JP2015145327A - 立体造形物の溶融積層造形法と立体造形物の溶融積層造形装置とこの立体造形物 - Google Patents

Abstract

【課題】異種金属や異種素材により三次元造形物となる美術的工芸品（茶釜、茶碗、鉄瓶、花瓶、吊鐘、梵鐘、立体絵画、オブジェ）を多彩（多色化した表現）に造形する。
【解決手段】茶釜，花瓶，梵鐘他の立体造形物１０の造形手順として、第１ステップにて、少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンＢＭにより、溶接ビート１１Ａ又は溶融金属他の素材６０、７０を基台やテーブル等の上面に載せた作業台４上に立体造形物１０とする輪郭層１０Ａにより積層造形物とし、第２ステップにて、上記積層造形物の表面や裏面に装飾素材となる各ガラスや金属粉，樹脂材を溶融，溶射により滴下，混入，練込，付着する表面装飾手段Ｅ０を上記ベースマシンＢＭにより制御して装飾させる立体造形物１０の溶融積層造形法。
【選択図】図２

Description

本発明は、溶融金属となる溶接ビートの積層や多種の金属粉末を溶融積層して多種の立体造形品を工業的に造形する方法とその装置に係わり、特に、異種金属や金属粉末や樹脂材、ガラスの異種素材により三次元造形物となる美術的工芸品（茶釜、茶碗、茶瓶、吊鐘、梵鐘、オブジェ、立体絵画）を多彩（多色化、異種素材による表現）に造形する新規技術に関する。

近年、例えば、溶融金属積層造形法の基本技術を使用したものとして、金型の製造方法に溶接ビートを積層する技術がある。これは、金型製作のリードタイムを短縮することができる金型の製造方法として知られている。具体的には、ＮＣ加工機に取り付けられた溶接トーチは、供給される溶加ワイヤを溶融してテーブルに向けて供給する。テーブル上では、供給された溶加材が冷えて固まり溶接ビードを形成する。この溶接ビードが積み重ねられて金型の型素材が造形されるものである。即ち、金型の形状を表現する形状データに基づいて、溶接ビードを用いて金型を造形する工程を備えた金型の製造方法である（例えば、特許文献１参照。）。

また、溶接ビードを用いた別の三次元形状物の製造方法は、鉛直面または水平面から一定角度傾斜させた傾斜面に沿って肉盛りトーチを走査させるトーチ走査工程と、肉盛りトーチを次の走査をするために走査方向の直交方向に移動するトーチシフト工程とからなり、トーチ走査工程とトーチシフト工程とを交互に繰り返し実施する。これにより、トーチ走査工程では、水平面または傾斜面に沿って肉盛りトーチを走査させるので、溶接の際の溶融金属を凝固させつつ、肉盛りを進行させることができ、溶融金属のたれを防止することができる。肉盛りで製造する三次元形状物の生産効率を向上させたものである（例えば、特許文献２参照。）。

更に、溶接ビードを用いた三次元形状物の製造方法と異なり、原料粉末から成る粉末層の所定箇所に光ビームを照射して前記所定箇所の原料粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する三次元形状物の製造方法もある。その構成は、（ｉ）原料粉末から成る粉末層の所定箇所に光ビームを照射してその所定箇所の原料粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程、（ｉｉ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、新たな粉末層の所定箇所に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程を繰り返して行う三次元形状造形物の製造方法であって、光ビームの照射位置データに基づいて、新たな粉末層のうちの必要な造形領域を特定し、その特定された造形領域に原料粉末を局所的に供給することを特徴とする三次元形状造形物の製造方法である（例えば、特許文献３参照。）。

更に、原料粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する三次元形状物の製造方法において、色彩造形する技術がある。即ち、フルカラーで高精細な造形物が高速で作製できる三次元造形物の製造方法を提供し、更に、前記製造方法に使用される三次元造形用材料、及び、前記製造方法により得られる三次元造形物を提供するものである。その構成は、Ｂ液を所定の厚さを有する層に形成する工程と、造形対象物を平行な断面で切断した断面形状になるように、Ｂ液の層に、Ｂ液と混合することにより固体を形成可能なＡ液を付与する工程と、を順次繰り返すことを特徴とする三次元造形物の製造方法である（例えば、特許文献４参照。）。

他方、溶接ビードを用いた三次元形状物の製造方法において、溶接ビードを形成する溶接ワイヤを一種類の材質から、多種類の材質（鉄線に変えてチタンやアルミニウム他様々な種類の金属）からなる金属素材を準備して、切り替え使用する方法も提案されている。
更に、上記金属材を粉末状として使用しバーナー等で加熱溶融して多層に積層する三次元形状物の製造方法も提供されている。

特開２０００−１５３６３号公報 特開２００３−２６６１７４号公報 特開２０１２−２４６５４１号公報 特開２００９−２９８１４６号公報

上記特開２０００−１５３６３号公報の金型の製造方法は、金型製作のリードタイムを短縮することができる金型の製造方法としてのメリットを有する。しかし、２次元形状に限定されるから、その形状には自ずと制限があり、期待できる程の金型制作技術として発揮されない。

そこで、上記特開２００３−２６６１７４号公報の溶接ビードを用いた三次元形状物の製造方法は、溶接の際の溶融金属を凝固させつつ、肉盛りを進行させることができ、溶融金属のたれを防止した三次元形状物を成形することができる。しかし、単一金属に限定されるから、製品の色彩を一切問題としない金型や単純形状の三次元造形物に限定される。

更に、上記特開２０１２−２４６５４１号公報の原料粉末（樹脂粉末）を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する三次元形状物の製造方法は、繊細な三次元形状物の製造が可能である。しかし、単一樹脂に限定された三次元造形物に限定される。これにより、美術工芸品等の異種金属による繊細な製造には、不向きである。

更に、上記特開２００９−２９８１４６号公報のフルカラーで高精細な造形物が高速で作製できる三次元造形物の製造方法は、フルカラーで高精細な造形物が高速で作製できる。然し乍ら、原料粉末（樹脂の原料粉末）を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する物に限定されるから、溶接ビードを用いた三次元形状物の製造方法には適用できない。更に、美術工芸品等の異種金属による繊細な製造にも不向きである。

本発明となる溶融積層造形法とその溶融積層造形装置及びその立体造形品は、特に、異種金属や異種素材により三次元造形物となる美術的工芸品（茶釜、茶碗、絵画に紋様や幾何学的造形、色彩を施した）を多彩に造形するものである。この製造技術に、従来技術となる上記溶接ビード及び金属粉末を溶融する三次元形状物の製造方法、樹脂粉末を紫外線で硬化させながら三次元形状物を造形する三次元プリンター技術を適用しようとしても、上記する様々な多くの問題点がある。

本願発明者は、永年の研究成果として、原料粉末（金属粉末や樹脂粉末）を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する三次元形状物の製造方法や、溶接ビードを用いた三次元形状物の製造方法において、焼結又は溶融固化させた固化層又は、溶接ビードを積層することをベースとし、このベース（造形物）の表面に金属粉末、ガラス素材他を用いて三次元形状物（茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵画）を造形する溶融金属積層造形法を開発するとともに、多種多様な美術工芸品まで高揚させて繊細に製造するノウハウを工業的に実施可能とする溶融積層造形装置とこれによる造形法の実用化開発に成功した。

即ち、本発明の目的は、従来職人による手作業で創作されていた三次元形状物の芸術的創作を、工業的手法により多彩に造形する溶融金属積層造形装置とこの溶融積層造形法を提供する。工業的手法により多彩に造形する新規技術には、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する例えば、３軸直交スライドテーブルとヘッドに傾き軸と旋回軸を付加した多軸制御の工作機械（４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシン）又は、多関節ロボットアーム（４関節以上の多関節をＮＣ制御されるロボット）とが、ベースマシンとして採用される。勿論、手回し操作を行う手動マシーンでも可能である。

上記ベースマシンにより、三次元造形物の原形を形成し、このベース（造形物）の表面に各種金属粉末、ガラス素材他を用いて立体形状物（茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、立体絵画）を具体的な美術的工芸品とすべく、創作者の頭脳の創作活動（イメージ、妄想、幻想他）の精神世界を容易に立体形状物である茶道用茶釜や茶瓶、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵画、花瓶、花器をはじめ、各種置物（例示すれば、虎、熊、鷲、魚、動物や植物）に具現化、転化適用される画期的な新技術を提供するものである。

上記目的を達成すべく、請求項１の立体造形物の溶融積層造形法は、茶釜，花瓶，梵鐘の立体造形物の溶融積層造形法において、第１ステップは、少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンにより、溶接ビート又は溶融金属他の素材を基台やテーブルの上面に載せた作業台上に立体造形物とすべく輪郭層により積層造形物とし、第２ステップは、上記積層造形物の表面や裏面に装飾素材となる各ガラスや金属粉，樹脂材を溶融，溶射により滴下，混入，練込，付着する表面装飾手段を上記ベースマシンにより制御して表面装飾させることを特徴とする。

請求項２の立体造形物の溶融積層造形装置は、茶釜，花瓶，梵鐘他の立体造形物を溶融積層造形装置において、第１ステップを実行する少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンには、溶接ビート又は溶融金属他の素材を基台やテーブルの上面に載せた作業台上に立体造形物とすべく輪郭層により積層造形物とする積層造形手段と、第２ステップを上記ベースマシンにより制御して装飾実行すべく、上記積層造形物の表面や裏面に装飾素材となる各ガラスや金属粉、樹脂材、ガラスを溶融，溶射により滴下，混入，練込，付着する表面装飾手段と、を具備したことを特徴とする。

請求項３の立体造形物の溶融積層造形装置は、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンのヘッド又はテーブルと、上記テーブル上には立体造形物を滴下堆積させるとともに不活性ガスを満たすべく搭載した加工槽と、上記加工槽の上部空間には上記テーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部、アーク溶接部、電熱部とからなる造形物成形部と、上記金属棒の溶融で滴下堆積して形成した立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾部と、上記各部を造形プログラムで運転制御して立体造形物の成形と立体造形物の表面を装飾的表現するＮＣ運転制御部と、から成ることを特徴とする。

請求項４の立体造形物の溶融積層造形装置は、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンのヘッド又はテーブルと、上記テーブル上には立体造形物を溶接ビート肉盛で積層させるとともに不活性ガスを満たすべく搭載した加工槽と、上記加工槽の上部空間には上記テーブル上に立体造形物を溶接ビートで積層する金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部又はアーク溶接部又は電熱部からなる造形物成形部と、上記金属棒の溶接ビートで積層形成した立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾部と、上記各部を造形プログラムで運転制御して立体造形物の成形と立体造形物の表面を装飾的表現するＮＣ運転制御部と、から成ることを特徴とする。

請求項５の立体造形物の溶融積層造形装置は、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのベースマシンと、上記多関節ロボットアームの直下に配置された基台と、該基台上には立体造形物を滴下堆積させるとともに不活性ガスを満たすべく搭載した加工槽と、上記加工槽の上部空間には上記テーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部、アーク溶接部、電熱部とからなる造形物成形部と、上記金属棒の溶融で滴下堆積して形成した立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾部とを備え、上記多関節ロボットアームのハンドは、上記各部を造形プログラムにより造形工程順に選択把持して運転制御され立体造形物の造形と立体造形物の装飾的表現処理を行うＮＣ運転制御部と、から成ることを特徴とする。

請求項６の立体造形物の溶融積層造形装置は、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのベースマシンと、上記多関節ロボットアームの直下に配置された基台と、該基台上には立体造形物を溶接ビートの肉盛で積層させるとともに不活性ガスを満たすべく搭載した加工槽と、上記加工槽の上部空間には上記テーブル上に立体造形物を溶接ビートで積層する金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部又はアーク溶接部又は電熱部からなる造形物成形部と、上記金属棒の溶接ビートで積層形成した造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾部とを備え、上記多関節ロボットアームのハンドは、上記各部を造形プログラムにより造形工程順に選択把持して運転制御され立体造形物の造形と立体造形物の装飾的表現処理を行うＮＣ運転制御部と、から成ることを特徴とする。

請求項７の立体造形物の溶融積層造形法は、少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンのテーブル上において不活性ガスに満された加工槽内で立体造形物を滴下堆積する準備工程と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部、アーク用溶接部、電熱部により造形物成形部を作動させる溶融滴下工程と、上記溶融滴下工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾工程と、上記準備工程と溶融滴下工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程と、から成ることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形法。

請求項８の立体造形物の溶融積層造形法は、少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンのテーブル上において不活性ガスに満された加工槽内で立体造形物を滴下堆積する準備工程と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を溶接ビート肉盛で積層させる金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部又はアーク溶接部又は電熱部により造形物成形部を作動させる溶接ビート肉盛工程と、上記溶接ビート肉盛工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾工程と、上記準備工程と溶接ビート肉盛工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程と、から成ることを特徴とする。

請求項９の立体造形物の溶融積層造形法は、少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのハンドは、基台上に不活性ガスを満たされた加工槽内で立体造形物を滴下堆積させるべく準備する準備工程と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部、アーク溶接部、電熱部により造形物成形部を作動させる溶融滴下工程と、上記溶融滴下工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾工程とを実行させるべく、上記準備工程と溶融滴下工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程と、から成ることを特徴とする。

請求項１０の立体造形物の溶融積層造形法は、少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのハンドは、基台上に不活性ガスを満たされた加工槽内で立体造形物を溶接ビートの肉盛で積層させるべく準備する準備工程と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を溶接ビートで積層させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部又はアーク溶接部又は電熱部により造形物成形部を作動させる溶接ビート肉盛工程と、上記溶接ビート肉盛工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾工程とを実行させるべく、上記準備工程と肉盛工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程と、から成ることを特徴とする。

請求項１１の立体造形物の溶融積層造形法は、請求項１または７または８記載の立体造形物の溶融造形法において、４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンは、基台上で水平２方向に移動制御される移動台と該移動台に旋回運動及び首振り運動するテーブル又は、固定テーブル上に配置され水平２方向の移動と旋回運動及び首振り運動を制御されるヘッドの何れからなることを特徴とする。

請求項１２の立体造形物の溶融積層造形装置は、請求項２または３または４記載の溶融造形装置において、４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンは、基台上で水平２方向に移動制御される移動台と該移動台に旋回運動及び首振り運動するテーブル又は、固定テーブル上に配置され水平２方向の移動と旋回運動及び首振り運動を制御されるヘッドの何れからなることを特徴とする。

請求項１３の立体造形物は、請求項１または７または８または９または１０記載の立体造形物の溶融造形法または請求項２または３または４または５または６記載の立体造形物の溶融造形装置において、製造される立体造形物は、茶道用茶釜、茶瓶、茶碗、やかん、花瓶、壺、中空オブジェ、吊鐘、梵鐘の立体であることを特徴とする。

請求項１４の立体造形物は、請求項１または７または８または９または１０記載の立体造形物の溶融造形法または請求項２または３または４または５または６記載の立体造形物の溶融造形装置において、製造される立体造形物は、虎、熊、鷲、魚の動物や植物のオブジェであることを特徴とする。

上記立体造形物の溶融積層造形法とこの溶融積層造形装置によれば、４軸以上の多軸をＮＣ制御される各ベースマシンにより、立体造形物の原形を形成し、このベース（造形物）の表面に各種金属粉末、ガラス素材他を用いて立体造形物（茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、釣鐘、立体絵画）を具体的な美術的工芸品とすべく、創作者の頭脳の創作活動（イメージ、妄想、幻想他）の精神世界を容易に立体造形物である茶道用茶釜や茶瓶、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵画、花瓶、花器をはじめ、各種置物（例示すれば、虎、熊、鷲、魚、動物や植物）を工業的手段により具現化、転化適用される画期的な新技術が提供できる。

上記立体造形品及び美術的工芸品となる（茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵画）を多彩（多色化した表現）に造形するに際して、工業的手段により従来職人による手作業で創作されていた各種立体造形品の表面に、紋様や幾何学的造形及び色彩を施す芸術的創作を実現できる効果が得られる。そして、上記立体造形品は、新規技術となる溶融積層造形装置と溶融積層造形法（造形プログム）により具現化が可能なったとともに、多彩な表現方法による工業的手法で作られた工業製品を、優美な芸術品にまで昇華させられる画期的な経済的効果と美術的効果の二面性が発揮される。

更に、従来の美術的創作は、全てその創作者の手作業の技能や知的創作による独創性に依存していたが、本発明の立体造形物の溶融積層造形装置と溶融積層造形法によると、工業的手段により、新規で美的価値の高い美術的創作品が創作者の手作業等の技能に頼らず、創作者の頭脳の創作活動（イメージ、妄想、幻想他）の精神世界を容易に立体造形品（例えば、茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵）を具現化することができ、極めて有益な効果が得られる。

更に、本発明による立体造形品は、例えば、上記茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘に限定されず、著名な創作者の作品をベースにして、単なる模造に止まらず創作的、前衛的に立体造形して新たな美術工芸品として表現できる。即ち、上記立体造形品は、溶融積層造形装置と溶融積層造形法により、創作者の想いを多彩な表現方法が可能な工業的手法で施すことができるに止まらず、逸品となる芸術品にまで昇華させられる。

従来の工芸品作成方法と本発明の溶融積層造形法との比較図である。 本発明の第１実施の形態を示し、溶融積層造形装置とその工程手順の基本図である。 本発明の第１実施の形態を示し、溶融積層造形装置の詳細な正面図である。 本発明の第１実施の形態を示し、溶融積層造形法のフローチャート図である。 本発明の第２実施の形態を示し、溶融積層造形装置の詳細な正面図である。 本発明の第２実施の形態を示し、溶融積層造形法のフローチャート図である。 本発明の第３実施の形態を示し、溶融積層造形法のフローチャート図である。 本発明の第３実施の形態を示し、溶融積層造形装置の詳細な正面図である。 本発明の第４実施の形態を示し、溶融積層造形法のフローチャート図である。 本発明の第４実施の形態を示し、溶融積層造形装置の詳細な正面図である。 本発明の第５実施の形態を示し、オブジェの正面図である。 本発明の第６実施の形態を示し、梵鐘の正面図である。 本発明の第７実施の形態を示し、茶釜の正面図である。 本発明の第８実施の形態を示し、鉄瓶図である。 本発明の第９実施の形態を示し、抹茶茶碗の正面図である。 本発明の第１０実施の形態を示し、各種オブジェの正面図である。

以下、図１乃至図１６を参照して本発明の溶融積層造形法とその溶融積層造形装置及びその立体造形物の各実施の形態を順次に説明する。

本発明の第１実施の形態となる溶融積層造形法とその溶融積層造形装置及びその立体造形物を説明する。これに先立ち、手作りによる美術工芸品の一つとなるガラスの器１について、図１により説明する。例えば、シャルル・マルタン・エミール・ガレは、アール・ヌーヴォーを代表するガラス工芸家であり企業経営者としても多くのガラス工芸品を創作した。ガレが創作した作品の１つとなる花瓶（ガラスの器）１は、工業品なのか？芸術品なのかは、既に答えが出ており１千万円で取引されていることから、一品物のブランド工芸品１Ａと言える。

本発明の各実施の形態となる溶融積層造形装置１００〜４００とこの溶融積層造形法により、溶融金属他の立体造形物（花瓶、茶釜、茶道用茶碗、鉄瓶、仏像、各種オブジェ）１０を工業的に造形し、この表面に芸術的、美術的な価値を付加することにより、一品物のブランド工芸品１Ａに匹敵する経済的価値をもたらす製造法の新規技術を提供する。

本発明の第１実施の形態となる立体造形物の溶融積層造形装置１００，２００を、図２により説明する。この溶融積層造形装置１００，２００は、茶釜，花瓶，梵鐘の立体造形物１０を製造するものである。第１ステップを実行すべく４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンＢＭには、溶接棒（金属棒）１１をアーク溶接機８０で溶かした溶接ビート１１Ａ、又は溶融金属他の素材（溶接棒１１等）をガス溶接機９０の火炎Ｈで溶融する。これを基台やテーブル２の上面に載せた作業台４上に盛り上げた輪郭層１１Ｂの立体造形物（積層造形物）１０とする積層造形手段ＳＺを備える。第２ステップでは、上記ベースマシンＢＭを制御して表面装飾を実行すべく、上記立体造形物１０の表面や裏面に装飾素材６０，７０となる各ガラスや金属粉、樹脂材他をバーナーＢで溶融させるか，溶射により滴下，混入，練込，付着する表面装飾手段Ｅ０を備えている。

そして、上記溶融積層造形装置１００，２００を運転して茶釜，花瓶，梵鐘の立体造形物１０の溶融積層造形法は、第１ステップにおいて、少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンＢＭにより、溶接棒（金属棒）１１を溶解した溶接ビート１１Ａ、又は溶融金属他の滴下を受け止めるべく、基台やテーブル２の上面に載せた作業台上に輪郭層１１Ｂを積層して立体造形物１０に形成される。第２ステップにおいて、表面装飾手段Ｅ０は、上記ベースマシンＢＭの制御により上記立体造形物１０の表面や裏面に装飾素材６０，７０となる各ガラスや金属粉，樹脂材他をバーナーＢによる溶融又は溶射他させることで、滴下，混入，練込，付着の処理を行ない表面が絵柄や図形、紋様に表面装飾される。

上記第１実施の形態となる溶融積層造形装置１００，２００とこの溶融積層造形法によると、従来職人による手作業で創作していた各種立体造形物１０の表面には、各ガラスや金属粉，樹脂材他を溶融，溶射することで、幾何学的造形や色彩を施す芸術的創作を、工業的手法により繊細に取り入れられる。しかして、立体造形物１０の溶融積層造形装置１００，２００と溶融積層造形法によると、工業的手段により、新規で美的価値の高い美術的創作品が創作者の手作業等の技能に頼らず、創作者の頭脳の創作活動（イメージ、妄想、幻想他）の精神世界を容易に立体造形物（例えば、茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵画）を具現化することができる。

続いて、図３により、本発明第１実施の形態となる溶融積層造形装置１００を詳細に説明する。先ず、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ運転制御部７で制御されるベースマシンＢＭは、この基台Ｂ１上で水平２方向（前後左右のＸ軸サーボモータＭＸとＹ軸サーボモータＭＹ）に移動制御される移動台１と、上記移動台に旋回運動（Ｃ軸サーボモータＭＣ）及び首振り運動（Ｂ軸サーボモータＭＢ）するテーブル２と、上記テーブル上には立体造形物１０を滴下堆積させるとともに不活性ガスＧを満たすべく搭載した加工槽３とから成る。尚、加工槽３の低部には、開閉弁Ｖ１を備えＮＣ運転制御部７からの開閉指令で不活性ガスＧを充填・排出する。上記加工槽の上部空間Ｓには、上記テーブル上に立体造形物１０を滴下堆積させる２組の金属棒供給部２０と各金属棒１１を溶融するガス溶接部９０のバーナー３０（Ｂ）とからなる積層造形手段（造形物成形部）ＳＺを備える。上記金属棒１１の溶融で滴下堆積して形成した立体造形物１０の表面を装飾的表現する素材１５となる各種ガラス片１２や各種金属片１３や各種小物片１４を貯蔵する１つ以上複数個の貯蔵ホッパー５０と、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材１５を加熱溶融して上記立体造形物１０の表面１０Ａに溶接して装飾的表現１０Ｂ〜１０Ｚを完結させる表面装飾手段（表面装飾部）Ｅ０を備える。上記各部材を造形プログラムＰにより運転制御し、立体造形物１０を造形しこの表面を装飾的表現するＮＣ運転制御部７を備えている。尚、上記各金属棒１１の滴下供給量の制御は、金属棒１１の送り制御モータＭＫにより行われる。表面装飾手段Ｅ０は、これに備える複数個の貯蔵ホッパー５０の各開閉弁Ｖ２により各種ガラス片１２や各種金属片１３や各種小物片１４が、立体造形物１０の表面１０Ａの所定位置に選別吐出される時にガス溶接部９０により溶融滴下して溶接される。

続いて、上記第１実施の形態となる溶融積層造形装置１００による溶融積層造形法を図４のフローチャート図で説明する。少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンＢＭは、基台上で水平２方向に移動制御される移動台上で旋回運動及び首振り運動するテーブル上において、加工槽内に不活性ガスＧを満たして金属棒１１を溶融する準備を行わせる準備工程（Ａ）と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部により積層造形手段（造形物成形部）ＳＺを作動させる溶融滴下工程（Ｂ）と、上記溶融滴下工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾工程（Ｃ）と、上記準備工程と溶融滴下工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムＰで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程（Ｄ）と、から成る。

続いて、本発明の第２実施の形態となる溶融積層造形装置２００を、図５により説明する。この溶融積層造形装置２００は、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンＢＭを備え、この基台Ｂ１上で水平２方向（前後左右のＸ軸サーボモータＭＸとＹ軸サーボモータＭＹ）に移動制御される移動台１と、上記移動台に旋回運動（Ｃ軸サーボモータＭＣ）及び首振り運動（Ｂ軸サーボモータＭＢ）するテーブル２と、上記テーブル上には立体造形物を溶接ビート１１Ａの肉盛で積層させるとともに不活性ガスＧを満たすべく搭載した加工槽３とから成る。そして、上記加工槽の上部空間Ｓには、上記テーブル上に立体造形物を溶接ビートで積層する金属棒１１を溶融するアーク溶接部８０又はガス溶接部９０からなる積層造形手段（造形物成形部）ＳＺを備える。上記金属棒１１の溶接ビート１１Ａで積層形成した立体造形物１０の表面を装飾的表現する素材１５となる各種ガラス片１２や各種金属片１３や各種小物片１４を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパー５０と、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材１５をガス溶接部９０で加熱溶融して上記立体造形物１０の表面１０Ａに溶接して装飾的表現１０Ｂ〜１０Ｚを完結させる表面装飾手段（表面装飾部）Ｅ０を備える。そして、上記各部材を造形プログラムＰにより運転制御し、立体造形物１０を造形しこの表面を装飾的表現するＮＣ運転制御部７を備えている。尚、上記各金属棒１１の肉盛量の制御は、金属棒１１の移動速度により行われる。上記表面装飾手段（表面装飾部）Ｅ０は、これに備える複数個の貯蔵ホッパー５０の各開閉弁Ｖ２により各種ガラス片１２や各種金属片１３や各種小物片１４が、立体造形物１０の表面１０Ａの所定位置に選別吐出される時にガス溶接部９０により溶融滴下して溶接される。

上記第２実施の形態となる溶融積層造形装置２００による溶融積層造形法を図６のフローチャート図で説明する。少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンＢＭは、基台上で水平２方向に移動制御される移動台上で旋回運動及び首振り運動するテーブル上において不活性ガスを満たし、加工槽内で立体造形物を溶接ビートの肉盛で造形する準備を行う準備工程（Ａ）と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を溶接ビート１１Ａで積層する金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部により積層造形手段（造形物成形部）ＳＺを作動させる溶接積層工程（Ｂ１）と、上記溶接積層工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接させる表面装飾手段（表面装飾部）Ｅ０により装飾的表現を完結させる表面装飾工程（Ｃ）と、上記準備工程と溶接積層工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムＰで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程（Ｄ）と、から成る。

続いて、本発明の第３実施の形態となる溶融積層造形装置３００を、図８により説明する。この第３実施の形態は、第１実施の形態において、４軸以上のベースマシンＢＭに替えて、４軸以上の多関節ロボットＲ０に変更したものである。その構成は、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのハンドｈを採用する。このハンドの下部に備えた基台Ｂ１上には、立体造形物１０を滴下堆積させるとともに不活性ガスＧを満たすべく搭載した加工槽３を備える。上記加工槽の上部空間には上記テーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒１１を溶融するガス溶接部９０とからなる積層造形手段（造形物成形部）ＳＺを備える。上記金属棒１１の溶融で滴下堆積して形成した立体造形物１０の表面を装飾的表現する素材６０、７０となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパー５０と、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾手段（表面装飾部）Ｅ０とを備える。上記多関節ロボットアームのハンドｈは、上記各部を造形プログラムにより造形工程順に選択把持して運転制御され立体造形物の造形と立体造形物の装飾的表現処理を行うＮＣ運転制御部７を備えている。
尚、上記各金属棒１１の肉盛量の制御は、金属棒１１の移動速度により行われる。上記表面装飾手段（表面装飾部）Ｅ０は、これに備える複数個の貯蔵ホッパー５０の各開閉弁Ｖ２により各種ガラス片１２や各種金属片１３や各種小物片１４が、立体造形物１０の表面１０Ａの所定位置に選別吐出される時にガス溶接部９０により溶融滴下して溶接される。

上記第３実施の形態となる溶融積層造形装置３００による溶融積層造形法を図７のフローチャート図で説明する。（Ａ）４軸以上の多関節ロボットをベースマシンとし、多関節ロボットの側部に配置した基台テーブル上において不活性ガスに満された加工槽内で立体造形物を滴下堆積する準備工程と、（Ｂ）金属棒を溶融するガス溶接部により積層造形手段（造形物成形部）ＳＺを作動させる溶融滴下工程と、（Ｃ）立体造形物の表面を装飾的表現する各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を各貯蔵ホッパーから選択的に吐出して加熱溶融し立体造形物の表面に表面装飾手段（表面装飾部）Ｅ０により溶接する表面装飾工程と、（Ｄ）上記準備工程と溶融滴下工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部の造形プログラムＰで立体造形物の造形と表面を装飾表現する運転制御工程と、（Ｅ）立体造形物の完成から成る。

続いて、本発明の第４実施の形態となる溶融積層造形装置４００を、図１０により説明する。この第４実施の形態も、第２実施の形態において４軸以上の多関節ロボットＲ０に変更したものである。
溶融金層造形装置４００おいて、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットＲ０が使用される。その構成は、職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのハンドｈを採用する。このハンドの下部に備えた基台上には、立体造形物１０を滴下堆積させるとともに不活性ガスＧを満たすべく搭載した加工槽３を備える。上記加工槽の上部空間Ｓには、上記テーブル上に立体造形物を溶接ビートで積層する金属棒１１を溶融するアーク溶接部８０又はガス溶接部９０からなる積層造形手段（造形物成形部）ＳＺを備える。上記金属棒１１の溶接ビート１１Ａで積層形成した立体造形物１０の表面を装飾的表現する素材１５となる各種ガラス片１２や各種金属片１３や各種小物片１４を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパー５０と、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材１５をガス溶接部９０で加熱溶融して上記立体造形物１０の表面１０Ａに溶接して装飾的表現を表面装飾手段（表面装飾部）Ｅ０により完結させる。そして、上記各部材を造形プログラムＰにより運転制御し、立体造形物１０を造形しこの表面を装飾的表現するＮＣ運転制御部７を備えている。
尚、上記各金属棒１１の肉盛量の制御は、金属棒１１の移動速度により行われる。上記表面装飾手段（表面装飾部）Ｅ０は、これに備える複数個の貯蔵ホッパー５０の各開閉弁Ｖ２により各種ガラス片１２や各種金属片１３や各種小物片１４が、立体造形物１０の表面１０Ａの所定位置に選別吐出される時にガス溶接部９０により溶融滴下して溶接される。

上記第４実施の形態となる溶融積層造形装置４００による溶融積層造形法を図９のフローチャート図で説明する。（Ａ）４軸以上の多関節ロボットをベースマシンとし、多関節ロボットの側部に配置した基台テーブル上において不活性ガスに満された加工槽内で金属棒をアーク溶融又はガス溶融する準備を行わせる準備工程と、（Ｂ）金属棒を溶融するアーク溶接部又はガス溶接部又は電熱部により金属棒を溶融させた溶接ビートで肉盛する肉盛工程と、（Ｃ）立体造形物の表面を装飾的表現する各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を各貯蔵ホッパーから選択的に吐出して加熱溶融し、立体造形物の表面に溶接する表面装飾工程と、（Ｄ）上記準備工程と溶融滴下工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部の造形プログラムＰで立体造形物の造形と表面を装飾表現する運転制御工程と、（Ｅ）立体造形物の完成からなる。

続いて、上記第１実施の態様と第３実施の態様による溶融積層造形装置１００，３００について、この溶融積層造形法による立体造形物の製造手順を説明する。その操作方法は、図２に示している。即ち、上記溶融積層造形装置１００，３００を運転して茶釜，花瓶，梵鐘の立体造形物１０の溶融積層造形法は、第１ステップにおいて、少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンＢＭにより、溶接棒（金属棒）１１をガス溶接機で溶融金属とする。この滴下を受け止めるべく、基台やテーブル２の上面に載せた作業台上に輪郭層１１Ｂを積層して立体造形物１０に形成される。第２ステップにおいて、表面装飾手段Ｅ０は、上記ベースマシンＢＭの制御により上記立体造形物１０の表面や裏面に装飾素材６０，７０となる各ガラスや金属粉，樹脂材他をバーナー溶融，溶射させることで、滴下，混入，練込，付着他の処理を行ない表面が絵柄や図形、紋様に表面装飾される。

更に、上記第２実施の態様と第４実施の態様による溶融積層造形装置２００、４００について、溶融積層造形法による立体造形物の製造手順を説明する。その操作方法は、図２に示している。即ち、上記溶融積層造形装置１００，３００を運転して茶釜，花瓶，梵鐘の立体造形物１０の溶融積層造形法は、第１ステップにおいて、少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンＢＭにより、溶接棒（金属棒）１１をアーク溶接機で溶解した溶接ビート１１Ａの滴下を受け止めるべく、基台やテーブル２の上面に載せた作業台上に輪郭層１１Ｂを積層して立体造形物１０に形成される。第２ステップにおいて、表面装飾手段Ｅ０は、上記ベースマシンＢＭの制御により上記立体造形物１０の表面や裏面に装飾素材６０，７０となる各ガラスや金属粉，樹脂材他をバーナー溶融，溶射させることで、滴下，混入，練込，付着他の処理を行ない表面が絵柄や図形、紋様に表面装飾される。

上記各第２ステップにおいて、表面装飾手段Ｅ０と装飾素材６０，７０は、上記実施例に限定されない。例えば、上記色ガラス粉７０の色彩による種類を紹介する。立体造形物に使われるガラスは数多く作られていますが、製造方法やガラスの特徴などから１〜４に大別され、又それからＡ〜Ｅに分類される。
（１）（アンティークグラス）
機械を使わずに笛吹き技法で作られるガラス。このガラスは人が吹いて作るため大きな サイズの物は出来ない。又、厚みも１シートの中で２ｍｍのところも有れば７ｍｍのと ころも有ると言う具合に不均等で色や表面の感じも同じ事が言える。最初、慣れるまで はガラスのカットが難しいが、非常に美しいガラス。
Ａ．（フラッシュグラス）
ベースのガラスの上に別の色ガラスを載せた２層のガラスで、中には３層の物もある。 ベースになるガラスは、普通は無色の透明ガラスですが、色ガラスをベースにして他の 色を乗せたものも有る。
Ｂ．（ストリーキーグラス）
ストリークとは細縞、筋と言う意味です、３種類ぐらいの色が筋のように流れているガ ラスで、綺麗なのでカットするのをためらいそうなガラス。１枚だけでも十分見る人に 様々なイメージを与えてくれ、ストーリー性をもったガラス。
Ｃ．（シーディーグラス）
気泡の入ったガラスで、自然光による影が非常に綺麗です。
Ｄ．（リーミーグラス）
単色のガラスの上に同色のガラスの種を細く縞模様にたらして作るガラスで、光を通し たときの濃淡の縞模様の影が美しいガラス。
Ｅ．（クラックルグラス）
ガラスがまだ熱いうちに水につけることによって表面にひび割れを生じさせ、それを模 様に生かして作り上げたガラス。
（２）（キャセドラルグラス）
機械を使って作られるガラスで銅製のテーブルの上に焼けたガラスを流して ローラー で平らにならし徐々に冷やして作る。機械で作りからアンティークグラスと違って同一 シートでは色や厚さが同じになっておりカットがしやすく価格も一般的に入手しやすい 。ガラスの種類は表面に様々なテクスチャーを付けられる。
Ａ．（リップルグラス）
ガラスの表面に細かい波が打ち寄せるような凸凹があるガラス。
Ｂ．（キャツポウグラス）
名前のとおり、猫の足跡のような小さな模様が付いたガラス。
Ｃ．（グルーチップグラス）
サンドブラスト（エアーコンプレッサーを使って金剛砂を吹き付け、ガラス表面を削り 取って模様を付ける）したガラスに溶かした膠を塗りオーブンなどで熱を加えると膠が 縮んでガラスも一緒に剥がれる。その剥がれた後の模様が鳥の羽の様に見えるガラスで フェザーグラスとも言う。Ｄ．（ハンマードグラス）
鎚目状の模様が表面に出ているガラス。
（３）（オパールセントグラス）
アメリカの有名な宝石商ティファニー家のルイス．コンフォート．ティファニーによっ て１９世紀末に開発されたガラスで、乳白色と他の色が混じり合った模様になっている 。ティファニーの代表作とも言われるオパールセントグラスを使った数々のティファニ ーランプは多くの人に愛され後継者達によって今でもティファニースタイルのランプシ ェードとして作られ続けている。
（４）（ダル・ド・ヴェール）
熔けたガラスを型に流し込んで徐々に冷やして作る。厚さは２．５ｃｍ位あり、重量感 の有るガラスブロックで、主として建物の窓やモニュメントとして使われている。

本発明は、上記各実施の形態となる溶融金属積層造形装置１００〜４００や溶融金属積層造形法や、上記立体プログムＤや図示する実施例の立体造形物や美術的工芸品となる三次元造形物に限られない。例えば、図１１のオブジェ２２、図１２の梵鐘（吊鐘）２３、図１３の茶釜２４、図１４の鉄瓶２５、図１５の金属製の茶道用茶碗２６、この茶道用茶碗２６の場合は、お湯の熱伝導を抑制するために、立体造形物を中空構造として熱伝導率の抑制を図ることが望ましい。そして、図１６の各種なオブジェ２７が適用される。更には、立体絵画他の広範囲にわたりその対象物と成り得る。尚、上記円筒状の立体造形物は、金属棒１１を溶融するアーク溶接部８０又はガス溶接部９０からなる溶接ビートで肉盛する方法が採用される。また、立体造形物の中身が中実ならば、立体造形物を滴下堆積させる溶融金属積層造形法が採用される。

以上の各実施例で説明したように、本発明の溶融積層造形法とその溶融積層造形装置及びその立体造形物によると、下記の有益な効果が発揮される。
上記立体造形品（例えば、茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵画）は、工業的手段により従来職人による手作業で創作されていた各種絵画やステンドグラスに紋様や幾何学的造形と色彩等を施す芸術的創作を実現できる効果が期待できる。そして、上記立体造形品（例えば、茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵画）は、新規技術となる溶融積層造形装置と溶融積層造形法（立体プログムＰ）により具現化を可能にするとともに、多彩な表現方法による工業的手法で作られた工業製品を、芸術品にまで昇華させられる画期的な経済的効果と美術的効果との二面性が得られる。

即ち、従来の美術的創作は、全てその創作者の手作業等の技能や知的創作による独創性に依存していたが、本発明の溶融積層造形装置と溶融積層造形法によると、工業的手段により、新規で美的価値の高い美術的創作品が創作者の手作業等の技能に頼らず、創作者の頭脳の創作活動（イメージ、妄想、幻想他）の精神世界を容易に立体造形品（例えば、茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵画）を具現化することができる効果がある。

本発明の溶融積層造形装置は、その対象物を立体造形物として、茶釜、茶碗、土瓶（やかん）、オブジェ、立体絵画に限定して説明したが、茶釜、茶碗、鉄瓶、オブジェ、吊鐘、梵鐘、立体絵画以外の各種の立体的造形体にも実施の適用が広範囲に可能である。

１Ａ ガラスの器
２ テーブル
３ 鉄瓶
７ ＮＣ運転制御部（ＮＣ制御部）
１０ 立体造形物
１０Ａ 輪郭層
１１ 溶接棒（金属棒）
１１Ａ 溶接ビート
１１Ｂ 輪郭層
１２ 各種ガラス片
１３ 各種金属片
１４ 各種小物片
１５ 素材
２０ 金属棒供給部
２２ オブジェ
２３ 梵鐘
２４ 茶釜
２５ 鉄瓶
２６ 茶道茶碗（金属製）
２７ 各種オブジェ
３０ バーナー
５０ 貯蔵ホッパー
６０，７０装飾素材
６０Ａ 金属粉ホッパー
７０Ａ 色ガラスホッパー
８０ アーク溶接部
９０ ガス溶接部
１００ 溶融積層造形装置
２００ 溶融積層造形装置
３００ 溶融積層造形装置
４００ 溶融積層造形装置
ＢＭ ベースマシン
Ｂ バーナー
Ｂ１ 基台
Ｅ０ 表面装飾手段
Ｇ 不活性ガス
Ｈ 火炎
ｈ ハンド
Ｐ 造形プログラム
Ｒ０ 多関節ロボット
ＳＺ 積層造形手段
ＭＸ Ｘ軸サーボモータ
ＭＹ Ｙ軸サーボモータ
ＭＣ Ｃ軸サーボモータ
Ｖ１ 開閉弁
Ｖ２ 開閉弁
（Ａ） 準備工程
（Ｂ） 肉盛工程，溶融滴下工程
（Ｂ１）溶接積層工程
（Ｃ） 表面装飾工程
（Ｄ） 運転制御工程

Claims (14)

1. 茶釜，花瓶，梵鐘他の立体造形物の溶融積層造形法において、第１ステップは、少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンにより、溶接ビート又は溶融金属又は溶融ガラスの素材を基台やテーブルの上面に載せた作業台上に立体造形物とすべく輪郭層により積層造形物とし、第２ステップは、上記積層造形物の表面や裏面に装飾素材となる各ガラスや金属粉，樹脂材を溶融，溶射により滴下，混入，練込，付着する表面装飾手段を上記ベースマシンにより制御して表面装飾させることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形法。
2. 茶釜，花瓶，梵鐘の立体造形物を溶融積層造形装置において、第１ステップを実行する少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンには、溶接ビート又は溶融金属、樹脂、溶融ガラスの素材を基台やテーブルの上面に載せた作業台上に立体造形物とすべく輪郭層により積層造形物とする積層造形手段と、第２ステップを上記ベースマシンにより制御して装飾実行すべく、上記積層造形物の表面や裏面に装飾素材となる各ガラスや金属粉、樹脂材を溶融，溶射により滴下，混入，練込，付着する表面装飾手段と、を具備したことを特徴とする立体造形物の溶融積層造形装置。
3. 職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンのヘッド又はテーブルと、上記テーブル上には立体造形物を滴下堆積させるとともに不活性ガスを満たすべく搭載した加工槽と、上記加工槽の上部空間には上記テーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部、アーク溶接部と電熱部からなる造形物成形部と、上記金属棒の溶融で滴下堆積して形成した立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾部と、上記各部を造形プログラムで運転制御して立体造形物の成形と立体造形物の表面を装飾的表現するＮＣ運転制御部と、から成ることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形装置。
4. 職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンのヘッド又はテーブルと、上記テーブル上には立体造形物を溶接ビート肉盛で積層させるとともに不活性ガスを満たすべく搭載した加工槽と、上記加工槽の上部空間には上記テーブル上に立体造形物を溶接ビートで積層する金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部又はアーク溶接部又は電熱部からなる造形物成形部と、上記金属棒の溶接ビートで積層形成した立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾部と、上記各部を造形プログラムで運転制御して立体造形物の成形と立体造形物の表面を装飾的表現するＮＣ運転制御部と、から成ることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形装置。
5. 職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのベースマシンと、上記多関節ロボットアームの直下に配置された基台と、該基台上には立体造形物を滴下堆積させるとともに不活性ガスを満たすべく搭載した加工槽と、上記加工槽の上部空間には上記テーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部、アーク溶接部、電熱部とからなる造形物成形部と、上記金属棒の溶融で滴下堆積して形成した立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾部とを備え、上記多関節ロボットアームのハンドは、上記各部を造形プログラムにより造形工程順に選択把持して運転制御され立体造形物の造形と立体造形物の装飾的表現処理を行うＮＣ運転制御部と、から成ることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形装置。
6. 職人の手作業と同等の関節機能を発揮する少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのベースマシンと、上記多関節ロボットアームの直下に配置された基台と、該基台上には立体造形物を溶接ビートの肉盛で積層させるとともに不活性ガスを満たすべく搭載した加工槽と、上記加工槽の上部空間には上記テーブル上に立体造形物を溶接ビートで積層する金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部、又はアーク溶接部又は電熱部からなる造形物成形部と、上記金属棒の溶接ビートで積層形成した造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと、上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾部とを備え、上記多関節ロボットアームのハンドは、上記各部を造形プログラムにより造形工程順に選択把持して運転制御され立体造形物の造形と立体造形物の装飾的表現処理を行うＮＣ運転制御部と、から成ることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形装置。
7. 少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンのテーブル上において不活性ガスに満された加工槽内で立体造形物を滴下堆積する準備工程と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部、アーク溶接部、電熱部により造形物成形部を作動させる溶融滴下工程と、上記溶融滴下工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾工程と、上記準備工程と溶融滴下工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程と、から成ることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形法。
8. 少なくとも４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンのテーブル上において不活性ガスに満された加工槽内で立体造形物を滴下堆積する準備工程と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を溶接ビート肉盛で積層させる金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部又はアーク溶接部又は電熱部により造形物成形部を作動させる溶接ビート肉盛工程と、上記溶接ビート肉盛工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾工程と、上記準備工程と溶接ビート肉盛工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程と、から成ることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形法。
9. 少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのハンドは、基台上に不活性ガスを満たされた加工槽内で立体造形物を滴下堆積させるべく準備する準備工程と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を滴下堆積させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部、アーク溶接部、電熱部により造形物成形部を作動させる溶融滴下工程と、上記溶融滴下工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾工程とを実行させるべく、上記準備工程と溶融滴下工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程と、から成ることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形法。
10. 少なくとも４関節以上の多軸をＮＣ制御される多関節ロボットアームのハンドは、基台上に不活性ガスを満たされた加工槽内で立体造形物を溶接ビートの肉盛で積層させるべく準備する準備工程と、上記加工槽内のテーブル上に立体造形物を溶接ビートで積層させるべく金属棒供給部と金属棒を溶融するガス溶接部又はアーク溶接部又は電熱部により造形物成形部を作動させる溶接ビート肉盛工程と、上記溶接ビート肉盛工程に続いて立体造形物の表面を装飾的表現する素材となる各種ガラス片や各種金属片や各種小物片を貯蔵する１つ以上の貯蔵ホッパーと上記各貯蔵ホッパーから選択的に吐出される各種素材を加熱溶融して上記立体造形物の表面に溶接して装飾的表現を完結させる表面装飾工程とを実行させるべく、上記準備工程と肉盛工程と表面装飾工程とをＮＣ運転制御部内の造形プログラムで運転制御して立体造形物の造形と立体造形物の表面を装飾的表現する運転制御工程と、から成ることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形法。
11. 請求項１または７または８記載の立体造形物の溶融造形法において、４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンは、基台上で水平２方向に移動制御される移動台と該移動台に旋回運動及び首振り運動するテーブル又は、固定テーブル上に配置され水平２方向の移動と旋回運動及び首振り運動を制御されるヘッドの何れからなることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形法。
12. 請求項２または３または４記載の溶融造形装置において、４軸以上の多軸をＮＣ制御されるベースマシンは、基台上で水平２方向に移動制御される移動台と該移動台に旋回運動及び首振り運動するテーブル又は、固定テーブル上に配置され水平２方向の移動と旋回運動及び首振り運動を制御されるヘッドの何れからなることを特徴とする立体造形物の溶融積層造形装置。
13. 請求項１または７または８または９または１０記載の立体造形物の溶融造形法または請求項２または３または４または５または６記載の立体造形物の溶融造形装置において、製造される立体造形物は、茶道用茶釜、茶瓶、茶碗、鉄瓶、花瓶、壺、中空オブジェ、吊鐘、梵鐘の立体であることを特徴とする造形物。
14. 請求項１または７または８または９または１０記載の立体造形物の溶融造形法または請求項２または３または４または５または６記載の立体造形物の溶融造形装置において、製造される立体造形物は、虎、熊、鷲、魚の動物や植物のオブジェであることを特徴とする立体造形物。