(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】P2023058167
(43)【公開日】2023-04-25
(54)【発明の名称】三次元造形方法及び三次元造形装置
(51)【国際特許分類】
B22F 10/40 20210101AFI20230418BHJP
B22F 3/105 20060101ALI20230418BHJP
B22F 3/16 20060101ALI20230418BHJP
B22F 10/28 20210101ALI20230418BHJP
B29C 64/268 20170101ALI20230418BHJP
B29C 64/153 20170101ALI20230418BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20230418BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20230418BHJP
【ＦＩ】
B22F10/40
B22F3/105
B22F3/16
B22F10/28
B29C64/268
B29C64/153
B33Y10/00
B33Y30/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021167977
(22)【出願日】2021-10-13
(71)【出願人】
【識別番号】000000099
【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ
(74)【代理人】
【識別番号】100088155
【弁理士】
【氏名又は名称】長谷川 芳樹
(74)【代理人】
【識別番号】100113435
【弁理士】
【氏名又は名称】黒木 義樹
(74)【代理人】
【識別番号】100170818
【弁理士】
【氏名又は名称】小松 秀輝
(72)【発明者】
【氏名】静谷 健
【テーマコード（参考）】
4F213
4K018
【Ｆターム（参考）】
4F213AC04
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL03
4F213WL43
4F213WL76
4F213WL78
4K018AA06
4K018AA08
4K018AA14
4K018BA03
4K018BA04
4K018BA08
4K018CA44
4K018EA51
4K018EA60
(57)【要約】
【課題】造形対象部の変形を抑制すると共に造形支持部を容易に除去することができる三次元造形方法及び三次元造形装置を提供する。
【解決手段】三次元造形方法は、粉末層５を形成する形成工程と、粉末層５の表面５ａのうち、造形対象部４１に対応する造形領域６及び造形対象部４１を支持するための造形支持部４２に対応する支持領域７に対してエネルギビームＥを照射する造形工程と、を備えている。造形工程では、支持領域７は、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向に沿って延在し、且つエネルギビームＥの幅よりも大きい幅を有している。造形工程では、造形支持部４２のうち造形対象部４１と接続する接続部分が造形対象部４１と部分的に接続されるように、エネルギビームＥを照射する。
【選択図】図４
【解決手段】三次元造形方法は、粉末層５を形成する形成工程と、粉末層５の表面５ａのうち、造形対象部４１に対応する造形領域６及び造形対象部４１を支持するための造形支持部４２に対応する支持領域７に対してエネルギビームＥを照射する造形工程と、を備えている。造形工程では、支持領域７は、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向に沿って延在し、且つエネルギビームＥの幅よりも大きい幅を有している。造形工程では、造形支持部４２のうち造形対象部４１と接続する接続部分が造形対象部４１と部分的に接続されるように、エネルギビームＥを照射する。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉末層を形成する形成工程と、
前記粉末層の表面のうち、造形物の造形対象部に対応する造形領域及び前記造形対象部を支持するために前記造形対象部と共に造形される造形支持部に対応する支持領域に対してエネルギビームを照射する造形工程と、を備え、
前記造形工程では、前記支持領域は、前記表面に垂直な方向から見た場合に、前記表面に垂直な方向に対して交差する第１方向に沿って延在し、且つ前記エネルギビームの幅よりも大きい幅を有し、
前記造形工程では、前記造形支持部のうち前記造形対象部と接続する接続部分が前記造形対象部と部分的に接続されるように、前記エネルギビームを照射する、三次元造形方法。
前記粉末層の表面のうち、造形物の造形対象部に対応する造形領域及び前記造形対象部を支持するために前記造形対象部と共に造形される造形支持部に対応する支持領域に対してエネルギビームを照射する造形工程と、を備え、
前記造形工程では、前記支持領域は、前記表面に垂直な方向から見た場合に、前記表面に垂直な方向に対して交差する第１方向に沿って延在し、且つ前記エネルギビームの幅よりも大きい幅を有し、
前記造形工程では、前記造形支持部のうち前記造形対象部と接続する接続部分が前記造形対象部と部分的に接続されるように、前記エネルギビームを照射する、三次元造形方法。
【請求項2】
前記形成工程は、第１表面を有する第１粉末層を形成する第１形成工程と、第２表面を有する第２粉末層を前記第１表面上に形成する第２形成工程と、を含み、
前記造形工程は、前記第１表面のうち、前記造形対象部に対応する第１造形領域及び前記造形支持部に対応する第１支持領域に対して前記エネルギビームを照射する第１造形工程と、前記第２表面のうち、前記造形対象部に対応する第２造形領域に対して前記エネルギビームを照射する第２造形工程と、を含み、
前記第１造形工程では、前記第１支持領域は、前記第１表面に垂直な方向から見た場合に、前記第１方向において互いに離れた複数の分離領域によって構成され、
前記第２造形工程では、前記第２造形領域は、前記第２表面に垂直な方向から見た場合に、前記第１支持領域と重なるように連続的に延在している、請求項１に記載の三次元造形方法。
前記造形工程は、前記第１表面のうち、前記造形対象部に対応する第１造形領域及び前記造形支持部に対応する第１支持領域に対して前記エネルギビームを照射する第１造形工程と、前記第２表面のうち、前記造形対象部に対応する第２造形領域に対して前記エネルギビームを照射する第２造形工程と、を含み、
前記第１造形工程では、前記第１支持領域は、前記第１表面に垂直な方向から見た場合に、前記第１方向において互いに離れた複数の分離領域によって構成され、
前記第２造形工程では、前記第２造形領域は、前記第２表面に垂直な方向から見た場合に、前記第１支持領域と重なるように連続的に延在している、請求項１に記載の三次元造形方法。
【請求項3】
前記形成工程は、第３表面を有する第３粉末層を形成する第３形成工程と、第４表面を有する第４粉末層を前記第３表面上に形成する第４形成工程と、を含み、
前記造形工程は、前記第３表面のうち、前記造形対象部に対応する第３造形領域及び前記造形支持部に対応する第３支持領域に対して前記エネルギビームを照射する第３造形工程と、前記第４表面のうち、前記造形対象部に対応する第４造形領域及び前記造形支持部に対応する第４支持領域に対して前記エネルギビームを照射する第４造形工程と、を含み、
前記第３造形工程では、前記第３支持領域は、前記第３表面に垂直な方向から見た場合に、前記第３造形領域と連通しており、
前記第４造形工程では、前記第４支持領域は、前記第４表面に垂直な方向から見た場合に、前記第４造形領域から離れている、請求項１又は２に記載の三次元造形方法。
前記造形工程は、前記第３表面のうち、前記造形対象部に対応する第３造形領域及び前記造形支持部に対応する第３支持領域に対して前記エネルギビームを照射する第３造形工程と、前記第４表面のうち、前記造形対象部に対応する第４造形領域及び前記造形支持部に対応する第４支持領域に対して前記エネルギビームを照射する第４造形工程と、を含み、
前記第３造形工程では、前記第３支持領域は、前記第３表面に垂直な方向から見た場合に、前記第３造形領域と連通しており、
前記第４造形工程では、前記第４支持領域は、前記第４表面に垂直な方向から見た場合に、前記第４造形領域から離れている、請求項１又は２に記載の三次元造形方法。
【請求項4】
前記造形工程では、前記支持領域は、複数の支持領域のそれぞれであり、
前記造形工程では、前記複数の支持領域のそれぞれは、前記粉末層の前記表面に垂直な方向から見た場合に、前記第１方向に交差する第２方向において互いに離れている、請求項１～３のいずれか一項に記載の三次元造形方法。
前記造形工程では、前記複数の支持領域のそれぞれは、前記粉末層の前記表面に垂直な方向から見た場合に、前記第１方向に交差する第２方向において互いに離れている、請求項１～３のいずれか一項に記載の三次元造形方法。
【請求項5】
テーブルの主面上に粉末を供給することで、粉末層を形成する供給ユニットと、
前記粉末層の表面に対してエネルギビームを照射する照射ユニットと、
前記供給ユニットによる前記粉末の供給及び前記照射ユニットによる前記エネルギビームの照射を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記表面において、造形物の造形対象部に対応する造形領域を設定すると共に、前記造形対象部を支持するために前記造形対象部と共に造形される造形支持部に対応する支持領域を設定し、
前記制御ユニットは、前記造形支持部のうち前記造形対象部と接続する接続部分が前記造形対象部と部分的に接続されるように、前記供給ユニットによる前記粉末の供給、並びに前記造形領域及び前記支持領域に対する前記エネルギビームの照射を実行し、
前記支持領域は、前記表面に垂直な方向から見た場合に、前記表面に垂直な方向に対して交差する第１方向に沿って延在し、且つ前記エネルギビームの幅よりも大きい幅を有している、三次元造形装置。
前記粉末層の表面に対してエネルギビームを照射する照射ユニットと、
前記供給ユニットによる前記粉末の供給及び前記照射ユニットによる前記エネルギビームの照射を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記表面において、造形物の造形対象部に対応する造形領域を設定すると共に、前記造形対象部を支持するために前記造形対象部と共に造形される造形支持部に対応する支持領域を設定し、
前記制御ユニットは、前記造形支持部のうち前記造形対象部と接続する接続部分が前記造形対象部と部分的に接続されるように、前記供給ユニットによる前記粉末の供給、並びに前記造形領域及び前記支持領域に対する前記エネルギビームの照射を実行し、
前記支持領域は、前記表面に垂直な方向から見た場合に、前記表面に垂直な方向に対して交差する第１方向に沿って延在し、且つ前記エネルギビームの幅よりも大きい幅を有している、三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、三次元造形方法及び三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【0002】
造形物を造形する三次元造形方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。このような三次元造形方法では、オーバーハング部を含む造形対象部、及び造形対象部を支持するための造形支持部を造形している。造形対象部及び造形支持部の造形が終了した後、造形対象部から造形支持部が除去されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１５７１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上述したような三次元造形方法では、造形支持部を除去しやすくするためには、造形支持部の厚さを小さくすることが考えられる。しかし、造形支持部の厚さが小さくなると、造形支持部による造形対象部の支持が不十分となる結果、造形対象部の変形が生じるおそれがある。
【0005】
本発明は、造形対象部の変形を抑制すると共に造形支持部を容易に除去することができる三次元造形方法及び三次元造形装置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】
【0006】
本発明の三次元造形方法は、粉末層を形成する形成工程と、粉末層の表面のうち、造形物の造形対象部に対応する造形領域及び造形対象部を支持するために造形対象部と共に造形される造形支持部に対応する支持領域に対してエネルギビームを照射する造形工程と、を備え、造形工程では、支持領域は、表面に垂直な方向から見た場合に、前記表面に垂直な方向に対して交差する第１方向に沿って延在し、且つエネルギビームの幅よりも大きい幅を有し、造形工程では、造形支持部のうち造形対象部と接続する接続部分が造形対象部と部分的に接続されるように、エネルギビームを照射する。
【0007】
この三次元造形方法では、造形工程では、粉末層の表面に垂直な方向から見た場合に、第１方向に沿って延在し且つエネルギビームの幅よりも大きい幅を有する支持領域に対してエネルギビームを照射している。これにより、板状を呈し且つエネルギビームの幅よりも大きい厚さを有する造形支持部を造形することができる。そのため、造形対象部を確実に支持することができ、造形対象部の変形を抑制することができる。しかも、造形工程では、造形支持部のうち造形対象部と接続する接続部分が造形対象部と部分的に接続されるように、エネルギビームを照射している。これにより、造形支持部の接続部分が造形対象部と部分的に接続されるため、造形対象部から造形支持部を容易に除去することができる。以上により、この三次元造形方法によれば、造形対象部の変形を抑制すると共に造形支持部を容易に除去することができる。
【0008】
形成工程は、第１表面を有する第１粉末層を形成する第１形成工程と、第２表面を有する第２粉末層を第１表面上に形成する第２形成工程と、を含み、造形工程は、第１表面のうち、造形対象部に対応する第１造形領域及び造形支持部に対応する第１支持領域に対してエネルギビームを照射する第１造形工程と、第２表面のうち、造形対象部に対応する第２造形領域に対してエネルギビームを照射する第２造形工程と、を含み、第１造形工程では、第１支持領域は、第１表面に垂直な方向から見た場合に、第１方向において互いに離れた複数の分離領域によって構成され、第２造形工程では、第２造形領域は、第２表面に垂直な方向から見た場合に、第１支持領域と重なるように連続的に延在していてもよい。この場合、第１造形工程では、第１表面に垂直な方向から見た場合に、第１方向において互いに離れた複数の分離領域によって構成された第１支持領域に対してエネルギビームを照射している。これにより、互いに離れた複数の分離領域のそれぞれに対応する複数の造形支持部分を造形することができる。また、第２造形工程では、第２表面に垂直な方向から見た場合に、第１支持領域と重なるように連続的に延在している第２造形領域に対してエネルギビームを照射している。これにより、互いに離れた複数の造形支持部分の上に造形対象部を造形することができる。したがって、造形支持部の接続部分を造形対象部に部分的に接続させることができる。よって、造形対象部から造形支持部を容易に除去することができる。
【0009】
形成工程は、第３表面を有する第３粉末層を形成する第３形成工程と、第４表面を有する第４粉末層を第３表面上に形成する第４形成工程と、を含み、造形工程は、第３表面のうち、造形対象部に対応する第３造形領域及び造形支持部に対応する第３支持領域に対してエネルギビームを照射する第３造形工程と、第４表面のうち、造形対象部に対応する第４造形領域及び造形支持部に対応する第４支持領域に対してエネルギビームを照射する第４造形工程と、を含み、第３造形工程では、第３支持領域は、第３表面に垂直な方向から見た場合に、第３造形領域と連通しており、第４造形工程では、第４支持領域は、第４表面に垂直な方向から見た場合に、第４造形領域から離れていてもよい。この場合、造形支持部の接続部分を造形対象部に部分的に接続させることができる。これにより、造形対象部から造形支持部を容易に除去することができる。
【0010】
造形工程では、支持領域は、複数の支持領域のそれぞれであり、造形工程では、複数の支持領域のそれぞれは、粉末層の表面に垂直な方向から見た場合に、第１方向に交差する第２方向において互いに離れていてもよい。この場合、複数の造形支持部を造形することができる。これにより、造形対象部をより確実に支持することができ、造形対象部の変形をより確実に抑制することができる。また、第１方向に沿って延在する板状を呈し且つ第１方向に交差する第２方向において互いに離れている複数の造形支持部を造形することができる。そのため、複数の造形支持部の間に存在する粉末を容易に除去することができる。
【0011】
本発明の三次元造形装置は、テーブルの主面上に粉末を供給することで、粉末層を形成する供給ユニットと、粉末層の表面に対してエネルギビームを照射する照射ユニットと、供給ユニットによる粉末の供給及び照射ユニットによるエネルギビームの照射を制御する制御ユニットと、を備え、制御ユニットは、表面において、造形物の造形対象部に対応する造形領域を設定すると共に、造形対象部を支持するために造形対象部と共に造形される造形支持部に対応する支持領域を設定し、制御ユニットは、造形支持部のうち造形対象部と接続する接続部分が造形対象部と部分的に接続されるように、供給ユニットによる粉末の供給、並びに造形領域及び支持領域に対するエネルギビームの照射を実行し、支持領域は、表面に垂直な方向から見た場合に、表面に垂直な方向に対して交差する第１方向に沿って延在し、且つエネルギビームの幅よりも大きい幅を有している。
【0012】
この三次元造形装置では、制御ユニットは、粉末層の表面に垂直な方向から見た場合に、第１方向に延在し且つエネルギビームの幅よりも大きい幅を有する支持領域に対してエネルギビームの照射を実行している。これにより、板状を呈し且つエネルギビームの幅よりも大きい厚さを有する造形支持部を造形することができる。そのため、造形対象部を確実に支持することができ、造形対象部の変形を抑制することができる。しかも、制御ユニットは、造形支持部のうち造形対象部と接続する接続部分が造形対象部と部分的に接続されるように、供給ユニットによる粉末の供給、並びに造形領域及び支持領域に対するエネルギビームの照射を実行している。これにより、造形支持部の接続部分が造形対象部と部分的に接続されるため、造形対象部から造形支持部を容易に除去することができる。以上により、この三次元造形装置によれば、造形対象部の変形を抑制すると共に造形支持部を容易に除去することができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明によれば、造形対象部の変形を抑制すると共に造形支持部を容易に除去することができる三次元造形方法及び三次元造形装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】一実施形態に係る三次元造形装置の概略図である。
【図15】一実施形態に係る三次元製造方法のフロー図である。
【図16】一実施形態に係る三次元製造方法のフロー図である。
【図17】一実施形態に係る三次元製造方法のフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【0016】
図１に示されるように、本実施形態に係る三次元造形装置（以下、「造形装置」という）１は、造形ユニット１０と、照射ユニット２０と、制御ユニット３０と、を備えている。造形装置１は、いわゆる３Ｄプリンタである。造形ユニット１０は、チャンバ１１と、造形タンク１２と、テーブル１３と、昇降ステージ１４と、昇降機１５と、ホッパ１６と、リコータ（供給ユニット）１７と、を有している。
【0017】
チャンバ１１は、造形空間Ｓを形成している。造形空間Ｓには、造形タンク１２、テーブル１３、昇降ステージ１４、昇降機１５、ホッパ１６及びリコータ１７が収容されている。造形空間Ｓは、減圧可能な気密空間である。造形空間Ｓは、造形処理中においては真空状態にある。造形タンク１２は、例えば円筒状を呈している。造形タンク１２の中心軸は、Ｚ軸方向に沿って延びている。本実施形態では、Ｚ軸方向は、鉛直方向である。
【0018】
テーブル１３は、例えば円板状を呈している。テーブル１３の中心軸は、造形タンク１２の中心軸と略一致している。テーブル１３の直径は、造形タンク１２の内径よりも小さい。テーブル１３は、造形タンク１２の内側において、Ｚ軸方向に沿って移動可能である。テーブル１３は、Ｚ軸方向に垂直な主面１３ａを有している。テーブル１３は、後述する粉末Ｐ及び造形物４を支持する。
【0019】
昇降ステージ１４は、テーブル１３の主面１３ａとは反対側においてテーブル１３を支持している。昇降ステージ１４は、造形タンク１２の内側に配置されている。昇降ステージ１４は、例えば円板状を呈している。昇降ステージ１４は、Ｚ軸方向に沿って移動可能である。昇降ステージ１４がＺ軸方向に沿って移動すると、テーブル１３も昇降ステージ１４の従って移動する。
【0020】
昇降ステージ１４の直径は、造形タンク１２の内径よりも僅かに小さい。昇降ステージ１４は、造形タンク１２の内壁面と接触している。これにより、粉末Ｐが昇降ステージ１４の下方へ漏れることが抑制される。また、昇降ステージ１４の外縁部には例えばシール材が設けられていてもよい。これにより、粉末Ｐが昇降ステージ３５の下方へ漏れることがより確実に抑制される。
【0021】
昇降機１５は、昇降ステージ１４を移動させる駆動機構である。昇降機１５は、造形タンク１２の内側に配置されている。昇降機１５は、制御ユニット３０と通信可能である。昇降機１５は、制御ユニット３０からの制御信号に基づいて動作する。
【0022】
造形ユニット１０は、複数のホッパ１６を備えている。本実施形態では、造形ユニット１０は、２つのホッパ１６を備えている。ホッパ１６は、テーブル１３に対して昇降ステージ１４とは反対側に配置されている。ホッパ１６は、造形タンク１２よりも上方に配置されている。ホッパ１６には、粉末Ｐが収容されている。ホッパ１６は、粉末Ｐを排出させるための排出口１６ａを有している。
【0023】
粉末Ｐは、後述するエネルギビームＥの照射によって溶融する。粉末Ｐの材料は、金属である。粉末Ｐは、例えば、チタン系金属粉末、インコネル粉末又はアルミニウム粉末等である。粉末Ｐの材料は、金属に限定されない。粉末Ｐは、例えば、炭素繊維及び樹脂を含む粉末等であってもよい。粉末Ｐは、例えば、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）等であってもよい。
【0024】
リコータ１７は、粉末Ｐによって構成された粉末層を形成する。具体的には、リコータ１７は、例えば棒状又は板状を呈している。リコータ１７は、テーブル１３の主面１３ａ上においてＺ軸方向に垂直な方向（水平方向）に沿って移動可能である。本実施形態では、リコータ１７は、Ｘ軸方向に沿って移動する。リコータ１７は、テーブル１３を跨って往復移動可能である。
【0025】
リコータ１７は、主面１３ａ上において往復移動することで、ホッパ１６の排出口１６ａから放出された粉末Ｐを主面１３ａ上に供給する。リコータ１７は、粉末層の表面を均す。リコータ１７は、アクチュエータ等の駆動機構よって駆動される。当該駆動機構は、制御ユニット３０と通信可能である。当該駆動機構は、制御ユニット３０からの制御信号に基づいて動作する。
【0026】
照射ユニット２０は、主面１３ａ上に形成された粉末層の表面に対してエネルギビームＥを照射する。エネルギビームＥは、例えば電子ビーム等である。電子ビームは、荷電粒子である電子の直線的な運動により形成される荷電粒子ビームである。照射ユニット２０は、粉末層の表面に対してエネルギビームＥを照射することで、粉末層の予備加熱を行った後、粉末層を溶融させる。
【0027】
照射ユニット２０は、電子銃２１と、収差コイル２２と、フォーカスコイル２３と、偏向コイル２４と、コラム２６と、を有している。電子銃２１は、制御ユニット３０と通信可能である。電子銃２１は、制御ユニット３０からの制御信号に基づいて、テーブル１３に向けてエネルギビームＥを出射する。
【0028】
収差コイル２２は、電子銃２１から出射されるエネルギビームＥの周囲に設けられている。収差コイル２２は、制御ユニット３０と通信可能である。収差コイル２２は、制御ユニット３０からの制御信号に基づいて、エネルギビームＥの収差を補正する。なお、照射ユニット２０は、収差コイル２２を有していなくてもよい。
【0029】
フォーカスコイル２３は、電子銃２１から出射されるエネルギビームＥの周囲に設けられている。フォーカスコイル２３は、制御ユニット３０と通信可能である。フォーカスコイル２３は、制御ユニット３０からの制御信号に基づいて、エネルギビームＥを収束させる。これにより、フォーカスコイル２３は、エネルギビームＥの照射位置におけるフォーカス状態を調整する。
【0030】
偏向コイル２４は、電子銃２１から出射されるエネルギビームＥの周囲に設けられている。偏向コイル２４は、制御ユニット３０と通信可能である。偏向コイル２４は、制御ユニット３０からの制御信号に基づいて、エネルギビームＥの照射位置を調整する。偏向コイル２４は、電磁的なビーム偏向を行う。これにより、機械的なビーム偏向に比べ、エネルギビームＥの走査速度を高めることができる。
【0031】
コラム２６は、例えば筒状を呈している。コラム２６は、造形ユニット１０のチャンバ１１に連結されている。コラム２６の内部空間は、チャンバ１１の造形空間Ｓと連通している。コラム２６は、電子銃２１、収差コイル２２、フォーカスコイル２３及び偏向コイル２４を収容している。
【0032】
制御ユニット３０は、造形装置１の全体の制御を行う電子制御ユニットである。制御ユニット３０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有している。制御ユニット３０は、リコータ１７による粉末Ｐの供給、及び、照射ユニット２０によるエネルギビームＥの照射を制御する。具体的には、制御ユニット３０は、リコータ１７の移動を制御することで、テーブル１３の主面１３ａ上に粉末層を形成させる。制御ユニット３０は、電子銃２１を制御することで、粉末層の表面に対してエネルギビームＥを出射させる。制御ユニット３０は、偏向コイル２４を制御することで、エネルギビームＥの照射位置を調整させる。制御ユニット３０は、偏向コイル２４を制御することで、エネルギビームＥを走査させる。粉末層の表面の所定の領域にエネルギビームＥが照射されると、粉末Ｐは溶融する。溶融した粉末Ｐが凝固すると造形物の一部が形成される。
【0033】
制御ユニット３０は、昇降機１５を制御することで、テーブル１３を下降させる。制御ユニット３０は、再びリコータ１７を制御することで、エネルギビームＥが照射された粉末層上に新たな粉末層を形成させる。制御ユニット３０は、再び電子銃２１を制御することで、新たな粉末層の表面に対してエネルギビームＥを出射させる。制御ユニット３０は、再び偏向コイル２４を制御することで、エネルギビームＥの照射位置を調整させる。制御ユニット３０は、偏向コイル２４を制御することで、エネルギビームＥを走査させる。新たな粉末層の表面の所定の領域にエネルギビームＥが照射されると、粉末Ｐは溶融する。溶融した粉末Ｐが凝固すると造形物の一部が形成される。制御ユニット３０は、このような制御を繰り返し実行することで、造形物を造形する。
【0034】
制御ユニット３０は、造形物の三次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）データに基づいて、造形物を造形する。造形物の三次元ＣＡＤデータは、制御ユニット３０に予め入力される。制御ユニット３０は、三次元ＣＡＤデータに基づいて複数の二次元スライスデータを生成する。三次元ＣＡＤデータは、複数の二次元スライスデータの集合体である。二次元スライスデータは、造形物の水平断面（本実施形態では、ＸＹ面）に対応するデータである。制御ユニット３０は、二次元スライスデータに基づいて、エネルギビームＥの照射領域を設定する。
【0035】
次に、本実施形態に係る造形物について説明する。図２及び図３に示されるように、造形物４は、造形対象部４１と、複数の造形支持部４２と、を含んでいる。造形対象部４１は、本体部４３と、突出部４４と、を含んでいる。本体部４３は、例えば円筒状を呈している。本体部４３の中心軸は、Ｚ軸方向に沿って延びている。
【0036】
突出部４４は、いわゆるオーバーハング部である。突出部４４は、Ｚ軸方向における本体部４３の一端に位置している。突出部４４は、本体部４３の上端に位置している。突出部４４は、例えば板状を呈している。突出部４４は、Ｚ軸方向に垂直な面内において延在している。突出部４４は、Ｚ軸方向から見た場合に、例えば円環状を呈している。突出部４４の中心軸は、本体部４３の中心軸と略一致している。Ｚ軸方向から見た場合に、突出部４４の内縁は、本体部４３の内縁と一致している。Ｚ軸方向から見た場合に、突出部４４の外縁は、本体部４３の外縁よりも外側に位置している。つまり、突出部４４は、本体部４３の外側面４３ａから突出している。突出部４４の厚さは、本体部４３の厚さと略同じである。
【0037】
造形支持部４２は、いわゆるサポートである。造形支持部４２は、板状を呈している。造形支持部４２は、Ｚ軸方向から見た場合に、本体部４３の径方向に沿って延在している。本実施形態では、造形支持部４２は、直線状に延在している。複数の造形支持部４２は、Ｚ軸方向から見た場合に、本体部４３の周方向において並んでいる。各造形支持部４２は、Ｚ軸方向から見た場合に、本体部４３の周方向において互いに離れている。複数の造形支持部４２は、Ｚ軸方向から見た場合に、放射状を呈している。造形支持部４２は、造形支持部４２の厚さ方向から見た場合に、例えば三角形状の外形を有している。
【0038】
造形支持部４２の厚さは、エネルギビームＥの幅よりも大きい。造形支持部４２の厚さは、エネルギビームＥの幅の１．５倍よりも大きい。造形支持部４２の厚さは、エネルギビームＥの幅の２倍よりも大きい。造形支持部４２の厚さは、エネルギビームＥの幅の３倍よりも大きい。造形支持部４２の厚さは、エネルギビームＥの幅の５倍～１０倍程度である。本実施形態では、造形支持部４２の厚さは、エネルギビームＥの幅の約５倍程度である。
【0039】
造形支持部４２は、本体部４３及び突出部４４に接続されている。具体的には、図４に示されるように、造形支持部４２の第１辺部４２ａは、本体部４３の外側面４３ａに接続されている。第１辺部４２ａは、造形支持部４２のうち、本体部４３と接続する接続部分である。造形支持部４２の第２辺部４２ｂは、突出部４４の表面４４ａに接続されている。第２辺部４２ｂは、造形支持部４２のうち、突出部４４と接続する接続部分である。造形支持部４２の第３辺部４２ｃは、露出している。つまり、第３辺部４２ｃは、本体部４３及び突出部４４のいずれにも接続されていない。本体部４３及び突出部４４は、複数の造形支持部４２によって支持されている。第３辺部４２ｃと本体部４３の外側面４３ａとが成す角度は、造形支持部４２のみで本体部４３及び突出部４４を支持することができる程度に設定されてもよい。つまり、第３辺部４２ｃと外側面４３ａとが成す角度は、造形支持部４２を支持するための新たな造形支持部を要しないように設定されてもよい。
【0040】
図５に示されるように、第１辺部４２ａは、本体部４３と部分的に接続されている。換言すると、第１辺部４２ａは、本体部４３と接続されている部分と、本体部４３から離れている部分と、を含んでいる。具体的には、第１辺部４２ａは、波状を呈している。第１辺部４２ａは、Ｚ軸方向において並んでいる複数の凸部４５を含んでいる。各凸部４５の間には、隙間４６が形成されている。凸部４５は、造形支持部４２の厚さ方向から見た場合に、例えば三角形状を呈している。凸部４５の頂部４５ａは、本体部４３の外側面４３ａと接続されている。つまり、凸部４５は、外側面４３ａと線接触している。第１辺部４２ａは、隙間４６においては、外側面４３ａから離れている。
【0041】
図６に示されるように、第２辺部４２ｂは、突出部４４と部分的に接続されている。換言すると、第２辺部４２ｂは、突出部４４と接続されている部分と、突出部４４から離れている部分と、を含んでいる。具体的には、第２辺部４２ｂは、波状を呈している。第２辺部４２ｂは、Ｘ軸方向において並んでいる複数の凸部４７を含んでいる。各凸部４７の間には、隙間４８が形成されている。凸部４７は、造形支持部４２の厚さ方向から見た場合に、例えば三角形状を呈している。凸部４７の頂部４７ａは、突出部４４の表面４４ａと接続されている。つまり、凸部４７は、表面４４ａと線接触している。第２辺部４２ｂは、隙間４８においては、表面４４ａから離れている。
【0042】
図４に示されるように、造形支持部４２には、貫通孔４９が形成されている。貫通孔４９は、第１辺部４２ａの一部に至っている。つまり、造形支持部４２は、貫通孔４９が形成されている領域においては、本体部４３と接続されていない。造形支持部４２は、貫通孔４９が形成されている領域においては、本体部４３から離れている。これにより、例えば、比較例として造形支持部の第１辺部の全体が本体部４３と接続されている場合に比べ、造形支持部４２を容易に除去することができる。
【0043】
貫通孔４９は、造形支持部４２の厚さ方向から見た場合に、例えば三角形状を呈している。貫通孔４９の第１辺は、造形支持部４２の第１辺部４２ａと平行である。貫通孔４９の第２辺は、造形支持部４２の第２辺部４２ｂにおける本体部４３側の端部に至っている。貫通孔４９の第３辺は、造形支持部４２の第３辺部４２ｃと平行である。貫通孔４９の形状及び位置は、限定されない。貫通孔４９の形状及び位置は、造形物４の形状又は材料等に基づいて、定められてもよい。なお、造形支持部４２には、貫通孔４９とは異なるその他の貫通孔が形成されていてもよい。これらの貫通孔は、造形支持部４２のいずれの辺部にも至っていなくてもよい。造形支持部４２に貫通孔を形成することで、造形支持部４２を造形するための粉末Ｐの量を削減することができる。
【0044】
次に、造形装置１を用いた造形物４の造形について説明する。図７に示されるように、制御ユニット３０は、リコータ１７の移動を制御することで、テーブル１３の主面１３ａ上に粉末層５を形成させる。制御ユニット３０は、粉末層５の表面５ａにおいて、造形領域６を設定する。造形領域６は、本体部４３に対応する領域である。造形領域６は、円環状を呈している。制御ユニット３０は、照射ユニット２０を制御することで、造形領域６に対してエネルギビームＥの照射を実行する。これにより、造形領域６における粉末Ｐが溶融した後に固化した結果、本体部４３の一部が造形される。
【0045】
制御ユニット３０は、昇降機１５を制御することで、テーブル１３を下降させる。図８に示されるように、制御ユニット３０は、リコータ１７の移動を制御することで、テーブル１３の主面１３ａ上に、新たな粉末層５を形成させる。「テーブルの主面上に粉末層を形成する」は、主面に粉末層を形成する態様、及び、主面の上方に粉末層を形成する態様を含む。例えば、粉末層５を主面１３ａに直接形成する場合、及び、新たな粉末層５を主面１３ａに形成された粉末層５の表面５ａに直接形成する場合のいずれも、テーブル１３の主面１３ａ上に粉末層５を形成するといえる。
【0046】
制御ユニット３０は、新たな粉末層５の表面５ａにおいて、新たな造形領域６及び複数の支持領域７を設定する。造形領域６は、例えば円環状を呈している。支持領域７は、造形支持部４２に対応する領域である。造形支持部４２は、造形物４の造形工程において造形対象部４１を支持する。
【0047】
支持領域７は、Ｚ軸方向（表面５ａに垂直な方向）から見た場合に、第１方向（本実施形態では、造形領域６の径方向）に沿って延在している。本実施形態では、支持領域７は、直線状に延在している。複数の支持領域７は、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向に交差する第２方向（本実施形態では、造形領域６の周方向）において並んでいる。各支持領域７は、Ｚ軸方向から見た場合に、第２方向において互いに離れている。複数の支持領域７は、Ｚ軸方向から見た場合に、放射状を呈している。
【0048】
支持領域７は、Ｚ軸方向から見た場合に、エネルギビームＥの幅よりも大きい幅を有している。支持領域７の幅は、エネルギビームＥの幅の１．５倍よりも大きい。支持領域７の幅は、エネルギビームＥの幅の２倍よりも大きい。支持領域７の幅は、エネルギビームＥの幅の３倍よりも大きい。支持領域７の幅は、エネルギビームＥの幅の５倍～１０倍程度である。本実施形態では、支持領域７の幅は、エネルギビームＥの幅の約５倍程度である。
【0049】
制御ユニット３０は、照射ユニット２０を制御することで、新たな造形領域６及び支持領域７に対してエネルギビームＥの照射を実行する。これにより、造形領域６及び支持領域７における粉末Ｐが溶融した後に固化した結果、本体部４３の一部及び造形支持部４２の一部が造形される。
【0050】
制御ユニット３０は、昇降機１５を制御することで、テーブル１３を下降させる。図９に示されるように、制御ユニット３０は、リコータ１７の移動を制御することで、テーブル１３の主面１３ａ上に、新たな粉末層５を形成させる。制御ユニット３０は、新たな粉末層５の表面５ａにおいて、突出部４４に対応する新たな造形領域６を設定する。制御ユニット３０は、照射ユニット２０を制御することで、新たな造形領域６に対してエネルギビームＥの照射を実行する。これにより、新たな造形領域６における粉末Ｐが溶融した後に固化した結果、突出部４４の一部が造形される。制御ユニット３０は、上述したような制御を繰り返し実行することで、造形物４を造形する。
【0051】
制御ユニット３０は、造形支持部４２のうち造形対象部４１と接続する接続部分（第１辺部４２ａ又は第２辺部４２ｂ）が造形対象部４１と部分的に接続されるように、リコータ１７による粉末Ｐの供給、並びに造形領域６及び支持領域７に対するエネルギビームＥの照射を実行する。具体的には、制御ユニット３０は、複数の凸部４５及び複数の凸部４７を造形する。
【0052】
凸部４５の造形について説明する。図１０に示されるように、制御ユニット３０は、リコータ１７の移動を制御することで、主面１３ａ上に粉末層（第３粉末層）５１を形成させる。その後、制御ユニット３０は、粉末層５１の表面（第３表面）５１ａにおいて、造形領域（第３造形領域）６１及び複数の支持領域（第３支持領域）７１を設定する。支持領域７１は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６１と連通している。制御ユニット３０は、照射ユニット２０を制御することで、造形領域６１及び支持領域７１に対してエネルギビームＥの照射を実行する。支持領域７１における造形領域６１と連通している部分が、凸部４５の頂部４５ａに対応する。
【0053】
図１１に示されるように、制御ユニット３０は、リコータ１７の移動を制御することで、粉末層５１の表面５１ａ（主面１３ａ上）に粉末層（第４粉末層）５２を形成させる。その後、制御ユニット３０は、粉末層５２の表面（第４表面）５２ａにおいて、造形領域（第４造形領域）６２及び複数の支持領域（第４支持領域）７２を設定する。造形領域６２は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６１と重なっている。支持領域７２は、Ｚ軸方向から見た場合に、支持領域７１と重なっている。支持領域７２は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６２から離れている。つまり、支持領域７２は、造形領域６２と連通していない。制御ユニット３０は、照射ユニット２０を制御することで、造形領域６２及び支持領域７２に対してエネルギビームＥの照射を実行する。支持領域７２と造形領域６２との間の領域が、各凸部４５の間の隙間４６に対応する。
【0054】
図１２に示されるように、制御ユニット３０は、リコータ１７の移動を制御することで、粉末層５２の表面５２ａ（主面１３ａ上）に粉末層５３を形成させる。その後、制御ユニット３０は、粉末層５３の表面５３ａにおいて、造形領域６３及び複数の支持領域７３を設定する。造形領域６３は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６１，６２と重なっている。支持領域７３は、Ｚ軸方向から見た場合に、支持領域７１，７２と重なっている。支持領域７３は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６３と連通している。制御ユニット３０は、照射ユニット２０を制御することで、造形領域６３及び支持領域７３に対してエネルギビームＥの照射を実行する。支持領域７３における造形領域６３と連通している部分が、凸部４５の頂部４５ａに対応する。制御ユニット３０は、このような制御を繰り返し実行することで、複数の凸部４５を造形し、これにより、造形支持部４２を本体部４３に部分的に接続させている。
【0055】
凸部４７の造形について説明する。図１３に示されるように、制御ユニット３０は、リコータ１７の移動を制御することで、主面１３ａ上に粉末層（第１粉末層）５４を形成させる。その後、制御ユニット３０は、粉末層５４の表面（第１表面）５４ａにおいて、造形領域（第１造形領域）６４及び複数の支持領域（第１支持領域）７４を設定する。造形領域６４は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６１，６２，６３と重なっている。支持領域７４は、Ｚ軸方向から見た場合に、支持領域７１，７２，７３と重なっている。
【0056】
支持領域７４は、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向において互いに離れた複数の分離領域７４ａによって構成されている。制御ユニット３０は、照射ユニット２０を制御することで、造形領域６４及び支持領域７４（複数の分離領域７４ａ）に対してエネルギビームＥの照射を実行する。分離領域７４ａが凸部４７に対応し、各分離領域７４ａの間の部分が隙間４８に対応する。制御ユニット３０は、凸部４７の頂部４７ａ（図１４参照）が現れるまで、このような制御を繰り返し実行することで、複数の凸部４７を造形する。
【0057】
図１４に示されるように、制御ユニット３０は、リコータ１７の移動を制御することで、粉末層５４の表面５４ａ（主面１３ａ上）に粉末層（第２粉末層）５５を形成させる。その後、制御ユニット３０は、粉末層５５の表面（第２表面）５５ａにおいて、造形領域（第２造形領域）６５を設定する。造形領域６５は、突出部４４に対応する領域である。造形領域６５は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６１，６２，６３，６４及び支持領域７１，７２，７３，７４と重なるように連続的に延在している。「連続的に延在している」とは、途切れることなく繋がっていることをいう。本実施形態では、造形領域６５は、Ｚ軸方向から見た場合に、互いに離れている各分離領域７４ａを含むように広がっている。造形領域６５は、Ｚ軸方向から見た場合に、各分離領域７４ａの間と重なっている。造形領域６５は、Ｚ軸方向から見た場合に、円環状を呈している。造形領域６５の中心は、造形領域６４の中心と略一致している。
【0058】
Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６５の内縁は、造形領域６４の内縁と一致している。Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６５の外縁は、造形領域６４の外縁よりも外側に位置している。つまり、造形領域６５は、造形領域６４の外縁から突出している。制御ユニット３０は、照射ユニット２０を制御することで、造形領域６５に対してエネルギビームＥの照射を実行する。制御ユニット３０は、このような制御を実行することで、複数の凸部４７を突出部４４に接続させ、これにより、造形支持部４２を突出部４４に部分的に接続させている。
【0059】
以上説明したように、造形装置１では、制御ユニット３０は、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向に延在し且つエネルギビームＥの幅よりも大きい幅を有する支持領域７に対してエネルギビームＥの照射を実行している。これにより、板状を呈し且つエネルギビームＥの幅よりも大きい厚さを有する造形支持部４２を造形することができる。そのため、造形対象部４１を確実に支持することができ、造形対象部４１の変形を抑制することができる。しかも、制御ユニット３０は、造形支持部４２のうち造形対象部４１と接続する接続部分が造形対象部４１と部分的に接続されるように、リコータ１７による粉末Ｐの供給、並びに造形領域６及び支持領域７に対するエネルギビームＥの照射を実行している。これにより、造形支持部４２の接続部分が造形対象部４１と部分的に接続されるため、造形対象部４１から造形支持部４２を容易に除去することができる。以上により、造形装置１によれば、造形対象部４１の変形を抑制すると共に造形支持部４２を容易に除去することができる。
【0060】
造形物４の造形工程において、粉末Ｐの溶融及び固化が繰り返されると、造形物４に残留応力が生じる結果、造形物４が変形してしまう場合がある。本実施形態では、例えば、突出部４４がＺ軸方向において本体部４３とは反対側に向かって反ってしまう場合がある。本実施形態では、複数の造形支持部４２が本体部４３及び突出部４４に接続されているため、突出部４４の反りを抑制することができる。しかも、造形支持部４２が板状を呈しているため、例えば造形支持部がワイヤ状を呈している場合に比べ、突出部４４の反りをより確実に抑制することができる。具体的には、突出部４４の外縁部の反りが突出部４４の内縁部の反りよりも大きくなる傾向にある。すなわち、突出部４４は、本体部４３から離れるに従って反りが大きくなる傾向にある。このような本体部４３及び突出部４４が、互いに独立した複数のワイヤ状の造形支持部によって支持されている場合には、突出部４４の外縁部を支持する造形支持部が先に破損してしまうおそれがある。本実施形態では、造形支持部４２が、本体部４３の径方向に沿って延在する板状を呈しているため、突出部４４の外縁部が造形支持部４２の全体によって支持されている。したがって、造形支持部４２が破損し難くなり、その結果、突出部４４の反りが確実に抑制される。
【0061】
また、突出部４４が反ってしまうと、リコータ１７が突出部４４に接触した結果、リコータ１７が部分的に欠損する場合がある。換言すると、リコータ１７が突出部４４によって部分的に削られる場合がある。そのため、粉末層５の表面５ａが不均一となる結果、造形装置１の稼働が停止するおそれがある。本実施形態では、上述したように、突出部４４の反りが確実に抑制されているため、リコータ１７の部分的な欠損が抑制され、造形装置１の稼働の停止が抑制される。
【0062】
また、造形対象部から造形支持部を除去しやすくするためには、造形支持部の厚さ（幅）を最小限に設定することが考えられる。その場合、造形支持部の厚さを例えばエネルギビームの幅と同程度に設定することが考えられる。しかし、造形支持部の厚さが小さくなると、造形物の変形を抑制することが困難となるおそれがある。つまり、造形物の変形の抑制及び造形支持部の除去の両立が困難となるおそれがある。本実施形態では、造形支持部４２の厚さをエネルギビームＥの幅よりも大きくすることで、造形物４の変形を確実に抑制しつつ、造形支持部４２を造形対象部４１に部分的に接続させることで、造形支持部４２の除去を容易にしている。つまり、本実施形態では、造形物４の変形の抑制及び造形支持部４２の除去の両立を実現した。
【0063】
次に、本実施形態に係る三次元造形方法（以下、「造形方法」という）について説明する。図１５に示されるように、まず、テーブル１３の主面１３ａ上に粉末層５が形成される（ステップＳ１０）。続いて、粉末層５の表面５ａにおいて、造形領域６が設定される（ステップＳ２０）。続いて、粉末層５の表面５ａのうち、造形領域６に対してエネルギビームＥが照射される（ステップＳ３０）。これにより、造形領域６における粉末Ｐが溶融した後固化する結果、本体部４３の一部が造形される。
【0064】
続いて、テーブル１３の主面１３ａ上に新たな粉末層５が形成される（形成工程、ステップＳ４０）。続いて、新たな粉末層５の表面５ａにおいて、新たな造形領域６及び複数の支持領域７が設定される（設定工程、ステップＳ５０）。支持領域７は、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向に沿って延在している。支持領域７は、Ｚ軸方向から見た場合に、エネルギビームＥの幅よりも大きい幅を有している。複数の支持領域７は、Ｚ軸方向から見た場合に、第２方向において互いに離れている。続いて、新たな粉末層５の表面５ａのうち、造形領域６及び支持領域７に対してエネルギビームＥが照射される（造形工程、ステップＳ６０）。これにより、造形領域６及び支持領域７における粉末Ｐが溶融した後固化する結果、本体部４３の一部及び造形支持部４２の一部が造形される。
【0065】
続いて、粉末層５の表面５ａ上に、新たな粉末層５が形成される（ステップＳ７０）。続いて、新たな粉末層５の表面５ａにおいて、新たな造形領域６が設定される（ステップＳ８０）。続いて、新たな造形領域６に対してエネルギビームＥが照射される（ステップＳ９０）。これにより、新たな造形領域６における粉末Ｐが溶融した後固化する結果、突出部４４の一部が造形される。本実施形態の造形方法では、このような工程が繰り返されることで、造形物４が造形される。
【0066】
造形工程では、造形支持部４２のうち造形対象部４１と接続する接続部分（第１辺部４２ａ又は第２辺部４２ｂ）が造形対象部４１と部分的に接続されるように、エネルギビームＥが照射される。具体的には、造形工程では、複数の凸部４５及び複数の凸部４７が造形される。
【0067】
凸部４５の造形について説明する。図１６に示されるように、まず、粉末層（第３粉末層）５１が形成される（第３形成工程、ステップＳ４１）。続いて、粉末層５１の表面（第３表面）５１ａにおいて、造形領域（第３造形領域）６１及び複数の支持領域（第３支持領域）７１が設定される（第３設定工程、ステップＳ５１）。支持領域７１は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６１と連通している。続いて、表面５１ａのうち、造形領域６１及び支持領域７１に対してエネルギビームＥが照射される（第３造形工程、ステップＳ６１）。
【0068】
続いて、粉末層５１の表面５１ａ上に粉末層（第４粉末層）５２が形成される（第４形成工程、ステップＳ４２）。続いて、粉末層５２の表面（第４表面）５２ａにおいて、造形領域（第４造形領域）６２及び複数の支持領域（第４支持領域）７２が設定される（第４設定工程、ステップＳ５２）。支持領域７２は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６２から離れている。つまり、支持領域７２は、造形領域６２と連通していない。続いて、表面５２ａのうち、造形領域６２及び支持領域７２に対してエネルギビームＥが照射される（第４造形工程、ステップＳ６２）。
【0069】
続いて、粉末層５２の表面５２ａ上に粉末層５３が形成される（ステップＳ４３）。続いて、粉末層５３の表面５３ａにおいて、造形領域６３及び複数の支持領域７３が設定される（ステップＳ５３）。支持領域７３は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６３と連通している。続いて、粉末層５３の表面５３ａのうち、造形領域６３及び支持領域７３に対してエネルギビームＥが照射される（ステップＳ６３）。本実施形態の造形方法では、このような工程が繰り返されることで、複数の凸部４５が造形される。これにより、造形支持部４２が本体部４３に部分的に接続される。形成工程は、複数の第３形成工程と、複数の第４形成工程と、を含んでおり、設定工程は、複数の第３設定工程と、複数の第４設定工程と、を含んでおり、造形工程は、複数の第３造形工程と、複数の第４造形工程と、を含んでいる。
【0070】
凸部４７の造形について説明する。図１７に示されるように、まず、粉末層（第１粉末層）５４が形成される（第１形成工程、ステップＳ４４）。続いて、粉末層５４の表面（第１表面）５４ａにおいて、造形領域（第１造形領域）６４及び複数の支持領域（第１支持領域）７４が設定される（第１設定ステップ、ステップＳ５４）。支持領域７４は、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向において互いに離れた複数の分離領域７４ａによって構成されている。続いて、粉末層５４の表面５４ａのうち、造形領域６４及び支持領域７４（複数の分離領域７４ａ）に対してエネルギビームＥが照射される（第１造形工程、ステップＳ６４）。本実施形態の造形方法では、凸部４７の頂部４７ａが現れるまで、このような工程が繰り返されることで、複数の凸部４７を造形される。
【0071】
続いて、粉末層５４の表面５４ａ上に粉末層（第２粉末層）５５が形成される（第２形成工程、ステップＳ４５）。続いて、粉末層５５の表面（第２表面）５５ａにおいて、造形領域（第２造形領域）６５が設定される（第２設定工程、ステップＳ５５）。造形領域６５は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６１，６２，６３，６４及び支持領域７１，７２，７３，７４と重なるように連続的に延在している。続いて、粉末層５５の表面５５ａのうち、造形領域６５に対してエネルギビームＥが照射される（第２造形工程、ステップＳ６５）。本実施形態の造形方法では、このような工程が繰り返されることで、複数の凸部４７が突出部４４に接続され、これにより、造形支持部４２が突出部４４に部分的に接続される。形成工程は、複数の第１形成工程と、複数の第２形成工程と、を含んでおり、設定工程は、複数の第１設定工程と、複数の第２設定工程と、を含んでおり、造形工程は、複数の第１造形工程と、複数の第２造形工程と、を含んでいる。
【0072】
以上説明したように、本実施形態の造形方法では、造形工程では、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向に沿って延在し且つエネルギビームＥの幅よりも大きい幅を有する支持領域７に対してエネルギビームＥを照射している。これにより、板状を呈し且つエネルギビームＥの幅よりも大きい厚さを有する造形支持部４２を造形することができる。そのため、造形対象部４１を確実に支持することができ、造形対象部４１の変形を抑制することができる。しかも、造形工程では、造形支持部４２のうち造形対象部４１と接続する接続部分が造形対象部４１と部分的に接続されるように、エネルギビームＥを照射している。これにより、造形支持部４２の接続部分が造形対象部４１と部分的に接続されるため、造形対象部４１から造形支持部４２を容易に除去することができる。以上により、この造形方法によれば、造形対象部４１の変形を抑制すると共に造形支持部４２を容易に除去することができる。
【0073】
形成工程は、粉末層５４を形成するステップＳ４４（第１形成工程）と、粉末層５４の表面５４ａ上に粉末層５５を形成するステップＳ４５（第２形成工程）と、を含んでいる。造形工程は、表面５４ａのうち、造形対象部４１に対応する造形領域６４及び造形支持部４２に対応する支持領域７４に対してエネルギビームＥを照射するステップＳ６４（第１造形工程）と、表面５５ａのうち、造形対象部４１に対応する造形領域６５に対してエネルギビームＥを照射するステップＳ６５（第２造形工程）と、を含んでいる。ステップＳ６４では、支持領域７４は、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向において互いに離れた複数の分離領域７４ａによって構成されている。ステップＳ６５では、造形領域６５は、Ｚ軸方向から見た場合に、支持領域７４と重なるように連続的に延在している。この場合、ステップＳ６４では、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向において互いに離れた複数の分離領域７４ａによって構成された支持領域７４に対してエネルギビームＥを照射している。これにより、互いに離れた複数の分離領域７４ａのそれぞれに対応する複数の造形支持部分（凸部４７）を造形することができる。また、ステップＳ６５では、Ｚ軸方向から見た場合に、支持領域７４と重なるように連続的に延在している造形領域６５に対してエネルギビームＥを照射している。これにより、互いに離れた複数の造形支持部分（凸部４７）の上に突出部４４を造形することができる。したがって、造形支持部４２の接続部分を突出部４４に部分的に接続させることができる。よって、突出部４４から造形支持部４２を容易に除去することができる。
【0074】
形成工程は、粉末層５１を形成するステップＳ４１（第３形成工程）と、粉末層５１の表面５１ａ上に粉末層５２を形成するステップＳ４２（第４形成工程）と、を含んでいる。造形工程は、表面５１ａのうち、造形対象部４１に対応する造形領域６１及び造形支持部４２に対応する支持領域７１に対してエネルギビームＥを照射するステップＳ６１（第３造形工程）と、表面５２ａのうち、造形対象部４１に対応する造形領域６２及び造形支持部４２に対応する支持領域７２に対してエネルギビームＥを照射するステップＳ６２（第４造形工程）と、を含んでいる。ステップＳ６１では、支持領域７１は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６１と連通している。ステップＳ６２では、支持領域７２は、Ｚ軸方向から見た場合に、造形領域６２から離れている。この場合、造形支持部４２の接続部分を本体部４３に部分的に接続させることができる。これにより、本体部４３から造形支持部４２を容易に除去することができる。
【0075】
複数の支持領域７のそれぞれは、Ｚ軸方向から見た場合に、第１方向に交差する第２方向において互いに離れている。この場合、複数の造形支持部４２を造形することができる。これにより、造形対象部４１をより確実に支持することができ、造形対象部４１の変形をより確実に抑制することができる。また、第１方向に沿って延在する板状を呈し且つ第１方向に交差する第２方向において互いに離れている複数の造形支持部４２を造形することができる。そのため、複数の造形支持部４２の間に存在する粉末Ｐを容易に除去することができる。
【0076】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【0077】
リコータ１７がテーブル１３を跨って往復移動する例を示したが、リコータ１７は、テーブル１３に対して回転してもよい。
【0078】
粉末Ｐが、エネルギビームＥの照射によって溶融した後に固化する例を示したが、粉末Ｐは、エネルギビームＥの照射によって焼結されてもよい。
【0079】
凸部４５，４７が、造形支持部４２の厚さ方向から見た場合に、例えば三角形状を呈している例を示したが、凸部４５，４７は、造形支持部４２の厚さ方向から見た場合に、台形状を呈していてもよい。造形支持部４２の接続部分（第１辺部４２ａ又は第２辺部４２Ｂ）が造形対象部４１と部分的に接続されていれば、凸部４５，４７は、様々な形状を呈していてもよい。
【0080】
造形支持部４２は、凸部４５及び凸部４７のいずれか一方のみを含んでいてもよい。つまり、造形支持部４２は、本体部４３及び突出部４４のいずれか一方のみと部分的に接続されていてもよい。制御ユニット３０は、造形支持部４２が本体部４３及び突出部４４のいずれか一方のみと部分的に接続されるように、リコータ１７による粉末Ｐの供給、並びに造形領域６及び支持領域７に対するエネルギビームＥの照射を実行してもよい。造形工程では、造形支持部４２が本体部４３及び突出部４４のいずれか一方のみと部分的に接続されるように、エネルギビームＥを照射してもよい。
【符号の説明】
【0081】
１ 造形装置
５ 粉末層
５ａ 表面
６ 造形領域
７ 支持領域
１３ テーブル
１３ａ 主面
１７ リコータ（供給ユニット）
２０ 照射ユニット
３０ 制御ユニット
４１ 造形対象部
４２ 造形支持部
５１ 第３粉末層
５１ａ 第３表面
５２ 第４粉末層
５２ａ 第４表面
５４ 第１粉末層
５４ａ 第１表面
５５ 第２粉末層
５５ａ 第２表面
６１ 第３造形領域
６２ 第４造形領域
６４ 第１造形領域
６５ 第２造形領域
７１ 第３支持領域
７２ 第４支持領域
７４ 第１支持領域
７４ａ 分離領域
Ｅ エネルギビーム
Ｐ 粉末
５ 粉末層
５ａ 表面
６ 造形領域
７ 支持領域
１３ テーブル
１３ａ 主面
１７ リコータ（供給ユニット）
２０ 照射ユニット
３０ 制御ユニット
４１ 造形対象部
４２ 造形支持部
５１ 第３粉末層
５１ａ 第３表面
５２ 第４粉末層
５２ａ 第４表面
５４ 第１粉末層
５４ａ 第１表面
５５ 第２粉末層
５５ａ 第２表面
６１ 第３造形領域
６２ 第４造形領域
６４ 第１造形領域
６５ 第２造形領域
７１ 第３支持領域
７２ 第４支持領域
７４ 第１支持領域
７４ａ 分離領域
Ｅ エネルギビーム
Ｐ 粉末
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】