(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下に開放した箱型の造形枠内に配置するベースプレート上に薄い粉体層を形成する工程と、該粉体層にレーザービームを照射して所要の２次元パターンの硬化層を形成する工程と、造形枠に対してベースプレートを前記粉体層の厚み分だけ下降させる工程とを繰り返すことより、造形枠内のベースプレート上に前記硬化層が積層した造形物を作製する積層造形装置において、
前記造形枠の周壁の下部寄りの複数箇所に、開閉蓋付きの粉体排出口と、各開閉蓋を閉止状態で固定するロック手段とが設けられていることを特徴とする積層造形装置。
【請求項２】
前記粉体排出口の開閉蓋は、該排出口閉鎖時の内面が造形枠の周壁内面と面一になるように構成されてなる請求項１記載の積層造形装置。
【請求項３】
前記粉体排出口の開閉蓋がスライド式開閉であり、そのスライド位置によって粉体排出口の開口度を調整可能である請求項１又は２に記載の積層造形装置。
【請求項４】
前記粉体排出口の開閉蓋が蝶番式開閉である請求項１又は２に記載の積層造形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、砂、金属粉、合成樹脂粉末等よりなる薄い粉体層をレーザービームの熱によって結着硬化させ、その硬化層を積層一体化して３次元造形物を作製する積層造形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車、航空機、建造物、家電、玩具、日用雑貨等の各種工業分野における製品や部品の設計・デザイン構成をＣＡＤ、ＣＡＭ、ＣＡＥ等のコンピュター上で行う手法が広く普及している。そして、このようなコンピュター上で設計された三次元モデルを具象化した実体モデルを製作する最新の手段として、積層造形法が登場している。
【０００３】
この積層造形法は、コンピュター上で設計モデルを厚さ数十〜数百μｍ単位の多数層に平行スライスした時の各断面パターンのデータを作成し、このデータを積層造形装置のコントローラーに入力し、造形材料に各層の断面パターンに沿ってレーザービームを照射することにより、前記スライスした多数層を最下層から順次一層ずつ積層形成してゆき、最終的に設計モデルに対応した実体モデルを形成するものであり、非常に複雑な形状のものでも連続する部位があれば一体物として形成できるという利点がある。
【０００４】
しかして、このような積層造形法は、レーザービームを用いた光学的手段でパターン形成を行うために光造形法とも称されるが、使用する造形材料によって溶液造形方式と粉体造形方式とに大別される。前者の溶液造形方式は、紫外線硬化型樹脂等の光硬化性樹脂の溶液を造形材料とし、レーザー光にて該樹脂成分を光反応によって硬化させて樹脂造形物とするものである。一方、後者の粉体造形方式は、造形材料として砂、金属粉、樹脂粉末等の固形粉末を用い、レーザービームの熱により、粉体粒子自体を焼結させるか、混入されたバインダー成分を介して融着させ、もって粒子同士が結着硬化した造形物とするものであり、形態確認用の実体モデルのみならず、鋳造用の鋳型や樹脂成形用の金型等として実際の製品製造に用いる成形型枠の製作手段としても期待されている。
【０００５】
粉体造形方式に用いる積層造形装置は、図８に示すように、上下に開放した矩形箱型の造形枠１内に、昇降台２上に載置されたべースプレート３が周囲のパッキング３ａを介して密接状態で且つ昇降可能に配置しており、この造形枠１の開口部上を水平往復移動するリコーター４が設けられると共に、該造形枠１の上方に、炭酸ガスレーザーの如きレーザ発振器５から出射されるレーザービームＬの照射方向を制御するＸＹスキャナー６が配置している。そして、リコーター４は、造形枠１の開口部全幅に対応する長さで上方へ開放する溝枠形をなし、下端にスリット状開口部４ａを有しており、造形枠１上から外れたストローク両端の近傍位置で上方に配置した材料供給装置７より粉体Ｓの供給を受け、その粉体を移動過程でスリット状開口部４ａから流出するようになっている。
【０００６】
造形は、べースプレート３の造形基準面を前記平行スライスした一層分の厚みに相当する分だけ造形枠１の開口上縁より低い位置に設定し、リコーター４の水平移動によって粉体Ｓをべースプレート３上に載せ、この粉体層の表面にレーザービームＬを前記多数層に平行スライスした第１層（最下層）の断面パターンに沿って照射し、該第１層に相当する二次元パターンの結着硬化層Ｐ1 を形成し、次いで昇降台２を前記一層分の厚みだけ下降させ、新たに粉体Ｓを該一層分に相当する厚みで載せ、同様にレーザービームＬを照射して第２層に対応する結着硬化層Ｐ2 を形成し、以降同様にして順次一層分ずつ昇降台２を下降させて粉体Ｓの供給とレーザービームＬの照射を繰り返すことにより、最終的に前記平行スライスした全ての層に対応する結着硬化層Ｐ1 ，Ｐ2 …が積層一体化した積層造形物Ｍを形成する。
【０００７】
かくして積層造形が終了すれば、ベースプレート３をその底面が造形枠１の下縁よりも若干下位になる位置まで下降させ、フォークリフト等によって該ベースプレート３を造形枠１と一体に造形装置本体から取り外し、図９に示すように、所定の作業場に設けた粉体落とし槽８のネット８ａ上に運び、角材の如き適当な受け材９を介して該ネット８ａ上に載置する。この運搬の間、造形枠１はパッキン３ａの弾接によってベースプレート３に保持されている。しかして、ベースプレート３をネット８ａ上に載置後、造形枠１を上方へ持ち上げて該ベースプレート３離脱させ、残留する未硬化粉体Ｓを排除して積層造形物Ｍを取り出す。なお、８ｂはネット８ａを支持する簀の子状の受けフレームである。しかして、得られた積層造形物Ｍは、そのままでは粒子相互の結着力が弱いため、通常、ガスバーナーで表面を炙ったり、加熱炉内でのポストキュアを行ったりして強度を高め、更に要すれば研磨や孔開け、不要部の切除等の後加工を施して所期の用途に供される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記のように造形終了段階での積層造形物Ｍは粒子相互の結着力が弱いことから、従来の積層造形装置においては、造形終了後のベースプレート３を造形枠１ごと前記粉体落とし槽８上に載置し、造形枠１を上方へ持ち上げて離脱させた際、一挙になだれ落ちる未硬化粉体Ｓの圧力と研磨力により、積層造形物Ｍの細い部分の折損、薄肉部分の破損、表面の磨耗による寸法精度及び表面性の悪化等を生じ易いという問題があった。しかして、このような問題は、造形材料がレジン含有型砂のように混入されたバインダー成分を介して融着させる粉体である場合に特に顕著であり、また積層造形物Ｍが構造的に複雑で精緻なものであるほど影響が大きいため、積層造形法の利点を充分に活かせない要因になっていた。
【０００９】
因みに、図７は自動車エンジンの４気筒アルミニウム合金製シリンダヘッドの鋳造用砂型に用いられる中子の一例を示す。この中子Ｃは、三つ葉状になった各孔部Ｈに別体の二股棒状の中子（図示省略）を一部挿嵌させた状態で、上下の主型間に組み込まれるものであるが、燃料ガス及び空気の各シリンダへの分配と混合を行うシリンダヘッド内の流路及び空間構成に対応して、非常に複雑な形状・構造になっている。従って、このような中子Ｃの試作及び製作には、造形材料として砂型製作用のレジンコーテッドサンド（砂粒子を熱硬化性樹脂で被覆した型砂）を用いる積層造形法が好適であるが、図示の如く非常に細くなった部分や薄肉の部分が多く存在する形態であることから、積層造形法では造形物の取り出しの際に未硬化粉体の前記なだれ落ちによる影響を受け易く、歩留り及び寸法精度の低下を招くという難点があった。
【００１０】
本発明は、上述の情況に鑑み、積層造形装置として、造形後に積層造形物を取り出す際の未硬化粉体のなだれ落ちによる悪影響を排除でき、もって損傷がなく寸法精度及び表面性に優れた積層造形物を確実に得ることを可能にするものを提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、図面の参照符号を付して示せば、上下に開放した箱型の造形枠１内に配置するベースプレート３上に、粉体Ｓを散布して薄い粉体層を形成する工程と、該粉体層にレーザービームＬを照射して所要の２次元パターンの硬化層を形成する工程と、造形枠１に対してベースプレート３を前記粉体層の厚み分だけ下降させる工程とを繰り返すことより、造形枠１内のベースプレート３上に前記硬化層が積層した造形物Ｍを作製する積層造形装置において、前記造形枠１の周壁１０の下部寄りの複数箇所に、開閉蓋１２，２２，３２付きの粉体排出口１１，２１，３１と、各開閉蓋１２，２２，３２を閉止状態で固定するロック手段１３，２３，３３とが設けられていることを特徴とする構成を採用したものである。
【００１２】
上記構成によれば、ベースプレート３を造形枠１ごと粉体落とし槽８上に載置して造形終了後の造形物Ｍを取り出す際、造形枠１を上方へ持ち上げて離脱させる前に造形枠１の粉体排出口１１，２１，３１の開閉蓋１２，２２，３２を開放すれば、造形物Ｍの周囲の未硬化粉体Ｓを該粉体排出口１１，２１，３１から徐々に流出させて予め減少させておくことができるから、造形枠１を持ち上げた時に未硬化粉体Ｓが一挙になだれ落ちるのを回避できる。従って、取り出される造形物Ｍは、未硬化粉体Ｓのなだれ落ちによる部分的な折損や破損、磨耗がなく、寸法精度及び表面性に優れたものとなる。
【００１３】
請求項２の発明は、上記請求項１の積層造形装置において、前記粉体排出口１１，２１の開閉蓋１２，２２は、該排出口１１閉鎖時の内面が造形枠１の周壁１０内面と面一になるように構成されてなるものとしている。この構成では、造形枠１の内側の粉体排出口１１，２１が存在する高さ領域での水平面積と、同排出口１１，２１が存在しない高さ領域での水平面積とが略一致するから、積層造形における各段階で形成する粉体層の表面は常に全体が均一に水平面に沿うものとなる。
【００１４】
請求項３の発明は、上記請求項１又は２の積層造形装置において、前記粉体排出口１１，３１の開閉蓋１２，３２がスライド式開閉であり、そのスライド位置によって粉体排出口１１，３１の開口度を調整可能であるものとしている。この場合、造形終了後の造形物Ｍの取り出しにおいて、造形枠１を上方へ離脱させる前に造形枠１の開閉蓋１２，３２を開いて粉体排出口１１，２１から未硬化粉体Ｓを流出させる際、該未硬化粉体Ｓの流動性に応じて粉体排出口１１，２１の開口度を調整したり、初期には開口度を小さくして過度な流出を抑え、造形枠１内の粉体残存量の減少に伴って開口度を大きくして排出を促すことができる。
【００１５】
請求項４の発明は、上記請求項１又は２の積層造形装置において、前記粉体排出口２１の開閉蓋２２が蝶番式開閉であるものとしている。この構成では、開閉蓋２２の取付構造が極めて簡素になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る積層造形装置について、図示実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本積層造形装置において既述した図８及び図９で示す従来の積層造形装置と共通する部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
【００１９】
図１は、第一実施例の積層造形装置に用いる造形枠１とベースプレート３を示す。この造形枠１は、アルミ合金製であり、従来の積層造形装置のものと同様に上下に開放した矩形箱型をなすが、その周壁１０の前面及び後面の左右下部の計４ヵ所に横長矩形の粉体排出口１１が開設されており、これら粉体排出口１１を横スライド式の開閉蓋１２によって開閉できるようになっている。一方、ベースプレート３は、従来の積層造形装置のものと同様であり、周側面を取り巻くパッキン３ａを備えており、このパッキン３ａを介して造形枠１の内周面に対して密接する形状及び大きさに設定されている。
【００２０】
造形枠１の四周の各外面側上下部には、断面略Ｕ字形に曲成したアルミ合金製枠材の左右方向に沿う補強リブ１４，１５が設けてある。そして、該造形枠１の前面及び後面における下部補強リブ１５には、左右の各粉体排出口１１の下縁に沿う下部摺動ガイド１６ｂが一体形成されると共に、各粉体排出口１１の上縁に沿って固着されたアルミ合金製小片により、前記の下部摺動ガイド１６ｂと対をなす上部摺動ガイド１６ａが設けられており、これら摺動ガイド１６ａ，１６ｂと粉体排出口１１の上下縁外面との間に、開閉蓋１２を摺動自在に挿嵌させる溝が構成されている。なお、補強リブ１４，１５と上部摺動ガイド１６ａのアルミ合金製小片は、造形枠１の内面側に凹凸を生じない形のリベット止め又はねじ止めによって当該造形枠１に固着されている。
【００２１】
開閉蓋１２は、図２及び図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、略横長矩形板状であり、厚肉部１２ａと、該厚肉部１２ａから上下両側及び左右一端側に張出した突縁部１２ｂと、厚肉部１２ａの左右他端側からＬ字形に曲折した把手部１２ｃとからなり、突縁部１２ｂの上縁側の左右方向中間部にロック用切欠部１２ｄが形成されている。この開閉蓋１２の閉止姿勢では、把手部１２ｃが造形枠１のコーナー側になる向きとして、厚肉部１２ａが粉体排出口１１に適嵌すると共に、突縁部１２ｂの上下両縁側が摺動ガイド１６ａ，１６ｂの内側に挿嵌し、且つ該突縁部１２ｂの左右一端側への張出部分が粉体排出口１１の垂直端縁の外面側に重合し、もって当該粉体排出口１１を完全に閉鎖すると共に、厚肉部１２ａの内面が造形枠１の内面と面一になるように設定されている。
【００２２】
また、図２及び図３（Ｂ）に示すように、上部摺動ガイド１６ａには閉止状態における開閉蓋１２のロック用切欠部１２ｄに対応する位置にロックねじ１３が螺着されている。しかして、開閉蓋１２は、このロックねじ１３を締め付けて先端部をロック用切欠部１２ｄへ嵌入させることにより、閉止状態で移動不能にロックされる一方、当該ロックねじ１３を緩めて先端部をロック用切欠部１２ｄから離脱させることにより、図３（Ａ）の仮想線で示すように外側へ引き出して粉体排出口１１を開放できるようになっている。
【００２３】
なお、造形枠１の上部補強リブ１４は、積層造形装置への取り付け時の位置決め支承部としても機能する。すなわち、該上部補強リブ１４は位置決め用の傾斜上面１４ａと水平方向に沿う底面１４ｂとを有しており、造形枠１を積層造形装置に取り付ける際、図８に示すように、左右の操作レバー１７，１７の支持スプリング１７ａ，１７ａで左右の上部補強リブ１４，１４の各底面１４ｂを支え、該操作レバー１７，１７を介した持ち上げ操作により、上部補強リブ１４の傾斜上面１４ａを造形装置本体側の支持枠１８の位置決め傾斜片１８ａに押接すると共に、両操作レバー１７，１７を該支持枠１８の受け片１８ｂ上に載置して、当該造形枠１を位置決め状態で固定する。
【００２４】
一方、ベースプレート３は、下降位置にある当該昇降台２上に、その上面に突設された位置決め突起２ａに嵌合させる形で位置決め載置し、該昇降台２の上昇によって前記の位置決め固定された造形枠１内に案内される。１９は昇降台２の昇降軸部２ｂを包囲する蛇腹状の防塵カバーである。
【００２５】
このような造形枠１を用いた積層造形装置による造形操作は、従来と全く同様であり、コンピュター上で設計モデルを厚さ数十〜数百μｍ単位の多数層に平行スライスした時の各断面パターンのデータを作成し、このデータの入力によって自動的に、粉体層の形成とレーザービームＬの照射による所要パターンの結着硬化層の形成とを繰り返し、最終的に設計モデルに対応した実体モデルである積層造形物を得る。
【００２６】
なお、この造形操作は既述の通りであるが、ベースプレート３の傾きや表面凹凸等による造形への悪影響を排除するために、造形の前操作として一般的にベースプレート３上に造形基準面を設定する。これは、まず該ベースプレート３の上面を造形枠１の開口上縁より若干低い位置に設定し、リコーター４の１ストロークの移動によって該ベースプレート３上に粉体層を形成したのち、この粉体層の全体を当該ベースプレート３に内臓する電熱ヒーターで加熱して結着硬化させることにより、造形基準面とする造形ベース層を形成するのである。そして、この造形ベース層と形成する造形物との分離のために、該造形ベース層上に更に薄い粉体層を形成し、この未硬化の粉体層上に既述のように積層造形を行う。無論、積層造形に際しては、造形枠１は各開閉蓋１２を閉止状態でロックして粉体排出口１１…を閉鎖しておく。
【００２７】
また、積層造形において各材料供給装置７からリコーター４へ供給される粉体Ｓの量は、該リコーター４の１ストロークの移動で形成する粉体層の一層分に対応するが、粉体層形成中に何らかの要因で途切れを生じては造形不能に陥るから、これを回避するために必要量よりも幾分多めに設定される。そして、この余剰分は、リコーター４のストローク両端で下方側に設けられている粉体回収槽２０，２０へ排出されるようになっている。なお、リコーター４及び粉体回収槽２０の上方開口部には、粉体の粗粒や凝集塊の入り込みを排除するためのネット４ｂ，２０ａが張られている。
【００２８】
積層造形が終了すれば、既述のように、ベースプレート３をその底面が造形枠１の下縁よりも若干下位になる位置まで下降させ、フォークリフト等によって該ベースプレート３と造形枠１を一体に造形装置本体から取り外して所定の作業場に運び、図４に示すように、粉体落とし槽８のネット８ａ上に角材の如き適当な受け材９を介して載置する。なお、図４では、造形枠１の粉体排出口１１を示すために、既述の図９で示す従来の場合とは造形枠１の向きを９０度変えている。また、図４における積層造形物Ｍの断面は、既述の図７で示す中子Ｃを造形対象した場合のイ−イ線における幅方向断面を表しており、この場合の粉体Ｓはレジンコーテッドサンドになる。
【００２９】
積層造形物Ｍの取り出しにおいては、まず造形枠１の開閉蓋１２…をロック解除して開き、各粉体排出口１１を開放する。これにより、造形枠１内の未硬化粉体Ｓは、図４に示すように粉体排出口１１…から徐々に流出し、次第に残量を減じてゆく。しかして、粉体排出口１１…からの未硬化粉体Ｓの流出がある程度まで減少するか、流出が停止した段階で、造形枠１を上方へ持ち上げてベースプレート３から離脱させ、ベースプレート３の面上や積層造形物Ｍの間に残る未硬化粉体Ｓを刷毛、エアーノズル、吸引ホース等を利用して排除し、積層造形物Ｍを取り出す。
【００３０】
このように積層造形物Ｍの取り出しにおいて、粉体排出口１１…を利用して予め造形枠１内の未硬化粉体Ｓを流出させて減らしておくことにより、造形枠１をベースプレート３から離脱させた際に未硬化粉体Ｓが一挙になだれ落ちるのを回避できる。そして、粉体排出口１１…からの未硬化粉体Ｓの流出は徐々に進行し、従来における未硬化粉体Ｓの一挙のなだれ落ちに伴うような圧力や研磨力は作用しないから、造形対象が前記中子Ｃのように非常に複雑な形状・構造で細くなった部分や薄肉の部分を多く有して、且つ造形材料としてレジンコーテッドサンドのように混入されたバインダー成分を介して融着させる粉体を用いたものであっても、その細い部分の折損、薄肉部分の破損、表面の磨耗が防止され、寸法精度及び表面性に優れた積層造形物Ｍを高歩留りで得ることができる。
【００３１】
かくして未硬化粉体Ｓを除去して取り出された積層造形物Ｍは、通常、ガスバーナーで炙る等の適当な手段で表面を熱して表層部の硬度を高めた上で、ポストキュアとして加熱炉中で所定時間の加熱を行って完全硬化させ、更に要すれば孔明け、切削、研磨、塗装等の後加工を施して積層造形品とする。
【００３２】
上記第一実施例では造形枠１の粉体排出口１１の開閉蓋１２が横スライド式でロックねじ１３によってロックするものであるが、本発明の積層造形装置における該開閉蓋の形状及び開閉方式とロック手段は例示以外の種々の構成を採用可能である。
【００３３】
例えば、図５（Ａ）（Ｂ）に示す第二実施例では、開閉蓋２２は、上方回動によって開放する蝶番方式であり、矩形の厚肉部２２ａの周囲に突縁部２２ｂが設けられ、その上方に固着した枢支金具２３の水平ピン２３ａを突縁部２２ｂの上部側で抱持しており、閉止状態で厚肉部２２ａが矩形の粉体排出口２１に適嵌して、その内面が造形枠１の周壁１０内面と面一になるように設定され、その側方に取付ピン２３ａを介して造形枠１に垂直面内回動自在に枢着した回動ロック片２３を、当該開閉蓋２２に植設したボルト型の摘み２２ｃに係止させることより、当該開閉蓋２２を閉止状態でロックするようになっている。
【００３４】
また、図６に示す第三実施例では、開閉蓋３２は、円形の粉体排出口３１の外面側に被さる円板状をなし、上部の枢支ピン３２ａを介して造形枠１に取り付けられており、該枢支ピン３２ａを中心として回転スライドさせることによって粉体排出口３１を開放すると共に、前記第二実施例の場合と同様に、その側方に取付ピン３３ａを介して造形枠１に垂直面内回動自在に枢着した回動ロック片３３を、当該開閉蓋３２に植設したボルト型の摘み３２ｂに係止させることより、当該開閉蓋３２を閉止状態でロックするようになっている。
【００３５】
しかして、前記第一及び第二実施例における開閉蓋１２，２２のように、１１閉鎖時の内面が造形枠１の周壁１０内面と面一になる構成では、造形枠１の内側の粉体排出口１１，２１が存在する高さ領域での水平面積と、同排出口１１，２１が存在しない高さ領域での水平面積とが略一致し、積層造形における各段階で形成する粉体層の表面は常に全体が均一に水平面に沿う形になるから、造形領域が造形枠１の近傍に達する場合でも、高い造形精度が得られるという利点がある。これに対し、第三実施例の開閉蓋３２のように、その内面が閉鎖時の造形枠１の周壁１０外面に沿う構造であれば、造形枠１の内側は排出口３１の位置で周壁１０の厚み分だけ凹んだ形になるから、この凹みへの粉体Ｓの入り込みにより、ベースプレート３が排出口３１の位置に達した以降の各段階で形成する粉体層の表面が排出口３１のある周壁１０近傍で窪むことになるから、造形領域が造形枠１の近傍に達する場合には支障を生じる。
【００３６】
一方、開閉蓋を前記第一及び第三実施例における開閉蓋１２，３２のようにスライド式開閉とすれば、そのスライド位置によって粉体排出口１１，３１の開口度を調整可能できるから、造形終了後の造形物Ｍの取り出しにおいて、未硬化粉体Ｓの流動性に応じて粉体排出口１１，２１の開口度を調整したり、初期には開口度を小さくして過度な流出を抑え、造形枠１内の粉体残存量の減少に伴って開口度を大きくして排出を促すことができるという利点がある。
【００３７】
また、本発明において造形枠１に設ける粉体排出口は、前記実施例のように周壁１０の四周の各側面毎の計４箇所に設けたり、対向側面や対角線方向の計２箇所に設ける等、複数箇所に設けることにより、未硬化粉体Ｓを偏りのない形で排出することができる。なお、粉体排出口の形成位置は、造形枠１内に残留する未硬化粉体Ｓの量をできるだけ少なくする上で、造形枠１の下部寄り、つまり造形後に積層造形装置本体からベースプレート３を造形枠１と一体に取り出す際の下降させた当該ベースプレート３の上面近傍に設定することが望ましい。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、造形材料として粉体を用いる積層造形装置として、記造形枠の周壁の下部寄りに開閉蓋付きの粉体排出口が設けられていることから、造形後の積層造形物の取り出しに当たり、予め該粉体排出口から未硬化粉体を流出させて造形枠内の未硬化粉体の残量を減らすことにより、造形枠をベースプレートから離脱させる際の未硬化粉体の一挙のなだれ落ちを回避でき、もって造形対象が非常に複雑で精緻な形状・構造のものであっても、損傷がなく寸法精度及び表面性に優れた積層造形物を確実に高歩留りで作製できるものが提供される。また、前記粉体排出口は複数箇所に設けられるため、その配置によって未硬化粉体を偏りのない形で排出することが可能になると共に、前記開閉蓋を閉止状態で固定するロック手段を有することから、造形中の開閉蓋の不用意な開放によって粉体の流出を生じる懸念がない。
【００３９】
請求項２の発明によれば、上記の積層造形装置において、前記粉体排出口の開閉蓋の閉止状態での内面が造形枠の周壁内面と面一になることから、積層造形における各段階で形成する粉体層の表面全体が常に均一に水平面に沿うものとなり、もって造形領域が造形枠近傍に達する場合でも高い造形精度を確保できる。
【００４０】
請求項３の発明によれば、上記の積層造形装置において、前記粉体排出口の開閉蓋がスライド式開閉であることから、造形終了後の造形物Ｍの取り出しに際し、未硬化粉体の流動性に応じて粉体排出口の開口度を調整したり、初期には開口度を小さくして過度な流出を抑え、造形枠内の粉体残存量の減少に伴って開口度を大きくして排出を促すことができる。
【００４１】
請求項４の発明によれば、上記の積層造形装置において、前記粉体排出口の開閉蓋が蝶番式開閉であることから、該開閉蓋の取付構造が極めて簡素になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一実施例に係る積層造形装置に用いる造形枠及びベースプレートを示す斜視図である。
【図２】  同造形枠の粉体排出口に取り付ける開閉蓋の斜視図である。
【図３】  同造形枠の粉体排出口近傍を示し、（Ａ）図は横断平面図、（Ｂ）図は（Ａ）図中のＢ−Ｂ線の断面矢視図である。
【図４】  同造形枠を用いた造形後の積層造形物の取り出しの前段階を示す縦断面図である。
【図５】  本発明の第二実施例に係る積層造形装置に用いる造形枠の粉体排出口近傍を示し、（Ａ）図は正面図、（Ｂ）図は（Ａ）図中のＢ−Ｂ線の断面矢視図である。
【図６】  本発明の第三実施例に係る積層造形装置に用いる造形枠の粉体排出口近傍を示す正面図である。
【図７】  造形対象の一例である自動車エンジンの４気筒シリンダヘッド鋳造用の中子を示す斜視図である。
【図８】  本発明及び従来の積層造形装置による造形状態を示す縦断正面図である。
【図９】  従来の積層造形装置による造形後の積層造形物の取り出し操作を示す縦断正面図である。
【符号の説明】
１      造形枠１
２      昇降台
３      ベースプレート
４      リコーター
５      レーザー発振器
６      ＸＹスキャナー
７      粉体供給装置
８      粉体落とし槽
１０    周壁
１１    粉体排出口
１２    開閉蓋
１３    ロックねじ（ロック手段）
２１    粉体排出口
２２    開閉蓋
２３    ロック片（ロック手段）
３１    粉体排出口
３２    開閉蓋
３３    ロック片（ロック手段）
Ｍ      積層造形物
Ｓ      粉体
Ｌ      レーザービーム
【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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