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特開2024-173348付加製造装置、製造条件決定装置、及び製造条件決定プログラム
(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】P2024173348
(43)【公開日】2024-12-12
(54)【発明の名称】付加製造装置、製造条件決定装置、及び製造条件決定プログラム
(51)【国際特許分類】
B29C 64/393 20170101AFI20241205BHJP
B29C 64/135 20170101ALI20241205BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20241205BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20241205BHJP
【ＦＩ】
B29C64/393
B29C64/135
B33Y10/00
B33Y50/02
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023091703
(22)【出願日】2023-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】000191009
【氏名又は名称】新東工業株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】504157024
【氏名又は名称】国立大学法人東北大学
(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】100161425
【弁理士】
【氏名又は名称】大森 鉄平
(72)【発明者】
【氏名】近藤 直樹
(72)【発明者】
【氏名】厨川 常元
(72)【発明者】
【氏名】水谷 正義
【テーマコード（参考）】
4F213
【Ｆターム（参考）】
4F213AB16
4F213AR12
4F213AR19
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL02
4F213WL12
4F213WL43
4F213WL85
4F213WL92
(57)【要約】
【課題】セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる技術を提供する。
【解決手段】付加製造装置は、基台と、基台上の紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射することによって、原料が硬化した層を形成する層形成部と、コントローラと、備え、コントローラは、層の目標膜厚、及び層形成部による原料への紫外線レーザの照射回数を取得し、目標膜厚及び照射回数と予め取得された関係とに基づいて、紫外線レーザの照射条件を決定し、予め取得された関係は、照射回数と、原料の硬化前における原料への侵入深さと、原料の硬化後における原料への侵入深さと、照射条件との関係であり、決定された照射条件に基づいて、層形成部から紫外線レーザを照射させる。
【選択図】図１
【解決手段】付加製造装置は、基台と、基台上の紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射することによって、原料が硬化した層を形成する層形成部と、コントローラと、備え、コントローラは、層の目標膜厚、及び層形成部による原料への紫外線レーザの照射回数を取得し、目標膜厚及び照射回数と予め取得された関係とに基づいて、紫外線レーザの照射条件を決定し、予め取得された関係は、照射回数と、原料の硬化前における原料への侵入深さと、原料の硬化後における原料への侵入深さと、照射条件との関係であり、決定された照射条件に基づいて、層形成部から紫外線レーザを照射させる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
３次元形状の造形物を形成する付加製造装置であって、
紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料が供給される基台と、
前記基台上の原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射することによって、前記原料が硬化した層を形成する層形成部と、
前記層形成部を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記層の目標膜厚、及び、前記層形成部による前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を取得し、
取得された前記目標膜厚及び前記照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、前記紫外線レーザの照射条件を決定し、前記予め取得された関係は、前記照射回数と、前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さと、前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さと、前記照射条件との関係であり、
決定された前記照射条件に基づいて、前記層形成部から前記紫外線レーザを照射させる、
付加製造装置。
紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料が供給される基台と、
前記基台上の原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射することによって、前記原料が硬化した層を形成する層形成部と、
前記層形成部を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記層の目標膜厚、及び、前記層形成部による前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を取得し、
取得された前記目標膜厚及び前記照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、前記紫外線レーザの照射条件を決定し、前記予め取得された関係は、前記照射回数と、前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さと、前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さと、前記照射条件との関係であり、
決定された前記照射条件に基づいて、前記層形成部から前記紫外線レーザを照射させる、
付加製造装置。
【請求項2】
前記コントローラは、前記照射条件を決定する前に、前記第１侵入深さと、前記紫外線レーザを前記原料の所定の領域に照射する際に形成される第１膜の硬化深さと、前記紫外線レーザを前記第１膜が形成された前記領域に照射する際に更に形成される第２膜の硬化深さと、に基づいて、前記第２侵入深さを算出する、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項3】
前記第２侵入深さは、以下の数式（１）の関係を満たす、請求項２に記載の付加製造装置。
ここで、Ｄｐは前記第１侵入深さ、Ｄｐ’は前記第２侵入深さ、Ｚ１は前記第１膜の前記硬化深さ、Ｚ２は前記第１膜の前記硬化深さと前記第２膜の硬化深さとの和である。
【数1】
ここで、Ｄｐは前記第１侵入深さ、Ｄｐ’は前記第２侵入深さ、Ｚ１は前記第１膜の前記硬化深さ、Ｚ２は前記第１膜の前記硬化深さと前記第２膜の硬化深さとの和である。
【請求項4】
前記予め取得された関係は、スラリー状の前記原料が硬化する最小の前記紫外線レーザのエネルギー値を更に含む、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項5】
前記層形成部は、前記紫外線レーザにおける第１方向に沿った走査を、前記第１方向に交差する第２方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら前記照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射する第１照射を実行して前記原料を硬化させ、
前記照射回数、前記第１侵入深さ、前記第２侵入深さ、及び前記照射条件は、前記予め取得された関係として、以下の数式（２）～（５）の関係を満たす、請求項１に記載の付加製造装置。
ここで、ｙは前記第２方向に沿った方向における前記層の位置、Ｚ１（ｙ）は前記第１照射における１番目の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは前記第１侵入深さ、ｗoは前記紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは前記紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは前記原料が硬化する最小の前記紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は前記第１照射における１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの前記紫外線レーザの照射後の前記層の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は前記第１照射における１番目から（ｎ－１）番目までの前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ａｎは前記第１照射におけるｎ番目の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ｄは前記距離、Ｄｐ’は前記第２侵入深さ、ＰＬは前記紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは前記紫外線レーザの照射速度である。
前記照射回数、前記第１侵入深さ、前記第２侵入深さ、及び前記照射条件は、前記予め取得された関係として、以下の数式（２）～（５）の関係を満たす、請求項１に記載の付加製造装置。
【数2】
ここで、ｙは前記第２方向に沿った方向における前記層の位置、Ｚ１（ｙ）は前記第１照射における１番目の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは前記第１侵入深さ、ｗoは前記紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは前記紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは前記原料が硬化する最小の前記紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は前記第１照射における１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの前記紫外線レーザの照射後の前記層の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は前記第１照射における１番目から（ｎ－１）番目までの前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ａｎは前記第１照射におけるｎ番目の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ｄは前記距離、Ｄｐ’は前記第２侵入深さ、ＰＬは前記紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは前記紫外線レーザの照射速度である。
【請求項6】
前記層形成部は、前記第１照射後に、前記紫外線レーザにおける第２方向に沿った走査を、前記第１方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら複数回行う第２照射を実行して前記原料を硬化させ、
前記紫外線レーザの照射回数、前記第１侵入深さ、及び前記第２侵入深さは、前記予め取得された関係として、以下の数式（６）及び（７）の関係を満たす、請求項５に記載の付加製造装置。
ここで、ｚｃｈ（ｙ）は前記第２照射後の前記層の前記位置ｙにおける硬化形状、ａｃｈ（ｙ）は前記第２照射時の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状である。
前記紫外線レーザの照射回数、前記第１侵入深さ、及び前記第２侵入深さは、前記予め取得された関係として、以下の数式（６）及び（７）の関係を満たす、請求項５に記載の付加製造装置。
【数3】
ここで、ｚｃｈ（ｙ）は前記第２照射後の前記層の前記位置ｙにおける硬化形状、ａｃｈ（ｙ）は前記第２照射時の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状である。
【請求項7】
前記コントローラが決定する前記照射条件は、紫外線レーザの照射出力、照射半径、及び照射速度の少なくとも１つを含む、請求項１～６のいずれか一項に記載の付加製造装置。
【請求項8】
３次元形状の造形物を形成する付加製造装置であって、
紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料が供給される基台と、
前記基台上の原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射することによって、前記原料が硬化した層を形成する層形成部と、
前記層形成部を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記層の目標膜厚、及び、前記層を形成する際の前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を入力し、前記層形成部に、紫外線レーザにおける第１方向に沿った走査を、前記第１方向に交差する第２方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射させ、
前記紫外線レーザの照射条件は、以下の数式（８）～（１１）の関係を満たす、付加製造装置。
ここで、ｙは前記第２方向に沿った方向における前記層の位置、Ｚ１（ｙ）は１番目の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さ、ｗoは前記紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは前記紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは前記原料が硬化する最小の前記紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの前記紫外線レーザの照射後の前記層の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ａｎはｎ番目の紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ｄは前記距離、Ｄｐ’は前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さ、ＰＬは前記紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは前記紫外線レーザの照射速度である。
紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料が供給される基台と、
前記基台上の原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射することによって、前記原料が硬化した層を形成する層形成部と、
前記層形成部を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記層の目標膜厚、及び、前記層を形成する際の前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を入力し、前記層形成部に、紫外線レーザにおける第１方向に沿った走査を、前記第１方向に交差する第２方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射させ、
前記紫外線レーザの照射条件は、以下の数式（８）～（１１）の関係を満たす、付加製造装置。
【数4】
ここで、ｙは前記第２方向に沿った方向における前記層の位置、Ｚ１（ｙ）は１番目の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さ、ｗoは前記紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは前記紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは前記原料が硬化する最小の前記紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの前記紫外線レーザの照射後の前記層の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ａｎはｎ番目の紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ｄは前記距離、Ｄｐ’は前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さ、ＰＬは前記紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは前記紫外線レーザの照射速度である。
【請求項9】
紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射して層を形成し、３次元形状の造形物を形成する付加製造において、前記紫外線レーザの照射条件を決定する装置であって、
前記層の目標膜厚、及び、前記層を形成する際の前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を取得する取得部と、
取得された前記目標膜厚及び前記照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、前記照射条件を決定する決定部であって、前記予め取得された関係は、前記照射回数と、前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さと、前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さと、前記照射条件との関係である、前記決定部と、
を備える、製造条件決定装置。
前記層の目標膜厚、及び、前記層を形成する際の前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を取得する取得部と、
取得された前記目標膜厚及び前記照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、前記照射条件を決定する決定部であって、前記予め取得された関係は、前記照射回数と、前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さと、前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さと、前記照射条件との関係である、前記決定部と、
を備える、製造条件決定装置。
【請求項10】
紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に、紫外線レーザにおける第１方向に沿った走査を、前記第１方向に交差する第２方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射することで層を形成し、３次元形状の造形物を形成する付加製造において、前記紫外線レーザの照射条件を決定する装置であって、
前記層の目標膜厚、及び、前記層を形成する際の前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を取得する取得部と、
取得された前記目標膜厚及び前記照射回数を入力とし、前記照射条件を決定する決定部と、
を備え、
前記照射条件は、以下の数式（１２）～（１５）の関係を満たす、製造条件決定装置。
ここで、ｙは前記第２方向に沿った方向における前記層の位置、Ｚ１（ｙ）は１番目の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さ、ｗoは前記紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは前記紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは前記原料が硬化する最小の前記紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの前記紫外線レーザの照射後の前記層の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ａｎはｎ番目の紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ｄは前記距離、Ｄｐ’は前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さ、ＰＬは前記紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは前記紫外線レーザの照射速度である。
前記層の目標膜厚、及び、前記層を形成する際の前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を取得する取得部と、
取得された前記目標膜厚及び前記照射回数を入力とし、前記照射条件を決定する決定部と、
を備え、
前記照射条件は、以下の数式（１２）～（１５）の関係を満たす、製造条件決定装置。
【数5】
ここで、ｙは前記第２方向に沿った方向における前記層の位置、Ｚ１（ｙ）は１番目の前記紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さ、ｗoは前記紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは前記紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは前記原料が硬化する最小の前記紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの前記紫外線レーザの照射後の前記層の前記位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ａｎはｎ番目の紫外線レーザの照射によって前記原料が硬化して形成される硬化部の前記位置ｙにおける硬化形状、ｄは前記距離、Ｄｐ’は前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さ、ＰＬは前記紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは前記紫外線レーザの照射速度である。
【請求項11】
紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射して層を形成し、３次元形状の造形物を形成する付加製造において、前記紫外線レーザの照射条件を決定する装置としてコンピュータを機能させる製造条件決定プログラムであって、前記コンピュータを、
前記層の目標膜厚、及び、前記層を形成する際の前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を取得する取得部、並びに、
取得された前記目標膜厚及び前記照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、前記照射条件を決定する決定部であって、前記予め取得された関係は、前記照射回数と、前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さと、前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さと、前記照射条件との関係である、前記決定部、
として機能させる、製造条件決定プログラム。
前記層の目標膜厚、及び、前記層を形成する際の前記原料への前記紫外線レーザの照射回数を取得する取得部、並びに、
取得された前記目標膜厚及び前記照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、前記照射条件を決定する決定部であって、前記予め取得された関係は、前記照射回数と、前記原料の硬化前における前記原料への侵入深さである第１侵入深さと、前記原料の硬化後における前記原料への侵入深さである第２侵入深さと、前記照射条件との関係である、前記決定部、
として機能させる、製造条件決定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、付加製造装置、製造条件決定装置、及び製造条件決定プログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１は、３次元形状の造形物を形成する付加製造装置を開示する。この装置は、セラミックス粉末と光硬化樹脂とを含む原料の薄膜を形成する。この装置は、形成された薄膜に選択的に紫外線レーザを照射し、紫外線レーザが照射された領域に含まれる光硬化樹脂を硬化させて、任意の２次元形状の硬化物（原料が硬化した層）を形成する。この装置は、２次元形状の硬化物を１層ずつ積層することで、最終的に造形物を形成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２１－０１１０５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１記載の付加製造装置において、３次元形状の造形物の品質を向上させるためには、造形物を構成する２次元形状の硬化物の厚さ（硬化した層の膜厚）を精度良く制御する必要がある。本開示は、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定する技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一側面に係る付加製造装置は、３次元形状の造形物を形成する付加製造装置であって、基台、層形成部、及び、コントローラを備える。基台は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料が供給される。層形成部は、基台上の原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射することによって、原料が硬化した層を形成する。コントローラは、層形成部を制御する。コントローラは、層の目標膜厚、及び、層形成部による原料への紫外線レーザの照射回数を取得し、取得された目標膜厚及び照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、紫外線レーザの照射条件を決定する。予め取得された関係は、照射回数と、原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さと、原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さと、照射条件との関係である。コントローラは、決定された照射条件に基づいて、層形成部から紫外線レーザを照射させる。
【発明の効果】
【0006】
本開示によれば、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図8】（Ａ）は、第１膜の例の模式図、（Ｂ）は、第１膜及び第２膜の例の模式図、（Ｃ）は、領域に紫外線レーザをＮ＝（ｎ＋１）回照射した場合に形成された膜の例の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
［本開示の実施形態の概要］
最初に、本開示の実施形態の概要を説明する。
最初に、本開示の実施形態の概要を説明する。
【0009】
（条項１） 本開示の一側面に係る付加製造装置は、３次元形状の造形物を形成する付加製造装置であって、基台、層形成部、及び、コントローラを備える。基台は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料が供給される。層形成部は、基台上の原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射することによって、原料が硬化した層を形成する。コントローラは、層形成部を制御する。コントローラは、層の目標膜厚、及び、層形成部による原料への紫外線レーザの照射回数を取得し、取得された目標膜厚及び照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、紫外線レーザの照射条件を決定する。予め取得された関係は、照射回数と、原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さと、原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さと、照射条件との関係である。コントローラは、決定された照射条件に基づいて、層形成部から紫外線レーザを照射させる。
【0010】
紫外線硬化樹脂を含む原料の硬化形状と紫外線レーザの照射条件とは、一般的にＬａｍｂｅｒｔ Ｂｅｅｒの法則に従うことが知られている。しかしながら、本発明者は、原料にセラミックス粒子がさらに含まれる場合、原料の硬化後の原料への侵入深さは、原料の硬化前の侵入深さから変化することを見出し、Ｌａｍｂｅｒｔ Ｂｅｅｒの法則を拡張させた新たな関係を導くに至った。新たな関係とは、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射する場合には、原料の硬化前後の原料への侵入深さ、原料に照射する紫外線レーザの照射回数、及び、レーザの照射条件が既知であれば、原料の硬化形状を算出できるという関係である。原料の硬化前後の原料への侵入深さは、予め取得され得る。このため、目標膜厚（原料の硬化形状）及び紫外線レーザの照射回数が設定された場合、上記の予め取得された関係を用いてレーザの照射条件が決定され得る。この付加製造装置は、上記の予め取得された関係を用いることにより、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。そして、付加製造装置は、決定された照射条件で層を形成できる。
【0011】
（条項２） 条項１に記載の付加製造装置において、コントローラは、照射条件を決定する前に、第１侵入深さと、紫外線レーザを原料の所定の領域に照射する際に形成される第１膜の硬化深さと、紫外線レーザを第１膜が形成された領域に照射する際に更に形成される第２膜の硬化深さと、に基づいて、第２侵入深さを算出してもよい。この場合、付加製造装置は、第２侵入深さを予め取得できる。
【0012】
（条項３） 条項２に記載の付加製造装置において、第２侵入深さは、以下の数式（１）の関係を満たしてもよい。
ここで、Ｄｐは第１侵入深さ、Ｄｐ’は第２侵入深さ、Ｚ１は第１膜の硬化深さ、Ｚ２は第１膜の硬化深さと第２膜の硬化深さとの和である。この場合、付加製造装置は、数式（１）に基づいて第２侵入深さを予め取得できる。
【数1】
ここで、Ｄｐは第１侵入深さ、Ｄｐ’は第２侵入深さ、Ｚ１は第１膜の硬化深さ、Ｚ２は第１膜の硬化深さと第２膜の硬化深さとの和である。この場合、付加製造装置は、数式（１）に基づいて第２侵入深さを予め取得できる。
【0013】
（条項４） 条項１～３のいずれか一項に記載の付加製造装置において、上記予め取得された関係は、スラリー状の原料が硬化する最小の紫外線レーザのエネルギー値を更に含んでもよい。この場合、付加製造装置は、スラリー状の原料が固体状に変化する臨界値を考慮して照射条件を決定できる。
【0014】
（条項５） 条項１～４のいずれか一項に記載の付加製造装置において、層形成部は、紫外線レーザにおける第１方向に沿った走査を、第１方向に交差する第２方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射する第１照射を実行して原料を硬化させ、照射回数、第１侵入深さ、第２侵入深さ、及び照射条件は、予め取得された関係として、以下の数式（２）～（５）の関係を満たしてもよい。
ここで、ｙは第２方向に沿った方向における層の位置、Ｚ１（ｙ）は第１照射における１番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは第１侵入深さ、ｗoは紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは原料が硬化する最小の紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は第１照射における１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの紫外線レーザの照射後の層の位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は第１照射における１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ａｎは第１照射におけるｎ番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ｄは上記距離、Ｄｐ’は第２侵入深さ、ＰＬは紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは紫外線レーザの照射速度である。この場合、付加製造装置は、数式（２）～（５）に基づいて目標膜厚に対する紫外線レーザの照射条件を決定できる。
【数2】
ここで、ｙは第２方向に沿った方向における層の位置、Ｚ１（ｙ）は第１照射における１番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは第１侵入深さ、ｗoは紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは原料が硬化する最小の紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は第１照射における１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの紫外線レーザの照射後の層の位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は第１照射における１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ａｎは第１照射におけるｎ番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ｄは上記距離、Ｄｐ’は第２侵入深さ、ＰＬは紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは紫外線レーザの照射速度である。この場合、付加製造装置は、数式（２）～（５）に基づいて目標膜厚に対する紫外線レーザの照射条件を決定できる。
【0015】
（条項６） 条項５に記載の付加製造装置において、層形成部は、第１照射後に、紫外線レーザにおける第２方向に沿った走査を、第１方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら複数回行う第２照射を実行して原料を硬化させ、紫外線レーザの照射回数、第１侵入深さ、及び第２侵入深さは、予め取得された関係として、以下の数式（６）及び（７）の関係を満たしてもよい。
ここで、ｚｃｈ（ｙ）は第２照射後の層の位置ｙにおける硬化形状、及びａｃｈ（ｙ）は第２照射時の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状である。この場合、付加製造装置は、硬化部が平坦な層となるように走査方向を交差させるクロスハッチングが行われて層が形成される場合であっても、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【数3】
ここで、ｚｃｈ（ｙ）は第２照射後の層の位置ｙにおける硬化形状、及びａｃｈ（ｙ）は第２照射時の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状である。この場合、付加製造装置は、硬化部が平坦な層となるように走査方向を交差させるクロスハッチングが行われて層が形成される場合であっても、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【0016】
（条項７） 条項１～６のいずれか一項に記載の付加製造装置において、コントローラが決定する照射条件は、紫外線レーザの照射出力、照射半径、及び照射速度の少なくとも１つを含んでもよい。この場合、付加製造装置は、目標膜厚の形成に影響のある紫外線レーザのパラメータを決定できる。
【0017】
（条項８） 本開示の一側面に係る別の付加製造装置は、３次元形状の造形物を形成する付加製造装置であって、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料が供給される基台と、基台上の原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射することによって、原料が硬化した層を形成する層形成部と、層形成部を制御するコントローラと、を備え、コントローラは、層の目標膜厚、及び、層を形成する際の原料への紫外線レーザの照射回数を入力し、層形成部に、紫外線レーザにおける第１方向に沿った走査を、第１方向に交差する第２方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射させ、紫外線レーザの照射条件は、以下の数式（８）～（１１）の関係を満たす。
ここで、ｙは第２方向に沿った方向における層の位置、Ｚ１（ｙ）は１番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さ、ｗoは紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは原料が硬化する最小の紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの紫外線レーザの照射後の層の位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ａｎはｎ番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ｄは距離、Ｄｐ’は原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さ、ＰＬは紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは紫外線レーザの照射速度である。本開示の別の付加製造装置は、上記付加製造装置と同様の理由により、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【数4】
ここで、ｙは第２方向に沿った方向における層の位置、Ｚ１（ｙ）は１番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さ、ｗoは紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは原料が硬化する最小の紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの紫外線レーザの照射後の層の位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ａｎはｎ番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ｄは距離、Ｄｐ’は原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さ、ＰＬは紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは紫外線レーザの照射速度である。本開示の別の付加製造装置は、上記付加製造装置と同様の理由により、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【0018】
（条項９） 本開示の一側面に係る製造条件決定装置は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射して層を形成し、３次元形状の造形物を形成する付加製造において、紫外線レーザの照射条件を決定する装置である。製造条件決定装置は、取得部、及び決定部を備える。取得部は、層の目標膜厚、及び、層を形成する際の原料への紫外線レーザの照射回数を取得する。決定部は、取得された目標膜厚及び照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、照射条件を決定する。予め取得された関係は、照射回数と、原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さと、原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さと、照射条件との関係である。本開示の製造条件決定装置は、上記付加製造装置と同様の理由により、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【0019】
（条項１０） 本開示の一側面に係る別の製造条件決定装置は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に、紫外線レーザにおける第１方向に沿った走査を、第１方向に交差する第２方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射することで層を形成し、３次元形状の造形物を形成する付加製造において、紫外線レーザの照射条件を決定する装置である。製造条件決定装置は、取得部、及び決定部を備える。取得部は、層の目標膜厚、及び、層を形成する際の原料への紫外線レーザの照射回数を取得する。決定部は、取得された目標膜厚及び照射回数を入力とし、照射条件を決定する。照射条件は、以下の数式（１２）～（１５）の関係を満たす。
ここで、ｙは第２方向に沿った方向における層の位置、Ｚ１（ｙ）は１番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さ、ｗoは紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは原料が硬化する最小の紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの紫外線レーザの照射後の層の位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ａｎはｎ番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ｄは距離、Ｄｐ’は原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さ、ＰＬは紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは紫外線レーザの照射速度である。本開示の製造条件決定装置は、上記付加製造装置と同様の理由により、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【数5】
ここで、ｙは第２方向に沿った方向における層の位置、Ｚ１（ｙ）は１番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、Ｄｐは原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さ、ｗoは紫外線レーザのスポット半径、Ｅｍａｘは紫外線レーザの照射エネルギー、Ｅｃは原料が硬化する最小の紫外線レーザのエネルギー値、Ｚｎ（ｙ）は１番目からｎ番目（ｎは２以上の整数）までの紫外線レーザの照射後の層の位置ｙにおける硬化形状、Ｚｎ－１（ｙ）は１番目から（ｎ－１）番目までの紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ａｎはｎ番目の紫外線レーザの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状、ｄは距離、Ｄｐ’は原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さ、ＰＬは紫外線レーザの照射出力、及びＶｓは紫外線レーザの照射速度である。本開示の製造条件決定装置は、上記付加製造装置と同様の理由により、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【0020】
（条項１１） 本開示の一側面に係る製造条件決定プログラムは、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザを複数回照射して層を形成し、３次元形状の造形物を形成する付加製造において、紫外線レーザの照射条件を決定する装置としてコンピュータを機能させる。製造条件決定プログラムは、コンピュータを、取得部、及び決定部として機能させる。取得部は、層の目標膜厚、及び、層を形成する際の原料への紫外線レーザの照射回数を取得する。決定部は、取得された目標膜厚及び照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、照射条件を決定する。予め取得された関係は、照射回数と、原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さと、原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さと、照射条件との関係である。本開示の製造条件決定プログラムは、上記付加製造装置と同様の理由により、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【0021】
［本開示の実施形態の例示］
図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において同一要素には同一符号が付され、重複する説明は省略される。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。
図面を参照しながら本開示の実施形態が詳細に説明される。図面の説明において同一要素には同一符号が付され、重複する説明は省略される。図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。「上」「下」「左」「右」の語は、図示する状態に基づくものであり、便宜的なものである。
【0022】
［付加製造装置の一例］
図１は、付加製造装置１の概要図である。図中のＸ方向（第１方向）及びＹ方向（第２方向）が水平方向であり、Ｚ方向が垂直方向である。以下ではＺ方向を上下方向ともいう。付加製造装置１は、３次元形状の造形物を形成する。付加製造装置１は、例えば３次元のＣＡＤデータに基づいて造形物を形成する。３次元のＣＡＤデータは、一層ごとの断面形状のデータを含む。一例として、付加製造装置１は、断面形状のデータに基づいて造形物の断面を一層ずつ形成する。付加製造装置１は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に紫外線を照射することによって層を形成する。原料とは、造形物の材料である。原料は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含むスラリー状の混合物である。原料は、紫外線硬化樹脂及びセラミックス粒子の他に、金属、及びその他の樹脂を含んでもよい。紫外線硬化樹脂とは、紫外線の波長の光を吸収して固体に変化する合成有機材料である。
図１は、付加製造装置１の概要図である。図中のＸ方向（第１方向）及びＹ方向（第２方向）が水平方向であり、Ｚ方向が垂直方向である。以下ではＺ方向を上下方向ともいう。付加製造装置１は、３次元形状の造形物を形成する。付加製造装置１は、例えば３次元のＣＡＤデータに基づいて造形物を形成する。３次元のＣＡＤデータは、一層ごとの断面形状のデータを含む。一例として、付加製造装置１は、断面形状のデータに基づいて造形物の断面を一層ずつ形成する。付加製造装置１は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に紫外線を照射することによって層を形成する。原料とは、造形物の材料である。原料は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含むスラリー状の混合物である。原料は、紫外線硬化樹脂及びセラミックス粒子の他に、金属、及びその他の樹脂を含んでもよい。紫外線硬化樹脂とは、紫外線の波長の光を吸収して固体に変化する合成有機材料である。
【0023】
付加製造装置１は、層形成部２、ステージ機構３、原料供給部４、及びコントローラ（製造条件決定装置）１０を備える。
【0024】
層形成部２は、層を形成するための一構成要素である。ステージ機構３は、基台３１を備える。層形成部２は、基台３１上の原料に光を照射することによって、原料が硬化した層を形成する。基台３１には、原料が供給される。層形成部２による層の形成方法の詳細については後述する。
【0025】
層形成部２は、一例として、光学ユニット２０、光反射部材２１，２３、及び回転駆動部２２，２４を備える。光学ユニット２０は、例えば光源２０ａ及び光学部材２０ｂを備え、紫外線レーザＬを出射する。光反射部材２１，２３は、例えばカルバノミラーであり、光学ユニット２０から出射された紫外線レーザＬの光路を変更する。光反射部材２１，２３は、回転駆動部２２，２４により、所定の回転軸を中心として回転動作をする。光反射部材２１，２３が回転制御されることにより、層形成部２は、層形成高さ位置において、水平方向の所定位置に対して紫外線レーザＬを照射することができる。層形成高さ位置とは、紫外線レーザＬが照射される高さ位置として予め定められた高さである。紫外線レーザＬが照射された場合、原料に含まれる紫外線硬化樹脂が硬化するため、紫外線レーザＬが照射された部分のみが層として形成される。層形成部２は、ＣＡＤデータに基づく断面形状を再現するように紫外線レーザＬを照射して、造形物の断面を一層分形成する。
【0026】
原料供給部４は、基台３１上に原料を供給する。原料供給部４は、例えば、水平方向に移動しながら原料を供給する。原料供給部４は、一例として、原料を供給するヘッドと、供給された原料をならすブレードとを有する。ヘッドから供給された原料がブレードによって平坦化されることにより、基台３１上に一層分の原料が供給される。
【0027】
基台３１は、層形成部２に対して相対的に上下動する。一例として、ステージ機構３は、駆動部３２を備える。駆動部３２は、基台３１に接続され、基台３１を上下動させる。駆動部３２は、例えば電動シリンダである。駆動部３２は、一層分の高さ単位で基台３１を上下動させる。
【0028】
コントローラ１０は、付加製造装置１の全体を制御するハードウェアである。コントローラ１０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の演算装置、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶装置、及び通信装置等を有する汎用コンピュータで構成される。
【0029】
コントローラ１０は、層形成部２、原料供給部４、及び駆動部３２と通信可能に接続される。コントローラ１０は、層形成部２、原料供給部４、及び駆動部３２へ制御信号を出力し、層形成部２、原料供給部４、及び駆動部３２を制御する。コントローラ１０は、タッチパネル等の操作盤（図示せず）に接続されており、操作盤によって受け付けられた作業員のコマンド操作に応じて、層形成部２、原料供給部４、及び駆動部３２を動作させる。コントローラ１０は、記憶装置に記憶された３次元のＣＡＤデータに基づいて層形成部２、原料供給部４、及び駆動部３２を動作させてもよい。
【0030】
［付加製造方法］
最初に、コントローラ１０は、基台３１上に造形物を形成する。具体的には、付加製造装置１の層形成部２に対して、基台３１を相対的に上下動させることにより、基台３１上に造形物を形成する。まず、コントローラ１０は、原料供給部４に、基台３１上へ一層分の原料を供給させる。続いて、コントローラ１０は、層形成部２に、紫外線レーザＬを照射させる。層形成部２は、供給された原料に対して、ＣＡＤデータに基づいて紫外線レーザＬを照射する。紫外線レーザＬが照射された原料に含まれる紫外線硬化樹脂は硬化する。これにより、造形物の層が形成される。
最初に、コントローラ１０は、基台３１上に造形物を形成する。具体的には、付加製造装置１の層形成部２に対して、基台３１を相対的に上下動させることにより、基台３１上に造形物を形成する。まず、コントローラ１０は、原料供給部４に、基台３１上へ一層分の原料を供給させる。続いて、コントローラ１０は、層形成部２に、紫外線レーザＬを照射させる。層形成部２は、供給された原料に対して、ＣＡＤデータに基づいて紫外線レーザＬを照射する。紫外線レーザＬが照射された原料に含まれる紫外線硬化樹脂は硬化する。これにより、造形物の層が形成される。
【0031】
続いて、コントローラ１０は、基台３１の高さを駆動部３２に調整させる。駆動部３２は、基台３１の上面が層形成高さ位置となるように、基台３１の高さを調整する。具体的には、駆動部３２は、基台３１を一層分の高さだけ下降させる。
【0032】
続いて、コントローラ１０は、原料供給部４に、基台３１上へ一層分の原料を供給させる。これにより、既に形成された層が原料に埋もれた状態となる。層形成部２は、供給された原料に対して、ＣＡＤデータに基づいて紫外線を照射する。紫外線が照射された原料は硬化する。コントローラ１０は、このような層の形成を繰り返し、層を形成して一層ずつ積み上げる。これにより、造形物が積層される。図２は、造形物が形成される例の模式図である。図２に示される例では、コントローラ１０が、供給された原料に対して紫外線レーザＬを層形成部２に照射させることにより、層ｉが形成される。そして、コントローラ１０は、このような層ｉの形成を繰り返し、層ｉを一層ずつ積み上げて造形物Ｉを形成する。造形物Iは、図示しない焼成装置へと搬送され、焼成される。以上のようにして、造形物が形成される。
【0033】
［層形成部による層の形成方法］
以下、層形成部２による層の形成方法の詳細について説明する。層形成部２は、コントローラ１０による制御により、基台３１上の原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザＬを複数回照射する。具体的には、層形成部２は、紫外線レーザＬにおけるＸ方向に沿った走査を、Ｙ方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射する第１照射を実行して原料を硬化させる。すなわち、硬化部を形成する走査が繰り返し行われることによって、複数の硬化部が形成され、当該複数の硬化部が層となる。
以下、層形成部２による層の形成方法の詳細について説明する。層形成部２は、コントローラ１０による制御により、基台３１上の原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザＬを複数回照射する。具体的には、層形成部２は、紫外線レーザＬにおけるＸ方向に沿った走査を、Ｙ方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射する第１照射を実行して原料を硬化させる。すなわち、硬化部を形成する走査が繰り返し行われることによって、複数の硬化部が形成され、当該複数の硬化部が層となる。
【0034】
以下、層形成部２による第１照射について、図３，４の例を用いて説明する。図３は、紫外線レーザＬのＸ方向に沿った走査Ｄの例の模式図である。図４は、紫外線レーザＬの照射により複数の硬化部が形成される例の模式図である。図３に示される例のように、走査Ｄによって原料Ｃが硬化することにより形成される硬化部ｍ１１は、Ｚ方向に突出する山状（放物線状）となる。
【0035】
このように、各走査によって形成される硬化部は、Ｚ方向に突出する山状となるため、仮に、照射範囲の一部が互いに重複せずにＸ方向に沿った走査が複数回行われる場合、層における裏面（下面）が凸凹状になってしまう。そこで、層形成部２は、図４に示される例のように、各硬化部が互いに干渉し合う走査間隔である距離ｄにて紫外線レーザＬを照射する。具体的には、層形成部２は、上記Ｘ方向に沿った走査をＹ方向に沿って距離ｄずつ移動させながら照射範囲の一部が互いに重なるように複数回照射する。これにより、層の裏面は均一（平坦）に近づく。
【0036】
より詳細には、まず、層形成部２は、第１照射における１回目の照射により硬化部ｍ１１を形成する。そして、層形成部２は、紫外線レーザＬをＹ方向に沿って距離ｄ移動させて、２回目の照射により硬化部ｍ１２を形成する。更に、層形成部２は、紫外線レーザＬをＹ方向に沿って距離ｄ移動させて、３回目の照射により硬化部ｍ１３を形成する。図４に示される重複照射部Ｊ１は、１回目の照射の照射範囲の一部と２回目の照射との照射範囲の一部とが互いに重なった部分であり、重複照射部Ｊ２は、２回目の照射の照射範囲の一部と３回目の照射との照射範囲の一部とが互いに重なった部分である。これにより、複数の硬化部ｍ１１～ｍ１３の裏面は均一状態に近づく。以下、当該複数の硬化部によって構成される硬化部の集合を「第１硬化部」として説明する。
【0037】
第１硬化部を形成する際の紫外線レーザＬの照射回数Ｎは、以下の数式（１６）によって表される。
ここで、Ｌｗは第１硬化部の成膜幅である。成膜幅Ｌｗは、目標となるＹ方向における第１硬化部の幅である。成膜幅Ｌｗ及び距離ｄは、例えば、予め設定されている。走査回数Ｎは、予め設定されてもよいし、層形成部２によって算出されてもよい。例えば、総回数は、断面データに基づいて決定される照射領域と、レーザ幅と、照射間隔とに基づいて算出されてもよい。層形成部２は、Ｘ方向に沿った走査を、Ｙ方向に沿って距離ｄごとにＮ回行うことにより、第１硬化部を形成する。
【数6】
ここで、Ｌｗは第１硬化部の成膜幅である。成膜幅Ｌｗは、目標となるＹ方向における第１硬化部の幅である。成膜幅Ｌｗ及び距離ｄは、例えば、予め設定されている。走査回数Ｎは、予め設定されてもよいし、層形成部２によって算出されてもよい。例えば、総回数は、断面データに基づいて決定される照射領域と、レーザ幅と、照射間隔とに基づいて算出されてもよい。層形成部２は、Ｘ方向に沿った走査を、Ｙ方向に沿って距離ｄごとにＮ回行うことにより、第１硬化部を形成する。
【0038】
本実施形態では、層形成部２は、層の裏面をより均一に形成するために、クロスハッチングを行う。具体的には、層形成部２は、第１硬化部の下方の原料を更に硬化させる第２照射を実行する。第２照射は、第１照射後に、紫外線レーザＬにおけるＹ方向に沿った走査を、Ｘ方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら複数回行う照射である。
【0039】
図５は、クロスハッチングにより層が形成される例の模式図である。図５に示される例では、第１照射により、硬化部ｍ１１～ｍ１３が形成されている。そして、層形成部２が、紫外線レーザＬにおけるＹ方向に沿った走査を、Ｘ方向に沿って所定の距離ずつ移動させながら複数回行うことにより、硬化部ｍｚ２１～ｍｚ２３が更に形成される。具体的には、まず、層形成部２は、第２照射における１回目の照射により原料Ｃを硬化させて硬化部ｍ２１を形成する。そして、層形成部２は、紫外線レーザＬをＸ方向に沿って所定の距離移動させて、２回目の照射により硬化部ｍ２２を形成する。更に、層形成部２は、紫外線レーザＬをＸ方向に沿って所定の距離移動させて、３回目の照射により硬化部ｍ２３を形成する。これにより、層の裏面は、より均一になる。以下、当該複数の硬化部によって構成される硬化部の集合を「第２硬化部」として説明する。なお、第２硬化部を形成する際の紫外線レーザＬの照射回数は、第１硬化部の照射回数Ｎの場合と同様の手法により算出されてもよい。
【0040】
［コントローラによる照射条件の決定処理］
目標とする造形物の寸法を得るためには、目標となる硬化膜厚（以下、「目標膜厚」という）に各層が形成される必要がある。ここでいう膜厚とは、図２に示される層の膜厚ｉｔのように、層のＺ方向における厚さを意味する。各層の目標膜厚を得るためには、原料に照射される紫外線レーザＬのエネルギー（以下、「紫外線レーザＬの照射エネルギー」という場合がある）をコントロールする必要があり、そのためには目標膜厚に適した紫外線レーザＬの照射条件を求める必要がある。そこで、付加製造装置１では、コントローラ１０が、目標膜厚に適した紫外線レーザＬの照射条件を決定する。以下、１つの層に着目して説明するが、紫外線レーザＬの照射条件の決定手法については他の層も同様である。
目標とする造形物の寸法を得るためには、目標となる硬化膜厚（以下、「目標膜厚」という）に各層が形成される必要がある。ここでいう膜厚とは、図２に示される層の膜厚ｉｔのように、層のＺ方向における厚さを意味する。各層の目標膜厚を得るためには、原料に照射される紫外線レーザＬのエネルギー（以下、「紫外線レーザＬの照射エネルギー」という場合がある）をコントロールする必要があり、そのためには目標膜厚に適した紫外線レーザＬの照射条件を求める必要がある。そこで、付加製造装置１では、コントローラ１０が、目標膜厚に適した紫外線レーザＬの照射条件を決定する。以下、１つの層に着目して説明するが、紫外線レーザＬの照射条件の決定手法については他の層も同様である。
【0041】
付加製造装置１においては、原料への侵入深さが活用される。侵入深さは、原料にレーザ光を当てた際に、原料の表面（上面）から、光（紫外線）強度が１／ｅまで減少するポイントまでのＺ方向における深さである。具体的には、コントローラ１０は、原料の硬化前及び硬化後それぞれにおける原料への侵入深さが用いられて予め取得された関係に基づいて、紫外線レーザＬの照射条件を決定する。予め取得された関係の詳細については後述する。以下、原料の硬化前における原料への侵入深さを第１侵入深さＤｐといい、原料の硬化後における原料への侵入深さを第２侵入深さＤｐ’という。
【0042】
図１に示されるように、コントローラ１０は、機能的構成要素として、第１取得部１１、第１算出部１２、第２取得部１３（取得部の一例）、及び決定部１４を有する。後述の製造条件決定方法の説明において、各機能部の機能（動作）を詳細に説明するので、ここでは各機能部の機能を簡単に説明する。
【0043】
第１取得部１１は、第１侵入深さＤｐ、及び臨界エネルギー（エネルギー値）Ｅｃを取得する。第１侵入深さＤｐ、及び臨界エネルギーＥｃは、後述する照射条件の算出に用いられる。第１取得部１１は、作業員による入力操作、通信又は記憶媒体を介して、第１侵入深さＤｐ、及び臨界エネルギーＥｃを取得する。第１算出部１２は、第２侵入深さＤｐ’を算出する。第２取得部１３は、層の目標膜厚、及び、層を形成する際の原料への紫外線レーザＬの照射回数を取得する。決定部１４は、取得された目標膜厚及び照射回数と、予め取得された関係とに基づいて、照射条件を決定する。
【0044】
以下、図６に示されるフローチャートを用いて、コントローラ１０による製造条件決定処理について説明する。図６は、コントローラ１０による一連の製造条件決定処理を示すフローチャートである。まず、第１取得部１１が、第１侵入深さＤｐ、及び臨界エネルギーＥｃを取得する（ステップＳ０１）。臨界エネルギーＥｃは、スラリー状の原料が硬化する最小の紫外線レーザＬのエネルギー値である。すなわち、臨界エネルギーＥｃは、原料が硬化する紫外線レーザＬの臨界値である。第１侵入深さＤｐ、及び臨界エネルギーＥｃは、後述するステップＳ０２の第２侵入深さＤｐ’の算出処理に用いられる。一例として、第１侵入深さＤｐ、及び臨界エネルギーＥｃは、付加製造装置１内の記憶部（図示せず）等に記憶されている。
【0045】
以下、第１侵入深さＤｐ、及び臨界エネルギーＥｃについて、簡単に説明する。まず、原料の所定の領域に対して照射が行われることで、１つの硬化部が形成される。続いて、形成された硬化部の硬化深さＣｄを測定する。「硬化深さ」とは、形成された硬化部の面内それぞれの位置における厚さ（Ｚ方向における大きさ）うち、最大の厚さである。そして、紫外線レーザＬの照射エネルギーを互いに異なる複数の値に変えて、硬化部の形成及び硬化部の測定が繰り返し行われる。続いて、片対数グラフ上に、横軸に紫外線レーザＬの各照射エネルギーを、縦軸に形成した各硬化部の硬化深さＣｄをプロットする。このようにしてプロットされた紫外線の照射エネルギーと硬化部の硬化深さＣｄとの関係を示す複数の点は、ほぼ直線を描く。そして、当該複数の点に基づいて得られる直線の傾きが、第１侵入深さＤｐとして得られ、硬化深さＣｄ＝０の際の照射エネルギー（すなわち、直線の最も下端部）が、臨界エネルギーＥｃとして得られる。
【0046】
図７は、紫外線の照射エネルギーと硬化部の硬化深さＣｄとの関係を示すグラフＧ１の一例である。図７に示される例では、以下の条件に設定された紫外線レーザＬによる走査が複数回行われている。
照射出力ＰＬ＝１００～３００ｍＷ
走査速度Ｖｓ＝５００～５０００ｍｍ/ｓ、
紫外線レーザＬのスポット半径ｗo＝４１９．７（照射出力ＰＬ＝３００ｍＷ時），４２６．５（照射出力ＰＬ＝２００ｍＷ時），４４３．８（照射出力ＰＬ＝１００ｍＷ時）
照射出力ＰＬ＝１００～３００ｍＷ
走査速度Ｖｓ＝５００～５０００ｍｍ/ｓ、
紫外線レーザＬのスポット半径ｗo＝４１９．７（照射出力ＰＬ＝３００ｍＷ時），４２６．５（照射出力ＰＬ＝２００ｍＷ時），４４３．８（照射出力ＰＬ＝１００ｍＷ時）
【0047】
方対数グラフであるグラフＧ１には、グラフＧ１にプロットされた複数の点に基づく直線Ｌｉが示されている。直線Ｌｉを表す式は、ｙ＝２０１．８（ｘ）－３１７．６である。したがって、直線Ｌｉの傾きである２０１．８μｍが、第１侵入深さＤｐとして得られ、硬化深さＣｄ＝０の際の照射エネルギー４．８２ｍＪ／ｃｍ２が、臨界エネルギーＥｃとして得られる。
【0048】
図６に戻り、第１算出部１２は、第２侵入深さＤｐ’を算出する（ステップＳ０２）。第１算出部１２は、原料における所定の領域に対して２回照射を行った際の１回目の照射によって形成される硬化部、及び２回目の照射によって形成される硬化部のそれぞれの硬化深さからＤｐ’を算出する。
【0049】
第２侵入深さＤｐ’は、原料における所定の領域に対して紫外線レーザＬを２回照射する際に形成される２つの硬化部の硬化深さを用いて求めることが可能である。具体的には、第２侵入深さＤｐ’は、１回目の行った際に形成される第１膜の硬化深さ、及び第１膜の形成後に当該領域に対して２回目の照射を行った際に形成される第２膜の硬化深さを用いて求められる。
【0050】
図８の（Ａ）は、第１膜Ｍ１の例の模式図、図８の（Ｂ）は、第１膜Ｍ１及び第２膜Ｍ２の例の模式図である。図８の（Ａ）に示される例では、原料における所定の領域Ｒに対して、紫外線レーザＬによる照射エネルギーＥの１回目の照射が行われて、第１膜Ｍ１が形成されている。図８の（Ｂ）に示される例では、領域Ｒに対して、紫外線レーザＬによる照射エネルギーＥの２回目の照射が行われて、第１膜Ｍ１が形成された領域よりも下方において第２膜Ｍ２が形成されている。そして、図８の（Ａ），図８の（Ｂ）に示される例では、第１膜Ｍ１の硬化深さがＺ１として、第２膜Ｍ２の硬化深さがａ２として示されている。
【0051】
このような第１膜Ｍ１及び第２膜Ｍ２を用いて、第１算出部１２は、第２侵入深さＤｐ’を以下のように求める。
【0052】
まず、第１膜Ｍ１の硬化深さＺ１は、例えば、以下の数式（１７）によって表される。
ここで、Ｅは紫外線レーザＬの照射エネルギーである。照射エネルギーＥは、以下の数式（１８）によって表される。
ここで、ｗoは紫外線レーザＬのスポット半径、ＰＬは紫外線レーザＬの照射出力、及びＶｓは紫外線レーザＬの走査速度である。このように、第１膜Ｍ１の硬化深さＺ１を得ることができる。
【数7】
ここで、Ｅは紫外線レーザＬの照射エネルギーである。照射エネルギーＥは、以下の数式（１８）によって表される。
【数8】
ここで、ｗoは紫外線レーザＬのスポット半径、ＰＬは紫外線レーザＬの照射出力、及びＶｓは紫外線レーザＬの走査速度である。このように、第１膜Ｍ１の硬化深さＺ１を得ることができる。
【0053】
また、第２膜Ｍ２の硬化深さａ２は、以下の数式（１９）によって表される。
ここで、Ｅ１は、第２膜Ｍ２の寄与照射エネルギーである。寄与照射エネルギーは、紫外線レーザＬの照射エネルギーのうち、原料の硬化に寄与するエネルギーである。例えば、原料において硬化部（膜）を有しない領域（レーザ未照射領域）に紫外線レーザＬが照射される場合には、当該領域に形成される硬化部の形成に寄与する寄与照射エネルギーは、紫外線レーザＬそのものの照射エネルギーと等しくなる。一方、原料において既に形成された硬化部を有する領域（レーザ照射領域）に紫外線レーザＬが再び照射される場合には、紫外線レーザＬの照射エネルギーが当該既に形成された硬化部において減衰するため、当該既に形成された硬化部よりも下方に更に形成される硬化部に対する寄与照射エネルギーは、紫外線レーザＬそのものの照射エネルギーとは異なる。寄与照射エネルギーＥ１は、以下の数式（２０）によって表される。
【数9】
ここで、Ｅ１は、第２膜Ｍ２の寄与照射エネルギーである。寄与照射エネルギーは、紫外線レーザＬの照射エネルギーのうち、原料の硬化に寄与するエネルギーである。例えば、原料において硬化部（膜）を有しない領域（レーザ未照射領域）に紫外線レーザＬが照射される場合には、当該領域に形成される硬化部の形成に寄与する寄与照射エネルギーは、紫外線レーザＬそのものの照射エネルギーと等しくなる。一方、原料において既に形成された硬化部を有する領域（レーザ照射領域）に紫外線レーザＬが再び照射される場合には、紫外線レーザＬの照射エネルギーが当該既に形成された硬化部において減衰するため、当該既に形成された硬化部よりも下方に更に形成される硬化部に対する寄与照射エネルギーは、紫外線レーザＬそのものの照射エネルギーとは異なる。寄与照射エネルギーＥ１は、以下の数式（２０）によって表される。
【数10】
【0054】
数式（１９）のＥ１に数式（２０）を代入することによって、以下の数式（２１）に示される第２膜Ｍ２の硬化深さａ２が得られる。また、第１膜Ｍ１の硬化深さＺ１と第２膜Ｍ２の硬化深さａ２との和であるＺ２は、以下の数式（２２）によって表される。
【数11】
【0055】
続いて、数式（２２）を変換することによって、以下の数式（２３）に示される第２侵入深さＤｐ’が得られる。
【数12】
【0056】
以上のように、第１算出部１２は、照射条件を決定する前に、第１侵入深さＤｐと、紫外線レーザＬを原料の所定の領域に照射する際に形成される第１膜の硬化深さと、紫外線レーザＬを第１膜が形成された領域に照射する際に更に形成される第２膜の硬化深さと、に基づいて、第２侵入深さＤｐ’を算出する。また、第２侵入深さＤｐ’は、上記数式（２３）の関係を満たす。これにより、付加製造装置１は、数式（２３）に基づいて第２侵入深さＤｐ’を予め取得できる。
【0057】
図６に戻り、第２取得部１３が、目標膜厚、及び層形成部２による原料への紫外線レーザＬの照射回数を取得する（ステップＳ０３）。一例として、第２取得部１３は、操作盤を介して作業員から目標膜厚の入力を受け付けることにより、目標膜厚を受け付ける。また、第２取得部１３は、距離ｄ及び成膜幅Ｌｗを示す情報を取得して、上述した数式（１６）に基づいて照射回数を算出してもよいし、また、操作盤を介して作業員から照射回数の入力を受け付けることにより、照射回数を受け付けてもよい。
【0058】
続いて、決定部１４が、紫外線レーザＬの照射条件を決定する（ステップＳ０４）。決定部１４は、ステップＳ０３において取得した目標膜厚、及び、原料に対する紫外線レーザＬの照射回数と、ステップＳ０１において取得した第１侵入深さＤｐと、ステップＳ０２において算出した第２侵入深さＤｐ’との予め取得された関係に基づいて、照射条件を決定する。以下、上記予め取得された関係について説明する。
【0059】
予め取得された関係は、照射回数と、原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さＤｐと、原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さＤｐ’と、臨界エネルギーＥｃと、照射条件との関係である。予め取得された関係は、以下で説明する複数の導出式によって表される。当該複数の導出式のそれぞれは、層の膜厚を算出するための式である。層の膜厚は、第１硬化部の膜厚と第２硬化部の膜厚との累積である。
【0060】
当該複数の導出式は、以下の２点が考慮されて導出される。第１に、上述したように、第１硬化部は、紫外線レーザＬが複数回照射されて形成された複数の硬化部の集合であって、当該複数の硬化部においては、照射範囲の一部同士が互いに重複している。したがって、第１硬化部の硬化深さは、Ｙ方向に沿った層（第１硬化部）の位置ｙごとに異なり得る。第２に、硬化部が存在しない箇所に紫外線レーザＬを照射して硬化部を形成する場合と、硬化部がすでに存在する箇所に紫外線レーザＬを照射して当該硬化部の下方に更に新たな硬化部を形成する場合とでは、硬化部の形成の態様が異なる。これは、硬化前と硬化後とでは、原料の光の吸収度合いが異なり、硬化後の原料の侵入深さ（すなわち、第２侵入深さＤｐ’）は、硬化前の原料への侵入深さ（すなわち、第１侵入深さＤｐ）とは異なるためであると考えられる。これら２点を踏まえて、上記複数の導出式は、第１硬化部の位置ｙ、第１侵入深さＤｐ、及び第２侵入深さＤｐ’が考慮されて表される。以下、上記複数の導出式の詳細について説明する。
【0061】
上記複数の導出式は、位置ｙにおける第１硬化部を構成する各硬化部の硬化形状を表す複数の数式、及び位置ｙにおける第２硬化部を構成する各硬化部の硬化形状を表す数式を含む。硬化形状は、位置ｙにおける硬化部の厚さである。すなわち、硬化深さは、硬化部の最大厚さであるのに対して、硬化形状は、硬化部のＹ方向に沿った所定の位置の厚さ（Ｚ方向における大きさ）である。以下、まず、位置ｙにおける第１硬化部を構成する各硬化部の硬化形状を表す複数の数式について説明した後、位置ｙにおける第２硬化部を構成する各硬化部の硬化形状を表す数式について説明する。
【0062】
位置ｙにおける第１硬化部を構成する各硬化部の硬化形状を表す複数の数式は、第１照射における紫外線レーザＬの１番目の照射によって形成される硬化部に対応する数式、２番目以降の照射によって形成される硬化部に対応する数式を含む。
【0063】
第１照射における１番目の照射によって形成される硬化部に対応する数式について説明する。まず、この１番目の紫外線レーザＬの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける寄与照射エネルギーＥ１（ｙ，ｚ）は、Ｌａｍｂｅｒｔ Ｂｅｅｒの法則に基づいて、以下の数式（２４）によって表される。
ここで、ｚは、第１照射における１番目の紫外線レーザＬの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状である。また、Ｅｍａｘは、数式（１８）で表されるＥと等しい。すなわち、Ｅｍａｘは、以下の数式（２５）によって表される。
【数13】
ここで、ｚは、第１照射における１番目の紫外線レーザＬの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状である。また、Ｅｍａｘは、数式（１８）で表されるＥと等しい。すなわち、Ｅｍａｘは、以下の数式（２５）によって表される。
【数14】
【0064】
続いて、この数式（２４）中の寄与照射エネルギーＥ１（ｙ，ｚ）を臨界エネルギーＥｃに置き換えて、数式（２４）を変換する。これにより、位置ｙにおける硬化形状ｚであるｚ１（ｙ）を表す以下の数式（２６）が得られる。
【数15】
【0065】
次に、第１照射における２番目以降の照射によって形成される各硬化部に対応する数式について説明する。まず、ｎ番目の紫外線レーザＬの照射によって形成される硬化部の位置ｙにおける寄与照射エネルギーＥｎ（ｙ，ｚ）は、以下の数式（２７）で表される。ｎは、２以上の整数であって、取得された照射回数以下である。つまり、数式（２７）は、全体の照射回数のうち、ｎ番目の紫外線レーザＬの照射によって形成される硬化部の位置ｙにおける寄与照射エネルギーを表す。
ここで、ｚは、第１照射におけるｎ番目の紫外線レーザＬの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状であって、ｚｎ―１（ｙ）は、第１照射における１番目から（ｎ－１）番目の照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状である。具体的には、硬化形状ｚｎ－１（ｙ）は、位置ｙにおいて、１番目の照射によって形成される硬化部から、（ｎ－１）番目の照射によって形成される硬化部までの合計の厚さである。
【数16】
ここで、ｚは、第１照射におけるｎ番目の紫外線レーザＬの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状であって、ｚｎ―１（ｙ）は、第１照射における１番目から（ｎ－１）番目の照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状である。具体的には、硬化形状ｚｎ－１（ｙ）は、位置ｙにおいて、１番目の照射によって形成される硬化部から、（ｎ－１）番目の照射によって形成される硬化部までの合計の厚さである。
【0066】
そして、この数式（２７）を変換することによって、位置ｙにおける硬化形状ｚであるａｎ（ｙ）を表す以下の数式（２８）が得られる。換言すれば、硬化形状ａｎ（ｙ）は、ｎ番目の紫外線レーザＬの照射のみによって形成される硬化部の位置ｙにおける厚さ（Ｚ方向における大きさ）である。
【数17】
【0067】
１番目からｎ番目まで紫外線レーザＬが照射された時点において、上記のように得られた各硬化形状の累積は、第１硬化部（層）の位置ｙにおける硬化形状となる。したがって、第１照射における１番目からｎ番目まで紫外線レーザＬが照射後の第１硬化部の位置ｙにおける硬化形状ｚｎ（ｙ）は、以下の数式（２９）で表される。硬化形状ｚｎ（ｙ）は、後述する層の膜厚の導出に用いられる。
【数18】
【0068】
次に、第２照射によって形成される第２硬化部に対応する数式について説明する。まず、第２照射によって原料が硬化して形成される第２硬化部の位置ｙにおける寄与照射エネルギーＥｃｈ（ｙ）を表す式は、以下の数式（３０）によって表される。
【数19】
【0069】
続いて、この数式（３０）中、寄与照射エネルギーＥｃｈ（ｙ）を臨界エネルギーＥｃに置き換え、硬化形状ｚを、第２照射時の紫外線レーザＬの照射によって原料が硬化して形成される硬化部の位置ｙにおける硬化形状ａｃｈ（ｙ）に置き換えて、数式（３０）を変換する。これにより、硬化形状ａｃｈ（ｙ）を表す以下の数式（３１）が得られる。
【数20】
【0070】
上記のように得られた第１硬化部の硬化形状ｚｎ（ｙ）と第２硬化部の硬化形状ａｃｈ（ｙ）との累積は、層の位置ｙにおける硬化形状となる。したがって、第２照射後の層の位置ｙにおける硬化形状ｚｃｈ（ｙ）は、以下の数式（３２）で表される。
【数21】
【0071】
ここで、図９に示されるグラフを用いて、上記各数式（２４）～（３２）について説明する。図９は、Ｘ方向から層を見た場合において、位置ｙにおける層の硬化形状の予測を示すグラフＧｐを示す図である。グラフＧｐにおいて、横軸は位置ｙを表し、縦軸左側は各硬化部の硬化形状（硬化深さ）Ｚｎを表し、縦軸右側は寄与照射エネルギーＥｎを表す。
【0072】
グラフＧｐの上側半分には、第１照射における１番目から５番目までの紫外線レーザＬの各寄与照射エネルギーＥ１～Ｅ５、及び第２照射における紫外線レーザＬの寄与照射エネルギーＥｃｈが示されている。グラフＧの下側半分には、第１硬化部を構成する各硬化部ｍｚ１１～ｍｚ１５の硬化形状ｚ１～ｚ５、及び第２硬化部を構成する硬化部ｍｚ２の硬化形状ｚｃｈが示されている。硬化部ｍｚ１１は、第１照射における１番目の照射によって原料が硬化されて形成された硬化部である。硬化部ｍｚ１２は、第１照射における２番目の照射によって形成された硬化部である。硬化部ｍｚ１３は、第１照射における３番目の照射によって原料が硬化されて形成された硬化部である。硬化部ｍｚ１４は、第１照射における４番目の照射によって形成された硬化部である。硬化部ｍｚ１５は、第１照射における５番目の照射によって形成された硬化部である。図９に示されるように、各硬化部ｍｚ１１～ｍｚ１５は、グラフＧにおける左側から順番に、一部同士が互いに重なるように形成される。硬化部ｍｚ２は、第１照射後の第２照射によって形成された硬化部である。
【0073】
寄与照射エネルギーＥ１は、硬化部ｍｚ１１の形成に寄与するエネルギーである。寄与照射エネルギーＥ２は、硬化部ｍｚ１２の形成に寄与するエネルギーである。寄与照射エネルギーＥ３は、硬化部ｍｚ１３の形成に寄与するエネルギーである。寄与照射エネルギーＥ４は、硬化部ｍｚ１４の形成に寄与するエネルギーである。寄与照射エネルギーＥ５は、硬化部ｍｚ１５の形成に寄与するエネルギーである。寄与照射エネルギーＥｃｈは、硬化部ｍｚ２の形成に寄与するエネルギーである。
【0074】
位置ｙにおける寄与照射エネルギーＥ１は、数式（２４）に基づいて求められる。位置ｙにおける各寄与照射エネルギーＥ２～Ｅ５は、数式（２７）に基づいて求められる。位置ｙにおける寄与照射エネルギーＥｃｈは、数式（３０）に基づいて求められる。具体的には、各数式（２４），（２７），（３０）中の各位置ｙ、照射回数ｎ、第１侵入深さＤｐ、第２侵入深さＤｐ’、距離ｄ、紫外線レーザＬの照射出力ＰＬ、紫外線レーザＬの走査速度Ｖｓ、臨界エネルギーＥｃに適宜適切な値を代入することにより、各寄与照射エネルギーＥ１～Ｅ５，Ｅｃｈの予測が行われる。
【0075】
硬化部ｍｚ１１の位置ｙにおける硬化形状ｚ１は、数式（２６）に基づいて求められる。各硬化部ｍｚ１２～ｍｚ１５の位置ｙにおける硬化形状ｚ２～ｚ５は、数式（２８），（２９）に基づいて求められる。硬化部ｍｚ２の位置ｙにおける硬化形状ｚｃｈは、数式（３１），（３２）に基づいて求められる。具体的には、各数式（２６），（２８），（２９），（３１），（３２）中の各位置ｙ、照射回数ｎ、第１侵入深さＤｐ、第２侵入深さＤｐ’、距離ｄ、紫外線レーザＬの照射出力ＰＬ、及び紫外線レーザＬの走査速度Ｖｓ、及び臨界エネルギーＥｃ内のパラメータに適切な値を代入することにより、各硬化形状ｚ１～ｚ５，ｚｃｈの予測が行われる。
【0076】
コントローラ１０は、以上のように表される複数の数式（２５），（２６），（２８），（２９），（３１），（３２）を用いて、照射条件を決定する。より詳細には、コントローラ１０は、目標膜厚、及び照射回数を取得した場合、目標膜厚を数式（３２）中の硬化形状ｚｃｈ（ｙ）として設定する。そして、コントローラ１０は、層の各位置ｙにおいて目標膜厚＝ｚｎ（ｙ）＋ａｎ（ｙ）の関係が満たされるように、数式（２５），（２６），（２８），（２９），（３１），（３２）内の所定のパラメータを調整してフィッティングを行う。
【0077】
具体的には、コントローラ１０は、紫外線レーザＬがＮ回照射されて形成される層の各位置ｙが限りなく目標膜厚となるように、紫外線レーザＬの照射条件としてのパラメータを決定する。紫外線レーザＬの照射条件は、上記複数の導出式に含まれるＥｍａｘを表す数式（２５）中の紫外線レーザＬのスポット半径ｗo、紫外線レーザＬの照射出力ＰＬ、及び紫外線レーザＬの走査速度Ｖｓの少なくとも１つを含む。すなわち、コントローラ１０は、層の各位置が限りなく目標膜厚となるように、スポット半径ｗo、照射出力ＰＬ、及び走査速度Ｖｓの少なくとも１つを決定する。これにより、付加製造装置１は、目標膜厚の形成に影響のある紫外線レーザＬのパラメータを決定できる。一例として、コントローラ１０は、紫外線レーザＬの照射出力ＰＬ、及び紫外線レーザＬの走査速度Ｖｓを決定する。
【0078】
このように、決定部１４は、取得された目標膜厚及び照射回数を入力とし、照射条件を決定する。これにより、セラミックス粒子と紫外線硬化樹脂とを含む原料を硬化させる場合に、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【0079】
以上のようにして、製造条件決定処理が終了する。このように、コントローラ１０は、付加製造装置１の層形成部２等の制御装置としてだけでなく、製造条件決定装置としても機能する。製造条件決定装置は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料に、照射範囲の少なくとも一部が互いに重なるように紫外線レーザＬを複数回照射して層を形成し、３次元形状の造形物を形成する付加製造において、紫外線レーザＬの照射条件を決定する装置である。
【0080】
照射条件を決定すると、コントローラ１０は、照射条件に基づいて、層形成部２から紫外線レーザＬを照射させる。具体的には、コントローラ１０は、決定したスポット半径ｗo、照射出力ＰＬ、及び走査速度Ｖｓの少なくとも１つの条件に設定された紫外線レーザＬを、基台３１上の原料に照射することによって、原料が硬化した層を形成する。
【0081】
［製造条件決定プログラム］
製造条件決定装置としての機能を有するコントローラ１０としてコンピュータを機能させるための製造条件決定プログラムＰＲ１を、図１０を用いて説明する。図１０は、製造条件決定プログラムＰＲ１の構成を示す図である。
製造条件決定装置としての機能を有するコントローラ１０としてコンピュータを機能させるための製造条件決定プログラムＰＲ１を、図１０を用いて説明する。図１０は、製造条件決定プログラムＰＲ１の構成を示す図である。
【0082】
図１０に示されるように、製造条件決定プログラムＰＲ１は、メインモジュールＰＲ１１、第１取得モジュールＰＲ１２、第１算出モジュールＰＲ１３、第２取得モジュールＰＲ１４、及び決定モジュールＰＲ１５を備える。メインモジュールＰＲ１１は、製造条件決定装置に係る処理を統括的に制御する部分である。第１取得モジュールＰＲ１２、第１算出モジュールＰＲ１３、第２取得モジュールＰＲ１４、及び決定モジュールＰＲ１５を実行することにより実現される機能はそれぞれ、上記実施形態における第１取得部１１、第１算出部１２、第２取得部１３、及び決定部１４の機能と同様である。
【0083】
製造条件決定プログラムＰＲ１は、ＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＤＶＤ－ＲＯＭ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、及び半導体メモリ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体ＭＤによって提供される。製造条件決定プログラムＰＲ１は、データ信号としてネットワークを介して提供されてもよい。
【0084】
［実施形態のまとめ］
付加製造装置１、製造条件決定装置、及び製造条件決定プログラムＰＲ１においては、紫外線レーザＬの照射回数と、第１侵入深さＤｐと、第２侵入深さＤｐ’と、紫外線レーザＬの照射条件との予め取得された関係、及び取得した層の目標膜厚に基づいて、紫外線レーザＬの照射条件を決定する。よって、この付加製造装置１は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料からなり且つ重複領域を有する層を形成する場合であっても、層の目標膜厚に対して適切なレーザの照射条件を得ることができる。
付加製造装置１、製造条件決定装置、及び製造条件決定プログラムＰＲ１においては、紫外線レーザＬの照射回数と、第１侵入深さＤｐと、第２侵入深さＤｐ’と、紫外線レーザＬの照射条件との予め取得された関係、及び取得した層の目標膜厚に基づいて、紫外線レーザＬの照射条件を決定する。よって、この付加製造装置１は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料からなり且つ重複領域を有する層を形成する場合であっても、層の目標膜厚に対して適切なレーザの照射条件を得ることができる。
【0085】
一般に、層の膜厚と、紫外線レーザＬの照射エネルギーとの間には、相関があると考えられる。したがって、予め、層の膜厚と紫外線レーザＬの照射エネルギーとの相関関係を把握しておくことにより、目標膜厚に適した照射条件を算出することが可能となる。しかしながら、付加製造装置１が形成する層の目標膜厚と、紫外線レーザＬの照射エネルギーとの相関関係を従来の手法によって把握するには、以下の問題がある。
【0086】
すなわち、まず、１の走査によって形成された硬化部の硬化形状については、上記数式（２６）で示されるＬａｍｂｅｒｔ Ｂｅｅｒの法則によって、上記相関関係を得ることが可能である。しかしながら、付加製造装置１によって形成される層においては、層における裏面を均一にするために、紫外線レーザＬを、照射範囲の一部が互いに重なるように複数回走査する。そうすると、層において、重複して硬化する重複領域（干渉領域）が発生する。よって、実際に層を形成する際には、上記数式（２６）に基づいて目標膜厚を得るのに適切な紫外線レーザＬの照射エネルギーを把握することは困難である。
【0087】
また、付加製造装置１に用いられる原料には、紫外線硬化樹脂に加えて、セラミックス粒子が含まれている。例えば、原料が樹脂のみからなる場合には、層の膜厚は、照射する紫外線の総エネルギー量によって決定される。しかしながら、原料が紫外線硬化樹脂に加えてセラミックス粒子を含む場合には、結果的には総エネルギー量が同一であっても、紫外線レーザＬの照射回数によって層の膜厚が異なってくる。
【0088】
ここで、図１１及び図１２を用いて、紫外線硬化樹脂のみを含む原料の硬化深さの態様と、紫外線硬化樹脂及びセラミックス粒子を含む原料の硬化深さの態様との比較について説明する。図１１は、紫外線硬化樹脂のみを含む原料を硬化させた場合の硬化深さを示すグラフＧ２を示す図である。グラフＧ２において、横軸は照射回数ｎを示し、縦軸は硬化深さを示す。図１２は、紫外線硬化樹脂及びセラミックス粒子を含む原料を硬化させた場合の硬化深さを示すグラフＧ３を示す図である。グラフＧ３において、横軸は照射回数ｎを示し、縦軸は硬化深さを示す。
【0089】
図１１に示される例、及び図１２に示される例のそれぞれにおいて、紫外線レーザＬがある領域に１回照射されたケースにおける硬化深さ、及び当該領域に複数回照射されたケースにおける硬化深さが示されている。１回照射のケース、及び複数回照射のケースにおいて、上記領域に照射された紫外線レーザＬの総照射エネルギー、及び上記領域に紫外線レーザＬが照射された時間は互いに同一である。図１１に示される例、及び図１２に示される例のそれぞれにおいて、複数回照射のケースにおいては、１回、５回、及び１０回照射した場合のそれぞれの硬化深さがプロットされている。また、図１１に示される例、及び図１２に示される例のそれぞれにおいて、１回照射のケースにおいては、複数回照射のケースと同様に１回、５回、及び１０回照射した場合と同条件の下の硬化深さがプロットされている。
【0090】
図１１に示されるように、紫外線硬化樹脂のみを含む原料を硬化させた場合においては、各照射回数において、複数回照射のケースの各硬化深さは、１回照射のケースの各硬化深さと同等であった。これに対し、図１２に示されるように、紫外線硬化樹脂及びセラミックス粒子を含む原料を硬化させた場合においては、５回照射時、及び１０回照射時において、複数回照射のケースの各硬化深さは、１回照射のケースの各硬化深さよりも小さくなった。すなわち、紫外線硬化樹脂のみを含む原料を硬化させた場合、紫外線レーザＬの照射回数にかかわらず、層の硬化深さ（膜厚）は紫外線レーザＬの総照射エネルギーによって決定付けられる。これに対し、原料が紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む場合には、層の膜厚は紫外線レーザＬの照射回数に左右され、層の膜厚を紫外線レーザＬの総照射エネルギーによって決定付けることは困難である。
【0091】
そこで、付加製造装置１においては、原料への侵入深さが活用される。原料の硬化後の原料への侵入深さは、原料の硬化前の侵入深さから変化する。これは、硬化後は硬化に必要なエネルギーが不要なため硬化前より光を通し易いと考えるためである。そして、このような原料の硬化前及び硬化後それぞれにおける原料への侵入深さを用いることで、層の目標膜厚を得るのに適した紫外線レーザＬの照射条件の予測が可能である。具体的には、付加製造装置１においては、硬化前の原料への侵入深さと、硬化後の原料への侵入深さと、紫外線レーザＬの照射回数と、レーザの照射条件との予め取得された関係、及び取得した層の目標膜厚に基づいて、レーザの照射条件を決定する。よって、この付加製造装置１は、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含む原料からなり且つ重複領域を有する層を形成する場合であっても、層の目標膜厚に対して適切なレーザの照射条件を得ることができる。
【0092】
付加製造装置１では、上記予め取得された関係が、スラリー状の原料が硬化する最小の紫外線レーザＬのエネルギー値である臨界エネルギーＥｃを含む。これにより、付加製造装置１は、スラリー状の原料が固体状に変化する臨界値を考慮して照射条件を決定できる。
【0093】
付加製造装置１では、照射回数、第１侵入深さＤｐ、第２侵入深さＤｐ’、及び照射条件は、予め取得された関係として、上記各数式（２５），（２６），（２８），（２９）の関係を満たす。これにより、付加製造装置１は、上記各数式（２５），（２６），（２８），（２９）に基づいて目標膜厚に対する紫外線レーザＬの照射条件を決定できる。また、照射回数、第１侵入深さＤｐ、第２侵入深さＤｐ’、及び照射条件は、予め取得された関係として、更に上記各数式（３１），（３２）の関係を満たす。これにより、付加製造装置１は、硬化部が平坦な層となるように走査方向を交差させるクロスハッチングが行われて層が形成される場合であっても、目標膜厚の層を形成するためのレーザの照射条件を決定できる。
【0094】
［変形例］
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上記の例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。
以上、種々の例示的実施形態について説明してきたが、上記の例示的実施形態に限定されることなく、様々な省略、置換、及び変更がなされてもよい。
【0095】
コントローラ１０は、第２取得部１３、及び決定部１４を有していればよく、第１取得部１１、及び第１算出部１２を有していなくてもよい。その場合、コントローラ１０は、例えば、付加製造装置１の記憶部、又は付加製造装置１の外部のサーバ（図示せず）等から第２侵入深さＤｐ’を取得してもよい。製造条件決定プログラムＰＲ１は、第２取得モジュールＰＲ１４、及び決定モジュールＰＲ１５を有していればよく、第１取得モジュールＰＲ１２、及び第１算出モジュールＰＲ１３を有していなくてもよい。
【0096】
製造条件決定装置は、コントローラ１０とは別の装置であってもよく、例えば、付加製造装置１の外部のサーバであってもよい。
【0097】
層形成部２は、クロスハッチングを行わなくてもよい。すなわち、層形成部２は、第２照射を実行せずに、第１硬化部を形成する第１照射のみを実行してもよい。
【0098】
層形成部２は、所定の領域に紫外線レーザＬを複数回照射して層を形成してもよい。その場合、コントローラ１０は、図８（Ｃ）を用いて以下に説明する予め定められた関係を用いて紫外線レーザＬの照射条件を決定してもよい。
【0099】
図８（Ｃ）は、領域Ｒに紫外線レーザＬをＮ＝（ｎ＋１）回照射した場合に形成された膜Ｍｎの例の模式図である。まず、ｎ番目の紫外線レーザＬの照射によって原料が硬化して形成される膜Ｍｎの硬化深さａｎ＋１は、以下の数式（３３）によって表される。
ここで、Ｅｎは、ｎ番目の紫外線レーザＬの照射による寄与照射エネルギーであって、以下の数式（３４）によって表すことができる。
ここで、ｚｎは、１番目からｎ番目までの紫外線レーザＬの照射によって原料が硬化して形成される各膜の合計の硬化深さである。
【数22】
ここで、Ｅｎは、ｎ番目の紫外線レーザＬの照射による寄与照射エネルギーであって、以下の数式（３４）によって表すことができる。
【数23】
ここで、ｚｎは、１番目からｎ番目までの紫外線レーザＬの照射によって原料が硬化して形成される各膜の合計の硬化深さである。
【0100】
数式（３３）のＥｎに数式（３４）を代入することによって、膜Ｍｎの硬化深さａｎ＋１は以下の数式（３５）によって表される。また、１番目からｎ番目までの紫外線レーザＬの照射によって形成された各膜の合計の硬化深さＺｎ＋１は、以下の数式（３６）によって表される。
【数24】
【0101】
続いて、数式（３６）の両辺のそれぞれから、（Ｄｐ’/Ｄｐ）×Ｚ１を引くことにより、硬化深さＺｎ＋１は、以下の数式（３７）によって表される。
【数25】
【0102】
ここで、数式（３７）は等比数列となるので、以下の数式（３８）に表され、数式（３８）を変換することで、硬化深さＺｎを示す数式（３９）が得られる。
【数26】
【0103】
また、数式（３９）は、硬化深さＺ１及びＺ２を用いることによって、以下の数式（４０）のように表される。
【数27】
【0104】
以上のような複数の数式を用いることで、層形成部２が所定の領域に紫外線レーザＬを複数回照射して層を形成する場合であっても、コントローラ１０は、上記実施形態と同様に、目標膜厚に適した紫外線レーザＬの照射条件を決定できる。
【0105】
さらに、紫外線レーザの照射条件は、数式（２）～（５）の関係を満たせばよく、照射条件の決定方法は、種々の方法で実施されてもよい。例えば、コントローラ１０は、プログラムを実行して数式（２）～（５）を演算し、紫外線レーザの照射条件を決定してもよい。あるいは、コントローラ１０は、論理回路又は集積回路によって数式（２）～（５）を演算し、紫外線レーザの照射条件を決定してもよい。あるいは、コントローラ１０は、目標膜厚と照射回数と紫外線レーザの照射条件とを記憶したテーブルを有し、当該テーブルを参照することで、数式（２）～（５）の関係を満たす紫外線レーザの照射条件を決定してもよい。あるいは、例えば、照射回数、原料の硬化前における原料への侵入深さである第１侵入深さ、原料の硬化後における原料への侵入深さである第２侵入深さ、及び、照射条件をデータベース化し、これらを教師データとした機械学習で、数式（２）～（５）の関係を満たす紫外線レーザの照射条件が決定されてもよい。数式（８）～（１１）、数式（１２）～（１５）についても、数式（２）～（５）と同一の手法で紫外線レーザの照射条件を決定できる。
［実施例］
［実施例］
【0106】
以下、発明者が確認した実施形態の効果について説明する。
【0107】
紫外線レーザＬとして、レーザーマーカー（光響）を用意した。紫外線レーザＬは、波長３５５ｎｍ、照射出力ＰＬ＝３００ｍＷ、走査速度Ｖｓ＝７１ｍｍ／ｓ、スポット半径ｗo＝４１９．７μｍ、及び距離ｄ＝２１０，４２０，６３０μｍである。
【0108】
原料として、紫外線硬化樹脂とセラミックス粒子とを含むスラリー状の原料を用意した。原料において、樹脂はアロニックス ０Ｔ－２５０６（東亜合成）であって、セラミックスは白色 ＴＺ－ＰＸ－２４５（東ソー）４０ｖｏｌ％である。また、開始剤は０ｍｍｉｒａｄ３８０（ＩＧＭ）１．０ｗｔ％である。当該原料における第１侵入深さＤｐは、３８．０μｍ、臨界エネルギーＥｃは５８，８ｍＪ／ｃｍ２である。
【0109】
層形成部２に上記紫外線レーザＬを上記原料に照射させて、互いに距離ｄの異なる複数の層を形成した。具体的には、距離ｄ＝２００μｍの場合の層、距離ｄ＝４００μｍの場合の層、及びｄ＝８００μｍの場合の層を形成した。そして、各層の膜厚を測定した。また、各層の膜厚を予測した。具体的には、まず、紫外線レーザＬを照射して形成した第１膜及び第２膜を計測し、数式（２３）を用いて第２侵入深さＤｐ’を算出した。続いて、層の位置ｙ、照射回数ｎ、第１侵入深さＤｐ、第２侵入深さＤｐ’、距離ｄ、臨界エネルギーＥｃ、及び紫外線レーザＬの上記照射条件を各数式（２５），（２６），（２８），（２９），（３１）に適宜代入して、層の膜厚として数式（３２）によって求められる硬化形状ｚｃｈを得て、これを層の膜厚の予測とした。
【0110】
結果として、距離ｄ＝２００μｍの層については、予測の膜厚が１３４．９～１３８．０μｍであったのに対し、実測の膜厚は１３６．８μｍであった。距離ｄ＝４００μｍの層については、予測の膜厚が１３２．７～１３５．９μｍであったのに対し、実測の膜厚は１３４．０μｍであった。距離ｄ＝８００μｍの層については、予測の膜厚が１２２．６～１３３．６μｍであったのに対し、実測の膜厚は１２６．４μｍであった。いずれの距離ｄの場合においても、予測の膜厚は実測の膜厚と近い値を示した。つまり、第１侵入深さＤｐ及び第２侵入深さＤｐ’等を用いた本手法によれば、層の膜厚の予測を高精度に行うことができる。換言すれば、本手法によれば、層の目標膜厚に対して適切な紫外線レーザＬの照射条件を決定することができる。なお、層の膜厚の予測と実測との誤差を考慮すると、最適な距離ｄは紫外線レーザＬのスポット半径ｗoと同等と考えられる。
【符号の説明】
【0111】
１…付加製造装置、２…層形成部、１０…コントローラ（製造条件決定装置）、Ｉ…造形物、１３…第２取得部（取得部）、１４…決定部、ｍ１１，ｍ１２，ｍ１３，ｍ２１，ｍ２２，ｍ２３，ｍｚ２，ｍｚ１１，ｍｚ１２，ｍｚ１３，ｍｚ１４，ｍｚ１５…硬化部、３１…基台、Ｃ…原料、ｉ…層、Ｄ…走査、ｄ…距離、Ｌ…紫外線レーザ、Ｍ１…第１膜、Ｍ２…第２膜、ＰＲ１…製造条件決定プログラム、Ｒ…領域、ｚ１～ｚ５，ｚｃｈ…硬化形状。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】