２）とは、ディスペンサー昇降ガイド室１４１、ビルディング昇降ガイド室１４３及び連通穴部４２を介して連通している。
【００８８】
他の構成は、上述の第３実施形態に係る三次元造形装置１０と同様である。
【００８９】
本実施形態では、不活性ガス供給開口部５４を介して供給される不活性ガスは、駆動室３２、ディスペンサー昇降ガイド室１４１、ビルディング昇降ガイド室１４３及び回収昇降ガイド室１４２を経てガス排出開口部５５から流出する。したがって本実施形態においても、各昇降ガイド室１４及び駆動室３２を不活性ガスで満たして、各昇降ガイド室１４及び駆動室３２に滞留する酸素を効果的に排出することができる。
【００９０】
＜第６実施形態＞
図７は、第６実施形態に係る三次元造形装置１０を示す図である。図８は、図７の三次元造形装置１０を側方（図７の矢印「Ｓ」参照）から見た図である。理解を容易にするため、図８では、不活性ガス供給開口部５４については図示するが、不活性ガス供給開口部５４に接続される不活性ガス供給管４４及び不活性ガス供給部４６の図示は省略する。
【００９１】
本実施形態に係る三次元造形装置１０において、上述の第２実施形態（図３参照）に係る三次元造形装置１０を構成する要素と同一又は類似の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９２】
本実施形態では、不活性ガス供給開口部５４が形成されるディスペンサー昇降ガイド室１４１の壁部と、ガス排出開口部５５が形成される回収昇降ガイド室１４２の壁部とは互いに向かい合っている。すなわち、相互に向かい合って設けられる壁部のそれぞれに不活性ガス供給開口部５４とガス排出開口部５５とが設けられる。
【００９３】
ただし、本実施形態の不活性ガス供給開口部５４とガス排出開口部５５とは、互いにオフセットした位置（互いにずれた位置）に設けられる。すなわち不活性ガス供給開口部５４は、ガス排出開口部５５から当該ガス排出開口部５５の開口方向に向かって延在するライン上にはなく、当該ラインからずれた位置である昇降ガイド室１４（ディスペンサー昇降ガイド室１４１）に設けられている。したがって、不活性ガス供給開口部５４の向き（不活性ガス供給開口部５４の開口方向（本例では図７における紙面の左右方向及び図８における紙面に垂直な方向））に関する不活性ガス供給開口部５４の投影とガス排出開口部５５の投影とは、相互にずれており、重なり合わない。なお、不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５のオフセット方向は特に限定されず、図７及び図８に示す例では鉛直方向とは垂直を成す水平方向にオフセットして不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５が設けられている。
【００９４】
他の構成は、上述の第３実施形態に係る三次元造形装置１０と同様である。
【００９５】
本実施形態によれば、ガス排出開口部５５は「不活性ガス供給開口部５４から、当該不活性ガス供給開口部５４からの不活性ガスの吹き出し方向へ延在するライン」上には配置されない。したがって、不活性ガス供給開口部５４を介して供給される不活性ガスが複数の昇降ガイド室１４の全体に行き渡る前にガス排出開口部５５を介して排出されることを、効果的に防ぐことができる。そのため、複数の昇降ガイド室１４を効率良く不活性ガスで満たして、複数の昇降ガイド室１４に滞留する酸素を効率良く排出することができる。
【００９６】
＜第７実施形態＞
図９は、第７実施形態に係る三次元造形装置１０を示す図である。
【００９７】
本実施形態に係る三次元造形装置１０において、上述の第６実施形態（図７及び図８参照）に係る三次元造形装置１０を構成する要素と同一又は類似の要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９８】
本実施形態では、「ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３との間に設けられる第１連通穴部４２Ａ」と「回収昇降ガイド室１４２とビルディング昇降ガイド室１４３との間に設けられる第２連通穴部４２Ｂ」とは、互いにオフセットした位置（ずれた位置）に設けられる。すなわち、「第１連通穴部４２Ａから、当該第１連通穴部４２Ａが向いている方向（開口方向）へ延在するライン」と、「第２連通穴部４２Ｂから、当該ガス第２連通穴部４２Ｂが向いている方向（開口方向）へ延在するライン」とは重ならない。したがって、第１連通穴部４２Ａの開口方向（図９に示す例では紙面の左右方向）に関する第１連通穴部４２Ａの投影と、同方向に関する第２連通穴部４２Ｂの投影とは相互に重なり合わない。なお、第１連通穴部４２Ａ及び第２連通穴部４２Ｂのオフセット方向は特に限定されず、図９に示す例では鉛直方向にオフセットして第１連通穴部４２Ａ及び第２連通穴部４２Ｂが設けられている。
【００９９】
また本実施形態の不活性ガス供給開口部５４とガス排出開口部５５とは、互いに対向した壁部に設けられており、ガス排出開口部５５は、「不活性ガス供給開口部５４から、当該不活性ガス供給開口部５４が向いている方向（開口方向）へ延在するライン」上に設けられる。ただし本実施形態の複数の連通穴部（第１連通穴部４２Ａ及び第２連通穴部４２Ｂ）は、不活性ガス供給開口部５４とガス排出開口部５５とを結ぶライン上には位置せずに当該ライン上からずれた位置に設けられた連通穴部（図９に示す例では第１連通穴部４２Ａ）を含む。
【０１００】
他の構成は、上述の第６実施形態に係る三次元造形装置１０と同様である。
【０１０１】
本実施形態によれば、ディスペンサー昇降ガイド室１４１とビルディング昇降ガイド室１４３とを連通させる第１連通穴部４２Ａが、「不活性ガス供給開口部５４から、当該不活性ガス供給開口部５４からの不活性ガスの吹き出し方向へ延在するライン」上には配置されない（第１連通穴部４２Ａは不活性ガス供給開口部５４とはオフセットして設けられる）。したがって、不活性ガス供給開口部５４から供給される不活性ガスが複数の昇降ガイド室１４の全体に行き渡る前に連通配管２４の昇降室開口部２４ｂを介してプロセスチャンバー１２に送られることを、効果的に防ぐことができる。
【０１０２】
＜変形例＞
本発明は上述の実施形態及び変形例に限定されず、他の変形が適宜加えられてもよいし、上述の実施形態及び変形例の一部又は全部の構成が互いに組み合わされてもよい。
【０１０３】
例えば、上述の実施形態では昇降ユニット１６が３つ（ディスペンサーユニット、ビルディングユニット及び回収ユニット）設けられているが、三次元造形装置１０は、１つ又は２つの昇降ユニット１６のみを備えてもよいし、４つ以上の昇降ユニット１６を備えてもよい。したがって三次元造形装置１０は、例えば上述の回収ユニットのうち回収昇降ステージ１５２を具備せず、回収昇降ガイド室１４２のみを具備してもよい。
【０１０４】
また不活性ガス供給開口部５４やガス排出開口部５５の設置位置は適宜変えられてもよい。例えば、複数の昇降ガイド室１４（ディスペンサー昇降ガイド室１４１、ビルディング昇降ガイド室１４３及び回収昇降ガイド室１４２）のうちの１又は２以上の室内に不活性ガス供給開口部５４及びガス排出開口部５５は開口してもよい。
【０１０５】
また上述の実施形態ではレーザー光によって粉体材料１を固化（焼結）する例について説明したが、粉体材料１を固化する手段は特に限定されない。例えば照射部３０は電子ビームを出射してもよく、粉体材料１は、この照射部３０から出射される電子ビームの照射によって固化する特性を有していてもよい。
【０１０６】
本発明は、上述の実施形態及び変形例に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形が加えられた各種態様も含みうるものであり、本発明によって奏される効果も上述の事項に限定されない。したがって、本発明の技術的思想及び趣旨を逸脱しない範囲で、特許請求の範囲及び明細書に記載される各要素に対して種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【０１０７】
５  三次元物体
１０  三次元造形装置
１２  プロセスチャンバー
１４  昇降ガイド室
１５  昇降ステージ
１６  昇降ユニット
１８  昇降駆動部
２０  ガス供給部
２２  ガス排出部
２８  隔壁
３２  駆動室
３４  酸素センサー
３６  コントローラ
３８  連通口部
４２  連通穴部
４４  不活性ガス供給管
４５  ガス排出管
４６  不活性ガス供給部
４７  ガス回収部
５４  不活性ガス供給開口部
５５  ガス排出開口部
Ｃ  ガス流路
【図１】
2017109355.tif 000003
【図２】
2017109355.tif 000004
【図３】
2017109355.tif 000005
【図４】
2017109355.tif 000006
【図５】
2017109355.tif 000007
【図６】
2017109355.tif 000008
【図７】
2017109355.tif 000009
【図８】
2017109355.tif 000010
【図９】
2017109355.tif 000011