WO2020017405A1 - 造形システム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the technical field of a shaping system for forming a structure, for example.
- Patent Document 1 describes a modeling system in which a powdery material is melted with an energy beam and then the melted material is solidified to form a structure. In such a modeling system, it is a technical problem to appropriately form a structure.
- an irradiation device that irradiates at least a part of a modeling target surface of an object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a change that changes a posture of the object And irradiating the first part of the object surface with the energy beam, changing the attitude of the object, and irradiating the second part of the object surface with the energy beam to form a structure.
- a modeling system is provided.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating the structure of the molding system according to the present embodiment.
- 2A and 2B are side views showing the structure of a modeling apparatus included in the modeling system of the present embodiment (however, a part is a cross-sectional view for convenience of description).
- Each of FIGS. 3A to 3E is a cross-sectional view showing a state where light is applied to a certain region on the workpiece and a modeling material is supplied.
- 4A to 4C are cross-sectional views illustrating a process of forming a three-dimensional structure by the first modeling operation.
- FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a work having a curved surface.
- FIG. 6A is a cross-sectional view illustrating a workpiece having a curved surface, and FIG.
- FIG. 6B is a cross-sectional view illustrating a modeling surface including a curved surface.
- FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views each showing a structural layer having a shape along a modeling surface including a curved surface.
- FIGS. 8A to 8C is a cross-sectional view illustrating a step of moving a modeling head to form a structural layer having a shape along a modeling surface including a curved surface.
- FIGS. 9A to 9D are cross-sectional views showing steps of changing the posture of the stage to form a structural layer having a shape along a modeling surface including a curved surface.
- FIG. 10 is a cross-sectional view showing a plurality of structural layers having a shape along a modeling surface including a curved surface.
- FIG. 11 is a cross-sectional view showing a structure layer for adjusting the outer shape of the upper part of a model formed from a plurality of structural layers to the outer shape of a three-dimensional structure.
- FIG. 12 is a cross-sectional view showing a structural layer for adjusting the outer shape of the upper part of a model formed from a plurality of structural layers to the outer shape of a three-dimensional structure.
- FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a three-dimensional structure including a structural layer having a shape along a modeling surface including a curved surface.
- FIGS. 14A to 14D is a cross-sectional view illustrating a process of forming a three-dimensional structure by forming a structural layer having a thickness that changes according to the shape of a modeling surface.
- FIGS. 15A and 15B is a cross-sectional view showing a three-dimensional structure formed on a workpiece having a curved surface.
- FIGS. 16A to 16D is a cross-sectional view showing a three-dimensional structure formed on a work including two planes whose surfaces intersect.
- FIG. 17 is a perspective view showing a three-dimensional structure formed by the third modeling operation.
- FIGS. 18A to 18F is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIGS. 19A to 19F are cross-sectional views illustrating steps of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIGS. 20A to 20C are cross-sectional views illustrating steps of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- Each of FIGS. 21A to 21C is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- Each of FIGS. 22A to 22C is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIGS. 23A to 23C is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- Each of FIGS. 20A to 20C are cross-sectional views illustrating steps of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- Each of FIGS. 21A to 21C is a cross-sectional view illustrating a step of forming
- FIG. 24A to 24C is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIGS. 25A to 25C is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIG. 26 is a perspective view showing a three-dimensional structure formed by the third shaping operation.
- FIGS. 27A to 27E is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIG. 28 is a perspective view showing a three-dimensional structure formed by the third shaping operation.
- FIGS. 25A to 25C is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIG. 26 is a perspective view showing a three-dimensional structure formed by the third shaping operation.
- FIGS. 27A to 27E is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three
- FIG. 29A to 29E is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIGS. 30A to 30D is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIG. 31A to FIG. 31D is a cross-sectional view showing a step of forming a three-dimensional structure by a third shaping operation.
- FIG. 32A is a side view illustrating a three-dimensional structure formed by the fourth shaping operation
- FIG. 32B is a cross-sectional view illustrating the three-dimensional structure formed by the fourth shaping operation.
- FIG. 33A to 33D is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a fourth shaping operation.
- FIGS. 34A to 34D is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a fourth shaping operation.
- FIGS. 35A to 35D is a cross-sectional view illustrating a step of forming a three-dimensional structure by a fifth shaping operation.
- 36 (a) to 36 (c) are cross-sectional views showing steps of forming a three-dimensional structure by a fifth shaping operation.
- FIG. 37 (a) is a side view showing a three-dimensional structure, and FIG.
- FIG. 37 (b) is a cross-sectional view showing a three-dimensional structure having a laminated cross section exposed to the outside
- FIG. 37 (c) is a cross-sectional view showing a three-dimensional structure in which a lamination cross section is not exposed to the outside
- FIG. 38A is a cross-sectional view showing the relationship between the direction in which the outer surface of the three-dimensional structure extends in the three-dimensional structure formed by the sixth modeling operation and the direction in which the plurality of structural layers are stacked.
- (B) is a sectional view showing a state where ends of a plurality of structural layers in a three-dimensional structure formed by a sixth shaping operation are in contact with the surface of a work.
- FIG. 39A is a side view showing the tensile force applied to the three-dimensional structure
- FIG. 39B is a three-dimensional structure composed of a plurality of structural layers stacked along the direction of the tensile force
- FIG. 39C is a cross-sectional view illustrating a three-dimensional structure including a plurality of structural layers stacked along a direction intersecting with the direction of the tensile force.
- (D) is a sectional view showing a plurality of structural layers laminated along a direction intersecting the direction of the tensile force.
- FIG. 40A is a side view showing a compressive force applied to the three-dimensional structure
- FIG. 40B is composed of a plurality of structural layers stacked along a direction intersecting the direction of the compressive force.
- FIG. 40C is a cross-sectional view illustrating a three-dimensional structure including a plurality of structural layers stacked along the direction of the compressive force
- FIG. (D) is sectional drawing which shows the some structural layer laminated
- FIG. 41 is a cross-sectional view showing how light is irradiated to adjust the temperature of the modeling target region.
- FIG. 42 is a cross-sectional view showing a state in which light is irradiated to form a three-dimensional structure in the modeling target region whose temperature has been adjusted.
- FIG. 43 is a cross-sectional view showing a modeling target region including a plurality of portions having different temperatures.
- FIG. 44A is a cross-sectional view showing a three-dimensional structure formed to include a structure part to be peeled off from the modeling target area and a structure part to be kept coupled to the modeling target area.
- (B) is a cross-sectional view showing a three-dimensional structure in which a part of the structure has been peeled off from the modeling target region.
- FIG. 45 is a cross-sectional view showing a work having a non-uniform thickness.
- FIG. 46 is a perspective view showing a modeling target region including a region where heat is relatively easily diffused and a region where heat is relatively hardly diffused.
- FIG. 47 is a block diagram illustrating a modeling system including a heating device.
- FIG. 48 is a block diagram illustrating a modeling system including a cooling device.
- FIG. 49A is a cross-sectional view illustrating light applied to a modeling surface to perform a modeling operation
- FIG. 49B illustrates light applied to the modeling surface to perform an initial setting operation. It
- LMD Laser Metal Deposition
- Laser build-up 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 Casting, laser powder deposition, laser additive manufacturing, and laser rapid forming may also be referred to.
- each of the X-axis direction and the Y-axis direction is a horizontal direction (that is, a predetermined direction in a horizontal plane), and the Z-axis direction is a vertical direction (that is, a direction orthogonal to the horizontal plane). And in the vertical direction or the direction of gravity).
- rotation directions (in other words, tilt directions) around the X axis, the Y axis, and the Z axis are referred to as the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction, respectively.
- the Z-axis direction may be the gravity direction.
- the XY plane may be set in the horizontal direction.
- FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a structure of a molding system 1 according to the present embodiment.
- 2A and 2B are side views showing the structure of the modeling apparatus 4 included in the modeling system 1 of the present embodiment (however, a part is a cross-sectional view for convenience of description). .
- 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, in the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction).
- An object (ST) having a size can be formed.
- the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST on a work W that is a base (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 a three-dimensional structure ST on the stage 43.
- the shaping system 1 Can form a three-dimensional structure ST on an existing structure.
- the modeling system 1 may form a 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 a three-dimensional structure ST that can be separated from the existing structure.
- the modeling system 1 can form a molded article 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 technology.
- the additive manufacturing technology is also referred to as rapid prototyping, rapid manufacturing, or additive manufacturing.
- the molding system 1 processes the molding material M with light EL to form a molded object.
- light LE for example, at least one of infrared light, visible light, and ultraviolet light can be used, but other types of light may be used.
- the light EL is a laser beam.
- the modeling material M is a material that can be melted by irradiation with light EL having a predetermined intensity or more.
- a molding material M for example, at least one of a metal material and a resin material can be used.
- the molding material M another material different from a metallic material and a resinous material may be used.
- the modeling material M is a powdery or granular material. That is, the molding material M is a powder.
- the modeling material M does not have to be a granular material, and for example, a wire-shaped molding material or a gaseous modeling material may be used.
- the modeling system 1 may process the modeling material M with an energy beam such as a charged particle beam to form a modeling object.
- 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 molding device 4, the light source 5, the gas supply device 6, and the control device 7 are housed in a housing C.
- the modeling device 4 is housed in the upper space UC of the housing C, and the material supply device 3, the light source 5, the gas supply device 6, and the control device 7 are mounted on the housing located below the upper space UC. It is accommodated in the lower space LC of the body C.
- the arrangement of each of the material supply device 3, the molding device 4, the light source 5, the gas supply device 6, and the control device 7 in the housing C is not limited to the arrangement shown in FIG.
- the material supply device 3 supplies the modeling material M to the modeling device 4.
- the material supply device 3 supplies a desired amount of modeling material M according to the required amount so that the required amount of molding material M per unit time to form the three-dimensional structure ST is supplied to the modeling device 4. Material M is supplied.
- the modeling device 4 processes the modeling material M supplied from the material supply device 3 to form the three-dimensional structure ST. In order to form a three-dimensional structure, as shown in FIGS. And a measuring device 45. Further, the modeling head 41 includes an irradiation system 411 and a material nozzle (that is, a supply system for supplying the modeling material M) 412. The modeling head 41, the head drive system 42, the stage 43, the stage drive system 44, and the measuring device 45 are housed in a chamber 46.
- the irradiation system 411 is an optical system (for example, a condensing optical system) for emitting the light EL from the emission unit 413. Specifically, the irradiation system 411 is optically connected to the light source 5 that emits light EL. An optical transmission member (not shown) such as an optical fiber or a light pipe may be interposed between the light source 5 and the irradiation system 411. The irradiation system 411 emits the light EL transmitted from the light source 5 via the light transmission member. The irradiation system 411 irradiates the light EL downward from the irradiation system 411 (that is, on the ⁇ Z side). A stage 43 is disposed below the irradiation system 411.
- An optical transmission member such as an optical fiber or a light pipe may be interposed between the light source 5 and the irradiation system 411.
- the irradiation system 411 emits the light EL transmitted from the light source 5 via the light transmission member.
- the irradiation system 411 can irradiate the work W with the light EL.
- the irradiation system 411 includes a circular (or any other shape) irradiation region EA set on the work W as a region where the light EL is irradiated (typically, condensed). Is irradiated with light EL.
- the state of the irradiation system 411 can be switched between a state in which the irradiation area EA is irradiated with the light EL and a state in which the irradiation area EA is not irradiated with the light EL under the control of the control device 7.
- the traveling direction of the light EL emitted from the irradiation system 411 is a direction inclined at a predetermined angle (an acute angle as an example) with respect to the Z-axis direction, but may be on the ⁇ Z side (that is, directly below). .
- the material nozzle 412 has a supply outlet 414 for supplying the molding material M.
- the material nozzle 412 supplies the molding material M from the supply outlet 414 (specifically, ejects, ejects, or sprays).
- the material nozzle 412 is physically connected to the material supply device 3 that is a supply source of the modeling material M.
- a powder transmission member such as a pipe (not shown) may be interposed between the material supply device 3 and the material nozzle 412.
- the material nozzle 412 supplies the modeling material M supplied from the material supply device 3 via the powder transmission member. 2A and 2B, 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, on the ⁇ Z side).
- the stage 43 is disposed below the material nozzle 412.
- the material nozzle 412 supplies the modeling material M toward the workpiece W.
- the advancing direction of the molding material M supplied from the material nozzle 412 is a direction inclined at a predetermined angle (an acute angle as an example) with respect to the Z-axis direction. Good.
- the modeling head 41 may include a plurality of material nozzles 412.
- the material nozzle 412 is positioned with respect to the irradiation system 411 such that the irradiation system 411 supplies the modeling material M toward the irradiation area EA where the light EL is irradiated. That is, the irradiation with the material nozzle 412 is performed so that the supply area MA set on the workpiece W as the area where the material nozzle 412 supplies the modeling material M and the irradiation area EA coincide (or at least partially overlap).
- the system 411 is aligned.
- the material nozzle 412 may be positioned so as to supply the molding material M to the molten pool MP formed on the work W by the light EL emitted from the irradiation system 411. Further, the supply area MA in which the material nozzle 412 supplies the modeling material M and the area 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 (further, the supply area MA) moves on the work W along each of the X axis and the Y axis.
- the head drive system 42 moves in at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction in addition to or instead of moving the modeling head 41 along at least one of the X axis, the Y axis, and the Z axis.
- the modeling head 41 may be moved along. That is, the head drive system 42 may rotate the modeling head 41 along at least one of the rotation axis around the X axis, the rotation axis around the Y axis, and the rotation axis around the Z axis.
- 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 rotary motor, but may be a drive system including another motor (or a drive source).
- the head drive system 42X, 42Y or 42Z may be a drive system including a linear motor.
- the head drive system 42X includes an X guide portion 421X fixed to a support frame 423 installed on a bottom surface of the chamber 46 via a vibration isolator such as an air spring and extending along the X axis, and a rotation motor 422X.
- the head drive system 42Y includes a Y guide portion 421Y extending along the Y axis and a rotation motor 422Y.
- the head drive system 42Z includes a Z guide portion 421Z extending along the Z axis and a rotation motor 422Z.
- the rotary motor 422X When the rotary motor 422X is driven, the molding that is connected to the Y guide 421Y along the X guide 421X (that is, along the X axis) (and further to the Y guide 421Y via the Z guide 421Z).
- the head 41 moves.
- the Z guide 421Z (and further, the modeling head 41 connected to the Z guide 421Z) moves along the Y guide 421Y (that is, along the Y axis).
- the rotation motor 422Z When the rotation motor 422Z is driven, the modeling head 41 moves along the Z guide portion 421Z (that is, along the Z axis).
- the support frame 423 may be vibrated from the floor on which the modeling system 1 is installed, or may be vibrated from inside the modeling system 1 and outside the chamber 46 (for example, from between the housing of the modeling system 1 and the chamber 46). Is installed in the chamber 46 via an anti-vibration device for reducing vibration. However, for example, if the vibration from inside the molding system 1 and outside the chamber 46 can be ignored, a vibration isolator may be provided between the molding system 1 and the floor, and the vibration condition of the floor is good (low vibration). In the case of (1), the vibration isolator may not be provided.
- the head drive system 42 functions as a device that can change the relative position between the modeling head 411 and the stage 43 (and further, at least one of the workpiece W and the three-dimensional model ST placed on the stage 43). May be.
- the stage 43 can place the work W thereon.
- the stage 43 may be capable of holding the work W.
- the stage 43 may be capable of releasing the held work W.
- the above-described irradiation system 411 irradiates the light EL during at least a part of the period in which the work W is placed on the stage 43.
- the above-described material nozzle 412 supplies the modeling material M during at least a part of the period in which the work W is placed on the stage 43. Note that a part of the modeling material M supplied by the material nozzle 412 may be scattered or spilled from the surface of the work W to the outside of the work W (for example, around the stage 43).
- the modeling system 1 may include a collection device that collects the scattered or spilled modeling material M around the stage 43.
- the stage 43 may include a mechanical chuck, a vacuum chuck, or the like to hold the work W.
- the stage drive system 44 moves 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 direction. 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 direction. In other words, the stage drive system 44 ⁇ Z rotates the stage 43 around the Z axis. That is, the stage drive system 44 moves the stage 43 along each of the ⁇ Y direction and the ⁇ Z direction. In the example shown in FIGS.
- the rotation axis of the stage 43 in the ⁇ Y direction passes through the workpiece W (the rotation axis of the stage 43 substantially coincides with the upper surface of the stage 43).
- the rotation axis is not limited thereto, and the rotation axis is above or below the workpiece W (upward (+ Z side) with respect to the upper surface of the stage 43, or downward ( ⁇ Z side) with respect to the upper surface of the stage 43 )).
- the stage drive system 44 moves the stage 43 along at least one of the ⁇ Y direction and the ⁇ Z direction, or in addition to or instead of moving the stage 43 along at least one of the ⁇ X direction, the X axis, the Y axis, and the Z axis.
- the stage 43 may be moved.
- 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-shaped holding member 441 ⁇ Y for holding the stage 43, a plate-shaped wall member 442 ⁇ Y protruding from the + Y side end and the ⁇ Y side end of the holding member 441 ⁇ Y to the + Z side, and around the Y axis. And a connecting member 444 ⁇ Y that connects the rotor of the rotating motor 443 ⁇ Y and the wall member 442 ⁇ Y.
- 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 driving system 44 ⁇ Z includes a rotation motor 443 ⁇ Z rotatable around the Z axis and having a rotor connected to the stage 43.
- the rotation motor 443 ⁇ Z is fixed to the holding member 441 ⁇ Y.
- the rotation motor 443 ⁇ Y When the rotation 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 443 ⁇ Z is driven, the stage 43 rotates around the Z axis.
- the support frame 445 is installed in the chamber via a vibration isolator for reducing vibration from the floor on which the modeling system 1 is installed or vibration from inside the modeling system 1 and from outside the chamber 46.
- a vibration isolator for reducing vibration from the floor on which the modeling system 1 is installed or vibration from inside the modeling system 1 and from outside the chamber 46.
- the vibration from the outside of the chamber 46 inside the molding system 1 can be ignored, it may be provided between the molding system 1 and the floor. Does not require a vibration isolator.
- the stage 43 moves along each of the ⁇ Y direction and the ⁇ Z direction (rotates around the Y axis and the Z axis)
- the stage 43 with respect to the irradiation system 411 and the work W
- the relative position of at least one of the three-dimensional object ST changes. More specifically, when the stage 43 moves along at least one of the ⁇ Y direction and the ⁇ Z direction, at least the work W and the three-dimensional structure ST placed on the stage 43 with respect to the irradiation system 411 are moved.
- the posture changes.
- the attitude of the stage 43 (and further, at least one of the workpiece W and the three-dimensional structure ST placed on the stage 43) with respect to the emission direction of the light EL from the irradiation system 411 changes.
- the attitude of the stage 43 (further, at least one of the workpiece W and the three-dimensional structure ST placed on the stage 43) with respect to the axis of the light EL from the irradiation system 411 to the irradiation area EA changes. Therefore, the stage drive system 44 may function as a device that can change the attitude of the stage 43 (and at least one of the workpiece W and the three-dimensional structure ST placed on the stage 43) with respect to the irradiation system 411.
- the “posture” may mean a position in each of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction.
- the measuring device 45 is a device capable of measuring a parameter to be measured.
- the measuring device 45 measures a shape that is a parameter of an object to be measured.
- the measuring device 45 measures, for example, the shape of the surface of the object.
- the measuring device 45 projects a light pattern on the surface of the object, for example, by projecting a light pattern on the surface of the object, measuring a shape of the projected pattern by a pattern projection method or a light cutting method, and projecting light on the surface of the object.
- Time-of-flight, moire topography specifically, grid irradiation or grid projection
- the shape of the object may be measured using an interference method, an autocollimation method, a stereo method, an astigmatism method, a critical angle method, or a knife edge method.
- the light source 5 emits, for example, at least one of infrared light, visible light, and ultraviolet light as light EL.
- the light EL is a laser beam.
- the light source 5 may include a semiconductor laser such as a laser light source (eg, a laser diode (LD)), such as a fiber laser, a CO 2 laser, a YAG laser, an excimer laser, or the like.
- the light EL may not be a laser beam, and the light source 5 may include an arbitrary light source (for example, at least one of an LED (Light Emitting Diode) and a discharge lamp). .
- the gas supply device 6 is a supply source of the inert gas.
- the inert gas include a nitrogen gas and an argon gas.
- the gas supply device 6 supplies an inert gas into the chamber 46 of the modeling device 4. As a result, the internal space of the chamber 46 becomes a space purged by the 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. May be an argon gas generating device that generates gas.
- the control device 7 controls the operation of the molding system 1.
- the control device 7 may include, for example, an arithmetic device such as a CPU (Central Processing Unit) or 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) operations to be 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 that the modeling system 1 performs an operation described below.
- the computer program executed by the arithmetic device may be recorded in a memory (that is, a recording medium) provided in the control device 7, or may be any storage medium built in the control device 7 or external to the control device 7. (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 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.
- the control device 7 and the modeling system 1 may be connected by a wired and / or wireless network (or a data bus and / or a communication line).
- a wired network for example, a network using a serial bus interface represented by at least one of IEEE 1394, RS-232x, RS-422, RS-423, RS-485, and USB may be used.
- a network using a parallel bus interface may be used as the wired network.
- a network using an Ethernet (registered trademark) interface typified by at least one of 10BASE-T, 100BASE-TX, and 1000BASE-T may be used.
- a network using radio waves may be used as a wireless network.
- a network using radio waves a network (for example, at least one of a wireless LAN and Bluetooth (registered trademark)) compliant with IEEE 802.1x can be given.
- a network using infrared rays may be used as a wireless network.
- a network using optical communication may be used as a wireless network.
- the control device 7 and the modeling system 1 may be configured to be able to transmit and receive various types of information via a network.
- control device 7 may be capable of transmitting information such as commands and control parameters to the molding system 1 via a 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 network.
- the first control device that performs a part of the processing performed by the control device 7 is provided inside the modeling system 1, the second control that performs another part of the processing performed by the control device 7 is performed.
- the control device may be provided outside the modeling system 1.
- a recording medium for recording a computer program executed by the arithmetic unit is a CD-ROM, CD-R, CD-RW, flexible disk, MO, DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD + R, DVD-R.
- At least one of an optical disk such as RW, DVD + RW and Blu-ray (registered trademark), a magnetic medium such as a magnetic tape, a magneto-optical disk, a semiconductor memory such as a USB memory, and any other medium capable of storing a program is used. You may.
- the recording medium may include a device capable of recording the computer program (for example, a general-purpose device or a dedicated device in which the computer program is mounted in a state where the computer program can be executed in at least one form such as software and firmware).
- each process and function included in the computer program may be realized by a logical processing block realized in the control device 7 by the control device 7 (that is, the computer) executing the computer program.
- the control unit 7 may be realized by hardware such as a predetermined gate array (FPGA, ASIC) or the like, or a mixture of a logical processing block and a partial hardware module for realizing a part of hardware. It may be realized in the form of
- the control device 7 controls the irradiation mode of the light EL by the irradiation system 411.
- the irradiation mode includes, for example, the intensity of the light EL, the irradiation position of the light EL (that is, the position of the irradiation area EA described later), the intensity distribution of the irradiation area EA by the light EL, the shape of the irradiation area EA by the light EL, and the shape of the light EL. Includes at least one of the injection timings.
- the irradiation mode includes, for example, the emission timing of the light EL, the length of the light emission time of the pulse light, and the ratio between the light emission time of the pulse light and the extinction time (so-called duty ratio). At least one may be included.
- the control device 7 controls the manner of movement of the modeling head 41 by the head drive system 42 and the manner of movement of the stage 43 by the stage drive system 44.
- the movement mode includes, for example, at least one of a movement amount, a movement speed, a movement direction, and a movement timing. Further, the control device 7 controls the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 412.
- the supply mode includes, for example, at least one of a supply amount (particularly, a supply amount per unit time) and a supply timing.
- the control device 7 may simultaneously control the emission mode of the light EL by the irradiation system 411 and the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 412.
- control device 7 may not be provided inside the modeling system 1, but may be provided as a server or the like outside the modeling system 1, for example.
- the control device 7 and the modeling system 1 may be connected by a wired or wireless communication line.
- the molding system 1 may be operated using a recording medium in which a signal representing an operation procedure of the molding system 1 is recorded in advance. Further, a part of the function of the control device 7 may be performed by another part (for example, the head drive system 42).
- the modeling system 1 can perform at least one of the first to seventh modeling operations.
- the modeling system 1 may independently perform any one of the first to seventh modeling operations.
- the shaping system 1 may perform a shaping operation in which at least two of the first to the seventh shaping operations are combined.
- the first to seventh forming operations will be described in order.
- the first shaping operation is a shaping operation for forming the three-dimensional structure ST on the work W having the surface WS which is a plane (in particular, a single plane).
- the modeling system 1 forms the three-dimensional structure ST by the laser overlay welding method. Therefore, the shaping system 1 may form the three-dimensional structure ST by performing an existing shaping operation based on the laser overlay welding method.
- an example of the first shaping operation using the laser overlay welding method will be briefly described.
- the modeling system 1 forms the three-dimensional structure ST on the work W 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 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 device and a non-contact type three-dimensional measuring device having a probe movable with respect to the work W and capable of contacting the work W.
- the non-contact type three-dimensional measuring device include a pattern projection type three-dimensional measuring device, a light cutting type three-dimensional measuring device, a time-of-flight type three-dimensional measuring device, and a moire topography type three-dimensional measuring device.
- a holographic interference type three-dimensional measuring device a CT (Computed Tomography) type three-dimensional measuring device, and an MRI (Magnetic ⁇ Resonance ⁇ Imaging) type three-dimensional measuring device.
- design data of the three-dimensional structure ST may be used.
- the three-dimensional model data includes, for example, an STL (Stereo Lithography) format, a VRML (Virtual Reality Modeling Language) format, an AMF (Additive Manufacturing File Format Electronic Trading, Gigabit Efficiency Gas Exchange, IGES (Information Gasification) Automobile Manufactures-Surfaces Interface format, HP / GL (Hewlett-Packard Graphics Graphics Language) format, bitmap format, etc. may be used. Kill.
- the modeling system 1 sequentially forms, for example, a plurality of layered objects (hereinafter, referred to as “structural layers”) SL arranged along the Z-axis direction in order to form the three-dimensional structure ST.
- structural layers layered objects
- the modeling system 1 sequentially forms the plurality of structural layers SL one by one.
- a three-dimensional structure ST which is a stacked structure in which the plurality of structural layers SL are stacked, is formed.
- a flow of an operation of forming the three-dimensional structure ST by sequentially forming the plurality of structural layers SL one by one will be described.
- FIGS. 3A to 3E are cross-sectional views showing a state in which a certain area on the workpiece W is irradiated with the light EL and the modeling material M is supplied.
- the modeling system 1 sets an irradiation region EA in a desired region on the molding surface MS corresponding to the surface WS of the work W or the surface of the formed structural layer SL, and sets the irradiation region EA in the irradiation region EA. Then, light EL is irradiated from the irradiation system 411.
- the modeling surface MS may be referred to as a modeling target surface. Note that the modeling system 1 does not have to set the irradiation area EA in a desired area on the modeling surface MS.
- a region occupied by the light EL irradiated from the irradiation system 411 on the modeling surface MS may be referred to as an irradiation region EA.
- the focus position FP of the light EL (that is, the light condensing position, in other words, the position where the light EL converges most in the Z-axis direction or the traveling direction of the light EL) matches the modeling surface MS. ing.
- the focus position FP of the light EL may be set at a position shifted from the modeling surface MS in the Z-axis direction. As a result, as shown in FIG.
- a molten pool that is, a liquid molding material M (or a liquid molding material M melted by the light EL) in a desired region on the molding surface MS by the light EL emitted from the irradiation system 411. Pools) MP of other types of metals or resins are formed.
- the traveling direction of the light EL is a direction inclined by a predetermined angle with respect to the Z-axis direction as described above, the light EL is obliquely incident on the modeling surface MS. Therefore, the reflected light EL_R from the modeling surface MS irradiated with the light EL travels in a direction different from that of the irradiation system 411. That is, the reflected light EL_R does not return to the irradiation system 411. As a result, the reflected light EL_R from the modeling surface MS does not affect the operation of the irradiation system 411.
- the traveling direction of the light EL is a direction parallel to the Z-axis direction (that is, when the light EL is perpendicularly incident on the formation surface MS directly below), the light EL is not incident on the formation surface MS.
- the stage driving system 44 changes the posture of the stage 43 so that the light EL is irradiated obliquely (that is, so that the reflected light EL_R is directed in a direction different from the irradiation system 411). , The incident angle of the light EL with respect to the modeling surface MS) may be changed.
- the head drive system 42 can change the attitude of the modeling head 41 (that is, the modeling head 41 can be moved along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction)
- the head drive system 42 changes the attitude of the shaping head 41 so that the light EL is obliquely incident on the shaping surface MS, and the irradiation direction of the light EL to the shaping surface MS (that is, the incident angle of the light EL to the shaping surface MS). ) May be changed.
- the molding system 1 sets a supply area MA in a desired area on the molding surface MS, and supplies the molding material M from the material nozzle 412 to the supply area MA.
- the modeling system 1 does not need to set the supply area MA in a desired area on the modeling surface MS.
- a region where the modeling material M is supplied from the material nozzle 412 may be referred to as a supply region MA.
- the supply area MA is set to an area where the molten pool MP is formed. In other words, the supply area MA coincides with the area where the molten pool MP is formed.
- the modeling system 1 supplies the modeling material M from the material nozzle 412 to the molten pool MP, as shown in FIG. 3B.
- the molding material M supplied to the molten pool MP is melted, and a molten pool MP including the molten modeling material M and rising from the modeling surface MS is formed on the modeling surface MS.
- the molten pool MP may expand along the modeling surface MS and / or along the direction intersecting the modeling surface MS.
- the modeling system 1 may control the attitude of the stage 43 so that the modeling surface MS faces upward. That is, the modeling system 1 may control the attitude of the stage 43 so that the direction in which the modeling surface MS is directed is the upward direction (that is, the direction toward the + Z side).
- the part of the modeling surface MS where the irradiation area EA is set that is, the part where the molten pool MP is formed
- the molten pool MP will also face upward. That is, the direction from the bottom surface to the upper surface of the molten pool MP (that is, the direction from a certain part on the modeling surface MS to the upper surface of the molten pool MP formed in the certain part) is directed upward (that is, on the + Z side).
- the modeling material M melted in the molten pool MP is less likely to spill outside the molten pool MP. That is, it becomes easy to maintain the molten pool MP having a desired size.
- an axis passing through a direction in which a certain portion on the modeling surface MS is directed becomes parallel to the direction of gravity (that is, the Z-axis). It may include at least one of a state of being parallel) and a state of intersecting at an angle smaller than a predetermined angle (for example, 45 degrees) with respect to an axis passing through the direction of gravity (that is, the Z axis).
- a predetermined angle for example, 45 degrees
- the state in which “the molten pool MP faces upward” in the present embodiment means that the axis passing through the direction from the bottom surface to the top surface of the molten pool MP is parallel to the gravity direction and the axis passing through the gravity direction. It may include at least one of a state of intersection at an angle smaller than a predetermined angle (for example, 45 degrees).
- FIG. 3D A series of modeling processes including formation of the molten pool MP by such light irradiation EL, supply of the molding material M to the molten pool MP, melting of the supplied modeling material M, and solidification of the molten modeling material M are illustrated in FIG.
- the process is repeated while changing the position of the modeling head 41 in the XY plane with respect to the modeling surface MS.
- the shaping system 1 forms the molten pool MP, supplies the shaping material M, melts the shaping material M, and melts the shaping material M while moving the shaping head 41 along the XY plane with respect to the shaping surface MS.
- a series of modeling processes including solidification of M are repeated.
- the irradiation area EA When the modeling head 41 moves with respect to the modeling surface MS, the irradiation area EA also moves with respect to the modeling surface MS. Therefore, it can be said that a series of modeling processes are repeated while moving the irradiation area EA with respect to the modeling surface MS along the XY plane.
- the light EL is selectively applied to the irradiation area EA set in the area where the modeled object is to be formed, while the light EL is applied to the irradiation area EA set in the area where the modeled object is not to be formed. Is not selectively irradiated. Note that the irradiation area EA does not have to be set in an area where a modeled object should not be formed.
- the shaping system 1 moves the irradiation area EA along a predetermined movement trajectory on the shaping surface MS, and at the timing according to the distribution of the area where the shaping object is to be formed (that is, the shape of the structural layer SL). Is irradiated on the modeling surface MS. In other words, the shaping system 1 moves the area to be irradiated with the light EL along the predetermined movement trajectory on the shaping surface MS, and emits light when the area is located in the area where the shaping object is to be formed. The EL is irradiated on the modeling surface MS. As a result, as shown in FIG. 3E, a structural layer SL corresponding to an aggregate of a modeled object made of the solidified modeling material M is formed on the modeled surface MS. In the above description, the irradiation region EA is moved with respect to the modeling surface MS (that is, the modeling head 41 is moved), but the modeling surface MS may be moved with respect to the irradiation region EA.
- the modeling system 1 repeatedly performs the operation for forming such a structural layer SL under the control of the control device 7 based on the three-dimensional model data.
- the repetition of the operation for forming the structural layer SL will be described with reference to FIGS. 4A to 4C.
- 4A to 4C are cross-sectional views illustrating a process of forming the three-dimensional structure ST by the first modeling operation.
- the control device 7 creates slice data by slicing the three-dimensional model data at the lamination pitch.
- This slice data may include information on the movement trajectory of the irradiation area EA and / or the supply area MA.
- the control device 7 may at least partially correct the slice data according to the characteristics of the modeling system 1.
- the shaping system 1 performs an operation for forming the first structural layer SL # 1 on the shaping surface MS corresponding to the surface WS of the workpiece W under the control of the control device 7, corresponding to the structural layer SL # 1. This is performed based on the three-dimensional model data (that is, slice data corresponding to the structural layer SL # 1). As a result, as shown in FIG. 4A, a structural layer SL # 1 is formed on the modeling surface MS.
- the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on the surface of the structural layer SL # 1 (particularly, the upper surface facing the + Z side), and then places the second structural layer on the new modeling surface MS.
- the control device 7 first controls the head drive system 42 so that the modeling head 41 moves along the Z axis. Specifically, the control device 7 controls the head drive system 42 so that the irradiation area EA and the supply area MA are set on the surface of the structural layer SL # 1 (that is, a new modeling surface MS). The modeling head 41 is moved toward the + Z side. Thus, the focus position FP of the light EL coincides with the new modeling surface MS.
- the shaping system 1 performs an operation similar to the operation of forming the structural layer SL # 1, based on the slice data corresponding to the structural layer SL # 2, on the structural layer SL # 1. Then, a structural layer SL # 2 is formed. As a result, as shown in FIG. 4B, a structural layer SL # 2 is formed. Thereafter, the same operation is repeated until all the structural layers SL constituting the three-dimensional structure ST to be formed on the work W are formed. As a result, as shown in FIG.
- the stacked structure in which the plurality of structural layers SL are stacked along the Z axis (that is, along the direction from the bottom surface to the upper surface of the molten pool MP)
- the three-dimensional structure ST is formed.
- the Z-axis direction may be referred to as the stacking direction of the stacked structure in which the plurality of structural layers SL are stacked.
- the focus position FP of the light EL does not need to coincide with the modeling surface MS (or a new modeling surface MS).
- the focus position FP of the light EL may be defocused from the modeling surface MS (or a new modeling surface MS).
- the second shaping operation is a shaping operation in which the surface WS forms a three-dimensional structure ST on the work W including the curved surface as shown in FIG.
- the second shaping operation is a shaping operation in which the surface WS forms a three-dimensional structure ST on the work W including the curved surface as shown in FIG.
- FIG. 5 shows an example in which the surface WS of the work W includes a convex surface directed to the side on which the three-dimensional structure ST is formed (the + Z side in the example shown in FIG. 5). That is, FIG. 5 illustrates an example in which the surface WS of the work W includes a curved surface protruding toward the side on which the three-dimensional structure ST is formed.
- the surface WS of the work W may include, in addition to or instead of the convex surface, a concave surface facing the side on which the three-dimensional structure ST is formed.
- the second modeling operation is a modeling operation of forming the structural layer SL on the modeling surface MS including the curved surface to form the three-dimensional structure ST.
- the first modeling operation of forming the three-dimensional structure ST by forming the structural layer SL on the modeling surface MS that is a plane may be different.
- the modeling surface MS may include at least one of a convex surface and a concave surface facing the side on which the three-dimensional structure ST is formed (that is, the side on which the structural layer SL is formed).
- a position Pws # 1 on the surface WS is divided into three positions on the surface WS different from the position Pws # 1 (FIG. In the example shown in a), the position deviates from the plane PLws including the position Pws # 21, the position Pws # 22, and the position Pws # 23). That is, the position Pws # 1 is not included in the plane PLws.
- the position Pws # 23 shown in FIG. 6A is a position on the ⁇ X direction side with respect to the positions Pws # 21 and Pws # 22, and is therefore indicated by a broken line in the drawing.
- a certain position Pms # 1 on the modeling surface MS has three positions on the modeling surface MS different from the position Pms # 1 (see FIG. In the example shown in b), the position is out of the plane PLms including the position Pms # 21, the position Pms # 22, and the position Pms # 23). That is, the position Pms # 1 is not included in the plane PLms.
- the position Pms # 23 illustrated in FIG. 6B is a position on the ⁇ X direction side with respect to the positions Pms # 21 and Pms # 22, and is therefore indicated by a broken line in the drawing.
- the modeling system 1 is formed. Forms a plurality of structural layers SL arranged in order along the Z-axis direction. In other words, even when the three-dimensional structure ST is formed by forming the structural layer SL on the modeling surface MS including such a curved surface, the structural layer SL is formed on the flat modeling surface MS. As in the case of forming the three-dimensional structure ST, the modeling system 1 sequentially forms a plurality of structural layers SL arranged in the Z-axis direction.
- the modeling system 1 is configured such that the structural layer SL formed on the modeling surface MS including the curved surface has a shape determined according to the shape of the modeling surface MS (particularly, the shape of the curved surface included in the modeling surface MS). And a plurality of structural layers SL are sequentially formed. Specifically, the modeling system 1 may sequentially form the plurality of structural layers SL such that the structural layer SL formed on the modeling surface MS including the curved surface has a shape along the modeling surface MS. Alternatively, in the modeling system 1, the thickness of the structural layer SL formed on the modeling surface MS including the curved surface (that is, the dimension along the stacking direction of the structural layers SL) is determined according to the shape of the modeling surface MS.
- a plurality of structural layers SL may be sequentially formed so as to have a different shape at each of the above positions.
- a second shaping operation of forming the structural layer SL having a shape along the shaping surface MS to form the three-dimensional structure ST, and forming a structural layer SL having a different thickness according to the shape of the shaping surface MS will be described in order.
- a second molding operation in the case where the molding system 1 forms the three-dimensional structure ST on the workpiece W having the surface WS including the curved surface will be described.
- the modeling system 1 sets the modeling surface MS on the surface WS of the workpiece W, and then forms a structural layer SL having a shape along the modeling surface MS on the modeling surface MS.
- the first structural layer SL # 1 is formed.
- the structure layer SL has a shape along the modeling surface MS
- FIG. 7B showing the structure layer SL having a shape along the modeling surface MS in an enlarged manner
- the surface S1 facing the modeling surface MS may have a shape along the modeling surface MS having a curved surface. That is, the surface S1 may include a curved surface.
- the surface S1 includes a concave surface facing the modeling surface MS.
- the surface S2 (the surface on the + Z side in FIG. 7B) of the surface of the structural layer SL facing the opposite side to the modeling surface MS has a curved surface. It may have a shape along the modeling surface MS. That is, the surface S2 may include a curved surface.
- the surface S2 includes a convex surface facing the opposite side to the modeling surface MS.
- the surface S2 may have a shape different from the shape along the modeling surface MS, or may have a shape different from the shape of the modeling surface MS.
- the thickness of each part of the structural layer SL (that is, the dimension along the stacking direction of the structural layer SL, and FIG. ),
- the dimension in the Z-axis direction depends on the position of each part of the structural layer SL in a direction intersecting the stacking direction of the structural layer SL (at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction in FIG. 7B). It may be constant. However, the thickness of each part of the structural layer SL may be changed according to the position of each part of the structural layer SL in a direction intersecting the stacking direction of the structural layer SL.
- a certain position Ps1 # 1 on the surface S1 has three positions on the surface S1 different from the position Ps1 # 1 (see FIG. 7B In the example shown in parentheses), the position is off the plane PLs1 including the positions Ps1 # 21, Ps1 # 22, and Ps1 # 23). That is, the position Ps1 # 1 is not included in the plane PLs1.
- the surface S2 includes a curved surface, as shown in FIG. 7B
- a certain position Ps2 # 1 on the surface S2 has three positions on the surface S2 different from the position Ps2 # 1 (see FIG. 7B). In the example shown in FIG.
- the position is off the plane PLs2 including the position Ps2 # 21, the position Ps2 # 22, and the position Ps2 # 23). That is, the position Ps2 # 1 is not included in the plane PLs2.
- the position Ps1 # 23 is indicated by a broken line in the drawing because it is located on the ⁇ X direction side of the positions Ps1 # 21 and Ps1 # 22. Further, since the position Ps2 # 23 is located on the ⁇ X direction side of the positions Ps2 # 21 and Ps2 # 22, it is indicated by a broken line in the figure.
- the modeling system 1 may form the structural layer SL such that the flatness of the surface S2 of the structural layer SL is the same as the flatness of the modeling surface MS. That is, the modeling system 1 forms the structural layer SL such that the distance between the two parallel planes sandwiching the surface S2 is equal to the distance between the two parallel planes sandwiching the modeling surface MS. Is also good. At this time, the two parallel planes sandwiching the surface S2 and the two parallel planes sandwiching the modeling surface MS may be parallel to each other. In the modeling system 1, the maximum value of the distance from the plane PLs2 to the position Ps2 # 1 (see FIG. 7B) is the maximum value of the distance from the plane PLms to Pms # 1 (see FIG. 6B).
- the structure layer SL may be formed in the same manner as described above. At this time, the plane PLs2 and the plane PLms may be parallel to each other. Alternatively, the modeling system 1 causes the flatness of the surface S2 of the structural layer SL to be higher than the flatness of the modeling surface MS (that is, the surface S2 of the structural layer SL is closer to a flat surface than the modeling surface MS). 2), a structural layer SL may be formed. The modeling system 1 may form the structural layer SL such that a distance between two parallel planes sandwiching the surface S2 is shorter than a distance between two parallel planes sandwiching the modeling surface MS. .
- the two parallel planes sandwiching the surface S2 and the two parallel planes sandwiching the modeling surface MS may be parallel to each other.
- the maximum value of the distance from the plane PLs2 to Ps2 # 1 (see FIG. 7B) is shorter than the maximum value of the distance from the plane PLms to Pms # 1 (see FIG. 6B).
- the structural layer SL may be formed.
- the plane PLs2 and the plane PLms may be parallel to each other.
- the modeling system 1 irradiates light EL from the irradiation system 411 (further, supplies the modeling material M from the material nozzle 412, and the same hereinafter).
- the shaping head 41 may be moved along the Z axis in addition to at least one of the X axis and the Y axis.
- the second shaping operation irradiates the light EL, and moves the shaping head 41 along the Z-axis (that is, along the direction crossing or intersecting the shaping surface MS), thereby changing the light EL.
- the first shaping operation may be different from the first shaping operation in which irradiation and the shaping head 41 need not be moved along the Z axis.
- the modeling system 1 determines the relative position between the workpiece W and the irradiation area EA during at least a part of the period in which the irradiation system 411 irradiates the light EL. The position is changed along at least one of the X and Y axes and also along the Z axis.
- the modeling system 1 does not have to move the stage 43.
- the modeling system 1 uses the stage drive system 44 to change the attitude of the stage 43 (that is, the attitude of the work W placed on the stage 43, and in particular, the modeling surface MS Need not be changed.
- the modeling system 1 may change the attitude of the stage 43 by using the stage driving system 44 at least during a period in which the modeling head 41 is moving.
- the modeling system 1 includes a modeling start portion P_start (or another arbitrary portion, which starts the formation of a series of molded objects on the modeling surface MS, and the arbitrary portion, the first portion). (Which may be referred to as a portion) is irradiated with light EL and a modeling material M is supplied. Thereafter, as shown in FIG.
- the modeling system 1 determines that the irradiation region EA ends the formation of a series of modeling objects from the modeling start portion P_start, or a modeling end portion P_end (or any other portion, or any other portion thereof).
- the light EL is irradiated and the modeling head 41 is moved along at least one of the X axis and the Y axis so that the part moves toward the second part.
- the shaping system 1 moves the shaping head 41 along the Z-axis (in other words, from the shaping start portion P_start to the shaping from the shaping start portion P_start) during at least a part of the period in which the irradiation area EA moves from the shaping start portion P_start to the shaping end portion P_end.
- a modeling object extending from the modeling start portion P_start toward the modeling end portion P_end and having a shape along the modeling surface MS becomes a modeling surface as at least a part of the structural layer SL. Formed on MS.
- the modeling head 41 fixes the relative position between the focus position FP of the light EL in the Z-axis direction and the modeling surface MS (for example, The focus position FP may be set along the Z axis so that the focus position FP is kept set on the modeling surface MS).
- the shaping head 41 moves along a movement locus along the shaping surface MS while the focus position FP of the light EL is fixed (that is, the relative position between the shaping head 41 and the focus position FP is fixed). Then, the relative position between the focus position FP of the light EL and the modeling surface MS in the Z-axis direction is fixed.
- the relative position between the modeling head 41 and the irradiation area EA on the modeling surface MS in the Z-axis direction is fixed while the focus position FP of the light EL is fixed with respect to the modeling head 41 (for example, in the Z-axis direction).
- the distance between the shaping head 41 and the irradiation area EA on the shaping surface MS becomes constant
- the modeling system is compared with a case where the relative position between the focus position FP of the light EL in the Z-axis direction and the modeling surface MS changes. 1 facilitates formation of the structural layer SL having a shape along the modeling surface MS.
- the modeling system 1 When the stage driving system 44 can move the stage 43 along at least one of the X axis, the Y axis, and the Z axis, the modeling system 1 performs a structural layer having a shape along the modeling surface MS.
- the stage 43 In order to form the SL, the stage 43 may be moved in addition to or instead of moving the modeling head 41.
- the modeling system 1 irradiates the light EL from the irradiation system 411 and moves the modeling head 41 in addition to or instead of the stage.
- the attitude of the workpiece 43 (that is, the attitude of the workpiece W placed on the stage 43, in particular, the attitude of the modeling surface MS) may be changed.
- the second shaping operation is a first shaping operation that does not need to change the attitude of the shaping surface MS when irradiating the light EL in that the light EL is irradiated and the attitude of the shaping surface MS is changed. And may be different.
- the modeling system 1 irradiates light EL to a modeling start portion P_start (or another arbitrary portion, which may be referred to as a first portion), and The molding material M is supplied.
- the modeling system 1 changes the attitude of the stage 43 so that the attitude of the stage 43 becomes a desired attitude that allows the modeling start portion P_start to face upward (that is, to face the + Z side). Is also good.
- the weld pool MP formed at the modeling start portion P_start (particularly, the weld pool MP expanded by the supply of the modeling material M) also faces upward. That is, the direction from the modeling start portion P_start to the upper surface of the molten pool MP is the upward direction (that is, the direction toward the + Z side). For this reason, the modeling material M melted in the molten pool MP is less likely to spill outside the molten pool MP. That is, it becomes easy to maintain the molten pool MP having a desired size.
- an axis passing through the direction in which the modeling surface MS is directed May intersect at an angle equal to or greater than a predetermined angle with respect to an axis passing through the direction of gravity. Since the plurality of structural layers SL are stacked along the direction in which the modeling surface MS is directed, in this case, the plurality of structural layers SL are formed by existing structures (for example, the work W and And / or may be formed in a state of being overhanged (projected state or projecting state) with respect to the formed structural layer SL).
- the plurality of structural layers SL may be formed in a state where there is no existing structure that supports the plurality of structural layers SL from below (particularly, from directly below). Since gravity acts on the plurality of structural layers SL, stably forming the plurality of structural layers SL in a state where there is no existing structure supporting the plurality of structural layers SL from below requires a plurality of structures from below. It is more difficult to stably form a plurality of structural layers SL in the presence of existing structures supporting the layers SL. Further, in this case, since the existing structure supporting the molten pool MP does not exist from below, the structure layer SL is more stable than when the existing structure supporting the molten pool MP is present from below.
- the operation of changing the attitude of the stage 43 so that the modeling surface MS faces upward includes an operation of reducing the possibility that the plurality of structural layers SL are formed in a state of overhanging the existing structure. You may go out. That is, the operation of changing the attitude of the stage 43 so that the modeling surface MS faces upward may include an operation of forming the plurality of structural layers SL more stably.
- the modeling system 1 includes the irradiation area EA in which the modeling start portion P_start to the modeling end portion P_end (or any other portion, and this optional portion may be referred to as a second portion).
- the position of the stage 43 is changed during the irradiation of the light EL so that the stage 43 moves toward (good).
- the origin typically, the rotation center at the time of the rotation operation of the stage 43
- the position of the modeling surface MS is The posture is changed, and the position of the modeling surface MS with respect to the irradiation area EA is changed.
- the modeling system 1 changes the attitude of the stage 43 so that the portion of the modeling surface MS where the irradiation region EA is set faces upward.
- the posture of the stage 43 may be changed so as to obtain a desired posture capable of performing the operation. That is, the shaping system 1 changes the posture of the stage 43 from the posture in which the portion on the molding surface MS in which the irradiation area EA was set before the posture of the stage 43 was changed can be turned upward.
- the posture of the stage 43 may be changed to a posture in which a part on the modeling surface MS in which the area EA is set can face upward.
- the shaping system 1 may change the posture of the stage 43 so that the portion of the shaping surface MS where the irradiation area EA is set faces the same direction before and after the change of the posture of the stage 43.
- the modeling system 1 may change the posture of the stage 43 so that the posture of the stage 43 is a posture in which the molten pool MP can face upward.
- the molding system 1 changes the molten pool MP formed after changing the attitude of the stage 43 from the attitude in which the molten pool MP formed before changing the attitude of the stage 43 can face upward.
- the posture of the stage 43 may be changed to a posture that can face upward.
- the modeling system 1 may change the attitude of the stage 43 so that the molten pool MP faces in the same direction before and after the attitude of the stage 43 is changed. In addition, the modeling system 1 may change the attitude of the stage 43 so that the molten pool MP faces in a different direction and the molten pool MP faces upward before and after the attitude of the stage 43 is changed.
- the modeling system 1 changes the attitude of the stage 43 and sets the modeling head. Even if the irradiation area EA is moved from the modeling start part P_start to the modeling end part P_end by moving the 41 (that is, moving the irradiation area EA along at least one of the X axis, the Y axis, and the Z axis). Good.
- the modeling system 1 changes the attitude of the stage 43 and performs modeling.
- the irradiation area EA may be moved from the modeling start portion P_start to the modeling end portion P_end.
- the modeling system 1 changes the attitude of the stage 43 during the irradiation of the light EL so that the irradiation area EA reaches the modeling end portion P_end. Also in this case, the modeling system 1 may change the attitude of the stage 43 so that the modeling end portion P_end faces upward. In other words, the modeling system 1 may change the attitude of the stage 43 so that the attitude of the stage 43 is such that the molten pool MP formed in the modeling end portion P_end can face upward. .
- FIG. 9D when the posture of the stage 43 is changed to form the structural layer SL, similarly to the case where the modeling head 41 is moved to form the structural layer SL, the modeling is performed. A structural layer SL extending from the start portion P_start toward the modeling end portion P_end and having a shape along the modeling surface MS is formed on the modeling surface MS.
- the modeling system 1 sets the irradiation area EA from the modeling start portion P_start. During the period of moving to the modeling end portion P_end, the attitude of the stage 43 may be changed so that the relative position in the Z-axis direction between the focus position FP of the light EL and the modeling surface MS is fixed. When it is difficult to fix the relative position in the Z-axis direction between the focus position FP of the light EL and the modeling surface MS only by changing the attitude of the stage 43, the modeling system 1 changes the attitude of the stage 43. By changing and moving the modeling head 41, the relative position between the focus position FP of the light EL and the modeling surface MS may be fixed.
- the head drive system 42 can change the attitude of the modeling head 41 (that is, the modeling head 41 can be moved along at least one of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction), the modeling system 1 In order to form the structural layer SL having a shape along the modeling surface MS, the attitude of the modeling head 41 may be changed in addition to or instead of changing the attitude of the stage 43.
- the irradiation direction of the light EL to the modeling surface MS (that is, the irradiation direction of the light EL viewed from the modeling surface MS) changes. That is, the posture of at least one of the modeling head 41 and the stage 43 is the first posture (that is, the irradiation direction of the light EL to the molding surface MS is the first direction corresponding to the first posture).
- the posture of at least one of the modeling head 41 and the stage 43 changes to a second posture different from the first posture
- the irradiation direction of the light EL to the molding surface MS corresponds to the second posture. And it changes to the 2nd direction different from the 1st direction.
- the operation of forming the structural layer SL by changing the attitude of at least one of the modeling head 41 and the stage 43 is substantially the same as the operation of forming the structural layer SL by changing the irradiation direction of the light EL to the modeling surface MS.
- the shaping system 1 when the shaping system 1 can change the irradiation direction of the light EL, the shaping system 1 adds or changes the attitude of at least one of the shaping head 41 and the stage 43 to change the light direction.
- the irradiation direction of EL may be changed.
- a device for changing the irradiation direction of the light EL there is an optical element capable of deflecting the light EL (for example, a movable, tiltable and / or rotary mirror).
- the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on the upper surface of the formed structural layer SL, and then sets the new modeling surface MS on the new modeling surface MS. Then, the operation of forming a new structural layer SL is repeated. That is, the modeling system 1 repeats the operation of forming the structural layer SL along the new modeling surface MS. As a result, a plurality of structural layers SL having a shape along the modeling surface MS are formed on the work W, as shown in FIG.
- the modeling system 1 An operation is performed to match the shape of the upper part of the model formed from the plurality of structural layers SL with the shape of the three-dimensional structure ST to be formed. Specifically, the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on the upper surface of the uppermost structural layer SL among the plurality of structural layers SL having a shape along the modeling surface MS.
- the modeling system 1 forms a structure layer SL (hereinafter, referred to as a “structure layer SL”) on the new modeling surface MS to match the shape of the upper part of the model formed from the plurality of structural layers SL with the shape of the three-dimensional structure ST to be formed. (Referred to as “structural layer SLx” as appropriate).
- the structural layer SLx may be a structural layer SL having a flat upper surface (particularly, a single flat surface). Since the shaping surface MS on which the structure layer SLx is formed includes a curved surface, the structure layer SLx has a curved surface on the surface (that is, the lower surface) directed to the shaping surface MS, but is different from the shaping surface MS. A structure layer in which the surface facing the opposite side (that is, the upper surface) is a flat surface may be used. In this case, as shown in FIG. 11, the thickness of the structural layer SLx changes according to the shape of the modeling surface MS on which the structural layer SLx is formed.
- the thickness (that is, the dimension along the Z axis) of each part of the structural layer SLx changes according to the position of each part in a direction intersecting the Z axis (typically, at least one of the X axis and the Y axis). . That is, the modeling system 1 forms the structural layer SLx whose thickness changes according to the position in the direction intersecting the Z axis.
- the shaping system 1 may control the characteristics of the light EL during irradiation with the light EL in order to form the structural layer SLx whose thickness changes as the position changes.
- the characteristics of the light EL may include the intensity of the light EL per unit area on the modeling surface MS. The smaller the intensity of the light EL, the smaller the amount of the molding material M that is melted on the molding surface MS. The smaller the amount of the modeling material M that is melted on the modeling surface MS, the smaller the thickness of the structural layer SLx.
- the characteristics of the light EL may include the irradiation time of the light EL per unit area or per unit time with respect to the modeling surface MS.
- the shaping system 1 changes the characteristic of the light EL according to the position of the irradiation area EA (or the supply area MA or the molten pool MP) on the shaping surface MS, thereby changing the position on the shaping surface MS.
- a structural layer SLx whose thickness changes accordingly can be formed.
- the shaping system 1 changes the characteristics of the light EL according to the relative position while changing the relative position (particularly, the relative position in the direction intersecting the Z axis) between the modeling surface MS and the irradiation area EA.
- the structural layer SLx whose thickness changes according to the position on the modeling surface MS.
- the modeling system 1 may control the supply mode of the modeling material M from the material nozzle 412 during irradiation of the light EL.
- the supply mode of the modeling material M may include a supply amount (that is, a supply rate) of the modeling material M per unit time or per unit area. The smaller the supply amount of the molding material M, the smaller the amount of the molding material M that is melted on the molding surface MS, so that the thickness of the structural layer SLx becomes smaller.
- the modeling system 1 changes the supply mode of the modeling material M according to the position of the irradiation area EA (or the supply area MA or the molten pool MP) on the modeling surface MS, and thereby changes the shape on the modeling surface MS.
- the structural layer SLx whose thickness changes depending on the position can be formed. That is, the modeling system 1 changes the supply mode of the modeling material M according to the relative position while changing the relative position (particularly, the relative position in the direction intersecting the Z axis) between the modeling surface MS and the irradiation area EA.
- the modeling system 1 may control the moving speed of the irradiation area EA on the modeling surface MS.
- the shaping system 1 changes the moving speed of the irradiation area EA in accordance with the position of the irradiation area EA (or the supply area MA or the molten pool MP) on the modeling face MS, thereby changing the movement speed of the irradiation area EA.
- the structural layer SLx whose thickness changes depending on the position can be formed. That is, the modeling system 1 changes the moving speed of the irradiation area EA according to the relative position while changing the relative position (particularly, the relative position in the direction intersecting the Z axis) between the modeling surface MS and the irradiation area EA. Thereby, it is possible to form the structural layer SLx whose thickness changes according to the position on the modeling surface MS.
- the modeling system 1 may change the moving speed of at least one of the modeling head 41 and the stage 43 in order to change the moving speed of the irradiation area EA.
- the irradiation system 411 includes an optical system capable of deflecting the light EL (for example, a retractable mirror such as a galvanometer mirror)
- the modeling system 1 moves at least one of the modeling head 41 and the stage 43.
- the moving speed of the irradiation area EA may be changed by controlling the optical system (for example, by controlling the scanning speed of the galvanomirror).
- the flatness of the upper surface of the structural layer SLx (that is, the surface corresponding to the surface S2 shown in FIG. 7B) is the flatness of the modeling surface MS on which the structural layer SLx is formed. Higher than the degree.
- the state where the upper surface of the structural layer SLx is flat is not only the state where the upper surface of the structural layer SLx is a perfect (in other words, ideal) plane, but also the state where the upper surface of the structural layer SLx is a flat surface. It may include a state that can be regarded as substantially planar from the viewpoint of formation.
- the state where the upper surface of the structural layer SLx can be considered to be substantially planar is that the distance between a plane passing through three positions on the upper surface of the structural layer SLx and another position on the upper surface of the structural layer SLx ( That is, it may be a deviation, and may include a state where the maximum value of the distance from the plane PLs2 to the position Ps2 # 1 shown in FIG. 7B) is equal to or less than a predetermined allowable amount.
- the modeling system 1 may form a plurality of structural layers SLx. Specifically, the modeling system 1 may first form a structural layer SLx (in FIG.
- the modeling system 1 converts another structural layer SLx satisfying the thickness constraint (in FIG. 12, denoted as a structural layer SLxb) into the formed structural layer SLx and the modeling surface MS on which the structural layer SLx is not yet formed. May be formed on another part of the. That is, the modeling system 1 may form another structural layer SLx that satisfies the thickness constraint so as to straddle the formed structural layer SLx and another part of the modeling surface MS.
- the thickness restriction may be a thickness equal to or less than the maximum value of the thickness of the structural layer SL that can be formed by the modeling system 1.
- the modeling system 1 may form at least one new structural layer SL on the structural layer SLx after setting a new modeling surface MS on the upper surface of the structural layer SLx as necessary.
- the modeling system 1 may perform the first modeling operation described above to form at least one new structural layer SL on the structural layer SLx. As a result, as shown in FIG. 13, a three-dimensional structure ST having a desired outer shape is formed.
- the shaping system 1 measures the shape of the surface WS (or any shaping surface MS including a curved surface) of the work W using the measuring device 45. You may. Then, the shaping system 1 performs slice processing according to the shape of the shaping surface MS on the three-dimensional model data, so that the slice data for forming the structural layer SL having a shape along the shaping surface MS. May be created.
- the modeling system 1 sets the modeling surface MS on the surface WS of the workpiece W, and then sets the shape of the modeling surface MS on the modeling surface MS.
- a structural layer SL whose thickness changes accordingly (hereinafter, referred to as “structural layer SLy”) is formed.
- the modeling system 1 forms the structural layer SL whose thickness changes according to the position on the modeling surface MS on the modeling surface MS.
- the modeling system 1 forms the structural layer SLy whose thickness changes so that the upper surface becomes flat on the modeling surface MS including the curved surface. That is, the modeling system 1 forms the structural layer SLy having a flat upper surface by changing the thickness of the structural layer SLy according to the position on the modeling surface MS.
- the operation for forming the structural layer SLy may be the same as the operation for forming the structural layer SLx described above. That is, the above description of the structural layer SLx is a description of the structural layer SLy by replacing the phrase “structural layer SLx” with the phrase “structural layer SLy”. Therefore, a detailed description of the operation for forming the structural layer SLy is omitted.
- FIG. 14A shows an example in which a single structural layer SLy is formed
- FIG. 14B shows an example in which a plurality of structural layers SLy are formed.
- the reason for forming the plurality of structural layers SLy is the same as the reason for forming the plurality of structural layers SLx.
- the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on the upper surface of the formed structural layer SLy, and then forms a new structural layer SL on the formed structural layer SLy. I do. Further, the shaping system 1 repeats the operation of setting a new shaping surface MS on the upper surface of the formed structural layer SL and forming a new structural layer SL on the formed structural layer SL, if necessary. In addition, since the upper surface of the structural layer SLy is a flat surface, the modeling system 1 may perform the above-described first modeling operation to form a new structural layer SL. As a result, as shown in FIG. 14D, a three-dimensional structure ST having a desired outer shape is formed.
- the shaping system 1 measures the shape of the surface WS (or any shaping surface MS including a curved surface) of the work W using the measuring device 45. You may. Then, the shaping system 1 performs a slicing process on the three-dimensional model data according to the shape of the shaping surface MS to form the structural layer SL whose thickness changes according to the shape of the shaping surface MS. Slice data may be created.
- the structure layer SL is formed on the modeling surface MS (for example, the surface WS of the work W and the surface of the formed structure layer SL). Includes a convex surface oriented to the side.
- the modeling surface MS may include a concave surface facing the side on which the structural layer SL is formed. That is, at least a part of the modeling surface MS may be a surface that is depressed toward the side opposite to the side on which the structural layer SL is formed.
- the modeling system 1 may form the structural layer SL having a shape along the modeling surface MS to form the three-dimensional structure ST.
- the surface S1 facing the modeling surface MS side of the surface of the structural layer SL having a shape along the modeling surface MS may include a convex surface facing the modeling surface MS side.
- the modeling system 1 may form the structural layer SLy whose thickness changes according to the shape of the modeling surface MS to form the three-dimensional structure ST.
- the modeling surface MS includes a curved surface.
- the modeling surface MS may include at least two planes that intersect each other.
- the forming system 1 forms the structural layer SL having a shape along the forming surface MS, as in the case where the forming surface MS includes a curved surface, or forms the shape of the forming surface MS.
- the three-dimensional structure ST may be formed by forming a structural layer SLy (SLx) having a thickness that changes according to.
- FIG. 16A shows a three-dimensional structure ST in which a structure layer SL having a shape along the formation surface MS is formed on a formation surface MS including a convex surface facing the side where the structure layer SL is formed.
- FIG. 16B shows a three-dimensional structure ST in which a structural layer SLy whose thickness changes according to the shape of the modeling surface MS is formed on a modeling surface MS including a convex surface facing the side on which the structural layer SL is formed.
- FIG. 16C shows that a three-dimensional structure ST is formed by forming a structural layer SL having a shape along the modeling surface MS on a modeling surface MS including a concave surface facing the side on which the structural layer SL is formed.
- FIG. 16D shows a three-dimensional structure ST in which a structural layer SLy whose thickness changes according to the shape of the modeling surface MS is formed on a modeling surface MS including a concave surface facing the side where the structural layer SL is formed. Is shown.
- the position Pms # 1 on the modeling surface MS is different from the position Pms # 1 similarly to the case where the modeling surface MS includes a curved surface.
- the positions on the plane MS deviate from the plane PLms including the three positions Pms # 21 to Pms # 23. Therefore, in the modeling surface MS to be subjected to the second modeling operation, the position Pms # 1 on the modeling surface MS is changed from three positions Pms # 21 to Pms # 23 on the modeling surface MS different from the position Pms # 1.
- Any shaping surface MS (typically a non-planar shaping surface MS) at a position deviating from the plane PLms including the shaping surface MS may be used.
- the surface WS and the modeling surface MS of the work W include one curved surface.
- the surface WS of the workpiece W and the modeling surface MS do not have a singular point.
- the surface WS of the workpiece W and the modeling surface MS may include a plurality of curved surfaces that intersect each other.
- the surface WS and the modeling surface MS of the workpiece W may have a singular point.
- the singular point may be a point on the curved surface where no tangent plane exists or a point where a plurality of tangent planes exist.
- the above-described first and second shaping operations are shaping operations of forming a plurality of structural layers SL whose lamination directions are fixed (that is, aligned in one direction) to form a three-dimensional structure ST.
- the third shaping operation is a shaping operation of forming the three-dimensional structure ST by changing the stacking direction at a certain point during the period of forming the plurality of structural layers SL. This is different from the second modeling operation.
- the third shaping operation the structure including at least one structural layer SL stacked along the first direction d1 (1) and the second structure different from the first direction d1 (1).
- each structural layer SL is a layered object, it has a shape that extends (or spreads) along a direction intersecting the stacking direction of each structural layer SL.
- the third shaping operation may be a shaping operation in which the three-dimensional structure ST is formed by changing the extending direction of the structural layer SL at a certain point during the period in which the plurality of structural layers SL are formed.
- a three-dimensional structure ST including a structure including at least one structural layer SL extending along the direction d2 (m (where m is an integer of 2 or more)) is formed.
- the two structural layers SL having different lamination directions may have a relationship of crossing each other. Therefore, the third shaping operation may be a shaping operation in which a plurality of structural layers SL including two crossing structural layers SL are formed to form the three-dimensional structure ST.
- FIG. 17 shows an example of the three-dimensional structure ST formed by the third shaping operation.
- FIG. 17 shows a cylindrical structure ST31 including a plurality of structural layers SL31 stacked along a first direction d1 (1) (in FIG. 17, the Z-axis direction), and a second direction d1 (2).
- FIG. 17 illustrates a three-dimensional structure ST including a rectangular tubular structure ST32 including a plurality of structural layers SL32 stacked along the Y-axis direction.
- FIG. 17 shows a structure ST31 including a plurality of structural layers SL31 extending along the first direction d2 (1) (in FIG. 17, a direction along the XY plane), and a second direction d2 ( 2) (FIG.
- FIG. 17 shows a three-dimensional structure ST including a structure ST32 including a plurality of structural layers SL32 extending along a direction along the XZ plane).
- a flow of a third shaping operation for forming the three-dimensional structure ST illustrated in FIG. 17 will be described.
- the shaping system 1 sets the shaping surface MS on the surface WS of the work W and then forms the shaping surface MS in order to form the structural layer SL31. And the molding material M is supplied. As a result, a molten pool MP is formed on the modeling surface MS. Thereafter, the modeling system 1 moves the modeling head 41 and / or changes the attitude of the stage 43 according to the shape of the structural layer SL31 to be formed on the modeling surface MS. At this time, the modeling system 1 may change the attitude of the stage 43 so that the portion of the modeling surface MS where the irradiation area EA is set faces upward (that is, the molten pool MP faces upward). .
- the irradiation area EA moves on the modeling surface MS according to the shape of the structural layer SL31. Since the structural layer SL31 has a ring shape in plan view, the modeling system 1 moves the modeling head 41 such that the irradiation area EA moves along a circular movement trajectory on the modeling surface MS. Alternatively, the posture of the stage 43 may be changed. When changing the attitude of the stage 43, the attitude is changed so that the stage 43 is rotated along a rotation axis parallel to the Z axis, and the irradiation area EA is moved along the circular movement trajectory on the modeling surface MS. Move. As a result of the movement of the shaping head 41 and / or the change of the attitude of the stage 43, as shown in FIGS.
- the shaping object forming the structural layer SL31 is moved with the movement of the irradiation area EA. It is formed. After that, when the movement of the irradiation area EA along the circular movement trajectory ends, as shown in FIGS. 18E and 18F, the formation of the structural layer SL31 is completed. Thereafter, the modeling system 1 repeats the operation of setting a new modeling surface MS on the upper surface of the formed structural layer SL31 and forming a new structural layer SL31 on the new modeling surface MS. As a result, as shown in FIGS. 19A and 19B, a structure ST31 including a plurality of structural layers SL31 stacked along the Z-axis direction is formed.
- FIG. 19A is a YZ plan view of the structure ST31
- FIG. 19B is an XY plan view of the structure ST31.
- the modeling system 1 may form the structure ST31 by performing the above-described first modeling operation.
- the modeling system 1 may form the structure ST31 by performing the above-described second modeling operation.
- the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on at least a part of the surface of the structure ST31 to form the structural layer SL32.
- the modeling system 1 may set a modeling surface MS extending over at least two structural layers SL31.
- the modeling system 1 forms a structural layer SL32 that straddles at least two structural layers SL31.
- the modeling system 1 sets a modeling surface MS that does not straddle at least two structural layers SL31 (that is, is distributed in the surface of the single structural layer SL31). You may.
- the modeling system 1 forms a structural layer SL32 that does not straddle at least two structural layers SL31 (that is, forms the structural layer SL32 on a single structural layer SL31).
- a modeling surface MS extending over at least two structural layers SL31 is set as shown in FIG.
- the modeling system 1 After setting a new modeling surface MS on at least a part of the surface of the structure ST31, as illustrated in FIGS. 19E and 19F, the modeling system 1 includes a new modeling surface MS (particularly, a new modeling surface MS).
- the posture of the stage 43 (that is, the posture of the structure ST31) is changed such that the part of the simple modeling surface MS where the irradiation area EA is first set to form the structural layer SL32 faces upward.
- 19E is a YZ plan view of the structure ST31 after the posture of the stage 43 has been changed
- FIG. 19F is a YZ plan view of the structure ST31 after the posture of the stage 43 has been changed. It is an XY plan view.
- the modeling system 1 does not need to change the attitude of the stage 43 (that is, the attitude of the structure ST31). In this case, the modeling system 1 may form the structural layer SL32 on the modeling surface MS that does not face upward.
- FIGS. 20A to 20C the modeling system 1 irradiates the molding surface MS set on the surface of the structure ST31 with the light EL and supplies the modeling material M.
- FIG. 20A is a YZ plan view of the structure ST31
- FIG. 20B is an XY plan view of the structure ST31
- FIG. 20C is an XZ plan view of the structure ST31.
- a molten pool MP is formed.
- the modeling system 1 moves the modeling head 41 and / or changes the attitude of the stage 43 according to the shape of the structural layer SL32 to be formed on the modeling surface MS.
- the irradiation area EA moves on the modeling surface MS according to the shape of the structural layer SL32.
- the modeling system 1 causes the portion of the modeling surface MS where the irradiation area EA is set to face upward (that is, the molten pool MP).
- the posture of the stage 43 may be changed so as to face upward. That is, in both the case where the structural layer SL32 is formed and the case where the structural layer SL31 is formed, the part of the modeling surface MS where the irradiation area EA is set faces in the same direction (that is, the molten pool).
- the posture of the stage 43 may be changed so that the MP points in the same direction).
- the modeling system 1 Since the structural layer SL32 has a rectangular cylindrical shape (that is, a rectangular frame shape) in plan view, for example, as shown in FIGS. 21A to 21C, the modeling system 1 According to the shape of the structural layer SL32, the modeling head 41 may be moved so that the irradiation area EA moves on the modeling surface MS along the Y axis, and / or the posture of the stage 43 may be changed. Is also good.
- FIG. 21A is a YZ plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling
- FIG. 21B is an XY plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling.
- FIG. 21A is a YZ plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling
- FIG. 21B is an XY plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling.
- 21C is an XZ plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling.
- a structural layer SL32y extending along the Y-axis direction that is, a layered structure forming a part of the structural layer SL32
- the structural layer SL32y extending from the start part to the end part of the movement locus of the irradiation area EA along the Y axis is formed.
- the structural layer SL32y extending from the start part to the end part of the movement locus of the irradiation area EA along the Y axis is formed.
- FIG. 22A is a YZ plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling
- FIG. 22B is an XY plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling
- FIG. 22C is an XZ plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling.
- the modeling system 1 may form the structural layer SL32 by performing the above-described second modeling operation.
- the modeling system 1 forms a structural layer SL32 (particularly, the structural layer SL32x) whose thickness changes according to the shape of the modeling surface MS.
- the modeling system 1 may form the structural layer SL32 by performing the above-described first modeling operation.
- the shaping system 1 When the movement locus of the irradiation area EA on the shaping surface MS is linear (for example, the movement locus when the structural layer SL32y is formed), the shaping system 1 performs the first shaping operation described above. By performing this, the structural layer SL32 may be formed.
- the irradiation area EA apparently moves on the modeling surface MS along the direction in the XY plane.
- the posture of the stage 43 is different from the case where the structural layer SL31 is formed.
- the direction intersecting with the direction in which the structural layer SL31 spreads (the direction along the XZ plane in the example shown in FIG. 20A from FIG. 20C) (FIG. 20).
- the irradiation area EA moves along (a) to the direction shown in FIG.
- the stacking direction of the structural layer SL32 is different from the stacking direction of the structural layer SL31.
- FIGS. 23A to 23C a structural layer SL32 including the structural layers SL32x and SL32y is formed.
- FIG. 23A is a YZ plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling
- FIG. 23B is an XY plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling
- FIG. 23C is an XZ plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling.
- FIG. 24A is a YZ plan view showing the structures ST31 and ST32
- FIG. 24B is an XY plan view showing the structures ST31 and ST32
- FIG. It is an XZ plan view showing structures ST31 and ST32.
- a three-dimensional structure ST including the structures ST31 and ST32 is formed.
- the modeling system 1 forms the structural layer SL32 (particularly, the structural layer SL32x) having a different thickness according to the shape of the modeling surface MS on the modeling surface MS including the curved surface.
- the modeling system 1 includes, as illustrated in FIGS. 25A to 25C, the structural layer SL32 (in particular, the structure layer SL32) having a shape along the modeling surface MS.
- the layer SL32x) may be formed.
- FIG. 25A is a YZ plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling
- FIG. 25B is an XY plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling.
- 25C is an XZ plan view showing the structure ST31 and the structure ST32 in the middle of modeling.
- the modeling system 1 determines the center of the circle configuring the circumferential surface of the cylindrical structure ST31.
- the posture of the stage 43 may be changed such that the structure ST31 rotates along a rotation axis R0 (in the example shown in FIG. 25 (c), a rotation axis parallel to the Y axis). That is, the modeling system 1 changes the attitude of the stage 43 so that the modeling surface MS moves along the circumferential direction of the structure ST31 (in other words, the irradiation area EA moves with respect to the modeling surface MS).
- FIG. 25D which is an XZ plan view showing the structures ST31 and ST32
- the structure ST32 including the structure layer SL32 having a shape along the modeling surface MS that is, a shape including a curved surface. Is formed. That is, the light EL is irradiated at the time when the structure ST31 finishes rotating along the rotation axis R0 from the portion where the light EL is irradiated at the time when the structure ST31 starts rotating along the rotation axis R0.
- the structure ST32 including the structure layer SL32x having a shape along the circumferential surface of the structure ST31 extending toward the bent portion is formed.
- the modeling system 1 forms the structural layer SL32 on the modeling surface MS including the curved surface among the surfaces of the structure ST31.
- the modeling system 1 may form the structural layer SL32 on a modeling surface MS (or any non-planar modeling surface MS) including two planes that intersect with each other among the surfaces of the structure ST31. .
- FIG. 26 shows another example of the three-dimensional structure ST formed by the third shaping operation.
- FIG. 26 shows a cylindrical structure ST31 including a plurality of structural layers SL31 stacked along the above-described first direction d1 (1), and a third direction different from the first direction d1 (1).
- a three-dimensional structure ST including a cylindrical structure ST33 including a plurality of structural layers SL33 stacked along d1 (3) (in FIG. 26, the Y-axis direction) is shown.
- FIG. 26 shows the above-described structure ST31 and the structure ST33 including the plurality of structure layers SL33 extending along the third direction d2 (3) (in FIG. 26, along the XZ plane). Is shown in the figure.
- Such a three-dimensional structure ST shown in FIG. 26 can also be formed by the same flow as the three-dimensional structure ST shown in FIG. 17 described above.
- the modeling system 1 first forms a structure ST31 including a plurality of structural layers SL31, as shown in FIG. Since the flow of forming the structure ST31 has already been described, a detailed description thereof will be omitted.
- the modeling system 1 forms the structure layer SL33 to form the structure ST33 in the same flow as in the case of forming the structure layer SL32 and forming the structure ST32.
- the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on at least a part of the surface of the structure ST31, and then, as illustrated in FIG.
- the posture of the stage 43 that is, the posture of the structure ST31
- the modeling system 1 rotates the stage 43 by about 90 degrees around the Y axis. After that, as shown in FIG.
- the shaping system 1 irradiates the shaping surface MS set on the surface of the structure ST31 with the light EL, supplies the shaping material M, moves the shaping head 41, and And / or change the attitude of the stage 43.
- a structural layer SL33 is formed on the modeling surface MS.
- the structural layer SL33 is a structural layer SL extending (that is, expanding) along the X-axis direction, and a plurality of structural layers SL31 located below the structural layer SL33 expand.
- the structural layer SL intersects the YZ plane which is the direction. Therefore, typically, the structural layer SL33 may be formed over a plurality of structural layers SL31.
- the shaping system 1 sets a new shaping surface MS on the surface of the formed structural layer SL33 (and, if necessary, at least a part of the surface of the structure ST31), and then sets FIG. As shown in (5), the posture of the stage 43 is changed so that at least a part of the set modeling surface MS faces upward.
- the modeling system 1 rotates the stage 43 by about 90 degrees around the X axis.
- the modeling system 1 irradiates the new modeling surface MS with the light EL and supplies the modeling material M, moves the modeling head 41, and / or changes the posture of the stage 43. change.
- a new structural layer SL33 is formed on the formed structural layer SL33.
- the light irradiation direction on the structure ST31 when the formed structure layer SL33 is formed is the same as the light irradiation direction on the structure ST31 when the structure layer SL33 is newly formed. Is different from the irradiation direction.
- the molding system 1 repeats the same operation. As a result, as shown in FIG. 27E, a three-dimensional structure ST including the structures ST31 and ST33 is formed.
- FIG. 28 illustrates a rectangular tubular structure ST34 including a plurality of structural layers SL34 stacked in the first direction d1 (1), and stacked in the above-described second direction d1 (2).
- 3 shows a three-dimensional structure ST composed of a tubular structure ST32 including a plurality of structural layers SL32.
- Such a three-dimensional structure ST shown in FIG. 28 can also be formed by the same flow as the three-dimensional structure ST shown in FIG. 17 described above.
- FIGS. 29 (a), 29 (c), 29 (e), 30 (a) to 30 (c) and 31 (a) show the three-dimensional structure ST in the middle of modeling.
- FIG. 29 (b), FIG. 29 (d), FIG. 29 (f), FIG. 30 (d) and FIG. 31 (b) are XY plan views showing the three-dimensional structure ST in the middle of modeling.
- FIG. 31C is a YZ plan view showing the three-dimensional structure ST
- FIG. 31D is an XY plan view showing the three-dimensional structure ST.
- the shaping system 1 sets the shaping surface MS on the surface WS of the work W, irradiates the shaping surface MS with light EL, and supplies the shaping material M. Thereafter, the modeling system 1 moves the modeling head 41 and / or changes the attitude of the stage 43 according to the shape of the structural layer SL34 to be formed on the modeling surface MS. Since the structural layer SL34 has a rectangular tube shape (that is, a rectangular frame shape) in plan view, for example, as shown in FIGS.
- the molding system 1 According to the shape of the structural layer SL34, the modeling head 41 may be moved so that the irradiation area EA moves on the modeling surface MS along the Y axis, and / or the posture of the stage 43 may be changed. Is also good. As a result, a structural layer SL34y extending along the Y-axis direction (that is, a layered structure forming a part of the structural layer SL34) is formed. That is, the structural layer SL34y extending from the start part to the end part of the movement locus of the irradiation area EA along the Y axis is formed.
- the modeling system 1 changes the shape of the structural layer SL34 according to the shape of the structural layer SL34.
- the modeling head 41 may be moved and / or the attitude of the stage 43 may be changed so that the irradiation area EA moves on the modeling surface MS along the X axis.
- a structural layer SL34x extending along the X-axis direction that is, a layered structure forming a part of the structural layer SL34
- the structural layer SL34x extending from the start portion to the end portion of the movement locus of the irradiation area EA along the X axis is formed.
- a structure layer SL34 including the structure layers SL34x and 34y is formed.
- the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on the upper surface of the formed structural layer SL34, and then repeats the operation of forming a new structural layer SL34 on the new modeling surface MS.
- a structure ST34 including a plurality of structural layers SL34 is formed.
- the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on at least a part of the surface of the structure ST34 to form the structural layer SL32, and then performs a new modeling.
- the attitude of the stage 43 (that is, the attitude of the structure ST34) is adjusted so that the surface MS (particularly, the portion of the modeling surface MS where the irradiation area EA is first set to form the structural layer SL32) faces upward. change.
- the modeling surface MS is set on at least a part of the surface of the plurality of structural layers SL34x.
- the modeling system 1 forms the structure ST32 including the plurality of structural layers SL32 on the modeling surface MS.
- the modeling system 1 moves the irradiation area EA along the Y axis on the modeling surface MS according to the shape of the structural layer SL32.
- the shaping head 41 may be moved and / or the attitude of the stage 43 may be changed.
- a structural layer SL32y extending along the Y-axis direction is formed.
- the modeling system 1 is configured such that the irradiation area EA moves on the modeling surface MS along the X-axis according to the shape of the structural layer SL32.
- the shaping head 41 may be moved and / or the attitude of the stage 43 may be changed.
- a structural layer SL32x extending along the X-axis direction is formed.
- the direction in which the structural layer SL32x extends is the same as the direction in which the structural layer SL34x located below the structural layer SL32x extends, and the structural layer SL32y extends.
- the direction intersects with the direction in which the structural layer SL34x located below the structural layer SL32y extends.
- FIGS. 31C to 31D a structure ST32 including a plurality of structural layers SL32 stacked along the Z-axis direction is formed.
- the fourth shaping operation is a shaping operation for forming a three-dimensional structure ST in which the upper structural layer SL is overhanged relative to the relatively lower structural layer SL.
- a structural layer SL located closer to the work W (or the stage 43) than a certain structural layer SL is referred to as a lower structural layer SL, and is referred to as a lower structural layer SL.
- the structure layer SL located on the side away from the work W (or the stage 43) is referred to as an upper structure layer SL.
- the second and subsequent structural layers SL counted from the work W (or the stage 43) may be referred to as upper structural layers SL.
- the lower structural layer SL exists below (particularly, directly below) at least a part of the upper structural layer SL.
- the three-dimensional structure ST may not be used.
- the three-dimensional structure ST in which the upper structural layer SL overhangs the lower structural layer SL is a lower structural layer SL that supports at least a part of the upper structural layer SL from below (particularly from directly below). May be a three-dimensional structure ST in which is not present.
- FIGS. 32 (a) and 32 (b) An example of such a three-dimensional structure ST is shown in FIGS. 32 (a) and 32 (b).
- FIG. 32A is a side view showing a side surface of the three-dimensional structure ST
- FIG. 32B is a cross-sectional view showing a cross section of the three-dimensional structure ST.
- FIGS. 32A and 32B show a goblet-shaped (in other words, cup-shaped) three-dimensional structure ST in which the upper structural layer SL42 overhangs the lower structural layer SL41. ing.
- the structural layer SL41 may correspond to a goblet handle portion
- the structural layer SL42 may correspond to a goblet container portion.
- FIGS. 32A and 32B show a three-dimensional structure ST in which a structural layer SL43 corresponding to a goblet base is formed below the structural layer SL41.
- a flow of a fourth shaping operation for forming the three-dimensional structure ST illustrated in FIGS. 32A and 32B will be described.
- the modeling system 1 sets the modeling surface MS on the surface WS of the work W, irradiates the molding surface MS with the light EL, and supplies the modeling material M. As a result, a molten pool MP is formed. Thereafter, the modeling system 1 moves the modeling head 41 and / or changes the attitude of the stage 43 according to the shape of the structural layer SL43 to be formed on the modeling surface MS. For example, when the shape of the structural layer SL43 in plan view is circular, the modeling system 1 may change the attitude of the stage 43 so that the stage 43 rotates around a rotation axis R1 along the Z axis. . As a result, as shown in FIG. 33B, a structural layer SL43 is formed.
- the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on the upper surface of the formed structural layer SL (in the example illustrated in FIG. 33B, the structural layer SL43), and then newly sets the new modeling surface MS on the new modeling surface MS.
- the operation of forming the various structural layers SL is repeated.
- a modeled object in which a plurality of structural layers SL41 are stacked on a plurality of structural layers SL43 that is, a modeled object corresponding to a part of the three-dimensional structure ST
- the operation up to this point may be the same as the above-described first or second modeling operation.
- the modeling system 1 changes the posture of the stage 43 so that the stacking direction of the structural layers SL41 and SL43 is inclined with respect to the direction of gravity.
- the posture of the stage 43 is changed so that the laminating direction of the plurality of structural layers SL42 to be formed now coincides with (or becomes parallel to) the direction of gravity.
- the modeling system 1 changes the posture of the stage 43 so that the stacking direction of the structural layers SL41 and SL43 intersects at 45 degrees with the direction of gravity.
- the modeling system 1 sets a modeling surface MS on the upper surface of the uppermost structural layer SL41.
- the modeling surface MS may be set on the side surface of the uppermost structural layer SL41 or on the boundary between the upper surface and the side surface. Thereafter, a portion corresponding to the outer edge of the structural layer SL41 in the modeling surface MS is irradiated with light EL and the modeling material M is supplied. At this time, the modeling system 1 changes the posture of the stage 43 so that the stage 43 rotates around a rotation axis R2 that is parallel to the stacking direction of the structural layers SL41 and SL43 and passes through the center of the structural layers SL41 and SL43. I do. That is, the modeling system 1 changes the posture of the stage 43 so that the stage 43 rotates around the rotation axis R2 that is inclined with respect to the direction of gravity. As a result, as shown in FIG. 34B, a structural layer SL42 overhanging the structural layer SL41 is formed on the structural layer SL41.
- the modeling system 1 sets a new modeling surface MS on the upper surface of the formed structural layer SL42, and then sets a new structural layer SL42 on the new modeling surface MS.
- the forming operation is repeated.
- the stacking direction of the plurality of structural layers SL42 matches (or becomes parallel to) the direction of gravity.
- FIG. 34D a three-dimensional structure ST is formed in which the upper structural layer SL42 overhangs the lower structural layer SL41.
- the modeling system 1 forms the three-dimensional structure ST in which the upper structural layer SL relatively overhangs with the lower structural layer SL.
- the posture of the stage 43 is changed such that the stage 43 rotates around the inclined rotation axis (as a result, at least one of the workpiece W, the existing structure, and the modeling target surface MS rotates). Therefore, the fourth modeling operation may be an operation of forming the three-dimensional structure ST by changing the attitude of the stage 43 so that the stage 43 rotates around a rotation axis inclined with respect to the direction of gravity. .
- the three-dimensional structure ST formed by changing the attitude of the stage 43 so that the stage 43 rotates around the rotation axis inclined with respect to the direction of gravity is not necessarily the upper layer of the lower structural layer SL.
- the structure layer SL need not be the overhanging three-dimensional structure ST.
- the three-dimensional structure ST formed by changing the attitude of the stage 43 so that the stage 43 rotates around the rotation axis becomes a three-dimensional structure ST having a rotationally symmetric shape with respect to the rotation axis. Therefore, the fourth modeling operation may be an operation of forming a three-dimensional structure ST having a rotationally symmetric shape.
- the three-dimensional structure ST having the rotationally symmetric shape does not necessarily have to be the three-dimensional structure ST in which the upper structural layer SL overhangs the lower structural layer SL.
- the object ST can be formed.
- the stacking direction of the plurality of structural layers SL42 coincides with or is parallel to the direction of gravity. ing.
- the stacking direction of the plurality of structural layers SL42 may be inclined with respect to the direction of gravity.
- the angle between the axis along the stacking direction of the plurality of structural layers SL42 and the axis along the gravity direction may be an acute angle.
- the modeling system 1 may model the plurality of structural layers SL43 using the fourth modeling operation.
- FIG. 35 and 36 a fifth modeling operation will be described with reference to FIGS. 35 and 36.
- FIG. 35 and 36 a fifth modeling operation will be described with reference to FIGS. 35 and 36.
- FIG. 15 shaping operation after performing at least one of the above-described first to fourth shaping operations to form the three-dimensional structure ST, the plurality of structural layers SL configuring the three-dimensional structure ST are formed. Of at least a part of the surface (i.e., the surface on which traces of the lamination of the plurality of structural layers SL are exposed to the outside; in other words, the boundary between the plurality of structural layers SL is outside the This is a shaping operation for forming a new structural layer SL on the exposed surface).
- the laminated cross section appears so as to straddle the surfaces of the plurality of structural layers SL.
- the fifth shaping operation after performing the above-described first to fourth shaping operations to form the three-dimensional structure ST, the plurality of structural layers SL are formed on the laminated cross-sectional portion of the three-dimensional structure ST. May be a shaping operation of forming a new structural layer SL over the surfaces of.
- the laminated section is covered with the new structural layer SL. Therefore, the laminated cross section does not become exposed to the external appearance of the three-dimensional structure ST. Therefore, the fifth shaping operation is for covering (that is, hiding) the laminated cross-sectional portion of the three-dimensional structure ST after forming the three-dimensional structure ST by performing the above-described first to fourth shaping operations.
- a shaping operation for forming a new structural layer SL may be performed.
- the fifth shaping operation will be described with reference to FIGS. 35 (a) to 35 (c) and FIGS. 36 (a) to 36 (c).
- the laminated cross section of the three-dimensional structure ST shown in FIG. 35A that is, a cylindrical three-dimensional structure ST composed of a plurality of structural layers SL stacked along the Z-axis direction.
- the flow of the fifth forming operation for forming the structural layer SL on the portion will be described.
- the side surface of the three-dimensional structure ST is a laminated cross section. Note that the method of forming the three-dimensional structure ST shown in FIG.
- structural layer SLh the structural layer SL formed on the laminated cross section is referred to as “structural layer SLh” and is distinguished from other structural layers SL.
- the shaping system 1 first sets a new shaping surface MS on the layered cross-section, and then at least a part of the set shaping surface MS faces upward as illustrated in FIG.
- the posture of the stage 43 that is, the posture of the three-dimensional structure ST
- the modeling system 1 rotates the stage 43 by about 90 degrees around the Y axis.
- the modeling system 1 moves the modeling head 41 while irradiating the modeling surface MS set in the layered cross section with the light EL and supplying the modeling material M, and / or Alternatively, the posture of the stage 43 is changed.
- the shaping system 1 moves the shaping head 41 and / or the attitude of the stage 43 so that the light EL is sequentially irradiated on the laminated cross section (that is, the shaping surface MS) and the shaping material M is sequentially supplied.
- the three-dimensional structure ST is a cylindrical structure
- the modeling system 1 has a direction intersecting the circumference of the three-dimensional structure ST on the layered cross-section as shown in FIG.
- the modeling head 41 may be moved and / or the attitude of the stage 43 may be changed so that the irradiation area EA moves along the X-axis direction in the example shown in FIG.
- a layered structure that is, a part of the structural layer SLh
- a shaped object is formed on the laminated cross-sectional portion.
- the modeling system 1 changes the attitude of the stage 43 so that the stage 43 rotates by a predetermined angle around a rotation axis R3 passing through the center of the circumference of the three-dimensional structure ST as shown in FIG.
- the modeling head 41 is moved so that the irradiation area EA moves along a direction intersecting the circumference of the three-dimensional structure ST. It may be moved and / or the attitude of the stage 43 may be changed.
- a new layered structure that is, a part of the structural layer SLh is extended on the laminated cross-section portion along the direction intersecting the circumference of the three-dimensional structure ST. Is formed in a state integrated with the already formed layered object.
- the modeling system 1 changes the posture of the stage 43 so that the stage 43 rotates by a predetermined angle around the rotation axis R3 passing through the center of the circumference of the three-dimensional structure ST,
- the shaping head 41 is moved and / or the attitude of the stage 43 is changed so that the irradiation area EA moves along a direction intersecting the circumference of the three-dimensional structure ST.
- the structural layer SLh covering the laminated cross-section is formed by the layered objects sequentially formed.
- the structural layer SLh itself has a plurality of layered objects along the ⁇ x direction, the timing at which each layered object is formed (particularly, the timing at which adjacent layered objects are formed) is close to each other. Therefore, a boundary portion between a plurality of layered objects is unlikely to appear. Therefore, the appearance of the structural layer SLh is smoother than the appearance of the three-dimensional structure ST.
- the sixth shaping operation is a shaping operation of forming the three-dimensional structure ST by forming a plurality of structural layers SL such that the laminated cross-section is not exposed to the outside.
- the molding system 1 sets the direction in which each of the plurality of structural layers SL extends (that is, the direction in which the plurality of structural layers SL extends) to a specific direction in which the laminated cross-sectional portion can be hidden from the outside, and then sets the plurality of The structure layer SL is formed.
- the modeling system 1 may determine a specific direction in which the laminated cross section can be hidden from the outside based on the direction in which the outer surface OS of the three-dimensional structure ST extends or spreads. Specifically, the shaping system 1 determines the specific direction such that at least one structural layer SL extending along the specific direction has a shape along the outer surface OS of the three-dimensional structure ST. Good. That is, the modeling system 1 includes at least one of the plurality of structural layers SL (particularly, at least one of the plurality of structural layers SL closer to the outer surface OS of the three-dimensional structure ST than a certain structural layer SL.
- the specific direction may be determined such that the direction in which SL) extends approaches or aligns with the direction in which the outer surface OS of the three-dimensional structure ST extends or spreads.
- FIG. 37A As an example, it is assumed that a three-dimensional structure ST shown in FIG. 37A is formed.
- the laminated cross-sectional portion becomes three-dimensional. It becomes easy to be exposed outside the structure ST.
- FIG. 37 (c) As the direction in which the plurality of structural layers SL extend approaches the direction in which the outer surface OS of the three-dimensional structure ST extends (that is, as the degree of separation in both directions decreases), It becomes difficult for the laminated cross section to be exposed outside the three-dimensional structure ST.
- the direction in which the outer surface OS of the three-dimensional structure ST extends is the position on the outer surface OS of the three-dimensional structure ST (particularly, the position in at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction). It changes according to. Therefore, the specific direction determined according to the direction in which the outer surface OS of the three-dimensional structure ST extends may also change according to the position of the three-dimensional structure ST on the outer surface OS. That is, the modeling system 1 may determine the direction that changes according to the position in the three-dimensional structure ST as the specific direction. However, when the direction in which the outer surface OS of the three-dimensional structure ST extends does not change according to the position in the three-dimensional structure ST, the molding system 1 is fixed regardless of the position in the three-dimensional structure ST. May be determined as a specific direction.
- the modeling system 1 may individually determine a plurality of specific directions in which the plurality of structural layers SL extend. That is, the modeling system 1 may individually determine the first specific direction in which the first structural layer SL extends, the second specific direction in which the second structural layer SL extends, and so on. In this case, the modeling system 1 may determine a plurality of specific directions such that at least two of the plurality of specific directions are different directions. Alternatively, the modeling system 1 may determine a common specific direction in which the plurality of structural layers SL extend in common. In this case, the plurality of structural layers SL extend along the same direction.
- the structure layer SL extending in a specific direction determined according to the direction of the outer surface OS of the three-dimensional structure ST may be a structure layer SL having a flat surface, or a curved surface such as a curved surface.
- the structural layer SL having a flat surface can be formed by the above-described first modeling operation.
- the three-dimensional structure ST is formed in comparison with the case where the structure layer SL is formed to extend in a direction different from the specific direction.
- the possibility that the angle at which the direction in which the outer surface OS extends and the direction in which the plurality of structural layers SL are stacked intersects approaches 90 degrees. More specifically, as shown in FIG. 38A, the stacking direction of the plurality of structural layers SL in the first portion OS1 of the outer surface OS of the three-dimensional structure ST is different from that of the outer surface OS different from the first portion OS1. It is closer to the direction orthogonal to the first portion OS1 than to the direction orthogonal to the second portion OS2.
- the modeling system 1 may determine the specific direction in which the structural layer SL extends based on the relationship between the stacking direction of the plurality of structural layers SL and the direction in which the outer surface OS of the three-dimensional structure ST extends.
- the end portion (in other words, the end surface) LS_edge of the structural layer SL extending in the determined specific direction is the existing structure in which the surface WS of the work W (or the modeling surface MS is set). (The surface of an object). That is, the end LS_edge corresponding to the surface (typically, the side surface) of the structure layer SL directed in a specific direction may be in contact with the surface WS of the work W.
- the end LS_edge of the structural layer SL constitutes a laminated cross-section
- the laminated cross-section is a three-dimensional structure. It becomes difficult to be exposed outside the ST.
- the modeling system 1 includes the structural layer SL in the direction in which the structural layer SL extends.
- the specific direction may be determined so that the end LS_edge of the workpiece W contacts the surface WS of the workpiece W (or the surface of the existing structure on which the modeling surface MS is set).
- the surface of the existing structure on which the modeling surface MS is set may be the surface of the laminated structure.
- the seventh shaping operation is a shaping operation for forming the three-dimensional structure ST in which the plurality of structural layers SL are stacked along the stacking direction determined according to the direction of the force applied to the three-dimensional structure ST.
- a force acting to pull the three-dimensional structure ST (hereinafter, appropriately referred to as “tensile force”) Is raised.
- tensile force a force acting to pull the three-dimensional structure ST
- the plurality of structural layers SL are stacked along the direction of the tensile force as shown in FIG. 39B, at least one of the plurality of structural layers SL is peeled off from the other structural layer SL by the tensile force.
- the breakdown resistance of the three-dimensional structure ST is relatively reduced.
- a plurality of structural layers SL are stacked along a direction intersecting with the direction of the tensile force as shown in FIG.
- the plurality of structural layers SL are stacked along the direction of the tensile force.
- the possibility that at least one of the plurality of structural layers SL is peeled off from the other structural layers SL due to the tensile force is reduced.
- the modeling system 1 stacks a plurality of structural layers SL along a direction intersecting the direction of the tensile force, as illustrated in FIG.
- the first to sixth modeling operations described above may be performed to form a plurality of structural layers SL.
- the plurality of structural layers SL become structural layers SL extending along the direction of the tensile force.
- the modeling system 1 may form a plurality of structural layers SL such that the plurality of structural layers SL are stacked along a direction orthogonal to the direction of the tensile force.
- at least one of the plurality of structural layers SL may be separated by the tensile force. Is less likely to be peeled off from the structural layer SL. That is, the breakdown resistance of the three-dimensional structure ST is further increased.
- FIG. 40B Another example of the force applied to the three-dimensional structure ST is a force acting to push the three-dimensional structure (hereinafter, appropriately referred to as a “compression force”) as shown in FIG.
- a compression force a force acting to push the three-dimensional structure
- the modeling system 1 when a compressive force is applied to the three-dimensional structure ST, the modeling system 1 is configured such that the plurality of structural layers SL are stacked along the direction of the compressive force as illustrated in FIG.
- the plurality of structural layers SL are formed by performing the above-described first to sixth modeling operations. In this case, the plurality of structural layers SL become the structural layers SL extending along the direction intersecting the direction of the compressive force.
- the modeling system 1 may form the plurality of structural layers SL such that the plurality of structural layers SL are stacked in parallel to the direction of the compressive force. In this case, the possibility that at least one of the plurality of structural layers SL is separated from the other structural layers SL due to the compressive force is particularly reduced. That is, the breakdown resistance of the three-dimensional structure ST is further increased.
- the three-dimensional structure ST is formed by the shaping operation on the surface WS of the workpiece W before the above-described shaping operation (that is, at least one of the first to seventh shaping operations) is performed.
- a region to be formed that is, a modeling surface MS, which will be referred to as a “modeling target region MTA” in the following description to be distinguished from a modeling surface MS newly set each time the structural layer SL is formed). This is an operation of adjusting at least a part of the temperature.
- the modeling system 1 when the modeling system 1 performs the temperature adjustment operation, the modeling system 1 performs the modeling operation after performing the temperature adjustment operation.
- the modeling system 1 does not necessarily need to perform the temperature adjustment operation before performing the modeling operation.
- the molding system 1 may perform the temperature adjustment operation after performing the molding operation, and may subsequently perform the next molding operation. For example, after performing the modeling operation, the modeling system 1 sets the modeling target area MTA on the surface of the modeled object (or the structural layer SL or the three-dimensional structure ST) formed by the modeling operation, and then performs the modeling.
- a temperature adjusting operation for adjusting at least a part of the temperature of the target area MTA is performed, and subsequently, a next shaping operation is performed to form a new shaping object on the shaping object (or the structural layer SL or the three-dimensional structure ST). May go.
- the modeling system 1 may measure at least a part of the temperature of the modeling target area MTA, and then adjust the temperature of at least a part of the modeling target area MTA based on the measurement result. For example, the modeling system 1 may adjust at least a part of the temperature of the modeling target area MTA based on the measurement result such that at least a part of the temperature of the modeling target area MTA becomes a desired temperature.
- the measuring device 45 included in the modeling system 1 may include a temperature measuring device for measuring the temperature of at least a part of the modeling target area MTA.
- the modeling system 1 may include a temperature measurement device for measuring the temperature of at least a part of the modeling target area MTA, separately from the measurement device 45.
- the modeling system 1 does not need to measure the temperature of the modeling target area MTA.
- the modeling system 1 measures the time from the time when the modeling operation is performed, and uses the measured time to perform modeling.
- the temperature of the area MTA may be predicted.
- the modeling system 1 may measure at least a part of the temperature around the modeling target area MTA in addition to or instead of measuring at least a part of the temperature in the modeling target area MTA.
- the modeling system 1 may heat at least a part of the modeling target area MTA in order to adjust a temperature of at least a part of the modeling target area MTA. That is, the modeling system 1 may heat at least a part of the modeling target area MTA and raise the temperature of at least a part of the modeling target area MTA with respect to the temperature before the heating. In this case, the modeling system 1 may heat at least a part of the modeling target area MTA within a temperature range at which the modeling target area MTA does not melt. When the modeling target area MTA is set on the surface WS of the workpiece W, the modeling system 1 may heat at least a part of the modeling target area MTA within a range where the workpiece W does not melt.
- the modeling system 1 uses a temperature at which the three-dimensional structure ST does not melt (that is, the modeling material M). (At a temperature at which the material does not melt), at least a part of the modeling target area MTA may be heated. However, the modeling system 1 may heat at least a part of the modeling target area MTA within a temperature range at which the modeling target area MTA melts. The modeling system 1 may heat at least a part of the periphery of the modeling target area MTA in addition to or instead of heating at least a part of the modeling target area MTA.
- the modeling system 1 may irradiate the modeling target area MTA with light EL from the irradiation system 411 to heat the modeling target area MTA, as shown in FIG.
- the modeling system 1 forms the irradiation area EA during the irradiation of the light EL.
- the modeling head 41 may be moved and / or the attitude of the stage 43 may be changed so as to move on the target area MTA (particularly, on a portion of the modeling target area MTA to be heated).
- the energy resulting from the irradiation of the light EL is transmitted to the area of the modeling target area MTA irradiated with the light EL.
- the energy to be transmitted from the light EL to the modeling target area MTA heats the modeling target area MTA (particularly, the portion of the modeling target area MTA irradiated with the light EL).
- the modeling system 1 does not need to supply the modeling material M to the modeling target area MTA during the period of irradiating the light EL to heat the modeling target area MTA.
- the modeling system 1 When heating the modeling target area MTA by irradiating the light EL, the modeling system 1 heats the modeling target area MTA within a range where the modeling target area MTA does not melt as described above. May be adjusted. For example, the modeling system 1 adjusts the intensity per unit area of the light EL on the modeling target area MTA (that is, the amount of energy), and sets the modeling target by the light EL within a temperature range where the modeling target area MTA does not melt. The area MTA may be heated. In the shaping operation performed after the temperature adjustment operation, the work W and the shaping material M are melted by the irradiation of the light EL to form the molten pool MP.
- the shaping system 1 determines the intensity of the light EL per unit area on the shaping target area MTA (that is, the intensity per unit area of the light EL on the shaping surface MS) during the shaping operation.
- the molding target area MTA may be heated within a temperature range in which the molding target area MTA is not melted by irradiating light EL smaller than the intensity of the molding target area MTA.
- the modeling system 1 irradiates the light EL to at least a part of the periphery of the modeling target area MTA. You may.
- the shaping system 1 adjusts the characteristics of the light EL so as to heat the shaping target area MTA within a range where the shaping target area MTA does not melt as described above.
- the moving speed of the irradiation area EA at the time may be controlled.
- the modeling system 1 may control the moving speed of the irradiation region EA in the temperature adjustment operation such that the moving speed of the irradiation region EA is faster than the moving speed in the forming operation.
- the amount of energy (for example, the amount of energy per unit area or per unit time) transmitted from the light EL to that portion is reduced, so that the object to be modeled is within a temperature range where the object to be modeled MTA does not melt.
- the region MTA is easily heated.
- the modeling system 1 After the modeling target area MTA has been heated, the modeling system 1 performs at least one of the above-described first to seventh modeling operations to place 3 on the heated modeling target area MTA, as shown in FIG.
- the three-dimensional structure ST is formed.
- the three-dimensional structure ST is formed on the modeling target area MTA that is heated (that is, the temperature is higher than the case where it is not heated), it is not heated (that is, compared to the case where it is heated).
- the color tone of the structural layer SL formed on the modeling target region MTA (that is, the lowermost structural layer SL)
- the possibility that the color tone of the newly formed structural layer SL on the already formed structural layer SL greatly changes is reduced.
- the color tone of the structural layer SL may be affected by the temperature of the modeling surface MS on which the structural layer SL is formed, and a new structural layer SL is formed on the formed structural layer SL. This is because the difference between the temperature of the modeling surface MS at that time and the temperature of the modeling surface MS when the structural layer SL is formed on the heated modeling target region MTA is reduced.
- the modeling target area MTA if the modeling target area MTA is not heated, the operation of newly forming the structural layer SL on the formed structural layer SL is replaced with the operation of forming the structural layer SL on the modeling surface MS having a high temperature.
- the difference is that the operation of forming the structural layer SL on the modeling target area MTA that is not heated is the operation of forming the structural layer SL on the modeling surface MS having a low temperature. . Therefore, the modeling system 1 heats the modeling target area MTA to form the three-dimensional structure ST including the plurality of structural layers SL having the same color tone (that is, the variation in the color tone is relatively small). be able to.
- the modeling target area MTA that has been heated (that is, has a higher temperature than the case where it has not been heated), it is not heated (that is, it is heated).
- the modeling target area MTA and the three-dimensional structure ST are formed. The bonding force between them becomes stronger. Because, when the modeling target area MTA is heated, compared to the case where the modeling target area MTA is not heated, the modeling material M supplied to the modeling target area MTA and the modeling target area MTA in the modeling operation.
- the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST that is difficult to separate from the modeling target area MTA. Therefore, the three-dimensional structure ST that does not need to be separated from the modeling target region MTA (for example, as shown in FIG. 17, a structure ST32 integrated with the modeling target region MTA corresponding to a part of the surface of the structure ST31)
- the modeling system 1 can appropriately form the three-dimensional structure ST that is hard to be separated from the modeling target area MTA by heating the modeling target area MTA.
- the modeling system 1 may heat the modeling target area MTA so that the temperature distribution of the modeling target area MTA becomes uniform.
- the modeling system 1 determines whether the color tone of the structural layer SL formed on the modeling target area MTA is the structural layer SL. Variation according to the position in the SL can be suppressed.
- the modeling system 1 includes the structure layer SL and the modeling target area MTA. Variations in the bonding force depending on the position in the structural layer SL can be suppressed.
- the modeling system 1 may heat at least a part of the modeling target area MTA so that the temperature distribution of the modeling target area MTA becomes non-uniform. That is, the modeling system 1 may heat at least a part of the modeling target region MTA such that at least two region portions having different temperatures exist in the modeling target region MTA. For example, as shown in FIG. 43, in the modeling system 1, the temperature of the region portion MTA # 1 in the modeling target region MTA is different from the region portion MTA # 2 in the modeling target region MTA. At least a part of the modeling target area MTA may be heated so as to be different from the temperature of the molding target area MTA.
- the shaping system 1 heats an area portion (for example, the area portion MTA # 1) of the shaping target area MTA in order to make the temperature distribution of the shaping target area MTA non-uniform, while heating another area portion of the shaping target area MTA.
- the region portion (for example, the region portion MTA # 2) does not have to be heated.
- the temperature of the heated area of the modeling target area MTA becomes higher than the temperature of the unheated area of the modeling target area MTA, and the temperature distribution of the modeling target area MTA becomes uneven. become.
- the modeling system 1 sets a certain area portion (for example, the area portion MTA # 1) of the modeling target area MTA to a unit area on the modeling target area MTA. While heating with the light EL having a high intensity per unit area, another area part (for example, the area part MTA # 2) of the modeling target area MTA has a small intensity per unit area on the modeling target area MTA (that is, The area portion MTA # 1 may be heated with the light EL (which has a lower intensity than the light EL for heating the area portion MTA # 1).
- the area portion MTA # 1 may be heated with the light EL (which has a lower intensity than the light EL for heating the area portion MTA # 1).
- the temperature of the part of the modeling target area MTA heated by the light EL with high intensity becomes higher than the temperature of the part of the modeling target area MTA heated by the light EL with low intensity.
- the temperature distribution of the molding target area MTA becomes non-uniform. Note that the modeling system 1 heats a certain area part (for example, the area part MTA # 1) of the modeling target area MTA, while cooling another area part (for example, the area part MTA # 2) of the modeling target area MTA. May be.
- the bonding force between the modeling target area MTA and the three-dimensional structure ST is determined by the position in the modeling target area MTA (that is, the position in the modeling target area MTA). Position in the along direction). That is, the bonding force between a certain region of the modeling target region MTA and the three-dimensional structure ST is weaker than the bonding force between another region of the modeling target region MTA and the three-dimensional structure ST. Therefore, the modeling system 1 makes the temperature distribution of the modeling target area MTA non-uniform so that the coupling force between the modeling target area MTA and the three-dimensional structure ST has an appropriate magnitude at each position in the modeling target area MTA. It may be.
- the characteristic of the three-dimensional structure ST that is, the bonding force with the modeling target area MTA (that is, the ease of separation from the modeling target area MTA (in other words, the ease of removal)) depends on the position.
- the temperature distribution of the modeling target area MTA may be made non-uniform so as to change.
- the modeling system 1 is configured such that the coupling force between the structure portion STp1 to be separated from the modeling target region MTA of the three-dimensional structure ST and the modeling target region MTA is different from the modeling target of the three-dimensional structure ST.
- the temperature distribution of the modeling target area MTA may be made non-uniform so that the bonding strength between the structure portion STp2 and the modeling target area MTA that is to be kept coupled with the area MTA is weaker.
- the modeling system 1 sets the temperature of the region MTAp1 where the structure part STp1 is formed in the modeling target region MTA and the structure part STp2 is formed in the modeling target region MTA.
- the temperature of the modeling target region MTA may be adjusted so as to be higher than the temperature of the region portion MTAp2.
- the structure part STp2 is easily separated from the formation target area MTA while the structure part STp1 is coupled to the formation target area MTA.
- the modeling system 1 may be configured based on the characteristics of the modeling target region MTA.
- the MTA temperature distribution may be non-uniform.
- the modeling system 1 may make the temperature distribution of the modeling target area MTA non-uniform so that at least two portions of the modeling target area MTA having different characteristics have different temperatures.
- the characteristics of the modeling target area MTA may include the thickness of the object whose surface has the modeling target area MTA.
- FIG. 45 illustrates an example in which the object whose modeling target area MTA is set on the surface is a work W having a non-uniform thickness.
- the modeling system 1 sets the temperature of the region MTAp4 of the modeling target region MTA where the thickness of the work W is thinner than the temperature of the region MTAp3 of the modeling target region MTA where the thickness of the work W is thicker.
- the temperature distribution of the modeling target area MTA may be made non-uniform. As a result, the technical inconvenience that the temperature of the region MTAp4 in the modeling target region MTA excessively increases and the work W is melted enough to penetrate the thin portion of the work W is appropriate. Is prevented.
- the characteristics of the modeling target region MTA may include the easiness of diffusion of the heat transmitted to the modeling target region MTA (that is, the thermal characteristics of the modeling target region MTA). For example, as shown in FIG. 46, in the modeling target region MTA, heat is relatively hard to diffuse (that is, heat is relatively diffused (that is, it is more diffused than the region portion MTAp6)). And the region portion MTAp6).
- FIG. 46 shows an example in which the modeling target area MTA is set on the surface of the three-dimensional structure ST formed on the workpiece W, the present invention is not limited to this example, and how the modeling target area MTA is set.
- the modeling target area MTA still has the possibility of including the area portion MTAp5 and the area portion MTAp6.
- the modeling system 1 sets the temperature distribution of the modeling target region MTA such that the temperature of the region MTAp5 where heat is relatively easily diffused is higher than the temperature of the region MTAp6 where heat is relatively difficult to diffuse. May be uneven.
- the region portion MTAp5 of the modeling target region MTA relatively much heat is diffused after the temperature adjustment operation is performed and before the modeling operation is actually started.
- the region portion MTAp6 of the modeling target region MTA relatively little heat (that is, less than the region portion MTAp5) is generated after the temperature adjustment operation is performed and before the modeling operation is actually started. It spreads. For this reason, if the modeling target area MTA is heated so that the temperature distribution of the modeling target area MTA becomes uniform before the modeling operation starts, due to the difference in the amount of heat diffusion at the time when the modeling operation is started. As a result, the temperature of the region MTAp5 may be lower than the temperature of the region MTp6. As a result, as described above, there is a possibility that the bonding force between the three-dimensional structure ST and the modeling target area MTA and / or the color tone of the three-dimensional structure ST may vary.
- the temperature of the region portion MTAp5 increases before the modeling operation starts.
- the difference between the temperature of the region portion MTAp5 and the temperature of the region portion MTp6 at the time when the modeling operation is started is smaller than in the case where the modeling target region MTA is heated to be the same as the temperature of the region portion MTAp6. . Accordingly, the possibility that the color tone of the structural layer SL formed on the modeling target area MTA and / or the coupling force between the structural layer SL and the modeling target area MTA will vary is reduced.
- the modeling system 1 performs the temperature adjustment of the modeling target area MTA by the temperature adjustment operation before the start of the modeling operation so that the temperature of the region portion MTAp5 and the temperature of the region portion MTp6 become the same at the time when the modeling operation is started.
- the distribution may be non-uniform.
- the modeling system 1 adjusts the temperature of the modeling target area MTA by irradiating the modeling target area MTA with light EL from the irradiation system 411.
- the shaping system 1 may adjust the temperature of the shaping target area MTA by irradiating the shaping target area MTA with light from a light irradiation device different from the irradiation system 411.
- the modeling system 1 may adjust the temperature of the modeling target area MTA using an arbitrary heating device 47b. In this case, as shown in FIG. 47, the modeling system 1 itself may include the heating device 47b. Alternatively, the heating device 47b may be provided outside the modeling system 1.
- a heating device that heats the molding target region MTA using Joule heat a heating device that heats the molding target region MTA using induction heating, and an arbitrary energy beam (for example, a charged particle beam) Or an electromagnetic wave) to the modeling target region MTA to heat the modeling target region MTA.
- an arbitrary energy beam for example, a charged particle beam
- an electromagnetic wave to the modeling target region MTA to heat the modeling target region MTA.
- the modeling system 1 heats the modeling target area MTA to adjust the temperature of the modeling target area MTA.
- the modeling system 1 may adjust the temperature of the modeling target area MTA by cooling the modeling target area MTA in addition to or instead of heating the modeling target area MTA. That is, the modeling system 1 may adjust the temperature of the modeling target area MTA using an arbitrary cooling device 48b.
- the modeling system 1 itself may include the cooling device 48b.
- the cooling device 48b may be provided outside the modeling system 1. Note that a water-cooled or air-cooled cooler is an example of the cooling device 48b.
- the uncooled (ie, relatively high temperature) modeling object area MTA is formed.
- the bonding force between the modeling target area MTA and the three-dimensional structure ST becomes weaker. Because, when the modeling target area MTA is cooled, compared to the case where the modeling target area MTA is not cooled, the modeling material M supplied to the modeling target area MTA and the modeling target area MTA in the modeling operation. Is difficult to be melted, and it is difficult for the modeling target area MTA and the structural layer SL formed thereon to be firmly bonded.
- the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST that is easily separated from the modeling target area MTA. Therefore, when forming the three-dimensional structure ST that needs to be separated from the modeling target area MTA, the modeling system 1 cools the modeling target area MTA and easily separates the three-dimensional structure from the modeling target area MTA. ST can be formed appropriately.
- the modeling system 1 When the modeling system 1 includes at least one of a light irradiation device, a heating device 47b, and a cooling device 48b different from the irradiation system 411, the modeling system 1 performs at least one of the periods during which the modeling operation is performed.
- the temperature adjustment operation may be performed during the period of the unit.
- the shaping system 1 adjusts the temperature of an area of the shaping target area MTA where the structural layer SL is not formed yet using at least one of the light irradiation device, the heating device 47b, and the cooling device 48b.
- a modeling object may be formed by using the modeling head 41 in a region of the modeling target region MTA where the temperature has already been adjusted. As a result, the throughput for forming the three-dimensional structure ST is improved.
- the initial setting operation is an operation performed to set the state of the modeling system 1 before the above-described modeling operation (that is, at least one of the first to seventh modeling operations) is performed. That is, the initial setting operation is an operation performed to set the state of the molding system 1 to a desired state in which the molding operation can be performed (that is, a preliminary operation for performing the molding operation). Therefore, when the modeling system 1 performs the initial setting operation, the modeling system 1 performs the modeling operation after performing the initial setting operation. Note that the modeling system 1 does not necessarily need to perform the initial setting operation before performing the modeling operation. Alternatively, the modeling system 1 may perform the initial setting operation after performing the modeling operation, and then perform the next modeling operation.
- the initial setting operation may include an operation for setting the state of the irradiation system 411.
- the state of the irradiation system 411 set by the initial setting operation includes, for example, the position of the irradiation system 411 in the coordinate space referred to when the head driving system 42 moves, the posture of the irradiation system 411, and the light emitted by the irradiation system 411. At least one of the EL irradiation modes may be included.
- the initial setting operation may include an operation for setting the state of the material nozzle 412.
- the state of the material nozzle 412 set by the initial setting operation includes, for example, the position of the material nozzle 412 in the coordinate space referred to when the head driving system 42 moves, the posture of the material nozzle 412, and the molding material M by the material nozzle 412. May be included.
- the initial setting operation may include an operation for setting the state of the head drive system 42.
- the state of the head drive system 42 set by the initial setting operation may include, for example, a mode of movement of the modeling head 41 by the head drive system 42.
- the initial setting operation may include an operation for setting the state of the stage 43.
- the state of the stage 43 set by the initial setting operation may include, for example, at least one of the position of the stage 43 and the posture of the stage 43 in a coordinate space referred to when the stage 43 is moved by the stage drive system 44.
- the initial setting operation may include an operation for setting the state of the stage drive system 44.
- the state of the stage drive system 44 set by the initial setting operation may include, for example, the manner in which the stage 43 is moved by the stage drive system 44.
- the modeling system 1 In order to perform the initial setting operation, the modeling system 1 also irradiates the work W (or the state measurement substrate used for performing the initial setting operation) mounted on the stage 43 with the light EL. Good. Specifically, the shaping system 1 irradiates the work W with light EL, measures the state of the light EL using a measuring device 45 (or another measuring device different from the measuring device 45), and performs measurement. The state of the irradiation system 411 may be set based on the result. In this case, for example, the modeling system 1 sets the state and the like of the irradiation system 411 based on the measurement result of the state of the light EL, and aligns the work W with the irradiation area EA of the light EL (this position).
- the alignment may be referred to as alignment).
- the modeling system 1 may set the state or the like of the material nozzle 412 based on the measurement result of the state of the light EL and perform the alignment between the workpiece W and the supply area MA of the modeling material M. . That is, the shaping system 1 may perform alignment between the work W and the shaping head 41 so that the molten pool MP can be appropriately formed at a desired position on the work W.
- the modeling system 1 when irradiating the work W (or the modeling surface MS) with the light EL to perform the modeling operation, the light EL is obliquely incident on the modeling surface MS as shown in FIG.
- the modeling system 1 may change the attitude of the stage 43 as described above.
- the modeling system 1 when irradiating the work W with the light EL to perform the initial setting operation, the modeling system 1 causes the light EL to irradiate the surface WS of the work W as shown in FIG.
- the posture of the stage 43 may be changed so that the light enters vertically.
- the modeling system 1 assumes that the incident angle of the light EL with respect to the surface WS (or the modeling surface MS) of the workpiece W is 0 degrees (or that the light EL is perpendicularly incident).
- the shaping operation is performed and the shaping operation is performed, the incident angle of the light EL to the surface WS (or the shaping surface MS) of the work W becomes larger than 0 degree (or the light EL is obliquely incident).
- the angle of the stage 43 may be changed so that the angle of the stage 43 can be regarded as the angle of the stage 43).
- the reason for changing the attitude of the stage 43 so that the light EL is obliquely incident on the modeling surface MS when performing the modeling operation is that, as described above, the reflected light EL_R from the modeling surface MS irradiated with the light EL is used. , And the irradiation system 411 (see FIG. 49A).
- the spot of the light EL on the modeling surface MS since the optical axis of the irradiation system 411 is inclined with respect to the modeling surface MS, the spot of the light EL on the modeling surface MS.
- the shape changes from an ideal shape (for example, a circle or a rectangle) to a distorted shape.
- the modeling system 1 measures the state of the light EL having the distorted spot shape and measures the irradiation system 411. It is necessary to set the status such as. As a result, it is more difficult to set the state of the irradiation system 411 and the like based on the measurement result of the light EL as compared with the case where the state of the light EL having the ideal spot shape is measured and the state of the irradiation system 411 and the like is set could be.
- the modeling system 1 since the attitude of the stage 43 can be changed so that the light EL is perpendicularly incident on the modeling surface MS when performing the initial setting operation, the modeling system 1 is ideal.
- the state of the irradiation system 411 and the like can be set by measuring the state of the light EL having the spot shape. Therefore, the modeling system 1 can relatively easily set the state of the irradiation system 411 and the like based on the measurement result of the light EL.
- the modeling system 1 sets the incident angle of the light EL to the surface WS of the workpiece W to the predetermined first angle, and when performing the modeling operation, the modeling system 1 determines the incident angle to the surface WS of the workpiece W.
- the attitude of the stage 43 may be changed so that the incident angle of the light EL is set to a second angle larger than the first angle. That is, the modeling system 1 performs the initial setting operation such that the incident angle of the light EL with respect to the surface WS (or the modeling surface MS) of the workpiece W is smaller than when performing the modeling operation.
- the attitude of the stage 43 may be changed.
- the second angle may be an angle at which the reflected light EL_R can be directed in a direction different from that of the irradiation system 411.
- the modeling system 1 moves the irradiation area EA with respect to the modeling surface MS by moving the modeling head 41 and / or changing the attitude of the stage 43.
- the shaping system 1 moves the irradiation area EA with respect to the shaping surface MS by deflecting the light EL in addition to or instead of moving the shaping head 41 and / or changing the attitude of the stage 43.
- the irradiation system 411 may include, for example, an optical system (for example, a galvanometer mirror or the like) that can deflect the light EL.
- the shaping system 1 may translate the path along which the light EL travels.
- 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.
- the optional energy beam may include, but is not limited to, a charged particle beam such as an electron beam, an ion beam, or an electromagnetic wave.
- the modeling system 1 can form the three-dimensional structure ST by the laser overlay welding method.
- the modeling system 1 may form the three-dimensional structure ST from the modeling material M by another method capable of forming the three-dimensional structure ST.
- a powder bed fusion method such as a powder sintering additive manufacturing method (SLS: Selective Laser Sintering).
- SLS powder sintering additive manufacturing method
- the powder bed fusion bonding method is different from the laser build-up welding method in which the molding material M is supplied to the irradiation area EA of the light EL while irradiating the light EL, and the molding material M supplied in advance is irradiated with the light EL or the like.
- a three-dimensional structure ST is formed.
- Other examples of the other methods include a binder jetting method (Binder Jetting) and a laser metal fusion method (LMF: Laser Metal Fusion).
- the head drive system 42 moves the modeling head 41 along each of the X-axis direction, the Y-axis direction, and the Z-axis direction
- the stage drive system 44 moves the stage 43 in the ⁇ Y direction and the ⁇ Z direction, respectively. Is moving along.
- the movement mode of the modeling head 41 and the stage 43 is limited to this example. It will not be done. For example, as described in U.S. Patent Application Publication No.
- the shaping head 41 is fixed, and the stage driving system 44 controls the stage 43 to move the stage 43 in the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, and ⁇ X.
- Direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction For example, the stage 43 is fixed, and the head drive system 41 moves the modeling head 41 along each of the X-axis direction, the Y-axis direction, the Z-axis direction, the ⁇ X direction, and the ⁇ Y direction (further, if necessary, ⁇ Z (Along the direction).
- the head drive system 42 moves the modeling head 41 along each of the ⁇ X direction and the ⁇ Y direction (further, if necessary, the ⁇ Z direction), and the stage drive system 44 moves the stage 43 in the X-axis direction and the Y-axis direction. And along the Z-axis direction.
- the head drive system 42 moves the modeling head 41 along each of the Z-axis direction, the ⁇ X direction, and the ⁇ Y direction (further, if necessary, the ⁇ Z direction), and the stage drive system 44 moves the stage 43 in the X-axis direction. And along the Y-axis direction.
- [Appendix 5] ⁇ The axis passing through the second direction and the axis passing through the third direction are parallel to the direction of gravity or intersect at less than 45 degrees with the axis passing through the direction of gravity. ⁇
- [Appendix 10] ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the object forming surface of the object with an energy beam; ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing the posture of the object; , A first weld pool is formed on the first portion by irradiating the energy beam on a first portion of the modeling target surface, and the first weld pool is expanded by supplying the material to the first weld pool.
- the fourth direction and the fifth direction are the same direction ⁇
- [Appendix 13] The structure has a shape extending from the first portion to the second portion.
- [Appendix 14] ⁇ ⁇
- the changing device changes a relative position between the object and the irradiation position.
- [Appendix 15] Irradiating the first part with the energy beam, irradiating the second part with the energy beam by changing a relative position between the object and the irradiation position and a posture of the object.
- Modeling system [Appendix 27] Irradiating the first structure with the energy beam from the third direction and irradiating the first structure with the energy beam; and setting the irradiation position in a fourth direction parallel to the second direction or the second direction. Supplying the material while moving it to form the second structure along the second or fourth direction. ⁇ The molding system according to attachment 26 or 27.
- the object is a structure having a plurality of layers along a fifth direction, The second direction intersects the fifth direction ⁇
- the molding system according to any one of supplementary notes 25 to 27.
- [Appendix 29] ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ irradiating an energy beam on a first portion of the object forming surface; ⁇ ⁇ changing the attitude of the object and irradiating the energy beam to a second portion at least partially different from the first portion of the modeling target surface to form a structure; Molding method including.
- [Appendix 31] Enlarging the first weld pool by irradiating an energy beam on a first portion of the object forming surface of the object to form a first weld pool on the first portion and supplying material to the first weld pool; , By changing the posture of the object and irradiating an energy beam to a second portion at least partially different from the first portion of the modeling target surface, a second molten pool is formed in the second portion, and the second molten pool is formed in the second molten pool.
- Expanding the second weld pool by supplying the material Including, ⁇ The direction from the first portion toward the upper surface of the enlarged first molten pool is upward, ⁇ The direction from the second part toward the upper surface of the enlarged second molten pool is upward.
- Modeling method [Supplementary Note 32] An energy beam is irradiated from a first direction to a modeling target surface of an object, a material is supplied while moving an irradiation position of the energy beam in a second direction along the modeling target surface, and the material is supplied in the second direction.
- [Appendix 33] ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the object forming surface of the object with an energy beam; ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative position between the object and the irradiation position; , ⁇ ⁇ forming a first structure extending in the first direction by changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam; While irradiating the energy beam to the first structure, the relative position between the first structure and the irradiation position is changed along a second direction different from the first direction to extend in the second direction.
- the axis passing through the direction in which the portion of the first structure is directed is parallel to or intersects the axis passing through the direction of gravity at less than 45 degrees.
- ⁇ The molding system according to attachment 35.
- the direction in which the part is turned is the same direction ⁇
- [Appendix 38] ⁇ A first position of the second structure on a surface opposite to the first structure is a position deviated from a plane including three second positions different from the first position on the opposite surface.
- the first structure has a convex surface or a concave surface facing a side on which the second structure is formed.
- the first structure includes a first plane and a second plane intersecting the first plane.
- the first structure has a curved surface ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 33 to 40.
- the second structure has a shape along the surface of the first structure.
- ⁇ The third position on the first surface of the first structure is a position deviating from a third plane including three fourth positions different from the third position on the first surface,
- a fifth position on the second surface of the second structure opposite to the first surface is a position deviating from a fourth plane including three sixth positions different from the fifth position on the second surface.
- a first distance from the third plane along the third direction intersecting the second direction to the third position is a second distance from the fourth plane along the third direction to the fifth position. Greater than ⁇
- the molding system according to any one of supplementary notes 33 to 42.
- [Appendix 44] ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the object forming surface of the object with an energy beam; ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative position between the object and the irradiation position; , Forming a first object having a first structure extending in the first direction by changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam; And While irradiating the first object with the energy beam, the relative position between the first object and the irradiation position is changed along a second direction different from the first direction to extend in the second direction.
- the axis passing through the direction in which the portion of the first model object is directed is parallel to the direction of gravity or intersects with the axis passing through the direction of gravity at less than 45 degrees.
- ⁇ The molding system according to attachment 45.
- [Appendix 47] The direction in which the part of the object to which the energy beam is irradiated is directed when forming the first object, and the first object to which the energy beam is irradiated when forming the second object
- the direction in which the part is turned is the same direction ⁇
- [Appendix 48] ⁇
- the first position on the surface of the second object opposite to the first object is a position deviating from a plane including three second positions different from the first position on the opposite surface.
- the first model has a convex surface or a concave surface facing the side where the second structure is formed.
- the first model includes a first plane and a second plane intersecting the first plane.
- the first model has a curved surface ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 44 to 50.
- the second structure has a shape along the surface of the first model ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 44 to 51.
- a first position on the first surface of the second object opposite to the first object is a position deviating from a first plane including three second positions different from the first position on the first surface.
- ⁇ The third position on the second surface of the first modeling object is a position deviating from a second plane including three fourth positions different from the third position on the second surface
- a first distance from the second plane along the third direction intersecting the second direction to the third position is a second distance from the first plane along the third direction to the first position. Greater than ⁇
- the molding system according to any one of supplementary notes 44 to 52.
- ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the object forming surface of the object with an energy beam
- ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam
- ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative position between the object and the irradiation position
- a second structure extending in the first direction by changing the relative position between the first structure and the irradiation position along the first direction while irradiating the first structure with the energy beam.
- the direction in which the part is oriented is the same ⁇
- [Supplementary Note 62] 1The first position of the third structure on the surface opposite to the modeled object is a position deviating from a plane including three second positions different from the first position on the opposite surface.
- the shaped object has a convex surface or a concave surface facing the side on which the third structure is formed.
- the model includes a first plane and a second plane intersecting the first plane.
- the model has a curved surface, ⁇ ⁇
- the curved surface of the modeled object is irradiated with the energy beam.
- the third structure has a shape along the surface of the modeled object ⁇
- a first position on the first surface of the third structure opposite to the modeled object is a position deviated from a first plane including three second positions different from the first position on the first surface
- the third position on the second surface of the modeled object is a position deviating from a second plane including three fourth positions different from the third position on the second surface
- a first distance from the second plane along the third direction intersecting the second direction to the third position is a second distance from the first plane along the third direction to the first position.
- the modeling system according to any one of supplementary notes 58 to 66.
- the first and second directions are determined according to the direction of the force applied to the first to third structures.
- a first object having a first structure extending in the first direction is formed by changing a relative position between the object and an irradiation position of the energy beam along a first direction while irradiating the object with an energy beam. To do While irradiating the first object with the energy beam, the relative position between the first object and the irradiation position is changed along a second direction different from the first direction to extend in the second direction. Forming a second model having a second structure; Molding method including.
- [Appendix 77] ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the non-planar modeling target surface of the object with an energy beam, ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative position between the object and the irradiation position; , ⁇ ⁇ While irradiating the energy beam to the object, change the relative position between the object and the irradiation position to form a layer along the modeling target surface Modeling system.
- the first position of the layer on the surface opposite to the object is a position on a plane including three second positions different from the first position on the opposite surface or a position deviating from the plane.
- the modeling target surface has a convex surface or a concave surface facing the side on which the layer is formed.
- the layer has a concave surface or a convex surface facing the modeling target surface side ⁇
- the modeling target surface includes a first plane and a second plane intersecting the first plane.
- the layer includes a third plane and a fourth plane intersecting the third plane.
- the surface to be modeled has a curved surface ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 77 to 82.
- the layer has a curved surface directed to the modeling target surface side or a side opposite to the modeling target surface.
- the first position of the layer on the surface opposite to the modeling target surface is a position on a fifth plane including three second positions different from the first position on the opposite surface of the layer, or the fifth position. It is a position off the plane, ⁇
- the third position on the modeling target surface is a position deviating from a sixth plane including three fourth positions different from the third position on the modeling target surface, ⁇
- a first distance from the sixth plane along the first direction to the third position is greater than a second distance from the fifth plane along the first direction to the first position.
- the molding system according to any one of supplementary notes 77 to 84.
- the layer has a shape extending from the first portion to the second portion.
- the modeling system according to any one of supplementary notes 87 to 97.
- [Appendix 99] ⁇ While irradiating the energy beam to the object, change the relative position between the object and the irradiation position along a sixth direction to form a first object extending in the sixth direction, While irradiating the first object with the energy beam, the relative position between the first object and the irradiation position was changed along a seventh direction different from the sixth direction, and the energy beam extended in the seventh direction.
- Form the second object ⁇
- the molding system according to any one of supplementary notes 77 to 98.
- ⁇ ⁇ forming a first layer extending in the sixth direction by changing the relative position between the object and the irradiation position along a sixth direction while irradiating the object with the energy beam; ⁇ ⁇ forming a second layer extending in the sixth direction by irradiating the first layer with the energy beam and changing the relative position between the first layer and the irradiation position along a sixth direction; The relative position between the object and the irradiation position is changed along a seventh direction different from the sixth direction while irradiating the object including the first and second layers with the energy beam, and the seventh position is changed.
- Forming a third layer extending in the direction ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 77 to 100.
- [Appendix 104] ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the object forming surface of the object with an energy beam; ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative position between the object and the irradiation position; , ⁇ ⁇ changing the relative position along a first direction crossing the modeling target surface and a second direction crossing the first direction while irradiating the energy beam to form a layer on the modeling target surface; Modeling system.
- the first position on the modeling target surface is a position deviating from a plane including three second positions different from the first position on the modeling target surface, ⁇ ⁇ changing the relative position between the object and the irradiation position while irradiating the object with the energy beam to form the layer along the modeling target surface ⁇
- a third position of the layer formed on the modeling target surface on a surface opposite to the object is a position on a plane including three fourth positions different from the third position on the opposite surface or the third position. Out of plane ⁇
- the modeling target surface has a convex surface or a concave surface facing the side on which the layer is formed. ⁇ The modeling system according to any one of supplementary notes 104 to 106. [Appendix 108] ⁇ ⁇ The layer formed on the modeling target surface has a concave surface or a convex surface facing the modeling target surface side ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 104 to 107. [Appendix 109] The modeling target surface includes a first plane and a second plane intersecting the first plane. ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 104 to 108. [Appendix 110] ⁇ ⁇ The layer formed on the modeling target surface includes a third plane and a fourth plane intersecting the third plane.
- the surface to be modeled has a curved surface
- the layer formed on the modeling target surface has a curved surface directed to the modeling target surface side or the opposite side to the modeling target surface.
- the first position on the modeling target surface is a position deviating from a fifth plane including three second positions different from the first position on the modeling target surface
- the third position on the surface of the layer opposite to the modeling target surface is a position on a sixth plane including three fourth positions different from the third position on the opposite surface of the layer or the sixth position. It is a position off the plane, ⁇
- a first distance from the fifth plane along the first direction to the first position is greater than a second distance from the sixth plane along the first direction to the third position.
- the molding system according to any one of supplementary notes 104 to 112.
- a first weld pool is formed on the first portion by irradiating the energy beam on a first portion of the modeling target surface, and the first weld pool is expanded by supplying the material to the first weld pool. , By changing the posture of the object, irradiating the energy beam to a second portion different from the first portion of the modeling target surface to form a second molten pool in the second portion, and forming the second molten pool in the second molten pool.
- a third direction from the first portion toward the upper surface of the enlarged first molten pool is upward
- ⁇ The fourth direction from the second portion to the upper surface of the enlarged second molten pool is upward.
- the third direction and the fourth direction are the same direction
- Appendix 124 ⁇ The axis passing through the third direction and the axis passing through the fourth direction are parallel to the direction of gravity or intersect at less than 45 degrees with the axis passing through the direction of gravity.
- ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the non-planar modeling target surface of the object with an energy beam ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative position between the object and the irradiation position; , While irradiating the energy beam to the object, the relative position between the object and the irradiation position is changed along a second direction that intersects a first direction that intersects the modeling target surface, and the first position is changed.
- a layer having a first dimension along the first direction and a second dimension along the first direction at a second position different from the first position in the second direction is different from each other.
- Modeling system. [Appendix 127] ⁇ The third position on the modeling target surface is a position deviating from a plane including three fourth positions different from the third position on the modeling target surface. ⁇ The molding system according to attachment 126. [Appendix 128] 5The fifth position of the layer on the surface opposite to the object is a position on a plane including three sixth positions different from the fifth position on the opposite surface or a position deviating from the plane. ⁇ The molding system according to attachment 126 or 127.
- the modeling target surface has a convex surface or a concave surface facing the side on which the structure is formed.
- the structure has a concave surface or a convex surface facing the modeling object surface side.
- the modeling target surface includes a first plane and a second plane intersecting the first plane.
- the structure includes a third plane and a fourth plane intersecting the third plane. ⁇ The modeling system according to any one of supplementary notes 126 to 131.
- the surface to be modeled has a curved surface ⁇
- the structure has a curved surface directed to the surface to be modeled or a surface opposite to the surface to be modeled.
- ⁇ The modeling system according to any one of supplementary notes 126 to 133.
- the third position on the modeling target surface is a position deviating from a fifth plane including three fourth positions different from the third position on the modeling target surface
- ⁇ A fifth position on the surface of the layer opposite to the modeling target surface is a position deviating from a sixth plane including three sixth positions different from the fifth position on the opposite surface of the layer
- ⁇ A first distance from the fifth plane along the first direction to the third position is greater than a second distance from the sixth plane along the first direction to the fifth position.
- the modeling system according to any one of supplementary notes 126 to 134.
- the changing device changes the posture of the object, ⁇ Irradiating the energy beam to the first portion of the modeling target surface, By changing the posture of the object and irradiating the energy beam on a second portion different from the first portion on the modeling target surface to form the layer ⁇
- the modeling system according to any one of supplementary notes 126 to 135.
- ⁇ ⁇ The changing device changes the posture of the object, The object is set to a first position, the energy beam is irradiated to a first portion on the object, and the object is set to a second position different from the first position, and the energy beam is irradiated to a second portion on the object.
- Appendix 138 ⁇ The direction in which the first portion is oriented is the same as the direction in which the second portion is oriented.
- Appendix 139 ⁇ The direction in which the first portion is directed is upward, ⁇ The direction in which the second part is oriented is upward ⁇
- a first weld pool is formed on the first portion by irradiating the energy beam on a first portion of the modeling target surface, and the first weld pool is expanded by supplying the material to the first weld pool.
- [Appendix 145] ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the object forming surface of the object with an energy beam; ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative position between the object and the irradiation position; , ⁇ ⁇ changing the relative position between the object and the irradiation position along the first direction while irradiating the object with the energy beam, forming a first layer extending in the first direction; ⁇ ⁇ changing the relative position between the first layer and the irradiation position along a second direction while irradiating the first layer with the energy beam to form a second layer extending in the second direction;
- the first and second directions are determined based on the direction of the outer surface of the model including the first and second layers.
- Modeling system [Appendix 146] The first and second directions are different depending on the position on the object. ⁇ The molding system according to attachment 145. [Appendix 147] The direction of lamination of the first and second layers in the third portion of the modeled object is larger than the direction of the outer surface of the fourth portion different from the third portion of the modeled product in the direction perpendicular to the outer surface of the third portion. The first and second directions are determined so as to approach a direction orthogonal to. ⁇ The molding system according to attachment 145 or 146. [Appendix 148] ⁇ The first portion on the second layer is out of a plane passing through three second portions different from the first portion on the second layer. ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 145 to 147.
- the second layer has a convex surface facing the opposite side to the modeling target surface side ⁇
- the molding system according to any one of supplementary notes 145 to 148.
- [Appendix 150] ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the object forming surface of the object with an energy beam; ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative position between the object and the irradiation position; , ⁇ ⁇ changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam, to form a shaped object extending in the first direction; ⁇ A side surface in the first direction at at least one end of the model is in contact with the surface to be modeled Modeling system.
- [Appendix 153] ⁇ an irradiation device that irradiates at least a part of the object forming surface of the object with an energy beam; ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative position between the object and the irradiation position; , ⁇ ⁇ changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam to form a first structure extending in the first direction; Changing the relative position between the first structure and the irradiation position along the first direction or a second direction parallel to the first direction while irradiating the energy beam to the first structure; Forming a second structure extending in the first or second direction on a third direction side of the first structure; The third direction is determined according to a direction of a force applied to the model having the first and second structures.
- Modeling system [Appendix 154] ⁇ The force applied to the object includes a pulling force for pulling the object, The third direction intersects with the direction of the tensile force. ⁇ The molding system according to attachment 153. [Appendix 155] The third direction is orthogonal to the direction of the tensile force. ⁇ The molding system according to attachment 154. [Appendix 156] The first direction is parallel to the direction of the tensile force. ⁇ The molding system according to attachment 154 or 155. [Appendix 157] ⁇ The force applied to the object includes a compressive force for pushing the object, The first direction intersects the direction of the pushing force ⁇ The modeling system according to any one of supplementary notes 153 to 156.
- the first direction is orthogonal to the direction of the compressive force ⁇
- the third direction is parallel to the direction of the compression force.
- ⁇ The molding system according to attachment 157 or 158.
- Modeling system. [Appendix 162] ⁇ The temperature adjustment device includes the irradiation device, and adjusts the temperature of at least a part of the surface using the irradiation device. ⁇ The molding system according to attachment 161.
- the temperature control device heats at least a part of the surface to control the temperature.
- the temperature control device includes the irradiation device, and heats at least a part of the surface using the irradiation device.
- the temperature control device irradiates at least a part of the surface with the energy beam to heat at least a part of the surface.
- Appendix 166 ⁇ Characteristics of the energy beam for heating at least a part of the surface are different from characteristics of the energy beam for forming the three-dimensional structure ⁇ The molding system according to attachment 165.
- the characteristics of the energy beam include intensity or energy per unit area of the energy beam.
- [Appendix 168] ⁇ The intensity or energy per unit area of the energy beam for heating at least a part of the surface is smaller than the intensity or energy per unit area of the energy beam for forming the three-dimensional structure.
- the temperature adjusting device cools at least a part of the surface to adjust the temperature.
- the temperature control device further includes a cooling device that cools at least a part of the surface.
- the temperature adjusting device adjusts the temperature of at least a part of the modeling target surface of the surface on which the three-dimensional structure is formed.
- the modeling target surface is a portion of the surface to which the energy beam is irradiated in order to form the three-dimensional structure.
- [Appendix 173] Adjust the temperature of at least a part of the modeling target surface to make the temperature distribution of the modeling target surface uniform ⁇ The molding system according to attachment 171 or 172.
- the molding system according to attachment 178 [Appendix 180] ⁇ ⁇ The temperature of the first part is lower than the temperature of the second part, so that the third part can be easily removed from the first part while the fourth part remains attached to the second part. ⁇ The molding system according to attachment 178. [Supplementary Note 181] The first portion includes a portion having different characteristics from the second portion. ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 174 to 180. [Supplementary Note 182] ⁇ The characteristics of the first and second portions include the thermal characteristics of the first and second portions, respectively. ⁇ The molding system according to attachment 181. [Supplementary Note 183] The first portion includes a portion where heat is easily diffused compared to the second portion.
- the characteristics of the first and second parts include the thickness of the object at the positions of the first and second parts, respectively.
- Modeling system. [Appendix 194] The first angle is smaller than the second angle ⁇ The modeling system according to attachment 193.
- the first angle is an angle at which the energy beam can be perpendicularly incident on the surface
- the second angle is an angle at which the energy beam can be obliquely incident on the surface.
- [Appendix 196] Performing the first operation in a state where the energy beam can be perpendicularly incident on the surface; 2 Performing the second operation in a state where the energy beam can be obliquely incident on the surface to form a three-dimensional structure on the object
- the molding system according to any one of supplementary notes 193 to 195.
- the first angle is 0 degree
- the second angle is greater than 0 degrees
- ⁇ A state in which the energy beam can be obliquely incident on the surface at the second angle includes a state in which a reflected beam from the surface irradiated with the energy beam is directed in a direction different from that of the irradiation device.
- ⁇ The modeling system according to any one of supplementary notes 193 to 197.
- the first operation includes a preliminary operation for performing the second operation.
- the first operation includes an operation of setting a state of at least one of the irradiation device and the supply device.
- the first operation includes an operation of performing alignment between the object and the irradiation position of the energy beam.
- the first operation includes an operation of performing alignment between the object and the supply position of the material.
- the second operation includes an operation of forming the three-dimensional structure using the irradiation device and the supply device.
- ⁇ The molding system according to any one of supplementary notes 193 to 203.
- Appendix 205 ⁇ ⁇ further comprising a changing device for changing the relative attitude of the object and the irradiation device, After performing the first operation, the relative posture is changed so that the energy beam can be incident on the surface at the second angle, and the second operation is performed, and the three-dimensional structure is applied to the object.
- Form The molding system according to any one of supplementary notes 193 to 204.
- Appendix 206 ⁇ an irradiation device that irradiates the surface of the object with an energy beam, ⁇ a supply device for supplying a material to an irradiation position of the energy beam; ⁇ ⁇ a changing device for changing a relative attitude between the object and the irradiation device; , ⁇ ⁇ The changing device changes the relative posture such that a reflected beam from the surface irradiated with the energy beam is directed in a different direction from the irradiation device. Modeling system.
- a modeling system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam to at least a part of a modeling target surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a posture of the object.
- a control device ⁇ a process of irradiating the first part of the modeling target surface with the energy beam; ⁇ a process of changing the posture of the object and irradiating the energy beam to a second portion at least partially different from the first portion of the modeling target surface to form a structure; ⁇ ⁇ controls the modeling system to be performed by the modeling system Control device.
- a modeling system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam to at least a part of a modeling target surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a posture of the object.
- a control device, ⁇ a process of irradiating the energy beam to a first portion on the object with the object in a first posture; A process of forming the structure by irradiating the energy beam to a second part on the object by setting the object to a second posture different from the first posture; ⁇ ⁇ controls the modeling system to be performed by the modeling system Control device.
- a modeling system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam to at least a part of a modeling target surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a posture of the object.
- a control device ⁇ a process of irradiating the energy beam on a first portion of the modeling target surface to form a first molten pool on the first portion; ⁇ a process of enlarging the first weld pool by supplying the material to the first weld pool; ⁇ a process of changing the posture of the object, irradiating the energy beam to a second portion at least partially different from the first portion of the modeling target surface, and forming a second molten pool in the second portion; ⁇ a process of forming the structure by expanding the second weld pool by supplying the material to the second weld pool; Controlling the modeling system to be performed by the modeling system; ⁇ A fourth direction from the first portion toward the upper surface of the enlarged first molten pool is upward, 5The fifth direction from the second portion to the upper surface of the enlarged second molten pool is upward.
- a modeling system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam to at least a part of a modeling target surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a posture of the object.
- a control device ⁇ a process of irradiating the energy beam from the first direction to the modeling object surface; ⁇ a process of supplying the material while moving the irradiation position in a second direction along the modeling target surface to form a first structure along the second direction; ⁇ a process of irradiating the first structure with the energy beam from a third direction with respect to a modeling target surface to form a second structure on the first structure; Controlling the modeling system to be performed by the modeling system; The first direction and the third direction are different directions with respect to the modeling target surface. Control device.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a control device for controlling a molding system including: A process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam to form a first structure extending in the first direction; While irradiating the energy beam to the first structure, the relative position between the first structure and the irradiation position is changed along a second direction different from the first direction to extend in the second direction.
- ⁇ ⁇ controls the modeling system to be performed by the modeling system Control device.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a control device for controlling a molding system having Forming a first object having a first structure extending in the first direction by changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam; Processing, While irradiating the first object with the energy beam, the relative position between the first object and the irradiation position is changed along a second direction different from the first direction to extend in the second direction.
- Forming a second model having a second structure; ⁇ ⁇ controls the modeling system to be performed by the modeling system Control device.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a control device for controlling a molding system including: A process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam to form a first structure extending in the first direction; A second structure extending in the first direction by changing the relative position between the first structure and the irradiation position along the first direction while irradiating the first structure with the energy beam.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the non-planar modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and changes a relative position between the object and the irradiation position
- a control device for controlling a modeling system including a change device that performs The modeling system such that a process of changing a relative position between the object and the irradiation position to form a layer along the modeling target surface while irradiating the object with the energy beam is performed by the modeling system. Control Control device.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a control device for controlling a molding system including: The process of changing the relative position along a first direction crossing the modeling target surface and a second direction intersecting the first direction while irradiating the energy beam to form a layer on the modeling target surface is performed by the process. Controlling the building system to be performed by the building system Control device.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the non-planar modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and changes a relative position between the object and the irradiation position
- a control device for controlling a modeling system including a change device that performs While irradiating the energy beam to the object, the relative position between the object and the irradiation position is changed along a second direction that intersects a first direction that intersects the modeling target surface, and the first position is changed.
- the shaping system performs a process of forming a layer in which a first dimension along a first direction and a second dimension along the first direction at a second position different from the first position in the second direction are different from each other.
- Control the modeling system to be executed Control device.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a control device for controlling a molding system including: ⁇ a process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam, and forming a first layer extending in the first direction; Forming a second layer extending in the second direction by irradiating the first layer with the energy beam and changing a relative position between the first layer and the irradiation position along a second direction;
- the first and second directions are determined based on the direction of the outer surface of the model including the first and second layers. Control device.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a control device for controlling a molding system including: A process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam to form a model extending in the first direction is performed by the modeling system. Controlling the modeling system to be performed, ⁇ A side surface in the first direction at at least one end of the model is in contact with the surface to be modeled Control device.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a control device for controlling a molding system including: ⁇ a process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam, to form a first structure extending in the first direction; Changing the relative position between the first structure and the irradiation position along the first direction or a second direction parallel to the first direction while irradiating the energy beam to the first structure; Forming a second structure extending in the first or second direction on a third direction side of the first structure; Controlling the modeling system to be performed by the modeling system; The third direction is determined according to the direction of the force applied to the model having the first and second structures. Control device.
- a modeling system including an irradiation device that irradiates an energy beam to an object, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a temperature adjustment device that adjusts a temperature of at least a part of a surface of the object is controlled.
- a control device After adjusting the temperature of at least a part of the surface of the object, controlling the shaping system such that a process of irradiating the energy beam to the object to form a three-dimensional structure on the object is performed by the shaping system. Do Control device.
- a control device for controlling a molding system including an irradiation device that irradiates an energy beam to an object, and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, ⁇ a process of performing a first operation in a state where the energy beam can enter the surface of the object at a first angle; A process of performing a second operation different from the first operation in a state where the energy beam can enter the surface at a second angle different from the first angle, thereby forming a three-dimensional structure on the object; ⁇ ⁇ controls the modeling system to be performed by the modeling system Control device.
- a shaping system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam onto a surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a relative attitude between the object and the irradiation device.
- a control device for controlling ⁇ ⁇ The modeling system is controlled such that a process of changing the relative posture so that a reflected beam from the surface irradiated with the energy beam is directed in a different direction from the irradiation device is performed by the modeling system. Control device.
- a modeling system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam to at least a part of a modeling target surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a posture of the object.
- a modeling system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam to at least a part of a modeling target surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a posture of the object.
- a modeling system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam to at least a part of a modeling target surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a posture of the object.
- a modeling system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam to at least a part of a modeling target surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a posture of the object.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a program to be executed by a computer that controls a modeling system including: A process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam to form a first structure extending in the first direction; While irradiating the energy beam to the first structure, the relative position between the first structure and the irradiation position is changed along a second direction different from the first direction to extend in the second direction. Forming a second structure; A program that causes a computer to execute.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a program to be executed by a computer that controls a modeling system including: Forming a first object having a first structure extending in the first direction by changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam; Processing, While irradiating the first object with the energy beam, the relative position between the first object and the irradiation position is changed along a second direction different from the first direction to extend in the second direction. Forming a second model having a second structure; A program that causes a computer to execute.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a program to be executed by a computer that controls a modeling system including: A process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam to form a first structure extending in the first direction; A second structure extending in the first direction by changing the relative position between the first structure and the irradiation position along the first direction while irradiating the first structure with the energy beam. Processing to form; Changing the relative position between the object and the irradiation position along a second direction different from the first direction while irradiating the object including the first and second structures with the energy beam; Forming a third structure extending in two directions; A program that causes a computer to execute.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the non-planar modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and changes a relative position between the object and the irradiation position
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a program to be executed by a computer that controls a modeling system including: Computer processing for forming a layer on the modeling target surface by irradiating the energy beam and changing the relative position along a first direction crossing the modeling target surface and a second direction intersecting the first direction. Let it run Program.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the non-planar modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and changes a relative position between the object and the irradiation position
- a program to be executed by a computer that controls a modeling system including a change device that performs While irradiating the energy beam to the object, the relative position between the object and the irradiation position is changed along a second direction that intersects a first direction that intersects the modeling target surface, and the first position is changed.
- a computer is configured to execute a process of forming a layer in which a first dimension along a first direction and a second dimension along the first direction at a second position different from the first position in the second direction are different from each other.
- Program. An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a program to be executed by a computer that controls a modeling system including: ⁇ a process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam, and forming a first layer extending in the first direction; Forming a second layer extending in the second direction by irradiating the first layer with the energy beam and changing a relative position between the first layer and the irradiation position along a second direction;
- the first and second directions are determined based on the direction of the outer surface of the model including the first and second layers.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a program to be executed by a computer that controls a modeling system including: While irradiating the object with the energy beam, the computer performs a process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction to form a shaped object extending in the first direction. , ⁇ A side surface in the first direction at at least one end of the model is in contact with the surface to be modeled Program.
- An irradiation device that irradiates at least a part of the modeling target surface of the object with an energy beam, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a changing device that changes a relative position between the object and the irradiation position.
- a program to be executed by a computer that controls a modeling system including: ⁇ a process of changing the relative position between the object and the irradiation position along a first direction while irradiating the object with the energy beam, to form a first structure extending in the first direction; Changing the relative position between the first structure and the irradiation position along the first direction or a second direction parallel to the first direction while irradiating the energy beam to the first structure; Forming a second structure extending in the first or second direction on a third direction side of the first structure; Execute on the computer, The third direction is determined according to the direction of the force applied to the model having the first and second structures. Program.
- a modeling system including an irradiation device that irradiates an energy beam to an object, a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam, and a temperature adjustment device that adjusts a temperature of at least a part of a surface of the object is controlled.
- a program to be executed by a computer After adjusting the temperature of at least a part of the surface of the object, the computer is caused to execute a process of irradiating the energy beam to the object to form a three-dimensional structure on the object. Program.
- a shaping system comprising: an irradiation device that irradiates an energy beam onto a surface of an object; a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam; and a changing device that changes a relative attitude between the object and the irradiation device.
- a program to be executed by a computer that controls ⁇ ⁇ ⁇ The computer is configured to execute a process of changing the relative posture so that a reflected beam from the surface irradiated with the energy beam is directed in a direction different from that of the irradiation device. Program.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be appropriately changed within a scope not contrary to the gist or idea of the invention which can be read from the claims and the entire specification, and a modeling system with such a change
- the shaping method is also included in the technical scope of the present invention.
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Abstract
造形システムは、物体の造形対象面の少なくとも一部にエネルギビームを照射する照射装置と、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、物体の姿勢を変更する変更装置とを備え、造形対象面の第1部分にエネルギビームを照射し、物体の姿勢を変えて造形対象面の第2部分にエネルギビームを照射して構造物を形成する。
Description
本発明は、例えば、構造物を形成するための造形システム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構造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、構造物を適切に形成することが技術的課題となる。
第1の態様によれば、物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備え、前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の第2部分に前記エネルギビームを照射して構造物を形成する造形システムが提供される。
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。
以下、図面を参照しながら、造形システム及び造形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、造形システム及び造形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(a)から図2(b)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(a)及び図2(b)のそれぞれは、本実施形態の造形システム1が備える造形装置4の構造を示す側面図である(但し、説明の便宜上、一部は断面図である)。
初めに、図1及び図2(a)から図2(b)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(a)及び図2(b)のそれぞれは、本実施形態の造形システム1が備える造形装置4の構造を示す側面図である(但し、説明の便宜上、一部は断面図である)。
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軸方向、Y軸方向及びZ軸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に載置されている既存構造物(尚、既存構造物は、造形システム1が形成した別の3次元構造物STであってもよい)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、以下では、ワークWがステージ43に載置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造形物を形成可能である。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。
造形システム1は、造形材料Mを光ELで加工して造形物を形成する。このような光LEとして、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が使用可能であるが、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。更に、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、後述するように、造形システム1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。
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のそれぞれの筐体C内での配置が図1に示す配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、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次元構造物を形成するために、造形装置4は、図2(a)及び図2(b)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、ステージ駆動系44と、計測装置45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、ステージ駆動系44と、計測装置45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と光学的に接続されている。光源5と照射系411との間に、光ファイバやライトパイプ等の不図示の光伝送部材が介在してもよい。照射系411は、光源5から光伝送部材を介して送られてくる光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(典型的には、集光される)領域としてワークW上に設定される円形の(或いは、その他任意の形状の)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、照射領域EAに光ELを照射する状態と、照射領域EAに光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。
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を供給(具体的には、噴射、噴出、吹き付ける)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と物理的に接続されている。材料供給装置3と材料ノズル412との間に、不図示のパイプ等の粉体伝送部材が介在してもよい。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(a)から図2(b)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、造形ヘッド41は、複数の材料ノズル412を備えていてもよい。
本実施形態では、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ワークW上に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によってワークWに形成される溶融池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軸のそれぞれに沿って造形ヘッド41を移動させる。造形ヘッド41がX軸及びY軸のそれぞれに沿って移動すると、照射領域EA(更には、供給領域MA)は、ワークW上をX軸及びY軸のそれぞれに沿って移動する。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沿って造形ヘッド41を移動させることに加えて又は代えて、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って造形ヘッド41を移動させてもよい。つまり、ヘッド駆動系42は、X軸回りの回転軸、Y軸回りの回転軸及びZ軸周りの回転軸の少なくとも一つに沿って造形ヘッド41を回転させてもよい。
ヘッド駆動系42X、ヘッド駆動系42Y及びヘッド駆動系42Zのそれぞれは、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。例えば、ヘッド駆動系42X、42Yまたは42Zはリニアモータ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、回転モータ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と回転モータ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、回転モータ422Zとを備える。回転モータ422Xが駆動されると、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。回転モータ422Yが駆動されると、Yガイド部421Y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。回転モータ422Zが駆動されると、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、支持フレーム423は、造形システム1が設置される床からの振動、或いは造形システム1内であってチャンバ46の外からの振動(例えば、造形システム1の筐体とチャンバ46との間からの振動)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。但し、例えば、造形システム1内であってチャンバ46の外からの振動が無視できれば、造形システム1と床との間に防振装置を設けてもよく、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。
造形ヘッド41がX軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに沿って移動すると、造形ヘッド411とステージ43(更には、ステージ43に載置されるワークW及び3次元造形物STの少なくとも一方)との相対的な位置が変わる。従って、ヘッド駆動系42は、造形ヘッド411とステージ43(更には、ステージ43に載置されるワークW及び3次元造形物STの少なくとも一方)との相対的な位置を変更可能な装置として機能してもよい。
ステージ43は、ワークWを載置可能である。尚、ステージ43はワークWを保持可能であってもよい。この場合、ステージ43は、保持したワークWをリリース可能であってもよい。上述した照射系411は、ステージ43にワークWが載置され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にワークWが載置され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がワークWを保持可能である場合には、ステージ43は、ワークWを保持するために、機械的なチャックや真空吸着チャック等を備えていてもよい。
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方向に沿ってステージ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方向に沿ってステージ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方向及びθZ方向のそれぞれに沿ってステージ43を移動させる。尚、図2(a)及び図2(b)に示した例では、θY方向におけるステージ43の回転軸がワークWを貫通するように(ステージ43の回転軸がステージ43の上面とほぼ一致するように)設けられているが、それに限定されず、回転軸がワーク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))に設けられていてもよい。また、ステージ駆動系44は、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿ってステージ43を移動させることに加えて又は代えて、θX方向、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。
ステージ駆動系44θY及びステージ駆動系44θZのそれぞれは、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1が設置される床からの振動、或いは造形システム1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に設置されているが、例えば、造形システム1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1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方向及びθZ方向のそれぞれに沿って移動する(Y軸及びZ軸のそれぞれの回りに回転する)と、照射系411に対するステージ43(更には、ステージ43に載置されるワーク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方向及びθZ方向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に載置されるワークW及び3次元構造物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に載置されるワーク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に載置されるワーク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。従って、ステージ駆動系44は、照射系411に対するステージ43(更には、ステージ43に載置されるワークW及び3次元構造物STの少なくとも一方)の姿勢を変更可能な装置として機能してもよい。尚、本実施形態では、「姿勢」は、θX方向、θY方向及びθZ方向のそれぞれにおける位置を意味していてもよい。
計測装置45は、計測対象のパラメータを計測可能な装置である。本実施形態では特に、計測装置45は、計測対象としての物体のパラメータである形状を計測する。計測装置45は、例えば、物体の表面の形状を測定する。計測装置45による計測対象となる物体の一例として、ワークW、ワークW上の既存構造物、3次元構造物ST及び3次元構造物STを構成する後述する構造層SLの少なくとも一つがあげられる。計測装置45は、例えば、物体の表面に光パターンを投影し、投影されたパターンの形状を計測するパターン投影法や光切断法、物体の表面に光を投射し、投射された光が戻ってくるまでの時間から物体までの距離を測定し、これを物体上の複数の位置で行うタイム・オブ・フライト法、モアレトポグラフィ法(具体的には、格子照射法若しくは格子投影法)、ホログラフィック干渉法、オートコリメーション法、ステレオ法、非点収差法、臨界角法、又はナイフエッジ法を用いて、物体の形状を計測してもよい。
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CO2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)及び放電ランプ等の少なくとも一つ)を含んでいてもよい。
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く、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や、大気を原料としてアルゴンガスを発生するアルゴン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)やGPU(Graphics Processing Unit)等の演算装置と、メモリ等の記憶装置と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が備えるメモリ(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。
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。この場合、制御装置7と造形システム1とは、有線及び/又は無線のネットワーク(或いは、データバス及び/又は通信回線)で接続されていてもよい。有線のネットワークとして、例えばIEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485及びUSBの少なくとも一つに代表されるシリアルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、パラレルバス方式のインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。有線のネットワークとして、10BASE-T、100BASE-TX及び1000BASE-Tの少なくとも一つに代表されるイーサネット(登録商標)に準拠したインタフェースを用いるネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、電波を用いたネットワークが用いられてもよい。電波を用いたネットワークの一例として、IEEE802.1xに準拠したネットワーク(例えば、無線LAN及びBluetooth(登録商標)の少なくとも一方)があげられる。無線のネットワークとして、赤外線を用いたネットワークが用いられてもよい。無線のネットワークとして、光通信を用いたネットワークが用いられてもよい。この場合、制御装置7と造形システム1とは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、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。或いは、制御装置7が行う処理のうちの一部を行う第1制御装置が造形システム1の内部に設けられている一方で、制御装置7が行う処理のうちの他の一部を行う第2制御装置が造形システム1の外部に設けられていてもよい。
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及びBlu-ray(登録商標)等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器(例えば、コンピュータプログラムがソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器)が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御装置7(つまり、コンピュータ)がコンピュータプログラムを実行することで制御装置7内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御装置7が備える所定のゲートアレイ(FPGA、ASIC)等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロック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ェ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の照射態様を制御する。照射態様は、例えば、光ELの強度、光ELの照射位置(つまり、後述する照射領域EAの位置)、光ELによる照射領域EAの強度分布、光ELによる照射領域EAの形状及び光ELの射出タイミングの少なくとも一つを含む。光ELがパルス光である場合には、照射態様は、例えば、光ELの射出タイミング、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)の少なくとも一つ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の移動態様及びステージ駆動系44によるステージ43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)及び供給タイミングの少なくとも一方を含む。尚、制御装置7は、照射系411による光ELの射出態様と、材料ノズル412による造形材料Mの供給態様とを同時に制御してもよい。
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が造形システム1外に設けられている場合、制御装置7と造形システム1とは有線または無線の通信回線で接続されていてもよい。また、制御装置7に代えて、造形システム1の動作手順を表す信号を予め記録した記録媒体を用いて造形システム1を動作させてもよい。また、制御装置7の一部の機能を、別の部分(一例としてヘッド駆動系42)が担うようにしてもよい。
(2)造形システム1が行う造形動作
続いて、3次元構造物STを形成するために造形システム1によって行われる造形動作について説明する。本実施形態では、造形システム1は、第1の造形動作から第7の造形動作の少なくとも一つを行うことができる。具体的には、造形システム1は、第1の造形動作から第7の造形動作のいずれか一つを単独で行ってもよい。或いは、造形システム1は、第1の造形動作から第7の造形動作の少なくとも2つを組み合わせた造形動作を行ってもよい。以下、第1の造形動作から第7の造形動作について順に説明する。
続いて、3次元構造物STを形成するために造形システム1によって行われる造形動作について説明する。本実施形態では、造形システム1は、第1の造形動作から第7の造形動作の少なくとも一つを行うことができる。具体的には、造形システム1は、第1の造形動作から第7の造形動作のいずれか一つを単独で行ってもよい。或いは、造形システム1は、第1の造形動作から第7の造形動作の少なくとも2つを組み合わせた造形動作を行ってもよい。以下、第1の造形動作から第7の造形動作について順に説明する。
(2-1)第1の造形動作
初めに、第1の造形動作について説明する。第1の造形動作は、表面WSが平面(特に、単一の平面)となるワークW上に3次元構造物STを形成する造形動作である。尚、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を形成する。このため、造形システム1は、レーザ肉盛溶接法に準拠した既存の造形動作を行うことで、3次元構造物STを形成してもよい。以下、レーザ肉盛溶接法を用いた第1の造形動作の一例について簡単に説明する。
初めに、第1の造形動作について説明する。第1の造形動作は、表面WSが平面(特に、単一の平面)となるワークW上に3次元構造物STを形成する造形動作である。尚、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を形成する。このため、造形システム1は、レーザ肉盛溶接法に準拠した既存の造形動作を行うことで、3次元構造物STを形成してもよい。以下、レーザ肉盛溶接法を用いた第1の造形動作の一例について簡単に説明する。
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、ワークW上に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。尚、3次元モデルデータとしては、例えばSTL(Stereo Lithography)フォーマット、VRML(Virtual Reality Modeling Language)フォーマット、AMF(Additive Manufacturing File Format)、IGES(Initial Graphics Exchange Specification)フォーマット、VDA-FS(Association of German Automotive Manufactures-Surfaces Interface)フォーマット、HP/GL(Hewlett-Packard Graphics Language)フォーマット、ビットマップフォーマット等を用いることができる。
造形システム1は、3次元構造物STを形成するために、例えば、Z軸方向に沿って並ぶ複数の層状造形物(以下、“構造層”と称する)SLを順に形成していく。例えば、造形システム1は、複数の構造層SLを1層ずつ順に形成していく。その結果、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。
まず、図3(a)から図3(e)を参照しながら、各構造層SLを形成する動作について説明する。図3(a)から図3(e)のそれぞれは、ワークW上のある領域において光ELを照射し且つ造形材料Mを供給した場合の様子を示す断面図である。
造形システム1は、制御装置7の制御下で、ワークWの表面WS又は形成済みの構造層SLの表面に相当する造形面MS上の所望領域に照射領域EAを設定し、当該照射領域EAに対して照射系411から光ELを照射する。ここで、造形面MSを造形対象面と称してもよい。尚、造形システム1は、造形面MS上の所望領域に照射領域EAを設定しなくてもよい。このときには、照射系411から照射される光ELが造形面MS上に占める領域を照射領域EAと称してもよい。本実施形態においては、光ELのフォーカス位置FP(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)が造形面MSに一致している。但し、光ELのフォーカス位置FPは、Z軸方向に造形面MSから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MS上の所望領域に溶融池(つまり、光ELによって溶融した、液状の造形材料M(或いは、その他の種類の金属又は樹脂等)のプール)MPが形成される。
このとき、上述したように光ELの進行方向がZ軸方向に対して所定の角度だけ傾いた方向であるため、光ELは、造形面MSに対して斜入射する。このため、光ELが照射された造形面MSからの反射光EL_Rは、照射系411とは異なる方向に向かう。つまり、反射光EL_Rが照射系411に戻ることはない。その結果、造形面MSからの反射光EL_Rが照射系411の動作に影響を与えることはない。但し、光ELの進行方向がZ軸方向に平行な方向である場合(つまり、光ELが真下に向かって造形面MSに垂直入射する場合)であっても、光ELが造形面MSに対して斜入射するように(つまり、反射光EL_Rが照射系411とは異なる方向に向かうように)、ステージ駆動系44がステージ43の姿勢を変更して造形面MSに対する光ELの照射方向(つまり、造形面MSに対する光ELの入射角)を変更してもよい。更に、ヘッド駆動系42が造形ヘッド41の姿勢を変更することができる(つまり、造形ヘッド41をθX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って移動させることができる)場合には、光ELが造形面MSに対して斜入射するように、ヘッド駆動系42が造形ヘッド41の姿勢を変更して造形面MSに対する光ELの照射方向(つまり、造形面MSに対する光ELの入射角)を変更してもよい。尚、「光ELが造形面MSに対して斜入射する」ことは、造形面MS上における照射領域EAの位置での造形面MSの法線方向に対して、光ELの進行方向又は照射系411の光軸方向が傾いている(非平行である)ことを指してもよい。
更に、造形システム1は、制御装置7の制御下で、造形面MS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。尚、造形システム1は、造形面MS上の所望領域に供給領域MAを設定しなくてもよい。このときには、材料ノズル412から造形材料Mが供給される領域を供給領域MAと称してもよい。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。言い換えると、供給領域MAは、溶融池MPが形成された領域と一致する。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を供給することになる。その結果、溶融池MPに供給された造形材料Mが溶融して、造形面MS上に、溶融した造形材料Mを含んで造形面MSから盛り上がった溶融池MPが形成される。このとき、造形材料Mが溶融池MPに供給されない場合と比較して、溶融池MPは、造形面MSに沿って及び/又は造形面MSに交差する方向に沿って拡大してもよい。
この際、造形システム1は、造形面MSが上方を向くように、ステージ43の姿勢を制御してもよい。つまり、造形システム1は、造形面MSが向けられている方向が上向きの方向(つまり、+Z側に向かう方向)となるように、ステージ43の姿勢を制御してもよい。その結果、造形面MSのうち照射領域EAが設定される部分(つまり、溶融池MPが形成される部分)もまた、上方を向いている。更には、溶融池MPもまた、上方を向くことになる。つまり、溶融池MPの底面から上面に向かう方向(つまり、造形面MS上のある部分から当該ある部分に形成されている溶融池MPの上面に向かう方向)が、上向きの方向(つまり、+Z側に向かう方向)となる。このため、溶融池MPにおいて溶融した造形材料Mが溶融池MPの外部へこぼれにくくなる。つまり、所望の大きさを有する溶融池MPを維持しやすくなる。
本実施形態における「造形面MS上のある部分が上方を向く」状態は、造形面MS上のある部分が向けられている方向を通る軸が、重力方向に平行になる(つまり、Z軸に平行になる)状態及び重力方向を通る軸(つまり、Z軸)に対して所定角度(例えば、45度)未満の角度で交差する状態の少なくとも一方を含んでいてもよい。尚、「造形面MS上のある部分が上方を向く」状態は、造形面MS上のある部分の法線が、重力方向に平行になる(つまり、Z軸に平行になる)状態及び重力方向を通る軸(つまり、Z軸)に対して所定角度(例えば、45度)未満の角度で交差する状態の少なくとも一方を含んでいてもよい。同様に、本実施形態における「溶融池MPが上方を向く」状態は、溶融池MPの底面から上面に向かう方向を通る軸が、重力方向に平行になる状態及び重力方向を通る軸に対して所定角度(例えば、45度)未満の角度で交差する状態の少なくとも一方を含んでいてもよい。
造形ヘッド41の移動に伴って溶融池MPに光ELが照射されなくなると、溶融池MPにおいて溶融した造形材料Mは、冷却されて固化(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MS上に堆積される。言い換えると、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。このように、造形面MS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、図3(d)に示すように、造形面MSに対する造形ヘッド41のXY平面内の位置を変えながら繰り返される。言い換えると、造形システム1は、造形面MSに対して造形ヘッド41をXY平面内に沿って移動させながら、溶融池MPの形成、造形材料Mの供給、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を繰り返す。造形面MSに対して造形ヘッド41が移動すると、造形面MSに対して照射領域EAもまた移動する。従って、一連の造形処理が、造形面MSに対して照射領域EAをXY平面に沿って移動させながら繰り返されるとも言える。この際、光ELは、造形物を形成すべき領域に設定された照射領域EAに対して選択的に照射される一方で、造形物を形成すべきでない領域に設定された照射領域EAに対して選択的に照射されない。尚、造形物を形成すべきでない領域に照射領域EAは設定されなくてもよい。造形システム1は、造形面MS上で所定の移動軌跡に沿って照射領域EAを移動させながら、造形物を形成すべき領域の分布(つまり、構造層SLの形状)に応じたタイミングで光ELを造形面MSに照射する。言い換えると、造形システム1は、所定の移動軌跡に沿って光ELが照射される予定の領域を造形面MS上で移動させながら、当該領域が造形物を形成すべき領域に位置した場合に光ELを造形面MSに照射する。その結果、図3(e)に示すように、造形面MS上に、固化した造形材料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MSに対して照射領域EAを移動させた(つまり、造形ヘッド41を移動させた)が、照射領域EAに対して造形面MS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。以下、図4(a)から図4(c)を参照しながら、構造層SLを形成するための動作の繰り返しについて説明する。尚、図4(a)から図4(c)のそれぞれは、第1の造形動作によって3次元構造物STを形成する過程を示す断面図である。
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。このスライスデータは、照射領域EA及び/又は供給領域MAの移動軌跡に関する情報を含んでいてもよい。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Wの表面WSに相当する造形面MS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、造形面MS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の表面(特に、+Z側を向いた上面)に新たな造形面MSを設定した上で、当該新たな造形面MS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42を制御する。具体的には、制御装置7は、ヘッド駆動系42を制御して、照射領域EA及び供給領域MAが構造層SL#1の表面(つまり、新たな造形面MS)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FPが新たな造形面MSに一致する。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#1上に構造層SL#2を形成する。その結果、図4(b)に示すように、構造層SL#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。ここで、Z軸方向を複数の構造層SLが積層された積層構造物の積層方向と称してもよい。尚、光ELのフォーカス位置FPは造形面MS(或いは、新たな造形面MS)と一致していなくてもよい。例えば、光ELのフォーカス位置FPを造形面MS(或いは、新たな造形面MS)からデフォーカスさせてもよい。
(2-2)第2の造形動作
続いて、第2の造形動作について説明する。第2の造形動作は、図5に示すように、表面WSが曲面を含むワークW上に3次元構造物STを形成する造形動作であるという点で、表面WSが平面(特に、単一の平面)となるワークW上に3次元構造物STを形成する上述した第1の造形動作とは異なる。尚、図5は、ワークWの表面WSが、3次元構造物STが形成される側(図5に示す例では、+Z側)に向けられた凸面を含む例を示している。つまり、図5は、ワークWの表面WSが、3次元構造物STが形成される側に向かって張り出された曲面を含む例を示している。但し、後述するように、ワークWの表面WSは、凸面に加えて又は代えて、3次元構造物STが形成される側に向けられた凹面を含んでいてもよい。
続いて、第2の造形動作について説明する。第2の造形動作は、図5に示すように、表面WSが曲面を含むワークW上に3次元構造物STを形成する造形動作であるという点で、表面WSが平面(特に、単一の平面)となるワークW上に3次元構造物STを形成する上述した第1の造形動作とは異なる。尚、図5は、ワークWの表面WSが、3次元構造物STが形成される側(図5に示す例では、+Z側)に向けられた凸面を含む例を示している。つまり、図5は、ワークWの表面WSが、3次元構造物STが形成される側に向かって張り出された曲面を含む例を示している。但し、後述するように、ワークWの表面WSは、凸面に加えて又は代えて、3次元構造物STが形成される側に向けられた凹面を含んでいてもよい。
ワークWの表面WSに造形面MSが設定されるため、第2の造形動作は、曲面を含む造形面MSに構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する造形動作であるという点で、平面である造形面MSに構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する第1の造形動作とは異なっていてもよい。この場合、造形面MSは、3次元構造物STが形成される側(つまり、構造層SLが形成される側)に向けられた凸面及び凹面の少なくとも一方を含んでいてもよい。
ワークWの表面WSが曲面を含む場合、図6(a)に示すように、表面WS上のある位置Pws#1は、位置Pws#1とは異なる表面WS上の3つの位置(図6(a)に示す例では、位置Pws#21、位置Pws#22及び位置Pws#23)を含む平面PLwsから外れた位置となる。つまり、位置Pws#1は、平面PLwsに含まれなくなる。尚、図6(a)に示した位置Pws#23は、位置Pws#21及び位置Pws#22によりも-X方向側の位置であるため、図中破線で示してある。造形面MSが曲面を含む場合、図6(b)に示すように、造形面MS上のある位置Pms#1は、位置Pms#1とは異なる造形面MS上の3つの位置(図6(b)に示す例では、位置Pms#21、位置Pms#22及び位置Pms#23)を含む平面PLmsから外れた位置となる。つまり、位置Pms#1は、平面PLmsに含まれなくなる。尚、図6(b)に示した位置Pms#23は、位置Pms#21及び位置Pms#22よりも-X方向側の位置であるため、図中破線で示してある。
このような曲面を含む表面WSを有するワークWに3次元構造物STを形成する場合においても、表面WSが平面となるワークWに3次元構造物STを形成する場合と同様に、造形システム1は、Z軸方向に沿って並ぶ複数の構造層SLを順に形成する。別の言い方をすると、このような曲面を含む造形面MSに構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する場合においても、平面となる造形面MSに構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する場合と同様に、造形システム1は、Z軸方向に沿って並ぶ複数の構造層SLを順に形成する。但し、造形システム1は、曲面を含む造形面MS上に形成される構造層SLが、造形面MSの形状(特に、造形面MSに含まれる曲面の形状)に応じて定まる形状を有するように、複数の構造層SLを順に形成する。具体的には、造形システム1は、曲面を含む造形面MS上に形成される構造層SLが造形面MSに沿った形状を有するように、複数の構造層SLを順に形成してもよい。或いは、造形システム1は、造形面MSの形状に応じて、曲面を含む造形面MS上に形成される構造層SLの厚み(つまり、構造層SLの積層方向に沿った寸法)が構造層SL上での位置ごとに異なる形状を有するように、複数の構造層SLを順に形成してもよい。以下、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する第2の造形動作、及び、造形面MSの形状に応じて厚みが異なる構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する第2の造形動作について順に説明する。尚、以下では、説明の便宜上、造形システム1が、曲面を含む表面WSを有するワークW上に3次元構造物STを形成する場合の第2の造形動作について説明する。
(2-2-1)造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する第2の造形動作
初めに、図7から図13を参照しながら、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する第2の造形動作について説明する。
初めに、図7から図13を参照しながら、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する第2の造形動作について説明する。
造形システム1は、まず、図7(a)に示すように、ワークWの表面WSに造形面MSを設定した上で、造形面MS上に、造形面MSに沿った形状を有する構造層SL(この場合、1層目の構造層SL#1)を形成する。構造層SLが造形面MSに沿った形状を有する場合には、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを拡大して示す図7(b)に示すように、構造層SLの表面のうち造形面MS側に向けられた面S1(図7(b)では、-Z側の面)は、曲面を有する造形面MSに沿った形状を有していてもよい。つまり、面S1は、曲面を含んでいてもよい。図7(a)及び図7(b)に示す例では、面S1は、造形面MS側に向けられた凹面を含んでいる。更に、図7(b)に示すように、構造層SLの表面のうち造形面MSとは反対側に向けられた面S2(図7(b)では、+Z側の面)は、曲面を有する造形面MSに沿った形状を有していてもよい。つまり、面S2は、曲面を含んでいてもよい。図7(a)及び図7(b)に示す例では、面S2は、造形面MSとは反対側に向けられた凸面を含んでいる。但し、面S2は、造形面MSに沿った形状とは異なる形状を有していてもよく、造形面MSの形状と異なる形状を有していてもよい。面S1及びS2の双方が造形面MSに沿った形状を有している場合には、構造層SLの各部の厚み(つまり、構造層SLの積層方向に沿った寸法であり、図7(b)では、Z軸方向の寸法)は、構造層SLの積層方向に交差する方向(図7(b)では、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方)における構造層SLの各部の位置に関わらず一定であってもよい。但し、構造層SLの各部の厚みは、構造層SLの積層方向に交差する方向における構造層SLの各部の位置に応じて変わってもよい。
面S1が曲面を含む場合には、図7(b)に示すように、面S1上のある位置Ps1#1は、位置Ps1#1とは異なる面S1上の3つの位置(図7(b)に示す例では、位置Ps1#21、位置Ps1#22及び位置Ps1#23)を含む平面PLs1から外れた位置となる。つまり、位置Ps1#1は、平面PLs1に含まれなくなる。同様に、面S2が曲面を含む場合には、図7(b)に示すように、面S2上のある位置Ps2#1は、位置Ps2#1とは異なる面S2上の3つの位置(図7(b)に示す例では、位置Ps2#21、位置Ps2#22及び位置Ps2#23)を含む平面PLs2から外れた位置となる。つまり、位置Ps2#1は、平面PLs2に含まれなくなる。尚、図7(b)において、位置Ps1#23は、位置Ps1#21及び位置Ps1#22の-X方向側に位置するため、図中破線で示してある。また、位置Ps2#23は、位置Ps2#21及び位置Ps2#22の-X方向側に位置するため、図中破線で示してある。
造形システム1は、構造層SLの面S2の平面度が造形面MSの平面度と同じになるように、構造層SLを形成してもよい。つまり、造形システム1は、面S2を挟む2つの平行な平面の間の距離が、造形面MSを挟む2つの平行な平面の間の距離と同じになるように、構造層SLを形成してもよい。このとき、面S2を挟む2つの平行な平面と、造形面MSを挟む2つの平行な平面とは互いに平行であってもよい。また、造形システム1は、平面PLs2から位置Ps2#1までの距離の最大値(図7(b)参照)が、平面PLmsからPms#1までの距離の最大値(図6(b)参照)と同じになるように、構造層SLを形成してもよい。このとき、平面PLs2と平面PLmsとは互いに平行であってもよい。或いは、造形システム1は、構造層SLの面S2の平面度が造形面MSの平面度よりも高くなるように(つまり、構造層SLの面S2の方が造形面MSよりも平面に近づくように)、構造層SLを形成してもよい。造形システム1は、面S2を挟む2つの平行な平面の間の距離が、造形面MSを挟む2つの平行な平面の間の距離よりも短くなるように、構造層SLを形成してもよい。このとき、面S2を挟む2つの平行な平面と、造形面MSを挟む2つの平行な平面とは互いに平行であってもよい。造形システム1は、平面PLs2からPs2#1までの距離の最大値(図7(b)参照)が、平面PLmsからPms#1までの距離の最大値(図6(b)参照)よりも短くなるように、構造層SLを形成してもよい。このとき、平面PLs2と平面PLmsとは互いに平行であってもよい。
造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成するために、造形システム1は、照射系411から光ELを照射し(更には、材料ノズル412から造形材料Mを供給し、以下同じ)、造形ヘッド41をX軸及びY軸の少なくとも一方に加えてZ軸に沿って移動させてもよい。この場合、第2の造形動作は、光ELを照射し、造形ヘッド41をZ軸に沿って(つまり、造形面MSを横切る又は交差する方向に沿って)移動させるという点で、光ELを照射し且つ造形ヘッド41をZ軸に沿って移動させなくてもよい第1の造形動作とは異なっていてもよい。尚、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成するために、造形システム1は、照射系411から光ELを照射する期間の少なくとも一部において、ワークWと照射領域EAとの相対位置を、X軸及びY軸の少なくとも一方に沿って変更し且つZ軸に沿っても変更する。
造形ヘッド41が移動している期間中は、造形システム1は、ステージ43を移動しなくてもよい。造形ヘッド41が移動している期間中は、造形システム1は、ステージ駆動系44を用いてステージ43の姿勢(つまり、ステージ43に載置されるワークWの姿勢であって、特に造形面MSの姿勢)を変更しなくてもよい。但し、必要に応じて、造形システム1は、造形ヘッド41が移動している期間の少なくとも一部において、ステージ駆動系44を用いてステージ43の姿勢を変更してもよい。
光ELを照射し造形ヘッド41をZ軸に沿って移動させる場合の造形システム1の動作の一例を、図8を参照して説明する。まず、図8(a)に示すように、造形システム1は、造形面MS上において一連の造形物の形成を開始する造形開始部分P_start(或いは、その他任意の部分、この任意の部分を第1部分と称してもよい)に光ELを照射し且つ造形材料Mを供給する。その後、図8(b)に示すように、造形システム1は、照射領域EAが造形開始部分P_startから一連の造形物の形成を終了する造形終了部分P_end(或いは、その他任意の部分、この任意の部分を第2部分と称してもよい)に向かって移動するように、光ELを照射し且つ造形ヘッド41をX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動させる。更に、造形システム1は、照射領域EAが造形開始部分P_startから造形終了部分P_endまで移動する期間中の少なくとも一部において、造形ヘッド41をZ軸に沿って(言い換えれば、造形開始部分P_startから造形終了部分P_endに向かう方向に交差する方向に沿って)移動させる。その結果、図8(c)に示すように、造形開始部分P_startから造形終了部分P_endに向かって延びると共に造形面MSに沿った形状を有する造形物が、構造層SLの少なくとも一部として造形面MS上に形成される。
造形ヘッド41は、照射領域EAが造形開始部分P_startから造形終了部分P_endまで移動する期間中において、Z軸方向における光ELのフォーカス位置FPと造形面MSとの相対位置が固定される(例えば、フォーカス位置FPが造形面MS上に設定され続ける)ように、Z軸に沿って移動してもよい。一例として、光ELのフォーカス位置FPが固定されたまま(つまり、造形ヘッド41とフォーカス位置FPとの相対位置が固定されたまま)造形面MSに沿った移動軌跡に沿って造形ヘッド41が移動すれば、Z軸方向における光ELのフォーカス位置FPと造形面MSとの相対位置が固定される。言い換えれば、光ELのフォーカス位置FPが造形ヘッド41に対して固定されたままZ軸方向における造形ヘッド41と造形面MS上の照射領域EAとの相対位置が固定される(例えば、Z軸方向における造形ヘッド41と造形面MS上の照射領域EAとの間の距離が一定になる)ように造形ヘッド41が移動すれば、Z軸方向における光ELのフォーカス位置FPと造形面MSとの相対位置が固定される。その結果、照射領域EAが造形開始部分P_startから造形終了部分P_endまで移動する期間中にZ軸方向における光ELのフォーカス位置FPと造形面MSとの相対位置が変わる場合と比較して、造形システム1は、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成しやすくなる。
尚、ステージ駆動系44がステージ43をX軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに沿って移動させることができる場合には、造形システム1は、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成するために、造形ヘッド41を移動させることに加えて又は代えて、ステージ43を移動させてもよい。
或いは、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成するために、造形システム1は、照射系411から光ELを照射し且つ造形ヘッド41を移動させることに加えて又は代えて、ステージ43の姿勢(つまり、ステージ43に載置されるワークWの姿勢であって、特に造形面MSの姿勢)を変更してもよい。この場合、第2の造形動作は、光ELを照射し且つ造形面MSの姿勢を変更するという点で、光ELの照射時に造形面MSの姿勢を変更しなくてもよい第1の造形動作とは異なっていてもよい。
光ELの照射中にステージ43の姿勢を変更する場合の造形システム1の動作の一例を、図9を参照して説明する。まず、図9(a)に示すように、造形システム1は、造形開始部分P_start(或いは、その他任意の部分、この任意の部分を第1部分と称してもよい)に光ELを照射し且つ造形材料Mを供給する。この場合、造形システム1は、ステージ43の姿勢が、造形開始部分P_startが上方を向く(つまり、+Z側を向く)ことが可能な所望の姿勢となるように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、造形開始部分P_startに形成される溶融池MP(特に、造形材料Mが供給されて拡大した溶融池MP)もまた、上方を向くことになる。つまり、造形開始部分P_startから溶融池MPの上面に向かう方向が、上向きの方向(つまり、+Z側に向かう方向)となる。このため、溶融池MPにおいて溶融した造形材料Mが溶融池MPの外部へこぼれにくくなる。つまり、所望の大きさを有する溶融池MPを維持しやすくなる。
尚、造形面MS(特に、造形面MSのうち照射領域EAが設定される部分)が上方を向くようにステージ43の姿勢が変更されない場合には、造形面MSが向けられた方向を通る軸が、重力方向を通る軸に対して所定角度以上の角度で交差する可能性がある。造形面MSが向けられた方向に沿って複数の構造層SLが積層されることから、この場合には、複数の構造層SLが、その下に存在する既存の構造物(例えば、ワークW及び/又は形成済みの構造層SL)に対してオーバーハングする状態(張り出された状態又は出っ張った状態)で形成される可能性がある。つまり、複数の構造層SLが、下方から(特に、真下から)複数の構造層SLを支える既存の構造物が存在しない状態で形成される可能性がある。複数の構造層SLに重力が作用することから、下方から複数の構造層SLを支える既存の構造物が存在しない状態で複数の構造層SLを安定的に形成することは、下方から複数の構造層SLを支える既存の構造物が存在する状態で複数の構造層SLを安定的に形成することよりも難しい。また、この場合、下方から溶融池MPを支える既存の構造物が存在しない状態となるため、下方から溶融池MPを支える既存の構造物が存在する場合と比較して、構造層SLを安定的に形成することが難しくなる。一方で、造形面MSが上方を向くようにステージ43の姿勢が変更される場合には、複数の構造層SLが、既存の構造物に対してオーバーハングする状態で形成される可能性は低い。従って、造形面MSが上方を向くようにステージ43の姿勢を変更する動作は、複数の構造層SLが既存の構造物に対してオーバーハングする状態で形成される可能性を低減する動作を含んでいてもよい。つまり、造形面MSが上方を向くようにステージ43の姿勢を変更する動作は、複数の構造層SLをより一層安定的に形成するための動作を含んでいてもよい。
その後、図9(b)に示すように、造形システム1は、照射領域EAが造形開始部分P_startから造形終了部分P_end(或いは、その他任意の部分、この任意の部分を第2部分と称してもよい)に向かって移動するように、光ELの照射中にステージ43の姿勢を変更する。ここで、ステージ43の姿勢変更動作における原点(典型的にはステージ43の回転動作時の回転中心)が造形面MSから離れた位置であるため、ステージ43の姿勢変更に伴い、造形面MSの姿勢が変更され且つ照射領域EAに対する造形面MSの位置が変更されることになる。照射領域EAが造形開始部分P_startから造形終了部分P_endに移動する期間中においても、造形システム1は、ステージ43の姿勢を、造形面MSのうち照射領域EAが設定されている部分が上方を向くことが可能な所望の姿勢とするように、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1は、ステージ43の姿勢を変更する前に照射領域EAが設定されていた造形面MS上の部分が上方を向くことが可能な姿勢から、ステージ43の姿勢を変更した後に照射領域EAが設定されている造形面MS上の部分が上方を向くことが可能な姿勢へと、ステージ43の姿勢を変更してもよい。この場合、造形システム1は、ステージ43の姿勢の変更の前後において造形面MSのうち照射領域EAが設定されている部分が同じ方向を向くように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。また、造形システム1は、ステージ43の姿勢が、溶融池MPが上方を向くことが可能な姿勢となるように、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1は、ステージ43の姿勢を変更する前に形成されていた溶融池MPが上方を向くことが可能な姿勢から、ステージ43の姿勢を変更した後に形成されている溶融池MPが上方を向くことが可能な姿勢へと、ステージ43の姿勢を変更してもよい。この場合、造形システム1は、ステージ43の姿勢の変更の前後において溶融池MPが同じ方向に向くように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。また、造形システム1は、ステージ43の姿勢の変更の前後において、溶融池MPが異なる方向に向き且つ溶融池MPが上方に向くように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。
尚、ステージ43の姿勢の変更だけでは照射領域EAを造形開始部分P_startから造形終了部分P_endに移動させることが困難である場合には、造形システム1は、ステージ43の姿勢を変更し且つ造形ヘッド41を移動させる(つまり、照射領域EAをX軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに沿って移動させる)ことで、照射領域EAを造形開始部分P_startから造形終了部分P_endに移動させてもよい。また、ステージ43の姿勢の変更だけでは照射領域EAを造形開始部分P_startから造形終了部分P_endに移動させることが困難でない場合であっても、造形システム1は、ステージ43の姿勢を変更し且つ造形ヘッド41を移動させることで、照射領域EAを造形開始部分P_startから造形終了部分P_endに移動させてもよい。
その後、図9(c)に示すように、造形システム1は、照射領域EAが造形終了部分P_endに到達するように、光ELの照射中にステージ43の姿勢を変更する。この場合においても、造形システム1は、造形終了部分P_endが上方を向くように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。言い換えれば、造形システム1は、ステージ43の姿勢が、造形終了部分P_endに形成されている溶融池MPが上方を向くことが可能な姿勢となるように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、図9(d)に示すように、ステージ43の姿勢を変更して構造層SLを形成する場合においても、造形ヘッド41を移動して構造層SLを形成する場合と同様に、造形開始部分P_startから造形終了部分P_endに向かって延びると共に造形面MSに沿った形状を有する構造層SLが造形面MS上に形成される。
ステージ43の姿勢を変更して構造層SLを形成する場合においても、造形ヘッド41を移動して構造層SLを形成する場合と同様に、造形システム1は、照射領域EAが造形開始部分P_startから造形終了部分P_endまで移動する期間中において、光ELのフォーカス位置FPと造形面MSとのZ軸方向における相対位置が固定されるように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。尚、ステージ43の姿勢の変更だけでは光ELのフォーカス位置FPと造形面MSとのZ軸方向における相対位置を固定することが困難である場合には、造形システム1は、ステージ43の姿勢を変更し且つ造形ヘッド41を移動させることで、光ELのフォーカス位置FPと造形面MSとの相対位置を固定してもよい。
尚、ヘッド駆動系42が造形ヘッド41の姿勢を変更できる(つまり、造形ヘッド41をθX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って移動させることができる)場合には、造形システム1は、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成するために、ステージ43の姿勢を変更することに加えて又は代えて、造形ヘッド41の姿勢を変更してもよい。
また、造形ヘッド41及びステージ43の少なくとも一方の姿勢が変わると、造形面MSに対する光ELの照射方向(つまり、造形面MSから見た光ELの照射方向)が変わる。つまり、造形ヘッド41及びステージ43の少なくとも一方の姿勢が第1の姿勢になっている(つまり、造形面MSに対する光ELの照射方向が第1の姿勢に対応する第1の方向になっている)状況において、造形ヘッド41及びステージ43の少なくとも一方の姿勢が、第1の姿勢とは異なる第2の姿勢に変わると、造形面MSに対する光ELの照射方向は、第2の姿勢に対応し且つ第1の方向とは異なる第2の方向に変わる。従って、造形ヘッド41及びステージ43の少なくとも一方の姿勢を変更して構造層SLを形成する動作は、造形面MSに対する光ELの照射方向を変更して構造層SLを形成する動作と実質的に等価と見なせる。このため、造形システム1が光ELの照射方向を変更することができる場合には、造形システム1は、造形ヘッド41及びステージ43の少なくとも一方の姿勢を変更することに加えて又は変えて、光ELの照射方向を変えてもよい。尚、光ELの照射方向を変更する装置の一例として、光ELを偏向可能な光学素子(例えば、可動式、可倒式及び/又は回転式のミラー)があげられる。
その後、第2の造形動作においても、第1の造形動作と同様に、造形システム1は、形成した構造層SLの上面に新たな造形面MSを設定した上で、当該新たな造形面MS上に、新たな構造層SLを形成する動作を繰り返す。つまり、造形システム1は、新たな造形面MSに沿った構造層SLを形成する動作を繰り返す。その結果、図10に示すように、造形面MSに沿った形状を有する複数の構造層SLがワークW上に形成される。
その後、造形面MSに沿った形状を有する複数の構造層SLから構成される造形物の上部の形状が、形成すべき3次元構造物STの形状と異なっている場合には、造形システム1は、複数の構造層SLから構成される造形物の上部の形状を、形成すべき3次元構造物STの形状に合わせるための動作を行う。具体的には、造形システム1は、造形面MSに沿った形状を有する複数の構造層SLのうちの最上層の構造層SLの上面に新たな造形面MSを設定する。その後、造形システム1は、新たな造形面MS上に、複数の構造層SLから構成される造形物の上部の形状を形成すべき3次元構造物STの形状に合わせるための構造層SL(以降、適宜“構造層SLx”と称する)を形成する。
図11に示すように、構造層SLxは、上面が平面(特に、単一の平面)となる構造層SLであってもよい。構造層SLxが形成される造形面MSが曲面を含んでいることから、構造層SLxは、造形面MS側に向けられた面(つまり、下面)が曲面を含む一方で、造形面MSとは反対側に向けられた面(つまり、上面)が平面となる構造層であってもよい。この場合、図11に示すように、構造層SLxの厚みは、構造層SLxが形成される造形面MSの形状に応じて変わる。つまり、構造層SLxの各部の厚み(つまり、Z軸に沿った寸法)は、Z軸に交差する方向(典型的には、X軸及びY軸の少なくとも一方)における各部の位置に応じて変わる。つまり、造形システム1は、Z軸に交差する方向における位置に応じて厚みが変わる構造層SLxを形成する。
位置が変わると厚みが変わる構造層SLxを形成するために、造形システム1は、光ELの照射中に光ELの特性を制御してもよい。光ELの特性は、造形面MS上での単位面積当たりの光ELの強度を含んでいてもよい。光ELの強度が小さくなればなるほど、造形面MSにおいて溶融する造形材料Mの量が少なくなる。造形面MSにおいて溶融する造形材料Mの量が少なくなるほど、構造層SLxの厚みが薄くなる。或いは、光ELの特性は、造形面MSに対する単位面積当たりの又は単位時間当たりの光ELの照射時間を含んでいてもよい。光ELの照射時間が短くなればなるほど、造形材料Mに光ELが照射される時間が短くなるがゆえに、造形面MSにおいて溶融する造形材料Mの量が少なくなる。造形面MSにおいて溶融する造形材料Mの量が少なくなるほど、構造層SLxの厚みが薄くなる。従って、造形システム1は、造形面MS上での照射領域EA(或いは、供給領域MA又は溶融池MP)の位置に応じて光ELの特性を変更することで、造形面MS上での位置に応じて厚みが変わる構造層SLxを形成することができる。つまり、造形システム1は、造形面MSと照射領域EAとの相対位置(特に、Z軸に交差する方向における相対位置)を変更しながら当該相対位置に応じて光ELの特性を変更することで、造形面MS上での位置に応じて厚みが変わる構造層SLxを形成することができる。
位置が変わると厚みが変わる構造層SLxを形成するために、造形システム1は、光ELの照射中に材料ノズル412からの造形材料Mの供給態様を制御してもよい。造形材料Mの供給態様は、単位時間当たりの又は単位面積当たりの造形材料Mの供給量(つまり、供給レート)を含んでいてもよい。造形材料Mの供給量が少なくなればなるほど、造形面MSにおいて溶融する造形材料Mの量が少なくなるため、構造層SLxの厚みが薄くなる。従って、造形システム1は、造形面MS上での照射領域EA(或いは、供給領域MA又は溶融池MP)の位置に応じて造形材料Mの供給態様を変更することで、造形面MS上での位置に応じて厚みが変わる構造層SLxを形成することができる。つまり、造形システム1は、造形面MSと照射領域EAとの相対位置(特に、Z軸に交差する方向における相対位置)を変更しながら当該相対位置に応じて造形材料Mの供給態様を変更することで、造形面MS上での位置に応じて厚みが変わる構造層SLxを形成することができる。
位置が変わると厚みが変わる構造層SLxを形成するために、造形システム1は、造形面MS上での照射領域EAの移動速度を制御してもよい。照射領域EAの移動速度が速くなればなるほど、造形面MSのある部分に光ELが照射される時間が短くなるため、その部分で溶融する造形材料Mの量が少なくなる。その結果、その部分に形成される構造層SLxの厚みが薄くなる。従って、造形システム1は、造形面MS上での照射領域EA(或いは、供給領域MA又は溶融池MP)の位置に応じて照射領域EAの移動速度を変更することで、造形面MS上での位置に応じて厚みが変わる構造層SLxを形成することができる。つまり、造形システム1は、造形面MSと照射領域EAとの相対位置(特に、Z軸に交差する方向における相対位置)を変更しながら当該相対位置に応じて照射領域EAの移動速度を変更することで、造形面MS上での位置に応じて厚みが変わる構造層SLxを形成することができる。尚、造形システム1は、照射領域EAの移動速度を変更するために、造形ヘッド41及びステージ43の少なくとも一方の移動速度を変更してもよい。或いは、照射系411が光ELを偏向可能な光学系(例えば、ガルバノミラー等の可倒式ミラー)を備えている場合には、造形システム1は、造形ヘッド41及びステージ43の少なくとも一方の移動速度の変更に加えて又は代えて、光学系を制御して(例えば、ガルバノミラーの走査速度を制御して)照射領域EAの移動速度を変更してもよい。
構造層SLxの上面が平面であるため、構造層SLxの上面(つまり、図7(b)に示す面S2に相当する面)の平面度は、構造層SLxが形成される造形面MSの平面度よりも高くなる。尚、「構造層SLxの上面が平面となる」状態は、構造層SLxの上面が完全な(言い換えれば、理想的な)平面となる状態のみならず、構造層SLxの上面が構造層SLの形成の点から見れば実質的に平面であるとみなすことができる状態をも含んでいてもよい。構造層SLxの上面が実質的に平面であるとみなすことができる状態は、構造層SLxの上面上の3つの位置を通る平面と構造層SLxの上面上の別の位置との間の距離(つまり、偏差であり、図7(b)に示す平面PLs2から位置Ps2#1までの距離)の最大値が、所定の許容量以下になる状態を含んでいてもよい。
尚、一つの構造層SLの厚みには限界がある。つまり、造形システム1は、一定以上の厚みを有する構造層SLを形成することは困難である。このため、曲面を含む造形面MSに上面が平面となる構造層SLを形成する場合において、造形面MSの形状(特に、曲率)によっては、造形面MSの一部に一定以上の厚みを有する造形物を形成しなければ、上面が平面となる構造層SLを形成することができない可能性がある。この場合には、図12に示すように、造形システム1は、複数の構造層SLxを形成してもよい。具体的には、造形システム1は、まず、厚みの制約を満たした構造層SLx(図12では、構造層SLxaと表記)を、造形面MSの一部の上に形成してもよい。その後、造形システム1は、厚みの制約を満たした別の構造層SLx(図12では、構造層SLxbと表記)を、形成済みの構造層SLx及び構造層SLxが未だ形成されていない造形面MSの他の一部の上に形成してもよい。つまり、造形システム1は、厚みの制約を満たした別の構造層SLxを、形成済みの構造層SLxと造形面MSの他の一部とに跨るように形成してもよい。ここで、厚みの制約とは、造形システム1が形成することができる構造層SLの厚みの最大値以下の厚みとしてもよい。
その後、造形システム1は、必要に応じて、構造層SLxの上面に新たな造形面MSを設定した上で、構造層SLx上に少なくとも一つの新たな構造層SLを形成してもよい。尚、構造層SLxの上面が平面であるため、造形システム1は、上述した第1の造形動作を行って、構造層SLx上に少なくとも一つの新たな構造層SLを形成してもよい。その結果、図13に示すように、所望の外形を有する3次元構造物STが形成される。
このような手順で3次元構造物STを形成するために、造形システム1は、計測装置45を用いて、ワークWの表面WS(或いは、曲面を含む任意の造形面MS)の形状を計測してもよい。その上で、造形システム1は、造形面MSの形状に応じたスライス処理を3次元モデルデータに対して行うことで、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成するためのスライスデータを作成してもよい。
(2-2-2)造形面MSの形状に応じて厚みが異なる構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する第2の造形動作
続いて、図14を参照しながら、造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する第2の造形動作について説明する。
続いて、図14を参照しながら、造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する第2の造形動作について説明する。
図14(a)及び図14(b)に示すように、まず、造形システム1は、ワークWの表面WSに造形面MSを設定した上で、造形面MS上に、造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SL(以降、“構造層SLy”と称する)を形成する。言い換えると、造形システム1は、造形面MS上での位置に応じて厚みが変わる構造層SLを造形面MS上に形成する。特に、造形システム1は、上面が平面となるように厚みが変わる構造層SLyを、曲面を含む造形面MS上に形成する。つまり、造形システム1は、造形面MS上での位置に応じて構造層SLyの厚みを変えることで上面が平面となる構造層SLyを形成する。尚、構造層SLyを形成する動作は、上述した構造層SLxを形成するための動作と同一であってもよい。つまり、上述した構造層SLxに関する説明は、「構造層SLx」という文言を「構造層SLy」という文言に置き換えれば、構造層SLyに関する説明となる。このため、構造層SLyを形成する動作の詳細な説明は省略する。
尚、図14(a)は、単一の構造層SLyが形成される例を示しており、図14(b)は、複数の構造層SLyが形成される例を示す。複数の構造層SLyが形成される理由は、複数の構造層SLxが形成される理由と同一である。
図14(c)に示すように、その後、造形システム1は、形成した構造層SLyの上面に新たな造形面MSを設定した上で、形成した構造層SLy上に新たな構造層SLを形成する。更に、造形システム1は、必要に応じて、形成した構造層SLの上面に新たな造形面MSを設定した上で、形成した構造層SL上に新たな構造層SLを形成する動作を繰り返す。尚、構造層SLyの上面が平面であるため、造形システム1は、上述した第1の造形動作を行って、新たな構造層SLを形成してもよい。その結果、図14(d)に示すように、所望の外形を有する3次元構造物STが形成される。
このような手順で3次元構造物STを形成するために、造形システム1は、計測装置45を用いて、ワークWの表面WS(或いは、曲面を含む任意の造形面MS)の形状を計測してもよい。その上で、造形システム1は、造形面MSの形状に応じたスライス処理を3次元モデルデータに対して行うことで、造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SLを形成するためのスライスデータを作成してもよい。
(2-2-3)第2の造形動作の変形例
上述した説明において、造形面MS(例えば、ワークWの表面WS及び形成済みの構造層SLの表面)は、構造層SLが形成される側に向けられた凸面を含んでいる。しかしながら、図15(a)及び図15(b)に示すように、造形面MSは、構造層SLが形成される側に向けられた凹面を含んでいてもよい。つまり、造形面MSの少なくとも一部が、構造層SLが形成される側とは反対側に向かって窪んだ面となっていてもよい。この場合であっても、図15(a)に示すように、造形システム1は、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成し3次元構造物STを形成してもよい。この場合、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLの表面のうち造形面MS側に向けられた面S1は、造形面MS側に向けられた凸面を含んでいてもよい。或いは、図15(b)に示すように、造形システム1は、造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SLyを形成し3次元構造物STを形成してもよい。
上述した説明において、造形面MS(例えば、ワークWの表面WS及び形成済みの構造層SLの表面)は、構造層SLが形成される側に向けられた凸面を含んでいる。しかしながら、図15(a)及び図15(b)に示すように、造形面MSは、構造層SLが形成される側に向けられた凹面を含んでいてもよい。つまり、造形面MSの少なくとも一部が、構造層SLが形成される側とは反対側に向かって窪んだ面となっていてもよい。この場合であっても、図15(a)に示すように、造形システム1は、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成し3次元構造物STを形成してもよい。この場合、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLの表面のうち造形面MS側に向けられた面S1は、造形面MS側に向けられた凸面を含んでいてもよい。或いは、図15(b)に示すように、造形システム1は、造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SLyを形成し3次元構造物STを形成してもよい。
上述した説明では、造形面MSが曲面を含んでいる。しかしながら、図16(a)から図16(d)に示すように、造形面MSが、互いに交差する少なくとも二つの平面を含んでいてもよい。この場合であっても、造形システム1は、造形面MSが曲面を含んでいる場合と同様に、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成することによって、又は造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SLy(SLx)を形成することによって3次元構造物STを形成してもよい。尚、図16(a)は、構造層SLが形成される側に向けられた凸面を含む造形面MSに、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する例を示している。図16(b)は、構造層SLが形成される側に向けられた凸面を含む造形面MSに、造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SLyを形成して3次元構造物STを形成する例を示している。図16(c)は、構造層SLが形成される側に向けられた凹面を含む造形面MSに、造形面MSに沿った形状を有する構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する例を示している。図16(d)は、構造層SLが形成される側に向けられた凹面を含む造形面MSに、造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SLyを形成して3次元構造物STを形成する例を示している。
尚、造形面MSが互いに交差する少なくとも二つの平面を含む場合には、造形面MSが曲面を含む場合と同様に、造形面MS上の位置Pms#1は、位置Pms#1とは異なる造形面MS上の3つの位置Pms#21からPms#23を含む平面PLmsから外れた位置となる。従って、第2の造形動作の対象となる造形面MSは、造形面MS上の位置Pms#1が、位置Pms#1とは異なる造形面MS上の3つの位置Pms#21からPms#23を含む平面PLmsから外れた位置となる任意の造形面MS(典型的には、非平面状の造形面MS)であってもよい。
上述した説明では、ワークWの表面WS及び造形面MSが一つの曲面を含んでいる。言い換えると、ワークWの表面WS及び造形面MSが特異点を有していない。しかしながら、ワークWの表面WS及び造形面MSが互いに交差する複数の曲面を含んでいてもよい。言い換えると、ワークWの表面WS及び造形面MSが特異点を有していてもよい。尚、特異点は、曲面上で接平面が存在しない点又は接平面が複数存在する点とすることができる。
(2-3)第3の造形動作
続いて、図17から図31を参照して、第3の造形動作について説明する。上述した第1及び第2の造形動作は、積層方向が固定されている(つまり、一方向に揃っている)複数の構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する造形動作である。一方、第3の造形動作は、複数の構造層SLを形成する期間中のある時点で積層方向を変更して3次元構造物STを形成する造形動作であるという点で、上述した第1及び第2の造形動作とは異なる。その結果、第3の造形動作により、第1の方向d1(1)に沿って積層される少なくとも一つの構造層SLを含む構造物と、第1の方向d1(1)とは異なる第2の方向d1(2)に沿って積層される少なくとも一つの構造層SLを含む構造物と、・・・、第1の方向d1(1)から第n-1の方向d1(n-1)とは異なる第nの方向d1(n(但し、nは2以上の整数))に沿って積層される少なくとも一つの構造層SLを含む構造物とから構成される3次元構造物STが形成される。
続いて、図17から図31を参照して、第3の造形動作について説明する。上述した第1及び第2の造形動作は、積層方向が固定されている(つまり、一方向に揃っている)複数の構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する造形動作である。一方、第3の造形動作は、複数の構造層SLを形成する期間中のある時点で積層方向を変更して3次元構造物STを形成する造形動作であるという点で、上述した第1及び第2の造形動作とは異なる。その結果、第3の造形動作により、第1の方向d1(1)に沿って積層される少なくとも一つの構造層SLを含む構造物と、第1の方向d1(1)とは異なる第2の方向d1(2)に沿って積層される少なくとも一つの構造層SLを含む構造物と、・・・、第1の方向d1(1)から第n-1の方向d1(n-1)とは異なる第nの方向d1(n(但し、nは2以上の整数))に沿って積層される少なくとも一つの構造層SLを含む構造物とから構成される3次元構造物STが形成される。
各構造層SLは、層状造形物であるがゆえに、各構造層SLの積層方向に交差する方向に沿って延びる(或いは、広がる)形状を有している。このため、第3の造形動作は、複数の構造層SLを形成する期間中のある時点で構造層SLの延びる方向を変更して3次元構造物STを形成する造形動作であってもよい。この場合、第3の造形動作により、第1の方向d2(1)に沿って延びる少なくとも一つの構造層SLを含む構造物と、第1の方向d2(1)とは異なる第2の方向d2(2)に沿って延びる少なくとも一つの構造層SLを含む構造物と、・・・、第1の方向d2(2)から第m-1の方向d2(m-1)とは異なる第mの方向d2(m(但し、mは2以上の整数))に沿って延びる少なくとも一つの構造層SLを含む構造物とから構成される3次元構造物STが形成される。
積層方向が異なる(つまり、延びる方向が異なる)2つの構造層SLは、互いに交差する関係にあってもよい。このため、第3の造形動作は、互いに交差する2つの構造層SLを含む複数の構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する造形動作であってもよい。
第3の造形動作によって形成される3次元構造物STの一例が図17に示されている。図17は、第1の方向d1(1)(図17では、Z軸方向)に沿って積層される複数の構造層SL31を含む円筒状の構造物ST31と、第2の方向d1(2)(図17では、Y軸方向)に沿って積層される複数の構造層SL32を含む角筒状の構造物ST32とから構成される3次元構造物STを示している。言いかえれば、図17は、第1の方向d2(1)(図17では、XY平面に沿った方向)に沿って広がる複数の構造層SL31を含む構造物ST31と、第2の方向d2(2)(図17では、XZ平面に沿った方向)に沿って広がる複数の構造層SL32を含む構造物ST32とから構成される3次元構造物STを示している。以下、図17に示す3次元構造物STを形成するための第3の造形動作の流れについて説明する。
まず、図18(a)及び図18(b)に示すように、造形システム1は、構造層SL31を形成するために、ワークWの表面WSに造形面MSを設定した上で、造形面MSに光ELを照射すると共に造形材料Mを供給する。その結果、造形面MS上に溶融池MPが形成される。その後、造形システム1は、造形面MS上に形成するべき構造層SL31の形状に応じて、造形ヘッド41を移動させる及び/又はステージ43の姿勢を変更する。このとき、造形システム1は、造形面MSのうち照射領域EAが設定されている部分が上方を向く(つまり、溶融池MPが上方を向く)ように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、造形面MS上において、照射領域EAが構造層SL31の形状に応じて移動する。構造層SL31が平面視においてリング状の形状を有しているため、造形システム1は、造形面MS上において照射領域EAが円形の移動軌跡に沿って移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。ステージ43の姿勢を変更する場合には、ステージ43をZ軸に平行な回転軸に沿って回転するように姿勢を変更して、造形面MS上において照射領域EAを円形の移動軌跡に沿って移動させる。造形ヘッド41の移動及び/又はステージ43の姿勢変更の結果、図18(c)及び図18(d)に示すように、照射領域EAの移動に伴って、構造層SL31を構成する造形物が形成されていく。その後、円形の移動軌跡に沿った照射領域EAの移動が終了すると、図18(e)及び図18(f)に示すように、構造層SL31の形成が完了する。以降、造形システム1は、形成した構造層SL31の上面に新たな造形面MSを設定した上で、当該新たな造形面MS上に新たな構造層SL31を形成する動作を繰り返す。その結果、図19(a)及び図19(b)に示すように、Z軸方向に沿って積層される複数の構造層SL31を含む構造物ST31が形成される。つまり、XY平面に沿った方向に沿って広がる複数の構造層SL31を含む構造物ST31が形成される。尚、図19(a)は構造物ST31のYZ平面図であり、図19(b)は構造物ST31のXY平面図である。
尚、造形面MSが平面である場合には、造形システム1は、上述した第1の造形動作を行うことで、構造物ST31を形成してもよい。造形面MSが曲面を含む場合には、造形システム1は、上述した第2の造形動作を行うことで、構造物ST31を形成してもよい。
その後、造形システム1は、構造層SL32を形成するために、構造物ST31の表面の少なくとも一部に新たな造形面MSを設定する。この際、図19(c)に示すように、造形システム1は、少なくとも2つの構造層SL31に跨る造形面MSを設定してもよい。この場合、造形システム1は、少なくとも2つの構造層SL31に跨る構造層SL32を形成することになる。或いは、図19(d)に示すように、造形システム1は、少なくとも2つの構造層SL31に跨ることのない(つまり、単一の構造層SL31の表面内で分布する)造形面MSを設定してもよい。この場合、造形システム1は、少なくとも2つの構造層SL31に跨らない構造層SL32を形成する(つまり、単一の構造層SL31上に構造層SL32を形成する)ことになる。以下では、図19(c)に示したように少なくとも2つの構造層SL31に跨る造形面MSを設定した場合について説明する。
構造物ST31の表面の少なくとも一部に新たな造形面MSを設定した後、図19(e)及び図19(f)に示すように、造形システム1は、新たな造形面MS(特に、新たな造形面MSのうち構造層SL32を形成するために最初に照射領域EAが設定される部分)が上方を向くように、ステージ43の姿勢(つまり、構造物ST31の姿勢)を変更する。尚、図19(e)は、ステージ43の姿勢が変更された後の構造物ST31のYZ平面図であり、図19(f)は、ステージ43の姿勢が変更された後の構造物ST31のXY平面図である。但し、造形システム1は、ステージ43の姿勢(つまり、構造物ST31の姿勢)を変更しなくてもよい。この場合、造形システム1は、上方を向いていない造形面MSに構造層SL32を形成してもよい。
その後、図20(a)から図20(c)に示すように、造形システム1は、構造物ST31の表面に設定された造形面MSに光ELを照射すると共に造形材料Mを供給する。ここで、図20(a)は構造物ST31のYZ平面図、図20(b)は構造物ST31のXY平面図、そして図20(c)は構造物ST31のXZ平面図である。その結果、溶融池MPが形成される。その後、造形システム1は、造形面MS上に形成するべき構造層SL32の形状に応じて、造形ヘッド41を移動させる及び/又はステージ43の姿勢を変更する。その結果、造形面MS上において、照射領域EAが構造層SL32の形状に応じて移動する。構造層SL32を形成する場合にも、構造層SL31を形成する場合と同様に、造形システム1は、造形面MSのうち照射領域EAが設定されている部分が上方を向く(つまり、溶融池MPが上方を向く)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1は、構造層SL32を形成する場合及び構造層SL31を形成する場合の双方において、造形面MSのうち照射領域EAが設定されている部分が同じ方向を向く(つまり、溶融池MPが同じ方向を向く)ように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。
構造層SL32が平面視において角筒状の形状(つまり、四角形の枠状の形状)を有しているため、例えば、図21(a)から図21(c)に示すように、造形システム1は、構造層SL32の形状に応じて、Y軸に沿って照射領域EAが造形面MS上を移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。ここで、図21(a)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すYZ平面図であり、図21(b)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すXY平面図であり、図21(c)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すXZ平面図である。その結果、Y軸方向に沿って延びる構造層SL32y(つまり、構造層SL32の一部を構成する層状造形物)が形成される。つまり、Y軸に沿った照射領域EAの移動軌跡の開始部分から終了部分に向かって延びる構造層SL32yが形成される。構造層SL32yの形成に続けて又は構造層SL32yの形成の前に、例えば、図22(a)から図22(c)に示すように、造形システム1は、構造層SL32の形状に応じて、X軸に沿って照射領域EAが造形面MS上を移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。ここで、図22(a)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すYZ平面図であり、図22(b)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すXY平面図であり、図22(c)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すXZ平面図である。その結果、X軸方向に沿って延びる構造層SL32x(つまり、構造層SL32の一部を構成する層状造形物)が形成される。つまり、X軸に沿った照射領域EAの移動軌跡の開始部分から終了部分に向かって延びる構造層SL32xが形成される。
このとき、構造物ST31の表面に設定された造形面MSが曲面を含むため、造形システム1は、上述した第2の造形動作を行うことで、構造層SL32を形成してもよい。図22(a)から図22(c)に示す例では、造形システム1は、造形面MSの形状に応じて厚みが変わる構造層SL32(特に、構造層SL32x)を形成している。但し、構造物ST31の表面に設定された造形面MSが平面である場合には、造形システム1は、上述した第1の造形動作を行うことで、構造層SL32を形成してもよい。また、造形面MS上での照射領域EAの移動軌跡が直線状である場合(一例として構造層SL32yを形成した際の移動軌跡)には、造形システム1は、上述した第1の造形動作を行うことで、構造層SL32を形成してもよい。
構造層SL31を形成する場合及び構造層SL32を形成する場合の双方において、照射領域EAは、見かけ上は、造形面MS上をXY平面内の方向に沿って移動する。しかしながら、構造層SL31を形成する場合と比較して、構造層SL32を形成する場合には、ステージ43の姿勢が異なっている。このため、構造層SL32を形成する場合には、構造層SL31が広がる方向(図20(a)から図22(c)に示す例では、XZ平面に沿った方向)に交差する方向(図20(a)から図22(c)に示す例では、XY平面に沿った方向)に沿って照射領域EAが移動して、構造層SL31が広がる方向に交差する方向に広がる構造層SL32が形成される。つまり、構造層SL32の積層方向は、構造層SL31の積層方向とは異なる。
このような動作により、図23(a)から図23(c)に示すように、構造層SL32x及びSL32yを含む構造層SL32が形成される。ここで、図23(a)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すYZ平面図であり、図23(b)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すXY平面図であり、図23(c)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すXZ平面図である。以降、造形システム1は、形成した構造層SL32の上面に新たな造形面MSを設定した上で、当該新たな造形面MS上に新たな構造層SL32を形成する動作を繰り返す。その結果、図24(a)から図24(c)に示すように、複数の構造層SL31の積層方向とは異なる方向に沿って積層される複数の構造層SL32を含む構造物ST32が形成される。つまり、複数の構造層SL31が広がる方向とは異なる方向に沿って広がる複数の構造層SL32を含む構造物ST32が形成される。ここで、図24(a)は、構造物ST31及びST32を示すYZ平面図であり、図24(b)は、構造物ST31及びST32を示すXY平面図であり、図24(c)は、構造物ST31及びST32を示すXZ平面図である。このように図24(a)から図24(c)に示した例では、構造物ST31及びST32から構成される3次元構造物STが形成される。
尚、上述した説明では、造形システム1は、曲面を含む造形面MS上に、造形面MSの形状に応じて厚みが異なる構造層SL32(特に、構造層SL32x)を形成している。しかしながら、第2の造形動作において説明したように、造形システム1は、図25(a)から図25(c)に示すように、造形面MSに沿った形状を有する構造層SL32(特に、構造層SL32x)を形成してもよい。ここで、図25(a)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すYZ平面図であり、図25(b)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すXY平面図であり、図25(c)は、構造物ST31及び造形途中の構造物ST32を示すXZ平面図である。この場合、造形面MSが円筒状の構造物ST31の表面(特に、円周面)に設定されているため、造形システム1は、円筒状の構造物ST31の円周面を構成する円の中心を通る回転軸R0(図25(c)に示す例では、Y軸に平行な回転軸)に沿って構造物ST31が回転するように、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1は、構造物ST31の円周方向に沿って造形面MSが移動する(言い換えれば、照射領域EAが造形面MSに対して移動する)ように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、構造物ST31及びST32を示すXZ平面図である図25(d)に示すように、造形面MSに沿った形状(つまり、曲面を含む形状)を有する構造層SL32を含む構造物ST32が形成される。つまり、回転軸R0に沿って構造物ST31が回転し始めた時点で光ELが照射されていた部分から、回転軸R0に沿って構造物ST31が回転し終えた時点で光ELが照射されていた部分に向かって延びる、構造物ST31の円周面に沿った形状を有する構造層SL32xを含む構造物ST32が形成される。
また、上述した説明において、造形システム1は、構造物ST31の表面のうち曲面を含む造形面MS上に、構造層SL32を形成している。しかしながら、造形システム1は、構造物ST31の表面のうち互いに交差する2つの平面を含む造形面MS(或いは、任意の非平面状の造形面MS)上に、構造層SL32を形成してもよい。
第3の造形動作によって形成される3次元構造物STの他の一例が図26に示されている。図26は、上述した第1の方向d1(1)に沿って積層される複数の構造層SL31を含む円筒状の構造物ST31と、第1の方向d1(1)とは異なる第3の方向d1(3)(図26では、Y軸方向)に沿って積層される複数の構造層SL33を含む円筒状の構造物ST33とから構成される3次元構造物STを示している。言いかえれば、図26は、上述した構造物ST31と、第3の方向d2(3)(図26では、XZ平面に沿った方向)に沿って広がる複数の構造層SL33を含む構造物ST33とから構成される3次元構造物STを示している。このような図26に示す3次元構造物STもまた、上述した図17に示す3次元構造物STと同様の流れで形成可能である。
以下、構造物ST31及びST33から構成される3次元構造物STの形成手順を示す図27(a)から図27(e)を用いて具体的に説明する。造形システム1は、まず、図27(a)に示すように、複数の構造層SL31を含む構造物ST31を形成する。尚、構造物ST31を形成する流れについては既に説明済みであるため、ここでの詳細な説明は省略する。
その後、造形システム1は、構造層SL32を形成して構造物ST32を形成する場合と同様の流れで、構造層SL33を形成して構造物ST33を形成する。具体的には、造形システム1は、構造層SL33を形成するために、構造物ST31の表面の少なくとも一部に新たな造形面MSを設定した上で、図27(b)に示すように、設定した造形面MSのうちの少なくとも一部が上方を向くように、ステージ43の姿勢(つまり、構造物ST31の姿勢)を変更する。図27(b)に示す例では、造形システム1は、ステージ43をY軸周りに約90度だけ回転させている。その後、造形システム1は、図27(c)に示すように、構造物ST31の表面に設定された造形面MSに光ELを照射すると共に造形材料Mを供給し、造形ヘッド41を移動させる及び/又はステージ43の姿勢を変更する。その結果、図27(c)に示すように、造形面MS上に、構造層SL33が形成される。尚、図27(c)に示す例では、構造層SL33は、X軸方向に沿って延びる(つまり、広がる)構造層SLであり、構造層SL33の下に位置する複数の構造層SL31が広がる方向であるYZ平面に交差する構造層SLである。従って、典型的には、構造層SL33は、複数の構造層SL31に跨って形成されてもよい。
その後、造形システム1は、形成した構造層SL33の表面(更には、必要に応じて、構造物ST31の表面の少なくとも一部)に新たな造形面MSを設定した上で、図27(d)に示すように、設定した造形面MSのうちの少なくとも一部が上方を向くように、ステージ43の姿勢を変更する。図27(d)に示す例では、造形システム1は、ステージ43をX軸周りに約90度だけ回転させている。その後、造形システム1は、図27(d)に示すように、新たな造形面MSに光ELを照射すると共に造形材料Mを供給し、造形ヘッド41を移動させる及び/又はステージ43の姿勢を変更する。その結果、形成済みの構造層SL33上に、新たな構造層SL33が形成される。この際、ステージ43の姿勢が変更されているため、形成済みの構造層SL33を形成した場合の構造物ST31に対する光の照射方向は、新たに構造層SL33を形成した場合の構造物ST31に対する光の照射方向とは異なる。以降、造形システム1は、同様の動作を繰り返す。その結果、図27(e)に示すように、構造物ST31及びST33から構成される3次元構造物STが形成される。
第3の造形動作によって形成される3次元構造物STの他の一例が図28に示されている。図28は、第1の方向d1(1)に沿って積層される複数の構造層SL34を含む角筒状の構造物ST34と、上述した第2の方向d1(2)に沿って積層される複数の構造層SL32を含む各筒状の構造物ST32とから構成される3次元構造物STを示している。このような図28に示す3次元構造物STもまた、上述した図17に示す3次元構造物STと同様の流れで形成可能である。
図29(a)から図29(f)、図30(a)から図30(d)及び図31(a)から図31(d)を参照して、図28に示す3次元構造物STの形成方法について具体的に説明する。ここで、図29(a)、図29(c)、図29(e)、図30(a)から図30(c)及び図31(a)は、造形途中の3次元構造物STを示すYZ平面図であり、図29(b)、図29(d)、図29(f)、図30(d)及び図31(b)は、造形途中の3次元構造物STを示すXY平面図であり、図31(c)は、3次元構造物STを示すYZ平面図であり、図31(d)は、3次元構造物STを示すXY平面図である。造形システム1は、構造層SL34を形成するために、ワークWの表面WSに造形面MSを設定した上で、造形面MSに光ELを照射すると共に造形材料Mを供給する。その後、造形システム1は、造形面MS上に形成するべき構造層SL34の形状に応じて、造形ヘッド41を移動させる及び/又はステージ43の姿勢を変更する。構造層SL34が平面視において角筒状の形状(つまり、四角形の枠状の形状)を有しているため、例えば、図29(a)から図29(b)に示すように、造形システム1は、構造層SL34の形状に応じて、Y軸に沿って照射領域EAが造形面MS上を移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、Y軸方向に沿って延びる構造層SL34y(つまり、構造層SL34の一部を構成する層状造形物)が形成される。つまり、Y軸に沿った照射領域EAの移動軌跡の開始部分から終了部分に向かって延びる構造層SL34yが形成される。構造層SL34yの形成に続けて又は構造層SL34yの形成の前に、例えば、図29(c)から図29(d)に示すように、造形システム1は、構造層SL34の形状に応じて、X軸に沿って照射領域EAが造形面MS上を移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、X軸方向に沿って延びる構造層SL34x(つまり、構造層SL34の一部を構成する層状造形物)が形成される。つまり、X軸に沿った照射領域EAの移動軌跡の開始部分から終了部分に向かって延びる構造層SL34xが形成される。このような動作により、図29(e)及び図29(f)に示すように、構造層SL34x及び34yを含む構造層SL34が形成される。
以降、造形システム1は、形成した構造層SL34の上面に新たな造形面MSを設定した上で、当該新たな造形面MS上に新たな構造層SL34を形成する動作を繰り返す。その結果、図30(a)に示すように、複数の構造層SL34を含む構造物ST34が形成される。
その後、造形システム1は、図30(b)に示すように、構造層SL32を形成するために、構造物ST34の表面の少なくとも一部に新たな造形面MSを設定した上で、新たな造形面MS(特に、造形面MSのうち構造層SL32を形成するために最初に照射領域EAが設定される部分)が上方を向くように、ステージ43の姿勢(つまり、構造物ST34の姿勢)を変更する。尚、図30(b)に示す例では、造形面MSは、複数の構造層SL34xの表面の少なくとも一部に設定されている。その後、造形システム1は、造形面MS上に、複数の構造層SL32を含む構造物ST32を形成する。尚、構造物ST32を形成する流れについては既に説明済みであるため、ここでは説明を簡略化する。例えば、図30(c)から図30(d)に示すように、造形システム1は、構造層SL32の形状に応じて、Y軸に沿って照射領域EAが造形面MS上を移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、Y軸方向に沿って延びる構造層SL32yが形成される。例えば、図31(a)から図31(b)に示すように、造形システム1は、構造層SL32の形状に応じて、X軸に沿って照射領域EAが造形面MS上を移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、X軸方向に沿って延びる構造層SL32xが形成される。尚、図30(c)から図31(b)に示す例では、構造層SL32xが延びる方向は、構造層SL32xの下に位置する構造層SL34xが延びる方向と同じであり、構造層SL32yが延びる方向は、構造層SL32yの下に位置する構造層SL34xが延びる方向に交差する。その結果、図31(c)から図31(d)に示すように、Z軸方向に沿って積層される複数の構造層SL32を含む構造物ST32が形成される。
(2-4)第4の造形動作
続いて、第4の造形動作について、図32から図34を参照して説明する。第4の造形動作は、相対的に下層の構造層SLに対して相対的に上層の構造層SLがオーバーハングしている3次元構造物STを形成する造形動作である。ここでは、複数の構造層SLのうち、ある構造層SLよりもワークW(或いはステージ43)に近い側に位置する構造層SLを下層の構造層SLと称し、当該下層の構造層SLよりもワークW(或いはステージ43)から離れる側に位置する構造層SLを上層の構造層SLと称する。尚、複数の構造層SLのうち、ワークW(或いはステージ43)側から数えて2層目以降の構造層SLを上層の構造層SLと称してもよい。下層の構造層SLに対して上層の構造層SLがオーバーハングしている3次元構造物STは、上層の構造層SLの少なくとも一部の下方(特に、真下)に下層の構造層SLが存在しない3次元構造物STであってもよい。下層の構造層SLに対して上層の構造層SLがオーバーハングしている3次元構造物STは、上層の構造層SLの少なくとも一部を下方から(特に、真下から)支える下層の構造層SLが存在しない3次元構造物STであってもよい。このような3次元構造物STの一例が、図32(a)及び図32(b)に示されている。尚、図32(a)は、3次元構造物STの側面を示す側面図であり、図32(b)は、3次元構造物STの断面を示す断面図である。図32(a)及び図32(b)は、下層の構造層SL41に対して上層の構造層SL42がオーバーハングしているゴブレット形状の(言い換えれば、盃形状の)3次元構造物STを示している。構造層SL41は、ゴブレットの柄の部分に相当し、構造層SL42は、ゴブレットの容器部分に相当していてもよい。尚、図32(a)及び図32(b)は、構造層SL41の下に、ゴブレットの土台に相当する構造層SL43が形成される3次元構造物STを示している。以下、図32(a)及び図32(b)に示す3次元構造物STを形成するための第4の造形動作の流れについて説明する。
続いて、第4の造形動作について、図32から図34を参照して説明する。第4の造形動作は、相対的に下層の構造層SLに対して相対的に上層の構造層SLがオーバーハングしている3次元構造物STを形成する造形動作である。ここでは、複数の構造層SLのうち、ある構造層SLよりもワークW(或いはステージ43)に近い側に位置する構造層SLを下層の構造層SLと称し、当該下層の構造層SLよりもワークW(或いはステージ43)から離れる側に位置する構造層SLを上層の構造層SLと称する。尚、複数の構造層SLのうち、ワークW(或いはステージ43)側から数えて2層目以降の構造層SLを上層の構造層SLと称してもよい。下層の構造層SLに対して上層の構造層SLがオーバーハングしている3次元構造物STは、上層の構造層SLの少なくとも一部の下方(特に、真下)に下層の構造層SLが存在しない3次元構造物STであってもよい。下層の構造層SLに対して上層の構造層SLがオーバーハングしている3次元構造物STは、上層の構造層SLの少なくとも一部を下方から(特に、真下から)支える下層の構造層SLが存在しない3次元構造物STであってもよい。このような3次元構造物STの一例が、図32(a)及び図32(b)に示されている。尚、図32(a)は、3次元構造物STの側面を示す側面図であり、図32(b)は、3次元構造物STの断面を示す断面図である。図32(a)及び図32(b)は、下層の構造層SL41に対して上層の構造層SL42がオーバーハングしているゴブレット形状の(言い換えれば、盃形状の)3次元構造物STを示している。構造層SL41は、ゴブレットの柄の部分に相当し、構造層SL42は、ゴブレットの容器部分に相当していてもよい。尚、図32(a)及び図32(b)は、構造層SL41の下に、ゴブレットの土台に相当する構造層SL43が形成される3次元構造物STを示している。以下、図32(a)及び図32(b)に示す3次元構造物STを形成するための第4の造形動作の流れについて説明する。
まず、図33(a)に示すように、造形システム1は、ワークWの表面WSに造形面MSを設定した上で、造形面MSに光ELを照射すると共に造形材料Mを供給する。その結果、溶融池MPが形成される。その後、造形システム1は、造形面MS上に形成するべき構造層SL43の形状に応じて、造形ヘッド41を移動させる及び/又はステージ43の姿勢を変更する。例えば、構造層SL43の平面視の形状が円形である場合において、造形システム1は、Z軸に沿った回転軸R1周りにステージ43が回転するように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、図33(b)に示すように、構造層SL43が形成される。以降、造形システム1は、形成した構造層SL(図33(b)に示す例では、構造層SL43)の上面に新たな造形面MSを設定した上で、当該新たな造形面MS上に新たな構造層SLを形成する動作を繰り返す。その結果、図33(c)に示すように、複数の構造層SL43の上に複数の構造層SL41が積層された造形物(つまり、3次元構造物STの一部に相当する造形物)が形成される。尚、ここまでの動作は、上述した第1又は第2の造形動作と同一であってもよい。
その後、造形システム1は、図33(d)に示すように、構造層SL41及びSL43の積層方向が、重力方向に対して傾斜するように、ステージ43の姿勢を変更する。別の言い方をすると、これから形成しようとする複数の構造層SL42の積層方向が重力方向と一致する(或いは、平行となる)ように、ステージ43の姿勢を変更する。図33(d)に示す例では、造形システム1は、構造層SL41及びSL43の積層方向が、重力方向に対して45度の角度で交差するように、ステージ43の姿勢を変更している。その後、造形システム1は、図34(a)に示すように、最上層の構造層SL41の上面に造形面MSを設定する。ここで、最上層の構造層SL41の側面、又は上面と側面との境界部に造形面MSを設定してもよい。その後、造形面MSのうち構造層SL41の外縁に相当する部分に光ELを照射すると共に造形材料Mを供給する。この際、造形システム1は、構造層SL41及びSL43の積層方向に平行であって且つ構造層SL41及びSL43の中心を通る回転軸R2周りにステージ43が回転するように、ステージ43の姿勢を変更する。つまり、造形システム1は、重力方向に対して傾斜している回転軸R2周りにステージ43が回転するように、ステージ43の姿勢を変更する。その結果、図34(b)に示すように、構造層SL41上に、構造層SL41に対してオーバーハングしている構造層SL42が形成される。
以降、造形システム1は、図34(c)に示すように、形成した構造層SL42の上面に新たな造形面MSを設定した上で、当該新たな造形面MS上に新たな構造層SL42を形成する動作を繰り返す。このとき、複数の構造層SL42の積層方向は重力方向と一致する(又は平行となる)。その結果、図34(d)に示すように、下層の構造層SL41に対して上層の構造層SL42がオーバーハングしている3次元構造物STが形成される。
尚、上述したように、造形システム1は、下層の構造層SLに対して上層の構造層SLが相対的にオーバーハングしている3次元構造物STを形成するために、重力方向に対して傾斜した回転軸周りにステージ43が回転する(その結果、ワークW、既存の構造物及び造形対象面MSの少なくとも一つが回転する)ように、ステージ43の姿勢を変更している。このため、第4の造形動作は、重力方向に対して傾斜した回転軸周りにステージ43が回転するようにステージ43の姿勢を変更して3次元構造物STを形成する動作であってもよい。この場合、重力方向に対して傾斜した回転軸周りにステージ43が回転するようにステージ43の姿勢を変更して形成される3次元構造物STは、必ずしも下層の構造層SLに対して上層の構造層SLがオーバーハングしている3次元構造物STでなくてもよい。
回転軸周りにステージ43が回転するようにステージ43の姿勢を変更することで形成される3次元構造物STは、回転軸に対して回転対称な形状を有する3次元構造物STとなる。このため、第4の造形動作は、回転対称な形状を有する3次元構造物STを形成する動作であってもよい。この場合、回転対称な形状を有する3次元構造物STは、必ずしも下層の構造層SLに対して上層の構造層SLがオーバーハングしている3次元構造物STでなくてもよい。
尚、回転軸周りにステージ43を回転させる動作に加えて、造形ヘッド41を回転軸と交差する平面内で移動させる動作を組み合わせてもよい。これにより、回転軸に関してn回回転対称(ここでnは自然数)な形状を有する3次元構造物STや、回転軸に関して0回回転対称な形状(つまり、回転非対称な形状)を有する3次元構造物STを形成することができる。
また、上述した例では、下層の構造層SL41に対してオーバーハングしている複数の構造層SL42を形成する際に、複数の構造層SL42の積層方向が重力方向と一致する、或いは平行となっている。しかしながら、複数の構造層SL42の積層方向が重力方向に対して傾斜していてもよい。この場合、複数の構造層SL42の積層方向に沿った軸と重力方向に沿った軸とのなす角度が鋭角であってもよい。
尚、造形システム1は、第4の造形動作を用いて複数の構造層SL43を造形してもよい。
(2-5)第5の造形動作
続いて、第5の造形動作について、図35及び図36を参照して説明する。第5の造形動作は、上述した第1から第4の造形動作のうち少なくとも一つの造形動作を行って3次元構造物STを形成した後に、3次元構造物STを構成する複数の構造層SLの少なくとも一部の表面のうち積層断面部分(つまり、複数の構造層SLの積層の痕跡が外部に露出している表面、別の表現をすると、複数の構造層SL同士の境界部分が外部に露出している表面)上に新たな構造層SLを形成する造形動作である。積層断面部分は、複数の構造層SLの表面同士に跨るように現れる。このため、第5の造形動作は、上述した第1から第4の造形動作を行って3次元構造物STを形成した後に、3次元構造物STの積層断面部分上に、複数の構造層SLの表面同士に跨る新たな構造層SLを形成する造形動作であってもよい。
続いて、第5の造形動作について、図35及び図36を参照して説明する。第5の造形動作は、上述した第1から第4の造形動作のうち少なくとも一つの造形動作を行って3次元構造物STを形成した後に、3次元構造物STを構成する複数の構造層SLの少なくとも一部の表面のうち積層断面部分(つまり、複数の構造層SLの積層の痕跡が外部に露出している表面、別の表現をすると、複数の構造層SL同士の境界部分が外部に露出している表面)上に新たな構造層SLを形成する造形動作である。積層断面部分は、複数の構造層SLの表面同士に跨るように現れる。このため、第5の造形動作は、上述した第1から第4の造形動作を行って3次元構造物STを形成した後に、3次元構造物STの積層断面部分上に、複数の構造層SLの表面同士に跨る新たな構造層SLを形成する造形動作であってもよい。
積層断面部分に新たな構造層SLが形成されると、積層断面部分が新たな構造層SLによって覆われる。従って、積層断面部分が3次元構造物STの外観に露出しなくなる。従って、第5の造形動作は、上述した第1から第4の造形動作を行って3次元構造物STを形成した後に、3次元構造物STの積層断面部分を覆う(つまり、隠す)ための新たな構造層SLを形成する造形動作であってもよい。
以下、図35(a)から図35(c)及び図36(a)から図36(c)を用いて第5の造形動作を説明する。ここでは一例として、図35(a)に示す3次元構造物ST(つまり、Z軸方向に沿って積層された複数の構造層SLから構成される円筒状の3次元構造物ST)の積層断面部分上に構造層SLを形成する第5の造形動作の流れについて説明する。図35(a)に示す例では、3次元構造物STの側面が積層断面部分となっている。尚、図35(a)に示す3次元構造物STを形成する方法は、第3の造形動作において構造物ST31を形成する方法と同一であってもよいため、その詳細な説明は省略する。また、以下では、説明の便宜上、積層断面部分上に形成される構造層SLを、“構造層SLh”と称して、その他の構造層SLと区別する。
この場合、造形システム1は、まず、積層断面部分に新たな造形面MSを設定した上で、図35(b)に示すように、設定した造形面MSのうちの少なくとも一部が上方を向くように、ステージ43の姿勢(つまり、3次元構造物STの姿勢)を変更する。図35(b)に示す例では、造形システム1は、ステージ43をY軸周りに約90度だけ回転させている。
その後、造形システム1は、図35(c)に示すように、積層断面部分に設定された造形面MSに光ELを照射すると共に造形材料Mを供給しながら、造形ヘッド41を移動させる及び/又はステージ43の姿勢を変更する。このとき、造形システム1は、積層断面部分(つまり、造形面MS)に光ELが順次照射され且つ造形材料Mが順次供給されるように、造形ヘッド41を移動させる及び/又はステージ43の姿勢を変更する。例えば、3次元構造物STが円筒状の構造物であるため、造形システム1は、図35(d)に示すように、積層断面部分上において、3次元構造物STの円周に交差する方向(図35(d)に示す例では、X軸方向)に沿って照射領域EAが移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、図35(d)に示すように、積層断面部分上において、3次元構造物STの円周に交差する方向に沿って延びる層状造形物(つまり、構造層SLhの一部を構成する造形物)が形成される。その後、造形システム1は、図36(a)に示すように、3次元構造物STの円周の中心を通る回転軸R3周りにステージ43が所定角度だけ回転するようにステージ43の姿勢を変更した上で、積層断面部分のうち最後に形成した層状造形物に隣接する領域において、照射領域EAが3次元構造物STの円周に交差する方向に沿って移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、図36(b)に示すように、積層断面部分上において、3次元構造物STの円周に交差する方向に沿って延びる新たな層状造形物(つまり、構造層SLhの一部を構成する造形物)が、既に形成された層状造形物と一体化された状態で形成される。
以降、造形システム1は、3次元構造物STの円周の中心を通る回転軸R3周りにステージ43が所定角度だけ回転するようにステージ43の姿勢を変更した上で、積層断面部分のうち最後に形成した層状造形物に隣接する領域において、照射領域EAが3次元構造物STの円周に交差する方向に沿って移動するように、造形ヘッド41を移動させる及び/又はステージ43の姿勢を変更する動作を繰り返す。その結果、図36(c)に示すように、順次形成される層状造形物により、積層断面部分を覆う構造層SLhが形成される。
ここで、構造層SLh自体はθx方向に沿った複数の層状造形物を有するが、それぞれの層状造形物が形成されるタイミング(特に、隣接する層状構造物が形成されるタイミング)が近接しているため、複数の層状造形物同士の境界部分が現れにくい。従って、3次元構造物STの外観よりも、構造層SLhの外観の方が滑らかになる。
(2-6)第6の造形動作
続いて、第6の造形動作について、図37及び図38を参照して説明する。第6の造形動作は、積層断面部分が外部に露出しないように複数の構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する造形動作である。具体的には、造形システム1は、複数の構造層SLのそれぞれが延びる方向(つまり、広がる方向)を、積層断面部分を外部から隠すことが可能な特定の方向に設定した上で、複数の構造層SLを形成する。
続いて、第6の造形動作について、図37及び図38を参照して説明する。第6の造形動作は、積層断面部分が外部に露出しないように複数の構造層SLを形成して3次元構造物STを形成する造形動作である。具体的には、造形システム1は、複数の構造層SLのそれぞれが延びる方向(つまり、広がる方向)を、積層断面部分を外部から隠すことが可能な特定の方向に設定した上で、複数の構造層SLを形成する。
造形システム1は、3次元構造物STの外面OSが延びる又は広がる方向に基づいて、積層断面部分を外部から隠すことが可能な特定の方向を決定してもよい。具体的には、造形システム1は、特定の方向に沿って延びる少なくとも一つの構造層SLが、3次元構造物STの外面OSに沿った形状を有するように、特定の方向を決定してもよい。つまり、造形システム1は、複数の構造層SLのうちの少なくとも一つ(特に、複数の構造層SLのうち、ある構造層SLよりも3次元構造物STの外面OSに近い少なくとも一つの構造層SL)の延びる方向が、3次元構造物STの外面OSが延びる又は広がる方向に近づく又は揃うように、特定の方向を決定してもよい。
一例として、図37(a)に示す3次元構造物STを形成する場合を想定する。この場合、図37(b)に示すように、複数の構造層SLの延びる方向が、3次元構造物STの外面OSの延びる方向に対して大きく乖離していると、積層断面部分が3次元構造物STの外部に露出しやすくなる。一方で、図37(c)に示すように、複数の構造層SLの延びる方向が、3次元構造物STの外面OSの延びる方向に近づくほど(つまり、両方向の乖離度がさくなるほど)と、積層断面部分が3次元構造物STの外部に露出しにくくなる。
図37(a)に示す例では、3次元構造物STの外面OSの延びる方向は、3次元構造物STの外面OS上における位置(特に、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方における位置)に応じて変わる。このため、3次元構造物STの外面OSの延びる方向に応じて決定される特定の方向もまた、3次元構造物STの外面OS上における位置に応じて変わってもよい。つまり、造形システム1は、3次元構造物STにおける位置に応じて変化する方向を、特定の方向として決定してもよい。但し、3次元構造物STの外面OSの延びる方向が3次元構造物STにおける位置に応じて変わらない場合には、造形システム1は、3次元構造物STにおける位置によらずに固定された一の方向を、特定の方向として決定してもよい。
造形システム1は、複数の構造層SLがそれぞれ延びる複数の特定の方向を個別に決定してもよい。つまり、造形システム1は、第1の構造層SLが延びる第1の特定の方向、第2の構造層SLが延びる第2の特定の方向、・・・を個別に決定してもよい。この場合、造形システム1は、複数の特定の方向のうちの少なくとも2つが異なる方向となるように、複数の特定の方向を決定してもよい。或いは、造形システム1は、複数の構造層SLが共通して延びる共通の特定の方向を決定してもよい。この場合、複数の構造層SLは同じ方向に沿って延びることになる。
このような3次元構造物STの外面OSの方向に応じて決定される特定の方向に延びる構造層SLは、その表面が平面である構造層SLとなることもあれば、その表面が曲面等を含む構造層SLとなることもある。表面が平面となる構造層SLは、上述した第1の造形動作によって形成可能である。表面が曲面を含む構造層SLは、上述した第2の造形動作によって形成可能である。従って、複数の構造層SLのそれぞれを、3次元構造物STの外面の方向に応じて決定される特定の方向に延びるように形成する動作自体は、上述した第1の造形動作から第5の造形動作の少なくとも一つと同一であってもよい。
決定された特定の方向に延びるように構造層SLが形成される場合には、特定の方向とは異なる方向に延びるように構造層SLが形成される場合と比較して、3次元構造物STの外面OSが延びる方向と複数の構造層SLの積層方向との交差する角度が90度に近づく可能性が高くなる。より具体的には、図38(a)に示すように、3次元構造物STの外面OSの第1部分OS1における複数の構造層SLの積層方向は、第1部分OS1とは異なる外面OSの第2部分OS2に直交する方向よりも、第1部分OS1に直交する方向に近くなる。同様に、3次元構造物STの外面OSの第2部分OS2における複数の構造層SLの積層方向は、第1部分OS1に直交する方向よりも、第2部分OS2に直交する方向に近くなる。従って、造形システム1は、複数の構造層SLの積層方向と3次元構造物STの外面OSが延びる方向との関係に基づいて、構造層SLが延びる特定の方向を決定してもよい。
決定された特定の方向に延びる構造層SLの端部(言い換えれば、端面)LS_edgeは、図38(b)に示すように、ワークWの表面WS(或いは、造形面MSが設定される既存構造物の表面)に接触していてもよい。つまり、構造層SLの特定の方向に向けられた表面(典型的には、側面)に相当する端部LS_edgeは、ワークWの表面WSに接触していてもよい。構造層SLの端部LS_edgeが積層断面部分を構成することを考慮すれば、構造層SLの端部LS_edgeがワークWの表面WSに接触している場合には、積層断面部分が3次元構造物STの外部に露出しにくくなる。このため、造形システム1は、3次元構造物STの外面OSの方向に基づいて構造層SLが延びる特定の方向を決定することに加えて又は代えて、構造層SLが延びる方向における構造層SLの端部LS_edgeがワークWの表面WS(或いは、造形面MSが設定される既存構造物の表面)に接触するように特定の方向を決定してもよい。尚、造形面MSが設定される既存構造物の表面は、積層構造物の表面であってもよい。
(2-7)第7の造形動作
続いて、第7の造形動作について、図39及び図40を参照して説明する。第7の造形動作は、3次元構造物STにかかる力の方向に応じて決定される積層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を形成する造形動作である。
続いて、第7の造形動作について、図39及び図40を参照して説明する。第7の造形動作は、3次元構造物STにかかる力の方向に応じて決定される積層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を形成する造形動作である。
具体的には、3次元構造物STにかかる力の一例として、図39(a)に示すように、3次元構造物STを引くように作用する力(以降、適宜“引張力”と称する)があげられる。この場合、仮に図39(b)に示すように引張力の方向に沿って複数の構造層SLが積層されると、引張力によって複数の構造層SLの少なくとも一つが他の構造層SLから剥がれてしまう可能性がある。つまり、3次元構造物STの破壊耐性が相対的に小さくなる。一方で、図39(c)に示すように引張力の方向に交差する方向に沿って複数の構造層SLが積層される場合、引張力の方向に沿って複数の構造層SLが積層される場合と比較して、引張力によって複数の構造層SLの少なくとも一つが他の構造層SLから剥がれてしまう可能性が小さくなる。このため、3次元構造物STに引張力がかかる場合には、造形システム1は、図39(d)に示すように、引張力の方向に交差する方向に沿って複数の構造層SLが積層されるように、上述した第1の造形動作から第6の造形動作を行って複数の構造層SLを形成してもよい。この場合、複数の構造層SLは、引張力の方向に沿って延びる構造層SLとなる。
造形システム1は、引張力の方向に直交する方向に沿って複数の構造層SLが積層されるように、複数の構造層SLを形成してもよい。この場合、引張力の方向に直交しないものの引張力の方向に交差する方向に沿って複数の構造層SLが積層される場合と比較して、引張力によって複数の構造層SLの少なくとも一つが他の構造層SLから剥がれてしまう可能性が小さくなる。つまり、3次元構造物STの破壊耐性がより大きくなる。
3次元構造物STにかかる力の他の一例として、図40(a)に示すように、3次元構造物を押すように作用する力(以降、適宜“圧縮力”と称する)があげられる。この場合、仮に図40(b)に示すように圧縮力の方向に交差する方向に沿って複数の構造層SLが積層されると、圧縮力によって複数の構造層SLの少なくとも一つが隣接する構造層SLから離れるように変形して、複数の構造層SLの少なくとも一つが他の構造層SLから剥がれてしまう可能性がある。一方で、図40(c)に示すように圧縮力の方向に沿って複数の構造層SLが積層される場合、圧縮力の方向に沿って複数の構造層SLが積層される場合と比較して、圧縮力によって複数の構造層SLの少なくとも一つが他の構造層SLから剥がれてしまう可能性が小さくなる。特に、複数の構造層SLの積層方向に沿って圧縮力がかかる場合には、圧縮力がかからない場合と比較して、複数の構造層SLがより強く接触しあうがゆえに、複数の構造層SLの少なくとも一つが他の構造層SLから剥がれてしまう可能性が小さくなる。このため、3次元構造物STに圧縮力がかかる場合には、造形システム1は、図40(d)に示すように、圧縮力の方向に沿って複数の構造層SLが積層されるように、上述した第1の造形動作から第6の造形動作を行って複数の構造層SLを形成する。この場合、複数の構造層SLは、圧縮力の方向に交差する方向に沿って延びる構造層SLとなる。
造形システム1は、圧縮力の方向に平行に複数の構造層SLが積層されるように、複数の構造層SLを形成してもよい。この場合、圧縮力によって複数の構造層SLの少なくとも一つが他の構造層SLから剥がれてしまう可能性が特に小さくなる。つまり、3次元構造物STの破壊耐性がより大きくなる。
(3)造形システム1が行う温度調整動作
続いて、3次元構造物STを形成するために造形システム1によって行われる温度調整動作について、図41から図48を参照して説明する。温度調整動作は、上述した造形動作(つまり、第1の造形動作から第7の造形動作の少なくとも一つ)が行われる前に、ワークWの表面WSのうち造形動作によって3次元構造物STが形成される領域(つまり、造形面MSであり、以下の説明では、構造層SLが形成される都度新たに設定される造形面MSと区別するために、“造形対象領域MTA”と称する)の少なくとも一部の温度を調整する動作である。従って、造形システム1が温度調整動作を行う場合には、造形システム1は、温度調整動作を行った後に造形動作を行う。尚、造形システム1は、造形動作を行う前に温度調整動作を必ずしも行わなくてもよい。また、造形システム1は、造形動作を行った後に温度調整動作を行い、引き続いて次の造形動作を行ってもよい。例えば、造形システム1は、造形動作を行った後に、当該造形動作によって形成された造形物(或いは、構造層SL又は3次元構造物ST)の表面に造形対象領域MTAを設定した上で当該造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度を調整する温度調整動作を行い、引き続いて造形物(或いは、構造層SL又は3次元構造物ST)に新たな造形物を形成するために次の造形動作を行ってもよい。
続いて、3次元構造物STを形成するために造形システム1によって行われる温度調整動作について、図41から図48を参照して説明する。温度調整動作は、上述した造形動作(つまり、第1の造形動作から第7の造形動作の少なくとも一つ)が行われる前に、ワークWの表面WSのうち造形動作によって3次元構造物STが形成される領域(つまり、造形面MSであり、以下の説明では、構造層SLが形成される都度新たに設定される造形面MSと区別するために、“造形対象領域MTA”と称する)の少なくとも一部の温度を調整する動作である。従って、造形システム1が温度調整動作を行う場合には、造形システム1は、温度調整動作を行った後に造形動作を行う。尚、造形システム1は、造形動作を行う前に温度調整動作を必ずしも行わなくてもよい。また、造形システム1は、造形動作を行った後に温度調整動作を行い、引き続いて次の造形動作を行ってもよい。例えば、造形システム1は、造形動作を行った後に、当該造形動作によって形成された造形物(或いは、構造層SL又は3次元構造物ST)の表面に造形対象領域MTAを設定した上で当該造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度を調整する温度調整動作を行い、引き続いて造形物(或いは、構造層SL又は3次元構造物ST)に新たな造形物を形成するために次の造形動作を行ってもよい。
造形システム1は、造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度を計測した上で、計測結果に基づいて造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度を調整してもよい。例えば、造形システム1は、造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度が所望の温度となるように、計測結果に基づいて造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度を調整してもよい。この場合、造形システム1が備える計測装置45が造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度を計測するための温度計測装置を含んでいてもよい。或いは、造形システム1は、計測装置45とは別に、造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度を計測するための温度計測装置を含んでいてもよい。また、造形システム1は、造形対象領域MTAの温度を計測しなくてもよい。例えば造形対象領域MTAが造形動作によって形成された構造層SL上の表面である場合、造形システム1は、当該造形動作を行った時点からの時間を計測し、当該計測した時間を用いて造形対象領域MTAの温度を予測してもよい。尚、造形システム1は、造形対象領域MTA内の少なくとも一部の温度を計測することに加えて又は代えて、造形対象領域MTAの周囲の少なくとも一部の温度を計測してもよい。
造形システム1は、造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度を調整するために、造形対象領域MTAの少なくとも一部を加熱してもよい。つまり、造形システム1は、造形対象領域MTAの少なくとも一部を加熱して、造形対象領域MTAの少なくとも一部の温度を加熱前の温度に対して上げてもよい。この場合、造形システム1は、造形対象領域MTAが溶融しない温度の範囲内で、造形対象領域MTAの少なくとも一部を加熱してもよい。造形対象領域MTAがワークWの表面WSに設定される場合、造形システム1は、ワークWが溶融しない温度の範囲内で、造形対象領域MTAの少なくとも一部を加熱してもよい。或いは、上述したように造形システム1によって形成された別の3次元構造物STがワークWとして用いられる場合には、造形システム1は、3次元構造物STが溶融しない温度(つまり、造形材料Mが溶融しない温度)の範囲内で、造形対象領域MTAの少なくとも一部を加熱してもよい。但し、造形システム1は、造形対象領域MTAが溶融してしまう温度の範囲内で、造形対象領域MTAの少なくとも一部を加熱してもよい。尚、造形システム1は、造形対象領域MTA内の少なくとも一部を加熱することに加えて又は代えて、造形対象領域MTAの周囲の少なくとも一部を加熱してもよい。
造形システム1は、図41に示すように、造形対象領域MTAを加熱するために、照射系411から造形対象領域MTAに対して光ELを照射してもよい。造形対象領域MTAを加熱する場合においても、構造層SLを形成する(つまり、3次元構造物STを形成する)場合と同様に、造形システム1は、光ELの照射中に照射領域EAが造形対象領域MTA上を(特に、造形対象領域MTAのうち加熱するべき領域部分上を)移動するように、造形ヘッド41を移動させてもよい及び/又はステージ43の姿勢を変更してもよい。その結果、造形対象領域MTAのうち光ELが照射された領域部分に対して、光ELの照射に起因したエネルギが伝達される。その結果、光ELから造形対象領域MTAに伝達されるエネルギによって造形対象領域MTA(特に、造形対象領域MTAのうち光ELが照射された領域部分)が加熱される。尚、造形システム1は、造形対象領域MTAを加熱するために光ELを照射する期間中、造形対象領域MTAに対して造形材料Mを供給しなくてもよい。
光ELを照射して造形対象領域MTAを加熱する場合には、造形システム1は、上述したように造形対象領域MTAが溶融しない温度の範囲内で造形対象領域MTAを加熱するように、光ELの特性を調整してもよい。例えば、造形システム1は、造形対象領域MTA上での光ELの単位面積当たりの強度(つまり、エネルギ量)を調整して、造形対象領域MTAが溶融しない温度の範囲内で光ELによって造形対象領域MTAを加熱してもよい。尚、温度調整動作の後に行われる造形動作では、溶融池MPを形成するために光ELの照射によってワークW及び造形材料Mが溶融する。このため、造形システム1は、温度調整動作では、造形対象領域MTA上での光ELの単位面積当たりの強度(つまり、造形面MS上での光ELの単位面積当たりの強度)が造形動作時の強度よりも小さい光ELを照射して、造形対象領域MTAが溶融しない温度の範囲内で造形対象領域MTAを加熱してもよい。尚、造形システム1は、造形対象領域MTA内の少なくとも一部に対して光ELを照射することに加えて又は代えて、造形対象領域MTAの周囲の少なくとも一部に対して光ELを照射してもよい。
造形システム1は、上述したように造形対象領域MTAが溶融しない温度の範囲内で造形対象領域MTAを加熱するように、光ELの特性を調整することに加えて又は変えて、造形面MS上での照射領域EAの移動速度を制御してもよい。例えば、造形システム1は、温度調整動作では、照射領域EAの移動速度が造形動作時の移動速度よりも速くなるように、照射領域EAの移動速度を制御してもよい。位置が変わると厚みが変わる構造層SLxの形成に関する説明時に既に説明したように、照射領域EAの移動速度が速くなればなるほど、造形面MSのある部分に光ELが照射される時間が短くなる。このため、その部分に対して光ELから伝達されるエネルギ量(例えば、単位面積当たり又は単位時間当たりのエネルギ量)が少なくなるがゆえに、造形対象領域MTAが溶融しない温度の範囲内で造形対象領域MTAを加熱しやすくなる。
造形対象領域MTAが加熱された後に、造形システム1は、図42に示すように、上述した第1から第7の造形動作の少なくとも一つを行って、加熱された造形対象領域MTA上に3次元構造物STを形成する。加熱された(つまり、加熱されていない場合に比べて温度が高い)造形対象領域MTA上に3次元構造物STが形成される場合には、加熱されていない(つまり、加熱された場合に比べて温度が低い)造形対象領域MTA上に3次元構造物STが形成される場合と比較して、造形対象領域MTA上に形成される構造層SL(つまり、最下層の構造層SL)の色調と、形成済みの構造層SLの上に新たに形成される構造層SLの色調とが大きく変わってしまう可能性が小さくなる。というのも、構造層SLの色調は、構造層SLが形成される造形面MSの温度に影響を受ける可能性があるところ、形成済みの構造層SLの上に新たに構造層SLを形成する際の造形面MSの温度と加熱された造形対象領域MTA上に構造層SLを形成する際の造形面MSの温度との差が少なくなるからである。つまり、仮に造形対象領域MTAが加熱されていなければ、形成済みの構造層SLの上に新たに構造層SLを形成する動作が、温度が高い造形面MS上に構造層SLを形成する動作になる一方で、加熱されていない造形対象領域MTAの上に構造層SLを形成する動作が、温度が低い造形面MS上に構造層SLを形成する動作になるという違いが出てくるからである。従って、造形システム1は、造形対象領域MTAを加熱することで、色調が揃った(つまり、色調のばらつきが相対的に少ない)複数の構造層SLから構成される3次元構造物STを形成することができる。
また、加熱された(つまり、加熱されていない場合に比べて温度が高い)造形対象領域MTA上に3次元構造物STが形成される場合には、加熱されていない(つまり、加熱された場合に比べて温度が低い)造形対象領域MTA上に3次元構造物STが形成される場合と比較して、造形対象領域MTAと3次元構造物ST(特に、最下層の構造層SL)との間の結合力が強くなる。なぜならば、造形対象領域MTAが加熱されている場合には、造形対象領域MTAが加熱されていない場合と比較して、造形動作において造形対象領域MTA及び造形対象領域MTAに供給される造形材料Mが溶融しやすくなって造形対象領域MTAとその上に形成される構造層SLとが強固に結合しやすくしなるからである。その結果、造形システム1は、造形対象領域MTAから分離しにくい3次元構造物STを形成することができる。従って、造形対象領域MTAから分離する必要がない3次元構造物ST(例えば、図17に示すように、構造物ST31の表面の一部に相当する造形対象領域MTAと一体化された構造物ST32)を形成する場合においては、造形システム1は、造形対象領域MTAを加熱して、造形対象領域MTAから分離しにくい3次元構造物STを適切に形成することができる。
造形システム1は、造形対象領域MTAの温度分布が均一になるように、造形対象領域MTAを加熱してもよい。この場合、構造層SLの色調が造形面MSの温度に影響を受ける可能性があることを考慮すれば、造形システム1は、造形対象領域MTA上に形成される構造層SLの色調が構造層SL内での位置に応じてばらつくことを抑制することができる。更に、構造層SLと造形対象領域MTAとの結合力が造形対象領域MTAの温度に影響を受ける可能性があることを考慮すれば、造形システム1は、構造層SLと造形対象領域MTAとの結合力が構造層SL内での位置に応じてばらつくことを抑制することができる。
或いは、造形システム1は、造形対象領域MTAの温度分布が不均一になるように、造形対象領域MTAの少なくとも一部を加熱してもよい。つまり、造形システム1は、造形対象領域MTA内に温度の異なる少なくとも2つの領域部分が存在するように、造形対象領域MTAの少なくとも一部を加熱してもよい。例えば、図43に示すように、造形システム1は、造形対象領域MTAのうちの領域部分MTA#1の温度が、造形対象領域MTAのうちの領域部分MTA#1とは異なる領域部分MTA#2の温度と異なるものとなるように、造形対象領域MTAの少なくとも一部を加熱してもよい。
造形システム1は、造形対象領域MTAの温度分布を不均一にするために、造形対象領域MTAのある領域部分(例えば、領域部分MTA#1)を加熱する一方で、造形対象領域MTAの別の領域部分(例えば、領域部分MTA#2)を加熱しなくてもよい。その結果、造形対象領域MTAのうちの加熱された領域部分の温度が、造形対象領域MTAのうちの加熱されていない領域部分の温度よりも高くなって、造形対象領域MTAの温度分布が不均一になる。或いは、造形システム1は、造形対象領域MTAの温度分布を不均一にするために、造形対象領域MTAのある領域部分(例えば、領域部分MTA#1)を、造形対象領域MTA上での単位面積当たりの強度が大きい光ELで加熱する一方で、造形対象領域MTAの別の領域部分(例えば、領域部分MTA#2)を、造形対象領域MTA上での単位面積当たりの強度が小さい(つまり、領域部分MTA#1を加熱する光ELよりも強度が小さい)光ELで加熱してもよい。その結果、造形対象領域MTAのうちの強度が大きい光ELで加熱された領域部分の温度が、造形対象領域MTAのうちの強度が小さい光ELで加熱された領域部分の温度よりも高くなって、造形対象領域MTAの温度分布が不均一になる。尚、造形システム1は、造形対象領域MTAのある領域部分(例えば、領域部分MTA#1)を加熱する一方で、造形対象領域MTAの別の領域部分(例えば、領域部分MTA#2)を冷却してもよい。
造形対象領域MTAの温度分布が不均一になっている場合には、造形対象領域MTAと3次元構造物STとの結合力が、造形対象領域MTA内での位置(つまり、造形対象領域MTAに沿った方向における位置)によって変わる。つまり、造形対象領域MTAのうちのある領域部分と3次元構造物STとの結合力が、造形対象領域MTAのうちの別の領域部分と3次元構造物STとの結合力よりも弱くなる。従って、造形システム1は、造形対象領域MTAと3次元構造物STとの結合力が造形対象領域MTA内での各位置において適切な大きさとなるように、造形対象領域MTAの温度分布を不均一にしてもよい。つまり、造形システム1は、造形対象領域MTAとの結合力(つまり、造形対象領域MTAからの分離しやすさ(言い換えれば、除去しやすさ))という3次元構造物STの特性が位置に応じて変わるように、造形対象領域MTAの温度分布を不均一にしてもよい。具体的には、例えば、造形システム1は、3次元構造物STのうち造形対象領域MTAから分離させたい構造部STp1と造形対象領域MTAとの結合力が、3次元構造物STのうち造形対象領域MTAと結合したままにしておきたい構造部STp2と造形対象領域MTAとの結合力よりも弱くなるように、造形対象領域MTAの温度分布を不均一にしてもよい。この場合、造形システム1は、図44(a)に示すように、造形対象領域MTAのうち構造部STp1が形成される領域部分MTAp1の温度を、造形対象領域MTAのうち構造部STp2が形成される領域部分MTAp2の温度よりも高くするように、造形対象領域MTAの温度を調整してもよい。その結果、3次元構造物STを形成した後に、図44(b)に示すように、構造部STp1を造形対象領域MTAに結合させたまま、構造部STp2を造形対象領域MTAから分離しやすくなる。尚、造形対象領域MTAから分離させたい構造部STp2の一例として、3次元構造物STを形成する過程で3次元構造物STの一部を構成する造形物を支えるためのサポート材があげられる。
或いは、造形システム1は、3次元構造物STの特性が変わるように造形対象領域MTAの温度分布を不均一にすることに加えて又は代えて、造形対象領域MTAの特性に基づいて造形対象領域MTAの温度分布を不均一にしてもよい。例えば、造形システム1は、造形対象領域MTAのうち特性が異なる少なくとも2つの部分の温度が異なるものとなるように、造形対象領域MTAの温度分布を不均一にしてもよい。
造形対象領域MTAの特性は、造形対象領域MTAが表面に設定されている物体の厚みを含んでいてもよい。例えば、図45は、造形対象領域MTAが表面に設定されている物体が、厚みが均一でないワークWである例を示している。この場合、造形システム1は、造形対象領域MTAのうちワークWの厚みが薄くなる領域部分MTAp4の温度を、造形対象領域MTAのうちワークWの厚みが厚くなる領域部分MTAp3の温度よりも低くするように、造形対象領域MTAの温度分布を不均一にしてもよい。その結果、造形対象領域MTAのうち領域部分MTAp4の温度が過度に増加して、ワークWのうちの厚みが薄い部分を貫通してしまうほどにワークWが溶融してしまうという技術的不都合が適切に防止される。
造形対象領域MTAの特性は、造形対象領域MTAに伝達された熱の拡散しやすさ(つまり、造形対象領域MTAの熱特性)を含んでいてもよい。例えば、図46に示すように、造形対象領域MTAは、熱が相対的に拡散しやすい(つまり、領域部分MTAp6よりも拡散しやすい)領域部分MTAp5と、熱が相対的に拡散しにくい(つまり、領域部分MTAp5よりも拡散しにくい)領域部分MTAp6とを含むことがある。尚、図46は、ワークW上に形成された3次元構造物STの表面に造形対象領域MTAが設定されている例を示しているが、この例に限らず、造形対象領域MTAがどのような面に対して設定される場合であっても、造形対象領域MTAは、領域部分MTAp5と領域部分MTAp6とを含む可能性があることに変わりはない。この場合、造形システム1は、熱が相対的に拡散しやすい領域部分MTAp5の温度が、熱が相対的に拡散しにくい領域部分MTAp6の温度よりも高くなるように、造形対象領域MTAの温度分布を不均一にしてもよい。ここで、造形対象領域MTAのうちの領域部分MTAp5では、温度調整動作が行われてから実際に造形動作が開始されるまでに、相対的に多くの熱が拡散していく。一方で、造形対象領域MTAのうちの領域部分MTAp6では、温度調整動作が行われてから実際に造形動作が開始されるまでに、相対的に少ない(つまり、領域部分MTAp5よりも少ない)熱が拡散していく。このため、仮に造形動作の開始前に造形対象領域MTAの温度分布が均一になるように造形対象領域MTAが加熱されると、造形動作が開始される時点において、熱の拡散量の違いに起因して、領域部分MTAp5の温度が、領域部分MTp6の温度よりも低くなってしまう可能性がある。その結果、上述したように、3次元構造物STと造形対象領域MTAとの間の結合力及び/又は3次元構造物STの色調にばらつきが生ずる可能性がある。一方で、造形動作の開始前に領域部分MTAp5の温度が領域部分MTAp6の温度よりも高くなるように造形対象領域MTAが加熱される場合には、造形動作の開始前に領域部分MTAp5の温度が領域部分MTAp6の温度と同じになるように造形対象領域MTAが加熱される場合と比較して、造形動作が開始される時点における領域部分MTAp5の温度と領域部分MTp6の温度との差分が小さくなる。従って、造形対象領域MTA上に形成される構造層SLの色調のばらつき及び/又は構造層SLと造形対象領域MTAとの結合力のばらつきが生ずる可能性が小さくなる。特に、造形システム1は、造形動作が開始される時点において領域部分MTAp5の温度と領域部分MTp6の温度とが同じになるように、造形動作の開始前の温度調整動作によって造形対象領域MTAの温度分布を不均一にしてもよい。その結果、造形対象領域MTA上に形成される構造層SLの色調のばらつき及び/又は構造層SLと造形対象領域MTAとの結合力のばらつきを適切に抑制することができる。
尚、上述した説明では、造形システム1は、照射系411から造形対象領域MTAに光ELを照射して造形対象領域MTAの温度を調整している。しかしながら、造形システム1は、照射系411とは異なる光照射装置から造形対象領域MTAに光を照射して造形対象領域MTAの温度を調整してもよい。或いは、造形システム1は、光を照射して造形対象領域MTAの温度を調整することに加えて又は代えて、任意の加熱装置47bを用いて造形対象領域MTAの温度を調整してもよい。この場合、図47に示すように、造形システム1自身が加熱装置47bを備えていてもよい。或いは、加熱装置47bは、造形システム1の外部に設けられていてもよい。尚、加熱装置47bの一例として、ジュール熱を用いて造形対象領域MTAを加熱する加熱装置、誘導加熱を利用して造形対象領域MTAを加熱する加熱装置及び任意のエネルギビーム(例えば、荷電粒子ビームや電磁波)を造形対象領域MTAに照射して造形対象領域MTAを加熱する加熱装置の少なくとも一つがあげられる。
上述した説明では、造形システム1は、造形対象領域MTAを加熱して造形対象領域MTAの温度を調整している。しかしながら、造形システム1は、造形対象領域MTAを加熱することに加えて又は代えて、造形対象領域MTAを冷却して造形対象領域MTAの温度を調整してもよい。つまり、造形システム1は、任意の冷却装置48bを用いて造形対象領域MTAの温度を調整してもよい。この場合、図48に示すように、造形システム1自身が冷却装置48bを備えていてもよい。或いは、冷却装置48bは、造形システム1の外部に設けられていてもよい。尚、冷却装置48bの一例として、水冷式又は空冷式の冷却器があげられる。冷却された(つまり、相対的に温度が低い)造形対象領域MTA上に3次元構造物STが形成される場合には、冷却されていない(つまり、相対的に温度が高い)造形対象領域MTA上に3次元構造物STが形成される場合と比較して、造形対象領域MTAと3次元構造物ST(特に、最下層の構造層SL)との間の結合力が弱くなる。なぜならば、造形対象領域MTAが冷却されている場合には、造形対象領域MTAが冷却されていない場合と比較して、造形動作において造形対象領域MTA及び造形対象領域MTAに供給される造形材料Mが溶融しにくくなって造形対象領域MTAとその上に形成される構造層SLとが強固に結合しにくくなるからである。その結果、造形システム1は、造形対象領域MTAから分離しやすい3次元構造物STを形成することができる。従って、造形対象領域MTAから分離する必要がある3次元構造物STを形成する場合においては、造形システム1は、造形対象領域MTAを冷却して、造形対象領域MTAから分離しやすい3次元構造物STを適切に形成することができる。
造形システム1が照射系411とは異なる光照射装置、加熱装置47b及び冷却装置48bの少なくとも一つを備えている場合には、造形システム1は、造形動作を実施している期間のうち少なくとも一部の期間に温度調整動作を行ってもよい。例えば、造形システム1は、造形対象領域MTAのうちの未だ構造層SLを形成していない領域部分の温度を光照射装置、加熱装置47b及び冷却装置48bの少なくとも一つを用いて調整しながら、造形対象領域MTAのうち既に温度が調整された領域部分に造形ヘッド41を用いて造形物を形成してもよい。その結果、3次元構造物STの形成に関するスループットが向上する。
(4)造形システム1が行う初期設定動作
続いて、3次元構造物STを形成するために造形システム1によって行われる初期設定動作について、図49を参照して説明する。初期設定動作は、上述した造形動作(つまり、第1の造形動作から第7の造形動作の少なくとも一つ)が行われる前に、造形システム1の状態を設定するために行う動作である。つまり、初期設定動作は、造形システム1の状態を、造形動作を行うことが可能な所望の状態に設定するために行われる動作(つまり、造形動作を行うための予備的動作)である。従って、造形システム1が初期設定動作を行う場合には、造形システム1は、初期設定動作を行った後に造形動作を行う。尚、造形システム1は、造形動作を行う前に初期設定動作を必ずしも行わなくてもよい。或いは、造形システム1は、造形動作を行った後に初期設定動作を行い、その後に次の造形動作を行ってもよい。
続いて、3次元構造物STを形成するために造形システム1によって行われる初期設定動作について、図49を参照して説明する。初期設定動作は、上述した造形動作(つまり、第1の造形動作から第7の造形動作の少なくとも一つ)が行われる前に、造形システム1の状態を設定するために行う動作である。つまり、初期設定動作は、造形システム1の状態を、造形動作を行うことが可能な所望の状態に設定するために行われる動作(つまり、造形動作を行うための予備的動作)である。従って、造形システム1が初期設定動作を行う場合には、造形システム1は、初期設定動作を行った後に造形動作を行う。尚、造形システム1は、造形動作を行う前に初期設定動作を必ずしも行わなくてもよい。或いは、造形システム1は、造形動作を行った後に初期設定動作を行い、その後に次の造形動作を行ってもよい。
初期設定動作は、照射系411の状態を設定するための動作を含んでいてもよい。初期設定動作によって設定される照射系411の状態は、例えば、ヘッド駆動系42による移動時に参照される座標空間内での照射系411の位置、照射系411の姿勢及び照射系411が照射する光ELの照射態様の少なくとも一つを含んでいてもよい。初期設定動作は、材料ノズル412の状態を設定するための動作を含んでいてもよい。初期設定動作によって設定される材料ノズル412の状態は、例えば、ヘッド駆動系42による移動時に参照される座標空間内での材料ノズル412の位置、材料ノズル412の姿勢及び材料ノズル412による造形材料Mの供給態様の少なくとも一つを含んでいてもよい。初期設定動作は、ヘッド駆動系42の状態を設定するための動作を含んでいてもよい。初期設定動作によって設定されるヘッド駆動系42の状態は、例えば、ヘッド駆動系42による造形ヘッド41の移動態様を含んでいてもよい。初期設定動作は、ステージ43の状態を設定するための動作を含んでいてもよい。初期設定動作によって設定されるステージ43の状態は、例えば、ステージ駆動系44による移動時に参照される座標空間内でのステージ43の位置及びステージ43の姿勢の少なくとも一つを含んでいてもよい。初期設定動作は、ステージ駆動系44の状態を設定するための動作を含んでいてもよい。初期設定動作によって設定されるステージ駆動系44の状態は、例えば、ステージ駆動系44によるステージ43の移動態様を含んでいてもよい。
初期設定動作を行うために、造形システム1は、ステージ43に載置されるワークW(或いは、初期設定動作を行うために用いられる状態計測用の基板)に対して光ELを照射してもよい。具体的には、造形システム1は、ワークWに対して光ELを照射し、光ELの状態を計測装置45(或いは、計測装置45とは異なる他の計測装置)を用いて計測し、計測結果に基づいて照射系411の状態等を設定してもよい。この場合、例えば、造形システム1は、このような光ELの状態の計測結果に基づいて照射系411の状態等を設定して、ワークWと光ELの照射領域EAとの位置合わせ(この位置合わせを、アライメントと称してもよい)を行ってもよい。例えば、造形システム1は、このような光ELの状態の計測結果に基づいて材料ノズル412の状態等を設定して、ワークWと造形材料Mの供給領域MAとの位置合わせを行ってもよい。つまり、造形システム1は、ワークW上の所望の位置に溶融池MPを適切に形成することができるように、ワークWと造形ヘッド41との位置合わせを行ってもよい。
ここで、造形動作を行うためにワークW(或いは、造形面MS)に光ELを照射する場合には、図49(a)に示すように、光ELが造形面MSに対して斜入射するように造形システム1がステージ43の姿勢を変更してもよい。一方で、初期設定動作を行うためにワークWに対して光ELを照射する場合には、造形システム1は、図49(b)に示すように、光ELがワークWの表面WSに対して垂直入射するように、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1は、初期設定動作を行う場合には、ワークWの表面WS(或いは、造形面MS)に対する光ELの入射角度が0度(或いは、光ELが垂直入射しているものと見なせる角度)になり、且つ、造形動作を行う場合には、ワークWの表面WS(或いは、造形面MS)に対する光ELの入射角度が0度よりも大きくなる(或いは、光ELが斜入射しているものと見なせる角度となる)ように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。
造形動作を行う際に光ELが造形面MSに対して斜入射するようにステージ43の姿勢を変更する理由は、上述したように、光ELが照射された造形面MSからの反射光EL_Rを、照射系411とは異なる方向に向かわせるためである(図49(a)参照)。一方で、光ELが造形面MSに対して斜入射する場合には、照射系411の光軸が造形面MSに対して傾斜した状態にあるがゆえに、造形面MS上での光ELのスポット形状が、理想的な形状(例えば、円形又は矩形)から変化して歪んだ形状になる。このため、初期設定動作を行う際に光ELがワークWの表面WSに対して斜入射する場合には、造形システム1は、歪んだスポット形状を有する光ELの状態を計測して照射系411等の状態を設定する必要がある。その結果、理想的なスポット形状を有する光ELの状態を計測して照射系411等の状態を設定する場合と比較して、光ELの計測結果に基づく照射系411等の状態の設定が難しくなる可能性がある。それに対して、本実施形態では、初期設定動作を行う際に光ELが造形面MSに対して垂直入射するようにステージ43の姿勢が変更可能であるがゆえに、造形システム1は、理想的なスポット形状を有する光ELの状態を計測して照射系411等の状態を設定することができる。このため、造形システム1は、光ELの計測結果に基づいて照射系411等の状態を相対的に容易に設定することができる。
尚、ワークWの表面WSに対する光ELの入射角度が小さくなればなるほど、表面WSにおける光ELのスポット形状は、理想的な形状に近づいていく。このため、ワークWの表面WSに対する光ELの入射角度が小さくなればなるほど、ELの計測結果に基づいて照射系411等の状態を設定することが容易になる可能性がある。このため、造形システム1は、初期設定動作を行う場合には、ワークWの表面WSに対する光ELの入射角度を所定の第1角度とし、造形動作を行う場合には、ワークWの表面WSに対する光ELの入射角度を第1角度よりも大きい第2角度とするように、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1は、初期設定動作を行う場合には、造形動作を行う場合と比較して、ワークWの表面WS(或いは、造形面MS)に対する光ELの入射角度が小さくなるように、ステージ43の姿勢を変更してもよい。この場合、第2角度は、反射光EL_Rを照射系411とは異なる方向に向かわせることが可能な角度であってもよい。
(5)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を移動させること及び/又はステージ43の姿勢を変更することで、造形面MS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を移動させること及び/又はステージ43の姿勢を変更す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MS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。また、造形システム1は、光ELを偏向することに加えて又は代えて、光ELが進行する経路を平行移動させてもよい。
上述した説明では、造形システム1は、造形ヘッド41を移動させること及び/又はステージ43の姿勢を変更することで、造形面MS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を移動させること及び/又はステージ43の姿勢を変更す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MS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。また、造形システム1は、光ELを偏向することに加えて又は代えて、光ELが進行する経路を平行移動させてもよい。
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んでいてもよい。
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3次元構造物STを形成可能である。しかしながら、造形システム1は、3次元構造物STを形成可能なその他の方式により造形材料Mから3次元構造物STを形成してもよい。その他の方式の一例として、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)があげられる。粉末床溶融結合法は、光ELを照射しながら光ELの照射領域EAに造形材料Mを供給するレーザ肉盛溶接法とは異なり、予め供給しておいた造形材料Mに光EL等を照射して3次元構造物STを形成する。その他の方式の他の一例として、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。
上述した説明では、ヘッド駆動系42が造形ヘッド41をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のそれぞれに沿って移動させ、且つ、ステージ駆動系44がステージ43をθY方向及びθZ方向のそれぞれに沿って移動させている。しかしながら、造形ヘッド41とステージ43との相対位置及び造形ヘッド41に対するステージ43の相対的な姿勢の少なくとも一方を変更することができる限りは、造形ヘッド41及びステージ43の移動態様がこの例に限定されることはない。例えば、米国特許出願公開第2017/0304946号明細書に記載されているように、造形ヘッド41が固定であり且つステージ駆動系44がステージ43をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向のそれぞれに沿って移動させてもよい。例えば、ステージ43が固定であり且つヘッド駆動系41が造形ヘッド41をX軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向及びθY方向のそれぞれに沿って(更には、必要に応じて、θZ方向に沿って)移動させてもよい。例えば、ヘッド駆動系42が造形ヘッド41をθX方向及びθY方向のそれぞれに沿って(更には、必要に応じてθZ方向)移動させ且つステージ駆動系44がステージ43をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向のそれぞれに沿って移動させてもよい。例えば、ヘッド駆動系42が造形ヘッド41をZ軸方向、θX方向及びθY方向のそれぞれに沿って(更には、必要に応じてθZ方向)移動させ且つステージ駆動系44がステージ43をX軸方向及びY軸方向のそれぞれに沿って移動させてもよい。
(6)付記
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体の姿勢を変更する変更装置と
を備え、
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、構造物を形成する
造形システム。
[付記2]
前記変更装置は、第1軸を中心とした回転方向に沿って前記物体の姿勢を変更する
付記1に記載の造形システム。
[付記3]
前記第1軸は、重力方向に対して傾斜している
付記2に記載の造形システム。
[付記4]
前記第1部分が向けられている第2方向は上向きであり、
前記第2部分が向けられている第3方向は上向きである
付記1から3いずれかに記載の造形システム。
[付記5]
前記第2方向を通る軸及び前記第3方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記4に記載の造形システム。
[付記6]
前記第1部分が向けられている第2方向と、前記第2部分が向けられている第3方向とは同じ向きである
付記1から5のいずれかに記載の造形システム。
[付記7]
前記変更装置は、前記エネルギビームが照射された前記物体からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように前記物体の前記姿勢を変更する
付記1から6のいずれかに記載の造形システム。
[付記8]
前記物体からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かう状態で、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上に構造物を形成する
付記7に記載の造形システム。
[付記9]
前記造形対象面の前記第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
付記1から8のいずれかに記載の造形システム。
[付記10]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体の姿勢を変更する変更装置と
を備え、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させて構造物を形成し、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
造形システム。
[付記11]
前記第4方向を通る軸及び前記第5方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記9又は10に記載の造形システム。
[付記12]
前記第4方向と前記第5方向とは同じ方向である
付記9から11のいずれかに記載の造形システム。
[付記13]
前記構造物は、前記第1部分から前記第2部分に延ばされた形状を有する
付記1から12のいずれかに記載の造形システム。
[付記14]
前記変更装置は、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する
付記1から13のいずれかに記載の造形システム。
[付記15]
前記第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体と前記照射位置との相対位置及び前記物体の姿勢を変更して前記第2部分に前記エネルギビームを照射する
付記14に記載の造形システム。
[付記16]
前記相対位置は、前記第1部分から前記第2部分に向かう方向と交差する方向において変更される
付記15に記載の造形システム。
[付記17]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第6方向と交差する第7方向に沿って変更して、第5位置における前記第6方向に沿った第1寸法と、前記第7方向において前記第5位置と異なる第6位置における前記第6方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する
付記14から16のいずれかに記載の造形システム。
[付記18]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第8方向に沿って変更して、前記第8方向に延びた造形物を形成し、
前記造形物の端部のうち少なくとも一方の端部における前記第8方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
付記14から17のいずれかに記載の造形システム。
[付記19]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第9方向に沿って変更して、前記第9方向に延びた第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を前記第9方向に沿って変更して、前記第9方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第10方向側に形成し、
前記第10方向は、前記3次元構造物にかかる力の方向に応じて決定される
付記14から18のいずれかに記載の造形システム。
[付記20]
前記構造物を形成しているとき、前記照射装置からの前記エネルギビームの集光位置は変化しない
付記1から19のいずれかに記載の造形システム。
[付記21]
前記物体の前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記造形対象面の前記少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して前記構造物を形成する
付記1から20のいずれかに記載の造形システム。
[付記22]
前記エネルギビームを前記物体に照射して第11方向に延びた第1構造物を形成し、前記エネルギビームを前記第1構造物に照射して前記第11方向と異なる第12方向に延びた第2構造物を形成する
付記1から21のいずれかに記載の造形システム。
[付記23]
前記エネルギビームを前記物体に照射して第11方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成し、前記エネルギビームを前記第1造形物に照射して前記第11方向と異なる第12方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成する
付記1から22のいずれかに記載の造形システム。
[付記24]
前記エネルギビームを前記物体に照射して第11方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射して前記第11方向に延びた第3構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1及び第3構造物を含む造形物に照射して、前記第11方向と異なる第12方向に延びた第2構造物を形成する
付記1から23のいずれかに記載の造形システム。
[付記25]
前記エネルギビームを前記造形対象面に対して第13方向から照射し、前記照射位置を前記造形対象面に沿った第14方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第14方向に沿った第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第13方向と異なる第15方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成する
付記1から24のいずれかに記載の造形システム。
[付記26]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体の姿勢を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記造形対象面に対して第1方向から照射し、前記照射位置を前記造形対象面に沿った第2方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第2方向に沿った第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを造形対象面に対して第3方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成し、
前記第1方向と前記第3方向とは前記造形対象面に対して異なる方向である
造形システム。
[付記27]
前記エネルギビームを前記第3方向から前記第1構造物に照射して前記エネルギビームを前記第1構造物に照射し、前記照射位置を前記第2方向又は前記第2方向と平行な第4方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第2又は第4方向に沿った前記第2構造物を形成する
付記26又は27に記載の造形システム。
[付記28]
前記物体は、第5方向に沿って複数の層を有する構造物であり、
前記第2方向は、前記第5方向と交差する
付記25から27のいずれかに記載の造形システム。
[付記29]
物体の造形対象面の第1部分にエネルギビームを照射することと、
前記物体の姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記30]
物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分にエネルギビームを照射することと、
前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記31]
物体の造形対象面の第1部分にエネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し前記第1溶融池に材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させることと、
前記物体の姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分にエネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させることと
を含み、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう方向は上向きである
造形方法。
[付記32]
エネルギビームを物体の造形対象面に対して第1方向から照射し、前記エネルギビームの照射位置を前記造形対象面に沿った第2方向に移動させつつ材料を供給して、前記第2方向に沿った第1構造物を形成することと、
前記エネルギビームを造形対象面に対して第3方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成することと
を含み、
前記造形対象面に対して前記第1方向と前記第3方向とは異なる方向である造形方法。
[付記33]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を形成する
造形システム。
[付記34]
前記エネルギビームを前記物体に照射して前記第1方向に延びた前記第1構造物を有する第1造形物を形成し、前記エネルギビームを前記第1造形物に照射して前記第1方向と異なる第2方向に延びた前記第2構造物を有する第2造形物を形成する
付記33に記載の造形システム。
[付記35]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分は上向きとなり、
前記第2構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1構造物の部分は上向きとなる
付記33又は34に記載の造形システム。
[付記36]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向を通る軸と、前記第2構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1構造物の部分が向けられる方向を通る軸とは、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記35に記載の造形システム。
[付記37]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向と、前記第2構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1構造物の部分が向けられる方向とは、同じ向きである
付記33から36のいずれかに記載の造形システム。
[付記38]
前記第2構造物の前記第1構造物と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面から外れた位置である
付記33から37のいずれかに記載の造形システム。
[付記39]
前記第1構造物は、前記第2構造物が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記33から38のいずれかに記載の造形システム。
[付記40]
前記第1構造物は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記33から39のいずれかに記載の造形システム。
[付記41]
前記第1構造物は曲面を有する
付記33から40のいずれかに記載の造形システム。
[付記42]
前記第2構造物は、前記第1構造物の表面に沿った形状を有する
付記33から41のいずれかに記載の造形システム。
[付記43]
前記第1構造物の第1表面上の第3位置は、前記第1表面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第3平面から外れた位置であり、
前記第2構造物における前記第1表面と反対側の第2表面における第5位置は、前記第2表面における前記第5位置と異なる3つの第6位置を含む第4平面から外れた位置であり、
前記第2方向と交差する第3方向に沿った前記第3平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第3方向に沿った前記第4平面から前記第5位置までの第2距離よりも大きい
付記33から42のいずれかに記載の造形システム。
[付記44]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成する
造形システム。
[付記45]
前記第1造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分は上向きとなり、
前記第2造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1造形物の部分は上向きとなる
付記44に記載の造形システム。
[付記46]
前記第1造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向を通る軸と、前記第2造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1造形物の部分が向けられる方向を通る軸とは、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記45に記載の造形システム。
[付記47]
前記第1造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向と、前記第2造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1造形物の部分が向けられる方向とは、同じ向きである
付記44から46のいずれかに記載の造形システム。
[付記48]
前記第2造形物の前記第1造形物と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面から外れた位置である
付記44から46のいずれかに記載の造形システム。
[付記49]
前記第1造形物は、前記第2構造物が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記44から48のいずれかに記載の造形システム。
[付記50]
前記第1造形物は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記44から49のいずれかに記載の造形システム。
[付記51]
前記第1造形物は曲面を有する
付記44から50のいずれかに記載の造形システム。
[付記52]
前記第2構造物は、前記第1造形物の表面に沿った形状を有する
付記44から51のいずれかに記載の造形システム。
[付記53]
前記第2造形物の前記第1造形物と反対側の第1表面における第1位置は、前記第1表面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む第1平面から外れた位置であり、
前記第1造形物の第2表面上の第3位置は、前記第2表面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第2平面から外れた位置であり、
前記第2方向と交差する第3方向に沿った前記第2平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第3方向に沿った前記第1平面から前記第1位置までの第2距離よりも大きい
付記44から52のいずれかに記載の造形システム。
[付記54]
前記第1造形物の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記第1造形物の前記少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して前記第2造形物を形成する
付記44から53のいずれかに記載の造形システム。
[付記55]
前記第1構造物と前記第2構造物とは互いに交差する
付記33から54のいずれかに記載の造形システム。
[付記56]
前記エネルギビームを前記物体に照射して前記第1方向に延びた前記第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射して前記第1方向に延びた第3構造物を形成し、
前記エネルギビーム前記第1及び第3構造物を含む第1造形物に照射して、前記第2方向に延びた前記第2構造物を形成する
付記33から55のいずれかに記載の造形システム。
[付記57]
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2構造物を含む造形物にかかる力の方向に応じて決定される
付記33から56のいずれかに記載の造形システム。
[付記58]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第2構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1及び第2構造物を含む造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第3構造物を形成する
造形システム。
[付記59]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分は上向きとなり、
前記第3構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記造形物の部分は上向きとなる
付記58に記載の造形システム。
[付記60]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向を通る軸と、前記第3構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記造形物の部分が向けられる方向を通る軸とは、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記58又は59に記載の造形システム。
[付記61]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向と、前記第3構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記造形物の部分が向けられる方向とは、同じ向きである
付記58から60のいずれかに記載の造形システム。
[付記62]
前記第3構造物の前記造形物と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面から外れた位置である
付記58から61のいずれかに記載の造形システム。
[付記63]
前記造形物は、前記第3構造物が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記58から62のいずれかに記載の造形システム。
[付記64]
前記造形物は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記58から63のいずれかに記載の造形システム。
[付記65]
前記造形物は曲面を有し、
前記第3構造物を形成するとき、前記造形物の前記曲面に前記エネルギビームが照射される
付記58から63のいずれかに記載の造形システム。
[付記66]
前記第3構造物は、前記造形物の表面に沿った形状を有する
付記58から64のいずれかに記載の造形システム。
[付記67]
前記第3構造物の前記造形物と反対側の第1表面における第1位置は、前記第1表面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む第1平面から外れた位置であり、
前記造形物の第2表面上の第3位置は、前記第2表面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第2平面から外れた位置であり、
前記第2方向と交差する第3方向に沿った前記第2平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第3方向に沿った前記第1平面から前記第1位置までの第2距離よりも大きい
付記58から66のいずれかに記載の造形システム。
[付記68]
前記第1及び第2方向は、前記第1から第3構造物にかかる力の方向に応じて決定される
付記58から67のいずれかに記載の造形システム。
[付記69]
前記造形物の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記造形物の前記少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して前記第3構造物を形成する
付記58から68のいずれかに記載の造形システム。
[付記70]
前記物体上の第5位置から前記第5位置と異なる前記物体上の第6位置に向かう方向と交差する方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置が変更される
付記33から69のいずれかに記載の造形システム。
[付記71]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第4方向と交差する第5方向に沿って変更して、第7位置における前記第4方向に沿った第1寸法と、前記第5方向において前記第7位置と異なる第8位置における前記第4方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する
付記63から70のいずれかに記載の造形システム。
[付記72]
前記第1構造物の端部のうち少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
付記63から71のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記73]
前記物体の前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記造形対象面の前記少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して前記構造物を形成する
付記33から72のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記74]
エネルギビームを物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記75]
エネルギビームを物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成することと
を含む造形方法。
[付記76]
エネルギビームを物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との相対位置を変更して前記第1方向に延びた第2構造物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1及び第2構造物を含む造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記造形物と前記照射位置との相対位置を変更して前記第2方向に延びた第3構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記77]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記造形対象面に沿った層を形成する
造形システム。
[付記78]
前記層の前記物体と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面上の位置又は前記平面から外れた位置である
付記77に記載の造形システム。
[付記79]
前記造形対象面は、前記層が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記77又は78に記載の造形システム。
[付記80]
前記層は、前記造形対象面側に向けられた凹面又は凸面を有する
付記77から79のいずれかに記載の造形システム。
[付記81]
前記造形対象面は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記77から80のいずれかに記載の造形システム。
[付記82]
前記層は、第3平面と、前記第3平面と交差する第4平面とを含む
付記77から81のいずれかに記載の造形システム。
[付記83]
前記造形対象面は曲面を有する
付記77から82のいずれかに記載の造形システム。
[付記84]
前記層は、前記造形対象面側又は前記造形対象面と反対側に向けられた曲面を有する
付記77から83のいずれかに記載の造形システム。
[付記85]
前記層の前記造形対象面と反対側の面における第1位置は、前記層の前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む第5平面上の位置又は前記第5平面から外れた位置であり、
前記造形対象面上の第3位置は、前記造形対象面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第6平面から外れた位置であり、
第1方向に沿った前記第6平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第1方向に沿った前記第5平面から前記第1位置までの第2距離よりも大きい
付記77から84のいずれかに記載の造形システム。
[付記86]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第2方向と交差する第3方向に沿って変更して、第6位置における前記第2方向に沿った第1寸法と、前記第3方向において前記第6位置と異なる第7位置における前記第2方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する
付記77から85のいずれかに記載の造形システム。
[付記87]
前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更して前記物体上の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射し、
前記相対位置は、前記第1部分から前記第2部分に向かう方向と交差する方向において変更される
付記77から86のいずれかに記載の造形システム。
[付記88]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更し、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射し、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記層を形成する
付記77から87のいずれかに記載の造形システム。
[付記89]
前記造形対象面上で前記第1部分から前記第2部分までの領域に前記エネルギビームを照射し、
前記第1部分から前記第2部分までの前記領域に前記エネルギビームを照射している間において前記姿勢を変える
付記88に記載の造形システム。
[付記90]
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、前記層を形成する
付記77から89のいずれかに記載の造形システム。
[付記91]
前記物体上で前記第1部分から前記第2部分までの領域に前記エネルギビームを照射し、
前記第1部分から前記第2部分までの前記領域に前記エネルギビームを照射している間において前記姿勢を変える
付記90に記載の造形システム。
[付記92]
前記第1部分が向けられている方向と、前記第2部分が向けられている方向とは同じ向きである
付記88から91のいずれかに記載の造形システム。
[付記93]
前記第1部分が向けられている方向は上向きであり、
前記第2部分が向けられている方向は上向きである
付記88から92のいずれかに記載の造形システム。
[付記94]
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
付記77から93のいずれかに記載の造形システム。
[付記95]
前記造形対象面上で前記第1部分から前記第2部分までの領域に前記エネルギビームを照射し、
前記第1部分から前記第2部分までの前記領域に前記エネルギビームを照射している間において前記姿勢を変える
付記94に記載の造形システム。
[付記96]
前記第4方向と前記第5方向とは同じ方向である
付記94又は95に記載の造形システム。
[付記97]
前記第4方向を通る軸及び前記第5方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記94から96のいずれかに記載の造形システム。
[付記98]
前記層は、前記第1部分から前記第2部分に延ばされた形状を有する
付記87から97のいずれかに記載の造形システム。
[付記99]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第6方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第6方向に延びた第1造形物を造形し、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第6方向と異なる第7方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第7方向に延びた第2造形物を造形する
付記77から98のいずれかに記載の造形システム。
[付記100]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第6方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第6方向に延びた第1層を有する第1造形物を造形し、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第6方向と異なる第7方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第7方向に延びた第2層を有する第2造形物を造形する
付記77から99のいずれかに記載の造形システム。
[付記101]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第6方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第6方向に延びた第1層を形成し、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ第6方向に沿って前記第1層と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第6方向に延びた第2層を形成し、
前記エネルギビームを前記第1及び第2層を含む造形物に照射しつつ前記第6方向と異なる第7方向に沿って前記造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第7方向に延びた第3層を形成する
付記77から100のいずれかに記載の造形システム。
[付記102]
前記エネルギビームを照射しつつ前記造形対象面を横切る第8方向及び前記第8方向と交差する第9方向に沿って前記相対位置を変更する
付記77から101のいずれかに記載の造形システム。
[付記103]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部にエネルギビームを照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して前記造形対象面に沿った層を形成する造形方法。
[付記104]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを照射しつつ前記造形対象面を横切る第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記相対位置を変更して、前記造形対象面に層を形成する
造形システム。
[付記105]
前記造形対象面上の第1位置は、前記造形対象面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面から外れた位置であり、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記造形対象面に沿った前記層を形成する
付記104に記載の造形システム。
[付記106]
前記造形対象面上に形成される前記層の前記物体と反対側の面における第3位置は、前記反対側の面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む平面上の位置又は前記平面から外れた位置である
付記104又は105に記載の造形システム。
[付記107]
前記造形対象面は、前記層が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記104から106のいずれかに記載の造形システム。
[付記108]
前記造形対象面上に形成される前記層は、前記造形対象面側に向けられた凹面又は凸面を有する
付記104から107のいずれかに記載の造形システム。
[付記109]
前記造形対象面は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記104から108のいずれかに記載の造形システム。
[付記110]
前記造形対象面上に形成される前記層は、第3平面と、前記第3平面と交差する第4平面とを含む
付記104から109のいずれかに記載の造形システム。
[付記111]
前記造形対象面は曲面を有する
付記104から110のいずれかに記載の造形システム。
[付記112]
前記造形対象面上に形成される前記層は、前記造形対象面側又は前記造形対象面と反対側に向けられた曲面を有する
付記104から111のいずれかに記載の造形システム。
[付記113]
前記造形対象面上の第1位置は、前記造形対象面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む第5平面から外れた位置であり、
前記層の前記造形対象面と反対側の面における第3位置は、前記層の前記反対側の面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第6平面上の位置又は前記第6平面から外れた位置であり、
前記第1方向に沿った前記第5平面から前記第1位置までの第1距離は、前記第1方向に沿った前記第6平面から前記第3位置までの第2距離よりも大きい
付記104から112のいずれかに記載の造形システム。
[付記114]
前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更して前記物体上の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射し、
前記相対位置は、前記第1部分から前記第2部分に向かう方向と交差する方向において変更される
付記104から113のいずれかに記載の造形システム。
[付記115]
前記第1部分における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2部分における第2寸法とが互いに異なる前記層を形成する
付記114に記載の造形システム。
[付記116]
前記層は、前記第1部分から前記第2部分に延ばされた形状を有する
付記114又は115に記載の造形システム。
[付記117]
前記相対位置を変更している間において前記物体の姿勢は変わらない
付記104から116のいずれかに記載の造形システム。
[付記118]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更し、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射し、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記層を形成する
付記104から116のいずれかに記載の造形システム。
[付記119]
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、前記層を形成する
付記104から116及び118のいずれかに記載の造形システム。
[付記120]
前記第1部分が向けられている方向と、前記第2部分が向けられている方向とは同じ向きである
付記118又は119に記載の造形システム。
[付記121]
前記第1部分が向けられている方向は上向きであり、
前記第2部分が向けられている方向は上向きである
付記118から120のいずれかに記載の造形システム。
[付記122]
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第3方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第4方向は上向きである
付記104から116及び118から121のいずれかに記載の造形システム。
[付記123]
前記第3方向と前記第4方向とは同じ方向である
付記122に記載の造形システム。
[付記124]
前記第3方向を通る軸及び前記第4方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記121又は122に記載の造形システム。
[付記125]
エネルギビームを照射しつつ物体の造形対象面を横切る第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して、前記造形対象面に層を形成する
造形方法。
[付記126]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第1方向と交差する第2方向に沿って変更して、第1位置における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2方向において前記第1位置と異なる第2位置における前記第1方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する
造形システム。
[付記127]
前記造形対象面上の第3位置は、前記造形対象面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む平面から外れた位置である
付記126に記載の造形システム。
[付記128]
前記層の前記物体と反対側の面における第5位置は、前記反対側の面における前記第5位置と異なる3つの第6位置を含む平面上の位置又は前記平面から外れた位置である
付記126又は127に記載の造形システム。
[付記129]
前記造形対象面は、前記構造物が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記126から128のいずれかに記載の造形システム。
[付記130]
前記構造物は、前記造形対象面側に向けられた凹面又は凸面を有する
付記126から129のいずれかに記載の造形システム。
[付記131]
前記造形対象面は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記126から130のいずれかに記載の造形システム。
[付記132]
前記構造物は、第3平面と、前記第3平面と交差する第4平面とを含む
付記126から131のいずれかに記載の造形システム。
[付記133]
前記造形対象面は曲面を有する
付記126から132のいずれかに記載の造形システム。
[付記134]
前記構造物は、前記造形対象面側又は前記造形対象面と反対側の面に向けられた曲面を有する
付記126から133のいずれかに記載の造形システム。
[付記135]
前記造形対象面上の第3位置は、前記造形対象面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第5平面から外れた位置であり、
前記層の前記造形対象面と反対側の面における第5位置は、前記層の前記反対側の面における前記第5位置と異なる3つの第6位置を含む第6平面から外れた位置であり、
前記第1方向に沿った前記第5平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第1方向に沿った前記第6平面から前記第5位置までの第2距離よりも大きい
付記126から134のいずれかに記載の造形システム。
[付記136]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更し、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射し、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記層を形成する
付記126から135のいずれかに記載の造形システム。
[付記137]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更し、
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、前記層を形成する
付記126から136のいずれかに記載の造形システム。
[付記138]
前記第1部分が向けられている方向と、前記第2部分が向けられている方向とは同じ向きである
付記136又は137に記載の造形システム。
[付記139]
前記第1部分が向けられている方向は上向きであり、
前記第2部分が向けられている方向は上向きである
付記136から138のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記140]
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第3方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第4方向は上向きである
付記136から139のいずれかに記載の造形システム。
[付記141]
前記第3方向と前記第4方向とは同じ方向である
付記140に記載の造形システム。
[付記142]
前記第3方向を通る軸及び前記第4方向を通る軸は、重力方向と平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記140又は141のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記143]
前記層は、前記第1部分から前記第2部分に延ばされた形状を有する
付記140から142のいずれかに記載の造形システム。
[付記144]
エネルギビームを物体に照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を、前記物体の造形対象面を横切る第1方向と交差する第2方向に沿って変更して、第1位置における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2方向において前記第1位置と異なる第2位置における第2寸法とが互いに異なる層を形成する
造形方法。
[付記145]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1層を形成し、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ前記第1層と前記照射位置との前記相対位置を第2方向に沿って変更して、前記第2方向に延びた第2層を形成し、
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2層を含む造形物の外面の方向に基づいて決定される
造形システム。
[付記146]
前記第1及び第2方向は、前記造形物における位置によって異なる
付記145に記載の造形システム。
[付記147]
前記造形物の第3部分における前記第1及び第2層の積層方向が、前記造形物の前記第3部分とは異なる第4部分における外面に直交する方向よりも、前記第3部分における前記外面に直交する方向に近づくように、前記第1及び第2方向が決定される
付記145又は146に記載の造形システム。
[付記148]
前記第2層上の第1部分は、前記第2層上の前記第1部分と異なる3つの第2部分を通る平面から外れている
付記145から147のいずれかに記載の造形システム。
[付記149]
前記第2層は、前記造形対象面側と反対側に向けられた凸面を有する
付記145から148のいずれかに記載の造形システム。
[付記150]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた造形物を形成し、
前記造形物の少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
造形システム。
[付記151]
エネルギビームを物体に照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1層を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ前記第1層と前記照射位置との相対位置を第2方向に沿って変更して、前記第2方向に延びた第2層を形成することと
を含み、
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2層を含む造形物の外面の方向に基づいて決定される
造形方法。
[付記152]
エネルギビームを物体に照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた造形物を形成することを含み、
前記造形物の少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
造形方法。
[付記153]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を前記第1方向又は前記第1方向と平行な第2方向に沿って変更して、前記第1又は前記第2方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第3方向側に形成し、
前記第3方向は、前記第1及び第2構造物を有する造形物にかかる力の方向に応じて決定される
造形システム。
[付記154]
前記造形物にかかる力は、前記造形物を引っ張る引張力を含み、
前記第3方向は、前記引張力の方向と交差する
付記153に記載の造形システム。
[付記155]
前記第3方向は、前記引張力の方向と直交する
付記154に記載の造形システム。
[付記156]
前記第1方向は、前記引張力の方向と平行である
付記154又は155に記載の造形システム。
[付記157]
前記造形物にかかる力は、前記造形物を押す圧縮力を含み、
前記第1方向は、前記押す力の方向と交差する
付記153から156のいずれかに記載の造形システム。
[付記158]
前記第1方向は、前記圧縮力の方向と直交する
付記157に記載の造形システム。
[付記159]
前記第3方向は、前記圧縮力の方向と平行である
付記157又は158に記載の造形システム。
[付記160]
エネルギビームを物体に照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1構造物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との相対位置を前記第1方向又は前記第1方向と平行な第2方向に沿って変更して、前記第1又は前記第2方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第3方向側に形成することと
を含み、
前記第3方向は、前記第1及び第2構造物を有する造形物にかかる力の方向に応じて決定される
造形方法。
[付記161]
物体に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、
前記物体の表面の少なくとも一部の温度を調整する温度調整装置と
を備え、
物体の表面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体に3次元構造物を形成する
造形システム。
[付記162]
前記温度調整装置は、前記照射装置を含み、前記照射装置を用いて前記表面の少なくとも一部の温度を調整する
付記161に記載の造形システム。
[付記163]
前記温度調整装置は、前記表面の少なくとも一部を加熱して温度を調整する
付記161又は162に記載の造形システム。
[付記164]
前記温度調整装置は、前記照射装置を含み、前記照射装置を用いて前記表面の少なくとも一部を加熱する
付記163に記載の造形システム。
[付記165]
前記温度調整装置は、前記表面の少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して、前記表面の少なくとも一部を加熱する
付記164に記載の造形システム。
[付記166]
前記表面の少なくとも一部を加熱するための前記エネルギビームの特性は、前記3次元構造物を形成するための前記エネルギビームの特性とは異なる
付記165に記載の造形システム。
[付記167]
前記エネルギビームの特性は、前記エネルギビームの単位面積当たりの強度又はエネルギを含む
付記166に記載の造形システム。
[付記168]
前記表面の少なくとも一部を加熱するための前記エネルギビームの単位面積当たりの強度又はエネルギは、前記3次元構造物を形成するための前記エネルギビームの単位面積当たりの強度又はエネルギよりも小さい
付記167に記載の造形システム。
[付記169]
前記温度調整装置は、前記表面の少なくとも一部を冷却して温度を調整する
付記161から168のいずれかに記載の造形システム。
[付記170]
前記温度調整装置は、前記表面の少なくとも一部を冷却する冷却装置を更に備える
付記161から169のいずれかに記載の造形システム。
[付記171]
前記温度調整装置は、前記表面のうち前記3次元構造物が形成される造形対象面の少なくとも一部の温度を調整する
付記161から170のいずれかに記載の造形システム。
[付記172]
前記造形対象面は、前記表面のうち前記3次元構造物が形成されるために前記エネルギビームが照射される部分である
付記171に記載の造形システム。
[付記173]
前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整して、前記造形対象面の温度分布を均一にする
付記171又は172に記載の造形システム。
[付記174]
前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整して、前記造形対象面のうちの第1部分の温度と、前記造形対象面のうちの前記第1部分と異なる第2部分の温度とを変える
付記171又は172に記載の造形システム。
[付記175]
前記造形対象面のうちの第1部分の温度を調整する一方で、前記造形対象面のうちの前記第1部分と異なる第2部分の温度を調整しない
付記171から174のいずれかに記載の造形システム。
[付記176]
前記第1部分の温度と前記第2部分の温度とを変える
付記175に記載の造形システム。
[付記177]
前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整して、前記3次元構造物のうち前記第1部分上に形成される第3部分の特性と、前記3次元構造物のうち前記第2部分上に形成される第4部分の特性とを変える
付記174から176のいずれかに記載の造形システム。
[付記178]
前記第3及び第4部分の特性は、前記第3及び第4部分の前記物体からの除去しやすさをそれぞれ含む
付記177に記載の造形システム。
[付記179]
前記第1部分の温度を前記第2部分の温度よりも高くして、前記第1部分に前記第3部分を付着させたまま前記第2部分から前記第4部分を除去しやすくする
付記178に記載の造形システム。
[付記180]
前記第1部分の温度を前記第2部分の温度よりも低くして、前記第2部分に前記第4部分を付着させたまま前記第1部分から前記第3部分を除去しやすくする
付記178に記載の造形システム。
[付記181]
前記第1部分は、前記第2部分とは特性が異なる部分を含む
付記174から180のいずれかに記載の造形システム。
[付記182]
前記第1及び第2部分の特性は、前記第1及び第2部分の熱特性をそれぞれ含む
付記181に記載の造形システム。
[付記183]
前記第1部分は、前記第2部分と比較して熱が拡散しやすい部分を含む
付記182に記載の造形システム。
[付記184]
前記物体に前記3次元構造物を形成する時点で前記第1部分の温度と前記第2部分の温度とが揃うように、前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整する
付記183に記載の造形システム。
[付記185]
前記第1及び第2部分の特性は、前記第1及び第2部分の位置における前記物体の厚みをそれぞれ含む
付記182又は183に記載の造形システム。
[付記186]
前記第2部分における前記物体の厚みは、前記第1部分における前記物体の厚みよりも薄い
付記185に記載の造形システム。
[付記187]
前記第1部分の温度を調整するために前記第1部分に単位時間当たりに又は単位面積当たりに加えられる熱量を、前記第2部分の温度を調整するために前記第2部分に単位時間当たりに又は単位面積当たりに加えられる熱量よりも多くする
付記181から186のいずれかに記載の造形システム。
[付記188]
前記表面の少なくとも一部の温度を、前記物体が溶融しない温度範囲内で調整する
付記161から187のいずれかに記載の造形システム。
[付記189]
前記表面の少なくとも一部の温度を、前記材料が溶融しない温度範囲内で調整する
付記161から188のいずれかに記載の造形システム。
[付記190]
前記供給装置が前記材料を供給する前に前記表面の少なくとも一部の温度を調整し、温度が調整された前記表面に前記材料を供給すると共に前記物体に前記エネルギビームを照射して、前記3次元構造物を形成する
付記161から189のいずれかに記載の造形システム。
[付記191]
前記表面の少なくとも一部の温度を計測する計測装置を更に備え、
前記計測装置の計測結果を用いて、前記表面の少なくとも一部の温度を調整する
付記161から190のいずれかに記載の造形システム。
[付記192]
物体の表面の少なくとも一部の温度を調整することと、
前記物体の表面の少なくとも一部の温度が調整された後に、前記物体にエネルギビームを照射して前記物体に3次元構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記193]
物体に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、
前記エネルギビームが前記物体の表面に第1角度で入射可能な状態で第1動作を行い、
前記エネルギビームが前記表面に前記第1角度とは異なる第2角度で入射可能な状態で前記第1動作とは異なる第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する
造形システム。
[付記194]
前記第1角度は、前記第2角度よりも小さい
付記193に記載の造形システム。
[付記195]
前記第1角度は、前記エネルギビームが前記表面に垂直入射可能な角度であり、
前記第2角度は、前記エネルギビームが前記表面に斜入射可能な角度である
付記193又は194に記載の造形システム。
[付記196]
前記エネルギビームが前記表面に垂直入射可能な状態で前記第1動作を行い、
前記エネルギビームが前記表面に斜入射可能な状態で前記第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する
付記193から195のいずれかに記載の造形システム。
[付記197]
前記第1角度は、0度であり、
前記第2角度は、0度よりも大きい
付記193から1964のいずれかに記載の造形システム。
[付記198]
前記エネルギビームが前記表面に前記第2角度で斜入射可能な状態は、前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが、前記照射装置と異なる方向に向かう状態を含む
付記193から197のいずれかに記載の造形システム。
[付記199]
前記第1動作を行った後に前記第2動作を行って、前記物体に前記3次元構造物を形成する
付記193から198のいずれかに記載の造形システム。
[付記200]
前記第1動作は、前記第2動作を行うための予備的動作を含む
付記193から199のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記201]
前記第1動作は、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一方の状態を設定する動作を含む
付記193から200のいずれかに記載の造形システム。
[付記202]
前記第1動作は、前記物体と前記エネルギビームの照射位置との位置合わせを行う動作を含む
付記193から201のいずれかに記載の造形システム。
[付記203]
前記第1動作は、前記物体と前記材料の供給位置との位置合わせを行う動作を含む
付記193から202のいずれかに記載の造形システム。
[付記204]
前記第2動作は、前記照射装置及び前記供給装置を用いて前記3次元構造物を形成する動作を含む
付記193から203のいずれかに記載の造形システム。
[付記205]
前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更する変更装置を更に備え、
前記第1動作を行った後に前記相対的な姿勢を変更して、前記エネルギビームが前記表面に前記第2角度で入射可能にして前記第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する
付記193から204のいずれかに記載の造形システム。
[付記206]
物体の表面に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、
前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更する変更装置と
を備え、
前記変更装置は、前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように前記相対的な姿勢を変更する
造形システム。
[付記207]
前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かう状態で、前記物体上に前記エネルギビームを照射して前記物体上に構造物を形成する
付記206に記載の造形システム。
[付記208]
前記変更装置は、前記照射装置の姿勢を変更する
付記206又は207に記載の造形システム。
[付記209]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更する
付記206から208のいずれかに記載の造形システム。
[付記210]
前記変更装置は、前記表面に対する前記エネルギビームの入射角を変更するように前記相対的な姿勢を変更する
付記205から209のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記211]
エネルギビームが物体の表面に第1角度で入射可能な状態で第1動作を行うことと、
前記エネルギビームが前記表面に前記第1角度とは異なる第2角度で入射可能な状態で前記第1動作とは異なる第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記212]
物体の表面に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、
前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように、前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更することと
を含む造形方法。
[付記213]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射する処理と、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記214]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射する処理と、
前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記215]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成する処理と、
前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させる処理と、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成する処理と、
前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させて構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
制御装置。
[付記216]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記造形対象面に対して第1方向から照射する処理と、
前記照射位置を前記造形対象面に沿った第2方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第2方向に沿った第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを造形対象面に対して第3方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記第1方向と前記第3方向とは前記造形対象面に対して異なる方向である
制御装置。
[付記217]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記218]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記219]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第2構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1及び第2構造物を含む造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第3構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記220]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記造形対象面に沿った層を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記221]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを照射しつつ前記造形対象面を横切る第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記相対位置を変更して、前記造形対象面に層を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記222]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第1方向と交差する第2方向に沿って変更して、第1位置における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2方向において前記第1位置と異なる第2位置における前記第1方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記223]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1層を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ前記第1層と前記照射位置との前記相対位置を第2方向に沿って変更して、前記第2方向に延びた第2層を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2層を含む造形物の外面の方向に基づいて決定される
制御装置。
[付記224]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた造形物を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記造形物の少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
制御装置。
[付記225]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を前記第1方向又は前記第1方向と平行な第2方向に沿って変更して、前記第1又は前記第2方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第3方向側に形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記第3方向は、前記第1及び第2構造物を有する造形物にかかる力の方向に応じて決定される
制御装置。
[付記226]
物体に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、前記物体の表面の少なくとも一部の温度を調整する温度調整装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
物体の表面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体に3次元構造物を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記227]
物体に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造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームが前記物体の表面に第1角度で入射可能な状態で第1動作を行う処理と、
前記エネルギビームが前記表面に前記第1角度とは異なる第2角度で入射可能な状態で前記第1動作とは異なる第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記228]
物体の表面に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、前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように前記相対的な姿勢を変更する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記229]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射する処理と、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記230]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射する処理と、
前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記231]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成する処理と、
前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させる処理と、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成する処理と、
前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させて構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
プログラム。
[付記232]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記造形対象面に対して第1方向から照射する処理と、
前記照射位置を前記造形対象面に沿った第2方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第2方向に沿った第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを造形対象面に対して第3方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させ、
前記第1方向と前記第3方向とは前記造形対象面に対して異なる方向である
プログラム。
[付記233]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記234]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記235]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第2構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1及び第2構造物を含む造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第3構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記236]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記造形対象面に沿った層を形成する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
[付記237]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを照射しつつ前記造形対象面を横切る第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記相対位置を変更して、前記造形対象面に層を形成する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
[付記238]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第1方向と交差する第2方向に沿って変更して、第1位置における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2方向において前記第1位置と異なる第2位置における前記第1方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
[付記239]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1層を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ前記第1層と前記照射位置との前記相対位置を第2方向に沿って変更して、前記第2方向に延びた第2層を形成する処理と
をコンピュータに実行させ、
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2層を含む造形物の外面の方向に基づいて決定される
プログラム。
[付記240]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた造形物を形成する処理をコンピュータに実行させ、
前記造形物の少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
プログラム。
[付記241]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を前記第1方向又は前記第1方向と平行な第2方向に沿って変更して、前記第1又は前記第2方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第3方向側に形成する処理と
をコンピュータに実行させ、
前記第3方向は、前記第1及び第2構造物を有する造形物にかかる力の方向に応じて決定される
プログラム。
[付記242]
物体に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、前記物体の表面の少なくとも一部の温度を調整する温度調整装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
物体の表面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体に3次元構造物を形成する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
[付記243]
物体に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造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームが前記物体の表面に第1角度で入射可能な状態で第1動作を行う処理と、
前記エネルギビームが前記表面に前記第1角度とは異なる第2角度で入射可能な状態で前記第1動作とは異なる第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記244]
物体の表面に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、前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように前記相対的な姿勢を変更する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体の姿勢を変更する変更装置と
を備え、
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、構造物を形成する
造形システム。
[付記2]
前記変更装置は、第1軸を中心とした回転方向に沿って前記物体の姿勢を変更する
付記1に記載の造形システム。
[付記3]
前記第1軸は、重力方向に対して傾斜している
付記2に記載の造形システム。
[付記4]
前記第1部分が向けられている第2方向は上向きであり、
前記第2部分が向けられている第3方向は上向きである
付記1から3いずれかに記載の造形システム。
[付記5]
前記第2方向を通る軸及び前記第3方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記4に記載の造形システム。
[付記6]
前記第1部分が向けられている第2方向と、前記第2部分が向けられている第3方向とは同じ向きである
付記1から5のいずれかに記載の造形システム。
[付記7]
前記変更装置は、前記エネルギビームが照射された前記物体からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように前記物体の前記姿勢を変更する
付記1から6のいずれかに記載の造形システム。
[付記8]
前記物体からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かう状態で、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上に構造物を形成する
付記7に記載の造形システム。
[付記9]
前記造形対象面の前記第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
付記1から8のいずれかに記載の造形システム。
[付記10]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体の姿勢を変更する変更装置と
を備え、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させて構造物を形成し、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
造形システム。
[付記11]
前記第4方向を通る軸及び前記第5方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記9又は10に記載の造形システム。
[付記12]
前記第4方向と前記第5方向とは同じ方向である
付記9から11のいずれかに記載の造形システム。
[付記13]
前記構造物は、前記第1部分から前記第2部分に延ばされた形状を有する
付記1から12のいずれかに記載の造形システム。
[付記14]
前記変更装置は、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する
付記1から13のいずれかに記載の造形システム。
[付記15]
前記第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体と前記照射位置との相対位置及び前記物体の姿勢を変更して前記第2部分に前記エネルギビームを照射する
付記14に記載の造形システム。
[付記16]
前記相対位置は、前記第1部分から前記第2部分に向かう方向と交差する方向において変更される
付記15に記載の造形システム。
[付記17]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第6方向と交差する第7方向に沿って変更して、第5位置における前記第6方向に沿った第1寸法と、前記第7方向において前記第5位置と異なる第6位置における前記第6方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する
付記14から16のいずれかに記載の造形システム。
[付記18]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第8方向に沿って変更して、前記第8方向に延びた造形物を形成し、
前記造形物の端部のうち少なくとも一方の端部における前記第8方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
付記14から17のいずれかに記載の造形システム。
[付記19]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第9方向に沿って変更して、前記第9方向に延びた第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を前記第9方向に沿って変更して、前記第9方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第10方向側に形成し、
前記第10方向は、前記3次元構造物にかかる力の方向に応じて決定される
付記14から18のいずれかに記載の造形システム。
[付記20]
前記構造物を形成しているとき、前記照射装置からの前記エネルギビームの集光位置は変化しない
付記1から19のいずれかに記載の造形システム。
[付記21]
前記物体の前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記造形対象面の前記少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して前記構造物を形成する
付記1から20のいずれかに記載の造形システム。
[付記22]
前記エネルギビームを前記物体に照射して第11方向に延びた第1構造物を形成し、前記エネルギビームを前記第1構造物に照射して前記第11方向と異なる第12方向に延びた第2構造物を形成する
付記1から21のいずれかに記載の造形システム。
[付記23]
前記エネルギビームを前記物体に照射して第11方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成し、前記エネルギビームを前記第1造形物に照射して前記第11方向と異なる第12方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成する
付記1から22のいずれかに記載の造形システム。
[付記24]
前記エネルギビームを前記物体に照射して第11方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射して前記第11方向に延びた第3構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1及び第3構造物を含む造形物に照射して、前記第11方向と異なる第12方向に延びた第2構造物を形成する
付記1から23のいずれかに記載の造形システム。
[付記25]
前記エネルギビームを前記造形対象面に対して第13方向から照射し、前記照射位置を前記造形対象面に沿った第14方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第14方向に沿った第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第13方向と異なる第15方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成する
付記1から24のいずれかに記載の造形システム。
[付記26]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体の姿勢を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記造形対象面に対して第1方向から照射し、前記照射位置を前記造形対象面に沿った第2方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第2方向に沿った第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを造形対象面に対して第3方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成し、
前記第1方向と前記第3方向とは前記造形対象面に対して異なる方向である
造形システム。
[付記27]
前記エネルギビームを前記第3方向から前記第1構造物に照射して前記エネルギビームを前記第1構造物に照射し、前記照射位置を前記第2方向又は前記第2方向と平行な第4方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第2又は第4方向に沿った前記第2構造物を形成する
付記26又は27に記載の造形システム。
[付記28]
前記物体は、第5方向に沿って複数の層を有する構造物であり、
前記第2方向は、前記第5方向と交差する
付記25から27のいずれかに記載の造形システム。
[付記29]
物体の造形対象面の第1部分にエネルギビームを照射することと、
前記物体の姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記30]
物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分にエネルギビームを照射することと、
前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記31]
物体の造形対象面の第1部分にエネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し前記第1溶融池に材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させることと、
前記物体の姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分にエネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させることと
を含み、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう方向は上向きである
造形方法。
[付記32]
エネルギビームを物体の造形対象面に対して第1方向から照射し、前記エネルギビームの照射位置を前記造形対象面に沿った第2方向に移動させつつ材料を供給して、前記第2方向に沿った第1構造物を形成することと、
前記エネルギビームを造形対象面に対して第3方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成することと
を含み、
前記造形対象面に対して前記第1方向と前記第3方向とは異なる方向である造形方法。
[付記33]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を形成する
造形システム。
[付記34]
前記エネルギビームを前記物体に照射して前記第1方向に延びた前記第1構造物を有する第1造形物を形成し、前記エネルギビームを前記第1造形物に照射して前記第1方向と異なる第2方向に延びた前記第2構造物を有する第2造形物を形成する
付記33に記載の造形システム。
[付記35]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分は上向きとなり、
前記第2構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1構造物の部分は上向きとなる
付記33又は34に記載の造形システム。
[付記36]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向を通る軸と、前記第2構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1構造物の部分が向けられる方向を通る軸とは、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記35に記載の造形システム。
[付記37]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向と、前記第2構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1構造物の部分が向けられる方向とは、同じ向きである
付記33から36のいずれかに記載の造形システム。
[付記38]
前記第2構造物の前記第1構造物と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面から外れた位置である
付記33から37のいずれかに記載の造形システム。
[付記39]
前記第1構造物は、前記第2構造物が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記33から38のいずれかに記載の造形システム。
[付記40]
前記第1構造物は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記33から39のいずれかに記載の造形システム。
[付記41]
前記第1構造物は曲面を有する
付記33から40のいずれかに記載の造形システム。
[付記42]
前記第2構造物は、前記第1構造物の表面に沿った形状を有する
付記33から41のいずれかに記載の造形システム。
[付記43]
前記第1構造物の第1表面上の第3位置は、前記第1表面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第3平面から外れた位置であり、
前記第2構造物における前記第1表面と反対側の第2表面における第5位置は、前記第2表面における前記第5位置と異なる3つの第6位置を含む第4平面から外れた位置であり、
前記第2方向と交差する第3方向に沿った前記第3平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第3方向に沿った前記第4平面から前記第5位置までの第2距離よりも大きい
付記33から42のいずれかに記載の造形システム。
[付記44]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成する
造形システム。
[付記45]
前記第1造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分は上向きとなり、
前記第2造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1造形物の部分は上向きとなる
付記44に記載の造形システム。
[付記46]
前記第1造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向を通る軸と、前記第2造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1造形物の部分が向けられる方向を通る軸とは、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記45に記載の造形システム。
[付記47]
前記第1造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向と、前記第2造形物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記第1造形物の部分が向けられる方向とは、同じ向きである
付記44から46のいずれかに記載の造形システム。
[付記48]
前記第2造形物の前記第1造形物と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面から外れた位置である
付記44から46のいずれかに記載の造形システム。
[付記49]
前記第1造形物は、前記第2構造物が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記44から48のいずれかに記載の造形システム。
[付記50]
前記第1造形物は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記44から49のいずれかに記載の造形システム。
[付記51]
前記第1造形物は曲面を有する
付記44から50のいずれかに記載の造形システム。
[付記52]
前記第2構造物は、前記第1造形物の表面に沿った形状を有する
付記44から51のいずれかに記載の造形システム。
[付記53]
前記第2造形物の前記第1造形物と反対側の第1表面における第1位置は、前記第1表面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む第1平面から外れた位置であり、
前記第1造形物の第2表面上の第3位置は、前記第2表面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第2平面から外れた位置であり、
前記第2方向と交差する第3方向に沿った前記第2平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第3方向に沿った前記第1平面から前記第1位置までの第2距離よりも大きい
付記44から52のいずれかに記載の造形システム。
[付記54]
前記第1造形物の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記第1造形物の前記少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して前記第2造形物を形成する
付記44から53のいずれかに記載の造形システム。
[付記55]
前記第1構造物と前記第2構造物とは互いに交差する
付記33から54のいずれかに記載の造形システム。
[付記56]
前記エネルギビームを前記物体に照射して前記第1方向に延びた前記第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射して前記第1方向に延びた第3構造物を形成し、
前記エネルギビーム前記第1及び第3構造物を含む第1造形物に照射して、前記第2方向に延びた前記第2構造物を形成する
付記33から55のいずれかに記載の造形システム。
[付記57]
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2構造物を含む造形物にかかる力の方向に応じて決定される
付記33から56のいずれかに記載の造形システム。
[付記58]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第2構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1及び第2構造物を含む造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第3構造物を形成する
造形システム。
[付記59]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分は上向きとなり、
前記第3構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記造形物の部分は上向きとなる
付記58に記載の造形システム。
[付記60]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向を通る軸と、前記第3構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記造形物の部分が向けられる方向を通る軸とは、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記58又は59に記載の造形システム。
[付記61]
前記第1構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記物体の部分が向けられる方向と、前記第3構造物を形成するときに、前記エネルギビームが照射される前記造形物の部分が向けられる方向とは、同じ向きである
付記58から60のいずれかに記載の造形システム。
[付記62]
前記第3構造物の前記造形物と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面から外れた位置である
付記58から61のいずれかに記載の造形システム。
[付記63]
前記造形物は、前記第3構造物が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記58から62のいずれかに記載の造形システム。
[付記64]
前記造形物は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記58から63のいずれかに記載の造形システム。
[付記65]
前記造形物は曲面を有し、
前記第3構造物を形成するとき、前記造形物の前記曲面に前記エネルギビームが照射される
付記58から63のいずれかに記載の造形システム。
[付記66]
前記第3構造物は、前記造形物の表面に沿った形状を有する
付記58から64のいずれかに記載の造形システム。
[付記67]
前記第3構造物の前記造形物と反対側の第1表面における第1位置は、前記第1表面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む第1平面から外れた位置であり、
前記造形物の第2表面上の第3位置は、前記第2表面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第2平面から外れた位置であり、
前記第2方向と交差する第3方向に沿った前記第2平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第3方向に沿った前記第1平面から前記第1位置までの第2距離よりも大きい
付記58から66のいずれかに記載の造形システム。
[付記68]
前記第1及び第2方向は、前記第1から第3構造物にかかる力の方向に応じて決定される
付記58から67のいずれかに記載の造形システム。
[付記69]
前記造形物の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記造形物の前記少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して前記第3構造物を形成する
付記58から68のいずれかに記載の造形システム。
[付記70]
前記物体上の第5位置から前記第5位置と異なる前記物体上の第6位置に向かう方向と交差する方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置が変更される
付記33から69のいずれかに記載の造形システム。
[付記71]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第4方向と交差する第5方向に沿って変更して、第7位置における前記第4方向に沿った第1寸法と、前記第5方向において前記第7位置と異なる第8位置における前記第4方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する
付記63から70のいずれかに記載の造形システム。
[付記72]
前記第1構造物の端部のうち少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
付記63から71のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記73]
前記物体の前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記造形対象面の前記少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して前記構造物を形成する
付記33から72のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記74]
エネルギビームを物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記75]
エネルギビームを物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成することと
を含む造形方法。
[付記76]
エネルギビームを物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との相対位置を変更して前記第1方向に延びた第2構造物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1及び第2構造物を含む造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記造形物と前記照射位置との相対位置を変更して前記第2方向に延びた第3構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記77]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記造形対象面に沿った層を形成する
造形システム。
[付記78]
前記層の前記物体と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面上の位置又は前記平面から外れた位置である
付記77に記載の造形システム。
[付記79]
前記造形対象面は、前記層が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記77又は78に記載の造形システム。
[付記80]
前記層は、前記造形対象面側に向けられた凹面又は凸面を有する
付記77から79のいずれかに記載の造形システム。
[付記81]
前記造形対象面は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記77から80のいずれかに記載の造形システム。
[付記82]
前記層は、第3平面と、前記第3平面と交差する第4平面とを含む
付記77から81のいずれかに記載の造形システム。
[付記83]
前記造形対象面は曲面を有する
付記77から82のいずれかに記載の造形システム。
[付記84]
前記層は、前記造形対象面側又は前記造形対象面と反対側に向けられた曲面を有する
付記77から83のいずれかに記載の造形システム。
[付記85]
前記層の前記造形対象面と反対側の面における第1位置は、前記層の前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む第5平面上の位置又は前記第5平面から外れた位置であり、
前記造形対象面上の第3位置は、前記造形対象面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第6平面から外れた位置であり、
第1方向に沿った前記第6平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第1方向に沿った前記第5平面から前記第1位置までの第2距離よりも大きい
付記77から84のいずれかに記載の造形システム。
[付記86]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第2方向と交差する第3方向に沿って変更して、第6位置における前記第2方向に沿った第1寸法と、前記第3方向において前記第6位置と異なる第7位置における前記第2方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する
付記77から85のいずれかに記載の造形システム。
[付記87]
前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更して前記物体上の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射し、
前記相対位置は、前記第1部分から前記第2部分に向かう方向と交差する方向において変更される
付記77から86のいずれかに記載の造形システム。
[付記88]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更し、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射し、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記層を形成する
付記77から87のいずれかに記載の造形システム。
[付記89]
前記造形対象面上で前記第1部分から前記第2部分までの領域に前記エネルギビームを照射し、
前記第1部分から前記第2部分までの前記領域に前記エネルギビームを照射している間において前記姿勢を変える
付記88に記載の造形システム。
[付記90]
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、前記層を形成する
付記77から89のいずれかに記載の造形システム。
[付記91]
前記物体上で前記第1部分から前記第2部分までの領域に前記エネルギビームを照射し、
前記第1部分から前記第2部分までの前記領域に前記エネルギビームを照射している間において前記姿勢を変える
付記90に記載の造形システム。
[付記92]
前記第1部分が向けられている方向と、前記第2部分が向けられている方向とは同じ向きである
付記88から91のいずれかに記載の造形システム。
[付記93]
前記第1部分が向けられている方向は上向きであり、
前記第2部分が向けられている方向は上向きである
付記88から92のいずれかに記載の造形システム。
[付記94]
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
付記77から93のいずれかに記載の造形システム。
[付記95]
前記造形対象面上で前記第1部分から前記第2部分までの領域に前記エネルギビームを照射し、
前記第1部分から前記第2部分までの前記領域に前記エネルギビームを照射している間において前記姿勢を変える
付記94に記載の造形システム。
[付記96]
前記第4方向と前記第5方向とは同じ方向である
付記94又は95に記載の造形システム。
[付記97]
前記第4方向を通る軸及び前記第5方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記94から96のいずれかに記載の造形システム。
[付記98]
前記層は、前記第1部分から前記第2部分に延ばされた形状を有する
付記87から97のいずれかに記載の造形システム。
[付記99]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第6方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第6方向に延びた第1造形物を造形し、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第6方向と異なる第7方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第7方向に延びた第2造形物を造形する
付記77から98のいずれかに記載の造形システム。
[付記100]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第6方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第6方向に延びた第1層を有する第1造形物を造形し、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第6方向と異なる第7方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第7方向に延びた第2層を有する第2造形物を造形する
付記77から99のいずれかに記載の造形システム。
[付記101]
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第6方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第6方向に延びた第1層を形成し、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ第6方向に沿って前記第1層と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第6方向に延びた第2層を形成し、
前記エネルギビームを前記第1及び第2層を含む造形物に照射しつつ前記第6方向と異なる第7方向に沿って前記造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第7方向に延びた第3層を形成する
付記77から100のいずれかに記載の造形システム。
[付記102]
前記エネルギビームを照射しつつ前記造形対象面を横切る第8方向及び前記第8方向と交差する第9方向に沿って前記相対位置を変更する
付記77から101のいずれかに記載の造形システム。
[付記103]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部にエネルギビームを照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して前記造形対象面に沿った層を形成する造形方法。
[付記104]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを照射しつつ前記造形対象面を横切る第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記相対位置を変更して、前記造形対象面に層を形成する
造形システム。
[付記105]
前記造形対象面上の第1位置は、前記造形対象面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面から外れた位置であり、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記造形対象面に沿った前記層を形成する
付記104に記載の造形システム。
[付記106]
前記造形対象面上に形成される前記層の前記物体と反対側の面における第3位置は、前記反対側の面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む平面上の位置又は前記平面から外れた位置である
付記104又は105に記載の造形システム。
[付記107]
前記造形対象面は、前記層が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記104から106のいずれかに記載の造形システム。
[付記108]
前記造形対象面上に形成される前記層は、前記造形対象面側に向けられた凹面又は凸面を有する
付記104から107のいずれかに記載の造形システム。
[付記109]
前記造形対象面は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記104から108のいずれかに記載の造形システム。
[付記110]
前記造形対象面上に形成される前記層は、第3平面と、前記第3平面と交差する第4平面とを含む
付記104から109のいずれかに記載の造形システム。
[付記111]
前記造形対象面は曲面を有する
付記104から110のいずれかに記載の造形システム。
[付記112]
前記造形対象面上に形成される前記層は、前記造形対象面側又は前記造形対象面と反対側に向けられた曲面を有する
付記104から111のいずれかに記載の造形システム。
[付記113]
前記造形対象面上の第1位置は、前記造形対象面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む第5平面から外れた位置であり、
前記層の前記造形対象面と反対側の面における第3位置は、前記層の前記反対側の面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第6平面上の位置又は前記第6平面から外れた位置であり、
前記第1方向に沿った前記第5平面から前記第1位置までの第1距離は、前記第1方向に沿った前記第6平面から前記第3位置までの第2距離よりも大きい
付記104から112のいずれかに記載の造形システム。
[付記114]
前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更して前記物体上の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射し、
前記相対位置は、前記第1部分から前記第2部分に向かう方向と交差する方向において変更される
付記104から113のいずれかに記載の造形システム。
[付記115]
前記第1部分における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2部分における第2寸法とが互いに異なる前記層を形成する
付記114に記載の造形システム。
[付記116]
前記層は、前記第1部分から前記第2部分に延ばされた形状を有する
付記114又は115に記載の造形システム。
[付記117]
前記相対位置を変更している間において前記物体の姿勢は変わらない
付記104から116のいずれかに記載の造形システム。
[付記118]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更し、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射し、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記層を形成する
付記104から116のいずれかに記載の造形システム。
[付記119]
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、前記層を形成する
付記104から116及び118のいずれかに記載の造形システム。
[付記120]
前記第1部分が向けられている方向と、前記第2部分が向けられている方向とは同じ向きである
付記118又は119に記載の造形システム。
[付記121]
前記第1部分が向けられている方向は上向きであり、
前記第2部分が向けられている方向は上向きである
付記118から120のいずれかに記載の造形システム。
[付記122]
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第3方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第4方向は上向きである
付記104から116及び118から121のいずれかに記載の造形システム。
[付記123]
前記第3方向と前記第4方向とは同じ方向である
付記122に記載の造形システム。
[付記124]
前記第3方向を通る軸及び前記第4方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記121又は122に記載の造形システム。
[付記125]
エネルギビームを照射しつつ物体の造形対象面を横切る第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を変更して、前記造形対象面に層を形成する
造形方法。
[付記126]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第1方向と交差する第2方向に沿って変更して、第1位置における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2方向において前記第1位置と異なる第2位置における前記第1方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する
造形システム。
[付記127]
前記造形対象面上の第3位置は、前記造形対象面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む平面から外れた位置である
付記126に記載の造形システム。
[付記128]
前記層の前記物体と反対側の面における第5位置は、前記反対側の面における前記第5位置と異なる3つの第6位置を含む平面上の位置又は前記平面から外れた位置である
付記126又は127に記載の造形システム。
[付記129]
前記造形対象面は、前記構造物が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
付記126から128のいずれかに記載の造形システム。
[付記130]
前記構造物は、前記造形対象面側に向けられた凹面又は凸面を有する
付記126から129のいずれかに記載の造形システム。
[付記131]
前記造形対象面は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
付記126から130のいずれかに記載の造形システム。
[付記132]
前記構造物は、第3平面と、前記第3平面と交差する第4平面とを含む
付記126から131のいずれかに記載の造形システム。
[付記133]
前記造形対象面は曲面を有する
付記126から132のいずれかに記載の造形システム。
[付記134]
前記構造物は、前記造形対象面側又は前記造形対象面と反対側の面に向けられた曲面を有する
付記126から133のいずれかに記載の造形システム。
[付記135]
前記造形対象面上の第3位置は、前記造形対象面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第5平面から外れた位置であり、
前記層の前記造形対象面と反対側の面における第5位置は、前記層の前記反対側の面における前記第5位置と異なる3つの第6位置を含む第6平面から外れた位置であり、
前記第1方向に沿った前記第5平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第1方向に沿った前記第6平面から前記第5位置までの第2距離よりも大きい
付記126から134のいずれかに記載の造形システム。
[付記136]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更し、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射し、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記層を形成する
付記126から135のいずれかに記載の造形システム。
[付記137]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更し、
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、前記層を形成する
付記126から136のいずれかに記載の造形システム。
[付記138]
前記第1部分が向けられている方向と、前記第2部分が向けられている方向とは同じ向きである
付記136又は137に記載の造形システム。
[付記139]
前記第1部分が向けられている方向は上向きであり、
前記第2部分が向けられている方向は上向きである
付記136から138のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記140]
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第3方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第4方向は上向きである
付記136から139のいずれかに記載の造形システム。
[付記141]
前記第3方向と前記第4方向とは同じ方向である
付記140に記載の造形システム。
[付記142]
前記第3方向を通る軸及び前記第4方向を通る軸は、重力方向と平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
付記140又は141のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記143]
前記層は、前記第1部分から前記第2部分に延ばされた形状を有する
付記140から142のいずれかに記載の造形システム。
[付記144]
エネルギビームを物体に照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を、前記物体の造形対象面を横切る第1方向と交差する第2方向に沿って変更して、第1位置における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2方向において前記第1位置と異なる第2位置における第2寸法とが互いに異なる層を形成する
造形方法。
[付記145]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1層を形成し、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ前記第1層と前記照射位置との前記相対位置を第2方向に沿って変更して、前記第2方向に延びた第2層を形成し、
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2層を含む造形物の外面の方向に基づいて決定される
造形システム。
[付記146]
前記第1及び第2方向は、前記造形物における位置によって異なる
付記145に記載の造形システム。
[付記147]
前記造形物の第3部分における前記第1及び第2層の積層方向が、前記造形物の前記第3部分とは異なる第4部分における外面に直交する方向よりも、前記第3部分における前記外面に直交する方向に近づくように、前記第1及び第2方向が決定される
付記145又は146に記載の造形システム。
[付記148]
前記第2層上の第1部分は、前記第2層上の前記第1部分と異なる3つの第2部分を通る平面から外れている
付記145から147のいずれかに記載の造形システム。
[付記149]
前記第2層は、前記造形対象面側と反対側に向けられた凸面を有する
付記145から148のいずれかに記載の造形システム。
[付記150]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた造形物を形成し、
前記造形物の少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
造形システム。
[付記151]
エネルギビームを物体に照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1層を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ前記第1層と前記照射位置との相対位置を第2方向に沿って変更して、前記第2方向に延びた第2層を形成することと
を含み、
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2層を含む造形物の外面の方向に基づいて決定される
造形方法。
[付記152]
エネルギビームを物体に照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた造形物を形成することを含み、
前記造形物の少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
造形方法。
[付記153]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置と
を備え、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を前記第1方向又は前記第1方向と平行な第2方向に沿って変更して、前記第1又は前記第2方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第3方向側に形成し、
前記第3方向は、前記第1及び第2構造物を有する造形物にかかる力の方向に応じて決定される
造形システム。
[付記154]
前記造形物にかかる力は、前記造形物を引っ張る引張力を含み、
前記第3方向は、前記引張力の方向と交差する
付記153に記載の造形システム。
[付記155]
前記第3方向は、前記引張力の方向と直交する
付記154に記載の造形システム。
[付記156]
前記第1方向は、前記引張力の方向と平行である
付記154又は155に記載の造形システム。
[付記157]
前記造形物にかかる力は、前記造形物を押す圧縮力を含み、
前記第1方向は、前記押す力の方向と交差する
付記153から156のいずれかに記載の造形システム。
[付記158]
前記第1方向は、前記圧縮力の方向と直交する
付記157に記載の造形システム。
[付記159]
前記第3方向は、前記圧縮力の方向と平行である
付記157又は158に記載の造形システム。
[付記160]
エネルギビームを物体に照射しつつ前記物体と前記エネルギビームの照射位置との相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1構造物を形成することと、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との相対位置を前記第1方向又は前記第1方向と平行な第2方向に沿って変更して、前記第1又は前記第2方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第3方向側に形成することと
を含み、
前記第3方向は、前記第1及び第2構造物を有する造形物にかかる力の方向に応じて決定される
造形方法。
[付記161]
物体に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、
前記物体の表面の少なくとも一部の温度を調整する温度調整装置と
を備え、
物体の表面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体に3次元構造物を形成する
造形システム。
[付記162]
前記温度調整装置は、前記照射装置を含み、前記照射装置を用いて前記表面の少なくとも一部の温度を調整する
付記161に記載の造形システム。
[付記163]
前記温度調整装置は、前記表面の少なくとも一部を加熱して温度を調整する
付記161又は162に記載の造形システム。
[付記164]
前記温度調整装置は、前記照射装置を含み、前記照射装置を用いて前記表面の少なくとも一部を加熱する
付記163に記載の造形システム。
[付記165]
前記温度調整装置は、前記表面の少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して、前記表面の少なくとも一部を加熱する
付記164に記載の造形システム。
[付記166]
前記表面の少なくとも一部を加熱するための前記エネルギビームの特性は、前記3次元構造物を形成するための前記エネルギビームの特性とは異なる
付記165に記載の造形システム。
[付記167]
前記エネルギビームの特性は、前記エネルギビームの単位面積当たりの強度又はエネルギを含む
付記166に記載の造形システム。
[付記168]
前記表面の少なくとも一部を加熱するための前記エネルギビームの単位面積当たりの強度又はエネルギは、前記3次元構造物を形成するための前記エネルギビームの単位面積当たりの強度又はエネルギよりも小さい
付記167に記載の造形システム。
[付記169]
前記温度調整装置は、前記表面の少なくとも一部を冷却して温度を調整する
付記161から168のいずれかに記載の造形システム。
[付記170]
前記温度調整装置は、前記表面の少なくとも一部を冷却する冷却装置を更に備える
付記161から169のいずれかに記載の造形システム。
[付記171]
前記温度調整装置は、前記表面のうち前記3次元構造物が形成される造形対象面の少なくとも一部の温度を調整する
付記161から170のいずれかに記載の造形システム。
[付記172]
前記造形対象面は、前記表面のうち前記3次元構造物が形成されるために前記エネルギビームが照射される部分である
付記171に記載の造形システム。
[付記173]
前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整して、前記造形対象面の温度分布を均一にする
付記171又は172に記載の造形システム。
[付記174]
前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整して、前記造形対象面のうちの第1部分の温度と、前記造形対象面のうちの前記第1部分と異なる第2部分の温度とを変える
付記171又は172に記載の造形システム。
[付記175]
前記造形対象面のうちの第1部分の温度を調整する一方で、前記造形対象面のうちの前記第1部分と異なる第2部分の温度を調整しない
付記171から174のいずれかに記載の造形システム。
[付記176]
前記第1部分の温度と前記第2部分の温度とを変える
付記175に記載の造形システム。
[付記177]
前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整して、前記3次元構造物のうち前記第1部分上に形成される第3部分の特性と、前記3次元構造物のうち前記第2部分上に形成される第4部分の特性とを変える
付記174から176のいずれかに記載の造形システム。
[付記178]
前記第3及び第4部分の特性は、前記第3及び第4部分の前記物体からの除去しやすさをそれぞれ含む
付記177に記載の造形システム。
[付記179]
前記第1部分の温度を前記第2部分の温度よりも高くして、前記第1部分に前記第3部分を付着させたまま前記第2部分から前記第4部分を除去しやすくする
付記178に記載の造形システム。
[付記180]
前記第1部分の温度を前記第2部分の温度よりも低くして、前記第2部分に前記第4部分を付着させたまま前記第1部分から前記第3部分を除去しやすくする
付記178に記載の造形システム。
[付記181]
前記第1部分は、前記第2部分とは特性が異なる部分を含む
付記174から180のいずれかに記載の造形システム。
[付記182]
前記第1及び第2部分の特性は、前記第1及び第2部分の熱特性をそれぞれ含む
付記181に記載の造形システム。
[付記183]
前記第1部分は、前記第2部分と比較して熱が拡散しやすい部分を含む
付記182に記載の造形システム。
[付記184]
前記物体に前記3次元構造物を形成する時点で前記第1部分の温度と前記第2部分の温度とが揃うように、前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整する
付記183に記載の造形システム。
[付記185]
前記第1及び第2部分の特性は、前記第1及び第2部分の位置における前記物体の厚みをそれぞれ含む
付記182又は183に記載の造形システム。
[付記186]
前記第2部分における前記物体の厚みは、前記第1部分における前記物体の厚みよりも薄い
付記185に記載の造形システム。
[付記187]
前記第1部分の温度を調整するために前記第1部分に単位時間当たりに又は単位面積当たりに加えられる熱量を、前記第2部分の温度を調整するために前記第2部分に単位時間当たりに又は単位面積当たりに加えられる熱量よりも多くする
付記181から186のいずれかに記載の造形システム。
[付記188]
前記表面の少なくとも一部の温度を、前記物体が溶融しない温度範囲内で調整する
付記161から187のいずれかに記載の造形システム。
[付記189]
前記表面の少なくとも一部の温度を、前記材料が溶融しない温度範囲内で調整する
付記161から188のいずれかに記載の造形システム。
[付記190]
前記供給装置が前記材料を供給する前に前記表面の少なくとも一部の温度を調整し、温度が調整された前記表面に前記材料を供給すると共に前記物体に前記エネルギビームを照射して、前記3次元構造物を形成する
付記161から189のいずれかに記載の造形システム。
[付記191]
前記表面の少なくとも一部の温度を計測する計測装置を更に備え、
前記計測装置の計測結果を用いて、前記表面の少なくとも一部の温度を調整する
付記161から190のいずれかに記載の造形システム。
[付記192]
物体の表面の少なくとも一部の温度を調整することと、
前記物体の表面の少なくとも一部の温度が調整された後に、前記物体にエネルギビームを照射して前記物体に3次元構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記193]
物体に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、
前記エネルギビームが前記物体の表面に第1角度で入射可能な状態で第1動作を行い、
前記エネルギビームが前記表面に前記第1角度とは異なる第2角度で入射可能な状態で前記第1動作とは異なる第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する
造形システム。
[付記194]
前記第1角度は、前記第2角度よりも小さい
付記193に記載の造形システム。
[付記195]
前記第1角度は、前記エネルギビームが前記表面に垂直入射可能な角度であり、
前記第2角度は、前記エネルギビームが前記表面に斜入射可能な角度である
付記193又は194に記載の造形システム。
[付記196]
前記エネルギビームが前記表面に垂直入射可能な状態で前記第1動作を行い、
前記エネルギビームが前記表面に斜入射可能な状態で前記第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する
付記193から195のいずれかに記載の造形システム。
[付記197]
前記第1角度は、0度であり、
前記第2角度は、0度よりも大きい
付記193から1964のいずれかに記載の造形システム。
[付記198]
前記エネルギビームが前記表面に前記第2角度で斜入射可能な状態は、前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが、前記照射装置と異なる方向に向かう状態を含む
付記193から197のいずれかに記載の造形システム。
[付記199]
前記第1動作を行った後に前記第2動作を行って、前記物体に前記3次元構造物を形成する
付記193から198のいずれかに記載の造形システム。
[付記200]
前記第1動作は、前記第2動作を行うための予備的動作を含む
付記193から199のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記201]
前記第1動作は、前記照射装置及び前記供給装置の少なくとも一方の状態を設定する動作を含む
付記193から200のいずれかに記載の造形システム。
[付記202]
前記第1動作は、前記物体と前記エネルギビームの照射位置との位置合わせを行う動作を含む
付記193から201のいずれかに記載の造形システム。
[付記203]
前記第1動作は、前記物体と前記材料の供給位置との位置合わせを行う動作を含む
付記193から202のいずれかに記載の造形システム。
[付記204]
前記第2動作は、前記照射装置及び前記供給装置を用いて前記3次元構造物を形成する動作を含む
付記193から203のいずれかに記載の造形システム。
[付記205]
前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更する変更装置を更に備え、
前記第1動作を行った後に前記相対的な姿勢を変更して、前記エネルギビームが前記表面に前記第2角度で入射可能にして前記第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する
付記193から204のいずれかに記載の造形システム。
[付記206]
物体の表面に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、
前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更する変更装置と
を備え、
前記変更装置は、前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように前記相対的な姿勢を変更する
造形システム。
[付記207]
前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かう状態で、前記物体上に前記エネルギビームを照射して前記物体上に構造物を形成する
付記206に記載の造形システム。
[付記208]
前記変更装置は、前記照射装置の姿勢を変更する
付記206又は207に記載の造形システム。
[付記209]
前記変更装置は、前記物体の姿勢を変更する
付記206から208のいずれかに記載の造形システム。
[付記210]
前記変更装置は、前記表面に対する前記エネルギビームの入射角を変更するように前記相対的な姿勢を変更する
付記205から209のいずれか一項に記載の造形システム。
[付記211]
エネルギビームが物体の表面に第1角度で入射可能な状態で第1動作を行うことと、
前記エネルギビームが前記表面に前記第1角度とは異なる第2角度で入射可能な状態で前記第1動作とは異なる第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成することと
を含む造形方法。
[付記212]
物体の表面に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、
前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように、前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更することと
を含む造形方法。
[付記213]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射する処理と、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記214]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射する処理と、
前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記215]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成する処理と、
前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させる処理と、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成する処理と、
前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させて構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
制御装置。
[付記216]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記造形対象面に対して第1方向から照射する処理と、
前記照射位置を前記造形対象面に沿った第2方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第2方向に沿った第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを造形対象面に対して第3方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記第1方向と前記第3方向とは前記造形対象面に対して異なる方向である
制御装置。
[付記217]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記218]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記219]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第2構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1及び第2構造物を含む造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第3構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記220]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記造形対象面に沿った層を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記221]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを照射しつつ前記造形対象面を横切る第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記相対位置を変更して、前記造形対象面に層を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記222]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第1方向と交差する第2方向に沿って変更して、第1位置における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2方向において前記第1位置と異なる第2位置における前記第1方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記223]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1層を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ前記第1層と前記照射位置との前記相対位置を第2方向に沿って変更して、前記第2方向に延びた第2層を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2層を含む造形物の外面の方向に基づいて決定される
制御装置。
[付記224]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた造形物を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記造形物の少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
制御装置。
[付記225]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を前記第1方向又は前記第1方向と平行な第2方向に沿って変更して、前記第1又は前記第2方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第3方向側に形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御し、
前記第3方向は、前記第1及び第2構造物を有する造形物にかかる力の方向に応じて決定される
制御装置。
[付記226]
物体に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、前記物体の表面の少なくとも一部の温度を調整する温度調整装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
物体の表面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体に3次元構造物を形成する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記227]
物体に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造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームが前記物体の表面に第1角度で入射可能な状態で第1動作を行う処理と、
前記エネルギビームが前記表面に前記第1角度とは異なる第2角度で入射可能な状態で前記第1動作とは異なる第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する処理と
が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記228]
物体の表面に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、前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御する制御装置であって、
前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように前記相対的な姿勢を変更する処理が前記造形システムによって実行されるように前記造形システムを制御する
制御装置。
[付記229]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射する処理と、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記230]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記物体を第1姿勢にして前記物体上の第1部分に前記エネルギビームを照射する処理と、
前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の第2部分に前記エネルギビームを照射して、構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記231]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成する処理と、
前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させる処理と、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第1部分と少なくとも一部が異なる第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に第2溶融池を形成する処理と、
前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させて構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
プログラム。
[付記232]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体の姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記造形対象面に対して第1方向から照射する処理と、
前記照射位置を前記造形対象面に沿った第2方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第2方向に沿った第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを造形対象面に対して第3方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させ、
前記第1方向と前記第3方向とは前記造形対象面に対して異なる方向である
プログラム。
[付記233]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記234]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記第1造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記235]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ第1方向に沿って前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1方向に沿って前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第1方向に延びた第2構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1及び第2構造物を含む造形物に照射しつつ前記第1方向と異なる第2方向に沿って前記造形物と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記第2方向に延びた第3構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記236]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を変更して前記造形対象面に沿った層を形成する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
[付記237]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを照射しつつ前記造形対象面を横切る第1方向及び前記第1方向と交差する第2方向に沿って前記相対位置を変更して、前記造形対象面に層を形成する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
[付記238]
物体における非平面状の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第1方向と交差する第2方向に沿って変更して、第1位置における前記第1方向に沿った第1寸法と、前記第2方向において前記第1位置と異なる第2位置における前記第1方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
[付記239]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1層を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1層に照射しつつ前記第1層と前記照射位置との前記相対位置を第2方向に沿って変更して、前記第2方向に延びた第2層を形成する処理と
をコンピュータに実行させ、
前記第1及び第2方向は、前記第1及び第2層を含む造形物の外面の方向に基づいて決定される
プログラム。
[付記240]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた造形物を形成する処理をコンピュータに実行させ、
前記造形物の少なくとも一方の端部における前記第1方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
プログラム。
[付記241]
物体の造形対象面の少なくとも一部に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、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第1方向に沿って変更して、前記第1方向に延びた第1構造物を形成する処理と、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を前記第1方向又は前記第1方向と平行な第2方向に沿って変更して、前記第1又は前記第2方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第3方向側に形成する処理と
をコンピュータに実行させ、
前記第3方向は、前記第1及び第2構造物を有する造形物にかかる力の方向に応じて決定される
プログラム。
[付記242]
物体に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、前記物体の表面の少なくとも一部の温度を調整する温度調整装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
物体の表面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体に3次元構造物を形成する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
[付記243]
物体に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造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームが前記物体の表面に第1角度で入射可能な状態で第1動作を行う処理と、
前記エネルギビームが前記表面に前記第1角度とは異なる第2角度で入射可能な状態で前記第1動作とは異なる第2動作を行って、前記物体に3次元構造物を形成する処理と
をコンピュータに実行させるプログラム。
[付記244]
物体の表面に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、前記物体と前記照射装置との相対的な姿勢を変更する変更装置とを備える造形システムを制御するコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記エネルギビームが照射された前記表面からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように前記相対的な姿勢を変更する処理をコンピュータに実行させる
プログラム。
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造形システム及び造形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
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
44 ステージ駆動系
W ワーク
M 造形材料
SL 構造層
ST 3次元構造物
EL 光
EA 照射領域
MA 供給領域
MP 溶融池
MS 造形面
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
44 ステージ駆動系
W ワーク
M 造形材料
SL 構造層
ST 3次元構造物
EL 光
EA 照射領域
MA 供給領域
MP 溶融池
MS 造形面
Claims (34)
- 物体の造形対象面の少なくとも一部に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、
前記物体の姿勢を変更する変更装置と
を備え、
前記造形対象面の第1部分に前記エネルギビームを照射し、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の第2部分に前記エネルギビームを照射して構造物を形成する
造形システム。 - 前記構造物の前記物体と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む平面上の位置又は前記平面から外れた位置である
請求項1に記載の造形システム。 - 前記造形対象面は、前記構造物が形成される側に向けられた凸面又は凹面を有する
請求項1又は2に記載の造形システム。 - 前記造形対象面は、第1平面と、前記第1平面と交差する第2平面とを含む
請求項1から3のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記造形対象面は曲面を有する
請求項1から4のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記構造物は、前記造形対象面に沿った形状を有する
請求項1から5のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記構造物の前記造形対象面と反対側の面における第1位置は、前記反対側の面における前記第1位置と異なる3つの第2位置を含む第3平面上の位置又は前記第3平面から外れた位置であり、
前記造形対象面上の第3位置は、前記造形対象面における前記第3位置と異なる3つの第4位置を含む第4平面から外れた位置であり、
第1方向に沿った前記第4平面から前記第3位置までの第1距離は、前記第1方向に沿った前記第3平面から前記第1位置までの第2距離よりも大きい
請求項1から6のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記物体を第1姿勢にして前記物体上の前記第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体を前記第1姿勢と異なる第2姿勢にして前記物体上の前記第2部分に前記エネルギビームを照射して、構造物を形成する
請求項1から7のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記第2部分は、前記造形対象面の前記第1部分と異なる部分を含む
請求項1から8のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記変更装置は、第1軸を中心とした回転方向に沿って前記物体の姿勢を変更する
請求項1から9のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記第1軸は、重力方向に対して傾斜している
請求項10に記載の造形システム。 - 前記第1部分が向けられている第2方向は上向きであり、
前記第2部分が向けられている第3方向は上向きである
請求項1から11のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記第2方向を通る軸及び前記第3方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
請求項12に記載の造形システム。 - 前記第1部分が向けられている第2方向と、前記第2部分が向けられている第3方向とは同じ向きである
請求項1から13のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記変更装置は、前記エネルギビームが照射された前記物体からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かうように前記物体の前記姿勢を変更する
請求項1から14のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記物体からの反射ビームが前記照射装置と異なる方向に向かう状態で、前記物体に前記エネルギビームを照射して前記物体上に構造物を形成する
請求項15に記載の造形システム。 - 前記造形対象面の前記第1部分に前記エネルギビームを照射して前記第1部分に第1溶融池を形成し、前記第1溶融池に前記材料を供給することにより前記第1溶融池を拡大させ、
前記物体の前記姿勢を変えて前記造形対象面の前記第2部分に前記エネルギビームを照射して前記第2部分に溶融池を形成し、前記第2溶融池に前記材料を供給することにより前記第2溶融池を拡大させ、
前記第1部分から前記拡大した第1溶融池の上面に向かう第4方向は上向きであり、
前記第2部分から前記拡大した第2溶融池の上面に向かう第5方向は上向きである
請求項1から16のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記第4方向を通る軸及び前記第5方向を通る軸は、重力方向に平行又は前記重力方向を通る軸に対して45度未満で交差する
請求項17に記載の造形システム。 - 前記第4方向と前記第5方向とは同じ方向である
請求項17又は18に記載の造形システム。 - 前記構造物は、前記第1部分から前記第2部分に延ばされた形状を有する
請求項1から19のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記変更装置は、前記物体と前記照射位置との相対位置を変更する
請求項1から20のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記第1部分に前記エネルギビームを照射し、前記物体と前記照射位置との相対位置及び前記物体の姿勢を変更して前記第2部分に前記エネルギビームを照射する
請求項21に記載の造形システム。 - 前記相対位置は、前記第1部分から前記第2部分に向かう方向と交差する方向において変更される
請求項22に記載の造形システム。 - 前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を、前記造形対象面を横切る第6方向と交差する第7方向に沿って変更して、第5位置における前記第6方向に沿った第1寸法と、前記第7方向において前記第5位置と異なる第6位置における前記第6方向に沿った第2寸法とが互いに異なる層を形成する
請求項21から23のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第8方向に沿って変更して、前記第8方向に延びた造形物を形成し、
前記造形物の端部のうち少なくとも一方の端部における前記第8方向に向けられた側面は、前記造形対象面に接触している
請求項21から24のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記エネルギビームを前記物体に照射しつつ前記物体と前記照射位置との前記相対位置を第9方向に沿って変更して、前記第9方向に延びた第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射しつつ前記第1構造物と前記照射位置との前記相対位置を前記第9方向に沿って変更して、前記第9方向に延びた第2構造物を前記第1構造物の第10方向側に形成し、
前記第10方向は、前記3次元構造物にかかる力の方向に応じて決定される
請求項21から25のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記構造物を形成しているとき、前記照射装置からの前記エネルギビームの集光位置は変化しない
請求項1から26のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記物体の前記造形対象面の少なくとも一部の温度を調整した後に、前記造形対象面の前記少なくとも一部に前記エネルギビームを照射して前記構造物を形成する
請求項1から27のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記エネルギビームを前記物体に照射して第11方向に延びた第1構造物を形成し、前記エネルギビームを前記第1構造物に照射して前記第11方向と異なる第12方向に延びた第2構造物を形成する
請求項1から28のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記エネルギビームを前記物体に照射して第11方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成し、前記エネルギビームを前記第1造形物に照射して前記第11方向と異なる第12方向に延びた第2構造物を有する第2造形物を形成する
請求項1から29のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記エネルギビームを前記物体に照射して第11方向に延びた第1構造物を有する第1造形物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1構造物に照射して前記第11方向に延びた第3構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第1及び第3構造物を含む造形物に照射して、前記第11方向と異なる第12方向に延びた第2構造物を形成する
請求項1から30のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記エネルギビームを前記造形対象面に対して第13方向から照射し、前記照射位置を前記造形対象面に沿った第14方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第14方向に沿った第1構造物を形成し、
前記エネルギビームを前記第13方向と異なる第15方向から前記第1構造物に照射して、前記第1構造物上に第2構造物を形成する
請求項1から31のいずれか一項に記載の造形システム。 - 前記エネルギビームを前記第3方向から前記第1構造物に照射して前記エネルギビームを前記第1構造物に照射し、前記照射位置を前記第2方向又は前記第2方向と平行な第4方向に移動させつつ前記材料を供給して、前記第2又は第4方向に沿った前記第2構造物を形成する
請求項32に記載の造形システム。 - 前記物体は、第5方向に沿って複数の層を有する構造物であり、
前記第2方向は、前記第5方向と交差する
請求項32又は33に記載の造形システム。
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---|---|---|---|
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