(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末材料の層の所定箇所に光ビームを照射して当該箇所の粉末を焼結することで焼結層を形成し、当該焼結層の上に粉末材料の新たな層を被覆し所定箇所に光ビームを照射して当該箇所の粉末を焼結することで下層の焼結層と一体になった新たな焼結層を形成することを繰り返して、複数の焼結層が積層一体化された三次元形状造形物を製造する製造装置であって、
１軸回りに回転可能な１枚の回転ミラーと、回転ミラーの表面に光ビームを出射する光ビーム出射部が設けられた光ビーム出射手段と、を有し、回転ミラーの回転により光ビームが粉末材料の層を走査し回転ミラーに出射される光ビームが回転ミラーを回転可能にする略軸方向に移動するものである光ビーム走査手段を備えることを特徴とする三次元形状造形物の製造装置。
【請求項２】
光ビーム走査手段は、光ビーム出射部から回転ミラーに出射される光ビームが回転ミラーに対して移動するものであることを特徴とする請求項１に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項３】
光ビーム走査手段は、回転ミラーと光ビーム出射部とが一体的に移動するものであることを特徴とする請求項１に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項４】
光ビーム走査手段は、回転ミラーと光ビーム出射部とが粉末材料の層に照射される光ビームの走査方向を変更するように水平面内で一体的に回動するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項５】
光ビーム走査手段は、回転ミラーと光ビーム出射部との距離が変化するものであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項６】
光ビーム走査手段の動作を制御する制御部を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項７】
光ビームを発振し出力する光ビーム発振器を備え、
光ビーム発振器から出力される光ビームが光ファイバーを介して回転ミラーに出射されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項８】
光ビームを発振し出力する光ビーム発振器を備え、
光ビーム発振器から出力される光ビームが反射ミラーを介して回転ミラーに出射されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項９】
複数の光ビーム発振器を備え、複数の光ビーム発振器は、異なる種類の光ビームを発振し出力することを特徴とする請求項７または８に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項１０】
複数の光ビーム走査手段を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項１１】
光ビームを複数の回転ミラーに対して分岐させる光ビーム分岐手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項１２】
光ビーム分岐手段と複数の回転ミラーとが一体的に移動することを特徴とする請求項１１に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【請求項１３】
光ビームが出射される回転ミラーを切り替える回転ミラー切り替え手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載の三次元形状造形物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉末材料の層に光ビームを照射して焼結層を形成する工程を繰り返すことにより、複数の焼結層が積層一体化された三次元形状造形物を製造する製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光造形法として知られている三次元形状造形物の製造方法がある。例えば、特許文献１に示された当該製造方法は、粉末材料の層の所定箇所に光ビームを照射して当該箇所の粉末を焼結することで焼結層を形成し、この焼結層の上に粉末材料の新たな層を被覆して当該粉末材料の層の所定箇所に光ビームを照射して当該箇所の粉末を焼結することで下層の焼結層と一体になった新たな焼結層を形成するということを繰り返すことで、複数の焼結層が積層一体化された粉末焼結部品（三次元形状造形物）を製造するものであり、三次元形状造形物の設計データ（ＣＡＤデータ）であるモデルを所望の層厚みにスライスして生成する各層の断面形状データをもとに光ビームを照射することから、任意形状の三次元形状造形物を製造することができるほか、切削加工などによる製造方法に比して、迅速に所望の形状の造形物を得ることができる。
【０００３】
ここで、光ビームを二次元的に走査させるアクチュエータとして、一般的に、ガルバノスキャナミラーが用いられる。ガルバノスキャナミラーは、一組の回転ミラーであり、各々のミラーが独立に回転し、光ビームが一方のミラーで反射し、当該ミラーで反射された光ビームが他方のミラーでさらに反射することにより、光ビームが粉末材料の層を二次元的に走査する。
【特許文献１】特許３４４６７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ガルバノスキャナミラーを用いると、回転ミラーが２つであるので、光ビームの反射に誤差が生じやすくなり、この誤差を低減させるためには、非常に困難な補正が必要となるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記の問題点に鑑みなされたものであって、光ビームの反射に誤差が生じにくく、光ビームを所望の経路で二次元的に走査させることができる三次元形状造形物の製造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】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の三次元形状造形物の製造装置は、粉末材料の層の所定箇所に光ビームを照射して当該箇所の粉末を焼結することで焼結層を形成し、当該焼結層の上に粉末材料の新たな層を被覆し所定箇所に光ビームを照射して当該箇所の粉末を焼結することで下層の焼結層と一体になった新たな焼結層を形成することを繰り返して、複数の焼結層が積層一体化された三次元形状造形物を製造する製造装置であって、１軸回りに回転可能な１枚の回転ミラーと、回転ミラーの表面に光ビームを出射する光ビーム出射部が設けられた光ビーム出射手段と、を有し、回転ミラーの回転により光ビームが粉末材料の層を走査し回転ミラーに出射される光ビームが回転ミラーを回転可能にする略軸方向に移動するものである光ビーム走査手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビーム走査手段は、光ビーム出射部から回転ミラーに出射される光ビームが回転ミラーに対して移動するものであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、上記請求項１に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビーム走査手段は、回転ミラーと光ビーム出射部とが一体的に移動するものであることを特徴とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明は、上記請求項１〜３のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビーム走査手段は、回転ミラーと光ビーム出射部とが粉末材料の層に照射される光ビームの走査方向を変更するように水平面内で一体的に回動するものであることを特徴とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明は、上記請求項１〜４のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビーム走査手段は、回転ミラーと光ビーム出射部との距離が変化するものであることを特徴とする。
【００１１】
請求項６に記載の発明は、上記請求項１〜５のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビーム走査手段の動作を制御する制御部を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項７に記載の発明は、上記請求項１〜６のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビームを発振し出力する光ビーム発振器を備え、光ビーム発振器から出力される光ビームが光ファイバーを介して回転ミラーに出射されることを特徴とする。
【００１３】
請求項８に記載の発明は、上記請求項１〜６のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビームを発振し出力する光ビーム発振器を備え、光ビーム発振器から出力される光ビームが反射ミラーを介して回転ミラーに出射されることを特徴とする。
【００１４】
請求項９に記載の発明は、上記請求項７または８に記載の三次元形状造形物の製造装置において、複数の光ビーム発振器を備え、複数の光ビーム発振器は、異なる種類の光ビームを発振し出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に記載の発明は、上記請求項１〜９のいずれか１項に記載の三次元形状造形物の製造装置において、複数の光ビーム走査手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項１１に記載の発明は、上記請求項１０に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビームを複数の回転ミラーに対して分岐させる光ビーム分岐手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項１２に記載の発明は、上記請求項１１に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビーム分岐手段と複数の回転ミラーとが一体的に移動することを特徴とする。
【００１８】
請求項１３に記載の発明は、上記請求項１０に記載の三次元形状造形物の製造装置において、光ビームが出射される回転ミラーを切り替える回転ミラー切り替え手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
請求項１に記載の発明によれば、光ビームの走査に誤差が生じにくく、光ビームを所望の経路で二次元的に走査させることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明によれば、回転ミラーを光ビーム出射部に合わせて軸方向に移動させなくてもよいので、簡易な構成とすることができる。
【００２１】
請求項３に記載の発明によれば、常に回転ミラーの同じ箇所に光ビームを当てることができるので、回転ミラーを小型化することができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明によれば、積層される各焼結層の形成において、光ビームの走査方向を任意に変更することができるので、粉末材料を焼結させる際に生じた焼結層の歪みが造形物全体の形状を損なわないように三次元形状造形物を製造することができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明によれば、粉末材料に照射する光ビームのスポット径を変化させることができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、所望の光ビームを所望の経路で走査させることができる。
【００２５】
請求項７に記載の発明によれば、光軸が変化しても光ビーム出射手段が影響を受けることはなく、光ビーム出射手段の構成の自由度を向上させることができる。
【００２６】
請求項８に記載の発明によれば、光ビーム出射手段の構成の自由度を向上させることができる。
【００２７】
請求項９に記載の発明によれば、三次元形状造形物の内部に該当する焼結層については、集光径の大きい光ビームを用いて短時間で形成し、三次元形状造形物の表面に該当する焼結層については、集光径の小さい光ビームを用いて精度良く形成することができるので、三次元形状造形物を効率よく製造することができる。
【００２８】
請求項１０に記載の発明によれば、光ビームが走査される粉末材料の層の所定領域を個々の光ビーム走査手段に割り当てることができるので、短時間で焼結層を形成することができるとともに、回転ミラーと粉末材料の層との距離が短くなることにより、さらに光ビームの走査に誤差が生じにくくなり、三次元形状造形物を高精度に製造することができる。
【００２９】
請求項１１に記載の発明によれば、複数の光ビーム走査手段が光ビーム発振器を共用できるので、部品点数を減らすことができるとともに、全体として、光ビームを発振し出力するコストを低減することができる。
【００３０】
請求項１２に記載の発明によれば、複数の光ビームの走査経路を容易に設定することができる。
【００３１】
請求項１３に記載の発明によれば、粉末材料の層における所望の領域に精度良く光ビームを走査させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
（実施形態１）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。以下の説明では具体例を挙げて本発明を説明する場合があるが、本発明は以下の具体例に限定されない。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る三次元形状造形物の製造装置（以下、単に「製造装置」と呼ぶ）１Ａの概略斜視図である。
【００３４】
製造装置１Ａは、第１に、シリンダーで外周が囲まれた空間内を上下に昇降する昇降テーブル２０上に供給した粉末材料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（図５参照）の粉末材料の層（粉末層）１０を形成する粉末層形成手段２を基本構成要件とする。また、製造装置１Ａは、第２に、光ビームＬを発振し出力する光ビーム発振器３０を基本構成要件とする。そして、製造装置１Ａは、第３に、粉末層形成手段２の上方に設けられ、軸ａ回りに回転可能な回転ミラー３１と、光ビーム発振器３０と光ファイバー３３で接続されて光ビームＬが伝送され光ビームＬの形状を変更し光ビームＬを回転ミラー３１の表面に出射する光ビーム出射部３２が設けられた光ビーム成形部３４を有する光ビーム出射手段３と、を備え、回転ミラー３１の回転により光ビームＬが粉末層１０を走査し回転ミラー３１に出射される光ビームＬが軸ａ方向に移動するものである光ビーム走査手段４を基本構成要件とする。図１では省略しているが、図２に示すように、回転ミラー３１と光ビーム成形部３４とは、光ビームＬを透過する窓部３６が設けられたベース板３７上にそれぞれＸＹ方向に移動可能に配置されて、照射ユニット３８を形成する。図２（ａ）は、照射ユニット３８の概略側面図であり、図２（ｂ）は、照射ユニット３８の概略平面図である。さらに、製造装置１Ａは、第４に、ボールエンドミルを備え上記粉末層形成手段２のベース部にＸＹ駆動機構（高速化の点で直動リニアモータ駆動のものが好ましい）４０を介して設けられた切削工具４１によりそれまでに製造された造形物における表面部または不要部分の少なくとも一方を除去する除去手段５を基本構成要件とする。
【００３５】
ここで、粉末材料は、粒径が１〜１００μｍの細かい金属粉末を含む。具体的には、粉末材料は、クロムモリブデン鋼（ＳＣＭ４４０）、ニッケル（Ｎｉ）、銅マンガン合金（ＣｕＭｎＮｉ）および黒鉛（Ｃ）の混合粉末であり、その配合割合は、（７０重量％ＳＣＭ４４０−２０重量％Ｎｉ−９重量％ＣｕＭｎＮｉ）＋０．３重量％Ｃである。
【００３６】
また、光ビームＬとしては炭酸ガスレーザーが用いられる。光ビームＬ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データを等ピッチでスライスした各断面の輪郭形状データを用いる。
【００３７】
そして、光ビーム成形部３４は、複数のレンズ群からなる。これにより、光ビームＬの径を拡大したり縮小したり、また、光ビームを平行光に成形することができる。
【００３８】
また、回転ミラー３１としては、一定の速度で回転運動を繰り返すポリゴンミラーを使用することができる。なお、回転ミラー３１と粉末層１０の間にｆθレンズのような特殊レンズを挿入することで、等速ビーム走査をしてもよいし、特殊演算を事前に行い、回転ミラー３１の回転速度を変化させることで、等速ビーム走査をしてもよい。回転ミラー３１の回転と光ビームＬのＯＮまたはＯＦＦは、予め設定されたＮＣデータに従い、一般的に、同期が取られる。また、回転ミラー３１の回転と光ビーム成形部３４の動作とについても、同様に同期が取られる。そして、回転ミラー３１に出射される光ビームＬを軸ａ方向に移動させるために、光ビーム走査手段４に、回転ミラー３１と光ビーム出射部３２とが一体的に移動する構成を採用することができる。具体的には、照射ユニット３８自体を移動させればよい。照射ユニット３８自体を移動させるためには、例えば、図３に示すように、照射ユニット３８の一方の端をモータ３９で回転駆動するボールネジ４０上に配し、他方の端をスライドレール４１上に配すればよい。このような構成を採用することにより、常に回転ミラー３１の同じ箇所に光ビームＬを当てることができるので、回転ミラー３１を小型化することができる。一方、光ビーム走査手段４に、光ビームＬの走査領域における軸ａ方向の長さをカバーできるほど軸ａ方向に長い回転ミラー３１を使用すれば、回転ミラー３１の位置は固定したままで、光ビーム出射部３２を移動させるだけでよい。具体的には、照射ユニット３８上で、回転ミラー３１は移動させずに、光ビーム成形部３４を光ビームＬが軸ａ方向に移動するように軸ａ方向に移動させればよい。このような構成を採用すれば、回転ミラー３１を光ビーム出射部３２に合わせて軸ａ方向に移動させなくてもよいので、簡易な構成とすることができる。
【００３９】
そして、光ビーム走査手段４に、回転ミラーと光ビーム出射部とが粉末材料の層に照射される光ビームの走査方向を変更するように水平面内で一体的に回動する構成を採用する。具体的には、図４に示すように、照射ユニット３８が円弧形のガイドレール３５上を回動することにより、回転ミラー３１と光ビーム出射部３２とが円弧形のガイドレール３５上を一体的に回動する。このような構成を採用することにより、積層される各焼結層１１の形成において、光ビームＬの走査方向を任意に変更することができるので、粉末材料を焼結させる際に生じた焼結層１１の歪みが造形物全体の形状を損なわないように三次元形状造形物を製造することができる。図４（ａ）は、照射ユニット３８の初期位置を示す要部平面図であり、図４（ｂ）は、照射ユニット３８が９０度回動したときの位置を示す要部平面図である。なお、図４における照射ユニット３８は窓部３６（図２参照）を必要としない。
【００４０】
また、光ビーム走査手段４に、回転ミラー３１と光ビーム出射部３２との距離が変化する構成を採用することができる。具体的には、照射ユニット３８上で、回転ミラー３１または光ビーム成形部３４の少なくとも一方を移動させ、回転ミラー３１と光ビーム成形部３４との距離を変化させればよい。そのため、粉末材料に照射する光ビームＬのスポット径を変化させることができる。
【００４１】
光ビーム走査手段４の上述した各動作は、制御部（図示せず）により制御される。例えば、制御部は、回転ミラー３１に所望の回転角を有するように指示し、回転ミラー３１は、制御部に現在の回転角のデータをフィードバックする。これにより、回転ミラー３１の回転角が制御される。また、制御部は、光ビーム成形部３４に所望の位置への移動を指示し、光ビーム成形部３４は、制御部に現在の位置のデータをフィードバックする。これにより、光ビーム成形部３４の位置が制御される。そのため、所望の光ビームＬを所望の経路で走査させることができる。
【００４２】
このものにおける三次元形状造形物の製造は、図５に示すように、光ビーム走査手段４と焼結層１１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上面の造形用ベース２２表面に粉末材料を供給してブレード２１でならすことで厚さが５０μｍ程度の第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回転ミラー３１の回転により光ビームＬを走査させ回転ミラー３１に出射される光ビームＬを軸ａ方向に移動させることにより粉末材料を焼結させて造形用ベース２２と一体化した焼結層１１を形成する。
【００４３】
この後、昇降テーブル２０を少し下げて再度粉末材料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、粉末材料を焼結させる際に生じる焼結層１１の歪みが造形物全体の形状を損なわないように、照射ユニット３８を水平面内で回動させることにより回転ミラー３１と光ビーム出射部３２とを水平面内で一体的に回動させ、粉末層１０に照射される光ビームＬの走査方向を変更し、この粉末層１０の硬化させたい箇所に回転ミラー３１の回転により光ビームＬを走査させ回転ミラー３１に出射される光ビームＬを軸ａ方向に移動させることにより粉末材料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。
【００４４】
上記工程を繰り返すことにより、目的とする三次元形状造形物が製造される。
【００４５】
粉末材料が酸化すると焼結しにくくなる場合には、粉末材料を酸化から保護する機構を設けることが好ましい。具体的には、上記工程を、チャンバー（図示せず）内で行い、当該チャンバーには、窒素供給装置と酸素濃度計とを接続し、酸素濃度計のデータに従って窒素供給装置を制御する酸素濃度制御装置によりチャンバー内の雰囲気を調整する。
【００４６】
なお、光ビームＬを照射して、焼結硬化させた部分の周囲には、伝達された熱が原因となって、不要な粉末が付着し、密度の低い表面層が造形物に形成されてしまう。この密度の低い表面層を除去して滑らかな表面の三次元形状造形物を得るために、焼結層１１の形成後に、除去手段５により、それまでに製造した造形物における表面部または不要部分の少なくとも一方の除去を行う。これにより、焼結層１１の形成とそれまでに製造した造形物における表面部または不要部分の少なくとも一方の除去とを繰り返し行うことで、ドリル長などの制約を受けることなく表面を仕上げることができる。
【００４７】
ところで、図１に示す例では、光ビーム発振器３０と光ビーム成形部３４とが光ファイバー３３で接続され、光ビームＬが光ファイバー３３を介して回転ミラー３１に出射される。そのため、光軸が変化しても光ビーム出射手段３が影響を受けることはなく、光ビーム出射手段３の構成の自由度を向上させることができる。なお、図６に示すように、光ビーム発振器３０からの光ビームＬが反射ミラー４２を介して回転ミラー３１に出射されてもよい。図６においては、反射ミラー４２は、照射ユニット３８のベース板３７上に固定して配置されている。このようにしても、光ビーム出射手段３の構成の自由度を向上させることができる。
【００４８】
また、複数の光ビーム発振器３０を備え、複数の光ビーム発振器３０が異なる種類の光ビームを発振し出力するようにしてもよい。具体的には、２つの光ビーム発振器３０，３０を備え、一方の光ビーム発振器３０で光ビームＬとして炭酸ガスレーザーを発振し出力するようにして、他方の光ビーム発振器３０で光ビームＬとしてＹＡＧレーザーまたはファイバーレーザーを発振し出力するようにする。炭酸ガスレーザーの波長は、１０．６μｍであり、ＹＡＧレーザーやファイバーレーザーの波長は、１．０６μｍであり、光ビームＬの集光径は波長に比例するため、ＹＡＧレーザーやファイバーレーザーは炭酸ガスレーザーに比べて小さい集光径を得ることができる。また、金属に対しては、炭酸ガスレーザーの波長よりＹＡＧレーザーやファイバーレーザーの波長のほうが吸収されやすい。一方で、ＹＡＧレーザーやファイバーレーザーは、炭酸ガスレーザーに比べて出力の大きい光ビーム発振器３０を構成することが難しい。そこで、三次元形状造形物の内部に該当する焼結層１１については、強度を担保できればよいので、集光径の大きい炭酸ガスレーザーを用いて短時間で形成し、三次元形状造形物の表面に該当する焼結層１１については、微細で高精度である必要があるので、ＹＡＧレーザーやファイバーレーザーを用いて形成する。このようにすれば、三次元形状造形物を効率よく製造することができる。
【００４９】
したがって、光ビームＬの走査に誤差が生じにくく、光ビームＬを所望の経路で二次元的に走査させることができる。
【００５０】
（実施形態２）
図７は、本実施形態に係る製造装置１Ｂの概略平面図である。
【００５１】
本実施形態に係る製造装置１Ｂは、複数の光ビーム走査手段４を備えている点で実施形態１に係る製造装置１Ａと異なる。
【００５２】
図７に示すように、製造装置１Ｂは、２つの光ビーム走査手段４，４を備え、各光ビーム走査手段４，４は、２つの光ビームＬ，Ｌがそれぞれ粉末層１０の所定領域５１，５２を走査するものである。
【００５３】
なお、２つの光ビーム走査手段４，４における２つの光ビーム発振器３０，３０が異なる種類の光ビームを発振し出力するようにしてもよい。具体的には、一方の光ビーム発振器３０で光ビームＬとして炭酸ガスレーザーを発振し出力するようにして、他方の光ビーム発振器３０で光ビームＬとしてＹＡＧレーザーまたはファイバーレーザーを発振し出力するようにする。そして、三次元形状造形物の内部に該当する焼結層１１については、集光径の大きい炭酸ガスレーザーを用いて短時間で形成し、三次元形状造形物の表面に該当する焼結層１１については、ＹＡＧレーザーやファイバーレーザーを用いて微細で高精度に形成する。このようにすれば、三次元形状造形物を効率よく製造することができる。
【００５４】
したがって、光ビームＬが走査される粉末層１０の所定領域５１，５２を個々の光ビーム走査手段４，４に割り当てることができるので、短時間で焼結層１１を形成することができるとともに、回転ミラー３１と粉末層１０との距離が短くなることにより、さらに光ビームＬの走査に誤差が生じにくくなり、三次元形状造形物を高精度に製造することができる。
【００５５】
（実施形態３）
図８は、本実施形態に係る製造装置１Ｃの概略平面図である。
【００５６】
本実施形態に係る製造装置１Ｃは、２つの光ビーム走査手段４，４が１つの光ビーム発振器３０を共用し、光ビーム発振器３０から出力された光ビームＬを複数の回転ミラー３１に対して分岐させる光ビーム分岐手段６を備えている点で実施形態２に係る製造装置１Ｂと異なる。
【００５７】
光ビーム分岐手段６としては、照射ユニット３８上に固定して配置されたハーフミラー６１および反射ミラー６２を用いている。そして、本実施形態では、ハーフミラー６１および反射ミラー６２における光ビームＬの反射部を光ビーム出射部としている。
【００５８】
ハーフミラー６１は、光ビーム発振器３０から出力された光ビームＬの５０％を反射して、一方の回転ミラー３１に出射し、光ビームＬの５０％を透過して、反射ミラー６２に反射させて、他方の回転ミラー３１に出射する。
【００５９】
ここで、光ビーム分岐手段６は、照射ユニット３８上に配置されているので、２つの回転ミラー３１，３１と一体的に移動することとなる。そのため、複数の光ビームＬの走査経路を容易に設定することができる。
【００６０】
なお、図９に示すように、２つの回転ミラー３１，３１を軸ａと垂直方向（図９における左右方向）に一体的に移動させる駆動機構５３を照射ユニット３８のベース板３７上に設けてもよい。このような構成を採用することにより、光ビーム発振器３０を多く搭載できない場合に、大きな面積の焼結層１１を形成することが容易となる。
【００６１】
したがって、複数の光ビーム走査手段４，４が光ビーム発振器３０を共用できるので、部品点数を減らすことができるとともに、全体として、光ビームＬを発振し出力するコストを低減することができる。
【００６２】
（実施形態４）
図１０は、本実施形態に係る製造装置１Ｄの概略平面図であり、図１１は、製造装置１Ｄの動作説明図である。
【００６３】
本実施形態に係る製造装置１Ｄは、２つの光ビーム走査手段４，４が１つの光ビーム発振器３０を共用し、光ビーム発振器３０から出力された光ビームＬをいずれの回転ミラー３１に出射するかを切り替える回転ミラー切り替え手段７を備えている点で実施形態２と異なる。
【００６４】
図１０に示すように、照射ユニット３８上には、光ビーム出射部３２から光ビームＬが出射される方向に、２つの回転ミラー３１，３１が設けられている。
【００６５】
ここで、図１１に示すように、まず、光ビーム出射部３２に近いほうの回転ミラー３１に光ビームＬを出射し、次に、光ビーム出射部３２に近いほうの回転ミラー３１を光ビームＬが当たらないように回転させることにより、光ビーム出射部３２に遠いほうの回転ミラー３１に光ビームＬを出射する。この順序は前後してもよい。本実施形態では、回転ミラー切り替え手段７として、回転ミラー３１の回転を例示したが、回転ミラー３１を光ビームＬの経路から外す手段であれば特に制限されない。そのため、粉末層１０の焼結させたい箇所に近い回転ミラー３１を光ビームＬの粉末層１０への照射に用いるとよい。
【００６６】
したがって、粉末層１０における所望の領域に精度良く光ビームＬを走査させることができる。
【００６７】
なお、上述した実施形態１〜４における各構成は適宜に選択し、組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】実施形態１に係る三次元形状造形物の製造装置を示す概略斜視図である。
【図２】（ａ）は、同上における照射ユニットの概略側面図であり、（ｂ）は、当該照射ユニットの概略平面図である。
【図３】実施形態１に係る三次元形状造形物の製造装置を示す概略平面図である。
【図４】（ａ）は、同上における照射ユニットの初期位置を示す要部平面図であり、（ｂ）は、当該照射ユニットが９０度回動したときの位置を示す要部平面図である。
【図５】同上の動作説明図である。
【図６】同上の変形例を示す概略平面図である。
【図７】実施形態２に係る三次元形状造形物の製造装置を示す概略平面図である。
【図８】実施形態３に係る三次元形状造形物の製造装置を示す概略平面図である。
【図９】同上の変形例を示す概略平面図である。
【図１０】実施形態４に係る三次元形状造形物の製造装置を示す概略平面図である。
【図１１】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
【００６９】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ  三次元形状造形物の製造装置
２                      粉末層形成手段
３                      光ビーム出射手段
４                      光ビーム走査手段
５                      除去手段
６                      光ビーム分岐手段
７                      回転ミラー切り替え手段
１０                    粉末材料の層（粉末層）
１１                    焼結層
３０                    光ビーム発振器
３１                    回転ミラー
３２                    光ビーム出射部
３３                    光ファイバー
４２                    反射ミラー
ａ                      軸
Ｌ                      光ビーム
【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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【図１０】
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【図１１】
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