三維結構物的製造方法及其製造裝置與流程

2023-04-22 16:25:31 2

本發明涉及製造三維結構物的三維結構物的製造方法及其製造裝置。

背景技術：

下述的專利文獻1公開了三維結構物的製造方法及其製造裝置的一個例子。

該專利文獻1公開了利用了使粘合劑附著在金屬粒子的表面的材料，由加熱裝置加熱該粘合劑而使其熔融、玻璃化，從而形成固體粉體層。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-81380號公報

在上述專利文獻1中，有關製造出的三維結構物的內部存在包含有機物的揮發成分的粘合劑殘留的問題，即、因該粘合劑的殘留而作為雜質進入三維結構物的內部導致三維結構物的特性或物性降低的問題還未記載或給出啟示。

技術實現要素：

本發明的目的在於抑制在三維結構物的內部因殘留有機物導致純度降低，從而三維結構物的特性或物性降低。

為了解決上述技術問題，本發明的第一方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，具有：層形成工序，供給包含粉末和有機物的流動性組合物來形成單位層；有機物除去工序，對所述單位層進行除去所述有機物的處理；以及能量施加工序，對經過所述有機物除去工序後的所述單位層施加能量而形成熔融層或燒結層，在所述三維結構物的製造方法中，針對所述熔融層或所述燒結層，根據所需在層疊方向上重複所述層形成工序、所述有機物除去工序及所述能量施加工序。

在此，「粉末」即可以是金屬粉末、陶瓷粉末中的任一個，還可以為這些的混合物。另外，還包含粒徑大的粒狀物與粒徑小的粉狀物的混合物。

另外，所謂「三維結構物」不限於在層疊方向層疊有多個具有預定的厚度的單位層的立體的結構物，還包括僅設有一個具有預定的厚度的單位層的平面的結構物。因此，「根據所需，在層疊方向上重複…」是指在製作上述立體的結構物的情況下重複，在製造上述平面的結構物的情況下不重複。

另外，所謂「除去有機物的處理」是指能夠從單位層除去單位層中的有機物的處理即可，並不限定於特定的處理。即，從表面側或從背面側中的至少一方向單位層加熱而除去的處理之外，還包括如下處理：施加氣流，成為減壓環境，或者組合這兩種以上的處理來除去有機物。

根據本方面，由於具有：有機物除去工序，對所述單位層進行除去所述有機物的處理、以及能量施加工序，對經過所述有機物除去工序後的所述單位層施加能量形成熔融層或燒結層，因此能夠抑制在三維結構物的內部或表面因殘留有機物而導致三維結構物的特性的降低。

本發明的第二方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，在第一方面中，所述流動性組合物中的有機物為溶劑，所述有機物除去工序具有使所述溶劑氣化而除去的工序。

在此，「氣化溶劑」中的「氣化」並不限於施加熱量的氣化，還包括通過減壓的氣化、在減壓環境下施加熱量的氣化。

另外，作為溶劑的種類，優選由沸點從70℃到300℃左右的溶劑中選擇。在70℃以下的溶劑中，流動性組合物因過於易乾燥而難以進行層形成，另外，在高於300℃的高溫溶劑中，氣化需要的能量過大。

根據本方面，所述有機物除去工序使所述溶劑氣化而除去。因此，能夠比較容易地除去流動性組合物中所包含的有機物。本方面對揮發性高的有機物尤其有效。

本發明的第三方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，在第一方面中，所述流動性組合物中的有機物包括溶劑和粘合劑，所述有機物除去工序具有施加能夠除去所述粘合劑的能量而進行除去的工序。

在此，施加於粘合劑的「能量」除了通過雷射或紅外線而熱量之外還包括包含紫外線的電磁波能量。作為紅外線的施加單元，列舉出了滷素加熱器或石墨加熱器等。

另外，「能夠除去粘合劑的能量」是指根據粘合劑的種類而確定，但從避免施加過大的能量的觀點出發優選使用在500℃以下的溫度分解的粘合劑。另外，由此一來，「能夠除去粘合劑的能量」還易於具體地確定。

根據本方面，所述有機物除去工序施加能夠除去所述粘合劑的能量而進行除去。因此，即使在流動性組合物中包含溶劑之外的比溶劑沸點高的粘合劑，也能夠有效地除去該粘合劑。

此外，本方面可以是作為前一工序進行單位層中的溶劑的除去之後，作為後一工序進行粘合劑的除去的方法，也可以是同時進行溶劑的除去和粘合劑的除去的方法。

本發明的第四方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，在第三方面中，分多個階段施加能夠除去所述粘合劑的能量，並且，先施加的能量的級別低於之後施加的能量的級別。

根據本方面，多個階段施加能夠除去所述粘合劑的能量，先施加的能量低於之後施加的能量級別，因此，能夠逐漸且階段性地除去粘合劑，降低粘合劑殘留的風險。

本發明的第五方面的三維結構物的構造方法，其特徵在於，在第三方面中，對所述單位層的同一區域照射至少兩次雷射，通過從所述有機物的除去處理階段性地轉移至所述熔融層或所述燒結層的形成處理來執行所述有機物除去工序和所述能量施加工序。

根據本方面，對所述單位層的同一區域照射至少兩次雷射，通過從所述有機物的除去處理階段性地轉移至所述熔融層或燒結層的形成處理，因此能夠通過先施加的低級別至中級別的能量而進行流動性組合物中所包含的溶劑和粘合劑(有機物)的除去，通過之後施加的高級別的能量，進行流動性組合物中所包含的粉末的燒成或熔融。因此，通過改變雷射的輸出，能夠連續性進行有機物除去工序和能量施加工序。

另外，所謂「照射至少兩次雷射」是指施加中級別的能量之後為施加高級別的能量的處理即可，並不限定特定的能量施加條件。即，還包括中級別的能量施加後，不關閉雷射而瞬間地變更為高級別的能量，或者階段性地向高級別增高等的處理。

本發明的第六方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，從第一方面到第五方面中的任一方面中，所述有機物除去工序與所述能量施加工序中的至少一方在加壓環境下進行。

根據本方面，由於所述有機物除去工序和能量施加工序中的至少一方在減壓環境下進行，因此，能夠以更低的加熱溫度對有機物進行乾燥、氣化而除去，從而使有機物的除去更加容易。

本發明的第七方面的三維結構物的製造方法，從第一方面到第六方面中的任一方面中，所述有機物除去工序與所述能量施加工序中的至少一方在不活潑氣體環境下進行。

根據本方面，由於所述有機物除去工序與能量施加工序中的至少一方在不活潑氣體環境下進行，因此，能夠降低粉體氧化而氧等成分進入三維結構物的內部的風險。

本發明的第八方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，從第一方面到第七方面中的任一方面中，吸引由所述能量施加工序所產生的煙塵。

根據本方面，由於能夠吸引而除去在所述能量施加工序所產生的煙塵，因此，能夠降低煙塵中所包含的碳等的有機物附著於三維結構物的表面，或者降低進入三維結構物的內部的風險。

本發明的第九方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，從第一方面到第八方面中的任一方面中，所述層形成工序在減壓環境下進行。

根據本方面，由於所述層形成工序在減壓氣氛下進行，因此，在所述單位層的形成中還能夠以更低的溫度使有機物乾燥、氣化而除去。

本發明的第十方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，從第一方面到第九方面中的任一方面中，所述層形成工序與有機物除去工序在不同區域進行。

根據本方面，由於在不同區域進行所述單位層的形成和有機物的除去，因此，能夠降低曾除去的有機物再次附著於單位層的表面的風險。

本發明的第十一方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，從第一方面的到第十方面中的任一方面中，所述層形成工序具有：第一材料層形成工序，形成對應於三維結構物的第一材料層，以及支撐層形成工序，形成支撐所述第一材料層的支撐層。

根據本方面，所述層形成工序由於具有形成對應於三維結構物的第一材料層的第一材料層形成工序、以及支撐所述第一材料層的支撐層的支撐層形成工序，因此，通過由所述支撐層保持所述第一材料層而能夠對應於三維結構物的各種形狀。

本發明的第十二方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，第十一方面中，所述第一材料層包含鎂、鐵、銅、鈷、鈦、鉻、鎳、馬氏體時效鋼、不鏽鋼、鈷鉻鉬、鈦合金、鎳合金、鋁合金、鈷合金、鈷鉻合金中的至少一種作為所述粉末。

根據本方面，能夠減少所製造的三維結構物中殘留的有機物的量，提高上述金屬粉末的三維結構物的純度。

本發明的第十三方面的三維結構物的製造方法，其特徵在於，第十一方面或第十二方面中，所述支撐層包含氧化鋁、陶瓷中的至少一種作為所述粉末。

根據本方面，向第一材料層施加能量形成熔融層或燒結層後，分解而除去支撐層的工作變得容易，能夠有效地製造有機物殘留量少而純度高的三維結構物。

本發明的第十四方面的三維結構物的製造裝置，其特徵在於，具備：層形成部，使用包含粉末和有機物的流動性組合物形成單位層；有機物除去部，對所述單位層進行除去所述有機物的處理；以及能量施加部，對進行了除去所述有機物的處理後的所述單位層施加能量，形成熔融層或燒結層。

根據本方面，能夠得到與第一方面相同的效果。

本發明的第十五方面的三維結構物的製造裝置，其特徵在於，第十四方面中，還具備容納所述層形成部的第一室，以及容納所述有機物除去部的第二室。

根據本方面，能夠得到與第十方面同樣的效果。

附圖說明

圖1是表示本發明的實施方式一的三維結構物的製造裝置的整體構成的概要的主視圖。

圖2是表示本發明的實施方式一的三維結構物的製造裝置的第一室內的主視圖。

圖3是表示本發明的實施方式一的三維結構物的製造裝置的第一室內的主要部分的主視圖。

圖4是表示本發明的實施方式一的三維結構物的製造裝置的第二室內的主視圖。

圖5是表示本發明的實施方式一的三維結構物的製造裝置的第二室內的主要部分的主視圖。

圖6是示意性表示本發明的實施方式二的三維結構物的製造方法的說明圖。

圖7是示意性表示本發明的實施方式二的三維結構物的製造方法的層形成工序的其它方式的說明圖。

圖8是示意性表示本發明的實施方式三的三維結構物的製造方法的說明圖。

圖9是示意性表示本發明的實施方式四的三維結構物的製造方法的說明圖。

圖10是示意性表示本發明的實施方式五的三維結構物的製造方法的說明圖。

圖11是示意性表示本發明的實施方式六的三維結構物的製造方法的說明圖。

圖12是示意性表示本發明的實施方式七的三維結構物的製造方法的說明圖。

圖13是示意性表示本發明的實施方式八的三維結構物的製造方法的說明圖。

圖14是示意性表示本發明的實施方式九的三維結構物的製造方法的說明圖。

圖15是表示本發明的實施方式十的三維結構物的製造裝置的第一室內的主視圖。

圖16是表示本發明的其它實施方式的三維結構物的製造裝置的整體構成的概要的主視圖。

符號說明

1三維結構物的製造裝置、3工作檯、5噴吐頭、7加熱部、

8紫外線照射部、9光束照射部、10驅動部、11控制部、

13底板(層形成區域)、15升降驅動部、17原料供給單元、

19供給管、21第一驅動裝置、23支撐架、

25第二導軌、27移動架、29第一導軌、

31第一滑動塊、32滑架、33第一致動器、

35第二驅動裝置、37第二滑動塊、39第二致動器、

41有機物、43雷射振蕩器、45熔融層、47燒結層、49層形成部、

50有機物除去部、51能量施加部、53安裝基底、

55工業用機械裝置、57機械臂、59機械臂、

61第一室、61a開口、62第二室、62a開口、

63第三室、65往復移動部、67閘門、

70空隙部、71往復移動基板、

72設置面、73導軌、74第三致動器、

75第四致動器、77第一材料層、79支撐層、81減壓裝置、

83不活潑氣體填充裝置、85吸引裝置、87熔融爐、89燒結爐、

p1層形成工序、p11第一材料層形成工序、p12支撐層形成工序、

p2有機物除去工序、p3能量施加工序、

l流動性組合物、a粉末(金屬等)、b粉末(陶瓷等)、u溶劑、

v粘合劑、d單位層、e雷射(能量)、m三維結構物、

x寬度方向、y縱深方向、z層疊方向、h煙塵

具體實施方式

以下，參照附圖詳細地說明本發明的實施方式的三維結構物的製造方法及其製造裝置。

此外，在以下的說明中，首先以實施方式一的三維結構物的製造裝置為例，說明本發明的三維結構物的製造裝置的整體構成的概要。然後，說明實施方式一的三維結構物的製造裝置的具體構成，接著，將通過使用實施方式一的三維結構物的製造裝置來執行本發明的三維結構物的製造方法來作為實施方式二進行具體地說明。

接下來，以與實施方式二之間的差異為中心，依次說明從與實施方式二局部構成不同的實施方式三到實施方式九的七個實施方式，。

而且，在此之後，以與實施方式一之間的差異為中心對與實施方式一局部構成不同的實施方式十的三維結構物的製造裝置的構成進行說明。

並且，最後對與從實施方式一到實施方式九的各實施方式局部構成不同的本發明的三維結構物的製造方法及其製造裝置的其它實施方式進行說明。

實施方式一(參照圖1～圖5、圖6)

(1)三維結構物的製造裝置的整體構成的概要(參照圖1)

如圖所示本實施方式的三維結構物的製造裝置1a是如下裝置，通過噴吐到工作檯3上的流動性組合物l而形成單位層d，將該單位層d中所包含的有機物41(圖6)除去之後，通過對該單位層d施加能量e來形成熔融層45或燒結層47(圖6)，從而製造三維結構物m。此外，在通常情況下根據所需通過在層疊方向z上以預定次數重複所述操作，從而製造層疊多個層d的層疊構造的三維結構物m。

如圖1所示，基本上通過具備：層形成部49，使用包含粉末a和有機物41(圖6)的流動性組合物l來形成單位層d；有機物除去部50，對形成的單位層d進行除去有機物41的處理；以及能量施加部51，對在進行了除去有機物41的處理後的單位層d施加能量e，形成熔融層45或燒結層47，從而構成本實施方式的三維結構物的製造裝置1a。

並且，在本實施方式中，設置有容納層形成部49的第一室61、以及容納有機物除去部50的第二室62。並且，設置有往復移動部65和閘門67，往復移動部65以使所述工作檯3與支撐該工作檯3的各個支撐架23在第一室61和第二室62之間能夠往復，閘門67設置在所述第一室61和第二室62之間。

(2)三維結構物的製造裝置的具體構成(參照圖1～圖5)

工作檯3作為一個例子是噴吐流動性組合物l而形成單位層d的部件，在其上表面設置作為層形成區域的一個例子的平板狀的底板13。另外，工作檯3構成為如上所述由支撐架23支撐，通過設置在該支撐架23的下部的往復移動基板71而能夠以可來回於在第一室61和第二室62之間的預定衝程來往復移動。

往復移動基板71由敷設於第一室61和第二室62的設置面72的導軌73引導，接受由第三致動器74產生的驅動力，從而沿所述導軌73往復移動所述預定衝程(stroke)。然後，由往復移動基板71、導軌73、以及第三致動器74構成上述的往復移動部65。

另外，閘門67構成為通過第四致動器75，使與工作檯3為一體的支撐架23和往復移動基板71在第一室61和第二室62之間能夠移動的預定衝程，在層疊方向z的上下方向上移動，從而能夠開閉兩室61、62間的開口61a、62a。

而且，工作檯3構成為通過作為驅動部10的構成部件之一的升降驅動部15，能夠在層疊方向z的上下方向上移動三維結構物m的形成所需的預定衝程。

層形成部49作為一個例子具備向底板13上噴吐流動性組合物l的噴吐頭5。然後，從原料供給單元17經由供給管19，向該噴吐頭5供給流動性組合物l，從噴吐頭5所具備的噴嘴向底板13上的預定的位置噴吐流動性組合物l。

另外，在本實施方式中，作為驅動部10的其它構成部件，作為一個例子採用了具備兩根機械臂57、59的雙腕多關節式的機械裝置55，噴吐頭5支撐後述的光束照射部9(9a、9b)並被機械臂57、59的前端部所支撐，構成為能夠在由附圖中作為左右方向的寬度方向x、附圖中作為紙面表裡方向的縱深方向y和附圖中作為上下方向的層疊方向z構成的三維方向x、y、z上移動。

有機物除去部50作為一個例子構成為在第二室62內具備作為一個例子而設置為固定狀態的加熱部7、以及構成為固定狀態或作為一個例子而能夠向縱深方向y移動的紫外線照射部8。

此外，作為加熱部7，構成為作為一個例子，能夠採用照射紅外線而加熱作為加熱對象的單位層d的滷素加熱器或碳素加熱器等，從紫外線照射部8能夠照射包含紫外線的各種波長的電磁波中的一個或多個。

另外，作為能夠通過有機物除去部50除去的有機物41是流動性組合物l中所包含的溶劑u或粘合劑v。

在此，作為本實施方式的三維結構物的製造裝置1a中能夠使用的作為原料的、包含粉末a和有機物41的流動性組合物l，作為一個例子能夠應用金屬粉末a、溶劑u和粘合劑v的組合物。

作為金屬粉末，能夠使用各種金屬或金屬化合物等的粒狀或粉末狀的粒子。具體而言。能夠使用鋁、鈦、鐵、銅、鎂、不鏽鋼、馬氏體時效鋼等各種金屬，矽、氧化鋁、氧化鈦、氧化鋅、氧化矽、氧化錫、氧化鎂、鈦酸鉀等各種金屬氧化物，氫氧化鎂、氫氧化鋁、氫氧化鈣等的各種金屬氫氧化物，氮化矽、氮化鈦、氮化鋁等各種金屬氮化物，碳化矽、碳化鈦、氮化鋁等各種金屬氮化物、碳化矽、碳化鈦等各種金屬碳化物、硫化鋅等各種金屬硫化物、碳酸鈣、碳酸鎂等各種金屬碳酸鹽，硫酸鈣、硫酸鎂等各種金屬硫酸鹽，矽酸鈣、矽酸鎂等各種金屬矽酸鹽，磷酸鈣等各種金屬磷酸鹽，硼酸鋁、硼酸鎂等各種金屬硼酸鹽、或它們的複合化合物等、石膏(硫酸鈣的各水合物、硫酸鈣的無水物)等粉末。

作為有機物的溶劑或分散劑，可以舉出例如：甲醇、乙醇、2-丙醇、1-丁醇、2-丁醇、辛醇、乙二醇、二甘醇、甘油等酒精類、乙二醇單甲基醚(甲基纖維素)等醚類(溶纖劑類)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲酸乙酯等酯類、丙酮、甲基乙基酮、二乙基酮、甲基異丁基酮、甲基異丙基酮、環己酮等酮類、戊烷、己烷、辛烷等脂肪族碳化氫類、環己烷、甲基環己烷等環式碳化氫類、苯、甲苯、二甲苯、乙基苯、庚苯、辛基苯、壬基苯、癸苯、十一苯、十二烷基苯、十三烷基苯、十四烷基苯等具有長鏈烷基和苯環的芳香族碳化氫類、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、1，2-二氯乙烷等滷化碳化氫類、包含吡啶、吡嗪、呋喃、吡咯、噻吩、甲基吡咯烷酮中的任一個的芳香族雜環類、乙腈、丙腈、丙烯腈等腈類、n，n-二甲基醯胺，n，n-二甲基乙醯胺等醯胺類、羧酸鹽或者其它各種油類等。

作為粘合劑，可溶於上述溶劑或分散劑即可，但並未限定於此。例如，能夠使用丙烯酸樹脂、環氧樹脂、纖維素系樹脂、合成樹脂等。另外，例如也能夠使用pla(聚乳酸)、pa(聚醯胺)、pps(聚苯硫醚)等熱可塑性樹脂。

另外，也可以不是以可溶狀態而以上述丙烯酸樹脂等樹脂的微小的粒子的狀態分散到上述溶劑或分散介質中。

作為能量施加部51，能夠作為一個例子應用對於除去有機物41的單位層d照射能量e的一個例子的雷射的光束照射部9，根據由後述的控制部11發送的控制信號，接受由雷射振蕩器43振蕩的預定輸出的雷射的供給，照射作為能量束的雷射e。

此外，作為本實施方式中使用的雷射，並未特別的限定，光纖雷射、或二氧化碳雷射由於具有波長較長、金屬的吸收效率高的優點而能夠作為優選的雷射使用。

並且，在圖示的實施方式中，該光束照射部9與噴吐頭5設置為兩組，其中一組光束照射部9a與噴吐頭5a用於使用包含金屬等的粉末a的流動性組合物l1形成第一材料層77，作為一個例子，附圖中由設置於朝向左側的機械臂57的可反轉的安裝基底53l而保持。

另外，另一組光束照射部9b與噴吐頭5b用於使用包含陶瓷等的粉末b的流動性組合物l2形成支撐層79，作為一個例子，附圖中由設置於朝向右側的機械臂59的可反轉的安裝基底53r而保持。

另外，作為一個例子，第一室61和第二室62通過兼備密封性和耐壓性的殼體而構成，使得還能夠對應於減壓環境中的使用，構成為能夠經由閘門67切換將各個室61、62內的空間連通或劃分的狀態。

此外，本實施方式的三維結構物的製造裝置1a具備：驅動部10，作為一個例子而由使所述兩組的噴吐頭5a及光束照射部9a、噴吐頭5b及光束照射部9b、工作檯3的相對位置沿三維方向x、y、z上移動的升降驅動部15和機械裝置55構成；控制部11，控制所述兩組的噴吐頭5a及光束照射部9a、噴吐頭5b及光束照射部9b、驅動部10、往復移動部65、以及閘門67的各種動作。

實施方式二(參照圖6及圖7)

實施方式二的三維結構物的製造方法是通過使用上述實施方式一的三維結構物的製造裝置1a而執行的製造方法。

具體而言，通過具有層形成工序p1、有機物除去工序p2、能量施加工序p3，基本上構成本發明的三維結構物的製造方法。而且，在本實施方式中，通過根據所需在層疊方向z上重複層形成工序p1、有機物除去工序p2及能量施加工序p3，構成為能夠製造僅通過一塊單位層d而構成的平面三維結構物m與層疊多塊單位層d構成的立體三維結構物m兩種。以下，與三維結構物m的製造過程同時，具體說明這些工序的內容。

(1)層形成工序

層形成工序p1是供給包含粉末a和有機物41的流動性組合物l來形成單位層d的工序。

即，根據所需驅動往復移動部65的第三致動器74，使往復移動基板71移動來使工作檯3位於第一室61內，驅動第四致動器75來使閘門67轉移至下方來使第一室61的開口61a為閉塞狀態。

接著，驅動升降驅動部15，使工作檯3在層疊方向z移動，以使工作檯3的高度為最初形成的單位層d的形成高度。接下來，驅動機械臂57，使噴吐頭5a轉移至開始三維結構物m的製造的原點位置。

接著，根據所需使安裝基底53l反轉，配置為噴吐頭5a位於安裝基底53l從所述原點位置移動的方向的前方，從噴吐頭5a以預定的噴吐量和噴吐定時噴吐流動性組合物l，例如沿寬度方向x形成第一條噴吐物線。

另外，優選在該噴吐物線的形成之前，預先使底板13升溫。順便說一下，在預先使底板13升溫的情況下，能夠降低從噴吐頭5a噴吐的流動性組合物l因接觸於低溫度的底板13而產生流動性的降低或成為半固化狀態等特性的變化。

順便說一下，為了實現流動性組合物l的良好地噴吐，優選作為有機物41的溶劑u和粘合劑v含有15wt％以上，為了實現更穩定的流動性組合物l的噴吐，優選含有20wt％以上。

然後，在這樣形成第一條噴吐物線後，使噴吐頭5a以預定間距，例如向縱深方向y移動。另外，根據所需，使安裝基底53l反轉後，驅動機械臂57，邊使該安裝基底53l向形成第一條噴吐物線l時的相同方向或相反方向移動，邊從噴吐頭5a噴吐流動性組合物l，從而形成第二條噴吐物線。

然後，根據所需，以預定次數重複同樣的操作，在層疊方向z依次形成單位層d。

另外，層形成工序p1能夠構成為具有第一材料層形成工序p11以及支撐層形成工序p12兩個工序，第一材料層形成工序p11形成圖7所示的最終成為三維結構物m的一部分的第一材料層77，支撐層形成工序p12形成支撐所述第一材料層77的支撐層79。

在這種情況下，例如，驅動最初朝向右側的機械臂59，從安裝在其前端的安裝基底53r的噴吐頭5b噴吐包含粉末b的流動性組合物l2，在底板13上形成支撐層79。接著，驅動最初朝向左側的機械臂57，從安裝在其前端的安裝基底53l的噴吐頭5a噴吐包含粉末a的流動性組合物l1，填充所述形成的支撐層79的空隙部70，在底板13上形成第一材料層77。

此外，作為形成第一材料層77的流動性組合物l1中所包含的粉末a，作為一個例子能夠應用金屬粉末，能夠應用包含鎂、鐵、銅、鈷、鈦、鉻、鎳、馬氏體時效鋼、不鏽鋼、鈷鉻鉬、鈦合金、鎳合金、鋁合金、鈷合金、鈷鉻合金中的至少一種的金屬粉末。

另外，作為形成支撐層79的流動性組合物l2中所包含的粉末b，作為一個例子能夠應用包含氧化鋁或陶瓷中的至少一種的粉末。

(2)有機物除去工序

有機物除去工序p2是對所述形成的單位層d進行除去該單位層d中所包含的有機物41的處理的工序。

在這種情況下，驅動第四致動器75，使閘門67向上方移動，使第一室61的開口61a和第二室62的開口62a為開放的狀態。接著，驅動往復移動部65的第三致動器74，使往復移動基板71移動來使工作檯3位於第二室62內。而且，再次驅動第四致動器75，使閘門67向下方移動，閉塞第一室61的開口61a和第二室62的開口62a，從而第二室62為密閉狀態。

在該狀態下，啟動加熱部7和紫外線照射部8，將底板13上具有的單位層d加熱到預定的溫度。然後，在此加熱的加熱對象是流動性組合物l中所包含的有機物41的溶劑u的情況下，以根據溶劑的種類確定的70℃以上、300℃以下的溫度加熱，使其氣化。

作為溶劑u的種類，優選從沸點從70℃到300℃左右的溶劑中選擇。沸點為70℃以下的溶劑，流動性組合物l過於容易乾燥而難以形成層，因在噴吐頭5a的噴嘴附近產生流動性組合物l的固化，從而引起噴嘴阻塞，因此並不優選。並且，沸點高於300℃的高溫溶劑，氣化所需的能量過大。

而且，加熱的對象是流動性組合物l中所包含的有機物41的粘合劑v的情況下，以根據粘合劑v的種類確定的500℃以下的溫度加熱，使粘合劑v分解。

能夠除去粘合劑v的能量如上所述通過粘合劑v的種類而確定，但從避免施加過大的能量的觀點出發優選使用在500℃以下的溫度分解的粘合劑。並且，由此，能夠除去粘合劑的能量也能具體地確定。

(3)能量施加工序

能量施加工序p3是對經過有機物除去工序p2的單位層d施加能量e來形成熔融層45或燒結層47的工序。

順便一提，在本實施方式中，對除去了有機物41的粉體a，從光束照射部9a照射高輸出的雷射e，熔融或燒結該粉體a，形成熔融層45或燒結層47。然後，根據所需在作為熔融層45或燒結層47的第一層的該單位層d上通過所述三個工序p1、p2、p3形成同樣的單位層d，進行層疊，從而製造三維結構物m。

然後，這樣構成的實施方式一的三維結構物的製造裝置1a和通過使用該三維結構物的製造裝置1a執行的本實施方式的三維結構物的製造方法，能夠防止因所製造的三維結構物m的內部或表面殘留有機物41而導致的三維結構物m的純度降低導致機械性、物理性、化學性的特性或物性的降低，有效地發現所製造的三維結構物m本來具有的特性和物性。

實施方式三(參照圖8)

實施方式三的三維結構物的製造方法是在流動性組合物l中所包含的有機物41中，作為除去粘合劑v的有機物除去部50，是兼用在能量施加工序p3中使用的光束照射部9的實施方式。

因此，關於層形成工序p1和能量施加工序p3的內容，與實施方式2相同，因此省略此處的說明，關於與實施方式2不同的有機物除去工序p2的內容進行說明。

即，在本實施方式中，有機物除去工序p2中，與實施方式二同樣地使用加熱部7和紫外線照射部8進行流動性組合物l中所包含的有機物41中溶劑u的除去，通過調整在下一工序的能量施加工序p3使用的光束照射部9a的輸出，兼作流動性組合物l中所包含的有機物41中粘合劑v的除去而使用。

而且，通過這樣構成的本實施方式的三維結構物的製造方法，也發揮和上述的實施方式2的三維結構物的製造方法相同的作用、效果。並且，本實施方式能夠有效地除去沸點低的溶劑u和沸點高的粘合劑v兩者。

實施方式四(參照圖9)

實施方式四的三維結構物的製造方法是在實施方式三的有機物除去工序p2中將除去有機物41的粘合劑v的工序而且劃分為兩個工序的實施方式。

因此，關於層形成工序p1和能量施加工序p3的內容，與實施方式2相同，有機物除去工序p2的基本內容與實施方式三相同，因此省略此處的說明，關於與所述實施方式3不同的有機物除去工序p2的內容進行說明。

即，在本實施方式中，分多個階段施加改變用於除去作為有機物41的粘合劑v的雷射e輸出，先施加的雷射e1的輸出設定為輸出的級別低於之後施加雷射e2的輸出的較小的輸出。

然後，通過這樣構成的本實施方式的三維結構物的製造方法，也發揮和實施方式二、實施方式三的各個三維結構物的製造方法相同的作用、效果。並且，根據本實施方式，先供給的能量e比之後供給的能量e級別低，因此，能夠逐漸地且階段性地除去粘合劑v，降低粘合劑v殘留的風險。

實施方式五(參照圖10)

實施方式五的三維結構物的製造方法是在實施方式三的有機物除去工序p2中，與粘合劑v相同使用光束照射部9a進行使用加熱部7和紫外線照射部8的、除去作為有機物41的溶劑u的實施方式。

因此，關於層形成工序p1和能量施加工序p3的內容，與實施方式二相同，有機物除去工序p2的基本內容與實施方式三相同，因此省略此處的說明，關於與所述實施方式三不同的有機物除去工序p2的內容進行說明。

即，在本實施方式中，構成為對在層形成工序p1中形成的單位層d的相同區域照射至少兩次雷射e，通過由有機物41的除去處理階段性地轉移到熔融層45或燒結層47的形成處理，執行有機物除去工序p2和能量施加工序p3。

具體而言，將雷射e的輸出級別劃分為低級別、中級別、高級別三個階段，通過向單位層d的預定區域照射低級別的雷射e1，用於該預定區域具有的溶劑u的除去，通過向單位層d的同一區域照射中級別的雷射e2，用於除去該同一區域具有的粘合劑v。並且，通過向單位層d的同一區域照射高級別的雷射e3，能夠用於熔融或燒結該同一區域具有的粉體a而形成熔融層45或燒結層47。

然後，通過這樣構成的本實施方式的三維結構物的製造方法，也發揮和實施方式二、實施方式三的各個三維結構物的製造方法相同的作用、效果。另外，本實施方式中，通過使用相同的光束照射部9改變雷射e的輸出而能夠連續地進行有機物除去工序p2和能量施加工序p3，能夠更有效地製造三維結構物m。

實施方式六(參照圖11)

實施方式六的三維結構物的製造方法是在減壓環境下進行有機物除去工序p2和能量施加工序p3中的至少一方的工序的實施方式。

因此，關於層形成工序p1的內容、有機物除去工序p2和能量施加工序p3的基本內容，與實施方式二相同，因此省略此處的說明，關於與實施方式二不同的有機物除去工序p2和能量施加工序p3的不同點進行說明。

在本實施方式中，在減壓環境下進行有機物除去工序p2和能量施加工序p3兩者。具體而言，在本實施方式中，對第二室62連接減壓裝置81，驅動該減壓裝置81，在第二室62內的環境為減壓環境的狀態下執行有機物除去工序p2和能量施加工序p3。

然後，通過這樣構成的本實施方式的三維結構物的製造方法，也發揮和實施方式二的三維結構物的製造方法相同的作用、效果。並且，在本實施方式中，能夠以更低的加熱溫度使有機物41乾燥、氣化而除去，更加容易地除去單位層d中的有機物41。

實施方式七(參照圖12)

實施方式七的三維結構物的製造方法是在不活潑氣體環境下進行有機物除去工序p2和能量施加工序p3中的至少一方的工序的實施方式。

因此，關於層形成工序p1的內容、有機物除去工序p2和能量施加工序p3的基本內容，與實施方式2相同，因此省略此處的說明，關於與實施方式二不同的有機物除去工序p2和能量施加工序p3的不同點進行說明。

在本實施方式中，在不活潑氣體環境下進行有機物除去工序p2和能量施加工序p3兩者。具體而言，在本實施方式中，對第二室62連接不活潑氣體填充裝置83，驅動該不活潑氣體填充裝置83，在第二室62內填充不活潑氣體，使第二室62內的環境為不活潑氣體環境的狀態下執行有機物除去工序p2和能量施加工序p3。

然後，通過這樣構成的本實施方式的三維結構物的製造方法，也發揮和實施方式二的三維結構物的製造方法相同的作用、效果。並且，本實施方式能夠降低粉體a氧化而氧等的有機物成分進入三維結構物m的內部的風險。

實施方式八(參照圖13)

實施方式八的三維結構物的製造方法是吸引而除去能量施加工序p3中產生的煙塵h的實施方式。

因此，關於層形成工序p1和有機物除去工序p2的內容、以及能量施加工序p3的基本內容與實施方式2相同，因此省略此處的說明，關於與實施方式二不同的能量施加工序p3的不同點進行說明。

在本實施方式中，因對除去有機物41的單位層d照射高級別的輸出的雷射e而產生的煙塵h隨著通過相對於第二室62設置的吸引裝置85產生的吸引風排出至外部的狀態下，執行能量施加工序p3。

然後，通過這樣構成的本實施方式的三維結構物的製造方法，也發揮和實施方式二的三維結構物的製造方法相同的作用、效果。並且，本實施方式能夠降低煙塵h中所包含的碳等有機物41附著在三維結構物m的表面、或進入三維結構物m的內部的風險。

實施方式九(參照圖14)

實施方式九的三維結構物的製造方法是在減壓環境下進行層形成工序p1的實施方式。

因此，關於有機物除去工序p2的內容、能量施加工序p3的內容以及層形成工序p1的基本內容，與實施方式二相同，因此省略此處的說明，關於與實施方式二不同的層形成工序p1的不同點進行說明。

在本實施方式中，在減壓環境下進行層形成工序p1。因此，本實施方式中使用的三維結構物的製造裝置1的第一室61要求兼具能承受在減壓環境下使用的密封性和耐壓性。另外，對第一室61連接減壓裝置81，驅動該減壓裝置81，在第一室61內的環境為減壓氣氛的狀態下執行層形成工序p1。

然後，通過這樣構成的本實施方式的三維結構物的製造方法，也發揮和實施方式二的三維結構物的製造方法相同的作用、效果。並且，本實施方式中，在單位層d的形成中也能夠以更低的溫度使有機物41乾燥、氣化並去除。

實施方式十(參照圖15)

實施方式十的三維結構物的製造裝置1j是代替實施方式一的三維結構物的製造裝置1a的驅動部10的構成部件的機械臂55，設置承擔在寬度方向x移動的第一驅動裝置21和承擔在縱深方向y移動的第二驅動裝置35的實施方式。

因此，關於第一驅動裝置21和第二驅動裝置35之外的構成，與第一實施方式同樣，因此省略此處的說明，關於與實施方式一不同的第一驅動裝置21和第二驅動裝置35的構成和其動作方式的概要進行說明。

即，在本實施方式中，兩組噴吐頭5a、5b和一組光束照射部9安裝在旋轉角度能夠變更的滑架32，該滑架32構成為通過第一驅動裝置21，在寬度方向x能夠移動三維結構物m的形成需要的預定衝程。

此外，在圖示的實施方式中，作為第一驅動裝置21，採用了具備：移動架27，在配置在支撐架23上的向縱深方向y延伸的兩根第二導軌25上移動；第一導軌29，設置為對該移動架27，在寬度方向x上延伸；第一滑動塊31，沿該第一導軌29，在寬度方向x往復移動；以及第一致動器33，供給該第一滑動塊31驅動力的構成作為一個例子。

並且，移動架27構成為通過作為驅動部10的構成部件的第二驅動裝置35，作為一個例子在作為前後方向的縱深方向y能夠移動三維結構物m的形成需要的預定衝程。

此外，在圖示的實施方式中，作為第二驅動裝置35，採用了具備：兩條第二導軌25，配置在上述的支撐架23上；第二滑動塊37，對於沿該第二導軌25在縱深方向y往復移動的移動架27設置；第二致動器39，供給該第二滑動塊37驅動力的構成作為一個例子。

然後，通過這樣構成的本實施方式的三維結構物的製造裝置1j，也發揮和實施方式一的三維結構物的製造裝置1a相同的作用、效果。並且，本實施方式相比於實施方式一的使用機械臂57、59的構成，滑架32能夠在通常更廣的範圍移動，能夠製造形狀較大的三維結構物m。

其它實施方式

本發明的三維結構物的製造方法及其製造裝置1以具有上述那種構成為基礎，但在不脫離本發明的主旨的範圍內當然能夠進行部分的構成的變更或省略等。

例如，也可以為除去如圖16所示進行單位層d的形成的第一室61，以及進行有機物41的除去的第二室62之外，具備將除去有機物41的單位層d中的粉體a熔融或燒結的第三室63的構成的三維結構物的製造裝置1k。

然後，在這種情況下，也能夠構成為將第三室63自身作為熔融爐87或燒結爐89發揮功能。另外，在圖示的實施方式中，也可以構成為在第二室62和第三室63之間設置閘門67，第二室62和第三室63之間的移動僅設置在工作檯上的底板13和三維結構物m能夠移動。

並且，包含粉末a或粉末b和有機物41的流動性組合物l1、l2不限於使用上述各實施方式中敘述的一種或兩種，能夠使用三種以上。並且，也能夠採用這種構成的三維製造物的製造方法，組合實施方式六及實施方式七中分別所設置的構成，在減壓氣氛下向第二室62內填充不活潑氣體的狀態下執行有機物除去工序p2。