CN110621426A - 处理方法及处理系统 - Google Patents

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CN110621426A CN201880030451.6A CN201880030451A CN110621426A CN 110621426 A CN110621426 A CN 110621426A CN 201880030451 A CN201880030451 A CN 201880030451A CN 110621426 A CN110621426 A CN 110621426A
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Abstract

本发明是处理方法及处理系统。所述处理系统具备：液体供给装置(20)，其可供给液体；液体处理装置，其以在既定面上的包含目标部位(TA)的一部分区域局部地产生非液浸状态的方式，对自液体供给装置供给的液体(CW)进行处理；光束照射部(520)，其朝向目标部位射出光束(LB1、LB2)；及移动装置(12)，其在既定面移动；在已将目标部位设为非液浸状态的状态下，对目标部位照射光束以便对目标部位实施既定的处理。

Description

处理方法及处理系统
技术领域
本发明是关于一种处理方法及处理系统，更详细而言，关于一种借由光束的照射对既定面上的目标部位实施既定的处理的处理方法及处理系统。
背景技术
作为照射激光光束等光束而对处理对象的目标部位实施既定的处理的技术，例如已知有自CAD资料直接产生3D(三维)形状的技术。该技术称为快速原型设计(有时亦称为3D印刷、或积层制造、或直接数字制造的情况，以下，统称快速原型设计)。若以处理的材料对3D印表机等借由快速原型设计形成三维造形物的造形装置进行分类，则可大致分为处理树脂者及处理金属者。借由快速原型设计制作的金属制的三维造形物作为实际的机械构造物的一部分(其可为量产品亦可为试制品)而使用。作为既有的金属用3D印表机(以下简记为M3DP(Metal 3D Printer))，PBF(Powder Bed Fusion)及DED(Directed EnergyDeposition)的2种众所周知。
在DED中，采用使已熔解的金属材料附着于加工对象的方法。例如，对借由聚光透镜而集中的激光光束的焦点附近喷射粉末金属(例如参照专利文献1)。
在3D印表机中，例如为了不因光束的照射而在造形物产生翘曲、变形等，有改善的余地。同样的改善点亦存在于将激光光束照射至工件而进行加工的激光加工装置中。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]美国专利申请公开第2003/0206820号说明书
发明内容
根据本发明的第1态样，提供一种处理方法，其是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理的处理方法，且包括：供给液体；将前述既定面上的包含前述目标部位的一部分区域设为非液浸状态；及在已将包含前述目标部位的一部分区域设为非液浸状态的状态下，对前述目标部位照射光束以便对前述目标部位实施前述处理。
根据本发明的第2态样，提供一种处理方法，其是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理的处理方法，且包括：供给液体；及不经由前述所供给的液体而对前述目标部位照射光束，以便对前述目标部位实施前述处理。
根据本发明的第3态样，提供一种处理方法，其是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理的处理方法，且包括：供给液体；以前述光束的光路成为气体空间的方式，进行所供给的前述液体的处理；及将光束经由前述气体空间被照射至前述目标部位，以便对前述目标部位实施前述处理。
根据本发明的第4态样，提供一种处理系统，其是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理的处理系统，且具备：液体供给装置，其可供给液体；液体处理装置，其以在前述既定面上的包含前述目标部位的一部分区域局部地产生非液浸状态的方式，对自前述液体供给装置供给的液体进行处理；光束照射部，其朝向前述目标部位射出光束；及移动装置，其在前述既定面移动；且在已将前述目标部位设为非液浸状态的状态下，对前述目标部位照射光束以便对前述目标部位实施前述处理。
根据本发明的第5态样，提供一种处理系统，其是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理的处理系统，且具备：液体供给装置，其可供给液体；光束照射部，其朝向前述目标部位射出光束；及移动装置，其在前述既定面移动；且不经由所供给的前述液体而对前述目标部位照射光束，以便对前述目标部位实施前述处理。
根据本发明的第6态样，提供一种处理系统，其是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理的处理系统，且具备：液体供给装置，其可供给液体；光束照射部，其朝向前述目标部位射出光束；及液体处理装置，其以前述光束的光路成为气体空间的方式，对由前述液体供给装置供给的液体进行处理；且对前述目标部位经由前述气体空间照射光束，以便对前述目标部位实施前述处理。
根据本发明的第7态样，提供一种处理系统，其是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理的处理系统，且具备：液体供给装置，其可对具有前述既定面的物体供给液体；光束照射部，其朝向前述目标部位射出光束；及移动装置，其在前述既定面移动。
附图说明
图1是表示第1实施形态的造形装置的整体构成的方框图。
图2是将造形头部与搭载有工件的载台一并表示的图。
图3是表示将来自光源系统的平行光束照射至镜面阵列而来自多个镜面元件的各者的反射光束相对于聚光光学系统的状态的图。
图4是将造形头部的聚光光学系统及其下方的部分自-Y方向观察且省略一部分地表示的图。
图5是将图2的一部分放大表示的图，且是将保持聚光光学系统的镜筒及遮罩构件与载台上的工件的目标部位附近一并表示的图。
图6是表示核心地构成造形装置的控制系统的控制装置的输入输出关系的方框图。
图7是用以对在工件上的并非平面的凹凸部设定目标部位的情形进行说明的图。
图8是表示在沿着光束照射部的光轴照射光束且沿着相对于光轴倾斜的路径供给造形材料的类型的造形头部中使用的变形例的遮罩构件的图。
图9是表示可在第1实施形态中的造形头部中使用的变形例的遮罩构件的图。
图10是表示第2实施形态的加工系统的整体构成的方框图。
图11是将加工系统所具备的加工头部的聚光光学系统及其下方的部分与载台一并表示的图。
图12表示核心地构成加工系统的控制系统的控制装置的输入输出关系的方框图。
具体实施方式
《第1实施形态》
以下，基于图1～图6对第1实施形态进行说明。在图1中，以方框图示出第1实施形态的造形系统100的整体构成。
造形系统100是DED方式的M3DP。造形系统100可用于借由快速原型设计而在下述载台上形成三维造形物，亦可用于对工件(例如既有的零件)借由三维造形进行附加加工。在本实施形态中，以进行后者的对工件的附加加工的情形为中心进行说明。
造形系统100具备移动装置200、计测装置400及造形头部500、以及控制包含所述各部的造形系统100的整体的控制装置600。其中，计测装置400与造形头部500在既定方向上分开配置。在以下说明中，为了方便起见，设为计测装置400与造形头部500在下述X轴方向(参照图2)上分开配置。
在图2中，将造形头部500与构成移动装置200的一部分的载台12一并表示。在图2中，在载台12所具备的下述平台上搭载有工件W。在本说明书中，将实施附加加工前的工件(例如既有的零件)、及对该工件借由三维造形实施附加加工所得的工件(包括附加加工过程中的工件)的两者记载为工件W。再者，在将造形用的构件固定于平台上，一边在该构件上形成熔融池一边进行附加加工的情形时，该构件成为工件W。在图2中，示出对工件W的附加加工过程中的状态。以下，将图2中的与纸面正交的方向设为X轴方向，将纸面内的左右方向设为Y轴方向，将与X轴及Y轴正交的方向设为Z轴方向，将绕X轴、Y轴及Z轴的旋转(倾斜)方向分别设为θx、θy及θz方向而进行说明。
移动装置200变更造形的对象面(此处为工件W上的被设定目标部位TA的面)TAS(参照图2及图5)的位置及姿势。具体而言，借由使搭载具有对象面TAS的工件W的载台12在例如6个自由度方向(X轴、Y轴、Z轴、θx、θy及θz的各方向)上移动，进行对象面的6个自由度方向上的位置的变更。在本说明书中，对于载台、工件或对象面等，将θx、θy及θz方向的3个自由度方向上的位置适当地总称为「姿势」，对应于此，将剩余3个自由度方向(X轴、Y轴及Z轴方向)的位置适当地总称为「位置」。
移动装置200具备可在6个自由度方向上移动的载台12、及用以使载台12移动的驱动机构14。载台12的驱动机构具备可在平行于XY平面的地板面上自如地移动的多关节机器人。以下，为了方便起见，亦将载台12的驱动机构14称为机器人14(参照图6)。借由机器人14，载台12可在X轴、Y轴及Z轴的各方向上分别以既定冲程移动，且可在剩余的3个自由度方向上微小移动。
载台12的至少6个自由度方向上的位置资讯是基于机器人14所具备的各种感测器(检测关节的旋转角、或臂的伸缩量等的各种感测器(称为感测器群17))的检测资讯而求出(参照图6)。再者，虽感测器群17设置于机器人14，但在图6中，为了说明的方便起见，与机器人分开表示感测器群17。
再者，载台12的驱动机构14并不限于机器人，载台12亦可为具备构成末端效应器的并联连杆机构、及使该并联连杆机构在XY平面内移动的平面马达或线性马达的机构等。又，驱动机构14并不限定于可使载台12在6个自由度方向上移动者，只要可使载台12至少在X轴、Y轴及Z轴的3个自由度方向上移动即可。
如图2所示，载台12具备搭载工件W的俯视矩形的平台12a、及固定于平台12a的上表面的俯视矩形的既定高度的框构件12b。再者，工件W使用由机械夹头或真空夹头等构成的夹头构件(未图示)而固定于平台上。
框构件12b与平台12a的上表面无间隙地接合，借由框构件12b及平台12a的上表面，形成以框构件12b为周壁的俯视矩形的槽13。再者，平台12a与框构件12b亦可为一个构件。又，槽13亦可称为贮池、或贮液器。槽13可在其内部贮存冷却水CW。在构成槽13的周壁的框构件12b的+Y侧的部分，形成有在Y轴方向上贯通框构件12b的孔(未图示)，在该孔经由连接器15连接有排水管16。连接器15具有设置于载台12的第1部分15a、及设置于排水管16的一端的第2部分15b，可相对于第1部分15a安装第2部分15b。在本实施形态中，若载台12沿着既定路径移动到达至造形头部500的附近的既定位置，则将待机的第2部分15b安装于设置于载台12的第1部分15a，而将排水管16的一端连接于槽13(载台12)。再者，亦可不设置连接器15而在载台12连接排水管16。又，亦可保持将排水管16连接于载台12的状态而使载台12移动。
在排水管16，设置有可调整于其内部的流路流动的液体的流量的第1流量控制阀18A(在图2中未图示，参照图6)。该第1流量控制阀18A由于亦可将排水管16内部的流路设为完全关闭，故而亦作为止水阀发挥功能。第1流量控制阀18A由控制装置600控制。
在造形头部500的附近，在既定高度的位置配置有设置于供水管19的一端侧的具有供给口20a的出水口部20。如图2中的箭头a、a’所示，出水口部20借由第1驱动部22A(在图2中未图示，参照图6)而可沿着垂直于Z轴的方向(在本实施形态中为Y轴方向)往复移动。再者，出水口部20亦可无法移动，亦可除了垂直于Z轴的方向以外还可在其他方向(例如Z轴方向)上移动，或者代替垂直于Z轴的方向而可在其他方向(例如Z轴方向)上移动。在供水管19的另一端，连接有包含在内部收容有冷却水的液体贮槽的冷却水供给装置21(在图2中未图示，参照图6)。又，在供水管19设置有具有与第1流量控制阀18A同样的功能的第2流量控制阀18B(参照图6)。第2流量控制阀18B由控制装置600控制。
又，在造形头部500的附近，在既定高度的位置，设置有检测槽13内的冷却水CW的水面(液面)的水准(水位)的空中型的超音波式水位感测器(以下简单记载为水位感测器)26。若简单地进行说明，则该水位感测器26是扬声器、麦克风及温度计成为组件所得者，根据扬声器输出的声音在水面(液面)反射并到达至麦克风为止的时间计算距水面(液面)的距离并换算为水位(液面水准)。温度计是用以对音速受到温度的影响的情况进行修正(温度补偿)者。再者，并不限于超音波式水位感测器，只要为可检测槽13内的冷却水的水面(液面)的水准(水位)的感测器，便可使用任何类型的感测器。
如图2中的箭头b、b'所示，水位感测器26借由第2驱动部22B(在图2中未图示，参照图6)而可沿着垂直于Z轴的方向(在本实施形态中为Y轴方向)往复移动。再者，水位感测器26亦可无法移动，亦可除了垂直于Z轴的方向以外还可在Z轴方向上移动，或者代替垂直于Z轴的方向而可在Z轴方向上移动。
在本实施形态中，在造形时，第1驱动部22A及第2驱动部22B视需要由控制装置600控制，借此，出水口部20及水位感测器26与载台12的Y轴方向上的位置的变化连动而在Y轴方向上移动。
又，在本实施形态中，在造形过程中，以冷却水CW的水面(液面)位于较搭载于载台12(平台12a)上的工件W的对象面TAS高既定距离的位置的方式，借由控制装置600且基于水位感测器26的计测资讯，而控制第1、第2流量控制阀18A、18B。对此进一步在下文进行叙述。
在本实施形态的造形系统100中，在对工件的附加加工时等，为了对工件形成所需形状的造形物等，而相对于造形头部500，更具体而言相对于来自下述光束照射部的光束控制工件(载台12)的位置及姿势。就原理而言，亦可与此相反使来自光束照射部的光束可动，还可使光束与工件(载台)的两者可动。
在本实施形态中，移动装置200具备计测机器人14的在X轴方向及Y轴方向上的位置资讯的位置计测系统28(参照图6)。位置计测系统28的计测资讯传送至控制装置600。
在本实施形态中，如下所述，借由计测装置400，计测搭载于载台12上的工件W上的对象面TAS(例如上表面)的至少一部分的三维空间内的位置资讯(在本实施形态中为形状资讯)，且在该计测后，进行对工件W的附加加工(造形)。因此，控制装置600在计测工件W上的对象面的至少一部分的形状资讯时，可借由将该计测结果与该计测时的感测器群17(机器人14所具备的各种感测器)的检测资讯及位置计测系统28的计测结果建立对应关系，而将搭载于载台12的工件W上的对象面的位置及姿势与造形系统100的基准坐标系统(以下称为载台坐标系统)建立关联。借此，此后借由基于感测器群17的检测资讯及位置计测系统28的计测结果的载台12的位置及姿势的开环的控制，可进行对于工件W上的对象面TAS的目标部位的6个自由度方向上的位置控制。在本实施形态中，由于使用无需原点搜寻的绝对型的编码器作为感测器群17及位置计测系统28，故而容易重置。再者，为了可借由载台12的6个自由度方向上的位置的开环的控制而进行对于工件W上的对象面的目标部位的6个自由度方向上的位置控制而使用的应借由计测装置400计测的前述三维空间内的位置资讯并不限于形状，只要为与对象面的形状相对应的至少3点的三维位置资讯即可。
计测装置400进行用以将搭载于载台12的工件的位置及姿势与载台坐标系统建立关联的工件的三维位置资讯、作为一例为形状的计测。如图6所示，计测装置400具备例如激光非接触式的三维计测机401。三维计测机401例如与美国专利申请公开第2012/0105867号说明书所揭示的形状测定装置同样地构成。
在使用本实施形态的三维计测机401的计测方法中，例如每当借由使用光切断法，对被检测物的表面投影由一条线光构成的线状投影图案，使线状投影图案扫描被检测物表面的整个区域时，自与投影方向不同的角度拍摄投影至被检测物的线状投影图案。而且，根据所拍摄的被检测物表面的拍摄图像对线状投影图案的长度方向的每一像素使用三角测量原理等算出被检测物表面距基准平面的高度，而求出被检测物表面的三维形状。其中，线光的对被检测物的平行于X、Y平面的方向的扫描于美国专利申请公开第2012/0105867号说明书所记载的装置中是借由感测器部的移动而进行，相对在此，本实施形态中是借由载台12的移动而进行，在此方面不同。当然，亦可借由感测器部的移动、或借由感测器部与载台12的两者的移动而进行前述扫描。
计测装置400亦可代替具备前述三维计测机401而具备光学地检测对准标记的标记检测系统56(参照图6)，或者除了具备前述三维计测机以外还具备光学地检测对准标记的标记检测系统56(参照图6)。标记检测系统56例如可检测形成于工件的对准标记。控制装置600借由使用标记检测系统56分别准确地检测至少3个对准标记的中心位置(三维坐标)，而算出工件(或载台12)的位置及姿势。该标记检测系统56例如可包含立体摄像机而构成。亦可借由标记检测系统56，光学地检测预先形成于载台12上的最低3个部位的对准标记。
在本实施形态中，控制装置600以前述方式相对于来自三维计测机401的线光扫面工件W的表面(对象面)，而获取该表面形状资料。继而，控制装置600使用该表面形状资料进行最小平方的处理，而将工件上的对象面的三维位置及姿势相对于载台坐标系统进行关联。此处，在包括对被检测物(工件W)的前述计测中，载台12的6个自由度方向上的位置是借由控制装置600在载台坐标系统上管理，故而将工件的位置及姿势相对于载台坐标系统建立关联后，包括借由三维造形的附加加工时，工件W的6个自由度方向上的位置(即位置及姿势)的控制可全部借由依照载台坐标系统的载台12的开环的控制进行。
如图2所示，造形头部500具备：光束照射部520，其包含光源系统510及聚光光学系统82，且经由聚光光学系统82(终端透镜82a)而射出相对于光轴AX在YZ面内倾斜的光束LB1、LB2；材料供给部530，其供给粉状的造形材料PD；遮罩构件30，其连接于保持聚光光学系统82的镜筒85的下端；及气体供给装置40(参照图6)，其将惰性气体、例如氮气(N2)经由下述气体供给口而供给至遮罩构件30的内部的第1空间30a(参照图5)内。
光源系统510具备例如包含多个激光单元的光源单元60(在图2中未图示，参照图6)、以及具备双复眼光学系统及聚光透镜系统等的照度均匀化光学系统(未图示)，使用照度均匀化光学系统，将自多个激光单元分别射出的光束混合，而产生剖面照度分布均匀化的平行光束。
再者，照度均匀化光学系统的构成并无特别限制。例如，亦可使用棒状积分器、准直透镜系统等构成照度均匀化光学系统。
光源系统510的光源单元60(多个激光单元)连接于控制装置600(参照图6)，借由控制装置600，个别地控制多个激光单元的开关。借此，可调整自光束照射部520照射至工件W(上的对象面)的激光光束的光量(激光输出)。
再者，造形系统100亦可不具备光源，或者不具备光源及照度均匀化光学系统。例如，亦可将具有所需光量(能量)及所需照度均匀性的平行光束自外部装置供给至造形系统100。
如图2所示，光束照射部520除了具备光源系统510以外，还具备依序配置于来自光源系统510的平行光束的光路上的光束剖面强度转换光学系统78及作为空间光调变器(SLM：Spatial Light Modulator)的一种的镜面阵列80、以及将来自镜面阵列80的光聚光的聚光光学系统82。此处，所谓空间光调变器是将向既定方向行进的光的振幅(强度)、相位或偏光的状态空间性地调变的元件的总称。
光束剖面强度转换光学系统78对来自光源系统510的平行光束的剖面的强度分布进行转换。在本实施形态中，光束剖面强度转换光学系统78将来自光源系统510的平行光束转换为其剖面的包含中心的区域的强度大致成为零的圆环状(环状)的平行光束。在本实施形态中，光束剖面强度转换光学系统78例如借由依序配置于来自光源系统510的平行光束的光路上的凸型圆锥反射镜及凹型圆锥反射镜而构成。来自光源系统510的平行光束借由利用凸型圆锥反射镜的反射面呈放射状地反射，且该反射光束由凹型圆锥反射镜的反射面反射，而转换为环状的平行光束。
在本实施形态中，经由光束剖面强度转换光学系统78的平行光束如下所述般经由镜面阵列80及聚光光学系统82而照射至工件。借由使用光束剖面强度转换光学系统78对来自光源系统510的平行光束的剖面强度分布进行转换，可变更自镜面阵列80入射至聚光光学系统82的光瞳面(入射光瞳)PP的光束的强度分布。又，借由使用光束剖面强度转换光学系统78对来自光源系统510的平行光束的剖面强度分布进行转换，亦可实质性地变更自聚光光学系统82射出的光束于聚光光学系统82的射出面中的强度分布。
再者，光束剖面强度转换光学系统78并不限于凸型圆锥反射镜与凹型圆锥反射镜的组合，例如亦可使用美国专利申请公开第2008/0030852号说明书所揭示的绕射光学元件、无焦透镜、及圆锥转向镜系统的组合而构成。光束剖面强度转换光学系统78只要为对光束的剖面强度分布进行转换者即可，可考虑各种构成。根据光束剖面强度转换光学系统78的构成不同，对于来自光源系统510的平行光束亦可使其剖面的包含中心(聚光光学系统82的光轴)的区域中的强度不大致成为零而小于其外侧的区域中的强度。
在本实施形态中，镜面阵列80包含：基底构件80A，其在一边具有相对于XY平面及XZ平面成45度(π/4)的面(以下为了方便起见而称为基准面)；例如M(＝P×Q)个镜面元件81p,q(p＝1～P、q＝1～Q)，其等在基底构件80A的基准面上例如配置为P列Q行的矩阵状；及驱动部87(在图2中未图示，参照图6)，其包含个别地驱动各镜面元件81p,q的M个致动器(未图示)。镜面阵列80借由调整多个镜面元件81p,q相对于基准面的倾斜(例如借由使所有镜面元件81p,q的反射面与基准面大致平行)，而可实质性地形成与基准面平行的较大的反射面。
镜面阵列80的各镜面元件81p,q的反射面例如为矩形。镜面阵列80的各镜面元件81p,q例如构成为可绕平行于各镜面元件81p,q的反射面的一对角线的旋转轴而旋动，可将其反射面相对于基准面的倾斜角度设定为既定角度范围内的任意角度。各镜面元件的反射面的角度借由检测旋转轴的旋转角度的感测器、例如旋转编码器83p,q(在图2中未图示，参照图6)而计测。
驱动部87例如包含电磁铁或音圈马达作为致动器，各镜面元件81p,q由致动器驱动而以非常高的响应动作。
构成镜面阵列80的多个镜面元件中的由来自光源系统510的环状的平行光束照明的镜面元件81p,q分别向与其反射面的倾斜角度相对应的方向射出反射光束(平行光束)，并使反射光束(平行光束)入射至该聚光光学系统82(参照图3)。再者，在本实施形态中，亦可使入射至镜面阵列80的平行光束的剖面形状(剖面强度分布)与环形状不同。例如，亦可在聚光光学系统82的光瞳面PP中，仅对光轴AX的周围的环状的区域的一部分(例如相对于光轴AX一侧的第1部分及另一侧的第2部分)照射光束。又，亦可不设置光束剖面强度转换光学系统78。
聚光光学系统82是数值孔径N.A.例如为0.5以上、较佳为0.6以上的高N.A.且低像差的光学系统。如图2所示，聚光光学系统82由借由圆筒状的镜筒85保持的包含终端透镜82a的1片或多片大孔径的透镜(在图2等中，代表性地图示终端透镜82a)构成。在本实施形态中，使用在包含光轴AX的中心部具有在光轴AX方向上贯通的中空部(贯通孔)TH的透镜(为了方便起见，称为中空透镜)作为终端透镜82a。在聚光光学系统82包含多片透镜的情形时，除终端透镜82a以外的透镜可为中空透镜亦可并非中空透镜。聚光光学系统82由于为大孔径、低像差且高N.A.，故而可将来自镜面阵列80的多个平行光束聚光于后侧焦点面上。光束照射部520可将自聚光光学系统82(终端透镜82a)射出的光束例如聚光为点状(或狭缝状)。又，聚光光学系统82由于借由1片或多片大孔径的透镜构成，故而可增大入射光的面积，借此，相较于使用数值孔径N.A.较小的聚光光学系统的情形可取入更大量的光能。因此，由本实施形态的聚光光学系统82聚光的光束极鲜明且具有高能量密度，借此，可提高附加加工的加工精度。
在本实施形态中，如下所述，对借由使载台12在平行于XY平面的扫描方向(在图2中，作为一例为Y轴方向)上移动，一边使光束与具有造形的对象面TAS的工件W在扫描方向(scan方向)上相对扫描一边进行造形(加工处理)的情形进行说明。再者，在造形时，在载台12在Y轴方向上的移动过程中，当然亦可使载台12在X轴方向、Z轴方向、θx方向、θy方向及θz方向的至少1个方向上移动。又，在本实施形态中，如下所述，借由光束(激光光束)的能量将由材料供给部530供给的粉状的造形材料(金属材料)熔融。因此，如上所述，若聚光光学系统82取入的能量的总量变大，则自聚光光学系统82射出的光束的能量变大，从而在单位时间可熔解的金属的量增加。相应地，若提高造形材料的供给量及载台12的速度，则造形加工的产出量提高。
在本实施形态的造形系统100中，使造形的对象面TAS与既定面(以下称为造形面MP)对位(例如参照图2)。在造形系统100中，例如将点状的光束的照射区域(光束点)形成于造形面MP上，可一边相对于形成该光束点的光束(点光束)相对扫描工件W(对象面TAS)一边进行造形(加工处理)。
在造形系统100中，在用以对工件的附加加工的造形时，控制装置600借由前述开环的控制进行工件W的对象面TAS的6个自由度方向上的位置控制。借由该控制，对象面TAS以成为垂直于光轴AX的方式被控制。控制装置600每当各层的造形结束时，使载台12向-Z方向各下降既定距离(相当于各层的厚度)，与此并行地以将冷却水CW的液面维持于较对象面TAS高既定距离(略高)的位置的方式基于水位感测器26的计测资讯，控制第1及第2流量控制阀18A、18B，而控制自出水口部20至槽13内的冷却水CW的供给量及来自槽13内部的经由排水管的冷却水CW的排水量。若对此详细地进行叙述，则控制装置600预先将应与冷却水的液面对位的目标面TS设定于较造形面MP高既定距离的位置(参照图2)，基于水位感测器26的计测资讯，求出实际的液面与目标面TS的差，并以该差成为零的方式，控制第2流量控制阀18B及第1流量控制阀18A的开度。借此，与载台12上的工件的对象面TAS的Z轴方向上的位置的变化及造形的进展连动地，在造形过程中，以较与造形面MP对位的对象面TAS高既定距离的方式调整(设定)冷却水CW的液面。
再者，虽在本实施形态中，前述造形面MP是聚光光学系统82的后侧焦点面(例如参照图2)，但造形面亦可为后侧焦点面的附近的面。又，虽在本实施形态中，造形面MP与聚光光学系统82的射出侧的光轴AX垂直，但亦可不垂直。
作为设定、或变更造形面MP上的光束的强度分布的方法(例如形成如上所述的光束点或狭缝状的照明区域等的方法)，例如可采用控制入射至聚光光学系统82的多个平行光束的入射角度分布的手法。
再者，虽本实施形态的聚光光学系统82由于成为其光瞳面(入射光瞳)PP与前侧焦点面一致的构成，故而可借由使用镜面阵列80的多个平行光束LB的入射角度的变更，而准确且简便地控制该多个平行光束LB的聚光位置，但亦可并非聚光光学系统82的光瞳面(入射光瞳)与前侧焦点面一致的构成。
在本实施形态中，采用镜面阵列80，控制装置600使各镜面元件81p,q以非常高的响应动作，借此分别控制入射至聚光光学系统82的光瞳面PP的多个平行光束LB的入射角度。借此，可设定或变更造形面MP上的光束的强度分布。在此情形时，控制装置600可在光束与对象面TAS(被设定造形的目标部位TA的面、在本实施形态中为工件W上的面)的相对移动过程中，使造形面MP上的光束的强度分布、例如光束的照射区域的形状、大小、个数的至少一者发生变化。在此情形时，控制装置600可连续地、或间断地变更造形面MP上的光束的强度分布。控制装置600亦可根据光束与对象面TAS的相对位置，而使造形面MP上的光束的强度分布变化。控制装置600亦可根据所要求的造形精度及产出量，而使造形面MP的光束的强度分布变化。
又，在本实施形态中，由于控制装置600使用前述旋转编码器83p,q，检测各镜面元件的状态(此处为反射面的倾斜角度)，借此即时监测各镜面元件的状态，故而可准确地控制镜面阵列80的各镜面元件的反射面的倾斜角度。
再者，若未将形成于造形面的照射区域的形状、及大小设为可变，则亦可使用所需形状的固态的镜面代替镜面阵列80，控制入射至聚光光学系统82的光瞳面的1个平行光束的入射角度，而变更照射区域的位置。
在图4中，将造形头部500的聚光光学系统82及其下方的部分自-Y方向观察且省略一部分地进行表示。又，在图5中，将图2中的镜筒85及其下方的部分与工件W上的目标部位TA附近部分一并放大表示。如图4所示，材料供给部530包含：供给管84，其在聚光光学系统82的终端透镜82a的中空部TH内沿着光轴AX配置且在Z轴方向上延伸；及材料供给装置86，其经由配管90a而连接于供给管84的一端(上端)。在供给管84的另一端(下端)形成材料供给口84a，材料供给口84a配置于遮罩构件30内部的第1空间30a内。
如图4所示，供给管84配置于终端透镜82a的中空部TH内，供给管84的外周面与终端透镜82a的中空部TH内表面的间的间隙由密封构件89密封。因此，如图5所示，终端透镜82a下方的遮罩构件30内部的第1空间30a与终端透镜82a上方的镜筒85内部的空间(第2空间)85a分离，而阻止气体自第1空间30a流入至第2空间85a。再者，亦可设为不设置密封构件89而气体可通过终端透镜82a的中空部TH内的构成。在此情形时，亦可使终端透镜82a的上侧空间(镜筒85内部的第2空间85a)的压力高于终端透镜82a的下侧空间(第1空间30a)的压力，而不使终端透镜82a的中空部TH产生气体自射出面侧朝向入射面侧的流动。或者，亦可始终自第2空间85a朝向第1空间30a喷出气体(惰性气体等)。
如图5所放大表示般，遮罩构件30由中空的圆锥状的构件(在外表面及内表面具有圆锥面的大致均匀的厚度的板构件)构成，在其底面(图5中的上侧的面)设置有俯视圆环状的安装部31。安装部31由内径小于遮罩构件30的底面(略微大于终端透镜82a的外径)且外径略微大于遮罩构件30的底面的圆环状的板构件构成。遮罩构件30经由安装部31而固定于镜筒85的下端面。即，遮罩构件30被镜筒85垂吊支持。在遮罩构件30的前端部(图5中的下端部)，在其前端形成有照射至对象面TAS的光束(LB1、LB2)的出口30b。再者，为了抑制遮罩构件30的振动传递至镜筒85，亦可在镜筒85与遮罩构件30的间配置防振构件(橡胶等)。又，亦可借由与镜筒85不同的支持构件支持遮罩构件30。
返回至图4，材料供给装置86在内部具有收容有造形材料PD的匣，使匣内的造形材料PD经由配管90a及供给管84自材料供给口84a朝向出口30b例如自由下落，或借由以既定压力挤出而下落，而将该匣内的造形材料PD沿着光轴AX供给至对象面上。在以此方式使造形材料PD下落的情形时，通常，造形材料是越靠下方(越靠近遮罩构件30的前端)越扩散，若自供给管84的下端至对象面TAS的距离为既定距离以上，则造形材料扩散至较出口30b大的面积的区域。若如此，则即便借由光束LB1、LB2使造形材料PD熔融，亦难以在对象面上进行微细的造形。
因此，在本实施形态中，设置有前述气体供给装置40(参照图6)，该气体供给装置40利用遮罩构件30的内表面30c的圆锥面形状，以沿着该圆锥面状的内表面产生图5中符号SF所示的螺旋状的回旋流的方式，将作为惰性气体的一种的氮气供给至遮罩构件30的内部空间(第1空间)30a。再者，气体供给装置40亦可将作为惰性气体的一种的稀有气体(例如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等)、氮气与至少1种稀有气体的混合气体、或多种稀有气体的混合气体代替氮气而供给至第1空间30a内。
在遮罩构件30的上端部附近形成有用以连接图5所示的气体供给管42的开口30d。在开口30d连接有气体供给管42的一端。若对此进一步详细地进行叙述，则气体供给管42的一端以相对于遮罩构件30的壁在俯视(自上方观察)时以锐角交叉的方式，例如在遮罩构件30的内表面30c的切线方向上自外侧插入至形成于遮罩构件30的开口30d，而气体供给管42的前端的气体供给口42a在遮罩构件30内部的第1空间30a内露出。在此情形时，气体供给口42a位于较遮罩构件30的高度方向的中央更靠上部。又，气体供给口42a位于较材料供给口84a高的位置。
又，气体供给管42的一端部在插入于遮罩构件30的开口30d的状态下以一端侧较另一端侧低的方式相对于XY平面略微倾斜。即，前述开口30d以在俯视下相对于遮罩构件30的内表面30c以锐角交叉且相对于XY平面略微倾斜的朝向，形成于遮罩构件30。
气体供给管42的另一端连接于气体供给装置40(参照图6)。因此，在气体供给装置40的作动状态下，经由气体供给管42的气体供给口42a，实质性地沿着遮罩构件30的圆锥状的内表面30c，例如实质性地沿着遮罩构件30的内表面30c的切线方向，将氮气(惰性气体)送入至第1空间30a内，该所送入的氮气成为如图5中符号SF所示的沿着遮罩构件30的内表面30c且围绕光轴AX的螺旋状的回旋流(借由循环产生的回旋流)而流向遮罩构件30的出口30b，并自出口30b流出至第1空间30a的外部。此情形时的回旋流SF由于越靠近中心流速变得越快，故而(除了粘性影响变强的极靠近中心的附近以外)根据白努利的定理越靠近中心静压变得越低。又，遮罩构件30的内表面30c的直径是越靠下方(越靠近遮罩构件30的出口30b)越小。因此，遮罩构件30作为使流体加速的渐缩喷嘴(convergent nozzle)发挥功能，越靠近较窄的部分(遮罩构件30的前端部)，在遮罩构件30的内部流动的气体的流速越快，且压力越低。因此，回旋流SF中的静压于遮罩构件30的出口30b的位置的中心部最低。因此，自供给管84向正下方下落的粉状的造形材料PD是越靠下方(越靠近遮罩构件30的出口30b)，借由氮气(惰性气体)的回旋流对应于遮罩构件30的内表面30c的形状而缩窄得越细。因此，在气体供给装置40的作动状态下，可使自供给管84供给的粉状的造形材料PD汇聚于大致一点(此处为光轴AX上的点)，而可借由以光束LB1、LB2将造形材料PD熔化，进行确保优异的造形精度、高解析度的三维造形物的制作。本实施形态的气体供给装置40可调整送入至第1空间30a内的惰性气体的温度、流速等。再者，亦可将设置于遮罩构件30的开口30d设为气体供给口。在此情形时，气体供给管42的前端只要以不露出于第1空间30a的方式连接于遮罩构件30的开口30d即可。
又，亦可将气体供给口42a(开口30d)配置于较遮罩构件30的高度方向的中央更靠下方。又，亦可将气体供给口42a(开口30d)配置于较材料供给口84a更靠下方。
且说，根据前述槽13内的冷却水量的调整的说明可明确：在造形时，将冷却水CW的液面(水面)设定于高于工件W的对象面TAS的位置。然而，若在目标部位TA部分存在冷却水，则有受该冷却水CW不良影响而无法确保所需造形精度之虞。因此，在造形系统100中，如图2及图5所示，设为在成为前述回旋流SF后，朝向目标部位TA供给自遮罩构件30前端的出口30b喷出的惰性气体。在此情形时，若将自遮罩构件30前端的出口30b喷出而供给至目标部位TA的惰性气体的流速设为高速，则可借由该惰性气体的流动，将存在于包含目标部位TA的对象面TAS上的一部分区域上的冷却水CW吹散并去除。借此，将包含目标部位TA的一部分区域局部地设定为非液浸状态(干燥状态)，而在该局部非液浸状态、即在对象面TAS上存在由所供给的冷却水CW覆盖的区域及未由所供给的冷却水CW覆盖的区域的状态下，进行对目标部位的造形材料PD的供给及光束的照射，从而进行对目标部位TA的造形。因此，可在不受冷却水的影响的情况下，进行确保优异的造形精度、高解析度的三维造形物的制作。
再者，根据前述说明可明确：在本实施形态中，由于借由经由出口30b射出的光束LB1、LB2，而形成造形面MP中的光束的照射区域，故而可进行形成于造形面的照射区域的形状、大小、或位置的变更的范围由出口30b的形状及大小限制。
又，在本实施形态中，根据图5可明确气体供给口42a设置于与终端透镜82a的下表面大致相同的高度的位置，故而借由高速的惰性气体流，可对终端透镜82a的下表面进行气体冲洗，而保护终端透镜82a免受污染(包括来自材料供给口84a的造形材料的附着)。此外，终端透镜82a由于借由遮罩构件30而被物理地保护，故而受到保护以免因遮罩构件30外部环境中的污染物质而被污染。
虽颠倒顺序进行了说明，但此处进一步对材料供给装置86进行说明。材料供给装置86例如具有2个粉末匣，在2个粉末匣的各者收容有第1造形材料(例如钛)、第2造形材料(例如不锈钢)的粉末。再者，虽在本实施形态中，材料供给装置86为了供给2种造形材料而具备2个粉末匣，但材料供给装置86所具备的粉末匣亦可为1个。
在本实施形态中，材料供给装置86连接于控制装置600(参照图6)，在造形时，根据来自控制装置600的指示，借由材料供给装置86(内部的控制单元)，选择2个粉末匣的一者，并将来自该所选择的粉末匣的造形材料经由配管90a供给至供给管84。再者，借由变更材料供给装置86的构成，亦可设为可在需要的情形时将来自一粉末匣的第1造形材料与来自另一粉末匣的第2造形材料的混合物经由配管90a供给至供给管84的构成。
控制装置600可调整自借由材料供给装置86选择的粉末匣供给至供给管84的造形材料的每单位时间的供给量。供给至供给管84的造形材料的每单位时间的供给量的调整可借由如下进行，即，在自粉末匣获取粉末时将粉末匣的外部设为相对于内部为负压并调整该负压的水准，或设置调整自材料供给装置86供给至配管90a的粉末的量的阀并调整该阀的开度等。
在本实施形态中，由于将环状的平行光束照射至镜面阵列80，故而来自镜面阵列80的反射光束入射至聚光光学系统82的周缘附近的部分区域(N.A.较大的部分区域)，并经由位于聚光光学系统82的射出端、即光束照射部520的射出端的终端透镜82a的与光轴AX远离的周缘部的区域而聚光于聚光光学系统82的造形面MP(在本实施形态中，与聚光光学系统82的后侧焦点面一致)(参照图2)。即，仅借由通过同一聚光光学系统82的周缘附近的部分的光，形成例如光束点。因此，相较于将经由不同的光学系统的光聚光于同一区域而形成光束点(激光点)的情形，可形成高品质的光束点。又，在本实施形态中，可限制对配置于聚光光学系统82的终端透镜82a的中空部TH内的供给管84及一端连接于供给管84的上端的配管90a的光束的照射。因此，在本实施形态中，可将来自镜面阵列80的反射光束全部利用于点的形成，并且无须在聚光光学系统82的入射面侧的对应于供给管84的部分设置用以限制光束照射至供给管84的遮光构件等。根据该原因，借由环状的平行光束对镜面阵列80进行照明。
再者，为了限制自聚光光学系统82入射至供给管84的光束，亦可例如将图4中二点链线所示的限制构件92设置于聚光光学系统82的入射面侧(例如光瞳面PP)。借由限制构件92，限制来自聚光光学系统82的光束入射至供给管84。作为限制构件92，可使用遮光构件，亦可使用消光膜等。在此情形时，入射至聚光光学系统82的平行光束可为剖面圆形的平行光束，亦可为环状的平行光束。若为后者，则由于光束不照射至限制构件92，故而可将来自镜面阵列80的反射光束全部利用于点的形成。
在本实施形态中，在对工件的附加加工时等，如图2及图5所示，将穿过聚光光学系统82(终端透镜82a)的周缘部附近且通过供给管84的+Y侧及-Y侧(工件W(载台12)的扫描方向的前方及后方)的光路的光束(在图2、图5中，为了方便起见表示为光束LB11、LB12)聚光于供给管84的正下方，而将光束点形成于造形面上，对于形成该光束点的点光束，自材料供给口84a沿着光轴AX通过遮罩构件30的出口30b供给造形材料PD。借此，在供给管84的正下方形成熔融池WP。而且，一边对载台12在扫描方向(在图5中为+Y方向)上进行扫描一边进行该熔融池WP的形成。借此，能够以既定宽度(光束点的宽度)形成既定长度的熔珠(熔融凝固的金属)BE(参照图5)。再者，图5所示的光束LB1、LB2可为由镜面阵列80的不同镜面元件81p,q分别反射而以不同的入射角度入射至聚光光学系统82的光瞳面PP的不同的平行光束，亦可为同一平行光束、例如剖面环状的平行光束的一部分。
在使多个平行光束入射至聚光光学系统82的光瞳面PP的情形时，在例如以不减少入射至聚光光学系统82的平行光束LB的数量而光束的X轴方向的宽度、或Y轴方向的宽度、或X轴方向的宽度及Y轴方向的宽度逐渐减小的方式，进行入射至聚光光学系统82的多个平行光束LB的入射角度的调整时，光束的聚光密度(能量密度)变高。因此，借由与此相对应地，增加每单位时间的粉末(造形材料)的供给量，且提高对象面TAS的扫描速度，可将所形成的熔珠BE的层的厚度保持于一定，并且以较高的水准保持产出量。但并不限于该调整方法，亦可使用其他调整方法，而将所形成的熔珠BE的层的厚度保持于一定。例如，亦可根据光束的X轴方向的宽度、或Y轴方向的宽度、或X轴方向的宽度及Y轴方向的宽度调节多个激光单元中的至少1个激光输出(激光光束的能量)，还可变更自镜面阵列80入射至聚光光学系统82的平行光束LB的数量。在此情形时，相较于前述调整方法，虽产出量略微降低，但调整较简便。
在图6中，示出表示核心地构成造形系统100的控制系统的控制装置600的输入输出关系的方框图。控制装置600包含工作站(或微电脑)等，而统括地控制造形系统100的构成各部。
以前述方式构成的本实施形态的造形系统100的基本功能是对既有的零件(工件)借由三维造形附加所需形状。工件投入至造形系统100，在被准确地附加所需形状后自造形系统100搬出。此时，该附加的形状的实际的形状资料自控制装置600传送至外部的装置、例如上位装置。借由造形系统100进行的一连串的动作大致如下所述。
首先，在载台12位于既定的装载/卸载位置时，借由工件搬送系统300(参照图6)将工件搭载于载台12。此时，载台12处于基准状态(Z、θx、θy、θz)＝(Z0、0、0、0)，其X、Y位置与由位置计测系统28计测的机器人14的X、Y位置一致。即，载台12位于机器人14上所规定的基准点(x＝0，y＝0)。
继而，借由控制装置600，使搭载有工件W的载台12移动至计测装置400的下方。载台12的移动是借由如下而进行，即，控制装置600基于位置计测系统28的计测资讯而在地板面上在X轴方向(及Y轴方向)上驱动机器人14。在该移动过程中，载台12亦维持前述基准状态。
继而，借由控制装置600，使用计测装置400，进行处于基准状态的载台12上的工件W的对象面TAS的至少一部分的三维空间内的位置资讯(在本实施形态中为形状资讯)的计测。此后，基于该计测结果，工件W上的对象面TAS的6个自由度方向上的位置可在载台坐标系统(基准坐标系统)上借由开环的控制而管理。
继而，借由控制装置600，使搭载有对象面TAS的至少一部分的形状资讯的计测结束的工件W的载台12朝向造形头部500(遮罩构件30)的下方移动。此时，第1及第2流量控制阀18A、18B成为完全关闭状态。
载台12沿着既定的路径移动，若到达至造形头部500的下方的既定位置，则如上所述，将连接于排水管16的一端的连接器15的第2部分15b安装于设置于载台12的第1部分15a，而将排水管16的一端连接于槽13(载台12)。
继而，借由控制装置600，将冷却水CW供给至槽13内直至液面(水面)与目标面TS一致为止。该冷却水CW的供给是以如下顺序进行。即，控制装置600将第2流量控制阀18B以既定开度打开，一边监测水位感测器26的计测资讯，一边开始自出水口部20将冷却水CW供给至槽13内。而且，若基于水位感测器26的计测资讯确认冷却水CW的液面与目标面TS一致，则控制装置600将第2流量控制阀18B设为完全关闭状态而停止自出水口部20将冷却水CW供给至槽13内。再者，只要可在不受冷却水CW的影响的情况下进行附加加工，则亦可不停止冷却水CW的供给。即，亦可与附加加工并行地进行自出水口部20的冷却水的供给。
继而，对载台12上的工件借由附加对应于3D资料的形状的三维造形进行附加加工。该附加加工例如以如下方式进行。
即，控制装置600将借由附加加工应附加的形状(自在附加加工后制成的物体的形状去除成为附加加工的对象的工件的形状所得的形状)的三维CAD资料作为三维造形用的资料，并转换为例如STL(Stereo Lithography)资料，进而，根据该三维STL资料产生于Z轴方向上切片所得的各层(layer)的资料。继而，控制装置600基于各层的资料，为了进行对工件的各层的附加加工，而控制移动装置200及造形头部500，自第1层至第N层反复进行如下步骤：一边对载台12在扫描方向上进行扫描，一边进行前述局部非液浸状态下的光束点的形成、及借由对点光束自供给管84供给造形材料PD实现的熔融池WP的形成。此处，每当第n层(n＝1～N－1)的造形结束时，便基于控制装置600的指示，借由机器人14将载台12下降驱动既定距离，且与该载台12的下降连动地借由控制装置600基于水位感测器26的计测资讯，进行第2流量控制阀18B及第1流量控制阀18A的开度控制(包括开闭)，以液面(水面)与目标面TS(较造形面MP高既定距离的面)一致的方式调整槽13内的冷却水CW的量。即，以此方式与载台12的下降(及造形的进行)相对应地进行冷却水CW的液面的控制。再者，附加加工的工件上的对象面的位置及姿势的控制是考虑的前已测得的对象面的形状资讯进行。
再者，只要可在不受冷却水CW的影响的情况下进行附加加工，则亦可不停止冷却水CW的供给。即，亦可与附加加工并行地进行自出水口部20的冷却水的供给。
此处，在以上说明中，以工件W的被设定附加加工的目标部位TA的对象面(例如上表面)TAS为借由调整载台12的倾斜而设定为垂直于聚光光学系统82的光轴的面(平行于XY平面的面)的平面为前提，进行伴随着载台12的扫描动作的造形。
若第N层的造形结束，则借由控制装置600，将第1流量控制阀18A完全打开，而将槽13内的冷却水CW经由排水管16排出至外部。在排水完成后，借由控制装置600，将载台12向自固定于既定位置的排水管16远离的方向驱动，借此解除连接器15的第1构件15a与第2构件15b的卡合，而将排水管16自载台12卸除。继而，借由控制装置600，使搭载有经附加加工过的工件W的载台12移动至前述装载/卸载位置。
继而，借由控制装置600，对工件搬送系统300指示工件的卸载。根据该指示，借由工件搬送系统300，将经附加加工过的工件W自载台12(平台12a)上取出，并搬送至造形系统100的外部。继而，借由控制装置600，对机器人14赋予指示，将载台12设定为基准状态。借此，移动装置200在装载/卸载位置待机而准备下一工件的搬入。
再者，虽以上对将形状附加至既有的工件的例进行了说明，但本实施形态的造形系统100的使用用途并不限于此，亦可与通常的3D印表机等同样地，在载台12上自不存在任何物体的处借由造型产生三维形状。在此情形时，仅对所谓「不存在」的工件实施附加加工。在该载台12上的三维造形物的造形时，控制装置600借由计测装置400所具备的标记检测系统56(参照图6)，光学地检测预先形成于载台12上的最低3个部位的对准标记，借此可求出设定于载台12上的造形的对象面的6个自由度方向上的位置资讯，并基于该结果，一边控制载台12(平台12a)上的对象面相对于光束(的照射区域)的位置及姿势，一边与前述实施形态同样地进行前述局部非液浸状态下的借由相对于光束LB1、LB2的载台12的扫描驱动实现的各层的三维造形。
如以上详细地所说明般，根据本实施形态的造形系统100，借由控制装置600，以如下方式基于多层的积层剖面的资料控制移动装置200、光束照射部520及材料供给部530：借由一边使光束与对象面TAS相对移动一边供给由光束照射的造形材料DP，而对配置于槽13内的工件W的对象面TAS上的被设为非液浸状态的一部分区域内的目标部位TA实施造形。即，以此方式，以局部非液浸方式进行对工件W的借由三维造形的附加加工或借由三维造形的工件的制作。
又，根据本实施形态的造形系统100，借由控制装置600，每当各层的造形结束时便将对象面TAS(载台12)下降驱动1层，且每当该下降驱动时，与载台12的下降连动地以槽13内的冷却水CW的液面略微高于该造形结束的最上层的上表面的方式，调整槽13内的冷却水CW的量。即，以此方式，与载台12的下降驱动、及造形的进行连动地进行槽13内的冷却水CW的液面的调整，而在除包含目标部位的一部分的局部非液浸区域以外的区域中，工件W的整体始终由冷却水覆盖。因此，可有效地抑制因造形加工过程中的工件的温度不均匀而产生工件的翘曲等。在厚度较薄的工件的情形时，该有用性尤其高。
又，在造形系统100中，借由激光光束的能量将由材料供给部530供给的粉状的造形材料(金属材料)PD熔融。在造形系统100中，在造形时，气体供给装置40借由控制装置600而作动，经由气体供给管42的气体供给口42a，以沿着遮罩构件30的内表面30c产生螺旋状的回旋流(参照图5的符号SF)的方式将氮气(惰性气体)送入至遮罩构件30内。借由该氮气(惰性气体)的回旋流，借由自供给管84朝向正下方下落而供给的粉状的造形材料PD越靠下方(越靠近遮罩构件30的前端)，对应于遮罩构件30的内表面30c(内壁面)的形状而缩窄得越细。借此，可使自供给管84供给的粉状的造形材料PD汇聚于大致一点(此处为光轴AX上的点)，而可借由以光束LB1、LB2将造形材料PD熔化，进行确保优异的造形精度、高解析度的三维造形物的制作。
又，在造形系统100中，以如下方式实现前述局部非液浸状态下的造形。即，在造形系统100中，在成为前述回旋流SF后，朝向目标部位TA供给自遮罩构件30前端的出口30b喷出的惰性气体。借由将供给至该目标部位TA的惰性气体的流速设为高速，而可借由该惰性气体的流动，将存在于包含目标部位TA的对象面TA上的一部分区域上的冷却水CW吹散。借此，将包含目标部位TA的一部分区域局部地设定为非液浸状态(干燥状态)，在该非液浸状态下进行对目标部位TA的使用造形材料PD的造形。因此，可在不受冷却水的影响的情况下，进行确保优异的造形精度、高解析度的三维造形物的造形或制作。
又，在本实施形态的造形头部500中，高N.A.的聚光光学系统82由1片或多片大孔径的透镜构成，故而可增大入射光的面积，借此，相较于使用数值孔径N.A.较小的聚光光学系统的情形，可取入更大量的光能。因此，借由本实施形态的聚光光学系统82而聚光的光束极鲜明且具有高能量密度，借此，可提高造形的加工精度。又，若聚光光学系统82取入的能量的总量变大，则自聚光光学系统82射出的光束的能量变大，从而在单位时间可熔解的金属的量增加。相应地，若提高造形材料的供给量及载台12的速度，则借由造形头部500的造形加工的产出量提高。
又，在本实施形态的造形头部500中，例如借由控制入射至聚光光学系统82的多个平行光束的入射角度分布，可设定或变更造形面MP上的光束的强度分布。
因此，在造形系统100中，例如可借由快速原型设计将造形物以较高的加工精度形成于工件W的对象面TAS上。
再者，虽在前述实施形态中，对于为了将冷却水CW(液体)供给至对象面TAS上而在载台12设置槽13并将液体供给至槽13内的情形进行了说明，但将液体供给至对象面上的方式并不限定于此。
又，在前述实施形态的造形系统100中，对于如下情形进行了说明：在造形时经由连接于圆锥状的遮罩构件30的气体供给管42的气体供给口42a，以沿着遮罩构件30的内表面30c产生螺旋状的回旋流SF的方式将惰性气体(气体)供给至遮罩构件30的内部的第1空间30a，且在惰性气体成为回旋流后，使该惰性气体流出至第1空间30a的外部。在前述实施形态的造形系统100中，在造形时，利用自遮罩构件30的出口30b供给的惰性气体，将包含目标部位TA的一部分区域局部地设为非液浸状态。在此情形时，亦可在遮罩构件30形成多个开口，而对各开口个别地连接气体供给管42。在此情形时，例如亦可在遮罩构件30的圆形的底面(图5中的上侧的面)中，以可在中心角成为等角度间隔的位置分别连接气体供给管42的方式形成多个开口。在此情形时，亦可借由自多个气体供给管42的各者的气体供给口42a在遮罩构件30的切线方向上供给氮气，而产生同一旋转方向(顺时针方向或逆时针方向)的1个回旋流。
再者，亦可与前述实施形态不同，设为不产生回旋流SF，而经由遮罩构件30的内部空间将惰性气体(气体)朝向目标部位TA供给或喷射。遮罩构件只要为于自与出口30b在Z轴方向(与光轴AX平行的方向)上为相反的侧朝向出口30b侧聚拢的一部分具有包含曲面的形状、例如圆锥状或楕圆锥状的内表面的构件即可，其外观形状并无特别限制。又，亦可不具备遮罩构件。例如，只要可将惰性气体(气体)供给至包含目标部位TA的一部分区域，则亦可不具备遮罩构件。
再者，对于如下情形进行了说明：前述实施形态的造形系统100的造形头部500使用在包含光轴AX的中心部形成有在光轴方向上贯通的贯通孔的透镜(中空透镜)作为光束照射部520的终端透镜82a，材料供给部530具有插入至终端透镜82a的贯通孔而沿着光轴AX供给造形材料的供给管84，光束照射部520对自供给管84供给至目标部位TA的造形材料，经由遮罩构件30的内部空间30a沿着相对于光轴AX倾斜的光路照射光束。采用此种构成的原因在于考虑了如下情况：由于光束照射部520的聚光光学系统82为大孔径、低像差且高N.A.，故而仅借由通过同一聚光光学系统82的周缘附近的部分的光，便例如形成光束点，借此，相较于将经由不同的光学系统的光聚光于同一区域而形成光束点(激光点)的情形，可形成高品质的光束点。因此，终端透镜当然亦可并非中空透镜。
再者，虽在前述实施形态中，设为工件W的被设定附加加工的目标部位TA的对象面(例如上表面)TAS为借由调整载台12的倾斜而设定为垂直于聚光光学系统82的光轴的面(平行于XY平面的面)的平面，而进行了说明，但实际上，尤其是在附加加工的情形时，目标部位TA未必设定于平面上。即，考虑在工件W上的并非平面的凹凸部设定目标部位TA，即便在此情形时，亦可如图7所示般，将该包含凹凸部UP的工件W上的一部分区域与前述同样地设定为局部的非液浸区域NIS，而可进行同样的造形加工。
又，造形头部并不限定于如前述实施形态的构成。造形头部亦可为例如沿着光束照射部的光轴照射光束且沿着相对于光轴倾斜的路径供给造形材料的类型。在采用该类型的造形头部的情形时，例如可使用图8所示的遮罩构件230作为遮罩构件。遮罩构件230整体具有圆柱形状，在图8中的下端部具有兼作光束的出口、造形材料的出口及惰性气体的出口的出口230b。若对此进一步详细地进行叙述，则在遮罩构件230形成自图8中的下端面至上端面附近(在下方距上端面既定距离的位置)的开口部232(内部空间)，该开口部232具有分别由以遮罩构件230的圆柱的轴为中心的内周面构成的第1部分232a、第2部分232b及第3部分232c的3个部分。第1部分232a位于最上部，由在上下方向延伸的圆柱面状的内周面构成。第2部分232b与第1部分232a连续，由向下方延伸的锥形的内周面(圆锥面的一部分)构成。第3部分232c与第2部分连通，由至遮罩构件230的下端面的锥形的内周面(圆锥面的一部分)构成。第2部分232b随着靠近第3部分232c而直径逐渐变小。另一方面，第3部分232c相反地随着与第2部分232b远离而直径变大。借由开口232的第3部分232c及第2部分232b的下端的开口，形成有出口230b。
在开口部232的第1部分232a的内部，设置有较第1部分232a小一圈且在上下方向延伸的圆筒状的光束射出部234。光束射出部234的内部为光束LB的通路。又，光束射出部234与开口部232的第1部分232a的间的空间成为造形材料PD的供给通路的一部分。造形材料PD经由光束射出部234与第1部分232a的间的空间及其下方的开口部232的第2部分232b(的内部空间)，自出口230b在相对于光束照射部的光轴倾斜既定角度的方向上供给至遮罩构件230的下方的目标部位。
在遮罩构件230中，进而在开口部232的第1部分232a及第2部分232b的外侧形成有一对惰性气体的路径236。路径236例如在垂直于Z轴的剖面中形成为圆弧状，其下端在开口部232的第3部分232c的内周面的一部分开口。在使用遮罩构件230的情形时，造形头部使用N.A.较前述聚光光学系统82小的聚光光学系统，且作为该聚光光学系统的终端透镜，使用通常的透镜而非中空透镜。
再者，虽在前述实施形态中，对于借由朝向被供给冷却水CW的对象面TAS供给惰性气体而将包含目标部位TA的一部分区域设为非液浸状态的情形进行了说明，但将对象面TAS上的一部分区域设为非液浸状态的方法并不限定于此。例如，亦可吸引冷却水CW而将对象面TAS上的一部分区域设定为非液浸状态。例如，在前述第1实施形态中的造形头部500中，亦可使用图9所示的遮罩构件330代替前述遮罩构件30。遮罩构件330由具有圆锥状的内表面330c的圆柱状的构件构成，在下表面具有与前述遮罩构件30的出口30b同等的作用的出口330b，且在下表面的出口330b的外侧的位置形成有由包围出口330b的环状(例如圆环状)的凹部构成的气体供给口332。又，在遮罩构件330的下表面的相对于出口330b的气体供给口332的外侧，形成由较气体供给口332大一圈的环状(例如圆环状)的凹部构成的吸引口334。吸引口334经由未图示的吸引路径而连接于未图示的真空泵等吸引装置。又，气体供给口332经由未图示的路径而连接于未图示的气体供给装置。气体供给装置可自气体供给口332朝向下方喷出惰性气体，亦可喷出除惰性气体以外的气体、例如压缩空气。借由利用吸引装置将吸引路径内设为负压，而经由吸引口334将冷却水CW、自气体供给口332喷出的气体(及自出口330b流出的惰性气体)等吸引至吸引路径内并排出至外部。其结果，在遮罩构件330的下方形成不存在液体的非液浸空间NIS(参照图9)。再者，亦可将多个气体供给口配置为环状代替环状的气体供给口332。又，亦可将多个吸引口配置为环状代替环状的吸引口334。
再者，只要工件W上表面与遮罩构件330的下表面的间的液体层的厚度足够薄，则亦可仅将吸引口334及气体供给口332的一者设置于遮罩构件330。又，可一并进行自出口330b的惰性气体的喷出，亦可不一并进行自出口330b的惰性气体的喷出。
再者，亦可除了出水口部20以外还将冷却水CW的供给口设置于载台12(例如框构件12b)，或者代替出水口部20而将冷却水CW的供给口设置于载台12(例如框构件12b)。在此情形时，连接于冷却水CW的供给口的供给管可与排水管16同样地装卸自如，亦可将供给管始终连接于载台12。
又，亦可除了连接于载台12的孔的排水管以外还在载台12的上方配置排出管(排水管)，或者代替连接于载台12的孔的排水管而在载台12的上方配置排出管(排水管)，而经由配置于槽13内的该排出管的前端(排出口)进行液体排出。在此情形时，排出管可能够移动亦可不移动。
又，亦可除了出水口部20以外还在遮罩构件(30、230、330)设置冷却水CW的供给口，或者代替出水口部20而在遮罩构件(30、230、330)设置冷却水CW的供给口。
又，虽在前述实施形态中，以冷却水CW与对象面TAS接触的方式进行冷却水CW的供给，但亦能够以冷却水CW不与对象面TAS接触的方式供给。即便冷却水CW不与对象面TAS接触，只要冷却水CW与工件W的除对象面TAS以外的外表面接触，亦可期待抑制工件W的翘曲、变形等的效果。
又，亦可在载台12不设置槽13(框构件12b)。在此情形时，亦可在载台12的下方设置回收自载台12流下的冷却水CW的机构。又，在此情形时，亦可不将排水管16连接于载台12。
又，亦可使遮罩构件(30、230、330)可相对于镜筒85相对移动。
再者，在前述实施形态中，对于使用镜面阵列80作为空间光调变器的情形进行了说明，亦可使用将借由MEMS技术而制作的数字微镜装置(Digital Micromirror Device：DMD(注册商标))配置为多个矩阵状而成的大面积的数字镜装置代替镜面阵列80。
再者，虽在前述实施形态中，对于借由个别地控制入射至聚光光学系统82的光瞳面的多个平行光束的入射角度而进行造形面上的光束的强度分布的变更的情形进行了说明，但亦可并非入射至聚光光学系统82的光瞳面的多个平行光束的所有的入射角度均可控制(变更)。因此，在与前述实施形态同样地使用镜面阵列控制入射至聚光光学系统82的平行光束的入射角度的情形等时，亦可不使所有镜面元件均可变更反射面的状态(反射面的位置及倾斜角度的至少一者)。又，可用于入射至前述实施形态的聚光光学系统82的多个平行光束的入射角度的控制的反射型空间光调变器并不限于前述镜面阵列。作为可使用的反射型空间光调变器，例如列举反射型液晶显示元件、电泳显示器(EPD：Electro PhoneticDisplay)、电子纸(或电子墨水)、光绕射型光阀(Grating Light Valve)等为例。
又，亦可借由变更配置于聚光光学系统(投影光学系统)的入射面侧的光罩的开口(大小、形状、数量)而进行造形面上的光束的强度分布的变更。在此情形时，只要在聚光光学系统的物体面配置光罩，将像面、或其附近设为造形面即可。又，在此情形时，借由将聚光光学系统的光瞳面中的光束强度分布例如设为环状，或者将对包含光轴的圆形区域进行遮光的遮光构件配置于光瞳面，亦可将该聚光光学系统的终端透镜设为中空透镜。
又，虽如上所述，聚光光学系统82较理想为大孔径，但亦可使用数值孔径N.A.小于0.5的聚光光学系统。
又，在前述实施形态中，为了管理光束的强度分布，亦可使造形系统100在聚光光学系统82的后侧焦点面、或其附近具备可配置受光部的感测器。例如，较佳为在载台12上搭载CCD影像感测器，而借由该CCD影像感测器，以适当的频率校准光束的强度分布(造形面中的照射区域内的强度分布)。如此一来，借由利用接收来自聚光光学系统82的光束的感测器计测光束的强度分布，可进行亦添加聚光光学系统82的热像差等变动因素的光束的强度分布的管理。又，借由基于该结果控制镜面阵列80等，可精度良好地将聚光光学系统82的后侧焦点面等中的光束的强度分布设定为所需状态。又，亦可使用该感测器管理基准坐标系统中的光束的位置。
再者，虽在前述实施形态中，对于使用钛、不锈钢的粉末作为造形材料的情形进行了例示，但当然亦可使用铁粉及其他金属的粉末、及尼龙、聚丙烯、ABS等的粉末等除金属以外的粉末。
《第2实施形态》
其次，基于图10～图12，对第2实施形态进行说明。此处，对于与前述第1实施形态同一或同等的构成部分使用同一符号并且省略其说明。
又，在第1实施形态中说明的各种变形例亦可应用于第2实施形态。
在图10中，以方框图示出第2实施形态的加工系统1100的整体构成。
加工系统1100是对加工对象物(亦称为工件)照射激光光束(以下称为光束)例如进行研磨加工、切削加工或开孔加工等各种去除加工等的系统。
加工系统1100具备移动装置200、计测装置400及加工头部1500、以及控制包含所述各部的加工系统1100的整体的控制装置1600。计测装置400与加工头部1500在既定方向(X轴方向、参照图11)上相互分开而配置。即，在本第2实施形态的加工系统1100中，设置加工头部1500代替前述第1实施形态的造形系统100所具备的造形头部500，设置有控制装置1600代替控制装置600。再者，在加工系统1100中，移动装置200使载台12(参照图11)在图10所示的计测装置400及加工头部1500、以及工件搬送系统300(在图10中未图示，参照图12)的相互间可自如地移动。
在图11中，将加工头部1500所具备的构成光束照射部的一部分的聚光光学系统182及以垂吊的状态固定于保持聚光光学系统182的镜筒85的下端的遮罩构件130与移动装置200所具备的载台12一并表示。在加工系统1100中，亦与前述造形系统100同样地，排水管16经由连接器15而装卸自如地安装于载台12的框构件12b(划分槽13)。在排水管16设置第1流量控制阀18A(在图11中未图示，参照图12)，该第1流量控制阀18A由控制装置1600控制(参照图12)。
又，在加工系统1100中，亦与前述造形系统100同样地，在加工头部1500的附近，在既定高度的位置配置设置于供水管19的一端侧的出水口部20，出水口部20借由第1驱动部22A(在图11中未图示，参照图12)而可沿着Y轴方向往复移动。在供水管19的另一端，连接有包含在内部收容有冷却水的液体贮槽的冷却水供给装置21(在图11中未图示，参照图12)。又，在供水管19设置有第2流量控制阀18B(参照图12)。第2流量控制阀18B由控制装置1600控制。
又，在加工头部1500的附近，在既定高度的位置，设置有检测槽13内的冷却水CW的水面(液面)的水准(水位)的水位感测器26。水位感测器26借由第2驱动部22B(在图11中未图示，参照图12)而可沿着Y轴方向往复移动。
在本第2实施形态中，在工件的加工时，第1驱动部22A及第2驱动部22B视需要由控制装置1600控制，借此，出水口部20及水位感测器26与载台12的Y轴方向上的位置的变化连动而在Y轴方向上移动。
又，在本实施形态中，在工件的加工过程中，以使冷却水CW的水面始终位于略微高于搭载于载台12(平台12a)上的工件W的上表面的位置的方式，借由控制装置1600，与前述第1实施形态同样地，基于水位感测器26的计测资讯控制第1、第2流量控制阀18A、18B。控制装置1600预先将应与冷却水的液面对位的目标面TS(参照图11)设定于较应与工件W的被设定目标部位的对象面TAS(通常为与光束照射部520A对向的工件W的上表面)对位的面(以下称为加工面)MP高既定距离的位置。而且，控制装置1600基于水位感测器26的计测资讯，求出实际的液面与目标面TS的差，并以该差成为零的方式，控制第2流量控制阀18B及第1流量控制阀18A的开度。借此，与载台12上的工件的对象面TAS的Z轴方向上的位置的变化及加工的进展连动地，在加工过程中，始终以较与加工面MP对位的对象面TAS高既定距离的方式调整(设定)冷却水CW的液面。再者，以下亦将工件W的上表面称为上表面TAS或对象面TAS。
加工头部1500具备光束照射部520A。
聚光光学系统182是数值孔径N.A.例如为0.5以上、较佳为0.6以上的高N.A.且低像差的光学系统。聚光光学系统182具有分别保持于镜筒85的包含终端透镜182a的多个透镜。作为终端透镜182a，使用通常的凸透镜而非中空透镜。
又，在加工系统1100中，可在光束与工件W的相对移动过程中使加工面MP上的光束的强度分布、例如光束的照射区域的形状、大小、个数的至少一者发生变化。在此情形时，控制装置1600亦可连续地、或间断地变更加工面MP上的光束的强度分布。
如图11所示，遮罩构件130包含：第1构件130a，其由中空的圆锥状的构件构成；圆锥台状的第2构件130b，其配置于第1构件130a的内侧而小一圈；及俯视圆环状的安装部130c，其将第1构件130a与第2构件130b在两者的底面(图11中的上侧的面)侧连结。安装部130c由内径小于第1构件130a的底面(略微大于终端透镜182a的外径)且外径略微大于遮罩构件130的底面(图11中的上侧的面)的圆环状的板构件构成。遮罩构件130经由安装部130c而其基端(底面侧)固定于镜筒85的下端面。在遮罩构件130的前端部(与底面为相反侧)，略微向外侧扩大以便在其前端形成照射至工件的光束LB的出口130d。遮罩构件130(第1构件130a)的内部借由第2构件130b而划分为圆锥状的内侧空间(第1空间)、及其外侧的外侧空间(第2空间)。在第1空间露出有终端透镜182a的下端部。第2空间是与XY平面平行的剖面为俯视圆环状且该圆环的内径及外径、以及宽度自+Z侧朝向-Z侧逐渐变小的空间。
在第1构件130a，在多个部位连接有与气体供给装置40(参照图12)连接而将作为惰性气体的一种的氮气自气体供给口42a供给至遮罩构件130内部的第2空间的气体供给管42。再者，作为惰性气体，亦可使用稀有气体(例如氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)等)代替氮气。如图11所示，气体供给管42的各者的一端的气体供给口42a以露出于第2空间的状态自外侧连接于遮罩构件130的第1构件130a的上端部附近。多个气体供给口42a的各者例如在第1构件130a的圆形的底面(图11中的上侧的面)中分别设置于中心角成为等角度间隔的位置。
在气体供给装置的作动状态下，经由多个气体供给管42的各者的气体供给口42a，实质性地沿着第1构件130a的圆锥面状的内表面，将氮气(惰性气体)送入至第2空间内，该所送入的氮气如图11中标注有符号LF的箭头所示般成为沿着第1构件130a的内表面且自上方朝向下方的大致直线状的汇聚流，且经由出口130d喷出至遮罩构件130的外部。本第2实施形态的气体供给装置40可调整送入至遮罩构件130的第2空间内的惰性气体的温度、流速等。
且说，根据前述槽13内的冷却水量的调整的说明可明确：在加工处理时，将冷却水CW的液面(水面)设定于略微高于工件W的对象面TAS的位置。然而，若在目标部位TA部分存在冷却水，则有受该冷却水CW不良影响而无法确保充分的加工精度之虞。因此，在加工系统1100中，如图11所示，设为朝向目标部位TA供给自遮罩构件130前端的出口130d喷出的高速的惰性气体，而借由该惰性气体的流动，将存在于包含目标部位TA的对象面TAS上的一部分区域上的冷却水CW吹散并去除。借此，将包含目标部位TA的一部分区域局部地设定为非液浸状态(干燥状态)，而在在对象面TAS上存在由所供给的冷却水CW覆盖的区域及未由所供给的冷却水CW覆盖的区域的状态下，进行对目标部位的光束的照射，从而进行对目标部位TA的加工处理。
在图12中，示出表示核心地构成加工系统1100的控制系统的控制装置1600的输入输出关系的方框图。控制装置1600包含工作站(或微电脑)等，而统括地控制加工系统1100的构成各部。
以前述方式构成的加工系统1100的基本功能是对加工对象物(工件)进行切削、研磨、或开孔加工等各种加工。工件投入至加工系统1100，在加工后自加工系统1100搬出。借由加工系统1100进行的一连串的作业被自动化，工件的供给是将汇集于托板的一定量设为1批次，而能够以批次单位投入。
首先，将搭载有加工前的1批次的工件的托板(未图示)自外部搬入至加工系统1100内的既定的搬入搬出位置。该搬入是根据控制装置1600的指示借由工件搬送系统300进行。此处，1批次例如为i×j个，i×j个工件以i列j行的矩阵状的配置搭载于托板上。即，在托板上表面，以i列j行的矩阵状的配置规定工件的搭载位置(载置位置)，在各搭载位置搭载(载置)有工件。
继而，将批次内的第1个工件自托板取出并搭载于载台12(平台12a)。此时，机器人14设为位于加工系统1100内的设定于设置有工件搬送系统300的位置的附近的装载/卸载位置。又，此时，载台12处于前述基准状态(Z、θx、θy、θz)＝(Z0、0、0、0)，其XY位置与借由位置计测系统28计测的机器人14的X、Y位置一致。即，载台12位于机器人14上所规定的基准点(x＝0，y＝0)。
继而，借由控制装置1600，使搭载有工件W的载台12移动至计测装置400的下方。载台12的移动是借由如下进行，即，控制装置1600基于位置计测系统28的计测资讯控制机器人14，在地板面上在X轴方向(及Y轴方向)上驱动机器人14。在该移动过程中，载台12亦维持前述基准状态。
继而，借由控制装置1600，使用计测装置400，进行处于基准状态的载台12上的工件W的对象面TAS、例如上表面的至少一部分的三维空间内的位置资讯(在本实施形态中为形状资讯)的计测。此后，基于该计测结果，工件W的对象面TAS的6个自由度方向上的位置可在载台坐标系统(基准坐标系统)上借由开环的控制而管理。
继而，借由控制装置1600，使搭载有对象面TAS的至少一部分的形状资讯的计测结束的工件W的载台12朝向加工头部1500的下方移动。此时，第1及第2流量控制阀18A、18B成为完全关闭状态。
载台12沿着既定的路径移动，若到达至加工头部1500的下方的既定位置，则与前述同样地，将连接于排水管16的一端的连接器15的第2部分15b安装于设置于载台12的第1部分15a，而将排水管16的一端连接于槽13(载台12)。
继而，借由控制装置1600，将冷却水CW供给至槽13内直至液面(水面)与目标面TS(参照图11)一致为止。该冷却水CW的供给是借由利用控制装置1600，与前述同样地一边监测水位感测器26的计测资讯一边进行第2流量控制阀18B的开闭控制而实现。
继而，对载台12上的工件进行加工。该加工以如下方式进行。
即，借由控制装置1600，控制移动装置200及加工头部1500，而一边相对于光束对载台12在扫描方向上进行扫描，一边进行前述局部非液浸状态(参照图11)下的工件的加工。此处，加工时的工件上的对象面(及目标部位)的位置及姿势的控制是考虑的前已使用计测装置400测得的对象面的位置资讯(在本实施形态中为形状资讯)进行。
此处，在加工系统1100中，例如进行工件W的切削加工、研磨加工或开孔加工等，在所述加工之中，亦存在如下情况：为了实现高精度、高产出量的工件的加工，始终将目标部位TA与借由聚光光学系统182获得的光束LB的聚光点对位，结果随着加工处理进行而工件W被上升驱动。因此，在本实施形态中，随着加工处理进行，基于控制装置1600的指示，借由机器人14将载台12上升驱动(或下降驱动)，与该载台12的上升(或下降)相对应地，借由控制装置1600基于水位感测器26的计测资讯，进行第2流量控制阀18B及第1流量控制阀18A的开度控制(包括开闭)，以液面(水面)与目标面TS(较加工面MP高既定距离的面)一致的方式调整槽13内的冷却水CW的量。即，以此方式与载台12的上升(或下降)、及加工的进行相对应地进行冷却水CW的液面的控制。再者，加工时的工件上的上表面(对象面)TAS的位置及姿势的控制是考虑的前已测得的对象面的形状资讯进行。
若对工件W的加工处理结束，则借由控制装置1600，将第1流量控制阀18A完全打开，而将槽13内的冷却水CW经由排水管16排出至外部。在排水完成后，借由控制装置1600，与前述同样地将载台12向自固定于既定位置的排水管16远离的方向驱动，借此将排水管16自载台12卸除。继而，根据控制装置1600的指示，机器人14与搭载有经加工过的工件W的载台12一并移动至前述装载/卸载位置。
继而，借由控制装置1600，对工件搬送系统300指示搭载于载台12上的工件的卸载。根据该指示(包括既定出位于载台12上的经加工过的工件(此处为批次内的第1个工件)的托板上的搭载位置的资讯)，借由工件搬送系统300，将经加工过的工件W自载台12上取出并返回至托板上的已既定出的搭载位置。
继而，借由控制装置1600，对机器人14赋予指示，而将载台12设定为基准状态。借此，移动装置200在装载/卸载位置待机而准备下一工件的搬入。
以后，以同样的方式对批次内的第2个以后的工件W重复同样的处理。
如以上所说明般，根据本第2实施形态的加工系统1100，借由控制装置1600，以使自光束照射部520A射出的光束LB与工件W相对移动而对配置于槽13内的工件W的对象面TAS上的设为非液浸状态的目标部位TA实施加工(例如切削加工、研磨加工、开孔加工等)的方式，控制工件W借由移动装置200的移动、及光束LB自光束照射部520的照射状态。即，以此方式，以局部非液浸方式进行对工件W的加工处理。
又，根据本第2实施形态的加工系统1100，借由控制装置1600进行工件W的加工，结果随着加工的进行，工件W的上表面的上下方向的位置(高度)变化，与该位置(高度)的变化相对应地，以槽13内的冷却水CW的液面略微高于该工件的上表面的方式，调整该冷却水CW的量。即，以此方式与载台12的上下移动及加工的进行连动地进行槽13内的冷却水CW的液面的调整，而在除包含目标部位的一部分的局部非液浸区域以外的区域中工件W的整体始终由冷却水覆盖。因此，可有效地抑制因加工过程中的工件W的温度不均匀而产生工件W的翘曲等。在厚度较薄的工件的情形时，该有用性尤其高。
再者，虽在前述第2实施形态中，对于为了将冷却水CW(液体)供给至工件W上而在载台12设置槽13并将液体供给至槽13内的情形进行了说明，但将液体供给至对象面上的方式并不限定于此。
又，在前述第2实施形态的加工系统1100中，对于如下情形进行了说明：为了将包含加工时的目标部位TA的一部分区域局部地设为非液浸状态，而经由位于遮罩构件130(第1构件130a)的内部的多个气体供给口42a，以沿着第1构件130a的内表面产生自上方朝向下方的直线上的流动LF的方式，将惰性气体(气体)导入至遮罩构件30的内部的第2空间并喷出至遮罩构件130的外部。然而，并不限于此，亦可设为与前述第1实施形态同样地，在遮罩构件的内部产生回旋流SF后，经由遮罩构件的内部空间将惰性气体(气体)喷射至包含目标部位TA的一部分区域。
又，虽遮罩构件较理想为于自与出口130d在Z轴方向(与光轴AX平行的方向)上相反的侧朝向出口130d侧聚拢的一部分具有包含曲面的形状、例如圆锥状或楕圆锥状的内表面的构件，但其外观形状并无特别限制。又，亦可不具备遮罩构件。
再者，在本第2实施形态的加工系统1100中，亦可设为使用与图9所示的遮罩构件330同样地在其下表面的出口的外侧设置有气体供给口及吸引口的遮罩构件代替遮罩构件130。即便如此亦可在遮罩构件的下方形成不存在液体的非液浸空间。
再者，虽以上对借由惰性气体的供给或喷射、或者气体的供给及/或液体等的吸引而在对象面上的一部分区域形成局部非液浸区域的情况进行了说明，但非液浸区域形成于光束的光路上而将该光束的光路设为局部非液浸状态可换言为：以光束的光路成为气体空间的方式，对供给至对象面上的液体(冷却水CW)进行处理。在此情形时，经由气体空间将光束照射至目标部位以便对目标部位实施造形处理、或加工处理等既定的处理。即，光束不经由所供给的液体而照射至目标部位。其可换言为以光束不经由所供给的液体而照射至目标部位的方式，进行所供给的液体的处理。
再者，以上对如下情形进行了说明：借由使用前述各种方法去除供给至对象面上的液体，而在对象面上形成局部非液浸区域或光束光路上的气体空间。然而，并不限于此，亦可设为限制液体进入至既定空间，而形成对象面上的局部非液浸区域或光束光路上的气体空间。作为一例，若对前述第1实施形态进行说明，则与开始将冷却水供给至槽13内大致同时，开始使惰性气体自第1空间30a内部向外部流出(喷出)直至造形结束为止，无论造形时及非造形时始终维持该气体的流出(喷出)状态。如此一来，在各层的造形结束而载台12下降时，虽将冷却水CW追加供给至槽13内，但此时预先限制冷却水CW进入至包含该时间点的目标部位TA的对象面TAS上的一部分区域(及光束LB1、LB2的光路空间)，而可形成局部的非液浸区域或光束光路上的气体空间。
再者，虽在前述第1实施形态的造形系统100中，将控制装置600控制移动装置200、计测装置400及造形头部500的构成各部的情形作为一例进行了说明，但并不限于此，亦可借由分别包含微处理器等处理装置的多个硬件构成造形系统100的控制装置。在此情形时，可使移动装置200、计测装置400及造形头部500的各者具备处理装置，亦可为控制移动装置200、计测装置400及造形头部500中的两者的第1处理装置与控制剩余一者的第2处理装置的组合。在任一情形时，各处理装置均承担前述控制装置600的一部分功能。或者，亦可借由多个微处理器等处理装置、及统括地管理所述处理装置的主机、电脑，构成造形系统的控制装置。
同样地，在前述第2实施形态中，亦可借由分别包含微处理器等处理装置的多个硬件构成加工系统1100的控制装置。在此情形时，可使移动装置200、计测装置400及加工头部1500的各者具备处理装置，亦可为控制移动装置200、计测装置400及加工头部1500中的两者的第1处理装置与控制剩余的一者的第2处理装置的组合。在任一情形时，各处理装置均承担前述控制装置1600的一部分功能。或者，亦可借由多个微处理器等处理装置、及统括地管理所述处理装置的主机、电脑，构成加工系统的控制装置。
再者，在第1实施形态中，亦可不进行作为造形材料的粉末的供给，而将来自光束照射部520的光束照射至对象面TAS进行加工(例如切削加工、研磨加工、开孔加工等去除加工)等。在此情形时，亦可将在载台12上形成的三维造形物设为工件，进行不供给粉末的光束照射。又，进行粉末的供给的附加加工是形成非液浸区域而将来自光束照射部520的光束在不经由液体(CW)的情况下照射至工件W，不进行粉末供给的加工(例如切削加工、研磨加工、开孔加工等去除加工)亦可将来自光束照射部520的光束经由液体(CW)而供给至工件(W或其他工件)。
再者，在前述第1、第2实施形态中，亦可不具备计测装置400。
又，虽在前述第1、第2实施形态中，自出水口部20供给的液体(CW)是用以对具有对象面TAS的物体(工件W)进行温度调整、或冷却物体的液体，但亦可为用于其它目的的液体，还可为除水以外的液体。
又，虽在前述第1、第2实施形态中，对象面TAS包含液浸部分及非液浸部分，但对象面TAS亦可不包含液浸部分。在此情形时，亦能够以工件W的除对象面TAS以外的面与液体(CW)接触的方式进行液体供给。
再者，亦可除了借由液体(CW)的温度调整/冷却以外还使用珀尔帖元件等冷却器件对工件进行温度调整/冷却，或者代替借由液体(CW)的温度调整/冷却而使用珀尔帖元件等冷却器件对工件进行温度调整/冷却。
又，虽在前述第1、第2实施形态中，将目标部位TA设为非液浸状态而对目标部位TA进行光束的照射，但只要为对附加加工、去除加工不产生影响的程度，则亦可于被照射光束的部分存在液体(CW)的薄膜、滴等。在此情形时，亦可谓不经由液体而照射光束。
又，虽在前述各实施形态中，存在使用圆形、矩形等对构件、开口、孔等的形状进行说明的情形，但当然不限于所述形状。
再者，将前述实施形态中所引用的所有美国专利申请公开说明书等的揭示作为本说明书的记载的一部分而援用。
[产业上的可利用性]
如以上所说明般，本发明的处理系统及处理方法适于借由光束的照射对既定面上的目标部位实施既定的处理。
【主要元件符号说明】
12：载台 13：槽
18A：第1流量控制阀 18B：第2流量控制阀
19：供水管 20：出水口部
21：液体供给装置 26：水位感测器
30：遮罩构件 30a：第1空间
30b：出口 30c：内表面
42：气体供给管 42a：气体供给口
82：聚光光学系统 82a：终端透镜
84：供给管 84a：材料供给口
100：造形系统 130：遮罩构件
182：聚光光学系统 200：移动装置
230：遮罩构件 330：遮罩构件
330b：出口 332：气体供给口
334：吸引口 520：光束照射部
530：材料供给部 600：控制装置
1600：控制装置 AX：光轴
CW：冷却水 LB、LB1、LB2：光束
PD：造形材料 SF：回旋流
TA：目标部位 TAS：对象面
TH：中空部

Claims (101)

1.一种处理方法，是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理，其特征在于其包括：
供给液体；
将前述既定面上的包含前述目标部位的一部分区域设为非液浸状态；及
在已将包含前述目标部位的一部分区域设为非液浸状态的状态下，对前述目标部位照射光束以对前述目标部位实施前述处理。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于：以包含前述目标部位的一部分区域成为非液浸状态的方式，进行前述所供给的液体的处理。
3.根据权利要求1或2所述的处理方法，其特征在于：前述光束不经由前述所供给的液体而被照射至前述目标部位。
4.一种处理方法，是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理，其特征在于其包括：
供给液体；及
不经由前述所供给的液体而对前述目标部位照射光束，以对前述目标部位实施前述处理。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的处理方法，其特征在于：以将前述光束不经由前述所供给的液体而照射至前述目标部位的方式，进行前述所供给的液体的处理。
6.一种处理方法，是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理，其特征在于其包括：
供给液体；
以前述光束的光路成为气体空间的方式，进行所供给的前述液体的处理；及
将光束经由前述气体空间照射至前述目标部位，以对前述目标部位实施前述处理。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的处理方法，其特征在于：对前述目标部位的光束的照射是在前述既定面上存在由所供给的前述液体覆盖的区域及未由所供给的前述液体覆盖的区域的状态下进行。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的处理方法，其特征在于：前述液体供给至设置于可动载台上的槽内，且
前述处理是对配置于前述槽内的前述既定面上的目标部位进行。
9.根据权利要求8所述的处理方法，其特征在于：与前述载台的上下方向的位置的变化相对应地控制前述槽内的前述液体的量。
10.根据权利要求9所述的处理方法，其特征在于：与前述处理的进行相对应地控制前述槽内的前述液体的量。
11.根据权利要求9或10所述的处理方法，其特征在于：以将供给至前述槽内的液体的液面维持于高于前述既定面的位置的方式控制前述槽内的前述液体的量。
12.根据权利要求2至11中任一项所述的处理方法，其特征在于：前述液体的处理包括前述液体的去除。
13.根据权利要求2至12中任一项所述的处理方法，其特征在于：前述液体的处理包括气体的供给。
14.根据权利要求13所述的处理方法，其特征在于：借由前述气体的供给吹散前述液体。
15.根据权利要求13或14所述的处理方法，其特征在于：借由前述气体的供给，而限制所供给的前述液体进入至既定空间。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的处理方法，其特征在于：前述气体为惰性气体。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的处理方法，其特征在于：借由前述液体的供给，而进行具有前述既定面的物体的温度调整、或具有前述既定面的物体的冷却。
18.根据权利要求1至16中任一项所述的处理方法，其特征在于：前述处理是基于造形对象的三维造形物的3D资料而形成积层多层所成的三维造形物的造形处理，且
前述既定面是被设定前述目标部位的造形的对象面。
19.根据权利要求18所述的处理方法，其特征在于：基于前述3D资料，使前述光束与前述对象面相对移动，且与此并行地进行对前述目标部位的前述光束的照射及粉状的造形材料的供给，以对前述目标部位实施造形处理。
20.根据权利要求19所述的处理方法，其特征在于：前述光束经由光学系统照射至前述造形材料。
21.根据权利要求20所述的处理方法，其特征在于：前述造形材料沿着前述光学系统的光轴被供给至前述目标部位，且
前述光束自相对于前述光轴倾斜的方向被照射至前述目标部位。
22.根据权利要求21所述的处理方法，其特征在于：设置聚光光学系统作为前述光学系统，该聚光光学系统具有在包含光轴的中心部形成有在与前述光轴平行的方向上贯通的贯通孔的终端透镜，且
前述造形材料经由设置于配置在前述贯通孔内的供给管的一端的材料供给口，而被供给至前述目标部位。
23.根据权利要求18至22中任一项所述的处理方法，其特征在于：前述光束的光路的至少一部分由遮罩构件包围，且
前述遮罩构件具有供前述光束及前述造形材料通过的出口。
24.根据权利要求23所述的处理方法，其特征在于其包括：将惰性气体经由气体供给口供给至前述遮罩构件的内部的空间内，
前述惰性气体成为回旋流，沿着前述遮罩构件的内表面朝向前述出口流动，
前述惰性气体经由前述遮罩构件的前述出口而流至前述空间之外，且
前述造形材料经由前述遮罩构件的前述出口而供给至前述空间之外。
25.根据权利要求23所述的处理方法，其特征在于：其包括将惰性气体经由气体供给口供给至前述遮罩构件的内部的空间内，
前述惰性气体在轴的周围成为回旋流，朝向前述出口流动，
前述惰性气体经由前述遮罩构件的前述出口而流至前述空间之外，且
前述造形材料经由前述遮罩构件的前述出口而供给至前述空间之外。
26.根据权利要求20所述的处理方法，其特征在于：前述造形材料沿着相对于前述光学系统的光轴倾斜的方向经由前述出口而被供给至前述目标部位，且
前述光束沿着前述光轴经由前述出口而被照射至前述目标部位。
27.根据权利要求18至26中任一项所述的处理方法，其特征在于：借由前述液体的供给，而进行具有前述既定面的物体的温度调整、或具有前述既定面的物体的冷却。
28.根据权利要求27所述的处理方法，其特征在于：前述物体是被进行前述造形处理的工件。
29.根据权利要求27或28所述的处理方法，其特征在于：一边利用前述液体进行前述物体的冷却，一边对前述既定面进行造形处理。
30.根据权利要求1至16中任一项所述的处理方法，其特征在于：前述处理是照射光束而对工件加工的加工处理，且
前述既定面为前述工件的上表面。
31.根据权利要求30所述的处理方法，其特征在于：使前述光束与前述工件相对移动，以对前述工件上的前述目标部位实施加工。
32.根据权利要求30或31所述的处理方法，其特征在于：前述光束发光路的至少一部分由遮罩构件包围，且
前述遮罩构件具有供前述光束通过的出口。
33.根据权利要求30至32中任一项所述的处理方法，其特征在于：借由前述液体的供给，而进行具有前述既定面的物体的温度调整、或具有前述既定面的物体的冷却。
34.根据权利要求33所述的处理方法，其特征在于：前述物体是被进行前述加工处理的工件。
35.根据权利要求34所述的处理方法，其特征在于：前述加工处理包括借由前述光束的照射进行的去除加工。
36.根据权利要求1至35中任一项所述的处理方法，其特征在于：前述液体以覆盖前述既定面的至少一部分的方式被供给。
37.一种处理系统，其特征在于，其是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理的处理系统，且具备：
液体供给装置，其可供给液体；
液体处理装置，其以在前述既定面上的包含前述目标部位的一部分区域局部地产生非液浸状态的方式，对自前述液体供给装置供给的液体进行处理；
光束照射部，其朝向前述目标部位射出光束；及
移动装置，其在前述既定面移动；且
在已将前述目标部位设为非液浸状态的状态下，对前述目标部位照射光束以对前述目标部位实施前述处理。
38.根据权利要求37所述的处理系统，其特征在于：前述光束不经由所供给的前述液体而被照射至前述目标部位。
39.一种处理系统，其特征在于，是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理，其具备：
液体供给装置，其可供给液体；
光束照射部，其朝向前述目标部位射出光束；及
移动装置，其在前述既定面移动；且
不经由所供给的前述液体而对前述目标部位照射光束，以便对前述目标部位实施前述处理。
40.根据权利要求39所述的处理系统，其特征在于：其进而具备液体处理装置，该液体处理装置以前述光束不经由前述所供给的液体而被照射至前述目标部位的方式，进行所供给的前述液体的处理。
41.一种处理系统，其特征在于，是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理，其具备：
液体供给装置，其可供给液体；
光束照射部，其朝向前述目标部位射出光束；及
液体处理装置，其以前述光束的光路成为气体空间的方式，对由前述液体供给装置供给的液体进行处理；且
对前述目标部位经由前述气体空间照射光束，以便对前述目标部位实施前述处理。
42.根据权利要求37至41中任一项所述的处理系统，其特征在于：对前述目标部位的光束的照射是在前述既定面上存在由所供给的前述液体覆盖的区域及未由所供给的前述液体覆盖的区域的状态下进行。
43.根据权利要求37至42中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述移动装置具有可动载台，
前述液体供给装置将前述液体供给至设置于前述载台上的槽内，且
前述处理是对配置于前述槽内的前述既定面的目标部位进行。
44.根据权利要求43所述的处理系统，其特征在于：前述液体供给装置包含调整前述槽内的液体的量的调整装置，且
进而具备经由前述调整装置控制前述槽内的液体的量的控制装置。
45.根据权利要求44所述的处理系统，其特征在于：前述控制装置，是与前述载台的上下方向的位置的变化相对应地控制前述调整装置。
46.根据权利要求44或45所述的处理系统，其特征在于：前述控制装置，是与前述处理的进行相对应地控制前述调整装置。
47.根据权利要求44至46中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述控制装置以将供给至前述槽内的液体的液面维持于高于前述既定面的位置的方式，控制前述调整装置。
48.根据权利要求37至47中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述液体的处理包括前述液体的去除。
49.根据权利要求47所述的处理系统，其特征在于：前述液体处理装置具有可将前述液体去除的吸引口。
50.根据权利要求49所述的处理系统，其特征在于：前述吸引口配置为在前述目标部位的上方进行前述液体的去除。
51.根据权利要求37至50中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述液体的处理包括气体的供给。
52.根据权利要求51所述的处理系统，其特征在于：前述液体处理装置具有供给前述气体的气体供给口。
53.根据权利要求52所述的处理系统，其特征在于：前述气体供给口配置为在前述目标部位的上方进行前述气体的供给。
54.根据权利要求52或53所述的处理系统，其特征在于：前述液体处理装置借由前述气体的供给吹散前述液体。
55.根据权利要求51至54中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述气体为惰性气体。
56.根据权利要求37至55中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述液体处理装置限制所供给的前述液体进入至既定空间。
57.根据权利要求56所述的处理系统，其特征在于：前述既定空间包含前述光束的光路。
58.一种处理系统，其特征在于，是借由光束的照射对既定面上的目标部位实施处理的处理系统，其具备：
液体供给装置，其可对具有前述既定面的物体供给液体；
光束照射部，其朝向前述目标部位射出光束；及
移动装置，其在前述既定面移动。
59.根据权利要求58所述的处理系统，其特征在于：一边借由前述液体供给装置进行对前述物体的液体供给，一边借由光束照射对前述目标部位进行前述既定的处理。
60.根据权利要求58或59所述的处理系统，其特征在于：前述移动装置具有可动载台，
前述液体供给装置将前述液体供给至设置于前述载台上的槽内，且
前述处理是对配置于前述槽内的前述既定面的目标部位进行。
61.根据权利要求37至60中任一项所述的处理系统，其特征在于：借由前述液体的供给，而进行具有前述既定面的物体的温度调整、或具有前述既定面的物体的冷却。
62.根据权利要求37至60中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述处理是基于造形对象的三维造形物的3D资料而形成积层多层所成的三维造形物的造形处理，且
前述既定面是被设定前述目标部位的造形的对象面。
63.根据权利要求62所述的处理系统，其特征在于：其进而具备供给粉末作为造形材料的材料供给部，且
基于前述3D资料，使前述光束与前述对象面相对移动，且与此并行地进行对前述目标部位的前述光束的照射及前述造形材料的供给，以对前述目标部位实施造形处理。
64.根据权利要求37至60中任一项所述的处理系统，其特征在于，其进而具备：
遮罩构件，其包围前述光束的光路的至少一部分；及
材料供给部，其供给作为造形材料的粉末；
前述处理是基于造形对象的三维造形物的3D资料而形成积层多层所成的三维造形物的造形处理，
前述既定面是被设定前述目标部位的造形的对象面，
基于前述3D资料，使前述光束与前述对象面相对移动，且与此并行地进行对前述目标部位的前述光束的照射及前述造形材料的供给，以对前述目标部位实施造形处理，且
前述遮罩构件具有供前述光束及前述造形材料通过的出口。
65.根据权利要求64所述的处理系统，其特征在于：前述液体处理装置使用前述遮罩构件进行前述液体的处理。
66.根据权利要求65所述的处理系统，其特征在于：前述液体的处理包括气体的供给。
67.根据权利要求66所述的处理系统，其特征在于：前述液体处理装置经由前述遮罩构件的前述出口而供给前述气体。
68.根据权利要求66或67所述的处理系统，其特征在于：前述遮罩构件具有供给前述气体的气体供给口。
69.根据权利要求68所述的处理系统，其特征在于：前述气体供给口配置于前述出口的周围。
70.根据权利要求68或69所述的处理系统，其特征在于：前述气体供给口配置为与前述对象面对向。
71.根据权利要求66至70中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述气体为惰性气体。
72.根据权利要求65至71中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述液体的处理包括前述液体的去除。
73.根据权利要求72所述的处理系统，其特征在于：前述遮罩构件具有可将前述液体去除的吸引口。
74.根据权利要求73所述的处理系统，其特征在于：前述吸引口配置于前述出口的周围。
75.根据权利要求73或74所述的处理系统，其特征在于：前述吸引口配置为与前述对象面对向。
76.根据权利要求64至75中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述遮罩构件具有自一端侧向另一端侧逐渐聚拢的内表面，在前述另一端形成供来自前述光束照射部的光束通过的出口，
前述液体处理装置包含将惰性气体经由气体供给口供给至前述遮罩构件内部的空间内的气体供给装置，且
前述液体处理装置使用前述气体供给装置使前述惰性气体经由前述遮罩构件的前述出口而流至前述空间之外。
77.根据权利要求64至75中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述液体处理装置包含将惰性气体经由气体供给口供给至前述遮罩构件内部的空间内的气体供给装置，
前述惰性气体成为回旋流，朝向前述出口流动，
前述惰性气体经由前述遮罩构件的前述出口而流至前述空间之外，且
前述造形材料经由前述遮罩构件的前述出口而供给至前述遮罩构件内部的空间之外。
78.根据权利要求62至77中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述光束照射部具有光学系统，且经由该光学系统照射前述光束。
79.根据权利要求78所述的处理系统，其特征在于：前述造形材料沿着前述光学系统的光轴被供给至前述目标部位，且
前述光束自相对于前述光轴倾斜的方向被照射至前述目标部位。
80.根据权利要求78或79所述的处理系统，其特征在于：前述光学系统是具有终端透镜的聚光光学系统，该终端透镜在包含光轴的中心部形成有在与前述光轴平行的方向上贯通的贯通孔，且
前述造形材料经由设置于配置在前述贯通孔内的供给管的一端的材料供给口而被供给至前述目标部位。
81.根据权利要求78所述的处理系统，其特征在于：前述造形材料沿着相对于前述光学系统的光轴倾斜的方向被供给至前述目标部位，且
前述光束沿着前述光轴被照射至前述目标部位。
82.根据权利要求62至81中任一项所述的处理系统，其特征在于：借由前述液体的供给，而进行具有前述既定面的物体的温度调整、或具有前述既定面的物体的冷却。
83.根据权利要求82所述的处理系统，其特征在于：前述物体是被进行前述造形处理的工件。
84.根据权利要求82或83所述的处理系统，其特征在于：其一边利用前述液体进行前述物体的冷却，一边对前述既定面进行造形处理。
85.根据权利要求37至60中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述处理是对具有前述既定面的工件照射光束而加工前述工件的加工处理。
86.根据权利要求85所述的处理系统，其特征在于：前述加工处理包括去除加工。
87.根据权利要求85或86所述的处理系统，其特征在于：使前述光束与前述工件相对移动，以对前述工件上的前述目标部位实施加工。
88.根据权利要求85至87中任一项所述的处理系统，其特征在于：其进而具备遮罩构件，该遮罩构件包围前述光束的光路的至少一部分并且具有供前述光束通过的出口。
89.根据权利要求88所述的处理系统，其特征在于：前述液体处理装置使用前述遮罩构件而处理前述液体。
90.根据权利要求89所述的处理系统，其特征在于：前述遮罩构件具有气体供给口。
91.根据权利要求90所述的处理系统，其特征在于：前述液体处理装置经由前述遮罩构件的前述出口供给来自前述气体供给口的气体。
92.根据权利要求90或91所述的处理系统，其特征在于：前述遮罩构件在前述出口的周围具有前述气体供给口。
93.根据权利要求92所述的处理系统，其特征在于：前述气体供给口配置为与前述对象面对向。
94.根据权利要求90至93中任一项所述的处理系统，其特征在于：来自前述气体供给口的气体为惰性气体。
95.根据权利要求89至94中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述液体的处理包括前述液体的去除。
96.根据权利要求95所述的处理系统，其特征在于：前述遮罩构件具有可将前述液体去除的吸引口。
97.根据权利要求96所述的处理系统，其特征在于：前述遮罩构件在前述出口的周围具有前述吸引口。
98.根据权利要求97所述的处理系统，其特征在于：前述吸引口配置为与前述对象面对向。
99.根据权利要求85至98中任一项所述的处理系统，其特征在于：借由前述液体的供给，而进行具有前述既定面的物体的温度调整、或具有前述既定面的物体的冷却。
100.根据权利要求99所述的处理系统，其特征在于：前述物体是被进行前述加工处理的工件。
101.根据权利要求37至100中任一项所述的处理系统，其特征在于：前述液体能够以覆盖前述既定面的至少一部分的方式供给。
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