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WO2017213082A1 - 選択型ビーム積層造形装置及び選択型ビーム積層造形方法 - Google Patents

選択型ビーム積層造形装置及び選択型ビーム積層造形方法 Download PDF

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WO2017213082A1
WO2017213082A1 PCT/JP2017/020821 JP2017020821W WO2017213082A1 WO 2017213082 A1 WO2017213082 A1 WO 2017213082A1 JP 2017020821 W JP2017020821 W JP 2017020821W WO 2017213082 A1 WO2017213082 A1 WO 2017213082A1
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WO
WIPO (PCT)
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heating
modeling
powder bed
heating beam
irradiation
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/020821
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
原口　英剛
仁 北村
秀次 谷川
Original Assignee
三菱重工業株式会社
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 filed Critical 三菱重工業株式会社
Priority to US16/306,771 priority Critical patent/US20190193329A1/en
Priority to CN201780033910.1A priority patent/CN109311227B/zh
Priority to EP17810258.8A priority patent/EP3466647A4/en
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    • 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 selective beam additive manufacturing apparatus and a selective beam additive manufacturing method.
  • the selective beam additive manufacturing apparatus includes a base plate, a powder bed forming apparatus capable of forming a powder bed on the base plate, and a beam irradiation apparatus capable of selectively irradiating a part of the powder bed.
  • a part of the particles in the powder bed is selectively irradiated by irradiating each powder bed with the beam while repeating the lamination of the powder beds. It is possible to produce a shaped article by melting and solidifying.
  • the powder bed is preheated.
  • the surface of a component bed is preheated by a radiation heat dissipation element.
  • the entire surface of the powder bed is irradiated while scanning the electron beam at a high speed to preheat the powder bed.
  • the preheating of the powder bed is performed by lightly adhering or pre-sintering the particles in the powder to prevent partial charging of the powder bed when irradiated with an electron beam for modeling. This is to prevent the smoking phenomenon.
  • the selective beam additive manufacturing apparatus using an electron beam also has a problem that a modeled object having a complicated internal structure may not be produced due to preheating of the entire powder bed by the electron beam.
  • an object of at least one embodiment of the present invention is to provide a selective beam additive manufacturing apparatus capable of reducing a residual stress of a modeled object and capable of producing a high-quality modeled object having a complicated internal structure. And providing a selective beam additive manufacturing method.
  • a selective beam additive manufacturing apparatus includes: A frame, A base plate capable of moving up and down in the frame; A powder bed forming unit capable of forming a powder bed on the base plate; A modeling beam irradiation unit capable of irradiating a modeling beam to the powder bed; A heating beam irradiation unit capable of irradiating the powder bed with a heating beam having a lower output than the modeling beam; A control device capable of controlling the beam irradiation unit for modeling and the beam irradiation unit for heating, and The controller is The modeling beam irradiation unit is configured to be controllable so that the modeling beam is irradiated to the powder bed along a setting route corresponding to the shape of the target modeling object. And The heating beam irradiation unit is configured to be able to control the modeling beam irradiation unit so as to irradiate the powder beam bed with the heating beam along the set route.
  • the powder beam can be irradiated with a beam for heating and a heating beam having a lower output than the beam for modeling along the set route. It is possible to heat locally with a heating beam. For this reason, the particles of the powder bed are prevented from adhering to each other in an undesired region, so that even if a modeled object having a complicated internal structure is produced, the powder in the modeled object can be easily removed. Can do.
  • the region irradiated with the modeling beam can be heated by the heating beam, it is possible to reduce the residual stress of the modeled object and to suppress generation of cracks and voids in the modeled object. It is possible to produce a high-quality molded article.
  • the region irradiated with the modeling beam may be a region irradiated with the modeling beam, may be a region scheduled to be irradiated with the modeling beam, or the modeling beam may be irradiated. It may be a region that has already been irradiated.
  • the control device is configured to change the profile shape of the heating beam on the powder bed.
  • the powder bed can be locally heated by the heating beam under various conditions by changing the profile shape of the heating beam. For this reason, according to the said structure (2), while being able to reduce the residual stress of a molded article reliably, the high quality molded article which has a complicated internal structure can be produced reliably.
  • the control device is configured to be able to change a relative positional relationship between the irradiation position of the shaping beam and the irradiation position of the heating beam in the powder bed.
  • the powder bed is heated by the heating beam under various conditions. It can be heated locally. For this reason, according to the said structure (3), while being able to reduce the residual stress of a molded article reliably, the high quality molded article which has a complicated internal structure can be produced reliably.
  • the control device is configured to scan the heating beam in a wave shape traveling along the set route in the powder bed.
  • the control device is configured to be able to scan the heating beam in a wave shape that travels along the set route, the heating beam is applied to the area irradiated with the modeling beam and its periphery. It can be heated sufficiently without being concentrated. For this reason, according to the said structure (4), while being able to reduce the residual stress of a molded article reliably, the high quality molded article which has a complicated internal structure can be produced reliably.
  • the modeling beam irradiation unit also serves as the heating beam irradiation unit
  • the control device is configured to be able to irradiate the modeling beam and the heating beam at different timings.
  • the modeling beam irradiation unit also serves as the heating beam irradiation unit, it is possible to reduce the residual stress of the modeled object with a simple configuration and to have a complicated internal structure. It is possible to produce a quality model.
  • the control device is configured to control the modeling beam in the powder bed according to at least one of a scanning direction of the modeling beam, a material constituting the powder bed, and a time to be preheated by the heating beam. At least among a relative positional relationship between an irradiation position and an irradiation position of the heating beam, a profile shape of the heating beam on the powder bed, and a scanning direction of the heating beam on the powder bed One is configured to be changeable.
  • the modeling beam on the powder bed At least one of a relative positional relationship between the irradiation position and the irradiation position of the heating beam, a profile shape of the heating beam on the powder bed, and a scanning direction of the heating beam on the powder bed;
  • the selective beam additive manufacturing method includes: A powder bed forming step of forming a powder bed on a base plate arranged to be movable up and down in the frame; For the powder bed, along with a set route corresponding to the shape of the target modeled object, a modeling beam irradiation step of irradiating a modeling beam, A heating beam irradiation step of irradiating the powder bed with a heating beam having a lower output than the modeling beam along the set route, Is provided.
  • the powder beam is irradiated with the modeling beam and the heating beam having a lower output than the modeling beam along the set route, so that the region irradiated with the modeling beam is heated. It is possible to heat locally by the working beam. For this reason, the particles of the powder bed are prevented from adhering to each other in an undesired region, so that even if a modeled object having a complicated internal structure is produced, the powder in the modeled object can be easily removed. Can do.
  • the region irradiated with the modeling beam can be heated by the heating beam, it is possible to reduce the residual stress of the modeled object and to suppress generation of cracks and voids in the modeled object.
  • the region irradiated with the modeling beam may be a region irradiated with the modeling beam, may be a region scheduled to be irradiated with the modeling beam, or the modeling beam may be irradiated. It may be a region that has already been irradiated.
  • the heating beam having a circular or rectangular beam shape is irradiated.
  • the residual stress of a molded article can be reduced by irradiating the heating beam which has a circular or rectangular beam shape, and high quality modeling which has a complicated internal structure Can be made.
  • the heating beam having a beam diameter larger than the beam diameter of the modeling beam is irradiated.
  • the heating beam by irradiating the heating beam having a beam diameter larger than the beam diameter of the modeling beam, the region irradiated with the modeling beam and its periphery are heated by the heating beam. be able to. For this reason, according to the said structure (9), while being able to reduce the residual stress of a molded article, the high quality molded article which has a complicated internal structure is producible.
  • the heating beam is irradiated while scanning the powder bed in a wave shape that travels along the set route.
  • the heating beam is scanned in a wave shape that travels along the set route, the region irradiated with the modeling beam and its surroundings are sufficiently heated without concentrating the heating beam. can do.
  • the said structure (10) while being able to reduce the residual stress of a molded article reliably, the high quality molded article which has a complicated internal structure can be produced reliably.
  • the heating beam is irradiated such that the irradiation position of the modeling beam on the powder bed is positioned at the center of the irradiation position of the heating beam in the scanning direction of the modeling beam. Irradiate the beam.
  • the heating beam is irradiated so that the irradiation position of the modeling beam on the powder bed is positioned at the center of the irradiation position of the heating beam in the scanning direction of the modeling beam. Therefore, the region to be irradiated with the modeling beam can be heated in advance by the heating beam, and the region already irradiated with the modeling beam can be heated later. For this reason, according to the said structure (11), while being able to reduce the residual stress of a molded article reliably, the high quality molded article which has a complicated internal structure can be produced reliably.
  • the irradiation position of the modeling beam on the powder bed is positioned behind the center of the irradiation position of the heating beam in the scanning direction of the modeling beam. Irradiate a heating beam.
  • the heating beam is placed so that the irradiation position of the modeling beam on the powder bed is located behind the center of the irradiation position of the heating beam in the scanning direction of the modeling beam. Since irradiation is performed, the region to be irradiated with the modeling beam can be preheated by the heating beam. For this reason, according to the said structure (12), while being able to reduce the residual stress of a molded article reliably, the high quality molded article which has a complicated internal structure can be produced reliably.
  • the irradiation position of the modeling beam on the powder bed is positioned forward of the center of the irradiation position of the heating beam in the scanning direction of the modeling beam. Irradiate a heating beam.
  • the heating beam is placed so that the irradiation position of the modeling beam on the powder bed is positioned in front of the center of the irradiation position of the heating beam in the scanning direction of the modeling beam. Since it irradiates, the area
  • the heating beam irradiation step according to at least one of a scanning direction of the modeling beam, a material constituting the powder bed, and a time to be preheated by the heating beam, the powder bed Relative positional relationship between the irradiation position of the modeling beam and the irradiation position of the heating beam, the profile shape of the heating beam on the powder bed, and the heating beam on the powder bed At least one of the scanning directions is changed.
  • the modeling beam in a powder bed At least one of a relative positional relationship between the irradiation position and the irradiation position of the heating beam, a profile shape of the heating beam on the powder bed, and a scanning direction of the heating beam on the powder bed;
  • a selective beam additive manufacturing apparatus and a selective beam additive manufacturing capable of reducing a residual stress of an object and capable of producing a high-quality object having a complicated internal structure. A method is provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a selective beam additive manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. It is a graph which shows roughly an example of the profile shape of the beam for modeling and the beam for heating with which the powder bed was irradiated with the selective beam layered modeling apparatus of FIG. It is a figure which shows schematically the beam shape of the beam for modeling and the beam for a heating which has the profile shape of FIG. 2 in a powder bed. It is a graph which shows roughly an example of the profile shape of the beam for modeling and the beam for heating with which the powder bed was irradiated with the selective beam layered modeling apparatus of FIG. It is a figure which shows schematically the beam shape of the beam for modeling and the beam for a heating which have the profile shape of FIG.
  • an expression indicating that things such as “identical”, “equal”, and “homogeneous” are in an equal state not only represents an exactly equal state, but also has a tolerance or a difference that can provide the same function. It also represents the existing state.
  • expressions representing shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes represent not only geometrically strict shapes such as quadrangular shapes and cylindrical shapes, but also concave projections and chamfers as long as the same effects can be obtained. A shape including a part or the like is also expressed.
  • the expressions “comprising”, “comprising”, “comprising”, “including”, or “having” one constituent element are not exclusive expressions for excluding the existence of the other constituent elements.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a selective beam additive manufacturing apparatus (hereinafter also simply referred to as a modeling apparatus) 1 according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a graph schematically showing an example of the profile shape of the modeling beam and the heating beam irradiated onto the powder bed by the modeling apparatus 1 of FIG.
  • FIG. 3 is a diagram schematically showing the beam shapes of the modeling beam and the heating beam having the profile shape of FIG. 2 in the powder bed.
  • FIG. 4 is a graph schematically showing an example of profile shapes of the modeling beam and the heating beam irradiated on the powder bed by the modeling apparatus 1 in FIG. 1.
  • FIG. 5 is a diagram schematically showing the beam shape of the modeling beam and the heating beam having the profile shape of FIG.
  • FIG. 6 is a diagram schematically showing the beam shape of the modeling beam and the heating beam having the profile shape of FIG. 4 in the powder bed, and the irradiation position of the modeling beam is in the scanning direction of the modeling beam. It is a figure which shows the state located behind the center of the irradiation position of the heating beam.
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the beam shape of the modeling beam and the heating beam having the profile shape of FIG. 4 in the powder bed, and the irradiation position of the modeling beam is in the scanning direction of the modeling beam.
  • FIG. 8 is a diagram schematically showing the beam shape of the modeling beam having the profile shape of FIG. 4 together with a part of the wavy trajectory of the heating beam, in the scanning direction of the modeling beam. It is a figure which shows the state where the difference of the irradiation position of this and the irradiation position of the beam for a heating is small.
  • FIG. 9 is a diagram schematically showing the beam shape of the modeling beam having the profile shape of FIG.
  • FIG. 10 is a diagram schematically showing the beam shape of the modeling beam having the profile shape of FIG. 4 together with a part of the wavy trajectory of the heating beam, and in the scanning direction of the modeling beam, It is a figure which shows the state which is located ahead of the irradiation position of a heating beam.
  • the modeling apparatus 1 can produce a modeled object made of metal or a modeled object made of nonmetal (for example, ABS resin, nylon, polyester, or carbon). For example, it can be used for products such as gas turbines, rocket engines, and turbochargers. The parts used can be produced. More specifically, the modeling apparatus 1 includes an axial-flow turbine and a centrifugal turbine gas turbine rotor blade, a gas turbine split ring, a gas turbine stationary blade, a centrifugal compressor impeller, a gas turbine combustor, and a gas turbine Compressors, rocket engine valves, etc. can be manufactured.
  • a centrifugal turbine gas turbine rotor blade a gas turbine split ring, a gas turbine stationary blade, a centrifugal compressor impeller, a gas turbine combustor, and a gas turbine Compressors, rocket engine valves, etc.
  • the modeling apparatus 1 includes a housing 3, a frame 5, a base plate 7, a powder bed forming unit 9, a modeling beam irradiation unit 11, a heating beam irradiation unit 13, and a control.
  • a housing 3 As shown in FIG. 1, the modeling apparatus 1 includes a housing 3, a frame 5, a base plate 7, a powder bed forming unit 9, a modeling beam irradiation unit 11, a heating beam irradiation unit 13, and a control.
  • a control. Device 15 the modeling apparatus 1 includes a housing 3, a frame 5, a base plate 7, a powder bed forming unit 9, a modeling beam irradiation unit 11, a heating beam irradiation unit 13, and a control.
  • Device 15 As shown in FIG. 1, the modeling apparatus 1 includes a housing 3, a frame 5, a base plate 7, a powder bed forming unit 9, a modeling beam irradiation unit 11, a heating beam irradiation unit 13, and a control.
  • the housing 3 is airtight as necessary, and the inside of the housing 3 can be evacuated or filled with an inert gas such as Ar gas.
  • the frame 5 is disposed in the housing 3.
  • the frame 5 has, for example, a rectangular tube shape, and the upper end of the frame 5 is open.
  • the base plate 7 is disposed in the frame 5 so as to be movable in the vertical direction (z-axis direction), that is, to be movable up and down.
  • the base plate 7 extends in the horizontal direction (x-axis direction and y-axis direction), and the periphery of the base plate 7 can be slidably contacted with the inner wall of the frame 5.
  • the powder bed forming unit 9 can form the powder bed 17 on the base plate 7.
  • the powder bed 17 is obtained by depositing powder, which is a raw material of a target modeled object, in a layered manner with a predetermined thickness.
  • the powder bed forming unit 9 includes a horizontal table 19 disposed so as to sandwich the upper end opening of the frame body 5, a roller 21 that can travel horizontally on the horizontal table 19 and the upper end opening of the frame body 5, A hopper 23 capable of supplying raw material powder is provided on the table 19.
  • the powder on the horizontal table 19 is carried to the upper end opening of the frame body 5 by the roller 21, and is flattened.
  • a powder bed 17 can be formed inside the upper end.
  • the configuration of the powder bed forming unit is not limited to this.
  • Powder is supplied into the frame body 5 from a hopper movable in the horizontal direction, and the supplied powder is flattened to form the powder bed 17. Also good.
  • the powder bed forming unit may have a powder tank disposed on the side of the frame 5 in a flush manner. In this case, by pushing up the bottom of the powder tank, the powder in the powder tank is pushed upward, and the pushed powder is carried into the frame 5 by a roller or the like and flattened to form the powder bed 17.
  • the modeling beam irradiation unit 11 can irradiate the powder bed 17 with the modeling beam 25. In the region irradiated with the modeling beam 25, the particles constituting the powder bed 17 adhere to each other (sinter or melt and solidify) to constitute a part of the modeled article.
  • the heating beam irradiation unit 13 can irradiate the powder bed 17 with a heating beam 27 having a lower output than the modeling beam 25.
  • the heating beam irradiation unit 13 only needs to be able to irradiate the heating beam 27 having a lower output than the modeling beam 25, and the heating beam irradiation unit 13 is the same as the modeling beam irradiation unit 11. May be.
  • the control device 15 can control the modeling beam irradiation unit 11 and the heating beam irradiation unit 13.
  • the control device 15 can be configured by, for example, a computer having a CPU (Central Processing Unit), a memory, an external storage device, and an input / output unit. Then, the control device 15 causes the modeling beam irradiation unit 11 to irradiate the modeling beam 25 along the setting route corresponding to the shape of the target modeling object to the powder bed 17. 11 is configured to be controllable. Further, the control device 15 is configured to be able to control the modeling beam irradiation unit 11 so that the heating beam irradiation unit 13 irradiates the powder bed 17 with the heating beam 27 along the set route. .
  • a computer having a CPU (Central Processing Unit), a memory, an external storage device, and an input / output unit.
  • the control device 15 causes the modeling beam irradiation unit 11 to irradiate the modeling beam 25 along the setting route corresponding to the shape of the target modeling
  • the modeling beam 25 and the heating beam 27 having a lower output than the modeling beam 25 can be irradiated to the powder bed 17 along the set route. Can be locally heated by the heating beam 27. For this reason, since the particles of the powder bed 17 are prevented from adhering to each other in an undesired region, the powder in the model is easily removed even when a model having a complicated internal structure is produced. be able to.
  • the region irradiated with the modeling beam 25 can be heated by the heating beam 27, the residual stress of the modeled object can be reduced and the generation of cracks and voids in the modeled product can be suppressed. It is possible to produce a high-quality shaped object.
  • the region irradiated with the modeling beam 25 may be a region irradiated with the modeling beam 25, may be a region scheduled to be irradiated with the modeling beam 25, or may be modeled.
  • region where the beam 25 for irradiation was already irradiated may be sufficient.
  • the output of the heating beam 27 being lower than the output of the modeling beam 25 means that the average output (integrated intensity per unit time) of the heating beam 27 is lower than the average output of the modeling beam 25. To do.
  • the control device 15 is configured to change the profile shape of the heating beam 27 on the powder bed 17.
  • the powder bed 17 can be locally heated by the heating beam 27 under various conditions by changing the profile shape of the heating beam 27. For this reason, according to the said structure, while being able to reduce the residual stress of a molded article reliably, the high quality molded article which has a complicated internal structure can be produced reliably.
  • the profile shape of the heating beam 27 refers to the position on the powder bed 17 in the horizontal plane (for example, in the x-axis direction) and the output of the heating beam 27 when the heating beam 27 is not scanned. This represents the relationship.
  • the heating beam irradiation unit 13 includes a heating beam source 29, a heating beam adjustment unit 31, and a heating beam scanning unit 33.
  • the heating beam source 29 can emit the heating beam 27.
  • the heating beam adjusting unit 31 can adjust the output and shape of the heating beam 27 emitted from the heating beam source 29.
  • the heating beam scanning unit 33 can adjust the irradiation position of the heating beam 27.
  • the control device 15 can change the profile shape of the heating beam 27 by controlling the heating beam adjusting unit 31.
  • the output of the heating beam 27 may be adjustable by controlling the heating beam source 29.
  • the modeling beam irradiation unit 11 may include a modeling beam source 35, a modeling beam adjustment unit 37, and a modeling beam scanning unit 39.
  • the modeling beam source 35 can emit the modeling beam 25.
  • the modeling beam adjusting unit 37 can adjust the output and profile shape of the modeling beam 25 emitted from the modeling beam source 35.
  • the modeling beam scanning unit 39 can adjust the irradiation position of the modeling beam 25.
  • the output and profile shape of the modeling beam 25 are set to an output and profile shape suitable for modeling. Note that the output of the modeling beam 25 may be adjustable by controlling the modeling beam source 35.
  • the control device 15 uses the heating device 27 so that the beam diameter Dh of the heating beam 27 is larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25.
  • the profile shape of the beam 27 can be adjusted. 3 and 5 to 10, the alternate long and short dash line indicates the setting route 40 for the modeling beam 25.
  • the setting route 40 is a route through which the modeling beam 25 should pass in the powder bed 17.
  • control device 15 causes the profile shape of the modeling beam 25 to have the highest output at the center of the modeling beam 25 as shown in FIGS. Can be adjusted to a shape such as a Gaussian distribution shape. In this case, as shown in FIGS. 3 and 5 to 10, the beam shape of the modeling beam 25 on the powder bed 17 is circular.
  • the beam shape is a line shape connecting points on the powder bed 17 where the beam output is half of the maximum value when the powder bed 17 is irradiated with the beam without scanning the beam.
  • the beam diameter is the diameter of the circle (that is, the half width of the output) when the beam shape is circular, and is the length of the minor axis of the ellipse when the beam shape is elliptical. In the case where the shape is a rectangular shape, the shorter one of the two opposing sides is assumed to be the same.
  • the control device 15 causes the profile of the heating beam 27 to have the highest output at the center of the heating beam 27 as shown in FIG. 2, and the output decreases as the distance from the center increases.
  • a shape for example, a Gaussian distribution shape can be adjusted.
  • the beam shape of the heating beam 27 on the powder bed 17 is circular.
  • the controller 15 causes the profile shape of the heating beam 27 to have a constant output at the central portion of the heating beam 27 as shown in FIG.
  • the plateau shape can be adjusted to be lower.
  • the beam shape of the heating beam 27 on the powder bed 17 is a rectangular shape.
  • control device 15 is configured to be able to change the relative positional relationship between the irradiation position of the modeling beam 25 and the irradiation position of the heating beam 27 in the powder bed 17.
  • the powder bed 17 can be heated on the powder bed 17 under various conditions by changing the relative positional relationship between the irradiation position of the modeling beam 25 and the irradiation position of the heating beam 27 on the powder bed 17.
  • 27 can be locally heated.
  • control device 15 changes the relative positional relationship between the irradiation position of the modeling beam 25 and the irradiation position of the heating beam 27 in the powder bed 17 by controlling the heating beam scanning unit 33.
  • the modeling beam 25 is scanned under conditions suitable for modeling. Therefore, by controlling the scanning of the heating beam 27, the irradiation position of the modeling beam 25 and the irradiation position of the heating beam 27 are determined. The relative positional relationship between is changed.
  • the irradiation position of the modeling beam 25 is a position where the modeling beam 25 is applied on the powder bed 17, and the irradiation position of the heating beam 27 is the irradiation position of the heating beam 27 on the powder bed 17. It is a position. Changing the relative positional relationship between the irradiation position of the modeling beam 25 and the irradiation position of the heating beam 27 means the timing of irradiating the modeling beam 25 to any one point on the powder bed 17. That is, the timing of irradiating the heating beam 27 is changed.
  • the control device 15 controls the heating beam irradiation unit 13 so that the heating beam 27 is set to the setting route 40 in the powder bed 17. It is configured to be able to scan in a wave shape that travels along.
  • the control device 15 since the control device 15 is configured to be able to scan the heating beam 27 in a wave shape that travels along the setting route 40, the region irradiated with the modeling beam 25 and its periphery are irradiated.
  • the heating beam 27 can be sufficiently heated without being concentrated. For this reason, according to the said structure, while being able to reduce the residual stress of a molded article reliably, the high quality molded article which has a complicated internal structure can be produced reliably. 8 to 10 schematically show a part of the wavy locus 42 of the heating beam 27 as well as the beam shape of the modeling beam 25 on the powder bed 17.
  • control device 15 controls the modeling beam irradiation unit 11 and the heating beam irradiation unit 13, thereby forming the modeling beam on the powder bed 17.
  • 25 is configured to be positioned at the center of the irradiation position of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25.
  • control device 15 controls the modeling beam irradiation unit 11 and the heating beam irradiation unit 13 to scan the heating beam 27 in a wave shape. Under the condition, the irradiation position of the heating beam 27 on the powder bed 17 can be overlapped with the irradiation position of the modeling beam 25.
  • control device 15 controls the modeling beam irradiation unit 11 and the heating beam irradiation unit 13, thereby forming the modeling beam on the powder bed 17.
  • the irradiation position 25 can be positioned behind the center of the irradiation position of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25.
  • control device 15 controls the modeling beam irradiation unit 11 and the heating beam irradiation unit 13 to irradiate the modeling beam 25 on the powder bed 17.
  • the position is configured so as to be positioned rearward from the irradiation position of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25.
  • the control device 15 controls the modeling beam irradiation unit 11 and the heating beam irradiation unit 13, thereby forming the modeling beam on the powder bed 17.
  • the irradiation position 25 can be positioned in front of the center of the irradiation position of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25.
  • control device 15 controls the modeling beam irradiation unit 11 and the heating beam irradiation unit 13 to irradiate the modeling beam 25 on the powder bed 17.
  • the position is configured so as to be positioned away from the irradiation position of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25.
  • the control device 15 allows the beam diameter Dh of the heating beam 27 to be larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25.
  • the profile shape of the heating beam 27 can be adjusted, and the region irradiated with the modeling beam 25 can be superimposed on the region irradiated with the heating beam 27.
  • the control device 15 uses the heating device 27 so that the beam diameter Dh of the heating beam 27 is larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25.
  • the profile shape of the beam 27 can be adjusted, the region irradiated with the modeling beam 25 can be positioned in the region irradiated with the heating beam 27, and the irradiation position of the modeling beam 25 Can be made to coincide with the center of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25.
  • the control device 15 causes the heating beam 27 to have a beam diameter Dh larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25.
  • the profile shape can be adjusted, and the region irradiated with the modeling beam 25 can be positioned within the region irradiated with the heating beam 27. In the scanning direction of the heating beam 25, the heating beam 27 can be positioned behind the center.
  • the control device 15 causes the heating beam 27 to have a beam diameter Dh of the heating beam 27 larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25.
  • the profile shape can be adjusted, and the region irradiated with the modeling beam 25 can be positioned within the region irradiated with the heating beam 27.
  • the heating beam 27 can be positioned in front of the center of the heating beam 27.
  • the modeling beam irradiation unit 11 also serves as the heating beam irradiation unit 13.
  • the control device 15 is configured to cause the modeling beam irradiation unit 11 to irradiate the modeling beam 25 and the heating beam 27 at different timings. In this case, an independent heating beam irradiation unit 13 is unnecessary.
  • the modeling beam irradiation unit 11 also serves as the heating beam irradiation unit 13, it is possible to reduce the residual stress of the modeled object with a simple configuration and to have a high quality having a complicated internal structure. Can be produced.
  • the controller 15 may determine the powder depending on at least one of the scanning direction of the shaping beam 25, the material comprising the powder bed 17, the time to be preheated by the heating beam 27, and the like.
  • the relative positional relationship between the irradiation position of the modeling beam 25 and the irradiation position of the heating beam 27 on the bed 17, the profile shape of the heating beam 27 on the powder bed 17, and the heating in the powder bed 17 At least one of the scanning directions of the beam 27 can be changed.
  • the material constituting the powder bed 17 for the modeling in the powder bed 17 according to at least one of the scanning direction of the modeling beam 25, the material constituting the powder bed 17, the time to be preheated by the heating beam 27, and the like.
  • the relative positional relationship between the irradiation position of the beam 25 and the irradiation position of the heating beam 27, the profile shape of the heating beam 27 on the powder bed 17, and the heating beam 27 on the powder bed 17 By changing at least one of the scanning directions, it is possible to reduce the residual stress of the modeled object while performing the minimum necessary preheating, and to produce a high-quality modeled object having a complicated internal structure. .
  • the modeling beam 25 and the heating beam 27 are electron beams.
  • the modeling beam source 35 and the heating beam source 29 are constituted by electron guns.
  • the modeling beam adjusting unit 37 and the heating beam adjusting unit 31 are configured by an electromagnetic lens or the like, and the modeling beam scanning unit 39 and the heating beam scanning unit 33 are configured by a deflection coil or the like.
  • the modeling beam 25 and the heating beam 27 are laser beams.
  • the modeling beam source 35 and the heating beam source 29 are configured by a solid-state laser such as a YAG laser, a gas laser such as a CO 2 laser, or a semiconductor laser.
  • the modeling beam adjustment unit 37 and the heating beam adjustment unit 31 are configured by an optical element such as an optical lens, and the modeling beam scanning unit 39 and the heating beam scanning unit 33 are configured by a galvanometer mirror or the like.
  • the modeling beam 25 and the heating beam 27 are laser beams, and the modeling beam scanning unit 39 and the heating beam scanning unit 33 share one galvanometer mirror.
  • the laser beam is, for example, visible light or infrared light.
  • the wavelength of the modeling beam 25 and the wavelength of the heating beam 27 are the same.
  • the wavelength of the modeling beam 25 and the wavelength of the heating beam 27 are different from each other.
  • the shaping beam 25 is a continuous wave and the heating beam 27 is a pulsed wave.
  • one of the modeling beam 25 and the heating beam 27 is an electron beam and the other is a laser beam.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a schematic procedure of a selective beam layered modeling method (hereinafter also simply referred to as a modeling method) according to an embodiment of the present invention.
  • the modeling method shown in FIG. 11 can be implemented using, for example, the modeling apparatus 1 shown in FIG.
  • the modeling method includes a shape data preparation step S10, a route setting step S12, a powder bed forming step S14, a modeling beam irradiation step S16, and a heating beam irradiation step S18.
  • shape data preparation step S10 data (shape data) relating to the shape of the target object is prepared.
  • the shape data is, for example, three-dimensional CAD data.
  • the prepared shape data is input to the control device 15.
  • a route (setting route 40) for irradiating the modeling beam 25 to each of the plurality of layers of the powder bed 17 is determined based on the shape data.
  • the setting route 40 can be automatically determined by, for example, the control device 15 executing a program prepared in advance.
  • the powder bed 17 is formed on the base plate 7 arranged in the frame 5 so as to be movable up and down.
  • the formation of the powder bed 17 can be performed by the powder bed forming unit 9.
  • the control device 15 may control the powder bed forming unit 9 to form the powder bed 17.
  • the modeling beam 25 is irradiated to the powder bed 17 along the setting route 40 corresponding to the shape of the target modeled object.
  • the heating beam irradiation step S ⁇ b> 18 the powder bed 17 is irradiated with the heating beam 27 having a lower output than the modeling beam 25 along the setting route 40. Then, by repeating the powder bed forming step S14, the modeling beam irradiation step S16, and the heating beam irradiation step S18 while lowering the base plate 7 stepwise, a target modeled object can be manufactured. it can.
  • the modeling beam 25 and the heating beam 27 having a lower output than the modeling beam 25 are irradiated along the setting route 40 to the powder bed 17. Can be locally heated by the heating beam 27. For this reason, since the particles of the powder bed 17 are prevented from adhering to each other in an undesired region, the powder in the model is easily removed even when a model having a complicated internal structure is produced. be able to.
  • the region irradiated with the modeling beam 25 can be heated by the heating beam 27, the residual stress of the modeled object can be reduced and the generation of cracks and voids in the modeled product can be suppressed. It is possible to produce a high-quality shaped object.
  • the region irradiated with the modeling beam 25 may be a region irradiated with the modeling beam 25, may be a region scheduled to be irradiated with the modeling beam 25, or may be modeled.
  • region where the beam 25 for irradiation was already irradiated may be sufficient.
  • the output of the heating beam 27 being lower than the output of the modeling beam 25 means that the average output (integrated intensity per unit time) of the heating beam 27 is lower than the average output of the modeling beam 25. To do.
  • the heating beam 27 having a circular or rectangular beam shape is irradiated.
  • the heating beam 27 having a circular or rectangular beam shape by irradiating the heating beam 27 having a circular or rectangular beam shape, the residual stress of the modeled object can be reduced, and a high-quality modeled object having a complicated internal structure can be obtained. It can be produced.
  • the heating beam 27 having a beam diameter larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25 is irradiated in the heating beam irradiation step S18.
  • the region irradiated with the modeling beam 25 and its periphery are irradiated by the heating beam 27. Can be heated.
  • the high quality molded article which has a complicated internal structure is producible.
  • the heating beam 27 is scanned in a wave shape while scanning in a wave shape traveling along the setting route 40, and heating is performed.
  • the beam diameter Dh of the working beam 27 is the same as or smaller than the beam diameter Df of the modeling beam 25. According to the above configuration, even if the beam diameter Dh of the heating beam 27 is equal to or smaller than the beam diameter Df of the modeling beam 25, the region irradiated with the modeling beam 25 by scanning the heating beam 27 in a wave shape. And the periphery thereof can be heated by the heating beam 27.
  • the beam diameter Dh of the heating beam 27 may be larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25. 8 to 10, the beam shape of the heating beam 27 is not shown, and only a part of the locus 42 of the heating beam 27 is shown.
  • the heating beam 27 is scanned while scanning the powder bed 17 in a wave shape traveling along the set route 40. Irradiate.
  • the heating beam 27 is scanned in a wave shape that travels along the setting route 40, the region irradiated with the modeling beam 25 and its periphery can be sufficiently obtained without concentrating the heating beam 27. Can be heated.
  • the said structure while being able to reduce the residual stress of a molded article reliably, the high quality molded article which has a complicated internal structure can be produced reliably.
  • “scanning in a wavy shape” means not only scanning in a sine wave shape, but also scanning in a rectangular wave shape, scanning in a triangular wave shape, or zigzag shape. This includes cases where scanning is performed.
  • the heating beam 27 is scanned along the set route 40 over the set route 40, and the scan speed of the heating beam 27 is the same as the scan speed of the modeling beam 25. .
  • the beam diameter Dh of the heating beam 27 is larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25, and the powder The heating beam 27 is irradiated so that the irradiation position of the modeling beam 25 on the bed 17 is positioned at the center of the irradiation position of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25.
  • the heating beam 27 is placed so that the irradiation position of the modeling beam 25 on the powder bed 17 is positioned at the center of the irradiation position of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25. Since irradiation is performed, the region to be irradiated with the modeling beam 25 can be preliminarily heated by the heating beam 27, and the region already irradiated with the modeling beam 25 can be heated later. For this reason, at an arbitrary point on the setting route 40, a rapid temperature increase and a rapid temperature decrease before and after the irradiation of the modeling beam 25 are prevented. As a result, according to the above configuration, the residual stress of the modeled object can be reliably reduced, and a high-quality modeled object having a complicated internal structure can be reliably manufactured.
  • the irradiation position of the heating beam 27 on the powder bed 17 is determined for modeling while scanning the heating beam 27 in a wave shape. It overlaps with the irradiation position of the beam 25.
  • the irradiation position of the modeling beam 25 on the powder bed 17 is in the scanning direction of the modeling beam 25.
  • the heating beam 27 is irradiated so as to be positioned behind the center of the irradiation position of the heating beam 27.
  • the heating beam is such that the irradiation position of the modeling beam 25 on the powder bed 17 is located behind the center of the irradiation position of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25. 27 is irradiated, the region to be irradiated with the modeling beam 25 can be preheated by the heating beam 27. For this reason, at an arbitrary point on the setting route 40, a rapid temperature increase before and after the irradiation of the modeling beam 25 is prevented. As a result, according to the above configuration, the residual stress of the modeled object can be reliably reduced, and a high-quality modeled object having a complicated internal structure can be reliably manufactured.
  • the heating beam 27 is irradiated so as to be positioned rearward from the irradiation position of the heating beam 27.
  • the irradiation position of the modeling beam 25 on the powder bed 17 is in the scanning direction of the modeling beam 25.
  • the heating beam 27 is irradiated so as to be positioned in front of the center of the irradiation position of the heating beam 27.
  • the heating beam is so positioned that the irradiation position of the modeling beam 25 on the powder bed 17 is positioned in front of the center of the irradiation position of the heating beam 27 in the scanning direction of the modeling beam 25. 27, the heating beam 27 can later heat the region that has already been irradiated with the modeling beam 25. For this reason, at an arbitrary point on the setting route 40, a rapid temperature drop before and after the irradiation of the modeling beam 25 is prevented. As a result, according to the above configuration, the residual stress of the modeled object can be reliably reduced, and a high-quality modeled object having a complicated internal structure can be reliably manufactured.
  • the heating beam 27 is irradiated so as to be positioned away from the irradiation position of the heating beam 27.
  • the beam diameter Dh of the heating beam 27 is larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25 as shown in FIGS.
  • the profile shape of the heating beam 27 is adjusted, the region irradiated with the modeling beam 25 is positioned in the region irradiated with the heating beam 27, and the irradiation position of the modeling beam 25 is In the scanning direction of the modeling beam 25, it is made to coincide with the center of the heating beam 27.
  • the heating beam 27 has a heating beam 27 so that the beam diameter Dh of the heating beam 27 is larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25.
  • the profile shape of the beam 27 is adjusted, the region irradiated with the modeling beam 25 is positioned in the region irradiated with the heating beam 27, and the irradiation position of the modeling beam 25 is set as the modeling beam. It is positioned behind the center of the heating beam 27 in 25 scanning directions.
  • the heating beam 27 has a beam diameter Dh larger than the beam diameter Df of the modeling beam 25, as shown in FIG.
  • the profile shape of the beam 27 is adjusted, the region irradiated with the modeling beam 25 is positioned in the region irradiated with the heating beam 27, and the irradiation position of the modeling beam 25 is set as the modeling beam. In the scanning direction of 25, it is positioned ahead of the center of the heating beam 27.
  • the heating beam irradiation step S18 at least one of the scanning direction of the modeling beam 25, the material constituting the powder bed 17, the time to be preheated by the heating beam 27, and the like is determined.
  • the relative positional relationship between the irradiation position of the modeling beam 25 on the powder bed 17 and the irradiation position of the heating beam 27, the profile shape of the heating beam 27 on the powder bed 17, and the powder bed At least one of the scanning directions of the heating beam 27 on 17 is changed.
  • the material constituting the powder bed 17 for the modeling in the powder bed 17 according to at least one of the scanning direction of the modeling beam 25, the material constituting the powder bed 17, the time to be preheated by the heating beam 27, and the like.
  • the relative positional relationship between the irradiation position of the beam 25 and the irradiation position of the heating beam 27, the profile shape of the heating beam 27 on the powder bed 17, and the heating beam 27 on the powder bed 17 By changing at least one of the scanning directions, it is possible to reduce the residual stress of the modeled object while performing the minimum necessary preheating, and to produce a high-quality modeled object having a complicated internal structure. .
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes forms obtained by changing the above-described embodiments and forms obtained by combining these forms.
  • the modeling apparatus 1 and the modeling method described above are suitable for manufacturing a modeled object having a complicated internal structure, the modeling apparatus 1 and the modeling method are also applicable to manufacturing a modeled object having a simple internal structure.
  • the modeled object produced by the modeling apparatus 1 and the modeling method described above is not limited to the above-described product parts.

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Abstract

選択型ビーム積層造形装置は、枠体内を上下動可能なベースプレート上に粉末ベッドを形成可能な粉末ベッド形成ユニットと、粉末ベッドに造形用ビームを照射可能な造形用ビーム照射ユニットと、粉末ベッドに造形用ビームよりも低出力の加熱用ビームを照射可能な加熱用ビーム照射ユニットと、制御装置と、を備え、制御装置は、造形用ビーム照射ユニットが、粉末ベッドに対し、目的の造形物の形状に対応した設定ルートに沿って造形用ビームを照射するように、造形用ビーム照射ユニットを制御可能であるとともに、加熱用ビーム照射ユニットが、設定ルートに沿って加熱用ビームを粉末ベッドに照射するように、造形用ビーム照射ユニットを制御可能である。

Description

選択型ビーム積層造形装置及び選択型ビーム積層造形方法
　本開示は、選択型ビーム積層造形装置及び選択型ビーム積層造形方法に関する。
　選択型ビーム積層造形装置は、ベースプレートと、ベースプレート上に粉末ベッドを形成可能な粉末ベッド形成装置と、粉末ベッドの一部に選択的にビームを照射可能なビーム照射装置とを備えている。選択型ビーム積層造形装置を用いた選択型ビーム積層造形方法によれば、粉末ベッドの積層を繰り返しながら、各粉末ベッドに対しビームを照射することにより、粉末ベッド中の一部の粒子を選択的に溶融凝固させ、造形物を作製することが可能である。
　また選択型ビーム積層造形方法では、粉末ベッドを予熱することが行われている。例えば、特許文献１に記載された選択的レーザ焼結システムでは、部品ベッドの表面が放射放熱素子によって予熱される。
　一方、レーザに代えて、電子ビームを用いる選択型ビーム積層造形方法では、粉末ベッドの表面全体に対し、電子ビームを高速でスキャンしながら照射し、粉末ベッドを予熱することが行われている。粉末ベッドの予熱は、粉末中の粒子同士を軽く付着若しくは仮焼結させ、造形のために電子ビームを照射したときの粉末ベッドの部分的な帯電を防止し、これにより、帯電により粉末が飛散するスモーキング現象を防止するためである。
特開２００５－３３５３９２号公報
　特許文献１に記載されているように、放射放熱素子により粉末ベッドを予熱する場合、放射放熱素子による加熱領域は広いため、粉末ベッドの不所望の領域で、粉末ベッド中の粒子同士が付着（仮焼結又は融着）してしまうことがある。作製された造形物の内部に、付着した粒子の塊が存在する場合、この塊を除去することが困難であることがある。この結果、レーザを用いる選択型ビーム積層造形装置には、放射放熱素子により粉末ベッドを予熱することに起因して、複雑な内部構造を有する造形物を作製できないことがあるという問題がある。
　同様に、電子ビームによる予熱によっても、粒子同士が付着してしまうことがある。この結果、電子ビームを用いる選択型ビーム積層造形装置にも、電子ビームにより粉末ベッド全体を予熱することに起因して、複雑な内部構造を有する造形物を作製できないことがあるという問題がある。
　一方、粉末ベッドの予熱を行わなかった場合、造形のために選択的にビームを照射した領域で、局所的に温度が急上昇した後に急降下することにより、造形物に残留応力が生じてしまう。造形物の残留応力を除去するために熱処理が実施されているが、熱処理による残留応力の緩和により造形物が変形してしまうという問題や、造形物の製造工程が多くなるという問題がある。
　また、粉末ベッドの予熱を行わなかった場合、造形物にクラックやボイドが発生し、造形物の品質が低下するという問題もある。
　上記事情に鑑みて、本発明の少なくとも一実施形態の目的は、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能な選択型ビーム積層造形装置及び選択型ビーム積層造形方法を提供することにある。
（１）本発明の少なくとも一実施形態に係る選択型ビーム積層造形装置は、
　枠体と、
　前記枠体内を上下動可能なベースプレートと、
　前記ベースプレート上に粉末ベッドを形成可能な粉末ベッド形成ユニットと、
　前記粉末ベッドに対し、造形用ビームを照射可能な造形用ビーム照射ユニットと、
　前記粉末ベッドに対し、前記造形用ビームよりも低出力の加熱用ビームを照射可能な加熱用ビーム照射ユニットと、
　前記造形用ビーム照射ユニット及び前記加熱用ビーム照射ユニットを制御可能な制御装置と、を備え、
　前記制御装置は、
　前記造形用ビーム照射ユニットが、前記粉末ベッドに対し、目的の造形物の形状に対応した設定ルートに沿って前記造形用ビームを照射するように、前記造形用ビーム照射ユニットを制御可能に構成されるとともに、
　前記加熱用ビーム照射ユニットが、前記粉末ベッドに対し、前記設定ルートに沿って前記加熱用ビームを照射するように、前記造形用ビーム照射ユニットを制御可能に構成されている。
　上記構成（１）では、粉末ベッドに対し、造形用ビーム及び造形用ビームよりも低出力の加熱用ビームを、設定ルートに沿って照射可能であるため、造形用ビームが照射される領域を、加熱用ビームによって局所的に加熱することが可能である。
　このため、不所望の領域にて粉末ベッドの粒子が相互に付着することが防止されるので、複雑な内部構造を有する造形物を作製した場合でも、造形物内の粉末を容易に除去することができる。
　また、造形用ビームが照射される領域を、加熱用ビームによって加熱することが可能であるため、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、造形物におけるクラックやボイドの発生を抑制することができ、高品質の造形物を作製可能である。
　かくして上記構成（１）によれば、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　なお、造形用ビームが照射される領域とは、造形用ビームが照射されている領域であってもよいし、造形用ビームが照射される予定の領域であってもよいし、造形用ビームがすでに照射された領域であってもよい。
（２）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
　前記制御装置は、前記粉末ベッド上での前記加熱用ビームのプロファイル形状を変更可能に構成されている。
　上記構成（２）では、加熱用ビームのプロファイル形状を変更することによって、様々な条件で、粉末ベッドを加熱用ビームによって局所的に加熱することができる。このため、上記構成（２）によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
（３）幾つかの実施形態では、上記構成（１）又は（２）において、
　前記制御装置は、前記粉末ベッドにおける前記造形用ビームの照射位置と前記加熱用ビームの照射位置との間の相対的な位置関係を変更可能に構成されている。
　上記構成（３）では、粉末ベッドにおける造形用ビームの照射位置と加熱用ビームの照射位置との間の相対的な位置関係を変更することによって、様々な条件で、粉末ベッドを加熱用ビームによって局所的に加熱することができる。このため、上記構成（３）によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
（４）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（３）の何れか１つにおいて、
　前記制御装置は、前記粉末ベッドにおいて、前記加熱用ビームを、前記設定ルートに沿って進む波状に走査することができるように構成されている。
　上記構成（４）では、制御装置が、加熱用ビームを、設定ルートに沿って進む波状に走査可能に構成されているので、造形用ビームが照射される領域及びその周辺を、加熱用ビームを集中させずに十分に加熱することができる。このため、上記構成（４）によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
（５）幾つかの実施形態では、上記構成（１）乃至（４）の何れか１つにおいて、
　前記造形用ビーム照射ユニットは、前記加熱用ビーム照射ユニットを兼ねており、
　前記制御装置は、前記造形用ビーム及び前記加熱用ビームを相互に異なるタイミングで照射可能に構成されている。
　上記構成（５）では、造形用ビーム照射ユニットが、加熱用ビーム照射ユニットを兼ねているので、簡単な構成にて、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
（６）幾つかの実施形態では、上記構成（１）において、
　前記制御装置は、前記造形用ビームの走査方向、前記粉末ベッドを構成する材料、及び、前記加熱用ビームによって予熱すべき時間のうち少なくとも１つに応じて、前記粉末ベッドにおける前記造形用ビームの照射位置と前記加熱用ビームの照射位置との間の相対的な位置関係、前記粉末ベッド上での前記加熱用ビームのプロファイル形状、及び、前記粉末ベッドにおける前記加熱用ビームの走査方向のうち少なくとも１つを変更可能に構成されている。
　上記構成（６）によれば、造形用ビームの走査方向、粉末ベッドを構成する材料、及び、加熱用ビームによって予熱すべき時間のうち少なくとも１つに応じて、粉末ベッドでの造形用ビームの照射位置と加熱用ビームの照射位置との間の相対的な位置関係、粉末ベッド上での加熱用ビームのプロファイル形状、及び、粉末ベッド上での加熱用ビームの走査方向のうち少なくとも１つを変更することによって、必要最小限の予熱を行いながら、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
（７）本発明の少なくとも一実施形態に係る選択型ビーム積層造形方法は、
　枠体内に上下動可能に配置されたベースプレート上に、粉末ベッドを形成する粉末ベッド形成工程と、
　前記粉末ベッドに対し、目的の造形物に形状に対応した設定ルートに沿って、造形用ビームを照射する造形用ビーム照射工程と、
　前記粉末ベッドに対し、前記設定ルートに沿って、前記造形用ビームよりも低出力の加熱用ビームを照射する加熱用ビーム照射工程と、
を備える。
　上記構成（７）では、粉末ベッドに対し、造形用ビーム及び造形用ビームよりも低出力の加熱用ビームが、設定ルートに沿って照射されるため、造形用ビームが照射される領域を、加熱用ビームによって局所的に加熱することが可能である。
　このため、不所望の領域にて粉末ベッドの粒子が相互に付着することが防止されるので、複雑な内部構造を有する造形物を作製した場合でも、造形物内の粉末を容易に除去することができる。
　また、造形用ビームが照射される領域を、加熱用ビームによって加熱することが可能であるため、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、造形物におけるクラックやボイドの発生を抑制することができ、高品質の造形物を作製可能である。
　かくして上記構成（７）によれば、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　なお、造形用ビームが照射される領域とは、造形用ビームが照射されている領域であってもよいし、造形用ビームが照射される予定の領域であってもよいし、造形用ビームがすでに照射された領域であってもよい。
（８）幾つかの実施形態では、上記構成（７）において、
　前記加熱用ビーム照射工程において、円形状又は矩形形状のビーム形状を有する前記加熱用ビームを照射する。
　上記構成（８）によれば、円形状又は矩形形状のビーム形状を有する加熱用ビームを照射することによって、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
（９）幾つかの実施形態では、上記構成（７）又は（８）において、
　前記加熱用ビーム照射工程において、前記造形用ビームのビーム径よりも大のビーム径を有する前記加熱用ビームを照射する。
　上記構成（９）によれば、造形用ビームのビーム径よりも大のビーム径を有する加熱用ビームを照射することによって、造形用ビームが照射される領域及びその周辺を加熱用ビームによって加熱することができる。このため、上記構成（９）によれば、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
（１０）幾つかの実施形態では、上記構成（７）乃至（９）の何れか１つにおいて、
前記加熱用ビーム照射工程において、前記粉末ベッドに対し、前記設定ルートに沿って進む波状に走査しながら、前記加熱用ビームを照射する。
　上記構成（１０）によれば、加熱用ビームを、設定ルートに沿って進む波状に走査するので、造形用ビームが照射される領域及びその周辺を、加熱用ビームを集中させずに十分に加熱することができる。このため、上記構成（１０）によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
（１１）幾つかの実施形態では、上記構成（９）において、
　前記加熱用ビーム照射工程において、前記粉末ベッドでの前記造形用ビームの照射位置が、前記造形用ビームの走査方向にて、前記加熱用ビームの照射位置の中心に位置するように、前記加熱用ビームを照射する。
　上記構成（１１）によれば、粉末ベッドでの造形用ビームの照射位置が、造形用ビームの走査方向にて、加熱用ビームの照射位置の中心に位置するように、加熱用ビームを照射するので、加熱用ビームによって、造形用ビームが照射される予定の領域を予め加熱することができるとともに、造形用ビームがすでに照射された領域を後から加熱することができる。このため、上記構成（１１）によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
（１２）幾つかの実施形態では、上記構成（７）乃至（１０）の何れか１つにおいて、
　前記加熱用ビーム照射工程において、前記粉末ベッドでの前記造形用ビームの照射位置が、前記造形用ビームの走査方向にて、前記加熱用ビームの照射位置の中心より後方に位置するように、前記加熱用ビームを照射する。
　上記構成（１２）によれば、粉末ベッドでの造形用ビームの照射位置が、造形用ビームの走査方向にて、加熱用ビームの照射位置の中心より後方に位置するように、加熱用ビームを照射するので、加熱用ビームによって、造形用ビームが照射される予定の領域を予め加熱することができる。このため、上記構成（１２）によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
（１３）幾つかの実施形態では、上記構成（７）乃至（１０）の何れか１つにおいて、
　前記加熱用ビーム照射工程において、前記粉末ベッドでの前記造形用ビームの照射位置が、前記造形用ビームの走査方向にて、前記加熱用ビームの照射位置の中心より前方に位置するように、前記加熱用ビームを照射する。
　上記構成（１３）によれば、粉末ベッドでの造形用ビームの照射位置が、造形用ビームの走査方向にて、加熱用ビームの照射位置の中心より前方に位置するように、加熱用ビームを照射するので、加熱用ビームによって、造形用ビームがすでに照射された領域を後から加熱することができる。このため、上記構成（１３）によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
（１４）幾つかの実施形態では、上記構成（７）において、
　前記加熱用ビーム照射工程において、前記造形用ビームの走査方向、前記粉末ベッドを構成する材料、及び、前記加熱用ビームによって予熱すべき時間のうち少なくとも１つに応じて、前記粉末ベッドでの前記造形用ビームの照射位置と前記加熱用ビームの照射位置との間の相対的な位置関係、前記粉末ベッド上での前記加熱用ビームのプロファイル形状、及び、前記粉末ベッド上での前記加熱用ビームの走査方向のうち少なくとも１つを変更する。
　上記構成（１４）によれば、造形用ビームの走査方向、粉末ベッドを構成する材料、及び、加熱用ビームによって予熱すべき時間のうち少なくとも１つに応じて、粉末ベッドでの造形用ビームの照射位置と加熱用ビームの照射位置との間の相対的な位置関係、粉末ベッド上での加熱用ビームのプロファイル形状、及び、粉末ベッド上での加熱用ビームの走査方向のうち少なくとも１つを変更することによって、必要最小限の予熱を行いながら、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　本発明の少なくとも一実施形態によれば、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能な選択型ビーム積層造形装置及び選択型ビーム積層造形方法が提供される。
本発明の一実施形態に係る選択型ビーム積層造形装置の概略的な構成を示す図である。 図１の選択型ビーム積層造形装置にて粉末ベッドに照射された造形用ビーム及び加熱用ビームのプロファイル形状の一例を概略的に示すグラフである。 粉末ベッドにおける、図２のプロファイル形状を有する造形用ビーム及び加熱用ビームのビーム形状を概略的に示す図である。 図１の選択型ビーム積層造形装置にて粉末ベッドに照射された造形用ビーム及び加熱用ビームのプロファイル形状の一例を概略的に示すグラフである。 粉末ベッドにおける、図４のプロファイル形状を有する造形用ビーム及び加熱用ビームのビーム形状を概略的に示す図である。 粉末ベッドにおける、図４のプロファイル形状を有する造形用ビーム及び加熱用ビームのビーム形状を概略的に示す図である。 粉末ベッドにおける、図４のプロファイル形状を有する造形用ビーム及び加熱用ビームのビーム形状を概略的に示す図である。 図４のプロファイル形状を有する造形用ビームのビーム形状を、加熱用ビームの波状の軌跡の一部とともに概略的に示す図である。 図４のプロファイル形状を有する造形用ビームのビーム形状を、加熱用ビームの波状の軌跡の一部とともに概略的に示す図である。 図４のプロファイル形状を有する造形用ビームのビーム形状を、加熱用ビームの波状の軌跡の一部とともに概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る選択型ビーム積層造形方法の概略的な手順を示すフローチャートである。
　以下、添付図面を参照して本発明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、本発明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、凹突起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。
　図１は、本発明の一実施形態に係る選択型ビーム積層造形装置（以下、単に造形装置とも称する）１の概略的な構成を示す図である。図２は、図１の造形装置１にて粉末ベッドに照射された造形用ビーム及び加熱用ビームのプロファイル形状の一例を概略的に示すグラフである。図３は、粉末ベッドにおける、図２のプロファイル形状を有する造形用ビーム及び加熱用ビームのビーム形状を概略的に示す図である。図４は、図１の造形装置１にて粉末ベッドに照射された造形用ビーム及び加熱用ビームのプロファイル形状の一例を概略的に示すグラフである。図５は、粉末ベッドにおける、図４のプロファイル形状を有する造形用ビーム及び加熱用ビームのビーム形状を概略的に示す図であり、造形用ビームの走査方向にて、造形用ビームの照射位置が加熱用ビームの照射位置の中央に位置している状態を示す図である。図６は、粉末ベッドにおける、図４のプロファイル形状を有する造形用ビーム及び加熱用ビームのビーム形状を概略的に示す図であり、造形用ビームの走査方向にて、造形用ビームの照射位置が加熱用ビームの照射位置の中央よりも後方に位置している状態を示す図である。図７は、粉末ベッドにおける、図４のプロファイル形状を有する造形用ビーム及び加熱用ビームのビーム形状を概略的に示す図であり、造形用ビームの走査方向にて、造形用ビームの照射位置が加熱用ビームの照射位置の中央よりも前方に位置している状態を示す図である。図８は、図４のプロファイル形状を有する造形用ビームのビーム形状を、加熱用ビームの波状の軌跡の一部とともに概略的に示す図であり、造形用ビームの走査方向にて、造形用ビームの照射位置と加熱用ビームの照射位置との差が小さい状態を示す図である。図９は、図４のプロファイル形状を有する造形用ビームのビーム形状を、加熱用ビームの波状の軌跡の一部とともに概略的に示す図であり、造形用ビームの走査方向にて、造形用ビームの照射位置が加熱用ビームの照射位置の後方に位置している状態を示す図である。図１０は、図４のプロファイル形状を有する造形用ビームのビーム形状を、加熱用ビームの波状の軌跡の一部とともに概略的に示す図であり、造形用ビームの走査方向にて、造形用ビームの照射位置が加熱用ビームの照射位置の前方に位置している状態を示す図である。
　造形装置１は、金属製の造形物や、非金属製（例えばＡＢＳ樹脂、ナイロン、ポリエステル又はカーボンなど）の造形物を作製可能であり、例えば、ガスタービン、ロケットエンジン、ターボチャージャ等の製品に使用される部品を作製可能である。より具体的には、造形装置１は、軸流タービンや遠心式タービンのガスタービン動翼、ガスタービン分割環、ガスタービン静翼、遠心式圧縮機のインペラ、ガスタービンの燃焼器、ガスタービンの圧縮機、ロケットエンジンバルブ等を作製可能である。
　図１に示したように、造形装置１は、ハウジング３と、枠体５と、ベースプレート７と、粉末ベッド形成ユニット９と、造形用ビーム照射ユニット１１と、加熱用ビーム照射ユニット１３と、制御装置１５とを有している。
　ハウジング３は、必要に応じて気密性を有し、ハウジング３内を真空にしたり、又は、Ａｒガス等の不活性ガスで満たすことができる。
　枠体５はハウジング３内に配置されている。枠体５は、例えば角筒形状を有し、枠体５の上端は開口している。
　ベースプレート７は、枠体５内に、鉛直方向（ｚ軸方向）に移動可能に、即ち上下動可能に配置されている。ベースプレート７は水平方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向）に広がっており、ベースプレート７の周縁は、枠体５の内壁に摺接可能である。
　粉末ベッド形成ユニット９は、ベースプレート７上に粉末ベッド１７を形成可能である。粉末ベッド１７は、目的の造形物の原材料である粉末が、所定厚さにて層状に堆積されたものである。
　例えば、粉末ベッド形成ユニット９は、枠体５の上端開口を挟むように配置された水平テーブル１９と、水平テーブル１９及び枠体５の上端開口上を水平方向に走行可能なローラ２１と、水平テーブル１９上に原材料の粉末を供給可能なホッパ２３とを有している。この場合、枠体５の上端開口よりもベースプレート７が低い位置にある状態で、水平テーブル１９上の粉末をローラ２１で枠体５の上端開口まで運び、平坦にすることによって、枠体５の上端部の内側に、粉末ベッド１７を形成可能である。
　なお、粉末ベッド形成ユニットの構成はこれに限定されることはなく、水平方向に移動可能なホッパから枠体５内に粉末を供給し、供給した粉末を平坦化して粉末ベッド１７を形成してもよい。或いは、粉末ベッド形成ユニットは、枠体５の横に面一に配置された粉末タンクを有していてもよい。この場合、粉末タンクの底を押し上げることにより粉末タンク内の粉末を上方に押し上げ、押し上げられた粉末をローラ等によって枠体５内に運び、平坦化して、粉末ベッド１７を形成することができる。
　造形用ビーム照射ユニット１１は、粉末ベッド１７に対し、造形用ビーム２５を照射可能である。造形用ビーム２５が照射された領域では、粉末ベッド１７を構成する粒子同士が相互に付着（焼結又は溶融凝固）し、造形物の一部を構成する。
　加熱用ビーム照射ユニット１３は、粉末ベッド１７に対し、造形用ビーム２５よりも低出力の加熱用ビーム２７を照射可能である。なお、加熱用ビーム照射ユニット１３は、造形用ビーム２５よりも低出力の加熱用ビーム２７を照射可能であればよく、加熱用ビーム照射ユニット１３として、造形用ビーム照射ユニット１１と同じものを用いてもよい。
　制御装置１５は、造形用ビーム照射ユニット１１及び加熱用ビーム照射ユニット１３を制御可能である。制御装置１５は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、メモリ、外部記憶装置、及び、入出力部を有するコンピュータによって構成可能である。
　そして、制御装置１５は、造形用ビーム照射ユニット１１が、粉末ベッド１７に対し、目的の造形物の形状に対応した設定ルートに沿って造形用ビーム２５を照射するように、造形用ビーム照射ユニット１１を制御可能に構成されている。また、制御装置１５は、加熱用ビーム照射ユニット１３が、粉末ベッド１７に対し、設定ルートに沿って加熱用ビーム２７を照射するように、造形用ビーム照射ユニット１１を制御可能に構成されている。
　上記構成では、粉末ベッド１７に対し、造形用ビーム２５及び造形用ビーム２５よりも低出力の加熱用ビーム２７を、設定ルートに沿って照射可能であるため、造形用ビーム２５が照射される領域を、加熱用ビーム２７によって局所的に加熱することが可能である。
　このため、不所望の領域にて粉末ベッド１７の粒子が相互に付着することが防止されるので、複雑な内部構造を有する造形物を作製した場合でも、造形物内の粉末を容易に除去することができる。
　また、造形用ビーム２５が照射される領域を、加熱用ビーム２７によって加熱することが可能であるため、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、造形物におけるクラックやボイドの発生を抑制することができ、高品質の造形物を作製可能である。
　かくして上記構成によれば、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　なお、造形用ビーム２５が照射される領域とは、造形用ビーム２５が照射されている領域であってもよいし、造形用ビーム２５が照射される予定の領域であってもよいし、造形用ビーム２５がすでに照射された領域であってもよい。
　また、加熱用ビーム２７の出力が造形用ビーム２５の出力よりも低いとは、加熱用ビーム２７の平均出力（単位時間当たりの積分強度）が造形用ビーム２５の平均出力よりも低いことを意味する。
　幾つかの実施形態では、制御装置１５は、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７のプロファイル形状を変更可能に構成されている。
　上記構成では、加熱用ビーム２７のプロファイル形状を変更することによって、様々な条件で、粉末ベッド１７を加熱用ビーム２７によって局所的に加熱することができる。このため、上記構成によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
　なお、加熱用ビーム２７のプロファイル形状とは、加熱用ビーム２７を走査していない状態における、粉末ベッド１７上での、水平面内（例えばｘ軸方向）での位置と加熱用ビーム２７の出力との関係を表すものである。
　例えば、加熱用ビーム照射ユニット１３は、加熱用ビーム源２９と、加熱用ビーム調整部３１と、加熱用ビーム走査部３３とを有している。加熱用ビーム源２９は、加熱用ビーム２７を出射可能である。加熱用ビーム調整部３１は、加熱用ビーム源２９から出射した加熱用ビーム２７の出力及び形状を調整可能である。加熱用ビーム走査部３３は、加熱用ビーム２７の照射位置を調整可能である。この場合、制御装置１５が、加熱用ビーム調整部３１を制御することによって、加熱用ビーム２７のプロファイル形状を変更可能である。
　なお、加熱用ビーム２７の出力は、加熱用ビーム源２９を制御することによって調整可能であってもよい。
　同様に、造形用ビーム照射ユニット１１は、造形用ビーム源３５と、造形用ビーム調整部３７と、造形用ビーム走査部３９とを有していてもよい。造形用ビーム源３５は、造形用ビーム２５を出射可能である。造形用ビーム調整部３７は、造形用ビーム源３５から出射した造形用ビーム２５の出力及びプロファイル形状を調整可能である。造形用ビーム走査部３９は、造形用ビーム２５の照射位置を調整可能である。通常、造形用ビーム２５の出力及びプロファイル形状は、造形に適した出力及びプロファイル形状に設定される。
　なお、造形用ビーム２５の出力は、造形用ビーム源３５を制御することによって調整可能であってもよい。
　幾つかの実施形態では、図２～図７に示したように、制御装置１５は、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大きくなるように、加熱用ビーム２７のプロファイル形状を調整可能である。なお、図３及び図５～図１０において、一点鎖線は、造形用ビーム２５のための設定ルート４０を示している。設定ルート４０は、粉末ベッド１７において、造形用ビーム２５が通るべき経路である。
　幾つかの実施形態では、制御装置１５は、造形用ビーム２５のプロファイル形状を、図２及び図４に示したように、造形用ビーム２５の中心で最も出力が高くなり、中心から離れるほど出力が低くなるような形状、例えばガウス分布形状に調整可能である。この場合、図３及び図５～図１０に示したように、粉末ベッド１７上での造形用ビーム２５のビーム形状は円形状である。
　なお、ビーム形状とは、ビームを走査せずに粉末ベッド１７にビームを照射した状態での、粉末ベッド１７上における、ビームの出力が最大値の半分となる点をつないだ線の形状である。そして、ビーム径とは、ビーム形状が円形の場合には、円の直径（すなわち出力の半値幅）であり、ビーム形状が楕円形状の場合には、楕円の短軸の長さであり、ビーム形状が矩形形状の場合、対向する２辺の間隔のうち、短い方の間隔をいうものとする。
　幾つかの実施形態では、制御装置１５は、加熱用ビーム２７のプロファイル形状を、図２に示したように、加熱用ビーム２７の中心で最も出力が高くなり、中心から離れるほど出力が低くなるような形状、例えばガウス分布形状に調整可能である。この場合、図３に示したように、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７のビーム形状は円形状である。
　幾つかの実施形態では、制御装置１５は、加熱用ビーム２７のプロファイル形状を、図４に示したように、加熱用ビーム２７の中央部で出力が一定であり、中央部から離れるほど出力が低くなるようなプラトー形状に調整可能である。この場合、図５～図７に示したように、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７のビーム形状は矩形形状である。
　幾つかの実施形態では、制御装置１５は、粉末ベッド１７における造形用ビーム２５の照射位置と加熱用ビーム２７の照射位置との間の相対的な位置関係を変更可能に構成されている。
　上記構成では、粉末ベッド１７における造形用ビーム２５の照射位置と加熱用ビーム２７の照射位置との間の相対的な位置関係を変更することによって、様々な条件で、粉末ベッド１７を加熱用ビーム２７によって局所的に加熱することができる。このため、上記構成によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
　例えば、制御装置１５は、加熱用ビーム走査部３３を制御することによって、粉末ベッド１７における造形用ビーム２５の照射位置と加熱用ビーム２７の照射位置との間の相対的な位置関係を変更することができる。なお、通常、造形用ビーム２５は、造形に適した条件にて走査されるので、加熱用ビーム２７の走査を制御することによって、造形用ビーム２５の照射位置と加熱用ビーム２７の照射位置との間の相対的な位置関係が変更される。
　なお、造形用ビーム２５の照射位置とは、粉末ベッド１７にて造形用ビーム２５がされている位置であり、加熱用ビーム２７の照射位置とは、粉末ベッド１７にて加熱用ビーム２７がされている位置である。造形用ビーム２５の照射位置と加熱用ビーム２７の照射位置との間の相対的な位置関係を変更するということは、粉末ベッド１７上の任意の１点に対し造形用ビーム２５を照射するタイミングと加熱用ビーム２７を照射するタイミングを変更するということである。
　幾つかの実施形態では、図８～図１０に示したように、制御装置１５は、加熱用ビーム照射ユニット１３を制御することによって、粉末ベッド１７において、加熱用ビーム２７を、設定ルート４０に沿って進む波状に走査することができるように構成されている。
　上記構成では、制御装置１５が、加熱用ビーム２７を、設定ルート４０に沿って進む波状に走査することができるように構成されているので、造形用ビーム２５が照射される領域及びその周辺を、加熱用ビーム２７を集中させずに十分に加熱することができる。このため、上記構成によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
　なお、図８～図１０は、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５のビーム形状とともに、加熱用ビーム２７の波状の軌跡４２の一部を概略的に示している。
　幾つかの実施形態では、図３及び図５に示したように、制御装置１５は、造形用ビーム照射ユニット１１及び加熱用ビーム照射ユニット１３を制御することによって、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置の中心に位置させることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図８に示したように、制御装置１５は、造形用ビーム照射ユニット１１及び加熱用ビーム照射ユニット１３を制御することによって、加熱用ビーム２７が波状に走査されている状態下で、粉末ベッド１７での加熱用ビーム２７の照射位置を、造形用ビーム２５の照射位置に重ねることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図６及び図９に示したように、制御装置１５は、造形用ビーム照射ユニット１１及び加熱用ビーム照射ユニット１３を制御することによって、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置の中心より後方に位置させることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図９に示したように、制御装置１５は、造形用ビーム照射ユニット１１及び加熱用ビーム照射ユニット１３を制御することによって、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置から後方に離れて位置させることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図７及び図１０に示したように、制御装置１５は、造形用ビーム照射ユニット１１及び加熱用ビーム照射ユニット１３を制御することによって、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置の中心より前方に位置させることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図１０に示したように、制御装置１５は、造形用ビーム照射ユニット１１及び加熱用ビーム照射ユニット１３を制御することによって、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置から前方に離れて位置させることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図３及び図５～７に示したように、制御装置１５は、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大きくなるように、加熱用ビーム２７のプロファイル形状を調整可能であり、且つ、加熱用ビーム２７が照射されている領域に、造形用ビーム２５が照射されている領域を重ねることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図３及び図５に示したように、制御装置１５は、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大きくなるように、加熱用ビーム２７のプロファイル形状を調整可能であり、加熱用ビーム２７が照射されている領域内に、造形用ビーム２５が照射されている領域を位置させることができ、そして、造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の中心に一致させることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図６に示したように、制御装置１５は、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大きくなるように、加熱用ビーム２７のプロファイル形状を調整可能であり、加熱用ビーム２７が照射されている領域内に、造形用ビーム２５が照射されている領域を位置させることができ、そして、造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の中心よりも後方に位置させることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、図７に示したように、制御装置１５は、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大きくなるように、加熱用ビーム２７のプロファイル形状を調整可能であり、加熱用ビーム２７が照射されている領域内に、造形用ビーム２５が照射されている領域を位置させることができ、そして、造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の中心よりも前方に位置させることができるように構成されている。
　幾つかの実施形態では、造形用ビーム照射ユニット１１は、加熱用ビーム照射ユニット１３を兼ねている。そして、制御装置１５は、造形用ビーム照射ユニット１１に、造形用ビーム２５及び加熱用ビーム２７を相互に異なるタイミングで照射させるように構成されている。この場合、独立した加熱用ビーム照射ユニット１３は不要である。
　上記構成では、造形用ビーム照射ユニット１１が、加熱用ビーム照射ユニット１３を兼ねているので、簡単な構成にて、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　幾つかの実施形態では、制御装置１５は、造形用ビーム２５の走査方向、粉末ベッド１７を構成する材料、及び、加熱用ビーム２７によって予熱すべき時間等のうち少なくとも１つに応じて、粉末ベッド１７における造形用ビーム２５の照射位置と加熱用ビーム２７の照射位置との間の相対的な位置関係、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７のプロファイル形状、及び、粉末ベッド１７における加熱用ビーム２７の走査方向のうち少なくとも１つを変更可能に構成されている。
　上記構成によれば、造形用ビーム２５の走査方向、粉末ベッド１７を構成する材料、及び、加熱用ビーム２７によって予熱すべき時間等のうち少なくとも１つに応じて、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置と加熱用ビーム２７の照射位置との間の相対的な位置関係、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７のプロファイル形状、及び、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７の走査方向のうち少なくとも１つを変更することによって、必要最小限の予熱を行いながら、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　幾つかの実施形態では、造形用ビーム２５及び加熱用ビーム２７は電子ビームである。この場合、造形用ビーム源３５及び加熱用ビーム源２９は電子銃によって構成される。そして、造形用ビーム調整部３７及び加熱用ビーム調整部３１は電磁レンズ等によって構成され、造形用ビーム走査部３９及び加熱用ビーム走査部３３は、偏向コイル等によって構成される。
　幾つかの実施形態では、造形用ビーム２５及び加熱用ビーム２７はレーザビームである。この場合、造形用ビーム源３５及び加熱用ビーム源２９は、ＹＡＧレーザ等の固体レーザ、ＣＯ２レーザ等のガスレーザ、又は、半導体レーザ等によって構成される。そして、造形用ビーム調整部３７及び加熱用ビーム調整部３１は光学レンズ等の光学素子によって構成され、造形用ビーム走査部３９及び加熱用ビーム走査部３３は、ガルバノミラー等によって構成される。
　幾つかの実施形態では、造形用ビーム２５及び加熱用ビーム２７はレーザビームであり、造形用ビーム走査部３９及び加熱用ビーム走査部３３は、１つのガルバノミラーを共有している。レーザビームは、例えば可視光又は赤外光である。
　幾つかの実施形態では、造形用ビーム２５の波長と加熱用ビーム２７の波長は相互に同一である。
　幾つかの実施形態では、造形用ビーム２５の波長と加熱用ビーム２７の波長は相互に異なっている。
　幾つかの実施形態では、造形用ビーム２５は連続波であり、加熱用ビーム２７はパルス波である。
　幾つかの実施形態では、造形用ビーム２５及び加熱用ビーム２７のうち一方が電子ビームで、他方がレーザビームである。
　図１１は、本発明の一実施形態に係る選択型ビーム積層造形方法（以下、単に造形方法とも称する）の概略的な手順を示すフローチャートである。図１１に示した造形方法は、例えば、図１に示した造形装置１を用いて実施可能である。
　図１１に示したように、造形方法は、形状データ用意工程Ｓ１０、ルート設定工程Ｓ１２、粉末ベッド形成工程Ｓ１４、造形用ビーム照射工程Ｓ１６、及び、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８を有している。
　形状データ用意工程Ｓ１０では、目的の造形物の形状に関するデータ（形状データ）を用意する。形状データは、例えば３次元のＣＡＤデータである。用意された形状データは、制御装置１５に入力される。
　ルート設定工程Ｓ１２では、形状データに基づいて、複数層の粉末ベッド１７の各々に対して造形用ビーム２５を照射するルート（設定ルート４０）を決定する。設定ルート４０の決定は、例えば、制御装置１５が、予め用意されたプログラムを実行することで、自動的に行うことができる。
　粉末ベッド形成工程Ｓ１４では、枠体５内に上下動可能に配置されたベースプレート７上に、粉末ベッド１７を形成する。粉末ベッド１７の形成は、粉末ベッド形成ユニット９によって行うことができる。制御装置１５が、粉末ベッド形成ユニット９を制御して、粉末ベッド１７を形成させてもよい。
　造形用ビーム照射工程Ｓ１６では、粉末ベッド１７に対し、目的の造形物に形状に対応した設定ルート４０に沿って、造形用ビーム２５を照射する。
　加熱用ビーム照射工程Ｓ１８では、粉末ベッド１７に対し、設定ルート４０に沿って、造形用ビーム２５よりも低出力の加熱用ビーム２７を照射する。
　そして、粉末ベッド形成工程Ｓ１４、造形用ビーム照射工程Ｓ１６及び加熱用ビーム照射工程Ｓ１８を、ベースプレート７を段階的に下げながら所定回数（Ｎ回）繰り返すことによって、目的の造形物を作製することができる。
　上記構成では、粉末ベッド１７に対し、造形用ビーム２５及び造形用ビーム２５よりも低出力の加熱用ビーム２７が、設定ルート４０に沿って照射されるため、造形用ビーム２５が照射される領域を、加熱用ビーム２７によって局所的に加熱することが可能である。
　このため、不所望の領域にて粉末ベッド１７の粒子が相互に付着することが防止されるので、複雑な内部構造を有する造形物を作製した場合でも、造形物内の粉末を容易に除去することができる。
　また、造形用ビーム２５が照射される領域を、加熱用ビーム２７によって加熱することが可能であるため、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、造形物におけるクラックやボイドの発生を抑制することができ、高品質の造形物を作製可能である。
　かくして上記構成によれば、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　なお、造形用ビーム２５が照射される領域とは、造形用ビーム２５が照射されている領域であってもよいし、造形用ビーム２５が照射される予定の領域であってもよいし、造形用ビーム２５がすでに照射された領域であってもよい。
　また、加熱用ビーム２７の出力が造形用ビーム２５の出力よりも低いとは、加熱用ビーム２７の平均出力（単位時間当たりの積分強度）が造形用ビーム２５の平均出力よりも低いことを意味する。
　幾つかの実施形態では、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、図３及び図５～図７に示したように、円形状又は矩形形状のビーム形状を有する加熱用ビーム２７を照射する。
　上記構成によれば、円形状又は矩形形状のビーム形状を有する加熱用ビーム２７を照射することによって、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　幾つかの実施形態では、図２～図７に示したように、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大のビーム径を有する加熱用ビーム２７を照射する。
　上記構成によれば、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大のビーム径を有する加熱用ビーム２７を照射することによって、造形用ビーム２５が照射される領域及びその周辺を加熱用ビーム２７によって加熱することができる。このため、上記構成によれば、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　幾つかの実施形態では、図８～図１０に示したように、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、設定ルート４０に沿って進む波状に走査しながら、加熱用ビーム２７が波状に走査され、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈは、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆと同じかそれよりも小さい。
　上記構成によれば、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆ以下であっても、加熱用ビーム２７を波状に走査することにより、造形用ビーム２５が照射される領域及びその周辺を加熱用ビーム２７によって加熱することができる。このため、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　なお、加熱用ビーム２７を波状に走査する場合に、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大であってもよい。
　また、図８～図１０においては、加熱用ビーム２７のビーム形状は示されておらず、加熱用ビーム２７の軌跡４２の一部のみが示されている。
　幾つかの実施形態では、図８～図１０に示したように、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、粉末ベッド１７に対し、設定ルート４０に沿って進む波状に走査しながら、加熱用ビーム２７を照射する。
　上記構成によれば、加熱用ビーム２７を、設定ルート４０に沿って進む波状に走査するので、造形用ビーム２５が照射される領域及びその周辺を、加熱用ビーム２７を集中させずに十分に加熱することができる。このため、上記構成によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
　なお、波状に走査されるとは、図８～図１０に示したように、正弦波状に走査される場合の外、矩形波状に走査される場合、三角波状に走査される場合、ジグザグ状に走査される場合も含む。
　幾つかの実施形態では、加熱用ビーム２７は、設定ルート４０に沿って設定ルート４０上を進むように走査され、加熱用ビーム２７の走査速度は、造形用ビーム２５の走査速度と同じである。
　幾つかの実施形態では、図３及び図５に示したように、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈは造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大であり、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置が、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置の中心に位置するように、加熱用ビーム２７を照射する。
　上記構成によれば、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置が、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置の中心に位置するように、加熱用ビーム２７を照射するので、加熱用ビーム２７によって、造形用ビーム２５が照射される予定の領域を予め加熱することができるとともに、造形用ビーム２５がすでに照射された領域を後から加熱することができる。このため、設定ルート４０上の任意の点において、造形用ビーム２５の照射前後での急激な温度上昇及び急激な温度低下が防止される。この結果として、上記構成によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
　幾つかの実施形態では、図８に示したように、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、加熱用ビーム２７を波状に走査しながら、粉末ベッド１７での加熱用ビーム２７の照射位置を、造形用ビーム２５の照射位置に重ねる。
　幾つかの実施形態では、図６及び図９に示したように、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置が、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置の中心より後方に位置するように、加熱用ビーム２７を照射する。
　上記構成によれば、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置が、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置の中心より後方に位置するように、加熱用ビーム２７を照射するので、加熱用ビーム２７によって、造形用ビーム２５が照射される予定の領域を予め加熱することができる。このため、設定ルート４０上の任意の点において、造形用ビーム２５の照射前後での急激な温度上昇が防止される。この結果として、上記構成によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
　幾つかの実施形態では、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、図９に示したように、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置が、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置から後方に離れて位置するように、加熱用ビーム２７を照射する。
　幾つかの実施形態では、図７及び図１０に示したように、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置が、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置の中心より前方に位置するように、加熱用ビーム２７を照射する。
　上記構成によれば、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置が、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置の中心より前方に位置するように、加熱用ビーム２７を照射するので、加熱用ビーム２７によって、造形用ビーム２５がすでに照射された領域を後から加熱することができる。このため、設定ルート４０上の任意の点において、造形用ビーム２５の照射前後での急激な温度低下が防止される。この結果として、上記構成によれば、造形物の残留応力を確実に低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を確実に作製可能である。
　幾つかの実施形態では、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、図１０に示したように、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置が、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の照射位置から前方に離れて位置するように、加熱用ビーム２７を照射する。
　幾つかの実施形態では、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、図３及び図５に示したように、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大きくなるように、加熱用ビーム２７のプロファイル形状が調整され、加熱用ビーム２７が照射されている領域内に、造形用ビーム２５が照射されている領域を位置させ、そして、造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の中心に一致させる。
　幾つかの実施形態では、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、図６に示したように、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大きくなるように、加熱用ビーム２７のプロファイル形状が調整され、加熱用ビーム２７が照射されている領域内に、造形用ビーム２５が照射されている領域を位置させ、そして、造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の中心よりも後方に位置させる。
　幾つかの実施形態では、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、図７に示したように、加熱用ビーム２７のビーム径Ｄｈが、造形用ビーム２５のビーム径Ｄｆよりも大きくなるように、加熱用ビーム２７のプロファイル形状が調整され、加熱用ビーム２７が照射されている領域内に、造形用ビーム２５が照射されている領域を位置させ、そして、造形用ビーム２５の照射位置を、造形用ビーム２５の走査方向にて、加熱用ビーム２７の中心よりも前方に位置させる。
　幾つかの実施形態では、加熱用ビーム照射工程Ｓ１８において、造形用ビーム２５の走査方向、粉末ベッド１７を構成する材料、及び、加熱用ビーム２７によって予熱すべき時間等のうち少なくとも１つに応じて、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置と加熱用ビーム２７の照射位置との間の相対的な位置関係、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７のプロファイル形状、及び、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７の走査方向のうち少なくとも１つを変更する。
　上記構成によれば、造形用ビーム２５の走査方向、粉末ベッド１７を構成する材料、及び、加熱用ビーム２７によって予熱すべき時間等のうち少なくとも１つに応じて、粉末ベッド１７での造形用ビーム２５の照射位置と加熱用ビーム２７の照射位置との間の相対的な位置関係、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７のプロファイル形状、及び、粉末ベッド１７上での加熱用ビーム２７の走査方向のうち少なくとも１つを変更することによって、必要最小限の予熱を行いながら、造形物の残留応力を低減可能であるとともに、複雑な内部構造を有する高品質の造形物を作製可能である。
　本発明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更を加えた形態や、これらの形態を組み合わせた形態も含む。
　例えば、上述した造形装置１及び造形方法は、複雑な内部構造を有する造形物の作製に適しているが、簡単な内部構造を有する造形物の作製にも適用可能である。また上述した造形装置１及び造形方法によって作製される造形物も、上述した製品の部品等に限定されることはない。
１　　　　　選択型ビーム積層造形装置
３　　　　　ハウジング
５　　　　　枠体
７　　　　　ベースプレート
９　　　　　粉末ベッド形成ユニット
１１　　　　造形用ビーム照射ユニット
１３　　　　加熱用ビーム照射ユニット
１５　　　　制御装置
１７　　　　粉末ベッド
１９　　　　水平テーブル
２１　　　　ローラ
２３　　　　ホッパ
２５　　　　造形用ビーム
２７　　　　加熱用ビーム
２９　　　　加熱用ビーム源
３１　　　　加熱用ビーム調整部
３３　　　　加熱用ビーム走査部
３５　　　　造形用ビーム源
３７　　　　造形用ビーム調整部
３９　　　　造形用ビーム走査部
４０　　　　設定ルート
４２　　　　加熱用ビームの軌跡
Ｓ１０　　　形状データ用意工程
Ｓ１２　　　ルート設定工程
Ｓ１４　　　粉末ベッド形成工程
Ｓ１６　　　造形用ビーム照射工程
Ｓ１８　　　加熱用ビーム照射工程

Claims (14)

  1. 　枠体と、
    　前記枠体内を上下動可能なベースプレートと、
    　前記ベースプレート上に粉末ベッドを形成可能な粉末ベッド形成ユニットと、
    　前記粉末ベッドに対し、造形用ビームを照射可能な造形用ビーム照射ユニットと、
    　前記粉末ベッドに対し、前記造形用ビームよりも低出力の加熱用ビームを照射可能な加熱用ビーム照射ユニットと、
    　前記造形用ビーム照射ユニット及び前記加熱用ビーム照射ユニットを制御可能な制御装置と、を備え、
    　前記制御装置は、
    　前記造形用ビーム照射ユニットが、前記粉末ベッドに対し、目的の造形物の形状に対応した設定ルートに沿って前記造形用ビームを照射するように、前記造形用ビーム照射ユニットを制御可能に構成されるとともに、
    　前記加熱用ビーム照射ユニットが、前記粉末ベッドに対し、前記設定ルートに沿って前記加熱用ビームを照射するように、前記造形用ビーム照射ユニットを制御可能に構成されている
    ことを特徴とする選択型ビーム積層造形装置。
  2. 　前記制御装置は、前記粉末ベッド上での前記加熱用ビームのプロファイル形状を変更可能に構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の選択型ビーム積層造形装置。
  3. 　前記制御装置は、前記粉末ベッドにおける前記造形用ビームの照射位置と前記加熱用ビームの照射位置との間の相対的な位置関係を変更可能に構成されている
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の選択型ビーム積層造形装置。
  4. 　前記制御装置は、前記粉末ベッドにおいて、前記加熱用ビームを、前記設定ルートに沿って進む波状に走査することができるように構成されている
    ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の選択型ビーム積層造形装置。
  5. 　前記造形用ビーム照射ユニットは、前記加熱用ビーム照射ユニットを兼ねており、
    　前記制御装置は、前記造形用ビーム及び前記加熱用ビームを相互に異なるタイミングで照射可能に構成されている
    ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の選択型ビーム積層造形装置。
  6. 　前記制御装置は、前記造形用ビームの走査方向、前記粉末ベッドを構成する材料、及び、前記加熱用ビームによって予熱すべき時間のうち少なくとも１つに応じて、前記粉末ベッドにおける前記造形用ビームの照射位置と前記加熱用ビームの照射位置との間の相対的な位置関係、前記粉末ベッド上での前記加熱用ビームのプロファイル形状、及び、前記粉末ベッドにおける前記加熱用ビームの走査方向のうち少なくとも１つを変更可能に構成されている
    ことを特徴とする請求項１に記載の選択型ビーム積層造形装置。
  7. 　枠体内に上下動可能に配置されたベースプレート上に、粉末ベッドを形成する粉末ベッド形成工程と、
    　前記粉末ベッドに対し、目的の造形物に形状に対応した設定ルートに沿って、造形用ビームを照射する造形用ビーム照射工程と、
    　前記粉末ベッドに対し、前記設定ルートに沿って、前記造形用ビームよりも低出力の加熱用ビームを照射する加熱用ビーム照射工程と、
    を備えることを特徴とする選択型ビーム積層造形方法。
  8. 　前記加熱用ビーム照射工程において、円形状又は矩形形状のビーム形状を有する前記加熱用ビームを照射する
    ことを特徴とする請求項７に記載の選択型ビーム積層造形方法。
  9. 　前記加熱用ビーム照射工程において、前記造形用ビームのビーム径よりも大のビーム径を有する前記加熱用ビームを照射する
    ことを特徴とする請求項７又は８に記載の選択型ビーム積層造形方法。
  10. 　前記加熱用ビーム照射工程において、前記粉末ベッドに対し、前記設定ルートに沿って進む波状に走査しながら、前記加熱用ビームを照射する
    ことを特徴とする請求項７乃至９の何れか１項に記載の選択型ビーム積層造形方法。
  11. 　前記加熱用ビーム照射工程において、前記粉末ベッドでの前記造形用ビームの照射位置が、前記造形用ビームの走査方向にて、前記加熱用ビームの照射位置の中心に位置するように、前記加熱用ビームを照射する
    ことを特徴とする請求項９に記載の選択型ビーム積層造形方法。
  12. 　前記加熱用ビーム照射工程において、前記粉末ベッドでの前記造形用ビームの照射位置が、前記造形用ビームの走査方向にて、前記加熱用ビームの照射位置の中心より後方に位置するように、前記加熱用ビームを照射する
    ことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載の選択型ビーム積層造形方法。
  13. 　前記加熱用ビーム照射工程において、前記粉末ベッドでの前記造形用ビームの照射位置が、前記造形用ビームの走査方向にて、前記加熱用ビームの照射位置の中心より前方に位置するように、前記加熱用ビームを照射する
    ことを特徴とする請求項７乃至１０の何れか１項に記載の選択型ビーム積層造形方法。
  14. 　前記加熱用ビーム照射工程において、前記造形用ビームの走査方向、前記粉末ベッドを構成する材料、及び、前記加熱用ビームによって予熱すべき時間のうち少なくとも１つに応じて、前記粉末ベッドでの前記造形用ビームの照射位置と前記加熱用ビームの照射位置との間の相対的な位置関係、前記粉末ベッド上での前記加熱用ビームのプロファイル形状、及び、前記粉末ベッド上での前記加熱用ビームの走査方向のうち少なくとも１つを変更する
    ことを特徴とする請求項７に記載の選択型ビーム積層造形方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019189623A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 株式会社フジクラ 照射装置、金属造形装置、金属造形システム、照射方法、及び金属造形物の製造方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3600836B1 (en) 2017-03-29 2022-11-23 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Energy dosing for additive manufacturing
JP6534470B1 (ja) * 2018-03-30 2019-06-26 株式会社フジクラ 照射装置、金属造形装置、金属造形システム、照射方法、及び金属造形物の製造方法
US11858202B2 (en) * 2019-03-26 2024-01-02 Lawrence Livermore National Security, Llc System and method for performing laser powder bed fusion using controlled, supplemental in situ surface heating to control microstructure and residual stresses in formed part
US12128480B2 (en) 2019-06-13 2024-10-29 Nikon Slm Solutions Ag Apparatus and method for producing a three-dimensional work piece
JP2021188070A (ja) * 2020-05-27 2021-12-13 三菱重工業株式会社 積層造形方法及び積層造形装置
JP2021188111A (ja) * 2020-06-04 2021-12-13 株式会社ジェイテクト 付加製造装置
KR102562792B1 (ko) * 2020-09-07 2023-08-03 이광민 3d 조형물과 시트필름을 분리하는 장치 및 이를 포함하는 3d 프린터

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000517375A (ja) * 1995-11-27 2000-12-26 ボード・オブ・リージェンツ，ザ・ユニバーシティ・オブ・テキサス・システム 熱間等圧処理を用いるレーザー指向物品製造法
JP2002069507A (ja) * 2000-09-01 2002-03-08 Hitachi Ltd 金属物品の製造方法及びその装置並びにレーザ光集光装置
JP2005335392A (ja) 2004-05-28 2005-12-08 Three D Syst Inc ウェーブ平坦化装置を用いた片側供給待機粉体ウェーブの加熱
JP2015038237A (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 独立行政法人産業技術総合研究所 積層造形物、粉末積層造形装置及び粉末積層造形方法
JP2015120340A (ja) * 2013-11-27 2015-07-02 エスエルエム ソルーションズ グループ アーゲー 照射システムを制御する方法及び制御装置
JP5826430B1 (ja) * 2015-08-03 2015-12-02 株式会社松浦機械製作所 三次元造形装置及び三次元形状造形物の製造方法
WO2016151740A1 (ja) * 2015-03-23 2016-09-29 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 レーザ加熱制御機構、レーザ加熱制御方法、レーザ加熱制御プログラムおよび３次元造形装置

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5182056A (en) * 1988-04-18 1993-01-26 3D Systems, Inc. Stereolithography method and apparatus employing various penetration depths
DE102007024469B4 (de) * 2007-05-25 2009-04-23 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
JP2013539543A (ja) * 2010-06-30 2013-10-24 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 空間選択的な複屈折低減を有するフィルムを使用するマスク加工
CH705662A1 (de) * 2011-11-04 2013-05-15 Alstom Technology Ltd Prozess zur Herstellung von Gegenständen aus einer durch Gamma-Prime-Ausscheidung verfestigten Superlegierung auf Nickelbasis durch selektives Laserschmelzen (SLM).
EP2893994B1 (en) * 2014-01-14 2020-07-15 General Electric Technology GmbH Method for manufacturing a metallic or ceramic component by selective laser melting additive manufacturing
CA2952633C (en) * 2014-06-20 2018-03-06 Velo3D, Inc. Apparatuses, systems and methods for three-dimensional printing
EP3200942A1 (en) * 2014-10-01 2017-08-09 Renishaw Plc. Additive manufacturing apparatus and method
GB201417687D0 (en) * 2014-10-07 2014-11-19 Renishaw Plc A module for additive manufacturing apparatus
US20160318129A1 (en) * 2015-05-01 2016-11-03 General Electric Company System and method for multi-laser additive manufacturing
CN107921536A (zh) * 2015-07-18 2018-04-17 伏尔肯模型公司 通过空间控制的材料熔合的增材制造
CN105127424A (zh) * 2015-09-24 2015-12-09 湖南华曙高科技有限责任公司 制造三维物体的装置及方法
GB201600645D0 (en) * 2016-01-13 2016-02-24 Rolls Royce Plc Improvements in additive layer manufacturing methods
JP6551275B2 (ja) * 2016-03-18 2019-07-31 株式会社豊田中央研究所 レーザ加工装置、三次元造形装置、及びレーザ加工方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000517375A (ja) * 1995-11-27 2000-12-26 ボード・オブ・リージェンツ，ザ・ユニバーシティ・オブ・テキサス・システム 熱間等圧処理を用いるレーザー指向物品製造法
JP2002069507A (ja) * 2000-09-01 2002-03-08 Hitachi Ltd 金属物品の製造方法及びその装置並びにレーザ光集光装置
JP2005335392A (ja) 2004-05-28 2005-12-08 Three D Syst Inc ウェーブ平坦化装置を用いた片側供給待機粉体ウェーブの加熱
JP2015038237A (ja) * 2013-08-19 2015-02-26 独立行政法人産業技術総合研究所 積層造形物、粉末積層造形装置及び粉末積層造形方法
JP2015120340A (ja) * 2013-11-27 2015-07-02 エスエルエム ソルーションズ グループ アーゲー 照射システムを制御する方法及び制御装置
WO2016151740A1 (ja) * 2015-03-23 2016-09-29 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 レーザ加熱制御機構、レーザ加熱制御方法、レーザ加熱制御プログラムおよび３次元造形装置
JP5826430B1 (ja) * 2015-08-03 2015-12-02 株式会社松浦機械製作所 三次元造形装置及び三次元形状造形物の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3466647A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019189623A1 (ja) * 2018-03-30 2019-10-03 株式会社フジクラ 照射装置、金属造形装置、金属造形システム、照射方法、及び金属造形物の製造方法
JP2019178410A (ja) * 2018-03-30 2019-10-17 株式会社フジクラ 照射装置、金属造形装置、金属造形システム、照射方法、及び金属造形物の製造方法

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