JP2003245981A - 三次元形状造形物の製造方法及びその製造装置 - Google Patents
三次元形状造形物の製造方法及びその製造装置Info
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Abstract
(57)【要約】
【課題】 更なる造形時間の短縮化及び生産の高効率化
を図る。 【解決手段】 造形エリア１の外側の所定位置に配置さ
れた無機質もしくは有機質の粉末材料Ｐを材料供給ワイ
パー２によって造形エリア１に向かって移動させる移動
工程と、造形エリア１に粉末材料Ｐを充填して均すこと
により層状に堆積させる堆積工程と、堆積させた粉末材
料Ｐに光ビームＬを照射して硬化層Ｍを形成する光ビー
ム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層Ｍを積み重
ねて所望の三次元形状造形物を製造する方法である。光
ビーム照射工程の途中で、材料供給ワイパー２を移動さ
せて次層分の粉末材料Ｐを光ビームＬが照射されない非
焼結エリアＶに向かって移動させると共に粉末材料Ｐが
焼結エリアＵ内に流出しない位置で材料供給ワイパー２
を停止させる材料待機工程を行なう。
を図る。 【解決手段】 造形エリア１の外側の所定位置に配置さ
れた無機質もしくは有機質の粉末材料Ｐを材料供給ワイ
パー２によって造形エリア１に向かって移動させる移動
工程と、造形エリア１に粉末材料Ｐを充填して均すこと
により層状に堆積させる堆積工程と、堆積させた粉末材
料Ｐに光ビームＬを照射して硬化層Ｍを形成する光ビー
ム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層Ｍを積み重
ねて所望の三次元形状造形物を製造する方法である。光
ビーム照射工程の途中で、材料供給ワイパー２を移動さ
せて次層分の粉末材料Ｐを光ビームＬが照射されない非
焼結エリアＶに向かって移動させると共に粉末材料Ｐが
焼結エリアＵ内に流出しない位置で材料供給ワイパー２
を停止させる材料待機工程を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、造形エリアにおい
て、無機質もしくは有機質の粉末材料を層状に堆積させ
光ビームを照射して硬化層を形成し、この硬化層を積み
重ねて所望の三次元形状造形物を製造する方法及びその
製造装置に関するものである。
て、無機質もしくは有機質の粉末材料を層状に堆積させ
光ビームを照射して硬化層を形成し、この硬化層を積み
重ねて所望の三次元形状造形物を製造する方法及びその
製造装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】無機質粉末（金属）や有機質粉末（樹
脂）に対して光ビーム（指向性エネルギービーム、レー
ザ）を照射して硬化させ、硬化層を積層して三次元形状
造形物を製造する方法に関する従来技術が、特許第２６
２０３５３号公報に示されている。
脂）に対して光ビーム（指向性エネルギービーム、レー
ザ）を照射して硬化させ、硬化層を積層して三次元形状
造形物を製造する方法に関する従来技術が、特許第２６
２０３５３号公報に示されている。
【０００３】通常、上記方法により製造される部品の設
計は、三次元ＣＡＤによって行われる。設計された三次
元ＣＡＤモデルを所望の層厚みにスライスすることによ
り生成される各層の断面形状データをもとに、各層のレ
ーザの経路が決定され、一層分の粉末が焼結（硬化）さ
れると同時に、直前の層に対しても焼結（接合）され、
連続して積み重ねることにより部品形状を製造する方法
である。
計は、三次元ＣＡＤによって行われる。設計された三次
元ＣＡＤモデルを所望の層厚みにスライスすることによ
り生成される各層の断面形状データをもとに、各層のレ
ーザの経路が決定され、一層分の粉末が焼結（硬化）さ
れると同時に、直前の層に対しても焼結（接合）され、
連続して積み重ねることにより部品形状を製造する方法
である。
【０００４】この方法では、三次元ＣＡＤにより設計さ
れた形状が、従来このような三次元形状造形物の製造に
使用されていたＣＡＭ装置がなくても製造可能である。
また、従来の切削加工等の工法に比べて、迅速に所望の
部品が製造できる点で大きなメリットがある。
れた形状が、従来このような三次元形状造形物の製造に
使用されていたＣＡＭ装置がなくても製造可能である。
また、従来の切削加工等の工法に比べて、迅速に所望の
部品が製造できる点で大きなメリットがある。
【０００５】しかしながら、前記方法で製造された三次
元形状造形物は、硬化させたい粉末材料をレーザビーム
指向面に分与する際の材料供給機構の運動が往復運動の
みであり、造形エリア上部を通過することになるため、
光ビーム照射中には材料供給機構は待機しておき、照射
終了後に一旦は元に位置に復帰したあと、粉末供給動作
を行う。そのため、材料供給工程時間が長くなり、それ
に伴い造形時間も長くなるという問題がある。
元形状造形物は、硬化させたい粉末材料をレーザビーム
指向面に分与する際の材料供給機構の運動が往復運動の
みであり、造形エリア上部を通過することになるため、
光ビーム照射中には材料供給機構は待機しておき、照射
終了後に一旦は元に位置に復帰したあと、粉末供給動作
を行う。そのため、材料供給工程時間が長くなり、それ
に伴い造形時間も長くなるという問題がある。
【０００６】そこで、本出願人は特開２００１−１５０
５５７号公報において、図５１（ｄ）のように造形エリ
ア１の外側から上方へと移動する材料供給ワイパー２を
造形エリア１の外側の供給開始位置に配置させ、造形エ
リア１の外側で材料供給ワイパー２の移動経路上に粉末
材料Ｐを供給する工程（ａ）と、材料供給ワイパー２を
移動させ、粉末材料Ｐを造形エリア１の外側から造形エ
リア１へと移送して層状に堆積させる工程（ｂ）と、造
形エリア１に移送され層状に堆積した粉末材料Ｐに光ビ
ームＬを照射して硬化層を形成する工程（ｃ）とを含
み、上記工程（ａ）を工程（ｃ）の間に行うようにした
方法を開示している。
５５７号公報において、図５１（ｄ）のように造形エリ
ア１の外側から上方へと移動する材料供給ワイパー２を
造形エリア１の外側の供給開始位置に配置させ、造形エ
リア１の外側で材料供給ワイパー２の移動経路上に粉末
材料Ｐを供給する工程（ａ）と、材料供給ワイパー２を
移動させ、粉末材料Ｐを造形エリア１の外側から造形エ
リア１へと移送して層状に堆積させる工程（ｂ）と、造
形エリア１に移送され層状に堆積した粉末材料Ｐに光ビ
ームＬを照射して硬化層を形成する工程（ｃ）とを含
み、上記工程（ａ）を工程（ｃ）の間に行うようにした
方法を開示している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開２
００１−１５０５５７号公報に開示されている従来例で
は、光ビームＬの照射（レーザー焼結）時に材料供給ワ
イパー２が次層の材料供給準備を行なうものであり、照
射エリアが広い等で照射に時間を要するものである場合
は、材料供給準備が完了してから次層の材料供給まで待
機時間を有する場合があった。
００１−１５０５５７号公報に開示されている従来例で
は、光ビームＬの照射（レーザー焼結）時に材料供給ワ
イパー２が次層の材料供給準備を行なうものであり、照
射エリアが広い等で照射に時間を要するものである場合
は、材料供給準備が完了してから次層の材料供給まで待
機時間を有する場合があった。
【０００８】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
発明したものであって、その目的とするところは、更な
る造形時間の短縮化及び生産の高効率化を図ることがで
きる三次元形状造形物の製造方法及びその製造装置を提
供することにある。
発明したものであって、その目的とするところは、更な
る造形時間の短縮化及び生産の高効率化を図ることがで
きる三次元形状造形物の製造方法及びその製造装置を提
供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明にあっては、造形エリア１の外側の所定位置に
配置された無機質もしくは有機質の粉末材料Ｐを材料供
給ワイパー２によって造形エリア１に向かって移動させ
る移動工程と、造形エリア１に粉末材料Ｐを充填して均
すことにより層状に堆積させる堆積工程と、堆積させた
粉末材料Ｐに光ビームＬを照射して硬化層Ｍを形成する
光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層Ｍを
積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する方法であ
って、上記光ビーム照射工程の途中で、材料供給ワイパ
ー２を移動させて次層分の粉末材料Ｐを光ビームＬが照
射されない非焼結エリアＶに向かって移動させると共に
粉末材料Ｐが焼結エリアＵ内に流出しない位置で材料供
給ワイパー２を停止させる材料待機工程を行なうので、
光ビーム照射を行なっている状態で、材料供給ワイパー
２にて次層分の粉末材料Ｐを造形エリア１上の焼結エリ
アＵの上面に流出しない位置まで押し出して待機させる
ことによって、造形エリア１上への次層の材料供給の準
備ができ、更なる造形時間短縮ができるようになる。
に本発明にあっては、造形エリア１の外側の所定位置に
配置された無機質もしくは有機質の粉末材料Ｐを材料供
給ワイパー２によって造形エリア１に向かって移動させ
る移動工程と、造形エリア１に粉末材料Ｐを充填して均
すことにより層状に堆積させる堆積工程と、堆積させた
粉末材料Ｐに光ビームＬを照射して硬化層Ｍを形成する
光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層Ｍを
積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する方法であ
って、上記光ビーム照射工程の途中で、材料供給ワイパ
ー２を移動させて次層分の粉末材料Ｐを光ビームＬが照
射されない非焼結エリアＶに向かって移動させると共に
粉末材料Ｐが焼結エリアＵ内に流出しない位置で材料供
給ワイパー２を停止させる材料待機工程を行なうので、
光ビーム照射を行なっている状態で、材料供給ワイパー
２にて次層分の粉末材料Ｐを造形エリア１上の焼結エリ
アＵの上面に流出しない位置まで押し出して待機させる
ことによって、造形エリア１上への次層の材料供給の準
備ができ、更なる造形時間短縮ができるようになる。
【００１０】また上記粉末材料Ｐを溜める材料タンク３
と硬化層Ｍを造形する造形タンク４との間に次層分の粉
末材料Ｐを停止させると共に材料流出先端部Ｐ１が造形
エリア１直前に位置するように材料供給ワイパー２を位
置制御するのが好ましく、この場合、造形時間の短縮を
図りながら、造形エリア１上部に粉末材料Ｐが流出する
のを防止できるものである。
と硬化層Ｍを造形する造形タンク４との間に次層分の粉
末材料Ｐを停止させると共に材料流出先端部Ｐ１が造形
エリア１直前に位置するように材料供給ワイパー２を位
置制御するのが好ましく、この場合、造形時間の短縮を
図りながら、造形エリア１上部に粉末材料Ｐが流出する
のを防止できるものである。
【００１１】また上記ＣＡＭ処理で作成された造形物の
断面輪郭データと、断面輪郭データの造形エリア１上に
配置される位置とに基づいて、造形エリア１上での焼結
エリアＵと非焼結エリアＶとを特定して、材料供給ワイ
パー２の位置制御を行なうのが好ましく、この場合、材
料供給ワイパー２の材料供給位置設定を数値制御するこ
とが可能となる。
断面輪郭データと、断面輪郭データの造形エリア１上に
配置される位置とに基づいて、造形エリア１上での焼結
エリアＵと非焼結エリアＶとを特定して、材料供給ワイ
パー２の位置制御を行なうのが好ましく、この場合、材
料供給ワイパー２の材料供給位置設定を数値制御するこ
とが可能となる。
【００１２】また上記粉末材料Ｐを溜める材料タンク３
と硬化層Ｍを造形する造形タンク４との間に、材料供給
ワイパー２にて押し出された粉末材料Ｐの材料流出先端
部Ｐ１を検知する材料先端部検知センサー５を配置し、
材料先端部検知センサー５が検知した位置と材料供給ワ
イパー２の先端部２ａとから、材料流出量の幅Ｄを算出
して材料供給ワイパー２の位置制御を行なうのが好まし
く、この場合、材料流出先端部Ｐ１と材料供給ワイパー
２の先端部２ａとの間の距離測定を随時行なえるように
なる。
と硬化層Ｍを造形する造形タンク４との間に、材料供給
ワイパー２にて押し出された粉末材料Ｐの材料流出先端
部Ｐ１を検知する材料先端部検知センサー５を配置し、
材料先端部検知センサー５が検知した位置と材料供給ワ
イパー２の先端部２ａとから、材料流出量の幅Ｄを算出
して材料供給ワイパー２の位置制御を行なうのが好まし
く、この場合、材料流出先端部Ｐ１と材料供給ワイパー
２の先端部２ａとの間の距離測定を随時行なえるように
なる。
【００１３】また上記材料先端部検知センサー５が材料
供給ワイパー２の進行方向Ａに沿ってスライド可能とさ
れ、焼結エリア先端部Ｕ１と対応する位置に材料先端部
検知センサー５を移動制御すると共に、焼結エリア先端
部Ｕ１から材料供給ワイパー２の先端部２ａまでの最短
距離をＣＡＭ処理で作成された断面輪郭データから算出
し、当該算出結果に基づいて材料供給ワイパー２を駆動
するので、材料先端部検知センサー５をスライド可能と
するのが好ましく、この場合、焼結エリア先端部Ｕ１の
変化に材料先端部検知センサー５が対応できるようにな
り、造形エリア１の形状変化に応じて材料流出量の数値
が明確となる。
供給ワイパー２の進行方向Ａに沿ってスライド可能とさ
れ、焼結エリア先端部Ｕ１と対応する位置に材料先端部
検知センサー５を移動制御すると共に、焼結エリア先端
部Ｕ１から材料供給ワイパー２の先端部２ａまでの最短
距離をＣＡＭ処理で作成された断面輪郭データから算出
し、当該算出結果に基づいて材料供給ワイパー２を駆動
するので、材料先端部検知センサー５をスライド可能と
するのが好ましく、この場合、焼結エリア先端部Ｕ１の
変化に材料先端部検知センサー５が対応できるようにな
り、造形エリア１の形状変化に応じて材料流出量の数値
が明確となる。
【００１４】また上記予め求められた材料供給ワイパー
２の移動距離と材料供給ワイパー２の先端部２ａから材
料流出先端部Ｐ１までの距離との関係を示すデータに基
づいて、材料供給ワイパー２の位置制御を行なうのが好
ましく、この場合、例えば造形エリア１上で材料供給ワ
イパー２を移動させたときの材料供給ワイパー２の先端
部２ａと材料流出先端部Ｐ１との関係を実験してデータ
ベース化し、このデータを造形条件に付加し、造形を行
なうことで、材料流出量の数値が明確となる。
２の移動距離と材料供給ワイパー２の先端部２ａから材
料流出先端部Ｐ１までの距離との関係を示すデータに基
づいて、材料供給ワイパー２の位置制御を行なうのが好
ましく、この場合、例えば造形エリア１上で材料供給ワ
イパー２を移動させたときの材料供給ワイパー２の先端
部２ａと材料流出先端部Ｐ１との関係を実験してデータ
ベース化し、このデータを造形条件に付加し、造形を行
なうことで、材料流出量の数値が明確となる。
【００１５】また上記材料供給ワイパー２の移動距離を
制御用コンピュータにフィードバックして材料供給ワイ
パー２のスライド位置座標を認識すると共に、次層分の
粉末材料Ｐの最大流出量の幅Ｄの数値を予め入力してお
き、焼結エリア先端部Ｕ１から材料供給ワイパー２の先
端部２ａまでの距離を算出して、当該距離が予め入力さ
れた材料流出量の幅Ｄと一致した時点で材料供給ワイパ
ー２を停止させるのが好ましく、この場合、材料先端部
検知センサー５を用いることなく、制御用コンピュータ
の位置情報により材料供給ワイパー２の位置制御が可能
となる。
制御用コンピュータにフィードバックして材料供給ワイ
パー２のスライド位置座標を認識すると共に、次層分の
粉末材料Ｐの最大流出量の幅Ｄの数値を予め入力してお
き、焼結エリア先端部Ｕ１から材料供給ワイパー２の先
端部２ａまでの距離を算出して、当該距離が予め入力さ
れた材料流出量の幅Ｄと一致した時点で材料供給ワイパ
ー２を停止させるのが好ましく、この場合、材料先端部
検知センサー５を用いることなく、制御用コンピュータ
の位置情報により材料供給ワイパー２の位置制御が可能
となる。
【００１６】また上記断面輪郭データを、材料供給ワイ
パー２の進行方向Ａに対して複数分割し、材料供給ワイ
パー２が進行を開始する方向から光ビーム照射を開始す
るのが好ましく、この場合、分割ごとの焼結完了が把握
できる。
パー２の進行方向Ａに対して複数分割し、材料供給ワイ
パー２が進行を開始する方向から光ビーム照射を開始す
るのが好ましく、この場合、分割ごとの焼結完了が把握
できる。
【００１７】また上記材料供給ワイパー２の進行方向Ａ
に対して複数分割された造形エリア１に材料供給ワイパ
ー２が移動する時間を算出し、その時間からレーザー焼
結を完了する時間を制御用コンピュータで算出し、焼結
未完了の分割されたエリアにレーザー焼結が開始され始
めたときに、焼結完了した分割されたエリアに材料供給
ワイパー２が材料供給を開始するのが好ましく、この場
合、材料供給時間（加工時間）が正確に算定できるよう
になる。
に対して複数分割された造形エリア１に材料供給ワイパ
ー２が移動する時間を算出し、その時間からレーザー焼
結を完了する時間を制御用コンピュータで算出し、焼結
未完了の分割されたエリアにレーザー焼結が開始され始
めたときに、焼結完了した分割されたエリアに材料供給
ワイパー２が材料供給を開始するのが好ましく、この場
合、材料供給時間（加工時間）が正確に算定できるよう
になる。
【００１８】また、本発明にあっては、造形エリアの外
側の所定位置に配置された無機質もしくは有機質の粉末
材料Ｐを材料供給ワイパー２によって造形エリアに向か
って移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料Ｐを
充填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、
堆積させた粉末材料Ｐに光ビームを照射して硬化層Ｍを
形成する光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬
化層Ｍを積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する
装置であって、上記粉末材料Ｐを溜める材料タンク３と
硬化層Ｍを造形する造形タンク４との間に底面６ａが昇
降自在に駆動する材料保管溝６を設け、レーザー焼結時
に材料保管溝６内に格納された粉末材料Ｐを上昇させる
と共に材料供給ワイパー２を移動させ且つ粉末材料Ｐが
焼結エリアＵ内に流出しない位置で材料供給ワイパー２
を停止させるための制御部を設けてなることを特徴とし
ており、このように構成することで、レーザー焼結時に
材料供給ワイパー２によって押し出された次層分の粉末
材料Ｐを材料保管溝６に保管し、レーザー焼結が完了し
たときに材料保管溝６の底面６ａを上昇させて材料供給
を開始することができ、これにより、造形エリア１直前
に材料供給準備をしたときでも、材料保管溝６に粉末材
料Ｐが格納されることで、粉末材料Ｐが造形エリア１に
流出しないものであり、焼結完了後は速やかに造形エリ
ア１上に材料供給ができるようになる。
側の所定位置に配置された無機質もしくは有機質の粉末
材料Ｐを材料供給ワイパー２によって造形エリアに向か
って移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料Ｐを
充填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、
堆積させた粉末材料Ｐに光ビームを照射して硬化層Ｍを
形成する光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬
化層Ｍを積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する
装置であって、上記粉末材料Ｐを溜める材料タンク３と
硬化層Ｍを造形する造形タンク４との間に底面６ａが昇
降自在に駆動する材料保管溝６を設け、レーザー焼結時
に材料保管溝６内に格納された粉末材料Ｐを上昇させる
と共に材料供給ワイパー２を移動させ且つ粉末材料Ｐが
焼結エリアＵ内に流出しない位置で材料供給ワイパー２
を停止させるための制御部を設けてなることを特徴とし
ており、このように構成することで、レーザー焼結時に
材料供給ワイパー２によって押し出された次層分の粉末
材料Ｐを材料保管溝６に保管し、レーザー焼結が完了し
たときに材料保管溝６の底面６ａを上昇させて材料供給
を開始することができ、これにより、造形エリア１直前
に材料供給準備をしたときでも、材料保管溝６に粉末材
料Ｐが格納されることで、粉末材料Ｐが造形エリア１に
流出しないものであり、焼結完了後は速やかに造形エリ
ア１上に材料供給ができるようになる。
【００１９】また上記材料保管溝６の底面６ａを、造形
エリア１に近づくにつれて下り傾斜させるのが好まし
く、この場合、材料保管溝６の底面６ａの上昇と材料供
給ワイパー２の移動とを同時に行なうことで、粉末材料
Ｐを造形エリア１上に押し出すことが可能となり、従っ
て、材料供給ワイパー２の移動開始のタイミングを速め
ることができる。
エリア１に近づくにつれて下り傾斜させるのが好まし
く、この場合、材料保管溝６の底面６ａの上昇と材料供
給ワイパー２の移動とを同時に行なうことで、粉末材料
Ｐを造形エリア１上に押し出すことが可能となり、従っ
て、材料供給ワイパー２の移動開始のタイミングを速め
ることができる。
【００２０】また上記材料保管溝６を造形タンク４の両
サイドに設けるのが好ましく、この場合、材料供給ワイ
パー２の１往復で２回の材料供給を行なうことが可能と
なり、材料供給ワイパー２の移動距離を短くできる。
サイドに設けるのが好ましく、この場合、材料供給ワイ
パー２の１往復で２回の材料供給を行なうことが可能と
なり、材料供給ワイパー２の移動距離を短くできる。
【００２１】また上記両サイドの材料保管溝６のうち、
材料タンク３側の材料保管溝６に「複数層＋１層」分の
粉末材料Ｐを格納し、材料タンク３側とは反対側の材料
保管溝６に上記「複数層」と同数の「複数層」の粉末材
料Ｐを格納し、レーザー焼結が完了した後に材料供給ワ
イパー２を両方の材料保管溝６間に移動させることで造
形エリア１上への材料供給を行なうのが好ましく、この
場合、材料供給ワイパー２を両サイドの材料保管溝６間
で複数回往復させるだけで、材料保管溝６内の粉末材料
Ｐを複数回供給することが可能となり、材料供給ワイパ
ー２の移動距離（移動量）をより削減できる。
材料タンク３側の材料保管溝６に「複数層＋１層」分の
粉末材料Ｐを格納し、材料タンク３側とは反対側の材料
保管溝６に上記「複数層」と同数の「複数層」の粉末材
料Ｐを格納し、レーザー焼結が完了した後に材料供給ワ
イパー２を両方の材料保管溝６間に移動させることで造
形エリア１上への材料供給を行なうのが好ましく、この
場合、材料供給ワイパー２を両サイドの材料保管溝６間
で複数回往復させるだけで、材料保管溝６内の粉末材料
Ｐを複数回供給することが可能となり、材料供給ワイパ
ー２の移動距離（移動量）をより削減できる。
【００２２】また上記材料保管溝６の下部に振動ユニッ
ト部７を設けるのが好ましく、この場合、材料保管溝６
の底面６ａに振動を与えて、材料保管溝６の粉末材料Ｐ
の充填を高密度で行なうことができる。
ト部７を設けるのが好ましく、この場合、材料保管溝６
の底面６ａに振動を与えて、材料保管溝６の粉末材料Ｐ
の充填を高密度で行なうことができる。
【００２３】また、本発明にあっては、造形エリアの外
側の所定位置に配置された無機質もしくは有機質の粉末
材料Ｐを材料供給ワイパー２によって造形エリアに向か
って移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料Ｐを
充填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、
堆積させた粉末材料Ｐに光ビームを照射して硬化層Ｍを
形成する光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬
化層Ｍを積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する
装置であって、上記硬化層Ｍを造形する造形タンク４の
両サイドに底面６ａが昇降自在に駆動する材料保管溝６
をそれぞれ設け、材料タンク３側の材料保管溝６に２層
分以上の粉末材料Ｐを格納すると共に、材料タンク３側
と反対側の材料保管溝６に１層分の粉末材料Ｐを格納
し、両サイドの材料保管溝６，６間に材料供給ワイパー
２を往復移動させることを特徴としており、このように
構成することで、材料保管溝６内の２層以上の粉末材料
Ｐを造形エリア１上に１層ずつ順次供給可能となり、材
料供給ワイパー２の移動距離（移動量）を削減できる。
側の所定位置に配置された無機質もしくは有機質の粉末
材料Ｐを材料供給ワイパー２によって造形エリアに向か
って移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料Ｐを
充填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、
堆積させた粉末材料Ｐに光ビームを照射して硬化層Ｍを
形成する光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬
化層Ｍを積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する
装置であって、上記硬化層Ｍを造形する造形タンク４の
両サイドに底面６ａが昇降自在に駆動する材料保管溝６
をそれぞれ設け、材料タンク３側の材料保管溝６に２層
分以上の粉末材料Ｐを格納すると共に、材料タンク３側
と反対側の材料保管溝６に１層分の粉末材料Ｐを格納
し、両サイドの材料保管溝６，６間に材料供給ワイパー
２を往復移動させることを特徴としており、このように
構成することで、材料保管溝６内の２層以上の粉末材料
Ｐを造形エリア１上に１層ずつ順次供給可能となり、材
料供給ワイパー２の移動距離（移動量）を削減できる。
【００２４】また上記両サイドの材料保管溝６の少なく
とも一方の底面６ａを造形エリア１に近づくにつれて下
り傾斜させると共に、下り傾斜した底面６ａの上昇と材
料供給ワイパー２の移動とを同時に行なうことで、粉末
材料Ｐを造形エリア１上に押し出すようにするのが好ま
しく、この場合、材料供給ワイパー２の移動開始のタイ
ミングを速めることができる。
とも一方の底面６ａを造形エリア１に近づくにつれて下
り傾斜させると共に、下り傾斜した底面６ａの上昇と材
料供給ワイパー２の移動とを同時に行なうことで、粉末
材料Ｐを造形エリア１上に押し出すようにするのが好ま
しく、この場合、材料供給ワイパー２の移動開始のタイ
ミングを速めることができる。
【００２５】また本発明にあっては、造形エリアの外側
の所定位置に配置された無機質もしくは有機質の粉末材
料Ｐを材料供給ワイパー２によって造形エリアに向かっ
て移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料Ｐを充
填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、堆
積させた粉末材料Ｐに光ビームを照射して硬化層Ｍを形
成する光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化
層Ｍを積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する装
置であって、上記粉末材料Ｐを溜める材料タンク３と硬
化層Ｍを造形する造形タンク４との間に材料格納遮蔽板
８を配置し、レーザー焼結時に材料供給ワイパー２にて
押し出された粉末材料Ｐを材料供給ワイパー２と材料格
納遮蔽板８との間で挟み込み、レーザー焼結完了後に粉
末材料Ｐを造形エリア１上に供給するための制御部を設
けてなることを特徴としており、このように構成するこ
とで、造形エリア１直前まで粉末材料Ｐが移動しても材
料格納遮蔽板８によって造形エリア１内に粉末材料Ｐが
流出するのを防止できるので、材料供給時の流出量を把
握しなくてもよく、材料供給ワイパー２の位置制御が簡
単になる。
の所定位置に配置された無機質もしくは有機質の粉末材
料Ｐを材料供給ワイパー２によって造形エリアに向かっ
て移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料Ｐを充
填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、堆
積させた粉末材料Ｐに光ビームを照射して硬化層Ｍを形
成する光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化
層Ｍを積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する装
置であって、上記粉末材料Ｐを溜める材料タンク３と硬
化層Ｍを造形する造形タンク４との間に材料格納遮蔽板
８を配置し、レーザー焼結時に材料供給ワイパー２にて
押し出された粉末材料Ｐを材料供給ワイパー２と材料格
納遮蔽板８との間で挟み込み、レーザー焼結完了後に粉
末材料Ｐを造形エリア１上に供給するための制御部を設
けてなることを特徴としており、このように構成するこ
とで、造形エリア１直前まで粉末材料Ｐが移動しても材
料格納遮蔽板８によって造形エリア１内に粉末材料Ｐが
流出するのを防止できるので、材料供給時の流出量を把
握しなくてもよく、材料供給ワイパー２の位置制御が簡
単になる。
【００２６】また上記材料格納遮蔽板８の下端部８ａを
材料供給ワイパー２側に向かって傾けた形状にするのが
好ましく、この場合、材料供給ワイパー２と材料格納遮
蔽板８との間で次層分の粉末材料Ｐを挟み込むことがで
き、造形エリア１直前まで材料格納遮蔽板８が移動して
も粉末材料Ｐが流出しないようにできる。
材料供給ワイパー２側に向かって傾けた形状にするのが
好ましく、この場合、材料供給ワイパー２と材料格納遮
蔽板８との間で次層分の粉末材料Ｐを挟み込むことがで
き、造形エリア１直前まで材料格納遮蔽板８が移動して
も粉末材料Ｐが流出しないようにできる。
【００２７】また上記材料格納遮蔽板８の下端部８ａを
材料供給ワイパー２に対して接触離反可能とし、材料待
機工程の中で材料供給ワイパー２にて押し出された粉末
材料Ｐを材料供給ワイパー２と材料格納遮蔽板８との間
で挟み込むと共に、材料格納遮蔽板８の下端部８ａと材
料供給ワイパー２との隙間から粉末材料Ｐを造形エリア
１上の焼結エリアＵとその周辺部に供給するのが好まし
く、この場合、造形エリア１直前まで粉末材料Ｐが移動
しても材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパー２との隙間
をなくすことで造形エリア１内に粉末材料Ｐが流出する
のを防止できるので材料供給時の流出量を把握しなくて
もよく、供給時には材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパ
ー２との間に隙間を設けることで造形エリア１上の焼結
エリアＵとその周辺部のみに粉末材料Ｐを供給すること
が可能となる。
材料供給ワイパー２に対して接触離反可能とし、材料待
機工程の中で材料供給ワイパー２にて押し出された粉末
材料Ｐを材料供給ワイパー２と材料格納遮蔽板８との間
で挟み込むと共に、材料格納遮蔽板８の下端部８ａと材
料供給ワイパー２との隙間から粉末材料Ｐを造形エリア
１上の焼結エリアＵとその周辺部に供給するのが好まし
く、この場合、造形エリア１直前まで粉末材料Ｐが移動
しても材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパー２との隙間
をなくすことで造形エリア１内に粉末材料Ｐが流出する
のを防止できるので材料供給時の流出量を把握しなくて
もよく、供給時には材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパ
ー２との間に隙間を設けることで造形エリア１上の焼結
エリアＵとその周辺部のみに粉末材料Ｐを供給すること
が可能となる。
【００２８】また上記材料格納遮蔽板８を材料供給ワイ
パー２の前後両サイドに設けたので、前側の材料格納遮
蔽板８と材料供給ワイパー２との間に次層分の粉末材料
Ｐを保管すると共に、後側の材料格納遮蔽板８と材料供
給ワイパー２との間に次々層の粉末材料Ｐを保管して、
造形エリア１上を往復させるのが好ましく、この場合、
２層分の材料が順次供給可能となり、作業能率を向上さ
せて、造形時間をより短縮できるようになる。
パー２の前後両サイドに設けたので、前側の材料格納遮
蔽板８と材料供給ワイパー２との間に次層分の粉末材料
Ｐを保管すると共に、後側の材料格納遮蔽板８と材料供
給ワイパー２との間に次々層の粉末材料Ｐを保管して、
造形エリア１上を往復させるのが好ましく、この場合、
２層分の材料が順次供給可能となり、作業能率を向上さ
せて、造形時間をより短縮できるようになる。
【００２９】また上記レーザー焼結するチャンバー内上
部にカメラユニット部９を設置し、材料供給後に造形エ
リア１上に材料が完全に供給されていないときは再度材
料を供給するのが好ましく、この場合、材料供給が完全
にされた画像のときは次層のレーザー焼結を行ない、材
料供給が不完全な場合の画像のときは再度材料供給を行
ない、再度カメラで撮影して材料供給が完全となった後
に、次層のレーザー焼結を行なうようにすることで、造
形エリア１に粉末材料Ｐが供給されているか否かを把握
することができ、材料供給漏れを少なくすることができ
る。
部にカメラユニット部９を設置し、材料供給後に造形エ
リア１上に材料が完全に供給されていないときは再度材
料を供給するのが好ましく、この場合、材料供給が完全
にされた画像のときは次層のレーザー焼結を行ない、材
料供給が不完全な場合の画像のときは再度材料供給を行
ない、再度カメラで撮影して材料供給が完全となった後
に、次層のレーザー焼結を行なうようにすることで、造
形エリア１に粉末材料Ｐが供給されているか否かを把握
することができ、材料供給漏れを少なくすることができ
る。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に示す実
施形態に基づいて説明する。
施形態に基づいて説明する。
【００３１】本実施形態は、以下の画像処理工程及び準
備工程を経た後に、造形エリア１の外側の所定位置に配
置された無機質もしくは有機質の粉末材料Ｐを材料供給
ワイパー２によって造形エリア１に向かって移動させる
移動工程と、造形エリア１に粉末材料Ｐを充填して均す
ことにより層状に堆積させる堆積工程と、堆積させた粉
末材料Ｐに光ビームＬを照射して硬化層Ｍを形成する光
ビーム照射工程とを行ない、これら移動工程と堆積工程
と光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層Ｍ
を積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する方法で
あって、図１のように光ビーム照射工程の途中で、材料
供給ワイパー２を移動させて次層分の粉末材料Ｐを光ビ
ームＬが照射されない非焼結エリアＶに向かって移動さ
せると共に粉末材料Ｐが焼結エリアＵ内に流出しない位
置で材料供給ワイパー２を停止させる材料待機工程を行
なう点に特徴を有している。
備工程を経た後に、造形エリア１の外側の所定位置に配
置された無機質もしくは有機質の粉末材料Ｐを材料供給
ワイパー２によって造形エリア１に向かって移動させる
移動工程と、造形エリア１に粉末材料Ｐを充填して均す
ことにより層状に堆積させる堆積工程と、堆積させた粉
末材料Ｐに光ビームＬを照射して硬化層Ｍを形成する光
ビーム照射工程とを行ない、これら移動工程と堆積工程
と光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層Ｍ
を積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する方法で
あって、図１のように光ビーム照射工程の途中で、材料
供給ワイパー２を移動させて次層分の粉末材料Ｐを光ビ
ームＬが照射されない非焼結エリアＶに向かって移動さ
せると共に粉末材料Ｐが焼結エリアＵ内に流出しない位
置で材料供給ワイパー２を停止させる材料待機工程を行
なう点に特徴を有している。
【００３２】先ず、画像処理工程では、積層造形を行な
う前に図２に示す三次元の立体形状データを三次元ＣＡ
Ｄコンピュータにて形状を作成する。次いで上記工程で
作成された立体形状データを、三次元ＣＡＤ断面スライ
ス用ＣＡＭコンピュータを用いて、図３（ａ）、（ｂ）
のように積層方向（Ｚ軸方向）に所定のピッチ（０．０
１ｍｍ〜０．５ｍｍ）でスライスし、図３（ｃ）、
（ｄ）に示す断面輪郭データを抽出する。この断面輪郭
データの輪郭はポイント位置データで構成される。ここ
で図３（ａ）（ｂ）は積層方向（Ｘ−Ｚ平面）の断面形
状であり、図３（ｃ）（ｄ）はＸ−Ｙ平面の断面であ
り、（ｃ）が（ｂ）のＱ−Ｑ線に沿う断面、（ｄ）がＷ
−Ｗ線に沿う断面である。
う前に図２に示す三次元の立体形状データを三次元ＣＡ
Ｄコンピュータにて形状を作成する。次いで上記工程で
作成された立体形状データを、三次元ＣＡＤ断面スライ
ス用ＣＡＭコンピュータを用いて、図３（ａ）、（ｂ）
のように積層方向（Ｚ軸方向）に所定のピッチ（０．０
１ｍｍ〜０．５ｍｍ）でスライスし、図３（ｃ）、
（ｄ）に示す断面輪郭データを抽出する。この断面輪郭
データの輪郭はポイント位置データで構成される。ここ
で図３（ａ）（ｂ）は積層方向（Ｘ−Ｚ平面）の断面形
状であり、図３（ｃ）（ｄ）はＸ−Ｙ平面の断面であ
り、（ｃ）が（ｂ）のＱ−Ｑ線に沿う断面、（ｄ）がＷ
−Ｗ線に沿う断面である。
【００３３】次いで、上記断面スライスされた断面輪郭
データを積層造形装置に転送する。このとき図４に示す
ネットワークにてデータのやり取りを行なう。なお、三
次元ＣＡＤコンピュータと三次元ＣＡＤ断面スライス用
ＣＡＭコンピュータとは同一のコンピュータであっても
よい。その後、上記工程で転送された積層データを図５
（ａ）に示す制御用コンピュータにて造形エリア１上に
レイアウトする。図５（ｂ）はレイアウト画面、（ｃ）
は断面移動後のレイアウト画面である。このとき断面輪
郭を構成するポイントデータをコンピュータ数値入力で
移動した値を付加することで、制御用コンピュータで造
形を行なう断面輪郭データを数値入力にて移動させるこ
とが可能となる。
データを積層造形装置に転送する。このとき図４に示す
ネットワークにてデータのやり取りを行なう。なお、三
次元ＣＡＤコンピュータと三次元ＣＡＤ断面スライス用
ＣＡＭコンピュータとは同一のコンピュータであっても
よい。その後、上記工程で転送された積層データを図５
（ａ）に示す制御用コンピュータにて造形エリア１上に
レイアウトする。図５（ｂ）はレイアウト画面、（ｃ）
は断面移動後のレイアウト画面である。このとき断面輪
郭を構成するポイントデータをコンピュータ数値入力で
移動した値を付加することで、制御用コンピュータで造
形を行なう断面輪郭データを数値入力にて移動させるこ
とが可能となる。
【００３４】図６は上記造形を行なうための装置の一例
を示している。材料タンク３内には材料テーブル１２が
材料テーブル駆動スライダー１４ａによって昇降可能に
設置され、造形タンク４内には造形テーブル１３が造形
テーブル駆動スライダー１４によって昇降可能に設置さ
れている。造形テーブル１３の上には造形物密着用プレ
ート１５が配置されており、粉末材料Ｐを光硬化させて
なる硬化層Ｍ（図１）が順次積み重ねられて造形物が製
造されるようになっている。粉末材料Ｐとしては、例え
ば平均粒径約２０μｍの球形をなす鉄粉が使用される。
材料供給ワイパー２は、材料タンク３及び造形タンク４
の内幅よりも長い細幅の板状をなし、ワイパー駆動スラ
イダー１６によって材料タンク３の外側から材料タンク
３の上方を通過して造形エリア１の外側まで水平移動す
るようになっている。材料供給ワイパー２には、鉄製の
平板が使用される。なお図６中の５は粉末材料Ｐの材料
流出先端部Ｐ１（図１）を検知するための材料先端部検
知センサー、１０は材料先端部検知センサー５を駆動す
るセンサー駆動部、１１は造形テーブル１３及び材料テ
ーブル１２の駆動部保持用ベースプレートである。なお
材料先端部検知センサー５については後述の実施形態で
説明する。
を示している。材料タンク３内には材料テーブル１２が
材料テーブル駆動スライダー１４ａによって昇降可能に
設置され、造形タンク４内には造形テーブル１３が造形
テーブル駆動スライダー１４によって昇降可能に設置さ
れている。造形テーブル１３の上には造形物密着用プレ
ート１５が配置されており、粉末材料Ｐを光硬化させて
なる硬化層Ｍ（図１）が順次積み重ねられて造形物が製
造されるようになっている。粉末材料Ｐとしては、例え
ば平均粒径約２０μｍの球形をなす鉄粉が使用される。
材料供給ワイパー２は、材料タンク３及び造形タンク４
の内幅よりも長い細幅の板状をなし、ワイパー駆動スラ
イダー１６によって材料タンク３の外側から材料タンク
３の上方を通過して造形エリア１の外側まで水平移動す
るようになっている。材料供給ワイパー２には、鉄製の
平板が使用される。なお図６中の５は粉末材料Ｐの材料
流出先端部Ｐ１（図１）を検知するための材料先端部検
知センサー、１０は材料先端部検知センサー５を駆動す
るセンサー駆動部、１１は造形テーブル１３及び材料テ
ーブル１２の駆動部保持用ベースプレートである。なお
材料先端部検知センサー５については後述の実施形態で
説明する。
【００３５】先ず図７のように造形テーブル１３を開始
位置にセットし、材料タンク３内に造形で必要な量の粉
末材料Ｐをセットする。このとき、材料タンク３内に粉
末材料Ｐを投入し、上面から圧力を加えて高密充填した
後に上面を平坦に均す。またこのとき、材料供給ワイパ
ー２を造形テーブル１３上に移動させ、造形テーブル１
３を上昇させて造形物密着用プレート１５を材料供給ワ
イパー２に接触させて、材料供給ワイパー２が造形物密
着用プレート１５全面に接触するように水平出しを行な
う。その後、材料供給ワイパー２を材料供給準備位置
（原点位置）に復帰させておく。この位置が材料供給ワ
イパー２の移動開始位置となる。
位置にセットし、材料タンク３内に造形で必要な量の粉
末材料Ｐをセットする。このとき、材料タンク３内に粉
末材料Ｐを投入し、上面から圧力を加えて高密充填した
後に上面を平坦に均す。またこのとき、材料供給ワイパ
ー２を造形テーブル１３上に移動させ、造形テーブル１
３を上昇させて造形物密着用プレート１５を材料供給ワ
イパー２に接触させて、材料供給ワイパー２が造形物密
着用プレート１５全面に接触するように水平出しを行な
う。その後、材料供給ワイパー２を材料供給準備位置
（原点位置）に復帰させておく。この位置が材料供給ワ
イパー２の移動開始位置となる。
【００３６】作業開始時には、造形タンク４では、図８
（ａ）のように造形テーブル１３の上面を造形タンク４
の上端よりも１層分だけ下げてある。材料タンク３で
は、粉末材料Ｐが材料タンク３の上端よりも１層分だけ
高い位置に押し上げられている。
（ａ）のように造形テーブル１３の上面を造形タンク４
の上端よりも１層分だけ下げてある。材料タンク３で
は、粉末材料Ｐが材料タンク３の上端よりも１層分だけ
高い位置に押し上げられている。
【００３７】その後、粉末材料Ｐの移動工程→堆積工程
→光ビーム照射工程へと移る。粉末材料Ｐの移動工程で
は、図８（ｂ）のように材料供給ワイパー２を材料タン
ク３から造形タンク４のほうに水平移動させると、１層
分の粉末材料Ｐが造形エリア１に押し出される。このと
き材料供給ワイパー２の下端で均されるので、造形タン
ク４に供給された粉末材料Ｐは、薄い層状に堆積する。
そして、図９（ａ）のように造形タンク４上に必要な粉
末材料Ｐを供給し終えた材料供給ワイパー２は、造形タ
ンク４の外側まで移動する。その後、図９（ｂ）のよう
に造形テーブル１３を１層分だけ降下させてその上面を
レーザー焼結位置（レーザー焼結焦点高さ）にセットす
る。その後、図９（ｃ）のように材料供給ワイパー２が
光ビームＬの照射領域に入らないようにして元の位置ま
で移動させると共に、光ビームＬを１層目の断面輪郭エ
リア上に照射してレーザー焼結を行ない、粉末材料Ｐを
硬化させて新たな硬化層Ｍを形成する。光ビームＬとし
ては、例えばＹＡＧレーザが使用される。この光ビーム
照射工程の間に、材料供給ワイパー２を材料タンク３の
外側に復帰させておく。このとき材料供給ワイパー２が
造形エリア１の外側に移動したことを確認する手段とし
て、材料供給ワイパー２のスライド位置座標を制御用コ
ンピュータで認識するか、材料供給ワイパー２が通過し
たことを認識させるためにセンサー等を設置して認識す
る方法がある。また、材料供給ワイパー２のスライド位
置座標をコンピュータで認識して、図９（ｄ）のように
材料供給ワイパー２が断面輪郭エリアの外側に移動した
直後からレーザー焼結を行なうことも可能である。そし
て、レーザー焼結完了後は、図９（ｅ）のように造形テ
ーブル１３を１層分だけ降下させると共に、材料テーブ
ル１２を上昇させて粉末材料Ｐの押し出しを行なう。な
お硬化層Ｍの１層分の厚みは、例えば０．１ｍｍとす
る。ここまでは１層目の硬化層Ｍを形成する手順を説明
したが、２層目以降からは以下のように光ビーム照射工
程の途中で材料待機工程を行なうようにする。
→光ビーム照射工程へと移る。粉末材料Ｐの移動工程で
は、図８（ｂ）のように材料供給ワイパー２を材料タン
ク３から造形タンク４のほうに水平移動させると、１層
分の粉末材料Ｐが造形エリア１に押し出される。このと
き材料供給ワイパー２の下端で均されるので、造形タン
ク４に供給された粉末材料Ｐは、薄い層状に堆積する。
そして、図９（ａ）のように造形タンク４上に必要な粉
末材料Ｐを供給し終えた材料供給ワイパー２は、造形タ
ンク４の外側まで移動する。その後、図９（ｂ）のよう
に造形テーブル１３を１層分だけ降下させてその上面を
レーザー焼結位置（レーザー焼結焦点高さ）にセットす
る。その後、図９（ｃ）のように材料供給ワイパー２が
光ビームＬの照射領域に入らないようにして元の位置ま
で移動させると共に、光ビームＬを１層目の断面輪郭エ
リア上に照射してレーザー焼結を行ない、粉末材料Ｐを
硬化させて新たな硬化層Ｍを形成する。光ビームＬとし
ては、例えばＹＡＧレーザが使用される。この光ビーム
照射工程の間に、材料供給ワイパー２を材料タンク３の
外側に復帰させておく。このとき材料供給ワイパー２が
造形エリア１の外側に移動したことを確認する手段とし
て、材料供給ワイパー２のスライド位置座標を制御用コ
ンピュータで認識するか、材料供給ワイパー２が通過し
たことを認識させるためにセンサー等を設置して認識す
る方法がある。また、材料供給ワイパー２のスライド位
置座標をコンピュータで認識して、図９（ｄ）のように
材料供給ワイパー２が断面輪郭エリアの外側に移動した
直後からレーザー焼結を行なうことも可能である。そし
て、レーザー焼結完了後は、図９（ｅ）のように造形テ
ーブル１３を１層分だけ降下させると共に、材料テーブ
ル１２を上昇させて粉末材料Ｐの押し出しを行なう。な
お硬化層Ｍの１層分の厚みは、例えば０．１ｍｍとす
る。ここまでは１層目の硬化層Ｍを形成する手順を説明
したが、２層目以降からは以下のように光ビーム照射工
程の途中で材料待機工程を行なうようにする。
【００３８】つまり、図１０（ａ）に示す光ビーム照射
工程の途中で、図１０（ｂ）、（ｃ）のように材料供給
ワイパー２を移動させて次層分の粉末材料Ｐを非焼結エ
リアＶ（材料供給ワイパー２の制御部で定めた非焼結エ
リアＶ、或いは造形状況を検出することにより求めた非
焼結エリアＶ）に向かって移動させると共にこの粉末材
料Ｐが焼結エリアＵ内に流出しない位置で材料供給ワイ
パー２を停止させる。図１０（ａ）中の１７は焼結完了
部、１８は焼結非完了部である。この材料待機工程で
は、図１１に示すように、レーザー焼結を行なっている
状態で、次層分の粉末材料Ｐが造形エリア１の非焼結エ
リアＶまで押し出され、焼結エリアＵの上面に流出しな
い位置で停止して材料供給準備を行なう。そして、レー
ザー焼結完了後に材料供給ワイパー２を移動させて造形
タンク４上に粉末材料Ｐを供給することによって、造形
エリア１上に粉末材料Ｐを短時間で供給できるようにな
り、このように光ビーム照射工程と材料待機工程とを同
時進行させることで、造形タンク４上には複数層の硬化
層Ｍが積み重ねられていき、所望の三次元形状を有する
造形物が短時間で得られるようになる。
工程の途中で、図１０（ｂ）、（ｃ）のように材料供給
ワイパー２を移動させて次層分の粉末材料Ｐを非焼結エ
リアＶ（材料供給ワイパー２の制御部で定めた非焼結エ
リアＶ、或いは造形状況を検出することにより求めた非
焼結エリアＶ）に向かって移動させると共にこの粉末材
料Ｐが焼結エリアＵ内に流出しない位置で材料供給ワイ
パー２を停止させる。図１０（ａ）中の１７は焼結完了
部、１８は焼結非完了部である。この材料待機工程で
は、図１１に示すように、レーザー焼結を行なっている
状態で、次層分の粉末材料Ｐが造形エリア１の非焼結エ
リアＶまで押し出され、焼結エリアＵの上面に流出しな
い位置で停止して材料供給準備を行なう。そして、レー
ザー焼結完了後に材料供給ワイパー２を移動させて造形
タンク４上に粉末材料Ｐを供給することによって、造形
エリア１上に粉末材料Ｐを短時間で供給できるようにな
り、このように光ビーム照射工程と材料待機工程とを同
時進行させることで、造形タンク４上には複数層の硬化
層Ｍが積み重ねられていき、所望の三次元形状を有する
造形物が短時間で得られるようになる。
【００３９】しかして、光ビーム照射工程で断面輪郭エ
リア上にレーザー焼結を行なっている段階で、材料待機
工程を同時進行させ、材料テーブル１２を上昇させて次
層に必要な材料分だけ材料供給ワイパー２にて押し出す
と共に、この粉末材料Ｐが焼結エリアＵ上面に流出しな
いように材料供給ワイパー２の位置制御を行なうことに
よって、光ビーム照射工程を行なっている状態で造形エ
リア１上への次層の材料供給の準備ができるようにな
り、これにより、光ビーム照射工程が完了したあと直ぐ
に材料供給ワイパー２の移動による造形タンク４への粉
末材料Ｐの供給が開始できるようになる。またこのとき
図１のようにレーザー焼結を行なっている状態で、次層
分の粉末材料Ｐの材料流出先端部Ｐ１が焼結エリアＵの
直前で停止させることにより、焼結エリアまでの次層分
の材料供給を素早く開始することができるようになるの
で、造形タンク４上部に粉末材料Ｐが流出するのを防止
しながら、造形時間を短縮でき、生産の高効率化を図る
ことができる。なお、必ずしも次層分の粉末材料Ｐの材
料流出先端部Ｐ１を焼結エリアＵの直前まで押し出す必
要はなく、例えば図２０に示すように、材料流出先端部
Ｐ１を造形エリア１の直前で停止させるようにしてもよ
いものである。
リア上にレーザー焼結を行なっている段階で、材料待機
工程を同時進行させ、材料テーブル１２を上昇させて次
層に必要な材料分だけ材料供給ワイパー２にて押し出す
と共に、この粉末材料Ｐが焼結エリアＵ上面に流出しな
いように材料供給ワイパー２の位置制御を行なうことに
よって、光ビーム照射工程を行なっている状態で造形エ
リア１上への次層の材料供給の準備ができるようにな
り、これにより、光ビーム照射工程が完了したあと直ぐ
に材料供給ワイパー２の移動による造形タンク４への粉
末材料Ｐの供給が開始できるようになる。またこのとき
図１のようにレーザー焼結を行なっている状態で、次層
分の粉末材料Ｐの材料流出先端部Ｐ１が焼結エリアＵの
直前で停止させることにより、焼結エリアまでの次層分
の材料供給を素早く開始することができるようになるの
で、造形タンク４上部に粉末材料Ｐが流出するのを防止
しながら、造形時間を短縮でき、生産の高効率化を図る
ことができる。なお、必ずしも次層分の粉末材料Ｐの材
料流出先端部Ｐ１を焼結エリアＵの直前まで押し出す必
要はなく、例えば図２０に示すように、材料流出先端部
Ｐ１を造形エリア１の直前で停止させるようにしてもよ
いものである。
【００４０】次に、材料待機工程において材料供給ワイ
パー２の位置制御の具体例を説明する。
パー２の位置制御の具体例を説明する。
【００４１】図１２は、ＣＡＭ処理で作成された造形物
の断面輪郭データ（図３）と、断面輪郭データの造形エ
リア１上に配置される位置とに基づいて、造形エリア１
上での焼結エリアＵと非焼結エリアＶとを特定して、材
料供給ワイパー２の位置制御を行なう場合の一例を示し
ている。ここでは、レイアウトした断面の断面輪郭デー
タを構成するポイントデータａ〜ｆを読み込み、造形エ
リア１座標で材料タンク３がある方向をＸ軸プラスと
し、Ｘ座標の最大位置を焼結エリアＵの先端部｛材料流
出先端部Ｐ１（図１）と同じ｝とする。制御用コンピュ
ータ画像では図１２のｃで示すポイントのＸ座標の値が
焼結エリア先端部Ｕ１になり、これによって、材料供給
ワイパー２の位置制御を行なうにあたって、材料供給位
置設定を数値制御することが可能となる。これにより、
材料待機工程において光ビームＬによる１層分の照射が
完了していない場合には、図１３（ａ）のように粉末材
料Ｐが焼結エリア先端部Ｕ１で停止し、図１３（ｂ）、
（ｃ）のように照射が完了した焼結エリアＵ毎に材料供
給ワイパー２にて材料供給を行なえるようになる。また
このとき、材料供給ワイパー２を停止させることなく、
光ビームの照射完了速度に合わせて移動させるようにし
てもよいものである。このことは以下の各実施形態にお
いても同様である。
の断面輪郭データ（図３）と、断面輪郭データの造形エ
リア１上に配置される位置とに基づいて、造形エリア１
上での焼結エリアＵと非焼結エリアＶとを特定して、材
料供給ワイパー２の位置制御を行なう場合の一例を示し
ている。ここでは、レイアウトした断面の断面輪郭デー
タを構成するポイントデータａ〜ｆを読み込み、造形エ
リア１座標で材料タンク３がある方向をＸ軸プラスと
し、Ｘ座標の最大位置を焼結エリアＵの先端部｛材料流
出先端部Ｐ１（図１）と同じ｝とする。制御用コンピュ
ータ画像では図１２のｃで示すポイントのＸ座標の値が
焼結エリア先端部Ｕ１になり、これによって、材料供給
ワイパー２の位置制御を行なうにあたって、材料供給位
置設定を数値制御することが可能となる。これにより、
材料待機工程において光ビームＬによる１層分の照射が
完了していない場合には、図１３（ａ）のように粉末材
料Ｐが焼結エリア先端部Ｕ１で停止し、図１３（ｂ）、
（ｃ）のように照射が完了した焼結エリアＵ毎に材料供
給ワイパー２にて材料供給を行なえるようになる。また
このとき、材料供給ワイパー２を停止させることなく、
光ビームの照射完了速度に合わせて移動させるようにし
てもよいものである。このことは以下の各実施形態にお
いても同様である。
【００４２】図１４は、材料流出先端部Ｐ１が材料供給
ワイパー２の先端部２ａからどのくらいの幅を持ってい
るかを造形前に確認し、その流出幅を流出量の最大値
（幅Ｄ）と仮定して、材料供給ワイパー２の先端部２ａ
に材料流出先端部Ｐ１を付加した座標を、材料供給準備
位置とする場合の一例を示している。これにより、材料
流出先端部Ｐ１が図１４（ａ）のように材料タンク３と
造形タンク４との間に位置するように、或いは図１４
（ｂ）のように焼結エリアＵ直前に位置するように、材
料流出量の幅Ｄに合わせて材料供給ワイパー２を位置制
御することが可能となる。
ワイパー２の先端部２ａからどのくらいの幅を持ってい
るかを造形前に確認し、その流出幅を流出量の最大値
（幅Ｄ）と仮定して、材料供給ワイパー２の先端部２ａ
に材料流出先端部Ｐ１を付加した座標を、材料供給準備
位置とする場合の一例を示している。これにより、材料
流出先端部Ｐ１が図１４（ａ）のように材料タンク３と
造形タンク４との間に位置するように、或いは図１４
（ｂ）のように焼結エリアＵ直前に位置するように、材
料流出量の幅Ｄに合わせて材料供給ワイパー２を位置制
御することが可能となる。
【００４３】図１５は前記図６で示した材料タンク３と
造形タンク４との間に、材料流出先端部Ｐ１を検知する
材料先端部検知センサー５を配置し、材料先端部検知セ
ンサー５が検知した位置と材料供給ワイパー２の先端部
２ａとから、材料流出量の幅Ｄを算出して材料供給ワイ
パー２の位置制御を行なう場合の一例を示している。こ
こでは、材料先端部検知センサー５で材料流出先端部Ｐ
１を検知したときに、検知信号が制御用コンピュータに
入力され、材料供給ワイパー２を停止させる。このとき
の材料流出先端部Ｐ１と材料供給ワイパー２の先端部２
ａとの間の距離を計算して、材料流出量の幅Ｄを算出す
る。このような距離測定を、１層毎もしくは複数層毎に
随時行なうことによって、材料流出量の幅Ｄを正確に把
握することが可能となり、結果的に材料供給ワイパー２
の位置制御を精度良く行なうことが可能となる。
造形タンク４との間に、材料流出先端部Ｐ１を検知する
材料先端部検知センサー５を配置し、材料先端部検知セ
ンサー５が検知した位置と材料供給ワイパー２の先端部
２ａとから、材料流出量の幅Ｄを算出して材料供給ワイ
パー２の位置制御を行なう場合の一例を示している。こ
こでは、材料先端部検知センサー５で材料流出先端部Ｐ
１を検知したときに、検知信号が制御用コンピュータに
入力され、材料供給ワイパー２を停止させる。このとき
の材料流出先端部Ｐ１と材料供給ワイパー２の先端部２
ａとの間の距離を計算して、材料流出量の幅Ｄを算出す
る。このような距離測定を、１層毎もしくは複数層毎に
随時行なうことによって、材料流出量の幅Ｄを正確に把
握することが可能となり、結果的に材料供給ワイパー２
の位置制御を精度良く行なうことが可能となる。
【００４４】図１６は、造形テーブル１３の降下量（積
層ピッチ）と材料テーブル１２の上昇量（造形タンク４
上部に必要な供給量）とを予め設定し、図１６（ａ）→
（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）のように、造形エリア１上で１
０ｍｍピッチで材料供給ワイパー２を移動させたときの
材料供給ワイパー２の先端部２ａと材料流出先端部Ｐ１
との関係を実験する場合の一例を示し、図１７はその関
係をデータベース化した一例を示している。このデータ
を造形条件に付加し、造形を行なうことで、材料流出量
の把握が容易となり、材料供給ワイパー２の位置制御が
可能となる。その一例を以下の図１８に示す。
層ピッチ）と材料テーブル１２の上昇量（造形タンク４
上部に必要な供給量）とを予め設定し、図１６（ａ）→
（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）のように、造形エリア１上で１
０ｍｍピッチで材料供給ワイパー２を移動させたときの
材料供給ワイパー２の先端部２ａと材料流出先端部Ｐ１
との関係を実験する場合の一例を示し、図１７はその関
係をデータベース化した一例を示している。このデータ
を造形条件に付加し、造形を行なうことで、材料流出量
の把握が容易となり、材料供給ワイパー２の位置制御が
可能となる。その一例を以下の図１８に示す。
【００４５】図１８は、予め求められた材料供給ワイパ
ー２の移動距離と材料供給ワイパー２の先端部２ａから
材料流出先端部Ｐ１までの距離との関係を示すデータ
（図１７のグラフ）に基づいて、材料供給ワイパー２の
位置制御を行なう場合の一例を示している。ここでは、
上記図１５に示した材料先端部検知センサー５が材料供
給ワイパー２の進行方向Ａに沿ってスライド可能となっ
ており、焼結エリア先端部Ｕ１に材料先端部検知センサ
ー５を移動制御すると共に、焼結エリア先端部Ｕ１から
材料供給ワイパー２の先端部２ａまでの最短距離をＣＡ
Ｍ処理で作成された断面輪郭データから算出し、当該算
出結果に基づいて材料供給ワイパー２を駆動する場合の
例を示している。ここでは上記図１７のグラフを活用す
ることによって、焼結エリア先端部Ｕ１から材料供給ワ
イパー２の先端部２ａまでの最短距離を算出するように
している。なお図１８中の１６はワイパー駆動スライダ
ー、１７はセンサー駆動スライダーである。しかして、
材料先端部検知センサー５をスライド可能としたこと
で、焼結エリア先端部Ｕ１の変化に材料先端部検知セン
サー５が対応できるようになり、材料流出量の数値を明
確にでき、材料流出量の把握が容易となる。
ー２の移動距離と材料供給ワイパー２の先端部２ａから
材料流出先端部Ｐ１までの距離との関係を示すデータ
（図１７のグラフ）に基づいて、材料供給ワイパー２の
位置制御を行なう場合の一例を示している。ここでは、
上記図１５に示した材料先端部検知センサー５が材料供
給ワイパー２の進行方向Ａに沿ってスライド可能となっ
ており、焼結エリア先端部Ｕ１に材料先端部検知センサ
ー５を移動制御すると共に、焼結エリア先端部Ｕ１から
材料供給ワイパー２の先端部２ａまでの最短距離をＣＡ
Ｍ処理で作成された断面輪郭データから算出し、当該算
出結果に基づいて材料供給ワイパー２を駆動する場合の
例を示している。ここでは上記図１７のグラフを活用す
ることによって、焼結エリア先端部Ｕ１から材料供給ワ
イパー２の先端部２ａまでの最短距離を算出するように
している。なお図１８中の１６はワイパー駆動スライダ
ー、１７はセンサー駆動スライダーである。しかして、
材料先端部検知センサー５をスライド可能としたこと
で、焼結エリア先端部Ｕ１の変化に材料先端部検知セン
サー５が対応できるようになり、材料流出量の数値を明
確にでき、材料流出量の把握が容易となる。
【００４６】また、材料供給ワイパー２の位置制御方法
の他例として、図１８の材料先端部検知センサー５は用
いず、造形エリア１の位置情報（断面輪郭エリアをレイ
アウトした制御用コンピュータの情報）とワイパー駆動
スライダー１６の位置情報をリンクすることで、材料供
給ワイパー２を位置制御するようにしてもよい。図１９
はその一例を示しており、材料供給ワイパー２の移動距
離を制御用コンピュータにフィードバックして材料供給
ワイパー２のスライド位置座標｛原点から進行方向Ａ
（Ｘ軸方向）への移動距離｝を認識すると共に、次層分
の粉末材料Ｐの最大流出量の幅Ｄの数値を予め入力して
おき、焼結エリア先端部Ｕ１から材料供給ワイパー２の
先端部２ａまでの距離を算出して、当該距離が予め入力
された材料流出量の幅Ｄと一致した時点で材料供給ワイ
パー２を停止させる。このように焼結エリア先端部Ｕ１
と材料供給ワイパー２の先端部２ａとの距離を制御用コ
ンピュータで確認して材料供給ワイパー２を位置制御す
ることで、材料先端部検知センサー５を用いることな
く、制御用コンピュータの位置情報により材料供給ワイ
パー２の位置制御が可能となる。
の他例として、図１８の材料先端部検知センサー５は用
いず、造形エリア１の位置情報（断面輪郭エリアをレイ
アウトした制御用コンピュータの情報）とワイパー駆動
スライダー１６の位置情報をリンクすることで、材料供
給ワイパー２を位置制御するようにしてもよい。図１９
はその一例を示しており、材料供給ワイパー２の移動距
離を制御用コンピュータにフィードバックして材料供給
ワイパー２のスライド位置座標｛原点から進行方向Ａ
（Ｘ軸方向）への移動距離｝を認識すると共に、次層分
の粉末材料Ｐの最大流出量の幅Ｄの数値を予め入力して
おき、焼結エリア先端部Ｕ１から材料供給ワイパー２の
先端部２ａまでの距離を算出して、当該距離が予め入力
された材料流出量の幅Ｄと一致した時点で材料供給ワイ
パー２を停止させる。このように焼結エリア先端部Ｕ１
と材料供給ワイパー２の先端部２ａとの距離を制御用コ
ンピュータで確認して材料供給ワイパー２を位置制御す
ることで、材料先端部検知センサー５を用いることな
く、制御用コンピュータの位置情報により材料供給ワイ
パー２の位置制御が可能となる。
【００４７】図２１は、図１２に示した断面輪郭データ
を、材料供給ワイパー２の進行方向Ａに対して複数のエ
リアｇ〜ｌ……に分割し、材料供給ワイパー２が進行を
開始する方向Ａから光ビーム照射を開始する場合の一例
を示している。本例では１０分割しているが、分割数は
特に限定されない。しかして、光ビーム照射工程におい
て、上記分割されたエリアのうち、材料供給ワイパー２
が進行を開始する方向Ａからｇ→ｈ→ｉ→ｊ→ｋ→ｌ…
…の順にレーザー焼結を行なうことによって、分割ごと
の焼結完了が把握でき、従って、焼結完了したエリアに
次層分の粉末材料Ｐを押し出していくことによって、造
形時間の一層の短縮化を図ることができる。
を、材料供給ワイパー２の進行方向Ａに対して複数のエ
リアｇ〜ｌ……に分割し、材料供給ワイパー２が進行を
開始する方向Ａから光ビーム照射を開始する場合の一例
を示している。本例では１０分割しているが、分割数は
特に限定されない。しかして、光ビーム照射工程におい
て、上記分割されたエリアのうち、材料供給ワイパー２
が進行を開始する方向Ａからｇ→ｈ→ｉ→ｊ→ｋ→ｌ…
…の順にレーザー焼結を行なうことによって、分割ごと
の焼結完了が把握でき、従って、焼結完了したエリアに
次層分の粉末材料Ｐを押し出していくことによって、造
形時間の一層の短縮化を図ることができる。
【００４８】図２２は、上記図２１のように輪郭データ
を材料供給ワイパー２の進行方向Ａに対して複数分割し
た原理を用い、造形エリア１に材料供給ワイパー２が移
動する時間を算出し、その時間からレーザー焼結を完了
する時間を制御用コンピュータで算出し、焼結未完了の
分割されたエリアにレーザー焼結が開始され始めたとき
に、焼結完了後の分割エリアに材料供給ワイパー２が材
料供給を開始する場合の一例を示している。ここでは、
１層分だけ造形テーブル１３を降下して、光ビーム照射
を行なっている状態で、次層分の粉末材料供給セットを
行なうと共に、レーザー焼結完了時間を算出し、レーザ
ー焼結完了時間と、材料供給ワイパー２が造形エリア１
直前或いは焼結エリアＵ直前に移動する時間とが一致と
すると、材料供給を開始する。これにより、材料供給時
間（加工時間）が正確に算定できるようになる。また焼
結が完了したエリアに次層分の粉末材料Ｐを押し出すこ
とによって、造形時間の一層の短縮化を図ることができ
る。
を材料供給ワイパー２の進行方向Ａに対して複数分割し
た原理を用い、造形エリア１に材料供給ワイパー２が移
動する時間を算出し、その時間からレーザー焼結を完了
する時間を制御用コンピュータで算出し、焼結未完了の
分割されたエリアにレーザー焼結が開始され始めたとき
に、焼結完了後の分割エリアに材料供給ワイパー２が材
料供給を開始する場合の一例を示している。ここでは、
１層分だけ造形テーブル１３を降下して、光ビーム照射
を行なっている状態で、次層分の粉末材料供給セットを
行なうと共に、レーザー焼結完了時間を算出し、レーザ
ー焼結完了時間と、材料供給ワイパー２が造形エリア１
直前或いは焼結エリアＵ直前に移動する時間とが一致と
すると、材料供給を開始する。これにより、材料供給時
間（加工時間）が正確に算定できるようになる。また焼
結が完了したエリアに次層分の粉末材料Ｐを押し出すこ
とによって、造形時間の一層の短縮化を図ることができ
る。
【００４９】次に、材料待機工程において粉末材料Ｐを
造形エリア１に流出させないための材料保管溝６を設け
た場合の例を説明する。
造形エリア１に流出させないための材料保管溝６を設け
た場合の例を説明する。
【００５０】図２３は、造形タンク４と材料タンク３と
の間に底面６ａが昇降自在に駆動する材料保管溝６を設
け、レーザー焼結時に材料保管溝６内に格納された粉末
材料Ｐを上昇させると共に材料供給ワイパー２を移動さ
せて該粉末材料Ｐを造形エリア１上に供給する場合の一
例を示している。本例では、レーザー焼結時には、図２
３（ａ）のように材料供給ワイパー２によって押し出さ
れた次層分の粉末材料Ｐを材料保管溝６に保管してお
き、レーザー焼結が完了したときに図２３（ｂ）のよう
に材料保管溝６の下方に配置した溝テーブル４０が上昇
して、材料供給を開始するので、造形エリア１直前に材
料供給準備をしたときでも、材料保管溝６に粉末材料Ｐ
が格納されることで、粉末材料Ｐが造形エリア１に流出
しないものであり、焼結完了後は速やかに造形エリア１
上に材料供給ができ、造形時間を短縮させることができ
る。
の間に底面６ａが昇降自在に駆動する材料保管溝６を設
け、レーザー焼結時に材料保管溝６内に格納された粉末
材料Ｐを上昇させると共に材料供給ワイパー２を移動さ
せて該粉末材料Ｐを造形エリア１上に供給する場合の一
例を示している。本例では、レーザー焼結時には、図２
３（ａ）のように材料供給ワイパー２によって押し出さ
れた次層分の粉末材料Ｐを材料保管溝６に保管してお
き、レーザー焼結が完了したときに図２３（ｂ）のよう
に材料保管溝６の下方に配置した溝テーブル４０が上昇
して、材料供給を開始するので、造形エリア１直前に材
料供給準備をしたときでも、材料保管溝６に粉末材料Ｐ
が格納されることで、粉末材料Ｐが造形エリア１に流出
しないものであり、焼結完了後は速やかに造形エリア１
上に材料供給ができ、造形時間を短縮させることができ
る。
【００５１】図２４は材料保管溝６の底面６ａを、造形
エリア１に近づくにつれて下り傾斜させた場合を示して
いる。他の構成は図２３と同様である。ちなみに、材料
保管溝６の底面６ａが平坦だと、底面６ａが完全に上昇
しきるまで材料供給ワイパー２の移動を待つ必要がある
が、本例では、材料保管溝６の底面６ａを造形エリア１
に向かって下り傾斜させたので、図２４（ａ）（ｂ）の
ように溝テーブル４０の上昇と材料供給ワイパー２の移
動とを同時に行なうことで、粉末材料Ｐを造形エリア１
上に押し出すことが可能となり、従って、材料供給ワイ
パー２の移動開始のタイミングを速めることができ、造
形時間の一層の短縮化を図ることができる。
エリア１に近づくにつれて下り傾斜させた場合を示して
いる。他の構成は図２３と同様である。ちなみに、材料
保管溝６の底面６ａが平坦だと、底面６ａが完全に上昇
しきるまで材料供給ワイパー２の移動を待つ必要がある
が、本例では、材料保管溝６の底面６ａを造形エリア１
に向かって下り傾斜させたので、図２４（ａ）（ｂ）の
ように溝テーブル４０の上昇と材料供給ワイパー２の移
動とを同時に行なうことで、粉末材料Ｐを造形エリア１
上に押し出すことが可能となり、従って、材料供給ワイ
パー２の移動開始のタイミングを速めることができ、造
形時間の一層の短縮化を図ることができる。
【００５２】図２５は、上記材料保管溝６を造形タンク
４の両サイドに設けた場合の例を示している。図２５で
は材料保管溝６の底面６ａは平坦面となっているが、図
２４のように造形タンク４に向かって下り傾斜させても
よいものである。本装置の一例を図３０、図３１に示し
ている。本装置の溝テーブル４０は図３０（ｃ）に例示
したスライダー装置４１によって昇降するものである
が、これに限らず、図３０（ｂ）、図３１に例示したモ
ータ２０及びカム２１を用いて昇降させるものであって
もよい。材料保管溝６以外の構成は図６と同様である。
しかして、造形タンク４の両サイドに設けた材料保管溝
６にそれぞれ次層分の粉末材料Ｐを保管できるので、材
料供給ワイパー２の１往復で２回の材料供給を行なうこ
とが可能となり、材料供給ワイパー２を１往復させて１
回の材料供給を行なう場合と比較して材料供給ワイパー
２の移動距離を短くでき、造形時間をより短縮できる。
４の両サイドに設けた場合の例を示している。図２５で
は材料保管溝６の底面６ａは平坦面となっているが、図
２４のように造形タンク４に向かって下り傾斜させても
よいものである。本装置の一例を図３０、図３１に示し
ている。本装置の溝テーブル４０は図３０（ｃ）に例示
したスライダー装置４１によって昇降するものである
が、これに限らず、図３０（ｂ）、図３１に例示したモ
ータ２０及びカム２１を用いて昇降させるものであって
もよい。材料保管溝６以外の構成は図６と同様である。
しかして、造形タンク４の両サイドに設けた材料保管溝
６にそれぞれ次層分の粉末材料Ｐを保管できるので、材
料供給ワイパー２の１往復で２回の材料供給を行なうこ
とが可能となり、材料供給ワイパー２を１往復させて１
回の材料供給を行なう場合と比較して材料供給ワイパー
２の移動距離を短くでき、造形時間をより短縮できる。
【００５３】図２６は、上記両サイドの材料保管溝６の
うち、一方（材料タンク３側）の材料保管溝６に「複数
層（例えば６層）＋１層」分の粉末材料Ｐを格納し、他
方（材料タンク３側と反対側）の材料保管溝６に「複数
層（例えば６層）」分の粉末材料Ｐを格納し、レーザー
焼結が完了した後に材料供給ワイパー２を両方の材料保
管溝６間に移動させることで造形エリア１上への材料供
給を行なう場合の一例を示している。図２６（ａ）のよ
うにレーザー焼結を行なっている状態で、先ず材料タン
ク３を複数層分（ここでは１２層分）だけ上昇させ、材
料供給ワイパー２により１２層分の粉末材料Ｐを一方
（材料タンク３側）の材料保管溝６に供給する。レーザ
ー焼結完了後に造形テーブル１３を１層分だけ降下させ
た後に、図２６（ｂ）のように溝テーブル４０を「（複
数層／２）＋１層」分（ここでは７層分）だけ上昇させ
て、材料供給ワイパー２で７層分の粉末材料Ｐを造形エ
リア１上を通過させて１層分の粉末材料Ｐを供給すると
共に、過剰な６層分の粉末材料Ｐを他方（材料タンク３
側と反対側）の材料保管溝６に格納して材料供給ワイパ
ー２を他方の材料保管溝６の外側に配置する（図２６
（ｃ）の状態）。その後、造形テーブル１３を１層分だ
け降下させた後に、図２６（ｃ）のようにレーザー焼結
を行なう。レーザー焼結後に造形テーブル１３を更に１
層分だけ降下させた後に、図２６（ｄ）のように他方の
材料保管溝６の溝テーブル４０を１層分上昇させて、材
料供給ワイパー２にて１層分の粉末材料Ｐを造形エリア
１上に供給する。そして、材料保管溝６内に粉末材料Ｐ
がなくなるまで上記一連の動作（（ａ）〜（ｄ））を繰
り返す（図２６（ｅ））。粉末材料Ｐがなくなった後に
図２６のように材料供給ワイパー２を原点位置に復帰さ
せると共に、図２６（ａ）〜（ｄ）の動作を繰り返す。
これにより、材料供給ワイパー２を両サイドの材料保管
溝６間で複数回往復させるだけで、材料保管溝６内の粉
末材料Ｐを（複数×２）回供給することが可能となり、
材料供給の効率化が図られ、造形時間を一層短縮できる
ようになる。
うち、一方（材料タンク３側）の材料保管溝６に「複数
層（例えば６層）＋１層」分の粉末材料Ｐを格納し、他
方（材料タンク３側と反対側）の材料保管溝６に「複数
層（例えば６層）」分の粉末材料Ｐを格納し、レーザー
焼結が完了した後に材料供給ワイパー２を両方の材料保
管溝６間に移動させることで造形エリア１上への材料供
給を行なう場合の一例を示している。図２６（ａ）のよ
うにレーザー焼結を行なっている状態で、先ず材料タン
ク３を複数層分（ここでは１２層分）だけ上昇させ、材
料供給ワイパー２により１２層分の粉末材料Ｐを一方
（材料タンク３側）の材料保管溝６に供給する。レーザ
ー焼結完了後に造形テーブル１３を１層分だけ降下させ
た後に、図２６（ｂ）のように溝テーブル４０を「（複
数層／２）＋１層」分（ここでは７層分）だけ上昇させ
て、材料供給ワイパー２で７層分の粉末材料Ｐを造形エ
リア１上を通過させて１層分の粉末材料Ｐを供給すると
共に、過剰な６層分の粉末材料Ｐを他方（材料タンク３
側と反対側）の材料保管溝６に格納して材料供給ワイパ
ー２を他方の材料保管溝６の外側に配置する（図２６
（ｃ）の状態）。その後、造形テーブル１３を１層分だ
け降下させた後に、図２６（ｃ）のようにレーザー焼結
を行なう。レーザー焼結後に造形テーブル１３を更に１
層分だけ降下させた後に、図２６（ｄ）のように他方の
材料保管溝６の溝テーブル４０を１層分上昇させて、材
料供給ワイパー２にて１層分の粉末材料Ｐを造形エリア
１上に供給する。そして、材料保管溝６内に粉末材料Ｐ
がなくなるまで上記一連の動作（（ａ）〜（ｄ））を繰
り返す（図２６（ｅ））。粉末材料Ｐがなくなった後に
図２６のように材料供給ワイパー２を原点位置に復帰さ
せると共に、図２６（ａ）〜（ｄ）の動作を繰り返す。
これにより、材料供給ワイパー２を両サイドの材料保管
溝６間で複数回往復させるだけで、材料保管溝６内の粉
末材料Ｐを（複数×２）回供給することが可能となり、
材料供給の効率化が図られ、造形時間を一層短縮できる
ようになる。
【００５４】図２７は、両サイドの材料保管溝６のう
ち、一方（材料タンク３側）の材料保管溝６に２層分以
上の粉末材料Ｐを格納し、他方（材料タンク３側と反対
側）の材料保管溝６に１層分の粉末材料Ｐを格納し、両
サイドの材料保管溝６間に材料供給ワイパー２を往復移
動させる場合を示している。両サイドの材料保管溝６の
溝テーブル４０が昇降する点は上記図２６の実施形態と
同様である。本例では図２７（ａ）のように、一方の材
料保管溝６に例えば６層分の粉末材料Ｐを格納した場合
を説明すると、先ず図２７（ａ）のようにレーザー焼結
を行なっている状態で、材料供給ワイパー２を移動させ
ると共に、溝テーブル４０を２層分だけ上昇させて、材
料供給ワイパー２で２層分の粉末材料Ｐを造形エリア１
上を通過させて１層分の粉末材料Ｐを供給すると共に、
過剰な１層分の粉末材料Ｐを他方（材料タンク３側と反
対側）の材料保管溝６に格納し、材料供給ワイパー２を
他方の材料保管溝６よりも更に他方に配置する（図２７
（ｃ）の状態）。その後、造形テーブル１３をレーザー
焼結位置まで降下させてレーザー焼結を行なう。レーザ
ー焼結後に造形テーブル１３を１層分だけ降下させた後
に、図２７（ｄ）のように他方の材料保管溝６の溝テー
ブル４０を上昇させて、残りの粉末材料Ｐを材料供給ワ
イパー２にて造形エリア１上に供給する。このようにし
て、すべての材料保管溝６内に粉末材料Ｐがなくなるま
で、上記一連の動作（（ａ）〜（ｄ））を繰り返す。こ
れにより、材料保管溝６内の２層以上の粉末材料Ｐを造
形エリア１上に順に供給可能となり、材料供給ワイパー
２の移動距離（移動量）を削減でき、造形時間を短縮で
きる。しかも本例では、２層分の粉末材料Ｐを材料供給
ワイパー２で押し出すので、押し出される粉末材料Ｐが
少量であり、材料供給ワイパー２にかかる負担が小さく
なり制御が容易になるという利点もある。
ち、一方（材料タンク３側）の材料保管溝６に２層分以
上の粉末材料Ｐを格納し、他方（材料タンク３側と反対
側）の材料保管溝６に１層分の粉末材料Ｐを格納し、両
サイドの材料保管溝６間に材料供給ワイパー２を往復移
動させる場合を示している。両サイドの材料保管溝６の
溝テーブル４０が昇降する点は上記図２６の実施形態と
同様である。本例では図２７（ａ）のように、一方の材
料保管溝６に例えば６層分の粉末材料Ｐを格納した場合
を説明すると、先ず図２７（ａ）のようにレーザー焼結
を行なっている状態で、材料供給ワイパー２を移動させ
ると共に、溝テーブル４０を２層分だけ上昇させて、材
料供給ワイパー２で２層分の粉末材料Ｐを造形エリア１
上を通過させて１層分の粉末材料Ｐを供給すると共に、
過剰な１層分の粉末材料Ｐを他方（材料タンク３側と反
対側）の材料保管溝６に格納し、材料供給ワイパー２を
他方の材料保管溝６よりも更に他方に配置する（図２７
（ｃ）の状態）。その後、造形テーブル１３をレーザー
焼結位置まで降下させてレーザー焼結を行なう。レーザ
ー焼結後に造形テーブル１３を１層分だけ降下させた後
に、図２７（ｄ）のように他方の材料保管溝６の溝テー
ブル４０を上昇させて、残りの粉末材料Ｐを材料供給ワ
イパー２にて造形エリア１上に供給する。このようにし
て、すべての材料保管溝６内に粉末材料Ｐがなくなるま
で、上記一連の動作（（ａ）〜（ｄ））を繰り返す。こ
れにより、材料保管溝６内の２層以上の粉末材料Ｐを造
形エリア１上に順に供給可能となり、材料供給ワイパー
２の移動距離（移動量）を削減でき、造形時間を短縮で
きる。しかも本例では、２層分の粉末材料Ｐを材料供給
ワイパー２で押し出すので、押し出される粉末材料Ｐが
少量であり、材料供給ワイパー２にかかる負担が小さく
なり制御が容易になるという利点もある。
【００５５】また図２８は、上記両サイドに材料保管溝
６を設けた場合において、材料タンク３側と反対側の材
料保管溝６の底面６ａを造形エリア１に近づくにつれて
下り傾斜させた場合を示している。ここでは材料タンク
３側の材料保管溝６の底面６ａは平坦としているが、こ
の底面６ａも上記図２４のように傾斜させてもよいもの
である。しかして、材料供給ワイパー２の復路の場合、
他方の材料保管溝６の底面６ａを上昇させながら材料供
給ワイパー２を移動させて粉末材料Ｐを造形エリア１上
に押し出すことができるようになるので、復路での材料
供給ワイパー２の移動開始のタイミングを速めることが
でき、造形時間を一層短縮できる。
６を設けた場合において、材料タンク３側と反対側の材
料保管溝６の底面６ａを造形エリア１に近づくにつれて
下り傾斜させた場合を示している。ここでは材料タンク
３側の材料保管溝６の底面６ａは平坦としているが、こ
の底面６ａも上記図２４のように傾斜させてもよいもの
である。しかして、材料供給ワイパー２の復路の場合、
他方の材料保管溝６の底面６ａを上昇させながら材料供
給ワイパー２を移動させて粉末材料Ｐを造形エリア１上
に押し出すことができるようになるので、復路での材料
供給ワイパー２の移動開始のタイミングを速めることが
でき、造形時間を一層短縮できる。
【００５６】また図２９は材料保管溝６の下部に振動ユ
ニット部７を設けた場合を示している。他の構成は図２
７と同様である。本例では、材料保管溝６の底面６ａの
テーブルの下部に振動ユニット部７を設けたことで、材
料保管溝６の底面６ａに振動を与えて、材料保管溝６の
粉末材料Ｐの充填を高密度で行なうことができ、材料供
給量のバラツキを防止できる。なお振動ユニット部７と
して例えばソレノイド等を用いることができるが、その
機構は特に限定されない。
ニット部７を設けた場合を示している。他の構成は図２
７と同様である。本例では、材料保管溝６の底面６ａの
テーブルの下部に振動ユニット部７を設けたことで、材
料保管溝６の底面６ａに振動を与えて、材料保管溝６の
粉末材料Ｐの充填を高密度で行なうことができ、材料供
給量のバラツキを防止できる。なお振動ユニット部７と
して例えばソレノイド等を用いることができるが、その
機構は特に限定されない。
【００５７】次に、材料供給ワイパー２とは別に材料格
納遮蔽板８を設けた実施形態を説明する。
納遮蔽板８を設けた実施形態を説明する。
【００５８】図３２は材料タンク３と造形タンク４との
間に材料格納遮蔽板８を配置し、材料タンク３上を通過
する材料供給ワイパー２にて押し出された粉末材料Ｐを
材料供給ワイパー２と材料格納遮蔽板８との間で挟み込
みながら粉末材料Ｐを造形エリア１上に供給する場合の
一例を示している。図３３は材料格納遮蔽板８に接触確
認センサー４３を備えた場合の一例を示しており、材料
格納遮蔽板８は２本のガイドレール１９にてガイドされ
て材料タンク３および造形タンク４の上方空間を平行移
動する。材料格納遮蔽板８の駆動源としては、材料格納
遮蔽板８上部に設けた駆動制御モータ４２に歯車２２を
設け、この歯車２２を材料供給ワイパー２の進行方向Ａ
と平行に設置されたラック２３と噛み合わせてある。ラ
ック２３はワイパー駆動スライダー１６に対して固定さ
れている。駆動制御モータ４２が回転すると、駆動制御
モータ４２及び材料格納遮蔽板８がラック２３に対して
移動するようになっている。レーザー焼結を行なってい
るときに、材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパー２との
位置関係を認識するために、材料格納遮蔽板８の上部に
接触確認センサー４３で位置情報を得るようにしてい
る。つまり接触確認センサー４３で得た位置信号で、造
形エリア１上部に粉末材料Ｐを供給する時に材料供給ワ
イパー２と一定の距離を保ちながら、焼結エリア先端部
Ｕ１に材料格納遮蔽８の先端部（造形タンク４側の先端
部）を移動させるようにしている。他の構成は図６の構
成と同様である。レーザー焼結が完了すると、図３４
（ａ）〜（ｃ）のように材料格納遮蔽板８の先端部が次
の焼結エリアＵ手前まで移動して、材料供給準備を行な
う。しかして造形エリア１直前まで粉末材料Ｐが移動し
ても材料格納遮蔽板８によって造形エリア１内に粉末材
料Ｐが流出するのを防止できる。材料供給時の流出量を
把握しなくてもよいものとなり、材料供給ワイパー２の
位置制御が簡単になる。
間に材料格納遮蔽板８を配置し、材料タンク３上を通過
する材料供給ワイパー２にて押し出された粉末材料Ｐを
材料供給ワイパー２と材料格納遮蔽板８との間で挟み込
みながら粉末材料Ｐを造形エリア１上に供給する場合の
一例を示している。図３３は材料格納遮蔽板８に接触確
認センサー４３を備えた場合の一例を示しており、材料
格納遮蔽板８は２本のガイドレール１９にてガイドされ
て材料タンク３および造形タンク４の上方空間を平行移
動する。材料格納遮蔽板８の駆動源としては、材料格納
遮蔽板８上部に設けた駆動制御モータ４２に歯車２２を
設け、この歯車２２を材料供給ワイパー２の進行方向Ａ
と平行に設置されたラック２３と噛み合わせてある。ラ
ック２３はワイパー駆動スライダー１６に対して固定さ
れている。駆動制御モータ４２が回転すると、駆動制御
モータ４２及び材料格納遮蔽板８がラック２３に対して
移動するようになっている。レーザー焼結を行なってい
るときに、材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパー２との
位置関係を認識するために、材料格納遮蔽板８の上部に
接触確認センサー４３で位置情報を得るようにしてい
る。つまり接触確認センサー４３で得た位置信号で、造
形エリア１上部に粉末材料Ｐを供給する時に材料供給ワ
イパー２と一定の距離を保ちながら、焼結エリア先端部
Ｕ１に材料格納遮蔽８の先端部（造形タンク４側の先端
部）を移動させるようにしている。他の構成は図６の構
成と同様である。レーザー焼結が完了すると、図３４
（ａ）〜（ｃ）のように材料格納遮蔽板８の先端部が次
の焼結エリアＵ手前まで移動して、材料供給準備を行な
う。しかして造形エリア１直前まで粉末材料Ｐが移動し
ても材料格納遮蔽板８によって造形エリア１内に粉末材
料Ｐが流出するのを防止できる。材料供給時の流出量を
把握しなくてもよいものとなり、材料供給ワイパー２の
位置制御が簡単になる。
【００５９】また上記材料格納遮蔽板８の形状は平板形
状に限らず、図３５に示すように、材料格納遮蔽板８の
下端部８ａをエッジ形状としたり、或いは図３６に示す
ように、材料格納遮蔽板８の下端部８ａをヤスリのよう
な網目溝が付加された形状とすることで、レーザー焼結
面（最上層の硬化層Ｍ上面）の突起部５０（図３８）を
除去できるようになる。さらに図３７に示すように、材
料格納遮蔽板８の下端部８ａに円筒のローラ２４を付加
し、ローラ２４の外周部に設けた溝によってレーザー焼
結面の突起部５０を除去するようにしてもよい。ちなみ
に、レーザー焼結面の突起部５０とは、図３８のように
レーザー照射された材料が飛び跳ねて焼結された部分に
飛び散った溶融玉をいい、この突起部５０を除去するこ
とで硬化層Ｍ表面の平滑性を得ることができる。
状に限らず、図３５に示すように、材料格納遮蔽板８の
下端部８ａをエッジ形状としたり、或いは図３６に示す
ように、材料格納遮蔽板８の下端部８ａをヤスリのよう
な網目溝が付加された形状とすることで、レーザー焼結
面（最上層の硬化層Ｍ上面）の突起部５０（図３８）を
除去できるようになる。さらに図３７に示すように、材
料格納遮蔽板８の下端部８ａに円筒のローラ２４を付加
し、ローラ２４の外周部に設けた溝によってレーザー焼
結面の突起部５０を除去するようにしてもよい。ちなみ
に、レーザー焼結面の突起部５０とは、図３８のように
レーザー照射された材料が飛び跳ねて焼結された部分に
飛び散った溶融玉をいい、この突起部５０を除去するこ
とで硬化層Ｍ表面の平滑性を得ることができる。
【００６０】図３９は材料格納遮蔽板８の下端部８ａを
材料供給ワイパー２側に向かって傾けた形状にした場合
の一例を示している。なお、材料格納遮蔽板８の位置制
御は図３４と同様である。本例の材料格納遮蔽板８は２
層構造とされ、材料供給ワイパー２側の下端部８ａが材
料供給ワイパー２側に向かって略く字状に屈曲してお
り、材料格納遮蔽板８の上部に接触確認センサー４３が
配設されている。この材料格納遮蔽板８を備えた装置の
一例を図４０に示す。図４０（ａ）のように材料格納遮
蔽板８の準備設定座標位置を認識する位置認識センサー
部２５が設けられている。他の構成は図３３と同様であ
る。この材料格納遮蔽板８の動作の一例を図４１に示
す。レーザー焼結を行なっている状態で、図４１（ａ）
のように材料格納遮蔽板８を材料タンク３と造形タンク
４との間に停止させた状態で、ワイパー駆動スライダー
１６によって材料供給ワイパー２を移動して、図４１
（ｂ）、（ｃ）のように材料供給ワイパー２と材料格納
遮蔽板８の下端部８ａとの間で次層分の粉末材料Ｐを挟
み込む。このとき接触確認センサー４３が認識したとき
に材料格納遮蔽板８の下端部８ａと材料供給ワイパー２
との間に約０．５〜２ｍｍ程度の幅Ｅの隙間（図４１
（ｃ））を設け、この隙間により粉末材料Ｐを焼結エリ
アＵ上に塗布する。従って、造形エリア１直前まで材料
格納遮蔽板８が移動しても、粉末材料Ｐが流出しない。
また本例では接触確認センサー４３によって隙間の幅Ｅ
を設定することが可能である。また材料格納遮蔽板８の
駆動制御モータ４２の移動距離座標は制御用コンピュー
タにて座標認識を行なうことが可能である。
材料供給ワイパー２側に向かって傾けた形状にした場合
の一例を示している。なお、材料格納遮蔽板８の位置制
御は図３４と同様である。本例の材料格納遮蔽板８は２
層構造とされ、材料供給ワイパー２側の下端部８ａが材
料供給ワイパー２側に向かって略く字状に屈曲してお
り、材料格納遮蔽板８の上部に接触確認センサー４３が
配設されている。この材料格納遮蔽板８を備えた装置の
一例を図４０に示す。図４０（ａ）のように材料格納遮
蔽板８の準備設定座標位置を認識する位置認識センサー
部２５が設けられている。他の構成は図３３と同様であ
る。この材料格納遮蔽板８の動作の一例を図４１に示
す。レーザー焼結を行なっている状態で、図４１（ａ）
のように材料格納遮蔽板８を材料タンク３と造形タンク
４との間に停止させた状態で、ワイパー駆動スライダー
１６によって材料供給ワイパー２を移動して、図４１
（ｂ）、（ｃ）のように材料供給ワイパー２と材料格納
遮蔽板８の下端部８ａとの間で次層分の粉末材料Ｐを挟
み込む。このとき接触確認センサー４３が認識したとき
に材料格納遮蔽板８の下端部８ａと材料供給ワイパー２
との間に約０．５〜２ｍｍ程度の幅Ｅの隙間（図４１
（ｃ））を設け、この隙間により粉末材料Ｐを焼結エリ
アＵ上に塗布する。従って、造形エリア１直前まで材料
格納遮蔽板８が移動しても、粉末材料Ｐが流出しない。
また本例では接触確認センサー４３によって隙間の幅Ｅ
を設定することが可能である。また材料格納遮蔽板８の
駆動制御モータ４２の移動距離座標は制御用コンピュー
タにて座標認識を行なうことが可能である。
【００６１】図４２は、材料タンク３と造形タンク４と
の間に配置される材料格納遮蔽板８と、材料タンク３上
を通過する材料供給ワイパー２とを備え、材料格納遮蔽
板８と材料供給ワイパー２とを接触離反可能とし、材料
待機工程の中で材料供給ワイパー２にて押し出された粉
末材料Ｐを材料供給ワイパー２と材料格納遮蔽板８との
間で挟み込みながら粉末材料Ｐを造形エリア１上の焼結
エリアＵとその周辺部のみに塗布するための装置の一例
を示している。他の構成は図４０と同様である。本例の
装置の動作状態の一例を図４３、図４４に示す。材料待
機工程において、先ず図４３（ａ）のように材料格納遮
蔽板８は造形タンク４と材料タンク３との間で待機して
いる状態で、材料タンク３が次層分上昇する。図４３
（ｂ）（ｃ）のように材料供給ワイパー２が材料タンク
３上部に押し出された次層分の粉末材料Ｐを造形タンク
４側に押し出し、材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパー
２との間で粉末材料Ｐを挟み込む。そして、材料格納遮
蔽板８に設けた接触確認センサー４３によって材料供給
ワイパー２と材料格納遮蔽板８との位置認識をコンピュ
ータ上で認識して、図４３（ｄ）のようにレーザー焼結
される断面輪郭エリアより約１５ｍｍ手前に材料供給ワ
イパー２を停止させる。つまり、材料供給ワイパー２の
先端部２ａから材料格納遮蔽板８の先端部での距離ｍを
約１０ｍｍと仮定し、この距離ｍに材料格納遮蔽板８の
幅Ｎを加えた値を約１５ｍｍと仮定する。この状態か
ら、図４３（ｅ）のように材料供給ワイパー２から材料
格納遮蔽板８を約０．５〜２ｍｍ前方に移動させて隙間
を形成し、造形タンク４上に粉末材料Ｐを供給する準備
を完了する。その後、断面輪郭データに対してレーザー
焼結が完了した認識したデータを受けて、図４３のよう
に材料供給ワイパー２及び材料格納遮蔽板８を焼結が完
了したエリア上まで移動して、材料供給ワイパー２と材
料格納遮蔽板８との隙間から造形エリア１上に１層分の
粉末材料Ｐだけを層状に堆積させる。その後断面輪郭デ
ータ上のエリアの焼結が完了すると、図４４（ａ）の位
置まで材料格納遮蔽板８及び材料供給ワイパー２を移動
させ、焼結エリアＵより約１５ｍｍ進行方向Ａに対して
余分に粉末材料Ｐを供給する。その後、図４４（ｂ）の
ように材料供給ワイパー２と材料格納遮蔽板８とが進行
方向Ａに対して反対方向Ｂに進み、図４４（ｃ）のよう
に材料格納遮蔽板８は位置認識センサー部２５に接触し
たときに停止し、材料供給ワイパー２は図４４（ｄ）の
ように材料タンク３後方の原点位置に復帰し、図４３
（ａ）のレーザー焼結が開示されると共に、上記図４３
（ａ）〜図４４（ｄ）の動作を繰り返す。ここで、非焼
結エリアＶでは材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパー２
との隙間をなくすことで、粉末材料Ｐが非焼結エリアＶ
には供給されないようにすることができ、造形エリア１
直前まで粉末材料Ｐが移動しても材料格納遮蔽板８によ
って造形エリア１内に粉末材料Ｐが流出するのを防止で
きる結果、材料供給時の流出量を把握しなくてもよくな
る。また焼結エリアＵでは、材料格納遮蔽板８と材料供
給ワイパー２とを離してその隙間から粉末材料Ｐを供給
することで、焼結エリアＵとその周辺部のみに粉末材料
Ｐを供給することが可能となり、材料供給量が少なくて
済み、材料供給を効率良く行なうことができる。
の間に配置される材料格納遮蔽板８と、材料タンク３上
を通過する材料供給ワイパー２とを備え、材料格納遮蔽
板８と材料供給ワイパー２とを接触離反可能とし、材料
待機工程の中で材料供給ワイパー２にて押し出された粉
末材料Ｐを材料供給ワイパー２と材料格納遮蔽板８との
間で挟み込みながら粉末材料Ｐを造形エリア１上の焼結
エリアＵとその周辺部のみに塗布するための装置の一例
を示している。他の構成は図４０と同様である。本例の
装置の動作状態の一例を図４３、図４４に示す。材料待
機工程において、先ず図４３（ａ）のように材料格納遮
蔽板８は造形タンク４と材料タンク３との間で待機して
いる状態で、材料タンク３が次層分上昇する。図４３
（ｂ）（ｃ）のように材料供給ワイパー２が材料タンク
３上部に押し出された次層分の粉末材料Ｐを造形タンク
４側に押し出し、材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパー
２との間で粉末材料Ｐを挟み込む。そして、材料格納遮
蔽板８に設けた接触確認センサー４３によって材料供給
ワイパー２と材料格納遮蔽板８との位置認識をコンピュ
ータ上で認識して、図４３（ｄ）のようにレーザー焼結
される断面輪郭エリアより約１５ｍｍ手前に材料供給ワ
イパー２を停止させる。つまり、材料供給ワイパー２の
先端部２ａから材料格納遮蔽板８の先端部での距離ｍを
約１０ｍｍと仮定し、この距離ｍに材料格納遮蔽板８の
幅Ｎを加えた値を約１５ｍｍと仮定する。この状態か
ら、図４３（ｅ）のように材料供給ワイパー２から材料
格納遮蔽板８を約０．５〜２ｍｍ前方に移動させて隙間
を形成し、造形タンク４上に粉末材料Ｐを供給する準備
を完了する。その後、断面輪郭データに対してレーザー
焼結が完了した認識したデータを受けて、図４３のよう
に材料供給ワイパー２及び材料格納遮蔽板８を焼結が完
了したエリア上まで移動して、材料供給ワイパー２と材
料格納遮蔽板８との隙間から造形エリア１上に１層分の
粉末材料Ｐだけを層状に堆積させる。その後断面輪郭デ
ータ上のエリアの焼結が完了すると、図４４（ａ）の位
置まで材料格納遮蔽板８及び材料供給ワイパー２を移動
させ、焼結エリアＵより約１５ｍｍ進行方向Ａに対して
余分に粉末材料Ｐを供給する。その後、図４４（ｂ）の
ように材料供給ワイパー２と材料格納遮蔽板８とが進行
方向Ａに対して反対方向Ｂに進み、図４４（ｃ）のよう
に材料格納遮蔽板８は位置認識センサー部２５に接触し
たときに停止し、材料供給ワイパー２は図４４（ｄ）の
ように材料タンク３後方の原点位置に復帰し、図４３
（ａ）のレーザー焼結が開示されると共に、上記図４３
（ａ）〜図４４（ｄ）の動作を繰り返す。ここで、非焼
結エリアＶでは材料格納遮蔽板８と材料供給ワイパー２
との隙間をなくすことで、粉末材料Ｐが非焼結エリアＶ
には供給されないようにすることができ、造形エリア１
直前まで粉末材料Ｐが移動しても材料格納遮蔽板８によ
って造形エリア１内に粉末材料Ｐが流出するのを防止で
きる結果、材料供給時の流出量を把握しなくてもよくな
る。また焼結エリアＵでは、材料格納遮蔽板８と材料供
給ワイパー２とを離してその隙間から粉末材料Ｐを供給
することで、焼結エリアＵとその周辺部のみに粉末材料
Ｐを供給することが可能となり、材料供給量が少なくて
済み、材料供給を効率良く行なうことができる。
【００６２】図４５は材料格納遮蔽板８を材料供給ワイ
パー２の前後両サイドに設け、前側の材料格納遮蔽板８
と材料供給ワイパー２の前面との間、後側の材料格納遮
蔽板８と材料供給ワイパー２の背面との間に、それぞ
れ、粉末材料Ｐを保管し、造形タンク４上部を往復移動
させる場合の一例を示し、図４６、図４７はその装置の
一例を示している。後側の材料格納遮蔽板８の移動機構
は前側の材料格納遮蔽板８と同様であり、ラック２３に
噛み合う歯車２２を備えた駆動制御モータ４２にて駆動
制御されると共に、位置認識センサー部２５にて位置が
認識されるようになっている。この後側の材料格納遮蔽
板８にも接触確認センサー４３が設けられている。また
本例では、材料待機工程において、先ず図４８（ａ）の
ように前側の材料格納遮蔽板８は造形タンク４と材料タ
ンク３との間で停止し、後側の材料格納遮蔽板８が材料
供給ワイパー２の後方で停止している状態で、材料タン
ク３が１層分だけ上昇する。図４８（ｂ）のように材料
供給ワイパー２が次層分の粉末材料Ｐを造形タンク４側
に押し出して材料供給ワイパー２との間でその粉末材料
Ｐを挟み込む。その後、材料タンク３が更に１層分だけ
上昇して、図４８（ｃ）のように後側の材料格納遮蔽板
８がその粉末材料Ｐを造形タンク４側に押し出して材料
供給ワイパー２との間で粉末材料Ｐを挟み込み、材料供
給準備を完了する。その後、レーザー焼結後に図４８
（ｄ）のように造形エリア１上に前側の材料格納遮蔽板
８と材料供給ワイパー２と後側の材料格納遮蔽板８とを
一体に移動させる。このとき材料供給ワイパー２と前側
の材料格納遮蔽板８との隙間から造形エリア１上には１
層分の粉末材料Ｐだけを層状に堆積させる。このとき材
料供給ワイパー２と後側の材料格納遮蔽板８との間は接
触している。その後図４９（ａ）の位置まで前側の材料
格納遮蔽板８と材料供給ワイパー２と後側の材料格納遮
蔽板８とをそれぞれ移動させた後に、図４９（ｂ）のよ
うにレーザー焼結を行ない、レーザー焼結完了後に、図
４９（ｃ）のように前側の材料格納遮蔽板８と材料供給
ワイパー２と後側の材料格納遮蔽板８とが進行方向Ａに
対して反対方向Ｂに進み、後側の材料格納遮蔽板８と材
料供給ワイパー２との隙間から１層分の粉末材料Ｐを造
形エリア１へと移送して層状に堆積させる。そして図４
９（ｄ）のように前側の材料格納遮蔽板８が位置認識セ
ンサー部２５に接触して停止し、材料供給ワイパー２と
後側の材料格納遮蔽板８とが図４８（ａ）に示す材料タ
ンク３後方の原点位置に復帰し、上記一連の動作を繰り
返す。しかして、２層分の粉末材料Ｐを保管しながら材
料供給ワイパー２と前側の材料格納遮蔽板８と後側の材
料格納遮蔽板８とを造形エリア１上を１往復させるだけ
で、２層分の材料が順次供給可能となり、１回の硬化工
程毎に材料供給ワイパー２を１回往復させる場合と比べ
て、材料供給ワイパー２の無駄な動きが少ないので、迅
速な動作が可能となり、全体の作業時間が削減され、作
業効率が向上する。
パー２の前後両サイドに設け、前側の材料格納遮蔽板８
と材料供給ワイパー２の前面との間、後側の材料格納遮
蔽板８と材料供給ワイパー２の背面との間に、それぞ
れ、粉末材料Ｐを保管し、造形タンク４上部を往復移動
させる場合の一例を示し、図４６、図４７はその装置の
一例を示している。後側の材料格納遮蔽板８の移動機構
は前側の材料格納遮蔽板８と同様であり、ラック２３に
噛み合う歯車２２を備えた駆動制御モータ４２にて駆動
制御されると共に、位置認識センサー部２５にて位置が
認識されるようになっている。この後側の材料格納遮蔽
板８にも接触確認センサー４３が設けられている。また
本例では、材料待機工程において、先ず図４８（ａ）の
ように前側の材料格納遮蔽板８は造形タンク４と材料タ
ンク３との間で停止し、後側の材料格納遮蔽板８が材料
供給ワイパー２の後方で停止している状態で、材料タン
ク３が１層分だけ上昇する。図４８（ｂ）のように材料
供給ワイパー２が次層分の粉末材料Ｐを造形タンク４側
に押し出して材料供給ワイパー２との間でその粉末材料
Ｐを挟み込む。その後、材料タンク３が更に１層分だけ
上昇して、図４８（ｃ）のように後側の材料格納遮蔽板
８がその粉末材料Ｐを造形タンク４側に押し出して材料
供給ワイパー２との間で粉末材料Ｐを挟み込み、材料供
給準備を完了する。その後、レーザー焼結後に図４８
（ｄ）のように造形エリア１上に前側の材料格納遮蔽板
８と材料供給ワイパー２と後側の材料格納遮蔽板８とを
一体に移動させる。このとき材料供給ワイパー２と前側
の材料格納遮蔽板８との隙間から造形エリア１上には１
層分の粉末材料Ｐだけを層状に堆積させる。このとき材
料供給ワイパー２と後側の材料格納遮蔽板８との間は接
触している。その後図４９（ａ）の位置まで前側の材料
格納遮蔽板８と材料供給ワイパー２と後側の材料格納遮
蔽板８とをそれぞれ移動させた後に、図４９（ｂ）のよ
うにレーザー焼結を行ない、レーザー焼結完了後に、図
４９（ｃ）のように前側の材料格納遮蔽板８と材料供給
ワイパー２と後側の材料格納遮蔽板８とが進行方向Ａに
対して反対方向Ｂに進み、後側の材料格納遮蔽板８と材
料供給ワイパー２との隙間から１層分の粉末材料Ｐを造
形エリア１へと移送して層状に堆積させる。そして図４
９（ｄ）のように前側の材料格納遮蔽板８が位置認識セ
ンサー部２５に接触して停止し、材料供給ワイパー２と
後側の材料格納遮蔽板８とが図４８（ａ）に示す材料タ
ンク３後方の原点位置に復帰し、上記一連の動作を繰り
返す。しかして、２層分の粉末材料Ｐを保管しながら材
料供給ワイパー２と前側の材料格納遮蔽板８と後側の材
料格納遮蔽板８とを造形エリア１上を１往復させるだけ
で、２層分の材料が順次供給可能となり、１回の硬化工
程毎に材料供給ワイパー２を１回往復させる場合と比べ
て、材料供給ワイパー２の無駄な動きが少ないので、迅
速な動作が可能となり、全体の作業時間が削減され、作
業効率が向上する。
【００６３】図５０は造形エリア１に粉末材料Ｐが供給
されているか否かを把握するために、レーザー焼結する
チャンバー内上部にカメラユニット部９を設置し、材料
供給後に造形エリア１上に材料が供給されているか否か
を確認し、また材料が完全に供給されていないときは再
度材料を供給する場合の一例を示している。本例では、
図５０（ｂ）の左側に示す材料供給が完全にされた画像
のときは次層のレーザー焼結を行ない、同（ｂ）の右側
に示す材料供給が不完全な場合の画像（Ｔで示す影）の
ときは再度材料供給を行ない、その後再度カメラで撮影
して、材料供給が完全となった後に、次層のレーザー焼
結を行なうようにする。これにより材料供給漏れが少な
くなり、造形物の高品質化を図ることができる。
されているか否かを把握するために、レーザー焼結する
チャンバー内上部にカメラユニット部９を設置し、材料
供給後に造形エリア１上に材料が供給されているか否か
を確認し、また材料が完全に供給されていないときは再
度材料を供給する場合の一例を示している。本例では、
図５０（ｂ）の左側に示す材料供給が完全にされた画像
のときは次層のレーザー焼結を行ない、同（ｂ）の右側
に示す材料供給が不完全な場合の画像（Ｔで示す影）の
ときは再度材料供給を行ない、その後再度カメラで撮影
して、材料供給が完全となった後に、次層のレーザー焼
結を行なうようにする。これにより材料供給漏れが少な
くなり、造形物の高品質化を図ることができる。
【００６４】
【発明の効果】上述のように請求項１記載の発明にあっ
ては、造形エリアの外側の所定位置に配置された無機質
もしくは有機質の粉末材料を材料供給ワイパーによって
造形エリアに向かって移動させる移動工程と、造形エリ
アに粉末材料を充填して均すことにより層状に堆積させ
る堆積工程と、堆積させた粉末材料に光ビームを照射し
て硬化層を形成する光ビーム照射工程とを繰り返すこと
により、硬化層を積み重ねて所望の三次元形状造形物を
製造する方法であって、上記光ビーム照射工程の途中
で、材料供給ワイパーを移動させて次層分の粉末材料を
光ビームが照射されない非焼結エリアに向かって移動さ
せると共に粉末材料が焼結エリア内に流出しない位置で
材料供給ワイパーを停止させる材料待機工程を行なうの
で、光ビーム照射を行なっている状態で、材料供給ワイ
パーにて次層分の粉末材料を造形エリア上の焼結エリア
の上面に流出しない位置まで押し出して待機させること
によって、造形エリア上への次層の材料供給の準備がで
きるようになり、これにより造形時の材料供給時間を更
に短縮でき、生産の高効率化を図ることができるもので
ある。
ては、造形エリアの外側の所定位置に配置された無機質
もしくは有機質の粉末材料を材料供給ワイパーによって
造形エリアに向かって移動させる移動工程と、造形エリ
アに粉末材料を充填して均すことにより層状に堆積させ
る堆積工程と、堆積させた粉末材料に光ビームを照射し
て硬化層を形成する光ビーム照射工程とを繰り返すこと
により、硬化層を積み重ねて所望の三次元形状造形物を
製造する方法であって、上記光ビーム照射工程の途中
で、材料供給ワイパーを移動させて次層分の粉末材料を
光ビームが照射されない非焼結エリアに向かって移動さ
せると共に粉末材料が焼結エリア内に流出しない位置で
材料供給ワイパーを停止させる材料待機工程を行なうの
で、光ビーム照射を行なっている状態で、材料供給ワイ
パーにて次層分の粉末材料を造形エリア上の焼結エリア
の上面に流出しない位置まで押し出して待機させること
によって、造形エリア上への次層の材料供給の準備がで
きるようになり、これにより造形時の材料供給時間を更
に短縮でき、生産の高効率化を図ることができるもので
ある。
【００６５】また請求項２記載の発明は、請求項１記載
の効果に加えて、上記粉末材料を溜める材料タンクと硬
化層を造形する造形タンクとの間に次層分の粉末材料を
停止させると共に材料流出先端部が造形エリア直前に位
置するように材料供給ワイパーを位置制御するので、造
形時間の短縮を図りながら、造形エリア上部に粉末材料
が流出するのを防止できるものである。
の効果に加えて、上記粉末材料を溜める材料タンクと硬
化層を造形する造形タンクとの間に次層分の粉末材料を
停止させると共に材料流出先端部が造形エリア直前に位
置するように材料供給ワイパーを位置制御するので、造
形時間の短縮を図りながら、造形エリア上部に粉末材料
が流出するのを防止できるものである。
【００６６】また請求項３記載の発明は、請求項１記載
の効果に加えて、ＣＡＭ処理で作成された造形物の断面
輪郭データと、断面輪郭データの造形エリア上に配置さ
れる位置とに基づいて、造形エリア上での焼結エリアと
非焼結エリアとを特定して、材料供給ワイパーの位置制
御を行なうので、材料供給ワイパーの材料供給位置設定
を数値制御することが可能となる。
の効果に加えて、ＣＡＭ処理で作成された造形物の断面
輪郭データと、断面輪郭データの造形エリア上に配置さ
れる位置とに基づいて、造形エリア上での焼結エリアと
非焼結エリアとを特定して、材料供給ワイパーの位置制
御を行なうので、材料供給ワイパーの材料供給位置設定
を数値制御することが可能となる。
【００６７】また請求項４記載の発明は、請求項1又は
２又は３記載の効果に加えて、粉末材料を溜める材料タ
ンクと硬化層を造形する造形タンクとの間に、材料供給
ワイパーにて押し出された粉末材料の材料流出先端部を
検知する材料先端部検知センサーを配置し、材料先端部
検知センサーが検知した位置と材料供給ワイパーの先端
部とから、材料流出量の幅を算出して材料供給ワイパー
の位置制御を行なうので、材料流出先端部と材料供給ワ
イパーの先端部との間の距離測定を随時行なうことがで
き、材料流出量を把握することができる。
２又は３記載の効果に加えて、粉末材料を溜める材料タ
ンクと硬化層を造形する造形タンクとの間に、材料供給
ワイパーにて押し出された粉末材料の材料流出先端部を
検知する材料先端部検知センサーを配置し、材料先端部
検知センサーが検知した位置と材料供給ワイパーの先端
部とから、材料流出量の幅を算出して材料供給ワイパー
の位置制御を行なうので、材料流出先端部と材料供給ワ
イパーの先端部との間の距離測定を随時行なうことがで
き、材料流出量を把握することができる。
【００６８】また請求項５記載の発明は、請求項４記載
の効果に加えて、材料先端部検知センサーが材料供給ワ
イパーの進行方向に沿ってスライド可能とされ、焼結エ
リア先端部と対応する位置に材料先端部検知センサーを
移動制御すると共に、焼結エリア先端部から材料供給ワ
イパーの先端部までの最短距離をＣＡＭ処理で作成され
た断面輪郭データから算出し、当該算出結果に基づいて
材料供給ワイパーを駆動するので、材料先端部検知セン
サーをスライド可能としたことで、焼結エリア先端部の
変化に材料先端部検知センサーが対応できるようにな
り、造形エリアの形状変化に応じて材料流出量の数値が
明確となり、材料流出量を把握することができる。
の効果に加えて、材料先端部検知センサーが材料供給ワ
イパーの進行方向に沿ってスライド可能とされ、焼結エ
リア先端部と対応する位置に材料先端部検知センサーを
移動制御すると共に、焼結エリア先端部から材料供給ワ
イパーの先端部までの最短距離をＣＡＭ処理で作成され
た断面輪郭データから算出し、当該算出結果に基づいて
材料供給ワイパーを駆動するので、材料先端部検知セン
サーをスライド可能としたことで、焼結エリア先端部の
変化に材料先端部検知センサーが対応できるようにな
り、造形エリアの形状変化に応じて材料流出量の数値が
明確となり、材料流出量を把握することができる。
【００６９】また請求項６記載の発明は、請求項３記載
の効果に加えて、予め求められた材料供給ワイパーの移
動距離と材料供給ワイパーの先端部から材料流出先端部
までの距離との関係を示すデータに基づいて、材料供給
ワイパーの位置制御を行なうので、例えば造形エリア上
で材料供給ワイパーを移動させたときの材料供給ワイパ
ーの先端部と材料流出先端部との関係を実験してデータ
ベース化し、このデータを造形条件に付加し、造形を行
なうことで、材料流出量の数値が明確となり、材料流出
量を把握することができる。
の効果に加えて、予め求められた材料供給ワイパーの移
動距離と材料供給ワイパーの先端部から材料流出先端部
までの距離との関係を示すデータに基づいて、材料供給
ワイパーの位置制御を行なうので、例えば造形エリア上
で材料供給ワイパーを移動させたときの材料供給ワイパ
ーの先端部と材料流出先端部との関係を実験してデータ
ベース化し、このデータを造形条件に付加し、造形を行
なうことで、材料流出量の数値が明確となり、材料流出
量を把握することができる。
【００７０】また請求項７記載の発明は、請求項３記載
の効果に加えて、上記材料供給ワイパーの移動距離を制
御用コンピュータにフィードバックして材料供給ワイパ
ーのスライド位置座標を認識すると共に、次層分の粉末
材料の最大流出幅の数値を予め入力しておき、焼結エリ
ア先端部から材料供給ワイパーの先端部までの距離を算
出して、当該距離が予め入力された材料流出幅と一致し
た時点で材料供給ワイパーを停止させるので、材料先端
部検知センサーを用いることなく、制御用コンピュータ
の位置情報により材料供給ワイパーの位置制御が可能と
なる。
の効果に加えて、上記材料供給ワイパーの移動距離を制
御用コンピュータにフィードバックして材料供給ワイパ
ーのスライド位置座標を認識すると共に、次層分の粉末
材料の最大流出幅の数値を予め入力しておき、焼結エリ
ア先端部から材料供給ワイパーの先端部までの距離を算
出して、当該距離が予め入力された材料流出幅と一致し
た時点で材料供給ワイパーを停止させるので、材料先端
部検知センサーを用いることなく、制御用コンピュータ
の位置情報により材料供給ワイパーの位置制御が可能と
なる。
【００７１】また請求項８記載の発明は、請求項３記載
の効果に加えて、上記断面輪郭データを、材料供給ワイ
パーの進行方向に対して複数分割し、材料供給ワイパー
が進行を開始する方向から光ビーム照射を開始するの
で、分割ごとの焼結完了が把握できる。
の効果に加えて、上記断面輪郭データを、材料供給ワイ
パーの進行方向に対して複数分割し、材料供給ワイパー
が進行を開始する方向から光ビーム照射を開始するの
で、分割ごとの焼結完了が把握できる。
【００７２】また請求項９記載の発明は、請求項８記載
の効果に加えて、上記材料供給ワイパーの進行方向に対
して複数分割された造形エリアに材料供給ワイパーが移
動する時間を算出し、その時間からレーザー焼結を完了
する時間を制御用コンピュータで算出し、焼結未完了の
分割されたエリアにレーザー焼結が開始され始めたとき
に、焼結完了した分割されたエリアに材料供給ワイパー
が材料供給を開始するので、材料供給時間（加工時間）
が正確に算定できるようになり、また焼結が完了したエ
リアに次層分の粉末材料を押し出すことによって、造形
時間の一層の短縮化を図ることができる。
の効果に加えて、上記材料供給ワイパーの進行方向に対
して複数分割された造形エリアに材料供給ワイパーが移
動する時間を算出し、その時間からレーザー焼結を完了
する時間を制御用コンピュータで算出し、焼結未完了の
分割されたエリアにレーザー焼結が開始され始めたとき
に、焼結完了した分割されたエリアに材料供給ワイパー
が材料供給を開始するので、材料供給時間（加工時間）
が正確に算定できるようになり、また焼結が完了したエ
リアに次層分の粉末材料を押し出すことによって、造形
時間の一層の短縮化を図ることができる。
【００７３】また、請求項１０記載の発明は、造形エリ
アの外側の所定位置に配置された無機質もしくは有機質
の粉末材料を材料供給ワイパーによって造形エリアに向
かって移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料を
充填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、
堆積させた粉末材料に光ビームを照射して硬化層を形成
する光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層
を積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する装置で
あって、上記粉末材料を溜める材料タンクと硬化層を造
形する造形タンクとの間に底面が昇降自在に駆動する材
料保管溝を設け、レーザー焼結時に材料保管溝内に格納
された粉末材料を上昇させると共に材料供給ワイパーを
移動させ且つ粉末材料が焼結エリア内に流出しない位置
で材料供給ワイパーを停止させるための制御部を設けて
なるので、レーザー焼結時に材料供給ワイパーによって
押し出された次層分の粉末材料を材料保管溝に保管し、
レーザー焼結が完了したときに材料保管溝の底面を上昇
させて材料供給を開始することができ、これにより、造
形エリア直前に材料供給準備をしたときでも、材料保管
溝に粉末材料が格納されることで、粉末材料が造形エリ
アに流出しないものであり、焼結完了後は速やかに造形
エリア上に材料供給ができ、造形時間を短縮させること
ができる。
アの外側の所定位置に配置された無機質もしくは有機質
の粉末材料を材料供給ワイパーによって造形エリアに向
かって移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料を
充填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、
堆積させた粉末材料に光ビームを照射して硬化層を形成
する光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層
を積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する装置で
あって、上記粉末材料を溜める材料タンクと硬化層を造
形する造形タンクとの間に底面が昇降自在に駆動する材
料保管溝を設け、レーザー焼結時に材料保管溝内に格納
された粉末材料を上昇させると共に材料供給ワイパーを
移動させ且つ粉末材料が焼結エリア内に流出しない位置
で材料供給ワイパーを停止させるための制御部を設けて
なるので、レーザー焼結時に材料供給ワイパーによって
押し出された次層分の粉末材料を材料保管溝に保管し、
レーザー焼結が完了したときに材料保管溝の底面を上昇
させて材料供給を開始することができ、これにより、造
形エリア直前に材料供給準備をしたときでも、材料保管
溝に粉末材料が格納されることで、粉末材料が造形エリ
アに流出しないものであり、焼結完了後は速やかに造形
エリア上に材料供給ができ、造形時間を短縮させること
ができる。
【００７４】また請求項１１記載の発明は、請求項１０
記載の効果に加えて、上記材料保管溝の底面を、造形エ
リアに近づくにつれて下り傾斜させたので、材料保管溝
の底面の上昇と材料供給ワイパーの移動とを同時に行な
うことで、粉末材料を造形エリア上に押し出すことが可
能となり、従って、材料供給ワイパーの移動開始のタイ
ミングを速めることができ、造形時間を一層短縮でき
る。
記載の効果に加えて、上記材料保管溝の底面を、造形エ
リアに近づくにつれて下り傾斜させたので、材料保管溝
の底面の上昇と材料供給ワイパーの移動とを同時に行な
うことで、粉末材料を造形エリア上に押し出すことが可
能となり、従って、材料供給ワイパーの移動開始のタイ
ミングを速めることができ、造形時間を一層短縮でき
る。
【００７５】また請求項１２記載の発明は、請求項１０
又は１１記載の効果に加えて、上記材料保管溝を造形タ
ンクの両サイドに設けたので、材料供給ワイパーの１往
復で２回の材料供給を行なうことが可能となり、材料供
給ワイパーの移動距離を短くでき、造形時間を一層短縮
できる。
又は１１記載の効果に加えて、上記材料保管溝を造形タ
ンクの両サイドに設けたので、材料供給ワイパーの１往
復で２回の材料供給を行なうことが可能となり、材料供
給ワイパーの移動距離を短くでき、造形時間を一層短縮
できる。
【００７６】また請求項１３記載の発明は、請求項１２
記載の効果に加えて、上記両サイドの材料保管溝のう
ち、材料タンク側の材料保管溝に「複数層＋１層」分の
粉末材料を格納し、材料タンク側とは反対側の材料保管
溝に上記「複数層」と同数の「複数層」の粉末材料を格
納し、レーザー焼結が完了した後に材料供給ワイパーを
両方の材料保管溝間に移動させることで造形エリア上へ
の材料供給を行なうので、材料供給ワイパーを両サイド
の材料保管溝間で複数回往復させるだけで、材料保管溝
内の粉末材料を複数回供給することが可能となり、材料
供給ワイパーの移動距離（移動量）をより削減でき、作
業能率を向上させて、造形時間を一層短縮できるもので
ある。
記載の効果に加えて、上記両サイドの材料保管溝のう
ち、材料タンク側の材料保管溝に「複数層＋１層」分の
粉末材料を格納し、材料タンク側とは反対側の材料保管
溝に上記「複数層」と同数の「複数層」の粉末材料を格
納し、レーザー焼結が完了した後に材料供給ワイパーを
両方の材料保管溝間に移動させることで造形エリア上へ
の材料供給を行なうので、材料供給ワイパーを両サイド
の材料保管溝間で複数回往復させるだけで、材料保管溝
内の粉末材料を複数回供給することが可能となり、材料
供給ワイパーの移動距離（移動量）をより削減でき、作
業能率を向上させて、造形時間を一層短縮できるもので
ある。
【００７７】また請求項１４記載の発明は、請求項１０
又は１１又は１２又は１３記載の効果に加えて、材料保
管溝の下部に振動ユニット部を設けたので、材料保管溝
の底面に振動を与えて、材料保管溝の粉末材料の充填を
高密度で行なうことができ、材料供給量のバラツキを防
止できる。
又は１１又は１２又は１３記載の効果に加えて、材料保
管溝の下部に振動ユニット部を設けたので、材料保管溝
の底面に振動を与えて、材料保管溝の粉末材料の充填を
高密度で行なうことができ、材料供給量のバラツキを防
止できる。
【００７８】また請求項１５記載の発明は、上記硬化層
を造形する造形タンクの両サイドに底面が昇降自在に駆
動する材料保管溝をそれぞれ設け、材料タンク側の材料
保管溝に２層分以上の粉末材料を格納すると共に、材料
タンク側と反対側の材料保管溝に１層分の粉末材料を格
納し、両サイドの材料保管溝間に材料供給ワイパーを往
復移動させるので、材料保管溝内の２層以上の粉末材料
を造形エリア上に１層ずつ順次供給可能となり、従っ
て、材料供給ワイパーの移動距離（移動量）を削減で
き、作業能率を向上させて、造形時間を短縮できる。
を造形する造形タンクの両サイドに底面が昇降自在に駆
動する材料保管溝をそれぞれ設け、材料タンク側の材料
保管溝に２層分以上の粉末材料を格納すると共に、材料
タンク側と反対側の材料保管溝に１層分の粉末材料を格
納し、両サイドの材料保管溝間に材料供給ワイパーを往
復移動させるので、材料保管溝内の２層以上の粉末材料
を造形エリア上に１層ずつ順次供給可能となり、従っ
て、材料供給ワイパーの移動距離（移動量）を削減で
き、作業能率を向上させて、造形時間を短縮できる。
【００７９】また請求項１６記載の発明は、請求項１５
記載の効果に加えて、上記両サイドの材料保管溝の少な
くとも一方の底面を造形エリアに近づくにつれて下り傾
斜させると共に、下り傾斜した底面の上昇と材料供給ワ
イパーの移動とを同時に行なうことで、粉末材料を造形
エリア上に押し出すので、材料供給ワイパーの移動開始
のタイミングを速めることができ、作業能率を向上させ
て、造形時間の一層の短縮化を図ることができる。
記載の効果に加えて、上記両サイドの材料保管溝の少な
くとも一方の底面を造形エリアに近づくにつれて下り傾
斜させると共に、下り傾斜した底面の上昇と材料供給ワ
イパーの移動とを同時に行なうことで、粉末材料を造形
エリア上に押し出すので、材料供給ワイパーの移動開始
のタイミングを速めることができ、作業能率を向上させ
て、造形時間の一層の短縮化を図ることができる。
【００８０】また請求項１７記載の発明は、造形エリア
の外側の所定位置に配置された無機質もしくは有機質の
粉末材料を材料供給ワイパーによって造形エリアに向か
って移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料を充
填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、堆
積させた粉末材料に光ビームを照射して硬化層を形成す
る光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層を
積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する装置であ
って、上記粉末材料を溜める材料タンクと硬化層を造形
する造形タンクとの間に材料格納遮蔽板を配置し、レー
ザー焼結時に材料供給ワイパーにて押し出された粉末材
料を材料供給ワイパーと材料格納遮蔽板との間で挟み込
み、レーザー焼結完了後に粉末材料を造形エリア上に供
給するための制御部を設けてなるので、造形エリア直前
まで粉末材料が移動しても材料格納遮蔽板によって造形
エリア内に粉末材料が流出するのを防止できるので、材
料供給時の流出量を把握しなくてもよく、材料供給ワイ
パーの位置制御が簡単になる。
の外側の所定位置に配置された無機質もしくは有機質の
粉末材料を材料供給ワイパーによって造形エリアに向か
って移動させる移動工程と、造形エリアに粉末材料を充
填して均すことにより層状に堆積させる堆積工程と、堆
積させた粉末材料に光ビームを照射して硬化層を形成す
る光ビーム照射工程とを繰り返すことにより、硬化層を
積み重ねて所望の三次元形状造形物を製造する装置であ
って、上記粉末材料を溜める材料タンクと硬化層を造形
する造形タンクとの間に材料格納遮蔽板を配置し、レー
ザー焼結時に材料供給ワイパーにて押し出された粉末材
料を材料供給ワイパーと材料格納遮蔽板との間で挟み込
み、レーザー焼結完了後に粉末材料を造形エリア上に供
給するための制御部を設けてなるので、造形エリア直前
まで粉末材料が移動しても材料格納遮蔽板によって造形
エリア内に粉末材料が流出するのを防止できるので、材
料供給時の流出量を把握しなくてもよく、材料供給ワイ
パーの位置制御が簡単になる。
【００８１】また請求項１８記載の発明は、請求項１７
記載の効果に加えて、上記材料格納遮蔽板の先端部を材
料供給ワイパー側に向かって傾けた形状にしたので、材
料供給ワイパーと材料格納遮蔽板との間で次層分の粉末
材料を挟み込むことができ、造形エリア直前まで材料格
納遮蔽板が移動しても粉末材料が流出しないようにでき
る。
記載の効果に加えて、上記材料格納遮蔽板の先端部を材
料供給ワイパー側に向かって傾けた形状にしたので、材
料供給ワイパーと材料格納遮蔽板との間で次層分の粉末
材料を挟み込むことができ、造形エリア直前まで材料格
納遮蔽板が移動しても粉末材料が流出しないようにでき
る。
【００８２】また請求項１９記載の発明は、請求項１７
記載の効果に加えて、上記材料格納遮蔽板の先端部を材
料供給ワイパーに対して接触離反可能とし、材料待機工
程の中で材料供給ワイパーにて押し出された粉末材料を
材料供給ワイパーと材料格納遮蔽板との間で挟み込むと
共に、材料格納遮蔽板の先端部と材料供給ワイパーとの
隙間から粉末材料を造形エリア上の焼結エリアとその周
辺部に供給するので、造形エリア直前まで粉末材料が移
動しても材料格納遮蔽板と材料供給ワイパーとの隙間を
なくすことで造形エリア内に粉末材料が流出するのを防
止できるので材料供給時の流出量を把握しなくてもよ
く、供給時には材料格納遮蔽板と材料供給ワイパーとの
間に隙間を設けることで造形エリア上の焼結エリアとそ
の周辺部のみに粉末材料を供給することが可能となり、
材料供給の効率化を図ることができる。
記載の効果に加えて、上記材料格納遮蔽板の先端部を材
料供給ワイパーに対して接触離反可能とし、材料待機工
程の中で材料供給ワイパーにて押し出された粉末材料を
材料供給ワイパーと材料格納遮蔽板との間で挟み込むと
共に、材料格納遮蔽板の先端部と材料供給ワイパーとの
隙間から粉末材料を造形エリア上の焼結エリアとその周
辺部に供給するので、造形エリア直前まで粉末材料が移
動しても材料格納遮蔽板と材料供給ワイパーとの隙間を
なくすことで造形エリア内に粉末材料が流出するのを防
止できるので材料供給時の流出量を把握しなくてもよ
く、供給時には材料格納遮蔽板と材料供給ワイパーとの
間に隙間を設けることで造形エリア上の焼結エリアとそ
の周辺部のみに粉末材料を供給することが可能となり、
材料供給の効率化を図ることができる。
【００８３】また請求項２０記載の発明は、請求項１７
又は１８又は１９記載の効果に加えて、材料格納遮蔽板
を材料供給ワイパーの前後両サイドに設けたので、前側
の材料格納遮蔽板と材料供給ワイパーとの間に次層分の
粉末材料を保管すると共に、後側の材料格納遮蔽板と材
料供給ワイパーとの間に次々層の粉末材料を保管して、
造形エリア上を往復させることで、２層分の材料が順次
供給可能となり、作業能率を向上させて、造形時間をよ
り短縮できるようになる。
又は１８又は１９記載の効果に加えて、材料格納遮蔽板
を材料供給ワイパーの前後両サイドに設けたので、前側
の材料格納遮蔽板と材料供給ワイパーとの間に次層分の
粉末材料を保管すると共に、後側の材料格納遮蔽板と材
料供給ワイパーとの間に次々層の粉末材料を保管して、
造形エリア上を往復させることで、２層分の材料が順次
供給可能となり、作業能率を向上させて、造形時間をよ
り短縮できるようになる。
【００８４】また請求項請求項２１記載の発明は、請求
項１〜９又は１３又は１４又は１６又は１７記載の効果
に加えて、レーザー焼結するチャンバー内上部にカメラ
ユニット部を設置し、材料供給後に造形エリア上に材料
が完全に供給されていないときは再度材料を供給するの
で、材料供給が完全にされた画像のときは次層のレーザ
ー焼結を行ない、材料供給が不完全な場合の画像のとき
は再度材料供給を行ない、再度カメラで撮影して材料供
給が完全となった後に、次層のレーザー焼結を行なうよ
うにすることで、造形エリアに粉末材料が供給されてい
るか否かを把握することができる結果、材料供給漏れが
少なくなり、造形物の高品質化を図ることができる。
項１〜９又は１３又は１４又は１６又は１７記載の効果
に加えて、レーザー焼結するチャンバー内上部にカメラ
ユニット部を設置し、材料供給後に造形エリア上に材料
が完全に供給されていないときは再度材料を供給するの
で、材料供給が完全にされた画像のときは次層のレーザ
ー焼結を行ない、材料供給が不完全な場合の画像のとき
は再度材料供給を行ない、再度カメラで撮影して材料供
給が完全となった後に、次層のレーザー焼結を行なうよ
うにすることで、造形エリアに粉末材料が供給されてい
るか否かを把握することができる結果、材料供給漏れが
少なくなり、造形物の高品質化を図ることができる。
【図１】本発明の実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】同上の三次元ＣＡＤにて形成された立体形状デ
ータの説明図である。
ータの説明図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は三次元立体形状とその形状をス
ライスする場合の説明図、（ｃ）（ｄ）は抽出された断
面輪郭データの一例であり、（ｃ）は（ｂ）のＱ−Ｑ線
断面図、（ｄ）は（ｂ）のＷ−Ｗ線断面図である。
ライスする場合の説明図、（ｃ）（ｄ）は抽出された断
面輪郭データの一例であり、（ｃ）は（ｂ）のＱ−Ｑ線
断面図、（ｄ）は（ｂ）のＷ−Ｗ線断面図である。
【図４】同上の断面輪郭データをやり取りするネットワ
ークの説明図である。
ークの説明図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は同上の断面輪郭データを制御
用コンピュータにてレイアウトする場合の説明図であ
る。
用コンピュータにてレイアウトする場合の説明図であ
る。
【図６】（ａ）は同上の造形を行なう装置の斜視図、
（ｂ）は材料先端部検知センサー付近の拡大斜視図、
（ｃ）は材料テーブル及び造形テーブルを駆動するスラ
イダー部分の斜視図である。
（ｂ）は材料先端部検知センサー付近の拡大斜視図、
（ｃ）は材料テーブル及び造形テーブルを駆動するスラ
イダー部分の斜視図である。
【図７】同上の造形テーブル及び材料テーブルを開始位
置にセットした状態の説明図である。
置にセットした状態の説明図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は同上の材料供給ワイパーの移動
状態の説明図である。
状態の説明図である。
【図９】（ａ）は材料供給完了状態を示し、（ｂ）は１
層分だけ造形テーブルを降下させた状態を示し、（ｃ）
は材料供給ワイパーを原点位置に復帰させると共に断面
輪郭エリアに光ビームを照射してレーザー焼結を行なう
状態を示し、（ｄ）は光ビームの照射と材料供給ワイパ
ーの復帰を同時に行なう状態を示し、（ｅ）は材料供給
ワイパーが造形エリアの外側に移動した状態を示す図で
ある。
層分だけ造形テーブルを降下させた状態を示し、（ｃ）
は材料供給ワイパーを原点位置に復帰させると共に断面
輪郭エリアに光ビームを照射してレーザー焼結を行なう
状態を示し、（ｄ）は光ビームの照射と材料供給ワイパ
ーの復帰を同時に行なう状態を示し、（ｅ）は材料供給
ワイパーが造形エリアの外側に移動した状態を示す図で
ある。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は同上の材料待機工程の説明
図である。
図である。
【図１１】同上の材料待機工程において、材料流出先端
部を焼結エリアの手前に位置させた場合の説明図であ
る。
部を焼結エリアの手前に位置させた場合の説明図であ
る。
【図１２】同上の焼結エリア先端部におけるポイントデ
ータの説明図である。
ータの説明図である。
【図１３】（ａ）〜（ｃ）は同上の粉末材料供給の動作
説明図である。
説明図である。
【図１４】（ａ）（ｂ）は同上の材料供給ワイパーと材
料流出幅との関係を説明する図である。
料流出幅との関係を説明する図である。
【図１５】（ａ）（ｂ）は同上の材料先端部検知センサ
ーの斜視図及び側面図、（ｃ）は材料先端部検知センサ
ーにて材料流出先端部を検知して材料供給ワイパーを停
止させた場合の説明図である。
ーの斜視図及び側面図、（ｃ）は材料先端部検知センサ
ーにて材料流出先端部を検知して材料供給ワイパーを停
止させた場合の説明図である。
【図１６】（ａ）〜（ｄ）は同上の材料流出先端部と材
料供給ワイパーの先端部との距離と、材料供給ワイパー
の移動距離との関係を示す図である。
料供給ワイパーの先端部との距離と、材料供給ワイパー
の移動距離との関係を示す図である。
【図１７】同上の材料流出先端部と材料供給ワイパーの
先端部との距離と、材料供給ワイパーの移動距離との関
係を示すグラフである。
先端部との距離と、材料供給ワイパーの移動距離との関
係を示すグラフである。
【図１８】同上の材料先端部検知センサーをスライド可
能とした場合の説明図である。
能とした場合の説明図である。
【図１９】同上の造形エリアの位置情報と材料供給ワイ
パーのスライダー位置情報とから材料供給ワイパーの位
置制御を行なう場合の説明図である。
パーのスライダー位置情報とから材料供給ワイパーの位
置制御を行なう場合の説明図である。
【図２０】同上の材料流出先端部を焼結エリア直前で停
止させる場合の説明図である。
止させる場合の説明図である。
【図２１】同上のＣＡＤ断面輪郭データを材料供給ワイ
パーが移動する進行方向に分割し、分割されたエリアを
上記進行方向からレーザー焼結を行なう場合の一例の説
明図である。
パーが移動する進行方向に分割し、分割されたエリアを
上記進行方向からレーザー焼結を行なう場合の一例の説
明図である。
【図２２】同上のレーザー焼結を開始から材料供給ワイ
パーが材料供給を開始する場合の説明図である。
パーが材料供給を開始する場合の説明図である。
【図２３】（ａ）（ｂ）は同上の材料タンクと造形タン
クの間に材料保管溝を設けた場合の説明図である。
クの間に材料保管溝を設けた場合の説明図である。
【図２４】（ａ）（ｂ）は同上の材料保管溝の底面を傾
斜させた場合の説明図である。
斜させた場合の説明図である。
【図２５】同上の材料保管溝を造形タンクの両サイドに
設けた場合の説明図である。
設けた場合の説明図である。
【図２６】（ａ）〜（ｆ）は図２５の工程図である。
【図２７】（ａ）〜（ｄ）は同上の材料保管溝に複数層
分の粉末材料を保管する場合の工程図である。
分の粉末材料を保管する場合の工程図である。
【図２８】同上の造形タンクの外側の材料保管溝の底面
を傾斜させた場合の説明図である。
を傾斜させた場合の説明図である。
【図２９】同上の材料保管溝に振動を与える振動ユニッ
ト部を設けた場合の説明図である。
ト部を設けた場合の説明図である。
【図３０】（ａ）は同上の造形タンクの両サイドに材料
保管溝を設けた装置の斜視図、（ｂ）は溝テーブルの昇
降スライダーの説明図、（ｃ）はモータとカムを用いて
溝テーブルを昇降させる場合の説明図である。
保管溝を設けた装置の斜視図、（ｂ）は溝テーブルの昇
降スライダーの説明図、（ｃ）はモータとカムを用いて
溝テーブルを昇降させる場合の説明図である。
【図３１】（ａ）（ｂ）は同上のモータとカムを用いて
溝テーブルを昇降させる場合の正面断面図及び側面図、
（ｃ）はカムの正面図である。
溝テーブルを昇降させる場合の正面断面図及び側面図、
（ｃ）はカムの正面図である。
【図３２】同上の材料供給ワイパーの前方に材料格納遮
蔽板を配置した場合の説明図である。
蔽板を配置した場合の説明図である。
【図３３】（ａ）（ｂ）は同上の材料格納遮蔽板を備え
た装置の斜視図、及び拡大斜視図である。
た装置の斜視図、及び拡大斜視図である。
【図３４】（ａ）〜（ｃ）は同上の材料格納遮蔽板の動
作説明図である。
作説明図である。
【図３５】同上の材料格納遮蔽板の他例の斜視図であ
る。
る。
【図３６】（ａ）は同上の材料格納遮蔽板の更に他例の
斜視図、（ｂ）は底面図である。
斜視図、（ｂ）は底面図である。
【図３７】同上の材料格納遮蔽板の更に他例の斜視図で
ある。
ある。
【図３８】（ａ）（ｂ）は同上のレーザー焼結面の突起
部の説明図である。
部の説明図である。
【図３９】同上の材料格納遮蔽板の先端部をく字状に屈
曲させた場合の説明図である。
曲させた場合の説明図である。
【図４０】（ａ）は同上の先端部がく字状に屈曲した材
料格納遮蔽板を備えた装置の斜視図、（ｂ）は拡大斜視
図である。
料格納遮蔽板を備えた装置の斜視図、（ｂ）は拡大斜視
図である。
【図４１】（ａ）〜（ｃ）は同上の材料格納遮蔽板の動
作説明図である。
作説明図である。
【図４２】同上の材料格納遮蔽板と材料供給ワイパーと
を接離自在とした装置の斜視図である。
を接離自在とした装置の斜視図である。
【図４３】（ａ）〜（ｆ）は図４２の装置を用いて粉末
材料を供給する動作の説明図である。
材料を供給する動作の説明図である。
【図４４】（ａ）〜（ｄ）は図４２の装置を用いて粉末
材料を供給する動作の説明図である。
材料を供給する動作の説明図である。
【図４５】同上の材料供給ワイパーの背後に後側の材料
格納遮蔽板を設けた場合の説明図である。
格納遮蔽板を設けた場合の説明図である。
【図４６】（ａ）は同上の後側の材料格納遮蔽板を備え
た装置の斜視図、（ｂ）は拡大斜視図である。
た装置の斜視図、（ｂ）は拡大斜視図である。
【図４７】同上の後側の材料格納遮蔽板と材料供給ワイ
パーと前側の材料格納遮蔽板とが重なり合った状態の斜
視図である。
パーと前側の材料格納遮蔽板とが重なり合った状態の斜
視図である。
【図４８】（ａ）〜（ｄ）は同上の装置を用いて粉末材
料を供給する動作の説明図である。
料を供給する動作の説明図である。
【図４９】（ａ）〜（ｄ）は同上の装置を用いて粉末材
料を供給する動作の説明図である。
料を供給する動作の説明図である。
【図５０】（ａ）は同上の造形エリア上の材料供給状況
をカメラユニット部で撮影する場合の説明図、（ｂ）は
焼結されたカメラ画像において材料供給が完全にされた
場合と不完全な場合の説明図である。
をカメラユニット部で撮影する場合の説明図、（ｂ）は
焼結されたカメラ画像において材料供給が完全にされた
場合と不完全な場合の説明図である。
【図５１】（ａ）〜（ｄ）は従来例の説明図である。
１ 造形エリア
２ 材料供給ワイパー
３ 材料タンク
４ 造形タンク
５ 材料先端部検知センサー
６ 材料保管溝
６ａ 底面
７ 振動ユニット部
８ 材料格納遮蔽板
９ カメラユニット部
Ａ 進行方向
Ｌ 光ビーム
Ｍ 硬化層
Ｐ 粉末材料
Ｐ１ 材料流出先端部
Ｕ 焼結エリア
Ｖ 非焼結エリア
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 不破 勲
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
(72)発明者 上永 修士
大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株
式会社内
Ｆターム(参考） 4F213 AC04 AD02 AD05 WA25 WA97
WB01 WL02 WL26 WL32 WL43
WL74 WL85
4K018 CA44 CA50 EA60 JA05 JA09
Claims (21)
- 【請求項１】 造形エリアの外側の所定位置に配置され
た無機質もしくは有機質の粉末材料を材料供給ワイパー
によって造形エリアに向かって移動させる移動工程と、
造形エリアに粉末材料を充填して均すことにより層状に
堆積させる堆積工程と、堆積させた粉末材料に光ビーム
を照射して硬化層を形成する光ビーム照射工程とを繰り
返すことにより、硬化層を積み重ねて所望の三次元形状
造形物を製造する方法であって、上記光ビーム照射工程
の途中で、材料供給ワイパーを移動させて次層分の粉末
材料を光ビームが照射されない非焼結エリアに向かって
移動させると共に粉末材料が焼結エリア内に流出しない
位置で材料供給ワイパーを停止させる材料待機工程を行
なうことを特徴とする三次元形状造形物の製造方法。 - 【請求項２】 上記粉末材料を溜める材料タンクと硬化
層を造形する造形タンクとの間に次層分の粉末材料を停
止させると共に材料流出先端部が造形エリア直前に位置
するように材料供給ワイパーを位置制御することを特徴
とする請求項１記載の三次元形状造形物の製造方法。 - 【請求項３】 ＣＡＭ処理で作成された造形物の断面輪
郭データと、断面輪郭データの造形エリア上に配置され
る位置とに基づいて、造形エリア上での焼結エリアと非
焼結エリアとを特定して、材料供給ワイパーの位置制御
を行なうことを特徴とする請求項１記載の三次元形状造
形物の製造方法。 - 【請求項４】 上記粉末材料を溜める材料タンクと硬化
層を造形する造形タンクとの間に、材料供給ワイパーに
て押し出された粉末材料の材料流出先端部を検知する材
料先端部検知センサーを配置し、材料先端部検知センサ
ーが検知した位置と材料供給ワイパーの先端部とから、
材料流出量の幅を算出して材料供給ワイパーの位置制御
を行なうことを特徴とする請求項１又は２又は３記載の
三次元形状造形物の製造方法。 - 【請求項５】 上記材料先端部検知センサーが材料供給
ワイパーの進行方向に沿ってスライド可能とされ、焼結
エリア先端部と対応する位置に材料先端部検知センサー
を移動制御すると共に、焼結エリア先端部から材料供給
ワイパーの先端部までの最短距離をＣＡＭ処理で作成さ
れた断面輪郭データから算出し、当該算出結果に基づい
て材料供給ワイパーを駆動することを特徴とする請求項
４記載の三次元形状造形物の製造方法。 - 【請求項６】 予め求められた材料供給ワイパーの移動
距離と材料供給ワイパーの先端部から材料流出先端部ま
での距離との関係を示すデータに基づいて、材料供給ワ
イパーの位置制御を行なうことを特徴とする請求項３記
載の三次元形状造形物の製造方法。 - 【請求項７】 上記材料供給ワイパーの移動距離を制御
用コンピュータにフィードバックして材料供給ワイパー
のスライド位置座標を認識すると共に、次層分の粉末材
料の最大流出幅の数値を予め入力しておき、焼結エリア
先端部から材料供給ワイパーの先端部までの距離を算出
して、当該距離が予め入力された材料流出幅と一致した
時点で材料供給ワイパーを停止させることを特徴とする
請求項３記載の三次元形状造形物の製造方法。 - 【請求項８】 上記断面輪郭データを、材料供給ワイパ
ーの進行方向に対して複数分割し、材料供給ワイパーが
進行を開始する方向から光ビーム照射を開始することを
特徴とする請求項３記載の三次元形状造形物の製造方
法。 - 【請求項９】 上記材料供給ワイパーの進行方向に対し
て複数分割された造形エリアに材料供給ワイパーが移動
する時間を算出し、その時間からレーザー焼結を完了す
る時間を制御用コンピュータで算出し、焼結未完了の分
割されたエリアにレーザー焼結が開始され始めたとき
に、焼結完了した分割されたエリアに材料供給ワイパー
が材料供給を開始することを特徴とする請求項８記載の
三次元形状造形物の製造方法。 - 【請求項１０】 造形エリアの外側の所定位置に配置さ
れた無機質もしくは有機質の粉末材料を材料供給ワイパ
ーによって造形エリアに向かって移動させる移動工程
と、造形エリアに粉末材料を充填して均すことにより層
状に堆積させる堆積工程と、堆積させた粉末材料に光ビ
ームを照射して硬化層を形成する光ビーム照射工程とを
繰り返すことにより、硬化層を積み重ねて所望の三次元
形状造形物を製造する装置であって、上記粉末材料を溜
める材料タンクと硬化層を造形する造形タンクとの間に
底面が昇降自在に駆動する材料保管溝を設け、レーザー
焼結時に材料保管溝内に格納された粉末材料を上昇させ
ると共に材料供給ワイパーを移動させ且つ粉末材料が焼
結エリア内に流出しない位置で材料供給ワイパーを停止
させるための制御部を設けてな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１１】 上記材料保管溝の底面を、造形エリア
に近づくにつれて下り傾斜させたことを特徴とする請求
項１０記載の三次元形状造形物の製造装置。 - 【請求項１２】 上記材料保管溝を造形タンクの両サイ
ドに設けたことを特徴とする請求項１０又は１１記載の
三次元形状造形物の製造装置。 - 【請求項１３】 上記両サイドの材料保管溝のうち、材
料タンク側の材料保管溝に「複数層＋１層」分の粉末材
料を格納し、材料タンク側とは反対側の材料保管溝に上
記「複数層」と同数層分の粉末材料を格納し、レーザー
焼結が完了した後に材料供給ワイパーを両方の材料保管
溝間に移動させることで造形エリア上への材料供給を行
なうことを特徴とする請求項１２記載の三次元形状造形
物の製造装置。 - 【請求項１４】 材料保管溝の下部に振動ユニット部を
設けたことを特徴とする請求項１０又は１１又は１２又
は１３記載の三次元形状造形物の製造装置。 - 【請求項１５】 上記硬化層を造形する造形タンクの両
サイドに底面が昇降自在に駆動する材料保管溝をそれぞ
れ設け、材料タンク側の材料保管溝に２層分以上の粉末
材料を格納すると共に、材料タンク側と反対側の材料保
管溝に１層分の粉末材料を格納し、両サイドの材料保管
溝間に材料供給ワイパーを往復移動させることを特徴と
する請求項１記載の三次元形状造形物の製造方法。 - 【請求項１６】 上記両サイドの材料保管溝の少なくと
も一方の底面を造形エリアに近づくにつれて下り傾斜さ
せると共に、下り傾斜した底面の上昇と材料供給ワイパ
ーの移動とを同時に行なうことで、粉末材料を造形エリ
ア上に押し出すことを特徴とする請求項１５記載の三次
元形状造形物の製造方法。 - 【請求項１７】 造形エリアの外側の所定位置に配置さ
れた無機質もしくは有機質の粉末材料を材料供給ワイパ
ーによって造形エリアに向かって移動させる移動工程
と、造形エリアに粉末材料を充填して均すことにより層
状に堆積させる堆積工程と、堆積させた粉末材料に光ビ
ームを照射して硬化層を形成する光ビーム照射工程とを
繰り返すことにより、硬化層を積み重ねて所望の三次元
形状造形物を製造する装置であって、上記粉末材料を溜
める材料タンクと硬化層を造形する造形タンクとの間に
材料格納遮蔽板を配置し、レーザー焼結時に材料供給ワ
イパーにて押し出された粉末材料を材料供給ワイパーと
材料格納遮蔽板との間で挟み込み、レーザー焼結完了後
に粉末材料を造形エリア上に供給するための制御部を設
けてな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１８】 上記材料格納遮蔽板の先端部を材料供
給ワイパー側に向かって傾けた形状にしたことを特徴と
する請求項１７記載の三次元形状造形物の製造装置。 - 【請求項１９】 上記材料格納遮蔽板の先端部を材料供
給ワイパーに対して接触離反可能とし、材料待機工程の
中で材料供給ワイパーにて押し出された粉末材料を材料
供給ワイパーと材料格納遮蔽板との間で挟み込むと共
に、材料格納遮蔽板の先端部と材料供給ワイパーとの隙
間から粉末材料を造形エリア上の焼結エリアとその周辺
部に供給することを特徴とする請求項１７記載の三次元
形状造形物の製造装置。 - 【請求項２０】 材料格納遮蔽板を材料供給ワイパーの
前後両サイドに設けたことを特徴とする請求項１７又は
１８又は１９記載の三次元形状造形物の製造装置。 - 【請求項２１】 レーザー焼結するチャンバー内上部に
カメラユニット部を設置し、材料供給後に造形エリア上
に材料が完全に供給されていないときは再度材料を供給
することを特徴とする請求項１〜９又は１５又は１６記
載の三次元形状造形物の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002048763A JP3724437B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 三次元形状造形物の製造方法及びその製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048763A JP3724437B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 三次元形状造形物の製造方法及びその製造装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003245981A true JP2003245981A (ja) | 2003-09-02 |
| JP3724437B2 JP3724437B2 (ja) | 2005-12-07 |
Family
ID=28661439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002048763A Expired - Lifetime JP3724437B2 (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | 三次元形状造形物の製造方法及びその製造装置 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3724437B2 (ja) |
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