WO2020194445A1 - 加工システム - Google Patents

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WO2020194445A1
WO2020194445A1 PCT/JP2019/012486 JP2019012486W WO2020194445A1 WO 2020194445 A1 WO2020194445 A1 WO 2020194445A1 JP 2019012486 W JP2019012486 W JP 2019012486W WO 2020194445 A1 WO2020194445 A1 WO 2020194445A1
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processing
stage
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壮史 松田
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株式会社ニコン
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to, for example, the technical field of a processing system that performs a processing operation.
  • Patent Document 1 describes a processing system that performs a processing operation of forming a modeled object by melting a powdery material with an energy beam and then solidifying the melted material. In such a processing system, ensuring the safety of the processing system is a technical issue.
  • a support device for supporting an object, a processing device for supplying powder to the object to perform additional processing on the object, a power source for generating power, and the support device.
  • a power transmission member for transmitting the power to at least one of the processing apparatus and a through hole provided between the power source and at least a part of the processing apparatus to penetrate the power transmission member are formed.
  • a processing system including a partition member and a seal member that seals between the power transmission member and the partition member is provided.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the processing system of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram showing a system configuration of the processing system of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the first stage device in which a part of the partition member is omitted.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the structure of the first stage device in which the description of a part of the partition member is not omitted.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the second stage device in which a part of the partition member is omitted.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the structure of the second stage device in which the description of a part of the partition member is not omitted.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the processing system of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram showing a system configuration of the processing system of the first embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the first stage device in which
  • FIGS. 11 (a) to 11 (e) is a cross-sectional view showing a state in which light is irradiated and a modeling material is supplied in a certain region on the work.
  • FIGS. 11 (a) to 11 (e) is a cross-sectional view showing a state in which light is irradiated and a modeling material is supplied in a certain region on the work.
  • FIG. 12 (a) to 12 (c) is a cross-sectional view showing a process of forming a three-dimensional structure.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing the structure of the processing system of the second embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of the power source included in the processing system of the second embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing the structure of the processing system of the third embodiment.
  • FIG. 16 is a system configuration diagram showing a system configuration of the processing system of the third embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing the structure of the processing system of the fourth embodiment.
  • an embodiment of the processing system will be described using the processing system SYS that performs additional processing on the work W, which is an example of an object.
  • an embodiment of the processing system will be described using the processing system SYS that performs additional processing based on the laser overlay welding method (LMD: Laser Metal Deposition).
  • LMD Laser Metal Deposition
  • the modeling material M supplied to the work W is melted by the processing light EL to form a three-dimensional structure ST integrated with or separable from the work W. It is an additional process to be performed.
  • the laser overlay welding method includes direct metal deposition, directed energy deposition, laser cladding, laser engineered net shaping, direct light fabrication, and laser consolidation.
  • Foundation, Shape Deposition Manufacturing, Wire-Feed Laser Deposition, Gas Through Wire, Laser Powder Fusion, Laser Metal Forming, Selective Laser Powder Remelting, Laser Direct -It may also be called casting, laser powder deposition, laser additive manufacturing, or laser rapid forming.
  • each of the X-axis direction and the Y-axis direction is a horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z-axis direction is a vertical direction (that is, a direction orthogonal to the horizontal plane). Yes, in effect, in the vertical direction).
  • the rotation directions (in other words, the inclination direction) 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 direction of gravity.
  • the XY plane may be horizontal.
  • machining system SYS1 Processing system SYS of the first embodiment
  • machining system SYS1 the machining system SYS of the first embodiment
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the processing system SYS1 of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram showing an example of the system configuration of the processing system SYS1 of the first embodiment.
  • the processing system SYS1 can form a three-dimensional structure ST (that is, a three-dimensional object having a size in any of the three-dimensional directions and a three-dimensional object).
  • the processing system SYS1 can form the three-dimensional structure ST on the work W that is the basis for forming the three-dimensional structure ST.
  • This work W may be referred to as a base material or a pedestal.
  • the processing system SYS1 can form a three-dimensional structure ST by performing additional processing on the work W.
  • the machining system SYS1 can form the three-dimensional structure ST on the stage 31.
  • the processing system SYS1 puts the three-dimensional structure ST on the existing structure. It can be formed.
  • the processing system SYS1 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 can be regarded as equivalent to the operation of adding a new structure to the existing structure.
  • the existing structure may be, for example, a repair-required product having a defective portion.
  • the processing system SYS1 may form a three-dimensional structure in the repair-required product so as to fill the defective portion of the repair-required product.
  • the processing system SYS1 may form a three-dimensional structure ST separable from the existing structure.
  • FIG. 1 shows an example in which the work W is an existing structure held by the stage 31. Further, in the following, the description will proceed with reference to an example in which the work W is an existing structure held by the stage 31.
  • the processing system SYS1 can form the three-dimensional structure ST by the laser overlay welding method. That is, it can be said that the processing system SYS1 is a 3D printer that forms an object by using the laminated modeling technique.
  • the laminated modeling technique is also referred to as rapid prototyping, rapid manufacturing, or additive manufacturing.
  • the processing system SYS1 has a material supply device 1, a processing device 2, a stage device 3, a light source 4, and a gas supply device 5, as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the housing 6 and the control device 7 are provided. At least a part of each of the processing device 2 and the stage device 3 is housed in the chamber space 63IN inside the housing 6.
  • the material supply device 1 supplies the modeling material M to the processing device 2.
  • the material supply device 1 corresponds to the required amount so that the modeling material M required per unit time for the processing device 2 to form the three-dimensional structure ST is supplied to the processing device 2. A desired amount of modeling material M is supplied.
  • the modeling material M is a material that can be melted by irradiation with a processing light EL having a predetermined intensity or higher.
  • a modeling material M for example, at least one of a metal material and a resin material can be used.
  • the modeling material M other materials different from the metal material and the resin material may be used.
  • the modeling material M is a powdery material. That is, the modeling material M is a powder.
  • the powder may contain a granular material in addition to the powdery material.
  • the modeling material M may contain, for example, a powder having a particle size within the range of 90 micrometers ⁇ 40 micrometers.
  • the average particle size of the powder constituting the modeling material M may be, for example, 75 micrometers or any other size.
  • the modeling material M does not have to be powder, and for example, a wire-shaped modeling material or a gaseous modeling material may be used.
  • the processing system SYS1 may process the modeling material M with an energy beam such as a charged particle beam to form a modeled object.
  • the processing device 2 forms the three-dimensional structure ST using the modeling material M supplied from the material supply device 1.
  • the processing apparatus 2 includes a processing head 21.
  • the processing head 21 includes an irradiation optical system 211 and a material nozzle (that is, a supply system for supplying the modeling material M) 212.
  • the processing head 21 is housed in the chamber space 63IN. However, at least a part of the processing head 21 may be arranged in the external space 64OUT, which is the space outside the housing 6.
  • the external space 64OUT may be a space accessible to the operator of the processing system SYS1.
  • the irradiation optical system 211 is an optical system (for example, a condensing optical system) for emitting the processed light EL from the injection unit 213. Specifically, the irradiation optical system 211 is optically connected to the light source 4 that emits the processed light EL via an optical transmission member (not shown) such as an optical fiber or a light pipe. The irradiation optical system 211 emits processed light EL propagating from the light source 4 via the optical transmission member. The irradiation optical system 211 emits the processing light EL so that the processing light EL advances in the chamber space 63IN.
  • an optical transmission member not shown
  • the irradiation optical system 211 emits processed light EL propagating from the light source 4 via the optical transmission member.
  • the irradiation optical system 211 emits the processing light EL so that the processing light EL advances in the chamber space 63IN.
  • the irradiation optical system 211 irradiates the processed light EL downward (that is, the ⁇ Z side) from the irradiation optical system 211.
  • a stage 31 is arranged below the irradiation optical system 211.
  • the irradiation optical system 211 irradiates the work W with the processing light EL.
  • the irradiation optical system 211 can irradiate the irradiation area EA set on the work W as the area where the processing light EL is irradiated (typically, the light is focused). ..
  • the state of the irradiation optical system 211 can be switched between a state in which the irradiation area EA is irradiated with the processing light EL and a state in which the irradiation area EA is not irradiated with the processing light EL under the control of the control device 7. ..
  • the direction of the processed light EL emitted from the irradiation optical system 211 is not limited to directly below (that is, coincident with the ⁇ Z axis direction), and is, for example, a direction inclined by a predetermined angle with respect to the Z axis. May be good.
  • the material nozzle 212 has a supply outlet 214 for supplying the modeling material M.
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M from the supply outlet 214 (for example, spraying, ejecting, or spraying).
  • the material nozzle 212 is physically connected to the material supply device 1 which is a supply source of the modeling material M via a pipe (not shown) or the like.
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M supplied from the material supply device 1 via the pipe.
  • the material nozzle 212 may pump the modeling material M supplied from the material supply device 1 via a pipe. That is, the modeling material M from the material supply device 1 and a gas for transportation (for example, an inert gas such as nitrogen or argon) may be mixed and pumped to the material nozzle 212 via a pipe.
  • a gas for transportation for example, an inert gas such as nitrogen or argon
  • the purge gas supplied from the gas supply device 5 may be used as the transport gas.
  • the material nozzle 212 is drawn in a tubular shape in FIG. 1, the shape of the material nozzle 212 is not limited to this shape.
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M toward the chamber space 63IN.
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M downward (that is, the ⁇ Z side) from the material nozzle 212.
  • a stage 31 is arranged below the material nozzle 212. When the work W is mounted on the stage 31, the material nozzle 212 supplies the modeling material M toward the work W.
  • the traveling direction of the modeling material M supplied from the material nozzle 212 is a direction inclined by a predetermined angle (an acute angle as an example) with respect to the Z-axis direction, but even if it is on the ⁇ Z side (that is, directly below). Good.
  • the material nozzle 212 is aligned with the irradiation optical system 211 so that the irradiation optical system 211 supplies the modeling material M toward the irradiation region EA on which the processing light EL is irradiated. That is, the material nozzle 212 and the irradiation region 212 are irradiated so that the supply region MA and the irradiation region EA set on the work W as the region for supplying the modeling material M coincide with (or at least partially overlap) the material nozzle 212.
  • the optical system 211 is aligned.
  • the material nozzle 212 may be aligned so as to supply the modeling material M to the molten pool MP formed by the processing light EL emitted from the irradiation optical system 211.
  • the stage device 3 includes a stage 31.
  • the stage 31 is housed in the chamber space 63IN.
  • the stage 31 can support the work W.
  • the state of "the stage 31 supporting the work W" here may mean a state in which the work W is directly or indirectly supported by the stage 31.
  • the stage 31 may be able to hold the work W. That is, the stage 31 may support the work W by holding the work W. Alternatively, the stage 31 does not have to be able to hold the work W.
  • the work W may be placed on the stage 31. That is, the stage 31 may support the work W placed on the stage 31. At this time, the work W may be mounted on the stage 31 without being clamped.
  • the "stage 31 supporting the work W" state in the present embodiment may also include a state in which the stage 31 holds the work W and a state in which the work W is placed on the stage 31.
  • the stage 31 may be referred to as a support device for supporting the work W, a mounting device on which the work W is placed, or a holding device for holding the work W. Since the stage 31 is housed in the chamber space 63IN, the work W supported by the stage 31 is also housed in the chamber space 63IN. Further, the stage 31 can release the held work W when the work W is held.
  • the irradiation optical system 211 described above irradiates the processed beam PL at least during a period in which the stage 31 supports the work W.
  • the material nozzle 212 described above supplies the modeling material M during at least a part of the period in which the stage 31 supports the work W.
  • a part of the modeling material M supplied by the material nozzle 212 may be scattered or spilled from the surface of the work W to the outside of the work W (for example, around the stage 31). Therefore, the processing system SYSA may be provided with a recovery device for recovering the scattered or spilled modeling material M around the stage 31.
  • the stage 31 may be provided with a mechanical chuck, a vacuum suction chuck, or the like in order to hold the work W.
  • the stage device 3 further includes a power source 32 and a power transmission member 33.
  • the power source 32 and the power transmission member 33 form a stage drive system for moving the stage 31 within the chamber space 63IN.
  • the power source 32 is a device (that is, a power generator) that generates power for moving the stage 31. Specifically, the power source 32 electrically generates power. That is, the power source 32 generates power by using a current supplied from a power source (not shown). In other words, the power source 32 generates power by converting a current supplied from a power source (not shown) into power. Generates power electrically.
  • An example of the power source 32 is an actuator such as a motor.
  • the power source 32 includes a portion that can be an ignition source (hereinafter, for simplification of description, the portion that can be an ignition source is simply referred to as an “ignition source”).
  • An example of an ignition source is a conductive portion (for example, a coil) to which an electric current is supplied. This is because the supply of the conductive portion to the coil causes electric sparks in the conductive portion and / or the conductive portion generates heat.
  • the power transmission member 33 is a device that transmits the power generated by the power source 32 to the stage 31. As a result, the stage 31 is moved by the power transmitted from the power source 32 via the power transmission member 33.
  • the power transmission member 33 non-electrically transmits the power generated by the power source 32 to the stage 31.
  • the power transmission member 33 may mechanically transmit the power generated by the power source 32 to the stage 31.
  • the power transmission member 33 may transmit the power generated by the power source 32 to the stage 31 by mechanically connecting the power source 32 and the stage 31.
  • the power transmission member 33 does not include an ignition source.
  • the power transmission member 33 may include a member capable of mechanically transmitting the power.
  • a member capable of mechanically transmitting power a screw (for example, at least one of a trapezoidal screw, a ball screw, a pulley screw and a triangular screw), a gear (for example, a spur gear, an internal gear combined with an external gear) , Worm gears combined with worms, bevel gears, rack and pinions, at least one of screw and hassle gears), belts (eg spur belts, round belts, toothed belts), pulleys, wire ropes, chains, At least one of a shaft and a pulley can be mentioned.
  • the power transmission member 33 uses at least one of these members to form a power transmission path extending from the power source 32 to the stage 31. Specifically, since the power transmission member 33 itself serves as a power transmission path, the power transmission member 33 extends from the power source 32 to the stage 31.
  • FIG. 1 shows an example in which the processing system SYS1 includes a plurality of (two in the example shown in FIG. 1) power sources 32, but the processing system SYS1 includes a single power source 32. May be good.
  • FIG. 1 shows an example in which the machining system SYS1 includes a plurality of power transmission members 33 (in the example shown in FIG. 1, two), whereas the machining system SYS1 includes a single power transmission member 33. You may have it.
  • the stage drive system composed of the power source 32 and the power transmission member 33 can function as a device for changing the relative positions of the stage 31 and the processing device 2 (particularly, the processing head 21).
  • the stage drive system may move the stage 31 along at least one of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
  • the stage drive system composed of the power source 32 and the power transmission member 33 can function as a device for changing the relative positions of the stage 31 and the processing device 2 (particularly, the processing head 21).
  • each of the irradiation region EA and the supply region MA moves on the work W along at least one of the X-axis and the Y-axis.
  • the stage drive system may move the stage 31 along at least one rotation direction in the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction in addition to at least one of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
  • the stage drive system may rotate the stage 31 around at least one of the X-axis, Y-axis, and Z-axis.
  • the stage drive system may change the posture of the stage 31 around at least one of the X-axis, the Y-axis, and the Z-axis.
  • the stage drive system composed of the power source 32 and the power transmission member 33 can function as a device for changing the relative postures of the stage 31 and the processing device 2 (particularly, the processing head 21).
  • the light source 4 emits, for example, at least one of infrared light and ultraviolet light as processed light EL.
  • the processed light EL light of other wavelengths, for example, light having a wavelength in the visible region may be used.
  • the processing light EL is a laser beam.
  • the light source 4 may include a laser light source such as a semiconductor laser. Examples of the laser light source include at least one such as a laser diode (LD: Laser Diode), a fiber laser, a CO 2 laser, a YAG laser, and an excimer laser.
  • the processing light EL does not have to be a laser beam, and the light source 4 may include an arbitrary light source (for example, at least one such as an LED (Light Emitting Side) and a discharge lamp).
  • the gas supply device 5 is a supply source of purge gas for purging the chamber space 631IN.
  • the purge gas is a gas that does not contain oxygen gas (or contains only a very small amount of oxygen gas, if any).
  • the purge gas contains an inert gas.
  • An example of the inert gas is nitrogen gas or argon gas.
  • the gas supply device 5 supplies purge gas to the chamber space 63IN. As a result, the chamber space 63IN becomes a space purged by the purge gas.
  • the gas supply device 5 may be a cylinder in which an inert gas such as nitrogen gas or argon gas is stored. When the inert gas is nitrogen gas, the gas supply device 5 may be a nitrogen gas generator that generates nitrogen gas from the atmosphere as a raw material.
  • the gas supply device 5 may supply purge gas to the chamber space 63IN so that the oxygen concentration in the chamber space 63IN is equal to or less than a predetermined concentration.
  • the predetermined concentration may be a fixed value (or a variable value) set for the processing system SYS1.
  • the predetermined concentration is set to an oxygen concentration capable of preventing an explosion (typically, a dust explosion) caused by contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 32 in the chamber space 63IN. May be good.
  • the predetermined concentration may be set to 0.5%.
  • the gas supply device 5 may supply purge gas to the chamber space 63IN so that the oxygen concentration in the chamber space 63IN is lower than the oxygen concentration in the external space 64OUT. That is, the gas supply device 5 may supply the purge gas to the chamber space 63IN so that the oxygen concentration in the external space 64OUT is higher than the oxygen concentration in the chamber space 63IN.
  • the gas supply device 5 may supply purge gas to the chamber space 63IN so that the pressure in the chamber space 63IN is higher than the pressure in the space other than the chamber space 63IN (for example, the external space 64OUT). That is, the gas supply device 5 may supply purge gas to the chamber space 63IN so that the pressure in the space other than the chamber space 63IN (for example, the external space 64OUT) is lower than the pressure in the chamber space 63IN.
  • the housing 6 is a storage device that accommodates at least a part of each of the processing device 2 and the stage device 3 in the chamber space 63IN, which is the internal space of the housing 6.
  • the housing 6 includes a partition member 61 that defines the chamber space 63IN.
  • the partition member 61 is a member that separates (that is, isolates) the chamber space 63IN and the external space 64OUT of the housing 6.
  • the partition member 61 may be referred to as a partition member.
  • the partition member 61 is a member provided between the chamber space 63IN and the external space 64OUT.
  • the partition member 61 faces the chamber space 63IN via the inner wall 61IS, and faces the outer space 64OUT via the outer wall 61OS.
  • the space surrounded by the partition member 61 (more specifically, the space surrounded by the inner wall 61IS of the partition member 61) becomes the chamber space 63IN.
  • the partition member 61 may be provided with a door that can be opened and closed. This door may be opened when the work W is supported on the stage 31 and when the work W and / or the modeled object is taken out from the stage 31, and may be closed during the modeling.
  • a power source 32 is arranged in the external space 64OUT. That is, the power source 32 is not arranged in the chamber space 63IN.
  • the power source 32 is isolated from the chamber space 63IN by the partition member 61.
  • the power source 32 is arranged at a position isolated from the chamber space 63IN by the partition member 61.
  • the partition member 61 is a member that isolates the power source 32 from the chamber space 63IN by surrounding the chamber space 63IN.
  • the ignition source (for example, the conduction portion described above) included in the power source 32 is also arranged in the external space 64OUT. That is, the ignition source included in the power source 32 is not arranged in the chamber space 63IN.
  • the ignition source included in the power source 32 is isolated from the chamber space 63IN by the partition member 61.
  • the ignition source included in the power source 32 is arranged at a position isolated from the chamber space 63IN by the partition member 61.
  • the partition member 61 surrounds the chamber space 63IN to isolate the ignition source provided by the power source 32 from the chamber space 63IN (that is, isolates the chamber space 63IN from the ignition source provided by the power source 32). Can function as.
  • the partition member 61 surrounds the chamber space 63IN to prevent the modeling material M supplied to the chamber space 63IN from leaking to the external space 64OUT.
  • the "contact between the modeling material M and the ignition source” is not only the “contact between the modeling material M and the ignition source itself” but also the “contact between the modeling material M and the electric spark generated at the ignition source”. Also includes “contact”. Therefore, an explosion (typically, a dust explosion) caused by contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 32 in the chamber space 63IN is prevented.
  • the housing 6 may have an explosion-proof structure capable of preventing an explosion caused by contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 32 in the chamber space 63IN.
  • the housing 6 may have an intrinsically safe explosion-proof structure capable of preventing the explosion of the modeling material M by an electric spark or a high temperature portion generated in the ignition source included in the power source 32.
  • the housing 6 has a safety-enhanced explosion-proof structure in which the degree of structural safety is increased so as not to generate electric sparks or high-temperature parts in the chamber space 63IN where electric sparks or high-temperature parts should not be generated. May be good.
  • the power transmission member 33 transmits the power generated by the power source 32 in the external space 64OUT to the stage 31 arranged in the chamber space 63IN. That is, the power transmission member 33 transmits power from the external space 64OUT to the chamber space 63IN.
  • at least a part of the power transmission member 33 is arranged in the chamber space 63IN. Even if at least a part of the power transmission member 33 is arranged in the chamber space 63IN, the explosion in the chamber space 63IN can be prevented because the power transmission member 33 does not have an ignition source as described above. There is no change.
  • An opening 65 is formed in the partition member 61 in order to transmit power from the external space 64OUT to the chamber space 63IN.
  • the opening 65 is a through hole that penetrates the partition member 61 from the external space 64OUT toward the chamber space 63IN.
  • a part of the power transmission member 33 is arranged in the opening 65. That is, the power transmission member 33 extends from the external space 64OUT to the chamber space 63IN through the opening 65.
  • the power transmission member 33 can transmit power from the external space 64OUT to the chamber space 63IN through the opening 65. That is, the power generated by the power source 32 in the external space 64OUT is transmitted to the stage 31 arranged in the chamber space 63IN through the opening 65.
  • the opening 65 When the opening 65 is formed in the partition member 61, the chamber space 63IN and the external space 64OUT are connected to each other through the opening 65. Therefore, when there is a gap (particularly, a relatively large gap) between the wall surface of the partition member 61 defining the opening 65 and the power transmission member 33 arranged in the opening 65, the inside of the chamber space 63IN. There is a possibility that the modeling material M and the ignition source included in the power source 32 come into contact with each other through the opening 65. Therefore, the opening 65 may be sealed by the sealing member 66.
  • the seal member 66 is a member that seals between the wall surface of the partition member 61 that defines the opening 65 and the power transmission member 33 that is arranged in the opening 65.
  • the seal member 66 is a member for filling a gap between the wall surface of the partition member 61 that defines the opening 65 and the power transmission member 33 arranged in the opening 65.
  • “filling the gap between the wall surface of the partition member 61 and the power transmission member 33” here completely eliminates (that is, closes) the gap between the wall surface of the partition member 61 and the power transmission member 33. ), Or it may mean that the gap between the wall surface of the partition member 61 and the power transmission member 33 is made small enough to seal the chamber space 63IN. That is, the seal member 66 can function as a member that seals the chamber space 63IN (that is, maintains the airtightness of the chamber space 63IN).
  • the seal member 66 seals the chamber space 63IN together with the partition member 61 and the power transmission member 33.
  • the seal member 66 at least one of a rubber seal, an oil seal and a labyrinth seal can be mentioned.
  • the seal member 66 can function as a member for preventing contact between the modeling material M in the chamber space 63IN and the ignition source provided in the power source 32 through the opening 65.
  • the seal member 66 the electric spark generated by the power source 32 in the external space 64OUT is supplied to the molding material M through the opening 65 together with the partition member 61 and the power transmission member 33. It can function as a member that prevents entry into the chamber space 63IN.
  • the modeling material M supplied to the chamber space 63IN together with the partition member 61 and the power transmission member 33 is arranged in the external space 64OUT in which the power source 32 including the ignition source is arranged through the opening 65. It can function as a member that prevents entry.
  • the control device 7 controls the operation of the processing system SYS1.
  • the control device 7 may include, for example, a CPU (Central Processing Unit) (or a GPU (Graphics Processing Unit) in addition to or in place of the CPU) and a memory.
  • the control device 7 functions as a device that controls the operation of the machining system SYS1 by the CPU executing a computer program.
  • This computer program is a computer program for causing the control device 7 (for example, the CPU) to perform (that is, execute) the operation described later to be performed by the control device 7. That is, this computer program is a computer program for making the control device 7 function so that the processing system SYS1 performs the operation described later.
  • the computer program executed by the CPU may be recorded in a memory (that is, a recording medium) included in the control device 7, or may be an arbitrary storage medium built in the control device 7 or externally attached to the control device 7 (that is, a recording medium). For example, it may be recorded on a hard disk or a semiconductor memory). Alternatively, the CPU may download the computer program to be executed from a device external to the control device 7 via the network interface.
  • a memory that is, a recording medium
  • the CPU may download the computer program to be executed from a device external to the control device 7 via the network interface.
  • the control device 7 may control the injection mode of the processed light EL by the irradiation optical system 211.
  • the injection mode may include, for example, at least one of the intensity of the processing light EL and the injection timing of the processing light EL.
  • the injection mode may include, for example, the ratio of the length of the emission time of the pulsed light to the emission period of the pulsed light (so-called duty ratio).
  • the injection mode may include, for example, the length of the emission time of the pulsed light itself or the emission cycle itself.
  • the control device 7 may control the movement mode of the stage 31 by the power source 32.
  • the movement mode may include, for example, at least one of a movement amount, a movement speed, a movement direction, and a movement timing.
  • the control device 7 may control the supply mode of the modeling material M by the material supply device 1.
  • the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 212 is mainly determined by the supply mode of the modeling material M by the material supply device 1. Therefore, controlling the supply mode of the modeling material M by the material supply device 1 can be regarded as equivalent to controlling the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 212.
  • the supply mode may include, for example, at least one of a supply amount (particularly, a supply amount per unit time) and a supply timing.
  • the control device 7 does not have to be provided inside the processing system SYS1.
  • the control device 7 may be provided outside the processing system SYS1 as a server or the like.
  • the control device 7 and the processing system SYS1 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 type interface represented by at least one of IEEE1394, RS-232x, RS-422, RS-423, RS-485 and USB may be used.
  • a network using a parallel bus interface may be used.
  • a network using an Ethernet (registered trademark) compliant interface represented by at least one of 10BASE-T, 100BASE-TX and 1000BASE-T may be used.
  • a network using radio waves may be used.
  • An example of a network using radio waves is a network conforming to IEEE802.1x (for example, at least one of wireless LAN and Bluetooth®).
  • a network using infrared rays may be used.
  • a network using optical communication may be used.
  • the control device 7 and the processing system SYS1 may be configured so that various types of information can be transmitted and received via the network. Further, the control device 7 may be able to transmit information such as commands and control parameters to the processing system SYS1 via the network.
  • the processing system SYS1 may include a receiving device that receives information such as commands and control parameters from the control device 7 via the network.
  • a part of the control device 7 may be provided inside the processing system SYS1 and a part of the control device 7 may be provided outside the processing system SYS1.
  • Recording media for recording computer programs executed by the CPU include CD-ROMs, CD-Rs, CD-RWs, flexible disks, MOs, DVD-ROMs, DVD-RAMs, DVD-Rs, DVD + Rs, and DVD-RWs. , DVD + RW and Blu-ray (registered trademark) and other optical discs, magnetic tape and other magnetic media, magneto-optical disks, USB memory and other semiconductor memories, and any other medium that can store programs. May be good.
  • the recording medium may include a device capable of recording a computer program (for example, a general-purpose device or a dedicated device in which the computer program is implemented in at least one form such as software and firmware).
  • each process or 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, a computer) executing the computer program. It may be realized by hardware such as a predetermined gate array (FPGA, ASIC) included in the control device 7, or a mixture of a logical processing block and a partial hardware module that realizes a part of the hardware. It may be realized in the form of.
  • FPGA predetermined gate array
  • the processing system SYS1 uses at least one of the first stage device 3a, the second stage device 3b, the third stage device 3c, and the fourth stage device 3d as the stage device 3. May be good. Therefore, in the following, the structures of the first stage device 3a to the fourth stage device 3d will be described in order.
  • the first stage devices 3a to the fourth stage devices 3d described below are merely examples. That is, the processing system SYS1 may include a stage device 3 having a structure different from that of the first stage device 3a to the fourth stage device 3d.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the structure of the first stage device 3a in which a part of the partition member 61a is not shown.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the structure of the first stage device 3a in which a part of the partition member 61b is not omitted.
  • the first stage device 3a includes a stage 31a which is an example of the stage 31.
  • the first stage device 3a further includes three motors 32a (specifically, motors 32a # 1, motors 32a # 2 and motors 32a # 3), each of which is an example of a power source 32.
  • the first stage device 3a further includes three power transmission members 33a (specifically, power transmission member 33a # 1, power transmission member 33a # 2, and power transmission member 33a #, each of which is an example of the power transmission member 33. 3) is provided.
  • the power transmission members 33a # 1 to 33a # 3 respectively, transmit the power generated by the motors 32a # 1 to 32a # 3 to the stage 31a.
  • the power transmission member 33a # 1 includes a ball screw (or a sliding screw, the same applies hereinafter) 330a # 1 and a connecting member 333a # 1.
  • the ball screw 330a # 1 includes a shaft member 331a # 1 and a nut 332a # 1.
  • the power transmission member 33a # 2 includes a ball screw 330a # 2 and a connecting member 333a # 2.
  • the ball screw 330a # 2 includes a shaft member 331a # 2 and a nut 332a # 2.
  • the power transmission member 33 # 3 includes a ball screw 330a # 2 and a connecting member 333a # 3.
  • the ball screw 330a # 3 includes a shaft member 331a # 3 and a nut 332a # 3.
  • Each of the shaft members 331a # 1 to 331a # 3 is a screw shaft having a thread formed on the side surface.
  • Each of the shaft members 331a # 1 to 331a # 3 is arranged so as to extend along the Z-axis direction.
  • the shaft members 331a # 1 to 331a # 3, respectively, are connected to the rotating shafts of the motors 32a # 1 to 32a # 3, respectively.
  • the shaft members 331a # 1 to 331a # 3, respectively, are rotated along the Z axis by the motors 32a # 1 to 32a # 3, respectively.
  • the nuts 332a # 1 to 332a # 3 respectively fitted in the shaft members 331a # 1 to 331a # 3, move along the Z-axis direction.
  • the shaft members 331a # 1 to the shaft members 331a # 3 transmit the power generated by the motors 32a # 1 to 32a # 3, respectively, along the Z-axis direction.
  • the shaft members 331a # 1 to 331a # 3, respectively, are arranged in the plane along the XY plane at or near the apex of a triangular (typically equilateral triangle) shaped region.
  • the motors 32a # 1 to 32a # 3 are also arranged in the plane along the XY plane at or near the apex of the triangular (typically equilateral triangle) shaped region.
  • One ends of the connecting members 333a # 1 to 333a # 3 are connected to the nuts 332a # 1 to 332a # 3, respectively.
  • the other ends of the connecting members 333a # 1 to 333a # 3 are connected to the stage 31a.
  • the nuts 332a # 1 to 332a # 3 move in the Z-axis direction
  • one ends of the connecting members 333a # 1 to 333a # 3 also move along the Z-axis direction, respectively.
  • the other ends of the connecting members 333a # 1 to 333a # 3 are along at least one of the X-axis, Y-axis, and Z-axis in accordance with the movement of one end of the connecting members 333a # 1 to 333a # 3, respectively. And move.
  • the stage 31a moves along at least one of the X-axis, the Y-axis, the Z-axis, the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction.
  • the processing system SYS1 including such power transmission members 33a # 1 to 33a # 3 is a so-called delta type 3D printer.
  • the processing system SYS1 is provided with the housing 6a corresponding to the first stage device 3a as the housing 6.
  • the housing 6a includes a ceiling member 611a, a bottom member 612a, a strut member 613a # 1, a strut member 613a # 2, and a strut member 613a # 3, each of which constitutes a part of the partition member 61.
  • the side wall member 614a # 1, the side wall member 614a # 2, and the side wall member 614a # 3 are provided.
  • the ceiling member 611a is a member that defines an upper boundary (that is, + Z side) of the chamber space 63IN.
  • the ceiling member 611a is, for example, a plate-shaped member along an XY plane.
  • the bottom member 612a is a member that defines the lower boundary (that is, the ⁇ Z side) of the chamber space 63IN.
  • the bottom member 612a is arranged below the ceiling member 611a.
  • the bottom member 612a is, for example, a plate-shaped member along the XY plane.
  • Each of the column members 613a # 1 to 613a # 3 is a columnar member extending from the bottom member 612a toward the ceiling member 611a. That is, each of the column members 613a # 1 to 613a # 3 is a columnar member extending along the Z-axis direction.
  • Each of the side wall members 614a # 1 to 614a # 3 is a member that defines a lateral boundary of the chamber space 63IN.
  • Each of the side wall members 614a # 1 to 614a # 3 is a plate-shaped member extending along the Z axis.
  • the side wall member 614a # 1 is arranged so as to block the opening between the ceiling member 611a, the bottom member 612a, the support column member 613a # 1, and the support column member 613 # 2. However, in FIG. 3, the description of the side wall member 614a # 1 is omitted.
  • the side wall member 614a # 2 is arranged so as to block the opening between the ceiling member 611a, the bottom member 612a, the support column member 613a # 2, and the support column member 613 # 3.
  • the side wall member 614a # 3 is arranged so as to block the opening between the ceiling member 611a, the bottom member 612a, the support column member 613a # 3, and the support column member 613 # 1.
  • the space surrounded by the ceiling member 611a, the bottom member 612a, the side wall member 614a # 1, the side wall member 614a # 2, and the side wall member 614a # 3 is defined as the chamber space 63IN.
  • the ceiling member 611a, the bottom member 612a, and the support column member 613a # 1 are used.
  • the gap between the support member 613a # 2, the support member 613a # 3, the side wall member 614a # 1, the side wall member 614a # 2, and the side wall member 614a # 3 may be sealed by the seal member. ..
  • Power transmission members 33a # 1 to 33a # 3 are arranged in the chamber space 63IN.
  • motors 32a # 1 to 32a # 3 are arranged in the external space 64OUT.
  • the shaft members 331a # 1 to the shaft members 331a # 3 rotate the motors 32a # 1 to 32a # 3 from the chamber space 63IN via the openings 65a # 1 to 65a # 3 formed in the ceiling member 611a, respectively. Extends towards the axis.
  • Each of the openings 65a # 1 to 65a # 3 penetrates the ceiling member 611a along the Z-axis direction (that is, penetrates the ceiling member 611a along the direction intersecting the surface of the plate-shaped ceiling member 611a).
  • each part of the shaft member 331a # 1 to the shaft member 331a is arranged in the external space 64OUT.
  • the rotation shafts of the motors 32a # 1 to 32a # 3 extend from the external space 64OUT to the chamber space 63IN via the openings 65a # 1 to 65a # 3, the shaft members 331a # 1 to the shaft member 331a
  • Each of the above may not be arranged in the external space 64OUT.
  • the ceiling member 611a has a triangular (typically an equilateral triangle) shape in the plane along the XY plane. Further, the bottom member 612a facing the ceiling member 611a along the Z-axis direction also has a triangular (typically an equilateral triangle) shape in the plane along the XY plane.
  • Motors 32a # 1 to 32a # 3, respectively, are arranged at the three vertices of the triangle of the ceiling member 611a or in the vicinity of the three vertices.
  • Openings 65a # 1 to 65a # 3 which are examples of openings 65, are formed at the three vertices of the triangle of the ceiling member 611a or in the vicinity of the three vertices, respectively.
  • the openings 65a # 1 to 65a # 3 are sealed by the sealing members 66a # 1 to 66a # 3, which are examples of the sealing member 66, respectively.
  • the ceiling member 611a may have a shape other than a triangle. For example, it may have a rectangle, a polygon, or a circle. At that time, the shape of the chamber space 63IN may be a quadrangular prism, a polygonal prism, or a cylinder.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the second stage device 3b in which a part of the partition member 61b is not shown.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the structure of the second stage device 3b in which a part of the partition member 61b is not omitted.
  • the same components as the components included in the first stage device 3a are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the second stage device 3b includes a stage 31b, which is an example of the stage 31.
  • the second stage device 3b includes three motors 32a (specifically, motors 32a # 1 to 32a # 3).
  • the second stage device 3b further includes three power transmission members 33b (specifically, power transmission member 33b # 1, power transmission member 33b # 2, and power transmission member 33b #, each of which is an example of the power transmission member 33. 3) is provided.
  • the power transmission members 33b # 1 to 33b # 3 respectively, transmit the power generated by the motors 32a # 1 to 32a # 3 to the stage 31b.
  • the power transmission member 33b # 1 includes a drive shaft 331b # 1, a bevel gear mechanism 332b # 1, a drive shaft 333b # 1, and an arm mechanism 334b # 1.
  • the power transmission member 33b # 2 includes a drive shaft 331b # 2, a bevel gear mechanism 332b # 2, a drive shaft 333b # 2, and an arm mechanism 334b # 2.
  • the power transmission member 33b # 3 includes a drive shaft 331b # 3, a bevel gear mechanism 332b # 3, a drive shaft 333b # 3, and an arm mechanism 334b # 3.
  • the drive shaft may be referred to as a shaft member.
  • Each of the drive shafts 331b # 1 to 331b # 3 is arranged so as to extend along the Z-axis direction.
  • the drive shafts 331b # 1 to 331b # 3, respectively, are connected to the rotation shafts of the motors 32a # 1 to 32a # 3, respectively.
  • the drive shafts 331b # 1 to 331b # 3, respectively, are rotated along the Z axis by the motors 32a # 1 to 32a # 3, respectively. Therefore, each of the drive shafts 331b # 1 to 331b # 3 transmits power along the Z-axis direction.
  • the drive shafts 331b # 1 to 331b # 3 are respectively arranged in the plane along the XY plane at or near the apex of a triangular (typically equilateral triangle) shaped region.
  • the rotation of the drive shafts 331b # 1 to 331b # 3 around the Z axis is transmitted to the drive shafts 333b # 1 to 333b # 3 by the bevel gear mechanisms 332b # 2 to 332b # 3, respectively.
  • each of the drive shafts 333b # 1 to 333b # 3 rotates about an axis that intersects the Z axis. Therefore, each of the drive shafts 333b # 1 to 333b # 3 transmits power along the direction intersecting the Z-axis direction.
  • the rotations of the drive shafts 333b # 1 to 333b # 3 are transmitted to the arm mechanisms 334b # 1 to 334b # 3, respectively.
  • the arm mechanism 334b # 1 includes a base member 3341b # 1, a joint member 3342b # 1, a link member 3343b # 1, a joint member 3344b # 1, and a link member 3345b # 1.
  • the base member 3341b is fixed to the bottom member 612a.
  • the base member 3341b # 1 and the link member 3343b # 1 are connected by a joint member 3342b # 1.
  • a drive shaft 333b # 1 is connected to the joint member 3342b # 1. Therefore, the rotation of the drive shaft 333b # 1 is transmitted to the joint member 3342b # 1.
  • the indirect member 3342b is fixed to the link member 3343b. Therefore, the link member 3343b # 1 moves with the rotation of the drive shaft 333b # 1.
  • each of the arm mechanisms 334b # 2 and 334b # 3 also has a structure similar to that of the arm mechanism 334b # 1.
  • the stage 31b moves along at least one of the X-axis, the Y-axis, the Z-axis, the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction, and the ⁇ Z direction in accordance with the operation of the arm mechanisms 334b # 1 to 334b # 3.
  • the processing system SYS1 When the processing system SYS1 is provided with the second stage device 3b, the processing system SYS1 is provided with the housing 6b corresponding to the second stage device 3b as the housing 6. Since the housing 6b may be the same as the housing 6a described above, detailed description thereof will be omitted. However, when the processing system SYS1 includes the second stage device 3b, the drive shafts 331b # 1 to 331b # 3 have openings 65a instead of the shaft members 331a # 1 to the shaft members 331a # 3, respectively. It extends from the chamber space 63IN toward the rotation axis of the motors 32a # 1 to 32a # 3 via # 1 to 65a # 3.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the structure of the third stage device 3c in which a part of the partition member 61c is omitted.
  • FIG. 8 is a perspective view showing the structure of the third stage device 3c in which a part of the partition member 61c is not omitted.
  • the third stage device 3c includes a stage 31c, which is an example of the stage 31.
  • the third stage device 3c further includes two motors 32c (specifically, motors 32c # 1 and motors 32c # 2), each of which is an example of a power source 32.
  • the third stage device 3c further includes two power transmission members 33c (specifically, power transmission member 33c # 1 and power transmission member 33c # 2), each of which is an example of the power transmission member 33.
  • the power transmission members 33c # 1 to 33c # 2 respectively, transmit the power generated by the motors 32c # 1 to 32c # 2 to the stage 31c.
  • the third stage device 3c further includes a movable base 333c and a movable base 334c.
  • the power transmission member 33c # 1 includes a belt 3311c # 1, a belt 3312c # 1, a drive pulley 3321c # 1, a bend pulley 3322c # 1, a bend pulley 3323c # 1, a bend pulley 3324c # 1, and a bend pulley. It is equipped with 3325c # 1.
  • the power transmission member 33c # 2 includes a belt 3311c # 2, a belt 3312c # 2, a drive pulley 3321c # 2, a bend pulley 3322c # 2, a bend pulley 3323c # 2, a bend pulley 3324c # 2, and a bend pulley. It is equipped with 3325c # 2.
  • the belt 3311c # 1 connects the rotating shaft of the motor 32c # 1 and the rotating shaft of the drive pulley 3321c # 1.
  • the rotation axis of the motor 32c # 1 and the rotation axis of the drive pulley 3321c # 1 are parallel to the Z axis, and the belt 3311c # 1 extends along the X-axis direction.
  • the rotating shaft of the motor 32c # 1 and the rotating shaft of the drive pulley 3321c # 1 are connected along the X-axis direction. Therefore, the belt 3311c # 1 moves along the X-axis direction as the rotation axis of the motor 32c # 1 rotates.
  • the drive pulley 3321c # 1 rotates about the Z axis.
  • the rotation of the drive pulley 3321c # 1 is transmitted to the belt 3312c # 1.
  • One end of the belt 3312c # 1 is connected to the ⁇ Y side end of the stage 31c.
  • the other end of the belt 3312c # 1 is connected to the + Y side end of the stage 31c.
  • the belt 3312c # 1 passes through the bend pulley 3322c # 1, the drive pulley 3321c # 1, the bend pulley 3323c # 1, the bend pulley 3324c # 1 and the bend pulley 3325c # 1 in this order from the ⁇ Y side end of the stage 31c.
  • the belt 3312c # 1 extends along at least one of a plurality of directions along the XY plane (for example, at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction).
  • the belt 3311c # 2 connects the rotating shaft of the motor 32c # 2 and the rotating shaft of the drive pulley 3321c # 2.
  • the rotation axis of the motor 32c # 2 and the rotation axis of the drive pulley 3321c # 2 are parallel to the Z axis, and the belt 3311c # 2 extends along the X-axis direction.
  • the rotating shaft of the motor 32c # 2 and the rotating shaft of the drive pulley 3321c # 2 are connected along the X-axis direction. Therefore, the belt 3311c # 2 moves along the X-axis direction as the rotation axis of the motor 32c # 2 rotates.
  • the drive pulley 3321c # 2 rotates about the Z axis.
  • the rotation of the drive pulley 3321c # 2 is transmitted to the belt 3312c # 2.
  • One end of the belt 3312c # 2 is connected to the ⁇ Y side end of the stage 31c.
  • the other end of the belt 3312c # 2 is connected to the + Y side end of the stage 31c.
  • the belt 3312c # 2 passes through the bend pulley 3322c # 2, the drive pulley 3321c # 2, the bend pulley 3323c # 2, the bend pulley 3324c # 2 and the bend pulley 3325c # 2 in this order from the + Y side end of the stage 31c.
  • the belt 3312c # 2 extends along at least one of a plurality of directions along the XY plane (eg, at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction).
  • Bend pulleys 3322c # 1 and 3325c # 2 are arranged on the movable base 333c.
  • the movable base 333c is moved along the XY plane (for example, in the X-axis direction and the Y-axis) by the force applied from the belt 3312c # 1 to the bend pulley 3322c # 1 and / or the force applied from the belt 3312c # 2 to the bend pulley 3325c # 2.
  • Movable (along at least one of the directions).
  • Bend pulleys 3325c # 1 and 3322c # 2 are arranged on the movable base 334c.
  • the movable base 334c is moved along the XY plane (for example, in the X-axis direction and the Y-axis) by the force applied from the belt 3312c # 1 to the bend pulley 3325c # 1 and / or the force applied from the belt 3312c # 2 to the bend pulley 3322c # 2.
  • Movable (along at least one of the directions).
  • the moving direction of the stage 31c is determined by the rotation direction of the rotation axes of the motors 32c # 1 and 32c # 2.
  • the power transmission member 33c # 1 has the motor 32c # 1.
  • the generated power is transmitted to the stage 31c as a force acting to move the stage 31c toward the -Y side, and the power transmission member 33c # 2 transfers the power generated by the motor 32c # 2 to the stage 31c. It is transmitted to the stage 31c as a force acting to move toward the Y side. As a result, the stage 31c moves toward the ⁇ Y side.
  • the power transmission member 33c # 1 transmits the power generated by the motor 32c # 1.
  • the power transmission member 33c # 2 transmits the power generated by the motor 32c # 2 to the stage 31c as a force acting to move the stage 31c toward the + Y side, and the power transmission member 33c # 2 moves the stage 31c toward the + Y side. It is transmitted to the stage 31c as a force acting to cause it. As a result, the stage 31c moves toward the + Y side.
  • the power transmission member 33c # 1 transmits the power generated by the motor 32c # 1 to the stage 31c as a force acting to move the stage 31c toward the ⁇ Y side, and the power transmission member 33c # 2 transfers the power generated by the motor 32c # 1 to the stage 31c.
  • the power generated by the motor 32c # 2 is transmitted to the stage 31c as a force acting to move the stage 31c toward the + Y side.
  • the force transmitted to the stage 31c via the power transmission member 33c # 1 and the force transmitted to the stage 31c via the power transmission member 33c # 2 cancel each other out.
  • the stage 31c does not move along the Y-axis direction.
  • the force causes the bend pulleys 3322c # 1 and 3325c # 1 to move toward the + X side.
  • the stage 31c since the stage 31c is not moved by the force transmitted to the stage 31c via the power transmission member 33c # 2, the force causes the bend pulleys 3322c # 2 and 3325c # 2 to move toward the + X side. As a force acting on the bend pulleys 3322c # 2 and 3325c # 2. As a result, the movable base 333c in which the bend pulleys 3322c # 1 and 3325c # 2 are arranged and the movable base 334c in which the bend pulleys 3325c # 1 and 3322c # 2 are arranged move toward the + X side. As a result, the stage 31c moves toward the + X side in accordance with the movement of the movable bases 333c and 334c.
  • the power transmission member 33c # 1 transmits the power generated by the motor 32c # 1 to the stage 31c as a force acting to move the stage 31c toward the + Y side, and the power transmission member 33c # 2 transfers the power generated by the motor 32c # 1 to the stage 31c.
  • the power generated by the motor 32c # 2 is transmitted to the stage 31c as a force acting to move the stage 31c toward the ⁇ Y side.
  • the force transmitted to the stage 31c via the power transmission member 33c # 1 and the force transmitted to the stage 31c via the power transmission member 33c # 2 cancel each other out.
  • the stage 31c does not move along the Y-axis direction.
  • the force causes the bend pulleys 3322c # 1 and 3325c # 1 to move toward the ⁇ X side. As a force acting in this way, it acts on the bend pulleys 3322c # 1 and 3325c # 1.
  • the stage 31c since the stage 31c is not moved by the force transmitted to the stage 31c via the power transmission member 33c # 2, the force causes the bend pulleys 3322c # 2 and 3325c # 2 to move toward the ⁇ X side. As a force acting in this way, it acts on the bend pulleys 3322c # 2 and 3325c # 2. As a result, the movable base 333c in which the bend pulleys 3322c # 1 and 3325c # 2 are arranged and the movable base 334c in which the bend pulleys 3325c # 1 and 3322c # 2 are arranged move toward the ⁇ X side. As a result, the stage 31c moves toward the ⁇ X side in accordance with the movement of the movable bases 333c and 334c.
  • the processing system SYS1 is provided with the housing 6c corresponding to the third stage device 3c as the housing 6.
  • the housing 6c includes a ceiling member 611c, each of which constitutes a part of the partition member 61, a bottom member 612c, and a side wall member 613c.
  • the ceiling member 611c is a member that defines an upper boundary (that is, + Z side) of the chamber space 63IN.
  • the ceiling member 611c is, for example, a plate-shaped member along the XY plane. However, in FIG. 7, the description of the ceiling member 611c is omitted.
  • the bottom member 612c is a member that defines the lower boundary (that is, the ⁇ Z side) of the chamber space 63IN.
  • the bottom member 612c is arranged below the ceiling member 611c.
  • the bottom member 612c is, for example, a plate-shaped member along the XY plane.
  • the side wall member 613c is a member that defines a lateral boundary of the chamber space 63IN.
  • the side wall member 613c is arranged so as to surround the space between the ceiling member 611c and the bottom member 612c.
  • the side wall member 613c is a tubular (for example, square tubular) member extending along the Z axis.
  • the space surrounded by the ceiling member 611c, the bottom member 612c, and the side wall member 613c is defined as the chamber space 63IN.
  • the gap between the two may be sealed by a sealing member.
  • Power transmission members 33c # 1 to 33c # 2 are arranged in the chamber space 63IN.
  • motors 32c # 1 to 32c # 2 are arranged in the external space 64OUT.
  • the belts 3311c # 1 and 3311c # 2 are moved from the chamber space 63IN to the rotation shafts of the motor 32c # 1 and the motor 32c # 2, respectively, via the openings 65c # 1 and 65c # 2 formed in the side wall member 613c. Extend towards.
  • Each of the openings 65c # 1 and 65c # 2 penetrates the side wall member 613c along the X-axis direction (that is, the side wall member along the direction intersecting the surface of the side wall member 613c (that is, the side surface of the housing 6c).
  • each part of the belts 3311c # 1 and 3311c # 2 is arranged in the external space 64OUT. Further, the openings 65c # 1 to 65c # 2 are sealed by the seal members 66c # 1 to 66c # 2, which are examples of the seal members 66, respectively.
  • the seal members 66c # 1 to 66c # 2 which are examples of the seal members 66, respectively.
  • the belts 3311c # 1 and 3311c # 2 of the power transmission members 33c # 1 to 33c # 2 are driven, the distance between the belts 3311c # 1 and 3311c # 2 and the openings 65a # 1 and 65a # 2 changes. Therefore, incompleteness of the seal by the seal members 66a # 1 and 66a # 2 is unlikely to occur.
  • FIG. 9 is a perspective view showing the structure of the fourth stage device 3d in which a part of the partition member 61d is omitted.
  • FIG. 10 is a perspective view showing the structure of the fourth stage device 3d in which a part of the partition member 61d is not omitted.
  • the fourth stage device 3d includes a stage 31d, which is an example of the stage 31.
  • the fourth stage device 3d further includes two motors 32d (specifically, motors 32d # 1 and motors 32d # 2), each of which is an example of a power source 32.
  • the fourth stage device 3d further includes two power transmission members 33d (specifically, power transmission member 33d # 1 and power transmission member 33d # 2), each of which is an example of the power transmission member 33.
  • the power transmission members 33d # 1 to 33d # 2 respectively, transmit the power generated by the motors 32d # 1 to 32d # 2 to the stage 31d.
  • the power transmission member 33d # 1 includes a belt 3311d # 1, a belt 3312d # 1, a belt 3313d # 1, a pulley 3321d # 1, a pulley 3322d # 1, a pulley 3323d # 1, and a pulley 3324d # 1.
  • the pulley 3325d # 1, the drive shaft 3331d # 1, the drive shaft 3332d # 1, the movable member 3341d # 1, the movable member 3342d # 1, the connecting member 3351d # 1, and the connecting member 3352d # 1 are provided. There is.
  • the power transmission member 33d # 2 includes a belt 3311d # 2, a belt 3312d # 2, a belt 3313d # 2, a pulley 3321d # 2, a pulley 3322d # 2, a pulley 3323d # 2, and a pulley 3324d # 2.
  • the pulley 3325d # 2, the drive shaft 3331d # 2, the drive shaft 3332d # 2, the movable member 3341d # 2, the movable member 3342d # 2, the connecting member 3351d # 2, and the connecting member 3352d # 2 are provided. There is.
  • the belt 3311d # 1 connects the rotating shaft of the motor 32d # 1 and the pulley 3321d # 1.
  • the rotation axis of the motor 32d # 1 and the rotation axis of the pulley 3321d # 1 are respectively parallel to the X axis, and the belt 3311d # 1 extends along the Y axis direction and The rotating shaft of the motor 32d # 1 and the rotating shaft of the pulley 3321d # 1 are connected along the Y-axis direction. Therefore, the belt 3311d # 1 moves along the Y-axis direction as the rotation axis of the motor 32d # 1 rotates.
  • the pulley 3321d # 1 rotates around the X-axis (or around the axis that intersects the Z-axis).
  • a drive shaft 3331d # 1 extending along the X-axis direction is connected to the pulley 3321d # 1. Therefore, in accordance with the rotation of the pulley 3321d # 1, the drive shaft 3331d # 1 also rotates around the X axis (or around the axis intersecting the Z axis).
  • Pulleys 3322d # 1 and 3323d # 1 are connected to both ends of the drive shaft 3331d # 1, respectively. Therefore, each of the pulleys 3322d # 1 and 3323d # 1 also rotates around the X axis (or around the axis intersecting the Z axis) in accordance with the rotation of the drive shaft 3331d # 1.
  • Belt 3312d # 1 extends along the Y-axis direction.
  • the belt 3312d # 1 connects the pulley 3322d # 1 and the pulley 3324d # 1 along the Y-axis direction.
  • the belt 3313d # 1 extends along the Y-axis direction.
  • the belt 3313d # 1 connects the pulley 3323d # 1 and the pulley 3325d # 1 along the Y-axis direction.
  • Pulleys 3324d # 1 and 3325d # 1 are connected to both ends of a drive shaft 3332d # 1 extending along the X-axis direction.
  • the pulleys 3324d # 1 and 3325 # 1 and the drive shaft 3332d # 1 also rotate around the X axis (or around the axis intersecting the Z axis). To do. As a result, the rotation of the pulley 3322d # 1 is converted into the movement of the belt 3312d # 1 connecting the pulley 3322d # 1 and the pulley 3324d # 1 in the Y-axis direction. Similarly, the rotation of the pulley 3323d # 1 is converted into the movement of the belt 3313d # 1 connecting the pulley 3323d # 1 and the pulley 3325d # 1 in the Y-axis direction.
  • a movable member 3341d # 1 is fixed to the belt 3312d # 1. Therefore, the movable member 3341d # 1 moves along the Y-axis direction in accordance with the movement of the belt 3312d # 1 in the Y-axis direction.
  • a movable member 3342d # 1 is fixed to the belt 3313d # 1. Therefore, the movable member 3342d # 1 moves along the Y-axis direction in accordance with the movement of the belt 3313d # 1 in the Y-axis direction.
  • the connecting member 3351d # 1 connects the movable member 3341d # 1 and the stage 31d.
  • the connecting member 3352d # 1 connects the movable member 3342d # 1 and the stage 31d.
  • the belts 3312d # 1 and 3313d # 1 and the movable members 3341d # 1 and 3342d # 1 sandwich the stage 31d along the X-axis direction and the movable members 3341d.
  • # 1 and the movable member 3342d # 1 are arranged so as to sandwich the stage 31d along the X-axis direction. Therefore, the connecting members 3351d # 1 and 3352d # 1 are connected to the stage 31d so as to support the stage 31d along the X-axis direction.
  • the stage 31d moves along the Y-axis direction in accordance with the movement of the movable members 3341d # 1 and 3342d # 1 in the Y-axis direction. Therefore, the motor 32d # 1 and the power transmission member 33d # 1 mainly function as a drive system for moving the stage 31d along the Y-axis direction.
  • the belt 3311d # 2 connects the rotating shaft of the motor 32d # 2 and the pulley 3321d # 2.
  • the rotation axis of the motor 32d # 2 and the rotation axis of the pulley 3321d # 2 are each parallel to the Y axis, and the belt 3311d # 2 extends along the X axis direction and The rotating shaft of the motor 32d # 2 and the rotating shaft of the pulley 3321d # 2 are connected along the X-axis direction. Therefore, the belt 3311d # 2 moves along the X-axis direction as the rotation axis of the motor 32d # 2 rotates.
  • the pulley 3321d # 2 rotates around the Y axis (or around an axis that intersects the Z axis).
  • a drive shaft 3331d # 2 extending along the Y-axis direction is connected to the pulley 3321d # 2. Therefore, in accordance with the rotation of the pulley 3321d # 2, the drive shaft 3331d # 2 also rotates around the Y axis (or around the axis intersecting the Z axis).
  • Pulleys 3322d # 2 and 3323d # 2 are connected to both ends of the drive shaft 3331d # 2, respectively. Therefore, each of the pulleys 3322d # 2 and 3323d # 2 also rotates around the Y axis (or around the axis intersecting the Z axis) in accordance with the rotation of the drive shaft 3331d # 2.
  • Belt 3312d # 2 extends along the X-axis direction.
  • the belt 3312d # 2 connects the pulley 3322d # 2 and the pulley 3324d # 2 along the X-axis direction.
  • the belt 3313d # 2 extends along the X-axis direction.
  • the belt 3313d # 2 connects the pulley 3323d # 2 and the pulley 3325d # 2 along the X-axis direction.
  • the pulleys 3324d # 2 and 3325d # 2 are connected to both ends of the drive shaft 3332d # 2 extending along the Y-axis direction.
  • the pulleys 3324d # 2 and 3325 # 2 and the drive shaft 3332d # 2 also rotate around the Y axis (or around the axis intersecting the Z axis). To do. As a result, the rotation of the pulley 3322d # 2 is converted into the movement of the belt 3312d # 2 connecting the pulley 3322d # 2 and the pulley 3324d # 2 in the X-axis direction. Similarly, the rotation of the pulley 3323d # 2 is converted into the movement of the belt 3313d # 2 connecting the pulley 3323d # 2 and the pulley 3325d # 2 in the X-axis direction.
  • a movable member 3341d # 2 is fixed to the belt 3312d # 2. Therefore, the movable member 3341d # 2 moves along the X-axis direction in accordance with the movement of the belt 3312d # 2 in the X-axis direction.
  • a movable member 3342d # 2 is fixed to the belt 3313d # 2. Therefore, the movable member 3342d # 2 moves along the X-axis direction in accordance with the movement of the belt 3313d # 2 in the X-axis direction.
  • the connecting member 3351d # 2 connects the movable member 3341d # 2 and the stage 31d.
  • the connecting member 3352d # 2 connects the movable member 3342d # 2 and the stage 31d.
  • the belts 3312d # 2 and 3313d # 2 and the movable members 3341d # 2 and 3342d # 2 sandwich the stage 31d along the X-axis direction and the movable members 3341d.
  • # 2 and the movable member 3342d # 2 are arranged so as to sandwich the stage 31d along the Y-axis direction. Therefore, the connecting members 3351d # 2 and 3352d # 2 are connected to the stage 31d so as to support the stage 31d along the Y-axis direction.
  • the stage 31d moves along the X-axis direction in accordance with the movement of the movable members 3341d # 2 and 3342d # 2 in the X-axis direction. Therefore, the motor 32d # 2 and the power transmission member 33d # 2 mainly function as a drive system for moving the stage 31d along the X-axis direction.
  • the connecting members 3351d # 1 and 3352d # 1 that connect the stage 31d and the movable members 3341d # 1 and 3342d # 1 along the X-axis direction can be expanded and contracted along the X-axis direction.
  • the movement of the stage 31d in the X-axis direction in accordance with the movement of the movable members 3341d # 2 and 3342d # 2 is not hindered by the connecting members 3351d # 1 and 3352d # 1.
  • the connecting members 3351d # 2 and 3352d # 2 which connect the stage 31d and the movable members 3341d # 2 and 3342d # 2, respectively, along the Y-axis direction can be expanded and contracted along the Y-axis direction.
  • the movement of the stage 31d in the Y-axis direction in accordance with the movement of the movable members 3341d # 1 and 3342d # 1 is not hindered by the connecting members 3351d # 2 and 3352d # 2.
  • the processing system SYS1 is provided with the fourth stage device 3d
  • the processing system SYS1 is provided with the housing 6d corresponding to the fourth stage device 3d as the housing 6.
  • the housing 6d includes a ceiling member 611d, a bottom member 612d, and a side wall member 613d, each of which constitutes a part of the partition member 61.
  • the ceiling member 611d is a member that defines an upper boundary (that is, + Z side) of the chamber space 63IN.
  • the ceiling member 611d is, for example, a plate-shaped member along the XY plane. However, in FIG. 9, the description of the ceiling member 611d is omitted.
  • the bottom member 612d is a member that defines the lower boundary (that is, the ⁇ Z side) of the chamber space 63IN.
  • the bottom member 612d is arranged below the ceiling member 611d.
  • the bottom member 612d is, for example, a plate-shaped member along the XY plane.
  • the side wall member 613d is a member that defines a lateral boundary of the chamber space 63IN.
  • the side wall member 613d is arranged so as to surround the space between the ceiling member 611d and the bottom member 612d.
  • the side wall member 613d is a tubular (for example, square tubular) member extending along the Z axis.
  • the space surrounded by the ceiling member 611d, the bottom member 612d, and the side wall member 613d is defined as the chamber space 63IN.
  • the gap between the two may be sealed by a sealing member.
  • Power transmission members 33d # 2 to 33d # 2 are arranged in the chamber space 63IN.
  • the motors 32d # 1 to 32d # 2 are arranged in the external space 64OUT.
  • the belts 3311d # 1 and 3311d # 2 are moved from the chamber space 63IN to the rotation shafts of the motor 32d # 1 and the motor 32d # 2, respectively, via the openings 65d # 1 and 65d # 2 formed in the side wall member 613d. Extend towards.
  • the opening 65d # 1 penetrates the side wall member 613d along the Y-axis direction (that is, penetrates the side wall member 613d along the direction intersecting the surface of the side wall member 613d (that is, the side surface of the housing 6d)).
  • the opening 65d # 2 penetrates the side wall member 613d along the X-axis direction (that is, penetrates the side wall member 613d along the direction intersecting the surface of the side wall member 613d (that is, the side surface of the housing 6d)). It is a through hole extending along the X-axis direction. Therefore, each part of the belts 3311d # 1 and 3311d # 2 is arranged in the external space 64OUT. Further, the openings 65d # 1 to 65d # 2 are sealed by the sealing members 66 # 1 to 66d # 2, which are examples of the sealing members 66, respectively.
  • the processing system SYS1 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 at least the measurement data of the three-dimensional object measured by the measuring device (not shown) provided in the processing system SYS1 and the measurement data of the three-dimensional shape measuring machine provided separately from the processing system SYS1.
  • the three-dimensional shape measuring machine there is a contact type three-dimensional coordinate measuring machine having a probe that can move with respect to the work W and can contact the work W.
  • An example of a three-dimensional shape measuring machine is a non-contact type three-dimensional measuring machine.
  • a non-contact type 3D measuring machine As an example of a non-contact type 3D measuring machine, a pattern projection type 3D measuring machine, an optical cutting type 3D measuring machine, a time of flight type 3D measuring machine, and a moiretopography type 3D measuring machine , At least one of a holographic interference type three-dimensional measuring machine, a CT (Computed Tomography) type three-dimensional measuring machine, and an MRI (Magnetic resonance imaging) type three-dimensional measuring machine.
  • the three-dimensional model data includes, for example, STL (Stareo Lithografy) format, VRML (Virtual Reality Modeling Language) format, AMF (Adaptive Manufacturing File Format), and IGES (Initial Technology) IGES (Initial Technology) format.
  • the Automotive Manufactures-Surfaces Interface) format, HP / GL (Hewlett-Packard Graphics Language) format, bitmap format and the like can be used.
  • the processing system SYS1 sequentially forms, for example, a plurality of layered partial structures (hereinafter referred to as "structural layers") SLs arranged along the Z-axis direction.
  • structural layers layered partial structures
  • the processing system SYS1 sequentially forms a plurality of structural layers SL obtained by cutting the three-dimensional structure ST into round slices along the Z-axis direction.
  • the three-dimensional structure ST which is a laminated structure in which a plurality of structural layers SL are laminated, is formed.
  • the flow of the operation of forming the three-dimensional structure ST by forming the plurality of structural layers SL one by one in order will be described.
  • each structural layer SL Under the control of the control device 7, the processing system SYS1 sets an irradiation region EA in a desired region on the modeling surface MS corresponding to the surface of the work W or the surface of the formed structural layer SL, and the irradiation region EA is set with respect to the irradiation region EA.
  • the processing light EL is irradiated from the irradiation optical system 211.
  • the region occupied by the processed light EL emitted from the irradiation optical system 211 on the modeling surface MS may be referred to as an irradiation region EA.
  • the focus position (that is, the condensing position) of the processed light EL coincides with the modeling surface MS.
  • the molten pool (that is, the pool of metal melted by the processing light EL) MP is formed in the desired region on the modeling surface MS by the processing light EL emitted from the irradiation optical system 211. It is formed.
  • the processing system SYS1 sets a supply region MA in a desired region on the modeling surface MS under the control of the control device 7, and supplies the modeling material M to the supply region MA from the material nozzle 212.
  • the processing system SYS1 supplies the modeling material M from the material nozzle 212 to the molten pool MP.
  • the modeling material M supplied to the molten pool MP melts.
  • the processing light EL is not irradiated to the molten pool MP with the movement of the stage 31, the modeling material M melted in the molten pool MP is cooled and solidified (that is, solidified).
  • the solidified modeling material M is deposited on the modeling surface MS. That is, a modeled object is formed by the deposit of the solidified modeling material M.
  • a series of modeling processes including formation of a molten pool MP by irradiation with such processing light EL, supply of a modeling material M to the molten pool MP, melting of the supplied modeling material M, and solidification of the molten modeling material M can be performed.
  • the stage 31 is repeatedly moved relative to the processing head 21 along the XY plane. That is, when the stage 31 moves relative to the processing head 21, the irradiation region EA also moves relative to the modeling surface MS. Therefore, a series of modeling processes is repeated while moving the irradiation region EA relative to the modeling surface MS along the XY plane (that is, in the two-dimensional plane).
  • the processed light EL is selectively irradiated to the irradiation region EA set in the region where the modeled object is to be formed on the modeled surface MS, but it is not desired to form the modeled object on the modeled surface MS.
  • the irradiation area EA set in the area is not selectively irradiated (it can be said that the irradiation area EA is not set in the area where the modeled object is not desired to be formed). That is, the processing system SYS1 moves the irradiation region EA along the predetermined movement locus on the modeling surface MS, and transfers the processing light EL to the modeling surface MS at a timing according to the distribution mode of the region where the modeled object is to be formed. Irradiate.
  • the mode of distribution of the region where the modeled object is to be formed may be referred to as a distribution pattern or a pattern of the structural layer SL.
  • the molten pool MP also moves on the modeling surface MS along the movement locus according to the movement locus of the irradiation region EA.
  • the molten pool MP is sequentially formed on the modeling surface MS in the portion of the region along the movement locus of the irradiation region EA that is irradiated with the processing light EL.
  • the supply region MA also moves on the modeling surface MS along the movement locus according to the movement locus of the irradiation region EA. Become.
  • a structural layer SL corresponding to an aggregate of the modeled objects made of the solidified modeling material M is formed on the modeling surface MS. That is, the structural layer SL corresponding to the aggregate of the shaped objects formed on the modeling surface MS in the pattern corresponding to the moving locus of the molten pool MP (that is, the shape corresponding to the moving locus of the molten pool MP in a plan view).
  • the structural layer SL) to have is formed.
  • the modeling material M is supplied to the irradiation region EL, and the irradiation region EL is irradiated with the processing light EL having a strength that does not allow the molten pool MP. You may.
  • the irradiation area EA is moved with respect to the modeling surface MS, but the modeling surface MS may be moved with respect to the irradiation area EA.
  • the processing system SYS1 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. Specifically, first, the three-dimensional model data is sliced at a stacking pitch to create slice data. It should be noted that data obtained by partially modifying this slice data according to the characteristics of the processing system SYS1 may be used. The processing system SYS1 performs the operation for forming the first structural layer SL # 1 on the modeling surface MS corresponding to the surface of the work W, that is, the three-dimensional model data corresponding to the structural layer SL # 1, that is, the structural layer. This is performed based on the slice data corresponding to SL # 1.
  • the processing system SYS1 uses information on the tool path that is the locus of the irradiation region EA (supply region MA) that passes through the region where the structural layer SL # 1 exists in the slice data corresponding to the structural layer SL # 1. May be operated. As a result, the structural layer SL # 1 is formed on the modeling surface MS as shown in FIG. 12A. After that, the processing system SYS1 sets the surface (that is, the upper surface) of the structural layer SL # 1 on the new modeling surface MS, and then forms the second structural layer SL # 2 on the new modeling surface MS. To do.
  • the control device 7 first controls the stage drive system (particularly, the power source 32) so that the stage 31 moves along the Z axis. Specifically, the control device 7 controls the stage drive system so that the irradiation region EA and the supply region MA are set on the surface of the structural layer SL # 1 (that is, the new modeling surface MS). The stage 31 is moved toward the Z side. As a result, the focus position of the processing light EL coincides with the new modeling surface MS. After that, the processing system SYS1 operates on the structural layer SL # 1 based on the slice data corresponding to the structural layer SL # 2 in the same operation as the operation of forming the structural layer SL # 1 under the control of the control device 7.
  • the structural layer SL # 2 is formed on the surface. As a result, the structural layer SL # 2 is formed as shown in FIG. 12 (b). After that, 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. 12 (c), the three-dimensional structure ST is formed by the laminated structure in which a plurality of structural layers SL are laminated.
  • the chamber space 63IN is a space purged with purge gas. Therefore, even if the power source 32 is arranged in the chamber space 63IN, an explosion due to contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 32 in the chamber space 63IN does not occur. However, if the power source 32 is arranged at a position isolated from the chamber space 63IN, the modeling material M and the power source 32 in the chamber space 63IN can be used even when the chamber space 63IN is not purged with the purge gas. No explosion will occur due to contact with the provided ignition source. Therefore, the processing system SYS1 can enjoy the effect that the stage 31 can be moved by using the power generated by the power source 32 even when the chamber space 63IN is not purged with the purge gas. it can.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the processing system SYS2 of the second embodiment.
  • the components that are the same as the components included in the processing system SYS1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the machining system SYS2 is different from the machining system SYS1 in that the stage device 3e is provided instead of the stage device 3. Further, the processing system SYS2 is different from the processing system SYS1 in which the opening 65 is formed in the housing 6 in that the opening 65 does not have to be formed in the housing 6. Other features of the processing system SYS2 may be the same as the processing system SYS1.
  • the stage device 3e is different from the stage device 3 in that it includes a power source 34e instead of the power source 32. Further, in the stage device 3e, the power source 32 is arranged in the external space 64OUT (that is, not arranged in the chamber space 63IN) in that the power source 34e may be arranged in the chamber space 63IN. Is different. Other features of the stage device 3e may be the same as those of the stage device 3.
  • the power source 34e is different from the power source 32 which does not have to have an explosion-proof structure in that it has an explosion-proof structure.
  • the power source 34e has an explosion-proof structure capable of preventing an explosion caused by contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 34e in the chamber space 63IN.
  • the power source 34e may have an intrinsically safe explosion-proof structure capable of preventing the explosion of the modeling material M in the chamber space 63IN caused by the ignition source included in the power source 34e.
  • the power source 34e has a safety-enhanced explosion-proof structure in which the structural safety level is increased so as not to generate electric sparks or high-temperature parts in the chamber space 63IN where electric sparks or high-temperature parts should not be generated. You may be.
  • Other features of the power source 34e may be the same as the power source 32.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of the power source 34e included in the processing system SYS2 of the second embodiment.
  • the power source 34e includes a housing 341e, a power source 342e, and a power transmission member 343e. It is a containment device that accommodates 342.
  • the housing 341e includes a partition member 3411e that defines an accommodation space 344e.
  • the partition member 3411e is a member that separates (that is, isolates) the accommodation space 344e and the space outside the housing 341e.
  • the space outside the housing 341e since the power source 34e is arranged in the chamber space 63IN, the space outside the housing 341e includes at least a part of the chamber space 63IN.
  • the partition member 3411e faces the accommodation space 344e via the inner wall thereof, and faces the space outside the housing 341e (that is, the chamber space 63IN) through the outer wall thereof. In this case, the space surrounded by the partition member 3411e (more specifically, the space surrounded by the inner wall of the partition member 3411e) becomes the accommodation space 344e.
  • the power source 342e is a device that generates power for moving the stage 31. Specifically, the power source 342e electrically generates power. That is, the power source 342e generates power by using a current supplied from a power source (not shown). In other words, the power source 342e generates power by converting a current supplied from a power source (not shown) into power.
  • An example of the power source 342e is a motor.
  • the power source 342e includes an ignition source. As an example of the ignition source, as already described above, there is a conductive portion (for example, a coil) to which an electric current is supplied.
  • the power source 32 described above may be used as the power source 342e. In this case, it can be said that the power source 34e is equivalent to a device including the housing 341e and the power source 32 housed in the internal space 344e of the housing 341e.
  • the ignition source included in the power source 342e is also arranged in the internal space 344e. That is, the ignition source included in the power source 342e is not arranged in the chamber space 63IN.
  • the ignition source included in the power source 342e is isolated from the chamber space 63IN by the partition member 3411e.
  • the ignition source included in the power source 342e is arranged at a position isolated from the chamber space 63IN by the partition member 3411e.
  • the partition member 3411e is a member that surrounds the internal space 344e to isolate the ignition source provided by the power source 342e from the chamber space 63IN (that is, isolates the chamber space 63IN from the ignition source provided by the power source 342e). Can function as.
  • the housing 341e may have an explosion-proof structure capable of preventing an explosion caused by contact between the modeling material M and the ignition source included in the driving force generation source 342e in the chamber space 63IN.
  • the housing 341e may have an intrinsically safe explosion-proof structure capable of preventing the explosion of the modeling material M by an electric spark generated in the ignition source included in the power source 342e or a high temperature portion.
  • the housing 341e has a safety-enhanced explosion-proof structure in which the degree of structural safety is increased so as not to generate electric sparks or high-temperature parts in the chamber space 63IN where electric sparks or high-temperature parts should not be generated. You may be.
  • the power transmission member 343e is a member that transmits the power generated by the power source 342e to the outside of the power source 34e (particularly, the power transmission member 33). Since the power source 342e is arranged in the internal space 344e of the housing 341e, the power transmission member 343e transmits the power generated by the power source 342e in the internal space 344e from the internal space 344e to the outside of the power source 34e. It is a member to be used.
  • the power transmission member 343e non-electrically transmits the power generated by the power source 342e. For example, the power transmission member 343e may mechanically transmit the power generated by the power source 342e.
  • the power transmission member 343e may transmit the power generated by the power source 342e to the outside of the power source 34e by mechanically connecting the power source 342e and the power transmission member 33.
  • An example of a member capable of mechanically transmitting power is already described above. At least a part of the power transmission member 33 described above may be used as the power transmission member 343e.
  • An opening 3412e is formed in the partition member 3411e in order to transmit power from the internal space 344e to the chamber space 63IN.
  • the opening 3412e is a through hole that penetrates the partition member 3411e from the internal space 344e toward the chamber space 63IN.
  • a part of the power transmission member 343e is arranged in the opening 3412e. That is, the power transmission member 343e extends from the internal space 344e to the chamber space 63IN through the opening 3412e.
  • the power transmission member 343e can transmit power from the internal space 344e to the chamber space 63IN via the opening 3412e. That is, the power generated by the power source 342e in the internal space 344e is transmitted to the stage 31 arranged in the chamber space 63IN via the opening 3412e.
  • the opening 3412e When the opening 3412e is formed in the partition member 3411e, the internal space 644e and the chamber space 63IN are connected to each other through the opening 3412e. Therefore, when there is a gap (particularly, a relatively large gap) between the wall surface of the partition member 3411e defining the opening 3412e and the power transmission member 343e arranged in the opening 3412e, the inside of the chamber space 63IN There is a possibility that the modeling material M and the ignition source included in the power source 342e come into contact with each other through the opening 3412e. Therefore, the opening 3412e may be sealed by the sealing member 345e.
  • the seal member 345e is a member that seals between the wall surface of the partition member 3411e that defines the opening 3412e and the power transmission member 343e arranged in the opening 3412e.
  • the seal member 345e is a member for filling a gap between the wall surface of the partition member 3411e defining the opening 3412e and the power transmission member 343e arranged in the opening 3412e. Note that "filling the gap between the wall surface of the partition member 3411e and the power transmission member 343e" here completely eliminates the gap between the wall surface of the partition member 3411e and the power transmission member 343e (that is,).
  • the seal member 345e can function as a member that seals the internal space 344e (that is, maintains the airtightness of the internal space 344e). More specifically, the seal member 345e seals the internal space 344e together with the partition member 3411e and the power transmission member 343e.
  • the seal member 345e at least one of a rubber seal, an oil seal and a labyrinth seal can be mentioned.
  • the seal member 345e can function as a member for preventing contact between the modeling material M in the chamber space 63IN and the ignition source included in the power source 342e through the opening 3412e.
  • the electric spark generated by the power source 342e in the internal space 344e is supplied together with the partition member 3411e and the power transmission member 343e through the opening 3412e. It can function as a member that prevents entry into the chamber space 63IN.
  • the seal member 345e is an internal space 344e in which the modeling material M supplied to the chamber space 63IN together with the partition member 3411e and the power transmission member 343e is arranged with the power source 342e including the ignition source through the opening 3412e. It can function as a member that prevents entry.
  • the processing system SYS2 of the second embodiment described above, additional machining can be appropriately performed on the work W as in the machining system SYS1 of the first embodiment.
  • the ignition source included in the power source 34e (for example, the ignition source of the power source 342e) is arranged in the internal space 344e isolated from the chamber space 63IN by the partition member 3411e. Therefore, the explosion caused by the contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 34e in the chamber space 63IN is prevented. That is, the processing system SYS2 of the second embodiment can enjoy the same effect as the effect that can be enjoyed by the processing system SYS1 of the first embodiment. Further, in the processing system SYS2, since the power source 34e can be accommodated in the chamber space 63IN, the degree of freedom in arranging the power source 34e is increased.
  • the power source 34e may be arranged at a position different from that of the chamber space 63IN.
  • the power source 34e may be arranged in the external space 64OUT as in the power source 32 of the first embodiment.
  • the processing system SYS2 may include a power source 32 arranged in the external space 64OUT in addition to the power source 34e arranged in the chamber space 63IN.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the processing system SYS3 of the third embodiment.
  • FIG. 16 is a system configuration diagram showing an example of the system configuration of the processing system SYS3 of the third embodiment.
  • the components that are the same as the components included in the processing system SYS1 of the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the machining system SYS3 is different from at least one of the machining systems SYS1 and SYS2 in that the machining device 2f is provided instead of the machining device 2. Further, the processing system SYS2 is different from the processing system SYS1 in that the stage device 3f is provided instead of the stage device 3. Other features of the machining system SYS3 may be the same as at least one of the machining systems SYS1 and SYS2.
  • the processing device 2f is different from the processing device 2 in that it further includes a power source 22f and a power transmission mechanism 23f.
  • the power source 22f and the power transmission mechanism 23f form a head drive system for moving the processing head 21 within the chamber space 63IN.
  • Other features of the processing apparatus 2f may be the same as those of the processing apparatus 2.
  • the power source 22f is different from the power source 32, which is a device for generating power for moving the stage 31, in that it is a device for generating power for moving the processing head 21.
  • Other features of the power source 22f may be the same as those of the power source 32.
  • the power transmission mechanism 23f is a device that transmits the power generated by the power source 22f to the processing head 21, and is a device that transmits the power generated by the power source 32 to the stage 31. Is different. Therefore, the power transmission mechanism 23f forms a power transmission path extending from the power source 22f to the processing head 21. Specifically, since the power transmission mechanism 23f itself serves as a power transmission path, the power transmission mechanism 23f extends from the power source 22f to the processing head 21. As a result, the processing head 21 is moved by the power transmitted from the power source 22f via the power transmission mechanism 23f. Other features of the power transmission mechanism 23f may be the same as those of the power transmission member 33.
  • FIG. 15 shows an example in which the processing system SYS3 includes a plurality of (two in the example shown in FIG. 15) power sources 22f, but the processing system SYS3 includes a single power source 22f. May be good.
  • FIG. 15 shows an example in which the machining system SYS3 includes a plurality of (two in the example shown in FIG. 15) power transmission mechanisms 23f, whereas the machining system SYS3 includes a single power transmission mechanism 23f. You may have it.
  • the power source 22f is arranged in the external space 64OUT like the power source 32. That is, the power source 22f is not arranged in the chamber space 63IN like the power source 32. Therefore, the ignition source included in the power source 22f is also not arranged in the chamber space 63IN. As a result, contact between the modeling material M supplied to the chamber space 63IN (particularly, the modeling material M which is a powder or granular material) and the ignition source provided by the power source 22f arranged in the external space 64OUT is prevented. To. Therefore, an explosion (typically, a dust explosion) caused by contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 22f in the chamber space 63IN is prevented.
  • an explosion typically, a dust explosion
  • the power generated by the power source 22f in the external space 64OUT needs to be transmitted to the processing head 21 arranged in the chamber space 63IN. Therefore, the power transmission mechanism 23f extends from the external space 64OUT to the chamber space 63IN through the opening 65, similarly to the power transmission member 33. As a result, the power transmission mechanism 23f can transmit power from the external space 64OUT to the chamber space 63IN through the opening 65. That is, the power generated by the power source 22f in the external space 64OUT is transmitted to the processing head 21 arranged in the chamber space 63IN via the opening 65. Further, also in the third embodiment, as in the first embodiment, the opening 65 may be sealed by the sealing member 66.
  • the stage device 3f is different from the stage device 3 in that the power source 32 and the power transmission mechanism 33 do not have to be provided.
  • the stage device 3f is different from the stage device 3e in that the power source 34e and the power transmission mechanism 33 do not have to be provided.
  • the stage device 3 may include at least one of the power sources 32 and 34e and the power transmission member 33.
  • Other features of the stage device 3f may be the same as those of the stage device 3 or 3e.
  • the processing system SYS3 of the third embodiment additional processing can be appropriately performed on the work W.
  • the power source 22f provided with the ignition source is arranged in the external space 64OUT isolated from the chamber space 63IN by the partition member 61. Therefore, an explosion caused by contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 22f in the chamber space 63IN is prevented.
  • the machining system SYS3 can enjoy the effect that the machining head 21 can be moved by using the power generated by the power source 22f even when the chamber space 63IN is not purged with the purge gas. it can.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the processing system SYS4 of the fourth embodiment.
  • the components that are the same as the components included in the processing system SYS3 of the third embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
  • the processing system SYS4 is different from the processing system SYS3 in that it includes a processing device 2g instead of the processing device 2f. Further, the processing system SYS4 is different from the processing system SYS3 in which the opening 65 is formed in the housing 6 in that the opening 65 does not have to be formed in the housing 6. Other features of the processing system SYS4 may be the same as the processing system SYS3.
  • the processing device 2g is different from the processing device 2f in that it includes a power source 24g instead of the power source 22f. Further, in the processing device 2g, the power source 22f is arranged in the external space 64OUT (that is, not arranged in the chamber space 63IN) in that the power source 24g may be arranged in the chamber space 63IN. Is different. Other features of the processing apparatus 2g may be the same as those of the processing apparatus 2f.
  • the power source 24g is different from the power source 22f which does not have to have an explosion-proof structure in that it has an explosion-proof structure.
  • the power source 24g has an explosion-proof structure capable of preventing an explosion caused by contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 24g in the chamber space 63IN.
  • the power source 24g may have an intrinsically safe explosion-proof structure capable of preventing the explosion of the modeling material M in the chamber space 63IN caused by the ignition source included in the power source 24g.
  • the power source 24 g has a safety-enhanced explosion-proof structure in which the structural safety is increased so as not to generate electric sparks or high-temperature parts in the chamber space 63IN where electric sparks or high-temperature parts should not be generated. You may be.
  • the power source 24g may have the same structure as the power source 34e described in the second embodiment. Therefore, a detailed description of the power source 24 g will be omitted. Other features of the power source 24g may be the same as the power source 22f.
  • the processing system SYS4 of the fourth embodiment described above additional processing can be appropriately performed on the work W as in the processing system SYS3 of the third embodiment.
  • the ignition source included in the power source 24g is arranged in a space isolated from the chamber space 63IN (for example, the internal space 344e isolated by the partition member 3411e shown in FIG. 14). Therefore, the explosion caused by the contact between the modeling material M and the ignition source included in the power source 24g in the chamber space 63IN is prevented. That is, the processing system SYS4 of the fourth embodiment can enjoy the same effect as the effect that can be enjoyed by the processing system SYS3 of the third embodiment. Further, in the processing system SYS4, since the power source 24g can be accommodated in the chamber space 63IN, the degree of freedom in arranging the power source 24g is increased.
  • the power source 24g may be arranged at a position different from that of the chamber space 63IN.
  • the power source 24g may be arranged in the external space 64OUT as in the power source 24f of the third embodiment.
  • the processing system SYS4 may include a power source 22f arranged in the external space 64OUT in addition to the power source 24g arranged in the chamber space 63IN.
  • the power transmission member 33 mechanically transmits the power generated by the power source 32 to the stage 31.
  • the power transmission member 33 may be a power transmission mechanism using a fluid such as a hydraulic power transmission device or a pneumatic power transmission device.
  • the processing device 2 melts the modeling material M by irradiating the modeling material M with the processing light EL.
  • the processing apparatus 2 may melt the modeling material M by irradiating the modeling material M with an arbitrary energy beam.
  • the processing device 2 may include a beam irradiation device capable of irradiating an arbitrary energy beam in addition to or in place of the irradiation optical system 211.
  • Any energy beam includes, but is not limited to, a charged particle beam such as an electron beam, an ion beam, or an electromagnetic wave.
  • the processing system SYS can form the three-dimensional structure ST by the laser overlay welding method.
  • the processing system SYS can form the three-dimensional structure ST from the modeling material M by another method capable of forming the three-dimensional structure ST by irradiating the modeling material M with the processing light EL (or an arbitrary energy beam). It may be formed.
  • Other methods include, for example, a powder bed melting bonding method (Power Bed Fusion) such as a powder sintering laminated molding method (SLS: Selective Laser Sintering), a binder jetting method (Binder Jetting), or a laser metal fusion method (LMF:). Laser Metal Fusion) can be mentioned.
  • the processing system SYS may use an arbitrary method for additional processing, which is different from the method capable of forming the three-dimensional structure ST by irradiating the modeling material M with the processing light EL (or an arbitrary energy beam).
  • the three-dimensional structure ST may be formed.
  • the processing system SYS forms the three-dimensional structure ST by supplying the modeling material M from the material nozzle 212 toward the irradiation region EA where the irradiation optical system 211 irradiates the processing light EL. ..
  • the processing system SYS may form the three-dimensional structure ST by supplying the modeling material M from the material nozzle 212 without irradiating the processing light EL from the irradiation optical system 211.
  • the processing system SYS melts the modeling material M on the modeling surface MS by spraying the modeling material M onto the modeling surface MS from the material nozzle 212, and solidifies the melted modeling material M.
  • the dimensional structure ST may be formed.
  • the processing system SYS melts the modeling material M on the modeling surface MS and solidifies the molten modeling material M by blowing a gas containing the modeling material M onto the modeling surface MS from the material nozzle 212 at an ultra-high speed.
  • the three-dimensional structure ST may be formed.
  • the processing system SYS melts the modeling material M on the modeling surface MS by spraying the heated modeling material M onto the modeling surface MS from the material nozzle 212, and solidifies the molten modeling material M.
  • the three-dimensional structure ST may be formed.
  • the processing system SYS (particularly, the processing head 21) does not have to include the irradiation optical system 211. Good.
  • the processing system SYS performs a removal processing capable of removing at least a part of the object by irradiating an object such as a work W with a processing light EL (or an arbitrary energy beam) in addition to or instead of the additional processing. You may.
  • the processing system SYS irradiates an object such as a work W with processing light EL (or an arbitrary energy beam) in addition to or in place of at least one of addition processing and removal processing to mark at least a part of the object. Marking processing capable of forming (for example, letters, numbers or figures) may be performed. Even in this case, the above-mentioned effects can be enjoyed.
  • Appendix 1 A processing device that performs additional processing in the processing space where the object is housed, It is provided with a power generator for generating power for changing the relative position between the object and the processing device.
  • the partition wall member includes a first member that surrounds the processing space and isolates the processing space from the isolation space.
  • Appendix 3 The processing space is located inside the space surrounded by the first member.
  • the processing system according to Appendix 2 wherein the isolated space is located outside the space surrounded by the first member.
  • Appendix 4 The processing system according to Appendix 2 or 3, wherein the power generator is arranged in the isolated space.
  • Appendix 5 The processing system according to any one of Supplementary note 1 to 4, wherein the partition wall member includes a second member that surrounds the isolation space and isolates the isolation space from the processing space.
  • Appendix 6 The processing system according to Appendix 5, wherein the power generator has an explosion-proof structure in which explosion-proof measures are taken by the second member.
  • Appendix 7 The processing system according to Appendix 5 or 6, wherein the power generator includes an explosion-proof motor.
  • the second member includes a housing of the power generator.
  • Appendix 9 The processing system according to any one of Appendix 5 to 8, wherein the power generator is arranged in the processing space.
  • Appendix 10 The processing system according to any one of Appendix 5 to 9, wherein the second member is arranged in the processing space.
  • Appendix 11 The processing system according to any one of Appendix 1 to 10, wherein the partition member has an explosion-proof structure.
  • Appendix 12 The processing system according to any one of Supplementary note 1 to 11, wherein the relative position is changed by moving at least one of the object and the processing apparatus in the processing space using the power.
  • [Appendix 13] The processing system according to any one of Appendix 1 to 12, further comprising a power transmission mechanism for transmitting the power to at least one of the object and the processing apparatus.
  • [Appendix 14] The machining system according to Appendix 13, wherein at least a part of the power transmission mechanism is arranged in the machining space.
  • [Appendix 15] The processing system according to Appendix 13 or 14, wherein at least a part of the power transmission mechanism is arranged in the isolated space.
  • [Appendix 16] The processing system according to any one of Appendix 13 to 15, wherein the power transmission mechanism does not include an ignition source.
  • [Appendix 17] The processing system according to any one of Appendix 13 to 16, wherein the power transmission mechanism transmits the power non-electrically.
  • [Appendix 21] The processing system according to any one of Appendix 1 to 20, wherein the portion of the power generator that serves as an ignition source includes a portion that generates heat when the power is generated.
  • the processing device performs additional processing on the object to be processed and performs additional processing.
  • the processing device performs additional processing on the object to be processed and performs additional processing. Further equipped with a mounting device on which the object to be processed is mounted, The processing system according to any one of Supplementary note 1 to 22, wherein the object includes the above-described device.
  • Appendix 24 The processing system according to any one of Appendix 1 to 23, wherein the processing device includes an irradiation device that irradiates an energy beam in the processing space and a supply device that supplies a material to an irradiation position of the energy beam.
  • Appendix 25 The processing system according to Appendix 24, wherein the material contains powder or granular material.
  • Appendix 26 A mounting device for mounting objects and A processing device that supplies powder to the object and performs additional processing on the object.
  • the power source that generates power and The power is transmitted to at least one of the above-described device and the processing device through an isolation member provided between the power source and at least a part of the processing device and a through hole formed in the isolation member.
  • Power transmission member and A processing system including a sealing member that prevents sparks from entering the space where the power source is located and the space where the above-mentioned device is located.
  • a processing system including a sealing member that prevents the powder from entering the space where the power source is located from the space where the above-mentioned device is located.
  • a mounting device for mounting an object in the first space A processing device that supplies powder to the object and performs additional processing on the object in the first space.
  • a power source that is placed in the second space and generates power
  • An isolation member provided between the first space and the second space, A power transmission member that transmits the power to at least one of the above-described device and the processing device through a through hole formed in the isolation member.
  • a processing system including a seal member that seals between the power transmission member and the isolation member.
  • a mounting device for mounting an object in the first space A processing device that supplies powder to the object and performs additional processing on the object in the first space.
  • a power source that is placed in the second space and generates power An isolation member provided between the first space and the second space, A power transmission member that transmits the power to at least one of the above-described device and the processing device through a through hole formed in the isolation member.
  • a mounting device for mounting an object in the first space A processing device that supplies powder to the object and performs additional processing on the object in the first space.
  • a power source that is placed in the second space and generates power An isolation member that separates the first space from the second space, A power transmission member that transmits the power to at least one of the above-described device and the processing device through a through hole formed in the isolation member.
  • a processing system including a sealing member that prevents the transmission of sparks from the second space to the first space.
  • a mounting device for mounting an object in the first space A processing device that supplies powder to the object and performs additional processing on the object in the first space.
  • a power source that is placed in the second space and generates power, Power for transmitting the power to at least one of the above-described device and the processing device through a separating member provided between the first space and the second space and a through hole formed in the separating member.
  • Transmission member and A processing system including a sealing member that prevents powder from being transmitted from the first space to the second space.
  • [Appendix 34] Placing an object on a mounting device and To supply powder to the object and perform additional processing on the object, To generate power using a power source, Providing an isolation member between the power source and the space where the additional processing is performed, Using a power transmission member that passes through a through hole formed in the isolation member, the power is transmitted to at least one of the above-described device and the processing device.
  • a processing method comprising preventing the transmission of sparks from the space in which the power source is located to the space in which the above-mentioned device is located.
  • [Appendix 35] Placing an object on a mounting device and To supply powder to the object and perform additional processing on the object, To generate power using a power source, Providing an isolation member between the power source and the space where the additional processing is performed, Using a power transmission member that passes through a through hole formed in the isolation member, the power is transmitted to at least one of the above-described device and the processing device.
  • a processing method including preventing the transmission of powder from the space in which the above-mentioned device is located to the space in which the power source is located.
  • [Appendix 36] Placing an object on the mounting device in the first space To supply powder to the object and perform additional processing on the object in the first space.
  • a processing method including preventing the transmission of sparks from the second space to the first space.
  • Appendix 38 Placing an object on the mounting device in the first space To supply powder to the object and perform additional processing on the object in the first space.
  • To generate power with a power source located in the second space Separating the first space and the second space by a separating member, Using a power transmission member that passes through a through hole formed in the isolation member, the power is transmitted to at least one of the above-described device and the processing device.
  • a processing method including preventing the transmission of sparks from the second space to the first space.
  • Appendix 39 Placing an object on the mounting device in the first space To supply powder to the object and perform additional processing on the object in the first space.
  • a processing method including preventing the transmission of powder from the first space to the second space.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately modified within the scope of claims and within the scope not contrary to the gist or idea of the invention that can be read from the entire specification.
  • the processing method is also included in the technical scope of the present invention.
  • SYSTEM processing system 1 Material supply device 2 Processing device 22f, 24g Power source 23f Power transmission member 3 Stage device 31 Stage 32, 34e Power transmission member 33 Power transmission mechanism 6 Housing 61 Partition member 63IN Chamber space 64OUT External space 65 Opening 66 Seal Member W work M modeling material SL structural layer MS modeling surface EA irradiation area MA supply area MP molten pool EL processing light

Abstract

加工システムは、物体を支持する支持装置と、前記物体に対して粉体を供給して、前記物体に付加加工を行う加工装置と、動力を発生させる動力源と、前記支持装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達する動力伝達部材と、前記動力源と前記加工装置の少なくとも一部との間に設けられ、前記動力伝達部材が貫通する貫通孔が形成された仕切り部材と、前記動力伝達部材と前記仕切り部材との間をシールするシール部材とを備える。

Description

加工システム
 本発明は、例えば、加工動作を行う加工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造形物を形成する加工動作を行う加工システムが記載されている。このような加工システムでは、加工システムの安全性を確保することが技術的課題となる。
米国特許出願公開第2017/014909号明細書
 第1の態様によれば、物体を支持する支持装置と、前記物体に対して粉体を供給して、前記物体に付加加工を行う加工装置と、動力を発生させる動力源と、前記支持装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達する動力伝達部材と、前記動力源と前記加工装置の少なくとも一部との間に設けられ、前記動力伝達部材が貫通する貫通孔が形成された仕切り部材と、前記動力伝達部材と前記仕切り部材との間をシールするシール部材とを備える加工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。
図1は、第1実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。 図2は、第1実施形態の加工システムのシステム構成を示すシステム構成図である。 図3は、仕切り部材の一部の記載が省略された第1のステージ装置の構造を示す斜視図である。 図4は、仕切り部材の一部の記載が省略されていない第1のステージ装置の構造を示す斜視図である。 図5は、仕切り部材の一部の記載が省略された第2のステージ装置の構造を示す斜視図である。 図6は、仕切り部材の一部の記載が省略されていない第2のステージ装置の構造を示す斜視図である。 図7は、仕切り部材の一部の記載が省略された第3のステージ装置の構造を示す斜視図である。 図8は、仕切り部材の一部の記載が省略されていない第3のステージ装置の構造を示す斜視図である。 図9は、仕切り部材の一部の記載が省略された第4のステージ装置の構造を示す斜視図である。 図10は、仕切り部材の一部の記載が省略されていない第4のステージ装置の構造を示す斜視図である。 図11(a)から図11(e)のそれぞれは、ワーク上のある領域において光を照射し且つ造形材料を供給した場合の様子を示す断面図である。 図12(a)から図12(c)のそれぞれは、3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図13は、第2実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。 図14は、第2実施形態の加工システムが備える動力源の構造を示す断面図である。 図15は、第3実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。 図16は、第3実施形態の加工システムのシステム構成を示すシステム構成図である。 図17は、第4実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。
 以下、図面を参照しながら、加工システムの実施形態について説明する。以下では、物体の一例であるワークWに付加加工を行う加工システムSYSを用いて、加工システムの実施形態を説明する。特に、以下では、レーザ肉盛溶接法(LMD:Laser Metal Deposition)に基づく付加加工を行う加工システムSYSを用いて、加工システムの実施形態を説明する。レーザ肉盛溶接法に基づく付加加工は、ワークWに供給した造形材料Mを加工光ELで溶融することで、ワークWと一体化された又はワークWから分離可能な3次元構造物STを形成する付加加工である。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、ディレクテッド・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、加工システムSYS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)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)第1実施形態の加工システムSYS
 初めに、第1実施形態の加工システムSYS(以降、第1実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYS1”と称する)について説明する。
 (1-1)第1実施形態の加工システムSYS1の構造
 初めに、図1及び図2を参照しながら、第1実施形態の加工システムSYS1の構造について説明する。図1は、第1実施形態の加工システムSYS1の構造の一例を示す断面図である。図2は、第1実施形態の加工システムSYS1のシステム構成の一例を示すシステム構成図である。
 加工システムSYS1は、3次元構造物ST(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)を形成可能である。加工システムSYS1は、3次元構造物STを形成するための基礎となるワークW上に、3次元構造物STを形成可能である。このワークWを基材又は台座と称してもよい。加工システムSYS1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31である場合には、加工システムSYS1は、ステージ31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31によって保持されている(或いは、ステージ31に支持又は載置されている)既存構造物である場合には、加工システムSYS1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、加工システムSYS1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とみなせる。尚、既存構造物は例えば欠損箇所がある要修理品であってもよい。加工システムSYS1は、要修理品の欠損箇所を埋めるように、要修理品に3次元構造物を形成してもよい。或いは、加工システムSYS1は、既存構造物と分離可能な3次元構造物STを形成してもよい。尚、図1は、ワークWが、ステージ31によって保持されている既存構造物である例を示している。また、以下でも、ワークWがステージ31によって保持されている既存構造物である例を用いて説明を進める。
 上述したように、加工システムSYS1は、レーザ肉盛溶接法により3次元構造物STを形成可能である。つまり、加工システムSYS1は、積層造形技術を用いて物体を形成する3Dプリンタであるとも言える。尚、積層造形技術は、ラピッドプロトタイピング(Rapid Prototyping)、ラピッドマニュファクチャリング(Rapid Manufacturing)、又は、アディティブマニュファクチャリング(Additive Manufacturing)とも称される。
 3次元構造物STを形成するために、加工システムSYS1は、図1及び図2に示すように、材料供給装置1と、加工装置2と、ステージ装置3と、光源4と、ガス供給装置5と、筐体6と、制御装置7とを備える。加工装置2とステージ装置3とのそれぞれの少なくとも一部は、筐体6の内部のチャンバ空間63IN内に収容されている。
 材料供給装置1は、加工装置2に造形材料Mを供給する。材料供給装置1は、加工装置2が3次元構造物STを形成するために単位時間あたりに必要とする分量の造形材料Mが加工装置2に供給されるように、当該必要な分量に応じた所望量の造形材料Mを供給する。
 造形材料Mは、所定強度以上の加工光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、金属材料及び樹脂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、金属材料及び樹脂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、粉状の材料である。つまり、造形材料Mは、粉体である。粉体は、粉状の材料に加えて、粒状の材料を含んでいてもよい。造形材料Mは、例えば、90マイクロメートル±40マイクロメートルの範囲に収まる粒径の粉体を含んでいてもよい。造形材料Mを構成する粉体の平均粒径は、例えば、75マイクロメートルであってもよいし、その他のサイズであってもよい。但し、造形材料Mは、粉体でなくてもよく、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、加工システムSYS1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。
 加工装置2は、材料供給装置1から供給される造形材料Mを用いて3次元構造物STを形成する。造形材料Mを用いて3次元構造物STを形成するために、加工装置2は、加工ヘッド21を備える。加工ヘッド21は、照射光学系211と、材料ノズル(つまり造形材料Mを供給する供給系)212とを備えている。加工ヘッド21は、チャンバ空間63IN内に収容されている。但し、加工ヘッド21の少なくとも一部が、筐体6の外部の空間である外部空間64OUTに配置されていてもよい。尚、外部空間64OUTは、加工システムSYS1のオペレータが立ち入り可能な空間であってもよい。
 照射光学系211は、射出部213から加工光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、照射光学系211は、加工光ELを発する光源4と、光ファイバやライトパイプ等の不図示の光伝送部材を介して光学的に接続されている。照射光学系211は、光伝送部材を介して光源4から伝搬してくる加工光ELを射出する。照射光学系211は、加工光ELがチャンバ空間63INを進むように加工光ELを射出する。照射光学系211は、照射光学系211から下方(つまり、-Z側)に向けて加工光ELを照射する。照射光学系211の下方には、ステージ31が配置されている。ステージ31にワークWが支持又は載置されている場合には、照射光学系211は、ワークWに向けて加工光ELを照射する。具体的には、照射光学系211は、加工光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上に設定される照射領域EAに加工光ELを照射可能である。更に、照射光学系211の状態は、制御装置7の制御下で、照射領域EAに加工光ELを照射する状態と、照射領域EAに加工光ELを照射しない状態との間で切替可能である。尚、照射光学系211から射出される加工光ELの方向は真下(つまり、-Z軸方向と一致)には限定されず、例えば、Z軸に対して所定の角度だけ傾いた方向であってもよい。
 材料ノズル212は、造形材料Mを供給する供給アウトレット214を有する。材料ノズル212は、供給アウトレット214から造形材料Mを供給する(例えば、噴射する、噴出する、又は、吹き付ける)。材料ノズル212は、造形材料Mの供給源である材料供給装置1と、不図示のパイプ等を介して物理的に接続されている。材料ノズル212は、パイプを介して材料供給装置1から供給される造形材料Mを供給する。材料ノズル212は、パイプを介して材料供給装置1から供給される造形材料Mを圧送してもよい。即ち、材料供給装置1からの造形材料Mと搬送用の気体(例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガス)とを混合してパイプを介して材料ノズル212に圧送してもよい。この場合、搬送用の気体として、例えば、ガス供給装置5から供給されるパージガスが用いられてもよい。尚、図1において材料ノズル212は、チューブ状に描かれているが、材料ノズル212の形状は、この形状に限定されない。材料ノズル212は、チャンバ空間63INに向けて造形材料Mを供給する。材料ノズル212は、材料ノズル212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212の下方には、ステージ31が配置されている。ステージ31にワークWが搭載されている場合には、材料ノズル212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212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。
 第1実施形態では、材料ノズル212は、照射光学系211が加工光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、照射光学系211に対して位置合わせされている。つまり、材料ノズル212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212と照射光学系211とが位置合わせされている。尚、照射光学系211から射出された加工光ELによって形成される溶融池MPに、材料ノズル212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。
 ステージ装置3は、ステージ31を備えている。ステージ31は、チャンバ空間63INに収容される。ステージ31は、ワークWを支持可能である。尚、ここで言う「ステージ31がワークWを支持する」状態は、ワークWがステージ31によって直接的に又は間接的に支えられている状態を意味していてもよい。ステージ31は、ワークWを保持可能であってもよい。つまり、ステージ31は、ワークWを保持することでワークWを支持してもよい。或いは、ステージ31は、ワークWを保持可能でなくてもよい。この場合、ワークWは、ステージ31に載置されていてもよい。つまり、ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを支持してもよい。このとき、ワークWは、クランプレスでステージ31に載置されていてもよい。従って、本実施形態における「ステージ31がワークWを支持する」状態は、ステージ31がワークWを保持する状態及びワークWがステージ31に載置される状態をも含んでいてもよい。ステージ31を、ワークWを支持する支持装置、ワークWが載置される載置装置又はワークWを保持する保持装置と称してもよい。ステージ31がチャンバ空間63INに収容されるため、ステージ31が支持するワークWもまた、チャンバ空間63INに収容される。更に、ステージ31は、ワークWが保持されている場合には、保持したワークWをリリース可能である。上述した照射光学系211は、ステージ31がワークWを支持している期間の少なくとも一部において加工ビームPLを照射する。更に、上述した材料ノズル212は、ステージ31がワークWを支持している期間の少なくとも一部において造形材料Mを供給する。尚、材料ノズル212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31の周囲へと)散乱する又はこぼれ落ちる可能性がある。このため、加工システムSYSaは、ステージ31の周囲に、散乱した又はこぼれ落ちた造形材料Mを回収する回収装置を備えていてもよい。尚、ステージ31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。
 ステージ装置3は更に、動力源32と、動力伝達部材33とを備えている。動力源32及び動力伝達部材33は、チャンバ空間63IN内でステージ31を移動させるためのステージ駆動系を構成する。
 動力源32は、ステージ31を移動させるための動力を発生させる装置(つまり、動力発生装置)である。具体的には、動力源32は、電気的に動力を発生させる。つまり、動力源32は、不図示の電源から供給される電流を用いて動力を発生させる。言い換えれば、動力源32は、不図示の電源から供給される電流を動力に変換することで動力を発生させる。電気的に動力を発生させる。動力源32の一例として、モータ等のアクチュエータがあげられる。この場合、動力源32は、着火源となり得る部分(以降、説明の簡略化のために、着火源となる得る部分を単に“着火源”と称する)を含むことになる。着火源の一例として、電流が供給される導通部分(例えば、コイル)があげられる。なぜならば、コイルに導通部分が供給されることで導通部分に電気火花が生ずる及び/又は導通部分が発熱するからである。
 動力伝達部材33は、動力源32が発生させた動力をステージ31に伝達する装置である。その結果、ステージ31は、動力源32から動力伝達部材33を介して伝達される動力によって移動する。第1実施形態では特に、動力伝達部材33は、動力源32が発生させた動力を、非電気的にステージ31に伝達する。例えば、動力伝達部材33は、動力源32が発生させた動力を、機械的にステージ31に伝達してもよい。例えば、動力伝達部材33は、動力源32とステージ31とを機械的に連結することで、動力源32が発生させた動力をステージ31に伝達してもよい。この場合、動力伝達部材33は、動力源32とは異なり、着火源を備えることはない。動力を機械的に伝達するために、動力伝達部材33は、動力を機械的に伝達可能な部材を備えていてもよい。動力を機械的に伝達可能な部材の一例として、ねじ(例えば、台形ねじ、ボールねじ、すべりねじ及び三角ねじの少なくとも一つ)、歯車(例えば、平歯車、外歯歯車と組み合わせられる内歯歯車、ウォームと組み合わせられるウォーム歯車、かさ歯車、ラック・アンド・ピニオン、ねじ歯車及びハスバ歯車の少なくとも一つ)、ベルト(例えば、平ベルト、丸ベルト、歯付きベルト)、プーリー、ワイヤロープ、チェーン、シャフト及び滑車の少なくとも一つがあげられる。動力伝達部材33は、これらの部材の少なくとも一つを用いて、動力源32からステージ31へと延びる動力伝達経路を形成する。具体的には、動力伝達部材33そのものが動力伝達経路となるがゆえに、動力伝達部材33は、動力源32からステージ31へと延びる。
 尚、図1は、加工システムSYS1が複数の(図1に示す例では、2つの)動力源32を備える例を示しているが、加工システムSYS1は、単一の動力源32を備えていてもよい。同様に、図1は、加工システムSYS1が複数の(図1に示す例では、2つの)動力伝達部材33を備える例を示しているが、加工システムSYS1は、単一の動力伝達部材33を備えていてもよい。
 ステージ31が移動すると、ステージ31と加工装置2(特に、加工ヘッド21)との相対位置が変化する。このため、動力源32及び動力伝達部材33が構成するステージ駆動系は、ステージ31と加工装置2(特に、加工ヘッド21)との相対位置を変更するための装置として機能可能である。
 ステージ駆動系は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに沿ってステージ31を移動させてもよい。ステージ31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、ステージ31と加工装置2(特に、加工ヘッド21)との相対位置が変化する。このため、動力源32及び動力伝達部材33が構成するステージ駆動系は、ステージ31と加工装置2(特に、加工ヘッド21)との相対位置を変更するための装置として機能可能である。尚、ステージ31がX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動すると、照射領域EA及び供給領域MAのそれぞれは、ワークW上をX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動する。
 ステージ駆動系は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに加えて、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つの回転方向に沿ってステージ31を移動させてもよい。言い換えると、ステージ駆動系は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つの軸回りにステージ31を回転させてもよい。ステージ駆動系は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つの軸回りにステージ31の姿勢を変えてもよい。ステージ31がθX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つの回転方向に沿って移動すると、ステージ31と加工装置2(特に、加工ヘッド21)との相対的な姿勢が変化する。このため、動力源32及び動力伝達部材33が構成するステージ駆動系は、ステージ31と加工装置2(特に、加工ヘッド21)との相対的な姿勢を変更するための装置として機能可能である。
 光源4は、例えば、赤外光及び紫外光のうちの少なくとも一つを、加工光ELとして射出する。但し、加工光ELとして、その他の波長の光、例えば可視域の波長の光が用いられてもよい。加工光ELは、レーザ光である。この場合、光源4は、半導体レーザ等のレーザ光源を含んでいてもよい。レーザ光源の一例としては、レーザダイオード(LD:Laser Diode)、ファイバ・レーザ、COレーザ、YAGレーザ及びエキシマレーザ等の少なくとも一つがあげられる。但し、加工光ELはレーザ光でなくてもよいし、光源4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5は、チャンバ空間631INをパージするためのパージガスの供給源である。パージガスは、酸素ガスを含まない(或いは、含んでいたとしてもごく微量の酸素ガスしか含んでいない)ガスである。パージガスは、不活性ガスを含む。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5は、チャンバ空間63INにパージガスを供給する。その結果、チャンバ空間63INは、パージガスによってパージされた空間となる。尚、ガス供給装置5は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが格納されたボンベであってもよい。不活性ガスが窒素ガスである場合には、ガス供給装置5は、大気を原料として窒素ガスを発生する窒素ガス発生装置であってもよい。
 ガス供給装置5は、チャンバ空間63INにおける酸素濃度が所定濃度以下になるように、チャンバ空間63INにパージガスを供給してもよい。所定濃度は、加工システムSYS1に対して設定された固定値(或いは、可変値)であってもよい。この場合、所定濃度は、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源32が備える着火源との接触に起因した爆発(典型的には、粉塵爆発)を防止可能な酸素濃度に設定されてもよい。例えば、所定濃度は、0.5%に設定されてもよい。
 ガス供給装置5は、チャンバ空間63INにおける酸素濃度が、外部空間64OUTにおける酸素濃度よりも低くなるように、チャンバ空間63INにパージガスを供給してもよい。つまり、ガス供給装置5は、外部空間64OUTにおける酸素濃度が、チャンバ空間63INにおける酸素濃度よりも高くなるように、チャンバ空間63INにパージガスを供給してもよい。
 ガス供給装置5は、チャンバ空間63INにおける圧力が、チャンバ空間63IN以外の空間(例えば、外部空間64OUT)における圧力よりも高くなるように、チャンバ空間63INにパージガスを供給してもよい。つまり、ガス供給装置5は、チャンバ空間63IN以外の空間(例えば、外部空間64OUT)における圧力が、チャンバ空間63INにおける圧力よりも低くなるように、チャンバ空間63INにパージガスを供給してもよい。
 筐体6は、筐体6の内部空間であるチャンバ空間63INに少なくとも加工装置2及びステージ装置3のそれぞれの少なくとも一部を収容する収容装置である。筐体6は、チャンバ空間63INを規定する仕切り部材61を含む。仕切り部材61は、チャンバ空間63INと、筐体6の外部空間64OUTとを隔てる(つまり、隔離する)部材である。仕切り部材61を隔壁部材と称してもよい。仕切り部材61は、チャンバ空間63INと外部空間64OUTとの間に設けられる部材である。仕切り部材61は、その内壁61ISを介してチャンバ空間63INに面し、その外壁61OSを介して外部空間64OUTに面する。この場合、仕切り部材61によって囲まれた空間(より具体的には、仕切り部材61の内壁61ISによって囲まれた空間)が、チャンバ空間63INとなる。尚、仕切り部材61には、開閉可能な扉が設けられていてもよい。この扉は、ワークWをステージ31に支持する際、およびステージ31からワークWおよび/または造形物を取り出す際に開かれ、且つ造形中には閉じられていてもよい。
 外部空間64OUTには、動力源32が配置される。つまり、動力源32は、チャンバ空間63INには配置されない。動力源32は、仕切り部材61によってチャンバ空間63INから隔離されている。動力源32は、仕切り部材61によってチャンバ空間63INから隔離された位置に配置されている。この場合、仕切り部材61は、チャンバ空間63INを取り囲むことで動力源32をチャンバ空間63INから隔離する部材となる。
 動力源32が外部空間64OUTに配置されると、動力源32が備える着火源(例えば、上述した導通部分)もまた、外部空間64OUTに配置される。つまり、動力源32が備える着火源は、チャンバ空間63INには配置されない。動力源32が備える着火源は、仕切り部材61によってチャンバ空間63INから隔離されている。動力源32が備える着火源は、仕切り部材61によってチャンバ空間63INから隔離された位置に配置されている。この場合、仕切り部材61は、チャンバ空間63INを取り囲むことで動力源32が備える着火源をチャンバ空間63INから隔離する(つまり、動力源32が備える着火源からチャンバ空間63INを隔離する)部材として機能可能である。また、仕切り部材61は、チャンバ空間63INを取り囲むことで、チャンバ空間63INに供給されている造形材料Mが外部空間64OUTに漏れ出ることを防止している。
 その結果、当該チャンバ空間63INに供給される造形材料M(特に、粉粒体である造形材料M)と、外部空間64OUTに配置されている動力源32が備える着火源との接触が防止される。尚、「造形材料Mと着火源との接触」は、「造形材料Mと着火源とそのものとの接触」のみならず、「造形材料Mと着火源において発生した電気火花等との接触」をも含む。このため、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源32が備える着火源との接触に起因した爆発(典型的には、粉塵爆発)が防止される。
 この場合、筐体6は、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源32が備える着火源との接触に起因した爆発を防止可能な防爆構造を有していてもよい。例えば、筐体6は、動力源32が備える着火源に発生する電気火花又は高温部による造形材料Mの爆発を防止可能な本質安全防爆構造を有していてもよい。例えば、筐体6は、電気火花又は高温部が発生するべきではないチャンバ空間63INに電気火花又は高温部を発生させないように構造上の安全度を増加させた安全増防爆構造を有していてもよい。
 但し、外部空間64OUTにおいて動力源32が発生させた動力は、チャンバ空間63IN内に配置されるステージ31に伝達される必要がある。このため、動力伝達部材33は、外部空間64OUTにおいて動力源32が発生させた動力を、チャンバ空間63IN内に配置されるステージ31に伝達する。つまり、動力伝達部材33は、外部空間64OUTからチャンバ空間63INに動力を伝達する。この場合、動力伝達部材33の少なくとも一部はチャンバ空間63INに配置される。動力伝達部材33の少なくとも一部がチャンバ空間63INに配置されたとしても、上述したように動力伝達部材33が着火源を備えていないがゆえに、チャンバ空間63IN内における爆発が防止可能であることに変わりはない。
 外部空間64OUTからチャンバ空間63INに動力を伝達するために、仕切り部材61には、開口65が形成されている。開口65は、外部空間64OUTからチャンバ空間63INに向けて仕切り部材61を貫通する貫通孔である。開口65には、動力伝達部材33の一部が配置される。つまり、動力伝達部材33は、開口65を介して外部空間64OUTからチャンバ空間63INへと延びる。その結果、動力伝達部材33は、開口65を介して、外部空間64OUTからチャンバ空間63INに動力を伝達することができる。つまり、外部空間64OUTにおいて動力源32が発生させた動力は、開口65を介して、チャンバ空間63IN内に配置されるステージ31に伝達される。
 仕切り部材61に開口65が形成されると、開口65を介してチャンバ空間63INと外部空間64OUTとがつながる。このため、開口65を規定する仕切り部材61の壁面と開口65に配置される動力伝達部材33との間に隙間(特に、相対的に大きな隙間)が存在する場合には、チャンバ空間63IN内の造形材料Mと、動力源32が備える着火源とが、開口65を介して接触してしまう可能性がある。このため、開口65は、シール部材66によってシールされていてもよい。シール部材66は、開口65を規定する仕切り部材61の壁面と開口65に配置される動力伝達部材33との間をシールする部材である。具体的には、シール部材66は、開口65を規定する仕切り部材61の壁面と開口65に配置される動力伝達部材33との間の隙間を埋めるための部材である。尚、ここで言う「仕切り部材61の壁面と動力伝達部材33との間の隙間を埋める」ことは、仕切り部材61の壁面と動力伝達部材33との間の隙間を完全になくす(つまり、ふさぐ)ことを意味していてもよいし、仕切り部材61の壁面と動力伝達部材33との間の隙間を、チャンバ空間63INを密閉することができる程度に小さくすることを意味していてもよい。つまり、シール部材66は、チャンバ空間63INを密閉する(つまり、チャンバ空間63INの気密性を維持する)部材として機能可能である。より具体的には、シール部材66は、仕切り部材61及び動力伝達部材33と共に、チャンバ空間63INを密閉する。尚、シール部材66の一例として、ゴムシール、オイルシール及びラビリンスシールの少なくとも一つがあげられる。
 シール部材66によって開口65がシールされると、チャンバ空間63IN内の造形材料Mと動力源32が備える着火源との開口65を介して接することが防止される。つまり、シール部材66は、チャンバ空間63IN内の造形材料Mと動力源32が備える着火源との開口65を介して接することを防止するための部材として機能可能である。具体的には、例えば、シール部材66は、仕切り部材61及び動力伝達部材33と共に、外部空間64OUTにおいて動力源32が発生させた電気火花が、開口65を介して、造形材料Mが供給されるチャンバ空間63INに入ることを防止する部材として機能可能である。例えば、シール部材66は、仕切り部材61及び動力伝達部材33と共に、チャンバ空間63INに供給された造形材料Mが、開口65を介して、着火源を含む動力源32が配置される外部空間64OUTに入ることを防止する部材として機能可能である。
 制御装置7は、加工システムSYS1の動作を制御する。制御装置7は、例えば、CPU(Central Processing Unit)(或いは、CPUに加えて又は代えてGPU(Graphics Processing Unit))と、メモリとを含んでいてもよい。制御装置7は、CPUがコンピュータプログラムを実行することで、加工システムSYS1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、CPU)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、加工システムSYS1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。CPU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、CPU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。
 例えば、制御装置7は、照射光学系211による加工光ELの射出態様を制御してもよい。射出態様は、例えば、加工光ELの強度及び加工光ELの射出タイミングの少なくとも一方を含んでいてもよい。加工光ELがパルス光である場合には、射出態様は、例えば、パルス光の発光時間の長さとパルス光の発光周期との比(いわゆる、デューティ比)を含んでいてもよい。また、射出態様は、例えば、パルス光の発光時間の長さそのものや、発光周期そのものを含んでいてもよい。更に、制御装置7は、動力源32によるステージ31の移動態様を制御してもよい。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んでいてもよい。更に、制御装置7は、材料供給装置1による造形材料Mの供給態様を制御してもよい。材料ノズル212による造形材料Mの供給態様は、主として、材料供給装置1による造形材料Mの供給態様によって定まる。このため、材料供給装置1による造形材料Mの供給態様を制御することは、材料ノズル212による造形材料Mの供給態様を制御することと等価とみなせる。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んでいてもよい。
 制御装置7は、加工システムSYS1の内部に設けられていなくてもよく、例えば、加工システムSYS1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と加工システムSYS1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と加工システムSYS1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加工システムSYS1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。加工システムSYS1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。
 尚、制御装置7は、一部が加工システムSYS1の内部に設けられ、他の一部が加工システムSYS1の外部に設けられていてもよい。
 尚、CPU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。
 (1-2)ステージ装置3の具体例
 続いて、動力源32が外部空間64OUTに配置されるステージ装置3の具体例について説明する。第1実施形態では、加工システムSYS1は、ステージ装置3として、第1のステージ装置3a、第2のステージ装置3b、第3のステージ装置3c及び第4のステージ装置3dの少なくとも一つを用いてもよい。このため、以下では、第1のステージ装置3aから第4のステージ装置3dのそれぞれの構造について順に説明する。尚、以下に説明する第1のステージ装置3aから第4のステージ装置3dはあくまで一例に過ぎない。つまり、加工システムSYS1は、第1のステージ装置3aから第4のステージ装置3dとは異なる構造を有するステージ装置3を備えていてもよい。
 (1-2-1)第1のステージ装置3aの構造
 はじめに、図3及び図4を参照しながら、第1のステージ装置3aの構造について説明する。図3は、仕切り部材61aの一部の図示が省略された第1のステージ装置3aの構造を示す斜視図である。図4は、仕切り部材61bの一部の図示が省略されていない第1のステージ装置3aの構造を示す斜視図である。
 図3及び図4に示すように、第1のステージ装置3aは、ステージ31の一例であるステージ31aを備えている。第1のステージ装置3aは更に、それぞれが動力源32の一例である3つのモータ32a(具体的には、モータ32a#1、モータ32a#2及びモータ32a#3)を備えている。第1のステージ装置3aは更に、それぞれが動力伝達部材33の一例である3つの動力伝達部材33a(具体的には、動力伝達部材33a#1、動力伝達部材33a#2及び動力伝達部材33a#3)を備えている。動力伝達部材33a#1から33a#3は、それぞれ、モータ32a#1から32a#3が発生させた動力をステージ31aに伝達する。
 動力伝達部材33a#1は、ボールねじ(或いは、すべりねじ、以下同じ)330a#1と、連結部材333a#1とを備える。ボールねじ330a#1は、軸部材331a#1と、ナット332a#1とを備える。動力伝達部材33a#2は、ボールねじ330a#2と、連結部材333a#2とを備える。ボールねじ330a#2は、軸部材331a#2と、ナット332a#2とを備える。動力伝達部材33#3は、ボールねじ330a#2と、連結部材333a#3とを備える。ボールねじ330a#3は、軸部材331a#3と、ナット332a#3とを備える。
 軸部材331a#1から331a#3のそれぞれは、側面にねじ山が形成されたねじ軸である。軸部材331a#1から331a#3のそれぞれは、Z軸方向に沿って延びるように配置される。軸部材331a#1から331a#3は、それぞれ、モータ32a#1から32a#3の回転軸に連結される。軸部材331a#1から331a#3は、それぞれ、モータ32a#1から32a#3によってZ軸周りに沿って回転する。その結果、軸部材331a#1から331a#3にそれぞれはめ込まれたナット332a#1から332a#3は、Z軸方向に沿って移動する。このため、軸部材331a#1から軸部材331a#3は、それぞれ、モータ32a#1から32a#3が発生させた動力をZ軸方向に沿って伝達することになる。軸部材331a#1から331a#3は、それぞれ、XY平面に沿って面内において、三角形(典型的には、正三角形)の形状の領域の頂点又は当該頂点の近傍に配置される。このため、モータ32a#1から32a#3もまた、XY平面に沿って面内において、三角形(典型的には、正三角形)の形状の領域の頂点又は当該頂点の近傍に配置される。
 ナット332a#1から332a#3には、それぞれ、連結部材333a#1から333a#3の一端が連結されている。連結部材333a#1から333a#3のそれぞれの他端は、ステージ31aに連結されている。ナット332a#1から332a#3のZ軸方向の移動に合わせて、連結部材333a#1から333a#3の一端もまたそれぞれZ軸方向に沿って移動する。その結果、連結部材333a#1から333a#3の他端は、それぞれ、連結部材333a#1から333a#3の一端の移動に合わせて、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに沿って移動する。その結果、ステージ31aは、X軸、Y軸、Z軸、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する。このような動力伝達部材33a#1から33a#3を備える加工システムSYS1は、いわゆるデルタ型の3Dプリンタと称される。
 加工システムSYS1が第1のステージ装置3aを備えている場合には、加工システムSYS1は、第1のステージ装置3aに応じた筐体6aを、筐体6として備えている。具体的には、筐体6aは、それぞれが仕切り部材61の一部を構成する天井部材611aと、底部材612aと、支柱部材613a#1と、支柱部材613a#2と、支柱部材613a#3と、側壁部材614a#1と、側壁部材614a#2と、側壁部材614a#3とを備える。天井部材611aは、チャンバ空間63INの上方(つまり、+Z側)の境界を規定する部材である。天井部材611aは、例えば、XY平面に沿った板状の部材である。底部材612aは、チャンバ空間63INの下方(つまり、-Z側)の境界を規定する部材である。底部材612aは、天井部材611aの下方に配置される。底部材612aは、例えば、XY平面に沿った板状の部材である。支柱部材613a#1から613a#3のそれぞれは、底部材612aから天井部材611aに向かって延びる柱状の部材である。つまり、支柱部材613a#1から613a#3のそれぞれは、Z軸方向に沿って延びる柱状の部材である。側壁部材614a#1から614a#3のそれぞれは、チャンバ空間63INの側方の境界を規定する部材である。側壁部材614a#1から614a#3のそれぞれは、Z軸に沿って延びる板状の部材である。側壁部材614a#1は、天井部材611aと底部材612aと支柱部材613a#1と支柱部材613#2との間の開口をふさぐように配置される。但し、図3では、側壁部材614a#1の記載が省略されている。側壁部材614a#2は、天井部材611aと底部材612aと支柱部材613a#2と支柱部材613#3との間の開口をふさぐように配置される。側壁部材614a#3は、天井部材611aと底部材612aと支柱部材613a#3と支柱部材613#1との間の開口をふさぐように配置される。その結果、天井部材611aと、底部材612aと、側壁部材614a#1と、側壁部材614a#2と、側壁部材614a#3とによって囲まれた空間が、チャンバ空間63INとして規定される。尚、チャンバ空間63INの気密性を維持する(その結果、モータ32aからの火花のチャンバ空間63INへの侵入を防止する)ために、天井部材611aと、底部材612aと、支柱部材613a#1と、支柱部材613a#2と、支柱部材613a#3と、側壁部材614a#1と、側壁部材614a#2と、側壁部材614a#3との間の隙間は、シール部材によってシールされていてもよい。
 チャンバ空間63INには、動力伝達部材33a#1から33a#3が配置される。一方で、外部空間64OUTには、モータ32a#1から32a#3が配置される。但し、軸部材331a#1から軸部材331a#3は、それぞれ、天井部材611aに形成される開口65a#1から65a#3を介して、チャンバ空間63INからモータ32a#1から32a#3の回転軸に向かって延びる。開口65a#1から65a#3のそれぞれは、Z軸方向に沿って天井部材611aを貫通する(つまり、板状の天井部材611aの表面に交差する方向に沿って天井部材611aを貫通する)ようにZ軸方向に沿って延びる貫通孔である。このため、軸部材331a#1から軸部材331aのそれぞれの一部は、外部空間64OUTに配置される。但し、モータ32a#1から32a#3のそれぞれの回転軸が、開口65a#1から65a#3を介して、外部空間64OUTからチャンバ空間63INに延びる場合は、軸部材331a#1から軸部材331aのそれぞれは、外部空間64OUTに配置されていなくてもよい。
 天井部材611aは、XY平面に沿って面内において、三角形(典型的には、正三角形)の形状を有する。また、Z軸方向に沿って天井部材611aに対向する底部材612aもまた、XY平面に沿って面内において、三角形(典型的には、正三角形)の形状を有する。天井部材611aの三角形の3つの頂点又は当該3つの頂点の近傍には、それぞれ、モータ32a#1から32a#3が配置される。天井部材611aの三角形の3つの頂点又は当該3つの頂点の近傍には、それぞれ、開口65の一例である開口65a#1から65a#3が形成される。開口65a#1から65a#3は、それぞれ、シール部材66の一例であるシール部材66a#1から66a#3によってシールされている。ここで、動力伝達部材33a#1から33a#3の軸部材331a#1から軸部材331a#3が回転しても、軸部材331a#1から軸部材331a#3と開口65a#1から65a#3との間隔が変化しないため、シール部材66a#1から66a#3によるシールの不完全さが生じにくい。尚、天井部材611aは、三角形以外の形状を有していてもよい。例えば、矩形、多角形、円形を有していてもよい。そのときには、チャンバ空間63INの形状も、四角柱、多角柱、円柱となってもよい。
 (1-2-2)第2のステージ装置3bの構造
 続いて、図5及び図6を参照しながら、第2のステージ装置3bの構造について説明する。図5は、仕切り部材61bの一部の図示が省略された第2のステージ装置3bの構造を示す斜視図である。図6は、仕切り部材61bの一部の図示が省略されていない第2のステージ装置3bの構造を示す斜視図である。尚、第1のステージ装置3aが備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付してその詳細な説明を省略する。
 図5及び図6に示すように、第2のステージ装置3bは、ステージ31の一例であるステージ31bを備えている。第2のステージ装置3bは、第1のステージ装置3aと同様に、3つのモータ32a(具体的には、モータ32a#1から32a#3)を備えている。第2のステージ装置3bは更に、それぞれが動力伝達部材33の一例である3つの動力伝達部材33b(具体的には、動力伝達部材33b#1、動力伝達部材33b#2及び動力伝達部材33b#3)を備えている。動力伝達部材33b#1から33b#3は、それぞれ、モータ32a#1から32a#3が発生させた動力をステージ31bに伝達する。
 動力伝達部材33b#1は、ドライブシャフト331b#1と、かさ歯車機構332b#1と、ドライブシャフト333b#1と、アーム機構334b#1とを備える。動力伝達部材33b#2は、ドライブシャフト331b#2と、かさ歯車機構332b#2と、ドライブシャフト333b#2と、アーム機構334b#2とを備える。動力伝達部材33b#3は、ドライブシャフト331b#3と、かさ歯車機構332b#3と、ドライブシャフト333b#3と、アーム機構334b#3とを備える。尚、ドライブシャフトは、軸部材と称してもよい。
 ドライブシャフト331b#1から331b#3のそれぞれは、Z軸方向に沿って延びるように配置される。ドライブシャフト331b#1から331b#3は、それぞれ、モータ32a#1から32a#3の回転軸に連結される。ドライブシャフト331b#1から331b#3は、それぞれ、モータ32a#1から32a#3によってZ軸周りに沿って回転する。このため、ドライブシャフト331b#1から331b#3のそれぞれは、Z軸方向に沿って動力を伝達する。ドライブシャフト331b#1から331b#3は、それぞれ、XY平面に沿って面内において、三角形(典型的には、正三角形)の形状の領域の頂点又は当該頂点の近傍に配置される。
 ドライブシャフト331b#1から331b#3のZ軸周りの回転は、それぞれ、かさ歯車機構332b#2から332b#3によってドライブシャフト333b#1から333b#3に伝達される。その結果、ドライブシャフト333b#1から333b#3のそれぞれは、Z軸に交差する軸周りに回転する。このため、ドライブシャフト333b#1から333b#3のそれぞれは、Z軸方向に交差する方向に沿って動力を伝達する。ドライブシャフト333b#1から333b#3の回転は、それぞれ、アーム機構334b#1から334b#3に伝達される。具体的には、アーム機構334b#1は、ベース部材3341b#1と、関節部材3342b#1と、リンク部材3343b#1と、関節部材3344b#1と、リンク部材3345b#1とを備える。ベース部材3341bは、底部材612aに固定される。ベース部材3341b#1とリンク部材3343b#1とは、関節部材3342b#1によって連結される。関節部材3342b#1には、ドライブシャフト333b#1が連結される。このため、関節部材3342b#1には、ドライブシャフト333b#1の回転が伝達される。ここで、間接部材3342bは、リンク部材3343bに固定される。このため、ドライブシャフト333b#1の回転に伴ってリンク部材3343b#1が移動する。リンク部材3343b#1は、関節部材3344b#1を介してリンク部材3345b#1に連結される。このため、リンク部材3343b#1の移動に伴ってリンク部材3345b#1が移動する。更に、リンク部材3345b#1は、ステージ31bに連結されている。その結果、リンク部材3345b#1の移動に伴ってステージ31bが移動する。説明の簡略化のために詳述しないものの、アーム機構334b#2及び334b#3のそれぞれもまた、アーム機構334b#1と同様の構造を有する。このため、ステージ31bは、アーム機構334b#1から334b#3の動作に合わせて、X軸、Y軸、Z軸、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する。
 加工システムSYS1が第2のステージ装置3bを備えている場合には、加工システムSYS1は、第2のステージ装置3bに応じた筐体6bを、筐体6として備えている。尚、筐体6bは、上述した筐体6aと同一であってもよいため、その詳細な説明を省略する。但し、加工システムSYS1が第2のステージ装置3bを備えている場合には、軸部材331a#1から軸部材331a#3に代えて、ドライブシャフト331b#1から331b#3が、それぞれ、開口65a#1から65a#3を介して、チャンバ空間63INからモータ32a#1から32a#3の回転軸に向かって延びる。
 (1-2-3)第3のステージ装置3cの構造
 続いて、図7及び図8を参照しながら、第3のステージ装置3cの構造について説明する。図7は、仕切り部材61cの一部の記載が省略された第3のステージ装置3cの構造を示す斜視図である。図8は、仕切り部材61cの一部の記載が省略されていない第3のステージ装置3cの構造を示す斜視図である。
 図7及び図8に示すように、第3のステージ装置3cは、ステージ31の一例であるステージ31cを備えている。第3のステージ装置3cは更に、それぞれが動力源32の一例である2つのモータ32c(具体的には、モータ32c#1及びモータ32c#2)を備えている。第3のステージ装置3cは更に、それぞれが動力伝達部材33の一例である2つの動力伝達部材33c(具体的には、動力伝達部材33c#1及び動力伝達部材33c#2)を備えている。動力伝達部材33c#1から33c#2は、それぞれ、モータ32c#1から32c#2が発生させた動力をステージ31cに伝達する。第3のステージ装置3cは更に、可動ベース333cと可動ベース334cとを備えている。
 動力伝達部材33c#1は、ベルト3311c#1と、ベルト3312c#1と、ドライブプーリー3321c#1と、ベンドプーリー3322c#1と、ベンドプーリー3323c#1と、ベンドプーリー3324c#1と、ベンドプーリー3325c#1とを備えている。動力伝達部材33c#2は、ベルト3311c#2と、ベルト3312c#2と、ドライブプーリー3321c#2と、ベンドプーリー3322c#2と、ベンドプーリー3323c#2と、ベンドプーリー3324c#2と、ベンドプーリー3325c#2を備えている。
 ベルト3311c#1は、モータ32c#1の回転軸とドライブプーリー3321c#1の回転軸とをつなぐ。図7及び図8に示す例では、モータ32c#1の回転軸及びドライブプーリー3321c#1の回転軸のそれぞれはZ軸に平行であり、ベルト3311c#1は、X軸方向に沿って延びると共に、X軸方向に沿ってモータ32c#1の回転軸とドライブプーリー3321c#1の回転軸とをつなぐ。従って、ベルト3311c#1は、モータ32c#1の回転軸の回転に伴い、X軸方向に沿って移動する。その結果、ベルト3311c#1の移動に伴い、ドライブプーリー3321c#1は、Z軸周りに回転する。ドライブプーリー3321c#1の回転は、ベルト3312c#1に伝達される。ベルト3312c#1の一端は、ステージ31cの-Y側の端部に接続される。ベルト3312c#1の他端は、ステージ31cの+Y側の端部に接続される。ベルト3312c#1は、ステージ31cの-Y側の端部から、ベンドプーリー3322c#1、ドライブプーリー3321c#1、ベンドプーリー3323c#1、ベンドプーリー3324c#1及びベンドプーリー3325c#1をこの順に経由して、ステージ31cの+Y側の端部に向かって延びる。この場合、ベルト3312c#1は、XY平面に沿った複数の方向のうちの少なくとも一つ(例えば、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方)に沿って延びる。
 ベルト3311c#2は、モータ32c#2の回転軸とドライブプーリー3321c#2の回転軸とをつなぐ。図7及び図8に示す例では、モータ32c#2の回転軸及びドライブプーリー3321c#2の回転軸のそれぞれはZ軸に平行であり、ベルト3311c#2は、X軸方向に沿って延びると共に、X軸方向に沿ってモータ32c#2の回転軸とドライブプーリー3321c#2の回転軸とをつなぐ。従って、ベルト3311c#2は、モータ32c#2の回転軸の回転に伴い、X軸方向に沿って移動する。その結果、ベルト3311c#2の移動に伴い、ドライブプーリー3321c#2は、Z軸周りに回転する。ドライブプーリー3321c#2の回転は、ベルト3312c#2に伝達される。ベルト3312c#2の一端は、ステージ31cの-Y側の端部に接続される。ベルト3312c#2の他端は、ステージ31cの+Y側の端部に接続される。ベルト3312c#2は、ステージ31cの+Y側の端部から、ベンドプーリー3322c#2、ドライブプーリー3321c#2、ベンドプーリー3323c#2、ベンドプーリー3324c#2及びベンドプーリー3325c#2をこの順に経由して、ステージ31cの-Y側の端部に向かって延びる。この場合、ベルト3312c#2は、XY平面に沿った複数の方向のうちの少なくとも一つ(例えば、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方)に沿って延びる。
 可動ベース333cには、ベンドプーリー3322c#1と3325c#2とが配置されている。可動ベース333cは、ベルト3312c#1からベンドプーリー3322c#1に加わる力及び/又はベルト3312c#2からベンドプーリー3325c#2に加わる力により、XY平面に沿って(例えば、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って)移動可能である。
 可動ベース334cには、ベンドプーリー3325c#1と3322c#2とが配置されている。可動ベース334cは、ベルト3312c#1からベンドプーリー3325c#1に加わる力及び/又はベルト3312c#2からベンドプーリー3322c#2に加わる力により、XY平面に沿って(例えば、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って)移動可能である。
 このようなステージ装置3cでは、モータ32c#1及び32c#2の回転軸の回転方向によってステージ31cの移動方向が定まる。
 具体的には、モータ32c#1及び32c#2のそれぞれの回転軸がZ軸周りであって且つ時計回りに回転している場合には、動力伝達部材33c#1は、モータ32c#1が発生した動力を、ステージ31cを-Y側に向かって移動させるように作用する力としてステージ31cに伝達し、動力伝達部材33c#2は、モータ32c#2が発生した動力を、ステージ31cを-Y側に向かって移動させるように作用する力としてステージ31cに伝達する。その結果、ステージ31cは、-Y側に向かって移動する。
 モータ32c#1及び32c#2のそれぞれの回転軸がZ軸周りであって且つ反時計回りに回転している場合には、動力伝達部材33c#1は、モータ32c#1が発生した動力を、ステージ31cを+Y側に向かって移動させるように作用する力としてステージ31cに伝達し、動力伝達部材33c#2は、モータ32c#2が発生した動力を、ステージ31cを+Y側に向かって移動させるように作用する力としてステージ31cに伝達する。その結果、ステージ31cは、+Y側に向かって移動する。
 モータ32c#1の回転軸がZ軸周りであって且つ時計回りに回転している一方で、モータ32c#2の回転軸がZ軸周りであって且つ反時計回りに回転している場合には、動力伝達部材33c#1は、モータ32c#1が発生した動力を、ステージ31cを-Y側に向かって移動させるように作用する力としてステージ31cに伝達し、動力伝達部材33c#2は、モータ32c#2が発生した動力を、ステージ31cを+Y側に向かって移動させるように作用する力としてステージ31cに伝達する。このため、動力伝達部材33c#1を介してステージ31cに伝達される力と、動力伝達部材33c#2を介してステージ31cに伝達される力とが相殺しあう。その結果、ステージ31cはY軸方向に沿って移動しない。一方で、動力伝達部材33c#1を介してステージ31cに伝達される力によってステージ31cが移動しないがゆえに、当該力は、ベンドプーリー3322c#1及び3325c#1を+X側に向けて移動させるように作用する力としてベンドプーリー3322c#1及び3325c#1に作用する。同様に、動力伝達部材33c#2を介してステージ31cに伝達される力によってステージ31cが移動しないがゆえに、当該力は、ベンドプーリー3322c#2及び3325c#2を+X側に向けて移動させるように作用する力としてベンドプーリー3322c#2及び3325c#2に作用する。その結果、ベンドプーリー3322c#1及び3325c#2が配置された可動ベース333cとベンドプーリー3325c#1及び3322c#2が配置された可動ベース334cとが+X側に向かって移動する。その結果、可動ベース333c及び334cの移動に合わせて、ステージ31cが+X側に向かって移動する。
 モータ32c#1の回転軸がZ軸周りであって且つ反時計回りに回転している一方で、モータ32c#2の回転軸がZ軸周りであって且つ時計回りに回転している場合には、動力伝達部材33c#1は、モータ32c#1が発生した動力を、ステージ31cを+Y側に向かって移動させるように作用する力としてステージ31cに伝達し、動力伝達部材33c#2は、モータ32c#2が発生した動力を、ステージ31cを-Y側に向かって移動させるように作用する力としてステージ31cに伝達する。このため、動力伝達部材33c#1を介してステージ31cに伝達される力と、動力伝達部材33c#2を介してステージ31cに伝達される力とが相殺しあう。その結果、ステージ31cはY軸方向に沿って移動しない。一方で、動力伝達部材33c#1を介してステージ31cに伝達される力によってステージ31cが移動しないがゆえに、当該力は、ベンドプーリー3322c#1及び3325c#1を-X側に向けて移動させるように作用する力としてベンドプーリー3322c#1及び3325c#1に作用する。同様に、動力伝達部材33c#2を介してステージ31cに伝達される力によってステージ31cが移動しないがゆえに、当該力は、ベンドプーリー3322c#2及び3325c#2を-X側に向けて移動させるように作用する力としてベンドプーリー3322c#2及び3325c#2に作用する。その結果、ベンドプーリー3322c#1及び3325c#2が配置された可動ベース333cとベンドプーリー3325c#1及び3322c#2が配置された可動ベース334cとが-X側に向かって移動する。その結果、可動ベース333c及び334cの移動に合わせて、ステージ31cが-X側に向かって移動する。
 加工システムSYS1が第3のステージ装置3cを備えている場合には、加工システムSYS1は、第3のステージ装置3cに応じた筐体6cを、筐体6として備えている。具体的には、筐体6cは、それぞれが仕切り部材61の一部を構成する天井部材611cと、底部材612cと、側壁部材613cとを備える。天井部材611cは、チャンバ空間63INの上方(つまり、+Z側)の境界を規定する部材である。天井部材611cは、例えば、XY平面に沿った板状の部材である。但し、図7では、天井部材611cの記載が省略されている。底部材612cは、チャンバ空間63INの下方(つまり、-Z側)の境界を規定する部材である。底部材612cは、天井部材611cの下方に配置される。底部材612cは、例えば、XY平面に沿った板状の部材である。側壁部材613cは、チャンバ空間63INの側方の境界を規定する部材である。側壁部材613cは、天井部材611cと底部材612cとの間の空間を取り囲むように配置される。側壁部材613cは、Z軸に沿って延びる筒状の(例えば、角筒状の)部材である。その結果、天井部材611cと、底部材612cと、側壁部材613cとによって囲まれた空間が、チャンバ空間63INとして規定される。尚、チャンバ空間63INの気密性を維持する(その結果、モータ32cからの火花のチャンバ空間63INへの侵入を防止する)ために、天井部材611cと、底部材612cと、側壁部材613cとの間の隙間は、シール部材によってシールされていてもよい。
 チャンバ空間63INには、動力伝達部材33c#1から33c#2が配置される。一方で、外部空間64OUTには、モータ32c#1から32c#2が配置される。但し、ベルト3311c#1及び3311c#2は、それぞれ、側壁部材613cに形成された開口65c#1及び65c#2を介して、チャンバ空間63INからモータ32c#1及びモータ32c#2の回転軸に向かって延びる。開口65c#1及び65c#2のそれぞれは、X軸方向に沿って側壁部材613cを貫通する(つまり、側壁部材613cの表面(つまり、筐体6cの側面)に交差する方向に沿って側壁部材613cを貫通する)ようにX軸方向に沿って延びる貫通孔である。このため、ベルト3311c#1及び3311c#2のそれぞれの一部は、外部空間64OUTに配置される。また、開口65c#1から65c#2は、それぞれ、シール部材66の一例であるシール部材66c#1から66c#2によってシールされている。ここで、動力伝達部材33c#1から33c#2のベルト3311c#1及び3311c#2が駆動されても、ベルト3311c#1及び3311c#2と開口65a#1及び65a#2との間隔が変化しないため、シール部材66a#1及び66a#2によるシールの不完全さが生じにくい。
 (1-2-4)第4のステージ装置3dの構造
 続いて、図9及び図10を参照しながら、第4のステージ装置3dの構造について説明する。図9は、仕切り部材61dの一部の記載が省略された第4のステージ装置3dの構造を示す斜視図である。図10は、仕切り部材61dの一部の記載が省略されていない第4のステージ装置3dの構造を示す斜視図である。
 図9及び図10に示すように、第4のステージ装置3dは、ステージ31の一例であるステージ31dを備えている。第4のステージ装置3dは更に、それぞれが動力源32の一例である2つのモータ32d(具体的には、モータ32d#1及びモータ32d#2)を備えている。第4のステージ装置3dは更に、それぞれが動力伝達部材33の一例である2つの動力伝達部材33d(具体的には、動力伝達部材33d#1及び動力伝達部材33d#2)を備えている。動力伝達部材33d#1から33d#2は、それぞれ、モータ32d#1から32d#2が発生させた動力をステージ31dに伝達する。
 動力伝達部材33d#1は、ベルト3311d#1と、ベルト3312d#1と、ベルト3313d#1と、プーリー3321d#1と、プーリー3322d#1と、プーリー3323d#1と、プーリー3324d#1と、プーリー3325d#1と、ドライブシャフト3331d#1と、ドライブシャフト3332d#1と、可動部材3341d#1と、可動部材3342d#1と、連結部材3351d#1と、連結部材3352d#1とを備えている。動力伝達部材33d#2は、ベルト3311d#2と、ベルト3312d#2と、ベルト3313d#2と、プーリー3321d#2と、プーリー3322d#2と、プーリー3323d#2と、プーリー3324d#2と、プーリー3325d#2と、ドライブシャフト3331d#2と、ドライブシャフト3332d#2と、可動部材3341d#2と、可動部材3342d#2と、連結部材3351d#2と、連結部材3352d#2とを備えている。
 ベルト3311d#1は、モータ32d#1の回転軸とプーリー3321d#1とをつなぐ。図9及び図10に示す例では、モータ32d#1の回転軸及びプーリー3321d#1の回転軸のそれぞれはX軸に平行であり、ベルト3311d#1は、Y軸方向に沿って延びると共に、Y軸方向に沿ってモータ32d#1の回転軸とプーリー3321d#1の回転軸とをつなぐ。従って、ベルト3311d#1は、モータ32d#1の回転軸の回転に伴い、Y軸方向に沿って移動する。その結果、ベルト3311#1の移動に伴い、プーリー3321d#1は、X軸周り(或いは、Z軸に交差する軸周り)に回転する。プーリー3321d#1には、X軸方向に沿って延びるドライブシャフト3331d#1が連結されている。このため、プーリー3321d#1の回転に合わせて、ドライブシャフト3331d#1もまた、X軸周り(或いは、Z軸に交差する軸周り)に回転する。ドライブシャフト3331d#1の両端には、プーリー3322d#1及び3323d#1がそれぞれ連結されている。このため、ドライブシャフト3331d#1の回転に合わせて、プーリー3322d#1及び3323d#1のそれぞれもまた、X軸周り(或いは、Z軸に交差する軸周り)に回転する。
 ベルト3312d#1は、Y軸方向に沿って延びる。ベルト3312d#1は、Y軸方向に沿ってプーリー3322d#1とプーリー3324d#1とをつなぐ。ベルト3313d#1は、Y軸方向に沿って延びる。ベルト3313d#1は、Y軸方向に沿ってプーリー3323d#1とプーリー3325d#1とをつなぐ。プーリー3324d#1及び3325d#1は、X軸方向に沿って延びるドライブシャフト3332d#1の両端に連結されている。このため、プーリー3322d#1及び3323d#1の回転に合わせて、プーリー3324d#1及び3325#1並びにドライブシャフト3332d#1もまた、X軸周り(或いは、Z軸に交差する軸周り)に回転する。その結果、プーリー3322d#1の回転が、プーリー3322d#1とプーリー3324d#1とをつなぐベルト3312d#1のY軸方向における移動に変換される。同様に、プーリー3323d#1の回転が、プーリー3323d#1とプーリー3325d#1とをつなぐベルト3313d#1のY軸方向における移動に変換される。
 ベルト3312d#1には、可動部材3341d#1が固定されている。このため、ベルト3312d#1のY軸方向における移動に合わせて、可動部材3341d#1がY軸方向に沿って移動する。ベルト3313d#1には、可動部材3342d#1が固定されている。このため、ベルト3313d#1のY軸方向における移動に合わせて、可動部材3342d#1がY軸方向に沿って移動する。連結部材3351d#1は、可動部材3341d#1とステージ31dとを連結する。連結部材3352d#1は、可動部材3342d#1とステージ31dとを連結する。具体的には、ベルト3312d#1及び3313d#1並びに可動部材3341d#1及び3342d#1は、ベルト3312d#1とベルト3313d#1とがX軸方向に沿ってステージ31dを挟み込み且つ可動部材3341d#1と可動部材3342d#1とがX軸方向に沿ってステージ31dを挟み込むように配置される。このため、連結部材3351d#1及び3352d#1は、X軸方向に沿ってステージ31dを支持するようにステージ31dに連結される。この場合、可動部材3341d#1及び3342d#1のY軸方向における移動に合わせて、ステージ31dがY軸方向に沿って移動する。このため、モータ32d#1及び動力伝達部材33d#1は、主として、ステージ31dをY軸方向に沿って移動させるための駆動系として機能する。
 ベルト3311d#2は、モータ32d#2の回転軸とプーリー3321d#2とをつなぐ。図9及び図10に示す例では、モータ32d#2の回転軸及びプーリー3321d#2の回転軸のそれぞれはY軸に平行であり、ベルト3311d#2は、X軸方向に沿って延びると共に、X軸方向に沿ってモータ32d#2の回転軸とプーリー3321d#2の回転軸とをつなぐ。従って、ベルト3311d#2は、モータ32d#2の回転軸の回転に伴い、X軸方向に沿って移動する。その結果、ベルト3311#2の移動に伴い、プーリー3321d#2は、Y軸周り(或いは、Z軸に交差する軸周り)に回転する。プーリー3321d#2には、Y軸方向に沿って延びるドライブシャフト3331d#2が連結されている。このため、プーリー3321d#2の回転に合わせて、ドライブシャフト3331d#2もまた、Y軸周り(或いは、Z軸に交差する軸周り)に回転する。ドライブシャフト3331d#2の両端には、プーリー3322d#2及び3323d#2がそれぞれ連結されている。このため、ドライブシャフト3331d#2の回転に合わせて、プーリー3322d#2及び3323d#2のそれぞれもまた、Y軸周り(或いは、Z軸に交差する軸周り)に回転する。
 ベルト3312d#2は、X軸方向に沿って延びる。ベルト3312d#2は、X軸方向に沿ってプーリー3322d#2とプーリー3324d#2とをつなぐ。ベルト3313d#2は、X軸方向に沿って延びる。ベルト3313d#2は、X軸方向に沿ってプーリー3323d#2とプーリー3325d#2とをつなぐ。プーリー3324d#2及び3325d#2は、Y軸方向に沿って延びるドライブシャフト3332d#2の両端に連結されている。このため、プーリー3322d#2及び3323d#2の回転に合わせて、プーリー3324d#2及び3325#2並びにドライブシャフト3332d#2もまた、Y軸周り(或いは、Z軸に交差する軸周り)に回転する。その結果、プーリー3322d#2の回転が、プーリー3322d#2とプーリー3324d#2とをつなぐベルト3312d#2のX軸方向における移動に変換される。同様に、プーリー3323d#2の回転が、プーリー3323d#2とプーリー3325d#2とをつなぐベルト3313d#2のX軸方向における移動に変換される。
 ベルト3312d#2には、可動部材3341d#2が固定されている。このため、ベルト3312d#2のX軸方向における移動に合わせて、可動部材3341d#2がX軸方向に沿って移動する。ベルト3313d#2には、可動部材3342d#2が固定されている。このため、ベルト3313d#2のX軸方向における移動に合わせて、可動部材3342d#2がX軸方向に沿って移動する。連結部材3351d#2は、可動部材3341d#2とステージ31dとを連結する。連結部材3352d#2は、可動部材3342d#2とステージ31dとを連結する。具体的には、ベルト3312d#2及び3313d#2並びに可動部材3341d#2及び3342d#2は、ベルト3312d#2とベルト3313d#2とがX軸方向に沿ってステージ31dを挟み込み且つ可動部材3341d#2と可動部材3342d#2とがY軸方向に沿ってステージ31dを挟み込むように配置される。このため、連結部材3351d#2及び3352d#2は、Y軸方向に沿ってステージ31dを支持するようにステージ31dに連結される。この場合、可動部材3341d#2及び3342d#2のX軸方向における移動に合わせて、ステージ31dがX軸方向に沿って移動する。このため、モータ32d#2及び動力伝達部材33d#2は、主として、ステージ31dをX軸方向に沿って移動させるための駆動系として機能する。
 尚、X軸方向に沿ってステージ31dと可動部材3341d#1及び3342d#1とをそれぞれ連結する連結部材3351d#1及び3352d#1は、X軸方向に沿って伸縮可能である。その結果、可動部材3341d#2及び3342d#2の移動に合わせたステージ31dのX軸方向における移動が、連結部材3351d#1及び3352d#1によって妨げられることがなくなる。同様に、Y軸方向に沿ってステージ31dと可動部材3341d#2及び3342d#2とをそれぞれ連結する連結部材3351d#2及び3352d#2は、Y軸方向に沿って伸縮可能である。その結果、可動部材3341d#1及び3342d#1の移動に合わせたステージ31dのY軸方向における移動が、連結部材3351d#2及び3352d#2によって妨げられることがなくなる。
 加工システムSYS1が第4のステージ装置3dを備えている場合には、加工システムSYS1は、第4のステージ装置3dに応じた筐体6dを、筐体6として備えている。具体的には、筐体6dは、それぞれが仕切り部材61の一部を構成する天井部材611dと、底部材612dと、側壁部材613dとを備える。天井部材611dは、チャンバ空間63INの上方(つまり、+Z側)の境界を規定する部材である。天井部材611dは、例えば、XY平面に沿った板状の部材である。但し、図9では、天井部材611dの記載が省略されている。底部材612dは、チャンバ空間63INの下方(つまり、-Z側)の境界を規定する部材である。底部材612dは、天井部材611dの下方に配置される。底部材612dは、例えば、XY平面に沿った板状の部材である。側壁部材613dは、チャンバ空間63INの側方の境界を規定する部材である。側壁部材613dは、天井部材611dと底部材612dとの間の空間を取り囲むように配置される。側壁部材613dは、Z軸に沿って延びる筒状の(例えば、角筒状の)部材である。その結果、天井部材611dと、底部材612dと、側壁部材613dとによって囲まれた空間が、チャンバ空間63INとして規定される。尚、チャンバ空間63INの気密性を維持する(その結果、モータ32dからの火花のチャンバ空間63INへの侵入を防止する)ために、天井部材611dと、底部材612dと、側壁部材613dとの間の隙間は、シール部材によってシールされていてもよい。
 チャンバ空間63INには、動力伝達部材33d#2から33d#2が配置される。一方で、外部空間64OUTには、モータ32d#1から32d#2が配置される。但し、ベルト3311d#1及び3311d#2は、それぞれ、側壁部材613dに形成された開口65d#1及び65d#2を介して、チャンバ空間63INからモータ32d#1及びモータ32d#2の回転軸に向かって延びる。開口65d#1は、Y軸方向に沿って側壁部材613dを貫通する(つまり、側壁部材613dの表面(つまり、筐体6dの側面)に交差する方向に沿って側壁部材613dを貫通する)ようにY軸方向に沿って延びる貫通孔である。開口65d#2は、X軸方向に沿って側壁部材613dを貫通する(つまり、側壁部材613dの表面(つまり、筐体6dの側面)に交差する方向に沿って側壁部材613dを貫通する)ようにX軸方向に沿って延びる貫通孔である。このため、ベルト3311d#1及び3311d#2のそれぞれの一部は、外部空間64OUTに配置される。また、開口65d#1から65d#2は、それぞれ、シール部材66の一例であるシール部材66#1から66d#2によってシールされている。
 (1-3)加工システムSYS1の加工動作
 続いて、加工システムSYS1による加工動作(つまり、3次元構造物STを形成するための動作)について説明する。上述したように、加工システムSYS1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、加工システムSYS1は、レーザ肉盛溶接法に準拠した既存の加工動作(この場合、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て3次元構造物STを形成する加工動作の一例について簡単に説明する。
 加工システムSYS1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次元モデルデータとして、加工システムSYS1内に設けられた不図示の計測装置で計測された立体物の計測データ、及び、加工システムSYS1とは別に設けられた3次元形状計測機の計測データの少なくとも一方を用いてもよい。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次元座標測定機があげられる。3次元形状計測機の一例として、非接触型の3次元計測機があげられる。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次元計測機等の少なくとも一つがあげられる。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。
 加工システムSYS1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の部分構造物(以下、“構造層”と称する)SLを順に形成していく。例えば、加工システムSYS1は、3次元構造物STをZ軸方向に沿って輪切りにすることで得られる複数の構造層SLを1層ずつ順に形成していく。その結果、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、各構造層SLを形成する動作について図11(a)から図11(e)を参照して説明する。加工システムSYS1は、制御装置7の制御下で、ワークWの表面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に対して照射光学系211から加工光ELを照射する。尚、照射光学系211から照射される加工光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。第1実施形態においては、加工光ELのフォーカス位置(つまり、集光位置)が造形面MSに一致している。その結果、図11(a)に示すように、照射光学系211から射出された加工光ELによって造形面MS上の所望領域に溶融池(つまり、加工光ELによって溶融した金属のプール)MPが形成される。更に、加工システムSYS1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212から造形材料Mを供給する。ここで、上述したように照射領域EAと供給領域MAとが一致しているため、供給領域MAは、溶融池MPが形成された領域に設定されている。このため、加工システムSYS1は、図11(b)に示すように、溶融池MPに対して、材料ノズル212から造形材料Mを供給する。その結果、溶融池MPに供給された造形材料Mが溶融する。ステージ31の移動に伴って溶融池MPに加工光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11(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。つまり、固化した造形材料Mの堆積物による造形物が形成される。
 このような加工光ELの照射による溶融池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11(d)に示すように、加工ヘッド21に対してステージ31をXY平面に沿って相対的に移動されながら繰り返される。つまり、加工ヘッド21に対してステージ31が相対的に移動すると、造形面MSに対して照射領域EAもまた相対的に移動する。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(つまり、二次元平面内において)相対的に移動されながら繰り返される。この際、加工光ELは、造形面MS上において造形物を形成した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る一方で、造形面MS上において造形物を形成したく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(造形物を形成したくない領域には照射領域EAが設定されないとも言える)。つまり、加工システムSYS1は、造形面MS上を所定の移動軌跡に沿って照射領域EAを移動させながら、造形物を形成したい領域の分布の態様に応じたタイミングで加工光ELを造形面MSに照射する。尚、造形物を形成したい領域の分布の態様を分布パターンとも構造層SLのパターンとも称してもよい。その結果、溶融池MPもまた、照射領域EAの移動軌跡に応じた移動軌跡に沿って造形面MS上を移動することになる。具体的には、溶融池MPは、造形面MS上において、照射領域EAの移動軌跡に沿った領域のうち加工光ELが照射された部分に順次形成される。更に、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もまた、照射領域EAの移動軌跡に応じた移動軌跡に沿って造形面MS上を移動することになる。その結果、図11(e)に示すように、造形面MS上に、凝固した造形材料Mによる造形物の集合体に相当する構造層SLが形成される。つまり、溶融池MPの移動軌跡に応じたパターンで造形面MS上に形成された造形物の集合体に相当する構造層SL(つまり、平面視において、溶融池MPの移動軌跡に応じた形状を有する構造層SL)が形成される。なお、造形物を形成したくない領域に照射領域EAが設定されている場合、加工光ELを照射領域EAに照射するとともに、造形材料Mの供給を停止してもよい。また、造形物を形成したくない領域に照射領域EAが設定されている場合に、造形材料Mを照射領域ELに供給するとともに、溶融池MPができない強度の加工光ELを照射領域ELに照射してもよい。尚、上述した説明では、造形面MSに対して照射領域EAを移動させたが、照射領域EAに対して造形面MSを移動させてもよい。
 加工システムSYS1は、このような構造層SLを形成するための動作を、制御装置7の制御下で、3次元モデルデータに基づいて繰り返し行う。具体的には、まず、3次元モデルデータを積層ピッチでスライス処理してスライスデータを作成する。尚、加工システムSYS1の特性に応じてこのスライスデータを一部修正したデータを用いてもよい。加工システムSYS1は、ワークWの表面に相当する造形面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、即ち構造層SL#1に対応するスライスデータに基づいて行う。例えば、加工システムSYS1は、構造層SL#1に対応するスライスデータのうち構造層SL#1が存在する領域を通過する、照射領域EA(供給領域MA)の軌跡であるツールパスに関する情報を用いて動作されてもよい。その結果、造形面MS上には、図12(a)に示すように、構造層SL#1が形成される。その後、加工システムSYS1は、構造層SL#1の表面(つまり、上面)を新たな造形面MSに設定した上で、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、ステージ31がZ軸に沿って移動するようにステージ駆動系(特に、動力源32)を制御する。具体的には、制御装置7は、ステージ駆動系を制御して、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側に向かってステージ31を移動させる。これにより、加工光ELのフォーカス位置が新たな造形面MSに一致する。その後、加工システムSYS1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12(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12(c)に示すように、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。
 (1-4)加工システムSYS1の技術的効果
 以上説明したように、第1実施形態の加工システムSYS1によれば、ワークWに対して適切に付加加工を行うことができる。また、加工システムSYS1では、着火源を備えている動力源32が、仕切り部材61によってチャンバ空間63INから隔離された外部空間64OUTに配置される。このため、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源32が備える着火源との接触に起因した爆発が防止される。
 尚、造形材料Mがチャンバ空間63INに供給されている期間中は、チャンバ空間63INは、パージガスでパージされた空間である。このため、仮に動力源32がチャンバ空間63INに配置されていたとしても、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源32が備える着火源との接触に起因した爆発が生ずることはない。しかしながら、動力源32がチャンバ空間63INから隔離された位置に配置されていれば、チャンバ空間63INがパージガスでパージされていない場合であっても、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源32が備える着火源との接触に起因した爆発が生ずることはない。このため、加工システムSYS1は、チャンバ空間63INがパージガスでパージされていない場合であっても、動力源32が発生させた動力を用いてステージ31を移動させることができるという効果を享受することができる。
 (2)第2実施形態の加工システムSYS
 続いて、図13を参照しながら、第2実施形態の加工システムSYS(以降、第2実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYS2”と称する)について説明する。図13は、第2実施形態の加工システムSYS2の構造の一例を示す断面図である。尚、第1実施形態の加工システムSYS1が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付することでその詳細な説明を省略する。
 図13に示すように、加工システムSYS2は、加工システムSYS1と比較して、ステージ装置3に代えてステージ装置3eを備えているという点で異なる。更に、加工システムSYS2は、開口65が筐体6に形成されていなくてもよいと言う点において、開口65が筐体6に形成されている加工システムSYS1とは異なる。加工システムSYS2のその他の特徴は、加工システムSYS1と同一であってもよい。
 ステージ装置3eは、ステージ装置3と比較して、動力源32に代えて動力源34eを備えていると言う点で異なる。更に、ステージ装置3eは、動力源34eがチャンバ空間63INに配置されていてもよいと言う点において、動力源32が外部空間64OUTに配置される(つまり、チャンバ空間63INに配置されない)ステージ装置3とは異なる。ステージ装置3eのその他の特徴は、ステージ装置3と同一であってもよい。
 動力源34eは、防爆構造を有すると言う点で、防爆構造を有していなくてもよい動力源32とは異なる。具体的には、動力源34eは、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源34eが備える着火源との接触に起因した爆発を防止可能な防爆構造を有している。例えば、動力源34eは、動力源34eが備える着火源に起因したチャンバ空間63IN内における造形材料Mの爆発を防止可能な本質安全防爆構造を有していてもよい。或いは、例えば、動力源34eは、電気火花又は高温部が発生するべきではないチャンバ空間63INに電気火花又は高温部を発生させないように構造上の安全度を増加させた安全増防爆構造を有していてもよい。動力源34eのその他の特徴は、動力源32と同一であってもよい。以下、図14を参照しながら、防爆構造を有する動力源34eの構造について説明する。図14は、第2実施形態の加工システムSYS2が備える動力源34eの構造を示す断面図である。
 図14に示すように、動力源34eは、筐体341eと、動力源342eと、動力伝達部材343eとを備える
 筐体341eは、筐体341eの内部空間である収容空間344eに少なくとも動力発生源342を収容する収容装置である。筐体341eは、収容空間344eを規定する仕切り部材3411eを含む。仕切り部材3411eは、収容空間344eと、筐体341eの外部の空間とを隔てる(つまり、隔離する)部材である。第2実施形態では、動力源34eがチャンバ空間63INに配置されているがゆえに、筐体341eの外部の空間は、チャンバ空間63INの少なくとも一部を含む。仕切り部材3411eは、その内壁を介して収容空間344eに面し、その外壁を介して筐体341eの外部の空間(つまり、チャンバ空間63IN)に面する。この場合、仕切り部材3411eによって囲まれた空間(より具体的には、仕切り部材3411eの内壁によって囲まれた空間)が、収容空間344eとなる。
 動力源342eは、ステージ31を移動させるための動力を発生させる装置である。具体的には、動力源342eは、電気的に動力を発生させる。つまり、動力源342eは、不図示の電源から供給される電流を用いて動力を発生させる。言い換えれば、動力源342eは、不図示の電源から供給される電流を動力に変換することで動力を発生させる。動力源342eの一例として、モータがあげられる。この場合、動力源342eは、着火源を含むことになる。着火源の一例として、既に上述したように、電流が供給される導通部分(例えば、コイル)があげられる。尚、上述した動力源32が、動力源342eとして用いられてもよい。この場合、動力源34eは、筐体341eと、筐体341eの内部空間344eに収容された動力源32とを備える装置と等価であると言える。
 動力源342eが内部空間344eに配置されると、動力源342eが備える着火源もまた、内部空間344eに配置される。つまり、動力源342eが備える着火源は、チャンバ空間63INには配置されない。動力源342eが備える着火源は、仕切り部材3411eによってチャンバ空間63INから隔離されている。動力源342eが備える着火源は、仕切り部材3411eによってチャンバ空間63INから隔離された位置に配置されている。この場合、仕切り部材3411eは、内部空間344eを取り囲むことで動力源342eが備える着火源をチャンバ空間63INから隔離する(つまり、動力源342eが備える着火源からチャンバ空間63INを隔離する)部材として機能可能である。
 その結果、当該チャンバ空間63INに供給される造形材料M(特に、粉粒体である造形材料M)と、内部空間344eに配置されている動力源342eが備える着火源との接触が防止される。このため、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源342eが備える着火源との接触に起因した爆発(典型的には、粉塵爆発)が防止される。
 この場合、筐体341eは、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと駆動力発生源342eが備える着火源との接触に起因した爆発を防止可能な防爆構造を有していてもよい。例えば、筐体341eは、動力源342eが備える着火源に発生する電気火花又は高温部による造形材料Mの爆発を防止可能な本質安全防爆構造を有していてもよい。或いは、例えば、筐体341eは、電気火花又は高温部が発生するべきではないチャンバ空間63INに電気火花又は高温部を発生させないように構造上の安全度を増加させた安全増防爆構造を有していてもよい。
 動力伝達部材343eは、動力源342eが発生させた動力を、動力源34eの外部(特に、動力伝達部材33)に伝達する部材である。動力源342eが筐体341eの内部空間344eに配置されているがゆえに、動力伝達部材343eは、内部空間344eで動力源342eが発生させた動力を、内部空間344eから動力源34eの外部に伝達する部材である。動力伝達部材343eは、動力源342eが発生させた動力を、非電気的に伝達する。例えば、動力伝達部材343eは、動力源342eが発生させた動力を、機械的に伝達してもよい。例えば、動力伝達部材343eは、動力源342eと動力伝達部材33とを機械的に連結することで、動力源342eが発生させた動力を動力源34eの外部に伝達してもよい。動力を機械的に伝達可能な部材の一例は、既に上述したとおりである。尚、上述した動力伝達部材33の少なくとも一部が、動力伝達部材343eとして用いられてもよい。
 内部空間344eからチャンバ空間63INに動力を伝達するために、仕切り部材3411eには、開口3412eが形成されている。開口3412eは、内部空間344eからチャンバ空間63INに向けて仕切り部材3411eを貫通する貫通孔である。開口3412eには、動力伝達部材343eの一部が配置される。つまり、動力伝達部材343eは、開口3412eを介して内部空間344eからチャンバ空間63INへと延びる。その結果、動力伝達部材343eは、開口3412eを介して、内部空間344eからチャンバ空間63INに動力を伝達することができる。つまり、内部空間344eにおいて動力源342eが発生させた動力は、開口3412eを介して、チャンバ空間63IN内に配置されるステージ31に伝達される。
 仕切り部材3411eに開口3412eが形成されると、開口3412eを介して内部空間644eとチャンバ空間63INとがつながる。このため、開口3412eを規定する仕切り部材3411eの壁面と開口3412eに配置される動力伝達部材343eとの間に隙間(特に、相対的に大きな隙間)が存在する場合には、チャンバ空間63IN内の造形材料Mと、動力源342eが備える着火源とが、開口3412eを介して接触してしまう可能性がある。このため、開口3412eは、シール部材345eによってシールされていてもよい。シール部材345eは、開口3412eを規定する仕切り部材3411eの壁面と開口3412eに配置される動力伝達部材343eとの間をシールする部材である。具体的には、シール部材345eは、開口3412eを規定する仕切り部材3411eの壁面と開口3412eに配置される動力伝達部材343eとの間の隙間を埋めるための部材である。尚、ここで言う「仕切り部材3411eの壁面と動力伝達部材343eとの間の隙間を埋める」ことは、「仕切り部材3411eの壁面と動力伝達部材343eとの間の隙間を完全になくす(つまり、ふさぐ)」ことを意味していてもよいし、仕切り部材3411eの壁面と動力伝達部材343eとの間の隙間を、内部空間344eを密閉することができる程度に小さくすることを意味していてもよい。つまり、シール部材345eは、内部空間344eを密閉する(つまり、内部空間344eの気密性を維持する)部材として機能可能である。より具体的には、シール部材345eは、仕切り部材3411e及び動力伝達部材343eと共に、内部空間344eを密閉する。尚、シール部材345eの一例として、ゴムシール、オイルシール及びラビリンスシールの少なくとも一方があげられる。
 シール部材345eによって開口3412eがシールされると、チャンバ空間63IN内の造形材料Mと動力源342eが備える着火源との開口3412eを介した接触が防止される。つまり、シール部材345eは、チャンバ空間63IN内の造形材料Mと動力源342eが備える着火源との開口3412eを介した接触を防止するための部材として機能可能である。具体的には、例えば、シール部材345eは、仕切り部材3411e及び動力伝達部材343eと共に、内部空間344eにおいて動力源342eが発生させた電気火花が、開口3412eを介して、造形材料Mが供給されるチャンバ空間63INに入ることを防止する部材として機能可能である。例えば、シール部材345eは、仕切り部材3411e及び動力伝達部材343eと共に、チャンバ空間63INに供給された造形材料Mが、開口3412eを介して、着火源を含む動力源342eが配置される内部空間344eに入ることを防止する部材として機能可能である。
 以上説明した第2実施形態の加工システムSYS2によれば、第1実施形態の加工システムSYS1と同様に、ワークWに対して適切に付加加工を行うことができる。また、加工システムSYS2では、動力源34eが備える着火源(例えば、動力源342eの着火源)が、仕切り部材3411eによってチャンバ空間63INから隔離された内部空間344eに配置される。このため、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源34eが備える着火源との接触に起因した爆発が防止される。つまり、第2実施形態の加工システムSYS2は、第1実施形態の加工システムSYS1が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。また、加工システムSYS2では、動力源34eがチャンバ空間63INに収容可能となるため、動力源34eの配置の自由度が増す。
 尚、動力源34eは、チャンバ空間63INとは異なる位置に配置されていてもよい。例えば、動力源34eは、第1実施形態の動力源32と同様に、外部空間64OUTに配置されていてもよい。或いは、加工システムSYS2は、チャンバ空間63INに配置される動力源34eに加えて、外部空間64OUTに配置される動力源32も備えていてもよい。
 (3)第3実施形態の加工システムSYS
 続いて、図15及び図16を参照しながら、第5実施形態の加工システムSYS(以降、第3実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYS3”と称する)について説明する。図15は、第3実施形態の加工システムSYS3の構造の一例を示す断面図である。図16は、第3実施形態の加工システムSYS3のシステム構成の一例を示すシステム構成図である。尚、第1実施形態の加工システムSYS1が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付することでその詳細な説明を省略する。
 図15及び図16に示すように、加工システムSYS3は、加工システムSYS1及びSYS2の少なくとも一方と比較して、加工装置2に代えて加工装置2fを備えていると言う点で異なる。更に、加工システムSYS2は、加工システムSYS1と比較して、ステージ装置3に代えてステージ装置3fを備えていると言う点で異なる。加工システムSYS3のその他の特徴は、加工システムSYS1及びSYS2の少なくとも一方と同一であってもよい。
 加工装置2fは、加工装置2と比較して、動力源22fと動力伝達機構23fとを更に備えていると言う点で異なる。動力源22f及び動力伝達機構23fは、チャンバ空間63IN内で加工ヘッド21を移動させるためのヘッド駆動系を構成する。加工装置2fのその他の特徴は、加工装置2と同一であってもよい。
 動力源22fは、加工ヘッド21を移動させるための動力を発生させる装置であるという点で、ステージ31を移動させるための動力を発生させる装置である動力源32とは異なる。動力源22fのその他の特徴は、動力源32と同一であってもよい。
 動力伝達機構23fは、動力源22fが発生させた動力を加工ヘッド21に伝達する装置であるという点で、動力源32が発生させた動力をステージ31に伝達する装置である動力伝達部材33とは異なる。このため、動力伝達機構23fは、動力源22fから加工ヘッド21へと延びる動力伝達経路を形成する。具体的には、動力伝達機構23fそのものが動力伝達経路となるがゆえに、動力伝達機構23fは、動力源22fから加工ヘッド21へと延びる。その結果、加工ヘッド21は、動力源22fから動力伝達機構23fを介して伝達される動力によって移動する。動力伝達機構23fのその他の特徴は、動力伝達部材33と同一であってもよい。
 尚、図15は、加工システムSYS3が複数の(図15に示す例では、2つの)動力源22fを備える例を示しているが、加工システムSYS3は、単一の動力源22fを備えていてもよい。同様に、図15は、加工システムSYS3が複数の(図15に示す例では、2つの)動力伝達機構23fを備える例を示しているが、加工システムSYS3は、単一の動力伝達機構23fを備えていてもよい。
 動力源22fは、動力源32と同様に、外部空間64OUTに配置される。つまり、動力源22fは、動力源32と同様に、チャンバ空間63INには配置されない。このため、動力源22fが備える着火源もまた、チャンバ空間63INには配置されない。その結果、当該チャンバ空間63INに供給される造形材料M(特に、粉粒体である造形材料M)と、外部空間64OUTに配置されている動力源22fが備える着火源との接触が防止される。このため、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源22fが備える着火源との接触に起因した爆発(典型的には、粉塵爆発)が防止される。
 但し、外部空間64OUTにおいて動力源22fが発生させた動力は、チャンバ空間63IN内に配置される加工ヘッド21に伝達される必要がある。このため、動力伝達機構23fは、動力伝達部材33と同様に、開口65を介して外部空間64OUTからチャンバ空間63INへと延びる。その結果、動力伝達機構23fは、開口65を介して、外部空間64OUTからチャンバ空間63INに動力を伝達することができる。つまり、外部空間64OUTにおいて動力源22fが発生させた動力は、開口65を介して、チャンバ空間63IN内に配置される加工ヘッド21に伝達される。また、第3実施形態においても、第1実施形態と同様に、開口65は、シール部材66によってシールされていてもよい。
 ステージ装置3fは、ステージ装置3と比較して、動力源32と動力伝達機構33とを備えていなくてもよいと言う点で異なる。ステージ装置3fは、ステージ装置3eと比較して、動力源34eと動力伝達機構33とを備えていなくてもよいと言う点で異なる。但し、ステージ装置3は、動力源32及び34eの少なくとも一方と動力伝達部材33とを備えていてもよい。ステージ装置3fのその他の特徴は、ステージ装置3又は3eと同一であってもよい。
 以上説明したように、第3実施形態の加工システムSYS3によれば、ワークWに対して適切に付加加工を行うことができる。また、加工システムSYS3では、着火源を備えている動力源22fが、仕切り部材61によってチャンバ空間63INから隔離された外部空間64OUTに配置される。このため、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源22fが備える着火源との接触に起因した爆発が防止される。また、加工システムSYS3は、チャンバ空間63INがパージガスでパージされていない場合であっても、動力源22fが発生させた動力を用いて加工ヘッド21を移動させることができるという効果を享受することができる。
 (4)第4実施形態の加工システムSYS
 続いて、図17を参照しながら、第4実施形態の加工システムSYS(以降、第4実施形態の加工システムSYSを、“加工システムSYS4”と称する)について説明する。図17は、第4実施形態の加工システムSYS4の構造の一例を示す断面図である。尚、第3実施形態の加工システムSYS3が備える構成要素と同一の構成要素については、同一の参照符号を付することでその詳細な説明を省略する。
 図17に示すように、加工システムSYS4は、加工システムSYS3と比較して、加工装置2fに代えて加工装置2gを備えているという点で異なる。更に、加工システムSYS4は、開口65が筐体6に形成されていなくてもよいと言う点において、開口65が筐体6に形成されている加工システムSYS3とは異なる。加工システムSYS4のその他の特徴は、加工システムSYS3と同一であってもよい。
 加工装置2gは、加工装置2fと比較して、動力源22fに代えて動力源24gを備えていると言う点で異なる。更に、加工装置2gは、動力源24gがチャンバ空間63INに配置されていてもよいと言う点において、動力源22fが外部空間64OUTに配置される(つまり、チャンバ空間63INに配置されない)加工装置2fとは異なる。加工装置2gのその他の特徴は、加工装置2fと同一であってもよい。
 動力源24gは、防爆構造を有すると言う点で、防爆構造を有していなくてもよい動力源22fとは異なる。具体的には、動力源24gは、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源24gが備える着火源との接触に起因した爆発を防止可能な防爆構造を有している。例えば、動力源24gは、動力源24gが備える着火源に起因したチャンバ空間63IN内における造形材料Mの爆発を防止可能な本質安全防爆構造を有していてもよい。或いは、例えば、動力源24gは、電気火花又は高温部が発生するべきではないチャンバ空間63INに電気火花又は高温部を発生させないように構造上の安全度を増加させた安全増防爆構造を有していてもよい。動力源24gは、第2実施形態で説明した動力源34eと同一の構造を有していてもよい。このため、動力源24gの詳細な説明については省略する。動力源24gのその他の特徴は、動力源22fと同一であってもよい。
 以上説明した第4実施形態の加工システムSYS4によれば、第3実施形態の加工システムSYS3と同様に、ワークWに対して適切に付加加工を行うことができる。また、加工システムSYS4では、動力源24gが備える着火源が、チャンバ空間63INから隔離された空間(例えば、図14に示す、仕切り部材3411eで隔離された内部空間344e)に配置される。このため、チャンバ空間63IN内における造形材料Mと動力源24gが備える着火源との接触に起因した爆発が防止される。つまり、第4実施形態の加工システムSYS4は、第3実施形態の加工システムSYS3が享受可能な効果と同様の効果を享受することができる。また、加工システムSYS4では、動力源24gがチャンバ空間63INに収容可能となるため、動力源24gの配置の自由度が増す。
 尚、動力源24gは、チャンバ空間63INとは異なる位置に配置されていてもよい。例えば、動力源24gは、第3実施形態の動力源24fと同様に、外部空間64OUTに配置されていてもよい。或いは、加工システムSYS4は、チャンバ空間63INに配置される動力源24gに加えて、外部空間64OUTに配置される動力源22fも備えていてもよい。
 (5)変形例
 上述した説明では、動力伝達部材33は、動力源32が発生させた動力を機械的にステージ31に伝達している。しかしながら、動力伝達部材33は、液圧式動力伝達装置や空圧式動力伝達装置等の流体を利用した動力伝達機構であってもよい。
 上述した説明では、加工装置2は、造形材料Mに加工光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、加工装置2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、加工装置2は、照射光学系211に加えて又は代えて、任意のエネルギビームを照射可能なビーム照射装置を備えていてもよい。任意のエネルギビームは、限定されないが、電子ビーム、イオンビーム等の荷電粒子ビーム又は電磁波を含む。
 上述した説明では、加工システムSYS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、加工システムSYSは、造形材料Mに加工光EL(或いは、任意のエネルギビーム)を照射することで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。その他の方式として、例えば、粉末焼結積層造形法(SLS:Selective Laser Sintering)等の粉末床溶融結合法(Powder Bed Fusion)、結合材噴射法(Binder Jetting)又は、レーザメタルフュージョン法(LMF:Laser Metal Fusion)があげられる。或いは、加工システムSYSは、造形材料Mに加工光EL(或いは、任意のエネルギビーム)を照射することで3次元構造物STを形成可能な方式とは異なる、付加加工のための任意の方式により3次元構造物STを形成してもよい。
 上述した説明では、加工システムSYSは、照射光学系211が加工光ELを照射する照射領域EAに向けて材料ノズル212から造形材料Mを供給することで、3次元構造物STを形成している。しかしながら、加工システムSYSは、照射光学系211から加工光ELを照射することなく、材料ノズル212から造形材料Mを供給することで3次元構造物STを形成してもよい。例えば、加工システムSYSは、材料ノズル212から、造形面MSに対して造形材料Mを吹き付けることで、造形面MSにおいて造形材料Mを溶融させると共に、溶融した造形材料Mを固化させることで、3次元構造物STを形成してもよい。例えば、加工システムSYSは、材料ノズル212から造形面MSに対して造形材料Mを含む気体を超高速で吹き付けることで、造形面MSにおいて造形材料Mを溶融させると共に、溶融した造形材料Mを固化させることで、3次元構造物STを形成してもよい。例えば、加工システムSYSは、材料ノズル212から造形面MSに対して加熱した造形材料Mを吹き付けることで、造形面MSにおいて造形材料Mを溶融させると共に、溶融した造形材料Mを固化させることで、3次元構造物STを形成してもよい。このように照射光学系211から加工光ELを照射することなく3次元構造物STを形成する場合には、加工システムSYS(特に、加工ヘッド21)は、照射光学系211を備えていなくてもよい。
 或いは、加工システムSYSは、付加加工に加えて又は代えて、ワークW等の物体に加工光EL(或いは、任意のエネルギビーム)を照射して物体の少なくとも一部を除去可能な除去加工を行ってもよい。或いは、加工システムSYSは、付加加工及び除去加工の少なくとも一方に加えて又は代えて、ワークW等の物体に加工光EL(或いは、任意のエネルギビーム)を照射して物体の少なくとも一部にマーク(例えば、文字、数字又は図形)を形成可能なマーキング加工を行ってもよい。この場合であっても、上述した効果が享受可能である。
 (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]
 物体が収容された加工空間内で付加加工を行う加工装置と、
 前記物体と前記加工装置との相対位置を変更するための動力を発生させる動力発生装置と
 を備え、
 前記動力発生装置のうちの着火源となる部分は、隔壁部材によって前記加工空間から隔離された隔離空間に配置されている
 加工システム。
[付記2]
 前記隔壁部材は、前記加工空間を取り囲んで前記加工空間を前記隔離空間から隔離する第1部材を含む
 付記1に記載の加工システム。
[付記3]
 前記加工空間は、前記第1部材によって取り囲まれる空間の内部に位置し、
 前記隔離空間は、前記第1部材によって取り囲まれる空間の外部に位置する
 付記2に記載の加工システム。
[付記4]
 前記動力発生装置は、前記隔離空間に配置されている
 付記2又は3に記載の加工システム。
[付記5]
 前記隔壁部材は、前記隔離空間を取り囲んで前記隔離空間を前記加工空間から隔離する第2部材を含む
 付記1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記6]
 前記動力発生装置は、前記第2部材によって防爆対策が施された防爆構造を有する
 付記5に記載の加工システム。
[付記7]
 前記動力発生装置は、防爆モータを含む
 付記5又は6に記載の加工システム。
[付記8]
 前記第2部材は、前記動力発生装置の筐体を含み、
 前記隔離空間は、前記筐体の内部空間を含む
 付記5から7のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記9]
 前記動力発生装置は、前記加工空間に配置されている
 付記5から8のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記10]
 前記第2部材は、前記加工空間に配置されている
 付記5から9のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記11]
 前記隔壁部材は、防爆構造を有する
 付記1から10のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記12]
 前記動力を用いて前記物体及び前記加工装置の少なくとも一方を前記加工空間内で移動させることで、前記相対位置を変更する
 付記1から11のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記13]
 前記動力を前記物体及び前記加工装置の少なくとも一方に伝達する動力伝達機構を更に備える
 付記1から12のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記14]
 前記動力伝達機構の少なくとも一部は、前記加工空間に配置される
 付記13に記載の加工システム。
[付記15]
 前記動力伝達機構の少なくとも一部は、前記隔離空間に配置される
 付記13又は14に記載の加工システム。
[付記16]
 前記動力伝達機構は、着火源を含んでいない
 付記13から15のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記17]
 前記動力伝達機構は、非電気的に前記動力を伝達する
 付記13から16のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記18]
 前記隔壁部材には、シール部材でシールされた開口が形成されており、
 前記動力伝達機構は、前記開口を介して前記動力を前記物体及び前記加工装置の少なくとも一方に伝達する
 付記13から17のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記19]
 前記動力伝達機構は、前記開口を介して前記隔離空間から前記加工空間に延びる
 付記18に記載の加工システム。
[付記20]
 前記動力発生装置のうちの着火源となる部分は、前記動力を発生させるために電流が供給される部分を含む
 付記1から19のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記21]
 前記動力発生装置のうちの着火源となる部分は、前記動力を発生させる際に発熱する部分を含む
 付記1から20のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記22]
 前記加工装置は、加工対象物に対して付加加工を行い、
 前記物体は、前記加工対象物を含む
 付記1から21のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記23]
 前記加工装置は、加工対象物に対して付加加工を行い、
 前記加工対象物が載置される載置装置を更に備え、
 前記物体は、前記載置装置を含む
 付記1から22のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記24]
 前記加工装置は、前記加工空間内で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
 付記1から23のいずれか一項に記載の加工システム。
[付記25]
 前記材料は、粉粒体を含む
 付記24に記載の加工システム。
[付記26]
 物体を載置する載置装置と、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記物体に付加加工を行う加工装置と、
 動力を発生させる動力源と、
 前記動力源と前記加工装置の少なくとも一部との間に設けられた隔離部材と
 前記隔離部材に形成された貫通孔を介して前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達する動力伝達部材と、
 前記動力源が位置する空間から前記載置装置が位置する空間へ火花が入ることを防止するシール部材と
 を備える加工システム。
[付記27]
 物体を載置する載置装置と、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記物体に付加加工を行う加工装置と、
 動力を発生させる動力源と、
 前記動力源と前記加工装置の少なくとも一部との間に設けられた隔離部材と、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を介して前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達する動力伝達部材と、
 前記載置装置が位置する空間から前記動力源が位置する空間へ前記粉体が入ることを防止するシール部材と
 備える加工システム。
[付記28]
 第1空間内の物体を載置する載置装置と、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記第1空間内で前記物体に付加加工を行う加工装置と、
 第2空間内に配置され、動力を発生させる動力源と、
 前記第1空間と前記第2空間との間に設けられた隔離部材と、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を介して前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達する動力伝達部材と、
 前記動力伝達部材と前記隔離部材との間をシールするシール部材と
 を備える加工システム。
[付記29]
 第1空間内の物体を載置する載置装置と、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記第1空間内で前記物体に付加加工を行う加工装置と、
 第2空間内に配置され、動力を発生させる動力源と、
 前記第1空間と前記第2空間との間に設けられた隔離部材と、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を介して前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達する動力伝達部材と、
 前記第2空間から前記第1空間への火花の伝達を防止するシール部材と
 を備える加工システム。
[付記30]
 第1空間内の物体を載置する載置装置と、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記第1空間内で前記物体に付加加工を行う加工装置と、
 第2空間内に配置され、動力を発生させる動力源と、
 前記第1空間と前記第2空間とを隔離する隔離部材と、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を介して前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達する動力伝達部材と、
 前記第2空間から前記第1空間への火花の伝達を防止するシール部材と
 を備える加工システム。
[付記31]
 第1空間内の物体を載置する載置装置と、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記第1空間内で前記物体に付加加工を行う加工装置と、
 第2空間内に配置され、動力を発生させる動力源と、
 前記第1空間と前記第2空間との間に設けられた隔離部材と
 前記隔離部材に形成された貫通孔を介して前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達する動力伝達部材と、
 前記第1空間から前記第2空間への粉の伝達を防止するシール部材と
 を備える加工システム。
[付記32]
 付記1から31のいずれか一項に記載の加工システムを用いて付加加工を行う加工方法。
[付記33]
 物体を載置装置に載置することと、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記物体に付加加工を行うことと、
 動力源を用いて動力を発生させることと、
 前記動力源と前記付加加工が行われる空間との間に隔離部材を設けることと、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を通過する動力伝達部材を用いて前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達することと、
 前記動力伝達部材と前記隔離部材との間をシールすることと
 を含む加工方法。
[付記34]
 物体を載置装置に載置することと、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記物体に付加加工を行うことと、
 動力源を用いて動力を発生させることと、
 前記動力源と前記付加加工が行われる空間との間に隔離部材を設けることと、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を通過する動力伝達部材を用いて前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達することと、
 前記動力源が位置する空間から前記載置装置が位置する空間への火花の伝達を防止することと
 を含む備える加工方法。
[付記35]
 物体を載置装置に載置することと、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記物体に付加加工を行うことと、
 動力源を用いて動力を発生させることと、
 前記動力源と前記付加加工が行われる空間との間に隔離部材を設けることと、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を通過する動力伝達部材を用いて前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達することと、
 前記載置装置が位置する空間から前記動力源が位置する空間への粉の伝達を防止することと
 を含む加工方法。
[付記36]
 第1空間内の載置装置に物体を載置することと、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記第1空間内で前記物体に付加加工を行うことと、
 第2空間内に配置された動力源で動力を発生させることと、
 前記第1空間と前記第2空間との間に隔離部材を設けることと、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を通過する動力伝達部材を用いて前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達することと、
 前記動力伝達部材と前記隔離部材との間をシールすることと
 を含む加工方法。
[付記37]
 第1空間内の載置装置に物体を載置することと、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記第1空間内で前記物体に付加加工を行うことと、
 第2空間内に配置された動力源で動力を発生させることと、
 前記第1空間と前記第2空間との間に隔離部材を設けることと、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を通過する動力伝達部材を用いて前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達することと、
 前記第2空間から前記第1空間への火花の伝達を防止することと
 を含む加工方法。
[付記38]
 第1空間内の載置装置に物体を載置することと、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記第1空間内で前記物体に付加加工を行うことと、
 第2空間内に配置された動力源で動力を発生させることと、
 前記第1空間と前記第2空間を隔離部材によって隔てることと、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を通過する動力伝達部材を用いて前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達することと、
 前記第2空間から前記第1空間への火花の伝達を防止することと
 を含む加工方法。
[付記39]
 第1空間内の載置装置に物体を載置することと、
 前記物体に対して粉体を供給して、前記第1空間内で前記物体に付加加工を行うことと、
 第2空間内に配置された動力源で動力を発生させることと、
 前記第1空間と前記第2空間との間に隔離部材を設けることと、
 前記隔離部材に形成された貫通孔を通過する動力伝達部材を用いて前記載置装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達することと、
 前記第1空間から前記第2空間への粉の伝達を防止することと
 を含む加工方法。
 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加工システム及び加工方法もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
 SYS 加工システム
 1 材料供給装置
 2 加工装置
 22f、24g 動力源
 23f 動力伝達部材
 3 ステージ装置
 31 ステージ
 32、34e 動力伝達部材
 33 動力伝達機構
 6 筐体
 61 仕切り部材
 63IN チャンバ空間
 64OUT 外部空間
 65 開口
 66 シール部材
 W ワーク
 M 造形材料
 SL 構造層
 MS 造形面
 EA 照射領域
 MA 供給領域
 MP 溶融池
 EL 加工光

Claims (22)

  1.  物体を支持する支持装置と、
     前記物体に対して粉体を供給して、前記物体に付加加工を行う加工装置と、
     動力を発生させる動力源と、
     前記支持装置および前記加工装置との少なくとも一方に前記動力を伝達する動力伝達部材と、
     前記動力源と前記加工装置の少なくとも一部との間に設けられ、前記動力伝達部材が貫通する貫通孔が形成された仕切り部材と、
     前記動力伝達部材と前記仕切り部材との間をシールするシール部材と
     を備える加工システム。
  2.  前記仕切り部材および前記シール部材は、前記動力源が位置する空間から前記支持装置が位置する空間へ火花が入ることを防止する
     請求項1に記載の加工システム。
  3.  前記仕切り部材および前記シール部材は、前記支持装置が位置する空間から前記動力源が位置する空間へ前記粉体が入ることを防止する
     請求項1または2に記載の加工システム。
  4.  前記仕切り部材および前記シール部材は、前記粉体が供給される空間から前記動力源が位置する空間へ前記粉体が入ることを防止する
     請求項1から3のいずれか一項に記載の加工システム。
  5.  前記仕切り部材、前記動力伝達部材および前記シール部材は、前記物体の周囲の空間を密閉する
     請求項1から4のいずれか一項に記載の加工システム。
  6.  前記仕切り部材、前記動力伝達部材および前記シール部材は、前記支持装置が位置する空間を密閉する
     請求項1から5のいずれか一項に記載の加工システム。
  7.  前記仕切り部材、前記動力伝達部材および前記シール部材は、前記動力源の周囲の空間を密閉する
     請求項1から6のいずれか一項に記載の加工システム。
  8.  前記動力伝達部材は、前記貫通孔が形成される面と交差する方向に前記動力を伝達する
     請求項1から7のいずれか一項に記載の加工システム。
  9.  前記動力伝達部材は、前記貫通孔が形成される面と交差する方向に伸びた軸部材を備える
     請求項1から8のいずれか一項に記載の加工システム。
  10.  前記軸部材は、前記交差する方向を中心として回転可能である
     請求項9に記載の加工システム。
  11.  前記軸部材は、前記交差する方向に沿って移動可能である
     請求項9または10に記載の加工システム。
  12.  前記動力伝達部材は、前記貫通孔が延びる方向に前記動力を伝達する
     請求項1から11のいずれか一項に記載の加工システム。
  13.  前記動力伝達部材は、前記貫通孔が延びる方向に伸びた軸部材を備える
     請求項1から11のいずれか一項に記載の加工システム。
  14.  前記軸部材は、前記延びる方向を中心として回転可能である
     請求項13に記載の加工システム。
  15.  前記軸部材は、前記伸びる方向に沿って移動可能である
     請求項13または14に記載の加工システム。
  16.  前記支持装置および前記加工装置との少なくとも一方に伝達された前記動力により、前記物体と前記加工装置との相対的な位置および相対的な姿勢のうち少なくとも一方が変更される、請求項1から15のいずれか一項に記載の加工システム。
  17.  前記動力源は、電気的に前記動力を発生させる
     請求項1から16のいずれか一項に記載の加工システム。
  18.  前記隔離部材は、前記動力源における導通部分を前記物体に前記付加加工が行われる空間から隔てる
     請求項17に記載の加工システム。
  19.  前記物体に前記付加加工が行われる空間は不活性ガスで満たされている
     請求項1から18のいずれか一項に記載の加工システム。
  20.  前記物体に前記付加加工が行われる空間における酸素濃度は0.5%以下である
     請求項1から19のいずれか一項に記載の加工システム。
  21.  前記動力源が位置する空間における酸素濃度は前記物体に前記付加加工が行われる空間における酸素濃度よりも高い
     請求項1から20のいずれか一項に記載の加工システム。
  22.  前記物体に前記付加加工が行われる空間の圧力は、前記空間と異なる空間の圧力よりも高い
     請求項1から21のいずれか一項に記載の加工システム。
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