JP2022096005A - 三次元形状造形物の製造方法および三次元形状造形物を製造するための装置 - Google Patents

三次元形状造形物の製造方法および三次元形状造形物を製造するための装置 Download PDF

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Abstract

【課題】最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することが可能な三次元形状造形物の製造方法を供すること。【解決手段】（ｉ）粉末層２２の所定箇所に光ビームＬを照射して該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層２４を形成する工程、および（ｉｉ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、該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により粉末層および固化層を交互に繰り返して積層させることで三次元形状造形物を製造する方法である。特に、三次元形状造形物の製造の途中において、前記三次元形状造形物の前駆体１００の高さに応じて造形プロセス条件を変更する。【選択図】図１

Description

本発明は、三次元形状造形物の製造方法および三次元形状造形物を製造するための装置に関する。より詳細には、本発明は、粉末層への光ビーム照射によって固化層を形成する三次元形状造形物の製造方法および当該三次元形状造形物を製造するための装置に関する。
光ビームを粉末材料に照射することを通じて三次元形状造形物を製造する方法（一般的には「粉末床溶融結合法」と称される）は、従来より知られている。かかる方法は、以下の工程（ｉ）および（ｉｉ）に基づいて粉末層形成と固化層形成とを交互に繰り返し実施して三次元形状造形物を製造する。
（ｉ）粉末層の所定箇所に光ビームを照射し、かかる所定箇所の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、同様に光ビームを照射して更なる固化層を形成する工程。
このような製造技術に従えば、複雑な三次元形状造形物を短時間で製造することが可能となる。粉末材料として無機質の金属粉末を用いる場合、得られる三次元形状造形物を金型として使用することができる。一方、粉末材料として有機質の樹脂粉末を用いる場合、得られる三次元形状造形物を各種モデルとして使用することができる。
粉末材料として金属粉末を用い、それによって得られる三次元形状造形物を金型として使用する場合を例にとる。図１１に示すように、まず、スキージング・ブレード２３を動かして造形プレート２１上に所定厚みの粉末層２２を形成する（図１１（ａ）参照）。次いで、粉末層２２の所定箇所に光ビームＬを照射して粉末層２２から固化層２４を形成する（図１１（ｂ）参照）。引き続いて、得られた固化層の上に新たな粉末層を形成して再度光ビームを照射して新たな固化層を形成する。このようにして粉末層形成と固化層形成とを交互に繰り返し実施すると固化層２４が積層することになり（図１１（ｃ）参照）、最終的には積層化した固化層２４から成る三次元形状造形物を得ることができる。最下層として形成される固化層２４は造形プレート２１と結合した状態になるので、三次元形状造形物と造形プレート２１とは一体化物を成すことになり、その一体化物を金型として使用できる。
特許第６０６２９４０号公報 特許第６２５４０３６号公報 特開２０１７－６６０２３号公報 特開２００４－３０６６１２号公報
ここで、光ビームＬ’を用いた固化層２４’の形成による三次元形状造形物の製造については、温度調節デバイス５０’により所定の一定温度に調節された造形テーブル２１’上にて行われる場合がある（図１４参照）。
この場合、製造途中における高さが相対的に低い三次元形状造形物の前駆体１００’では、造形テーブル２１’との距離が相対的に短いことに起因して、高さが相対的に低い三次元形状造形物の前駆体１００’の上面（表面）温度と造形テーブル２１’の温度との差が小さい。一方、製造途中における高さが相対的に高い三次元形状造形物の前駆体１００’では、造形テーブル２１’との距離が相対的に長いことに起因して、高さが相対的に低い三次元形状造形物の前駆体１００’の上面（表面）温度と造形テーブル２１’の温度との差が大きい。
この点につき、本願発明者らは、上記温度差が存在すると、これに対応して高さ方向に沿って三次元形状造形物の前駆体１００’の構成要素である固化層２４’の膨張又は収縮が発生し得ることを新たに見出した。特に、上記温度差が大きい場合、これに対応して高さが相対的に高い三次元形状造形物の前駆体１００’の上面側に位置する固化層２４’の高さ方向に沿った膨張又は収縮の程度が大きくなることを新たに見出した。そのため、これに起因して、製造開始後所定時間経過時における製造途中の三次元形状造形物の前駆体１００’の高さが所望の高さとはならない虞がある。そのため、後刻に形成する新たな粉末層２２’の厚みが変わり得る。この状態で、同じレーザ照射条件で継続して製造を行うと、例えば、スパッタ（火花）および／またはヒューム（煙）が多くなったり、最終的に得られる三次元形状造形物１００Ａ’の密度が低くなりポア（空孔）が発生しやすくなる等の不具合が生じ得る。その結果として、最終的に得られる三次元形状造形物１００Ａ’の品質に変化が生じ得る。即ち、最終的に得られる三次元形状造形物１００Ａ’の寸法精度（特に高さ精度）の低下が生じ得る。
本発明は、かかる事情に鑑みて為されたものである。すなわち、本発明の目的は、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することが可能な三次元形状造形物の製造方法および当該三次元形状造形物の製造装置を供することである。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
（ｉ）粉末層の所定箇所に光ビームを照射して該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程、および
（ｉｉ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、該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
により粉末層および固化層を交互に繰り返して積層させることで三次元形状造形物を製造する方法であって、
前記製造の途中において、前記三次元形状造形物の前駆体の高さに応じて造形プロセス条件を変更する、三次元形状造形物の製造方法が供される。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態では、
三次元形状造形物を製造するための装置であって、
粉末層形成部、
粉末層から固化層を形成するための光ビーム照射部、
前記三次元形状造形物の製造途中における造形プロセス条件を変更制御可能な演算制御部、ならびに、
前記三次元形状造形物の前駆体の高さを測定可能な高さ測定部および該三次元形状造形物の前駆体の上面の温度を測定可能な温度測定部の少なくとも一方
を備える、装置が供される。
本発明の一実施形態に従えば、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することが可能である。
本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法を示す概略図 粉末床溶融結合法が実施される光造形複合加工のプロセス態様を模式的に示した断面図（図１１（ａ）：粉末層形成時、図１１（ｂ）：固化層形成時、図１１（ｃ）：積層途中） 光造形複合加工機の構成を模式的に示した斜視図 光造形複合加工機の一般的な動作を示すフローチャート 本願の技術的課題を示した模式断面図
以下では、図面を参照して本発明の一実施形態をより詳細に説明する。図面における各種要素の形態および寸法は、あくまでも例示にすぎず、実際の形態および寸法を反映するものではない。
本明細書において「粉末層」とは、例えば「金属粉末から成る金属粉末層」または「樹脂粉末から成る樹脂粉末層」を意味している。また「粉末層の所定箇所」とは、製造される三次元形状造形物の領域を実質的に指している。従って、かかる所定箇所に存在する粉末に対して光ビームを照射することによって、その粉末が焼結又は溶融固化して三次元形状造形物を構成することになる。
また、本明細書で直接的または間接的に説明される“上下”の方向は、例えば造形プレートと三次元形状造形物との位置関係に基づく方向であって、造形プレートを基準にして三次元形状造形物が製造される側を「上方向」とし、その反対側を「下方向」とする。
［粉末床溶融結合法］
まず、本発明の製造方法の前提となる粉末床溶融結合法について説明する。特に粉末床溶融結合法において三次元形状造形物の切削処理を付加的に行う光造形複合加工を例として挙げる。図１１は、光造形複合加工のプロセス態様を模式的に示しており、図１２および図１３は、粉末床溶融結合法と切削処理とを実施できる光造形複合加工機の主たる構成および動作のフローチャートをそれぞれ示している。
光造形複合加工機１は、図１２に示すように、粉末層形成部２、光ビーム照射部３および切削部４を備えている。
粉末層形成部２は、金属粉末または樹脂粉末などの粉末を所定厚みで敷くことによって粉末層を形成するためのものである。光ビーム照射部３は、粉末層の所定箇所に光ビームＬを照射するためのものである。切削部４は、積層化した固化層の表面、すなわち、三次元形状造形物の表面を削るためのものである。
粉末層形成部２は、図１１に示すように、粉末テーブル２５、スキージング・ブレード２３、造形テーブル２０および造形プレート２１を主に有して成る。粉末テーブル２５は、外周が壁２６で囲まれた粉末材料タンク２８内にて上下に昇降できるテーブルである。スキージング・ブレード２３は、粉末テーブル２５上の粉末１９を造形テーブル２０上へと供して粉末層２２を得るべく水平方向に移動できるブレードである。造形テーブル２０は、外周が壁２７で囲まれた造形タンク２９内にて上下に昇降できるテーブルである。そして、造形プレート２１は、造形テーブル２０上に配され、三次元形状造形物の土台となるプレートである。
光ビーム照射部３は、図１２に示すように、光ビーム発振器３０およびガルバノミラー３１を主に有して成る。光ビーム発振器３０は、光ビームＬを発する機器である。ガルバノミラー３１は、発せられた光ビームＬを粉末層２２にスキャニングする手段、すなわち、光ビームＬの走査手段である。
切削部４は、図１２に示すように、エンドミル４０および駆動機構４１を主に有して成る。エンドミル４０は、積層化した固化層の表面、すなわち、三次元形状造形物の表面を削るための切削工具である。駆動機構４１は、エンドミル４０を所望の切削すべき箇所へと移動させるものである。
光造形複合加工機１の動作について詳述する。光造形複合加工機１の動作は、図１３のフローチャートに示すように、粉末層形成ステップ（Ｓ１）、固化層形成ステップ（Ｓ２）および切削ステップ（Ｓ３）から構成されている。粉末層形成ステップ（Ｓ１）は、粉末層２２を形成するためのステップである。かかる粉末層形成ステップ（Ｓ１）では、まず造形テーブル２０をΔｔ下げ（Ｓ１１）、造形プレート２１の上面と造形タンク２９の上端面とのレベル差がΔｔとなるようにする。次いで、粉末テーブル２５をΔｔ上げた後、図１１（ａ）に示すようにスキージング・ブレード２３を粉末材料タンク２８から造形タンク２９に向かって水平方向に移動させる。これによって、粉末テーブル２５に配されていた粉末１９を造形プレート２１上へと移送させることができ（Ｓ１２）、粉末層２２の形成が行われる（Ｓ１３）。粉末層２２を形成するための粉末材料としては、例えば「平均粒径５μｍ～１００μｍ程度の金属粉末」および「平均粒径３０μｍ～１００μｍ程度のナイロン、ポリプロピレンまたはＡＢＳ等の樹脂粉末」を挙げることができる。粉末層２２が形成されたら、固化層形成ステップ（Ｓ２）へと移行する。固化層形成ステップ（Ｓ２）は、光ビーム照射によって固化層２４を形成するステップである。かかる固化層形成ステップ（Ｓ２）においては、光ビーム発振器３０から光ビームＬを発し（Ｓ２１）、ガルバノミラー３１によって粉末層２２上の所定箇所へと光ビームＬをスキャニングする（Ｓ２２）。これによって、粉末層２２の所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させ、図１１（ｂ）に示すように固化層２４を形成する（Ｓ２３）。光ビームＬとしては、炭酸ガスレーザ、Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、ファイバレーザまたは紫外線などを用いてよい。
粉末層形成ステップ（Ｓ１）および固化層形成ステップ（Ｓ２）は、交互に繰り返して実施する。これにより、図１１（ｃ）に示すように複数の固化層２４が積層化する。
積層化した固化層２４が所定厚みに達すると（Ｓ２４）、切削ステップ（Ｓ３）へと移行する。切削ステップ（Ｓ３）は、積層化した固化層２４の表面、すなわち、三次元形状造形物の表面を削るためのステップである。エンドミル４０（図１１（ｃ）および図１２参照）を駆動させることによって切削ステップが開始される（Ｓ３１）。例えば、エンドミル４０が３ｍｍの有効刃長さを有する場合、三次元形状造形物の高さ方向に沿って３ｍｍの切削処理を行うことができるので、Δｔが０．０５ｍｍであれば６０層分の固化層２４が積層した時点でエンドミル４０を駆動させる。具体的には駆動機構４１によってエンドミル４０を移動させながら、積層化した固化層２４の表面を切削処理に付すことになる（Ｓ３２）。このような切削ステップ（Ｓ３）の最終では、所望の三次元形状造形物が得られているか否かを判断する（Ｓ３３）。所望の三次元形状造形物が依然得られていない場合では、粉末層形成ステップ（Ｓ１）へと戻る。以降、粉末層形成ステップ（Ｓ１）～切削ステップ（Ｓ３）を繰り返し実施して更なる固化層の積層化および切削処理を実施することによって、最終的に所望の三次元形状造形物が得られる。
［本発明の製造方法］
以下、本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造方法について説明する。
本願発明者らは、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を抑制するための解決策について鋭意検討した。その結果、本願発明者らは以下の技術的思想を有する本発明を案出するに至った。
（本発明の技術的思想）
具体的には、本願発明者らは「三次元形状造形物の製造途中において、三次元形状造形物の前駆体の高さに応じて造形プロセス条件を変更する」という技術的思想を有する本発明を案出するに至った（図１参照）。
かかる技術的思想に従えば、造形プロセス条件が、三次元形状造形物の製造の間に一定に維持されるのではなく、製造途中にて三次元形状造形物の前駆体１００の高さに応じて適宜変更される。具体的には、三次元形状造形物の製造の間に造形プロセス条件を連続して一定にするのではなく、製造途中の前駆体１００が所定の理想高さと比べて実際の高さが異なると把握される場合には造形プロセス条件を途中で変更する。かかる造形プロセス条件の変更により、製造途中の前駆体１００の実際の高さを所定の理想高さに近づけることができる。その結果として、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することができる。
本明細書でいう「造形プロセス条件」とは、製造する三次元形状造形物の土台となるベースプレート２０α内に含まれる温度調節媒体の温度、流量および流速、熱源要素の温度、粉末層２２の厚さ、ならびに光ビームＬの照射条件から構成される群から選択される少なくとも１つを指す。本明細書でいう「ベースプレート２０α」とは造形テーブル２０および造形テーブル２０上に位置付けられる造形プレート２１の総称を意味する。本明細書でいう「温度調節源６０」とは温度調節媒体および熱源要素（ヒーター源等）の総称を意味する。本明細書でいう「造形物の前駆体１００の上面」とは、製造途中段階における造形物の前駆体１００の構成要素である積層化された固化層のうち、最上位の固化層の表面（具体的には主面）を指す。
（造形プロセス条件の変更実施のための判断基準）
本発明の一実施形態では、上述のように、造形プロセス条件の変更については造形物の前駆体１００の高さに応じて実施するところ、その変更実施のための判断基準としては、（１）製造途中の造形物の前駆体１００の上面の温度測定値、および／または（２）造形物の前駆体１００の高さ実測値に分けることができる。
以下では、造形プロセス条件の変更実施のための判断基準として、主として前者の「製造途中の造形物の前駆体１００の上面の温度測定値」に基づく場合を前提として説明する（図２参照）。
かかる場合、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度を、温度センサ８０等を用いて測定する。当該温度が、当該所定の高さよりも相対的に低い高さにおける前駆体１００の上面温度又はベースプレート２０αの表面温度と差異があると判断される場合には、造形プロセス条件の変更を行う。
具体的には、内部に温度調節源６０を備えるベースプレート２０α上にて三次元形状造形物の製造を行う場合、上記造形プロセス条件としては、温度調節源６０としての温度調節管路に流す温度調節媒体６１の温度、流量、および／または流速であってよい。又、上記造形プロセス条件としては、温度調節源６０としての熱源要素の温度であってよい。これに限定されることなく、上記造形プロセス条件としては、粉末層２２の厚さおよび光ビームＬの照射条件であってよい。光ビームの照射条件とは、例えば後述する光ビームの照射エネルギー、スポット径、走査速度等が挙げられる。しかしながら、光ビームの照射条件は、これらに限定されない。
一例として、造形プロセス条件として、温度調節源６０としての温度調節管路に流す温度調節媒体６１の温度、流量、および／または流速を選択する場合を例に採る。
（１）製造途中の前駆体１００の上面とベースプレート２０αの表面との間に温度差ある場合
例えば、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度とベースプレート２０αの表面温度と差があると判断される場合に、ベースプレート２０α内の温度調節管路に流す温度調節媒体６１の温度、流量、および／または流速を途中段階で変更する。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、温度センサ８０等を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度を測定する。同様に、温度センサ８０等を駆動させて、ベースプレート２０αの表面温度を測定する。両者の温度測定値に基づき、演算制御部７０により両者の温度測定値に差があるかどうかを判断する。差があると判断される場合、演算制御部７０の指示下で、温度調節デバイス５０を駆動させて、温度調節デバイス５０から温度調節源６０（温度調節管路）に供される温度調節媒体の温度、流量、および／または流速を途中で変更制御を行う。
より具体的には、一態様では、演算制御部７０の指示下で、温度調節デバイス５０から温度調節源６０（温度調節管路）に、変更前と比べて温度が相対的に低い又は高い温度調節媒体を流してよい。一態様では、演算制御部７０の指示下で、温度調節デバイス５０から温度調節源６０（温度調節管路）に、変更前と比べて流量が相対的に増した又は減じられた温度調節媒体を流してよい。又、一態様では、演算制御部７０の指示下で、温度調節デバイス５０から温度調節源６０（温度調節管路）に、変更前と比べて流速が相対的に速い又は遅い温度調節媒体を流してよい。
これにより、温度調節媒体６１の熱エネルギーが所定の高さを有する前駆体１００の上面領域にまで伝えることができ、それによって前駆体１００の上面領域の温度を変化（上昇又は低下）させることができる。前駆体１００の上面領域の温度を変化させることが可能であると、前駆体１００の上面とベースプレート２０αの表面との温度差の発生を好適に抑制することができる。その結果として、製造工程の途中において、三次元形状造形物の前駆体１００の高さが高くなるに場合において、三次元形状造形物の前駆体１００の上面の温度、即ちその構成要素である固化層２４の表面温度を一定にすることができる。
（２）製造途中の所定の高さを有する前駆体１００の上面と、当該所定の高さよりも相対的に低い高さにおける前駆体１００の上面との間に温度差ある場合
同様に、例えば、製造途中の所定の高さを有する前駆体１００の上面と、当該所定の高さよりも相対的に低い高さにおける前駆体１００の上面との間に温度差ある場合と判断される場合、ベースプレート２０α内の温度調節管路に流す温度調節媒体６１の温度、流量、および／または流速を途中段階で変更する。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、温度センサ８０等を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度を測定する。同様に、温度センサ８０等を駆動させて、当該所定の高さよりも相対的に低い高さにおける前駆体１００の上面温度を測定する。両者の温度測定値に基づき、演算制御部７０により両者の温度測定値に差があるかどうかを判断する。差があると判断される場合、演算制御部７０の指示下で、温度調節デバイス５０を駆動させて、温度調節デバイス５０から温度調節源６０（温度調節管路）に供される温度調節媒体の温度、流量、および／または流速を途中で変更制御を行う。
これにより、温度調節媒体６１の熱エネルギーが所定の高さを有する前駆体１００の上面領域にまで伝わり、それにより所定高さにおける前駆体１００の上面領域の温度を変化（上昇又は低下）させることができる。その結果、製造途中の所定の高さを有する前駆体１００の上面と、当該所定の高さよりも相対的に低い高さにおける前駆体１００の上面との間の温度差の発生を好適に抑制することができる。その結果として、製造工程の途中において、三次元形状造形物の前駆体１００の高さが高くなるに場合において、三次元形状造形物の前駆体１００の上面の温度、即ちその構成要素である固化層２４の表面温度を一定にすることができる。
ここで、本願発明者らにより新たに見出されているとおり、上記（１）および（２）のいずれの場合においても、温度差が存在すると、これに対応して高さ方向に沿って三次元形状造形物の前駆体の構成要素である固化層２４の膨張又は収縮が生じ得る。そのため、これに起因して最終的に得られる三次元形状造形物の高さが所望のものと比べて異なり得る。
この点につき、上記（１）の場合、前駆体１００の上面とベースプレート２０αの表面との温度差の発生を好適に抑制することができる。又、上記（２）の場合、製造途中の所定の高さを有する前駆体１００の上面と、当該所定の高さよりも相対的に低い高さにおける前駆体１００の上面との間の温度差の発生を好適に抑制することができる。そのため、上記（１）および（２）のいずれの場合においても、温度差に対応した前駆体１００の構成要素である固化層２４の膨張又は収縮の発生を好適に抑制することができる。これにより、製造途中の前駆体１００の実際の高さを所定の理想高さに近づけることができる。その結果として、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することができる。
上記では、造形プロセス条件として、温度調節媒体６１の温度、流量、および／または流速を選択する場合を例に採ったが、これに限定されない。例えば、造形プロセス条件として、温度調節源６０としての熱源要素（即ちヒータ要素）の温度、粉末層２２の厚さ、および／または光ビームＬの照射条件が選択されてよい。
具体的には、造形プロセス条件として、温度調節源６０としての熱源要素（即ちヒータ要素）の温度、粉末層２２の厚さ、および／または光ビームＬの照射条件が選択されてよい。
例えば、上記（１）の場合を例に採ると、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度とベースプレート２０αの表面温度と差があると判断される場合に、ベースプレート２０α（特に造形テーブル２０）の下げ幅をそれまでの場合と比べて変更して、次なる新たな粉末層２２の厚さを変更してよい。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、温度センサ８０等を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度を測定する。同様に、温度センサ８０等を駆動させて、ベースプレート２０αの表面温度を測定する。両者の温度測定値に基づき、演算制御部７０により両者の温度測定値に差があるかどうかを判断する。当該差がある場合、製造開始後所定時間経過時における造形物の前駆体１００の上面領域側にある固化層２４が高さ方向に沿って膨張又は収縮し得ると判断する。かかる判断がされる場合には、演算制御部７０の指示下で、ベースプレート２０α（特に造形テーブル２０）の下げ幅の変更制御を行う。例えば、前駆体１００の上面領域側にある固化層２４の高さ方向に沿った膨張又は収縮に伴い、直後に形成する新たな粉末層２２の厚さが所定厚さよりも大きくなっている場合、演算制御部７０の指示下で、粉末層２２の厚さが所定厚さになるように造形テーブル２０の下げ幅を製造途中で小さくしてよい。
同様に、上記（１）の場合を例に採ると、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度とベースプレート２０αの表面温度と差があると判断される場合に、光ビーム照射部３による粉末層２２の所定箇所への照射条件を変更してよい。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、温度センサ８０等を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度を測定する。同様に、温度センサ８０等を駆動させて、ベースプレート２０αの表面温度を測定する。両者の温度測定値に基づき、演算制御部７０により両者の温度測定値に差があるかどうかを判断する。差があると判断される場合、演算制御部７０の指示下で、光ビーム照射部３を駆動させて、光ビーム照射部３から粉末層２２の所定箇所に照射される光ビームＬの照射エネルギー、スポット径、および／又は走査速度を変更してよい。例えば、前駆体１００の上面領域側にある固化層２４の高さ方向に沿った膨張又は収縮に伴い、直後に形成する新たな粉末層２２の厚さが大きくなっている場合、演算制御部７０の指示下で、焼結状態が当初想定どおりになるように、製造途中で光ビームの照射エネルギー密度を大きくなるように変更してよい。これに限定されることなく、かかる場合、例えば、演算制御部７０の指示下で、焼結状態が当初想定どおりになるように、光ビームの走査速度を途中で遅くなるように変更してよい。
同様に、上記（１）の場合を例に採ると、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度とベースプレート２０αの表面温度と差があると判断される場合に、温度調節源６０としての熱源要素（ヒータ要素）の温度を変更してよい。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、温度センサ８０等を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度を測定する。同様に、温度センサ８０等を駆動させて、当該所定の高さよりも相対的に低い高さにおける前駆体１００の上面温度を測定する。両者の温度測定値に基づき、演算制御部７０により両者の温度測定値に差があるかどうかを判断する。差があると判断される場合、演算制御部７０の指示下で、温度調節デバイス５０を駆動させて、温度調節デバイス５０から温度調節源６０としての熱源要素（ヒータ要素）の温度を途中で変更制御を行う。
なお、本発明の一実施形態では、下記態様を採ることが好ましい。
（造形プロセス条件の変更実施のための所定の時間的間隔）
一態様では、造形プロセス条件の変更を所定の時間的間隔をおいて複数回行い、三次元形状造形物の前駆体１００の高さの違いに基づき当該時間的間隔を変えることが好ましい（図３参照）。
上述のように、本発明の技術的思想は、「三次元形状造形物の製造途中において、三次元形状造形物の前駆体の高さに応じて造形プロセス条件を変更する」というものである。換言すれば、本発明は、造形物の製造の間に造形プロセス条件を一定にするのではなく途中で変更するという技術的思想を有する。
この点につき、本態様は、当該技術的思想に加え、造形プロセス条件の変更を所定の時間的間隔をおいて複数回行い、三次元形状造形物の前駆体１００の高さの違いに基づきその変更の時間的間隔を変えるという点に特徴を有する。
温度調節源６０がベースプレート２０α内に位置付けられている場合において、製造途中における高さが相対的に低い三次元形状造形物の前駆体１００Ａでは、造形テーブル２１との距離が相対的に短いことに起因して、前駆体１００Ａの上面温度と造形テーブル２１の温度との差が小さい。一方、製造途中における高さが相対的に高い三次元形状造形物の前駆体１００Ｂでは、造形テーブル２１との距離が相対的に短いことに起因して、前駆体１００Ｂの上面温度と造形テーブル２１の温度との差が大きい。
この点につき、本願発明者らにより新たに見出されているように、上記温度差に対応して、高さ方向に沿って三次元形状造形物の前駆体１００の構成要素である固化層２４の膨張又は収縮が発生し得る。この事から、上記温度差が大きい場合、これに対応して高さが相対的に高い三次元形状造形物の前駆体１００Ｂの上面側に位置する固化層２４の高さ方向に沿った膨張又は収縮の程度が大きくなり得る。一方、上記温度差が小さい場合、これに対応して高さが相対的に低い三次元形状造形物の前駆体１００Ａの上面側に位置する固化層２４の高さ方向に沿った膨張又は収縮の程度は小さくなり得る。
以上の事から、製造途中における三次元形状造形物の前駆体１００の上面と造形テーブル２１との間の距離が所定の基準値を上回る場合には、製造途中の三次元形状造形物の前駆体１００の高さが相対的に高くなっていると判断する。かかる判断がなされると、製造途中の三次元形状造形物の前駆体１００の高さが相対的に低い場合における造形プロセスを実施する時間的間隔よりも相対的に短い時間的間隔にて、造形プロセス条件の変更を行う。即ち、本態様では、所定のタイミングにおける造形プロセス条件の変更調整の実施した後、次なる造形プロセス条件の変更調整実施までの時間的間隔を相対的に短くする。
これにより、製造途中の三次元形状造形物の前駆体１００の高さが相対的に低い場合と比べて、三次元形状造形物の前駆体１００の高さが相対的に高い場合には、上記温度差を小さくするための造形プロセス条件変更の頻度を増やすことができる。従って、相対的に高さが高い前駆体１００の上面領域に位置する固化層２４の高さ方向に沿った膨張又は収縮の発生をより好適に抑制することができる。
（三次元形状造形物の前駆体の上面の温度測定のための具体的態様）
以下、三次元形状造形物の前駆体１００の上面の温度測定のための具体的態様について説明する。特に限定されるものではないが、例えば下記態様を採りうる。
一態様では、三次元形状造形物の前駆体１００の上面の温度を、当該上面から供される赤外線に基づき測定してよい（図４参照）。
本態様では、例えば赤外線放射温度センサ８１を用いて、前駆体１００の上面１０１からの赤外線８２を受信し、受信した赤外線８２から前駆体１００の上面１０１における温度を間接的に測定してよい。なお、特に限定されるものではないが、前駆体１００の上面１０１から赤外線を受信して、当該上面１０１の全体的な温度を測定してよい（図４左下図参照）。又、モニター状にて前駆体１００の上面１０１を格子状に区分けして、当該上面１０１のうち所定の区画部分に位置する部分の温度を測定してよい（図４右下図参照）。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、赤外線放射温度センサ８１を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面１０１からの赤外線８２を受信し、受信した赤外線８２に関する情報を赤外線放射温度センサ８１自体又は演算制御部７０に温度換算する。これにより、前駆体１００の上面１０１における温度を間接的に測定してよい。
又、例えば、別途測定したベースプレート２０αの表面の温度と、当該赤外線放射温度センサ８１を通じて測定した前駆体１００の上面１０１の温度との温度差があるか否かを確認する。当該温度差が存在する、特に当該温度差が相対的に大きいと判断できる場合には、上記造形プロセス条件を変更することで当該温度差の発生が好適に抑制され得る。
なお、本態様で用いる赤外線放射温度センサ８１は非接触式タイプのセンサであるため、前駆体１００の上面１０１にダメージを与えることなく、当該上面１０１の温度を測定できる点で利点がある。
一態様では、切削工具（エンドミル４０）を用いて三次元形状造形物を切削する工程を含み、切削工具として主軸に温度センサ８３を備えるものを用い、当該温度センサ８３により、三次元形状造形物の前駆体１００の上面１０１の温度を測定してよい（図５参照）。
本態様では、三次元形状造形物の表面切削のために用いる切削工具の主軸に配置された温度センサ８３を用いて、前駆体１００の上面１０１の温度を測定する。当該温度測定については、前駆体１００の上面１０１に直接接触させた上で行ってよい。これに限定されることなく、当該温度測定については、前駆体１００の上面１０１に対して非接触状態にて行ってもよい。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、切削工具の主軸に配置された温度センサ８３を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面１０１を測定する。又、例えば、別途測定したベースプレート２０αの表面の温度と、切削工具の主軸に配置した温度センサ８３を通じて測定した前駆体１００の上面１０１の温度との温度差があるか否かを確認する。当該温度差が存在する、特に当該温度差が相対的に大きいと判断できる場合には、上記造形プロセス条件を変更することで当該温度差の発生が好適に抑制され得る。
なお、本態様では、温度センサ８３が切削工具の主軸に配置されているため、切削工具の動作に伴って温度センサ８３を間接的に移動させることができるため、温度センサ８３を独立して移動させるための別途の機構を必要としない。そのため、チャンバー内の造形スペースが制限されることを好適に回避することができる点で利点がある。
一態様では、粉末層２２の形成をスキージング・ブレード２３を用いて実施し、スキージング・ブレード２２として温度センサ８４を備えるものを用い、当該温度センサ８４により、三次元形状造形物の前駆体１００の上面１０１の温度を測定してよい（図６参照）。
本態様では、例えばスキージング・ブレード２３に配置された温度センサ８４を用いて、前駆体１００の上面１０１の温度を測定する。当該温度測定については、非接触型の温度センサ８４Ａを用いて行われてよい。これに限定されることなく、当該温度測定については、接触型の温度センサ８４Ｂを用いて行われてよい。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、スキージング・ブレード２３に配置された温度センサ８４を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面１０１を測定する。又、例えば、別途測定したベースプレート２０αの表面の温度と、スキージング・ブレード２３に配置された温度センサ８４を通じて測定した前駆体１００の上面１０１の温度との温度差があるか否かを確認する。当該温度差が存在する、特に当該温度差が相対的に大きいと判断できる場合には、上記造形プロセス条件を変更することで当該温度差の発生が好適に抑制され得る。
なお、本態様では、温度センサ８４がスキージング・ブレード２３に配置されているため、スキージング・ブレード２３の動作に伴って温度センサ８４を間接的に移動させることができるため、温度センサ８４を独立して移動させるための別途の機構を必要としない。そのため、チャンバー内の造形スペースが制限されることを好適に回避することができる点で利点がある。
上記では、造形プロセス条件の変更実施のための判断基準として、主として「製造途中の造形物の前駆体１００の上面の温度測定値」に基づく場合を前提として説明した。しかしながら、これに限定されることなく、造形プロセス条件の変更実施のための判断基準として、「造形物の前駆体１００の高さ実測値」を用いてもよい（図７参照）。
具体的には、かかる場合、製造開始後所定時間経過時における製造途中の前駆体１００の高さを、レーザ変位計等の高さセンサ９０（高さ測定部ともいう。）を用いて直接的に測定する。そして、当該製造途中の前駆体１００の実際の高さが所定の理想高さと比べて異なるか否かを判断する。異なると判断できる場合、造形プロセス条件を途中で変更する。
一例として、造形プロセス条件として、温度調節源６０としての温度調節管路に流す温度調節媒体６１の温度、流量、および／または流速を選択する場合を例に採る。この場合、製造開始後所定時間経過時における製造途中の前駆体１００の実際の高さが所定の理想高さと比べて異なると判断できる場合、ベースプレート２０α内の温度調節管路に流す温度調節媒体６１の温度、流量、および／または流速を途中段階で変更する。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、高さセンサ９０を駆動させて、製造開始後所定時間経過時における製造途中の前駆体１００の実際の高さを測定する。次いで、演算制御部７０が有する、製造開始後所定時間経過時における製造途中の前駆体１００の所定の理想高さと実際の測定高さとを比べる。次いで、実際の高さが理想高さと異なると判断できる場合、演算制御部７０の指示下で、温度調節デバイス５０を駆動させて、温度調節デバイス５０から温度調節源６０（温度調節管路）に供される温度調節媒体の温度、流量、および／または流速を途中で変更制御を行う。例えば、当該前駆体１００の実際の高さが理想高さと比べて低いと判断できる場合、演算制御部７０の指示下で、前駆体１００の上面領域の温度が高くなるように、温度調節デバイス５０から温度調節源６０（温度調節管路）内に相対的に高温の温度調節媒体を流してよい。
これにより、製造開始後所定時間経過時における所定の高さを有する前駆体１００の上面領域にまで温度調節媒体６１の熱エネルギーを好適に伝えることができ、それに起因して前駆体１００の上面領域の温度を変化させることができる。前駆体１００の上面領域の温度を変化させることが可能であると、前駆体１００の上面とベースプレート２０αの表面との温度差の発生を好適に抑制することができる。その結果として、製造工程の途中において、三次元形状造形物の前駆体１００の高さが理想高さと比べて異なる場合において、三次元形状造形物の前駆体１００の上面の温度、即ちその構成要素である固化層２４の表面温度を一定にすることができる。その結果として、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することができる。
なお、本発明の一実施形態では、下記態様を採ってよい。
一態様では、三次元形状造形物の前駆体１００の製造途中において、当該前駆体１００の上面１０１の面積に応じて造形プロセス条件を変更してよい（図８参照）。
光ビームを用いた固化層２４の形成段階において、当該固化層２４の面積が相対的に小さいと、固化層２４の面積が相対的に大きい場合と比べて光ビームの照射熱が伝わりやすく、これに起因して当該固化層２４の蓄熱状態が継続しやすい。その結果として、固化層２４の積層方向において、相対的に面積が小さい固化層の表面温度（即ち、相対的に面積が小さい（面積：Ｓ１）前駆体１００の上面１０１αの温度）と相対的に面積が大きい固化層の表面温度（即ち、相対的に面積が大きい（面積：Ｓ２（＞Ｓ１））前駆体１００の上面１０１βの温度）との間で差が生じ得る。当該温度差が生じると、これに対応して高さ方向に沿って固化層２４の膨張又は収縮が生じて、最終的に得られる三次元形状造形物の高さが所望のものと比べて異なり得る。
そこで、製造途中における前駆体１００の上面１０１の面積に着目した上で、造形プロセス条件の変更制御を行ってよい。
例えば、製造開始後所定時間経過時における製造途中の前駆体１００の上面１０１をカメラ９５等を用いて撮影する。そして、当該撮影した前駆体１００の上面１０１から演算制御部７０を介して上面１０１の面積を算出する。所定時間経過時における前駆体１００の上面１０１の面積が所定の面積閾値を超えると判断できる場合、造形プロセス条件を途中で変更する。これに限定されることなく、所定時間経過時における前駆体１００の上面１０１の面積が所定の理想面積と比べて、当該面積が所定の理想面積と異なると判断できる場合、造形プロセス条件を途中で変更してよい。
これにより、例えば温度調節媒体６１の熱エネルギーを、相対的に面積が大きい固化層（即ち、相対的に面積が大きい前駆体１００の上面）の領域にまで伝えることができ、それによって前駆体１００の上面領域の温度を変化（上昇又は低下）させることができる。前駆体１００の上面領域の温度を変化させることが可能であると、相対的に面積が大きい前駆体１００の上面と相対的に面積が小さい前駆体１００の上面との温度差の発生を好適に抑制することができる。その結果として、製造工程の途中において、三次元形状造形物の前駆体１００の高さ方向に沿って、三次元形状造形物の前駆体１００の上面の温度、即ちその構成要素である固化層２４の表面温度を一定にすることができる。その結果として、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することができる。
又、上記の図３に示す態様に限定されることなく、一態様では、造形プロセス条件の変更を所定の時間的間隔をおいて複数回行い、製造開始後所定時間経過時における三次元形状造形物の前駆体１００の熱量の違いに基づき当該時間的間隔を変えてよい（図９参照）。
製造途中において、製造開始後所定時間経過時における前駆体１０１の熱量が所定の熱量閾値と比べて相対的に大きい場合、これに起因して当該熱量が相対的に大きい前駆体１００の温度、特に上面側温度が高くなり得る。一方、製造開始後所定時間経過時における前駆体１０１の熱量が所定の熱量閾値を超えない場合、前駆体１０１の熱量が所定熱量閾値と比べて相対的に大きい場合と比べて、前駆体１００の温度、特に上面側温度は高くならない。
かかる事情を鑑み、本態様では、所定時間経過時における前駆体１００の熱量に着目し、所定時間経過時における前駆体１００の熱量の違いに基づき、造形プロセス条件の変更を行う時間的間隔を変える。
例えば、温度調節源６０がベースプレート２０α内に位置付けられている場合において、製造開始後所定時間経過時における前駆体１０１の熱量を熱量計にて測定する。そして、所定時間経過時における前駆体１００の熱量が所定の熱量閾値を超えると判断できる場合、当該熱量が所定の熱量閾値を超えない場合と比べて相対的に短い時間的間隔にて、造形プロセス条件の変更を複数回行う。即ち、本態様では、所定時間経過時における前駆体１００の熱量が所定の熱量閾値を超える場合に、造形プロセス条件の変更調整の実施をした後、次なる造形プロセス条件の変更調整実施までの時間的間隔を途中で相対的に短くする。
これにより、所定時間経過時における前駆体１００の熱量が所定の熱量閾値を超えると判断できる場合、時間的間隔が相対的に短くなることに起因して造形プロセス条件変更の頻度を増やすことができる。これにより、所定の熱量閾値を超える熱量を有する前駆体１００、具体的には所定の熱量閾値を超える熱量を有する前駆体１００の上面領域にまで、例えば温度調節媒体６１の熱エネルギーを好適に伝えることができる。従って、所定の熱量閾値を超える熱量を有する前駆体１００の上面領域の温度を変化（上昇又は低下）させることができる。その結果として、製造工程の途中において、三次元形状造形物の前駆体１００の高さ方向に沿って、三次元形状造形物の前駆体１００の上面の温度、即ちその構成要素である固化層２４の表面温度を一定にすることができる。従って、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することができる。
一態様では、互いに高さの異なる三次元形状造形物の前駆体１００の各上面１０１の温度に基づき、上記造形プロセス条件の変更を行ってよい（図１０参照）。
上記では、例えば製造途中における高さが相対的に高い三次元形状造形物の前駆体の上面温度と造形テーブル２１の温度との差の有無を確認した上で、造形プロセス条件の変更を行うかを判断する旨を説明した。これに限定されることなく、製造途中における互いに高さの異なる前駆体１００の各上面１０１における温度変化の有無を確認することも好ましい。これにより、高さ方向のみならず、製造途中における互いに高さの異なる前駆体１００の各上面１０１、即ちその構成要素である固化層２４（固化部２４ａ）の表面に温度変化があると判断できる場合、光ビーム照射部３による粉末層２２の所定箇所への後刻の照射において照射条件を変更してよい。
具体的には、演算制御部７０の指示下で、温度センサ等を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面１０１の温度を測定する。当該温度測定段階にて、固化層２４の表面に温度変化があると判断できる場合、演算制御部７０の指示下で、光ビーム照射部３による粉末層２２の所定箇所への後刻の照射において照射条件（光ビーム照射部３から粉末層２２の所定箇所に照射される光ビームＬの照射エネルギー、スポット径、および／又は走査速度）を変更してよい。
これにより、造形物の製造途中において、光ビームＬの最適な“ベストな”照射条件を適宜変更することができる。従って、三次元形状造形物の前駆体１００の上面１０１の温度、即ちその構成要素である固化層２４の表面温度を一定にすることができる。それ故、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することができる。なお、前駆体１００の上面１０１の温度、即ちその構成要素である固化層２４の表面温度をより一定にする観点から、各固化層２４の形成毎に光ビームＬの最適な“ベストな”照射条件を適宜変更調整することがより好ましい。
なお、本態様において、製造開始後所定時間経過時における造形物の前駆体１００の上面１０１の温度に基づき、当該造形物の前駆体１００の実際の高さを推定してよい。
製造開始後所定時間経過時における“実際の高さ推定値”については、例えば下記態様に算出することができる。一例としては、まず、製造開始後所定時間経過時における造形物前駆体の最表面の温度から積分単位厚さ毎の温度を推定する。次いで、積分単位厚さ毎の温度から各積分単位での膨張度合いを推定する。そして、各積分単位での膨張度合いの推定値を積分する。これにより、製造開始後所定時間経過時における“実際の高さ推定値”を算出する。当該算出法は、温度の推定および膨張度合いの推定の際にて、上記積分単位の面積が変化する場合、推定精度をより向上させる観点から当該変化する積分単位の面積も考慮するという考え方に基づく。前駆体１００の上面１０１の温度から三次元形状造形物の前駆体１００の“実際の高さ推定値”が算出されると、当該算出値に応じて、造形プロセス条件を適宜変更することが可能となる。かかる造形プロセス条件の変更により、製造途中の前駆体１００の“実際の高さ推定値”を所定の理想高さに近づけることができる。その結果として、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することができる。
［本発明の三次元形状造形物の製造装置］
最後に、本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造装置について確認的に説明を行う。
本発明の一実施形態に係る三次元形状造形物の製造装置は、上述のとおり粉末層形成部２、光ビーム照射部３、演算制御部７０、ならびに高さ測定部および温度測定部の少なくとも一方を備える。粉末層形成部２および光ビーム照射部３については既に［粉末床溶融結合法］の欄内にて既述しているので説明を省略する。
本発明の一実施形態において、演算制御部７０は三次元形状造形物の製造途中における上記造形プロセス条件を変更制御可能な装置である。高さ測定部（上記高さセンサ９０に相当）は三次元形状造形物の前駆体１００の高さを測定可能な測定部である。温度測定部（上記温度センサ８０、赤外線放射温度センサ８１、温度センサ８３、温度センサ８４、８４Ａ、８４Ｂに相当）は、三次元形状造形物の前駆体１００の上面１０１の温度を測定可能な測定部である。又、当該装置は、温度調節デバイス５０と接続されていてよい。
上記構成要素は演算制御部７０に電気的に接続されており、演算制御部７０の指示により、各構成要素が個別に動作制御可能に構成されている。
具体的には、演算制御部７０は、上記温度測定部を駆動させて、製造途中の前駆体１００が所定の高さを有する場合における前駆体１００の上面の温度およびベースプレート２０αの表面温度を測定するよう指示可能となっている。演算制御部７０は、両者の温度測定値に基づき、両者の温度測定値に差があるかどうかを判断する。差があると判断する場合、演算制御部７０は、粉末層形成部２を駆動させて、ベースプレート２０α（特に造形テーブル２０）の下げ幅の変更制御可能に構成されている。
又、演算制御部７０は、光ビーム照射部３を駆動させて、光ビーム照射部３から粉末層２２の所定箇所に照射される光ビームＬの照射エネルギー、スポット径、および／又は走査速度を変更制御可能に構成されている。演算制御部７０は、温度調節デバイス５０を駆動させて、温度調節デバイス５０から温度調節源６０（温度調節管路）に供される温度調節媒体の温度、流量、および／または流速を途中で変更制御可能となっている。又、演算制御部７０は、温度調節デバイス５０を駆動させて、温度調節デバイス５０から温度調節源６０としての熱源要素（ヒータ要素）の温度を途中で変更制御可能となっている。
これにより、製造開始後所定時間経過時における所定の高さを有する前駆体１００の上面領域の温度を変化させることが可能となり、前駆体１００の上面とベースプレート２０αの表面との温度差の発生を好適に抑制することができる。その結果として、製造工程の途中において、三次元形状造形物の前駆体１００の高さが理想高さと比べて異なる場合において、三次元形状造形物の前駆体１００の上面の温度、即ちその構成要素である固化層２４の表面温度を一定にすることができる。その結果として、最終的に得られる三次元形状造形物の寸法精度（特に高さ精度）の低下を好適に抑制することができる。
以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の適用範囲のうちの典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の改変がなされ得ることを当業者は容易に理解されよう。
２ 粉末層形成部
３ 光ビーム照射部
１９ 粉末
２０ 造形テーブル
２０α ベースプレート
２１ 造形プレート
２２ 粉末層
２３ スキージング・ブレード
２４ 固化層
４０ 切削工具
６０ 温度調節源
６１ 温度調整媒体
７０ 演算制御部
８０、８１、８３、８４、８４Ａ、８４Ｂ 温度測定部（温度センサ）
９０ 高さ測定部（高さセンサ）
１００、１００Ａ、１００Ｂ 三次元形状造形物の前駆体
１０１ 三次元形状造形物の前駆体の上面
Ｌ 光ビーム

Claims (12)

  1. （ｉ）粉末層の所定箇所に光ビームを照射して該所定箇所の粉末を焼結又は溶融固化させて固化層を形成する工程、および
    （ｉｉ）得られた固化層の上に新たな粉末層を形成し、該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
    により粉末層および固化層を交互に繰り返して積層させることで三次元形状造形物を製造する方法であって、
    前記製造の途中において、前記三次元形状造形物の前駆体の高さに応じて造形プロセス条件を変更する、三次元形状造形物の製造方法。
  2. 前記三次元形状造形物の前記前駆体の上面の温度に基づき、該前駆体の高さに応じた前記造形プロセス条件の変更を行う、請求項１に記載の三次元形状造形物の製造方法。
  3. 前記三次元形状造形物の前記前駆体の上面の温度と、製造する該三次元形状造形物の土台となるベースプレートの温度との差に基づき、前記造形プロセス条件の変更を行う、請求項１又は２に記載の三次元形状造形物の製造方法。
  4. 互いに高さの異なる前記三次元形状造形物の前記前駆体の各上面の温度に基づき、前記造形プロセス条件の変更を行う、請求項１～３のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
  5. 前記造形プロセス条件の変更を所定の時間的間隔をおいて複数回行い、
    前記三次元形状造形物の前記前駆体の前記高さの違いに基づき前記時間的間隔を変える、請求項１～４のいずれかに記載の製造方法。
  6. 前記三次元形状造形物の前記前駆体の高さが相対的に高い場合に、相対的に短い前記時間的間隔にて前記造形プロセス条件の変更を行う、請求項５に記載の三次元形状造形物の製造方法。
  7. 前記造形プロセス条件として、ベースプレート内に含まれる温度調節媒体の温度、流量および流速、該ベースプレート内に含まれる熱源要素の温度、前記粉末層の厚さ、ならびに前記光ビームの照射条件から構成される群から少なくとも１つを選択する、請求項１～６のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
  8. 前記三次元形状造形物の前記前駆体の前記上面の前記温度を、該上面から供される赤外線に基づき測定する、請求項２～７のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
  9. 切削工具を用いて前記三次元形状造形物を切削する工程を含み、
    前記切削工具として主軸に温度センサを備えるものを用い、該温度センサにより、前記三次元形状造形物の前記前駆体の前記上面の前記温度を測定する、請求項２～８のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
  10. 前記粉末層の形成をスキージング・ブレードを用いて実施し、
    前記スキージング・ブレードとして温度センサを備えるものを用い、該温度センサにより、前記三次元形状造形物の前記前駆体の前記上面の前記温度を測定する、請求項２～９のいずれかに記載の三次元形状造形物の製造方法。
  11. 前記三次元形状造形物の前記前駆体の高さを実測し、該高さの実測値と予め算出した所定の該前駆体の高さの理論値との間に差がある場合に、該造形プロセス条件の変更を行う、請求項１に記載の三次元形状造形物の製造方法。
  12. 三次元形状造形物を製造するための装置であって、
    粉末層形成部、
    粉末層から固化層を形成するための光ビーム照射部、
    前記三次元形状造形物の製造途中における造形プロセス条件を変更制御可能な演算制御部、ならびに、
    前記三次元形状造形物の前駆体の高さを測定可能な高さ測定部および該三次元形状造形物の前駆体の上面の温度を測定可能な温度測定部の少なくとも一方
    を備える、装置。
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