WO2024101299A1 - 造形プロセスの監視方法、積層造形装置及び積層造形方法 - Google Patents

Abstract

本開示の少なくとも一実施形態に係る造形プロセスの監視方法は、原料粉末の層にエネルギービームを照射することで上記層の原料粉末を溶融し固化させることで造形物の一部を造形するステップと、造形するステップの実施中に造形物の欠陥の有無を検出する第１検出ステップと、造形するステップを実施した後に造形物の表面形状を計測し、造形物の表面形状に基づいて造形物の欠陥の有無を検出する第２検出ステップと、を備える。第１検出ステップ、及び、第２検出ステップは、造形するステップを実施する度に実施される。

Description

造形プロセスの監視方法、積層造形装置及び積層造形方法

　本開示は、造形プロセスの監視方法、積層造形装置及び積層造形方法に関する。
　本願は、２０２２年１１月８日に日本国特許庁に出願された特願２０２２－１７８７９９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　三次元形状物を積層造形する積層造形方法のうち、例えばパウダーベッド法による積層造形方法では、層状に敷設された原料粉末である金属粉末に光ビームや電子ビーム等のエネルギービームを照射することによって、溶融固化を繰り返し積層することにより三次元形状物（造形物）を形成する（特許文献１参照）。

特開２０１７－２０４２２号公報

　エネルギービームが照射される領域内では、金属粉末が急速に溶融する。そのため、造形物の内部に空洞が生じる等、造形物に欠陥が生じるおそれがある。
　そのため、造形物の品質を担保するためには、造形物の造形が終了した後に造形物の非破壊検査を行う必要がある。
　しかし、造形物の造形が終了した後に実施する非破壊検査には時間を要し、コストも掛かる。

　本開示の少なくとも一実施形態は、上述の事情に鑑みて、積層造形物の検査時間や検査に要するコストを抑制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造形プロセスの監視方法は、
　原料粉末の層にエネルギービームを照射することで前記層の前記原料粉末を溶融し固化させることで造形物の一部を造形するステップと、
　前記造形するステップの実施中に前記造形物の欠陥の有無を検出する第１検出ステップと、
　前記造形するステップを実施した後に前記造形物の表面形状を計測し、前記造形物の表面形状に基づいて前記造形物の欠陥の有無を検出する第２検出ステップと、
を備え、
　前記第１検出ステップ、及び、前記第２検出ステップは、前記造形するステップを実施する度に実施される。

（２）本開示の少なくとも一実施形態に係る積層造形装置は、
　供給された原料粉末による層が形成されるベースプレート、を有する粉末ベッド形成部と、
　前記層にエネルギービームを照射可能なエネルギービーム照射部と、
　前記エネルギービームの照射中に前記造形物の欠陥の有無を検出するように構成された第１検出装置と、
　前記エネルギービームを照射した後に前記造形物の表面形状を計測し、前記造形物の表面形状に基づいて前記造形物の欠陥の有無を検出するように構成された第２検出装置と、
を備え、
　前記粉末ベッド形成部は、前記第１検出装置で前記造形物の欠陥の有無を検出し、且つ、前記第２検出装置で前記造形物の欠陥の有無を検出した後、前記原料粉末を供給して前記原料粉末の層を形成するように構成されている。

（３）本開示の少なくとも一実施形態に係る積層造形方法は、上記（１）の造形プロセスの監視方法によって造形物の欠陥の有無を検出するステップ、
を備える。

　本開示の少なくとも一実施形態によれば、積層造形物の検査時間や検査に要するコストを抑制できる。

本開示の少なくとも一実施形態に係る造形プロセスの監視方法を適用可能な三次元積層造形装置の全体構成を示す模式図である。 三次元積層造形装置を用いた第１の実施形態に係る積層造形方法における処理の手順を示したフローチャートである。 模擬欠陥を有する試験片の上に順次造形層を形成した場合に試験片から発せられる光の発光強度、及び発光強度の標準偏差について表した図である。 造形物の欠陥を修復する際の欠陥の深さと光ビームの出力との関係を説明するためのグラフである。 造形物の欠陥を修復する際の光ビームの走査パターンについて説明するための図である。 造形物の欠陥を修復する際の光ビームの走査パターンについて説明するための図である。 造形物の欠陥を修復する際の光ビームの走査パターンについて説明するための図である。 造形物の欠陥を修復する際の光ビームの走査パターンについて説明するための図である。 造形物の欠陥を修復する際の光ビームの走査パターンについて説明するための図である。 造形物の欠陥を修復する際の光ビームの走査パターンについて説明するための図である。 造形物の欠陥を修復する際の光ビームの走査パターンについて説明するための図である。 三次元積層造形装置を用いた第２の実施形態に係る積層造形方法における処理の手順を示したフローチャートである。 三次元積層造形装置を用いた第３の実施形態に係る積層造形方法における処理の手順を示したフローチャートである。 三次元積層造形装置を用いた第４の実施形態に係る積層造形方法における処理の手順を示したフローチャートである。 第６の実施形態に係る積層造形方法を適用可能な積層造形装置である、三次元積層造形装置の全体構成を示す模式図である。

　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。

（三次元積層造形装置１について）
　図１は、本開示の少なくとも一実施形態に係る造形プロセスの監視方法を適用可能な積層造形装置である、三次元積層造形装置１の全体構成を示す模式図である。
　三次元積層造形装置（積層造形装置）１は、層状に敷設された原料粉末である金属粉末にエネルギービームとしての光ビーム７１を照射して積層造形を行うことにより三次元形状の造形物１５を製造するための装置であり、パウダーベッド法による積層造形を行うことができる。
　図１に示す三次元積層造形装置１は、例えば、ガスタービンや蒸気タービン等のタービンの動翼や静翼、あるいは燃焼器の内筒や尾筒やノズル等の部品を形成することができる。

　図１に示す三次元積層造形装置１は、原料粉末３０の貯蔵部３１を備える。図１に示す三次元積層造形装置１は、貯蔵部３１から供給された原料粉末３０による層８ａが順次積層された粉末ベッド８が形成されるベースプレート２、を有する粉末ベッド形成部５を備える。図１に示す三次元積層造形装置１は、粉末ベッド８に対して光ビーム７１を照射可能な光ビーム照射部２１、及び光ビーム照射部２１を制御する光ビーム制御部２２を含む光ビーム照射装置２０を備える。図１に示す三次元積層造形装置１は、後述する粉末敷設部１０、ベースプレート２の駆動シリンダ２ａ、及び、三次元積層造形装置１の全体を制御する制御部８０を備える。
　また、図１に示す三次元積層造形装置１は、第１検出装置４０と、第２検出装置５０と、探傷装置６０とを備える。

　ベースプレート２は、造形物１５が造形される土台となる。ベースプレート２は、鉛直方向に沿った中心軸を有する略筒形状のシリンダ４の内側に、駆動シリンダ２ａによって昇降可能に配置されている。ベースプレート２上に形成される粉末ベッド８は、造形作業の間、各サイクルにてベースプレート２が下降する毎に、上層側に原料粉末３０が敷設されることにより新たな層８ａが形成される。

　図１に示す三次元積層造形装置１は、ベースプレート２上に原料粉末３０を敷設して原料粉末３０による層８ａを形成するための粉末敷設部１０を備える。粉末敷設部１０は、貯蔵部３１からベースプレート２の上面側に原料粉末３０を供給し、その表面を平坦化することによって、ベースプレート２の上面全体に亘って略均一な厚さを有する層８ａを形成する。各サイクルで形成された各層８ａが順次積層された粉末ベッド８には、光ビーム照射部２１から光ビーム７１が照射されることによって選択的に溶融及び固化され、次サイクルにて、粉末敷設部１０によって再び上層側に原料粉末３０が敷設されることで、新たな層８ａが形成されることによって、層状に積み重ねられていく。

　尚、粉末敷設部１０から供給される原料粉末３０は、造形物１５の原料となる粉末状物質であり、例えば鉄、銅、アルミニウム又はチタン等の金属材料や、セラミック等の非金属材料を広く採用可能である。

　図１に示す三次元積層造形装置１では、粉末ベッド形成部５、及び粉末敷設部１０は、チャンバ９内に収容されている。チャンバ９には、光ビーム７１や後述する第２検出装置５０に入出力する光束、探傷装置６０に入出力する光束を透過可能な窓部９ａが複数個所に設けられている。窓部９ａには、チャンバ９の内部と外部との気密を保持しつつ、光ビーム７１や光束を透過可能なように、保護ガラス等が配置されている。

　制御部８０は、図１に示す三次元積層造形装置１のコントロールユニットであり、例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成される。制御部８０には、造形物１５の造形に必要な情報として、各層８ａ毎の光ビーム７１の走査位置に関する情報が入力される。各層８ａ毎の光ビーム７１の照射位置に関する情報は、例えば外部の装置から入力されて、例えば制御部８０の不図示の記憶部に記憶されてもよい。

　制御部８０は、粉末ベッド形成部５の駆動シリンダ２ａの駆動を制御するように構成されている。また、制御部８０は、第１検出装置４０、第２検出装置５０、及び探傷装置６０を連携して制御可能に構成されている。

（光ビーム照射装置２０）
　光ビーム照射装置２０は、粉末ベッド８に対して光ビーム７１を照射するための装置であり、上述したように光ビーム７１を照射可能な光ビーム照射部２１、及び光ビーム照射部２１を制御する光ビーム制御部２２を有する。
　光ビーム制御部２２は、例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成され、制御部８０から受信した各層８ａ毎の光ビーム７１の照射位置に関する情報に基づいて光ビーム照射部２１が照射する光ビーム７１の照射位置を制御するように構成されている。

（第１検出装置４０）
　第１検出装置４０は、光ビーム７１を照射したときに造形物１５から発せられる光、すなわち光ビーム７１を照射したときに形成される溶融池及びプルームから発せられる光の発光強度に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出するための装置であり、例えばプロセス中のプラズマ発光をリアルタイムで検出可能なプラズマ発光モニタである。第１検出装置４０は、造形物１５から発せられる光を検出するための光検出部４１と、光検出部４１で検出した光の発光強度に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出可能な発光モニタ制御部４２とを有する。
　発光モニタ制御部４２は、例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成されている。
　図１に示す三次元積層造形装置１では、光ビーム７１を照射したときに造形物１５から発せられる光は、ビームスプリッタ６で反射されて、光検出部４１に入射する。

（第２検出装置５０）
　第２検出装置５０は、造形面エリア、すなわちベースプレート２上の造形物１５の上面や粉末ベッド８の表面の形状を測定可能な形状測定装置である。幾つかの実施形態では、第２検出装置５０は、例えばフリンジプロジェクション法をベースにした光学式スキャナである。
　第２検出装置５０は、ベースプレート２上の造形面エリアにフリンジパターン（縞模様）を投影するように構成されたプロジェクタである投影部５１と、造形面エリアに投影されたフリンジパターンを撮像するように構成された撮像部５２と、撮像部５２で取得された画像データに基づいて造形面エリアにおける凹凸を検出可能に構成された凹凸検出部５３と、を備える。
　凹凸検出部５３は、例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成され、造形面エリアにおける凹凸の状態に基づいて、原料粉末３０による層８ａの欠陥の有無、及び、造形物１５の欠陥の有無を検出可能に構成されている。

　なお、第２検出装置５０が検出する層８ａの欠陥は、層８ａの不所望な凹凸等である。また、第２検出装置５０が検出する造形物１５の欠陥は、造形物１５の上面の不所望な変形や開口欠陥等である。

（探傷装置６０）
　探傷装置６０は、造形物１５の欠陥を検出するための探傷装置であり、幾つかの実施形態では、例えばレーザ超音波法による探傷装置である。
　探傷装置６０は、造形物１５中に超音波を発生させるためのパルスレーザ光を照射可能に構成されたレーザ照射装置６１と、レーザ光を造形物１５に照射して、その反射光を受光して造形物１５の表面の振動、すなわち変位を計測するように構成されたレーザ干渉計６２と、探傷制御部６３とを備える。
　探傷制御部６３は、例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成され、レーザ干渉計６２で検出した造形物１５の表面の振動に基づいて、造形物１５の内部の欠陥の有無、欠陥の位置及び大きさを検出可能に構成されている。

（従来の積層造形プロセスにおける課題）
　エネルギービームが照射される領域内では、原料粉末３０が急速に溶融する。そのため、造形物１５の内部に空洞が生じる等、造形物１５に欠陥が生じるおそれがある。
　そのため、造形物１５の品質を担保するためには、造形物１５の造形が終了した後に造形物１５の非破壊検査を行う必要がある。
　しかし、造形物１５の造形が終了した後に実施する非破壊検査では、常にすべての欠陥を検出できるわけではない。また、非破壊検査には時間を要し、コストも掛かる。

　そこで、幾つかの実施形態に係る三次元積層造形装置１では、原料粉末３０による層８ａの１層毎に以下のようにして造形物１５や粉末ベッド８の欠陥の有無を検出するとともに、検出された欠陥を修復するようにしている。

（三次元積層造形装置１による第１の実施形態に係る積層造形方法について）
　図２は、上述した三次元積層造形装置１を用いた第１の実施形態に係る積層造形方法における処理の手順を示したフローチャートである。以下、図２のフローチャートに沿って説明する。
　なお、第１の実施形態に係る積層造形方法では、以下のようにして造形プロセスを監視するようにしている。

　ステップＳ１１において、制御部８０、より具体的には制御部８０の演算装置は、原料粉末３０を敷設するよう粉末敷設部１０を制御する。これにより、貯蔵部３１から供給された原料粉末３０による層８ａが形成される。

　次いでステップＳ１３において、制御部８０は、造形面エリアにおける凹凸の状態に基づいて、原料粉末３０による層８ａの欠陥の有無を検出するように第２検出装置５０を制御する。これにより、第２検出装置５０は、ベースプレート２上の造形面エリアにフリンジパターン（縞模様）を投影し、撮像部５２で取得された画像データに基づいて造形面エリアにおける凹凸を検出する。そして、第２検出装置５０（凹凸検出部５３）は、造形面エリアにおける凹凸の検出結果に基づいて層８ａの欠陥の有無を検出し、その結果を制御部８０に出力する。

　ステップＳ１５において、制御部８０は、第２検出装置５０からの情報に基づいて層８ａに欠陥があるか否かを判断する。
　層８ａに欠陥があると判断されると、制御部８０は、ステップＳ１１に戻って、原料粉末３０を敷設するよう粉末敷設部１０を制御する。これにより、原料粉末３０が再敷設される。

　層８ａに欠陥が存在しないと判断されると、制御部８０は、ステップＳ２１へ進んで光ビーム７１を照射するように光ビーム照射装置２０を制御する。これにより、光ビーム照射装置２０は、制御部８０から受信した各層８ａ毎の光ビーム７１の照射位置に関する情報に基づいて光ビーム７１を照射する。

　また、制御部８０は、ステップＳ２１における光ビーム７１の照射と同時にステップＳ２３において、造形物１５の欠陥の有無を検出するように第１検出装置４０を制御する。これにより、第１検出装置４０は、造形物１５から発せられる光の発光強度に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出する。

　原料粉末３０の層８ａに光ビーム７１等のエネルギービームを照射した際に、何らかの原因によって、例えばエネルギービームの出力が低下する等してエネルギービームの照射状態が変化すると、造形物１５から発せられる光の発光強度が変化する。また、エネルギービームの照射状態の不所望な変化は、原料粉末３０の溶融不足を招いて欠陥を生じさせる恐れがある。
　本実施形態に係る三次元積層造形装置１によれば、造形物１５から発せられる光の発光強度の変化に基づいて、例えば三次元積層造形装置１に不具合等が生じている可能性があることを把握することができる。

　なお、例えば三次元積層造形装置１の不具合等に起因する発光強度の変化が生じる場合には、原料粉末３０の溶融不足によって現在光ビーム７１を照射して造形している層８ａに不具合が生じる可能性がある。
　したがって、例えば三次元積層造形装置１の不具合等に起因する発光強度の変化が生じた場合には、三次元積層造形装置１に不具合等が生じている可能性がある、又は、現在光ビーム７１を照射して造形している層８ａに不具合が生じる可能性がある。

　なお、三次元積層造形装置１の不具合等に起因する発光強度の変化は、後述するような、現在光ビーム７１を照射して造形している層８ａよりも下の造形物１５の不具合等に起因する発光強度の変化ではない。そのため、三次元積層造形装置１の不具合等に起因する発光強度の変化が生じたとしても、後述するステップＳ２９又はステップＳ３７における欠陥の修復が必要でない場合も有り得る。

　また、発明者らが鋭意検討した結果、原料粉末３０の層８ａに光ビーム７１等のエネルギービームを照射した際に造形物１５から発せられる光の発光強度は、下地、すなわち現在エネルギービームを照射している層８ａよりも下の造形層に空洞等の欠陥が存在すると、欠陥が存在しない場合と比べて熱伝導の違いや溶融池の大きさが変わる等の変化が生じ、造形物１５から発せられる光の発光強度が変わることが判明した。

　図３は、模擬欠陥を有する試験片の上に順次造形層を形成した場合に試験片から発せられる光の発光強度、及び発光強度の標準偏差について表した図である。
　図３の一番左の図は、図の中央の０．５ｍｍ四方の領域に光ビーム７１を照射しないことで０．５ｍｍ四方の模擬欠陥を生成したときの光の発光強度、及び発光強度の標準偏差を示している。このようにして生成した造形層を模擬欠陥の最終層と称する。

　図３の左から２番目の図は、模擬欠陥の最終層の上に直接敷設した原料粉末３０に光ビーム７１を照射した際の光の発光強度、及び発光強度の標準偏差を示している。このようにして生成した造形層を欠陥の蓋層と称する。上述した模擬欠陥の最終層を１層目とすると、欠陥の蓋層は、２層目に相当する。
　欠陥の蓋層の造形時には、欠陥の蓋層の隣の層、すなわち一つ下の層である模擬欠陥の最終層における模擬欠陥の影響を受けて、模擬欠陥の直上の領域における発光強度、及び発光強度の標準偏差が他の領域における発光強度、及び発光強度の標準偏差と異なっていることが図３から分かる。

　図３の一番右の図は、欠陥の蓋層の上に直接敷設した原料粉末３０に光ビーム７１を照射した際の光の発光強度、及び発光強度の標準偏差を示している。このようにして生成した造形層を蓋後の造形層と称する。上述した模擬欠陥の最終層を１層目とすると、蓋後の造形層は、３層目に相当する。
　蓋後の造形層の造形時には、蓋後の造形層の隣の層（欠陥の蓋層）のさらに隣の層、すなわち２つ下の層である模擬欠陥の最終層における模擬欠陥の影響を受けて、模擬欠陥の直上の領域における発光強度、及び発光強度の標準偏差が他の領域における発光強度、及び発光強度の標準偏差と異なっていることが図３から分かる。

　本実施形態に係る三次元積層造形装置１によれば、原料粉末３０の層８ａに光ビーム７１を照射した際に造形物１５から発せられる光の発光強度の変化に基づいて、造形物１５の最上面の造形層よりも下の造形層、すなわち現在光ビーム７１を照射している層８ａよりも下の造形層の欠陥の有無を検出できる。すなわち、本実施形態に係る三次元積層造形装置１によれば、例えば現在光ビーム７１を照射して造形している層８ａよりも下の造形物１５に不具合等が存在することを把握できる。

　したがって、本実施形態に係る三次元積層造形装置１によれば、光ビーム７１の照射によって造形物１５から発せられる光の発光強度に基づいて、三次元積層造形装置１に不具合等が生じている可能性の有無、現在光ビーム７１を照射している層８ａに不具合が生じる可能性の有無、及び該層８ａよりも下の造形層における空洞等の欠陥の有無を検出できる。

　ステップＳ２５において、制御部８０は、第１検出装置４０からの情報に基づいて造形物１５に欠陥があるか否かを判断する。
　造形物１５に欠陥があると判断されると、制御部８０は、ステップＳ２７へ進み、造形物１５を検査して欠陥の状態を取得するように探傷装置６０を制御する。これにより探傷装置６０は、上述したようにして造形物１５を検査して欠陥の状態、すなわち造形物１５の内部の欠陥の有無、欠陥の位置及び大きさを検出し、検出結果を制御部８０に出力する。

　次いで、ステップＳ２９において、制御部８０は、ステップＳ２７で探傷装置６０が取得した欠陥の状態に基づいて、この欠陥を修復するように光ビーム照射装置２０を制御する。これにより、光ビーム照射装置２０は、制御部８０から受信した欠陥の位置や大きさに関する情報に基づいて光ビーム７１を造形物１５に照射する。これにより、造形物１５の内部の欠陥が修復される。
　なお、光ビーム照射装置２０による欠陥の修復の詳細については、後で説明する。

　ステップＳ２５において造形物１５に欠陥が存在しないと判断されるか、上述したステップＳ２９が実施されるとステップＳ３１へ進み、制御部８０は、造形面エリアにおける凹凸の状態に基づいて、造形物１５の欠陥の有無を検出するように第２検出装置５０を制御する。これにより、第２検出装置５０は、ベースプレート２上の造形面エリアにフリンジパターン（縞模様）を投影し、撮像部５２で取得された画像データに基づいて造形面エリアにおける凹凸を検出する。そして、第２検出装置５０（凹凸検出部５３）は、造形面エリアにおける凹凸の検出結果に基づいて造形物１５の上面の欠陥の有無を検出し、その結果を制御部８０に出力する。

　ステップＳ３３において、制御部８０は、第２検出装置５０からの情報に基づいて造形物１５の上面に欠陥があるか否かを判断する。
　造形物１５の上面に欠陥があると判断されると、制御部８０は、ステップＳ３５へ進み、造形物１５を検査して欠陥の状態を取得するように探傷装置６０を制御する。これにより探傷装置６０は、上述したようにして造形物１５を検査して欠陥の状態を取得し、検出結果を制御部８０に出力する。

　次いで、ステップＳ３７において、制御部８０は、ステップＳ３５で探傷装置６０が取得した欠陥の状態に基づいて、この欠陥を修復するように光ビーム照射装置２０を制御する。これにより、光ビーム照射装置２０は、制御部８０から受信した欠陥の位置や大きさに関する情報に基づいて光ビーム７１を造形物１５に照射する。これにより、造形物１５の欠陥が修復される。

　ステップＳ３３において造形物１５に欠陥が存在しないと判断されるか、上述したステップＳ３７が実施されるとステップＳ４１へ進み、制御部８０は、造形物１５の造形が終了したか否かを判断する。
　造形物１５の造形が終了していないと判断されるとステップＳ４３へ進み、制御部８０は、層８ａの１層の厚さに相当する分だけベースプレート２を下降させるように駆動シリンダ２ａに駆動信号を出力する。これにより、層８ａの１層の厚さに相当する分だけベースプレート２が下降する。
　ステップＳ４３が実行されるとステップＳ１１へ戻る。

　ステップＳ４１で造形物１５の造形が終了したと判断されると、制御部８０は、造形物１５の造形を終了する。

　本実施形態に係る三次元積層造形装置１を用いて造形物１５を造形する際に行われる造形プロセスの監視方法は、原料粉末３０を供給して原料粉末３０の層８ａを形成するステップであるステップＳ１１を備える。本実施形態に係る造形プロセスの監視方法は、層８ａにエネルギービームである光ビーム７１を照射することで層８ａの原料粉末３０を溶融し固化させることで造形物１５の一部を造形するステップであるステップＳ２１を備える。本実施形態に係る造形プロセスの監視方法は、ステップＳ２１の実施中に造形物１５の欠陥の有無を検出する第１検出ステップであるステップＳ２３を備える。本実施形態に係る造形プロセスの監視方法は、ステップＳ２１を実施した後に造形物１５の表面形状を計測し、造形物１５の表面形状に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出する第２検出ステップであるステップＳ３１を備える。本実施形態に係る造形プロセスの監視方法では、第１検出ステップであるステップＳ２３、及び、第２検出ステップであるステップＳ３１は、ステップＳ２１を実施する度に実施される。

　本実施形態に係る造形プロセスの監視方法によれば、ステップＳ２１の実施中に第１検出ステップであるステップＳ２３を実施するので、検査時間を大幅に短縮できる。また、第２検出ステップであるステップＳ３１では、造形物１５の表面形状に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出するので、比較的短時間で検査できる。よって、本実施形態に係る造形プロセスの監視方法によれば、造形物１５の検査時間を抑制できる。
　また、本実施形態に係る造形プロセスの監視方法によれば、第１検出ステップであるステップＳ２３、及び、第２検出ステップであるステップＳ３１をステップＳ２１を実施する度に実施することで、造形物１５の造形が終了した後の非破壊検査を省略できるので、造形物１５の検査時間や検査に要するコストを抑制できる。
　本実施形態に係る造形プロセスの監視方法によれば、第１検出ステップであるステップＳ２３、及び、第２検出ステップであるステップＳ３１をステップＳ２１を実施する度に実施することで、第１検出ステップ及び第２検出ステップを単独で実施する場合と比べて造形物１５の欠陥の検出精度を向上できるので、造形物１５の品質を向上できる。

　本実施形態に係る造形プロセスの監視方法を用いた積層造形方法によれば、造形物１５の検査時間や検査に要するコストを抑制しつつ、良好な品質の造形物１５が得られる。

　本実施形態に係る造形プロセスの監視方法では、ステップＳ２３において造形するステップＳ２１で光ビーム７１を照射したときに造形物１５から発せられる光の発光強度に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出する。
　これにより、ステップＳ２１の実施中に比較的簡素な装置構成で比較的容易にステップＳ２３を実施できるので、ステップＳ２３を実施するため装置のコスト増を抑制できる。

　本実施形態に係る造形プロセスの監視方法では、ステップＳ３１では、造形物１５の表面に投影したパターンを撮像することで得られた画像に基づいて造形物１５の表面形状を計測する。
　これにより、比較的簡素な装置構成で比較的容易にステップＳ３１を実施できるので、ステップＳ３１の実施の要する時間が比較的少なく済む他、ステップＳ３１を実施するため装置のコスト増を抑制できる。

　本実施形態に係る造形プロセスの監視方法では、ステップＳ２３又はステップＳ３１で欠陥が検出されると、造形物１５を検査して欠陥の状態を取得するようにしている（ステップＳ２７、ステップＳ３５）。
　これにより、欠陥のより詳しい状態を把握できる。

　本実施形態に係る造形プロセスの監視方法では、ステップＳ２７、及びステップＳ３５において、レーザ超音波法によって欠陥の状態を取得するようにしている。
　これにより、非破壊で欠陥のより詳しい状態を把握できる。

　本実施形態に係る造形プロセスの監視方法では、層８ａを形成するステップであるステップＳ１１を実施した後、造形するステップであるステップＳ２１を実施する前に、層８ａの表面形状を計測し、層８ａの表面形状に基づいて層８ａの欠陥の有無を検出するステップであるステップＳ１３を備える。
　これにより、原料粉末３０を敷設して形成した層８ａの状態の良し悪しを把握できる。

　本実施形態に係る造形プロセスの監視方法では、ステップＳ１３で層８ａに欠陥が存在することが検出されると、原料粉末３０を供給して原料粉末３０の層８ａを改めて形成するステップ（ステップＳ１１）を備える。
　これにより、原料粉末３０を敷設して形成した層８ａの健全性を向上できる。

　本実施形態に係る三次元積層造形装置１は、供給された原料粉末３０による層８ａが形成されるベースプレート２、を有する粉末ベッド形成部５を備える。本実施形態に係る三次元積層造形装置１は、層８ａにエネルギービームである光ビーム７１を照射可能なエネルギービーム照射部としての光ビーム照射装置２０を備える。本実施形態に係る三次元積層造形装置１は、光ビーム７１の照射中に造形物１５の欠陥の有無を検出するように構成された第１検出装置４０を備える。本実施形態に係る三次元積層造形装置１は、光ビーム７１を照射した後に造形物１５の表面形状を計測し、造形物１５の表面形状に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出するように構成された第２検出装置５０を備える。粉末ベッド形成部５は、第１検出装置４０で造形物１５の欠陥の有無を検出し、且つ、第２検出装置５０で造形物１５の欠陥の有無を検出した後、原料粉末３０を供給して原料粉末３０の層８ａを形成するように構成されている。

　本実施形態に係る三次元積層造形装置１によれば、造形のための光ビーム７１の照射中に造形物１５の欠陥の有無を検出するので、検査時間を大幅に短縮できる。また、第２検出装置５０によって造形物１５の表面形状に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出できるので、比較的短時間で検査できる。よって、本実施形態に係る三次元積層造形装置１によれば、造形物１５の検査時間を抑制できる。
　また、本実施形態に係る三次元積層造形装置１によれば、各層８ａを造形する度に第１検出装置４０、及び、第２検出装置５０による欠陥の有無の検出できるので、造形物１５の造形が終了した後の非破壊検査を省略でき、造形物１５の検査時間や検査に要するコストを抑制できる。

（光ビーム照射装置２０による欠陥の修復について）
　図４は、造形物１５の欠陥を修復する際の欠陥の深さＤｅと光ビーム７１の出力との関係を説明するためのグラフである。
　図５Ａから図５Ｇは、造形物１５の欠陥を修復する際の光ビーム７１の走査パターンについて説明するための図である。

（欠陥修復の際の光ビーム７１の出力について）
　本実施形態に係る三次元積層造形装置１では、上述したステップＳ２９及びステップＳ３７において造形物１５の欠陥を修復する際、ステップＳ２７又はステップＳ３５において取得した欠陥の状態に基づいて設定した照射条件で光ビーム７１を照射して欠陥を修復する。

　具体的には、制御部８０は、ステップＳ２７又はステップＳ３５で取得した欠陥の深さＤｅが規定の深さＤｅ１未満であれば、光ビーム７１を第１出力Ｐ１で照射して欠陥を修復するように光ビーム照射装置２０を制御する。これにより、光ビーム照射装置２０は、光ビーム７１を第１出力Ｐ１で照射する（図４参照）。
　ここで、欠陥の深さＤｅは、例えば造形物１５の表面から空洞等の底までの距離である。
　また、第１出力Ｐ１は、少なくとも造形物１５の表面を再溶融可能な出力である。すなわち、照射される光ビーム７１の出力がある閾値を超えないと造形物１５の表面を再溶融できないため、欠陥の深さＤｅが規定の深さＤｅ１未満であれば、欠陥の深さＤｅに関わらず、上記閾値以上の第１出力Ｐ１で光ビーム７１を出力することとする。

　制御部８０は、ステップＳ２７又はステップＳ３５で取得した欠陥の深さＤｅが規定の深さＤｅ１以上であれば、光ビーム７１を第１出力Ｐ１よりも大きな出力であって欠陥の深さＤｅが深くなるほど大きな出力となる第２出力Ｐ２で照射して欠陥を修復するように光ビーム照射装置２０を制御する。これにより、光ビーム照射装置２０は、光ビーム７１を第２出力Ｐ２で照射する（図４参照）。

　本実施形態に係る三次元積層造形装置１では、上述したステップＳ２９及びステップＳ３７において造形物１５の欠陥を修復するので、造形物１５の造形の途中で欠陥を修復できる。これにより、造形物１５の造形が終了した後の非破壊検査を省略でき、造形物１５の検査時間や検査に要するコストを抑制できる。

　上述したステップＳ２９及びステップＳ３７において造形物１５の欠陥を修復する際の光ビーム７１の出力を上述のように設定することで、欠陥の深さＤｅに応じた光ビーム７１の出力で欠陥を修復できるので、欠陥の修復の確実性を向上できる。
　また、上述したステップＳ２９及びステップＳ３７において造形物１５の欠陥を修復する際、欠陥の深さＤｅが規定の深さＤｅ１未満であっても第１出力Ｐ１の光ビーム７１を照射することで、欠陥修復の際に造形物１５の表面を再溶融できなくなってしまうような不具合の発生を抑制できる。

（欠陥修復の際の光ビーム７１の走査について）
　本実施形態に係る三次元積層造形装置１では、上述したステップＳ２９及びステップＳ３７において造形物１５の欠陥を修復する際、欠陥を造形物１５の上方から見たときの、欠陥の最大寸法ｄｍａｘに基づいて光ビーム７１を走査するか否かを決定する。
　本実施形態に係る三次元積層造形装置１では、欠陥の最大寸法ｄｍａｘが光ビーム７１のビーム幅ｄｂの２倍未満（ｄｍａｘ＜２×ｄｂ）であれば、光ビーム７１を走査せずに照射して欠陥を修復する。
　本実施形態に係る三次元積層造形装置１では、欠陥の最大寸法ｄｍａｘが光ビーム７１のビーム幅ｄｂの２倍以上（ｄｍａｘ≧２×ｄｂ）であれば、光ビーム７１を走査しながら照射して欠陥を修復する。
　これにより、欠陥の大きさに応じて適切な照射条件で光ビーム７１を照射できる。

　光ビーム７１を走査しながら照射して欠陥を修復する場合、例えば図５Ａから図５Ｇに示した走査パターンで走査するようにしてもよい。なお、図５Ａから図５Ｇでは、光ビーム７１の走査パターンを矢印で表している。
　例えば図５Ａに示す走査パターンは、光ビーム７１を周方向に沿って走査する場合の例である。
　例えば図５Ｂに示す走査パターンは、光ビーム７１を矩形の辺に沿って走査する場合の例である。
　例えば図５Ｃに示す走査パターンは、ある領域内を塗りつぶすように該領域内で光ビーム７１を一方側と他方側との間で直線状に往復させるように走査する場合の例である。

　例えば図５Ｄに示す走査パターンは、同心円を複数描くように光ビーム７１を周方向に沿って走査する場合の例である。
　例えば図５Ｅに示す走査パターンは、同心の矩形を複数描くように光ビーム７１を矩形の辺に沿って走査する場合の例である。
　例えば図５Ｆに示す走査パターンは、光ビーム７１を周方向に沿って走査することと、円形の領域内を塗りつぶすように該領域内で光ビーム７１を一方側と他方側との間で直線状に往復させるように走査することを実施する場合の例である。
　例えば図５Ｇに示す走査パターンは、光ビーム７１を矩形の辺に沿って走査することと、矩形の領域内を塗りつぶすように該領域内で光ビーム７１を一方側と他方側との間で直線状に往復させるように走査することを実施する場合の例である。

　なお、光ビーム７１を走査しながら照射して欠陥を修復する場合の走査パターンは、上述した走査パターンに限定されない。

（第２の実施形態に係る積層造形方法について）
　以下、第２の実施形態に係る積層造形方法について説明する。
　図６は、上述した三次元積層造形装置１を用いた第２の実施形態に係る積層造形方法における処理の手順を示したフローチャートである。
　なお、以下の説明では、第１の実施形態に係る積層造形方法と同じ処理には、同じ符号を付し、詳細な説明を省略することがある。

　第２の実施形態に係る積層造形方法では、第１検出装置４０からの情報に基づいて造形物１５に欠陥があると判断された場合や、第２検出装置５０からの情報に基づいて造形物１５の上面に欠陥があると判断された場合であっても、第１検出装置４０又は第２検出装置５０によって検出された造形物１５の欠陥が微小である判断された場合には、造形物１５の欠陥を修復するための処理を行わずに次の処理に移行するようにしている。

　図６のステップＳ１１からステップＳ２５までの処理は、図２のステップＳ１１からステップＳ２５までの処理と同じである。
　ステップＳ２５が否定判断されると制御部８０はステップＳ３１に進む。
　ステップＳ２５が肯定判断されるとステップＳ６１に進み、制御部８０は、ステップＳ２３で検出された造形物１５の欠陥が微小であるか否かを判断する。
　ステップＳ６１において、ステップＳ２３で検出された造形物１５の欠陥が微小であると判断すると、制御部８０は、ステップＳ２７及びステップＳ２９を実施することなくステップＳ３１へ進む。
　ステップＳ６１において、ステップＳ２３で検出された造形物１５の欠陥が微小ではないと判断すると、制御部８０は、ステップＳ２７へ進む。

　図６のステップＳ２７からステップＳ３３までの処理は、図２のステップＳ２７からステップＳ３３までの処理と同じである。
　ステップＳ３３が否定判断されると制御部８０はステップＳ４１に進む。
　ステップＳ３３が肯定判断されるとステップＳ６３に進み、制御部８０は、ステップＳ３１で検出された造形物１５の欠陥が微小であるか否かを判断する。
　ステップＳ６３において、ステップＳ３１で検出された造形物１５の欠陥が微小であると判断すると、制御部８０は、ステップＳ３５及びステップＳ３７を実施することなくステップＳ４１へ進む。
　ステップＳ６３において、ステップＳ３１で検出された造形物１５の欠陥が微小ではないと判断すると、制御部８０は、ステップＳ３５へ進む。

　図６のステップＳ３５以降の処理、及び、図６のステップＳ４１以降の処理は、図２のステップＳ３５以降の処理、及び、図２のステップＳ４１以降の処理と同じである。
　なお、ステップＳ６１においてステップＳ２３で検出された造形物１５の欠陥が微小であると判断された場合や、ステップＳ６３においてステップＳ３１で検出された造形物１５の上面の欠陥が微小であると判断された場合には、三次元積層造形装置１の操作者に造形物１５の欠陥が微小であった旨、又は、造形物１５の欠陥が微小であった旨を通知するように三次元積層造形装置１を構成してもよい。

（第３の実施形態に係る積層造形方法について）
　以下、第３の実施形態に係る積層造形方法について説明する。
　図７は、上述した三次元積層造形装置１を用いた第３の実施形態に係る積層造形方法における処理の手順を示したフローチャートである。
　なお、以下の説明では、第１の実施形態に係る積層造形方法及び第２の実施形態に係る積層造形方法と同じ処理には、同じ符号を付し、詳細な説明を省略することがある。
　図７のステップＳ１１からステップＳ２１までの処理は、図２のステップＳ１１からステップＳ２１までの処理と同じである。
　図７のステップＳ２１が実施されるとステップＳ５１へ進み、ステップＳ５１が実施されるとステップＳ５３へ進む。
　以下、第３の実施形態に係る積層造形方法におけるステップＳ５１及びステップＳ５３の処理内容について説明する。

　幾つかの実施形態に係る積層造形方法では、光ビーム７１の走査中、光検出部４１で検出した光の発光強度を連続的に、より具体的には、微小な走査距離毎に取得している。
　発明者らは、造形層を１層造形する間に取得された複数の発光強度の測定値の最大値Ｓｍａｘ、該複数の発光強度の測定値の平均値Ｓａｖｅ、該複数の発光強度の測定値の最小値Ｓｍｉｎを各層毎に抽出し、その傾向を調査した。

　発明者らが鋭意検討した結果、造形物１５の内部に欠陥（空洞）が存在していないか、存在したとしても微小な欠陥であった場合、上記最大値Ｓｍａｘ、上記平均値Ｓａｖｅ、及び上記最小値Ｓｍｉｎは、いずれの造形層においても比較的値が安定していることが判明した。

　発明者らが鋭意検討した結果、造形物１５の内部に微小とは言えない欠陥が存在する場合、平均値Ｓａｖｅは、欠陥が存在する造形層の造形時には若干の変動が見られたに過ぎず、平均値Ｓａｖｅの変化に基づいて造形物１５の内部に欠陥があるか否かを判断することは難しいことが判明した。
　発明者らが鋭意検討した結果、造形物１５の内部に微小とは言えない欠陥が存在する場合、最小値Ｓｍｉｎは、いずれの造形層においても比較的値が安定していることが判明した。

　しかし発明者らが鋭意検討した結果、造形物１５の内部に微小とは言えない欠陥が存在する場合、造形物１５の内部に欠陥（空洞）が存在していた層の造形時に検出された最大値Ｓｍａｘは、造形物１５の内部に欠陥（空洞）が存在していないか、存在したとしても微小な欠陥であった場合の最大値Ｓｍａｘと比べて比較的大きな値となることが判明した。

　そこで、第３の実施形態に係る積層造形方法では、第１検出装置４０からの情報に基づいて造形物１５に欠陥があるか否かを判断するにあたり、造形層を１層造形する間に取得された複数の発光強度の測定値の最大値Ｓｍａｘに注目するようにしている。
　すなわち、第３の実施形態に係る積層造形方法では、造形層を１層造形する間に取得された複数の発光強度の測定値の内、値の大きな測定値から順に予め定められた数の測定値の平均値をその造形層の発光強度の代表値Ｒｖとする。なお、上記の予め定められた数が１である場合、代表値Ｒｖは、造形層を１層造形する間に取得された複数の発光強度の最大値である。
　又は、造形層を１層造形する間に取得された複数の発光強度の測定値の内、造形層を１層造形する間に取得された測定値の総数に対する既定の割合の測定値を値の大きな測定値から順に抽出してその平均値をその造形層の発光強度の代表値Ｒｖとする。
　そして、第３の実施形態に係る積層造形方法では、この代表値Ｒｖと、予め定められた基準値Ｒｅｆとに基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出するようにしている。
　すなわち、制御部８０は、ステップＳ５１において、第１検出装置４０における発光強度の検出結果から上記代表値Ｒｖを取得する。そして制御部８０は、後述するように上記代表値Ｒｖと予め定められた基準値Ｒｅｆとに基づいて造形物１５の欠陥の有無を判断する。
　なお、ステップＳ５１では、制御部８０は、上述した第１の実施形態に係る図２のステップＳ２３で実施した造形物１５の欠陥の有無の判断も併せて行ってもよい。

　ここで、上記基準値Ｒｅｆは、造形物１５の内部に欠陥（空洞）が存在していないか、存在したとしても微小な欠陥であった場合に測定され得る最大値Ｓｍａｘとして予め定められた値である。この値は、例えば造形物１５を造形する際の光ビーム７１の照射条件と同じ照射条件の下で多数の造形物１５を造形して得られた最大値Ｓｍａｘの平均値であってもよく、例えば造形物１５を造形する際の光ビーム７１の照射条件と同じ照射条件の下で予め試験的に造形した際に得られた最大値Ｓｍａｘの平均値であってもよい。

　上述したように、造形物１５の内部に微小とは言えない欠陥が存在する場合、造形物１５の内部に欠陥（空洞）が存在していた層の造形時に検出された最大値Ｓｍａｘは、造形物１５の内部に欠陥（空洞）が存在していないか、存在したとしても微小な欠陥であった場合の最大値Ｓｍａｘと比べて比較的大きな値となる。そのため、造形物１５の内部に欠陥（空洞）が存在していた層の造形時の上記代表値Ｒｖは、予め定められた基準値Ｒｅｆと比べて比較的大きな値となる。すなわち、上記代表値Ｒｖと上記基準値Ｒｅｆとの比較結果と造形物１５の欠陥の有無とに相関関係がある。

　第３の実施形態に係る積層造形方法に係る造形プロセスの監視方法において、第１検出ステップ（ステップＳ５１）では、１回の造形するステップ（ステップＳ２１）の実施中に発光強度を複数回測定することで得られた発光強度の複数の測定値の内、発光強度の大きい測定値から順に少なくとも１つの測定値を１回の造形するステップの実施中の発光強度の代表値Ｒｖとし、代表値Ｒｖと、予め定められた基準値Ｒｅｆとに基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出してもよい。
　第３の実施形態に係る積層造形方法によれば、上記代表値Ｒｖと上記基準値Ｒｅｆとに基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出できるので、造形物１５の欠陥の有無の検出精度を向上できる。

　より具体的には、第３の実施形態に係る積層造形方法では、上記代表値Ｒｖが上記基準値Ｒｅｆに基づいて定められた閾値Ｔｈ以上となるか否かで造形物１５の欠陥の有無を検出するようにしている。
　ここで、上記閾値Ｔｈは、上記基準値Ｒｅｆに対して規定の割合だけ大きな値である。例えば閾値Ｔｈは、基準値Ｒｅｆの１．５倍であってもよい。

　すなわち、制御部８０は、ステップＳ５１において、上記代表値Ｒｖと上記閾値Ｔｈとを比較し、上記代表値Ｒｖが上記閾値Ｔｈ未満である場合には造形物１５に欠陥がないと判断する。
　制御部８０は、ステップＳ５１において、上記代表値Ｒｖと上記閾値Ｔｈとを比較し、上記代表値Ｒｖが上記閾値Ｔｈ以上である場合には造形物１５に欠陥があると判断する。

　ステップＳ５１が実施されるとステップＳ５３へ進み、ステップＳ５１で造形物１５に欠陥がないと判断された場合、ステップＳ３１へ進み、造形物１５に欠陥があると判断された場合、ステップＳ６１へ進む。

　第３の実施形態に係る積層造形方法に係る造形プロセスの監視方法において、第１検出ステップ（ステップＳ５１）では、代表値Ｒｖが基準値Ｒｅｆに基づいて定められた閾値Ｔｈ未満である場合には造形物１５に欠陥がないと判断し、代表値Ｒｖが閾値Ｔｈ以上である場合には造形物１５に欠陥があると判断するとよい。
　第３の実施形態に係る積層造形方法によれば、上記代表値Ｒｖと上記閾値Ｔｈとの比較によって造形物１５の欠陥の有無を検出できるので、造形物１５の欠陥の有無の検出精度を向上できる。

　発明者らが鋭意検討した結果、１層造形することを複数回実施した場合に閾値Ｔｈ以上となる代表値Ｒｖの出現頻度が低いと造形物１５に欠陥が存在する可能性が低く、閾値Ｔｈ以上となる代表値Ｒｖの出現頻度が高いと造形物１５に欠陥が存在する可能性が高くなることが判明した。
　そこで、第３の実施形態に係る積層造形方法では、１層造形することを複数回実施した場合に閾値以上となる代表値Ｒｖの出現頻度Ｆｒが規定の出現頻度Ｆｒ１未満である場合には造形物１５に欠陥がないと判断するようにし、閾値Ｔｈ以上となる代表値Ｒｖの出現頻度Ｆｒが規定の出現頻度Ｆｒ１以上である場合には造形物１５に欠陥があると判断するようにしてもよい。

　すなわち、制御部８０は、ステップＳ５１において、出現頻度Ｆｒと規定の出現頻度Ｆｒ１とを比較し、出現頻度Ｆｒが規定の出現頻度Ｆｒ１未満である場合には造形物１５に欠陥がないと判断するようにしてもよい。
　制御部８０は、ステップＳ５１において、出現頻度Ｆｒと規定の出現頻度Ｆｒ１とを比較し、出現頻度Ｆｒが規定の出現頻度Ｆｒ１以上である場合には造形物１５に欠陥があると判断するようにしてもよい。

　第３の実施形態に係る積層造形方法に係る造形プロセスの監視方法において、第１検出ステップ（ステップＳ５１）では、造形するステップ（ステップＳ２１）を複数回実施した場合に閾値Ｔｈ以上となる代表値Ｒｖの出現頻度Ｆｒが規定の出現頻度Ｆｒ１未満である場合には造形物１５に欠陥がないと判断し、閾値Ｔｈ以上となる代表値の出現頻度Ｆｒが規定の出現頻度Ｆｒ１以上である場合には造形物１５に欠陥があると判断してもよい。
　これにより、閾値Ｔｈ以上となる代表値Ｒｖの出現頻度Ｆｒによって造形物１５の欠陥の有無を検出できるので、造形物１５の欠陥の有無の検出精度を向上できる。

　図７のステップＳ６１以降の処理、及び、図７のステップＳ３１以降の処理は、図６のステップＳ６１以降の処理、及び、図６のステップＳ３１以降の処理と同じである。

（第４の実施形態に係る積層造形方法について）
　以下、第４の実施形態に係る積層造形方法について説明する。
　図８は、上述した三次元積層造形装置１を用いた第４の実施形態に係る積層造形方法における処理の手順を示したフローチャートである。
　なお、以下の説明では、上述した各実施形態に係る積層造形方法の何れかと同じ処理には、同じ符号を付し、詳細な説明を省略することがある。
　図８のステップＳ１１からステップＳ２５までの処理は、図２のステップＳ１１からステップＳ２５までの処理と同じである。
　ステップＳ２５が否定判断されると制御部８０はステップＳ３１に進む。
　図８のステップＳ２５が肯定判断されるとステップＳ６１に進み、制御部８０は、ステップＳ２３で検出された造形物１５の欠陥が微小であるか否かを判断する。
　ステップＳ６１において、ステップＳ２３で検出された造形物１５の欠陥が微小であると判断すると、制御部８０は、ステップＳ２６、ステップＳ２７及びステップＳ２９を実施することなくステップＳ３１へ進む。
　ステップＳ６１において、ステップＳ２３で検出された造形物１５の欠陥が微小ではないと判断すると、制御部８０は、ステップＳ２６へ進む。
　以下、第４の実施形態に係る積層造形方法におけるステップＳ２６の処理内容について説明する。

　例えばレーザ光を造形物１５の表面に斜めに照射した場合、すなわち造形物１５の表面の法線方向に対して傾斜した角度からレーザ光を照射した場合、造形物１５の表面の表面粗さが比較的大きいと造形物１５の表面からの散乱光が表面粗さの影響を受けてしまう。そのため、例えば上述した探傷装置６０のようにレーザ超音波法によって欠陥の状態を取得する場合には、欠陥の状態を正確に取得することが難しくなってしまう。
　また、一般的に造形物１５の表面の表面粗さは、比較的大きい。そのため、探傷装置６０による造形物１５の内部の欠陥の有無、欠陥の位置及び大きさの検出精度が低下するおそれがある。

　そこで、第４の実施形態に係る積層造形方法では、ステップＳ２５が肯定判断され、ステップＳ６１が否定判断された後、ステップＳ２７で探傷装置６０によって造形物１５を検査して欠陥の状態を取得する前に、ステップＳ２６において、ビームを照射することにより造形物１５の表面を加工して造形物１５の表面粗さをビームの照射前よりも小さくするようにしている。すなわち、第４の実施形態に係る積層造形方法は、第１検出装置４０からの情報に基づいて造形物１５の欠陥が検出されると、ビームを照射することにより造形物の表面を加工するステップＳ２６を備える。

　なお、第４の実施形態に係る積層造形方法では、ステップＳ２６において造形物１５に照射するビームは、光ビーム照射装置２０の光ビーム照射部２１が照射する光ビーム７１である。ステップＳ２６において造形物１５に照射する光ビーム７１の出力等、光ビーム７１の照射条件は、造形物１５の表面を加工して造形物１５の表面粗さを比較的小さくするのに適した照射条件に設定される。

　ステップＳ６１が否定判断されると（造形物１５の欠陥が微小ではないと判断されると）、制御部８０はステップＳ２６に進み、造形物１５の表面を加工して造形物１５の表面粗さを比較的小さくするのに適した照射条件にて、造形物１５に光ビーム７１を照射するように光ビーム照射装置２０を制御する。これにより、造形物１５の表面に光ビーム７１が照射されて、造形物１５の表面粗さが比較的小さくなる。

　ステップＳ２６が実施されるとステップＳ２７へ進む。
　図８のステップＳ２７からステップＳ３３までの処理は、図６のステップＳ２７からステップＳ３３までの処理と同じである。

　図８のステップＳ３５では、ステップＳ２７と同様に探傷装置６０によって造形物１５を検査して欠陥の状態を取得する。
　そこで、第４の実施形態に係る積層造形方法では、ステップＳ３３が肯定判断され、ステップＳ６３が否定判断された後、ステップＳ３５で探傷装置６０によって造形物１５を検査して欠陥の状態を取得する前に、ステップＳ３４において、ビームを照射することにより造形物１５の表面を加工して造形物１５の表面粗さをビームの照射前よりも小さくするようにしている。すなわち、第４の実施形態に係る積層造形方法は、第２検出装置５０からの情報に基づいて造形物１５の欠陥（造形物１５の上面の欠陥）が検出されると、ビームを照射することにより造形物１５の表面を加工するステップＳ３４を備える。

　なお、第４の実施形態に係る積層造形方法では、ステップＳ３４において造形物１５に照射するビームは、光ビーム照射装置２０の光ビーム照射部２１が照射する光ビーム７１である。ステップＳ３４において造形物１５に照射する光ビーム７１の出力等、光ビーム７１の照射条件は、造形物１５の表面を加工して造形物１５の表面粗さを比較的小さくするのに適した照射条件に設定される。

　ステップＳ３３が否定判断されると制御部８０はステップＳ４１に進む。
　ステップＳ３３が肯定判断されるとステップＳ６３に進み、制御部８０は、ステップＳ３１で検出された造形物１５の上面の欠陥が微小であるか否かを判断する。
　ステップＳ６３において、ステップＳ３１で検出された造形物１５の上面の欠陥が微小であると判断すると、制御部８０は、ステップＳ３４、ステップＳ３５及びステップＳ３７を実施することなくステップＳ４１へ進む。
　ステップＳ６３において、ステップＳ３１で検出された造形物１５の上面の欠陥が微小ではないと判断すると、制御部８０はステップＳ３４に進む。ステップＳ３４において制御部８０は、造形物１５の表面を加工して造形物１５の表面粗さを比較的小さくするのに適した照射条件にて、造形物１５に光ビーム７１を照射するように光ビーム照射装置２０を制御する。これにより、造形物１５の表面に光ビーム７１が照射されて、造形物１５の表面粗さが比較的小さくなる。

　第４の実施形態に係る積層造形方法に係る造形プロセスの監視方法において、第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）、又は、第２検出ステップ（ステップＳ３１）で欠陥が検出されると、ビームを照射することにより造形物１５の表面を加工するステップ（ステップＳ２６、ステップＳ３４）と、造形物１５の表面を加工するステップ（ステップＳ２６、ステップＳ３４）で表面が加工された造形物１５を検査して欠陥の状態を取得するステップ（ステップＳ２７、ステップＳ３５）と、を備えていてもよい。
　第４の実施形態に係る積層造形方法によれば、レーザ超音波法による探傷を行う探傷装置６０のように造形物１５の表面粗さの影響を受けやすい検査を行っても、検査結果の精度を確保し易くなる。
　また、第４の実施形態に係る積層造形方法によれば、光ビーム照射装置２０の光ビーム照射部２１が照射する光ビーム７１によって造形物１５の表面を加工するようにしたので、装置の追加が不要であり、比較的容易に造形物１５の表面を加工できる。

　ステップＳ３４が実施されるとステップＳ３５へ進む。
　図８のステップＳ３５以降の処理、及び、図８のステップＳ４１以降の処理の内容は、図６のステップＳ３５以降処理、及び、図６のステップＳ４１以降の処理の内容と同じである。

　なお、ステップＳ３４の実施に先立ってステップＳ２６が実施されていた場合、その後のステップＳ２９において欠陥の修復が行われているので、ステップＳ２９における修復箇所及びその周囲だけにステップＳ３４によるビームの照射を行うようにしてもよい。

（第５の実施形態に係る積層造形方法について）
　以下、第５の実施形態に係る積層造形方法について説明する。
　第５の実施形態に係る積層造形方法は、上述した第４の実施形態に係る積層造形方法と比べて、ステップＳ２６及びステップＳ３４において造形物１５に照射するビームの発生源が異なり、その他については上述した第４の実施形態と同じである。

　上述した第４の実施形態に係る積層造形方法では、ステップＳ２６及びステップＳ３４において造形物１５に照射するビームは、光ビーム照射装置２０の光ビーム照射部２１が照射する光ビーム７１であった。
　第５の実施形態に係る積層造形方法では、ステップＳ２６及びステップＳ３４において造形物１５に照射するビームは、探傷装置６０が備えるレーザ照射装置６１が照射するレーザ光である。
　なお、レーザ光の出力等、ステップＳ２６及びステップＳ３４においてレーザ照射装置６１が照射するレーザ光の照射条件は、造形物１５の表面を加工して造形物１５の表面粗さを比較的小さくするのに適した照射条件に設定される。

　第５の実施形態に係る積層造形方法によれば、探傷装置６０が備えるレーザ照射装置６１が照射するレーザ光によって造形物１５の表面を加工するようにしたので、装置の追加が不要であり、比較的容易に造形物１５の表面を加工できる。

（第６の実施形態に係る積層造形方法について）
　以下、第６の実施形態に係る積層造形方法について説明する。
　第６の実施形態に係る積層造形方法は、上述した第４の実施形態及び第５の実施形態に係る積層造形方法と比べて、ステップＳ２６及びステップＳ３４において造形物１５に照射するビームの発生源が異なり、その他については上述した第４の実施形態及び第５の実施形態と同じである。

　図９は、第６の実施形態に係る積層造形方法を適用可能な積層造形装置である、三次元積層造形装置１Ａの全体構成を示す模式図である。
　図９に示す三次元積層造形装置１Ａは、表面加工用照射装置９０が追加された点を除き、図１に示す三次元積層造形装置１と同様の構成を有する。
　表面加工用照射装置９０は、造形物１５の表面に対してレーザ光９５を照射するための装置であり、レーザ光９５を照射可能なレーザ光照射部９１、及びレーザ光照射部９１を制御するレーザ光制御部９２を有する。
　レーザ光制御部９２は、例えばコンピュータのような電子演算装置によって構成され、制御部８０から受信した情報に基づいてレーザ光照射部９１が照射するレーザ光９５の照射位置を制御するように構成されている。
　なお、レーザ光の出力等、ステップＳ２６及びステップＳ３４においてレーザ光照射部９１が照射するレーザ光９５の照射条件は、造形物１５の表面を加工して造形物１５の表面粗さを比較的小さくするのに適した照射条件に設定される。

　第６の実施形態に係る積層造形方法によれば、光ビーム照射装置２０の光ビーム照射部２１や探傷装置６０のレーザ照射装置６１における照射条件の変更に伴う設定作業が不要となる。

　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造形プロセスの監視方法は、原料粉末３０の層８ａにエネルギービーム（光ビーム７１）を照射することで上記層８ａの原料粉末３０を溶融し固化させることで造形物１５の一部を造形するステップ（ステップＳ２１）と、造形するステップ（ステップＳ２１）の実施中に造形物１５の欠陥の有無を検出する第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）と、造形するステップ（ステップＳ２１）を実施した後に造形物１５の表面形状を計測し、造形物１５の表面形状に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出する第２検出ステップ（ステップＳ３１）と、を備える。第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）、及び、第２検出ステップ（ステップＳ３１）は、造形するステップ（ステップＳ２１）を実施する度に実施される。

　上記（１）の方法によれば、造形するステップ（ステップＳ２１）の実施中に第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）を実施するので、検査時間を大幅に短縮できる。また、第２検出ステップ（ステップＳ３１）では、造形物１５の表面形状に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出するので、比較的短時間で検査できる。よって、上記（１）の方法によれば、造形物１５の検査時間を抑制できる。
　また、上記（１）の方法によれば、第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）、及び、第２検出ステップ（ステップＳ３１）を造形するステップ（ステップＳ２１）を実施する度に実施することで、造形物１５の造形が終了した後の非破壊検査を省略できるので、造形物１５の検査時間や検査に要するコストを抑制できる。

（２）幾つかの実施形態では、上記（１）の方法において、第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）では、造形するステップ（ステップＳ２１）でエネルギービーム（光ビーム７１）を照射したときに造形物１５から発せられる光の発光強度に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出するとよい。

　上記（２）の方法によれば、造形するステップ（ステップＳ２１）の実施中に比較的簡素な装置構成で比較的容易に第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）を実施できるので、第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）を実施するため装置のコスト増を抑制できる。

（３）幾つかの実施形態では、上記（２）の方法において、第１検出ステップ（ステップＳ２３）では、発光強度に基づいて、造形物１５の最上面の造形層よりも下の造形層の欠陥の有無を検出するとよい。

　上記（３）の方法によれば、原料粉末３０の層８ａにエネルギービーム（光ビーム７１）を照射した際に造形物１５から発せられる光の発光強度に基づいて、造形物１５の最上面の造形層よりも下の造形層の欠陥の有無を検出できる。

（４）幾つかの実施形態では、上記（２）又は（３）の方法において、第１検出ステップ（ステップＳ２３）では、発光強度に基づいて、造形物１５の最上面の造形層の欠陥の有無を検出するとよい。

　上記（４）の方法によれば、例えばエネルギービーム（光ビーム７１）の照射状態の不所望な変化に起因する造形物１５の欠陥の発生を検出できる。

（５）幾つかの実施形態では、上記（２）の方法において、第１検出ステップ（ステップＳ５１）では、１回の造形するステップ（ステップＳ２１）の実施中に発光強度を複数回測定することで得られた発光強度の複数の測定値の内、発光強度の大きい測定値から順に少なくとも１つの測定値を１回の造形するステップの実施中の発光強度の代表値Ｒｖとし、代表値Ｒｖと、予め定められた基準値Ｒｅｆとに基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出してもよい。

　発明者らが鋭意検討した結果、上記代表値Ｒｖと上記基準値Ｒｅｆとの比較結果と造形物１５の欠陥の有無とに相関関係があることが判明した。
　上記（５）の方法によれば、上記代表値Ｒｖと上記基準値Ｒｅｆとに基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出できるので、造形物１５の欠陥の有無の検出精度を向上できる。

（６）幾つかの実施形態では、上記（５）の方法において、第１検出ステップ（ステップＳ５１）では、代表値Ｒｖが基準値Ｒｅｆに基づいて定められた閾値Ｔｈ未満である場合には造形物１５に欠陥がないと判断し、代表値Ｒｖが閾値Ｔｈ以上である場合には造形物１５に欠陥があると判断するとよい。

　上記（６）の方法によれば、上記代表値Ｒｖと上記閾値Ｔｈとの比較によって造形物１５の欠陥の有無を検出できるので、造形物１５の欠陥の有無の検出精度を向上できる。

（７）幾つかの実施形態では、上記（６）の方法において、第１検出ステップ（ステップＳ５１）では、造形するステップ（ステップＳ２１）を複数回実施した場合に閾値Ｔｈ以上となる代表値Ｒｖの出現頻度Ｆｒが規定の出現頻度Ｆｒ１未満である場合には造形物１５に欠陥がないと判断し、閾値Ｔｈ以上となる代表値の出現頻度Ｆｒが規定の出現頻度Ｆｒ１以上である場合には造形物１５に欠陥があると判断してもよい。

　上記（７）の方法によれば、閾値Ｔｈ以上となる代表値Ｒｖの出現頻度Ｆｒによって造形物１５の欠陥の有無を検出できるので、造形物１５の欠陥の有無の検出精度を向上できる。

（８）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（７）の何れかの方法において、第２検出ステップ（ステップＳ３１）では、造形物１５の表面に投影したパターンを撮像することで得られた画像に基づいて造形物１５の表面形状を計測するとよい。

　上記（８）の方法によれば、比較的簡素な装置構成で比較的容易に第２検出ステップ（ステップＳ３１）を実施できるので、第２検出ステップ（ステップＳ３１）の実施の要する時間が比較的少なく済む他、第２検出ステップ（ステップＳ３１）を実施するため装置のコスト増を抑制できる。

（９）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの方法において、第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）、又は、第２検出ステップ（ステップＳ３１）で欠陥が検出されると、造形物１５を検査して欠陥の状態を取得するステップ（ステップＳ２７、ステップＳ３５）を備えるとよい。

　上記（９）の方法によれば、欠陥のより詳しい状態を把握できる。

（１０）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（８）の何れかの方法において、第１検出ステップ（ステップＳ２３、ステップＳ５１）、又は、第２検出ステップ（ステップＳ３１）で欠陥が検出されると、ビームを照射することにより造形物１５の表面を加工するステップ（ステップＳ２６、ステップＳ３４）と、造形物１５の表面を加工するステップ（ステップＳ２６、ステップＳ３４）で表面が加工された造形物１５を検査して欠陥の状態を取得するステップ（ステップＳ２７、ステップＳ３５）と、を備えていてもよい。

　上記（１０）の方法によれば、ビームを照射することにより造形物１５の表面の表面粗さ１５が小さくなるように加工することにより、例えば造形物１５の表面の表面粗さの影響を受けやすい検査を行っても、検査結果の精度を確保し易くなる。

（１１）幾つかの実施形態では、上記（９）又は（１０）の方法において、取得するステップ（ステップＳ２７、ステップＳ３５）では、レーザ超音波法によって欠陥の状態を取得するとよい。

　上記（１１）の方法によれば、非破壊で欠陥のより詳しい状態を把握できる。

（１２）幾つかの実施形態では、上記（１１）の方法において、取得するステップ（ステップＳ２７、ステップＳ３５）で取得した欠陥の状態に基づいて設定した照射条件でエネルギービーム（光ビーム７１）を照射して欠陥を修復するステップ（ステップＳ２９、ステップＳ３７）、を備えるとよい。

　上記（１２）の方法によれば、造形物１５の造形の途中で欠陥を修復できるので、造形物１５の造形が終了した後の非破壊検査を省略でき、造形物１５の検査時間や検査に要するコストを抑制できる。

（１３）幾つかの実施形態では、上記（１２）の方法において、修復するステップ（ステップＳ２９、ステップＳ３７）では、取得するステップ（ステップＳ２７、ステップＳ３５）で取得した欠陥の深さＤｅが規定の深さＤｅ１未満であれば、エネルギービーム（光ビーム７１）を第１出力Ｐ１で照射して欠陥を修復するとよい。修復するステップ（ステップＳ２９、ステップＳ３７）では、取得するステップ（ステップＳ２７、ステップＳ３５）で取得した欠陥の深さＤｅが規定の深さＤｅ１以上であれば、エネルギービーム（光ビーム７１）を第１出力Ｐ１よりも大きな出力であって欠陥の深さＤｅが深くなるほど大きな出力となる第２出力Ｐ２で照射して欠陥を修復するとよい。

　上記（１３）の方法によれば、欠陥の深さに応じたエネルギービーム（光ビーム７１）の出力で欠陥を修復できるので、欠陥の修復の確実性を向上できる。
　なお、欠陥の深さＤｅが比較的浅い場合であっても、照射するエネルギービーム（光ビーム７１）の出力はある程度以上の出力でないと造形物１５の表面を再溶融させることができない。上記（１３）の方法によれば、欠陥の深さＤｅが規定の深さＤｅ１未満であっても第１出力Ｐ１のエネルギービーム（光ビーム７１）を照射することで、欠陥修復の際に造形物１５の表面を再溶融できなくなってしまうような不具合の発生を抑制できる。

（１４）幾つかの実施形態では、上記（１２）又は（１３）の方法において、修復するステップ（ステップＳ２９、ステップＳ３７）では、欠陥を造形物１５の上方から見たときの、欠陥の最大寸法ｄｍａｘがエネルギービーム（光ビーム７１）のビーム幅ｄｂの２倍未満であれば、エネルギービーム（光ビーム７１）を走査せずに照射して欠陥を修復するとよい。修復するステップ（ステップＳ２９、ステップＳ３７）では、欠陥を造形物１５の上方から見たときの、欠陥の最大寸法ｄｍａｘがエネルギービーム（光ビーム７１）のビーム幅ｄｂの２倍以上であれば、エネルギービーム（光ビーム７１）を走査しながら照射して欠陥を修復するとよい。

　上記（１４）の方法によれば、欠陥の大きさに応じて適切な照射条件でエネルギービーム（光ビーム７１）を照射できるので、比較的小さな欠陥を修復する場合には造形物１５に必要以上に加熱することを抑制でき、比較的大きな欠陥を修復する場合には欠陥の修復に必要な加熱を行うことができる。これにより、造形物１５の品質を向上できる。

（１５）幾つかの実施形態では、上記（１）乃至（１４）の何れかの方法において、上記層８ａを形成するステップ（ステップＳ１１）を実施した後、造形するステップ（ステップＳ２１）を実施する前に、上記層８ａの表面形状を計測し、上記層８ａの表面形状に基づいて上記層８ａの欠陥の有無を検出するステップ（ステップＳ１３）、を備えるとよい。

　上記（１５）の方法によれば、原料粉末３０を敷設して形成した層８ａの状態の良し悪しを把握できる。

（１６）幾つかの実施形態では、上記（１５）の方法において、検出するステップ（ステップＳ１３）で上記層８ａに欠陥が存在することが検出されると、原料粉末３０を供給して原料粉末３０の層８ａを改めて形成するステップ（ステップＳ１１）、を備えるとよい。

　上記（１６）の方法によれば、原料粉末３０を敷設して形成した層８ａの健全性を向上できる。

（１７）本開示の少なくとも一実施形態に係る積層造形装置（三次元積層造形装置１）は、供給された原料粉末３０による層８ａが形成されるベースプレート２、を有する粉末ベッド形成部５と、上記層８ａにエネルギービーム（光ビーム７１）を照射可能なエネルギービーム照射部（光ビーム照射装置２０）と、エネルギービーム（光ビーム７１）の照射中に造形物１５の欠陥の有無を検出するように構成された第１検出装置４０と、エネルギービーム（光ビーム７１）を照射した後に造形物１５の表面形状を計測し、造形物１５の表面形状に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出するように構成された第２検出装置５０と、を備える。粉末ベッド形成部５は、第１検出装置４０で造形物１５の欠陥の有無を検出し、且つ、第２検出装置５０で造形物１５の欠陥の有無を検出した後、原料粉末３０を供給して原料粉末３０の層８ａを形成するように構成されている。

　上記（１７）の構成によれば、造形のためのエネルギービーム（光ビーム７１）の照射中に造形物１５の欠陥の有無を検出するので、検査時間を大幅に短縮できる。また、第２検出装置５０によって造形物１５の表面形状に基づいて造形物１５の欠陥の有無を検出できるので、比較的短時間で検査できる。よって、上記（１７）の構成によれば、造形物１５の検査時間を抑制できる。
　また、上記（１７）の構成によれば、各層８ａを造形する度に第１検出装置４０、及び、第２検出装置５０による欠陥の有無の検出できるので、造形物１５の造形が終了した後の非破壊検査を省略でき、造形物１５の検査時間や検査に要するコストを抑制できる。

（１８）本開示の少なくとも一実施形態に係る積層造形方法は、上記（１）乃至（１６）の何れかの造形プロセスの監視方法によって造形物１５の欠陥の有無を検出するステップ、を備える。

　上記（１８）の方法によれば、造形物１５の検査時間や検査に要するコストを抑制しつつ、良好な品質の造形物１５が得られる。

１、１Ａ　三次元積層造形装置（積層造形装置）
２　ベースプレート
２ａ　駆動シリンダ
４　シリンダ
５　粉末ベッド形成部
６　ビームスプリッタ
８　粉末ベッド
８ａ　層
９　チャンバ
９ａ　窓部
８ａ　層
１０　粉末敷設部
１５　造形物
２０　光ビーム照射装置
２１　光ビーム照射部
２２　光ビーム制御部
３０　原料粉末
３１　貯蔵部
４０　第１検出装置
４１　光検出部
４２　発光モニタ制御部
５０　第２検出装置
５１　投影部
５２　撮像部
５３　凹凸検出部
６０　探傷装置
６１　レーザ照射装置
６２　レーザ干渉計
６３　探傷制御部
７１　光ビーム
８０　制御部
９０　表面加工用照射装置
９１　レーザ光照射部
９２　レーザ光制御部
９５　レーザ光

 

Claims (18)

1. 　原料粉末の層にエネルギービームを照射することで前記層の前記原料粉末を溶融し固化させることで造形物の一部を造形するステップと、
   　前記造形するステップの実施中に前記造形物の欠陥の有無を検出する第１検出ステップと、
   　前記造形するステップを実施した後に前記造形物の表面形状を計測し、前記造形物の表面形状に基づいて前記造形物の欠陥の有無を検出する第２検出ステップと、
   を備え、
   　前記第１検出ステップ、及び、前記第２検出ステップは、前記造形するステップを実施する度に実施される、
   造形プロセスの監視方法。
2. 　前記第１検出ステップでは、前記造形するステップで前記エネルギービームを照射したときに前記造形物から発せられる光の発光強度に基づいて前記造形物の欠陥の有無を検出する、
   請求項１に記載の造形プロセスの監視方法。
3. 　前記第１検出ステップでは、前記発光強度に基づいて、前記造形物の最上面の造形層よりも下の造形層の欠陥の有無を検出する、
   請求項２に記載の造形プロセスの監視方法。
4. 　前記第１検出ステップでは、前記発光強度に基づいて、前記造形物の最上面の造形層の欠陥の有無を検出する、
   請求項２又は３に記載の造形プロセスの監視方法。
5. 　前記第１検出ステップでは、１回の前記造形するステップの実施中に前記発光強度を複数回測定することで得られた前記発光強度の複数の測定値の内、前記発光強度の大きい前記測定値から順に少なくとも１つの前記測定値を前記１回の前記造形するステップの実施中の前記発光強度の代表値とし、前記代表値と、予め定められた基準値とに基づいて前記造形物の欠陥の有無を検出する、
   請求項２に記載の造形プロセスの監視方法。
6. 　前記第１検出ステップでは、前記代表値が前記基準値に基づいて定められた閾値未満である場合には前記造形物に欠陥がないと判断し、前記代表値が前記閾値以上である場合には前記造形物に欠陥があると判断する、
   請求項５に記載の造形プロセスの監視方法。
7. 　前記第１検出ステップでは、前記造形するステップを複数回実施した場合に前記閾値以上となる前記代表値の出現頻度が規定の出現頻度未満である場合には前記造形物に欠陥がないと判断し、前記閾値以上となる前記代表値の出現頻度が前記規定の出現頻度以上である場合には前記造形物に欠陥があると判断する、
   請求項６に記載の造形プロセスの監視方法。
8. 　前記第２検出ステップでは、前記造形物の表面に投影したパターンを撮像することで得られた画像に基づいて前記造形物の表面形状を計測する、
   請求項１又は２に記載の造形プロセスの監視方法。
9. 　前記第１検出ステップ、又は、前記第２検出ステップで前記欠陥が検出されると、前記造形物を検査して前記欠陥の状態を取得するステップ、
   を備える
   請求項１又は２に記載の造形プロセスの監視方法。
10. 　前記第１検出ステップ、又は、前記第２検出ステップで前記欠陥が検出されると、ビームを照射することにより前記造形物の表面を加工するステップと、
    　前記造形物の表面を加工するステップで前記表面が加工された前記造形物を検査して前記欠陥の状態を取得するステップと、
    を備える
    請求項１又は２に記載の造形プロセスの監視方法。
11. 　前記取得するステップでは、レーザ超音波法によって前記欠陥の状態を取得する、
    請求項９に記載の造形プロセスの監視方法。
12. 　前記取得するステップで取得した前記欠陥の状態に基づいて設定した照射条件で前記エネルギービームを照射して前記欠陥を修復するステップ、
    を備える、
    請求項１１に記載の造形プロセスの監視方法。
13. 　前記修復するステップでは、
    　　前記取得するステップで取得した前記欠陥の深さが規定の深さ未満であれば、前記エネルギービームを第１出力で照射して前記欠陥を修復し、
    　　前記取得するステップで取得した前記欠陥の深さが規定の深さ以上であれば、前記エネルギービームを前記第１出力よりも大きな出力であって前記欠陥の深さが深くなるほど大きな出力となる第２出力で照射して前記欠陥を修復する、
    請求項１２に記載の造形プロセスの監視方法。
14. 　前記修復するステップでは、
    　　前記欠陥を前記造形物の上方から見たときの、前記欠陥の最大寸法が前記エネルギービームのビーム幅の２倍未満であれば、前記エネルギービームを走査せずに照射して前記欠陥を修復し、
    　　前記欠陥を前記造形物の上方から見たときの、前記欠陥の最大寸法が前記エネルギービームのビーム幅の２倍以上であれば、前記エネルギービームを走査しながら照射して前記欠陥を修復する、
    請求項１２に記載の造形プロセスの監視方法。
15. 　前記原料粉末を供給して前記層を形成するステップと、
    　前記層を形成するステップを実施した後、前記造形するステップを実施する前に、前記層の表面形状を計測し、前記層の表面形状に基づいて前記層の欠陥の有無を検出するステップと、
    を備える
    請求項１又は２に記載の造形プロセスの監視方法。
16. 　前記検出するステップで前記層に欠陥が存在することが検出されると、前記原料粉末を供給して前記原料粉末の層を改めて形成するステップ、
    を備える
    請求項１５に記載の造形プロセスの監視方法。
17. 　供給された原料粉末による層が形成されるベースプレート、を有する粉末ベッド形成部と、
    　前記層にエネルギービームを照射可能なエネルギービーム照射部と、
    　前記エネルギービームの照射中に造形物の欠陥の有無を検出するように構成された第１検出装置と、
    　前記エネルギービームを照射した後に前記造形物の表面形状を計測し、前記造形物の表面形状に基づいて前記造形物の欠陥の有無を検出するように構成された第２検出装置と、
    を備え、
    　前記粉末ベッド形成部は、前記第１検出装置で前記造形物の欠陥の有無を検出し、且つ、前記第２検出装置で前記造形物の欠陥の有無を検出した後、前記原料粉末を供給して前記原料粉末の層を形成するように構成されている
    積層造形装置。
18. 　請求項１又は２に記載の造形プロセスの監視方法によって前記造形物の欠陥の有無を検出するステップ、
    を備える積層造形方法。

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