JP7341783B2 - 積層造形物の製造システム、積層造形物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層造形物の製造システム、積層造形物の製造方法に関する。

近年、３Ｄプリンタの生産手段としてのニーズが高まっており、特に金属材料での適用については航空機業界等で実用化に向けて研究開発が行われている。金属材料による３Ｄプリンタは、レーザやアーク等の熱源を用いて、金属粉体や金属ワイヤを溶融させ、溶融金属を積層させて造形物を造形する。

例えば特許文献１には、金型の形状を表現する形状データを生成する工程と、生成された形状データに基づいて、金型を等高線に沿った積層体に分割する工程と、得られた積層体の形状データに基づいて、溶加材を供給する溶接トーチの移動経路を作成する工程とを備える金型の製造方法が記載されている。

また、例えば特許文献２には、先端軸にトーチを有する溶接ヘッドが設けられた溶接ロボットを使用するとともに、アークを用いて溶加材を溶融および固化してなる積層造形物の形成を行うことが記載されている。

特許第３７８４５３９号公報 特開２０１９－９８３８１号公報

ここで、アークを用いて溶加材を溶融および固化してなるビードを複数重ねることによって、積層造形物の製造を行う場合、数多くのビードを繰り返し形成することが必要となる。また、積層造形物に対しては様々な要求特性があるため、例えば一種類の溶加材を用いて積層造形物を製造した場合には、得られる積層造形物が、要求される特性を満たさなくなるおそれがあった。

本発明は、複数のビードを積層することによって積層造形物の製造を行う場合に、要求される特性に応じた積層造形物をより容易に得ることを目的とする。

かかる目的のもと、本発明は、第１直径を有する第１溶加材を用い、当該第１溶加材の溶融および固化してなる第１ビードを形成する第１形成装置と、前記第１直径よりも小さい第２直径を有する第２溶加材を用い、当該第２溶加材を溶融および固化してなる第２ビードを形成する第２形成装置と、母材上に、前記第１ビードと前記第２ビードとを積層してなる積層造形物を形成するよう、前記第１形成装置および前記第２形成装置の動作を制御する制御装置とを含む積層造形物の製造システムを提供する。
ここで、前記制御装置は、前記第１形成装置によって２つの第１ビードを並べて形成させた後、２つの当該第１ビードの間に、前記第２形成装置によって前記第２ビードを形成させること、としてもよい。
また、前記制御装置は、前記第２形成装置が前記第２ビードの形成で前記第２溶加材に供給する第２入熱量を、前記第１形成装置が前記第１ビードの形成で前記第１溶加材に供給する第１入熱量よりも高くすること、としてもよい。
また、前記制御装置は、前記第２ビードの形成において、前記母材に対し前記第２溶加材の先端が進退するように、前記第２形成装置を制御すること、としてもよい。
また、前記制御装置は、前記第２形成装置によって２つの前記第２ビードを並べて形成させた後、２つの当該第２ビードの間に、前記第１形成装置によって前記第１ビードを形成させること、としてもよい。
また、前記制御装置は、前記第２形成装置が前記第２ビードの形成で前記第２溶加材に供給する第２入熱量を、前記第１形成装置が前記第１ビードの形成で前記第１溶加材に供給する第１入熱量よりも低くすること、としてもよい。
また、前記第１形成装置は、前記第１溶加材を保持する第１トーチと、当該第１トーチを保持しながら運動する第１ロボットとを備え、前記第２形成装置は、前記第２溶加材を保持する第２トーチと、当該第２トーチを保持しながら運動する第２ロボットとを備えること、としてもよい。
また、前記第１形成装置は、前記第１トーチを介して前記第１溶加材に溶接電流を供給する第１電源を備えるとともに、前記第２形成装置は、前記第２トーチを介して前記第２溶加材に溶接電流を供給する第２電源を備えており、前記第１電源の特性と前記第２電源の特性とが異なること、としてもよい。
また、前記第１電源がパルス電源であり、前記第２電源がＣＭＴ（Cold Metal Transfer）電源であること、としてもよい。

また、本発明は、導電性を有する母材を準備する準備工程と、前記母材上に、第１直径を有する第１溶加材を用い且つ当該第１溶加材を溶融および固化してなる第１ビードと、当該第１直径よりも小さい第２直径を有する第２溶加材を用い且つ当該第２溶加材を溶融および固化してなる第２ビードとを形成することで、当該第１ビードと当該第２ビードとを積層してなる積層造形物を形成する形成工程とを有する積層造形物の製造方法を提供する。
ここで、前記形成工程は、前記第１溶加材を用い、複数の前記第１ビードを並べて形成する第１形成工程と、前記第２溶加材を用い、隣接する２つの前記第１ビードの間に存在する隙間を埋めるように前記第２ビードを形成する第２形成工程とを有すること、としてもよい。
また、前記第２形成工程で前記第２溶加材に供給する第２入熱量を、前記第１形成工程で前記第１溶加材に供給する第１入熱量よりも高くすること、としてもよい。
また、前記第２形成工程では、前記母材に対し前記第２溶加材の先端を進退させながら、前記第２ビードを形成すること、としてもよい。
また、前記形成工程は、前記第２溶加材を用い、複数の前記第２ビードを並べて形成する前側形成工程と、前記第１溶加材を用い、隣接する２つの前記第２ビードの間に存在する隙間を埋めるように前記第１ビードを形成する後側形成工程とを有すること、としてもよい。
また、前記後側形成工程で前記第１溶加材に供給する第１入熱量を、前記前側形成工程で前記第２溶加材に供給する第２入熱量よりも高くすること、としてもよい。

本発明によれば、複数のビードを積層することによって積層造形物の製造を行う場合に、要求される特性に応じた積層造形物をより容易に得ることができる。

本発明の実施の形態における金属積層造形システムの概略構成例を示した図である。 第１ロボット装置の概略構成を示した斜視図である。 （ａ）は第１ワイヤを、（ｂ）は第２ワイヤを、それぞれ示す図である。 制御装置の機能構成例を示した図である。 計画作成装置のハードウェア構成例を示した図である。 計画作成装置の機能構成例を示した図である。 計画作成装置の動作例を示したフローチャートである。 制御装置の制御に基づく、第１積層装置および第２積層装置の動作例を示したフローチャートである。 具体例における構造体の形状を説明するための斜視図である。 （ａ）は三次元形状データの一例を、（ｂ）は層形状データの一例を、それぞれ説明するための図である。 実施の形態１の具体例における振分済層形状データを、層毎の観点から説明するための図である。 実施の形態１の具体例における振分済層形状データを、ワイヤ径毎の観点から説明するための図である。 出力データのデータ構造を説明するための図である。 実施の形態１の具体例における複数のビードの形成順番を説明するための図である。 実施の形態１の具体例における積層計画を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）は、実施の形態１の具体例における第１層状体の形成手順を説明するための斜視図である。 実施の形態１の具体例における第１層状体の断面構成を説明するための図である。 実施の形態１の具体例で得られる第１ブロックの構成を説明するための斜視図である。 （ａ）は第１ビードを形成する際の第１ワイヤの移動軌跡を、（ｂ）は第２ビードを形成する際の第２ワイヤの移動軌跡を、それぞれ説明するための図である。 実施の形態２の具体例における振分済層形状データを、層毎の観点から説明するための図である。 実施の形態２の具体例における振分済層形状データを、ワイヤ径毎の観点から説明するための図である。 実施の形態２の具体例における複数のビードの形成順番を説明するための図である。 実施の形態２の具体例における積層計画を説明するための図である。 （ａ）、（ｂ）は、実施の形態２の具体例における第１層状体の形成手順を説明するための斜視図である。 実施の形態２の具体例における第１層状体の断面構成を説明するための図である。 実施の形態２の具体例で得られる第１ブロックの構成を説明するための斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下の説明で参照する図面における各部の大きさや厚さ等は、実際の寸法とは異なっている場合がある。

＜実施の形態１＞
［金属積層造形システム］
図１は、本発明の実施の形態における金属積層造形システム１の概略構成例を示した図である。
積層造形物の製造システムの一例としての金属積層造形システム１は、所謂アーク溶接の手法を用いて、母材１１０上に、複数のビードを積層してなる積層造形物１２０を形成することで、母材１１０と積層造形物１２０とを含む構造体１００を製造する。なお、構造体１００の詳細については後述する。

本実施の形態の金属積層造形システム１は、第１積層装置１０と、第２積層装置２０と、制御装置３０と、計画作成装置４０とを備えている。これらのうち、計画作成装置４０は、複数のビードを順次積層することによって積層造形物１２０を形成するための計画（以下では、「積層計画」と称する）に関する、制御プログラム等の作成を行う。また、制御装置３０は、計画作成装置４０によって、メモリカード等のリムーバブルな記録媒体５０もしくは通信ケーブル等を介して自身に設けられた内部記録媒体（図示せず）に書き込まれた制御プログラム等を、読み出して実行する。さらに、第１積層装置１０および第２積層装置２０は、制御装置３０が上記制御プログラム等を実行することに伴い、協働して積層造形物１２０の形成を行う。換言すれば、制御装置３０は、上記制御プログラム等を実行することにより、積層造形物１２０の形成で使用される、第１積層装置１０および第２積層装置２０の両者の動作を制御する。

また、金属積層造形システム１に設けられた計画作成装置４０には、ＣＡＤ（Computer Aided Design）装置２が接続されている。このＣＡＤ装置２は、コンピュータを用いて、造形物を三次元座標で表した設計を行うとともに、設計によって得られた三次元データ（以下では、「三次元ＣＡＤデータ」と称する）を保持する機能を有している。なお、ここでは、ＣＡＤ装置２が金属積層造形システム１の外部に設置されるものとして説明を行うが、金属積層造形システム１の内部にＣＡＤ装置２を設けてもかまわない。

では次に、金属積層造形システム１を構成する第１積層装置１０、第２積層装置２０、制御装置３０および計画作成装置４０のそれぞれについて、説明を行う。
ここで、本実施の形態の金属積層造形システム１では、第１積層装置１０および第２積層装置２０として、ともに、ガスシールドアーク溶接方式を採用したロボット溶接装置を転用したものを用いている。

（第１積層装置）
第１形成装置の一例としての第１積層装置１０は、所謂産業用ロボットで構成された第１ロボット装置１１と、第１ロボット装置１１に取り付けられ、溶接プロセスで使用される第１ワイヤ１４の供給等を行う第１溶接トーチ１２と、溶接プロセスで使用される電源装置である第１電源１３とを備えている。なお、第１積層装置１０は、この他に、シールドガスを供給するガス供給装置や第１ワイヤ１４を供給するワイヤ供給装置等をさらに有しているのであるが、ここではその詳細な説明を省略する。

〔第１ロボット装置〕
図２は、第１積層装置１０に設けられた第１ロボット装置１１の概略構成を示した図である。以下では、図１に加えて図２も参照しつつ、第１ロボット装置１１の構成について説明を行う。

第１ロボットの一例としての第１ロボット装置１１は、一般的な６つの駆動軸を有する６軸の垂直多関節ロボットである。ただし、第１ロボット装置１１は垂直多関節ロボットに限られるものではなく、他の構成であってもかまわない。また、第１ロボット装置１１が垂直多関節ロボットを採用する場合であっても、その軸数は、６軸に限定されるものではなく、５軸以下であってもよいし、７軸以上であってもかまわない。

この第１ロボット装置１１は、床等の設置対象に固定される基部１１ａと、基部１１ａ上で鉛直方向に沿った第１駆動軸Ｓ１回りに旋回可能に設けられた旋回部１１ｂと、水平方向に沿った第２駆動軸Ｓ２を介して一端部が旋回部１１ｂと連結され、第２駆動軸Ｓ２回りに回転可能な下腕部１１ｃとを備えている。また、第１ロボット装置１１は、下腕部１１ｃの他端部に第２駆動軸Ｓ２と平行な第３駆動軸Ｓ３を介して接続された上腕部１１ｄと、上腕部１１ｄに設けられ、第４駆動軸Ｓ４によりアーム軸線回りに回転可能な手首旋回部１１ｅとを備えている。さらに、第１ロボット装置１１は、手首旋回部１１ｅに第５駆動軸Ｓ５を介して接続される手首曲げ部１１ｆと、手首曲げ部１１ｆの先端に第６駆動軸Ｓ６を介して接続される手首回転部１１ｇとを備えている。この第１ロボット装置１１では、これら下腕部１１ｃ、上腕部１１ｄ、手首旋回部１１ｅ、手首曲げ部１１ｆおよび手首回転部１１ｇが、多関節アームを構成している。

そして、多関節アームの最先端軸となる手首回転部１１ｇには、所謂エンドエフェクタとして機能することで、第１溶接トーチ１２を保持する保持部１１ｈが取り付けられている。

〔第１溶接トーチ〕
第１トーチの一例としての第１溶接トーチ１２は、アルゴンガスや炭酸ガス等のシールドガスが供給される略筒状のシールドノズルと、シールドノズルの内部に配置されたコンタクトチップ（ともに図示せず）とを有している。そして、コンタクトチップには、送給されてくる第１ワイヤ１４が保持されるようになっている。この第１溶接トーチ１２は、第１ワイヤ１４を送給しつつ、シールドガスを流しながらアークを発生させて第１ワイヤ１４を溶融および固化させることで、母材１１０上に複数のビード（以下では、「第１ビード」と称する）を形成且つ積層し、後述する第２溶接トーチ２２とともに、積層造形物１２０の形成を行うようになっている。そして、ここでは、第１ワイヤ１４自身が電極且つ溶加材となる「溶極式」を例として説明を行うが、「非溶極式」を採用することも可能である。

〔第１電源〕
第１電源１３は、第１溶接トーチ１２に設けられたコンタクトチップを介して、第１ワイヤ１４に溶接電流を供給するための電源装置である。そして、第１電源１３としては、直流電源および交流電源のどちらを用いてもよく、また、直流電源を用いる場合、その外部特性は、垂下特性、定電流特性および定電圧特性のいずれであってもよい。

〔第１ワイヤ〕
第１溶加材の一例としての第１ワイヤ１４としては、ソリッドワイヤおよびフラックス入りワイヤのどちらも用いることができる。また、第１ワイヤ１４としては、形成する積層造形物１２０の仕様に応じて、各種鉄鋼用（軟鋼用、高張力鋼用、低温用鋼用等）、各種ステンレス鋼用、各種アルミニウム合金（純アルミニウムを含む）用および各種チタン合金（純チタンを含む）用などから、適宜選択することができる。さらに、第１ワイヤ１４のワイヤ径（直径）についても、適宜選択することが可能である。

（第２積層装置）
第２形成装置の一例としての第２積層装置２０は、所謂産業用ロボットで構成された第２ロボット装置２１と、第２ロボット装置２１に取り付けられ、溶接プロセスで使用される第２ワイヤ２４の供給等を行う第２溶接トーチ２２と、溶接プロセスで使用される電源装置である第２電源２３とを備えている。なお、第２積層装置２０は、上述した第１積層装置１０と同様に、この他に、シールドガスを供給するガス供給装置や第２ワイヤ２４を供給するワイヤ供給装置等をさらに有しているのであるが、ここではその詳細な説明を省略する。

〔第２ロボット装置〕
第２ロボットの一例としての第２ロボット装置２１は、上述した第１ロボット装置１１と同様の構成を有しており、６軸の垂直多関節ロボットで構成されている（図２参照）。ただし、これに限られるものではなく、第２ロボット装置２１が、第１ロボット装置１１と異なる構造を有していてもかまわない。

〔第２溶接トーチ〕
第２トーチの一例としての第２溶接トーチ２２は、上述した第１溶接トーチ１２と同様の構成を有しており、アルゴンガスや炭酸ガス等のシールドガスが供給される略筒状のシールドノズルと、シールドノズルの内部に配置されたコンタクトチップ（ともに図示せず）とを有している。そして、コンタクトチップには、送給されてくる第２ワイヤ２４が保持されるようになっている。この第２溶接トーチ２２は、第２ワイヤ２４を送給しつつ、シールドガスを流しながらアークを発生させて第２ワイヤ２４を溶融および固化させることで、母材１１０上に複数のビード（以下では、「第２ビード」と称する）を形成且つ積層し、上述した第１溶接トーチ１２とともに、積層造形物１２０の形成を行うようになっている。ただし、これに限られるものではなく、第２溶接トーチ２２が、第１溶接トーチ１２と異なる構造を有していてもかまわない。そして、ここでは、第１ワイヤ１４自身が電極且つ溶加材となる「溶極式」を例として説明を行うが、「非溶極式」を採用することも可能である。また、一方を「溶極式」とし、他方を「非溶極式」としてもかまわない。

〔第２電源〕
第２電源２３は、第２溶接トーチ２２に設けられたコンタクトチップを介して、第２ワイヤ２４に溶接電流を供給するための電源装置である。そして、第２電源２３は、上述した第１電源１３と同様の構成を有している。ただし、第２電源２３としては、上述した第１電源１３と同様に、直流電源および交流電源のどちらを用いてもよく、また、直流電源を用いる場合、その外部特性は、垂下特性、定電流特性および定電圧特性のいずれであってもよい。

〔第２ワイヤ〕
第２溶加材の一例としての第２ワイヤ２４としては、ソリッドワイヤおよびフラックス入りワイヤのどちらも用いることができる。また、第２ワイヤ２４としては、形成する積層造形物１２０の特性に応じて、各種鉄鋼用（軟鋼用、高張力鋼用、低温用鋼用等）、各種ステンレス鋼用、各種アルミニウム合金（純アルミニウムを含む）用および各種チタン合金（純チタンを含む）用などから、適宜選択することができる。さらに、第２ワイヤ２４のワイヤ径（直径）についても、後述する第１ワイヤ１４のワイヤ径との関係を満足する範囲内において、適宜選択することが可能である。

（第１ワイヤと第２ワイヤとの関係）
ではここで、第１積層装置１０で用いられる第１ワイヤ１４と、第２積層装置２０で用いられる第２ワイヤ２４との関係について説明しておく。
図３は、これら第１ワイヤ１４および第２ワイヤ２４を説明するための図であって、図３（ａ）は第１ワイヤ１４を、図３（ｂ）は第２ワイヤ２４を、それぞれ示している。

図３（ａ）に示す第１ワイヤ１４の直径を第１ワイヤ径φ１（第１直径の一例）とし、図３（ｂ）に示す第２ワイヤ２４の直径を第２ワイヤ径φ２（第２直径の一例）としたとき、本実施の形態では、これらがφ１＞φ２の関係を満たすようになっている。すなわち、本実施の形態では、第２ワイヤ２４の第２ワイヤ径φ２が、第１ワイヤ１４の第１ワイヤ径φ１よりも小さくなるように、第１ワイヤ１４および第２ワイヤ２４の選択が行われている。

そして、本実施の形態における第１ワイヤ１４および第２ワイヤ２４は、直径の大小関係を除く各種特性（フラックスの有無や仕様）が共通となっているもの（例えば「軟鋼用のソリッドワイヤ」）を用いている。

（第１ロボット装置と第２ロボット装置との関係）
次に、第１積層装置１０で用いられる第１ロボット装置１１と、第２積層装置２０で用いられる第２ロボット装置２１との関係について説明しておく。
本実施の形態では、第１ロボット装置１１および第２ロボット装置２１として、上述したように、同一仕様のものを用いている。
ただし、これに限られるものではなく、例えば、相対的に細い第２ワイヤ２４が使用される側となる第２ロボット装置２１を、相対的に太い第１ワイヤ１４が使用される側となる第１ロボット装置１１よりも小型にする、というような設計を行ってもかまわない。

（第１溶接トーチと第２溶接トーチとの関係）
次に、第１積層装置１０で用いられる第１溶接トーチ１２と、第２積層装置２０で用いられる第２溶接トーチ２２との関係について説明しておく。
本実施の形態では、第１溶接トーチ１２および第２溶接トーチ２２として、上述したように、同一仕様のものを用いている。なお、コンタクトチップについては、第１溶接トーチ１２で使用するものよりも、第２溶接トーチ２２で使用するものの内径が小さくなっている。
ただし、これに限られるものではなく、例えば、相対的に細い第２ワイヤ２４が使用される第２溶接トーチ２２を、相対的に太い第１ワイヤ１４が使用される第１溶接トーチ１２よりも小型にする、というような設計を行ってもかまわない。

（第１電源と第２電源との関係）
続いて、第１積層装置１０で用いられる第１電源１３と、第２積層装置２０で用いられる第２電源２３との関係について説明しておく。
本実施の形態では、上述したように、第１電源１３および第２電源２３として、上述したように、同一仕様のものを用いている。
ただし、これに限られるものではなく、例えば相対的に細い第２ワイヤ２４が使用される側となる第２電源２３として定電圧電源を用い、相対的に太い第１ワイヤ１４が使用される側となる第１電源１３として定電流電源を用いる、というような設計を行ってもかまわない。

（制御装置）
図４は、制御装置３０の機能構成例を示した図である。以下では、図１に加えて図４も参照しつつ、制御装置３０の構成について説明を行う。

本実施の形態の制御装置３０は、受付部３０１と、全体制御部３０２と、第１ロボット制御部３０３および第１溶接制御部３０４と、第２ロボット制御部３０５および第２溶接制御部３０６とを有している。

〔受付部〕
受付部３０１は、計画作成装置４０から、記録媒体５０を介して、第１積層装置１０および第２積層装置２０を連動して動作させるための制御プログラム等を含む出力データの入力を受け付ける。

〔全体制御部〕
全体制御部３０２は、受付部３０１が受け付けた制御プログラムにしたがい、第１積層装置１０および第２積層装置２０を連動して動作させるための全体的な制御を行う。また、全体制御部３０２は、このとき、第１積層装置１０を構成する第１ロボット装置１１および第１溶接トーチ１２を連動して動作させ、且つ、第２積層装置２０を構成する第２ロボット装置２１および第２溶接トーチ２２を連動して動作させるための制御を実行する。

〔第１ロボット制御部〕
第１ロボット制御部３０３は、全体制御部３０２による制御のもと、第１ロボット装置１１を構成する各部を動作させることにより、第１ロボット装置１１に保持された第１溶接トーチ１２の位置制御および姿勢制御等を行う。

〔第１溶接制御部〕
第１溶接制御部３０４は、全体制御部３０２による制御のもと、第１溶接トーチ１２に対する第１電源１３を用いた給電動作、ワイヤ送給動作およびガス供給動作等に関する制御を行う。

〔第２ロボット制御部〕
第２ロボット制御部３０５は、全体制御部３０２による制御のもと、第２ロボット装置２１を構成する各部を動作させることにより、第２ロボット装置２１に保持された第２溶接トーチ２２の位置制御および姿勢制御等を行う。

〔第２溶接制御部〕
第２溶接制御部３０６は、全体制御部３０２による制御のもと、第２溶接トーチ２２に対する第２電源２３を用いた給電動作、ワイヤ送給動作およびガス供給動作等に関する制御を行う。

（計画作成装置）
続いて、計画作成装置４０の詳細について説明を行う。
〔ハードウェア構成〕
図５は、計画作成装置４０のハードウェア構成例を示した図である。
本実施の形態の計画作成装置４０は、例えば汎用のＰＣ（Personal Computer）等により実現される。なお、具体的な説明は行わなかったが、上述した制御装置３０も、以下に説明する計画作成装置４０と同様のハードウェア構成を有している。

この計画作成装置４０は、ＯＳや各種アプリケーション等のプログラムを読み出して実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）４１と、ＣＰＵ４１が実行するプログラムやプログラムを実行する際に使用するデータ等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、プログラムを実行する際に一時的に生成されるデータ等を記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）４３とを備えている。また、計画作成装置４０は、各種プログラムや各種データ等を記憶するＨＤＤ（Hard Disk Drive）４４と、計画作成装置４０の外部に設けられたＣＡＤ装置２や制御装置３０等の機器との間でデータの送受信を行うＮＩＣ（Network Interface Card）４５と、操作者からの入力を受け付ける入力装置４６と、表示画面に画像を表示する表示装置４７と、これらを接続するバス４８とをさらに備えている。そして、計画作成装置４０に設けられたＣＰＵ４１が実行するプログラムは、予めＲＯＭ４２やＨＤＤ４４に記憶させておく形態の他、例えばＣＤ－ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してＣＰＵ４１に提供したり、あるいは、ネットワーク（図示せず）を介してＣＰＵ４１に提供したりすることも可能である。

〔機能構成〕
図６は、本実施の形態の計画作成装置４０の機能構成例を示した図である。
本実施の形態の計画作成装置４０は、取得部４０１と、変換部４０２と、切断部４０３と、振分部４０４と、作成部４０５と、付加部４０６と、出力部４０７とを有している。以下では、図１に加えて図６も参照しつつ、計画作成装置４０の構成について説明を行う。

｛取得部｝
取得部４０１は、ＣＡＤ装置２から、積層造形物１２０のもととなる造形物の三次元ＣＡＤデータＤ３ｄ（後述する図１０（ａ）も参照）を取得する。

｛変換部｝
変換部４０２は、上記取得部４０１から、三次元ＣＡＤデータＤ３ｄを受け取る。また、変換部４０２は、受け取った三次元ＣＡＤデータＤ３ｄを、計画作成装置４０での各種データ加工に用いられる内部データＤｉに変換する。

｛切断部｝
切断部４０３は、上記変換部４０２から、内部データＤｉを受け取る。また、切断部４０３は、受け取った内部データＤｉを、複数の層（例えばｎ層）の積層体となるように切断（スライス）することで、層形状データＤｓ（具体的には、１層目の層形状データＤｓ（１）～ｎ層目の層形状データＤｓ（ｎ）を含むｎ層分のデータ：後述する図１０（ｂ）も参照）を作成する。

｛振分部｝
振分部４０４は、切断部４０３から層形状データＤｓを受け取る。また、振分部４０４は、受け取った層形状データＤｓに対し、層毎に、「第１ワイヤ１４に対応する大径用」と「第２ワイヤ２４に対応する小径用」とに振り分けを行うことで、振分済層形状データＤｄ（具体的には、１層目の振分済層形状データＤｄ（１）～ｎ層目の振分済層形状データＤｄ（ｎ）を含むｎ層分のデータ：後述する図１１および図１２も参照）を作成する。

｛作成部｝
作成部４０５は、振分部４０４から振分済層形状データＤｄを受け取る。また、作成部４０５は、受け取った振分済層形状データＤｄに基づき、制御装置３０が積層造形物１２０を製造する際に実行する制御プログラムＤｐと、この制御プログラムＤｐで使用される制御データＤｃとを作成する。

｛付加部｝
付加部４０６は、振分部４０４から振分済層形状データＤｄを受け取り、作成部４０５から、制御プログラムＤｐおよび制御データＤｃを受け取る。また、付加部４０６は、受け取った制御プログラムＤｐに、受け取った制御データＤｃと振分済層形状データＤｄとを付加することで、出力データＤｏを作成する。

｛出力部｝
出力部４０７は、付加部４０６から出力データＤｏを受け取る。また、出力部４０７は、受け取った出力データＤｏを、記録媒体５０（図１参照）に書き込むことによって出力する。

［構造体］
ここで、本実施の形態の金属積層造形システム１によって製造される構造体１００に関する説明を行っておく。
本実施の形態の構造体１００は、積層対象となる母材１１０と、第１積層装置１０が第１ワイヤ１４を用いて形成した第１ビードおよび第２積層装置２０が第２ワイヤ２４を用いて形成した第２ビードを、混在させた状態で積層することで得られた積層造形物１２０とを備えている。

なお、本実施の形態では、母材１１０と積層造形物１２０とを含む構造体１００が、最終的な製品となることがある。また、構造体１００から母材１１０を取り除くことで得られた積層造形物１２０が、最終的な製品となることもある。さらに、いずれの場合においても、積層造形物１２０に切削加工を含む各種機械加工を施した加工物が、最終的な製品となることがある。

（母材）
母材１１０は、積層造形物１２０の土台となるものである。母材１１０には、所謂溶接プロセスによる積層造形物１２０の形成が可能な金属材を用いることができる。また、積層造形時の安定性の確保等を考慮すれば、積層造形物１２０として、図１に示すような板材を使用することが望ましい。

（積層造形物）
積層造形物１２０は、上述したように、第１ワイヤ１４を溶融・固化してなる第１ビードと、第２ワイヤ２４を溶融・固化してなる第２ビードとを含むものであって、これらを例えば鉛直方向上側に向かって順次積み重ねた構造を有している。なお、積層造形物１２０における第１ビードと第２ビードとの比率（体積比あるいは重量比）や、第１ビードおよび第２ビードの配列および積層順番等については、両者が混在しているのであれば、特に制限はない。

［金属積層造形システムの動作］
続いて、上述した図１等を参照しつつ、本実施の形態の金属積層造形システム１の動作について説明を行う。
本実施の形態の金属積層造形システム１では、まず、計画作成装置４０が、積層造形物１２０の形成で使用する、制御プログラムＤｐおよび各種データ（振分済層形状データＤｄおよび制御データＤｃ）を含む出力データＤｏの作成を行うとともに、作成した出力データＤｏを記録媒体５０に書き込む。続いて、制御装置３０が、記録媒体５０から読み出した出力データＤｏに含まれる制御プログラムＤｐおよび各種データにしたがって動作する。より具体的に説明すると、制御装置３０は、読み出した制御プログラムＤｐおよび各種データにしたがって、第１積層装置１０および第２積層装置２０の動作を制御する。そして、第１積層装置１０に設けられた第１溶接トーチ１２（第１ワイヤ１４）を用いた、母材１１０上への第１ビードの形成と、第２積層装置２０に設けられた第２溶接トーチ２２（第２ワイヤ２４）を用いた、母材１１０上への第２ビードの形成とを実行することにより、複数のビードを積層してなる積層造形物１２０の形成を行う。以上により、目的とする構造体１００が得られる。

次に、上述した金属積層造形システム１の動作の詳細について説明を行う。ここでは、最初に計画作成装置４０の動作について説明を行い、続いて制御装置３０を介した第１積層装置１０および第２積層装置２０の動作について説明を行う。

（計画作成装置の動作）
図７は、計画作成装置４０の動作例を示したフローチャートである。なお、ここでは、これから製造しようとする積層造形物１２０のもととなる造形物に関する三次元ＣＡＤデータＤ３ｄが、既にＣＡＤ装置２によって作成されているものとする。

計画作成装置４０の動作が開始されると、まず、取得部４０１が、ＣＡＤ装置２から三次元ＣＡＤデータＤ３ｄを取得する（ステップ１０）。

次に、変換部４０２が、取得部４０１から受け取った三次元ＣＡＤデータＤ３ｄを、内部データＤｉに変換する（ステップ２０）。

続いて、切断部４０３が、変換部４０２から受け取った内部データＤｉを用いて、層形状データＤｓを作成する（ステップ３０）。

さらに、振分部４０４が、切断部４０３から受け取った層形状データＤｓを用いて、振分済層形状データＤｄを作成する（ステップ４０）。

また、作成部４０５が、振分部４０４が作成した振分済層形状データＤｄを用いて、制御プログラムＤｐおよび制御データＤｃを作成する（ステップ５０）。

また、付加部４０６が、振分部４０４から受け取った振分済層形状データＤｄと、作成部４０５から受け取った制御プログラムＤｐおよび制御データＤｃとを用いて、出力データＤｏを作成する（ステップ６０）。

そして、出力部４０７が、付加部４０６から受け取った出力データＤｏを、記録媒体５０に書き込むことによって出力する（ステップ７０）。
以上により、計画作成装置４０の動作が完了する。

（積層造形装置の動作）
図８は、制御装置３０の制御に基づく、第１積層装置１０および第２積層装置２０の動作例を示したフローチャートである。なお、図８に示す手順に従ってこれらが動作を開始する前に、第１ロボット装置１１よび第２ロボット装置２１周辺のうちの予め定められた位置には、母材１１０が固定された状態で位置決めされているものとする（「準備工程」の一例）。

制御装置３０が動作を開始すると、まず、受付部３０１が、記録媒体５０から読み出された、出力データＤｏの入力を受け付ける(ステップ１１０)。

次に、全体制御部３０２は、ステップ１１０で受け取った出力データＤｏに含まれる制御プログラムＤｐを、同じくステップ１１０で受け取った出力データＤｏに含まれる各種データ（振分済層形状データＤｄおよび制御データＤｃ）を参照しながら実行する。また、全体制御部３０２は、変数ｘを１に設定する（ステップ１２０）。

続いて、全体制御部３０２は、得たい積層造形物１２０のうちのｘ層目（最初は１層目）の層状体を形成するための指示（層形成指示）を作成する（ステップ１３０）。ここで、ｘ層目の層状体は、第１ワイヤ１４を用いた第１ビードのみによって形成される場合と、第２ワイヤ２４を用いた第２ビードのみによって形成される場合と、これら第１ビードと第２ビードとを混在させた状態で形成される場合とが存在し得る。

次いで、全体制御部３０２は、第１積層装置１０および第２積層装置２０に、上記ステップ１３０で作成した、ｘ層目の層形成指示を出力する（ステップ１４０）。より具体的に説明すると、このとき、全体制御部３０２は、第１ロボット制御部３０３および第１溶接制御部３０４を介して、第１積層装置１０に対する指示を出力するとともに、第２ロボット制御部３０５および第２溶接制御部３０６を介して、第２積層装置２０に対する指示を出力する。これに伴い、第１積層装置１０に設けられた第１ロボット装置１１、第１溶接トーチ１２および第１電源１３と、第２積層装置２０に設けられた第２ロボット装置２１、第２溶接トーチ２２および第２電源２３とは、ｘ層目の層形成指示に基づいて協働して動作し、第１ビードおよび／または第２ビードの形成を行う。

それから、全体制御部３０２は、変数ｘが得たい積層造形物１２０の総層数ｎと等しくなったか否かを判断する（ステップ１５０）。

ステップ１５０で否定の判断（Ｎｏ）を行った場合、全体制御部３０２は、変数ｘをｘ＋１に更新し（ステップ１６０）、ステップ１３０に戻って次の層に関する処理を続行する。

一方、ステップ１５０で肯定の判断（Ｙｅｓ）を行った場合、すなわち、第１ビードおよび第２ビードを含むｎ層のビードを積層することで、母材１１０上に対する積層造形物１２０の形成が完了すると、第１積層装置１０および第２積層装置２０の動作が完了する。

［実施の形態１の具体例］
では、図１に示す金属積層造形システム１を用いた構造体１００の製造に関し、具体的な例を挙げて説明を行う。

（構造体の形状）
図９は、具体例における構造体１００の形状を説明するための図である。
この例における構造体１００は、上述したように母材１１０と積層造形物１２０とを有している。そして、積層造形物１２０は、第１ブロック１２０ａと第２ブロック１２０ｂとを備えている。

この例において、母材１１０は、鋼板等からなる板状の部材であって、上方からみたときに矩形状を呈するようになっている。
また、第１ブロック１２０ａおよび第２ブロック１２０ｂの両者は、同一形状となる直方体状を呈するようになっており、母材１１０における矩形状の面の上に、並べて配置されている。そして、母材１１０上において、第１ブロック１２０ａの一面と第２ブロック１２０ｂの一面とが対向するようになっており、両者の間には溝１３０が形成されている。このようにして第１ブロック１２０ａと第２ブロック１２０ｂとの間に形成される溝１３０は、例えば構造体１００に水等の流体を流すための流路として機能させることが可能である。

（各種データ）
次に、このような積層造形物１２０の製造に用いられる、各種データに関する説明を行う。なお、この例における積層造形物１２０に関しては、第１ブロック１２０ａおよび第２ブロック１２０ｂの両者をまとめて製造したり、第１ブロック１２０ａを製造した後に第２ブロック１２０ｂを製造したり、第２ブロック１２０ｂを製造した後に第１ブロック１２０ａを製造したりすることが可能である。ただし、ここでは、第１ブロック１２０ａを製造した後に第２ブロック１２０ｂを製造する場合を例とするとともに、一方のブロック（ここでは第１ブロック１２０ａ）を製造する場合に用いられる各種データについて説明を行う。

図１０（ａ）、（ｂ）、図１１乃至図１３は、積層造形物１２０（第１ブロック１２０ａ）の製造に際して、計画作成装置４０で用いられる各種データの概念を説明するための図である。なお、ここで説明する各種データは、実際には、バイナリ形式やアスキー形式等によって表現されるものであるが、ここでは、理解を助けるために模式的な表記を行っている。そして、これら図１０（ａ）、（ｂ）、図１１および図１２では、各データを斜視図として表記している。

〔三次元形状データ〕
図１０（ａ）は、三次元ＣＡＤデータＤ３ｄの一例を示している。
図１０（ａ）に示す三次元ＣＡＤデータＤ３ｄは、上述したように、ＣＡＤ装置２が作成し、計画作成装置４０の取得部４０１が取得する。なお、ここには記載していないが、計画作成装置４０の変換部４０２が作成する内部データＤｉも、表現形式が異なるだけで、表現しようとする形状そのものは、三次元ＣＡＤデータＤ３ｄと同じである。

〔層形状データ〕
図１０（ｂ）は、層形状データＤｓの一例を示している。
図１０（ｂ）に示す層形状データＤｓは、上述したように、計画作成装置４０の切断部４０３が作成する。そして、この例では、層形状データＤｓが、１層目の層形状データＤｓ（１）～４層目の層形状データＤｓ（４）を含む４層構成（ｎ＝４）となっている。なお、以下の説明では、「ｘ層目の層形状データＤｓ（ｘ）」のことを、「第ｘ層形状データＤｓ（ｘ）」と呼ぶことにする。この例において、第１層形状データＤｓ（１）～第４層形状データＤｓ（４）は共通の形状を有しており、それぞれが直方体状を呈するようになっている。なお、ここでは、説明を簡略化するために層形状データＤｓを４層構成としているが、実際には、５層以上となることが多い。

〔振分済層形状データ〕
次に、振分済層形状データＤｄについて説明を行う。
図１１および図１２は、実施の形態１の具体例における振分済層形状データＤｄの一例を示している。ここで、図１１は、実施の形態１の具体例における振分済層形状データＤｄを、層毎の観点から説明するための図である。また、図１２は、実施の形態１の具体例における振分済層形状データＤｄを、ワイヤ径毎の観点から説明するための図である。なお、図１１および図１２は、分類手法を異ならせただけであって、振分済層形状データＤｄの内容については同一である。
図１１および図１２に示す振分済層形状データＤｄは、上述したように、計画作成装置４０の振分部４０４が作成する。

最初に、図１１を参照しながら、実施の形態１の具体例における振分済層形状データＤｄの説明を行う。
図１１に示す例では、振分済層形状データＤｄが、１層目の振分済層形状データＤｄ（１）～４層目の振分済層形状データＤｄ（４）を含む４層構成となっている。なお、以下の説明においては、「ｘ層目の振分済層形状データＤｄ（ｘ）」のことを、「第ｘ振分済データＤｄ（ｘ）」と呼ぶことにする。

そして、第１振分済データＤｄ（１）は、３つの「１層目の大径用データＤｄＡ（１）」と、２つの「１層目の小径用データＤｄＢ（１）」とを含んでいる。すなわち、第１振分済データＤｄ（１）は、５つのデータで構成されている。ここで、「１層目の大径用データＤｄＡ（１）」は、相対的に太い第１ワイヤ１４に対応するものとなっており、「１層目の小径用データＤｄＢ（１）」は相対的に細い第２ワイヤ２４に対応するものとなっている。なお、以下の説明では、「ｘ層目の大径用データＤｄＡ（ｘ）」のことを、「第ｘ大径用データＤｄＡ（ｘ）」と呼び、「ｘ層目の小径用データＤｄＢ（ｘ）」のことを、「第ｘ小径用データＤｄＢ（ｘ）」と呼ぶことにする。

第１振分済データＤｄ（１）において、第１大径用データＤｄＡ（１）と第２小径用データＤｄＢ（１）とは、交互に並び且つそれぞれが平行となるように配置されている。このとき、隣接する２つの第１大径用データＤｄＡ（１）の間には隙間が存在し、その隙間を埋める位置に、１つの第１小径用データＤｄＢ（１）が配置されている。そして、この例では、横方向の両端部に第１大径用データＤｄＡ（１）が配置されるようになっている。

また、第２振分済データＤｄ（２）も、３つの第２大径用データＤｄＡ（２）と、２つの第２小径用データＤｄＢ（２）とを含んでおり、これらが交互に並べて配置され、且つ、両端部に第２大径用データＤｄＡ（２）が配置されるようになっている。

さらに、第３振分済データＤｄ（３）も、３つの第３大径用データＤｄＡ（３）と、２つの第３小径用データＤｄＢ（３）とを含んでおり、これらが交互に並べて配置され、且つ、両端部に第３大径用データＤｄＡ（３）が配置されるようになっている。

さらにまた、第４振分済データＤｄ（４）も、３つの第４大径用データＤｄＡ（４）と、２つの第４小径用データＤｄＢ（４）とを含んでおり、これらが交互に並べて配置され、且つ、両端部に第４大径用データＤｄＡ（４）が配置されるようになっている。なお、ここでは、説明を簡略化するために各層を５つのデータで構成しているが、実際には、６つ以上となることが多い。

次に、図１２を参照しながら、実施の形態１の具体例における振分済層形状データＤｄの別の観点からの説明を行う。
図１２に示す例では、振分済層形状データＤｄが、相対的に太い第１ワイヤ１４に対応する大径用データＤｄＡと、相対的に細い第２ワイヤ２４に対応する小径用データＤｄＢとを含んでいる。

そして、大径用データＤｄＡは、１層目に対応する３つの第１大径用データＤｄＡ（１）と、２層目に対応する３つの第２大径用データＤｄＡ（２）と、３層目に対応する３つの第３大径用データＤｄＡ（３）と、４層目に対応する３つの第４大径用データＤｄＡ（４）とを含んでいる。

一方、小径用データＤｄＢは、１層目に対応する２つの第１小径用データＤｄＢ（１）と、２層目に対応する２つの第２小径用データＤｄＢ（２）と、３層目に対応する２つの第３小径用データＤｄＢ（３）と、４層目に対応する２つの第４小径用データＤｄＢ（４）とを含んでいる。

〔出力データ〕
図１３は、出力データＤｏのデータ構造を説明するための図である。
図１３に示す出力データＤｏは、上述したように、出力部４０７が作成する。
そして、この例では、出力データＤｏが、作成部４０５によって作成される制御プログラムＤｐと、振分部４０４によって作成される振分済層形状データＤｄと、作成部４０５によって作成される制御データＤｃとを含んでいる。また、振分済層形状データＤｄは、上述したように、相対的に太い第１ワイヤ１４に対応する大径用データＤｄＡと、相対的に細い第２ワイヤ２４に対応する小径用データＤｄＢとを含んでいる。さらに、制御データＤｃは、相対的に太いワイヤ１４を使用する第１積層装置１０で用いられる第１制御データＤｃ１と、相対的に細い第２ワイヤ２４を使用する第２積層装置２０で用いられる第２制御データＤｃ２とを含んでいる。

なお、以下の説明では、第１積層装置１０および第１ワイヤ１４に関連する第１制御データＤｃ１および大径用データＤｄＡを、まとめて「第１データＤ１」と呼び、また、第２積層装置２０および第２ワイヤ２４に関連する第２制御データＤｃ２および小径用データＤｄＢを、まとめて「第２データＤ２」と呼ぶことにする。

（積層計画）
では、実施の形態１の具体例における積層計画について説明を行う。
図１４は、実施の形態１の具体例における複数のビードの形成順番を説明するための図である。ここで、図１４は、積層造形物１２０における第１ブロック１２０ａの断面を示しており、括弧内に示す数字が、それぞれのビードの形成順番を示している。
また、図１５は、上述した形成順番を含む、実施の形態１の具体例における積層計画を説明するための図である。
この積層計画は、上述したように、計画作成装置４０が作成し、記録媒体５０を介して、制御装置３０に伝達される。

図１５に示す「積層計画」は、上述した「形成順番」（図には「順番」と記載）と、各順番で使用する「使用装置」と、各順番で使用する「制御データＤｃ」および「振分済層形状データＤｄ」と、各順番での形成対象となる「形成層」とを含んでいる。なお、この例では、図１４に示したように、第１ブロック１２０ａが、母材１１０上に積層される第１層状体１２０１と、第１層状体１２０１上に積層される第２層状体１２０２と、第２層状体１２０２上に積層される第３層状体１２０３と、第３層状体１２０３上に積層される第４層状体１２０４とによって構成されるものとする。この例において、第１ブロック１２０ａは、第１層状体１２０１、第２層状体１２０２、第３層状体１２０３および第４層状体１２０４の順番で製造される。ここで、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４は、上述した第１振分済データＤｄ（１）～第４振分済データＤｄ（４）のそれぞれに対応している。

なお、図１５および上述した図１３からも明らかなように、第１積層装置１０は、第１制御データＤｃ１および大径用データＤｄＡを含む第１データＤ１に基づいて動作する。また、同様に、第２積層装置２０は、第２制御データＤｃ２および小径用データＤｄＢを含む第２データＤ２に基づいて動作する。換言すれば、制御装置３０は、第１データＤ１を用いて第１積層装置１０の動作を制御するとともに、第２データＤ２を用いて第２積層装置２０の動作を制御する。このとき、第１積層装置１０では、第１制御データＤｃ１を用いて第１ロボット装置１１の動作が制御され、大径用データＤｄＡ（各種溶接条件）を用いて第１溶接トーチ１２の動作が制御される。また、このとき、第２積層装置２０では、第２制御データＤｃ２を用いて第２ロボット装置２１の動作が制御され、小径用データＤｄＢ（各種溶接条件）を用いて第２溶接トーチ２２の動作が制御される。

（第１層状体の形成）
次に、この例における第１層状体１２０１の形成について、より具体的に説明を行う。
図１６は、実施の形態１の具体例における第１層状体１２０１の形成手順を説明するための斜視図である。ここで、図１６（ａ）は、第１層状体１２０１の形成における前半部分の手順を示しており、図１６（ｂ）は、第１層状体１２０１の形成における後半部分の手順を示している。以下では、図１６に加え、上述した図１４および図１５も参照しながら説明を行う。

〔第１工程〕
最初に、形成順番（１）に対応する第１工程が実行される。
第１工程では、第１積層装置１０が、第１制御データＤｃ１および第１大径用データＤｄＡ（１）に基づき、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて、母材１１０上に１つ目の第１ビード１２１（例えば図１６（ａ）において左側）を形成していく。

〔第２工程〕
第１工程が終了すると、次に、形成順番（２）に対応する第２工程が実行される。
第２工程では、第１積層装置１０が、第１制御データＤｃ１および第１大径用データＤｄＡ（１）に基づき、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて、母材１１０上に２つ目の第１ビード１２１（例えば図１６（ａ）において中側）を形成していく。このとき、１つ目の第１ビード１２１と、２つ目の第１ビード１２１との間に所定の隙間が生じるように、予め積層計画を作成しておく。

〔第３工程〕
第２工程が終了すると、続いて、形成順番（３）に対応する第３工程が実行される。
第３工程では、第１積層装置１０が、第１制御データＤｃ１および第１大径用データＤｄＡ（１）に基づき、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて、母材１１０上に３つ目の第１ビード１２１（例えば図１６（ａ）において右側）を形成していく。このとき、２つ目の第１ビード１２１と、３つ目の第１ビード１２１との間に所定の隙間が生じるように、予め積層計画を作成しておく。

以上により、第１層状体１２０１の形成において、第１積層装置１０を使用する前半部分が終了する。その結果、図１６（ａ）に示すように、母材１１０上には、３つの第１ビード１２１が、横方向に、略平行となるように隙間を空けて並べて配列される。なお、この例における第１工程～第３工程が、「第１形成工程」に対応している。

〔第４工程〕
第３工程が終了すると、次いで、形成順番（４）に対応する第４工程が実行される。
第４工程では、第２積層装置２０が、第２制御データＤｃ２および第１小径用データＤｄＢ（１）に基づき、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて、１つ目の第１ビード１２１と２つ目の第１ビード１２１との間に存在する隙間に沿って、１つ目の第２ビード１２２（図１６（ｂ）において左側）を形成していく。このとき、１つ目の第１ビード１２１と２つ目の第１ビード１２１との間を、１つ目の第２ビード１２２で埋めていくように、予め積層計画を作成しておく。

〔第５工程〕
第４工程が終了すると、こんどは、形成順番（５）に対応する第５工程が実行される。
第５工程では、第２積層装置２０が、第２制御データＤｃ２および第１小径用データＤｄＢ（１）に基づき、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて、２つ目の第１ビード１２１と３つ目の第１ビード１２１との間に存在する隙間に沿って、２つ目の第２ビード１２２（図１６（ｂ）において右側）を形成していく。このとき、２つ目の第１ビード１２１と３つ目の第１ビード１２１との間を、２つ目の第２ビード１２２で埋めていくように、予め積層計画を作成しておく。

以上により、第１層状体１２０１の形成において、第２積層装置２０を使用する後半部分が終了する。その結果、図１６（ｂ）に示すように、母材１１０上には、３つの第１ビード１２１と２つの第２ビード１２２とが交互に並べて配列された第１層状体１２０１が形成された状態となる。なお、この例における第４工程～第５工程が、「第２形成工程」に対応している。

なお、図１６では、各第１ビード１２１および各第２ビード１２２を理想的に表現していたが、実際は、通常の溶接時と同じく、各ビードの断面は角柱状とはならない。
図１７は、実施の形態１の具体例における第１層状体１２０１の断面構成を説明するための図である。
このように、実際の第１層状体１２０１の断面形状は、ビードの垂れ等が生じることに伴い、ある程度変形した状態となる。なお、ここには表記していないが、実際には、母材１１０、各第１ビード１２１および各第２ビード１２２が互いに隣接する領域には、所謂溶込みが生じ得ることになる。

また、詳細は説明しないが、その後、第１層状体１２０１の製造と同様の手順にて、第２層状体１２０２～第４層状体１２０４の製造が順次行われる。その結果、母材１１０上に、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４を含む第１ブロック１２０ａが形成されることになる。なお、この例では、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４を含む第１ブロック１２０ａの製造工程が、「形成工程」に対応している。

なお、この例では、上記第１層状体１２０１の形成に続いて、それぞれが上記形成順番（１）～（５）に対応する、形成順番（６）～（１０）によって第２層状体１２０２が形成され、形成順番（１１）～（１５）によって第３層状体１２０３が形成され、形成順番（１６）～（２０）によって第４層状体１２０４が形成される。

（得られる第１ブロックの構成）
図１８は、実施の形態１の具体例で得られる第１ブロック１２０ａの構成を説明するための斜視図である。
上述したように、第１ブロック１２０ａは、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４を積層して構成される。そして、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４のそれぞれは、第１積層装置１０が第１ワイヤ１４を用いて形成した第１ビード１２１と、第２積層装置２０が第２ワイヤ２４を用いて形成した第２ビード１２２とを、混在させた状態となっている。

特に、この例では、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて形成される２つの第１ビード１２１の間に、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて形成される１つの第２ビード１２２を配置するようにしている。これにより、どちらか一方の径のワイヤを用いて層形成を行った場合と比較して、隣接するビード間に存在する隙間を埋めやすく（充填しやすく）することができる。これにより、得られる第１ブロック１２０ａ（積層造形物１２０）における巣（空隙）の発生を抑制することができる。

（変形例）
なお、上述した実施の形態１では、第１ワイヤ１４を用いた第１積層装置１０での溶接条件と、上述した説明では、第２ワイヤ２４を用いた第２積層装置２０での溶接条件とに関し、具体的な説明を行わなかった。ただし、例えば以下に説明する関係を採用することが可能である。

まず、各ビードを形成する際の入熱量については、第２ワイヤ２４に対する入熱量である第２入熱量Ｈ２（Ｊ／ｃｍ）を、第１ワイヤ１４に対する入熱量である第１入熱量Ｈ１（Ｊ／ｃｍ）よりも高く（Ｈ１＜Ｈ２）することができる。第１ワイヤ１４および第２ワイヤ２４として同系統の材料を含むものを用いる場合に、このような関係を採用すると、第２ワイヤ２４を用いて第２ビード１２２を形成する際に生じる溶融池の粘度を、第１ワイヤ１４を用いて第１ビード１２１を形成する際に生じる溶融池の粘度よりも低くすることが可能となる。これにより、第２ビード１２２には、第１ビード１２１と比べて、重力に起因するビードの垂れが生じやすくなる。その結果、隣接する２つの第１ビード１２１の間に存在する隙間を、１つの第２ビード１２２で埋めていくことがより容易となり、空隙等も生じにくくなる。

また、第１積層装置１０で用いる第１電源１３としてパルス電源を採用し、第２積層装置２０で用いる第２電源２３としてＣＭＴ（Cold Metal Transfer）電源を採用することができる。このような構成を採用すると、第１積層装置１０で用いられる相対的に太い第１ワイヤ１４を、パルス電源を用いて溶接することにより、第１ビード１２１を高効率に形成することができる。また、第２積層装置２０で用いられる相対的に細い第２ワイヤ２４を、ＣＭＴ電源を用いて溶接することにより、第２ビード１２２を高精度に形成することができる。

また、第１積層装置１０で用いる第１ワイヤ１４の運棒法と、第２積層装置２０で用いる第２ワイヤ２４の運棒法とを異ならせることができる。
図１９は、第１ビード１２１および第２ビード１２２を形成する際の各ワイヤの移動軌跡を説明するための図である。ここで、図１９（ａ）は、第１ビード１２１を形成する際の第１ワイヤ１４の移動軌跡を示しており、図１９（ｂ）は、第２ビード１２２を形成する際の第２ワイヤ２４の移動軌跡を示している。

最初に、図１９（ａ）を参照しつつ、第１積層装置１０（第１溶接トーチ１２）を用いた、第１ワイヤ１４の挙動について説明を行う。ただし、ここでは、第１層状体１２０１を形成する場合を例とする。

第１積層装置１０の場合、第１ワイヤ１４の先端部は、水平方向には、母材１１０の被積層面（この場合は上面）に沿って移動する。また、第１ワイヤ１４が一定速度で送給される。そして、発生したアークによって第１ワイヤ１４が順次溶融していくことから、第１ワイヤ１４の先端部は、母材１１０の被積層面に対し、略平行となる移動軌跡Ｌｗに沿って移動していくこととなる。

なお、詳細については説明を省略するが、第２層状体１２０２～第４層状体１２０４の形成においても、第１ワイヤ１４の先端部は、この場合と同様の挙動（移動軌跡）を示すことになる。

次に、図１９（ｂ）を参照しつつ、第２積層装置２０（第２溶接トーチ２２）を用いた、第２ワイヤ２４の挙動について説明を行う。ただし、ここでは、第１層状体１２０１を形成する場合を例とする。

第２積層装置２０の場合、第２ワイヤ２４の先端部は、水平方向には、母材１１０の被積層面（この場合は上面）に沿って移動する。ただし、こちらの場合、第２ワイヤ２４が周期的に加減速された状態で送給される。そして、発生したアークによって第２ワイヤ２４が順次溶融していくことから、第２ワイヤ２４の先端部は、母材１１０の被積層面に対し、周期的に進退することでジグザグ状となる移動軌跡Ｌｗに沿って移動していくことになる。

ここで、相対的に太い第１ワイヤ１４に対し、図１９（ａ）に示すような運棒法を採用して第１ビード１２１を形成した場合、得られる第１ビード１２１の上面は、略凸状となりやすい。これに対し、相対的に細い第２ワイヤ２４に対し、図１９（ｂ）に示すような運棒法を採用して第２ビード１２２を形成した場合、得られる第２ビード１２２の上面は、略凹状となりやすい。

その結果、例えば母材１１０上に形成される第１層状体１２０１における上面が、図１７に示す状態と比べて、平面により近づくことになる。また、第１層状体１２０１の上に形成される第２層状体１２０２～第４層状体１２０４のそれぞれにおける上面も、平面により近づく。したがって、得られる第１ブロック１２０ａの上面（＝第４層状体１２０４の上面）も、平面により近づくこととなり、得られる第１ブロック１２０ａの外観形状を、目的とするものにより近づけることが可能になる。

また、本実施の形態では、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４のそれぞれを形成する際に、まず、第１積層装置１０を用いて３つの第１ビード１２１を形成し、続いて、第２積層装置２０を用いて２つの第２ビード１２２を形成するようにしていたが、これに限られるものではない。例えば、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４のそれぞれについて、まず、第１積層装置１０を用いて１つ目の第１ビード１２１および２つ目の第１ビード１２１を形成し、続いて、第２積層装置２０を用いて１つめの第２ビード１２２を形成し、それから、第１積層装置１０を用いて３つ目の第１ビード１２１を形成し、最後に、第２積層装置２０を用いて２つ目の第２ビード１２２を形成する、という手順を採用してもよい。また、層毎（例えば奇数層および偶数層）に、層状体の形成手順を異ならせるようにしてもかまわない。

＜実施の形態２＞
実施の形態１では、各層状体の形成に際して、まず、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて複数の第１ビード１２１を形成し、続いて、形成した複数の第１ビード１２１の間の隙間を埋めるように、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて第２ビード１２２を形成するようにしていた。これに対し、本実施の形態では、まず、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて複数の第２ビード１２２を形成し、続いて、形成した複数の第２ビード１２２の間の隙間を埋めるように、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて第１ビード１２１を形成するようにしたものである。ここで、本実施の形態では、実施の形態１と同じ構成を有する金属積層造形システム１を用いている。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様のものについては、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。

［実施の形態２の具体例］
では、図１に示す金属積層造形システム１を用いた構造体１００の製造に関し、具体的な例を挙げて説明を行う。ただし、ここでは、実施の形態１と同じく、図９に示す構造体１００のうち、母材１１０上に、積層造形物１２０の一部を構成する第１ブロック１２０ａを形成する場合を例として説明を行う。

（各種データ）
この例の場合、三次元ＣＡＤデータＤ３ｄおよび層形状データＤｓは、実施の形態１と同じである（図１０（ａ）、（ｂ）参照）。そのため、これらについては、その詳細な説明を省略する。

〔振分済層形状データ〕
次に、振分済層形状データＤｄについて説明を行う。
図２０および図２１は、実施の形態２の具体例における振分済層形状データＤｄの一例を示している。ここで、図２０は、実施の形態２の具体例における振分済層形状データＤｄを、層毎の観点から説明するための図である。また、図２１は、実施の形態２の具体例における振分済層形状データＤｄを、ワイヤ径毎の観点から説明するための図である。なお、図２０および図２１は、分類手法を異ならせただけであって、振分済データＤｄの内容については同一である。
図２０および図２１に示す振分済層形状データＤｄは、上述したように、計画作成装置４０の振分部４０４が作成する。

最初に、図２０を参照しながら、実施の形態２の具体例における振分済層形状データＤｄの説明を行う。
図２０に示す例では、振分済層形状データＤｄが、実施の形態１と同じく、第１振分済データＤｄ（１）～第４振分済データＤｄ（４）を含む４層構成となっている。

ただし、第１振分済データＤｄ（１）は、実施の形態１とは異なり、３つの第１大径用データＤｄＡ（１）と、４つの第１小径用データＤｄＢ（１）とを含んでいる。

第１振分済データＤｄ（１）において、３つの第１大径用データＤｄＡ（１）は、横方向に並び且つそれぞれが平行となるように配置されている。また、第１振分済データＤｄ（１）において、４つの第１小径用データＤｄＢ（１）は、並べて配置された３つの第１大径用データＤｄＡ（１）の両端部に位置するように。２つずつに分けて配置されている。そして、一端側および他端側のそれぞれにおいて、２つの第１小径用データＤｄＢ（１）は、縦方向に積み重なった状態で配置されている。

また、第２振分済データＤｄ（２）も、３つの第２大径用データＤｄＡ（２）と、４つの第２小径用データＤｄＢ（２）とを含んでおり、３つの第２大径用データＤｄＡ（２）が横方向に並べて配置されるとともに、その両端部に２つの第２小径用データＤｄＢ（２）が、２つずつ縦方向に並べて配置されている。

さらに、第３振分済データＤｄ（３）も、３つの第３大径用データＤｄＡ（３）と、４つの第３小径用データＤｄＢ（３）とを含んでおり、３つの第３大径用データＤｄＡ（３）が横方向に並べて配置されるとともに、その両端部に２つの第３小径用データＤｄＢ（３）が、２つずつ縦方向に並べて配置されている。

さらにまた、第４振分済データＤｄ（４）も、３つの第４大径用データＤｄＡ（４）と、４つの第４小径用データＤｄＢ（４）とを含んでおり、３つの第４大径用データＤｄＡ（４）が横方向に並べて配置されるとともに、その両端部に２つの第４小径用データＤｄＢ（４）が、２つずつ縦方向に並べて配置されている。

次に、図２１を参照しながら、実施の形態２の具体例における振分済層形状データＤｄの別の観点からの説明を行う。
図２１に示す例では、振分済層形状データＤｄが、相対的に太い第１ワイヤ１４に対応する大径用データＤｄＡと、相対的に細い第２ワイヤ２４に対応する小径用データＤｄＢとを含んでいる。

そして、大径用データＤｄＡは、１層目に対応する３つの第１大径用データＤｄＡ（１）と、２層目に対応する３つの第２大径用データＤｄＡ（２）と、３層目に対応する３つの第３大径用データＤｄＡ（３）と、４層目に対応する３つの第４大径用データＤｄＡ（４）とを含んでいる。

一方、小径用データＤｄＢは、１層目に対応する４つの第１小径用データＤｄＢ（１）と、２層目に対応する４つの第２小径用データＤｄＢ（２）と、３層目に対応する４つの第３小径用データＤｄＢ（３）と、４層目に対応する４つの第４小径用データＤｄＢ（４）とを含んでいる。
なお、出力データＤｏのデータ構造については、実施の形態１で説明したものと同じである（図１３参照）。

（積層計画）
では、実施の形態２の具体例における積層計画について説明を行う。
図２２は、実施の形態２の具体例における複数のビードの形成順番を説明するための図である。ここで、図２２は、積層造形物１２０における第１ブロック１２０ａの断面を示しており、括弧内に示す数字が、それぞれのビードの形成順番を示している。
また、図２３は、上述した形成順番を含む、実施の形態２の具体例における積層計画を説明するための図である。この例においても、第１ブロック１２０ａは、第１層状体１２０１、第２層状体１２０２、第３層状体１２０３および第４層状体１２０４の順番で製造される。そして、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４は、上述した第１振分済データＤｄ（１）～第４振分済データＤｄ（４）のそれぞれに対応している。

（第１層状体の形成）
次に、この例における第１層状体１２０１の形成について、より具体的に説明を行う。
図２４は、実施の形態２の具体例における第１層状体１２０１の形成手順を説明するための斜視図である。ここで、図２４（ａ）は、第１層状体１２０１の形成における前半部分の手順を示しており、図２４（ｂ）は、第１層状体１２０１の形成における後半部分の手順を示している。以下では、図２４に加え、上述した図２２および図２３も参照しながら説明を行う。

〔第１工程〕
最初に、形成順番（１）に対応する第１工程が実行される。
第１工程では、第２積層装置２０が、第２制御データＤｃ２および第１小径用データＤｄＢ（１）に基づき、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて、母材１１０上に１つ目の第２ビード１２２（例えば図２４（ａ）において左側且つ下側）を形成していく。

〔第２工程〕
第１工程が終了すると、次に、形成順番（２）に対応する第２工程が実行される。
第２工程では、第２積層装置２０が、第２制御データＤｃ２および第１小径用データＤｄＢ（１）に基づき、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて、母材１１０上に２つ目の第２ビード１２２（例えば図２４（ａ）において右側且つ下側）を形成していく。このとき、１つ目の第２ビード１２２と２つ目の第２ビード１２２との間に大きな隙間が生じるように、予め積層計画を作成しておく。

〔第３工程〕
第２工程が終了すると、続いて、形成順番（３）に対応する第３工程が実行される。
第３工程では、第２積層装置２０が、第２制御データＤｃ２および第１小径用データＤｄＢ（１）に基づき、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて、１つ目の第２ビード１２２上に３つ目の第２ビード１２２（例えば図２４（ａ）において左側且つ上側）を形成していく。このとき、３つ目の第２ビード１２２が１つ目の第２ビードの上に積み重なるように、予め積層計画を作成しておく。

〔第４工程〕
第３工程が終了すると、次いで、形成順番（４）に対応する第４工程が実行される。
第４工程では、第２積層装置２０が、第２制御データＤｃ２および第１小径用データＤｄＢ（１）に基づき、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて、２つ目の第２ビード１２２上に４つ目の第２ビード１２２（例えば図２４（ａ）において右側且つ上側）を形成していく。このとき、４つ目の第２ビード１２２が２つ目の第２ビードの上に積み重なるように、予め積層計画を作成しておく。

以上により、第１層状体１２０１の形成において、第２積層装置２０を使用する前半部分が終了する。その結果、図２４（ａ）に示すように、母材１１０上には、２つの第２ビード１２２が、横方向に、略平行となるように隙間を空けて並べて配列され、また、それぞれにおいて、２つの第２ビード１２２が、縦方向に、略平行となるように隙間を空けずに並べて配列される。なお、この例における第１工程～第４工程が、「前側形成工程」に対応している。

〔第５工程〕
第４工程が終了すると、今度は、形成順番（５）に対応する第５工程が実行される。
第５工程では、第１積層装置１０が、第１制御データＤｃ１および第１大径用データＤｄＡ（１）に基づき、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて、母材１１０上に１つ目の第１ビード１２１（例えば図２４（ｂ）において左側）を形成していく。このとき、１つ目の第１ビード１２１が、１つ目および２つ目の第２ビード１２２によって形成される第１の側壁に沿うように、予め積層計画を作成しておく。

〔第６工程〕
第５工程が終了すると、次に、形成順番（６）に対応する第６工程が実行される。
第６工程では、第１積層装置１０が、第１制御データＤｃ１および第１大径用データＤｄＡ（１）に基づき、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて、母材１１０上に２つ目の第１ビード１２１（例えば図２４（ｂ）において中側）を形成していく。このとき、２つ目の第１ビード１２１が、１つ目の第１ビード１２１に沿うように、予め積層計画を作成しておく。

〔第７工程〕
第６工程が終了すると、続いて、形成順番（７）に対応する第７工程が実行される。
第７工程では、第１積層装置１０が、第１制御データＤｃ１および第１大径用データＤｄＡ（１）に基づき、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて、母材１１０上に３つ目の第１ビード１２１（例えば図２４（ｂ）において右側）を形成していく。このとき、３つ目の第１ビード１２１が、２つ目および４つ目の第２ビード１２２によって形成される第２の側壁と、２つ目の第１ビード１２１とに沿うように、予め積層計画を作成しておく。

以上により、第１層状体１２０１の形成において、第１積層装置１０を使用する後半部分が終了する。その結果、図２４（ｂ）に示すように、母材１１０上には、３つの第１ビード１２１と４つの第２ビード１２２とが並べて配列された第１層状体１２０１が形成された状態となる。なお、この例における第５工程～第７工程が、「後側形成工程」に対応している。

なお、図２４では、各第１ビード１２１および各第２ビード１２２を理想的に表現していたが、実際は、通常の溶接時と同じく、各ビードの断面は角柱状とはならない。
図２５は、実施の形態２の具体例における第１層状体１２０１の断面構成を説明するための図である。
このように、実際の第１層状体１２０１の断面形状は、ビードの垂れ等が生じることに伴い、ある程度変形した状態となる。なお、ここには表記していないが、実際には、母材１１０、各第１ビード１２１および各第２ビード１２２が互いに隣接する領域には、所謂溶込みが生じ得ることになる。

また、詳細は説明しないが、その後、第１層状体１２０１の製造と同様の手順にて、第２層状体１２０２～第４層状体１２０４の製造が順次行われる。その結果、母材１１０上に、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４を含む第１ブロック１２０ａが形成されることになる。なお、この例では、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４を含む第１ブロック１２０ａの製造工程が、「形成工程」に対応している。

なお、この例では、上記第１層状体１２０１の形成に続いて、それぞれが上記形成順番（１）～（７）に対応する、形成順番（８）～（１４）によって第２層状体１２０２が形成され、形成順番（１５）～（２１）によって第３層状体１２０３が形成され、形成順番（２２）～（２８）によって第４層状体１２０４が形成される。

（得られる第１ブロックの構成）
図２６は、実施の形態２の具体例で得られる第１ブロック１２０ａの構成を説明するための斜視図である。
この例でも、実施の形態１と同様に、第１ブロック１２０ａは、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４を積層して構成される。そして、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４のそれぞれは、第１積層装置１０が第１ワイヤ１４を用いて形成した第１ビード１２１と、第２積層装置２０が第２ワイヤ２４を用いて形成した第２ビード１２２とを、混在させた状態となっている。

特に、この例では、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いて形成される４つの第２ビード１２２による側壁（第１側壁および第２側壁）の間に、相対的に太い第１ワイヤ１４を用いて形成される複数（ここでは３つ）の第１ビード１２１を配置するようにしている。これにより、例えば相対的に細い第２ワイヤ２４を用いてすべての層形成を行った場合と比較して、生産効率を向上させることができる。また、第１ブロック１２０ａにおける第１側壁および第２側壁が、相対的に細い第２ワイヤ２４を用いた第２ビード１２２によって形成されるため、外観の凹凸が少なくなる分、これらの部位における見栄えがよくなる。特に、第１側壁または第２側壁を溝１３０の形成箇所に設ければ、これらを第１ビード１２１で形成した場合と比較して、流体の流路抵抗の増加を抑制することが容易になる。

（変形例）
なお、上述した実施の形態２でも、第１ワイヤ１４を用いた第１積層装置１０での溶接条件と、第２ワイヤ２４を用いた第２積層装置２０での溶接条件とに関し、具体的な説明を行わなかった。ただし、例えば以下に説明する関係を採用することが可能である。

まず、各ビードを形成する際の入熱量については、実施の形態１とは逆に、第２入熱量Ｈ２（Ｊ／ｃｍ）を、第１入熱量Ｈ１（Ｊ／ｃｍ）よりも低く（Ｈ１＞Ｈ２）することができる。第１ワイヤ１４および第２ワイヤ２４として同系統の材料を含むものを用いる場合に、このような関係を採用すると、第２ワイヤ２４を用いて第２ビード１２２を形成する際に生じる溶融池の粘度を、第１ワイヤ１４を用いて第１ビード１２１を形成する際に生じる溶融池の粘度よりも高くすることが可能となる。これにより、第２ビード１２２には、第１ビード１２１と比べて、重力に起因するビードの垂れが生じにくくなる。その結果、複数の第２ビード１２２を用いて形成される２つの側壁の変形を抑制することができるようになり、得られる第１ブロック１２０ａの外観形状を、目的とするものにより近づけることが可能になる。

また、本実施の形態では、複数の第２ビード１２２を積層することで２つの側壁を形成した後に、両側壁の間を複数の第１ビード１２１で埋める、という手順を採用していたが、これに限られるものではない。例えば、複数の第２ビード１２２を積層することで例えば矩形状を呈する枠を形成した後に、この枠の内側を複数の第１ビード１２１で埋める、という手順を採用してもかまわない。この場合、例えば、最上層となる第４層状体１２０４の上に、複数の第２ビード１２２を並べて形成することもでき、このような構成を採用すれば、第１ブロック１２０ａの外周面を、すべて第２ビード１２２で覆うことが可能になる。

また、本実施の形態では、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４のそれぞれを形成する際に、まず、第２積層装置２０を用いて４つの第２ビード１２２を形成し、続いて、第１積層装置１０を用いて３つの第１ビード１２１を形成するようにしていたが、これに限られるものではない。例えば、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４のそれぞれについて、まず、第１積層装置１０を用いて３つの第１ビード１２１を形成し、続いて、第２積層装置２０を用いて４つの第２ビード１２２を形成する、という手順を採用してもよい。この場合は、並べて形成された３つの第１ビード１２１の外周面を、４つの第２ビード１２２を用いて覆うことになる。換言すれば、３つの第１ビード１２１に対し、４つの第２ビード１２２を用いて化粧ビードを施す、ということになる。また、この場合は、第１層状体１２０１～第４層状体１２０４をこの順で作成せずに、まず、第１積層装置１０を用いてすべての第１ビード１２１の形成を行い、続いて、複数の第１ビード１２１によって形成された直方体状の塊の外周面に対し、第２積層装置２０を用いてすべての第２ビード１２２の形成を行う、という手順を採用することもできる。

＜その他＞
なお、上述した各実施の形態では、第１ワイヤ１４を用いる第１積層装置１０と、第２ワイヤ２４を用いる第２積層装置２０とを用いて、積層造形物１２０の形成を行っていた。ただし、これに限られるものではなく、例えば１台のロボット装置（例えば第１ロボット装置１１）に対し、２つの溶接トーチ（第１溶接トーチ１２および第２溶接トーチ２２）を付け替え自在とし、ロボット装置に装着する溶接トーチを交換しながら、積層造形物１２０の形成を行うようにしてもかまわない。

また、上述した各実施の形態では、母材１１０に対する積層造形物１２０の形成において、第１積層装置１０が動作しているときには第２積層装置２０を停止させ、第２積層装置２０が動作しているときには第１積層装置１０を停止させるようにしていた。すなわち、第１積層装置１０および第２積層装置２０のいずれか一方を、選択的に動作させるようにしていた。ただし、これに限られるものではなく、例えば第１ロボット装置１１と第２ロボット装置２１とが動作的に干渉しない範囲において、また、第１ワイヤ１４に流す溶接電流と第２ワイヤ２４に流す溶接電流とが不具合を生じさせない範囲において、第１積層装置１０および第２積層装置２０を並行して動作させるようにしてもかまわない。

また、上述した各実施の形態では、ｘ層目の層状体を、第１ビード１２１および第２ビード１２２を混在させた状態で形成していたが、これに限られるものではない。例えば、奇数番目の層状体（ここでは第１層状体１２０１および第３層状体１２０３）を第１ビード１２１のみで形成するとともに、偶数番目の層状体（ここでは第２層状体１２０２および第４層状体１２０４）を第２ビード１２２のみで形成する、といった構成を採用してもかまわない。

また、上述した各実施の形態では、それぞれにおける第１層状体１２０１～第４層状体１２０４の構成を共通なものとしていたが、これに限られるものではない、例えば、奇数番目の層状体（ここでは第１層状体１２０１および第３層状体１２０３）を実施の形態１に記載した構造とするとともに、偶数番目の層状体（ここでは第２層状体１２０２および第４層状体１２０４）を実施の形態２に記載した構造とする、といった構成を採用してもかまわない。

また、上述した各実施の形態では、第１ブロック１２０ａの外周面に、第１ビード１２１および第２ビード１２２の両者が露出するようになっていたが、これに限られるものではない。例えば、第１ブロック１２０ａの外周面のすべてを、第１ビード１２１または第２ビード１２２のいずれかのみによって覆うようにしてもかまわない。

また、上述した各実施の形態では、第１ブロック１２０ａを構成する各第１ビード１２１および各第２ビード１２２をすべて直線状に形成していたが、これに限られるものではない。例えば、曲線状、階段状あるいはループ状など、適宜選択してかまわない。

また、上述した各実施の形態では、第１ビード１２１が第２ビード１２２よりも太い（断面積が大きい）ものとして説明を行っていたが、これに限られるものではない。例えば、各種溶接条件の選定によっては、第１ビード１２１と第２ビード１２２とが略同じ太さ（断面積）となったり、第１ビード１２１が第２ビード１２２よりも細く（断面積が小さく）なったりすることもあり得る。

１…金属積層造形システム、２…ＣＡＤ装置、１０…第１積層装置、１１…第１ロボット装置、１２…第１溶接トーチ、１３…第１電源、１４…第１ワイヤ、２０…第２積層装置、２１…第２ロボット装置、２２…第２溶接トーチ、２３…第２電源、２４…第２ワイヤ、３０…制御装置、４０…計画作成装置、５０…記録媒体、１００…構造体、１１０…母材、１２０…積層造形物、１２０ａ…第１ブロック、１２０ｂ…第２ブロック、１２１…第１ビード、１２２…第２ビード、１３０…溝、Ｄ３ｄ…三次元ＣＡＤデータ、Ｄｉ…内部データ、Ｄｓ…層形状データ、Ｄｄ…振分済層形状データ、Ｄｃ…制御データ、Ｄｐ…制御プログラム、Ｄｏ…出力データ、φ１…第１ワイヤ径、φ２…第２ワイヤ径

Claims (8)

1. 第１直径を有する第１溶加材を用い、当該第１溶加材の溶融および固化してなる第１ビードを形成する第１形成装置と、
   前記第１直径よりも小さい第２直径を有する第２溶加材を用い、当該第２溶加材を溶融および固化してなる第２ビードを形成する第２形成装置と、
   母材上に、前記第１ビードと前記第２ビードとを積層してなる積層造形物を形成するよう、前記第１形成装置および前記第２形成装置の動作を制御する制御装置と
   を含み、
   前記第１形成装置は、前記第１溶加材を保持する第１トーチを介して当該第１溶加材に溶接電流を供給するパルス電源である第１電源を備え、
   前記第２形成装置は、前記第２溶加材を保持する第２トーチを介して当該第２溶加材に溶接電流を供給するＣＭＴ（Cold Metal Transfer）電源である第２電源を備える、積層造形物の製造システム。
2. 第１ロボットを備え、当該第１ロボットにより、第１直径を有する第１溶加材を用い、当該第１溶加材の溶融および固化してなる第１ビードを形成する第１形成装置と、
   第２ロボットを備え、当該第２ロボットにより、前記第１直径よりも小さい第２直径を有する第２溶加材を用い、当該第２溶加材を溶融および固化してなる第２ビードを形成する第２形成装置と、
   母材上に、前記第１ビードと前記第２ビードとを積層してなる積層造形物を形成するよう、前記第１形成装置および前記第２形成装置を並行して動作させる制御を行う制御装置と
   を含み、
   前記第１ロボットは、前記第１溶加材を保持する第１トーチと、当該第１トーチを保持しながら運動し、
   前記第２ロボットは、前記第２溶加材を保持する第２トーチと、当該第２トーチを保持しながら運動し、
   前記制御装置は、前記積層造形物のもととなる造形物の三次元データを複数の層に切断した層形状データを、前記第１形成装置に対応する層形状データと、前記第２形成装置に対応する層形状データとに振り分けた振分済層形状データに基づいて、当該第１形成装置および当該第２形成装置の動作を制御する、積層造形物の製造システム。
3. 前記制御装置は、前記第１形成装置によって２つの第１ビードを並べて形成させた後、２つの当該第１ビードの間に、前記第２形成装置によって前記第２ビードを形成させることを特徴とする請求項１または２記載の積層造形物の製造システム。
4. 前記制御装置は、前記第２形成装置が前記第２ビードの形成で前記第２溶加材に供給する第２入熱量を、前記第１形成装置が前記第１ビードの形成で前記第１溶加材に供給する第１入熱量よりも高くすることを特徴とする請求項３記載の積層造形物の製造システム。
5. 前記制御装置は、前記第２ビードの形成において、前記母材に対し前記第２溶加材の先端が進退するように、前記第２形成装置を制御することを特徴とする請求項３または４記載の積層造形物の製造システム。
6. 前記制御装置は、前記第２形成装置によって２つの前記第２ビードを並べて形成させた後、２つの当該第２ビードの間に、前記第１形成装置によって前記第１ビードを形成させることを特徴とする請求項１または２記載の積層造形物の製造システム。
7. 前記制御装置は、前記第２形成装置が前記第２ビードの形成で前記第２溶加材に供給する第２入熱量を、前記第１形成装置が前記第１ビードの形成で前記第１溶加材に供給する第１入熱量よりも低くすることを特徴とする請求項６記載の積層造形物の製造システム。
8. 導電性を有する母材を準備する準備工程と、
   前記母材上に、第１直径を有する第１溶加材を用い且つ当該第１溶加材を溶融および固化してなる第１ビードと、当該第１直径よりも小さい第２直径を有する第２溶加材を用い且つ当該第２溶加材を溶融および固化してなる第２ビードとを形成することで、当該第１ビードと当該第２ビードとを積層してなる積層造形物を形成する形成工程と
   を有し、
   前記第１ビードを形成する際、前記第１溶加材を保持する第１トーチを介して当該第１溶加材に溶接電流を供給するパルス電源である第１電源を使用し、
   前記第２ビードを形成する際、前記第２溶加材を保持する第２トーチを介して当該第２溶加材に溶接電流を供給するＣＭＴ（Cold Metal Transfer）電源である第２電源を使用する、積層造形物の製造方法。