WO2022215410A1 - 回転積層造形装置及び制御装置 - Google Patents

Abstract

回転積層造形装置は、テーブルと、フィーダと、ヒータと、ビーム源と、状態情報取得部と、制御部と、を備える。制御部は、異常状態情報の入力に起因して、電子ビームの照射を停止させる第一制御信号を出力する停止動作部と、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報であるか否かを判定し、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報である場合に、テーブルの回転動作、ヒータの加熱動作及びフィーダの供給動作の少なくとも一つを制御する第二制御信号を出力する復帰動作部と、を有する。

Description

回転積層造形装置及び制御装置

　本開示は、回転積層造形装置及び制御装置に関する。

　特許文献１は、三次元の物体を製造する装置について、製造中における粉末層の温度の変化が製品の品質に影響を及ぼすことを開示する。そこで、特許文献１の製造装置は、粉末層の区域を選択し、選択した区域の温度を維持する操作計画を設計する。

　特許文献２は、三次元造形装置を開示する。特許文献２の三次元造形装置は、三次元の物体を造形する動作を一時的に停止した後、三次元の物体を造形する動作を再開する。より詳細には、特許文献２の三次元造形装置は、動作を一時停止した後の状況に基づいてバインダーの吐出を制御する。

特許第４６３９０８７号公報 特開２０１７－１１９３５０号公報

　回転積層造形装置によって造形される部品の造形品質は、造形動作中の様々な影響を受ける。例えば、造形品質は、粉末材料の温度分布の影響を受ける。造形品質は、エネルギビームが照射される粉末材料の表面の状態の影響も受ける。所望の造形品質を得るためには、粉末材料を所定の状態に維持する必要がある。しかし、造形動作中において、何らかの理由により造形動作を継続すべきでない状況も生じ得る。造形動作を継続すべきでない状況では、所望の造形品質を得ることができる状態を維持し難くなる。その結果、所望の造形品質を満たす造形物を得ることが難しかった。

　本開示は、所望の造形品質を満たす造形物を得ることが可能な回転積層造形層及び回転積層造形装置の制御装置を説明する。

　本開示の一態様に係る回転積層造形装置は、粉末材料を回転支持するテーブルと、テーブルに粉末材料を供給する供給部と、テーブルに配置された粉末材料を加熱する加熱部と、テーブルに配置された粉末材料に対してエネルギビームを照射する照射部と、テーブルに配置された粉末材料の状態に関する情報を含み、エネルギビームの照射を停止すべき状態を示す異常状態情報を出力する状態情報取得部と、異常状態情報に基づいて、少なくとも照射部を制御する制御部と、を備える。制御部は、異常状態情報の入力に起因して、エネルギビームの照射を停止させる第一制御信号を出力する停止動作部と、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報であるか否かを判定し、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報である場合に、テーブルの回転動作、加熱部の加熱動作及び供給部の供給動作の少なくとも一つを制御する第二制御信号を出力する復帰動作部と、を有する。

　本開示の一態様に係る回転積層造形装置及び制御装置は、所望の造形品質を満たす造形物を得ることができる。

図１は、第１実施形態に係る回転積層造形装置の構成を示す図である。 図２は、処理部、温度情報取得部及びテーブルの位置関係を説明するための模式図である。図２（ａ）は、テーブルの回転前の状態を示す。図２（ｂ）は、テーブルの回転後の状態を示す。 図３は、第１実施形態に係る回転積層造形装置を示すブロック図である。 図４は、造形リトライを説明するためのタイミングチャートである。 図５は、第１実施形態に係る回転積層造形装置における異常発生時の処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、第２実施形態に係る回転積層造形装置の構成を示す図である。 図７は、第２実施形態に係る回転積層造形装置を示すブロック図である。 図８は、第２実施形態に係る回転積層造形装置における異常発生時の処理の一例を示すフローチャートである。 図９は、第３実施形態に係る回転積層造形装置の構成を示す図である。 図１０は、第３実施形態に係る回転積層造形装置を示すブロック図である。 図１１は、第３実施形態に係る回転積層造形装置における異常発生時の処理の一例を示すフローチャートである。

　本開示の一態様に係る回転積層造形装置は、粉末材料を回転支持するテーブルと、テーブルに粉末材料を供給する供給部と、テーブルに配置された粉末材料を加熱する加熱部と、テーブルに配置された粉末材料に対してエネルギビームを照射する照射部と、テーブルに配置された粉末材料の状態に関する情報を含み、エネルギビームの照射を停止すべき状態を示す異常状態情報を出力する状態情報取得部と、異常状態情報に基づいて、少なくとも照射部を制御する制御部と、を備える。制御部は、異常状態情報の入力に起因して、エネルギビームの照射を停止させる第一制御信号を出力する停止動作部と、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報であるか否かを判定し、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報である場合に、テーブルの回転動作、加熱部の加熱動作及び供給部の供給動作の少なくとも一つを制御する第二制御信号を出力する復帰動作部と、を有する。

　本開示の一態様に係る制御装置は、供給部から回転するテーブル上に供給された粉末材料を加熱部によって加熱すると共に、エネルギビームを照射することによって三次元造形物を造形する三次元造形装置を制御する。制御装置は、テーブルに配置された粉末材料の状態に関する情報を含み、エネルギビームの照射を停止すべき状態を示す異常状態情報の入力に起因して、エネルギビームの照射を停止させる第一制御信号を出力する停止動作部と、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報であるか否かを判定し、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報である場合に、テーブルの回転動作、加熱部の加熱動作及び供給部の供給動作の少なくとも一つを制御する第二制御信号を出力する復帰動作部と、を備える。

　回転積層造形装置及び制御装置は、テーブルを回転させながら粉末材料を加熱すると共に、粉末材料にエネルギビームを照射する。回転積層造形装置及び制御装置は、異常状態情報の入力に起因して、エネルギビームの照射を停止する。回転積層造形装置及び制御装置は、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報である場合、テーブルの回転動作、加熱部の加熱動作及び供給部の供給動作の少なくとも一つを制御する。このような構成によれば、エネルギビームの照射を停止すべき状態であるときに、テーブルの回転動作、加熱部の加熱動作及び供給部の供給動作の少なくとも一つが制御される。これにより、エネルギビームの照射が停止された状態にあっても、所望の造形品質を得るために、粉末材料に求められる状態を得ることが可能である。従って、所望の造形品質を満たす造形物を得ることができる。

　状態情報取得部は、粉末材料の状態に関する情報として、飛散した状態の粉末材料の有無を判断するためのスモーク情報を制御部に出力するスモーク情報取得部を含んでもよい。復帰動作部は、状態情報取得部から受けた異常状態情報を構成するスモーク情報がスモークの発生を示すときに、第二制御信号として、テーブルの回転動作及び加熱部の加熱動作を制御する信号を出力してもよい。このような構成によれば、スモークが発生している場合、テーブルの回転動作及び加熱部の加熱動作が制御される。これにより、スモークが発生して、造形動作が停止された場合であっても、所望の造形品質を得るために、粉末材料に求められる状態を得ることが可能である。従って、所望の造形品質を満たす造形物を得ることができる。

　状態情報取得部は、粉末材料の状態に関する情報として、エネルギビームの照射を受ける粉末材料の面の凹凸状態を示す凹凸情報を制御部に出力する凹凸情報取得部を含んでもよい。復帰動作部は、状態情報取得部から受けた異常状態情報を構成する凹凸情報が所定の凹凸条件を満たさないときに、第二制御信号として、テーブルの回転動作及び供給部の供給動作を制御する信号を出力してもよい。このような構成によれば、粉末材料の面に形成された凹凸の状態が所定の凹凸の条件を満たさない場合、テーブルの回転動作及び供給部の供給動作が制御される。これにより、造形動作が停止された場合であっても、所望の造形品質を得るために、粉末材料に求められる状態を得ることが可能である。従って、所望の造形品質を満たす造形物を得ることができる。

　停止動作部は、異常状態情報の入力に起因して、テーブルの回転動作、加熱部の加熱動作及び供給部の供給動作をさらに停止させる第三制御信号を出力してもよい。復帰動作部は、異常状態情報が粉末材料の状態に関する情報であるときに、テーブルの回転動作、加熱部の加熱動作及び供給部の供給動作の少なくとも一つを再開する第四制御信号を出力してもよい。このような構成によれば、エネルギビームの照射を停止すべき状態において、テーブルの回転動作、加熱部の加熱動作及び供給部の供給動作もさらに停止することができる。

　制御部は、異常状態情報が所定の条件を満たした場合に、エネルギビームの照射を開始させる第五制御信号を出力する再開動作部をさらに有してもよい。この構成によれば、所望の造形品質を得るために、粉末材料に求められる状態が確保されたことを確認したうえで、造形動作を再開することが可能になる。従って、所望の造形品質を満たす造形物を得ることができる。

　以下、本開示の回転積層造形装置及び制御装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において同一部分又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態に係る回転積層造形装置（三次元造形装置）１の構成を示す図である。回転積層造形装置１は、いわゆる３Ｄプリンタである。回転積層造形装置１は、粉末材料２から三次元の造形物（三次元造形物）３を製造する。粉末材料２は、金属の粉末である。粉末材料２は、例えばチタン系金属粉末、インコネル粉末、又はアルミニウム粉末等である。粉末材料２は、金属粉末に限定されない。粉末材料２は、例えば樹脂粉末、又はＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）などの炭素繊維と樹脂とを含む粉末であってもよい。粉末材料２は、導電性を有するその他の粉末でもよい。本開示における粉末材料２は、導電性を有するものには限定されない。例えばエネルギビームとしてレーザを用いる場合には、粉末材料２は導電性を有しなくてもよい。

　回転積層造形装置１は、敷き均した粉末材料２に対し電子ビームを照射することにより、造形を行うパウダーベッド方式を採用する。回転積層造形装置１は、粉末材料２に電子ビームを照射することにより、粉末材料２にエネルギを付与する。回転積層造形装置１が粉末材料２にエネルギを付与すると、粉末材料２の温度が上昇する。その結果、粉末材料２が溶融又は焼結する。回転積層造形装置１がエネルギの付与を停止すると、粉末材料２の温度が下がる。その結果、粉末材料２が凝固する。回転積層造形装置１は、エネルギの付与と停止とを複数回繰り返すことにより、三次元の造形物３を造形する。

　回転積層造形装置１は、駆動部（駆動部材）４、制御部（制御装置、コントローラ）５、処理部（処理部材）６、状態情報取得部７及びハウジング８を備える。駆動部４は、造形に要する種々の動作を実現する。制御部５は、回転積層造形装置１の装置全体の制御を司る。処理部６は、粉末材料２を処理して造形物３を得る。粉末材料２の処理は、粉末材料２の供給処理と、粉末材料２の予熱処理と、粉末材料２の造形処理と、を含む。状態情報取得部７は、造形に関する種々の状態を示す情報を取得する。ハウジング８は、造形空間Ｓを形成する。造形空間Ｓは、処理部６による粉末材料２の処理を行うための減圧可能な気密空間である。ハウジング８は、複数のコラム９によって支持されている。

　造形空間Ｓには、テーブル１０と造形タンク１１とが配置されている。テーブル１０は、粉末材料２を回転可能に支持する。テーブル１０は、例えば円盤を呈する。テーブル１０は、テーブル１０の中心軸線がハウジング８の中心軸線と重複するように配置される。テーブル１０は、造形面（主面又は上面）１０ａと、背面１０ｂと、を有する。造形面１０ａには、造形物３の原料である粉末材料２が配置される。背面１０ｂには、駆動部４が接続されている。造形タンク１１は、粉末材料２を収容する容器である。造形タンク１１は、テーブル１０を囲うように配置される。

　駆動部４は、テーブル１０を回転及び昇降させる。駆動部４は、回転ユニット１２及び昇降ユニット１３を有する。回転ユニット１２は、テーブル１０の中心軸線を回転軸線としてテーブル１０を回転させる。回転ユニット１２の上端は、テーブル１０に連結されている。回転ユニット１２の下端には、駆動源（例えばモータ）が取り付けられている。昇降ユニット１３は、テーブル１０を造形タンク１１に対して相対的に上昇及び下降させる。テーブル１０の上昇及び下降は、回転ユニット１２の回転軸線に沿っている。駆動部４は、テーブル１０を回転と、上昇及び下降と、をさせることができる機構であればよく、上述した機構に限定されない。

　制御部５は、駆動部４及び処理部６の動作を制御する。制御部５は、状態情報取得部７から異常状態情報を受信する。

　処理部６は、テーブル１０に対面するように配置されている。例えば、処理部６は、テーブル１０の上方に配置され、テーブル１０の造形面１０ａに対面している。処理部６は、フィーダ１４、ヒータ（加熱部）１５、及びビーム源（照射部）１６を有する。フィーダ１４は、粉末材料２の供給処理を行う。ヒータ１５は、粉末材料２の予熱処理を行う。ビーム源１６は、粉末材料２の造形処理を行う。

　フィーダ１４は、テーブル１０に粉末材料２を供給する供給部として機能する。例えば、フィーダ１４は、原料タンクと均し部とを有する。原料タンクは、粉末材料２を貯留する。原料タンクは、テーブル１０に粉末材料２を供給する。均し部は、テーブル１０上の粉末材料２の表面を均す。例えば、テーブル１０上の粉末材料２の表面層は、テーブル１０の回転に伴って均し部に当接して敷き均される。回転積層造形装置１は、均し部に替えて、ローラー部、棒状部材、刷毛部などを有してもよい。

　ヒータ１５は、テーブル１０に配置された粉末材料２を加熱する加熱部として機能する。ヒータ１５は、電子ビームが照射される前の粉末材料２に対して予備加熱を行う。例えば、ヒータ１５は、放射熱によって粉末材料２の温度を上昇させる。ヒータ１５は、他の方式により加熱するものであってもよく、例えば赤外線ヒータであってもよい。

　ビーム源１６は、テーブル１０に配置された粉末材料２に対して電子ビームを照射する照射部として機能する。ビーム源１６は、例えば電子銃である。電子銃はカソードとアノードとの間に生じる電位差に応じた電子ビームを発生させる。ビーム源１６は、電子ビームを粉末材料２に照射する。

　状態情報取得部７は、電子ビームの照射を停止すべき状態を示す異常状態情報を出力する。異常状態情報は、テーブル１０に配置された粉末材料２の状態に関する情報を含んでいる。状態情報取得部７は、スモーク情報取得部７１、機器情報取得部７３、及び温度情報取得部７４を有する。

　スモーク情報取得部７１は、粉末材料２の状態に関する情報として、スモーク情報θ１を制御部５に出力する。スモーク情報θ１は、飛散した状態の粉末材料２の有無を判断するために用いられる。粉末材料２は、電子ビームの照射によって帯電する。粉末材料２の帯電によって、粉末材料２が霧状に舞い上がる場合がある。粉末材料２が霧状に舞い上がる現象はスモークと呼ばれる。スモーク情報θ１は、造形動作に影響する程度の粉末材料２の飛散が生じているか否かを示す。スモーク情報θ１は、スモークが発生しているか否かを明示する情報であってもよい。スモーク情報θ１は、スモークが発生しているか否かを判定するための、判断材料となり得る計測値であってもよい。

　例えば、スモーク情報取得部７１は、光センサであってもよい。スモーク情報取得部７１は、粉末材料２から発せられた光のうち、特定の波長の光強度をスモーク情報θ１として取得してもよい。

　スモークが発生すると特定の波長を有する電磁波（Ｘ線）が発生する。スモーク情報取得部７１は、特定の波長の電磁波を検出するセンサであってもよい。例えば、スモーク情報取得部７１が出力するスモーク情報θ１は、スモークが発生したことを示す情報（１）と、スモークが発生していなことを示す情報（０）と、を含む。造形動作中、スモーク情報取得部７１は、スモークが発生していないことを示す情報（０）を出力している。そして、あるタイミングにおいてスモークが発生したとき、スモーク情報取得部７１は、スモークが発生していることを示す情報（１）を出力する。

　スモークの発生には、粉末材料２に関する種々の物理的な特性が影響を与える。このような特性として、粉末材料２の静電容量又は粉末材料２の電気抵抗値が挙げられる。スモーク情報取得部７１は、粉末材料２の特性値を計測し、計測によって得た計測値を出力するものであってもよい。この場合には、スモーク情報θ１は、計測値である。計測値は、スモークが発生しているか否かを直接に明示しない。しかし、計測値を予め設定する閾値と比較することにより、スモークの発生の有無を判定できる。スモークの発生の有無の判定は、スモーク情報取得部７１が行ってもよいし、別の構成要素が行ってもよい。別の構成要素がスモークの発生の有無の判定を行う場合には、スモーク情報取得部７１は、スモーク情報θ１として計測値を出力する。

　スモーク情報取得部７１は、スモーク情報θ１を取得できればよく、上述した構成に限られない。

　機器情報取得部７３は、回転積層造形装置１の障害を検知する。機器情報取得部７３は、障害に関する情報として、障害情報θ３を制御部５に出力する。障害情報θ３としては、例えば造形空間Ｓの圧力の異常、駆動部４の故障、処理部６の故障、その他造形処理の継続を停止すべき異常等が挙げられる。

　温度情報取得部７４は、造形面１０ａの温度を測定する。温度情報取得部７４は、温度に関する情報として、温度情報θ４を制御部５に出力する。例えば、温度情報取得部７４は、熱電対であってもよい。温度情報取得部７４は、テーブル１０の背面１０ｂに取り付けられてもよい。温度情報取得部７４は、他の方式により温度情報θ４を取得してもよい。温度情報取得部７４は、例えば赤外線カメラを用いて造形面１０ａの温度分布を測定してもよい。温度情報取得部７４は、複数の測定箇所に関する温度情報θ４を取得してもよい。温度情報θ４は、複数の測定箇所に関する複数の温度の値であってもよい。温度情報θ４は、複数の温度の値に基づいて得た代表値であってもよい。

　図１を参照して、回転積層造形装置１における造形の際の動作について説明する。昇降ユニット１３は、テーブル１０を上方へ移動させる。テーブル１０は、造形タンク１１の上部の位置に配置される。回転ユニット１２は、テーブル１０を回転させる。

　フィーダ１４は、テーブル１０に粉末材料２を供給する。供給された粉末材料２は、リコータによって表面が均される。フィーダ１４によって供給された粉末材料２は、テーブル１０の回転に伴って移動する。

　ヒータ１５は、電子ビームが照射される前の粉末材料２を予備加熱する。粉末材料２は、テーブル１０と共に回転しながら加熱される。ヒータ１５によって予備加熱された粉末材料２は、テーブル１０の回転に伴って移動する。

　ビーム源１６は、粉末材料２に対して電子ビームを照射する。これにより、粉末材料２が溶融又は焼結され、造形物３が造形されていく。

　テーブル１０は、造形物３の造形が進むに連れて降下する。すなわち、昇降ユニット１３は、テーブル１０を降下させる。テーブル１０の降下は、テーブル１０の回転と同期させてもよいが、完全には同期させなくてもよい。

　そして、全ての層について造形が完了した後に、造形物３の造形が完了する。

　図２は、処理部６、温度情報取得部７４及びテーブル１０の位置関係を説明するための模式図である。図２（ａ）は、テーブル１０の回転前の状態を示す。テーブル１０は、回転方向ＣＷに回転する。回転方向ＣＷは時計回りである。フィーダ１４、ヒータ１５及びビーム源１６は、テーブル１０の回転方向ＣＷに沿って、この順でテーブル１０の上方に配置されている。

　フィーダ１４は、造形面１０ａに供給領域を形成する。供給領域は、粉末材料２がテーブル１０に供給されると共に均される領域である。供給領域は、例えば、テーブル１０の直径方向（半径方向）を長手方向とする矩形状の形状を呈するが、これに限定されない。

　ヒータ１５は、造形面１０ａに予熱領域を形成する。予熱領域は、粉末材料２の温度を上昇させる領域である。ヒータ１５は、予熱領域に存在する粉末材料２の温度が、供給領域に存在する粉末材料２の温度よりも高くなるように加熱する。このような加熱処理は、例えば、粉末材料２を仮焼結する処理であってもよい。仮焼結とは、粉末材料２同士が拡散現象によって最小点で拡散して接合した状態である。仮焼結温度は、一例として、粉末材料２の融点の半分以上である。これは、粉末材料２の拡散現象が活発になるのが、一般的に融点の半分以上であることに基づく。例えば、粉末材料２がチタンである場合、仮焼結温度は、７００℃以上８００℃以下である。チタン合金の融点は約１５００℃以上１６００℃以下である。粉末材料２がアルミニウムである場合、仮焼結温度は、３００℃である。アルミニウムの融点は約６６０℃である。予熱領域は、例えば扇状の形状を呈するが、これに限定されない。

　ビーム源１６は、造形面１０ａに造形領域を形成する。造形領域は、粉末材料２の温度を上昇させる領域である。造形領域において加熱された粉末材料２の温度は予熱領域に存在する粉末材料２の温度よりも高い。造形領域に存在する粉末材料２の温度は、造形物３を形成可能な温度（焼結温度又は融解温度）である。ビーム源１６は、造形領域内の所望の部分に電子ビームを走査しながら、照射する。造形領域の形状は、例えば円形であるが、これに限定されない。造形領域は、ビーム源１６の照射範囲（照射可能範囲）と一致してもよいし、一致していなくてもよい。

　供給領域、予熱領域及び造形領域の位置関係は、フィーダ１４、ヒータ１５及びビーム源１６の位置関係に対応する。供給領域、予熱領域及び造形領域は、回転方向ＣＷに沿ってこの順に形成されていればよい。供給領域、予熱領域及び造形領域のそれぞれ占める領域は、適宜変更されてよい。

　テーブル１０の造形面１０ａは、仮想的に４つの領域を含む。４つの領域とは、分割領域Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４である。つまり、回転積層造形装置１は、複数の分割された領域を有する。分割領域Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４は、テーブル１０の回転に伴って移動する。

　テーブル１０の背面１０ｂには、温度情報取得部７４が複数の箇所に取り付けられていてもよい。例えば、温度情報取得部７４は、熱電対７４ａ、７４ｂ、７４ｃ及び７４ｄを有する。熱電対７４ａ、７４ｂ、７４ｃ及び７４ｄは、分割領域Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４の温度をそれぞれ測定する。熱電対７４ａは、分割領域Ａ１に設けられている。熱電対７４ａは、分割領域Ａ１の温度を測定する。熱電対７４ｂは、分割領域Ａ２に設けられている。熱電対７４ｂは、分割領域Ａ２の温度を測定する。熱電対７４ｃは、分割領域Ａ３に設けられている。熱電対７４ｃは、分割領域Ａ３の温度を測定する。熱電対７４ｄは、分割領域Ａ４に設けられている。熱電対７４ｄは、分割領域Ａ４の温度を測定する。温度情報取得部７４は、テーブル１０に固定されている。従って、温度情報取得部７４は、テーブル１０の回転に伴って移動する。熱電対７４ａ、７４ｂ、７４ｃ及び７４ｄは、テーブル１０の背面１０ｂに固定されている。従って、熱電対７４ａ、７４ｂ、７４ｃ及び７４ｄが出力する温度は、テーブル１０の背面１０ｂの温度である。しかし、本実施形態の回転積層造形装置１は、テーブル１０の背面１０ｂの温度を、その上方に配置された粉末材料２の温度として利用する。例えば、回転積層造形装置１は、熱電対７４ａ、７４ｂ、７４ｃ及び７４ｄで得た温度そのものを、粉末材料２の温度として利用してもよい。回転積層造形装置１は、熱電対７４ａ、７４ｂ、７４ｃ及び７４ｄで得た温度を利用して、予め得た関係式を用いて粉末材料２の温度に換算してもよい。

　図２（ｂ）は、テーブル１０が回転した後の状態を示す。フィーダ１４、ヒータ１５及びビーム源１６の位置は、テーブル１０の回転に伴って変化しない。温度情報取得部７４の位置は、テーブル１０の回転に伴って変化する。

　図３は、第１実施形態に係る回転積層造形装置１が備える制御部（制御装置）５を示すブロック図である。制御部５は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit)、ＲＯＭ(Read　Only　Memory)、及びＲＡＭ(Random　Access　Memory)等のハードウェアと、ＲＯＭに記憶されたプログラム等のソフトウェアとから構成されたコンピュータである。制御部５は、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などを含む。制御部５は、演算部及びメモリを含む。メモリは、各種の制御に必要なデータを保存できる。

　制御部５は、回転ユニット１２、昇降ユニット１３、フィーダ１４、ヒータ１５、及びビーム源１６と電気的に接続されていてもよい。制御部５は、異常状態情報に基づいて、少なくともビーム源１６を制御する。制御部５は、各種制御信号を生成できる。制御部５は、ビーム制御部５１、フィーダ制御部５２、ヒータ制御部５３、昇降制御部５４、回転制御部５５、停止動作部５６、復帰動作部５７、及び再開動作部５８を有する。

　ビーム制御部５１は、粉末材料２を溶融又は焼結させるための電子ビームの照射制御を行う。例えば、ビーム制御部５１は、電子ビームの照射の開始、電子ビームの照射の停止、電子ビームを照射する時期、電子ビームを照射する位置等を決定する。ビーム制御部５１は、照射制御を行うための照射制御信号φ１をビーム源１６に出力する。ビーム源１６は、照射制御信号φ１に従って動作する。

　フィーダ制御部５２は、テーブル１０に粉末材料２を供給する供給制御を行う。例えば、フィーダ制御部５２は、粉末材料２をテーブル１０上に供給するタイミング、粉末材料２の供給量、均し部であるリコータの動作等を決定する。例えば、フィーダ制御部５２は、リコータを粉末材料２に押圧する力、粉末材料２の表面に対するリコータの角度などを制御してもよい。フィーダ制御部５２は、供給制御を行うための供給制御信号φ２をフィーダ１４に出力する。フィーダ１４は、供給制御信号φ２に従って動作する。

　ヒータ制御部５３は、テーブル１０に配置された粉末材料２を加熱する加熱制御を行う。例えば、ヒータ制御部５３は、粉末材料２に与える熱量等を決定する。ヒータ制御部５３の動作は、ヒータが発する熱量によって規定されてもよい。ヒータ制御部５３の動作は、ヒータそのものの温度によって規定されてもよい。粉末材料２に与える熱量は、粉末材料２の材質又は種類、テーブル１０の回転速度などに応じて決定されてもよい。ヒータ制御部５３は、加熱制御を行うための加熱制御信号φ３をヒータ１５に出力する。ヒータ１５は、加熱制御信号φ３に従って動作する。

　昇降制御部５４は、テーブル１０を上昇又は降下させる昇降制御を行う。例えば、昇降制御部５４は、テーブル１０の降下速度等を決定する。昇降制御部５４は、昇降制御を行うための昇降制御信号φ４を昇降ユニット１３に出力する。昇降ユニット１３は、昇降制御信号φ４に従って動作する。

　回転制御部５５は、テーブル１０を回転させる回転制御を行う。例えば、回転制御部５５は、テーブル１０の回転速度等を決定する。回転制御部５５は、回転制御を行うための回転制御信号φ５を回転ユニット１２に出力する。回転ユニット１２は、回転制御信号φ５に従って動作する。

　停止動作部５６は、異常状態情報の入力に起因して、電子ビームの照射を停止させる第一制御信号Δ１をビーム制御部５１に出力する。ビーム制御部５１は、第一制御信号Δ１に従って、電子ビームの照射を停止させる。

　停止動作部５６は、異常状態情報の入力に起因して、テーブル１０の上昇及び降下を停止させる第六制御信号Δ６を昇降制御部５４に出力する。昇降制御部５４は、第六制御信号Δ６に従って、テーブル１０の上昇及び降下を停止させる。

　復帰動作部５７は、異常状態情報が粉末材料２の状態に関する情報であるか否かを判定する。復帰動作部５７は、異常状態情報が粉末材料２の状態に関する情報である場合に、テーブル１０の回転動作、ヒータ１５の加熱動作及びフィーダ１４の供給動作の少なくとも一つを制御する第二制御信号Δ２を出力する。

　例えば、復帰動作部５７は、テーブル１０の回転動作を継続させる第二制御信号Δ２を回転制御部５５に出力してもよい。回転制御部５５は、第二制御信号Δ２に従って、テーブル１０の回転動作を継続させる。復帰動作部５７は、テーブル１０の回転動作を停止させる第二制御信号Δ２を出力しないことによって、テーブル１０の回転動作を継続させてもよい。

　例えば、復帰動作部５７は、ヒータ１５の加熱動作を継続させる第二制御信号Δ２をヒータ制御部５３に出力してもよい。ヒータ制御部５３は、第二制御信号Δ２に従って、ヒータ１５の加熱動作を継続させる。復帰動作部５７は、ヒータ１５の加熱動作を停止させる第二制御信号Δ２を出力しないことによって、ヒータ１５の加熱動作を継続させてもよい。

　例えば、復帰動作部５７は、フィーダ１４の供給動作を停止させる第二制御信号Δ２をフィーダ制御部５２に出力してもよい。フィーダ制御部５２は、第二制御信号Δ２に従って、フィーダ１４の供給動作を停止させる。

　復帰動作部５７は、状態情報取得部７から受けた異常状態情報を構成するスモーク情報θ１がスモークの発生を示すときに、第二制御信号Δ２として、テーブル１０の回転動作及びヒータ１５の加熱動作を制御する信号を出力する。スモーク情報θ１がスモークの発生を示すか否かの判定は、スモーク情報取得部７１、停止動作部５６、又は復帰動作部５７のいずれによって行われてもよい。

　再開動作部５８は、異常状態情報が所定の条件を満たした場合に、電子ビームの照射を開始させる第五制御信号Δ５をビーム制御部５１に出力する。ビーム制御部５１は、第五制御信号Δ５に従って、電子ビームの照射を開始させる。異常状態情報が所定の条件を満たした場合については、後に説明する。

　再開動作部５８は、異常状態情報が所定の条件を満たした場合に、テーブル１０の上昇又は降下を開始させる第七制御信号Δ７を昇降制御部５４に出力する。昇降制御部５４は、第七制御信号Δ７に従って、テーブル１０の上昇又は降下を開始させる。

　停止動作部５６は、異常状態情報の入力に起因して、テーブル１０の回転動作、ヒータ１５の加熱動作及びフィーダ１４の供給動作をさらに停止させる第三制御信号Δ３を出力してもよい。例えば、停止動作部５６は、第三制御信号Δ３を回転制御部５５に出力してもよい。第三制御信号Δ３を受けた回転制御部５５は、第三制御信号Δ３に従って、テーブル１０の回転動作を停止させる。停止動作部５６は、第三制御信号Δ３をヒータ制御部５３に出力してもよい。第三制御信号Δ３を受けたヒータ制御部５３は、第三制御信号Δ３に従って、ヒータ１５の加熱動作を停止させる。停止動作部５６は、第三制御信号Δ３をフィーダ制御部５２に出力してもよい。第三制御信号Δ３を受けたフィーダ制御部５２は、第三制御信号Δ３に従って、フィーダ１４の供給動作を停止させる。

　復帰動作部５７は、異常状態情報が粉末材料２の状態に関する情報であるときに、第四制御信号Δ４を出力してもよい。第四制御信号Δ４は、テーブル１０の回転動作、ヒータ１５の加熱動作及びフィーダ１４の供給動作の少なくとも一つを再開する。

　例えば、復帰動作部５７は、テーブル１０の回転動作を再開する第四制御信号Δ４を回転制御部５５に出力してもよい。回転制御部５５は、第四制御信号Δ４に従って、テーブル１０の回転動作を再開させる。

　例えば、復帰動作部５７は、ヒータ１５の加熱動作を再開する第四制御信号Δ４をヒータ制御部５３に出力してもよい。ヒータ制御部５３は、第四制御信号Δ４に従って、ヒータ１５の加熱動作を再開させる。

　例えば、復帰動作部５７は、フィーダ１４の供給動作を再開する第四制御信号Δ４をフィーダ制御部５２に出力してもよい。フィーダ制御部５２は、第四制御信号Δ４に従って、フィーダ１４の供給動作を再開させる。

　図４は、造形リトライを説明するためのタイミングチャートである。造形リトライとは、造形処理を再開するために行われる処理である。図４は、装置の状態、造形中エリア、造形プレートの回転位置、造形プレートの回転速度、造形プレートの昇降位置、及び造形面の温度のそれぞれについて、時間の経過に伴う変化の一例を示す。装置の状態とは、回転積層造形装置１の動作状態である。造形中エリアとは、造形領域を通過中の分割領域である。造形プレートの回転位置とは、テーブル１０の回転角である。造形プレートの回転速度とは、テーブル１０の回転速度である。造形プレートの昇降位置とは、テーブル１０の昇降位置である。造形面の温度とは、造形面１０ａの温度である。

　テーブル１０の回転速度は、一定である。テーブル１０の回転に伴って、分割領域Ａ１、Ａ２、Ａ３及びＡ４は、この順に造形領域に進入し、造形中エリアとなる。

　最初に、分割領域Ａ１が造形領域に進入し、造形中エリアとなる。分割領域Ａ１における粉末材料２に電子ビームが照射されている間、テーブル１０は連続的に降下する。

　続いて、分割領域Ａ２が造形領域に進入し、造形中エリアとなる。一例として、分割領域Ａ２が造形領域を通過している間に、回転積層造形装置１に異常（スモーク）が発生したと仮定する。制御部５は、状態情報取得部７から異常状態情報を受信する。制御部５は、照射制御信号φ１をビーム源１６に出力し、電子ビームの照射を停止させる。制御部５は、昇降制御信号φ４を昇降ユニット１３に出力し、テーブル１０の昇降を停止させる。この場合には、状態情報取得部７が出力した異常状態情報が、どのような異常を示すものであるかは判定しない。つまり、制御部５の停止動作部５６が異常状態情報を受信したことを条件として、制御部５は、電子ビームの照射を停止させる。

　制御部５は、異常状態情報を構成するスモーク情報θ１がスモークの発生を示すときに、造形リトライを開始する。前述した停止動作部５６では、入力された異常状態情報の内容について判定しない。復帰動作部５７は、入力された異常状態情報がどのような異常を示すものであるかを判定する。具体的には、入力された異常状態情報が粉末材料２に関する異常であるか否かを判定する。粉末材料２の異常である場合には、フィーダ１４、ヒータ１５、昇降ユニット１３及び回転ユニット１２のうちの少なくとも一つの動作によって、異常状態を回復できる可能性がある。この場合において、制御部５は、後述する造形リトライ動作を行う。造形リトライ動作とは、造形動作の再開が可能である状態にする動作をいう。粉末材料２の異常でない場合には、フィーダ１４、ヒータ１５、昇降ユニット１３及び回転ユニット１２のうちの少なくとも一つの動作によって、異常状態を回復できる可能性が低い。従って、この場合には、制御部５は、後述するステップＳ３２、Ｓ３４、Ｓ３５に示すように回転積層造形装置１の全体の動作を停止させる。

　例えば、復帰動作部５７は、ヒータ１５及び回転ユニット１２を制御することにより、造形リトライを行う。一例として、復帰動作部５７は、温度情報θ４が造形再開温度範囲に収まるように、ヒータ１５の加熱動作及びテーブル１０の回転動作を決定する。造形再開温度範囲とは、粉末材料２の仮焼結温度であってもよい。例えば、粉末材料２がチタンである場合、造形再開温度範囲は、７００℃以上８００℃以下の仮焼結温度である。仮焼結温度に達すると、スモークが発生し難くなる。仮焼結温度に達した場合には、スモークが解消されたと判定できる。温度情報θ４は、複数の測定箇所に関する温度であってもよい。この場合、復帰動作部５７は、一部又は全部の温度情報θ４が造形再開温度範囲に収まるように、ヒータ１５の動作及びテーブル１０の動作を決定してもよい。例えば、造形中のヒータ１５の温度及びテーブル１０の回転速度を維持してもよい。造形中のヒータ１５の温度及びテーブル１０の回転速度を変化させて、別の値に設定してもよい。

　造形リトライ中において、ビーム源１６は、電子ビームの照射を停止している。これに対し、ヒータ１５の加熱動作及びテーブル１０の回転動作は継続している。テーブル１０の回転に伴って、分割領域Ａ３、Ａ４がこの順に造形領域に進入する。テーブル１０が一回転すると、分割領域Ａ１が造形領域に再び進入する。

　制御部５は、異常状態情報が所定の条件を満たした場合に、造形処理を再開する。所定の条件としては、例えば造形面１０ａの温度が造形再開温度に維持されていること、又はスモークが発生した領域（ここでは分割領域Ａ２）が再び造形領域に進入したこと等が挙げられる。制御部５は、照射制御信号φ１をビーム源１６に出力し、電子ビームの照射を開始させる。制御部５は、昇降制御信号φ４を昇降ユニット１３に出力し、テーブル１０の下降を開始させる。制御部５は、照射制御信号φ１と昇降制御信号φ４とを同時に出力してもよいし、異なるタイミングで出力してもよい。

　図５は、第１実施形態に係る回転積層造形装置１が実行する異常発生時の処理の一例を示すフローチャートである。

　制御部５は、状態情報取得部７から異常状態情報を受信する（ステップＳ１０）。

　制御部５は、電子ビームの照射を停止させる（ステップＳ１２）。制御部５は、照射制御信号φ１をビーム源１６に出力する。照射制御信号φ１を受けたビーム源１６は、電子ビームの照射を停止する。

　制御部５は、テーブル１０の上昇又は降下を停止させる（ステップＳ１４）。制御部５は、昇降制御信号φ４を昇降ユニット１３に出力する。昇降制御信号φ４を受けた昇降ユニット１３は、テーブル１０の降下を停止する。

　制御部５は、粉末材料２の供給を停止させる（ステップＳ１６）。制御部５は、供給制御信号φ２をフィーダ１４に出力する。供給制御信号φ２を受けたフィーダ１４は、粉末材料２の供給を停止する。

　制御部５は、造形リトライが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御部５は、異常状態情報がスモーク情報θ１である場合に造形リトライが可能であると判定する。制御部５は、異常状態情報が障害情報θ３である場合に造形リトライが不可能であると判定する。造形リトライが可能である場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２０に進む。造形リトライが不可能である場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、処理はステップＳ３２に進む。

　制御部５は、電子銃を立ち上げる（ステップＳ２０）。制御部５は、照射制御信号φ１をビーム源１６に出力し、電子銃を立ち上げる。電子銃を立ち上げるとは、電子銃から電子ビームを照射可能な状態にすることをいう。つまり、ステップＳ２０では、ビーム源１６から電子ビームを照射しない。

　制御部５は、ヒータ１５の加熱動作及びテーブル１０の回転動作を制御する（ステップＳ２２）。制御部５は、回転制御信号φ５を回転ユニット１２に出力する。回転制御信号φ５を受けた回転ユニット１２は、テーブル１０の回転動作を継続する。制御部５は、加熱制御信号φ３をヒータ１５に出力する。加熱制御信号φ３を受けたヒータ１５は、加熱動作を継続する。

　制御部５は、造形面温度が造形再開条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ２４）。一例では、制御部５は、温度情報θ４が造形再開温度範囲に含まれる場合、造形再開条件に合致すると判定する。制御部５は、温度情報θ４が造形再開温度範囲に含まれない場合、造形再開条件に合致しないと判定する。造形再開条件に合致する場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２６に進む。造形再開条件に合致しない場合（ステップＳ２４においてＮＯ）、処理はステップＳ２２に戻る。

　制御部５は、粉末材料２の供給を再開させる（ステップＳ２６）。制御部５は、供給制御信号φ２をフィーダ１４に出力する。供給制御信号φ２を受けたフィーダ１４は、粉末材料２の供給を再開する。

　制御部５は、電子ビームの照射を再開させる（ステップＳ２８）。制御部５は、照射制御信号φ１をビーム源１６に出力する。照射制御信号φ１を受けたビーム源１６は、電子ビームの照射を再開する。

　制御部５は、テーブル１０の昇降を再開させる（ステップＳ３０）。制御部５は、昇降制御信号φ４を昇降ユニット１３に出力する。昇降制御信号φ４を受けた昇降ユニット１３は、テーブル１０の昇降を再開する。

　制御部５は、テーブル１０の回転を停止させる（ステップＳ３２）。制御部５は、回転制御信号φ５を回転ユニット１２に出力する。回転制御信号φ５を受けた回転ユニット１２は、テーブル１０の回転を停止させる。

　制御部５は、ヒータ１５の加熱動作を停止させる（ステップＳ３４）。制御部５は、加熱制御信号φ３をヒータ１５に出力する。加熱制御信号φ３を受けたヒータ１５は、加熱動作を停止する。

　制御部５は、造形処理を中断する（ステップＳ３６）。

　回転積層造形装置１及び制御部５は、テーブル１０を回転させながら粉末材料２を加熱すると共に粉末材料２に電子ビームを照射する。回転積層造形装置１及び制御部５は、異常状態情報の入力に起因して、電子ビームの照射を停止する。回転積層造形装置１及び制御部５は、異常状態情報が粉末材料２の状態に関する情報である場合、テーブル１０の回転動作、ヒータ１５の加熱動作及びフィーダ１４の供給動作の少なくとも一つを制御する。このような構成によれば、電子ビームの照射を停止すべき状態においても、テーブル１０の回転動作、ヒータ１５の加熱動作及びフィーダ１４の供給動作の少なくとも一つが制御される。これにより、造形停止中において粉末材料２の温度差が拡大することを抑制することができる。その結果、所望の造形品質を得るために、粉末材料２に求められる状態を得ることが可能である。つまり、所望の造形品質を得るために粉末材料２に求められる温度の均一性を確保することができる。その結果、所望の造形品質を満たす造形物３を得ることができる。

　状態情報取得部７は、粉末材料２の状態に関する情報として、飛散した状態の粉末材料２の有無を判断するためのスモーク情報θ１を制御部５に出力するスモーク情報取得部７１を含む。復帰動作部５７は、状態情報取得部７から受けた異常状態情報を構成するスモーク情報θ１がスモークの発生を示すときに、第二制御信号Δ２として、テーブル１０の回転動作及びヒータ１５の加熱動作を制御する信号を出力する。このような構成によれば、スモークが発生している場合、テーブル１０の回転動作及びヒータ１５の加熱動作が制御される。これにより、造形停止中において粉末材料２の温度差が拡大することを抑制することができる。さらに、スモークが解消された状態で造形動作を再開することができる。

　停止動作部５６は、異常状態情報の入力に起因して、テーブル１０の回転動作、ヒータ１５の加熱動作及びフィーダ１４の供給動作をさらに停止させる第三制御信号Δ３を出力する。復帰動作部５７は、異常状態情報が粉末材料２の状態に関する情報であるときに、テーブル１０の回転動作、ヒータ１５の加熱動作及びフィーダ１４の供給動作の少なくとも一つを再開する第四制御信号Δ４を出力する。このような構成によれば、電子ビームの照射を停止すべき状態において、テーブル１０の回転動作、ヒータ１５の加熱動作及びフィーダ１４の供給動作もさらに停止される。異常状態情報が粉末材料２の状態に関する情報である場合、これらの動作のうち少なくとも一つが再開される。これにより、造形を再開するために必要な動作のみを開始することができる。さらに、造形停止中において粉末材料２の温度差が拡大することを抑制することができる。

　制御部５は、異常状態情報が所定の条件を満たした場合に、電子ビームの照射を開始させる第五制御信号Δ５を出力する再開動作部５８をさらに有する。これにより、造形物３の品質への影響を抑制した状態で造形を再開することができる。

［第２実施形態］
　図６は、第２実施形態に係る回転積層造形装置１Ａの断面を示す図である。第２実施形態に係る回転積層造形装置１Ａは、スモーク情報取得部７１及び温度情報取得部７４の代わりに凹凸情報取得部７２を備える点で、第１実施形態の回転積層造形装置１と異なる。

　状態情報取得部７Ａは、凹凸情報取得部７２及び機器情報取得部７３を有する。凹凸情報取得部７２は、粉末材料２の状態に関する情報として、凹凸情報θ２を制御部５Ａに出力する。凹凸情報θ２は、電子ビームの照射を受ける粉末材料２の面の凹凸状態を示す。例えば、凹凸情報取得部７２は、カメラであってもよい。凹凸情報取得部７２は、粉末材料２の表面層（塗布面）を撮像し、表面層の粗さを凹凸情報θ２として取得する。凹凸情報取得部７２は、凹凸情報θ２を取得できればよく、上述した構成に限られない。

　図７は、第２実施形態に係る制御部（制御装置）５Ａを示すブロック図である。復帰動作部５７は、状態情報取得部７Ａから受けた異常状態情報を構成する凹凸情報θ２が所定の凹凸条件を満たさないときに、第二制御信号Δ２として、テーブル１０の回転動作及びフィーダ１４の供給動作を制御する信号を出力する。凹凸情報θ２が所定の凹凸条件を満たすか否かの判定は、凹凸情報取得部７２、停止動作部５６、又は復帰動作部５７のいずれによって行われてもよい。

　例えば、復帰動作部５７は、凹凸情報θ２が所定の凹凸条件を満たすように、テーブル１０の回転動作及びフィーダ１４の供給動作を決定する。所定の凹凸条件とは、粉末材料２の表面層の粗さが一層分の厚さよりも小さいことであるが、これに限られない。一例として、復帰動作部５７は、粉末材料２の供給量を決定する。そして、復帰動作部５７は、テーブル１０の回転動作を継続させながら、粉末材料２の供給量を調整する。その結果、粉末材料２の表面層の粗さが調整される。

　図８は、第２実施形態に係る回転積層造形装置１Ａにおける異常発生時の処理の一例を示すフローチャートである。第２実施形態に係る回転積層造形装置１Ａの処理フローは、ステップＳ１８の判定が異なる点で、第１実施形態に係る回転積層造形装置１の処理フローと異なる。さらに、第２実施形態に係る回転積層造形装置１Ａの処理フローは、ステップＳ２４及びＳ２６の代わりにステップＳ２３、Ｓ２５及びＳ２７を含む点でも、第１実施形態に係る回転積層造形装置１の処理フローと異なる。図８において、第１実施形態に係る回転積層造形装置１の処理フローと同じステップについては、説明を省略する。

　制御部５Ａは、造形リトライが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御部５Ａは、異常状態情報が凹凸情報θ２である場合に造形リトライが可能であると判定する。制御部５Ａは、異常状態情報が障害情報θ３である場合に造形リトライが不可能であると判定する。造形リトライが可能である場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２０に進む。造形リトライが不可能である場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、処理はステップＳ３２に進む。

　制御部５Ａは、粉末材料２の供給を再開させる（ステップＳ２３）。制御部５Ａは、供給制御信号φ２をフィーダ１４に出力する。供給制御信号φ２を受けたフィーダ１４は、粉末材料２の供給を再開する。

　制御部５Ａは、粉末材料２の供給量を調整する（ステップＳ２５）。制御部５Ａは、供給制御信号φ２をフィーダ１４に出力する。供給制御信号φ２を受けたフィーダ１４は、粉末材料２の供給量を調整する。

　制御部５Ａは、粉末材料２の表面層が造形再開条件に合致するか否かを判定する（ステップＳ２７）。一例では、制御部５Ａは、凹凸情報θ２が一層分の厚さ未満である場合、造形再開条件に合致すると判定する。一層分の厚さとは、テーブル１０が１回転する間に増加する造形物の厚さであると定義してもよい。制御部５Ａは、凹凸情報θ２が一層分の厚さ以上である場合、造形再開条件に合致しないと判定する。造形再開条件に合致する場合（ステップＳ２７においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２８に進む。造形再開条件に合致しない場合（ステップＳ２７においてＮＯ）、処理はステップＳ２５に戻る。

　第２実施形態に係る回転積層造形装置１Ａは、造形停止中にテーブル１０を回転させながら粉末材料２の凹凸状態を調整する。状態情報取得部７Ａは、凹凸情報取得部７２を含む。凹凸情報取得部７２は、粉末材料２の状態に関する情報として、電子ビームの照射を受ける粉末材料２の面の凹凸状態を示す凹凸情報θ２を制御部５Ａに出力する。復帰動作部５７は、状態情報取得部７Ａから受けた異常状態情報を構成する凹凸情報θ２が所定の凹凸条件を満たさないときに、第二制御信号Δ２として、テーブル１０の回転動作及びフィーダ１４の供給動作を制御する信号を出力する。このような構成によれば、粉末材料２の面の凹凸状態が所定の凹凸条件を満たさない場合、テーブル１０の回転動作及びフィーダ１４の供給動作が制御される。これにより、造形停止中において粉末材料２の温度差が拡大することを抑制できる。さらに、粉末材料２の面の凹凸状態を調整することができる。

　このような第２実施形態に係る回転積層造形装置１Ａにおいても、第１実施形態に係る回転積層造形装置１と同様の作用効果を奏する。

［第３実施形態］
　図９は、第３実施形態に係る回転積層造形装置１Ｂの断面を示す図である。第３実施形態に係る回転積層造形装置１Ｂは、状態情報取得部７Ｂが、スモーク情報取得部７１、凹凸情報取得部７２、機器情報取得部７３、及び温度情報取得部７４を備える。

　図１０は、第３実施形態に係る制御部（制御装置）５Ｂを示すブロック図である。復帰動作部５７は、スモーク情報θ１又は凹凸情報θ２が示す情報に対応して、第二制御信号Δ２を出力する。

　図１１は、第３実施形態に係る回転積層造形装置１Ｂにおける異常発生時の処理の一例を示すフローチャートである。第３実施形態に係る回転積層造形装置１Ｂは、造形面１０ａの温度、及び粉末材料２の表面層の粗さのうち少なくとも一つを調整する。例えば、第３実施形態に係る回転積層造形装置１Ｂは、ステップＳ２２、Ｓ２４及びＳ２６の後、ステップＳ２５及びＳ２７を実行する。図１１において、第１実施形態又は第２実施形態に係る回転積層造形装置１、１Ａの処理フローと同じステップについては、説明を省略する。

　制御部５Ｂは、造形リトライが可能であるか否かを判定する（ステップＳ１８）。制御部５Ｂは、異常状態情報がスモーク情報θ１又は凹凸情報θ２である場合に造形リトライが可能であると判定する。制御部５Ｂは、異常状態情報が障害情報θ３である場合に造形リトライが不可能であると判定する。造形リトライが可能である場合（ステップＳ１８においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２０に進む。造形リトライが不可能である場合（ステップＳ１８においてＮＯ）、処理はステップＳ３２に進む。

　制御部５Ｂは、ヒータ１５の加熱動作及びテーブル１０の回転動作を制御する（ステップＳ２２）。制御部５Ｂは、回転制御信号φ５を回転ユニット１２に出力する。回転制御信号φ５を受けた回転ユニット１２は、テーブル１０の回転動作を継続する。制御部５Ｂは、加熱制御信号φ３をヒータ１５に出力する。加熱制御信号φ３を受けたヒータ１５は、ヒータ１５の加熱動作を継続する。

　制御部５Ｂは、造形面温度が造形再開条件に合致するか否かを判定する（ステップＳ２４）。一例では、制御部５Ｂは、温度情報θ４が造形再開温度範囲に収まっている場合、造形再開条件に合致すると判定する。制御部５Ｂは、温度情報θ４が造形再開温度範囲に収まっていない場合、造形再開条件に合致しないと判定する。造形再開条件に合致する場合（ステップＳ２４においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２６に進む。造形再開条件に合致しない場合（ステップＳ２４においてＮＯ）、処理はステップＳ２２に戻る。

　制御部５Ｂは、粉末材料２の供給を再開させる（ステップＳ２６）。制御部５Ｂは、供給制御信号φ２をフィーダ１４に出力する。供給制御信号φ２を受けたフィーダ１４は、粉末材料２の供給を再開する。

　制御部５Ｂは、粉末材料２の供給量を調整する（ステップＳ２５）。制御部５Ｂは、供給制御信号φ２をフィーダ１４に出力する。供給制御信号φ２を受けたフィーダ１４は、粉末材料２の供給量を調整する。

　制御部５Ｂは、粉末材料２の表面層が造形再開条件に合致するか否かを判定する（ステップＳ２７）。一例では、制御部５Ｂは、凹凸情報θ２が一層分の厚さ未満である場合、造形再開条件に合致すると判定する。制御部５Ｂは、凹凸情報θ２が一層分の厚さ以上である場合、造形再開条件に合致しないと判定する。造形再開条件に合致する場合（ステップＳ２７においてＹＥＳ）、処理はステップＳ２８に進む。造形再開条件に合致しない場合（ステップＳ２７においてＮＯ）、処理はステップＳ２５に戻る。

　第３実施形態に係る回転積層造形装置１Ｂは、造形面１０ａの温度、及び粉末材料２の表面層の粗さを調整する。このような第３実施形態に係る回転積層造形装置１Ｂにおいても、第１実施形態又は第２実施形態に係る回転積層造形装置１、１Ａと同様の作用効果を奏する。

　本開示は、前述した実施形態に限定されず、本開示の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。

　図４において、造形リトライ中にテーブル１０が１回転した例を説明した。テーブル１０は、造形再開条件が成立するまで何回でも回転してよい。実施形態において、造形リトライ中にヒータ１５によって粉末材料２を加熱した。加熱源として電子ビームを使用してもよい。実施形態において、造形再開条件を造形面１０ａの温度又は粉末材料２の表面層の粗さとした。造形再開条件は、造形面１０ａの加熱時間としてもよい。

１　回転積層造形装置（三次元造形装置）
２　粉末材料
３　造形物
４　駆動部
５　制御部（制御装置）
６　処理部
７　状態情報取得部
８　ハウジング
９　コラム
１０　テーブル
１１　造形タンク
１０ａ　造形面
１０ｂ　背面
１２　回転ユニット
１３　昇降ユニット
１４　フィーダ（供給部）
１５　ヒータ（加熱部）
１６　ビーム源（照射部）
５１　ビーム制御部
５２　フィーダ制御部
５３　ヒータ制御部
５４　昇降制御部
５５　回転制御部
５６　停止動作部
５７　復帰動作部
５８　再開動作部
７１　スモーク情報取得部
７２　凹凸情報取得部
７３　機器情報取得部
７４　温度情報取得部
Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４　分割領域
ＣＷ　回転方向
Ｓ　造形空間
θ１　スモーク情報
θ２　凹凸情報
θ３　障害情報
θ４　温度情報
φ１　照射制御信号
φ２　供給制御信号
φ３　加熱制御信号
φ４　昇降制御信号
φ５　回転制御信号
Δ１　第一制御信号
Δ２　第二制御信号
Δ３　第三制御信号
Δ４　第四制御信号
Δ５　第五制御信号
Δ６　第六制御信号
Δ７　第七制御信号

 

Claims (6)

1. 　粉末材料を回転支持するテーブルと、
   　前記テーブルに前記粉末材料を供給する供給部と、
   　前記テーブルに配置された前記粉末材料を加熱する加熱部と、
   　前記テーブルに配置された前記粉末材料に対してエネルギビームを照射する照射部と、
   　前記テーブルに配置された前記粉末材料の状態に関する情報を含み、前記エネルギビームの照射を停止すべき状態を示す異常状態情報を出力する状態情報取得部と、
   　前記異常状態情報に基づいて、少なくとも前記照射部を制御する制御部と、を備え、
   　前記制御部は、
   　　前記異常状態情報の入力に起因して、前記エネルギビームの照射を停止させる第一制御信号を出力する停止動作部と、
   　　前記異常状態情報が前記粉末材料の状態に関する情報であるか否かを判定し、前記異常状態情報が前記粉末材料の状態に関する情報である場合に、前記テーブルの回転動作、前記加熱部の加熱動作及び前記供給部の供給動作の少なくとも一つを制御する第二制御信号を出力する復帰動作部と、を有する、回転積層造形装置。
2. 　前記状態情報取得部は、前記粉末材料の状態に関する情報として、飛散した状態の前記粉末材料の有無を判断するためのスモーク情報を前記制御部に出力するスモーク情報取得部を含み、
   　前記復帰動作部は、前記状態情報取得部から受けた前記異常状態情報を構成する前記スモーク情報が前記スモークの発生を示すときに、前記第二制御信号として、前記テーブルの回転動作及び前記加熱部の加熱動作を制御する信号を出力する、請求項１に記載の回転積層造形装置。
3. 　前記状態情報取得部は、前記粉末材料の状態に関する情報として、前記エネルギビームの照射を受ける前記粉末材料の面の凹凸状態を示す凹凸情報を前記制御部に出力する凹凸情報取得部を含み、
   　前記復帰動作部は、前記状態情報取得部から受けた前記異常状態情報を構成する前記凹凸情報が所定の凹凸条件を満たさないときに、前記第二制御信号として、前記テーブルの回転動作及び前記供給部の供給動作を制御する信号を出力する、請求項１に記載の回転積層造形装置。
4. 　前記停止動作部は、前記異常状態情報の入力に起因して、前記テーブルの回転動作、前記加熱部の加熱動作及び前記供給部の供給動作をさらに停止させる第三制御信号を出力し、
   　前記復帰動作部は、前記異常状態情報が前記粉末材料の状態に関する情報であるときに、前記テーブルの回転動作、前記加熱部の加熱動作及び前記供給部の供給動作の少なくとも一つを再開する第四制御信号を出力する、請求項１～３のいずれか一項に記載の回転積層造形装置。
5. 　前記制御部は、前記異常状態情報が所定の条件を満たした場合に、前記エネルギビームの照射を開始させる第五制御信号を出力する再開動作部をさらに有する、請求項１～４の何れか一項に記載の回転積層造形装置。
6. 　供給部から回転するテーブル上に供給された粉末材料を加熱部によって加熱すると共に、エネルギビームを照射することによって三次元造形物を造形する三次元造形装置を制御する制御装置であって、
   　前記テーブルに配置された前記粉末材料の状態に関する情報を含み、前記エネルギビームの照射を停止すべき状態を示す異常状態情報の入力に起因して、前記エネルギビームの照射を停止させる第一制御信号を出力する停止動作部と、
   　前記異常状態情報が前記粉末材料の状態に関する情報であるか否かを判定し、前記異常状態情報が前記粉末材料の状態に関する情報である場合に、前記テーブルの回転動作、前記加熱部の加熱動作及び前記供給部の供給動作の少なくとも一つを制御する第二制御信号を出力する復帰動作部と、を備える、制御装置。
   
    

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