JP2015182288A - 積層造形装置の材料供給装置、積層造形装置、及び積層造形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】造形物の特徴に応じて粉末状の材料による層を形成できる新規な積層造形装置の材料供給装置を提供する。
【解決手段】一つの実施の形態に係る積層造形装置の材料供給装置は、供給部を有する。当該供給部は、粉末状の材料を収容可能な収容部と、前記収容部に接続された複数の開口が設けられ前記材料が供給される領域を少なくとも部分的に覆う第１の壁と、前記複数の開口を個別に開閉可能な開閉部と、を有し、前記収容部の前記材料を、前記開閉部によって開かれた少なくとも一つの前記開口から並行して前記領域に供給することで、前記領域に前記材料の層を少なくとも部分的に形成する。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、積層造形装置の材料供給装置、積層造形装置、及び積層造形方法に関する。

粉末状の材料の層を形成し、当該材料の層毎に材料をバインダー（結合剤）やレーザ光によって凝固させ、三次元形状を造形する三次元プリンタのような積層造形装置が知られる。

特開２００７−２１６５９５号公報

複数の材料によって三次元形状を形成することが可能な、例えばより効率の良い新規な構成の積層造形装置が得られれば、有意義である。

本発明が解決する課題の一例は、造形物の特徴に応じて粉末状の材料による層を形成できる新規な積層造形装置の材料供給装置、積層造形装置、及び積層造形方法を提供することである。

一つの実施の形態に係る積層造形装置の材料供給装置は、供給部を有する。当該供給部は、粉末状の材料を収容可能な収容部と、前記収容部に接続された複数の開口が設けられ前記材料が供給される領域を少なくとも部分的に覆う第１の壁と、前記複数の開口を個別に開閉可能な開閉部と、を有し、前記収容部の前記材料を、前記開閉部によって開かれた少なくとも一つの前記開口から並行して前記領域に供給することで、前記領域に前記材料の層を少なくとも部分的に形成する。

図１は、第１の実施の形態に係る三次元プリンタを示す図である。 図２は、第１の実施形態のステージと、供給位置にある第１の材料供給装置とを示す断面図である。 図３は、第１の実施形態のステージと、供給位置にある第１の材料供給装置とを示す斜視図である。 図４は、第１の実施形態のステージと、遮蔽壁が閉じ位置にある第１の材料供給装置とを示す断面図である。 図５は、第１の実施形態の造形物を造形する手順の一例を示すフローチャートである。 図６は、第１の実施形態のステージと、第２の材料供給装置とを示す断面図である。 図７は、第１の実施形態の造形物が造形されたステージを示す断面図である。 図８は、第１の実施形態の第１の例における供給領域Ｒを示す平面図である。 図９は、第１の実施形態の第２の例における供給領域Ｒを示す平面図である。 図１０は、第１の実施形態の第３の例における供給領域Ｒを示す平面図である。 図１１は、第２の実施の形態に係るステージと、第１の位置にある材料供給装置とを示す断面図である。 図１２は、第２の実施形態のステージと、第２の位置にある材料供給装置とを示す断面図である。 図１３は、第３の実施の形態に係るステージと、材料供給装置とを示す断面図である。 図１４は、第３の実施形態の一つの供給口の周辺における材料供給装置の一部を示す斜視図である。

以下に、第１の実施の形態について、図１乃至図１０を参照して説明する。なお、本明細書においては、鉛直上方を上方向、鉛直下方を下方向と定義する。また、実施形態に係る構成要素や、当該要素の説明について、複数の表現を併記することがある。当該構成要素及び説明について、記載されていない他の表現がされることは妨げられない。さらに、複数の表現が記載されない構成要素及び説明について、他の表現がされることは妨げられない。

図１は、三次元プリンタ１を概略的に示す図である。三次元プリンタ１は、積層造形装置の一例である。積層造形装置は、三次元プリンタに限らず、他の装置であっても良い。三次元プリンタ１は、粉末状の第１の材料３及び第２の材料４による層の形成と、第１及び第２の材料３，４の層の固化と、を繰り返すことで、三次元形状の造形物５を造形する。図１は、形成途中の造形物５を示す。本実施形態において、第１の材料３と第２の材料４とは、中心粒径が約４０μｍの粉末状の金属材料である。第１の材料３は、第２の材料４と異なる種類の材料である。なお、第１及び第２の材料３，４はこれに限らない。

図１に示すように、三次元プリンタ１は、処理槽１０と、ステージ１１と、第１の移動装置１２と、第２の移動装置１３と、第１の材料供給装置１４と、第２の材料供給装置１５と、光学装置１６と、第１の材料補給装置１７と、第２の材料補給装置１８と、制御部１９と、を有する。

処理槽１０は、例えば、筐体とも称され得る。ステージ１１は、例えば、台、造形領域、又は塗布領域とも称され得る。第１及び第２の移動装置１２，１３は、移動部の一例であり、例えば、搬送部又は退避部とも称され得る。第１及び第２の材料供給装置１４，１５は、供給部の一例であり、例えば、保持部、投下部、又は撒布部とも称され得る。光学装置１６は、造形部の一例であり、例えば、形成部、固化部、又は結合部とも称され得る。第１及び第２の材料補給装置１７，１８は、例えば、供給部又は充填部とも称され得る。

図面に示されるように、本明細書において、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸が定義される。Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは、互いに直交する。本明細書では、Ｘ軸方向を、第１の材料供給装置１４の幅方向、Ｙ軸方向を、第１の材料供給装置１４の奥行き（長さ）方向、Ｚ軸方向を、第１の材料供給装置１４の高さ方向とする。

処理槽１０は、例えば、密封可能な箱状に形成される。処理槽１０は、処理室１０ａを有する。処理室１０ａには、ステージ１１、第１の移動装置１２、第２の移動装置１３、第１の材料供給装置１４、第２の材料供給装置１５、光学装置１６、第１の材料補給装置１７、及び第２の材料補給装置１８が収容されている。なお、ステージ１１、第１の移動装置１２、第２の移動装置１３、第１の材料供給装置１４、第２の材料供給装置１５、光学装置１６、第１の材料補給装置１７、及び第２の材料補給装置１８は、処理室１０ａの外にあっても良い。

処理槽１０の処理室１０ａに、供給口２１と、排出口２２とが設けられる。例えば、処理槽１０の外部に設けられた供給装置が、窒素及びアルゴンのような不活性ガスを、供給口２１から処理室１０ａに供給する。例えば、処理槽１０の外部に設けられた排出装置が、排出口２２から処理室１０ａの上記不活性ガスを排出する。

ステージ１１は、載置台２５と、周壁２６とを有する。載置台２５は、例えば、正方形の板材である。なお、載置台２５の形状はこれに限らず、矩形のような他の四角形（四辺形）、多角形、円、及び幾何学形状のような他の形状を呈する部材であっても良い。載置台２５は、上面２５ａと、四つの端面２５ｂとを有する。上面２５ａは、２５０ｍｍ×２５０ｍｍの四角形の平坦な面である。なお、上面２５ａの大きさはこれに限らない。端面２５ｂは、上面２５ａとそれぞれ直交する面である。

周壁２６は、Ｚ軸に沿う方向に延びるとともに、載置台２５を囲む四角形の筒状に形成される。載置台２５の四つの端面２５ｂは、周壁２６の内面にそれぞれ接する。周壁２６は、四角形の枠状に形成され、開放された上端２６ａを有する。

載置台２５は、油圧昇降機のような種々の装置によって、周壁２６の内部をＺ軸に沿う方向に移動可能である。載置台２５が最も上方に移動した場合、載置台２５の上面２５ａと、周壁２６の上端２６ａとは、略同一平面を形成する。

第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４に結合されたレール、搬送アーム、又は他の種々の装置を有し、第１の材料供給装置１４を例えば平行移動させる。第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４を、例えば供給位置Ｐ１と、待機位置Ｐ２との間で移動させる。

図１は、供給位置Ｐ１に位置する第１の材料供給装置１４を二点鎖線で示し、待機位置Ｐ２にある第１の材料供給装置１４を実線で示す。供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４は、ステージ１１の上方に位置する。待機位置Ｐ２にある第１の材料供給装置１４は、供給位置Ｐ１から外れた場所に位置する。例えば、待機位置Ｐ２は、第１の位置Ｐ１から、Ｘ軸及びＹ軸の少なくとも一方に沿う方向に離間する。このように、第１の移動装置１２は、ステージ１１に対する第１の材料供給装置１４の相対的な位置を変化させる。なお、第１の移動装置１２は、例えば、第１の材料供給装置１４に対してステージ１１を移動させても良い。

第２の移動装置１３は、第２の材料供給装置１５に結合されたレール、搬送アーム、又は他の種々の装置を有し、第２の材料供給装置１５を例えば平行移動させる。第２の移動装置１３は、第２の材料供給装置１５を、例えば供給位置Ｐ３と、待機位置Ｐ４との間で移動させる。

図１は、供給位置Ｐ３に位置する第２の材料供給装置１５を二点鎖線で示し、待機位置Ｐ４にある第２の材料供給装置１５を実線で示す。第２の材料供給装置１５の供給位置Ｐ３は、第１の材料供給装置１４の供給位置Ｐ１と同じ位置である。なお、第１及び第２の材料供給装置１４，１５の供給位置Ｐ１，Ｐ３はこれに限らない。

供給位置Ｐ３にある第２の材料供給装置１５は、ステージ１１の上方に位置する。待機位置Ｐ４にある第２の材料供給装置１５は、供給位置Ｐ３から外れた場所に位置する。例えば、待機位置Ｐ４は、第２の位置Ｐ３から、Ｘ軸及びＹ軸の少なくとも一方に沿う方向に離間する。このように、第２の移動装置１３は、ステージ１１に対する第２の材料供給装置１５の相対的な位置を変化させる。なお、第２の移動装置１３は、例えば、第２の材料供給装置１５に対してステージ１１を移動させても良い。

図２は、ステージ１１の一部と、供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４とを示す断面図である。図３は、ステージ１１の一部と、供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４とを示す斜視図である。図３は、説明のために第１の材料供給装置１４をステージ１１から離して示すとともに、第１の材料供給装置１４の一部を省略する。

図２に示すように、第１の材料供給装置１４は、槽３１と、シャッタ３２と、閉塞部３３と、バイブレータ３４と、を有する。閉塞部３３は、開閉部の一例であり、例えば、遮断部、調節部、又は調整部とも称され得る。

槽３１は、略四角形の箱型に形成される。槽３１は、上面３１ａと、下面３１ｂとを有する。上面３１ａは、上方に向くとともに平坦に形成される。下面３１ｂは、上面３１ａの反対側に位置し、下方に向くとともに平坦に形成される。第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１にあるとき、下面３１ｂは、載置台２５の上面２５ａに向く。

槽３１に、収容部３５、底壁３６と、複数の供給口３７とが設けられる。底壁３６は、第１の壁及び壁の一例であり、例えば、下部又は底部とも称され得る。複数の供給口３７は、開口の一例であり、例えば、吐出口、孔、又は落下部とも称され得る。

収容部３５は、槽３１の上面３１ａに開口する、平面視で四角形状の直方体状の凹部を形成する。収容部３５は、平坦な底面３５ａを有する。底面３５ａは、２５０ｍｍ×２５０ｍｍの四角形の平坦な面である。すなわち、収容部３５の底面３５ａの面積は、載置台２５の上面２５ａの面積と実質的に等しい。なお、収容部３５の形状はこれに限らない。

第１の材料供給装置１４の収容部３５は、粉末状の第１の材料３を収容する。槽３１の上面３１ａに設けられた収容部３５の開口部分（収容部３５の上端）は開放されるが、例えば、開閉可能な蓋によって塞がれても良い。

底壁３６は、槽３１の下面３１ｂと、収容部３５の底面３５ａとを形成する、四角形の板状の部分である。言い換えると、底壁３６は、槽３１の下面３１ｂと、収容部３５の底面３５ｂとの間に存在する槽３１の一部であり、収容部３５の下方に位置する。収容部３５に収容された第１の材料３は、底壁３６によって支持される。

複数の供給口３７は、底壁３６にそれぞれ設けられる。複数の供給口３７は、互いに略同一形状を有する。供給口３７は、Ｚ軸に沿う方向に延び、収容部３５にそれぞれ接続される。複数の供給口３７は、供給孔４１と、導入部４２とをそれぞれ有する。導入部４２は、例えば、ホッパー、漏斗部、又は錐形部とも称され得る。

供給孔４１は、槽３１の下面３１ｂに開口する円形の孔である。供給孔４１は、槽３１の下面３１ｂから、底壁３６の厚さ方向の中央部分に亘って設けられる。供給孔４１の直径は、第１の材料３の粒径の６倍以上であり、例えば０．２４ｍｍである。なお、供給孔４１の形状及び直径はこれに限らない。

導入部４２は、収容部３５の底面３５ａに開口する円錐形の凹部を形成する。導入部４２は、供給孔４１に接続される。導入部４２の内周面は、底面３５ａに設けられた開口部分から、下方の供給孔４１に向かうに従って徐々に細くなる。

図３に示すように、供給口３７は、Ｘ軸に沿う方向と、Ｙ軸に沿う方向とに、大よそ等間隔に配置される。言い換えると、供給口３７は、格子点状に並べられる。供給口３７は、正方格子状に並べられるが、斜方格子状や正三角格子状のような他の配置で並べられても良い。なお、供給口３７は格子点状に限らず、他の配置で並べられても良い。

供給口３７と、当該供給口３７に隣り合う他の供給口３７と間隔（ピッチ）は、例えば１ｍｍである。なお、供給口３７の間のピッチはこれに限らない。収容部３５の底面３５ａに設けられる導入部４２の開口部分は、当該導入部４２に隣り合う他の導入部４２の開口部分と接しても良いし、離間しても良い。

図２に示すように、シャッタ３２は、遮蔽壁４５と、複数の連通孔４６とを有する。遮蔽壁４５は、例えば、閉鎖部又は摺動部とも称され得る。連通孔４６は、例えば、連通部、開放部、又は孔とも称され得る。

遮蔽壁４５は、槽３１の下面３１ｂを覆う略四角形の板材である。なお、遮蔽壁４５の形状はこれに限らない。遮蔽壁４５は、上面４５ａと、下面４５ｂとを有する。上面４５ａは、槽３１の下面３１ｂに接する。下面４５ｂは、上面４５ａの反対側に位置し、下方に向くとともに平坦に形成される。

第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１にあるとき、遮蔽壁４５の下面４５ｂは、載置台２５の上面２５ａに向く。遮蔽壁４５の下面４５ｂの高さ（Ｚ軸に沿う方向における位置）は、周壁２６の上端２６ａの高さと大よそ等しい。このため、遮蔽壁４５は、開放された周壁２６の上端２６ａを塞ぐ。

複数の連通孔４６は、遮蔽壁４５にそれぞれ設けられる。連通孔４６は、遮蔽壁４５の上面４５ａから、下面４５ｂに亘って設けられる円形の孔である。連通孔４６の直径は、供給孔４１の直径と同じく、例えば０．２４ｍｍである。なお、連通孔４６の形状及び直径はこれに限らず、例えば、連通孔４６の直径と供給孔４１の直径とが異なっても良い。

複数の連通孔４６は、供給口３７と同じく、Ｘ軸に沿う方向と、Ｙ軸に沿う方向とに、大よそ等間隔に配置される。連通孔４６と、当該連通孔４６に隣り合う他の連通孔４６との間隔（ピッチ）は、供給口３７の間隔と同じく、例えば１ｍｍである。すなわち、複数の連通孔４６は、複数の供給口３７と同じ方向及び同じ間隔で配置される。

遮蔽壁４５は、アクチュエータのような種々の装置によって、例えば、底壁３６に沿ってＸ軸に沿う方向に移動可能である。なお、遮蔽壁４５の移動方向はこれに限らない。遮蔽壁４５は、例えば、開き位置Ｐ５と閉じ位置Ｐ６との間で移動する。図２及び図３は、開き位置Ｐ５にある遮蔽壁４５を示す。

遮蔽壁４５が開き位置Ｐ５に位置するとき、複数の連通孔４６は、複数の供給口３７の供給孔４１にそれぞれ連通する。すなわち、供給孔４１は、対応する連通孔４６によってそれぞれ開かれる。

図４は、ステージ１１の一部と、遮蔽壁４５が閉じ位置Ｐ６にある第１の材料供給装置１４とを示す断面図である。なお、後述するように第２の材料供給装置１５は第１の材料供給装置１４と同じ構成を有するため、図４は、第２の材料供給装置１５をも示す。

図４に示すように、遮蔽壁４５が閉じ位置Ｐ６に位置するとき、複数の連通孔４６の位置は、対応する供給口３７の供給孔４１からずらされる。このため、閉じ位置Ｐ６に位置する遮蔽壁４５は、複数の供給口３７の供給孔４１を閉じる。

閉塞部３３は、複数のピストン５１と、支持部材５２とを有する。なお、閉塞部３３は、図３において省略される。ピストン５１は、例えば、構造物、押出部、加圧部、挿入部、又は栓とも称され得る。支持部材５２は、連結部又は移動部とも称され得る。

ピストン５１は、Ｚ軸に沿う方向に延びる棒状に形成される。ピストン５１の一方の端部に、弁部５１ａがそれぞれ設けられる。弁部５１ａは、供給口３７に対応する形状を有する。すなわち、弁部５１ａは、供給孔４１に嵌り得る棒状の部分と、導入部４２に嵌り得る円錐形の部分と、を有する。

ピストン５１は、弁部５１ａが対応する供給口３７に向くように、収容部３５の中に配置される。ピストン５１の弁部５１ａは、収容部３５に収容された第１の材料３に埋まる。なお、弁部５１ａは、収容部３５の外に位置しても良い。

支持部材５２は、複数のピストン５１を支持する。支持部材５２に支持された複数のピストン５１は、Ｘ軸に沿う方向と、Ｙ軸に沿う方向とに、大よそ等間隔に並べられる。すなわち、複数のピストン５１は、複数の供給口３７と同じ方法及び同じ間隔で配置される。

支持部材５２は、アクチュエータのような種々の装置によって、複数のピストン５１をＺ軸に沿う方向に個別に移動させることが可能である。言い換えると、支持部材５２は、弁部５１ａが設けられたピストン５１を、底壁３６と交差する方向に個別に移動させる。

図２に示すように、複数のピストン５１は、例えば、開き位置Ｐ７と閉じ位置Ｐ８との間で、個別に移動する。開き位置Ｐ７にあるピストン５１は、供給口３７から離間する。言い換えると、開き位置Ｐ７にあるピストン５１の弁部５１ａは、対応する供給口３７から外れることで供給口３７を開く。

閉じ位置Ｐ８にあるピストン５１の弁部５１ａは、対応する供給口３７に嵌る。弁部５１ａの円錐形の部分は、導入部４２に密接させられる。このように、閉じ位置Ｐ８に移動させられた弁部５１ａは、供給口３７を閉じる。

複数のピストン５１が個別に開き位置Ｐ７と閉じ位置Ｐ８との間で移動させられることにより、複数のピストン５１は、対応する供給口３７を個別に開閉する。各ピストン５１の開閉は、例えば、制御部１９によって制御される。

第１の材料供給装置１４は、第１の移動装置１２によって、供給位置Ｐ１に移動させられる。第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１にあるとき、遮蔽壁４５が、開き位置Ｐ５に移動させられる。言い換えると、複数の供給口３７の供給孔４１が、対応する連通孔４６によって開かれる。

さらに、第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１にあるとき、複数のピストン５１が、選択的に開き位置Ｐ７に移動させられる。すなわち、制御部１９によって選択されたピストン５１が個別的に開き位置Ｐ７に移動させられ、他のピストン５１は閉じ位置Ｐ８に留まる。言い換えると、供給口３７は、対応するピストン５１によって個別に開かれる。

収容部３５に収容された粉末状の第１の材料３は、連通孔４６及びピストン５１によって開かれた供給口３７から、当該供給口３７に連通する連通孔４６を通って重力により落下する。収容部３５の第１の材料３は、導入部４２の傾斜した内周面によって、供給孔４１に導かれる。単位時間あたりの粉体の落下量は、砂時計と同様に、収容部３５内に収容されている第１の材料３の高さによらず、略一定となる。

なお、収容部３５に、供給口３７に対応する仕切板が設けられても良い。当該仕切板は、収容部３５に収容された第１の材料３を区切り、第１の材料３が対応する供給口３７の導入部４２に均一に導かれるようにする。

バイブレータ３４は、例えば、偏心された錘を回すモータである。バイブレータ３４によって、第１の材料供給装置１４が振動する。第１の材料供給装置１４は、振動することにより、収容部３５の第１の材料３が複数の供給口３７及び複数の連通孔４６から落下することを促進する。なお、第１の材料供給装置１４は、バイブレータ３４が無くても良い。バイブレータ３４による振動が無かったとしても、第１の材料３は、重力によって複数の供給口３７及び複数の連通孔４６から落下する。

第２の材料供給装置１５は、第１の材料供給装置１４と同じ構造を有するため、詳しい説明は省略される。なお、第２の材料供給装置１５は、第１の材料供給装置１４と異なる構造を有しても良い。第２の材料供給装置１５の収容部３５は、第１の材料供給装置１４の収容部３５と異なり、第２の材料４を収容する。

図１に示す光学装置１６は、発振素子を有しレーザ光Ｌを出射する光源、レーザ光Ｌを平行光に変換する変換レンズ、レーザ光Ｌを収束させる収束レンズ、及び、レーザ光Ｌの照射位置を移動させるガルバノミラーのような、種々の部品を有する。光学装置１６は、レーザ光Ｌのパワー密度を変更可能である。

光学装置１６は、ステージ１１の上方に位置する。なお、光学装置１６は他の場所に配置されても良い。光学装置１６は、前記光源が出射したレーザ光Ｌを、前記変換レンズによって平行光に変換する。光学装置１６は、傾斜角度を変更可能な前記ガルバノミラーにレーザ光Ｌを反射させ、前記収束レンズによってレーザ光Ｌを収束させることで、レーザ光Ｌを所望の位置に照射する。

第１の材料補給装置１７は、第１の材料供給装置１４の収容部３５よりも多くの第１の材料３を収容できる。第１の材料補給装置１７は、待機位置Ｐ２の上方に配置され、開閉可能な扉を有する。当該扉は、第１の材料供給装置１４が待機位置Ｐ２にあるとき、槽３１の上面３１ａに開口する収容部３５に面する。

第１の材料補給装置１７は、第１の材料供給装置１４が待機位置Ｐ２に位置するとき、前記扉を開き、収容部３５に第１の材料３を供給する。第１の材料補給装置１７は、第１の材料供給装置１４が待機位置Ｐ２にないとき、前記扉を閉じることで、第１の材料３が落下することを防ぐ。

第２の材料補給装置１８は、第２の材料供給装置１５の収容部３５よりも多くの第２の材料４を収容できる。第２の材料補給装置１８は、待機位置Ｐ４の上方に配置され、開閉可能な扉を有する。当該扉は、第２の材料供給装置１５が待機位置Ｐ４にあるとき、槽３１の上面３１ａに開口する収容部３５に面する。

第２の材料補給装置１８は、第２の材料供給装置１５が待機位置Ｐ４に位置するとき、前記扉を開き、収容部３５に第２の材料４を供給する。第２の材料補給装置１８は、第２の材料供給装置１５が待機位置Ｐ４にないとき、前記扉を閉じることで、第２の材料４が落下することを防ぐ。

制御部１９は、ステージ１１、第１の移動装置１２、第２の移動装置１３、第１の材料供給装置１４、第２の材料供給装置１５、光学装置１６、第１の材料補給装置１７、及び第２の材料補給装置１８に、電気的に接続される。制御部１９は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭのような種々の電子部品を有する。制御部１９は、前記ＲＯＭ、又は他の記憶装置に格納されたプログラムを読み出し実行することで、ステージ１１、第１の移動装置１２、第２の移動装置１３、第１の材料供給装置１４、第２の材料供給装置１５、光学装置１６、第１の材料補給装置１７、及び第２の材料供給装置１８を制御する。三次元プリンタ１は、制御部１９の制御（プログラム）に基づき、造形物５を造形する。

以下、三次元プリンタ１が粉末状の第１の材料３及び第２の材料４から造形物５を造形する手順の一例について説明する。なお、三次元プリンタ１が造形物５を造形する方法は、以下に説明されるものに限らない。

図５は、造形物５を造形する手順の一例を示すフローチャートである。まず、三次元プリンタ１の制御部１９に、例えば外部のパーソナルコンピュータから、造形物５の三次元形状のデータが入力される（Ｓ１１）。当該三次元形状のデータは、例えばＣＡＤのデータであるが、これに限らない。

上記三次元形状のデータは、造形物５の各部分を形成する材料についての情報を含む。すなわち、上記三次元形状のデータは、造形物５の第１の材料３によって形成される部分（以下、第１の材料部分５ａと称する）と、造形物５の第２の材料４によって形成される部分（以下、第２の材料部分５ｂと称する）と、の情報を含む。

次に、制御部１９は、取得した上記データの三次元形状を、複数の層に分割する（スライス）。制御部１９は、スライスされた三次元形状を、例えば複数の点や直方体（ピクセル）の集まりに変換する（ラスタライズ、ピクセル化）。このように、制御部１９は、取得した造形物５の三次元形状のデータから、複数の二次元形状の層のデータを生成する（Ｓ１２）。生成されたデータは、制御部１９の記憶部（不図示）に記憶される。

なお、上記二次元形状の層のデータに含まれる複数のピクセルの間隔（ピッチ）は、第１及び第２の材料供給装置１４，１５の供給口３７の間隔（ピッチ）に対応する。すなわち、供給口３７のピッチが１ｍｍである場合、前記層のデータの各ピクセルは、１ｍｍ×１ｍｍの四角形である。なお、前記ピクセルのピッチはこれに限らない。

次に、制御部１９は、スライスした複数の二次元形状の層のデータを、第１の材料３によって形成される部分のデータと、第２の材料４によって形成される部分のデータとに分割する。すなわち、制御部１９は、各層における第１の材料部分５ａのデータを生成する（Ｓ１３）。さらに、制御部１９は、各層における第２の材料部分５ｂのデータを生成する（Ｓ１４）。生成されたデータは、制御部１９の前記記憶部に記憶される。

次に、第１の材料補給装置１７が、待機位置Ｐ２に位置する第１の材料供給装置１４の収容部３５に、第１の材料３を供給する。制御部１９は、例えばセンサによって収容部３５に収容された第１の材料３の重さを測定し、当該重さが所定の値に達するまで、第１の材料補給装置１７に収容部３５へ第１の材料３を供給させる。これにより、収容部３５は、所定の量の第１の材料３を収容する。なお、既に収容部３５が所定の量の第１の材料３を収容している場合、第１の材料補給装置１７による第１の材料３の供給は省略されても良い。

同様に、第２の材料補給装置１８が、待機位置Ｐ４に位置する第２の材料供給装置１５の収容部３５に、第２の材料４を供給する。なお、既に収容部３５が所定の量の第２の材料４を収容している場合、第２の材料補給装置１８による第２の材料４の供給は省略されても良い。

第１の材料供給装置１４の遮蔽壁４５は、通常、閉じ位置Ｐ６に位置する。さらに、第１の材料供給装置１４のピストン５１は、通常、閉じ位置Ｐ８に位置する。このため、供給口３７は、遮蔽壁４５及びピストン５１によって閉じられ、収容部３５に収容された第１の材料３が供給口３７から落下することが防止される。第２の材料供給装置１５においても同様に、第２の材料４の落下が防止される。

次に、第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４を、待機位置Ｐ２から供給位置Ｐ１に移動させる。第１の材料供給装置１４は、供給位置Ｐ１に到達すると、以下のようにステージ１１の上に第１の材料３を供給する（Ｓ１５）。

図２に示すように、ステージ１１の載置台２５の上面２５ａに、ベース５５が載置固定される。ベース５５は、造形物５を当該ベース５５の上に造形するために設けられる。なお、載置台２５の上面２５ａにベース５５を配置することなく、載置台２５の上面２５ａの上に直接、造形物５が造形されても良い。

ベース５５は、例えば、四角形の板材である。ベース５５の形状はこれに限らず、造形物５の形状によって決められる。ベース５５は、平坦な上面５５ａを有する。ベース５５の上面５５ａは、載置台２５の上面２５ａと平行である。

最初、ステージ１１の載置台２５は、Ｚ軸に沿う方向におけるベース５５の上面５５ａと周壁２６の上端２６ａとの間の距離が５０μｍになるように配置される。このため、ベース５５の上面５５ａと、供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４の遮蔽壁４５の下面４５ｂとの間の距離は、５０μｍである。

ベース５５の周りに、予め第１の材料３が敷き詰められる。なお、第１の材料３の代わりに、第２の材料４が敷き詰められても良い。敷き詰められた第１の材料３の表面３ａは、ベース５５の上面５５ａと略同一平面を形成する。これにより、第１の材料３とベース５５とは、載置台２５の上面２５ａの上に、一つの層ＭＬ１を形成する。

層ＭＬ１を形成する第１の材料３の表面３ａと、ベース５５の上面５５ａとは、供給領域Ｒを形成する。供給領域Ｒは、材料が供給される領域の一例である。なお、供給領域Ｒは、後述するように、層ＭＬ１の上に積層される第１の材料３の複数の層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……によっても形成される。

供給領域Ｒは、載置台２５の上面２５ａと同じく、２５０ｍｍ×２５０ｍｍの四角形の略平坦な面である。なお、供給領域Ｒの形状は、載置台２５の上面２５ａの形状と異なっても良い。供給領域Ｒと、供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４の遮蔽壁４５の下面４５ｂとの間の距離は、５０μｍである。なお、供給領域Ｒと遮蔽壁４５の下面４５ｂとの間の距離は、制御部１９が載置台２５を制御することで、３０μｍや１００μｍのように変更され得る。供給領域Ｒは、周壁２６によって囲まれる。

供給位置Ｐ１にある第１の材料供給装置１４の底壁３６は、供給領域Ｒの上方に位置する。底壁３６は供給領域Ｒの全域を覆う。なお、底壁３６は、供給領域Ｒを部分的に覆っても良い。槽３１の下面３１ｂと、遮蔽壁４５の下面４５ｂとは、供給領域Ｒに向く。

図３に示すように、本明細書において、供給領域Ｒは、複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２を有するものと定義される。複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２は、複数の区画の一例である。複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２は、例えば四角形の区画である。分割区画ＲＤ１，ＲＤ２はこれに限らず、他の形状であっても良い。

複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２の面積は互いに等しい。複数の分割区画ＲＤ１，ＲＤ２は、Ｘ軸に沿う方向と、Ｙ軸に沿う方向とに、それぞれ並べられる。複数の供給口３７及び複数の連通孔４６は、対応する分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に向く。すなわち、供給口３７及び連通孔４６は、対応する分割区画ＲＤ１，ＲＤ２の上方に位置し、当該分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に対向する（面する）。

分割区画ＲＤ１は、制御部１９が生成した各層における第１の材料部分５ａのデータに対応する。すなわち、第１の材料部分５ａのデータを形成する複数のピクセルが、複数の分割区画ＲＤ１に対応する。

分割区画ＲＤ２は、制御部１９が生成した各層における第２の材料部分５ｂのデータに対応する。すなわち、第２の材料部分５ｂのデータを形成する複数のピクセルが、複数の分割区画ＲＤ２に対応する。図３において、分割区画ＲＤ２は、ハッチングをされて示される。

図２に示すように、第１の材料供給装置１４が供給位置Ｐ１に到達すると、制御部１９は、遮蔽壁４５を開き位置Ｐ５に移動させる。これにより、シャッタ３２の連通孔４６が供給口３７の供給孔４１に連通する。

さらに、制御部１９は、分割区画ＲＤ１に対応する供給口３７を閉じるピストン５１を、開き位置Ｐ７に移動させる。これにより、分割区画ＲＤ１に対応する供給口３７は、連通孔４６及びピストン５１によって開かれる。言い換えると、分割区画ＲＤ１に対向する供給口３７のみが開かれる。なお、分割区画ＲＤ２に対応する供給口３７は、ピストン５１によって閉じられたままである。

第１の材料供給装置１４は、バイブレータ３４によって振動する。収容部３５の第１の材料３は、ピストン５１によって開かれた複数の供給口３７及び複数の連通孔４６を通って、供給領域Ｒに落下する。第１の材料供給装置１４は、第１の材料３を、開かれた少なくとも一つの供給口３７から並行して供給領域Ｒに供給する。

開かれた複数の供給口３７は、対応する分割区画ＲＤ１に、それぞれ第１の材料３を供給する。図３に、各供給口３７及び連通孔４６から落下した第１の材料３の落下地点Ｓがそれぞれ示される。落下地点Ｓは、開かれた各供給口３７及び連通孔４６に対応する分割区画ＲＤ１の中に位置する。

複数の供給口３７及び複数の連通孔４６から供給領域Ｒに第１の材料３を供給する間、第１の材料供給装置１４は、例えば第１の移動装置１２によって、図３の矢印に示すようにＸ軸に沿う方向及びＹ軸に沿う方向に移動させられる。これにより、各供給口３７及び連通孔４６から第１の材料３がそれぞれ落下する落下地点Ｓは、対応する分割区画ＲＤ１の中をそれぞれ、図３の矢印に示すように移動する。落下地点Ｓは、分割区画ＲＤ１の中を、一筆書きでなぞるように移動する。このため、それぞれの分割区画ＲＤ１に、第１の材料３が略均等に供給される。

それぞれの分割区画ＲＤ１に第１の材料３が供給されることで、供給領域Ｒに第１の材料３の層が部分的に形成される。言い換えると、層ＭＬ１の上に、第１の材料３の層が積層する。

供給領域Ｒに第１の材料３が供給されると、供給された第１の材料３は、遮蔽壁４５の下面４５ｂに接触する。第１の材料３が供給された位置において、連通孔４６は第１の材料３によって閉じられる。

制御部１９は、遮蔽壁４５が開き位置Ｐ５に移動し、供給口３７が開かれてからの経過時間を、例えばタイマによってカウントする。制御部１９は、供給口３７が開かれてから所定の時間が経過したときに、遮蔽壁４５を開き位置Ｐ５から閉じ位置Ｐ６に移動させ、遮蔽壁４５に供給口３７を閉じさせる。供給口３７を通過する粉体の落下速度は略一定であるため、供給口３７の開放時間によって落下量を制御することができる。

一方、開き位置Ｐ７に移動させられた複数のピストン５１は、徐々に閉じ位置Ｐ８に向かって移動する。開き位置Ｐ７から閉じ位置Ｐ８に移動するピストン５１の弁部５１ａは、当該弁部５１ａと供給口３７との間に位置する第１の材料３を、供給口３７に向かって押す。これにより、第１の材料３が、ピストン５１によって供給口３７から押し出され、供給領域Ｒに供給される。

複数のピストン５１が開き位置Ｐ７に移動してから所定の時間が経過すると、閉じ位置Ｐ８に向かって移動する複数のピストン５１は、閉じ位置Ｐ８に到達する。供給孔４１の中の第１の材料３は、ピストン５１の弁部５１ａによって、供給孔４１から押し出される。

図４に示すように、閉じ位置Ｐ６に到達したピストン５１の弁部５１ａは、供給口３７に嵌まることで、供給口３７を閉じる。すなわち、ピストン５１が供給口３７を開いてから所定の時間が経過したときに、ピストン５１の弁部５１ａが供給口３７を閉じる。これにより、供給領域Ｒに第１の材料３が供給される。なお、ピストン５１は、遮蔽壁４５が供給口３７を閉じる前に、供給口３７を閉じる。

以上のように供給領域Ｒに第１の材料３の層が形成されると、遮蔽壁４５の下面４５ｂは、第１の材料３の表面を押さえる。これにより、供給された第１の材料３は均される。第１の材料３の層が形成された後、第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４を供給位置Ｐ１から待機位置Ｐ２に移動させる。

次に、第２の移動装置１３は、第２の材料供給装置１５を、待機位置Ｐ４から供給位置Ｐ３に移動させる。図６は、ステージ１１の一部と、第２の材料供給装置１５とを示す断面図である。図６に示すように、第２の材料供給装置１５は、供給位置Ｐ３に到達すると、第１の材料供給装置１４と同様に、ステージ１１の上に第２の材料４を供給する（Ｓ１６）。

制御部１９は、第２の材料供給装置１５の複数のピストン５１のうち、分割区画ＲＤ２に対応する供給口３７を閉じるピストン５１を、開き位置Ｐ７に移動させる。これにより、分割区画ＲＤ２に対応する供給口３７は、連通孔４６及びピストン５１によって開かれる。言い換えると、分割区画ＲＤ２に対向する供給口３７のみが開かれる。なお、分割区画ＲＤ１に対応する供給口３７は、ピストン５１によって閉じられたままである。

第２の材料供給装置１５の収容部３５に収容された第２の材料４は、ピストン５１によって開かれた複数の供給口３７及び複数の連通孔４６を通って、供給領域Ｒに落下する。第２の材料供給装置１５は、第２の材料４を、開かれた少なくとも一つの供給口３７から並行して供給領域Ｒに供給する。

開かれた複数の供給口３７は、対応する分割区画ＲＤ２に、それぞれ第２の材料４を供給する。図４に示すように、それぞれの分割区画ＲＤ２に第２の材料が供給されることで、供給領域Ｒに、第１の材料３と第２の材料４とによって一連の層ＭＬ２が形成される。言い換えると、第１の材料３の層と、第２の材料４の層とが組み合わされ、第１及び第２の材料３，４の層ＭＬ２が形成される。なお、それぞれの分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に供給される第１の材料３及び第２の材料４の量は略同一である。このため、供給領域Ｒに形成される層ＭＬ２の厚さは、位置にかかわらず略同一である。

第１及び第２の材料３，４の層ＭＬ２が形成されると、遮蔽壁４５の下面４５ｂは、層ＭＬ２の表面を押さえる。これにより、形成された層ＭＬ２の表面が均される。第２の移動装置１３は、層ＭＬ２が形成された後、第２の材料供給装置１５を供給位置Ｐ３から待機位置Ｐ４に移動させる。第２の材料供給装置１５が供給位置Ｐ３から待機位置Ｐ４に移動するとき、遮蔽壁４５の下面４５ｂは、当該下面４５ｂに接触した層ＭＬ２の表面を擦ることで、層ＭＬ２の表面を均しても良い。

次に、図１に示すように、制御部１９は、光学装置１６を制御することで、光学装置１６のレーザ光Ｌを、層ＭＬ２を形成する第１の材料３に照射させる（Ｓ１７）。制御部１９は、入力された造形物５の三次元形状のデータに基づき、レーザ光Ｌの照射位置を定める。

第１の材料３及び第２の材料４の層ＭＬ２の、レーザ光Ｌが照射された部分は、溶融する。言い換えると、第１の材料３及び第２の材料４は、レーザ光Ｌが照射されることにより、部分的に溶融された後に固められる。これにより、第１の材料３及び第２の材料４の層ＭＬ２に、造形物５の一部（一層分）が形成される。なお、形成される造形物５の一部は、制御部１９が生成した二次元形状の層のデータに対応する。また、第１の材料３及び第２の材料４は焼結されても良い。

層ＭＬ２にレーザ光Ｌが照射される間、第１の材料補給装置１７は、第１の材料供給装置１４の収容部３５に、第１の材料３を供給する。同様に、第２の材料補給装置１８は、第２の材料供給装置１５の収容部３５に、第２の材料４を供給する。収容部３５にそれぞれ収容される第１の材料３及び第２の材料４の体積は、供給領域Ｒに形成される層ＭＬ２の体積よりも大きい。

光学装置１６が層ＭＬ２の第１の材料３にレーザ光Ｌを照射し終えると、載置台２５は、下方に例えば５０μｍ移動する。載置台２５が移動する距離は、層ＭＬ２の厚さに等しい。これにより、層ＭＬ２の表面と、周壁２６の上端２６ａとの間の距離は、５０μｍになる。

層ＭＬ２を形成する第１の材料３と第２の材料４との表面と、層ＭＬ２に形成された造形物５の一部の表面とは、層ＭＬ２における供給領域Ｒを形成する。造形物５が完成していない場合（Ｓ１８：ＮＯ）、第１の移動装置１２は、第１の材料供給装置１４を、再び供給位置Ｐ１に移動させる。第１の材料供給装置１４は、供給位置Ｐ１において、層ＭＬ２が形成する供給領域Ｒに第１の材料３を供給する（Ｓ１５）。

図７は、造形物５が造形されたステージ１１を示す断面図である。第１の材料供給装置１４と第２の材料供給装置１５は、以上の説明と同様に、第１の材料３と第２の材料４とを供給領域Ｒに供給し（Ｓ１５，Ｓ１６）、図７のような第１の材料３及び第２の材料４の複数の層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……を順次形成する。図７において、層ＭＬ２、ＭＬ３，ＭＬ４……は、二点鎖線によって区切られる。

光学装置１６は、層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……が形成される毎に、当該層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……の第１の材料３を部分的に溶融させ、造形物５の一部を形成する（Ｓ１６）。造形物５は、第１の材料３が溶融されることによって形成された第１の材料部分５ａと、第２の材料４が溶融されることによって形成された第２の材料部分５ｂとを含む。

三次元プリンタ１は、このような第１の材料供給装置１４による第１の材料３の層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……の形成と、光学装置１６による第１の材料３の溶融と、を繰り返すことにより、三次元形状の造形物５を造形する。制御部１９が生成した全ての二次元形状の層のデータに対応する造形物５の各部分（各層）が形成されると（Ｓ１８：ＹＥＳ）、造形物５の造形が完了する。

ここで、供給領域Ｒにおける、第１の材料３が供給される分割区域ＲＤ１と、第２の材料４が供給されるＲＤ２との配置の例について説明する。図８は、第１の例における、供給領域Ｒを示す平面図である。図８は、レーザ光Ｌが照射される領域（以下、照射領域と称する）ＲＬを、二点鎖線によって示す。照射領域ＲＬは、固化される部分の一例である。さらに、図８は、分割区域ＲＤ１と分割区域ＲＤ２とを、それぞれ異なるハッチングで示す。

図８に示すように、第１の例において、照射領域ＲＬは、分割区域ＲＤ１と分割区域ＲＤ２とによって形成される。すなわち、照射領域ＲＬは、分割区域ＲＤ１と分割区域ＲＤ２とに分けられる。第１の例において、分割区画ＲＤ１と分割区画ＲＤ２との境界は、照射領域ＲＬの一つの端から他の端まで延びる。

照射領域ＲＬにおける分割区域ＲＤ１の配置は、上述の（Ｓ１３）制御部１９が生成した第１の材料部分５ａのデータに対応する。照射領域ＲＬにおける分割区域ＲＤ２の配置は、上述の（Ｓ１４）制御部１９が生成した第２の材料部分５ｂのデータに対応する。

制御部１９は、照射領域ＲＬにおける分割区画ＲＤ１と分割区画ＲＤ２との境界を延長することで、照射領域ＲＬの外側における分割区画ＲＤ１と分割区画ＲＤ２との境界を設定する。すなわち、照射領域ＲＬの外側における分割区画ＲＤ１と分割区画ＲＤ２との境界は、照射領域ＲＬにおける分割区画ＲＤ１と分割区画ＲＤ２との境界に連続する。このため、照射領域ＲＬの外側における供給領域Ｒも、分割区域ＲＤ１と分割区域ＲＤ２とに分けられる。

第１の材料供給装置１７は、照射領域ＲＬの分割区域ＲＤ１と、照射領域ＲＬの外側の分割区域ＲＤ１とに、第１の材料３を供給する。さらに、第２の材料供給装置１８は、照射領域ＲＬの分割区域ＲＤ２と、照射領域ＲＬの外側の分割区域ＲＤ２とに、第２の材料４を供給する。その後、光学装置１６が照射領域ＲＬにレーザ光Ｌを照射し、照射領域ＲＬに供給された第１の材料３と第２の材料４とを溶融／固化させる。これにより、造形物５の一部（一層分）が形成される。

第１の例において、造形物５の造形が完了すると、当該造形物５は、粉末状の第１の材料３と第２の材料４とによって囲まれる。粉末状の第１の材料３と第２の材料４とが除去されることで、造形物５が取り出される。

図９は、第２の例における、供給領域Ｒを示す平面図である。図９に示すように、第２の例において、照射領域ＲＬは、分割区域ＲＤ１と分割区域ＲＤ２とに分けられる。一方、制御部１９は、照射領域ＲＬの外側における供給領域Ｒが、分割区域ＲＤ１のみによって形成されるよう、分割区域ＲＤ１及び分割区域ＲＤ２の配置を設定する。この場合、照射領域ＲＬの境界に、分割区画ＲＤ１と分割区画ＲＤ２との境界の一部が重なる。

第１の材料供給装置１７は、照射領域ＲＬの分割区域ＲＤ１と、照射領域ＲＬの外側の分割区域ＲＤ１とに、第１の材料３を供給する。さらに、第２の材料供給装置１８は、照射領域ＲＬの分割区域ＲＤ２に、第２の材料４を供給する。すなわち、照射領域ＲＬの外側に、第１の材料３のみが供給される。

第２の例において、造形物５の造形が完了すると、当該造形物５は、粉末状の第１の材料３のみによって囲まれる。粉末状の第１の材料３が除去されることで、造形物５が取り出される。粉末状の第１の材料３は、例えば、吸引又は自由落下により、第１の材料３を収容するタンクに回収される。回収された第１の材料３は、第１の材料補給装置１７に供給され、再利用される。

図１０は、第３の例における、供給領域Ｒを示す平面図である。図１０に示すように、第３の例において、制御部１９は、照射領域ＲＬの中に、造形部分Ａ１と、外縁部分Ａ２とを設定する。造形部分Ａ１は、レーザ光Ｌによって溶融されることで、造形物５の一部を形成する部分である。外縁部分Ａ２は、造形部分Ａ１を囲む部分である。言い換えると、制御部１９は、造形物５の一部を形成する部分の外側に、レーザ光Ｌによって溶融される部分をさらに設ける。

造形部分Ａ１は、分割区域ＲＤ１と分割区域ＲＤ２とに分けられる。一方、制御部１９は、外縁部分Ａ２が分割区域ＲＤ１のみによって形成されるよう、分割区域ＲＤ１及び分割区域ＲＤ２の配置を設定する。

照射領域ＲＬの境界は、分割区域ＲＤ１と分割区域ＲＤ２との境界よりも外側に配置される。すなわち、分割区域ＲＤ２は、照射領域ＲＬの境界より内側に配置される。言い換えると、照射領域ＲＬにおいて、分割領域ＲＤ２は分割領域ＲＤ１に囲まれる。

第１の材料供給装置１７は、造形部分Ａ１の分割区域ＲＤ１と、外縁部分Ａ２と、照射領域ＲＬの外側の分割区域ＲＤ１とに、第１の材料３を供給する。さらに、第２の材料供給装置１８は、造形部分Ａ１の分割区域ＲＤ２に、第２の材料４を供給する。すなわち、照射領域ＲＬの外側と、外縁部分Ａ２とに、第１の材料３のみが供給される。

第３の例において、造形物５の造形が完了すると、造形物５は、溶融された外縁部分Ａ２の第１の材料３によって覆われる。例えば、研磨、切削、及びレーザ加工のような種々の処理によって、当該造形物５を覆う第１の材料３が除去される。これにより、造形物５が形成される。

第３の例においても、粉末状の第１の材料３は、例えば、吸引又は自由落下により、第１の材料３を収容するタンクに回収される。回収された第１の材料３は、第１の材料補給装置１７に供給され、再利用される。

処理槽１０の内部において造形された造形物５は、例えば、処理槽１０に設けられたカバーを開くことによって、処理室１０ａから取り出される。なお、これに限らず、造形物５は、例えば搬送アーム等を有する搬送装置によって処理室１０ａの外に搬送されても良い。造形物５は、例えば開閉可能な扉によって処理室１０ａと隔離された部屋（副室）に搬送される。

第１の実施の形態に係る三次元プリンタ１において、第１及び第２の材料供給装置１４，１５は、複数の供給口３７を個別に開閉可能な閉塞部３３を有する。閉塞部３３によって開かれた少なくとも一つの供給口３７から第１又は第２の材料３，４を供給することで、供給領域Ｒに第１又は第２の材料３，４の層を少なくとも部分的に形成する。これにより、造形物５の特徴に応じて粉末状の材料（第１の材料３又は第２の材料４）による層を形成できる。例えば、複数の材料（第１の材料３及び第２の材料４）による層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……を形成できる。また、小さな造形物５を造形する際は、載置台２５よりも小さな供給領域Ｒにのみ材料（第１の材料３又は第２の材料４）の層を形成し、過剰な材料の使用を抑制できる。

分割区画ＲＤ１，ＲＤ２のそれぞれに、第１の材料供給装置１４と第２の材料供給装置１５とのいずれかが、分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に対応する供給口３７から第１の材料３又は第２の材料４を供給する。当該第１の材料３及び第２の材料４により、供給領域Ｒに複数の材料（第１の材料３及び第２の材料４）による一連の層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……が形成される。これにより、複数の材料（第１の材料３及び第２の材料４）からなる造形物５を、より効率良く積層造形することができる。

照射領域ＲＬの外側に、第１の材料３のみが供給される。これにより、粉末状の第１の材料３を回収する際、当該第１の材料３に第２の材料４が混入することが抑制される。したがって、第１の材料３を再利用できる。

造形部分Ａ１を囲む外縁部分Ａ２と、照射領域ＲＬの外側とに、第１の材料３のみが供給される。供給領域Ｒに供給された第２の材料４は、造形部分Ａ１にのみ供給され、照射領域ＲＬの境界よりも内側に位置するため、全て溶融される。外縁部分Ａ２の第１の材料３は、造形物５が造形された後、除去される。これにより、粉末状の第１の材料３を回収する際、当該第１の材料３に第２の材料４が混入することがより確実に抑制される。

以下に、第２の実施の形態について、図１１及び図１２を参照して説明する。なお、以下の複数の実施形態の説明において、既に説明された構成要素と同様の機能を持つ構成要素は、当該既述の構成要素と同じ符号が付され、さらに説明が省略される場合がある。また、同じ符号が付された複数の構成要素は、全ての機能及び性質が共通するとは限らず、各実施形態に応じた異なる機能及び性質を有していても良い。

図１１は、第２の実施の形態に係るステージ１１と、第１の位置Ｐ１１にある材料供給装置７０とを示す断面図である。図１２は、ステージ１１の一部と、第２の位置Ｐ１２にある材料供給装置７０とを示す断面図である。

第２の実施形態において、三次元プリンタ１は、第１の材料供給装置１４の代わりに、材料供給装置７０を有する。第２の実施形態の三次元プリンタ１は、第２の移動装置１３及び第２の材料供給装置１５を有さず、一つの材料供給装置７０によって、第１の材料３及び第２の材料４の層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……を形成する。

図１１に示すように、材料供給装置７０は、第１のタンク７１と、第２のタンク７２と、開閉部７３と、バイブレータ３４と、を有する。開閉部７３は、例えば、閉塞部、遮断部、調節部、又は調整部とも称され得る。

第１のタンク７１は、略錐台状に形成される。第１のタンク７１は、上方に向く上面７１ａと、下方に向く下面７１ｂとを有する。上面７１ａ及び下面７１ｂは、それぞれ平坦に形成される。材料供給装置７０が供給位置Ｐ１にあるとき、下面７１ｂは、供給領域Ｒに向く。

第１のタンク７１に、底壁３６と、第１の収容部７５と、複数の第１の供給口７６と、複数の第２の供給口７７とが設けられる。第１の供給口７６は、第１の開口の一例である。第２の供給口７７は、第２の開口の一例である。

第１の収容部７５は、第１のタンク７１の上面７１ａに開口する、錘台状の凹部を形成する。第１の収容部７５は、底壁３６によって形成される底面７５ａを有する。底面７５ａの面積は、供給領域Ｒの面積と実質的に等しい。第１の収容部７５は、第１の材料３を収容する。

第１の供給口７６と第２の供給口７７とは、底壁３６にそれぞれ設けられる。第１の供給口７６と第２の供給口７７とは、第１の実施形態の供給口３７と同じ形状を有する。すなわち、第１の供給口７６と第２の供給口７７とは、略同一の形状に形成され、供給孔４１と導入部４２とをそれぞれ有する。

第１の供給口７６と第２の供給口７７とは、格子点状に並べられる。さらに、第１の供給口７６と、第２の供給口７７とは、交互に配置される。なお、第１の供給口７６と第２の供給口７７との配置はこれに限らない。

第２のタンク７２は、略四角形の箱型に形成され、上方に向く上面７２ａと、下方に向く下面７２ｂとを有する。上面７２ａ及び下面７２ｂは、それぞれ平坦に形成される。第２のタンク７２は、第１のタンク７１の上方に配置される。このため、下面７２ｂは、第１のタンク７１に向く。

第２のタンク７２に、第２の収容部８１が設けられる。第２の収容部８１は、第２のタンク７２の上面７２ａに開口する、平面視で四角形状の直方体状の凹部を形成する。第２の収容部８１は、平坦な底面８１ａを有する。底面８１ａの面積は、供給領域Ｒの面積と実質的に等しい。第２の収容部８１は、第２の材料４を収容する。

錘台状に形成された第１の収容部７５は、第２のタンク７２から側方（Ｘ軸及びＹ軸に沿う方向）に張り出す。このため、第１の収容部７５は、第１の材料補給装置１７から材料の供給を受けることができる。

複数の第１の供給口７６は、第１の収容部７５の底面７５ａに開口する。すなわち、複数の第１の供給口７６は、第１の収容部７５に接続される。第１の供給口７６に、第１の収容部７５の第１の材料３が供給される。

複数の第２の供給口７７も、第１の収容部７５の底面７５ａに開口する。しかし、複数の第２の供給口７７は、第２のタンク７２に設けられた複数の接続管８２によって、第２の収容部８１に接続される。接続管８２は、第２のタンク７２の下面７２ｂからＺ軸に沿う方向に延び、対応する第２の供給口７７に接続される。これにより、第２の供給口７７に、第２の収容部８１の第２の材料４が供給される。

開閉部７３は、複数の遮蔽板８５を有する。複数の遮蔽板８５は、それぞれ、第１のタンク７１の下面７１ｂに配置される。複数の遮蔽板８５は、対応する第１の供給口７６又は第２の供給口７７をそれぞれ覆うように、例えば格子点状に並べられる。なお、遮蔽板８５の配置はこれに限らない。

遮蔽板８５に、それぞれ連通孔４６が設けられる。遮蔽板８５は、例えば、回転し、又は第１のタンク７１の下面７１ｂに沿って移動することで、開き位置Ｐ１３と閉じ位置Ｐ１４との間で移動する。

遮蔽板８５が開き位置Ｐ１３に位置する場合、遮蔽板８５に設けられた連通孔４６は、当該遮蔽板８５に対応する第１の供給口７６又は第２の供給口７７の供給孔４１に連通する。すなわち、連通孔４６によって、第１の供給口７６又は第２の供給口７７が開かれる。

遮蔽板８５が閉じ位置Ｐ１４に位置する場合、遮蔽板８５に設けられた連通孔４６は、当該遮蔽板８５に対応する第１の供給口７６又は第２の供給口７７の供給孔４１が設けられた位置からずれる。このため、遮蔽板８５は、当該遮蔽板８５に対応する第１の供給口７６又は第２の供給口７７の供給孔４１を閉じる。

制御部１９は、開閉部７３の複数の遮蔽板８５を、個別に開き位置Ｐ１３と閉じ位置Ｐ１４との間で移動させる。言い換えると、開閉部７３は、複数の第１の供給口７６と複数の第２の供給口７７とを個別に開閉する。

第１の移動装置１２は、材料供給装置７０を、図１１に示す第１の位置Ｐ１１と、図１２に示す第２の位置Ｐ１２との間で移動させる。第１の位置Ｐ１１は、例えば、供給位置Ｐ１と同じ位置である。第２の位置Ｐ１２は、第１の位置Ｐ１１から、Ｘ軸又はＹ軸に沿う方向にずらされた位置である。第１の位置Ｐ１１から第２の位置Ｐ１２へ材料供給装置７０が移動する距離は、分割区画ＲＤ１，ＲＤ２の一辺の長さ（例えば１ｍｍ）に等しい。なお、第１の位置Ｐ１１と第２の位置Ｐ１２とはこれに限らない。

以上説明された第２の実施形態の材料供給装置７０は、図１１に示すように、まず第１の位置Ｐ１１に配置される。制御部１９は、開閉部７３を制御することで、複数の第１の供給口７６と複数の第２の供給口７７とを個別に開閉する。

以下、具体的に説明する。第１の供給口７６が分割区画ＲＤ１に対向する場合、当該第１の供給口７６に対応する遮蔽板８５は、開き位置Ｐ１３に移動させられる。これにより、当該第１の供給口７６が連通孔４６によって開かれる。一方、第１の供給口７６が分割区画ＲＤ２に対向する場合、当該第１の供給口７６に対応する遮蔽板８５は、閉じ位置Ｐ１４に配置される。これにより、当該第１の供給口７６が遮蔽板８５によって閉じられる。

第２の供給口７７が分割区画ＲＤ２に対向する場合、当該第２の供給口７７に対応する遮蔽板８５は、開き位置Ｐ１３に移動させられる。これにより、当該第２の供給口７７が連通孔４６によって開かれる。一方、第２の供給口７７が分割区画ＲＤ１に対向する場合、当該第２の供給口７７に対応する遮蔽板８５は、閉じ位置Ｐ１４に配置される。これにより、当該第２の供給口７７が遮蔽板８５によって閉じられる。

上述のように、分割区画ＲＤ１に対向する第１の供給口７６と、分割区画ＲＤ２に対向する第２の供給口７７とが、開閉部７３によって開かれる。開かれた第１の供給口７６は、分割区画ＲＤ１に第１の収容部７５の第１の材料３を供給する。開かれた第２の供給口７７は、分割区画ＲＤ２に第２の収容部８１の第２の材料４を供給する。これにより、供給領域Ｒに、第１の材料３と第２の材料４との層が部分的に形成される。

供給領域Ｒに第１の材料３と第２の材料４とが供給されると、全ての遮蔽板８５が閉じ位置Ｐ１４に配置される。これにより、全ての第１の供給口７６と第２の供給口７７とが遮蔽板８５によって塞がれる。

次に、図１２に示すように、第１の移動装置１２が、材料供給装置７０を第２の位置Ｐ１２に移動させる。これにより、第１の位置Ｐ１１において各分割区画ＲＤ１，ＲＤ２が第１の供給口７６に対向していた場合、当該分割区画ＲＤ１，ＲＤ２が今度は第２の供給口７７に対向する。また、第１の位置Ｐ１１において各分割区画ＲＤ１，ＲＤ２が第２の供給口７７に対向していた場合、当該分割区画ＲＤ１，ＲＤ２が今度は第１の供給口７６に対向する。すなわち、各分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に対応する第１の供給口７６及び第２の供給口７７が入れ替わる。

制御部１９は再度、開閉部７３を制御することで、複数の第１の供給口７６と複数の第２の供給口７７とを個別に開閉する。すなわち、分割区画ＲＤ１の上に位置する第１の供給口７６を開き、分割区画ＲＤ２の上に位置する第２の供給口７７を開く。これにより、第１の位置Ｐ１１に位置する材料供給装置７０から第１又は第２の材料３，４を供給されなかった部分に、第２の位置Ｐ１２に位置する材料供給装置７０から第１又は第２の材料３，４がそれぞれ供給される。

第１の位置Ｐ１１と第２の位置Ｐ１２とにおいて、材料供給装置７０が第１の材料３と第２の材料４とを供給領域Ｒに供給する。これにより、供給領域Ｒが、分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に供給された第１及び第２の材料３，４の層で埋め尽くされ、供給領域Ｒの全域に亘って第１の材料３及び第２の材料４の一連の層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……が形成される。

第２の実施形態の三次元プリンタ１において、第１の収容部７５に収容された第１の材料３が第１の供給口７６から供給され、第２の収容部８１に収容された第２の材料４が第２の供給口７７から供給される。これにより、一つの材料供給装置７０によって、複数の材料（第１の材料３及び第２の材料４）による層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……を形成することができる。言い換えると、各分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に並行して第１の材料３と第２の材料４を供給することで層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……が形成されるため、比較的短い時間でより広い範囲に第１の材料３及び第２の材料４を供給できる。従って、材料供給装置７０の製造コスト及び移動時間が低減され、三次元プリンタ１の製造コストを低減できるとともにより効率良く造形物５を造形できる。さらに、位置による第１の材料３及び第２の材料４の量や厚さのばらつきを低減できる。

以下に、第３の実施の形態について、図１３及び図１４を参照して説明する。図１３は、第３の実施の形態に係るステージ１１の一部と、材料供給装置７０とを示す断面図である。

図１３に示すように、第３の実施形態における材料供給装置７０は、第１のタンク９１と、第２のタンク９２と、壁部９３と、開閉部９４と、バイブレータ３４とを有する。壁部９３は、壁及び第１の壁の一例である。

第１のタンク９１は、第２の実施形態の第１のタンク７１と同様に、略錐台状に形成される。第１のタンク９１に、第１の収容部１０１と、複数の第１の供給管１０２とが設けられる。第１の供給管１０２は、第１の中間部の一例であり、例えば、ノズル、パイプ、又は管とも称され得る。

第１の収容部１０１は、第２の実施形態の第１の収容部７５と同様に、錐台状の凹部を形成する。第１の収容部１０１は、底面１０１ａを有する。第１の収容部１０１は、第１の材料３を収容する。

複数の第１の供給管１０２は、例えば、円形の管である。複数の第１の供給管１０２は、第１の収容部１０１の底面１０１ａにそれぞれ開口するとともに、Ｚ軸に沿って第１のタンク９１の下方に向かって延びる。

第２のタンク９２は、第２の実施形態の第２のタンク７２と同様に、略四角形の箱型に形成される。第２のタンク９２は、第１のタンク９１の上方に配置される。第２のタンク９２に、第２の収容部１０４と、複数の第２の供給管１０５とが設けられる。第２の供給管１０５は、第２の中間部の一例であり、例えば、ノズル、パイプ、又は管とも称され得る。

第２の収容部１０４は、第２の実施形態の第２の収容部８１と同様に、平面視で四角形状の直方体状の凹部を形成する。第２の収容部１０４は、底面１０４ａを有する。第２の収容部１０４は、第２の材料４を収容する。

複数の第２の供給管１０５は、例えば、円形の管である。複数の第２の供給管１０５は、第２の収容部１０４の底面１０４ａにそれぞれ開口するとともに、Ｚ軸に沿って第２のタンク９２の下方に向かって延びる。第２の供給管１０５は、第１の収容部１０１の底面１０１ａを貫通し、第１のタンク９１の下方に延びる。

壁部９３は、四角形の板状の部材である。壁部９３は、平坦な上面９３ａと下面９３ｂとを有する。上面９３ａは、隙間を介して第１のタンク９１に面する。下面９３ｂは、上面９３ａの反対側に位置するとともに、材料供給装置７０が供給位置Ｐ１に位置する場合、供給領域Ｒに向く。

壁部９３に、複数の供給口３７が設けられる。複数の供給口３７は、第１の実施形態と同様に、供給孔４１と導入部４２とをそれぞれ有し、格子点状に並べられる。供給孔４１は、壁部９３の下面９３ｂに開口する。導入部４２は、壁部９３の上面９３ａに開口する。

第１のタンク９１の第１の供給管１０２の先端は、対応する供給口３７の導入部４２に向く。このように、第１の供給管１０２は、第１の収容部１０１と、対応する供給口３７との間に設けられる。第１の収容部１０１の第１の材料３は、第１の供給管１０２から対応する供給口３７に供給されることができる。

第２のタンク９２の第２の供給管１０５の先端は、対応する供給口３７の導入部４２に向く。このように、第２の供給管１０５は、第２の収容部１０４と、対応する供給口３７との間に設けられる。第２の収容部１０４の第２の材料４は、第２の供給管１０５から対応する供給口３７に供給されることができる。すなわち、各供給口３７の導入部４２に、第１の供給管１０２が第１の材料３を供給可能であるとともに、第２の供給管１０５が第２の材料４を供給可能である。

開閉部９４は、複数の遮蔽板１０７を有する。複数の遮蔽板１０７は、それぞれ、壁部９３の上面９３ａに配置される。複数の遮蔽板１０７は、対応する供給口３７の導入部４２をそれぞれ覆うように、例えば格子点状に並べられる。なお、遮蔽板１０７の配置はこれに限らない。

遮蔽板１０７は、第１の供給管１０２の先端及び対応する供給口３７の間と、第２の供給管１０５の先端及び対応する供給口３７の間と、に介在する。遮蔽板１０７は、対応する第１の供給管１０２の先端に接する。さらに、遮蔽板１０７は、対応する第２の供給管１０５の先端に接する。

図１４は、一つの供給口３７の周辺における材料供給装置７０の一部を示す斜視図である。図１４に示すように、遮蔽板１０７に、それぞれ連通孔１０８が設けられる。遮蔽板１０７は、例えば、モータによって回転させられることで、閉じ位置Ｐ１５と、第１の開き位置Ｐ１６と、第２の開き位置Ｐ１７との間で移動する。閉じ位置Ｐ１５は、第１の位置の一例である。第１の開き位置Ｐ１６は、第２の位置の一例である。第２の開き位置Ｐ１７は、第３の位置の一例である。

遮蔽板１０７が閉じ位置Ｐ１５に位置する場合、遮蔽板１０７に設けられた連通孔１０８は、当該遮蔽板１０７が設けられた供給口３７に対応する第１の供給管１０２又は第２の供給管１０５の先端からずれる。このため、遮蔽板１０７は、当該供給口３７に対応する第１の供給管１０２及び第２の供給管１０５を閉じる。

遮蔽板１０７が第１の開き位置Ｐ１６に位置する場合、遮蔽板１０７に設けられた連通孔１０８は、当該遮蔽板１０７が設けられた供給口３７に対応する第１の供給管１０２に連通する。図１４は、第１の開き位置Ｐ１６に位置する連通孔１０８を二点鎖線で示す。すなわち、連通孔１０８によって、第１の供給管１０２と、対応する供給口３７とが連通する。一方、第２の供給管１０５は、遮蔽板１０７によって閉じられる。

遮蔽板１０７が第２の開き位置Ｐ１７に位置する場合、遮蔽板１０７に設けられた連通孔１０８は、当該遮蔽板１０７が設けられた供給口３７に対応する第２の供給管１０５に連通する。図１４は、第２の開き位置Ｐ１７に位置する連通孔１０８を二点鎖線で示す。すなわち、連通孔１０８によって、第２の供給管１０５と、対応する供給口３７とが連通する。一方、第１の供給管１０２は、遮蔽板１０７によって閉じられる。

制御部１９は、開閉部９４を制御し、複数の遮蔽板１０７を、閉じ位置Ｐ１５と、第１の開き位置Ｐ１６と、第２の開き位置Ｐ１７と、の間で個別に移動させる。言い換えると、開閉部９４は、複数の第１の供給管１０２と複数の第２の供給管１０５とを個別に開閉する。

以上説明された第３の実施形態の材料供給装置７０は、供給位置Ｐ１において、開閉部９４を制御し、第１の供給管１０２と第２の供給管１０５とを個別に開閉する。すなわち、分割区画ＲＤ１の上に位置する供給口３７に対応する第１の供給管１０２を開くとともに、当該供給口３７に対応する第２の供給管１０５を閉じる。また、分割区画ＲＤ２の上に位置する供給口３７に対応する第１の供給管１０２を閉じるとともに、当該供給口３７に対応する第２の供給管１０５を開く。

第１の供給管１０２は、当該第１の供給管１０２に連通された供給口３７に、第１の収容部１０１の第１の材料３を供給する。これにより、当該供給口３７は、対応する分割区画ＲＤ１に、第１の材料３を供給する。

第２の供給管１０５は、当該第２の供給管１０５に連通された供給口３７に、第２の収容部１０４の第２の材料４を供給する。これにより、当該供給口３７は、対応する分割区画ＲＤ２に、第２の材料４を供給する。

上述のように、開閉部９４が個別に第１の供給管１０２と第２の供給管１０５とを開閉することで、複数の供給口３７は並行して、分割区画ＲＤ１に第１の材料３を供給し、分割区画ＲＤ２に第２の材料４を供給する。これにより、供給領域Ｒが、分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に供給された第１及び第２の材料３，４の層で埋め尽くされ、供給領域Ｒの全域に亘って第１の材料３及び第２の材料４の一連の層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……が形成される。

第３の実施形態の三次元プリンタ１において、第１の供給管１０２が、第１の収容部１０１の第１の材料３を、複数の供給口３７にそれぞれ供給する。第２の供給管１０５が、第２の収容部１０４の第２の材料４を、複数の供給口３７にそれぞれ供給する。開閉部９４は、第１の供給管１０２と第２の供給管１０５との少なくとも一方を個別に閉じる。これにより、材料供給装置７０を移動させることなく、分割区画ＲＤ１，ＲＤ２に第１の材料３又は第２の材料４を選択的に供給でき、複数の材料（第１の材料３及び第２の材料４）による層ＭＬ２，ＭＬ３，ＭＬ４……を容易に形成できる。従って、材料供給装置７０の移動時間が低減され、より効率良く造形物５を造形できる。

以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、供給部は、複数の開口を個別に開閉可能な開閉部を有する。当該開閉部によって開かれた少なくとも一つの開口から材料を供給することで、領域に材料の層を少なくとも部分的に形成する。これにより、造形物の特徴に応じて粉末状の材料による層を形成できる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

例えば、上記実施形態において、三次元プリンタ１は、レーザ光Ｌによって第１の材料３及び第２の材料４を溶融させることにより、造形物５を造形する。しかし、これに限らず、三次元プリンタ１は、例えば、第１の材料３及び第２の材料４にインクジェットなどによって結合剤（バインダ）を供給して第１の材料３及び第２の材料４を部分的に固めることで、造形物５を造形しても良い。この場合、第１の材料３及び第２の材料４は金属に限らず、樹脂のような他の材料であっても良い。

さらに、上記実施形態において、三次元プリンタ１は、第１の材料３及び第２の材料４を溶融するためのエネルギー線として、レーザ光Ｌを利用している。しかし、エネルギー線は、レーザ光Ｌのように材料を溶融できるものであれば良く、電子ビームや、マイクロ波から紫外線領域の電磁波などであっても良い。

１…三次元プリンタ、３…第１の材料、４…第２の材料、５…造形物、１２…第１の移動装置、１３…第２の移動装置、１４…第１の材料供給装置、１５…第２の材料供給装置、１６…光学装置、３３…閉塞部、３５…収容部、３６…底壁、３７…供給口、７０…材料供給装置、７１，９１…第１のタンク、７２，９２…第２のタンク、７３，９４…開閉部、７５，１０１…第１の収容部、７６…第１の供給口、７７…第２の供給口、８１，１０４…第２の収容部、８５，１０７…遮蔽板、９３…壁部、Ｒ…供給領域、ＲＤ１，ＲＤ２…分割区画、Ａ１…造形部分、Ａ２…外縁部分。

一つの実施の形態に係る積層造形装置の材料供給装置は、供給部を有する。当該供給部は、粉末状の材料を収容可能な収容部と、前記収容部に接続されるよう構成された複数の開口が設けられ前記材料が供給される領域を少なくとも部分的に覆うよう構成された第１の壁と、前記複数の開口を個別に開閉可能な開閉部と、を有し、前記収容部の前記材料を、前記開閉部によって開かれた少なくとも一つの前記開口から前記領域に供給し、前記材料を均して前記領域の少なくとも一部に前記材料の層を形成するよう構成される。

さらに、上記実施形態において、三次元プリンタ１は、第１の材料３及び第２の材料４を溶融するためのエネルギー線として、レーザ光Ｌを利用している。しかし、エネルギー線は、レーザ光Ｌのように材料を溶融できるものであれば良く、電子ビームや、マイクロ波から紫外線領域の電磁波などであっても良い。
以下、出願当初の特許請求の範囲の内容を付記する。
［１］ 粉末状の材料を収容可能な収容部と、前記収容部に接続された複数の開口が設けられ前記材料が供給される領域を少なくとも部分的に覆う第１の壁と、前記複数の開口を個別に開閉可能な開閉部と、を有し、前記収容部の前記材料を、前記開閉部によって開かれた少なくとも一つの前記開口から並行して前記領域に供給することで、前記領域に前記材料の層を少なくとも部分的に形成する供給部、
を具備する積層造形装置の材料供給装置。
［２］ 前記収容部にそれぞれ異なる前記材料を収容する、複数の前記供給部を有し、
当該複数の供給部が、前記領域にそれぞれ前記材料を供給することで、前記領域に複数の前記材料によって層を形成する、［１］の積層造形装置の材料供給装置。
［３］ 前記収容部は、粉末状の第１の材料を収容可能な第１の収容部と、粉末状の第２の材料を収容可能な第２の収容部と、を有し、
前記複数の開口は、前記第１の収容部に接続されて前記第１の材料を前記領域に供給する複数の第１の開口と、前記第２の収容部に接続されて前記第２の材料を前記領域に供給する複数の第２の開口と、を有する、
［１］の積層造形装置の材料供給装置。
［４］ 前記複数の第１の開口と前記複数の第２の開口とは、格子点状に並べられるとともに交互に配置される、［３］の積層造形装置の材料供給装置。
［５］ 前記収容部は、粉末状の第１の材料を収容可能な第１の収容部と、粉末状の第２の材料を収容可能な第２の収容部と、を有し、
前記供給部は、前記第１の収容部と前記複数の開口との間に設けられ、前記第１の収容部の前記第１の材料を前記複数の開口にそれぞれ供給する複数の第１の中間部と、前記第２の収容部と前記複数の開口との間に設けられ、前記第２の収容部の前記第２の材料を前記複数の開口にそれぞれ供給する複数の第２の中間部と、を有し、
前記開閉部は、前記複数の開口にそれぞれ対応する前記第１の中間部と前記第２の中間部と、の少なくとも一方を個別に閉じる、［１］の積層造形装置の材料供給装置。
［６］ 前記開閉部は、前記開口に対応する前記第１の中間部と前記第２の中間部とを閉じる第１の位置と、前記開口が対応する前記第１の中間部に連通するとともに対応する前記第２の中間部を閉じる第２の位置と、前記開口が対応する前記第２の中間部に連通するとともに対応する前記第１の中間部を閉じる第３の位置と、の間で回転可能な複数の第２の壁を有する、［５］の積層造形装置の材料供給装置。
［７］ 粉末状の材料を収容する収容部と、前記収容部に接続された複数の開口が設けられ前記材料が供給される領域を少なくとも部分的に覆う壁と、前記複数の開口を個別に開閉可能な開閉部と、を有し、前記収容部の前記材料を、前記開閉部によって開かれた少なくとも一つの前記開口から並行して前記領域に供給することで、前記領域に前記材料の層を少なくとも部分的に形成する供給部と、
前記領域に対する前記供給部の相対的な位置を変化させる移動部と、
前記供給部によって前記領域に供給された前記材料を部分的に固める造形部と、
を具備する積層造形装置。
［８］ 前記収容部にそれぞれ異なる前記材料を収容する、複数の前記供給部を有し、
前記領域内の複数の区画のそれぞれに、前記複数の供給部のいずれか一つが、当該区画に対応する前記開口から前記材料を供給することで、複数の前記材料によって層を形成する、［７］の積層造形装置。
［９］ 前記収容部は、粉末状の第１の材料を収容する第１の収容部と、粉末状の第２の材料を収容する第２の収容部と、を有し、
前記複数の開口は、前記第１の収容部に接続されて前記第１の材料を前記領域に供給する複数の第１の開口と、前記第２の収容部に接続されて前記第２の材料を前記領域に供給する複数の第２の開口と、を有し、
前記複数の第１の開口と前記複数の第２の開口とは、格子点状に並べられるとともに交互に配置され、
前記移動部は、前記第１の開口が一つの前記区画に対向する第１の位置と、前記第２の開口が当該一つの前記区画に対向する第２の位置と、に前記供給部及び前記領域を配置可能であり、
前記供給部が、前記第１の位置と前記第２の位置とでそれぞれ、前記複数の区画の少なくとも一つに、当該区画に対応する前記第１の開口と前記第２の開口とのいずれか一つから前記第１の材料又は前記第２の材料を供給することで、前記第１の材料と前記第２の材料とを含む粉末状の前記材料の層を形成する、［７］の積層造形装置。
［１０］ 前記収容部は、粉末状の第１の材料を収容可能な第１の収容部と、粉末状の第２の材料を収容可能な第２の収容部と、を有し、
前記供給部は、前記第１の収容部の前記第１の材料を前記複数の開口にそれぞれ供給する複数の第１の中間部と、前記第２の収容部の前記第２の材料を前記複数の開口にそれぞれ供給する複数の第２の中間部と、を有し、
前記開閉部は、前記領域内の複数の区画のそれぞれに対応する前記開口に、当該開口に対応する前記第１の中間部及び前記第２の中間部のいずれか一方を開き、他方を閉じることで、当該区画に前記開口から前記第１の材料又は前記第２の材料を供給し、前記第１の材料及び前記第２の材料を含む粉末状の前記材料の層を形成する、［７］の積層造形装置。
［１１］ 領域を覆う壁に設けられた複数の開口を個別に開くことにより、開かれた前記開口から並行して当該領域に粉末状の材料を供給し、前記領域上に前記材料の層を少なくとも部分的に形成する、
積層造形方法。
［１２］ 前記領域にそれぞれ異なる複数の前記材料を供給することで、前記領域に複数の前記材料による層を形成する、［１１］の積層造形方法。
［１３］ 複数の前記材料による前記層を部分的に固化させることで、造形物の一部を形成し、
複数の前記材料を供給する際、前記層の固化される部分の外側に、一つの前記材料のみを供給する、
［１２］の積層造形方法。
［１４］ 前記層を部分的に固化させる際、前記造形物の一部を形成する造形部分と、前記造形部分を囲む外縁部分と、を固化させ、
複数の前記材料を供給する際、前記外縁部分に、前記層の固化される部分の外側に供給される一つの前記材料を供給し、
造形された前記造形物を覆う、固化された前記外縁部分の前記材料を除去する、
［１３］の積層造形方法。

Claims (14)

1. 粉末状の材料を収容可能な収容部と、前記収容部に接続された複数の開口が設けられ前記材料が供給される領域を少なくとも部分的に覆う第１の壁と、前記複数の開口を個別に開閉可能な開閉部と、を有し、前記収容部の前記材料を、前記開閉部によって開かれた少なくとも一つの前記開口から並行して前記領域に供給することで、前記領域に前記材料の層を少なくとも部分的に形成する供給部、
   を具備する積層造形装置の材料供給装置。
2. 前記収容部にそれぞれ異なる前記材料を収容する、複数の前記供給部を有し、
   当該複数の供給部が、前記領域にそれぞれ前記材料を供給することで、前記領域に複数の前記材料によって層を形成する、請求項１の積層造形装置の材料供給装置。
3. 前記収容部は、粉末状の第１の材料を収容可能な第１の収容部と、粉末状の第２の材料を収容可能な第２の収容部と、を有し、
   前記複数の開口は、前記第１の収容部に接続されて前記第１の材料を前記領域に供給する複数の第１の開口と、前記第２の収容部に接続されて前記第２の材料を前記領域に供給する複数の第２の開口と、を有する、
   請求項１の積層造形装置の材料供給装置。
4. 前記複数の第１の開口と前記複数の第２の開口とは、格子点状に並べられるとともに交互に配置される、請求項３の積層造形装置の材料供給装置。
5. 前記収容部は、粉末状の第１の材料を収容可能な第１の収容部と、粉末状の第２の材料を収容可能な第２の収容部と、を有し、
   前記供給部は、前記第１の収容部と前記複数の開口との間に設けられ、前記第１の収容部の前記第１の材料を前記複数の開口にそれぞれ供給する複数の第１の中間部と、前記第２の収容部と前記複数の開口との間に設けられ、前記第２の収容部の前記第２の材料を前記複数の開口にそれぞれ供給する複数の第２の中間部と、を有し、
   前記開閉部は、前記複数の開口にそれぞれ対応する前記第１の中間部と前記第２の中間部と、の少なくとも一方を個別に閉じる、請求項１の積層造形装置の材料供給装置。
6. 前記開閉部は、前記開口に対応する前記第１の中間部と前記第２の中間部とを閉じる第１の位置と、前記開口が対応する前記第１の中間部に連通するとともに対応する前記第２の中間部を閉じる第２の位置と、前記開口が対応する前記第２の中間部に連通するとともに対応する前記第１の中間部を閉じる第３の位置と、の間で回転可能な複数の第２の壁を有する、請求項５の積層造形装置の材料供給装置。
7. 粉末状の材料を収容する収容部と、前記収容部に接続された複数の開口が設けられ前記材料が供給される領域を少なくとも部分的に覆う壁と、前記複数の開口を個別に開閉可能な開閉部と、を有し、前記収容部の前記材料を、前記開閉部によって開かれた少なくとも一つの前記開口から並行して前記領域に供給することで、前記領域に前記材料の層を少なくとも部分的に形成する供給部と、
   前記領域に対する前記供給部の相対的な位置を変化させる移動部と、
   前記供給部によって前記領域に供給された前記材料を部分的に固める造形部と、
   を具備する積層造形装置。
8. 前記収容部にそれぞれ異なる前記材料を収容する、複数の前記供給部を有し、
   前記領域内の複数の区画のそれぞれに、前記複数の供給部のいずれか一つが、当該区画に対応する前記開口から前記材料を供給することで、複数の前記材料によって層を形成する、請求項７の積層造形装置。
9. 前記収容部は、粉末状の第１の材料を収容する第１の収容部と、粉末状の第２の材料を収容する第２の収容部と、を有し、
   前記複数の開口は、前記第１の収容部に接続されて前記第１の材料を前記領域に供給する複数の第１の開口と、前記第２の収容部に接続されて前記第２の材料を前記領域に供給する複数の第２の開口と、を有し、
   前記複数の第１の開口と前記複数の第２の開口とは、格子点状に並べられるとともに交互に配置され、
   前記移動部は、前記第１の開口が一つの前記区画に対向する第１の位置と、前記第２の開口が当該一つの前記区画に対向する第２の位置と、に前記供給部及び前記領域を配置可能であり、
   前記供給部が、前記第１の位置と前記第２の位置とでそれぞれ、前記複数の区画の少なくとも一つに、当該区画に対応する前記第１の開口と前記第２の開口とのいずれか一つから前記第１の材料又は前記第２の材料を供給することで、前記第１の材料と前記第２の材料とを含む粉末状の前記材料の層を形成する、請求項７の積層造形装置。
10. 前記収容部は、粉末状の第１の材料を収容可能な第１の収容部と、粉末状の第２の材料を収容可能な第２の収容部と、を有し、
    前記供給部は、前記第１の収容部の前記第１の材料を前記複数の開口にそれぞれ供給する複数の第１の中間部と、前記第２の収容部の前記第２の材料を前記複数の開口にそれぞれ供給する複数の第２の中間部と、を有し、
    前記開閉部は、前記領域内の複数の区画のそれぞれに対応する前記開口に、当該開口に対応する前記第１の中間部及び前記第２の中間部のいずれか一方を開き、他方を閉じることで、当該区画に前記開口から前記第１の材料又は前記第２の材料を供給し、前記第１の材料及び前記第２の材料を含む粉末状の前記材料の層を形成する、請求項７の積層造形装置。
11. 領域を覆う壁に設けられた複数の開口を個別に開くことにより、開かれた前記開口から並行して当該領域に粉末状の材料を供給し、前記領域上に前記材料の層を少なくとも部分的に形成する、
    積層造形方法。
12. 前記領域にそれぞれ異なる複数の前記材料を供給することで、前記領域に複数の前記材料による層を形成する、請求項１１の積層造形方法。
13. 複数の前記材料による前記層を部分的に固化させることで、造形物の一部を形成し、
    複数の前記材料を供給する際、前記層の固化される部分の外側に、一つの前記材料のみを供給する、
    請求項１２の積層造形方法。
14. 前記層を部分的に固化させる際、前記造形物の一部を形成する造形部分と、前記造形部分を囲む外縁部分と、を固化させ、
    複数の前記材料を供給する際、前記外縁部分に、前記層の固化される部分の外側に供給される一つの前記材料を供給し、
    造形された前記造形物を覆う、固化された前記外縁部分の前記材料を除去する、
    請求項１３の積層造形方法。

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