WO2022157931A1 - 造形システム - Google Patents

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WO2022157931A1
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modeling
inclined portion
modeling system
modeled
energy beam
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和樹 上野
元英 石川
浩一 安葉
慧 関口
アツコ 増田
ふみ香 志岐
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株式会社ニコン
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    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Definitions

  • the present invention for example, relates to the technical field of modeling systems that model objects.
  • Patent Document 1 describes an example of a modeling system that models a modeled object. In such a modeling system, forming an appropriate structure using a modeled object is a technical issue.
  • a modeling apparatus comprising: an energy beam irradiation section that emits an energy beam; and a material supply section that supplies modeling material to a portion irradiated with the energy beam; a control device for modeling a modeled object, wherein a second object is modeled above a first object having a first space, the second object comprising a first inclined portion connected to the first object; 1 including a second inclined portion connected to an object, and a connection portion connected to the tip of the first inclined portion and the tip of the second inclined portion, forming a part of the first inclined portion and the second inclined portion
  • the first slanted portion and the second slanted portion are formed by forming a part of the portion in order, and the second space below the first slanted portion and the second slanted portion is the second space below the first slanted portion and the second slanted portion.
  • a modeling system connected to one space and closed above the second space by the connecting part.
  • a modeling method for modeling a modeled object using a modeling apparatus including an energy beam irradiation unit that emits an energy beam and a material supply unit that supplies a molding material to a portion irradiated with the energy beam. forming a portion of a first slope connecting to said first object and a second slope connecting to said first object for shaping a second object above a first object having a first space; and forming a connecting portion connected to the tip of the first inclined portion and the tip of the second inclined portion, wherein the first inclined portion and the two inclined portions The second space below the part is connected to the first space, and the upper part of the second space is closed by the connecting part.
  • the object placement device on which the first object is placed the energy beam irradiation section that emits the energy beam, and the material supply section that supplies the modeling material to the site irradiated with the energy beam.
  • a molding device for molding on the first object a position changing device for changing a relative positional relationship between the molding device and the object placement device; and the molding device and the position changing device.
  • the position changing device has a drive device for moving the object placement device around the rotation axis, and moves the object placement device from a reference position in a first direction around the rotation axis.
  • first modeling operation performed using the modeling apparatus in the first state
  • second modeling operation in which the object placing apparatus is moved from the reference position around the rotation axis in a second direction opposite to the first direction.
  • the object placement device on which the first object is placed the energy beam irradiation section that emits the energy beam, and the material supply section that supplies the modeling material to the site irradiated with the energy beam.
  • a molding device for molding on the first object a position changing device for changing a relative positional relationship between the molding device and the object placement device; and the molding device and the position changing device.
  • a control device for controlling, forming a second object connecting a first region of the first object and a second region of the first object, and forming the second object, wherein the positional relationship is By irradiating the first area with the energy beam after the position changing device has changed the positional relationship so as to obtain the first relationship, a part of the second object is formed on the first area.
  • the first modeled object is irradiated with the energy beam.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the system configuration of the modeling system of this embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the modeling system of this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the modeling system of this embodiment.
  • FIGS. 4A to 4E is a cross-sectional view showing a state in which a certain region on the work is irradiated with the shaping light and the shaping material is supplied.
  • FIGS. 5(a) to 5(c) is a cross-sectional view showing the process of forming a three-dimensional structure.
  • FIG. 6 is a perspective view showing the appearance of a three-dimensional structure including a second object modeled above the first object.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the system configuration of the modeling system of this embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of the modeling system of this embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the structure of the modeling system of this embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing the top surface of a three-dimensional structure including a second object modeled above the first object.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view (in particular, a cross-sectional view taken along line A-A' in FIG. 7) showing a cross-section of a three-dimensional structure including a second object formed above the first object.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view (particularly, a cross-sectional view taken along line B-B' in FIG. 7) showing a cross section of a three-dimensional structure including a second object formed above the first object.
  • 10(a) and 10(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9. FIG. FIG. FIG.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing a slanted member to be molded onto the side wall member;
  • FIG. 12 is a cross-sectional view showing an enlarged inclined member formed on the side wall member.
  • FIGS. 13A and 13B is a cross-sectional view showing an example of the state of the stage for forming the inclined member.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing shaping light applied to the side wall member to shape another slanted member after the entire one slanted member is shaped.
  • 15(a) and 15(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIGS. 16(a) and 16(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 17(a) to 17(d) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9, respectively.
  • 18A and 18B are sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 19(a) and 19(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 20(a) and 20(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 21 is a cross-sectional view showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 23(a) and 23(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 24(a) and 24(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 25(a) and 25(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 25(a) and 25(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIGS. 6 and 26(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 27A and 27B are sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 29(a) and 29(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 30(a) and 30(b) are cross-sectional views showing the process of forming the three-dimensional structure shown in FIGS. 6 to 9.
  • FIG. 31 schematically shows the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation.
  • FIG. 32 is a cross-sectional view showing a cross-section of a three-dimensional structure including an outer wall member at a position where no supporting member is formed.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view showing a cross-section of a three-dimensional structure including an outer wall member at a position where a support member is formed.
  • FIG. 34 is a cross-sectional view showing a three-dimensional structure including a roof member having through holes.
  • FIG. 35 is a cross-sectional view showing a three-dimensional structure including an outer wall member having through holes.
  • FIG. 36 is a cross-sectional view showing a process of forming an outer wall member having through holes.
  • FIG. 37(a) and 37(c) are cross-sectional views showing examples of cross-sectional shapes of through holes formed in the roof member, and FIG. It is a cross-sectional view showing an example of the cross-sectional shape of a hole.
  • 38(a) and 38(b) are cross-sectional views showing the base member.
  • FIG. 39 is a cross-sectional view showing the process of modeling a three-dimensional structure in the fifth modified example.
  • FIG. 40 is a cross-sectional view showing the process of modeling a three-dimensional structure in the fifth modified example.
  • FIG. 41 is a cross-sectional view showing the process of modeling a three-dimensional structure in the fifth modified example.
  • FIG. 42 is a cross-sectional view showing the process of modeling a three-dimensional structure in the fifth modified example.
  • FIG. 43 is a cross-sectional view showing a pipe.
  • FIG. 44 is a cross-sectional view showing curved piping.
  • FIG. 45 is a cross-sectional view showing the process of forming a partial pipe.
  • FIG. 46 is a cross-sectional view showing the process of forming a partial pipe.
  • FIG. 47 is a cross-sectional view showing the process of forming a partial pipe.
  • FIG. 48 is a cross-sectional view showing the process of forming a partial pipe.
  • FIG. 1 An embodiment of a modeling system will be described below using a modeling system SYS that models a modeled object on a workpiece W by performing additional processing on the workpiece W, which is an example of an object.
  • FIG. 1 An embodiment of a modeling system will be described below using a modeling system SYS that performs additional processing based on a laser build-up welding method (LMD: Laser Metal Deposition).
  • LMD Laser Metal Deposition
  • the modeling material M supplied to the workpiece W is melted by the modeling light EL (that is, the energy beam having the form of light), so that the workpiece W is integrated with or integrated with the workpiece W.
  • the modeling 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 system configuration diagram showing the system configuration of the modeling system SYS of this embodiment.
  • 2 and 3 are cross-sectional views schematically showing the structure of the modeling system SYS of this embodiment.
  • the modeling system SYS is capable of modeling (in other words, forming) a modeled object.
  • the modeled object in the present embodiment may mean any object modeled by the modeling system SYS.
  • the modeling system SYS as an example of a modeled object, is a three-dimensional structure (that is, a three-dimensional object having a size in any of the three-dimensional directions).
  • An object having dimensions in the Y-axis direction and the Z-axis direction) ST can be formed.
  • the modeling system SYS can model a three-dimensional structure ST on a workpiece W that serves as a base (that is, a base material) for shaping the three-dimensional structure ST. That is, the modeling system SYS performs modeling on the work W.
  • the modeling system SYS can model a three-dimensional structure ST by performing additional processing on the workpiece W.
  • FIG. When the work W is a stage 31 to be described later, the modeling system SYS can model a three-dimensional structure ST on the stage 31 .
  • the modeling system SYS can model the three-dimensional structure ST on the mount.
  • the modeling system SYS may model the three-dimensional structure ST integrated with the placement object.
  • the operation of modeling the three-dimensional structure ST integrated with the mount is equivalent to the operation of adding a new structure to the mount.
  • the existing structure may be, for example, a defective part requiring repair.
  • the modeling system SYS may model a three-dimensional structure ST separable from the placement object.
  • the object placed on the stage 31 may be another three-dimensional structure ST (that is, an existing structure) modeled by the modeling 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 modeling system SYS can model the three-dimensional structure ST using the laser build-up welding method.
  • the modeling system SYS can be said to be a 3D printer that models an object using the layered modeling technology.
  • the layered manufacturing technology may also be referred to as rapid prototyping, rapid manufacturing, or additive manufacturing.
  • the modeling system SYS models the three-dimensional structure ST by processing the modeling material M using the modeling light EL.
  • the modeling material M is a material that can be melted by irradiation with modeling light EL having a predetermined intensity or more.
  • 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 building material M is a powdery or granular material. That is, the modeling material M is a granular material. However, the modeling material M does not have to be granular.
  • the modeling material M at least one of a wire-like modeling material and a gaseous modeling material may be used.
  • the modeling system SYS includes a material supply source 1, a modeling unit 2, a stage unit 3, a light source 5, and a gas supply source 6, as shown in FIGS. and a control device 7 .
  • the modeling unit 2 and the stage unit 3 may be housed in the internal space of the housing 8 .
  • the material supply source 1 supplies the modeling material M to the modeling unit 2 .
  • the material supply source 1 supplies a desired amount of modeling material M according to the required amount so that a required amount of modeling material M per unit time is supplied to the modeling unit 2 in order to model the three-dimensional structure ST. Supply material M.
  • the modeling unit 2 processes the modeling material M supplied from the material supply source 1 to model the three-dimensional structure ST.
  • the modeling unit 2 includes a modeling head 21 and a head drive system 22 to model a three-dimensional structure. Further, the modeling head 21 includes an irradiation optical system 211 and a material nozzle (that is, a supply system for supplying the modeling material M) 212 .
  • the modeling head 21 may also be called a modeling device.
  • the irradiation optical system 211 is an optical system (for example, a condensing optical system) for emitting the shaping light EL from the emission part 213 .
  • the irradiation optical system 211 is optically connected to the light source 5 that emits the shaping light EL via an optical transmission member 51 such as an optical fiber or a light pipe.
  • the irradiation optical system 211 emits modeling light EL propagating from the light source 5 via the light transmission member 51 .
  • the irradiation optical system 211 irradiates the shaping light EL from the irradiation optical system 211 downward (that is, to the -Z side).
  • a stage 31 is arranged below the irradiation optical system 211 .
  • the irradiation optical system 211 irradiates the work W with the shaping light EL. Therefore, the irradiation optical system 211 may be called an energy beam irradiation section. Specifically, the irradiation optical system 211 forms a target irradiation area EA set on or in the vicinity of the workpiece W as an area irradiated (typically, condensed) with the modeling 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 shaping light EL and a state in which the target irradiation area EA is not irradiated with the shaping light EL under the control of the control device 7. is.
  • the direction of the shaping light EL emitted from the irradiation optical system 211 is not limited to directly downward (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.
  • the material nozzle 212 is physically connected to the material supply source 1 which is the supply source of the modeling material M via the supply pipe 11 and the mixing device 12 .
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M supplied from the material supply source 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 source 1 through the supply pipe 11 .
  • the modeling material M from the material supply source 1 and the gas for transportation i.e., pressurized gas, for example, an inert gas such as nitrogen or argon
  • the gas for transportation i.e., pressurized gas, for example, an inert gas such as nitrogen or argon
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M with the gas for conveyance.
  • the carrier gas for example, a purge gas supplied from the gas supply source 6 is used.
  • gas supplied from a gas supply source different from the gas supply source 6 may be used as the carrier gas.
  • the material nozzle 212 is drawn in a tubular shape in FIG. 1, the shape of the material nozzle 212 is not limited to this shape.
  • the material nozzle 212 supplies the modeling material M 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 that is 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 modeling 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 modeling 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 material to the molten pool MP.
  • the modeling system SYS may cause the irradiation optical system 211 to melt the modeling material M from the material nozzle 212 before it reaches the workpiece W, and adhere the molten modeling material M to the workpiece W. .
  • the head drive system 22 moves the modeling head 21 .
  • the head drive system 22 moves the shaping head 21 along at least one of the X-axis, Y-axis, Z-axis, ⁇ X direction, ⁇ Y direction and ⁇ Z direction, for example.
  • the head drive system 22 moves the modeling head 21 along each of the X, Y and Z axes.
  • the head drive system 22 may include a head drive system 22X, a head drive system 22Y, and a head drive system 22Z.
  • the head drive system 22X moves the modeling head 21 along the X axis.
  • the head drive system 22Y moves the modeling head 21 along the Y-axis.
  • the head drive system 22Z moves the modeling head 21 along the Z axis.
  • the head drive system 22Y is connected to a support frame 224 installed on the bottom surface of the housing 8 (or a surface plate arranged on the bottom surface of the housing 8) via an anti-vibration device such as an air spring.
  • Y guide member 221Y extending along Y guide member 221Y, Y slide member 222Y movable along Y guide member 221Y, and a motor (not shown) for moving Y slide member 222Y.
  • the head drive system 22X includes an X guide member 221X connected to a Y slide member 222Y and extending along the X axis, an X slide member 222X movable along the X guide member 221X, and an incapable of moving the X slide member 222X. and a motor as shown.
  • the head drive system 22Z includes a Z guide member 221Z connected to the X slide member 222X and extending along the Z axis, a Z slide member 222Z movable along the Z guide member 221Z, and an incapable of moving the Z slide member 222Z. and a motor as shown.
  • the modeling head 21 is connected to the Z slide member 222Z. When the Y slide member 222Y moves along the Y guide member 221Y, the modeling head 21 connected to the Y slide member 222Y via the head drive systems 22X and 22Z moves along the Y axis.
  • the modeling head 21 connected to the X slide member 222X via the head drive system 22Z moves along the X axis.
  • the modeling head 21 connected to the Z slide member 222Z moves along the Z axis.
  • the head drive system 22 moves the shaping head 21, the relative positions of the shaping head 21 and the stage 31 and the work W placed on the stage 31 change. Therefore, the head drive system 22 may function as a position changing device for changing the relative positional relationship between the shaping head 21 and the stage 31 and the work W, respectively. Furthermore, when the relative positions of the shaping head 21, the stage 31, and the work W change, the target irradiation area EA and the target supply area MA (and the molten pool MP) move relative to the work W.
  • the stage unit 3 includes a stage 31 and a stage drive system 32.
  • the workpiece W is placed on a placement surface 311 that is at least part of the top surface of the stage 31 .
  • the stage 31 may be called an object placement device.
  • the stage 31 can support the work W placed on the stage 31 .
  • the stage 31 can support the three-dimensional structure ST through the work W. Therefore, the stage 31 may be called a support device.
  • 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 shaping light EL during at least part of the period in which the workpiece W is placed on the stage 31 .
  • the material nozzle 212 mentioned above supplies the modeling material M in at least one part of the period when the workpiece
  • the stage 31 includes a stage 31 ⁇ X and a stage 31 ⁇ Z.
  • the reason why the stage 31 includes the stage 31.theta.X and the stage 31.theta.Z is that the stage drive system 32, which will be described later, moves the stage 31 along each of the .theta.X direction and the .theta.Z direction.
  • the work W is placed on the stage 31 ⁇ Z. Therefore, at least part of the upper surface of the stage 31 ⁇ Z is used as a mounting surface 311 on which the workpiece W is mounted.
  • the stage 31 ⁇ X is movable along the ⁇ X direction by the stage drive system 32 (that is, rotatable around the rotation axis along the X axis).
  • the stage 31 ⁇ Z is arranged in a concave portion formed in the stage 31 ⁇ X so as to be rotatable around the rotation axis along the X-axis together with the stage 31 ⁇ X in accordance with the rotation of the stage 31 ⁇ X.
  • the stage 31 ⁇ Z is movable along the ⁇ Z direction by the stage driving system 32 independently of the rotation of the stage 31 ⁇ X (that is, rotatable around the rotation axis along the Z axis). It is arranged in a recess formed at 31 ⁇ X.
  • the configuration of the stage 31 is not limited to the configuration shown in FIGS.
  • the stage 31 ⁇ Z does not have to be arranged in the concave portion formed in the stage 31 ⁇ X.
  • the 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 driving system 32 moves the stage 31 along each of the .theta.X direction and the .theta.Z direction. That is, the stage drive system 32 rotates the stage 31 around the rotation axis along the X-axis, and rotates the stage 31 around the rotation axis along the Z-axis.
  • the stage drive system 32 may include a stage drive system 32 ⁇ X and a stage drive system 32 ⁇ Z.
  • the stage drive system 32 ⁇ X rotates the stage 31 (in particular, the stage 31 ⁇ X) around the rotation axis along the X axis.
  • the stage drive system 32 ⁇ Z rotates the stage 31 (in particular, the stage 31 ⁇ Z) around the rotation axis along the Z-axis.
  • the stage drive system 32 ⁇ X is rotatably mounted on a pair of support frames 323 installed on the bottom surface of the housing 8 (or on the surface plate arranged on the bottom surface of the housing 8) via an anti-vibration device such as an air spring. It has a pair of connected rotary shafts 321 ⁇ X and a motor 322 ⁇ X which is a driving device for rotating the pair of rotary shafts 321 ⁇ X around a rotation axis along the X axis.
  • a pair of rotating shafts 321 ⁇ X extends along the X-axis direction.
  • a pair of rotating shafts 321 ⁇ X are connected to the stage 31 ⁇ X so as to sandwich the stage 31 ⁇ X along the X-axis direction.
  • the stage drive system 32 ⁇ Z includes a rotating shaft 321 ⁇ Z extending along the Z-axis direction and connected to the bottom surface of the stage 31 ⁇ Z (specifically, the surface facing the stage 31 ⁇ X), and rotating the rotating shaft 321 ⁇ Z along the Z-axis. and a motor 322 ⁇ Z for rotating around the axis.
  • the stage 31 ⁇ X rotates around the rotation axis along the X axis.
  • the stage 31 ⁇ Z supported by the stage 31 ⁇ X also rotates around the rotation axis along the X-axis.
  • the stage 31 ⁇ Z also rotates around the rotation axis along the Z-axis.
  • the stage 31 shown in FIGS. 2 and 3 has a double-end structure in which the stage 31 ⁇ X is supported by the support frame 323 from both sides.
  • the stage 31 may have a cantilever structure in which the stage 31 ⁇ X is supported from one side by the support frame 323 .
  • the stage drive system 32 moves the stage 31, the relative positions of the shaping head 21 and the stage 31 and the workpiece W placed on the stage 31 change. Therefore, the stage drive system 32 may function as a position changing device for changing the relative positional relationship between the shaping head 21 and the stage 31 and the work W, respectively. Furthermore, when the relative positions of the shaping head 21, the stage 31, and the work W change, the target irradiation area EA and the target supply area MA (and the molten pool MP) move relative to the work W.
  • the operation of rotating the stage 31 around the rotation axis is substantially equivalent to the operation of changing the posture of the stage 31 (for example, changing the relative posture of the stage 31 with respect to the modeling head 21). good too.
  • the stage drive system 32 changes the position of the stage 31 relative to the shaping head 21 to change the relative positional relationship between the shaping head 21 and the stage 31 and the workpiece W. It may function as a modifier.
  • the light source 5 emits, for example, at least one of infrared light, visible light, and ultraviolet light as modeling light EL.
  • the shaping light EL may contain a plurality of pulsed lights (that is, a plurality of pulsed beams).
  • the shaping light EL may be laser light.
  • the light source 5 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 shaping light EL may not be laser light, and the light source 5 may include any light source (for example, at least one of an LED (Light Emitting Diode) and a discharge lamp). good.
  • the gas supply source 6 is a purge gas supply source for purging the internal space of the housing 8 .
  • the purge gas contains inert gas. Examples of inert gas include nitrogen gas and argon gas.
  • the gas supply source 6 supplies purge gas to the internal space of the housing 8 via a supply pipe 61 connecting the gas supply source 6 and the housing 8 . As a result, the internal space of the housing 8 becomes a space purged with the purge gas.
  • the gas supply source 6 may be a cylinder containing an inert gas such as nitrogen gas or argon gas. When the inert gas is nitrogen gas, the gas supply source 6 may be a nitrogen gas generator that generates nitrogen gas using the air as a raw material.
  • the gas supply source 6 may supply the purge gas to the mixing device 12 to which the building material M from the material supply source 1 is supplied. good.
  • the gas supply source 6 may be connected to the mixing device 12 via a supply pipe 62 that connects the gas supply source 6 and the mixing device 12 .
  • gas source 6 supplies purge gas to mixing device 12 via supply tube 62 .
  • the molding material M from the material supply source 1 is supplied (specifically, , pumped). That is, the gas supply source 6 may be connected to the material nozzle 212 via the supply pipe 62 , 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 control device 7 controls the operation of the modeling system SYS.
  • the control device 7 may control the modeling unit 2 (for example, at least one of the modeling head 21 and the head drive system 22) included in the modeling system SYS.
  • the control device 7 may control the stage unit 3 (for example, the stage drive system 32) included in the modeling system SYS.
  • the control device 7 may control at least one of the modeling unit 2 and the stage unit 3 to model the modeled object (eg, the three-dimensional structure ST).
  • the control device 7 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 7 functions as a device that controls the operation of the modeling 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 7, which will be described later.
  • this computer program is a computer program for causing the control device 7 to function so as to cause the modeling system SYS to perform operations described later.
  • the computer program executed by the arithmetic device may be recorded in a storage device (that is, a recording medium) included in the control device 7, or may be stored in any storage device built in the control device 7 or external to the control device 7. 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 7 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 7 via the network interface.
  • the control device 7 may control the emission mode of the shaping light EL by the irradiation optical system 211 .
  • the emission mode may include, for example, at least one of the intensity of the shaping light EL and the emission timing of the shaping light EL.
  • the modeling light EL includes a plurality of pulsed lights
  • 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 control device 7 may control the movement mode of the modeling head 21 by the head drive system 22 .
  • the control device 7 may control how the stage 31 is moved by the stage drive system 32 .
  • the movement mode may include, for example, at least one of movement amount, movement speed, movement direction, and movement timing (movement period). Furthermore, the control device 7 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 (supply period).
  • the control device 7 does not have to be provided inside the modeling system SYS.
  • the control device 7 may be provided as a server or the like outside the modeling system SYS.
  • the control device 7 and the modeling 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) 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 control device 7 and the modeling system SYS may be configured to be able to transmit and receive various types of information via a network.
  • control device 7 may be capable of transmitting information such as commands and control parameters to the modeling system SYS via a network.
  • the modeling system SYS may include a receiving device that receives information such as commands and control parameters from the control device 7 via the network.
  • the modeling system SYS may be provided with a transmission device (that is, an output device for outputting information to the control device 7) that transmits information such as commands and control parameters to the control device 7 via the network. good.
  • a first control device that performs part of the processing performed by the control device 7 is provided inside the modeling system SYS, while a second control device that performs another part of the processing performed by the control device 7 is provided inside the modeling system SYS.
  • the control device may be provided outside the modeling system SYS.
  • Recording media for recording computer programs executed by the control device 7 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 7 by the control device 7 (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 7, or a mixture of logical processing blocks and partial hardware modules that implement some elements of hardware. It can be implemented in the form of
  • the modeling operation (additional machining operation in this embodiment) for modeling the three-dimensional structure ST will be described.
  • the modeling system SYS performs a modeling operation for modeling the three-dimensional structure ST by performing additional processing on the workpiece W.
  • FIG. Specifically, the modeling system SYS models the three-dimensional structure ST by a laser build-up welding method. Therefore, the modeling system SYS may model the three-dimensional structure ST by performing an existing additional processing operation conforming to the laser build-up welding method.
  • An example of the forming operation for forming the three-dimensional structure ST using the laser build-up welding method will be briefly described below.
  • the modeling system SYS models 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 modeled.
  • the three-dimensional model data measurement data of a three-dimensional object measured by at least one of a measuring device (not shown) provided in the modeling system SYS and a three-dimensional shape measuring machine provided separately from the modeling system SYS is used. good too.
  • the modeling 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 modeling system SYS sequentially forms a plurality of structural layers SL one by one based on the data of a plurality of layers obtained by slicing the model of the three-dimensional structure ST along the Z-axis direction. .
  • 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 modeling system SYS controls the modeling head so that the target irradiation area EA is set in 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 modeled. At least one of 21 and stage 31 is moved. After that, the modeling system SYS irradiates the target irradiation area EA with the modeling light EL from the irradiation optical system 211 . At this time, the condensing surface on which the shaping light EL is condensed in the Z-axis direction may coincide with the shaping 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 shaping light EL
  • the modeling system SYS supplies the modeling material M from the material nozzle 212 under the control of the control device 7 .
  • 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 modeling light EL irradiated to the molten pool MP.
  • the modeling material M supplied from the material nozzle 212 may be melted by the shaping light EL before reaching the molten pool MP, and the molten modeling material M may be supplied to the molten pool MP.
  • the molding material M melted in the molten pool MP is cooled and solidified (that is, solidified).
  • a modeled object composed of the solidified modeling material M is deposited on the modeling surface MS.
  • the modeling system SYS performs a series of operations including the formation of the molten pool MP by irradiation of the modeling light EL, the supply of the modeling material M to the molten pool MP, the melting of the supplied modeling material M, and the solidification of the molten modeling material M. is repeated while moving the modeling 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. 4(d).
  • the modeling system SYS moves the modeling head 21 along either the X-axis direction or the Y-axis direction with respect to the modeling surface MS while irradiating the modeling light EL onto the modeling surface MS at a desired timing.
  • the modeling system SYS irradiates a region on the modeling surface MS where the modeled object is desired to be modeled with the modeling light EL while the scanning operation is being performed, while modeling the modeled object on the modeling surface MS. Do not irradiate the shaping light EL to an area that is not desired.
  • the modeling system SYS moves the target irradiation area EA along the predetermined movement locus on the modeling surface MS, and illuminates the modeling light EL at the timing corresponding to the distribution of the area where the object is desired to be modeled. to irradiate.
  • the modeling system SYS irradiates the target irradiation area EA with the shaping 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 shaping 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 a modeled object 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 assembly of objects formed on the modeling surface MS in a pattern corresponding to the movement trajectory of the molten pool MP (that is, in plan view, the structure layer SL has a shape corresponding to the movement trajectory of the molten pool MP).
  • a structural layer SL) having a shape is formed.
  • the modeling system SYS irradiates the target irradiation area EA with the modeling light EL, and even if the supply of the modeling material M is stopped. good. Further, when the target irradiation area EA is set in an area in which the modeled object is not desired to be modeled, the modeling system SYS supplies the modeling material M to the target irradiation area EA, The target irradiation area EA may be irradiated with EL.
  • the modeling system SYS repeatedly performs operations for modeling such a structure layer SL based on the three-dimensional model data under the control of the control device 7 . Specifically, first, the control device 7 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 modeling 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. 5(a).
  • the modeling system SYS sets the surface (that is, the upper surface) of the structure layer SL#1 as a new modeling surface MS, and then models the second structure layer SL#2 on the new modeling surface MS. do.
  • the control device 7 first operates at least one of the head drive system 22 and the stage drive system 32 so that the modeling head 21 moves along the Z-axis with respect to the stage 31. Control. Specifically, the control device 7 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 modeling head 21 is moved toward the +Z side and/or the stage 31 is moved toward the -Z side so that After that, under the control of the control device 7, the modeling system SYS performs the same operation as that for modeling the structural layer SL#1, based on the slice data corresponding to the structural layer SL#2. , the structural layer SL#2 is formed. As a result, the structural layer SL#2 is formed as shown in FIG. 5(b). After that, the same operation is repeated until all structural layers SL constituting the three-dimensional structure ST to be modeled on the workpiece W are modeled. As a result, as shown in FIG. 5(c), a three-dimensional structure ST is formed by a laminated structure in which a plurality of structural layers SL are laminated.
  • the modeling system SYS may model the second object above the first object by performing the above-described modeling operation. That is, the modeling system SYS may model the three-dimensional structure ST including the second object modeled above the first object. The modeling system SYS may model a three-dimensional structure ST including a first object and a second object modeled above the first object.
  • the modeling system SYS when modeling the second object above the first object, the modeling system SYS is configured such that a space is formed below the second object and the upper portion of the space is closed (eg, blocked). , the second object may be shaped. At this time, the modeling system SYS is configured such that the second space is formed above the first object having the first space (that is, the first object in which the first space is formed), the second space is formed below the second object, and the second space is formed below the second object. The second object may be shaped such that the space is closed above. At this time, the first space and the second space may be connected. At this time, the modeling system SYS forms the second object on the upper surface (typically a flat surface or a convex surface) of the first object, thereby forming the first space below the second object and The upper part of the space may be closed.
  • the upper surface typically a flat surface or a convex surface
  • FIG. 6 is a perspective view showing the appearance of a three-dimensional structure ST including a second object modeled above a first object.
  • FIG. 7 is a plan view showing the upper surface of the three-dimensional structure ST including the second object modeled above the first object.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view (particularly, a cross-sectional view along A-A' in FIG. 7) showing a cross section of the three-dimensional structure ST including the second object formed above the first object.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view (especially, cross-sectional view taken along line B-B' in FIG. 7) showing a cross section of the three-dimensional structure ST including the second object formed above the first object.
  • 6 to 9 show, as an example of a three-dimensional structure ST including a second object formed above the first object, a base member BM which is an example of the first object, and a base member BM formed above the base member BM.
  • 6 to 9 show an example in which the three-dimensional structure ST is a turbine blade BL forming a vane of a turbine.
  • 6 to 9 show a three-dimensional structure ST that can be used as a turbine blade BL.
  • FIGS. 6 to 9 show examples in which the three-dimensional structure ST has a shape corresponding to the turbine blade BL.
  • the turbine blade BL may be a moving blade or a stationary blade.
  • the three-dimensional structure ST including the second object modeled above the first object is not limited to the turbine blade BL.
  • the three-dimensional structure ST including the second object formed above the first object may be an object different from the turbine blade BL (for example, an object used for an application different from that used for a turbine). .
  • the three-dimensional structure ST has a shape extending along the longitudinal direction (the X-axis direction in the examples shown in FIGS. 6 to 9). Since the three-dimensional structure ST is the turbine blade BL, the three-dimensional structure ST may be curved to have an arcuate shape in plan view. In the examples shown in FIGS. 6 to 9, the three-dimensional structure ST is curved in the plane along the XY plane so as to have an arcuate shape in the plane along the XY plane. Therefore, each of the base member BM and the roof member RM also has a shape extending along the X-axis direction, and has an arcuate shape along the XY plane. It may be curved in the plane.
  • the base member BM includes a bottom member BMC, side wall members BML, and side wall members BMR.
  • the bottom member BMC is, for example, a long plate-shaped member that extends along the longitudinal direction (that is, extends along the longitudinal direction).
  • the bottom member BMC has its longitudinal direction along the X-axis direction (for example, its longitudinal direction is substantially parallel to the rotation axis of the stage 31 ⁇ X described above).
  • the bottom member BMC may be curved to have an arcuate shape in plan view.
  • the bottom member BMC may be curved in the plane along the XY plane so as to have an arcuate shape in the plane along the XY plane.
  • the side wall member BML and the side wall member BMR are formed on the bottom member BMC.
  • the sidewall member BML and sidewall member BMR may be formed along the outer edge of the bottom member BMC.
  • the side wall member BML, the side wall member BMR, and the bottom member BMC may be formed as an integral member (as a monolithic member).
  • the side wall member BML is formed along one side of the bottom member BMC (for example, the ⁇ Y side outer edge)
  • the side wall member BMR is formed along one side of the bottom member BMC (for example, the +Y side outer edge). side edges). Therefore, each of the side wall members BML and BMR may be curved to have an arcuate shape in plan view. In the examples shown in FIGS. 6 to 9, each of the sidewall members BML and BMR may be curved in the plane along the XY plane so as to have an arcuate shape in the plane along the XY plane. .
  • Each of the side wall members BML and BMR extends upward so as to protrude from the bottom member BMC.
  • the side wall members BML and BMR may be formed so as to be annularly connected in plan view (in the examples shown in FIGS. 6 to 9, annularly connected within the plane along the XY plane).
  • the side wall members BML and BMR may form a space BMsp (see FIG. 8), which is an example of the first space, together with the bottom member BMC. That is, the sidewall members BML and BMR are arranged so that a space BMsp surrounded by the sidewall members BML and BMR and the bottom member BMC (in other words, facing the sidewall members BML and BMR and the bottom member BMC) is formed. It protrudes from the bottom member BMC and may be connected annularly in plan view.
  • the roof member RM includes an inclined member RML and an inclined member RMR.
  • the inclined member RML is a member connected to the side wall member BML.
  • ramp members RML are formed on sidewall members BML.
  • the inclined member RML may be formed along the side wall member BML. Therefore, the inclined member RML may be curved to have an arcuate shape in plan view.
  • the inclined member RML may be curved in the plane along the XY plane so as to have an arcuate shape in the plane along the XY plane.
  • the inclined member RML may be a plate-shaped member extending from the side wall member BML.
  • the inclined member RML may be a member extending upward from the side wall member BML.
  • the inclined member RML may be a member extending in a direction inclined with respect to the side wall member BML.
  • the inclined member RML may be a member extending in a direction inclined with respect to the upper surface BMLus of the side wall member BML on which the inclined member RML is formed.
  • the upper surface BMLus of the side wall member BML is a surface along the XY plane. Therefore, the inclined member RML may be a member extending in a direction inclined with respect to the XY plane.
  • the inclined member RML may be a member extending in a direction inclined with respect to the direction in which the side wall member BML extends (that is, protrudes).
  • the side wall member BML is a member extending (that is, protruding) in the Z-axis direction. Therefore, the inclined member RML may be a member extending in a direction inclined with respect to the Z-axis.
  • the inclined member RMR is a member connected to the side wall member BMR.
  • ramp members RMR are formed on sidewall members BMR.
  • the inclined member RMR may be formed along the side wall member BMR. Therefore, the inclined member RMR may be curved to have an arcuate shape in plan view.
  • the tilt member RMR may be curved in the plane along the XY plane so as to have an arcuate shape in the plane along the XY plane.
  • the inclined member RMR may be a plate-shaped member extending from the side wall member BMR.
  • the inclined member RMR may be a member extending upward from the side wall member BMR.
  • the inclined member RMR may be a member extending in a direction inclined with respect to the side wall member BMR.
  • the sloping member RMR may be a member extending in a direction that is slanted with respect to the upper surface BMRus of the side wall member BMR on which the sloping member RMR is formed.
  • the upper surface BMRus of the sidewall member BMR is a surface along the XY plane.
  • the inclined member RMR may be a member extending in a direction inclined with respect to the XY plane.
  • the sloping member RMR may be a member extending in a direction that is slanted with respect to the direction in which the side wall member BMR extends (that is, protrudes).
  • the side wall member BMR is a member extending (that is, protruding) in the Z-axis direction. Therefore, the inclined member RMR may be a member extending in a direction inclined with respect to the Z-axis.
  • a space RMsp (see FIG. 8), which is an example of the second space, may be formed below the inclined member RMR and the inclined member RML. That is, the slant member RMR and the slant member RML form a space RMsp partially surrounded by the slant members RMR and RML below the slant members RMR and RML (in other words, facing the slant members RMR and RML). , may be formed above the base member BM.
  • the direction in which the inclined member RMR extends may be different from the direction in which the inclined member RML extends.
  • the direction in which the inclined member RMR extends may cross the direction in which the inclined member RML extends.
  • a space RMsp formed below the inclined members RMR and RML may be connected to a space BMsp formed in the base member BM. That is, a space including the space BMsp and the space RMsp surrounded by the base member BM and the roof member RM may be formed in the three-dimensional structure ST.
  • the upper side of the space RMsp may be closed. (In other words, it may be occluded or covered). Specifically, the upper side of the space RMsp may be closed by the inclined members RML and RMR included in the roof member RM.
  • the "space enclosed by the roof member RM" as used herein may mean "a space surrounded by the roof member RM".
  • the tip of the slope member RML and the tip of the slope member RMR may be connected.
  • the tip of the inclined member RML is connected to the side wall member BML, and the other end (for example, the upper end) of the inclined member RML located on the side opposite to the one end (for example, the lower end) of the inclined member RML is connected to the side wall member BML.
  • the tip of the slant member RMR means the other end (eg, upper end) of the slant member RMR located opposite to the one end (eg, lower end) of the slant member RMR connected to the side wall member BMR. may be For example, as shown in FIGS.
  • the roof member RM may include a connecting member RMC that connects to the tip of the ramp member RML and the tip of the ramp member RMR. That is, the roof member RM may include the connection member RMC that connects the tip of the slope member RML and the tip of the slope member RMR so that the space RMsp is closed above. In this case, it may be considered that the upper side of the space RMsp is closed by the connection member RMC.
  • the tip of the slant member RML and the tip of the slant member RMR may be directly connected. That is, the roof member RM does not necessarily have to include the connection member RMC.
  • the roof member RM may further include a support member RMS.
  • the support member RMS is a member for supporting the inclined portions RML and RMR.
  • the support member RMS is, for example, a member for supporting the inclined portions RML and RMR from below.
  • the support member RMS may be, for example, a plate-shaped member extending upward from below so as to support the inclined portions RML and RMR from below.
  • the support member RMS is formed on the support member BMS provided in the base member BM.
  • the support member BMS is a member that supports the support member RMS.
  • the support member BMS may be a member that supports the support member RMS from below.
  • the support member RMS may be a member that extends upward from the support member BMS (that is, from the support member BMS toward the inclined portions RML and RMR located above the support member BMS).
  • the support member RMS may be a member connected below to the support member BMS and above to the ramp members RML and RMR.
  • the roof member RM may include a plurality of support members RMS at a plurality of discrete positions along the longitudinal direction of the roof member RM (that is, the longitudinal direction in which the roof member RM extends).
  • the base member BM may include a plurality of support members BMS at a plurality of discrete positions along the longitudinal direction of the base member BM (that is, the longitudinal direction in which the base member BM extends).
  • 8 shows a cross section of the three-dimensional structure ST at a position where the support members BMS and RMS are not formed
  • FIG. 9 shows a cross section of the three-dimensional structure ST at a position where the support members BMS and RMS are formed.
  • 4 shows a cross section of ST.
  • the roof member RM includes four support members RMS in the examples shown in FIGS. 6 and 7, the number of support members RMS is not limited to four.
  • FIG. 10 to 30 the operation for modeling the three-dimensional structure ST including the second object modeled above the first object will be further described with reference to FIGS. 10 to 30.
  • FIG. 10 to 30 the operation for forming the three-dimensional structure ST shown in FIGS. 6 to 9 will be explained below.
  • any three-dimensional structure ST including the second object modeled above the first object may be modeled by the operations described below.
  • the modeling system SYS models the base member BM on the workpiece W by performing the above-described modeling operation. Specifically, the modeling system SYS models the base member BM composed of the plurality of structural layers SL on the workpiece W by sequentially modeling the plurality of structural layers SL. Typically, the modeling system SYS first models the bottom member BMC, and then models the side wall member BML, the side wall member BMR, and the support member BMS on the bottom member BMC.
  • the modeling system SYS performs a scan operation of moving the target irradiation area EA along the longitudinal direction (for example, the X-axis direction) of the base member BM while irradiating the target irradiation area EA with the modeling light EL at a desired timing. and a step operation of moving along a direction intersecting the longitudinal direction of the base member BM (for example, the Y-axis direction) without irradiating the target irradiation area EA with the shaping light EL.
  • FIG. 10(a) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is not formed
  • FIG. 10(b) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is formed. It shows a cross section.
  • an already shaped base member BM may be used.
  • the modeling system SY does not have to model the base member BM.
  • the shaped base member BM may be placed on the stage 31 as the work W.
  • FIG. Note that the shaped base member BM may be a turbine blade or a turbine blade that needs repair.
  • the modeling system SYS models the roof member RM on the base member BM by performing the above-described modeling operation. Specifically, the modeling system SYS sequentially models the plurality of structural layers SL, thereby modeling the roof member RM composed of the plurality of structural layers SL on the base member BM. That is, the modeling system SYS models the roof member RM including the sloping member RML, the sloping member RMR, and the support member RMS, which is composed of a plurality of structural layers SL, on the base member BM.
  • the inclined member RML is inclined with respect to the side wall member BML. Therefore, in order to form the inclined member RML in a state in which the upper surface BMLus of the side wall member BML on which the inclined member RML is to be formed is a horizontal plane, the modeling system SYS must As shown in FIG. 11, it is necessary to form an inclined portion RML extending from the upper surface BMLus along a direction inclined with respect to the direction of gravity (that is, a direction intersecting with the direction of gravity corresponding to the Z-axis direction) . From another point of view, the modeling system SYS operates in a direction that intersects the main axis of the modeling light EL (specifically, the axis along the principal ray, and in the example shown in FIG.
  • the modeling system SYS needs to model the inclined portion RML extending along the direction intersecting with the mounting surface 311 of the work W on which the base member BM is mounted.
  • the modeling system SYS forms the three-dimensional structure ST by sequentially forming a plurality of structural layers SL
  • FIG. 12 which shows an enlarged inclined member RML formed on the side wall member BML
  • the direction intersecting the direction in which the plurality of structural layers SL are laminated in the example shown in FIG. 12, the Y-axis direction
  • dmax the allowable upper limit angle ⁇ max of the angle ⁇ L caused by dmax is determined.
  • the modeling system SYS may have difficulty in appropriately modeling the inclined member RML.
  • the "angle ⁇ L between the direction in which the inclined member RML extends and the direction of gravity" referred to here is an axis along the direction in which the inclined member RML extends and an axis along the direction of gravity (in the example shown in FIG. 12, the Z-axis ) may mean the smaller of the two angles (typically, an acute angle).
  • the modeling system SYS rotates (that is, moves) the stage 31 from the reference position in the first direction about the rotation axis before modeling the inclined member RML, as needed.
  • the state of the stage 31 may be set such that the angle ⁇ L between the direction in which the inclined member RML extends and the direction of gravity is equal to or less than the allowable upper limit angle ⁇ max.
  • the reference position of the stage 31 the position of the stage 31 in which the mounting surface 311 is horizontal may be used. That is, before modeling the inclined member RML, the modeling system SYS changes the state of the stage 31 to the first state for modeling the inclined member RML, which is different from the third state for modeling the base member BM. You can change it.
  • the modeling system SYS sets the relative positional relationship between the modeling head 21 and the stage 31 to be different from the third relationship for modeling the base member BM and to the inclined member RML. may be changed to the first relationship for modeling. After that, the modeling system SYS may model the inclined member RML in a state in which the angle ⁇ L formed by the direction in which the inclined member RML extends and the direction of gravity is equal to or less than the allowable upper limit angle ⁇ max.
  • the modeling system SYS rotates (that is, moves) the stage 31 from the reference position in the second direction about the rotation axis before modeling the inclined member RMR, so that the state of the stage 31 is may be set such that the angle .theta.R between the direction in which the inclined member RMR extends and the direction of gravity is equal to or less than the allowable upper limit angle .theta.max.
  • the second direction which is the rotational direction of the stage 31 before forming the inclined member RMR
  • the first direction which is the rotational direction of the stage 31 before forming the inclined member RML. may be in the same direction.
  • the modeling system SYS sets the state of the stage 31 to be different and inclined from the third state for modeling the base member BM and the first state for modeling the inclined member RML. A change may be made to a second state for modeling the member RMR.
  • the modeling system SYS sets the relative positional relationship between the modeling head 21 and the stage 31 to the third relationship for modeling the base member BM and the third relationship for modeling the inclined member RML. 1 relationship and may be changed to a second relationship for shaping the ramp member RMR.
  • the modeling system SYS may model the inclined member RMR in a state in which the angle ⁇ R formed by the direction in which the inclined member RMR extends and the direction of gravity is equal to or less than the allowable upper limit angle ⁇ max.
  • FIG. 13 ( A) and FIG.13(b) are used and demonstrated.
  • the inclination angle ⁇ ob of the inclined member RML with respect to the mounting surface 311 is the smaller of two angles between the axis along the normal to the mounting surface 311 and the axis along the direction in which the inclined member RML extends. (typically an acute angle).
  • the inclination angle ⁇ ob of the inclined member RMR with respect to the mounting surface 311 is the smaller angle (typically literally, it may mean an acute angle).
  • FIG. 13(a) is a cross-sectional view showing an example of the state of the stage 31 for forming the inclined member RML.
  • the modeling system SYS shapes the base member BM so that the longitudinal direction of the base member BM is the X-axis direction, and then moves the stage 31 around the X-axis from the reference position to " 90 degrees ⁇ (allowable upper limit angle ⁇ max+tilt angle ⁇ ob)” in the first rotation direction.
  • the modeling system SYS may model the inclined member RML so that the inclined member RML extends along the direction in which the angle ⁇ L formed with the direction of gravity matches the allowable upper limit angle ⁇ max (that is, 15 degrees).
  • the modeling system SYS may be regarded as modeling the inclined member RML extending along a direction that intersects at least one of the gravitational direction, the main axis of the modeling light EL, and the placement surface 311 .
  • the tilt angle of the formed tilt member RML with respect to the mounting surface 311 is 45 degrees.
  • the modeling system SYS models the inclined member RML so that the angle ⁇ L is greater than zero degrees.
  • the ramp member RML may be shaped such that the ramp member RML extends.
  • the modeling system SYS rotates the stage 31 about the X-axis from the reference position by a desired first rotation angle in the first rotation direction, and rotates the tilt member RML so that the tilt member RML extends along the direction of gravity.
  • FIG. 13(b) is a cross-sectional view showing an example of the state of the stage 31 for forming the inclined member RMR.
  • the modeling system SYS shapes the base member BM such that the longitudinal direction of the base member BM is the X-axis direction, and then moves the stage 31 around the X-axis from the reference position to " 90 degrees ⁇ (allowable upper limit angle ⁇ max+tilt angle ⁇ ob)” may be rotated in the second rotation direction opposite to the first rotation direction.
  • the modeling system SYS rotates the stage 31 clockwise from the reference position about the X-axis by “90 degrees ⁇ (permissible upper limit angle ⁇ max+tilt angle ⁇ ob)”. good.
  • the modeling system SYS may model the inclined member RMR so that the inclined member RMR extends along the direction in which the angle ⁇ R formed with the direction of gravity matches the allowable upper limit angle ⁇ max.
  • the modeling system SYS may be regarded as modeling the inclined member RMR extending along a direction that intersects at least one of the gravitational direction, the main axis of the modeling light EL, and the placement surface 311 .
  • the tilt angle of the formed tilt member RMR with respect to the mounting surface 311 is 45 degrees.
  • the modeling system SYS models the inclined member RMR so that the angle ⁇ R is greater than zero degrees.
  • the ramp member RMR may be shaped such that the ramp member RMR extends.
  • the modeling system SYS rotates the stage 31 about the X-axis from the reference position by a desired second rotation angle in the second rotation direction, and rotates the tilt member RMR so that the tilt member RMR extends along the direction of gravity.
  • the modeling system SYS does not have to rotate the stage 31 in the first direction around the rotation axis from the reference position before modeling the inclined member RML. For example, if the angle ⁇ L formed by the direction in which the inclined member RML extends and the direction of gravity without rotating the stage 31 is equal to or less than the allowable upper limit angle ⁇ max, the modeling system SYS may set the stage 31 may not be rotated in the first direction around the rotation axis from the reference position.
  • the modeling system SYS may model the inclined member RML on the base member BM placed on the stage 31 at the reference position.
  • the modeling system SYS may model the inclined member RML under the condition that the stage 31 is in the third state for modeling the base member BM.
  • the modeling system SYS may model the inclined member RML in a situation where the relative positional relationship between the modeling head 21 and the stage 31 is the third relationship for modeling the base member BM.
  • the modeling system SYS does not need to rotate the stage 31 in the second direction around the rotation axis from the reference position before modeling the inclined member RMR. For example, if the angle ⁇ R formed by the direction in which the inclined member RMR extends and the direction of gravity without rotating the stage 31 is equal to or less than the allowable upper limit angle ⁇ max, the modeling system SYS may set the stage 31 may not be rotated in the second direction around the rotation axis from the reference position.
  • the modeling system SYS may model the inclined member RMR on the base member BM placed on the stage 31 at the reference position.
  • the modeling system SYS may model the inclined member RMR under the condition that the stage 31 is in the third state for modeling the base member BM.
  • the modeling system SYS may model the inclined member RMR in a situation where the relative positional relationship between the modeling head 21 and the stage 31 is the third relationship for modeling the base member BM.
  • the inclined members RML and RMR extend in different directions.
  • either of the inclined members RML and RMR One may block the shaping light EL for shaping the other of the ramp members RML and RMR.
  • FIG. 14 shows shaping light EL applied to the side wall member BMR to shape the slanted member RMR after the entire slanted member RML is shaped. As shown in FIG.
  • the operation of alternately forming a modeled object including a portion of the inclined member RML and a modeled object including a portion of the inclined member RMR is repeated. That is, the modeling system SYS sequentially forms a part of the inclined member RML and a part of the inclined member RMR to form the roof member RM including the inclined members RML and RMR.
  • the modeling system SYS may model the roof member RM including the slope members RML and RMR without sequentially modeling a portion of the slope member RML and a portion of the slope member RMR.
  • the modeling system SYS may start modeling the other of the slanted members RML and RMR after modeling all (or most of) one of the slanted members RML and RMR. For example, if the shaping light EL is not blocked by the shaped inclined members RML and RMR, the modeling system SYS forms the entire (or most) one of the inclined members RML and RMR, and then Either RML or RMR build may be initiated.
  • the modeling system SYS models a part of the inclined member RML.
  • the modeling system SYS moves the stage 31 from the reference position to the first position around the rotation axis (for example, the X axis) before modeling the inclined member RML. Rotate in one direction.
  • FIG. 15(a) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is not formed
  • FIG. 15(b) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is formed. It shows a cross section.
  • the modeling system SYS directs the shaping light EL to the region of the side wall member BML where the part of the inclined member RML is to be shaped in order to shape the part of the inclined member RML. Irradiate. Also, at the position where the support member BMS is modeled, the modeling system SYS, as shown in FIG. A region of the member BML where the inclined member RML is formed and a region of the support member BMS where the support member RMS is formed are irradiated with the shaping light EL.
  • the modeling system SYS irradiates the target irradiation area EA with the modeling light EL at a desired timing while irradiating the modeling light EL in the first direction (for example, the longitudinal direction of the base member BM (for example, the X-axis direction). )), and a second direction (for example, a direction crossing the longitudinal direction of the base member BM (for example, the Y-axis) without irradiating the target irradiation area EA with the shaping light EL direction )) may be repeated.
  • the first direction for example, the longitudinal direction of the base member BM (for example, the X-axis direction).
  • a second direction for example, a direction crossing the longitudinal direction of the base member BM (for example, the Y-axis) without irradiating the target irradiation area EA with the shaping light EL direction
  • the modeling system SYS moves in the direction parallel to the rotation axis of the stage 31 (for example, while changing the relative positional relationship between the modeling head 21 and the stage 31 in the X-axis direction), the scanning operation of irradiating the side wall member BML and the support member BMS with the modeling light EL may be performed.
  • the modeling system SYS moves in the direction parallel to the rotation axis of the stage 31.
  • the relative positional relationship between the shaping head 21 and the stage 31 in (eg, the X-axis direction) and the relative positional relationship between the shaping head 21 and the stage 31 in a direction (eg, the Y-axis direction) perpendicular to the rotation axis of the stage 31 A scanning operation may be performed to irradiate the side wall member BML and the support member BMS with the shaping light EL while changing the positional relationship at the same time.
  • the inclined members RML are formed on the side wall members BML.
  • Partially inclined member RMLp#1 is shaped.
  • the partially inclined member RMLp#1 is formed on the side wall member BML, A partial support member RMSp#11, which is part of the support member RMS and is connected to the partial inclined member RMLp#1, is formed on the support member BMS.
  • the partially inclined member RMLp#1 may be a member composed of a single structural layer SL.
  • the partial support member RMSp#11 that is modeled together with the partial slant member RMLp#1 may also be a member composed of a single structural layer SL.
  • the modeling system SYS models the partial inclined member RMLp#1 and the partial support member RMSp#11 by performing a modeling operation for modeling a single modeling layer SL.
  • the partially inclined member RMLp#1 may be a member composed of a plurality of structural layers SL.
  • the partial support member RMSp#11 that is shaped together with the partial inclined member RMLp#1 may also be a member composed of a plurality of structural layers SL.
  • the modeling system SYS models the partial inclined member RMLp#1 and the partial support member RMSp#11 by performing a modeling operation for modeling a plurality of modeling layers SL.
  • 16(a) and 16(b) show an example in which each of the partial inclined member RMLp#1 and the partial support member RMSp#11 is composed of a plurality of structural layers SL.
  • FIGS. 17(a) to 17(d) are cross-sectional views showing the process of forming two structural layers SL constituting the partially inclined member RMLp#1.
  • the modeling system SYS sets part of the upper surface BMLus as the modeling surface MS.
  • a scanning operation may be performed to irradiate the modeling surface MS with the modeling light EL.
  • the reason why a part of the upper surface BMLus, rather than the entire upper surface BMLus, is set as the modeling surface MS is that while the upper surface and the lower surface of the structural layer SL to be modeled are, in principle, surfaces along the horizontal plane, the modeling surface MS is set. This is because the upper surface BMLus on the surface intersects the horizontal surface. As a result, as shown in FIG. 17B, the first structural layer SL#1 is formed on a part of the upper surface BMLus. After that, as shown in FIG.
  • the modeling system SYS sets the upper surface of the first structural layer SL#1 and another one of the upper surface BMLus to form the second structural layer SL#2.
  • the scanning operation may be performed to irradiate the modeling surface MS with the modeling light EL.
  • the second structural layer SL#2 is formed on the upper surface of the first structural layer SL#1 and another part of the upper surface BMLus.
  • the movement direction of the target irradiation area EA in the scanning operation (Fig. 17 In the example shown in FIG. 17C, the modeling surface MS becomes wider in the direction intersecting the X-axis direction (in the example shown in FIG. 17C, the Y-axis direction). For this reason, the number of scanning operations is increased in the case of forming the second structural layer SL#2 compared to the case of forming the first structural layer SL#1.
  • the scanning operation is performed once, and the second structural layer SL#2 is formed.
  • the scanning operation is performed twice. By adjusting the number of times the scanning operation is performed in this manner, the structural layer SL is appropriately modeled even if the modeling surface MS is set to a plane that intersects the horizontal plane.
  • the reason why the upper surface BMLus of the side wall member BML on which the structural layer SL is formed is a plane that intersects the horizontal plane is that the stage 31 is moved from the reference position before forming the inclined member RML after forming the base member BM. This is because it is rotating (that is, moving). Therefore, as shown in FIG. 18, the modeling system SYS is configured so that the upper surface BMLus of the side wall member BML is parallel to the horizontal plane when the stage 31 is rotated from the reference position in order to model the inclined member RML.
  • the base member BM may be shaped.
  • the modeling system SYS may model the base member BM so that the upper surface BMLus of the side wall member BML intersects the horizontal plane at the stage of modeling the base member BM.
  • the modeling system SYS may model the side wall member BML whose upper surface BMLus intersects the horizontal plane by performing the above-described modeling operation.
  • the modeling system SYS forms the sidewall member BML in which the upper surface BMLus is parallel to the horizontal plane by performing the above-described modeling operation, and then removes a part of the sidewall member BML so that the upper surface BMLus becomes the horizontal surface.
  • You may shape the side wall member BML which becomes a surface which intersects with.
  • the modeling system SYS may remove a part of the side wall member BML by irradiating the part of the side wall member BML with the modeling light EL.
  • the modeling system SYS models a part of the inclined member RMR.
  • the modeling system SYS moves the stage 31 from the reference position to the first position around the rotation axis (for example, the X axis) before modeling the inclined member RMR. Rotate in two directions.
  • FIG. 19(a) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is not formed
  • FIG. 19(b) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is formed. It shows a cross section.
  • the modeling system SYS directs the shaping light EL to a region of the side wall member BMR where a part of the inclined member RMR is to be shaped in order to shape the part of the inclined member RMR. Irradiate. Also, at the position where the support member BMS is modeled, the modeling system SYS, as shown in FIG. A region of the member BMR in which the inclined member RMR is formed and a region of the support member BMS in which the support member RMS is formed are irradiated with the shaping light EL.
  • the inclined member RMR is formed on the side wall member BMR.
  • Partially inclined member RMRp#1 is shaped.
  • the partially inclined member RMRp#1 is formed on the side wall member BMR, A partial support member RMSp#12, which is part of the support member RMS and is connected to the partial inclined member RMRp#1, is formed on the support member BMS.
  • the operation of forming the partially inclined member RMRp#1 may be the same as the operation of forming the partially inclined member RMLp#1.
  • the above description of the inclined partial member RMLp#1 is related to the explanation of the inclined partial member RMRp#1 by replacing the term "partially inclined member RMLp#1" with the term “partially inclined member RMRp#1". It can be used as an explanation. Therefore, description of the partially inclined member RMRp#1 is omitted.
  • the operation of shaping the partial support member RMSp#12 may be the same as the operation of shaping the partial support member RMSp#11. Therefore, the above description of the partial support member RMSp#11 relates to the description of the partial support member RMSp#12 by replacing the term "partial support member RMSp#11" with the term "partial support member RMSp#12". It can be used as an explanation. Therefore, description of the partial support member RMSp#12 is omitted.
  • the modeling system SYS After modeling the partial inclined member RMRp#1 and the partial support member RMSp#12, the modeling system SYS models a part of the support member RMS between the partial support member RMSp#11 and the partial support member RMSp#12. In this case, as shown in FIG. 21, the modeling system SYS rotates the stage 31 around the rotation axis (for example, the X axis) so as to return the stage 31 to the reference position before modeling the support member RMS. Thereafter, as shown in FIG. 21, the modeling system SYS irradiates a region of the supporting member BMS where the supporting member RMS is to be modeled with the shaping light EL in order to shape a part of the supporting member RMS. As a result, as shown in FIG.
  • a partial support member RMSp#13 which is a part of the support member RMS, is formed on the support member BMS. That is, a partial support member RMSp#13 positioned between the partial support member RMSp#11 and the partial support member RMSp#12 is formed on the support member BMS.
  • the partial support member RMSp#13 is typically a member that connects the partial support member RMSp#11 and the partial support member RMSp#12. At least part of the partial support member RMSp#13 may be formed on at least one of the partial support members RMSp#11 and #12.
  • the modeling system SYS may irradiate at least part of the partial support members RMSp#11 and #12 with the modeling light EL in order to model the partial support member RMSp#13.
  • the modeling system SYS models a part of the inclined member RML on the partially inclined member RMLp#1.
  • the modeling system SYS moves the stage 31 from the reference position to the rotation axis (for example, the X axis) before modeling the part of the inclined member RML.
  • 23(a) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is not formed
  • FIG. 23(b) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is formed. It shows a cross section.
  • the modeling system SYS performs modeling in a region where a part of the inclined member RML is to be modeled, of the partial inclined member RMLp#1, in order to form the part of the inclined member RML.
  • Light EL is irradiated.
  • the modeling system SYS models a part of the support member RMS on the partial support members RMSp#11 to #13, as shown in FIG. 23(b). For this reason, the shaping light EL is also applied to a region of the partial support members RMSp#11 to #13 where a part of the support member RMS is to be shaped.
  • FIG. 24(a) at a position where the support member BMS is not formed (that is, at a position where the support member RMS does not need to be formed), an inclined part is formed on the partially inclined member RMLp#1.
  • a partially slanted member RMLp#2, which is part of the member RML, is built.
  • FIG. 24B at the position where the support member BMS is modeled (that is, the position where the support member RMS is modeled), at least some of the partial support members RMSp #11 to #13
  • a partial support member RMSp#21 which is part of the support member RMS and is connected to the partial slanted member RMLp#2, is formed on .
  • the operation of forming the partially inclined member RMLp#2 may be the same as the operation of forming the partially inclined member RMLp#1.
  • the above description of the inclined partial member RMLp#1 relates to the explanation of the inclined partial member RMLp#2 by replacing the phrase "partially inclined member RMLp#1" with the phrase "partially inclined member RMLp#2". It can be used as an explanation. Therefore, description of the partially inclined member RMLp#2 is omitted.
  • the amount of movement (typically, the rotation angle) of the stage 31 from the reference position when forming the partially inclined member RMLp#2 is the same as that from the reference position of the stage 31 when forming the partially inclined member RMLp#1. may be the same as or different from the movement amount (typically, rotation angle) of .
  • the operation of shaping the partial support member RMSp#21 may be the same as the operation of shaping the partial support member RMSp#11. Therefore, the above description of the partial support member RMSp#11 relates to the description of the partial support member RMSp#21 by replacing the term "partial support member RMSp#11" with the term "partial support member RMSp#21". It can be used as an explanation. Therefore, description of the partial support member RMSp#21 is omitted.
  • the modeling system SYS models a part of the inclined member RMR.
  • the modeling system SYS moves the stage 31 from the reference position to the first position around the rotation axis (for example, the X axis) before modeling the inclined member RMR. Rotate in two directions.
  • 25(a) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is not formed
  • FIG. 25(b) shows a cross section of the base member BM at a position where the support member BMS is formed. It shows a cross section.
  • the modeling system SYS performs modeling in a region where a part of the inclined member RMR is to be modeled in the partial inclined member RMRp#1 in order to form the part of the inclined member RMR.
  • Light EL is irradiated.
  • the modeling system SYS models a part of the support member RMS on the partial support members RMSp#11 to #13, as shown in FIG. 25(b). For this reason, the shaping light EL is also applied to a region of the partial support members RMSp#11 to #13 where a part of the support member RMS is to be shaped.
  • FIG. 26(a) at a position where the support member BMS is not formed (that is, a position where the support member RMS does not need to be formed), an inclined part is formed on the partially inclined member RMRp#1.
  • a partial slope member RMRp#2, which is part of the member RMR, is built.
  • FIG. 26B at the position where the support member BMS is modeled (that is, the position where the support member RMS is modeled), at least some of the partial support members RMSp #11 to #13 Above is shaped a partial support member RMSp#22 which is part of the support member RMS and connected to the partial inclined member RMRp#2.
  • the operation of forming the inclined partial member RMRp#2 may be the same as the operation of forming the inclined partial member RMRp#1.
  • the above description of the inclined partial member RMRp#1 relates to the explanation of the inclined partial member RMRp#2 by replacing the phrase "partial inclination member RMRp#1" with the phrase "partial inclination member RMRp#2". It can be used as an explanation. Therefore, description of the partially inclined member RMRp#2 is omitted.
  • the amount of movement (typically, the rotation angle) of the stage 31 from the reference position when forming the partially inclined member RMRp#2 is the same as that from the reference position of the stage 31 when forming the partially inclined member RMRp#1. may be the same as or different from the movement amount (typically, rotation angle) of .
  • the operation of shaping the partial support member RMSp#22 may be the same as the operation of shaping the partial support member RMSp#12. Therefore, the above description of the partial support member RMSp#12 relates to the description of the partial support member RMSp#22 by replacing the term "partial support member RMSp#12" with the term "partial support member RMSp#22". It can be used as an explanation. Therefore, description of the partial support member RMSp#22 is omitted.
  • the modeling system SYS After modeling the partial inclined member RMRp#2 and the partial support member RMSp#22, the modeling system SYS models a part of the support member RMS between the partial support member RMSp#21 and the partial support member RMSp#22.
  • the modeling system SYS rotates the stage 31 around the rotation axis (for example, the X axis) so as to return the stage 31 to the reference position before modeling the support member RMS.
  • the modeling system SYS irradiates the region where the supporting member RMS is to be modeled with the shaping light EL in order to model a part of the supporting member RMS.
  • the shaping light EL As a result, as shown in FIG.
  • a partial support member RMSp#23 which is a part of the support member RMS, is formed. That is, a partial support member RMSp#23 positioned between the partial support member RMSp#21 and the partial support member RMSp#22 is formed.
  • the partial support member RMSp#23 is typically a member that connects the partial support member RMSp#21 and the partial support member RMSp#22.
  • the operation of shaping the partial support member RMSp#23 may be the same as the operation of shaping the partial support member RMSp#13. Therefore, the above description of the partial support member RMSp#13 relates to the description of the partial support member RMSp#23 by replacing the term "partial support member RMSp#13" with the term "partial support member RMSp#23". It can be used as an explanation. Therefore, description of the partial support member RMSp#23 is omitted.
  • FIGS. 29(a) and 29(b) show a cross section of the inclined member RML and the inclined member RMR at a position where the support members BMS and RMS are not formed
  • FIG. 4 shows a cross-section of the ramp member RML, ramp member RMR and support member RMS in the position shown.
  • the modeling system SYS After completing the modeling of the inclined member RML, the inclined member RMR, and the support member RMS, the modeling system SYS performs the above-described modeling operation to form the connection member RMC that connects the inclined member RML and the inclined member RMR. good too.
  • the modeling system SYS may rotate the stage 31 around the rotation axis (for example, the X axis) so as to return the stage 31 to the reference position before modeling the connection member RMC.
  • the modeling system SYS does not have to rotate the stage 31 . After that, as shown in FIGS.
  • the modeling system SYS sequentially irradiates at least part of the tip RMLt of the inclined member RML with the modeling light EL in order to shape the connection member RMC. .
  • a molten pool MP is formed in at least a portion of the tip RMLt of the inclined member RML.
  • the modeling system SYS sequentially irradiates at least part of the tip RMRt of the inclined member RMR with the modeling light EL.
  • a molten pool MP is formed in at least a portion of the tip RMRt of the inclined member RMR.
  • a molten pool MP may be formed across at least a portion of the tip RMLt of the inclined member RML and at least a portion of the tip RMRt of the inclined member RMR.
  • the molten pool MP is formed in at least a part of one of the tip RMLt of the slanted member RML and the tip RMRt of the slanted member RMR, the other of the tip RMLt of the slanted member RML and the tip RMRt of the slanted member RMR is formed. may be formed in at least part of the molten pool MP.
  • FIGS. 30(a) and 30(b) connecting members RMC connecting the inclined members RML and RMR are formed on the inclined members RML and RMR.
  • FIG. 30(a) shows a cross section of the three-dimensional structure ST at a position where the support members BMS and RMS are not formed
  • FIG. 30(b) shows the support members BMS and RMS formed. 4 shows a cross-section of the three-dimensional structure ST at the position.
  • each member becomes an integrated member (monolithic member). Therefore, each member may be referred to as each portion.
  • the modeling system SYS of the present embodiment when modeling the roof member RM including the inclined members RML and RMR and the support member RMS on the base member BM, uses the inclined member RML and a first partial support member RMSp that is part of the tilt member RMR and the partial tilt member RMRp that is part of the tilt member RMR and the shape of the support member RMS that is part of the support member RMS. shaping of a second partial support member RMSp and a third partial support member RMSp which is part of the support member RMS and located between the first partial support member RMSp and the second partial support member RMSp. Modeling is performed in order. Therefore, the modeling system SYS can reduce the possibility of a technical problem (see FIG. 14) that the modeling light EL is blocked by part of the modeled three-dimensional structure ST.
  • the modeling system SYS rotates the stage 31 in the first direction around the rotation axis from the reference position before modeling the inclined member RML, and then starts modeling the inclined member RML. Therefore, the modeling system SYS can model the inclined member RML in a state in which the angle ⁇ L formed by the direction in which the inclined member RML extends and the direction of gravity is equal to or less than the allowable upper limit angle ⁇ max. That is, the modeling system SYS can reduce the possibility of a technical problem (see FIG. 12) that the inclined member RML cannot be modeled due to restrictions on the allowable upper limit angle ⁇ max.
  • the modeling system SYS is used to form the inclined partial member RMLp and the first partial support member RMSp, to form the inclined partial member RMRp and the second partial support member RMSp, and to form the first partial support member.
  • the third partial support member RMSp located between RMSp and the second partial support member RMSp is formed in order.
  • the modeling system SYS may not model the third partial support member RMSp positioned between the first partial support member RMSp and the second partial support member RMSp.
  • at least part of the third partial support member RMSp may be shaped as part of the first partial support member RMSp or the second partial support member RMSp.
  • the modeling system SYS may sequentially form one of the inclined partial members RMLp and RMRp and the partial support member RMSp and the other of the inclined partial members RMLp and RMRp. In other words, the modeling system SYS does not have to model the partial support member RMSp together with the other of the partial inclined members RMLp and RMRp. That is, the modeling system SYS may model the entire support member RMS together with either one of the inclined members RML and RMR.
  • the three-dimensional structure ST includes the support member RMS.
  • the three-dimensional structure ST may not have the support member RMS.
  • the modeling system SYS may sequentially form the inclined partial member RMLp and the inclined partial member RMRp.
  • the modeling system SYS irradiates the target irradiation area EA with the modeling light EL at a desired timing, and irradiates the modeling light EL onto the modeling surface MS.
  • the scanning operation for moving the target irradiation area EA along either the X-axis direction or the Y-axis direction, and the target irradiation area EA on the modeling surface MS without irradiating the target irradiation area EA with the shaping light EL along either one of the X-axis direction and the Y-axis direction.
  • the modeling system SYS may change the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation. That is, the modeling system SYS may change the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation from the first moving direction to the second moving direction different from the first moving direction.
  • the first moving direction may be opposite to the second moving direction.
  • the target irradiation area EA when the target irradiation area EA is moved along the X-axis direction by the scanning operation, as shown in FIG. may be changed from the first moving direction from the -X side to the +X side to the second moving direction from the +X side to the -X side.
  • the modeling system SYS changes the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation at a desired timing from the second moving direction from the +X side to the -X side to the first moving direction from the -X side to the +X side. You can change the direction of movement.
  • the modeling system SYS moves the target irradiation area EA along the first moving direction by the scanning operation during the first period, and moves the target irradiation area EA by the scanning operation during the second period, which is different from the first period.
  • the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation may be changed so as to move along the second moving direction.
  • the first period may include a period for modeling the first structural layer SL
  • the second period may include a period for modeling a second structural layer SL different from the first structural layer SL.
  • the modeling system SYS moves the target irradiation area EA along the first moving direction by the scanning operation, and the second structural layer SL
  • the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation may be changed so that the target irradiation area EA moves along the second moving direction by the scanning operation during the second period of forming the .
  • the modeling system SYS uses the i-th (where i is an odd number of 1 or more and N or less) to model the first to N-th (N is an integer of 2 or more) structural layers SL. ), the target irradiation area EA is moved along the first moving direction by the scanning operation, and the j-th (where j is an even number of 1 or more and N or less ), the direction of movement of the target irradiation area EA by the scanning operation may be changed so that the target irradiation area EA is moved along the second movement direction by the scanning operation during the second period of forming the structural layer SL. .
  • the first period includes a period for forming the first inclined partial member RMLp
  • the second period includes a period for forming the second inclined partial member RMLp different from the first inclined partial member RMLp.
  • the modeling system SYS moves the target irradiation area EA along the first moving direction by the scanning operation during the first period for modeling the first partial inclined member RMLp, and the second partial inclined member RMLp
  • the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation may be changed so that the target irradiation area EA is moved along the second moving direction by the scanning operation during the second period of forming the member RMLp.
  • the modeling system SYS is configured to form the i-th (where i is an integer of 1 or more and M or less) in order to shape the first to M-th (where M is an integer of 2 or more) partial inclined members RMLp.
  • the target irradiation area EA is moved along the first moving direction by the scanning operation, and the j-th (where j is 1 or more and M or less). change the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation so that the target irradiation area EA is moved along the second moving direction by the scanning operation during the second period of forming the partially inclined member RMLp of (even number of ).
  • the first period includes a period for forming the first inclined partial member RMRp
  • the second period includes a period for forming the second inclined partial member RMRp different from the first inclined partial member RMRp.
  • the modeling system SYS moves the target irradiation area EA along the first movement direction by the scanning operation during the first period for modeling the first partial inclination member RMRp, and the second partial inclination member RMRp is formed.
  • the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation may be changed so that the target irradiation area EA is moved along the second moving direction by the scanning operation during the second period for modeling the member RMRp.
  • the modeling system SYS is configured to form the first to L-th (where L is an integer of 2 or more) partial inclined members RMRp.
  • L is an integer of 2 or more
  • the target irradiation area EA is moved along the first moving direction by the scanning operation, and the j-th (where j is 1 or more and L or less). change the direction of movement of the target irradiation area EA by the scanning operation so that the target irradiation area EA is moved along the second movement direction by the scanning operation during the second period for forming the partial inclined member RMRp of (even number of ).
  • the first period includes a period for shaping the first partial support member RMSp
  • the second period includes a period for shaping the second partial support member RMSp different from the first partial tilt support member RMSp.
  • the modeling system SYS moves the target irradiation area EA along the first moving direction by the scanning operation during the first period for modeling the first partial supporting member RMSp
  • the second partial supporting member The moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation may be changed so that the target irradiation area EA is moved along the second moving direction by the scanning operation during the second period for modeling the member RMSp.
  • the modeling system SYS uses the i-th (where i is an integer of 1 or more and O or less) to shape the first to O-th (where O is an integer of 2 or more) partial support members RMSp.
  • the target irradiation area EA is moved along the first movement direction by the scanning operation, and the j-th (where j is 1 or more and 0 or less). change the moving direction of the target irradiation area EA by the scanning operation so that the target irradiation area EA is moved along the second moving direction by the scanning operation during the second period of forming the partial support member RMSp of (even number of ).
  • the modeling system SYS can improve the modeling accuracy of the roof member RM while stating the effects described above.
  • the modeling system SYS models the second object above the first object, thereby forming a three-dimensional image including the second object modeled above the first object.
  • the structure ST is being modeled.
  • the modeling system SYS models the second object above the first object and models the third object around the second object, thereby forming the second object modeled above the first object.
  • a three-dimensional structure ST may be modeled that includes an object and a third object modeled around the second object.
  • the modeling system SYS is a three-dimensional structure ST (for example, turbine blades BL) are being shaped.
  • a three-dimensional structure ST (for example, a turbine blade BL) including a base member BM, a roof member RM, and an outer wall member OM that is an example of a third object formed around the roof member RM may be shaped.
  • the outer wall member OA and the roof member RM may be integral members.
  • FIGS. 32 and 33 An example of a three-dimensional structure ST including an outer wall member OM is shown in FIGS. 32 and 33.
  • FIG. FIG. 32 is a cross-sectional view showing a cross-section of the three-dimensional structure ST including the outer wall member OM at a position where the support member RMS is not formed.
  • FIG. 33 is a cross-sectional view showing a cross section of the three-dimensional structure ST including the outer wall member OM at the position where the support member RMS is formed.
  • the outer wall member OM may be shaped so as to cover at least part of the roof member RM. That is, the outer wall member OM may be shaped so as to cover at least a portion of the inclined member RML, the inclined member RMR, and the connection member RMC that constitute the roof member RM and are exposed to the outside.
  • the outer wall member OM may be a member for shaping the external shape of the three-dimensional structure ST into a predetermined shape. As an example, in the examples shown in FIGS. 32 and 33, the outer wall member OM changes the outer shape of the upper side of the three-dimensional structure ST (that is, the shape of the upper surface of the three-dimensional structure ST) into a horizontal shape (that is, a horizontal plane). It is a member for
  • the modeling system SYS forms the partially inclined member RMLp that is part of the inclined member RML, the partial inclined member RMRp that is part of the inclined member RMR, and the outer wall member OM You may perform shaping
  • the modeling light EL is blocked by a part of the three-dimensional structure ST that has already been modeled while the three-dimensional structure ST is being modeled. The possibility of occurrence can be reduced.
  • the modeling system SYS does not sequentially form a part of the inclined member RML, a part of the inclined member RMR, and a part of the outer wall member OM.
  • the OM may be shaped.
  • the modeling system SYS may start modeling the outer wall member OM after modeling all (or most of) the inclined members RML and RMR.
  • the modeling system SYS may model a three-dimensional structure ST (for example, a turbine blade BL) including a roof member RM in which a through hole HA is formed. .
  • FIG. 34 An example of a three-dimensional structure ST including a roof member RM with through holes HA is shown in FIG.
  • the through hole HA may be formed in at least one of the inclined members RML and RMR.
  • the through hole HA is formed in the inclined member RMR.
  • the through hole HA is a hole penetrating through the roof member RM (the inclined member RMR in the example shown in FIG. 34).
  • the through hole HA may be a hole that connects the space outside the roof member RM (that is, the space outside the three-dimensional structure ST) and the space RMsp inside the roof member RM.
  • the exterior wall member OM described in the second modification is formed around the roof member RM having the through hole HA formed therein, the exterior wall member OM is also formed with the through hole HB as shown in FIG. may be
  • the through hole HB is a hole penetrating the outer wall member OM.
  • the through hole HB may be connected to the through hole HA.
  • the space outside the roof member RM that is, the space outside the three-dimensional structure ST
  • the space RMsp inside the roof member RM may be connected via the through holes HA and HB.
  • the forming system SYS aligns the extending direction of the through holes HB with the direction of gravity before forming the outer wall member OM, as shown in FIG. , the stage 31 may be rotated. After that, the modeling system SYS aligns (for example, parallels) the direction in which the through holes HB extend with the direction of gravitational force. part) may be modeled.
  • the modeling system SYS creates a cross-section of the through-hole HB (specifically, in the direction in which the through-hole HB extends).
  • the outer wall member OM can be shaped so that the shape of the intersecting cross section is the desired shape.
  • the forming system SYS is configured so that the through holes HA are formed in a state in which the direction in which the through holes HA extend is aligned (for example, parallel) with the direction of gravity.
  • the roof member RM (particularly the portion of the roof member RM surrounding the through hole HA) may be shaped.
  • the roof member RM includes the inclined members RML and RMR, the angle ⁇ L formed between the extending direction of the inclined member RML and the direction of gravity and the angle ⁇ R formed between the extending direction of the inclined member RMR and the direction of gravity are the allowable upper limit angle ⁇ max.
  • the modeling system SYS may not be able to model the roof member RM in which the through-hole HA is formed in a state where the direction in which the through-hole HA extends is aligned with the direction of gravity. have a nature.
  • the modeling system SYS may model the roof member RM in which the through holes HA are formed in a state in which the direction in which the through holes HA extend is not aligned with (for example, intersects) the direction of gravity.
  • the forming system SYS may create a cross-section of the through-holes HA (specifically, a through-hole).
  • the roof member RM cannot be shaped so that the shape of the cross section intersecting the direction in which HA extends
  • the surface RMha see FIG. 36
  • the roof member RM facing the through hole HA that is, forming the through hole HA
  • the shape of the through hole HA is disturbed.
  • the modeling system SYS can determine the shape of the through-hole HB formed in the outer wall member OM covering the roof member RM.
  • the outer wall member OM can be shaped to give the desired shape.
  • the modeling system SYS creates an outer wall member OM in which a through hole HB (see FIG. 37(b)) having a cross-sectional shape different from the cross-sectional shape of the through hole HA (see FIG. 37(a)) is formed. can be molded.
  • the modeling system SYS determines the cross-sectional shape of the through-hole HA on the surface of the roof member RM (specifically, the interface between the roof member RM and the outer wall member OM) and the surface of the outer wall member OM (specifically, The outer wall member OM can be shaped so that the cross-sectional shape of the through hole HB in the outer surface) is different.
  • the modeling system SYS can model the three-dimensional structure ST having a desired appearance by modeling the outer wall member OM so that the cross-section of the through hole HB has a desired shape.
  • cross-sectional shape of the through hole HA shown in FIG. 37(a) (for example, a polygonal cross-sectional shape) is an example, and for example, the cross-sectional shape shown in FIG. A through hole HA having a cross-sectional shape of
  • the modeling system SYS models the base member BM after modeling the base member BM and before modeling the roof member RM.
  • a treatment may be performed to planarize the surface of the .
  • the modeling system SYS since the inclined member RML is formed on the side wall member BML of the base member BM, the modeling system SYS, before modeling the inclined member RML, forms the upper surface BMLus (FIG. 38) of the side wall member BML on which the inclined member RML is formed. (a) and FIG. 38(b)) may be planarized.
  • the modeling system SYS before modeling the inclined member RMR, forms the upper surface BMRus (FIG.
  • FIG. 38 of the side wall member BMR on which the inclined member RMR is formed.
  • (a) and FIG. 38(b)) may be planarized.
  • the modeling system SYS before modeling the support member RMS, forms the upper surface BMSus (FIG. 38) of the support member BMS on which the support member RMS is modeled.
  • (b)) may be planarized.
  • the modeling system SYS may perform processing for flattening the surface of the base member BM by irradiating the surface of the base member BM with the modeling light EL.
  • the modeling system SYS flattens the upper surface BMLus of the side wall member BML by irradiating the upper surface BMLus of the side wall member BML with the modeling light EL.
  • the modeling system SYS flattens the upper surface BMRus of the sidewall member BMR by irradiating the upper surface BMRus of the sidewall member BMR with the modeling light EL.
  • the modeling system SYS irradiates the upper surface BMSus of the support member BMS with the modeling light EL, thereby performing processing for flattening the upper surface BMSus of the support member BMS.
  • the metal or the like constituting the surface of the base member BM is at least partially melted and then solidified.
  • fine unevenness existing on the surface of the base member BM will disappear due to melting and solidification of the surface of the base member BM.
  • the height of minute unevenness existing on the surface of the base member BM may become smaller due to melting and solidification of the surface of the base member BM. Therefore, the surface of the base member BM irradiated with the shaping light EL is flatter than the surface of the base member BM before being irradiated with the shaping light EL.
  • the modeling system SYS models the base member BM with relatively high modeling accuracy in addition to or instead of performing processing for flattening the surface of the base member BM after modeling the base member BM. may be performed to planarize the surface of the base member BM.
  • the modeling system SYS may model the base member BM with such high modeling accuracy as to be able to realize a state in which minute unevenness does not exist on the surface of the base member BM.
  • the modeling system SYS may model the base member BM with a modeling accuracy high enough to realize a state in which the height of minute unevenness existing on the surface of the base member BM does not exceed the upper limit value.
  • the modeling system SYS uses the first portion BM1 of the base member BM including the surface on which the roof member RM is to be modeled. You may model by modeling precision higher than precision. In other words, the modeling system SYS sets the modeling accuracy of the second portion BM2, which does not include the surface on which the roof member RM is modeled, of the base member BM to the first part BM2 which includes the surface on which the roof member RM is modeled, of the base member BM. It may be lower than the modeling accuracy of the portion BM1.
  • the modeling system SYS can flatten the surface of the base member BM on which the roof member RM is modeled while suppressing an increase in the time required to model the base member BM.
  • the first portion BM1 including the surface on which the roof member RM is formed of the base member BM is typically the roof of the base member BM. It is a part that is modeled on the second part BM2 that does not include the surface on which the member RM is modeled.
  • the processing for flattening the surface of the base member BM is performed in this way, the amount of the base member BM is reduced compared to the case where the processing for flattening the surface of the base member BM is not performed.
  • the deviation between the actual position of the roof member RM to be shaped and the design position of the roof member RM is reduced.
  • the inclined members RML and RMR constituting the roof member RM are easily connected above them. This is because the positional deviation of the inclined members RML and RMR connected above is relatively small.
  • the modeling system SYS irradiates the side wall member BML of the base member BM with the modeling light EL, thereby performing a modeling operation of forming a modeled object on the side wall member BML.
  • a modeled object is formed on the side wall member BML.
  • This shaped object constitutes the roof member RM#1 which is a part of the roof member RM in the fifth modified example.
  • the roof member RM in the fifth modified example is referred to as "roof member RM'" to distinguish it from the above-described roof member RM including the slope members RML and RMR.
  • the roof member RM#1 may be a member composed of a single structural layer SL.
  • the roof member RM#1 may be a member composed of a plurality of structural layers SL.
  • the roof member RM#1 is composed of a plurality of structural layers SL.
  • the stage 31 When forming the roof member RM#1, the stage 31 may be positioned at the reference position. In other words, the position of the stage 31 (typically, the rotation angle around the rotation axis) when shaping the roof member RM#1 may be the same as the position of the stage 31 when shaping the base member BM. However, when forming the roof member RM#1, the stage 31 may rotate around the rotation axis (for example, the X axis) from the reference position.
  • the rotation axis for example, the X axis
  • the modeling system SYS models the remaining roof members RM#2 of the roof members RM' other than the shaped roof member RM#1. Specifically, as shown in FIG. 41, the modeling system SYS rotates the stage 31 around the rotation axis (for example, the rotation axis along the X-axis) from the reference position. That is, by rotating the stage 31, the modeling system SYS changes the relative positional relationship between the modeling head 21 and the stage 31 from the first relationship for modeling the roof member RM#1 to the roof member RM#2. to a second relationship for modeling. In this case, for example, the modeling system SYS may rotate the stage 31 so that the direction from the side wall member BML to the side wall member BMR is aligned with the direction of gravity.
  • the rotation axis for example, the rotation axis along the X-axis
  • the modeling system SYS may rotate the stage 31 so that the direction from the roof member RM#1 modeled on the side wall member BML to the side wall member BMR is aligned with the direction of gravity.
  • the modeling system SYS may rotate the stage 31 from the reference position by 90 degrees around the rotation axis (for example, the rotation axis along the X axis).
  • the modeling system SYS performs a modeling operation of modeling a modeled object on the roof member RM#1 by irradiating the roof member RM#1 with the modeling light EL.
  • a modeled object corresponding to the roof member RM#2 is formed on the roof member RM#1.
  • the modeling system SYS repeats the modeling operation of modeling the modeled object on the roof member RM#1 until the roof member RM#2 is connected to the side wall member BMR. That is, the modeling system SYS repeats the modeling operation of modeling a model on the roof member RM#1 until the roof member RM#2 connects the roof member RM#1 and the side wall member BMR.
  • the modeling system SYS may or may not change the position of the stage 31 . That is, the modeling system SYS may or may not rotate the stage 31 around the rotation axis (for example, the rotation axis along the X axis).
  • the main axis of the shaping light EL when shaping the roof member RM#2 and the axis along the direction from the side wall member BML to the side wall member BMR is the axis along the direction from the main axis of the shaping light EL for shaping the roof member RM#1 and the side wall member BML to the side wall member BMR. (Y-axis in FIG. 39).
  • the modeling system SYS determines that the angle between the main axis of the modeling light EL and the axis along the direction from the side wall member BML to the side wall member BMR when forming the roof member RM#2 forms the roof member RM#1.
  • the stage 31 may be rotated so that the angle between the main axis of the shaping light EL and the axis along the direction from the side wall member BML to the side wall member BMR is smaller than the angle formed.
  • a roof member RM#2 connecting the roof member RM#1 formed on the side wall member BML and the side wall member BMR is formed. That is, the roof member RM' connecting the side wall member BML and the side wall member BMR is shaped. Even when the roof member RM' is formed in this way, the space RMsp below the roof member RM' is closed by the roof member RM'. Therefore, the modeling system SYS can model the three-dimensional structure ST in which the space RMsp below the roof member RM' is closed using the method described in the fifth modified example.
  • the modeling system SYS models the roof member RM#2 extending along the direction of gravity.
  • the modeling system SYS may model the roof member RM#2, at least a portion of which extends along a direction inclined with respect to the direction of gravity.
  • the modeling system SYS may model the roof member RM#2 in a state where the angle formed by the direction in which the roof member RM#2 extends and the direction of gravity is equal to or less than the allowable upper limit angle ⁇ max. .
  • the modeling system SYS rotates the stage 31 about the rotation axis so that the angle between the direction in which the roof member RM#2 extends and the direction of gravity is equal to or less than the allowable upper limit angle ⁇ max, and then models the roof member RM#2.
  • the modeling system SYS rotates the stage 31 around the rotation axis (for example, the rotation axis along the X-axis corresponding to the horizontal direction).
  • the modeling system SYS may model a pipe P including at least two pipes PP extending in different directions, as shown in FIG. 43 showing an example of the three-dimensional structure ST.
  • the pipes P are a pipe PP#1 extending linearly along the Y-axis direction, a pipe PP#2 extending linearly along the X-axis direction, and a pipe PP#2 extending linearly along the Y-axis direction.
  • each pipe PP#3 extending linearly and a pipe PP#4 extending linearly along the XY axis directions.
  • the modeling system SYS adjusts the stage so that the direction in which each pipe PP extends and the direction of gravity are aligned (or the angle formed by the direction in which each pipe PP extends and the direction of gravity is equal to or less than the allowable upper limit angle ⁇ max). 31 may be rotated and then each pipe PP may be shaped.
  • the two pipes PP extending along different directions may be connected by a curved pipe PC for connecting the two pipes PP extending along different directions.
  • the pipe PP#1 and the pipe PP#2 are connected by the pipe PC#1
  • the pipe PP#2 and the pipe PP#3 are connected by the pipe PC#2
  • the pipe PP#3 and pipe PP#4 are connected by pipe PC#3.
  • the modeling system SYS may sequentially model a plurality of partial pipes PCp, each of which constitutes the pipe PC. For example, as shown in FIG. 44, the modeling system SYS may subdivide a fan-shaped pipe PC into a plurality of smaller fan-shaped partial pipes PCp, and sequentially model the plurality of partial pipes PCp. good.
  • the modeling system SYS may perform the above-described modeling operation of sequentially modeling the plurality of structural layers SL. For example, as shown in FIG. 45, the modeling system SYS gradually decreases the size of the plurality of structural layers SL along the XY plane (the size along the Y axis in the example shown in FIG. 45).
  • the partial pipe PCp composed of a plurality of structural layers SL may be formed by forming the structural layer SL on the forming surface MS.
  • the modeling system SYS may set a new modeling surface MS on the surface of the modeled partial pipe PCp, and model the new partial pipe PCp on the modeled partial pipe PCp. .
  • the modeling system SYS may rotate the stage 31 so that the new modeling surface MS becomes a horizontal plane.
  • each partial pipe PCp for example, as shown in FIG.
  • the stage 31 may be rotated so that the fan-shaped center line CL (for example, the line connecting the midpoint of the inner arc and the midpoint of the outer arc) formed by the partial pipe PCp becomes horizontal. good.
  • the modeling system SYS may set a new modeling surface MS on the surface of the modeled partial pipe PCp, and model the new partial pipe PCp on the modeled partial pipe PCp. .
  • the modeling system SYS can model the piping PC with higher accuracy than when the piping PC is modeled by the method shown in FIGS. 46 to 47 .
  • the modeling system SYS processes the workpiece W by irradiating the workpiece W with the modeling light EL.
  • the modeling system SYS may process the workpiece W by irradiating the workpiece W with an arbitrary energy beam.
  • the modeling system SYS may include, in addition to or instead of the light source 5 and the irradiation optical system 211, a beam irradiation device that can irradiate an arbitrary energy beam.
  • arbitrary energy beams include charged particle beams and/or electromagnetic waves.
  • charged particle beams include at least one of an electron beam and an ion beam.
  • a modeling apparatus comprising: an energy beam irradiation unit that emits an energy beam; and a material supply unit that supplies a molding material to a region irradiated with the energy beam; a control device that controls the modeling device to model a modeled object, modeling a second object above the first object;
  • the second object includes a first inclined portion connected to the first object, a second inclined portion connected to the first object, and connected to the tip of the first inclined portion and the tip of the second inclined portion.
  • [Appendix 3] forming a third object around the second object;
  • the second object and the third object are formed by forming a portion of the first inclined portion, forming a portion of the second inclined portion, and forming a portion of the third object in this order.
  • [Appendix 4] 3.
  • [Appendix 5] 5 5.
  • the second object includes a first supporting portion connected to the first inclined portion and a second supporting portion connected to the second inclined portion; molding of a portion of the first inclined portion and a portion of the first support portion; molding of a portion of the second inclined portion and a portion of the second support portion; molding of a portion of the second inclined portion and a portion of the second support portion; 6.
  • the modeling system according to any one of appendices 1 to 5, wherein the second object is modeled by sequentially performing modeling of a part of the third support portion between the two support portions.
  • the first inclined portion extends in a first direction; the second inclined portion extends in a second direction that intersects with the first direction; 7.
  • the first inclined portion extends in a first direction; the second inclined portion extends in a second direction that intersects with the first direction; 8.
  • Appendix 9 further comprising a support device for supporting a structure including the second object to be modeled by the modeling device; the first inclined portion extends in a first direction; the second inclined portion extends in a second direction that intersects with the first direction; 9.
  • a modeling method for modeling a modeled object using a modeling apparatus comprising an energy beam irradiation unit that emits an energy beam and a material supply unit that supplies a modeling material to a region irradiated with the energy beam, In order to form a second object above the first object, forming a portion of the first inclined portion connected to the first object and forming a portion of the second inclined portion connected to the first object are performed.
  • a turbine blade that is shaped by a shaping apparatus that includes an energy beam irradiation section that emits an energy beam and a material supply section that supplies a molding material to a portion irradiated with the energy beam, a first ramp connecting to the first object; a second sloping portion connected to the first object; a connecting portion connected to the tip of the first inclined portion and the tip of the second inclined portion; an outer wall member for covering a part of the first inclined portion, the second inclined portion, and the connecting portion to form an external shape in a predetermined shape; the space below the first inclined portion and the second inclined portion faces the first object; Above said space is closed by said connection turbine blade.
  • a modeling apparatus comprising: an energy beam irradiation unit that emits an energy beam; and a material supply unit that supplies a molding material to a region irradiated with the energy beam; a control device that controls the modeling device to model a modeled object, modeling a second object above the first object; the second object includes a first inclined portion connected to the first object and a second inclined portion connected to the first object; The control device forms the first inclined portion and the second inclined portion by sequentially forming a part of the first inclined portion and a part of the second inclined portion. control the sculpting equipment, The shaping system, wherein the space below the first slope and the second slope faces the first object, and the space above is closed.
  • a modeling method for modeling a modeled object by a modeling apparatus comprising an energy beam irradiation unit that emits an energy beam and a material supply unit that supplies a molding material to a region irradiated with the energy beam, forming a second object over the first object;
  • the forming of the second object includes forming a portion of the first inclined portion connected to the first object and forming a portion of the second inclined portion connected to the first object in this order. including A second space below the first inclined portion and the second inclined portion faces the first object, and an upper portion of the second space is closed.
  • a turbine blade that is shaped by a shaping apparatus that includes an energy beam irradiation section that emits an energy beam and a material supply section that supplies a molding material to a portion irradiated with the energy beam, a first ramp connecting to the first object; a second sloping portion connected to the first object; an outer wall member for covering a part of the first inclined portion and the second inclined portion so as to form a predetermined outer shape, the space below the first inclined portion and the second inclined portion faces the first object; Above said space is a closed turbine blade.
  • a modeling method for modeling a modeled object using a modeling apparatus comprising an energy beam irradiation unit that emits an energy beam and a material supply unit that supplies a modeling material to a region irradiated with the energy beam, For shaping a second object above a first object having a first space, shaping a portion of a first slope connecting to said first object and a portion of a second slope connecting to said first object. forming the parts in order; forming a connecting portion that connects the tip of the first slope portion and the tip of the second slope portion; a second space below the first inclined portion and the second inclined portion is connected to the first space; A modeling method in which the upper side of the second space is closed by the connecting portion.
  • a turbine blade that is shaped by a shaping apparatus that includes an energy beam irradiation section that emits an energy beam and a material supply section that supplies a molding material to a portion irradiated with the energy beam, a first ramp connecting to a first object having a first space; a second sloping portion connected to the first object; a connecting portion connected to the tip of the first inclined portion and the tip of the second inclined portion; an outer wall member for covering a part of the first inclined portion, the second inclined portion, and the connecting portion to form an external shape in a predetermined shape; a second space below the first inclined portion and the second inclined portion is connected to the first space; Turbine blades above the second space are closed by the connecting portion.
  • a modeling apparatus comprising: an energy beam irradiation unit that emits an energy beam; and a material supply unit that supplies a molding material to a region irradiated with the energy beam; a control device that controls the modeling device to model a modeled object, shaping a second object over a first object having a first space; the second object includes a first inclined portion connected to the first object and a second inclined portion connected to the first object; The control device forms the first inclined portion and the second inclined portion by sequentially forming a part of the first inclined portion and a part of the second inclined portion.
  • a modeling method for modeling a modeled object by a modeling apparatus comprising an energy beam irradiation unit that emits an energy beam and a material supply unit that supplies a molding material to a region irradiated with the energy beam, forming a second object over a first object having a first space; Forming the second object includes forming a portion of the first inclined portion connected to the first object and forming a portion of the second inclined portion connected to the first object in this order.
  • a turbine blade that is shaped by a shaping apparatus that includes an energy beam irradiation section that emits an energy beam and a material supply section that supplies a molding material to a portion irradiated with the energy beam, a first ramp connecting to a first object having a first space; a second sloping portion connected to the first object; an outer wall member for covering a part of the first inclined portion and the second inclined portion so as to form a predetermined outer shape, a second space below the first inclined portion and the second inclined portion is connected to the first space; Turbine blades above the second space are closed.
  • modeling device 21 modeling head 22 head drive system 3 stage device 31, 31 ⁇ X, 31 ⁇ Z stage 32 stage drive system 7 control device W work EL modeling light ST three-dimensional structure BL turbine blade BM base member BML, BMR side wall member BMS support member RM roof member RML, RMR slope member RMS support member RMC connection member

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Abstract

造形システムは、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、造形装置を制御して造形物を造形する制御装置とを備える。造形システムは、第1空間を有する第1物体の上方に第2物体を造形する。第2物体は、第1物体に接続する第1傾斜部と、第1物体に接続する第2傾斜部と、第1傾斜部の先端及び第2傾斜部の先端に接続する接続部とを含む。造形システムは、第1傾斜部の一部の造形と第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことで、第1傾斜部と第2傾斜部とを造形する。第1傾斜部と2傾斜部との下方の第2空間は、第1空間に繋がり、第2空間の上方は接続部によって閉じられる。

Description

造形システム
 本発明は、例えば、造形物を造形する造形システムの技術分野に関する。
 特許文献1には、造形物を造形する造形システムの一例が記載されている。このような造形システムでは、造形した造形物を用いて適切な構造物を形成することが技術的課題となる。
米国特許出願公開第2014/0197576号明細書
 第1の態様によれば、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、前記造形装置を制御して造形物を造形する制御装置とを備え、第1空間を有する第1物体の上方に第2物体を造形し、前記第2物体は、前記第1物体に接続する第1傾斜部と、前記第1物体に接続する第2傾斜部と、前記第1傾斜部の先端及び前記第2傾斜部の先端に接続する接続部とを含み、前記第1傾斜部の一部の造形と前記第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことで、前記第1傾斜部と前記第2傾斜部とを造形し、前記第1傾斜部と前記2傾斜部との下方の第2空間は、前記第1空間に繋がり、前記第2空間の上方は前記接続部によって閉じられる造形システムが提供される。
 第2の態様によれば、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部を備える造形装置により造形物を造形する造形方法であって、第1空間を有する第1物体の上方に第2物体を造形するために、前記第1物体に接続する第1傾斜部の一部の造形と前記第1物体に接続する第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことと、前記第1傾斜部の先端と前記第2傾斜部の先端とに接続する接続部を造形することとを含み、前記第1傾斜部と前記2傾斜部との下方の第2空間は前記第1空間に繋がり、前記第2空間の上方は前記接続部によって閉じられる造形方法が提供される。
 第3の態様によれば、第1物体が載置される物体載置装置と、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備え、前記第1物体上に造形を行う造形装置と、前記造形装置と前記物体載置装置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、前記造形装置及び前記位置変更装置を制御する制御装置とを備え、前記位置変更装置は、前記物体載置装置を回転軸周りに動かす駆動装置を有し、前記物体載置装置を基準位置から前記回転軸周りの第1方向に動かした第1状態で前記造形装置を用いて行われる第1造形動作と、前記物体載置装置を前記基準位置から前記回転軸周りの、前記第1方向とは逆の第2方向に動かした第2状態で前記造形装置を用いて行われる第2造形動作とを交互に行うことにより、前記第1造形動作で造形される第1傾斜部と前記第2造形動作で造形される第2傾斜部とを含む第2物体を前記第1物体上に造形する造形システムが提供される。
 第4の態様によれば、第1物体が載置される物体載置装置と、エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備え、前記第1物体上に造形を行う造形装置と、前記造形装置と前記物体載置装置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、前記造形装置及び前記位置変更装置を制御する制御装置とを備え、前記第1物体の第1領域と前記第1物体の第2領域とを接続する第2物体を造形し、前記第2物体を造形するために、前記位置関係が第1関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第1領域に前記エネルギビームを照射することで、前記第1領域上に、前記第2物体の一部である第1造形物を造形し、前記位置関係が前記第1関係とは異なる第2関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射することで、前記第1造形物上に、前記第2物体の一部を構成し且つ前記第1造形物と前記第2領域とを接続する第2造形物を造形する造形システムが提供される。
 本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
図1は、本実施形態の造形システムのシステム構成を示すブロック図である。 図2は、本実施形態の造形システムの構造を示す断面図である。 図3は、本実施形態の造形システムの構造を示す断面図である。 図4(a)から図4(e)のそれぞれは、ワーク上のある領域に造形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5(a)から図5(c)のそれぞれは、3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図6は、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物の外観を示す斜視図である。 図7は、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物の上面を示す平面図である。 図8は、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物の断面を示す断面図(特に、図7のA-A’断面図)である。 図9は、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物の断面を示す断面図(特に、図7のB-B’断面図)である。 図10(a)及び図10(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図11は、側壁部材上に造形される予定の傾斜部材を示す断面図である。 図12は、側壁部材上に造形される傾斜部材を拡大して示す断面図である。 図13(a)及び図13(b)のそれぞれは、傾斜部材を造形するためのステージの状態の一例に示す断面図である。 図14は、一の傾斜部材の全体を造形した後に他の傾斜部材を造形するために側壁部材に照射される造形光を示す断面図である。 図15(a)及び図15(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図16(a)及び図16(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図17(a)から図17(d)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図18は、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図19(a)及び図19(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図20(a)及び図20(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図21は、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図22は、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図23(a)及び図23(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図24(a)及び図24(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図25(a)及び図25(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図26(a)及び図26(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図27は、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図28は、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図29(a)及び図29(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図30(a)及び図30(b)のそれぞれは、図6から図9に示す3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図31は、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を模式的に示す。 図32は、外壁部材を含む3次元構造物の、支持部材が造形されていない位置における断面を示す断面図である。 図33は、外壁部材を含む3次元構造物の、支持部材が造形されている位置における断面を示す断面図である。 図34は、貫通孔が形成された屋根部材を含む3次元構造物を示す断面図である。 図35は、貫通孔が形成された外壁部材を含む3次元構造物を示す断面図である。 図36は、貫通孔が形成された外壁部材を造形する過程を示す断面図である。 図37(a)及び図37(c)のそれぞれは、屋根部材に形成された貫通孔の断面の形状の一例を示す断面図であり、図37(b)は、外壁部材に形成された貫通孔の断面の形状の一例を示す断面図である。 図38(a)及び図38(b)のそれぞれは、ベース部材を示す断面図である。 図39は、第5変形例において3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図40は、第5変形例において3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図41は、第5変形例において3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図42は、第5変形例において3次元構造物を造形する過程を示す断面図である。 図43は、パイプを示す断面図である。 図44は、湾曲した配管を示す断面図である。 図45は、部分配管を造形する過程を示す断面図である。 図46は、部分配管を造形する過程を示す断面図である。 図47は、部分配管を造形する過程を示す断面図である。 図48は、部分配管を造形する過程を示す断面図である。
 以下、図面を参照しながら、造形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上に造形物を造形する造形システムSYSを用いて、造形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造形システムSYSを用いて、造形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を造形光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、造形システム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)造形システムSYSの構造
 初めに、図1から図3を参照しながら、本実施形態の造形システムSYSの構造について説明する。図1は、本実施形態の造形システムSYSのシステム構成を示すシステム構成図である。図2及び図3のそれぞれは、本実施形態の造形システムSYSの構造を模式的に示す断面図である。
 造形システムSYSは、造形物を造形(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は、造形システムSYSが造形する任意の物体を意味していてもよい。例えば、造形システムSYSは、造形物の一例として、3次元構造物(つまり、3次元方向のいずれの方向においても大きさを持つ3次元の物体であり、立体物、言い換えると、X軸方向、Y軸方向及びZ軸方向において大きさを持つ物体)STを造形可能である。造形システムSYSは、3次元構造物STを造形するための基礎(つまり、母材)となるワークW上に、3次元構造物STを造形可能である。つまり、造形システムSYSは、ワークW上に造形を行う。造形システムSYSは、ワークWに付加加工を行うことで、3次元構造物ST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、造形システムSYSは、ステージ31上に、3次元構造物ST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、造形システムSYSは、載置物上に、3次元構造物STを造形可能である。この場合、造形システムSYSは、載置物と一体化された3次元構造物STを造形してもよい。載置物と一体化された3次元構造物ST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、造形システムSYSは、載置物と分離可能な3次元構造物STを造形してもよい。ステージ31に載置される載置物は、造形システムSYSが造形した別の3次元構造物ST(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、造形システムSYSは、レーザ肉盛溶接法により3次元構造物STを造形可能である。つまり、造形システム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)とも称されてもよい。
 造形システムSYSは、造形光ELを用いて造形材料Mを加工することで3次元構造物STを造形する。造形材料Mは、所定強度以上の造形光ELの照射によって溶融可能な材料である。このような造形材料Mとして、例えば、金属性の材料及び樹脂性の材料の少なくとも一方が使用可能である。但し、造形材料Mとして、金属性の材料及び樹脂性の材料とは異なるその他の材料が用いられてもよい。造形材料Mは、粉状の又は粒状の材料である。つまり、造形材料Mは、粉粒体である。但し、造形材料Mは、粉粒体でなくてもよい。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。
 3次元構造物STを造形するために、造形システムSYSは、図1から図3に示すように、材料供給源1と、造形ユニット2と、ステージユニット3と、光源5と、気体供給源6と、制御装置7とを備える。造形ユニット2と、ステージユニット3とは、筐体8の内部空間に収容されていてもよい。
 材料供給源1は、造形ユニット2に造形材料Mを供給する。材料供給源1は、3次元構造物STを造形するために単位時間あたりに必要とする分量の造形材料Mが造形ユニット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を供給する。
 造形ユニット2は、材料供給源1から供給される造形材料Mを加工して3次元構造物STを造形する。3次元構造物を造形するために、造形ユニット2は、造形ヘッド21と、ヘッド駆動系22とを備える。更に、造形ヘッド21は、照射光学系211と、材料ノズル(つまり造形材料Mを供給する供給系)212とを備えている。尚、造形ヘッド21は、造形装置と称されてもよい。
 照射光学系211は、射出部213から造形光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、造形光ELを発する光源5と、光ファイバやライトパイプ等の光伝送部材51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51を介して光源5から伝搬してくる造形光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)に向けて造形光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に向けて造形光ELを照射する。このため、照射光学系211は、エネルギビーム照射部と称されてもよい。具体的には、照射光学系211は、造形光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に造形光ELを照射可能である。更に、照射光学系211の状態は、制御装置7の制御下で、目標照射領域EAに造形光ELを照射する状態と、目標照射領域EAに造形光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から射出される造形光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源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を介して材料供給源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を介して材料供給源1から供給される造形材料Mを圧送してもよい。即ち、材料供給源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、気体供給源6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、気体供給源6とは異なる気体供給源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、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。
 本実施形態では、材料ノズル212は、照射光学系211からの造形光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が造形光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から射出された造形光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に材料を供給しなくてもよい。例えば、造形システム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を照射光学系211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。
 ヘッド駆動系22は、造形ヘッド21を移動させる。ヘッド駆動系22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造形ヘッド21を移動させる。図2から図3に示す例では、ヘッド駆動系22は、X軸、Y軸及びZ軸のそれぞれに沿って造形ヘッド21を移動させる。この場合、ヘッド駆動系22は、ヘッド駆動系22Xと、ヘッド駆動系22Yと、ヘッド駆動系22Zとを備えていてもよい。ヘッド駆動系22Xは、X軸に沿って造形ヘッド21を移動させる。ヘッド駆動系22Yは、Y軸に沿って造形ヘッド21を移動させる。ヘッド駆動系22Zは、Z軸に沿って造形ヘッド21を移動させる。
 ヘッド駆動系22Yは、筐体8の底面(或いは、筐体8の底面に配置される定盤)に空気ばね等の防振装置を介して設置される支持フレーム224に接続され且つY軸に沿って延びるYガイド部材221Yと、Yガイド部材221Yに沿って移動可能なYスライド部材222Yと、Yスライド部材222Yを移動させる不図示のモータとを備える。ヘッド駆動系22Xは、Yスライド部材222Yに接続され且つX軸に沿って延びるXガイド部材221Xと、Xガイド部材221Xに沿って移動可能なXスライド部材222Xと、Xスライド部材222Xを移動させる不図示のモータとを備える。ヘッド駆動系22Zは、Xスライド部材222Xに接続され且つZ軸に沿って延びるZガイド部材221Zと、Zガイド部材221Zに沿って移動可能なZスライド部材222Zと、Zスライド部材222Zを移動させる不図示のモータとを備える。Zスライド部材222Zには、造形ヘッド21が接続されている。Yスライド部材222YがYガイド部材221Yに沿って移動すると、ヘッド駆動系22X及び22Zを介してYスライド部材222Yに接続されている造形ヘッド21がY軸に沿って移動する。Xスライド部材222XがXガイド部材221Xに沿って移動すると、ヘッド駆動系22Zを介してXスライド部材222Xに接続されている造形ヘッド21がX軸に沿って移動する。Zスライド部材222ZがZガイド部材221Zに沿って移動すると、Zスライド部材222Zに接続されている造形ヘッド21がZ軸に沿って移動する。
 ヘッド駆動系22が造形ヘッド21を移動させると、造形ヘッド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、ヘッド駆動系22は、造形ヘッド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、造形ヘッド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。
 ステージユニット3は、ステージ31と、ステージ駆動系32とを備えている。
 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。ワークWに3次元構造物STが造形されている場合には、ステージ31には、ワークWを介して3次元構造物STが載置される。このため、ステージ31は、物体載置装置と称されてもよい。ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを支持可能である。ワークWに3次元構造物STが造形されている場合には、ステージ31は、ワークWを介して3次元構造物STを支持可能である。このため、ステージ31は、支持装置と称されてもよい。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造形光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。
 本実施形態では、ステージ31は、ステージ31θXと、ステージ31θZとを含む。ステージ31がステージ31θXとステージ31θZとを含む理由は、後に詳述するように、後述するステージ駆動系32によってステージ31をθX方向及びθZ方向のそれぞれに沿って移動させるためである。ワークWは、ステージ31θZに載置される。このため、ステージ31θZの上面の少なくとも一部が、ワークWが載置される載置面311として用いられる。ステージ31θXは、後述するように、ステージ駆動系32によってθX方向に沿って移動可能(つまり、X軸に沿った回転軸周りに回転可能)である。ステージ31θZは、ステージ31θXの回転に合わせてステージ31θXと共にX軸に沿った回転軸周りに回転可能となるように、ステージ31θXに形成された凹部に配置されている。ステージ31θZは、後述するように、ステージ31θXの回転とは無関係にステージ駆動系32によってθZ方向に沿って移動可能(つまり、Z軸に沿った回転軸周りに回転可能)となるように、ステージ31θXに形成された凹部に配置されている。尚、ステージ31の構成は、図2及び図3に示した構成には限定されない。一例として、ステージ31θZがステージ31θXに形成された凹部に配置されていなくてもよい。
 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。図2から図3に示す例では、ステージ駆動系32は、θX方向及びθZ方向のそれぞれに沿ってステージ31を移動させる。つまり、ステージ駆動系32は、X軸に沿った回転軸周りにステージ31を回転させ、Z軸に沿った回転軸周りにステージ31を回転させる。この場合、ステージ駆動系32は、ステージ駆動系32θXと、ステージ駆動系32θZとを備えていてもよい。ステージ駆動系32θXは、X軸に沿った回転軸周りにステージ31(特に、ステージ31θX)を回転させる。ステージ駆動系32θZは、Z軸に沿った回転軸周りにステージ31(特に、ステージ31θZ)を回転させる。ステージ駆動系32θXは、筐体8の底面(或いは、筐体8の底面に配置される定盤)に空気ばね等の防振装置を介して設置される一対の支持フレーム323にそれぞれ回転可能に接続される一対の回転シャフト321θXと、一対の回転シャフト321θXをX軸に沿った回転軸周りに回転させる駆動装置であるモータ322θXとを備える。一対の回転シャフト321θXは、X軸方向に沿って延びる。一対の回転シャフト321θXは、X軸方向に沿ってステージ31θXを挟み込むように、ステージ31θXに接続されている。ステージ駆動系32θZは、Z軸方向に沿って延び且つステージ31θZの底面(具体的には、ステージ31θXに対向する面)に接続される回転シャフト321θZと、回転シャフト321θZをZ軸に沿った回転軸周りに回転させるモータ322θZとを備える。一対の回転シャフト321θXが回転すると、ステージ31θXがX軸に沿った回転軸周りに回転する。その結果、ステージ31θXが支持するステージ31θZ(更には、ステージ31θZが支持するワークW)もまた、X軸に沿った回転軸周りに回転する。回転シャフト321θZが回転すると、ステージ31θZ(更には、ステージ31θZが支持するワークW)もまた、Z軸に沿った回転軸周りに回転する。尚、図2及び図3に示したステージ31は、ステージ31θXが支持フレーム323によって両側から支持される両持ち構造を有している。しかしながら、ステージ31は、ステージ31θXが支持フレーム323によって片側から支持される片持ち構造を有していてもよい。
 ステージ駆動系32がステージ31を移動させると、造形ヘッド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、造形ヘッド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、造形ヘッド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。
 ステージ31を回転軸周りに回転させる動作は、実質的には、ステージ31の姿勢を変更する(例えば、造形ヘッド21に対するステージ31の相対的な姿勢を変更する)動作と等価であるとみなしてもよい。このため、ステージ駆動系32は、造形ヘッド21に対するステージ31の相対的な姿勢を変更することで、造形ヘッド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。
 光源5は、例えば、赤外光、可視光及び紫外光のうちの少なくとも一つを、造形光ELとして射出する。但し、造形光ELとして、その他の種類の光が用いられてもよい。造形光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。造形光ELは、レーザ光であってもよい。この場合、光源5は、レーザ光源(例えば、レーザダイオード(LD:Laser Diode)等の半導体レーザを含んでいてもよい。レーザ光源としては、ファイバ・レーザやCOレーザ、YAGレーザ、エキシマレーザ等であってもよい。但し、造形光ELはレーザ光でなくてもよい。光源5は、任意の光源(例えば、LED(Light Emitting Diode)及び放電ランプ等の少なくとも一つ)を含んでいてもよい。
 気体供給源6は、筐体8の内部空間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。気体供給源6は、気体供給源6と筐体8とを接続する供給管61を介して、筐体8の内部空間にパージガスを供給する。その結果、筐体8の内部空間は、パージガスによってパージされた空間となる。尚、気体供給源6は、窒素ガスやアルゴンガス等の不活性ガスが格納されたボンベであってもよい。不活性ガスが窒素ガスである場合には、気体供給源6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、気体供給源6は、材料供給源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、気体供給源6は、気体供給源6と混合装置12とを接続する供給管62を介して混合装置12と接続されていてもよい。その結果、気体供給源6は、供給管62を介して、混合装置12にパージガスを供給する。この場合、材料供給源1からの造形材料Mは、供給管62を介して気体供給源6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、気体供給源6は、供給管62、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。
 制御装置7は、造形システムSYSの動作を制御する。例えば、制御装置7は、造形システムSYSが備える造形ユニット2(例えば、造形ヘッド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7は、造形システムSYSが備えるステージユニット3(例えば、ステージ駆動系32)を制御してもよい。その結果、制御装置7は、造形ユニット2及びステージユニット3の少なくとも一方を制御して造形物(例えば、3次元構造物ST)を造形してもよい。
 制御装置7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7は、演算装置がコンピュータプログラムを実行することで、造形システム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7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、造形システムSYSに後述する動作を行わせるように制御装置7を機能させるためのコンピュータプログラムである。演算装置が実行するコンピュータプログラムは、制御装置7が備える記憶装置(つまり、記録媒体)に記録されていてもよいし、制御装置7に内蔵された又は制御装置7に外付け可能な任意の記憶媒体(例えば、ハードディスクや半導体メモリ)に記録されていてもよい。或いは、演算装置は、実行するべきコンピュータプログラムを、ネットワークインタフェースを介して、制御装置7の外部の装置からダウンロードしてもよい。
 制御装置7は、照射光学系211による造形光ELの射出態様を制御してもよい。射出態様は、例えば、造形光ELの強度及び造形光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。造形光ELが複数のパルス光を含む場合には、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。更に、制御装置7は、ヘッド駆動系22による造形ヘッド21の移動態様を制御してもよい。制御装置7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(移動時期)の少なくとも一つを含んでいてもよい。更に、制御装置7は、材料ノズル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(供給時期)の少なくとも一方を含んでいてもよい。
 制御装置7は、造形システムSYSの内部に設けられていなくてもよい。例えば、制御装置7は、造形システム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7と造形システム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7と造形システム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7は、ネットワークを介して造形システム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。造形システムSYSは、制御装置7からのコマンドや制御パラメータ等の情報を、上記ネットワークを介して受信する受信装置を備えていてもよい。造形システムSYSは、制御装置7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7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7が行う処理のうちの一部を行う第1制御装置が造形システムSYSの内部に設けられている一方で、制御装置7が行う処理のうちの他の一部を行う第2制御装置が造形システムSYSの外部に設けられていてもよい。
 尚、制御装置7が実行するコンピュータプログラムを記録する記録媒体としては、CD-ROM、CD-R、CD-RWやフレキシブルディスク、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW及びBlu-ray(登録商標)等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラムを記録可能な機器(例えば、コンピュータプログラムがソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器)が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラムに含まれる各処理や機能は、制御装置7(つまり、コンピュータ)がコンピュータプログラムを実行することで制御装置7内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、制御装置7が備える所定のゲートアレイ(FPGA、ASIC)等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
 (2)造形システムSYSの動作
 続いて、造形システムSYSの動作について説明する。
 (2-1)造形動作
 初めに、3次元構造物STを造形するための造形動作(本実施形態では、付加加工動作)について説明する。上述したように、造形システムSYSは、ワークWに対して付加加工を行うことで3次元構造物STを造形するための造形動作を行う。具体的には、造形システムSYSは、レーザ肉盛溶接法により3次元構造物STを造形する。このため、造形システム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、3次元構造物STを造形してもよい。以下、レーザ肉盛溶接法を用いて3次元構造物STを造形する造形動作の一例について簡単に説明する。
 造形システム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、造形システムSYS内に設けられた不図示の計測装置及び造形システム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。造形システム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。例えば、造形システムSYSは、3次元構造物STのモデルをZ軸方向に沿って輪切りにすることで得られる複数の層のデータに基づいて複数の構造層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4(a)から図4(e)を参照して説明する。造形システムSYSは、制御装置7の制御下で、ワークWの表面又は造形済みの構造層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、造形ヘッド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、造形システムSYSは、目標照射領域EAに対して照射光学系211から造形光ELを照射する。この際、Z軸方向において造形光ELが集光される集光面は、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4(a)に示すように、造形光ELが照射された造形面MS上に溶融池(つまり、造形光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、造形システムSYSは、制御装置7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に照射されている造形光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に到達する前に造形光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、造形ヘッド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に造形光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4(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が造形面MS上に堆積される。
 造形システムSYSは、このような造形光ELの照射による溶融池MPの形成、溶融池MPへの造形材料Mの供給、供給された造形材料Mの溶融及び溶融した造形材料Mの固化を含む一連の造形処理を、図4(d)に示すように、造形面MSに対して造形ヘッド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、造形システムSYSは、所望のタイミングで造形面MSに造形光ELを照射しながら造形面MSに対して造形ヘッド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に造形光ELを照射することなく造形面MSに対して造形ヘッド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、造形システムSYSは、スキャン動作が行われている期間中に、造形面MS上において造形物を造形したい領域に造形光ELを照射する一方で、造形面MS上において造形物を造形したくない領域に造形光ELを照射しない。つまり、造形システム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、造形物を造形したい領域の分布の態様に応じたタイミングで造形光ELを造形面MSに照射する。典型的には、造形システムSYSは、所望のタイミングで目標照射領域EAに造形光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に造形光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造形光ELが照射された部分に順次形成される。その結果、図4(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、造形システムSYSは、造形光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、造形システム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ができない強度の造形光ELを目標照射領域EAに照射してもよい。
 造形システム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7の制御下で、3次元モデルデータに基づいて繰り返し行う。具体的には、まず、制御装置7は、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。造形システム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5(a)に示すように、構造層SL#1が造形される。その後、造形システム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7は、まず、ステージ31に対して造形ヘッド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7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側に向かって造形ヘッド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、造形システムSYSは、制御装置7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5(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5(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)造形動作の具体例
 本実施形態では、造形システムSYSは、上述した造形動作を行うことで、第1物体の上方に第2物体を造形してもよい。つまり、造形システムSYSは、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STを造形してもよい。造形システムSYSは、第1物体と、第1物体の上方に造形された第2物体とを含む3次元構造物STを造形してもよい。
 本実施形態では、造形システムSYSは、第1物体の上方に第2物体を造形する際に、第2物体の下方に空間が形成され且つ当該空間の上方が閉じられる(例えば、ふさがれる)ように第2物体を造形してもよい。この際、造形システムSYSは、第1空間を有する第1物体(つまり、第1空間が形成された第1物体)の上方に、第2物体の下方に第2空間が形成され且つ当該第2空間の上方が閉じられるように、第2物体を造形してもよい。このとき、第1空間と第2空間とは繋がっていてもよい。なお、この際、造形システムSYSは、第1物体の上面(典型的には平面又は凸面)に第2物体を造形することで、第2物体の下方に第1空間を形成し且つ当該第1空間の上方を閉じてもよい。
 第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STの一例が、図6から図9に示されている。図6は、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STの外観を示す斜視図である。図7は、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STの上面を示す平面図である。図8は、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STの断面を示す断面図(特に、図7のA-A’断面図)である。図9は、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STの断面を示す断面図(特に、図7のB-B’断面図)である。
 図6から図9は、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STの一例として、第1物体の一例であるベース部材BMと、ベース部材BMの上方に造形された第2物体の一例である屋根部材RMとを含む3次元構造物STを示している。尚、図6から図9は、3次元構造物STが、タービンの羽根を構成するタービンブレードBLである例を示している。つまり、図6から図9は、タービンブレードBLとして利用可能な3次元構造物STを示している。言い換えれば、図6から図9は、3次元構造物STの形状が、タービンブレードBLに相当する形状となる例を示している。なお、タービンブレードBLは、動翼であってもよいし、静翼であってもよい。しかしながら、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STが、タービンブレードBLに限定されることはない。第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STが、タービンブレードBLとは異なる物体(例えば、タービンに用いるという用途とは異なる用途に用いられる物体)であってもよい。
 図6から図9に示すように、3次元構造物STは、長手方向(図6から図9に示す例では、X軸方向)に沿って延びる形状を有する。3次元構造物STがタービンブレードBLであるため、3次元構造物STは、平面視において弓型の形状を有するように湾曲していてもよい。図6から図9に示す例では、3次元構造物STは、XY平面に沿った面内において弓型の形状を有するように、XY平面に沿った面内において湾曲している。このため、ベース部材BM及び屋根部材RMのそれぞれもまた、X軸方向に沿って延びる形状を有し、且つ、XY平面に沿った面内において弓型の形状を有するようにXY平面に沿った面内において湾曲していてもよい。
 ベース部材BMは、底部材BMCと、側壁部材BMLと、側壁部材BMRとを含む。
 底部材BMCは、例えば、長手方向を有するように延びる(つまり、長手方向に沿って延びる)長板状の部材である。図6から図9に示す例では、底部材BMCは、X軸方向に沿った長手方向を有する(例えば、上述したステージ31θXの回転軸とほぼ平行な方向に長手方向を有する)。但し、3次元構造物STがタービンブレードであるため、底部材BMCは、平面視において弓型の形状を有するように湾曲していてもよい。図6から図9に示す例では、底部材BMCは、XY平面に沿った面内において弓型の形状を有するように、XY平面に沿った面内において湾曲していてもよい。
 側壁部材BMLと側壁部材BMRは、底部材BMC上に形成される。側壁部材BMLと側壁部材BMRは、底部材BMCの外縁に沿って形成されてもよい。このとき、側壁部材BMLと側壁部材BMRと底部材BMCとは一体の部材として(モノリシックな部材として)形成されていてもよい。具体的には、側壁部材BMLは、底部材BMCの一方側の外縁(例えば、-Y側の外縁)に沿って形成され、側壁部材BMRは、底部材BMCの一方側の外縁(例えば、+Y側の外縁)に沿って形成されてもよい。このため、側壁部材BML及びBMRのそれぞれは、平面視において弓型の形状を有するように湾曲していてもよい。図6から図9に示す例では、側壁部材BML及びBMRのそれぞれは、XY平面に沿った面内において弓型の形状を有するように、XY平面に沿った面内において湾曲していてもよい。
 側壁部材BML及びBMRのそれぞれは、底部材BMCから突き出るように上方に延びる。側壁部材BML及びBMRは、平面視において環状につながる(図6から図9に示す例では、XY平面に沿った面内において環状につながる)ように形成されていてもよい。その結果、側壁部材BML及びBMRは、底部材BMCと共に、第1空間の一例である空間BMsp(図8参照)を形成してもよい。つまり、側壁部材BML及びBMRは、側壁部材BML及びBMRと底部材BMCとによって囲まれた(言い換えれば、側壁部材BML及びBMRと底部材BMCとに面する)空間BMspが形成されるように、底部材BMCから突き出ると共に、平面視において環状につながってもよい。
 屋根部材RMは、傾斜部材RMLと、傾斜部材RMRとを含む。
 傾斜部材RMLは、側壁部材BMLに接続される部材である。例えば、傾斜部材RMLは、側壁部材BML上に形成される。この際、傾斜部材RMLは、側壁部材BMLに沿って形成されてもよい。このため、傾斜部材RMLは、平面視において弓型の形状を有するように湾曲していてもよい。図6から図9に示す例では、傾斜部材RMLは、XY平面に沿った面内において弓型の形状を有するように、XY平面に沿った面内において湾曲していてもよい。
 傾斜部材RMLは、側壁部材BMLから延びる板状の部材であってもよい。傾斜部材RMLは、側壁部材BMLから、側壁部材BMLの上方に向かって延びる部材であってもよい。特に、傾斜部材RMLは、側壁部材BMLに対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。例えば、傾斜部材RMLは、傾斜部材RMLが形成される側壁部材BMLの上面BMLusに対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。図6から図9に示す例では、側壁部材BMLの上面BMLusは、XY平面に沿った面である。このため、傾斜部材RMLは、XY平面に対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。例えば、傾斜部材RMLは、側壁部材BMLが延びる(つまり、突き出る)方向に対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。図6から図9に示す例では、側壁部材BMLがZ軸方向に延びる(つまり、突き出る)部材である。このため、傾斜部材RMLは、Z軸に対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。
 傾斜部材RMRは、側壁部材BMRに接続される部材である。例えば、傾斜部材RMRは、側壁部材BMR上に形成される。この際、傾斜部材RMRは、側壁部材BMRに沿って形成されてもよい。このため、傾斜部材RMRは、平面視において弓型の形状を有するように湾曲していてもよい。図6から図9に示す例では、傾斜部材RMRは、XY平面に沿った面内において弓型の形状を有するように、XY平面に沿った面内において湾曲していてもよい。
 傾斜部材RMRは、側壁部材BMRから延びる板状の部材であってもよい。傾斜部材RMRは、側壁部材BMRから、側壁部材BMRの上方に向かって延びる部材であってもよい。特に、傾斜部材RMRは、側壁部材BMRに対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。例えば、傾斜部材RMRは、傾斜部材RMRが形成される側壁部材BMRの上面BMRusに対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。図6から図9に示す例では、側壁部材BMRの上面BMRusは、XY平面に沿った面である。このため、傾斜部材RMRは、XY平面に対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。例えば、傾斜部材RMRは、側壁部材BMRが延びる(つまり、突き出る)方向に対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。図6から図9に示す例では、側壁部材BMRがZ軸方向に延びる(つまり、突き出る)部材である。このため、傾斜部材RMRは、Z軸に対して傾斜する方向に向かって延びる部材であってもよい。
 傾斜部材RMRと傾斜部材RMLの下方には、第2空間の一例である空間RMsp(図8参照)が形成されていてもよい。つまり、傾斜部材RMRと傾斜部材RMLとは、傾斜部材RMR及びRMLの下方において傾斜部材RMR及びRMLによって部分的に取り囲まれる(言い換えれば、傾斜部材RMR及びRMLに面する)空間RMspが形成されるように、ベース部材BMの上方に形成されていてもよい。この場合、典型的には、傾斜部材RMRが延びる方向と傾斜部材RMLが延びる方向とは異なっていてもよい。例えば、傾斜部材RMRが延びる方向は、傾斜部材RMLが延びる方向に交差していてもよい。
 傾斜部材RMR及びRMLの下方に形成される空間RMspは、ベース部材BMに形成される空間BMspに接続されてもよい。つまり、3次元構造物STには、ベース部材BMと屋根部材RMとによって取り囲まれた、空間BMsp及び空間RMspを含む空間が形成されていてもよい
 空間RMspの上方は、閉じられていてもよい(言い換えれば、ふさがれていてもよい又は覆われていてもよい)。具体的には、空間RMspの上方は、屋根部材RMが備える傾斜部材RML及びRMRによって閉じられていてもよい。尚、ここで言う「屋根部材RMによって閉じられた空間」は、「屋根部材RMによって取り囲まれた空間」を意味していてもよい。
 空間RMspの上方が屋根部材RMによって閉じられる場合には、傾斜部材RMLの先端と傾斜部材RMRの先端とが接続されていてもよい。尚、傾斜部材RMLの先端は、側壁部材BMLに接続される傾斜部材RMLの一方の端部(例えば、下端)とは反対側に位置する傾斜部材RMLの他方の端部(例えば、上端)を意味していてもよい。傾斜部材RMRの先端は、側壁部材BMRに接続される傾斜部材RMRの一方の端部(例えば、下端)とは反対側に位置する傾斜部材RMRの他方の端部(例えば、上端)を意味していてもよい。例えば、図6から図9に示すように、屋根部材RMは、傾斜部材RMLの先端及び傾斜部材RMRの先端に接続する接続部材RMCを含んでいてもよい。つまり、屋根部材RMは、空間RMspの上方が閉じられるように傾斜部材RMLの先端と傾斜部材RMRの先端とを接続する接続部材RMCを備えていてもよい。この場合、空間RMspの上方が接続部材RMCによって閉じられているとみなしてもよい。或いは、傾斜部材RMLの先端と傾斜部材RMRの先端とが直接的に接続されていてもよい。つまり、屋根部材RMは、必ずしも接続部材RMCを含んでいなくてもよい。
 屋根部材RMは更に、支持部材RMSを含んでいてもよい。支持部材RMSは、傾斜部RML及びRMRを支持するための部材である。支持部材RMSは、例えば、傾斜部RML及びRMRを下方から支持するための部材である。一例として、支持部材RMSは、例えば、傾斜部RML及びRMRを下方から支持するように下方から上方に向かって延びる板状の部材であってもよい。
 支持部材RMSは、ベース部材BMが備える支持部材BMS上に形成される。支持部材BMSは、支持部材RMSを支持する部材である。例えば、支持部材BMSは、支持部材RMSを下方から支持する部材であってもよい。この場合、支持部材RMSは、支持部材BMSから上方に向かって(つまり、支持部材BMSから支持部材BMSの上方に位置する傾斜部RML及びRMRに向かって)延びる部材であってもよい。支持部材RMSは、下方において支持部材BMSに接続され、且つ、上方において傾斜部材RML及びRMRに接続される部材であってもよい。
 屋根部材RMは、屋根部材RMの長手方向(つまり、屋根部材RMが延びる長手方向)に沿って離散的な複数の位置にそれぞれ複数の支持部材RMSを含んでいてもよい。この場合、ベース部材BMは、ベース部材BMの長手方向(つまり、ベース部材BMが延びる長手方向)に沿って離散的な複数の位置にそれぞれ複数の支持部材BMSを含んでいてもよい。尚、図8は、支持部材BMS及びRMSが形成されていない位置における3次元構造物STの断面を示しており、図9は、支持部材BMS及びRMSが形成されている位置における3次元構造物STの断面を示している。尚、図6から図7に示す例では、屋根部材RMが四個の支持部材RMSを備えているが、支持部材RMSの数が四個に限定されることはない。
 続いて、図10から図30を参照しながら、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STを造形するための動作について更に説明する。尚、以下では、説明の便宜上、図6から図9に示す3次元構造物STを造形するための動作について説明する。但し、第1物体の上方に造形された第2物体を含む任意の3次元構造物STが、以下に説明する動作によって造形されてもよい。
 まず、図10(a)及び図10(b)に示すように、造形システムSYSは、上述した造形動作を行うことで、ワークW上にベース部材BMを造形する。具体的には、造形システムSYSは、複数の構造層SLを順に造形することで、複数の構造層SLから構成されるベース部材BMをワークW上に造形する。典型的には、造形システムSYSは、まず底部材BMCを造形し、その後、底部材BMC上に、側壁部材BML、側壁部材BMR及び支持部材BMSを造形する。この際、造形システムSYSは、所望のタイミングで目標照射領域EAに造形光ELを照射しながら、ベース部材BMの長手方向(例えば、X軸方向)に沿って目標照射領域EAを移動させるスキャン動作と、目標照射領域EAに造形光ELを照射することなくベース部材BMの長手方向に交差する方向(例えば、Y軸方向)に沿って移動させるステップ動作とを繰り返してもよい。尚、図10(a)は、支持部材BMSが造形されていない位置におけるベース部材BMの断面を示しており、図10(b)は、支持部材BMSが造形されている位置におけるベース部材BMの断面を示している。
 但し、既に造形済みのベース部材BMが用いられてもよい。この場合、造形システムSYは、ベース部材BMを造形しなくてもよい。造形済みのベース部材BMは、ワークWとしてステージ31に載置されてもよい。なお、造形済みのベース部材BMは、タービンブレードであってもよいし、補修が必要なタービンブレードであってもよい。
 ベース部材BMが造形された後、造形システムSYSは、上述した造形動作を行うことで、ベース部材BM上に屋根部材RMを造形する。具体的には、造形システムSYSは、複数の構造層SLを順に造形することで、複数の構造層SLから構成される屋根部材RMをベース部材BM上に造形する。つまり、造形システムSYSは、複数の構造層SLから構成される、傾斜部材RML、傾斜部材RMR及び支持部材RMSを含む屋根部材RMをベース部材BM上に造形する。
 ここで、上述したように、傾斜部材RMLは、側壁部材BMLに対して傾斜している。従って、仮に傾斜部材RMLが造形される側壁部材BMLの上面BMLusが水平面となる状態で傾斜部材RMLを造形するためには、造形システムSYSは、側壁部材BML上に造形される予定の傾斜部材RMLを示す図11に示すように、上面BMLusから、重力方向に対して傾斜する方向(つまり、Z軸方向に相当する重力方向と交差する方向)に沿って延びる傾斜部RMLを造形する必要がある。別の見方をすれば、造形システムSYSは、造形光ELの主軸(具体的には、主光線に沿った軸であり、図11に示す例では、Z軸に沿った軸)と交差する方向に沿って延びる傾斜部RMLを造形する必要がある。更に別の見方をすれば、造形システムSYSは、ベース部材BMが載置されているワークWの載置面311と交差する方向に沿って延びる傾斜部RMLを造形する必要がある。
 一方で、造形システムSYSが複数の構造層SLを順に造形することで3次元構造物STを造形するがゆえに、傾斜部材RMLが延びる方向と重力方向とがなす角度θLには限界がある。なぜならば、側壁部材BML上に造形される傾斜部材RMLを拡大して示す図12に示すように、複数の構造層SLが積層される方向に交差する方向(図12に示す例では、Y軸方向)における一の構造層SLの端部と一の構造層SL上に造形される別の構造層SLの端部との距離dが許容上限距離dmaxを超えることができないがゆえに、許容上限距離dmaxに起因した角度θLの許容上限角度θmaxが定まるからである。つまり、造形システムSYSは、重力方向に対して許容上限角度θmaxを超える角度で交差する方向に沿って延びる傾斜部材RMLを造形することは困難である。このため、重力方向と上面BMLusから傾斜部材RMLが延びる方向との関係によっては、造形システムSYSは、傾斜部材RMLを適切に造形することが困難となる可能性がある。尚、ここで言う「傾斜部材RMLが延びる方向と重力方向とがなす角度θL」は、傾斜部材RMLが延びる方向に沿った軸と重力方向に沿った軸(図12に示す例では、Z軸)とがなす二つの角度のうちの小さい方の角度(典型的には、鋭角となる角度)を意味していてもよい。
 また、詳細な説明は省略するものの、傾斜部材RMLが延びる方向に交差する方向に沿って延びる傾斜部材RMRについても同様のことが言える。
 そこで、本実施形態では、造形システムSYSは、必要に応じて、傾斜部材RMLを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸周りの第1方向に回転させる(つまり、動かす)ことで、ステージ31の状態を、傾斜部材RMLが延びる方向と重力方向とがなす角度θLが許容上限角度θmax以下になる状態に設定してもよい。尚、ステージ31の基準位置として、載置面311が水平面となる状態にあるステージ31の位置が用いられてもよい。つまり、造形システムSYSは、傾斜部材RMLを造形する前に、ステージ31の状態を、ベース部材BMを造形するための第3状態とは異なり且つ傾斜部材RMLを造形するための第1状態へと変更してもよい。尚、上述したように、ステージ31が回転すると、造形ヘッド21とステージ31との相対的な位置関係が変わる。このため、造形システムSYSは、傾斜部材RMLを造形する前に、造形ヘッド21とステージ31との相対的な位置関係を、ベース部材BMを造形するための第3関係とは異なり且つ傾斜部材RMLを造形するための第1関係へと変更してもよい。その後、造形システムSYSは、傾斜部材RMLが延びる方向と重力方向とがなす角度θLが許容上限角度θmax以下になる状態において、傾斜部材RMLを造形してもよい。
 同様に、造形システムSYSは、必要に応じて、傾斜部材RMRを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸周りの第2方向に回転させる(つまり、動かす)ことで、ステージ31の状態を、傾斜部材RMRが延びる方向と重力方向とがなす角度θRが許容上限角度θmax以下になる状態に設定してもよい。尚、傾斜部材RMRを造形する前のステージ31の回転方向である第2方向は、典型的には、傾斜部材RMLを造形する前のステージ31の回転方向である第1方向と逆方向であるが、同じ方向であってもよい。つまり、造形システムSYSは、傾斜部材RMRを造形する前に、ステージ31の状態を、ベース部材BMを造形するための第3状態及び傾斜部材RMLを造形するための第1状態とは異なり且つ傾斜部材RMRを造形するための第2状態へと変更してもよい。造形システムSYSは、傾斜部材RMRを造形する前に、造形ヘッド21とステージ31との相対的な位置関係を、ベース部材BMを造形するための第3関係及び傾斜部材RMLを造形するための第1関係とは異なり且つ傾斜部材RMRを造形するための第2関係へと変更してもよい。その後、造形システムSYSは、傾斜部材RMRが延びる方向と重力方向とがなす角度θRが許容上限角度θmax以下になる状態において、傾斜部材RMRを造形してもよい。
 一例として、許容上限角度θmaxが15度である状況下で、載置面311に対する傾斜角度θobが45度となる傾斜部材RML及びBMRを造形するためのステージ31の状態の一例について、図13(a)及び図13(b)を用いて説明する。尚、載置面311に対する傾斜部材RMLの傾斜角度θobは、載置面311の法線に沿った軸と傾斜部材RMLが延びる方向に沿った軸となす二つの角度のうちの小さい方の角度(典型的には、鋭角となる角度)を意味していてもよい。載置面311に対する傾斜部材RMRの傾斜角度θobは、載置面311の法線に沿った軸と傾斜部材RMRが延びる方向に沿った軸となす二つの角度のうちの小さい方の角度(典型的には、鋭角となる角度)を意味していてもよい。
 図13(a)は、傾斜部材RMLを造形するためのステージ31の状態の一例に示す断面図である。図13(a)に示すように、造形システムSYSは、ベース部材BMの長手方向がX軸方向となるようにベース部材BMを造形した後に、ステージ31を、X軸周りに、基準位置から「90度-(許容上限角度θmax+傾斜角度θob)」だけ第1の回転方向に回転させてもよい。図13(a)に示す例では、造形システムSYSは、ステージ31を、X軸周りに基準位置から「90度-(15度+45度)=30度」だけ反時計周りの方向に回転させてもよい。その後、造形システムSYSは、重力方向となす角度θLが許容上限角度θmaxと一致する(つまり、15度となる)方向に沿って傾斜部材RMLが延びるように、傾斜部材RMLを造形してもよい。この場合、造形システムSYSは、重力方向、造形光ELの主軸及び載置面311の少なくとも一つに交差する方向に沿って延びる傾斜部材RMLを造形しているとみなしてもよい。その結果、造形された傾斜部材RMLの載置面311に対する傾斜角度は、45度となる。
 尚、図13(a)では、造形システムSYSは、角度θLがゼロ度よりも大きくなるように傾斜部材RMLを造形しているが、角度θLがゼロ度となる(つまり、重力方向に沿って傾斜部材RMLが延びる)ように傾斜部材RMLを造形してもよい。また、造形システムSYSは、ステージ31を、X軸周りに、基準位置から所望の第1回転角度だけ第1の回転方向に回転させ、重力方向に沿って傾斜部材RMLが延びるように傾斜部材RMLを造形することで、造形された傾斜部材RMLの載置面311に対する傾斜角度が所望の第1角度となるように、傾斜部材RMLを造形してもよい。
 図13(b)は、傾斜部材RMRを造形するためのステージ31の状態の一例に示す断面図である。図13(b)に示すように、造形システムSYSは、ベース部材BMの長手方向がX軸方向となるようにベース部材BMを造形した後に、ステージ31を、X軸周りに、基準位置から「90度-(許容上限角度θmax+傾斜角度θob)」だけ、第1の回転方向とは反対側の第2回転方向に回転させてもよい。図13(b)に示す例では、造形システムSYSは、ステージ31を、X軸周りに基準位置から「90度-(許容上限角度θmax+傾斜角度θob)」だけ時計周りの方向に回転させてもよい。その後、造形システムSYSは、重力方向となす角度θRが許容上限角度θmaxと一致する方向に沿って傾斜部材RMRが延びるように、傾斜部材RMRを造形してもよい。この場合、造形システムSYSは、重力方向、造形光ELの主軸及び載置面311の少なくとも一つに交差する方向に沿って延びる傾斜部材RMRを造形しているとみなしてもよい。その結果、造形された傾斜部材RMRの載置面311に対する傾斜角度は、45度となる。
 尚、図13(b)では、造形システムSYSは、角度θRがゼロ度よりも大きくなるように傾斜部材RMRを造形しているが、角度θRがゼロ度となる(つまり、重力方向に沿って傾斜部材RMRが延びる)ように傾斜部材RMRを造形してもよい。また、造形システムSYSは、ステージ31を、X軸周りに、基準位置から所望の第2回転角度だけ第2の回転方向に回転させ、重力方向に沿って傾斜部材RMRが延びるように傾斜部材RMRを造形することで、造形された傾斜部材RMRの載置面311に対する傾斜角度が所望の第2角度となるように、傾斜部材RMRを造形してもよい。
 但し、造形システムSYSは、傾斜部材RMLを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸周りの第1方向に回転させなくてもよい。例えば、ステージ31を回転させなくとも傾斜部材RMLが延びる方向と重力方向とがなす角度θLが許容上限角度θmax以下になる場合には、造形システムSYSは、傾斜部材RMLを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸周りの第1方向に回転させなくてもよい。造形システムSYSは、基準位置にあるステージ31に載置されたベース部材BM上に傾斜部材RMLを造形してもよい。造形システムSYSは、ステージ31の状態が、ベース部材BMを造形するための第3状態となる状況下で、傾斜部材RMLを造形してもよい。造形システムSYSは、造形ヘッド21とステージ31との相対的な位置関係が、ベース部材BMを造形するための第3関係となる状況下で、傾斜部材RMLを造形してもよい。
 同様に、造形システムSYSは、傾斜部材RMRを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸周りの第2方向に回転させなくてもよい。例えば、ステージ31を回転させなくとも傾斜部材RMRが延びる方向と重力方向とがなす角度θRが許容上限角度θmax以下になる場合には、造形システムSYSは、傾斜部材RMRを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸周りの第2方向に回転させなくてもよい。造形システムSYSは、基準位置にあるステージ31に載置されたベース部材BM上に傾斜部材RMRを造形してもよい。造形システムSYSは、ステージ31の状態が、ベース部材BMを造形するための第3状態となる状況下で、傾斜部材RMRを造形してもよい。造形システムSYSは、造形ヘッド21とステージ31との相対的な位置関係が、ベース部材BMを造形するための第3関係となる状況下で、傾斜部材RMRを造形してもよい。
 加えて、本実施形態では、上述したように、傾斜部材RML及びRMRが互いに異なる方向に延びる。この場合、傾斜部材RML及びRMRのいずれか一方の全体(或いは、大部分)を造形した後に傾斜部材RML及びRMRのいずれか他方の造形を開始した場合には、傾斜部材RML及びRMRのいずれか一方によって、傾斜部材RML及びRMRのいずれか他方を造形するための造形光ELが遮られてしまう可能性がある。例えば、図14は、傾斜部材RMLの全体を造形した後に傾斜部材RMRを造形するために側壁部材BMRに照射される造形光ELを示している。図14に示すように、重力方向に対して許容上限角度θmaxを下回る角度で交差する方向に沿って延びる傾斜部材RMRを造形しようとすると、造形光ELが造形済みの傾斜部材RMLによって遮られてしまう可能性がある。その結果、造形システムSYSは、傾斜部材RMRを適切に造形することができない可能性がある。
 そこで、本実施形態では、傾斜部材RMLの一部を含む造形物と、傾斜部材RMRの一部を含む造形物とを交互に造形する動作を繰り返す。つまり、造形システムSYSは、傾斜部材RMLの一部の造形と、傾斜部材RMRの一部の造形とを順に行うことで、傾斜部材RML及びRMRを含む屋根部材RMを造形する。但し、造形システムSYSは、傾斜部材RMLの一部の造形と、傾斜部材RMRの一部の造形とを順に行うことなく、傾斜部材RML及びRMRを含む屋根部材RMを造形してもよい。例えば、造形システムSYSは、傾斜部材RML及びRMRのいずれか一方の全体(或いは、大部分)を造形した後に傾斜部材RML及びRMRのいずれか他方の造形を開始してもよい。例えば、造形光ELが造形済みの傾斜部材RML及びRMRによって遮られない場合には、造形システムSYSは、傾斜部材RML及びRMRのいずれか一方の全体(或いは、大部分)を造形した後に傾斜部材RML及びRMRのいずれか他方の造形を開始してもよい。
 以下、傾斜部材RML及びRMRのそれぞれを造形する前にステージ31を基準位置から回転させ、且つ、傾斜部材RMLの一部を含む造形物と傾斜部材RMRの一部を含む造形物とを交互に造形する動作の流れについて、図15から図30を参照しながら更に説明する。
 ベース部材BMが造形された後、造形システムSYSは、傾斜部材RMLの一部を造形する。この場合、図15(a)及び図15(b)に示すように、造形システムSYSは、傾斜部材RMLを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸(例えば、X軸)周りの第1方向に回転させる。尚、図15(a)は、支持部材BMSが造形されていない位置におけるベース部材BMの断面を示しており、図15(b)は、支持部材BMSが造形されている位置におけるベース部材BMの断面を示している。その後、造形システムSYSは、図15(a)に示すように、傾斜部材RMLの一部を造形するために、側壁部材BMLのうち傾斜部材RMLの一部が造形される領域に造形光ELを照射する。また、支持部材BMSが造形されている位置においては、造形システムSYSは、図15(b)に示すように、傾斜部材RMLの一部と支持部材RMSの一部とを造形するために、側壁部材BMLのうち傾斜部材RMLが造形される領域及び支持部材BMSのうち支持部材RMSが造形される領域に造形光ELを照射する。
 屋根部材RMを造形する場合においても、造形システムSYSは、所望のタイミングで目標照射領域EAに造形光ELを照射しながら、第1方向(例えば、ベース部材BMの長手方向(例えば、X軸方向))に沿って目標照射領域EAを移動させるスキャン動作と、目標照射領域EAに造形光ELを照射することなく第2方向(例えば、ベース部材BMの長手方向に交差する方向(例えば、Y軸方向))に沿って移動させるステップ動作とを繰り返してもよい。例えば、スキャン動作における目標照射領域EAの移動方向がステージ31の回転軸(例えば、X軸)と平行な方向と一致する場合には、造形システムSYSは、ステージ31の回転軸と平行な方向(例えば、X軸方向)における造形ヘッド21とステージ31との相対的な位置関係を変更しながら、側壁部材BML及び支持部材BMSに造形光ELを照射するスキャン動作を行ってもよい。或いは、例えば、スキャン動作における目標照射領域EAの移動方向がステージ31の回転軸(例えば、X軸)と平行な方向と交差する場合に、造形システムSYSは、ステージ31の回転軸と平行な方向(例えば、X軸方向)における造形ヘッド21とステージ31との相対的な位置関係及びステージ31の回転軸と垂直な方向(例えば、Y軸方向)における造形ヘッド21とステージ31との相対的な位置関係を同時に変更しながら、側壁部材BML及び支持部材BMSに造形光ELを照射するスキャン動作を行ってもよい。
 その結果、図16(a)に示すように、支持部材BMSが造形されていない位置(つまり、支持部材RMSを造形しなくてもよい位置)においては、側壁部材BML上に、傾斜部材RMLの一部である部分傾斜部材RMLp#1が造形される。また、図16(b)に示すように、支持部材BMSが造形されている位置(つまり、支持部材RMSを造形する位置)においては、側壁部材BML上に部分傾斜部材RMLp#1が造形され、且つ、支持部材BMS上に、支持部材RMSの一部であって且つ部分傾斜部材RMLp#1に接続される部分支持部材RMSp#11が造形される。
 部分傾斜部材RMLp#1は、単一の構造層SLから構成される部材であってもよい。部分傾斜部材RMLp#1と共に造形される部分支持部材RMSp#11もまた、単一の構造層SLから構成される部材であってもよい。この場合、造形システムSYSは、単一の造形層SLを造形する造形動作を行うことで、部分傾斜部材RMLp#1及び部分支持部材RMSp#11を造形する。或いは、部分傾斜部材RMLp#1は、複数の構造層SLから構成される部材であってもよい。部分傾斜部材RMLp#1と共に造形される部分支持部材RMSp#11もまた、複数の構造層SLから構成される部材であってもよい。この場合、造形システムSYSは、複数の造形層SLを造形する造形動作を行うことで、部分傾斜部材RMLp#1及び部分支持部材RMSp#11を造形する。尚、図16(a)及び図16(b)は、部分傾斜部材RMLp#1及び部分支持部材RMSp#11のそれぞれが複数の構造層SLから構成される例を示している。
 部分傾斜部材RMLp#1及び部分支持部材RMSp#11が複数の構造層SLから構成される場合には、一の構造層SLを造形するために行うスキャン動作の回数と、一の構造層SL上に別の構造層SLを造形するために行うスキャン動作の回数とが異なっていてもよい。例えば、図17(a)から図17(d)は、部分傾斜部材RMLp#1を構成する二つの構造層SLを造形する過程を示す断面図である。図17(a)に示すように、側壁部材BMLの上面BMLus上に1層目の構造層SL#1を造形する場合には、造形システムSYSは、上面BMLusの一部を造形面MSに設定した上で、造形面MSに造形光ELを照射するスキャン動作を行ってもよい。上面BMLusの全体ではなく上面BMLusの一部を造形面MSに設定する理由は、造形される構造層SLの上面及び下面が原則として水平面に沿った面となる一方で、造形面MSが設定される上面BMLusが水平面に交差する面となるからである。その結果、図17(b)に示すように、上面BMLusの一部に1層目の構造層SL#1が造形される。その後、図17(c)に示すように、造形システムSYSは、2層目の構造層SL#2を造形するために、1層目の構造層SL#1の上面と上面BMLusの他の一部とを造形面MSに設定した上で、造形面MSに造形光ELを照射するスキャン動作を行ってもよい。その結果、図17(d)に示すように、1層目の構造層SL#1の上面と上面BMLusの他の一部に2層目の構造層SL#2が造形される。
 ここで、1層目の構造層SL#1を造形する場合と比較して、2層目の構造層SL#2を造形する場合には、スキャン動作における目標照射領域EAの移動方向(図17(c)に示す例では、X軸方向)に交差する方向(図17(c)に示す例では、Y軸方向)において造形面MSが広くなる。このため、1層目の構造層SL#1を造形する場合と比較して、2層目の構造層SL#2を造形する場合には、スキャン動作の回数が多くなる。図17(a)及び図17(c)に示す例では、1層目の構造層SL#1を造形する場合には、スキャン動作が1回行われ、2層目の構造層SL#2を造形する場合には、スキャン動作が2回行われている。このように、スキャン動作が行われる回数が調整されれば、水平面に対して交差する面に造形面MSが設定されたとしても、構造層SLが適切に造形される。
 或いは、構造層SLが造形される側壁部材BMLの上面BMLusが水平面に対して交差する面になる理由は、ベース部材BMを造形した後に傾斜部材RMLを造形する前に、ステージ31が基準位置から回転している(つまり、動いている)からである。そこで、図18に示すように、造形システムSYSは、傾斜部材RMLを造形するためにステージ31を基準位置から回転させた状態において側壁部材BMLの上面BMLusが水平面に平行な面となるように、ベース部材BMを造形してもよい。例えば、造形システムSYSは、ベース部材BMを造形している段階では、側壁部材BMLの上面BMLusが水平面に交差する面となるように、ベース部材BMを造形してもよい。この場合、造形システムSYSは、上述した造形動作を行うことで、上面BMLusが水平面に交差する面となる側壁部材BMLを造形してもよい。或いは、造形システムSYSは、上述した造形動作を行うことで上面BMLusが水平面に平行な面となる側壁部材BMLを造形した後に、側壁部材BMLの一部を除去加工することで、上面BMLusが水平面に交差する面となる側壁部材BMLを造形してもよい。例えば、造形システムSYSは、側壁部材BMLの一部に造形光ELを照射することで、側壁部材BMLの一部を除去加工してもよい。
 部分傾斜部材RMLp#1及び部分支持部材RMSp#11を造形した後、造形システムSYSは、傾斜部材RMRの一部を造形する。この場合、図19(a)及び図19(b)に示すように、造形システムSYSは、傾斜部材RMRを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸(例えば、X軸)周りの第2方向に回転させる。尚、図19(a)は、支持部材BMSが造形されていない位置におけるベース部材BMの断面を示しており、図19(b)は、支持部材BMSが造形されている位置におけるベース部材BMの断面を示している。その後、造形システムSYSは、図19(a)に示すように、傾斜部材RMRの一部を造形するために、側壁部材BMRのうち傾斜部材RMRの一部が造形される領域に造形光ELを照射する。また、支持部材BMSが造形されている位置においては、造形システムSYSは、図19(b)に示すように、傾斜部材RMRの一部と支持部材RMSの一部とを造形するために、側壁部材BMRのうち傾斜部材RMRが造形される領域及び支持部材BMSのうち支持部材RMSが造形される領域に造形光ELを照射する。
 その結果、図20(a)に示すように、支持部材BMSが造形されていない位置(つまり、支持部材RMSを造形しなくてもよい位置)においては、側壁部材BMR上に、傾斜部材RMRの一部である部分傾斜部材RMRp#1が造形される。また、図20(b)に示すように、支持部材BMSが造形されている位置(つまり、支持部材RMSを造形する位置)においては、側壁部材BMR上に部分傾斜部材RMRp#1が造形され、且つ、支持部材BMS上に、支持部材RMSの一部であって且つ部分傾斜部材RMRp#1に接続される部分支持部材RMSp#12が造形される。
 尚、部分傾斜部材RMRp#1を造形する動作は、部分傾斜部材RMLp#1を造形する動作と同様であってもよい。このため、上述した部分傾斜部材RMLp#1に関する説明は、「部分傾斜部材RMLp#1」という文言を「部分傾斜部材RMRp#1」という文言に置き換えることで、部分傾斜部材RMRp#1に関する説明に関する説明として流用可能である。このため、部分傾斜部材RMRp#1に関する説明は省略する。
 また、部分支持部材RMSp#12を造形する動作は、部分支持部材RMSp#11を造形する動作と同様であってもよい。このため、上述した部分支持部材RMSp#11に関する説明は、「部分支持部材RMSp#11」という文言を「部分支持部材RMSp#12」という文言に置き換えることで、部分支持部材RMSp#12に関する説明に関する説明として流用可能である。このため、部分支持部材RMSp#12に関する説明は省略する。
 部分傾斜部材RMRp#1及び部分支持部材RMSp#12を造形した後、造形システムSYSは、部分支持部材RMSp#11と部分支持部材RMSp#12との間に支持部材RMSの一部を造形する。この場合、図21に示すように、造形システムSYSは、支持部材RMSを造形する前に、ステージ31を基準位置に戻すようにステージ31を回転軸(例えば、X軸)周りに回転させる。その後、造形システムSYSは、図21に示すように、支持部材RMSの一部を造形するために、支持部材BMSのうち支持部材RMSが造形される領域に造形光ELを照射する。その結果、図22に示すように、支持部材BMS上に、支持部材RMSのうちの一部である部分支持部材RMSp#13が造形される。つまり、支持部材BMS上に、部分支持部材RMSp#11と部分支持部材RMSp#12との間に位置する部分支持部材RMSp#13が造形される。部分支持部材RMSp#13は、典型的には、部分支持部材RMSp#11と部分支持部材RMSp#12とを接続する部材である。尚、部分支持部材RMSp#13の少なくとも一部は、部分支持部材RMSp#11及び#12の少なくとも一方の上に形成されていてもよい。この場合、造形システムSYSは、部分支持部材RMSp#13を造形するために、部分支持部材RMSp#11及び#12の少なくとも一部に造形光ELを照射してもよい。
 その後、造形システムSYSは、傾斜部材RMLの一部を部分傾斜部材RMLp#1の上に造形する。この場合、図23(a)及び図23(b)に示すように、造形システムSYSは、傾斜部材RMLの一部を造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸(例えば、X軸)周りの第1方向に回転させる。尚、図23(a)は、支持部材BMSが造形されていない位置におけるベース部材BMの断面を示しており、図23(b)は、支持部材BMSが造形されている位置におけるベース部材BMの断面を示している。その後、造形システムSYSは、図23(a)に示すように、傾斜部材RMLの一部を造形するために、部分傾斜部材RMLp#1のうち傾斜部材RMLの一部が造形される領域に造形光ELを照射する。また、支持部材BMSが造形されている位置においては、造形システムSYSは、図23(b)に示すように、支持部材RMSの一部を部分支持部材RMSp#11から#13の上に造形するために、部分支持部材RMSp#11から#13のうち支持部材RMSの一部が造形される領域にも造形光ELを照射する。
 その結果、図24(a)に示すように、支持部材BMSが造形されていない位置(つまり、支持部材RMSを造形しなくてもよい位置)においては、部分傾斜部材RMLp#1上に、傾斜部材RMLの一部である部分傾斜部材RMLp#2が造形される。また、図24(b)に示すように、支持部材BMSが造形されている位置(つまり、支持部材RMSを造形する位置)においては、部分支持部材RMSp#11から#13のうちの少なくとも一部の上に、支持部材RMSの一部であって且つ部分傾斜部材RMLp#2に接続される部分支持部材RMSp#21が造形される。
 尚、部分傾斜部材RMLp#2を造形する動作は、部分傾斜部材RMLp#1を造形する動作と同様であってもよい。このため、上述した部分傾斜部材RMLp#1に関する説明は、「部分傾斜部材RMLp#1」という文言を「部分傾斜部材RMLp#2」という文言に置き換えることで、部分傾斜部材RMLp#2に関する説明に関する説明として流用可能である。このため、部分傾斜部材RMLp#2に関する説明は省略する。尚、部分傾斜部材RMLp#2を造形する場合におけるステージ31の基準位置からの移動量(典型的には、回転角度)は、部分傾斜部材RMLp#1を造形する場合におけるステージ31の基準位置からの移動量(典型的には、回転角度)と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 また、部分支持部材RMSp#21を造形する動作は、部分支持部材RMSp#11を造形する動作と同様であってもよい。このため、上述した部分支持部材RMSp#11に関する説明は、「部分支持部材RMSp#11」という文言を「部分支持部材RMSp#21」という文言に置き換えることで、部分支持部材RMSp#21に関する説明に関する説明として流用可能である。このため、部分支持部材RMSp#21に関する説明は省略する。
 部分傾斜部材RMLp#2及び部分支持部材RMSp#21を造形した後、造形システムSYSは、傾斜部材RMRの一部を造形する。この場合、図25(a)及び図25(b)に示すように、造形システムSYSは、傾斜部材RMRを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸(例えば、X軸)周りの第2方向に回転させる。尚、図25(a)は、支持部材BMSが造形されていない位置におけるベース部材BMの断面を示しており、図25(b)は、支持部材BMSが造形されている位置におけるベース部材BMの断面を示している。その後、造形システムSYSは、図25(a)に示すように、傾斜部材RMRの一部を造形するために、部分傾斜部材RMRp#1のうち傾斜部材RMRの一部が造形される領域に造形光ELを照射する。また、支持部材BMSが造形されている位置においては、造形システムSYSは、図25(b)に示すように、支持部材RMSの一部を部分支持部材RMSp#11から#13の上に造形するために、部分支持部材RMSp#11から#13のうち支持部材RMSの一部が造形される領域にも造形光ELを照射する。
 その結果、図26(a)に示すように、支持部材BMSが造形されていない位置(つまり、支持部材RMSを造形しなくてもよい位置)においては、部分傾斜部材RMRp#1上に、傾斜部材RMRの一部である部分傾斜部材RMRp#2が造形される。また、図26(b)に示すように、支持部材BMSが造形されている位置(つまり、支持部材RMSを造形する位置)においては、部分支持部材RMSp#11から#13のうちの少なくとも一部の上に、支持部材RMSの一部であって且つ部分傾斜部材RMRp#2に接続される部分支持部材RMSp#22が造形される。
 尚、部分傾斜部材RMRp#2を造形する動作は、部分傾斜部材RMRp#1を造形する動作と同様であってもよい。このため、上述した部分傾斜部材RMRp#1に関する説明は、「部分傾斜部材RMRp#1」という文言を「部分傾斜部材RMRp#2」という文言に置き換えることで、部分傾斜部材RMRp#2に関する説明に関する説明として流用可能である。このため、部分傾斜部材RMRp#2に関する説明は省略する。尚、部分傾斜部材RMRp#2を造形する場合におけるステージ31の基準位置からの移動量(典型的には、回転角度)は、部分傾斜部材RMRp#1を造形する場合におけるステージ31の基準位置からの移動量(典型的には、回転角度)と同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 また、部分支持部材RMSp#22を造形する動作は、部分支持部材RMSp#12を造形する動作と同様であってもよい。このため、上述した部分支持部材RMSp#12に関する説明は、「部分支持部材RMSp#12」という文言を「部分支持部材RMSp#22」という文言に置き換えることで、部分支持部材RMSp#22に関する説明に関する説明として流用可能である。このため、部分支持部材RMSp#22に関する説明は省略する。
 部分傾斜部材RMRp#2及び部分支持部材RMSp#22を造形した後、造形システムSYSは、部分支持部材RMSp#21と部分支持部材RMSp#22との間に支持部材RMSの一部を造形する。この場合、図27に示すように、造形システムSYSは、支持部材RMSを造形する前に、ステージ31を基準位置に戻すようにステージ31を回転軸(例えば、X軸)周りに回転させる。その後、造形システムSYSは、図28に示すように、支持部材RMSの一部を造形するために、支持部材RMSが造形される領域に造形光ELを照射する。その結果、図28に示すように、支持部材RMSのうちの一部である部分支持部材RMSp#23が造形される。つまり、部分支持部材RMSp#21と部分支持部材RMSp#22との間に位置する部分支持部材RMSp#23が造形される。部分支持部材RMSp#23は、典型的には、部分支持部材RMSp#21と部分支持部材RMSp#22とを接続する部材である。
 尚、部分支持部材RMSp#23を造形する動作は、部分支持部材RMSp#13を造形する動作と同様であってもよい。このため、上述した部分支持部材RMSp#13に関する説明は、「部分支持部材RMSp#13」という文言を「部分支持部材RMSp#23」という文言に置き換えることで、部分支持部材RMSp#23に関する説明に関する説明として流用可能である。このため、部分支持部材RMSp#23に関する説明は省略する。
 以上、同様の動作が、傾斜部材RML、傾斜部材RMR及び支持部材RMSの造形が完了するまで繰り返される。その結果、図29(a)及び図29(b)に示すように、傾斜部材RML、傾斜部材RMR及び支持部材RMSがベース部材BM上に造形される。尚、図29(a)は、支持部材BMS及びRMSが造形されていない位置における傾斜部材RML及び傾斜部材RMRの断面を示しており、図29(b)は、支持部材BMS及びRMSが造形されている位置における傾斜部材RML、傾斜部材RMR及び支持部材RMSの断面を示している。
 傾斜部材RML、傾斜部材RMR及び支持部材RMSの造形が完了した後、造形システムSYSは、上述した造形動作を行うことで、傾斜部材RMLと傾斜部材RMRとを接続する接続部材RMCを造形してもよい。この場合、造形システムSYSは、接続部材RMCを造形する前に、ステージ31を基準位置に戻すようにステージ31を回転軸(例えば、X軸)周りに回転させてもよい。但し、既にステージ31が基準位置に位置している場合には、造形システムSYSは、ステージ31を回転させなくてもよい。その後、造形システムSYSは、図29(a)及び図29(b)に示すように、接続部材RMCを造形するために、傾斜部材RMLの先端RMLtの少なくとも一部に造形光ELを順に照射する。その結果、傾斜部材RMLの先端RMLtの少なくとも一部に溶融池MPが形成される。更に、造形システムSYSは、傾斜部材RMRの先端RMRtの少なくとも一部に造形光ELを順に照射する。その結果、傾斜部材RMRの先端RMRtの少なくとも一部に溶融池MPが形成される。この際、傾斜部材RMLの先端RMLtの少なくとも一部と傾斜部材RMRの先端RMRtの少なくとも一部とにまたがる溶融池MPが形成されてもよい。或いは、傾斜部材RMLの先端RMLt及び傾斜部材RMRの先端RMRtのいずれかい一方の少なくとも一部に溶融池MPが形成された後に、傾斜部材RMLの先端RMLt及び傾斜部材RMRの先端RMRtのいずれか他方の少なくとも一部に溶融池MPが形成されてもよい。
 その結果、図30(a)及び図30(b)に示すように、傾斜部材RMLと傾斜部材RMRとを接続する接続部材RMCが、傾斜部材RML及びRMRの上に造形される。その結果、図6から図9に示す3次元構造物ST(例えば、タービンブレードBL)の造形が完了する。尚、図30(a)は、支持部材BMS及びRMSが造形されていない位置における3次元構造物STの断面を示しており、図30(b)は、支持部材BMS及びRMSが造形されている位置における3次元構造物STの断面を示している。
 なお、本例では、レーザ肉盛溶接法を用いているため、各部材は一体の部材(モノリシックな部材)となる。従って、各部材を各部分と称してもよい。
 (3)技術的効果
 以上説明したように、本実施形態の造形システムSYSは、傾斜部材RML及びRMRと支持部材RMSとを含む屋根部材RMをベース部材BM上に造形する際に、傾斜部材RMLの一部である部分傾斜部材RMLp及び支持部材RMSの一部である第1の部分支持部材RMSpの造形と、傾斜部材RMRの一部である部分傾斜部材RMRp及び支持部材RMSの一部である第2の部分支持部材RMSpの造形と、支持部材RMSの一部であって且つ第1の部分支持部材RMSpと第2の部分支持部材RMSpとの間に位置する第3の部分支持部材RMSpの造形とを順に行う。このため、造形システムSYSは、造形光ELが造形済みの3次元構造物STの一部によって遮られるという技術的問題(図14参照)が生ずる可能性を低減することができる。
 また、造形システムSYSは、傾斜部材RMLを造形する前に、ステージ31を基準位置から回転軸周りの第1方向に回転させ、その後、傾斜部材RMLの造形を開始する。このため、造形システムSYSは、傾斜部材RMLが延びる方向と重力方向とがなす角度θLが許容上限角度θmax以下になる状態において、傾斜部材RMLを造形することができる。つまり、造形システムSYSは、許容上限角度θmaxの制約に起因して傾斜部材RMLが造形できなくなるという技術的問題(図12参照)が生ずる可能性を低減することができる。
 尚、上述した説明では、造形システムSYSは、部分傾斜部材RMLp及び第1の部分支持部材RMSpの造形と、部分傾斜部材RMRp及び第2の部分支持部材RMSpの造形と、第1の部分支持部材RMSpと第2の部分支持部材RMSpとの間に位置する第3の部分支持部材RMSpの造形とを順に行っている。しかしながら、造形システムSYSは、第1の部分支持部材RMSpと第2の部分支持部材RMSpとの間に位置する第3の部分支持部材RMSpの造形を行わなくてもよい。この場合、第3の部分支持部材RMSpの少なくとも一部は、第1の部分支持部材RMSp又は第2の部分支持部材RMSpの一部として造形されてもよい。或いは、造形システムSYSは、部分傾斜部材RMLp及びRMRpのいずれか一方並びに部分支持部材RMSpの造形と、部分傾斜部材RMLp及びRMRpのいずれか他方の造形とを順に行ってもよい。つまり、造形システムSYSは、部分傾斜部材RMLp及びRMRpのいずれか他方と共に部分支持部材RMSpを造形しなくてもよい。つまり、造形システムSYSは、支持部材RMSの全体を、傾斜部材RML及びRMRのいずれか一方と共に造形してもよい。
 また、上述した説明では、3次元構造物STは、支持部材RMSを備えている。しかしながら、3次元構造物STは、支持部材RMSを備えていなくてもよい。この場合、造形システムSYSは、部分傾斜部材RMLpの造形と、部分傾斜部材RMRpの造形とを順に行ってもよい。
 (4)変形例
 続いて、造形システムSYSの変形例について説明する。
 (4-1)第1変形例
 上述したように、造形システムSYSは、3次元構造物STを造形するために、所望のタイミングで目標照射領域EAに造形光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に造形光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。
 第2変形例では、造形システムSYSは、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。つまり、造形システムSYSは、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を、第1の移動方向から、第1の移動方向とは異なる第2の移動方向に変更してもよい。
 第1の移動方向は、第2の移動方向とは逆方向であってもよい。一例として、スキャン動作によって目標照射領域EAがX軸方向に沿って移動する場合には、図31に示すように、造形システムSYSは、所望のタイミングで、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を、-X側から+X側に向かう第1の移動方向から、+X側から-X側に向かう第2の移動方向に変更してもよい。或いは、造形システムSYSは、所望のタイミングで、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を、+X側から-X側に向かう第2の移動方向から、-X側から+X側に向かう第1の移動方向に変更してもよい。
 造形システムSYSは、第1期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第1の移動方向に沿って移動し、且つ、第1期間とは異なる第2期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第2の移動方向に沿って移動するように、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。
 第1期間は、第1の構造層SLを造形する期間を含んでおり、第2期間は、第1の構造層SLとは異なる第2の構造層SLを造形する期間を含んでいてもよい。この場合、造形システムSYSは、第1の構造層SLを造形する第1期間中に、スキャン動作によって目標照射領域EAが第1の移動方向に沿って移動し、且つ、第2の構造層SLを造形する第2期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第2の移動方向に沿って移動するように、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。一具体例として、造形システムSYSは、第1から第N(但し、Nは2以上の整数)の構造層SLを造形するために、第i(但し、iは、1以上且つN以下の奇数)の構造層SLを造形する第1期間中に、スキャン動作によって目標照射領域EAが第1の移動方向に沿って移動し、且つ、第j(但し、jは、1以上且つN以下の偶数)の構造層SLを造形する第2期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第2の移動方向に沿って移動するように、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。
 第1期間は、第1の部分傾斜部材RMLpを造形する期間を含んでおり、第2期間は、第1の部分傾斜部材RMLpとは異なる第2の部分傾斜部材RMLpを造形する期間を含んでいてもよい。この場合、造形システムSYSは、第1の部分傾斜部材RMLpを造形する第1期間中に、スキャン動作によって目標照射領域EAが第1の移動方向に沿って移動し、且つ、第2の部分傾斜部材RMLpを造形する第2期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第2の移動方向に沿って移動するように、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。一具体例として、造形システムSYSは、第1から第M(但し、Mは2以上の整数)の部分傾斜部材RMLpを造形するために、第i(但し、iは、1以上且つM以下の奇数)の部分傾斜部材RMLpを造形する第1期間中に、スキャン動作によって目標照射領域EAが第1の移動方向に沿って移動し、且つ、第j(但し、jは、1以上且つM以下の偶数)の部分傾斜部材RMLpを造形する第2期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第2の移動方向に沿って移動するように、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。
 第1期間は、第1の部分傾斜部材RMRpを造形する期間を含んでおり、第2期間は、第1の部分傾斜部材RMRpとは異なる第2の部分傾斜部材RMRpを造形する期間を含んでいてもよい。この場合、造形システムSYSは、第1の部分傾斜部材RMRpを造形する第1期間中に、スキャン動作によって目標照射領域EAが第1の移動方向に沿って移動し、且つ、第2の部分傾斜部材RMRpを造形する第2期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第2の移動方向に沿って移動するように、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。一具体例として、造形システムSYSは、第1から第L(但し、Lは2以上の整数)の部分傾斜部材RMRpを造形するために、第i(但し、iは、1以上且つL以下の奇数)の部分傾斜部材RMRpを造形する第1期間中に、スキャン動作によって目標照射領域EAが第1の移動方向に沿って移動し、且つ、第j(但し、jは、1以上且つL以下の偶数)の部分傾斜部材RMRpを造形する第2期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第2の移動方向に沿って移動するように、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。
 第1期間は、第1の部分支持部材RMSpを造形する期間を含んでおり、第2期間は、第1の部分傾支持部材RMSpとは異なる第2の部分支持部材RMSpを造形する期間を含んでいてもよい。この場合、造形システムSYSは、第1の部分支持部材RMSpを造形する第1期間中に、スキャン動作によって目標照射領域EAが第1の移動方向に沿って移動し、且つ、第2の部分支持部材RMSpを造形する第2期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第2の移動方向に沿って移動するように、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。一具体例として、造形システムSYSは、第1から第O(但し、Oは2以上の整数)の部分支持部材RMSpを造形するために、第i(但し、iは、1以上且つO以下の奇数)の部分支持部材RMSpを造形する第1期間中に、スキャン動作によって目標照射領域EAが第1の移動方向に沿って移動し、且つ、第j(但し、jは、1以上且つO以下の偶数)の部分支持部材RMSpを造形する第2期間中にスキャン動作によって目標照射領域EAが第2の移動方向に沿って移動するように、スキャン動作による目標照射領域EAの移動方向を変更してもよい。
 このように目標照射領域EAの移動方向が変更可能である場合には、目標照射領域EAの移動方向が変更可能でない場合と比較して、支持部材RMSと傾斜部材RML及びRMRとの間に隙間ができる可能性が低くなる。つまり、屋根部材RMの造形精度が向上する。従って、第1変形例では、造形システムSYSは、上述した効果を供述しつつ、屋根部材RMの造形精度を向上させることができる。
 (4-2)第2変形例
 上述した説明では、造形システムSYSは、第1物体の上方に第2物体を造形することで、第1物体の上方に造形された第2物体を含む3次元構造物STを造形している。第2変形例では、造形システムSYSは、第1物体の上方に第2物体を造形し且つ第2物体の周囲に第3物体を造形することで、第1物体の上方に造形された第2物体と第2物体の周囲に造形された第3物体とを含む3次元構造物STを造形してもよい。
 上述したように、造形システムSYSは、第1物体の一例であるベース部材BMと、ベース部材BMの上方に造形された第2物体の一例である屋根部材RMとを含む3次元構造物ST(例えば、タービンブレードBL)を造形している。第2変形例では、ベース部材BMと、屋根部材RMと、屋根部材RMの周囲に造形された第3物体の一例である外壁部材OMとを含む3次元構造物ST(例えば、タービンブレードBL)を造形してもよい。この外壁部材OAが造形された3次元構造物STでは、外壁部材OAと屋根部材RMとが一体の部材となっていてもよい。
 外壁部材OMを含む3次元構造物STの一例が図32及び図33に示されている。図32は、外壁部材OMを含む3次元構造物STの、支持部材RMSが造形されていない位置における断面を示す断面図である。図33は、外壁部材OMを含む3次元構造物STの、支持部材RMSが造形されている位置における断面を示す断面図である。
 図32及び図33に示すように、外壁部材OMは、屋根部材RMの少なくとも一部を覆うように造形されてもよい。つまり、外壁部材OMは、屋根部材RMを構成し且つ外部に露出している傾斜部材RML、傾斜部材RMR及び接続部材RMCの少なくとも一部を覆うように造形されてもよい。
 外壁部材OMは、3次元構造物STの外形を所定形状にするための部材であってもよい。一例として、図32及び図33に示す例では、外壁部材OMは、3次元構造物STの上方の外形(つまり、3次元構造物STの上面の形状)を、水平形状(つまり、水平面)にするための部材である。
 外壁部材OMを造形する場合には、造形システムSYSは、傾斜部材RMLの一部である部分傾斜部材RMLpの造形と、傾斜部材RMRの一部である部分傾斜部材RMRpの造形と、外壁部材OMの一部である部分外壁部材の造形とを順に行ってもよい。つまり、造形システムSYSは、部分傾斜部材RMLpと、部分傾斜部材RMRpと、部分外壁部材とを交互に造形する動作を繰り返してもよい。この場合、上述したように、3次元構造物STを造形している期間中に、造形光ELが造形済みの3次元構造物STの一部によって遮られるという技術的問題(図14参照)が生ずる可能性を低減することができる。
 但し、造形システムSYSは、傾斜部材RMLの一部の造形と、傾斜部材RMRの一部の造形と、外壁部材OMの一部の造形とを順に行うことなく、傾斜部材RML及びRMR並びに外壁部材OMを造形してもよい。例えば、造形システムSYSは、傾斜部材RML及びRMRの全体(或いは、大部分)を造形した後に外壁部材OMの造形を開始してもよい。
 (4-3)第3変形例
 第3変形例では、造形システムSYSは、貫通孔HAが形成された屋根部材RMを含む3次元構造物ST(例えば、タービンブレードBL)を造形してもよい。
 貫通孔HAが形成された屋根部材RMを含む3次元構造物STの一例が、図34に示されている。図34に示すように、貫通孔HAは、傾斜部材RML及びRMRの少なくとも一方に形成されていてもよい。図34に示す例では、貫通孔HAは、傾斜部材RMRに形成されている。貫通孔HAは、屋根部材RM(図34に示す例では、傾斜部材RMR)を貫通する孔である。貫通孔HAは、屋根部材RMの外部の空間(つまり、3次元構造物STの外部の空間)と屋根部材RMの内部の空間RMspとを接続する孔であってもよい。
 第2変形例で説明した外壁部材OMが、貫通孔HAが形成された屋根部材RMの周囲に形成される場合には、図35に示すように、外壁部材OMにも貫通孔HBが形成されていてもよい。貫通孔HBは、外壁部材OMを貫通する孔である。貫通孔HBは、貫通孔HAに接続されていてもよい。その結果、屋根部材RMの外部の空間(つまり、3次元構造物STの外部の空間)と屋根部材RMの内部の空間RMspとが、貫通孔HA及びHBを介して接続されていてもよい。
 貫通孔HBが形成された外壁部材OMが造形される場合には、造形システムSYSは、図36に示すように、外壁部材OMを造形する前に、貫通孔HBが延びる方向が重力方向と揃うように、ステージ31を回転させてもよい。その後、造形システムSYSは、貫通孔HBが延びる方向が重力方向と揃う(例えば、平行になる)状態で、貫通孔HBが形成された外壁部材OM(特に、貫通孔HBを取り囲む外壁部材OMの一部)を造形してもよい。このように貫通孔HBが延びる方向が重力方向と揃う状態で外壁部材OMが造形される場合には、造形システムSYSは、貫通孔HBの断面(具体的には、貫通孔HBが延びる方向に交差する断面)の形状が所望形状となるように、外壁部材OMを造形することができる。
 貫通孔HAが形成された屋根部材RMが造形される場合においても、造形システムSYSは、貫通孔HAが延びる方向が重力方向と揃う(例えば、平行になる)状態で、貫通孔HAが形成された屋根部材RM(特に、貫通孔HAを取り囲む屋根部材RMの一部)を造形してもよい。但し、屋根部材RMが傾斜部材RML及びRMRを含むがゆえに、傾斜部材RMLが延びる方向と重力方向とがなす角度θL及び傾斜部材RMRが延びる方向と重力方向とがなす角度θRが許容上限角度θmax以下になることが望まれることは上述したとおりである。このため、傾斜部材RML及びRMRが延びる方向によっては、造形システムSYSは、貫通孔HAが延びる方向が重力方向と揃う状態で、貫通孔HAが形成された屋根部材RMを造形することができない可能性がある。この場合、造形システムSYSは、貫通孔HAが延びる方向が重力方向と揃わない(例えば、交差する)状態で、貫通孔HAが形成された屋根部材RMを造形してもよい。一方で、このように、貫通孔HAが延びる方向が重力方向と揃わない状態で屋根部材RMが造形される場合には、造形システムSYSは、貫通孔HAの断面(具体的には、貫通孔HAが延びる方向に交差する断面)の形状が所望形状となるように、屋根部材RMを造形することができない可能性がある。なぜならば、貫通孔HAに面する(つまり、貫通孔HAを形成する)屋根部材RMの面RMha(図36参照)が重力方向に対して傾斜するがゆえに、当該面RMhaを造形するために形成される溶融池MPから溶融した金属等が重力によって垂れ下がり、結果として、貫通孔HAの形状が乱れてしまう可能性があるからである。
 このように屋根部材RMに形成される貫通孔HAの断面の形状が所望形状とならない場合であっても、造形システムSYSは、屋根部材RMを覆う外壁部材OMに形成される貫通孔HBの形状が所望形状となるように、外壁部材OMを造形することができる。具体的には、造形システムSYSは、貫通孔HAの断面形状(図37(a)参照)とは異なる断面形状を有する貫通孔HB(図37(b)参照)が形成された外壁部材OMを造形することができる。つまり、造形システムSYSは、屋根部材RMの表面(具体的には、屋根部材RMと外壁部材OMとの境界面)における貫通孔HAの断面形状と、外壁部材OMの表面(具体的には、外面)における貫通孔HBの断面形状とが異なるものとなるように、外壁部材OMを造形することができる。その結果、3次元構造物STを見る者にとって、3次元構造物STの外面に現れる貫通孔HBの形状に違和感を抱く可能性は低い。従って、造形システムSYSは、貫通孔HBの断面の形状が所望形状となるように外壁部材OMを造形することで、所望の外観を有する3次元構造物STを造形することができる。尚、図37(a)に示す貫通孔HAの断面形状(例えば、多角形となる断面形状)は一例であり、例えば、図37(c)に示す断面形状(例えば、一部の外形が円弧となる断面形状)を有する貫通孔HAが形成されてもよい。
 (4-4)第4変形例
 第4変形例では、造形システムSYSは、ベース部材BMを造形した後であって且つ屋根部材RMを造形する前に、屋根部材RMが造形されるベース部材BMの表面を平坦化するための処理を行ってもよい。例えば、ベース部材BMの側壁部材BML上に傾斜部材RMLが形成されるため、造形システムSYSは、傾斜部材RMLを造形する前に、傾斜部材RMLが造形される側壁部材BMLの上面BMLus(図38(a)及び図38(b)参照)を平坦化するための処理を行ってもよい。例えば、ベース部材BMの側壁部材BMr上に傾斜部材RMRが形成されるため、造形システムSYSは、傾斜部材RMRを造形する前に、傾斜部材RMRが造形される側壁部材BMRの上面BMRus(図38(a)及び図38(b)参照)を平坦化するための処理を行ってもよい。例えば、ベース部材BMの支持部材BMS上に支持部材RMSが形成されるため、造形システムSYSは、支持部材RMSを造形する前に、支持部材RMSが造形される支持部材BMSの上面BMSus(図38(b)参照)を平坦化するための処理を行ってもよい。
 造形システムSYSは、ベース部材BMの表面に対して造形光ELを照射することで、ベース部材BMの表面を平坦化するための処理を行ってもよい。例えば、図38(a)及び図38(b)に示すように、造形システムSYSは、側壁部材BMLの上面BMLusに対して造形光ELを照射することで、側壁部材BMLの上面BMLusを平坦化するための処理を行ってもよい。例えば、図38(a)及び図38(b)に示すように、造形システムSYSは、側壁部材BMRの上面BMRusに対して造形光ELを照射することで、側壁部材BMRの上面BMRusを平坦化するための処理を行ってもよい。例えば、図38(b)に示すように、造形システムSYSは、支持部材BMSの上面BMSusに対して造形光ELを照射することで、支持部材BMSの上面BMSusを平坦化するための処理を行ってもよい。
 ベース部材BMの表面に対して造形光ELが照射されると、ベース部材BMの表面を構成する金属等が少なくとも部分的に溶融し、その後、固化する。その結果、ベース部材BMの表面に存在していた微小な凹凸が、ベース部材BMの表面の溶融及び固化に起因してなくなる可能性がある。或いは、ベース部材BMの表面に存在していた微小な凹凸の高さが、ベース部材BMの表面の溶融及び固化に起因して小さくなる可能性がある。このため、造形光ELが照射されたベース部材BMの表面は、造形光ELが照射される前のベース部材BMの表面と比較して、より平坦になっている。
 或いは、造形システムSYSは、ベース部材BMを造形した後にベース部材BMの表面を平坦化するための処理を行うことに加えて又は代えて、相対的に高い造形精度でベース部材BMを造形することでベース部材BMの表面を平坦化するための処理を行ってもよい。例えば、造形システムSYSは、ベース部材BMの表面に微小な凹凸が存在しなくなる状態を実現可能なほどに高い造形精度でベース部材BMを造形してもよい。例えば、造形システムSYSは、ベース部材BMの表面に存在する微小な凹凸の高さが上限値を超えなくなる状態を実現可能なほどに高い造形精度でベース部材BMを造形してもよい。
 一方で、ベース部材BMの造形精度が高くなると、ベース部材BMの造形に要する時間が増える。このため、3次元構造物STの造形に関するスループットが悪化する。そこで、造形システムSYSは、ベース部材BMのうち屋根部材RMが造形される面を含む第1部分BM1を、ベース部材BMのうち第1部分BM1とは異なる第2部分BM2を造形する場合の造形精度よりも高い造形精度で造形してもよい。言い換えれば、造形システムSYSは、ベース部材BMのうち屋根部材RMが造形される面を含まない第2部分BM2の造形精度を、ベース部材BMのうち屋根部材RMが造形される面を含む第1部分BM1の造形精度よりも低くしてもよい。その結果、造形システムSYSは、ベース部材BMの造形に要する時間の増大を抑制しつつ、ベース部材BMのうち屋根部材RMが造形される面を平坦にすることができる。尚、図38(a)及び図38(b)に示すように、ベース部材BMのうち屋根部材RMが造形される面を含む第1部分BM1は、典型的には、ベース部材BMのうち屋根部材RMが造形される面を含まない第2部分BM2の上に造形される部分である。
 このようにベース部材BMの表面を平坦にするための処理が行われる場合には、ベース部材BMの表面を平坦にするための処理が行われない場合と比較して、ベース部材BMの上に造形される屋根部材RMの実際の位置と、屋根部材RMの設計上の位置との間のずれが少なくなる。その結果、屋根部材RMを構成する傾斜部材RML及びRMRが、その上方において接続されやすくなる。なぜならば、上方において接続される傾斜部材RML及びRMRの位置ずれが相対的に少なくなるからである。
 (4-5)第5変形例
 上述した説明では、屋根部材RMの下方の空間RMspが閉じられている3次元構造物STを造形するために、上方で接続される二つの傾斜部材RML及びRMRをそれぞれ側壁部材BML及びBMRの上に造形している。一方で、第5変形例では、屋根部材RMの下方の空間RMspが閉じられている3次元構造物STを造形するために、以下の方法を採用してもよい。
 具体的には、まず、図39に示すように、造形システムSYSは、ベース部材BMの側壁部材BMLに造形光ELを照射することで、側壁部材BML上に造形物を造形する造形動作を行ってもよい。その結果、図40に示すように、側壁部材BMLの上に、造形物が造形される。この造形物は、第5変形例における屋根部材RMの一部である屋根部材RM#1を構成する。尚、以下の説明では、第5変形例における屋根部材RMを、“屋根部材RM’”と称することで、傾斜部材RML及びRMRを含む上述した屋根部材RMと区別するものとする。
 屋根部材RM#1は、単一の構造層SLから構成される部材であってもよい。或いは、屋根部材RM#1は、複数の構造層SLから構成される部材であってもよい。図40に示す例では、屋根部材RM#1は、複数の構造層SLから構成されている。
 屋根部材RM#1を造形する場合には、ステージ31は基準位置に位置していてもよい。つまり、屋根部材RM#1を造形する場合ステージ31の位置(典型的には、回転軸周りの回転角度)は、ベース部材BMを造形する場合のステージ31の位置と同一であってもよい。但し、屋根部材RM#1を造形する場合に、ステージ31は基準位置から回転軸(例えば、X軸)周りに回転していてもよい。
 その後、造形システムSYSは、屋根部材RM’のうちの造形済みの屋根部材RM#1以外の残りの屋根部材RM#2を造形する。具体的には、図41に示すように、造形システムSYSは、ステージ31を基準位置から回転軸(例えば、X軸に沿った回転軸)周りに回転させる。つまり、造形システムSYSは、ステージ31を回転させることで、造形ヘッド21とステージ31との相対的な位置関係を、屋根部材RM#1を造形するための第1関係から、屋根部材RM#2を造形するための第2関係へと変更する。この場合、例えば、造形システムSYSは、側壁部材BMLから側壁部材BMRに向かう方向が重力方向に揃うように、ステージ31を回転させてもよい。例えば、造形システムSYSは、側壁部材BMLに造形された屋根部材RM#1から側壁部材BMRに向かう方向が重力方向に揃うように、ステージ31を回転させてもよい。例えば、造形システムSYSは、ステージ31を基準位置から回転軸(例えば、X軸に沿った回転軸)周りに90度だけ回転させてもよい。
 その後、図41に示すように、造形システムSYSは、屋根部材RM#1に造形光ELを照射することで、屋根部材RM#1上に造形物を造形する造形動作を行う。その結果、図42に示すように、屋根部材RM#1の上に、屋根部材RM#2に相当する造形物が造形される。この際、造形システムSYSは、屋根部材RM#2が側壁部材BMRに接続されるまで、屋根部材RM#1上に造形物を造形する造形動作を繰り返す。つまり、造形システムSYSは、屋根部材RM#2が屋根部材RM#1と側壁部材BMRとを接続するまで、屋根部材RM#1上に造形物を造形する造形動作を繰り返す。この際、造形システムSYSは、ステージ31の位置を変更してもよいし、変更しなくてもよい。つまり、造形システムSYSは、ステージ31を回転軸(例えば、X軸に沿った回転軸)周りに回転させてもよいし、回転させなくてもよい。
 図39及び図41から分かるように、屋根部材RM#2を造形する場合の造形光ELの主軸と側壁部材BMLから側壁部材BMRに向かう方向に沿った軸(つまり、側壁部材BMLと側壁部材BMRとを結ぶ軸であり、図41では、Z軸)とがなす角度は、屋根部材RM#1を造形する場合の造形光ELの主軸と側壁部材BMLから側壁部材BMRに向かう方向に沿った軸(図39では、Y軸)とがなす角度よりも小さくなってもよい。つまり、造形システムSYSは、屋根部材RM#2を造形する場合の造形光ELの主軸と側壁部材BMLから側壁部材BMRに向かう方向に沿った軸とがなす角度が、屋根部材RM#1を造形する場合の造形光ELの主軸と側壁部材BMLから側壁部材BMRに向かう方向に沿った軸とがなす角度よりも小さくなるように、ステージ31を回転させてもよい。
 その結果、図42に示すように、側壁部材BML上に造形された屋根部材RM#1と側壁部材BMRとを接続する屋根部材RM#2が造形される。つまり、側壁部材BMLと側壁部材BMRとを接続する屋根部材RM’が造形される。このように屋根部材RM’が形成される場合においても、屋根部材RM’の下方の空間RMspが屋根部材RM’によって閉じられる。従って、造形システムSYSは、第5変形例で説明した方法を用いて、屋根部材RM’の下方の空間RMspが閉じられている3次元構造物STを造形することができる。
 尚、図42に示す例では、造形システムSYSは、重力方向に沿って延びる屋根部材RM#2を造形している。但し、造形システムSYSは、少なくとも一部が重力方向に対して傾斜する方向に沿って延びる屋根部材RM#2を造形してもよい。この場合、造形システムSYSは、造形システムSYSは、屋根部材RM#2が延びる方向と重力方向とがなす角度が許容上限角度θmax以下になる状態において、屋根部材RM#2を造形してもよい。造形システムSYSは、屋根部材RM#2が延びる方向と重力方向とがなす角度が許容上限角度θmax以下になるようにステージ31を回転軸周りに回転させた後に、屋根部材RM#2を造形してもよい。
 (4-6)第6変形例
 上述したように、本実施形態では、造形システムSYSは、ステージ31を回転軸(例えば、水平方向に相当するX軸に沿った回転軸)周りに回転させることができる。この場合、造形システムSYSは、3次元構造物STの一例を示す図43に示すように、異なる方向に延びる少なくとも二つの配管PPを含むパイプPを造形してもよい。図43に示す例では、パイプPは、Y軸方向に沿って直線状に延びる配管PP#1と、X軸方向に沿って直線状に延びる配管PP#2と、Y軸方向に沿って直線状に延びる配管PP#3と、XY軸方向に沿って直線状に延びる配管PP#4とを含む。この場合、造形システムSYSは、例えば、各配管PPが延びる方向と重力方向とが揃う(或いは、各配管PPが延びる方向と重力方向とがなす角度が許容上限角度θmax以下になる)ようにステージ31を回転させ、その後、各配管PPを造形してもよい。
 異なる方向に沿って延びる二つの配管PPは、異なる方向に沿って延びる二つの配管PPを接続するための湾曲した配管PCによって接続されていてもよい。図43に示す例では、配管PP#1と配管PP#2とが配管PC#1によって接続されており、配管PP#2と配管PP#3とが配管PC#2によって接続されており、配管PP#3と配管PP#4とが配管PC#3によって接続されている。
 湾曲した配管PCを造形するために、造形システムSYSは、それぞれが配管PCを構成する複数の部分配管PCpを順に造形してもよい。例えば、図44に示すように、造形システムSYSは、扇形の形状を有する配管PCを、更に小さな扇形の形状を有する複数の部分配管PCpに細分化し、複数の部分配管PCpを順に造形してもよい。
 各部分配管PCpを造形するために、造形システムSYSは、複数の構造層SLを順に造形する上述した造形動作を行ってもよい。例えば、図45に示すように、造形システムSYSは、複数の構造層SLのXY平面に沿ったサイズ(図45に示す例では、Y軸に沿ったサイズ)が徐々に小さくなるように、複数の構造層SLを造形面MS上に造形することで、複数の構造層SLから構成される部分配管PCpを造形してもよい。その後、図46に示すように、造形システムSYSは、造形した部分配管PCpの表面に新たな造形面MSを設定し、造形した部分配管PCpの上に新たな部分配管PCpを造形してもよい。この際、造形システムSYSは、新たな造形面MSが水平面となるように、ステージ31を回転させてもよい。
 或いは、各部分配管PCpを造形するために、例えば、図47に示すように、造形システムSYSは、複数の構造層SLのXY平面に沿ったサイズ(図47に示す例では、Y軸に沿ったサイズ)が徐々に大きくなった後に徐々に小さくなるように、複数の構造層SLを造形面MS上に造形することで、複数の構造層SLから構成される部分配管PCpを造形してもよい。この場合、部分配管PCpが形成する扇形状の中心線CL(例えば、内側の円弧の中点と外側の円弧の中点とを結ぶ線)が水平となるように、ステージ31を回転させてもよい。その後、図48に示すように、造形システムSYSは、造形した部分配管PCpの表面に新たな造形面MSを設定し、造形した部分配管PCpの上に新たな部分配管PCpを造形してもよい。この場合、図46から図47に示す方法で配管PCを造形する場合と比較して、造形システムSYSは、配管PCを精度よく造形することができる。
 (4-7)その他の変形例
 上述した説明では、造形システムSYSは、造形光ELをワークWに照射することでワークWを加工している。しかしながら、造形システムSYSは、任意のエネルギビームをワークWに照射することで、ワークWを加工してもよい。この場合、造形システムSYSは、光源5及び照射光学系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、荷電粒子ビーム及び電磁波等の少なくとも一方があげられる。荷電粒子ビームの一例として、電子ビーム及びイオンビーム等の少なくとも一方があげられる。
 (5)付記
 以上説明した実施形態に関して、更に以下の付記を開示する。
[付記1]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、
 前記造形装置を制御して造形物を造形する制御装置と
 を備え、
 第1物体の上方に第2物体を造形し、
 前記第2物体は、前記第1物体に接続する第1傾斜部と、前記第1物体に接続する第2傾斜部と、前記第1傾斜部の先端及び前記第2傾斜部の先端に接続する接続部とを含み、
 前記第1傾斜部の一部の造形と前記第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことで、前記第1傾斜部と前記第2傾斜部とを造形し、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部との下方の空間は、前記第1物体に面しており、
 前記空間の上方は前記接続部によって閉じられる
 造形システム。
[付記2]
 前記第1傾斜部の先端と前記第2傾斜部の先端に溶融部を形成し、前記溶融部に前記造形材料を供給することにより前記接続部を造形する
 付記2に記載の造形システム。
[付記3]
 前記第2物体の周囲に第3物体を造形し、
 前記第1傾斜部の一部の造形と、前記第2傾斜部の一部の造形と、前記第3物体の一部の造形とを順に行うことで、前記第2物体と前記第3物体とを造形する
 付記1又は2に記載の造形システム。
[付記4]
 前記第3物体は、前記第2物体の表面の少なくとも一部を覆うことで、前記第2物体を含む構造物の外形を所定形状にするための外壁部材を含む
 付記3に記載の造形システム。
[付記5]
 前記構造物の上方の外形は、水平形状となる
 付記4に記載の造形システム。
[付記6]
 前記第2物体は、前記第1傾斜部に接続する第1支持部と、前記第2傾斜部に接続する第2支持部とを含み、
 前記第1傾斜部の一部及び前記第1支持部の一部の造形と、前記第2傾斜部の一部及び前記第2支持部の一部の造形と、前記第1支持部及び前記第2支持部の間の第3支持部の一部の造形とを順に行うことで、前記第2物体を造形する
 付記1から5のいずれかに記載の造形システム。
[付記7]
 前記第1傾斜部は第1方向に延び、
 前記第2傾斜部は前記第1方向と交わる第2方向に延び、
 前記第1方向及び前記第2方向は、重力方向と交差する方向である
 付記1から6のいずれかに記載の造形システム。
[付記8]
 前記第1傾斜部は第1方向に延び、
 前記第2傾斜部は前記第1方向と交差する第2方向に延び、
 前記第1方向及び前記第2方向は、前記エネルギビームの主軸と交差する方向である
 付記1から7のいずれかに記載の造形システム。
[付記9]
 前記造形装置によって造形される前記第2物体を含む構造物を支持する支持装置を更に備え、
 前記第1傾斜部は第1方向に延び、
 前記第2傾斜部は前記第1方向と交差する第2方向に延び、
 前記第1方向及び前記第2方向は、前記支持装置の上面に対して交差する方向である
 付記1から8のいずれかに記載の造形システム。
[付記10]
 前記第2物体を含む構造物は、タービンブレードである
 付記1から9のいずれかに記載の造形システム。
[付記11]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部を備える造形装置により造形物を造形する造形方法であって、
 第1物体の上方に第2物体を造形するために、前記第1物体に接続する第1傾斜部の一部の造形と前記第1物体に接続する第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことと、
 前記第1傾斜部の先端と前記第2傾斜部の先端とに接続する接続部を造形することと
 を含み、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部との下方の空間は前記第1物体に面しており、
 前記空間の上方は前記接続部によって閉じられる
 造形方法。
[付記12]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置によって造形されるタービンブレードであって、
 第1物体に接続する第1傾斜部と、
 前記第1物体に接続する第2傾斜部と、
 前記第1傾斜部の先端と前記第2傾斜部の先端とに接続する接続部と、
 前記第1傾斜部、前記第2傾斜部及び前記接続部の一部を覆うことで外形を所定形状にするための外壁部材を備え、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部の下方の空間は前記第1物体に面しており、
 前記空間の上方は前記接続部によって閉じられている
 タービンブレード。
[付記13]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、
 前記造形装置を制御して造形物を造形する制御装置と
 を備え、
 第1物体の上方に第2物体を造形し、
 前記第2物体は、前記第1物体に接続する第1傾斜部と、前記第1物体に接続する第2傾斜部とを含み、
 前記制御装置は、前記第1傾斜部の一部の造形と前記第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことで前記第1傾斜部と前記第2傾斜部とを造形するように前記造形装置を制御し、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部の下方の空間は前記第1物体に面しており、前記空間の上方は閉じられる
 造形システム。
[付記14]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置により造形物を造形する造形方法であって、
 第1物体の上方に第2物体を造形することを含み、
 前記第2物体を造形することは、前記第1物体に接続する第1傾斜部の一部の造形と、前記第1物体に接続する第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことを含み、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部の下方の第2空間は前記第1物体に面しており、前記第2空間の上方は閉じられる
 造形方法。
[付記15]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置によって造形されるタービンブレードであって、
 第1物体に接続する第1傾斜部と、
 前記第1物体に接続する第2傾斜部と、
 前記第1傾斜部及び前記第2傾斜部の一部を覆うことで外形を所定形状にするための外壁部材と
 を備え、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部の下方の空間は、前記第1物体に面しており、
 前記空間の上方は閉じられている
 タービンブレード。
[付記16]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部を備える造形装置により造形物を造形する造形方法であって、
 第1空間を有する第1物体の上方に第2物体を造形するために、前記第1物体に接続する第1傾斜部の一部の造形と前記第1物体に接続する第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことと、
 前記第1傾斜部の先端と前記第2傾斜部の先端とに接続する接続部を造形することと
 を含み、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部との下方の第2空間は前記第1空間に繋がり、
 前記第2空間の上方は前記接続部によって閉じられる
 造形方法。
[付記17]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置によって造形されるタービンブレードであって、
 第1空間を有する第1物体に接続する第1傾斜部と、
 前記第1物体に接続する第2傾斜部と、
 前記第1傾斜部の先端と前記第2傾斜部の先端とに接続する接続部と、
 前記第1傾斜部、前記第2傾斜部及び前記接続部の一部を覆うことで外形を所定形状にするための外壁部材を備え、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部の下方の第2空間は前記第1空間に繋がり、
 前記第2空間の上方は前記接続部によって閉じられている
 タービンブレード。
[付記18]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、
 前記造形装置を制御して造形物を造形する制御装置と
 を備え、
 第1空間を有する第1物体の上方に第2物体を造形し、
 前記第2物体は、前記第1物体に接続する第1傾斜部と、前記第1物体に接続する第2傾斜部とを含み、
 前記制御装置は、前記第1傾斜部の一部の造形と前記第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことで前記第1傾斜部と前記第2傾斜部とを造形するように前記造形装置を制御し、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部の下方の第2空間は前記第1空間に繋がり、前記第2空間の上方は閉じられる
 造形システム。
[付記19]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置により造形物を造形する造形方法であって、
 第1空間を有する第1物体の上方に第2物体を造形することを含み、
 前記第2物体を造形することは、前記第1物体に接続する第1傾斜部の一部の造形と、前記第1物体に接続する第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことを含み、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部の下方の第2空間は前記第1空間に繋がり、前記第2空間の上方は閉じられる
 造形方法。
[付記20]
 エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置によって造形されるタービンブレードであって、
 第1空間を有する第1物体に接続する第1傾斜部と、
 前記第1物体に接続する第2傾斜部と、
 前記第1傾斜部及び前記第2傾斜部の一部を覆うことで外形を所定形状にするための外壁部材と
 を備え、
 前記第1傾斜部と前記2傾斜部の下方の第2空間は、前記第1空間に繋がり、
 前記第2空間の上方は閉じられている
 タービンブレード。
 上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
 本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う造形システムもまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
 2 造形装置
 21 造形ヘッド
 22 ヘッド駆動系
 3 ステージ装置
 31、31θX、31θZ ステージ
 32 ステージ駆動系
 7 制御装置
 W ワーク
 EL 造形光
 ST 3次元構造物
 BL タービンブレード
 BM ベース部材
 BML、BMR 側壁部材
 BMS 支持部材
 RM 屋根部材
 RML、RMR 傾斜部材
 RMS 支持部材
 RMC 接続部材

Claims (39)

  1.  エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、
     前記造形装置を制御して造形物を造形する制御装置と
     を備え、
     第1空間を有する第1物体の上方に第2物体を造形し、
     前記第2物体は、前記第1物体に接続する第1傾斜部と、前記第1物体に接続する第2傾斜部と、前記第1傾斜部の先端及び前記第2傾斜部の先端に接続する接続部とを含み、
     前記第1傾斜部の一部の造形と前記第2傾斜部の一部の造形とを順に行うことで、前記第1傾斜部と前記第2傾斜部とを造形し、
     前記第1傾斜部と前記2傾斜部との下方の第2空間は、前記第1空間に繋がり、
     前記第2空間の上方は前記接続部によって閉じられる
     造形システム。
  2.  前記第1傾斜部の先端と前記第2傾斜部の先端に溶融部を形成し、前記溶融部に前記造形材料を供給することにより前記接続部を造形する
     請求項1に記載の造形システム。
  3.  前記第2物体の周囲に第3物体を造形し、
     前記第1傾斜部の一部の造形と、前記第2傾斜部の一部の造形と、前記第3物体の一部の造形とを順に行うことで、前記第2物体と前記第3物体とを造形する
     請求項1又は2に記載の造形システム。
  4.  前記第3物体は、前記第2物体の表面の少なくとも一部を覆うことで、前記第2物体を含む構造物の外形を所定形状にするための外壁部材を含む
     請求項3に記載の造形システム。
  5.  前記構造物の上方の外形は、水平形状となる
     請求項4に記載の造形システム。
  6.  前記第2物体は、前記第1傾斜部に接続する第1支持部と、前記第2傾斜部に接続する第2支持部とを含み、
     前記第1傾斜部の一部及び前記第1支持部の一部の造形と、前記第2傾斜部の一部及び前記第2支持部の一部の造形と、前記第1支持部及び前記第2支持部の間の第3支持部の一部の造形とを順に行うことで、前記第2物体を造形する
     請求項1から5のいずれか一項に記載の造形システム。
  7.  前記第1傾斜部は第1方向に延び、
     前記第2傾斜部は前記第1方向と交わる第2方向に延び、
     前記第1方向及び前記第2方向は、重力方向と交差する方向である
     請求項1から6のいずれか一項に記載の造形システム。
  8.  前記第1傾斜部は第1方向に延び、
     前記第2傾斜部は前記第1方向と交差する第2方向に延び、
     前記第1方向及び前記第2方向は、前記エネルギビームの主軸と交差する方向である
     請求項1から7のいずれか一項に記載の造形システム。
  9.  前記造形装置によって造形される前記第2物体を含む構造物を支持する支持装置を更に備え、
     前記第1傾斜部は第1方向に延び、
     前記第2傾斜部は前記第1方向と交差する第2方向に延び、
     前記第1方向及び前記第2方向は、前記支持装置の上面に対して交差する方向である
     請求項1から8のいずれか一項に記載の造形システム。
  10.  前記第2物体を含む構造物は、タービンブレードである
     請求項1から9のいずれか一項に記載の造形システム。
  11.  エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備える造形装置と、
     前記造形装置を制御して造形物を造形する制御装置と
     を備え、
     第1物体の上方に第2物体を造形し、
     前記第2物体は、第1傾斜部と第2傾斜部とを含み、
     前記第1傾斜部と前記2傾斜部との下方には空間が形成され、前記空間の上方は閉じられる
     造形システム。
  12.  前記造形装置によって造形される造形物を含む構造物を支持する支持装置と、
     前記造形装置と前記支持装置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と
     を更に備え、
     前記位置関係が第1関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に前記第1傾斜部を造形し、前記位置関係が前記第1関係とは異なる第2関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に前記第2傾斜部を造形する
     請求項11に記載の造形システム。
  13.  前記第2物体を造形する前に、前記位置関係が前記第1関係及び前記第2関係とは異なる第3関係となる状態において前記第1物体を造形する
     請求項12に記載の造形システム。
  14.  前記第2物体は、前記第1傾斜部に接続する第1支持部と、前記第2傾斜部に接続する第2支持部とを含み、
     前記位置関係が第1関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第1傾斜部の一部及び前記第1支持部の一部とを造形し、
     前記位置関係が前記第1関係と異なる第2関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第2傾斜部の一部及び前記第2支持部の一部を造形し、
     前記位置関係が前記第1関係及び前記第2関係と異なる第3関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第1支持部の一部と前記第2支持部の一部との間に第3支持部を造形する
     請求項11から13のいずれか一項に記載の造形システム。
  15.  前記第2物体は、前記第1傾斜部の先端と前記第2傾斜部の先端とに接続する接続部を含み、
     前記第1傾斜部の先端と前記第2傾斜部の先端に溶融部を形成し、前記溶融部に前記造形材料を供給することにより前記接続部を造形する
     請求項11から14のいずれか一項に記載の造形システム。
  16.  前記第2物体の周囲に第3物体を造形し、
     前記第1傾斜部の一部の造形と、前記第2傾斜部の一部の造形と、前記第3物体の一部の造形とを順に行うことで、前記第2物体と前記第3物体とを造形する
     請求項11から15のいずれか一項に記載の造形システム。
  17.  前記第3物体は、前記第2物体の表面の少なくとも一部を覆うことで、前記第2物体を含む構造物の外形を所定形状にするための外壁部材を含む
     請求項16に記載の造形システム。
  18.  前記構造物の上方の外形は、水平形状となる
     請求項17に記載の造形システム。
  19.  前記第2物体は、前記第1傾斜部に接続する第1支持部と、前記第2傾斜部に接続する第2支持部とを含み、
     前記第1傾斜部の一部及び前記第1支持部の一部の造形と、前記第2傾斜部の一部及び前記第2支持部の一部の造形と、前記第1支持部及び前記第2支持部の間の第3支持部の一部の造形とを順に行うことで、前記第2物体を造形する
     請求項11から18のいずれか一項に記載の造形システム。
  20.  前記第1傾斜部は第1方向に延び、
     前記第2傾斜部は前記第1方向と交差する第2方向に延び、
     前記第1方向及び前記第2方向は、重力方向と交差する方向である
     請求項11から19のいずれか一項に記載の造形システム。
  21.  前記第1傾斜部は第1方向に延び、
     前記第2傾斜部は前記第1方向と交差する第2方向に延び、
     前記第1方向及び前記第2方向は、前記エネルギビームの主軸と交差する方向である
     請求項11から20のいずれか一項に記載の造形システム。
  22.  前記造形装置によって造形される前記第2物体を含む構造物を支持する支持装置を更に備え、
     前記第1傾斜部は第1方向に延び、
     前記第2傾斜部は前記第1方向と交差する第2方向に延び、
     前記第1方向及び前記第2方向は、前記支持装置の上面に対して交差する方向である
     請求項11から21のいずれか一項に記載の造形システム。
  23.  第1物体が載置される物体載置装置と、
     エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備え、前記第1物体上に造形を行う造形装置と、
     前記造形装置と前記物体載置装置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
     前記造形装置及び前記位置変更装置を制御する制御装置と
     を備え、
     前記位置変更装置は、前記物体載置装置を回転軸周りに動かす駆動装置を有し、
     前記物体載置装置を基準位置から前記回転軸周りの第1方向に動かした第1状態で前記造形装置を用いて行われる第1造形動作と、前記物体載置装置を前記基準位置から前記回転軸周りの、前記第1方向とは逆の第2方向に動かした第2状態で前記造形装置を用いて行われる第2造形動作とを交互に行うことにより、前記第1造形動作で造形される第1傾斜部と前記第2造形動作で造形される第2傾斜部とを含む第2物体を前記第1物体上に造形する
     造形システム。
  24.  前記第1造形造作は、前記第1状態の前記物体載置装置と前記造形装置との、前記回転軸と平行な方向における前記位置関係を、前記位置変更装置を用いて変更することを含み、
     前記第2造形造作は、前記第2状態の前記物体載置装置と前記造形装置との、前記回転軸と平行な方向における前記位置関係を、前記位置変更装置を用いて変更することを含む
     請求項23に記載の造形システム。
  25.  前記第1造形造作は、前記第1状態の前記物体載置装置と前記造形装置との、前記回転軸と平行な方向における前記位置関係および前記回転軸と垂直な方向における前記位置関係を、前記位置変更装置を用いて同時に変更することを含み、
     前記第2造形造作は、前記第2状態の前記物体載置装置と前記造形装置との、前記回転軸と平行な方向における前記位置関係および前記回転軸と垂直な方向における前記位置関係を、前記位置変更装置を用いて同時に変更することを含む
     請求項23又は24に記載の造形システム。
  26.  前記第1及び第2造形動作を終了した後、前記物体載置装置を前記基準位置に戻し、前記エネルギビームの照射により、前記第1傾斜部の先端部の一部と前記第1傾斜部の先端部の一部に隣接する前記第2傾斜部の先端部の一部とを含む溶融部を形成し、前記溶融部に前記造形材料を供給することにより前記第1傾斜部の先端部と前記第2傾斜部の先端部とを接続する接続部を、前記第2物体の一部として造形する
     請求項23から25のいずれか一項に記載の造形システム。
  27.  前記第1物体は、前記回転軸と平行な方向に長手方向を有する
     請求項23から26のいずれか一項に記載の造形システム。
  28.  第1物体が載置される物体載置装置と、
     エネルギビームを射出するエネルギビーム照射部と、前記エネルギビームが照射された部位に造形材料を供給する材料供給部とを備え、前記第1物体上に造形を行う造形装置と、
     前記造形装置と前記物体載置装置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と、
     前記造形装置及び前記位置変更装置を制御する制御装置と
     を備え、
     前記第1物体の第1領域と前記第1物体の第2領域とを接続する第2物体を造形し、
     前記第2物体を造形するために、
     前記位置関係が第1関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第1領域に前記エネルギビームを照射することで、前記第1領域上に、前記第2物体の一部である第1造形物を造形し、
     前記位置関係が前記第1関係とは異なる第2関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第1造形物に前記エネルギビームを照射することで、前記第1造形物上に、前記第2物体の一部を構成し且つ前記第1造形物と前記第2領域とを接続する第2造形物を造形する
     造形システム。
  29.  前記第1関係は、前記第1領域と前記第2領域とを結ぶ軸と前記エネルギビームの主軸とがなす角度が第1角度となる位置関係であり、
     前記第2関係は、前記角度が、前記第1角度よりも小さい第2角度となる位置関係である
     請求項28に記載の造形システム。
  30.  前記位置変更装置は、前記造形装置に対する前記物体載置装置の相対的な姿勢を変更することで、前記位置関係を変更する
     請求項23から29のいずれか一項に記載の造形システム。
  31.  前記造形装置は、前記第1物体に対して前記エネルギビームの照射位置を所定方向に沿って移動させながら、前記第1物体にエネルギビームを照射し、
     前記第2物体の一部を造形するための第1期間における前記照射位置の移動方向は、前記第2物体の他の一部を造形するための第2期間における前記照射位置の移動方向と異なる
     請求項1から30のいずれか一項に記載の造形システム。
  32.  前記第1期間における前記照射位置の移動方向は、前記第2期間における前記照射位置の移動方向とは逆方向である
     請求項31に記載の造形システム。
  33.  前記第1期間は、前記2物体の一部を構成する第1造形物を造形するための期間を含み、
     前記第2期間は、前記2物体の他の一部を構成し且つ前記第1造形物とは異なる第2造形物を造形するための期間を含む
     請求項31又は32に記載の造形システム。
  34.  貫通孔が形成された前記第2物体を造形する
     請求項1から33のいずれか一項に記載の造形システム
  35.  前記貫通孔は、第1貫通孔であり、
     前記第2物体の周囲に、前記第2物体の表面の少なくとも一部を覆い且つ前記第1貫通孔に接続される第2貫通孔が形成された第3物体を造形し、
     前記第2物体と前記第3物体との境界における前記第1貫通孔の形状は、前記第3物体の表面における前記第2貫通孔の形状とは異なる
     請求項34に記載の造形システム。
  36.  前記第1物体が載置される物体載置装置と、
     前記造形装置と前記物体載置装置との相対的な位置関係を変更する位置変更装置と
     を更に備え、
     前記位置関係が、前記第2貫通孔が延びる方向と重力方向とが揃う所定関係となるように前記位置変更装置が前記位置関係を変更した後に、前記第3物体の一部を造形する
     請求項34又は35に記載の造形システム。
  37.  前記第1物体の第1領域に前記エネルギビームを照射することで前記第1領域の少なくとも一部を溶融させ且つ溶融した前記第1領域の少なくとも一部が固化した後に、前記第1領域に前記エネルギビームを照射することで前記第1領域上に前記第2物体の一部を造形し、
     前記第1物体の第2領域に前記エネルギビームを照射することで前記第2領域の少なくとも一部を溶融させ且つ溶融した前記第2領域の少なくとも一部が固化した後に、前記第2領域に前記エネルギビームを照射することで、前記第2領域上に前記第2物体の他の一部を造形する
     請求項1から36のいずれか一項に記載の造形システム。
  38.  前記第1物体を造形した後に、前記第1物体上に前記第2物体を造形し、
     前記第1物体の一部を、第1の造形精度で造形した後に、前記第2物体が造形される面を含む前記第1物体の残りの一部を、前記第1の造形精度よりも高い第2の造形精度で造形する
     請求項1から37のいずれか一項に記載の造形システム。
  39.  前記第2物体を含む構造物は、タービンブレードである
     請求項1から38のいずれか一項に記載の造形システム。
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