WO2019151240A1 - 処理装置、処理方法、コンピュータプログラム、記録媒体及び制御装置 - Google Patents

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WO2019151240A1
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irradiation
modeling
molten pool
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壮史 松田
長坂 博之
白石 雅之
茂樹 江上
岳洋 山本
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株式会社ニコン
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Definitions

  • the present invention relates to a technical field of, for example, a processing apparatus, a processing method, a computer program, a recording medium, and a control apparatus for forming a modeled object.
  • Patent Document 1 describes a modeling system that forms a modeled object by solidifying a melted material after melting a powdery material with an energy beam. In such a modeling system, forming a modeled object having a desired shape is a technical problem.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam; and a supply device that supplies powder toward the irradiation position of the energy beam, and the first object is irradiated with the energy beam.
  • a processing apparatus for forming an object is provided.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam; and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam, the irradiation position from the first position on the first object, A processing apparatus is provided that moves to a second position away from the first object to form a shaped object.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam; and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and irradiates the first object with the energy beam to form a first molten pool. Forming and supplying the material to the first molten pool to form a first shaped object protruding from the first object, and irradiating the first shaped object with the energy beam to form a second molten pool; And the processing apparatus which supplies the said material to a said 2nd molten pool and forms the 2nd modeling thing protruded from the said 1st modeling object is provided.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam; and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam, and the first object is irradiated with the energy beam toward the first direction side.
  • a second molten object is formed by irradiating a beam to form a second molten pool directed to the first direction side and supplying the material to the second molten pool to the first direction side of the first shaped object.
  • the apparatus includes a supply device that supplies a material and an irradiation device that irradiates an energy beam to the supply position of the material, and the supply position is changed from the first position on the first object to the first position.
  • a processing apparatus is provided that moves to a second position away from one object to form a shaped object.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam; and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam.
  • a processing apparatus is provided that grows the modeled object in a first direction intersecting the first surface while irradiating the energy beam.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam; and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam.
  • a processing apparatus is provided for growing the modeled object in a first direction including a direction component along a vertical direction while irradiating the energy beam.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam; and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam.
  • a processing apparatus is provided that grows the modeled object in a first direction including a direction component against gravity while irradiating the energy beam.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam; and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam to form a molten pool at an irradiation position of the energy beam; and a supply device that supplies a material to the irradiation position.
  • an irradiation device that irradiates an energy beam to form a molten pool at an irradiation position of the energy beam
  • a supply device that supplies a material to the irradiation position.
  • the apparatus includes: an irradiation device that irradiates an energy beam; and a supply device that supplies a material in accordance with the irradiation of the energy beam.
  • a processing device that changes the positional relationship between the first surface and the material supply position in a first direction intersecting the first surface while irradiating the energy beam when forming a shaped object on the first surface. Is provided.
  • the method includes irradiating an energy beam and supplying a material to the irradiation position of the energy beam, wherein the irradiation position is changed from the first position on the first object to the first position.
  • a processing method is provided in which a shaped object is formed by moving to a second position away from an object.
  • the method includes irradiating an energy beam and supplying a material to an irradiation position of the energy beam, and irradiating the first object with the energy beam to form a first molten pool. And supplying the material to the first molten pool to form a first shaped object protruding from the first object, irradiating the first shaped object with the energy beam to form a second molten pool, and A processing method is provided in which the material is supplied to a second molten pool to form a second shaped object protruding from the first shaped object.
  • the method includes irradiating an energy beam and supplying a material to an irradiation position of the energy beam.
  • the first molten pool is formed and the material is supplied to the first molten pool to form a first modeled object on the first direction side of the first object, and the energy beam is applied to the first modeled object.
  • Irradiating to form a second molten pool directed toward the first direction and supplying the material to the second molten pool to form a second shaped object on the first direction side of the first shaped object A processing method is provided.
  • the method includes supplying a material and irradiating an energy beam to a supply position of the material, and the supply position is changed from the first position on the first object to the first object.
  • the processing method of moving to the 2nd position away from and forming a model is provided.
  • the method includes irradiating an energy beam and supplying a material to an irradiation position of the energy beam, and irradiating the first object with the energy beam to thereby form a first surface of the first object.
  • a processing method is provided for growing the shaped object in a first direction intersecting the first surface while irradiating the energy beam.
  • the method includes irradiating an energy beam and supplying a material to an irradiation position of the energy beam, and irradiating the first object with the energy beam to form a first surface of the first object.
  • a processing method is provided for growing the model in a first direction including a direction component along the vertical direction while irradiating the energy beam.
  • the method includes irradiating an energy beam and supplying a material to an irradiation position of the energy beam, and irradiating the first object with the energy beam to thereby form a first surface of the first object.
  • a processing method for growing the model in a first direction including a direction component against gravity while irradiating the energy beam is provided.
  • the energy beam is irradiated, the material is supplied to the irradiation position of the energy beam, the first object is irradiated with the energy beam, and the first surface of the first object is shaped. Changing the positional relationship between the first surface in the first direction intersecting the first surface and the irradiation position of the energy beam while irradiating the energy beam when forming an object. Is provided.
  • the energy beam is irradiated to form a molten pool at the energy beam irradiation position, the material is supplied to the energy beam irradiation position, and the energy beam is applied to the first object.
  • Position of the first surface and the molten pool in a first direction intersecting the first surface while irradiating the energy beam when irradiating to form a shaped object on the first surface of the first object A processing method is provided that includes changing the relationship.
  • the energy beam is irradiated, the material is supplied in accordance with the energy beam irradiation, and the first object is irradiated with the energy beam to the first surface of the first object.
  • the first object is irradiated with the energy beam to the first surface of the first object.
  • the irradiation device that irradiates the energy beam, the supply device that supplies the material to the irradiation position of the energy beam, and the irradiation position from the first position on the first object
  • the first A processing device includes a receiving device that receives a control signal for controlling at least one of the irradiation device and the supply device so as to move to a second position away from the object to form a shaped object.
  • the irradiation device for irradiating the energy beam, the supply device for supplying the material to the irradiation position of the energy beam, and the first object are irradiated with the energy beam to form the first molten pool. And supplying the material to the first molten pool to form a first shaped object protruding from the first object, irradiating the first shaped object with the energy beam to form a second molten pool, and A receiving device that receives a control signal for controlling at least one of the irradiation device and the supply device so as to supply the material to the second molten pool to form a second shaped object protruding from the first shaped object. Is provided.
  • the irradiation device that irradiates the energy beam the supply device that supplies the material to the irradiation position of the energy beam, and the first object is irradiated with the energy beam and directed toward the first direction.
  • the first molten pool is formed and the material is supplied to the first molten pool to form a first modeled object on the first direction side of the first object, and the energy beam is applied to the first modeled object.
  • a processing device including a receiving device that receives a control signal for controlling at least one of the irradiation device and the supplying device.
  • the supply device for supplying the material includes a receiving device that receives a control signal for controlling at least one of the irradiation device and the supply device so as to move to a second position away from the forming device to form a modeled object.
  • the irradiation device that irradiates the energy beam
  • the supply device that supplies the material to the irradiation position of the energy beam
  • the first surface of the first object that is irradiated with the energy beam.
  • At least one of the irradiation device and the supply device is configured to grow the shaped object in a first direction intersecting the first surface while irradiating the energy beam when forming the shaped object on the surface.
  • a receiving device that receives a control signal for controlling the control signal.
  • an irradiation device that irradiates an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a first surface of the first object that is irradiated with an energy beam
  • At least one of the irradiation device and the supply device is configured to grow the shaped object in a first direction including a direction component along a vertical direction while irradiating the energy beam when forming the shaped object on
  • a processing device comprising a receiving device for receiving a control signal for controlling one.
  • the irradiation device that irradiates the energy beam
  • the supply device that supplies the material to the irradiation position of the energy beam
  • the first surface of the first object that is irradiated with the energy beam.
  • At least one of the irradiation device and the supply device is configured to grow the shaped object in a first direction including a direction component against gravity while irradiating the energy beam when forming the shaped object on
  • a receiving device that receives a control signal for controlling the control signal.
  • the irradiation device that irradiates the energy beam, the supply device that supplies the material to the irradiation position of the energy beam, and the first surface of the first object that is irradiated with the energy beam.
  • the irradiation apparatus and the irradiation device so as to change a positional relationship between the first surface and the irradiation position in a first direction intersecting the first surface while irradiating the energy beam when forming a shaped object on
  • a processing device including a receiving device that receives a control signal for controlling at least one of the supplying devices.
  • the irradiation device that irradiates the energy beam to form a molten pool at the irradiation position of the energy beam
  • the supply device that supplies the material to the irradiation position, and the irradiation of the energy beam to the first object Then, when forming a shaped object on the first surface of the first object, the positional relationship between the first surface and the molten pool in the first direction intersecting the first surface while irradiating the energy beam
  • a receiving device that receives a control signal that controls at least one of the irradiation device and the supply device.
  • the irradiation device that irradiates the energy beam, the supply device that supplies the material in accordance with the irradiation of the energy beam, and the first object that is irradiated with the energy beam is the first of the first object.
  • a processing device includes a receiving device that receives a control signal for controlling at least one of the irradiation device and the supplying device.
  • a computer program that is executed by a computer that controls a processing device that includes an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam,
  • a computer program for causing the computer to execute a process of moving a position from a first position on a first object to a second position away from the first object to form a modeled object.
  • a computer program that is executed by a computer that controls a processing device that includes an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam.
  • An object is irradiated with the energy beam to form a first molten pool, and the material is supplied to the first molten pool to form a first shaped object protruding from the first object.
  • a computer that causes the computer to execute a process of forming the second molten pool by irradiating the energy beam and supplying the material to the second molten pool to form the second molded object protruding from the first molded object.
  • a program is provided.
  • a computer program that is executed by a computer that controls a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam.
  • the object is irradiated with the energy beam to form a first molten pool directed to the first direction side, and the material is supplied to the first molten pool to form a first one on the first direction side of the first object.
  • a computer program for causing the computer to execute a process of forming a second modeled object on the first direction side of the one modeled object is provided.
  • a computer program to be executed by a computer that controls a processing device including a supply device that supplies a material and an irradiation device that irradiates an energy beam to the supply position of the material, the supply position
  • a computer program for causing the computer to execute a process of forming a shaped object by moving the object from a first position on the first object to a second position away from the first object.
  • a computer program that is executed by a computer that controls a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam.
  • a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam.
  • a computer program that is executed by a computer that controls a processing device that includes an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam.
  • a processing device that includes an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam.
  • a computer program that is executed by a computer that controls a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam.
  • a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam.
  • a computer program that is executed by a computer that controls a processing apparatus including an irradiation apparatus that irradiates an energy beam and a supply apparatus that supplies a material to the irradiation position of the energy beam.
  • a processing apparatus including an irradiation apparatus that irradiates an energy beam and a supply apparatus that supplies a material to the irradiation position of the energy beam.
  • a computer that controls a processing apparatus that includes an irradiation device that irradiates an energy beam to form a molten pool at an irradiation position of the energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position.
  • a computer program to be executed which crosses the first surface while irradiating the energy beam when irradiating the energy beam to the first object to form a shaped object on the first surface of the first object.
  • a computer program that is executed by a computer that controls a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material in accordance with the irradiation of the energy beam.
  • a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material in accordance with the irradiation of the energy beam.
  • a recording medium on which the computer program provided by any one of the thirty-second to forty-first aspects is recorded.
  • a control device that controls a processing device that includes an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam,
  • a control device is provided that performs a process of moving a first object on a single object to a second position distant from the first object to form a modeled object.
  • a control device that controls a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam, wherein the energy is applied to a first object.
  • a first molten pool is formed by irradiating a beam, and the material is supplied to the first molten pool to form a first shaped object protruding from the first object, and the energy beam is applied to the first shaped object.
  • a control device is provided that performs irradiation to form a second molten pool and supply the material to the second molten pool to form a second shaped object protruding from the first shaped object.
  • a control device that controls a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam, wherein the energy is applied to a first object.
  • a control device that performs a process of forming a second shaped object on the first direction side.
  • a control device for controlling a processing device including a supply device that supplies a material and an irradiation device that irradiates an energy beam to the supply position of the material.
  • a control device is provided that performs a process of moving a first position on an object to a second position away from the first object to form a modeled object.
  • a control device that controls a processing device that includes an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, wherein the energy beam is applied to the first object.
  • a processing device that includes an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, wherein the energy beam is applied to the first object.
  • a control device for controlling a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam, wherein the energy beam is applied to the first object.
  • a control device that performs processing is provided.
  • a control device for controlling a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam, wherein the energy beam is applied to the first object.
  • a process of growing the shaped object in a first direction including a direction component against gravity while irradiating the energy beam is provided.
  • a control device for controlling a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material to the irradiation position of the energy beam, wherein the energy beam is applied to the first object.
  • a control device that performs a process of changing the positional relationship is provided.
  • the control device that controls the processing device that includes the irradiation device that irradiates the energy beam to form the molten pool at the irradiation position of the energy beam and the supply device that supplies the material to the irradiation position.
  • the first object In forming a shaped object on the first surface of the first object by irradiating the first object with the energy beam, the first object is irradiated with the energy beam in a first direction intersecting the first surface.
  • a control device is provided that performs a process of changing a positional relationship between the first surface and the molten pool.
  • a control device that controls a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material in accordance with the irradiation of the energy beam.
  • a processing device including an irradiation device that irradiates an energy beam and a supply device that supplies a material in accordance with the irradiation of the energy beam.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the structure of the modeling system of this embodiment.
  • FIG. 2 is a side view showing the structure of the modeling apparatus included in the modeling system of the present embodiment (however, for convenience of explanation, a part is a sectional view).
  • FIG. 3A to FIG. 3C are cross-sectional views each showing a state in which light is irradiated on the modeling surface and a modeling material is supplied.
  • Each of FIG. 4A to FIG. 4C is a cross-sectional view showing a process of forming a three-dimensional structure by the first modeling operation.
  • FIG. 5A to FIG. 4E is a cross-sectional view showing a process of forming the stretched structure by the second modeling operation.
  • FIG. 6D is a cross-sectional view showing a process of forming the stretched structure by the second modeling operation.
  • FIG. 7A to FIG. 7D is a cross-sectional view or a perspective view showing an example of a stretched structure formed by the second modeling operation.
  • FIG. 8A to FIG. 8F is a cross-sectional view or a perspective view showing an example of the stretched structure formed by the second modeling operation.
  • FIG. 9A to FIG. 9D is a cross-sectional view or a perspective view showing an example of the stretched structure formed by the second modeling operation.
  • FIG. 10A to FIG. 10D is a cross-sectional view or a perspective view showing an example of the stretched structure formed by the second modeling operation.
  • FIG. 11 is a perspective view illustrating an example of a three-dimensional structure formed by the second modeling operation.
  • FIG. 12A and FIG. 12B is a side view showing the structure of the modeling apparatus of the first modified example (however, for convenience of explanation, a part is a sectional view).
  • FIG. 13: is sectional drawing which shows the process in which a three-dimensional structure is formed by the 2nd modeling operation
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a three-dimensional structure by the second modeling operation in the second modification.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a three-dimensional structure by the second modeling operation in the second modification.
  • FIG. 12A and FIG. 12B is a side view showing the structure of the modeling apparatus of the first modified example (however, for convenience of explanation, a part is a sectional view).
  • FIG. 13: is sectional drawing which shows the process in which a three-dimensional
  • FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a three-dimensional structure by the second modeling operation in the second modification.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a three-dimensional structure by the second modeling operation in the second modification.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a three-dimensional structure by the second modeling operation in the second modification.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a three-dimensional structure by the second modeling operation in the second modification.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating a process of forming a three-dimensional structure by the second modeling operation in the second modification.
  • FIG. 21 is a diagram illustrating an example of a structure of a three-dimensional structure to be shaped.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of the structure of a three-dimensional structure to be shaped.
  • Laser overlay welding includes direct metal deposition, direct energy deposition, laser cladding, laser engineered net shaping, direct write fabrication, and laser consolidation.
  • Shape Deposition Manufacturing Wire-Feed Laser Deposition, Gas Through Wire, Laser Powder Fusion, Laser Metal Forming, Selective Laser Powder Remelting, Laser Direct It may be referred to as casting, laser powder deposition, laser additive manufacturing, or laser rapid forming.
  • each of the X-axis direction and the Y-axis direction is a horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z-axis direction is a vertical direction (that is, a direction orthogonal to the horizontal plane). Yes, it is substantially the vertical direction or the direction of gravity).
  • the rotation directions around the X axis, the Y axis, and the Z axis are referred to as a ⁇ X direction, a ⁇ Y direction, and a ⁇ Z direction, respectively.
  • the Z-axis direction may be the gravity direction.
  • the XY plane may be the horizontal direction.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of the structure of the modeling system 1 of the present embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of the modeling apparatus 4 included in the modeling system 1 of the present embodiment.
  • the modeling system 1 is a three-dimensional structure (that is, a three-dimensional object having a size in any of the three-dimensional directions, and a three-dimensional object, in other words, an object having a size in the X, Y, and Z directions. ) ST can be formed.
  • the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST on the workpiece W serving as a basis (that is, a base material) for forming the three-dimensional structure ST.
  • the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST by performing additional processing on the workpiece W. When the workpiece W is a stage 43 described later, the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST on the stage 43.
  • the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST on the existing structure.
  • the modeling system 1 may form the three-dimensional structure ST integrated with the existing structure.
  • the operation of forming the three-dimensional structure ST integrated with the existing structure is equivalent to the operation of adding a new structure to the existing structure.
  • the modeling system 1 may form the three-dimensional structure ST separable from the existing structure.
  • FIG. 2 shows an example in which the work W is an existing structure held by the stage 43. In the following, the description will be given using an example in which the workpiece W is an existing structure held by the stage 43.
  • the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST by the laser overlay welding method. That is, it can be said that the modeling system 1 is a 3D printer that forms an object using the additive manufacturing technique.
  • the additive manufacturing technique is also referred to as rapid prototyping, rapid manufacturing, or additive manufacturing.
  • the modeling system 1 includes a material supply device 3, a modeling device 4, a light source 5, a gas supply device 6, and a control device 7, as shown in FIG. .
  • the material supply device 3, the modeling device 4, the light source 5, the gas supply device 6, and the control device 7 are accommodated in the housing C.
  • the modeling apparatus 4 is accommodated in the upper space UC of the casing C, and the material supply device 3, the light source 5, the gas supply device 6, and the control device 7 are located below the upper space UC. Housed in the lower space LC of the body C.
  • the arrangement positions of the material supply apparatus 3, the modeling apparatus 4, the light source 5, the gas supply apparatus 6, and the control apparatus 7 in the respective cases C are not limited to the arrangement positions shown in FIG.
  • the material supply device 3 supplies the modeling material M to the modeling device 4.
  • the material supply device 3 is necessary so that the modeling material M is supplied from the material supply device 3 to the modeling device 4 in an amount necessary for the modeling device 4 to form the three-dimensional structure ST.
  • a desired amount of the modeling material M corresponding to an appropriate amount is supplied.
  • the modeling material M is a material that can be melted by irradiation with light EL having a predetermined intensity or higher.
  • a modeling material M for example, at least one of a metallic material and a resinous material can be used.
  • the modeling material M other materials different from the metallic material and the resinous material may be used.
  • the modeling material M is a powdery or granular material. That is, the modeling material M is a granular material.
  • the modeling material M may not be a granular material, and for example, a wire-shaped modeling material or a gaseous modeling material may be used.
  • the modeling apparatus 4 may process the modeling material M with an energy beam such as a charged particle beam to form a modeled object.
  • the modeling apparatus 4 processes the modeling material M supplied from the material supply apparatus 3 to form a three-dimensional structure ST.
  • the modeling apparatus 4 includes a modeling head 41, a head drive system 42, and a stage 43, as shown in FIG. Further, the modeling head 41 includes an irradiation system 411 and a material nozzle (that is, a supply system that supplies the modeling material M) 412.
  • the modeling head 41, the head drive system 42, and the stage 43 are accommodated in the chamber 46.
  • the irradiation system 411 is an optical system (for example, a condensing optical system) for emitting the light EL from the emitting unit 413. Specifically, the irradiation system 411 is optically connected to the light source 5 that emits light EL via an optical transmission member (not shown) such as an optical fiber or a light pipe. The irradiation system 411 emits light EL propagating from the light source 5 through the light transmission member. The irradiation system 411 irradiates light EL from the irradiation system 411 downward (that is, on the ⁇ Z side). A stage 43 is disposed below the irradiation system 411.
  • an optical transmission member not shown
  • the irradiation system 411 irradiates light EL from the irradiation system 411 downward (that is, on the ⁇ Z side).
  • a stage 43 is disposed below the irradiation system 411.
  • the irradiation system 411 can irradiate the light EL toward the workpiece W. Specifically, the irradiation system 411 irradiates the irradiation area EA with the light EL so that the light EL is condensed on the irradiation area EA set as an area irradiated with the light EL. Further, the state of the irradiation system 411 can be switched between a state in which the light EL is irradiated and a state in which the light EL is not irradiated under the control of the control device 7.
  • the direction of the light EL emitted from the irradiation system 411 is not limited to be directly below (that is, coincident with the ⁇ Z axis direction), and may be a direction inclined by a predetermined angle with respect to the Z axis, for example. .
  • the material nozzle 412 has a supply outlet 414 for supplying the modeling material M.
  • the material nozzle 412 supplies the modeling material M from the supply outlet 414 along the material supply path (specifically, injection, ejection, or injection).
  • the material nozzle 412 is physically connected to the material supply device 3 that is a supply source of the modeling material M via a powder transmission member such as a pipe (not shown).
  • the material nozzle 412 supplies the modeling material M supplied from the material supply device 3 via the powder transmission member.
  • the material nozzle 412 is drawn in a tube shape, but the shape of the material nozzle 412 is not limited to this shape.
  • the material nozzle 412 supplies the modeling material M from the material nozzle 412 downward (that is, toward the ⁇ Z side).
  • a stage 43 is disposed below the material nozzle 412.
  • the material nozzle 412 supplies the modeling material M toward the workpiece W.
  • the traveling direction of the modeling material M supplied from the material nozzle 412 is a direction inclined by a predetermined angle (as an example, an acute angle) with respect to the Z-axis direction, but even on the ⁇ Z side (that is, directly below). Good.
  • a plurality of material nozzles 412 may be provided.
  • the material nozzle 412 is aligned with the irradiation system 411 so as to supply the modeling material M toward the irradiation position of the light EL by the irradiation system 411.
  • the material nozzle 412 is aligned with the irradiation system 411 so that the irradiation material 411 supplies the modeling material M toward the irradiation area EA where the light EL is irradiated. That is, the material nozzle 412 and the irradiation system 411 are arranged so that the supply area MA set as an area where the material nozzle 412 supplies the modeling material M and the irradiation area EA coincide (or at least partially overlap). Aligned.
  • the material nozzle 412 may be positioned so as to supply the modeling material M to a molten pool MP described later formed by the light EL emitted from the irradiation system 411. Further, the supply region MA through which the material nozzle 412 supplies the modeling material M and the region of the molten pool MP may be aligned so as to partially overlap.
  • the head drive system 42 moves the modeling head 41.
  • the head drive system 42 includes a head drive system 42X, a head drive system 42Y, and a head drive system 42Z.
  • the head drive system 42X moves the modeling head 41 along the X axis.
  • the head drive system 42Y moves the modeling head 41 along the Y axis.
  • the head drive system 42Z moves the modeling head 41 along the Z axis. That is, the head drive system 42 moves the modeling head 41 along each of the X axis, the Y axis, and the Z axis.
  • the irradiation area EA and the supply area MA move along the X axis.
  • the irradiation area EA and the supply area MA move along the Y axis.
  • the irradiation area EA and the supply area MA move along the Z axis.
  • the head drive system 42 is moved (that is, rotated) along at least one of the ⁇ X, ⁇ Y, and ⁇ Z axes in addition to or instead of at least one of the X, Y, and Z axes. Also good.
  • Each of the head drive system 42X, the head drive system 42Y, and the head drive system 42Z is, for example, a drive system including a motor, but may be a drive system including other actuators (or drive sources).
  • the head drive system 42X includes an X guide portion 421X that is fixed to a support frame 423 installed on the bottom surface of the chamber 46 via a vibration isolator such as an air spring and extends along the X axis, and a motor 422X.
  • the head drive system 42Y includes a Y guide portion 421Y extending along the Y axis and a motor 422Y.
  • the head drive system 42Z includes a Z guide portion 421Z extending along the Z axis and a motor 422Z.
  • the Y guide portion 421Y (further, the modeling head 41 connected to the Y guide portion 421Y via the Z guide portion 421Z). Move.
  • the Z guide portion 421Z (and the modeling head 41 coupled to the Z guide portion 421Z) moves along the Y guide portion 421Z (that is, along the Y axis).
  • the modeling head 41 moves along the Z guide portion 421Z (that is, along the Z axis). Note that the vibration isolator may not be provided.
  • the stage 43 can hold the workpiece W. Further, the stage 43 can release the held workpiece W.
  • the irradiation system 411 described above irradiates the light EL in at least a part of the period in which the stage 43 holds the workpiece W.
  • the material nozzle 412 described above supplies the modeling material M in at least a part of the period in which the stage 43 holds the workpiece W.
  • a part of the modeling material M supplied by the material nozzle 412 may be scattered or spilled from the surface of the workpiece W to the outside of the workpiece W (for example, around the stage 43).
  • the modeling system 1 may include a collection device that collects the modeling material M scattered or spilled around the stage 43.
  • the stage 43 may include at least one of a mechanical chuck, a vacuum chuck, an electromagnetic chuck, and an electrostatic chuck in order to hold the workpiece W.
  • the light source 5 emits at least one of infrared light, visible light, and ultraviolet light as light EL, for example.
  • the light EL is laser light.
  • the light source 5 may include a semiconductor laser such as a laser light source (for example, a laser diode (LD)), etc.
  • the laser light source include a fiber laser, a CO 2 laser, a YAG laser, and an excimer laser.
  • the light EL may not be laser light, and the light source 5 may be any light source (for example, an LED (Light Emitting Diode), a discharge lamp and an EUV (Extreme Ultra Violet) light source).
  • an energy source that emits an energy beam such as a charged particle beam may be used.
  • the gas supply device 6 is an inert gas supply source.
  • An example of the inert gas is nitrogen gas or argon gas.
  • the gas supply device 6 supplies an inert gas into the chamber 46 of the modeling apparatus 4. As a result, the internal space of the chamber 46 becomes a space purged with an inert gas.
  • the gas supply device 6 may be a cylinder in which an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is stored. When the inert gas is nitrogen gas, the gas supply device 6 generates nitrogen gas using the atmosphere as a raw material. It may be a nitrogen gas generator.
  • the control device 7 controls the operation of the modeling system 1.
  • the control device 7 may include a computing device such as at least one of a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit), and a storage device such as a memory.
  • the control device 7 functions as a device that controls the operation of the modeling system 1 when the arithmetic device executes a computer program.
  • This computer program is a computer program for causing the control device 7 (for example, an arithmetic device) to perform (that is, execute) an operation described later that should be performed by the control device 7. That is, this computer program is a computer program for causing the control device 7 to function so as to cause the modeling system 1 to perform an operation described later.
  • the computer program executed by the arithmetic device may be recorded in a storage device (that is, a recording medium) included in the control device 7, or any storage that is built in the control device 7 or can be externally attached to the control device 7. It may be recorded on a medium (for example, a hard disk or a semiconductor memory). Alternatively, the arithmetic device may download a computer program to be executed from a device external to the control device 7 via a network interface.
  • a storage device that is, a recording medium included in the control device 7, or any storage that is built in the control device 7 or can be externally attached to the control device 7. It may be recorded on a medium (for example, a hard disk or a semiconductor memory).
  • the arithmetic device may download a computer program to be executed from a device external to the control device 7 via a network interface.
  • the program includes a program distributed in a download manner through a network line such as the Internet, in addition to a program stored and distributed in the recording medium.
  • the recording medium includes a device capable of recording the program, for example, a general purpose or dedicated device in which the program is implemented in a state where the program can be executed in the form of software, firmware, or the like.
  • a device capable of recording the program for example, a general purpose or dedicated device in which the program is implemented in a state where the program can be executed in the form of software, firmware, or the like.
  • each process and function included in the program may be executed by program software that can be executed by a computer, or each part process may be executed by hardware such as a predetermined gate array (FPGA, ASIC), or program software.
  • FPGA predetermined gate array
  • ASIC application specific integrated circuit
  • the control device 7 controls the emission mode of the light EL by the irradiation system 411.
  • the emission mode includes, for example, at least one of the intensity of the light EL and the light emission timing.
  • the emission mode includes, for example, at least one of the length of the light emission time of the pulsed light and the ratio of the light emission time of the pulsed light to the extinction time (so-called duty ratio). Also good.
  • the control device 7 controls the movement mode of the modeling head 41 by the head drive system 42.
  • the movement mode includes, for example, at least one of a movement amount, a movement speed, a movement direction, and a movement timing.
  • control device 7 controls the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 412.
  • the supply mode includes, for example, a supply amount (particularly, a supply amount per unit time).
  • control device 7 may not be provided inside the modeling system 1, and may be provided as a server or the like outside the modeling system 1, for example.
  • Control device 7 may not be arranged inside modeling system 1, for example, may be arranged as a server etc. outside modeling system 1.
  • the control device 7 and the modeling system 1 may be connected by a wired or wireless communication line or network.
  • wired communication for example, IEEE1394, RS-232x, RS-422, RS-423, RS-485, USB, etc., serial connection, parallel connection, or 10BASE-T, 100BASE-TX, 1000BASE- An electrical connection via a network such as T may be used.
  • radio LAN such as IEEE 802.1x, OFDM, Bluetooth (registered trademark), infrared, optical communication, or the like may be used.
  • control device 7 and the modeling system 1 may be configured such that various types of information can be transmitted and received via a communication line or a network. Further, the control device 7 may be capable of transmitting information such as commands and control parameters to the modeling system 1 via the communication line or network.
  • the modeling system 1 may include a receiving device that receives information such as commands and control parameters from the control device 7 via the communication line or the network.
  • the modeling system 1 forms the three-dimensional structure ST based on the three-dimensional model data (for example, CAD (Computer Aided Design) data) of the three-dimensional structure ST to be formed.
  • the three-dimensional model data includes data representing the shape (particularly the three-dimensional shape) of the three-dimensional structure ST.
  • measurement data of a three-dimensional object measured by a measurement device (not shown) provided in the modeling system 1 may be used.
  • measurement data of a three-dimensional shape measuring machine provided separately from the modeling system 1 may be used.
  • a contact-type three-dimensional measuring machine and a non-contact type three-dimensional measuring machine having a probe that can move with respect to the workpiece W and can contact the workpiece W.
  • non-contact type 3D measuring machines include a pattern projection 3D measuring machine, a light cutting 3D measuring machine, a time-of-flight 3D measuring machine, and a moire topography 3D measuring machine.
  • a holographic interferometric 3D measuring machine a CT (Computed Tomography) 3D measuring machine, and an MRI (Magnetic Resonance Imaging) 3D measuring machine.
  • the design data of the three-dimensional structure ST may be used as the three-dimensional model data.
  • the modeling system 1 sequentially forms a plurality of layered partial structures (hereinafter referred to as “structural layers”) SL arranged in a direction intersecting the modeling surface CS where the three-dimensional structure ST is to be formed. You may perform 1st modeling operation
  • the modeling surface CS may be set to at least a part of the workpiece surface WS that is the upper surface of the workpiece W (that is, the surface facing the + Z side), or an existing structure ( For example, it may be set on the surface of the structural layer SL).
  • the modeling system 1 extended in a direction intersecting the modeling surface CS in addition to the first modeling operation (in other words, extended, stretched, stretched, stretched, stretched, protruded
  • the second modeling operation for forming the three-dimensional structure ST may be performed by forming the extended structure SP that is protruded, raised, raised, bulged, bulged, bulged, or bulged. .
  • the first modeling operation and the second modeling operation will be described in order.
  • the modeling system 1 that performs the first modeling operation sequentially forms a plurality of structural layers SL obtained one by one along the direction orthogonal to the modeling surface CS by cutting the three-dimensional structure ST in a circle.
  • a three-dimensional structure ST that is a laminated structure in which a plurality of structural layers SL are laminated along a direction orthogonal to the modeling surface CS is formed.
  • a flow of operations for forming the three-dimensional structure ST by sequentially forming the plurality of structural layers SL one by one will be described.
  • the modeling surface CS is a surface along the XY plane for convenience of explanation. For this reason, in the following, a plurality of structural layers SL obtained by rounding the three-dimensional structure ST along the Z-axis direction are sequentially formed one by one, so that a plurality of structural layers SL are formed along the Z-axis direction.
  • the first modeling operation for forming the three-dimensional structure ST on which the structural layer SL is stacked will be described.
  • the modeling surface CS may be a surface inclined with respect to the XY plane, or may be a surface orthogonal to the XY plane (that is, a plane including the Z axis).
  • the modeling system 1 irradiates the modeling surface CS set to the upper surface WSL of the uppermost layer (that is, the most + Z side) structural layer SL among the workpiece surface WS or the formed structural layer SL under the control of the control device 7.
  • An area EA is set, and the light EL is irradiated from the irradiation system 411 so that the light EL is condensed on the irradiation area EA.
  • the focus position of the light EL (that is, the condensing position, in other words, the position where the light EL is most converged in the Z-axis direction or the traveling direction of the light EL) is on the modeling surface CS. Is set. Note that the focus position of the light EL may be set to a position shifted from the modeling surface MS in the Z-axis direction. As a result, as shown in FIG.
  • the molten pool (that is, + Z side) facing the irradiation system 411 side (that is, + Z side) toward the desired region on the modeling surface CS by the light EL emitted from the irradiation system 411 (that is, A pool (MP) of liquid metal or resin melted by the light EL is formed. Furthermore, the modeling system 1 sets a supply area MA in a desired area on the modeling surface CS under the control of the control device 7 and supplies the modeling material M from the material nozzle 412 to the supply area MA.
  • the supply area MA is set to an area where the molten pool MP is formed.
  • the modeling system 1 supplies the modeling material M from the material nozzle 412 with respect to the molten pool MP, as shown in FIG.3 (b).
  • the modeling material M supplied to the molten pool MP melts.
  • the irradiation area EA moves from the molten pool MP as the modeling head 41 moves, the light EL is not irradiated to the molten pool MP.
  • the modeling material M melted in the molten pool MP is cooled and solidified (that is, solidified) again.
  • the solidified modeling material M is deposited on the modeling surface CS. That is, a modeled object is formed by the solidified modeling material M deposit. That is, the additional object which adds the deposit of the modeling material M to the modeling surface CS is performed, and a modeling object is formed in the irradiation system 411 side (namely, + Z side) of the modeling surface CS.
  • a series of modeling processes including formation of the molten pool MP by such light irradiation EL, supply of the modeling material M to the molten pool MP, melting of the supplied modeling material M and solidification of the molten modeling material M is performed as modeling. It repeats, moving the modeling head 41 along the surface CS. That is, a series of modeling processes is repeated while moving the modeling head 41 along at least one of the X axis and the Y axis while fixing the position of the modeling head 41 in the Z-axis direction.
  • the modeling head 41 moves along the modeling surface CS, the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP also move along the modeling surface CS.
  • the irradiation area EA is selectively irradiated to a region where the modeled object is desired to be formed, but is not selectively irradiated to a region where the modeled object is not desired to be formed.
  • the irradiation area EA is not set in the area where it is not desired to form the modeled object.
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP along the modeling surface CS, and the timing according to the distribution of the area where the molded object is to be formed (that is, the pattern of the structural layer SL).
  • the light EL is irradiated onto the modeling surface CS.
  • a structural layer SL corresponding to an aggregate of shaped objects made of solidified modeling material M is formed on the modeling surface CS.
  • the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP are moved with respect to the modeling surface CS.
  • the CS may be moved.
  • the modeling system 1 repeatedly performs an operation for forming such a structural layer SL based on the three-dimensional model data under the control of the control device 7. Specifically, first, the control device 7 slices the three-dimensional model data at the stacking pitch to create slice data. The control device 7 may at least partially correct the slice data according to the characteristics of the modeling system 1. Under the control of the control device 7, the modeling system 1 performs an operation for forming the first structural layer SL # 1 on the modeling surface CS corresponding to the work surface WS corresponding to the structural layer SL # 1. This is performed based on the dimensional model data (that is, slice data corresponding to the structural layer SL # 1). As a result, the structural layer SL # 1 is formed on the work surface WS as shown in FIG.
  • the modeling system 1 sets the upper surface WSL # 1 of the structural layer SL # 1 as a new modeling surface CS, and then forms the second structural layer SL # 2 on the new modeling surface CS.
  • the control device 7 first controls the head drive system 12 so that the modeling head 41 moves along the Z axis. Specifically, the control device 7 controls the head drive system 12 so that the irradiation area EA and the supply area MA are set to the work surface WSL (that is, the new modeling surface CS) of the structural layer SL # 1. Then, the modeling head 41 is moved toward the + Z side. Thereby, the focus position of the light EL is set to a new modeling surface CS.
  • the modeling system 1 controls the structural layer SL # 2 based on the slice data corresponding to the structural layer SL # 2 in the same operation as the operation of forming the structural layer SL # 1 under the control of the control device 7.
  • the structural layer SL # 2 is formed on the upper surface WSL # 1 of the structural layer SL # 1.
  • the same operation is repeated until all the structural layers SL constituting the three-dimensional structure ST to be formed on the workpiece W are formed.
  • FIG. 4C by the stacked structure in which a plurality of structural layers SL are stacked along the Z axis (that is, along the direction from the bottom surface to the top surface of the molten pool MP), A three-dimensional structure ST is formed.
  • the modeling system 1 that performs the second modeling operation forms the three-dimensional structure ST by forming the extended structure SP that extends in the direction intersecting the modeling surface CS.
  • the flow of the operation for forming the stretched structure SP will be described.
  • the modeling system 1 sets the irradiation area EA on the modeling surface CS and irradiates the light EL so that the light EL is condensed on the irradiation area EA in the second modeling operation.
  • Light EL is emitted from the system 411.
  • the modeling system 1 sets a supply area MA in a desired area on the modeling surface CS under the control of the control device 7 and supplies the modeling material M from the material nozzle 412 to the supply area MA.
  • a modeled object Su is formed on the modeling surface CS on the irradiation system 411 side by the solidified deposit of the modeling material M. That is, the modeled object Su protruding in a direction intersecting the modeled surface CS from the modeled surface CS is formed on the modeled surface CS.
  • the processing so far is the same as the first modeling operation in the second modeling operation.
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA and the supply area MA with respect to the modeling surface CS along the modeling surface CS (and, as a result, moves the molten pool MP). By doing so, the first structural layer SL # 1 is formed on the modeling surface CS.
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA relative to the modeling surface CS along the direction intersecting the modeling surface CS while irradiating the light EL from the irradiation system 411. Then, the stretched structure SP is formed.
  • the modeling system 1 changes the positional relationship between the irradiation area EA and the modeling surface CS along the direction intersecting the modeling surface CS while irradiating the light EL from the irradiation system 411, so that the extended structure SP is obtained.
  • the modeling system 1 moves the modeling head 41 with respect to the modeling surface CS in order to move the irradiation area EA with respect to the modeling surface CS.
  • the modeling system 1 may continuously move the modeling head 41 so that the irradiation area EA continuously moves with respect to the modeling surface CS.
  • the modeling system 1 may move the modeling head 41 stepwise so that the irradiation area EA moves stepwise with respect to the modeling surface CS.
  • the stage 43 is movable as described later, the modeling system 1 moves the irradiation area EA relative to the modeling surface CS by moving the stage 43 with respect to the modeling head 41. Good.
  • the modeling system 1 forms the extended structure SP by moving the supply region MA along the direction intersecting the modeling surface CS while irradiating the light EL from the irradiation system 411.
  • the modeling system 1 changes the positional relationship between the supply region MA and the modeling surface CS along the direction intersecting the modeling surface CS while irradiating the light EL from the irradiation system 411, so that the extended structure SP is obtained. It can be said that it forms.
  • the molten pool MP is formed at the position where the irradiation area EA is set.
  • the modeling system 1 forms the stretched structure SP by moving the molten pool MP along the direction intersecting the modeling surface CS while irradiating the light EL from the irradiation system 411.
  • the modeling system 1 changes the positional relationship between the molten pool MP and the modeling surface CS along the direction intersecting the modeling surface CS while irradiating the light EL from the irradiation system 411, so that the extended structure SP is obtained. It can be said that it forms.
  • the modeling system 1 may move the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP along a direction orthogonal to the modeling surface CS. That is, the modeling system 1 maintains the positional relationship between the modeling surface CS in the direction along the modeling surface CS, the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP, and the modeling surface CS in the direction orthogonal to the modeling surface CS.
  • the positional relationship among the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP may be changed.
  • the modeling system 1 moves the modeling head 41 along the direction orthogonal to the modeling surface CS, thereby irradiating the irradiation area EA, the supply area MA, and the direction along the direction orthogonal to the modeling surface CS.
  • the molten pool MP can be moved. That is, the modeling system 1 maintains the positional relationship between the modeling surface CS and the modeling head 41 in the direction along the modeling surface CS, and the positional relationship between the modeling surface CS and the modeling head 41 in the direction orthogonal to the modeling surface CS.
  • the modeling head 41 By moving the modeling head 41 so as to change, the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP can be moved along the direction orthogonal to the modeling surface CS.
  • the modeling system 1 may move the irradiation area
  • the modeling system 1 moves the modeling head 41 along the direction inclined with respect to the modeling surface CS, so that the irradiation area EA along the direction inclined with respect to the modeling surface CS,
  • the supply area MA and the molten pool MP can be moved. That is, the modeling system 1 changes the positional relationship between the modeling surface CS and the modeling head 41 in the direction along the modeling surface CS, and the positional relationship between the modeling surface CS and the modeling head 41 in the direction orthogonal to the modeling surface CS.
  • the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP can be moved along the direction inclined with respect to the modeling surface CS.
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP along the direction intersecting the modeling surface CS, and extends in the direction intersecting the modeling surface CS. Can be formed.
  • the modeling system 1 uses the irradiation area EA and the supply area MA in the direction along the modeling surface CS. And the movement amount of the molten pool MP (for example, the movement amount per unit time or the total amount of movement, hereinafter the same), the movement amount of the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP in the direction orthogonal to the modeling surface CS.
  • the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP may be moved so as to increase the amount.
  • the modeling system 1 includes the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP in the direction perpendicular to the modeling surface CS, rather than the movement amount of the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP in the direction along the modeling surface CS.
  • the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP may be moved so that the movement amount is reduced.
  • the modeling system 1 moves the irradiation region EA, the supply region MA, and the molten pool MP in the direction in which the movement amounts of the irradiation region EA, the supply region MA, and the molten pool MP in the direction along the modeling surface CS are orthogonal to the modeling surface CS.
  • the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP may be moved so as to have the same amount.
  • the modeling system 1 separates the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP set on the modeling surface CS from the modeling surface CS while irradiating the light EL from the irradiation system 411.
  • the stretched structure SP is formed.
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP set on the modeling surface CS in a space apart from the modeling surface CS while irradiating the light EL from the irradiation system 411. Then, the stretched structure SP is formed.
  • the modeling system 1 forms the modeled object Su on the modeled surface CS, and then extends the structure SP from the modeled object Su.
  • the irradiation area EA and the supply area MA are set on the surface MS facing the direction in which the film is to be stretched. That is, the modeling system 1 faces the irradiation area EA and the supply area MA set on the modeling surface CS in the direction in which the extension structure SP is desired to be extended among the modeling objects Su that have already been formed on the modeling surface CS. Move (or move closer to) the surface MS. In addition, the direction which wants to extend
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA and the supply area MA toward the direction in which the extension structure SP is desired to be extended (that is, the modeling head 41 is moved), so that the modeling object is obtained.
  • An irradiation area EA and a supply area MA can be set on at least a part of the surface MS of Su.
  • the surface EL of the modeled object Su is irradiated with the light EL.
  • the surface EL of the modeled product Su is irradiated with the light EL through a space distributed in a direction in which the stretched structure SP is desired to be stretched more than the surface MS.
  • a molten pool MP facing the direction in which the stretched structure SP is desired to be stretched is formed on the surface MS of the shaped object Su.
  • the modeling system 1 moves (or moves closer) the molten pool MP formed on the modeling surface CS to the surface MS of the modeling object Su that has already been formed on the modeling surface CS.
  • the modeling material M is supplied to the molten pool MP formed on the surface MS of the modeling object Su.
  • the modeling material M supplied to the molten pool MP formed in the surface MS of the modeling object Su melts.
  • the irradiation area EA moves (that is, leaves) from the surface MS of the modeling object Su along with the movement of the modeling head 41
  • the modeling material M melted in the molten pool MP formed on the surface MS of the modeling object Su is cooled. It is solidified again (that is, solidified).
  • the modeling object Su that has already been formed on the modeling surface CS hereinafter, the modeling object Su that has already been formed on the modeling surface CS.
  • modeled object Su1 Is appropriately referred to as “modeled object Su1”), and a new modeled object Su2 is formed by the solidified deposit of the modeling material M.
  • a new modeled object Su2 is formed on the surface MS of the modeled object Su1 that has already been formed on the modeled surface CS.
  • the modeled object Su2 protrudes in the direction in which the stretched structure SP is desired to be stretched.
  • a modeled object Su including the modeled object Su1 and the modeled object Su2 is formed on the modeled surface CS.
  • the modeled system 1 grows the modeled object Su in the direction intersecting the modeled surface CS.
  • the modeling system 1 grows the modeled product Su in the direction in which the stretched structure SP is desired to grow.
  • the modeling system 1 grows the modeled object Su in a direction away from the modeling surface CS.
  • the modeling system 1 grows the modeled object Su in a space away from the modeling surface CS.
  • the end of the modeled product Su (particularly, the end facing the direction in which the stretched structure SP is to be stretched) is separated from the modeling surface CS in the direction in which the stretched structure SP is to be stretched.
  • the modeled object Su is grown as it goes.
  • the modeling system 1 repeats the operation of moving the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP in the direction in which the extension structure SP is desired to be extended while irradiating the light EL from the irradiation system 411. That is, the modeling system 1 irradiates the surface MS facing the direction in which the stretched structure SP is desired to be stretched among the shaped objects Su already formed on the modeling surface CS while irradiating the light EL from the irradiation system 411. The operation of moving the modeling head 41 is repeated so that the EA and the supply area MA are set.
  • the modeling system 1 repeats the operation of growing the modeled product Su in the direction in which the stretched structure SP is desired to be stretched while irradiating the light EL from the irradiation system 411.
  • the extending structure SP that is the modeling object Su extending along the moving direction of the irradiation area EA and the supply area MA is formed on the modeling surface CS.
  • the extended structure SP that is the modeling object Su extending along the direction intersecting the modeling surface CS in the space away from the modeling surface CS is formed.
  • FIGS. 5B and 5C when the irradiation area EA and the supply area MA move along the direction orthogonal to the modeling surface CS, FIGS.
  • a stretched structure SP that is a modeled object Su extending along a direction orthogonal to the modeled surface CS is formed.
  • the stretched structure SP that is the modeled object Su extending along the direction inclined with respect to the modeled surface CS is formed.
  • stretching structure SP is typically linear, It can be a rod-like, prismatic, columnar or longitudinal structure.
  • the shape of the stretched structure SP is not limited to these shapes.
  • the modeling surface CS may be a surface along the XY plane.
  • the modeling surface CS may be set to the work surface WS that is a surface along the XY plane.
  • the direction orthogonal to the modeling surface CS is the Z-axis direction (that is, the vertical direction).
  • the modeling system 1 can form the extended structure SP extending in the vertical direction from the modeling surface CS, as shown in FIGS. 7 (a) and 7 (b).
  • the direction inclined with respect to the modeling surface CS is the direction inclined with respect to the Z-axis direction. That is, the direction inclined with respect to the modeling surface CS is a direction including a direction component along the vertical direction.
  • the modeling system 1 forms an extended structure SP that extends from the modeling surface CS in a direction including a directional component along the vertical direction. Can do.
  • the modeling surface CS may be a surface inclined with respect to the XY plane.
  • the modeling surface CS may be set to a surface inclined with respect to the XY plane among the existing structures SA formed on the workpiece surface WS.
  • the direction orthogonal to the modeling surface CS is a direction inclined with respect to the Z-axis direction (that is, the vertical direction).
  • the direction inclined with respect to the modeling surface CS can also be the direction inclined with respect to the Z-axis direction. In this case, as shown in FIGS.
  • the modeling system 1 forms an extended structure SP that extends from the modeling surface CS in a direction including a directional component along the vertical direction. Can do.
  • the modeling system 1 extends from the modeling surface CS in a direction including a direction component against gravity (that is, a direction component toward the + Z side).
  • the structure SP may be formed.
  • the modeling system 1 extends from the modeling surface CS in a direction including a direction component according to gravity (that is, a direction component toward the ⁇ Z side).
  • the structure SP may be formed.
  • the direction inclined with respect to the modeling surface CS can be a direction along the Z-axis direction.
  • the modeling system 1 can form the extended structure SP extending in the vertical direction from the modeling surface CS, as shown in FIGS. 9 (a) and 9 (b).
  • the direction inclined with respect to the modeling surface CS can be a direction orthogonal to the Z-axis direction (that is, a direction along the XY plane and a horizontal direction).
  • the modeling system 1 can form the extended structure SP extending in the horizontal direction from the modeling surface CS, as shown in FIGS. 9C and 9D.
  • the workpiece surface WS is a surface along the horizontal direction
  • the modeling system 1 forms an extended structure SP that extends in a direction along the workpiece surface WS (that is, parallel to the workpiece surface WS). Can do.
  • the modeling surface CS may be a surface orthogonal to the XY plane (that is, a surface including the Z axis).
  • the modeling surface CS may be set to a surface orthogonal to the XY plane in the existing structure SA formed on the workpiece surface WS.
  • the direction orthogonal to the modeling surface CS is a direction orthogonal to the Z-axis direction (that is, a direction along the XY plane and a horizontal direction).
  • the modeling system 1 can form the extended structure SP extending in the horizontal direction from the modeling surface CS, as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b).
  • the direction inclined with respect to the modeling surface CS can be a direction inclined with respect to the Z-axis direction.
  • the modeling system 1 forms an extended structure SP extending from the modeling surface CS in a direction including a directional component along the vertical direction. Can do.
  • the modeling system 1 extends the extended structure SP extending from the modeling surface CS in a direction including a direction component against gravity. You may form, and extended structure SP extended toward the direction containing the direction component according to gravity from modeling surface CS may be formed.
  • the modeling system 1 may form the extended structure SP separated from the workpiece surface WS. .
  • the modeling system 1 may form the stretched structure SP in which a gap is secured between the modeling system 1 and the work surface WS.
  • FIG. 8A to FIG. 10D all show the extended structure SP separated from the work surface WS.
  • the modeling system 1 may form the extended structure SP at least partially in contact with or integrated with the workpiece surface WS.
  • the modeling system 1 may form the extended structure SP that extends from the modeling surface CS toward the workpiece surface WS. In this case, the end portion of the extending structure SP is in contact with or integrated with the work surface WS.
  • the modeling system 1 repeatedly performs such an operation of forming the stretched structure SP based on the three-dimensional model data under the control of the control device 7. Specifically, first, the control device 7 converts the three-dimensional model data into wire frame data for indicating the three-dimensional structure ST as an assembly of lines (so-called solid line drawing model). Then, the control apparatus 7 determines the order which forms the extending
  • the modeling system 1 includes (i) an operation of forming the extended structure SP1 extending in the first direction D1 orthogonal to the modeling surface CS, and (ii) the modeling surface CS.
  • An operation of forming the extending structure SP2 extending toward the inclined second direction D2 (iii) an operation of forming the extending structure SP3 extending toward the third direction D3 parallel to the modeling surface CS, and (iv)
  • the three-dimensional structure ST including the extended structures SP1 to SP4 is formed by performing the operation of forming the extended structure SP4 extending in the fourth direction D4 inclined with respect to the modeling surface CS.
  • the modeling system 1 irradiates the light EL after forming the one extended structure SP extending in the one direction by moving the irradiation area EA in the one direction while irradiating the light EL.
  • another extended structure SP extending in the other direction by moving the irradiation area EA in another direction different from (that is, intersecting) one direction is continued to the one extended structure SP. May be formed. That is, the modeling system 1 may form a three-dimensional structure ST in which a plurality of extending structures SP that extend in different directions are integrated. For example, in the example illustrated in FIG.
  • the modeling system 1 first moves the irradiation area EA from the modeling surface CS (that is, the workpiece surface WS) toward the first direction D1, thereby forming the modeling surface CS (that is, the workpiece The extending structure SP1 extending from the surface WS) toward the first direction D1 is formed. Thereafter, the modeling system 1 moves the irradiation area EA from the end of the extended structure SP1 toward the second direction D2, thereby extending the extended structure from the end of the extended structure SP1 toward the second direction D2. SP2 is formed following the stretched structure SP1.
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA from the end of the extended structure SP2 toward the third direction D3, thereby extending the extended structure from the end of the extended structure SP2 toward the third direction D3.
  • SP3 is formed following the stretched structure SP2.
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA from the end of the extended structure SP3 toward the fourth direction D4, thereby extending the extended structure from the end of the extended structure SP3 toward the fourth direction D4.
  • SP4 is formed following the stretched structure SP3.
  • the three-dimensional structure ST in which the stretched structures SP1 to SP4 are integrated is formed on the modeling surface CS.
  • the modeling system 1 may be difficult for the modeling system 1 to form the stretched structure SP4 by moving the irradiation area EA from the end of the stretched structure SP3 toward the fourth direction D4. This is because the light EL irradiated to form the stretched structure SP4 may be blocked by the stretched structure SP3 that can be positioned between the stretched structure SP4 and the irradiation system 411. For this reason, when the control device 7 determines the order of forming the plurality of extending structures SP based on the wire frame data, the control device 7 has a case where the plurality of extending structures SP are to be formed in the determined order.
  • the light EL irradiated to form the stretched structure SP may be blocked by any object that blocks the light EL (for example, at least one of the obstacle and the already formed stretched structure SP). You may judge. For example, when it is estimated that a certain object is located on the optical path of the light EL between the certain extending structure SP and the irradiation system 411 at the timing when the certain extending structure SP is formed, It may be determined that the light EL irradiated to form a certain stretched structure SP may be blocked by some object.
  • the control device 7 estimates that a certain object is located within a predetermined distance from the optical path of the light EL between the certain extending structure SP and the irradiation system 411 at the timing of forming the certain extending structure SP.
  • the control device 7 irradiates light to form each stretched structure SP.
  • the order in which the plurality of extending structures SP are formed may be determined again so that there is no possibility that the EL is blocked by any object. For example, in the example illustrated in FIG.
  • the control device 7 forms a plurality of stretched structures SP such that the stretched structure SP1, the stretched structure SP2, the stretched structure SP4, and the stretched structure SP3 are formed in this order. You may decide the order to do.
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA from the end of the extended structure SP1 toward the fifth direction D5 opposite to the fourth direction D4 after forming the extended structures SP1 and SP2.
  • the extended structure SP4 extending in the fifth direction D5 from the end of the extended structure SP1 may be formed following the extended structure SP1.
  • the modeling system 1 applies the irradiation area EA from the end of the extended structure SP2 toward the third direction D3 or from the end of the extended structure SP4 toward the sixth direction D6 opposite to the third direction D3. Is moved from the end of the extended structure SP2 toward the third direction D3 or from the end of the extended structure SP4 toward the sixth direction D6 into the extended structure SP2 or SP4. You may form continuously.
  • control device 7 determines that an object is located within a predetermined distance from the material supply path between the certain stretched structure SP and the material nozzle 412 at the timing of forming a certain stretched structure SP. It may be determined that the modeling material M supplied to form a certain stretched structure SP may be blocked by some object. When it is determined that the modeling material M for forming a certain stretched structure SP may be blocked by some object, the control device 7 determines that the modeling material M for forming each stretched structure SP is The order of forming the plurality of extended structures SP may be determined again so that there is no possibility of being blocked by any object.
  • the stretched structure SP (for example, the stretched structures SP1 to SP4 shown in FIG. 11) has a shape that extends linearly, but the stretched structure SP is limited to a shape that extends linearly. Instead, it may be a shape extending along a curve or a shape extending along a zigzag line.
  • the control device 7 Based on the wire frame data, the control device 7 makes the movement paths of the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP in a space away from the modeling surface CS relatively short or shortest. You may determine the order which forms several extending
  • the control device 7 is configured so that the time period for moving the modeling head 41 without irradiating the light EL in the process of sequentially forming the plurality of extended structures SP is as short as possible.
  • the order of forming the plurality of stretched structures SP may be determined.
  • the control device 7 has a plurality of extending structures so that a plurality of extending structures SP constituting the three-dimensional structure ST can be formed in a so-called one-stroke manner based on the wire frame data. The order of forming the object SP may be determined.
  • the modeling system 1a of the first modification is different from the modeling system 1 described above in that it includes a modeling apparatus 4a instead of the modeling apparatus 4.
  • the modeling apparatus 4a differs from the modeling apparatus 4 described above in that it includes a stage drive system 44.
  • the other structure of the modeling system 1a is the same as the other structure of the modeling system 1 described above.
  • the modeling apparatus 4a of the first modification will be described with reference to FIG.
  • the modeling apparatus 4 a includes a stage driving system 44 in addition to the modeling head 41, the head driving system 42 and the stage 43.
  • the stage drive system 44 moves the stage 43 (changes the posture of the stage 43).
  • the stage drive system 44 includes a stage drive system 44 ⁇ Y and a stage drive system 44 ⁇ Z.
  • the stage drive system 44 ⁇ Y moves the stage 43 along the ⁇ Y axis. In other words, the stage drive system 44 ⁇ Y rotates the stage 43 around the Y axis.
  • the stage drive system 44 ⁇ Z moves the stage 43 along the ⁇ Z axis. In other words, the stage drive system 44 ⁇ Z rotates the stage 43 around the Z axis.
  • the stage drive system 44 moves the stage 43 along each of the ⁇ Y axis and the ⁇ Z axis.
  • the ⁇ Y axis is set so as to penetrate the workpiece W (so that the ⁇ Y axis substantially coincides with the upper surface of the stage 43).
  • the ⁇ Y axis may be set above or below the workpiece W (above the upper surface of the stage 43 (+ Z side), or below the upper surface of the stage 43 ( ⁇ Z side)). .
  • Each of the stage drive system 44 ⁇ Y and the stage drive system 44 ⁇ Z is, for example, a drive system including a rotary motor, but may be a drive system including another motor (or a drive source).
  • the stage drive system 44 ⁇ Y includes a plate-like holding member 441 ⁇ Y that holds the stage 43, a plate-like wall member 442 ⁇ Y that protrudes from the + Y side end and the ⁇ Y side end of the holding member 441 ⁇ Y to the + Z side, and the Y axis
  • the rotation motor 443 ⁇ Y is fixed to a support frame 445 installed on the bottom surface of the chamber 46 via a vibration isolator such as an air spring.
  • the stage drive system 44 ⁇ Z includes a rotation motor 443 ⁇ Z that can rotate about the Z axis and has a rotor coupled to the stage 43.
  • the rotation motor 443 ⁇ Z is fixed to the holding member 441 ⁇ Y.
  • the rotary motor 443 ⁇ Y is driven, the holding member 441 ⁇ Y (and the stage 43 held by the holding member 441 ⁇ Y) rotates around the Y axis.
  • the rotation motor 44 ⁇ Z is driven, the holding member 441 ⁇ Y (and the stage 43 held by the holding member 441 ⁇ Y) rotates around the Y axis.
  • the support frame 445 is installed in the chamber 46 via a vibration isolator for reducing vibration from the floor where the modeling system 1a is installed, or vibration from the outside of the chamber 46 in the modeling system 1a.
  • a vibration isolator for reducing vibration from the floor where the modeling system 1a is installed, or vibration from the outside of the chamber 46 in the modeling system 1a.
  • vibration from outside the chamber 46 can be ignored in the modeling system 1a, it may be provided between the modeling system 1a and the floor, and the vibration condition of this floor is good (low vibration) There may be no vibration isolator.
  • the stage 43 moves along each of the ⁇ Y axis and the ⁇ Z axis (rotates about each of the ⁇ Y axis and the ⁇ Z axis), the stage 43 with respect to the irradiation system 411 (further, the workpieces W and 3 held by the stage 43).
  • the relative position of at least one of the three-dimensional structure ST changes. More specifically, when the stage 43 moves along at least one of the ⁇ Y axis and the ⁇ Z axis, the stage 43 with respect to the irradiation system 411 (further, at least one of the workpiece W held by the stage 43 and the three-dimensional structure ST).
  • the attitude changes.
  • the posture of the stage 43 (further, at least one of the workpiece W and the three-dimensional structure ST held by the stage 43) with respect to the emission direction of the light EL from the irradiation system 411 is changed.
  • the posture of the stage 43 (further, at least one of the workpiece W and the three-dimensional structure ST held by the stage 43) with respect to the axis line of the light EL from the irradiation system 411 toward the irradiation area EA is changed.
  • the modeling system 1a including such a stage drive system 44 moves the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP with respect to the modeling surface CS by moving the stage 43 using the stage drive system 44. Can do. Specifically, the modeling system 1a moves the stage 43 relative to the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP, so that the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP are moved with respect to the modeling surface CS. Can be moved. The modeling system 1a can move the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP with respect to the modeling surface CS by moving the stage 43 with respect to the modeling head 41. For this reason, modeling system 1a of the 1st modification can enjoy the same effect as the effect which modeling system 1 mentioned above can enjoy.
  • the stage drive system 44 moves the stage 43 along each of the ⁇ Y axis and the ⁇ Z axis.
  • the stage drive system 44 may not move the stage 43 along at least one of the ⁇ Y axis and the ⁇ Z axis.
  • the stage drive system 44 may move the stage 43 along at least one of the ⁇ X axis, the X axis, the Y axis, and the Z axis in addition to or instead of at least one of the ⁇ Y axis and the ⁇ Z axis. .
  • the modeling system 1b according to the second modification has the same structure as the modeling system 1a according to the first modification described above. That is, the modeling system 1 b includes a stage drive system 44.
  • the modeling system 1b sets the stage drive system 44 so that the modeled object Su is grown in a desired direction to form the stretched structure SP.
  • the posture of the stage 43 with respect to the light EL (that is, the posture of the modeling surface CS) is changed.
  • the modeling system 1b uses the stage drive system 44 so as to form a stretched structure SP by growing the modeled object Su along a vertical direction and in a desired direction against gravity.
  • the posture of the stage 43 with respect to the EL is changed.
  • a desired direction along the vertical direction and against gravity is referred to as a “+ Z direction”.
  • the desired direction may be a direction that is along the vertical direction and different from the direction against gravity.
  • the modeling system 1b can form the three-dimensional structure ST including the plurality of extending structures SP extending in different directions. Even in this case, the modeling system 1b is configured to grow each of the plurality of modeling objects Su constituting the plurality of extending structures SP in the same + Z direction to form the plurality of extending structures SP.
  • the attitude of the stage 43 with respect to the light EL is changed.
  • the modeling system 1b allows one modeled object Su to grow in the + Z direction to form one stretched structure SP, and then allows another modeled object Su to grow in the + Z direction. Then, the posture of the stage 43 is changed, and then another shaped object Su is grown in the + Z direction to form another stretched structure SP.
  • the modeling system 1b forms an extended structure SP1 corresponding to a part of the three-dimensional structure ST on the modeling surface CS (here, the workpiece surface WS).
  • the modeling system 1b controls the posture of the stage 43 so that the modeled object Su constituting the stretched structure SP1 can be grown in the + Z direction.
  • the stretched structure SP1 is a structure extending in the first direction D1 orthogonal to the modeling surface CS
  • the modeling system 1b is configured so that the modeling surface CS is a surface along the XY plane.
  • the posture of the stage 43 is changed.
  • the modeling system 1b may also change the position of the modeling head 41 as necessary.
  • the modeling system 1b grows the modeled product Su in the + Z direction to form the stretched structure SP1.
  • the modeling system 1b moves the modeling head 41 toward the + Z direction with respect to the stage 43 while irradiating the light EL.
  • the modeling system 1b may maintain the posture of the stage 43.
  • the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP move toward the + Z direction with respect to the modeling surface CS.
  • the modeling object Su grows toward the + Z direction from the modeling surface CS. That is, the stretched structure SP1 is formed by the modeled object Su grown from the modeled surface CS in the + Z direction. In other words, the extended structure SP1 extending in the + Z direction from the modeling surface CS is formed.
  • the modeling system 1b allows the modeling object Su constituting the extending structure SP2 to grow in the same + Z direction as the direction in which the modeling object Su configuring the extending structure SP1 is grown. 43 postures are controlled. Specifically, since the extending structure SP2 is a structure extending along the second direction D2 inclined with respect to the modeling surface CS, as illustrated in FIG. 14, the modeling system 1b has the modeling surface CS having an XY plane. The posture of the stage 43 is changed so that the surface is inclined with respect to the angle. In the example illustrated in FIG. 14, the modeling system 1 b changes the posture of the stage 43 so that the stage 43 rotates around the Y axis. At this time, the modeling system 1b may also change the position of the modeling head 41 as necessary.
  • the supply of the modeling material M by the material nozzle 412 of the modeling head 41 and the irradiation of the light EL by the irradiation system 411 may be stopped when the posture of the stage 43 is changed.
  • the posture of the stage 43 may be changed while the material nozzle 412 supplies the modeling material M and the irradiation system 411 irradiates the light EL.
  • the modeling system 1 b grows the modeled product Su in the + Z direction to form the stretched structure SP2.
  • the modeling system 1b grows the modeled object Su in the second direction D2 inclined with respect to the modeled surface CS to form the stretched structure SP2.
  • the modeling system 1b moves the modeling head 41 toward the + Z direction (in this case, the second direction D2) with respect to the stage 43 while irradiating the light EL.
  • the modeling system 1b may maintain the posture of the stage 43.
  • the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP move toward the + Z direction (in this case, the second direction D2) with respect to the already formed stretched structure SP1.
  • the modeled product Su grows from the end of the extended structure SP1 toward the + Z direction (in this case, the second direction D2). That is, the stretched structure SP2 is formed by the shaped object Su grown from the end of the stretched structure SP1 toward the + Z direction (in this case, the second direction D2).
  • the extended structure SP2 extending in the + Z direction (in this case, the second direction D2) from the end of the extended structure SP1 is formed. Since the modeling surface CS is a surface inclined with respect to the XY plane, the extending structure SP2 extending in the + Z direction from the end of the extending structure SP1 is inclined in the second direction D2 with respect to the modeling surface CS. It is a structure that extends toward.
  • the modeling system 1b can grow the modeled object Su constituting the stretched structure SP3 toward the same + Z direction as the direction in which the modeled object Su constituting the stretched structures SP1 and SP2 is grown.
  • the posture of the stage 43 is controlled. Specifically, since the stretched structure SP3 is a structure extending along the third direction D3 parallel to the modeling surface CS, as illustrated in FIG. 16, the modeling system 1b has the modeling surface CS orthogonal to the XY plane.
  • the posture of the stage 43 is changed so as to be a surface to perform. In the example shown in FIG. 16, the modeling system 1b changes the posture of the stage 43 so that the stage 43 rotates around the Y axis. At this time, the modeling system 1b may also change the position of the modeling head 41 as necessary.
  • the supply of the modeling material M by the material nozzle 412 and the irradiation of the light EL by the irradiation system 411 may be stopped when the posture of the stage 43 is changed, or the supply of the modeling material M by the material nozzle 412 and the irradiation system 411.
  • the posture of the stage 43 may be changed while performing the light EL irradiation.
  • the modeling system 1b grows the modeled object Su toward the + Z direction (in this case, the third direction D3) to form the stretched structure SP3.
  • the modeling system 1b moves the modeling head 41 toward the + Z direction (in this case, the third direction D3) with respect to the stage 43 while irradiating the light EL.
  • the modeling system 1b may maintain the posture of the stage 43.
  • the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP move toward the + Z direction (in this case, the third direction D3) with respect to the already formed stretched structure SP2.
  • the modeled product Su grows from the end of the extended structure SP2 toward the + Z direction (in this case, the third direction D3).
  • the stretched structure SP3 is formed by the shaped object Su grown from the end of the stretched structure SP2 toward the + Z direction (in this case, the third direction D3).
  • the extended structure SP3 extending in the + Z direction (in this case, the third direction D3) from the end of the extended structure SP2 is formed.
  • the extending structure SP3 extending in the + Z direction from the end of the extending structure SP2 extends in the third direction D3 parallel to the modeling surface CS. It is a structure.
  • the modeling system 1b can grow the modeled object Su constituting the stretched structure SP4 in the same + Z direction as the direction in which the modeled object Su constituting the stretched structures SP1 to SP3 is grown.
  • the posture of the stage 43 is controlled. Specifically, since the extending structure SP4 is a structure extending along the fifth direction D5 inclined with respect to the modeling surface CS, as illustrated in FIG. 18, the modeling system 1b has a modeling surface CS with an XY plane. The posture of the stage 43 is changed so that the surface is inclined with respect to the angle. In the example illustrated in FIG. 18, the modeling system 1b changes the posture of the stage 43 so that the stage 43 rotates around the Y axis.
  • the modeling system 1b may also change the position of the modeling head 41 as necessary.
  • the supply of the modeling material M by the material nozzle 412 and the irradiation of the light EL by the irradiation system 411 may be stopped.
  • the posture of the stage 43 or the position of the modeling head 41 may be changed while supplying the modeling material M by the material nozzle 412 and irradiating the light EL by the irradiation system 411.
  • the modeling system 1b grows the modeled product Su toward the + Z direction (in this case, the fifth direction D5) to form the stretched structure SP4.
  • the modeling system 1b moves the modeling head 41 toward the + Z direction with respect to the stage 43 while irradiating the light EL. At this time, the modeling system 1b may maintain the posture of the stage 43.
  • the irradiation area EA, the supply area MA, and the molten pool MP move toward the + Z direction (in this case, the fifth direction D5) with respect to the already formed stretched structure SP1.
  • the modeled product Su grows from the end of the extended structure SP1 toward the + Z direction (in this case, the fifth direction D5). That is, the extended structure SP4 is formed by the shaped object Su grown from the end of the extended structure SP1 toward the + Z direction (in this case, the fifth direction D5).
  • the extended structure SP4 extending in the + Z direction (in this case, the fifth direction D5) from the end of the extended structure SP1 is formed. Since the modeling surface CS is a surface inclined with respect to the XY plane, the extending structure SP4 extending in the + Z direction from the end of the extending structure SP1 is inclined in the fifth direction D5 with respect to the modeling surface CS. It is a structure that extends toward.
  • the extended structure SP4 is formed.
  • the modeling system 1b appropriately sets the plurality of extending structures SP so that there is no possibility that the light EL irradiated to form each extending structure SP is blocked by any object. They may be formed in any order.
  • the modeling system 1b may form the stretched structure SP4 after the formation of the stretched structure SP2, and then form the stretched structure SP3.
  • the stretched structure is exceptional. It may be allowed to grow the shaped object Su constituting the SP in a direction different from the + Z direction. That is, in the modeling system 1b, the light EL for forming a certain stretched structure SP may be blocked by some object, rather than growing the modeled object Su constituting the certain stretched structure SP in the + Z direction. Priority may be given to eliminating. In this case, for example, as shown in FIG. 19, the modeling system 1b changes the posture of the stage 43 so that there is no possibility that the light EL for forming a certain stretched structure SP is blocked by any object. Also good.
  • the modeling system 1b the light EL and the stage 43 (further, the work W and the work W on the stage 43 are arranged so that the light EL for forming a certain stretched structure SP is not blocked by any object.
  • the positional relationship with the extended structure SP above may be changed.
  • the modeling system 1b may also change the position of the modeling head 41 as necessary.
  • the modeling system 1b grows the modeled object Su in a direction different from the + Z direction (in the example shown in FIG. 20, a direction inclined with respect to the Z-axis direction).
  • the object SP4 may be formed.
  • the modeling system 1b may change the posture of the stage 43 so that the light EL for forming a certain stretched structure SP is not blocked by any object. .
  • the modeling system 1b of the second modification described above can enjoy the same effects as the effects that the modeling system 1 can enjoy. Furthermore, the modeling system 1b of the second modified example can form the stretched structure SP by growing the modeled product Su in the + Z direction.
  • an irradiation area EA is set on the surface of the modeled object Su facing the + Z direction. That is, the surface MS in which the light EL irradiated in the ⁇ Z direction from the modeling head 41 positioned in the + Z direction with respect to the workpiece W faces the direction in which the stretched structure SP is to be grown in the modeled product Su. Is properly irradiated.
  • the molten pool MP is formed on the surface facing the + Z direction.
  • the modeling material M supplied in the ⁇ Z direction from the modeling head 41 positioned in the + Z direction with respect to the workpiece W is appropriately supplied to the molten pool MP.
  • the molten pool MP is formed on the surface facing the + Z direction, the possibility that the modeling material M melted in the molten pool MP spills from the molten pool MP due to gravity is reduced. For this reason, the modeling system 1b can form the three-dimensional structure ST relatively appropriately.
  • the modeling system 1 moves the irradiation area EA relative to the modeling surface CS by moving the modeling head 41.
  • the modeling system 1 may move the irradiation area EA relative to the modeling surface CS by deflecting the light EL in addition to or instead of moving the modeling head 41.
  • the irradiation system 411 may include, for example, an optical system (for example, a galvanometer mirror) that can deflect the light EL.
  • the modeling system 1 melts the modeling material M by irradiating the modeling material M with the light EL.
  • the modeling system 1 may melt the modeling material M by irradiating the modeling material M with an arbitrary energy beam.
  • the modeling system 1 may include a beam irradiation device that can irradiate an arbitrary energy beam in addition to or instead of the irradiation system 411.
  • Optional energy beams include, but are not limited to, charged particle beams such as electron beams, ion beams, or electromagnetic waves.
  • the modeling system 1 may melt the modeling material M by transferring heat to the modeling material M.
  • the modeling system 1 may melt the modeling material M by adding a high-temperature gas (for example, flame) to the modeling material M in addition to or instead of the irradiation system 411.
  • a high-temperature gas for example, flame
  • the modeling system 1 can form a modeled object by the laser overlay welding method.
  • the modeling system 1 may form the modeled object from the modeling material M by another method capable of forming the modeled object from the modeling material M.
  • Other methods include, for example, a powder bed fusion method such as a powder sintering additive manufacturing method (SLS: Selective Laser Sintering), a binder jetting method (Binder Jetting), or a laser metal fusion method (LMF). Laser Metal Fusion).
  • the modeling system 1 may model a truss structure that is a frame structure with a plurality of triangles as shown in FIG. 21 as an example of the three-dimensional structure ST. Further, as illustrated in FIG. 22, the modeling system 1 may model the extended structure SP extending in a direction intersecting with the work surface WS of the work W so that the extended structure SP becomes a support material. At this time, the structural layer SL may be formed on the stretched structure SP.
  • the modeling system 1 when modeling the lowermost structural layer SL (that is, the structural layer SL on the most extended structure SP side) among the structural layers SL that are modeled on the stretched structure SP, the modeling system 1 You may model by changing the attitude
  • the modeling system 1 forms the three-dimensional structure ST by supplying the modeling material M from the material nozzle 412 toward the irradiation area EA where the irradiation system 411 emits the light EL.
  • the modeling system 1 may form the three-dimensional structure ST by supplying the modeling material M from the material nozzle 412 without irradiating the light EL from the irradiation system 411.
  • the modeling system 1 blows the modeling material M from the material nozzle 412 against the modeling surface CS, thereby melting the modeling material M on the modeling surface CS and solidifying the melted modeling material M by 3
  • the dimensional structure ST may be formed.
  • the modeling system 1 melts the modeling material M on the modeling surface CS and solidifies the molten modeling material M by spraying a gas containing the modeling material M from the material nozzle 412 onto the modeling surface CS at an ultra high speed.
  • the three-dimensional structure ST may be formed.
  • the modeling system 1 blows the heated modeling material M from the material nozzle 412 to the modeling surface CS, thereby melting the modeling material M on the modeling surface CS and solidifying the molten modeling material M.
  • a three-dimensional structure ST may be formed.
  • the modeling system 1 especially the modeling head 41
  • the modeling system 1 may not include the irradiation system 411.

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Abstract

処理装置は、エネルギビームを照射位置に照射する照射装置と、前記照射位置に材料を供給する供給装置とを備え、前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する。

Description

処理装置、処理方法、コンピュータプログラム、記録媒体及び制御装置
 本発明は、例えば、造形物を形成するための処理装置、処理方法、コンピュータプログラム、記録媒体及び制御装置の技術分野に関する。
 特許文献1には、粉状の材料をエネルギビームで溶融した後に、溶融した材料を固化させることで造形物を形成する造形システムが記載されている。このような造形システムでは、所望の形状の造形物を形成することが技術的課題となる。
米国特許出願公開第2017/014909号明細書
 第1の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に向けて粉体を供給する供給装置とを備え、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向に面する第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記粉体を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向に面する第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記粉体を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する処理装置が提供される。
 第2の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備え、前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理装置が提供される。
 第3の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備え、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成する処理装置が提供される。
 第4の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備え、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する処理装置が提供される。
 第5の態様によれば、材料を供給する供給装置と、前記材料の供給位置にエネルギビームを照射する照射装置とを備え、前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理装置が提供される。
 第6の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備え、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理装置が提供される。
 第7の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備え、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理装置が提供される。
 第8の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備え、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理装置が提供される。
 第9の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備え、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記エネルギビームの照射位置との位置関係を変更する処理装置が提供される。
 第10の態様によれば、エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成する照射装置と、前記照射位置に材料を供給する供給装置とを備え、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する処理装置が提供される。
 第11の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給する供給装置とを備え、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記材料の供給位置との位置関係を変更する処理装置が提供される。
 第12の態様によれば、エネルギビームを照射することと、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することとを含み、前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理方法が提供される。
 第13の態様によれば、エネルギビームを照射することと、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することとを含み、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成する処理方法が提供される。
 第14の態様によれば、エネルギビームを照射することと、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することとを含み、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する処理方法が提供される。
 第15の態様によれば、材料を供給することと、前記材料の供給位置にエネルギビームを照射することとを含み、前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理方法が提供される。
 第16の態様によれば、エネルギビームを照射することと、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することとを含み、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理方法が提供される。
 第17の態様によれば、エネルギビームを照射することと、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することとを含み、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理方法が提供される。
 第18の態様によれば、エネルギビームを照射することと、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することとを含み、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理方法が提供される。
 第19の態様によれば、エネルギビームを照射することと、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することと、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記エネルギビームの照射位置との位置関係を変更することとを含む処理方法が提供される。
 第20の態様によれば、エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成することと、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することと、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更することとを含む処理方法が提供される。
 第21の態様によれば、エネルギビームを照射することと、前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給することと、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記造形材料の供給位置との位置関係を変更することとを含む処理方法が提供される。
 第22の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第23の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第24の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第25の態様によれば、材料を供給する供給装置と、前記材料の供給位置にエネルギビームを照射する照射装置と、前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第26の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させるように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第27の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させるように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第28の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させるように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第29の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第30の態様によれば、エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成する照射装置と、前記照射位置に材料を供給する供給装置と、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第31の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給する供給装置と、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記供給装置からの前記材料の供給位置との位置関係を変更するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置とを備える処理装置が提供される。
 第32の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第33の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第34の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第35の態様によれば、材料を供給する供給装置と、前記材料の供給位置にエネルギビームを照射する照射装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第36の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第37の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第38の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第39の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第40の態様によれば、エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成する照射装置と、前記照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第41の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記供給装置からの前記材料の供給位置との位置関係を変更する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラムが提供される。
 第42の態様によれば、上述した第32の態様から第41の態様のいずれか一つによって提供されるコンピュータプログラムが記録された記録媒体が提供される。
 第43の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理を行う制御装置が提供される。
 第44の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成する処理を行う制御装置が提供される。
 第45の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する処理を行う制御装置が提供される。
 第46の態様によれば、材料を供給する供給装置と、前記材料の供給位置にエネルギビームを照射する照射装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理を行う制御装置が提供される。
 第47の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を行う制御装置が提供される。
 第48の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を行う制御装置が提供される。
 第49の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を行う制御装置が提供される。
 第50の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する処理を行う制御装置が提供される。
 第51の態様によれば、エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成する照射装置と、前記照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する処理を行う制御装置が提供される。
 第52の態様によれば、エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記供給装置からの前記材料の供給位置との位置関係を変更する処理を行う制御装置が提供される。
 本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
図1は、本実施形態の造形システムの構造を示すブロック図である。 図2は、本実施形態の造形システムが備える造形装置の構造を示す側面図である(但し、説明の便宜上、一部は断面図である)。 図3(a)から図3(c)は、夫々、造形面において光を照射し且つ造形材料を供給した場合の様子を示す断面図である。 図4(a)から図4(c)の夫々は、第1造形動作によって3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図5(a)から図4(e)の夫々は、第2造形動作によって延伸構造物を形成する過程を示す断面図である。 図6(a)から図6(d)の夫々は、第2造形動作によって延伸構造物を形成する過程を示す断面図である。 図7(a)から図7(d)の夫々は、第2造形動作によって形成された延伸構造物の一例を示す断面図又は斜視図である。 図8(a)から図8(f)の夫々は、第2造形動作によって形成された延伸構造物の一例を示す断面図又は斜視図である。 図9(a)から図9(d)の夫々は、第2造形動作によって形成された延伸構造物の一例を示す断面図又は斜視図である。 図10(a)から図10(d)の夫々は、第2造形動作によって形成された延伸構造物の一例を示す断面図又は斜視図である。 図11は、第2造形動作によって形成された3次元構造物の一例を示す斜視図である。 図12(a)及び図12(b)の夫々は、第1変形例の造形装置の構造を示す側面図である(但し、説明の便宜上、一部は断面図である)。 図13は、第2変形例における第2造形動作によって3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図14は、第2変形例における第2造形動作によって3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図15は、第2変形例における第2造形動作によって3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図16は、第2変形例における第2造形動作によって3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図17は、第2変形例における第2造形動作によって3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図18は、第2変形例における第2造形動作によって3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図19は、第2変形例における第2造形動作によって3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図20は、第2変形例における第2造形動作によって3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図21は、造形される3次元構造物の構造の一例を示す図である。 図22は、造形される3次元構造物の構造の一例を示す図である。
 以下、図面を参照しながら、処理装置及び処理方法の実施形態について説明する。以下では、レーザ肉盛溶接法(LMD:Laser Metal Deposition)により、造形材料Mを用いた付加加工を行うことで3次元構造物STを形成可能な造形システム1を用いて、処理装置及び処理方法の実施形態を説明する。尚、レーザ肉盛溶接法(LMD)は、ダイレクト・メタル・デポジション、ダイレクト・エナジー・デポジション、レーザクラッディング、レーザ・エンジニアード・ネット・シェイピング、ダイレクト・ライト・ファブリケーション、レーザ・コンソリデーション、シェイプ・デポジション・マニュファクチャリング、ワイヤ-フィード・レーザ・デポジション、ガス・スルー・ワイヤ、レーザ・パウダー・フージョン、レーザ・メタル・フォーミング、セレクティブ・レーザ・パウダー・リメルティング、レーザ・ダイレクト・キャスティング、レーザ・パウダー・デポジション、レーザ・アディティブ・マニュファクチャリング、レーザ・ラピッド・フォーミングと称してもよい。
 また、以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、造形システム1を構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向のそれぞれが水平方向(つまり、水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(つまり、水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向或いは重力方向)であるものとする。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(言い換えれば、傾斜方向)を、それぞれ、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。ここで、Z軸方向を重力方向としてもよい。また、XY平面を水平方向としてもよい。
 (1)造形システム1の構造
 初めに、図1及び図2を参照しながら、本実施形態の造形システム1の全体構造について説明する。図1は、本実施形態の造形システム1の構造の一例を示すブロック図である。図2は、本実施形態の造形システム1が備える造形装置4の構造を示す断面図である。
 造形システム1は、3次元構造物(つまり、3次元方向のいずれの方向においても大きさを持つ3次元の物体であり、立体物、言い換えると、X、Y及びZ方向において大きさを持つ物体)STを形成可能である。造形システム1は、3次元構造物STを形成するための基礎(つまり、母材)となるワークW上に、3次元構造物STを形成可能である。造形システム1は、ワークWに付加加工を行うことで、3次元構造物STを形成可能である。ワークWが後述するステージ43である場合には、造形システム1は、ステージ43上に、3次元構造物STを形成可能である。ワークWがステージ43によって保持されている既存構造物である場合には、造形システム1は、既存構造物上に、3次元構造物STを形成可能である。この場合、造形システム1は、既存構造物と一体化された3次元構造物STを形成してもよい。既存構造物と一体化された3次元構造物STを形成する動作は、既存構造物に新たな構造物を付加する動作と等価である。或いは、造形システム1は、既存構造物と分離可能な3次元構造物STを形成してもよい。尚、図2は、ワークWが、ステージ43によって保持されている既存構造物である例を示している。また、以下でも、ワークWがステージ43によって保持されている既存構造物である例を用いて説明を進める。
 上述したように、造形システム1は、レーザ肉盛溶接法により3次元構造物STを形成可能である。つまり、造形システム1は、積層造形技術を用いて物体を形成する3Dプリンタであるとも言える。尚、積層造形技術は、ラピッドプロトタイピング(Rapid Prototyping)、ラピッドマニュファクチャリング(Rapid Manufacturing)、又は、アディティブマニュファクチャリング(Additive Manufacturing)とも称される。
 3次元構造物STを形成するために、造形システム1は、図1に示すように、材料供給装置3と、造形装置4と、光源5と、ガス供給装置6と、制御装置7とを備える。材料供給装置3と、造形装置4と、光源5と、ガス供給装置6と、制御装置7とは、筐体C内に収容されている。図1に示す例では、造形装置4が、筐体Cの上部空間UCに収容され、材料供給装置3、光源5、ガス供給装置6及び制御装置7が、上部空間UCの下方に位置する筐体Cの下部空間LCに収容される。但し、材料供給装置3、造形装置4、光源5、ガス供給装置6及び制御装置7の夫々の筐体C内での配置位置が図1に示す配置位置に限定されることはない。
 材料供給装置3は、造形装置4に造形材料Mを供給する。材料供給装置3は、造形装置4が3次元構造物STを形成するために単位時間あたりに必要とする分量の造形材料Mが材料供給装置3から造形装置4に供給されるように、当該必要な分量に応じた所望量の造形材料Mを供給する。
 造形材料Mは、所定強度以上の光ELの照射によって溶融可能な材料である。このような造形材料Mとして、例えば、金属性の材料及び樹脂性の材料の少なくとも一方が使用可能である。但し、造形材料Mとして、金属性の材料及び樹脂性の材料とは異なるその他の材料が用いられてもよい。造形材料Mは、粉状の又は粒状の材料である。つまり、造形材料Mは、粉粒体である。但し、造形材料Mは、粉粒体でなくてもよく、例えばワイヤ状の造形材料やガス状の造形材料が用いられてもよい。尚、造形装置4は、造形材料Mを荷電粒子線等のエネルギビームで加工して造形物を形成してもよい。
 造形装置4は、材料供給装置3から供給される造形材料Mを加工して3次元構造物STを形成する。3次元構造物STを形成するために、造形装置4は、図2に示すように、造形ヘッド41と、ヘッド駆動系42と、ステージ43とを備える。更に、造形ヘッド41は、照射系411と、材料ノズル(つまり造形材料Mを供給する供給系)412とを備えている。造形ヘッド41と、ヘッド駆動系42と、ステージ43とは、チャンバ46内に収容されている。
 照射系411は、射出部413から光ELを射出するための光学系(例えば、集光光学系)である。具体的には、照射系411は、光ELを発する光源5と、光ファイバやライトパイプ等の不図示の光伝送部材を介して光学的に接続されている。照射系411は、光伝送部材を介して光源5から伝搬してくる光ELを射出する。照射系411は、照射系411から下方(つまり、-Z側)に向けて光ELを照射する。照射系411の下方には、ステージ43が配置されている。ステージ43にワークWが搭載されている場合には、照射系411は、ワークWに向けて光ELを照射可能である。具体的には、照射系411は、光ELが照射される領域として設定される照射領域EAに光ELが集光されるように、照射領域EAに光ELを照射する。更に、照射系411の状態は、制御装置7の制御下で、光ELを照射する状態と、光ELを照射しない状態との間で切替可能である。尚、照射系411から射出される光ELの方向は真下(つまり、-Z軸方向と一致)には限定されず、例えば、Z軸に対して所定の角度だけ傾いた方向であってもよい。
 材料ノズル412は、造形材料Mを供給する供給アウトレット414を有する。材料ノズル412は、供給アウトレット414から造形材料Mを材料供給路に沿って供給(具体的には、噴射、噴出又は射出)する。材料ノズル412は、造形材料Mの供給源である材料供給装置3と、不図示のパイプ等の粉体伝送部材を介して物理的に接続されている。材料ノズル412は、粉体伝送部材を介して材料供給装置3から供給される造形材料Mを供給する。尚、図2において材料ノズル412は、チューブ状に描かれているが、材料ノズル412の形状は、この形状に限定されない。材料ノズル412は、材料ノズル412から下方(つまり、-Z側)に向けて造形材料Mを供給する。材料ノズル412の下方には、ステージ43が配置されている。ステージ43にワークWが搭載されている場合には、材料ノズル412は、ワークWに向けて造形材料Mを供給する。尚、材料ノズル412から供給される造形材料Mの進行方向はZ軸方向に対して所定の角度(一例として鋭角)だけ傾いた方向であるが、-Z側(つまり、真下)であってもよい。尚、複数の材料ノズル412を設けてもよい。
 本実施形態では、材料ノズル412は、照射系411による光ELの照射位置に向けて造形材料Mを供給するように、照射系411に対して位置合わせされている。材料ノズル412は、照射系411が光ELを照射する照射領域EAに向けて造形材料Mを供給するように、照射系411に対して位置合わせされている。つまり、材料ノズル412が造形材料Mを供給する領域として設定される供給領域MAと照射領域EAとが一致する(或いは、少なくとも部分的に重複する)ように、材料ノズル412と照射系411とが位置合わせされている。尚、照射系411から射出された光ELによって形成される後述の溶融池MPに、材料ノズル412が造形材料Mを供給するように位置合わせされていてもよい。また、材料ノズル412が造形材料Mを供給する供給領域MAと、溶融池MPの領域とが部分的に重畳するように位置合わせされてもよい。
 ヘッド駆動系42は、造形ヘッド41を移動させる。造形ヘッド41を移動させるために、ヘッド駆動系42は、ヘッド駆動系42Xと、ヘッド駆動系42Yと、ヘッド駆動系42Zとを備える。ヘッド駆動系42Xは、X軸に沿って造形ヘッド41を移動させる。ヘッド駆動系42Yは、Y軸に沿って造形ヘッド41を移動させる。ヘッド駆動系42Zは、Z軸に沿って造形ヘッド41を移動させる。つまり、ヘッド駆動系42は、X軸、Y軸及びZ軸の夫々に沿って造形ヘッド41を移動させる。造形ヘッド41がX軸に沿って移動すると、照射領域EA及び供給領域MAは、X軸に沿って移動する。造形ヘッド41がY軸に沿って移動すると、照射領域EA及び供給領域MAは、Y軸に沿って移動する。造形ヘッド41がZ軸に沿って移動すると、照射領域EA及び供給領域MAは、Z軸に沿って移動する。尚、ヘッド駆動系42は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに加えて又は代えて、θX軸、θY軸及びθZ軸の少なくとも一つに沿って移動(つまり、回転)させてもよい。
 ヘッド駆動系42X、ヘッド駆動系42Y及びヘッド駆動系42Zの夫々は、例えば、モータを含む駆動系であるが、その他のアクチュエータ(或いは、駆動源)を含む駆動系であってもよい。ヘッド駆動系42Xは、チャンバ46の底面に空気ばね等の防振装置を介して設置される支持フレーム423に固定され且つX軸に沿って延びるXガイド部421Xと、モータ422Xとを備える。ヘッド駆動系42Yは、Y軸に沿って延びるYガイド部421Yと、モータ422Yとを備える。ヘッド駆動系42Zは、Z軸に沿って延びるZガイド部421Zと、モータ422Zとを備える。モータ422Xが駆動すると、Xガイド部421Xに沿って(つまり、X軸に沿って)Yガイド部421Y(更には、Zガイド部421Zを介してYガイド部421Yに連結されている造形ヘッド41)が移動する。モータ422Yが駆動すると、Yガイド部421Zに沿って(つまり、Y軸に沿って)Zガイド部421Z(更には、Zガイド部421Zに連結されている造形ヘッド41)が移動する。モータ422Zが駆動すると、Zガイド部421Zに沿って(つまり、Z軸に沿って)造形ヘッド41が移動する。尚、防振装置はなくてもよい。
 ステージ43は、ワークWを保持可能である。更に、ステージ43は、保持したワークWをリリース可能である。上述した照射系411は、ステージ43がワークWを保持している期間の少なくとも一部において光ELを照射する。更に、上述した材料ノズル412は、ステージ43がワークWを保持している期間の少なくとも一部において造形材料Mを供給する。尚、材料ノズル412が供給した造形材料Mの一部は、ワークWの表面からワークWの外部へと(例えば、ステージ43の周囲へと)散乱する又はこぼれ落ちる可能性がある。このため、造形システム1は、ステージ43の周囲に、散乱した又はこぼれ落ちた造形材料Mを回収する回収装置を備えていてもよい。尚、ステージ43は、ワークWを保持するために、機械的なチャック、真空吸着チャック、電磁吸着チャック及び静電吸着チャック等の少なくとも一つを備えていてもよい。
 再び図1において、光源5は、例えば、赤外光、可視光及び紫外光のうちの少なくとも一つを、光ELとして射出する。但し、光ELとして、その他の種類の光が用いられてもよい。光ELは、レーザ光である。この場合、光源5は、レーザ光源(例えば、レーザダイオード(LD:Laser Diode)等の半導体レーザを含んでいてもよい。レーザ光源としては、ファイバ・レーザやCOレーザ、YAGレーザ、エキシマレーザ等であってもよい。但し、光ELはレーザ光でなくてもよいし、光源5は任意の光源(例えば、LED(Light Emitting Diode)、放電ランプ及びEUV(Extreme Ultra Violet)光源等の少なくとも一つ)を含んでいてもよい。また、光源5に加えて又は代えて、荷電粒子線等のエネルギビームを射出するエネルギ源を用いてもよい。
 ガス供給装置6は、不活性ガスの供給源である。不活性ガスの一例として、窒素ガス又はアルゴンガスがあげられる。ガス供給装置6は、造形装置4のチャンバ46内に不活性ガスを供給する。その結果、チャンバ46の内部空間は、不活性ガスによってパージされた空間となる。尚、ガス供給装置6は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが格納されたボンベであってもよいし、不活性ガスが窒素ガスである場合には、大気を原料として窒素ガスを発生する窒素ガス発生装置であってもよい。
 制御装置7は、造形システム1の動作を制御する。制御装置7は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及びGPU(Graphics Processing Unit)の少なくとも一方等の演算装置や、メモリ等の記憶装置を含んでいてもよい。制御装置7は、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、造形システム1の動作を制御する装置として機能する。このコンピュータプログラムは、制御装置7が行うべき後述する動作を制御装置7(例えば、演算装置)に行わせる(つまり、実行させる)ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、造形システム1に後述する動作を行わせるように制御装置7を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置が実行するコンピュータプログラムは、制御装置7が備える記憶装置(つまり、記録媒体)に記録されていてもよいし、制御装置7に内蔵された又は制御装置7に外付け可能な任意の記憶媒体(例えば、ハードディスクや半導体メモリ)に記録されていてもよい。或いは、演算装置は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置7の外部の装置からダウンロードしてもよい。尚、演算装置が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、CD-ROM、CD-R、CD-RWやフレキシブルディスク、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW、Blu-ray(登録商標)等の磁気ディスクや磁気テープ等の磁気媒体、光ディスク、光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ、その他のプログラムを格納可能な媒体が含まれていてもよい。またプログラムには、上記記録媒体に格納されて配布されるものの他、インターネット等のネットワーク回線を通じてダウンロードによって配布される形態のものも含まれる。さらに記録媒体にはプログラムを記録可能な機器、例えば上記プログラムがソフトウェアやファームウェア等の形態で実行可能な状態に実装された汎用もしくは専用機器を含む。さらにまたプログラムに含まれる各処理や機能は、コンピュータで実行可能なプログラムソフトウエアにより実行してもよいし、各部の処理を所定のゲートアレイ(FPGA、ASIC)等のハードウェア、又はプログラムソフトウエアとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウエアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
 特に、本実施形態では、制御装置7は、照射系411による光ELの射出態様を制御する。射出態様は、例えば、光ELの強度及び光ELの射出タイミングの少なくとも一方を含む。光ELがパルス光である場合には、射出態様は、例えば、パルス光の発光時間の長さ及びパルス光の発光時間と消光時間との比(いわゆる、デューティ比)の少なくとも一方を含んでいてもよい。更に、制御装置7は、ヘッド駆動系42による造形ヘッド41の移動態様を制御する。移動態様は、例えば、移動量、移動速度、移動方向及び移動タイミングの少なくとも一つを含む。更に、制御装置7は、材料ノズル412による造形材料Mの供給態様を制御する。供給態様は、例えば、供給量(特に、単位時間当たりの供給量)を含む。尚、制御装置7は、造形システム1の内部に設けられていなくてもよく、例えば、造形システム1外にサーバ等として設けられていてもよい。
 制御装置7は、造形システム1の内部に配置されていなくてもよく、例えば、造形システム1外にサーバ等として配置されていてもよい。この場合、制御装置7と造形システム1とは、有線、無線等の通信回線やネットワークで接続されていてもよい。有線を使って物理的に接続する場合、例えばIEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485、USB等のシリアル接続、パラレル接続、あるいは10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T等のネットワークを介した電気的な接続であってもよい。また、無線を使って接続する場合、IEEE802.1x、OFDM方式等の無線LANやBluetooth(登録商標)等の電波、赤外線、光通信等を利用してもよい。この場合、制御装置7と造形システム1とは通信回線やネットワークを介して各種の情報の送受信が可能となるように構成されていてもよい。また、制御装置7は、上記通信回線やネットワークを介して造形システム1にコマンドや制御パラメータ等の情報を送信可能であってもよい。造形システム1は、制御装置7からのコマンドや制御パラメータ等の情報を上記通信回線やネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。
 (2)造形システム1の動作
 続いて、造形システム1による3次元構造物STを形成するための造形動作について説明する。造形システム1は、形成するべき3次元構造物STの3次元モデルデータ(例えば、CAD(Computer Aided Design)データ)等に基づいて3次元構造物STを形成する。3次元モデルデータは、3次元構造物STの形状(特に、3次元形状)を表すデータを含む。3次元モデルデータとして、造形システム1内に設けられた不図示の計測装置で計測された立体物の計測データが用いられてもよい。3次元モデルデータとして、造形システム1とは別に設けられた3次元形状計測機の計測データが用いられてもよい。このような3次元形状計測機の一例として、ワークWに対して移動可能であって且つワークWに接触可能なプローブを有する接触型の3次元測定機及び非接触型の3次元計測機の少なくとも一方があげられる。非接触型の3次元計測機の一例として、パターン投影方式の3次元計測機、光切断方式の3次元計測機、タイム・オブ・フライト方式の3次元計測機、モアレトポグラフィ方式の3次元計測機、ホログラフィック干渉方式の3次元計測機、CT(Computed Tomography)方式の3次元計測機、及び、MRI(Magnetic Resonance Imaging)方式の3次元計測機の少なくとも一つがあげられる。3次元モデルデータとして、3次元構造物STの設計データが用いられてもよい。
 本実施形態では、造形システム1は、3次元構造物STを形成するべき造形面CSに交差する方向に沿って並ぶ複数の層状の部分構造物(以下、“構造層”と称する)SLを順に形成することで3次元構造物STを形成する第1造形動作を行ってもよい。尚、造形面CSは、ワークWの上面(つまり、+Z側を向いている表面)であるワーク面WSの少なくとも一部に設定されてもよいし、ワーク面WSに形成された既存構造物(例えば、構造層SL)の表面に設定されてもよい。造形システム1は、第1造形動作に加えて、造形面CSに交差する方向に向かって延びた(言い換えれば、延ばされた、伸びた、伸ばされた、伸長した、伸長された、突き出した、突起した、隆起した、盛り上がった、出っ張った、膨らんだ、膨れ出た又は膨れ上がった)延伸構造物SPを形成することで3次元構造物STを形成する第2造形動作を行ってもよい。以下、第1造形動作及び第2造形動作について順に説明する。
 (2-1)第1造形動作
 初めに、第1造形動作について説明する。第1造形動作を行う造形システム1は、造形面CSに直交する方向に沿って3次元構造物STを輪切りにすることで得られる複数の構造層SLを1層ずつ順に形成していく。その結果、造形面CSに直交する方向に沿って複数の構造層SLが積層された積層構造体である3次元構造物STが形成される。以下、複数の構造層SLを1層ずつ順に形成していくことで3次元構造物STを形成する動作の流れについて説明する。
 尚、以下では、説明の便宜上、造形面CSがXY平面に沿った面であるものとする。このため、以下では、Z軸方向に沿って3次元構造物STを輪切りにすることで得られる複数の構造層SLを1層ずつ順に形成していくことで、Z軸方向に沿って複数の構造層SLが積層された3次元構造物STを形成するための第1造形動作について説明する。但し、造形面CSがXY平面に対して傾斜した面であってもよいし、XY平面に対して直交する面(つまり、Z軸を含む平面)であってもよい。
 まず、各構造層SLを形成する動作について説明する。造形システム1は、制御装置7の制御下で、ワーク面WS又は形成済みの構造層SLのうち最も上層(つまり、最も+Z側の)構造層SLの上面WSLに設定される造形面CSに照射領域EAを設定し、当該照射領域EAに対して光ELが集光されるように照射系411から光ELを照射する。つまり、第1造形動作では、光ELのフォーカス位置(つまり、集光位置、言い換えると、Z軸方向或いは光ELの進行方向において、光ELが最も収斂している位置)は、造形面CSに設定されている。尚、光ELのフォーカス位置は、造形面MSからZ軸方向にずれた位置に設定されてもよい。その結果、図3(a)に示すように、照射系411から射出された光ELによって造形面CS上の所望領域に、照射系411側(つまり、+Z側)を向いた溶融池(つまり、光ELによって溶融した、液状の金属又は樹脂等のプール)MPが形成される。更に、造形システム1は、制御装置7の制御下で、造形面CS上の所望領域に供給領域MAを設定し、当該供給領域MAに対して材料ノズル412から造形材料Mを供給する。ここで、上述したように照射領域EAと供給領域MAとが一致しているため、供給領域MAは、溶融池MPが形成された領域に設定されている。このため、造形システム1は、図3(b)に示すように、溶融池MPに対して、材料ノズル412から造形材料Mを供給する。その結果、溶融池MPに供給された造形材料Mが溶融する。造形ヘッド41の移動に伴って照射領域EAが溶融池MPから移動すると、溶融池MPに光ELが照射されなくなる。このため、溶融池MPにおいて溶融した造形材料Mは、冷却されて再度固化(つまり、凝固)する。その結果、図3(c)に示すように、固化した造形材料Mが造形面CS上に堆積される。つまり、固化した造形材料Mの堆積物による造形物が形成される。つまり、造形面CSに造形材料Mの堆積物を付加する付加加工が行われることで、造形面CSの照射系411側(つまり、+Z側)に造形物が形成される。
 このような光の照射ELによる溶融池MPの形成、溶融池MPへの造形材料Mの供給、供給された造形材料Mの溶融及び溶融した造形材料Mの固化を含む一連の造形処理が、造形面CSに沿って造形ヘッド41を移動させながら繰り返される。つまり、一連の造形処理が、造形ヘッド41のZ軸方向の位置を固定したまま造形ヘッド41をX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動させながら繰り返される。造形面CSに沿って造形ヘッド41が移動すると、造形面CSに沿って照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPもまた移動する。従って、一連の造形処理が、造形面CSに沿って照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させながら繰り返される。この際、光ELは、造形物を形成したい領域に選択的に照射される一方で、造形物を形成したくない領域に対して選択的に照射されない。尚、造形物を形成したくない領域には照射領域EAが設定されないとも言える。つまり、造形システム1は、造形面CSに沿って照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させながら、造形物を形成したい領域の分布(つまり、構造層SLのパターン)に応じたタイミングで光ELを造形面CSに照射する。その結果、造形面CS上に、凝固した造形材料Mによる造形物の集合体に相当する構造層SLが形成される。尚、上述した説明では、造形面CSに対して照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させたが、後述する第2変形例等で説明するように照射領域EAに対して造形面CSを移動させてもよい。
 造形システム1は、このような構造層SLを形成するための動作を、制御装置7の制御下で、3次元モデルデータに基づいて繰り返し行う。具体的には、まず、制御装置7は、3次元モデルデータを積層ピッチでスライス処理してスライスデータを作成する。尚、制御装置7は、造形システム1の特性に応じて、スライスデータを少なくとも部分的に修正してもよい。造形システム1は、制御装置7の制御下で、ワーク面WSに相当する造形面CS上に1層目の構造層SL#1を形成するための動作を、構造層SL#1に対応する3次元モデルデータ(つまり、構造層SL#1に対応するスライスデータ)に基づいて行う。その結果、ワーク面WS上には、図4(a)に示すように、構造層SL#1が形成される。その後、造形システム1は、構造層SL#1の上面WSL#1を新たな造形面CSに設定した上で、当該新たな造形面CS上に2層目の構造層SL#2を形成する。構造層SL#2を形成するために、制御装置7は、まず、造形ヘッド41がZ軸に沿って移動するようにヘッド駆動系12を制御する。具体的には、制御装置7は、ヘッド駆動系12を制御して、照射領域EA及び供給領域MAが構造層SL#1のワーク面WSL(つまり、新たな造形面CS)に設定されるように、+Z側に向かって造形ヘッド41を移動させる。これにより、光ELのフォーカス位置が新たな造形面CSに設定される。その後、造形システム1は、制御装置7の制御下で、構造層SL#1を形成する動作と同様の動作で、構造層SL#2に対応するスライスデータに基づいて、構造層SL#2を形成する。その結果、図4(b)に示すように、構造層SL#1の上面WSL#1に構造層SL#2が形成される。以降、同様の動作が、ワークW上に形成するべき3次元構造物STを構成する全ての構造層SLが形成されるまで繰り返される。その結果、図4(c)に示すように、Z軸に沿って(つまり、溶融池MPの底面から上面へと向かう方向に沿って)複数の構造層SLが積層された積層構造物によって、3次元構造物STが形成される。
 (2-2)第2造形動作
 続いて、第2造形動作について説明する。第2造形動作を行う造形システム1は、造形面CSに交差する方向に向かって延びた延伸構造物SPを形成することで3次元構造物STを形成する。以下、延伸構造物SPを形成する動作の流れについて説明する。
 まず、造形システム1は、第2造形動作においても、第1造形動作と同様に、造形面CSに照射領域EAを設定し、当該照射領域EAに対して光ELが集光されるように照射系411から光ELを照射する。更に、造形システム1は、制御装置7の制御下で、造形面CS上の所望領域に供給領域MAを設定し、当該供給領域MAに対して材料ノズル412から造形材料Mを供給する。その結果、図5(a)に示すように、造形面CSの照射系411側に、固化した造形材料Mの堆積物による造形物Suが形成される。つまり、造形面CSに、造形面CSから造形面CSに交差する方向に突き出す造形物Suが形成される。ここまでの処理は、第2造形動作においても、第1造形動作と同一である。
 その後、上述の第1造形動作では、造形システム1は、造形面CSに沿って、照射領域EA及び供給領域MAを造形面CSに対して移動させる(更には、結果として、溶融池MPを移動させる)ことで、造形面CS上に1層目の構造層SL#1を形成している。一方で、第2造形動作では、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、造形面CSに交差する方向に沿って、照射領域EAを造形面CSに対して移動させることで、延伸構造物SPを形成する。つまり、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、造形面CSに交差する方向に沿って照射領域EAと造形面CSとの位置関係を変更することで、延伸構造物SPを形成する。
 第2造形動作においても、第1造形動作と同様に、造形面CSに対して照射領域EAを移動させるために、造形システム1は、造形面CSに対して造形ヘッド41を移動させる。このとき、造形システム1は、造形面CSに対して照射領域EAが連続的に移動するように、造形ヘッド41を連続的に移動させてもよい。或いは、造形システム1は、造形面CSに対して照射領域EAが段階的に移動するように造形ヘッド41を段階的に移動させてもよい。但し、後述するようにステージ43が移動可能である場合には、造形システム1は、造形ヘッド41に対してステージ43を移動させることで、造形面CSに対して照射領域EAを移動させてもよい。
 上述したように、造形材料Mが供給される供給領域MAは、照射領域EAと一致するように位置合わせされている。このため、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、造形面CSに交差する方向に沿って供給領域MAを移動させることで、延伸構造物SPを形成するとも言える。つまり、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、造形面CSに交差する方向に沿って供給領域MAと造形面CSとの位置関係を変更することで、延伸構造物SPを形成するとも言える。
 上述したように、照射領域EAが設定される位置に溶融池MPが形成される。このため、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、造形面CSに交差する方向に沿って溶融池MPを移動させることで、延伸構造物SPを形成するとも言える。つまり、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、造形面CSに交差する方向に沿って溶融池MPと造形面CSとの位置関係を変更することで、延伸構造物SPを形成するとも言える。
 一例として、図5(b)に示すように、造形システム1は、造形面CSに直交する方向に沿って、照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させてもよい。つまり、造形システム1は、造形面CSに沿った方向における造形面CSと照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPとの位置関係を維持したまま、造形面CSに直交する方向における造形面CSと照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPとの位置関係を変更してもよい。この場合、典型的には、造形システム1は、造形面CSに直交する方向に沿って造形ヘッド41を移動させることで、造形面CSに直交する方向に沿って照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させることができる。つまり、造形システム1は、造形面CSに沿った方向における造形面CSと造形ヘッド41との位置関係を維持したまま、造形面CSに直交する方向における造形面CSと造形ヘッド41との位置関係を変更するように造形ヘッド41を移動させることで、造形面CSに直交する方向に沿って照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させることができる。
 或いは、図6(a)に示すように、造形システム1は、造形面CSに対して傾斜する方向に沿って、照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させてもよい。つまり、造形システム1は、造形面CSに沿った方向における造形面CSと照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPとの位置関係を変更しながら、造形面CSに直交する方向における造形面CSと照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPとの位置関係を変更してもよい。この場合、典型的には、造形システム1は、造形面CSに対して傾斜する方向に沿って造形ヘッド41を移動させることで、造形面CSに対して傾斜する方向に沿って照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させることができる。つまり、造形システム1は、造形面CSに沿った方向における造形面CSと造形ヘッド41との位置関係を変更しながら、造形面CSに直交する方向における造形面CSと造形ヘッド41との位置関係を変更するように造形ヘッド41を移動させることで、造形面CSに対して傾斜する方向に沿って照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させることができる。このように、造形システム1は、造形面CSと交差する方向に沿って、照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させて、造形面CSと交差する方向に延びた延伸構造物SPを形成することができる。
 造形面CSに対して傾斜する方向に沿って照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させる場合には、造形システム1は、造形面CSに沿った方向における照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPの移動量(例えば、単位時間当たりの移動量又は移動量の総量、以下同じ)よりも、造形面CSに直交する方向における照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPの移動量が多くなるように、照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させてもよい。造形システム1は、造形面CSに沿った方向における照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPの移動量よりも、造形面CSに直交する方向における照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPの移動量が少なくなるように、照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させてもよい。造形システム1は、造形面CSに沿った方向における照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPの移動量が、造形面CSに直交する方向における照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPの移動量と同じになるように、照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させてもよい。
 第2造形動作では特に、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、造形面CSに設定されていた照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを、造形面CSから離れた位置に移動させることで、延伸構造物SPを形成する。造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、造形面CSに設定されていた照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを、造形面CSから離れた空間内において移動させることで、延伸構造物SPを形成する。
 具体的には、造形システム1は、図5(b)及び図6(a)の夫々に示すように、造形面CSに造形物Suを形成した後に、当該造形物Suのうち延伸構造物SPを延伸させたい方向を向いている表面MSに照射領域EA及び供給領域MAを設定する。つまり、造形システム1は、造形面CS上に設定されていた照射領域EA及び供給領域MAを、造形面CS上に既に形成済みの造形物Suのうち延伸構造物SPを延伸させたい方向を向いている表面MSに移動させる(或いは、近づける)。尚、延伸構造物SPを延伸させたい方向は、造形面CSに交差する。この場合、典型的には、造形システム1は、延伸構造物SPを延伸させたい方向に向かって照射領域EA及び供給領域MAを移動させる(つまり、造形ヘッド41を移動させる)ことで、造形物Suの表面MSの少なくとも一部に照射領域EA及び供給領域MAを設定することができる。造形物Suの表面MSに照射領域EA及び供給領域MAが設定されると、造形物Suの表面MSには、光ELが照射される。特に、造形物Suの表面MSには、当該表面MSよりも延伸構造物SPを延伸させたい方向に分布する空間を介して光ELが照射される。その結果、造形物Suの表面MSには、延伸構造物SPを延伸させたい方向を向いた溶融池MPが形成される。このため、造形システム1は、造形面CS上に形成されていた溶融池MPを、造形面CS上に既に形成済みの造形物Suの表面MSに移動させる(或いは、近づける)とも言える。
 その結果、造形物Suの表面MSに形成された溶融池MPに造形材料Mが供給される。このため、造形物Suの表面MSに形成された溶融池MPに供給された造形材料Mが溶融する。造形ヘッド41の移動に伴って照射領域EAが造形物Suの表面MSから移動する(つまり、離れる)と、造形物Suの表面MSに形成された溶融池MPにおいて溶融した造形材料Mは、冷却されて再度固化(つまり、凝固)する。その結果、図5(c)及び図6(b)の夫々に示すように、造形面CS上に既に形成されていた造形物Su(以降、造形面CS上に既に形成されていた造形物Suを、適宜“造形物Su1”と称する)上に、固化した造形材料Mの堆積物による新たな造形物Su2が形成される。つまり、造形面CS上に既に形成されていた造形物Su1の表面MSに、造形物Su1から延伸構造物SPを延伸させたい方向に突き出す新たな造形物Su2が形成される。その結果、造形面CS上には、造形物Su1及び造形物Su2を含む造形物Suが形成される。このように造形物Su1上に造形物Su2を形成することで、造形システム1は、造形面CSに交差する方向に向かって造形物Suを成長させている。造形システム1は、延伸構造物SPを成長させたい方向に向かって造形物Suを成長させている。造形システム1は、造形面CSから離れる方向に向かって造形物Suを成長させている。造形システム1は、造形面CSから離れた空間内において造形物Suを成長させている。造形システム1は、造形物Suの端部(特に、延伸構造物SPを延伸させたい方向を向いている端部)が、延伸構造物SPを延伸させたい方向に向かって造形面CSから離れていくように造形物Suを成長させている。
 以降、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、延伸構造物SPを延伸させたい方向に向かって照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させる動作を繰り返す。つまり、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、造形面CS上に既に形成済みの造形物Suのうち延伸構造物SPを延伸させたい方向を向いている表面MSに照射領域EA及び供給領域MAが設定されるように、造形ヘッド41を移動させる動作を繰り返す。その結果、造形システム1は、照射系411から光ELを照射しながら、延伸構造物SPを延伸させたい方向に向かって造形物Suを成長させる動作を繰り返すことになる。このため、造形面CS上に、照射領域EA及び供給領域MAの移動方向に沿って延びる造形物Suである延伸構造物SPが形成される。つまり、造形面CS上に、造形面CSから離れる空間内において造形面CSに交差する方向に沿って延びる造形物Suである延伸構造物SPが形成される。例えば、図5(b)及び図5(c)に示すように造形面CSに直交する方向に沿って照射領域EA及び供給領域MAが移動した場合には、図5(d)及び図5(e)に示すように、造形面CSに直交する方向に沿って延びる造形物Suである延伸構造物SPが形成される。例えば、図6(a)及び図6(b)に示すように造形面CSに対して傾斜する方向に沿って照射領域EA及び供給領域MAが移動した場合には、図6(c)及び図6(d)に示すように、造形面CSに対して傾斜する方向に沿って延びる造形物Suである延伸構造物SPが形成される。尚、このような延伸構造物SPは、図5(d)及び図5(e)、並びに、図6(d)及び図5(e)に示すように、典型的には、線状の、棒状の、角柱状の、円柱状の又は長手形状の構造物となり得る。但し、延伸構造物SPの形状がこれらの形状に限定されることはない。
 上述したように、造形面CSは、XY平面に沿った面であってもよい。例えば、造形面CSは、XY平面に沿った面であるワーク面WSに設定されていてもよい。造形面CSがXY平面に沿った面である場合、造形面CSに直交する方向は、Z軸方向(つまり、鉛直方向)となる。この場合、造形システム1は、図7(a)及び図7(b)に示すように、造形面CSから鉛直方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成することができる。更に、造形面CSに対して傾斜する方向は、Z軸方向に対して傾斜する方向となる。つまり、造形面CSに対して傾斜する方向は、鉛直方向に沿った方向成分を含む方向となる。この場合、造形システム1は、図7(c)及び図7(d)に示すように、造形面CSから鉛直方向に沿った方向成分を含む方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成することができる。
 上述したように、造形面CSは、XY平面に対して傾斜した面であってもよい。例えば、造形面CSは、ワーク面WSに形成されている既存構造物SAのうちXY平面に対して傾斜した表面に設定されていてもよい。造形面CSがXY平面に対して傾斜した面である場合、造形面CSに直交する方向は、Z軸方向(つまり、鉛直方向)に対して傾斜した方向となる。更に、造形面CSに対して傾斜する方向もまた、Z軸方向に対して傾斜する方向となり得る。この場合、造形システム1は、図8(a)から図8(f)に示すように、造形面CSから鉛直方向に沿った方向成分を含む方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成することができる。尚、造形システム1は、図8(a)から図8(d)に示すように、造形面CSから重力に逆らう方向成分(つまり、+Z側に向かう方向成分)を含む方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成してもよい。或いは、造形システム1は、図8(e)から図8(f)に示すように、造形面CSから重力に従う方向成分(つまり、-Z側に向かう方向成分)を含む方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成してもよい。或いは、造形面CSに対して傾斜する方向は、Z軸方向に沿った方向となり得る。この場合、造形システム1は、図9(a)及び図9(b)に示すように、造形面CSから鉛直方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成することができる。或いは、造形面CSに対して傾斜する方向は、Z軸方向に直交する方向(つまり、XY平面に沿った方向であり、水平方向)となり得る。この場合、造形システム1は、図9(c)及び図9(d)に示すように、造形面CSから水平方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成することができる。尚、ワーク面WSが水平方向に沿った面であるため、造形システム1は、ワーク面WSに沿った方向に向かって延びる(つまり、ワーク面WSに平行な)延伸構造物SPを形成することができる。
 上述したように、造形面CSは、XY平面に対して直交した面(つまり、Z軸を含む面)であってもよい。例えば、造形面CSは、ワーク面WSに形成されている既存構造物SAのうちXY平面に対して直交した表面に設定されていてもよい。造形面CSがXY平面に対して直交した面である場合、造形面CSに直交する方向は、Z軸方向に直交する方向(つまり、XY平面に沿った方向であり、水平方向)となる。この場合、造形システム1は、図10(a)及び図10(b)に示すように、造形面CSから水平方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成することができる。更に、造形面CSに対して傾斜する方向は、Z軸方向に対して傾斜する方向となり得る。この場合、造形システム1は、図10(c)及び図10(d)に示すように、造形面CSから鉛直方向に沿った方向成分を含む方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成することができる。また、図示しないものの、造形面CSがXY平面に対して直交した面である場合においても、造形システム1は、造形面CSから重力に逆らう方向成分を含む方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成してもよいし、造形面CSから重力に従う方向成分を含む方向に向かって延びる延伸構造物SPを形成してもよい。
 尚、造形面CSがワーク面WSに形成されている既存構造物SAの表面に設定されている場合には、造形システム1は、ワーク面WSから離れた延伸構造物SPを形成してもよい。造形システム1は、ワーク面WSとの間に空隙が確保された延伸構造物SPを形成してもよい。図8(a)から図10(d)は、いずれも、ワーク面WSから離れた延伸構造物SPを示している。但し、造形システム1は、少なくとも一部がワーク面WSに接触する又は一体化している延伸構造物SPを形成してもよい。例えば、造形システム1は、造形面CSからワーク面WSに向かって延びる延伸構造物SPを形成してもよい。この場合、延伸構造物SPの端部がワーク面WSと接触する又は一体化する。
 造形システム1は、このような延伸構造物SPを形成する動作を、制御装置7の制御下で、3次元モデルデータに基づいて繰り返し行う。具体的には、まず、制御装置7は、3次元モデルデータを、3次元構造物STを線の集合体(いわゆる、立体線画モデル)として示すためのワイヤーフレームデータに変換する。その後、制御装置7は、ワイヤーフレームデータに基づいて、ワイヤーフレームデータが示す各線に対応する延伸構造物SPを形成する順番を決定する。その後、造形システム1は、制御装置7が決定した順番で、ワイヤーフレームデータが示す各線に対応する延伸構造物SPを形成する動作を繰り返す。例えば、図11に示す例では、造形システム1は、(i)造形面CSに直交する第1方向D1に向かって延びる延伸構造物SP1を形成する動作と、(ii)造形面CSに対して傾斜する第2方向D2に向かって延びる延伸構造物SP2を形成する動作と、(iii)造形面CSに平行な第3方向D3に向かって延びる延伸構造物SP3を形成する動作と、(iv)造形面CSに対して傾斜する第4方向D4に向かって延びる延伸構造物SP4を形成する動作とを行うことで、延伸構造物SP1からSP4を含む3次元構造物STを形成する。
 このとき、造形システム1は、光ELを照射しながら一の方向に向かって照射領域EAを移動させることで一の方向に向かって延びる一の延伸構造物SPを形成した後に、光ELを照射しながら一の方向とは異なる(つまり、交差する)他の方向に向かって照射領域EAを移動させることで他の方向に向かって延びる他の延伸構造物SPを一の延伸構造物SPに続けて形成してもよい。つまり、造形システム1は、異なる複数の方向に向かって夫々延びる複数の延伸構造物SPが一体化された3次元構造物STを形成してもよい。例えば、図11に示す例では、造形システム1は、まず、造形面CS(つまり、ワーク面WS)から第1方向D1に向かって照射領域EAを移動させることで、造形面CS(つまり、ワーク面WS)から第1方向D1に向かって延びる延伸構造物SP1を形成する。その後、造形システム1は、延伸構造物SP1の端部から第2方向D2に向かって照射領域EAを移動させることで、延伸構造物SP1の端部から第2方向D2に向かって延びる延伸構造物SP2を延伸構造物SP1に続けて形成する。その後、造形システム1は、延伸構造物SP2の端部から第3方向D3に向かって照射領域EAを移動させることで、延伸構造物SP2の端部から第3方向D3に向かって延びる延伸構造物SP3を延伸構造物SP2に続けて形成する。その後、造形システム1は、延伸構造物SP3の端部から第4方向D4に向かって照射領域EAを移動させることで、延伸構造物SP3の端部から第4方向D4に向かって延びる延伸構造物SP4を延伸構造物SP3に続けて形成する。その結果、造形面CS上には、延伸構造物SP1からSP4が一体化された3次元構造物STが形成される。
 但し、延伸構造物SP3の端部から第4方向D4に向かって照射領域EAを移動させることで延伸構造物SP4を形成することは、造形システム1にとっては困難である可能性がある。なぜならば、延伸構造物SP4を形成するために照射する光ELが、延伸構造物SP4と照射系411との間に位置し得る延伸構造物SP3によって遮られてしまう可能性があるからである。このため、制御装置7は、ワイヤーフレームデータに基づいて複数の延伸構造物SPを形成する順番を決定した時点で、当該決定した順番で複数の延伸構造物SPを形成しようとした場合に、ある延伸構造物SPを形成するために照射する光ELが、光ELを遮る何らかの物体(例えば、障害物及び既に形成済みの延伸構造物SPの少なくとも一方)によって遮られる可能性があるか否かを判定してもよい。例えば、制御装置7は、ある延伸構造物SPを形成するタイミングで、当該ある延伸構造物SPと照射系411との間における光ELの光路上に、何らかの物体が位置すると推定される場合に、ある延伸構造物SPを形成するために照射する光ELが何らかの物体によって遮られる可能性があると判定してもよい。例えば、制御装置7は、ある延伸構造物SPを形成するタイミングで、当該ある延伸構造物SPと照射系411との間における光ELの光路から所定距離以内に何らかの物体が位置すると推定される場合に、ある延伸構造物SPを形成するために照射する光ELが何らかの物体によって遮られる可能性があると判定してもよい。ある延伸構造物SPを形成するために照射する光ELが何らかの物体によって遮られる可能性があると判定された場合には、制御装置7は、各延伸構造物SPを形成するために照射する光ELが何らかの物体によって遮られる可能性がなくなるように、複数の延伸構造物SPを形成する順番を再度決定してもよい。例えば、図11に示す例では、制御装置7は、延伸構造物SP1、延伸構造物SP2、延伸構造物SP4及び延伸構造物SP3がこの順に形成されるように、複数の延伸構造物SPを形成する順番を決定してもよい。この場合、造形システム1は、延伸構造物SP1及びSP2を形成した後に、延伸構造物SP1の端部から第4方向D4とは逆向きの第5方向D5に向かって照射領域EAを移動させることで、延伸構造物SP1の端部から第5方向D5に向かって延びる延伸構造物SP4を延伸構造物SP1に続けて形成してもよい。その後、造形システム1は、延伸構造物SP2の端部から第3方向D3に向かって又は延伸構造物SP4の端部から第3方向D3とは逆向きの第6方向D6に向かって照射領域EAを移動させることで、延伸構造物SP2の端部から第3方向D3に向かって又は延伸構造物SP4の端部から第6方向D6に向かって延びる延伸構造物SP3を延伸構造物SP2又はSP4に続けて形成してもよい。
 尚、制御装置7は、ある延伸構造物SPを形成するタイミングで、当該ある延伸構造物SPと材料ノズル412との間における材料供給路から所定距離以内に何らかの物体が位置すると推定される場合に、ある延伸構造物SPを形成するために供給される造形材料Mが何らかの物体によって遮られる可能性があると判定してもよい。ある延伸構造物SPを形成するための造形材料Mが何らかの物体によって遮られる可能性があると判定された場合には、制御装置7は、各延伸構造物SPを形成するための造形材料Mが何らかの物体によって遮られる可能性がなくなるように、複数の延伸構造物SPを形成する順番を再度決定してもよい。
 尚、上述の例では、延伸構造物SP(例えば、図11に示す延伸構造物SP1からSP4)は直線状に延びた形状であるが、延伸構造物SPは直線状に延びた形状に限定されず、曲線に沿って延びた形状であってもジクザクに折れ曲がった線に沿って延びた形状であってもよい。
 制御装置7は、ワイヤーフレームデータに基づいて、造形面CSから離れた空間内での照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPの移動経路が相対的に短くなるように又は最短になるように、3次元構造物STを構成する複数の延伸構造物SPを形成する順番を決定してもよい。特に、異なる複数の方向に夫々延びる複数の延伸構造物SPが一体化された3次元構造物STを形成する場合には、制御装置7は、ワイヤーフレームデータに基づいて、3次元構造物STを構成する複数の延伸構造物SPを可能な限り連続して形成することができるように、複数の延伸構造物SPを形成する順番を決定してもよい。言い換えれば、制御装置7は、ワイヤーフレームデータに基づいて、複数の延伸構造物SPを順に形成する過程で光ELを照射することなく造形ヘッド41を移動させるだけの期間が可能な限り短くなるように、複数の延伸構造物SPを形成する順番を決定してもよい。一例として、例えば、制御装置7は、ワイヤーフレームデータに基づいて、3次元構造物STを構成する複数の延伸構造物SPをいわゆる一筆書きの要領で形成することができるように、複数の延伸構造物SPを形成する順番を決定してもよい。
 以上説明した第2造形動作によれば、第1造形動作と比較して、複数の延伸構造物SPを含む形状を有する3次元構造物をより適切に形成することができる。
 (3)変形例
 続いて、造形システム1の変形例について説明する。
 (3-1)第1変形例
 初めに、第1変形例について説明する。第1変形例の造形システム1aは、上述した造形システム1と比較して、造形装置4に代えて造形装置4aを備えているという点で異なっている。造形装置4aは、上述した造形装置4と比較して、ステージ駆動系44を備えているという点で異なっている。造形システム1aのその他の構造は、上述した造形システム1のその他の構造と同一である。以下、図12を参照しながら、第1変形例の造形装置4aについて説明する。
 図12に示すように、造形装置4aは、造形ヘッド41、ヘッド駆動系42及びステージ43に加えて、ステージ駆動系44を備えている。ステージ駆動系44は、ステージ43を移動させる(ステージ43の姿勢を変更する)。ステージ43を移動させるために、ステージ駆動系44は、ステージ駆動系44θYと、ステージ駆動系44θZとを備える。ステージ駆動系44θYは、θY軸に沿ってステージ43を移動させる。言い換えれば、ステージ駆動系44θYは、Y軸周りにステージ43を回転させる。ステージ駆動系44θZは、θZ軸に沿ってステージ43を移動させる。言い換えれば、ステージ駆動系44θZは、Z軸周りにステージ43を回転させる。つまり、ステージ駆動系44は、θY軸及びθZ軸の夫々に沿ってステージ43を移動させる。尚、図12(a)及び図12(b)に示した例では、θY軸がワークWを貫通するように(θY軸がステージ43の上面とほぼ一致するように)設定されているが、それに限定されず、θY軸がワークWの上方或いは下方(ステージ43の上面に対して上方(+Z側)、或いはステージ43の上面に対して下方(-Z側))に設定されていてもよい。
 ステージ駆動系44θY及びステージ駆動系44θZの夫々は、例えば、回転モータを含む駆動系であるが、その他のモータ(或いは、駆動源)を含む駆動系であってもよい。ステージ駆動系44θYは、ステージ43を保持する板状の保持部材441θY、保持部材441θYの+Y側の端部及び-Y側の端部から+Z側に突き出る板状の壁部材442θYと、Y軸周りに回転可能な回転子を有する回転モータ443θYと、回転モータ443θYの回転子と壁部材442θYとを連結する連結部材444θYとを備える。回転モータ443θYは、チャンバ46の底面に空気ばね等の防振装置を介して設置される支持フレーム445に固定されている。ステージ駆動系44θZは、Z軸周りに回転可能であって且つステージ43に連結された回転子を有する回転モータ443θZを備える。回転モータ443θZは、保持部材441θYに固定されている。回転モータ443θYが駆動すると、Y軸周りに保持部材441θY(更には、保持部材441θYが保持するステージ43)が回転する。回転モータ44θZが駆動すると、Y軸周りに保持部材441θY(更には、保持部材441θYが保持するステージ43)が回転する。回転モータ443θZが駆動すると、Z軸周りにステージ43が回転する。尚、支持フレーム445は、造形システム1aが設置される床からの振動、或いは造形システム1a内であってチャンバ46外からの振動を低減するための防振装置を介してチャンバ46に設置されているが、例えば、造形システム1a内であってチャンバ46外からの振動が無視できれば、造形システム1aと床との間に設けてもよく、この床の振動条件が良好(低い振動)である場合には、防振装置はなくてもよい。
 ステージ43がθY軸及びθZ軸の夫々に沿って移動する(θY軸及びθZ軸の夫々の回りに回転する)と、照射系411に対するステージ43(更には、ステージ43が保持するワークW及び3次元造形物STの少なくとも一方)の相対的な位置が変わる。より具体的には、ステージ43がθY軸及びθZ軸の少なくとも一方に沿って移動すると、照射系411に対するステージ43(更には、ステージ43が保持するワークW及び3次元造形物STの少なくとも一方)の姿勢が変わる。照射系411からの光ELの射出方向に対するステージ43(更には、ステージ43が保持するワークW及び3次元造形物STの少なくとも一方)の姿勢が変わる。照射系411からの照射領域EAへと向かう光ELの軸線に対するステージ43(更には、ステージ43が保持するワークW及び3次元造形物STの少なくとも一方)の姿勢が変わる。
 このようなステージ駆動系44を備える造形システム1aは、ステージ駆動系44を用いてステージ43を移動させることで、造形面CSに対して照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させることができる。具体的には、造形システム1aは、照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPに対してステージ43を移動させることで、造形面CSに対して照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させることができる。造形システム1aは、造形ヘッド41に対してステージ43を移動させることで、造形面CSに対して照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPを移動させることができる。このため、第1変形例の造形システム1aは、上述した造形システム1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。
 尚、上述した説明では、ステージ駆動系44は、θY軸及びθZ軸の夫々に沿ってステージ43を移動させている。しかしながら、ステージ駆動系44は、θY軸及びθZ軸の少なくとも一方に沿ってステージ43を移動させなくてもよい。ステージ駆動系44は、θY軸及びθZ軸のうちの少なくとも一つに加えて又は代えて、θX軸、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに沿ってステージ43を移動させてもよい。
 (3-2)第2変形例
 続いて、第2変形例について説明する。第2変形例の造形システム1bは、上述した第1変形例の造形システム1aと同一の構造を有している。つまり、造形システム1bは、ステージ駆動系44を備えている。
 更に、造形システム1bは、第2造形動作によって3次元構造物STを形成する際に、造形物Suを所望方向に向かって成長させて延伸構造物SPを形成するように、ステージ駆動系44を用いて光ELに対するステージ43の姿勢(つまり、造形面CSの姿勢)を変更する。具体的には、造形システム1bは、造形物Suを鉛直方向に沿っており且つ重力に逆らう所望方向に向かって成長させて延伸構造物SPを形成するように、ステージ駆動系44を用いて光ELに対するステージ43の姿勢を変更する。以下、説明の便宜上、鉛直方向に沿っており且つ重力に逆らう所望方向を、“+Z方向”と称する。但し、所望方向は、鉛直方向に沿っており且つ重力に逆らう方向とは異なる方向であってもよい。
 上述したように、造形システム1bは、異なる複数の方向に夫々延びる複数の延伸構造物SPを含む3次元構造物STを形成することができる。この場合であっても、造形システム1bは、複数の延伸構造物SPを夫々構成する複数の造形物Suの夫々を同じ+Z方向に向かって成長させて複数の延伸構造物SPを形成するように、光ELに対するステージ43の姿勢を変更する。例えば、造形システム1bは、一の造形物Suを+Z方向に向かって成長させて一の延伸構造物SPを形成し、その後、他の造形物Suを+Z方向に向かって成長させることができるようにステージ43の姿勢を変更し、その後、他の造形物Suを+Z方向に向かって成長させて他の延伸構造物SPを形成する。
 一例として、図13から図20を参照して、第2変形例における第2造形動作によって図11に示す3次元構造物STが形成される例について説明する。まず、図13に示すように、造形システム1bは、3次元構造物STの一部に相当する延伸構造物SP1を造形面CS(ここでは、ワーク面WS)上に形成する。延伸構造物SP1を形成するために、まずは、造形システム1bは、延伸構造物SP1を構成する造形物Suを+Z方向に向かって成長させることができるように、ステージ43の姿勢を制御する。具体的には、延伸構造物SP1が造形面CSに直交する第1方向D1に向かって延びる構造物であるため、造形システム1bは、造形面CSがXY平面に沿った面となるように、ステージ43の姿勢を変更する。このとき、造形システム1bは、必要に応じて、造形ヘッド41の位置も変更してもよい。その後、造形システム1bは、造形物Suを+Z方向に向かって成長させて延伸構造物SP1を形成する。具体的には、造形システム1bは、光ELを照射しながら、ステージ43に対して造形ヘッド41を+Z方向に向かって移動させる。この際、造形システム1bは、ステージ43の姿勢を維持してもよい。その結果、造形面CSに対して照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPが+Z方向に向かって移動する。このため、造形面CSから造形物Suが+Z方向に向かって成長していく。つまり、造形面CSから+Z方向に向かって成長した造形物Suによって延伸構造物SP1が形成される。言い換えれば、造形面CSから+Z方向に向かって延びる延伸構造物SP1が形成される。
 その後、造形システム1bは、延伸構造物SP2を構成する造形物Suを、延伸構造物SP1を構成する造形物Suを成長させた方向と同じ+Z方向に向かって成長させることができるように、ステージ43の姿勢を制御する。具体的には、延伸構造物SP2が造形面CSに対して傾斜する第2方向D2に沿って延びる構造物であるため、図14に示すように、造形システム1bは、造形面CSがXY平面に対して傾斜する面となるように、ステージ43の姿勢を変更する。図14に示す例では、造形システム1bは、Y軸周りにステージ43が回転するように、ステージ43の姿勢を変更している。このとき、造形システム1bは、必要に応じて、造形ヘッド41の位置も変更してもよい。ここで、造形ヘッド41の材料ノズル412による造形材料Mの供給と照射系411による光ELの照射は、ステージ43の姿勢変更時に停止されていてもよい。尚、材料ノズル412による造形材料Mの供給と照射系411による光ELの照射とを行いつつステージ43の姿勢変更を行ってもよい。その後、図15に示すように、造形システム1bは、造形物Suを+Z方向に向かって成長させて延伸構造物SP2を形成する。言い換えると、造形システム1bは、造形物Suを造形面CSに対して傾斜する第2方向D2に向かって成長させて延伸構造物SP2を形成する。具体的には、造形システム1bは、光ELを照射しながら、ステージ43に対して造形ヘッド41を+Z方向(この場合、第2方向D2)に向かって移動させる。この際、造形システム1bは、ステージ43の姿勢を維持してもよい。その結果、既に形成済みの延伸構造物SP1に対して照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPが+Z方向(この場合、第2方向D2)に向かって移動する。このため、延伸構造物SP1の端部から造形物Suが+Z方向(この場合、第2方向D2)に向かって成長していく。つまり、延伸構造物SP1の端部から+Z方向(この場合、第2方向D2)に向かって成長した造形物Suによって延伸構造物SP2が形成される。言い換えれば、延伸構造物SP1の端部から+Z方向(この場合、第2方向D2)に向かって延びる延伸構造物SP2が形成される。尚、造形面CSがXY平面に対して傾斜する面であるため、延伸構造物SP1の端部から+Z方向に向かって延びる延伸構造物SP2は、造形面CSに対して傾斜する第2方向D2に向かって延びる構造物となっている。
 その後、造形システム1bは、延伸構造物SP3を構成する造形物Suを、延伸構造物SP1及びSP2を構成する造形物Suを成長させた方向と同じ+Z方向に向かって成長させることができるように、ステージ43の姿勢を制御する。具体的には、延伸構造物SP3が造形面CSに平行な第3方向D3に沿って延びる構造物であるため、図16に示すように、造形システム1bは、造形面CSがXY平面に直交する面となるように、ステージ43の姿勢を変更する。図16に示す例では、造形システム1bは、Y軸周りにステージ43が回転するように、ステージ43の姿勢を変更している。このとき、造形システム1bは、必要に応じて、造形ヘッド41の位置も変更してもよい。ここで、材料ノズル412による造形材料Mの供給と照射系411による光ELの照射は、ステージ43の姿勢変更時に停止されていてもよいし、材料ノズル412による造形材料Mの供給と照射系411による光ELの照射とを行いつつステージ43の姿勢変更を行ってもよい。その後、図17に示すように、造形システム1bは、造形物Suを+Z方向(この場合、第3方向D3)に向かって成長させて延伸構造物SP3を形成する。具体的には、造形システム1bは、光ELを照射しながら、ステージ43に対して造形ヘッド41を+Z方向(この場合、第3方向D3)に向かって移動させる。この際、造形システム1bは、ステージ43の姿勢を維持してもよい。その結果、既に形成済みの延伸構造物SP2に対して照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPが+Z方向(この場合、第3方向D3)に向かって移動する。このため、延伸構造物SP2の端部から造形物Suが+Z方向(この場合、第3方向D3)に向かって成長していく。つまり、延伸構造物SP2の端部から+Z方向(この場合、第3方向D3)に向かって成長した造形物Suによって延伸構造物SP3が形成される。言い換えれば、延伸構造物SP2の端部から+Z方向(この場合、第3方向D3)に向かって延びる延伸構造物SP3が形成される。尚、造形面CSがXY平面に直交する面であるため、延伸構造物SP2の端部から+Z方向に向かって延びる延伸構造物SP3は、造形面CSに平行な第3方向D3に向かって延びる構造物となっている。
 その後、造形システム1bは、延伸構造物SP4を構成する造形物Suを、延伸構造物SP1からSP3を構成する造形物Suを成長させた方向と同じ+Z方向に向かって成長させることができるように、ステージ43の姿勢を制御する。具体的には、延伸構造物SP4が造形面CSに対して傾斜する第5方向D5に沿って延びる構造物であるため、図18に示すように、造形システム1bは、造形面CSがXY平面に対して傾斜する面となるように、ステージ43の姿勢を変更する。図18に示す例では、造形システム1bは、Y軸周りにステージ43が回転するように、ステージ43の姿勢を変更している。このとき、造形システム1bは、必要に応じて、造形ヘッド41の位置も変更してもよい。ここで、ステージ43の姿勢変更時或いは造形ヘッド41の位置変更時に、材料ノズル412による造形材料Mの供給と照射系411による光ELの照射とを停止してもよい。尚、材料ノズル412による造形材料Mの供給と照射系411による光ELの照射とを行いつつステージ43の姿勢変更或いは造形ヘッド41の位置変更を行ってもよい。その後、造形システム1bは、造形物Suを+Z方向(この場合、第5方向D5)に向かって成長させて延伸構造物SP4を形成する。具体的には、造形システム1bは、光ELを照射しながら、ステージ43に対して造形ヘッド41を+Z方向に向かって移動させる。この際、造形システム1bは、ステージ43の姿勢を維持してもよい。その結果、既に形成済みの延伸構造物SP1に対して照射領域EA、供給領域MA及び溶融池MPが+Z方向(この場合、第5方向D5)に向かって移動する。このため、延伸構造物SP1の端部から造形物Suが+Z方向(この場合、第5方向D5)に向かって成長していく。つまり、延伸構造物SP1の端部から+Z方向(この場合、第5方向D5)に向かって成長した造形物Suによって延伸構造物SP4が形成される。言い換えれば、延伸構造物SP1の端部から+Z方向(この場合、第5方向D5)に向かって延びる延伸構造物SP4が形成される。尚、造形面CSがXY平面に対して傾斜する面であるため、延伸構造物SP1の端部から+Z方向に向かって延びる延伸構造物SP4は、造形面CSに対して傾斜する第5方向D5に向かって延びる構造物となっている。
 但し、図18に示す例では、延伸構造物SP4を構成する造形物Suを+Z方向に向かって成長させることができるようにステージ43の姿勢が変更されると、延伸構造物SP4を形成するために照射した光ELが、延伸構造物SP4と照射系411との間に位置し得る延伸構造物SP3によって遮られてしまう可能性がある。この場合には、造形システム1bは、上述したように、各延伸構造物SPを形成するために照射する光ELが何らかの物体によって遮られる可能性がなくなるように、複数の延伸構造物SPを適切な順番で形成してもよい。例えば、造形システム1bは、延伸構造物SP2の形成後に延伸構造物SP4を形成し、その後に、延伸構造物SP3を形成してもよい。
 或いは、造形システム1bは、ある延伸構造物SPを形成する時点で当該延伸構造物SPを形成するための光ELが何らかの物体によって遮られる可能性がある場合には例外的に、当該延伸構造物SPを構成する造形物Suを+Z方向とは異なる方向に向かって成長させることを許容してもよい。つまり、造形システム1bは、ある延伸構造物SPを構成する造形物Suを+Z方向に向かって成長させることよりも、ある延伸構造物SPを形成するための光ELが何らかの物体によって遮られる可能性をなくすことを優先してもよい。この場合、例えば、図19に示すように、造形システム1bは、ある延伸構造物SPを形成するための光ELが何らかの物体によって遮られる可能性がなくなるように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。つまり、造形システム1bは、ある延伸構造物SPを形成するための光ELが何らかの物体によって遮られる可能性がなくなるように、光ELとステージ43(更には、ステージ43上のワークW及びワークW上の延伸構造物SPと等)との位置関係を変更してもよい。このとき、造形システム1bは、必要に応じて、造形ヘッド41の位置も変更してもよい。その後、図20に示すように、造形システム1bは、造形物Suを+Z方向とは異なる方向(図20に示す例では、Z軸方向に対して傾斜した方向)に向かって成長させて延伸構造物SP4を形成してもよい。尚、第2変形例で説明した造形物Suを+Z方向に成長させるように延伸構造物SPを形成する場合に限らず、ある延伸構造物SPを形成するために照射する光ELが何らかの物体によって遮られる可能性がある場合には、造形システム1bは、ある延伸構造物SPを形成するための光ELが何らかの物体によって遮られる可能性がなくなるように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。
 以上説明した第2変形例の造形システム1bは、上述した造形システム1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。更に、第2変形例の造形システム1bは、造形物Suを+Z方向に向かって成長させることで、延伸構造物SPを形成することができる。造形物Suが+Z方向に向かって成長する場合には、造形物Suの+Z方向を向いた表面に照射領域EAが設定される。つまり、ワークWに対して+Z方向に位置している造形ヘッド41から-Z方向に向かって照射される光ELが、造形物Suのうち延伸構造物SPを成長させたい方向を向いた表面MSに適切に照射される。更に、造形物Suが+Z方向に向かって成長する場合には、溶融池MPが+Z方向を向いた面に形成される。このため、ワークWに対して+Z方向に位置している造形ヘッド41から-Z方向に向かって供給される造形材料Mが、溶融池MPに適切に供給される。更に、溶融池MPが+Z方向を向いた面に形成されるがゆえに、溶融池MPにおいて溶融した造形材料Mが、重力に起因して溶融池MPからこぼれ落ちる可能性が小さくなる。このため、このため、造形システム1bは、相対的に適切に3次元構造物STを形成することができる。
 (3-3)その他の変形例
 上述した説明では、造形システム1は、造形ヘッド41を移動させることで、造形面CSに対して照射領域EAを移動させている。しかしながら、造形システム1は、造形ヘッド41を移動させることに加えて又は代えて、光ELを偏向させることで造形面CSに対して照射領域EAを移動させてもよい。この場合、照射系411は、例えば、光ELを偏向可能な光学系(例えば、ガルバノミラー等)を備えていてもよい。
 上述した説明では、造形システム1は、造形材料Mに光ELを照射することで、造形材料Mを溶融させている。しかしながら、造形システム1は、任意のエネルギビームを造形材料Mに照射することで、造形材料Mを溶融させてもよい。この場合、造形システム1は、照射系411に加えて又は代えて、任意のエネルギビームを照射可能なビーム照射装置を備えていてもよい。任意のエネルギビームは、限定されないが、電子ビーム、イオンビーム等の荷電粒子ビーム又は電磁波を含む。また、造形システム1は、熱を造形材料Mに伝達することで、造形材料Mを溶融させてもよい。この場合、造形システム1は、照射系411に加えて又は代えて、造形材料Mに高温の気体(一例として火炎)を加えて造形材料Mを溶融させてもよい。
 上述した説明では、造形システム1は、レーザ肉盛溶接法により造形物を形成可能である。しかしながら、造形システム1は、造形材料Mから造形物を形成可能なその他の方式により造形材料Mから造形物を形成してもよい。その他の方式として、例えば、粉末焼結積層造形法(SLS:Selective Laser Sintering)等の粉末床溶融結合法(Powder Bed Fusion)、結合材噴射法(Binder Jetting)又は、レーザメタルフュージョン法(LMF:Laser Metal Fusion)があげられる。
 尚、造形システム1は、3次元構造物STの一例として、図21に示すような複数の三角形による骨組み構造であるトラス構造体を、造形してもよい。また、造形システム1は、図22に示すように、延伸構造物SPがサポート材となるように、ワークWのワーク面WSと交差する方向に延びた延伸構造物SPを造形してもよい。このとき、延伸構造物SPの上に構造層SLを造形してもよい。尚、延伸構造物SPの上に造形される構造層SLのうち最下層の構造層SL(つまり、最も延伸構造物SP側の構造層SL)を造形する場合、造形システム1は、この最下層の構造層SLの延伸方向が±Z軸方向を向くようにステージ43の姿勢を変えて造形してもよい。尚、構造層SLの上側に延伸構造物SPを造形してもよい。
 上述した説明では、造形システム1は、照射系411が光ELを照射する照射領域EAに向けて材料ノズル412から造形材料Mを供給することで、3次元構造物STを形成している。しかしながら、造形システム1は、照射系411から光ELを照射することなく、材料ノズル412から造形材料Mを供給することで3次元構造物STを形成してもよい。例えば、造形システム1は、材料ノズル412から、造形面CSに対して造形材料Mを吹き付けることで、造形面CSにおいて造形材料Mを溶融させると共に、溶融した造形材料Mを固化させることで、3次元構造物STを形成してもよい。例えば、造形システム1は、材料ノズル412から造形面CSに対して造形材料Mを含む気体を超高速で吹き付けることで、造形面CSにおいて造形材料Mを溶融させると共に、溶融した造形材料Mを固化させることで、3次元構造物STを形成してもよい。例えば、造形システム1は、材料ノズル412から造形面CSに対して加熱した造形材料Mを吹き付けることで、造形面CSにおいて造形材料Mを溶融させると共に、溶融した造形材料Mを固化させることで、3次元構造物STを形成してもよい。このように照射系411から光ELを照射することなく3次元構造物STを形成する場合には、造形システム1(特に、造形ヘッド41)は、照射系411を備えていなくてもよい。
 上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
 本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う処理装置及び処理方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
 1 造形システム
 3 材料供給装置
 4 造形装置
 41 造形ヘッド
 411 照射系
 412 材料ノズル
 42 ヘッド駆動系
 43 ステージ
 7 制御装置
 W ワーク
 WS ワーク面
 CS 造形面
 EL 光
 M 造形材料
 EA 照射領域
 MA 供給領域
 MP 溶融池
 Su 造形物
 SP 延伸構造物
 ST 3次元構造物

Claims (118)

  1.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に向けて粉体を供給する供給装置と
     を備え、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向に面する第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記粉体を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向に面する第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記粉体を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する
     処理装置。
  2.  前記照射装置による前記エネルギビームの照射位置は、前記第1方向を横切る面と交差する軸に沿って移動する
     請求項1に記載の処理装置。
  3.  前記供給装置によって前記粉体が供給される位置は、前記軸に沿って移動する
     請求項2に記載の処理装置。
  4.  前記エネルギビームの照射を止めることなく前記第1および第2造形物が形成される
     請求項1から3のいずれか一項に記載の処理装置。
  5.  前記粉体の供給を止めることなく前記第1および第2造形物が形成される
     請求項1から4のいずれか一項に記載の処理装置。
  6.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と
     を備え、
     前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する
     処理装置。
  7.  前記第1位置から延ばされた造形物を形成する
     請求項6に記載の処理装置。
  8.  前記第1物体上の前記第1位置に前記エネルギビームを照射した後に、前記照射位置を前記第1物体から離れた空間内で移動させ、前記空間内に造形物を形成する
     請求項6又は7に記載の処理装置。
  9.  前記第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して第2造形物を形成する
     請求項6から8のいずれか一項に記載の処理装置。
  10.  前記第1造形物は前記第1物体に対して突出しており、前記第2造形物は前記第1造形物に対して突出している
     請求項9に記載の処理装置。
  11.  前記第1溶融池は第1方向側に向けられており、
     前記第1造形物は前記第1物体の前記第1方向側に形成され、
     前記第2造形物は前記第1造形物の前記第1方向側に形成される
     請求項9又は10に記載の処理装置。
  12.  前記供給装置による材料の供給位置は、前記第1位置から前記第2位置に移動する
     請求項6から11のいずれか一項に記載の処理装置。
  13.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と
     を備え、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成する
     処理装置。
  14.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と
     を備え、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する
     処理装置。
  15.  材料を供給する供給装置と、
     前記材料の供給位置にエネルギビームを照射する照射装置と
     を備え、
     前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する
     処理装置。
  16.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と
     を備え、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     処理装置。
  17.  前記第1方向は、鉛直方向に沿った方向成分を含む
     請求項16に記載の処理装置。
  18.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と
     を備え、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     処理装置。
  19.  前記第1方向は、重力に逆らう方向成分を含む
     請求項16から18のいずれか一項に記載の処理装置。
  20.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と
     を備え、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     処理装置。
  21.  前記第1物体は、第2物体の第2表面に形成されており、
     前記第1表面は、前記第2表面に交差する面を含む
     請求項16から20のいずれか一項に記載の処理装置。
  22.  前記造形物と前記第2物体との間に空隙を確保しながら前記造形物を形成する
     請求項21に記載の処理装置。
  23.  前記第2物体から離れた前記造形物を形成する
     請求項21又は22に記載の処理装置。
  24.  前記第1方向は、前記第2表面に沿った方向成分を含む
     請求項21から23のいずれか一項に記載の処理装置。
  25.  前記造形物を前記第1方向に向かって成長させることで、前記第1方向に向かって延びる前記造形物を形成する
     請求項16から24のいずれか一項に記載の処理装置。
  26.  前記造形物を前記第1方向に向かって成長させることで、前記第1物体から前記第1方向に向かって突き出るように延びる前記造形物を形成する
     請求項16から25のいずれか一項に記載の処理装置。
  27.  前記エネルギビームを照射しながら前記第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更することで、前記第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     請求項16から26のいずれか一項に記載の処理装置。
  28.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と
     を備え、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する
     処理装置。
  29.  前記第1表面に対して前記照射位置が前記第1方向に向かって移動するように、前記第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する
     請求項27又は28に記載の処理装置。
  30.  前記第1方向に沿って前記照射位置が前記第1表面から離れていくように、前記第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する
     請求項27から29のいずれか一項に記載の処理装置。
  31.  既に形成された前記造形物のうち前記第1方向を向いた第3表面に前記照射位置が近づくように前記第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する
     請求項27から30のいずれか一項に記載の処理装置。
  32.  前記第1表面に沿った第2方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更しながら、前記第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する
     請求項27から31のいずれか一項に記載の処理装置。
  33.  前記第1表面に沿った第2方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を維持したまま、前記第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する
     請求項27から31のいずれか一項に記載の処理装置。
  34.  前記エネルギビームの照射によって溶融池を形成して前記造形物を形成し、
     前記エネルギビームを照射しながら前記第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更することで、前記第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     請求項16から33のいずれか一項に記載の処理装置。
  35.  エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成する照射装置と、
     前記照射位置に材料を供給する供給装置と
     を備え、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する
     処理装置。
  36.  前記第1表面に対して前記溶融池が前記第1方向に向かって移動するように、前記第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する
     請求項34又は35に記載の処理装置。
  37.  前記第1方向に沿って前記溶融池が前記第1表面から離れていくように、前記第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する
     請求項34から36のいずれか一項に記載の処理装置。
  38.  既に形成された前記造形物のうち前記第1方向を向いた第3表面に前記溶融池が形成されるように前記第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する
     請求項34から37のいずれか一項に記載の処理装置。
  39.  前記第1表面に沿った第2方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更しながら、前記第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する
     請求項34から38のいずれか一項に記載の処理装置。
  40.  前記第1表面に沿った第2方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を維持したまま、前記第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する
     請求項34から38のいずれか一項に記載の処理装置。
  41.  前記エネルギビームを照射しながら第1方向における前記第1表面と前記供給装置からの前記材料の供給位置との位置関係を変更することで、前記第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     請求項16から40のいずれか一項に記載の処理装置。
  42.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給する供給装置と
     を備え、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記供給装置からの前記材料の供給位置との位置関係を変更する
     処理装置。
  43.  前記第1表面に対して前記供給位置が前記第1方向に向かって移動するように、前記第1方向における前記第1表面と前記供給位置との位置関係を変更する
     請求項41又は42に記載の処理装置。
  44.  前記第1方向に沿って前記供給位置が前記第1表面から離れていくように、前記第1方向における前記第1表面と前記供給位置との位置関係を変更する
     請求項41から43のいずれか一項に記載の処理装置。
  45.  既に形成された前記造形物のうち前記第1方向を向いた第3表面に前記供給位置が設定されるように前記第1方向における前記第1表面と前記供給位置との位置関係を変更する
     請求項41から44のいずれか一項に記載の処理装置。
  46.  前記第1表面に沿った第2方向における前記第1表面と前記供給位置との位置関係を変更しながら、前記第1方向における前記第1表面と前記供給位置との位置関係を変更する
     請求項41から45のいずれか一項に記載の処理装置。
  47.  前記第1表面に沿った第2方向における前記第1表面と前記供給位置との位置関係を維持したまま、前記第1方向における前記第1表面と前記供給位置との位置関係を変更する
     請求項41から45のいずれか一項に記載の処理装置。
  48.  前記エネルギビームを照射しながら、既に形成された前記造形物のうち前記第1方向を向いた第3表面に前記エネルギビームを照射して前記第3表面から前記第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を繰り返す
     請求項16から47のいずれか一項に記載の処理装置。
  49.  前記エネルギビームの照射によって溶融池を形成して前記造形物を形成し、
     前記エネルギビームを照射しながら、既に形成された前記造形物のうち前記第1方向を向いた第3表面に前記溶融池を形成して前記第3表面から前記第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を繰り返す
     請求項16から48のいずれか一項に記載の処理装置。
  50.  前記エネルギビームを照射しながら、既に形成された前記造形物のうち前記第1方向を向いた第3表面に前記造形材料を供給して前記第3表面から前記第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を繰り返す
     請求項16から49のいずれか一項に記載の処理装置。
  51.  前記エネルギビームを照射しながら、既に形成された前記造形物のうち前記第1方向を向いた第3表面に対して、前記第3表面よりも前記第1方向側に分布する空間を介して前記造形材料を供給して前記造形物を形成する
     請求項16から50のいずれか一項に記載の処理装置。
  52.  前記エネルギビームを照射しながら、前記造形物のうちの第1部分を形成した後に、前記造形物のうち前記第1部分に交差する第2部分を前記第1部分に続けて形成する
     請求項16から51のいずれか一項に記載の処理装置。
  53.  前記第1及び第2部分の少なくとも一方は、前記第1表面に交差する
     請求項52に記載の処理装置。
  54.  前記エネルギビームを照射しながら、前記第1部分を前記第1方向に向かって成長させた後に、前記エネルギビームと前記第1部分との位置関係を変更して前記第2部分を前記第1方向に向かって成長させるように、前記エネルギビームと前記第1部分との位置関係を変更する
     請求項52又は53に記載の処理装置。
  55.  前記照射装置が照射する前記エネルギビームが遮蔽物によって遮られる可能性がある場合に、前記遮蔽物と前記エネルギビームとの位置関係を変更する
     請求項16から54のいずれか一項に記載の処理装置。
  56.  前記エネルギビームが前記遮蔽物によって遮られなくなるように前記遮蔽物と前記エネルギビームとの位置関係を変更する
     請求項55に記載の処理装置。
  57.  前記遮蔽物は、前記エネルギビームの照射によって形成された前記造形物の少なくとも一部を含む
     請求項55又は56に記載の処理装置。
  58.  (i)前記第1方向に向かって前記造形物を成長させようとすると前記エネルギビームが前記遮蔽物によって遮られる可能性がある場合には、前記第1方向とは異なる第3方向に向かって前記造形物を成長させるように、前記遮蔽物と前記エネルギビームとの位置関係を変更し、(ii)前記第1方向に向かって前記造形物を成長させようとしても前記エネルギビームが前記遮蔽物によって遮られる可能性がない場合には、前記第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     請求項55から57のいずれか一項に記載の処理装置。
  59.  前記エネルギビームから所定距離以内に前記遮蔽物が存在する場合に、前記エネルギビームが前記遮蔽物によって遮られる可能性があると判定する
     請求項55から58のいずれか一項に記載の処理装置。
  60.  前記エネルギビームの照射位置を、前記第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて前記造形物を形成する
     請求項16から59のいずれか一項に記載の処理装置。
  61.  前記第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成する
     請求項16から60のいずれか一項に記載の処理装置。
  62.  前記第1物体に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する
     請求項16から61のいずれか一項に記載の処理装置。
  63.  前記材料の供給位置を、前記第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する
     請求項16から62のいずれか一項に記載の処理装置。
  64.  前記造形物は前記第1方向に延ばされた線状の造形物である
     請求項16から63のいずれか一項に記載の処理装置。
  65.  前記造形物は前記第1物体から突出している
     請求項16から64のいずれか一項に記載の処理装置。
  66.  前記造形物の端部が前記第1表面から離れるように前記造形物が成長する
     請求項16から65のいずれか一項に記載の処理装置。
  67.  前記造形物の前記端部が前記第1方向に向かって前記第1表面から離れるように前記造形物が成長する
     請求項66に記載の処理装置。
  68.  エネルギビームを照射位置に照射することと、
     前記照射位置に材料を供給することと
     を含み、
     前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する
     処理方法。
  69.  前記第1位置から延ばされた造形物を形成する
     請求項68に記載の処理方法。
  70.  前記第1物体上の前記第1位置に前記エネルギビームを照射した後に、前記照射位置を前記第1物体から離れた空間内で移動させ、前記空間内に造形物を形成する
     請求項68又は69に記載の処理方法。
  71.  前記第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して第2造形物を形成する
     請求項68から70のいずれか一項に記載の処理方法。
  72.  前記第1造形物は前記第1物体に対して突出しており、前記第2造形物は前記第1造形物に対して突出している
     請求項68から71のいずれか一項に記載の処理方法。
  73.  前記第1溶融池は第1方向側に向けられており、
     前記第1造形物は前記第1物体の前記第1方向側に形成され、
     前記第2造形物は前記第1造形物の前記第1方向側に形成される
     請求項68から72のいずれか一項に記載の処理方法。
  74.  前記材料の供給位置は、前記第1位置から前記第2位置に移動する
     請求項68から73のいずれか一項に記載の処理方法。
  75.  エネルギビームを照射することと、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することと
     を含み、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成する
     処理方法。
  76.  エネルギビームを照射することと、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することと
     を含み、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する
     処理方法。
  77.  供給位置に材料を供給することと、
     前記供給位置にエネルギビームを照射することと
     を含み、
     前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する
     処理方法。
  78.  エネルギビームを照射することと、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することと
     を含み、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     処理方法。
  79.  エネルギビームを照射することと、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することと
     を含み、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     処理方法。
  80.  エネルギビームを照射することと、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することと
     を含み、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる
     処理方法。
  81.  エネルギビームを照射することと、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することと、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記エネルギビームの照射位置との位置関係を変更することと
     を含む処理方法。
  82.  エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成することと、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給することと、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更することと
     を含む処理方法。
  83.  エネルギビームを照射することと、
     前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給することと、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記造形材料の供給位置との位置関係を変更することと
     を含む処理方法。
  84.  前記造形物は前記第1方向に延ばされた線状の造形物である
     請求項78から83のいずれか一項に記載の処理方法。
  85.  前記造形物は前記第1物体から突出している
     請求項78から84のいずれか一項に記載の処理方法。
  86.  前記造形物の端部が前記第1表面から離れるように前記造形物が成長する
     請求項78から85のいずれか一項に記載の処理方法。
  87.  前記造形物の前記端部が前記第1方向に向かって前記第1表面から離れるように前記造形物が成長する
     請求項86に記載の処理方法。
  88.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、
     前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  89.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  90.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  91.  材料を供給する供給装置と、
     前記材料の供給位置にエネルギビームを照射する照射装置と、
     前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  92.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させるように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  93.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させるように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  94.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させるように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  95.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置と、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  96.  エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成する照射装置と、
     前記照射位置に材料を供給する供給装置と、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  97.  エネルギビームを照射する照射装置と、
     前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給する供給装置と、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記供給装置からの前記材料の供給位置との位置関係を変更するように、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一つを制御する制御信号を受信する受信装置と
     を備える処理装置。
  98.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  99.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  100.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  101.  材料を供給する供給装置と、前記材料の供給位置にエネルギビームを照射する照射装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  102.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  103.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  104.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  105.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  106.  エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成する照射装置と、前記照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  107.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御するコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記供給装置からの前記材料の供給位置との位置関係を変更する処理を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
  108.  請求項98から107のいずれか一項に記載のコンピュータプログラムが記録された記録媒体。
  109.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     前記照射位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理を行う制御装置。
  110.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体から突出した第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物から突出した第2造形物を形成する処理を行う制御装置。
  111.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     第1物体に前記エネルギビームを照射して第1方向側に向けられた第1溶融池を形成すると共に前記第1溶融池に前記材料を供給して前記第1物体の前記第1方向側に第1造形物を形成し、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射して前記第1方向側に向けられた第2溶融池を形成すると共に前記第2溶融池に前記材料を供給して前記第1造形物の前記第1方向側に第2造形物を形成する処理を行う制御装置。
  112.  材料を供給する供給装置と、前記材料の供給位置にエネルギビームを照射する照射装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     前記供給位置を、第1物体上の第1位置から、前記第1物体から離れた第2位置に移動させて造形物を形成する処理を行う制御装置。
  113.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を行う制御装置。
  114.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、鉛直方向に沿った方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を行う制御装置。
  115.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、重力に逆らう方向成分を含む第1方向に向かって前記造形物を成長させる処理を行う制御装置。
  116.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記照射位置との位置関係を変更する処理を行う制御装置。
  117.  エネルギビームを照射して前記エネルギビームの照射位置に溶融池を形成する照射装置と、前記照射位置に材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記溶融池との位置関係を変更する処理を行う制御装置。
  118.  エネルギビームを照射する照射装置と、前記エネルギビームの照射に合わせて材料を供給する供給装置とを備える処理装置を制御する制御装置であって、
     第1物体にエネルギビームを照射して前記第1物体の第1表面に造形物を形成する際に、前記エネルギビームを照射しながら、前記第1表面に交差する第1方向における前記第1表面と前記供給装置からの前記材料の供給位置との位置関係を変更する処理を行う制御装置。
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