JP2017019111A - 積層造形装置及び積層造形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の粉体材料を用いて造形物を積層造形する際に、造形物以外の粉体材料を回収して低コストで再利用することを可能にする積層造形装置の提供。【解決手段】第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備え、所定の混合比の前記混合材料を供給する材料供給部２と、材料供給部２から供給された前記混合材料を積層し、前記積層から３次元造形物を造形する造形部３と、前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの前記混合材料の混合比の算出をする算出部４とを有する積層造形装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、層を積層して３次元造形物を造形する積層造形技術に関する。

３次元ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ）データを層分割し、分割した層ごとに層の上に層を積むようにして材料を付加して３次元の造形物を製造する方法は、国際規格でＡｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇと定義されている。１９８０年代に発明されたこの製造方法は、一般的には３Ｄプリンタ（スリー ディー プリンタ）と呼ばれる。３Ｄプリンタは、３次元ＣＡＤデータがあれば、金型を使わずに複雑な形状を容易に製造できることから、近年、新たなものづくり手法として注目されている。

３Ｄプリンタでは、切削による除去的な加工や、型に材料を流し込んで固める成形加工とは異なり、メッシュ形状やポーラス形状をはじめとする、かつては製造が難しかった形状を容易に正確に製造できる。更には、複数の種類の材料を単一部品内に自由に配置させた造形を可能とすることも期待されている。複数の材料を用いた造形により、それぞれの材料の特性を活かした新たな機能を付与した造形物が実現できるからである。

例えば、導電材料と絶縁材料とを複合させることで、電子回路の機能を有する造形物が実現する。また、硬質な材料と柔軟な材料とを複合させることで、強度と柔軟性の両立した機能を有する造形物が実現する。そして、これらの機能は新規材料の開発をせずとも実現することができる。

さらには、２種類の材料の混合比を段階的に変化させた混合比の傾斜構造を形成することで、２種類の材料が隣り合った界面に生じる応力を緩和することが可能となる。これにより、２種類の材料の界面で剥離や割れが発生しない信頼性の高い造形物が実現できる。特許文献１には、複数の材料の混合比を調整して造形物を積層造形する方法が開示されている。この方法によれば、粉末材料の材質及びその混合比を制御することにより、造形物内部の熱伝導率に分布を持たせることが可能である。材料の混合比を調整して造形する関連技術は、特許文献２や特許文献３にも開示されている。

また、特許文献４には、粉体の材料を用いて造形物を積層造形する際に、粉体を回収することができる除粉装置を備えた造形システムが開示されている。除粉装置は、ボックスと、ステージ移動機構と、除粉処理機構とを備えている。ボックスは、開口を有する本体と、本体に移動可能に設けられたステージとを有する。ボックスは、粉体を用いて形成された造形物を、未結合の粉体とともにステージ上に配置させるように、造形物及び未結合の粉体を収容可能である。ステージ移動機構は、ステージを、本体内で、本体に相対的に上昇移動させることが可能である。除粉処理機構は、ステージ移動機構の駆動により開口を介して押し出された造形物の周囲の未結合の粉体を除去する。これにより、紛体を回収して再利用することを可能にしている。

特開２０１０−１２１１８７号公報 特開２０１３−４３４０９号公報 特開２０１５−８５５４７号公報 特開２０１３−４９１３７号公報

複数の粉体の材料を用いて造形物を積層造形する際に、造形物以外の未結合の粉体は、既に混ざり合っているために、たとえ回収したとしてもそのままでは再利用することはできない。再利用するためには、それぞれの材料を分離する作業が必要になり、そのためには多大な費用と時間とを必要とする。特許文献１から４には、造形物以外の粉体材料を回収して低コストで再利用する技術は開示されていない。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の粉体材料を用いて造形物を積層造形する際に、造形物以外の粉体材料を回収して低コストで再利用することを可能にすることにある。

本発明による積層造形装置は、第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備え、所定の混合比の前記混合材料を供給する材料供給部と、前記材料供給部から供給された前記混合材料を積層し、前記積層から３次元造形物を造形する造形部と、前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの前記混合材料の混合比の算出をする算出部４と、を有する。

本発明による積層造形方法は、第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備えて、所定の混合比の前記混合材料を供給し、供給された前記混合材料を積層して、前記積層から３次元造形物を造形し、前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの前記混合材料の混合比を算出し、前記積層の残りの前記混合材料に算出した混合比に基づいて前記第１の材料もしくは前記第２の材料を添加し、前記混合材料の混合比の少なくとも一つと同じ混合比に調整して再利用する。

本発明によれば、複数の粉体材料を用いて造形物を積層造形する際に、造形物以外の粉体材料を回収して低コストで再利用することが可能になる。

本発明の第１の実施形態の積層造形装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の一部の構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の材料の回収を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の材料の回収を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の材料の回収を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の積層造形装置の層内の造形領域と非造形領域とを示す図である。

以下、図を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい限定がされているが、発明の範囲を以下に限定するものではない。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態の積層造形装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の積層造形装置１は、第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備え、所定の混合比の前記混合材料を供給する材料供給部２と、前記材料供給部２から供給された前記混合材料を積層し、前記積層から３次元造形物を造形する造形部３と、前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの前記混合材料の混合比の算出をする算出部４と、を有する。

本実施形態の積層造形方法は、第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備えて、所定の混合比の前記混合材料を供給し、供給された前記混合材料を積層して、前記積層から３次元造形物を造形し、前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの前記混合材料の混合比を算出し、前記積層の残りの前記混合材料に算出した混合比に基づいて前記第１の材料もしくは前記第２の材料を添加し、前記混合材料の混合比の少なくとも一つと同じ混合比に調整して再利用する。

本実施形態によれば、複数の粉体材料を用いて造形物を積層造形する際に、造形物以外の粉体材料を回収して低コストで再利用することが可能になる。
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態の積層造形装置の構成を示すブロック図である。本実施形態の積層造形装置１０は、第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備え、指定された混合比の混合材料を供給する材料供給部２０を有する。さらに、材料供給部２０から供給された混合材料を積層し、前記積層から所定の３次元造形物を造形する造形部３０を有する。さらに、前記造形物を除いた前記積層の残りの混合材料の混合比を算出する算出部４１を有する制御部４０を有する。さらに、前記残りの混合材料を回収し、前記算出結果に基づいて前記残りの混合材料に前記第１の材料もしくは前記第２の材料を添加して、材料供給部２０が備えている混合材料の混合比の少なくとも一つと同じ混合比とし、同じ混合比の材料供給部２０に戻す回収部５０を有する。

材料供給部２０は、第１の材料と第２の材料との混合比が第１の混合比、第２の混合比、・・・、第Ｎの混合比（Ｎは正の整数）というように異なる混合材料ごとに設けられた材料チャンバ２１を有する。さらに、材料チャンバ２１ごとに設けられ、所定の混合比の混合材料を所定の量供給する供給筒２２を有する。

第１の材料と第２の材料は、材料チャンバ２１に入れる前に混錬することで均一分散した混合材料とする。混錬方法は、材料に合わせて選定することができる。例えば、第１の材料と第２の材料が紛体であれば、噴流層混合方式や、攪拌羽根を回転させて混錬する攪拌方式等を用いることができるが、これらには限定されない。

各材料チャンバ２１の混合材料の混合比としては、例えば、第１の材料と第２の材料の混合比として、第１の混合比は１００：０、第２の混合比は７５：２５、第３の混合比は５０：５０、第４の混合比は２５：７５、第５の混合比は０：１００のようにすることができる。この場合、第１の混合比、第２の混合比、第３の混合比、第４の混合比、第５の混合比の順に積層することにより、第１の材料と第２の材料の混合比を段階的に変化させた混合比の傾斜構造を形成することができる。

また、第１の材料と第２の材料の混合比として、第１の混合比は８０：２０、第２の混合比は７０：３０、第３の混合比は６０：４０、第４の混合比は５０：５０、第５の混合比は４０：６０のように、全ての材料チャンバ２１で第１の材料と第２の材料の混合材料としても良い。このような混合比を使用する例としては、第１の材料がプラスチック粉末で、第２の材料が金属粉末というように、２種類の材料の材質が極端に異なる場合などが挙げられる。

なお、第１の材料や第２の材料は、各々、２種類以上の材料が予め所定の比率で混合された混合材料であっても良い。

第１の材料や第２の材料としては、例えば、プラスチック材料であれば、ナイロン、ポリ乳酸、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエーテルエーテルケトン等が挙げられる。これらの材料にガラスやカーボン等を所定量添加していても良い。また、金属材料であれば、銅、ステンレス、アルミ、チタン等が挙げられる。また、セラミックやカーボン等の材料であってもよい。材料は粉末状とすることができる。粉末の粒径は、例えば、５μｍから５０μｍ程度の範囲とすることができるが、これには限定されない。

材料チャンバ２１ごとに設けられている供給筒２２は、造形部３０の造形ステージ３１上に所定の混合比の混合材料を所定の厚さの層に引き詰めるために必要な量を、造形ステージ３１上に供給する。

造形部３０は、造形ステージ３１とスキージ３２と加熱部３３と造形ステージボックス３４とを備えている。造形ステージ３１は、材料供給部２０から供給された材料を積層し、３次元の造形物を造形する造形面を備えている。さらに、造形ステージ３１は昇降機構を有し、材料の積層に合わせて造形面を昇降することができる。

スキージ３２は、造形ステージ３１上に供給された材料を、造形ステージ３１上に平坦化して均一の厚さに敷き詰めた層とする。スキージの形状は、平スキージ、角スキージ、剣スキージ等、目的に合わせた形状とすることができる。また、スキージ３２をローラーとし、ローラーを転がすことによって材料を平坦化し均一な厚さに敷き詰めても良い。スキージ３２の材質は、ゴム、プラスチック、金属等から、目的に合わせて選択することができる。

加熱部３３は、スキージ３２により平坦化され均一な厚さに敷き詰められた材料の層の所定の領域、すなわち造形物を形成する領域を加熱して材料を焼結する。材料の焼結方法としては、ＡＳＴＭ（Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｓｏｃｉｅｔｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ ａｎｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ）がＡｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇの方式として分類している粉末床溶融結合方式（Ｐｏｗｄｅｒ ｂｅｄ ｆｕｓｉｏｎ）を用いることができる。この方式の場合、加熱部３３は、レーザ照射機構または電子ビーム照射機構を備えることで、造形ステージ３１上の所定の領域を所定の時間、レーザ照射または電子ビーム照射することにより加熱して材料を焼結する。レーザとしては、Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇで使用されるファイバーレーザ等を用いることができる。

なお、造形物を除いた積層の残りの部分の混合材料は、焼結されていない未焼結材料である。

造形ステージボックス３４は、造形ステージ３１の造形面を露出させ、造形ステージ３１の側面側と下面側とを覆うようにして設けられる。造形ステージボックス３４は、造形ステージ３１の造形面に供給された材料が造形面から飛散したりこぼれ落ちたりした場合などに、材料を受け止めて回収することができる。

制御部４０は、材料供給部２０や造形部３０に接続し、各々の混合比の材料の造形面への供給量や供給位置や供給タイミング、造形面の昇降の量、スキージの動作、加熱の温度や位置や時間など、造形物の積層造形に関わる制御を行なう。制御部４０は、サーバなどの情報処理装置をプログラムにより動作させて実現することができる。

前記プログラムによる動作は、造形物の３次元ＣＡＤデータに基づいて設定されている。すなわち、３次元ＣＡＤデータに基づき、所定の層に所定の混合比の材料を所定の量供給する材料チャンバ２１の選定と供給筒２２の設定、スキージ３２による造形ステージ３１上の材料の平坦化による層厚の均一化、加熱部３３による造形ステージ３１上の所定の領域の材料の焼結、造形ステージ３１の昇降、などの制御を制御部４０が行う。以上の工程を繰り返すことで、３次元の造形物を形成することができる。

制御部４０は、さらに、造形ステージ３１の造形面上の造形物を除いた、積層の残りの部分の未焼結の混合材料の混合比を算出する、算出部４１を有する。算出部４１は、材料供給部２０が供給した各々の混合材料の混合比と供給量との履歴と、各々の層の造形物を除いた残りの部分の面積とに基づいて、残りの混合材料の混合比を算出する。もしくは、算出部４１は、材料供給部２０が供給した各々の混合材料の混合比の履歴と、各々の層の造形物を除いた残りの部分の体積とに基づいて、残りの混合材料の混合比を算出する。

回収部５０は、回収ボックス５１と材料添加部５２とを備えている。回収ボックス５１は、造形ステージ３１の造形面上の造形物を除いた積層の残りの部分の未焼結材料を回収する。回収方法としては、例えば、回収ボックス５１に吸引機構を設けておき、吸引機構により造形ステージ３１上から未焼結材料を吸引して回収ボックス５１に回収する方法が挙げられるが、これには限定されない。

材料添加部５２は、算出部４１が算出した未焼結材料の混合比に基づいて、回収した未焼結材料に、第１の材料もしくは第２の材料を添加することによって、材料チャンバ２１に保存されている混合材料の混合比の内の少なくとも一つと同じ混合比とする。第１の材料もしくは第２の材料を添加する量は、例えば、未焼結材料の混合比に最も近い材料チャンバ２１の混合材料の混合比となるように、指定することができる。また例えば、残量の最も少ない材料チャンバ２１の混合材料の混合比となるように、指定することができる。第１の材料もしくは第２の材料を添加する量は、これらに限定されずに指定することができる。

回収部５０は、混合比を調整した未焼結材料を、同じ混合比の材料チャンバ２１に戻すことができる。未焼結材料を戻す方法は特に限定されないが、例えば、吸引機構を有する配管を備えることで、制御部４０が、混合比に基づいて材料チャンバ２１を指定することができるようにしても良い。

図３は、造形ステージボックス３４を回収ボックス５１に兼用する形態を示す図である。図３に示すように、造形ステージボックス３４内の造形ステージ３５と昇降機構３６とを切り離せる構造とすることで、造形ステージボックス３４を回収ボックス５１に兼用させることができる。

図４Ａと図４Ｂと図４Ｃとは、造形ステージボックス３４を回収ボックス５１に兼用した場合に、未焼結材料を回収する工程を説明するための図である。図４Ａは、造形ステージ３５上で造形物が完成し、未焼結材料が存在している状態を示す。図４Ｂは、造形物を取り出した後に、昇降機構３６が造形ステージ３５を降下する状態を示す。図４Ｃは、造形ステージ３５が造形ステージボックス３４の底面まで降下し、昇降機構３６が造形ステージ３５から切り離された状態を示す。

以上の工程により、造形ステージボックス３４を取り出すことで、造形ステージ３５上の未焼結材料を回収することができる。なお、以上の工程では、造形物を造形ステージ３５上から取り出した後に造形ステージボックス３４を取り出しているが、この順序には限定されない。例えば、造形ステージボックス３４を取り出してから、造形物を造形ステージ３５上から取り出してもよい。

図５は、本実施形態の積層造形装置１０の動作を示すフローチャートである。また、図６は、造形ステージ３１上の造形物の造形領域と非造形領域とを示す図である。

まず、制御部４０は、第１の材料と第２の材料が異なる比率で混合された複数の材料チャンバ２１から、指定した混合比の材料が入った材料チャンバ２１を選択する。制御部４０は、選択した材料チャンバ２１の供給筒２２により、造形ステージ３１の造形面上に、設定した積層厚さとなる体積の材料を供給する（ステップＳ１）。

次に、制御部４０は、造形ステージ３１上に供給された材料を、スキージ３２により造形ステージ３１上に均一の厚さで平坦に敷き詰める。この工程をスキージングと呼ぶ（ステップＳ２）。このスキージングにより、造形物の造形精度を向上させることができる。なお、スキージングには、ローラーのスキージを用いて材料を押し付けて密度を高めながら敷き詰めてもよい。このようにして材料の密度を高めることによっても、造形精度を向上させることができる。

次に、制御部４０は、加熱部３３により、造形ステージ３１上に敷き詰められた材料の、各層毎に設定された造形領域を加熱し、造形領域の材料を焼結して造形物を形成する（ステップＳ３）。このとき、造形ステージ３１等にヒータを備えておき、加熱部３３による加熱時に造形ステージ３１やその周囲の温度を制御することで、材料の焼結を安定化させてもよい。なお、造形物を除いた非造形領域の材料は、未焼結材料である。

次に、制御部４０は、造形ステージ３１上に所定の層数を積層したか否かを確認する（ステップＳ４）。Ｓ４がＮＯの場合、制御部４０は、次の層を積層するために造形ステージ３１を所定量、例えば層厚分、下降させて位置を設定する（ステップＳ５）。層厚としては、例えば３０μｍから５０μｍであるが、これには限定されない。造形ステージ３１の位置を設定した後、制御部４０は、ステップＳ１を繰り返し、造形物を完成する。

造形物が完成すると（ステップＳ４のＹＥＳ）、制御部４０の算出部４１は、造形ステージ３１上の非造形領域の未焼結材料の全体の混合比を算出する（ステップＳ６）。算出部４１は、材料供給部２０が供給した各々の混合材料の混合比と供給量の履歴と、各々の層の造形領域を除いた非造形領域の面積とに基づいて、混合比を算出することができる。もしくは、材料供給部２０が供給した各々の混合材料の混合比の履歴と、各々の層の非造形領域の体積とに基づいて、混合比を算出することができる。

次に、回収部５０は、回収ボックス５１に、造形ステージ３１上に積層されている未焼結材料を回収する（ステップＳ７）。回収方法としては、例えば、回収ボックス５１に吸引機構を設けておき、吸引機構により造形ステージ３１上から未焼結材料を吸引して回収ボックス５１に回収する方法が挙げられるが、これには限定されない。なお、造形物は、未焼結材料を回収する前に取り出しておくことができる。また、造形ステージボックス３４が回収ボックス５１を兼用している場合（図３）、未焼結材料を造形ステージボックス３４に回収することができる。

次に、制御部４０は、算出部４１が算出した未焼結材料の混合比に基づいて、材料添加部５２により、回収した未焼結材料に第１の材料もしくは第２の材料を添加して混合比を調整する（ステップＳ８）。これにより、材料チャンバ２１に保存されている混合材料の混合比の内の少なくとも一つと同じ混合比とする。未焼結材料に添加された第１の材料もしくは第２の材料は、未焼結材料と十分に混錬することで均一分散した混合材料となる。

次に、混合比を調整された未焼結材料は、同じ混合比の材料チャンバ２１に供給され、所定の混合比の混合材料として再利用される（ステップＳ９）。

以上の本実施形態の積層造形装置１０の説明では、第１の材料と第２の材料の２種類の材料の混合材料の場合について説明したが、これには限定されない。すなわち、３種類以上の材料の混合材料の場合についても、２種類の材料の混合材料の場合の様に、造形物を除いた未焼結の混合材料の混合比を算出し、算出結果に基づいて各々の材料を添加して混合比を調整することにより、材料の再利用が可能である。

本実施形態の積層造形装置１０では、回収した混合材料を個々の材料に分離する必要がない。よって、それぞれの材料に分離するための費用と時間のかかる作業が不要になり、低コストでの材料の再利用が実現する。

以上のように、本実施形態によれば、複数の粉体材料を用いて造形物を積層造形する際に、造形物以外の粉体材料を回収して低コストで再利用することが可能になる。

本発明は上記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載した発明の範囲内で種々の変形が可能であり、それらも本発明の範囲内に含まれるものである。

また、上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。

付記
（付記１）
第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備え、所定の混合比の前記混合材料を供給する材料供給部と、
前記材料供給部から供給された前記混合材料を積層し、前記積層から３次元造形物を造形する造形部と、
前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの前記混合材料の混合比の算出をする算出部と、を有する積層造形装置。
（付記２）
前記算出部は、前記材料供給部が供給した前記混合材料の混合比と供給量との履歴と、前記積層の各々の層の前記３次元造形物を除いた残りの面積と、に基づいて前記算出をする、付記１記載の積層造形装置。
（付記３）
前記材料供給部は、混合比の異なる前記混合材料ごとに設けられた材料チャンバと、前記材料チャンバごとに設けられ、所定の混合比の前記混合材料を所定量供給する供給筒と、を有する、付記１または２記載の積層造形装置。
（付記４）
前記積層の残りの前記混合材料を回収する回収部を有する、付記１から３の内の１項記載の積層造形装置。
（付記５）
前記回収部は、前記積層の残りの前記混合材料に算出した混合比に基づいて前記第１の材料もしくは前記第２の材料を添加して、前記材料供給部が備える前記混合材料の混合比の少なくとも一つと同じ混合比に調整する、付記４記載の積層造形装置。
（付記６）
前記回収部は、混合比を調整した前記混合材料を前記材料供給部の同じ混合比の前記混合材料に戻す、付記４または５記載の積層造形装置。
（付記７）
前記回収部は、前記造形部に設けられている、付記４から６の内の１項記載の積層造形装置。
（付記８）
前記回収部は、前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの混合材料を吸引して回収する、付記４から７の内の１項記載の積層造形装置。
（付記９）
前記混合材料は粉体を有する、付記１から８の内の１項記載の積層造形装置。
（付記１０）
前記造形部は、前記積層の所定の領域を焼結して前記３次元造形物を造形する加熱部を有する、付記１から９の内の１項記載の積層造形装置。
（付記１１）
前記加熱部は、レーザ光もしくは電子線で焼結する、付記１０記載の積層造形装置。
（付記１２）
前記造形部は、前記材料供給部から供給された前記混合材料を平坦化するスキージを有する、付記１から１１の内の１項記載の積層造形装置。
（付記１３）
第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備えて、所定の混合比の前記混合材料を供給し、
供給された前記混合材料を積層して、前記積層から３次元造形物を造形し、
前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの前記混合材料の混合比を算出し、
前記積層の残りの前記混合材料に算出した混合比に基づいて前記第１の材料もしくは前記第２の材料を添加し、前記混合材料の混合比の少なくとも一つと同じ混合比に調整して再利用する、積層造形方法。
（付記１４）
供給した前記混合材料の混合比と供給量の履歴と、前記積層の各々の層の前記３次元造形物を除いた残りの面積と、に基づいて残りの前記混合材料の混合比を算出する、付記１３記載の積層造形方法。
（付記１５）
混合比を調整した前記混合材料を同じ混合比の前記混合材料に戻す、付記１３または１４記載の積層造形方法。
（付記１６）
前記混合材料は粉体を有する、付記１３から１５の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１７）
前記積層の所定の領域を焼結して前記３次元造形物を造形する、付記１３から１６の内の１項記載の積層造形方法。
（付記１８）
レーザ光もしくは電子線で焼結する、付記１７記載の積層造形方法。
（付記１９）
供給された前記混合材料をスキージで平坦化して積層する、付記１３から１８の内の１項記載の積層造形方法。
（付記２０）
前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの混合材料を吸引して回収する、付記１３から１９の内の１項記載の積層造形方法。

１、１０ 積層造形装置
２、２０ 材料供給部
２１ 材料チャンバ
２２ 供給筒
３、３０ 造形部
３１ 造形ステージ
３２ スキージ
３３ 加熱部
３４ 造形ステージボックス
３５ 造形ステージ
３６ 昇降機構
４、４１ 算出部
４０ 制御部
５０ 回収部
５１ 回収ボックス
５２ 材料添加部

Claims (10)

1. 第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備え、所定の混合比の前記混合材料を供給する材料供給部と、
   前記材料供給部から供給された前記混合材料を積層し、前記積層から３次元造形物を造形する造形部と、
   前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの前記混合材料の混合比の算出をする算出部と、を有する積層造形装置。
2. 前記算出部は、前記材料供給部が供給した前記混合材料の混合比と供給量との履歴と、前記積層の各々の層の前記３次元造形物を除いた残りの面積と、に基づいて前記算出をする、請求項１記載の積層造形装置。
3. 前記材料供給部は、混合比の異なる前記混合材料ごとに設けられた材料チャンバと、前記材料チャンバごとに設けられ、所定の混合比の前記混合材料を所定量供給する供給筒と、を有する、請求項１または２記載の積層造形装置。
4. 前記積層の残りの前記混合材料を回収する回収部を有する、請求項１から３の内の１項記載の積層造形装置。
5. 前記回収部は、前記積層の残りの前記混合材料に算出した混合比に基づいて前記第１の材料もしくは前記第２の材料を添加して、前記材料供給部が備える前記混合材料の混合比の少なくとも一つと同じ混合比に調整する、請求項４記載の積層造形装置。
6. 前記回収部は、混合比を調整した前記混合材料を前記材料供給部の同じ混合比の前記混合材料に戻す、請求項４または５記載の積層造形装置。
7. 前記回収部は、前記造形部に設けられている、請求項４から６の内の１項記載の積層造形装置。
8. 第１の材料と第２の材料との混合比の異なる混合材料を各々備えて、所定の混合比の前記混合材料を供給し、
   供給された前記混合材料を積層して、前記積層から３次元造形物を造形し、
   前記３次元造形物を除いた前記積層の残りの前記混合材料の混合比を算出し、
   前記積層の残りの前記混合材料に算出した混合比に基づいて前記第１の材料もしくは前記第２の材料を添加し、前記混合材料の混合比の少なくとも一つと同じ混合比に調整して再利用する、積層造形方法。
9. 供給した前記混合材料の混合比と供給量の履歴と、前記積層の各々の層の前記３次元造形物を除いた残りの面積と、に基づいて残りの前記混合材料の混合比を算出する、請求項８記載の積層造形方法。
10. 混合比を調整した前記混合材料を同じ混合比の前記混合材料に戻す、請求項８または９記載の積層造形方法。

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