JP2003301202A - 三次元形状造形物製造用の粉末材料、三次元形状造形物の製造方法、および、三次元形状造形物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 粉末材料に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を有する
造形物を製造する方法において、緻密で精度の高い造形
品を容易かつ能率的に得られるようにすることである。 【解決手段】 粉末材料３０に光ビーム５０を照射して
硬化層３２を形成し、この硬化層３２を積み重ねて所望
の三次元形状を有する造形物Ｍを製造する方法で、５０
重量％以上の鉄系粉末と、ニッケル、ニッケル系合金、
銅および銅系合金からなる群から選ばれる１種類以上の
非鉄系粉末とを含む粉末材料を用い、作製された造形物
に、造形物よりも融点の低い金属からなる含浸材料を含
浸させることで、表面粗さが小さく、硬度が高く、強度
に優れ、成形金型などに適した造形物を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、三次元形状造形物
の製造技術に関し、詳しくは、光ビームを利用して粉末
材料を層状に連続的に硬化させて三次元形状造形物を製
造する技術において、造形に用いる金属を主体とする粉
末材料と、このような粉末材料を用いて造形物を製造す
る方法と、このような方法で製造された造形物とを対象
にしている。

【０００２】

【従来の技術】金属粉末材料に光ビーム（指向性エネル
ギービーム、例えばレーザ）を照射して硬化層を形成
し、この硬化層を積み重ねて三次元形状を有する造形物
を製造する技術が知られている。通常、このような方法
で得られる造形物は、造形密度（焼結密度）が７０％程
度であり、造形物の表面には隙間（空孔）が非常に多く
存在している。成形金型のように、表面特性が重要で、
例えば表面粗さＲy ＝１μｍ程度が要求される用途に
は、前記方法で得られた造形物をそのまま使用すること
は出来ない。造形物の表面に存在する隙間を埋めたり、
隙間を埋めた後の表面を仕上げたりすることが必要にな
る。

【０００３】特許文献１には、粉体の堆積層を圧粉した
り粉体の堆積層にレーザ光を照射したあと全体を圧縮し
たりして中間成形体を造形し、この中間成形体をさらに
焼結して、緻密な造形物を得る技術が示されている。特
許文献２には、単一の高密度エネルギー線では溶融不可
能な金属の混合粉体に、複数の高密度エネルギー線を同
時に照射して溶融させることで造形物を得る技術が示さ
れている。特許文献３には、銅合金を主成分として鉄族
金属なども含む混合粉末をレーザ光の照射によって焼結
させて造形物を製造する際に、鉄族金属化合物を含むガ
ス雰囲気中で焼結を行わせることで、混合粉末からなる
焼結材料の孔を鉄族金属化合物に由来する強化相で埋め
て、空隙率を小さくし密度を高くする技術が示されてい
る。

【０００４】

【特許文献１】特開平１０−８８２０１号公報

【０００５】

【特許文献２】特開平８−３９２７５号公報

【０００６】

【特許文献３】特表平１０−５０６１５１号公報

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記した何れの先行技
術でも、成形金型などに利用できるほど表面粗さの小さ
な造形物を得ることは困難である。特許文献１の先行技
術では、堆積層の圧粉や全体の圧縮を行っても、隙間や
空孔がある程度は小さくなるだけで、完全に無くすこと
はできない。特許文献２の先行技術では、金属の混合粉
体を完全に溶融させるには、複数の高密度エネルギー線
を同時に照射する装置が必要であり、複数の高密度エネ
ルギー線を焦点を合わせて同時に照射しながら走査する
には高度な技術が必要となり、製造装置が複雑で高価な
ものとなり、生産性も低くなる。金属を完全に溶融させ
たあとで固化させると、熱変形にって反りやクラックが
発生し易く、造形物の寸法精度が低下してしまう。

【０００８】特許文献３の先行技術では、鉄族金属化合
物は１種の化学蒸着によって焼結材料の表面に堆積する
ので、焼結材料の表面から内部までの全体の隙間を完全
に埋めるには時間がかかり、造形作業の能率が低下す
る。レーザ光を照射する領域を特定のガス雰囲気に維持
する装置などが必要であり、装置構造が複雑で高価にな
る。造形物の隙間や空孔を埋める方法として、金属や樹
脂を溶融させて含浸させる方法が考えられる。但し、樹
脂では強度や耐久性などに問題があり、前記した成形金
型などには適用できない。金属を用いる場合、溶融した
高温の金属が造形物と接触すると、造形物の一部が溶け
たり熱変形を起こしたりする可能性がある。

【０００９】本発明が解決しようとする課題は、前記し
た粉末の光レーザ硬化層を積層して三次元形状造形物を
製造する技術において、従来技術が有する問題点を解消
し、緻密で精度の高い造形品を容易かつ能率的に得られ
るようにすることである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる三次元形
状造形物製造用の粉末材料は、粉末材料に光ビームを照
射して硬化層を形成し、この硬化層を積み重ねて所望の
三次元形状を有する造形物を製造する方法に用いられる
粉末材料であって、５０重量％以上の鉄系粉末と、ニッ
ケル、ニッケル系合金、銅および銅系合金からなる群か
ら選ばれる１種類以上の非鉄系粉末とを含む。 〔その他の発明〕前記粉末材料が、球状もしくは略球状
をなし、平均粒径が０．１〜２００μｍであることがで
きる。好ましくは１〜１００μｍ、さらに好ましくは５
〜５０μｍであることができる。

【００１１】前記鉄系粉末を７０〜９５重量％含むこと
ができる。前記鉄系粉末が、焼入したときの硬さがビッ
カース硬さ４００以上またはロックウェル硬さ４０以上
になる良焼入性材料であることができる。前記鉄系粉末
が、合金工具鋼材料であることができる。前記非鉄系粉
末として、銅とリンまたはマンガンとの合金からなる銅
系合金を含むことができる。前記非鉄系粉末として、ニ
ッケルとクロム、リン、シリコンからなる群から選ばれ
る１種類以上の材料との合金からなるニッケル系合金を
含むことができる。

【００１２】前記鉄系粉末が、クロムモリブデン鋼を含
み、前記非鉄系粉末が、リン銅またはマンガン銅の何れ
かとニッケルとを含むことができる。前記粉末材料が、
クロムモリブデン鋼７０〜９０重量％、リン銅またはマ
ンガン銅５〜３０重量％、ニッケル０〜１０重量％を含
むことができる。前記粉末材料の凝集防止剤をさらに含
むことができる。前記凝集防止剤が、前記粉末材料の表
面にコーティングされていることができる。前記凝集防
止剤が、脂肪酸であることができる。

【００１３】前記粉末材料が、平均粒径１〜２０μｍで
あることができる。 〔三次元形状造形物の製造方法〕粉末材料に光ビームを
照射して硬化層を形成し、この硬化層を積み重ねて所望
の三次元形状を有する造形物を製造する方法であって、
前記粉末材料から製造された造形物に、造形物よりも融
点の低い金属からなる含浸材料を含浸させる工程(a) を
含む。前記含浸材料が、銅もしくは銅合金であることが
できる。前記工程(a) が、不活性または還元性の雰囲気
中で減圧下で、前記含浸材料の粉末を前記造形物と接触
させて含浸材料を造形物に含浸させることができる。

【００１４】前記含浸材料が、ブロンズであることがで
きる。前記含浸材料が、銅とすず、リン、マンガンとの
合金であることができる。前記工程(a) のあとで、造形
物に放電加工を施す工程(b) をさらに含むことができ
る。 〔三次元形状造形物〕前記製造方法で製造され、プラス
チック射出成形用金型、あるいは、放電加工用電極であ
ることができる。

【００１５】

【発明の実施の形態】〔基本的製造工程〕図１に、基本
的な製造工程を示している。図１(a) に示すように、周
囲が囲まれた造形枠１０の内部に、昇降自在な造形台１
２を備えている。造形台１２の上には、造形物を載せて
取り扱うための載置板１４が配置される。造形枠１０の
内部で載置板１４の上には、既に作製された硬化層３２
が複数層積み重ねられている。硬化層３２の周囲には未
硬化の粉末材料３０が存在している。

【００１６】造形台１２の上下位置を調整することで、
硬化層３２および未硬化の粉末材料３０の表面が、造形
枠１０の上端よりも少し低い位置になるように配置す
る。造形枠１０と硬化層３２の表面との間隔が、次に作
製される硬化層３２の厚みを決める。先に形成された硬
化層３２および未硬化の粉末材料３０の上に、新たな粉
末材料３０を供給し、造形枠１０を横断する幅板状の規
制部材１６を造形枠１０よりも少し高い位置で水平方向
に移動させて、粉末材料３０の高さ位置を規制し、全体
が一定の厚みを有する粉末材料３０の層を形成する。

【００１７】図１(b) に示すように、造形枠１０の内側
の粉末材料３０表面にビーム状のレーザ光５０を照射す
ると、その部分の粉末材料の全体あるいは一部が溶融し
て粉末材料同士が一体的に接合され、新たな硬化層３２
が形成される。粉末材料が溶融硬化する際には、先に形
成された硬化層３２とも接合一体化されるので、新たに
形成された硬化層３２は下方に積層された硬化層３２…
と一体化することになる。レーザ光５０を水平方向に走
査することで、所定のパターン形状を有する硬化層３２
が得られる。

【００１８】上記のような工程を繰り返すことで、所定
のパターン形状を有する硬化層３２が複数層積層された
三次元形状を有する造形物が得られる。硬化層３２すな
わち造形物の周囲には未硬化の粉末材料３０が残留して
いる。図１(c) に示すように、造形枠１０の内部から、
載置板１４とともに造形物Ｍを取り出せば、三次元形状
を有する造形物Ｍが得られる。 〔粉末材料〕粉末材料は、造形物の基本的構造や特性を
決めるベースになる材料と、このベース材料を接合する
バインダになる材料とを組み合わせる。

【００１９】ベース材料として、硬度の高い材料が好ま
しい。造形物を成形用金型や放電加工用電極のような耐
久性を要求される用途に使用する場合には、製品寿命な
どを考慮すれば、造形物には高い硬度が要求され、ベー
ス材料にも高い硬度の材料を用いることが望ましい。ベ
ース材料として、焼入れ性の良い材料を用いると、光照
射によって焼結およひ造形が行われる際に、光照射時の
加熱とその後の急冷によって焼入れが行われて、硬度な
どの特性が向上する。ベース材料に適した材料として鉄
系粉末が用いられる。上記した硬度および焼入れ性の点
で、合金工具鋼の材料が好ましいものとなる。具体的に
は、クロムモリブデン鋼（例えば、ＳＣＭ４４０）など
がある。

【００２０】バインダ材料はベース材料との相性が良く
（合金を作りやすく）、溶融時に流動性の良い材料が好
ましい。具体的には、鉄系材料と相性の良いニッケルや
ニッケル系合金があげられ、靱性、強度、耐食性などを
向上させて、線膨張係数を低下させるという機能もあ
る。ニッケル系合金として、クロム、リン、シリコンな
どとの合金を用いることができる。Ｎｉ−Ｐ系合金は、
鉄系材料（ＳＣＭ鋼）に比べて融点が５００℃以上も低
いので、バインダとしての機能に優れている。銅や銅系
合金も鉄系材料と相性が良く、流動性や濡れ性も良く、
鉄系材料に比べて融点が３００℃以上も低いので、鉄系
材料を光照射で焼結させて造形する際のバインダ機能が
高い。銅系合金として、銅とリンやマンガンとの合金を
用いると、鉄系材料に比べて融点が５００℃以上も低く
なり、前記機能に優れたものとなる。

【００２１】粉末材料に占めるバインダ材料の割合が多
いほど、低エネルギーの光ビームでも焼結できるので、
光照射による焼結性が良くなる。しかし、バインダ材料
の割合が多いと、造形物の融点が低下する。そのため、
造形物に金属を含浸させるのが困難になる。これらの条
件を考慮して、バインダ材料の割合が決められる。造形
物を製造後に金属などを含浸させる場合、造形物の融点
は含浸材料よりも高く設定しておく必要がある。含浸材
料がブロンズや銅合金の場合、造形物を製造する粉末材
料は、融点の高い鉄系粉末を７０〜９５重量％の範囲で
含むことが好ましい。

【００２２】具体的には、下記組成の粉末材料が使用で
きる。

【００２３】

【表１】

【００２４】上記表において、マンガン鋼（ＳＣＭ４４
０）は、ＪＩＳ規格に規定される材料であり、以下の組
成を有する。

【００２５】

【表２】

【００２６】また、リン銅としては、リン（Ｐ）を６．
５重量％含むものを用いた。以下の組成配合からなる粉
末材料も使用できる。

【００２７】

【表３】

【００２８】ここで、Ｎｉ−Ｐ系合金は、Ｃ：０．０９
重量％およびＰ：１１．０重量％、残部Ｎｉからなる合
金である。 〔粉末材料の粒径〕粉末材料の粒径は小さいほうが、堆
積させたときの粉末材料層の厚みを薄くでき、造形物の
寸法精度を向上させることができる。しかし、粒径の小
さな粉末は、表面積が大きくなって凝集を起こし易くな
り、粉末を散布しても転がって一様に拡がることが行わ
れ難くなり、粉末材料層における粉末材料の充填密度が
低下する。厚みの薄い粉末材料層が形成でき難くなる。
小さな粉末が多く存在するほど、上記問題が顕著にな
る。

【００２９】これらの条件を考慮して、粉末材料の平均
粒径は０．１〜２００μｍが好ましい。また、種々の条
件で実験を繰り返した結果、実用的に最も好ましい粒径
範囲は、平均粒径５〜５０μｍであった。 〔造形条件〕光ビーム５０として、パルスＹＡＧレーザ
が用いられる。照射エネルギー０．１Ｊ／ショット、シ
ョット数１５０pps 、レーザ走査速度５０mm/sec、走査
間隔０．２mmに設定する。光ビームとして、ＣＷ（連続
波）ＹＡＧレーザ、パルス炭酸レーザ、ＣＷ炭酸ガスレ
ーザを用いることもできる。

【００３０】造形雰囲気は、窒素ガスによる不活性ガス
雰囲気とする。積層硬化させる粉末材料層３０の厚み
を、０．０５mmに設定する。積層厚さを、０．１mmある
いは０．２mmに設定することもできるが、造形物の寸法
精度を向上させるには出来るだけ薄いほうが好ましい。
また、粉末材料の粒径よりも薄い積層厚さは形成できな
い。硬化層３２を形成する載置板１４として、ダイス
鋼、ハイス鋼、超硬合金など、造形物よりも硬度の大き
な材料からなるものが用いられる。前記した粉末材料
（１）（２）を用いて、上記処理条件で造形を行ったと
ころ、何れの組成でも良好な造形物が得られた。粉末材
料（１）を用いて製造された造形物の融点は１１５０℃
以上であった。

【００３１】〔凝集防止剤〕凝集防止剤を使用すること
で、粉末材料の凝集を防止して、粉末材料層の形成を容
易にし、粉末充填密度を向上させることができる。凝集
防止剤としては、微粉末の凝集を防ぐ機能のある材料で
あれば、一般的に凝集防止剤として利用されている各種
の材料が使用できる。具体的には、ステアリン酸などの
脂肪酸を含む化合物が使用できる。粉末状あるいはフレ
ーク状のステアリン酸亜鉛が使用できる。粉末材料に混
合されたステアリン酸亜鉛は、光照射による焼結の際に
大部分が蒸発する。ステアリン酸亜鉛の一部は鉄系材料
と反応して浸炭機能を発揮し、硬度を向上させる効果が
ある。この浸炭機能は、凝集防止剤を含まれる脂肪酸中
の炭素が、光照射によって鉄系粉末と反応して生じるも
のであると推定できる。

【００３２】但し、凝集防止剤には、粉末材料の焼結す
なわち結合を阻害する作用があるので、配合量が多すぎ
ると、造形密度が小さくなり、造形強度が低下し、造形
物に金属を含浸させる際に形状が崩れる問題が生じる。
これらの条件を考慮して、凝集防止剤の添加量が決定さ
れる。具体的には、０．５〜１．０重量％程度を配合し
ておくことができる。凝集防止剤が配合された粉末材料
の具体的組成を以下に示す。

【００３３】

【表４】

【００３４】上記粉末材料（３）は、粉末材料（１）
（２）に比べて平均粒径が小さいが、凝集防止剤を配合
していることで、粉末材料層の形成に問題が生じること
はない。粒径の小さな粉末を使用することで、厚みの薄
い粉末材料層すなわち硬化層を形成することが可能にな
る。この場合、例えば、厚み０．０３mm程度の粉末材料
層が形成できる。凝集防止剤は、粉末材料を構成する鉄
系粉末および非鉄系粉末の表面にコーティングしておく
こともできる。凝集防止剤がコーティングされた粉末材
料の具体例を以下に示す。

【００３５】

【表５】

【００３６】凝集防止剤は、粉末材料に混合しておくよ
りもコーティングしておくほうが、凝集防止機能が高く
なり、粉末材料層の形成がより良好に行える。 〔造形物への含浸処理〕含浸材料としては、造形物の表
面に接触させた状態で溶融させて、造形物に存在する微
細な隙間あるいは空孔を埋めて含浸させることができる
材料が用いられる。含浸材料として、造形物よりも低い
融点を有する材料を用いる。溶融時に流動性の良い材料
が好ましい。

【００３７】含浸材料は造形物の機械的特性に影響を与
える。造形物の用途や要求性能に合わせて、含浸材料を
選択する。通常は、粉末材料に用いられるのと同様の金
属の中から選んで使用される。含浸材料の具体例とし
て、銅や銅合金が使用できる。銅合金として、銅とす
ず、リン、マンガンなどとの合金が使用できる。より具
体的には、ブロンズ（青銅）が使用できる。例えば、前
記した粉末材料（１）を用いて製造された造形物は、融
点が１１５０℃以上になるので、融点が１０８４℃程度
の銅が好適に使用できる。

【００３８】含浸処理は、造形物の表面に含浸材料を接
触させた状態で、含浸材料を溶融させることで造形物に
含浸させる。減圧下で含浸処理を行えば、毛細管現象な
どの作用で、造形物への含浸材料の浸透が効率的に行わ
れる。処理雰囲気を不活性雰囲気で行えば、造形物ある
いは含浸材料の酸化が生じ難い。処理雰囲気が還元性雰
囲気であれば、造形時あるいは造形後にある程度の酸化
が生じていても、含浸処理と同時に表面が還元されて活
性化し、含浸材料の内部への浸透が良好に行われる。粉
末状の含浸材料を用いれば、造形物の形状に合わせて表
面に配置する作業が行い易い。含浸処理に用いる量を容
易に変更できる。含浸処理時の溶融も容易である。造形
物の隙間に容易に浸透することができる。

【００３９】含浸処理の具体的処理条件を以下に示す。 処理装置：真空炉 含浸材料：銅粉末。造形物に表面に接触するように配
置。 処理温度：１１５０℃ 処理圧力：１３３Ｐａ（１Torr） 処理雰囲気：水素（還元性ガス）を約５リットル／min
で供給。 前記した各種の粉末材料（１）〜（４）を用いて造形物
を製造し、上記条件で含浸処理を行ったところ、何れの
場合も、表面粗さが小さく、強度に優れ、熱伝導率の高
い製品を得ることができた。

【００４０】含浸材料を、ブロンズ（７０Ｃｕ−３０Ｓ
ｎ）に代え、粉末材料（１）から造形された造形物に、
上記と同じ含浸処理を行ったところ、上記同様に品質性
能に優れた処理製品が得られた。この場合、造形物の融
点は１１５０℃であり、含浸材料の融点は８００℃以下
である。したがって、粉末材料（１）の鉄系粉末の配合
割合を少なくしバインダ材料の非鉄系粉末を増やして、
融点をもう少し下げても、十分に含浸処理は可能であ
る。含浸材料を、リン銅（Ｐ＝６．５重量％）に代えて
同様の処理を行ったところ、前記同様に優れた性能が発
揮できた。なお、リン銅の融点は８５０℃以下である。
したがって、この場合も、粉末材料（１）の鉄系粉末の
配合割合を少なくすることができる。

【００４１】以上に説明した含浸処理によって、造形物
の表面粗さが良好に（小さく）なる。造形物の隙間や空
孔が含浸材料で埋められることで熱伝導率が高くなる。
強度も向上する。 〔放電加工処理〕上記のようにして造形され含浸処理を
施した造形物に、放電加工による仕上げ加工を行うこと
ができる。放電加工に使用する装置および処理条件は、
通常の金属材料に対する加工処理と同様の装置や処理条
件を適用することができる。

【００４２】放電加工には、加工形状に対応する形状の
電極を用いて、電極の形状通りに加工を行う方法があ
る。この場合は、加工速度が遅くなり、電極製造に手間
がかかることになる。予め三次元形状に作製された造形
物に対して、表面の形状を整形したり、小さな凹凸形状
を形成したりするだけで良い場合には、次の方法が採用
できる。図２に示すように、角棒状をなす電極６０の先
端を造形物Ｍの表面に沿って移動させることで、造形物
Ｍの表面を削り取って、造形物Ｍの表面形状を仕上げる
ことができる。造形物Ｍの表面に付着している金属粉末
の残留物を除去したり、光照射による造形では作製が困
難な形状部分を形成したり、造形物Ｍの表面に部分的に
孔や溝、凹みなどを作製する場合に有効である。

【００４３】電極６０としては、角棒状のもののほか、
円棒状その他の比較的に単純な棒状その他の立体形状の
ものが使用できる。上記方法は、造形物Ｍの一部を削り
取るだけなので、加工能率が高く、短時間で仕上げるこ
とができる。また、放電加工の長所である高アスペクト
の加工が可能である点も活かすことができる。特に、粉
末材料を用いた造形方法では、造形物Ｍの表面に不要な
金属粉末が付着したままになり易いので、放電加工によ
る不要金属粉末の除去加工によって、表面が平滑で表面
粗さの小さな造形物を効率的に得ることができる。

【００４４】〔三次元形状造形物〕本発明の粉末材料を
用いて、本発明の製造方法で製造された造形物は、硬度
が高く、機械的強度に優れ、表面粗さが小さいことなど
の利点により、プラスチック射出成形用金型や放電加工
用電極として優れたものとなる。これらの用途では、複
雑な三次元形状を高い寸法精度で備えていることが要求
されたり、設計変更に迅速に対応することが要求された
りするため、光照射の走査パターンを変更するだけで造
形物の形状が変更でき、造形物が高速できる前記方法が
極めて有効である。

【００４５】

【発明の効果】本発明にかかる三次元形状造形物製造用
の粉末材料は、鉄系粉末をベースにして、バインダにな
る非鉄系粉末を組み合わせていることで、硬度が高く機
械的強度や耐久性にも優れた造形物を提供することがで
きる。しかも、造形物に含浸材料を含浸させることで、
造形物の表面に生じる隙間や空孔を埋めて、表面粗さの
小さな造形物を得ることができる。含浸処理の際には、
含浸させる金属に比べて、はるかに融点が高い鉄系粉末
をベースにした造形物は、部分的に溶融したり熱変形を
起こしたりすることがなく、造形された三次元形状を正
確に維持することができる。含浸させる金属として、比
較的に融点が高い材料を用いることができ、使用時にお
ける耐久性や機械的特性を向上させることができる。含
浸材料の流動性が良くなる高温で含浸処理を行うことが
可能になり、造形物の内部の隙間や空孔までに迅速かつ
十分に含浸材料を浸透させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態となる製造方法を段階的に
示す模式的断面図

【図２】 放電加工工程を示す斜視図

【符号の説明】

１０ 造形枠 １２ 造形台 １４ 載置板 １６ 規制板 ３０ 粉末材料 ３２ 硬化層 ５０ レーザ光 ６０ 放電加工電極

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 38/44 Ｃ２２Ｃ 38/44 (72)発明者 待田 精造 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 阿部 諭 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 武南 正孝 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） 4K018 BA15 BA16 BB04 BC29 FA35 KA18 KA37

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉末材料に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を有す
   る造形物を製造する方法に用いられる粉末材料であっ
   て、 ５０重量％以上の鉄系粉末と、ニッケル、ニッケル系合
   金、銅および銅系合金からなる群から選ばれる１種類以
   上の非鉄系粉末とを含む三次元形状造形物製造用の粉末
   材料。
2. 【請求項２】前記粉末材料が、球状もしくは略球状をな
   し、平均粒径が０．１〜２００μｍである請求項１に記
   載の三次元形状造形物製造用の粉末材料。
3. 【請求項３】前記鉄系粉末を７０〜９５重量％含む請求
   項１または２に記載の三次元形状造形物製造用の粉末材
   料。
4. 【請求項４】前記鉄系粉末が、焼入したときの硬さがビ
   ッカース硬さ４００以上またはロックウェル硬さ４０以
   上になる良焼入性材料である請求項１〜３の何れかに記
   載の三次元形状造形物製造用の粉末材料。
5. 【請求項５】前記鉄系粉末が、合金工具鋼材料である請
   求項１〜４の何れかに記載の三次元形状造形物製造用の
   粉末材料。
6. 【請求項６】前記非鉄系粉末として、銅とリンまたはマ
   ンガンとの合金からなる銅系合金を含む請求項１〜５の
   何れかに記載の三次元形状造形物製造用の粉末材料。
7. 【請求項７】前記非鉄系粉末として、ニッケルとクロ
   ム、リン、シリコンからなる群から選ばれる１種類以上
   の材料との合金からなるニッケル系合金を含む請求項１
   〜６の何れかに記載の三次元形状造形物製造用の粉末材
   料。
8. 【請求項８】前記鉄系粉末が、クロムモリブデン鋼を含
   み、 前記非鉄系粉末が、リン銅またはマンガン銅の何れかと
   ニッケルとを含む請求項１〜６の何れかに記載の三次元
   形状造形物製造用の粉末材料。
9. 【請求項９】前記粉末材料が、クロムモリブデン鋼７０
   〜９０重量％、リン銅またはマンガン銅５〜３０重量
   ％、ニッケル０〜１０重量％を含む請求項８に記載の三
   次元形状造形物製造用の粉末材料。
10. 【請求項１０】前記粉末材料の凝集防止剤をさらに含む
    請求項１〜９の何れかに記載の三次元形状造形物製造用
    の粉末材料。
11. 【請求項１１】前記凝集防止剤が、前記粉末材料の表面
    にコーティングされている請求項１０に記載の三次元形
    状造形物製造用の粉末材料。
12. 【請求項１２】前記凝集防止剤が、脂肪酸である請求項
    １０または１１に記載の三次元形状造形物製造用の粉末
    材料。
13. 【請求項１３】前記粉末材料が、平均粒径１〜２０μｍ
    である請求項１０〜１２の何れかに記載の三次元形状造
    形物製造用の粉末材料。
14. 【請求項１４】粉末材料に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を有
    する造形物を製造する方法であって、 前記粉末材料が請求項１〜１３の何れかに記載の粉末材
    料であり、 前記粉末材料から製造された造形物に、造形物よりも融
    点の低い金属からなる含浸材料を含浸させる工程(a) を
    含む三次元形状造形物の製造方法。
15. 【請求項１５】前記含浸材料が、銅もしくは銅合金であ
    る請求項１４に記載の三次元形状造形物の製造方法。
16. 【請求項１６】前記工程(a) が、不活性または還元性の
    雰囲気中で減圧下で、前記含浸材料の粉末を前記造形物
    と接触させて含浸材料を造形物に含浸させる請求項１４
    または１５に記載の三次元形状造形物の製造方法。
17. 【請求項１７】前記含浸材料が、ブロンズである請求項
    １５に記載の三次元形状造形物の製造方法。
18. 【請求項１８】前記含浸材料が、銅とすず、リン、マン
    ガンとの合金である請求項１５に記載の三次元形状造形
    物の製造方法。
19. 【請求項１９】前記工程(a) のあとで、造形物に放電加
    工を施す工程(b) をさらに含む請求項１４〜１８の何れ
    かに記載の三次元形状造形物の製造方法。
20. 【請求項２０】請求項１４〜１９の何れかの方法で製造
    され、 プラスチック射出成形用金型である三次元形状造形物。
21. 【請求項２１】請求項１４〜１９の何れかの方法で製造
    され、 放電加工用電極である三次元形状造形物。