CN112867579B - 附加制造装置及附加制造方法 - Google Patents

Abstract

附加制造装置具有：材料供给部，其针对附加对象面(22)的加工区域(26)供给造形材料；照射部，其将使造形材料熔融的激光束(24)向加工区域(26)照射；以及控制装置，其对材料供给部和照射部进行控制，承担下述控制，即，用于使用通过激光束(24)的照射将造形材料熔融而形成的珠状的焊道而造形出造形物的至少一部分。附加制造装置能够提高造形物的形状精度。

Description

附加制造装置及附加制造方法

技术领域

本发明涉及进行线式的附加制造加工的附加制造装置及附加制造方法。

背景技术

以往，作为造形出三维立体物的技术，已知使用被称为附加制造(AdditiveManufacturing：AM)的技术的附加制造装置。在专利文献1中公开了通过将线材重复熔融为熔滴状而在加工物上堆积，从而制作期望的形状的造形物的附加制造系统。在专利文献1所记载的附加制造系统中，通过向熔接材料线材供给电流，从而在熔接材料线材的前端形成熔融滴。而且，在加工物的表面上形成的熔融池之中熔融滴堆积而形成造形物。

专利文献1：日本特开2016－179501号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1所记载的附加制造系统中，通过对向线材供给的电流进行控制，从而进行线材的熔融和熔滴从线材的分离。在该情况下，如果在线材和加工物之间发生电弧放电，则加工物有可能被破坏。因此，在专利文献1所记载的附加制造系统中，需要对向线材供给的电流进行控制以使得在线材和加工物之间不发生电弧放电，熔融时间变长。而且，存在如果熔融时间变长则熔滴变大，造形物的形状精度降低这样的问题。

本发明就是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，得到能够提高造形物的形状精度的附加制造装置。

为了解决上述的课题，达到目的，本发明所涉及的附加制造装置在被加工物的附加对象面造形出造形物。附加制造装置具有：材料供给部，其针对附加对象面的加工区域供给造形材料；照射部，其将使造形材料熔融的激光束向加工区域照射；以及控制装置，其对材料供给部和照射部进行控制，承担下述控制，即，用于使用通过激光束的照射将造形材料熔融而形成的珠状的焊道而造形出造形物的至少一部分。

发明的效果

本发明所涉及的附加制造装置，具有能够提高造形物的形状精度的效果。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的附加制造装置的图。

图2是对本发明的实施方式1中的加工区域进行说明的示意图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的控制装置的硬件结构的框图。

图4是对本发明的实施方式1所涉及的附加制造装置的动作进行说明的流程图。

图5是表示图1所示的附加制造装置的加工区域的示意剖视图。

图6是表示向图1所示的附加制造装置的加工区域喷出的线材的前端与附加对象面接触的状态的示意剖视图。

图7是表示向图1所示的附加制造装置的加工区域照射出激光束的状态的示意剖视图。

图8是表示线材向图1所示的附加制造装置的加工区域的供给开始的状态的示意剖视图。

图9是表示从图1所示的附加制造装置的加工区域将线材拉出的状态的示意剖视图。

图10是表示激光束向图1所示的附加制造装置的加工区域的照射停止的状态的示意剖视图。

图11是表示图1所示的附加制造装置的加工头向下一个加工区域移动的状态的示意剖视图。

图12是对通过图1所示的附加制造装置实现的造形物的造形方法进行说明的示意剖视图。

图13是对通过图1所示的附加制造装置实现的珠状焊道的形成顺序进行说明的示意图。

图14是对本发明的实施方式2中的附加制造装置的动作进行说明的流程图。

图15是表示图1所示的附加制造装置的加工头移动至第2位置时的激光束的中心轴的位置的示意剖视图。

图16是表示在图1所示的附加制造装置中将线材喷出至线材的前端与激光束的中心轴相交的位置为止的状态的示意剖视图。

图17是表示使图1所示的附加制造装置的线材的前端与附加对象面接触的状态的示意剖视图。

图18是表示图1所示的附加制造装置的加工头向下一个加工区域移动的状态的示意剖视图。

图19是表示通过图1所示的附加制造装置实现的形成第4层的珠状焊道层的状态的示意剖视图。

图20是对图1所示的附加制造装置的实施方式3中的动作进行说明的流程图。

图21是表示图1所示的附加制造装置的加工头移动至第1位置时的激光束的中心轴的位置的示意剖视图。

图22是表示在图1所示的附加制造装置中线材喷出至等待位置为止的状态的示意剖视图。

图23是表示在图1所示的附加制造装置中开始了激光束向加工区域的照射的状态的示意剖视图。

图24是表示线材向图1所示的附加制造装置的加工区域的供给开始的状态的示意剖视图。

图25是用于对本发明的实施方式3中的线材的前端位置的计算方法进行说明的示意图。

图26是表示用于对本发明的实施方式3中的线材的前端位置的计算方法进行说明的条件的图。

图27是对图1所示的附加制造装置的实施方式4中的动作进行说明的流程图。

图28是表示图1所示的附加制造装置的线材向上方移动的状态的示意剖视图。

图29是表示从图1所示的附加制造装置的加工区域将线材拉出的状态的示意剖视图。

图30是表示本发明的实施方式5中的加工头的移动方向和线材的供给方向之间的关系的一个例子的图。

图31是对图1所示的附加制造装置的实施方式6中的动作进行说明的流程图。

图32是表示图1所示的附加制造装置的加工头移动至第1位置时的激光束的中心轴的位置的示意剖视图。

图33是表示在图1所示的附加制造装置中向加工区域喷出的线材的前端与附加对象面接触的状态的示意剖视图。

图34是表示线材向图1所示的附加制造装置的加工区域的供给开始的状态的示意剖视图。

图35是表示在图1所示的附加制造装置中向加工区域开始了激光束的照射的状态的示意剖视图。

图36是表示在图1所示的附加制造装置中熔融线材与附加对象面熔接的状态的示意剖视图。

图37是对图1所示的附加制造装置的实施方式6中的其他动作进行说明的流程图。

图38是表示图1所示的附加制造装置的加工头移动至第1位置时的激光束的中心轴的位置的示意剖视图。

图39是表示在图1所示的附加制造装置中线材喷出至线材的前端不与附加对象面接触的位置为止的状态的示意剖视图。

图40是表示线材向图1所示的附加制造装置的加工区域的供给开始的状态的示意剖视图。

图41是表示在图1所示的附加制造装置中向加工区域开始了激光束的照射的状态的示意剖视图。

图42是表示在图1所示的附加制造装置中熔融线材与附加对象面熔接的状态的示意剖视图。

图43是表示在图1所示的附加制造装置中设置有测量系统的状态的图。

图44是对图1所示的附加制造装置的实施方式7中的动作进行说明的流程图。

图45是表示图1所示的附加制造装置的加工头移动至第1位置时的激光束的中心轴的位置的示意剖视图。

图46是表示在图1所示的附加制造装置中线材喷出至线材的前端不与加工区域接触的位置为止的状态的示意剖视图。

图47是表示在图1所示的附加制造装置中向加工区域开始了激光束的照射的状态的示意剖视图。

图48是表示线材向图1所示的附加制造装置的加工区域的供给开始的状态的示意剖视图。

图49是表示在图1所示的附加制造装置中的附加加工中线材的供给速度过量的情况下的线材的供给状态的图像的图。

图50是表示在图1所示的附加制造装置中的附加加工中线材的供给速度正常的情况下的线材的供给状态的图像的图。

具体实施方式

下面，基于附图对本发明的实施方式所涉及的附加制造装置及附加制造方法详细地进行说明。此外，本发明不受本实施方式限定。

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的附加制造装置100的图。图2是对本发明的实施方式1中的加工区域26进行说明的示意图。附加制造装置100通过附加加工而制造3维的造形物，该附加加工将通过光束的照射而熔融的材料向被加工物的附加对象面进行附加。在本实施方式1中，设为光束为激光束24，材料为线状的造形材料且金属材料的线材5。此外，线状的造形材料也可以是除了金属以外的材料。

附加制造装置100在基体材料17使焊道堆积，由此将通过金属材料产生的堆积物18形成于基体材料17的表面。焊道是熔融的线材5凝固而形成的物体，是堆积物18。在本实施方式1中，作为焊道而形成珠状的焊道。下面，将珠状的焊道称为珠状焊道。即，珠状焊道是线材5熔融凝固而成的珠状的金属。基体材料17载置于加工台15。被加工物是指基体材料17或者堆积物18。造形物是指将按照加工程序进行的材料的附加结束后的堆积物18。图1所示的基体材料17为板材。基体材料17也可以是除了板材以外的材料。

附加制造装置100具有加工头10，该加工头10具有光束喷嘴11、线材供给嘴12和气体喷嘴13。光束喷嘴11将使材料熔融的热源即激光束24朝向被加工物射出。线材供给嘴12使线材5朝向被加工物中的激光束24的照射位置行进。

气体喷嘴13将用于抑制堆积物18的氧化及用于珠状焊道的冷却的保护气体朝向被加工物喷出。在本实施方式1中，保护气体设为惰性气体25。光束喷嘴11、线材供给嘴12和气体喷嘴13固定于加工头10，由此彼此的位置关系被唯一地确定。即，通过加工头10，对光束喷嘴11、气体喷嘴13和线材供给嘴12的相对位置关系进行固定。

激光振荡器2振荡产生激光束24。来自光束源即激光振荡器2的激光束24经过光传输路径即纤维线缆3向加工头10传输。通过激光振荡器2、纤维线缆3和加工头10，构成将使线材5熔融的激光束24向被加工物照射的照射部。从光束喷嘴11向被加工物照射的激光束24和线材5的中心轴CW可以设为非同轴，也可以设为同轴。通过对激光束24使用成型为环状的环光束，或者对激光束24使用分支为多条的激光束，从而能够将从光束喷嘴11向被加工物照射的激光束24和线材5的中心轴CW配置于同轴上。此外，在本实施方式1中，对从光束喷嘴11向被加工物照射的激光束24和线材5的中心轴CW为非同轴的情况进行说明。气体供给装置7经过配管8而向气体喷嘴13供给气体。通过气体供给装置7、配管8和气体喷嘴13，构成向加工区域26喷出惰性气体25的气体供给部。

卷绕有线材5的线材卷线筒6是材料的供给源。伴随伺服电动机即旋转电动机4的驱动而线材卷线筒6旋转，由此线材5从线材卷线筒6被抽出。从线材卷线筒6抽出的线材5经过线材供给嘴12，向激光束24的照射位置供给。另外，通过向将线材5从线材卷线筒6抽出的情况相反的方向使旋转电动机4反向旋转，从而能够将向激光束24的照射位置供给的线材5从激光束24的照射位置拉出。在该情况下，从线材卷线筒6抽出的线材5中的线材卷线筒6侧的一部分卷绕于线材卷线筒6。通过旋转电动机4、线材卷线筒6和线材供给嘴12构成线材供给部19。

此外，也可以在线材供给嘴12设置用于从线材卷线筒6将线材5拉出的动作机构。附加制造装置100设置线材卷线筒6的旋转电动机4和线材供给嘴12的动作机构的至少一者，由此设为能够向激光束24的照射位置供给线材5。在图1中，省略了线材供给嘴12的动作机构的图示。

加工头驱动装置14向X轴方向、Y轴方向及Z轴方向的各方向使加工头10移动。X轴、Y轴及Z轴是彼此垂直的3轴。X轴及Y轴是与水平方向平行的轴。Z轴方向是铅垂方向。加工头驱动装置14具有：构成用于加工头10向X轴方向移动的动作机构的伺服电动机、构成用于加工头10向Y轴方向移动的动作机构的伺服电动机和构成用于加工头10向Z轴方向移动的动作机构的伺服电动机。加工头驱动装置14是能够进行3轴各自的方向的平移运动的动作机构。在图1中省略了各伺服电动机的图示。附加制造装置100通过加工头驱动装置14使加工头10移动，从而能够使被加工物中的激光束24的照射位置移动。附加制造装置100也可以通过使加工台15移动，由此使被加工物中的激光束24的照射位置移动。

在图1所示的加工头10中，使激光束24从光束喷嘴11向Z轴方向行进。线材供给嘴12设置于在XY面内远离光束喷嘴11的位置，使线材5向相对于Z轴倾斜的方向行进。此外，线材供给嘴12也可以对加工头10中的固定方向进行变更，使线材5向相对于Z轴平行的方向行进。线材供给嘴12用于对线材5的行进进行限制，以使得线材5供给至期望的位置。

在图1所示的加工头10中，气体喷嘴13在XY面内与光束喷嘴11同轴地设置于光束喷嘴11的外周侧，以沿从光束喷嘴11射出的激光束24的中心轴的方式喷出气体。即，光束喷嘴11和气体喷嘴13彼此配置于同轴上。此外，气体喷嘴13也可以向相对于Z轴倾斜的方向喷出气体。即，气体喷嘴13也可以向相对于从光束喷嘴11射出的激光束24的中心轴倾斜的方向喷出气体。

旋转机构16是能够进行以第1轴为中心的加工台15的旋转和以与第1轴垂直的第2轴为中心的加工台15的旋转的动作机构。在图1所示的旋转机构16中，第1轴是与X轴平行的轴，第2轴是与Y轴平行的轴。旋转机构16具有构成用于以第1轴为中心使加工台15旋转的动作机构的伺服电动机、和构成用于以第2轴为中心使加工台15旋转的动作机构的伺服电动机。旋转机构16是能够进行以2轴各自为中心的旋转运动动作机构。在图1中省略了各伺服电动机的图示。附加制造装置100通过旋转机构16使加工台15旋转，从而能够对被加工物的姿态或者位置进行变更。即，附加制造装置100通过使加工台15旋转，从而能够使被加工物中的激光束24的照射位置移动。通过使用旋转机构16，从而也能够造形出具有锥形状的复杂形状。

控制装置1按照加工程序对附加制造装置100进行控制。控制装置1对线材供给部、照射部和气体供给部进行控制，担负下述控制，即，通过线材5熔融而形成的多个珠状焊道32而造形出造形物101。在控制装置1例如使用数控装置。控制装置1向加工头驱动装置14输出移动指令，由此对加工头驱动装置14的驱动进行控制，使加工头10移动。控制装置1将与光束输出的条件相对应的指令向激光振荡器2输出，由此对通过激光振荡器2实施的激光振荡进行控制。

控制装置1将与材料的供给量的条件相对应的指令向旋转电动机4输出，由此对旋转电动机4的驱动进行控制。控制装置1对旋转电动机4的驱动进行控制，由此对从线材卷线筒6朝向照射位置的线材5的速度进行调整。在下面的说明中，有时将该速度称为供给速度。供给速度表示每单位时间的材料的供给量。

控制装置1将与气体的供给量的条件相对应的指令向气体供给装置7输出，由此对从气体供给装置7向气体喷嘴13的惰性气体25的供给量进行控制。控制装置1向旋转机构16输出旋转指令，由此对旋转机构16的驱动进行控制。即，控制装置1输出各种指令，由此对附加制造装置100的整体进行控制。

造形物101是使用由光束喷嘴11照射的激光束24在加工区域26堆积熔融线材21而形成的。加工区域26如图2所示，被供给线材5，对线材5照射激光束24。另外，在加工区域26中，由基体材料17的表面或者堆积物18的表面构成的附加对象面22熔融而形成熔融池23。而且，在加工区域26中，线材5熔融而生成的熔融线材21熔接于熔融池23。附加对象面22是熔融线材21熔接而形成堆积物18的附加加工的加工对象面。加工区域26是在附加对象面22成为进行附加加工的加工对象的区域。

通过使加工头驱动装置14和旋转机构16联动而移动加工头10和加工台15，从而能够使加工区域26的位置变化，能够得到期望的形状的造形物101。

在这里，对控制装置1的硬件结构进行说明。图1所示的控制装置1是通过由硬件执行用于执行本实施方式1的附加制造装置100的控制的程序即控制程序而实现的。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的控制装置1的硬件结构的框图。控制装置1具有：CPU(Central Processing Unit)41，其执行各种处理；RAM(Random Access Memory)42，其包含数据储存区域；ROM(Read Only Memory)43，其是非易失性存储器；外部存储装置44；以及输入输出接口45，其用于向控制装置1输入信息及从控制装置1输出信息。图3所示的各部分经由总线46而彼此连接。

CPU 41执行在ROM 43及外部存储装置44中存储的程序。通过控制装置1进行的附加制造装置100的整体控制是使用CPU 41而实现的。

外部存储装置44是HDD(Hard Disk Drive)或者SSD(Solid State Drive)。外部存储装置44对控制程序和各种数据进行存储。在ROM43中存储有用于进行控制装置1即计算机或者控制器的基本控制的程序即如BIOS(Basic Input/Output System)或者UEFI(UnifiedExtensible Firmware Interface)这样的启动加载器且对硬件进行控制的软件或者程序。此外，控制程序也可以存储于ROM 43。

在ROM 43及外部存储装置44中存储的程序载入至RAM 42。CPU 41在RAM 42将控制程序展开而执行各种处理。输入输出接口45是与控制装置1的外部装置的连接接口。向输入输出接口45输入，加工程序。另外，输入输出接口45输出各种指令。控制装置1可以具有如键盘及指点设备这样的输入设备及如显示器这样的输出设备。

控制程序可以存储于能够由计算机进行读取的存储介质。控制装置1可以将在存储介质中存储的控制程序向外部存储装置44储存。存储介质可以是软盘即移动型存储介质、或者半导体存储器即闪存。控制程序可以从其他计算机或者服务器装置经由通信网络而向成为控制装置1的计算机或者控制器进行安装。

控制装置1的功能可以由用于进行附加制造装置100的控制的专用的硬件即处理电路而实现。处理电路是单一电路、复合电路、被程序化的处理器、被并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable GateArray)或它们的组合。控制装置1的功能可以将一部分通过专用的硬件而实现，将另一部分通过软件或者固件而实现。

接下来，参照图4至图11，对本实施方式1所涉及的附加制造装置100的动作进行说明。图4是对本发明的实施方式1所涉及的附加制造装置100的动作进行说明的流程图。图5是表示图1所示的附加制造装置100的加工区域26的示意剖视图。图6是表示向图1所示的附加制造装置100的加工区域26喷出的线材5的前端与附加对象面22接触的状态的示意剖视图。图7是表示向图1所示的附加制造装置100的加工区域26照射出激光束24的状态的示意剖视图。图8是表示线材5向图1所示的附加制造装置100的加工区域26的供给开始的状态的示意剖视图。图9是表示从图1所示的附加制造装置100的加工区域26将线材5拉出的状态的示意剖视图。图10是表示激光束24向图1所示的附加制造装置100的加工区域26的照射停止的状态的示意剖视图。图11是表示图1所示的附加制造装置100的加工头10向下一个加工区域26移动的状态的示意剖视图。在图5至图11中示出了附加对象面22中的加工区域26的周边的状态。此外，在图7至图10中省略了惰性气体25的记载。

首先，在步骤S10中，加工头10移动至基体材料17的附加对象面22中的加工区域26的上方的预先确定的第1位置而停止。在这里的附加对象面22是在基体材料17中对珠状焊道32进行堆积的面，是在加工台15载置的基体材料17的上表面。加工头10如图5所示，从光束喷嘴11射出的激光束24的中心轴CL移动至附加对象面22中的成为加工区域26的中央位置的第1位置。

接下来，在步骤S20中，线材供给嘴12如图6所示，朝向附加对象面22中的加工区域26从加工区域26的上方倾斜地喷出线材5，使线材5的前端与附加对象面22接触。即，在本实施方式1中，设为在将激光束24向附加对象面22中的加工区域26照射前，线材5的前端与附加对象面22接触的状态。将线材5喷出是指朝向附加对象面22的加工区域26中的激光束24的照射位置从线材供给嘴12使线材5行进而供给。

此时，优选从线材供给嘴12喷出而与附加对象面22接触的线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL在附加对象面22的表面相交，或者，线材5的中心轴CW在从向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL起线材供给嘴12侧的激光束24的光束半径内，在附加对象面22的表面相交。由此，在附加对象面22中，能够以线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的交点为中心而形成珠状焊道32。

接下来，在步骤S30中，如图7所示激光束24朝向附加对象面22中的加工区域26照射，照射至在附加对象面22中的加工区域26配置的线材5。另外，与激光束24的照射相匹配地，从气体喷嘴13开始惰性气体25向加工区域26的喷出。在该情况下，优选在将激光束24向附加对象面22照射前，在预先确定的一定时间的期间从气体喷嘴13使惰性气体25喷出。由此，能够将在气体喷嘴13内残存的氧气等活性气体从气体喷嘴13内去除。

接下来，在步骤S40中，如图8所示，线材供给嘴12开始线材5向加工区域26的供给。即，线材供给嘴12朝向附加对象面22进一步将线材5喷出。由此，预先在加工区域26配置的线材5和在激光束24的照射开始后向加工区域26供给的线材5熔融而成的熔融线材21与附加对象面22熔接。由此，在附加对象面22的加工区域26形成堆积物18即珠状焊道32。此后，在预先决定的供给时间的期间，继续线材5向加工区域26的供给。

线材5的供给速度能够通过旋转电动机4的旋转速度进行调整。线材5的供给速度根据激光束24的输出而存在限制。即，用于实现熔融线材21向加工区域26的适当的熔接的线材5的供给速度和激光束24的输出具有相关性。通过使激光束24的输出上升，从而能够提高珠状焊道32的造形速度。

在线材5的供给速度相对于激光束24的输出过快的情况下，线材5没有熔融而残留。在线材5的供给速度相对于激光束24的输出而慢的情况下，线材5被过量地加热，由此熔融线材21以液滴状从线材5落下，没有熔接为期望的形状。

另外，珠状焊道32的大小能够通过对线材5的供给时间及激光束24的照射时间进行变更而进行调整。通过增加线材5的供给时间及激光束24的照射时间，从而能够形成直径大的珠状焊道32。另一方面，通过缩短线材5的供给时间及激光束24的照射时间，从而能够形成直径小的珠状焊道32。

接下来，在步骤S50中，如图9所示，线材5从加工区域26被拉出。

接下来，在步骤S60中，如图10所示，使激光振荡器2停止而停止激光束24向加工区域26的照射。在这里，气体喷嘴13不停止朝向被加工物的惰性气体25的喷出而继续喷出。即，在激光振荡器2停止后，气体喷嘴13在预先确定的继续时间的期间朝向加工区域26继续惰性气体25的喷出。

继续时间是在激光振荡器2停止后，直至与加工区域26熔接的珠状焊道32的温度降低至预先确定的温度为止而从气体喷嘴13朝向被加工物继续惰性气体25的喷出的时间。继续时间是基于线材5的材质及珠状焊道32的大小等各条件而决定的，预先存储于控制装置1。而且，在激光振荡器2停止后，如果经过预先确定的继续时间，则从气体喷嘴13停止惰性气体25向加工区域26的喷出，1个珠状焊道32的形成完成。

而且，在步骤S70中，如图11所示，加工头10朝向基体材料17的附加对象面22中的形成下一个珠状焊道32的位置移动。图11中的箭头51示出了加工头10的移动方向。

图12是对通过图1所示的附加制造装置100实现的造形物101的造形方法进行说明的示意剖视图。通过重复上述的工序，从而能够在附加对象面22上形成构成造形物101的珠状焊道32的层即第1层的珠状焊道层27a。而且，如图12所示，通过在第1层的珠状焊道层27a上重复上述的工序，从而依次层叠第2层的珠状焊道层27b、第3层的珠状焊道层27c、···和多个珠状焊道层，由此能够形成期望形状的造形物101。在形成第2层及其以后的珠状焊道的附加加工中，已经形成的珠状焊道层的上表面成为附加对象面22。

如上所述，本实施方式1所涉及的附加制造装置100，作为使线材5熔融的热源而使用激光束24，因此能够缩短线材5的熔融及线材5从熔融线材21的切离所需的热源接通时间。由此，附加制造装置100能够减小形成的珠状焊道32的大小，因此能够使造形物101的形状精度提高。热源接通时间是激光束24对线材5进行照射的时间。

另外，本实施方式1所涉及的附加制造装置100在激光束24向线材5照射前预先使线材5的前端与附加对象面22接触，因此熔融线材21向附加对象面22面的熔接稳定地进行，能够防止熔融线材21向附加对象面22的未熔接。

在激光束24的照射刚刚开始后，激光束24不对线材5的前端部的下侧的附加对象面22的区域进行照射。因此，位于线材5的前端部的下侧的附加对象面22的温度低于在线材5的前端部熔融的熔融线材21中被激光束24照射的熔融线材21的上部部分。另外，线材5的前端部熔融的熔融线材21的上部部分与线材5的前端部熔融的熔融线材21的下部部分相比温度相对地变高。

因此，在激光束24向线材5照射前线材5不与附加对象面22接触的情况下，在激光束24向线材5的照射刚刚开始后，熔融线材21的下部部分不从线材5的没有熔融的部分分离，发生被温度相对地高的熔融线材21的上部部分拉拽的上扬现象。在如上所述的上扬现象发生的情况下，容易引起熔融线材21向附加对象面22的未熔接。这是由熔融线材21的上部部分的浸润性提高而引起的。

另外，没有从线材5的没有熔融的部分分离而是被温度高的上部部分拉拽的熔融线材21，最终从线材5的没有熔融的部分分离而向附加对象面22滴下。但是，在该情况下，有可能不在期望的位置形成珠状焊道32，使得造形物101的形状精度的恶化。

在附加制造装置100中，在激光束24向线材5照射前预先使线材5的前端与附加对象面22接触，因此能够防止如上述这样的激光束24向线材5的照射刚刚开始后的上扬现象的发生，从而防止熔融线材21向附加对象面22的未熔接。由此，附加制造装置100能够使线材5可靠地与附加对象面22熔接，能够制造形状精度高的造形物101。此外，在上述中，对从光束喷嘴11向被加工物照射的激光束24和线材5的中心轴CW设为非同轴的情况进行了说明。即，在上述中，对朝向附加对象面22中的加工区域26从加工区域26的上方倾斜地喷出线材5的情况进行了说明。即使在从光束喷嘴11向被加工物照射的激光束24和线材5的中心轴CW设为同轴的情况下，通过在激光束24向线材5照射前预先使线材5的前端与附加对象面22接触，从而也得到与上述相同的效果。

在重复珠状焊道32的堆积而形成造形物101的情况下，熔融线材21的熔接的动作以珠状焊道32的数量相应地发生。因此，防止向附加对象面22的未熔接在造形物101的形状精度的提高中的效果大。

此外，在上述的步骤S20中，即使在从线材供给嘴12喷出而与附加对象面22接触的线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL在附加对象面22的表面不相交的情况下，如果激光束24照射至线材5，则线材5也会熔融而在附加对象面22中的激光束24所照射的区域扩展而进行熔接。

但是，在附加对象面22的表面，在与附加对象面22接触的线材5的中心轴CW的位置从向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的位置起向与线材供给嘴12接近侧偏离的情况下，线材5变得不易熔融。在附加对象面22的表面，在与附加对象面22接触的线材5的中心轴CW的位置从向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的位置起向从线材供给嘴12远离侧偏离的情况下，线材5容易过量地熔融。

另外，在附加制造装置100中，在正在进行线材5向附加对象面22的熔接的期间，将加工头10的位置固定而不使其移动。即，一边在将线材5的供给位置固定的状态下向加工区域26供给线材5、一边在预先确定的照射时间的期间将激光束24向加工区域26照射，然后停止激光束24的照射及线材5的供给。由此，在形成多个珠状焊道32时，在附加对象面22中也能够不依赖于形成多个珠状焊道32的路径而以一定的形状形成珠状焊道32，使得造形物101的形状精度的提高。

另外，在附加制造装置100中，在激光振荡器2停止后，加工头10不立即朝向下一个加工区域26移动，而是在预先确定的继续时间的期间继续惰性气体25朝向加工区域26的喷出。即，在附加制造装置100中，在将激光束24向加工区域26照射的期间的范围使惰性气体25向加工区域26喷出，并且在激光振荡器2停止后，在继续时间的期间仍继续惰性气体25对与附加对象面22熔接的堆积物18即珠状焊道32的喷出。由此能够抑制珠状焊道32的氧化及进行冷却。

另外，在附加制造装置100中，将珠状焊道32堆积而形成造形物101，因此将构成造形物101的多个珠状焊道32的层进行堆积时的、针对珠状焊道层的每1层的加工路径的自由度提高。即，附加制造装置100在1层的珠状焊道层中，能够将珠状焊道32的形成位置自由地分割而形成。

图13是对图1所示的附加制造装置100所涉及的珠状焊道32的形成顺序进行说明的示意图。例如，如图13所示，在附加对象面22上，能够一边在相邻的珠状焊道32彼此之间空出间隙、一边形成多个珠状焊道32，然后以将间隙填埋的方式形成珠状焊道32。即，控制装置1进行下述控制，即，在相邻的珠状焊道彼此之间空出间隙而形成多个第1珠状焊道，然后在间隙或者与第1珠状焊道相邻的区域形成第2珠状焊道。

如图13所示，第1层的珠状焊道层27a是在珠状焊道321、珠状焊道322、珠状焊道323及珠状焊道324彼此设置间隙的状态下依次形成的。然后，以将各珠状焊道32的间隙填埋的方式，在附加对象面22依次形成珠状焊道325、珠状焊道326及珠状焊道327而形成。

而且，第2层的珠状焊道层27b是珠状焊道328、珠状焊道329、珠状焊道3210、珠状焊道3211、珠状焊道3212、珠状焊道3213、珠状焊道3214及珠状焊道3215依次形成于第1层的珠状焊道层27a上而形成的。

在该情况下，在第1层的珠状焊道层27a中空出间隙而形成的珠状焊道321、珠状焊道322、珠状焊道323及珠状焊道324不存在接触的珠状焊道32。即，下一个珠状焊道32形成于从在之前刚形成的珠状焊道32分离的位置。因此，空出间隙而形成的各珠状焊道32不受相邻的珠状焊道32的表面张力的影响，形成为按照设计所示的期望的大小。

因此，珠状焊道321、珠状焊道322、珠状焊道323及珠状焊道324相比于与相邻的珠状焊道32接触而形成的情况，表面积变大，防止在刚形成后与相邻的珠状焊道32直接热接触，能够使各珠状焊道32的热分散。即，在第1层的珠状焊道层27a形成时，能够使热接通的部位分散。由此，各珠状焊道32相比于与相邻的珠状焊道32接触而形成的情况，温度降低降低。

另外，在第1层的珠状焊道层27a中将间隙填埋而形成的珠状焊道325、珠状焊道326及珠状焊道327，与之前空出间隙而形成的各珠状焊道32相比温度高，因此对之前形成的珠状焊道32的表面张力的影响进行抑制。之前空出间隙而形成的各珠状焊道32，在将间隙填埋的珠状焊道32形成之时温度降低而温度差消除。其结果，将间隙填埋的珠状焊道32不会被相邻的珠状焊道32之中的任意的珠状焊道32拉伸。由此，将间隙填埋而形成的各珠状焊道32是沿相邻的珠状焊道32的形状，通过将间隙填埋后的珠状焊道32本身的表面张力对形状进行调整而形成的。即，形成于间隙的珠状焊道32是以沿相邻的珠状焊道32的方式形成的，因此形状控制性提高，使得形状精度提高。

另外，在第1层的珠状焊道层27a中将间隙填埋而形成的各珠状焊道32，在形成时不存在在第1层的珠状焊道层27a中接触的珠状焊道32。即，在第1层的珠状焊道层27a中将间隙填埋而形成的各珠状焊道32是接下来形成的珠状焊道32在从刚刚之前形成的珠状焊道32分离的位置形成的。同样地，在第2层的珠状焊道层27b中将间隙填埋而形成的各珠状焊道32，在形成时不存在在第2层的珠状焊道层27b中接触的珠状焊道32。即，在第2层的珠状焊道层27b中将间隙填埋而形成的各珠状焊道32是接下来形成的珠状焊道32在从刚刚之前形成的珠状焊道32分离的位置形成的。因此，空出间隙而形成的各珠状焊道32不受相邻的珠状焊道32的表面张力的影响，形成为按照设计所示的期望的大小。

另外，如图13所示，在第2层的珠状焊道层27b的形成中，位于端部的珠状焊道3214及珠状焊道3215是最后形成的。珠状焊道3214是在与珠状焊道3211接触的状态下形成的。珠状焊道3215是在与珠状焊道3210接触的状态下形成的。

在该情况下，珠状焊道3214被珠状焊道3211的表面张力拉拽，由此防止形状的塌边，即珠状焊道3214的形状没有成为按照设计所示的形状。即，珠状焊道3214利用珠状焊道3211的表面张力对形状进行调整。由此，防止第2层的珠状焊道层27b的端部的形状塌边。

同样地，珠状焊道3215被珠状焊道3210的表面张力拉拽，由此防止形状的塌边，即珠状焊道3215的形状没有成为按照设计那样的形状。即，珠状焊道3215利用珠状焊道3210的表面张力对形状进行调整。由此，防止第2层的珠状焊道层27b的端部的形状塌边。

而且，在第3层及其以后的珠状焊道层的形成中，也是将珠状焊道层中的与端部相对应的珠状焊道32最后形成，由此得到与上述相同的效果。由此，防止造形物101的侧面的形状及上部的端部的形状塌边。

另外，在附加制造装置100中，在激光振荡器2停止后，直至珠状焊道32的温度降低至预先确定的温度为止继续惰性气体25向加工区域26的喷出。由此，能够防止珠状焊道32及造形物101整体的氧化。另外，能够一边防止珠状焊道32的层和层之间的氧化、一边形成3维的造形物101，能够使造形物101的机械特性提高。

此外，在附加制造装置100中，也能够形成多个以线状连续的线焊道而形成造形物101。但是，在该情况下，是气体喷嘴13一边移动、一边形成1条线焊道，因此在线焊道的高温部的温度降低前线焊道的高温部从惰性气体25的喷射区域脱离。焊道的高温部由于容易引起氧化反应，因此线焊道及造形物整体容易氧化。

另外，在附加制造装置100中，也可以包含珠状焊道32的形成后，在使加工头10正在移动时停止惰性气体25的喷射。即，惰性气体25的喷出可以在上述的继续时间经过后，直至接下来激光束24照射为止而停止。由此，能够削减惰性气体25的消耗量。

以上，如说明所述，本实施方式1所涉及的附加制造装置100具有能够提高造形物的形状精度的效果。

实施方式2.

在本实施方式2中，对通过图1所示的附加制造装置100实现的其他附加加工的方式进行说明。下面，参照图14至图18，对本实施方式2中的附加制造装置100的动作进行说明。图14是对本发明的实施方式2中的附加制造装置100的动作进行说明的流程图。图15是表示图1所示的附加制造装置100的加工头10移动至第2位置时的激光束24的中心轴CL的位置的示意剖视图。图16是表示在图1所示的附加制造装置100中线材5喷出至线材5的前端与激光束24的中心轴CL相交的位置为止的状态的示意剖视图。图17是表示使图1所示的附加制造装置100的线材5的前端与附加对象面22接触的状态的示意剖视图。图18是表示图1所示的附加制造装置100的加工头10向下一个加工区域26移动的状态的示意剖视图。在图15至图18中，示出了附加对象面22中的加工区域26的周边的状态。

首先，在步骤S110中，加工头10移动至基体材料17的附加对象面22中的加工区域26的上方的预先确定的第2位置而停止。加工头10如图15所示，从光束喷嘴11射出的激光束24的中心轴CL移动至附加对象面22中的成为加工区域26的中央位置的第2位置。

另外，在本实施方式2中，加工头10即使将线材5喷出至向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL和线材5相交的位置为止，线材5的前端也会配置于不与附加对象面22接触的高度位置。即，线材供给嘴12即使将线材5喷出至向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL和线材5相交的位置为止，线材5的前端也会配置于不与附加对象面22接触的高度位置。因此，第2位置是比上述的第1位置高的位置。

即，在步骤S110中，加工头10配置于与在实施方式1的步骤S10中对加工头10进行配置的高度位置相比上方的位置。而且，光束喷嘴11、线材供给嘴12和气体喷嘴13固定于加工头10，因此在步骤S110中，光束喷嘴11及气体喷嘴13也配置于与实施方式1的步骤S10的情况相比上方的位置。

接下来，在步骤S120中，线材供给嘴12如图16所示，直至线材5的前端与激光束24的中心轴CL相交的位置为止，朝向加工区域26喷出线材5。

接下来，在步骤S130中，如图17所示，使加工头10朝向附加对象面22向下方移动，使线材5的前端与附加对象面22接触。

接下来，与实施方式1同样地，如图7至图10所示进行上述的步骤S30至步骤S60。

而且，在激光振荡器2停止后，如果经过预先确定的继续时间，则在步骤S140中，如图18所示，加工头10朝向基体材料17的附加对象面22中的下一个珠状焊道32的形成位置进行移动。在这里，加工头10在向附加对象面22中的下一个珠状焊道32的形成位置的上方移动时，在如图18中的箭头52所示向上方向移动之后，如图18中的箭头53所示在与附加对象面22平行的方向移动。此外，加工头10在向附加对象面22中的下一个珠状焊道32的形成位置的上方移动时，也可以仅在斜上方向移动。

上述的本实施方式2中的附加加工，在通过附加制造装置100实施的造形物101的形成中形成第2层及其以后的珠状焊道层的情况下是有效的。图19是表示通过图1所示的附加制造装置100形成第4层的珠状焊道层的状态的示意剖视图。在这里，如图19所示，对附加对象面22是第3层的珠状焊道层27c的情况进行说明。在图19中，从图19中的右侧朝向左下方向，即从激光束24的外周侧将线材5喷出。在将多个珠状焊道32的层进行堆积的情况下，有可能发生珠状焊道32已经形成至线材5的前端被送出的高度为止的情况。而且，实际高度Ha和设计高度Hd的差，通过1层的珠状焊道32中的层的实际高度和设计高度的差进行累积而进一步变大。

例如有时第3层的珠状焊道层27c中的实际高度Ha高于所设想的第3层的珠状焊道层27c中的设计高度Hd。即，有可能发生珠状焊道32已经形成至线材5的前端被送出的高度为止的情况。实际高度Ha和设计高度Hd的差，通过1层的珠状焊道32的层的实际高度和设计高度的差进行累积而进一步变大。

在该情况下，如图19所示从线材供给嘴12喷出的线材5的前端与相比于加工区域26的珠状焊道32中的顶点而向与附加对象面22平行的方向偏移后的位置的珠状焊道32的上表面碰撞。而且，线材5的前端是与附加对象面22接触的线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL在附加对象面22的表面，即加工区域26的珠状焊道32的表面不相交。即，形成的珠状焊道32的实际高度和珠状焊道32的设计高度的差进行累积，由此发生线材5的前端无法到达向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL为止的状况。

如果发生如上所述的状态，则发生珠状焊道32的形成部位从激光束24的中心轴CL偏离的状态，或者无法形成珠状焊道32。如上所述的状况有可能在第2层及其以后的珠状焊道32的层中发生。在如上所述的状况下新形成的珠状焊道32形成于从原本的形成位置即以激光束24的中心轴CL为中心的圆形区域偏离的位置。

在本实施方式2所涉及的附加加工中，在将线材5喷出前，在即使线材5被喷出至与激光束24的中心轴CL相交的位置为止线材5的前端，也不会与附加对象面22接触的高度位置对线材供给嘴12进行配置。而且，将直至向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL和线材5的前端相交的位置为止，朝向加工区域26喷出的线材5朝向附加对象面22向下方移动，由此使线材5的前端与附加对象面22接触。由此，在本实施方式2中，如上述所示能够避免线材5的前端无法到达向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL为止的状况，能够可靠地在原本的珠状焊道32的形成位置形成珠状焊道32。

因此，在本实施方式2所涉及的附加加工中，得到下述效果，即，在形成多个珠状焊道层时，防止在珠状焊道32的实际高度和设计高度的差累积后的情况下发生的问题。

实施方式3.

在本实施方式3中，对通过图1所示的附加制造装置100实现的其他附加加工的方式进行说明。本实施方式3中的附加加工相对于上述的实施方式1中的附加加工，不同点在于在激光束24向线材5照射前喷出的线材5的前端的位置不同。

在实施方式1中如说明所述，在激光束24向线材5照射前线材5不与附加对象面22接触的情况下，在激光束24向线材5的照射刚刚开始后，熔融线材21的下部部分被熔融线材21的上部部分拉拽而发生上扬现象，容易引起熔融线材21向附加对象面22的未熔接。

因此，在本实施方式3中，对通过与实施方式1不同的方法防止上扬现象的附加加工进行说明。下面，参照图20至图24，对本实施方式3中的附加制造装置100的动作进行说明。图20是对图1所示的附加制造装置100的实施方式3中的动作进行说明的流程图。图21是表示图1所示的附加制造装置100的加工头10移动至第1位置时的激光束24的中心轴CL的位置的示意剖视图。图22是表示在图1所示的附加制造装置100中线材5被喷出至等待位置为止的状态的示意剖视图。图23是表示在图1所示的附加制造装置100中向加工区域26开始了激光束24的照射的状态的示意剖视图。图24是表示线材5向图1所示的附加制造装置100的加工区域26的供给开始的状态的示意剖视图。在图21至图24中，示出了附加对象面22中的加工区域26的周边的状态。

首先，如图21所示，进行上述的步骤S10。

接下来，在步骤S310中线材供给嘴12如图22所示朝向加工区域26将线材5喷出。在这里，线材5被喷出至向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL和线材5的前端之间的距离L，为附加对象面22的面内方向上的通过被称为D4σ的二次矩宽度定义时的由光束半径进行了定义时的光束半径ω程度的尺寸，即激光束24的半径的0.5倍以上而2.3倍以下的范围的位置为止。由被称为D4σ的二次矩宽度定义时的光束半径是光束的强度分布的标准偏差σ的2倍。距离L为激光束24的半径的0.5倍以上且2.3倍以下的范围的位置，在从激光束24的外周侧朝向激光束24的中心轴CL向激光束24中供给线材5的情况下，是超过线材5的熔点的能量不供给至线材5的等待位置。即，线材5的前端与实施方式1的情况不同，在将激光束24向附加对象面22中的加工区域26照射前，处于线材5的前端不与附加对象面22接触的状态。

接下来，在步骤S320中，激光束24如图23所示朝向加工区域26照射。另外，与激光束24的照射相匹配地，开始惰性气体25从气体喷嘴13向加工区域26的喷出。

接下来，在步骤S330中，如图24所示，开始线材5向加工区域26的供给。即，线材供给嘴12朝向附加对象面22进一步将线材5喷出。由此，向激光束24中送入线材5而线材5熔融。而且，熔融线材21与附加对象面22熔接，在附加对象面22的加工区域26形成堆积物18即珠状焊道32。

此后，如图9至图11所示，与实施方式1同样地，进行上述的步骤S50至步骤S70。

在第2层的珠状焊道层的形成处理中，已经形成的珠状焊道32的层的上表面成为附加对象面22。

此外，也可以针对上述的实施方式3中的附加加工而应用上述的实施方式2的控制方法。

如上所述，在本实施方式3的附加加工中，在将激光束24向附加对象面22中的加工区域26照射前，线材5的前端被喷出至向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL和线材5的前端之间的距离L，为由被称为D4σ的二次矩宽度定义时的由光束半径进行了定义时的光束半径ω程度的尺寸，即激光束24的半径的0.5倍以上且2.3倍以下的范围的位置为止。而且，在将线材5的前端的位置配置于激光束24的半径的0.5倍以上且2.3倍以下的范围的位置的状态下，激光束24朝向加工区域26照射后向激光束24中供给线材5。

在进行上述的本实施方式3的附加加工的情况下，能够防止在线材5的供给开始前线材5由激光束24加热至熔点以上，能够防止熔融线材21的上扬现象。而且，在激光束24中供给线材5而线材5熔融前，由基体材料17的表面构成的附加对象面22的温度上升，附加对象面22熔融而形成熔融池23。然后，向激光束24中供给线材5，激光束24中的线材5熔融。

熔融线材21向温度高的一方被拉拽，因此不是被线材供给嘴12侧的未熔融状态的线材5拉拽，而是被温度上升的熔融池23的一方拉拽。由此，在本实施方式3的附加加工中，不会发生熔融线材21的上扬现象，熔融线材21容易与附加对象面22熔接，能够使线材5可靠地与附加对象面22熔接。

如上述所示在熔融线材21的下部部分被熔融线材21的上部部分拉拽的上扬现象、及熔融线材21被线材供给嘴12侧的未熔融状态的线材5侧拉拽的上扬现象发生的情况下，为了使熔融线材21与附加对象面22熔接，为了确保将熔融线材21可靠地推压至附加对象面22的时间，需要将线材5的供给时间设定得稍长。

另一方面，在本实施方式3的附加加工中，能够在消除上述的上扬现象的状态下将线材5供给至激光束24中，因此无需将线材5的供给时间设定得稍长，能够缩短线材5的供给时间。线材5的供给时间变短，由此与实施方式1、2的情况相比，线材5的熔融时间变短，能够减少熔融线材21的量，能够制作小的珠状焊道32。

因此，在本实施方式3的附加加工中，防止在线材5的供给开始前线材5由激光束24加热至熔点以上，且之前形成熔融池23，由此防止熔融线材21的上扬现象的发生。由此，能够在线材5的熔融开始时缩短用于将熔融线材21推压至附加对象面22的时间，能够缩短线材5的供给时间。由此，在珠状焊道32的形成中被供给的线材5的量变少，因此能够制作小的珠状焊道32，能够提高造形物101的造形精度。

此外，即使在由于上述的上扬现象发生而将线材5的供给时间设定得稍长的情况下，与假定不发生上扬现象的情况相比，线材5的供给时间的额外所需的时间也成为0.2秒左右。因此，在珠状焊道32的形成中熔融线材21的供给量并不是大幅地增加，在造形精度的观点中能够得到精度良好的造形物101，但通过进行本实施方式3中的附加加工，从而能够实现造形精度更高的造形物101的制造。

在这里，对上述的向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL和线材5的前端之间的距离L的范围进行说明。距离L的范围是基于下面的条件决定的。

首先，将下面的条件作为前提条件。

·将激光束24的照射时间设为0.3秒以下而实施通过珠状焊道32进行的造形。

·在线材5到达附加对象面22前，附加对象面22熔融而形成熔融池23。

·在线材5的材质：SUS304、线材5的线材直径(mm)：1.2mm、激光束24的输出(W)：800W、激光束24的光束直径C(mm)：2.0mm的情况下，用于形成比线材5的线材直径(mm)：1.2mm大的熔融池23所需的时间设为大约0.1sec。

接下来，参照图25及图26对线材5的前端位置的计算方法进行说明。图25是用于对本发明的实施方式3中的线材5的前端位置的计算方法进行说明的示意图。图26是表示用于对本发明的实施方式3中的线材5的前端位置的计算方法进行说明的条件的图。

在所述的前提条件中，设为线材5的线材供给角度F：45度，线材5的线材供给速度A(mm/min)：737mm/min＝线材供给速度B(mm/sec)：737mm/60min＝12.3mm/sec。

将在激光束24的照射方向观察到的、从激光束24的中心轴CL至线材5的前端为止的距离相对于光束半径的比率即线材位置比率D设为0.85。因此，将从激光束24的中心轴CL至线材5的前端为止的距离即线材前端距离E在激光束24的照射方向观察时，设为从激光束24的中心轴CL起激光束24的光束半径的0.85倍的距离＝2.0mm/2×0.85＝0.85mm，将线材5的前端位置设为从激光束24的中心轴CL起在光束半径方向以0.85mm位于近端的位置。

线材5的供给角度即线材供给角度F在激光束24的照射方向观察时，设为激光束24的中心轴CL的方向和从线材供给嘴12喷出的线材5的中心轴CW的方向所成的角度。近端的位置在与激光束24的照射方向垂直的方向观察时，是相对于激光束24的线材供给嘴12侧的位置。在该情况下，从线材5的前端位置至激光束24的中心轴CL为止供给线材5的线材供给距离G成为E×1/cos(F)＝1.2mm。而且，线材5的前端从线材的前端位置到达激光束24的中心轴CL为止所需的到达时间H成为0.1sec。

在将激光束24的照射时间设为0.3sec以下而实施通过珠状焊道32形成的造形的情况下，如果作为线材5的接通时间而确保0.1sec，则线材5的前端的位置能够分离至线材位置比率D为0.85倍的位置为止、花费0.2sec到达的距离为止。如果通过上述条件进行计算，则线材5的前端的位置处于光束半径的1.7倍的距离的近端的位置。因此，在上述条件中，线材5的前端的位置处于距离L为光束半径的0.85倍以上且1.7倍以下的范围的位置。

另一方面，如果线材供给角度变化，则距离L也变化。如果将线材供给角度设为20度以上且70度以下的范围，则线材5的前端的位置处于距离L为光束半径的0.5倍以上且2.3倍以下的范围的位置。

此外，在上述中对激光束24和线材5的中心轴CW为非同轴的情况进行了说明，但在激光束24和线材5的中心轴CW为同轴的情况下也能够得到上述的效果。在激光束24和线材5的中心轴CW为同轴的情况下，在直至附加对象面22和线材5的前端之间的距离为激光束24的半径的0.5倍以上且2.3倍以下的范围的等待位置为止供给线材5后，使激光束24向加工区域26照射，并且进行使线材5向加工区域26供给的控制。由此，在激光束24和线材5的中心轴CW为同轴的情况下也能够得到上述的效果。另外，在激光束24和线材5的中心轴CW为同轴的情况下，更优选在直至附加对象面22和线材5的前端之间的距离为激光束24的半径的0.6倍以上且1.2倍以下的范围的等待位置为止供给线材5后，使激光束24向加工区域26照射，并且进行使线材5向加工区域26供给的控制。

另外，在本实施方式3的附加加工中，不进行用于使熔融线材21与附加对象面22接触的动作及用于将熔融线材21推压至附加对象面22的动作。如上所述，有可能发生下述情况，即，随着形成多个珠状焊道层而珠状焊道32的实际高度和珠状焊道32的设计高度的差进行累积，由此珠状焊道32已经形成至线材5的前端被送出的高度为止。

在如上所述的状态下，为了可靠地形成珠状焊道32，也优选严格地对线材5的前端位置和线材5与附加对象面22之间的高度方向的间隔进行管理。高度方向为Z轴方向。

通过严格地对高度方向上的线材5和附加对象面22之间的间隔进行管理，从而能够避免线材5的前端无法到达成为附加对象面22的珠状焊道32的上表面中的激光束24的中心轴CL的位置为止的状况。由此，能够防止新的珠状焊道32的形成位置从激光束24的中心轴CL的位置偏离，或者能够防止无法进行珠状焊道32的造形。

例如，在第2层以上的珠状焊道层为附加对象面22的情况下，控制装置1在步骤S310和步骤S330之间，使用传感器或者图像处理技术对附加对象面22的高度和线材5的前端位置的高度进行检测。而且，控制装置1基于检测结果，在步骤S330中朝向附加对象面22进行了线材5的供给的情况下对线材5的前端是否能够到达成为附加对象面22的珠状焊道32的上表面中的激光束24的中心轴CL的位置为止进行判定。

控制装置1控制为在判定为线材5的前端无法到达成为附加对象面22的珠状焊道32的上表面中的激光束24的中心轴CL的位置为止的情况下，在提高加工头10的高度位置后实施步骤S330。即，控制装置1控制为在将在步骤S310中配置于等待位置的线材5在步骤S330中朝向附加对象面22进行线材5的供给的情况下，在使线材5的前端向上方移动至能够到达成为附加对象面22的珠状焊道32的上表面中的激光束24的中心轴CL的位置为止的高度位置后，实施步骤S330。由此，能够使线材5的前端始终到达成为附加对象面22的珠状焊道32的上表面中的激光束24的中心轴CL的位置为止，因此能够提高造形物101的形状精度。

如上所述基于线材5的前端位置和线材5与附加对象面22之间的高度方向的间隔进行的线材5的高度的控制，在上述的实施方式1的附加加工中也是有效的。

如上所述，在本实施方式3的附加加工中，得到下述效果，即，不会发生熔融线材21的上扬现象，熔融线材21容易与附加对象面22熔接，能够使线材5可靠地与附加对象面22熔接。

实施方式4.

在本实施方式4中，对通过图1所示的附加制造装置100实现的其他附加加工的实施方式进行说明。本实施方式4中的附加加工相对于上述的实施方式1中的附加加工，线材5从加工区域26的拉出方法不同。下面，参照图27至图29，对本实施方式4中的附加制造装置100的动作进行说明。图27是对图1所示的附加制造装置100的实施方式4中的动作进行说明的流程图。图28是表示图1所示的附加制造装置100的线材5向上方移动的状态的示意剖视图。图29是表示从图1所示的附加制造装置100的加工区域26将线材5拉出的状态的示意剖视图。

首先，如图5至图8所示，与实施方式1同样地，进行上述的步骤S10至步骤S40。

接下来，线材5通过2个阶段的动作而从加工区域26被拉出。首先，在步骤S410中，进行第1阶段的动作。在第1阶段的动作中，如图28所示，加工头10以预先确定的距离在Z轴方向进行移动，线材供给嘴12向上方移动。由此，向加工区域26供给的线材5向上方移动，由熔融线材21生成的位置向上方移动。此时，在线材5不远离熔融线材21的范围，使线材5向上方移动。线材5的供给在将线材5向上方移动的期间仍继续。预先确定的距离例如设为3mm以下的距离。

接下来，在步骤S420中，进行第2阶段的动作。在第2阶段的动作中，如图29所示，线材5从加工区域26被拉出。

此后，如图10及图11所示，与实施方式1同样地，进行上述的步骤S60及步骤S70。

此外，也可以针对上述的实施方式4中的附加加工，应用上述的实施方式2中的控制方法或者实施方式3中的控制方法。

如上述所示，在本实施方式4所涉及的附加加工中，线材5在线材5不会从与附加对象面22熔接的熔融线材21的块脱出的范围使线材5向上方移动后，向与线材5的供给方向相反的方向被拉出。如上所述通过2个阶段的动作从与附加对象面22熔接的熔融线材21将线材5拉出，由此能够使相对于与附加对象面22熔接的熔融线材21的块而新供给的熔融线材21的供给位置向上方移动，能够提高珠状焊道32的高度。通过提高珠状焊道32的高度，从而即使在将线材5的供给时间设为稍长的时间的情况下，也能够形成直径小的珠状焊道32，能够形成宽度窄的造形物101。

另外，线材5进入激光束24中不是立即熔融，而是随着接近激光束24的中心轴CL而温度达到熔点而熔融。因此，在为了形成直径大的珠状焊道32将线材5的供给时间例如设定为1秒以上的稍长的时间的情况下，与附加对象面22熔接的熔融线材21的块中处于未熔融状态的线材5的长度变长。在熔融线材21的块中处于未熔融状态的线材5的长度长的情况下，在将线材5从熔融线材21的块拉出时，熔融线材21的块的表面部分有时被处于未熔融状态的线材5拉伸而珠状焊道32的形状塌毁。

另一方面，如上述所示通过2个阶段的动作将线材5拉出，由此处于未熔融状态的线材5的前端部分向熔融线材21的块的上方移动，因此能够将从熔融线材21的块中拉出的处于未熔融状态的线材5的长度变短，能够防止珠状焊道32的形状塌毁。由此，珠状焊道32的形状的重复稳定性提高，能够使造形物101的形状精度提高。

实施方式5.

在附加制造装置100中，线材5以与激光束24的中心轴CL非同轴的状态被供给。在按照线材5越过在附加对象面22先形成的珠状焊道32的位置关系而设定出加工头10的移动方向和线材5的供给方向的情况下，根据珠状焊道32的高度及线材5的前端高度，在加工头10移动时发生线材5的前端与珠状焊道32碰撞的情况。在线材5的前端与珠状焊道32碰撞的情况下，线材5弯曲，在线材5的前端和附加对象面22之间产生设计之外的间隙，发生线材5的熔接没有按照设想那样进行的加工问题。

通过控制装置1，在加工头10移动时，将加工头10的移动方向和线材5的供给方向控制为下述方向，即，不会一边越过在附加对象面22形成完成的珠状焊道32、一边供给线材5的方向，由此能够防止上述的加工问题。另外，不会一边越过在附加对象面22形成完成的珠状焊道32、一边供给线材5的方向是在附加对象面22的面内，在附加对象面22形成完成的珠状焊道32和向加工区域26供给的线材5不重合的方向。即，线材供给嘴12的移动方向和线材5的供给方向被控制为下述方向，即，在附加对象面22的面内，在附加对象面22形成完成的珠状焊道32和向加工区域26供给的线材5不重合的方向，由此能够防止上述的加工问题。

图30是表示本发明的实施方式5中的加工头10的移动方向54和线材5的供给方向55之间的关系的一个例子的图。例如如图30所示，将加工头10的移动方向54和线材5的供给方向55的附加对象面22的面内方向上的成分设为相反方向，由此能够防止上述的加工问题。

在不使加工头10移动，而是使用旋转机构16使被加工物旋转而使加工区域26的位置移动的情况下，被加工物的旋转方向和线材5的供给方向被控制为下述方向，即，在附加对象面22的面内，在附加对象面22形成完成的珠状焊道32和向加工区域26供给的线材5不重合的方向，由此能够防止上述的加工问题。此外，上述的控制能够应用于使用旋转机构16使被加工物以第2轴为中心进行旋转，由此在附加对象面22的面内进行圆形的附加加工的情况。另外，上述的控制也能够应用于使加工头10移动而使材料供给部和所述照射部在附加对象面22的面内方向以圆形移动，由此在附加对象面22的面内进行圆形的附加加工的情况。

实施方式6.

在本实施方式6中，对通过图1所示的附加制造装置100实现的其他附加加工的方式进行说明。本实施方式6中的附加加工相对于上述的实施方式中的附加加工，不同点在于在激光束24向线材5照射前开始线材5的供给动作。

在激光束24向线材5照射前开始线材5的供给动作，由此在激光束24的照射开始的时刻，已经开始了线材5的供给动作，因此熔融线材21向附加对象面22的熔接顺利地进行。由此，熔融线材21向附加对象面22的熔接稳定地进行，能够防止熔融线材21向附加对象面22的未熔接。

下面，参照图31至图36，对通过本实施方式6中的附加制造装置100实施的附加加工进行说明。图31是对图1所示的附加制造装置100的实施方式6中的动作进行说明的流程图。图32是表示图1所示的附加制造装置100的加工头10移动至第1位置时的激光束24的中心轴CL的位置的示意剖视图。图33是表示在图1所示的附加制造装置100中向加工区域26喷出的线材5的前端与附加对象面22接触的状态的示意剖视图。图34是表示线材5向图1所示的附加制造装置100的加工区域26的供给开始的状态的示意剖视图。图35是表示在图1所示的附加制造装置100中向加工区域26开始了激光束24的照射的状态的示意剖视图。图36是表示在图1所示的附加制造装置100中熔融线材21与附加对象面22熔接的状态的示意剖视图。在图32至图36中，示出了附加对象面22中的加工区域26的周边的状态。

首先，如图32所示，进行上述的步骤S10。

接下来，如图33所示，进行上述的步骤S20。即，线材供给嘴12如图33所示朝向附加对象面22中的加工区域26从加工区域26的上方倾斜地喷出线材5，使线材5的前端与附加对象面22接触。即，设为在将激光束24向附加对象面22中的加工区域26照射前，线材5的前端与附加对象面22接触的状态。

此时，优选从线材供给嘴12喷出而与附加对象面22接触的线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL在附加对象面22的表面相交，或者，线材5的中心轴CW从向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL起在线材供给嘴12侧的激光束24的光束半径内，在附加对象面22的表面相交。由此，在附加对象面22中，能够以线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的交点为中心而形成珠状焊道32。

接下来，在步骤S510中，如图34所示，线材供给嘴12开始线材5向加工区域26的供给。即，线材供给嘴12朝向附加对象面22进一步喷出线材5。此后，在预先决定的供给时间的期间，继续线材5向加工区域26的供给。

接下来，在步骤S520中，如图35所示激光束24朝向附加对象面22中的加工区域26照射，照射至在附加对象面22中的加工区域26配置的线材5。另外，与激光束24的照射相匹配地，从气体喷嘴13开始惰性气体25向加工区域26的喷出。由此，预先在加工区域26配置的线材5和在激光束24的照射开始后，向加工区域26供给的金属线材熔融而成的熔融线材21如图36所示与附加对象面22熔接。由此，在附加对象面22的加工区域26形成堆积物18即珠状焊道32。

在该情况下，优选在将激光束24向附加对象面22照射前，在预先确定的一定时间的期间从气体喷嘴13使惰性气体25喷出。由此，能够将在气体喷嘴13内残存的氧气等活性气体从气体喷嘴13内去除。

此后，如图9至图11所示，与实施方式1同样地，进行上述的步骤S50至步骤S70。

此外，针对上述的附加加工，也可以应用上述的实施方式2中的步骤S110至步骤S130的控制方法。

如上述所示在激光束24向线材5照射前开始线材5的供给动作，由此在激光束24的照射开始的时刻，已经开始了线材5的供给动作，因此熔融线材21向附加对象面22的熔接顺利地进行。

另外，如上述所示，设为在将激光束24向附加对象面22中的加工区域26照射前，线材5的前端与附加对象面22接触的状态，在线材5的供给动作开始后激光束24照射至线材5，由此能够将形成期望的珠状焊道32时的激光照射时间缩短至用于形成珠状焊道32所需的最小限度的激光照射时间的极限为止。由此，能够减小形成的珠状焊道32的大小，能够形成直径小的珠状焊道32，因此能够使造形物101的形状精度提高。

接下来，参照图37至图42，对通过本实施方式6中的附加制造装置100实施的其他附加加工进行说明。图37是对图1所示的附加制造装置100的实施方式6中的其他动作进行说明的流程图。图38是表示图1所示的附加制造装置100的加工头10移动至第1位置时的激光束24的中心轴CL的位置的示意剖视图。图39是表示在图1所示的附加制造装置100中，线材5喷出至线材5的前端不与附加对象面22接触的位置为止的状态的示意剖视图。图40是表示线材5向图1所示的附加制造装置100的加工区域26的供给开始的状态的示意剖视图。图41是表示在图1所示的附加制造装置100中，向加工区域26开始了激光束24的照射的状态的示意剖视图。图42是表示在图1所示的附加制造装置100中熔融线材21与附加对象面22熔接的状态的示意剖视图。在图38至图42中，示出了附加对象面22中的加工区域26的周边的状态。

首先，如图38所示，进行上述的步骤S10。

接下来，在步骤S610中线材供给嘴12如图39所示，朝向加工区域26将线材5喷出。在这里，线材5被喷出至线材5的前端不与加工区域26接触的位置为止，即被喷出至线材5的前端不与附加对象面22接触的位置为止。例如，线材5在向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的线材供给嘴12侧，喷出至向加工区域26照射的激光束24的半径的位置为止。即，线材5被喷出至线材供给嘴12侧的激光束24的外周上的位置为止。

此外，线材5的前端可以在线材5的供给开始前，在向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的线材供给嘴12侧，喷出至向加工区域26照射的激光束24的半径外且线材5的前端不与附加对象面22接触的位置为止。另外，线材5的前端也可以在线材5的供给开始前，在向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的线材供给嘴12侧，喷出至向加工区域26照射的激光束24的半径内且线材5的前端不与附加对象面22接触的位置为止。

此时，优选从线材供给嘴12喷出而不与附加对象面22接触的线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL在附加对象面22的表面相交，或者，线材5的中心轴CW从向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL起在线材供给嘴12侧的激光束24的光束半径内，在附加对象面22的表面相交。由此，在附加对象面22中，能够以线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的交点为中心而形成珠状焊道32。

为了使珠状焊道32的形状精度提高，优选线材5和加工区域26之间的距离L1，为如后面所述在线材5的供给开始后至线材5的供给速度达到预先确定的规定值为止的时间中供给线材5的距离以上。直至线材5的供给速度达到规定值为止，根据发明人的实验结果，可知需要0.2秒至0.5秒左右的时间。因此，例如在线材5的供给速度的规定值为737mm/min的情况下，优选线材5以距离L1为16μm以上而40μm以下的范围的距离，或者比40μm长的距离，远离加工区域26而配置。

因此，优选线材5配置于如后面所述以从线材5的供给开始至线材5到达加工区域26为止需要0.2秒以上的距离分离的位置。在以从线材5的供给开始至线材5到达加工区域26为止需要0.2秒以上的距离分离的位置配置线材5，在激光束24向线材5照射前开始线材5的供给动作，由此能够使得在激光束24向线材5的照射开始时线材5的供给速度达到规定值。

接下来，在步骤S620中，如图40所示，线材供给嘴12开始线材5向加工区域26的供给。即，线材供给嘴12朝向加工区域26进一步将线材5喷出。此后，在预先决定的供给时间的期间，继续线材5向加工区域26的供给。

接下来，在步骤S630中，如图41所示激光束24朝向附加对象面22中的加工区域26照射，对在附加对象面22中的加工区域26配置的线材5进行照射。另外，与激光束24的照射相匹配地，开始惰性气体25从气体喷嘴13向加工区域26的喷出。由此，预先在加工区域26配置的线材5和在激光束24的照射开始后向加工区域26供给的金属线材熔融而成的熔融线材21，如图42所示与加工区域26熔接。由此，在附加对象面22的加工区域26形成堆积物18即珠状焊道32。

在该情况下，优选在将激光束24向加工区域26照射前，在预先确定的一定时间的期间从气体喷嘴13使惰性气体25喷出。由此，能够将在气体喷嘴13内残存的氧气等活性气体从气体喷嘴13内去除。

为了使珠状焊道32的形状精度提高，优选在线材5到达加工区域26的同时将激光束24照射至线材5。但是，设想到如果造形物101的造形进行，则加工区域26有可能从所设想的高度偏离，难以如设定值那样始终保持距离L1。

因此，在珠状焊道32形成前对加工区域26的高度进行测定，对步骤S610中的线材5的喷出位置进行控制以使得距离L1成为设定值。或者，在步骤S610中，使用在加工头10的上部安装的传感器或者测量系统61对线材5的前端的位置进行观测，对线材5的前端的喷出位置进行控制以使得距离L1成为设定值。

图43是表示在图1所示的附加制造装置100中设置有测量系统61的状态的图。在测量系统61能够使用照相机等拍摄装置及图像处理装置。由此，能够如设定值那样保持距离L1，能够在线材5到达加工区域26的同时将激光束24照射至线材5，能够使珠状焊道32的形状精度提高。

在通过安装于加工头10的上部的照相机对线材5的位置进行观测的情况下，通过由照相机拍摄到的图像对线材5到达加工区域26的瞬间进行识别，由此能够在线材5到达加工区域26的同时照射激光束24。即，控制装置1基于测量系统61中的线材5的前端位置的观测结果而对使激光束24向加工区域26照射的定时进行控制。

此后，如图9至图11所示，与实施方式1同样地，进行上述的步骤S50至步骤S70。

此外，针对上述的附加加工，也可以应用上述的实施方式2中的步骤S110至步骤S130的控制方法。

在通过上述的本实施方式6中的附加制造装置100进行的其他附加加工中，控制装置1使线材5喷出至线材5的前端不与附加对象面22的加工区域26接触的非接触位置为止，并且在使线材5供给至加工区域26后，进行使激光束24向加工区域26照射的控制。而且，非接触位置设为下述位置，即，以在开始线材5从非接触位置向加工区域26的供给后直至线材5的前端到达加工区域26为止需要0.2秒以上的距离分离的位置。

如上述所示在激光束24向线材5照射前开始线材5的供给动作，由此能够在线材5到达加工区域26的同时将激光束24照射至线材5。而且，在激光束24的照射开始的时刻，已经开始了线材5的供给动作，因此熔融线材21向加工区域26的熔接顺利地进行。

另外，在激光束24向线材5照射前开始线材5的供给动作，由此能够在线材5到达加工区域26的同时将激光束24照射至线材5。由此，能够将形成期望的珠状焊道32时的激光照射时间缩短至用于形成珠状焊道32所需的最小限度的激光照射时间的极限为止。由此，能够减小形成的珠状焊道32的大小，能够形成直径小的珠状焊道32，因此能够使造形物101的形状精度提高。

另外，在激光束24向线材5照射前开始线材5的供给动作，由此能够在线材5的供给速度使用如预先确定的规定值那样的值，因此能够使造形物101的形状精度提高。

另外，在步骤S610中，通过测量系统61对线材5的前端的位置进行观测，对线材5的前端的喷出位置进行控制以使得距离L1成为设定值，由此能够按照设定值那样保持距离L1。因此，能够在线材5到达加工区域26的同时将激光束24照射至线材5，能够将形成期望的珠状焊道32时的激光照射时间缩短至用于形成珠状焊道32所需的最小限度的激光照射时间的极限为止。由此，能够减小形成的珠状焊道32的大小，能够形成直径小的珠状焊道32，因此能够使造形物101的形状精度提高。

如上所述，在本实施方式6的附加加工中，熔融线材21向加工区域26的熔接顺利地进行，因此得到以下效果，即，熔融线材21向附加对象面22的熔接稳定地进行，能够防止熔融线材21向附加对象面22的未熔接。

实施方式7.

在本实施方式7中，对通过图1所示的附加制造装置100实现的其他附加加工的方式进行说明。本实施方式7中的附加加工相对于上述的实施方式1中的附加加工，不同点在于提高线材5的供给速度。

下面，参照图44至图48，对通过本实施方式7中的附加制造装置100实施的附加加工进行说明。图44是对图1所示的附加制造装置100的实施方式7中的动作进行说明的流程图。图45是表示图1所示的附加制造装置100的加工头10移动至第1位置时的激光束24的中心轴CL的位置的示意剖视图。图46是表示在图1所示的附加制造装置100中线材5喷出至线材5的前端不与加工区域26接触的位置为止的状态的示意剖视图。图47是表示在图1所示的附加制造装置100中向加工区域26开始了激光束24的照射的状态的示意剖视图。图48是表示线材5向图1所示的附加制造装置100的加工区域26的供给开始的状态的示意剖视图。在图45至图48中，示出了附加对象面22中的加工区域26的周边的状态。

首先，如图45所示，进行上述的步骤S10。

接下来，在步骤S710中线材供给嘴12如图46所示，朝向加工区域26将线材5喷出。在这里，线材5被喷出至线材5的前端不与加工区域26接触的位置为止，即被喷出至线材5的前端不与附加对象面22接触的位置为止。例如，线材5在向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的线材供给嘴12侧，被喷出至向加工区域26照射的激光束24的半径的位置为止。即，线材5被喷出至线材供给嘴12侧的激光束24的外周上的位置为止。

此外，线材5的前端也可以在线材5的供给开始前，在向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的线材供给嘴12侧，喷出至向加工区域26照射的激光束24的半径外且线材5的前端不与附加对象面22接触的位置为止。另外，线材5的前端也可以在线材5的供给开始前，在向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的线材供给嘴12侧，喷出至向加工区域26照射的激光束24的半径内且线材5的前端不与附加对象面22接触的位置为止。

此时，优选从线材供给嘴12喷出而不与附加对象面22接触的线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL在附加对象面22的表面相交，或者，线材5的中心轴CW从向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL起在线材供给嘴12侧的激光束24的光束半径内，在附加对象面22的表面相交。由此，在附加对象面22中，能够以线材5的中心轴CW和向加工区域26照射的激光束24的中心轴CL的交点为中心而形成珠状焊道32。

接下来，在步骤S720中，激光束24如图47所示朝向加工区域26照射。另外，与激光束24的照射相匹配地，开始惰性气体25从气体喷嘴13向加工区域26的喷出。

接下来，在步骤S730中，如图48所示，开始线材5向加工区域26的供给。即，线材供给嘴12朝向加工区域26进一步将线材5喷出。由此，向激光束24中送入线材5而线材5熔融。而且，熔融线材21与附加对象面22熔接，在附加对象面22的加工区域26形成堆积物18即珠状焊道32。

在本实施方式7中，在步骤S710中线材5不与加工区域26接触。因此，在本实施方式7中，与从使线材5与加工区域26接触的状态起开始线材5的供给的情况相比较，在从开始线材5的供给至线材5的前端到达加工区域26为止的期间，额外地得到来自激光束24的热量。由此，在本实施方式7的附加加工中，与从使线材5与加工区域26接触的状态起开始线材5的供给的情况相比较，能够提高线材5的供给速度。即，在本实施方式7的附加加工中，与如上述的实施方式1的情况那样从使线材5与加工区域26接触的状态起开始线材5的供给的情况相比较，以更快的线材5的供给速度供给线材5。

由此，在本实施方式7的附加加工中，能够抑制熔融线材21的上扬现象，并且提高珠状焊道32的造形速度。实施方式7中的附加加工中的线材5的供给速度是指从开始线材5的供给至停止线材5的供给为止的期间的线材供给速度，或者旋转电动机4的旋转速度的最高速度。

图49是表示在图1所示的附加制造装置100中的附加加工中线材5的供给速度过量的情况下的线材5的供给状态的图像的图。图50是表示在图1所示的附加制造装置100中的附加加工中线材5的供给速度正常的情况下的线材5的供给状态的图像的图。在使线材5与加工区域26接触的状态下，如果使用本实施方式7的附加加工中的线材供给速度而实施线材5的供给动作，则线材5的供给速度变为过量，在看向激光束24的照射方向的情况下，如图49所示，发生下述现象，即，线材5供给中的中心轴的位置从线材5供给开始时的中心轴的位置乖离。

在这里，本实施方式7中的附加加工被实施的目的在于，使珠状焊道32的形状精度提高而实现造形物101的形状精度的提高，因此在线材5供给中的中心轴的位置的从线材5供给开始时的中心轴的位置起的乖离量超过线材5的直径的1/10的情况下，判断为线材5的供给速度过量。在线材5的供给速度过量的情况下，线材5有可能从加工区域26脱离。

另一方面，在本实施方式7的附加加工中，如图50所示，线材5供给中的中心轴的位置处于与线材5供给开始时的中心轴的位置相同的位置。即，线材5供给中的中心轴的位置从线材5供给开始时的中心轴的位置乖离的现象没有发生。

因此，在本实施方式7的附加加工中，如果从使线材5与加工区域26接触的状态起开始线材5的供给动作，则以线材5供给中的中心轴的位置从线材5供给开始时的中心轴的位置脱离的速度供给线材5。更详细地说，在本实施方式7的附加加工中，如果从使线材5与加工区域26接触的状态起开始线材5的供给动作，则以线材5供给中的中心轴的位置的从线材5供给开始时的中心轴的位置起的乖离量超过线材5的直径的1/10的速度供给线材5。由此，在本实施方式7的附加加工中，能够抑制熔融线材21的上扬现象，并且提高珠状焊道32的造形速度而提高造形物101的造形速度。

此后，如图9至图11所示，与实施方式1同样地，进行上述的步骤S50至步骤S70。

此外，针对上述的附加加工，也可以应用上述的实施方式2中的步骤S110至步骤S130的控制方法。

如上所述，在本实施方式7的附加加工中，得到下述效果，即，不会发生熔融线材21的上扬现象，珠状焊道32的造形速度变快，造形物101的造形速度变快。

以上的实施方式所示的结构，表示本发明的内容的一个例子，也能够将实施方式彼此的技术进行组合，也能够与其他公知技术进行组合，在不脱离本发明的主旨的范围，也能够对结构的一部分进行省略、变更。

标号的说明

1控制装置，2激光振荡器，3纤维线缆，4旋转电动机，5线材，6线材卷线筒，7气体供给装置，8配管，10加工头，11光束喷嘴，12线材供给嘴，13气体喷嘴，14加工头驱动装置，15加工台，16旋转机构，17基体材料，18堆积物，19线材供给部，21熔融线材，22附加对象面，23熔融池，24激光束，25惰性气体，26加工区域，27a第1层的珠状焊道层，27b第2层的珠状焊道层，27c第3层的珠状焊道层，32珠状焊道，41 CPU，42 RAM，43 ROM，44外部存储装置，45输入输出接口，46总线，51、52、53箭头，54移动方向，55供给方向，61测量系统，100附加制造装置，101造形物，321、322、323、324、325、326、327、328、329、3210、3211、3212、3213、3214、3215珠状焊道，A、B线材供给速度，C光束直径，CL、CW中心轴，D线材位置比率，E线材前端距离，F线材供给角度，G线材供给距离，H到达时间，L距离。

Claims (23)

1.一种附加制造装置，其在被加工物的附加对象面造形出造形物，

该附加制造装置的特征在于，具有：

材料供给部，其针对所述附加对象面的加工区域供给造形材料；

照射部，其将使所述造形材料熔融的激光束向所述加工区域照射；以及

控制装置，其对所述材料供给部和所述照射部进行控制，承担下述控制，即，一边向所述加工区域供给所述造形材料、一边使所述激光束向所述加工区域照射，用于使用通过所述激光束的照射将所述造形材料熔融而形成的珠状的焊道而造形出所述造形物的至少一部分，

所述造形材料为线状，

所述材料供给部相对于与所述加工区域的面内方向垂直的方向而在斜方向使所述线状的造形材料行进，针对所述加工区域供给所述线状的造形材料，

所述照射部在与所述加工区域的面内方向垂直的方向使所述激光束行进，向所述加工区域照射所述激光束，

所述控制装置进行下述控制，即，在使所述线状的造形材料的前端与所述加工区域接触后使所述激光束向所述加工区域照射，

并进行下述控制，即，在将由多个所述珠状的焊道构成的所述珠状的焊道层层叠多层的情况下，在形成第2层以后的所述珠状的焊道时，在相对于与所述加工区域的面内方向垂直的方向倾斜的方向上供给的所述线状的造形材料供给至与所述激光束的中心轴相交的位置为止的情况下，在使所述线状的造形材料供给至所述线状的造形材料的前端不与所述加工区域接触的高度位置之后，或者在相对于与所述加工区域的面内方向垂直的方向倾斜的方向上供给的所述线状的造形材料的中心轴与所述加工区域接触的位置为止而供给所述线状的造形材料的情况下，在使所述线状的造形材料供给至所述线状的造形材料的前端不与所述加工区域接触的高度位置之后，通过使所述线状的造形材料朝向比所述加工区域的实际的高度低的位置移动从而朝向所述加工区域移动，使所述线状的造形材料的前端与所述加工区域接触。

2.一种附加制造装置，其在被加工物的附加对象面造形出造形物，

该附加制造装置的特征在于，具有：

材料供给部，其针对所述附加对象面的加工区域供给造形材料；

照射部，其将使所述造形材料熔融的激光束向所述加工区域照射；以及

控制装置，其对所述材料供给部和所述照射部进行控制，承担下述控制，即，一边向所述加工区域供给所述造形材料、一边使所述激光束向所述加工区域照射，用于使用通过所述激光束的照射将所述造形材料熔融而形成的珠状的焊道而造形出所述造形物的至少一部分，

所述造形材料为线状，

所述控制装置进行下述控制，即，在所述激光束和所述线状的造形材料的中心轴为非同轴的情况下在使所述线状的造形材料供给至所述附加对象面的面内方向上的所述激光束的中心轴和所述线状的造形材料的前端之间的距离为所述激光束的半径的0.5倍以上且2.3倍以下的范围的等待位置为止后，在所述激光束和所述线状的造形材料的中心轴为同轴的情况下在使所述线状的造形材料供给至所述附加对象面和所述线状的造形材料的前端之间的距离为所述激光束的半径的0.5倍以上且2.3倍以下的范围的等待位置为止后，使所述激光束向所述加工区域照射，并且使所述线状的造形材料向所述加工区域供给，

所述等待位置是下述位置，即，在使所述激光束向所述加工区域照射后，在开始所述线状的造形材料向所述加工区域的供给前，所述线状的造形材料不由所述激光束加热至所述线状的造形材料的熔点以上的位置，

在所述附加对象面是构成所述造形物的第2层以上的珠状的焊道的层的情况下，

所述控制装置在照射所述激光束前，基于所述附加对象面的高度和供给至所述等待位置为止的所述线状的造形材料的前端位置的高度，在使所述线状的造形材料的前端向上方移动至能够到达向所述加工区域照射的所述激光束的中心轴的位置为止的高度位置为止后，进一步使所述线状的造形材料向所述加工区域供给。

3.根据权利要求1或2所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置进行下述控制，即，在将所述线状的造形材料的供给位置固定的状态下一边向所述加工区域供给所述线状的造形材料、一边在预先确定的照射时间的期间使所述激光束向所述加工区域照射后，使所述线状的造形材料的供给及所述激光束的照射停止。

4.根据权利要求1或2所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置进行下述控制，即，在使所述线状的造形材料的供给停止后，向与所述线状的造形材料的供给方向相反的方向将所述线状的造形材料拉出，使所述激光束的照射停止。

5.根据权利要求1或2所述的附加制造装置，其特征在于，

具有气体供给部，该气体供给部由所述控制装置进行控制而向所述加工区域喷出惰性气体，

所述控制装置进行下述控制，即，在所述激光束向所述加工区域照射的期间及所述激光束的照射停止后的预先确定的继续时间的期间，使所述惰性气体向所述加工区域喷出。

6.根据权利要求5所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置进行下述控制，即，在所述继续时间经过后，直至接下来照射所述激光束为止使所述惰性气体的喷出停止。

7.根据权利要求1或2所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置在所述线状的造形材料不从与所述加工区域熔接的所述线状的造形材料熔融的熔融线材脱出的范围使所述线状的造形材料向上方移动。

8.根据权利要求7所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置进行下述控制，即，在使所述线状的造形材料向上方移动后，向与所述线状的造形材料的供给方向相反的方向将所述线状的造形材料拉出。

9.根据权利要求1或2所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置在所述附加对象面的面内，将所述材料供给部的移动方向和所述线状的造形材料的供给方向控制为在所述附加对象面形成完成的所述珠状的焊道和向所述加工区域供给的所述线状的造形材料不重合的方向。

10.根据权利要求1或2所述的附加制造装置，其特征在于，

具有能够使所述被加工物旋转的旋转机构或者使所述材料供给部和所述照射部在所述附加对象面的面内方向以圆形移动的移动机构，

所述控制装置在所述附加对象面的面内，将所述线状的造形材料的供给方向和所述被加工物的旋转方向，控制为在所述附加对象面形成完成的所述珠状的焊道和向所述加工区域供给的所述线状的造形材料不重合的方向。

11.根据权利要求1或2所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置进行下述控制，即，在相邻的所述珠状的焊道彼此之间空出间隙而形成多个第1珠状的焊道后，在所述间隙或者与所述第1珠状的焊道相邻的区域形成第2珠状的焊道。

12.根据权利要求1或2所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置进行下述控制，即，在将由多个所述珠状的焊道构成的所述珠状的焊道的层层叠多层的情况下，在第2层以后的所述珠状的焊道的形成中，使与所述珠状的焊道的层的端部相对应的所述珠状的焊道，在构成第2层以后的所述珠状的焊道的层的多个所述珠状的焊道之中最后形成。

13.一种附加制造装置，其在被加工物的附加对象面造形出造形物，

该附加制造装置的特征在于，具有：

材料供给部，其针对所述附加对象面的加工区域供给造形材料；

照射部，其将使所述造形材料熔融的激光束向所述加工区域照射；以及

控制装置，其对所述材料供给部和所述照射部进行控制，承担下述控制，即，一边向所述加工区域供给所述造形材料、一边使所述激光束向所述加工区域照射，用于使用通过所述激光束的照射将所述造形材料熔融而形成的珠状的焊道而造形出所述造形物的至少一部分，

所述造形材料为线状，

所述控制装置进行下述控制，即，在使没有使用热源进行加热的所述线状的造形材料在预先确定的位置停止，进而使所述线状的造形材料向所述加工区域的供给开始后，使所述激光束向所述加工区域照射，该热源能够将向所述加工区域供给的所述造形材料熔融而形成所述造形物。

14.根据权利要求13所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置进行下述控制，即，在使所述未加热的线状的造形材料喷出至所述未加热的线状的造形材料的前端不与所述加工区域接触的非接触位置为止，并且使所述未加热的线状的造形材料向所述加工区域的供给开始后，使所述激光束向所述加工区域照射。

15.根据权利要求14所述的附加制造装置，其特征在于，

所述非接触位置是下述位置，即，所述未加热的线状的造形材料和所述加工区域之间的距离，为在所述未加热的线状的造形材料的供给开始后在直至所述未加热的线状的造形材料的供给速度达到预定的规定值为止的时间中所述未加热的线状的造形材料被供给的距离以上的位置。

16.根据权利要求15所述的附加制造装置，其特征在于，

所述非接触位置是下述位置，即，以从所述未加热的线状的造形材料从所述非接触位置向所述加工区域的供给开始至所述未加热的线状的造形材料的前端到达至所述加工区域为止需要0.2秒以上的距离分离的位置。

17.根据权利要求13至16中任一项所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置基于所述未加热的线状的造形材料的前端的位置的观测结果对使所述激光束向所述加工区域照射的定时进行控制。

18.一种附加制造装置，其在被加工物的附加对象面造形出造形物，

该附加制造装置的特征在于，具有：

材料供给部，其针对所述附加对象面的加工区域供给造形材料；

照射部，其将使所述造形材料熔融的激光束向所述加工区域照射；以及

控制装置，其对所述材料供给部和所述照射部进行控制，承担下述控制，即，一边向所述加工区域供给所述造形材料、一边使所述激光束向所述加工区域照射，用于使用通过所述激光束的照射将所述造形材料熔融而形成的珠状的焊道而造形出所述造形物的至少一部分，

所述造形材料为线状，

所述控制装置进行下述控制，即，使所述线状的造形材料喷出至所述线状的造形材料的前端不与所述加工区域接触的位置为止，在使所述激光束向所述加工区域照射后，进一步使所述线状的造形材料向所述加工区域供给，

在使所述激光束向所述加工区域照射后，在从使所述线状的造形材料的前端与所述加工区域接触的状态起进一步使所述线状的造形材料供给至所述加工区域的情况下即使所述激光束照射至所述加工区域，也以所述线状的造形材料的前端从所述加工区域脱离的速度使所述线状的造形材料向所述加工区域供给。

19.一种附加制造装置，其在被加工物的附加对象面造形出造形物，

该附加制造装置的特征在于，具有：

材料供给部，其针对所述附加对象面的加工区域供给造形材料；

照射部，其将使所述造形材料熔融的激光束向所述加工区域照射；以及

控制装置，其对所述材料供给部和所述照射部进行控制，承担下述控制，即，一边向所述加工区域供给所述造形材料、一边使所述激光束向所述加工区域照射，用于使用通过所述激光束的照射将所述造形材料熔融而形成的珠状的焊道而造形出所述造形物的至少一部分，

所述造形材料为线状，

所述控制装置进行下述控制，即，在使所述线状的造形材料的前端与所述加工区域接触后使所述激光束向所述加工区域照射，

在所述线状的造形材料不从与所述加工区域熔接的所述线状的造形材料熔融的熔融线材脱出的范围使所述线状的造形材料向上方移动。

20.根据权利要求19所述的附加制造装置，其特征在于，

所述控制装置进行下述控制，即，在使所述线状的造形材料向上方移动后，向与所述线状的造形材料的供给方向相反的方向将所述线状的造形材料拉出。

21.一种附加制造方法，其通过对材料供给部和照射部进行控制，从而一边向加工区域供给所述造形材料、一边使激光束向所述加工区域照射而进行附加加工，由此在所述附加对象面造形出造形物，该材料供给部针对被加工物的附加对象面的所述加工区域供给造形材料，该照射部将使所述造形材料熔融的所述激光束向所述加工区域照射，

该附加制造方法的特征在于，

包含下述步骤：通过所述激光束的照射将所述造形材料熔融而形成珠状的焊道，

所述造形材料为线状，

形成所述珠状的焊道的步骤包含下述步骤：

使没有使用热源进行加热的所述线状的造形材料在预先确定的位置停止，进而使所述线状的造形材料向所述加工区域的供给开始，该热源能够将向所述加工区域供给的所述造形材料熔融而形成所述造形物；以及

在使所述未加热的线状的造形材料向所述加工区域的供给开始后，使所述激光束向所述加工区域照射。

22.一种附加制造方法，其通过对材料供给部和照射部进行控制，从而一边向加工区域供给所述造形材料、一边使激光束向所述加工区域照射而进行附加加工，该材料供给部针对被加工物的附加对象面的所述加工区域供给造形材料，该照射部将使所述造形材料熔融的所述激光束向所述加工区域照射，

该附加制造方法的特征在于，

包含下述步骤：通过所述激光束的照射将所述造形材料熔融而形成珠状的焊道，

所述造形材料为线状，

形成所述珠状的焊道的步骤包含下述步骤：

使所述线状的造形材料喷出至所述线状的造形材料的前端不与所述加工区域接触的位置为止；

使所述激光束向所述加工区域照射；以及

使所述线状的造形材料向所述加工区域供给，

在使所述线状的造形材料向所述加工区域供给的步骤中，在从使所述线状的造形材料的前端与加工区域接触的状态起进一步使所述线状的造形材料供给至所述加工区域的情况下即使所述激光束照射至所述加工区域，也以所述线状的造形材料的前端从所述加工区域脱离的速度使所述线状的造形材料向所述加工区域供给。

23.一种附加制造方法，其通过对材料供给部和照射部进行控制，从而进行附加加工，由此在附加对象面造形出造形物，该材料供给部针对被加工物的所述附加对象面的加工区域供给线状的造形材料，该照射部将使所述线状的造形材料熔融的激光束向所述附加对象面照射，

该附加制造方法的特征在于，包含下述步骤：

在将所述激光束和所述线状的造形材料的中心轴设为非同轴的情况下将所述线状的造形材料供给至所述附加对象面的面内方向上的所述激光束的中心轴和所述线状的造形材料的前端之间的距离为所述激光束的半径的0.5倍以上且2.3倍以下的范围的等待位置为止，在将所述激光束和所述线状的造形材料的中心轴设为同轴的情况下将所述线状的造形材料供给至所述附加对象面和所述线状的造形材料的前端之间的距离为所述激光束的半径的0.5倍以上且2.3倍以下的范围的等待位置为止；

将所述激光束向所述加工区域照射；以及

将所述线状的造形材料向所述加工区域供给，

所述等待位置是下述位置，即，在使所述激光束向所述加工区域照射后，在开始所述线状的造形材料向所述加工区域的供给前，所述线状的造形材料不由所述激光束加热至所述线状的造形材料的熔点以上的位置，

在所述附加对象面是构成所述造形物的第2层以上的珠状的焊道的层的情况下，

在照射所述激光束前，基于所述附加对象面的高度和供给至所述等待位置为止的所述线状的造形材料的前端位置的高度，在使所述线状的造形材料的前端向上方移动至能够到达向所述加工区域照射的所述激光束的中心轴的位置为止的高度位置为止后，进一步使所述线状的造形材料向所述加工区域供给。

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