三維形成裝置以及三維形成方法與流程

2023-06-03 07:38:26

本發明涉及三維形成裝置以及三維形成方法。

背景技術：

現有技術中，作為使用金屬材料簡便地形成三維形狀的製造方法，公開有專利文獻1所示那樣的方法。專利文獻1所示的三維形狀造型物的製造方法用於將在原料中具有金屬粉末、溶劑和增粘劑的金屬膏形成為層狀的材料層。並且，向層狀的材料層照射光束而形成金屬燒結層或者金屬熔融層，通過重複材料層的形成和光束的照射，從而層疊燒結層或者熔融層，獲得期望的三維形狀造型物。

並且，還給出了利用專利文獻2公開的可以進行堆積(三維)形成的粉末金屬堆積噴嘴、或者專利文獻3公開的可進行堆焊的細粉供給噴嘴來實現金屬粉末的供給、以及利用雷射將所供給的金屬粉末熔融、凝固而形成三維形狀造型物的啟示。

先行技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2008-184622號公報

專利文獻2：日本特開2005-219060號公報

專利文獻3：日本特開2013-75308號公報

如專利文獻1公開的方法，可以在材料層形成並層疊燒結層來獲得三維形狀造型物、或者可以如專利文獻2和3公開的方法，通過重複堆積(肉盛り)來形成三維形狀造型物。不管是哪種方法，都是形成並層疊構成三維形狀造型物的一個單層。對於形成該單層，在形成三維形狀造型物中的一個構成的單層時，在專利文獻1的情況下，描繪掩埋所形成的燒結部的形狀那樣的軌跡來進行雷射照射的掃描，在專利文獻2和3的情況下，沿著掩埋燒結部的形狀那樣的軌跡來進行噴嘴移動。即、為了使形成三維形 狀造型物的工作檯與雷射照射裝置或噴嘴相對移動來描繪上述軌跡，需要對實現相對移動的裝置驅動部進行精細控制。

並且，上述單層的形成時間隨著軌跡長度變長、即燒結部的面積增大而延長。因此，為了提高生產率，需要提高雷射照射的掃描速度或者噴嘴的移動速度，但是，如果不提高雷射的輸出，則有出現燒結不良、熔融不良的風險。

技術實現要素：

為此，本發明的目的在於，通過以簡單的構成實現多個能量供給單元的同步驅動來獲得具有高生產率的三維形成裝置。

本發明是為解決上述技術問題中的至少一部分而完成的，其可作為下面的方式或者應用例來實現。

〔應用例1〕本應用例的三維形成裝置的特徵在於，具備：工作檯；材料供給單元，向所述工作檯供給包含金屬粉末和粘合劑的被燒結材料；頭單元，具備能量照射部，所述能量照射部向由所述材料供給單元供給的所述被燒結材料供給能夠使所述被燒結材料燒結的能量；以及頭座，保持多個所述頭單元，所述三維形成裝置還具備驅動單元，所述驅動單元使所述頭座能夠相對於所述工作檯相對地三維移動。

沿著頭座相對於工作檯相對移動的一條路徑，通過從一個頭單元所具備的能量照射部照射的能量來形成對應於一個能量照射部的燒結部。為此，根據本應用例的三維形成裝置，由於在頭座具備多個頭單元，從而沿著頭座的一條路徑能夠形成多個燒結部。因此，能夠縮短用於形成期望的燒結區域的頭座與工作檯的相對移動路徑長度，可獲得具有高生產率的三維形成裝置。

〔應用例2〕本應用例的三維形成裝置的特徵在於，具備：工作檯；材料供給單元，具備材料吐出部，用於向所述工作檯供給包含金屬粉末和粘合劑的被燒結材料；以及能量照射部，向由所述材料供給單元供給的所述被燒結材料供給能夠使所述被燒結材料燒結的能量，所述三維形成裝置還具備保持多個頭單元的頭座，所述材料吐出部和所述能量照射部保持於 所述頭單元，所述三維形成裝置還具備驅動單元，所述驅動單元使所述頭座能夠相對於所述工作檯相對地三維移動。

沿著頭座相對於工作檯相對移動的一條路徑，通過從能量照射部向自一個頭單元所具備的材料吐出部供給的被燒結材料照射的能量，形成對應於一個頭單元的燒結部。為此，根據本應用例的三維形成裝置，由於在頭座具備多個頭單元，從而沿著頭座的一條路徑能夠形成多個燒結部。因此，能夠縮短用於形成期望的燒結區域的頭座與工作檯的相對移動路徑長度，可獲得具有高生產率的三維形成裝置。

並且，根據本應用例的三維形成裝置，由於向形成要形成的三維形狀造型物的形狀的區域供給必要量的被燒結材料，並從能量照射部向被供給的被燒結材料供給能量，從而能夠降低材料供給的損耗、供給能量的損耗。

〔應用例3〕在上述應用例中，其特徵在於，在多個所述材料吐出部中，至少一個所述材料吐出部與其它所述材料吐出部供給不同的所述被燒結材料。

根據上述應用例，能夠針對不同的組成具備供給被燒結材料的材料供給單元，能夠通過每個組成的各材料供給單元的材料供給和能量照射部實現不同材料的燒結或者熔融，能夠簡單地形成由兩種以上的組成材料構成的造型物。

〔應用例4〕在上述應用例中，其特徵在於，所述能量是雷射。

根據上述應用例，能夠向作為目標的供給材料集中照射能量，能夠獲得質量出色的三維形狀造型物。並且，例如，能夠簡單地根據被燒結材料的種類控制照射能量的量(功率、掃描速度)，能夠獲得期望品質的三維形狀造型物。

〔應用例5〕本應用例的三維形成方法的特徵在於，包括：單層形成工序，通過材料供給工序和燒結工序形成單層，在所述材料供給工序中，向工作檯供給包含金屬粉末和粘合劑的被燒結材料，在所述燒結工序中，使保持多個具備供給能夠使所述被燒結材料燒結的能量的能量照射部的頭單元的頭座相對於所述工作檯相對地移動，並向所述被燒結材料供給所述能量而使所述被燒結材料燒結；以及層疊工序，在通過所述單層形成工 序形成的第一單層上通過所述單層形成工序層疊形成第二單層，其中，所述層疊工序重複預定的次數。

沿著頭座相對於工作檯相對移動的一條路徑，通過從一個頭單元所具備的能量照射部照射的能量來形成對應於一個能量照射部的燒結部。為此，根據本應用例的三維形成方法，由於使用在頭座具備多個頭單元的三維形成裝置，從而沿著頭座的一條路徑能夠形成多個燒結部。因此，能夠縮短用於形成期望的燒結區域的頭座與工作檯的相對移動路徑長度，可獲得實現高生產率的三維形成方法。

需要說明的是，對於本應用例中的「第一單層」及「第二單層」，將反覆層疊的單層中的、層疊下部的單層稱為「第一單層」，將層疊於第一單層上的單層稱為「第二單層」，並不是用於表示被層疊的單層的第一層或第二層。

〔應用例6〕本應用例的三維形成方法的特徵在於，包括：形成單層的單層形成工序，所述單層形成工序包括材料供給工序和燒結工序，在所述材料供給工序中，使保持多個頭單元的頭座相對於工作檯相對地移動，並從向所述工作檯供給包含金屬粉末和粘合劑的被燒結材料的材料供給單元所具備的材料吐出部向所述工作檯吐出所述被燒結材料，在所述頭單元保持有所述材料吐出部和能量照射部，所述能量照射部向由所述材料供給單元供給的所述被燒結材料供給能夠使所述被燒結材料燒結的能量，在所述燒結工序中，向通過所述材料供給工序吐出的所述被燒結材料供給所述能量，使所述被燒結材料燒結；以及層疊工序，在通過所述單層形成工序形成的第一單層上通過所述單層形成工序層疊形成第二單層，其中，所述層疊工序重複預定的次數。

沿著頭座相對於工作檯相對移動的一條路徑，通過從能量照射部向自一個頭單元所具備的材料吐出部供給的被燒結材料照射的能量，形成對應於一個頭單元的燒結部。為此，根據本應用例的三維形成方法，由於使用在頭座具備多個頭單元的三維形成裝置，從而沿著頭座的一條路徑能夠形成多個燒結部。因此，能夠縮短用於形成期望的燒結區域的頭座與工作檯的相對移動路徑長度，可獲得實現高生產率的三維形成方法。

需要說明的是，對於本應用例中的「第一單層」及「第二單層」，將反覆層疊的單層中的、層疊下部的單層稱為「第一單層」，將層疊於第一單層上的單層稱為「第二單層」，並不是用於表示被層疊的單層的第一層或第二層。

〔應用例7〕在上述應用例中，其特徵在於，在多個所述材料吐出部中，至少一個所述材料吐出部與其它所述材料吐出部供給不同的所述被燒結材料。

根據上述應用例，能夠針對不同的組成具備供給被燒結材料的材料供給單元，能夠通過每個組成的各材料供給單元的材料供給和能量照射部實現不同材料的燒結或者熔融，能夠簡單地形成由兩種以上的組成材料構成的造型物。

〔應用例8〕在上述的應用例中，其特徵在於，所述能量是雷射。

根據上述應用例，能夠向作為目標的供給材料集中照射能量，能夠獲得質量出色的三維形狀造型物。並且，例如，能夠簡單地根據被燒結材料的種類控制照射能量的量(功率、掃描速度)，能夠獲得期望品質的三維形狀造型物。

附圖說明

圖1是示出根據第一實施方式的三維形成裝置的構成的簡要構成圖。

圖2示出了保持於根據第一實施方式的頭座的多個頭單元的一例保持方式，圖2的(a)是從圖1所示的箭頭A方向觀察的頭座外觀圖，圖2的(b)是圖2的(a)所示的B-B』部的簡要截面圖。

圖3的(a)～(e)是概念性說明根據第一實施方式的頭單元的配置與燒結部的形成方式的關係的平面圖。

圖4的(a)是示出根據第二實施方式的三維形成裝置的構成的簡要構成圖，圖4的(b)是圖4的(a)所示的C部的放大圖。

圖5是根據第二實施方式的頭座的從圖4的(b)所示的D方向觀察的外觀圖。

圖6是圖5所示的E-E』部的截面圖。

圖7的(a)～(c)是概念性說明根據第二實施方式的頭單元的配置與燒結部的形成方式的關係的平面圖。

圖8的(d)和(e)是概念性說明根據第二實施方式的頭單元的配置與燒結部的形成方式的關係的平面圖。

圖9是概念性說明根據第二實施方式的頭單元的配置與燒結部的形成方式的關係的平面圖。

圖10的(a)和(b)是示出配置在頭座的頭單元的其它配置例的示意圖。

圖11是示出根據第三實施方式的三維形成方法的流程圖。

圖12是根據第三實施方式的綠色片材(green sheet)成型裝置的簡要構成圖。

圖13的(a)和(b)是示出根據第三實施方式的三維形成方法的工序的簡要平面圖和簡要平面圖所示的F-F』部的截面圖。

圖14的(c)和(d)是示出根據第三實施方式的三維形成方法的工序的簡要平面圖和簡要平面圖所示的F-F』部的截面圖。

圖15的(e)和(f)是示出根據第三實施方式的三維形成方法的工序的外觀立體圖和外觀立體圖所示的F-F』部的簡要截面圖。

圖16是示出根據第四實施方式的三維形成方法的流程圖。

圖17的(a)和(b)是示出根據第四實施方式的三維形成方法的工序的簡要平面圖和簡要平面圖所示的G-G』部的截面圖。

圖18的(c)和(d)是示出根據第四實施方式的三維形成方法的工序的簡要平面圖和簡要平面圖所示的G-G』部的截面圖。

圖19示出了根據第五實施方式的三維形狀造型物，圖19的(a)是平面圖，圖19的(b)是圖19的(a)所示的K-K』部的截面圖。

圖20是示出根據第五實施方式的三維形成方法的流程圖。

圖21的(a)～(d)是示出根據第五實施方式的三維形成方法的工序的截面圖和平面圖。

附圖標記

100…燒結裝置、110…基臺、120…工作檯、130…頭座支承部、140…能量照射部、150…頭座、170…壓輥、200…材料供給裝置、210…供給基臺、220…供給臺、230…轉送裝置、400…控制單元、410…工作檯控制器、420…材料供給裝置控制器、430…雷射控制器、1000…三維形成裝置。

具體實施方式

下面，參照附圖說明根據本發明的實施方式。

(第一實施方式)圖1是示出根據第一實施方式的三維形成裝置的構成的簡要構成圖。需要說明的是，本說明書中的「三維形成」是指形成所謂的立體造型物，也包括形成雖然是例如平板狀、所謂的二維狀的形狀但卻具有厚度的形狀。

圖1所示的三維形成裝置1000(下面稱為形成裝置1000)具備形成三維形狀造型物的燒結裝置100、以及向燒結裝置100供給被稱為所謂的綠色片材的供給材料300(下面稱為綠色片材300)的、作為材料供給單元的材料供給裝置200，其中，將作為三維形狀造型物的原材料的金屬粉末和粘合劑混煉後成型為片狀而獲得供給材料300。

材料供給裝置200具備供給基臺210、配設成通過供給基臺210所具備的未圖示的驅動單元而能向沿著圖示的重力方向的Z軸方向被驅動的供給臺220、以及載置於供給臺220上並保持累積裝載在最上面的多個綠色片材300中的一張而將其轉送至燒結裝置100的轉送裝置230。

轉送裝置230具備能夠保持綠色片材300的片材保持部230a、以及使片材保持部230a相對於供給臺220至少在X軸以及Y軸方向上相對移動的供給驅動部230b。片材保持部230a中具備例如減壓吸盤等能夠保持及釋放綠色片材300的方式的片材吸附部230c，通過片材吸附部230c能夠吸附、保持綠色片材300。需要說明的是，片材吸附部230c保持綠色片材300的方法並不限定於上述方法，例如，如果原材料金屬是磁性體，則還可以採用磁力吸附等方法或者利用導孔進行機械保持。

燒結裝置100具備基臺110、工作檯120、以及頭座支承部130，工作檯120配設成通過基臺110所具備的作為驅動單元的驅動裝置111而能向圖示的X、Y、Z方向移動、或者能夠在以Z軸為中心的旋轉方向上被 驅動，該頭座支承部130的一端部固定於基臺110，保持多個能量照射部140的頭座150被保持固定於頭座支承部130的另一端部。需要說明的是，在本實施方式中說明了通過驅動裝置111向X、Y、Z方向驅動工作檯120的構成，但並不限定於此，只要能夠在X、Y、Z方向上相對驅動工作檯120和頭座150即可。

工作檯120上具備具有耐熱性的樣品板121，用於保護工作檯120免受後面說明的照射自能量照射部的熱能的影響。另外，在樣品板121上層疊配置從材料供給裝置200轉送來的綠色片材300。需要注意的是，為了使轉送至最上層進行層疊的綠色片材300與其下一層的綠色片材300貼緊，還可以具備壓輥170，在本例中，壓輥170邊在最上層的綠色片材300上進行按壓，邊在X軸方向上被往復驅動。並且，為了提高上下綠色片材300之間的貼緊性，優選壓輥170具備加熱綠色片材300的單元。

在本實施方式中，關於保持於頭座150的多個能量照射部140，基於照射雷射作為能量的能量照射部140(下面，將能量照射部140稱為雷射照射部140)進行說明。通過採用雷射作為所照射的能量，從而能夠向作為目標的供給材料集中照射能量，能夠形成質量出色的三維形狀造型物。並且，例如能夠根據被燒結材料的種類簡單地控制照射能量的量(功率、掃描速度)，能夠獲得期望品質的三維形狀造型物。

形成裝置1000具備作為控制裝置(控制單元(制御手段))的控制單元400，該控制單元400基於從未圖示的、例如個人電腦等數據輸出裝置輸出的三維形狀造型物的造型用數據控制上述的工作檯120、供給臺220、雷射照射部140、以及轉送裝置230。雖未圖示，但控制單元400中具備工作檯120的驅動控制部、供給臺220的驅動控制部、雷射照射部140的驅動控制部、以及轉送裝置230的驅動控制部，並具備控制它們協作地被驅動的控制部。

對於配設成通過基臺110所具備的驅動裝置111而能相對於基臺110移動的工作檯120以及配設成相對於供給基臺210可移動的供給臺220，基於來自控制單元400的控制信號，在工作檯控制器410中生成用於控制工作檯120或者供給臺220的移動開始和停止、移動方向、移動量、移動 速度等的信號，並發送至基臺110所具備的驅動裝置111或者供給基臺210所具備的未圖示的驅動裝置，從而驅動工作檯120和供給臺220。

對於材料供給裝置200所具備的轉送裝置230，基於來自控制單元400的控制信號，在材料供給裝置控制器420生成用於控制通過轉送裝置230所具備的供給驅動部230b進行的片材保持部230a的移動以及片材吸附部230c對綠色片材300的保持或釋放等的信號，控制綠色片材300向燒結裝置100的轉送。

對於保持於頭座150的雷射照射部140，從控制單元400向雷射控制器430發送控制信號，並從雷射控制器430向多個雷射照射部140中的任一個或者全部發送使其照射雷射的輸出信號。需要注意的是，來自雷射照射部140的雷射照射被控制成與工作檯控制器410發送的工作檯120的驅動信號同步，對載置在工作檯120上的綠色片材300，照射於其根據預定的三維形狀造型物的形狀數據而獲得的燒結形成區域。

圖2示出了保持在頭座150上的多個頭單元160所具備的雷射照射部140的一例保持方式，圖2的(a)是從圖1所示的箭頭A方向觀察頭座150的外觀圖，圖2的(b)是圖2的(a)所示的B-B』部的簡要截面圖。

如圖2的(a)所示，在根據第一實施方式的形成裝置1000所具備的頭座150上保持有多個頭單元160。如圖2的(b)所示，頭單元160具備雷射照射部140、以及保持夾具160a，保持夾具160a保持雷射照射部140，以使雷射照射部140以發射雷射L的雷射發射口140a朝向綠色片材300的方式配設在頭座150上。另外，頭單元160通過未圖示的可拆卸的固定單元固定於頭座150。

在本實施方式中，6組頭單元160固定在頭座150。如圖2的(a)所示，其排列配置成三列，每一列有兩組，從圖中顯示的下側起為第一列的頭單元161、162、第二列的頭單元163、164、再是第三列的頭單元165、166。另外，如圖2的(b)所示，由於從雷射照射部140照射的雷射L，在綠色片材300上形成具有燒結寬度r的燒結部310，從而形成三維形狀造型物的局部構成，作為通過從保持於頭座150的多個頭單元161、162、 163、164、165、166所具備的雷射照射部140照射的雷射L形成的燒結部310的集合體。

圖3是概念性說明頭單元160的配置與燒結部310的形成方式的關係的平面圖(從圖1所示的箭頭A方向)。首先，如圖3的(a)所示，在綠色片材300的燒結起點p1，從頭單元161、162的雷射照射部140照射雷射L，形成燒結部310a、310b。需要注意的是，為了便於說明，雖是平面圖，但對燒結部310畫有影線。

邊從頭單元161、162照射雷射L，邊相對於頭座150使綠色片材300相對移動至Y(+)方向的、圖3的(b)所示的燒結起點p1與第二列的頭單元163、164對應的位置。由此，燒結部310a、310b保持燒結寬度r地從燒結起點p1延伸至綠色片材300相對移動後的位置p2。進而，從對應於燒結起點p1的第二列的頭單元163、164照射雷射L，形成燒結部310c、310d。

在圖3的(b)所示的燒結起點p1對應於第二列的頭單元163、164的位置，照射雷射L而開始形成燒結部310c、310d，邊從頭單元163、164照射雷射L，邊使綠色片材300相對於頭座150相對移動至圖3的(c)所示的燒結起點p1對應於第三列的頭單元165、166的位置。由此，燒結部310c、310d保持燒結寬度r地從燒結起點p1延伸至綠色片材300相對移動後的位置p2。同時，燒結部310a、310b保持燒結寬度r地從燒結起點p1延伸至綠色片材300相對移動後的位置p3。進而，從對應於燒結起點p1的第三列的頭單元165、166照射雷射L而形成燒結部310e、310f。

在圖3的(c)所示的燒結起點p1對應於第三列的頭單元165、166的位置，照射雷射L而開始形成燒結部310e、310f，邊從頭單元165、166照射雷射L，邊使綠色片材300相對於頭座150相對地移動，使圖3的(d)所示的燒結起點p1進一步向Y(+)方向移動。由此，燒結部310e、310f保持燒結寬度r地從燒結起點p1延伸至綠色片材300相對移動後的位置p2。同時，燒結部310a、310b保持燒結寬度r地從燒結起點p1延伸至綠色片材300相對移動後的位置p4，並且，燒結部310c、310d保持燒結寬度r地從燒結起點p1延伸至綠色片材300相對移動後的位置p3。

當將位置p4作為燒結結束位置時(下面，將位置p4稱為燒結終點p4)，在圖3的(d)所示的燒結終點p4處，停止從頭單元161、162照射雷射L。進而，邊使綠色片材300向Y(+)方向相對移動，邊照射雷射L直到頭單元163、164、165、166到達燒結終點p4，如圖3的(e)所示，燒結部310c、310d、310e、310f保持燒結寬度r地從燒結起點p1形成到燒結終點p4。這樣，邊使綠色片材300從燒結起點p1移動到燒結終點p4，邊從頭單元161、162、163、164、165、166依次照射雷射L，從而能夠形成寬度R和長度H的、本實施方式的例示中大致為矩形的燒結部310。

如上所述，在根據第一實施方式的形成裝置1000所具備的燒結裝置100中，與綠色片材300的移動同步地選擇性地從頭單元161、162、163、164、165、166照射雷射L，能夠在綠色片材300上形成期望形狀的燒結部310。並且，如上所述，在本例中，綠色片材300的移動只是向沿著Y軸方向的一個方向移動即可在圖3的(e)所示的寬度R×長度H的區域內獲得期望形狀的燒結部310。另外，可以獲得作為燒結部310的集合體的、後述的局部造型物。

對形成裝置1000說明了從材料供給裝置200向燒結裝置100供給綠色片材300的方式，但不限定於此。例如還可以是向樣品板121上供給粉末金屬並通過刮板(スキージ)成型為期望的厚度來供給燒結前的材料的方式。

(第二實施方式)圖4是示出根據第二實施方式的三維形成裝置的構成的簡要構成圖。圖4的(a)所示的三維形成裝置2000(下面稱為形成裝置2000)與根據第一實施方式的形成裝置1000的區別在於材料供給單元的構成、和頭座及頭單元的構成。因此，對於與根據第一實施方式的形成裝置1000相同的構成成分標註相同的符號，並省略其說明。

如圖4所示，形成裝置2000具備基臺110、工作檯120、以及頭座支承部130，工作檯120配設成通過基臺110所具備的作為驅動單元的驅動裝置111而能向圖示的X、Y、Z方向移動、或者能夠在以Z軸為中心的旋轉方向上被驅動，該頭座支承部130的一端部固定於基臺110，保持多 個具備能量照射部1300和材料吐出部1230的頭單元1400的頭座1100被保持固定於頭座支承部130的另一端部。

另外，形成為三維形狀造型物500的過程中的局部造型物501、502、503在工作檯120上形成為層狀。在形成三維形狀造型物500時，如後所述，通過雷射照射熱能，因此，為了保護工作檯120免受熱的影響，也可以使用具有耐熱性的樣品板121，在樣品板121之上形成三維形狀造型物500。作為樣品板121，通過使用例如陶瓷板，從而可以獲得高的耐熱性，並且與被燒結或者熔融的供給材料的反應性低，能夠防止三維形狀造型物500變質。需要說明的是，為了便於說明，在圖4的(a)中舉例示出了局部造型物501、502、503這三層，但一直層疊到期望的三維形狀造型物500的形狀。

圖4的(b)是示出圖4的(a)所示的頭座1100的C部放大概念圖。

如圖4的(b)所示，頭座1100保持多個頭單元1400。一個頭單元1400構成為將作為材料供給單元的材料供給裝置1200所具備的材料吐出部1230和作為能量照射單元的能量照射部1300保持於保持夾具1400a，這一點將在後面詳細說明。材料吐出部1230具備吐出噴嘴1230a、以及根據材料供給控制器1500而使材料從吐出噴嘴1230a吐出的吐出驅動部1230b。

在本實施方式中，對於能量照射部1300，基於照射雷射作為能量的能量照射部1300(下面，將能量照射部1300稱為雷射照射部1300)進行說明。能夠向作為目標的供給材料集中照射能量，能夠形成質量出色的三維形狀造型物。並且，例如能夠根據被燒結材料的種類簡單地控制照射能量的量(功率、掃描速度)，能夠獲得期望品質的三維形狀造型物。

材料吐出部1230通過供給管1220連接於材料供給單元1210，材料供給單元1210收容分別與保持於頭座1100的頭單元1400對應的供給材料。另外，預定的材料從材料供給單元1210供給至材料吐出部1230。優選地，在材料供給單元1210中，包括由根據本實施方式的形成裝置2000造型的三維形狀造型物500的原材料的被燒結材料作為供給材料收容於材料收容部1210a中，各個材料收容部1210a通過供給管1220與各個材料 吐出部1230連接。這樣，通過具備各個材料收容部1210a，從而能夠從頭座1100供給多個不同種類的被燒結材料。

作為供給材料的被燒結材料，是將成為三維形狀造型物500的原材料的金屬、例如鎂(Mg)、鐵(Fe)、鈷(Co)、鉻(Cr)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鎳(Ni)的單體粉末或者包含它們中的一種以上的合金等的混合粉末與溶劑和作為粘合劑的增稠劑混煉而得到的漿狀(或膏狀)的混合材料。

如圖4的(a)所示，形成裝置2000具備基於從例如未圖示的個人電腦等數據輸出裝置輸出的三維形狀造型物500的造型用數據控制上述的工作檯120、材料供給裝置1200所具備的材料吐出部1230以及雷射照射部1300的作為控制裝置(制御手段)的控制單元400。雖未圖示，但控制單元400中至少具備工作檯120的驅動控制部、材料吐出部1230的動作控制部、雷射照射部1300的動作控制部。另外，在控制單元400中具備使工作檯120、材料吐出部1230以及雷射照射部1300協作地被驅動並動作的控制部。

對於配設成相對於基臺110可移動的工作檯120，基於來自控制單元400的控制信號，在工作檯控制器410中生成用於控制工作檯120的移動開始和停止、移動方向、移動量、移動速度等的信號，並發送到基臺110所具備的驅動裝置111，從而工作檯120在圖示的X、Y、Z方向上移動。在頭單元1400所具備的材料吐出部1230中，基於來自控制單元400的控制信號，在材料供給控制器440生成用於控制從材料吐出部1230所具備的吐出驅動部1230b中的吐出噴嘴1230a吐出的材料吐出量等的信號，根據所生成的信號，從吐出噴嘴1230a吐出預定量的材料。

圖5以及圖6示出了保持於頭座1100的多個頭單元1400、以及保持於頭單元1400的雷射照射部1300和材料吐出部1230的保持方式的一個例子，圖5是從圖4的(b)所示的箭頭D方向觀察頭座1100的外觀圖，圖6是圖5所示的E-E』部的簡要截面圖。

如圖5所示，多個頭單元1400通過未圖示的固定單元保持在頭座1100。在根據本實施方式的形成裝置2000的頭座1100中從圖下方起具備第一列的頭單元1401、1402、第二列的頭單元1403、1404、第三列的頭 單元1405、1406、再是第四列的頭單元1407、1408共八個單元的頭單元1400。另外，雖未圖示，但各個頭單元1401～1408所具備的材料吐出部1230構成為經由吐出驅動部1230b而通過供給管1220連接於材料供給單元1210，雷射照射部1300構成為連接於雷射控制器430，並且，材料吐出部1230和雷射照射部1300由保持夾具1400a所保持。

如圖6所示，材料吐出部1230從吐出噴嘴1230a向載置於工作檯120上的樣品板121上吐出被燒結材料M(下面稱為材料M)。對頭單元1401例示了呈液滴狀吐出材料M的吐出方式，對頭單元1402例示了連續體狀地供給材料M的吐出方式。材料M的吐出方式既可以是液滴狀，也可以是連續體狀，但在本實施方式中基於液滴狀吐出材料M的方式進行說明。

從吐出噴嘴1230a液滴狀吐出的材料M大致在重力方向上飛翔而滴落在樣品板121上。雷射照射部1300以發射的雷射L朝向材料M的滴落位置的方式相對於重力方向帶有預定的傾斜度地保持於保持夾具1400a，從雷射照射部1300向滴落的材料M照射雷射L，材料M被燒成、燒結，形成燒結部50。該燒結部50的集合體形成為在樣品板121上形成的三維形狀造型物500的局部造型物、例如局部造型物501(參照圖4)。

圖7、圖8及圖9是概念性說明頭單元1400的配置與燒結部50的形成方式的關係的平面圖(從圖4所示的D方向觀察)。首先，如圖7的(a)所示，在樣品板121上的造型起點q1處，從頭單元1401、1402的吐出噴嘴1230a吐出材料M，並從雷射照射部1300向滴落在樣品板121上的材料M照射雷射L，從而形成燒結部50a、50b。需要注意的是，為了便於說明，雖然是平面圖，但對燒結部50畫有影線，舉例說明形成於樣品板121的上表面的第一層的局部造型物501。

首先，如圖7的(a)所示，在樣品板121上的局部造型物501的造型起點q1處，從圖示下方的第一列的頭單元1401、1402所具備的材料吐出部1230吐出材料M。從頭單元1401、1402所具備的雷射照射部1300對吐出的材料M照射雷射L，從而形成燒結部50a、50b。

邊繼續從頭單元1401、1402的材料吐出部1230吐出材料M和從雷射照射部1300照射雷射L，邊使樣品板121相對於頭座1100相對移動到 Y(+)方向的、圖7的(b)所示的造型起點q1與第二列的頭單元1403、1404對應的位置。由此，燒結部50a、50b保持燒結寬度t地從造型起點q1延伸到樣品板121相對移動後的位置q2。進而，從對應於造型起點q1的第二列的頭單元1403、1404吐出材料M，並向那照射雷射L，從而開始形成燒結部50c、50d。

開始形成圖7的(b)所示的燒結部50c、50d，邊繼續從頭單元1403、1404的材料吐出部1230吐出材料M和從雷射照射部1300照射雷射L，邊使樣品板121相對於頭座1100相對移動到Y(+)方向的、圖7的(c)所示的造型起點q1與第三列的頭單元1405、1406對應的位置。由此，燒結部50c、50d保持燒結寬度t地從造型起點q1延伸到樣品板121移動後的位置q2。同時，燒結部50a、50b保持燒結寬度t地從造型起點q1延伸到樣品板121相對移動後的位置q3。從對應於造型起點q1的第三列的頭單元1405、1406吐出材料M，並向那照射雷射L，從而開始形成燒結部50e、50f。

開始形成圖7的(c)所示的燒結部50e、50f，邊繼續從頭單元1405、1406的材料吐出部1230吐出材料M和從雷射照射部1300照射雷射L，邊使樣品板121相對於頭座1100相對移動到Y(+)方向的、圖8的(d)所示的造型起點q1與第四列的頭單元1407、1408對應的位置。由此，燒結部50e、50f保持燒結寬度t地從造型起點q1延伸到樣品板121移動後的位置q2。同時，燒結部50a、50b保持燒結寬度t地從造型起點q1延伸到樣品板121相對移動後的位置q4、燒結部50c、50d保持燒結寬度t地從造型起點q1延伸到樣品板121相對移動後的位置q3。從對應於造型起點q1的第四列的頭單元1407、1408吐出材料M，並向那照射雷射L，從而開始形成燒結部50g、50h。

當將位置q5作為燒結結束位置時(下面，將位置q5稱為造型終點q5)，如圖8的(e)所示，使樣品板121相對移動至頭單元1401、1402到達造型終點q5，並使燒結部50g、50h延伸。另外，在到達了造型終點q5的頭單元1401、1402中停止從頭單元1401、1402所具備的材料吐出部1230吐出材料M，並停止從雷射照射部1300照射雷射L。進而，邊使樣 品板121向Y(+)方向相對移動，邊照射雷射L直到頭單元1403、1404、1405、1406、1407、1408到達造型終點q5，從而如圖9所示，燒結部50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h保持燒結寬度t地從造型起點q1形成到造型終點q5。像這樣地，邊使樣品板121從造型起點q1移動到造型終點q5，邊從頭單元1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407、1408依次進行材料M的吐出供給和雷射L的照射，從而能夠形成寬度T和長度J的、在本實施方式的示例中大致為矩形的燒結部50。並且，能夠形成及構成第一層的局部造型物501作為燒結部50的集合體。

如上所述，在根據第二實施方式的形成裝置2000中，與具備樣品板121的工作檯120的移動同步地選擇性地進行從頭單元1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407、1408所具備的材料吐出部1230吐出供給材料M以及從雷射照射部1300照射雷射L，從而能夠在樣品板121上形成期望形狀的局部造型物501。並且，如上所述，在本例中，工作檯120的移動只是向沿著Y軸方向的一個方向移動即可在圖9所示的寬度T×長度J的區域內獲得期望形狀的燒結部50、且獲得作為燒結部50的集合體的局部造型物501。

此外，關於從材料吐出部1230吐出的材料M，也可以從頭單元1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407、1408中的任一個單元或者兩個以上的單元吐出供給與其它頭單元不同的材料。因此，通過使用根據本實施方式的形成裝置2000，可以獲得具有形成自不同種類材料的複合材料局部造型物的三維形狀造型物。

配置於上述的根據第一實施方式的形成裝置1000所具備的頭座150上的頭單元160或者配置於根據第二實施方式的形成裝置2000所具備的頭座1100上的頭單元1400的數量及排列並不限定於上述的圖2或者圖5所示的數量及排列。圖10的示意圖中示出了配置在頭座150、1100上的頭單元160、1400的其它配置例。

圖10的(a)示出了在頭座150、1100上沿X軸方向並列多個頭單元160、1400的方式。圖10的(b)示出了在頭座150、1100上將頭單元 160、1400排列成格子狀的方式。需要說明的是，所排列的頭單元的數量均不限定於圖示的例子。

(第三實施方式)

作為第三實施方式，說明利用根據第一實施方式的三維形成裝置1000形成三維形狀造型物的三維形成方法。圖11是示出根據第三實施方式的三維形成方法的流程圖，圖12是成型綠色片材300的綠色片材成型裝置的簡要構成圖，圖13、圖14是示出根據本實施方式的三維形成工序的簡要平面圖及簡要截面圖，圖15是示出根據本實施方式的三維形成工序的外觀立體圖及簡要截面圖。

(三維造型用數據獲取工序)

如圖11所示，根據本實施方式的三維形成方法執行三維造型用數據獲取工序(S1)，從未圖示的例如個人電腦等中獲取三維形狀造型物的三維造型用數據到控制單元400(參照圖1)。對於在三維造型用數據獲取工序(S1)中獲取的三維造型用數據，從控制單元400發送控制數據到工作檯控制器410、材料供給裝置控制器420、和雷射控制器430，進入材料準備工序。

(材料準備工序)

在材料準備工序(S2)中，將預定張數的綠色片材300載置於材料供給裝置200所具備的供給臺220。通過在圖12中例示了簡要構成的綠色片材300的綠色片材成型裝置3000等形成綠色片材300。

如圖12所示，綠色片材成型裝置3000具備供給材料M的原材料供給部3100、以及接收並輸送從原材料供給部3100排出的材料M的輸送帶3200。材料M使用將形成為30μm以下的金屬粉末和粘合劑混煉成為膏狀的混合物。作為金屬粉末，可以使用例如鈷系合金、馬氏體時效鋼、不鏽鋼、鈦系合金、鎳系合金、鎂合金或者銅系合金等合金；或者鐵、鈦、鎳、銅等金屬。作為粘合劑，可以使用熱塑性樹脂、或者水溶性熱塑性樹脂。作為熱塑性樹脂，可以使用例如聚乳酸(PLA)、聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(polyphenylene sulfide)(PPS)、聚醯胺(PA)、ABS、聚醚醚酮(PEEK) 等，作為水溶性熱塑性樹脂，可以使用例如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)等。

添加上述的金屬粉末、粘合劑、和作為粘度調節用的溶劑並進行混煉後的材料M被投入原材料供給部3100，並依次向沿著圖示的箭頭α方向驅動的輸送帶3200上排出預定量。隨著輸送帶3200向α方向移動，材料M通過均化輥3300形成為均勻的厚度，並通過接下來的加壓輥3400，形成為成為綠色片材300的預定厚度。然後，通過切割單元3500切割成預定長度，得到綠色片材300。

(材料供給工序)

通過材料準備工序(S2)在材料供給裝置200的供給臺220上載置了預定數量的綠色片材300時，開始材料供給工序(S3)。在材料供給工序(S3)中，基於來自控制單元400的控制信號，材料供給裝置控制器420生成轉送裝置230的驅動信號，以驅動轉送裝置230。

首先，將片材保持部230a移動到預定位置，通過片材吸附部230c吸附、保持載置在供給臺220上的綠色片材300中的最上面的綠色片材。在保持有綠色片材300的狀態下，片材保持部230a移動到燒結裝置100的樣品板121上，並使綠色片材300脫離片材吸附部230c並與片材吸附部230c分開，從而將綠色片材300載置在樣品板121上。在載置並分開綠色片材300之後，片材保持部230a返回至材料供給裝置200的待機位置。下面，將載置的第一層的綠色片材300作為第一層的綠色片材301進行說明。

(燒結工序)

進入燒結工序(S4)，在燒結工序(S4)中，從保持於頭座150的多個頭單元160所具備的雷射照射部140對通過材料供給工序(S3)載置在樣品板121上的第一層的綠色片材301照射雷射L。

燒結工序(S4)中的燒結是指，從包含構成綠色片材300的金屬粉末和粘合劑的狀態去除粘合劑，以使金屬粉末彼此結合而成型為金屬造型物的加工方式。

圖13的(a)、圖13的(b)以及圖14的(c)示出了燒結工序(S3)中第一層的綠色片材301的燒結部311的形成方法。本例中例示了構成三維形狀造型物500的圓環狀的第一層的局部造型物501的形成方法。在圖13以及圖14中，圖示的上方示出的是平面圖，圖示的下方示出的是平面圖所示的F-F』部的截面圖。

如圖13的(a)所示，邊使頭座150與載置在工作檯120上所具備的樣品板121上的第一層的綠色片材301在Y方向上相對移動，邊從配置於頭座150的頭單元160(本圖中未示出)所具備的雷射照射部140向綠色片材301照射雷射L。

通過結束頭座150的預定量的相對移動，從而如在圖3的(d)中所說明地，形成作為相當於從各雷射照射部140進行照射而形成的燒結部310a、310b、310c、310d、310e、310f的燒結部的集合體的燒結部310，形成構成局部造型物501的初始燒結部311。另外，如圖13的(b)所示，在頭座150中，以與圖13的(a)所示的燒結部310連續的方式形成相當於在圖3的(d)中說明過的、從各雷射照射部140進行照射而形成的燒結部310a、310b、310c、310d、310e、310f的燒結部的集合體，從而形成燒結部312，形成與燒結部311相連的燒結部310。

然後，將圖13的(b)所示的使頭座150以與在圖13的(a)中形成的燒結部310連續的方式形成相當於在圖3的(d)中說明過的、從各雷射照射部140進行照射而形成的燒結部310a、310b、310c、310d、310e、310f的燒結部的集合體的工序依次實施預定的重複次數，如圖14的(c)所示，形成燒結部310形成至局部造型物501的形狀的第i個燒結部31i，從而在第一層的綠色片材301內形成局部造型物501、和除了局部造型物501之外的部分、即未燒結部301a。

這樣，在燒結工序(S4)中，形成被燒結的局部造型物501和未燒結部301a，形成作為第一單層的第一層301b。上述的從材料供給工序(S3)到燒結工序(S4)的一系列工序是單層形成工序(S100)。然後，結束燒結工序(S4)、即結束單層形成工序(S100)，進入接下來的層疊數比較工序。

(層疊數比較工序)

通過單層形成工序(S100)形成了包括作為第一層的局部造型物501和未燒結部301a的第一層301b時，進入與通過三維造型用數據獲取工序(S1)獲得的造型數據進行比較的層疊數比較工序(S5)。在層疊數比較工序(S5)中，比較形成有構成三維形狀造型物500所需的局部造型物的綠色片材300的層疊數N與至層疊數比較工序(S5)之前的緊鄰的單層形成工序(S100)為止所層疊的綠色片材300的層疊數n。在層疊數比較工序(S5)中，當判斷為n＜N時，進入再次執行單層形成工序(S100)的層疊工序。

(層疊工序)

層疊工序(S6)是用於在層疊數比較工序(S5)中判斷為n＜N時再次執行單層形成工序(S100)的指令工序，執行作為單層形成工序(S100)的開始工序的材料供給工序(S3)。

如圖14的(d)所示，通過層疊工序(S6)向第一層301b的上部供給並載置綠色片材300，作為第二層的綠色片材302。之後，對第二層的綠色片材302進行圖13的(a)、(b)以及圖14的(d)所示的燒結工序(S5)，獲得形成有第二層的局部造型物502和未圖示的未燒結部的、作為第二單層的第二層302b。之後，進入層疊數比較工序(S6)，如果判斷為n＜N，則再次開始層疊工序(S6)，重複層疊工序(S6)和單層形成工序(S100)，直至在層疊數比較工序(S5)中判斷為n＝N。

如圖15的(e)所示，一旦層疊到預定的層疊數N，則在樣品板121上形成三維形狀造型物500。並且，也在樣品板121上形成從第一層301b層疊到第N層30Nb而形成的未燒結部300a。於是，在層疊數比較工序(S5)中判斷為n＝N，進入未燒結部去除工序。

(未燒結部去除工序)未燒結部去除工序(S7)是去除除了三維形狀造型物500之外的部分、即未燒結部300a的工序。去除未燒結部300a的方法可以採用機械去除的方法、通過溶劑溶解包含在未燒結部300a中的粘合劑來去除剩餘的金屬粉末的方法等，在本方式中以機械去除為例進行說明。

如圖15的(f)所示，在未燒結部去除工序(S7)中，通過將具有楔形前端的去除工具600打入未燒結部300a，從而粉碎未燒結部300a，從樣品板121上去除未燒結部300a。之後，樣品板121上剩下三維形狀造型物500，取出該三維形狀造型物500。需要說明的是，在本實施方式中說明了在樣品板121上進行未燒結部去除工序(S7)的例子，但是，還可以在另行設置的作業臺上進行。

關於以上說明的根據第三實施方式的三維形狀造型物500的三維形成方法，在單層形成工序(S100)中的燒結工序(S5)中，由於在燒結裝置100所具備的頭座150上具備多個具有雷射照射部140的頭單元160，從而頭座150和工作檯120僅在一個方向、本例中設為Y軸方向進行相對移動即可在廣區域內形成燒結部310，能夠得到具有高生產率的三維形成方法。

(第四實施方式)作為第四實施方式，說明利用根據第二實施方式的三維形成裝置2000形成三維形狀造型物的三維形成方法。圖16是示出根據第四實施方式的三維形成方法的流程圖，圖17、圖18示出了根據本實施方式的三維形成工序，圖示的上方示出的是簡要平面圖，下方示出的是簡要平面圖中所示的G-G』部的簡要截面圖。

(三維造型用數據獲取工序)

如圖16所示，根據本實施方式的三維形成方法執行三維造型用數據獲取工序(S10)，從未圖示的例如個人電腦等中獲取三維形狀造型物500的三維造型用數據到控制單元400(參照圖1)。對於在三維造型用數據獲取工序(S1)中獲取的三維造型用數據，從控制單元400發送控制數據到工作檯控制器410、材料供給控制器1500、和雷射控制器430，進入單層形成工序。

(單層形成工序)

在單層形成工序(S110)中，遍及第一層的局部造型物501的形成區域地進行材料供給工序(S20)和燒結工序(S30)。在材料供給工序(S20)中，從保持於頭座1100所具備的多個頭單元1400上的材料吐出部1230 中向樣品板121上吐出液滴狀的材料M，使材料M在樣品板121上滴落於預定的形成區域。

當通過材料供給工序(S20)，材料M滴落並形成於了樣品板121上時，進入燒結工序(S30)。在燒結工序(S30)中，從保持於頭單元1400的雷射照射部1300向通過材料供給工序(S20)呈液滴狀供給的材料M照射雷射L，將材料M燒成、燒結，形成燒結部50。

並且，如在圖9中所說明過地，在頭單元1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407、1408各自邊在預定的區域內重複材料供給工序(S20)和燒結工序(S30)的同時，邊使頭座1100相對於載置有樣品板121的工作檯120向Y軸方向相對移動，從而形成相當於燒結部50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h的燒結部的集合體，局部造型物501的初始燒結部50形成為燒結部511。

進一步地，如圖17的(b)所示，頭座1100相對於工作檯120在X軸方向上相對移動至以與圖17的(a)所示的燒結部511連續的方式形成相當於燒結部50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h的燒結部的位置。於是，在頭單元1401、1402、1403、1404、1405、1406、1407、1408各自邊在預定的區域內重複材料供給工序(S20)和燒結工序(S30)的同時，邊使頭座1100相對於載置有樣品板121的工作檯120向Y軸方向相對移動，從而形成相當於燒結部50a、50b、50c、50d、50e、50f、50g、50h的燒結部的集合體，形成為與燒結部511連續的燒結部512。即、由燒結部511和512構成燒結部50。

如上述的圖17的(b)所示，按照與先形成的燒結部511連續地形成燒結部512的方式，與燒結部512連續地依次形成燒結部，如圖18的(c)所示，形成燒結部50形成為局部造型物501的形狀的第i個燒結部51i，從而在樣品板121上形成三維形狀造型物500的第一層的局部造型物501。

如上所述，在本實施方式中，邊使頭座1100相對於樣品板121在Y軸方向和X軸方向相對移動，邊重複材料供給工序(S20)和燒結工序(S30)，形成第一層的局部造型物501，於是，結束單層形成工序(S110)，進入接下來的層疊數比較工序。

(層疊數比較工序)當通過單層形成工序(S110)形成了作為第一單層的、成為第一層的局部造型物501時，進入與通過三維造型用數據獲取工序(S10)獲得的造型數據進行比較的層疊數比較工序(S40)。在層疊數比較工序(S40)中，比較構成三維形狀造型物500的局部造型物的層疊數N與至層疊數比較工序(S40)之前的緊鄰的單層形成工序(S110)為止所層疊的局部造型物的層疊數n。在層疊數比較工序(S40)中，當判斷為n＜N時，進入再次執行單層形成工序(S110)的層疊工序。

在形成了圖18的(c)所示的作為第一單層的第一層的局部造型物501之後的層疊數比較工序(S40)中，層疊數n＝1，如果設三維形狀造型物500的局部造型物的層疊數N＞1，則判斷為n＜N，進入層疊工序。

(層疊工序)

層疊工序(S50)是用於在層疊數比較工序(S40)中判斷為n＜N時再次執行單層形成工序(S110)的指令工序。一旦進入單層形成工序(S110)，則如圖18的(d)所示，通過層疊工序(S50)，基於與作為第二單層的、成為第二層的局部造型物502對應的三維造型數據，將頭座1100和工作檯120驅動至開始材料供給工序(S20)和燒結工序(S30)的位置，在第一層的局部造型物501上部開始形成局部造型物502。

一旦結束第二層的局部造型物502的形成，則再次進入層疊數比較工序(S40)，在n＝N之前進入層疊工序(S50)，重複單層形成工序(S110)，以形成三維形狀造型物500。

關於以上說明的根據第四實施方式的三維形狀造型物500的三維形成方法，在單層形成工序(S110)中的材料供給工序(S20)和燒結工序(S30)中，由於在形成裝置2000所具備的頭座1100上具備多個具有材料吐出部1230和雷射照射部1300的頭單元1400，從而頭座1100和工作檯120僅在一個方向、本例中設為Y軸方向進行相對移動即可在廣區域內形成燒結部50，能夠得到具有高生產率的三維形成方法。

並且，通過在圖4所示的形成裝置2000所具備的材料供給單元1210中使材料收容部1210a收容多個不同種類的被燒結材料，從而能夠容易地獲得由不同種類的材料構成的三維形狀造型物500。

(第五實施方式)

對根據第五實施方式的三維形成方法進行說明。在上述的根據第四實施方式的三維形成方法中，當三維形狀造型物具有懸突部(overhang)時，對於懸突部，在上述的單層形成工序(S110)中的材料供給工序(S20)中，由於不存在從材料吐出部1230吐出的材料M所要滴落的下層的局部造型物，因此，無法形成材料M(參照圖18的(d))。假如存在圖18的(d)所示的、在第二層的局部造型物502的造型區域中未配置作為下層的局部造型物的第一層的局部造型物501的區域，則在該部分中存在局部造型物502向重力方向下垂而變形的風險。即、原因在於，燒結前的材料M是將作為原材料的金屬、例如不鏽鋼、鈦合金的單體粉末、或者難以合金化的不鏽鋼與銅(Cu)、或者不鏽鋼與鈦合金、或者鈦合金與鈷(Co)或鉻(Cr)等的混合粉末與溶劑、增稠劑一起混煉而獲得的漿狀(或者膏狀)的柔軟狀態的材料。

為此，說明通過根據第五實施方式的三維形成方法，以懸突部不會變形的方式來形成三維形狀造型物的方法。需要注意的是，對於與根據第四實施方式的三維形成方法相同的工序標註相同的標記，並省略其說明。並且，為了簡化說明，例示了如圖19的(a)的平面外觀圖、以及圖19的(b)中的圖19的(a)所示的K-K』部的截面圖所示那樣的具有單純形狀的三維形狀造型物700來說明根據第五實施方式的三維形成方法，但是，並不限定於該形狀，只要是具備所謂的懸突部的造型物均可適用該方法。

如圖19所示，三維形狀造型物700在具有凹部700a的圓柱形的基部700b的凹部開口側端部具備作為懸突部的凸緣部700c，凸緣部700c向基部700b的外側延伸。為了按照根據第五實施方式的三維形成方法形成該三維形狀造型物700，通過在三維形狀造型物700的三維造型用數據中增加向凸緣部700c的圖示下部方向到達基部700b底部的造型用數據來製作在形成過程中被去除的支撐部710。

圖20是示出圖19所示的三維形狀造型物700的形成方法的流程圖。並且，圖21示出了按照圖20所示的流程圖形成三維形狀造型物700的方法，圖示左側配置的是局部截面圖，右側配置的是平面外觀圖。並且，在 本實施方式的三維形狀造型物700中，以層疊四層形成為例進行說明，但並不限定於此。

首先，如圖21的(a)所示，按照根據第四實施方式的三維形成方法，在未圖示的樣品板121上形成作為第一層的局部造型物701。在形成局部造型物701的工序中還形成第一層的局部支撐部711。對於局部支撐部711，不執行根據圖17及圖18說明的單層形成工序(S110)中的燒結工序(S30)，保持材料M的狀態、即直接以未燒結部或未熔融部的形式執行單層形成工序(S110)。

接著，重複單層形成工序(S110)，如圖21的(b)所示，形成作為第二層和第三層的局部造型物702、703。另外，在形成局部造型物702、703的工序中還形成第二層以及第三層的局部支撐部712、713。與局部支撐部711同樣，局部支撐部712、713也不執行單層形成工序(S110)中的燒結工序(S30)，保持材料M的狀態、即直接以未燒結部或未熔融部的形式執行單層形成工序(S110)，由局部支撐部711、712、713形成支撐部710。

接著，如圖21的(c)所示，形成在凸緣部700c形成的第四層的局部造型物704。局部造型物704形成為支承於由局部支撐部711、712、713形成的支撐部710的端面710a。通過這樣地形成局部造型物704，從而端面710a形成為材料M(參照圖18的(d))所滴落的面，由此，能夠準確地形成成為凸緣部700c的第四層的局部造型物704。

然後，如圖21的(d)所示，在造型為了三維形狀造型物700時，通過支撐部去除工序(S60)，從三維形狀造型物700上去除支撐部710。支撐部710由未燒成的材料形成，因此，作為支撐部去除工序(S60)中去除支撐部710的去除方式，例如可以如圖21的(d)所示，使用鋒利的刀具800進行物理切除。或者，還可以浸在溶劑中，溶解材料中包含的增稠劑，從三維形狀造型物700中進行去除。

如上所述，在形成具有作為懸突部的凸緣部700c的三維形狀造型物700時，將支承凸緣部700c的支撐部710與三維形狀造型物700的形成一起形成，從而能夠防止凸緣部700c向重力方向變形。需要注意的是，圖 21所示的支撐部710並不限於圖示那樣的以整面支撐(支承)凸緣部700c的方式，可根據造型物的形狀、材料組成等適當設定其形狀、大小等。

需要說明的是，在能夠達到本發明目的的範圍內，本發明實施時的具體構成可以適當變更為其它裝置或方法。