JP6885464B2 - 三次元積層造形物製造装置、三次元積層造形物製造方法及び探傷器 - Google Patents

Description

本開示は、三次元積層造形物製造装置、三次元積層造形物製造方法及び探傷器に関する。

従来、作業テーブル上に原料である粉末を層状に配置して、この粉末層の選択した部分にエネルギを付与して順次溶融することで、三次元製品を製造する装置がある（例えば特許文献１参照）。このような三次元製品を製造する装置では、一つの粉末層について、部分的に溶融させて、溶融された粉末が硬化した後に、その上に別の粉末層を形成し、さらに選択した部分を溶融し硬化させて、これを繰り返して三次元製品を製造する。

特表２００３−５３１０３４号公報

しかしながら、従来技術では、三次元製品の製造が完了した後に、当該三次元製品について検査を実施していた。そのため、三次元製品の内部に存在する欠陥を検出した場合には、欠陥の補修が容易ではなかった。

本開示は、三次元積層造形物の製造途中で当該三次元積層造形物を探傷可能な三次元積層造形物製造装置、三次元積層造形物製造方法及び探傷器を説明する。

本開示の一態様に係る三次元積層造形物製造装置は、導電体粉末に部分的にエネルギを付与して、導電体粉末を溶融又は焼結し硬化させ、三次元積層造形物を製造する三次元積層造形物製造装置であって、導電体粉末を保持すると共に硬化した三次元積層造形物を保持する保持部と、保持部に保持された導電体粉末にエネルギを付与するエネルギ付与部と、硬化した三次元積層造形物の表層部に対して、離間して配置され、表層部を探傷するプローブと、保持部に保持された導電体粉末の上面を均す規制部と、表層部に対してプローブを第１方向に相対的に移動させるプローブ移動機構と、を備え、プローブは、規制部に取り付けられると共に第１方向と交差する第２方向に延在しており、第２方向に並んで配置された複数のコイルユニットを有し、コイルユニットは、表層部に渦電流を生じさせる励磁コイルと、表層部における磁界の変化を検出する検出コイルと、を含み、第１方向に延びると共に第２方向に離間する複数の直線上に、コイルユニットが１個ずつ配置されており、第１方向においてコイルユニットの後方に他のコイルユニットが配置されていない。

本開示によれば、三次元積層造形物の製造途中で当該三次元積層造形物を探傷することができる。

図１は、本開示の第１実施形態の三次元積層造形物製造装置を示す概略構成図である。 図２は、本開示の第１実施形態の探傷装置を示す概略構成図である。 図３は、本開示の第１実施形態のプローブにおける複数のコイルユニットの配置を上方から示す図である。 図４は、図３中のコイルユニットを示す底面図である。 図５は、探傷装置による探傷結果の一例を示す図である。 図６は、探傷装置による探傷結果の一例を示す図である。 図７は、三次元積層造形物製造方法の手順を示す工程図である。 図８は、第２実施形態のプローブにおける複数のコイルユニットの配置を上方から示す図である。 図９は、第２実施形態のプローブの移動経路を示す平面図である。 図１０は、プローブの他の移動経路を示す平面図である。 図１１は、第３実施形態の三次元積層造形物製造装置を示す平面図である。 図１２は、第４実施形態の三次元積層造形物製造装置を示す平面図である。 図１３は、第５実施形態の三次元積層造形物製造装置を示す平面図である。 図１４は、図１３に示す三次元積層造形物製造装置の断面図である。

本開示の一態様に係る三次元積層造形物製造装置は、導電体粉末に部分的にエネルギを付与して、導電体粉末を溶融又は焼結し硬化させ、三次元積層造形物を製造する三次元積層造形物製造装置であって、導電体粉末を保持すると共に硬化した三次元積層造形物を保持する保持部と、保持部に保持された導電体粉末にエネルギを付与するエネルギ付与部と、硬化した三次元積層造形物の表層部に対して、離間して配置され、表層部を探傷するプローブと、表層部に対してプローブを相対的に移動させるプローブ移動機構と、を備える。プローブは、表層部に渦電流を生じさせる励磁コイルと、表層部における磁界の変化を検出する検出コイルと、を含む。

本開示の三次元積層造形物製造装置では、走査方向にプローブを相対的に移動させて、製造途中の三次元積層造形物の表層部を探傷することができるので、表層部に欠陥が無いことを確認した上で、更に導電体粉末を積層して、三次元積層造形物を製造することができる。例えば表層部に欠陥が検出された場合には、その時点で欠陥を補修し、この補修後に、更に導電体粉末を積層して、三次元積層造形物を製造することができる。「表層部に対してプローブを相対的に移動させる」とは、「プローブを移動させること」、及び「表層部を移動させること」を含む。例えば、保持部を移動させて表層部を移動させることができる。

三次元積層造形物製造装置は、保持部に保持された導電体粉末の積層物の上面を均す規制部と、導電体粉末に対して規制部を相対的に移動させる規制部移動機構と、を更に備える構成でもよい。「導電体粉末に対して規制部を相対的に移動させる」とは、「規制部を移動させること」、及び「導電体粉末を移動させること」を含む。例えば、保持部を移動させて導電体粉末を移動させることができる。

いくつかの態様において、プローブの底面が規制部の下端よりも上方に配置されている構成でもよい。これにより、導電体粉末に対してプローブを確実に非接触として、表層部を探傷することができる。

いくつかの態様において、規制部移動機構はプローブ移動機構を兼ねている構成でもよい。これにより、規制部移動機構を用いて規制部及びプローブを移動させることができる。プローブの移動を規制部の移動に連動させることができる。

いくつかの態様において、プローブは、規制部の移動方向において、規制部の後側に配置されている構成でもよい。これにより、規制部によって導電体粉末の積層物の上面を均した後に、プローブを通過させることができる。

いくつかの態様において、プローブが規制部に取り付けられている構成でもよい。これにより、規制部と共にプローブを移動させて、表層部の探傷を行うことができるので、規制部の移動と、プローブの移動とを別々に行う必要がなく、検査工程を含めた全体の製造時間を短縮することができる。

本開示の一態様に係る三次元積層造形物製造方法は、導電体粉末に部分的にエネルギを付与して、導電体粉末を溶融又は焼結し硬化させ、三次元積層造形物を製造する三次元積層造形物製造方法であって、導電体粉末にエネルギを付与して、導電体粉末を溶融又は焼結させるエネルギ付与工程と、硬化した三次元積層造形物の表層部に対して、離間して配置されたプローブを相対的に移動させて、表層部を探傷する探傷工程と、を含む。探傷工程は、表層部に渦電流を生じさせる励磁工程と、表層部における磁界の変化を検出する検出工程と、を含む。

本開示の三次元積層造形物製造方法では、走査方向にプローブを相対的に移動させて、製造途中の三次元積層造形物の表層部を探傷することができるので、表層部に欠陥が無いことを確認した上で、更に導電体粉末を積層して、三次元積層造形物を製造することができる。例えば表層部に欠陥が検出された場合には、その時点で欠陥を補修し、この補修後に、更に導電体粉末を積層して、三次元積層造形物を製造することができる。

いくつかの態様において、導電体粉末に対して規制部を相対的に移動させ、保持部に保持された導電体粉末の上面を均す工程を更に含んでもよい。均す工程を実行する際に、探傷工程を実行してもよい。探傷工程では、プローブの底面を規制部の下端よりも上方に配置して、規制部と共にプローブを相対的に移動させて、表層部を探傷してもよい。これにより、導電体粉末に対してプローブを確実に非接触として、表層部を探傷することができる。探傷工程では、規制部の相対的な移動方向において、規制部の後側にプローブを配置して、表層部を探傷してもよい。これにより、規制部によって導電体粉末の積層物の上面を均した後に、プローブを通過させることができる。エネルギ付与工程を複数回実行した後に、複数層分の表層部について探傷工程を実行してもよい。

本開示の一態様に係る探傷器は、製造途中の三次元積層造形物の表層部を探傷する探傷器であって、走査方向である第１方向と交差する第２方向に延在するプローブを備える。プローブは、第２方向に並んで配置された複数のコイルユニットを含む。コイルユニットは、表層部に渦電流を生じさせる励磁コイルと、励磁コイルの内側で並んで配置された一対の検出コイルと備える。

本開示の探傷器では、走査方向にプローブを動かすことで、第２方向に幅広い範囲を探傷することができ、探傷時間を削減することができる。製造途中の三次元積層造形物の表層部を探傷することで、表層部に欠陥が無いことを確認した上で、更に導電体粉末を積層して、三次元積層造形物を製造することができる。例えば、表層部に欠陥が検出された場合には、その時点で欠陥を補修し、この補修後に、更に導電体粉末を積層して、三次元積層造形物を製造することができる。これにより、三次元積層造形物の製造が完了した後に三次元積層造形物の内部の欠陥を補修する必要がない。

探傷器は、プローブに対して取り付けられた規制部を更に備えていてもよい。これにより、プローブを移動させながら、探傷を行いつつ、導電体粉末の積層物の上面を均すことができる。一対の検出コイルは、第１方向に重なる位置に配置されていてもよい。これにより、一対の検出コイルで検出された信号の差分を算出することで、ノイズによる影響を低減して、欠陥を精度良く検出することができる。

以下、本開示の好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１に示される第１実施形態の三次元積層造形物製造装置（以下、「製造装置」という）１は、いわゆる３Ｄプリンタであり、層状に配置した金属粉末（導電体粉末）２に部分的にエネルギを付与して、金属粉末２を溶融して硬化させ、これを複数回繰り返して三次元部品（三次元積層造形物）３を製造する。

三次元部品３は、例えば機械部品などであり、その他の構造物であってもよい。金属粉末としては例えばチタン系金属粉末、インコネル（登録商標）粉末、アルミニウム粉末等が挙げられる。導電体粉末は、金属粉末に限定されず、例えばＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）など、炭素繊維と樹脂を含む粉末でもよく、その他の導電性を有する粉末でもよい。

製造装置１は、作業テーブル（保持部）４、上下方向位置調整機構５、刷毛部（規制部）６、第１移動機構（規制部移動機構）７、及び放射線銃（エネルギ付与部）８を備える。

作業テーブル４は、例えば板状を成し、三次元部品３の原料となる金属粉末２が配置されるものである。作業テーブル４上の金属粉末２は例えば層状に複数回に分けて配置されている。作業テーブル４上の金属粉末２の積層物を、粉末床２５と記す。作業テーブル４は、平面視において、例えば矩形状を成している。作業テーブル４は、Ｚ方向（上下方向）に移動可能であり、金属粉末２の層数に応じて順次降下する。作業テーブル４の外周には、作業テーブル４の移動を案内するガイド部９が設けられている。ガイド部９は、作業テーブル４の外形に対応するように角筒状を成している。角筒状のガイド部９及び作業テーブル４は、箱形を成し粉末床２５を収容する収容部を形成している。作業テーブル４はガイド部９の内側でＺ方向に移動可能である。

上下方向位置調整機構５は、例えばラックアンドピニオン方式の駆動機構であり、作業テーブル４をＺ方向に移動させるものである。上下方向位置調整機構５は、作業テーブル４の底面に連結されて下方に伸びる棒状の上下方向部材（ラック）１０と、この上下方向部材１０を駆動するための駆動源１１と、を含む。

駆動源１１としては、例えば電動モータを用いることができる。電動モータの出力軸にはピニオンが設けられ、上下方向部材１０の側面にはピニオンと噛み合う歯形が設けられている。電動モータが駆動され、ピニオンが回転して動力が伝達されて、上下方向部材１０が上下方向に移動する。電動モータの回転を停止することで、上下方向部材１０が位置決めされて、作業テーブル４のＺ方向の位置が決まり、その位置が保持される。上下方向位置調整機構５は、ラックアンドピニオン方式の駆動機構に限定されず、例えば、ボールねじ、シリンダなどその他の駆動機構を備えるものでもよい。上下方向位置調整機構５は、保持部を降下させると共に上下方向において保持部の位置を保持可能なものである。

刷毛部６は、作業テーブル４の上方に配置され、作業テーブル４に載置されている粉末床２５の最上層の表面（上面）２ａを均すものである。刷毛部６は、Ｚ方向と交差するＹ方向（第１方向）に移動可能であり、粉末床２５の表面２ａを均す。刷毛部６の下端部が粉末床２５の表面２ａに当接して高さを均一にする。刷毛部６は、Ｘ方向（第２方向）に所定の幅を有し、作業テーブル４のＸ方向の全長に対応している。Ｘ方向は、Ｚ方向及びＹ方向に交差する方向である。製造装置１は、刷毛部６に替えて、ローラー部、板状部材などその他の規制部を備える構成でもよい。規制部は、粉末床２５の表面を均すことができるものであればよい。

第１移動機構７は、例えばラックアンドピニオン方式の駆動機構であり、刷毛部６をＹ方向に移動させるものである。第１移動機構７は、Ｘ方向の両側でＹ方向に延在する一対のガイドレール１２と、刷毛部６に取り付けられた駆動源１３と、を含む。本実施形態において、粉末を塗布する塗布機構は、規制部及び第１移動機構を含む。第１移動機構７は、粉末床２５に対して、刷毛部６を相対的に移動させる。

駆動源１３としては、例えば電動モータを用いることができる。電動モータの出力軸には、ピニオンが設けられ、一方のガイドレール１２にはピニオンと噛み合う歯形（ラック）が設けられている。一対のガイドレール１２は、例えば製造装置１の筐体（枠体）に対して取り付けられている。刷毛部６には、他方のガイドレール１２に沿って回転移動する従動ローラーが取り付けられている。電動モータが駆動されてピニオンが回転して、刷毛部６はガイドレール１２に沿ってＹ方向に移動する。

放射線銃８は、作業テーブル４の上方から金属粉末２に対して放射線を照射して、金属粉末２を溶融させるものである。放射線銃８は、所定の位置に移動可能であり、位置に応じて放射線を照射して局所的に金属粉末２を溶融させる。放射線銃８は、エネルギービームとして放射線を照射する。製造装置１は、放射線銃８に代えて、その他のエネルギ付与部を備える構成でもよい。エネルギービームは、電子ビームなどの荷電粒子ビームであってもよいし、レーザビームであってもよい。エネルギ付与部は、例えば電子ビーム法（EBM：Electron Beam Melting）により導電体粉末を溶融させるものであるが、エネルギ付与部は電子ビーム法によるものに限定されない。エネルギ付与部は、例えばエネルギービームとしてレーザ光を導電体粉末に照射することで導電体粉末を溶融させるレーザ溶融法（SLM：Selective Laser Melting）、レーザ光を粉末に照射することで導電体粉末を焼結させるレーザ焼結法（SLS：selective laser sintering）などによるものであってもよい。エネルギ付与部は、その他の方法により導電体粉末にエネルギを付与して、導電体粉末を加熱して、溶融または焼結させ固化（硬化）させるものでもよい。

製造装置１は、当該製造装置１の制御を司る制御部１４を含む。制御部１４は、上下方向位置調整機構５、第１移動機構７、及び放射線銃８を制御する。制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、およびＲＡＭ(Random Access Memory)等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータである。制御部１４は、上下方向位置調整機構５を制御して、作業テーブル４のＺ方向の位置を制御する。制御部１４は、第１移動機構７を制御して、刷毛部６の移動を制御する。制御部１４は、放射線銃８を制御して、放射線の照射位置及び照射時間等を制御する。

ここで、製造装置１は、図２に示されるように、三次元部品３の表層部３ａを探傷する探傷装置（探傷器）１５を含んでいる。探傷装置１５は、プローブ１６、演算部１７、電源回路１８、及び表示部１９を備える。

プローブ１６は、刷毛部６に取り付けられ、刷毛部６と共にＹ方向に移動可能である。第１移動機構７は、プローブ１６をＹ方向に移動させるプローブ移動機構を兼ねている。プローブ１６の底面１６ａは、刷毛部６の下端６ａより上方に配置されている。プローブ１６の底面１６ａと粉末床２５の表面２ａとの間には隙間が形成されている。プローブ１６は、金属粉末２及び三次元部品３に対して接触していない。プローブ１６は、走査方向において刷毛部６の後側に配置されている。走査方向は、図１及び図２において、例えば左側から右側に向かう方向である。なお、走査方向は、この方向に限定されず、いずれの方向でもよい。

プローブ１６は、図３に示されるように、走査方向であるＹ方向と交差するＸ方向に延在している。プローブ１６は、Ｘ方向に並んで配置された複数のコイルユニット２０を含む。コイルユニット２０は、Ｘ方向に例えば８個配置されている。プローブ１６では、Ｘ方向に並ぶ複数個のコイルユニット２０を一列とする。複数個のコイルユニット２０は、Ｘ方向に延在する仮想の直線Ｘ１〜Ｘ４に沿って列を成している。プローブ１６では、Ｙ方向に並んで複数列（例えば４列）配置されている。仮想の直線Ｘ１〜Ｘ４は、Ｙ方向に離間して配置されている。プローブ１６は、例えば合計３２個のコイルユニット２０を備える。プローブ１６のコイルユニット２０は、例えば箱形を成すケース内に収容されている。

複数のコイルユニット２０は、仮想の直線Ｔに沿って配置されている。直線Ｔは、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜めに配置されている。複数のコイルユニット２０は、直線Ｔに沿って、例えば４個ずつ配置されている。複数のコイルユニット２０は、Ｘ方向においてそれぞれ異なる位置に配置されている。複数のコイルユニット２０は、Ｙ方向から見た場合に隙間なく配置されていてもよい。

図３では、Ｙ方向に延在する仮想の直線Ｙ１〜Ｙ４が図示されている。直線Ｙ１〜Ｙ４は、Ｘ方向に離間して配置されている。直線Ｘ１及び直線Ｙ１の交点には、コイルユニット２０Ａが配置されている。直線Ｘ２及び直線Ｙ２の交点には、コイルユニット２０Ｂが配置されている。直線Ｘ３及び直線Ｙ３の交点には、コイルユニット２０Ｃが配置されている。直線Ｘ４及び直線Ｙ４の交点には、コイルユニット２０Ｄが配置されている。複数のコイルユニット２０は、コイルユニット２０Ａ〜２０Ｄを含む。直線Ｙ１〜Ｙ４上にはそれぞれ一つのコイルユニット２０が配置されている。プローブ１６では、走査方向において、コイルユニット２０の後方に他のコイルユニット２０は配置されていない。直線Ｘ１〜Ｘ４は、Ｙ方向においてＸ４、Ｘ３、Ｘ２、Ｘ１の順で、配置されている。直線Ｙ１〜Ｙ４は、Ｘ方向においてＹ４、Ｙ３、Ｙ２、Ｙ１の順で、繰り返し配置されている。直線Ｘ１〜Ｘ４の間の間隔は、直線Ｙ１〜Ｙ４の間の間隔よりも広くなっている。直線Ｔの間のＸ方向における間隔は、直線Ｘ１〜Ｘ４の間の間隔よりも広くなっている。

コイルユニット２０は、図４に示されるように、励磁コイル２１と、一対の検出コイル２２と、フェライトコア（鉄心）２３と、を備える。励磁コイル２１は、電源回路１８から交流電流が供給されて磁界を発生させて、三次元部品３の表層部３ａに渦電流を発生させる。励磁コイル２１は、例えばＺ方向に延在する軸線周りに形成されている。

一対の検出コイル２２は、励磁コイル２１の内側に配置されている。検出コイル２２は、例えばＺ方向に延在する軸線周りに形成されている。検出コイル２２の内側にはフェライトコア２３が配置されている。フェライトコア２３は、例えば棒状を成しＺ方向に延在している。フェライトコア２３は、円柱状でもよく、角柱状でもよい。

一対の検出コイル２２は、Ｚ方向から見て、Ｙ方向に隣り合って配置され、Ｘ方向において一部が重なるように、Ｘ方向における位置がずれて配置されている。即ち、一対の検出コイル２２は、Ｙ方向から見たとき、Ｘ方向において一部が互いに重なり、残りの部分は重ならないように配置されている。一対の検出コイル２２は、表層部３ａの渦電流による磁界の変化を検出する。

表層部３ａに欠陥がある場合には、渦電流の流れに変化が生じこれにより磁界が変化するので、検出コイル２２により磁界の変化を検出することで、欠陥の有無を検出することができる。一対の検出コイル２２のうち一方が磁界の変化を検出し、他方が磁界の変化を検出しない場合には、これらによって検出された信号の差分を算出することで、磁界の変化を精度良く検出することができる。複数の検出コイル２２で検出された信号の差分を算出することで、プローブが欠陥の上を通過したときに信号の差分が最も大きくなるため、電気的ノイズを抑えることができ精度良く欠陥を検出することができる。

検出コイル２２によって検出される欠陥としては、例えば溶け込み不良、割れ、融着、ポロシティ（空隙）などがある。

演算部１７は、一対の検出コイル２２と電気的に接続され、一対の検出コイル２２で検出された信号の差分を算出する。演算部１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、およびＲＡＭ等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータである。演算部１７は、制御部１４と別々に構成されているものでもよく、制御部１４に含まれている構成でもよい。

電源回路１８は、励磁コイル２１に交流電流を供給する。励磁コイル２１に供給される交流電流の周波数は、例えば５００ｋＨｚ〜２ＭＨｚでもよく、その他の周波数でもよい。励磁コイル２１に交流電流を供給することで、三次元部品３の表層部３ａに渦電流を生じさせる。表層部３ａとは、三次元部品３の表面及び表面近傍の内部の部分を含み、例えば表面から深さ１ｍｍまでの領域を含んでもよい。表層部は、例えば深さ２ｍｍまでの領域を含むものでもよく、その他の深さまでの領域を含むものでもよい。プローブ１６では、三次元部品３の表層部３ａとして、金属粉末２の複数層分（例えば５層分）の深さまで、探傷可能である。

表示部１９は、演算部１７から出力された探傷結果に関する画像情報を表示する。表示部１９は、欠陥が存在する位置及び欠陥が存在しない位置を濃淡によって表示することができる。図５及び図６は、探傷結果に関する画像情報の一例を示している。図５及び図６では、表層部に欠陥が設けられたテストピースに対して、探傷した結果を示している。図５及び図６では、検出信号の差分が大きい領域を濃く示している。例えば、図５では、Ｘ方向に７５ｍｍ、Ｙ方向に６５ｍｍの位置に欠陥が存在し、図６では、Ｘ方向に６０ｍｍ、Ｙ方向に３０ｍｍの位置に欠陥が存在している。形状不連続部についても、信号の差分が大きくなるため、図５及び図６では濃い色で示されている。

次に、三次元部品の製造方法（三次元積層造形物製造方法）について説明する。図７は、三次元部品の製造方法の手順を示すフローチャートである。三次元部品の製造方法は、例えば製造装置１を用いて実行される。

本実施形態では、まず、１層目の粉末層を形成する。ここでは、１層目の金属粉末２を作業テーブル４上に供給し、刷毛部６をＹ方向に移動させて、粉末床２５の表面２ａを均す（ステップＳ１）。このステップＳ１は、金属粉末２を塗布する塗布工程に含まれる。金属粉末２は、例えば図示しない粉末貯留タンクから作業テーブル４上に供給される。

次に、作業テーブル４上の金属粉末２に放射線を照射して溶融させる溶融工程（エネルギ付与工程）を行う（ステップＳ２）。溶融工程に代えて、導電体粉末に部分的にエネルギを付与して、導電体粉末を焼結させる焼結工程（エネルギ付与工程）を行ってもよい。例えば塗布工程（ステップＳ１）の後であって、エネルギ付与工程（ステップＳ２）の前に、金属粉末２にエネルギを付与して昇温させる予備加熱工程を実施してもよい。ステップＳ２の終了後、作業テーブル４を降下させる（ステップＳ３）。作業テーブル４を降下させることで、２層目の金属粉末２を積層するためのスペースを確保する。

次に、２層目（ｎ＋１層目）の粉末層を形成する。ここでは、溶融した１層目（ｎ層目）の金属粉末２が硬化した後に、２層目（ｎ＋１層目）の金属粉末２を作業テーブル４上（ｎ層目の金属粉末の上）に供給し、刷毛部６をＹ方向に移動させて、金属粉末２の積層物（ｎ＋１層目）の表面２ａを均す（ステップＳ４）。このステップＳ４は、金属粉末２を塗布する塗布工程に含まれる。このとき、刷毛部６を移動させる際に探傷工程（ステップＳ５）を実行する。例えば２層目（ｎ＋１層目）の金属粉末２の表面２ａを均すと共に、１層目（ｎ層目）の表層部３ａに対する探傷工程を実行する。

探傷工程では、励磁工程及び検出工程を行う。探傷工程において、例えば１層分の表層部３ａについて実行してもよい。探傷工程では、例えば複数層分（２〜４層分）の表層部３ａについて実行してもよい。例えば溶融工程（エネルギ付与工程）、作業テーブル降下工程及び金属粉末を均す工程を複数回繰り返し行うことにより、複数層分を含む表層部３ａを造形した後に、当該複数層分の表層部３ａについて、一括して探傷工程を行ってもよい。例えば溶融工程、作業テーブル降下工程及び金属粉末を均す工程を複数回行い、最後の金属粉末を均す工程の際に、複数層分の表層部３ａについて、一括して探傷工程を行ってもよい。

励磁工程では、励磁コイル２１に電流を供給して磁界を発生させて、表層部３ａに渦電流を生じさせる。励磁工程では、複数の励磁コイル２１ごとに、励磁する順番が異なっていてもよい。励磁工程では、例えば、走査方向における励磁コイル２１の位置に応じて、励磁する順番を変えてもよい。励磁工程には、図３に示される直線Ｘ１〜Ｘ４上のコイルユニット２０ごとに、励磁する順番を設定してもよい。

励磁工程において、例えば、直線Ｘ１上のコイルユニット２０Ａ、直線Ｘ２上のコイルユニット２０Ｂ、直線Ｘ３上のコイルユニット２０Ｃ、直線Ｘ４上のコイルユニット２０Ｄの順番に、励磁コイル２１を励磁してもよい。励磁コイル２１を励磁する順番は、その他の順番でもよい。例えば、直線Ｘ１上のコイルユニット２０Ａ、直線Ｘ３上のコイルユニット２０Ｃ、直線Ｘ２上のコイルユニット２０Ｂ、直線Ｘ４上のコイルユニット２０Ｄの順番に、励磁コイル２１を励磁してもよい。

直線Ｘ１〜Ｘ４のうち互いに同一の直線上に並ぶ複数のコイルユニット２０は、同時に励磁してもよい。即ち、例えば最初に、直線Ｘ１上の複数のコイルユニット２０Ａを同時に励磁する。次に、直線Ｘ２上の複数のコイルユニット２０Ｂを同時に励磁する。次に、直線Ｘ３上の複数のコイルユニット２０Ｃを同時に励磁する。次に、直線Ｘ４上の複数のコイルユニット２０Ｄを同時に励磁する。以下、同様の励磁を繰り返し行うようにしてもよい。

互いに同一の直線Ｘ１〜Ｘ４上において隣り合うコイルユニット２０の間の間隔（直線Ｔの間のＸ方向における間隔）を、十分な距離としておけば、当該隣り合うコイルユニット２０を同時に励磁しても、当該コイルユニット２０同士が互いの検出に対する電磁的悪影響を及ぼすことを抑制できる。

検出工程では、表層部３ａにおける磁界の変化を検出する。検出工程では、表層部３ａの渦電流の変化による磁界の変化を検出する。例えば表層部３ａに欠陥、形状不連続部などがある場合には、渦電流が迂回して変化し磁界が変化する。

検出工程では、演算部１７が、一対の検出コイル２２で検出された信号の差分を算出する。演算部１７は、この算出した結果に基づいて検査結果を示す画像情報を生成する。検査結果を示す画像情報は、表示部１９に出力されて表示される。検査結果を示す画像情報では、欠陥の位置、大きさ、向きなどを表示してもよい。

次に、検査結果に基づいて欠陥の有無を判定する（ステップＳ６）。ここでは、演算部１７が、一対の検出コイル２２による信号の差分に基づいて、欠陥の有無を判定してもよく、使用者が表示部１９に表示された画像情報を見て欠陥の有無を判定してもよい。

欠陥が検出されなかった場合には、ステップＳ９に進み、欠陥が検出された場合には、ステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、補修工程を行う。ここでは、例えば、再度、金属粉末を供給し、欠陥部を溶融して硬化させる。その後、再度、探傷工程を実行する（ステップＳ８）。ここでの探傷工程は、例えばステップＳ５と同様に、表層部３ａの全面に対して探傷を実行してもよく、補修した部分に対応する領域のみについて探傷を実行してもよい。

次に再びステップＳ６に戻り、欠陥の有無を判定する。欠陥がないことが確認された後にステップＳ９に進む。ステップＳ９では、三次元部品３の全層について製造が終了して、部品が完成しているか否かを判定する。例えば、設計通りの層分について製造が終了しているか否かを判定する。三次元部品の製造が終了していない場合には、ステップＳ２に戻る。このステップＳ２では、前述のステップＳ４において形成された２層目（ｎ＋１層目）の金属粉末（粉末層）に対して、部分的にエネルギを付与して、溶融を行う。以下、同様の工程を繰り返し、三次元部品３の製造を行う。

探傷装置１５のプローブ１６は、走査方向と交差するＸ方向に並んで配置された複数のコイルユニット２０を備える。探傷装置１５では、走査方向にプローブ１６を動かすことで、Ｘ方向に幅広い範囲を探傷することができ、探傷時間を削減することができる。製造途中の三次元部品３の表層部３ａを探傷することができるので、表層部３ａに欠陥が無いことを確認した上で、更に金属粉末２を積層して、三次元部品３を製造することができる。プローブ１６では、一対の検出コイル２２が走査方向に並んで配置され、Ｙ方向に重なる位置に配置されている。探傷装置１５では、一対の検出コイル２２で検出された信号の差分を算出することで、ノイズによる影響を低減して、欠陥を精度良く検出することができる。表層部３ａに欠陥が検出された場合には、その欠陥を補修後に、更に金属粉末２を積層して、三次元部品３を製造することができる。これにより、三次元部品３の製造が完了した後に探傷を行って、その結果を受けて三次元部品３の内部の欠陥を補修する必要がなくなる。

製造装置１では、プローブ１６の底面１６ａが刷毛部６の下端６ａよりも上方に配置されている。これにより、プローブ１６が金属粉末２に対して非接触で、三次元部品３の表層部３ａを探傷することができる。プローブ１６が金属粉末２に対して非接触であるので、積層された金属粉末２の乱れを防止して欠陥の発生のおそれを低減することができる。プローブ１６は、三次元部品３に対して非接触であるので、三次元部品３の損傷のおそれを低減することができる。

プローブ１６は、刷毛部６の移動方向において刷毛部６の後側に配置されているので、刷毛部６によって金属粉末２を均した後に金属粉末２の上を通過することになる。そのため、プローブ１６が金属粉末２に接触するおそれを一層低減することができる。

製造装置１では、プローブ１６が刷毛部６に取り付けられているので、第１移動機構７によって刷毛部６と共にプローブ１６を移動させることができる。これにより、刷毛部６の移動と、プローブ１６の移動とを別々に行う必要がなく、検査工程を含めた全体としての製造時間を短縮することができる。

従来、渦電流探傷法（Ｅｄｄｙ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｅｓｔｉｎｇ：ＥＣＴ）では、金属に対して反応してしまうため、金属粉末によりプローブの感度が低下することが懸念されていた。しかしながら、発明者らは、金属粉末の粒子間の電気的接続はほぼなく、三次元部品の表層部の探傷において、その上に堆積する金属粉末の影響がないことを見出した。

プローブ１６では、走査方向に延在する直線Ｙ１〜Ｙ４上において、一つのコイルユニット２０の後方に他のコイルユニット２０が配置されていない。これにより、走査方向において後方の励磁コイル２１による励磁及び検出コイル２２による検出に対する影響が低減される。プローブ１６では、コイルユニット２０同士が電磁気的悪影響を及ぼすことが抑制される。そのため、プローブ１６において、多数のコイルユニット２０を配置して、Ｘ方向に幅広い範囲を探傷することができる。

励磁工程では、走査方向におけるコイルユニット２０Ａ〜２０Ｄの位置に応じて、励磁コイル２１による励磁の順番を変更している。これにより、走査方向において近接するコイルユニット２０同士の干渉を抑制することができる。例えば、コイルユニット２０Ｂによる励磁及び検出は、近接するコイルユニット２０Ａによる励磁の影響を受けにくい。励磁工程において、励磁の順番を工夫することで、コイルユニット２０同士が電磁気的悪影響を及ぼすことが抑制される。そのため、プローブ１６において多数のコイルユニット２０を配置して、Ｘ方向に幅広い範囲を探傷することができる。

上記の第１実施形態では、粉末床２５に対して、刷毛部６及びプローブ１６を移動させているが、刷毛部６及びプローブ１６を静止させて、粉末床２５を移動させてもよい。例えば粉末床２５及び三次元部品３を保持する作業テーブル４及びガイド部９をＸ方向及びＹ方向に移動させてもよい。

「粉末床２５に対して刷毛部６を相対的に移動させる」とは、「作業テーブル４を静止させた状態において刷毛部６を移動させる場合」及び「刷毛部６を静止させた状態において作業テーブル４を移動させる場合」を含む。「三次元部品３の表層部３ａに対してプローブ１６を相対的に移動させる」とは、「作業テーブル４を静止させた状態においてプローブ１６を移動させる場合」、及び「プローブ１６を静止させた状態において作業テーブル４を移動させる場合」を含む。

次に図８を参照して第２実施形態に係るプローブ３１について説明する。プローブ３１がプローブ１６と違う点は、Ｘ方向の長さ及びコイルユニット２０の個数が違う点である。プローブ３１は、プローブ１６と比較して、Ｘ方向において短い。プローブ３１では、Ｘ方向において例えば４個のコイルユニット２０が配置されている。図８では、Ｘ方向及びＹ方向に対して斜めに延びる仮想の直線Ｔ１〜Ｔ４が図示されている。直線Ｔ１〜Ｔ４上には、それぞれ４個のコイルユニット２０Ａ〜２０Ｄが配置されている。

プローブ３１を備える探傷装置は、プローブ３１をＸ方向及びＹ方向に移動させるプローブ移動機構を備えていてもよい。プローブ移動機構は、Ｙ方向に延在する第１ガイドレールと、Ｘ方向に延在する第２ガイドレールを含む。プローブ移動機構は、第１ガイドレールに沿って、第２ガイドレールを移動させ、第２ガイドレールに沿って、プローブ３１を移動させる。このプローブ移動機構は、例えばラックアンドピニオン方式の駆動機構を備える構成でもよい。プローブ移動機構は、例えば、シリンダ又はボールねじ等のその他の駆動機構を備えるものでもよい。

図９は、プローブ３１の移動経路を示す平面図である。粉末床２５は、ガイド部９の形状に倣い、平面視において例えば矩形状を成している。三次元部品３は、粉末床２５中に存在している。プローブ３１のＸ方向の長さは、粉末床２５のＸ方向の長さよりも短い。プローブ３１のＹ方向の長さは、粉末床２５のＹ方向の長さよりも短い。図９では、プローブ３１の移動経路を矢印で図示している。

探傷工程の開始前において、プローブ３１は粉末床２５の一つの角部に対応する位置に配置される。探傷工程では、プローブ３１がＸ方向に移動して、励磁工程及び検出工程が実行される。プローブ３１は、粉末床２５のＸ方向の長さ分移動する。次に、プローブ３１は、Ｙ方向に移動する。例えば、プローブ３１のＹ方向の長さに対応して、プローブ３１を移動させる。次に、プローブ３１は、Ｘ方向に、前回とは反対方向に移動する。この移動の際に、励磁工程及び検出工程が実行される。プローブ３１は、再びＹ方向に移動する。このように、プローブ３１を移動させながら、励磁工程及び検出工程が実行される。ここでは、例えば、粉末床２５の全ての面積に対して、励磁工程及び検出工程が実行される。プローブの移動経路は、直線沿うものに限定されず、円弧に沿って湾曲するものでもよい。探傷工程では、粉末床２５を静止させて、プローブ３１を移動させる。これにより、粉末床２５に対して相対的にプローブ３１を移動させる。

例えば、励磁工程において、プローブ３１をＸ方向（右向き）に移動させる場合には、図８に示す直線Ｔ１上のコイルユニット２０、直線Ｔ２上のコイルユニット２０、直線Ｔ３上のコイルユニット２０、直線Ｔ４上のコイルユニット２０の順に、励磁コイル２１による励磁を行うことができる。同様に、励磁工程において、プローブ３１をＸ方向において逆向き（左向き）に移動させる場合には、直線Ｔ４上のコイルユニット２０、直線Ｔ３上のコイルユニット２０、直線Ｔ２上のコイルユニット２０、直線Ｔ１上のコイルユニット２０の順に、励磁コイル２１による励磁を行うことができる。励磁工程において、その他の順に、励磁を行ってもよい。

プローブ３１の移動経路は、図９に示したものには限定されない。例えば、次のような変形例としてもよい。探傷工程の開始前において、プローブ３１は粉末床２５の一つの角部に対応する位置に配置される。探傷工程では、プローブ３１がＹ方向に移動して、励磁工程及び検出工程が実行される。プローブ３１は、粉末床２５のＹ方向の長さ分移動する。次に、プローブ３１は、Ｘ方向に移動する。例えば、プローブ３１のＸ方向の長さに対応して、プローブ３１を移動させる。次に、プローブ３１は、Ｙ方向に、前回とは反対方向に移動する。この移動の際に、励磁工程及び検出工程が実行される。プローブ３１は、再びＸ方向に移動する。このように、プローブ３１を移動させながら、励磁工程及び検出工程が実行される。この場合、コイルユニット２０の励磁の順番は、第１実施形態と同様な順番としてもよい。

図１０は、プローブ３１の他の移動経路を示す平面図である。図１０では、プローブ３１の移動経路を矢印で示している。三次元部品３は、粉末床２５中に配置されている。三次元部品３のＸ方向の長さは、Ｙ方向の位置に応じて一定ではなく、異なっている。三次元部品３のＹ方向の長さは、Ｘ方向の位置に応じて一定ではなく、異なっている。

探傷工程では、三次元部品３の形状に応じて、プローブ３１を移動させてもよい。探傷工程では、例えば、粉末床２５の全体に亘って、プローブ３１を移動させなくてもよい。探傷工程では、三次元部品３が存在する部分のみに対応して、プローブ３１を移動させてもよい。図８に示されるプローブ３１の変形例として、複数のコイルユニット２０は、直線Ｘ１〜Ｘ４に沿って配置されていない構成でもよい。例えば、Ｘ方向に対して傾斜する複数の直線に沿って並んで配置された複数のコイルユニット２０を備えるプローブでもよい。

次に、図１１を参照して、第３実施形態に係る製造装置４１について説明する。製造装置４１は、円形の粉末床４２を保持する点、粉末床４２を保持する作業テーブルが回転する点で、第１実施形態の製造装置１と異なっている。製造装置４１の説明において、上記の実施形態と同じ説明は省略する。

製造装置４１は、円形の粉末床４２を保持する作業テーブル及びガイド部４３を備えている。ガイド部４３は、円筒状を成している。作業テーブルは、ガイド部４３内に配置され、昇降可能となっている。三次元部品及び粉末床４２は作業テーブル上に存在する。製造装置４１は、作業テーブルを中心Ｏ周りに回転させる作業テーブル回転機構を含む。作業テーブル回転機構は、例えば電動モータ、回転軸、歯車、動力伝達ベルト等を備えることができる。

製造装置４１は、作業テーブル（粉末床４２）上の供給領域に対して金属粉末２を供給（粉末層を形成）する粉末供給部（塗布機構）を含む。この粉末供給部は、刷毛部６を含む。刷毛部６は、中心Ｏから作業テーブルの径方向に延びている。製造装置４１では、作業テーブルが回転することで、粉末床４２及び三次元部品が移動する。ガイド部４３は、例えば作業テーブルと共に回転する。図１１では、作業テーブルの回転方向Ｒが矢印で示されている。作業テーブルは、回転方向Ｒとは反対向きに回転するものでもよい。刷毛部６の長さは、例えば、作業テーブル又はガイド部４３の半径の長さに対応している。刷毛部は、例えば作業テーブル又はガイド部４３の直径よりも長いものでもよい。

製造装置４１は、エネルギ付与部を含む。エネルギ付与部は、第１実施形態におけるエネルギ付与部と同様に、例えばエネルギービームとして電子ビームを照射する放射線銃（電子銃）であってもよいし、エネルギービームとしてレーザビームを照射するレーザ照射部であってもよい。エネルギ付与部は、作業テーブル（粉末床４２）上の照射領域に対してエネルギービームを照射する。照射領域は、粉末供給部に対して回転方向Ｒにおける下流側に設定される。

製造装置４１は、プローブ１６を備える探傷装置４４を含む。プローブ１６の長手方向は、作業テーブルの半径方向に沿って配置されている。プローブ１６は、作業テーブルの回転方向Ｒにおいて、刷毛部６の後方に配置されている。プローブ１６のＸ方向の長さは、例えば、作業テーブル又はガイド部４３の半径の長さに対応している。プローブ１６は、例えば作業テーブル又はガイド部４３の直径よりも長いものでもよい。プローブ１６の長さは、例えば刷毛部６の長さと同じでもよく、刷毛部６の長さよりも短くてもよい。プローブ１６は、刷毛部６に取り付けられていてもよく、刷毛部６とは離れた位置に配置されていてもよい。プローブ１６は規制部を兼ねていてもよい。

製造装置４１では、エネルギ付与工程、粉末供給工程（導電体粉末の上面を均す工程）及び探傷工程を、この順に繰り返し行うことができる。エネルギ付与工程では、作業テーブルを回転させながら、金属粉末２にエネルギを付与して金属粉末２を溶融又は焼結させる。粉末供給工程では、作業テーブル上の供給領域に対して金属粉末２を供給する。探傷工程では、作業テーブル上の三次元部品の表層部を探傷する。

このような製造装置４１では、作業テーブルが回転するので、作業テーブル上の粉末床４２に対して、刷毛部６を相対的に移動させることができる。これにより、粉末床４２の表面を均すことができる。同様に、探傷装置４４は、作業テーブル上の三次元部品に対して、相対的に移動させることができる。これにより、プローブ１６を用いて、三次元部品を探傷することができる。この場合、作業テーブルの回転方向Ｒとは反対方向が、走査方向となる。この走査方向は、直線に沿っているのではなく、円弧に沿って湾曲する曲線に沿う方向となる。プローブ１６が刷毛部６を兼ねている構成でもよい。製造装置４１は、作業テーブルを回転させることで、粉末床４２に対して刷毛部６及びプローブ１６を相対的に移動させているが、作業テーブルを静止させて、刷毛部６及びプローブ１６を粉末床４２に対して移動させてもよい。

図１２は、第４実施形態に係る製造装置４５の平面図である。製造装置４５が、第３実施形態の製造装置４１と違う点は、プローブ１６に代えて、プローブ３１を備える点である。製造装置４５は、プローブ３１を備えた探傷装置４６を含む。プローブ３１は、上記の第２実施形態に記載のプローブである。プローブ３１は、長手方向（図示Ｘ方向）において、刷毛部６よりも短い。プローブ３１は、刷毛部６に対して長手方向に移動可能となっている。製造装置４５は、プローブ３１を作業テーブルの径方向に移動させるプローブ移動機構を含んでいてもよい。プローブ移動機構は、例えば電動モータ、油圧シリンダ、ラックアンドピニオン、ガイドレール、ボールネジ等を備えていてもよい。

例えば、作業テーブル上には、円筒形を成す三次元部品３が配置されている。プローブ移動機構は、三次元部品３上にプローブ３１を移動させることができる。探傷工程では、作業テーブルを回転させることで、三次元部品３に対して、プローブ３１を相対的に移動させて探傷することができる。探傷装置４６は、三次元部品３の周方向に、プローブ３１を相対的に移動させて探傷してもよい。

図１３及び図１４は、第５実施形態に係る製造装置５１を示す図である。製造装置５１が、図１１に示す第３実施形態の製造装置４１と違う点は、中央に開口部が形成された粉末床４２を保持する点である。粉末床４２の中央に形成された開口部は、Ｚ方向に貫通している。作業テーブル４は、平面視において円環状を成している。ガイド部４３は、円筒形を成す外壁４３ａ及び内壁４３ｂを備える。外壁４３ａと内壁４３ｂとの間の領域に粉末床４２及び三次元部品３が配置されている。

製造装置５１は、刷毛部６及びプローブ１６を支持する支持部５２を備える。支持部５２は、例えば棒状を成し、Ｚ方向に延在している。支持部５２は、粉末床４２の中央の開口部を貫通するように配置されている。例えば、プローブ１６の中央部側の端部が、支持部５２に連結されている。支持部５２は、平面視において、例えば、内壁４３ｂに接するように配置されている。支持部５２は、例えば作業テーブル４の中心Ｏに配置されていてもよく、外壁４３ａの外側に配置されていてもよい。

製造装置５１では、作業テーブル４及びガイド部４３を回転移動することができる。探傷装置４４は、プローブ１６を用いて、粉末床４２を探傷することができる。プローブ１６は刷毛部を兼ねる構成でもよい。製造装置５１において、プローブ１６に代えて、プローブ３１を備える構成でもよい。プローブ３１は、例えば刷毛部６に沿って、粉末床４２の径方向に移動できる。

本開示は、前述した実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。

上記実施形態では、プローブが規制部に取り付けられている構成について説明しているが、プローブは規制部に取り付けられていない構成でもよい。プローブは、他の部材によって支持されて、プローブを走査方向に移動させるプローブ移動機構によって、移動可能なものでもよい。プローブの走査方向は、規制部の移動方向と同じでもよく、規制部の移動方向と交差する方向でもよい。走査方向は一方向に限定されず、複数の方向としてもよい。例えば走査方向が異なる複数のプローブを備える構成でもよい。

規制部の移動方向における両側にプローブが配置されている構成でもよい。例えば、図２において、刷毛部６が右側に移動する場合には、刷毛部６の左側に設けられたプローブ１６によって探傷することができる。刷毛部６が左側に移動する場合には、刷毛部６の右側に設けられたプローブ１６によって探傷することができる。

上記実施形態ではプローブが規制部に取り付けられているが、プローブは規制部の前側に取り付けられているものでもよく、規制部に内蔵されているものでもよい。プローブ自体が導電体粉末を均す規制部として機能するものでもよい。プローブは、三次元積層造形物に対して離間して配置され非接触であればよい。

上記実施形態では、作業テーブル４は矩形としているが、作業テーブル４は矩形のものに限定されない。製造装置１は、例えば円形の作業テーブル及び円形のガイド部を備え、これらの作業テーブル及びガイド部によって構成された円形の収容部を含んでもよい。

ステップＳ１、Ｓ４において粉末層を形成する機構は、上記実施形態には限定されない。規制部は、供給する導電体粉末の量を一定に規制して、積層物の表面を均すことができるものでもよい。製造装置１は、例えば、一方向に移動しながら一定量の導電体粉末を供給する供給部を備え、供給部にプローブが取り付けられている構成でもよい。例えば、作業テーブル４の上方において、供給部を第１方向に移動させながら粉末を供給することで、粉末層を形成し、並行して、探傷器による探傷を行う構成としてもよい。

プローブは、規制部に取り付けられているものに限定されない。プローブは、規制部の移動に追従して移動しながら探傷するものでもよい。プローブは、規制部の移動とは無関係に移動するものでもよい。製造装置は、規制部を備えていないものでもよい。

本開示の製造装置及び製造方法は、パウダーベッド方式のものに限定されない。製造装置及び製造方法は、パウダーデポジション方式のものでもよい。この場合には、導電体粉末（材料）を噴射する材料噴射部（ノズル）にプローブを設けることができる。材料噴射部と共にプローブを移動させることができる。これにより、材料噴射部から導電体粉末を噴射し、溶融又は焼結した後に、プローブによって探傷することができる。

パウダーデポジション方式において、プローブは、材料噴射部に取り付けられたものに限定されない。例えば、プローブを移動させるプローブ移動機構と、材料噴射部を移動させる材料噴射部移動機構とを別々に備える構成でもよい。例えば、材料噴射部から離れた位置にプローブが配置されている構成でもよい。これにより、ビーム照射時において材料噴射部の温度が上昇しても、材料噴射部からプローブへの伝熱を抑制できる。その結果、プローブの温度上昇が抑制される。プローブは、材料噴射部の移動に追従して移動しながら探傷するものでもよい。プローブは、例えば、材料噴射部の移動とは関係無く移動するものでもよい。

上記の実施形態では、励磁コイル２１の内側で走査方向に重なる位置に配置された一対の検出コイル２２を備えるプローブ１６（探傷器）について説明しているが、一対の検出コイル２２は、走査方向に重なる位置に配置されていなくてもよい。一対の検出コイル２２は、走査方向と交差する方向に重なる位置に配置されていてもよい。走査方向に重なる位置とは、一対の検出コイル２２の一部が走査方向に重なるように配置されている場合を含む。例えば一対の検出コイル２２の中心位置同士は、走査方向と交差する方向において同じ位置に配置されていなくてもよい。探傷器は、励磁コイル２１の内側で３つ以上の検出コイル２２が配置されている構成でもよい。

上記の実施形態では、励磁コイル２１の内側に一対の検出コイル２２が配置されたプローブ１６、３１を用いた製造装置１、４１、４５、５１及び三次元積層造形物製造方法について説明しているが、製造装置１、４１、４５、５１及び三次元積層造形物製造方法において、その他のプローブを用いて探傷を行うことができる。例えば、励磁コイルの内側に一つの検出コイルが配置されたプローブを用いて探傷を行ってもよく、励磁コイルの外側に検出コイルが配置されたプローブを用いて探傷を行ってもよい。

本開示のいくつかの態様によれば、三次元積層造形物の製造途中で当該三次元積層造形物を探傷することが可能な三次元積層造形物製造装置、三次元積層造形物製造方法及び探傷器を提供することができる。

１、４１、４５、５１ 製造装置（三次元積層造形物製造装置）
２ 金属粉末（導電体粉末）
３ 三次元部品（三次元積層造形物）
３ａ 表層部
４ 作業テーブル（保持部）
５ 上下方向位置調整機構
６ 刷毛部（規制部）
７ 第１移動機構（規制部移動機構、プローブ移動機構）
８ 放射線銃（エネルギ付与部）
１５ 探傷装置
１６、３１ プローブ（探傷器）
１６ａ プローブの底面
２０ コイルユニット
２１ 励磁コイル
２２ 検出コイル
２３ フェライトコア（鉄心）
２５、４２ 粉末床（金属粉体の積層物）
Ｘ Ｘ方向（第２方向）
Ｙ Ｙ方向（第１方向）
Ｚ Ｚ方向（上下方向）

Claims (14)

1. 導電体粉末に部分的にエネルギを付与して、前記導電体粉末を溶融又は焼結し硬化させ、三次元積層造形物を製造する三次元積層造形物製造装置であって、
   前記導電体粉末を保持すると共に硬化した前記三次元積層造形物を保持する保持部と、
   前記保持部に保持された前記導電体粉末にエネルギを付与するエネルギ付与部と、
   硬化した前記三次元積層造形物の表層部に対して、離間して配置され、前記表層部を探傷するプローブと、
   前記保持部に保持された前記導電体粉末の上面を均す規制部と、
   前記表層部に対して前記プローブを第１方向に相対的に移動させるプローブ移動機構と、を備え、
   前記プローブは、前記規制部に取り付けられると共に前記第１方向と交差する第２方向に延在しており、前記第２方向に並んで配置された複数のコイルユニットを有し、
   前記コイルユニットは、前記表層部に渦電流を生じさせる励磁コイルと、前記表層部における磁界の変化を検出する検出コイルと、を含み、
   前記第１方向に延びると共に前記第２方向に離間する複数の直線上に、前記コイルユニットが１個ずつ配置されており、前記第１方向において前記コイルユニットの後方に他のコイルユニットが配置されていない、三次元積層造形物製造装置。
2. 前記導電体粉末に対して前記規制部を相対的に移動させる規制部移動機構を更に備える請求項１に記載の三次元積層造形物製造装置。
3. 前記プローブの底面が前記規制部の下端よりも上方に配置されている請求項２に記載の三次元積層造形物製造装置。
4. 前記規制部移動機構は前記プローブ移動機構を兼ねている請求項２又は３に記載の三次元積層造形物製造装置。
5. 前記プローブは、前記規制部の移動方向において、前記規制部の後側に配置されている請求項３に記載の三次元積層造形物製造装置。
6. 保持部に保持された導電体粉末の上面を規制部により均し、当該導電体粉末に部分的にエネルギを付与して、前記導電体粉末を溶融又は焼結し硬化させ、三次元積層造形物を製造する三次元積層造形物製造方法であって、
   前記導電体粉末にエネルギを付与して、前記導電体粉末を溶融又は焼結させるエネルギ付与工程と、
   硬化した前記三次元積層造形物の表層部に対して、離間して配置されたプローブを第１方向に相対的に移動させて、前記表層部を探傷する探傷工程と、を含み、
   前記プローブは、前記規制部に取り付けられると共に前記第１方向と交差する第２方向に延在しており、前記第２方向に並んで配置された複数のコイルユニットを有し、
   前記コイルユニットは、前記表層部に渦電流を生じさせる励磁コイルと、前記表層部における磁界の変化を検出する検出コイルと、を含み、
   前記第１方向に延びると共に前記第２方向に離間する複数の直線上に、前記コイルユニットが１個ずつ配置されており、前記第１方向において前記コイルユニットの後方に他のコイルユニットが配置されておらず、
   前記探傷工程は、前記表層部に渦電流を生じさせる励磁工程と、
   前記表層部における磁界の変化を検出する検出工程と、を含む三次元積層造形物製造方法。
7. 前記導電体粉末に対して前記規制部を相対的に移動させ、保持部に保持された前記導電体粉末の上面を均す工程を更に含む請求項６に記載の三次元積層造形物製造方法。
8. 前記均す工程を実行する際に、前記探傷工程を実行する請求項７に記載の三次元積層造形物製造方法。
9. 前記探傷工程では、前記プローブの底面を前記規制部の下端よりも上方に配置して、前記規制部と共に前記プローブを相対的に移動させて、前記表層部を探傷する請求項８に記載の三次元積層造形物製造方法。
10. 前記探傷工程では、前記規制部の相対的な移動方向において、前記規制部の後側に前記プローブを配置して、前記表層部を探傷する請求項９に記載の三次元積層造形物製造方法。
11. 前記エネルギ付与工程を複数回実行した後に、複数層分の前記表層部について前記探傷工程を実行する請求項６〜１０の何れか一項に記載の三次元積層造形物製造方法。
12. 三次元積層造形物製造装置において製造途中の三次元積層造形物の表層部を探傷する探傷器であって、
    走査方向である第１方向と交差する第２方向に延在するプローブを備え、
    前記プローブは、前記三次元積層造形物製造装置の保持部に保持された導電体粉末の上面を均す規制部に取り付けられると共に前記第２方向に延在しており、前記第２方向に並んで配置された複数のコイルユニットを有し、
    前記コイルユニットは、前記表層部に渦電流を生じさせる励磁コイルと、前記励磁コイルの内側で並んで配置された一対の検出コイルと、を含み、
    前記第１方向に延びると共に前記第２方向に離間する複数の直線上に、前記コイルユニットが１個ずつ配置されており、前記第１方向において前記コイルユニットの後方に他のコイルユニットが配置されていない、探傷器。
13. 前記規制部を更に備える請求項１２に記載の探傷器。
14. 前記一対の検出コイルは、前記第１方向に重なる位置に配置されている請求項１２又は１３に記載の探傷器。

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