知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
特開2024-98715粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法及びデータ作成装置
(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】P2024098715
(43)【公開日】2024-07-24
(54)【発明の名称】粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法及びデータ作成装置
(51)【国際特許分類】
B29C 64/393 20170101AFI20240717BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20240717BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20240717BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20240717BHJP
B29C 64/153 20170101ALI20240717BHJP
B22F 10/28 20210101ALI20240717BHJP
B22F 10/80 20210101ALI20240717BHJP
【ＦＩ】
B29C64/393
B33Y10/00
B33Y30/00
B33Y50/02
B29C64/153
B22F10/28
B22F10/80
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023002359
(22)【出願日】2023-01-11
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-07-19
(71)【出願人】
【識別番号】398018962
【氏名又は名称】株式会社アスペクト
(74)【代理人】
【識別番号】100159547
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴谷 裕二
(74)【代理人】
【識別番号】100154357
【弁理士】
【氏名又は名称】山▲崎▼ 晃弘
(72)【発明者】
【氏名】大坪 由貴
(72)【発明者】
【氏名】熊坂 充弘
【テーマコード（参考）】
4F213
4K018
【Ｆターム（参考）】
4F213AC04
4F213AP05
4F213AP11
4F213AP12
4F213AR12
4F213AR13
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL03
4F213WL12
4F213WL43
4F213WL85
4F213WL92
4K018CA44
4K018EA51
4K018EA60
(57)【要約】
【課題】粉末床溶融結合装置に適用される造形物のテータを、その装置の機体特性及び深さ方向の収縮を考慮して補正することを可能にする構成を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法は、粉末床溶融結合装置１で作製する造形物の基本データを取得する工程と、粉末床溶融結合装置又は粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、そのテストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程とを含む。
【選択図】図３３
【解決手段】一実施形態に係る粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法は、粉末床溶融結合装置１で作製する造形物の基本データを取得する工程と、粉末床溶融結合装置又は粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、そのテストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程とを含む。
【選択図】図３３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する工程と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程と
を含む、データ作成方法。
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する工程と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程と
を含む、データ作成方法。
【請求項2】
前記補正する工程は、
前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含む、
請求項１に記載のデータ作成方法。
前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含む、
請求項１に記載のデータ作成方法。
【請求項3】
前記テストパーツは、第１のテストパーツと、第２のテストパーツとを含み、
前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、
前記補正する工程は、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と
を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含む、請求項１に記載のデータ作成方法。
前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、
前記補正する工程は、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と
を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含む、請求項１に記載のデータ作成方法。
【請求項4】
請求項１から３のいずれか一項に記載のデータ作成方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項5】
粉末床溶融結合装置用のデータ作成装置であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する取得部と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する補正部と
を備える、データ作成装置。
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する取得部と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する補正部と
を備える、データ作成装置。
【請求項6】
前記補正部は、
前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する、
請求項５に記載のデータ作成装置。
前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する、
請求項５に記載のデータ作成装置。
【請求項7】
前記テストパーツは、第１のテストパーツと、第２のテストパーツとを含み、
前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、
前記補正部は、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と
を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する、
請求項５又は６に記載のデータ作成装置。
前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、
前記補正部は、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と
を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する、
請求項５又は６に記載のデータ作成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法及びデータ作成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
層状に敷設された粉末材料にビーム光を照射して積層造形を行うことにより三次元造形物を製造する三次元積層造形技術が知られている。つまり、三次元積層造形技術では、粉末材料の層つまり薄層を形成し、その薄層に作製目的の造形物のスライス形状に応じてビーム光を照射することを、複数層にわたって繰り返すことでその造形物を得ることができる。その技術を具現化した装置の一例である、粉末焼結積層造形法を採用する粉末床溶融結合装置を特許文献１は開示する。特許文献１のその装置は、粉末材料を収納する２つの収納容器と、それらの間に設けられた作製容器と、粉末材料を作製容器に運搬して供給するようにそれら収納容器の上側を繰り返し移動されるリコータと、作製される造形物に応じて作製容器の粉末材料にレーザ光を照射するレーザ光出射部とを備える。
【0003】
一方で、レーザ光を造形物の任意のスライス形状つまり立体断面形状に走査・照射して、その熱源により樹脂や金属粉末などを逐次溶融焼結し、積層させて３次元構造を成形していくとき、このレーザ光の照射により、粉末材料が瞬時に溶融しその後凝固するときに、又は、粉末材料が焼結するときに収縮が生じる。この収縮による精度低下を改善することが種々研究され、提案されている。
【0004】
例えば、特許文献２は、収縮率を踏まえて全体的に少し大きめの範囲でレーザを照射する単純な補正でなく、部分的な収縮が生じた場合においても期待する精度を得る為の技法を提案する。特許文献２の記載によれば、この技法は、レーザ照射で形成される３次元構造物の寸法と当該３次元構造物のスキャンパス（レーザ・スキャンライン）の設計値との差を最小化するためのデータを作成する技法であり、当該技法は、上記３次元構造物の製造プロセスをモデル化し、当該製造プロセスで使用される材料の収縮の定式化を行うこと、及び上記定式化した収縮モデルを用いて、上記材料の収縮後の３次元構造物の寸法と上記設計値との差を最小化する最適化計算を行ない、当該差を最小化するスキャン長さｘを算出することを含み、上記定式化を行うことは、上記レーザのスキャンパスのスキャン長さｘｉに応じて上記材料が収縮する場合に収縮関数を定式化することを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２０１９－１７７５０３号公報
【特許文献2】特開２０１５－５８６７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献２の技法は、製造プロセスで使用される材料の単位長さ当たりの収縮率を考慮してモデル化するコンピュータシミュレーションであり、また、レーザのスキャンパスのスキャン長さを算出するものであり、３次元構造物のスライスデータの２次元の収縮のみを扱うものである。つまり、この技法は、３次元構造物つまり造形物を作製する装置における実際の機体特性を考慮したものではなく、また、粉末材料の積層方向つまり深さ方向の収縮を考慮したものでもない。
【0007】
本開示の目的は、粉末床溶融結合装置に適用される造形物のテータを、その装置の機体特性及び深さ方向の収縮を考慮して補正することを可能にする構成を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
開示の技術の第１態様は、
粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する工程と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程と
を含む、データ作成方法
を提供する。
粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する工程と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程と
を含む、データ作成方法
を提供する。
【0009】
好ましくは、前記補正する工程は、前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含む。
【0010】
好ましくは、前記テストパーツは、第１のテストパーツと、第２のテストパーツとを含み、前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、前記補正する工程は、前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報とを少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含むとよい。
【0011】
本開示の技術は、前述のデータ作成方法をコンピュータに実行させるプログラムにも存する。
【0012】
開示の技術の第２態様は、
粉末床溶融結合装置用のデータ作成装置であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する取得部と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する補正部と
を備える、データ作成装置
を提供する。
粉末床溶融結合装置用のデータ作成装置であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する取得部と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する補正部と
を備える、データ作成装置
を提供する。
【0013】
好ましくは、前記補正部は、前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する。
【0014】
好ましくは、前記テストパーツは、第１のテストパーツと、第２のテストパーツとを含み、前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、前記補正部は、前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報とを少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正するとよい。
【発明の効果】
【0015】
上記第１態様及び第２態様によれば、上記構成を備えるので、粉末床溶融結合装置に適用される造形物のテータを、その装置の機体特性及び深さ方向の収縮を考慮して補正することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下、本開示に係る実施形態を添付図に基づいて説明する。同一の部品（又は構成）には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【0018】
まず、本開示の一実施形態に係る粉末床溶融結合装置１を以下説明する。なお、以下の構成を備える粉末床溶融結合装置１は、本開示の粉末焼結積層造形法を採用する三次元構造物製造機械の一種である粉末床溶融結合装置の一例に過ぎない。本開示の粉末焼結積層造形法を採用する粉末床溶融結合装置は種々の構成を有することができる。
【0019】
図１は、粉末床溶融結合装置１の概略構成を示す図である。また、図２は、粉末床溶融結合装置１の粉末材料の供給の主要構成の斜視図である。更に、図３は、粉末床溶融結合装置の筐体以外の構成を示す上面図であり、図４は、図３のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図であり、両端の一部の構成を省略して示す図である。
【0020】
図１に示すように、粉末床溶融結合装置１は、その筐体２内に、粉末材料を収納する２つの収納容器３、４と、収納容器３、４の粉末材料を使用して造形物４４が作製される作製容器５とが収容される。作製容器５は、収納容器３と収納容器４とに挟まれるように、それら収納容器３、４の間に位置付けられている。なお、収納容器３、４は第１及び第２収納容器にそれぞれ相当するが、これらの組み合わせは逆であってもよい。
【0021】
使用される粉末材料の種類は特に限定されない。ここでは、特に、粉末材料は、フッ素樹脂の１つであるペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ；四フッ化エチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体）であり、その融点が約２８０℃から３２０℃である。しかし、粉末材料は、このＰＦＡ粉末に限定されず、例えば、粉末材料として、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン６、ナイロン１１、及びナイロン１２（ナイロンは登録商標）等のポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、及びエラストマ（ＥＬ）などの熱可塑性の樹脂粉末、金属材料粉末又はセラミック粉末が使用されてもよい。
【0022】
図３に示すように、これらの容器３～５のうち、収納容器３、４は、例えば、鋼板を曲げ及び溶接等の加工を行うことによって形成され、上から見たときに矩形状に開口した筒状の容器である。
【0023】
収納容器３、４の内側には、それぞれ供給用テーブル６、７が配置されている。その供給用テーブル６、７の上に外部から粉末材料８が供給される。また、供給用テーブル６、７の下面には、図示しないドライバに接続された支持棒９、１０が取り付けられている。これらのドライバによって支持棒９、１０を駆動することにより、支持棒９、１０を介して供給用テーブル６、７が収納容器３、４の内側を昇降する。
【0024】
作製容器５は、例えば、鋼板を曲げ及び溶接等の加工を行うことによって形成される。作製容器５は、上から見たときに矩形状に、ここでは正方形状に開口した筒状の容器であるが、上から見たときに他の形状、例えば楕円状の開口を有してもよい。
【0025】
作製容器５の内側には、造形用テーブル１１が配置されている。その造形用テーブル１１の上に収納容器３、４の粉末材料８が供給される。また、造形用テーブル１１の下面には、図示しないドライバに接続された支持棒１２が取り付けられている。このドライバによって支持棒１２を駆動することにより、支持棒１２を介して造形用テーブル１１が作製容器５の内側を昇降する。
【0026】
更に、図１に示すように、粉末床溶融結合装置１は、その筐体２内に、貯留容器３Ｅ、４Ｅが収容される。貯留容器３Ｅ、４Ｅは、過剰に送られてくる余剰の粉末材料８を収納するために設けられる。貯留容器３Ｅ、４ＥはそれぞれＥＰＣ（Excess Powder Cartridge）と称され得るものである。貯留容器３Ｅは収納容器３の隣に、特にその外側に設けられ、貯留容器４Ｅは収納容器４の隣に、特にその外側に設けられている。貯留容器３Ｅ、４Ｅは、容器３～５を挟むようにそれらの両脇に位置付けられている。
【0027】
貯留容器３Ｅ、４Ｅは、例えば、鋼板を曲げ及び溶接等の加工を行うことによって形成され、上から見たときに矩形状に開口した容器である。
【0028】
収納容器３、４、作製容器５及び貯留容器３Ｅ、４Ｅの上には、運搬板１３が設置されている。その運搬板１３の上にはリコータ１４が設けられている。
【0029】
運搬板１３は、上面１３ａ及び下面１３ｂが平坦な鋼板であり、容器３～５の貫通孔１３ｃ～１３ｅ及び貯留容器３Ｅ、４Ｅの貫通孔１３ｆ、１３ｇが設けられている。なお、図４では、貯留容器３Ｅ、４Ｅ及び貫通孔１３ｆ、１３ｇは省略する。
【0030】
これらの貫通孔１３ｃ～１３ｇはそれぞれ対応する容器３～５、３Ｅ、４Ｅの上側の開口又は形状に対応する形状及び大きさとなっている。このため、例えば、貫通孔１３ｃ、貫通孔１３ｄ、及び貫通孔１３ｅが、それぞれ収納容器３の上側の開口、作製容器５の上側の開口、及び収納容器４の上側の開口に連通するようになる。
【0031】
また、リコータ１４は、図２に示すようにローラを備えて構成され、図示しないドライバに接続されている。このドライバによってリコータ１４を駆動することにより、リコータ１４は運搬板１３の上面１３ａ上を、つまり収納容器３の上側と収納容器４の上側とにわたって、左方向又は右方向に移動することができる。このリコータ１４の移動範囲は、図１～図３に示すように、貯留容器３Ｅ、収納容器３、作製容器５、収納容器４及び貯留容器４Ｅの全ての開口部をカバーする。なお、リコータ１４は、他の構成、例えば細長い金属板のような板状部材などであってもよい。
【0032】
粉末床溶融結合装置１では、作製容器５に粉末材料８の層つまり薄層を形成するとき、供給用テーブル６、７及び造形用テーブル１１をそれぞれ昇降させると共に、リコータ１４を左右に移動させる。これにより、収納容器３又は収納容器４の粉末材料８が運搬板１３の上面１３ａ及び貫通孔１３ｃ～１３ｅを介して作製容器５に運搬される。このようにして、収納容器３、４の粉末材料８を作製容器５に供給する。なお、容器３～５に収納しきれなかった粉末材料８は、リコータ１４の移動により、貯留容器３Ｅ又は貯留容器４Ｅに至り、そこに入り、貯留される。
【0033】
このため、主に収納容器３、４、供給用テーブル６、７、運搬板１３、及びリコータ１４によって粉末材料８の供給部が構成されていると言える。
【0034】
図１に示すように、運搬板１３の上方の筐体２内の空間には、上部加熱部１５～１７及び反射板１８、１９が設けられている。
【0035】
図３及び図４に示すように、上部加熱部１５～１７のうち、上部加熱部１５は、収納容器３の上方に配置され、２本の棒状のヒータ２０、２１を備えている。また、上部加熱部１６は、収納容器４の上方に配置され、２本の棒状のヒータ２２、２３を備えている。
【0036】
これらのヒータ２０～２３は、赤外線ヒータ又は抵抗加熱型ヒータであり、上から見たときに収納容器３、４の長手側の側部の内側においてこれらの側部の各々と平行に配置されている。ヒータ２０～２３により、収納容器３、４の供給用テーブル６、７上の粉末材料８は上から加熱される。
【0037】
一方、上部加熱部１７は、作製容器５の上方に配置され、４本の棒状のヒータ２４～２７を備えている。
【0038】
これらのヒータ２４～２７は、赤外線ヒータ又は抵抗加熱型ヒータであり、上から見たときに作製容器５の全ての側部の内側においてこれらの側部の各々と平行に設置されている。これにより、作製容器５の造形用テーブル１１上の粉末材料８は上から加熱される。
【0039】
また、反射板１８、１９は、図示しない筐体２内の支柱に取り付けられ、運搬板１３の上面１３ａに対して垂直な方向に立てられた金属板であり、収納容器３と作製容器５との間、及び作製容器５と収納容器４との間に配置されている。
【0040】
【0041】
これにより、反射板１８、１９はヒータ２４～２７の熱（赤外線）を反射して、作製容器５の粉末材料８をより効果的に加熱することができる。このため、上部加熱部１７は、少ない消費電力で作製容器５の粉末材料８を所定の温度まで昇温させると共に、その温度を維持することができる。
【0042】
また、反射板１８、１９は、前述の筐体２内の支柱に固定された上部１８ａ、１９ａと、蝶番１８ｂ、１９ｂを介して上部１８ａ、１９ａに接続され、左右にスイング可能となっている下部１８ｃ、１９ｃとを備える。このような反射板１８、１９の構造により、リコータ１４は下部１８ｃ、１９ｃを介して反射板１８、１９を通過可能となっている。なお、反射板１８、１９は省略されてもよい。
【0043】
なお、図示していないものの、粉末床溶融結合装置１には、上部加熱部１５～１７とは別の加熱部も設けられている。
【0044】
例えば、作製容器５の側部には、横から作製容器５の粉末材料８を加熱する側部加熱部が設けられている。更に、造形用テーブル１１と支持棒１２との間には、下から作製容器５の粉末材料８を加熱する下部加熱部が設けられている。また、運搬板１３の下面１３ｂには、運搬板１３に接する粉末材料８を加熱する運搬板加熱部が設けられている。これらの加熱部は、いずれも温度センサ付きの板状の抵抗加熱型ヒータを備えている。
【0045】
以上の収納容器３、４、作製容器５、貯留容器３Ｅ、４Ｅ、運搬板１３、リコータ１４、上部加熱部１５～１７、及び反射板１８、１９等が筐体２内に配置されている。
【0046】
一方、図１に示すように、筐体２の上部には、４つのガラスの窓２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが嵌め込まれている。これらの窓２ａ～２ｄのうち、窓２ａの上方には温度検出部２８ａが設けられていて、窓２ｃの上方には温度検出部２８ｂが設けられていて、窓２ｄの上方には温度検出部２８ｃが設けられている。
【0047】
温度検出部２８ａ、２８ｂ、２８ｃはそれぞれ、赤外線によって温度を検出する機器であり、具体的にはここでは赤外線センサ（ＩＲセンサ）である。つまり、温度検出部２８ａ、２８ｂ、２８ｃはそれぞれ非接触式の温度検出装置である。温度検出部２８ａは上から見たときに作製容器５の側部の内側に配置されていて、温度検出部２８ｂは上から見たときに収納容器３の側部の内側にここでは概ね中央に配置されていて、温度検出部２８ｃは上から見たときに収納容器４の側部の内側にここでは概ね中央に配置されている。これにより、温度検出部２８ａは、作製容器５の開口と連通する運搬板１３の貫通孔１３ｄ内の粉末材料８の表面温度を検出することが可能となっていて、温度検出部２８ｂは、収納容器３の開口と連通する運搬板１３の貫通孔１３ｃ内の粉末材料８の表面温度を検出することが可能となっていて、温度検出部２８ｃは、収納容器４の開口と連通する運搬板１３の貫通孔１３ｅ内の粉末材料８の表面温度を検出することが可能となっている。
【0048】
なお、温度検出部を更に複数用意して、これらの温度検出部の各々が、上から見たときに作製容器５の側部の内側において互いに異なる位置に配置されていてもよい。これにより、粉末材料８の表面温度をより高精度に検出することができる。これは、収納容器３、４のそれぞれにおいても同様である。
【0049】
なお、残りの窓２ｂの上方にはレーザ光出射部２９が設けられている。
【0050】
レーザ光出射部２９は、レーザ光（ビーム光）を出射して走査する機器であり、上から見たときに作製容器５の側部の内側に配置されている。そのレーザ光出射部２９の構成は以下のようになっている。
【0051】
図５は、レーザ光出射部２９の構成を説明するブロック図である。図５に示すように、レーザ光出射部２９は、光源３０、ミラー３１、レンズ３２、及びドライバ３３を備えている。これらの部分３０～３３のうち、光源３０は、例えば、波長１０．６μｍのレーザ光を出射するＣＯ２レーザ光源である。なお、光源３０は、ＣＯ２レーザ光源に限定されず、例えば波長１．０７μｍのレーザ光を出射するファイバレーザ光源であってもよい。
【0052】
ミラー３１は、Ｘミラー３１ａとしてのガルバノメータミラーと、Ｙミラー３１ｂとしてのガルバノメータミラーとを有し、Ｘミラー３１ａ及びＹミラー３１ｂの角度を変えることによって光源３０から出射されたレーザ光の角度を変える。
【0053】
レンズ３２は、光源３０から出射されたレーザ光の動きに従って移動して、レーザ光の焦点距離を変える。
【0054】
そして、ドライバ３３は、Ｘミラー３１ａ及びＹミラー３１ｂの角度を変えると共に、レンズ３２を移動させる。
【0055】
レーザ光出射部２９において、光源３０から出射されたレーザ光は、レンズ３２、Ｘミラー３１ａ、及びＹミラー３１ｂをこの順序で通過する。このとき、ドライバ３３の駆動によってＸミラー３１ａ及びＹミラー３１ｂの角度を変えることにより、レーザ光がｘ軸方向及びｙ軸方向に走査されて、貫通孔１３ｄ内のつまり作製容器５の粉末材料８の表面の特定の領域に照射されるようになる。更に、ドライバ３３の駆動によってレンズ３２を移動させることにより、レーザ光の焦点が作製容器５の粉末材料８の表面つまり造形面で合うようになる。
【0056】
【0057】
図６Ａは、制御部３４のハードウェア構成図である。制御部３４は、ＣＰＵ３４ａ、ＲＯＭ３４ｂ、ＲＡＭ３４ｃ、操作部３４ｄ、通信部３４ｅ、表示部３４ｆ、及び外部記憶制御部３４ｇを有する。制御部３４は、外部記憶制御部３４ｇにより、メモリ３４ｈに記憶されたプログラム（コンピュータプログラム）を読み込んで動作することが可能である。プログラムは、ＲＯＭ３４ｂ及びＲＡＭ３４ｃにも保存され得る。制御部３４は、プログラムを実行するＣＰＵ３４ａの管理のもとに動作する。プログラムは、粉末床溶融結合装置１の種々の機器を制御するプログラムを含み、ＲＯＭ３４ｂ、ＲＡＭ３４ｃ及び／又はメモリ３４ｈに記憶されているデータを利用することができる。なお、操作部３４ｄは、キーボード等の操作者等が入力操作する入力装置を含む。表示部３４ｈはここではモニタである。
【0058】
なお、ＣＰＵ３４ａは、所謂プロセッサの一例であり、処理部３４１に対応する。また、ＲＯＭ３４ｂ、ＲＡＭ３４ｃ、及び、メモリ３４ｈは、記憶部３４２に対応する。つまり、制御部３４は、制御部３４としての機能を実質的に担うＣＰＵ３４ａつまり処理部３４１が、ＲＯＭ３４ｂ、ＲＡＭ３４ｃ及びメモリ３４ｈを含む記憶部３４２に記憶されているプログラムを実行することで、各種機能モジュールを実現する。
【0059】
図６Ｂに、上記構成を有する制御部３４の機能ブロック図を示す。制御部３４の処理部３４１は、機能モジュールとして、情報取得部３４１１、運搬制御部３４１２、レーザ部３４１３、温度制御部３４１４及びデータ作成部３４１５を有する。これらの機能部は相互に連携する。なお、機能モジュールの一部は、他のプロセッサ、ディジタル回路、またはアナログ回路等のハードウェアであってもよい。
【0060】
情報取得部３４１１は、各種センサからの出力情報を取得する。例えば情報取得部３４１１はリコータ１４の位置情報を取得する。リコータ１４の位置情報はここではリコータ１４の支持部に設けられている位置センサＰＳから入力されるが、位置センサＰＳは他の箇所に設けられてもよく、他の制御値などに基づいて推定されてもよい。また情報取得部３４１１は温度検出部２８ａ、２８ｂ、２８ｃからの温度情報を取得する。さらに、情報取得部３４１１は、粉末床溶融結合装置１の操作者等が操作部３４ｄの入力装置を介して入力した種々の情報、例えば粉末材料の情報（種類、融点など）、作製する造形物に関する情報を取得して、連携する機能モジュールに取得した情報の全部または一部を送ったり、記憶部３４２に記憶したりする。例えば、情報取得部３４１１は、粉末床溶融結合装置１の操作者等が入力装置を介して入力した作製する造形物のデータ（造形物データ）３４２１の１つである基本データ（元データ）３４２１ａを取得して、それを記憶部３４２に記憶させる。また、情報取得部３４１１は、粉末床溶融結合装置１の操作者等が入力装置を介して入力した補正指示を取得し、その補正指示をデータ作成部３４１５に送り、データ作成部３４１５に基本データ３４２１ａ及び造形条件３４２１ｂに基づいて補正データ３４２１ｃを作成させ、作成された補正データ３４２１ｃを記憶部３４２に記憶させる。そして、情報取得部３４１１は、粉末床溶融結合装置１の操作者等が入力装置を介して入力した造形物の作製指示を取得し、運搬制御部３４１２及びレーザ部３４１３に造形物の作製指令を送る。なお、造形物の作製指示は、利用データの種別を含み、この利用データの種別は、造形物データ３４２１として、造形物の基本データ３４２１ａ及び補正データ３４２１ｃのうちいずれを用いるのかを選択する指示を含む。
【0061】
運搬制御部３４１２は、作製容器５への粉末材料８の運搬を行うように各種装置又は部材の作動を、具体的にはテーブル６、７、１１の各々の昇降を制御し、リコータ１４の移動を制御する。データ処理部３４１２ａは造形物データ３４２１を処理してスライスデータを用意して記憶部３４２に記憶したり、造形物データ３４２１のスライスデータを読み込んだりする。造形物データ３４２１及びスライスデータに基づいて造形物４４を作製するために、テーブル制御部３４１２ｂは上記ドライバに制御信号を出力し、それによりテーブル６、７、１１の各々の昇降を制御し、リコータ制御部３４１２ｃは上記ドライバに制御信号を出力し、それによりリコータ１４の移動を制御する。
【0062】
レーザ部３４１３はレーザ光出射部２９の作動を制御する。レーザ部３４１３は、スライスデータに基づいて、運搬制御部３４１２が作製容器５に運搬した粉末材料８の層つまり造形面にレーザ光出射部２９からのレーザ光の照射を制御する。
【0063】
温度制御部３４１４は、情報取得部３４１１で取得した温度情報に基づいて各加熱部１５～１７の各種ヒータの作動を制御する。
【0064】
データ作成部３４１５は、後述するように、作製される造形物の造形物データ３４２１のうち補正データ３４２１ｃを作成する。造形物データ３４２１は、造形物の基本データ３４２１ａと、補正データ３４２１ｃとを含む。データ作成部３４１５は、機械学習された学習済みモデル３４２２を用いて、基本データ３４２１ａに基づいて、補正データ３４２１ｃを作成し出力する。データ作成部３４１５は取得部３４１５ａと、補正部３４１５ｂとを備える。取得部３４１５ａは、上記補正指示により作動し、記憶部３４２に記憶されている造形物の基本データ３４２１ａを読み込むことで取得する。そして、補正部３４１５ｂは、取得部３４１５ａが取得した基本データ３４２１ａを補正する。ここでは、後述するように、補正部３４１５ｂは、取得した基本データ３４２１ａを、学習済みモデル３４２２を用いて補正し、その補正されたデータを記憶部３４２に記憶する又は出力する。このデータ作成部３４１５は制御部３４に備えられ、制御部３４は、データ作成装置の機能を実質的に担う。
【0065】
補正部３４１５ｂにおける造形物の基本データ３４２１ａの補正では、前処理部３４１５ｂａ及び積分部３４１５ｂｂが機能する。前処理部３４１５ｂａ及び積分部３４１５ｂｂによる各演算については、後述する。
【0066】
前述のデータ処理部３４１２ａは、造形物データ３４２１を処理してスライスデータを用意して記憶部３４２に記憶したり、造形物データ３４２１のスライスデータを読み込んだりするが、その造形物データ３４２１は造形物の基本データ３４２１ａであるときと、補正データ３４２１ｃであるときとがある。これは、操作者等からの入力装置を介して入力された上記作製指示に基づき、この指示は、情報取得部３４１１を介して運搬制御部３４１２に送られる。
【0067】
上記構成を有する制御部３４によれば、以下のような制御が実行される。
【0068】
例えば、制御部３４は、支持棒９、１０、１２のドライバに制御信号を出力して、収納容器３、４の供給用テーブル６、７及び作製容器５の造形用テーブル１１を昇降させる。更に、制御部３４は、リコータ１４のドライバに制御信号を出力して、リコータ１４を運搬板１３の上面１３ａ上を左右に移動させる。
【0069】
また、制御部３４は、造形物の作製で使用する粉末材料８の種類と、温度検出部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及びその他の温度検出部から出力された運搬板１３の貫通孔１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ内の粉末材料８の温度情報とに基づいて、上部加熱部１５～１７のヒータ２０～２７に制御信号を出力して、貫通孔１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ内の粉末材料８の温度、特に貫通孔１３ｃ内の造形面となる表面の温度をそれぞれ調整する。
【0070】
更に、制御部３４は、その他の加熱部については、ヒータの温度センサから出力された温度のデータに基づいて、そのヒータに制御信号を出力して、作製容器５内の粉末材料８の温度、及び運搬板１３上の粉末材料８の温度を調整する。
【0071】
更にまた、制御部３４は、前述した粉末材料８の種類と、作製する３次元造形物のスライスデータ（描画パターン）とに基づいて、レーザ光出射部２９に制御信号を出力して、貫通孔１３ｄ内の粉末材料８の表面の薄層のうちのレーザ光を照射する領域、及びレーザ光のエネルギー密度を調整する。
【0072】
ここで、造形物のスライスデータについて説明する。
【0073】
スライスデータは、作製する３次元造形物を深さ方向つまり高さ方向（ｚ軸方向）に所定の間隔（例えば、０．１ｍｍ）でスライスして複数の層に分割したときの、各層の平面方向（ｘ軸方向及びｙ軸方向）の位置等を含むデータである。なお、ここでは、作製容器５の造形用テーブル１１の表面、より具体的には造形用テーブル１１の粉末材料８の第１層が積層される平面のｚ軸方向がゼロであり、造形用テーブル１１が下がるほど、深さ方向つまり高さ方向の大きさが大きくなる。例えば、作製容器５の上側の開口から１０ｍｍの位置まで造形用テーブル１１が下がったとき、作製容器５の粉末材料８の表面つまり造形面１３ｄのｚ軸方向の値は＋１０ｍｍである。このようにここではｚ軸方向の正方向を上向きにしているが、ｚ軸方向の正方向は下向きであってもよい。
【0074】
図７～図１０は、作製する造形物を４つの層に分割した場合における各層のスライスデータの構成の一例を説明する図である。図７～図１０のうち、図７のスライスデータは造形物の下から第１層目（最下層）のスライスデータであり、図８のそれは第２層目（中間層）のスライスデータであり、図９のそれは第３層目（中間層）のスライスデータであり、図１０のそれは第４層目（最上層）のスライスデータである。
【0075】
例えば、図７に示すように、第１層目のスライスデータＳＤ１は、造形物の第１層目となる造形領域ｍａ１のデータを含んでいる。その造形領域ｍａ１を含めてスライスデータＳＤ１内の点の位置はｘ軸方向及びｙ軸方向の座標で表される。なお、スライスデータＳＤ１の外周は運搬板１３の貫通孔１３ｄ（又は、作製容器５の開口）の外周に対応している。
【0076】
残りの第２層目～第４層目のスライスデータＳＤ２～ＳＤ４についても、第１層目のスライスデータＳＤ１と同様の構成となっている。つまり、スライスデータＳＤ２～ＳＤ４は、造形物の造形領域ｍａ２～ｍａ４のデータをそれぞれ含んでいる。
【0077】
【0078】
ジグザグ走査方法では、まず、図１１Ａに示すように、スライスデータＳＤの造形領域ｍａの外周線ｏｌよりも若干内側の部分に対して、レーザ光の移動距離及び移動方向を示す走査線ｓｃ１～ｓｃ９をジグザグ状に配置する。具体的には、ｘ軸方向に伸びる奇数本目の走査線ｓｃ１、ｓｃ３、ｓｃ５、ｓｃ７、ｓｃ９を間隔をおいて平行に配置し、更にｘ軸方向に対して鋭角の角度の方向に伸びる偶数本目の走査線ｓｃ２、ｓｃ４、ｓｃ６、ｓｃ８を間隔を置いて平行に配置する。そして、走査線ｓｃ１～ｓｃ９の端点同士を接続する。
【0079】
更に、図１１Ｂに示すように、スライスデータＳＤの造形領域ｍａの外周線ｏｌ上に走査線ｓｃ１０～ｓｃ１３を配置する。そして、走査線ｓｃ１０～ｓｃ１３の端点同士を接続する。
【0080】
制御部３４は、前述したスライスデータＳＤ１～ＳＤ４及びジグザグ走査方法に基づいて、レーザ光出射部２９を制御して、スライスデータＳＤ１～ＳＤ４の造形領域ｍａ１～ｍａ４に対応する運搬板１３の貫通孔１３ｄ内の粉末材料８の薄層の領域（造形領域）に、レーザ光を出射させ走査させる。このようにして、粉末材料８の薄層の造形領域にレーザ光を照射する。
【0081】
レーザ光の走査方法はジグザグ走査方法に限定されない。
【0082】
例えば、レーザ光の走査方法として、スライスデータＳＤの造形領域ｍａに対して、同じ方向（例えば、ｘ軸方向やｙ軸方向）に伸びる走査線ｓｃを間隔をおいて平行に配置するラスター走査方法や、走査線ｓｃを外周線ｏｌに沿って間隔をおいて渦巻き状に配置する走査方法を使用してもよい。
【0083】
また、レーザ光のエネルギー密度について説明する。そのエネルギー密度は以下の式（１）で表される。
【0084】
Ｅ＝Ｐ／（Ｖ・ＳＳ・ｅ） （１）
式（１）において、Ｅはレーザ光のエネルギー密度（Ｊ／ｍ３）であり、Ｐはレーザ光の出力（Ｗ）であり、Ｖはレーザ光の走査速度（ｍ／ｓ）であり、ＳＳはレーザ光の走査間隔（ｍ）であり、ｅは粉末材料８の薄層の厚さ（ｍ）である。
式（１）において、Ｅはレーザ光のエネルギー密度（Ｊ／ｍ３）であり、Ｐはレーザ光の出力（Ｗ）であり、Ｖはレーザ光の走査速度（ｍ／ｓ）であり、ＳＳはレーザ光の走査間隔（ｍ）であり、ｅは粉末材料８の薄層の厚さ（ｍ）である。
【0085】
式（１）から分かるように、例えば、粉末材料８の薄層の厚さｅが同じである場合には、出力Ｐを大きくする、走査速度Ｖを遅くする、又は走査間隔ＳＳを狭くすることにより、粉末材料８の薄層の造形領域にレーザ光を照射するときに、その造形領域が受けるレーザ光のエネルギー密度Ｅを高くすることができる。
【0086】
エネルギー密度Ｅのパラメータのうち、粉末材料８の薄層の厚さｅ以外のレーザ光の出力Ｐ、走査速度Ｖ、及び走査間隔ＳＳは、レーザ光出射部２９を制御することによって変更可能なパラメータである。
【0087】
制御部３４は、レーザ光出射部２９を制御して、レーザ光の出力Ｐ、走査速度Ｖ、及び走査間隔ＳＳのいずれかを変えることにより、粉末材料８の薄層の造形領域が受けるレーザ光のエネルギー密度Ｅを調整する。
【0088】
粉末床溶融結合装置１は以上のように構成されている。
【0089】
次に、粉末床溶融結合装置１を使用した造形物の作製方法を説明する。
【0090】
ここでは、説明を簡単にするために、粉末床溶融結合装置１の筐体２内に作製容器５、及び粉末材料８が供給された収納容器３、４が収容された後に、粉末床溶融結合装置１が図４に示す状態となっているものとする。
【0091】
すなわち、収納容器３、４の粉末材料８の上面が運搬板１３の上面１３ａと同じ高さになっている。また、作製容器５の造形用テーブル１１の上面が運搬板１３の上面１３ａと同じ高さになっている。そして、リコータ１４が運搬板１３の上面１３ａのうちの収納容器３の左側に配置されている。
【0092】
粉末床溶融結合装置１がこのような状態となっているときに、まず、制御部３４は、装置１の外部から入力された造形物４４の３次元モデル・データつまり造形物データ３４２１に基づいて造形物のスライスデータＳＤを作成し、記憶部３４２に記憶する。具体的には、造形物の３次元モデル・データは、例えばＳＴＬ（Standard Triangulated Language）データであり、この造形物のスライスデータＳＤの作成は、データ処理部３４１２ａによって行われる。なお、前述のように、このとき利用される造形物データ３４２１は、造形物の基本データ３４２１ａであるときと、その補正データ３４２１ｃであるときとがある。
【0093】
次に、制御部３４は、収納容器３の支持棒９のドライバ、収納容器４の支持棒１０のドライバ、作製容器５の支持棒１２のドライバ、及びリコータ１４のドライバを制御して、作製容器５の造形用テーブル１１の上に粉末材料８のバッファ層つまり薄層を形成する。ただし、薄層とは、相対的に薄い層であり、当明細書の記載から明らかなように所定厚さを有する粉末材料の層を意図するものである。なお、この処理は、テーブル制御部３４１２ｂ及びリコータ制御部３４１２ｃによって行われる。
【0094】
粉末床溶融結合装置１では、作製容器５で作製される造形物が造形用テーブル１１の上面に固着しないようにするために、造形物の作製を開始する前に、造形用テーブル１１の上に粉末材料８の薄層を形成しておく。
【0095】
【0096】
まず、図１２に示すように、制御部３４は、左側の収納容器３の支持棒９のドライバを制御して、供給用テーブル６を上昇させる。これにより、収納容器３の粉末材料８を貫通孔１３ｃを介して運搬板１３の上面１３ａよりも上に突出させる。
【0097】
更に、制御部３４は、作製容器５の支持棒１２のドライバを制御して、造形用テーブル１１を粉末材料８の薄層の一層分の厚さ、例えば０．１ｍｍだけ下降させると共に、右側の収納容器４の支持棒１０のドライバを制御して、供給用テーブル７を下降させる。
【0098】
続いて、図１３に示すように、制御部３４は、リコータ１４のドライバを制御して、リコータ１４を運搬板１３の上面１３ａ上を右方向に移動させる。これにより、リコータ１４に上面１３ａから突出した収納容器３の粉末材料８を掻き取らせ、上面１３ａ及び貫通孔１３ｄを介して作製容器５に運搬させる。
【0099】
このようにして、収納容器３の粉末材料８を作製容器５に供給して、造形用テーブル１１の上に第１層目の粉末材料８の薄層３５を形成する。
【0100】
更に、図１４に示すように、制御部３４は、リコータ１４を右方向に移動させる。これにより、リコータ１４に、薄層３５の形成に使用されずに残った粉末材料８を上面１３ａ及び貫通孔１３ｅを介して収納容器４に運搬させる。
【0101】
このようにして、残った粉末材料８を収納容器４に収納する。
【0102】
そして、制御部３４は、リコータ１４を収納容器４の右側の位置で停止させる。なお、図１４などには示さないが、このとき、収納容器４に収容しきれなかった余剰の粉末材料８があるときは、その余剰の粉末材料８は貯留容器４Ｅに入り、そこに貯留される。
【0103】
次に、図１５に示すように、制御部３４は、収納容器４の供給用テーブル７を上昇させる。これにより、収納容器４の粉末材料８を貫通孔１３ｅを介して運搬板１３の上面１３ａよりも上に突出させる。
【0104】
更に、制御部３４は、作製容器５の造形用テーブル１１を前述した粉末材料８の薄層の一層分の厚さだけ下降させると共に、収納容器３の供給用テーブル６を下降させる。
【0105】
続いて、図１６に示すように、制御部３４は、リコータ１４を運搬板１３の上面１３ａ上を左方向に移動させる。これにより、リコータ１４に上面１３ａから突出した収納容器４の粉末材料８を掻き取らせ、上面１３ａ及び貫通孔１３ｄを介して作製容器５に運搬させる。
【0106】
このようにして、収納容器４の粉末材料８を作製容器５に供給して、造形用テーブル１１の上に第２層目の粉末材料８の薄層３６を形成する。
【0107】
更に、図１７に示すように、制御部３４は、リコータ１４を左方向に移動させる。これにより、リコータ１４は、薄層３６の形成に使用されずに残った粉末材料８を上面１３ａ及び貫通孔１３ｃを介して収納容器３に運搬する。
【0108】
このようにして、残った粉末材料８を収納容器３に収納する。
【0109】
そして、制御部３４は、リコータ１４を収納容器３の左側で停止させる。なお、図１７などには示さないが、このとき収納容器３に収容しきれなかった余剰の粉末材料８があるときは、その余剰の粉末材料８は貯留容器３Ｅに入り、そこに貯留される。
【0110】
その後、作製容器５において、第１層目の薄層３５の形成と同じようにして、第２層目の薄層３６の上に第３層目の粉末材料８の薄層３７を形成し、更に第２層目の薄層３６の形成と同じようにして、第３層目の薄層３７の上に第４層目の粉末材料８の薄層３８を形成する。
【0111】
このような粉末材料８の薄層の形成を所定回繰り返すことにより、図１８に示すように、作製容器５の造形用テーブル１１の上に粉末材料８の薄層３５～３８を積層していき、所定の厚さ（例えば、１０ｍｍの厚さ）のバッファ層３９を形成する。
【0112】
なお、図１８では、便宜上、４層の粉末材料８の薄層３５～３８をバッファ層３９として示しているが、実際の粉末材料８の薄層の層数は層３９の厚さに応じた層数となる。
【0113】
次に、制御部３４は、上部加熱部１５～１７のヒータ２０～２７を制御して、収納容器３、４の粉末材料８と作製容器５の粉末材料８とを予備加熱する。
【0114】
粉末床溶融結合装置１では、後述するように粉末材料８の薄層の造形領域にレーザ光を照射することにより、粉末材料８を溶融結合し、固化して、固化層を形成する。このとき、粉末材料８の薄層つまり造形面のうちのレーザ光が照射される造形領域とその周辺の領域との温度差が大きいと、レーザ光を照射した後に固化層に過度な収縮が生じて、固化層に反りが生じることがある。
【0115】
このような固化層の反りを抑制するために、造形物の作製を開始する前に、収納容器３、４の粉末材料８と作製容器５の粉末材料８とを予備加熱しておく。その予備加熱の方法を説明する。
【0116】
まず、制御部３４は、薄層３９の形成開始と同時に、上部加熱部１５～１７のヒータ２０～２７と、その他の加熱部（側部加熱部、下部加熱部、及び運搬板加熱部）のヒータとをオンにする。
【0117】
次に、制御部３４は、粉末材料８の種類と、温度検出部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ及びその他の温度検出部から出力された運搬板１３の貫通孔１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ内の粉末材料８の温度情報、例えば表面の温度のデータとに基づいて、ヒータ２０～２７の発熱量を調整する。更に、制御部３４は、その他の加熱部については、ヒータの温度センサから出力された温度のデータに基づいて、ヒータの発熱量を調整する。
【0118】
これらにより、運搬板１３の貫通孔１３ｃ、貫通孔１３ｄ、及び貫通孔１３ｅ内の粉末材料８の表面は所定温度まで上げられ、その温度に維持される。
【0119】
特に、作製容器５の開口に連通する貫通孔１３ｄ内の粉末材料８の表面つまり造形面は、造形物の作製を開始するのに適した温度、ここでは、粉末材料８の融点よりも１０℃～１５℃程度低い温度に維持される。
【0120】
一方、収納容器３、４の開口に連通する貫通孔１３ｃ、１３ｅ内の粉末材料８の表面は、作製容器５の開口に連通する貫通孔１３ｄ内の粉末材料８の表面の温度よりも低い所定温度に維持される。このように、収納容器３、４のうちの一方である収納容器３に収納される粉末材料８のうちその表面部分は第１所定温度にまで加熱されて維持され、収納容器３、４のうちの他方である収納容器４に収納される粉末材料８のうちその表面部分は第２所定温度にまで加熱されて維持され、作製容器５に収納される粉末材料８のうちその表面部分は第１所定温度よりも高くかつ第２所定温度よりも高い第３所定温度にまで加熱されて維持される。なお、ここでは、第１所定温度は、第２所定温度と同じ温度であるが、第２所定温度と異なってもよい。
【0121】
つまり、上述のように、粉末材料８は、熱可塑性の樹脂粉末であるＰＦＡ粉末である。そこで、作製容器５の粉末材料８の表面つまり造形面は、その粉末材料８の融点から１０℃～１５℃低い第３所定温度（例えば約２７０℃）に加熱される。そして、その作製容器５に供給される粉末材料８が収容される収納容器３、４の粉末材料８は、その第３所定温度よりも２０℃～３０℃低い第１所定温度又は第２所定温度に加熱される。これら容器３、４、５の粉末材料の各温度を対応する所定温度に安定的に保つことにより、作製容器５の造形面へのレーザ光の照射により溶融した粉末材料が再凝固する際に徐々に冷却され、その結果、歪みのない造形物４４を得ようとする。なお、歪みのない造形物を得ようとしているが、上記第１から第３所定温度の温度差などに起因して造形物に歪が生じるので、本開示は、後述するデータ作成装置ＤＰ及びそのデータ作成方法に向けられている。
【0122】
このようにして、粉末材料８に対する予備加熱を行う。そして、このような予備加熱を、薄層３９を形成する間だけでなく、後述する薄層３９の上で造形物を作製する間も継続して行う。
【0123】
なお、予備加熱を行うために、薄層３９の形成開始と同時に粉末床溶融結合装置１の全てのヒータをオンにしているが、薄層３９の形成開始よりも前に粉末床溶融結合装置１の全てのヒータをオンにしてもよい。例えば、粉末床溶融結合装置１の筐体２内に収納容器３、４及び作製容器５が収容された直後に、粉末床溶融結合装置１の全てのヒータをオンにしてもよい。
【0124】
なお、例えば、収納容器３に対するその加熱維持される温度（目標温度）と収納容器４に対するその加熱維持される温度（目標温度）は多少差があってもよく、例えば約１０℃の差があってもよく、より具体的には１℃～３℃異なってもよい。このような収納容器３に対するその加熱維持される温度と、収納容器４に対するその加熱維持される温度とにおける差は、温度検出部２８ｂと温度検出部２８ｃとの間の個体差、及び／又は、上部加熱部１５と上部加熱部１６との間の個体差つまり上部加熱部１５のヒータと上部加熱部１６のヒータとの間の個体差を考慮して、設定されるとよい。
【0125】
【0126】
薄層３９の形成、及び粉末材料８に対する予備加熱を行った後、図１９に示すように、制御部３４は、左側の収納容器３の供給用テーブル６を上昇させる。これにより、収納容器３の粉末材料８を貫通孔１３ｃを介して運搬板１３の上面１３ａよりも上に突出させる。
【0127】
更に、制御部３４は、造形用テーブル１１を前述した粉末材料８の薄層の一層分の厚さ（例えば０．１ｍｍ）だけ下降させると共に、右側の収納容器４の供給用テーブル７を下降させる。
【0128】
続いて、図２０に示すように、制御部３４は、リコータ１４を運搬板１３の上面１３ａ上を右方向に移動させる。これにより、リコータ１４に上面１３ａから突出した収納容器３の粉末材料８を掻き取らせ、上面１３ａ及び貫通孔１３ｄを介して作製容器５に運搬させる。
【0129】
このようにして、薄層３９の上に造形物作製用としては第１層目の粉末材料８の薄層４０を形成する。
【0130】
更に、図２１に示すように、リコータ１４を右方向に移動させることにより、リコータ１４に、薄層４０の形成に使用されずに残った粉末材料８を上面１３ａ及び貫通孔１３ｅを介して収納容器４に運搬させる。
【0131】
このようにして、残った粉末材料８を収納容器４に収納する。
【0132】
そして、制御部３４は、リコータ１４を収納容器４の右側で停止させる。これにより、前述のように、収納容器４に入りきらない余剰の粉末材料８があるときには、その余剰の粉末材料８は貯留容器４Ｅに入れられる。
【0133】
次に、図２２に示すように、制御部３４は、第１層目のスライスデータＳＤ１に基づいてレーザ光出射部２９を制御して、スライスデータＳＤ１の造形領域ｍａ１に対応する第１層目の薄層４０の領域（造形領域）にレーザ光を出射させ走査させる。
【0134】
このようにして、第１層目の薄層４０の造形領域にレーザ光を照射する。これにより、この造形領域の粉末材料８を溶融結合し、固化して、第１層目の固化層４０ａを形成する。
【0135】
そして、制御部３４は、レーザ光の出射及び走査を停止させる。
【0136】
次に、図２３に示すように、制御部３４は、右側の収納容器４の供給用テーブル７を上昇させる。これにより、収納容器４の粉末材料８を貫通孔１３ｅを介して運搬板１３の上面１３ａよりも上に突出させる。
【0137】
更に、制御部３４は、造形用テーブル１１を粉末材料８の薄層の一層分の厚さだけ下降させると共に、左側の収納容器３の供給用テーブル６を下降させる。
【0138】
続いて、図２４に示すように、制御部３４は、リコータ１４を運搬板１３の上面１３ａ上を左方向に移動させる。これにより、リコータ１４に上面１３ａから突出した収納容器４の粉末材料８を掻き取らせ、上面１３ａ及び貫通孔１３ｄを介して作製容器５に運搬させる。
【0139】
このようにして、固化層４０ａが形成された第１層目の薄層４０の上に第２層目の粉末材料８の薄層４１を形成する。
【0140】
更に、図２５に示すように、制御部３４は、リコータ１４を左方向に移動させることにより、リコータ１４に、薄層４１の形成に使用されずに残った粉末材料８を上面１３ａ及び貫通孔１３ｃを介して収納容器３に運搬させる。
【0141】
このようにして、残った粉末材料８を収納容器３に収納する。
【0142】
そして、制御部３４は、リコータ１４を収納容器３の左側で停止させる。これにより、前述のように、収納容器３に入りきらない余剰の粉末材料８があるときには、その余剰の粉末材料８は貯留容器３Ｅに入れられる。
【0143】
次に、図２６に示すように、制御部３４は、第２層目のスライスデータＳＤ２に基づいてレーザ光出射部２９を制御して、スライスデータＳＤ２の造形領域ｍａ２に対応する第２層目の薄層４１の領域（造形領域）にレーザ光を出射させ走査させる。
【0144】
このようにして、第２層目の薄層４１の造形領域にレーザ光を照射する。これにより、この造形領域の粉末材料８を溶融結合し、固化して、第２層目の固化層４１ａを形成する。
【0145】
そして、制御部３４は、レーザ光の出射及び走査を停止させる。
【0146】
その後、作製容器５において、第１層目の薄層４０及び固化層４０ａの形成と同じようにして、第２層目の薄層４１及び固化層４１ａの上に第３層目の粉末材料８の薄層４２及び固化層４２ａを形成し、更に第２層目の薄層４１及び固化層４１ａの形成と同じようにして、第３層目の薄層４２及び固化層４２ａの上に第４層目の粉末材料８の薄層４３及び固化層４３ａを形成する。
【0147】
このような粉末材料８の薄層の形成、及びこの薄層での固化層の形成を繰り返すことにより、図２７に示すように、作製容器５において、薄層３９の上に固化層４０ａ～４３ａを積層していき、３次元造形物４４を作製する。
【0148】
以上説明した３次元造形物４４の作成工程を、図２８のフローチャートに基づいて再度簡単に説明する。
【0149】
ステップＳ２８０１では、リコータ１４の位置情報が取得される。この位置情報の取得は情報取得部３４１１により行われる。
【0150】
ステップＳ２８０３では、造形物４４のデータ、例えばスライスデータが取得される。この取得は、データ処理部３４１２ａにより行われる。
【0151】
ステップＳ２８０５では、ステップＳ２８０１で取得されたリコータ１４の位置情報に基づいて所定位置にあるか否かが判定される。ここでは、図１～図４に示すように、収納容器３及び貯留容器３Ｅよりも外側の左側の位置が所定位置として定められている。
【0152】
ステップＳ２８０５でリコータ１４が所定位置にあると判定されたとき（ステップＳ２８０５で肯定判定）、ステップＳ２８０７では、リコータ１４の所定位置側の第１収納容器である収納容器３のテーブル６を上昇させて、そこに収納されている粉末材料８を作製容器５に運搬するようにする。なお、このとき、作製容器５及び収納容器４の各テーブル１１、７が上記のように下降される。
【0153】
一方、ステップＳ２８０５でリコータ１４が所定位置にないと判定されたとき（ステップＳ２８０５で否定判定）、ステップＳ２８０９では、リコータ１４の所定位置と反対側の第２収納容器である収納容器４のテーブル７を上昇させて、そこに収納されている粉末材料８を作製容器５に運搬するようにする。なお、このとき、作製容器５及び収納容器３の各テーブル１１、６が上記のように下降される。なお、ステップＳ２８０５～ステップＳ２８０９の処理はテーブル制御部３４１２ｂにより行われる。
【0154】
そして、ステップＳ２８１１では、リコータ１４が現在ある作製容器５の一方側の位置から作製容器５の他方側に向けて、移動される。このリコータ１４の移動はリコータ制御部３４１２ｃにより行われる。
【0155】
そして、ステップＳ２８１３では、上記のごとく、造形物４４のスライスデータに応じてレーザ光の照射が必要なとき、レーザ光の照射の制御が実行される。このレーザ光の照射の制御は、レーザ部３４１３つまり照射制御部により行われる。
【0156】
そして、ステップＳ２８１５では、更なる薄層形成が不要であるか否かが判定される。つまり、造形物４４が完成したか否かが判定される。これはデータ処理部３４１２ａにより行われる。
【0157】
更なる薄層形成が必要であるとき（ステップＳ２８１５で否定判定）、ステップＳ２８０１に戻る。一方、更なる薄層形成が不要であるとき（ステップＳ２８１５で肯定判定）、当該処理は終了し、造形物４４は取り出される。
【0158】
さて、造形物は、レーザ光の照射により、粉末材料が瞬時に溶融しその後凝固すること、又は、粉末材料が焼結することを繰り返すことで作製される。この凝固又は焼結の際、収縮が生じる。これは、１つには、前述のように、上記第１から第３所定温度の温度差などに起因するものであるといわれている。特に、本発明者らの経験上、造形物の深さ方向つまり高さ方向（ｚ軸方向）の長さが長いとき、その造形物の下部（より初めに作製した部分）ほど大きな収縮が生じる傾向にあった。これは、造形物の各部それ自体の重みも影響し、造形物のうちの新規に作製した部分はよりはじめに作製した部分に向けて沈降するように収縮するためと思われる。そこで、この収縮による精度低下を改善するべく、本実施形態では、粉末床溶融結合装置１又はそれと同種機体で作製したテストパーツの寸法等、特に深さ方向つまり高さ方向（ｚ軸方向）の寸法データ（寸法情報）を含むデータ（生データ）と、そのテストパーツの作製に関する基本データとに基づいて、造形物の基本データ３４２１ａを補正する。特にここでは、テストパーツ作製用の基本データとテストパーツの生データとの関係値及び、作製容器５内でのテストパーツの作製位置を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、造形物の基本データを補正する。そして、補正されたデータつまり補正データを造形物データ３４２１として用いて、今まで説明したように造形物を作製することで、作製された造形物をより基本データに近い形状とすることが可能になる。以下では、テストパーツの特性をまず説明し、その後、それに基づいて作製される学習済みモデルについて説明する。
【0159】
ここでは、テストパーツＴＰとして、２種類のテストパーツＴＰ１、ＴＰ２が作製される。一方のテストパーツである第１のテストパーツＴＰ１は、他方のテストパーツである第２のテストパーツＴＰ２と肉厚の異なる箇所を有する。このように肉厚の異なる箇所を有する複数のテストパーツを用いる理由の１つは、肉厚に応じて収縮率が変化し得、例えば肉厚が厚い箇所ほど大きな収縮が生じる傾向にあり、その影響を上記補正に反映させるためである。
【0160】
第１のテストパーツＴＰ１を図２９Ａに示し、第２のテストパーツＴＰ２を図２９Ｂに示す。各テストパーツＴＰ１、ＴＰ２は、略立方体であり、８個の頂点に位置付けられる球体部ＴＰＡと、球体部ＴＰＡ間に延びる１２本の辺部ＴＰＢとを有する。各テストパーツＴＰ１、ＴＰ２の球体部ＴＰＡは同じ寸法を有する。一方、第１のテストパーツＴＰ１の辺部ＴＰＢ（以下、符号「ＴＰＢ１」）は、第２のテストパーツＴＰ２の辺部ＴＰＢ（以下、符号「ＴＰＢ２」）と太さが異なり、第２のテストパーツＴＰ２の辺部ＴＰＢ２よりも細い。これらの辺部ＴＰＢ１、ＴＰＢ２はそれぞれ肉厚部であり、第１のテストパーツＴＰ１の各辺部ＴＰＢ１は第１肉厚部となり、第２のテストパーツＴＰ２の各辺部ＴＰＢ２は第１肉厚部と肉厚の異なる第２肉厚部となる。
【0161】
テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２は、作製容器５内において造形用テーブル１１が下方の所定位置に下がったときのその作製容器５内の空間（以下、作製可能空間）５Ｓを三次元立体的に区分けした各領域で作製されるのが好ましい。図３０では、作製可能空間５Ｓは、ここではｘｙｚ直交座標系を有して定められていて、ｘ軸方向に３分割、ｙ軸方向に３分割、ｚ軸方向に３分割されていて、２７の領域に分けられている。２７の領域は、それぞれ同じサイズを有し、それぞれ直方体の領域であるが、異なるサイズを有してもよく、また、直方体以外の形状を有してもよい。もちろん、作製可能空間５Ｓを２７の領域に分けることに限定されず、分割数はいくつであってもよい。作製可能空間５Ｓにおける種々の箇所でテストパーツを造形するように、その分割領域の数、形状などは定められるとよい。図３０では、２７の領域のうちの、１つの領域Ａ１に、テストパーツＴＰ、ここでは特にテストパーツＴＰ１を配置したところを示す。ここでは、それぞれの領域で、テストパーツＴＰを作製し、個別にテストパーツＴＰ１、ＴＰ２を作製するのが好ましく、作製されるが、２７の領域のうちの２７よりも少ない数の領域でのみ作製することも可能である。また、２７の領域のうち、任意の２以上の領域で、同時に、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２が作製されてもよい。ここでは、各領域での作製では、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の辺部ＴＰＢ、ＴＰＢ１、ＴＰＢ２がその基本データが対応する軸つまりｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向のそれぞれに平行になるように、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２は作成可能空間５Ｓに配置されて、スライスデータが作成されて、そのスライスデータをもとに実際に作製される。しかし、少なくともテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の辺部ＴＰＢ、ＴＰＢ１、ＴＰＢ２の少なくとも１つが対応する軸つまりｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向のいずれかに平行になるように、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２は作成可能空間５Ｓに配置されてもよい。ただし、このテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の作製は、実際に作製されることが意図される作製物つまり造形物と同じ材料の粉末材料を用いて、作製する粉末床溶融結合装置１又はそれと同種機体で行われるとよい。
【0162】
そして、作製したテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２を実測することで、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の生データが計測される。生データの計測は、人間が行ってもよく、機械が行ってもよい。生データの計測では、各辺部の長さが測定される。図２９Ａ、図２９Ｂに示すように、作製したテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の各辺部ＴＰＢ、ＴＰＢ１、ＴＰＢ２の長さは、その両端の球体部ＴＰＡの中心ＴＰＡｃ間の長さであるとよい。これにより、各辺部ＴＰＢ、ＴＰＢ１、ＴＰＢ２の長さを一定の基準で測定し、対比することが可能になる。図２９Ａにおいて、テストパーツＴＰ１のｘ軸方向に延びるある辺部ＴＰＢ１の長さはＬ１ｘであり、そのテストパーツＴＰ１のｙ軸方向に延びるある辺部ＴＰＢ１の長さはＬ１ｙであり、そのテストパーツＴＰ１のｚ軸方向に延びるある辺部ＴＰＢ１の長さはＬ１ｚであり、この辺部の長さの測定は全ての辺部に対して行われるとよい。特にこの測定は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸のいずれかに平行である辺部ＴＰＢ１に対して行われるとよく、例えばそのような平行な辺部ＴＰＢ１に対してのみ行うこともできる。同様に、図２９Ｂにおいて、テストパーツＴＰ２のｘ軸方向に延びるある辺部ＴＰＢ２の長さはＬ２ｘであり、そのテストパーツＴＰ２のｙ軸方向に延びるある辺部ＴＰＢ２の長さはＬ２ｙであり、そのテストパーツＴＰ２のｚ軸方向に延びるある辺部ＴＰＢ２の長さはＬ２ｚであり、この辺部の長さの測定は全ての辺部に対して行われるとよい。なお、長さＬ１ｘ、Ｌ２ｘは、テストパーツのｘ軸方向の寸法情報であり、長さＬ１ｙ、Ｌ２ｙは、テストパーツのｙ方向の寸法情報であり、これらは平面方向（ｘ－ｙ方向）の寸法情報である。そして、長さＬ１ｚ、Ｌ２ｚは、テストパーツの深さ方向つまりｚ軸方向の寸法情報である。
【0163】
そして、このように作製されたテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の生データ（テストパーツの深さ方向つまりｚ軸方向の寸法情報を含む。）は、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の基本データとともに、機械学習に用いられる。生データは、ｚ軸方向の寸法情報だけでなく、ｘ軸方向の寸法情報及びｙ軸方向の寸法情報も含む。この生データは実際に作製したテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の寸法情報であり、これに対応するのは、基本データのうちの寸法情報である。テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２に関する生データの寸法情報と基本データの寸法情報とは、それらの関係値（生データと基本データとの関係値）が予め算出されて、その関係値が機械学習の目的変数として用いられる。例えば、関係値としては、「テストパーツ作製用の基本データの寸法情報」／「テストパーツの生データの寸法情報」で表される、単位長さ当たり収縮率の逆数（以下、スケール値）などが用いられるとよい。
【0164】
ここでは、図６Ａ及び図６Ｂに基づいて説明した制御部３４と同様の構成を備えるコンピュータ５０で、機械学習が行われて、学習済みモデル３４２２が生成される。機械学習は、従来の既知のアルゴリズム及び／又は手法で行われるが、他のアルゴリズム及び／又は手法で行われてもよい。なお、機械学習では、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の生データ及び基本データ（元データ）だけでなく、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の粉末材料の種類等の情報、作製可能空間５Ｓでの作製位置、温度条件等の作製条件つまり造形条件も、教師データとして用いられる。
【0165】
作製可能空間５Ｓでの作製位置は、作製容器５内でのテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の作製位置であり、それらの各々の作製容器５内での位置情報である。作製容器５内でのテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の位置情報は、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の作製可能空間５Ｓでのｘｙｚ座標系に関する情報、より具体的には、作製可能空間５ＳでのテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の対応する座標データであり、例えば、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の重心の座標、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の測定した各辺部ＴＰＢ、ＴＰＢ１、ＴＰＢ２の中点の座標の少なくともいずれか一方を含むとよい。
【0166】
テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の基本データ（元データ）は、生データの寸法情報に対応するテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の寸法情報（例えば、ｘ軸方向の寸法であるＬｂｘ、ｙ軸方向の寸法であるＬｂｙ、ｚ軸方向の寸法であるＬｂｚ）の他に、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の肉厚情報を含む。テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の肉厚情報は、例えば各辺部ＴＰＢ、ＴＰＢ１、ＴＰＢ２の厚さそのもの、又は、厚さなどの造形物の形状に関連する値、例えば表面積及び／又は体積であってもよい。テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の肉厚情報は、造形物の形状情報として立方体、三角錐などの形状を特定する情報、つまり、カテゴリデータを含んでもよい。このカテゴリデータは、粉末床溶融結合装置１の操作者等により直接的に入力されても、コンピュータ、例えば人工知能（ＡＩ）により識別されてもよい。
【0167】
このように、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の基本データ及び造形条件を説明変数、及びテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の生データの寸法情報と基本データの寸法情報との関係値を目的変数とした教師データとして機械学習させることで、作製可能空間５Ｓでの対応する座標でのテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の収縮率、特にテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の深さ方向つまりｚ軸方向の収縮率を反映した学習済みモデル３４２２が生成される。
【0168】
ここでは、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の基本データの寸法情報と生データの寸法情報との関係値が予め算出されて教師データとして用いられる。例えば、作製したテストパーツＴＰ１の辺部ＴＰＢ１における、生データのｚ軸方向の寸法情報Ｌ１ｚと、同テストパーツＴＰ１の辺部ＴＰＢ１の基本データの寸法情報（Ｌｂ１ｘ、Ｌｂ１ｙ、Ｌｂ１ｚ）のうちｚ軸方向の寸法情報Ｌｂ１ｚとの比を予め算出して教師データの目的変数として用いてもよい。この場合、教師データは、例えば、ｘ軸方向に関する「Ｌｂ１ｘ／Ｌ１ｘ」、ｙ軸方向に関する「Ｌｂ１ｙ／Ｌ１ｙ」、及び、ｚ軸方向に関する「Ｌｂ１ｚ／Ｌ１ｚ」であり、それぞれ無次元のデータである。なお、Ｌｂ１ｘ／Ｌ１ｘ、Ｌｂ１ｙ／Ｌ１ｙ、Ｌｂ１ｚ／Ｌ１ｚのそれぞれは、生データの寸法情報に対する基本データの寸法情報（つまり、「テストパーツ作製用の基本データの寸法情報」／「テストパーツの生データの寸法情報」）であり、テストパーツＴＰ１の収縮率を表す指標となり得、上記スケール値である。同様に、テストパーツＴＰ２に関しても、テストパーツＴＰ２の辺部ＴＰＢ２の基本データの寸法情報（Ｌｂ２ｘ、Ｌｂ２ｙ、Ｌｂ２ｚ）と作製したテストパーツＴＰ２の生データの寸法情報との比、つまりｘ軸方向に関する「Ｌｂ２ｘ／Ｌ２ｘ」、ｙ軸方向に関する「Ｌｂ２ｙ／Ｌ２ｙ」、及び、ｚ軸方向に関する「Ｌｂ２ｚ／Ｌ２ｚ」が算出されて教師データの目的変数として用いられることができる。
【0169】
図３１に、コンピュータ５０において、作製したテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２、・・・の生データと、そのテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２、・・・の作製用の基本データと、各造形条件とを、機械学習に用い、学習済みモデル３４２２を生成するところを示す。こうして作成された学習済みモデル３４２２は、制御部３４の記憶部３４２に記憶されている。このとき、前述のように、上記基本データの寸法情報と生データの寸法情報との関係値である上記スケール値が、教師データの目的変数として用いられることができる。このスケール値は、コンピュータ５０において、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２、・・・の生データと、そのテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２、・・・の作製用の基本データとに基づいて演算されて機械学習に用いられても、予め算出されて、コンピュータ５０に入力されて、機械学習に用いられてもよい。
【0170】
図３１に示すように、機械学習では、ｎ個のテストパーツの基本データ、生データ及び造形条件が教師データとして用いられる。各造形条件は、対応するテストパーツの作製時の条件である。また、ｎは正の整数である。ただし、ｎは２以上の整数であるが、好ましくは１０００以上の整数である。なお、図３１の各テストパーツは、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２のいずれかであってもよく、それ以外であってもよい。
【0171】
上記説明の通り、各テストパーツの基本データは次に例示されるものであるとよい。各テストパーツＴＰの基本データは、そのテストパーツＴＰの寸法情報、及び、そのテストパーツＴＰの肉厚情報を含むとよい。
【0172】
また、上記説明の通り、各テストパーツの生データは次に例示されるものであるとよい。各テストパーツＴＰの生データは、そのテストパーツＴＰの寸法情報を含むとよい。
【0173】
そして、上記説明の通り、各テストパーツの造形条件は、次に例示されるものであるとよい。各テストパーツの造形条件は、粉末材料の種類、作製容器５内でのテストパーツＴＰの位置情報、温度条件及び造形機械の種類を含むとよい。作製容器５内でのテストパーツＴＰの位置情報には、テストパーツ及びその各部のそれぞれの配置の向き、つまり、方向情報、より具体的にはｘｙｚ座標系における方向情報も含まれている。
【0174】
前述のように、制御部３４は、機能モジュールとしてデータ作成部３４１５を有し、記憶部３４２は、粉末床溶融結合装置１で作製する造形物の造形物データ３４２１に含まれる基本データ３４２１ａと、学習済みモデル３４２２を有している。データ作成部３４１５の取得部３４１５ａは、補正指示により作動し、記憶部３４２に記憶されている造形物の基本データ３４２１ａを読み込むことで取得する。更に、取得部３４１５ａは、記憶部３４２１に記憶されている造形物の造形条件３４２１ｂを読み込むことで取得する。そして、補正部３４１５ｂは、取得部３４１５ａが取得した基本データ３４２１ａを、造形条件３４２１ｂにも基づいて、学習済みモデル３４２２を用いて補正し、その補正されたデータつまり補正データ３４２２ｂを記憶部３４２に記憶する又は出力する。制御部３４での、この学習済みモデル３４２２を用いての、基本データ３４２２ａの補正、及び、その作成された補正データ３４２２ｂの出力を、図３２に示す。学習済みモデル３４２２に入力されるのは、造形物の基本データ３４２１ａ及び造形条件３４２１ｂである。
【0175】
まず、学習済みモデル３４２２を用いて補正する前に、前処理部３４１５ｂａが造形物の基本データ３４２１ａを解析し、肉厚情報ＴＰｔを算出する。造形物の肉厚情報ＴＰｔは、造形物に関するパラメータである。制御部３４には、この肉厚情報ＴＰｔを算出するためのプログラムが記憶されていて、このプログラムは肉厚情報ＴＰｔを算出する際に読み込まれて実行される。なお、造形物の形状情報、例えば立方体、三角錐などの形状が入力されているとき、それは、前処理部３４１５ｂａにより肉厚情報ＴＰｔの算出に用いられてもよい。
【0176】
そして、図３２に示すように、補正部３４１５ｂにより、肉厚情報ＴＰｔを伴う造形物の基本データ３４２１ａと、造形条件３４２１ｂとを基に、説明変数であるパラメータＰ（ベクトル）が生成される。パラメータＰ（ベクトル）を生成するときに、補正部３４１５ｂにより方向情報も付与される。ここでは、この方向情報は、作製可能空間５Ｓにおけるｘｙｚ座標系における各軸に沿ったつまり各軸に平行な情報になる。このとき、補正部３４１５ｂにより、適切な座標が定められる。ここでは造形物の基本データ（元データ）の３次元モデル・データはメッシュデータのうちのＳＴＬ（Standard Triangulated Language）データであるので、造形物の基本データ３４２１ａを構成する全頂点に関して、座標が定められる。このパラメータＰ（ベクトル）を、局所的造形環境パラメータと称することにする。この局所的造形環境パラメータＰを説明変数として学習済みモデル３４２２に入力することで、学習済みモデル３４２２は、目的変数である造形物の関係値つまりスケール値を作製可能空間５Ｓにおける任意の座標に関して出力することができる。つまり、学習済みモデル３４２２は、造形物の基本データ３４２１ａと、造形条件３４２１ｂとの入力を受けて、特に基本データ３４２１ａから算出された肉厚情報と、造形条件３４２１ｂとの入力を受けて、作製可能空間５Ｓにおける任意の座標に応じたスケール値を出力することができる。
【0177】
局所的造形環境パラメータＰの方向情報を変更し、都度学習済みモデル３４２２に入力することで、任意の座標に関して変数ｘ、ｙ、ｚの各々についてのスケール値を出力することができる。ここで、学習済みモデル３４２２を関数とみなし、学習済みモデル３４２２と、この学習済みモデル３４２２に入力される局所的造形環境パラメータＰ（ベクトル）との関係を、スケール関数ＳＡＩ（Ｐ（ベクトル））と表す。
【0178】
ところで、このように学習済みモデル３４２２から出力されるスケール値は、「造形物作製用の基本データの寸法情報」／「造形物の生データの寸法情報」であり、無次元である。例えば造形物の基本データのある点Ｐｉ（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）のｚ座標「ｚｉ」に関して、学習済みモデル３４２２はスケール値を出力することができる。造形物を作製したとき、基本データの３次元モデル・データよりもｚ軸方向に収縮した造形物が得られ、点Ｐｉにおいても同じ収縮が生じるとすると、この点Ｐｉのｚ軸方向のスケール値は例えば１．１のような１よりも大きな値になる。しかし、これは、点Ｐｉのｚ軸方向のスケール値に過ぎない。ここで、作成可能空間５Ｓでの基準点Ｐｃ（ｘｃ、ｙｃ、ｚｃ）を定めると、この基準点Ｐｃからある点Ｐｉまでの各微小区間の収縮の影響を点Ｐｉは受けることになる。点Ｐｃの隣の点Ｐ＋１のスケール値が１．０２であり、更に隣の隣の点Ｐ＋２のスケール値が１．０５であり、その隣の点が点Ｐｉだと仮定するととともに、各点が微小幅Δｚを有するとすると、点Ｐｉは、基準点Ｐｃから（１．０２×Δｚ＋１．０５×Δｚ＋１．１×Δｚ）離れた位置に補正されることで、基準点Ｐｃからの収縮後の位置が（１．０×Δｚ＋１．０×Δｚ＋１．０×Δｚ）に位置することができる。これは、各点において、各軸方向に関して、補正データを導くためには、基準点Ｐｃからの各点までの間の「スケール値×点間距離である微小長さ（例えばΔｚ）」の総和を求めることに相当する。この総和を求めるために、積分部３４１５ｂが機能する。ｄｚ（Δｚ）は小さいほどより高精度な補正が可能となるが、演算負荷が増大してしまう。そのため、例えば、ｄｚ（Δｚ）は、０．１ｍｍなどであるとよい。
【0179】
上記のように出力されたスケール関数ＳＡＩ（Ｐ（ベクトル））に関して、積分部３４１５ｂｂにより演算が行われる。その演算の一例を式（２）に示す。式（２）はｚ軸方向に関する演算式であり、付与された方向情報のうちｚ軸方向に関しての演算式である。同様に、ｘ軸方向に関する演算式を用いて付与された方向情報のうちｘ軸方向に関しての演算が行われ、ｙ軸方向に関する演算式を用いて付与された方向情報のうちｙ軸方向に関しての演算が行われる。
【0180】
【数1】
【0181】
式（２）において、ｚｃは基準点Ｐｃでのｚ軸方向の座標つまりｚ座標に対応し、ｚｉは点Ｐｉの補正前ｚ座標、ｚｉ´は点Ｐｉの補正後ｚ座標である。この式（２）の演算では、深さ方向つまりｚ軸方向の収縮について演算が行われる。ここでは、造形物の基本データの任意の点Ｐｉ（ｘｉ、ｙｉ、ｚｉ）のｚ座標「ｚｉ」に関して、ｚ軸方向の収縮率の補正を式（２）に基づいて行うが、前述のように、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれの収縮率の補正についても同様に行われる。なお、基準点Ｐｃは、作製可能空間５Ｓにおいて任意に定められ得、作製可能空間５Ｓにおいて配置される造形物の基本データの幾何学的中心点、重心などであるとよいが、例えば造形物の基本データのうちｚ軸方向で最もゼロに近い箇所に定められるとよい。ただし、この場合にも、基準点Ｐｃのｘ座標「ｘｃ」、ｙ座標「ｙｃ」はそれぞれ造形物の内側の点であるとよく、例えばｚｃでのｘ－ｙ平面において、造形物の重心であるとよい。なお、基準点Ｐｃでのｚ座標「ｚｃ」は、ｚ軸方向のみでは基準面と称されてもよく、これは基準点Ｐｃのｘ座標「ｘｃ」、ｙ座標「ｙｃ」においても同様である。
【0182】
そして、造形物の基本データ３４２１ａであるＳＴＬデータの全頂点に関して、積分部３４１５ｂｂでの式（２）などを用いた積分処理がｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向それぞれに行われ、それらの結果がまとめられて補正データ３４２１ｃが作成される。
【0183】
なお、図３２では、基本データ３４２１ａなどの取得、肉厚情報の算出、Ｐ（ベクトル）の導出、スケール関数ＳＡＩ（Ｐ（ベクトル））の算出、積分処理及び補正データ３４２１ｃの作成を一方向の流れで示している。しかし、肉厚情報の算出、Ｐ（ベクトル）の導出、スケール値ＳＡＩ（Ｐ（ベクトル））の算出及び積分処理の一部又は全部はループ処理されるとよい。これにより、演算負荷を軽減することができる。例えば、ｚ軸方向に並ぶ２つの点Ｐｉ－１と点Ｐｉとについては、点Ｐｉ－１に関して積分処理により算出されたｚ´ｉ－１に、点Ｐｉでの「スケール値×Δｚ」を加算することで、点Ｐｉの補正後座標ｚ´ｉが算出されるとよい。
【0184】
基本データ３４２１ａからの補正データ３４２１ｃの生成、出力つまり記憶部３４２への記憶までの流れを、図３３のフローチャートに示す。制御部３４のデータ作成部３４１５が作動すると、取得部３４１５ａにより、記憶部３４２に記憶されている造形物の基本データ３４２１ａ及び造形条件３４２１ｂは取得される（ステップＳ３３０１）。
【0185】
そして、補正部３４１５ｂにより、取得した基本データ３４２１ａは、造形条件３４２１ｂにも基づいて、学習済みモデル３４２２を用いて補正される（ステップＳ３３０３）。この学習済みモデル３４２２は、粉末床溶融結合装置１又はその同種機体で作製したテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の深さ方向つまりｚ軸方向の寸法情報を含むそのテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の上記生データと、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の上記基本データと、造形条件とを少なくとも教師データとして機械学習されたものである。したがって、補正部３４１５ｂによる造形物の基本データ３４２１ａの補正は、粉末床溶融結合装置１又はその同種機体で作製したテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の深さ方向つまりｚ軸方向の寸法情報を含むそのテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の生データと、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の基本データとに基づく、その造形物の基本データ３４２１ａの補正である。なお、機械学習の教師データは、テストパーツの生データと基本データとの関係値を少なくとも有するとよいが、造形条件の一部は、粉末床溶融結合装置１が所定の造形条件での専用機である場合、省略可能である。
【0186】
この補正により補正された基本データつまり補正データ３４２１ｃが生成され、この補正データ３４２１ｃは、補正部３４１５ｂにより、記憶部３４２に出力されて記憶される（ステップＳ３３０５）。こうして、補正データ３４２１ｃは作成される。
【0187】
図３４Ａに、基本データ３４２１ａの３次元モデル・データの一例を示し、図３４Ｂに、その基本データ３４２１ａに対する補正データ３４２１ｃの３次元モデル・データの一例を示す。図３４Ａの基本データ３４２１ａの３次元モデル・データは、矩形断面を有する筒体のデータであり、そのｚ軸方向に延びる４つの稜線部は同じ寸法（８０．００ｍｍ）を有している。これに対して、図３４Ｂの補正データ３４２１ｃの３次元モデル・データは、図３４Ａの基本データ３４２１ａの３次元モデル・データに対して歪んでいて、そのｚ軸方向に延びる４つの稜線部は異なる寸法（８４．１６ｍｍ、８４．０４ｍｍ、８４．１０ｍｍ、８４．１８ｍｍ）を有しているが、３次元立体的に連続的な筒体となっている。このような滑らかな補正は、機械学習した学習済みモデル３４２２を用いることで実現できる。
【0188】
図３５Ａ及び図３５Ｂに造形物の他の例の基本データ３４２１ａの３次元モデル・データ及び補正データ３４２１ｂの３次元モデル・データを示す。図３５Ｂの補正データ３４２１ｃの３次元モデル・データは、図３５Ａの基本データ３４２１ａの３次元モデル・データを、ｘ－ｙ方向にも拡張したような立体形状を有するが、それに加えて、深さ方向つまりｚ軸方向に展伸したような立体形状を有している。図３５Ｃに、図３５Ａの造形物の基本データ３４２１ａの３次元モデル・データと、図３５Ｂの造形物の補正データ３４２１ｂの３次元モデル・データとを重ねた図を示し、図３５Ｄに図３５Ｃの重ねた３次元モデル・データを異なる角度から見た図を示す。図３５Ｃ及び図３５Ｄより、学習済みモデル３４２２を用いた補正により造形物のデータが３次元立体的に滑らかに補正することができていることがより理解できる。このように３次元立体的に滑らかに補正した補正データ３４２１ｃを造形物データ３４２１として用いて造形することで、造形物を作製する過程で上記収縮が生じ得るが、この収縮を経た造形物の形状は、基本データ３４２１ａの３次元モデル・データの形状に非常に近くすることが可能になる。
【0189】
以上説明したように、粉末床溶融結合装置１における、データ作成部３４１５を有する制御部３４はデータ作成装置ＤＰ（図６Ｂ参照）として機能する。データ作成装置ＤＰは、粉末材料を収容する収容容器３、４と、深さ方向つまりｚ軸方向に移動可能である造形用テーブル１１を備える作製容器５であって収納容器３、４内の粉末材料が造形用テーブル１１上に１層ずつ供給されて積層される作製容器５と、作製容器５内の粉末材料を加熱する加熱装置、例えば加熱部１７と、造形用テーブル１１上の粉末材料にレーザ光を出射するレーザ光出射部２９とを備えた粉末床溶融結合装置１用のデータを作成する。そのデータ作成では、粉末床溶融結合装置１で作製する造形物の基本データ３４２１ａを取得する工程（図３３のステップＳ３３０１）と、粉末床溶融結合装置１又は粉末床溶融結合装置１の同種機体で作製したテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の深さ方向の寸法データつまり寸法情報を含むテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の生データと、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２作製用の基本データとに基づいて、より詳しくは、作製したテストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２の生データの寸法情報と、テストパーツＴＰ、ＴＰ１、ＴＰ２作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した造形物の基本データ３４２１ａを補正する工程（図３３のステップＳ３３０３）とを含む。造形物の基本データ３４２１ａを取得する工程は、制御部３４のデータ作成部３４１５の取得部３４１５ａにより実行され、基本データ３４２１ａを補正する工程は、データ作成部３４１５の補正部３４１５ｂにより実行される。これにより、粉末床溶融結合装置１に適用される造形物のテータを、その装置１の機体特性及び深さ方向（ｚ軸方向）の収縮を考慮して補正することが可能になる。
【0190】
そして、この補正は、テストパーツＴＰの生データの寸法情報とテストパーツＴＰの作製用の基本データの寸法情報との関係値である上記スケール値と、テストパーツＴＰの作製用の基本データの位置情報を教師データとして用いて機械学習された学習済みモデル３４２２を用いて行われ、実際の造形プロセスにおける単位長さ当たりの収縮率の連続的な変動を考慮したものとなる。したがって、特許文献２の上記方法での単位長さ当たりの収縮率が造形パラメータから決定される単なる定数であるのに対して、上記実施形態によれば、より連続的な補正が可能になり、３次元立体的なより滑らかな補正が可能になる。そして、上記補正では、上記学習済みモデル３４２２を用いて行われ、特に造形物の３次元モデル・データの全頂点に対して上記式（２）などを用いて積分処理が行われる。したがって、造形物の３次元モデル・データを、より連続的に、つまりより滑らかに補正することができる。
【0191】
更に、本実施形態では、機械学習に、テストパーツのｘ座標の寸法、ｙ座標の寸法及びｚ座標の寸法をそれぞれ含む基本データ及び生データが用いられるので、テストパーツのｚ軸方向の収縮のみならず、テストパーツのｘ軸方向の収縮及びｙ軸方向の収縮を考慮した上記補正が実行される。したがって、作製したい造形物の基本データの３次元モデル・データをより滑らかな３次元モデル・データに補正して、その補正後のデータつまり補正データ３４２１ｃをベースに、上記の如くスライスデータを作成して、造形物を作製することができる。
【0192】
そして、その補正は、粉末床溶融結合装置１又はそれと同種機体で作製されたテストパーツＴＰのデータを教師データとして学習された学習済みモデル３４２２を用いて行われる。したがって、粉末床溶融結合装置１の特性を考慮した補正が可能になり、実際に作製される造形物の形状に柔軟に対応したその造形物の滑らかな補正が可能になる。
【0193】
以上、本開示に係る実施形態及び変形例について説明したが、本開示はそれらに限定されない。例えば、粉末床溶融結合装置１において各種の造形物の基本データ及び造形条件に基づいてその造形物を作製し、その造形物の基本データと、生データと、造形条件とを更なる教師データとして、更に学習済みモデルが学習されてもよい。こうすることで、粉末床溶融結合装置１の購入者又は操作者により更に学習済みモデルの能力を高めることが可能になる。
【0194】
図３６に、図６Ｂの粉末床溶融結合装置１の制御装置である制御部３４に、更に学習処理部３４１５ｃ及び測定装置ＭＤを付加した機能ブロック図を示す。図３６の制御部３４の処理部３４１のデータ作成部３４１５は、取得部３４１５ａ及び補正部３４１５ｂに加えて、学習処理部３４１５ｃを備える。そして、測定装置ＭＤは３次元スキャナなどの３次元測定装置であり、作製した造形物の寸法を測定することができる。測定装置ＭＤが測定した造形物の生データ３４２１ｄは、深さ方向つまりｚ軸方向の寸法情報を含み、ここではｘ軸方向の寸法情報、ｙ軸方向の寸法情報及びｚ軸方向の寸法情報を含み、記憶部３４２に造形物データに記憶される。学習処理部３４１５ｃは、所定期間経過する度、又は、所定量の基本データ３４２１ａ、造形条件３４２１ｂ及び生データ３４２１ｄが記憶されたとき、それらの基本データ３４２１ａ、造形条件３４２１ｂ及び生データ３４２１ｄを教師データとして更に機械学習させて、学習済みモデル３４２２の精度を維持・成長させることができる。
【0195】
また、上記粉末床溶融結合装置１では、制御部３４にデータ作成装置ＤＰが統合された。しかし、データ作成装置ＤＰは、制御部３４から独立した又は通信可能な装置とされてもよい。この場合、データ作成装置ＤＰは、制御部３４の図６Ａに基づいて説明されたような上記構成を同様に備え、上記データ作成部３４１５の機能と、学習済みモデル３４２２を有するとよい。
【0196】
図３７に、粉末床溶融結合装置１の制御装置である制御部３４と、データ作成装置ＤＰとがネットワークＮＷを介して接続されている機能ブロック図を示す。データ作成装置ＤＰは、上記データ作成部３４１５及び学習済みモデル３４２２を備える。データ作成装置ＤＰでは、処理部３４１Ａの取得部３４１５ａは造形物データ３４２１の基本データ３４２１ａ及び造形条件３４２１ｂを取得して記憶部３４２Ａに、造形物データ３４２１として記憶する（図３３のステップＳ３３０１に相当）。そして、処理部３４１Ａの補正部３４１５ｂは、前処理部３４１５ｂａ及び積分部３４１５ｂｂの実行を伴って、造形条件３４２１ｂにも基づいて基本データ３４２１ａを記憶部３４２Ａの学習済みモデル３４２２を用いて補正する（図３３のステップＳ３３０３に相当）。これにより生成した補正データ３４２１ｃは、処理部３４１Ａの出力部３４１５ｃにより記憶部３４２Ａに記憶される又は出力される。ここでは、こうして生成された補正データ３４２１ｃはネットワークＮＷを介して制御部３４に送信されて、制御部３４の記憶部３４２に記憶される。これにより、粉末床溶融結合装置１は、その補正データ３４２１ｃの３次元モデル・データをベースに造形物を造形することができる。
【0197】
なお、データ作成装置ＤＰは、ネットワークＮＷを介して、制御部３４又はその他のコンピュータから、造形物の基本データ３４２１ａ及び造形条件３４２１ｂを取得して、補正データ３４２１ｃを作成してもよい。この場合、データ作成装置ＤＰは、更に、作成した補正データ３４２１ｃを、ネットワークＮＷを介して制御部３４又はその他のコンピュータに送信してもよい。ただし、本開示は、データ作成装置ＤＰが作成した補正データ３４２１ｃが、各種記憶媒体などを介して人の手により、制御部３４又はその他のコンピュータに移動されることを許容する。
【0198】
また、上記積分部３４１５ｂｂでの上記式（２）での演算処理は、造形物の３次元モデル・データの全ての頂点などに対して行われる。よって、造形物の形状が複雑であったり、造形物が大きかったりするとき、その演算負荷は非常に大きくなる。そこで、造形物の要求精度が所定レベルよりも低いとき、その造形物の３次元モデル・データの複数の点又は要素は統合されてもよい。具体的には、図３８Ａに示す３次元モデル・データが造形物の基本データ３４２１ａである場合、コンピュータの処理により、その３次元モデル・データの複数の点又は要素は１つのボクセル（体積要素）にまとめられるとよい。こうして演算要素が減らされた３次元モデル・データ３４２１ａ１の一例を図３８Ｂに示す。そして、図３８Ｂの全ボクセルを、造形物の基本データ３４２１ａを構成する全頂点として、上記演算（例えば式（２）の積分処理）などが行われて、補正データ３４２１ｃが生成されるとよい。
【0199】
また、上記学習済みモデル３４２２は、肉厚の異なる箇所を有する第１のテストパーツのデータと、第２のテストパーツのデータとを用いて学習された。しかし、単一のサイズ及び形状のテストパーツのデータのみを用いて、学習済みモデルが作成されてもよい。しかし、より好ましくは、肉厚の異なる箇所を有する複数のテストパーツを作製可能空間５Ｓの種々の箇所で作製し、それらのデータを教師データとして、学習済みモデルが作成されるとよい。
【0200】
また、上記実施形態では、テストパーツの形状及び寸法は、粉末床溶融結合装置１で作製されることが意図される造形物の形状及び寸法に関わりなく定められた。しかし、テストパーツの形状又は寸法は、粉末床溶融結合装置１で作製される造形物の形状又は寸法に応じて定められるとなおよい。例えば、粉末床溶融結合装置１で作製される造形物と同じ形状及び寸法を有するテストパーツ又はその造形物と相似形のテストパーツを作製して、作製したテストパーツの生データを測定して、その生データ及びその基本データを用いて、より好ましくは更に造形条件をも用いて上記機械学習が行われてもよい。
【0201】
上記データ作成装置ＤＰでのデータ作成方法では、学習済みモデル３４２２を用いて３次元モデル・データの補正が行われた。しかし、本開示は、造形物の３次元モデル・データの補正に学習済みモデル３４２２が用いられることに、つまり人工知能（ＡＩ）が用いられることに限定されない。テストパーツの基本データ及び生データ、好ましくは更に造形条件に基づいて、それらの関係式を導き出して、その関係式を用いて、造形物の３次元モデル・データの補正が行われてもよい。
【0202】
なお、本開示の実施態様に従う上記コンピュータプログラムは、圧縮し、又は複数に分割して、単一又は複数の記録媒体に格納することもできる。また、様々な形態で、本開示の実施態様に従うコンピュータプログラム製品を提供することももちろん可能である。本開示の実施態様に従うコンピュータプログラム製品は、例えば、上記コンピュータプログラムを記録した記憶媒体を包含し得る。
【0203】
以上、本開示に係る実施形態及び変形例について説明したが、本開示はそれらに限定されない。本願の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神及び範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。上記実施形態及び変形例などは、上記に限定されず、矛盾しない範囲で種々の組み合わせなどが可能である。
【符号の説明】
【0204】
１ 粉末床溶融結合装置
２ 筐体
３、４ 収納容器
３Ｅ、４Ｅ 貯留容器
５ 作製容器
６、７ 供給用テーブル
８ 粉末材料
９、１０、１２ 支持棒
１１ 造形用テーブル
１３ 運搬板
１４ リコータ
１５～１７ 上部加熱部
１８、１９ 反射板
２０～２７ ヒータ
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 温度検出部
２９ レーザ光出射部
３４ 制御部
ＤＰ データ作成装置
２ 筐体
３、４ 収納容器
３Ｅ、４Ｅ 貯留容器
５ 作製容器
６、７ 供給用テーブル
８ 粉末材料
９、１０、１２ 支持棒
１１ 造形用テーブル
１３ 運搬板
１４ リコータ
１５～１７ 上部加熱部
１８、１９ 反射板
２０～２７ ヒータ
２８ａ、２８ｂ、２８ｃ 温度検出部
２９ レーザ光出射部
３４ 制御部
ＤＰ データ作成装置
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図29A】
【図29B】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34A】
【図34B】
【図35A】
【図35B】
【図35C】
【図35D】
【図36】
【図37】
【図38A】
【図38B】
【手続補正書】
【提出日】2023-04-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する工程と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程と
を含み、
前記テストパーツは、第１のテストパーツと、第２のテストパーツとを含み、
前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、
前記補正する工程は、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と
を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含む、
データ作成方法。
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する工程と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程と
を含み、
前記テストパーツは、第１のテストパーツと、第２のテストパーツとを含み、
前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、
前記補正する工程は、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と
を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含む、
データ作成方法。
【請求項2】
粉末床溶融結合装置用のデータ作成方法であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する工程と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程と
を含み、
前記補正する工程は、
前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値、前記テストパーツ作製用の前記基本データの肉厚情報、及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含む、
データ作成方法。
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する工程と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する工程と
を含み、
前記補正する工程は、
前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値、前記テストパーツ作製用の前記基本データの肉厚情報、及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正することを含む、
データ作成方法。
【請求項3】
前記肉厚情報は、前記テストパーツのカテゴリーデータを含む、
請求項２に記載のデータ作成方法。
請求項２に記載のデータ作成方法。
【請求項4】
前記関係値は、前記テストパーツの収縮率を表す指標である、
請求項１から３のいずれか一項に記載のデータ作成方法。
請求項１から３のいずれか一項に記載のデータ作成方法。
【請求項5】
請求項１又は２に記載のデータ作成方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項6】
粉末床溶融結合装置用のデータ作成装置であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する取得部と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する補正部とを備え、
前記テストパーツは、第１のテストパーツと、第２のテストパーツとを含み、
前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、
前記補正部は、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と
を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する、
データ作成装置。
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する取得部と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する補正部とを備え、
前記テストパーツは、第１のテストパーツと、第２のテストパーツとを含み、
前記第１のテストパーツは、前記第２のテストパーツと肉厚の異なる箇所を有し、
前記補正部は、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第１のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第１のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第１の関係値及び、前記第１のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記同種機体で作製した前記第２のテストパーツの生データの前記寸法情報と前記第２のテストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との第２の関係値及び、前記第２のテストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報と
を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する、
データ作成装置。
【請求項7】
粉末床溶融結合装置用のデータ作成装置であって、
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する取得部と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する補正部とを備え、
前記補正部は、
前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値、前記テストパーツ作製用の前記基本データの肉厚情報、及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する、
データ作成装置。
前記粉末床溶融結合装置で作製する造形物の基本データを取得する取得部と、
前記粉末床溶融結合装置又は前記粉末床溶融結合装置の同種機体で作製したテストパーツの深さ方向の寸法情報を含む生データの寸法情報と、前記テストパーツ作製用の基本データの寸法情報とに基づいて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する補正部とを備え、
前記補正部は、
前記テストパーツの前記生データの前記寸法情報と前記テストパーツ作製用の前記基本データの前記寸法情報との関係値、前記テストパーツ作製用の前記基本データの肉厚情報、及び、前記テストパーツの前記粉末床溶融結合装置の作製容器内での位置情報を少なくとも教師データとして機械学習された学習済みモデルを用いて、取得した前記造形物の前記基本データを補正する、
データ作成装置。
【請求項8】
前記肉厚情報は、前記テストパーツのカテゴリーデータを含む、
請求項７に記載のデータ作成装置。
請求項７に記載のデータ作成装置。
【請求項9】
前記関係値は、前記テストパーツの収縮率を表す指標である、
請求項６から８のいずれか一項に記載のデータ作成装置。
請求項６から８のいずれか一項に記載のデータ作成装置。