(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-04-17
(45)【発行日】2023-04-25
(54)【発明の名称】三次元造形装置
(51)【国際特許分類】
B29C 64/241 20170101AFI20230418BHJP
B22F 10/28 20210101ALI20230418BHJP
B22F 10/85 20210101ALI20230418BHJP
B22F 12/13 20210101ALI20230418BHJP
B22F 12/37 20210101ALI20230418BHJP
B22F 12/40 20210101ALI20230418BHJP
B29C 64/153 20170101ALI20230418BHJP
B29C 64/245 20170101ALI20230418BHJP
B29C 64/264 20170101ALI20230418BHJP
B29C 64/393 20170101ALI20230418BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20230418BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20230418BHJP
【ＦＩ】
B29C64/241
B22F10/28
B22F10/85
B22F12/13
B22F12/37
B22F12/40
B29C64/153
B29C64/245
B29C64/264
B29C64/393
B33Y30/00
B33Y50/02
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021512128
(86)(22)【出願日】2020-03-30
(86)【国際出願番号】 JP2020014648
(87)【国際公開番号】W WO2020203992
(87)【国際公開日】2020-10-08
【審査請求日】2021-09-30
(31)【優先権主張番号】P 2019070690
(32)【優先日】2019-04-02
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【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】清水 六
(72)【発明者】
【氏名】中山 雄一朗
【審査官】▲高▼村 憲司
(56)【参考文献】
【文献】特表２００５－５３４５４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１８－５０７９５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０７４２０５（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０
Ｂ２２Ｆ １／００－１２／９０
Ｂ２８Ｂ １／３０
Ｂ３３Ｙ １０／００－９９／００
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
テーブルの主面に供給される粉末材料に対してエネルギビームを照射することにより、三次元の造形物を造形する三次元造形装置であって、回転軸線を中心として前記テーブルを周方向に回転させる回転駆動部と、
前記回転軸線と交差する前記造形物の断面に対応する、前記テーブルの主面における前記エネルギビームの照射領域を、前記周方向に分割した複数の分割領域を設定する領域設定部と、
前記テーブルの主面に対面し、前記分割領域ごとに前記粉末材料に対して前記エネルギビームを照射する照射部と、
前記テーブルの回転速度を調整する回転速度調整部と、
を備え、
前記複数の分割領域のうちの第１分割領域の単位中心角当たりの面積は、前記複数の分割領域のうちの第２分割領域の単位中心角当たりの面積よりも小さく、
前記回転速度調整部は、前記第１分割領域への前記エネルギビームの照射期間における前記テーブルの回転速度が、前記第２分割領域への前記エネルギビームの照射期間における前記テーブルの回転速度よりも速くなるように調整し、
前記領域設定部は、前記分割領域の最大中心角を、前記テーブルの主面において前記照射部が前記エネルギビームを照射可能な範囲を示す造形エリアに収まる前記分割領域の最大の中心角とした場合に、前記第１分割領域及び前記第２分割領域のそれぞれの中心角を前記最大中心角の半分よりも小さくなるように設定する、三次元造形装置。
【請求項2】
前記第１分割領域の第１中心角は、前記第２分割領域の第２中心角とは異なる値である、請求項１に記載の三次元造形装置。
【請求項3】
テーブルの主面に供給される粉末材料に対してエネルギビームを照射することにより、三次元の造形物を造形する三次元造形装置であって、
回転軸線を中心として前記テーブルを周方向に回転させる回転駆動部と、
前記回転軸線と交差する前記造形物の断面に対応する、前記テーブルの主面における前記エネルギビームの照射領域を、前記周方向に分割した複数の分割領域を設定する領域設定部と、
前記テーブルの主面に対面し、前記分割領域ごとに前記粉末材料に対して前記エネルギビームを照射する照射部と、
前記テーブルの回転速度を調整する回転速度調整部と、
を備え、
前記複数の分割領域のうちの第１分割領域の単位中心角当たりの面積は、前記複数の分割領域のうちの第２分割領域の単位中心角当たりの面積よりも小さく、
前記回転速度調整部は、前記第１分割領域への前記エネルギビームの照射期間における前記テーブルの回転速度が、前記第２分割領域への前記エネルギビームの照射期間における前記テーブルの回転速度よりも速くなるように調整し、
前記領域設定部は、前記テーブルの主面において前記回転軸線と交差する基準線と、前記周方向において前記第２分割領域の中心角を規定する分割線と、の差を示す回転角である位相差の調整を行う位相差調整部を含み、
前記位相差調整部は、前記調整後の前記第２分割領域の前記位相差を、前記調整前の前記第２分割領域の前記位相差とは異なる値に設定し、
前記位相差調整部による前記調整前後において、前記第２分割領域の中心角は同じ値である、三次元造形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、三次元造形装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１及び特許文献２は、造形物を造形する三次元造形装置に関する技術を開示する。特許文献１に開示された造形物を造形する技術では、回転する形成コンテナに塗布された材料にエネルギビームを照射する。特許文献２に開示された造形物を造形する技術では、回転するテーブルの材料にプリントヘッド内のインクジェットから液体を吐出する。当該液体には、硬化させるためのプリント処理が施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特表２００５－５３４５４３号公報
【文献】特開２０１６－７４２０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
例えば特許文献１に記載の三次元造形装置は、形成コンテナであるテーブルを回転させながら、テーブルの回転方向に沿った複数の領域にエネルギビームを順次照射する。その結果、造形物の各層は、積層される。テーブルの回転速度は、テーブル上の複数の領域へのエネルギビームの照射に要する時間に基づいて設定される。テーブルの回転速度は、例えば一定値に設定される。しかし、造形物の層の断面の面積が領域ごとに相違する場合がある。その結果、面積の相違に応じて、エネルギビームの照射に要する時間も領域ごとに変化する。この場合、テーブルの回転速度が当該照射に要する時間の変化に対応しない。従って、造形時間の損失が生じる。
【0005】
本開示は、造形時間を短縮できる三次元造形装置を説明する。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の三次元造形装置は、テーブルの主面に供給される粉末材料に対してエネルギビームを照射することにより、三次元の造形物を造形する。三次元造形装置は、回転軸線を中心としてテーブルを周方向に回転させる回転駆動部と、回転軸線と交差する造形物の断面に対応する、テーブルの主面におけるエネルギビームの照射領域を、周方向に分割した複数の分割領域を設定する領域設定部と、テーブルの主面に対面し、分割領域ごとに粉末材料に対してエネルギビームを照射する照射部と、テーブルの回転速度を調整する回転速度調整部と、を備える。複数の分割領域のうちの第１分割領域の単位中心角当たりの面積は、複数の分割領域のうちの第２分割領域の単位中心角当たりの面積よりも小さい。回転速度調整部は、第１分割領域へのエネルギビームの照射期間におけるテーブルの回転速度が、第２分割領域へのエネルギビームの照射期間におけるテーブルの回転速度よりも速くなるように調整する。
【0007】
三次元造形装置では、テーブルが回転軸線を中心として周方向に回転しながら、テーブルの主面上の粉末材料に対してエネルギビームが分割領域ごとに順次照射される。ここで、第１分割領域の単位中心角当たりの面積は、第２分割領域の単位中心角当たりの面積よりも小さい。このため、第１分割領域の単位中心角当たりの面積へのエネルギビームの照射に要する時間は、第２分割領域の単位中心角当たりの面積へのエネルギビームの照射に要する時間よりも短い。その結果、仮に、第２分割領域へのエネルギビームに要する時間を基準としてテーブルの回転速度を一定値に設定すると、第１分割領域へのエネルギビームの照射が終了してから、次の分割領域へのエネルギビームの照射を開始するまでに待ち時間が発生してしまう。これに対し、上記の三次元造形装置では、第１分割領域へのエネルギビームの照射期間におけるテーブルの回転速度が、第２分割領域へのエネルギビームの照射期間におけるテーブルの回転速度よりも速くなるように調整されている。このように、第１分割領域にエネルギビームを照射するときのテーブルの回転速度を速くすることにより、上記の待ち時間を低減できる。これにより、造形物の造形時間を短縮できる。
【0008】
いくつかの態様において、第１分割領域の第１中心角は、第２分割領域の第２中心角とは異なる値であってもよい。例えば、第１分割領域の第１中心角を大きくし、第２分割領域の第２中心角を小さくする。その結果、照射領域における第１分割領域の割合を大きくし、照射領域における第２分割領域の割合を小さくすることができる。このように、テーブルの回転速度が速い第１分割領域の割合を大きくすることにより、テーブルが一周するのに要する時間を短くすることができる。従って、上述した構成によれば、造形物の造形時間を更に短縮できる。
【0009】
いくつかの態様において、領域設定部は、テーブルの主面において回転軸線と交差する基準線と、周方向において第２分割領域の中心角を規定する分割線と、の差を示す回転角である位相差の調整を行う位相差調整部を含んでもよい。位相差調整部は、調整後の第２分割領域の位相差を、調整前の第２分割領域の位相差とは異なる値に設定し、位相差調整部による調整前後において、第２分割領域の中心角は同じ値であってもよい。このように、第２分割領域の位相差を調整することにより、第２分割領域の単位中心角当たりの面積を小さくすることができる。これに応じて、第２分割領域の単位中心角当たりの面積へのエネルギビームに要する時間を短くすることができる。その結果、第２分割領域へのエネルギビームの照射期間におけるテーブルの回転速度を速くすることができるので、造形物の造形時間を更に短縮できる。
【発明の効果】
【0010】
本開示のいくつかの態様によれば、造形時間を短縮できる三次元造形装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示の三次元造形装置１について、図面を参照しながら説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一符号を付す。そして、重複する説明は省略する。以下の説明では、「上」及び「下」との語は、後述するテーブル１２の回転軸線Ｃ（図１参照）が鉛直方向に沿った状態を基準として用いる。「下」との語は、回転軸線Ｃが鉛直方向に沿った状態において、鉛直方向における地面側を示す。「上」との語は、回転軸線Ｃが鉛直方向に沿った状態において、鉛直方向における地面とは反対側を示す。「周方向」とは、テーブル１２の回転軸線Ｃを中心とする環に沿う方向を示す。「周方向」とは、テーブル１２の回転方向Ｒ（図２参照）を含む方向を示す。
【0013】
図１に示される三次元造形装置１は、いわゆる３Ｄプリンタである。三次元造形装置１は、粉末材料Ａから三次元の造形物Ｍを製造する。例えば、三次元造形装置１は、粉末材料Ａにエネルギビームを照射することによって、粉末材料Ａを溶融又は焼結させる。その結果、三次元の造形物Ｍが造形される。三次元造形装置１は、パウダーベッド方式を採用する。パウダーベッド方式では、造形のために、敷き均した粉末材料Ａに対し電子ビームを照射する。
【0014】
粉末材料Ａは、金属の粉末である。粉末材料Ａは、例えばチタン系金属粉末、インコネル粉末、アルミニウム粉末等である。粉末材料Ａは、金属粉末に限定されない。粉末材料Ａは、例えば樹脂粉末でもよい。粉末材料Ａは、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）等の炭素繊維を含む粉末でもよい。粉末材料Ａは、樹脂を含む粉末でもよい。粉末材料Ａは、導電性を有するその他の粉末でもよい。なお、本開示における粉末材料Ａは、導電性を有する粉末には限定されない。例えばエネルギビームとしてレーザを用いる場合には、粉末材料Ａは導電性を有しなくてもよい。
【0015】
三次元造形装置１は、ハウジング１０と、駆動部２０と、処理部３０と、制御部４０とを備える。ハウジング１０は、複数のコラム１１によって支持されている。ハウジング１０は、造形空間Ｓを形成するチャンバである。造形空間Ｓは、粉末材料Ａを収容する。造形空間Ｓは、処理部３０による粉末材料Ａの処理を行うための空間である。造形空間Ｓは、減圧が可能であると共に、気密を保つことが可能である。造形空間Ｓには、テーブル１２と、テーブル１２を収容する造形タンク１３とが配置されている。テーブル１２は、造形処理が行われる処理台である。テーブル１２の形状は、例えば円板である。テーブル１２の主面１２ａ上には、造形物Ｍの原料である粉末材料Ａが配置される。テーブル１２の主面１２ａは、造形面又は上面であるともいえる。テーブル１２は、ハウジング１０に対して回転可能である。テーブル１２の回転軸線Ｃは、ハウジング１０の中心軸線と重なる。回転軸線Ｃは、上下方向に沿っていてもよい。換言すると、回転軸線Ｃは、鉛直方向に沿っていてもよい。
【0016】
駆動部２０は、テーブル１２に接続されている。駆動部２０は、造形に要する種々の動作を実現する。駆動部２０は、例えば、回転駆動部２１と直線駆動部２２とを有している。回転駆動部２１は、回転軸線Ｃを中心として周方向にテーブル１２を回転させる。例えば、回転駆動部２１の上端には、テーブル１２が連結されている。回転駆動部２１の下端には、例えばモータ等の駆動源が取り付けられている。回転駆動部２１は、テーブル１２を造形タンク１３に対して相対的に昇降させる。この昇降は、回転駆動部２１の回転軸線Ｃに沿っている。従って、テーブル１２は、駆動部２０によって、回転軸線Ｃ周りの回転と、回転軸線Ｃに沿った直線移動と、を行う。なお、駆動部２０は、テーブル１２を回転及び昇降させることができる機構であればよく、上述した機構に限定されない。
【0017】
処理部３０は、粉末材料Ａを処理して造形物Ｍを得る。粉末材料Ａの処理は、例えば、粉末材料Ａの供給処理、粉末材料Ａの予熱処理（予備加熱処理）、及び粉末材料Ａの造形処理を含む。処理部３０は、テーブル１２の上方に配置されている。処理部３０は、テーブル１２の主面１２ａに対面している。図２に示されるように、処理部３０は、例えば、粉末材料Ａの供給処理を行うフィーダ３１と、粉末材料Ａの予熱処理を行うヒータ３２と、粉末材料Ａの造形処理を行うビーム源３３とを備えている。フィーダ３１、ヒータ３２及びビーム源３３は、テーブル１２の回転方向Ｒに沿って配置されている。
【0018】
フィーダ３１は、テーブル１２の主面１２ａ上に粉末材料Ａを供給する供給部である。例えば、フィーダ３１は、図示しない原料タンクと均し部とを有する。原料タンクは、粉末材料Ａを貯留する。原料タンクは、テーブル１２の主面１２ａ上に粉末材料Ａを供給する。均し部は、テーブル１２上の粉末材料Ａの表面を均す。なお、フィーダ３１は、均し部に代えて、ローラー部、棒状部材、及び刷毛部等を有してもよい。
【0019】
ヒータ３２は、テーブル１２の主面１２ａ上に供給された粉末材料Ａの予備加熱を行う加熱部である。ヒータ３２は、電子ビームが照射される前の粉末材料Ａに対して予備加熱を行う。例えば、ヒータ３２は、テーブル１２の上方に配置されている。ヒータ３２は、放射熱によって粉末材料Ａの温度を上昇させる。例えば、ヒータ３２として、赤外線ヒータを用いてもよい。ヒータ３２は、他の方式により加熱するものであってもよい。
【0020】
ビーム源３３は、電子ビームを出射する。ビーム源３３は、電子ビームを粉末材料Ａに照射する照射部である。例えば、ビーム源３３として、電子銃が用いられる。ビーム源３３は、カソードとアノードとの間に生じる電位差に応じた電子ビームを発生する。ビーム源３３は、電界の調整により電子ビームを収束させる。ビーム源３３は、電子ビームを所望の位置に照射する。
【0021】
テーブル１２の回転方向Ｒに沿ったフィーダ３１、ヒータ３２及びビーム源３３の配置と、テーブル１２を回転させる造形と、によれば、テーブル１２の主面１２ａ上への粉末材料Ａの供給処理、粉末材料Ａの予備加熱処理、及びビーム照射による造形処理を並行して行うことができる。つまり、同じタイミングにおいて、フィーダ３１の位置における粉末材料Ａの供給と、ヒータ３２の位置における粉末材料Ａの予備加熱と、ビーム源３３の位置におけるビーム照射と、が行われる。その結果、造形物Ｍが造形される。このため、粉末材料Ａの供給、粉末材料Ａの予備加熱及びビーム照射を順次行う場合と比べて、造形物Ｍの造形時間を短縮できる。特に、大型の造形物Ｍを造形する場合に有効である。
【0022】
図１に示す制御部４０は、三次元造形装置１の装置全体の制御を行う。制御部４０は、例えば、プログラムを実行するＣＰＵと、ＲＯＭ及びＲＡＭ等の記憶部と、入出力部と、ドライバとを有する。制御部４０の複数の機能は、ＣＰＵの制御の下で入出力部を動作させ、記憶部におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことによって実現される。制御部４０の形態及び配置場所については特に限定されない。制御部４０は、駆動部２０及び処理部３０と電気的に接続されている。制御部４０は、テーブル１２の回転制御及び昇降制御、フィーダ３１の作動制御、ヒータ３２の作動制御、並びにビーム源３３の作動制御等を行う。
【0023】
図３に示されるように、制御部４０は、駆動部２０の回転駆動部２１と電気的に接続されている。制御部４０は、回転駆動部２１に対し制御信号を出力することにより、回転駆動部２１の動作を通じてテーブル１２の回転制御を行う。例えば、制御部４０は、回転駆動部２１を作動させる。その結果、回転軸線Ｃを中心としてテーブル１２は、回転方向Ｒに回転する。テーブル１２の回転速度は、後述する回転速度調整部４４によって調整される。
【0024】
制御部４０は、駆動部２０の直線駆動部２２と電気的に接続されている。制御部４０は、直線駆動部２２に対し制御信号を出力する。その結果、直線駆動部２２の動作を通じてテーブル１２の昇降制御が行われる。例えば、制御部４０は、直線駆動部２２を作動させることにより、テーブル１２を昇降させる。具体的には、制御部４０は、造形の初期においてテーブル１２を造形タンク１３の上部の位置に配置する。そして、制御部４０は、造形物Ｍの造形が進むに連れてテーブル１２を降下させる。テーブル１２の降下速度は、例えばテーブル１２の回転速度に応じて決定してもよい。
【0025】
制御部４０は、処理部３０のフィーダ３１と電気的に接続されている。制御部４０は、フィーダ３１に対し制御信号を出力する。その結果、粉末材料Ａの供給制御が行われる。例えば、制御部４０は、フィーダ３１を作動させる。その結果、テーブル１２の主面１２ａ上に粉末材料Ａが供給される。テーブル１２上の粉末材料Ａの表面層は、テーブル１２の回転に伴って敷き均される。
【0026】
制御部４０は、処理部３０のヒータ３２と電気的に接続されている。制御部４０は、ヒータ３２に対し制御信号を出力する。その結果、粉末材料Ａの予熱制御が行われる。例えば、制御部４０は、ヒータ３２を作動させる。その結果、テーブル１２の主面１２ａ上の粉末材料Ａが加熱されることにより、粉末材料Ａの予備加熱が行われる。粉末材料Ａへ与えられる熱量は、粉末材料Ａの材質及び種類、並びにテーブル１２の回転速度等に応じて設定してもよい。
【0027】
制御部４０は、処理部３０のビーム源３３と電気的に接続されている。制御部４０は、ビーム源３３に対し制御信号を出力する。その結果、電子ビームの出射制御が行われる。例えば、制御部４０は、ビーム源３３を作動させる。その結果、電子ビームが発生するので、粉末材料Ａの所定の位置に電子ビームが照射させられる。電子ビームを照射させる位置は造形物Ｍを造形すべき領域である。電子ビームは、予め設定される照射位置に照射される。照射位置は、後述する照射位置設定部４３によって設定される。
【0028】
制御部４０は、データ取得部４１と、領域設定部４２と、照射位置設定部４３と、回転速度調整部４４と、を含んでいる。データ取得部４１は、図４（ａ）に示されるように、造形物Ｍの断面のスライスデータＤを取得する。造形物Ｍの断面は、造形物Ｍにおいて回転軸線Ｃと交差する。本開示では、造形物Ｍの断面は、造形物Ｍにおいて回転軸線Ｃと直交する。つまり、造形物Ｍの断面は、水平断面である。データ取得部４１は、造形物Ｍの三次元ＣＡＤ（Computer-Aided Design）データを利用して、造形物ＭのスライスデータＤを取得する。図４（ａ）では、造形物Ｍが円柱体である場合について図示しているが、造形物Ｍはその他の形状を有してもよい。データ取得部４１は、造形物Ｍの上下の位置に応じて複数のスライスデータＤを取得する。１層分のスライスデータＤは、１層分の粉末材料Ａに対応している。
【0029】
領域設定部４２は、図４（ｂ）に示されるように、テーブル１２の主面１２ａにおいて電子ビームが照射される照射領域４５を設定する。図４（ｂ）では、１層分のスライスデータＤに含まれる造形物Ｍの水平断面を回転軸線Ｃが延在する方向から示している。照射領域４５は、テーブル１２の主面１２ａにおいて電子ビームが照射され得る全体の領域である。照射領域４５は、スライスデータＤに含まれる造形物Ｍの水平断面に対応している。領域設定部４２は、複数のスライスデータＤに対して、照射領域４５を設定する。図４（ｂ）に示される例では、照射領域４５は、回転軸線Ｃを中心とする円形状の領域として示されている。
【0030】
領域設定部４２は、回転軸線Ｃを中心とする周方向において照射領域４５を複数の分割領域５０に分割する。図４（ｂ）に示される例では、複数の分割領域５０の形状は、回転軸線Ｃを中心とする扇形である。分割領域５０の中心角Δθは、例えば、互いに同じ値である。複数の分割領域５０の中心角Δθは、例えば、図５に示される造形エリアＦに収まる分割領域５０の最大の中心角ΔθＦの半分よりも小さい。
【0031】
造形エリアＦは、例えば、円形の領域である。造形エリアＦには、ビーム源３３が電子ビームを照射可能である。造形エリアＦに収まる分割領域５０の最大の中心角ΔθＦが６０度である場合、分割領域５０の中心角Δθは３０度より小さい。このように中心角Δθを設定することにより、テーブル１２の回転により分割領域５０が回転移動する際、分割領域５０が造形エリアＦを通過している間に分割領域５０に対する造形処理を完了することができる。言い換えれば、分割領域５０の造形処理が完了する前に、分割領域５０が造形エリアＦを通過してしまうことを抑制することができる。
【0032】
照射位置設定部４３は、分割領域５０ごとに電子ビームの照射位置を設定する。照射位置設定部４３は、図４（ｃ）に示されるように、電子ビームの照射位置を照射点Ｐとして設定する。照射点Ｐは、分割領域５０ごとに設定される軌道データＴに沿って所定の間隔で配置される。例えば、照射位置設定部４３は、軌道データＴとして、一定の方向に沿って並んだ軌道のデータを生成する。電子ビームの照射位置は、電子ビームを照射するための目標である。照射位置は、現実の照射位置に対応して設定してもよい。照射位置は、電子ビームの照射制御の指令位置として設定してもよい。
【0033】
図４（ｃ）は、軌道データＴに沿って照射点Ｐとして設定される照射位置を示している。図４（ｃ）の例においては、照射位置のデータは、軌道データＴと点データ群により構成されている。つまり、図４（ｃ）において、軌道データＴ上に照射点Ｐが所定の間隔で設定されている。この照射点Ｐは、電子ビームの照射位置である。軌道データＴ及び軌道データＴ上の照射点Ｐは、分割領域５０内の照射位置を示している。なお、分割領域５０に対する照射位置の設定は、このようなものに限定されるものではない。すなわち、分割領域５０に対する照射位置の設定は、軌道データＴ及び点データ群を設定するものに限られない。照射位置の設定は、分割領域５０に対し電子ビームを所望の位置に照射できれば、その他の設定態様であってもよい。例えば、照射位置の設定として、一つの軌道データＴに対し一つの照射点Ｐを設定してもよい。また、照射位置の設定として、軌道データＴの設定のみを行ってもよい。この場合に、電子ビームは、軌道データＴに沿って走査するように照射される。
【0034】
回転速度調整部４４は、分割領域５０ごとにテーブル１２の回転速度を調整する。すなわち、回転速度調整部４４は、分割領域５０ごとに、テーブル１２の回転速度を設定する。回転速度調整部４４による具体的な回転速度の設定の方法について、図６及び図７を参照しながら以下に説明する。
【0035】
図６は、分割領域５０を詳細に示す図である。図６では、造形物Ｍは、鉛直方向に延びる回転軸線Ｃを中心軸とする車輪として示されている。照射領域４５は、車輪を水平面で切断したときの断面形状に対応している。例えば、照射領域４５は、二重円環状部分６０と、複数の直線状部分６１と、を有している。二重円環状部分６０は、回転軸線Ｃを中心とする。複数の直線状部分６１は、二重円環状部分６０の複数の円環形状部分を径方向に繋ぐ。例えば、複数の直線状部分６１は、周方向において等間隔に離間して並んでいる。
【0036】
複数の分割領域５０は、照射領域４５を周方向に分割したものである。複数の分割領域５０は、複数の第１分割領域５１と、複数の第２分割領域５２とによって構成されている。複数の第１分割領域５１及び複数の第２分割領域５２は、周方向において互いに異なる位置に並んでいる。第２分割領域５２は、直線状部分６１を含む。第２分割領域５２の面積は、第１分割領域５１の面積よりも大きい。第１分割領域５１は、直線状部分６１以外の二重円環状部分６０を含む。第１分割領域５１の面積は、第２分割領域５２の面積よりも小さい。なお、第１分割領域５１において二重円環状部分６０は離れて配置されている。第１分割領域５１の面積とは、分離した二重円環状部分６０の面積の合計である。以下の説明では、説明の都合上、「第１分割領域５１及び第２分割領域５２のそれぞれ」をまとめて「分割領域５０」と称することがある。
【0037】
図６に示されるように、周方向における分割領域５０の位置は、回転軸線Ｃを中心とする角度θによって規定される。角度θは、基準線Ｌを基準として設定される。基準線Ｌは、照射領域４５において回転軸線Ｃと直交（又は交差）する直線である。図６に示される例では、基準線Ｌは、分割領域５０の一の分割線と重なる位置に設定されている。分割線は、図６における破線である。分割領域５０の分割線は、回転軸線Ｃから径方向に延在する直線である。分割線は、周方向において分割領域５０の境界を示している。回転方向Ｒにおける基準線Ｌの位置をθ＝０とすると、回転方向Ｒにおける複数の分割領域５０の分割線の位置はθ＝θ１，θ２，θ３…と規定される。
【0038】
回転角度は、周方向において互いに隣り合う２つの分割線の差を示す。回転角度は、分割領域５０の中心角Δθである。すなわち、中心角Δθは、分割領域５０の２つの分割線によって規定される。中心角Δθは、周方向において照射領域４５を分割領域５０に分割する分割角度として規定されてもよい。複数の分割領域５０の中心角Δθは、上述したように、例えば互いに同じ値である。従って、第１分割領域５１の第１中心角Δθは、第２分割領域５２の第２中心角Δθと同じである。
【0039】
径方向における分割領域５０の長さｒは、ある角度θにおいて、分割領域５０が存在しない部分を含まず、分割領域５０が存在する部分のみの長さを合計した値とする。従って、図６に示されるように、第１分割領域５１の長さｒは、二重円環状部分６０の複数の円環形状部分の長さのみの合計である。一方、第２分割領域５２の長さｒは、直線状部分６１の位置を示す角度θにおいて、直線状部分６１の長さと、二重円環状部分６０の複数の円環形状部分の長さと、の合計である。
【0040】
図７（ａ）において、横軸は、回転軸線Ｃを中心とする角度θを示している。縦軸は、回転軸線Ｃを中心とする径方向における分割領域５０の長さｒを示している。上述したように分割領域５０の長さｒを定義すると、分割領域５０の面積は、分割領域５０の中心角Δθと、分割領域５０の長さｒとの積である。本開示では、上述したように、第１分割領域５１の第１中心角Δθと、第２分割領域５２の第２中心角Δθとは互いに同じである。一方、図７（ａ）に示されるように、例えば、角度θが０からθ１までの第１分割領域５１の長さｒの平均値は、角度θがθ２からθ３までの第２分割領域５２の長さｒの平均値よりも小さい。このため、第１分割領域５１の単位中心角当たりの面積は、第２分割領域５２の単位中心角当たりの面積よりも小さい。
【0041】
図７（ｂ）において、横軸は、角度θを示している。縦軸は、テーブル１２の回転速度を示している。回転速度調整部４４は、テーブル１２の回転速度を分割領域５０ごとに設定する。具体的には、回転速度調整部４４は、第２分割領域５２に電子ビームを照射する期間において、テーブル１２の回転速度ω２を設定する。一方、回転速度調整部４４は、第１分割領域５１に電子ビームを照射する期間において、テーブル１２の回転速度ω１を、回転速度ω２よりも速く設定する。
【0042】
テーブル１２の回転速度は、分割領域５０の単位中心角当たりの面積に応じて決定される。分割領域５０の単位中心角当たりの面積が大きいほど、分割領域５０の単位中心角当たりの面積を電子ビームが照射するのに要する時間は長い。分割領域５０の単位中心角当たりの面積を電子ビームが照射するのに要する時間は、「単位照射時間」と称する。一方、分割領域５０の単位中心角当たりの面積が小さいほど、単位照射時間は短い。単位照射時間が長い場合は、分割領域５０の全ての部分への電子ビームの照射を完了するために、テーブル１２の回転速度を遅くする必要がある。しかし、単位照射時間が短い場合は、テーブル１２の回転速度を速くしても、分割領域５０の全ての部分への電子ビームの照射を完了することができる。従って、単位中心角当たりの面積が小さい分割領域５０に対しては、テーブル１２の回転速度を速くすることができる。なお、単位中心角あたりの面積と回転速度との関係は、上記の関係に従う限り、特に制限されない。例えば、第１分割領域５１の単位中心角あたりの面積は、第２分割領域５２の単位中心角あたりの面積の１／２であったとする。この場合、第１分割領域５１におけるテーブル１２の回転速度は、第２分割領域５２におけるテーブル１２の回転速度の２倍としてもよい。
【0043】
上述したように、第１分割領域５１の単位中心角当たりの面積は、第２分割領域５２の単位中心角当たりの面積よりも小さい。従って、第１分割領域５１の単位照射時間は、第２分割領域５２の単位照射時間よりも短くなる。このため、第１分割領域５１に電子ビームを照射する期間における回転速度ω１は、第２分割領域５２に電子ビームを照射する期間における回転速度ω２よりも速い。
【0044】
本開示の三次元造形装置１は、分割領域５０の単位中心角当たりの面積に応じて、テーブル１２の回転速度を変更する。なお、本開示では、複数の分割領域５０は、第１分割領域５１及び第２分割領域５２によって構成されていた。しかし、複数の分割領域５０は、第１分割領域５１及び第２分割領域５２に加えて、他の分割領域を有してもよい。この場合、これらの分割領域のうち任意の２つの分割領域を選択し、単位中心角当たりの面積が小さい一方の分割領域を第１分割領域として定義し、単位中心角当たりの面積が大きい他方の分割領域を第２分割領域として定義すればよい。
【0045】
次に、制御部４０における処理手順について説明する。まず、制御部４０は、データの読み込み処理を実行する。制御部４０は、造形物Ｍの三次元ＣＡＤデータを読み込む。次に、データ取得部４１は、三次元ＣＡＤデータからスライスデータＤを取得する（図４（ａ）参照）。このとき、データ取得部４１は、造形物Ｍの上下の位置に応じて複数のスライスデータＤを取得する。
【0046】
次に、領域設定部４２は、造形物Ｍの第ｎ層について、テーブル１２の主面１２ａにおいて電子ビームの照射の対象となる照射領域４５を設定する（図４（ｂ）参照）。なお、第ｎ層の「ｎ」は自然数である。例えば、上下方向において、上から順に、第１層、第２層、第３層、…とすることができる。そして、領域設定部４２は、回転軸線Ｃを中心とする周方向において照射領域４５を複数の分割領域５０に分割する。周方向において照射領域４５を分割領域５０に分割する中心角Δθは、例えば、互いに同じ値に設定される。
【0047】
次に、照射位置設定部４３は、分割領域５０ごとに電子ビームの照射位置を設定する。照射位置設定部４３は、電子ビームの照射位置を照射点Ｐとして設定する（図４（ｃ）参照）。照射点Ｐは、分割領域５０ごとに設定される軌道データＴに沿って所定の間隔で配置される。例えば、照射位置設定部４３は、軌道データＴとして、一定の方向に沿って並んだ軌道のデータを生成する。ここで、分割領域５０はテーブル１２の回転に伴って移動する。従って、照射位置設定部４３は、分割領域５０に沿って電子ビームを照射するために軌道データＴを補正してもよい。例えば、照射位置設定部４３は、補正後の軌道データＴを湾曲した軌跡としてもよい。
【0048】
次に、回転速度調整部４４は、分割領域５０ごとにテーブル１２の回転速度を決める。第１分割領域５１の単位中心角当たりの面積は、第２分割領域５２の単位中心角当たりの面積よりも小さい。従って、第１分割領域５１の単位照射時間は、第２分割領域５２の単位照射時間よりも短い。よって、回転速度調整部４４は、図７（ｂ）に示されるように、第１分割領域５１に電子ビームを照射する期間における回転速度ω１を、第２分割領域５２に電子ビームを照射する期間における回転速度ω２よりも速くなるように設定する。
【0049】
次に、三次元造形装置１における造形の際の動作について説明する。図１において、制御部４０は、直線駆動部２２を制御する。その結果、テーブル１２は、上方へ移動する。テーブル１２は、上方へ移動した結果、造形タンク１３の上部に配置される。また、制御部４０は、回転駆動部２１を制御する。その結果、テーブル１２は、回転軸線Ｃを中心に回転する。テーブル１２の回転速度は、回転速度調整部４４によって設定される。回転速度調整部４４は、上述したように、第２分割領域５２に電子ビームを照射する期間では、テーブル１２の回転速度をω２に設定する。第１分割領域５１に電子ビームを照射する期間では、テーブル１２の回転速度ω１を回転速度ω２よりも速くなるように設定する。
【0050】
次に、制御部４０は、フィーダ３１を制御する。その結果、テーブル１２上に粉末材料Ａが供給される。テーブル１２上の粉末材料Ａは、リコータによって均される。フィーダ３１が供給した粉末材料Ａは、テーブル１２の回転に伴って移動する。その結果、粉末材料Ａは、ヒータ３２の下方の領域に進入する。ヒータ３２は、ヒータ３２の下方に配置された粉末材料Ａを予備加熱する。粉末材料Ａは、テーブル１２の回転に伴って移動しながら加熱される。
【0051】
ヒータ３２によって予備加熱された粉末材料Ａは、テーブル１２の回転に伴って移動する。その結果、粉末材料Ａは、テーブル１２の周方向においてビーム源３３に接近する。制御部４０は、ビーム源３３を制御する。その結果、ビーム源３３の照射範囲内に存在する粉末材料Ａに対して電子ビームが照射される。具体的には、ビーム源３３は、ビーム源３３の照射範囲内に存在する分割領域５０ごとに、電子ビームを照射する。分割領域５０は、テーブル１２の回転に伴って回転軸線Ｃを中心として回転移動する。複数の分割領域５０上の粉末材料Ａに対して電子ビームが順次照射される。その結果、分割領域５０ごとに造形物Ｍが造形されていく。
【0052】
このとき、例えば、図５に示されるように、分割領域５０における造形の開始位置Ｐａが設定されてもよい。開始位置Ｐａは、ビーム源３３の設置位置に対応する固定の位置である。開始位置Ｐａは、１つの分割領域５０の全部が造形エリアＦ内に収まるときの位置である。つまり、ビーム源３３は、１つの分割領域５０の全部が造形エリアＦに入ったときに、その分割領域５０の造形を開始してもよい。
【0053】
テーブル１２は、造形物Ｍの造形が進むにつれて降下する。すなわち、制御部４０は、直線駆動部２２を制御する。その結果、テーブル１２が回転軸線Ｃに沿って降下する。テーブル１２の降下は、テーブル１２の回転と同期させてもよい。テーブル１２の降下は、テーブル１２の回転と完全に同期させなくてもよい。そして、全ての層について造形が完了したときに、造形物Ｍの造形が完了する。
【0054】
以上に説明した、本開示に係る三次元造形装置１によって得られる作用及び効果を説明する。三次元造形装置１では、テーブル１２が回転軸線Ｃを中心として回転方向Ｒに回転しながら、テーブル１２の主面１２ａ上の粉末材料Ａに対して電子ビームが分割領域５０ごとに順次照射される。ここで、第１分割領域５１の単位中心角当たりの面積は、第２分割領域５２の単位中心角当たりの面積よりも小さい。このため、第１分割領域５１の単位照射時間は、第２分割領域５２の単位照射時間よりも短い。
【0055】
よって、仮に、第２分割領域５２への電子ビームに要する時間を基準としてテーブル１２の回転速度を一定値に設定すると、第１分割領域５１への電子ビームの照射が終了してから、次の第１分割領域５１又は第２分割領域５２への電子ビームの照射を開始するまでに待ち時間が発生してしまう。これに対し、三次元造形装置１では、第１分割領域５１への電子ビームの照射期間におけるテーブル１２の回転速度ω１は、第２分割領域５２への電子ビームの照射期間におけるテーブル１２の回転速度ω２よりも速い。このように、第１分割領域５１に電子ビームを照射するときのテーブル１２の回転速度ω１を速くすることにより、上記の待ち時間を低減できる。従って、造形物Ｍの造形時間を短縮できる。
【0056】
以上のように本開示の三次元造形装置１について説明したが、本開示の三次元造形装置１は上述した説明に限定されない。本開示の三次元造形装置１は、特許請求の範囲の記載の要旨を逸脱しない範囲で様々な変形態様を取ることができる。
【0057】
図８は、第１変形例に係る三次元造形装置の制御部４０Ａの構成を示している。本変形例の制御部４０Ａの領域設定部４２Ａは、中心角調整部４２ａを含んでいる。中心角調整部４２ａは、複数の分割領域５０Ａの中心角を調整する。具体的には、図９に示されるように、中心角調整部４２ａは、第１分割領域５１１の第１中心角Δθ１と、第２分割領域５１２の第２中心角Δθ２と、を互いに異なる値に設定する。
【0058】
第１分割領域５１１は、中心角調整部４２ａによる調整前の第１分割領域５１（図６参照）に対応している。第２分割領域５１２は、中心角調整部４２ａによる調整前の第２分割領域５２（図６参照）に対応している。回転方向Ｒにおける基準線Ｌの位置をθ＝０とすると、回転方向Ｒにおける複数の分割領域５０Ａの分割線の位置はθ＝θ１１，θ１２，θ１３…と規定される。
【0059】
図９に示されるように、中心角調整部４２ａは、調整後の第１分割領域５１１の第１中心角Δθ１が、調整前の第１分割領域５１の第１中心角Δθよりも大きくなるように設定する。また、中心角調整部４２ａは、調整後の第２分割領域５１２の第２中心角Δθ２が、調整前の第２分割領域５２の第２中心角Δθよりも小さくなるように設定する。第２分割領域５１２の第２中心角Δθ２は、第２分割領域５２における直線状部分６１以外の二重円環状部分６０の面積が更に小さくなるように設定されている。第１分割領域５１１の第１中心角Δθ１は、互いに隣接する２つの第１分割領域５１を包含するように設定されている。そして、第１分割領域５１１の第１中心角Δθ１は、第２分割領域５１２の第２中心角Δθ２よりも大きくなるように設定されている。
【0060】
図１０（ａ）において、横軸は、回転軸線Ｃを中心とする角度θを示す。縦軸は、回転軸線Ｃを中心とする径方向における照射領域の長さｒを示している。なお、図１０（ａ）では、調整前の第１分割領域５１及び第２分割領域５２の分割線を二点鎖線で示している。図１０（ａ）から明らかなように、第１分割領域５１１の全体の面積は、第１分割領域５１１の第１中心角Δθ１が大きくなっている分、調整前の第１分割領域５１の全体の面積よりも大きくなっている。しかし、第１分割領域５１１の径方向における長さｒは、第１分割領域５１の径方向における長さｒと同じである。よって、第１分割領域５１１の単位中心角当たりの面積は、第１分割領域５１の単位中心角当たりの面積と同じである。従って、第１分割領域５１１の単位照射時間は、第１分割領域５１の単位照射時間と同じである。
【0061】
一方、第２分割領域５１２の全体の面積は、第２分割領域５１２の第２中心角Δθ２が小さくなっている分、調整前の第２分割領域５２の全体の面積よりも小さい。しかし、例えば、角度θがθ１１からθ１２までの第２分割領域５１２の長さｒの平均値は、角度θがθ２からθ３までの第２分割領域５２の長さｒの平均値よりも僅かに小さい。よって、第２分割領域５１２の単位中心角当たりの面積は、第２分割領域５２の単位中心角当たりの面積よりも僅かに小さい。従って、第２分割領域５１２の単位照射時間は、第２分割領域５２の単位照射時間よりも僅かに長い。
【0062】
図１０（ｂ）において、横軸は、角度θを示している。縦軸は、テーブル１２の回転速度を示している。なお、図１０（ｂ）では、調整前の第１分割領域５１及び第２分割領域５２の分割線を二点鎖線で示している。調整前の第２分割領域５２への電子ビームの照射期間におけるテーブル１２の回転速度ω２を一点鎖線で示している。図１０（ｂ）に示されるように、第１分割領域５１１に電子ビームを照射する期間では、テーブル１２の回転速度ω１が設定されている。第２分割領域５１２に電子ビームを照射する期間では、テーブル１２の回転速度ω３が設定されている。上述したように、第２分割領域５１２の単位照射時間は、第２分割領域５２の単位照射時間よりも僅かに長い。従って、回転速度ω３は、回転速度ω２よりも僅かに遅い。
【0063】
しかし、本変形例では、第２分割領域５１２の第２中心角Δθ２が小さくなっている分、第１分割領域５１１の第１中心角Δθ１が大きくなっている。このため、照射領域４５における第２分割領域５１２の割合が小さくなる。一方、照射領域４５における第１分割領域５１１の割合が大きくなる。このように、テーブル１２の回転速度ω１が速い第１分割領域５１の割合を大きくすることにより、テーブル１２が一周するのに要する時間を短くすることができる。すなわち、第１分割領域５１１の単位中心角当たりの面積と、第２分割領域５１２の単位中心角当たりの面積とにメリハリをつけることができる。例えば、実施形態の制御部４０は、図１０に示す角度θ２から角度θ１１の区間が回転速度ω２である区間に含めていた。つまり、本来であれば回転速度ω１で造形可能な角度θ２から角度θ１１の区間の回転速度は、回転速度ω１よりも遅い回転速度ω２であった。一方、本変形例の制御部４０Ａは、中心角を調整することにより、角度θ２から角度θ１１の区間を第１分割領域５１１に含ませている。その結果、角度θ２から角度θ１１の区間を回転速度ω１にて回転させることができる。つまり、高速回転が可能な第１分割領域５１の割合を増やすことができ、造形速度の最適化を図ることができる。従って、本変形例によれば、造形物Ｍの造形時間を更に短縮できる。
【0064】
本変形例では、領域設定部４２Ａが中心角調整部４２ａを含んでいる。しかし、領域設定部４２Ａは、中心角調整部４２ａを含んでいなくてもよい。この場合、三次元造形装置の外部に設けられる外部装置が中心角調整部４２ａを含んでもよい。外部装置からデータ取得部４１が取得するデータは、第１分割領域５１１に関するデータ、及び第２分割領域５１２に関するデータを含んでもよい。また、本変形例では、第１分割領域５１１の第１中心角Δθを大きくしている。第１分割領域５１１の第１中心角Δθ１は、造形エリアＦ内に収まる第１分割領域５１１の最大の中心角ΔθＦの半分よりも大きくするべきではない（図５参照）。その結果、第１分割領域５１１の第１中心角Δθ１は、ある程度の大きさに制限される。このように第１分割領域５１１の第１中心角Δθ１が制限される場合であっても、第１分割領域５１１に電子ビームを照射する期間における回転速度ω１を調整することにより、造形物Ｍの造形時間が更に短縮される。
【0065】
図１１は、第２変形例に係る三次元造形装置の制御部４０Ｂの構成を示している。本変形例の制御部４０Ｂの領域設定部４２Ｂは、位相差調整部４２ｂを含む。図１２に示されるように、位相差調整部４２ｂは、複数の分割領域５０Ｂの位相差を調整する。分割領域５０Ｂの位相差とは、基準線Ｌと、周方向において分割領域５０Ｂの境界を示す分割線と、の周方向における差を示す回転角度である。基準線Ｌは、位相差調整部４２ｂによる調整前の第１分割領域５１（図６参照）の分割線と重なる位置に設定されている。位相差調整部４２ｂは、調整後の分割領域５０Ｂの位相差と、調整前の分割領域５０Ｂの位相差とを互いに異なる値に設定する。
【0066】
例えば、位相差調整部４２ｂは、調整後の分割領域５０Ｂの位相差が、調整前の分割領域５０の位相差よりも大きくなるように調整する。具体的には、位相差調整部４２ｂは、調整後の分割領域５０Ｂの位相差を、調整前の分割領域５０の位相差に対して、回転方向Ｒに位相差Δθｐだけ大きくする。位相差調整部４２ｂによる位相差の調整によって、直線状部分６１における周方向の中央に、分割領域５０Ｂの分割線が位置する。直線状部分６１を二等分する当該分割線を共有する２つの分割領域５０Ｂのそれぞれが、第２分割領域５２２となる。位相差調整部４２ｂによる位相差の調整後においても、直線状部分６１を含まない分割領域５０Ｂが第１分割領域５２１となる。
【0067】
周方向において互いに隣接する２つの第２分割領域５２２のうち、基準線から遠い第２分割領域５２２は、調整前の第２分割領域５２（図６参照）に対応している。基準線に近い第２分割領域５２２は、調整前の第１分割領域５１に対応している。また、第１分割領域５２１は、調整前の第１分割領域５１に対応している。位相差調整部４２ｂによる調整の前後において、複数の分割領域５０Ｂの中心角Δθは互いに同じである。基準線Ｌから回転方向Ｒに位相差Δθｐだけずれた位置をθ＝０とすると、回転方向Ｒにおける複数の分割領域５０Ｂの分割線の位置はθ＝θ１，θ２，θ３…と規定される。
【0068】
図１３（ａ）において、横軸は、回転軸線Ｃを中心とする角度θを示している。縦軸は、回転軸線Ｃを中心とする径方向における照射領域の長さｒを示している。なお、図１３（ａ）では、調整前の第１分割領域５１及び第２分割領域５２の分割線を二点鎖線で示している。図１３（ａ）に示されるように、調整後の第１分割領域５２１の単位中心角当たりの面積は、調整前の第１分割領域５１の単位中心角当たりの面積と同じである。従って、第１分割領域５２１の単位照射時間は、第１分割領域５１の単位照射時間と同じである。一方、例えば、角度θがθ２からθ３までの第２分割領域５２２の長さｒの平均値は、調整前の角度θがθ２からθ３までの第２分割領域５２の長さｒの平均値よりも小さい。第２分割領域５２２の単位中心角当たりの面積は、調整前の第２分割領域５２の単位中心角当たりの面積よりも小さい。従って、第２分割領域５２２の単位照射時間は、第２分割領域５２の単位照射時間よりも短い。
【0069】
図１３（ｂ）において、横軸は、角度θを示している。縦軸は、テーブル１２の回転速度を示している。なお、図１３（ｂ）では、調整前の第１分割領域５１及び第２分割領域５２の分割線を二点鎖線で示している。調整前の第２分割領域５２への電子ビームの照射期間におけるテーブル１２の回転速度ω２を一点鎖線で示している。図１３（ｂ）に示されるように、第１分割領域５１１に電子ビームを照射する期間では、テーブル１２の回転速度ω１が設定されている。第２分割領域５１２に電子ビームを照射する期間では、テーブル１２の回転速度ω４が設定されている。第２分割領域５２２の単位照射時間は、第２分割領域５２の単位照射時間よりも短い。従って、第２分割領域５２２への電子ビームの照射期間における回転速度ω４は、第２分割領域５２への電子ビームの照射期間における回転速度ω２よりも速い。
【0070】
本変形例によれば、位相差調整部４２ｂが複数の分割領域５０Ｂの位相差を調整することにより、第２分割領域５２２の単位中心角当たりの面積を小さくすることができる。これに応じて、第２分割領域５２２の単位照射時間を短くすることができる。その結果、第２分割領域５２２に対するテーブル１２の回転速度ω４を速くすることができるので、造形物Ｍの造形時間を更に短縮できる。
【0071】
本変形例によれば、制御部４０Ｂは、第１分割領域５２１の単位中心角当たりの面積と、第２分割領域５２２の単位中心角当たりの面積と、の差異（比率）が小さくなるように、位相差を調整する。面積は、回転速度に関係する。従って、面積の差異が小さくなると、回転速度の差異も小さくなる。つまり、回転速度ω４が速くなる。その結果、回転速度ω４を回転速度ω１に近づけることができる。すなわち、図１３（ｂ）に示されるように、回転速度ω２と回転速度ω１との差Δω２と比べて、回転速度ω４と回転速度ω１との差Δω４をより小さくすることができる。これにより、テーブル１２の回転速度ω１及びω４を、テーブル１２の回転速度の許容範囲内に容易に収めることができるので、テーブル１２の回転速度の安定性を高めることができる。
【0072】
本開示は、他に様々な変形が可能である。例えば、上述した実施形態及び複数の変形例を必要な目的及び効果に応じて互いに組み合わせてもよい。また、三次元造形装置１の構成は、適宜変更してよい。例えば、上述した実施形態及び複数の変形例では、三次元造形装置の制御部４０は、スライスデータＤを取得するデータ取得部４１に代えて、スライスデータＤを生成するデータ生成部を備えていてもよい。
【0073】
実施形態及び複数の変形例では、フィーダ３１、ヒータ３２及びビーム源３３をそれぞれ１つずつ備えた三次元造形装置１について説明した。しかし、三次元造形装置は、複数のフィーダ、複数のヒータ及び複数のビーム源を備えていてもよい。例えば、三次元造形装置は、２個のフィーダ、２個のヒータ及び２個のビーム源を備えていてもよい。この場合、テーブルの半分の一方側で粉末材料の供給、粉末材料の予備加熱及びビーム照射が行うことができる。これと並行して、テーブルの半分の他方側でも粉末材料の供給、粉末材料の予備加熱及びビーム照射が行うことができる。従って、造形物の造形がより効率良く行える。また、三次元造形装置は、３個以上のフィーダ、３個以上のヒータ及び３個以上のビーム源を備えてもよい。
【0074】
また、上述した実施形態及び複数の変形例では、三次元造形装置が、エネルギビームとして電子ビームを用いて造形物Ｍを造形する場合について説明した。しかし、三次元造形装置は、電子ビーム以外のエネルギビームを用いて造形物を造形してもよい。例えば、三次元造形装置は、イオンビーム、レーザビーム、紫外線などを照射して造形物を造形してもよい。また、三次元造形装置は、パウダーベッド方式以外の方式で造形物を造形してもよい。
【符号の説明】
【0075】
１ 三次元造形装置
１２ テーブル
１２ａ 主面
２０ 駆動部
２１ 回転駆動部
２２ 直線駆動部
３０ 処理部
３１ フィーダ
３２ ヒータ
３３ ビーム源（照射部）
４０，４０Ａ，４０Ｂ 制御部
４１ データ取得部
４２，４２Ａ，４２Ｂ 領域設定部
４２ａ 中心角調整部
４２ｂ 位相差調整部
４３ 照射位置設定部
４４ 回転速度調整部
４５ 照射領域
５０，５０Ａ，５０Ｂ 分割領域
５１，５１１，５２１ 第１分割領域
５２，５１２，５２２ 第２分割領域
Ａ 粉末材料
Ｃ 回転軸線
Ｌ 基準線
Ｍ 造形物
Ｒ 回転方向
Δθ，Δθ１ 第１中心角
Δθ，Δθ２ 第２中心角
Δθｐ 位相差
ω１，ω２，ω３，ω４ 回転速度
１２ テーブル
１２ａ 主面
２０ 駆動部
２１ 回転駆動部
２２ 直線駆動部
３０ 処理部
３１ フィーダ
３２ ヒータ
３３ ビーム源（照射部）
４０，４０Ａ，４０Ｂ 制御部
４１ データ取得部
４２，４２Ａ，４２Ｂ 領域設定部
４２ａ 中心角調整部
４２ｂ 位相差調整部
４３ 照射位置設定部
４４ 回転速度調整部
４５ 照射領域
５０，５０Ａ，５０Ｂ 分割領域
５１，５１１，５２１ 第１分割領域
５２，５１２，５２２ 第２分割領域
Ａ 粉末材料
Ｃ 回転軸線
Ｌ 基準線
Ｍ 造形物
Ｒ 回転方向
Δθ，Δθ１ 第１中心角
Δθ，Δθ２ 第２中心角
Δθｐ 位相差
ω１，ω２，ω３，ω４ 回転速度
【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】