WO2015141027A1 - 積層造形物、その製造方法及び積層造形物の製造装置 - Google Patents

積層造形物、その製造方法及び積層造形物の製造装置 Download PDF

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Definitions

  • An embodiment of the present invention relates to a laminate-molded article, a method of manufacturing the same, and a device for manufacturing the laminate-molded article.
  • An embodiment of the present invention provides a high-strength laminate-molded article, a method of manufacturing the same, and an apparatus for manufacturing the laminate-molded article.
  • a layered object formed by a plurality of layered layers.
  • the layered product includes a first portion and a second portion.
  • the first portion has a first surface having asperities and is a part of the plurality of layers.
  • the second portion is in contact with the first surface.
  • the second portion has a second surface that engages with the unevenness, and a third surface opposite to the second surface, and includes another part of the plurality of layers.
  • the third surface includes a portion having a flatness higher than that of the unevenness.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a laminate-molded product according to the first embodiment. It is a schematic cross section which illustrates the manufacturing method of the laminate-molded article which concerns on 1st Embodiment.
  • FIG. 3A to FIG. 3E are schematic cross-sectional views in order of the processes, illustrating the method for manufacturing the layered object according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating the manufacturing process of the laminate-molded product according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating another laminate-molded product according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view illustrating another laminate-molded product according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a laminate-molded product according to the first embodiment. It is a schematic cross section which illustrates the manufacturing method of the laminate-molded article which concerns on 1st Embodiment.
  • FIG. 3A to FIG. 3E are schematic cross-
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a part of the laminate-molded product according to the first embodiment.
  • 8 (a) to 8 (h) are schematic plan views illustrating a part of the laminate-molded product according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic plan view illustrating a part of the laminate-molded product according to the first embodiment. It is a schematic cross section which illustrates the manufacturing apparatus of the laminate-molded article which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the layered object according to the first embodiment.
  • the layered object 110 according to the present embodiment is shaped by a plurality of stacked layers.
  • the laminate-molded article 110 includes a first portion 10 (layer) and a second portion 20.
  • the first portion 10 is part of a plurality of layers.
  • the first portion 10 is, for example, layered.
  • the second portion 20 is another part of the plurality of layers.
  • the second portion 20 includes, for example, a plurality of layers (such as the layers 21 to 24).
  • the number of layers included in the second portion 20 is arbitrary.
  • the direction from the first portion 10 toward the second portion 20 is taken as the Z-axis direction.
  • One direction perpendicular to the Z-axis direction is taken as the X-axis direction.
  • a direction perpendicular to the Z-axis direction and the X-axis direction is taken as a Y-axis direction.
  • each of the plurality of layers extends in the XY plane.
  • a plurality of layers are stacked in the Z-axis direction.
  • the second portion 20 is in contact with the first surface 10a.
  • the second portion 20 has a second surface 20a and a third surface 20b.
  • the second surface 20a is fitted with the unevenness 11 of the first surface 10a.
  • the second surface 20a conforms to the shape of the first surface 10a.
  • the third surface 20 b is a surface opposite to the second surface 20 a.
  • the layered object 110 is formed on the substrate 50.
  • the substrate 50 may be removed. At least a portion of the base 50 may be included in the layered object 110.
  • the material of the substrate 50 may be the same as or different from the material of the laminate-molded article 110.
  • a head 60 is used.
  • the raw material 20 m is emitted from the head 60.
  • the shield gas 62 flows out of the head 60 to control the traveling direction of the raw material 20m.
  • An energy beam 61 (for example, a laser beam) is emitted from the head 60.
  • the raw material 20m is supplied toward the first surface 10a, and at the same time, the energy beam 61 is emitted from the head 60. Thereafter, in a selective position, the raw material 20m melts and bonds. For example, the portion of the first portion 10 to which the energy beam 61 is irradiated is locally heated to form the dissolved region 68. The raw material 20m is supplied there, melt
  • the relative position of the head 60 and the substrate 50 is varied in the XY plane. That is, the heat energy generation position is changed.
  • a part (for example, the layer 21) of the second portion 20 is formed at a position where the raw material 20m is supplied and the energy ray 61 is irradiated. This operation is performed by changing the position in the XY plane. Thereby, a layer (layer 21) extending in the XY plane can be formed. This layer is part of the second portion 20.
  • FIG. 3A to FIG. 3E are schematic cross-sectional views in order of the processes, illustrating the method for manufacturing the layered object according to the first embodiment.
  • the first portion 10 is formed.
  • the first portion 10 is formed on a flat substrate 50.
  • the energy ray 61 is irradiated while supplying the raw material 20m onto the substrate 50.
  • a layer having a flat surface is formed.
  • the energy ray 61 is irradiated while supplying the raw material 20 m on the selective position of this flat layer.
  • a convex portion is formed on the selective position.
  • the first portion 10 is formed.
  • the energy ray 61 is irradiated while supplying the raw material 20m to the first surface 10a of the first portion 10. That is, it heats.
  • the layer 21 to be a part of the second portion 20 is formed from the raw material 20m.
  • the shape of the layer 21 is relatively along the unevenness 11 of the first surface 10a.
  • the raw material 20m is likely to be trapped in the recess of the unevenness 11 of the first surface 10a. Since the trapped raw material 20m is used when forming the layer 21 (a part of the second portion 20), there is an effect of improving the utilization efficiency of the raw material 20m.
  • the layer 22 is formed on the layer 21 by heating while supplying the raw material 20 m.
  • the raw material 20 m is likely to be trapped in the concave and convex portion of the layer 21.
  • the unevenness of the surface of the layer 22 is more likely to be flatter than the unevenness of the surface of the layer 21.
  • the asperities on the surface of the layer 22 tend to be flatter than the asperities on the surface of the layer 21.
  • the layer 23 is formed on the layer 22 by heating while supplying the raw material 20 m.
  • the surface of layer 23 is flatter than the surface of layer 22.
  • the material of at least a portion of the second portion 20 is the same as the material of the first portion 10.
  • the material of the portion including the second surface 20 b of the second portion 20 is the same as the material of the portion including the first surface 10 a of the first portion 10.
  • the distance detection unit 65 may be further provided.
  • the distance detection unit 65 detects, for example, the distance between the head 60 and the concavo-convex member 70.
  • the distance detection unit 65 detects, for example, the distance between the head 60 and the first portion 10. Based on the detected distance, the distance between the head 60 and the concavo-convex member 70, the distance between the head 60 and the first portion 10, and the like are controlled.

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Abstract

　実施形態によれば、積層された複数の層により造形される積層造形物が提供される。前記積層造形物は、第１部分と第２部分とを含む。前記第１部分は、凹凸を有する第１面を有し前記複数の層の一部である。前記第２部分は、前記第１面に接する。前記第２部分は、前記凹凸と嵌合する第２面と、前記第２面とは反対側の第３面と、を有し、前記複数の層の別の一部を含む。前記第３面は、前記凹凸の平坦度よりも高い平坦度を有する部分を含む。

Description

積層造形物、その製造方法及び積層造形物の製造装置
　本発明の実施形態は、積層造形物、その製造方法及び積層造形物の製造装置に関する。
　例えば、原料を供給しつつレーザなどでその原料を加熱して、その原料を溶融させて、所望の形状の造形物を形成する方法がある。造形物において、強度を向上することが望まれる。
特開２００６－２０００３０号公報
　本発明の実施形態は、高強度の積層造形物、その製造方法及び積層造形物の製造装置を提供する。
　本発明の実施形態によれば、積層された複数の層により造形される積層造形物が提供される。前記積層造形物は、第１部分と第２部分とを含む。前記第１部分は、凹凸を有する第１面を有し、前記複数の層の一部である。前記第２部分は、前記第１面に接する。前記第２部分は、前記凹凸と嵌合する第２面と、前記第２面とは反対側の第３面と、を有し、前記複数の層の別の一部を含む。前記第３面は、前記凹凸の平坦度よりも高い平坦度を有する部分を含む。
第１の実施形態に係る積層造形物を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る積層造形物の製造方法を例示する模式的断面図である。 図３（ａ）～図３（ｅ）は、第１の実施形態に係る積層造形物の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。 第１の実施形態に係る積層造形物の製造過程を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る別の積層造形物を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る別の積層造形物を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る積層造形物の一部を例示する模式的断面図である。 図８（ａ）～図８（ｈ）は、第１の実施形態に係る積層造形物の一部を例示する模式的平面図である。 第１の実施形態に係る積層造形物の一部を例示する模式的平面図である。 第２の実施形態に係る積層造形物の製造装置を例示する模式的断面図である。
　以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。　
　なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。　
　なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
　（第１の実施形態）　
　図１は、第１の実施形態に係る積層造形物を例示する模式的断面図である。　
　図１に表したように、本実施形態に係る積層造形物１１０は、積層された複数の層により造形される。この例では、積層造形物１１０は、第１部分１０（層）と、第２部分２０と、を含む。第１部分１０は、複数の層の一部である。第１部分１０は、例えば、層状である。第２部分２０は、複数の層の別の一部である。第２部分２０は、例えば、複数の層（層２１～層２４など）を含む。第２部分２０に含まれる層の数は、任意である。
　積層造形物１１０に含まれる複数の層のそれぞれは、例えば、原料を供給しつつ、その原料をエネルギー線（例えばレーザ光）などで加熱して溶解することで形成される。積層造形物１１０は、複数の層を順次形成することで、形成される。積層造形物１１０の形成方法の例については、後述する。
　第１部分１０から第２部分２０に向かう方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向とＸ軸方向とに対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
　積層造形物１１０において、複数の層のそれぞれは、Ｘ－Ｙ平面内に延在する。複数の層がＺ軸方向に積層される。複数の層のそれぞれのＸ－Ｙ平面内の形状を変更することで、積層造形物１１０において、所望の形状が得られる。
　第１部分１０は、第１面１０ａを有する、第１面１０ａは、第２部分２０に対向する面である。第１面１０ａは、凹凸１１を有する。
　第２部分２０は、第１面１０ａに接する。第２部分２０は、第２面２０ａと、第３面２０ｂと、を有する。第２面２０ａは、第１面１０ａの凹凸１１と嵌合する。第２面２０ａは、第１面１０ａの形状に沿う。第３面２０ｂは、第２面２０ａとは反対側の面である。
　この例では、積層造形物１１０は、基体５０の上に形成される。積層造形物１１０を形成した後に、基体５０は除去されても良い。基体５０の少なくとも一部が、積層造形物１１０に含まれても良い。基体５０の材料は、積層造形物１１０の材料と同じでも良く、異なっても良い。
　図２は、第１の実施形態に係る積層造形物の製造方法を例示する模式的断面図である。　図２に表したように、基体５０の上に、第１部分１０が設けられている。この図では、第１面１０ａの凹凸１１は、省略されている。第１面１０ａに向けて、第２部分２０の原料２０ｍが供給される。原料２０ｍとして、例えば、金属の粒子、または、樹脂の粒子などが用いられる。原料２０ｍは、任意である。
　この例では、ヘッド６０が用いられる。ヘッド６０から原料２０ｍが出射する。例えば、原料２０ｍの進行方向を制御するために、シールドガス６２がヘッド６０から流出する。ヘッド６０から、エネルギー線６１（例えば、レーザ光）が出射する。
　ヘッド６０において、原料２０ｍが第１面１０ａに向けて供給され、それと同時に、ヘッド６０からエネルギー線６１が出射する。その後、選択的な位置おいて、原料２０ｍが溶融し、結合する。例えば、第１部分１０のうちの、エネルギー線６１が照射されている部分が局所的に加熱されることにより溶解領域６８を形成させる。そこへ、原料２０ｍが供給され、溶解し、結合する。エネルギー線６１が原料２０ｍに照射されて原料２０ｍを溶解させてから、原料２０ｍを第１部分１０に供給されても良い。
　ヘッド６０と基体５０との相対的位置が、Ｘ－Ｙ平面内で変化される。すなわち、熱エネルギーの発生位置を変更する。原料２０ｍが供給されエネルギー線６１が照射された位置において、原料２０ｍから、第２部分２０の一部（例えば層２１）が形成される。Ｘ－Ｙ平面内の位置を変えてこの動作を実施する。これにより、Ｘ－Ｙ平面に延在する層（層２１）が形成できる。この層が、第２部分２０の一部となる。
　図３（ａ）～図３（ｅ）は、第１の実施形態に係る積層造形物の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。　
　図３（ａ）に表したように、第１部分１０を形成する。この例では、平坦な基体５０の上に第１部分１０を形成する。例えば、ヘッド６０を用いて、基体５０の上に原料２０ｍを供給しつつ、エネルギー線６１を照射する。これにより、表面が平坦な層が形成される。この平坦な層の選択的な位置の上に、さらに、原料２０ｍを供給しつつ、エネルギー線６１を照射する。これにより、選択的な位置の上に凸状の部分が形成される。これにより、第１部分１０が形成される。
　さらに、ヘッド６０を用いて、第１部分１０の第１面１０ａに原料２０ｍを供給しつつ、エネルギー線６１を照射する。すなわち、加熱する。
　これにより、図３（ｂ）に表したように、原料２０ｍから、第２部分２０の一部となる層２１が形成される。層２１の形状は、第１面１０ａの凹凸１１に比較的沿っている。なお、原料２０ｍは、第１面１０ａの凹凸１１の凹部にトラップされやすい。トラップされた原料２０ｍが、層２１（第２部分２０の一部）を造形する際に利用されるので、原料２０ｍの利用効率を向上させる効果がある。
　図３（ｃ）に表したように、層２１の上に、原料２０ｍを供給しつつ加熱することで、層２２が形成される。例えば、原料２０ｍは、層２１の凹凸の凹部にトラップされやすい。このため、層２２の表面の凹凸は、層２１の表面の凹凸よりも平坦になりやすい。さらに、例えば、層２１及び層２２のカバレッジにより、層２２の表面の凹凸は、層２１の表面の凹凸よりも平坦になりやすい。
　図３（ｄ）に表したように、層２２の上に、原料２０ｍを供給しつつ加熱することで、層２３が形成される。層２３の表面は、層２２の表面よりも平坦になる。
　図３（ｅ）に表したように、層２３の上に、原料２０ｍを供給しつつ加熱することで、層２４が形成される。層２４の表面は、層２３の表面よりも平坦になる。
　このように、複数の層を形成することで、上側の層においては、下側の層よりも平坦になる。
　このように、凹凸１１が設けられた第１部分１０の上に、複数の層を形成することで、第２部分２０が形成される。
　本実施形態においては、例えば、平坦な第３面２０ｂを有する積層造形物１１０を形成する際に、第１部分１０の表面（第１面１０ａ）に凹凸１１を設ける。凹凸１１の上に、第２部分２０を形成する。これにより、例えば、第１部分１０と第２部分２０とが接する面積が拡大する。平坦な第１部分１０の上に、第２部分２０を形成すると、その境界で剥がれが発生する場合がある。これに対して、本実施形態においては、第１部分１０の表面に凹凸１１が設けられる、接触面積が拡大し、剥がれが抑制できる。実施形態によれば、高強度の積層造形物が得られる。
　実施形態において、例えば、第２部分２０の少なくとも一部の材料は、第１部分１０の材料と同じである。具体的には、第２部分２０のうちの第２面２０ｂを含む部分の材料は、第１部分１０のうちの第１面１０ａを含む部分の材料と同じである。
　第１面１０ａに凹凸１１を設けることで、以下に説明するように、原料２０ｍの利用効率を向上できる。
　図４は、第１の実施形態に係る積層造形物の製造過程を例示する模式的断面図である。発明者の解析のよると、図４に表したように、第１部分１０に原料２０ｍを供給する際に、ヘッド６０から出射した原料２０ｍは、種々の方向に向かう場合があることが分かった。すなわち、原料２０ｍは、ヘッド６０から第１部分１０に向かうだけではなく、原料２０ｍの一部は、横方向（Ｘ－Ｙ平面内の方向）に広がることが分かった、例えば、ヘッド６０から出射した原料２０ｍは、第１部分１０に衝突し、第１部分１０で反射する。これによっても、原料２０ｍは、種々の方向に広がる。このため、ヘッド６０から出射した原料２０ｍの内の一部が、第２部分２０の一部として残り、他の部分は、散逸してしまう。すなわち、原料２０ｍの利用効率が低い。
　このとき、実施形態においては、第１部分１０の第１面１０ａに凹凸１１が設けられている。このため、ヘッド６０から出射した原料２０ｍは、凹凸１１の凹部に留まり易い。凹部に原料２０ｍがトラップされる。このため、散逸する原料２０ｍの割合を抑制できる。これにより、原料２０ｍの利用効率を向上することができる。
　図５は、第１の実施形態に係る別の積層造形物を例示する模式的断面図である。　
　図５に表したように、本実施形態に係る別の積層造形物１１１においては、第２部分２０の表面（第３面２０ｂ）に大きな凹凸２７が設けられている。これ以外は、積層造形物１１０と同様である。
　積層造形物１１１は、例えば、第２部分２０に含まれる層の一部の形状を変えることで、形成できる。この例では、層２３の一部の上に、層２４を形成する。例えば、所定の位置においてヘッド６０から原料２０ｍを供給しつつエネルギー線６１照射する。これにより、所定の位置において、層２４が形成され、それ以外の位置には層２４が形成されない。これにより第３面２０ｂに凹凸２７が形成できる。
　第３面２０ｂの凹凸２７の形状は、積層造形物１１１の外形に対応している。凹凸２７のサイズは、凹凸１１のサイズよりも大きい。例えば、凹凸２７の凸部２７ｐの幅（Ｘ－Ｙ平面内の長さ）は、凹凸１１の凸部１１ｐの幅よりも長い。例えば、凹凸２７の凹部２７ｄの幅（Ｘ－Ｙ平面内の長さ）は、凹凸１１の凹部１１ｄの幅よりも長い。
　例えば、凹凸２７の凸部２７ｐの表面（頂面）は、凹凸１１よりも平坦である。凹凸２７の凹部２７ｄの表面（底面）は、凹凸１１よりも平坦である。
　このように、実施形態においては、第３面２０ｂは、凹凸１１よりも平坦な部分（凸部２７ｐ及び凹部２７ｄの少なくともいずれか）を含む。第３面２０ｂは、凹凸１１の平坦度よりも高い平坦度を有する部分を含む。積層造形物１１１においては、第３面２０ｂは、積層造形物１１１の外形に対応する大きな凹凸２７を有する。そして、第１面１０ａには、外形とは異なる凹凸１１が設けられる。凹凸１１により、第１部分１０と第２部分２０との接触面積が拡大する。高強度の積層造形物が得られる。
　図１に表した例でも、第３面２０ｂは、第１面１０ａの凹凸１１よりも平坦な部分を含む。すなわち、第３面２０ｂは、第１面１０ａの凹凸１１の平坦度よりも高い平坦度を有する部分を含む。図１に表した例では、第３面２０ｂ（上面）は、平坦である。
　図６は、第１の実施形態に係る別の積層造形物を例示する模式的断面図である。　
　図６に表したように、第１組の層２１～２４が設けられ、その上に、層２５及び層２６が設けられている。層２６は、例えば、島状または帯状である。層２５及び層２６により、凹凸が形成されている。
　このような層２５及び層２６の上に、第２組の層２１～２４が設けられている。そして、第２組の層２１～２４の上に、第２組の層２５及び層２６が設けられている。そして、第２組の層２５及び層２６の上に、第３組の層２１～２４が設けられている。
　この例において、層２１～２４、層２５及び層２６が第２部分２０と見なしても良い。さらに、層２５及び層２６を第１部分１０と見なしても良い。この場合には、第１部分１０（層２５及び層２６）と、第２部分２０（層２１～２４）と、が交互に積層されていることになる。
　この場合も、第２部分２０の表面（第３面２０ｂ）に大きな凹凸２７が設けられても良い。積層造形物１１２においても、高強度の積層造形物が得られる。
　図７は、第１の実施形態に係る積層造形物の一部を例示する模式的断面図である。　
　図７は、第１部分１０の形状を例示している。図７に表したように、第１部分１０の第１面１０ａの凹凸１１は、例えば、Ｘ－Ｚ平面において、複数の凸部１１ｐと複数の凹部１１ｄとを有する。Ｘ－Ｚ平面は、第１部分１０から第２部分２０に向かう第１方向（例えば、Ｚ軸方向）を含む第１切断面である。複数の凸部１１ｐは、第２方向（例えば、Ｘ軸方向）に並ぶ。第２方向は、第１方向と交差する１つの方向である。
　例えば、凸部１１ｐは所定の一定の幅で設けられる。凸部１１ｐは、幅１１ｐｗを有する。幅１１ｐｗは、例えば、第２方向（Ｘ軸方向）に沿った長さである。複数の凸部１１ｐにおいて、幅１１ｐｗは一定である。例えば、複数の凸部１１ｐの少なくとも一部において、複数の凸部１１ｐのそれぞれの幅１１ｐｗが一定である。
　例えば、凹部１１ｄは所定の一定の幅で設けられる。凹部１１ｄは、幅１１ｄｗを有する。幅１１ｄｗは、例えば、第２方向（Ｘ軸方向）に沿った長さである。複数の凹部１１ｄにおいて、幅１１ｄｗは一定である。例えば、複数の凹部１１ｄの少なくとも一部において、複数の凹部１１ｄのそれぞれの幅１１ｐｗが一定である。すなわち、凹凸１１は、第１部分１０から第２部分２０に向かう第１方向を含む第１切断面において、第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の凹部１１ｄを有する。複数の凹部１１ｄの少なくとも一部において、複数の凹部１１ｄのそれぞれの幅どうしの間の間隔が一定である。
　凹凸１１において、凹部１１ｄは、複数の凸部１１ｐの間の部分である。従って、複数の凸部１１ｐの少なくとも一部において、複数の凸部１１ｐどうしの間の第２方向の間隔（幅１１ｄｗ）は、一定でも良い。
　凹凸の幅及び間隔が一定である場合、例えば、応力が均一になる。これにより、強度がさらに向上する。
　凹凸１１のピッチ（例えば凸部１１ｐのピッチ１１ｐｐ）を一定としても良い。
　凸部１１ｐの幅１１ｐｗは、例えば、０．４ｍｍ以上５ｍｍ以下である。凹部１１ｄの幅１１ｄｗは、例えば、０．４ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。凹凸１１のピッチ（例えば凸部１１ｐのピッチ１１ｐｐ）は、例えば、０．８ｍｍｍ以上３５ｍｍ以下である。凹凸１１の高さ１１ｔ（凸部１１ｐと凹部１１ｄとの間のＺ軸方向における距離）は、例えば、０．５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である。
　実施形態において、複数の層（層２１～２４）のそれぞれの厚さは、例えば、３０μｍ以上２００μｍ以下である。
　図８（ａ）～図８（ｈ）は、第１の実施形態に係る積層造形物の一部を例示する模式的平面図である。　
　これらの図は、第１部分１０の凹凸１１のパターン形状を例示している。
　図８（ａ）に示した例では、複数の凸部１１ｐが設けられる。凸部１１ｐは、Ｙ軸方向に延在する。複数の凸部１１ｐは、Ｘ軸方向に並ぶ。この例では、凹部１１ｄは、連続している。
　図８（ｂ）に示した例では、複数の凹部１１ｄが設けられる。凹部１１ｄは、Ｙ軸方向に延在する。複数の凹部１１ｄは、Ｘ軸方向に並ぶ。この例では、凸部１１ｐは、連続している。
　図８（ｃ）に示した例では、凸部１１ｐは、Ｙ軸方向に延在する部分と、Ｘ軸方向に延在する部分と、を有する。凸部１１ｐは、格子状である。この例では、複数の凹部１１ｄが設けられる。
　図８（ｄ）に示した例では、凹部１１ｄは、Ｙ軸方向に延在する部分と、Ｘ軸方向に延在する部分と、を有する。凹部１１ｄは、格子状である。この例では、複数の凸部１１ｐが設けられる。
　図８（ｅ）に示した例では、複数の凸部１１ｐが、Ｙ軸方向と、Ｘ軸方向と、に沿って配置される。この例では、凹部１１ｄは連続している。
　図８（ｆ）に示した例では、複数の凹部１１ｄが、Ｙ軸方向と、Ｘ軸方向と、に沿って配置される。この例では、凸部１１ｐは連続している。
　図８（ｇ）に示した例では、連続した１つの凸部１１ｐが、Ｙ軸方向と、Ｘ軸方向と、に沿って、ジグザグ状に延びる。この例では、凹部１１ｄは連続している。
　図８（ｈ）に示した例では、連続した１つの凹部１１ｄが、Ｙ軸方向と、Ｘ軸方向と、に沿って、ジグザグ状に延びる。この例では、凸部１１ｐは連続している。
　図９は、第１の実施形態に係る積層造形物の一部を例示する模式的平面図である。　
　図９は、第１部分１０の凹凸１１のパターン形状を例示している。
　図９（ａ）に示した例では、複数の凸部１１ｐが設けられる。複数の凸部１１ｐは、交互にピッチの１／２の距離でシフトしている。この例では、凹部１１ｄは、連続している。
　図９（ｂ）に示した例では、複数の凹部１１ｄが設けられる。複数の凹部１１ｄは、交互にピッチの１／２の距離でシフトしている。この例では、凸部１１ｐは、連続している。　
　このように、凹凸１１は、第１方向（Ｚ軸方向）に対して交差する第２方向に延在する凸部１１ｐ、及び、第２方向に延在する凹部１１ｄの少なくともいずれかを含む。凹凸１１は、複数の凸部１１ｐ、及び、複数の凹部１１ｄの少なくともいずれかを含んでもよい。
　実施形態において、凹凸１１のパターンは、種々の変形が可能である。
　（第２の実施形態）
　本実施形態は、積層造形物の製造装置に係る。　
　図１０は、第２の実施形態に係る積層造形物の製造装置を例示する模式的断面図である。　
　図１０に表したように、本実施形態に係る積層造形物の製造装置２１０は、ステージ７５と、ヘッド６０と、凹凸部材７０と、を含む。
　凹凸部材７０は、ステージ７５の上に設けられる。凹凸部材７０の上面には、凹凸７１が設けられている。
　ヘッド６０は、凹凸部材７０に向けて、原料２０ｍを供給しつつ原料２０ｍを加熱して溶解させる。ヘッド６０とステージ７５との相対的な位置は変更可能である。例えば、ヘッド６０とステージ７５との相対的な位置は、Ｚ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向において、変更される。例えば、ヘッド６０及びステージ７５と接続された制御部７７が設けられる。制御部７７により、上記の動作が制御される。
　例えば、凹凸７１を有する凹凸部材７０の上に、原料２０ｍを用いて第１部分１０が形成できる。第１部分１０の凹凸１１は、凹凸部材７０の凹凸７１を反映している。
　製造装置２１０によれば、凹凸部材７０を用いることで、凹凸１１を有する第１部分１０を効率的に形成できる。そして、その第１部分１０の上に第２部分２０を形成することで、高強度の積層造形物が効率的に得られる。
　実施形態において、距離検出部６５をさらに設けても良い。距離検出部６５は、例えば、ヘッド６０と凹凸部材７０との間の距離を検出する。距離検出部６５は、例えば、ヘッド６０と第１部分１０との間の距離を検出する。検出された距離に基づいて、ヘッド６０と凹凸部材７０との距離、及び、ヘッド６０と第１部分１０との間の距離などが制御される。
　（第３の実施形態）　
　本実施形態は、積層造形物の製造方法に係る。　
　本製造方法においては、凹凸１１を有する第１面１０ａを有する第１部分１０の上に、複数の層（層２１～２４など）を積層して、第１面１０ａに接する第２部分２０を形成する。複数の層のそれぞれは、第２部分２０の原料２０ｍを供給しつつ、原料２０ｍを加熱して溶解することで形成される。例えば、第２部分２０は、第２面２０ａと、第３面２０ｂと、を有する。第２面２０ａは、凹凸１１と嵌合する。第３面２０ｂは、第２面２０ｂとは反対側の面である。第３面２０ｂは、凹凸１１よりも平坦な部分を含む。すなわち、第３面２０ｂは、凹凸１１の平坦度よりも高い平坦度を有する部分を含む。本製造方法によれば、高強度の積層造形物が効率的に得られる。
　実施形態によれば、高強度の積層造形物、その製造方法及び積層造形物の製造装置が提供できる。
　なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
　以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、積層造形物に含まれる第１部分及び第２部分、並びに、製造装置に含まれるヘッド、ステージ及び凹凸部材などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
　また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
　その他、本発明の実施の形態として上述した積層造形物、その製造方法及び積層造形物の製造装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての積層造形物、その製造方法及び積層造形物の製造装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
　その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
　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。

Claims (8)

  1. 　積層された複数の層により造形される積層造形物であって、
    　凹凸を有する第１面を有し前記複数の層の一部である第１部分と、
    　前記第１面に接する第２部分であって、前記凹凸と嵌合する第２面と、前記第２面とは反対側の第３面と、を有し、前記複数の層の別の一部を含む第２部分と、
    　を備え、
    　前記第３面は、前記凹凸の平坦度よりも高い平坦度を有する部分を含む積層造形物。
  2. 　前記第２部分の少なくとも一部の材料は、前記第１部分の材料と同じ請求項１記載の積層造形物。
  3. 　前記凹凸は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１方向を含む第１切断面において、前記第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の凸部を有し、
    　前記複数の凸部の少なくとも一部において、前記複数の凸部のそれぞれの幅が一定である請求項１記載の積層造形物。
  4. 　前記凹凸は、前記第１部分から前記第２部分に向かう第１方向を含む第１切断面において、前記第１方向と交差する第２方向に並ぶ複数の凹部を有し、
    　前記複数の凹部の少なくとも一部において、前記複数の凹部のそれぞれの幅一定である請求項１記載の積層造形物。
  5. 　前記凹凸は、
    　　前記第１部分から前記第２部分に向かう第１方向に対して交差する第２方向に延在する凸部、及び、
    　前記第２方向に延在する凹部、
    の少なくともいずれかを含む請求項１記載の積層造形物。
  6. 　前記第２面を含む部分の材料は、前記第１面を含む部分の材料と同じである請求項１記載の積層造形物。
  7. 　積層された複数の層により造形される積層造形物であって、凹凸を有する第１面を有し前記複数の層の一部である第１部分と、前記第１面に接する第２部分であって、前記凹凸と嵌合する第２面と、前記第２面とは反対側の第３面と、を有し、前記複数の層の別の一部を含む第２部分と、を含み、前記第３面は、前記凹凸の平坦度よりも高い平坦度と有する部分を含む積層造形物の製造装置であって、
    　ステージと、
    　前記ステージの上に設けられ上面に凹凸が設けられた凹凸部材と、
    　前記凹凸部材に向けて、原料を供給しつつ前記原料を加熱して溶解させ、前記ステージとの相対的な位置を変更可能なヘッドと、
    　を備えた積層造形物の製造装置。
  8. 　積層された複数の層により造形される積層造形物であって、凹凸を有する第１面を有し前記複数の層の一部である第１部分と、前記第１面に接する第２部分であって、前記凹凸と嵌合する第２面と、前記第２面とは反対側の第３面と、を有し、前記複数の層の別の一部を含む第２部分と、を含み、前記第３面は、前記凹凸の平坦度よりも高い平坦度を有する部分を含む積層造形物の製造方法であって、
    　凹凸を有する第１面を有する第１部分の上に、複数の層を積層して前記第１面に接する第２部分を形成し、
    　前記複数の層のそれぞれは、前記第２部分の原料を供給しつつ前記原料を加熱して溶解することで形成される積層造形物の製造方法。
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