特開 2021-120187 積層造形装置および三次元造形物の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-120187(P2021-120187A)

(43)【公開日】2021年8月19日

(54)【発明の名称】積層造形装置および三次元造形物の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 64/153 20170101AFI20210726BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20210726BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20210726BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20210726BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20210726BHJP

   B22F 3/105 20060101ALI20210726BHJP

   B22F 3/16 20060101ALI20210726BHJP

【ＦＩ】

   B29C64/153

   B29C64/393

   B33Y10/00

   B33Y30/00

   B33Y50/02

   B22F3/105

   B22F3/16

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2020-13714(P2020-13714)

(22)【出願日】2020年1月30日

(71)【出願人】

【識別番号】000132725

【氏名又は名称】株式会社ソディック

(74)【代理人】

【識別番号】110002789

【氏名又は名称】特許業務法人ＩＰＸ

(72)【発明者】

【氏名】宮下 泰行

【テーマコード（参考）】

4F213

4K018

【Ｆターム（参考）】

4F213AC04

4F213AM14

4F213AP11

4F213AP20

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL12

4F213WL67

4F213WL85

4F213WL87

4K018CA44

4K018EA51

4K018EA60

(57)【要約】

【課題】造形中により正確に光学系の異常を認知する。
【解決手段】チャンバと、チャンバウインドウと、造形テーブルと、造形テーブル駆動装置と、周壁と、光源と、走査装置と、を含む照射装置と、レーザ光の受光位置における光強度の実測値を取得する第１の受光体を有する第１の測定装置と、レーザ光の受光位置におけるビーム径の値を取得する第２の受光体を有する第２の測定装置とを、含み、造形中に、複数の光強度の設定値に基づいて出力された複数のレーザ光をそれぞれ測定する測定装置と、測定装置と接続され、光強度の実測値と、所定高さにおけるビーム径の値またはビーム径から求めた焦点位置の値との関係から求めた一次関数の傾きが所定の範囲外となったとき、異常が起きていると判定する制御装置と、を備える、積層造形装置が提供される。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所望の三次元造形物が形成される造形領域を有する造形室を覆うチャンバと、
前記チャンバの上面に設けられるチャンバウインドウと、
前記造形領域に設けられ、材料層が形成される造形テーブルと、
前記造形テーブルを鉛直方向に移動させる造形テーブル駆動装置と、
前記造形テーブルの移動範囲において前記造形テーブルを囲繞する周壁と、
前記チャンバの上方に設けられ、レーザ光の光強度の設定値に基づき前記レーザ光を出力する光源と、前記レーザ光を走査して前記チャンバウインドウを通して前記材料層に前記レーザ光を照射して固化層を形成する走査装置と、を含む照射装置と、
前記レーザ光の受光位置における光強度の実測値を取得する第１の受光体を有する第１の測定装置と、前記レーザ光の受光位置におけるビーム径の値を取得する第２の受光体を有する第２の測定装置とを、含み、造形中に、複数の前記光強度の設定値に基づいて出力された複数の前記レーザ光をそれぞれ測定する測定装置と、
前記測定装置と接続され、前記光強度の実測値と、所定高さにおける前記ビーム径の値または前記ビーム径から求めた焦点位置の値との関係から求めた一次関数の傾きが所定の範囲外となったとき、異常が起きていると判定する制御装置と、を備える、積層造形装置。

【請求項2】

前記制御装置は、前記光強度の設定値と、前記光強度の実測値との差の絶対値が、所定の閾値を超えるとき、異常が起きていると判定する、請求項１に記載の積層造形装置。

【請求項3】

前記第２の受光体は、前記レーザ光の受光位置における前記ビーム径の値および強度分布を取得し、
前記第２の測定装置は、造形中に、所定の前記光強度の設定値に基づいて出力されたレーザ光について、１つまたは複数の高さにおける前記ビーム径の値および前記強度分布を測定し、
前記制御装置は、前記強度分布が、前記ビーム径の値に対応する所定の基準範囲内に収まってないとき、異常が起きていると判定する、請求項１または請求項２に記載の積層造形装置。

【請求項4】

前記第２の受光体は、鉛直方向に移動可能に構成される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の積層造形装置。

【請求項5】

前記照射装置は、前記レーザ光の前記焦点位置を調整する可動レンズと、前記可動レンズを前記レーザ光の光軸方向に移動させるレンズアクチュエータと、を有する、フォーカス制御ユニットをさらに備え、
前記フォーカス制御ユニットは、前記第２の測定装置によって測定される前記レーザ光の前記焦点位置を、前記第２の受光体の鉛直方向の可動範囲内に調節する、請求項４に記載の積層造形装置。

【請求項6】

前記測定装置を移動させる搬送装置と、
前記チャンバまたは前記周壁の少なくとも一方に設けられる開閉可能なシャッタと、をさらに備え、
前記制御装置は、前記測定装置による前記レーザ光の測定を行う際に、前記シャッタを開き、前記搬送装置を前記造形室の外部から前記造形室の内部に移動させ、前記測定装置による前記レーザ光の測定後、前記搬送装置を前記造形室の内部から前記造形室の外部に移動させ、前記シャッタを閉じる、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の積層造形装置。

【請求項7】

前記測定装置によって測定される前記レーザ光の入射角度は、水平方向に対して９０°である、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の積層造形装置。

【請求項8】

前記制御装置は、前記測定装置による前記レーザ光の測定を行う際に、前記造形テーブルを鉛直下方に移動させる、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の積層造形装置。

【請求項9】

造形中に、複数の光強度の設定値に基づいて出力された複数のレーザ光をそれぞれ測定して、受光位置における光強度の実測値と、受光位置におけるビーム径の値と、を取得し、
前記光強度の実測値と、所定高さにおける前記ビーム径の値または前記ビーム径から求めた焦点位置の値との関係から求めた一次関数の傾きが所定の範囲外となったとき、異常が起きていると判定する、三次元造形物の製造方法。

【請求項10】

前記光強度の設定値と、前記光強度の実測値との差の絶対値が、所定の閾値を超えるとき、異常が起きていると判定する、請求項９に記載の三次元造形物の製造方法。

【請求項11】

造形中に、所定の前記光強度の設定値に基づいて出力されたレーザ光について、１つまたは複数の高さにおける前記ビーム径の値および強度分布を測定し、
前記強度分布が、前記ビーム径の値に対応する所定の基準範囲内に収まっていないとき、異常が起きていると判定する、請求項９または請求項１０に記載の三次元造形物の製造方法。

【請求項12】

前記レーザ光の測定を行う際に、造形テーブルが鉛直下方に移動される請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載の三次元造形物の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、積層造形装置および三次元造形物の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

積層造形には種々の方式があるが、例えば粉末床溶融結合を実施する積層造形装置は、所定の造形領域に材料層を形成し、材料層にレーザ光を照射して固化層を形成する。そして、これらを繰り返し、所定数の固化層を積層して所望の三次元造形物を形成する。

【0003】

このような積層造形装置においては、造形領域が密閉されたチャンバで覆われる。チャンバの上方に設けられた照射装置から出力されたレーザ光は、チャンバの上面に設けられたチャンバウインドウを透過し、造形領域に形成された材料層に照射される。

【0004】

レーザ光が透過する光学部品においては、レーザ光が透過する部分が局所的に昇温すると、密度や屈折率が変化する熱レンズ効果が発生する。熱レンズ効果により、レーザ光の焦点位置が所望の位置よりも上方に移動するフォーカスシフトが引き起こされる。フォーカスシフトが多大に発生すると、所望の品質の三次元造形物が得られなくなる可能性がある。光学部品が汚染されていると、熱レンズ効果が発生しやすくなる。例えば、材料層にレーザ光を照射して固化層を形成する際に発生したヒュームは、チャンバウインドウに付着し、熱レンズ効果によるフォーカスシフトが発生しやすい状態を引き起こす。

【0005】

特許文献１の積層造形装置は、チャンバウインドウにヒュームが付着するのを防止するため、チャンバウインドウを覆うように設けられたヒューム拡散部を備えている。ヒューム拡散部は下部に開口を有する円筒状の筐体を含んでなる。ヒューム拡散部に不活性ガスを供給することで、チャンバウインドウの下方に不活性ガスが充満するとともに、開口から下方に向かう不活性ガスの流れが形成される。このようにしてヒュームがチャンバウインドウに付着することが防止される。

【0006】

特許文献２の積層造形装置は、チャンバウインドウの温度を測定してレーザ光の焦点位置のずれ量を算出し、ずれ量が所定の閾値に達するとチャンバウインドウの交換を行う。このような構成により、チャンバウインドウは清浄な状態に保たれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特許第５７２１８８７号公報

【特許文献2】特願２０１９−０３４４６４号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

熱レンズ効果が発生しうる光学部品は、チャンバウインドウだけではない。そのため、チャンバウインドウを監視するだけでは、フォーカスシフトの発生を検知するにあたり、不十分であった。

【0009】

本発明は、かかる事情を鑑みてなされたものであり、造形中に、より正確に、フォーカスシフトを含む光学系の異常を認知することのできる積層造形装置および三次元造形物の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様によれば、所望の三次元造形物が形成される造形領域を有する造形室を覆うチャンバと、前記チャンバの上面に設けられるチャンバウインドウと、前記造形領域に設けられ、材料層が形成される造形テーブルと、前記造形テーブルを鉛直方向に移動させる造形テーブル駆動装置と、前記造形テーブルの移動範囲において前記造形テーブルを囲繞する周壁と、前記チャンバの上方に設けられ、レーザ光の光強度の設定値に基づき前記レーザ光を出力する光源と、前記レーザ光を走査して前記チャンバウインドウを通して前記材料層に前記レーザ光を照射して固化層を形成する走査装置と、を含む照射装置と、前記レーザ光の受光位置における光強度の実測値を取得する第１の受光体を有する第１の測定装置と、前記レーザ光の受光位置におけるビーム径の値を取得する第２の受光体を有する第２の測定装置とを、含み、造形中に、複数の前記光強度の設定値に基づいて出力された複数の前記レーザ光をそれぞれ測定する測定装置と、前記測定装置と接続され、前記光強度の実測値と、所定高さにおける前記ビーム径の値または前記ビーム径から求めた焦点位置の値との関係から求めた一次関数の傾きが所定の範囲外となったとき、異常が起きていると判定する制御装置と、を備える、積層造形装置が提供される。

【0011】

また、本発明の一様態によれば、造形中に、複数の光強度の設定値に基づいて出力された複数のレーザ光をそれぞれ測定して、受光位置における光強度の実測値と、受光位置におけるビーム径の値と、を取得し、前記光強度の実測値と、所定高さにおける前記ビーム径の値または前記ビーム径から求めた焦点位置の値との関係から求めた一次関数の傾きが所定の範囲外となったとき、異常が起きていると判定する、三次元造形物の製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一態様によれば、造形中に、複数の光強度の設定値に基づいて出力された複数のレーザ光をそれぞれ測定し、受光位置における光強度の実測値と、受光位置におけるビーム径の値と、を取得する。そして、測定した光強度の実測値と、所定高さにおけるビーム径の値またはビーム径から求めた焦点位置の値との関係から一次関数を算出し、この傾きに応じて異常発生の有無を判定する。このように構成することで、三次元造形物の造形中により正確にフォーカスシフトを含む光学系の異常を認知することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る積層造形装置１の構成を示した図である。

【図2】照射装置５の構成を示した図である。

【図3】ヒューム拡散部１５の構成を示した図である。

【図4】測定装置６の配置例を示した図である。

【図5】測定装置６の配置例を示した図である。

【図6】第２の受光体６２１の移動範囲とレーザ光Ｌの焦点位置の調節範囲を示す図である。

【図7】制御装置８のブロック図である。

【図8】演算装置８１２が求めた一次関数のグラフである。

【図9】積層造形装置１の動作の流れを示すアクティビティ図である。

【図10】積層造形装置１の動作の流れを示すアクティビティ図である。

【図11】積層造形装置１の動作の流れを示すアクティビティ図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各種特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。

【0015】

１．構成例
図１は、本発明の実施形態に係る積層造形装置１の構成を示した図である。図１に示すように、積層造形装置１は、チャンバ１１と、造形テーブル２と、材料層形成装置４と、照射装置５と、測定装置６と、制御装置８と、を備える。

【0016】

チャンバ１１は、所望の三次元造形物が形成される領域である造形領域Ｒを有する造形室１０を覆う。なお、積層造形装置１は造形中または造形後に固化層Ｓに対して切削加工を行う加工装置を備えてもよい。加工装置は、切削工具を把持する加工ヘッドを備え、加工ヘッドは加工ヘッド駆動装置により造形室１０内の任意の位置に移動可能に構成される。このとき、蛇腹等でチャンバ１１の内部を造形室１０と駆動室に区切り、加工ヘッド駆動装置の大部分を駆動室に収容してもよい。すなわち、チャンバ１１により覆われる少なくとも１つの空間のうち、造形領域Ｒを有する空間を造形室１０という。

【0017】

チャンバ１１は、実質的に密閉されるように構成される。チャンバ１１は所定濃度の不活性ガスが供給されるとともに、材料層Ｍの固化時、すなわち焼結時または溶融・凝固時に発生するヒュームを含んだ不活性ガスを排出している。好ましくは、チャンバ１１から排出された不活性ガスは、ヒュームが除去されチャンバ１１に返送される。具体的には、チャンバ１１には、不図示の不活性ガス供給装置と、不図示のヒュームコレクタが接続されている。不活性ガス供給装置は、例えば、空気から不活性ガスを生成する不活性ガス生成装置または不活性ガスが貯留されるガスボンベであり、チャンバ１１内に所定濃度の不活性ガスを供給する。ヒュームコレクタは、例えば、電気集塵機またはフィルタであり、チャンバ１１から排出された不活性ガスからヒュームを除去した上で、チャンバ１１内に返送する。なお、本発明において、不活性ガスとは、材料層Ｍや固化層Ｓと実質的に反応しないガスをいい、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等から材料の種類に応じて適当なものが選択される。

【0018】

造形領域Ｒには、材料層Ｍが形成される造形テーブル２が設けられる。造形テーブル２は、造形テーブル駆動装置３によって鉛直方向に移動することができる。三次元造形物を形成する際には、造形テーブル２上にベースプレート２１が載置されてもよい。このとき、ベースプレート２１上に１層目の材料層Ｍが形成される。造形テーブル２の周りには、造形テーブル２の移動範囲において造形テーブル２を囲繞する周壁１４が設けられる。

【0019】

造形テーブル駆動装置３としては、造形テーブル２を鉛直方向に沿って往復移動させることができる任意のアクチュエータを含むものが採用できる。本実施形態においては、造形テーブル駆動装置３は、造形テーブル２の直下に設けられるスライドベースと、ボールねじと、ボールねじを支持するガイドベースとを備える。ボールねじは、モータによって回転するネジ軸と、ボールを介してネジ軸と螺合するナットと、を含む。ナットはスライドベースの側面に固定される。

【0020】

材料層形成装置４が、造形室１０内に設けられる。材料層形成装置４は、造形領域Ｒ上、すなわち造形テーブル２上に、所定厚みの材料層Ｍを形成する。材料層形成装置４は材料層Ｍを形成する任意の装置であってよいが、本実施形態の材料層形成装置４は、造形領域Ｒを有するベース台４１と、ベース台４１上に配置され水平１軸方向に移動可能に構成されたリコータヘッド４２と、リコータヘッド４２を駆動させる任意のアクチュエータであるリコータヘッド駆動装置４３と、を含む。リコータヘッド４２の両側面にはそれぞれブレードが設けられる。リコータヘッド４２は、不図示の材料供給装置から金属の材料粉体が供給され、内部に収容した材料粉体を底面から排出しながら水平１軸方向に往復移動する。このとき、ブレードは排出された材料粉体を平坦化して材料層Ｍを形成する。

【0021】

照射装置５は、チャンバ１１の上方に設けられ、材料層Ｍにレーザ光Ｌを照射して焼結または溶融させ固化層Ｓを形成する。図２に示すように、照射装置５は、光源５１と、コリメータ５２と、フォーカス制御ユニット５３と、走査装置５４と、を有している。

【0022】

光源５１は、レーザ光Ｌの光強度の設定値に基づきレーザ光Ｌを出力する。レーザ光Ｌは、材料層Ｍを焼結または溶融することが可能であり、例えば、ＣＯ_２レーザ、ファイバーレーザ、またはＹＡＧレーザである。光源５１から伸びる伝送ケーブルは、先端にクォーツブロックを有するコネクタが設けられ、コリメータ５２と接続される。コリメータ５２は、コリメータレンズを有し、光源５１から出力されたレーザ光Ｌを平行光に変換する。フォーカス制御ユニット５３は、レーザ光Ｌの焦点位置を調整する可動レンズ５３１と、可動レンズ５３１をレーザ光Ｌの光軸方向に移動させるレンズアクチュエータ５３２と、可動レンズ５３１を通過したレーザ光Ｌを集光する集光レンズ５３３と、を有し、コリメータ５２で平行光に変換されたレーザ光Ｌを所定のスポット径に調整する。本実施形態においては、可動レンズ５３１は拡散レンズであるが、集光レンズであってもよい。走査装置５４は、レーザ光Ｌを走査して材料層Ｍにレーザ光Ｌを照射して固化層Ｓを形成する。走査装置５４は、具体的には第１のガルバノミラー５４１と、第１のガルバノミラー５４１を回転させる第１のミラーアクチュエータ５４２と、第２のガルバノミラー５４３と、第２のガルバノミラー５４３を回転させる第２のミラーアクチュエータ５４４とを有するガルバノスキャナである。第１のガルバノミラー５４１の回転角度を制御することでレーザ光Ｌの照射位置のＸ軸方向が制御され、第２のガルバノミラー５４３の回転角度を制御することでレーザ光Ｌの照射位置のＹ軸方向が制御される。

【0023】

第１のガルバノミラー５４１および第２のガルバノミラー５４３により照射位置が制御されたレーザ光Ｌは、レーザ光Ｌの透過窓である照射装置ウインドウ１３およびチャンバウインドウ１２を通して造形テーブル２上の材料層Ｍに照射され、固化層Ｓを形成する。照射装置ウインドウ１３は、走査装置５４の下方の、コリメータ５２、フォーカス制御ユニット５３および走査装置５４を保持する筐体の下面に設けられる。チャンバウインドウ１２は、チャンバ１１の上面に設けられる。照射装置ウインドウ１３およびチャンバウインドウ１２は、レーザ光Ｌを透過可能な材料で形成される。具体的に、照射装置ウインドウ１３およびチャンバウインドウ１２の材料は、レーザ光Ｌの種類に応じて、石英ガラスもしくはホウケイ酸ガラスまたはゲルマニウム、シリコン、ジンクセレンもしくは臭化カリウムの結晶等から選択される。例えば、レーザ光ＬがファイバーレーザまたはＹＡＧレーザの場合、照射装置ウインドウ１３およびチャンバウインドウ１２は石英ガラスで構成可能である。

【0024】

チャンバ１１の上面には、チャンバウインドウ１２を覆うようにヒューム拡散部１５が設けられる。図３に示すように、ヒューム拡散部１５は、円筒状の筐体１５１と、筐体１５１内に配置された円筒状の拡散部材１５２を備える。筐体１５１と拡散部材１５２の間に不活性ガス供給空間１５３が設けられる。また、筐体１５１の底面には、拡散部材１５２の内側に開口部１５４が設けられる。拡散部材１５２には多数の細孔１５５が設けられており、不活性ガス供給空間１５３に供給された清浄な不活性ガスは細孔１５５を通じて清浄室１５６に充満される。そして、清浄室１５６に充満された清浄な不活性ガスは、開口部１５４を通じてヒューム拡散部１５の下方に向かって噴出される。ヒューム拡散部１５は、チャンバウインドウ１２が固化層Ｓの形成時に発生するヒュームによって汚染されることを防止するとともに、レーザ光Ｌの照射経路を横断しようとするヒュームを照射経路から排除することを助ける。

【0025】

以上に説明した照射装置５の構成はあくまで一例であり、本実施形態に限定されるものではない。本実施形態において、熱レンズ効果が発生しうる光学部品は、具体的には、クォーツブロック、コリメータ５２のコリメータレンズ、フォーカス制御ユニット５３の可動レンズ５３１および集光レンズ５３３、照射装置ウインドウ１３、チャンバウインドウ１２である。また、光学系とはレーザ光Ｌの照射に係る部材の総称であり、本実施形態においては具体的に、照射装置５の各部と、照射装置ウインドウ１３およびチャンバウインドウ１２と、照射制御装置８６を指す。

【0026】

なお、本実施形態の積層造形装置１は、チャンバウインドウ１２の温度を測定する温度センサ６３を備えていてもよい。温度センサ６３は、例えば、赤外線サーモグラフィである。温度センサ６３が赤外線サーモグラフィであるとき、温度センサ６３は、チャンバウインドウ１２の造形室１０側の表面における最高温度を、チャンバウインドウ１２の温度として取得する。レーザ光Ｌにより固化層Ｓを形成する際、チャンバウインドウ１２の温度がレーザ光Ｌの光強度の設定値等のレーザ条件に応じて定まる所定の閾値を超えているとき、チャンバウインドウ１２がヒューム等によって汚染されていると判定される。

【0027】

２．測定装置
測定装置６は、三次元造形物の造形中に、複数の光強度の設定値に基づいて出力された複数のレーザ光Ｌをそれぞれ測定する。図４および図５に示すように、測定装置６は、第１の測定装置６１と第２の測定装置６２とを含む。なお、図４は、第１の測定装置６１によりレーザ光Ｌを測定している状態を示し、図５は、第２の測定装置６２によりレーザ光Ｌを測定している状態を示している。

【0028】

測定装置６は、造形中にリコータヘッド４２、加工ヘッドおよびレーザ光Ｌ等と干渉することや、材料粉体やヒュームにより汚染されることを防ぐため、測定時のみ造形室１０に搬入されることが好ましい。測定装置６を移動させる搬送装置として、第１の測定装置６１を移動させる第１の搬送装置７１と、第２の測定装置６２を移動させる第２の搬送装置７４が設けられる。搬送装置としては任意のアクチュエータを含むものが採用できるが、例えば、モータによって回転するネジ軸と、ボールを介してネジ軸と螺合し各測定装置６と接続されるナットと、を有するボールねじである。また、本実施形態では、搬送装置は測定装置６を水平方向にのみ移動させるように構成されるが、鉛直方向にも移動させられるように構成されてもよい。測定装置６の搬送口として、チャンバ１１または周壁１４の少なくとも一方に形成される開口には、開閉可能なシャッタが設けられる。本実施形態においては、第１のシャッタ７２が周壁１４に、第２のシャッタ７５がチャンバ１１の側壁に設けられる。シャッタは、上下方向、左右方向または上下左右方向に摺動するよう構成されてもよいし、回動するよう構成されてもよい。第１のシャッタ７２を開閉させる第１のシャッタ駆動装置７３および第２のシャッタ７５を開閉させる第２のシャッタ駆動装置７６は任意のアクチュエータでよいが、例えば流体圧シリンダまたは電動シリンダである。なお、造形中とは、三次元造形物の造形を開始してから終了するまでの期間であり、より具体的には、所定のプロジェクトファイルの実行を開始してから、最後の固化層Ｓの形成を終了するまでをいう。

【0029】

第１の測定装置６１は、レーザ光Ｌの受光位置における光強度の実測値を取得する第１の受光体６１１を有する。第１の測定装置６１としては、例えばパワーメータ、より具体的にはサーモパイルセンサ式のパワーメータが使用される。レーザ光Ｌを受光した第１の受光体６１１は発熱し、発熱量に応じた光強度の実測値を電気信号として出力する。第１の測定装置６１は、第１の搬送装置７１により造形室１０の内外に搬送される。この搬送に際して、第１のシャッタ７２が開閉される。

【0030】

第１の受光体６１１の破損を防ぐため、第１の受光体６１１におけるレーザ光Ｌは、十分にデフォーカスした状態であることが望ましい。換言すれば、第１の受光体６１１は十分に下方に配置されることが望ましい。本実施形態においては、第１の受光体６１１は、測定時は周壁１４に囲繞される空間に配置される。このとき、第１の測定装置６１が造形テーブル２や固化層Ｓ等と干渉しないよう、造形テーブル２は、造形テーブル駆動装置３により下方に下げられる。

【0031】

第２の測定装置６２は、レーザ光Ｌの受光位置におけるビーム径の値を取得する第２の受光体６２１を有する。第２の受光体６２１は、好ましくはさらに、レーザ光Ｌの受光位置における強度分布を取得できるように構成される。第２の測定装置６２としては、例えばフォーカスモニタである。本実施形態においては、第２の受光体６２１は、前後（図５における左右方向）に移動可能なアーム６２２に保持されている。好ましくは、第２の受光体６２１が鉛直方向に移動可能に構成される。例えば、第２の測定装置６２が第２の受光体６２１を鉛直方向に移動させるアクチュエータを有していてもよいし、第２の測定装置６２全体が第２の搬送装置７４によって鉛直方向に移動されてもよい。本実施形態では、アーム６２２が鉛直方向に移動することで、第２の受光体６２１が鉛直方向に移動される。第２の受光体６２１が鉛直方向に移動可能に構成されることで、第２の測定装置６２は、造形中に、所定の光強度の設定値に基づいて出力されたレーザ光Ｌについて、複数の高さにおけるビーム径および強度分布の値を測定することができる。複数の高さにおけるビーム径のデータに基づき、焦点位置が算出される。第２の測定装置６２は、第２の搬送装置７４により造形室１０の内外に搬送される。この搬送に際して、第２のシャッタ７５が開閉される。

【0032】

第２の受光体６２１が鉛直方向に移動可能に構成されるとき、測定時、フォーカス制御ユニット５３は、第２の測定装置６２によって測定されるレーザ光Ｌの焦点位置を、第２の受光体６２１の鉛直方向の可動範囲内に調節することが望ましい。これにより、より正確に焦点位置を取得することができる。換言すれば、正確に焦点位置を取得するにあたり、図６に矢印Ｂで示される第２の受光体６２１の鉛直方向の可動範囲と、矢印Ｃで示されるレーザ光Ｌの焦点位置の調節可能範囲は、一部重複していることが望ましい。なお、レーザ光Ｌの焦点位置は、フォーカスシフトにより設定位置よりも上方に移動している可能性があるので、第２の受光体６２１はフォーカスシフトしたレーザ光Ｌの焦点位置を取得できる十分な範囲に可動できるように構成されることが望ましい。

【0033】

より正確に測定を行うために、測定装置６よって測定されるレーザ光Ｌの入射角度は、水平方向に対して９０°であることが望ましい。本実施形態においては、造形テーブル２の中心にレーザ光Ｌを照射したとき、レーザ光Ｌの入射角度が９０°となる。そのため、本実施形態においては、第１の受光体６１１および第２の受光体６２１の受光位置は、造形テーブル２の中心軸上にある。

【0034】

また、第１の測定装置６１と第２の測定装置６２は、一体として構成することも可能である。すなわち、レーザ光Ｌの受光位置における光強度の実測値を取得する第１の受光体６１１と、レーザ光Ｌの受光位置におけるビーム径の値を取得する第２の受光体６２１を有する装置が、第１の測定装置６１および第２の測定装置６２を兼ねる測定装置６として使用されてもよい。

【0035】

３．制御装置
次に、積層造形装置１を制御する制御装置８について説明する。図７に示すように、制御装置８は、主制御装置８１と、表示装置８２と、照射制御装置８６と、ドライバ８３，８４，８５１，８５２，８５３，８５４，８６１，８６２，８６３と、を有している。

【0036】

制御装置８は、積層造形装置１の各部を制御する。また、制御装置８は、測定装置６である第１の測定装置６１および第２の測定装置６２ならびに温度センサ６３とそれぞれ接続され、第１の測定装置６１、第２の測定装置６２、温度センサ６３を動作させるとともに、測定データを取得して解析し、光学系の異常の有無の判定を行う。

【0037】

主制御装置８１は、ＣＡＭ装置９が作成したプロジェクトファイルにしたがって、材料層形成装置４、造形テーブル２、第１の測定装置６１、第２の測定装置６２、第１の搬送装置７１、第２の搬送装置７４、第１のシャッタ７２、第２のシャッタ７５、温度センサ６３等を制御する。また、照射制御装置８６へと造形プログラムを送信する。主制御装置８１は、記憶装置８１１と演算装置８１２とメモリ８１３とを有している。

【0038】

なお、ＣＡＭ装置９は、所望の三次元造形物を形成するためのメインプログラムと、造形プログラムとを含むプロジェクトファイルを作成する。メインプログラムは、シーケンス番号をふられた複数のプログラム行で構成され、各プログラム行は、所定の層における焼結または溶融の指令や、測定装置６による光学系の判定に係る指令等を含む。また、造形プログラムは、レーザ光Ｌの照射位置等の指令を含む。

【0039】

記憶装置８１１は、通信線や可搬記憶媒体を介してＣＡＭ装置９から取得したプロジェクトファイルを記憶する。

【0040】

演算装置８１２は、記憶装置８１１に記憶したプロジェクトファイルを解析し、材料層形成装置４や造形テーブル２等を制御するための演算処理を実行する。

【0041】

メモリ８１３は、演算装置８１２による演算処理の過程で一時的に記憶する必要のある数値やデータを一時的に記憶する。

【0042】

また、メモリ８１３は、第１の測定装置６１、第２の測定装置６２および温度センサ６３が取得したデータを記憶し、演算装置８１２は当該データを解析して光学系の異常の有無の判定を行う。換言すれば、本実施形態においては、光学系の判定に係る判定部は具体的には主制御装置８１の演算装置８１２およびメモリ８１３である。但し、制御装置８は、判定部として主制御装置８１と別体に設けられた演算装置およびメモリを有していてもよい。

【0043】

表示装置８２は、主制御装置８１に接続され、主制御装置８１が通知するデータやエラーメッセージ等を表示する。光学系の異常が検出されたときは、当該異常に係るエラーメッセージが表示装置８２に表示されてもよい。

【0044】

ドライバ８３は、主制御装置８１からの指令に基づいて、リコータヘッド駆動装置４３に所要の駆動電流を供給する。また、主制御装置８１は、ドライバ８３を介してリコータヘッド駆動装置４３から入力される動作信号に基づいてフィードバック制御を行う。

【0045】

ドライバ８４は、主制御装置８１からの指令に基づいて、造形テーブル駆動装置３に所要の駆動電流を供給する。これにより、造形テーブル駆動装置３のモータが回転し、造形テーブル２が上方向または下方向に移動する。また、主制御装置８１は、ドライバ８４を介して造形テーブル駆動装置３から入力される動作信号に基づいてフィードバック制御を行う。なお、制御装置８は、測定装置６によるレーザ光Ｌの測定を行う際に、造形テーブル２を鉛直下方に移動させる。

【0046】

ドライバ８５１，８５２，８５３，８５４は、主制御装置８１からの指令に基づいて、それぞれ第１の搬送装置７１と、第２の搬送装置７４と、第１のシャッタ駆動装置７３と、第２のシャッタ駆動装置７６に所要の駆動電流を供給する。また、主制御装置８１は、ドライバ８５１，８５２を介して第１の搬送装置７１および第２の搬送装置７４から入力される動作信号に基づいてそれぞれフィードバック制御を行う。第１のシャッタ駆動装置７３および第２のシャッタ駆動装置７６は、駆動源が電気であるときはフィードバック制御されることが望ましく、駆動源が流体圧であるときはオープン制御されることが望ましい。すなわち、主制御装置８１は、ドライバ８５３，８５４を介して第１のシャッタ駆動装置７３および第２のシャッタ駆動装置７６から入力される動作信号に基づいてそれぞれフィードバック制御を行ってもよいし、オープン制御を行ってもよい。また、第１のシャッタ７２および第２のシャッタ７５の開閉をそれぞれ検出するためのリミットスイッチが設けられていてもよい。主制御装置８１からの指令に基づき、第１の測定装置６１および第２の測定装置６２によるレーザ光Ｌの測定を行う際に、第１のシャッタ７２および第２のシャッタ７５が開かれ、第１の搬送装置７１および第２の搬送装置７４が造形室１０の外部から造形室１０の内部に移動される。また、第１の測定装置６１および第２の測定装置６２によるレーザ光Ｌの測定後、第１の搬送装置７１および第２の搬送装置７４が造形室１０の内部から造形室１０の外部に移動され、第１のシャッタ７２および第２のシャッタ７５が閉じられる。

【0047】

照射制御装置８６は、主制御装置８１から造形プログラムを受信し、この造形プログラムに基づいてドライバ８６１、ドライバ８６２およびドライバ８６３に指令を送出する。さらに、照射制御装置８６は、光源５１に指令を送出し、レーザ光Ｌの強度やオン／オフの切り替えを制御する。

【0048】

ドライバ８６１は、照射制御装置８６からの指令に基づいて照射装置５の走査装置５４に所要の駆動電流を供給する。走査装置５４では、ドライバ８６１からの駆動電流に応じて第１のミラーアクチュエータ５４２が動作し、第１のガルバノミラー５４１が回転する。

【0049】

ドライバ８６２は、照射制御装置８６からの指令に基づいて照射装置５の走査装置５４に所要の駆動電流を供給する。走査装置５４では、ドライバ８６２からの駆動電流に応じて第２のミラーアクチュエータ５４４が動作し、第２のガルバノミラー５４３が回転する。

【0050】

ドライバ８６３は、照射制御装置８６からの指令に基づいて照射装置５のフォーカス制御ユニット５３に所要の駆動電流を供給する。フォーカス制御ユニット５３では、ドライバ８６３からの駆動電流に応じてレンズアクチュエータ５３２が動作し、可動レンズ５３１が移動する。

【0051】

ここで、光学系の判定方法について説明する。本実施形態においては、具体的に、光強度の実測値と所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値とに基づく判定、光強度の設定値および実測値に基づく判定、強度分布に基づく判定、およびチャンバウインドウ１２の温度に基づく判定を実施する。

【0052】

まず、光強度の実測値と所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値とに基づく判定方法について説明する。光強度が強くなるほど、光学部品の吸熱量が上昇するため、熱レンズ効果によるフォーカスシフトが発生しやすくなる。また、光学部品が汚染されているほど、光学部品の吸熱量が上昇するため、熱レンズ効果によるフォーカスシフトが発生しやすくなる。すなわち、｛（焦点位置の増加量）／（光強度の実測値の増加量）｝および｛（ビーム径の増加量）／（光強度の実測値の増加量）｝と、光学部品の汚染度合とは、相関関係がある。

【0053】

照射装置５は、少なくとも２種以上の光強度の設定値に基づき、第１の測定装置６１および第２の測定装置６２にそれぞれレーザ光Ｌを照射する。光強度は、固化層Ｓの形成時よりも低い値に設定されてもよく、第１の受光体６１１および第２の受光体６２１の測定可能範囲を上回らない範囲で設定される。例えば、レーザ光Ｌの光強度は、２００Ｗ以下の範囲で設定される。第１の測定装置６１は、レーザ光Ｌの光強度の実測値を取得してメモリ８１３にデータを出力する。第２の測定装置６２は、レーザ光Ｌの所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値を取得してメモリ８１３にデータを出力する。第２の測定装置６２が所定高さにおけるビーム径を取得する場合、第２の受光体６２１は鉛直方向に固定されているか、所定高さに位置決めされる。第２の測定装置６２が焦点位置の値を取得する場合、第２の受光体６２１は複数高さにおいてレーザ光Ｌを受光し、ビーム径が一番小さくなる高さを焦点位置とする。

【0054】

演算装置８１２は、第１の測定装置６１が測定した光強度の実測値と、第２の測定装置６２が測定した所定高さにおけるビーム径の値またはビーム径から求めた焦点位置の値とから、一次関数を算出する。一次関数は、例えば、最小二乗法による線形近似によって求められる。この一次関数の傾きが所定の範囲外となったとき、例えば、光強度の実測値をｘ軸、焦点位置の値またはビーム径の値をｙ軸としたときの傾きが所定の閾値を超えたとき、光学系に異常が起きている、より具体的には許容範囲を超えたフォーカスシフトが発生していると判定される。フォーカスシフトが発生する原因としては、チャンバウインドウ１２またはチャンバウインドウ１２以外の光学部品が汚染されていることが考えられる。

【0055】

図８に示した例では、第１の測定装置６１および第２の測定装置６２は、１５Ｗ、７０Ｗ、１２６Ｗ、１８２Ｗのそれぞれに設定したレーザ光Ｌのビーム径の値または焦点位置の値を取得した。なお、焦点位置近辺では光強度の実測値とビーム径との比例関係に多少ずれが生じることがある。そのため、所定高さにおけるビーム径を取得するにあたっては、焦点位置から多少ずらした位置で測定することが望ましい。例えば本実施形態においては、焦点位置におけるビーム径は約１００μｍであるが、ビーム径が約１３０μｍ以上となる位置でビーム径を測定することが望ましい。

【0056】

次いで、光強度の設定値および実測値に基づく判定方法を説明する。照射装置５は、少なくとも１種以上の光強度の設定値に基づき、第１の測定装置６１にレーザ光Ｌを照射する。光強度は、固化層Ｓの形成時よりも低い値に設定されてもよく、第１の受光体６１１の測定可能範囲を上回らない範囲で設定される。例えば、レーザ光Ｌの光強度は、２００Ｗ以下の範囲で設定される。第１の測定装置６１は、レーザ光Ｌの光強度の実測値を取得してメモリ８１３にデータを出力する。演算装置８１２は、任意に設定されたレーザ光Ｌの光強度の設定値と、レーザ光Ｌの光強度の実測値とを比較し、光強度の設定値と、光強度の実測値との差の絶対値が、所定の閾値を超えるとき、光学系に異常が起きていると判定する。所望の光強度が得られない原因としては、光学部品の汚染によるレーザ光Ｌの減衰、光源５１の故障、照射制御装置８６と光源５１間の指令の出力または入力の異常等が考えられる。

【0057】

なお、上述の光強度の実測値と所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値とに基づく判定と、光強度の設定値および実測値に基づく判定は、並行して行われてもよい。

【0058】

そして、強度分布に基づく判定方法を説明する。照射装置５は、所定の光強度の設定値に基づき、レーザ光Ｌを照射する。光強度は、強度分布をより正確に測定するため、測定が可能な範囲でフォーカスシフトが起こりにくい小さい値に設定されることが好ましい。例えば、レーザ光Ｌの光強度は、１０Ｗから２０Ｗ程度に設定される。第２の測定装置６２の第２の受光体６２１は、少なくとも１つの高さにおいて、レーザ光Ｌの受光位置におけるビーム径の値と、強度分布を取得する。好ましくは、第２の受光体６２１は所定のピッチで鉛直方向に移動され、複数の高さにおいて都度、ビーム径の値と、強度分布を取得する。また、１つの高さにおいて強度分布を取得する場合は、第２の受光体６２１の受光位置におけるビーム径が、固化層Ｓの形成時の造形面におけるビーム径と略一致するよう、測定にあたりレーザ光Ｌの焦点位置が調節されることが望ましい。なお、造形面とは、固化層Ｓ形成時の材料層Ｍの上面位置である。このようにすれば、固化層Ｓの形成時の造形面におけるレーザ光Ｌにより近い強度分布のデータが取得できる。第２の測定装置６２は、レーザ光Ｌのビーム径の値および強度分布のデータを、メモリ８１３に出力する。強度分布は、例えば、ＸＹ方向の光強度の分布である。ここで、記憶装置８１１には、レーザ光Ｌの各ビーム径における強度分布の基準範囲が予め保存されている。すなわち、光学系が正常な状態で、測定に使用する光強度と同一の設定のレーザ光Ｌについて、各ビーム径の強度分布を計測し、当該強度分布を基に基準範囲を算出しておく。演算装置８１２は、測定した各ビーム径における強度分布と基準範囲とを比較し、基準範囲内に収まっていないとき、異常が起きていると判定する。強度分布が異常となる原因としては、光源５１または走査装置５４の故障が考えられる。

【0059】

光強度の実測値と所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値とに基づく判定、光強度の設定値および実測値に基づく判定、および強度分布に基づく判定は、造形中の任意のタイミングで行われる。例えば、造形を開始してから所定時間が経過する毎に判定を行うよう構成されてもよいし、所定数の固化層Ｓを形成する毎に判定を行うよう構成されてもよいし、固化層Ｓの累計面積が所定の値に達する毎に判定を行うよう構成されてもよい。また、造形開始直後にも判定を行うよう構成されるのが望ましい。

【0060】

なお、固化層Ｓの形成と並行して、チャンバウインドウ１２の温度に基づく判定が行われる。温度センサ６３は、固化層Ｓの形成時、チャンバウインドウ１２の温度を取得してメモリ８１３にデータを出力する。演算装置８１２は、チャンバウインドウ１２の温度と、レーザ光Ｌの光強度等のレーザ条件の設定値に応じて定まる所定の閾値とを比較する。チャンバウインドウ１２の温度が閾値を超えているとき、チャンバウインドウ１２が汚染されていると判定される。

【0061】

以上の判定方法を組み合わせることで、より正確に光学系の異常の原因を特定できる。例えば、フォーカスシフトが発生しているがチャンバウインドウ１２の温度が正常であるとき、チャンバウインドウ１２以外の光学部品が汚染されていると推定できる。

【0062】

光学系の異常が検出されたとき、制御装置８は、造形を中止し、表示装置８２にエラーメッセージを表示するようにしてもよい。また、ある程度異常の兆候が検出された段階で、表示装置８２に警告を表示する等してオペレータに確認を促すようにしてもよい。

【0063】

４．動作説明
続いて、図９から図１１を参照して積層造形装置１の動作について説明する。

【0064】

積層造形装置１は、三次元造形物の造形を開始すると、まず、造形テーブル駆動装置３を動作させて、造形テーブル２を所定厚みの材料層Ｍの高さが形成できる位置まで下降させる（Ａ１０１）。以降は材料層Ｍの形成にあたり、造形テーブル２は材料層Ｍの１層の厚み分下降される。続いて、積層造形装置１は、材料層形成装置４を動作させて、造形領域Ｒ上に、材料層Ｍを形成する（Ａ１０２）。積層造形装置１は、照射装置５を動作させて材料層Ｍの所定位置にレーザ光Ｌを照射し、造形領域Ｒ上に固化層Ｓを形成する（Ａ１０３）。固化層Ｓの形成と並行して、積層造形装置１は、温度センサ６３によりチャンバウインドウ１２の温度を測定し（Ａ１０４）、チャンバウインドウ１２の汚染度合を判定する（Ａ１０５）。材料層Ｍの形成と固化層Ｓの形成は、所定数だけ繰り返される。

【0065】

造形中の任意のタイミングで、レーザ光Ｌについて、光強度の実測値と所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値とに基づく判定、光強度の設定値および実測値に基づく判定、および強度分布に基づく判定が実施される。

【0066】

積層造形装置１は、造形テーブル駆動装置３を動作させて、造形テーブル２を第１の測定装置６１の搬送の支障とならない位置まで下降させる（Ａ１０６）。

【0067】

続いて、積層造形装置１は、照射装置５が照射するレーザ光Ｌの入射角度が水平方向に対して９０°となるように設定する（Ａ１０７）。また、第２の受光体６２１が鉛直方向に移動可能であってレーザ光Ｌの焦点位置における計測を行う場合は、積層造形装置１はレーザ光Ｌの焦点が第２の受光体６２１の可動範囲内に位置するように焦点位置の調整を行う（Ａ１０８）。

【0068】

その一方で、積層造形装置１は、第１のシャッタ７２と第２のシャッタ７５を開き（Ａ１０９）、第１の搬送装置７１と第２の搬送装置７４を動作させて、第１の測定装置６１と第２の測定装置６２を造形室１０内の予め定めた位置まで搬送する（Ａ１１０）。第１の測定装置６１は、第１の受光体６１１がレーザ光Ｌの経路に入る位置に位置決めされる（図４参照）。第２の測定装置６２は、アーム６２２の前進時に第２の受光体６２１がレーザ光Ｌの経路に入り（図５参照）、アーム６２２が後退時に第２の受光体６２１を含む第２の測定装置６２がレーザ光Ｌの経路から外れる位置に位置決めされる（図４参照）。

【0069】

続いて、積層造形装置１は、レーザ光Ｌの測定を行う（Ａ１１１）。まず、光強度の実測値と所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値とに基づく判定と、光強度の設定値および実測値に基づく判定が行われる。先に光強度を測定する場合、第２の測定装置６２のアーム６２２は、最初は後退位置に位置決めされている。積層造形装置１は、照射装置５が照射するレーザ光Ｌの光強度を所定の値に設定し（Ａ２０１）、レーザ光Ｌを照射する（Ａ２０２）。このとき、出力されたレーザ光Ｌは第１の受光体６１１に照射される。こうして、第１の測定装置６１はレーザ光Ｌの光強度の実測値を取得する（Ａ２０３）。続いて、第２の測定装置６２のアーム６２２が前進位置に位置決めされ（Ａ２０４）、レーザ光Ｌは第２の受光体６２１に照射される。これにより、第２の測定装置６２は、レーザ光Ｌのビーム径の実測値を取得する（Ａ２０５）。このとき、レーザ光Ｌが照射されている状態で、レーザ光Ｌの照射経路に第２の受光体６２１が進入するようにしてもよい。

【0070】

焦点位置を取得する場合は、アーム６２２を後退位置に位置決めした後（Ａ２０６）、第２の受光体６２１の高さを変更し（Ａ２０７）、再度アーム６２２を前進位置に移動させ、第２の受光体６２１にレーザ光Ｌを照射させることを繰り返す。こうして、第２の測定装置６２はレーザ光Ｌの所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値を取得する。レーザ光Ｌの光強度が異なる値に設定され（Ａ２０１）、以上の手順が繰り返される。積層造形装置１は、光強度の実測値と、所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値との関係から求めた一次関数の傾きが所定の範囲外となるとき、光学系の異常があると判定する。また、積層造形装置１は、光強度の設定値と、光強度の実測値との差の絶対値が、所定の閾値を超えるとき、光学系の異常があると判定する（Ａ２０８）。

【0071】

なお、光強度の実測値と所定高さにおけるビーム径の値または焦点位置の値とに基づく判定を行うにあたり、フォーカスシフト量が飽和している必要がある。そのため、第２の測定装置６２によるレーザ光Ｌの測定を行う前に、熱レンズ効果が発生しうる光学部品に十分な時間レーザ光Ｌを透過させることが望ましい。本実施形態においては、第２の測定装置６２によるレーザ光Ｌの測定を行う前に、１、２分程度レーザ光Ｌが照射され続ける。第１の測定装置６１によるレーザ光Ｌの光強度の測定は、このときになされてもよい。

【0072】

次いで、強度分布に基づく判定が行われる。積層造形装置１は、照射装置５が照射するレーザ光Ｌの光強度を所定の値に設定し（Ａ２０９）、レーザ光Ｌを照射する（Ａ２１０）。一方で、第２の測定装置６２のアーム６２２が所定の高さに位置決めされ（Ａ２１１）、アーム６２２が前進位置に移動される（Ａ２１１）。これにより出力されたレーザ光Ｌは第２の受光体６２１に照射されることになる。こうして、第２の測定装置６２は第２の受光体６２１の現在の位置におけるビーム径の値および強度分布を取得する（Ａ２１３）。複数高さにおける強度分布を取得する場合、アーム６２２を後退位置に位置決めした後（Ａ２１４）、アーム６２２、ひいては第２の受光体６２１が異なる高さに設定され（Ａ２１１）、以上の手順が繰り返される。積層造形装置１は、強度分布がビーム径の値に対応する所定の基準範囲内に収まっていないとき、光学系の異常があると判定する（Ａ２１５）。

【0073】

積層造形装置１が光学系の異常があると判定した場合には、造形が中断される。光学系の異常があると判定されなければ、造形が続けられる。積層造形装置１は、第１の搬送装置７１と第２の搬送装置７４を動作させて、第１の測定装置６１と第２の測定装置６２を造形室１０外に搬送する（Ａ１１２）。

【0074】

その後、積層造形装置１は、第１のシャッタ７２と第２のシャッタ７５を閉じる（Ａ１１３）。そして、積層造形装置１は、造形テーブル駆動装置３を動作させて、造形テーブル２をレーザ光Ｌの測定前の位置まで上昇させる（Ａ１１４）。

【0075】

そして、積層造形装置１は、これらの動作を、三次元造形物の造形が終了するまで繰り返す。なお、以上に示した工程は、発明の趣旨を損なわない範囲で、前後してもよいし並行して行われてもよい。

【符号の説明】

【0076】

１ ：積層造形装置
２ ：造形テーブル
３ ：造形テーブル駆動装置
４ ：材料層形成装置
５ ：照射装置
６ ：測定装置
８ ：制御装置
９ ：ＣＡＭ装置
１０ ：造形室
１１ ：チャンバ
１２ ：チャンバウインドウ
１３ ：照射装置ウインドウ
１４ ：周壁
１５ ：ヒューム拡散部
２１ ：ベースプレート
４１ ：ベース台
４２ ：リコータヘッド
４３ ：リコータヘッド駆動装置
５１ ：光源
５２ ：コリメータ
５３ ：フォーカス制御ユニット
５４ ：走査装置
６１ ：第１の測定装置
６２ ：第２の測定装置
６３ ：温度センサ
７１ ：第１の搬送装置
７２ ：第１のシャッタ
７３ ：第１のシャッタ駆動装置
７４ ：第２の搬送装置
７５ ：第２のシャッタ
７６ ：第２のシャッタ駆動装置
８１ ：主制御装置
８２ ：表示装置
８３ ：ドライバ
８４ ：ドライバ
８６ ：照射制御装置
１５１ ：筐体
１５２ ：拡散部材
１５３ ：不活性ガス供給空間
１５４ ：開口部
１５５ ：細孔
１５６ ：清浄室
５３１ ：可動レンズ
５３２ ：レンズアクチュエータ
５３３ ：集光レンズ
５４１ ：第１のガルバノミラー
５４２ ：第１のミラーアクチュエータ
５４３ ：第２のガルバノミラー
５４４ ：第２のミラーアクチュエータ
６１１ ：第１の受光体
６２１ ：第２の受光体
６２２ ：アーム
８１１ ：記憶装置
８１２ ：演算装置
８１３ ：メモリ
８５１ ：ドライバ
８５２ ：ドライバ
８５３ ：ドライバ
８５４ ：ドライバ
８６１ ：ドライバ
８６２ ：ドライバ
８６３ ：ドライバ
Ｌ ：レーザ光
Ｍ ：材料層
Ｒ ：造形領域
Ｓ ：固化層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】