WO2022254805A1 - 欠陥検出装置及び欠陥検出方法 - Google Patents

欠陥検出装置及び欠陥検出方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2022254805A1
WO2022254805A1 PCT/JP2022/005548 JP2022005548W WO2022254805A1 WO 2022254805 A1 WO2022254805 A1 WO 2022254805A1 JP 2022005548 W JP2022005548 W JP 2022005548W WO 2022254805 A1 WO2022254805 A1 WO 2022254805A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
laser beam
vibration
defect detection
irradiation
pulsed laser
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/005548
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
美咲 福山
俊哉 渡辺
暢浩 樋口
Original Assignee
三菱重工業株式会社
三菱パワー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 三菱重工業株式会社, 三菱パワー株式会社 filed Critical 三菱重工業株式会社
Publication of WO2022254805A1 publication Critical patent/WO2022254805A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/80—Data acquisition or data processing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/40—Radiation means
    • B22F12/49—Scanners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/10—Sintering only
    • B22F3/105—Sintering only by using electric current other than for infrared radiant energy, laser radiation or plasma ; by ultrasonic bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/16—Both compacting and sintering in successive or repeated steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264—Arrangements for irradiation
    • B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/22—Details, e.g. general constructional or apparatus details
    • G01N29/24—Probes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present disclosure relates to a defect detection device and a defect detection method.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2021-091219 filed with the Japan Patent Office on May 31, 2021, the content of which is incorporated herein.
  • Patent Literature 1 discloses an apparatus that monitors the temperature of a growth portion and adjusts the beam power for irradiation based on the temperature in layered manufacturing.
  • Patent Document 1 does not disclose a technique for solving the problem of such internal defects.
  • the laser ultrasonic method is known as a non-contact method for detecting internal defects.
  • the surface of the object to be inspected is locally heated by irradiating it with a pulsed laser beam, and ultrasonic waves are generated by thermal expansion or ablation. After propagating inside, it is reflected or scattered by internal defects, and then propagated to the surface again, which is measured by a detection device such as a laser interferometer.
  • At least one embodiment of the present disclosure aims to provide a defect detection apparatus and a defect detection method suitable for detecting internal defects in a 3D modeled object.
  • a defect detection device capable of irradiating a laser beam for 3D modeling of an object and capable of irradiating the object with a pulsed laser beam for generating ultrasonic waves in the object; an irradiation control device that controls irradiation of the laser light; a vibration measuring device configured to measure vibration of the object based on the ultrasonic waves; a detection device configured to detect the presence or absence of internal defects in the object based on the vibration detected by the vibration measurement device; Prepare.
  • a defect detection method A step of irradiating a laser beam from a laser irradiation device for 3D modeling of an object; a step of irradiating the object with a pulsed laser beam from the laser irradiation device in order to generate ultrasonic waves in the object; measuring vibrations of the object based on the ultrasonic waves; detecting the presence or absence of an internal defect in the object based on the measured vibration; Prepare.
  • a defect detection method A step of irradiating a pulsed laser beam from a laser irradiation device to the object in order to 3D model the object and generate ultrasonic waves in the object at the same time; measuring vibrations of the object based on the ultrasonic waves; detecting the presence or absence of an internal defect in the object based on the measured vibration; Prepare.
  • a defect detection device and a defect detection method suitable for detecting internal defects in a 3D modeled object it is possible to provide a defect detection device and a defect detection method suitable for detecting internal defects in a 3D modeled object.
  • FIG. 1 It is a figure which shows roughly the structure of the modeling apparatus which concerns on embodiment. It is a figure which shows roughly the structure of the modeling apparatus which concerns on embodiment. It is a figure which shows roughly the structure of the modeling apparatus which concerns on embodiment. It is a figure which shows roughly the structure of the modeling apparatus which concerns on embodiment. It is a figure which shows roughly the structure of the modeling apparatus which concerns on embodiment. It is a figure which shows roughly the structure of the modeling apparatus which concerns on embodiment. It is a figure which shows roughly the structure of the modeling apparatus which concerns on embodiment. It is a timing chart of laser light irradiation in the first method. It is a timing chart of laser light irradiation in the second method. 4 is a flow chart showing a procedure for performing processing for detecting 3D modeling and internal defects by the first method; FIG.
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing an internal defect of an object; It is a figure which shows the functional block of the arithmetic unit concerning the process in the step which detects an internal defect. It is an example of the graph which shows the amplitude of the vibration acquired from the detection apparatus. It is an example of the graph which shows the vibration after extracting the information required for the detection of the presence or absence of an internal defect. It is an example of the graph showing the processing result of FFT processing. It is a figure which shows an example of the map produced in the map production part. 10 is a flow chart showing a procedure for performing processing for detecting 3D modeling and internal defects by the second method;
  • expressions that express shapes such as squares and cylinders do not only represent shapes such as squares and cylinders in a geometrically strict sense, but also include irregularities and chamfers to the extent that the same effect can be obtained.
  • the shape including the part etc. shall also be represented.
  • the expressions “comprising”, “comprising”, “having”, “including”, or “having” one component are not exclusive expressions excluding the presence of other components.
  • a modeling apparatus 300 (Overall Configuration of Modeling Device Equipped with Defect Detection Device)
  • 1 to 5 are diagrams schematically showing the configuration of a modeling apparatus 300 according to each embodiment. 1 to 5, optical systems such as a collimating lens and a condensing lens are omitted.
  • the modeling apparatus 300 including the defect detection device 200 will be described below, the defect detection device 200 may be an independent device from the modeling device 300 .
  • the modeling apparatus 300 includes a defect detection device 200 for detecting internal defects.
  • the modeling apparatus 300 is, for example, an apparatus that performs powder-bed additive modeling (AM).
  • AM powder-bed additive modeling
  • the modeling apparatus 300 may be an apparatus that performs LMD (Laser Metal Deposition) modeling.
  • the laser irradiation device 201 melts the raw material powder 303 (for example, alloy powder) spread as a powder bed 302 on the base plate 301 of the modeling apparatus 300 .
  • Continuous oscillation laser beam B1 for forming a 3D shape and, as described later, pulsed laser beam B2 for generating ultrasonic waves in the object T can be applied to the object T. (see Figure 5).
  • the continuous wave laser beam B1 is also simply referred to as the laser beam B1.
  • the laser irradiation device 201 has a pulse oscillation mode, thereby melting the raw material powder to form a 3D shape and simultaneously generating ultrasonic waves in the object T. things are also possible. That is, in the embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the laser irradiation device 201 melts the raw material powder to form a 3D shape, and simultaneously irradiates the pulsed laser beam B4 for generating ultrasonic waves in the object T. It may be configured to be possible. That is, in the embodiments shown in FIGS.
  • the laser irradiation device 201 for 3D modeling in the modeling apparatus 300 is also used as an irradiation device for the pulsed laser beams B2 and B4 for generating ultrasonic waves in the object T. is doing.
  • the laser irradiation device 201 is a component of the modeling device 300 and a component of the defect detection device 200 as well.
  • the modeling apparatus 300 includes a galvanomirror (first galvanomirror) 204 to change the direction of the continuous wave laser beam B1 or the pulse laser beam B4 so that the powder bed 302 is can be scanned. That is, in the embodiments shown in FIGS. 1 to 5, the defect detection apparatus 200 includes a first galvanomirror 204 for scanning the continuous wave laser beam B1 or the pulse laser beam B4 for 3D modeling of the object T. . 1 to 5, the first galvanomirror 204 can also scan the pulsed laser beam B2. Therefore, in the embodiments shown in FIGS.
  • the first galvanomirror 204 scans the pulsed laser beam B2 or the pulsed laser beam B4 so that the position ( ultrasonic excitation point) can be changed. According to the embodiments shown in FIGS. 1 to 5, there is no need to move the laser irradiation device 201 itself, so the mechanism for scanning the continuous wave laser beam B1 or the pulsed laser beam B4 can be miniaturized.
  • the continuous wave laser beam B1 or the pulsed laser beam B4 is scanned by the first galvanomirror 204, so that the continuous wave laser beam B1 or the pulsed laser beam B4 is scanned along an arbitrary CAD-based shape.
  • a pulsed laser beam B4 can be applied.
  • the laser irradiation device 201 melts and solidifies the raw material powder 303 to three-dimensionally model the object T. FIG.
  • the defect detection apparatus 200 can irradiate the continuous wave laser beam B1 or the pulse laser beam B4 for 3D modeling of the object, and the object T
  • a laser irradiation device 201 capable of irradiating a pulsed laser beam B2 to an object T is provided in order to generate ultrasonic waves therein.
  • the defect detection device 200 includes a detection device 220 configured to detect the presence or absence of internal defects in the object T, and a control device 230 configured to control them. and
  • the detection device 220 includes a vibration measurement device 221 configured to measure vibrations of the object T based on ultrasound and a vibration measurement device 221 configured to measure the vibrations detected by the vibration measurement device 221. and a computing device 222 configured to detect the presence or absence of internal defects in the object T.
  • the vibration measurement device 221 may be, for example, a laser interferometer 221A.
  • the vibration measuring device 221 is configured to irradiate the object T with the laser beam B3, receive the reflected light, and measure the vibration of the surface of the object T, that is, the displacement.
  • a Doppler vibrometer 221B may be provided instead of the configuration provided with the laser interferometer. That is, the vibration measuring device 221 may include either one of the laser interferometer 221A and the Doppler vibrometer 221B.
  • the vibration measurement device 221 is a detector that detects vibration by directly contacting the object T instead of a non-contact detection device such as a laser interferometer 221A. It may be composed of a contact transducer 221t, which is a contact, and a data logger 221D. That is, the vibration measuring device 221 may include a contact transducer 221t for measuring vibration of the object T based on ultrasonic waves. It should be noted that the contact transducer 221t may be installed on the upper surface of the object T as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 5, the contact transducer 221t may be installed on the base plate 301 of the modeling apparatus 300. FIG.
  • the arithmetic unit 222 is composed of a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like.
  • the computing device 222 executes a program stored in ROM or RAM to determine the vibrations of the object T based on specific frequency components in the vibration of the object T. is configured to detect the presence or absence of internal defects in the Internal defects are internal molding defects that cannot be seen from the surface, such as voids.
  • computing unit 222 comprises the following functional blocks.
  • Temporal waveform storage memory for accumulating received ultrasonic waveforms
  • extract by window function for extracting arbitrary waveforms by multiplying ultrasonic waveforms by a window function
  • FFT processing for performing FFT processing on extracted waveforms
  • FFT result analysis unit for analyzing the FFT processing result
  • measure result map creation unit for plotting the FFT processing result values in a map.
  • the FFT result analysis unit extracts the sum of frequency components, the maximum amplitude value in a certain frequency range, the FFT amplitude value of a certain frequency, and the like.
  • the defect detection apparatus 200 may comprise a photodetector 206, for example.
  • the photodetector 206 is for detecting the timing when the object T is irradiated with the pulsed laser beam B2 or the pulsed laser beam B4, and is configured such that a detection signal is input to the arithmetic device 222 .
  • the first galvanomirror 204 changes the direction of the laser beam B3 from the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B to scan the powder bed, and the surface of the object T.
  • the reflected laser beam B3 can be guided to the half mirror 205 described below.
  • the defect detection device 200 includes a half mirror 205.
  • the continuous wave laser beam B1 and the pulsed laser beam B2, or the pulsed laser beam B4 and the laser beam B3 are made incident on the first galvanomirror 204 through the half mirror 205, and the continuous wave laser beam is The direction of the laser beam B1 and the pulse laser beam B2, or the direction of the pulse laser beam B4 and the laser beam B3 can be changed.
  • This configuration is suitable for irradiating the laser beam B3 at the same position as the irradiation position of the pulsed laser beam B2 or the pulsed laser beam B4.
  • the defect detection apparatus 200 may be configured without the half mirror 205 .
  • the defect detection apparatus 200 may have a beam splitter instead of the half mirror 205 .
  • the defect detection apparatus 200 may be configured without the half mirror 205 and the beam splitter.
  • the light B3 may be configured to be able to scan independently.
  • the defect detection apparatus 200 includes a galvanometer mirror (second galvanometer mirror) 207 different from the first galvanometer mirror 204 .
  • the second galvanomirror 207 is a galvanomirror for scanning laser light for measurement from the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B.
  • the direction of the continuous wave laser beam B1 and the pulsed laser beam B2 or the pulsed laser beam B4 can be changed by the first galvanometer mirror 204 to scan the powder bed, and the second galvanometer mirror 207 can change the direction of the laser beam B3 to scan the powder bed.
  • the laser beam B3 for measurement can be scanned, the laser beam B3 can be irradiated to the same position as the irradiation position of the pulse laser beam B2 or the pulse laser beam B4.
  • the defect detection device 200 has a mirror 208 for reflecting the laser beam B3.
  • the irradiation position on the object T of the laser beam B3 from the laser interferometer 221A or Doppler vibrometer 221B is a fixed position set by adjusting the attitude of the mirror 208 in advance.
  • controller 230 is comprised of a CPU, RAM, ROM, and the like.
  • the control device 230 controls the operation of the entire device, for example, by executing programs stored in ROM or RAM.
  • the control device 230 stores various data (for example, design information of the object T, etc.) in the ROM or RAM.
  • the control device 230 includes an irradiation control device 231 that controls irradiation of the continuous wave laser beam B1 and the pulsed laser beam B2 or the pulsed laser beam B4, and the first galvanomirror 204 described above.
  • the irradiation control device 231 may be configured with a CPU, RAM, ROM, etc. different from the CPU, RAM, ROM, etc. described above in the control device 230, or may be configured as part of the functional blocks in the control device 230. good.
  • the galvanomirror control device 232 may be configured with a CPU, RAM, ROM, etc. different from the above-described CPU, RAM, ROM, etc. in the control device 230, and configured as part of the functional blocks in the control device 230. may have been
  • the defect detection device 200 includes the laser irradiation device 201, the irradiation control device 231, the vibration measurement device 221, and the detection device 220 (arithmetic device 222).
  • the laser beam continuous wave laser beam B1 or pulsed laser beam B4 for 3D modeling of the object and the pulsed laser beam for irradiating the object T to generate ultrasonic waves in the object T are used.
  • pulsed laser beam B2 or pulsed laser beam B4 can be irradiated by the same laser irradiation device 201, so that the device configurations of the defect detection device 200 and the 3D modeling device 300 can be simplified.
  • the defect detection apparatus 200 suitable for detecting internal defects of the object T to be 3D-modeled can be provided.
  • the irradiation control device 231 causes the laser irradiation device to irradiate the pulsed laser beam (pulsed laser beam B4) for 3D modeling of the object T.
  • 201 may be controlled.
  • ultrasonic waves are generated in the object T by irradiating the object T with the pulsed laser beam (pulsed laser beam B4) in order to 3D form the object T
  • 3D modeling of the object T can be performed.
  • the detection of the presence or absence of internal defects in the object T can be performed simultaneously. As a result, the time required for 3D modeling of the target object T and detection of the presence or absence of internal defects in the target object T can be reduced.
  • the irradiation control device 231 irradiates the continuous wave laser beam (continuous wave laser beam B1) for 3D modeling of the object T.
  • the laser irradiation device 201 may be controlled at the same time.
  • a continuously oscillated laser beam (continuous wave laser beam B1) is used to 3D model the object T, and a pulsed laser beam (pulsed laser beam B2) is used to generate ultrasonic waves in the object T.
  • the vibration measurement device 221 may include either a laser interferometer 221A or a Doppler vibrometer 221B, and the irradiation control device 231 may include the object Laser light for 3D modeling T (continuous wave laser light B1 or pulse laser light B4), and laser light for measurement from the laser interferometer 221A or Doppler vibrometer 221B (laser light B3) for scanning It is preferable to have a galvanomirror (first galvanomirror 204). As shown in FIG.
  • scanning of a laser beam (continuous wave laser beam B1 or pulse laser beam B4) for 3D modeling of an object T, and laser interferometer 221A or scanning with the measurement laser light (laser light B3) from the Doppler vibrometer 221B can be performed by controlling the same galvanomirror (first galvanomirror 204).
  • scanning of the laser beam (continuous wave laser beam B1 or pulsed laser beam B4) for 3D modeling of the object T and measurement laser beam (laser beam B3 ) can be simplified as compared with the case where the scanning of .
  • a defect detection method may be automatically executed by control processing of the control device 230, or some procedures may be executed manually by the user instead of the control device 230.
  • FIG. A defect detection method according to an embodiment is applied, for example, to powder bed additive manufacturing (AM). It should be noted that the defect detection method can also be applied to objects to be modeled by other methods such as the LMD method.
  • AM powder bed additive manufacturing
  • the pulsed laser beam B2 or the pulsed laser beam B4 is irradiated to generate ultrasonic waves in the object T, and the ultrasonic waves are generated. Presence or absence of an internal defect in the object T can be detected based on a specific frequency component in the vibration of the object T based on .
  • the object T By irradiating the object T with the pulsed laser beam B2 or the pulsed laser beam B4, longitudinal vibration is generated in the object T, and the resonance of the longitudinal vibration generated between the surface of the object T and the internal defect is suppressed.
  • the presence or absence of internal defects in the object T can also be detected based on the presence or absence. That is, when an internal defect exists in a region relatively close to the surface of the object T, the resonance frequency of longitudinal vibration changes depending on the depth from the surface of the object T to the internal defect to be detected.
  • the repetition frequency of the pulse laser so as to correspond to this resonance frequency and repeatedly irradiating the pulse laser, resonance of longitudinal vibration is generated. can be assumed to exist.
  • Such resonance of longitudinal vibration has a smaller amplitude and a higher frequency than flexural vibration generated in the object T when an internal defect exists in a region relatively close to the surface of the object T. Therefore, the resonance of the longitudinal vibration as described above tends to be buried in noise and difficult to detect. Therefore, if the following flexural vibration of the object T is used, internal defects in the object T can be easily detected.
  • an internal defect in the object T is detected as follows.
  • the process of detecting internal defects is performed for each layer when 3D modeling is performed by additive modeling.
  • the number of layers is not necessarily one, and a plurality of layers may be laminated.
  • the thickness of one layer varies depending on the material, but is generally 50 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • a “plurality of layers” is set to an arbitrary number such as five layers, for example.
  • FIG. 6 is a timing chart of laser light irradiation in the first method.
  • ultrasonic waves are emitted into object T by irradiating pulsed laser beam B2. is generated, and the vibration of the object T based on this ultrasonic wave is measured to detect the presence or absence of an internal defect in the object T.
  • the object T is irradiated with a pulsed laser beam B4 in order to three-dimensionally shape the object T and generate ultrasonic waves in the object T at the same time.
  • FIG. 7 is a timing chart of laser light irradiation in the second method. That is, in the second method, ultrasonic waves are generated in the object T while the object T is three-dimensionally shaped each time the pulsed laser beam B4 is irradiated, and the vibration of the object T based on the ultrasonic waves is measured. Then, the presence or absence of internal defects in the object T is detected.
  • the defect detection method it is preferable to detect the presence or absence of an internal defect in the object T that is being 3D-modeled by additive manufacturing. Since internal defects are detected during 3D modeling, the risk of large rework can be reduced.
  • the defect detection method performed by the defect detection apparatus 200 is not limited to the two methods described above.
  • Other laser ultrasound measurement methods are equally applicable.
  • a method of directly observing reflected waves from internal defects reflection method
  • a method of observing the presence or absence of transmitted waves due to the presence of internal defects transmission method
  • a method (guided wave method) for detecting a difference in sound velocity or gain when there is an internal defect on the path of ultrasonic waves propagating along the path can be applied in the same manner.
  • FIG. 8 is a flow chart showing a procedure for performing 3D modeling and processing for detecting internal defects by the first method described above.
  • the defect detection method shown in FIG. 8 includes a step S1 of irradiating a laser beam, a step S3 of irradiating a pulsed laser beam, a step S5 of measuring vibration, a step S7 of detecting an internal defect, and repairing the internal defect. and a step S9 for performing.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing an internal defect of the object T.
  • the defects are voids.
  • the defect also includes other forms of internal molding defects that cannot be seen from the surface, such as cracks and fusion defects (not shown).
  • Step S1 of irradiating laser light is a step of irradiating the continuous wave laser light B1 from the laser irradiation device 201 in order to three-dimensionally model the object T.
  • the control device 230 controls each part so as to perform 3D modeling for one layer or a plurality of layers by irradiating the continuous wave laser light B1. That is, in step S1 of irradiating the laser light, the irradiation control device 231 controls the laser irradiation device 201 so as to irradiate the continuous wave laser light B1.
  • the galvanomirror control device 232 controls the first galvanomirror 204 so as to perform 3D modeling for one layer or for a plurality of layers.
  • Step S3 of irradiating pulsed laser light is a step of irradiating the object T with the pulsed laser beam B2 from the laser irradiation device 201 in order to generate ultrasonic waves in the object T.
  • the object T is irradiated with the pulsed laser beam B2, and ultrasonic waves are generated by rapid thermal expansion and contraction of the portion irradiated with the pulsed laser beam B2.
  • step S3 of irradiating the pulsed laser beam the control device 230 controls each part to irradiate the object T with the pulsed laser beam B2 for generating ultrasonic waves. That is, in step S3 of irradiating the pulsed laser beam, the irradiation control device 231 controls the laser irradiation device 201 so as to irradiate the pulsed laser beam B2. In step S3 of irradiating the pulsed laser beam, the galvano-mirror control device 232 controls the first galvano-mirror 204 so that the pulsed laser beam B2 is applied to the position where the presence or absence of an internal defect is to be detected. .
  • the number of times of irradiation with the pulsed laser beam B2 in step S3 of irradiating the pulsed laser beam is once, but may be multiple times. It should be noted that the irradiation position of the pulsed laser beam B2 on the object T is stationary during the irradiation period of the pulsed laser beam B2. Further, even if the pulsed laser beam B2 is irradiated a plurality of times, the irradiation position on the object T of the pulsed laser beam B2 is the same position each time.
  • the beam diameter of the pulsed laser beam B2 is preferably about the same as the size S of the internal defect to be detected, for example several hundred ⁇ m.
  • the size of the internal defect here means the size of the internal defect when viewed from the surface of the object T.
  • the defect detection apparatus 200 may include a beam diameter adjusting lens, but it is not essential to include the beam diameter adjusting lens.
  • the pulse width of the pulsed laser beam B2 is preferably 10 ns or more and 1000 ns or less.
  • the object T can be caused to generate ultrasonic waves by irradiating the object T with the pulsed laser beam B2 under the irradiation conditions as described above.
  • the ultrasonic waves generated in this manner are relatively broadband vibrations. Therefore, even if the natural frequency of the object T differs according to the distance d from the surface of the object T and the size S of the internal defect, the flexural vibration of this natural frequency can be remarkably generated. .
  • Step S5 for measuring vibration The step S5 of measuring the vibration is a step of measuring the vibration of the object T based on the ultrasonic waves generated by performing the step S3 of irradiating the pulsed laser light.
  • the step S5 of measuring the vibration is performed at the same timing as the step S3 of irradiating the pulsed laser beam with the pulsed laser beam B2.
  • the detecting device 220 causes the vibration measuring device 221 to detect the vibration of the surface of the object T.
  • the laser interferometer 221A or Doppler vibrometer 221B can detect the vibration of the surface of the object T based on ultrasonic waves without contact.
  • the laser interferometer 221A or Doppler vibrometer 221B can detect ultrasound-based surface vibration of the object T without contact.
  • the irradiation position of the pulse laser beam B2 and the irradiation position of the laser beam B3 are the same position.
  • the attitude control of the galvanomirrors 204 and 207 allows the laser beam B3 to be applied to the same position as the pulsed laser beam B2. Since the ultrasonic excitation point and the reception point can be brought closer to each other, even if the inspection surface of the object T is small or the object T is complicated, the vibration of the surface of the object T can be minimized. can be detected.
  • the pulsed laser beam B2 and the laser beam B3 can be coaxially irradiated.
  • the object T has a complicated structure, it is possible to detect the vibration of the surface of the object T while avoiding the laser beam B3 being blocked by a part of the object T.
  • the position of the pulse laser beam B2 and the irradiation position of the laser beam B3 can always be kept at a constant distance by the attitude control of the galvanometer mirrors 204 and 207. This makes it possible to shift the timing of detecting noise due to the irradiation of the pulsed laser beam B2 and the timing of detecting the amplitude at the natural frequency described above, making it easier to detect the amplitude at the natural frequency. Further, in the embodiment shown in FIG.
  • the irradiation position of the pulse laser beam B2 and the irradiation position of the laser beam B3 are irradiated so that the irradiation position of the pulse laser beam B2 and the irradiation position of the laser beam B3 always maintain a constant distance.
  • the irradiation position on the object T of the laser beam B3 from the vibration measuring device 221 is a fixed position set by adjusting the attitude of the mirror 208 in advance. Therefore, since the state of the surface of the target object T irradiated with the laser beam B3 does not change, the vibration of the surface of the target object T can be stably detected. Moreover, in the embodiment shown in FIG. 3, since the attitude control of the second galvanomirror 207 is not required, the calculation load on the control device 230 can be reduced.
  • the vibration of the surface of the object T may be detected by the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B. Thereby, the presence or absence of an internal defect can be detected without contact.
  • the contact transducer 221t can directly detect the vibration of the surface of the object T based on ultrasonic waves. As a result, the vibration of the surface of the object T can be detected with good sensitivity compared to the case where the vibration of the surface of the object T is detected by the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B without contact.
  • the contact transducer 221t since the contact transducer 221t is installed on the upper surface of the object T, the distance between the irradiation position of the pulsed laser beam B2 and the contact transducer 221t can be relatively close, so that the sensitivity is further improved. Vibration on the surface of the object T can be detected. In the embodiment shown in FIG.
  • the contact transducer 221t since the contact transducer 221t is installed on the base plate 301 of the modeling apparatus 300, the contact transducer 221t can be used when the inspection surface of the object T is small or when the object T is complicated. Even if it is difficult to install on the upper surface of the object T, the vibration of the object T can be detected.
  • Step S7 for detecting internal defects is a step of detecting the presence or absence of an internal defect in the object T based on the vibration measured in the step S5 of measuring the vibration. That is, the step S7 of detecting an internal defect is a step of detecting the presence or absence of an internal defect in the object T based on the amplitude of a specific frequency component of vibration of the object T based on ultrasonic waves.
  • FIG. 10 is a diagram showing functional blocks of the arithmetic unit 222 related to the later-described processing in step S7 for detecting internal defects.
  • Arithmetic device 222 virtually has functional blocks of time waveform storage memory 222a, window function extraction unit 222b, FFT processing unit 222c, FFT result analysis unit 222d, and map creation unit (measurement result map creation unit) 222e. ing.
  • the arithmetic unit 222 detects the presence or absence of internal defects in the object T as follows. First, the calculation device 222 uses the irradiation timing of the pulsed laser beam B2 detected by the photodetector 206 as a reference in the time waveform storage memory 222a, and the vibration measurement device 221 detects the vibration within a preset period after the irradiation timing. Vibration information is acquired from the vibration measuring device 221 .
  • FIG. 11A is an example of a graph showing the amplitude of vibration acquired from the vibration measuring device 221 as described above.
  • the calculation unit 222 extracts vibration information necessary for detecting the presence or absence of an internal defect from the vibration information acquired from the vibration measuring device 221 as described above by the extraction unit 222b using a window function.
  • FIG. 11B is an example of a graph showing vibration after extracting information necessary for detecting the presence or absence of internal defects.
  • the extraction unit 222b using a window function extracts vibration information about the first reaching wave from the vibration information acquired from the vibration measuring device 221 as described above. That is, the extraction unit 222b using a window function extracts vibration information corresponding to the period during which the first arriving wave is detected from the vibration information acquired from the vibration measuring device 221 as described above.
  • the window function-based extraction unit 222b sets the irradiation timing of the pulsed laser beam B2 detected by the photodetector 206 to 0 second from the vibration information acquired from the vibration measuring device 221 as described above, Vibration information is extracted from the irradiation timing until 5.0 ⁇ sec has elapsed.
  • the method of extracting vibration information about the first reaching wave described above is an example, and the vibration information about the first reaching wave may be extracted by another method.
  • the window function-based extraction unit 222b removes noise due to the irradiation of the pulse laser beam B2. Vibration information for a period is excluded from acquisition targets. In the example shown in FIG. 11B, the arithmetic unit 222 does not acquire vibration information until 0.5 ⁇ sec has elapsed after the irradiation timing.
  • the vibration information about the first reaching wave extracted as described above includes the flexural vibration due to the natural frequency caused by the existence of the internal defect near the surface of the object T and the surface wave component. Therefore, in the FFT processing unit 222c, the FFT processing unit 222c performs FFT (Fast Fourier Transform) on the vibration information about the first reaching wave extracted as described above in order to extract the flexural vibration due to the natural frequency. process.
  • FIG. 11C is an example of a graph representing the result of FFT processing.
  • the FFT result analysis unit 222d detects the amplitude peak within the above-described relatively low frequency range in the processing result of the above-described FFT processing, and acquires the peak value. If the peak value exceeds a preset threshold value, the FFT result analysis unit 222d determines that an internal defect exists directly below the irradiation position of the pulse laser beam B2. In the example shown in FIG.
  • the FFT result analysis unit 222d may determine whether there is an internal defect based on the sum of the FFT processing results in the FFT processing unit 222c, the FFT amplitude value at a specific frequency, or the like.
  • the object in the step S7 of detecting internal defects, is detected based on the shape of the internal defect, the position of the internal defect, the frequency component determined by the material of the object T, etc. It is preferable to detect the presence or absence of internal defects in the object T. This makes it possible to detect the presence or absence of an internal defect in a region of the object T relatively close to the surface.
  • the arithmetic device 222 cooperates with the control device 230 to repeat the step S1 of irradiating the laser light to the step S7 of detecting the internal defect while shifting the irradiation position of the pulse laser light B2. , over the entire surface of the object T and detect the presence or absence of an internal defect in a region relatively close to the surface.
  • the arithmetic unit 222 creates a map showing the relationship between the position on the surface of the object T and the peak value obtained by the FFT result analysis unit 222d in the map creation unit 222e. That is, the map creation unit 222e creates the map by plotting the FFT processing result values in a map.
  • FIG. 12 is a diagram showing an example of the map created by the map creating section 222e. In the map shown in FIG. 12, the distribution of the peak values is represented by densities according to the peak values. For example, in the map shown in FIG. 12, it can be inferred that an internal defect exists at a position surrounded by a dashed line.
  • the map creation unit 222e creates a map showing the relationship between this sum and the position on the surface of the target object T. to create Further, when the FFT result analysis unit 222d acquires the FFT amplitude value of a specific frequency, the map creation unit 222e creates a map showing the relationship between this FFT amplitude value and the position on the surface of the object T. do.
  • Step S9 of repairing an internal defect when an internal defect is detected in the object T being 3D-modeled by lamination of additive manufacturing, the internal defect is repaired when forming the next layer at a position directly above the internal defect. It is a step of melting the next layer and several layers below the next layer so as to melt.
  • the step S9 of repairing the internal defect is performed when the presence of the internal defect is detected in the step S7 of detecting the internal defect. That is, in some embodiments, when an internal defect is detected in an object T that is being 3D-modeled by lamination of additive manufacturing, the internal defect is repaired when forming the next layer at a position directly above the internal defect. The next layer and the layers several layers below the next layer may be melted. "Melting the next layer and several layers below the next layer” means melting the layer containing the internal defect together with the upper layer located above the internal defect.
  • step S1 of irradiating laser light when an internal defect occurs during the second 3D modeling from the left (step S1 of irradiating laser light) shown in FIG. , the third 3D modeling from the left, which is the next 3D modeling (step S1 of irradiating laser light), the output of the continuous wave laser beam B1 is made larger than the output in normal 3D modeling, and 3D modeling ( A step S9) of repairing internal defects may be performed.
  • the defect detection method includes step S1 of irradiating a laser beam, step S3 of irradiating a pulsed laser beam, step S5 of measuring vibration, and step S7 of detecting an internal defect. .
  • a laser beam continuous wave laser beam B1 or pulsed laser beam B4 for 3D modeling of the object T and a pulsed laser beam irradiated to the object T for generating ultrasonic waves in the object T are used. Since the light (pulsed laser beam B2 or pulsed laser beam B4) can be irradiated by the same laser irradiation device 201, the number of devices to be controlled can be reduced. As a result, the control of the device becomes less complicated, and a defect detection method suitable for detecting internal defects in the object T to be 3D modeled can be provided.
  • FIG. 13 is a flow chart showing a procedure for performing 3D modeling and processing for detecting internal defects by the second method described above.
  • the defect detection method shown in FIG. 13 includes step S13 of irradiating pulsed laser light, step S15 of measuring vibration, step S17 of detecting internal defects, and step S19 of repairing internal defects.
  • Step S13 for irradiating pulsed laser light is a step of irradiating the object T with the pulsed laser beam B4 from the laser irradiation device 201 in order to 3D model the object T and generate ultrasonic waves in the object T at the same time. is.
  • the powder bed is irradiated with the pulsed laser beam B4, 3D modeling is performed by the irradiation of the pulsed laser beam B4, and the portion irradiated with the pulsed laser beam B4 undergoes rapid thermal expansion and contraction. to generate ultrasonic waves.
  • step S13 of irradiating the pulsed laser beam the control device 230 controls each part so that the pulsed laser beam B4 for generating ultrasonic waves in the object T is irradiated at the same time as the object T is three-dimensionally shaped. That is, in step S13 of irradiating the pulsed laser beam, the irradiation control device 231 controls the laser irradiation device 201 to irradiate the pulsed laser beam B4. In step S13 of irradiating the pulsed laser beam, the galvano-mirror control device 232 controls the first galvano-mirror 204 so that the pulsed laser beam B4 is applied to the position where 3D modeling and the presence or absence of internal defects are to be detected. to control.
  • the number of times of irradiation with the pulsed laser beam B4 in the step S13 of irradiating the pulsed laser beam is once per position where 3D modeling and the presence or absence of internal defects are to be detected, but may be multiple times. It should be noted that the irradiation position of the pulsed laser beam B4 on the object T is stationary during the irradiation period of the pulsed laser beam B4. Further, even if the number of irradiation times of the pulsed laser beam B4 is a plurality of times per location, the irradiation position on the object T of the pulsed laser beam B4 in each time is the same position.
  • the beam diameter of the pulsed laser beam B4 is preferably about the same as the size S of the internal defect to be detected, for example several hundred ⁇ m.
  • the size of the internal defect here means the size of the internal defect when viewed from the surface of the object T.
  • the defect detection apparatus 200 may include a beam diameter adjusting lens, but it is not essential to include the beam diameter adjusting lens.
  • the pulse width of the pulsed laser beam B4 is preferably 10 ns or more and 1000 ns or less.
  • the raw material powder 303 is melted and the object T is caused to generate ultrasonic waves. be able to.
  • the ultrasonic waves generated in this manner are relatively broadband vibrations. Therefore, even if the natural frequency of the object T differs according to the distance d from the surface of the object T and the size S of the internal defect, the flexural vibration of this natural frequency can be remarkably generated. .
  • Step S15 for measuring vibration The step S15 of measuring the vibration is a step of measuring the vibration of the object based on the ultrasonic waves generated by performing the step S13 of irradiating the pulsed laser beam.
  • the step S15 of measuring the vibration is performed substantially at the same time as the timing of irradiating the pulsed laser beam B4 in the step S13 of irradiating the pulsed laser beam.
  • the detection device 220 causes the vibration measurement device 221 to detect the vibration of the surface of the object T.
  • the laser interferometer 221A or Doppler vibrometer 221B can detect the vibration of the surface of the object T based on ultrasonic waves without contact.
  • the laser interferometer 221A or Doppler vibrometer 221B can detect ultrasound-based surface vibration of the object T without contact.
  • the irradiation position of the pulse laser beam B4 and the irradiation position of the laser beam B3 are the same position.
  • the attitude control of the galvanomirrors 204 and 207 can irradiate the laser beam B3 at the same position as the irradiation position of the pulsed laser beam B4.
  • the vibration of the surface of the object T can be minimized. can be detected.
  • the irradiation position of the pulse laser beam B4 and the irradiation position of the laser beam B3 are the same position, the distance from the irradiation position of the pulse laser beam B4 to the irradiation position of the laser beam B3 It becomes unnecessary to consider the transmission time of the vibration of . As a result, the computational load in step S17 for detecting internal defects, which will be described later, can be reduced.
  • the pulsed laser beam B4 and the laser beam B3 can be coaxially irradiated.
  • the object T has a complicated structure, it is possible to detect the vibration of the surface of the object T while avoiding the laser beam B3 being blocked by a part of the object T.
  • the position of the pulse laser beam B4 and the irradiation position of the laser beam B3 can always be kept at a constant distance by the attitude control of the galvanometer mirrors 204 and 207. This makes it possible to shift the timing of detecting noise due to the irradiation of the pulsed laser beam B4 and the timing of detecting the amplitude at the natural frequency described above, making it easier to detect the amplitude at the natural frequency. Further, in the embodiment shown in FIG.
  • the irradiation position of the pulse laser beam B4 and the irradiation position of the laser beam B3 are irradiated so that the irradiation position of the pulse laser beam B4 and the irradiation position of the laser beam B3 always maintain a constant distance.
  • the irradiation position on the object T of the laser beam B3 from the vibration measuring device 221 is a fixed position set by adjusting the attitude of the mirror 208 in advance. Therefore, since the state of the surface of the target object T irradiated with the laser beam B3 does not change, the vibration of the surface of the target object T can be stably detected. Moreover, in the embodiment shown in FIG. 3, since the attitude control of the second galvanomirror 207 is not required, the calculation load on the control device 230 can be suppressed.
  • the vibration of the surface of the object T may be detected by the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B. Thereby, the presence or absence of an internal defect can be detected without contact.
  • the contact transducer 221t can directly detect the vibration of the surface of the object T based on ultrasonic waves. As a result, the vibration of the surface of the object T can be detected with good sensitivity compared to the case where the vibration of the surface of the object T is detected by the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B without contact.
  • the contact transducer 221t since the contact transducer 221t is installed on the upper surface of the object T, the distance between the irradiation position of the pulse laser beam B4 and the contact transducer 221t can be relatively close, so that the sensitivity is further improved. Vibration on the surface of the object T can be detected. In the embodiment shown in FIG.
  • the contact transducer 221t since the contact transducer 221t is installed on the base plate 301 of the modeling apparatus 300, the contact transducer 221t can be used when the inspection surface of the object T is small or when the object T is complicated. Even if it is difficult to install on the upper surface of the object T, the vibration of the object T can be detected.
  • Step S17 for detecting internal defects is a step of detecting the presence or absence of an internal defect of the object based on the vibration measured in the step S15 of measuring the vibration. That is, the step S17 of detecting an internal defect is a step of detecting the presence or absence of an internal defect in the object T based on the amplitude of a specific frequency component of vibration of the object T based on ultrasonic waves.
  • the arithmetic device 222 detects the presence or absence of an internal defect in the object T as follows.
  • the calculation device 222 uses the irradiation timing of the pulsed laser beam B4 detected by the photodetector 206 as a reference in the time waveform storage memory 222a, and the vibration measurement device 221 detects the vibration within a preset period after the irradiation timing. Vibration information is acquired from the vibration measuring device 221 .
  • the arithmetic unit 222 extracts vibration information necessary for detecting the presence or absence of internal defects from the vibration information acquired from the vibration measuring device 221 as described above, in the extraction unit 222b using a window function.
  • the contents of the processing in the extraction unit 222b using the window function are substantially the same as the contents of the processing in step S7 for detecting internal defects in the first method shown in FIG. 8, so detailed description will be omitted.
  • the extraction unit 222b using a window function sets the irradiation timing of the pulsed laser beam B4 detected by the photodetector 206 to 0 seconds, and extracts vibration information from the irradiation timing until 5.0 ⁇ sec has elapsed.
  • the arithmetic unit 222 performs FFT processing on the vibration information about the first reaching wave extracted as described above, in order to extract the flexural vibration due to the natural frequency.
  • the content of the processing performed by the FFT result analysis unit 222d based on the processing result of the FFT processing described above is the same as the content of the processing in step S7 for detecting internal defects for the first method shown in FIG. Therefore, detailed description is omitted.
  • the defect detection method in the step S17 of detecting internal defects, the shape of the internal defect, the position of the internal defect, the frequency component determined by the material of the object T, etc. It is preferable to detect the presence or absence of internal defects in the object T. This makes it possible to detect the presence or absence of an internal defect in a region of the object T relatively close to the surface.
  • the arithmetic unit 222 cooperates with the control unit 230 to repeat the step S13 of irradiating the pulsed laser beam to the step S17 of detecting the internal defect while shifting the irradiation position of the pulsed laser beam B4. Then, over the entire surface of the object T, the presence or absence of an internal defect in a region relatively close to the surface is detected.
  • the arithmetic unit 222 creates a map showing the relationship between the position on the surface of the object T and the peak value obtained by the FFT result analysis unit 222d in the map creation unit 222e. That is, the map creation unit 222e creates the map by plotting the FFT processing result values in a map.
  • the details of the processing performed by the map generating unit 222e are the same as the processing in step S7 for detecting internal defects in the first method shown in FIG. 8, so detailed description thereof will be omitted.
  • Step S19 of repairing an internal defect when an internal defect is detected in the object T being 3D-modeled by lamination of additive manufacturing, the internal defect is repaired at least immediately above the internal defect in the object T. is a step of melting the portion located at .
  • step S19 of repairing the internal defect is performed when the presence of the internal defect is detected in step S17 of detecting the internal defect. That is, in some embodiments, when an internal defect is detected in an object T that is being 3D-modeled by lamination of additive manufacturing, the internal defect is repaired when forming the next layer at a position directly above the internal defect. The next layer and the layers several layers below the next layer may be melted.
  • step S19 for repairing internal defects should be performed with the output of the pulse laser beam B4 set to be higher than that in normal 3D modeling.
  • the pulsed laser beam B4 is again detected without changing the irradiation position of the pulsed laser beam B4.
  • the internal defect may be repaired by irradiating with a higher output than the output in normal 3D modeling and melting at least the part located directly above the internal defect in the object T (see FIG. 7) .
  • the defect detection method according to the embodiment described above includes step S13 of irradiating a pulsed laser beam, step S15 of measuring vibration, and step S19 of repairing internal defects.
  • the defect detection method according to the above-described embodiment it is possible to generate ultrasonic waves in the object T at the same time as the object T is 3D-printed. can be performed at the same time as the detection of the presence or absence of As a result, the time required for 3D modeling of the target object T and detection of the presence or absence of internal defects in the target object T can be shortened, so a defect detection method suitable for detecting internal defects in the target object T to be 3D modeled can be provided. .
  • the defect detection apparatus 200 can irradiate a laser beam (continuous wave laser beam B1 or pulse laser beam B4) for 3D modeling of the object T, and the object
  • a laser irradiation device 201 capable of irradiating a pulsed laser beam (pulsed laser beam B2 or pulsed laser beam B4) to an object T to generate ultrasonic waves in T is provided.
  • a defect detection device 200 includes an irradiation control device 231 that controls irradiation of laser light.
  • a defect detection apparatus 200 includes a vibration measurement device 221 configured to measure vibrations of an object T based on ultrasonic waves.
  • the defect detection device 200 according to at least one embodiment of the present disclosure is a detection device 220 (calculation device 222 ).
  • the laser beam (continuous wave laser beam B1 or pulsed laser beam B4) for 3D modeling of the object T, and the object T for generating ultrasonic waves in the object T
  • the same laser irradiation device 201 can irradiate the pulsed laser light (pulsed laser light B2 or pulsed laser light B4) to be irradiated to the defect detection device 200 and the 3D modeling device 300
  • the device configuration can be simplified.
  • the defect detection apparatus 200 suitable for detecting internal defects of the object T to be 3D-modeled can be provided.
  • the irradiation control device 231 is configured to irradiate a continuous wave laser beam (continuous wave laser beam B1) for 3D modeling of the object T.
  • the laser irradiation device 201 may be controlled at the same time.
  • a continuous wave laser beam (continuous wave laser beam B1) is used for 3D modeling of the object T, and a pulsed laser beam is used to generate ultrasonic waves in the object T.
  • a pulsed laser beam is used to generate ultrasonic waves in the object T.
  • the irradiation control device 231 controls the laser irradiation device 201 so as to irradiate a pulsed laser beam (pulsed laser beam B4) for 3D modeling of an object. may be controlled.
  • the object 3D modeling of T and detection of the presence or absence of internal defects in the object T can be performed simultaneously.
  • the time required for 3D modeling of the target object T and detection of the presence or absence of internal defects in the target object T can be reduced.
  • a laser beam (continuous wave laser beam B1 or pulsed laser beam B4) for 3D modeling of the object T is scanned.
  • a first galvanomirror 204 may be provided for
  • the vibration measurement device 221 may include either the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B. .
  • the vibration of the object T can be measured without contact.
  • the second galvanomirror 207 for scanning the measurement laser light (laser light B3) from the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B is Be prepared.
  • the laser beam for measurement (laser beam B3) can be scanned, the laser beam for measurement (laser beam B3) can be scanned at the same position as the irradiation position of the pulsed laser beam B2 or pulsed laser beam B4. ) can be irradiated.
  • the vibration measurement device 221 may include either the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B.
  • the control device 231 controls the laser beam (continuous wave laser beam B1 or pulsed laser beam B4) for 3D modeling of the target object T, and the measurement laser beam (laser beam B3) may have a galvanomirror (first galvanomirror 204) for scanning.
  • scanning of the laser beam (continuous wave laser beam B1 or pulse laser beam B4) for 3D modeling of the object T, and measurement from the laser interferometer 221A or the Doppler vibrometer 221B can be performed by controlling the same galvanomirror (first galvanomirror 204).
  • scanning of the laser beam (continuous wave laser beam B1 or pulsed laser beam B4) for 3D modeling of the object T and measurement laser beam (laser beam B3 ) can be simplified as compared with the case where the scanning of .
  • the vibration measurement device 221 includes a contact transducer 221t for measuring vibration of the target T based on ultrasonic waves. may contain.
  • a defect detection method includes a step (S1) of irradiating a laser beam (continuous wave laser beam B1) from a laser irradiation device 201 for 3D modeling of an object T; A step (S3) of irradiating the object T with a pulsed laser beam (pulsed laser beam B2) from the laser irradiation device 201 in order to generate ultrasonic waves in the object T, and vibrating the object T based on the ultrasonic waves.
  • the object T is irradiated with a laser beam (continuous wave laser beam B1) for 3D modeling of the object T and an ultrasonic wave is generated in the object T.
  • a laser beam continuous wave laser beam B1
  • the pulsed laser beam pulsed laser beam B2
  • the number of devices to be controlled can be reduced.
  • the control of the device becomes less complicated, and a defect detection method suitable for detecting internal defects in the object T to be 3D-modeled can be provided.
  • a pulse from the laser irradiation device 201 is applied to the object T.
  • the object T can be 3D-molded and ultrasonic waves can be generated in the object T at the same time. can be performed at the same time.
  • the time required for 3D modeling of the target object T and detection of the presence or absence of internal defects in the target object T can be shortened, so a defect detection method suitable for detecting internal defects in the target object T to be 3D modeled can be provided. .
  • defect detection device 201 laser irradiation device 204 galvanomirror (first galvanomirror) 207 Galvanomirror (second galvanomirror) 220 Detector 221 Vibration measuring device 221A Laser interferometer 221B Doppler vibrometer 221D Data logger 221t Contact transducer 222 Arithmetic device 230 Control device 231 Irradiation control device 232 Galvanomirror control device 300 Modeling device

Abstract

本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出装置は、対象物を３Ｄ造形するためにレーザ光を照射可能であるとともに、対象物中に超音波を発生させるために対象物に対してパルスレーザ光を照射可能であるレーザ照射装置と、レーザ光の照射を制御する照射制御装置と、超音波に基づく対象物の振動を計測するように構成された振動計測装置と、振動計測装置で検出された振動に基づいて対象物の内部欠陥の有無を検出するように構成された検出装置と、を備える。

Description

欠陥検出装置及び欠陥検出方法
　本開示は、欠陥検出装置及び欠陥検出方法に関する。
　本願は、２０２１年５月３１日に日本国特許庁に出願された特願２０２１－０９１２１９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、複雑構造による性能向上を狙いとして、付加造形（ＡＭ：Ａｄｄｉｔｉｖｅ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）技術が着目され、電子ビームやレーザビームを使用した積層造形によって３次元造形物（３Ｄ造形品）を製造する装置が普及している。例えば、特許文献１には、積層造形において、成長部分の温度を監視し、その温度に基づいて照射するビーム出力を調整する装置が開示されている。
特開２０１９－７３７９６号公報
　従来、複雑構造物を構築する際、複数の鋳鍛造品（鋳鍛造部品）を組み立てて構成するのが一般的である。この場合、鋳鍛造品における欠陥（割れ、ひけ巣等）に係る検査は、超音波探傷法、渦流探傷法、放射線透過法等の比較的簡便な方法を、鋳鍛造部品毎に適用することができた。
　しかし、ＡＭ技術を用いた３Ｄ造形品では、金属粉を材料とした一体同時造形の為、中間生成物が無く、欠陥検査は最終形状で行う必要がある。この場合、前述のような簡便な検査方法では、最終形状の外表面から離隔した位置における欠陥評価は困難である。Ｘ線ＣＴの活用による評価も考えられるが、大型な３Ｄ造形品には対応できないという問題がある。
　また、最終形状で欠陥検査を行うため、内部欠陥の存在が判明した場合、再度最初から造形を行うこととなり、手戻りリスクが発生する。
　これらを解決するには、造形中に内部欠陥を検出できることが重要である。特許文献１には、このような内部欠陥の問題を解決するための手法が開示されていない。
　ところで、非接触で内部欠陥を検出する手法として、レーザ超音波法が知られている。レーザ超音波法は、検査対象物の表面にパルスレーザ光を照射することによって検査対象の表面を局所的に加熱し、熱膨張あるいはアブレーション作用によって超音波を発生させ、生じた超音波が検査対象内を伝搬した後、内部欠陥で反射又は散乱し、再び表面へ伝搬してきたものをレーザ干渉計などの検出装置により計測する技術である。
　レーザ超音波法による欠陥検出では、パルスレーザ光を照射した時の欠陥からの反射波を観測する必要がある。しかし、浅い位置にある（表面近傍の）欠陥を検査する場合、入射波による表面振動変位に、欠陥からの反射波が埋もれてしまう。そのため、３Ｄ造形中に発生する表面から浅い位置にある欠陥の検出には適用困難である。
　本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、３Ｄ造形される対象物の内部欠陥の検出に適した欠陥検出装置及び欠陥検出方法を提供することを目的とする。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出装置は、
　対象物を３Ｄ造形するためにレーザ光を照射可能であるとともに、前記対象物中に超音波を発生させるために前記対象物に対してパルスレーザ光を照射可能であるレーザ照射装置と、
　前記レーザ光の照射を制御する照射制御装置と、
　前記超音波に基づく前記対象物の振動を計測するように構成された振動計測装置と、
　前記振動計測装置で検出された前記振動に基づいて前記対象物の内部欠陥の有無を検出するように構成された検出装置と、
を備える。
（２）本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出方法は、
　対象物を３Ｄ造形するためにレーザ照射装置からレーザ光を照射するステップと、
　前記対象物中に超音波を発生させるために前記対象物に対して前記レーザ照射装置からパルスレーザ光を照射するステップと、
　前記超音波に基づく前記対象物の振動を計測するステップと、
　計測された前記振動に基づいて前記対象物の内部欠陥の有無を検出するステップと、
を備える。
（３）本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出方法は、
　対象物を３Ｄ造形すると同時に前記対象物中に超音波を発生させるために、前記対象物に対してレーザ照射装置からパルスレーザ光を照射するステップと、
　前記超音波に基づく前記対象物の振動を計測するステップと、
　計測された前記振動に基づいて前記対象物の内部欠陥の有無を検出するステップと、
を備える。
　本開示の少なくとも一実施形態によれば、３Ｄ造形される対象物の内部欠陥の検出に適した欠陥検出装置及び欠陥検出方法を提供できる。
実施形態に係る造形装置の構成を概略的に示す図である。 実施形態に係る造形装置の構成を概略的に示す図である。 実施形態に係る造形装置の構成を概略的に示す図である。 実施形態に係る造形装置の構成を概略的に示す図である。 実施形態に係る造形装置の構成を概略的に示す図である。 １つ目の方法におけるレーザ光の照射のタイミングチャートである。 ２つ目の方法におけるレーザ光の照射のタイミングチャートである。 １つ目の方法によって３Ｄ造形及び内部欠陥を検出する処理を実施する手順を示したフローチャートである。 対象物の内部欠陥を模式的に示した図である。 内部欠陥を検出するステップにおける処理に係る演算装置の機能ブロックを示す図である。 検出装置から取得した振動の振幅を示すグラフの一例である。 内部欠陥の有無の検出に必要な情報を抽出した後の振動を示すグラフの一例である。 ＦＦＴ処理の処理結果を表すグラフの一例である。 マップ作成部において作成されたマップの一例を示す図である。 ２つ目の方法によって３Ｄ造形及び内部欠陥を検出する処理を実施する手順を示したフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
（欠陥検出装置を備える造形装置の全体構成）
　以下、幾つかの実施形態に係る造形装置３００について説明する。図１から図５は、それぞれの実施形態に係る造形装置３００の構成を概略的に示す図である。なお、図１から図５において、コリメートレンズや集光レンズなどの光学系は省略する。以下の説明では、欠陥検出装置２００を備える造形装置３００について説明するが、欠陥検出装置２００は造形装置３００から独立した装置であってもよい。
　図１から図５に示すように、造形装置３００は、内部欠陥を検出するための欠陥検出装置２００を備える。造形装置３００は、例えば、パウダーベッド方式の付加造形（ＡＭ）を行う装置である。なお、造形装置３００は、ＬＭＤ（Ｌａｓｅｒ　Ｍｅｔａｌ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方式の造形を行う装置であってもよい。
（レーザ照射装置２０１）
　図１から図５に示す実施形態では、レーザ照射装置２０１は、造形装置３００のベースプレート３０１上にパウダーベッド３０２として敷き詰められた原料粉３０３（例えば合金粉）に対して、原料粉を溶融して３Ｄ形状を造形していくための連続発振レーザ光Ｂ１、及び、後述するように、対象物Ｔ中に超音波を発生させるために対象物Ｔに対してパルスレーザ光Ｂ２を照射可能に構成される（図５参照）。なお、以下の説明では、連続発振レーザ光Ｂ１のことを単にレーザ光Ｂ１とも称する。
　また、図１から図５に示す実施形態では、レーザ照射装置２０１は、パルス発振モードを備える事で、原料粉を溶融して３Ｄ形状を造形すると同時に、対象物Ｔ中に超音波を発生させる事も可能である。すなわち、図１から図５に示す実施形態では、レーザ照射装置２０１は、原料粉を溶融して３Ｄ形状を造形すると同時に、対象物Ｔ中に超音波を発生させるためのパルスレーザ光Ｂ４を照射可能に構成されていてもよい。
　すなわち、図１から図５に示す実施形態では、造形装置３００における３Ｄ造形用のレーザ照射装置２０１を対象物Ｔ中に超音波を発生させるためのパルスレーザ光Ｂ２、Ｂ４の照射装置としても利用している。図１から図５に示す実施形態では、レーザ照射装置２０１は、造形装置３００の構成要素であるとともに、欠陥検出装置２００の構成要素でもある。
（第１ガルバノミラー２０４）
　図１から図５に示す実施形態では、造形装置３００は、ガルバノミラー（第１ガルバノミラー）２０４を備えており、連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４の向きを変えてパウダーベッド３０２上を走査させることができる。すなわち、図１から図５に示す実施形態では、欠陥検出装置２００は、対象物Ｔを３Ｄ造形するための連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４を走査するための第１ガルバノミラー２０４を備える。
　なお、図１から図５に示す実施形態では、第１ガルバノミラー２０４は、パルスレーザ光Ｂ２も走査できる。したがって、図１から図５に示す実施形態では、第１ガルバノミラー２０４は、パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４を走査することで、対象物Ｔ中に超音波を発生させる起点となる位置（超音波励振点）を変更できる。
　図１から図５に示す実施形態によれば、レーザ照射装置２０１自体を移動させる必要がないので、連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４の走査を行うための機構を小型化できる。
　幾つかの実施形態に係る造形装置３００では、第１ガルバノミラー２０４によって連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４を走査させることで、任意のＣＡＤに基づいた形状に沿って連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４を照射できる。これにより、レーザ照射装置２０１は、原料粉３０３を溶融固化させて、対象物Ｔを３Ｄ造形する。
　図１から図５に示す実施形態では、欠陥検出装置２００は、上述したように、対象物を３Ｄ造形するために連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４を照射可能であるとともに、対象物Ｔ中に超音波を発生させるために対象物Ｔに対してパルスレーザ光Ｂ２を照射可能であるレーザ照射装置２０１を備える。
（欠陥検出装置２００）
　図１から図５に示す実施形態では、欠陥検出装置２００は、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するように構成された検出装置２２０と、これらを制御するように構成された制御装置２３０とを備える。
　図１から図５に示す実施形態では、検出装置２２０は、超音波に基づく対象物Ｔの振動を計測するように構成された振動計測装置２２１と、振動計測装置２２１で検出された振動に基づいて対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するように構成された演算装置２２２とを備える。
（振動計測装置２２１）
　図１から図３に示す実施形態では、振動計測装置２２１は、例えば、レーザ干渉計２２１Ａであってもよい。この場合、振動計測装置２２１は、レーザ光Ｂ３を対象物Ｔに照射して、その反射光を受光して対象物Ｔの表面の振動、すなわち変位を計測するように構成される。
　図１から図３に示す実施形態では、レーザ干渉計を備える構成に代えて、ドップラ振動計２２１Ｂを備えていてもよい。すなわち、振動計測装置２２１は、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂの何れか一方を含んでいてもよい。
　図４及び図５に示す実施形態では、振動計測装置２２１は、レーザ干渉計２２１Ａ等の非接触式の検出装置に代えて、対象物Ｔに直接接触させて使用することで振動を検出する探触子である接触式トランスデューサ２２１ｔと、データロガー２２１Ｄとによって構成されていてもよい。すなわち、振動計測装置２２１は、超音波に基づく対象物Ｔの振動を計測するための接触式トランスデューサ２２１ｔを含んでいてもよい。
　なお、図４に示すように、接触式トランスデューサ２２１ｔは、対象物Ｔの上面に設置してもよい。
　また、図５に示すように、接触式トランスデューサ２２１ｔは、造形装置３００のベースプレート３０１に設置してもよい。
（演算装置２２２）
　図１から図５に示す実施形態では、演算装置２２２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）等から構成される。図１から図５に示す実施形態では、演算装置２２２は、例えば、ＲＯＭ又はＲＡＭに記憶されているプログラムを実行することにより、対象物Ｔの振動における特定の周波数成分に基づいて、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するように構成される。内部欠陥は、空隙など表面からは見えない内部の造形不良である。
　図１から図５に示す実施形態では、演算装置２２２は、次の各機能ブロックを備える。受信した超音波波形を蓄積する「時間波形蓄積メモリ」、超音波波形に窓関数を掛けて任意の波形を取り出す「窓関数による抽出部」、抽出した波形に対してＦＦＴ処理を行う「ＦＦＴ処理部」、ＦＦＴ処理結果を分析する「ＦＦＴ結果分析部」、ＦＦＴ処理結果値をマップ状にプロットする「計測結果マップ作成部」。ＦＦＴ結果分析部は、周波数成分の総和、ある周波数範囲の最大振幅値、ある周波数のＦＦＴ振幅値、などを抽出する。
　図１から図５に示す実施形態では、欠陥検出装置２００は、例えば、フォトディテクタ２０６を備えていてもよい。フォトディテクタ２０６は、パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４が対象物Ｔに照射されたタイミングを検出するためのものであり、検出信号が演算装置２２２に入力されるように構成されている。
　図１に示す実施形態では、第１ガルバノミラー２０４によって、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからのレーザ光Ｂ３の向きを変えてパウダーベッド上を走査させること、及び、対象物Ｔの表面で反射したレーザ光Ｂ３を次に述べるハーフミラー２０５に導くことができる。
　図１に示す実施形態では、欠陥検出装置２００は、ハーフミラー２０５を備えている。この場合、図１に示すように、ハーフミラー２０５を介して連続発振レーザ光Ｂ１及びパルスレーザ光Ｂ２、又はパルスレーザ光Ｂ４と、レーザ光Ｂ３とを第１ガルバノミラー２０４に入射させ、連続発振レーザ光Ｂ１及びパルスレーザ光Ｂ２、又はパルスレーザ光Ｂ４と、レーザ光Ｂ３との向きを変えるように構成することができる。かかる構成によれば、パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４の照射位置と同じ位置にレーザ光Ｂ３を照射する場合に適している。
　なお、欠陥検出装置２００は、ハーフミラー２０５を備えていない構成であってもよい。例えば、欠陥検出装置２００は、ハーフミラー２０５の代わりにビームスプリッタを備えていてもよい。欠陥検出装置２００は、ハーフミラー２０５及びビームスプリッタを備えていない構成であってもよく、例えば図２に示すように、連続発振レーザ光Ｂ１及びパルスレーザ光Ｂ２、又はパルスレーザ光Ｂ４と、レーザ光Ｂ３とをそれぞれ独立して走査可能に構成されていてもよい。
（第２ガルバノミラー２０７）
　図２に示す実施形態では、欠陥検出装置２００は、第１ガルバノミラー２０４とは異なるガルバノミラー（第２ガルバノミラー）２０７を備えている。第２ガルバノミラー２０７は、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからの計測用のレーザ光を走査するためのガルバノミラーである。
　図２に示す実施形態では、第１ガルバノミラー２０４によって連続発振レーザ光Ｂ１及びパルスレーザ光Ｂ２、又はパルスレーザ光Ｂ４の向きを変えてパウダーベッド上を走査させることができ、第２ガルバノミラー２０７によってレーザ光Ｂ３の向きを変えてパウダーベッド上を走査させることができる。
　図２に示す実施形態によれば、計測用のレーザ光Ｂ３を走査できるので、パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４の照射位置と同じ位置にレーザ光Ｂ３を照射することもできる。
　図３に示す実施形態では、欠陥検出装置２００は、レーザ光Ｂ３を反射させるためのミラー２０８を備えている。図３に示す実施形態では、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからのレーザ光Ｂ３の対象物Ｔにおける照射位置は、予めミラー２０８の姿勢を調節することで設定された固定位置である。
（制御装置２３０）
　図１から図５に示す実施形態では、制御装置２３０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成される。制御装置２３０は、例えば、ＲＯＭ又はＲＡＭに記憶されているプログラムを実行することにより、装置全体の動作を制御する。また、制御装置２３０は、ＲＯＭ又はＲＡＭに各種データ（例えば、対象物Ｔの設計情報等）を記憶する。
　図１から図５に示す実施形態では、制御装置２３０は、連続発振レーザ光Ｂ１及びパルスレーザ光Ｂ２、又はパルスレーザ光Ｂ４の照射を制御する照射制御装置２３１と、上述した第１ガルバノミラー２０４及び第２ガルバノミラー２０７を制御するガルバノミラー制御装置２３２とを含んでいる。
　照射制御装置２３１は、制御装置２３０における上述したＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等とは異なるＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成されていてもよく、制御装置２３０における機能ブロックの一部として構成されていてもよい。
　同様に、ガルバノミラー制御装置２３２は、制御装置２３０における上述したＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等とは異なるＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成されていてもよく、制御装置２３０における機能ブロックの一部として構成されていてもよい。
　上述したように、幾つかの実施形態に係る欠陥検出装置２００は、レーザ照射装置２０１と、照射制御装置２３１と、振動計測装置２２１と、検出装置２２０（演算装置２２２）とを備える。
　これにより、対象物を３Ｄ造形するためにレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）と、対象物Ｔ中に超音波を発生させるために対象物Ｔに対して照射するパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４）とを、同じレーザ照射装置２０１で照射できるので、欠陥検出装置２００、及び、３Ｄ造形装置３００の装置構成を簡素化できる。これにより、３Ｄ造形される対象物Ｔの内部欠陥の検出に適した欠陥検出装置２００を提供できる。
　上述したように、幾つかの実施形態に係る欠陥検出装置２００では、照射制御装置２３１は、対象物Ｔを３Ｄ造形するためにパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ４）を照射するようにレーザ照射装置２０１を制御するようにしてもよい。
　上述したように、対象物Ｔを３Ｄ造形するためにパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ４）を照射することで対象物Ｔ中に超音波を発生させるようにすれば、対象物Ｔの３Ｄ造形と対象物Ｔの内部欠陥の有無の検出とを同時に実施できる。これにより、対象物Ｔの３Ｄ造形と対象物Ｔの内部欠陥の有無の検出とに要する時間を短縮できる。
　上述したように、幾つかの実施形態に係る欠陥検出装置２００では、照射制御装置２３１は、対象物Ｔを３Ｄ造形するために連続発振されたレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１）を照射するようにレーザ照射装置２０１を制御するようにしてもよい。
　対象物Ｔを３Ｄ造形するために連続発振されたレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１）を用い、対象物Ｔ中に超音波を発生させるためにパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ２）を用いるようにすることで、対象物Ｔの３Ｄ造形する場合と、対象物Ｔ中に超音波を発生させる場合のそれぞれで、より適した条件でレーザ光を照射できる。
　図１に示すように、一実施形態に係る欠陥検出装置２００では、振動計測装置２２１は、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂの何れか一方を含むとよく、照射制御装置２３１は、対象物Ｔを３Ｄ造形するためのレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）、及び、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからの計測用のレーザ光（レーザ光Ｂ３）を走査するためのガルバノミラー（第１ガルバノミラー２０４）を有するとよい。
　図１に示すように、一実施形態に係る欠陥検出装置２００によれば、対象物Ｔを３Ｄ造形するためのレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）の走査と、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからの計測用のレーザ光（レーザ光Ｂ３）の走査とを、同じガルバノミラー（第１ガルバノミラー２０４）の制御により実施できる。これにより、対象物Ｔを３Ｄ造形するためのレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）の走査と、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからの計測用のレーザ光（レーザ光Ｂ３）の走査とを別々のガルバノミラーで実施する場合と比べて、欠陥検出装置２００を簡素化できる。
（欠陥検出方法）
　以下、幾つかの実施形態に係る欠陥検出方法について説明する。以下に説明する欠陥検出方法は、制御装置２３０の制御処理によって自動的に実行されてもよいし、一部の手順については制御装置２３０ではなくユーザの手動操作によって実行されてもよい。一実施形態に係る欠陥検出方法は、例えば、パウダーベッド方式の付加造形（ＡＭ）に適用される。なお、欠陥検出方法は、ＬＭＤ方式等の他の方法で造形する場合の対象物に適用することも可能である。
　例えば、対象物Ｔにおける比較的表面から近い領域における内部欠陥の有無を検出する方法として、パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４を照射して対象物Ｔ中に超音波を発生させ、この超音波に基づく対象物Ｔの振動における特定の周波数成分に基づいて、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出できる。
　なお、対象物Ｔにパルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４を照射することで、対象物Ｔに縦振動を生じさせ、対象物Ｔの表面と内部欠陥との間で発生する縦振動の共振の有無に基づいて、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出することもできる。
　すなわち、対象物Ｔにおける比較的表面から近い領域において内部欠陥が存在する場合、対象物Ｔの表面から検出すべき内部欠陥までの深さによって縦振動の共振周波数が変化する。この共振周波数に対応するようにパルスレーザの繰り返し周波数を設定してパルスレーザを繰り返し照射することで、縦振動の共振を発生させ、対象物Ｔの表面の振動が大きくなることが検出できれば内部欠陥が存在すると推定できる。
　なお、このような縦振動の共振は、対象物Ｔにおける比較的表面から近い領域において内部欠陥が存在する場合に対象物Ｔに発生するたわみ振動と比べると振幅が小さく、且つ、周波数が高い。したがって、上記のような縦振動の共振は、ノイズに埋もれて検出し難い傾向にある。
　そのため、対象物Ｔにおける以下のようなたわみ振動を利用すれば、対象物Ｔにおける内部欠陥を検出し易くなる。
　例えば、対象物Ｔにおける比較的表面から近い領域において内部欠陥が存在する場合、内部欠陥の存在位置、すなわち対象物Ｔの表面からの距離や、内部欠陥の大きさに応じた固有振動数を有するたわみ振動が発生する。この固有振動数における振幅を抽出し、該振幅の大きさに基づいて、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出できる。
　そこで、幾つかの実施形態に係る欠陥検出方法では、以下のようにして対象物Ｔにおける内部欠陥を検出するようにしている。
　なお、後述する内部欠陥を検出する処理は、例えば、次の２通りの実施方法がある。
　１つ目の方法では、内部欠陥を検出する処理は、付加造形によって３Ｄ造形する場合において、１層毎に実施する。但し、必ずしも１層でなく、複数の層が積層されるごとでもよい。１層の厚さは、材質毎に異なるが、一般的には５０μｍ～１００μｍである。「複数の層」とは、例えば、５層のように任意の数に設定される。
　図６は、１つ目の方法におけるレーザ光の照射のタイミングチャートである。この方法では、連続発振された連続発振レーザ光Ｂ１を照射することで１層分又は複数の層分の３Ｄ造形を行った後、パルスレーザ光Ｂ２を照射することで対象物Ｔ中に超音波を発生させ、この超音波に基づく対象物Ｔの振動を計測して、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出する。
　２つ目の方法では、対象物Ｔを３Ｄ造形すると同時に対象物Ｔ中に超音波を発生させるために、対象物Ｔに対してパルスレーザ光Ｂ４を照射する。
　図７は、２つ目の方法におけるレーザ光の照射のタイミングチャートである。すなわち、２つ目の方法では、パルスレーザ光Ｂ４を照射する度に対象物Ｔを３Ｄ造形しつつ、対象物Ｔ中に超音波を発生させ、この超音波に基づく対象物Ｔの振動を計測して、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出する。
　このように、幾つかの実施形態に係る欠陥検出方法では、付加造形によって３Ｄ造形される途中の対象物Ｔについて内部欠陥の有無を検出するとよい。３Ｄ造形途中で、内部欠陥を検出するため、大きな手戻りが発生するリスクを軽減することができる。
　なお、幾つかの実施形態に係る欠陥検出装置２００で実施される欠陥検出方法は、上述した２通りの方法に限定されない。他のレーザー超音波計測法も同様に適用可能である。
　例えば、レーザー光を照射した際に、内部欠陥からの反射波を直接観測する方法（反射法）、内部欠陥の有無による透過波の有無を観測する方法（透過法）、表面近傍等を表面に沿って伝播する超音波の経路上に内部欠陥がある場合の音速やゲインの差異を検出する方法（ガイド波法）なども同様に適用できる。
（１層分又は複数の層分の３Ｄ造形後、内部欠陥の有無を検出する場合）
　図８は、上述した１つ目の方法によって３Ｄ造形及び内部欠陥を検出する処理を実施する手順を示したフローチャートである。
　図８に示した欠陥検出方法は、レーザ光を照射するステップＳ１と、パルスレーザ光を照射するステップＳ３と、振動を計測するステップＳ５と、内部欠陥を検出するステップＳ７と、内部欠陥を修復するステップＳ９とを備えている。
　図９は、対象物Ｔの内部欠陥を模式的に示した図である。本図において欠陥は空隙の場合を示している。但し、欠陥には図示しない割れ、融合不良など、その他の表面からは見えない内部造形不良の形態も含む。
（レーザ光を照射するステップＳ１）
　レーザ光を照射するステップＳ１は、対象物Ｔを３Ｄ造形するためにレーザ照射装置２０１から連続発振レーザ光Ｂ１を照射するステップである。
　レーザ光を照射するステップＳ１では、制御装置２３０は、連続発振された連続発振レーザ光Ｂ１を照射することで１層分又は複数の層分の３Ｄ造形を行うように各部を制御する。すなわち、レーザ光を照射するステップＳ１では、照射制御装置２３１は、連続発振されたレーザ光Ｂ１を照射するようにレーザ照射装置２０１を制御する。また、レーザ光を照射するステップＳ１では、ガルバノミラー制御装置２３２は、１層分又は複数の層分の３Ｄ造形を行うように第１ガルバノミラー２０４を制御する。
（パルスレーザ光を照射するステップＳ３）
　パルスレーザ光を照射するステップＳ３は、対象物Ｔ中に超音波を発生させるために対象物Ｔに対してレーザ照射装置２０１からパルスレーザ光Ｂ２を照射するステップである。
　パルスレーザ光を照射するステップＳ３では、パルスレーザ光Ｂ２を対象物Ｔに照射し、パルスレーザ光Ｂ２が照射された部位の急激な熱膨張と収縮により超音波を発生させる。
　パルスレーザ光を照射するステップＳ３では、制御装置２３０は、対象物Ｔ中に超音波を発生させるためのパルスレーザ光Ｂ２を照射するように各部を制御する。すなわち、パルスレーザ光を照射するステップＳ３では、照射制御装置２３１は、パルスレーザ光Ｂ２を照射するようにレーザ照射装置２０１を制御する。また、パルスレーザ光を照射するステップＳ３では、ガルバノミラー制御装置２３２は、内部欠陥の有無を検出しようとする位置に対してパルスレーザ光Ｂ２が照射されるように第１ガルバノミラー２０４を制御する。
　パルスレーザ光を照射するステップＳ３におけるパルスレーザ光Ｂ２の照射回数は、１回であるが、複数回であってもよい。なお、パルスレーザ光Ｂ２の対象物Ｔにおける照射位置は、パルスレーザ光Ｂ２の照射期間中、不動である。また、パルスレーザ光Ｂ２の照射回数が複数回であっても、各回におけるパルスレーザ光Ｂ２の対象物Ｔにおける照射位置は同一の位置である。
　パルスレーザ光Ｂ２のビーム径は、検出しようとする内部欠陥の大きさＳと同程度であるとよく、例えば数百μｍである。ここでいう内部欠陥の大きさとは、内部欠陥を対象物Ｔの表面から見たときの大きさのことである。なお、パルスレーザ光Ｂ２のビーム径を上記の大きさに設定するために、欠陥検出装置２００はビーム径調整レンズを備えていてもよいが、ビーム径調整レンズを備えることは必須ではない。
　パルスレーザ光Ｂ２のパルス幅は、１０ｎ秒以上１０００ｎ秒以下であるとよい。
　パルスレーザ光を照射するステップＳ３において、上述したような照射条件でパルスレーザ光Ｂ２を対象物Ｔに照射することで、対象物Ｔに超音波を発生させることができる。
　このようにして発生した超音波は、比較的広帯域の振動である。そのため、対象物Ｔの表面からの距離ｄや内部欠陥の大きさＳに応じて対象物Ｔの固有振動数が異なっていても、この固有振動数のたわみ振動が卓越して発生させることができる。
（振動を計測するステップＳ５）
　振動を計測するステップＳ５は、パルスレーザ光を照射するステップＳ３を実施することで発生した超音波に基づく対象物Ｔの振動を計測するステップである。
　振動を計測するステップＳ５は、パルスレーザ光を照射するステップＳ３でパルスレーザ光Ｂ２を照射したタイミングと同時に実施される。
　振動を計測するステップＳ５では、検出装置２２０は、対象物Ｔの表面の振動を振動計測装置２２１に検出させる。
　図１、図２、及び図３に示す実施形態では、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂによって超音波に基づく対象物Ｔの表面の振動を非接触で検出できる。
　図１、図２、及び図３に示す実施形態では、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂによって超音波に基づく対象物Ｔの表面の振動を非接触で検出できる。
　図１に示す実施形態では、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置とが同じ位置となる。また、図２に示す実施形態では、ガルバノミラー２０４、２０７の姿勢制御によって、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置と同じ位置にレーザ光Ｂ３を照射することができる。
　超音波励振点と、受信点の近接化が可能になる為、これにより、対象物Ｔの検査面が小さい場合や、対象物Ｔが複雑な場合であっても、対象物Ｔの表面の振動を検出できる。
　また、図１及び図２に示す実施形態において、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置とが同じ位置であれば、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置からレーザ光Ｂ３の照射位置までの振動の伝達時間を考慮しなくてもよくなる。これにより、後述する内部欠陥を検出するステップＳ７における演算負荷を低減できる。
　図１に示す実施形態では、パルスレーザ光Ｂ２とレーザ光Ｂ３とを同軸で照射できる。これにより、対象物Ｔが複雑な構造であっても、レーザ光Ｂ３が対象物Ｔの一部によって遮られることを回避して対象物Ｔの表面の振動を検出できる。
　図２に示す実施形態では、ガルバノミラー２０４、２０７の姿勢制御によって、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置とが常に一定の距離を保つように照射することができる。これにより、パルスレーザ光Ｂ２の照射によるノイズが検出されるタイミングと、上述した固有振動数での振幅が検出されるタイミングとをずらすことができ、固有振動数での振幅を検出し易くなる。また、図２に示す実施形態では、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置とが常に一定の距離を保つように照射することにより、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置との距離が変化する場合と比べて、後述する内部欠陥を検出するステップＳ７における演算負荷を低減できる。
　図３に示す実施形態では、上述したように、振動計測装置２２１からのレーザ光Ｂ３の対象物Ｔにおける照射位置は、予めミラー２０８の姿勢を調節することで設定された固定位置である。そのため、レーザ光Ｂ３の対象物Ｔにおける照射位置の表面の状態が不変であるため、対象物Ｔの表面の振動を安定して検出できる。
　また、図３に示す実施形態では、第２ガルバノミラー２０７の姿勢制御を行わなくてもよくなるので、制御装置２３０における演算負荷を抑制できる。
　このように、幾つかの実施形態に係る欠陥検出方法において、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂによって対象物Ｔの表面の振動を検出するようにしてもよい。
　これにより、内部欠陥の有無を非接触で検出することができる。
　図４及び図５に示す実施形態では、接触式トランスデューサ２２１ｔによって超音波に基づく対象物Ｔの表面の振動を直接検出できる。これにより、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂに対象物Ｔの表面の振動を非接触で検出する場合と比べて、良好な感度で対象物Ｔの表面の振動を検出できる。
　図４に示す実施形態では、接触式トランスデューサ２２１ｔを対象物Ｔの上面に設置するので、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置と接触式トランスデューサ２２１ｔとの距離を比較的接近できるので、さらに良好な感度で対象物Ｔの表面の振動を検出できる。
　図５に示す実施形態では、接触式トランスデューサ２２１ｔを造形装置３００のベースプレート３０１に設置するので、対象物Ｔの検査面が小さい場合や、対象物Ｔが複雑な場合等、接触式トランスデューサ２２１ｔを対象物Ｔの上面に設置することが困難な場合であっても、対象物Ｔの振動を検出できる。
（内部欠陥を検出するステップＳ７）
　内部欠陥を検出するステップＳ７は、振動を計測するステップＳ５で計測された振動に基づいて対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するステップである。すなわち、内部欠陥を検出するステップＳ７は、超音波に基づく対象物Ｔの振動の特定の周波数成分の振幅に基づいて、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するステップである。
　図１０は、内部欠陥を検出するステップＳ７における後述する処理に係る演算装置２２２の機能ブロックを示す図である。演算装置２２２は、時間波形蓄積メモリ２２２ａ、窓関数による抽出部２２２ｂ、ＦＦＴ処理部２２２ｃ、ＦＦＴ結果分析部２２２ｄ、マップ作成部（計測結果マップ作成部）２２２ｅの各機能ブロックを仮想的に有している。
　内部欠陥を検出するステップＳ７では、演算装置２２２は、次のようにして対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出する。
　まず、演算装置２２２は、時間波形蓄積メモリ２２２ａにて、フォトディテクタ２０６で検出したパルスレーザ光Ｂ２の照射タイミングを基準として、該照射タイミング以降の予め設定された期間内に振動計測装置２２１で検出した振動の情報を振動計測装置２２１から取得する。
　図１１Ａは、上述のようにして振動計測装置２２１から取得した振動の振幅を示すグラフの一例である。
　次いで、演算装置２２２は、窓関数による抽出部２２２ｂにて、上述のようにして振動計測装置２２１から取得した振動の情報から、内部欠陥の有無の検出に必要な振動の情報を抽出する。
　図１１Ｂは、内部欠陥の有無の検出に必要な情報を抽出した後の振動を示すグラフの一例である。
　具体的には、窓関数による抽出部２２２ｂは、上述のようにして振動計測装置２２１から取得した振動の情報から、第１到達波についての振動の情報を抽出する。すなわち、窓関数による抽出部２２２ｂは、上述のようにして振動計測装置２２１から取得した振動の情報から、第１到達波を検出した期間に相当する振動の情報を抽出する。図１１Ｂに示す例では、窓関数による抽出部２２２ｂは、上述のようにして振動計測装置２２１から取得した振動の情報から、フォトディテクタ２０６で検出したパルスレーザ光Ｂ２の照射タイミングを０秒として、該照射タイミング以降、５．０μ秒経過時までの振動の情報を抽出する。
　なお、上述した第１到達波についての振動の情報の抽出方法は一例であり、他の方法で第１到達波についての振動の情報を抽出してもよい。
　また、窓関数による抽出部２２２ｂは、該照射タイミング以降、５．０μ秒経過時までの振動の情報を抽出する際、パルスレーザ光Ｂ２の照射によるノイズを除くべく、該照射タイミング以降、所定の期間の振動の情報は取得対象から外す。図１１Ｂに示す例では、演算装置２２２は、該照射タイミング以降、０．５μ秒経過時までの振動の情報は取得しない。
　上述のようにして抽出した第１到達波についての振動の情報には、対象物Ｔの表面近傍の内部欠陥の存在に起因した固有周波数によるたわみ振動と、表面波成分とを含んでいる。そこで、演算装置２２２は、ＦＦＴ処理部２２２ｃにて、該固有周波数によるたわみ振動を抽出すべく、上述のようにして抽出した第１到達波についての振動の情報に対してＦＦＴ（Ｆａｓｔ　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）処理を行う。
　図１１Ｃは、ＦＦＴ処理の処理結果を表すグラフの一例である。
　対象物Ｔにおける比較的表面から近い領域において内部欠陥が存在する場合、比較的低い周波数の範囲内で卓越している周波数成分の振幅が発生する。この周波数の範囲は、内部欠陥の形状、内部欠陥の位置、対象物Ｔの材質等によって決まるが、例えば０．５ＭＨｚ以上５．０ＭＨｚ以下の範囲となることがある。
　そこで、ＦＦＴ結果分析部２２２ｄは、上述したＦＦＴ処理の処理結果において、上述したような比較的低い周波数の範囲内の振幅のピークを検出し、そのピーク値を取得する。ＦＦＴ結果分析部２２２ｄは、該ピーク値が予め設定された閾値を超えている場合、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置の直下に内部欠陥が存在していると判断する。
　図１１Ｃに示す例では、１．２０ＭＨｚにおいて比較的大きな振幅のピークが認められる。
　なお、ＦＦＴ結果分析部２２２ｄは、ＦＦＴ処理部２２２ｃにおけるＦＦＴ処理の結果の総和や、特定の周波数の時のＦＦＴ振幅値等に基づいて内部欠陥の有無を判断するようにしてもよい。
　このように、上述した一実施形態に係る欠陥検出方法において、内部欠陥を検出するステップＳ７では、内部欠陥の形状、内部欠陥の位置、対象物Ｔの材質等によって決まる周波数成分に基づいて、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するとよい。
　これにより、対象物Ｔにおける比較的表面から近い領域における内部欠陥の有無を検出できる。
　なお、演算装置２２２は、制御装置２３０と協働して、パルスレーザ光Ｂ２の照射位置をずらしながら、上述したレーザ光を照射するステップＳ１から内部欠陥を検出するステップＳ７を繰り返し実施することで、対象物Ｔの表面の全面に亘り、比較的表面から近い領域における内部欠陥の有無を検出する。
　演算装置２２２は、マップ作成部２２２ｅにて、対象物Ｔの表面上の位置と、ＦＦＴ結果分析部２２２ｄが取得した上記ピーク値との関係を示すマップを作成する。すなわち、マップ作成部２２２ｅは、ＦＦＴ処理結果値をマップ状にプロットすることで上記マップを作成する。
　図１２は、マップ作成部２２２ｅにおいて作成された上記マップの一例を示す図である。図１２に示すマップでは、上記ピーク値の分布を上記ピーク値に応じた濃度で表している。例えば図１２に示すマップでは、破線で囲んだ位置において内部欠陥が存在していることが推認できる。
　なお、マップ作成部２２２ｅは、ＦＦＴ結果分析部２２２ｄがＦＦＴ処理部２２２ｃにおけるＦＦＴ処理の結果の総和を取得した場合には、この総和と、対象物Ｔの表面上の位置との関係を示すマップを作成する。
　また、マップ作成部２２２ｅは、ＦＦＴ結果分析部２２２ｄが特定の周波数のＦＦＴ振幅値を取得した場合には、このＦＦＴ振幅値と、対象物Ｔの表面上の位置との関係を示すマップを作成する。
（内部欠陥を修復するステップＳ９）
　内部欠陥を修復するステップＳ９は、付加造形の積層によって３Ｄ造形される造形中の対象物Ｔについて内部欠陥を検出した場合に、内部欠陥の直上位置で次層を形成するときに内部欠陥を修復するように次層と次層の数層下の層までを溶融するステップである。
　幾つかの実施形態に係る欠陥検出方法では、内部欠陥を検出するステップＳ７において内部欠陥の存在が検出された場合に内部欠陥を修復するステップＳ９を実施する。
　すなわち、幾つかの実施形態では、付加造形の積層によって３Ｄ造形される造形中の対象物Ｔについて内部欠陥を検出した場合に、内部欠陥の直上位置で次層を形成するときに内部欠陥を修復するように次層と次層の数層下の層までを溶融してもよい。「次層と次層の数層下の層までを溶融する」とは、内部欠陥の上に位置する上層とともに内部欠陥を含む層を溶融することを意味する。
　例えば、図６に示す、左から２番目の３Ｄ造形（レーザ光を照射するステップＳ１）の際に内部欠陥が生じ、その後の内部欠陥を検出するステップＳ７において内部欠陥の存在が検出された場合、次の３Ｄ造形である左から３番目の３Ｄ造形（レーザ光を照射するステップＳ１）の際に、連続発振レーザ光Ｂ１の出力を通常の３Ｄ造形における出力よりも大きくして、３Ｄ造形（内部欠陥を修復するステップＳ９）を行うとよい。
　上述した一実施形態に係る欠陥検出方法は、レーザ光を照射するステップＳ１と、パルスレーザ光を照射するステップＳ３と、振動を計測するステップＳ５と、内部欠陥を検出するステップＳ７と、を備える。
　これにより、対象物Ｔを３Ｄ造形するためにレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）と、対象物Ｔ中に超音波を発生させるために対象物Ｔに対して照射するパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４）とを、同じレーザ照射装置２０１で照射できるので、制御対象の装置を少なくすることができる。これにより、装置の制御が煩雑になり難くなるので、３Ｄ造形される対象物Ｔの内部欠陥の検出に適した欠陥検出方法を提供できる。
（対象物Ｔを３Ｄ造形しつつ内部欠陥の有無を検出する場合）
　図１３は、上述した２つ目の方法によって３Ｄ造形及び内部欠陥を検出する処理を実施する手順を示したフローチャートである。
　図１３に示した欠陥検出方法は、パルスレーザ光を照射するステップＳ１３と、振動を計測するステップＳ１５と、内部欠陥を検出するステップＳ１７と、内部欠陥を修復するステップＳ１９とを備えている。
（パルスレーザ光を照射するステップＳ１３）
　パルスレーザ光を照射するステップＳ１３は、対象物Ｔを３Ｄ造形すると同時に対象物Ｔ中に超音波を発生させるために、対象物Ｔに対してレーザ照射装置２０１からパルスレーザ光Ｂ４を照射するステップである。
　パルスレーザ光を照射するステップＳ１３では、パルスレーザ光Ｂ４をパウダーベッドに照射し、パルスレーザ光Ｂ４の照射による３Ｄ造形を行うとともに、パルスレーザ光Ｂ４が照射された部位の急激な熱膨張と収縮により超音波を発生させる。
　パルスレーザ光を照射するステップＳ１３では、制御装置２３０は、対象物Ｔを３Ｄ造形すると同時に対象物Ｔ中に超音波を発生させるためのパルスレーザ光Ｂ４を照射するように各部を制御する。すなわち、パルスレーザ光を照射するステップＳ１３では、照射制御装置２３１は、パルスレーザ光Ｂ４を照射するようにレーザ照射装置２０１を制御する。また、パルスレーザ光を照射するステップＳ１３では、ガルバノミラー制御装置２３２は、３Ｄ造形及び内部欠陥の有無を検出しようとする位置に対してパルスレーザ光Ｂ４が照射されるように第１ガルバノミラー２０４を制御する。
　パルスレーザ光を照射するステップＳ１３におけるパルスレーザ光Ｂ４の照射回数は、３Ｄ造形及び内部欠陥の有無を検出しようとする位置の１カ所につき１回であるが、複数回であってもよい。なお、パルスレーザ光Ｂ４の対象物Ｔにおける照射位置は、パルスレーザ光Ｂ４の照射期間中、不動である。また、パルスレーザ光Ｂ４の照射回数が上記１カ所につき複数回であっても、各回におけるパルスレーザ光Ｂ４の対象物Ｔにおける照射位置は同一の位置である。
　パルスレーザ光Ｂ４のビーム径は、検出しようとする内部欠陥の大きさＳと同程度であるとよく、例えば数百μｍである。ここでいう内部欠陥の大きさとは、内部欠陥を対象物Ｔの表面から見たときの大きさのことである。なお、パルスレーザ光Ｂ４のビーム径を上記の大きさに設定するために、欠陥検出装置２００はビーム径調整レンズを備えていてもよいが、ビーム径調整レンズを備えることは必須ではない。
　パルスレーザ光Ｂ４のパルス幅は、１０ｎ秒以上１０００ｎ秒以下であるとよい。
　パルスレーザ光を照射するステップＳ１３において、上述したような照射条件でパルスレーザ光Ｂ４を対象物Ｔに照射することで、原料粉３０３を溶融すること、及び、対象物Ｔに超音波を発生させることができる。
　このようにして発生した超音波は、比較的広帯域の振動である。そのため、対象物Ｔの表面からの距離ｄや内部欠陥の大きさＳに応じて対象物Ｔの固有振動数が異なっていても、この固有振動数のたわみ振動を卓越して発生させることができる。
（振動を計測するステップＳ１５）
　振動を計測するステップＳ１５は、パルスレーザ光を照射するステップＳ１３を実施することで発生した超音波に基づく対象物の振動を計測するステップである。
　振動を計測するステップＳ１５は、パルスレーザ光を照射するステップＳ１３でパルスレーザ光Ｂ４を照射したタイミングと略同時期に実施される。
　振動を計測するステップＳ１５では、検出装置２２０は、対象物Ｔの表面の振動を振動計測装置２２１に検出させる。
　図１、図２、及び図３に示す実施形態では、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂによって超音波に基づく対象物Ｔの表面の振動を非接触で検出できる。
　図１、図２、及び図３に示す実施形態では、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂによって超音波に基づく対象物Ｔの表面の振動を非接触で検出できる。
　図１に示す実施形態では、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置とが同じ位置となる。また、図２に示す実施形態では、ガルバノミラー２０４、２０７の姿勢制御によって、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置と同じ位置にレーザ光Ｂ３を照射することができる。
　超音波励振点と、受信点の近接化が可能になる為、これにより、対象物Ｔの検査面が小さい場合や、対象物Ｔが複雑な場合であっても、対象物Ｔの表面の振動を検出できる。
　また、図１及び図２に示す実施形態において、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置とが同じ位置であれば、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置からレーザ光Ｂ３の照射位置までの振動の伝達時間を考慮しなくてもよくなる。これにより、後述する内部欠陥を検出するステップＳ１７における演算負荷を低減できる。
　図１に示す実施形態では、パルスレーザ光Ｂ４とレーザ光Ｂ３とを同軸で照射できる。これにより、対象物Ｔが複雑な構造であっても、レーザ光Ｂ３が対象物Ｔの一部によって遮られることを回避して対象物Ｔの表面の振動を検出できる。
　図２に示す実施形態では、ガルバノミラー２０４、２０７の姿勢制御によって、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置とが常に一定の距離を保つように照射することができる。これにより、パルスレーザ光Ｂ４の照射によるノイズが検出されるタイミングと、上述した固有振動数での振幅が検出されるタイミングとをずらすことができ、固有振動数での振幅を検出し易くなる。また、図２に示す実施形態では、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置とが常に一定の距離を保つように照射することにより、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置とレーザ光Ｂ３の照射位置との距離が変化する場合と比べて、後述する内部欠陥を検出するステップＳ１７における演算負荷を低減できる。
　図３に示す実施形態では、上述したように、振動計測装置２２１からのレーザ光Ｂ３の対象物Ｔにおける照射位置は、予めミラー２０８の姿勢を調節することで設定された固定位置である。そのため、レーザ光Ｂ３の対象物Ｔにおける照射位置の表面の状態が不変であるため、対象物Ｔの表面の振動を安定して検出できる。
　また、図３に示す実施形態では、第２ガルバノミラー２０７の姿勢制御を行わなくてもよくなるので、制御装置２３０における演算負荷を抑制できる。
　このように、幾つかの実施形態に係る欠陥検出方法において、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂによって対象物Ｔの表面の振動を検出するようにしてもよい。
　これにより、内部欠陥の有無を非接触で検出することができる。
　図４及び図５に示す実施形態では、接触式トランスデューサ２２１ｔによって超音波に基づく対象物Ｔの表面の振動を直接検出できる。これにより、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂに対象物Ｔの表面の振動を非接触で検出する場合と比べて、良好な感度で対象物Ｔの表面の振動を検出できる。
　図４に示す実施形態では、接触式トランスデューサ２２１ｔを対象物Ｔの上面に設置するので、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置と接触式トランスデューサ２２１ｔとの距離を比較的接近できるので、さらに良好な感度で対象物Ｔの表面の振動を検出できる。
　図５に示す実施形態では、接触式トランスデューサ２２１ｔを造形装置３００のベースプレート３０１に設置するので、対象物Ｔの検査面が小さい場合や、対象物Ｔが複雑な場合等、接触式トランスデューサ２２１ｔを対象物Ｔの上面に設置することが困難な場合であっても、対象物Ｔの振動を検出できる。
（内部欠陥を検出するステップＳ１７）
　内部欠陥を検出するステップＳ１７は、振動を計測するステップＳ１５で計測された振動に基づいて対象物の内部欠陥の有無を検出するステップである。すなわち、内部欠陥を検出するステップＳ１７は、超音波に基づく対象物Ｔの振動の特定の周波数成分の振幅に基づいて、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するステップである。
　内部欠陥を検出するステップＳ１７では、演算装置２２２は、次のようにして対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出する。
　まず、演算装置２２２は、時間波形蓄積メモリ２２２ａにて、フォトディテクタ２０６で検出したパルスレーザ光Ｂ４の照射タイミングを基準として、該照射タイミング以降の予め設定された期間内に振動計測装置２２１で検出した振動の情報を振動計測装置２２１から取得する。
　次いで、演算装置２２２は、窓関数による抽出部２２２ｂにて、上述のようにして振動計測装置２２１から取得した振動の情報から、内部欠陥の有無の検出に必要な振動の情報を抽出する。窓関数による抽出部２２２ｂにおける処理の内容は、図８に示した１つ目の方法についての内部欠陥を検出するステップＳ７における処理の内容と略同じであるので、詳細な説明は省略する。なお、窓関数による抽出部２２２ｂは、フォトディテクタ２０６で検出したパルスレーザ光Ｂ４の照射タイミングを０秒として、該照射タイミング以降、５．０μ秒経過時までの振動の情報を抽出する。
　次いで、演算装置２２２は、ＦＦＴ処理部２２２ｃにて、該固有周波数によるたわみ振動を抽出すべく、上述のようにして抽出した第１到達波についての振動の情報に対してＦＦＴ処理を行う。
　上述したＦＦＴ処理の処理結果に基づいてＦＦＴ結果分析部２２２ｄで行われる処理の内容は、図８に示した１つ目の方法についての内部欠陥を検出するステップＳ７における処理の内容と同じであるので、詳細な説明は省略する。
　このように、上述した一実施形態に係る欠陥検出方法において、内部欠陥を検出するステップＳ１７では、内部欠陥の形状、内部欠陥の位置、対象物Ｔの材質等によって決まる周波数成分に基づいて、対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するとよい。
　これにより、対象物Ｔにおける比較的表面から近い領域における内部欠陥の有無を検出できる。
　なお、演算装置２２２は、制御装置２３０と協働して、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置をずらしながら、上述したパルスレーザ光を照射するステップＳ１３から内部欠陥を検出するステップＳ１７を繰り返し実施することで、対象物Ｔの表面の全面に亘り、比較的表面から近い領域における内部欠陥の有無を検出する。
　演算装置２２２は、マップ作成部２２２ｅにて、対象物Ｔの表面上の位置と、ＦＦＴ結果分析部２２２ｄが取得した上記ピーク値との関係を示すマップを作成する。すなわち、マップ作成部２２２ｅは、ＦＦＴ処理結果値をマップ状にプロットすることで上記マップを作成する。マップ作成部２２２ｅで行われる処理の内容は、図８に示した１つ目の方法についての内部欠陥を検出するステップＳ７における処理の内容と同じであるので、詳細な説明は省略する。
（内部欠陥を修復するステップＳ１９）
　内部欠陥を修復するステップＳ１９は、付加造形の積層によって３Ｄ造形される造形中の対象物Ｔについて内部欠陥を検出した場合に、内部欠陥を修復するように、少なくとも対象物Ｔにおける内部欠陥の直上に位置する部位を溶融するステップである。
　幾つかの実施形態に係る欠陥検出方法では、内部欠陥を検出するステップＳ１７において内部欠陥の存在が検出された場合に内部欠陥を修復するステップＳ１９を実施する。
　すなわち、幾つかの実施形態では、付加造形の積層によって３Ｄ造形される造形中の対象物Ｔについて内部欠陥を検出した場合に、内部欠陥の直上位置で次層を形成するときに内部欠陥を修復するように次層と次層の数層下の層までを溶融してもよい。この場合には、パルスレーザ光Ｂ４の出力を通常の３Ｄ造形における出力よりも大きくして、３Ｄ造形（内部欠陥を修復するステップＳ１９）を行うとよい。
　また、幾つかの実施形態に係る欠陥検出方法では、内部欠陥を検出するステップＳ１７において内部欠陥の存在が検出された場合に、パルスレーザ光Ｂ４の照射位置を変えずに、再びパルスレーザ光Ｂ４を通常の３Ｄ造形における出力より高い出力にて照射して、少なくとも対象物Ｔにおける内部欠陥の直上に位置する部位を溶融することで、内部欠陥を修復するようにしてもよい（図７参照）。
　上述した一実施形態に係る欠陥検出方法は、パルスレーザ光を照射するステップＳ１３と、振動を計測するステップＳ１５と、内部欠陥を修復するステップＳ１９と、を備える。
　上述した一実施形態に係る欠陥検出方法によれば、対象物Ｔを３Ｄ造形すると同時に対象物Ｔ中に超音波を発生させることができるので、対象物Ｔの３Ｄ造形と対象物Ｔの内部欠陥の有無の検出とを同時に実施できる。これにより、対象物Ｔの３Ｄ造形と対象物Ｔの内部欠陥の有無の検出とに要する時間を短縮できるので、３Ｄ造形される対象物Ｔの内部欠陥の検出に適した欠陥検出方法を提供できる。
　本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
　上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出装置２００は、対象物Ｔを３Ｄ造形するためにレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）を照射可能であるとともに、対象物Ｔ中に超音波を発生させるために対象物Ｔに対してパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４）を照射可能であるレーザ照射装置２０１を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出装置２００は、レーザ光の照射を制御する照射制御装置２３１を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出装置２００は、超音波に基づく対象物Ｔの振動を計測するように構成された振動計測装置２２１を備える。本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出装置２００は、振動計測装置２２１で検出された振動に基づいて対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するように構成された検出装置２２０（演算装置２２２）を備える。
　上記（１）の構成によれば、対象物Ｔを３Ｄ造形するためにレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）と、対象物Ｔ中に超音波を発生させるために対象物Ｔに対して照射するパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４）とを、同じレーザ照射装置２０１で照射できるので、欠陥検出装置２００、及び、３Ｄ造形装置３００の装置構成を簡素化できる。これにより、３Ｄ造形される対象物Ｔの内部欠陥の検出に適した欠陥検出装置２００を提供できる。
（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、照射制御装置２３１は、対象物Ｔを３Ｄ造形するために連続発振されたレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１）を照射するようにレーザ照射装置２０１を制御するようにしてもよい。
　上記（２）の構成によれば、対象物Ｔを３Ｄ造形するために連続発振されたレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１）を用い、対象物Ｔ中に超音波を発生させるためにパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ２）を用いるようにすることで、対象物Ｔの３Ｄ造形する場合と、対象物Ｔ中に超音波を発生させる場合のそれぞれで、より適した条件でレーザ光を照射できる。
（３）幾つかの実施形態では、上記（１）の構成において、照射制御装置２３１は、対象物を３Ｄ造形するためにパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ４）を照射するようにレーザ照射装置２０１を制御するようにしてもよい。
　上記（３）の構成によれば、対象物Ｔを３Ｄ造形するためにパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ４）を照射することで対象物Ｔ中に超音波を発生させるようにすれば、対象物Ｔの３Ｄ造形と対象物Ｔの内部欠陥の有無の検出とを同時に実施できる。これにより、対象物Ｔの３Ｄ造形と対象物Ｔの内部欠陥の有無の検出とに要する時間を短縮できる。
（４）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、対象物Ｔを３Ｄ造形するためのレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）を走査するための第１ガルバノミラー２０４を備えるとよい。
　上記（４）の構成によれば、レーザ照射装置２０１自体を移動させる必要がないので、レーザ光の走査を行うための機構を小型化できる。
（５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、振動計測装置２２１は、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂの何れか一方を含んでいてもよい。
　上記（５）の構成によれば、対象物Ｔの振動を非接触で計測できる。
（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の構成において、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからの計測用のレーザ光（レーザ光Ｂ３）を走査するための第２ガルバノミラー２０７を備えるとよい。
　上記（６）の構成によれば、計測用のレーザ光（レーザ光Ｂ３）を走査できるので、パルスレーザ光Ｂ２又はパルスレーザ光Ｂ４の照射位置と同じ位置に計測用のレーザ光（レーザ光Ｂ３）を照射できる。
（７）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（３）の何れかの構成において、振動計測装置２２１は、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂの何れか一方を含むとよく、照射制御装置２３１は、対象物Ｔを３Ｄ造形するためのレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）、及び、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからの計測用のレーザ光（レーザ光Ｂ３）を走査するためのガルバノミラー（第１ガルバノミラー２０４）を有するとよい。
　上記（７）の構成によれば、対象物Ｔを３Ｄ造形するためのレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）の走査と、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからの計測用のレーザ光（レーザ光Ｂ３）の走査とを、同じガルバノミラー（第１ガルバノミラー２０４）の制御により実施できる。これにより、対象物Ｔを３Ｄ造形するためのレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１又はパルスレーザ光Ｂ４）の走査と、レーザ干渉計２２１Ａ又はドップラ振動計２２１Ｂからの計測用のレーザ光（レーザ光Ｂ３）の走査とを別々のガルバノミラーで実施する場合と比べて、欠陥検出装置２００を簡素化できる。
（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（４）の何れかの構成において、振動計測装置２２１は、超音波に基づく対象物Ｔの振動を計測するための接触式トランスデューサ２２１ｔを含んでいてもよい。
　上記（８）の構成によれば、超音波に基づく対象物Ｔの振動を非接触で計測する場合と比べて、計測精度を向上させ易い。
（９）本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出方法は、対象物Ｔを３Ｄ造形するためにレーザ照射装置２０１からレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１）を照射するステップ（Ｓ１）と、対象物Ｔ中に超音波を発生させるために対象物Ｔに対してレーザ照射装置２０１からパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ２）を照射するステップ（Ｓ３）と、超音波に基づく対象物Ｔの振動を計測するステップ（Ｓ５）と、計測された振動に基づいて対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するステップ（Ｓ７）と、を備える。
　上記（９）の方法によれば、対象物Ｔを３Ｄ造形するためにレーザ光（連続発振レーザ光Ｂ１）と、対象物Ｔ中に超音波を発生させるために対象物Ｔに対して照射するパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ２）とを、同じレーザ照射装置２０１で照射できるので、制御対象の装置を少なくすることができる。これにより、装置の制御が煩雑になり難くなるので、３Ｄ造形される対象物Ｔの内部欠陥の検出に適した欠陥検出方法を提供できる。
（１０）本開示の少なくとも一実施形態に係る欠陥検出方法は、対象物Ｔを３Ｄ造形すると同時に対象物Ｔ中に超音波を発生させるために、対象物Ｔに対してレーザ照射装置２０１からパルスレーザ光（パルスレーザ光Ｂ４）を照射するステップ（Ｓ１３）と、超音波に基づく対象物Ｔの振動を計測するステップ（Ｓ１５）と、計測された振動に基づいて対象物Ｔの内部欠陥の有無を検出するステップ（Ｓ１７）と、を備える。
　上記（１０）の方法によれば、対象物Ｔを３Ｄ造形すると同時に対象物Ｔ中に超音波を発生させることができるので、対象物Ｔの３Ｄ造形と対象物Ｔの内部欠陥の有無の検出とを同時に実施できる。これにより、対象物Ｔの３Ｄ造形と対象物Ｔの内部欠陥の有無の検出とに要する時間を短縮できるので、３Ｄ造形される対象物Ｔの内部欠陥の検出に適した欠陥検出方法を提供できる。
２００　欠陥検出装置
２０１　レーザ照射装置
２０４　ガルバノミラー（第１ガルバノミラー）
２０７　ガルバノミラー（第２ガルバノミラー）
２２０　検出装置
２２１　振動計測装置
２２１Ａ　レーザ干渉計
２２１Ｂ　ドップラ振動計
２２１Ｄ　データロガー
２２１ｔ　接触式トランスデューサ
２２２　演算装置
２３０　制御装置
２３１　照射制御装置
２３２　ガルバノミラー制御装置
３００　造形装置

Claims (10)

  1. 　対象物を３Ｄ造形するためにレーザ光を照射可能であるとともに、前記対象物中に超音波を発生させるために前記対象物に対してパルスレーザ光を照射可能であるレーザ照射装置と、
    　前記レーザ光の照射を制御する照射制御装置と、
    　前記超音波に基づく前記対象物の振動を計測するように構成された振動計測装置と、
    　前記振動計測装置で検出された前記振動に基づいて前記対象物の内部欠陥の有無を検出するように構成された検出装置と、
    を備える欠陥検出装置。
  2. 　前記照射制御装置は、前記対象物を３Ｄ造形するために連続発振されたレーザ光を照射するように前記レーザ照射装置を制御する
    請求項１に記載の欠陥検出装置。
  3. 　前記照射制御装置は、前記対象物を３Ｄ造形するためにパルスレーザ光を照射するように前記レーザ照射装置を制御する
    請求項１に記載の欠陥検出装置。
  4. 　前記対象物を３Ｄ造形するためのレーザ光を走査するための第１ガルバノミラーを備える
    請求項１乃至３の何れか一項に記載の欠陥検出装置。
  5. 　前記振動計測装置は、レーザ干渉計又はドップラ振動計の何れか一方を含む
    請求項１乃至４の何れか一項に記載の欠陥検出装置。
  6. 　前記レーザ干渉計又は前記ドップラ振動計からの計測用のレーザ光を走査するための第２ガルバノミラーを備える
    請求項５に記載の欠陥検出装置。
  7. 　前記振動計測装置は、レーザ干渉計又はドップラ振動計の何れか一方を含み、
    　前記照射制御装置は、前記対象物を３Ｄ造形するためのレーザ光、及び、前記レーザ干渉計又は前記ドップラ振動計からの計測用のレーザ光を走査するためのガルバノミラーを有する
    請求項１乃至３の何れか一項に記載の欠陥検出装置。
  8. 　前記振動計測装置は、前記超音波に基づく前記対象物の振動を計測するための接触式トランスデューサを含む
    請求項１乃至４の何れか一項に記載の欠陥検出装置。
  9. 　対象物を３Ｄ造形するためにレーザ照射装置からレーザ光を照射するステップと、
    　前記対象物中に超音波を発生させるために前記対象物に対して前記レーザ照射装置からパルスレーザ光を照射するステップと、
    　前記超音波に基づく前記対象物の振動を計測するステップと、
    　計測された前記振動に基づいて前記対象物の内部欠陥の有無を検出するステップと、
    を備える欠陥検出方法。
  10. 　対象物を３Ｄ造形すると同時に前記対象物中に超音波を発生させるために、前記対象物に対してレーザ照射装置からパルスレーザ光を照射するステップと、
    　前記超音波に基づく前記対象物の振動を計測するステップと、
    　計測された前記振動に基づいて前記対象物の内部欠陥の有無を検出するステップと、
    を備える欠陥検出方法。
PCT/JP2022/005548 2021-05-31 2022-02-14 欠陥検出装置及び欠陥検出方法 WO2022254805A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021091219A JP2022183746A (ja) 2021-05-31 2021-05-31 欠陥検出装置及び欠陥検出方法
JP2021-091219 2021-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022254805A1 true WO2022254805A1 (ja) 2022-12-08

Family

ID=84324165

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/005548 WO2022254805A1 (ja) 2021-05-31 2022-02-14 欠陥検出装置及び欠陥検出方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2022183746A (ja)
WO (1) WO2022254805A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7476392B1 (ja) 2023-04-27 2024-04-30 株式会社東芝 超音波検査装置および超音波検査方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002228639A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Nippon Steel Corp レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法
JP2014119441A (ja) * 2012-12-19 2014-06-30 Toshiba Corp 超音波探傷装置及び方法
WO2016042794A1 (ja) * 2014-09-16 2016-03-24 株式会社東芝 積層造形装置および積層造形方法
WO2019030838A1 (ja) * 2017-08-08 2019-02-14 三菱重工業株式会社 内部欠陥検出システム、三次元積層造形装置、内部欠陥検出方法、三次元積層造形物の製造方法、及び、三次元積層造形物
CN110421169A (zh) * 2019-08-29 2019-11-08 华中科技大学 一种金属增材制造过程中缺陷在线修复方法
JP2020007604A (ja) * 2018-07-06 2020-01-16 株式会社東芝 付加製造方法及び付加製造システム

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002228639A (ja) * 2001-01-30 2002-08-14 Nippon Steel Corp レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法
JP2014119441A (ja) * 2012-12-19 2014-06-30 Toshiba Corp 超音波探傷装置及び方法
WO2016042794A1 (ja) * 2014-09-16 2016-03-24 株式会社東芝 積層造形装置および積層造形方法
WO2019030838A1 (ja) * 2017-08-08 2019-02-14 三菱重工業株式会社 内部欠陥検出システム、三次元積層造形装置、内部欠陥検出方法、三次元積層造形物の製造方法、及び、三次元積層造形物
JP2020007604A (ja) * 2018-07-06 2020-01-16 株式会社東芝 付加製造方法及び付加製造システム
CN110421169A (zh) * 2019-08-29 2019-11-08 华中科技大学 一种金属增材制造过程中缺陷在线修复方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022183746A (ja) 2022-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Davis et al. Laser ultrasonic inspection of additive manufactured components
Leong et al. Structural health monitoring using scanning laser vibrometry: III. Lamb waves for fatigue crack detection
US7278315B1 (en) Laser-ultrasonic detection of subsurface defects in processed metals
US7117134B2 (en) Method to optimize generation of ultrasound using mathematical modeling for laser ultrasound inspection
Lévesque et al. Inspection of thick welded joints using laser-ultrasonic SAFT
US20220146252A1 (en) Non-Contact Non-Destructive Testing Method and System
CN104062358A (zh) 超声波检查装置以及超声波检查方法
Na et al. Nondestructive evaluation method for standardization of fused filament fabrication based additive manufacturing
CN110779990A (zh) 一种材料内部多缺陷的激光超声三维定位定量检测方法
Sun et al. Non-destructive detection of small blowholes in aluminum by using laser ultrasonics technique
JP2011058937A (ja) 構造物内部状態計測システム及び構造物内部状態計測方法
WO2022254805A1 (ja) 欠陥検出装置及び欠陥検出方法
WO2021182032A1 (ja) 欠陥検出方法、欠陥検出装置及び造形装置
KR102285477B1 (ko) 비접촉 광음향 영상을 이용한 고주파 열처리 금속 내부의 비파괴 결함 검사 장치 및 방법
JP3704843B2 (ja) 非接触非破壊の材料評価方法とその装置及び弾性波励起方法と弾性波励起装置
WO2022239338A1 (ja) 欠陥検出方法
Matsuida et al. In-process monitoring of welding quality by robotic laser ultrasonic measurement system using microchip laser
US5796004A (en) Method and apparatus for exciting bulk acoustic wave
JP3545611B2 (ja) レーザー超音波検査装置及びレーザー超音波検査方法
JP2007178186A (ja) 超音波探傷方法及び装置
JP4027261B2 (ja) 多重ビームの照射によるレーザ超音波発生装置
Sun et al. Study of laser-generated longitudinal waves interacting with an internal spherical cavity by use of a transmission time delay method
Jiang et al. Finite element simulation of laser-synthetic aperture focusing technique (SAFT) detection of additive manufactured parts
JP7476392B1 (ja) 超音波検査装置および超音波検査方法
JP7278525B2 (ja) 内部構造評価のためのプログラム、方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22815564

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE