WO2022157914A1 - 加工方法 - Google Patents

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WO2022157914A1
WO2022157914A1 PCT/JP2021/002198 JP2021002198W WO2022157914A1 WO 2022157914 A1 WO2022157914 A1 WO 2022157914A1 JP 2021002198 W JP2021002198 W JP 2021002198W WO 2022157914 A1 WO2022157914 A1 WO 2022157914A1
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WO
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size
processing
molten pool
test
modeling
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/002198
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English (en)
French (fr)
Inventor
浩一 安葉
信章 飯嶋
Original Assignee
株式会社ニコン
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining

Definitions

  • the present invention for example, relates to the technical field of processing methods capable of shaping a modeled object.
  • Patent Document 1 describes an example of a processing system that forms a modeled object.
  • One of the technical challenges faced by such a processing system is the formation of a suitable modeled object.
  • the first aspect irradiating an object with a processing beam, supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by irradiating the processing beam to perform test modeling, and performing test modeling changing the conditions of the processing beam; measuring the size of the molten pool formed by the processing beam during the test molding; and measuring the size of the molded object formed by the processing beam during the test molding. and controlling the molding after the test molding based on the size of the molten pool during the test molding and the size of the molded object molded during the test molding,
  • the conditions of the processing beam include at least one of conditions related to the intensity of the processing beam and conditions related to the relative scanning speed of the processing beam and the object.
  • performing test molding by irradiating an object with a processing beam under a plurality of conditions measuring the size of a molten pool formed by the processing beam during the test molding, and controlling a build after the test build based on information about a change in the size of the weld pool during the test build, wherein the plurality of conditions includes directing the processing beam to the object at a first intensity. and irradiating the object with the processing beam at a second intensity different from the first intensity.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the processing system of this embodiment.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram showing the system configuration of the processing system of this embodiment.
  • FIGS. 3A to 3E is a cross-sectional view showing a state in which a certain region on the workpiece is irradiated with processing light and a modeling material is supplied.
  • FIGS. 4(a) to 4(c) is a cross-sectional view showing the process of forming a three-dimensional structure.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the flow of light intensity control operation.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of molten pool size information.
  • FIG. 7 shows an example of a molten pool image.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of the processing system of this embodiment.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram showing the system configuration of the processing system of this embodiment.
  • FIGS. 3A to 3E is a cross-sectional view showing a state
  • FIG. 8 is a flow chart showing the flow of the molten pool size information generation operation.
  • FIG. 9 shows processing light irradiated to the test work by the test molding operation.
  • FIG. 10 shows a modeled object that is modeled on the test work by the test modeling operation.
  • Fig. 11 shows multiple objects to be molded on the test work.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the actual size of the molten pool formed by the test molding operation and the intensity of the processing light EL used for the test molding operation for each scanning speed used for the test molding operation.
  • FIG. 13 is a graph showing the relationship between the line width of the object formed by the test forming operation and the intensity of the processing light EL used in the test forming operation, according to the scanning speed used in the test forming operation. .
  • FIG. 9 shows processing light irradiated to the test work by the test molding operation.
  • FIG. 10 shows a modeled object that is modeled on the test work by the test modeling operation.
  • Fig. 11
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the actual size of the molten pool formed by the test molding operation and the line width of the object formed by the test molding operation.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the flow of control parameter generation operation.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the intensity of processing light with which the test work is irradiated and the actual size of the molten pool.
  • FIG. 17 is a graph showing a plurality of pieces of molten pool size information generated according to the intensity of processing light.
  • FIG. 18 is a graph showing a plurality of pieces of molten pool size information generated for each scanning speed of processing light.
  • FIG. 19 is a graph showing a plurality of pieces of molten pool size information generated for each type of modeling material.
  • Embodiments of the processing method, processing system, measurement method, and measurement system will be described below with reference to the drawings.
  • a processing method, a processing system, a measurement method, and a measurement system will be described using a processing system SYS that forms a modeled object BO on the work W by performing additional processing on the work W, which is an example of an object.
  • a processing system SYS that forms a modeled object BO on the work W by performing additional processing on the work W, which is an example of an object.
  • a processing method, a processing system, a measurement method, and a measurement system will be described below using a processing system SYS that performs additional processing based on a laser metal deposition (LMD) method.
  • LMD laser metal deposition
  • the molding material M supplied to the workpiece W is melted with the processing light EL (that is, the energy beam having the form of light), so that it is integrated with the workpiece W or the workpiece W.
  • the processing light EL that is, the energy beam having the form of light
  • Laser Overlay Welding includes Direct Metal Deposition, Directed Energy Deposition, Laser Cladding, Laser Engineered Net Shaping, Direct Light Fabrication, and Laser Consolidation. Deposition, Shape Deposition Manufacturing, Wire-Fed Laser Deposition, Gas Through Wire, Laser Powder Fusion, Laser Metal Forming, Selective Laser Powder Remelting, Laser Direct - Also called casting, laser powder deposition, laser additive manufacturing, laser rapid forming.
  • each of the X-axis direction and the Y-axis direction is the horizontal direction (that is, a predetermined direction in the horizontal plane), and the Z-axis direction is the vertical direction (that is, the direction perpendicular to the horizontal plane). and substantially in the vertical direction).
  • the directions of rotation (in other words, tilt directions) about the X-, Y-, and Z-axes are referred to as the .theta.X direction, the .theta.Y direction, and the .theta.Z direction, respectively.
  • the Z-axis direction may be the direction of gravity.
  • the XY plane may be set horizontally.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the processing system SYS of this embodiment.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram showing an example of the system configuration of the machining system SYS of this embodiment.
  • the processing system SYS is capable of modeling (in other words, forming) the modeled object BO.
  • the modeled object BO in the present embodiment may mean any object modeled by the processing system SYS.
  • the modeled object BO is typically a three-dimensional object having a size in any of the three-dimensional directions (that is, a three-dimensional object, in other words, a three-dimensional object having a size in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions). ).
  • An example of the modeled object BO is a three-dimensional structure ST (see FIG. 4(c)) having a desired three-dimensional shape.
  • An example of the modeled object BO is a part of the three-dimensional structure ST.
  • An example of the modeled object BO is an arbitrary object that is modeled in the process of modeling the three-dimensional structure ST.
  • the object BO is the structural layer SL.
  • An example of the modeled object BO is a part of the structure layer SL.
  • An example of the modeled object BO is an arbitrary object that is modeled in the process of modeling the structural layer SL.
  • the modeled object BO is not limited to the objects exemplified here.
  • an example of the object BO is at least part of an object that is molded by the test molding operation.
  • the processing system SYS can model the modeled object BO on the workpiece W that serves as the base (that is, the base material) for shaping the modeled object BO. That is, the processing system SYS performs modeling on the work W.
  • FIG. The processing system SYS can shape the object BO by performing additional processing on the work W.
  • the processing system SYS can form the object BO on the stage 31 .
  • the processing system SYS may model the modeled object BO that is integrated with the placed object.
  • the operation of modeling the object BO integrated with the object is equivalent to the operation of adding a new structure to the object.
  • the existing structure may be, for example, a defective part requiring repair.
  • the processing system SYS may form a modeled object BO that is separable from the placed object.
  • the object placed on the stage 31 may be another modeled object BO (that is, an existing structure) modeled by the processing system SYS.
  • FIG. 1 shows an example in which the work W is an existing structure held by the stage 31 . Also, the description will be made below using an example in which the work W is an existing structure held by the stage 31 .
  • the processing system SYS can form the object BO by the laser build-up welding method.
  • the processing system SYS is a 3D printer that models an object using the layered manufacturing technology.
  • the layered manufacturing technology is also called rapid prototyping, rapid manufacturing, or additive manufacturing.
  • the processing system SYS shapes the object BO by processing the modeling material M using the processing light EL, which is a processing beam.
  • the modeling material M is a material that can be melted by irradiation with processing light EL having a predetermined intensity or higher.
  • a modeling material M for example, at least one of a metallic material and a resinous material can be used.
  • the modeling material M other materials different from the metallic material and the resinous material may be used.
  • the modeling material M is a powdery material. That is, the modeling material M is powder. Powders may include particulate materials in addition to powder materials.
  • the modeling material M may contain, for example, powder with a particle size falling within the range of 90 micrometers ⁇ 40 micrometers.
  • the average particle diameter of the powder that constitutes the modeling material M may be, for example, 75 micrometers or less, may be within the range of 10 micrometers to 25 micrometers, or may be of another size. good too. However, the modeling material M does not have to be powder. For example, as the modeling material M, at least one of a wire-like modeling material and a gaseous modeling material may be used.
  • the type of work W may be the same as the type of modeling material M.
  • the workpiece W may be made of the same (or different) metal as the modeling material M.
  • the workpiece W may be made of the same type of resin as the modeling material M (or a different type).
  • the processing system SYS includes a material supply device 1, a processing unit 2, a stage unit 3, a light source 4, a gas supply device 5, and A housing 6 , a measuring device 71 , a measuring device 72 , and a control device 8 are provided. At least part of each of the processing unit 2, the stage unit 3, and the measuring device 71 is accommodated within the chamber space 63IN inside the housing 6. As shown in FIG.
  • the material supply device 1 supplies the modeling material M to the processing unit 2 .
  • the material supply device 1 and the processing unit 2 are connected via a supply pipe 11 .
  • the material supply device 1 supplies the modeling material M to the processing unit 2 via the supply pipe 11 .
  • the material supply device 1 supplies a desired amount of the molding material M according to the required amount so that the processing unit 2 is supplied with the amount of the modeling material M required per unit time for the additional processing.
  • a quantity of build material M may be provided.
  • the processing unit 2 uses the modeling material M supplied from the material supply device 1 to model the modeled object BO.
  • the processing unit 2 includes a processing head 21 and a head drive system 22 in order to model the modeled object BO using the modeling material M.
  • the processing head 21 includes an irradiation optical system 211 and a material nozzle (that is, a supply system or supply device for supplying the modeling material M) 212 .
  • the machining head 21 and the head drive system 22 are accommodated within the chamber space 63IN.
  • at least part of the processing head 21 and/or the head drive system 22 may be arranged in the external space 64OUT which is the space outside the housing 6 .
  • the external space 64OUT may be a space that an operator of the processing system SYS can enter.
  • the irradiation optical system 211 is an optical system (for example, a condensing optical system) for emitting the processing light EL from the emission part 213 .
  • the irradiation optical system 211 is optically connected to the light source 4 that emits the processing light EL through an optical transmission member 41 such as an optical fiber or a light pipe.
  • the irradiation optical system 211 emits processing light EL propagating from the light source 4 via the light transmission member 41 .
  • the irradiation optical system 211 emits the processing light EL so that the processing light EL travels through the chamber space 63IN.
  • the irradiation optical system 211 irradiates the processing light EL downward (that is, to 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 processes the target irradiation area EA set on the workpiece W or in the vicinity of the workpiece W as an area irradiated (typically, condensed) with the processing light EL.
  • Light EL can be irradiated.
  • the state of the irradiation optical system 211 can be switched between a state in which the target irradiation area EA is irradiated with the processing light EL and a state in which the target irradiation area EA is not irradiated with the processing light EL under the control of the control device 8. is.
  • the direction of the processing light EL emitted from the irradiation optical system 211 is not limited to directly below (that is, coinciding with the -Z-axis direction). good too.
  • a supply outlet 214 is formed in the material nozzle 212 .
  • Material nozzle 212 supplies (eg, injects, jets, squirts, or sprays) build material M from supply outlet 214 .
  • material nozzle 212 may be referred to as a material supply member.
  • the material nozzle 212 is physically connected through the supply pipe 11 and the mixing device 12 to the material supply device 1 that is the supply source of the modeling material M. As shown in FIG.
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M supplied from the material supply device 1 through the supply pipe 11 and the mixing device 12 .
  • the material nozzle 212 may pump the modeling material M supplied from the material supply device 1 through the supply pipe 11 .
  • the modeling material M from the material supply device 1 and the gas for transportation (that is, pressure-fed gas, for example, an inert gas such as nitrogen or argon) are mixed in the mixing device 12 and then passed through the supply pipe 11. may be pumped to the material nozzle 212 via.
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M with the gas for conveyance.
  • a purge gas supplied from the gas supply device 5 is used as the carrier gas.
  • gas supplied from a gas supply device different from the gas supply device 5 may be used as the transport gas.
  • the material nozzle 212 is drawn in the shape of a tube in FIG. 1, the shape of the material nozzle 212 is not limited to this shape.
  • Material nozzle 212 supplies modeling material M toward chamber space 63IN.
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M downward (that is, to the ⁇ Z side) from the material nozzle 212 .
  • a stage 31 is arranged below the material nozzle 212 .
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M toward the work W or the vicinity of 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. good.
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M to the site irradiated with the processing light EL from the irradiation optical system 211 . That is, the material nozzle 212 supplies the modeling material M to the target irradiation area EA where the irradiation optical system 211 irradiates the processing light EL. Therefore, the target supply area MA set on or near the work W as the area where the material nozzle 212 supplies the modeling material M matches (or at least partially overlaps) the target irradiation area EA. ), the material nozzle 212 and the irradiation optics 211 are aligned. In addition, the material nozzle 212 may supply the modeling material M to the molten pool MP (see FIG.
  • the material nozzle 212 does not have to supply the modeling material M to the molten pool MP.
  • the processing system SYS may melt the modeling material M from the material nozzle 212 with the processing light EL before it reaches the workpiece W, and attach the molten modeling material M to the workpiece W.
  • the processing system SYS uses the irradiation optical system 211 provided in the processing head 21 to irradiate the workpiece W with the processing light EL from the light source 4, and the material nozzle provided in the processing head 21 212 is used to supply the building material M from the material supply device 1 to the workpiece W, thereby building the object BO.
  • a device including at least one of the processing head 21 that is, the irradiation optical system 211 and the material nozzle 212
  • the material supply device 1 and the light source 4 which is also mainly used for shaping the object BO
  • the head drive system 22 moves the processing head 21 .
  • the head drive system 22 moves the processing head 21 within the chamber space 63IN, for example.
  • the head drive system 22 moves the processing head 21 along at least one of the X-axis, Y-axis and Z-axis.
  • each of the target irradiation area EA and the target supply area MA moves to an arbitrary position on the workpiece W or within the chamber space 63IN on the X axis and the Y axis. Move along at least one side.
  • the head drive system 22 moves the processing head 21 along at least one rotation direction of the ⁇ X direction, the ⁇ Y direction and the ⁇ Z direction in addition to or instead of at least one of the X-axis, Y-axis and Z-axis.
  • the head drive system 22 may rotate the processing head 21 around at least one of the X, Y and Z axes.
  • the head drive system 22 may change the posture of the processing head 21 around at least one of the X-axis, Y-axis and Z-axis.
  • the head drive system 22 includes, for example, actuators such as motors.
  • the head drive system 22 moves the processing head 21, the relative positions of the processing head 21 and the stage 31 and the workpiece W supported by the stage 31 change. That is, the relative positions of the irradiation optical system 211 and the material nozzle 212 (supply outlet 214), and the stage 31 and the work W change. Therefore, the head driving system 22 may function as a position changing device for changing the relative positional relationship between the irradiation optical system 211 and the material nozzle 212 (supply outlet 214), and the stage 31 and the work W, respectively. good.
  • the head driving system 22 may function as a position changing device for changing the relative positional relationship between the target irradiation area EA and the stage 31 and the workpiece W, respectively.
  • the target irradiation area EA and the target supply area MA move relative to the work W. Therefore, the head drive system 22 may function as a moving device that moves the target irradiation area EA and the target supply area MA (furthermore, the molten pool MP) relative to the workpiece W.
  • the stage unit 3 includes a stage 31.
  • a workpiece W which is an object, is placed on the stage 31 .
  • the workpiece W is placed on a placement surface 311 that is at least a portion of the upper surface of the stage 31 .
  • the stage 31 may be capable of holding the work W placed on the stage 31 .
  • the stage 31 may have at least one of a mechanical chuck, an electrostatic chuck, a vacuum chuck, and the like to hold the work W.
  • the stage 31 may not be able to hold the work W placed on the stage 31 .
  • the workpiece W may be placed on the stage 31 without clamping.
  • the irradiation optical system 211 described above emits the processing light EL during at least part of the period in which the workpiece W is placed on the stage 31 . Furthermore, the material nozzle 212 mentioned above supplies the modeling material M in at least one part of the period when the workpiece
  • the stage unit 3 further includes a stage drive system 32.
  • a stage drive system 32 moves the stage 31 .
  • the stage drive system 32 moves the stage 31 along at least one of the X-axis, Y-axis, Z-axis, ⁇ X direction, ⁇ Y direction and ⁇ Z direction.
  • the stage drive system 32 may function as a position changing device for changing the relative positional relationship between the processing head 21 and the stage 31 and the work W, respectively.
  • the target irradiation area EA and the target supply area MA and the molten pool MP
  • the light source 4 emits, for example, at least one of infrared light, visible light, and ultraviolet light as processing light EL.
  • the processing light EL may include a plurality of pulsed lights (that is, a plurality of pulsed beams).
  • the processing light EL may be laser light.
  • the light source 4 may include a laser light source (for example, a semiconductor laser such as a laser diode (LD: Laser Diode).
  • the laser light source may be a fiber laser, a CO 2 laser, a YAG laser, an excimer laser, or the like.
  • the processing light EL may not be laser light.
  • the light source 4 may include any light source (for example, at least one of an LED (Light Emitting Diode) and a discharge lamp). good.
  • the gas supply device 5 is a purge gas supply source for purging the chamber space 63IN.
  • the purge gas contains inert gas. Examples of inert gas include nitrogen gas and argon gas.
  • the gas supply device 5 is connected to the chamber space 63 IN via a supply port 62 formed in the partition member 61 of the housing 6 and a supply pipe 51 connecting the gas supply device 5 and the supply port 62 .
  • the gas supply device 5 supplies the purge gas to the chamber space 63IN through the supply pipe 51 and the supply port 62 .
  • the chamber space 63IN becomes a space purged with the purge gas.
  • the purge gas supplied to the chamber space 63IN may be exhausted from an exhaust port (not shown) formed in the partition member 61 .
  • the gas supply device 5 may be a cylinder containing an inert gas such as nitrogen gas or argon gas.
  • an inert gas such as nitrogen gas or argon gas
  • the gas supply device 5 may be a nitrogen gas generator that generates nitrogen gas using the atmosphere as a raw material.
  • the gas supply device 5 is supplied to the mixing device 12 to which the modeling material M from the material supply device 1 is supplied in addition to the chamber space 63IN.
  • a purge gas may be supplied.
  • the gas supply device 5 may be connected to the mixing device 12 via a supply pipe 52 that connects the gas supply device 5 and the mixing device 12 .
  • the gas supply device 5 supplies purge gas to the mixing device 12 via the supply pipe 52 .
  • the molding material M from the material supply device 1 is supplied (specifically, , pumped). That is, the gas supply device 5 may be connected to the material nozzle 212 via the supply pipe 52 , the mixing device 12 and the supply pipe 11 . In that case, the material nozzle 212 will supply the building material M from the supply outlet 214 along with a purge gas for pumping the building material M.
  • the housing 6 is a housing device that houses at least a part of each of the processing unit 2, the stage unit 3, and the measuring device 71 in a chamber space 63IN, which is an internal space of the housing 6.
  • the housing 6 includes a partition member 61 that defines a chamber space 63IN.
  • the partition member 61 is a member that separates the chamber space 63 IN and the external space 64 OUT of the housing 6 .
  • the partition member 61 faces the chamber space 63IN through its inner wall 611 and faces the external space 64OUT through its outer wall 612 . In this case, the space surrounded by the partition member 61 (more specifically, the space surrounded by the inner wall 611 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 workpiece W is placed on the stage 31 . The door may be opened when the work W and/or the modeled object BO is taken out from the stage 31 . The door may be closed during processing (ie, during additional processing or joining processing). An observation window (not shown) for visually recognizing the chamber space 63IN from the external space 64OUT of the housing 6 may be provided in the partition member 61 .
  • the measuring device 71 is arranged in the chamber space 63IN.
  • the measuring device 71 can measure the workpiece W placed on the stage 31 within the chamber space 63IN.
  • the measuring device 71 can measure the molten pool MP formed in the work W by the processing light EL (that is, formed in the work W by the processing head 21).
  • the measurement result of the measuring device 71 includes information about the molten pool MP. Therefore, the measuring device 71 may function as a device capable of acquiring information about the molten pool MP.
  • the measuring device 71 may be able to measure the size (that is, size) of the molten pool MP.
  • the measuring device 71 can measure the size (that is, the length) of the molten pool MP in the direction along the surface of the workpiece W (or the molding surface MS described later on which the molten pool MP is formed). good.
  • the measuring device 71 may be capable of measuring the size (that is, length) of the molten pool MP in at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the measurement result of the measuring device 71 includes information about the size of the molten pool MP. Therefore, the measuring device 71 may function as a device capable of acquiring information regarding the size of the molten pool MP.
  • the measurement result of the measuring device 71 (that is, information about the molten pool MP) is output to the control device 8.
  • the control device 8 may calculate the characteristics of the molten pool MP (for example, the size of the molten pool MP) based on the measurement result of the measuring device 71 .
  • the measuring device 71 may be any type of measuring device as long as it can measure the work W (in particular, the molten pool MP).
  • the measuring device 71 may be a measuring device capable of optically measuring the workpiece W (in particular, the molten pool MP).
  • the measuring device 71 may be a measuring device capable of measuring the work W (in particular, the molten pool MP) without contacting the work W.
  • an imaging device capable of imaging the work W. In the following description, an example in which the measuring device 71 is an imaging device will be described.
  • the measuring device 71 captures an image of the workpiece W to generate an image in which the workpiece W is reflected (in particular, an image in which the molten pool MP is reflected, hereinafter referred to as a “molten pool image IMG_MP”). .
  • the molten pool image IMG_MP is output to the control device 8 as the measurement result of the measuring device 71 (that is, information regarding the molten pool MP).
  • the chamber space 63IN contains unnecessary substances including a portion of the modeling material M supplied from the material nozzle 212 that has not been used for modeling the object BO. Furthermore, the chamber space 63IN may contain unnecessary substances including vapor (so-called fumes) such as metal evaporated by irradiation of the processing light EL. If such unnecessary substances adhere to the measuring device 71 arranged in the chamber space 63IN, there is a possibility that the measuring device 71 will not be able to measure the molten pool MP appropriately. Therefore, the measuring device 71 may be arranged in the chamber space 63IN in a state of being accommodated in a housing for preventing attachment of unnecessary substances to the measuring device 71 .
  • the measuring device 72 is arranged in an external space 64OUT different from the chamber space 63IN.
  • the measuring device 72 can measure the work W taken out from the chamber space 63IN.
  • the measuring device 72 can measure the modeled object BO modeled on the workpiece W by the processing light EL (that is, modeled on the workpiece W by the machining head 21).
  • the measurement result of the measuring device 72 includes information about the modeled object BO. Therefore, the measuring device 72 may function as a device capable of acquiring information about the modeled object BO.
  • the measuring device 72 may be able to measure the size (that is, size) of the modeled object BO.
  • the measuring device 72 can measure the size (that is, the size) of the object BO in the direction along the surface of the workpiece W (or the below-described modeling surface MS on which the molten pool MP is formed). good.
  • the measuring device 72 may be capable of measuring the size (that is, the length) of the model BO in at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the measurement result of the measuring device 72 includes information about the size of the modeled object BO. Therefore, the measuring device 72 may function as a device capable of acquiring information regarding the size of the modeled object BO.
  • the measurement result of the measuring device 72 (that is, information about the modeled object BO) is output to the control device 8.
  • the control device 8 may calculate the characteristics of the modeled object BO (for example, the size of the modeled object BO) based on the measurement result of the measuring device 72 .
  • the measuring device 72 may be any type of measuring device as long as it can measure the work W (particularly the modeled object BO).
  • the measuring device 72 may be a measuring device capable of optically measuring the work W (particularly the modeled object BO).
  • the measuring device 72 may be a measuring device capable of measuring the work W (particularly the modeled object BO) without contacting the work W.
  • a 3D scanner capable of measuring the three-dimensional shape of the work W is an example of a measuring device capable of optically measuring the work W (particularly the object BO) without contacting the work W. In the following description, an example in which the measuring device 72 is a 3D scanner will be described.
  • the measuring device 72 converts the modeled object information including information about the shape of the workpiece W (in particular, the shape of the modeled object BO) into the control device 8 as the measurement result of the measuring device 72 (that is, the information about the modeled object BO). output to
  • the control device 8 controls the operation of the processing system SYS.
  • the control device 8 may control the processing unit 2 (for example, at least one of the processing head 21 and the head drive system 22) included in the processing system SYS.
  • the control device 8 may control the material supply device 1 included in the processing system SYS.
  • the control device 8 may control the light source 4 included in the processing system SYS.
  • the control device 8 may control at least one of the processing unit 2, the material supply device 1, and the light source 4 to form the object BO. That is, the control device 8 may control modeling by at least one of the processing unit 2 , the material supply device 1 and the light source 4 .
  • the control device 8 causes the processing unit 2 to perform desired modeling using the modeling material M supplied from the material supply device 1 and the processing light EL supplied from the light source 4 (specifically, the desired object BO is At least one of the processing unit 2, the material supply device 1 and the light source 4 may be controlled so as to shape the object.
  • the control device 8 may include, for example, an arithmetic device and a storage device.
  • the computing device may include, for example, at least one of a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit).
  • a storage device may include, for example, memory.
  • the control device 8 functions as a device that controls the operation of the machining system SYS by the arithmetic device executing a computer program.
  • This computer program is a computer program for causing the arithmetic device to perform (that is, to execute) an operation to be performed by the control device 8, which will be described later. That is, this computer program is a computer program for causing the control device 8 to function so as to cause the processing system SYS to perform the operation described later.
  • the computer program executed by the arithmetic device may be recorded in a storage device (that is, a recording medium) included in the control device 8, or may be stored in any storage device built in the control device 8 or external to the control device 8. It may be recorded on a medium (for example, hard disk or semiconductor memory). Alternatively, the computing device may download the computer program to be executed from a device external to the control device 8 via the network interface.
  • a storage device that is, a recording medium
  • the computing device may download the computer program to be executed from a device external to the control device 8 via the network interface.
  • the control device 8 may control the emission mode of the processing light EL by the irradiation optical system 211 .
  • the emission mode may include, for example, at least one of the intensity of the processing light EL and the emission timing of the processing light EL.
  • the emission mode includes, for example, the emission time of the pulsed light, the emission period of the pulsed light, and the ratio between the length of the emission time of the pulsed light and the emission period of the pulsed light (so-called , duty ratio).
  • the emission mode of the processing light EL from the irradiation optical system 211 is mainly determined by the emission mode of the processing light EL from the light source 4 .
  • controlling the emission mode of the processing light EL by the irradiation optical system 211 may be considered equivalent to controlling the emission mode of the processing light EL by the irradiation optical system 211 . That is, the control device 8 may control the emission mode of the processing light EL from the irradiation optical system 211 by controlling the emission mode of the processing light EL from the light source 4 . Furthermore, the control device 8 may control the movement mode of the processing head 21 by the head drive system 22 . Furthermore, the control device 8 may control the movement mode of the stage 31 by the stage drive system 32 .
  • the movement mode may include at least one of movement amount, movement speed, movement direction, and movement timing, for example.
  • control device 8 may control the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 212 .
  • the supply mode may include, for example, at least one of supply amount (especially supply amount per unit time) and supply timing.
  • 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 may be considered equivalent to controlling the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 212 . That is, the control device 8 may control the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 212 by controlling the supply mode of the modeling material M by the material supply device 1 .
  • control device 8 may control the operation of the processing system SYS based on the measurement result of the measurement device 71 and the measurement result of the measurement device 72 .
  • control device 8 may control at least one of the processing unit 2 , the material supply device 1 and the light source 4 based on the measurement result of the measurement device 71 and the measurement result of the measurement device 72 . Details of the operation of controlling the machining system SYS based on the measurement result of the measuring device 71 and the measurement result of the measuring device 72 will be described later.
  • the control device 8 does not have to be provided inside the processing system SYS.
  • the control device 8 may be provided as a server or the like outside the machining system SYS.
  • the control device 8 and the processing system SYS may be connected by a wired and/or wireless network (or data bus and/or communication line).
  • a wired network a network using a serial bus 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 as the wired network.
  • 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 as the wireless network.
  • 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 (registered trademark)).
  • a network using infrared rays may be used as the wireless network.
  • a network using optical communication may be used as the wireless network.
  • the controller 8 and the machining system SYS may be configured to be able to transmit and receive various information via a network.
  • control device 8 may be capable of transmitting information such as commands and control parameters to the processing system SYS via a network.
  • the machining system SYS may include a receiving device that receives information such as commands and control parameters from the control device 8 via the network.
  • the processing system SYS may include a transmission device (that is, an output device that outputs information to the control device 8) that transmits information such as commands and control parameters to the control device 8 via the network. good.
  • a first control device that performs part of the processing performed by the control device 8 is provided inside the processing system SYS, while a second control device that performs another part of the processing performed by the control device 8 is provided.
  • the control device may be provided outside the processing system SYS.
  • Recording media for recording computer programs executed by the control device 8 include CD-ROMs, CD-Rs, CD-RWs, flexible disks, MOs, DVD-ROMs, DVD-RAMs, DVD-Rs, DVD+Rs, and DVDs.
  • optical discs such as RW, DVD+RW and Blu-ray (registered trademark)
  • magnetic media such as magnetic tapes
  • magneto-optical discs semiconductor memories such as USB memories
  • 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 a computer program is implemented in at least one form of software, firmware, etc., in an executable state).
  • each process and function included in the computer program may be realized by a logical processing block realized in the control device 8 by the control device 8 (that is, computer) executing the computer program, It may be implemented by hardware such as a predetermined gate array (FPGA, ASIC) provided in the control device 8, or a mixture of logical processing blocks and partial hardware modules that implement some hardware elements. It can be implemented in the form of
  • the processing system SYS performs a modeling operation for modeling the modeled object BO by performing additional machining on the workpiece W (that is, modeling the modeled object BO). Furthermore, during at least part of the period during which the modeling operation is performed, the processing system SYS determines that the actual size of the molten pool MP formed in the work W (hereinafter referred to as “actual size MP_actual”) is equal to the molten pool MP in the modeling operation. A light intensity control operation is performed to control the processing light EL so as to match the target size of (hereinafter referred to as “target size MP_target”).
  • the processing system SYS before performing the processing light control operation, performs a molten pool size information generation operation for generating molten pool size information SI that is referenced by the controller 8 to set the target size of the molten pool MP. I do. Furthermore, before performing the processing light control operation, the processing system SYS performs a control parameter generation operation for generating control parameters (parameters) K that define the behavior of the light intensity control operation. Therefore, the modeling operation, the light intensity control operation, the molten pool size information generation operation, and the control parameter control operation will be described in order below.
  • the processing system SYS forms the three-dimensional structure ST on the workpiece 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 for example, CAD (Computer Aided Design) data
  • CAD Computer Aided Design
  • the processing system SYS sequentially forms, for example, a plurality of layered partial structures (hereinafter referred to as “structural layers”) SL arranged along the Z-axis direction.
  • the structural layer SL (furthermore, the object forming part of the structural layer SL that is formed in the process of forming the structural layer SL) also corresponds to the modeled object BO.
  • the processing system SYS sequentially forms a plurality of structural layers SL obtained by slicing the three-dimensional structure ST along the Z-axis direction one by one.
  • a three-dimensional structure ST which is a laminated structure in which a plurality of structural layers SL are laminated, is formed.
  • the flow of operations for modeling the three-dimensional structure ST by sequentially modeling the plurality of structural layers SL one by one will be described below.
  • the processing system SYS controls the processing head so that the target irradiation area EA is set to a desired area on the modeling surface MS corresponding to the surface of the workpiece W or the surface of the structural layer SL that has already been formed. At least one of 21 and stage 31 is moved. After that, the processing system SYS irradiates the target irradiation area EA with the processing light EL from the irradiation optical system 211 . At this time, the focus position (that is, condensing position) of the processing light EL may coincide with the modeling surface MS.
  • the condensing surface may be off the modeling surface MS in the Z-axis direction.
  • a molten pool that is, a pool of metal or the like melted by the processing light EL
  • the processing system SYS supplies the modeling material M from the material nozzle 212 under the control of the control device 8 .
  • the modeling material M is supplied to the molten pool MP.
  • the modeling material M supplied to the molten pool MP is melted by the processing light EL irradiated to the molten pool MP.
  • the modeling material M supplied from the material nozzle 212 may be melted by the processing light EL before reaching the molten pool MP, and the molten modeling material M may be supplied to the molten pool MP.
  • the modeling material M melted in the molten pool MP is cooled and solidified (that is, solidified).
  • a modeled object BO made of the solidified modeling material M is deposited on the modeling surface MS.
  • the processing system SYS performs a series of operations including modeling of the molten pool MP by irradiation of the processing light EL, supply of the modeling material M to the molten pool MP, melting of the supplied modeling material M, and solidification of the molten modeling material M. is repeated while moving the processing head 21 along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the modeling surface MS, as shown in FIG. 3(d).
  • the processing system SYS moves the processing head 21 along either the X-axis direction or the Y-axis direction with respect to the modeling surface MS while irradiating the processing light EL onto the modeling surface MS at a desired timing.
  • the processing system SYS irradiates a region in which the object BO is desired to be formed on the forming surface MS with the processing light EL while the scanning operation is being performed, while the object BO is formed on the forming surface MS. Do not irradiate the processing light EL to a region that is not desired to be shaped.
  • the processing system SYS moves the target irradiation area EA along the predetermined movement locus on the modeling surface MS, and irradiates the processing light EL on the modeling surface MS at timing according to the distribution of the area where the object BO is desired to be modeled. Irradiate the MS.
  • the processing system SYS irradiates the target irradiation area EA with the processing light EL at a desired timing, and irradiates the target irradiation area EA on the modeling surface MS along either the X-axis direction or the Y-axis direction.
  • the molten pool MP also moves on the modeling surface MS along the movement locus corresponding to the movement locus of the target irradiation area EA.
  • the molten pool MP is sequentially formed in a portion irradiated with the processing light EL in the area along the movement locus of the target irradiation area EA on the modeling surface MS.
  • a structure layer SL corresponding to the object BO which is an aggregate of the modeling material M solidified after being melted, is modeled on the modeling surface MS.
  • the structural layer SL corresponds to an aggregate of the objects BO formed on the modeling surface MS in a pattern corresponding to the movement trajectory of the molten pool MP (that is, in a plan view, a shape corresponding to the movement trajectory of the molten pool MP A structural layer SL) having
  • the processing system SYS irradiates the target irradiation area EA with the processing light EL and stops the supply of the modeling material M. good too.
  • the processing system SYS supplies the modeling material M to the target irradiation area EA, and performs a strong processing that cannot form the molten pool MP.
  • the target irradiation area EA may be irradiated with the light EL.
  • the processing system SYS repeatedly performs operations for forming such a structure layer SL under the control of the control device 8 based on the three-dimensional model data. Specifically, first, the control device 8 creates slice data by slicing the three-dimensional model data at a lamination pitch before performing an operation for forming the structural layer SL. The processing system SYS performs an operation for modeling the first structural layer SL#1 on the modeling surface MS corresponding to the surface of the workpiece W based on the slice data corresponding to the structural layer SL#1. As a result, the structural layer SL#1 is modeled on the modeling surface MS as shown in FIG. 4(a).
  • the processing system SYS sets the surface (that is, the upper surface) of the structure layer SL#1 as a new modeling surface MS, and forms the second structure layer SL#2 on the new modeling surface MS. do.
  • the controller 8 first activates at least one of the head drive system 22 and the stage drive system 32 so that the processing head 21 moves along the Z-axis with respect to the stage 31. Control. Specifically, the control device 8 controls at least one of the head drive system 22 and the stage drive system 32 to set the target irradiation area EA to the surface of the structure layer SL#1 (that is, the new modeling surface MS).
  • the processing head 21 is moved toward the +Z side and/or the stage 31 is moved toward the -Z side so that
  • the processing system SYS performs the same operation as the operation for modeling the structure layer SL#1, based on the slice data corresponding to the structure layer SL#2, on the structure layer SL#1.
  • the structural layer SL#2 is formed.
  • the structural layer SL#2 is formed as shown in FIG. 4(b).
  • similar operations are repeated until all structural layers SL constituting the three-dimensional structure ST to be modeled on the workpiece W are modeled.
  • FIG. 4(c) a three-dimensional structure ST is formed by a laminated structure in which a plurality of structural layers SL are laminated.
  • FIG. 5 is a flow chart showing the flow of light intensity control operation.
  • the processing system SYS typically performs a light intensity control operation in parallel with the above-described modeling operation.
  • the control device 8 first sets (that is, determines) the target size MP_target of the molten pool MP (step S10).
  • the light intensity control operation is an operation for controlling the processing light EL so that the actual size MP_actual of the molten pool MP formed in the workpiece W matches the target size MP_target, as described above. be.
  • the control device 8 may set the target size MP_target based on information regarding the modeling accuracy desired to be achieved by the modeling operation. Specifically, the modeling accuracy depends on the size of the modeled object BO that is modeled by one scanning operation.
  • the "size of the object BO” referred to here may mean the size of the object BO in the step direction intersecting the scanning direction, which is the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation.
  • the size of the object BO in the step direction is referred to as "line width (that is, line width of the object BO) LW".
  • the molding accuracy becomes higher as the line width LW becomes narrower.
  • the actual size MP_actual of the molten pool MP (specifically, the size of the molten pool MP in the step direction ) becomes smaller, the line width LW becomes narrower. Therefore, it is desired that the actual size MP_actual of the molten pool MP becomes smaller as the modeling accuracy to be achieved by the modeling operation increases.
  • the control device 8 may set the target size MP_target so that the target size MP_target becomes smaller as the modeling accuracy desired to be achieved by the modeling operation increases.
  • the control device 8 may set the target size MP_target so that the target size MP_target increases as the modeling accuracy desired to be achieved by the modeling operation decreases.
  • the control device 8 may set the target size MP_target such that the narrower the line width LW desired to be realized by the modeling operation, the smaller the target size MP_target.
  • the control device 8 may set the target size MP_target such that the wider the line width LW desired to be realized by the modeling operation, the larger the target size MP_target.
  • the control device 8 may set the target size MP_target using the molten pool size information SI that can be referred to for setting the target size MP_target.
  • the molten pool size information SI includes information representing the relationship between the molding accuracy and the target size MP_target. good too.
  • the molten pool size information SI includes information representing the relationship between a certain modeling accuracy and the target size MP_target of the molten pool MP to be formed on the modeling surface MS in order to achieve the one modeling accuracy. good too.
  • the control device 8 may set the target size MP_target corresponding to the molding accuracy desired to be achieved by the molding operation based on the information on the molding accuracy desired to be achieved by the molding operation and the molten pool size information SI.
  • the line width LW is an example of information related to the modeling accuracy desired to be achieved by the modeling operation.
  • the molten pool size information SI may include information representing the relationship between the line width LW and the target size MP_target.
  • the molten pool size information SI includes information representing the relationship between a certain line width LW and the target size MP_target of the molten pool MP to be formed on the molding surface MS in order to realize the line width LW. You can stay.
  • FIG. 6 shows an example of molten pool size information SI representing the relationship between the line width LW and the target size MP_target.
  • the control device 8 sets the line width LW_desire desired to be realized by the modeling operation, specifies the size MP_desire of the molten pool MP corresponding to the line width LW_desire based on the molten pool size information SI, and sets the specified size MP_desire as the target. It may be set to the size MP_target.
  • the line width LW and the target size MP_target are linearly related. However, the relationship between the line width LW and the target size MP_target is not always linear. The relationship between the line width LW and the target size MP_target may be non-linear.
  • the molten pool size information SI may be generated in advance by the molten pool size information generation operation described below before the light intensity control operation is performed. Therefore, the control device 8 may perform the light control operation using molten pool size information SI generated in advance before the light intensity control operation is performed.
  • the control device 8 acquires the molten pool image IMG_MP from the measuring device 71 (step S11). That is, the control device 8 acquires a molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP actually formed on the modeling surface MS by the modeling operation is reflected (step S11).
  • control device 8 calculates the actual size MP_actual of the molten pool MP actually formed on the modeling surface MS based on the molten pool image IMG_MP acquired in step S11 (step S12).
  • FIG. 7 shows an example of the molten pool image IMG_MP.
  • the intensity of light from a portion of the workpiece W where the molten pool MP is formed is typically higher than the intensity of light from a portion of the workpiece W where the molten pool MP is not formed. get higher Therefore, the brightness of the image portion of the molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP is reflected differs from the brightness of the image portion of the molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP is not captured.
  • the control device 8 can relatively easily identify the image portion of the molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP is reflected. For example, the control device 8 may specify an image portion of the molten pool image IMG_MP whose brightness is higher than a predetermined threshold as an image portion of the molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP is reflected.
  • the control device 8 calculates the actual size MP_actual of the molten pool MP based on the size of the image portion in which the molten pool MP is reflected in the molten pool image IMG_MP.
  • the size of the molten pool MP the number of pixels forming the molten pool image IMG_MP (or a value determined according to the number of pixels (for example, a value proportional to the number of pixels), hereinafter the same) may be used. .
  • the size of the molten pool MP along a predetermined direction the step direction in the above description
  • the brightness of the molten pool image IMG_MP is set to a predetermined value.
  • the number of pixels that are higher than the threshold of and aligned along a predetermined direction may be used as the actual size MP_actual of the molten pool MP.
  • control device 8 controls the intensity of the processing light EL based on the difference MP_difference calculated in step S13 (step S14). As described above, the control device 8 controls the intensity of the processing light EL such that the actual size MP_actual matches the target size MP_target. Therefore, the control device 8 controls the intensity of the processing light EL so that the deviation MP_difference becomes zero (that is, approaches zero).
  • the intensity of the processing light EL decreases.
  • the amount of energy transmitted from the processing light EL to the modeling surface MS decreases.
  • the amount of the modeling material M that melts on the modeling surface MS decreases.
  • the actual size MP_actual of the molten pool MP formed on the modeling surface MS becomes smaller. Therefore, when the actual size MP_actual is larger than the target size MP_target, the intensity of the processing light EL may be controlled so that the intensity of the processing light EL is weakened by the amount based on the deviation MP_difference.
  • the intensity of the processing light EL increases, the amount of energy transmitted from the processing light EL to the modeling surface MS increases. As the amount of energy transmitted from the processing light EL to the modeling surface MS increases, the amount of the modeling material M that melts on the modeling surface MS increases. As the amount of the modeling material M melted on the modeling surface MS increases, the actual size MP_actual of the molten pool MP formed on the modeling surface MS increases. Therefore, when the actual size MP_actual is smaller than the target size MP_target, the intensity of the processing light EL may be controlled so that the intensity of the processing light EL increases by the amount based on the deviation MP_difference.
  • the operation of controlling the intensity of the processing light EL based on the deviation MP_difference may be regarded as an operation of feedback-controlling the intensity of the processing light EL based on the deviation MP_difference. This is because the operation of controlling the intensity of the processing light EL based on the deviation MP_difference is such that the actual size MP_actual calculated from the measurement result of the measuring device 71 matches (that is, approaches) the target size MP_target. This is because the operation is to control the intensity of the processing light EL that affects the .
  • the control device 8 may perform feedback control including P control (proportional control).
  • the control device 8 may perform feedback control including PI control (Proportional Integral control).
  • the control device 8 may perform feedback control including PID control (Proportional Integral Differential control: proportional/integral/differential control).
  • P control Proportional control
  • PI control Proportional Integral control
  • PID control Proportional Integral Differential control: proportional/integral/differential control
  • the behavior of feedback control is defined by the proportional gain Kp.
  • the behavior of feedback control is defined by proportional gain Kp and integral gain Ki.
  • the behavior of feedback control is defined by proportional gain Kp, integral gain Ki, and differential gain Kd.
  • Each of the proportional gain Kp, the integral gain Ki, and the differential gain Kd is an example of the control parameter K that defines the behavior of the machining light control operation. Therefore, at least one of the proportional gain Kp, the integral gain Ki, and the differential gain Kd may be generated in advance by the control parameter generation operation described below before the light intensity control operation is performed. Therefore, the control device 8 uses a control parameter K (for example, at least one of the proportional gain Kp, the integral gain Ki, and the differential gain Kd) generated in advance before the light intensity control operation is performed to perform the light control operation. may be performed.
  • a control parameter K for example, at least one of the proportional gain Kp, the integral gain Ki, and the differential gain Kd
  • the P control, PI control, and PID control using at least one of the proportional gain Kp, the integral gain Ki, and the differential gain Kd may be the same as the existing P control, PI control, and PID control. Therefore, the description of P control, PI control, and PID control using at least one of proportional gain Kp, integral gain Ki, and differential gain Kd will be omitted.
  • the control device 8 may control the intensity of the processing light EL by controlling the light source 4 .
  • the control device 8 controls the irradiation optical system 211 in addition to or instead of the light source 4. By doing so, the intensity of the processing light EL may be controlled.
  • the control device 8 may control the irradiation time of the processing light EL instead of or in addition to controlling the intensity of the processing light EL.
  • the control device 8 may change the amount of energy transmitted to a predetermined point on the modeling surface MS by controlling the time interval of the pulsed light.
  • the amount of energy transmitted to a predetermined point on the modeling surface MS may be changed by controlling the speed of the scanning operation (for example, the moving speed of the target irradiation area EA by the scanning operation).
  • step S15 determines whether or not the modeling operation has ended. As a result of the determination in step S15, when it is determined that the modeling operation has not ended (step S15: No), the control device 8 repeats the operations after step S11. On the other hand, as a result of the determination in step S15, when it is determined that the modeling operation has ended (step S15: Yes), the control device 8 ends the light control operation shown in FIG.
  • the molten pool size information generating operation is an operation for generating the molten pool size information SI referred to by the controller 8 to set the target size MP_target of the molten pool MP.
  • the control device 8 controls the processing system SYS (in particular, at least one of the processing unit 2, the material supply device 1, and the light source 4) to perform a molding operation for generating the molten pool size information SI. do. Thereafter, the control device 8 generates molten pool size information SI based on the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the modeling operation and the line width LW of the object BO formed by the modeling operation.
  • first test molding operation that is, first test molding
  • main modeling operation The modeling operation for modeling the three-dimensional structure ST, which is performed in parallel, is referred to as the “main modeling operation” to distinguish between the two.
  • the first test molding operation is performed before the main molding operation. In other words, this molding operation is performed after the first test molding operation.
  • FIG. 8 is a flow chart showing the flow of the molten pool size information generation operation.
  • the work W on which the first test molding operation is to be performed is placed on the stage 31 (step 200).
  • the work W on which the first test molding operation is performed is different from the work W on which the main molding operation is performed.
  • the work W on which the main molding operation is performed may be used as the work W on which the first test molding operation is performed.
  • the work W on which the first test molding operation is performed is referred to as "test work Wt1" to distinguish it from the work W on which the main molding operation is performed.
  • the characteristics of the test work Wt1 are the same as those of the work W. Properties include material type (i.e., material), density, shape (e.g., three-dimensional shape), size (e.g., X-axis size, Y-axis size, and Z-axis size), and thermal properties (e.g., , at least one of the melting point and boiling point).
  • material type i.e., material
  • density e.g., three-dimensional shape
  • size e.g., X-axis size, Y-axis size, and Z-axis size
  • thermal properties e.g., at least one of the melting point and boiling point.
  • the type of material of the test work Wt1 is the same as the type of material of the work W
  • the shape of the test work Wt1 is the same as the shape of the work W
  • size of the test work Wt1 for example, height, At least one of thickness and width
  • the test work Wt1 may be a member of the same type as the modeling material M. More specifically, the test work Wt1 may be the same type of member as the type of the modeling material M used in the first test modeling operation. For example, when a metallic material is used as the modeling material M, the test work Wt1 may be made of the same kind of metal as the modeling material M. For example, when a resinous material is used as the modeling material M, the test work Wt1 may be made of the same type of resin as the modeling material M.
  • the type of modeling material M used in the first test modeling operation may be the same as the type of modeling material M used in the main modeling operation. However, the characteristics of the test work Wt1 may not be the same as the characteristics of the work W.
  • the control device 8 sets the conditions for the first test modeling operation (hereinafter referred to as "modeling conditions") as initial conditions (step S201).
  • the modeling conditions may include conditions relating to the intensity of the processing light EL (hereinafter referred to as “intensity conditions”).
  • the modeling conditions may further include conditions regarding the scanning speed of the processing light EL (hereinafter referred to as “scanning speed conditions”) in addition to or instead of the intensity conditions. Therefore, the modeling conditions may be regarded as the conditions of the processing light EL.
  • the scanning speed of the processing light EL may be a speed related to relative movement between the processing light EL and the test work Wt1.
  • the scanning speed of the processing light EL is the relative scanning speed between the processing light EL and the test work Wt1 (that is, the moving speed of the target irradiation area EA of the processing light EL with respect to the molding surface MS set on the test work Wt1).
  • the control device 8 sets the intensity of the processing light EL to an initial intensity as an initial value, and sets the scanning speed of the processing light EL to an initial speed as an initial value.
  • the processing system SYS performs a first test molding operation for processing the test work Wt1 under the molding conditions set in step S201 (step S202). That is, under the control of the control device 8, the processing system SYS performs the first test molding operation of molding the object BO on the test work Wt1 under the molding conditions set in step S201 (step S202).
  • the modeling conditions include strength conditions and scanning speed conditions. Therefore, the processing system SYS moves the processing light EL having the intensity set in step S201 over the molding surface MS set on the test work Wt1 at the scanning speed set in step S201. , and by supplying the modeling material M to the portion where the molten pool MP is formed by the irradiation of the processing light EL, the first test modeling operation is performed. As a result, the modeled object BO is formed on the test work Wt1.
  • the processing system SYS When performing the first test molding operation, as shown in FIG. 9 showing the processing light EL irradiated to the test work Wt1 by the first test molding operation, the processing system SYS is operated at the scanning speed set in step S201.
  • the target irradiation area EA may be irradiated with the processing light EL while moving the target irradiation area EA along the scanning direction (the Y-axis direction in the example shown in FIG. 9). That is, the processing system SYS may irradiate the test work Wt1 with the processing light EL while relatively moving the test work Wt1 and the processing light EL in the scanning direction.
  • the modeled object BO is formed on the test work Wt1.
  • the processing system SYS may process the desired region by irradiating the desired region of the test work Wt1 with the processing light EL once (that is, the desired region
  • the modeled object BO may be modeled).
  • the processing system SYS may process the desired region of the test work Wt1 by irradiating the test work Wt1 with the processing light EL such that the processing light EL passes through the desired region once.
  • the processing system SYS irradiates the target irradiation area EA with the processing light EL while moving the target irradiation area EA so that the target irradiation area EA passes through the desired area of the test workpiece Wt1 once, thereby processing the desired area.
  • You may
  • the processing system SYS may perform one scanning operation for moving the target irradiation area EA along the scanning direction with respect to the modeling surface MS while irradiating the target irradiation area EA with the processing light EL.
  • the control device 8 acquires the molten pool image IMG_MP from the measurement device 71 during at least part of the period during which the first test molding operation is performed (step S203). That is, the control device 8 acquires the molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP formed in the test work Wt1 by the first test modeling operation is reflected. Therefore, the measurement device 71 measures (in this case, images) the molten pool MP formed in the test work Wt1 during at least part of the period during which the first test molding operation is performed.
  • the control device 8 calculates the actual size MP_actual of the molten pool MP actually formed by the first test molding operation based on the molten pool image IMG_MP acquired in step S203 (step S204).
  • the operation of calculating the actual size MP_actual in step S204 may be the same as the operation of calculating the actual size MP_actual in the light intensity control operation described above (step S12 in FIG. 5). Therefore, the details of the operation of calculating the actual size MP_actual in step S204 will be omitted.
  • the processing system SYS repeats such a first test molding operation (furthermore, the operation of acquiring the molten pool image IMG_MP and calculating the actual size MP_actual) while changing the molding conditions. That is, the processing system SYS performs the first test modeling operation under a plurality of modeling conditions. Therefore, the control device 8 changes the modeling conditions each time one first test modeling operation is completed.
  • the modeling conditions include intensity conditions and scanning speed conditions. Therefore, the plurality of modeling conditions in the first test modeling operation include a plurality of conditions in which at least one of the intensity condition and the scanning speed condition is different. That is, the plurality of modeling conditions in the first test modeling operation include a plurality of conditions in which at least one of the intensity of the processing light EL and the scanning speed used in the first test modeling operation is different.
  • the control device 8 changes (that is, changes) at least one of the intensity condition and the scanning speed condition each time one first test molding operation is completed. That is, the control device 8 changes (that is, changes) at least one of the intensity of the processing light EL and the scanning speed each time one first test modeling operation is completed.
  • the control device 8 sets the intensity of the processing light EL as the intensity of the processing light EL during the first test molding operation each time one first test molding operation is completed. You may set to one intensity
  • the control device 8 sets the scanning speed to one scanning speed candidate while maintaining the scanning speed at one scanning speed candidate each time one first test molding operation is completed. Until the first test modeling operation is performed using all of the plurality of intensity candidates under the condition where the intensity of the processing light EL has not yet been set (step S205: No) It is changed (set) to one strength candidate that does not exist (step S210). After that, the processing system SYS repeats the operations after step S203. That is, the processing system SYS performs the first test molding operation using the processing light EL having the intensity set in step S206 (step S203), acquires the molten pool image IMG_MP (step S204), and obtains the actual size MP_actual. Calculate (step S205).
  • step S205 when the first test modeling operation is performed using all of the plurality of intensity candidates under the condition that the scanning speed is set to one scanning speed candidate (step S205: Yes), a plurality of scanning speeds As long as there are other scanning speed candidates that have not been used in the first test molding operation among the candidates (step S206: No), the scanning speed of the processing light EL is not yet set among the plurality of scanning speed candidates. It is changed (set) to another scanning speed candidate that has never been used (step S211).
  • step S203 repeats the operations after step S203. As a result, the processing system SYS repeats the first test molding operation using all combinations of one intensity candidate out of the plurality of intensity candidates and one scanning speed candidate out of the plurality of scanning speed candidates.
  • the processing system SYS performs the first test molding
  • the operation may be repeated M ⁇ N times.
  • the M ⁇ N first test modeling operations are modeling operations in which at least one of the intensity of the processing light EL and the scanning speed is different.
  • the processing system SYS performs a plurality of first test molding operations on a plurality of different regions on the test work Wt1. As a result, the processing system SYS forms a plurality of objects BO in a plurality of different regions on the test work Wt1.
  • FIG. 11 is a plan view showing a test work Wt1 on which a plurality of objects BO are formed by a plurality of first test modeling operations. As shown in FIG.
  • the intensity of the processing light EL is set to the m-th intensity candidate (where m is a variable representing an integer equal to or greater than 1 and equal to or less than the total number of intensity candidates) and the intensity of the processing light EL is set to Under the condition that the EL scanning speed is set to the n-th scanning speed candidate (where n is a variable representing an integer equal to or greater than 1 and less than the total number of scanning speed candidates), the area A# on the test work Wt1
  • the model BO#mn is modeled in mn.
  • the processing system SYS applies the processing light EL having an intensity corresponding to the m-th intensity candidate I#m to the test work Wt1 at a scanning speed corresponding to the n-th scanning speed candidate V#n.
  • the region A#mn of the test work Wt1 is irradiated while being moved.
  • a molten pool MP is formed in the region A#mn.
  • the control device 8 controls the molten pool MP formed in the area A#mn to form the object BO#mn in the area A#mn.
  • a molten pool image IMG_MP in which MP#mn”) is reflected is obtained.
  • the controller 8 creates a molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP#11 formed in the area A#11 is reflected and a molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP#12 formed in the area A#12 is reflected.
  • a pool image IMG_MP A molten pool image IMG_MP is acquired.
  • the control device 8 calculates the actual size MP_actual of the molten pool MP#mn from the molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP#mn is reflected.
  • control device 8 determines the actual size MP_actual#11 of the molten pool MP#11 formed in the region A#11 and the actual size MP_actual#12 of the molten pool MP#12 formed in the region A#12. , . . . Calculate the actual size MP_actual#63 of the molten pool MP#63 formed in the region A#63 and the actual size MP_actual#64 of the molten pool MP#64 formed in the region A#64. do.
  • step S205 Yes and step S206: Yes
  • the measuring device 72 measures a plurality of objects BO molded on the test work Wt1. (Step S207). Therefore, the test work Wt1 is taken out from the chamber space 63IN after all the first test molding operations are completed.
  • the control device 8 calculates the line width LW (that is, the size) of each of the multiple objects BO formed on the test work Wt1 based on the measurement result of the measuring device 72 in step S207 (step S208). .
  • the control device 8 sets the line width LW#11 of the object BO#11 formed in the area A#11, the line width LW#12 of the object BO#12 formed in the area A#12, . . , the line width LW#63 of the object BO#63 formed in the area A#63 and the line width LW#64 of the object BO#64 formed in the area A#64 may be calculated.
  • the line width LW of the modeled object BO corresponds to the size of the modeled object BO in the step direction intersecting the scanning direction, which is the moving direction of the target irradiation area EA.
  • the control device 8 After that, the control device 8 generates molten pool size information SI based on the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S204 and the line width LW of the object BO calculated in step S208 (step S209).
  • FIG. 12 shows the relationship between the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S204 and the intensity of the processing light EL used in the first test molding operation. 4 is a graph showing different scanning speeds used;
  • FIG. 13 shows the relationship between the line width LW of the object BO calculated in step S209 and the intensity of the processing light EL used in the first test shaping operation, at the scanning speed used in the first test shaping operation. It is a graph shown separately. As shown in FIGS.
  • the actual sizes MP_actual of the plurality of molten pools MP formed by the first test molding operation are respectively the line widths LW of the plurality of objects BO molded by the first test molding operation. corresponds one-to-one to Specifically, the intensity of the processing light EL is set to the mth intensity candidate I#m and the scanning speed of the processing light EL is set to the nth scanning speed candidate V#n. A molten pool MP having an actual size MP_actual#mn is formed by the first test molding operation, and as a result, an object BO having a line width LW#mn is molded. In this case, the actual size MP_actual#mn of the molten pool MP corresponds to the line width LW#mn of the object BO.
  • the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S204 and the line width LW of the object BO calculated in step S208 are the same as the actual size MP_actual#mn when the molten pool MP is formed. A model BO having a width LW#mn has been created.” Conversely, the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S204 and the line width LW of the object BO calculated in step S208 are used to form the object BO having the line width LW#mn. indicates that the molten pool MP having the actual size MP_actual#mn should be formed.
  • the relationship between the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the first test molding operation and the line width LW of the object BO formed by the first test molding operation is substantially determined by the main molding operation. It can be said that it shows the relationship between the line width LW of the object BO to be shaped and the target size MP_target of the molten pool MP to be formed to realize the line width LW. For this reason, the control device 8 determines the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S204 and the line width LW of the object BO calculated in step S208.
  • molten pool size information SI representing the relationship between the line width LW and the target size MP_target.
  • FIG. 14 is a graph showing the relationship between the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the first test molding operation and the line width LW of the object BO formed by the first test molding operation.
  • the controller 8 controls the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the first test molding operation under certain molding conditions and the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the first test molding operation under the same molding conditions.
  • the vertical axis indicates the actual size MP_actual of the molten pool MP
  • the horizontal axis (or vertical axis) may be plotted on a graph showing the line width LW of the model BO.
  • control device 8 may generate a line connecting the plurality of sample points as molten pool size information SI representing the relationship between the line width LW and the target size MP_target.
  • the control device 8 may generate an approximate straight line, an approximate curve, a regression line, or a regression line connecting a plurality of sample points as the molten pool size information SI representing the relationship between the line width LW and the target size MP_target.
  • the control device 8 generates molten pool size information SI using all of the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S204 and all of the line width LW of the object BO calculated in step S208. may That is, the control device 8 may use all of the plurality of sample points P plotted on the graph shown in FIG. 14 to generate the molten pool size information SI. Alternatively, the control device 8 uses part of the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S204 and part of the line width LW of the object BO calculated in step S208 to obtain the molten pool size information. SI may be generated. That is, the control device 8 may use some of the plurality of sample points P plotted on the graph shown in FIG. 14 to generate the molten pool size information SI.
  • the control device 8 obtains the molten pool size information SI without using the actual size MP_actual and the line width LW when the scanning speed of the processing light EL is set to the first scanning speed candidate V#1. may be generated. That is, the control device 8 does not use some sample points corresponding to the first scanning speed candidate V#1 among the plurality of sample points P plotted on the graph shown in FIG. SI may be generated.
  • the controller 8 controls the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the first test molding operation and the line width LW of the object BO to be molded by the first test molding operation. to generate molten pool size information SI. That is, the control device 8 uses the result of the first test molding operation for actually molding the object BO to generate the molten pool size information SI. Therefore, the processing system SYS can appropriately form the object BO having the desired line width LW by performing the light intensity control operation described above using the molten pool size information SI.
  • the operation of setting the target size MP_target of the molten pool MP in the main molding operation based on the molten pool size information SI is substantially the same as the molten pool formed by the first test molding operation. It may be regarded as equivalent to the operation of setting the target size MP_target based on the measurement result of the MP and the measurement result of the modeled object BO modeled by the first test modeling operation.
  • the operation of controlling the intensity of the processing light EL in the main molding operation based on the molten pool size information SI (that is, controlling the main molding operation) is substantially the same as the molten pool formed by the first test molding operation.
  • Control the intensity of the processing light EL in the actual modeling operation based on the measurement result of the pond MP and the measurement result of the model BO modeled by the first test modeling operation by the modeling operation may be considered equivalent to actions.
  • the molten pool size information SI is the measurement result of the molten pool MP formed by the first test molding operation (that is, the measurement result of the actual size MP_actual, and is related to the molten pool MP formed by the first test molding operation. information) and the measurement result of the modeled object BO modeled by the first test modeling operation by the modeling operation (that is, the measurement result of the line width LW, and information on the modeled object BO modeled by the first test modeling operation). This is because it is generated based on
  • control parameter generation operation is an operation for generating the control parameter K that defines the behavior of the light intensity control operation.
  • the control device 8 controls the processing system SYS (in particular, at least one of the processing unit 2, the material supply device 1, and the light source 4) to perform the modeling operation for generating the control parameter K.
  • the control device 8 generates a control parameter K based on the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the modeling operation.
  • the control device 8 generates the control parameter K based on information regarding changes in the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the modeling operation.
  • the molding operation for generating the control parameter K will be referred to as a "second test molding operation (that is, second test molding)". modeling operation for modeling the three-dimensional structure ST).
  • the second test molding operation is performed before the main molding operation. In other words, this molding operation is performed after the second test molding operation.
  • the processing system SYS may perform the molten pool size information generating operation including the first test molding operation and the control parameter generating operation including the second test molding operation. That is, the processing system SYS may perform the first test molding operation, and may perform the second test molding operation separately from the first test molding operation.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the flow of control parameter generation operation.
  • the work W on which the second test molding operation is to be performed is placed on the stage 31 (step 300).
  • the work W on which the second test molding operation is performed is different from the work W on which the main molding operation is performed.
  • the work W on which the main molding operation is performed may be used as the work W on which the second test molding operation is performed.
  • the work W on which the second test molding operation is performed is referred to as "test work Wt2".
  • the test work Wt2 on which the second test molding operation is performed may be the same as the test work Wt1 on which the first test molding operation is performed.
  • the processing system SYS may perform the first test molding operation in the first area of the test work Wt1, and perform the second test molding operation in the second area of the test work Wt1 different from the first area.
  • the test work Wt2 on which the second test molding operation is performed may be different from the test work Wt1 on which the first test molding operation is performed.
  • test work Wt2 The characteristics of the test work Wt2 are the same as those of the work W. Properties include material type, density, shape, size (e.g., X-axis size, Y-axis size, and Z-axis size) and thermal properties (e.g., melting point and/or boiling point). good too.
  • the test work Wt2 may be a member of the same type as the type of the modeling material M, like the work W. More specifically, the test work Wt2 may be the same type of member as the type of the modeling material M used in the second test modeling operation. For example, when a metallic material is used as the modeling material M, the test work Wt2 may be made of the same kind of metal as the modeling material M.
  • the test work Wt2 may be made of the same type of resin as the modeling material M.
  • the type of modeling material M used in the second test modeling operation may be the same as the type of modeling material M used in the main modeling operation.
  • the measuring device 71 starts measuring (in this case, imaging) the workpiece W (step S301).
  • the processing system SYS performs a second test modeling operation under the control of the control device 8 (steps S302 to S303). Note that the measuring device 71 continues to measure (image) the workpiece W while the second test molding operation is being performed. Therefore, the measuring device 71 generates an image group (substantially, moving image) including a plurality of molten pool images IMG_MP in which the workpiece W is reflected.
  • the processing system SYS first irradiates the test work Wt2 with the processing light EL of the first intensity (step S302). At this time, the processing system SYS may supply the modeling material M from the material nozzle 212 to the site where the molten pool MP is formed by the processing light EL of the first intensity. Thereafter, the processing system SYS irradiates the test work Wt2 with the processing light EL having a second intensity different from the first intensity (step S303). At this time, the processing system SYS may supply the modeling material M from the material nozzle 212 to the portion where the molten pool MP is formed by the processing light EL of the second intensity.
  • the processing system SYS irradiates the test work Wt2 with the processing light EL of the second strength under the molding condition of irradiating the test work Wt2 with the processing light EL of the first strength.
  • a second test molding operation is performed under a plurality of molding conditions including the molding condition of .
  • the processing system SYS is configured so that the area on the test work Wt irradiated with the processing light EL of the first intensity is different from the area on the test work Wt irradiated with the processing light EL of the second intensity.
  • a second test build operation may be performed.
  • the processing system SYS irradiates a first region of the test work Wt2 with the processing light EL of a first intensity, and irradiates a second region of the test work Wt2 different from the first region with the processing light EL of a second intensity.
  • the processing system SYS may process the first region of the test work Wt2 by irradiating the first region of the test work Wt2 with the processing light EL of the first intensity once.
  • the processing system SYS may process the first region of the test work Wt2 by irradiating the test work Wt2 with the processing light EL of the first intensity such that the processing light EL passes through the first region of the test work Wt2 once. .
  • the processing system SYS irradiates the target irradiation area EA with the processing light EL of the first intensity while moving the target irradiation area EA so that the target irradiation area EA passes through the first area of the test workpiece Wt2 once. You may process the said 1st area
  • the processing system SYS may perform one scanning operation for moving the target irradiation area EA along the scanning direction with respect to the modeling surface MS while irradiating the target irradiation area EA with the processing light EL of the first intensity.
  • the processing system SYS may process the second region of the test workpiece Wt2 by irradiating the second region of the test work Wt2 with the processing light EL of the second intensity once.
  • the processing system SYS may process the second region of the test work Wt2 by irradiating the test work Wt2 with the processing light EL of the second intensity such that the processing light EL passes through the second region of the test work Wt2 once.
  • the processing system SYS irradiates the target irradiation area EA with the processing light EL of the second intensity while moving the target irradiation area EA so that the target irradiation area EA passes through the second area of the test workpiece Wt2 once. You may process the said 2nd area
  • the processing system SYS may perform one scanning operation for moving the target irradiation area EA along the scanning direction with respect to the modeling surface MS while irradiating the target irradiation area EA with the processing light EL of the second intensity.
  • the control device 8 acquires the molten pool image IMG_MP from the measuring device 71 during at least part of the period during which the second test molding operation is performed. That is, the control device 8 acquires the molten pool image IMG_MP in which the molten pool MP formed in the test work Wt2 by the second test modeling operation is reflected.
  • control device 8 may continuously or intermittently acquire the molten pool image IMG_MP from the measuring device 71 before the intensity of the processing light EL changes from the first intensity to the second intensity.
  • the measuring device 71 continuously or intermittently measures the test workpiece Wt2 (in particular, the molten pool MP) before the intensity of the processing light EL changes from the first intensity to the second intensity.
  • the control device 8 may continuously or intermittently acquire the molten pool image IMG_MP from the measuring device 71 after the intensity of the processing light EL is changed from the first intensity to the second intensity.
  • the measuring device 71 continuously or intermittently measures the test workpiece Wt2 (in particular, the molten pool MP) after the intensity of the processing light EL is changed from the first intensity to the second intensity. good.
  • an image group substantially, moving image
  • IMG_MP molten pool images
  • the control device 8 calculates the actual size MP_actual of the molten pool MP actually formed by the second test modeling operation based on the acquired molten pool image IMG_MP (step S305).
  • the operation of calculating the actual size MP_actual in step S305 may be the same as the operation of calculating the actual size MP_actual in the light intensity control operation described above (step S12 in FIG. 5). Therefore, details of the operation of calculating the actual size MP_actual in step S305 are omitted.
  • control device 8 After that, the control device 8 generates a control parameter K based on the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S305 (steps S306 to S307).
  • the processing system SYS irradiates the test work Wt2 with the processing light EL of the second intensity after irradiating the test work Wt2 with the processing light EL of the first intensity. That is, the processing system SYS changes the intensity of the processing light EL with which the test work Wt2 is irradiated from the first intensity to the second intensity. Therefore, the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S305 is the actual size MP_actual of the molten pool MP during the period when the test work Wt2 is irradiated with the processing light EL of the first intensity and the actual size MP_actual of the second intensity.
  • the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S305 is the actual size MP_actual of the molten pool MP when the intensity of the processing light EL irradiating the test work Wt2 is changed from the first intensity to the second intensity.
  • the actual size MP_actual of the molten pool MP calculated in step S305 is the actual size MP_actual of the molten pool MP after the intensity of the processing light EL irradiating the test work Wt2 is changed from the first intensity to the second intensity. Contains information about changes in size MP_actual.
  • FIG. 16 is a graph showing the relationship between the intensity of the processing light EL irradiated to the test work Wt2 and the actual size MP_actual of the molten pool MP.
  • the second intensity is stronger than the first intensity
  • the actual size of the molten pool MP MP_actual gradually increases.
  • time t2 after a certain amount of time has passed from time t1, the actual size MP_actual of the molten pool MP converges to a substantially constant size.
  • the actual size MP_actual of the molten pool MP is reached. is gradually getting smaller. Thereafter, after time t2 after a certain amount of time has passed from time t1, the actual size MP_actual of the molten pool MP converges to a substantially constant size.
  • the control device 8 sets the melting point during at least a part of the period during which the second test molding operation is performed.
  • Information about changes in the actual size MP_actual of the pond MP is generated (step S306). That is, the control device 8 generates information about changes in the measurement result of the measuring device 71 (that is, information about the molten pool MP) based on the measurement result of the measuring device 71 (step S306).
  • the information about the change in the actual size MP_actual of the molten pool MP is the change in the actual size MP_actual of the molten pool MP after the intensity of the processing light EL is changed from the first intensity to the second intensity (in particular, change over time).
  • the information about the change in the actual size MP_actual of the molten pool MP may include information about the change (especially, time change) of the actual size MP_actual of the molten pool MP with respect to the change in the intensity of the processing light EL.
  • the actual size MP_actual of the molten pool MP is the actual size MP_actual of the molten pool MP formed during the period when the processing light EL of the first intensity is irradiated.
  • the size changes to the size of the molten pool MP formed during the period when the processing light EL of the second intensity is irradiated. Therefore, the information about the change in the actual size MP_actual of the molten pool MP is obtained by irradiating the processing light EL of the second intensity with respect to the size of the molten pool MP formed during the period of irradiation of the processing light EL of the first intensity.
  • the information about the change in the actual size MP_actual of the molten pool MP is the second intensity machining with respect to the size of the molten pool MP formed in the first region on the test work Wt1 irradiated with the first intensity machining light EL. It may also include information about changes in the size of the molten pool MP formed in the second area on the test work Wt1 irradiated with the light EL.
  • the information regarding the change in the actual size MP_actual relates to the time required for the actual size MP_actual of the molten pool MP to change to a predetermined size after the intensity of the processing light EL is changed from the first intensity to the second intensity.
  • the predetermined size is, for example, a convergence value of the actual size MP_actual of the molten pool MP after the intensity of the processing light EL is changed from the first intensity to the second intensity (for example, the actual size MP_actual at time t2 in FIG. 16). There may be.
  • the information on the change in the actual size MP_actual is the speed of change in the actual size MP_actual of the molten pool MP after the intensity of the processing light EL is changed from the first intensity to the second intensity (that is, the actual size MP_actual changes over time). It may contain information about the amount of the actual size MP_actual which is a differential value and changes per unit time).
  • the information about the change in the actual size MP_actual is the acceleration of the change in the actual size MP_actual of the molten pool MP after the intensity of the processing light EL is changed from the first intensity to the second intensity (that is, the actual size MP_actual with time second derivative) may be included.
  • the rate of change in the actual size MP_actual of the molten pool MP after the intensity of the processing light EL is changed from the first intensity to the second intensity is substantially It may be considered equivalent to a time constant, which is an index value indicating the response speed (for example, the speed of change until the actual size MP_actual reaches a convergence value). Therefore, the information about changes in the actual size MP_actual may include information about the time constant of the actual size MP_actual.
  • the transitional period referred to here means that the actual size MP_actual changes from the size of the molten pool MP formed during the period during which the processing light EL of the first intensity is irradiated to the processing light EL of the second intensity. It may mean a period during which the size of the molten pool MP formed during the period of time changes (that is, a period until the actual size MP_actual substantially converges).
  • the control device 8 After that, the control device 8 generates a control parameter K based on the information regarding the change in the actual size MP_actual generated in step S306 (step S307).
  • the information regarding changes in the actual size MP_actual indicates how the actual size MP_actual changes with respect to changes in the intensity of the processing light EL. That is, the information about the change in the actual size MP_actual is the input (the intensity of the processing light EL) to be realized by a dynamic system imitating the light intensity control operation for controlling the intensity of the processing light EL based on the actual size MP_actual of the molten pool MP. ) and output (actual size MP_actual of molten pool MP). Therefore, the control device 8 adjusts the behavior of the light intensity control operation so that the behavior of the light intensity control operation matches the behavior of the dynamic system that realizes the step response specified from the information regarding the change in the actual size MP_actual.
  • a defined control parameter K may be generated.
  • the operation of controlling the intensity of the processing light EL in the light intensity control operation may be regarded as the operation of feedback-controlling the intensity of the processing light EL.
  • the control device 8 determines that the behavior of the dynamic system simulating the feedback control realized by the light intensity control operation is the behavior of the dynamic system realizing the step response specified from the information on the change of the actual size MP_actual. Consistent, at least one of the proportional gain Kp, the integral gain Ki and the differential gain Kd that define the behavior of the feedback control may be generated as the control parameter K.
  • the control parameter K generated by the control parameter generation operation may be input to the machining system SYS.
  • the control parameter K may be input to the processing unit 2 and the light source 4 that perform light intensity control operations.
  • the control parameter K may be input into a dynamic system that mimics the behavior of the processing unit 2 and the light source 4 that perform light intensity control operations.
  • the processing system SYS can perform a light intensity control operation whose behavior is defined by the control parameter K.
  • the control device 8 generates the control parameter K based on information regarding changes in the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the second test molding operation. That is, the control device 8 generates the control parameter K using the result of the second test molding operation for actually molding the object BO. Therefore, the processing system SYS can appropriately form the object BO having the desired line width LW by performing the light intensity control operation described above using the control parameter K.
  • the operation of controlling the intensity of the processing light EL based on the control parameter K is substantially the molten pool formed by the test molding operation. It may be regarded as equivalent to an operation of controlling the intensity of the processing light EL (that is, controlling the main modeling operation) based on information regarding changes in the actual size MP_actual of the MP. This is because the control parameter K is generated based on information regarding changes in the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the test molding operation.
  • the control device 8 sets the molten pool size information SI representing the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP to the processing light EL. may be generated for each intensity. That is, the control device 8 uses the molten pool size information for each intensity of the processing light EL as information for identifying the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP for each intensity of the processing light EL. SI may be generated. The control device 8 may generate the molten pool size information SI associated with the intensity of the processing light EL by the number of divisions of the intensity of the processing light EL.
  • the control device 8 uses the processing light EL with the first intensity I#1a to perform the main molding operation.
  • First molten pool size information SI#1a representing the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP when the Second molten pool size information SI#2a representing the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP when the main molding operation is performed using the processing light EL of
  • the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP when the main molding operation is performed using the processing light EL with the third intensity I#3a different from I#1a and the second intensity I#2a may be generated separately from the third molten pool size information SI#3a representing the relationship of .
  • the k-th molten pool size information SI#ka (where, in the first modification, k is a variable representing an integer equal to or greater than 1 and less than or equal to the total number of molten pool size information SI generated for each intensity of the processing light EL) is It may be referred to by the control device 8 in order to set the target size MP_target when the main modeling operation is performed using the processing light EL with the k-th intensity I#ka.
  • the processing system SYS performs a molten pool size information generating operation including a first test molding operation performed using the processing light EL having the k-th intensity I#ka. you can go
  • the control device 8 controls the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the first test modeling operation using the k-th intensity I#ka of the processing light EL and the k-th intensity I#ka of the processing light EL using the k-th intensity I#ka.
  • the k-th molten pool size information SI#ka may be generated based on the line width LW of the modeled object BO modeled by one test modeling operation.
  • the controller 8 can perform the molding operation more efficiently than when the molten pool size information SI is not generated for each intensity of the processing light EL.
  • a more appropriate target size MP_target can be set according to the intensity of the processing light EL that is actually used. Therefore, the processing system SYS can more appropriately shape the object BO having the desired line width LW.
  • the control device 8 performs the molten pool size information generation operation so that the processing light EL has a single intensity. While generating one corresponding molten pool size information SI, it is not necessary to generate other molten pool size information SI corresponding to other intensities of the processing light EL. In this case, the control device 8 may generate other molten pool size information SI corresponding to another intensity of the processing light EL from one molten pool size information SI when performing the light intensity control operation. For example, the control device 8 converts one molten pool size information SI into other molten pool size information SI based on the relationship between one intensity and another intensity, thereby converting the other molten pool size information SI into may be generated.
  • the control device 8 sets the molten pool size information SI representing the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP to the processing light EL. may be generated for each scanning speed. That is, the control device 8 uses the information for identifying the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP for each scanning speed of the processing light EL as the melting point for each scanning speed of the processing light EL. Pond size information SI may be generated. The control device 8 may generate the molten pool size information SI associated with the scanning speed of the processing light EL by the number of divisions of the scanning speed of the processing light EL.
  • the control device 8 uses the processing light EL that moves at the first scanning speed V#1b.
  • First molten pool size information SI#1b representing the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP when the molding operation is performed
  • the first scanning speed V#1b which is different from the first Second molten pool size information representing the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP when the main molding operation is performed using the processing light EL that moves at the two scanning speeds V#2b Modeled object BO when the main shaping operation is performed using SI#2b and processing light EL that moves at a third scanning speed V#3b different from the first scanning speed V#1b and the second scanning speed V#2b may be generated separately from the third molten pool size information SI#3b representing the relationship between the line width L
  • the k-th molten pool size information SI#kb (where, in the second modification, k is a variable representing an integer equal to or greater than 1 and less than or equal to the total number of molten pool size information SI generated for each scanning speed of the processing light EL) is , the control device 8 may refer to the target size MP_target in order to set the target size MP_target when the main modeling operation is performed using the processing light EL that moves at the k-th scanning speed V#ka.
  • the processing system SYS In order to generate the k-th molten pool size information SI#kb, the processing system SYS generates the molten pool size information including the first test molding operation performed using the processing light EL that moves at the k-th scanning speed V#kb. A generate operation may be performed.
  • the control device 8 controls the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the first test modeling operation using the processing light EL that moves at the k-th scanning speed V#kb, and the processing that moves at the k-th scanning speed V#kb.
  • the k-th molten pool size information SI#kb may be generated based on the line width LW of the modeled object BO modeled by the first test modeling operation using the light EL.
  • the control device 8 is able to control the molding A more appropriate target size MP_target can be set according to the scanning speed of the processing light EL actually used in the operation. Therefore, the processing system SYS can more appropriately shape the object BO having the desired line width LW.
  • the control device 8 performs the molten pool size information generating operation to generate a plurality of pieces of molten pool size information SI for each scanning speed of the processing light EL. While one molten pool size information SI corresponding to the speed is generated, other molten pool size information SI corresponding to other scanning speeds of the processing light EL may not be generated. In this case, the control device 8 may generate other molten pool size information SI corresponding to another scanning speed of the processing light EL from one molten pool size information SI when performing the light intensity control operation. For example, the control device 8 converts one piece of molten pool size information SI into other molten pool size information SI based on the relationship between one scanning speed and another scanning speed. SI may be generated.
  • the object BO line width LW and the target size MP_target of the molten pool MP may change.
  • the main modeling operation is performed using the processing light EL having the first intensity and moving at the first scanning speed and the first type of modeling material M
  • the molten pool of the first size When MP is formed, a modeled object BO having a first line width is modeled.
  • the main modeling operation is performed using two types of modeling materials M
  • the molten pool MP of the first size is formed, the modeled object has a second line width different from the first line width. BO may be shaped.
  • control device 8 may set the target size MP_target of the molten pool MP based on the type of the modeling material M.
  • the control device 8 may change the target size MP_target of the molten pool MP when the type of the modeling material M used in this modeling operation changes.
  • the control device 8 collects molten pool size information representing the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP. SI may be generated for each type of modeling material M. The control device 8 may generate pieces of molten pool size information SI associated with the types of the modeling material M for the number of types of the modeling material M. As shown in FIG.
  • the control device 8 controls the Using the first molten pool size information SI#1c representing the relationship between the line width LW of the modeled object BO and the target size MP_target of the molten pool MP, and the second type of modeling material M different from the first type Second molten pool size information SI#2c representing the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP when the main molding operation is performed, the first type and the second type Third molten pool size information SI#3c representing the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP when the main molding operation is performed using the third type different from may be generated separately.
  • the k-th molten pool size information SI#kc (where k is an integer equal to or greater than 1 and less than or equal to the total number of molten pool size information SI generated for each type of modeling material M in the third modification) is It may be referred to by the control device 8 to set the target size MP_target when the main modeling operation is performed using the k-th type of modeling material M.
  • the processing system SYS performs a molten pool size information generating operation including a first test molding operation performed using the k-th type of molding material M. good too.
  • the control device 8 controls the actual size MP_actual of the molten pool MP formed by the first test modeling operation using the k-th type of modeling material M, and the first test using the processing light EL with the k-th intensity I#ka.
  • the k-th molten pool size information SI#kc may be generated based on the line width LW of the object BO formed by the forming operation.
  • the controller 8 can perform the molding operation more efficiently than when the molten pool size information SI is not generated for each intensity of the processing light EL.
  • a more appropriate target size MP_target can be set according to the intensity of the processing light EL that is actually used. Therefore, the processing system SYS can more appropriately shape the object BO having the desired line width LW.
  • the control device 8 performs the molten pool size information generating operation to generate a While generating one corresponding molten pool size information SI, it is not necessary to generate other molten pool size information SI corresponding to other types of modeling materials M.
  • the control device 8 may generate other molten pool size information SI corresponding to another type of modeling material M from one molten pool size information SI when performing the light intensity control operation.
  • the control device 8 converts one molten pool size information SI into another molten pool size information SI based on the relationship between the characteristics of one type of modeling material M and another type of modeling material M. , other molten pool size information SI may be generated.
  • the control device 8 generates molten pool size information including a first test molding operation performed using one type of molding material M at the timing when the main molding operation is performed using one type of molding material M. By performing an operation, one piece of molten pool size information SI corresponding to one type of building material M may be generated. In this case, when the type of the molding material M used in the main molding operation is changed, the control device 8 provides the molten pool size information including the first test molding operation performed using the changed type of the molding material M. By performing (that is, starting) the generation operation, one piece of molten pool size information SI corresponding to the changed type of modeling material M may be generated.
  • the molding conditions used to generate the molten pool size information SI are the intensity condition related to the intensity of the processing light EL and the operating speed condition related to the scanning speed of the processing light EL. contains.
  • the modeling conditions may include other conditions.
  • the modeling conditions may include other conditions that affect the actual size MP_actual of the molten pool MP and the line width LW of the model BO.
  • the object when the moving direction of the target irradiation area EA in the scanning operation changes, even if the modeling conditions other than the moving direction of the target irradiation area EA (for example, the light intensity condition and the scanning speed condition) do not change, the object The relationship between the line width LW of the BO and the target size MP_target of the molten pool MP may change.
  • the main shaping operation is performed using the processing light EL that has a first intensity and moves in a first direction (for example, a direction from the ⁇ Y side to the +Y side) at a first scanning speed has a first intensity and a first scan speed
  • a first line width model BO is modeled if a first sized molten pool MP is formed
  • a first When the main molding operation is performed using the processing light EL that moves in a second direction different from the direction (for example, the direction from the +Y side to the ⁇ Y side), a molten pool MP of the first size is formed. Then, there is a possibility that the object BO with a second line width different from the first line width will be formed.
  • the scanning direction condition regarding the moving direction of the target irradiation area EA in the scanning operation may be used as the modeling condition.
  • the control device 8 performs the above-described first test modeling operation under a plurality of scanning direction conditions, similarly to the case where the strength condition and the scanning speed condition are used as the modeling conditions, so that the molten pool size information SI may be generated. That is, the control device 8 may generate the molten pool size information SI by repeating the first test modeling operation while changing the moving direction of the target irradiation area EA in the scanning operation.
  • the modeling conditions other than the moving direction of the target irradiation area EA for example, the light intensity conditions and scanning speed conditions
  • the relationship between the line width LW of the object BO and the target size MP_target of the molten pool MP may change.
  • the main modeling operation is performed using the processing light EL having the first intensity and the first scanning speed and the modeling material M supplied from the material nozzle 212 separated from the modeling surface MS by the first distance.
  • the control device 8 performs the above-described first test molding operation under a plurality of nozzle distance conditions, similarly to the case where the strength condition and the scanning speed condition are used as the molding conditions, so that the molten pool size information SI may be generated.
  • control device 8 may generate the molten pool size information SI by repeating the first test modeling operation while changing the distance between the material nozzle 212 and the modeling surface MS.
  • the head driving system 22 may change the position of the processing head 21 in order to change the distance between the material nozzle 212 and the modeling surface MS.
  • the position of the material nozzle 212 in particular, the position of the supply outlet 214 of the processing head 21 is changed, so the distance between the material nozzle 212 and the modeling surface MS is changed.
  • the measuring device 71 included in the processing system SYS is arranged in the chamber space 63IN.
  • the measuring device 71 may be arranged at a position different from the chamber space 63IN.
  • the measuring device 71 may be arranged in the external space 64OUT.
  • the measuring device 71 may be able to measure the work W (in particular, the molten pool MP formed in the work W) from the external space 64OUT.
  • the measuring device 72 provided in the processing system SYS is arranged at a position (for example, the external space 64OUT) different from the chamber space 63IN.
  • the measuring device 72 may be arranged at a position different from the outer space 64OUT.
  • the measuring device 72 may be arranged in the chamber space 63IN.
  • the measuring device 72 may be able to measure the workpiece W (in particular, the modeled object BO modeled on the workpiece W) in the chamber space 63IN.
  • the processing system SYS includes the measuring device 71 (first measuring device) capable of measuring the molten pool MP formed on the work W, and the measuring device 72 (first measuring device) capable of measuring the modeled object formed on the work W. second measuring device).
  • the measuring device 71 may be capable of measuring the modeled object BO in addition to the molten pool MP.
  • the measuring device 71 may measure the size of the model BO in addition to the size of the molten pool MP. That is, the measuring device 71 may function as the measuring device 72 .
  • the machining system SYS does not have to include the measuring device 72 .
  • the measuring device 72 may be capable of measuring the molten pool MP in addition to the modeled object BO.
  • the measuring device 72 may measure the size of the molten pool MP in addition to the size of the modeled object BO. That is, the measuring device 72 may function as the measuring device 71 . In this case, the machining system SYS does not have to include the measuring device 71 .
  • the machining system SYS may not include the measuring device 72 .
  • the modeled object BO modeled on the work W taken out from the chamber space 63IN may be measured by an external measuring device different from the processing system SYS.
  • the control device 8 may acquire the measurement result of the external measuring device as information on the object BO (for example, information on the size of the object BO) from an external measuring device different from the processing system SYS.
  • the processing system SYS performs light intensity control operation, molten pool size information generation operation, and control parameter generation operation.
  • the processing system SYS may perform at least one of the molten pool size information generation operation and the control parameter generation operation without performing the light intensity control operation. That is, the processing system SYS uses the measurement device 71 to measure the molten pool MP formed by the test molding operation and/or uses the measurement device 72 to measure the object BO formed by the test molding operation. , the actual modeling operation may not be performed based on the measurement results of at least one of the measurement devices 71 and 72 . In this case, the processing system SYS may be called a measurement system. The processing system SYS may output the measurement result of at least one of the measuring devices 71 and 72 to another processing system that performs the main modeling operation.
  • the processing system SYS may not perform at least one of the molten pool size information generation operation and the control parameter generation operation while performing the light intensity control operation. That is, while the processing system SYS performs the main molding operation, it is not necessary to measure the molten pool MP formed by the test molding operation using the measurement device 71 and/or use the measurement device 72 to perform the test molding operation. It is not necessary to measure the modeled object BO formed by . In this case, the machining system SYS may not include at least one of the measuring devices 71 and 72 . A measuring device external to the processing system SYS may measure at least one of the molten pool MP formed by the test forming operation and the modeled object BO formed by the test forming operation. Note that the test molding operation may be performed by the processing system SYS, or may be performed by another processing system different from the processing system SYS. The processing system SYS may perform the main modeling operation based on the measurement results of a measuring device external to the processing system SYS.
  • the processing system SYS includes the head drive system 22. That is, the processing head 21 is movable. However, the processing system SYS does not have to include the head drive system 22 . That is, the processing head 21 does not have to be movable. Also, in the above description, the processing system SYS includes the stage drive system 32 . That is, the stage 31 is movable. However, the processing system SYS does not have to include the stage drive system 32 . That is, the stage 31 does not have to be movable.
  • the processing unit 2 melts the modeling material M by irradiating the modeling material M with the processing light EL.
  • the processing unit 2 may melt the modeling material M by irradiating the modeling material M with an arbitrary energy beam.
  • the processing unit 2 may include, in addition to or instead of the irradiation optical system 211, a beam irradiation device that can irradiate an arbitrary energy beam.
  • arbitrary energy beams include charged particle beams (eg, electron beams and/or ion beams) and/or electromagnetic waves.
  • the processing system SYS performs additional processing using the laser build-up welding method.
  • the processing system SYS may form the object BO from the modeling material M by any other method capable of forming the object BO by irradiating the modeling material M with the processing light EL (or any energy beam). good.
  • the processing system SYS may form the object BO by any method for additional processing that is different from the method of irradiating the modeling material M with the processing light EL (or any energy beam).
  • Supplementary notes The following supplementary notes are disclosed in addition to the above-described embodiments.
  • a processing apparatus capable of shaping a modeled object, comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam, and a material supply member capable of supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by being irradiated with the processing beam; a first measuring device capable of measuring the size of the molten pool formed by the processing device; a second measuring device capable of measuring the size of the modeled object modeled by the processing device; with a controller and The control device controls the processing device to perform test molding on the object under a plurality of conditions, The plurality of conditions include at least one of conditions related to the intensity of the processing beam and conditions related to the relative scanning speed of the processing beam and the object, The first measuring device measures the size of the molten pool during the test molding, A measurement system in which the second measuring device measures the size of the modeled object modeled by the test modelling.
  • a processing apparatus capable of shaping a modeled object, comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam, and a material supply member capable of supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by being irradiated with the processing beam; with a controller and The processing system, wherein the control device controls molding by the processing device based on the size of the molten pool during test molding and the size of the molded object molded during the test molding.
  • a processing apparatus capable of shaping a modeled object, comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam, and a material supply member capable of supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by being irradiated with the processing beam; a first measuring device capable of measuring the size of the molten pool formed by the processing device; with a controller and The control device controls the processing device to perform test molding on the object under a plurality of conditions, The plurality of conditions include a condition that the object is irradiated with the processing beam at a first intensity and a condition that the object is irradiated with the processing beam at a second intensity different from the first intensity, The measurement system, wherein the control device generates information regarding a change in the size of the molten pool during the test molding measured by the first measurement device.
  • a processing apparatus capable of shaping a modeled object, comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam, and a material supply member capable of supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by being irradiated with the processing beam; a first measuring device capable of measuring the size of the molten pool formed by the processing device; with a controller and The processing system, wherein the control device controls the processing device based on information regarding changes in the size of the molten pool with respect to changes in intensity of the processing beam during test molding.
  • [Appendix 5] irradiating the object with the processing beam under a plurality of conditions; performing modeling by supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by being irradiated with the processing beam; measuring the size of the molten pool formed by the processing beam; measuring the size of a modeled object modeled by the processing beam;
  • the plurality of conditions include at least one of a condition regarding the intensity of the processing beam and a condition regarding a relative scanning speed between the processing beam and the object.
  • [Appendix 6] irradiating the object with the processing beam under a plurality of conditions; performing modeling by supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by being irradiated with the processing beam; and controlling the shaping based on the size of the molten pool and the size of the shaped object.
  • [Appendix 7] irradiating an object with a processing beam under a plurality of conditions to shape it; measuring the size of the molten pool formed by the processing beam during the molding,
  • the plurality of conditions include a condition that the object is irradiated with the processing beam at a first intensity and a condition that the object is irradiated with the processing beam at a second intensity different from the first intensity.
  • Appendix 8 irradiating the object with the processing beam; supplying a build material and performing a first build;
  • a processing method comprising: controlling the first shaping based on information about a change in the size of the molten pool measured during a second shaping different from the first shaping.
  • a processing device capable of shaping a modeled object comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam and a material supply member capable of supplying a modeling material; a first measuring device capable of measuring the size of the molten pool formed by the processing device; a second measuring device capable of measuring the size of the modeled object modeled by the processing device; with a controller and The control device controls the processing device to form an object under a plurality of conditions, The plurality of conditions include at least one of conditions related to the intensity of the processing beam and conditions related to the relative scanning speed of the processing beam and the object, The control device controls modeling by the processing device based on the size of the molten pool measured by the first measuring device and the size of the modeled object measured by the second measuring device.
  • a processing device capable of shaping a modeled object comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam and a material supply member capable of supplying a modeling material; a first measuring device capable of measuring the size of the molten pool formed by the processing device; a second measuring device capable of measuring the size of the modeled object modeled by the processing device; with a controller and The control device controls the processing device to form an object under a plurality of conditions, The plurality of conditions include at least one of conditions related to the intensity of the processing beam and conditions related to the relative scanning speed of the processing beam and the object,
  • the first measuring device acquires information about the molten pool when the intensity of the processing beam or the scanning speed is changed,
  • the processing system, wherein the second measuring device acquires information about the modeled object when the intensity of the processing beam or the scanning speed is changed.
  • a processing device capable of shaping a modeled object comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam and a material supply member capable of supplying a modeling material; with a controller and The processing system, wherein the control device controls modeling by the processing device based on information about the molten pool and information about the modeled object.
  • a processing device capable of shaping a modeled object comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam and a material supply member capable of supplying a modeling material; a first measuring device capable of acquiring information about the molten pool formed by the processing device; with a controller and The control device controls the processing device to shape the object under a plurality of conditions,
  • the plurality of conditions include a condition that the object is irradiated with the processing beam at a first intensity and a condition that the object is irradiated with the processing beam at a second intensity different from the first intensity,
  • the processing system wherein the control device controls modeling by the processing device based on information regarding a change in the size of the molten pool measured by the first measuring device.
  • a processing device capable of shaping a modeled object comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam and a material supply member capable of supplying a modeling material; a first measuring device capable of acquiring information about the molten pool formed by the processing device; with a controller and The control device controls the processing device to shape the object under a plurality of conditions,
  • the plurality of conditions include a condition that the object is irradiated with the processing beam at a first intensity and a condition that the object is irradiated with the processing beam at a second intensity different from the first intensity,
  • the processing system wherein the control device generates information about changes in information about the molten pool measured by the first measuring device.
  • a processing device capable of shaping a modeled object comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam and a material supply member capable of supplying a modeling material; with a controller and The processing system, wherein the control device controls the processing device based on information regarding changes in the molten pool with respect to changes in intensity of the processing beam.
  • a first measuring device capable of acquiring information about the molten pool formed by the processing device; a second measuring device capable of acquiring information about the modeled object modeled by the processing device; The first measuring device is arranged in a space where the processing device is arranged, 12.
  • a processing apparatus capable of shaping a modeled object comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam, and a material supply member capable of supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by being irradiated with the processing beam; a first measuring device capable of measuring the size of the molten pool formed by the processing device; a second measuring device capable of measuring the size of the modeled object modeled by the processing device; with a controller and The control device controls the processing device to perform test molding on the object, and changes the conditions of the processing beam in the test molding,
  • the conditions of the processing beam include at least one of conditions related to the intensity of the processing beam and conditions related to the relative scanning speed of the processing beam and the object,
  • the control device is based on the size of the molten pool at the time of the test molding measured by the first measuring device and the size of the modeled object shaped by the test molding measured by the second measuring device.
  • a processing apparatus capable of shaping a modeled object, comprising an irradiation optical system capable of irradiating a processing beam, and a material supply member capable of supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by being irradiated with the processing beam; a first measuring device capable of measuring the size of the molten pool formed by the processing device; with a controller and The control device controls the processing device to perform test molding on the object under a plurality of conditions, The plurality of conditions include a condition that the object is irradiated with the processing beam at a first intensity and a condition that the object is irradiated with the processing beam at a second intensity different from the first intensity, The processing system, wherein the control device controls the molding by the processing device after the test molding based on the information about the change in the size of the molten pool during the test molding measured by the first measuring device.
  • the measurement method, wherein the conditions of the processing beam include at least one of conditions related to the intensity of the processing beam and conditions related to the relative scanning speed of the processing beam and the object.
  • a processing method comprising: controlling the molding based on the size of the molten pool measured during test molding and the size of the molded object molded during test molding.
  • [Appendix 20] irradiating an object with a processing beam under a plurality of conditions to perform test printing; measuring the size of the molten pool formed by the processing beam during the test molding,
  • the plurality of conditions include a condition that the object is irradiated with the processing beam at a first intensity and a condition that the object is irradiated with the processing beam at a second intensity different from the first intensity.
  • [Appendix 21] irradiating the object with the processing beam; performing modeling by supplying a modeling material to a portion where a molten pool is formed by being irradiated with the processing beam; and controlling the molding based on information about changes in the size of the molten pool measured during test molding.
  • the processing beam conditions include at least one of a condition regarding the intensity of the processing beam and a condition regarding a relative scanning speed between the processing beam and the object.
  • [Appendix 23] irradiating an object with a processing beam under a plurality of conditions to shape it; measuring the size of the molten pool formed by the processing beam during the shaping; controlling another shaping that occurs after the shaping based on information about changes in the size of the weld pool during the shaping;
  • the plurality of conditions include a condition that the object is irradiated with the processing beam at a first intensity and a condition that the object is irradiated with the processing beam at a second intensity different from the first intensity.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate within a range that does not contradict the gist or idea of the invention that can be read from the scope of claims and the entire specification.
  • a processing system, a measurement method, and a measurement system are also included in the technical scope of the present invention.

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Abstract

加工方法は、物体に加工ビームを照射することと、加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給してテスト造形を行うことと、加工ビームの条件を変更することと、加工ビームにより形成されたテスト造形時の溶融池の大きさを計測することと、加工ビームによりテスト造形時に造形された造形物の大きさを計測することと、テスト造形時の溶融池の大きさと、テスト造形時に造形された造形物の大きさとに基づいて、テスト造形後の造形を制御することとを含み、加工ビームの条件は、加工ビームの強度に関する条件及び加工ビームと物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含む。

Description

加工方法
 本発明は、例えば、造形物を造形可能な加工方法の技術分野に関する。
 造形物を造形する加工システムの一例が、特許文献1に記載されている。このような加工システムが有する技術的課題の一つとして、適切な造形物を造形することがあげられる。
米国特許第6122564号
 第1の態様によれば、物体に加工ビームを照射することと、前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給してテスト造形を行うことと、前記テスト造形における前記加工ビームの条件を変更することと、前記加工ビームにより形成された前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測することと、前記加工ビームにより前記テスト造形時に造形された造形物の大きさを計測することと、前記テスト造形時の前記溶融池の大きさと、前記テスト造形時に造形された前記造形物の大きさとに基づいて、前記テスト造形後の造形を制御することとを含み、前記加工ビームの条件は、前記加工ビームの強度に関する条件及び前記加工ビームと前記物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含む加工方法が提供される。
 第2の態様によれば、複数の条件で物体に加工ビームを照射してテスト造形を行うことと、前記加工ビームにより形成された前記テスト造形時の溶融池の大きさを計測することと、前記テスト造形時の前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記テスト造形後の造形を制御することとを含み、前記複数の条件は、第1強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件及び前記第1強度とは異なる第2強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件を含む加工方法が提供される。
 本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
図1は、本実施形態の加工システムの構造を示す断面図である。 図2は、本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(a)から図3(e)のそれぞれは、ワーク上のある領域に加工光を照射し且つ造形材料を供給した場合の様子を示す断面図である。 図4(a)から図4(c)のそれぞれは、3次元構造物を形成する過程を示す断面図である。 図5は、光強度制御動作の流れを示すフローチャートである。 図6は、溶融池サイズ情報の一例を示すグラフである。 図7は、溶融池画像の一例を示す。 図8は、溶融池サイズ情報生成動作の流れを示すフローチャートである。 図9は、テスト造形動作によってテストワークに照射される加工光を示す。 図10は、テスト造形動作によってテストワークに造形される造形物を示す。 図11は、テストワークに造形される複数の造形物 図12は、テスト造形動作によって形成された溶融池の実サイズとテスト造形動作に用いられた加工光ELの強度との間の関係を、テスト造形動作に用いられた走査速度別に示すグラフである。 図13は、テスト造形動作によって造形された造形物の線幅とテスト造形動作に用いられた加工光ELの強度との間の関係を、テスト造形動作に用いられた走査速度別に示すグラフである。 図14は、テスト造形動作によって形成された溶融池の実サイズとテスト造形動作によって造形された造形物の線幅との関係を示すグラフである。 図15は、制御パラメータ生成動作の流れを示すフローチャートである。 図16は、テストワークに照射されている加工光の強度と、溶融池の実サイズとの関係を示すグラフである。 図17は、加工光の強度別に生成される複数の溶融池サイズ情報を示すグラフである。 図18は、加工光の走査速度別に生成される複数の溶融池サイズ情報を示すグラフである。 図19は、造形材料の種類別に生成される複数の溶融池サイズ情報を示すグラフである。
 以下、図面を参照しながら、加工方法、加工システム、計測方法及び計測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に付加加工を行うことで、ワークW上に造形物BOを造形する加工システムSYSを用いて、加工方法、加工システム、計測方法及び計測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、加工方法、加工システム、計測方法及び計測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(つまり、光の形態を有するエネルギビーム)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から分離可能な造形物BOを造形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)加工システムSYSの構造
 初めに、図1及び図2を参照しながら、本実施形態の加工システムSYSの構造について説明する。図1は、本実施形態の加工システムSYSの構造の一例を示す断面図である。図2は、本実施形態の加工システムSYS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SYSは、造形物BOを造形(言い換えれば、形成)可能である。尚、本実施形態における造形物BOは、加工システムSYSが造形する任意の物体を意味していてもよい。造形物BOは、典型的には、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(つまり、立体物、言い換えると、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向において大きさを持つ物体)である。造形物BOの一例として、所望の3次元形状を有する3次元構造物ST(図4(c)参照)があげられる。造形物BOの一例として、3次元構造物STの一部があげられる。造形物BOの一例として、3次元構造物STを造形する過程で造形される任意の物体があげられる。後述するように3次元構造物STが複数の構造層SL(図4(a)から図4(c)参照)から構成される場合には、造形物BOの一例として、構造層SLがあげられる。造形物BOの一例として、構造層SLの一部があげられる。造形物BOの一例として、構造層SLを造形する過程で造形される任意の物体があげられる。但し、造形物BOがここで例示した物体に限定されることはない。後述するように加工システムSYSがテスト造形(テスト造形動作)を行う場合には、造形物BOの一例として、テスト造形動作によって造形される物体の少なくとも一部があげられる。
 加工システムSYSは、造形物BOを造形するための基礎(つまり、母材)となるワークW上に、造形物BOを造形可能である。つまり、加工システムSYSは、ワークW上で造形を行う。加工システムSYSは、ワークWに付加加工を行うことで、造形物BOを造形可能である。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SYSは、ステージ31上に、造形物BOを造形可能である。ワークWがステージ31に載置されている物体である載置物である場合には、加工システムSYSは、載置物上に、造形物BOを造形可能である。この場合、加工システムSYSは、載置物と一体化された造形物BOを造形してもよい。載置物と一体化された造形物BOを造形する動作は、載置物に新たな構造物を付加する動作と等価である。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。或いは、加工システムSYSは、載置物と分離可能な造形物BOを造形してもよい。ステージ31に載置される載置物は、加工システムSYSが造形した別の造形物BO(つまり、既存構造物)であってもよい。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SYSは、レーザ肉盛溶接法により造形物BOを造形可能である。つまり、加工システムSYSは、積層造形技術を用いて物体を造形する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。
 加工システムSYSは、加工ビームである加工光ELを用いて造形材料Mを加工することで造形物BOを造形する。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、金属性の材料及び樹脂性の材料の少なくとも一方が使用可能である。但し、造形材料Mとして、金属性の材料及び樹脂性の材料とは異なるその他の材料が用いられてもよい。造形材料Mは、粉状の材料である。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マイクロメートル以下であってもよいし、10マイクロメートルから25マイクロメートルの範囲内であってもよいし、その他のサイズであってもよい。但し、造形材料Mは、粉体でなくてもよい。例えば、造形材料Mとして、ワイヤ状の造形材料及びガス状の造形材料の少なくとも一方が用いられてもよい。
 ワークWの種類は、造形材料Mの種類と同一であってもよい。例えば、造形材料Mとして金属性の材料が用いられる場合には、ワークWは、造形材料Mと同一の種類(或いは、異なる種類)の金属であってもよい。例えば、造形材料Mとして樹脂性の材料が用いられる場合には、ワークWは、造形材料Mと同一の種類(或いは、異なる種類)の樹脂であってもよい。
 造形物BOを造形するために、加工システムSYSは、図1及び図2に示すように、材料供給装置1と、加工ユニット2と、ステージユニット3と、光源4と、気体供給装置5と、筐体6と、計測装置71と、計測装置72と、制御装置8とを備える。加工ユニット2とステージユニット3と計測装置71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、加工ユニット2に造形材料Mを供給する。具体的には、材料供給装置1と加工ユニット2(特に、後述する材料ノズル212)とは、供給管11を介して接続されている。材料供給装置1は、供給管11を介して、加工ユニット2に造形材料Mを供給する。この際、材料供給装置1は、加工ユニット2が付加加工を行うために単位時間あたりに必要とする分量の造形材料Mが加工ユニット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を供給してもよい。
 加工ユニット2は、材料供給装置1から供給される造形材料Mを用いて造形物BOを造形する。造形材料Mを用いて造形物BOを造形するために、加工ユニット2は、加工ヘッド21と、ヘッド駆動系22とを備える。更に、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を供給する供給系又は供給装置)212とを備えている。加工ヘッド21と、ヘッド駆動系22とは、チャンバ空間63IN内に収容されている。但し、加工ヘッド21及び/又はヘッド駆動系22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SYS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光伝送部材41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41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上に又はワークWの近傍に設定される目標照射領域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8の制御下で、目標照射領域EAに加工光ELを照射する状態と、目標照射領域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には、供給アウトレット214が形成されている。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、射出する、噴射する、噴出する、又は、吹き付ける)。このため、材料ノズル212は、材料供給部材と称されてもよい。材料ノズル212は、供給管11及び混合装置12を介して造形材料Mの供給源である材料供給装置1と物理的に接続されている。材料ノズル212は、供給管11及び混合装置12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、供給管11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(つまり、圧送ガスであり、例えば、窒素やアルゴン等の不活性ガス)とは、混合装置12で混合された後に供給管11を介して材料ノズル212に圧送されてもよい。その結果、材料ノズル212は、搬送用の気体と共に造形材料Mを供給する。搬送用の気体として、例えば、気体供給装置5から供給されるパージガスが用いられる。但し、搬送用の気体として、気体供給装置5とは異なる気体供給装置から供給される気体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又はワークWの近傍に向けて造形材料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。
 材料ノズル212は、照射光学系211からの加工光ELが照射される部位に造形材料Mを供給する。つまり、材料ノズル212は、照射光学系211が加工光ELを照射する目標照射領域EAに造形材料Mを供給する。このため、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上に又はワークWの近傍に設定される目標供給領域MAが、目標照射領域EAと一致する(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、材料ノズル212は、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(後述する図4等参照)に造形材料Mを供給してもよい。但し、材料ノズル212は、溶融池MPに造形材料Mを供給しなくてもよい。例えば、加工システムSYSは、材料ノズル212からの造形材料MがワークWに到達する前に当該造形材料Mを加工光ELによって溶融させ、溶融した造形材料MをワークWに付着させてもよい。
 このように、本実施形態では、加工システムSYSは、加工ヘッド21が備える照射光学系211を用いて、光源4からの加工光ELをワークWに照射し、且つ、加工ヘッド21が備える材料ノズル212を用いて、材料供給装置1からの造形材料MをワークWに供給することで、造形物BOを造形する。このため、造形物BOを造形するために主としても用いられる加工ヘッド21(つまり、照射光学系211及び材料ノズル212)と材料供給装置1と光源4との少なくとも一方を含む装置を、加工装置と称してもよい。
 ヘッド駆動系22は、加工ヘッド21を移動させる。ヘッド駆動系22は、例えば、チャンバ空間63IN内で加工ヘッド21を移動させる。ヘッド駆動系22は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに沿って加工ヘッド21を移動させる。加工ヘッド21がX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動すると、目標照射領域EA及び目標供給領域MAのそれぞれは、ワークW上又はチャンバ空間63IN内の任意の位置をX軸及びY軸の少なくとも一方に沿って移動する。更に、ヘッド駆動系22は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つに加えて又は代えて、θX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加工ヘッド21を移動させてもよい。言い換えると、ヘッド駆動系22は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つの軸回りに加工ヘッド21を回転させてもよい。ヘッド駆動系22は、X軸、Y軸及びZ軸の少なくとも一つの軸回りに加工ヘッド21の姿勢を変えてもよい。ヘッド駆動系22は、例えば、モータ等のアクチュエータを含む。
 ヘッド駆動系22が加工ヘッド21を移動させると、加工ヘッド21とステージ31及びステージ31に支持されたワークWのそれぞれとの相対位置が変わる。つまり、照射光学系211及び材料ノズル212(供給アウトレット214)のそれぞれとステージ31及びワークWのそれぞれとの相対位置が変わる。このため、ヘッド駆動系22は、照射光学系211及び材料ノズル212(供給アウトレット214)のそれぞれとステージ31及びワークWのそれぞれとの相対位置関係を変更するための位置変更装置として機能してもよい。更に、加工ヘッド21とステージ31及びワークWのそれぞれとの相対位置が変わると、加工ヘッド21から照射される加工光ELの目標照射領域EAとステージ31及びワークWのそれぞれとの相対位置が変わる。このため、ヘッド駆動系22は、目標照射領域EAとステージ31及びワークWのそれぞれとの相対位置関係を変更するための位置変更装置として機能してもよい。更に、加工ヘッド21とステージ31及びワークWのそれぞれとの相対位置が変わると、目標照射領域EA及び目標供給領域MA(更には、溶融池MP)がワークWに対して相対的に移動する。このため、ヘッド駆動系22は、目標照射領域EA及び目標供給領域MA(更には、溶融池MP)をワークWに対して相対的に移動させる移動装置として機能してもよい。
 ステージユニット3は、ステージ31を備えている。ステージ31には、物体であるワークWが載置される。具体的には、ステージ31の上面の少なくとも一部である載置面311には、ワークWが載置される。ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを保持可能であってもよい。この場合、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、静電チャック及び真空吸着チャック等の少なくとも一つを備えていてもよい。或いは、ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを保持可能でなくてもよい。この場合、ワークWは、クランプレスでステージ31に載置されていてもよい。上述した照射光学系211は、ステージ31にワークWが載置されている期間の少なくとも一部において加工光ELを射出する。更に、上述した材料ノズル212は、ステージ31にワークWが載置されている期間の少なくとも一部において造形材料Mを供給する。
 ステージユニット3は更に、ステージ駆動系32を備えている。ステージ駆動系32は、ステージ31を移動させる。ステージ駆動系32は、例えば、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ステージ31を移動させる。ステージ駆動系32がステージ31を移動させると、加工ヘッド21とステージ31及びステージ31に載置されたワークWのそれぞれとの相対位置が変わる。このため、ステージ駆動系32は、加工ヘッド21とステージ31及びワークWのそれぞれとの相対的な位置関係を変更するための位置変更装置として機能してもよい。更に、加工ヘッド21とステージ31及びワークWのそれぞれとの相対位置が変わると、目標照射領域EA及び目標供給領域MA(更には、溶融池MP)がワークWに対して相対的に移動する。
 光源4は、例えば、赤外光、可視光及び紫外光のうちの少なくとも一つを、加工光ELとして射出する。但し、加工光ELとして、その他の種類の光が用いられてもよい。加工光ELは、複数のパルス光(つまり、複数のパルスビーム)を含んでいてもよい。加工光ELは、レーザ光であってもよい。この場合、光源4は、レーザ光源(例えば、レーザダイオード(LD:Laser Diode)等の半導体レーザを含んでいてもよい。レーザ光源としては、ファイバ・レーザやCOレーザ、YAGレーザ、エキシマレーザ等であってもよい。但し、加工光ELはレーザ光でなくてもよい。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。
 気体供給装置5は、チャンバ空間63IN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、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。気体供給装置5は、筐体6の隔壁部材61に形成された供給口62及び気体供給装置5と供給口62とを接続する供給管51を介して、チャンバ空間63INに接続されている。気体供給装置5は、供給管51及び供給口62を介して、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。チャンバ空間63INに供給されたパージガスは、隔壁部材61に形成された不図示の排出口から排出されてもよい。尚、気体供給装置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、気体供給装置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。
 上述したように、材料ノズル212がパージガスと共に造形材料Mを供給する場合には、気体供給装置5は、チャンバ空間63INに加えて材料供給装置1からの造形材料Mが供給される混合装置12にパージガスを供給してもよい。具体的には、気体供給装置5は、気体供給装置5と混合装置12とを接続する供給管52を介して混合装置12と接続されていてもよい。その結果、気体供給装置5は、供給管52を介して、混合装置12にパージガスを供給する。この場合、材料供給装置1からの造形材料Mは、供給管52を介して気体供給装置5から供給されたパージガスによって、供給管11内を通って材料ノズル212に向けて供給(具体的には、圧送)されてもよい。つまり、気体供給装置5は、供給管52、混合装置12及び供給管11を介して、材料ノズル212に接続されていてもよい。その場合、材料ノズル212は、供給アウトレット214から、造形材料Mを圧送するためのパージガスと共に造形材料Mを供給することになる。
 筐体6は、筐体6の内部空間であるチャンバ空間63INに少なくとも加工ユニット2、ステージユニット3及び計測装置71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を規定する隔壁部材61を含む。隔壁部材61は、チャンバ空間63INと、筐体6の外部空間64OUTとを隔てる部材である。隔壁部材61は、その内壁611を介してチャンバ空間63INに面し、その外壁612を介して外部空間64OUTに面する。この場合、隔壁部材61によって囲まれた空間(より具体的には、隔壁部材61の内壁611によって囲まれた空間)が、チャンバ空間63INとなる。尚、隔壁部材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に載置する際に開かれてもよい。扉は、ステージ31からワークW及び/又は造形物BOを取り出す際に開かれてもよい。扉は、加工中(つまり、付加加工中又は接合加工中)には閉じられていてもよい。なお、筐体6の外部空間64OUTからチャンバ空間63INを視認するための観察窓(不図示)を隔壁部材61に設けてもよい。
 計測装置71は、チャンバ空間63INに配置されている。計測装置71は、チャンバ空間63IN内において、ステージ31に載置されたワークWを計測可能である。特に、計測装置71は、加工光ELによってワークWに形成された(つまり、加工ヘッド21によってワークWに形成された)溶融池MPを計測可能である。この場合、計測装置71の計測結果は、溶融池MPに関する情報を含む。このため、計測装置71は、溶融池MPに関する情報を取得可能な装置として機能してもよい。
 本実施形態では特に、計測装置71は、溶融池MPのサイズ(つまり、大きさ)を計測可能であってもよい。例えば、計測装置71は、ワークWの表面(或いは、溶融池MPが形成される後述の造形面MS)に沿った方向における溶融池MPのサイズ(つまり、長さ)を計測可能であってもよい。計測装置71は、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方における溶融池MPのサイズ(つまり、長さ)を計測可能であってもよい。この場合、計測装置71の計測結果は、溶融池MPのサイズに関する情報を含む。このため、計測装置71は、溶融池MPのサイズに関する情報を取得可能な装置として機能してもよい。
 計測装置71の計測結果(つまり、溶融池MPに関する情報)は、制御装置8に出力される。制御装置8は、計測装置71の計測結果に基づいて、溶融池MPの特性(例えば、溶融池MPのサイズ)を算出してもよい。
 計測装置71は、ワークW(特に、溶融池MP)を計測可能である限りは、どのような種類の計測装置であってもよい。例えば、計測装置71は、ワークW(特に、溶融池MP)を光学的に計測可能な計測装置であってもよい。計測装置71は、ワークWに接触することなくワークW(特に、溶融池MP)を計測可能な計測装置であってもよい。ワークWに接触することなくワークW(特に、溶融池MP)を光学的に計測可能な計測装置の一例として、ワークWを撮像可能な撮像装置があげられる。以下の説明では、計測装置71が撮像装置である例について説明する。この場合、計測装置71は、ワークWを撮像することでワークWが写り込んだ画像(特に、溶融池MPが写り込んだ画像であり、以降、“溶融池画像IMG_MP”と称する)を生成する。溶融池画像IMG_MPは、計測装置71の計測結果(つまり、溶融池MPに関する情報)として、制御装置8に出力される。
 尚、チャンバ空間63INには、材料ノズル212から供給される造形材料Mのうち造形物BOの造形に用いられなかった一部を含む不要物質が存在する可能性がある。更に、チャンバ空間63INには、加工光ELの照射によって蒸発した金属等の蒸気(いわゆる、ヒューム)を含む不要物質が存在する可能性がある。このような不要物質がチャンバ空間63IN内に配置される計測装置71に付着すると、計測装置71が溶融池MPを適切に計測することができなくなる可能性がある。このため、計測装置71は、計測装置71に対する不要物質の付着を防止するための筐体に収容された状態で、チャンバ空間63IN内に配置されていてもよい。
 計測装置72は、チャンバ空間63INとは異なる外部空間64OUTに配置されている。計測装置72は、チャンバ空間63INから取り出されたワークWを計測可能である。特に、計測装置72は、加工光ELによってワークWに造形された(つまり、加工ヘッド21によってワークWに造形された)造形物BOを計測可能である。この場合、計測装置72の計測結果は、造形物BOに関する情報を含む。このため、計測装置72は、造形物BOに関する情報を取得可能な装置として機能してもよい。
 本実施形態では特に、計測装置72は、造形物BOのサイズ(つまり、大きさ)を計測可能であってもよい。例えば、計測装置72は、ワークWの表面(或いは、溶融池MPが形成される後述の造形面MS)に沿った方向における造形物BOのサイズ(つまり、大きさ)を計測可能であってもよい。計測装置72は、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方における造形物BOのサイズ(つまり、長さ)を計測可能であってもよい。この場合、計測装置72の計測結果は、造形物BOのサイズに関する情報を含む。このため、計測装置72は、造形物BOのサイズに関する情報を取得可能な装置として機能してもよい。
 計測装置72の計測結果(つまり、造形物BOに関する情報)は、制御装置8に出力される。制御装置8は、計測装置72の計測結果に基づいて、造形物BOの特性(例えば、造形物BOのサイズ)を算出してもよい。
 計測装置72は、ワークW(特に、造形物BO)を計測可能である限りは、どのような種類の計測装置であってもよい。例えば、計測装置72は、ワークW(特に、造形物BO)を光学的に計測可能な計測装置であってもよい。計測装置72は、ワークWに接触することなくワークW(特に、造形物BO)を計測可能な計測装置であってもよい。ワークWに接触することなくワークW(特に、造形物BO)を光学的に計測可能な計測装置の一例として、ワークWの3次元形状を計測可能な3Dスキャナがあげられる。以下の説明では、計測装置72が3Dスキャナである例について説明する。この場合、計測装置72は、ワークWの形状(特に、造形物BOの形状)に関する情報を含む造形物情報を、計測装置72の計測結果(つまり、造形物BOに関する情報)として、制御装置8に出力する。
 制御装置8は、加工システムSYSの動作を制御する。例えば、制御装置8は、加工システムSYSが備える加工ユニット2(例えば、加工ヘッド21及びヘッド駆動系22の少なくとも一方)を制御してもよい。例えば、制御装置8は、加工システムSYSが備える材料供給装置1を制御してもよい。例えば、制御装置8は、加工システムSYSが備える光源4を制御してもよい。その結果、制御装置8は、加工ユニット2、材料供給装置1及び光源4の少なくとも一つを制御して造形物BOを造形してもよい。つまり、制御装置8は、加工ユニット2、材料供給装置1及び光源4の少なくとも一つによる造形を制御してもよい。制御装置8は、材料供給装置1から供給される造形材料M及び光源4から供給される加工光ELを用いて加工ユニット2が所望の造形を行う(具体的には、所望の造形物BOを造形する)ように、加工ユニット2、材料供給装置1及び光源4の少なくとも一つを制御してもよい。
 制御装置8は、例えば、演算装置と、記憶装置とを備えていてもよい。演算装置は、例えば、CPU(Central Processing Unit)及びGPU(Graphics Processing Unit)の少なくとも一方を含んでいてもよい。記憶装置は、例えば、メモリを含んでいてもよい。制御装置8は、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、加工システムSYS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8が行うべき後述する動作を演算装置に行わせる(つまり、実行させる)ためのコンピュータプログラムである。つまり、このコンピュータプログラムは、加工システムSYSに後述する動作を行わせるように制御装置8を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置が実行するコンピュータプログラムは、制御装置8が備える記憶装置(つまり、記録媒体)に記録されていてもよいし、制御装置8に内蔵された又は制御装置8に外付け可能な任意の記憶媒体(例えば、ハードディスクや半導体メモリ)に記録されていてもよい。或いは、演算装置は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置8の外部の装置からダウンロードしてもよい。
 制御装置8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、パルス光の発光周期、及び、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)の少なくとも一つを含んでいてもよい。尚、照射光学系211による加工光ELの射出態様は、主として、光源4による加工光ELの射出態様によって定まる。このため、照射光学系211による加工光ELの射出態様を制御することは、照射光学系211による加工光ELの射出態様を制御することと等価とみなしてもよい。つまり、制御装置8は、光源4による加工光ELの射出態様を制御することで、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。更に、制御装置8は、ヘッド駆動系22による加工ヘッド21の移動態様を制御してもよい。更に、制御装置8は、ステージ駆動系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8は、材料ノズル212による造形材料Mの供給態様を制御してもよい。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。尚、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してもよい。つまり、制御装置8は、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で、材料ノズル212による造形材料Mの供給態様を制御してもよい。
 本実施形態では特に、制御装置8は、計測装置71の計測結果及び計測装置72の計測結果に基づいて、加工システムSYSの動作を制御してもよい。例えば、制御装置8は、計測装置71の計測結果及び計測装置72の計測結果に基づいて、加工ユニット2、材料供給装置1及び光源4の少なくとも一つを制御してもよい。尚、計測装置71の計測結果及び計測装置72の計測結果に基づいて加工システムSYSを制御する動作の詳細については、後に詳述する。
 制御装置8は、加工システムSYSの内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御装置8は、加工システムSYS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8と加工システムSYS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8と加工システムSYS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8は、ネットワークを介して加工システムSYS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SYSは、制御装置8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。加工システムSYSは、制御装置8に対して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送信する送信装置(つまり、制御装置8に対して情報を出力する出力装置)を備えていてもよい。或いは、制御装置8が行う処理のうちの一部を行う第1制御装置が加工システムSYSの内部に設けられている一方で、制御装置8が行う処理のうちの他の一部を行う第2制御装置が加工システムSYSの外部に設けられていてもよい。
 尚、制御装置8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8(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8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8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。
 (2)本実施形態の加工システムSYSの動作
 続いて、加工システムSYSの動作について説明する。上述したように、加工システムSYSは、ワークWに対して付加加工を行うことで造形物BOを造形するための造形動作(つまり、造形物BOの造形)を行う。更に、造形動作を行う期間の少なくとも一部において、加工システムSYSは、ワークWに形成される溶融池MPの実際のサイズ(以降、“実サイズMP_actual”と称する)が、造形動作における溶融池MPの目標となるサイズ(以降、“目標サイズMP_target”と称する)に一致するように、加工光ELを制御するための光強度制御動作を行う。更に、加工光制御動作を行う前に、加工システムSYSは、溶融池MPの目標サイズを設定するために制御装置8によって参照される溶融池サイズ情報SIを生成するための溶融池サイズ情報生成動作を行う。更に、加工光制御動作を行う前に、加工システムSYSは、光強度制御動作の挙動を規定する制御パラメータ(パラメータ)Kを生成するための制御パラメータ生成動作を行う。このため、以下では、造形動作と、光強度制御動作と、溶融池サイズ情報生成動作と、制御パラメータ制御動作とについて順に説明する。
 (2-1)造形動作
 初めに、造形物BOを造形するための造形動作について説明する。上述したように、加工システムSYSは、レーザ肉盛溶接法により造形動作を造形する。このため、加工システムSYSは、レーザ肉盛溶接法に準拠した既存の付加加工動作を行うことで、造形物BOを造形してもよい。以下、レーザ肉盛溶接法を用いて、造形物BOの一例である3次元構造物STを造形する付加加工動作の一例について簡単に説明する。
 加工システムSYSは、造形するべき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を造形する。3次元モデルデータとして、加工システムSYS内に設けられた計測装置(例えば、計測装置71及び72の少なくとも一方)及び加工システムSYSとは別に設けられた3次元形状計測機の少なくとも一方で計測された立体物の計測データが用いられてもよい。加工システムSYSは、3次元構造物STを造形するために、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を順に造形していく。尚、上述したように構造層SL(更には、構造層SLを造形する過程で造形される、構造層SLの一部を構成する物体)もまた、造形物BOに相当する。例えば、加工システムSYS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層ずつ順に造形していく。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が造形される。以下、複数の構造層SLを1層ずつ順に造形していくことで3次元構造物STを造形する動作の流れについて説明する。
 まず、各構造層SLを造形する動作について図3(a)から図3(e)を参照して説明する。加工システムSYSは、制御装置8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上の所望領域に目標照射領域EAが設定されるように、加工ヘッド21及びステージ31の少なくとも一方を移動させる。その後、加工システムSYSは、目標照射領域EAに対して照射光学系211から加工光ELを照射する。この際、加工光ELのフォーカス位置(つまり、集光位置)は、造形面MSに一致していてもよい。或いは、Z軸方向において集光面は、造形面MSから外れていてもよい。その結果、図3(a)に示すように、加工光ELが照射された造形面MS上に溶融池(つまり、加工光ELによって溶融した金属等のプール)MPが形成される。更に、加工システムSYSは、制御装置8の制御下で、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に造形材料Mが供給される。溶融池MPに供給された造形材料Mは、溶融池MPに照射されている加工光ELによって溶融する。或いは、材料ノズル212から供給された造形材料Mは、溶融池MPに到達する前に加工光ELによって溶融し、溶融した造形材料Mが溶融池MPに供給されてもよい。その後、加工ヘッド21及びステージ31の少なくとも一方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3(c)に示すように、固化した造形材料Mから構成される造形物BOが造形面MS上に堆積される。
 加工システムSYSは、このような加工光ELの照射による溶融池MPの造形、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を、図3(d)に示すように、造形面MSに対して加工ヘッド21を、X軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って移動させながら繰り返す。典型的には、加工システムSYSは、所望のタイミングで造形面MSに加工光ELを照射しながら造形面MSに対して加工ヘッド21をX軸方向及びY軸方向のいずれか一方に沿って移動させるスキャン動作と、造形面MSに加工光ELを照射することなく造形面MSに対して加工ヘッド21をX軸方向及びY軸方向のいずれか他方に沿って移動させるステップ動作とを繰り返す。この際、加工システムSYSは、スキャン動作が行われている期間中に、造形面MS上において造形物BOを造形したい領域に加工光ELを照射する一方で、造形面MS上において造形物BOを造形したくない領域に加工光ELを照射しない。つまり、加工システムSYSは、造形面MS上を所定の移動軌跡に沿って目標照射領域EAを移動させながら、造形物BOを造形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。典型的には、加工システムSYSは、所望のタイミングで目標照射領域EAに加工光ELを照射しながら造形面MSに対して目標照射領域EAをX軸方向及びY軸方向のいずれか一方に沿って移動させるスキャン動作と、目標照射領域EAに加工光ELを照射することなく造形面MSに対して目標照射領域EAをX軸方向及びY軸方向のいずれか他方に沿って移動させるステップ動作とを繰り返す。その結果、溶融池MPもまた、目標照射領域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、目標照射領域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。その結果、図3(e)に示すように、造形面MS上に、溶融した後に固化した造形材料Mの集合体である造形物BOに相当する構造層SLが造形される。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上に造形された造形物BO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)が造形される。尚、造形物BOを造形したくない領域に目標照射領域EAが設定されている場合、加工システムSYSは、加工光ELを目標照射領域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BOを造形したくない領域に目標照射領域EAが設定されている場合に、加工システムSYSは、造形材料Mを目標照射領域EA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を目標照射領域EAに照射してもよい。
 加工システムSYSは、このような構造層SLを造形するための動作を、制御装置8の制御下で、3次元モデルデータに基づいて繰り返し行う。具体的には、まず、制御装置8は、構造層SLを造形するための動作を行う前に、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。加工システムSYS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を造形するための動作を、構造層SL#1に対応するスライスデータに基づいて行う。その結果、造形面MS上には、図4(a)に示すように、構造層SL#1が造形される。その後、加工システムSYS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を造形する。構造層SL#2を造形するために、制御装置8は、まず、ステージ31に対して加工ヘッド21がZ軸に沿って移動するように、ヘッド駆動系22及びステージ駆動系32の少なくとも一方を制御する。具体的には、制御装置8は、ヘッド駆動系22及びステージ駆動系32の少なくとも一方を制御して、目標照射領域EA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側に向かって加工ヘッド21を移動させる及び/又は-Z側に向かってステージ31を移動させる。その後、加工システムSYSは、制御装置8の制御下で、構造層SL#1を造形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を造形する。その結果、図4(b)に示すように、構造層SL#2が造形される。以降、同様の動作が、ワークW上に造形するべき3次元構造物STを構成する全ての構造層SLが造形されるまで繰り返される。その結果、図4(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が造形される。
 (2-2)光強度制御動作
 続いて、図5を参照しながら、造形動作を行う期間の少なくとも一部において加工システムSYSによって行われる光強度制御動作について説明する。図5は、光強度制御動作の流れを示すフローチャートである。尚、加工システムSYSは、典型的には、上述した造形動作と並行して、光強度制御動作を行う。
 図5に示すように、制御装置8は、まず、溶融池MPの目標サイズMP_targetを設定(つまり、決定)する(ステップS10)。なぜならば、光強度制御動作は、上述したように、ワークWに形成される溶融池MPの実サイズMP_actualが目標サイズMP_targetに一致するように、加工光ELを制御するための動作であるからである。
 制御装置8は、造形動作によって実現したい造形精度に関する情報に基づいて、目標サイズMP_targetを設定してもよい。具体的には、造形精度は、1回のスキャン動作で造形される造形物BOのサイズに依存する。ここで言う「造形物BOのサイズ」は、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向であるスキャン方向に交差するステップ方向における造形物BOのサイズを意味していてもよい。以下の説明では、ステップ方向における造形物BOのサイズを、“線幅(つまり、造形物BOの線幅)LW”と称する。造形精度は、線幅LWが狭くなればなるほど高くなる。更に、溶融池MPにおいて溶融した造形材料Mが固化することで造形物BOが造形されることを考慮すれば、溶融池MPの実サイズMP_actual(具体的には、ステップ方向における溶融池MPのサイズ)が小さくなればなるほど、線幅LWが狭くなる。このため、造形動作によって実現したい造形精度が高くなればなるほど、溶融池MPの実サイズMP_actualが小さくなることが望まれる。
 そこで、制御装置8は、造形動作によって実現したい造形精度が高くなればなるほど目標サイズMP_targetが小さくなるように、目標サイズMP_targetを設定してもよい。制御装置8は、造形動作によって実現したい造形精度が低くなればなるほど目標サイズMP_targetが大きくなるように、目標サイズMP_targetを設定してもよい。制御装置8は、造形動作によって実現したい線幅LWが狭くなればなるほど目標サイズMP_targetが小さくなるように、目標サイズMP_targetを設定してもよい。制御装置8は、造形動作によって実現したい線幅LWが広くなればなるほど目標サイズMP_targetが大きくなるように、目標サイズMP_targetを設定してもよい。
 制御装置8は、目標サイズMP_targetを設定するために参照可能な溶融池サイズ情報SIを用いて、目標サイズMP_targetを設定してもよい。上述したように造形動作によって実現したい造形精度に関する情報に基づいて目標サイズMP_targetが設定される場合には、溶融池サイズ情報SIは、造形精度と目標サイズMP_targetとの関係を表す情報を含んでいてもよい。つまり、溶融池サイズ情報SIは、ある一の造形精度と、当該一の造形精度を実現するために造形面MSに形成するべき溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す情報を含んでいてもよい。この場合、制御装置8は、造形動作によって実現したい造形精度に関する情報と溶融池サイズ情報SIとに基づいて、造形動作によって実現したい造形精度に対応する目標サイズMP_targetを設定してもよい。
 上述したように、線幅LWは、造形動作によって実現したい造形精度に関する情報の一例である。この場合、溶融池サイズ情報SIは、線幅LWと目標サイズMP_targetとの関係を表す情報を含んでいてもよい。つまり、溶融池サイズ情報SIは、ある一の線幅LWと、当該一の線幅LWを実現するために造形面MSに形成するべき溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す情報を含んでいてもよい。線幅LWと目標サイズMP_targetとの関係を表す溶融池サイズ情報SIの一例が図6に示されている。この場合、制御装置8は、造形動作によって実現したい線幅LW_desireを設定し、溶融池サイズ情報SIに基づいて線幅LW_desireに対応する溶融池MPのサイズMP_desireを特定し、特定したサイズMP_desireを目標サイズMP_targetに設定してもよい。尚、図6に示す例では、線幅LWと目標サイズMP_targetとの関係が線形関係となっている。しかしながら、線幅LWと目標サイズMP_targetとの関係が線形関係となるとは限らない。線幅LWと目標サイズMP_targetとの関係は、非線形な関係となっていてもよい。
 溶融池サイズ情報SIは、後述する溶融池サイズ情報生成動作によって、光強度制御動作が行われる前に予め生成されていてもよい。従って、制御装置8は、光強度制御動作が行われる前に予め生成されている溶融池サイズ情報SIを用いて、光制御動作を行ってもよい。
 再び図5において、その後、制御装置8は、計測装置71から溶融池画像IMG_MPを取得する(ステップS11)。つまり、制御装置8は、造形動作によって造形面MSに実際に形成された溶融池MPが写り込んだ溶融池画像IMG_MPを取得する(ステップS11)。
 その後、制御装置8は、ステップS11において取得された溶融池画像IMG_MPに基づいて、造形面MSに実際に形成された溶融池MPの実サイズMP_actualを算出する(ステップS12)。
 例えば、図7は、溶融池画像IMG_MPの一例を示している。図7に示すように、溶融池画像IMG_MPには、ワークWの少なくとも一部(特に、溶融池MPの少なくとも一部)が写り込んでいる。ここで、ワークWのうちの溶融池MPが形成されている部分からの光の強度は、典型的には、ワークWのうちの溶融池MPが形成されていない部分からの光の強度よりも高くなる。このため、溶融池画像IMG_MPのうち溶融池MPが写り込んでいる画像部分の輝度は、溶融池画像IMG_MPのうち溶融池MPが写り込んでいない画像部分の輝度とは異なる。このため、制御装置8は、溶融池画像IMG_MPの輝度(階調)に基づいて、溶融池画像IMG_MPのうち溶融池MPが写り込んでいる画像部分を比較的容易に特定することができる。例えば、制御装置8は、溶融池画像IMG_MPのうち輝度が所定のしきい値よりも高い画像部分を、溶融池画像IMG_MPのうち溶融池MPが写り込んでいる画像部分として特定してもよい。
 その後、制御装置8は、溶融池画像IMG_MPのうち溶融池MPが写り込んでいる画像部分のサイズに基づいて、溶融池MPの実サイズMP_actualを算出する。溶融池MPのサイズとして、溶融池画像IMG_MPを構成する画素の数(或いは、当該画素の数に応じて定まる値(例えば、画素の数に比例する値)、以下同じ)が用いられてもよい。例えば、上述したように、溶融池MPの所定方向(上述した説明では、ステップ方向)に沿ったサイズが溶融池MPの実サイズMP_actualとして用いられる場合には、溶融池画像IMG_MPのうち輝度が所定のしきい値よりも高く且つ所定方向に沿って並ぶ画素の数が、溶融池MPの実サイズMP_actualとして用いられてもよい。
 再び図5において、その後、制御装置8は、ステップS10において設定された目標サイズMP_targetとステップS12において算出された実サイズMP_actualとの偏差MP_difference(=目標サイズMP_target-実サイズMP_actual)を算出する(ステップS13)。
 その後、制御装置8は、ステップS13において算出された偏差MP_differenceに基づいて、加工光ELの強度を制御する(ステップS14)。上述したように、制御装置8は、実サイズMP_actualが目標サイズMP_targetに一致するように、加工光ELの強度を制御する。このため、制御装置8は、偏差MP_differenceがゼロになる(つまり、ゼロに近づく)ように、加工光ELの強度を制御する。
 一例として、実サイズMP_actualが目標サイズMP_targetよりも大きい場合には、実サイズMP_actualを目標サイズMP_targetに一致させるために、実サイズMP_actualを小さくする必要がある。ここで、加工光ELの強度が小さくなればなるほど、加工光ELから造形面MSに伝達されるエネルギ量が減る。加工光ELから造形面MSに伝達されるエネルギ量が減れば減るほど、造形面MSにおいて溶融する造形材料Mの分量が減る。造形面MSにおいて溶融する造形材料Mの分量が減れば減るほど、造形面MSに形成される溶融池MPの実サイズMP_actualが小さくなる。このため、実サイズMP_actualが目標サイズMP_targetよりも大きい場合には、加工光ELの強度が、偏差MP_differenceに基づく分量だけ弱くなるように、加工光ELの強度を制御してもよい。
 他の一例として、実サイズMP_actualが目標サイズMP_targetよりも小さい場合には、実サイズMP_actualを目標サイズMP_targetに一致させるために、実サイズMP_actualを大きくする必要がある。ここで、加工光ELの強度が大きくなればなるほど、加工光ELから造形面MSに伝達されるエネルギ量が増える。加工光ELから造形面MSに伝達されるエネルギ量が増えれば増えるほど、造形面MSにおいて溶融する造形材料Mの分量が増える。造形面MSにおいて溶融する造形材料Mの分量が増えれば増えるほど、造形面MSに形成される溶融池MPの実サイズMP_actualが大きくなる。このため、実サイズMP_actualが目標サイズMP_targetよりも小さい場合には、加工光ELの強度が、偏差MP_differenceに基づく分量だけ強くなるように、加工光ELの強度を制御してもよい。
 偏差MP_differenceに基づいて加工光ELの強度を制御する動作は、偏差MP_differenceに基づいて加工光ELの強度をフィードバック制御する動作であるとみなしてもよい。なぜならば、偏差MP_differenceに基づいて加工光ELの強度を制御する動作は、計測装置71の計測結果から算出される実サイズMP_actualが目標サイズMP_targetに一致する(つまり、近づく)ように、実サイズMP_actualに影響を与える加工光ELの強度を制御する動作であるからである。
 加工光ELの強度がフィードバック制御される場合、制御装置8は、P制御(Proportional制御:比例制御)を含むフィードバック制御を行ってもよい。制御装置8は、PI制御(Proportional Integral制御:比例・積分制御)を含むフィードバック制御を行ってもよい。制御装置8は、PID制御(Proportional Integral Differential制御:比例・積分・微分制御)を含むフィードバック制御を行ってもよい。P制御を含むフィードバック制御が行われる場合には、フィードバック制御の挙動は、比例ゲインKpによって規定される。PI制御を含むフィードバック制御が行われる場合には、フィードバック制御の挙動は、比例ゲインKpと積分ゲインKiとによって規定される。PID制御を含むフィードバック制御が行われる場合には、フィードバック制御の挙動は、比例ゲインKpと積分ゲインKiと微分ゲインKdとによって規定される。
 比例ゲインKp、積分ゲインKi及び微分ゲインKdのそれぞれは、加工光制御動作の挙動を規定する制御パラメータKの一例である。このため、比例ゲインKp、積分ゲインKi及び微分ゲインKdの少なくとも一つは、後述する制御パラメータ生成動作によって、光強度制御動作が行われる前に予め生成されていてもよい。従って、制御装置8は、光強度制御動作が行われる前に予め生成されている制御パラメータK(例えば、比例ゲインKp、積分ゲインKi及び微分ゲインKdの少なくとも一つ)を用いて、光制御動作を行ってもよい。
 尚、比例ゲインKp、積分ゲインKi及び微分ゲインKdの少なくとも一つを用いたP制御、PI制御及びPID制御自体は、既存のP制御、PI制御及びPID制御と同一であってもよい。このため、比例ゲインKp、積分ゲインKi及び微分ゲインKdの少なくとも一つを用いたP制御、PI制御及びPID制御そのものについての説明は省略する。
 制御装置8は、光源4を制御することで、加工光ELの強度を制御してもよい。或いは、加工ヘッド21の照射光学系211が、加工光ELの強度を制御可能な光学素子を備えている場合には、制御装置8は、光源4に加えて又は代えて照射光学系211を制御することで、加工光ELの強度を制御してもよい。
 尚、制御装置8は、加工光ELの強度を制御することに代えて又は加えて、加工光ELの照射時間を制御してもよい。一例として、加工光ELがパルス光である場合、制御装置8は、パルス光の時間間隔を制御することで、造形面MS上の所定点に伝達されるエネルギ量を変えてもよい。また、スキャン動作の速度(例えば、スキャン動作による目標照射領域EAの移動速度)を制御することで、造形面MS上の所定点に伝達されるエネルギ量を変えてもよい。
 その後、制御装置8は、造形動作が終了したか否かを判定する(ステップS15)。ステップS15における判定の結果、造形動作が終了していないと判定された場合には(ステップS15:No)、制御装置8は、ステップS11以降の動作を繰り返す。他方で、ステップS15における判定の結果、造形動作が終了したと判定された場合には(ステップS15:Yes)、制御装置8は、図5に示す光制御動作を終了する。
 (2-3)溶融池サイズ情報生成動作
 続いて、溶融池サイズ情報生成動作について説明する。溶融池サイズ情報生成動作は、上述したように、溶融池MPの目標サイズMP_targetを設定するために制御装置8によって参照される溶融池サイズ情報SIを生成するための動作である。本実施形態では、制御装置8は、溶融池サイズ情報SIを生成するための造形動作を行うように加工システムSYS(特に、加工ユニット2、材料供給装置1及び光源4の少なくとも一つ)を制御する。その後、制御装置8は、造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualと造形動作によって造形された造形物BOの線幅LWとに基づいて、溶融池サイズ情報SIを生成する。
 以下の説明では、溶融池サイズ情報SIを生成するための造形動作を、“第1テスト造形動作(つまり、第1テスト造形)”と称する一方で、上述した造形動作(つまり、光制御動作と並行して行われる、3次元構造物STを造形するための造形動作)を、“本造形動作”と称することで、両者を区別する。第1テスト造形動作は、本造形動作の前に行われる。言い換えれば、本造形動作は、第1テスト造形動作の後に行われる。
 以下、図8を参照しながら、第1テスト造形動作を含む溶融池サイズ情報生成動作について説明する。図8は、溶融池サイズ情報生成動作の流れを示すフローチャートである。
 図8に示すように、まず、ステージ31に、第1テスト造形動作が行われるワークWが載置される(ステップ200)。第1テスト造形動作が行われるワークWは、本造形動作が行われるワークWとは異なる。但し、本造形動作が行われるワークWが、第1テスト造形動作が行われるワークWとして用いられてもよい。以下の説明では、第1テスト造形動作が行われるワークWを“テストワークWt1”と称することで、本造形動作が行われるワークWと区別する。
 テストワークWt1の特性は、ワークWの特性と同一である。特性は、材料の種類(つまり、材質)、密度、形状(例えば、3次元形状)、サイズ(例えば、X軸方向のサイズ、Y軸方向のサイズ及びZ軸方向のサイズ)及び熱特性(例えば、融点及び沸点の少なくとも一方)を含んでいてもよい。この場合、テストワークWt1の材料の種類は、ワークWの材料の種類と同一であり、テストワークWt1の形状は、ワークWの形状と同一であり、テストワークWt1のサイズ(例えば、高さ、厚み及び幅の少なくとも一つ)は、ワークWのサイズと同一であってもよい。例えば、また、テストワークWt1は、ワークWと同様に、造形材料Mの種類と同一の種類の部材であってもよい。より具体的には、テストワークWt1は、第1テスト造形動作で用いられる造形材料Mの種類と同一の種類の部材であってもよい。例えば、造形材料Mとして金属性の材料が用いられる場合には、テストワークWt1は、造形材料Mと同一の種類の金属であってもよい。例えば、造形材料Mとして樹脂性の材料が用いられる場合には、テストワークWt1は、造形材料Mと同一の種類の樹脂であってもよい。尚、第1テスト造形動作で用いられる造形材料Mの種類は、本造形動作で用いられる造形材料Mの種類と同一であってもよい。但し、テストワークWt1の特性は、ワークWの特性と同一でなくてもよい。
 その後、制御装置8は、第1テスト造形動作による条件(以降、“造形条件”と称する)を初期条件に設定する(ステップS201)。本実施形態では、造形条件は、加工光ELの強度に関する条件(以降、“強度条件”と称する)を含んでいてもよい。造形条件は更に、強度条件に加えて又は代えて、加工光ELの走査速度に関する条件(以降、“走査速度条件”と称する)を含んでいてもよい。このため、造形条件は、加工光ELの条件であるとみなしてもよい。加工光ELの走査速度は、加工光ELとテストワークWt1との相対的な移動に関する速度であってもよい。加工光ELの走査速度は、加工光ELとテストワークWt1との相対的な走査速度(つまり、テストワークWt1に設定される造形面MSに対する加工光ELの目標照射領域EAの移動速度)であってもよい。以下の説明では、造形条件が強度条件及び走査速度の双方を含む例について説明する。この場合、制御装置8は、加工光ELの強度を初期値としての初期強度に設定し、且つ、加工光ELの走査速度を初期値としての初期速度に設定する。
 その後、加工システムSYSは、制御装置8の制御下で、ステップS201において設定された造形条件の下で、テストワークWt1を加工する第1テスト造形動作を行う(ステップS202)。つまり、加工システムSYSは、制御装置8の制御下で、ステップS201において設定された造形条件の下で、テストワークWt1に造形物BOを造形する第1テスト造形動作を行う(ステップS202)。
 具体的には、造形条件は、強度条件と走査速度条件とを含む。このため、加工システムSYSは、ステップS201で設定された強度を有する加工光ELを、テストワークWt1上に設定された造形面MS上をステップS201で設定された走査速度で移動する目標照射領域EAに照射すると共に、加工光ELの照射によって溶融池MPが形成される部位に造形材料Mを供給することで、第1テスト造形動作を行う。その結果、テストワークWt1上に、造形物BOが造形される。
 第1テスト造形動作を行う場合には、第1テスト造形動作によってテストワークWt1に照射される加工光ELを示す図9に示すように、加工システムSYSは、ステップS201で設定された走査速度で目標照射領域EAをスキャン方向(図9に示す例では、Y軸方向)に沿って移動させながら、目標照射領域EAに加工光ELを照射してもよい。つまり、加工システムSYSは、テストワークWt1と加工光ELとをスキャン方向に相対移動させながら、テストワークWt1に加工光ELを照射してもよい。その結果、テストワークWt1上に、造形物BOが造形される。この場合、典型的には、第1テスト造形動作によってテストワークWt1に造形される造形物BOを示す図10に示すように、目標照射領域EAの移動方向であるスキャン方向(図10に示す例では、Y軸方向)が長手方向となる造形物BOが、テストワークWt1上の所望領域に形成される。
 第1テスト造形動作を行う場合には、加工システムSYSは、テストワークWt1の所望領域に加工光ELを1回照射することで、当該所望領域を加工してもよい(つまり、当該所望領域に造形物BOを造形してもよい)。加工システムSYSは、テストワークWt1の所望領域を加工光ELが1回通過するようにテストワークWt1に加工光ELを照射することで、当該所望領域を加工してもよい。加工システムSYSは、テストワークWt1の所望領域を目標照射領域EAが1回通過するように目標照射領域EAを移動させながら目標照射領域EAに加工光ELを照射することで、当該所望領域を加工してもよい。加工システムSYSは、目標照射領域EAに加工光ELを照射しながら造形面MSに対して目標照射領域EAをスキャン方向に沿って移動させるスキャン動作を1回行ってもよい。
 再び図8において、第1テスト造形動作が行われている期間の少なくとも一部において、制御装置8は、計測装置71から溶融池画像IMG_MPを取得する(ステップS203)。つまり、制御装置8は、第1テスト造形動作によってテストワークWt1に形成された溶融池MPが写り込んだ溶融池画像IMG_MPを取得する。このため、第1テスト造形動作が行われている期間の少なくとも一部において、計測装置71は、テストワークWt1に形成された溶融池MPを計測(この場合、撮像)する。
 その後、制御装置8は、ステップS203において取得された溶融池画像IMG_MPに基づいて、第1テスト造形動作によって実際に形成された溶融池MPの実サイズMP_actualを算出する(ステップS204)。尚、ステップS204において実サイズMP_actualを算出する動作は、上述した光強度制御動作において実サイズMP_actualを算出する動作(図5のステップS12)と同一であってもよい。このため、ステップS204において実サイズMP_actualを算出する動作の詳細については省略する。
 本実施形態では、加工システムSYSは、このような第1テスト造形動作(更には、溶融池画像IMG_MPを取得し且つ実サイズMP_actualを算出する動作)を、造形条件を変更しながら繰り返す。つまり、加工システムSYSは、第1テスト造形動作を、複数の造形条件の下で行う。このため、制御装置8は、1回の第1テスト造形動作が終了する都度、造形条件を変更する。
 具体的には、上述したように、造形条件は、強度条件及び走査速度条件を含む。このため、第1テスト造形動作における複数の造形条件は、強度条件及び走査速度条件の少なくとも一方が異なる複数の条件を含む。つまり、第1テスト造形動作における複数の造形条件は、第1テスト造形動作で用いられる加工光ELの強度及び走査速度の少なくとも一方が異なる複数の条件を含む。この場合、制御装置8は、1回の第1テスト造形動作が終了する都度、強度条件及び走査速度条件の少なくとも一方を変更する(つまり、変化させる)。つまり、制御装置8は、1回の第1テスト造形動作が終了する都度、加工光ELの強度及び走査速度の少なくとも一方を変更する(つまり、変化させる)。例えば、制御装置8は、1回の第1テスト造形動作が終了する都度、加工光ELの強度を、第1テスト造形動作時の加工光ELの強度として設定することが望まれている複数の強度候補のうちの未だ設定されたことがない一の強度候補に設定してもよい。例えば、制御装置8は、1回の第1テスト造形動作が終了する都度、加工光ELの走査速度を、第1テスト造形動作時の走査速度として設定することが望まれている複数の走査速度候補のうちの未だ設定されたことがない一の走査速度候補に設定してもよい。
 図8に示す例では、制御装置8は、1回の第1テスト造形動作が終了する都度、走査速度を一の走査速度候補に維持したまま、走査速度が一の走査速度候補に設定されている状況下で複数の強度候補の全てを用いて第1テスト造形動作が行われるまでは(ステップS205:No)、加工光ELの強度を、複数の強度候補のうちの未だ設定されたことがない一の強度候補に変更(設定)している(ステップS210)。その後、加工システムSYSは、ステップS203以降の動作を繰り返す。つまり、加工システムSYSは、ステップS206で設定された強度を有する加工光ELを用いて第1テスト造形動作を行い(ステップS203)、溶融池画像IMG_MPを取得し(ステップS204)、実サイズMP_actualを算出する(ステップS205)。その後、走査速度が一の走査速度候補に設定されている状況下で複数の強度候補の全てを用いて第1テスト造形動作が行われた場合には(ステップS205:Yes)、複数の走査速度候補のうちの第1テスト造形動作に用いられたことない他の走査速度候補が存在する限りは(ステップS206:No)、加工光ELの走査速度を、複数の走査速度候補のうちの未だ設定されたことがない他の走査速度候補に変更(設定)する(ステップS211)。その後、加工システムSYSは、ステップS203以降の動作を繰り返す。その結果、加工システムSYSは、複数の強度候補のうちの一の強度候補と複数の走査速度候補のうちの一の走査速度候補との組み合わせの全てを用いて、第1テスト造形動作を繰り返す。つまり、M(但し、Mは2以上の整数)個の強度候補とN(但し、Nは2以上の整数)個の走査速度候補が用いられる場合には、加工システムSYSは、第1テスト造形動作をM×N回繰り返してもよい。M×N回の第1テスト造形動作は、加工光ELの強度及び走査速度の少なくとも一方が異なる造形動作となる。
 加工システムSYSは、複数の第1テスト造形動作を、それぞれ、テストワークWt1上の異なる複数の領域に行う。その結果、加工システムSYSは、テストワークWt1上の異なる複数の領域に、それぞれ、複数の造形物BOを造形する。例えば、図11は、複数の第1テスト造形動作によってそれぞれ複数の造形物BOが造形されたテストワークWt1を示す平面図である。図11に示すように、加工システムSYSは、加工光ELの強度が第m(但し、mは、1以上且つ強度候補の総数以下の整数を示す変数)番目の強度候補に設定され且つ加工光ELの走査速度が第n(但し、nは、1以上且つ走査速度候補の総数以下の整数を示す変数)番目の走査速度候補に設定されている状況下で、テストワークWt1上の領域A#mnに造形物BO#mnを造形する。
 この場合、加工システムSYSは、第m番目の強度候補I#mに相当する強度を有する加工光ELを、第n番目の走査速度候補V#nに相当する走査速度でテストワークWt1に対して移動させながらテストワークWt1の領域A#mnに照射する。その結果、領域A#mnに溶融池MPが形成される。この場合、上述した図8のステップS203では、制御装置8は、領域A#mnに造形物BO#mnを造形するために領域A#mnに形成されている溶融池MP(以降、“溶融池MP#mn”と称する)が写り込んだ溶融池画像IMG_MPを取得する。つまり、制御装置8は、領域A#11に形成されている溶融池MP#11が写り込んだ溶融池画像IMG_MPと、領域A#12に形成されている溶融池MP#12が写り込んだ溶融池画像IMG_MPと、・・・、領域A#63に形成されている溶融池MP#63が写り込んだ溶融池画像IMG_MPと、領域A#64に形成されている溶融池MP#64が写り込んだ溶融池画像IMG_MPとを取得する。その結果、上述した図8のステップS204では、制御装置8は、溶融池MP#mnが写り込んだ溶融池画像IMG_MPから、溶融池MP#mnの実サイズMP_actualを算出する。つまり、制御装置8は、領域A#11に形成されている溶融池MP#11の実サイズMP_actual#11と、領域A#12に形成されている溶融池MP#12の実サイズMP_actual#12と、・・・、領域A#63に形成されている溶融池MP#63の実サイズMP_actual#63と、領域A#64に形成されている溶融池MP#64の実サイズMP_actual#64とを算出する。
 再び図8において、その後、全ての第1テスト造形動作が終了した後(ステップS205:Yes且つステップS206:Yes)、計測装置72は、テストワークWt1に造形された複数の造形物BOを計測する(ステップS207)。このため、全ての第1テスト造形動作が終了した後、テストワークWt1がチャンバ空間63INから取り出される。
 その後、制御装置8は、ステップS207における計測装置72の計測結果に基づいて、テストワークWt1に造形された複数の造形物BOのそれぞれの線幅LW(つまり、サイズ)を算出する(ステップS208)。例えば、制御装置8は、領域A#11に形成された造形物BO#11の線幅LW#11と、領域A#12に形成された造形物BO#12の線幅LW#12と、・・・、領域A#63に形成された造形物BO#63の線幅LW#63と、領域A#64に形成された造形物BO#64の線幅LW#64とを算出してもよい。尚、造形物BOの線幅LWは、上述したように、目標照射領域EAの移動方向であるスキャン方向に交差するステップ方向における造形物BOのサイズに相当する。
 その後、制御装置8は、ステップS204において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualと、ステップS208において算出された造形物BOの線幅LWとに基づいて、溶融池サイズ情報SIを生成する(ステップS209)。具体的には、図12は、ステップS204において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualと第1テスト造形動作に用いられた加工光ELの強度との間の関係を、第1テスト造形動作に用いられた走査速度別に示すグラフである。図13は、ステップS209において算出された造形物BOの線幅LWと第1テスト造形動作に用いられた加工光ELの強度との間の関係を、第1テスト造形動作に用いられた走査速度別に示すグラフである。図12及び図13に示すように、第1テスト造形動作によって形成された複数の溶融池MPの実サイズMP_actualは、それぞれ、第1テスト造形動作によって造形された複数の造形物BOの線幅LWに1対1で対応する。具体的には、加工光ELの強度が第m番目の強度候補I#mに設定され且つ加工光ELの走査速度が第n番目の走査速度候補V#nに設定されている状況下で行われた第1テスト造形動作によって、実サイズMP_actual#mnを有する溶融池MPが形成され、その結果、線幅LW#mnを有する造形物BOが造形されている。この場合、溶融池MPの実サイズMP_actual#mnと造形物BOの線幅LW#mnとが対応することになる。つまり、ステップS204において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualとステップS208において算出された造形物BOの線幅LWとは、「実サイズMP_actual#mnを有する溶融池MPが形成された場合に線幅LW#mnを有する造形物BOが造形された」ことを示している。逆に言えば、ステップS204において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualとステップS208において算出された造形物BOの線幅LWとは、線幅LW#mnを有する造形物BOを造形するためには、実サイズMP_actual#mnを有する溶融池MPが形成されればよいことを示している。このため、第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualと第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの線幅LWとの関係は、実質的には、本造形動作によって造形するべき造形物BOの線幅LWと当該線幅LWを実現するために形成されるべき溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を示していると言える。このため、制御装置8は、ステップS204において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualと、ステップS208において算出された造形物BOの線幅LWとに基づいて、第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualと第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの線幅LWとの関係を示す情報を、線幅LWと目標サイズMP_targetとの関係を表す溶融池サイズ情報SIとして生成してもよい。
 図14は、第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualと第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの線幅LWとの関係を示すグラフである。図14に示すように、制御装置8は、ある造形条件下での第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualと、同じ造形条件下での第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの線幅LWとの間の関係を規定する複数のサンプル点Pを、縦軸(或いは、横軸)が溶融池MPの実サイズMP_actualを示し、且つ、横軸(或いは、縦軸)が造形物BOの線幅LWを示すグラフ上にプロットしてもよい。その後、制御装置8は、複数のサンプル点を結ぶ線を、線幅LWと目標サイズMP_targetとの関係を表す溶融池サイズ情報SIとして生成してもよい。例えば、制御装置8は、複数のサンプル点を結ぶ近似直線、近似曲線、回帰直線又は回帰直線を、線幅LWと目標サイズMP_targetとの関係を表す溶融池サイズ情報SIとして生成してもよい。
 制御装置8は、ステップS204において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualの全てと、ステップS208において算出された造形物BOの線幅LWの全てとを用いて、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。つまり、制御装置8は、図14に示すグラフ上にプロットされた複数のサンプル点Pの全てを用いて、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。或いは、制御装置8は、ステップS204において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualの一部と、ステップS208において算出された造形物BOの線幅LWの一部とを用いて、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。つまり、制御装置8は、図14に示すグラフ上にプロットされた複数のサンプル点Pのうちの一部を用いて、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。例えば、図12及び図13に示すように、加工光ELの走査速度が第1走査速度候補V#1に設定されている場合における実サイズMP_actual及び線幅LWのそれぞれの加工光ELの強度に対する変化傾向は、加工光ELの走査速度が第1走査速度候補V#2からV#4のそれぞれに設定されている場合における実サイズMP_actual及び線幅LWのそれぞれの加工光ELの強度に対する変化傾向と大きく異なるものとなる可能性がある。この場合には、制御装置8は、加工光ELの走査速度が第1走査速度候補V#1に設定されている場合における実サイズMP_actual及び線幅LWを用いることなく、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。つまり、制御装置8は、図14に示すグラフ上にプロットされた複数のサンプル点Pのうちの第1走査速度候補V#1に対応する一部のサンプル点を用いることなく、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。
 このように、本実施形態では、制御装置8は、第1テスト造形動作によって形成される溶融池MPの実サイズMP_actualと第1テスト造形動作によって造形される造形物BOの線幅LWとに基づいて、溶融池サイズ情報SIを生成する。つまり、制御装置8は、実際に造形物BOを造形する第1テスト造形動作の結果を用いて、溶融池サイズ情報SIを生成する。このため、加工システムSYSは、溶融池サイズ情報SIを用いて上述した光強度制御動作を行うことで、所望の線幅LWを有する造形物BOを適切に造形することができる。
 尚、上述した光制御動作において、溶融池サイズ情報SIに基づいて本造形動作における溶融池MPの目標サイズMP_targetを設定する動作は、実質的には、第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの計測結果と造形動作によって第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの計測結果とに基づいて目標サイズMP_targetを設定する動作と等価であるとみなしてもよい。つまり、溶融池サイズ情報SIに基づいて本造形動作における加工光ELの強度を制御する(つまり、本造形動作を制御する)動作は、実質的には、第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの計測結果と造形動作によって第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの計測結果とに基づいて本造形動作における加工光ELの強度を制御する(つまり、本造形動作を制御する)動作と等価であるとみなしてもよい。なぜならば、溶融池サイズ情報SIは、第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの計測結果(つまり、実サイズMP_actualの計測結果であり、第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPに関する情報)と造形動作によって第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの計測結果(つまり、線幅LWの計測結果であり、第1テスト造形動作によって造形された造形物BOに関する情報)とに基づいて生成されるからである。
 (2-4)制御パラメータ生成動作
 続いて、制御パラメータ生成動作について説明する。光強度制御動作の挙動を規定する制御パラメータKを生成するための動作である。本実施形態では、制御装置8は、制御パラメータKを生成するための造形動作を行うように加工システムSYS(特に、加工ユニット2、材料供給装置1及び光源4の少なくとも一つ)を制御する。その後、制御装置8は、造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualに基づいて、制御パラメータKを生成する。特に、制御装置8は、造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報に基づいて、制御パラメータKを生成する。
 以下の説明では、制御パラメータKを生成するための造形動作を、“第2テスト造形動作(つまり、第2テスト造形)”と称することで、上述した本造形動作(つまり、光制御動作と並行して行われる、3次元構造物STを造形するための造形動作)と区別する。第2テスト造形動作は、本造形動作の前に行われる。言い換えれば、本造形動作は、第2テスト造形動作の後に行われる。尚、制御パラメータKを生成するための第2テスト造形動作は、上述した溶融池サイズ情報SIを生成するための第1テスト造形動作とは異なる。このため、加工システムSYSは、第1テスト造形動作を含む溶融池サイズ情報生成動作を行い、且つ、第2テスト造形動作を含む制御パラメータ生成動作を行ってもよい。つまり、加工システムSYSは、第1テスト造形動作を行い、且つ、第1テスト造形動作とは別に、第2テスト造形動作を行ってもよい。
 以下、図15を参照しながら、第2テスト造形動作を含む制御パラメータ生成動作について説明する。図15は、制御パラメータ生成動作の流れを示すフローチャートである。
 図15に示すように、まず、ステージ31に、第2テスト造形動作が行われるワークWが載置される(ステップ300)。第2テスト造形動作が行われるワークWは、本造形動作が行われるワークWとは異なる。但し、本造形動作が行われるワークWが、第2テスト造形動作が行われるワークWとして用いられてもよい。以下の説明では、第2テスト造形動作が行われるワークWを“テストワークWt2”と称する。
 第2テスト造形動作が行われるテストワークWt2は、第1テスト造形動作が行われるテストワークWt1と同一であってもよい。この場合、加工システムSYSは、テストワークWt1の第1領域において第1テスト造形動作を行い、第1領域とは異なるテストワークWt1の第2領域において第2テスト造形動作を行ってもよい。或いは、第2テスト造形動作が行われるテストワークWt2は、第1テスト造形動作が行われるテストワークWt1と異なっていてもよい。
 テストワークWt2の特性は、ワークWの特性と同一である。特性は、材料の種類、密度、形状、サイズ(例えば、X軸方向のサイズ、Y軸方向のサイズ及びZ軸方向のサイズ)及び熱特性(例えば、融点及び沸点の少なくとも一方)を含んでいてもよい。また、テストワークWt2は、ワークWと同様に、造形材料Mの種類と同一の種類の部材であってもよい。より具体的には、テストワークWt2は、第2テスト造形動作で用いられる造形材料Mの種類と同一の種類の部材であってもよい。例えば、造形材料Mとして金属性の材料が用いられる場合には、テストワークWt2は、造形材料Mと同一の種類の金属であってもよい。例えば、造形材料Mとして樹脂性の材料が用いられる場合には、テストワークWt2は、造形材料Mと同一の種類の樹脂であってもよい。尚、第2テスト造形動作で用いられる造形材料Mの種類は、本造形動作で用いられる造形材料Mの種類と同一であってもよい。
 その後、計測装置71は、ワークWの計測(この場合、撮像)を開始する(ステップS301)。その後、加工システムSYSは、制御装置8の制御下で、第2テスト造形動作を行う(ステップS302からステップS303)。尚、計測装置71は、第2テスト造形動作が行われている期間中は、ワークWを計測(撮像)し続ける。このため、計測装置71は、ワークWが写り込んだ複数の溶融池画像IMG_MPを含む画像群(実質的には、動画)を生成する。
 具体的には、加工システムSYSは、まず、第1強度の加工光ELをテストワークWt2に照射する(ステップS302)。この際、加工システムSYSは、材料ノズル212から、第1強度の加工光ELによって溶融池MPが形成されている部位に造形材料Mを供給してもよい。その後、加工システムSYSは、第1強度とは異なる第2強度の加工光ELをテストワークWt2に照射する(ステップS303)。この際、加工システムSYSは、材料ノズル212から、第2強度の加工光ELによって溶融池MPが形成されている部位に造形材料Mを供給してもよい。
 このように、制御パラメータKを生成するために、加工システムSYSは、第1強度の加工光ELをテストワークWt2に照射するという造形条件及び第2強度の加工光ELをテストワークWt2に照射するという造形条件を含む複数の造形条件の下で、第2テスト造形動作を行う。
 加工システムSYSは、第1強度の加工光ELが照射されるテストワークWt上の領域と、第2強度の加工光ELが照射されるテストワークWt上の領域とが異なるものとなるように、第2テスト造形動作を行ってもよい。例えば、加工システムSYSは、テストワークWt2の第1領域に第1強度の加工光ELを照射し、第1領域とは異なるテストワークWt2の第2領域に第2強度の加工光ELを照射してもよい。この場合、加工システムSYSは、テストワークWt2の第1領域に第1強度の加工光ELを1回照射することで、当該第1領域を加工してもよい。加工システムSYSは、テストワークWt2の第1領域を加工光ELが1回通過するようにテストワークWt2に第1強度の加工光ELを照射することで、当該第1領域を加工してもよい。加工システムSYSは、テストワークWt2の第1領域を目標照射領域EAが1回通過するように目標照射領域EAを移動させながら目標照射領域EAに第1強度の加工光ELを照射することで、当該第1領域を加工してもよい。加工システムSYSは、目標照射領域EAに第1強度の加工光ELを照射しながら造形面MSに対して目標照射領域EAをスキャン方向に沿って移動させるスキャン動作を1回行ってもよい。同様に、加工システムSYSは、テストワークWt2の第2領域に第2強度の加工光ELを1回照射することで、当該第2領域を加工してもよい。加工システムSYSは、テストワークWt2の第2領域を加工光ELが1回通過するようにテストワークWt2に第2強度の加工光ELを照射することで、当該第2領域を加工してもよい。加工システムSYSは、テストワークWt2の第2領域を目標照射領域EAが1回通過するように目標照射領域EAを移動させながら目標照射領域EAに第2強度の加工光ELを照射することで、当該第2領域を加工してもよい。加工システムSYSは、目標照射領域EAに第2強度の加工光ELを照射しながら造形面MSに対して目標照射領域EAをスキャン方向に沿って移動させるスキャン動作を1回行ってもよい。
 第2テスト造形動作が行われている期間の少なくとも一部において、制御装置8は、計測装置71から溶融池画像IMG_MPを取得する。つまり、制御装置8は、第2テスト造形動作によってテストワークWt2に形成された溶融池MPが写り込んだ溶融池画像IMG_MPを取得する。
 特に、制御装置8は、加工光ELの強度が第1強度から第2強度へと変更する前から、計測装置71から溶融池画像IMG_MPを連続的に又は断続的に取得してもよい。この場合、計測装置71は、加工光ELの強度が第1強度から第2強度へと変更する前から、テストワークWt2(特に、溶融池MP)を連続的に又は断続的に計測してもよい。また、制御装置8は、加工光ELの強度が第1強度から第2強度へと変更した後において、計測装置71から溶融池画像IMG_MPを連続的に又は断続的に取得してもよい。この場合、計測装置71は、加工光ELの強度が第1強度から第2強度へと変更した後において、テストワークWt2(特に、溶融池MP)を連続的に又は断続的に計測してもよい。その結果、典型的には、ワークWが写り込んだ複数の溶融池画像IMG_MPを含む画像群(実質的には、動画)を取得する。
 その後、制御装置8は、取得した溶融池画像IMG_MPに基づいて、第2テスト造形動作によって実際に形成された溶融池MPの実サイズMP_actualを算出する(ステップS305)。尚、ステップS305において実サイズMP_actualを算出する動作は、上述した光強度制御動作において実サイズMP_actualを算出する動作(図5のステップS12)と同一であってもよい。このため、ステップS305において実サイズMP_actualを算出する動作の詳細については省略する。
 その後、制御装置8は、ステップS305において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualに基づいて、制御パラメータKを生成する(ステップS306からステップS307)。
 具体的には、制御パラメータ生成動作では、加工システムSYSは、第1強度の加工光ELをテストワークWt2に照射した後に、第2強度の加工光ELをテストワークWt2に照射する。つまり、加工システムSYSは、テストワークWt2に照射する加工光ELの強度を第1強度から第2強度に変えている。このため、ステップS305において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualは、第1強度の加工光ELがテストワークWt2に照射されている期間中の溶融池MPの実サイズMP_actualと、第2強度の加工光ELがテストワークWt2に照射されている期間中の溶融池MPの実サイズMP_actualとを含む。つまり、ステップS305において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualは、テストワークWt2に照射されている加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更された場合の溶融池MPの実サイズMP_actualを含む。このため、ステップS305において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualは、テストワークWt2に照射されている加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更された後の溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報を含んでいる。
 例えば、図16は、テストワークWt2に照射されている加工光ELの強度と、溶融池MPの実サイズMP_actualとの関係を示すグラフである。図16に示すように、第2強度が第1強度よりも強い場合には、時刻t1において加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更された後において、溶融池MPの実サイズMP_actualは、徐々に大きくなっていく。その後、時刻t1からある程度の時間が経過した時刻t2以降において、溶融池MPの実サイズMP_actualは、概ね一定のサイズに収束する。逆に、第2強度が第1強度よりも弱い場合には、図示しないものの、時刻t1加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更された後において、溶融池MPの実サイズMP_actualは、徐々に小さくなっていく。その後、時刻t1からある程度の時間が経過した時刻t2以降において、溶融池MPの実サイズMP_actualは、概ね一定のサイズに収束する。
 制御装置8は、制御パラメータKを設定するために、まず、ステップS305において算出された溶融池MPの実サイズMP_actualに基づいて、第2テスト造形動作が行われている期間の少なくとも一部における溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報を生成する(ステップS306)。つまり、制御装置8は、計測装置71の計測結果に基づいて、計測装置71の計測結果(つまり、溶融池MPに関する情報)の変化に関する情報を生成する(ステップS306)。
 上述したように、加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更されるがゆえに、溶融池MPの実サイズMP_actualが変化する。このため、溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報は、加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更された後における溶融池MPの実サイズMP_actualの変化(特に、時間変化)に関する情報を含んでいてもよい。溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報は、加工光ELの強度の変化に対する溶融池MPの実サイズMP_actualの変化(特に、時間変化)に関する情報を含んでいてもよい。
 加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更されると、溶融池MPの実サイズMP_actualは、第1強度の加工光ELが照射されている期間中に形成される溶融池MPのサイズから、第2強度の加工光ELが照射されている期間中に形成される溶融池MPのサイズへと変化する。このため、溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報は、第1強度の加工光ELが照射されている期間中に形成される溶融池MPのサイズに対する第2強度の加工光ELが照射されている期間中に形成される溶融池MPのサイズの変化に関する情報を含んでいてもよい。つまり、溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報は、第1強度の加工光ELが照射されているテストワークWt1上の第1領域に形成される溶融池MPのサイズに対する第2強度の加工光ELが照射されているテストワークWt1上の第2領域に形成される溶融池MPのサイズの変化に関する情報を含んでいてもよい。
 例えば、実サイズMP_actualの変化に関する情報は、加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更されてから、溶融池MPの実サイズMP_actualが所定のサイズに変化するまでに要した時間に関する情報を含んでいてもよい。所定のサイズは、例えば、加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更された後における溶融池MPの実サイズMP_actualの収束値(例えば、図16における時刻t2における実サイズMP_actual)であってもよい。例えば、実サイズMP_actualの変化に関する情報は、加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更された後における溶融池MPの実サイズMP_actualの変化の速度(つまり、実サイズMP_actualの時間による微分値であり、単位時間当たりに変化する実サイズMP_actualの分量)に関する情報を含んでいてもよい。例えば、実サイズMP_actualの変化に関する情報は、加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更された後において溶融池MPの実サイズMP_actualの変化の加速度(つまり、実サイズMP_actualの時間による2階微分値)に関する情報を含んでいてもよい。
 加工光ELの強度が第1強度から第2強度に変更された後における溶融池MPの実サイズMP_actualの変化の速度は、実質的には、実サイズMP_actualが変化する過渡期における実サイズMP_actualの応答速度(例えば、実サイズMP_actualが収束値になるまでの変化の速さ)を示す指標値である時定数と等価であるとみなしてもよい。このため、実サイズMP_actualの変化に関する情報は、実サイズMP_actualの時定数に関する情報を含んでいてもよい。尚、ここで言う過渡期は、実サイズMP_actualが、第1強度の加工光ELが照射されている期間中に形成される溶融池MPのサイズから、第2強度の加工光ELが照射されている期間中に形成される溶融池MPのサイズへと変化する期間(つまり、実サイズMP_actualが実質的に収束するまでの期間)を意味していてもよい。
 その後、制御装置8は、ステップS306において生成された実サイズMP_actualの変化に関する情報に基づいて、制御パラメータKを生成する(ステップS307)。具体的には、実サイズMP_actualの変化に関する情報は、加工光ELの強度の変化に対して実サイズMP_actualがどのように変化するかを示している。つまり、実サイズMP_actualの変化に関する情報は、溶融池MPの実サイズMP_actualに基づいて加工光ELの強度を制御する光強度制御動作を模した動的システムが実現するべき入力(加工光ELの強度)と出力(溶融池MPの実サイズMP_actural)との関係を表すステップ応答を実質的に示している。このため、制御装置8は、光強度制御動作の挙動が、実サイズMP_actualの変化に関する情報から特定されるステップ応答を実現する動的システムの挙動と一致するように、光強度制御動作の挙動を規定する制御パラメータKを生成してもよい。
 光強度制御動作において加工光ELの強度を制御する動作は、加工光ELの強度をフィードバック制御する動作であるとみなしてもよいことは、上述したとおりである。この場合、制御装置8は、光強度制御動作によって実現されるフィードバック制御を模した動的システムの挙動が、実サイズMP_actualの変化に関する情報から特定されるステップ応答を実現する動的システムの挙動と一致するように、フィードバック制御の挙動を規定する比例ゲインKp、積分ゲインKi及び微分ゲインKdの少なくとも一つを、制御パラメータKとして生成してもよい。
 制御パラメータ生成動作によって生成された制御パラメータKは、加工システムSYSに入力されてもよい。特に、制御パラメータKは、光強度制御動作を行う加工ユニット2及び光源4に入力されてもよい。具体的には、制御パラメータKは、光強度制御動作を行う加工ユニット2及び光源4の挙動を模した動的システムに入力されてもよい。その結果、加工システムSYSは、制御パラメータKによって挙動が規定された光強度制御動作を行うことができる。
 このように、本実施形態では、制御装置8は、第2テスト造形動作によって形成される溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報に基づいて、制御パラメータKを生成する。つまり、制御装置8は、実際に造形物BOを造形する第2テスト造形動作の結果を用いて、制御パラメータKを生成する。このため、加工システムSYSは、制御パラメータKを用いて上述した光強度制御動作を行うことで、所望の線幅LWを有する造形物BOを適切に造形することができる。
 尚、上述した光制御動作において、制御パラメータKに基づいて加工光ELの強度を制御する(つまり、本造形動作を制御する)動作は、実質的には、テスト造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報に基づいて加工光ELの強度を制御する(つまり、本造形動作を制御する)動作と等価であるとみなしてもよい。なぜならば、制御パラメータKは、テスト造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualの変化に関する情報に基づいて生成されるからである。
 (4)変形例
 続いて、加工システムSYSの変形例について説明する。
 (4-1)第1変形例
 第1変形例では、制御装置8は、造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す溶融池サイズ情報SIを、加工光ELの強度別に生成してもよい。つまり、制御装置8は、造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を加工光ELの強度別に識別するための情報として、加工光ELの強度毎の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。制御装置8は、加工光ELの強度に関連付けられた溶融池サイズ情報SIを、加工光ELの強度の区分数だけ生成してもよい。
 例えば、加工光ELの強度別に生成される複数の溶融池サイズ情報SIを示す図17に示すように、制御装置8は、第1強度I#1aの加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合の造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す第1の溶融池サイズ情報SI#1aと、第1強度I#1aとは異なる第2強度I#2aの加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合の造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す第2の溶融池サイズ情報SI#2aと、第1強度I#1a及び第2強度I#2aとは異なる第3強度I#3aの加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合の造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す第3の溶融池サイズ情報SI#3aと、・・・を別個に生成してもよい。
 第k(但し、第1変形例では、kは、1以上且つ加工光ELの強度別に生成される溶融池サイズ情報SIの総数以下の整数を示す変数)の溶融池サイズ情報SI#kaは、第k強度I#kaの加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合の目標サイズMP_targetを設定するために制御装置8によって参照されてもよい。
 第kの溶融池サイズ情報SI#kaを生成するために、加工システムSYSは、第k強度I#kaの加工光ELを用いて行われる第1テスト造形動作を含む溶融池サイズ情報生成動作を行ってもよい。制御装置8は、第k強度I#kaの加工光ELを用いた第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualと、第k強度I#kaの加工光ELを用いた第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの線幅LWとに基づいて、第kの溶融池サイズ情報SI#kaを生成してもよい。
 このように溶融池サイズ情報SIが加工光ELの強度別に生成される場合には、溶融池サイズ情報SIが加工光ELの強度別に生成されない場合と比較して、制御装置8は、造形動作で実際に用いられる加工光ELの強度に合わせたより適切な目標サイズMP_targetを設定することができる。このため、加工システムSYSは、所望の線幅LWを有する造形物BOをより適切に造形することができる。
 尚、制御装置8は、溶融池サイズ情報生成動作を行うことで、加工光ELの強度毎の溶融池サイズ情報SIを複数生成することに加えて又は代えて、加工光ELの一の強度に対応する一の溶融池サイズ情報SIを生成する一方で、加工光ELの他の強度に対応する他の溶融池サイズ情報SIを生成しなくてもよい。この場合、制御装置8は、光強度制御動作を行う際に、一の溶融池サイズ情報SIから加工光ELの他の強度に対応する他の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。例えば、制御装置8は、一の強度と他の強度との関係を踏まえて、一の溶融池サイズ情報SIを他の溶融池サイズ情報SIに変換することで、他の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。
 (4-2)第2変形例
 第2変形例では、制御装置8は、造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す溶融池サイズ情報SIを、加工光ELの走査速度別に生成してもよい。つまり、制御装置8は、造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を、加工光ELの走査速度別に識別するための情報として、加工光ELの走査速度毎の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。制御装置8は、加工光ELの走査速度に関連付けられた溶融池サイズ情報SIを、加工光ELの走査速度の区分数だけ生成してもよい。
 例えば、加工光ELの走査速度別に生成される複数の溶融池サイズ情報SIを示す図18に示すように、制御装置8は、第1走査速度V#1bで移動する加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合の造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す第1の溶融池サイズ情報SI#1bと、第1走査速度V#1bとは異なる第2走査速度V#2bで移動する加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合の造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す第2の溶融池サイズ情報SI#2bと、第1走査速度V#1b及び第2走査速度V#2bとは異なる第3走査速度V#3bで移動する加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合の造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す第3の溶融池サイズ情報SI#3bと、・・・を別個に生成してもよい。
 第k(但し、第2変形例では、kは、1以上且つ加工光ELの走査速度別に生成される溶融池サイズ情報SIの総数以下の整数を示す変数)の溶融池サイズ情報SI#kbは、第k走査速度V#kaで移動する加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合の目標サイズMP_targetを設定するために制御装置8によって参照されてもよい。
 第kの溶融池サイズ情報SI#kbを生成するために、加工システムSYSは、第k走査速度V#kbで移動する加工光ELを用いて行われる第1テスト造形動作を含む溶融池サイズ情報生成動作を行ってもよい。制御装置8は、第k走査速度V#kbで移動する加工光ELを用いた第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualと、第k走査速度V#kbで移動する加工光ELを用いた第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの線幅LWとに基づいて、第kの溶融池サイズ情報SI#kbを生成してもよい。
 このように溶融池サイズ情報SIが加工光ELの走査速度別に生成される場合には、溶融池サイズ情報SIが加工光ELの走査速度別に生成されない場合と比較して、制御装置8は、造形動作で実際に用いられる加工光ELの走査速度に合わせたより適切な目標サイズMP_targetを設定することができる。このため、加工システムSYSは、所望の線幅LWを有する造形物BOをより適切に造形することができる。
 尚、制御装置8は、溶融池サイズ情報生成動作を行うことで、加工光ELの走査速度毎の溶融池サイズ情報SIを複数生成することに加えて又は代えて、加工光ELの一の走査速度に対応する一の溶融池サイズ情報SIを生成する一方で、加工光ELの他の走査速度に対応する他の溶融池サイズ情報SIを生成しなくてもよい。この場合、制御装置8は、光強度制御動作を行う際に、一の溶融池サイズ情報SIから加工光ELの他の走査速度に対応する他の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。例えば、制御装置8は、一の走査速度と他の走査速度との関係を踏まえて、一の溶融池サイズ情報SIを他の溶融池サイズ情報SIに変換することで、他の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。
 (4-3)第3変形例
 本造形動作で用いられる造形材料Mの種類が変わると、造形条件(例えば、光強度条件及び走査速度条件)が変わっていない場合であっても、造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係が変わる可能性がある。例えば、第1の強度を有し且つ第1の走査速度で移動する加工光ELと第1の種類の造形材料Mを用いて本造形動作が行われる場合には、第1のサイズの溶融池MPが形成されれば第1の線幅の造形物BOが造形される一方で、第1の強度を有し且つ第1の走査速度で移動する加工光ELと第1の種類とは異なる第2の種類の造形材料Mを用いて本造形動作が行われる場合には、第1のサイズの溶融池MPが形成されると、第1の線幅とは異なる第2の線幅の造形物BOが造形される可能性がある。
 このため、制御装置8は、造形材料Mの種類に基づいて、溶融池MPの目標サイズMP_targetを設定してもよい。制御装置8は、本造形動作で用いられる造形材料Mの種類が変わる場合に、溶融池MPの目標サイズMP_targetを変更してもよい。
 造形材料Mの種類に応じて溶融池MPの目標サイズMP_targetを設定するために、制御装置8は、造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す溶融池サイズ情報SIを、造形材料Mの種類別に生成してもよい。制御装置8は、造形材料Mの種類に関連付けられた溶融池サイズ情報SIを、造形材料Mの種類の数だけ生成してもよい。
 例えば、造形材料Mの種類別に生成される複数の溶融池サイズ情報SIを示す図19に示すように、制御装置8は、第1の種類の造形材料Mを用いて本造形動作が行われる場合の造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す第1の溶融池サイズ情報SI#1cと、第1の種類とは異なる第2の種類の造形材料Mを用いて本造形動作が行われる場合の造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す第2の溶融池サイズ情報SI#2cと、第1の種類及び第2の種類とは異なる第3の種類を用いて本造形動作が行われる場合の造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係を表す第3の溶融池サイズ情報SI#3cと、・・・を別個に生成してもよい。
 第k(但し、第3変形例では、kは、1以上且つ造形材料Mの種類別に生成される溶融池サイズ情報SIの総数以下の整数を示す変数)の溶融池サイズ情報SI#kcは、第kの種類の造形材料Mを用いて本造形動作が行われる場合の目標サイズMP_targetを設定するために制御装置8によって参照されてもよい。
 第kの溶融池サイズ情報SI#kcを生成するために、加工システムSYSは、第kの種類の造形材料Mを用いて行われる第1テスト造形動作を含む溶融池サイズ情報生成動作を行ってもよい。制御装置8は、第kの種類の造形材料Mを用いた第1テスト造形動作によって形成された溶融池MPの実サイズMP_actualと、第k強度I#kaの加工光ELを用いた第1テスト造形動作によって造形された造形物BOの線幅LWとに基づいて、第kの溶融池サイズ情報SI#kcを生成してもよい。
 このように溶融池サイズ情報SIが加工光ELの強度別に生成される場合には、溶融池サイズ情報SIが加工光ELの強度別に生成されない場合と比較して、制御装置8は、造形動作で実際に用いられる加工光ELの強度に合わせたより適切な目標サイズMP_targetを設定することができる。このため、加工システムSYSは、所望の線幅LWを有する造形物BOをより適切に造形することができる。
 尚、制御装置8は、溶融池サイズ情報生成動作を行うことで、造形材料Mの種類毎の溶融池サイズ情報SIを複数生成することに加えて又は代えて、一の種類の造形材料Mに対応する一の溶融池サイズ情報SIを生成する一方で、他の種類の造形材料Mに対応する他の溶融池サイズ情報SIを生成しなくてもよい。この場合、制御装置8は、光強度制御動作を行う際に、一の溶融池サイズ情報SIから他の種類の造形材料Mに対応する他の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。例えば、制御装置8は、一の種類の造形材料Mと他の種類の造形材料Mとの特性の関係を踏まえて、一の溶融池サイズ情報SIを他の溶融池サイズ情報SIに変換することで、他の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。
 或いは、制御装置8は、一の種類の造形材料Mを用いて本造形動作が行われるタイミングで、一の種類の造形材料Mを用いて行われる第1テスト造形動作を含む溶融池サイズ情報生成動作を行うことで、一の種類の造形材料Mに対応する一の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。この場合、制御装置8は、本造形動作で用いられる造形材料Mの種類が変更される場合に、変更後の種類の造形材料Mを用いて行われる第1テスト造形動作を含む溶融池サイズ情報生成動作を行う(つまり、開始する)ことで、変更後の種類の造形材料Mに対応する一の溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。
 (4-4)第4変形例
 上述した説明では、溶融池サイズ情報SIを生成するために用いられる造形条件は、加工光ELの強度に関する強度条件と、加工光ELの走査速度に関する操作速度条件を含んでいる。しかしながら、造形条件は、その他の条件を含んでいてもよい。造形条件は、溶融池MPの実サイズMP_actual及び造形物BOの線幅LWに影響を与えるその他の条件を含んでいてもよい。
 例えば、スキャン動作における目標照射領域EAの移動方向が変わると、目標照射領域EAの移動方向以外の造形条件(例えば、光強度条件及び走査速度条件)が変わっていない場合であっても、造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係が変わる可能性がある。例えば、第1の強度を有し且つ第1の走査速度で第1の方向(例えば、-Y側から+Y側に向かう方向)に移動する加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合には、第1のサイズの溶融池MPが形成されれば第1の線幅の造形物BOが造形される一方で、例えば、第1の強度を有し且つ第1の走査速度で第1の方向とは異なる第2の方向(例えば、+Y側から-Y側に向かう方向)に移動する加工光ELを用いて本造形動作が行われる場合には、第1のサイズの溶融池MPが形成されると、第1の線幅とは異なる第2の線幅の造形物BOが造形される可能性がある。このため、スキャン動作における目標照射領域EAの移動方向に関するスキャン方向条件が、造形条件として用いられてもよい。この場合、制御装置8は、強度条件及び走査速度条件が造形条件として用いられる場合と同様に、複数のスキャン方向条件の下で上述した第1テスト造形動作を行うことで、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。つまり、制御装置8は、スキャン動作における目標照射領域EAの移動方向を変更しながら第1テスト造形動作を繰り返すことで、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。
 例えば、材料ノズル212と造形面MSとの間の距離(特に、供給アウトレット214と造形面MSとの間の距離)が変わると、目標照射領域EAの移動方向以外の造形条件(例えば、光強度条件及び走査速度条件)が変わっていない場合であっても、造形物BOの線幅LWと溶融池MPの目標サイズMP_targetとの関係が変わる可能性がある。例えば、第1の強度を有し且つ第1の走査速度で加工光ELと造形面MSから第1の距離だけ離れた材料ノズル212から供給される造形材料Mとを用いて本造形動作が行われる場合には、第1のサイズの溶融池MPが形成されれば第1の線幅の造形物BOが造形される一方で、例えば、第1の強度を有し且つ第1の走査速度で移動する加工光ELと造形面MSから第1の距離とは異なる第2の距離だけ離れた材料ノズル212から供給される造形材料Mとを用いて本造形動作が行われる場合には、第1のサイズの溶融池MPが形成されると、第1の線幅とは異なる第2の線幅の造形物BOが造形される可能性がある。このため、材料ノズル212と造形面MSとの間の距離に関するノズル距離条件が、造形条件として用いられてもよい。この場合、制御装置8は、強度条件及び走査速度条件が造形条件として用いられる場合と同様に、複数のノズル距離条件の下で上述した第1テスト造形動作を行うことで、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。つまり、制御装置8は、材料ノズル212と造形面MSとの間の距離を変更しながら第1テスト造形動作を繰り返すことで、溶融池サイズ情報SIを生成してもよい。尚、材料ノズル212と造形面MSとの間の距離を変更するために、典型的には、ヘッド駆動系22が加工ヘッド21の位置を変更してもよい。その結果、加工ヘッド21が備える材料ノズル212の位置(特に、供給アウトレット214の位置)が変更されるため、材料ノズル212と造形面MSとの間の距離が変更される。
 (4-5)その他の変形例
 上述した説明では、加工システムSYSが備える計測装置71は、チャンバ空間63INに配置されている。しかしながら、計測装置71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、計測装置71は、外部空間64OUTに配置されていてもよい。計測装置71は、外部空間64OUTからワークW(特に、ワークWに形成される溶融池MP)を計測可能であってもよい。
 上述した説明では、加工システムSYSが備える計測装置72は、チャンバ空間63INとは異なる位置(例えば、外部空間64OUT)に配置されている。しかしながら、計測装置72は、外部空間64OUTとは異なる位置に配置されていてもよい。例えば、計測装置72は、チャンバ空間63INに配置されていてもよい。計測装置72は、チャンバ空間63INにおいて、ワークW(特に、ワークWに造形される造形物BO)を計測可能であってもよい。
 上述した説明では、加工システムSYSは、ワークWに形成される溶融池MPを計測可能な計測装置71(第1計測装置)と、ワークWに造形される造形物を計測可能な計測装置72(第2計測装置)との双方に備えている。しかしながら、計測装置71は、溶融池MPに加えて造形物BOを計測可能であってもよい。例えば、計測装置71は、溶融池MPの大きさに加えて造形物BOの大きさを計測可能であってもよい。つまり、計測装置71は、計測装置72として機能可能であってもよい。この場合、加工システムSYSは、計測装置72を備えていなくてもよい。また、計測装置72は、造形物BOに加えて溶融池MPを計測可能であってもよい。例えば、計測装置72は、造形物BOの大きさに加えて溶融池MPの大きさを計測可能であってもよい。つまり、計測装置72は、計測装置71として機能可能であってもよい。この場合、加工システムSYSは、計測装置71を備えていなくてもよい。
 加工システムSYSは、計測装置72を備えていなくてもよい。この場合、チャンバ空間63INから取り出されたワークWに造形された造形物BOは、加工システムSYSとは異なる外部の計測装置によって計測されてもよい。制御装置8は、加工システムSYSとは異なる外部の計測装置から、外部の計測装置の計測結果を、造形物BOに関する情報
例えば、造形物BOの大きさに関する情報)として取得してもよい。
 上述した説明では、加工システムSYSは、光強度制御動作と、溶融池サイズ情報生成動作と、制御パラメータ生成動作とを行っている。しかしながら、加工システムSYSは、溶融池サイズ情報生成動作及び制御パラメータ生成動作の少なくとも一方を行う一方で、光強度制御動作を行わなくてもよい。つまり、加工システムSYSは、計測装置71を用いてテスト造形動作によって形成される溶融池MPを計測し及び/又は計測装置72を用いてテスト造形動作によって形成される造形物BOを計測する一方で、計測装置71及び72の少なくとも一方の計測結果に基づいて本造形動作を行わなくてもよい。この場合、加工システムSYSは、計測システムと称されてもよい。加工システムSYSは、計測装置71及び72の少なくとも一方の計測結果を、本造形動作を行う他の加工システムに出力してもよい。
 或いは、加工システムSYSは、光強度制御動作を行う一方で、溶融池サイズ情報生成動作及び制御パラメータ生成動作の少なくとも一方を行わなくてもよい。つまり、加工システムSYSは、本造形動作を行う一方で、計測装置71を用いてテスト造形動作によって形成される溶融池MPを計測しなくてもよい及び/又は計測装置72を用いてテスト造形動作によって形成される造形物BOを計測しなくてもよい。この場合、加工システムSYSは、計測装置71及び72の少なくとも一方を備えていなくてもよい。加工システムSYSの外部の計測装置が、テスト造形動作によって形成される溶融池MP及びテスト造形動作によって造形される造形物BOの少なくとも一方を計測してもよい。尚、テスト造形動作は、加工システムSYSによって行われてもよいし、加工システムSYSとは異なる他の加工システムによって行われてもよい。加工システムSYSは、加工システムSYSの外部の計測装置の計測結果に基づいて、本造形動作を行ってもよい。
 上述した説明では、加工システムSYSは、ヘッド駆動系22を備えている。つまり、加工ヘッド21が移動可能である。しかしながら、加工システムSYSは、ヘッド駆動系22を備えていなくてもよい。つまり、加工ヘッド21が移動可能でなくてもよい。また、上述した説明では、加工システムSYSは、ステージ駆動系32を備えている。つまり、ステージ31が移動可能である。しかしながら、加工システムSYSは、ステージ駆動系32を備えていなくてもよい。つまり、ステージ31が移動可能でなくてもよい。
 上述した説明では、加工ユニット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、加工ユニット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、加工ユニット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の一例として、荷電粒子ビーム(例えば、電子ビーム及びイオンビーム等の少なくとも一つ)及び電磁波等の少なくとも一つがあげられる。
 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付加加工を行っている。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)を照射することで造形物BOを造形可能なその他の方式により造形材料Mから造形物BOを形成してもよい。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)を照射する方式とは異なる、付加加工のための任意の方式により造形物BOを形成してもよい。
(5)付記
 以上説明した実施形態に対して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 前記加工装置により形成された前記溶融池の大きさを計測可能な第1計測装置と、
 前記加工装置により造形された前記造形物の大きさを計測可能な第2計測装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、前記加工装置を制御して、複数の条件で物体にテスト造形を行い、
 前記複数の条件は、前記加工ビームの強度に関する条件及び前記加工ビームと前記物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含み、
 前記第1計測装置は、前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測し、
 前記第2計測装置は、前記テスト造形で造形された前記造形物の大きさを計測する
 計測システム。
[付記2]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、テスト造形時の溶融池の大きさと、前記テスト造形時に造形された造形物の大きさとに基づいて、前記加工装置による造形を制御する
 加工システム。
[付記3]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 前記加工装置により形成された前記溶融池の大きさを計測可能な第1計測装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、前記加工装置を制御して、複数の条件で物体にテスト造形を行い、
 前記複数の条件は、第1強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件及び前記第1強度とは異なる第2強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件を含み、
 前記制御装置は、前記第1計測装置によって計測された前記テスト造形時における前記溶融池の大きさの変化に関する情報を生成する
 計測システム。
[付記4]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 前記加工装置により形成された前記溶融池の大きさを計測可能な第1計測装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、テスト造形時における前記加工ビームの強度変化に対する前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記加工装置を制御する
 加工システム。
[付記5]
 複数の条件で物体に加工ビームを照射することと、
 前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給して造形を行うことと、
 前記加工ビームにより形成された前記溶融池の大きさを計測することと、
 前記加工ビームにより造形された造形物の大きさを計測することと、
 前記複数の条件は、前記加工ビームの強度に関する条件及び前記加工ビームと前記物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含む
 計測方法。
[付記6]
 複数の条件で物体に加工ビームを照射することと、
 前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給して造形を行うことと、
 前記溶融池の大きさと、造形された造形物の大きさとに基づいて、前記造形を制御することと
 を含む加工方法。
[付記7]
 複数の条件で物体に加工ビームを照射して造形を行うことと、
 前記加工ビームにより形成された前記造形時の溶融池の大きさを計測することと
 を含み、
 前記複数の条件は、第1強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件及び前記第1強度とは異なる第2強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件を含む
 計測方法。
[付記8]
 物体に加工ビームを照射することと、
 造形材料を供給し第1造形を行うことと、
 前記第1造形とは異なる第2造形時に計測された溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記第1造形を制御することを含む
 加工方法。
[付記9]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 前記加工装置により形成された溶融池の大きさを計測可能な第1計測装置と、
 前記加工装置により造形された前記造形物の大きさを計測可能な第2計測装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、前記加工装置を制御して、複数の条件で物体の造形を行い、
 前記複数の条件は、前記加工ビームの強度に関する条件及び前記加工ビームと前記物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含み、
 前記制御装置は、前記第1計測装置により計測された前記溶融池の大きさと、前記第2計測装置によって計測された前記造形物の大きさとに基づいて、前記加工装置による造形を制御する
 加工システム。
[付記10]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 前記加工装置により形成された溶融池の大きさを計測可能な第1計測装置と、
 前記加工装置により造形された前記造形物の大きさを計測可能な第2計測装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、前記加工装置を制御して、複数の条件で物体の造形を行い、
 前記複数の条件は、前記加工ビームの強度に関する条件及び前記加工ビームと前記物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含み、
 前記第1計測装置は、前記加工ビームの強度又は前記走査速度を変化させた場合の前記溶融池に関する情報を取得し、
 前記第2計測装置は、前記加工ビームの強度又は前記走査速度を変化させた場合の前記造形物に関する情報を取得する
 加工システム。
[付記11]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、溶融池に関する情報と、前記造形物に関する情報とに基づいて、前記加工装置による造形を制御する
 加工システム。
[付記12]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 前記加工装置により形成された溶融池に関する情報を取得可能な第1計測装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、前記加工装置を制御して、複数の条件で物体に造形を行い、
 前記複数の条件は、第1強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件及び前記第1強度とは異なる第2強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件を含み、
 前記制御装置は、前記第1計測装置により計測された前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記加工装置による造形を制御する
 加工システム。
[付記13]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 前記加工装置により形成された溶融池に関する情報を取得可能な第1計測装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、前記加工装置を制御して、複数の条件で物体に造形を行い、
 前記複数の条件は、第1強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件及び前記第1強度とは異なる第2強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件を含み、
 前記制御装置は、前記第1計測装置によって計測された前記溶融池に関する情報の変化に関する情報を生成する
 加工システム。
[付記14]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、前記加工ビームの強度変化に対する前記溶融池の変化に関する情報に基づいて、前記加工装置を制御する
 加工システム。
[付記15]
 前記加工装置により形成された前記溶融池に関する情報を取得可能な第1計測装置と、
 前記加工装置により造形された前記造形物に関する情報を取得可能な第2計測装置と
 を更に備え、
 前記第1計測装置は、前記加工装置が配置される空間に配置され、
 前記第2計測装置は、前記空間とは異なる位置に配置される
 付記11に記載の加工システム。
[付記16]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 前記加工装置により形成された前記溶融池の大きさを計測可能な第1計測装置と、
 前記加工装置により造形された前記造形物の大きさを計測可能な第2計測装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、前記加工装置を制御して、物体にテスト造形を行い、且つ、前記テスト造形における前記加工ビームの条件を変更し、
 前記加工ビームの条件は、前記加工ビームの強度に関する条件及び前記加工ビームと前記物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含み、
 前記制御装置は、前記第1計測装置により計測された前記テスト造形時の前記溶融池の大きさと、前記第2計測装置によって計測された前記テスト造形で造形された前記造形物の大きさとに基づいて、前記テスト造形後の前記加工装置による造形を制御する
 加工システム。
[付記17]
 加工ビームを照射可能な照射光学系と、前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給可能な材料供給部材とを備え、造形物を造形可能な加工装置と、
 前記加工装置により形成された前記溶融池の大きさを計測可能な第1計測装置と、
 制御装置と
 を備え、
 前記制御装置は、前記加工装置を制御して、複数の条件で物体にテスト造形を行い、
 前記複数の条件は、第1強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件及び前記第1強度とは異なる第2強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件を含み、
 前記制御装置は、前記第1計測装置により計測された前記テスト造形時の前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記テスト造形後の前記加工装置による造形を制御する
 加工システム。
[付記18]
 物体に加工ビームを照射することと、
 前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給してテスト造形を行うことと、
 前記テスト造形における前記加工ビームの条件を変更することと、
 前記加工ビームにより形成された前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測することと、
 前記加工ビームにより前記テスト造形時に造形された造形物の大きさを計測することと
 を含み、
 前記加工ビームの条件は、前記加工ビームの強度に関する条件及び前記加工ビームと前記物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含む
 計測方法。
[付記19]
 物体に加工ビームを照射することと、
 前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給して造形を行うことと、
 テスト造形時に計測された前記溶融池の大きさ及び前記テスト造形時に造形された造形物の大きさに基づいて、前記造形を制御することを含む
 加工方法。
[付記20]
 複数の条件で物体に加工ビームを照射してテスト造形を行うことと、
 前記加工ビームにより形成された前記テスト造形時の溶融池の大きさを計測することと
 を含み、
 前記複数の条件は、第1強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件及び前記第1強度とは異なる第2強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件を含む
 計測方法。
[付記21]
 物体に加工ビームを照射することと、
 前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給して造形を行うことと、
 テスト造形時に計測された前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記造形を制御することと
 を含む加工方法。
[付記22]
 物体に加工ビームを照射することと、
 前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給して造形を行うことと、
 前記造形における前記加工ビームの条件を変更することと、
 前記加工ビームにより形成された前記溶融池の大きさを計測することと、
 前記加工ビームにより造形された造形物の大きさを計測することと、
 前記溶融池の大きさと、前記造形物の大きさとに基づいて、前記造形を制御することと
 を含み、
 前記加工ビームの条件は、前記加工ビームの強度に関する条件及び前記加工ビームと前記物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含む
 加工方法。
[付記23]
 複数の条件で物体に加工ビームを照射して造形を行うことと、
 前記加工ビームにより形成された前記造形時の溶融池の大きさを計測することと、
 前記造形時の前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記造形の後に行われる別の造形を制御することと
 を含み、
 前記複数の条件は、第1強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件及び前記第1強度とは異なる第2強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件を含む
 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方法、加工システム、計測方法及び計測システム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 加工ユニット
 21 加工ヘッド
 22 ヘッド駆動系
 3 ステージユニット
 31 ステージ
 71、72 計測装置
 8 制御装置
 W ワーク
 M 造形材料
 SL 構造層
 MS 造形面
 MP 溶融池

Claims (32)

  1.  物体に加工ビームを照射することと、
     前記加工ビームが照射されて溶融池が形成される部位に造形材料を供給してテスト造形を行うことと、
     前記テスト造形における前記加工ビームの条件を変更することと、
     前記加工ビームにより形成された前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測することと、
     前記加工ビームにより前記テスト造形時に造形された造形物の大きさを計測することと、
     前記テスト造形時の前記溶融池の大きさと、前記テスト造形時に造形された前記造形物の大きさとに基づいて、前記テスト造形後の造形を制御することと
     を含み、
     前記加工ビームの条件は、前記加工ビームの強度に関する条件及び前記加工ビームと前記物体との相対的な走査速度に関する条件の少なくとも一方を含む
     加工方法。
  2.  前記テスト造形は、前記加工ビームの条件が第1条件に設定されている状況下で、前記物体と前記加工ビームとを走査方向に相対移動させながら前記物体上に第1造形物を造形することを含み、
     計測される前記テスト造形時の前記溶融池の大きさは、前記加工ビームにより前記物体上に形成される前記溶融池の前記走査方向と交差する方向の大きさを含み、
     計測される前記テスト造形時の前記造形物の大きさは、前記第1造形物の前記走査方向と交差する方向の大きさを含む
     請求項1に記載の加工方法。
  3.  前記テスト造形における前記加工ビームの条件を変更することは、前記加工ビームの強度及び前記加工ビームと前記物体との走査速度の少なくとも一方を変更することを含む
     請求項1又は2に記載の加工方法。
  4.  前記テスト造形における前記加工ビームの条件を変更することは、前記テスト造形における前記加工ビームの条件を、前記物体の第1領域に前記加工ビームを1回通過させて前記第1領域を加工するという第1条件に変更することを含み、
     前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測することは、前記第1領域に形成された前記溶融池の大きさを計測することを含み、
     前記テスト造形時に造形された造形物の大きさを計測することは、前記第1領域に造形された前記造形物の大きさを計測することを含む
     請求項1から3のいずれか一項に記載の加工方法。
  5.  前記テスト造形における前記加工ビームの条件を変更することは、前記物体の前記第1領域とは異なる第2領域に、前記第1領域を加工する前記加工ビームの強度とは異なる強度で前記加工ビームを1回通過させて前記第2領域を加工するという第2条件に変更することを含み、
     前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測することは、前記第2領域に形成された前記溶融池の大きさを計測することを含み、
     前記テスト造形時に造形された前記造形物の大きさを計測することは、前記第2領域に造形された前記造形物の大きさを計測することを含む
     請求項4に記載の加工方法。
  6.  前記テスト造形における前記加工ビームの条件を変更することは、前記物体の前記第1領域とは異なる第3領域に、前記第1領域を加工する前記加工ビームの走査速度とは異なる走査速度で前記加工ビームを1回通過させて前記第3領域を加工するという第3条件に変更することを含み、
     前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測することは、前記第3領域に形成された前記溶融池の大きさを計測することを含み、
     前記テスト造形時に造形された前記造形物の大きさを計測することは、前記第3領域に造形された前記造形物の大きさを計測することを含む
     請求項4又は5に記載の加工方法。
  7.  前記テスト造形において供給される前記造形材料の種類と、前記テスト造形後の造形において供給される前記造形材料の種類は同一である
     請求項1から6のいずれか一項に記載の加工方法。
  8.  前記物体は金属であり、
     前記テスト造形における前記物体の金属の種類と前記テスト造形において供給される前記造形材料の種類とは同一である
     請求項1から7のいずれか一項に記載の加工方法。
  9.  前記テスト造形を行うことは、供給される前記造形材料の種類を変更した場合に前記テスト造形を行うことを含む
     請求項1から8のいずれか一項に記載の加工方法。
  10.  前記テスト造形を行うことは、供給される前記造形材料の種類を変更した後に前記テスト造形を開始することを含む
     請求項1から9のいずれか一項に記載の加工方法。
  11.  前記テスト造形時に形成された前記溶融池の大きさの計測結果と、前記テスト造形時に造形された前記造形物の大きさの計測結果とに基づいて、前記テスト造形後の前記溶融池の目標となる大きさを決定することを更に含む
     請求項1から10のいずれか一項に記載の加工方法。
  12.  供給される前記造形材料の種類ごとに前記溶融池の目標となる大きさに関する情報を記憶することと、
     前記テスト造形後に供給される前記造形材料の種類に基づいて、前記テスト造形後の前記溶融池の目標となる大きさを決定することを更に含む
     請求項1から11のいずれか一項に記載の加工方法。
  13.  前記テスト造形は、前記加工ビームの強度を変えながら加工を繰り返すことで、前記物体上の複数の箇所のそれぞれに前記溶融池を形成することを含み、
     前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測することは、前記複数の箇所のそれぞれに形成された前記溶融池の大きさを計測することを含む
     請求項1から12のいずれか一項に記載の加工方法。
  14.  前記テスト造形は、前記加工ビームの強度を変えながら加工を繰り返すことで、前記物体上の複数の箇所のそれぞれに前記造形物を造形することを含み、
     前記テスト造形時に造形された前記造形物の大きさを計測することは、前記複数の箇所のそれぞれに造形された前記造形物の大きさを計測することを含む
     請求項1から13のいずれか一項に記載の加工方法。
  15.  前記テスト造形は、前記加工ビームの走査速度を変えながら加工を繰り返すことで、前記物体上の複数の箇所のそれぞれに前記溶融池を形成することを含み、
     前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測することは、前記複数の箇所のそれぞれに形成された前記溶融池の大きさを計測することを含む
     請求項1から14のいずれか一項に記載の加工方法。
  16.  前記テスト造形は、前記加工ビームの走査速度を変えながら加工を繰り返すことで、前記物体上の複数の箇所のそれぞれに前記造形物を造形することを含み、
     前記テスト造形時に造形された前記造形物の大きさを計測することは、前記複数の箇所のそれぞれに造形された前記造形物の大きさを計測することを含む
     請求項1から15のいずれか一項に記載の加工方法。
  17.  前記溶融池の大きさと前記造形物の大きさとの関係を、前記加工ビームの強度別及び前記走査速度別に識別するための情報を生成することを更に含む
     請求項1から16のいずれか一項に記載の加工方法。
  18.  前記加工ビームの走査速度は、前記物体と前記加工ビームとの相対的な移動に関する速度である
     請求項1から17のいずれか一項に記載の加工方法。
  19.  前記テスト造形後の造形を制御することは、前記テスト造形後の前記溶融池の大きさが、前記テスト造形後の前記溶融池の目標となる大きさに一致するように、前記加工ビームを制御することを含む
     請求項1から18のいずれか一項に記載の加工方法。
  20.  前記テスト造形後に、前記物体に実際に形成されている前記溶融池の実サイズを算出することを含み、
     前記テスト造形後の造形を制御することは、前記実サイズが前記テスト造形後の前記溶融池の目標の大きさである目標サイズに一致するように、前記加工ビームを制御するフィードバック制御を行うことを含む
     請求項1から19のいずれか一項に記載の加工方法。
  21.  前記造形材料を供給するための供給口の位置を変更することを更に含む
     請求項1から20のいずれか一項に記載の加工方法。
  22.  前記テスト造形を行うことは、前記造形材料の種類ごとに前記テスト造形を行うことを含み、
     前記造形材料の種類に関連付けて、前記溶融池の大きさと前記造形物の大きさとの関係に関する情報を生成することを更に含む
     請求項1から21のいずれか一項に記載の加工方法。
  23.  複数の条件で物体に加工ビームを照射してテスト造形を行うことと、
     前記加工ビームにより形成された前記テスト造形時の溶融池の大きさを計測することと、
     前記テスト造形時の前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記テスト造形後の造形を制御することと
     を含み、
     前記複数の条件は、第1強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件及び前記第1強度とは異なる第2強度で前記加工ビームを前記物体に照射するという条件を含む
     加工方法。
  24.  前記溶融池の大きさの変化に関する情報は、前記溶融池の大きさが所定の大きさに変化するまでの時間、前記溶融池の大きさの変化の速度、及び、前記溶融池の大きさの変化の加速度の少なくとも一つに関する情報を含む
     請求項23に記載の加工方法。
  25.  前記溶融池の大きさの変化に関する情報は、前記溶融池の変化の時定数に関する情報を含み、
     前記時定数は前記溶融池の大きさが所定の大きさになる速さを表す
     請求項23又は24に記載の加工方法。
  26.  前記テスト造形を行うことは、前記物体の第1領域に前記加工ビームを前記第1強度で1回通過させて前記第1領域を加工することと、前記第1領域とは異なる第2領域に前記加工ビームを前記第2強度で1回通過させて加工することを含み、
     前記テスト造形時の前記溶融池の大きさを計測することは、前記第1領域に形成された前記溶融池の大きさに対する前記第2領域に形成された前記溶融池の大きさの変化に関する情報を計測することを含む
     請求項23から25のいずれか一項に記載の加工方法。
  27.  前記加工ビームが照射されて前記溶融池が形成される部位に造形材料を供給することを更に含み、
     前記テスト造形時に供給される前記造形材料の種類と、前記テスト造形後に供給される前記造形材料の種類は同一である
     請求項23から26のいずれか一項に記載の加工方法。
  28.  前記加工ビームが照射されて前記溶融池が形成される部位に造形材料を供給することを更に含み、
     前記テスト造形時に前記加工ビームが照射される前記物体は金属であり、
     前記物体の金属の種類と、前記テスト造形後に供給される前記造形材料の種類とは同一である
     請求項23から27のいずれか一項に記載の加工方法。
  29.  前記溶融池の大きさの変化に関する情報は、前記加工ビームの強度が前記第1強度から前記第2強度に変化した後における前記溶融池の大きさの時間変化に関する情報を含む
     請求項23から28のいずれか一項に記載の加工方法。
  30.  前記テスト造形後の造形を制御することは、前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記テスト造形後の前記溶融池の大きさが目標の大きさと一致するように、前記加工ビームを制御することを含む
     請求項23から29のいずれか一項に記載の加工方法。
  31.  前記テスト造形後に、前記物体に実際に形成されている前記溶融池の実サイズを算出することを含み、
     前記テスト造形後の造形を制御することは、前記実サイズが前記テスト造形後の前記溶融池の目標の大きさである目標サイズに一致するように、前記加工ビームを制御するフィードバック制御を行うことを含み、
     前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記フィードバック制御の挙動を規定するパラメータを設定することを更に含む
     請求項23から30のいずれか一項に記載の加工方法。
  32.  前記溶融池の大きさの変化に関する情報に基づいて、前記フィードバック制御の挙動を規定する前記パラメータを加工装置に入力することを更に含む
     請求項31に記載の加工方法。
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