阅读说明：本技术 三维形状造型物的制造方法 (Method for manufacturing three-dimensional shaped object ) 是由 中村晓史 吉田德雄 于 2019-01-30 设计创作，主要内容包括：本发明的一实施方式关于三维形状造型物的制造方法,通过(i)向粉末层的规定部位照射光束,使规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序,以及(ii)在所得到的固化层之上形成新的粉末层,向新的粉末层的规定部位照射光束,形成进一步的固化层的工序,使粉末层及固化层交替地反复层叠,从而制造三维形状造型物。特别是,在本发明的一实施方式中,将固化层由相互重叠的多个固化部形成；在作为第1个形成的固化部的第1固化部的形成之后,至少向第1固化部的两主缘部分照射光束。(In one embodiment of the present invention, a three-dimensional shaped object is manufactured by (i) a step of forming a solidified layer by irradiating a predetermined portion of a powder layer with a light beam and sintering or melting and solidifying the powder at the predetermined portion, and (ii) a step of forming a new powder layer on the obtained solidified layer and irradiating a predetermined portion of the new powder layer with a light beam to form a further solidified layer, and alternately and repeatedly laminating the powder layer and the solidified layer. In particular, in one embodiment of the present invention, the cured layer is formed of a plurality of cured portions that are overlapped with each other; after the formation of the 1 st cured part, which is the 1 st formed cured part, light beams are irradiated to at least both main edge portions of the 1 st cured part.)

三维形状造型物的制造方法

技术领域

本发明涉及三维形状造型物的制造方法。更详细地讲，本发明涉及向粉末层照射光束从而形成固化层的三维形状造型物的制造方法。

背景技术

以往已知有向粉末材料照射光束来制造三维形状造型物的方法(通常被称作“粉末床熔融结合法”)。该方法基于以下的工序(i)及(ii)交替地反复实施粉末层形成和固化层形成来制造三维形状造型物。

(i)向粉末层的规定部位照射光束、使该规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序。

(ii)在得到的固化层之上形成新的粉末层、同样照射光束而形成进一步的固化层的工序。

如果遵循这样的制造技术，则能够在短时间制造出复杂的三维形状造型物。在使用无机质的金属粉末作为粉末材料的情况下，能够将得到的三维形状造型物作为金属模使用。另一方面，在使用有机质的树脂粉末作为粉末材料的情况下，能够将得到的三维形状造型物作为各种模型使用。

以使用金属粉末作为粉末材料、使用由此得到的三维形状造型物作为金属模的情况为例。如图13所示，首先使挤压叶片23动作，在造型板21上形成规定厚度的粉末层22(参照图13中(a))。接着，向粉末层22的规定部位照射光束L，从粉末层22形成固化层24(参照图13中(b))。接着，在得到的固化层之上形成新的粉末层，再次照射光束而形成新的固化层。这样交替地反复实施粉末层形成和固化层形成，则固化层24层叠(参照图13中(c))，最终能够得到由层叠的固化层24构成的三维形状造型物。由于作为最下层而形成的固化层24是与造型板21结合的状态，所以三维形状造型物和造型板21成为一体化物，能够将该一体化物作为金属模使用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-69507号公报

发明内容

发明要解决的课题

在使用光束在例如已经形成的固化层24’上形成规定厚度的新的粉末层22’的情况下，沿着各扫描路径10’向新的粉末层的22’的规定部位以使n条(n：1以上的自然数)的光束的扫描路径10’在一方向(参照图16中(a)、图16中(b))上呈并列形态的方式分别照射光束。具体而言，可以通过沿着第n-1条扫描路径10’的光束的照射，形成第n-1个固化部24n-1’，接着，沿着第n条扫描路径10’，向固化部24n-1’的一部分及与该固化部24n-1’相邻的粉末照射光束。通过该光束的照射，能够形成由相互重叠的多个固化部构成的新的固化层。

这里，本申请的发明者们“新”发现，在以使n条光束的扫描路径10’在一方向(参照图16中(a)、图16中(b))上呈并列形态的方式沿着各扫描路径10’分别照射光束的情况下，可能发生以下的问题。

具体而言，发现了：通过沿着第1条扫描路径10’的光束的照射所得到的第1个形成的第1固化部24a’的高度，与通过沿着第2条以后的扫描路径10’的光束的照射所得到的第2个以后形成的固化部(例如第2固化部24b’)的高度相比，相对较大。这可能因为以下的理由而发生。具体而言，在第1固化部24a’形成时，与沿着第1条扫描路径10’的光束的照射区域相邻的该照射区域的两侧部分，是光束的未照射部分(粉末存在部分)。因此，通过光束的照射热，位于该两侧部分的粉末19’可能被向沿着第1条扫描路径10’的光束的照射区域侧拉近(吸引)。相对于此，在沿着第2条以后的扫描路径10’的光束照射时，在与光束的照射区域相邻的该照射区域的一侧可能存在刚刚形成的固化部。因此，通过光束的照射热而被从一侧向沿着第2条扫描路径10’的光束的照射区域侧拉近的粉末量，与被从另一侧向该照射区域侧拉近的粉末量相比，相对较少。因此，与沿着第2条以后的扫描路径10’的光束照射时相比，在沿着第1条扫描路径10’的光束照射时，相对更多的粉末可能被向沿着扫描路径10’的光束的照射区域侧拉近。由于该理由，如上述那样，得到的第1固化部24a’的高度与第2个以后形成的固化部的高度(例如第2固化部24b’)相比可能相对地变大。

如果得到的第1固化部24a’的高度与第2固化部24b’的高度相比相对更大，则起因于此，在接着的新的粉末层的形成中使用的可水平移动的挤压叶片(squeezing blade)23’有可能与该第1固化部24a’接触(参照图16中(c))。由于该接触，有可能难以适当地形成接着的新的粉末层。结果，难以适当地形成接着的新的固化层，最终有可能难以适当地制造由层叠的固化层构成的三维形状造型物。即，有可能不能最终得到高精度的三维形状造型物。

本发明是鉴于这样的情况而做出的。即，本发明的目的是提供一种如下的三维形状造型物的制造方法：能够进一步减小作为在规定的粉末层形成后第1个形成的固化部的第1固化部的高度。

用来解决课题的手段

为了达成上述目的，在本发明的一实施方式中，提供一种三维形状造型物的制造方法，根据(i)向粉末层的规定部位照射光束，使规定部位的粉末烧结或熔融固化而形成固化层的工序，以及(ii)在得到的固化层之上形成新的粉末层，向新的粉末层的规定部位照射光束，形成接下来的固化层的工序，由此使粉末层及固化层交替地反复层叠，从而制造三维形状造型物；将固化层用相互重叠的多个固化部形成；在作为第1个形成的固化部的第1固化部形成后，至少向第1固化部的两主缘部分照射光束。

发明效果

根据本发明的制造方法，能够进一步减小作为在规定的粉末层形成后第1个形成的固化部的第1固化部的高度。

附图说明

图1是示意地表示本发明的技术思想的剖视图。

图2是示意地表示本发明的第1照射形态(穿过两条照射区域的形态)的剖视图。

图3是示意地表示本发明的第1照射形态(穿过两条照射区域的形态)的平面图。

图4是分别示意地表示按照以往的照射形态形成的固化部和按照本发明的第1照射形态形成的固化部的剖视图。

图5是分别示意地表示按照以往的照射形态形成的固化部和按照本发明的第1照射形态形成的固化部的平面图。

图6是示意地表示使用能量密度不同的光束的形态的平面图。

图7是示意地表示本发明的第2照射形态(穿过1条照射区域的形态)的平面图。

图8是示意地表示本发明的更适当的第2照射形态的平面图。

图9是示意地表示本发明的更适当的第2照射形态的平面图。

图10是示意地表示以作为固化层的轮廓的假想轮廓为基点而进行第1固化部的形成的形态的平面图。

图11是与比较例及实施例对应的照片剖视图。

图12是与比较例及实施例对应的照片平面图。

图13是示意地表示实施粉末床熔融结合法的光造型复合加工的工艺形态的剖视图(图13中(a)：粉末层形成时，图13中(b)：固化层形成时，图13中(c)：层叠途中)。

图14是示意地表示光造型复合加工机的结构的立体图。

图15是表示光造型复合加工机的通常的动作的流程图。

图16是表示本申请的技术问题的示意图(图16中(a)：沿着各扫描路径将光束分别照射的形态(平面)，图16中(b)：沿着各扫描路径将光束分别照射的形态(截面)，图16中(c)：使用挤压叶片形成接着的新的粉末层的形态(截面))。

具体实施方式

以下，参照附图更详细地说明有关本发明的一实施方式。图中的各种要素的形态及尺寸只不过是例示，并不反映实际的形态及尺寸。

在本说明书中所述的“粉末层”，例如是指“由金属粉末构成的金属粉末层”或“由树脂粉末构成的树脂粉末层”。此外，所述的“粉末层的规定部位”，实质上是指制造的三维形状造型物的区域。因而，通过对存在于该规定部位处的粉末照射光束，该粉末烧结或熔融固化而构成三维形状造型物。进而，所述的“固化层”，在粉末层是金属粉末层的情况下是指“烧结层”，在粉末层是树脂粉末层的情况下是指“硬化层”。

此外，在本说明书中直接或间接说明的“上下”的方向，例如是基于造型板和三维形状造型物的位置关系的方向，以造型板为基准，将制造三维形状造型物的一侧设为“上方”，将其相反侧设为“下方”。

[粉末床熔融结合法]

首先，对作为本发明的制造方法的前提的粉末床熔融结合法进行说明。特别在粉末床熔融结合法中作为例子而举出附加地进行三维形状造型物的切削处理的光造型复合加工。图13示意地表示光造型复合加工的工艺形态，图14及图15分别表示能够实施粉末床熔融结合法和切削处理的光造型复合加工机的主要的结构及动作的流程图。

光造型复合加工机1如图14所示，具备粉末层形成机构2、光束照射机构3及切削机构4。

粉末层形成机构2是用来通过将金属粉末或树脂粉末等的粉末以规定厚度铺设而形成粉末层的机构。光束照射机构3是用来向粉末层的规定部位照射光束L的机构。切削机构4是用来将层叠后的固化层的表面即三维形状造型物的表面切削的机构。

粉末层形成机构2如图13所示，主要具有粉末台25、挤压叶片23、造型台20及造型板21而构成。粉末台25是能够在外周被壁26包围的粉末材料箱28内上下升降的台。挤压叶片23是能够沿水平方向移动以将粉末台25上的粉末19向造型台20上供给而得到粉末层22的叶片。造型台20是能够在外周被壁27包围的造型箱29内上下升降的台。并且，造型板21配设在造型台20上，是作为三维形状造型物的基台的板。

光束照射机构3如图14所示，主要具有光束振荡器30及检流计反射镜31而构成。光束振荡器30是发出光束L的设备。检流计反射镜31是将发出的光束L向粉末层22扫描的机构，即光束L的扫描机构。

切削机构4如图14所示，主要具有立铣刀40及驱动机构41而构成。立铣刀40是用来切削层叠的固化层的表面、即三维形状造型物的表面的切削工具。驱动机构41是使立铣刀40向希望的应切削部位移动的机构。

对光造型复合加工机1的动作详细叙述。光造型复合加工机1的动作如图15的流程图所示，由粉末层形成步骤(S1)、固化层形成步骤(S2)及切削步骤(S3)构成。粉末层形成步骤(S1)是用来形成粉末层22的步骤。在该粉末层形成步骤(S1)中，首先将造型台20降低Δt(S11)，使得造型板21的上表面与造型箱29的上端面的水平差成为Δt。接着，将粉末台25升高Δt后，如图13中(a)所示，使挤压叶片23从粉末材料箱28朝向造型箱29沿水平方向移动。由此，能够使配设在粉末台25的粉末19向造型板21上移送(S12)，进行粉末层22的形成(S13)。作为用来形成粉末层22的粉末材料，例如可以举出“平均粒径5μm～100μm左右的金属粉末”及“平均粒径30μm～100μm左右的尼龙、聚丙烯或ABS等的树脂粉末”。形成了粉末层22后，就向固化层形成步骤(S2)转移。固化层形成步骤(S2)是通过光束照射而形成固化层24的步骤。在该固化层形成步骤(S2)中，从光束振荡器30发出光束L(S21)，由检流计反射镜31将光束L向粉末层22上的规定部位扫描(S22)。由此，使粉末层22的规定部位的粉末烧结或熔融固化，如图13中(b)所示那样形成固化层24(S23)。作为光束L，也可以使用碳酸气体光束、Nd：YAG光束、纤维光束或紫外线等。

将粉末层形成步骤(S1)及固化层形成步骤(S2)交替地反复实施。由此，如图13中(c)所示那样多个固化层24被层叠。

如果层叠的固化层24达到规定厚度(S24)，则向切削步骤(S3)转移。切削步骤(S3)是用来将层叠的固化层24的表面、即三维形状造型物的表面切削的步骤。通过驱动立铣刀40(参照图13中(c)及图14)而开始切削步骤(S31)。例如，在立铣刀40具有3mm的有效刃长度的情况下，由于能够沿着三维形状造型物的高度方向进行3mm的切削处理，所以如果Δt是0.05mm，则在60层的固化层24层叠的时点使立铣刀40驱动。具体而言，一边由驱动机构41使立铣刀40移动，一边将层叠的固化层24的表面付诸切削处理(S32)。在这样的切削步骤(S3)的最终，判断是否得到了希望的三维形状造型物(S33)。在依然没有得到希望的三维形状造型物的情况下，向粉末层形成步骤(S1)返回。以后，通过反复实施粉末层形成步骤(S1)～切削步骤(S3)来实施接下来的固化层的层叠化及切削处理，由此最终能得到希望的三维形状造型物。

[本发明的制造方法]

有关本发明的一实施方式的制造方法在上述的粉末床熔融结合法中在对于粉末层的规定部位的光束的照射形态方面具有特征。

(本发明的技术思想)

如上述那样，本申请的发明者们新发现，在以使光束的扫描路径10’在一方向(参照图16中(a)、图16中(b))上呈并列形态的方式沿着各扫描路径10’将光束分别照射的情况下，会发生以下的问题。具体而言，作为第1个形成的固化部的第1固化部24a’的高度可能与第2个以后形成的固化部(例如第2固化部24b’)相比相对变得更大。所以，本申请的发明者们对于用来进一步减小该第1固化部24a’的高度的技术性的解决方案进行了专门研究。

结果，通过根据到目前为止的本领域技术人员的技术常识(即，以使光束的扫描路径在一方向上成为并列形态的方式沿着各扫描路径分别照射光束)通常没有实施的方法，实现了该问题的解决。具体而言，本申请的发明者们做出了具有以下技术思想的本发明：在作为第1个形成的固化部的第1固化部24a₁形成后，至少向第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y照射光束L(参照图1左侧部)。根据这样的本发明的技术思想，至少第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y被光束L照射。即，至少第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和另一方的主缘部分Y都被光束L照射。

对于这一点，如上述那样，根据到目前为止的本领域技术人员的技术常识，从光束的扫描效率/使用效率的观点看，通常以使光束的扫描路径在一方向上呈并列形态的方式沿着各扫描路径分别照射光束。即，通常将光束的多个扫描路径在一方向上并列配置。相对于此，根据本发明的技术思想，与到目前为止的本领域技术人员的技术常识不同，在暂且(一旦)形成第1固化部24a₁后，除了对暂且形成的第1固化部24a₁的一方的主缘部分X以外，还对“位于与该主缘部分X相反侧的另一方的主缘部分Y也‘主动’照射光束L”。即，在本发明中，作为“主动”着眼于进一步减小第1固化部24a’的高度的结果，“向第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y也照射光束L”。这一点是在到目前为止的本领域技术人员的技术常识中不存在的本发明的最大的特征部分。

另外，在本说明书中所述的“主缘部分”，广义地是指沿着轴向延伸的固化部(第1固化部等)的长边侧的边缘部分。此外，在本说明书中所述的“主缘部分”，狭义地是指从暂且形成的固化部(第1固化部等)的长边侧的线状轮廓到相当于“规定长度”量内侧的部分。作为该规定长度，没有被特别限定，是暂且形成的第1固化部的底部的宽度的约3％～约30％，优选的是约6％～约20％，例如是约10％。即，需要留意，在本说明书中所述的“主缘部分”不能与第1固化部的长边侧的线状轮廓视为相同。此外，在本说明书中所述的“在第1固化部形成后至少向第1固化部的两主缘部分照射光束”，是指接着第1固化部的暂且形成而至少向第1固化部的一方的主缘部分照射光束后，至少向第1固化部的另一方的主缘部分也照射光束。即，在本说明书中，也可以包括在以使光束的扫描路径在一方向上呈并列形态的方式沿着各扫描路径将光束分别照射后(第4固化部、第5固化部、第6固化部等…形成后)、向第1固化部的另一方的主缘部分照射的情况。在本说明书中所述的“光束的扫描路径”，是指光束的移动路径。在本说明书中所述的“光束的扫描路径”，是指光束的移动路径。

在第1固化部24a₁的暂且形成后至少向第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y照射光束L时，通过沿着扫描路径的光束L的移动，光束L的照射区域50至少经过第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y(参照图1左侧部)。另外，在本说明书中所述的“光束的照射区域”，是指沿着扫描路径移动的光束拥有将固化部的规定部分(主缘部分等)照射的宽度的区域。即，在光束L的照射区域50内，在平面视中适当地包括第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y。因此，光束L的照射热被适当地向处于暂且固化状态的两主缘部分X、Y供给，由此，能够使该两主缘部分X、Y从固化状态向熔融状态变化。这里，第1固化部24a₁可以通过将位于沿着第1条扫描路径的光束的照射区域的两侧部分处的粉末向沿着该扫描路径的光束的照射区域侧拉近而形成。因此，起因于这样的从两侧的拉近，第1固化部24a₁在剖视中可能成为具有倾斜面的***部。因此，在该两主缘部分X、Y从固化状态向熔融状态变化的情况下，熔融的两主缘部分X、Y具有流动性，并且还加上第1固化部24a₁具有倾斜截面，熔融的两主缘部分X、Y的至少一部分在剖视中能够分别向外侧方向流动(参照图1右侧部)。具体而言，两主缘部分X、Y的熔融部分能够流动，以在剖视中分别向位于比第1固化部24a₁靠外侧的光束未照射部分被供给的方向浸润扩散。

通过这样的两主缘部分X、Y的熔融部分向外侧方向的流动动作，与向两主缘部分X、Y照射光束L前的第1固化部24a₁相比，能够将向两主缘部分X、Y照射光束L后进行再固化而得到的第1固化部24a₂的高度(具体而言是顶部高度)进一步减小。即，能够形成高度被进一步减小的第1固化部24a₂(参照图1右侧部)。如果形成高度被进一步减小的第1固化部24a₂，则能够使得到的第1固化部24a₂位于比在之后的粉末层的形成中使用的可水平移动的挤压叶片的下端靠下方。因而，能够适当地避免在接着的新的粉末层的形成中使用的可水平移动的挤压叶片接触到该第1固化部24a₂。因此，能够适当地形成接着的新的粉末层，结果，能够适当地形成接着的新的固化层。因而，最终能够适当地得到高精度的三维形状造型物。

作为在第1固化部的暂且形成后实施的向第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y照射光束L的照射形态，大体可以分为两个照射形态。

(第1照射形态)

首先，第1照射形态是至少跨第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y和与该两主缘部分X、Y分别相邻的光束的未照射部分来进行光束的照射的形态(参照图2及图3)。

在第1照射形态下，向跨第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y和与该两主缘部分X、Y分别相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L。具体而言，在第1照射形态下，向跨第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和与该一方的主缘部分X相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L。除此以外，向跨第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和与该另一方的主缘部分Y相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L。

更具体地讲，沿着扫描路径10使光束L的照射区域50α穿过粉末层的规定部位而形成第1固化部24a₁。接着，在该第1固化部24a₁形成后，向跨第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和与该一方的主缘部分X相邻的光束的未照射部分60X的部分照射光束L。由此，通过沿着扫描路径的光束L的移动，光束L的照射区域50A₁经过第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和光束L的未照射部分60X(参照图2)。即，成为在光束L的照射区域50A₁内、在平面视中适当地包含第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和光束L的未照射部分60X。因此，光束L的照射热被适当地向处于暂且固化状态的一方的主缘部分X和位于未照射部分60处的粉末19供给。由此，处于暂且固化状态的一方的主缘部分X和位于未照射部分60X的粉末19都能够成为熔融状态。

在处于固化状态的一方的主缘部分X向熔融状态变化的情况下，熔融的一方的主缘部分X具有流动性，并且加上第1固化部24a₁具有倾斜截面，熔融的一方的主缘部分X的至少一部分在剖视中可能向外侧方向流动。并且，如果一方的主缘部分X的熔融部分向外侧方向移动，则向外侧方向移动后的一方的主缘部分X的熔融部分的至少一部分和位于未照射部分60X的粉末19的熔融部分可能成为相互混合的状态。

此外，在第1固化部24a₁形成后，在向跨第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和与该另一方的主缘部分Y相邻的光束的未照射部分60Y的部分照射光束L的情况下，通过沿着扫描路径的光束L的移动，光束L的照射区域50A₂经过第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和光束L的未照射部分60Y(参照图2及图3)。即，在光束L的照射区域50A₂内，在平面视中适当地包含第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和光束L的未照射部分60Y。因此，光束L的照射热被适当地向处于暂且固化状态的另一方的主缘部分Y和位于未照射部分60Y的粉末19供给。由此，处于暂且固化状态的另一方的主缘部分Y和位于未照射部分60Y的粉末19都能够成为熔融状态。

在处于固化状态的另一方的主缘部分Y向熔融状态变化的情况下，熔融的另一方的主缘部分Y具有流动性，并且再加上第1固化部24a₁具有倾斜截面，熔融的另一方的主缘部分Y的至少一部分在剖视中能够向外侧方向流动。并且，如果另一方的主缘部分Y的熔融部分向外侧方向移动，则向外侧方向移动后的另一方的主缘部分Y的熔融部分的至少一部分和位于未照射部分60Y的粉末19的熔融部分能够成为相互混合的状态。

在遵循以往的本领域技术人员的技术常识的形态(即，光束的扫描路径在一方向上呈并列形态的形态)中，关于暂且形成的第1固化部，光束的照射区域50’仅穿过其一方的主缘部分X’侧。因此，在暂且形成的第1固化部中，成为仅熔融的一方的主缘部分的至少一部分向外侧方向流动。相对于此，如上述那样，在本形态中，在暂且形成的第1固化部中，与以往的本领域技术人员的技术常识不同，将两主缘部分X、Y“主动”用光束照射。由此，除了一方的主缘部分X的熔融部分以外，另一方的主缘部分Y的熔融部分也能够向外侧方向流动。因此，在本形态中，与在以往的形态中得到的第1固化部24a’的高度(参照图4左侧部及图5左侧部)相比，因为另一方的主缘部分Y的熔融部分也向外侧方向流动，所以能够进一步减小在光束L照射后进行再固化而得到的第1固化部24a₂的高度(参照图4右侧部及图5右侧部)。

进而，在本形态中，如上述那样能够成为将向外侧方向分别移动后的两主缘部分X、Y的熔融部分的至少一部分、和位于与该两主缘部分X、Y分别相邻的光束的未照射部分60X、60Y的粉末19的熔融部分混合的状态。因此，如果之后该混合的熔融部分冷却而固化，则在“高度被减小的”第1固化部的两侧，能够分别形成与该第1固化部相互重叠的第2固化部24b及第3固化部24c。对于这一点，在遵循以往的本领域技术人员的技术常识的形态中，以使扫描路径在一方向上呈并列形态的方式照射光束。因此，根据以往的本领域技术人员的技术常识，通常在形成了重叠在“高度相对较高的”第1固化部24a’的一侧的第2固化部24b’之后，形成重叠在第2固化部24b’(的一侧)的第3固化部。

相对于此，在本形态中，第2固化部24b不重叠在第3固化部24c上，第2固化部24b及第3固化部24c位于夹着第1固化部24a而相互对置的部分处。即，在本形态中，为了形成第3固化部24c而向第1固化部24a的另一方的主缘部分侧照射光束。该照射形态如果从以往的本领域技术人员的技术常识来看，则意味着不能以使扫描路径在“一方向”上呈并列形态的方式照射光束。如果不能以使扫描路径在一方向上呈并列形态的方式照射光束，则可能带来光束的扫描效率/使用效率的下降。因而，尽管带来光束的扫描效率/使用效率的下降，但第2固化部24b及第3固化部24c以夹着第1固化部24a而相互对置的方式来定位的形态从本领域技术人员的技术常识来看可以说是很特殊的形态。在这一点上，本形态也具有技术特征。

另外，在以作为固化层的轮廓的假想轮廓24α为基点进行第1固化部24a₁的形成的情况下，优选的是采取下述形态(参照图10)。在本说明书中所述的“作为固化层的轮廓的假想轮廓”，实质上是指光束被照射的粉末层的规定部位中的与之后形成的固化层的轮廓对应的部位。具体而言，优选的是与在第1固化部24a₁形成时使用的光束的扫描中央线l₁相比，使在第1固化部24a₁形成后向第1固化部24a₁的一方的主缘部分照射的光束的扫描中央线l₂位于相对于假想轮廓24α近侧。换言之，使相对于假想轮廓24α位于近侧的、向第1固化部24a₁的一方的主缘部分照射的光束的扫描中央线l₂位于在第1固化部24a₁形成时使用的光束的扫描中央线l₁与该假想轮廓24α之间。由此，在形成固化层的轮廓部分的情况下，也能够减小***高度可能相对变高的第1固化部的高度。因此，能够避免固化层的轮廓部分的高度相比轮廓部分以外的其他部分的高度变大。

另外，本形态使两条照射区域50A₁、50A₂分别至少穿过第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的各自。在此情况下，可以使两条照射区域50A₁、50A₂在时间上并列地至少穿过第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的各自(参照图3)。

这里，在使用两条照射区域50A₁、50A₂的情况下，使两者依次穿过第1固化部24a₁的两主缘部分的情况较多。但是，并不限定于此，也可以如上述那样使两条照射区域50A₁、50A₂在时间上并列穿过。在此情况下，至少第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的各自能够以在时间上实质上相同定时被两条照射区域50A₁、50A₂照射。由此，能够将另一方的照射区域50A₂相对于另一方的主缘部分Y的穿过定时、与一方的照射区域50A₁相对于一方的主缘部分X的穿过定时的时间上的间隔消除。因此，能够将“另一方”的照射区域50A₂相对于主缘部分Y的穿过时的“一方”的主缘部分X的熔融定时、与“一方”的照射区域50A₁相对于主缘部分X的穿过时的熔融定时的差异减小或消除。由此，能够使一方的主缘部分X的熔融部分向外侧方向的流动定时与另一方的主缘部分Y的熔融部分向外侧方向的流动定时实质上相同。因此，因为流动定时实质上相同，所以能够将在光束L照射后进行再固化而得到的第1固化部24a₂的高度进一步减小。

此外，在一形态中，在第1固化部24a₁的暂且形成后，至少向第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y照射的光束L的能量密度优选的是比在第1固化部24a₁形成时使用的光束L的能量密度小(参照图2及图6)。

如上述那样，得到的第1固化部24a’的高度有可能与第2个以后形成的固化部的高度(例如第2固化部24b’)相比相对变大(参照图16)。这是因为，与沿着第2条以后的扫描路径10’的光束照射时相比，在沿着第1条扫描路径10’的光束照射时，相对更多的粉末可能被向沿着扫描路径10’的光束的照射区域侧拉近。因此，根据进一步减小暂且形成的第1固化部24a₁的高度的观点，优选的是使能够相对更多地被向沿着第1条扫描路径10的光束的照射区域50α侧拉近的粉末更适当地熔融，由此使该熔融部分相对于位于下层的基台部(固化层等)的浸润性提高。因此，在第1固化部24a₁形成时使用的光束L的能量密度优选的是相对较大。

另一方面，如果为了形成相互重叠的各固化部而使用多个能量密度较大的光束L，则容易使能够被向各光束的照射区域拉近的粉末适当地熔融，另一方面，由于熔融水平较高，所以在从熔融状态向固化状态变化的情况下，由各固化部构成的固化层的收缩应力相对地容易变大。因此，可能带来最终得到的三维形状造型物的翘曲发生。因为以上，优选的是尽可能节制能量密度较大的光束L的使用。从该观点看，优选的是仅在具有比在第2个以后形成的固化部的高度“更”大的高度水平的第1固化部24a的形成时，使用能量密度较大的光束L。

相对于此，在第2个以后的固化部形成时，优选的是使用与在第1固化部24a形成时使用的光束L相比能量密度相对较小的光束L。这里，如上述那样，在本发明中，在第2个以后的固化部、即第2固化部24b及第3固化部24c的形成中，通过向处于暂且固化状态的两主缘部分X、Y和与两主缘部分X、Y相邻的未照射部分60X、60Y照射光束而得到。因而，鉴于上述事项，对于处于暂且固化状态的两主缘部分X、Y和与两主缘部分X、Y相邻的未照射部分60X、60Y，优选的是使用具有相对较小的能量密度的光束。即，优选的是至少对于两主缘部分X、Y使用具有相对较小的能量密度的光束。

另外，在上述中，叙述了在第2个以后的固化部的形成时，使用与在第1固化部24a的形成时使用的光束L相比能量密度相对较小的光束L。由此，规定了在第1固化部24a的形成时使用的光束L的能量密度与在第2个以后的固化部的形成时使用的光束L的能量密度的大小关系。即，成为使在第2个以后的固化部的形成时使用的光束L的能量密度为通常水平、另一方面使在第1固化部的形成时使用的光束L的能量密度为比通常水平的能量密度高的值的形态。但是，光束L的能量密度的大小关系并不限定于仅通过该形态的实现。例如，也可以举出使在第1固化部的形成时使用的光束L的能量密度为通常水平、另一方面使在第2固化部及第3固化部的形成中使用的光束L的能量密度为比通常水平的能量密度低的值的形态。由此，还能够对于在第1固化部24a的形成时使用的光束L的能量密度与在第2固化部(及第3固化部)的固化部的形成时使用的光束L的能量密度之间规定大小关系。

通过以上，能够将使用能量密度相对较大的光束L暂且形成的第1固化部24a₁的高度自身减小。由于能够将暂且形成的第1固化部24a₁的高度自身减小，所以带来将在第1固化部24a₁的暂且形成后通过两主缘部分X、Y的光束照射而得到的第1固化部24a₂的高度进一步减小。另一方面，在第2个以后的固化部的形成时，可以使用具有相对较小的能量密度的光束。因此，作为具有相对较大的收缩应力的固化层、即固化部的发生原因的具有相对较大的能量密度的光束，仅被用于第1个暂且得到的第1固化部24a₁的形成。但是，作为具有相对较大的收缩应力的固化部的发生原因的、具有相对较大的能量密度的光束，不被用于在第2个以后得到的固化部的形成。因而，具有相对较大的收缩应力的固化层、即固化部的数量能够相对变少，所以能够适当地抑制起因于此而最终得到的三维形状造型物的翘曲发生。

(第2照射形态)

第2照射形态是在第1固化部24a₁形成后、以1条照射区域50B至少沿着第1固化部24a₁的轴向穿过第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的方式实施光束的照射的形态(参照图7)。

如上述那样，本发明的主要的技术思想，是接着第1固化部24a₁的形成而至少向第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y照射光束。在上述第1照射形态中，使用两条照射区域50A₁、50A₂实现了该技术思想。但是，为了该技术思想的实现，并不限定于该第1照射形态。例如，也可以仅使用1条照射区域50B来实现本发明的技术思想。具体而言，可以以1条照射区域50B至少沿着第1固化部24a₁的轴向穿过第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的方式实施光束的照射。

根据本形态，1条照射区域50B以在平面视中将暂且形成的第1固化部24a₁的全区域覆盖的方式穿过第1固化部24a₁。由此，成为在平面视中在光束L的照射区域50B内也适当地包含第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y。因此，光束L的照射热被适当地向包括处于暂且固化状态的两主缘部分X、Y的全区域供给，由此能够使包括该两主缘部分X、Y的全区域从固化状态向熔融状态变化。因此，包含在全区域中的两主缘部分X、Y也熔融，所以两主缘部分X、Y能够以向在剖视中分别位于比第1固化部24a₁靠外侧的光束未照射部分(参照图2)被供给的方向浸润扩散的方式流动。因此，通过该流动动作，与向两主缘部分X、Y照射光束L前的第1固化部24a₁相比，能够进一步减小向两主缘部分X、Y照射光束L后再固化而得到的第1固化部的高度。此外，在本形态中，如上述那样，使1条照射区域50B以在平面视中将暂且形成的第1固化部24a₁的全区域覆盖的方式穿过第1固化部24a₁。因此，与使两条照射区域50B至少穿过第1固化部24a₁的两主缘部分的情况相比，能够使照射区域的穿过对位的条件简单化。即，在本形态中，与第1照射形态相比更容易进行照射区域的穿过对位。在这一点上，本形态在技术上是有利的。

此外，在本形态中，更优选的是向第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y照射的光束的光束直径D₁比在第1固化部24a₁的形成时使用的光束的光束直径D₂大(参照图7)。在本说明书中所述的“光束的光束直径(D₁/D₂)”，是指在光束的能量分布是高斯分布的情况下、束斑内的能量强度值与峰值能量强度值相比为1/e²(13.5％)以上的区域的直径(参照图7)。

本形态的特征在于，如上述的那样1条照射区域50B以在平面视中将暂且形成的第1固化部24a₁的全区域覆盖的方式穿过第1固化部24a₁。但是，在第1固化部24a₁的宽度与1条照射区域50B的宽度大致相同的情况下，根据情况，有可能第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y在平面视中没有适当地包含在光束L的照射区域50B内。所以，鉴于该情况，更优选的是向第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y照射的光束的光束直径D₁比在第1固化部24a₁的形成时使用的光束的光束直径D₂大。由此，能够将第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y更适当(更可靠地)包含在光束L的照射区域50B内。

在一形态中，作为形成1条照射区域50B₁的光束，优选的是使用扫描中央线l的两侧的能量密度比扫描中央线l上的能量密度大的光束(参照图8)。另外，在本说明书中所述的“光束的扫描中央线”，是指沿着光束的扫描路径移动的光束的照射区域被2分割的线。

如上述那样，本发明的主要的技术思想，是在第1固化部24a₁形成后至少向第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y照射光束。根据该技术思想，能够减小暂且形成的第1固化部24a₁的高度。即，向暂且形成的第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y照射光束是关键点。因而，在平面视中对于第1固化部24a₁的中间部分Z的光束的照射，并没有特别贡献于本发明的技术效果。因此，希望更适当的对于第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的照射。根据该观点，在一形态中，作为形成1条照射区域50B₁的光束，优选的是使用扫描中央线l的两侧的能量密度比扫描中央线l上的能量密度大的光束。由此，能够抑制向对于本发明的技术效果的贡献的程度不怎么大(较小)的第1固化部24a₁的中间部分Z照射高能量密度的光束。由此，能够将形成针对第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的1条照射区域的光束的照射效率提高。具体而言，在本形态中使用的光束，为光束的能量难以被供给到第1固化部24a₁的中间部分Z的构造。因此，在使用作为整体而具有规定的能量密度的光束的情况下，能够更重点/有效地对第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y供给光束的能量。即，在本形态中，向光束的照射必要性特别大的部分(第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y)供给光束的能量，不易向光束的照射必要性不怎么大(较小)的部分供给光束的能量。因此，与向光束的照射必要性不怎么大(较小)的部分也供给光束的能量的情况相比，能够使照射中的第1固化部24a₁的热履历(温度变化)变小。

在一形态中，优选的是以1条照射区域50B₂交替地经过第1固化部24a₁的两主缘部分的一方(X)和两主缘部分的另一方(Y)的方式实施光束的照射(参照图9)。

如上述那样，在使用形成1条照射区域的光束的情况下，有以在平面视中将暂且形成的第1固化部24a₁的全区域覆盖的方式穿过第1固化部24a₁的形态。在该形态中，在平面视中对于第1固化部24a₁的中间部分的光束的照射，对于本发明的技术效果的贡献的程度不怎么大(较小)。因此，希望更适当的对于第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的照射。所以，在一形态中，优选的是以1条照射区域50B₂交替地经过第1固化部24a₁的两主缘部分的一方(X)和两主缘部分的另一方(Y)的方式实施光束的照射。由此，在使用该形态的情况下，也能够通过不是使两条照射区域、而是使1条照射区域50B₂以锯齿状穿过，向第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y适当地供给光束的能量。此外，在本形态中，在使1条照射区域50B₂以锯齿状穿过的情况下，光束的能量被重点地向光束的照射必要性特别大的部分(第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y)供给。另一方面，再加上使1条照射区域50B₂以锯齿状穿过，光束的能量不易被那么重点地向光束的照射必要性不怎么大(较小)的部分(第1固化部24a₁的中间部分Z)供给。因此，还能够减少向光束的照射必要性不怎么大(较小)的部分(第1固化部24a₁的中间部分Z)照射高能量密度的光束的情况。

在一形态中，优选的是将在第1固化部的形成时使用的光束的照射区域的位置按照每固化层错开。由此，能够适当地避免具有相对较大的能量密度的光束沿着z轴方向排列为一列。因此，能够避免作为造型物的翘曲的原因的第1固化部的收缩应力沿着z轴方向排列为一列而集中。因而，整体上能够使最终得到的造型物的强度提高。

另外，在上述第1照射形态及第2照射形态中，也可以接着第1固化部的形成，而至少向第1固化部的两主缘部分照射光束。另外，在本说明书中所述的“接着第1固化部的形成而至少向第1固化部的两主缘部分照射光束”，是指在紧接着第1固化部的暂且形成后，至少向第1固化部的两主缘部分照射光束。如上述那样，作为至少向第1固化部的另一方的主缘部分照射光束的定时，也可能包括在以光束的扫描路径在一方向上呈并列形态的方式沿着各扫描路径将光束分别照射后(第4固化部、第5固化部、第6固化部等…形成后)、向第1固化部的另一方的主缘部分照射。并不限定于此，从将暂且形成的第1固化部的高度在较早的定时(较早的时期)减小的观点，也可以不仅至少对第1固化部的一方的主缘部分，对于另一方的主缘部分也在紧接着第1固化部的暂且形成后照射光束。由此，暂且形成的第1固化部的高度在较早的定时(较早的时期)已经被减小，所以即使在铺设接下来的粉末层的定时比通常早的情况下也能够适当地对应。

实施例

以下，介绍与本发明的一实施方式有关的实施例。另外，预先声明，该实施例不是直接反映本发明的技术思想的，而只不过是介绍具体实现本发明的技术思想的一照射形态(具体而言，上述的第1照射形态)。这是因为，如上述那样，作为具体实现本发明的技术思想的一照射形态，也可能包括上述的第2照射形态。

[比较例]

以下，对比较例进行介绍。另外，本比较例是遵循“到目前为止的本领域技术人员的技术常识”的形态(参照图4左侧部、图5左侧部、图11上侧部及图12上侧部)。

首先，经过下述的工序，尝试规定的固化层(单层)的形成。

(1)’在作为基台的已经形成的固化层24’(或造型板)上使用挤压叶片形成新的粉末层22’的工序。

(2)’在新的粉末层22’形成后，向该新的粉末层22’的规定部位沿着第1条扫描路径10’照射光束L，暂且形成第1固化部24a₁’的工序。

(3)’在第1固化部24a₁’形成后，沿着第2条扫描路径10’向跨第1固化部24a₁’的一方的主缘部分X’和与该一方的主缘部分X’相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L’，形成重叠在第1固化部24a₂’的第2固化部24b’的工序。

(4)’在第2固化部24b’形成后，沿着第3条扫描路径10’向跨第2固化部24b’的一方的主缘部分X’和与该一方的主缘部分X’相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L’，形成重叠在第2固化部24b’的第3固化部的工序。

(5)’同样，沿着第4条扫描路径10’向跨第3固化部的一方的主缘部分X’和与该一方的主缘部分X’相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L’，形成第4固化部的工序。

(6)’同样，沿着第5条扫描路径10’向跨第4固化部的一方的主缘部分X’和与该一方的主缘部分X’相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L’，形成第5固化部的工序。

在本比较例中，通过上述(1)’的工序实施而得到的新的粉末层22’的高度是50μm。此外，通过上述(2)的工序的实施而得到的第1固化部24a₁’的顶部高度是70μm。

另外，固化部(例如第1固化部24a₁’)的摄像通过以下的方法实施。具体而言，通过将激光固化的试验片(固化部)用环氧树脂包埋、由研磨加工使与激光扫描轴方向垂直的截面露出、将该露出的截面用光学显微镜摄像来实施。

此外，关于固化部的顶部高度的测量，通过以下方法实施。具体而言，通过使用测长显微镜测量在上述截面中从基台部(最下部固化层等)表面到固化部顶点的距离，实施固化部的顶部高度的测量。

在本比较例中，如上述那样，在上述(3)’的工序中向跨该第1固化部24a₁’(顶部高度：70μm)的一方的主缘部分X’和与该一方的主缘部分X’相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L’。即，通过沿着扫描路径的光束L’的移动，以光束L’的照射区域50A’经过第1固化部24a₁’的一方的主缘部分X’和光束L’的未照射部分60X’的方式进行光束L’的照射。

通过该光束L’的照射，光束L’的照射热被供给至处于暂且固化状态的一方的主缘部分X’和位于未照射部分60X’的粉末。由此，处于暂且固化状态的一方的主缘部分X’和位于未照射部分60X’的粉末都成为熔融状态。在该熔融状态下，一方的主缘部分X’的熔融部分和位于未照射部分60X’的粉末的熔融部分成为相互混合的状态。接着，该混合的熔融部分冷却，由此该混合的熔融部分固化，从而得到了仅重叠在第1固化部的一方的主缘部分X’侧的第2固化部24b’。另外，在本比较例中，因为“仅”处于暂且固化状态的第1固化部24a₁’的一方的主缘部分X’侧被照射，所以得到第2固化部24b’时的第1固化部24a₂’的顶部高度从70μm向57μm稍稍减少了。

在第2固化部24b’的形成后，通过上述的(4)’的实施，向跨第2固化部24b’的一方的主缘部分X’和与该一方的主缘部分X’相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L’，形成了重叠在第2固化部24b’的第3固化部。在第3固化部形成后，通过上述的(5)’的实施，向跨第3固化部的一方的主缘部分X’和与该一方的主缘部分X’相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L’，形成重叠在第3固化部24b’的第4固化部。在通过上述(5)’的工序而形成第4固化部后，再实施上述的(6)’的工序。通过该(6)’的工序实施，形成第5固化部。通过以上，最终形成了从第1个形成的第1固化部到第5个形成的第5固化部的多个固化部所构成的规定的新的固化层24’。另外，在第5固化部的形成完成时点，第1固化部24a₂’的顶部高度向51μm稍稍减小了。

根据上述，通过上述(2)’～(6)’的工序实施，被提供为从第1固化部到第5固化部的各固化部以相互一部分重叠，并且各固化部从第1固化部的形成部位朝向第5固化部的形成部位沿着一方向形成。该固化部的形成形态是遵循到目前为止的本领域技术人员的技术常识的。

并且，规定的新的固化层24’的形成之后，使用可水平移动的挤压叶片实施接下来的新的粉末层的形成。但是，在本比较例中，该挤压叶片的下端部位于比第1固化部24a₂’的顶部靠下方。换言之，(在第1固化部24a₁的一方的主缘部分X’侧的熔融固化后得到的)第1固化部24a₂’位于比在接下来的新的粉末层的形成中使用的可水平移动的挤压叶片的下端靠上方。因此，该挤压叶片与第1固化部24a₂’接触。结果，不能使用可水平移动的挤压叶片适当地铺设接下来的新的粉末层。

[实施例]

接着，对有关本发明的一实施方式的实施例进行介绍。另外，本实施例是与“到目前为止的本领域技术人员的技术常识”不同的形态(参照图2、图3、图4右侧部、图5右侧部、图11左下侧部、中间下部及图12左下侧部、中间下部)。

(实施例1)首先，经过下述的工序，尝试了由3个固化部构成的规定的固化层(单层)的形成。

(1)在作为基台的已经形成的固化层24(或造型板)上使用挤压叶片形成新的粉末层22的工序。

(2)在新的粉末层22形成后，向该新的粉末层22的规定部位沿着第1条扫描路径10照射光束L，暂且形成第1固化部24a₁的工序。

(3)在第1固化部24a₁形成后，沿着第2条扫描路径10向跨第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和与该一方的主缘部分X相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L，形成第2固化部24b的工序。

(4)以与第3工序的实施大致相同定时(时刻)，沿着第3条扫描路径10向跨第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和与该另一方的主缘部分Y相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L，形成第3固化部24c的工序。

通过以上，最终形成了从第1个形成的第1固化部到第3个形成的第3固化部的多个固化部所构成的规定的新的固化层24。在本实施例1中，通过上述(1)的工序实施得到的新的粉末层22的高度是50μm。此外，通过上述(2)的工序的实施得到的第1固化部24a₁的顶部高度是70μm。

另外，固化部(例如第1固化部24a₁)的摄像通过以下的方法实施。具体而言，通过将激光固化的试验片(固化部)用环氧树脂包埋、由研磨加工使与激光扫描轴方向垂直的截面露出、将该露出的截面用光学显微镜摄像而实施。此外，关于固化部的顶部高度的测量，通过以下方法实施。具体而言，通过使用测长显微镜在上述截面中测量从基台部(最下部固化层等)表面到固化部顶点的距离，实施固化部的顶部高度的测量。

在本实施例1中，如上述那样，在上述(3)的工序中对跨该第1固化部24a₁(顶部高度：70μm)的一方的主缘部分X和与该一方的主缘部分X相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L。除此以外，在本实施例1中，在上述(4)的工序中对跨第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和与该另一方的主缘部分Y相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L。即，在本实施例1中，对跨第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y和与该两主缘部分X、Y分别相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L。

即，在本实施例1中，通过上述(3)的工序实施，以沿着扫描路径的光束L的移动而光束L的照射区域50A₁经过第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和光束L的未照射部分60X的方式，进行光束L的照射。除此以外，在本实施例1中，通过上述(4)的工序实施，以沿着扫描路径的光束L的移动而光束L的照射区域50A₂经过第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和光束L的未照射部分60Y的方式，进行光束L的照射。

通过上述(3)的工序中的光束L的照射，在光束L的照射区域50A₁内在平面视中适当地包含第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和光束L的未照射部分60X。因此，光束L的照射热被适当地供给至处于暂且固化状态的一方的主缘部分X和位于未照射部分60X的粉末19。由此，能够使处于暂且固化状态的一方的主缘部分X和位于未照射部分60X的粉末19都成为熔融状态。此外，通过上述(4)的工序中的光束L的照射，在光束L的照射区域50A₂内在平面视中适当地包含第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和光束L的未照射部分60Y。因此，光束L的照射热被适当地供给至处于暂且固化状态的另一方的主缘部分Y和位于未照射部分60Y的粉末19。由此，能够使处于暂且固化状态的另一方的主缘部分Y和位于未照射部分60Y的粉末19都成为熔融状态。

在上述(3)的工序中，在处于固化状态的一方的主缘部分X向熔融状态变化的情况下，再加上熔融的一方的主缘部分X具有流动性、并且第1固化部24a₁具有倾斜截面，熔融的一方的主缘部分X的至少一部分向外侧方向流动。并且，当一方的主缘部分X的熔融部分向外侧方向移动时，向外侧方向移动后的一方的主缘部分X的熔融部分的至少一部分和位于未照射部分60X的粉末19的熔融部分成为相互混合的状态。此外，在上述(4)的工序中，在处于固化状态的另一方的主缘部分Y向熔融状态变化的情况下，再加上熔融的另一方的主缘部分Y具有流动性、并且第1固化部24a₁具有倾斜截面，熔融的另一方的主缘部分Y的至少一部分向外侧方向流动。并且，当另一方的主缘部分Y的熔融部分向外侧方向移动时，向外侧方向移动后的另一方的主缘部分Y的熔融部分的至少一部分和位于未照射部分60Y的粉末19的熔融部分成为相互混合的状态。

在本实施例1中，因为除了一方的主缘部分X的熔融部分向外侧方向的流动以外，另一方的主缘部分Y的熔融部分也向外侧方向流动，所以能够进一步减小在上述分别混合的熔融部分固化后得到的第1固化部24a₂的高度(参照图4右侧部及图5右侧部)。具体而言，通过上述(3)及(4)的工序的实施得到的第1固化部24a₂的顶部高度是35μm。

此外，通过在“第1固化部24a₁的两侧”分别形成的该混合的熔融部分分别冷却、由此该混合的熔融部分的各自固化，从而形成了与第1固化部的一方的主缘部分X侧重叠的第2固化部24b。除此以外，形成了与第1固化部的另一方的主缘部分Y侧重叠的第3固化部24c。即，在本实施例1中，在第1固化部的两主缘部分X、Y侧形成了新的固化部(第2固化部24b及第3固化部24c)。

并且，规定的新的固化层24的形成之后，使用可水平移动的挤压叶片实施接下来的新的粉末层的形成。在本实施例1中，该挤压叶片的下端部位于比(在第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的熔融固化后得到的)第1固化部24a₂的顶部靠上方。换言之，(在第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的熔融固化后得到的)第1固化部24a₂位于比在接下来的新的粉末层的形成中使用的可水平移动的挤压叶片的下端靠下方。因此，能够适当地避免该挤压叶片接触到第1固化部24a₂。结果，能够使用可水平移动的挤压叶片适当地铺设接下来的新的粉末层。

(实施例2)首先，经过下述的工序，尝试了由5个固化部构成的规定的固化层(单层)的形成(参照图11左下侧部、右下侧部及图12左下侧部、右下侧部)。

(1)在作为基台的已经形成的固化层24(或造型板)上使用挤压叶片形成新的粉末层22的工序。

(2)在新的粉末层22形成后，向该新的粉末层22的规定部位沿着第1条扫描路径10照射光束L，暂且形成第1固化部24a₁的工序。

(3)在第1固化部24a₁形成后，沿着第2条扫描路径10向跨第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和与该一方的主缘部分X相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L，形成第2固化部24b的工序。

(4)在第2固化部24b形成后，沿着第3条扫描路径10向跨第2固化部24b的一方的主缘部分和与该一方的主缘部分相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L，形成第3固化部的工序。

(5)在第3固化部形成后，沿着第4条扫描路径10向跨第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和与该另一方的主缘部分Y相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L，形成第4固化部的工序。

(6)在第4固化部形成后，沿着第5条扫描路径10向跨第4固化部24b的一方的主缘部分和与该一方的主缘部分相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L，形成第5固化部的工序。

根据上述，最终形成从第1个形成的第1固化部到第5个形成的第5固化部的多个固化部所构成的规定的新的固化层24。在本实施例2中，通过上述(1)的工序实施而得到的新的粉末层22的高度是50μm。此外，通过上述(2)的工序的实施而得到的第1固化部24a₁的顶部高度是70μm。另外，固化部(例如第1固化部24a₁)的摄像通过以下的方法实施。具体而言，通过将激光固化的试验片(固化部)用环氧树脂包埋、由研磨加工使与激光扫描轴方向垂直的截面露出、将该露出的截面用光学显微镜摄像从而来实施。此外，关于固化部的顶部高度的测量，通过以下方法实施。具体而言，通过使用测长显微镜在上述截面中测量从基台部(最下部的固化层等)表面到固化部顶点的距离，实施固化部的顶部高度的测量。

在本实施例2中，如上述那样，通过上述(3)的工序，向跨该第1固化部24a₁(顶部高度：70μm)的一方的主缘部分X和与该一方的主缘部分X相邻的光束的未照射部分60的部分照射光束L。除此以外，在本实施例2中，通过上述(5)的工序，向跨第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和与该另一方的主缘部分Y相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L。即，在本实施例2中，向跨第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y和与该两主缘部分X、Y分别相邻的光束的未照射部分的部分照射光束L。

即，在本实施例2中，通过上述(3)的工序实施，以通过沿着扫描路径的光束L的移动而光束L的照射区域经过第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和光束L的未照射部分的方式，进行光束L的照射。除此以外，通过上述(5)的工序实施，以通过沿着扫描路径的光束L的移动而光束L的照射区域经过第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和光束L的未照射部分的方式，进行光束L的照射。

通过上述(3)的工序中的光束L的照射，成为在光束L的照射区域内在平面视中适当地包含第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和光束L的未照射部分。因此，光束L的照射热被适当地向处于暂且固化状态的一方的主缘部分X和位于未照射部分的粉末19供给。由此，能够使处于暂且固化状态的一方的主缘部分X和位于未照射部分的粉末19都成为熔融状态。此外，通过上述(5)的工序中的光束L的照射，成为在光束L的照射区域内在平面视中适当地包含第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和光束L的未照射部分60Y。因此，光束L的照射热被适当地向处于暂且固化状态的另一方的主缘部分Y和位于未照射部分的粉末19供给。由此，能够使处于暂且固化状态的另一方的主缘部分Y和位于未照射部分的粉末19都成为熔融状态。

在上述(3)的工序中，在处于固化状态的一方的主缘部分X向熔融状态变化的情况下，再加上熔融的一方的主缘部分X具有流动性、并且第1固化部24a₁具有倾斜截面，熔融的一方的主缘部分X的至少一部分向外侧方向流动。并且，当一方的主缘部分X的熔融部分向外侧方向移动时，向外侧方向移动后的一方的主缘部分X的熔融部分的至少一部分和位于未照射部分的粉末19的熔融部分成为相互混合的状态。此外，在上述(5)的工序中，在处于固化状态的另一方的主缘部分Y向熔融状态变化的情况下，再加上熔融的另一方的主缘部分Y具有流动性、并且第1固化部24a₁具有倾斜截面，熔融的另一方的主缘部分Y的至少一部分向外侧方向流动。并且，当另一方的主缘部分Y的熔融部分向外侧方向移动时，向外侧方向移动后的另一方的主缘部分Y的熔融部分的至少一部分和位于未照射部分的粉末19的熔融部分成为相互混合的状态。

在本实施例2中，因为除了一方的主缘部分X的熔融部分向外侧方向的流动以外，另一方的主缘部分Y的熔融部分也向外侧方向流动，所以能够进一步减小在上述分别混合的熔融部分固化后得到的第1固化部24a₂的高度。具体而言，通过上述(3)及(5)的工序的实施而得到的第1固化部24a₂的顶部高度是35μm。此外，在本实施例2中，形成了与第1固化部24a₁的一方的主缘部分X侧区域相互重叠的第2固化部和第3固化部。除此以外，在本实施例2中，形成了与第1固化部的另一方的主缘部分Y侧区域相互重叠的第4固化部及第5固化部。

并且，规定的新的固化层24的形成之后，使用可水平移动的挤压叶片实施接下来的新的粉末层的形成。在本实施例2中，该挤压叶片的下端部位于比(在第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的熔融固化后得到的)第1固化部24a₂的顶部靠上方。换言之，(在第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的熔融固化后得到的)第1固化部24a₂位于比在接下来的新的粉末层的形成中使用的可水平移动的挤压叶片的下端靠下方。因此，能够适当地避免该挤压叶片与第1固化部24a₂接触。结果，能够使用可水平移动的挤压叶片适当地铺设接下来的新的粉末层。

另外，如上述那样，在本实施例2(形成5个固化部的情形)中，经过上述工序，则在第1固化部的一侧形成第2固化部及一部分与第2固化部重叠的第3固化部，在第1固化部的另一侧形成第4固化部及一部分与第4固化部重叠的第5固化部。但是，只要向第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y侧也以某个定时照射光束而形成新的固化部，并不限定于本实施例2的形态。例如，可以在第1固化部的两侧分别形成第2固化部及第3固化部之后，形成一部分与第2固化部重叠的第4固化部、一部分与第4固化部重叠的第5固化部。在另一形态中，例如可以在第1固化部的一侧形成第2固化部，形成一部分与第2固化部重叠的第3固化部、形成一部分与第3固化部重叠的第4固化部后，在第1固化部的另一侧形成第5固化部。

以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但只不过例示了本发明的应用范围中的典型例。因而，本发明并不限定于此，本领域技术人员能够容易地理解可以做出各种改变。

作为一例，在上述中，说明了基于第1照射形态在第2个以后的固化部的形成时优选的是使用具有与第1固化部的形成时相比相对较小的能量密度的光束。但是，只要将具有相对较大的能量密度的光束仅用于暂且形成的第1固化部24a₁，并不仅限定于第1照射形态，对于第2照射形态也能够应用。即，对于使1条照射区域50B以在平面视中将暂且形成的第1固化部24a₁的全区域覆盖的方式穿过第1固化部24a₁的形态也能够应用。第2照射形态是沿着暂且形成的第1固化部24a₁的轴方向将光束遍及包括第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的全区域照射、使该第1固化部24a₁的实质上整体熔融及固化、形成高度被进一步减小的第1固化部24a₂的形态。这里，如果将具有相对较大的能量密度的光束遍及包括暂且形成的第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y的全区域来照射，则不仅是“第1固化部24a₁的暂且形成时”，在“高度被进一步减小的第1固化部24a₂的形成时”，也可能发生相对较大的收缩应力。因此，形成整体上具有相对更大的收缩应力的第1固化部24a₂。

所以，鉴于该情况，在第1固化部24a₁的暂且形成时优选的是使用具有相对较大的能量密度的光束。另一方面，在高度被进一步减小的第1固化部24a₂的形成时优选的是使用具有相对不大(较小)的能量密度的光束。即，具有相对较大的能量密度的光束仅被第1个用于第1固化部24a₁的暂且形成。因而，与在“第1固化部24a₁的暂且形成时”及“高度被进一步减小的第1固化部24a₂的形成时”使用具有相对较大的能量密度的光束时相比，最终得到的(高度被进一步减小的)第1固化部24a₂整体上能够具有相对较小的收缩应力。结果，能够使包括该第1固化部24a₂的固化层减小翘曲应力，由此能够适当地抑制最终得到的三维形状造型物的翘曲。

此外，作为一例，在上述中说明了更优选的是基于第2照射形态将暂且形成的第1固化部24a₁的包括两主缘部分X、Y在内的全区域照射的光束的光束直径D₁比在第1固化部24a₁的暂且形成时使用的光束的光束直径D₂大(参照图7)。该形态是基于将暂且形成的第1固化部24a₁的两主缘部分X、Y更适当地(更可靠地)包含在光束L的照射区域内的观点。但是，基于该观点的光束的光束直径的调节并不限定于第2照射形态，对于第1照射形态也能够应用。即，在第1照射形态中，在向跨暂且形成的第1固化部24a₁的一方的主缘部分X和与一方的主缘部分X相邻的未照射部分60X的区域照射光束的情况下，因为光束直径(D₁)相对较大，所以能够更适当地(更可靠地)将第1固化部24a₁的一方的主缘部分X照射。除此以外，在向跨暂且形成的第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y和与另一方的主缘部分Y相邻的未照射部分60Y的区域照射光束的情况下，因为光束直径(D₁)相对较大，所以能够更适当地(更可靠地)将第1固化部24a₁的另一方的主缘部分Y照射。

产业上的可利用性

通过实施有关本发明的一实施方式的三维形状造型物的制造方法，能够制造各种物品。例如，在“粉末层是无机质的金属粉末层，固化层为烧结层的情况下”，可以将得到的三维形状造型物作为注塑成型用金属模、压力加工金属模、压铸金属模、铸造金属模、锻造金属模等的金属模使用。另一方面，在“粉末层是有机质的树脂粉末层，固化层为硬化层的情况下”，能够将得到的三维形状造型物作为树脂成形品使用。

关联申请的相互参照

本申请主张基于日本国专利申请第2018-014903号(申请日：2018年1月31日，发明名称“三维形状造型物的制造方法”)的巴黎条约的优先权。该申请所公开的全部内容通过引用包含在本发明说明书中。

标号说明

X 第1固化部的两主缘部分的一方

X’ 第1固化部的一方的主缘部分(以往)

Y 第1固化部的两主缘部分的另一方

Z 第1固化部的中间部分

10 扫描路径

10’ 扫描路径(以往)

19 粉末

19’ 粉末(以往)

22 粉末层

22’ 粉末层(以往)

23’ 挤压叶片(以往)

24 固化层

24’ 固化层(以往)

24a₁ 暂且形成的第1固化部

24a₂ 最终形成的第1固化部

24b 第2固化部

24c 第3固化部

24a’ 第1固化部(以往)

24α 假想轮廓

24a₁’ 第1固化部(以往)

24a₂’ 第1固化部(以往)

24b’ 第2固化部(以往)

24n-1’ 第n-1个形成的固化部

24n’ 第n个形成的固化部

50、50A₁、50A₂、50α、50B、50B₁、50B₂ 光束的照射区域

50’ 光束的照射区域(以往)

60、60X、60Y 光束的未照射部分

L 光束

l 光束的扫描中央线

l₂ 向第1固化部的一方的主缘部分照射的光束的扫描中央线

l₁ 在第1固化部的形成时使用的光束的扫描中央线

D₁，D₂ 光束的光束直径

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.(修改后)、一种三维形状造型物的制造方法，通过

(i)向粉末层的规定部位照射光束，使该规定部位的粉末烧结或熔融固化来形成固化层的工序，以及

(ii)在所得到的固化层之上形成新的粉末层，向该新的粉末层的规定部位照射光束，形成进一步的固化层的工序，

使粉末层及固化层交替而反复地层叠，从而制造三维形状造型物；

上述三维形状造型物的制造方法的特征在于，

将上述固化层由相互重叠的多个固化部形成；

在作为第1个形成的上述固化部的第1固化部的形成之后，以使至少该第1固化部的两主缘部分熔融的方式，向上述至少第1固化部的上述两主缘部分照射上述光束。

2.如权利要求1所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

在上述第1固化部的形成之后，以上述光束的照射区域至少经过该第1固化部的上述两主缘部分的方式，实施该光束的照射。

3.(删除)、

4.(修改后)、如权利要求1或2所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

在上述第1固化部的形成之后，以跨至少该第1固化部的上述两主缘部分和与该两主缘部分分别相邻的上述光束的未照射部分的方式，实施上述光束的照射。

5.如权利要求4所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

在上述第1固化部的形成之后，通过向跨该第1固化部的上述两主缘部分和与该两主缘部分分别相邻的上述未照射部分的区域照射上述光束，在该第1固化部的两侧，分别形成与该第1固化部相互重叠的第2固化部及第3固化部。

6.(修改后)、如权利要求1、2、4或5所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

在上述第1固化部的形成之后至少向该第1固化部的上述两主缘部分照射的上述光束的能量密度，比在该第1固化部的形成时使用的该光束的能量密度小。

7.(修改后)、如权利要求1、2、4～6中任一项所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

在上述第1固化部的形成之后至少向该第1固化部的上述两主缘部分照射的上述光束的光束直径，比在该第1固化部的形成时使用的该光束的光束直径大。

8.(修改后)、如权利要求1、2、4～7中任一项所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

接着上述第1固化部的形成而至少向该第1固化部的两主缘部分照射上述光束。

9.(修改后)、如权利要求1、2、4～8中任一项所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

以两条照射区域至少分别经过该第1固化部的上述两主缘部分的方式，实施上述光束的照射。

10.如权利要求9所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

使上述两条照射区域至少相对于上述第1固化部的上述两主缘部分的各自在时间上并列地穿过。

11.如权利要求9或10所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

以作为上述固化层的轮廓的假想轮廓为基点，与在上述第1固化部的形成时使用的上述光束的扫描中央线相比，将在该第1固化部的形成之后向该第1固化部的一方的主缘部分照射的该光束的扫描中央线定位于相对于该假想轮廓近侧。

12.(修改后)、如权利要求1、2、4～8中任一项所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

在上述第1固化部的形成之后，以1条照射区域至少沿着该第1固化部的轴方向经过该第1固化部的上述两主缘部分的方式，实施上述光束的照射。

13.如权利要求12所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

以上述1条照射区域交替地经过上述第1固化部的上述两主缘部分的一方和该两主缘部分的另一方的方式，实施上述光束的照射。

14.如权利要求12或13所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

作为形成上述1条照射区域的上述光束，使用扫描中央线的两侧的能量密度比该扫描中央线上的能量密度大的光束。

15.(修改后)、如权利要求1、2、4～14中任一项所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

将在上述第1固化部的形成时使用的上述光束的上述照射区域的位置按照每上述固化层而错开。

16.(修改后)、如权利要求1、2、4～15中任一项所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

上述第1固化部通过沿着第1条扫描路径的上述光束的照射而形成，与通过该光束的照射而形成的照射区域相邻的该照射区域的两侧部分是该光束的未照射部分。

17.(修改后)、如权利要求1、2、4～16所述的三维形状造型物的制造方法，其特征在于，

在至少上述第1固化部的上述两主缘部分的熔融固化后所得到的该第1固化部，位于比在之后的上述粉末层的形成中使用的能够水平移动的挤压叶片的下端靠下方。