WO2025177461A1 - 加工システム、制御装置、制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 - Google Patents
加工システム、制御装置、制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体Info
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- WO2025177461A1 WO2025177461A1 PCT/JP2024/006264 JP2024006264W WO2025177461A1 WO 2025177461 A1 WO2025177461 A1 WO 2025177461A1 JP 2024006264 W JP2024006264 W JP 2024006264W WO 2025177461 A1 WO2025177461 A1 WO 2025177461A1
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
- B23K26/342—Build-up welding
Definitions
- the present invention relates to the technical fields of, for example, a processing system equipped with a processing device capable of processing an object, as well as a control device, control method, computer program, and recording medium capable of controlling the processing device.
- a processing system comprising an arithmetic unit that reads and executes a computer program stored in a storage device; an output device that can output the results of the arithmetic unit executing the computer program; and a processing device that performs additional processing based on the output of the output device by melting a modeling material into an object to form a model from the object, wherein the arithmetic unit receives setting values for multiple types of condition parameters as processing conditions for the processing device, and generates display control information that shows set coordinate points corresponding to the setting values in a multidimensional coordinate system with the multiple types of condition parameters as axes.
- a control device has a calculation device that receives input of multiple setting values that are respectively set for multiple types of condition parameters as processing conditions for a processing device, and that reads and executes a computer program stored in a storage device to generate and output display control information that shows setting coordinate points corresponding to the setting values in a multidimensional coordinate system with the multiple types of condition parameters as axes.
- a control method for controlling a processing device capable of processing an object including: acquiring setting values for a plurality of types of condition parameters corresponding to the processing conditions of the processing device; and generating display control information indicating setting coordinate points corresponding to the setting values in a multidimensional coordinate system whose axes are the plurality of types of condition parameters.
- a computer program causes a computer that controls a processing device capable of processing an object to acquire setting values for multiple types of condition parameters that correspond to the processing conditions of the processing device, and generates display control information that indicates setting coordinate points corresponding to the setting values in a multidimensional coordinate system whose axes are the multiple types of condition parameters.
- a recording medium is provided on which the computer program provided by the fourth aspect is recorded.
- the processing system SYS can be said to be a 3D printer that processes objects using additive manufacturing technology.
- Additive manufacturing technology may also be called rapid prototyping, rapid manufacturing, or additive manufacturing.
- Laser build-up welding (LMD) may also be called DED (Directed Energy Deposition).
- the positional relationships of the various components that make up the machining system SYS will be explained using an XYZ Cartesian coordinate system defined by mutually orthogonal X, Y, and Z axes.
- the X-axis and Y-axis directions are horizontal (predetermined directions within a horizontal plane), and the Z-axis direction is vertical (a direction perpendicular to the horizontal plane, essentially the up-and-down direction).
- the rotational directions (tilt directions) around the X-axis, Y-axis, and Z-axis will be referred to as the ⁇ X direction, ⁇ Y direction, and ⁇ Z direction, respectively.
- the Z-axis direction may be the direction of gravity.
- the XY plane may be horizontal.
- FIG. 1 is a cross-sectional view that schematically shows the configuration of the machining system SYS of this embodiment.
- Figure 2 is a block diagram that shows the configuration of the machining system SYS of this embodiment.
- the machining system SYS includes a stage unit 3 on which the workpiece (object to be machined) W is placed, a machining unit 2 that performs additional machining on the workpiece W, and a control unit 7 (control device) that controls the stage unit 3 and the machining unit 2.
- the stage unit 3 includes a stage 31 and a stage drive mechanism 32.
- the stage 31 is disposed in a forming space inside the chamber 8 of the processing system SYS, and the workpiece W is placed thereon.
- the stage 31 may be referred to as a mounting device.
- the workpiece W is placed on a stage mounting surface 311, which is one surface of the stage 31 (e.g., the upper surface facing the +Z side).
- the stage 31 is capable of supporting the workpiece W placed thereon.
- the stage 31 may be capable of holding the workpiece W placed thereon.
- the stage 31 may be equipped with at least one of a mechanical chuck, an electrostatic chuck, a vacuum chuck, or the like to hold the workpiece W.
- the stage 31 may not be capable of holding the workpiece W placed thereon.
- the stage 31 may be clamp-less.
- the workpiece W may be attached to a holder, or the holder to which the workpiece W is attached may be placed on the stage 31.
- the holder may also be called a jig, a holder, a holding member, a mounting member, or a clamp.
- additional processing is performed on the workpiece W to form a three-dimensional structure ST (modeled object) integrated with the workpiece W.
- the workpiece W is an object, i.e., a three-dimensional structure, and may be another three-dimensional structure modeled by the processing system SYS, i.e., an existing model.
- the three-dimensional structure ST modeled integrally with the workpiece W may be separable from the workpiece W after modeling.
- additional processing is performed on the workpiece W (object, ST) placed on the stage 31, but this is not limiting; additional processing may also be performed on the stage 31, with the stage 31 being the workpiece W.
- the workpiece W may be made of a material that can be melted by irradiation with processing light EL of a predetermined intensity or higher, similar to the forming material M described below, and may be the same as or different from the forming material M.
- a metallic material and a resinous material can be used as the material for the workpiece W.
- metallic materials include at least one of a material containing copper, a material containing tungsten, and a material containing stainless steel.
- materials other than metallic and resinous materials may also be used as the material for the workpiece W.
- the stage driving mechanism 32 is a driving mechanism including a motor that enables movement of the stage 31.
- the stage driving mechanism 32 moves the stage 31, the relative positional relationship between the processing head 22 (the focusing optical system 50 provided in the processing head 22) and the stage 31 (the workpiece W placed on the stage 31) changes. Therefore, the stage driving mechanism 32 functions as a position changing device (driving device) that can change the relative positional relationship between the stage 31 and the focusing optical system 50, respectively, and the stage 31 and the workpiece W.
- the stage driving mechanism 32 is capable of moving the stage 31, for example, along at least one of the X axis, Y axis, Z axis, ⁇ X direction, ⁇ Y direction, and ⁇ Z direction.
- the processing unit 2 includes an irradiation unit 4 that irradiates the workpiece W with processing light EL, a material supply unit 6 that supplies shaping material for additional processing on the workpiece W, and a head drive mechanism 23.
- the material supply unit 6 includes a material supply device 61, a gas supply device 62, a mixer 63, and a material nozzle 64.
- the material supply device 61 is a device capable of supplying a powder modeling material M.
- the modeling material M is not limited to a powder, and a wire-like modeling material or a gaseous modeling material may also be used.
- the modeling material M is a material that can be melted by irradiation with processing light EL of a predetermined intensity or higher.
- at least one of a metallic material and a resinous material can be used as the modeling material M.
- metallic materials include at least one of a material containing copper, a material containing tungsten, and a material containing stainless steel.
- materials other than metallic materials and resinous materials may also be used as the modeling material M.
- the gas supply device 62 may be a nitrogen gas generator that generates nitrogen gas using atmospheric air as a raw material.
- the conveying gas may be gas supplied from a gas supply device other than the gas supply device 62.
- the material nozzle 64 is disposed in the modeling space inside the chamber 8 of the processing system SYS and is capable of supplying the modeling material M. More specifically, the material nozzle 64 is connected to the mixer 63 and ejects (sprays, ejects, or sprays) the modeling material M transported by the pressurized gas onto the workpiece W. In other words, the material nozzle 64 supplies the modeling material M together with the transport gas. For this reason, the material nozzle 64 may also be referred to as a material supply member or supply device (material supply device).
- the material nozzle 64 has a material supply port 641 formed therein.
- the end face 640 of the material nozzle 64 may have an annular material supply port 641 formed therein.
- the shape of the outer edge of the material supply port 641 in a plane intersecting the Z axis is circular, but it may have a shape other than circular.
- the shape of the outer edge of the material supply port 641 in a plane intersecting the Z axis may be elliptical or polygonal. Also, in the example shown in FIG.
- the end face 640 of the material nozzle 64 has a material supply port 641 that is a single, annular or ring-shaped opening.
- the end face 640 of the material nozzle 64 may have a plurality of material supply ports 641 that are circular, elliptical, rectangular, or other annular, arc-shaped openings formed therein.
- the irradiation unit 4 includes a light source unit 40 and an irradiation device 21.
- the light source unit 40 includes two light sources 49, which are energy beam sources.
- the light source 49 is an energy beam source that emits, for example, at least one of infrared light, visible light, and ultraviolet light as the processing light EL. However, other types of light may be used as the processing light EL.
- the processing light EL may include multiple pulsed lights (multiple pulse beams).
- the processing light EL may be laser light.
- the light source 49 may include a laser light source (e.g., a semiconductor laser such as a laser diode (LD)).
- LD laser diode
- the laser light source may be at least one of a fiber laser, a CO2 laser, a YAG laser, and an excimer laser.
- the processing light EL does not have to be laser light.
- the light source 49 may include any light source (for example, at least one of an LED (Light Emitting Diode) and a discharge lamp).
- the characteristics of processing light EL#1 emitted by light source 49#1 and the characteristics of processing light EL#2 emitted by light source 49#2 may be the same.
- the wavelength of processing light EL#1 typically, the peak wavelength, which is the wavelength at which the intensity is greatest in the wavelength band of processing light EL#1
- the wavelength of processing light EL#2 typically, the peak wavelength
- the wavelength band of processing light EL#1 typically, the range of wavelengths at which the intensity is above a certain value
- the wavelength band of processing light EL#2 may be the same.
- the intensity of processing light EL#1 and the intensity of processing light EL#2 may be the same.
- the absorptivity of the workpiece W for processing light EL#1 (or the object whose surface is the printing surface MS, the same applies below) and the absorptivity of the workpiece W for processing light EL#2 may be the same.
- the absorptivity of the workpiece W for the peak wavelength of processing light EL#1 and the absorptivity of the workpiece W for the peak wavelength of processing light EL#2 may be the same.
- the characteristics of processing light EL#1 emitted by light source 49#1 may differ from the characteristics of processing light EL#2 emitted by light source 49#2.
- the wavelength (typically, peak wavelength) of processing light EL#1 may differ from the wavelength (typically, peak wavelength) of processing light EL#2.
- the wavelength band of processing light EL#1 may differ from the wavelength band of processing light EL#2.
- the intensity of processing light EL#1 may differ from the intensity of processing light EL#2.
- the absorptivity of the workpiece W for processing light EL#1 may differ from the absorptivity of the workpiece W for processing light EL#2.
- the absorptivity of the workpiece W for the peak wavelength of processing light EL#1 may differ from the absorptivity of the workpiece W for the peak wavelength of processing light EL#2.
- the processing system SYS (light source unit 40) is equipped with multiple light sources 49#1 and 42#2, but this is not limiting, and the processing system SYS (light source unit 40) may be equipped with two or more light sources, or may be equipped with a single light source.
- the emitted light may be wavelength-divided to generate processing light EL#1 and processing light EL#2 of different wavelengths, or the emitted light may be amplitude-divided or polarization-divided.
- the irradiation device 21 is a device for emitting processing light EL.
- the irradiation device 21 is equipped with an irradiation optical system 41 and a focusing optical system 50.
- the irradiation optical system 41 is an optical system for emitting processing light EL.
- the irradiation optical system 41 is optically connected to a light source 49 that emits (generates) processing light EL via an optical transmission member such as an optical fiber or light pipe.
- the processing system SYS and thus the light source unit 40, has two light sources 49#1 and 42#2, which are optically connected via optical transmission members so that light sources 49#1 and 42#2 are incident on the irradiation device 21, and thus the irradiation optical system 41.
- processed light EL when there is no need to distinguish between the "processed light EL#1" generated by light source 49#1 and the “processed light EL#2" generated by light source 49#2, they will be referred to as "processed light EL.”
- Fig. 4 is a diagram showing the configuration of the irradiation device 21.
- the irradiation device 21 comprises a focusing optical system 50 that focuses light and irradiates it onto the workpiece W (printing surface MS), and an irradiation optical system 41 that causes processing light EL#1 incident from light source 49#1 and processing light EL#2 incident from light source 49#2 to enter the focusing optical system 50.
- the irradiation optical system 41 comprises a first optical system 41#1 onto which processing light EL#1 emitted from light source 49#1 enters, and a second optical system 41#2 onto which processing light EL#2 emitted from light source 49#2 enters. Below, the first optical system 41#1 and the second optical system 41#2 will be described in order.
- the first optical system 41#1 includes a collimator lens 42#1, a beam splitter 43#1, a power meter 47#1, and a galvanometer scanner 44#1.
- the processing light EL#1 emitted from the light source 49#1 is incident on the collimator lens 42#1.
- the collimator lens 42#1 converts the processing light EL#1 incident on the collimator lens 42#1 into parallel light.
- the processing light EL#1 converted into parallel light by the collimator lens 42#1 is incident on the beam splitter 43#1.
- the beam splitter 43#1 uses a parallel plane substrate made of a light-transmitting material such as glass.
- the beam splitter 43#1 is disposed at an angle to the optical path of the processing light EL#1 incident on the beam splitter 43#1. A portion of the processing light EL#1 incident on the beam splitter 43#1 passes through the beam splitter 43#1.
- the beam splitter 43#1 can be any device that can split the incident processing light EL#1, and in addition to a plane-parallel substrate, it can also be a prism that reflects part of the incident processing light EL#1 and transmits part of it.
- Power meter 47#1 is a device capable of detecting the intensity of processing light EL#1 incident on power meter 47#1. Processing light EL#1 reflected by beam splitter 43#1 is incident on power meter 47#1. Therefore, power meter 47#1 detects the intensity of processing light EL#1 reflected by beam splitter 43#1. Because beam splitter 43#1 is positioned on the optical path of processing light EL#1 between light source 49#1 and galvanometer scanner 44#1, power meter 47#1 detects the intensity of processing light EL#1 traveling along the optical path between light source 49#1 and galvanometer scanner 44#1.
- power meter 47#1 can stably detect the intensity of processing light EL#1 without being affected by the deflection of processing light EL#1 by galvanometer scanner 44#1.
- the placement position of power meter 47#1 is not limited to the example shown in Figure 4.
- the power meter 47#1 may detect the intensity of the processing light EL#1 traveling along the optical path between the galvanometer scanner 44#1 and the printing surface MS.
- the power meter 47#1 may detect the intensity of the processing light EL#1 traveling along the optical path within the galvanometer scanner 44#1.
- the detection result of the power meter 47#1 is output to the control unit 7, which will be described later.
- the power meter 47#1 may include, for example, a light-receiving element that detects the processing light EL#1 as light.
- the power meter 47#1 may detect the intensity of the processing light EL#1 by detecting the processing light EL#1 as heat.
- the power meter 47#1 may include a heat-detecting element that detects the heat of the processing light EL#1.
- processing light EL#1 that passes through beam splitter 43#1 is incident on galvanometer scanner 44#1.
- Galvanometer scanner 44#1 is equipped with focus control optical system 45#1 and galvanometer mirror 46#1; specifically, processing light EL#1 that passes through beam splitter 43#1 is incident on focus control optical system 45#1.
- the focus control optical system 45#1 is an optical element that can change the focus position CP of the processing light EL#1 (hereinafter referred to as "focus position CP#1").
- the focus position CP#1 of the processing light EL#1 may refer to the focusing position where the processing light EL#1 is focused.
- the focus position CP#1 of the processing light EL#1 may refer to the focusing position where the processing light EL#1 is most convergent in the irradiation direction (traveling direction) of the processing light EL#1.
- the focus control optical system 45#1 can change the focus position CP#1 of the processing light EL#1 along the irradiation direction of the processing light EL#1 emitted from the irradiation device 21.
- the irradiation direction of the processing light EL#1 emitted from the irradiation device 21 is a direction in which the Z-axis direction is the main component.
- the focus control optical system 45#1 can change the focus position CP#1 of the processing light EL#1 along the Z-axis direction.
- the focus control optical system 45#1 can change the focus position CP#1 of the processing light EL#1 along a direction that intersects with the forming surface MS (e.g., the surface of the workpiece W or the structural layer SL).
- the focus control optical system 45#1 can change the focus position CP#1 of the processing light EL#1 along the direction of the optical axis AX of the irradiation device 21 (more specifically, the focusing optical system 50 described below).
- the focus control optical system 45#1 may include, for example, multiple optical elements (e.g., multiple lenses) aligned along the irradiation direction of the processing light EL#1.
- the focus control optical system 45#1 may include, for example, multiple refractive optical elements aligned along the irradiation direction of the processing light EL#1.
- the focus control optical system 45#1 may change the focus position CP#1 of the processing light EL#1 by moving at least one of the multiple optical elements (refractive optical elements) along its optical axis direction.
- the focus control optical system 45#1 may also include a reflective optical element such as a mirror, and the focus position CP#1 of the processing light EL#1 may be changed by moving the reflective optical element.
- the focus control optical system 45#1 changes the focus position CP#1 of the processing light EL#1, the positional relationship between the focus position CP#1 of the processing light EL#1 and the printing surface MS changes.
- the positional relationship between the focus position CP#1 of the processing light EL#1 and the printing surface MS in the irradiation direction (Z-axis direction) of the processing light EL#1 changes. Therefore, by changing the focus position CP#1 of the processing light EL#1, the focus control optical system 45#1 changes the positional relationship (positional relationship in the Z-axis direction) between the focus position CP#1 of the processing light EL#1 and the printing surface MS. By changing the focus position CP#1 of the processing light EL#1, the focus control optical system 45#1 changes the distance (distance in the Z-axis direction) between the focus position CP#1 of the processing light EL#1 and the printing surface MS.
- the galvano scanner 44#1 does not have to be equipped with the focus control optical system 45#1. Even in this case, if the positional relationship between the irradiation optical system 41 and the printing surface MS in the irradiation direction of the processing light EL#1 changes, the positional relationship between the focus position CP#1 of the processing light EL#1 and the printing surface MS in the irradiation direction of the processing light EL#1 changes. Therefore, even if the galvano scanner 44#1 does not have the focus control optical system 45#1, the processing system SYS can change the positional relationship between the focus position CP#1 of the processing light EL#1 and the printing surface MS in the irradiation direction of the processing light EL#1.
- the processing light EL#1 emitted from the focus control optical system 45#1 is incident on the galvanometer mirror 46#1.
- the galvanometer mirror 46#1 deflects the processing light EL#1, thereby changing the emission direction of the processing light EL#1 emitted from the galvanometer mirror 46#1.
- the galvanometer mirror 46#1 may also be referred to as a deflection optical system.
- the galvanometer mirror 46#1 includes, for example, an X scanning mirror 46MX#1, an X scanning motor 46AX#1, a Y scanning mirror 46MY#1, and a Y scanning motor 46AY#1.
- the processing light EL#1 emitted from the focus control optical system 45#1 is incident on the X scanning mirror 46MX#1.
- the X scanning mirror 46MX#1 reflects the processing light EL#1 incident on the X scanning mirror 46MX#1 toward the Y scanning mirror 46MY#1.
- the Y scanning mirror 46MY#1 reflects the processing light EL#1 incident on the Y scanning mirror 46MY#1 toward the deflection optical system 216. Note that each of the X scanning mirror 46MX#1 and the Y scanning mirror 46MY#1 may also be referred to as a galvanometer mirror.
- the X-scan motor 46AX#1 is capable of swinging or rotating the X-scan mirror 46MX#1 around a rotation axis along the Y-axis.
- the angle of the X-scan mirror 46MX#1 can be changed by the X-scan motor 46AX#1 relative to the optical path of the processing light EL#1 incident on the X-scan mirror 46MX#1, and the deflection angle of the processing light EL#1 can be changed.
- the X-scan mirror 46MX#1 may also be referred to as a deflection member. In this case, swinging or rotating the X-scan mirror 46MX#1 allows the processing light EL#1 to scan the printing surface MS in a direction perpendicular to the Y-axis (the X-axis direction).
- the Y scanning motor 46AY#1 is capable of swinging or rotating the Y scanning mirror 46MY#1 around a rotation axis along the X axis.
- the angle of the Y scanning mirror 46MY#1 can be changed with respect to the optical path of the processing light EL#1 incident on the Y scanning mirror 46MY#1, and the deflection angle of the processing light EL#1 can be changed.
- the Y scanning mirror 46MY#1 may also be referred to as a deflection member.
- swinging or rotating the Y scanning mirror 46MY#1 allows the processing light EL#1 to scan the printing surface MS in a direction perpendicular to the X axis (the Y-axis direction).
- the processing unit area PUA#1 indicates the area (range) over which additional processing can be performed by the processing head 22 scanning the processing light EL#1 and moving the irradiation area EA#1 while the positional relationship between the irradiation device 21 and the printing surface MS is fixed.
- the processing unit area PUA#1 is the maximum area over which the galvanometer mirror 46#1 can move the irradiation area EA#1 on the printing surface MS while the positional relationship between the irradiation device 21 and the printing surface MS is fixed.
- the processing unit area PUA#1 is a virtual area on the printing surface MS located at a position determined based on the processing head 22 (irradiation device 21).
- the second optical system 41#2 has the same configuration as the first optical system 41#1 described above.
- the second optical system 41#2 includes a collimator lens 42#2, a beam splitter 43#2, a power meter 47#2, and a galvanometer scanner 44#2.
- the processing light EL#2 emitted from the light source 49#2 is incident on the collimator lens 42#2.
- the collimator lens 42#2 converts the processing light EL#2 incident on the collimator lens 42#2 into parallel light.
- the processing light EL#2 converted into parallel light by the collimator lens 42#2 is incident on the beam splitter 43#2.
- the beam splitter 43#2 uses a parallel plane substrate made of a light-transmitting material such as glass.
- the beam splitter 43#2 is disposed at an angle to the optical path of the processing light EL#2 incident on the beam splitter 43#2. A portion of the processing light EL#2 incident on the beam splitter 43#2 passes through the beam splitter 43#2.
- the beam splitter 43#2 can be any device that can split the incident processing light EL#2, and in addition to a plane-parallel substrate, it can also be a prism that reflects part of the incident processing light EL#2 and transmits part of it.
- Power meter 47#2 is a device capable of detecting the intensity of processing light EL#2 incident on power meter 47#2. Processing light EL#2 reflected by beam splitter 43#2 is incident on power meter 47#2. Therefore, power meter 47#2 detects the intensity of processing light EL#2 reflected by beam splitter 43#2. Because beam splitter 43#2 is positioned on the optical path of processing light EL#2 between light source 49#2 and galvanometer scanner 44#2, power meter 47#2 detects the intensity of processing light EL#2 traveling on the optical path between light source 49#2 and galvanometer scanner 44#2.
- the focus control optical system 45#2 changes the focus position CP#2 of the processing light EL#2
- the positional relationship between the focus position CP#2 of the processing light EL#2 and the printing surface MS changes.
- the positional relationship between the focus position CP#2 of the processing light EL#2 and the printing surface MS in the irradiation direction (Z-axis direction) of the processing light EL#2 changes. Therefore, by changing the focus position CP#2 of the processing light EL#2, the focus control optical system 45#2 changes the positional relationship (positional relationship in the Z-axis direction) between the focus position CP#2 of the processing light EL#2 and the printing surface MS.
- the focus control optical system 45#2 changes the distance (distance in the Z-axis direction) between the focus position CP#2 of the processing light EL#2 and the printing surface MS.
- the galvano scanner 44#2 does not have to be equipped with the focus control optical system 45#2. Even in this case, if the positional relationship between the irradiation optical system 41 and the printing surface MS in the irradiation direction of the processing light EL#2 changes, the positional relationship between the focus position CP#2 of the processing light EL#2 and the printing surface MS in the irradiation direction of the processing light EL#2 changes. Therefore, even if the galvano scanner 44#2 does not have the focus control optical system 45#2, the processing system SYS can change the positional relationship between the focus position CP#2 of the processing light EL#2 and the printing surface MS in the irradiation direction of the processing light EL#2.
- the processing light EL#2 emitted from the focus control optical system 45#2 is incident on the galvanometer mirror 46#2.
- the galvanometer mirror 46#2 deflects the processing light EL#2, thereby changing the emission direction of the processing light EL#2 emitted from the galvanometer mirror 46#2.
- the galvanometer mirror 46#2 may also be referred to as a deflection optical system.
- the galvanometer mirror 46#2 includes, for example, an X-scan mirror 46MX#2, an X-scan motor 46AX#2, a Y-scan mirror 46MY#2, and a Y-scan motor 46AY#2.
- the processing light EL#2 emitted from the focus control optical system 45#2 is incident on the X-scan mirror 46MX#2.
- the X-scan mirror 46MX#2 reflects the processing light EL#2 incident on the X-scan mirror 46MX#2 toward the Y-scan mirror 46MY#2.
- the Y-scan mirror 46MY#2 reflects the processing light EL#2 incident on the Y-scan mirror 46MY#2 toward the deflection optical system 216. Note that each of the X-scan mirror 46MX#2 and the Y-scan mirror 46MY#2 may also be referred to as a galvanometer mirror.
- the X-scan motor 46AX#2 is capable of swinging or rotating the X-scanning mirror 46MX#2 around a rotation axis along the Y-axis.
- the angle of the X-scanning mirror 46MX#2 can be changed by the X-scanning motor 46AX#2 with respect to the optical path of the processing light EL#2 incident on the X-scanning mirror 46MX#2, and the deflection angle of the processing light EL#2 can be changed.
- the X-scanning mirror 46MX#2 may also be referred to as a deflection member.
- swinging or rotating the X-scanning mirror 46MX#2 allows the processing light EL#2 to scan the printing surface MS in a direction perpendicular to the Y-axis (the X-axis direction).
- the Y scanning motor 46AY#2 is capable of swinging or rotating the Y scanning mirror 46MY#2 around a rotation axis along the X axis.
- the angle of the Y scanning mirror 46MY#2 can be changed with respect to the optical path of the processing light EL#2 incident on the Y scanning mirror 46MY#2, and the deflection angle of the processing light EL#2 can be changed.
- the Y scanning mirror 46MY#2 may also be referred to as a deflection member.
- swinging or rotating the Y scanning mirror 46MY#2 allows the processing light EL#2 to scan the printing surface MS in a direction perpendicular to the X axis (the Y-axis direction).
- the area on the printing surface MS over which the galvanometer mirror 46#2 can move the irradiation area EA#2 while the positional relationship between the irradiation device 21 and the printing surface MS is fixed (without changing) is referred to as the processing unit area PUA#2.
- the processing unit area PUA#2 indicates the area (range) over which additional processing can be performed by the processing head 22 scanning the processing light EL#2 and moving the irradiation area EA#2 while the positional relationship between the irradiation device 21 and the printing surface MS is fixed.
- the processing unit area PUA#2 is the maximum area over which the galvanometer mirror 46#2 can move the irradiation area EA#2 on the printing surface MS while the positional relationship between the irradiation device 21 and the printing surface MS is fixed.
- the processing unit area PUA#2 is a virtual area on the printing surface MS located at a position determined based on the processing head 22 (irradiation device 21).
- the focusing optical system 50 includes a prism mirror 51 and an f ⁇ lens 52.
- the prism mirror 51 and the f ⁇ lens 52 are integrated as the focusing optical system 50 (deflection optical system) so that their relative positions do not change.
- the processing light EL#1 emitted from the first optical system 41#1 and the processing light EL#2 emitted from the second optical system 41#2 are each incident on the prism mirror 51.
- the prism mirror 51 reflects each of the processing light EL#1 and EL#2 toward the f ⁇ lens 52.
- the prism mirror 51 reflects the processing light EL#1 and EL#2, which are incident on the prism mirror 51 from different directions, toward approximately the same direction (the f ⁇ lens 52).
- the f ⁇ lens 52 is an optical system for emitting each of the processing lights EL#1 and EL#2 reflected by the prism mirror 51 toward the printing surface MS.
- the f ⁇ lens 52 is an optical system for irradiating each of the processing lights EL#1 and EL#2 reflected by the prism mirror 51 onto the printing surface MS.
- the processing lights EL#1 and EL#2 that pass through the f ⁇ lens 52 are irradiated onto the printing surface MS.
- the f ⁇ lens 52 may be an optical element capable of focusing each of the processing lights EL#1 and EL#2 onto a focusing surface.
- the f ⁇ lens 52 may be referred to as a focusing optical system.
- the focusing surface of the f ⁇ lens 52 may be set, for example, on the printing surface MS.
- the focusing optical system 50 is equipped with a focusing optical system whose projection characteristic is f ⁇ .
- the focusing optical system 50 may also be equipped with a focusing optical system whose projection characteristic is different from f ⁇ .
- the focusing optical system 50 may be equipped with a focusing optical system whose projection characteristic is f ⁇ tan ⁇ .
- the focusing optical system 50 may be equipped with a focusing optical system whose projection characteristic is f ⁇ sin ⁇ .
- the optical axis AX of the f ⁇ lens 52 is an axis along the Z axis. Therefore, the f ⁇ lens 52 emits each of the processing lights EL#1 and EL#2 approximately along the Z axis direction.
- the irradiation direction of the processing light EL#1 and the irradiation direction of the processing light EL#2 may be the same direction.
- the irradiation direction of the processing light EL#1 and the irradiation direction of the processing light EL#2 may both be the Z axis direction.
- the irradiation direction of the processing light EL#1 and the irradiation direction of the processing light EL#2 may both be directions along the optical axis AX of the f ⁇ lens 52.
- the irradiation direction of the processing light EL#1 and the irradiation direction of the processing light EL#2 do not have to be the same direction.
- the irradiation direction of the processing light EL#1 and the irradiation direction of the processing light EL#2 may be mutually different directions.
- the head unit 20 includes a processing head 22 having the focusing optical system 50 of the irradiation unit 4 and the material nozzle 64 of the material supply unit 6, and a head drive mechanism 23 that enables the processing head 22 to move within the forming space inside the chamber 8 of the processing system SYS.
- the focusing optical system 50 and the material nozzle 64 are positioned integrally or at least within a predetermined distance range. Therefore, the processing head 22 is capable of supplying the modeling material M via the material nozzle 64 to the position irradiated with the processing light EL by the focusing optical system 50.
- the control unit 7 controls the operation of the machining system SYS.
- the control unit 7 may control the machining unit 2 (e.g., at least one of the machining head 22 and the head drive mechanism 23) provided in the machining system SYS to perform additional machining on the workpiece W.
- the control unit 7 may control the stage unit 3 (e.g., the stage drive mechanism 32) provided in the machining system SYS to perform additional machining on the workpiece W.
- the control unit 7 may control the material supply device 61 provided in the machining system SYS to perform additional machining on the workpiece W.
- the control unit 7 may control the light source 49 provided in the machining system SYS to perform additional machining on the workpiece W.
- the control unit 7 may control the gas supply device 62 provided in the machining system SYS to perform additional machining on the workpiece W.
- the control unit 7 may control the emission mode of the processing light EL by the irradiation optical system 41.
- the emission mode may include, for example, at least one of the intensity of the processing light EL and the emission timing of the processing light EL. If the processing light EL includes multiple pulsed lights, the emission mode may include, for example, at least one of the emission time of the pulsed light, the emission cycle of the pulsed light, and the ratio between the emission time of the pulsed light and the emission cycle of the pulsed light (so-called duty ratio).
- the control unit 7 may control the movement mode of the processing head 22 by the head driving mechanism 23.
- the control unit 7 may control the movement mode of the stage 31 by the stage driving mechanism 32.
- the movement mode may include, for example, at least one of the movement amount, movement speed, movement direction, and movement timing (movement time). Furthermore, the control unit 7 may control the supply mode of the modeling material M by the material nozzle 64.
- the supply mode may include, for example, at least one of the supply amount (supply amount per unit time) and supply timing (supply time).
- control unit 7 may control (change) the intensities of processing lights EL#1, EL#2 based on the detection results of power meters 47#1, 47#2. More specifically, control unit 7 may control the intensities of processing lights EL#1, EL#2 so that the intensities of processing lights EL#1, EL#2 at the printing surface MS are the desired intensities. In addition, control unit 7 may control the intensities of processing lights EL#1, EL#2 so that the intensities of processing lights EL#1, EL#2 at a virtual material supply plane PL between printing surface MS and material nozzle 64 are the desired intensities.
- control unit 7 may control light source 49#1 and light source 49#2 to change the intensity of processing light EL#1 emitted from light source 49#1 and the intensity of processing light EL#2 emitted from light source 49#2 based on the detection results of power meters 47#1 and 47#2. This allows the processing system SYS to appropriately form a model on the printing surface MS by irradiating the printing surface MS with processing light EL#1 and EL#2 having appropriate intensities.
- the arithmetic unit 71 is hardware that includes at least one circuit (e.g., at least one of a logic circuit, an electronic circuit, and an electric circuit). For this reason, the arithmetic unit 71 may also be referred to as a group of circuits.
- the arithmetic device 71 includes at least one processor (one processor or multiple processors) as hardware.
- the processor may include, for example, a processor conforming to a von Neumann computer architecture.
- a processor conforming to a von Neumann computer architecture may include at least one of a CPU (Central Processing Unit) and a GPU (Graphics Processing Unit).
- the processor may include, for example, a processor conforming to a non-von Neumann computer architecture.
- a processor conforming to a non-von Neumann computer architecture may include at least one of an FPGA (Field Programmable Gate Array) and an ASIC (Application Specific Circuit).
- the processor may be implemented by a group of circuits (for example, at least one of an electronic circuit and an electrical circuit).
- the arithmetic device 71 reads a computer program 721 including at least one of computer program code and computer program instructions.
- the arithmetic device 71 may read a computer program 721 stored in the storage device 72.
- the arithmetic device 71 may read a computer program 721 stored in a computer-readable, non-transitory storage medium using a storage medium reading device (not shown) provided in the control unit 7.
- the computer program 721 read from the storage medium may be stored in the storage device 72.
- the arithmetic device 71 may obtain (download or read) the computer program 721 from a device (not shown) located outside the control unit 7 via a communication device.
- the downloaded computer program 721 may be stored in the storage device 72.
- the arithmetic device 71 executes the loaded computer program 721.
- logical functional blocks for executing the processing to be performed by the control unit 7 are realized within the arithmetic device 71.
- the arithmetic device 71, together with the storage device 72 etc. in which the computer program 721 is recorded (together with the storage device 72 and the computer program 721 recorded in the storage device 72 etc.), can function as a controller or computer for realizing logical functional blocks for executing the processing to be performed by the control unit 7.
- the at least one processor provided in the arithmetic device 71, the memory (recording medium) provided in the storage device 72 etc., and the computer program 721 are configured so that the control unit 7 performs the processing to be performed by the control unit 7 (for example, processing to control the operation of the machining system SYS).
- the arithmetic device 71 may include a single processor. In this case, the arithmetic device 71 may perform the following operations (e.g., processing for controlling the operation of the machining system SYS) using the single processor. For example, if the arithmetic device 71 performs a first operation (e.g., a first processing for controlling the operation of the machining system SYS) and a second operation (e.g., a second processing for controlling the operation of the machining system SYS), the arithmetic device 71 may perform both the first and second operations using a single processor. Alternatively, the arithmetic device 71 may include multiple processors.
- a first operation e.g., a first processing for controlling the operation of the machining system SYS
- a second operation e.g., a second processing for controlling the operation of the machining system SYS
- the arithmetic device 71 may perform both the first and second operations using a single processor.
- the arithmetic device 71 may perform each of the following operations using any one of the multiple processors. For example, if the arithmetic device 71 includes first and second processors and performs the first and second operations, the arithmetic device 71 may perform each of the first and second operations using any one of the first and second processors. For example, the computing device 71 may use the first processor to perform the first operation, may use the first processor to perform the second operation, may use the second processor to perform the first operation, or may use the second processor to perform the second operation.
- the arithmetic device 71 may use logical functional blocks realized within the arithmetic device 71 to generate control signals for controlling the operation of the machining system SYS as a result of executing the computer program 721.
- the arithmetic device 71 may output the generated control signals to at least one of the material supply device 61, the machining unit 2, the stage unit 3, the light source 49, and the gas supply device 62 via the output device 73 described below.
- At least one of the material supply device 61, the machining unit 2, the stage unit 3, the light source 49, and the gas supply device 62 may operate based on the control signal output (generated) by the arithmetic device 71.
- the machining system SYS may machine the workpiece W based on the control signal output (generated) by the arithmetic device 71.
- a computational model that can be constructed by machine learning may be implemented within the computational device 71 by the computational device 71 executing the computer program 721.
- An example of a computational model that can be constructed by machine learning is a computational model that includes a neural network (so-called artificial intelligence (AI)).
- learning the computational model may include learning parameters of the neural network (e.g., at least one of a weight and a bias).
- the computational device 71 may use the computational model to control the operation of the machining system SYS.
- the operation of controlling the operation of the machining system SYS may include the operation of controlling the operation of the machining system SYS using the computational model.
- the computational device 71 may be implemented with a computational model that has been constructed by offline machine learning using training data.
- the computational model implemented in the computational device 71 may be updated by online machine learning on the computational device 71.
- the calculation device 71 may control the operation of the machining system SYS using a calculation model implemented in a device external to the calculation device 71 (a device provided outside the control unit 7) in addition to or instead of the calculation model implemented in the calculation device 71.
- the recording medium for recording the computer program 721 executed by the arithmetic device 71 may be at least one of the following: a CD-ROM, CD-R, CD-RW, flexible disk, MO, optical disk such as DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R, DVD+R, DVD-RW, DVD+RW, and Blu-ray (registered trademark), a magnetic medium such as magnetic tape, a magneto-optical disk, a semiconductor memory such as a USB memory, and any other medium capable of storing a program.
- the recording medium may include a device capable of recording the computer program 721 (for example, a general-purpose device or a dedicated device in which the computer program 721 is implemented in an executable state in at least one form such as software or firmware).
- each process or function included in computer program 721 may be realized by a logical processing block realized within arithmetic device 71 when arithmetic device 71 (processor) executes computer program 721, or may be realized by hardware such as a predetermined gate array (FPGA (Field Programmable Gate Array), ASIC (Application Specific Integrated Circuit)) included in arithmetic device 71, or may be realized in a form that combines logical processing blocks and partial hardware modules that realize some of the hardware elements.
- FPGA Field Programmable Gate Array
- ASIC Application Specific Integrated Circuit
- the storage device 72 includes at least one memory capable of storing desired data.
- the storage device 72 includes at least one memory containing desired data.
- the memory may be realized by a group of circuits (e.g., at least one of electronic circuits and electric circuits).
- the storage device 72 may store a computer program 721 executed by the arithmetic device 71.
- the storage device 72 (memory) may be used as the above-mentioned recording medium for recording the computer program 721 executed by the arithmetic device 71.
- the storage device 72 may temporarily store data used by the arithmetic device 71 when the arithmetic device 71 is executing the computer program 721.
- the storage device 72 may store data that the control unit 7 stores long-term.
- the storage device 72 may include at least one of RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), a hard disk device, a magneto-optical disk device, an SSD (Solid State Drive), and a disk array device. In other words, the storage device 72 may include non-transitory recording media.
- the output device 73 is a device that outputs arbitrary information to the outside of the control unit 7.
- the output device 73 may output a signal indicating arbitrary information (for example, the control signal described above) via a data bus connecting the control unit 7 and a device external to the control unit 7 (for example, at least one of the material supply device 61, the processing unit 2, the stage unit 3, the light source 49, and the gas supply device 62).
- the output device 73 may output a signal as arbitrary information via a communication network connecting the control unit 7 and a device external to the control unit 7 (for example, at least one of the material supply device 61, the processing unit 2, the stage unit 3, the light source 49, and the gas supply device 62).
- the output device 73 includes a communication device.
- the output device 73 may output any information to the outside of the control unit 7 using a medium other than a signal.
- the output device 73 may output information as sound.
- the output device 73 includes an audio device (so-called a speaker) that can output sound.
- the output device 73 may output information on paper.
- the output device 73 includes a printing device (so-called a printer) that can print desired information on paper.
- the input device 74 is a device that accepts information input to the control unit 7 from outside the control unit 7.
- the input device 74 may include an operating device (e.g., at least one of a keyboard, mouse, and touch panel) that can be operated by a user of the control unit 7.
- the input device 74 functions as a device that allows the user to input information.
- the input device 74 may include a recording medium reader that can read information recorded as data on a recording medium that can be attached externally to the control unit 7.
- the communication device included in the output device 73 may acquire (receive) information via the data bus or communication network in addition to or instead of outputting (transmitting) information via the data bus or communication network.
- the communication device included in the output device 73 may be capable of functioning as an input device to which information is input via the data bus or communication network.
- the processing system SYS forms a three-dimensional structure ST on the workpiece W based on three-dimensional model data (three-dimensional model information) of the three-dimensional structure ST to be formed.
- three-dimensional model data measurement data of a three-dimensional object measured by at least one of a measuring device provided within the processing system SYS and a three-dimensional shape measuring device provided separately from the processing system SYS may be used.
- the processing system SYS sequentially forms, for example, multiple structural layers SL aligned along the Z-axis direction.
- the control unit 7 then controls the processing unit 2 and stage unit 3 to form the first structural layer SL-1 based on the path information.
- the structural layer SL-1 is formed on the forming surface MS, as shown in Figure 5(a).
- the machining system SYS sets the surface (upper surface) of the structural layer SL-1 as a new printing surface MS, and then prints a second structural layer SL-2 on the new printing surface MS.
- the control unit 7 first controls at least one of the head driving mechanism 23 and the stage driving mechanism 32 so that the machining head 22 moves along the Z axis relative to the stage 31.
- the first-modeling operation is a modeling operation in which a molten pool MP is formed on the modeling surface MS by irradiating the modeling surface MS with the processing light EL, and a modeling material M is supplied to the formed molten pool MP (the position irradiated with the processing light EL), thereby forming a model on the modeling surface MS.
- the first-modeling operation is a modeling operation in which, in order to form a model on the modeling surface MS, a molten pool MP is formed on the modeling surface MS by irradiating the modeling surface MS with the processing light EL, and a modeling material M is supplied to the formed molten pool MP.
- the modeling material M is melted indirectly by the processing light EL#1 via the molten pool MP#1 formed by the processing light EL#1. In either case, the fact remains that the modeling material M is melted by the energy of the processing light EL#1.
- the modeling material M supplied to the molten pool MP#2 is melted by the energy from the processing light EL#2 irradiated onto the molten pool MP#2.
- the modeling material M supplied to the molten pool MP#2 is melted by the heat from the molten material that makes up the molten pool MP#2.
- the modeling material M is melted by the energy of the processing light EL#2 that formed the molten pool MP#2.
- the irradiation device 21 uses the galvanometer mirror 46#1 to move the irradiation area EA#1 within the processing unit area PUA#1, and uses the galvanometer mirror 46#2 to move the irradiation area EA#2 within the processing unit area PUA#2. That is, the irradiation device 21 uses the galvanometer mirror 46#1 to scan the processing light EL#1 within the processing unit area PUA#1, and uses the galvanometer mirror 46#2 to scan the processing light EL#2 within the processing unit area PUA#2.
- the molten building material M cools and solidifies (solidifies).
- the building material M cools and solidifies (solidifies). That is, as the irradiation areas EA#1 and EA#2 move, the positions where the molten pools MP#1 and MP#2 are formed also move. As a result, within the processing unit areas PUA#1 and PUA#2, as the irradiation areas EA#1 and EA#2 move, a model made of solidified building material M is deposited on the building surface MS.
- building material M is supplied to the molten pool MP (narrowly defined), which melts and forms a molten pool (broadly defined) protruding from the building surface MS.
- the molten pool (broadly defined) is then cooled and solidified, depositing a structure (structural layer SL) on the building surface MS.
- the object made of the solidified shaping material M in the processing unit area PUA#1 is physically separated from the object made of the solidified shaping material M in the processing unit area PUA#2.
- the object made of the solidified shaping material M in the processing unit area PUA#1 may be integrated with the object made of the solidified shaping material M in the processing unit area PUA#2.
- the object made of the solidified shaping material M in the processing unit area PUA#1 may be integrated with the object made of the solidified shaping material M in the processing unit area PUA#2.
- the processing system SYS does not have to move the processing head 22 and the stage 31 so that the processing unit areas PUA#1 and PUA#2 do not move on the printing surface MS.
- the processing head 22 and the stage 31 may be stopped.
- the machining system SYS may move at least one of the machining head 22 and the stage 31 so that the area on the printing surface MS where the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 have already been set (the area where the additional machining has already been performed) and the area on the printing surface MS where the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 have newly been set (the area where the additional machining will now be performed) are adjacent to each other.
- the machining system SYS may move at least one of the machining head 22 and the stage 31 so that the area on the printing surface MS where the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 have already been set does not overlap with the area on the printing surface MS where the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 have newly been set.
- the machining system SYS may also move at least one of the machining head 22 and the stage 31 so that the area on the printing surface MS where the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 have already been set partially overlaps with the area on the printing surface MS where the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 have newly been set.
- the machining system SYS repeats a series of molding processes, including forming a molten pool MP#1 by irradiating the machining unit area PUA#1 with machining light EL#1, forming a molten pool MP#2 by irradiating the machining unit area PUA#2 with machining light EL#2, supplying molding material M to molten pools MP#1 and MP#2, melting the supplied molding material M, and solidifying the molten molding material M, while moving the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 along a desired movement trajectory on the molding surface MS, as shown in Figure 6(b).
- the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 each move, an object having a width along a direction intersecting the desired movement trajectory is formed on the molding surface MS.
- the processing system SYS does not have to irradiate the irradiation area EA#1 with processing light EL#1.
- the processing system SYS may irradiate the irradiation area EA#1 with processing light EL#1 and stop the supply of the forming material M.
- the processing system SYS may supply the forming material M to the irradiation area EA#1 and irradiate the irradiation area EA#1 with processing light EL#1 of an intensity that does not create a molten pool MP.
- the irradiation area EA#2 is set in an area where it is not desired to form an object.
- the movement trajectories of the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 may be referred to as machining paths (tool paths).
- the control unit 7 may move at least one of the machining head 22 and the stage 31 so that the machining unit areas PUA#1 and PUA#2 move on the build surface MS, based on path information indicating the movement trajectories (path information indicating the machining paths).
- the modeling material M is melted by the energy of the processing light EL in the space between the material nozzle 64 and the modeling surface MS.
- the molten modeling material M is supplied to the modeling surface MS in the space between the material nozzle 64 and the modeling surface MS to form a model on the modeling surface MS. Therefore, the processing system SYS supplies the molten building material M to the building surface MS in the space between the material nozzle 64 and the building surface MS. Therefore, in the second building operation, the processing system SYS does not necessarily have to perform the operation of forming a molten pool MP by irradiating the building surface MS with the processing light EL.
- the processing system SYS moves at least one of the processing head 22 and the stage 31 so that molten forming material M is supplied to the desired area on the forming surface MS corresponding to the surface of the workpiece W or the surface of the formed structural layer SL. Then, as shown in FIG. 7(a), the processing system SYS, under the control of the control unit 7, emits processing light EL#1 and EL#2 from the irradiation device 21. Furthermore, as shown in FIG. 7(a), the processing system SYS, under the control of the control unit 7, supplies forming material M from the material nozzle 64.
- At least one of the processing lights EL#1 and EL#2 is irradiated onto the modeling material M in the space between the material nozzle 64 and the modeling surface MS.
- the surface in the space between the material nozzle 64 and the modeling surface MS that intersects (is perpendicular to) the direction in which the material nozzle 64 and the modeling surface MS face each other (the Z-axis direction) will be referred to as the material supply surface PL.
- the processing system SYS emits the processing lights EL#1 and EL#2 so that the processing lights EL#1 and EL#2 pass through the material irradiation surface ES, and supplies the modeling material M so that the modeling material M passes through the material irradiation surface ES.
- the material supply surface PL may also be referred to as a material passing surface.
- the modeling material M melts on the material irradiation surface ES, as shown in Figure 7(a).
- the modeling material M melted on the material irradiation surface ES is supplied from the material irradiation surface ES to the modeling surface MS.
- the modeling material M melted on the material irradiation surface ES adheres to the modeling surface MS.
- the modeling material M supplied to the modeling surface MS is then cooled and solidified (coagulated).
- a model made of the solidified modeling material M is deposited on the modeling surface MS.
- the processing system SYS repeats a series of modeling processes, including melting the modeling material M on the material irradiation surface ES by irradiating it with processing light EL#1 and EL#2, supplying the molten modeling material M to the modeling surface MS, and solidifying the molten modeling material M on the modeling surface MS, while moving the processing head 22 relative to the modeling surface MS.
- the processing system SYS repeats a series of modeling processes while moving the processing head 22 relative to the modeling surface MS along at least one of the X-axis direction and the Y-axis direction. In this case, as the processing head 22 moves, a modeled object having a width along a direction intersecting the movement direction of the processing head 22 is formed on the modeling surface MS.
- a structural layer SL corresponding to a modeled object that is an aggregate of melted and then solidified modeling material M is formed on the modeling surface MS.
- a structural layer SL corresponding to an aggregate of models formed on the modeling surface MS in a pattern according to the movement trajectory of the processing head 22 is formed.
- a structure layer SL having a shape corresponding to the movement trajectory of the processing head 22 in a plan view is formed.
- the object having the modeling surface MS on its surface e.g., the workpiece W or the structural layer SL
- the time required for the molten modeling material M to cool and solidify is shorter. Therefore, the time required for the second modeling operation to model the three-dimensional structure ST is shorter than that for the first modeling operation, which is performed by forming a molten pool MP.
- the modeling speed for the second modeling operation is faster than that for the first modeling operation.
- the second modeling operation allows the processing system SYS to model the three-dimensional structure ST at higher speeds than the first modeling operation.
- the second modeling operation may also be referred to as a modeling operation compliant with the extreme high speed application (EHLA).
- the second modeling operation is a modeling operation compliant with the extreme high speed application (EHLA).
- the processing system SYS may deflect the processing light EL#1 and EL#2 using the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2, respectively.
- the processing system SYS may deflect the processing light EL#1 using the galvanometer mirror 46#1, thereby moving the beam passing area through which the processing light EL#1 passes within the virtual material irradiation surface ES that intersects with the Z-axis between the material nozzle 64 and the modeling surface MS.
- the processing system SYS may deflect the processing light EL#2 using the galvanometer mirror 46#2, thereby moving the beam passing area through which the processing light EL#2 passes within the virtual material irradiation surface ES that intersects with the Z-axis between the material nozzle 64 and the modeling surface MS.
- the irradiation direction of processing light EL#1 may refer to the irradiation direction of processing light EL#1 emitted from the focusing optical system 50.
- the irradiation direction of processing light EL#1 may be the same as the direction along the optical axis AX of the focusing optical system 50.
- the irradiation direction of processing light EL#1 may be the same as the direction along the optical axis of the final optical element that is arranged closest to the printing surface MS among the optical elements that make up the focusing optical system 50.
- the final optical element may be an f ⁇ lens 52.
- the final optical element may be the optical element that is arranged closest to the printing surface MS among the multiple optical elements that make up the f ⁇ lens 52.
- the irradiation device 21 does not have to be equipped with a focusing optical system 50.
- the final optical element may be the optical element (Y-scanning mirror 46MY#1) that is arranged closest to the printing surface MS among the multiple optical elements that make up the first optical system 41#1.
- the final optical element may be the optical element (Y-scanning mirror 46MY#2) that is arranged closest to the printing surface MS among the multiple optical elements that make up the second optical system 41#2.
- the beam passage area through which processing light EL#1 passes moves within the virtual material supply plane PL that intersects the Z axis between the material nozzle 64 and the build surface MS.
- the passage position through which processing light EL#1 passes within the material supply plane PL moves.
- the material supply plane PL is essentially scanned by processing light EL#1.
- the galvanometer mirror 46#1 functions as a passage position moving device that can move the passage position of processing light EL#1 within the material supply plane PL.
- the galvanometer mirror 46#1 functions as a scanning optical system (deflection scanning optical system) that essentially scans processing light EL#1 within the material supply plane PL.
- the galvanometer mirror 46#1 may deflect the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 moves within the processing unit area PUA#1 along a single scanning direction along the printing surface MS, assuming that the processing unit area PUA#1 is stationary (not moving) on the printing surface MS.
- the galvanometer mirror 46#1 may deflect the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 moves along a single scanning direction within a coordinate system defined based on the processing unit area PUA#1.
- the galvanometer mirror 46#1 may deflect the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 moves back and forth periodically along a single scanning direction within the processing unit area PUA#1.
- the galvanometer mirror 46#1 may deflect the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 within the processing unit area PUA#1 moves back and forth periodically on an axis along a single scanning direction.
- the shape of the processing unit area PUA#1 along which the irradiation area EA#1 moves may be a rectangle whose longitudinal direction is the movement direction of the irradiation area EA#1.
- the galvanometer mirror 46#1 may deflect the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 moves within the processing unit area PUA#1 along multiple scanning directions along the printing surface MS, assuming that the processing unit area PUA#1 is stationary (not moving) on the printing surface MS.
- the galvanometer mirror 46#1 may deflect the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 moves along multiple scanning directions within a coordinate system defined based on the processing unit area PUA#1.
- the galvanometer mirror 46#1 may deflect the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 moves back and forth periodically along each of multiple scanning directions within the processing unit area PUA#1.
- the galvanometer mirror 46#1 may deflect the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 within the processing unit area PUA#1 periodically moves back and forth on axes along each of the multiple scanning directions.
- the irradiation area EA#1 may move back and forth along both the X-axis and Y-axis directions within the processing unit area PUA#1 so that the movement trajectory of the irradiation area EA#1 within the processing unit area PUA#1 is circular.
- the shape of the processing unit area PUA#1 through which the irradiation area EA#1 moves may be circular.
- the irradiation area EA#1 may move back and forth along both the X-axis and Y-axis directions within the processing unit area PUA#1 so that the movement trajectory of the irradiation area EA#1 within the processing unit area PUA#1 is mesh-shaped.
- the shape of the processing unit area PUA#1 through which the irradiation area EA#1 moves may be rectangular.
- the operation of periodically moving the irradiation area EA#1 on the printing surface MS may also be referred to as a wobbling operation.
- the operation of periodically moving (deflecting) the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 moves periodically on the printing surface MS may also be referred to as a wobbling operation.
- the processing system SYS does not necessarily have to periodically move the processing light EL#1 so that the irradiation area EA#1 moves periodically on the printing surface MS.
- the processing system SYS does not necessarily have to perform a wobbling operation.
- the control unit 7 may move at least one of the machining head 22 and the stage 31 so that the machining unit area PUA#1 moves on the build surface MS while the galvanometer mirror 46#1 is being used to move the irradiation area EA#1 within the machining unit area PUA#1.
- the control unit 7 may control at least one of the head drive mechanism 23 and the stage drive mechanism 32 so that the machining unit area PUA#1 moves on the build surface MS while the galvanometer mirror 46#1 is being used to move the irradiation area EA#1 within the machining unit area PUA#1.
- control unit 7 may control at least one of the head driving mechanism 23 and the stage driving mechanism 32 so that the processing unit area PUA#1 moves along a movement trajectory that intersects (or, in some cases, is perpendicular to) the movement direction (scanning direction) of the irradiation area EA#1 within the processing unit area PUA#1.
- control unit 7 may control the galvanometer mirror 46#1 so that the irradiation area EA#1 moves periodically along a scanning direction that intersects (or, in some cases, is perpendicular to) the movement trajectory of the processing unit area PUA#1 on the printing surface MS.
- the irradiation area EA#1 may move along the movement trajectory of the processing unit area PUA#1 while also moving along a scanning direction that intersects the movement trajectory.
- the irradiation area EA#1 may move along a wave-shaped (e.g., sinusoidal) movement trajectory that oscillates around the movement trajectory.
- control unit 7 may control at least one of the head driving mechanism 23 and the stage driving mechanism 32 so that the processing unit area PUA#1 moves along a movement trajectory that extends along at least one of the directions along the movement direction (scanning direction) of the irradiation area EA#1 within the processing unit area PUA#1 and the direction that intersects (or, in some cases, is perpendicular to) the movement direction of the irradiation area EA#1 within the processing unit area PUA#1.
- control unit 7 may control the galvanometer mirror 46#1 so that the irradiation area EA#1 periodically moves along a scanning direction that follows the movement trajectory of the machining unit area PUA#1 on the build surface MS and along a scanning direction that intersects with (or is perpendicular to) the movement trajectory.
- the machining light EL#1 is irradiated onto the build surface MS in units of the machining unit area PUA#1, a molten pool MP#1 is formed in at least a portion of the machining unit area PUA#1.
- a molded object is molded within the machining unit area PUA#1.
- the machining unit area PUA#1 is an area having a width in a direction that intersects with the movement direction of the machining unit area PUA#1 on the build surface MS (the direction in which the movement trajectory extends).
- a molded object having a width along a direction that intersects with the movement trajectory of the machining unit area PUA#1 is molded on the build surface MS.
- processing unit areas PUA#1 are scanned with processing light EL#1 by the galvanometer mirror 46#1. Therefore, compared to when processing light EL#1 is irradiated onto the printing surface MS without using the galvanometer mirror 46#1, the amount of energy transmitted from processing light EL#1 to processing unit areas PUA#1 is less likely to vary within the processing unit areas PUA#1. In other words, the distribution of the amount of energy transmitted from processing light EL#1 to processing unit areas PUA#1 can be made more uniform. As a result, the processing system SYS can form an object on the printing surface MS with relatively high printing accuracy.
- the processing unit area PUA#1 is scanned with the processing light EL#1 by the galvanometer mirror 46#1, the amount of energy transmitted from the processing light EL#1 to the processing unit area PUA#1 per unit time and/or per unit area is smaller than when the processing light EL#1 is irradiated onto the printing surface MS without using the galvanometer mirror 46#1. Therefore, there is room to increase the intensity of the processing light EL#1 compared to when the processing light EL#1 is irradiated onto the printing surface MS without using the galvanometer mirror 46#1.
- the processing system SYS does not have to irradiate the processing light EL#1 onto the printing surface MS in units of processing unit area PUA#1.
- the processing system SYS may irradiate the printing surface MS with processing light EL#1 without using the galvanometer mirror 46#1.
- the processing system SYS does not necessarily have to perform a wobbling operation.
- the irradiation area EA#1 may move on the printing surface MS in conjunction with the movement of at least one of the processing head 22 and the stage 31.
- the processing conditions may refer to the processing conditions of the processing system SYS.
- the processing conditions of the processing system SYS may refer to the processing conditions of a processing device including the processing unit 2.
- the processing conditions of the processing system SYS may refer to the processing conditions of a processing device including the processing unit 2 and at least one of the material supply device 61, the stage unit 3, the light source 49, and the gas supply device 62.
- the processing conditions may refer to the processing conditions that can be used by the processing system SYS (processing device) to form a shaped object.
- the processing conditions may refer to the processing conditions that determine the operation details of the processing system SYS (processing device) that forms a shaped object.
- the processing conditions may include processing conditions related to the processing light EL.
- the processing conditions related to the processing light EL may include processing conditions related to the intensity of the processing light EL.
- the processing conditions related to the processing light EL may include processing conditions related to the focus position CP of the processing light EL.
- the processing conditions related to the focus position CP of the processing light EL may include processing conditions related to the relative positional relationship between at least one of the printing surface MS and the material irradiation surface ES in the traveling direction of the processing light EL (Z-axis direction) and the focus position CP of the processing light EL.
- the relative positional relationship between at least one of the printing surface MS and the material irradiation surface ES in the traveling direction of the processing light EL and the focus position CP of the processing light EL may mean the distance between at least one of the printing surface MS and the material irradiation surface ES in the traveling direction of the processing light EL and the focus position CP of the processing light EL.
- the processing conditions may include processing conditions related to at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 provided in the processing system SYS.
- the irradiation position (irradiation area EA#1) of processing light EL#1 on the printing surface MS is moved (changed) on the printing surface MS by the galvanometer mirror 46#1
- the irradiation position (irradiation area EA#2) of processing light EL#2 on the printing surface MS is moved (changed) on the printing surface MS by the galvanometer mirror 46#2.
- the processing conditions related to at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include processing conditions related to at least one of changing the position of irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and changing the position of irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2.
- changing the position of irradiation area EA#1 by galvanometer mirror 46#1 and changing the position of irradiation area EA#2 by galvanometer mirror 46#2 are equivalent to moving irradiation area EA#1 by galvanometer mirror 46#1 and moving irradiation area EA#2 by galvanometer mirror 46#2, respectively.
- the processing conditions for at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include processing conditions for at least one of changing the position of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and changing the position of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2, and may include processing conditions for at least one of the scanning speed of the processing light EL#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the scanning speed of the processing light EL#2 by the galvanometer mirror 46#2.
- the scanning speed of the processing light EL#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the scanning speed of the processing light EL#2 by the galvanometer mirror 46#2 are equivalent to the processing conditions for the movement speed of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement speed of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2, respectively.
- the processing conditions for at least one of galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include processing conditions for at least one of the movement stroke of irradiation area EA#1 by galvanometer mirror 46#1 and the movement stroke of irradiation area EA#2 by galvanometer mirror 46#2.
- the processing conditions may include processing conditions related to the head driving mechanism 23 provided in the processing system SYS.
- the processing conditions related to the head driving mechanism 23 may include processing conditions related to changes in the relative positional relationship between the processing head 22 and the stage 31 and each of the workpieces W placed on the stage 31. Note that changes in the relative positional relationship between the processing head 22 and the stage 31 and each of the workpieces W by the head driving mechanism 23 are equivalent to movement of the processing head 22 by the head driving mechanism 23.
- the processing conditions related to the head driving mechanism 23 may include processing conditions related to the relative movement speed between the processing head 22 and each of the stage 31 and the workpieces W by the head driving mechanism 23, as processing conditions related to changes in the relative positional relationship between the processing head 22 and each of the stage 31 and the workpieces W by the head driving mechanism 23.
- the relative movement speed between the machining head 22 and the stage 31 and the workpiece W caused by the head drive mechanism 23 is equivalent to the movement speed (head speed) of the machining head 22 caused by the head drive mechanism 23.
- the processing conditions may include processing conditions related to the stage driving mechanism 32 provided in the processing system SYS.
- the processing conditions related to the stage driving mechanism 32 may include processing conditions related to changes in the relative positional relationship between the processing head 22 and the stage 31 and each of the workpieces W placed on the stage 31. Note that changes in the relative positional relationship between the processing head 22 and the stage 31 and each of the workpieces W by the stage driving mechanism 32 are equivalent to movement of the stage 31 by the stage driving mechanism 32.
- the processing conditions related to the stage driving mechanism 32 may include processing conditions related to the relative movement speed between the processing head 22 and each of the stage 31 and the workpieces W by the stage driving mechanism 32, as processing conditions related to changes in the relative positional relationship between the processing head 22 and each of the stage 31 and the workpieces W by the stage driving mechanism 32.
- the relative movement speed between the machining head 22 and the stage 31 and the workpiece W, respectively, caused by the stage drive mechanism 32 is equivalent to the movement speed (stage speed) of the stage 31 caused by the stage drive mechanism 32.
- the processing conditions may include processing conditions related to the modeling material M.
- the processing conditions related to the modeling material M may include processing conditions related to the supply of the modeling material M.
- the processing conditions related to the modeling material M may include processing conditions related to the supply amount of the modeling material M (the amount of modeling material M supplied from the material nozzle 64 per unit time, i.e., the material supply rate) as the processing conditions related to the supply of the modeling material M.
- the processing conditions related to the modeling material M may include processing conditions related to the position of the above-mentioned material control point MCP where the modeling material M is concentrated as the processing conditions related to the supply of the modeling material M.
- the processing conditions related to the position of the material control point MCP may include processing conditions related to the relative positional relationship between the position of the material control point MCP and at least one of the modeling surface MS and the material irradiation surface ES in the traveling direction (Z-axis direction) of the processing light EL.
- the relative positional relationship between at least one of the modeling surface MS and the material irradiation surface ES and the position of the material control point MCP in the traveling direction (Z-axis direction) of the processing light EL may refer to the distance between at least one of the modeling surface MS and the material irradiation surface ES and the position of the material control point MCP in the traveling direction (Z-axis direction) of the processing light EL.
- the processing conditions may include processing conditions related to the structural layer SL to be formed.
- the processing conditions related to the structural layer SL may include processing conditions related to the thickness of the structural layer SL (the layering pitch of multiple structural layers SL).
- the processing conditions may include processing conditions related to the processing unit area PUA.
- the machining conditions for the machining unit area PUA may include machining conditions for the overlap rate of the machining unit area PUA.
- the overlap rate of the machining unit area PUA may mean the overlap rate between a machining unit area PUA that moves along one movement trajectory extending in one direction at one timing, and a machining unit area PUA that moves along another movement trajectory extending in one direction adjacent to the one movement trajectory at another timing different from the one timing.
- the processing conditions may include processing conditions related to purge gas.
- the processing conditions related to purge gas may include processing conditions related to the supply of purge gas.
- the processing conditions related to purge gas may include processing conditions related to the supply amount of purge gas (the amount of purge gas supplied to the chamber space 63 IN per unit time, i.e., gas flow rate) as processing conditions related to the supply of purge gas.
- the condition display operation for displaying such processing conditions may be mainly performed by the control unit 7.
- the control unit 7 may perform the condition display operation as at least a part of the operation for controlling the operation of the processing system SYS.
- the control unit 7 may perform the condition display operation before the processing system SYS starts a modeling operation.
- the control unit 7 may perform the condition display operation while the processing system SYS is performing a modeling operation.
- the control unit 7 may perform the condition display operation after the processing system SYS has completed the modeling operation.
- Figure 8 is a flowchart showing the flow of the condition display operation performed by the control unit 7.
- Step S11 As shown in FIG. 8 , the arithmetic device 71 of the control unit 7 acquires material selection information (step S11).
- the material selection information includes information related to the user's selection of the type of modeling material M corresponding to the processing conditions to be displayed by the condition display operation.
- the reason for acquiring the material selection information in order to display the processing conditions is as follows:
- the processing conditions of the processing system SYS generally vary depending on the type of modeling material M used by the processing system SYS to form a model.
- the processing conditions of the processing system SYS for forming a certain modeling object using a first type of modeling material M may generally differ from the processing conditions of the processing system SYS for forming the same modeling object using a second type of modeling material M that is different from the first type of modeling material M.
- the processing conditions of the processing system SYS are generally set for each type of modeling material M used to form the model.
- the processing conditions of the processing system SYS are separately set as first processing conditions for forming an object using a first type of modeling material M and second processing conditions for forming an object using a second type of modeling material M.
- the arithmetic device 71 in order to display the processing conditions, the arithmetic device 71 first acquires material selection information related to the selection result of the type of modeling material M that corresponds to the processing conditions to be displayed. In this case, the control unit 7 displays the processing conditions that can be used to form an object using the selected type of modeling material M.
- the computing device 71 may control the display device 75 to display the material selection screen 91 (step S11). Specifically, the computing device 71 may generate display control information for controlling the display device 75 to display the material selection screen 91, and output the generated display control information to the display device 75. As a result, the display device 75 may display the material selection screen 91.
- the material selection screen 91 may be a display screen that the user can operate to select the type of modeling material M.
- the material selection screen 91 may be a display screen that includes a GUI (Graphical User Interface) that the user can operate to select the type of modeling material M.
- the user may select the type of modeling material M using the input device 74 via the material selection screen 91 displayed on the display device 75.
- material selection information regarding the user's selection of the type of modeling material M via the material selection screen 91 displayed on the display device 75 may be input to the input device 74.
- the calculation device 71 may acquire, via the input device 74, material selection information regarding the user's selection of the type of modeling material M via the material selection screen 91 displayed on the display device 75.
- the material selection screen 91 may be a display screen including, for example, multiple buttons corresponding to the main component elements of the modeling material M, allowing the user to select the main component element of the modeling material M.
- the material selection screen 91 may be a display screen including, for example, multiple buttons corresponding to the main component elements of the modeling material M, allowing the user to select the main component element of the modeling material M.
- the material selection screen 91 includes a button 911 that the user can select to select a modeling material M primarily containing nickel, a button 912 that the user can select to select a modeling material M primarily containing iron, a button 913 that the user can select to select a modeling material M primarily containing aluminum, a button 914 that the user can select to select a modeling material M primarily containing titanium, and a button 915 that the user can select to select a modeling material M primarily containing copper.
- the material selection screen 91 may include multiple buttons that the user can select to select multiple types of building materials M containing the same type of element as a primary component.
- the material selection screen 91 may include a button that the user can select to select a building material M of a first type of alloy (e.g., Inconel 625: NI625) containing nickel as a primary component, a button that the user can select to select a building material M of a second type of alloy (e.g., Inconel 718: NI718) containing nickel as a primary component and different from the first type of alloy, and a button that the user can select to select a building material M of a third type of alloy (e.g., Inconel 738: NI738) containing nickel as a primary component and different from the first and second types of alloy.
- These buttons are user-selectable to indirectly specify the ratios of multiple types of metals contained in the alloys that make up the building material M.
- the material selection screen 91 may include a button that the user can select to select a metal building material M and a button that the user can select to select a resin building material M.
- the material selection screen 91 may include a text box that allows the user to directly input the type of building material M.
- the material selection screen 91 may include a text box that allows the user to directly input the type of element that is the main component of the building material M.
- the material selection screen 91 may include a text box that allows the user to directly input the type of element that is contained as the main component of the alloy that constitutes the building material M.
- the material selection screen 91 may include a text box that allows the user to directly input the ratio of elements contained in the alloy that constitutes the building material M.
- the condition selection screen 92 may be a display screen that the user can operate to select the processing conditions to be displayed.
- the condition selection screen 92 may be a display screen that includes a GUI (Graphical User Interface) that the user can operate to select the processing conditions to be displayed.
- the user may select the processing conditions to be displayed using the input device 74 via the condition selection screen 92 displayed on the display device 75.
- condition selection information regarding the results of the user's selection of processing conditions via the condition selection screen 92 displayed on the display device 75 may be input to the input device 74.
- the calculation device 71 may acquire, via the input device 74, condition selection information regarding the results of the user's selection of processing conditions via the condition selection screen 92 displayed on the display device 75.
- the processing conditions that the user can select using the condition selection screen 92 include processing conditions that have already been set. Information regarding processing conditions that have already been set may be stored in the storage device 72. Therefore, the processing conditions that the user can select using the condition selection screen 92 may include processing conditions stored in the storage device 72.
- the condition selection screen 92 may be a display screen that the user can operate to select processing conditions that have already been set (processing conditions stored in the storage device 72) as processing conditions to be displayed by the condition display operation. For example, if multiple processing conditions have already been set, the condition selection screen 92 may be a display screen that the user can operate to select one of the multiple processing conditions that have already been set as the processing condition to be displayed by the condition display operation.
- the processing conditions (already set processing conditions) stored in the storage device 72 may include processing conditions (basic processing conditions) that are set in advance as default processing conditions (basic processing conditions or initial processing conditions).
- the condition selection screen 92 may be a display screen that can be operated by the user to select the preset basic processing conditions as the processing conditions to be displayed by the condition display operation. If multiple basic processing conditions are set in advance, the condition selection screen 92 may be a display screen that can be operated by the user to select one basic processing condition from the multiple preset basic processing conditions as the processing condition to be displayed by the condition display operation.
- the condition selection screen 92 may be a display screen operable by the user to select processing conditions available for forming an object using the forming material M indicated by the material selection information acquired in step S11 (the forming material M selected by the user in step S11) as processing conditions to be displayed by the condition display operation. Therefore, the computing device 71 may generate display control information for controlling the display device 75 to display the condition selection screen 92 based on the material selection information acquired in step S11.
- condition selection screen 92 An example of the condition selection screen 92 is shown in FIG. 10.
- the condition selection screen 92 may include a label 921 indicating the build material M indicated by the material selection information (the build material M selected by the user in step S11).
- FIG. 10 shows an example of the condition selection screen 92 that is displayed after Inconel 625 (NI625) is selected as the build material M in step S11 of FIG. 8.
- the condition selection screen 92 may include a label 921#1 indicating Inconel 625 as the label 921.
- the condition selection screen 92 may include a button 922 that the user can select to select processing conditions that can be used to form an object using the forming material M indicated by the material selection information.
- the condition selection screen 92 may include a button 922 that the user can select to select processing conditions that can be used to form an object using Inconel 625 as the forming material M.
- the condition selection screen 92 includes buttons 922: a button 922#1 that the user can select to select basic processing conditions (processing conditions #1) that can be used to form an object using Inconel 625 as the building material M; a button 922#2 that the user can select to select first custom processing conditions (processing conditions #2) that can be used to form an object using Inconel 625 as the building material M; and a button 922#3 that the user can select to select second custom processing conditions (processing conditions #3) that can be used to form an object using Inconel 625 as the building material M.
- Figure 10 shows an example in which at least three different processing conditions are pre-set as processing conditions that can be used to form an object using Inconel 625 as the building material M.
- Figure 10 shows an example in which the user has selected button 922#2, which the user can select to select the first custom processing conditions (processing conditions #2) that can be used to form an object using Inconel 625 as the forming material M.
- the computing device 71 controls the display device 75 to display the first custom processing conditions (processing conditions #2) that can be used to form an object using Inconel 625 as the forming material M.
- the condition selection screen 92 may further include, in addition to the label 921 indicating the building material M indicated by the material selection information, a label 921 indicating a different type of building material M from the building material M indicated by the material selection information (a different type of building material M from the building material M selected by the user in step S11).
- the condition selection screen 92 includes, as labels 921 indicating a different type of building material M from the building material M indicated by the material selection information, a label 921#2 indicating Inconel 718, which is different from Inconel 625, and a label 921#3 indicating Inconel 738, which is different from Inconel 625.
- a label 921#2 indicating Inconel 718 which is different from Inconel 625
- a label 921#3 indicating Inconel 738 which is different from Inconel 625.
- condition selection screen 92 includes a label 921 indicating a type of forming material M different from the forming material M indicated by the material selection information
- the user may change (update or newly select) the type of forming material M corresponding to the processing conditions to be displayed by selecting, on the condition selection screen 92, the label 921 indicating a type of forming material M different from the forming material M indicated by the material selection information.
- the computing device 71 may control the display device 75 to display the condition selection screen 92 including a button 922 that the user can select to select processing conditions available for forming an object using the newly selected forming material M by selecting the label 921.
- the machining conditions may include multiple types of condition parameters.
- the arithmetic unit 71 may control the display device 75 to display the setting values of the multiple types of condition parameters as machining conditions.
- the arithmetic unit 71 may control the display device 75 to display the setting values of the multiple types of condition parameters corresponding to the machining conditions selected in step S12.
- the arithmetic unit 71 may control the display device 75 to display, as machining conditions, the setting value of a first type of condition parameter, the setting value of a second type of condition parameter different from the first type of condition parameter, and the setting value of a third type of condition parameter different from the first type to the second type of condition parameter.
- the processing conditions may include processing conditions related to the processing light EL.
- the processing conditions may include condition parameters related to the processing light EL as condition parameters.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting values of the condition parameters related to the processing light EL" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions related to the processing light EL may include processing conditions related to the focus position CP of the processing light EL.
- the condition parameters related to the processing light EL may include condition parameters related to the focus position CP of the processing light EL.
- the condition parameters related to the processing light EL may include the focus position CP of the processing light EL.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to the focus position CP of the processing light EL (setting value of the focus position CP of the processing light EL)" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions related to the focus position CP of the processing light EL may include processing conditions related to the relative positional relationship between at least one of the printing surface MS and the material irradiation surface ES in the traveling direction of the processing light EL (Z-axis direction) and the focus position CP of the processing light EL.
- the condition parameters related to the processing light EL may include, as condition parameters related to the focus position CP of the processing light EL, condition parameters related to the relative positional relationship between at least one of the printing surface MS and the material irradiation surface ES in the traveling direction of the processing light EL and the focus position CP of the processing light EL.
- condition parameters related to the processing light EL may include, as condition parameters related to the focus position CP of the processing light EL, the relative positional relationship between at least one of the printing surface MS and the material irradiation surface ES in the traveling direction of the processing light EL and the focus position CP of the processing light EL.
- condition parameters for at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include at least one of the scanning speed of processing light EL#1 by galvanometer mirror 46#1 and the scanning speed of processing light EL#2 by galvanometer mirror 46#2.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to at least one of the scanning speed of processing light EL#1 by galvanometer mirror 46#1 and the scanning speed of processing light EL#2 by galvanometer mirror 46#2 (setting value of at least one of the scanning speed of processing light EL#1 by galvanometer mirror 46#1 and the scanning speed of processing light EL#2 by galvanometer mirror 46#2)" included in the processing conditions selected in step S12.
- condition parameters for at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include at least one of the movement period of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement period of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to at least one of the movement period of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement period of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2 (setting value of at least one of the movement period of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement period of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2)" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions for at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include processing conditions for at least one of the movement stroke of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement stroke of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2.
- the condition parameters for at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include condition parameters for at least one of the movement stroke of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement stroke of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2.
- condition parameters for at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include at least one of the movement stroke of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement stroke of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to at least one of the movement stroke of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement stroke of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2 (setting value of at least one of the movement stroke of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement stroke of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2)" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions for at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include processing conditions for at least one of the movement pattern of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement pattern of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2.
- the condition parameters for at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include condition parameters for at least one of the movement pattern of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement pattern of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2.
- condition parameters for at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 may include at least one of the movement pattern of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement pattern of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to at least one of the movement pattern of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement pattern of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2 (setting value of at least one of the movement pattern of the irradiation area EA#1 by the galvanometer mirror 46#1 and the movement pattern of the irradiation area EA#2 by the galvanometer mirror 46#2)" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions may include processing conditions related to the head drive mechanism 23 provided in the processing system SYS.
- the processing conditions may include condition parameters related to the head drive mechanism 23 as condition parameters.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting values of the condition parameters related to the head drive mechanism 23" included in the processing conditions selected in step S12.
- the machining conditions for the head driving mechanism 23 may include machining conditions related to changes in the relative positional relationship between the machining head 22 and the stage 31 and between the workpiece W placed on the stage 31.
- the condition parameters for the head driving mechanism 23 may include condition parameters related to changes in the relative positional relationship between the machining head 22 and the stage 31 and between the workpiece W by the head driving mechanism 23.
- the condition parameters for the head driving mechanism 23 may include condition parameters related to changes in the relative positional relationship between the machining head 22 and the stage 31 and between the workpiece W by the head driving mechanism 23.
- the machining conditions for the head driving mechanism 23 may include machining conditions related to the relative movement speed (head speed) between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the head driving mechanism 23.
- the condition parameters for the head driving mechanism 23 may include condition parameters related to the relative movement speed between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the head driving mechanism 23.
- the condition parameters for the head driving mechanism 23 may include the relative movement speed between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the head driving mechanism 23.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "set value of the condition parameter related to the relative movement speed between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the head driving mechanism 23 (set value of the relative movement speed between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the head driving mechanism 23)" included in the machining conditions selected in step S12.
- the processing conditions may include processing conditions related to the stage driving mechanism 32 provided in the processing system SYS.
- the processing conditions may include condition parameters related to the stage driving mechanism 32 as condition parameters.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting values of the condition parameters related to the stage driving mechanism 32" included in the processing conditions selected in step S12.
- the machining conditions for the stage driving mechanism 32 may include machining conditions related to changes in the relative positional relationship between the machining head 22 and the stage 31 and the workpiece W placed on the stage 31.
- the condition parameters for the stage driving mechanism 32 may include condition parameters related to changes in the relative positional relationship between the machining head 22 and the stage 31 and the workpiece W by the stage driving mechanism 32.
- the condition parameters for the stage driving mechanism 32 may include condition parameters related to changes in the relative positional relationship between the machining head 22 and the stage 31 and the workpiece W by the stage driving mechanism 32.
- the machining conditions for the stage drive mechanism 32 may include machining conditions related to the relative movement speed (stage speed) between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the stage drive mechanism 32.
- the condition parameters for the stage drive mechanism 32 may include condition parameters related to the relative movement speed between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the stage drive mechanism 32.
- the condition parameters for the stage drive mechanism 32 may include the relative movement speed between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the stage drive mechanism 32.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "set value of the condition parameter related to the relative movement speed between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the stage drive mechanism 32 (set value of the relative movement speed between the machining head 22 and each of the stage 31 and workpiece W by the stage drive mechanism 32)" included in the machining conditions selected in step S12.
- the processing conditions related to the modeling material M may include processing conditions related to the supply of the modeling material M.
- the processing conditions related to the modeling material M may include, as condition parameters, condition parameters related to the supply of the modeling material M.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to the supply of the modeling material M" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions related to the modeling material M may include processing conditions related to the supply amount of modeling material M (the amount of modeling material M supplied from the material nozzle 64 per unit time, i.e., the material supply rate).
- the condition parameters related to the modeling material M may include condition parameters related to the supply amount of modeling material M.
- the condition parameters related to the modeling material M may include the supply amount of modeling material M.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to the supply amount of modeling material M (setting value of the supply amount of modeling material M)" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions for the modeling material M may include processing conditions related to the positions of the above-mentioned material control points MCP where the modeling material M is concentrated.
- the condition parameters for the modeling material M may include condition parameters related to the positions of the material control points MCP.
- the condition parameters for the modeling material M may include the positions of the material control points MCP.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to the position of the material control point MCP (setting value of the position of the material control point MCP)" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions related to the position of the material control point MCP may include processing conditions related to the relative positional relationship between the position of the material control point MCP and at least one of the modeling surface MS and the material irradiation surface ES in the direction of travel of the processing light EL (Z-axis direction).
- the condition parameters related to the modeling material M may include, as condition parameters related to the position of the material control point MCP, condition parameters related to the relative positional relationship between the position of the material control point MCP and at least one of the modeling surface MS and the material irradiation surface ES in the direction of travel of the processing light EL.
- condition parameters related to the modeling material M may include, as condition parameters related to the position of the material control point MCP, the relative positional relationship between the position of the material control point MCP and at least one of the modeling surface MS and the material irradiation surface ES in the direction of travel of the processing light EL.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to the relative positional relationship between at least one of the manufacturing surface MS and the material irradiation surface ES in the traveling direction of the processing light EL and the position of the material control point MCP (setting value of the relative positional relationship between at least one of the manufacturing surface MS and the material irradiation surface ES in the traveling direction of the processing light EL and the position of the material control point MCP)" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions may include processing conditions related to the structural layer SL to be formed.
- the processing conditions may include condition parameters related to the structural layer SL as condition parameters.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting values of the condition parameters related to the structural layer SL" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions for the structural layer SL may include processing conditions for the thickness of the structural layer SL (layer pitch of multiple structural layers SL).
- the processing conditions for the structural layer SL may include, as a condition parameter, a condition parameter for the thickness of the structural layer SL.
- the processing conditions for the structural layer SL may include, as a condition parameter, the thickness of the structural layer SL.
- the computing device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter for the thickness of the structural layer SL (setting value of the thickness of the structural layer SL)" included in the processing conditions selected in step S12.
- the machining conditions may include machining conditions related to the machining unit area PUA.
- the machining conditions may include condition parameters related to the machining unit area PUA as condition parameters.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting values of the condition parameters related to the machining unit area PUA" included in the machining conditions selected in step S12.
- the machining conditions for the machining unit area PUA may include machining conditions related to the overlap rate of the machining unit area PUA.
- the machining conditions for the machining unit area PUA may include, as a condition parameter, a condition parameter related to the overlap rate of the machining unit area PUA.
- the machining conditions for the machining unit area PUA may include, as a condition parameter, the overlap rate of the machining unit area PUA.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to the overlap rate of the machining unit area PUA (setting value of the overlap rate)" included in the machining conditions selected in step S12.
- the machining conditions for the machining unit area PUA may include machining conditions related to bead width.
- the machining conditions for the machining unit area PUA may include a condition parameter related to bead width as a condition parameter.
- the machining conditions for the machining unit area PUA may include bead width as a condition parameter.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to bead width (setting value of bead width)" included in the machining conditions selected in step S12.
- the processing conditions may include processing conditions related to the purge gas.
- the processing conditions may include condition parameters related to the purge gas as condition parameters.
- the computing device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to the purge gas" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions related to the purge gas may include processing conditions related to the supply of the purge gas.
- the processing conditions related to the purge gas may include, as condition parameters, condition parameters related to the supply of the purge gas.
- the computing device 71 may control the display device 75 to display the "setting value of the condition parameter related to the supply of the purge gas" included in the processing conditions selected in step S12.
- the processing conditions related to the purge gas may include processing conditions related to the supply amount of purge gas (the amount of purge gas supplied to the chamber space 63IN per unit time, i.e., gas flow rate).
- the condition parameters related to the purge gas may include condition parameters related to the supply amount of purge gas.
- the condition parameters related to the purge gas may include the supply amount of purge gas.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the "set value of the condition parameter related to the supply amount of purge gas (set value of the supply amount of purge gas)" included in the processing conditions selected in step S12.
- the arithmetic unit 71 may control the display device 75 to display the condition display screen 93 (step S13). Specifically, the arithmetic unit 71 may generate display control information for controlling the display device 75 to display the condition display screen 93. The arithmetic unit 71 may output the generated display control information to the display device 75. As a result, the display device 75 may display the condition display screen 93.
- the condition display screen 93 may be a display screen capable of displaying the processing conditions selected in step S12 (the processing conditions indicated by the condition selection information acquired in step S12).
- the condition display screen 93 may be a display screen capable of displaying the setting values of multiple types of condition parameters corresponding to the processing conditions selected in step S12.
- the condition display screen 93 may include a list display screen 930 that displays a list of setting values for multiple types of condition parameters as numerical values.
- the list display screen 930 displays a list of setting values for multiple types of condition parameters, including a setting value for a condition parameter related to the intensity of processing light EL#1, a setting value for a condition parameter related to the intensity of processing light EL#2, a setting value for a condition parameter related to the scanning speed of processing light EL#1, a setting value for a condition parameter related to the scanning speed of processing light EL#2, a setting value for a condition parameter related to the stage speed (the relative movement speed between the processing head 22, the stage 31, and the workpiece W, respectively, by the stage drive mechanism 32), a setting value for a condition parameter related to the layer pitch (the thickness of the structural layer SL), a setting value for a condition parameter related to the overlap rate of the processing unit area PUA, a setting value
- Information about processing quality may be generated in advance by actually performing a modeling operation to form a model using preset processing conditions. Specifically, information about processing quality may be generated in advance based on the results of an actually performed modeling operation. Alternatively, information about processing quality may be generated in advance by performing a simulation that simulates a modeling operation to form a model using preset processing conditions, in addition to or instead of actually performing a modeling operation. Specifically, information about processing quality may be generated in advance based on the results of the simulation. In either case, information about processing quality is information that can be used to evaluate the processing conditions.
- Information regarding processing quality may be generated by the control unit 7.
- the information regarding processing quality generated by the control unit 7 may be stored in the storage device 72.
- Information regarding processing quality may be generated by an information generating device different from the control unit 7.
- the control unit 7 may acquire the information regarding processing quality generated by the information generating device from the information generating device.
- Information regarding processing quality acquired by the control unit 7 from the information generating device may be stored in the storage device 72.
- processing quality may include processing accuracy.
- Processing accuracy may refer to a parameter that can evaluate processing error (dimensional error), which is the difference between the shape of an object formed using processing conditions and the target shape of the object.
- processing quality is classified into four quality levels, including "excellent,” “good,” “fair,” and “poor.” For example, if the processing error is below the first threshold, the processing quality is classified as "excellent.” If the processing error is above the first threshold and below a second threshold (however, the second threshold is greater than the first threshold), the processing quality is classified as "good.” If the processing error is above the second threshold and below a third threshold (however, the third threshold is greater than the second threshold), the processing quality is classified as "fair.” If the processing error is above the third threshold, the processing quality is classified as “poor.”
- the "third threshold” may be set to a desired value that enables a distinction to be made between a state in which the processing error is so large that it is not recommended as a processing condition to be used for forming a
- the processing quality may include throughput.
- Throughput may refer to a parameter that can evaluate the time required to form an object using processing conditions.
- the throughput is the volume of an object that can be formed per unit time (per hour in the example shown in FIG. 12).
- processing quality may include build density.
- Build density may refer to the density of an object created using processing conditions. The density of an object depends on the voids (voids, such as keyholes or cavities) that occur inside the object. The fewer voids that occur inside the object, the better the processing quality. For this reason, build density can be used as an example of processing quality.
- condition display screen 93 may include a coordinate point display screen 932 that displays, within a multidimensional coordinate system based on the at least two condition parameters, the setting values of at least some of the condition parameters included in the machining conditions selected in step S12.
- the condition display screen 93 may include a coordinate point display screen 932 that displays, within a multidimensional coordinate system based on the at least two condition parameters, the setting values of at least some of the first condition parameters included in the machining conditions selected in step S12.
- the coordinate point display screen 932 may display, within the multidimensional coordinate system, the setting values of at least two condition parameters using coordinate points that correspond to the setting values of the at least two condition parameters.
- the coordinate points that correspond to the setting values of at least two condition parameters included in the machining conditions not selected in step S12 are referred to as "setting coordinate points 9321.”
- a three-dimensional coordinate system is used as the multidimensional coordinate system, in which the intensities of the processing beams EL#1 and EL#2 are assigned to a first axis, the scanning speeds of the processing beams EL#1 and EL#2 are assigned to a second axis perpendicular to the first axis, and the stage speed is assigned to a third axis perpendicular to the first and second axes.
- the coordinate point display screen 932 displays set coordinate points 9321 that indicate, within the three-dimensional coordinate system, the set values of the intensities of the processing beams EL#1 and EL#2, the set values of the scanning speeds of the processing beams EL#1 and EL#2, and the set values of the stage speed.
- the coordinate point display screen 932 displays, within the multidimensional coordinate system, set coordinate points 9321 that correspond to the set values of the intensities of the processing beams EL#1 and EL#2, the set values of the scanning speeds of the processing beams EL#1 and EL#2, and the set value of the stage speed.
- processing conditions are used in which the intensity of processing light EL#1 and the intensity of processing light EL#2 are the same and the scanning speed of processing light EL#1 and the scanning speed of processing light EL#2 are the same.
- the intensities of processing light EL#1 and processing light EL#2 may be different.
- a multidimensional coordinate system including two axes to which the intensities of processing light EL#1 and processing light EL#2 are respectively assigned may be used.
- the scanning speed of processing light EL#1 and the scanning speed of processing light EL#2 may be different.
- a multidimensional coordinate system including two axes to which the scanning speed of processing light EL#1 and the scanning speed of processing light EL#2 are respectively assigned may be used.
- a coordinate point display screen 932 that displays a set coordinate point 9321 corresponding to the set value of the intensity of the processing light EL, the set value of the scanning speed of the processing light EL, and the set value of the stage speed within a three-dimensional coordinate system including three axes to which the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed are respectively assigned, as shown in FIG. 12.
- the coordinate point display screen 932 may also display a set coordinate point 9321 corresponding to the set value of another type of condition parameter different from the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed within a multidimensional coordinate system including axes to which other types of condition parameters different from the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed are assigned.
- the coordinate point display screen 932 may display a recommended condition range 9322, which indicates within a multidimensional coordinate system the range of processing conditions recommended for use in forming the object.
- a three-dimensional coordinate system is used as the multidimensional coordinate system, and therefore the recommended condition range 9322 may indicate within the three-dimensional coordinate system a three-dimensional space indicating the range of processing conditions recommended for use in forming the object.
- the recommended condition range 9322 may indicate within the three-dimensional coordinate system a three-dimensional space indicating the range of setting values for the intensity of the processing light EL recommended for use in forming the object, the range of setting values for the scanning speed of the processing light EL recommended for use in forming the object, and the range of setting values for the stage speed recommended for use in forming the object.
- the recommended condition range 9322 may be generated based on at least one of the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions included in the recommended condition range 9322 and the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions not included in the recommended condition range 9322 (outside the recommended condition range 9322).
- the recommended condition range 9322 may be generated so that the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions included in the recommended condition range 9322 satisfies a predetermined quality standard.
- the recommended condition range 9322 may be generated so that the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions included in the recommended condition range 9322 is higher than the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions not included in the recommended condition range 9322.
- the recommended condition range 9322 may be generated so that the probability that the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions included in the recommended condition range 9322 satisfies the predetermined quality standard is equal to or greater than a predetermined first probability threshold.
- the recommended condition range 9322 may be generated so that the probability that the processing quality will satisfy a predetermined quality standard when a modeling operation is performed using processing conditions included in the recommended condition range 9322 is higher than the probability that the processing quality will satisfy the predetermined quality standard when a modeling operation is performed using processing conditions that are not included in the recommended condition range 9322.
- the recommended condition range 9322 may be generated so that, when a modeling operation is performed using processing conditions included in the recommended condition range 9322, the processing quality will not necessarily satisfy the predetermined quality standard, but the processing quality will satisfy the predetermined quality standard with a certain probability or higher.
- the state in which the processing quality satisfies the specified quality standard may include a state in which the processing accuracy, which is an example of processing quality, is not “poor.”
- the state in which the processing quality satisfies the specified quality standard may include a state in which the processing accuracy, which is an example of processing quality, is "excellent,” “good,” or “acceptable.”
- the state in which the processing quality satisfies the specified quality standard may include a state in which the throughput, which is an example of processing quality, is equal to or greater than a specified throughput threshold.
- the state in which the processing quality satisfies the specified quality standard may include a state in which the modeling density, which is an example of processing quality, is equal to or greater than a specified modeling density threshold.
- the state in which the processing quality satisfies the specified quality standard may include a state in which the processing system SYS is able to model a model.
- a recommended condition range 9322 indicating the range of values recommended as the setting value of at least one of the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed when the material supply rate is set to one rate
- a recommended condition range 9322 indicating the range of values recommended as the setting value of at least one of the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed when the material supply rate is set to another rate
- the user may change (update or newly select) the machining conditions displayed on the condition display screen 93 by selecting the non-selected coordinate point 9323.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the condition display screen 93 that displays the machining conditions corresponding to the non-selected coordinate point 9323 selected by the user.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the condition display screen 93 that displays the machining conditions corresponding to the non-selected coordinate point 9323 selected by the user, instead of the condition display screen 93 that displays the machining conditions selected in step S12 (the machining conditions indicated by the condition selection information acquired in step S12).
- Information regarding material properties may be generated by the control unit 7.
- the information regarding material properties generated by the control unit 7 may be stored in the storage device 72.
- Information regarding material properties may be generated by an information generating device different from the control unit 7.
- the control unit 7 may acquire, from the information generating device, the information regarding material properties generated by the information generating device.
- Information regarding material properties acquired by the control unit 7 from the information generating device may be stored in the storage device 72.
- Information regarding material properties may be stored in the storage device 72 in association with information regarding processing conditions (setting values of multiple types of condition parameters).
- the calculation device 71 may read (acquire) information regarding material properties from the storage device 72.
- information regarding material properties may be input to the calculation device 71 from the storage device 72.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the read (acquired or input) material properties.
- the user may set the processing conditions.
- the user may set the processing conditions via the condition display screen 93.
- the user may set new processing conditions by customizing the processing conditions displayed on the condition display screen 93 using the input device 74.
- the user may set new processing conditions in which the setting value of at least one condition parameter has been changed by the user by using the input device 74 to change (update or input) the setting value of at least one condition parameter included in the processing conditions displayed on the condition display screen 93.
- the user can set the processing conditions relatively easily and in a short time compared to when the user sets the processing conditions from scratch.
- the arithmetic device 71 may acquire, via the input device 74, information regarding the user's operation (input content) on the condition display screen 93 as information indicating the setting value of at least one condition parameter changed by the user.
- information indicating the setting value of at least one condition parameter changed by the user may be input to the arithmetic device 71.
- the arithmetic device 71 may then generate new machining conditions in which the setting value of at least one condition parameter has been changed by the user, and store the generated machining conditions in the storage device 72 as machining conditions newly set by the user.
- the arithmetic device 71 may overwrite existing machining conditions stored in the storage device 72 with new machining conditions in which the setting value of at least one condition parameter has been changed by the user.
- the arithmetic device 71 may overwrite, on the storage device 72, the machining conditions before customization by the user with the machining conditions customized by the user.
- the user may customize the processing conditions via a list display screen 930 included in the condition display screen 93.
- a user-editable text box may be used as a display object that displays the setting value of a condition parameter.
- the user may use the input device 74 to change the setting value of the condition parameter displayed in the text box.
- the calculation device 71 may acquire information related to the setting value of the condition parameter changed by the user as information indicating the setting value of the condition parameter. Thereafter, based on the acquired information, the calculation device 71 may generate new processing conditions in which the setting value of at least one condition parameter has been changed by the user. In this case, the user can directly specify the setting value of the condition parameter.
- the user may customize processing conditions via the coordinate point display screen 932 included in the condition display screen 93.
- the user may use the input device 74 to move the set coordinate point 9321 displayed in the coordinate point display screen 932 within a multidimensional coordinate system.
- the user may use the input device 74 to change the position of the set coordinate point 9321 displayed in the coordinate point display screen 932 within the multidimensional coordinate system.
- the set coordinate point 9321 indicates the setting values of at least two condition parameters
- an input to move the set coordinate point 9321 is equivalent to an input to change the setting values of at least two condition parameters.
- the calculation device 71 may acquire information regarding the position of the set coordinate point 9321 moved by the user as information indicating the setting values of the condition parameters. Then, based on the acquired information, the calculation device 71 may calculate the setting values of the condition parameters corresponding to the moved set coordinate point 9321, thereby generating new processing conditions in which the setting values of at least one condition parameter have been changed by the user. In this case, the user can intuitively specify the setting values of the condition parameters.
- the user may directly specify the position of the setting coordinate point 9321 within the multidimensional coordinate system. That is, the user may use the input device 74 to directly specify a desired position within the multidimensional coordinate system as the position of the setting coordinate point 9321. In other words, the user may use the input device 74 to directly place the setting coordinate point 9321 within the multidimensional coordinate system.
- the input specifying the position of the setting coordinate point 9321 is equivalent to an input that changes the setting values of at least two condition parameters.
- the calculation device 71 may control the display device 75 so that the setting value of the condition parameter changed by the user is displayed on the list display screen 930. In other words, the calculation device 71 may control the display device 75 so that the list display screen 930 is updated based on the setting value of the condition parameter changed by the user.
- the calculation device 71 may control the display device 75 so that a setting coordinate point 9321 indicating the setting value of the condition parameter changed by the user is displayed on the coordinate point display screen 932.
- the calculation device 71 may control the display device 75 so that the setting coordinate point 9321 is updated (the coordinate point display screen 932 is updated) based on the setting value of the condition parameter changed by the user.
- the user can intuitively recognize whether the processing conditions changed by the user are included in the recommended condition range 9322 based on the positional relationship between the updated setting coordinate point 9321 and the recommended condition range 9322.
- the user can relatively easily change (set) the processing conditions so that the processing conditions changed by the user are included in the recommended condition range 9322.
- the user can relatively easily change (set) the processing conditions so that the processing conditions changed by the user become the processing conditions recommended for use in forming a model.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to update the coordinate point display screen 933 based on the setting values of the condition parameters changed by the user.
- Figures 14 to 16 show an example in which the user changes the setting values of condition parameters (intensity of the processing light EL, scanning speed of the processing light EL, and stage speed) assigned to the axes of the multidimensional coordinate system on the coordinate point display screen 932.
- condition parameters intensity of the processing light EL, scanning speed of the processing light EL, and stage speed
- the user may also change the setting values of condition parameters that are not assigned to the axes of the multidimensional coordinate system on the coordinate point display screen 932.
- Figure 17 shows an example in which the user changes the setting value of the material supply rate via the list display screen 930.
- the condition display screen 93 may include a button 936 that the user can select to set the setting value of the material supply rate to a predetermined fixed value.
- the condition display screen 93 includes a button 936 that the user can select to set the setting value of the material supply rate to 5 g/min, a button 936 that the user can select to set the setting value of the material supply rate to 10 g/min, and a button 936 that the user can select to set the setting value of the material supply rate to 15 g/min.
- the user can easily set the setting value of the material supply rate by selecting the button 936.
- the condition display screen 93 may also include a button 936 that the user can select to set the setting value of a condition parameter other than the material supply rate to a predetermined value.
- the arithmetic device 71 does not need to update the set coordinate point 9321 based on the setting value of the condition parameter changed by the user. Specifically, even when the setting value of a condition parameter that is not assigned to an axis of the multidimensional coordinate system on the coordinate point display screen 932 is changed, if the setting value of a condition parameter assigned to an axis of the multidimensional coordinate system has not been changed, the arithmetic device 71 does not need to update the set coordinate point 9321 based on the setting value of the condition parameter changed by the user.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to update the recommended condition range 9322 displayed on the coordinate point display screen 932 based on the setting value of the condition parameter changed by the user, as shown in FIG. 17.
- the recommended condition range 9322 may indicate a range of values recommended as setting values for the condition parameter assigned to an axis of the multidimensional coordinate system when the condition parameter not assigned to an axis of the multidimensional coordinate system is set to a specific setting value.
- the material supply rate is used as a condition parameter that is not assigned to an axis of the multidimensional coordinate system.
- the recommended condition range 9322 indicates a range of values recommended as setting values for the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed when the material supply rate is set to a specific setting value.
- a first recommended condition range 9322 indicating a range of values recommended for at least one of the setting values of the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed when the material supply rate is set to one rate
- another recommended condition range 9322 indicating a range of values recommended for at least one of the setting values of the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed when the material supply rate is set to another rate
- the calculation device 71 may control the display device 75 to change the recommended condition range 9322 displayed on the coordinate point display screen 932 from the first recommended condition range 9322 corresponding to the one rate before the change to the second recommended condition range 9322 corresponding to the other rate after the change.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to update the recommended condition range 9332 displayed on the coordinate point display screen 933 based on the setting value of the condition parameter changed by the user, as shown in FIG. 17.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to update the recommended condition range 9342 displayed on the quality display screen 934 based on the setting value of the condition parameter changed by the user, as shown in FIG. 17.
- the arithmetic device 71 may automatically change (update or customize) the setting values of the condition parameters that the user has not changed based on the setting values of the condition parameters that the user has changed. For example, if the user changes the setting values of at least one of the intensity of the processed light EL, the scanning speed of the processed light EL, and the stage speed, the arithmetic device 71 may automatically change the setting values of at least one other of the intensity of the processed light EL, the scanning speed of the processed light EL, and the stage speed based on the setting values of at least one of the intensity of the processed light EL, the scanning speed of the processed light EL, and the stage speed that the user has changed.
- the arithmetic device 71 may automatically change the setting values of the condition parameters other than the intensity of the processed light EL, the scanning speed of the processed light EL, and the stage speed based on the setting values of at least one of the intensity of the processed light EL, the scanning speed of the processed light EL, and the stage speed that the user has changed.
- the calculation device 71 may automatically change at least one of the setting values of the intensity of the processed light EL, the scanning speed of the processed light EL, and the stage speed, which have not been changed by the user, based on the setting value of the condition parameter other than the intensity of the processed light EL, the scanning speed of the processed light EL, and the stage speed, which have been changed by the user.
- the calculation device 71 may automatically change the setting value of another type of condition parameter other than the intensity of the processed light EL, the scanning speed of the processed light EL, and the stage speed, and which is different from the one type of condition parameter, based on the setting value of the one type of condition parameter changed by the user.
- Figure 18 shows an example in which, when the user changes the setting value of the intensity of the processed light EL, the calculation device 71 automatically changes the setting value of the stage speed, which has not been changed by the user, based on the setting value of the intensity of the processed light EL, which has been changed by the user.
- the calculation device 71 may automatically change the setting values of the condition parameters that the user has not changed, based on the setting values of the condition parameters that the user has changed, so that the set coordinate point 9321 is located within the recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may automatically change the setting values of the condition parameters that the user has not changed, based on the setting values of the condition parameters that the user has changed, so that the set coordinate point 9321 approaches the center of the recommended condition range 9322.
- the center of the recommended condition range 9322 may mean the center of gravity of the recommended condition range 9322.
- the arithmetic device 71 may control the display device 75 to update the condition display screen 93, just as when the user automatically changes the setting value of at least one condition parameter.
- the arithmetic device 71 may control the display device 75 so that the setting value of the condition parameter changed by the arithmetic device 71 is displayed on the list display screen 930.
- the arithmetic device 71 may control the display device 75 so that a setting coordinate point 9321 indicating the setting value of the condition parameter changed by the arithmetic device 71 is displayed on the coordinate point display screen 932.
- the arithmetic device 71 may control the display device 75 to update the coordinate point display screen 933 based on the setting value of the condition parameter changed by the arithmetic device 71.
- the arithmetic unit 71 may notify the user that the processing conditions changed by the user fall outside the recommended condition range 9322. In other words, the arithmetic unit 71 may notify the user that the processing conditions changed by the user are not processing conditions that are recommended for use in forming a model.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display a display object 937 on the condition display screen 93 to notify the user that the processing conditions changed by the user are outside the recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may control the display device 75 so that the display mode of the set coordinate point 9321 on the coordinate point display screen 932 when the processing conditions changed by the user are outside the recommended condition range 9322 (see FIG. 19) differs from the display mode of the set coordinate point 9321 when the processing conditions changed by the user are within the recommended condition range 9322 (see FIG. 14).
- the display mode may include at least one of the shape of the coordinate point, the display pattern of the coordinate point, the display color, and the brightness.
- the calculation device 71 may control the output device 73, which can function as a speaker, to output (emit) a sound (alarm sound) to notify the user that the processing conditions changed by the user have fallen outside the recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may generate a control signal that controls the speaker to output an alarm sound to notify the user that the processing conditions changed by the user have fallen outside the recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may output the generated control signal to the output device 73 via the data bus 76.
- the output device 73 may output an alarm sound based on the control signal generated by the calculation device 71.
- the user may change the processing conditions again so that the processing conditions are within the recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may automatically change the machining conditions so that the machining conditions fall within the recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may automatically change the setting values of condition parameters that have not been changed by the user so that the machining conditions fall within the recommended condition range 9322, without changing the setting values of condition parameters that have been changed by the user.
- the setting values of condition parameters that have been changed by the user are included in the machining conditions that the calculation device 71 automatically changed.
- the machining conditions automatically changed by the calculation device 71 reflect the wishes of the user who changed the setting values of the condition parameters.
- the calculation device 71 may also automatically change the setting values of condition parameters that have been changed by the user.
- the calculation device 71 may automatically change the setting values of condition parameters that have not been changed by the user and that are not assigned to axes of the multidimensional coordinate system on the coordinate point display screen 932.
- the calculation device 71 may automatically change the setting values of condition parameters that have not been changed by the user and that are different from the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed.
- the arithmetic device 71 may control the display device 75 so that the processing quality calculated by the arithmetic device 71 is displayed on the condition display screen 93. In other words, the arithmetic device 71 may control the display device 75 so that the condition display screen 93 is updated based on the processing quality calculated by the arithmetic device 71.
- FIG. 21 shows an example in which the user changes the intensity of the processing light EL.
- the arithmetic device 71 may control the display device 75 so that the processing quality calculated by the arithmetic device 71 is displayed on the quality display screen 931 as the processing quality that would be achieved if a model were formed using the processing conditions changed by the user.
- the user has set the processing conditions by directly changing the processing conditions.
- the user may set the processing conditions by specifying the processing quality desired by the user.
- the user may use the input device 74 to input information regarding the processing quality desired by the user to the calculation device 71 via the condition display screen 93.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display a blank condition display screen 93 in which setting values for multiple types of condition parameters included in the processing conditions have not been entered. In this case, the user may set new processing conditions from scratch via the blank condition display screen 93.
- the user may use the input device 74 to set new machining conditions from scratch by entering setting values into input boxes (text boxes) for entering setting values for multiple types of condition parameters in the list display screen 930 displayed on the blank condition display screen 93.
- the calculation device 71 may acquire the setting values for the multiple types of condition parameters entered by the user.
- information directly indicating the setting values for the multiple types of condition parameters may be input to the calculation device 71.
- the calculation device 71 may then generate new machining conditions in which the setting values for the multiple types of condition parameters have been entered by the user.
- the user may use the input device 74 to specify a desired position in the multidimensional coordinate system in the coordinate point display screen 932 displayed on the blank condition display screen 93, or to move an object placed in the multidimensional coordinate system in the coordinate point display screen 932 displayed on the condition display screen 93 and specify a new position, thereby setting new machining conditions from scratch that correspond to the coordinate point of the specified position.
- the operation of specifying a desired position in the multidimensional coordinate system is equivalent to the operation of placing a set coordinate point 9321 in the multidimensional coordinate system.
- the calculation device 71 may acquire information regarding the position specified by the user in the multidimensional coordinate system (the position where the user placed the set coordinate point 9321 in the multidimensional coordinate system).
- information regarding the position specified by the user in the multidimensional coordinate system may be input to the calculation device 71 as information indirectly indicating the setting values of multiple types of condition parameters. More specifically, by specifying a position in the multidimensional coordinate system displayed on the coordinate point display screen 932 using the input device 74, the numerical values of the condition parameters assigned to each axis of the multidimensional coordinate system corresponding to this position may be input to the calculation device 71. The calculation device 71 may then identify the coordinate point of the position specified by the user and generate machining conditions corresponding to the identified coordinate point.
- the arithmetic unit 71 may, based on the newly set processing conditions, update the recommended condition range 9322. Specifically, when new processing conditions that can be used to form a model using a certain type of modeling material M are set in a situation in which condition parameters different from the condition parameters assigned to the axes of the multidimensional coordinate system on the coordinate point display screen 932 are set to a certain set value, the arithmetic unit 71 may update the recommended condition range 9322, which indicates a range of values recommended as set values for the condition parameters assigned to the axes of the multidimensional coordinate system on the coordinate point display screen 932 in a situation in which the condition parameters different from the condition parameters assigned to the axes of the multidimensional coordinate system on the coordinate point display screen 932 are set to the same set value, and which corresponds to the same type of modeling material M.
- the calculation device 71 may update the recommended condition range 9322, which indicates the range of values recommended as the setting values for the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed when forming a model using the same Inconel 625 as the forming material M in a situation where condition parameters other than the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed are set to the same single set value.
- the calculation device 71 may calculate the processing quality when an object is formed using the newly set processing conditions. Note that the operation of calculating the processing quality when an object is formed using the newly set processing conditions has already been explained in the condition operation setting operation described above, so an explanation of this will be omitted here.
- the calculation device 71 may update the recommended condition range 9322 based on the newly set processing conditions and the processing quality of the newly set processing conditions. For example, if the newly set processing conditions are processing conditions whose processing quality meets the desired quality standard, the calculation device 71 may update the recommended condition range 9322 so that the newly set processing conditions are included in the updated recommended condition range 9322. For example, if the newly set processing conditions are processing conditions whose processing quality does not meet the desired quality standard, the calculation device 71 may update the recommended condition range 9322 so that the newly set processing conditions are not included in the updated recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may plot coordinate points corresponding to newly set machining conditions in the multidimensional coordinate system of the coordinate point display screen 932, as shown in FIG. 25.
- the calculation device 71 may plot coordinate points corresponding to the newly set machining conditions as recommended coordinate points 9324 in the multidimensional coordinate system of the coordinate point display screen 932. Note that even if the newly set machining conditions are machining conditions whose machining quality does not meet the desired quality standards, the calculation device 71 may plot coordinate points corresponding to the newly set machining conditions as non-recommended coordinate points 9325 in the multidimensional coordinate system of the coordinate point display screen 932.
- the calculation device 71 may plot coordinate points corresponding to machining conditions that have already been set in the multidimensional coordinate system of the coordinate point display screen 932.
- the computing device 71 may plot recommended coordinate points 9234 that have already been set and correspond to machining conditions whose machining quality satisfies the desired quality standard within the multidimensional coordinate system of the coordinate point display screen 932.
- the computing device 71 does not need to control the display device 75 to display the multidimensional coordinate system on which the additional coordinate points 9326 are plotted.
- the computing device 71 may perform processing within the computing device 71 to plot the additional coordinate points 9326, etc. within the multidimensional coordinate system. Thereafter, the computing device 71 may set the range enclosed by lines connecting at least three recommended coordinate points 9324 as the updated recommended condition range 9322.
- the control unit 7 can display the condition display screen 93 including the machining conditions selected by the user (or the machining conditions set by the user) by performing a condition display operation.
- the control unit 7 can display the condition display screen 93 including the setting coordinate points 9321 that indicate the setting values of at least two condition parameters that are at least some of the multiple types of condition parameters included in the machining conditions within a multidimensional coordinate system. This allows the user to intuitively or visually recognize the machining conditions.
- control unit 7 can display a condition display screen 93 that includes a recommended condition range 9322 along with the set coordinate point 9321. This allows the user to intuitively or visually recognize whether the processing conditions selected by the user are recommended for use in forming the object.
- condition display screen 93 which includes the setting coordinate point 9321. This allows the user to intuitively or visually check the processing conditions they have set and set appropriate processing conditions.
- the multiple types of condition parameters set by the user to set processing conditions are not necessarily all independent variables.
- the user may need to change a second type of condition parameter that is different from the first type of condition parameter in accordance with the change to the first type of condition parameter.
- the user can set multiple types of condition parameters while visually recognizing the setting coordinate points 9321 that indicate the multiple types of condition parameters set by the user within a multidimensional coordinate system. Therefore, the user can set multiple types of condition parameters more easily than if the user were to individually set multiple types of condition parameters without recognizing the setting coordinate points 9321.
- the user can intuitively or visually recognize whether the processing conditions including the multiple types of condition parameters set by the user are recommended for forming a model by recognizing the position of the set coordinate point 9321 relative to the recommended condition range 9322. This allows the user to easily set multiple types of condition parameters so that the processing conditions including the multiple types of condition parameters become the recommended processing conditions.
- a process window that indicates the range of optimal process conditions is sometimes used.
- the process window used in the technical field of semiconductor manufacturing, etc. is simply used to visually grasp the range of optimal process conditions.
- the process window used in the technical field of semiconductor manufacturing, etc. is not displayed with coordinate points indicating the process conditions currently set by the user, with the aim of allowing the user to set process conditions.
- the process window used in the technical field of semiconductor manufacturing, etc. is not displayed with coordinate points indicating the process conditions currently set by the user, with the aim of allowing the user to set process conditions whose optimal conditions change depending on the semiconductor manufacturing environment, etc.
- the technical concept of displaying the setting coordinate points 9321 together with the recommended condition range 9322 is significantly different from the technical concept of conventional process windows.
- processing unit areas PUA#1 and PUA#2 are scanned with processing beams EL#1 and EL#2 by the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2, respectively, the amount of energy transmitted from processing beams EL#1 and EL#2 to processing unit areas PUA#1 and PUA#2 per unit time and/or per unit area is reduced, as described above. Therefore, as also described above, there is room to increase the intensity of processing beams EL#1 and EL#2.
- the recommended condition range 9322 which indicates the range of values recommended as the setting value for the intensity of processing beams EL#1 and EL#2. This makes it easier for the user to set processing conditions that fall within the recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may control the display device 75 so that the recommended condition range 9322 displayed on the coordinate point display screen 932 is subdivided into a plurality of different partial condition ranges 9327.
- Fig. 26 shows an example in which the recommended condition range 9322 is subdivided into two partial condition ranges 9327 (partial condition ranges 9327#1 and 9327#2).
- the recommended condition range 9322 may be subdivided into multiple partial condition ranges 9327 so as to satisfy the subdivision criterion that "the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions included in one partial condition range 9327 of the multiple partial condition ranges 9327 is different from the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions included in another partial condition range 9327 that is different from the one partial condition range 9327 of the multiple partial condition ranges 9327.”
- the recommended condition range 9322 may be subdivided into multiple partial condition ranges 9327 so as to satisfy the subdivision criterion that "the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions included in one partial condition range 9327 is better than the processing quality when a modeling operation is performed using processing conditions included in the other partial condition ranges 9327.”
- the better the processing quality when a modeling operation is performed using a processing condition the more recommended that processing condition is for performing the modeling operation. Therefore, the subdivision criterion that "the processing quality when a modeling operation is performed using a processing condition included in one partial condition range 9327 is better than the processing quality when a modeling operation is performed using a processing condition included in another partial condition range 9327" is equivalent to the subdivision criterion that "the processing condition included in one partial condition range 9327 is more recommended as a processing condition to be used for performing a modeling operation than the processing condition included in the other partial condition range 9327.”
- the recommended condition range 9322 may be subdivided into partial condition ranges 9327#1 and 9327#2 so as to satisfy the subdivision criterion that "the processing quality when a printing operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#1, which is an example of one partial condition range 9327, is different from the processing quality when a printing operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#2, which is an example of another partial condition range 9327.”
- the recommended condition range 9322 may be subdivided into partial condition ranges 9327#1 and 9327#2 so as to satisfy the subdivision criterion that "the processing quality when a printing operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#1 is better than the processing quality when a printing operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#2.”
- the recommended condition range 9322 may be subdivided into partial condition ranges 9327#1 and 9327#2 so as to satisfy the subdivision criterion that "the processing
- the subdivision criteria may include a first subdivision criterion related to processing accuracy, which is an example of processing quality.
- the subdivision criteria may include a second subdivision criterion related to throughput, which is an example of processing quality.
- the subdivision criteria may include a third subdivision criterion related to build density, which is an example of processing quality.
- the recommended condition range 9322 may be subdivided into multiple partial condition ranges 9327 so that at least one of the first to third subdivision criteria is satisfied.
- the first to third subdivision criteria will be further explained using an example in which the recommended condition range 9322 is subdivided into two partial condition ranges 9327#1 and 9327#2.
- the first subdivision criterion for processing accuracy may include a criterion that the processing accuracy (first processing accuracy) when a printing operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#1 is better than the processing accuracy (second processing accuracy) when a printing operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#2.
- the state in which "the first processing accuracy is better than the second processing accuracy” may include a state in which "the processing error (printing error) when a printing operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#1 is smaller than the processing error (printing error) when a printing operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#2.”
- the first subdivision criterion may include a criterion that the probability that the first processing accuracy will be "excellent,” “good,” or “fair” is higher than the probability that the second processing accuracy will be "excellent,” “good,” or “fair.”
- the first subdivision criterion may include a criterion that the probability that the first machining accuracy will be “unacceptable” is lower than the probability that the second machining accuracy will be “unacceptable.”
- the second subdivision criteria for throughput may include a criterion that the throughput (first throughput) when a modeling operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#1 exceeds the throughput (second throughput) when a modeling operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#2.
- the second subdivision criteria may include a criterion that the probability that the first throughput is equal to or greater than a predetermined throughput threshold is equal to or greater than the probability that the second throughput is equal to or greater than a predetermined throughput threshold.
- the third subdivision criterion for the build density may include a criterion that the build density (first build density) when the build operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#1 exceeds the build density (second build density) when the build operation is performed using processing conditions included in partial condition range 9327#2.
- the third subdivision criterion may include a criterion that the probability that the first build density is equal to or greater than a predetermined build density threshold is equal to the probability that the second build density is equal to or greater than a predetermined build density threshold.
- the build density depends on voids (e.g., keyholes or cavities) that occur inside the built object.
- the third subdivision criterion may include a criterion that the amount of voids (e.g., at least one of the total number and the total volume) generated in an object formed by a modeling operation using the processing conditions included in the partial condition range 9327#1 is smaller than the amount of voids generated in an object formed by a modeling operation using the processing conditions included in the partial condition range 9327#2.
- the amount of voids e.g., at least one of the total number and the total volume
- the third subdivision criterion may include a criterion that the probability that the amount of voids generated in an object formed by a modeling operation using the processing conditions included in the partial condition range 9327#1 will be equal to or less than a predetermined void threshold is higher than the probability that the amount of voids generated in an object formed by a modeling operation using the processing conditions included in the partial condition range 9327#2 will be equal to or less than a predetermined void threshold.
- the user may set the processing conditions so that the processing conditions set by the user (set coordinate point 9321) are included in one of the multiple partial condition ranges 9327.
- the user may set the processing conditions so that the processing conditions set by the user are included in the partial condition range 9327 indicating the range of processing conditions that can achieve the processing quality required by the user.
- the user may set the processing conditions so that the processing conditions set by the user are included in the partial condition range 9327 indicating the range of processing conditions that can achieve the better processing quality (e.g., partial condition range 9327#1 in FIG. 26).
- the user may set the processing conditions so that the processing conditions set by the user are included in the partial condition range 9327 indicating the range of processing conditions that can achieve a compromise processing quality (e.g., partial condition range 9327#2 in FIG. 26).
- the display modes of the multiple partial condition ranges 9327 may differ from each other.
- the display mode of partial condition range 9327#1 may differ from the display mode of partial condition range 9327#2.
- the display mode may include at least one of display color and brightness. In this case, the user can distinguish between the multiple partial condition ranges 9327 relatively easily.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the coordinate point display screen 932 which does not include the recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the coordinate point display screen 932 including the above-mentioned recommended coordinate points 9324 corresponding to processing conditions whose processing quality satisfies the predetermined quality standard.
- the range in which the recommended coordinate points 9324 are distributed is the range in which processing conditions whose processing quality satisfies the predetermined quality standard are distributed.
- the range in which the recommended coordinate points 9324 are distributed relatively frequently is the range in which processing conditions whose processing quality satisfies the predetermined quality standard are distributed.
- the range in which the recommended coordinate points 9324 are distributed relatively densely is the range in which processing conditions whose processing quality satisfies the predetermined quality standard are distributed.
- the user may set processing conditions based on the distribution of the recommended coordinate points 9324. Furthermore, even when the calculation device 71 sets processing conditions (for example, changes the setting value of a condition parameter), the calculation device 71 may set the processing conditions based on the distribution of the recommended coordinate points 9324. Alternatively, the calculation device 71 may identify the recommended condition range 9322 based on the distribution of the recommended coordinate points 9324 and control the display device 75 to display the identified recommended condition range 9322.
- the calculation device 71 may control the display device 75 to display the coordinate point display screen 932 including, in addition to or instead of the recommended coordinate points 9324, the above-mentioned non-recommended coordinate points 9325 corresponding to processing conditions whose processing quality does not satisfy the specified quality standard.
- the range in which the non-recommended coordinate points 9325 are distributed is the range in which processing conditions whose processing quality does not satisfy the specified quality standard are distributed.
- the range in which the non-recommended coordinate points 9325 are distributed relatively frequently is the range in which processing conditions whose processing quality does not satisfy the specified quality standard are distributed.
- the range in which the non-recommended coordinate points 9325 are distributed relatively densely is the range in which processing conditions whose processing quality does not satisfy the specified quality standard are distributed. This is because, in a range where only a small number of non-recommended coordinate points 9325 are distributed, the machining conditions indicated by the small number of non-recommended coordinate points 9325 may coincidentally be machining conditions whose machining quality does not satisfy a predetermined quality standard, whereas in a range where a large number of non-recommended coordinate points 9325 are distributed, the machining conditions indicated by the large number of non-recommended coordinate points 9325 are extremely unlikely to coincidentally be machining conditions whose machining quality does not satisfy a predetermined quality standard.
- the distribution of the non-recommended coordinate points 9325 essentially indicates the recommended condition range 9322. Therefore, even if the recommended condition range 9322 is not displayed, the user can essentially recognize the recommended condition range 9322 by recognizing the distribution of the non-recommended coordinate points 9325. Therefore, the user may set machining conditions based on the distribution of the non-recommended coordinate points 9325. Furthermore, even when the calculation device 71 sets machining conditions (e.g., changes the setting value of a condition parameter), the calculation device 71 may set the machining conditions based on the distribution of the non-recommended coordinate points 9325. Alternatively, the calculation device 71 may identify the recommended condition range 9322 based on the distribution of the non-recommended coordinate points 9325, and control the display device 75 to display the identified recommended condition range 9322.
- machining conditions e.g., changes the setting value of a condition parameter
- condition display screen 93 (coordinate point display screen 932) used to display the processing conditions shows a set coordinate point 9321 corresponding to the set value of the intensity of the processing light EL, the set value of the scanning speed of the processing light EL, and the set value of the stage speed in a three-dimensional coordinate system including three axes to which the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed are respectively assigned.
- the coordinate point display screen 932 may show a set coordinate point 9321 corresponding to the set value of another type of condition parameter other than the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed in a multidimensional coordinate system including axes to which other types of condition parameters other than the intensity of the processing light EL, the scanning speed of the processing light EL, and the stage speed are assigned.
- the coordinate point display screen 932 may display at least a set coordinate point 9321 corresponding to the set value of the focus position CP of the processing light EL within a multidimensional coordinate system including at least an axis to which the focus position CP of the processing light EL is assigned.
- the coordinate point display screen 932 may display at least a set coordinate point 9321 corresponding to the set value of the material supply rate within a multidimensional coordinate system including at least an axis to which the material supply rate is assigned.
- the coordinate point display screen 932 may display at least a set coordinate point 9321 corresponding to the set value of a desired condition parameter within a multidimensional coordinate system including at least an axis to which the desired condition parameter is assigned.
- the list display screen 930 may include a slider (slider bar) 9301 that the user can operate to change the setting value of the condition parameter.
- the user may change the setting value of the condition parameter by operating the slider 9301 using the input device 74.
- the slider 9301 essentially quantitatively indicates the setting value of the condition parameter, the user can intuitively or visually recognize the setting value of the condition parameter.
- the quality display screen 931 may include a slider (slider bar) 9311 that the user can operate to change the processing quality.
- the user may change the processing quality by operating the slider 9311 using the input device 74.
- the slider 9311 essentially quantitatively indicates the processing quality, the user can intuitively or visually recognize the processing quality.
- the machining unit 2 changes the emission direction of the processing light EL using the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2.
- the machining unit 2 may change the emission direction of the processing light EL using an optical system (optical element) other than the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2.
- the machining unit 2 may change the emission direction of the processing light EL using at least one of a polygon mirror and a resonant mirror.
- the machining unit 2 may change the emission direction of the processing light EL using a resonant scanner that resonates a mirror supported at both ends by a pair of torsion bars.
- the machining unit 2 may change the emission direction of the processing light EL using an acousto-optic deflector (AOD).
- AOD acousto-optic deflector
- the processing unit 2 is equipped with multiple galvanometer mirrors (galvanometer mirrors 46#1 and 46#2) to change the emission directions of multiple processing light beams EL, respectively.
- the processing unit 2 may also use a single galvanometer mirror to change the emission directions of multiple processing light beams EL collectively.
- multiple processing light beams EL may be incident on a single galvanometer mirror.
- the processing unit 2 irradiates the workpiece W with multiple processing lights EL (processing lights EL#1 and EL#2).
- the processing unit 2 may irradiate the workpiece W with a single processing light EL.
- the irradiation optical system 41 of the processing unit 2 may be equipped with a single galvanometer mirror (e.g., one X-scanning mirror and one Y-scanning mirror) to change the emission direction of the single processing light EL (and consequently change the irradiation position of the single processing light EL).
- the irradiation optical system 41 of the processing unit 2 may not be equipped with the second optical system 41#2.
- the irradiation optical system 41 of the processing unit 2 may not be equipped with the second optical system 41#2 and the focusing optical system 50.
- the irradiation optical system 41 of the processing unit 2 may be equipped with either one of one X-scanning mirror and one Y-scanning mirror to change the emission direction of the single processing light EL, but may not be equipped with the other of one X-scanning mirror and one Y-scanning mirror.
- control unit 7 controls at least one of the galvanometer mirrors 46#1 and 46#2 so that the irradiation area EA moves within the processing unit area PUA set on the printing surface MS, while controlling at least one of the head driving mechanism 23 and the stage driving mechanism 32 so that the processing unit area PUA moves on the printing surface MS, thereby printing an object on the printing surface MS that extends along the movement direction of the processing unit area PUA on the printing surface MS.
- control unit 7 may also control the processing unit 2 so that an object having a desired shape pattern is printed within the processing unit area PUA.
- the processing unit 2 melts the modeling material M by irradiating the modeling material M with processing light EL.
- the processing unit 2 may melt the modeling material M by irradiating the modeling material M with any energy beam.
- any energy beam include at least one of a charged particle beam and an electromagnetic wave.
- Examples of a charged particle beam include at least one of an electron beam and an ion beam.
- the processing system SYS performs additional processing.
- the processing system SYS may perform removal processing in addition to or instead of additional processing.
- Removal processing may include processing of removing a portion of the workpiece W by irradiating the workpiece W with processing light EL.
- the processing system SYS may perform additional processing on the workpiece W using at least one of processing lights EL#1 and EL#2, and then perform removal processing on the workpiece W that has undergone additional processing using at least one of processing lights EL#1 and EL#2.
- the processing system SYS may perform additional processing on a first portion of the workpiece W using one of processing lights EL#1 and EL#2, while performing removal processing on a second portion of the workpiece W that is different from the first portion using the other of processing lights EL#1 and EL#2.
- the processing system SYS may perform additional processing and removal processing simultaneously.
- the processing system SYS may perform additive processing and removal processing using the same processing light EL.
- the processing system SYS may perform remelt processing in addition to at least one of additive processing and subtractive processing.
- the remelt processing may include processing to reduce the flatness of the surface of the workpiece W (reducing surface roughness, making the surface closer to a flat surface).
- the remelt processing may include processing to reduce the flatness of the surface of the workpiece W (or a shaped object formed on the workpiece W) that has been processed by additive processing or subtractive processing (reducing surface roughness, making the surface closer to a flat surface).
- the processing system SYS may use at least one of processing lights EL#1 and EL#2 to perform at least one of additive processing and subtractive processing on the workpiece W, and then use at least one of processing lights EL#1 and EL#2 to perform remelt processing on the workpiece W (or a shaped object formed on the workpiece W by additive processing) that has been subjected to at least one of additive processing and subtractive processing.
- the processing system SYS may use either processing light EL#1 or EL#2 to perform at least one of additive processing and subtractive processing on a first portion of the workpiece W, while using the other processing light EL#1 or EL#2 to perform remelt processing on a second portion of the workpiece W that is different from the first portion.
- the processing system SYS may perform at least one of additive processing and subtractive processing and remelt processing simultaneously. Note that if the processing system SYS does not need to perform at least one of additive processing and subtractive processing and remelt processing simultaneously, the processing system SYS may use the same processing light EL to perform at least one of additive processing and subtractive processing and remelt processing.
- the above-mentioned processing unit 2 may be attached to a robot (typically an articulated robot).
- the head drive mechanism 23 may be a robot.
- the processing unit 2 (processing head 22) may be attached to a welding robot for welding.
- the processing unit 2 (processing head 22) may be attached to a self-propelled mobile robot.
- the self-propelled mobile robot may include, for example, a self-propelled device such as an AGV (Automatic Guided Vehicle) or an AMR (Autonomous Mobile Robot), and a robot arm provided on the self-propelled device.
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Abstract
加工システムは、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを読み込み実行する演算装置と、演算装置がプログラムを実行した結果を出力可能な出力装置と、出力装置の出力に基づき、物体に造形材料を溶融させ、物体に造形物を造形する付加加工を行う加工装置とを備える。演算装置は、加工装置の加工条件として複数種類の条件パラメータにそれぞれの設定値が入力され、設定値に対応する設定座標点を複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に示した表示制御情報を生成する。
Description
本発明は、例えば、物体を加工可能な加工装置を備える加工システム、並びに、加工装置を制御可能な制御装置、制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体の技術分野に関する。
物体を加工する加工システムの一例が、特許文献1に記載されている。このような加工システムの技術的課題の一つとして、加工装置の加工条件を適切に設定することがあげられる。
第1の態様によれば、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを読み込み実行する演算装置と、前記演算装置が前記コンピュータプログラムを実行した結果を出力可能な出力装置と、前記出力装置の出力に基づき、物体に造形材料を溶融させ、前記物体に造形物を造形する付加加工を行う加工装置と、を備える加工システムであって、前記演算装置は、前記加工装置の加工条件として複数種類の条件パラメータにそれぞれの設定値が入力され、前記設定値に対応する設定座標点を前記複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に示した表示制御情報を生成する加工システムが提供される。
第2の態様によれば、加工装置の加工条件として複数種類の条件パラメータにそれぞれ設定されている複数の設定値が入力され、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを読み込み、実行することで、前記設定値に対応する設定座標点を前記複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に示す表示制御情報を生成し、出力する演算装置を有する制御装置が提供される。
第3の態様によれば、物体を加工可能な加工装置を制御する制御方法であって、前記加工装置の加工条件に対応する複数種類の条件パラメータにそれぞれの設定値を取得することと、前記複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に前記設定値に対応する設定座標点を示す表示制御情報を生成することとを含む制御方法が提供される。
第4の態様によれば、物体を加工可能な加工装置を制御するコンピュータに、前記加工装置の加工条件に対応する複数種類の条件パラメータにそれぞれの設定値を取得させ、前記複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に前記設定値に対応する設定座標点を示す表示制御情報を生成させるコンピュータプログラムが提供される。
第5の態様によれば、第4の態様によって提供されるコンピュータプログラムが記録された記録媒体が提供される。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための形態から明らかにされる。
以下、図面を参照しながら、レーザ肉盛溶接法(LMD:Laser Metal Deposition)に基づく付加加工(付加造形)を行う加工システムSYSについて説明する。レーザ肉盛溶接法に基づく付加加工は、ワークWに供給した造形材料Mを加工光EL(光の形態を有するエネルギービーム)で溶融することで、ワークWと一体化された又はワークWから分離可能な三次元構造物ST(造形物)を造形する付加加工である。
つまり、加工システムSYSは、積層加工技術を用いて物体を加工する3Dプリンタであるとも言える。尚、積層加工技術は、ラピッドプロトタイピング(Rapid Prototyping)、ラピッドマニュファクチャリング(Rapid Manufacturing)、又は、アディティブマニュファクチャリング(Additive Manufacturing)とも称されてもよい。尚、レーザ肉盛溶接法(LMD)は、DED(Directed Energy Deposition)と称されてもよい。
また、以下の説明では、互いに直交するX軸、Y軸及びZ軸から定義されるXYZ直交座標系を用いて、加工システムSYSを構成する各種構成要素の位置関係について説明する。尚、以下の説明では、説明の便宜上、X軸方向及びY軸方向のそれぞれが水平方向(水平面内の所定方向)であり、Z軸方向が鉛直方向(水平面に直交する方向であり、実質的には上下方向)であるものとする。また、X軸、Y軸及びZ軸周りの回転方向(傾斜方向)を、それぞれ、θX方向、θY方向及びθZ方向と称する。ここで、Z軸方向を重力方向としてもよい。また、XY平面を水平方向としてもよい。
(1)加工システムSYSの構成
(1-1)加工システムSYSの全体構成
初めに、図1と図2を参照しながら、本実施形態の加工システムSYSの構成について説明する。図1は、本実施形態の加工システムSYSの構成を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態の加工システムSYSの構成を示すブロック図である。
(1-1)加工システムSYSの全体構成
初めに、図1と図2を参照しながら、本実施形態の加工システムSYSの構成について説明する。図1は、本実施形態の加工システムSYSの構成を模式的に示す断面図である。図2は、本実施形態の加工システムSYSの構成を示すブロック図である。
加工システムSYSは、ワーク(被加工物)Wを載置するステージユニット3と、ワークWに付加加工を行う加工ユニット2と、ステージユニット3と加工ユニット2を制御する制御ユニット7(制御装置)と、を備える。
(1-2)ステージユニット3の構成
ステージユニット3は、ステージ31と、ステージ駆動機構32とを備えている。ステージ31は、加工システムSYSのチャンバ8内部の造形空間に配置され、ワークWが載置される。このため、ステージ31は、載置装置と称されてもよい。具体的には、ステージ31の一の表面(例えば、+Z側を向いた上面)であるステージ載置面311には、ワークWが載置される。ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを支持可能である。ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを保持可能としていてもよい。この場合、ステージ31は、ワークWを保持するために、機械的なチャック、静電チャック及び真空吸着チャック等の少なくとも一つを備えていてもよい。或いは、ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを保持可能でなくてもよい。この場合、ワークWは、クランプレスでステージ31に載置されていてもよい。また、ワークWは、保持具に取り付けられていてもよく、ワークWが取り付けられた保持具がステージ31に載置されていてもよい。なお保持具は、治具(jig)、ホルダー(holder)、保持部材、取付部材、固定部材(holding member、mounting member)又はクランプと称されてもよい。
ステージユニット3は、ステージ31と、ステージ駆動機構32とを備えている。ステージ31は、加工システムSYSのチャンバ8内部の造形空間に配置され、ワークWが載置される。このため、ステージ31は、載置装置と称されてもよい。具体的には、ステージ31の一の表面(例えば、+Z側を向いた上面)であるステージ載置面311には、ワークWが載置される。ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを支持可能である。ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを保持可能としていてもよい。この場合、ステージ31は、ワークWを保持するために、機械的なチャック、静電チャック及び真空吸着チャック等の少なくとも一つを備えていてもよい。或いは、ステージ31は、ステージ31に載置されたワークWを保持可能でなくてもよい。この場合、ワークWは、クランプレスでステージ31に載置されていてもよい。また、ワークWは、保持具に取り付けられていてもよく、ワークWが取り付けられた保持具がステージ31に載置されていてもよい。なお保持具は、治具(jig)、ホルダー(holder)、保持部材、取付部材、固定部材(holding member、mounting member)又はクランプと称されてもよい。
なお本実施例に係る加工システムSYSでは、ワークWに対して付加加工を行い、ワークWと一体化された三次元構造物ST(造形物)を形成する。ワークWは、物体、つまり三次元構造物であり、加工システムSYSが造形した別の三次元構造物、つまり既存造形物であってもよい。さらにワークWに対して一体的に造形された三次元構造物STは、造形後、ワークWと分離可能としてもよい。加えて本実施例に係る加工システムSYSでは、ステージ31に載置された、ワークW(物体、ST)に対して付加加工に行ったが、これに限らず、ステージ31をワークWとしてステージ31に対して付加加工を行ってもよい。
なおワークWは、後述する造形材料Mと同様に、所定強度以上の加工光ELの照射によって溶融可能な材料で構成されていてもよく、造形材料Mと同一であってもよいし、異なっていてもよい。ワークWの材料として、例えば、金属性の材料及び樹脂性の材料の少なくとも一方が使用可能である。金属性の材料の一例として、銅を含む材料、タングステンを含む材料、及び、ステンレスを含む材料の少なくとも一つがあげられる。但し、ワークWの材料として、金属性の材料及び樹脂性の材料とは異なるその他の材料が用いられてもよい。
ステージ駆動機構32は、ステージ31を移動可能とするモータなどを含む駆動機構である。ステージ駆動機構32がステージ31を移動させると、加工ヘッド22(加工ヘッド22が備える集光光学系50)と、ステージ31(ステージ31に載置されたワークW)と、の間の相対的な位置関係が変わる。このため、ステージ駆動機構32は、ステージ31及びワークWのそれぞれと集光光学系50との間の相対的な位置関係を変更可能な位置変更装置(駆動装置)として機能する。ステージ駆動機構32は、例えば、X軸、Y軸、Z軸、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿ってステージ31を移動可能とされている。
(1-3)加工ユニット2の構成
加工ユニット2は、加工光ELをワークWに照射する照射ユニット4と、ワークWに付加加工するための造形材料を供給する材料供給ユニット6と、ヘッド駆動機構23と、を備える。
加工ユニット2は、加工光ELをワークWに照射する照射ユニット4と、ワークWに付加加工するための造形材料を供給する材料供給ユニット6と、ヘッド駆動機構23と、を備える。
(1-3―1)材料供給ユニット6の構成
材料供給ユニット6は、材料供給装置61と、気体供給装置62と、混合装置63と、材料ノズル64と、を備えている。材料供給装置61は、粉体の造形材料Mを供給可能な装置である。造形材料Mは、粉体に限らず、ワイヤ状の造形材料やガス状の造形材料を用いてもよい。造形材料Mは、所定強度以上の加工光ELの照射によって溶融可能な材料である。このような造形材料Mとして、例えば、金属性の材料及び樹脂性の材料の少なくとも一方が使用可能である。金属性の材料の一例として、銅を含む材料、タングステンを含む材料、及び、ステンレスを含む材料の少なくとも一つがあげられる。但し、造形材料Mとして、金属性の材料及び樹脂性の材料とは異なる、その他の材料が用いられてもよい。
材料供給ユニット6は、材料供給装置61と、気体供給装置62と、混合装置63と、材料ノズル64と、を備えている。材料供給装置61は、粉体の造形材料Mを供給可能な装置である。造形材料Mは、粉体に限らず、ワイヤ状の造形材料やガス状の造形材料を用いてもよい。造形材料Mは、所定強度以上の加工光ELの照射によって溶融可能な材料である。このような造形材料Mとして、例えば、金属性の材料及び樹脂性の材料の少なくとも一方が使用可能である。金属性の材料の一例として、銅を含む材料、タングステンを含む材料、及び、ステンレスを含む材料の少なくとも一つがあげられる。但し、造形材料Mとして、金属性の材料及び樹脂性の材料とは異なる、その他の材料が用いられてもよい。
気体供給装置62は、ガス(気体)を供給可能な装置である。混合装置63は、材料供給装置61と気体供給装置62に接続された、材料供給装置61から供給された粉体の造形材料Mと、気体供給装置62から供給されたガスと、を混合する装置である。すなわち気体供給装置62は、混合装置63で混合される、材料供給装置61から供給された粉体の造形材料Mを搬送するための搬送用の気体(圧送ガス)を供給するものである。搬送用の気体として、例えば、チャンバ8内の気体を置き換えるために注入される、窒素やアルゴン等の不活性ガスからなるパージガスが用いられてもよい。気体供給装置62は、不活性ガスが格納されたボンベの他、不活性ガスが窒素ガスである場合には、気体供給装置62は、大気を原料として窒素ガスを発生する窒素ガス発生装置を用いることができる。しかしながら、これに限らず、搬送用の気体として、気体供給装置62とは異なる気体供給装置から供給される気体が用いられてもよい。
材料ノズル64は、加工システムSYSのチャンバ8内部の造形空間に配置され、造形材料Mを供給可能とするものである。より具体的には、材料ノズル64は、混合装置63に接続され、圧送ガスにより搬送された造形材料MをワークWへ射出する(噴射する、噴出する、又は、吹き付ける)。つまり、材料ノズル64は、搬送用の気体と共に造形材料Mを供給する。このため、材料ノズル64は、材料供給部材又は供給装置(材料供給装置)と称されてもよい。
材料ノズル64には、材料供給口641が形成されている。例えば、材料ノズル64の端面640を示す平面図である図3に示すように、材料ノズル64の端面640には、環状の材料供給口641が形成されていてもよい。図3に示す例では、Z軸に交差する面における材料供給口641の外縁の形状は、円形であるが、円形とは異なる形状であってもよい。例えば、Z軸に交差する面における材料供給口641の外縁の形状は、楕円形であってもよいし、多角形であってもよい。また、図3に示す例では、材料ノズル64の端面640には、円環状又は輪帯状のひとつながりの開口部である材料供給口641が形成されている。しかしながら、材料ノズル64の端面640には、円形状、楕円形状又は矩形状など環状の他、円弧状の開口部である材料供給口641が複数形成されていてもよい。
(1-3―2)照射ユニット4の構成
照射ユニット4は、光源ユニット40と、照射装置21と、を備える。光源ユニット40は、エネルギービーム源である光源49を2つ備える。光源49は、例えば、赤外光、可視光及び紫外光のうちの少なくとも一つを、加工光ELとして射出するエネルギービーム源である。但し、加工光ELとして、その他の種類の光が用いられてもよい。加工光ELは、複数のパルス光(複数のパルスビーム)を含んでいてもよい。加工光ELは、レーザ光であってもよい。この場合、光源49は、レーザ光源(例えば、レーザダイオード(LD:Laser Diode)等の半導体レーザ)を含んでいてもよい。レーザ光源としては、ファイバ・レーザ、CO2レーザ、YAGレーザ及びエキシマレーザ等の少なくとも一つが用いられてもよい。但し、加工光ELはレーザ光でなくてもよい。光源49は、任意の光源(例えば、LED(Light Emitting Diode)及び放電ランプ等の少なくとも一つ)を含んでいてもよい。
照射ユニット4は、光源ユニット40と、照射装置21と、を備える。光源ユニット40は、エネルギービーム源である光源49を2つ備える。光源49は、例えば、赤外光、可視光及び紫外光のうちの少なくとも一つを、加工光ELとして射出するエネルギービーム源である。但し、加工光ELとして、その他の種類の光が用いられてもよい。加工光ELは、複数のパルス光(複数のパルスビーム)を含んでいてもよい。加工光ELは、レーザ光であってもよい。この場合、光源49は、レーザ光源(例えば、レーザダイオード(LD:Laser Diode)等の半導体レーザ)を含んでいてもよい。レーザ光源としては、ファイバ・レーザ、CO2レーザ、YAGレーザ及びエキシマレーザ等の少なくとも一つが用いられてもよい。但し、加工光ELはレーザ光でなくてもよい。光源49は、任意の光源(例えば、LED(Light Emitting Diode)及び放電ランプ等の少なくとも一つ)を含んでいてもよい。
なお、光源49#1が射出する加工光EL#1の特性と、光源49#2が射出する加工光EL#2の特性と、は同一であってもよい。例えば、加工光EL#1の波長(典型的には、加工光EL#1の波長帯域において強度が最大となる波長であるピーク波長)と、加工光EL#2の波長(典型的には、ピーク波長)とは、同一であってもよい。例えば、加工光EL#1の波長帯域(典型的には、強度が一定値以上となる波長の範囲)と、加工光EL#2の波長帯域とは、同一であってもよい。例えば、加工光EL#1の強度と、加工光EL#2の強度とは、同一であってもよい。例えば、加工光EL#1に対するワークWの吸収率(或いは、造形面MSが表面となる物体、以下同じ)と、加工光EL#2に対するワークWの吸収率とは、同一であってもよい。特に、加工光EL#1のピーク波長に対するワークWの吸収率と、加工光EL#2のピーク波長に対するワークWの吸収率とは、同一であってもよい。或いは、光源49#1が射出する加工光EL#1の特性と、光源49#2が射出する加工光EL#2の特性とは、異なっていてもよい。例えば、加工光EL#1の波長(典型的には、ピーク波長)と、加工光EL#2の波長(典型的には、ピーク波長)とは、異なっていてもよい。例えば、加工光EL#1の波長帯域と、加工光EL#2の波長帯域とは、異なっていてもよい。例えば、加工光EL#1の強度と、加工光EL#2の強度とは、異なっていてもよい。例えば、加工光EL#1に対するワークWの吸収率と、加工光EL#2に対するワークWの吸収率とは、異なっていてもよい。特に、加工光EL#1のピーク波長に対するワークWの吸収率と、加工光EL#2のピーク波長に対するワークWの吸収率とは、異なっていてもよい。
尚、本実施形態では、加工システムSYS(光源ユニット40)が複数の光源49#1及び42#2を備えている例について説明したが、これに限らず、加工システムSYS(光源ユニット40)が2以上の複数の光源を備えてもよいし、単一の光源を備えていてもよい。例えば、広波長帯域又は複数波長の光を射出(供給)する単一の光源49#1を用いる場合にあっては、射出される光を波長分割することで互いに異なる波長の加工光EL#1と加工光EL#2とを生成したり、射出される光を振幅分割、または偏光分割したりしてもよい。
照射装置21は、加工光ELを射出するための装置である。加工光ELを射出するために、照射装置21は、照射光学系41と、集光光学系50と、を備えている。照射光学系41は、加工光ELを射出するための光学系である。具体的には、照射光学系41は、加工光ELを射出する(生成する)光源49と、光ファイバやライトパイプなどからなる光伝送部材を介して光学的に接続されている。
加工システムSYS、ひいては光源ユニット40は、二つの光源49#1及び42#2を有し、照射装置21、ひいては照射光学系41へ光源49#1及び42#2が入射するようにそれぞれ光伝送部材を介して光学的に接続されている。尚、以下の説明では、光源49#1が生成した“加工光EL#1”と、光源49#2が生成した“加工光EL#2”と、を区別する必要がない場合には、“加工光EL”と称する。
<1>照射装置21の構成
続いて、図4を参照しながら、照射装置21の構成について説明する。図4は、照射装置21の構成を示す図である。
続いて、図4を参照しながら、照射装置21の構成について説明する。図4は、照射装置21の構成を示す図である。
照射装置21は、集光してワークW(造形面MS)に照射する集光光学系50と、光源49#1から入射した加工光EL#1と光源49#2から入射した加工光EL#2を集光光学系50へ入射する照射光学系41と、を備える。照射光学系41は、光源49#1から射出される加工光EL#1が入射する第1光学系41#1と、光源49#2から射出される加工光EL#2が入射する第2光学系41#2と、を備える。以下、第1光学系41#1及び第2光学系41#2について、順に説明する。
<2>第1光学系41#1の構成
第1光学系41#1は、コリメータレンズ42#1と、ビームスプリッタ43#1と、パワーメータ47#1と、ガルバノスキャナ44#1と、を備える。
第1光学系41#1は、コリメータレンズ42#1と、ビームスプリッタ43#1と、パワーメータ47#1と、ガルバノスキャナ44#1と、を備える。
光源49#1から射出される加工光EL#1は、コリメータレンズ42#1に入射する。コリメータレンズ42#1は、コリメータレンズ42#1に入射した加工光EL#1を平行光に変換する。コリメータレンズ42#1が平行光に変換した加工光EL#1は、ビームスプリッタ43#1に入射する。なお本実施例では、ビームスプリッタ43#1は、ガラスなどの透光性材料からなる平行平面基板を用いた。ビームスプリッタ43#1は、ビームスプリッタ43#1に入射する加工光EL#1の光路に対して、斜設されている。ビームスプリッタ43#1に入射した加工光EL#1の一部は、ビームスプリッタ43#1を通過する。ビームスプリッタ43#1に入射した加工光EL#1の他の一部は、ビームスプリッタ43#1によって反射される。このようにビームスプリッタ43#1は、入射した加工光EL#1を分岐させることができるものであればよく、平行平面基板の他、入射した加工光EL#1の一部を反射し、一部を透過するプリズムを用いてもよい。
パワーメータ47#1は、パワーメータ47#1に入射した加工光EL#1の強度を検出可能な装置である。ビームスプリッタ43#1によって反射された加工光EL#1は、パワーメータ47#1に入射する。このため、パワーメータ47#1は、ビームスプリッタ43#1によって反射された加工光EL#1の強度を検出する。ビームスプリッタ43#1が光源49#1とガルバノスキャナ44#1との間における加工光EL#1の光路上に配置されているがゆえに、パワーメータ47#1は、光源49#1とガルバノスキャナ44#1との間における光路を進行する加工光EL#1の強度を検出する。この場合、パワーメータ47#1は、ガルバノスキャナ44#1による加工光EL#1の偏向の影響を受けることなく、加工光EL#1の強度を安定的に検出することができる。但し、パワーメータ47#1の配置位置が、図4に示す例に限定されることはない。例えば、パワーメータ47#1は、ガルバノスキャナ44#1と造形面MSとの間における光路を進行する加工光EL#1の強度を検出してもよい。パワーメータ47#1は、ガルバノスキャナ44#1内における光路を進行する加工光EL#1の強度を検出してもよい。パワーメータ47#1の検出結果は、後述する制御ユニット7に出力される。
なおパワーメータ47#1は、例えば、加工光EL#1を光として検出する受光素子を含んでいてもよい。或いは、加工光EL#1の強度が高くなるほど、加工光EL#1が生成するエネルギ量が多くなる。その結果、加工光EL#1によって発生する熱量が多くなる。このため、パワーメータ47#1は、加工光EL#1を熱として検出することで、加工光EL#1の強度を検出してもよい。この場合、パワーメータ47#1は、加工光EL#1の熱を検出する熱検出素子を含んでいてもよい。
一方で、ビームスプリッタ43#1を通過した加工光EL#1は、ガルバノスキャナ44#1に入射する。ガルバノスキャナ44#1は、フォーカス制御光学系45#1と、ガルバノミラー46#1と、を備え、具体的には、ビームスプリッタ43#1を通過した加工光EL#1は、フォーカス制御光学系45#1に入射する。
フォーカス制御光学系45#1は、加工光EL#1のフォーカス位置CP(以降、“フォーカス位置CP#1”)を変更可能な光学部材である。尚、本実施形態では、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1は、加工光EL#1が集光される集光位置を意味していてもよい。加工光EL#1のフォーカス位置CP#1は、加工光EL#1の照射方向(進行方向)において加工光EL#1が最も収斂している収斂位置を意味していてもよい。
具体的には、フォーカス制御光学系45#1は、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1を、照射装置21から射出される加工光EL#1の照射方向に沿って変更可能である。図4に示す例では、照射装置21から射出される加工光EL#1の照射方向は、Z軸方向が主成分となる方向である。この場合、フォーカス制御光学系45#1は、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1をZ軸方向に沿って変更可能である。また、照射装置21がワークWの上方から加工光ELを造形面MSに照射するがゆえに、加工光EL#1の照射方向は、造形面MS(例えば、ワークW又は構造層SLの表面)に交差する方向である。このため、フォーカス制御光学系45#1は、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1を、造形面MS(例えば、ワークW又は構造層SLの表面)に交差する方向に沿って変更可能である。フォーカス制御光学系45#1は、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1を、照射装置21(より具体的には後述する集光光学系50)の光軸AXの方向に沿って変更可能である。
フォーカス制御光学系45#1は、例えば、加工光EL#1の照射方向に沿って並ぶ複数の光学部材(例えば、複数枚のレンズ)を含んでいてもよい。つまり、フォーカス制御光学系45#1は、例えば、加工光EL#1の照射方向に沿って並ぶ複数の屈折光学部材を含んでいてもよい。この場合、フォーカス制御光学系45#1は、複数の光学部材(屈折光学部材)のうちの少なくとも一つをその光軸方向に沿って動かすことで、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1を変更してもよい。但し、フォーカス制御光学系45#1は、ミラー等の反射光学系部材を備え、当該反射光学部材を動かすことで、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1を変更してもよい。
フォーカス制御光学系45#1が加工光EL#1のフォーカス位置CP#1を変更すると、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1と造形面MSとの間の位置関係が変わる。特に、加工光EL#1の照射方向(Z軸方向)における加工光EL#1のフォーカス位置CP#1と造形面MSとの間の位置関係が変わる。このため、フォーカス制御光学系45#1は、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1を変更することで、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1と造形面MSとの間の位置関係(Z軸方向における位置関係)を変更する。フォーカス制御光学系45#1は、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1を変更することで、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1と造形面MSとの間の距離(Z軸方向における距離)を変更する。
尚、上述したように、ガルバノスキャナ44#1は、フォーカス制御光学系45#1を備えていなくてもよい。この場合であっても、加工光EL#1の照射方向における照射光学系41と造形面MSとの位置関係が変わると、加工光EL#1の照射方向における加工光EL#1のフォーカス位置CP#1と造形面MSとの間の位置関係が変わる。このため、ガルバノスキャナ44#1がフォーカス制御光学系45#1を備えていない場合であっても、加工システムSYSは、加工光EL#1の照射方向における加工光EL#1のフォーカス位置CP#1と造形面MSとの間の位置関係を変更することができる。例えば、加工システムSYSは、ステージ駆動機構32や後述するヘッド駆動機構23を用いて、加工光EL#1の照射方向における加工光EL#1のフォーカス位置CP#1と造形面MSとの間の位置関係を変更してもよい。
フォーカス制御光学系45#1から射出された加工光EL#1は、ガルバノミラー46#1に入射する。ガルバノミラー46#1は、加工光EL#1を偏向することで、ガルバノミラー46#1から射出される加工光EL#1の射出方向を変更する。このため、ガルバノミラー46#1は、偏向光学系と称されてもよい。
ガルバノミラー46#1は、例えば、X走査ミラー46MX#1と、X走査モータ46AX#1と、Y走査ミラー46MY#1と、Y走査モータ46AY#1と、を含む。フォーカス制御光学系45#1から射出された加工光EL#1は、X走査ミラー46MX#1に入射する。X走査ミラー46MX#1は、X走査ミラー46MX#1に入射した加工光EL#1を、Y走査ミラー46MY#1に向けて反射する。Y走査ミラー46MY#1は、Y走査ミラー46MY#1に入射した加工光EL#1を偏向光学系216に向けて反射する。尚、X走査ミラー46MX#1及びY走査ミラー46MY#1のそれぞれが、ガルバノミラーと称されてもよい。
X走査モータ46AX#1は、X走査ミラー46MX#1をY軸に沿った回転軸周りに揺動又は回転可能とされている。つまり、X走査ミラー46MX#1に入射する加工光EL#1の光路に対して、X走査ミラー46MX#1は、角度をX走査モータ46AX#1で変更可能とされ、加工光EL#1の偏向角度が変更可能とされている。このため、X走査ミラー46MX#1は、偏向部材と称されてもよい。この場合、X走査ミラー46MX#1の揺動又は回転により、加工光EL#1は、Y軸と直交する方向(X軸方向)に沿って造形面MSを走査可能とされている。
Y走査モータ46AY#1は、Y走査ミラー46MY#1をX軸に沿った回転軸周りに揺動又は回転可能とされている。つまり、Y走査ミラー46MY#1に入射する加工光EL#1の光路に対して、Y走査ミラー46MY#1の角度が変更可能とされ、加工光EL#1の偏向角度が変更可能とされている。このため、Y走査ミラー46MY#1は、偏向部材と称されてもよい。この場合、Y走査ミラー46MY#1の揺動又は回転により、加工光EL#1は、X軸と直交する方向(Y軸方向)に沿って造形面MSを走査可能とされている。
なお、照射装置21と造形面MSとの位置関係を固定した状態で(変更することなく)、ガルバノミラー46#1が造形面MS上で照射領域EA#1を移動させることができる領域を、加工単位領域PUA#1と称する。つまり、加工単位領域PUA#1は、照射装置21と造形面MSとの位置関係を固定した状態で加工ヘッド22が加工光EL#1を走査させ、照射領域EA#1を移動させることによって付加加工を行うことができる領域(範囲)を示す。言い換えると、加工単位領域PUA#1は、照射装置21と造形面MSとの位置関係を固定した状態でガルバノミラー46#1が造形面MS上で照射領域EA#1を移動することが可能な最大領域である。なお、加工単位領域PUA#1は、造形面MS上において、加工ヘッド22(照射装置21)を基準に定まる位置に位置する仮想的な領域である。
<3>第2光学系41#2の構成
第2光学系41#2は、上述の第1光学系41#1と同様の構成を有する。第2光学系41#2は、コリメータレンズ42#2と、ビームスプリッタ43#2と、パワーメータ47#2と、ガルバノスキャナ44#2と、を備える。
第2光学系41#2は、上述の第1光学系41#1と同様の構成を有する。第2光学系41#2は、コリメータレンズ42#2と、ビームスプリッタ43#2と、パワーメータ47#2と、ガルバノスキャナ44#2と、を備える。
光源49#2から射出される加工光EL#2は、コリメータレンズ42#2に入射する。コリメータレンズ42#2は、コリメータレンズ42#2に入射した加工光EL#2を平行光に変換する。コリメータレンズ42#2が平行光に変換した加工光EL#2は、ビームスプリッタ43#2に入射する。なお本実施例では、ビームスプリッタ43#2は、ガラスなどの透光性材料からなる平行平面基板を用いた。ビームスプリッタ43#2は、ビームスプリッタ43#2に入射する加工光EL#2の光路に対して、斜設されている。ビームスプリッタ43#2に入射した加工光EL#2の一部は、ビームスプリッタ43#2を通過する。ビームスプリッタ43#2に入射した加工光EL#2の他の一部は、ビームスプリッタ43#2によって反射される。このようにビームスプリッタ43#2は、入射した加工光EL#2を分岐させることができるものであればよく、平行平面基板の他、入射した加工光EL#2の一部を反射し、一部を透過するプリズムを用いてもよい。
パワーメータ47#2は、パワーメータ47#2に入射した加工光EL#2の強度を検出可能な装置である。ビームスプリッタ43#2によって反射された加工光EL#2は、パワーメータ47#2に入射する。このため、パワーメータ47#2は、ビームスプリッタ43#2によって反射された加工光EL#2の強度を検出する。ビームスプリッタ43#2が光源49#2とガルバノスキャナ44#2との間における加工光EL#2の光路上に配置されているがゆえに、パワーメータ47#2は、光源49#2とガルバノスキャナ44#2との間における光路を進行する加工光EL#2の強度を検出する。この場合、パワーメータ47#2は、ガルバノスキャナ44#2による加工光EL#2の偏向の影響を受けることなく、加工光EL#2の強度を安定的に検出することができる。但し、パワーメータ47#2の配置位置が、図4に示す例に限定されることはない。例えば、パワーメータ47#2は、ガルバノスキャナ44#2と造形面MSとの間における光路を進行する加工光EL#2の強度を検出してもよい。パワーメータ47#2は、ガルバノスキャナ44#2内における光路を進行する加工光EL#2の強度を検出してもよい。パワーメータ47#2の検出結果は、後述する制御ユニット7に出力される。
なおパワーメータ47#2は、例えば、加工光EL#2を光として検出する受光素子を含んでいてもよい。或いは、加工光EL#2の強度が高くなるほど、加工光EL#2が生成するエネルギ量が多くなる。その結果、加工光EL#2によって発生する熱量が多くなる。このため、パワーメータ47#2は、加工光EL#2を熱として検出することで、加工光EL#2の強度を検出してもよい。この場合、パワーメータ47#2は、加工光EL#2の熱を検出する熱検出素子を含んでいてもよい。
一方で、ビームスプリッタ43#2を通過した加工光EL#2は、ガルバノスキャナ44#2に入射する。ガルバノスキャナ44#2は、フォーカス制御光学系45#2と、ガルバノミラー46#2と、を備え、具体的には、ビームスプリッタ43#2を通過した加工光EL#2は、フォーカス制御光学系45#2に入射する。
フォーカス制御光学系45#2は、加工光EL#2のフォーカス位置CP(以降、“フォーカス位置CP#2”)を変更可能な光学部材である。尚、本実施形態では、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2は、加工光EL#2が集光される集光位置を意味していてもよい。加工光EL#2のフォーカス位置CP#2は、加工光EL#2の照射方向(進行方向)において加工光EL#2が最も収斂している収斂位置を意味していてもよい。
具体的には、フォーカス制御光学系45#2は、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2を、照射装置21から射出される加工光EL#2の照射方向に沿って変更可能である。図4に示す例では、照射装置21から射出される加工光EL#2の照射方向は、Z軸方向が主成分となる方向である。この場合、フォーカス制御光学系45#2は、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2をZ軸方向に沿って変更可能である。また、照射装置21がワークWの上方から加工光ELを造形面MSに照射するがゆえに、加工光EL#2の照射方向は、造形面MS(例えば、ワークW又は構造層SLの表面)に交差する方向である。このため、フォーカス制御光学系45#2は、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2を、造形面MS(例えば、ワークW又は構造層SLの表面)に交差する方向に沿って変更可能である。フォーカス制御光学系45#2は、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2を、照射装置21(より具体的には後述する集光光学系50)の光軸AXの方向に沿って変更可能である。
フォーカス制御光学系45#2は、例えば、加工光EL#2の照射方向に沿って並ぶ複数の光学部材(例えば、複数枚のレンズ)を含んでいてもよい。つまり、フォーカス制御光学系45#2は、例えば、加工光EL#2の照射方向に沿って並ぶ複数の屈折光学部材を含んでいてもよい。この場合、フォーカス制御光学系45#2は、複数の光学部材(屈折光学部材)のうちの少なくとも一つをその光軸方向に沿って動かすことで、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2を変更してもよい。但し、フォーカス制御光学系45#2は、ミラー等の反射光学系部材を備え、当該反射光学部材を動かすことで、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2を変更してもよい。
フォーカス制御光学系45#2が加工光EL#2のフォーカス位置CP#2を変更すると、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2と造形面MSとの間の位置関係が変わる。特に、加工光EL#2の照射方向(Z軸方向)における加工光EL#2のフォーカス位置CP#2と造形面MSとの間の位置関係が変わる。このため、フォーカス制御光学系45#2は、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2を変更することで、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2と造形面MSとの間の位置関係(Z軸方向における位置関係)を変更する。フォーカス制御光学系45#2は、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2を変更することで、加工光EL#2のフォーカス位置CP#2と造形面MSとの間の距離(Z軸方向における距離)を変更する。
尚、上述したように、ガルバノスキャナ44#2は、フォーカス制御光学系45#2を備えていなくてもよい。この場合であっても、加工光EL#2の照射方向における照射光学系41と造形面MSとの位置関係が変わると、加工光EL#2の照射方向における加工光EL#2のフォーカス位置CP#2と造形面MSとの間の位置関係が変わる。このため、ガルバノスキャナ44#2がフォーカス制御光学系45#2を備えていない場合であっても、加工システムSYSは、加工光EL#2の照射方向における加工光EL#2のフォーカス位置CP#2と造形面MSとの間の位置関係を変更することができる。例えば、加工システムSYSは、ステージ駆動機構32や後述するヘッド駆動機構23を用いて、加工光EL#2の照射方向における加工光EL#2のフォーカス位置CP#2と造形面MSとの間の位置関係を変更してもよい。
フォーカス制御光学系45#2から射出された加工光EL#2は、ガルバノミラー46#2に入射する。ガルバノミラー46#2は、加工光EL#2を偏向することで、ガルバノミラー46#2から射出される加工光EL#2の射出方向を変更する。このため、ガルバノミラー46#2は、偏向光学系と称されてもよい。
ガルバノミラー46#2は、例えば、X走査ミラー46MX#2と、X走査モータ46AX#2と、Y走査ミラー46MY#2と、Y走査モータ46AY#2と、を含む。フォーカス制御光学系45#2から射出された加工光EL#2は、X走査ミラー46MX#2に入射する。X走査ミラー46MX#2は、X走査ミラー46MX#2に入射した加工光EL#2を、Y走査ミラー46MY#2に向けて反射する。Y走査ミラー46MY#2は、Y走査ミラー46MY#2に入射した加工光EL#2を偏向光学系216に向けて反射する。尚、X走査ミラー46MX#2及びY走査ミラー46MY#2のそれぞれが、ガルバノミラーと称されてもよい。
X走査モータ46AX#2は、X走査ミラー46MX#2をY軸に沿った回転軸周りに揺動又は回転可能とされている。つまり、X走査ミラー46MX#2に入射する加工光EL#2の光路に対して、X走査ミラー46MX#2は、角度をX走査モータ46AX#2で変更可能とされ、加工光EL#2の偏向角度が変更可能とされている。このため、X走査ミラー46MX#2は、偏向部材と称されてもよい。この場合、X走査ミラー46MX#2の揺動又は回転により、加工光EL#2は、Y軸と直交する方向(X軸方向)に沿って造形面MSを走査可能とされている。
Y走査モータ46AY#2は、Y走査ミラー46MY#2をX軸に沿った回転軸周りに揺動又は回転可能とされている。つまり、Y走査ミラー46MY#2に入射する加工光EL#2の光路に対して、Y走査ミラー46MY#2の角度が変更可能とされ、加工光EL#2の偏向角度が変更可能とされている。このため、Y走査ミラー46MY#2は、偏向部材と称されてもよい。この場合、Y走査ミラー46MY#2の揺動又は回転により、加工光EL#2は、X軸と直交する方向(Y軸方向)に沿って造形面MSを走査可能とされている。
なお、照射装置21と造形面MSとの位置関係を固定した状態で(変更することなく)、ガルバノミラー46#2が造形面MS上で照射領域EA#2を移動させることができる領域を、加工単位領域PUA#2と称する。つまり、加工単位領域PUA#2は、照射装置21と造形面MSとの位置関係を固定した状態で加工ヘッド22が加工光EL#2を走査させ、照射領域EA#2を移動させることによって付加加工を行うことができる領域(範囲)を示す。言い換えると、加工単位領域PUA#2は、照射装置21と造形面MSとの位置関係を固定した状態でガルバノミラー46#2が造形面MS上で照射領域EA#2を移動することが可能な最大領域である。なお、加工単位領域PUA#2は、造形面MS上において、加工ヘッド22(照射装置21)を基準に定まる位置に位置する仮想的な領域である。
_<4>集光光学系50の構成
集光光学系50は、プリズムミラー51と、fθレンズ52と、を備える。言い換えると、プリズムミラー51とfθレンズ52は、相対位置が変わらないように集光光学系50(偏向光学系)として一体化されている。第1光学系41#1から射出された加工光EL#1及び第2光学系41#2から射出された加工光EL#2のそれぞれは、プリズムミラー51に入射する。プリズムミラー51は、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれを、fθレンズ52に向けて反射する。プリズムミラー51は、それぞれ異なる方向からプリズムミラー51に入射してくる加工光EL#1及びEL#2を、ほぼ同じ方向(fθレンズ52)に向けて反射する。
集光光学系50は、プリズムミラー51と、fθレンズ52と、を備える。言い換えると、プリズムミラー51とfθレンズ52は、相対位置が変わらないように集光光学系50(偏向光学系)として一体化されている。第1光学系41#1から射出された加工光EL#1及び第2光学系41#2から射出された加工光EL#2のそれぞれは、プリズムミラー51に入射する。プリズムミラー51は、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれを、fθレンズ52に向けて反射する。プリズムミラー51は、それぞれ異なる方向からプリズムミラー51に入射してくる加工光EL#1及びEL#2を、ほぼ同じ方向(fθレンズ52)に向けて反射する。
fθレンズ52は、プリズムミラー51が反射した加工光EL#1及びEL#2のそれぞれを造形面MSに向けて射出するための光学系である。つまり、fθレンズ52は、プリズムミラー51が反射した加工光EL#1及びEL#2のそれぞれを造形面MSに照射するための光学系である。その結果、fθレンズ52を通過した加工光EL#1及びEL#2が、造形面MSに照射される。
fθレンズ52は、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれを、集光面に集光可能な光学素子であってもよい。この場合、fθレンズ52は、集光光学系と称されてもよい。fθレンズ52の集光面は、例えば、造形面MSに設定されてもよい。この場合、集光光学系50は、射影特性がfθとなる集光光学系を備えている。但し、集光光学系50は、射影特性がfθとは異なる特性となる集光光学系を備えていてもよい。例えば、集光光学系50は、射影特性がf・tanθとなる集光光学系を備えていてもよい。例えば、集光光学系50は、射影特性がf・sinθとなる集光光学系を備えていてもよい。
fθレンズ52の光軸AXは、Z軸に沿った軸である。このため、fθレンズ52は、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれを、ほぼZ軸方向に沿って射出する。この場合、加工光EL#1の照射方向と、加工光EL#2の照射方向とは、同一の方向であってもよい。加工光EL#1の照射方向と、加工光EL#2の照射方向とは、共にZ軸方向であってもよい。加工光EL#1の照射方向と、加工光EL#2の照射方向とは、共にfθレンズ52の光軸AXに沿った方向であってもよい。但し、加工光EL#1の照射方向と、加工光EL#2の照射方向とは、同一の方向でなくてもよい。加工光EL#1の照射方向と、加工光EL#2の照射方向とは、互いに異なる方向であってもよい。
(1-4)ヘッドユニット20の構成
ヘッドユニット20は、図2に示すように、照射ユニット4の集光光学系50と材料供給ユニット6の材料ノズル64を有する加工ヘッド22と、この加工ヘッド22を加工システムSYSのチャンバ8内部の造形空間で移動可能とするヘッド駆動機構23と、を備える。
ヘッドユニット20は、図2に示すように、照射ユニット4の集光光学系50と材料供給ユニット6の材料ノズル64を有する加工ヘッド22と、この加工ヘッド22を加工システムSYSのチャンバ8内部の造形空間で移動可能とするヘッド駆動機構23と、を備える。
加工ヘッド22では、集光光学系50と材料ノズル64が一体的に、又は少なくとも所定の距離範囲内に位置するようにされている。したがって加工ヘッド22は、集光光学系50による加工光ELの照射位置に、材料ノズル64で造形材料Mを供給可能とされている。
ヘッド駆動機構23は、後述する制御ユニット7の制御下で、加工ヘッド22、つまり照射光学系41及び材料ノズル64を移動可能とされている。ヘッド駆動機構23が加工ヘッド22を移動させると、ステージ駆動機構32がステージ31を移動させた場合と同様、加工ヘッド22(加工ヘッド22が備える集光光学系50)と、ステージ31(ステージ31に載置されたワークW)と、の間の相対的な位置関係が変わる。このため、ヘッド駆動機構23は、ステージ31及びワークWのそれぞれと集光光学系50との間の相対的な位置関係を変更可能な位置変更装置(駆動装置)として機能する。ヘッド駆動機構23は、例えば、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、θX方向、θY方向及びθZ方向の少なくとも一つに沿って加工ヘッド22を移動可能とされている。
(1-5)制御ユニット7の構成
制御ユニット7は、加工システムSYSの動作を制御する。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備える加工ユニット2(例えば、加工ヘッド22及びヘッド駆動機構23の少なくとも一方)を制御してもよい。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備えるステージユニット3(例えば、ステージ駆動機構32)を制御してもよい。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備える材料供給装置61を制御してもよい。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備える光源49を制御してもよい。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備える気体供給装置62を制御してもよい。
制御ユニット7は、加工システムSYSの動作を制御する。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備える加工ユニット2(例えば、加工ヘッド22及びヘッド駆動機構23の少なくとも一方)を制御してもよい。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備えるステージユニット3(例えば、ステージ駆動機構32)を制御してもよい。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備える材料供給装置61を制御してもよい。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備える光源49を制御してもよい。例えば、制御ユニット7は、ワークWに対して付加加工を行うように、加工システムSYSが備える気体供給装置62を制御してもよい。
制御ユニット7は、照射光学系41による加工光ELの射出態様を制御してもよい。射出態様は、例えば、加工光ELの強度及び加工光ELの射出タイミングの少なくとも一方を含んでいてもよい。加工光ELが複数のパルス光を含む場合には、射出態様は、例えば、パルス光の発光時間、パルス光の発光周期、及び、パルス光の発光時間の長さとパルス光の発光周期との比(いわゆる、デューティ比)の少なくとも一つを含んでいてもよい。更に、制御ユニット7は、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22の移動態様を制御してもよい。制御ユニット7は、ステージ駆動機構32によるステージ31の移動態様を制御してもよい。移動態様は、例えば、移動量、移動速度、移動方向及び移動タイミング(移動時期)の少なくとも一つを含んでいてもよい。更に、制御ユニット7は、材料ノズル64による造形材料Mの供給態様を制御してもよい。供給態様は、例えば、供給量(単位時間あたりの供給量)及び供給タイミング(供給時期)の少なくとも一方を含んでいてもよい。
例えば制御ユニット7にパワーメータ47#1、47#2の検出結果(加工光EL#1、EL#2の強度の検出結果)が入力され、制御ユニット7は、パワーメータ47#1、47#2の検出結果に基づいて、加工光EL#1、EL#2の強度を制御(変更)してもよい。より具体的には、制御ユニット7は、造形面MSにおける加工光EL#1、EL#2の強度が所望強度となるように、加工光EL#1、EL#2の強度を制御してもよい。この他、制御ユニット7は、造形面MSと材料ノズル64との間の仮想的な材料供給面PLにおける加工光EL#1、EL#2の強度が所望強度となるように、加工光EL#1、EL#2の強度を制御してもよい。加工光EL#1、EL#2の強度を制御するために、例えば、制御ユニット7は、パワーメータ47#1、47#2の検出結果に基づいて、光源49#1から射出される加工光EL#1の強度や光源49#2から射出される加工光EL#2の強度を変更するように、光源49#1や光源49#2を制御してもよい。これにより、加工システムSYSは、適切な強度を有する加工光EL#1、EL#2を造形面MSに照射することで、造形面MSに造形物を適切に造形することができる。
図2に示すように、制御ユニット7は、演算装置71と、記憶装置72と、を備えている。更に、制御ユニット7は、出力装置73と、入力装置74と、表示装置75と、を備えていてもよい。なお、これに限らず、制御ユニット7は、出力装置73、入力装置74、表示装置75、が外部から接続されてもよい。演算装置71、記憶装置72、出力装置73、入力装置74、そして表示装置75は、データバス36を介して互いに接続されていてもよい。
演算装置71は、少なくとも回路(例えば、論理回路、電子回路及び電気回路の少なくとも一つ)を含むハードウェアである。このため、演算装置71は、回路群(Circuitry)と称されてもよい。
演算装置71は、少なくとも一つのプロセッサ(一つのプロセッサ又は複数のプロセッサ)をハードウェアとして含む。プロセッサは、例えば、ノイマン型のコンピュータアーキテクチャに準拠したプロセッサを含んでいてもよい。ノイマン型のコンピュータアーキテクチャに準拠したプロセッサは、CPU(Central Processing Unit)及びGPU(Graphics Processing Unit)の少なくとも一つを含んでいてもよい。プロセッサは、例えば、非ノイマン型のコンピュータアーキテクチャに準拠したプロセッサを含んでいてもよい。非ノイマン型のコンピュータアーキテクチャに準拠したプロセッサは、FPGA(Field Programmable Gate Array)及びASIC(Application Specific Circuit)のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。プロセッサは、回路群(例えば、電子回路及び電気回路の少なくとも一つ)によって実現されていてもよい。
演算装置71は、コンピュータプログラムコード及びコンピュータプログラム指令の少なくとも一つを含むコンピュータプログラム721を読み込む。例えば、演算装置71は、記憶装置72が記憶しているコンピュータプログラム721を読み込んでもよい。例えば、演算装置71は、コンピュータで読み取り可能であって且つ一時的でない記録媒体が記憶しているコンピュータプログラム721を、制御ユニット7が備える図示しない記録媒体読み取り装置を用いて読み込んでもよい。記録媒体から読み取られたコンピュータプログラム721は、記憶装置72に記憶されてもよい。演算装置71は、通信装置を介して、制御ユニット7の外部に配置される不図示の装置からコンピュータプログラム721を取得してもよい(ダウンロードしてもよい又は読み込んでもよい)。ダウンロードされたコンピュータプログラム721は、記憶装置72に記憶されてもよい。
演算装置71は、読み込んだコンピュータプログラム721を実行する。その結果、演算装置71内には、制御ユニット7が行うべき処理(例えば、加工システムSYSの動作を制御するための処理)を実行するための論理的な機能ブロックが実現される。言い換えれば、演算装置71は、コンピュータプログラム721が記録された記憶装置72等と共に(記憶装置72と記憶装置72等に記録されたコンピュータプログラム721と共に)、制御ユニット7が行うべき処理を実行するための論理的な機能ブロックを実現するためのコントローラ又はコンピュータとして機能可能である。つまり、演算装置71が備える少なくとも一つのプロセッサと共に、記憶装置72等が備えるメモリ(記録媒体)とコンピュータプログラム721とは、制御ユニット7が行うべき処理(例えば、加工システムSYSの動作を制御するための処理)を制御ユニット7が行うように構成されている。
演算装置71は、単一のプロセッサを含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、単一のプロセッサを用いて、以下の動作(例えば、加工システムSYSの動作を制御するための処理)を行ってもよい。例えば、演算装置71が第1動作(例えば、加工システムSYSの動作を制御するための第1処理)及び第2動作(例えば、加工システムSYSの動作を制御するための第2処理)を行う場合には、演算装置71は、単一のプロセッサを用いて、第1及び第2動作の双方を行ってもよい。或いは、演算装置71は、複数のプロセッサを含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、複数のプロセッサのうちの任意の一つを用いて、以下の各動作を行ってもよい。例えば、演算装置71が第1及び第2プロセッサを含み且つ第1及び第2動作を行う場合には、演算装置71は、第1及び第2プロセッサのうちの任意の一つを用いて、第1及び第2動作のそれぞれを行ってもよい。例えば、演算装置71は、第1プロセッサを用いて、第1動作を行ってもよいし、第1プロセッサを用いて、第2動作を行ってもよいし、第2プロセッサを用いて、第1動作を行ってもよいし、第2プロセッサを用いて、第2動作を行ってもよい。
演算装置71は、演算装置71内に実現される論理的な機能ブロックを用いて、加工システムSYSの動作を制御する制御信号を、コンピュータプログラム721を実行した結果として生成してもよい。演算装置71は、後述する出力装置73を介して、生成した制御信号を、材料供給装置61、加工ユニット2、ステージユニット3、光源49及び気体供給装置62の少なくとも一つに出力してもよい。材料供給装置61、加工ユニット2、ステージユニット3、光源49及び気体供給装置62の少なくとも一つは、演算装置71が出力した(生成した)制御信号に基づいて動作してもよい。つまり、加工システムSYSは、演算装置71が出力した(生成した)制御信号に基づいて、ワークWを加工してもよい。
演算装置71内には、演算装置71がコンピュータプログラム721を実行することで、機械学習によって構築可能な演算モデルが実装されてもよい。機械学習によって構築可能な演算モデルの一例として、例えば、ニューラルネットワークを含む演算モデル(いわゆる、人工知能(AI:Artificial Intelligence))があげられる。この場合、演算モデルの学習は、ニューラルネットワークのパラメータ(例えば、重み及びバイアスの少なくとも一つ)の学習を含んでいてもよい。演算装置71は、演算モデルを用いて、加工システムSYSの動作を制御してもよい。つまり、加工システムSYSの動作を制御する動作は、演算モデルを用いて加工システムSYSの動作を制御する動作を含んでいてもよい。尚、演算装置71には、教師データを用いたオフラインでの機械学習により構築済みの演算モデルが実装されてもよい。また、演算装置71に実装された演算モデルは、演算装置71上においてオンラインでの機械学習によって更新されてもよい。或いは、演算装置71は、演算装置71に実装されている演算モデルに加えて又は代えて、演算装置71の外部の装置(制御ユニット7の外部に設けられる装置)に実装された演算モデルを用いて、加工システムSYSの動作を制御してもよい。
尚、演算装置71が実行するコンピュータプログラム721を記録する記録媒体としては、CD-ROM、CD-R、CD-RWやフレキシブルディスク、MO、DVD-ROM、DVD-RAM、DVD-R、DVD+R、DVD-RW、DVD+RW及びBlu-ray(登録商標)等の光ディスク、磁気テープ等の磁気媒体、光磁気ディスク、USBメモリ等の半導体メモリ、及び、その他プログラムを格納可能な任意の媒体の少なくとも一つが用いられてもよい。記録媒体には、コンピュータプログラム721を記録可能な機器(例えば、コンピュータプログラム721がソフトウェア及びファームウェア等の少なくとも一方の形態で実行可能な状態に実装された汎用機器又は専用機器)が含まれていてもよい。更に、コンピュータプログラム721に含まれる各処理や機能は、演算装置71(プロセッサ)がコンピュータプログラム721を実行することで演算装置71内に実現される論理的な処理ブロックによって実現されてもよいし、演算装置71が備える所定のゲートアレイ(FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit))等のハードウェアによって実現されてもよいし、論理的な処理ブロックとハードウェアの一部の要素を実現する部分的ハードウェアモジュールとが混在する形式で実現してもよい。
記憶装置72は、所望のデータを記憶可能な少なくとも一つのメモリを含む。言い換えれば、記憶装置72は、所望のデータを含む少なくとも一つのメモリを含む。メモリは、回路群(例えば、電子回路及び電気回路の少なくとも一つ)によって実現されていてもよい。例えば、記憶装置72は、演算装置71が実行するコンピュータプログラム721を記憶していてもよい。この場合、記憶装置72(メモリ)は、演算装置71が実行するコンピュータプログラム721を記録する上述した記録媒体として用いられてもよい。記憶装置72は、演算装置71がコンピュータプログラム721を実行している場合に演算装置71が一時的に使用するデータを一時的に記憶してもよい。記憶装置72は、制御ユニット7が長期的に保存するデータを記憶してもよい。尚、記憶装置72は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、ハードディスク装置、光磁気ディスク装置、SSD(Solid State Drive)及びディスクアレイ装置のうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。つまり、記憶装置72は、一時的でない記録媒体を含んでいてもよい。
出力装置73は、制御ユニット7の外部に対して、任意の情報を出力する装置である。例えば、出力装置73は、制御ユニット7と制御ユニット7の外部の装置(例えば、材料供給装置61、加工ユニット2、ステージユニット3、光源49及び気体供給装置62の少なくとも一つ)とを結ぶデータバスを介して、任意の情報を示す信号(例えば、上述した制御信号)を出力してもよい。例えば、出力装置73は、制御ユニット7と制御ユニット7の外部の装置(例えば、材料供給装置61、加工ユニット2、ステージユニット3、光源49及び気体供給装置62の少なくとも一つ)とを結ぶ通信ネットワークを介して、任意の情報として信号を出力してもよい。この場合、出力装置73は、通信装置を含んでいる。
尚、出力装置73は、制御ユニット7の外部に対して、信号とは異なる媒体を用いて、任意の情報を出力してもよい。例えば、出力装置73は、情報を音声として出力してもよい。この場合、出力装置73は、音声を出力可能な音声装置(いわゆる、スピーカ)を含んでいる。例えば、出力装置73は、紙面に情報を出力してもよい。この場合、出力装置73は、紙面に所望の情報を印刷可能な印刷装置(いわゆる、プリンタ)を含んでいる。
入力装置74は、制御ユニット7の外部からの制御ユニット7に対する情報の入力を受け付ける装置である。例えば、入力装置74は、制御ユニット7のユーザが操作可能な操作装置(例えば、キーボード、マウス及びタッチパネルのうちの少なくとも一つ)を含んでいてもよい。この場合、入力装置74は、ユーザが情報を入力可能な装置として機能する。例えば、入力装置74は、制御ユニット7に対して外付け可能な記録媒体にデータとして記録されている情報を読み取り可能な記録媒体読取装置を含んでいてもよい。
入力装置74に入力された情報は、演算装置71に入力されてもよい。つまり、演算装置71は、入力装置74に入力された情報を取得してもよい。演算装置71は、入力装置74に入力された情報に基づいて、加工システムSYSの動作を制御してもよい。例えば、演算装置71は、入力装置74に入力された情報に基づいて、加工システムSYSの動作を制御するための制御信号を生成してもよい。
尚、上述したように出力装置73が通信装置を含む場合には、出力装置73が含む通信装置は、データバス又は通信ネットワークを介して情報を出力(送信)することに加えて又は代えて、データバス又は通信ネットワークを介して情報を取得(受信)してもよい。この場合、出力装置73が含む通信装置は、データバス又は通信ネットワークを介して情報が入力される入力装置として機能可能であってもよい。
表示装置75は、画像を表示可能なディスプレイである。表示装置75は、演算装置71の制御下で、画像を表示してもよい。この場合、演算装置71は、所望の画像を表示するように表示装置75を制御するための表示制御情報を生成してもよい。演算装置71は、生成した表示制御情報を、データバス76を介して、表示装置75に出力してもよい。表示装置75には、データバス76を介して、演算装置71が生成した表示制御情報が入力されてもよい。表示装置75は、演算装置71が生成した表示制御情報に基づいて、所望の画像を表示してもよい。このように、演算装置71は、生成した表示制御情報を表示装置75に出力することで、所望の画像を表示するように表示装置75を制御してもよい。
(2)加工システムSYSが行う造形動作
続いて、加工システムSYSが行う動作について説明する。
続いて、加工システムSYSが行う動作について説明する。
はじめに、加工システムSYSが行う造形動作(ワークWに対して付加加工を行う付加加工動作)について説明する。上述したように、加工システムSYSは、レーザ肉盛溶接法に基づく付加加工を行うことで、三次元構造物STを造形する。このため、加工システムSYSは、レーザ肉盛溶接法に準拠した造形動作を行うことで、三次元構造物STを造形してもよい。
加工システムSYSは、造形するべき三次元構造物STの三次元モデルデータ(三次元モデル情報)等に基づいて、ワークW上に三次元構造物STを造形する。三次元モデルデータとして、加工システムSYS内に設けられた計測装置及び加工システムSYSとは別に設けられた三次元形状計測機の少なくとも一方で計測された立体物の計測データが用いられてもよい。加工システムSYSは、三次元構造物STを造形するために、例えば、Z軸方向に沿って並ぶ複数の構造層SLを順に造形していく。
加工システムSYSは、このような構造層SLを造形するための動作を、制御ユニット7の制御下で、三次元構造物STの三次元モデルデータに基づいて繰り返し行う。具体的には、まず、制御ユニット7は、構造層SLを造形するための動作を行う前に、三次元モデルデータを積層ピッチでスライス処理してスライスデータを作成する。加工システムSYSは、ワークWの表面に相当する造形面MS上に1層目の構造層SL-1を造形するための動作を、構造層SL-1に対応するスライスデータに基づいて行う。具体的には、制御ユニット7は、構造層SL-1に対応するスライスデータに基づいて生成された、1層目の構造層SL-1を造形するためのパス情報を取得する。その後、制御ユニット7は、パス情報に基づいて、1層目の構造層SL-1を造形するように加工ユニット2及びステージユニット3を制御する。その結果、造形面MS上には、図5(a)に示すように、構造層SL-1が造形される。その後、加工システムSYSは、構造層SL-1の表面(上面)を新たな造形面MSに設定した上で、当該新たな造形面MS上に2層目の構造層SL-2を造形する。構造層SL-2を造形するために、制御ユニット7は、まず、ステージ31に対して加工ヘッド22がZ軸に沿って移動するように、ヘッド駆動機構23及びステージ駆動機構32の少なくとも一方を制御する。具体的には、制御ユニット7は、ヘッド駆動機構23及びステージ駆動機構32の少なくとも一方を制御して、加工単位領域PUA#1及びPUA#2が構造層SL-1の表面(新たな造形面MS)に設定されるように、+Z側に向かって加工ヘッド22を移動させる及び/又は-Z側に向かってステージ31を移動させる。その後、加工システムSYSは、制御ユニット7の制御下で、構造層SL-1を造形する動作と同様の動作で、構造層SL-2に対応するスライスデータに基づいて、構造層SL-1上に構造層SL-2を造形する。その結果、図5(b)に示すように、構造層SL-2が造形される。以降、同様の動作が、ワークW上に造形するべき三次元構造物STを構成する全ての構造層SLが造形されるまで繰り返される。その結果、図5(c)に示すように、複数の構造層SLが積層された積層構造物によって、三次元構造物STが造形される。
加工システムSYS(主として、加工ユニット2)は、(i)造形面MSに加工光ELが照射して形成した溶融池MPに造形材料Mを供給して三次元構造物STを造形する第1造形動作と、(ii)加工光ELを照射して溶融した造形材料Mを造形面MSに供給して三次元構造物STを造形する第2造形動作と、を選択的に行う。以下、第1造形動作と第2造形動作について順に説明する。
(2-1-1)第1造形動作
第1造形動作は、造形面MSに加工光ELを照射することで、造形面MSに溶融池MPを形成すると共に、形成した溶融池MP(加工光ELが照射された位置)に造形材料Mを供給することで、造形面MS上に造形物を造形する造形動作である。つまり、第1造形動作は、造形面MS上に造形物を造形するために、造形面MSに加工光ELを照射することで、造形面MSに溶融池MPを形成し、形成した溶融池MPに造形材料Mを供給する造形動作である。
第1造形動作は、造形面MSに加工光ELを照射することで、造形面MSに溶融池MPを形成すると共に、形成した溶融池MP(加工光ELが照射された位置)に造形材料Mを供給することで、造形面MS上に造形物を造形する造形動作である。つまり、第1造形動作は、造形面MS上に造形物を造形するために、造形面MSに加工光ELを照射することで、造形面MSに溶融池MPを形成し、形成した溶融池MPに造形材料Mを供給する造形動作である。
まず、第1造形動作を行うことで各構造層SLを造形する動作について、図6(a)から図6(b)を参照して説明する。加工システムSYSは、制御ユニット7の制御下で、ワークWの表面又は造形済みの構造層SLの表面に相当する造形面MS上の所望領域に加工単位領域PUA#1及びPUA#2が設定されるように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させる。その後、照射装置21は、加工単位領域PUA#1及びPUA#2に加工光EL#1及びEL#2をそれぞれ照射する。この際、Z軸方向において加工光EL#1のフォーカス位置CP#1及び加工光EL#2のフォーカス位置CP#2は、造形面MSに一致していてもよい。或いは、Z軸方向において、加工光EL#1のフォーカス位置CP#1及び加工光EL#2のフォーカス位置CP#2は、造形面MSから離れていてもよい。その結果、図6(a)に示すように、加工光EL#1及びEL#2が照射された造形面MS上に溶融池MP#1及びMP#2がそれぞれ形成される。更に、図6(a)に示すように、加工システムSYSは、制御ユニット7の制御下で、材料ノズル64から造形材料Mを供給する。その結果、溶融池MP#1及びMP#2のそれぞれに造形材料Mが供給される。
溶融池MP#1に供給された造形材料Mは、溶融池MP#1に照射されている加工光EL#1からのエネルギによって溶融する。或いは、溶融池MP#1に供給された造形材料Mは、溶融池MP#1を構成する溶融材料からの熱によって溶融する。尚、造形材料Mが溶融池MP#1を構成する溶融材料からの熱によって溶融する場合においても、溶融池MP#1が加工光EL#1のエネルギによって形成されているがゆえに、造形材料Mは、溶融池MP#1を形成した加工光EL#1のエネルギによって溶融されている。つまり、造形材料Mは、加工光EL#1が形成した溶融池MP#1を介して、加工光EL#1によって間接的に溶融されている。いずれの場合も、造形材料Mが加工光EL#1のエネルギによって溶融されていることに変わりはない。
同様に、溶融池MP#2に供給された造形材料Mは、溶融池MP#2に照射されている加工光EL#2からのエネルギによって溶融する。或いは、溶融池MP#2に供給された造形材料Mは、溶融池MP#2を構成する溶融材料からの熱によって溶融する。尚、造形材料Mが溶融池MP#2を構成する溶融材料からの熱によって溶融する場合においても、溶融池MP#2が加工光EL#2のエネルギによって形成されているがゆえに、造形材料Mは、溶融池MP#2を形成した加工光EL#2のエネルギによって溶融されている。つまり、造形材料Mは、加工光EL#2が形成した溶融池MP#2を介して、加工光EL#2によって間接的に溶融されている。いずれの場合も、造形材料Mが加工光EL#2のエネルギによって溶融されていることに変わりはない。
更に、照射装置21は、ガルバノミラー46#1を用いて加工単位領域PUA#1内で照射領域EA#1を移動させるとともに、ガルバノミラー46#2を用いて加工単位領域PUA#2内で照射領域EA#2を移動させる。つまり、照射装置21は、ガルバノミラー46#1を用いて加工光EL#1を加工単位領域PUA#1内で走査させるとともに、ガルバノミラー46#2を用いて加工光EL#2を加工単位領域PUA#2内で走査させる。照射領域EA#1の移動に伴って加工光EL#1が照射されなくなると、溶融した造形材料Mは、冷却されて固化(凝固)する。同様に、照射領域EA#2の移動に伴って加工光EL#2が照射されなくなると、造形材料Mは、冷却されて固化(凝固)する。つまり、照射領域EA#1及びEA#2の移動に伴って、溶融池MP#1及びMP#2が形成される位置もまた移動する。その結果、加工単位領域PUA#1及びPUA#2内において、照射領域EA#1及びEA#2の移動に伴い、固化した造形材料Mから構成される造形物が造形面MS上に堆積される。このように造形面MSに加工光ELを照射して溶融池MP(狭義)を形成した後、溶融池MP(狭義)に造形材料Mを供給し、造形材料Mが溶け込み、造形面MSから突出した溶融池(広義)を形成し、溶融池(広義)を冷やし固めることで構造物(構造層SL)を造形面MS上に堆積する。
尚、図6(a)では、説明の便宜上、加工単位領域PUA#1内において固化した造形材料Mから構成される造形物と、加工単位領域PUA#2内において固化した造形材料Mから構成される造形物とが物理的に分離している。しかしながら、加工単位領域PUA#1内において固化した造形材料Mから構成される造形物と、加工単位領域PUA#2内において固化した造形材料Mから構成される造形物とが一体化していてもよい。特に、加工単位領域PUA#1及びPUA#2が一致している(或いは、部分的に重複している)場合には、加工単位領域PUA#1内において固化した造形材料Mから構成される造形物と、加工単位領域PUA#2内において固化した造形材料Mから構成される造形物とが一体化していてもよい。
加工単位領域PUA#1及びPUA#2内で照射領域EA#1及びEA#2がそれぞれ移動している期間中において、加工システムSYSは、造形面MS上を加工単位領域PUA#1及びPUA#2が移動するように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させてもよい。つまり、加工システムSYSは、加工単位領域PUA#1内での照射領域EA#、加工単位領域PUA#2内での照射領域EA#2、それぞれの移動と、造形面MS上での加工単位領域PUA#1及びPUA#2の移動と、を並行して行ってもよい。
或いは、加工単位領域PUA#1内で照射領域EA#1、加工単位領域PUA#2内で照射領域EA#2、がそれぞれ移動している期間中において、加工システムSYSは、造形面MS上を加工単位領域PUA#1及びPUA#2が移動しないように、加工ヘッド22及びステージ31を移動させなくてもよい。つまり、加工単位領域PUA#1内で照射領域EA#1、加工単位領域PUA#2内で照射領域EA#2、がそれぞれ移動している期間中において、加工ヘッド22及びステージ31が停止していてもよい。この場合、加工単位領域PUA#1及びPUA#2内での付加加工(造形)が完了した後には、加工システムSYSは、造形面MS上の別の領域に加工単位領域PUA#1及びPUA#2が設定されるように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させてもよい。つまり、加工システムSYSは、加工単位領域PUA#1及びPUA#2内での付加加工(造形)が完了した後に、造形面MS上において加工単位領域PUA#1及びPUA#2が移動するように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させてもよい。この場合、加工システムSYSは、造形面MS上で既に加工単位領域PUA#1及びPUA#2が設定された領域(付加加工が既に行われた領域)と、造形面MS上で加工単位領域PUA#1及びPUA#2が新たに設定された領域(付加加工が今から行われる領域)とが隣接するように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させてもよい。特に、加工システムSYSは、造形面MS上で既に加工単位領域PUA#1及びPUA#2が設定された領域と、造形面MS上で加工単位領域PUA#1及びPUA#2が新たに設定された領域とが重複しないように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させてもよい。但し、加工システムSYSは、造形面MS上で既に加工単位領域PUA#1及びPUA#2が設定された領域と、造形面MS上で加工単位領域PUA#1及びPUA#2が新たに設定された領域とが部分的に重複するように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させてもよい。
加工システムSYSは、加工単位領域PUA#1内での加工光EL#1の照射による溶融池MP#1の形成、加工単位領域PUA#2内での加工光EL#2の照射による溶融池MP#2の形成、溶融池MP#1及びMP#2への造形材料Mの供給、供給された造形材料Mの溶融及び溶融した造形材料Mの固化を含む一連の造形処理を、図6(b)に示すように、造形面MS上で加工単位領域PUA#1及びPUA#2を所望の移動軌跡に沿って移動させながら繰り返す。この場合、加工単位領域PUA#1及びPUA#2のそれぞれの移動に伴い、所望の移動軌跡に交差する方向に沿って幅を有する造形物が造形面MS上に造形される。
その結果、造形面MS上に、溶融した後に固化した造形材料Mの集合体である造形物に相当する構造層SLが造形される。つまり、加工単位領域PUA#1及びPUA#2の移動軌跡に応じたパターンで造形面MS上に造形された造形物の集合体に相当する構造層SLが造形される。つまり、平面視において、加工単位領域PUA#1及びPUA#2の移動軌跡に応じた形状を有する構造層SLが造形される。
尚、造形物を造形したくない領域に照射領域EA#1が設定されている場合、加工システムSYSは、照射領域EA#1に、加工光EL#1を照射しなくてもよい。或いは、加工システムSYSは、加工光EL#1を照射領域EA#1に照射すると共に、造形材料Mの供給を停止してもよい。或いは、加工システムSYSは、造形材料Mを照射領域EA#1に供給すると共に、溶融池MPができない強度の加工光EL#1を照射領域EA#1に照射してもよい。造形物を造形したくない領域に照射領域EA#2が設定されている場合も同様である。
加工単位領域PUA#1及びPUA#2のそれぞれの移動軌跡は、加工パス(ツールパス)と称されてもよい。この場合、制御ユニット7は、移動軌跡を示すパス情報(加工パスを示すパス情報)に基づいて、造形面MS上において加工単位領域PUA#1及びPUA#2のそれぞれが移動するように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させてもよい。
(2-1-2)第2造形動作
上述した第1造形動作では、加工システムSYSは、造形面MSにおいて造形材料Mを溶融させている。一方、第2造形動作では、加工システムSYSは、造形材料Mが造形面MSに到達する前に、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において造形材料Mを溶融させる。つまり、第2造形動作では、加工システムSYSは、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において造形材料Mに加工光ELを照射することで、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において造形材料Mを溶融させる。言い換えれば、第2造形動作では、造形材料Mは、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において、加工光ELのエネルギによって溶融される。材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において溶融した造形材料Mを造形面MSに供給することで造形面MS上に造形物を造形する。このため、加工システムSYSは、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において溶融した造形材料Mを、造形面MSに供給する。したがって、第2造形動作では、加工システムSYSは、造形面MSに加工光ELを照射することで溶融池MPを形成する動作を必ずしも行わなくてもよい。
上述した第1造形動作では、加工システムSYSは、造形面MSにおいて造形材料Mを溶融させている。一方、第2造形動作では、加工システムSYSは、造形材料Mが造形面MSに到達する前に、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において造形材料Mを溶融させる。つまり、第2造形動作では、加工システムSYSは、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において造形材料Mに加工光ELを照射することで、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において造形材料Mを溶融させる。言い換えれば、第2造形動作では、造形材料Mは、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において、加工光ELのエネルギによって溶融される。材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において溶融した造形材料Mを造形面MSに供給することで造形面MS上に造形物を造形する。このため、加工システムSYSは、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において溶融した造形材料Mを、造形面MSに供給する。したがって、第2造形動作では、加工システムSYSは、造形面MSに加工光ELを照射することで溶融池MPを形成する動作を必ずしも行わなくてもよい。
第2造形動作を行うことで各構造層SLを造形するために、加工システムSYSは、制御ユニット7の制御下で、ワークWの表面又は造形済みの構造層SLの表面に相当する造形面MS上の所望領域に、溶融した造形材料Mが供給されるように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させる。その後、図7(a)に示すように、加工システムSYSは、制御ユニット7の制御下で、照射装置21から加工光EL#1及びEL#2を射出する。更に、図7(a)に示すように、加工システムSYSは、制御ユニット7の制御下で、材料ノズル64から造形材料Mを供給する。
その結果、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において、造形材料Mに加工光EL#1及びEL#2の少なくとも一方が照射される。尚、以下の説明では、説明の便宜上、材料ノズル64と造形面MSとの間の空間において、材料ノズル64と造形面MSとが対向する方向(Z軸方向)に対して交差(直交)する面を材料供給面PLと称する。さらに材料ノズル64と造形面MSとの間の複数の材料供給面PLのうち、造形材料Mに加工光EL#1及びEL#2の少なくとも一方が照射される面を材料照射面ESと称する。この場合、図7(a)に示すように、加工システムSYSは、材料照射面ESに加工光EL#1及びEL#2を照射し、且つ、材料照射面ESに造形材料Mを供給する。但し、材料照射面ESが物理的な面ではないがゆえに、材料照射面ESに照射された加工光EL#1及びEL#2は、材料照射面ESを通過し、材料照射面ESに供給された造形材料Mは、材料照射面ESを通過する。このため、加工システムSYSは、材料照射面ESを加工光EL#1及びEL#2が通過するように、加工光EL#1及びEL#2を射出し、且つ、材料照射面ESを造形材料Mが通過するように、造形材料Mを供給する。尚、造形材料Mが材料供給面PLを通過するがゆえに、材料供給面PLは、材料通過面と称されてもよい。
材料照射面ESにおいて造形材料Mに加工光EL#1及びEL#2の少なくとも一方が照射されると、図7(a)に示すように、材料照射面ESにおいて造形材料Mが溶融する。材料照射面ESにおいて溶融した造形材料Mは、材料照射面ESから造形面MSに供給される。その結果、造形面MS上に、材料照射面ESにおいて溶融した造形材料Mが付着する。その後、造形面MSに供給された造形材料Mは、冷却されて固化(凝固)する。その結果、図7(b)に示すように、固化した造形材料Mから構成される造形物が造形面MS上に堆積される。
加工システムSYSは、加工光EL#1及びEL#2の照射による材料照射面ESでの造形材料Mの溶融、溶融した造形材料Mの造形面MSへの供給及び溶融した造形材料Mの造形面MSでの固化を含む一連の造形処理を、図7(b)に示すように、造形面MSに対して加工ヘッド22を移動させながら繰り返す。特に、加工システムSYSは、一連の造形処理を、造形面MSに対して加工ヘッド22をX軸方向及びY軸方向の少なくとも一方に沿って移動させながら繰り返す。この場合、加工ヘッド22の移動に伴い、加工ヘッド22の移動方向に交差する方向に沿って幅を有する造形物が造形面MS上に造形される。その結果、造形面MS上に、溶融した後に固化した造形材料Mの集合体である造形物に相当する構造層SLが造形される。加工ヘッド22の移動軌跡に応じたパターンで造形面MS上に造形された造形物の集合体に相当する構造層SLが造形される。つまり、平面視において、加工ヘッド22の移動軌跡に応じた形状を有する構造層SLが造形される。
このような第2造形動作が行われる場合には、造形面MSを表面に有する物体(例えば、ワークW又は構造層SL)が加工光ELによって直接的に溶融されることが殆どない。このため、溶融した造形材料Mが冷却されて固化するまでに必要な時間が短くなる。したがって、第2造形動作は、溶融池MPを形成して行われる第1造形動作と比較して、三次元構造物STを造形するために必要な時間が短くなる。つまり、第2造形動作による造形速度は、第1造形動作による造形速度よりも速くなる。つまり、第2造形動作は、第1造形動作と比較して、加工システムSYSは、三次元構造物STを高速に造形することができる。
このように第2造形動作は、三次元構造物STを高速に造形することができるがゆえに、第2造形動作は、超高速レーザ法(EHLA:Extreme High Speed Application)に準拠した造形動作と称してもよい。第2造形動作は、超高速レーザ法(EHLA:Extreme High Speed Application)に準拠した造形動作である。
第2造形動作が行われる場合においても、第1造形動作が行われる場合と同様に、加工システムSYSは、ガルバノミラー46#1及び46#2を用いて、加工光EL#1及びEL#2をそれぞれ偏向してもよい。この場合、加工システムSYSは、ガルバノミラー46#1を用いて加工光EL#1を偏向することで、材料ノズル64と造形面MSとの間においてZ軸に交差する仮想的な材料照射面ES内において加工光EL#1が通過するビーム通過領域を移動させてもよい。同様に、材料照射面ESを通過する加工光EL#2を示す図11に示すように、加工システムSYSは、ガルバノミラー46#2を用いて加工光EL#2を偏向することで、材料ノズル64と造形面MSとの間においてZ軸に交差する仮想的な材料照射面ES内において加工光EL#2が通過するビーム通過領域を移動させてもよい。
尚、加工光EL#1の照射方向は、集光光学系50から射出される加工光EL#1の照射方向を意味していてもよい。この場合、加工光EL#1の照射方向は、集光光学系50の光軸AXに沿った方向と同一であってもよい。加工光EL#1の照射方向は、集光光学系50を構成する光学部材のうち最も造形面MS側に配置される最終光学部材の光軸に沿った方向と同一であってもよい。最終光学部材は、fθレンズ52であってもよい。また、後述するfθレンズ52が複数の光学部材で構成される場合、最終光学部材は、fθレンズ52を構成する複数の光学部材のうち最も造形面MS側に配置される光学部材であってもよい。
尚、照射装置21は、集光光学系50を備えていなくてもよい。照射装置21が集光光学系50を備えていない場合には、最終光学部材は、第1光学系41#1を構成する複数の光学部材のうち最も造形面MS側に配置される光学部材(Y走査ミラー46MY#1)であってもよい。照射光学系41が集光光学系50を備えていない場合には、最終光学部材は、第2光学系41#2を構成する複数の光学部材のうち最も造形面MS側に配置される光学部材(Y走査ミラー46MY#2)であってもよい。
ガルバノミラー46#1から射出される加工光EL#1の射出方向が変更されると、加工ヘッド22から加工光EL#1が射出される位置が変更される。加工ヘッド22から加工光EL#1が射出される位置が変更されると、造形面MS上において加工光EL#1が照射される照射領域EA#1が移動する。つまり、造形面MS上において加工光EL#1が照射される照射位置が移動する。その結果、造形面MSが加工光EL#1によって走査される。このため、ガルバノミラー46#1は、造形面MS上での加工光EL#1の照射位置を造形面MS上で移動させることが可能な位置変更装置(照射位置移動装置)として機能する。ガルバノミラー46#1は、造形面MS内で照射領域EA#1が移動するように加工光EL#1を走査する走査光学系(偏向走査光学系)として機能する。
更に、加工ヘッド22から加工光EL#1が射出される位置が変更されると、材料ノズル64と造形面MSとの間においてZ軸に交差する仮想的な材料供給面PL内において加工光EL#1が通過するビーム通過領域が移動する。つまり、材料供給面PL内において加工光EL#1が通過する通過位置が移動する。その結果、材料供給面PLが加工光EL#1によって実質的に走査される。このため、ガルバノミラー46#1は、材料供給面PL内において加工光EL#1の通過位置を移動させることが可能な通過位置移動装置として機能する。ガルバノミラー46#1は、材料供給面PL内で加工光EL#1を実質的に走査する走査光学系(偏向走査光学系)として機能する。
加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1を移動させる動作の一例として、ガルバノミラー46#1は、加工単位領域PUA#1が造形面MS上で静止している(移動していない)と仮定した状況下において、加工単位領域PUA#1内において、照射領域EA#1が、造形面MSに沿った単一の走査方向に沿って移動するように、加工光EL#1を偏向してもよい。つまり、ガルバノミラー46#1は、加工単位領域PUA#1を基準に定まる座標系内において、照射領域EA#1が単一の走査方向に沿って移動するように、加工光EL#1を偏向してもよい。特に、ガルバノミラー46#1は、加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1が単一の走査方向に沿って周期的に往復移動するように、加工光EL#1を偏向してもよい。つまり、ガルバノミラー46#1は、加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1が単一の走査方向に沿った軸上で周期的に往復移動するように、加工光EL#1を偏向してもよい。この場合、照射領域EA#1が移動する加工単位領域PUA#1の形状は、照射領域EA#1の移動方向が長手方向となる矩形の形状となっていてもよい。
加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1を移動させる動作の他の一例として、ガルバノミラー46#1は、加工単位領域PUA#1が造形面MS上で静止している(移動していない)と仮定した状況下において、加工単位領域PUA#1内において、照射領域EA#1が、造形面MSに沿った複数の走査方向に沿って移動するように、加工光EL#1を偏向してもよい。つまり、ガルバノミラー46#1は、加工単位領域PUA#1を基準に定まる座標系内において、照射領域EA#1が複数の走査方向に沿って移動するように、加工光EL#1を偏向してもよい。特に、ガルバノミラー46#1は、加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1が複数の走査方向のそれぞれに沿って周期的に往復移動するように、加工光EL#1を偏向してもよい。つまり、ガルバノミラー46#1は、加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1が複数の走査方向のそれぞれに沿った軸上で周期的に往復移動するように、加工光EL#1を偏向してもよい。例えば、加工単位領域PUA#1内における照射領域EA#1の移動軌跡が円形となるように、加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1がX軸方向及びY軸方向のそれぞれに沿って往復移動してもよい。この場合、照射領域EA#1が移動する加工単位領域PUA#1の形状は、円形となっていてもよい。例えば、加工単位領域PUA#1内における照射領域EA#1の移動軌跡が網目状の形状となるように、加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1がX軸方向及びY軸方向のそれぞれに沿って往復移動してもよい。この場合、照射領域EA#1が移動する加工単位領域PUA#1の形状は、矩形となっていてもよい。
尚、造形面MS上で照射領域EA#1を周期的に移動させる動作を、ウォブリング動作と称してもよい。言い換えれば、造形面MS上で照射領域EA#1が周期的に移動するように加工光EL#1を周期的に移動させる(偏向する)動作を、ウォブリング動作と称してもよい。但し、加工システムSYSは、造形面MS上で照射領域EA#1が周期的に移動するように加工光EL#1を周期的に移動させなくてもよい。つまり、加工システムSYSは、ウォブリング動作を必ずしも行わなくてもよい。
制御ユニット7は、ガルバノミラー46#1を用いて加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1を移動させている期間中に、造形面MS上を加工単位領域PUA#1が移動するように、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方を移動させてもよい。つまり、制御ユニット7は、ガルバノミラー46#1を用いて加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1を移動させている期間中に、造形面MS上を加工単位領域PUA#1が移動するように、ヘッド駆動機構23及びステージ駆動機構32の少なくとも一方を制御してもよい。
例えば、加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1が造形面MSに沿った単一の走査方向に沿って移動する場合には、制御ユニット7は、加工単位領域PUA#1内での照射領域EA#1の移動方向(走査方向)と交差する(場合によっては、直交する)移動軌跡に沿って、加工単位領域PUA#1が移動するように、ヘッド駆動機構23及びステージ駆動機構32の少なくとも一方を制御してもよい。逆に言えば、制御ユニット7は、造形面MS上での加工単位領域PUA#1の移動軌跡と交差する(場合によっては、直交する)走査方向に沿って、照射領域EA#1が周期的に移動するように、ガルバノミラー46#1を制御してもよい。その結果、照射領域EA#1は、加工単位領域PUA#1の移動軌跡に沿って移動しながら、移動軌跡に交差する走査方向に沿って移動してもよい。つまり、照射領域EA#1は、移動軌跡を中心に振動する波形状(例えば、正弦波形状)の移動軌跡に沿って移動してもよい。
例えば、加工単位領域PUA#1内において照射領域EA#1が造形面MSに沿った複数の走査方向に沿って移動する場合には、制御ユニット7は、加工単位領域PUA#1内での照射領域EA#1の移動方向(走査方向)に沿った方向及び加工単位領域PUA#1内での照射領域EA#1の移動方向に交差する(場合によっては、直交する)方向の少なくとも一つに沿って延びる移動軌跡に沿って、加工単位領域PUA#1が移動するように、ヘッド駆動機構23及びステージ駆動機構32の少なくとも一方を制御してもよい。逆に言えば、制御ユニット7は、造形面MS上での加工単位領域PUA#1の移動軌跡に沿った走査方向及び移動軌跡に交差する(場合によっては、直交する)走査方向のそれぞれに沿って、照射領域EA#1が周期的に移動するように、ガルバノミラー46#1を制御してもよい
加工単位領域PUA#1の単位で加工光EL#1が造形面MSに照射される場合には、加工単位領域PUA#1の少なくとも一部に溶融池MP#1が形成される。その結果、加工単位領域PUA#1内に造形物が造形される。ここで、上述したように、加工単位領域PUA#1は、造形面MS上での加工単位領域PUA#1の移動方向(移動軌跡が延びる方向)と交差する方向に幅を有する領域である。この場合、加工単位領域PUA#1の移動軌跡に交差する方向に沿って幅を有する造形物が造形面MS上に造形される。
加工単位領域PUA#1の単位で加工光EL#1が造形面MSに照射される場合には、加工単位領域PUA#1の少なくとも一部に溶融池MP#1が形成される。その結果、加工単位領域PUA#1内に造形物が造形される。ここで、上述したように、加工単位領域PUA#1は、造形面MS上での加工単位領域PUA#1の移動方向(移動軌跡が延びる方向)と交差する方向に幅を有する領域である。この場合、加工単位領域PUA#1の移動軌跡に交差する方向に沿って幅を有する造形物が造形面MS上に造形される。
加工単位領域PUA#1の単位で加工光EL#1が造形面MSに照射される場合には、ガルバノミラー46#1によって加工単位領域PUA#1が加工光EL#1で走査される。このため、ガルバノミラー46#1を用いることなく加工光EL#1が造形面MSに照射される場合と比較して、加工光EL#1から加工単位領域PUA#1に伝達されるエネルギ量の大きさが、加工単位領域PUA#1内においてばらつく可能性が低くなる。つまり、加工光EL#1から加工単位領域PUA#1に伝達されるエネルギ量の分布の均一化を図ることができる。その結果、加工システムSYSは、造形面MSに造形物を相対的に高い造形精度で造形することができる。
更に、ガルバノミラー46#1によって加工単位領域PUA#1が加工光EL#1で走査される場合には、ガルバノミラー46#1を用いることなく加工光EL#1が造形面MSに照射される場合と比較して、加工光EL#1から加工単位領域PUA#1に単位時間当たり及び/又は単位面積あたりに伝達されるエネルギ量が小さくなる。このため、ガルバノミラー46#1を用いることなく加工光EL#1が造形面MSに照射される場合と比較して、加工光EL#1の強度を強くする余地が生まれる。
但し、加工システムSYSは、加工単位領域PUA#1の単位で加工光EL#1を造形面MSに照射しなくてもよい。加工システムSYSは、ガルバノミラー46#1を用いることなく、加工光EL#1を造形面MSに照射してもよい。加工システムSYSは、ウォブリング動作を必ずしも行わなくてもよい。この場合、照射領域EA#1は、加工ヘッド22及びステージ31の少なくとも一方の移動に伴って、造形面MS上を移動してもよい。
尚、加工システムSYSは、造形面MS上で照射領域EA#1を非周期的に移動させてもよい。
尚、上述した加工光EL#1、照射領域EA#1及び加工単位領域PUA#1に関する説明は、「#1」という文言を「#2」という文言に置き換えることで、上述した加工光EL#2、照射領域EA#2及び加工単位領域PUA#2に関する説明として流用可能である。このため、重複する説明を省略するために、加工光EL#2、照射領域EA#2及び加工単位領域PUA#2に関する説明は省略する。
(2-2)条件表示動作
加工システムSYSは、上述した造形動作に加えて又は代えて、条件表示動作を行ってもよい。条件表示動作は、加工条件に関する情報を、表示装置75に表示する動作である。特に、条件表示動作は、加工システムSYSのユーザ(或いは、オペレータ、以下同じ)が選択した加工条件に関する情報を、表示装置75に表示する動作である。但し、条件表示動作は、制御ユニット7が所望の選択基準を用いて選択した加工条件に関する情報を、表示装置75に表示する動作であってもよい。
加工システムSYSは、上述した造形動作に加えて又は代えて、条件表示動作を行ってもよい。条件表示動作は、加工条件に関する情報を、表示装置75に表示する動作である。特に、条件表示動作は、加工システムSYSのユーザ(或いは、オペレータ、以下同じ)が選択した加工条件に関する情報を、表示装置75に表示する動作である。但し、条件表示動作は、制御ユニット7が所望の選択基準を用いて選択した加工条件に関する情報を、表示装置75に表示する動作であってもよい。
加工条件は、加工システムSYSの加工条件を意味していてもよい。加工システムSYSの加工条件は、加工ユニット2を含む加工装置の加工条件を意味していてもよい。加工システムSYSの加工条件は、材料供給装置61、ステージユニット3、光源49及び気体供給装置62の少なくとも一つと加工ユニット2とを含む加工装置の加工条件を意味していてもよい。例えば、加工条件は、加工システムSYS(加工装置)が造形物を造形するために利用可能な加工条件を意味していてもよい。例えば、加工条件は、造形物を造形する加工システムSYS(加工装置)の動作内容を定める加工条件を意味していてもよい。
加工条件の第1の例として、加工条件は、加工光ELに関する加工条件を含んでいてもよい。加工光ELに関する加工条件は、加工光ELの強度に関する加工条件を含んでいてもよい。加工光ELに関する加工条件は、加工光ELのフォーカス位置CPに関する加工条件を含んでいてもよい。加工光ELのフォーカス位置CPに関する加工条件は、加工光ELの進行方向(Z軸方向)における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと加工光ELのフォーカス位置CPとの相対的な位置関係に関する加工条件を含んでいてもよい。尚、加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと加工光ELのフォーカス位置CPとの相対的な位置関係は、加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと加工光ELのフォーカス位置CPとの間の距離を意味していてもよい。
加工条件の第2の例として、加工条件は、加工システムSYSが備えるガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。ここで、上述したように、ガルバノミラー46#1によって造形面MS上での加工光EL#1の照射位置(照射領域EA#1)が造形面MS上で移動し(変更され)、且つ、ガルバノミラー46#2によって造形面MS上での加工光EL#2の照射位置(照射領域EA#2)が造形面MS上で移動(変更)する。この場合、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の位置の変更及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の位置の変更の少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。尚、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の位置の変更及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の位置の変更は、それぞれ、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動と等価である。
ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の位置の変更及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の位置の変更の少なくとも一つに関する加工条件として、ガルバノミラー46#1による加工光EL#1の走査速度及びガルバノミラー46#2による加工光EL#2の走査速度の少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。尚、上述したように、ガルバノミラー46#1による加工光EL#1の走査速度及びガルバノミラー46#2による加工光EL#2の走査速度は、それぞれ、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動速度及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動速度に関する加工条件と等価である。
上述したようにガルバノミラー46#1及び46#2によって照射領域EA#1及びEA#2がそれぞれ周期的に移動する場合は、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動周期及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動周期の少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。上述したようにガルバノミラー46#1及び46#2によって照射領域EA#1及びEA#2がそれぞれ往復移動する場合は、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動ストローク及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動ストロークの少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。
ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動パターン及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動パターンの少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。尚、移動パターンは、加工単位領域PUA内での照射領域EAの移動軌跡のパターンを意味していてもよい。
加工条件の第3の例として、加工条件は、加工システムSYSが備えるヘッド駆動機構23に関する加工条件を含んでいてもよい。ここで、上述したようにヘッド駆動機構23が加工ヘッド22を移動させると、加工ヘッド22とステージ31及びステージ31に載置されたワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係が変わる。この場合、ヘッド駆動機構23に関する加工条件は、加工ヘッド22とステージ31及びステージ31に載置されたワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する加工条件を含んでいてもよい。尚、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更は、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22の移動と等価である。ヘッド駆動機構23に関する加工条件は、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する加工条件として、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度に関する加工条件を含んでいてもよい。尚、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度は、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22の移動速度(ヘッド速度)と等価である。
加工条件の第4の例として、加工条件は、加工システムSYSが備えるステージ駆動機構32に関する加工条件を含んでいてもよい。ここで、上述したようにステージ駆動機構32がステージ31を移動させると、加工ヘッド22とステージ31及びステージ31に載置されたワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係が変わる。この場合、ステージ駆動機構32に関する加工条件は、加工ヘッド22とステージ31及びステージ31に載置されたワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する加工条件を含んでいてもよい。尚、ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更は、ステージ駆動機構32によるステージ31の移動と等価である。ステージ駆動機構32に関する加工条件は、ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する加工条件として、ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度に関する加工条件を含んでいてもよい。尚、ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度は、ステージ駆動機構32によるステージ31の移動速度(ステージ速度)と等価である。
加工条件の第5の例として、加工条件は、造形材料Mに関する加工条件を含んでいてもよい。造形材料Mに関する加工条件は、造形材料Mの供給に関する加工条件を含んでいてもよい。造形材料Mに関する加工条件は、造形材料Mの供給に関する加工条件として、造形材料Mの供給量(単位時間あたりの材料ノズル64からの造形材料Mの供給量であり、材料供給レート)に関する加工条件を含んでいてもよい。造形材料Mに関する加工条件は、造形材料Mの供給に関する加工条件として、造形材料Mが密集する上述した材料制御点MCPの位置に関する加工条件を含んでいてもよい。材料制御点MCPの位置に関する加工条件は、加工光ELの進行方向(Z軸方向)における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと材料制御点MCPの位置との相対的な位置関係に関する加工条件を含んでいてもよい。尚、加工光ELの進行方向(Z軸方向)における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと材料制御点MCPの位置との相対的な位置関係は、加工光ELの進行方向(Z軸方向)における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと材料制御点MCPの位置との間の距離を意味していてもよい。
加工条件の第6の例として、加工条件は、造形される構造層SLに関する加工条件を含んでいてもよい。構造層SLに関する加工条件は、構造層SLの厚さ(複数の構造層SLの積層ピッチ)に関する加工条件を含んでいてもよい。
加工条件の第7の例として、加工条件は、加工単位領域PUAに関する加工条件を含んでいてもよい。
加工単位領域PUAに関する加工条件は、加工単位領域PUAのオーバーラップ率に関する加工条件を含んでいてもよい。加工単位領域PUAのオーバーラップ率は、一のタイミングで一の方向に延びる一の移動軌跡に沿って移動する加工単位領域PUAと、一のタイミングとは異なる他のタイミングで一の移動軌跡に隣接して一の方向に延びる他の移動軌跡に沿って移動する加工単位領域PUAとのオーバーラップ率を意味していてもよい。
加工単位領域PUAに関する加工条件は、ビード幅に関する加工条件を含んでいてもよい。ここで、ビード幅は、加工単位領域PUAを一の方向に沿って移動させることで造形される一の方向に沿って延びる造形物の幅(一の方向に交差する方向におけるサイズ)を意味していてもよい。加工単位領域PUAの幅(加工単位領域PUAの移動方向に交差する方向における加工単位領域PUAのサイズ)が大きくなるほど、ビード幅が大きくなる。つまり、ビード幅は、加工単位領域PUAに依存する。このため、ビード幅に関する加工条件は、加工単位領域PUAに関する加工条件であると言える。特に、ビード幅に関する加工条件は、加工単位領域PUAの幅に関する加工条件と等価である。
加工条件の第8の例として、加工条件は、パージガスに関する加工条件を含んでいてもよい。パージガスに関する加工条件は、パージガスの供給に関する加工条件を含んでいてもよい。パージガスに関する加工条件は、パージガスの供給に関する加工条件として、パージガスの供給量(単位時間あたりのチャンバ空間63INへのパージガスの供給量であり、ガス流量)に関する加工条件を含んでいてもよい。
このような加工条件を表示するための条件表示動作は、主として、制御ユニット7によって行われてもよい。つまり、制御ユニット7は、加工システムSYSの動作を制御する動作の少なくとも一部として、条件表示動作を行ってもよい。制御ユニット7は、加工システムSYSが造形動作を開始する前に、条件表示動作を行ってもよい。制御ユニット7は、加工システムSYSが造形動作を行っている期間中に、条件表示動作を行ってもよい。制御ユニット7は、加工システムSYSが造形動作を終了した後に、条件表示動作を行ってもよい。
以下、図8を参照しながら、制御ユニット7が行う条件表示動作について説明する。図8は、制御ユニット7が行う条件表示動作の流れを示すフローチャートである。
(2-2-1)材料選択情報の取得(造形材料Mの選択):ステップS11
図8に示すように、制御ユニット7の演算装置71は、材料選択情報を取得する(ステップS11)。材料選択情報は、条件表示動作によって表示するべき加工条件に対応する造形材料Mの種類のユーザによる選択結果に関する情報を含む。ここで、加工条件を表示するために材料選択情報を取得する理由は、以下のとおりである。加工システムSYSの加工条件は、一般的には、加工システムSYSが造形物を造形するために用いる造形材料Mの種類に依存して変わる。例えば、第1の種類の造形材料Mを用いてある造形物を造形するための加工システムSYSの加工条件は、一般的には、第1の種類の造形材料Mとは異なる第2の種類の造形材料Mを用いて同じ造形物を造形するための加工システムSYSの加工条件とは異なるものとなる可能性がある。このため、加工システムSYSの加工条件は、一般的には、造形物を造形するために用いる造形材料Mの種類毎に設定されている。例えば、加工システムSYSの加工条件として、第1の種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するための第1の加工条件と、第2の種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するための第2の加工条件とが別々に設定されている。このため、本実施形態では、演算装置71は、加工条件を表示するために、まずは、表示するべき加工条件に対応する造形材料Mの種類の選択結果に関する材料選択情報を取得する。この場合、制御ユニット7は、選択された種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件を表示する。
図8に示すように、制御ユニット7の演算装置71は、材料選択情報を取得する(ステップS11)。材料選択情報は、条件表示動作によって表示するべき加工条件に対応する造形材料Mの種類のユーザによる選択結果に関する情報を含む。ここで、加工条件を表示するために材料選択情報を取得する理由は、以下のとおりである。加工システムSYSの加工条件は、一般的には、加工システムSYSが造形物を造形するために用いる造形材料Mの種類に依存して変わる。例えば、第1の種類の造形材料Mを用いてある造形物を造形するための加工システムSYSの加工条件は、一般的には、第1の種類の造形材料Mとは異なる第2の種類の造形材料Mを用いて同じ造形物を造形するための加工システムSYSの加工条件とは異なるものとなる可能性がある。このため、加工システムSYSの加工条件は、一般的には、造形物を造形するために用いる造形材料Mの種類毎に設定されている。例えば、加工システムSYSの加工条件として、第1の種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するための第1の加工条件と、第2の種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するための第2の加工条件とが別々に設定されている。このため、本実施形態では、演算装置71は、加工条件を表示するために、まずは、表示するべき加工条件に対応する造形材料Mの種類の選択結果に関する材料選択情報を取得する。この場合、制御ユニット7は、選択された種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件を表示する。
但し、複数種類の造形材料Mに共通する加工条件が設定されていてもよい。このような複数種類の造形材料Mに共通する加工条件を表示する場合には、演算装置71は、材料選択情報を必ずしも取得しなくてもよい。
材料選択情報を取得するために、演算装置71は、材料選択画面91を表示するように表示装置75を制御してもよい(ステップS11)。具体的には、演算装置71は、材料選択画面91を表示するように表示装置75を制御するための表示制御情報を生成し、生成した表示制御情報を表示装置75に出力してもよい。その結果、表示装置75は、材料選択画面91を表示してもよい。
材料選択画面91は、造形材料Mの種類をユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。例えば、材料選択画面91は、造形材料Mの種類をユーザが選択するために操作可能なGUI(Graphical User Interface)を含む表示画面であってもよい。ユーザは、表示装置75に表示された材料選択画面91を介して、入力装置74を用いて、造形材料Mの種類を選択してもよい。つまり、表示装置75に表示された材料選択画面91を介したユーザによる造形材料Mの種類の選択結果に関する材料選択情報が、入力装置74に入力されてもよい。言い換えれば、演算装置71は、表示装置75に表示された材料選択画面91を介したユーザによる造形材料Mの種類の選択結果に関する材料選択情報を、入力装置74を介して取得してもよい。
材料選択画面91の一例が、図9に示されている。材料選択画面91は、造形材料Mの主成分の元素をユーザが選択可能とする、例えば造形材料Mの主成分の元素に応じた複数のボタンを含む表示画面とされていてもよい。図9に示す例では、材料選択画面91は、ニッケルを主成分とする造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタン911と、鉄を主成分とする造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタン912と、アルミニウムを主成分とする造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタン913と、チタンを主成分とする造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタン914と、銅を主成分とする造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタン915とを含む例を示している。
尚、図9は、材料選択画面91の一例を示しているに過ぎない。このため、ユーザが材料選択画面91を用いて造形材料Mの種類を選択可能である限りは、材料選択画面91が図9に示す表示画面に限定されることはない。ユーザが材料選択画面91を用いて造形材料Mの種類を選択可能である限りは、図9に示す表示画面とは異なる表示画面を含む材料選択画面91が用いられてもよい。
例えば、材料選択画面91は、同じ種類の元素を主成分として含む複数種類の造形材料Mを選択するためにユーザがそれぞれ選択可能な複数のボタンを含んでいてもよい。一例として、材料選択画面91は、ニッケルを主成分として含む第1の種類の合金(例えば、インコネル625:NI625)の造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタンと、ニッケルを主成分として含み且つ第1の種類の合金とは異なる第2の種類の合金(例えば、インコネル718:NI718)の造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタンと、ニッケルを主成分として含み且つ第1から第2の種類の合金とは異なる第3の種類の合金(例えば、インコネル738:NI738)の造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタンと、を含んでいてもよい。これらのボタンは、造形材料Mを構成する合金に含まれる複数種類の金属の比率を間接的に指定するためにユーザが選択可能なボタンである。
その他、例えば、材料選択画面91は、金属製の造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタンと、樹脂製の造形材料Mを選択するためにユーザが選択可能なボタンとを含んでいてもよい。例えば、材料選択画面91は、造形材料Mの種類をユーザが直接的に入力するためのテキストボックスを含んでいてもよい。例えば、材料選択画面91は、造形材料Mの主成分の元素の種類をユーザが直接的に入力するためのテキストボックスを含んでいてもよい。例えば、材料選択画面91は、造形材料Mを構成する合金に主成分として含まれている元素の種類をユーザが直接的に入力するためのテキストボックスを含んでいてもよい。例えば、材料選択画面91は、造形材料Mを構成する合金に含まれる元素の比率をユーザが直接的に入力するためのテキストボックスを含んでいてもよい。
(2-2-2)条件選択情報の取得(加工条件の選択):ステップS12
再び図8において、その後、制御ユニット7の演算装置71は、条件選択情報を取得する(ステップS12)。条件選択情報は、条件表示動作によって表示するべき加工条件のユーザによる選択結果に関する情報を含む。条件選択情報を取得するために、演算装置71は、条件選択画面92を表示するように表示装置75を制御してもよい(ステップS12)。具体的には、演算装置71は、条件選択画面92を表示するように表示装置75を制御するための表示制御情報を生成してもよい。演算装置71は、生成した表示制御情報を表示装置75に出力してもよい。その結果、表示装置75は、条件選択画面92を表示してもよい。
再び図8において、その後、制御ユニット7の演算装置71は、条件選択情報を取得する(ステップS12)。条件選択情報は、条件表示動作によって表示するべき加工条件のユーザによる選択結果に関する情報を含む。条件選択情報を取得するために、演算装置71は、条件選択画面92を表示するように表示装置75を制御してもよい(ステップS12)。具体的には、演算装置71は、条件選択画面92を表示するように表示装置75を制御するための表示制御情報を生成してもよい。演算装置71は、生成した表示制御情報を表示装置75に出力してもよい。その結果、表示装置75は、条件選択画面92を表示してもよい。
条件選択画面92は、表示するべき加工条件をユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。例えば、条件選択画面92は、表示するべき加工条件をユーザが選択するために操作可能なGUI(Graphical User Interface)を含む表示画面であってもよい。ユーザは、表示装置75に表示された条件選択画面92を介して、入力装置74を用いて、表示するべき加工条件を選択してもよい。つまり、表示装置75に表示された条件選択画面92を介したユーザによる加工条件の選択結果に関する条件選択情報が、入力装置74に入力されてもよい。言い換えれば、演算装置71は、表示装置75に表示された条件選択画面92を介したユーザによる加工条件の選択結果に関する条件選択情報を、入力装置74を介して取得してもよい。
条件選択画面92を用いてユーザが選択可能な加工条件は、既に設定済みの加工条件を含む。既に設定済みの加工条件に関する情報は、記憶装置72に記憶されていてもよい。このため、条件選択画面92を用いてユーザが選択可能な加工条件は、記憶装置72に記憶されている加工条件を含んでいてもよい。この場合、条件選択画面92は、既に設定済みの加工条件(記憶装置72に記憶されている加工条件)を、条件表示動作によって表示するべき加工条件としてユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。例えば、複数の加工条件が既に設定済みである場合には、条件選択画面92は、既に設定済みの複数の加工条件のうちの一の加工条件を、条件表示動作によって表示するべき加工条件としてユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。
記憶装置72に記憶されている加工条件(既に設定済みの加工条件)は、デフォルトの加工条件(基本的な加工条件又は初期の加工条件)として予め設定されている加工条件(基本加工条件)を含んでいてもよい。この場合、条件選択画面92は、予め設定されている基本加工条件を、条件表示動作によって表示するべき加工条件としてユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。複数の基本加工条件が予め設定されている場合には、条件選択画面92は、予め設定されている複数の基本加工条件のうちの一の基本加工条件を、条件表示動作によって表示するべき加工条件としてユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。
記憶装置72に記憶されている加工条件(既に設定済みの加工条件)は、基本加工条件に加えて又は代えて、ユーザによって設定された加工条件(カスタム加工条件)を含んでいてもよい。例えば、記憶装置72に記憶されている加工条件は、既に設定済みの基本加工条件をユーザがカスタマイズすることで新たに設定したカスタム加工条件を含んでいてもよい。例えば、記憶装置72に記憶されている加工条件は、既に設定済みのカスタム加工条件をユーザが更にカスタマイズすることで新たに設定したカスタム加工条件を含んでいてもよい。例えば、記憶装置72に記憶されている加工条件は、ユーザが一から設定したカスタム加工条件を含んでいてもよい。この場合、条件選択画面92は、ユーザが設定したカスタム加工条件を、条件表示動作によって表示するべき加工条件としてユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。複数のカスタム加工条件が予め設定されている場合には、条件選択画面92は、ユーザが設定した複数のカスタム加工条件のうちの一のカスタム加工条件を、条件表示動作によって表示するべき加工条件としてユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。
条件選択画面92は、ステップS11において取得された材料選択情報が示す造形材料M(ステップS11においてユーザが選択した造形材料M)を用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件を、条件表示動作によって表示するべき加工条件としてユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。このため、演算装置71は、ステップS11において取得された材料選択情報に基づいて、条件選択画面92を表示するように表示装置75を制御するための表示制御情報を生成してもよい。例えば、材料選択情報が示す造形材料Mを用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件として、単一の加工条件(例えば、単一の基本加工条件)が予め設定されている場合には、条件選択画面92は、当該単一の加工条件を、条件表示動作によって表示するべき加工条件としてユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。例えば、材料選択情報が示す造形材料Mを用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件として、複数の加工条件(例えば、一若しくは複数の基本加工条件、及び/又は、一若しくは複数のカスタム加工条件を含む複数の加工条件)が予め設定されている場合には、条件選択画面92は、当該複数の加工条件のうちの一の加工条件を、条件表示動作によって表示するべき加工条件としてユーザが選択するために操作可能な表示画面であってもよい。
条件選択画面92の一例が、図10に示されている。図10に示すように、条件選択画面92は、材料選択情報が示す造形材料M(ステップS11においてユーザが選択した造形材料M)を示すラベル921を含んでいてもよい。図10は、図8のステップS11においてインコネル625(NI625)が造形材料Mとして選択された後に表示される条件選択画面92の一例を示している。この場合、図10に示すように、条件選択画面92は、ラベル921として、インコネル625を示すラベル921#1を含んでいてもよい。
更に、図10に示すように、条件選択画面92は、材料選択情報が示す造形材料Mを用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件を選択するためにユーザが選択可能なボタン922を含んでいてもよい。図10に示す例では、条件選択画面92は、インコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件を選択するためにユーザが選択可能なボタン922を含んでいてもよい。具体的には、図10に示す例では、条件選択画面92は、ボタン922として、インコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な基本加工条件(加工条件#1)を選択するためにユーザが選択可能なボタン922#1と、インコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な第1のカスタム加工条件(加工条件#2)を選択するためにユーザが選択可能なボタン922#2と、インコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な第2のカスタム加工条件(加工条件#3)を選択するためにユーザが選択可能なボタン922#3と、を含んでいる。このように、図10は、インコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件として、少なくとも三つの異なる加工条件が予め設定されている例を示している。
図10は、インコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な第1のカスタム加工条件(加工条件#2)を選択するためにユーザが選択可能なボタン922#2が、ユーザによって選択されている例を示している。この場合、演算装置71は、後述のステップS13において、インコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な第1のカスタム加工条件(加工条件#2)を表示するように、表示装置75を制御する。
尚、図10に示すように、条件選択画面92は、材料選択情報が示す造形材料Mを示すラベル921に加えて、材料選択情報が示す造形材料Mとは異なる種類の造形材料M(ステップS11においてユーザが選択した造形材料Mとは異なる種類の造形材料M)を示すラベル921を更に含んでいてもよい。図10に示す例では、条件選択画面92は、材料選択情報が示す造形材料Mとは異なる種類の造形材料Mを示すラベル921として、インコネル625とは異なるインコネル718を示すラベル921#2と、インコネル625とは異なるインコネル738を示すラベル921#3とを含んでいる。この場合、図10に示すように、材料選択情報が示す造形材料Mを示すラベル921の表示態様と、材料選択情報が示す造形材料Mとは異なる種類の造形材料Mを示すラベル921の表示態様とが異なっていてもよい。その結果、材料選択情報が示す造形材料Mを示すラベル921と材料選択情報が示す造形材料Mとは異なる種類の造形材料Mを示すラベル921との双方が条件選択画面92に含まれていたとしても、ユーザは、材料選択情報が示す造形材料M(ユーザが選択した造形材料M)を適切に認識することができる。
更に、材料選択情報が示す造形材料Mとは異なる種類の造形材料Mを示すラベル921が条件選択画面92に含まれている場合には、ユーザは、条件選択画面92上において、材料選択情報が示す造形材料Mとは異なる種類の造形材料Mを示すラベル921を選択することで、表示するべき加工条件に対応する造形材料Mの種類を変更(更新又は新たに選択)してもよい。この場合、演算装置71は、ユーザがラベル921を選択することで新たに選択された造形材料Mを用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件を選択するためにユーザが選択可能なボタン922を含む条件選択画面92を表示するように、表示装置75を制御してもよい。例えば、インコネル718を示すラベル921#2がユーザによって選択された場合には、演算装置71は、インコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件を選択するためにユーザが選択可能なボタン922を含む条件選択画面92に代えて、新たに選択されたインコネル718を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件を選択するためにユーザが選択可能なボタン922を含む条件選択画面92を表示するように、表示装置75を制御してもよい。一例として、図11に示すように、演算装置71は、インコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件#1から加工条件#3を選択するためにユーザがそれぞれ選択可能なボタン922#1から922#3を含む条件選択画面92(図10参照)に代えて、新たに選択されたインコネル718を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件#4から加工条件#6を選択するためにユーザがそれぞれ選択可能なボタン922#4から922#6を含む条件選択画面92を表示するように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、条件選択画面92を更新するように、表示装置75を制御してもよい。この場合、演算装置71は、造形材料Mを選択し直す(材料選択情報を新たに取得する)ために、図9に示す材料選択画面91を表示しなくてもよくなる。つまり、演算装置71は、図8のステップS11の処理を再度行わなくてもよくなる。
(2-2-3)選択された加工条件の表示:ステップS13
再び図8において、その後、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件(ステップS12において取得した条件選択情報が示す加工条件)を表示するように、表示装置75を制御してもよい(ステップS13)。
再び図8において、その後、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件(ステップS12において取得した条件選択情報が示す加工条件)を表示するように、表示装置75を制御してもよい(ステップS13)。
加工条件は、複数種類の条件パラメータを含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、複数種類の条件パラメータの設定値を加工条件として表示するように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に対応する複数種類の条件パラメータの設定値を表示するように、表示装置75を制御してもよい。例えば、演算装置71は、第1の種類の条件パラメータの設定値と、第1の種類の条件パラメータとは異なる第2の種類の条件パラメータの設定値と、第1の種類の条件パラメータから第2の種類の条件パラメータとは異なる第3の種類の条件パラメータの設定値とを加工条件として表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工条件は、加工光ELに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工条件は、条件パラメータとして、加工光ELに関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「加工光ELに関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工光ELに関する加工条件は、加工光ELの強度に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工光ELに関する条件パラメータは、加工光ELの強度に関する条件パラメータを含んでいてもよい。言い換えれば、加工光ELに関する条件パラメータは、加工光ELの強度を含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「加工光ELの強度に関する条件パラメータの設定値(加工光ELの強度の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工光ELに関する加工条件は、加工光ELのフォーカス位置CPに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工光ELに関する条件パラメータは、加工光ELのフォーカス位置CPに関する条件パラメータを含んでいてもよい。言い換えれば、加工光ELに関する条件パラメータは、加工光ELのフォーカス位置CPを含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「加工光ELのフォーカス位置CPに関する条件パラメータの設定値(加工光ELのフォーカス位置CPの設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工光ELのフォーカス位置CPに関する加工条件は、加工光ELの進行方向(Z軸方向)における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと加工光ELのフォーカス位置CPとの相対的な位置関係に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工光ELに関する条件パラメータは、加工光ELのフォーカス位置CPに関する条件パラメータとして、加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと加工光ELのフォーカス位置CPとの相対的な位置関係に関する条件パラメータを含んでいてもよい。つまり、加工光ELに関する条件パラメータは、加工光ELのフォーカス位置CPに関する条件パラメータとして、加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと加工光ELのフォーカス位置CPとの相対的な位置関係を含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと加工光ELのフォーカス位置CPとの相対的な位置関係に関する条件パラメータの設定値(加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと加工光ELのフォーカス位置CPとの相対的な位置関係の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工条件は、加工システムSYSが備えるガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工条件は、条件パラメータとして、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の位置の変更及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の位置の変更の少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータは、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の位置の変更及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の位置の変更の少なくとも一つに関する条件パラメータを含んでいてもよい。
上述したように、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による加工光EL#1の走査速度及びガルバノミラー46#2による加工光EL#2の走査速度の少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータは、ガルバノミラー46#1による加工光EL#1の走査速度及びガルバノミラー46#2による加工光EL#2の走査速度の少なくとも一つに関する条件パラメータを含んでいてもよい。つまり、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータは、ガルバノミラー46#1による加工光EL#1の走査速度及びガルバノミラー46#2による加工光EL#2の走査速度の少なくとも一つを含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ガルバノミラー46#1による加工光EL#1の走査速度及びガルバノミラー46#2による加工光EL#2の走査速度の少なくとも一つに関する条件パラメータの設定値(ガルバノミラー46#1による加工光EL#1の走査速度及びガルバノミラー46#2による加工光EL#2の走査速度の少なくとも一つの設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動周期及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動周期の少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータは、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動周期及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動周期の少なくとも一つに関する条件パラメータを含んでいてもよい。つまり、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータは、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動周期及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動周期の少なくとも一つを含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動周期及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動周期の少なくとも一つに関する条件パラメータの設定値(ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動周期及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動周期の少なくとも一つの設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動ストローク及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動ストロークの少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータは、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動ストローク及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動ストロークの少なくとも一つに関する条件パラメータを含んでいてもよい。つまり、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータは、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動ストローク及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動ストロークの少なくとも一つを含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動ストローク及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動ストロークの少なくとも一つに関する条件パラメータの設定値(ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動ストローク及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動ストロークの少なくとも一つの設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する加工条件は、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動パターン及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動パターンの少なくとも一つに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータは、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動パターン及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動パターンの少なくとも一つに関する条件パラメータを含んでいてもよい。つまり、ガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一つに関する条件パラメータは、ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動パターン及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動パターンの少なくとも一つを含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動パターン及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動パターンの少なくとも一つに関する条件パラメータの設定値(ガルバノミラー46#1による照射領域EA#1の移動パターン及びガルバノミラー46#2による照射領域EA#2の移動パターンの少なくとも一つの設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工条件は、加工システムSYSが備えるヘッド駆動機構23に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工条件は、条件パラメータとして、ヘッド駆動機構23に関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ヘッド駆動機構23に関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、ヘッド駆動機構23に関する加工条件は、加工ヘッド22とステージ31及びステージ31に載置されたワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、ヘッド駆動機構23に関する条件パラメータは、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する条件パラメータを含んでいてもよい。この場合、ヘッド駆動機構23に関する条件パラメータは、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する条件パラメータを含んでいてもよい。
上述したように、ヘッド駆動機構23に関する加工条件はヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度(ヘッド速度)に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、ヘッド駆動機構23に関する条件パラメータは、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度に関する条件パラメータを含んでいてもよい。つまり、ヘッド駆動機構23に関する条件パラメータは、ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度を含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度に関する条件パラメータの設定値(ヘッド駆動機構23による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工条件は、加工システムSYSが備えるステージ駆動機構32に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工条件は、条件パラメータとして、ステージ駆動機構32に関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ステージ駆動機構32に関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、ステージ駆動機構32に関する加工条件は、加工ヘッド22とステージ31及びステージ31に載置されたワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、ステージ駆動機構32に関する条件パラメータは、ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する条件パラメータを含んでいてもよい。この場合、ステージ駆動機構32に関する条件パラメータは、ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な位置関係の変更に関する条件パラメータを含んでいてもよい。
上述したように、ステージ駆動機構32に関する加工条件は、ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度(ステージ速度)に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、ステージ駆動機構32に関する条件パラメータは、ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度に関する条件パラメータを含んでいてもよい。つまり、ステージ駆動機構32に関する条件パラメータは、ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度を含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度に関する条件パラメータの設定値(ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工条件は、造形材料Mに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工条件は、条件パラメータとして、造形材料Mに関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「造形材料Mに関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、造形材料Mに関する加工条件は、造形材料Mの供給に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、造形材料Mに関する加工条件は、条件パラメータとして、造形材料Mの供給に関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「造形材料Mの供給に関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、造形材料Mに関する加工条件は、造形材料Mの供給量(単位時間あたりの材料ノズル64からの造形材料Mの供給量であり、材料供給レート)に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、造形材料Mに関する条件パラメータは、造形材料Mの供給量に関する条件パラメータを含んでいてもよい。言い換えれば、造形材料Mに関する条件パラメータは、造形材料Mの供給量を含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「造形材料Mの供給量に関する条件パラメータの設定値(造形材料Mの供給量の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、造形材料Mに関する加工条件は、造形材料Mが密集する上述した材料制御点MCPの位置に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、造形材料Mに関する条件パラメータは、材料制御点MCPの位置に関する条件パラメータを含んでいてもよい。言い換えれば、造形材料Mに関する条件パラメータは、材料制御点MCPの位置を含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「材料制御点MCPの位置に関する条件パラメータの設定値(材料制御点MCPの位置の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、材料制御点MCPの位置に関する加工条件は、加工光ELの進行方向(Z軸方向)における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと材料制御点MCPの位置との相対的な位置関係に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、造形材料Mに関する条件パラメータは、材料制御点MCPの位置に関する条件パラメータとして、加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと材料制御点MCPの位置との相対的な位置関係に関する条件パラメータを含んでいてもよい。つまり、造形材料Mに関する条件パラメータは、材料制御点MCPの位置に関する条件パラメータとして、加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと材料制御点MCPの位置との相対的な位置関係を含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと材料制御点MCPの位置との相対的な位置関係に関する条件パラメータの設定値(加工光ELの進行方向における造形面MS及び材料照射面ESの少なくとも一つと材料制御点MCPの位置との相対的な位置関係の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工条件は、造形される構造層SLに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工条件は、条件パラメータとして、構造層SLに関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「構造層SLに関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、構造層SLに関する加工条件は、構造層SLの厚さ(複数の構造層SLの積層ピッチ)に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、構造層SLに関する加工条件は、条件パラメータとして、構造層SLの厚さに関する条件パラメータを含んでいてもよい。構造層SLに関する加工条件は、条件パラメータとして、構造層SLの厚さを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「構造層SLの厚さに関する条件パラメータの設定値(構造層SLの厚さの設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工条件は、加工単位領域PUAに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工条件は、条件パラメータとして、加工単位領域PUAに関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「加工単位領域PUAに関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工単位領域PUAに関する加工条件は、加工単位領域PUAのオーバーラップ率に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工単位領域PUAに関する加工条件は、条件パラメータとして、加工単位領域PUAのオーバーラップ率に関する条件パラメータを含んでいてもよい。加工単位領域PUAに関する加工条件は、条件パラメータとして、加工単位領域PUAのオーバーラップ率を含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「加工単位領域PUAのオーバーラップ率に関する条件パラメータの設定値(オーバーラップ率の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工単位領域PUAに関する加工条件は、ビード幅に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工単位領域PUAに関する加工条件は、条件パラメータとして、ビード幅に関する条件パラメータを含んでいてもよい。加工単位領域PUAに関する加工条件は、条件パラメータとして、ビード幅を含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「ビード幅に関する条件パラメータの設定値(ビード幅の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、加工条件は、パージガスに関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、加工条件は、条件パラメータとして、パージガスに関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「パージガスに関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、パージガスに関する加工条件は、パージガスの供給に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、パージガスに関する加工条件は、条件パラメータとして、パージガスの供給に関する条件パラメータを含んでいてもよい。演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「パージガスの供給に関する条件パラメータの設定値」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
上述したように、パージガスに関する加工条件は、パージガスの供給量(単位時間あたりのチャンバ空間63INへのパージガスの供給量であり、ガス流量)に関する加工条件を含んでいてもよい。この場合、パージガスに関する条件パラメータは、パージガスの供給量に関する条件パラメータを含んでいてもよい。言い換えれば、パージガスに関する条件パラメータは、パージガスの供給量を含んでいてもよい。この場合、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる「パージガスの供給量に関する条件パラメータの設定値(パージガスの供給量の設定値)」を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
複数種類の条件パラメータの設定値は、既に設定済みの加工条件として記憶装置72に記憶されていてもよい。この場合、演算装置71は、記憶装置72から、複数種類の条件パラメータの設定値を読み出してもよい(取得してもよい)。言い換えれば、演算装置71には、記憶装置72から、複数種類の条件パラメータの設定値が入力されてもよい。演算装置71は、読み出した(取得した又は入力された)設定値を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
加工条件を表示するために、演算装置71は、条件表示画面93を表示するように表示装置75を制御してもよい(ステップS13)。具体的には、演算装置71は、条件表示画面93を表示するように表示装置75を制御するための表示制御情報を生成してもよい。演算装置71は、生成した表示制御情報を表示装置75に出力してもよい。その結果、表示装置75は、条件表示画面93を表示してもよい。
条件表示画面93は、ステップS12において選択された加工条件(ステップS12において取得した条件選択情報が示す加工条件)を表示可能な表示画面であってもよい。例えば、条件表示画面93は、ステップS12において選択された加工条件に対応する複数種類の条件パラメータの設定値を表示可能な表示画面であってもよい。
条件表示画面93の一例が、図12に示されている。図12に示すように、条件表示画面93は、複数種類の条件パラメータの設定値を数値で一覧表示するリスト表示画面930を含んでいてもよい。図12に示す例では、リスト表示画面930には、複数種類の条件パラメータの設定値として、加工光EL#1の強度に関する条件パラメータの設定値と、加工光EL#2の強度に関する条件パラメータの設定値と、加工光EL#1の走査速度に関する条件パラメータの設定値と、加工光EL#2の走査速度に関する条件パラメータの設定値と、ステージ速度(ステージ駆動機構32による加工ヘッド22とステージ31及びワークWのそれぞれとの間の相対的な移動速度)に関する条件パラメータの設定値と、積層ピッチ(構造層SLの厚み)に関する条件パラメータの設定値と、加工単位領域PUAのオーバーラップ率に関する条件パラメータの設定値と、材料供給レート(単位時間あたりの材料ノズル64からの造形材料Mの供給量)に関する条件パラメータの設定値と、ガス流量(単位時間あたりのチャンバ空間63INへのパージガスの供給量)に関する条件パラメータの設定値とが一覧表示されている。
更に、図12に示すように、条件表示画面93は、リスト表示画面930に表示されている加工条件(図8のステップS12において選択された加工条件)を用いて場合の加工品質に関する情報を表示可能な品質表示画面931を含んでいてもよい。尚、加工品質に関する情報は、加工条件に関する情報(複数種類の条件パラメータの設定値)に関連付けられた状態で、記憶装置72に記憶されていてもよい。この場合、演算装置71は、記憶装置72から、加工品質に関する情報を読み出して(取得して)もよい。言い換えれば、演算装置71には、記憶装置72から、加工品質に関する情報が入力されてもよい。演算装置71は、読み出した(取得した又は入力された)加工品質を表示する品質表示画面931を含む条件表示画面93を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
加工品質に関する情報は、予め設定された加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を実際に行うことで、予め生成されていてもよい。具体的には、加工品質に関する情報は、実際に行われた造形動作の結果に基づいて、予め生成されていてもよい。或いは、加工品質に関する情報は、造形動作を実際に行うことに加えて又は代えて、予め設定された加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を模擬するシミュレーションを行うことで、予め生成されていてもよい。具体的には、加工品質に関する情報は、シミュレーションの結果に基づいて、予め生成されていてもよい。いずれの場合においても、加工品質に関する情報は、加工条件を評価するために利用可能な情報である。
加工品質に関する情報は、制御ユニット7によって生成されてもよい。この場合、制御ユニット7が生成した加工品質に関する情報は、記憶装置72に記憶されてもよい。加工品質に関する情報は、制御ユニット7とは異なる情報生成装置によって生成されてもよい。この場合、制御ユニット7は、情報生成装置が生成した加工品質に関する情報を情報生成装置から取得してもよい。制御ユニット7が情報生成装置から取得した加工品質に関する情報は、記憶装置72に記憶されてもよい。
図12に示すように、加工品質は、加工精度を含んでいてもよい。加工精度は、加工条件を用いて造形された造形物の形状と造形物の目標形状との誤差である加工誤差(寸法誤差)を評価可能なパラメータを意味していてもよい。図12に示す例では、加工品質として、加工品質を「優」、「良」、「可」及び「不可」を含む4つの品質レベルに分類した結果が用いられている。例えば、加工誤差が第1閾値を下回る場合には、加工品質が「優」に分類され、加工誤差が第1閾値を上回り且つ第2閾値(但し、第2閾値は第1閾値よりも大きい)を下回る場合には、加工品質が「良」に分類され、加工誤差が第2閾値を上回り且つ第3閾値(但し、第3閾値は第2閾値よりも大きい)を下回る場合には、加工品質が「可」に分類され、加工誤差が第3閾値を上回る場合には、加工品質が「不可」に分類され、尚、「第3閾値」は、造形物を造形するために用いる加工条件として推奨できないほどに加工誤差が大きくなる状態と、造形物を造形するために用いる加工条件として推奨できる程度に加工誤差が小さくなる状態とを、加工誤差から区別可能な所望の値に設定されていてもよい。
図12に示すように、加工品質は、スループットを含んでいてもよい。スループットは、加工条件を用いて造形物を造形するために要する時間を評価可能なパラメータを意味していてもよい。スループットは、単位時間当たり(図12に示す例では、一時間当たり)に造形可能な造形物の体積が用いられている。
図面の簡略化のために図12には図示されていないものの、加工品質は、造形密度を含んでいてもよい。造形密度は、加工条件を用いて造形された造形物の密度を意味していてもよい。造形物の密度は、造形物の内部に生ずる空隙(ボイドであり、例えば、キーホール又は巣)に依存する。造形物の内部に生ずる空隙が少ないほど、加工品質が良好であると言える。このため、造形密度は、加工品質の一例として利用可能である。
更に、条件表示画面93は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる複数種類の条件パラメータの少なくとも一部である少なくとも二つの条件パラメータの設定値を、当該少なくとも二つの条件パラメータを軸とした多次元座標系内において示す座標点表示画面932を含んでいてもよい。言い換えれば、条件表示画面93は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる複数種類の第1条件パラメータの少なくとも一部である複数種類の第2条件パラメータの設定値を、当該複数種類の第2条件パラメータを軸とした多次元座標系内において示す座標点表示画面932を含んでいてもよい。具体的には、座標点表示画面932は、少なくとも二つの条件パラメータの設定値を、多次元座標系内において、少なくとも二つの条件パラメータの設定値に対応する座標点を用いて示していてもよい。尚、以下の説明では、ステップS12において選択されなかった加工条件に含まれる少なくとも二つの条件パラメータの設定値に対応する座標点を、“設定座標点9321”と称する。
多次元座標系として、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれの強度が第1の軸に割り当てられ、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれの走査速度が第1の軸に直交する第2の軸に割り当てられ、ステージ速度が第1及び第2の軸に直交する第3の軸に割り当てられている三次元座標系が用いられている。この場合、座標点表示画面932には、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれの強度の設定値と、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれの走査速度の設定値と、ステージ速度の設定値とを、三次元座標系内で示す設定座標点9321が表示されている。つまり、座標点表示画面932は、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれの強度の設定値と、加工光EL#1及びEL#2のそれぞれの走査速度の設定値と、ステージ速度の設定値とに対応する設定座標点9321を、多次元座標系内で示している。
尚、以下の説明では、説明の便宜上、加工光EL#1の強度と加工光EL#2の強度とが同一となり、且つ、加工光EL#1の走査速度と加工光EL#2の走査速度とが同一となる加工条件が用いられる例について説明する。但し、加工光EL#1の強度と加工光EL#2の強度とが異なっていてもよい。この場合、多次元座標系として、加工光EL#1の強度と加工光EL#2の強度とがそれぞれ割り当てられた二つの軸を含む多次元座標系が用いられてもよい。同様に、加工光EL#1の走査速度と加工光EL#2の走査速度とが異なっていてもよい。この場合、多次元座標系として、加工光EL#1の走査速度と加工光EL#2の走査速度とがそれぞれ割り当てられた二つの軸を含む多次元座標系が用いられてもよい。
また、以下の説明では、説明の便宜上、図12に示すように、加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度とがそれぞれ割り当てられた三つの軸を含む三次元座標系内で、加工光ELの強度の設定値と加工光ELの走査速度の設定値とステージ速度の設定値とに対応する設定座標点9321を示す座標点表示画面932の例について説明する。但し、後に第4変形例において説明するように、座標点表示画面932は、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる他の種類の条件パラメータが割り当てられた軸を含む多次元座標系内で、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる他の種類の条件パラメータの設定値に対応する設定座標点9321を示していてもよい。
座標点表示画面932には、設定座標点9321に加えて又は代えて、造形物を造形するために用いることが推奨される加工条件の範囲を多次元座標系内で示す推奨条件範囲9322が表示されていてもよい。図12に示す例では、多次元座標系として三次元座標系が用いられているため、推奨条件範囲9322は、造形物を造形するために用いることが推奨される加工条件の範囲を示す三次元空間を、三次元座標系内において示していてもよい。より具体的には、推奨条件範囲9322は、造形物を造形するために用いることが推奨される加工光ELの強度の設定値の範囲と、造形物を造形するために用いることが推奨される加工光ELの走査速度の設定値の範囲と、造形物を造形するために用いることが推奨されるステージ速度の設定値の範囲とを示す三次元空間を、三次元座標系内において示していてもよい。
推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質と、推奨条件範囲9322に含まれない(推奨条件範囲9322の外に位置する)加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質との少なくとも一つに基づいて、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が、所定の品質基準を満たすように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質よりも高くなるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が所定の品質基準を満たす確率が、所定の第1確率閾値以上となるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が所定の品質基準を満たす確率が、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が所定の品質基準を満たす確率よりも高くなるように、生成されてもよい。つまり、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合に、必ずしも加工品質が所定の品質基準を満たすとは限らないものの、一定の確率以上で加工品質が所定の品質基準を満たすように、生成されてもよい。
尚、加工品質が所定の品質基準を満たす状態は、加工品質の一例である加工精度が「不可」でない状態を含んでいてもよい。加工品質が所定の品質基準を満たす状態は、加工品質の一例である加工精度が「優」、「良」又は「可」となる状態を含んでいてもよい。加工品質が所定の品質基準を満たす状態は、加工品質の一例であるスループットが、所定のスループット閾値以上になる状態を含んでいてもよい。加工品質が所定の品質基準を満たす状態は、加工品質の一例である造形密度が、所定の造形密度閾値以上になる状態を含んでいてもよい。加工品質が所定の品質基準を満たす状態は、加工システムSYSが造形物を造形することができる状態を含んでいてもよい。
推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度と、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度との少なくとも一つに基づいて、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度が、「優」、「良」又は「可」となるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度が、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度よりも高くなるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度が「優」、「良」又は「可」となる確率が、所定の第2確率閾値以上となるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度が「優」、「良」又は「可」となる確率が、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度が「優」、「良」又は「可」となる確率よりも高くなるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度が「不可」となる確率が、所定の第3確率閾値以下となるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度が「不可」となる確率が、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度が「不可」となる確率よりも低くなるように、生成されてもよい。つまり、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合に、必ずしも加工精度が「優」、「良」又は「可」となるとは限らないものの、一定の確率以上で加工精度が「優」、「良」又は「可」となるように、生成されてもよい。
推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループットと、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループットとの少なくとも一つに基づいて、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループットが、所定のスループット閾値以上になるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループットが、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループットよりも高くなるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループットが所定のスループット閾値以上になる確率が、所定の第4確率閾値以上となるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループットが所定のスループット閾値以上になる確率が、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループットが所定のスループット閾値以上になる確率よりも高くなるように、生成されてもよい。つまり、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合に、必ずしもスループットが所定のスループット閾値以上になるとは限らないものの、一定の確率以上でスループットが所定のスループット閾値以上になるように、生成されてもよい。
推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度と、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度との少なくとも一つに基づいて、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度が、所定の造形密度閾値以上になるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度が、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度よりも高くなるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度が所定の造形密度閾値以上になる確率が、所定の第5確率閾値以上となるように、生成されてもよい。例えば、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度が所定の造形密度閾値以上になる確率が、推奨条件範囲9322に含まれない加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度が所定の造形密度閾値以上になる確率よりも高くなるように、生成されてもよい。つまり、推奨条件範囲9322は、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合に、必ずしも造形密度が所定の造形密度閾値以上になるとは限らないものの、一定の確率以上で造形密度が所定の造形密度閾値以上になるように、生成されてもよい。
推奨条件範囲9322は、所望の加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を実際に行った結果に基づいて予め生成されていてもよい。例えば、所望の加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を実際に行った結果、加工品質が所定の品質基準を満たした場合には、当該所望の加工条件が推奨条件範囲9322に含まれる(当該所望の加工条件が、推奨される加工条件として用いられる)ように、推奨条件範囲9322が生成されてもよい。一方で、所望の加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を実際に行った結果、加工品質が所定の品質基準を満たさなかった場合には、当該所望の加工条件が推奨条件範囲9322に含まれない(当該所望の加工条件が、推奨される加工条件として用いられない)ように、推奨条件範囲9322が生成されてもよい。
推奨条件範囲9322は、所望の加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を模擬するシミュレーションの結果に基づいて予め生成されていてもよい。例えば、所望の加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を模擬するシミュレーションを行った結果、加工品質が所定の品質基準を満たすと推定された場合には、当該所望の加工条件が推奨条件範囲9322に含まれる(当該所望の加工条件が、推奨される加工条件として用いられる)ように、推奨条件範囲9322が生成されてもよい。一方で、所望の加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を模擬するシミュレーションを行った結果、加工品質が所定の品質基準を満たさないと推定された場合には、当該所望の加工条件が推奨条件範囲9322に含まれない(当該所望の加工条件が、推奨される加工条件として用いられない)ように、推奨条件範囲9322が生成されてもよい。
推奨条件範囲9322は、制御ユニット7によって生成されてもよい。この場合、制御ユニット7が生成した推奨条件範囲9322に関する情報は、記憶装置72に記憶されてもよい。推奨条件範囲9322は、制御ユニット7とは異なる情報生成装置によって生成されてもよい。この場合、制御ユニット7は、情報生成装置が生成した推奨条件範囲9322に関する情報を情報生成装置から取得してもよい。制御ユニット7が情報生成装置から取得した推奨条件範囲9322に関する情報は、記憶装置72に記憶されてもよい。
推奨条件範囲9322は、加工品質が所定の品質基準を満たす少なくとも三つの加工条件に基づいて設定されてもよい。例えば、加工品質が所定の品質基準を満たす少なくとも三つの加工条件をそれぞれ示す少なくとも三つの座標点を上述した多次元座標系内にプロットし、当該プロットした少なくとも三つの座標点を結ぶ線によって囲まれた範囲が、推奨条件範囲9322に設定されてもよい。この場合、推奨条件範囲9322が可能な限り大きくなるように、少なくとも三つの座標点が選択されてもよい。
加工品質が所定の品質基準を満たす少なくとも三つの加工条件を特定するために、上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、加工条件を変更しながら繰り返されてもよい。特に、上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、座標点表示画面932が示す多次元座標系の軸に割り当てられた条件パラメータを変更しながら、繰り返されてもよい。図12に示す例では、座標点表示画面932が、加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度とがそれぞれ割り当てられた三つの軸を含む三次元座標系内で設定座標点9321を示すがゆえに、上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度の少なくとも一つを変更しながら、繰り返されてもよい。その結果、加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度とがそれぞれ割り当てられた三つの軸を含む三次元座標系内において、少なくとも三つの加工条件をそれぞれ示す少なくとも三つの座標点がプロットされる。
一方で、加工品質が所定の品質基準を満たす少なくとも三つの加工条件を特定するために、上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、座標点表示画面932が示す多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータを固定したまま、繰り返されてもよい。上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度の少なくとも一つとは異なる条件パラメータを固定したまま、繰り返されてもよい。その結果、多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータが特定の設定値に設定されている状況下での多次元座標系の軸に割り当てられている条件パラメータの設定値として推奨される値の範囲を示す推奨条件範囲9322が生成されてもよい。例えば、上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、材料供給レートを一のレートに固定したまま繰り返される場合には、材料供給レートが一のレートに設定されている状況下での加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度の少なくとも一つの設定値として推奨される値の範囲を示す推奨条件範囲9322が生成されてもよい。
但し、上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、座標点表示画面932が示す多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータを変更しながら、繰り返されてもよい。加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度の少なくとも一つとは異なる条件パラメータを変更しながら、繰り返されてもよい。その結果、多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータの設定値毎に、多次元座標系の軸に割り当てられている条件パラメータの設定値として推奨される値の範囲を示す推奨条件範囲9322が生成されてもよい。例えば、上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、材料供給レートが一のレートと他のレートとの間で変更しながら繰り返されてもよい。より具体的には、上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、材料供給レートを一のレートに固定したまま繰り返され、その後、材料供給レートが一のレートから他のレートに変更され、その後、上述した造形動作及びシミュレーションの少なくとも一つが、材料供給レートを他のレートに固定したまま繰り返されてもよい。その結果、材料供給レートが一のレートに設定されている状況下での加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度の少なくとも一つの設定値として推奨される値の範囲を示す推奨条件範囲9322と、材料供給レートが他のレートに設定されている状況下での加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度の少なくとも一つの設定値として推奨される値の範囲を示す推奨条件範囲9322とが、別個に生成されてもよい。
生成された推奨条件範囲9322に関する情報は、記憶装置72に記憶されていてもよい。この場合、演算装置71は、記憶装置72から、ステップS12において選択された加工条件(ステップS12において取得した条件選択情報が示す加工条件)に対応する推奨条件範囲9322に関する情報を読み出してもよい(取得してもよい)。言い換えれば、演算装置71には、記憶装置72から、推奨条件範囲9322に関する情報が入力されてもよい。演算装置71は、読み出した(取得した又は入力された)情報が示す推奨条件範囲9322を表示する座標点表示画面932を含む条件表示画面93を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
推奨条件範囲9322は、造形材料Mの種類毎に生成されてもよい。例えば、一の種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するために用いることが推奨される加工条件の範囲を示す一の推奨条件範囲9322と、一の種類の造形材料Mとは異なる他の種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するために用いることが推奨される加工条件の範囲を示す他の推奨条件範囲9322とが、別々に生成されてもよい。この場合、演算装置71は、記憶装置72から、ステップS11において取得された材料選択情報が示す造形材料M(ステップS11においてユーザが選択した造形材料M)に対応する推奨条件範囲9322に関する情報を読み出して(取得して)もよい。
座標点表示画面932には、設定座標点9321及び推奨条件範囲9322の少なくとも一つに加えて又は代えて、記憶装置72に記憶されているもののステップS12において選択されていない加工条件が表示されていてもよい。例えば、座標点表示画面932には、設定座標点9321及び推奨条件範囲9322の少なくとも一つに加えて又は代えて、記憶装置72に記憶されているもののステップS12において選択されていない加工条件に含まれる複数種類の条件パラメータの少なくとも一部である少なくとも二つの条件パラメータの設定値に対応する座標点が表示されていてもよい。尚、以下の説明では、記憶装置72に記憶されているもののステップS12において選択されていない加工条件に含まれる少なくとも二つの条件パラメータの設定値に対応する座標点を、“非選択座標点9323”と称する。
座標点表示画面932は、単一の非選択座標点9323を表示してもよい。或いは、座標点表示画面932は、複数の異なる加工条件をそれぞれ示す複数の非選択座標点9323を表示してもよい。また、非選択座標点9323が示す加工条件は、設定座標点9321が示す加工条件とは異なる。このため、座標点表示画面932は、多次元座標系内において、複数の異なる加工条件をそれぞれ示す複数の座標点として、設定座標点9321と、非選択座標点9323とを表示してもよい。
非選択座標点9323が座標点表示画面932に表示されている場合には、ユーザは、非選択座標点9323を選択することで、条件表示画面93に表示される加工条件を変更(更新又は新たに選択)してもよい。この場合、演算装置71は、ユーザが選択した非選択座標点9323に対応する加工条件を表示する条件表示画面93を表示するように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件(ステップS12において取得した条件選択情報が示す加工条件)を表示する条件表示画面93に代えて、ユーザが選択した非選択座標点9323に対応する加工条件を表示する条件表示画面93を表示するように、表示装置75を制御してもよい。例えば、演算装置71は、ユーザが選択した非選択座標点9323を新たな設定座標点9321として表示する座標点表示画面932を含む条件表示画面93を表示するように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に対応する従前の設定座標点9321を表示する座標点表示画面932を含む条件表示画面93に代えて、ユーザが選択した非選択座標点9323を新たな設定座標点9321として表示する座標点表示画面932を含む条件表示画面93を表示するように、表示装置75を制御してもよい。例えば、演算装置71は、ユーザが選択した非選択座標点9323に対応する加工条件に含まれる複数種類の条件パラメータの設定値を数値で示すリスト表示画面930を含む条件表示画面93を表示するように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、ステップS12において選択された加工条件に含まれる複数種類の条件パラメータの設定値を数値で示すリスト表示画面930を含む条件表示画面93に代えて、ユーザが選択した非選択座標点9323に対応する加工条件に含まれる複数種類の条件パラメータの設定値を数値で示すリスト表示画面930を含む条件表示画面93を表示するように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、ユーザによる非選択座標点9323の選択結果に基づいて、条件表示画面93を更新するように、表示装置75を制御してもよい。この場合、演算装置71は、加工条件を選択し直す(条件選択情報を新たに取得する)ために、図10に示す条件選択画面92を表示しなくてもよくなる。つまり、演算装置71は、図8のステップS12の処理を再度行わなくてもよくなる。
上述したように加工条件に関する情報に加工品質に関する情報が関連付けられている場合には、座標点表示画面932は、非選択座標点9323として、加工品質が所定の品質基準を満たす加工条件に対応する推奨座標点9324を表示してもよい。座標点表示画面932は、非選択座標点9323として、推奨座標点9324に加えて又は代えて、加工品質が所定の品質基準を満たさない加工条件に対応する非推奨座標点9325を表示してもよい。
座標点表示画面932は、推奨条件範囲9322に含まれる非選択座標点9323を、推奨座標点9324として表示してもよい。但し、場合によっては、座標点表示画面932は、推奨条件範囲9322に含まれない非選択座標点9323を、推奨座標点9324として表示してもよい。座標点表示画面932は、推奨条件範囲9322に含まれない非選択座標点9323を、非推奨座標点9325として表示してもよい。但し、場合によっては、座標点表示画面932は、推奨条件範囲9322に含まれる非選択座標点9323を、非推奨座標点9325として表示してもよい。いずれの場合においても、推奨条件範囲9322に含まれる推奨座標点9324の数は、推奨条件範囲9322に含まれる非推奨座標点9325の数よりも多くなってもよい。推奨条件範囲9322に含まれない推奨座標点9324の数は、推奨条件範囲9322に含まれない非推奨座標点9325の数よりも少なくなってもよい。
座標点表示画面932は、推奨座標点9324の表示態様と非推奨座標点9325の表示態様とが異なるものとなるように、推奨座標点9324と非推奨座標点9325とを表示してもよい。表示態様は、例えば、座標点の形状、座標点の表示パターン、表示色及び輝度の少なくとも一つを含んでいてもよい。この場合、座標点表示画面932は、実質的には、非選択座標点9323が示す加工条件を用いて造形物を造形する場合の加工品質(非選択座標点9323が示す加工条件を用いて造形される造形物の評価)をユーザが認識可能な表示態様で、非選択座標点9323(この場合、推奨座標点9324及び非推奨座標点9325)を表示する。その結果、ユーザは、推奨座標点9324及び非推奨座標点9325を適切に区別することができる。
更に、図12に示すように、条件表示画面93は、座標点表示画面932に加えて、ステップS12において選択された加工条件に含まれ且つ座標点表示画面932にその設定値が表示されていない少なくとも二つの条件パラメータの設定値を、当該少なくとも二つの条件パラメータを軸とした多次元座標系内において示す座標点表示画面933を含んでいてもよい。尚、座標点表示画面933は、座標点表示画面932と比較して、設定値を表示する条件パラメータが異なるという点で異なる。座標点表示画面933のその他の特徴は、座標点表示画面932のその他の特徴と同一であってもよい。このため、上述した座標点表示画面932に関する説明は、設定座標点9321、推奨条件範囲9322、非選択座標点9323、推奨座標点9324及び非推奨座標点9325という文言を、それぞれ、設定座標点9331、推奨条件範囲9332、非選択座標点9333、推奨座標点9334及び非推奨座標点9335に置き換えることで、座標点表示画面933に関する説明として流用可能である。このため、座標点表示画面933の詳細な説明は省略する。
図12に示す例では、座標点表示画面933における多次元座標系として、積層ピッチが第1の軸に割り当てられ、ビード幅が第1の軸に直交する第2の軸に割り当てられている二次元座標系が用いられている。この場合、座標点表示画面933には、積層ピッチの設定値と、ビード幅の設定値とを、二次元座標系内で示す設定座標点9331が表示されている。更に、座標点表示画面933には、推奨条件範囲9332として、造形物を造形するために用いることが推奨される積層ピッチの設定値の範囲と、造形物を造形するために用いることが推奨されるビード幅の設定値の範囲とを二次元座標系内で示す二次元領域が表示されていてもよい。
更に、条件表示画面93は、加工品質に関する情報を、加工品質が割り当てられた軸を含む多次元座標系内で示す品質表示画面934を含んでいてもよい。具体的には、具体的には、品質表示画面934は、加工品質を、多次元座標系内において、加工品質に対応する座標点9341を用いて示していてもよい。多次元座標系として、加工精度が第1の軸に割り当てられ、スループットが第1の軸に直交する第2の軸に割り当てられている二次元座標系が用いられている。この場合、品質表示画面934には、加工精度とスループットとを、二次元座標系内で示す座標点9341が表示されている。
品質表示画面934には、上述した推奨条件範囲9322に対応する推奨条件範囲9342が表示されていてもよい。推奨条件範囲9342は、上述した推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を用いて造形物が造形された場合の加工品質が含まれる範囲を示していてもよい。
更に、条件表示画面93は、ステップS12において選択された加工条件を用いて造形される造形物の材料特性を表示するためにユーザが選択可能なボタン935を含んでいてもよい。条件表示画面93は、造形物の引張強度を表示するためにユーザが選択可能なボタン935と、造形物の硬度を表示するためにユーザが選択可能なボタン935と、造形物の金属疲労度を表示するためにユーザが選択可能なボタン935と、造形物のクリープを表示するためにユーザが選択可能なボタン935とを含んでいる。
ユーザがボタン935を選択した場合には、演算装置71は、ユーザが選択したボタン935に対応する材料特性を表示するための材料特性表示画面94を表示するように、表示装置35を制御してもよい。具体的には、演算装置71は、材料特性表示画面94を表示するように表示装置75を制御するための表示制御情報を生成してもよい。演算装置71は、生成した表示制御情報を表示装置75に出力してもよい。その結果、表示装置75は、材料特性表示画面94を表示してもよい。尚、材料特性表示画面94の一例が図13に示されている。図13は、材料特性の一例である引張強度を表示する材料特性表示画面94を示している。
材料特性に関する情報は、加工品質に関する情報と同様に、予め設定された加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を実際に行うことで、予め生成されていてもよい。材料特性に関する情報は、加工品質に関する情報と同様に、予め設定された加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を模擬するシミュレーションを行うことで、予め生成されていてもよい。
材料特性に関する情報は、制御ユニット7によって生成されてもよい。この場合、制御ユニット7が生成した材料特性に関する情報は、記憶装置72に記憶されてもよい。材料特性に関する情報は、制御ユニット7とは異なる情報生成装置によって生成されてもよい。この場合、制御ユニット7は、情報生成装置が生成した材料特性に関する情報を情報生成装置から取得してもよい。制御ユニット7が情報生成装置から取得した材料特性に関する情報は、記憶装置72に記憶されてもよい。
材料特性に関する情報は、加工条件に関する情報(複数種類の条件パラメータの設定値)に関連付けられた状態で、記憶装置72に記憶されていてもよい。この場合、演算装置71は、記憶装置72から、材料特性に関する情報を読み出して(取得して)もよい。言い換えれば、演算装置71には、記憶装置72から、材料特性に関する情報が入力されてもよい。演算装置71は、読み出した(取得した又は入力された)材料特性を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
(2-3)条件設定動作
ユーザが加工条件を設定してもよいことは、上述したとおりである。本実施形態では、ユーザは、条件表示画面93を介して、加工条件を設定してもよい。具体的には、ユーザは、入力装置74を用いて、条件表示画面93に表示されている加工条件をカスタマイズすることで、新たな加工条件を設定してもよい。より具体的には、ユーザは、入力装置74を用いて、条件表示画面93に表示されている加工条件に含まれる少なくとも一つの条件パラメータの設定値を変更する(更新する又は入力する)ことで、少なくとも一つの条件パラメータの設定値がユーザによって変更された新たな加工条件を設定してもよい。この場合、ユーザが一から加工条件を設定する場合と比較して、ユーザは、比較的容易に且つ短時間で加工条件を設定することができる。
ユーザが加工条件を設定してもよいことは、上述したとおりである。本実施形態では、ユーザは、条件表示画面93を介して、加工条件を設定してもよい。具体的には、ユーザは、入力装置74を用いて、条件表示画面93に表示されている加工条件をカスタマイズすることで、新たな加工条件を設定してもよい。より具体的には、ユーザは、入力装置74を用いて、条件表示画面93に表示されている加工条件に含まれる少なくとも一つの条件パラメータの設定値を変更する(更新する又は入力する)ことで、少なくとも一つの条件パラメータの設定値がユーザによって変更された新たな加工条件を設定してもよい。この場合、ユーザが一から加工条件を設定する場合と比較して、ユーザは、比較的容易に且つ短時間で加工条件を設定することができる。
この場合、演算装置71は、入力装置74を介して、条件表示画面93上でのユーザの操作内容(入力内容)に関する情報を、ユーザが変更した少なくとも一つの条件パラメータの設定値を示す情報として取得してもよい。つまり、演算装置71には、ユーザが変更した少なくとも一つの条件パラメータの設定値を示す情報が入力されてもよい。その後、演算装置71は、少なくとも一つの条件パラメータの設定値がユーザによって変更された新たな加工条件を生成し、生成した加工条件を、ユーザが新たに設定した加工条件として記憶装置72に記憶してもよい。或いは、演算装置71は、記憶装置72に記憶されている既存の加工条件を、少なくとも一つの条件パラメータの設定値がユーザによって変更された新たな加工条件で上書きしてもよい。演算装置71は、記憶装置72上で、ユーザがカスタマイズする前の加工条件を、ユーザがカスタマイズした加工条件で上書きしてもよい。
ユーザは、図14に示すように、条件表示画面93に含まれるリスト表示画面930を介して、加工条件をカスタマイズしてもよい。例えば、リスト表示画面930において、条件パラメータの設定値を表示する表示オブジェクトとして、ユーザが編集可能なテキストボックスが用いられてもよい。この場合、ユーザは、入力装置74を用いて、テキストボックスに表示されている条件パラメータの設定値を変更してもよい。この場合、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に関する情報を、条件パラメータの設定値を示す情報として取得してもよい。その後、演算装置71は、取得した情報に基づいて、少なくとも一つの条件パラメータの設定値がユーザによって変更された新たな加工条件を生成してもよい。この場合、ユーザは、条件パラメータの設定値を直接的に指定することができる。
ユーザは、図15に示すように、条件表示画面93に含まれる座標点表示画面932を介して、加工条件をカスタマイズしてもよい。例えば、ユーザは、入力装置74を用いて、座標点表示画面932内に表示されている設定座標点9321を、多次元座標系内で移動してもよい。つまり、ユーザは、入力装置74を用いて、座標点表示画面932内に表示されている設定座標点9321の位置を、多次元座標系内で変更してもよい。設定座標点9321が少なくとも二つの条件パラメータの設定値を示しているがゆえに、設定座標点9321を移動させる入力は、少なくとも二つの条件パラメータの設定値を変更する入力と等価である。この場合、演算装置71は、ユーザが移動した設定座標点9321の位置に関する情報を、条件パラメータの設定値を示す情報として取得してもよい。その後、演算装置71は、取得した情報に基づいて、移動した設定座標点9321に対応する条件パラメータの設定値を算出することで、少なくとも一つの条件パラメータの設定値がユーザによって変更された新たな加工条件を生成してもよい。この場合、ユーザは、条件パラメータの設定値を直観的に指定することができる。
尚、図16に示すように、ユーザは、入力装置74を用いて、設定座標点9321を移動させることに加えて又は代えて、設定座標点9321の位置を、多次元座標系内で直接的に指定してもよい。つまり、ユーザは、入力装置74を用いて、設定座標点9321の位置として、多次元座標系内の所望位置を直接的に指定してもよい。言い換えれば、ユーザは、入力装置74を用いて、多次元座標系内に設定座標点9321を直接的に配置してもよい。この場合も、設定座標点9321の位置を指定する入力(設定座標点9321を配置する入力)は、少なくとも二つの条件パラメータの設定値を変更する入力と等価である。この場合、演算装置71は、ユーザが指定した設定座標点9321の位置(ユーザが設定座標点9321を配置した位置)に関する情報を、条件パラメータの設定値を示す情報として取得してもよい。その後、演算装置71は、取得した情報に基づいて、ユーザが指定した設定座標点9321の位置に対応する条件パラメータの設定値を算出することで、少なくとも一つの条件パラメータの設定値がユーザによって変更された新たな加工条件を生成してもよい。この場合も、ユーザは、条件パラメータの設定値を直観的に指定することができる。
ユーザが条件パラメータの設定値を変更した場合には、図14から図16に示すように、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値がリスト表示画面930に表示されるように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいてリスト表示画面930を更新するように、表示装置75を制御してもよい。
ユーザが条件パラメータの設定値を変更した場合には、図14から図16に示すように、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値を示す設定座標点9321が座標点表示画面932に表示されるように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて設定座標点9321を更新する(座標点表示画面932を更新する)ように、表示装置75を制御してもよい。この場合、ユーザは、更新された設定座標点9321と推奨条件範囲9322との位置関係に基づいて、ユーザが変更した加工条件が、推奨条件範囲9322に含まれるか否かを、直観的に認識することができる。このため、ユーザは、ユーザが変更した加工条件が、推奨条件範囲9322に含まれるように、加工条件を比較的容易に変更する(設定する)ことができる。言い換えれば、ユーザは、ユーザが変更した加工条件が、造形物を造形するために用いることが推奨される加工条件となるように、加工条件を比較的容易に変更する(設定する)ことができる。
重複する説明を省略するために詳細な説明は省略するが、座標点表示画面932と同様に、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて座標点表示画面933を更新するように、表示装置75を制御してもよい。
ここで、図14から図16は、ユーザが、座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられた条件パラメータ(加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度)の設定値を変更する例を示している。しかしながら、図17に示すように、ユーザは、座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータの設定値を変更してもよい。例えば、図17は、ユーザが、リスト表示画面930を介して、材料供給レートの設定値を変更する例を示している。
図17に示すように、条件表示画面93は、材料供給レートの設定値を予め定められた固定値に設定するためにユーザが選択可能なボタン936を含んでいてもよい。図17に示す例では、条件表示画面93は、材料供給レートの設定値を、5g/分に設定するためにユーザが選択可能なボタン936と、材料供給レートの設定値を、10g/分に設定するためにユーザが選択可能なボタン936、材料供給レートの設定値を、15g/分に設定するためにユーザが選択可能なボタン936とを含んでいる。この場合、ユーザは、ボタン936を選択することで、材料供給レートの設定値を容易に設定することができる。尚、条件表示画面93は、材料供給レートとは異なる条件パラメータの設定値を所定値に設定するためにユーザが選択可能なボタン936を含んでいてもよい。
このように座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータの設定値が変更される場合には、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて設定座標点9321を更新しなくてもよい。具体的には、座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータの設定値が変更された場合であっても、多次元座標系の軸に割り当てられている条件パラメータの設定値が変更されていない場合には、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて設定座標点9321を更新しなくてもよい。
座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータの設定値が変更される場合には、演算装置71は、図17に示すように、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて、座標点表示画面932に表示される推奨条件範囲9322を更新するように、表示装置75を制御してもよい。具体的には、推奨条件範囲9322が、多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータが特定の設定値に設定されている状況下での、多次元座標系の軸に割り当てられている条件パラメータの設定値として推奨される値の範囲を示していてもよいことは、上述したとおりである。以下の説明では、説明の便宜上、多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータとして、材料供給レートが用いられる例について説明する。つまり、以下の説明では、説明の便宜上、推奨条件範囲9322が、材料供給レートが特定の設定値に設定されている状況下での加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度の設定値として推奨される値の範囲を示す例について説明する。この場合、材料供給レートが一のレートに設定されている状況下での加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度の少なくとも一つの設定値として推奨される値の範囲を示す一の推奨条件範囲9322と、材料供給レートが他のレートに設定されている状況下での加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度の少なくとも一つの設定値として推奨される値の範囲を示す他の推奨条件範囲9322とが、別個に生成されてもよいこともまた、上述したとおりである。この場合、ユーザによって材料供給レートが一のレートから他のレートに変更された場合には、演算装置71は、座標点表示画面932に表示される推奨条件範囲9322を、変更前の一のレートに対応する一の推奨条件範囲9322から、変更後の他のレートに対応する他の推奨条件範囲9322に変更するように、表示装置75を制御してもよい。
尚、同様の理由から、座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータの設定値が変更される場合には、演算装置71は、図17に示すように、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて、座標点表示画面933に表示される推奨条件範囲9332を更新するように、表示装置75を制御してもよい。同様に、演算装置71は、図17に示すように、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて、品質表示画面934に表示される推奨条件範囲9342を更新するように、表示装置75を制御してもよい。
ユーザが条件パラメータの設定値を変更した場合には、図18に示すように、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて、ユーザが変更していない条件パラメータの設定値を自動的に変更(更新又はカスタマイズ)してもよい。例えば、ユーザが加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度のうちの少なくとも一つの設定値を変更した場合には、演算装置71は、ユーザが変更した加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度のうちの少なくとも一つの設定値に基づいて、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度のうちの少なくとも他の一つの設定値を自動的に変更してもよい。例えば、ユーザが加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度のうちの少なくとも一つの設定値を変更した場合には、演算装置71は、ユーザが変更した加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度のうちの少なくとも一つの設定値に基づいて、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる条件パラメータの設定値を自動的に変更してもよい。例えば、ユーザが加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる条件パラメータの設定値を変更した場合には、演算装置71は、ユーザが変更した加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる条件パラメータの設定値に基づいて、ユーザが変更していない加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度のうちの少なくとも一つの設定値を自動的に変更してもよい。例えば、ユーザが加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる一の種類の条件パラメータの設定値を変更した場合には、演算装置71は、ユーザが変更した一の種類の条件パラメータの設定値に基づいて、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なり且つ一の種類の条件パラメータとも異なる他の種類の条件パラメータの設定値を自動的に変更してもよい。図18は、ユーザが加工光ELの強度の設定値を変更した場合において、演算装置71が、ユーザが変更した加工光ELの強度の設定値に基づいて、ユーザが変更していないステージ速度の設定値を自動的に変更する例を示している。
この場合、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて、設定座標点9321が推奨条件範囲9322内に位置するように、ユーザが変更していない条件パラメータの設定値を自動的に変更してもよい。演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値に基づいて、設定座標点9321が推奨条件範囲9322の中心に近づくように、ユーザが変更していない条件パラメータの設定値を自動的に変更してもよい。推奨条件範囲9322の中心は、推奨条件範囲9322の重心を意味していてもよい。
演算装置71が少なくとも一つの条件パラメータの設定値を自動的に変更する場合においても、ユーザが少なくとも一つの条件パラメータの設定値を自動的に変更する場合と同様に、演算装置71は、条件表示画面93を更新するように、表示装置75を制御してもよい。例えば、演算装置71は、演算装置71が変更した条件パラメータの設定値がリスト表示画面930に表示されるように、表示装置75を制御してもよい。例えば、演算装置71は、演算装置71が変更した条件パラメータの設定値を示す設定座標点9321が座標点表示画面932に表示されるように、表示装置75を制御してもよい。例えば、演算装置71は、演算装置71が変更した条件パラメータの設定値に基づいて座標点表示画面933を更新するように、表示装置75を制御してもよい。
ユーザが条件パラメータの設定値を変更した結果、少なくとも一つの条件パラメータの設定値がユーザによって変更された新たな加工条件が推奨条件範囲9322から外れてしまった場合には、演算装置71は、ユーザが変更した加工条件が推奨条件範囲9322から外れたことをユーザに報知してもよい。つまり、演算装置71は、ユーザが変更した加工条件が造形物を造形するために用いることが推奨される加工条件ではないことをユーザに報知してもよい。
一例として、図19に示すように、演算装置71は、条件表示画面93上において、ユーザが変更した加工条件が推奨条件範囲9322から外れたことをユーザに報知するための表示オブジェクト937を表示するように、表示装置75を制御してもよい。他の一例として、図20に示すように、演算装置71は、座標点表示画面932上において、ユーザが変更した加工条件が推奨条件範囲9322から外れた場合の設定座標点9321の表示態様(図19参照)が、ユーザが変更した加工条件が推奨条件範囲9322内に位置する場合の設定座標点9321の表示態様(図14参照)と異なるものとなるように、表示装置75を制御してもよい。表示態様は、座標点の形状、座標点の表示パターン、表示色及び輝度の少なくとも一つを含んでいてもよい。
他の一例として、図19に示すように、演算装置71は、ユーザが変更した加工条件が推奨条件範囲9322から外れたことをユーザに報知するための音声(警報音)を出力する(発する)ように、スピーカとして機能可能な出力装置73を制御してもよい。具体的には、演算装置71は、ユーザが変更した加工条件が推奨条件範囲9322から外れたことをユーザに報知するための警報音を出力するようにスピーカを制御する制御信号を生成してもよい。演算装置71は、生成した制御信号を、データバス76を介して、出力装置73に出力してもよい。出力装置73は、演算装置71が生成した制御信号に基づいて、警報音を出力してもよい。
ユーザが変更した加工条件が推奨条件範囲9322から外れた場合、ユーザは、加工条件が推奨条件範囲9322内に位置するように、加工条件を再度変更してもよい。
或いは、ユーザが変更した加工条件が推奨条件範囲9322から外れた場合、ユーザが加工条件を再度変更することに加えて又は代えて、演算装置71が、加工条件が推奨条件範囲9322内に位置するように、加工条件を自動的に変更してもよい。この場合、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値を変更することなく、加工条件が推奨条件範囲9322内に位置するように、ユーザが変更していない条件パラメータの設定値を自動的に変更してもよい。この場合、ユーザが変更した条件パラメータの設定値が、演算装置71が自動的に変更した加工条件に含まれる。つまり、演算装置71が自動的に変更した加工条件に、条件パラメータの設定値を変更したユーザの希望が反映される。但し、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値を自動的に変更してもよい。或いは、演算装置71は、ユーザが変更した条件パラメータの設定値を自動的に変更することに加えて又は代えて、ユーザが変更しておらず且つ座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータの設定値を自動的に変更してもよい。図19から図20に示す例では、演算装置71は、ユーザが変更しておらず且つ加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる条件パラメータの設定値を自動的に変更してもよい。座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータの設定値が変更されると、推奨条件範囲9322が変更(更新)されてもよいことは、上述したとおりである。この場合、演算装置71は、加工条件が変更後の推奨条件範囲9322内に位置するように、座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられていない条件パラメータの設定値を変更することで推奨条件範囲9322を変更してもよい。
ユーザが条件パラメータの設定値を変更した(ユーザが加工条件を変更した)場合には、演算装置71は、ユーザが変更した加工条件を用いて造形物を造形した場合の加工品質を算出してもよい。例えば、演算装置71は、ユーザが変更した加工条件を用いて造形物を造形する造形動作を模擬するシミュレーションを行うことで、加工品質を算出(この場合、推定)してもよい。この場合、演算装置71は、シミュレーションの結果に基づいて、加工品質を算出してもよい。
或いは、演算装置71がシミュレーションを行うことに加えて又は代えて、ユーザが変更した加工条件を用いて造形物を造形する造形動作が実際に行われてもよい。この場合、演算装置71は、実際に行われた造形動作の結果に基づいて、加工品質を算出してもよい。
或いは、演算装置71がシミュレーションの結果及び造形動作の結果の少なくとも一つに基づいて加工品質を算出することに加えて又は代えて、ユーザが、入力装置74を用いて、ユーザが変更した加工条件を用いて造形物を造形した場合の加工品質に関する情報を演算装置71に入力してもよい。この場合、演算装置71は、ユーザが入力した加工品質を、演算装置71による加工品質の算出結果として用いてもよい。
その後、加工品質が算出された場合には、演算装置71は、演算装置71が算出した加工品質が条件表示画面93に表示されるように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、演算装置71が算出した加工品質に基づいて条件表示画面93が更新されるように、表示装置75を制御してもよい。例えば、図21は、ユーザが加工光ELの強度を変更した例を示している。この場合、演算装置71は、演算装置71が算出した加工品質が、ユーザが変更した加工条件を用いて造形物を造形した場合の加工品質として品質表示画面931に表示されるように、表示装置75を制御してもよい。また、演算装置71は、演算装置71が算出した加工品質に対応する座標点9341が、ユーザが変更した加工条件を用いて造形物を造形した場合の加工品質に対応する座標点9341として品質表示画面934に表示されるように、表示装置75を制御してもよい。つまり、演算装置71は、加工品質に関する情報が表示される品質表示画面931及び934の少なくとも一つが更新されるように、表示装置75を制御してもよい。
これまでの説明では、ユーザは、加工条件を直接的に変更することで、加工条件を設定している。しかしながら、ユーザは、加工条件を直接的に変更することに加えて又は代えて、ユーザが希望する加工品質を指定することで、加工条件を設定してもよい。この場合、ユーザは、入力装置74を用いて、条件表示画面93を介して、ユーザが希望する加工品質に関する情報を演算装置71に入力してもよい。
一例として、図22に示すように、品質表示画面931において、加工品質を表示する表示オブジェクトとして、ユーザが編集可能なテキストボックスが用いられてもよい。この場合、ユーザは、入力装置74を用いて、テキストボックスに表示されている加工品質を変更することで、変更後の加工品質に関する情報を、ユーザが希望する加工品質に関する情報として、演算装置71に入力してもよい。
他の一例として、図23に示すように、ユーザは、入力装置74を用いて、品質表示画面934に表示されている座標点9341を、多次元座標系内で移動してもよい。つまり、ユーザは、入力装置74を用いて、品質表示画面934内に表示されている座標点9341の位置を、多次元座標系内で変更してもよい。座標点9341が加工品質を示しているがゆえに、座標点9341を移動させる入力は、ユーザが希望する加工品質を指定する入力と等価である。尚、ユーザは、入力装置74を用いて、座標点9341を移動させることに加えて又は代えて、座標点9341の位置を、多次元座標系内で直接的に指定してもよい。
その後、演算装置71は、ユーザが希望する加工品質に関する情報に基づいて、ユーザが希望する加工品質を実現可能な加工条件を算出してもよい。その後、演算装置71は、ユーザが希望する加工品質を実現可能な加工条件を、ユーザが新たに設定した加工条件として記憶装置72に記憶してもよい。
更に、演算装置71は、演算装置71が算出した加工条件及びユーザが希望する加工品質に基づいて、条件表示画面93を更新するように、表示装置75を制御してもよい。例えば、演算装置71は、演算装置71が算出した加工条件が、条件表示画面93のリスト表示画面930、座標点表示画面932及び座標点表示画面933に反映されるように、表示装置75を制御してもよい。例えば、演算装置71は、ユーザが希望する加工品質が、条件表示画面93の品質表示画面931及び品質表示画面934に反映されるように、表示装置75を制御してもよい。
尚、図24に示すように、演算装置71は、加工条件に含まれる複数種類の条件パラメータの設定値が入力されていないブランク状態の条件表示画面93を表示するように、表示装置75を制御してもよい。この場合、ユーザは、ブランク状態の条件表示画面93を介して、加工条件を新たに一から設定してもよい。
例えば、ユーザは、入力装置74を用いて、ブランク状態の条件表示画面93に表示されているリスト表示画面930内において、複数種類の条件パラメータの設定値を入力するための入力ボックス(テキストボックス)に設定値を入力することで、加工条件を新たに一から設定してもよい。この場合、演算装置71は、ユーザが入力した複数種類の条件パラメータの設定値を取得してもよい。つまり、演算装置71には、複数種類の条件パラメータの設定値を直接的に示す情報が入力されてもよい。その後、演算装置71は、複数種類の条件パラメータの設定値がユーザによって入力された新たな加工条件を生成してもよい。
例えば、ユーザは、入力装置74を用いて、ブランク状態の条件表示画面93に表示されている座標点表示画面932内において、多次元座標系内の所望の位置を指定することで、もしくは条件表示画面93に表示されている座標点表示画面932内の多次元座標系内において配置されたものを移動し、位置を指定することで、当該指定された位置の座標点に対応する加工条件を新たに一から設定してもよい。尚、多次元座標系内の所望の位置を指定する操作は、多次元座標系内に設定座標点9321を配置する操作と等価である。この場合、演算装置71は、多次元座標系内においてユーザが指定した位置(多次元座標系内においてユーザが設定座標点9321を配置した位置)に関する情報を取得してもよい。つまり、演算装置71には、多次元座標系内においてユーザが指定した位置に関する情報が、複数種類の条件パラメータの設定値を間接的に示す情報として入力されてもよい。より具体的には、入力装置74で座標点表示画面932に表示された多次元座標系内の位置を指定することで、この位置に対応する多次元座標系の各軸に割り当てられた条件パラメータの数値が演算装置71に入力されるようにしてもよい。その後、演算装置71は、ユーザが指定した位置の座標点を特定し、特定した座標点に対応する加工条件を生成してもよい。
(2-4)推奨条件範囲更新動作
上述した条件設定動作によって加工条件が新たに設定された場合には、演算装置71は、新たに設定された加工条件に基づいて、推奨条件範囲9322を更新してもよい。具体的には、座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられた条件パラメータとは異なる条件パラメータが一の設定値に設定されている状況で一の種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件が新たに設定された場合には、演算装置71は、座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられた条件パラメータとは異なる条件パラメータが同じ一の設定値に設定されている状況での座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられた条件パラメータの設定値として推奨される値の範囲を示し且つ同じ一の種類の造形材料Mに対応する推奨条件範囲9322を更新してもよい。一例として、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる条件パラメータが一の設定値に設定されている状況でインコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件が新たに設定された場合には、演算装置71は、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる条件パラメータが同じ一の設定値に設定されている状況で同じインコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形する際に、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度の設定値として推奨される値の範囲を示す推奨条件範囲9322を更新してもよい。
上述した条件設定動作によって加工条件が新たに設定された場合には、演算装置71は、新たに設定された加工条件に基づいて、推奨条件範囲9322を更新してもよい。具体的には、座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられた条件パラメータとは異なる条件パラメータが一の設定値に設定されている状況で一の種類の造形材料Mを用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件が新たに設定された場合には、演算装置71は、座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられた条件パラメータとは異なる条件パラメータが同じ一の設定値に設定されている状況での座標点表示画面932の多次元座標系の軸に割り当てられた条件パラメータの設定値として推奨される値の範囲を示し且つ同じ一の種類の造形材料Mに対応する推奨条件範囲9322を更新してもよい。一例として、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる条件パラメータが一の設定値に設定されている状況でインコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形するために利用可能な加工条件が新たに設定された場合には、演算装置71は、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる条件パラメータが同じ一の設定値に設定されている状況で同じインコネル625を造形材料Mとして用いて造形物を造形する際に、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度の設定値として推奨される値の範囲を示す推奨条件範囲9322を更新してもよい。
推奨条件範囲9322を更新するために、演算装置71は、新たに設定された加工条件を用いて造形物を造形した場合の加工品質を算出してもよい。尚、新たに設定された加工条件を用いて造形物を造形した場合の加工品質を算出する動作については、上述した条件動作設定動作の中で説明済みであるため、ここでの説明は省略する。
その後、演算装置71は、新たに設定された加工条件と、新たに設定された加工条件の加工品質とに基づいて、推奨条件範囲9322を更新してもよい。例えば、新たに設定された加工条件が、加工品質が所望の品質基準を満たす加工条件である場合には、演算装置71は、新たに設定された加工条件が更新後の推奨条件範囲9322に含まれるように、推奨条件範囲9322を更新してもよい。例えば、新たに設定された加工条件が、加工品質が所望の品質基準を満たさない加工条件である場合には、演算装置71は、新たに設定された加工条件が更新後の推奨条件範囲9322に含まれないように、推奨条件範囲9322を更新してもよい。
演算装置71は、推奨条件範囲9322を更新するために、図25に示すように、座標点表示画面932の多次元座標系内に、新たに設定された加工条件に対応する座標点をプロットしてもよい。特に、新たに設定された加工条件が、加工品質が所望の品質基準を満たす加工条件である場合に、演算装置71は、座標点表示画面932の多次元座標系内に、新たに設定された加工条件に対応する座標点を、推奨座標点9324としてプロットしてもよい。尚、新たに設定された加工条件が、加工品質が所望の品質基準を満たさない加工条件である場合においても、演算装置71は、座標点表示画面932の多次元座標系内に、新たに設定された加工条件に対応する座標点を、非推奨座標点9325としてプロットしてもよい。更に、演算装置71は、座標点表示画面932の多次元座標系内に、既に設定済みの加工条件に対応する座標点をプロットしてもよい。特に、演算装置71は、座標点表示画面932の多次元座標系内に、既に設定済みであって且つ加工品質が所望の品質基準を満たす加工条件に対応する推奨座標点9234をプロットしてもよい。尚、この場合には、演算装置71は、追加座標点9326がプロットされた多次元座標系を表示するように、表示装置75を制御しなくてもよい。つまり、演算装置71は、演算装置71の内部で、追加座標点9326等を多次元座標系内にプロットする処理を行ってもよい。その後、演算装置71は、少なくとも三つの推奨座標点9324を結ぶ線によって囲まれた範囲を、更新後の推奨条件範囲9322に設定してもよい。
(3)技術的効果
以上説明したように、本実施形態では、制御ユニット7は、条件表示動作を行うことで、ユーザが選択した加工条件(或いは、ユーザが設定した加工条件)を含む条件表示画面93を表示することができる。特に、本実施形態では、制御ユニット7は、多次元座標系内において、加工条件に含まれる複数種類の条件パラメータの少なくとも一部である少なくとも二つの条件パラメータの設定値を示す設定座標点9321を含む条件表示画面93を表示することができる。このため、ユーザは、直感的に又は視覚的に、加工条件を認識することができる。
以上説明したように、本実施形態では、制御ユニット7は、条件表示動作を行うことで、ユーザが選択した加工条件(或いは、ユーザが設定した加工条件)を含む条件表示画面93を表示することができる。特に、本実施形態では、制御ユニット7は、多次元座標系内において、加工条件に含まれる複数種類の条件パラメータの少なくとも一部である少なくとも二つの条件パラメータの設定値を示す設定座標点9321を含む条件表示画面93を表示することができる。このため、ユーザは、直感的に又は視覚的に、加工条件を認識することができる。
更に、制御ユニット7は、設定座標点9321と共に、推奨条件範囲9322を含む条件表示画面93を表示することができる。このため、ユーザは、ユーザが選択した加工条件が、造形物を造形するために用いることが推奨されるか否かを、直感的に又は視覚的に認識することができる。
更に、ユーザは、設定座標点9321を含む条件表示画面93を介して、加工条件を設定する(変更する、更新する、カスタマイズする又は新たに一から設定する)ことができる。このため、ユーザは、ユーザが設定した加工条件を直感的に又は視覚的に確認しながら、適切な加工条件を設定することができる。
ここで、加工条件を設定するためにユーザが設定する複数種類の条件パラメータは、その全てが必ずしも独立変数であるとは限らない。この場合、ユーザが第1の種類の条件パラメータを変更した場合には、ユーザは、第1の種類の条件パラメータの変更に合わせて、第1の種類の条件パラメータとは異なる第2の種類の条件パラメータを変更する必要が出てくる可能性がある。しかしながら、このような互いに相関を有する複数種類の条件パラメータの全てをユーザが個別に設定することは、容易であるとは言い難い。特に、条件パラメータの数が増えれば増えるほど、互いに相関を有する複数種類の条件パラメータの全てをユーザが個別に設定することは、容易であるとは言い難い。しかるに、本実施形態では、ユーザは、ユーザが設定した複数種類の条件パラメータを多次元座標系内で示す設定座標点9321を視覚的に認識しながら、複数種類の条件パラメータを設定することができる。このため、設定座標点9321を認識することなく複数種類の条件パラメータを個別に設定する場合と比較して、ユーザは、複数種類の条件パラメータを容易に設定することができる。
特に、設定座標点9321と共に推奨条件範囲9322が多次元座標系内に表示される場合には、ユーザは、ユーザが設定した複数種類の条件パラメータを含む加工条件が造形物を造形するために推奨されるか否かを、推奨条件範囲9322に対する設定座標点9321の位置を認識することで、直感的に又は視覚的に認識することができる。このため、ユーザは、複数種類の条件パラメータを含む加工条件が推奨される加工条件となるように、複数種類の条件パラメータを容易に設定することができる。
尚、半導体製造の技術分野等において、最適なプロセス条件の範囲を示すプロセスウインドウが用いられることがある。しかしながら、半導体製造の技術分野等において用いられるプロセスウインドウは、単に、最適なプロセス条件の範囲を視覚的に把握するためにもちられるに過ぎない。つまり、半導体製造の技術分野等において用いられるプロセスウインドウは、ユーザがプロセス条件を設定する目的で、現在ユーザが設定しているプロセス条件を示す座標点と共に表示されることはない。つまり、半導体製造の技術分野等において用いられるプロセスウインドウは、半導体製造における環境等に応じて最適条件が変わるプロセス条件を設定する目的で、現在ユーザが設定しているプロセス条件を示す座標点と共に表示されることはない。このため、本実施形態で説明したように、推奨条件範囲9322と共に設定座標点9321を表示する技術思想は、従来のプロセスウインドウの技術思想とは大きく異なる。
また、本実施形態では、ガルバノミラー46#1及び46#2によって加工単位領域PUA#1及びPUA#2が加工光EL#1及びEL#2でそれぞれ走査されるがゆえに、加工光EL#1及びEL#2から加工単位領域PUA#1及びPUA#2に単位時間当たり及び/又は単位面積あたりにそれぞれ伝達されるエネルギ量が小さくなることは、上述したとおりである。このため、加工光EL#1及びEL#2の強度を強くする余地が生まれることもまた、上述したとおりである。この場合、加工光EL#1及びEL#2の強度の上限が大きくなるがゆえに、加工光EL#1及びEL#2の強度の設定値として推奨される値の範囲を示す推奨条件範囲9322もまた大きくなる(広くなる)余地が生まれる。このため、ユーザは、推奨条件範囲9322に含まれる加工条件を設定しやすくなる。
(4)変形例
続いて、加工システムSYSの変形例について説明する。
続いて、加工システムSYSの変形例について説明する。
(4-1)第1変形例
第1変形例では、第1変形例における座標点表示画面932を示す図26に示すように、演算装置71は、座標点表示画面932に表示される推奨条件範囲9322が、複数の異なる部分条件範囲9327に細分化されるように、表示装置75を制御してもよい。図26は、推奨条件範囲9322は、二つの部分条件範囲9327(部分条件範囲9327#1及び9327#2)に細分化されている例を示している。
第1変形例では、第1変形例における座標点表示画面932を示す図26に示すように、演算装置71は、座標点表示画面932に表示される推奨条件範囲9322が、複数の異なる部分条件範囲9327に細分化されるように、表示装置75を制御してもよい。図26は、推奨条件範囲9322は、二つの部分条件範囲9327(部分条件範囲9327#1及び9327#2)に細分化されている例を示している。
推奨条件範囲9322は、「複数の部分条件範囲9327のうちの一の部分条件範囲9327に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が、複数の部分条件範囲9327のうちの一の部分条件範囲9327とは異なる他の部分条件範囲9327に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質とは異なるものとなる」という細分化基準が満たされるように、複数の部分条件範囲9327に細分化されていてもよい。特に、推奨条件範囲9322は、「一の部分条件範囲9327に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が、他の部分条件範囲9327に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質よりも良好になる」という細分化基準が満たされるように、複数の部分条件範囲9327に細分化されていてもよい。
尚、加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が良好になるほど、当該加工条件は、造形動作を行うためにより推奨されるはずである。このため、「一の部分条件範囲9327に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が、他の部分条件範囲9327に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質よりも良好になる」という細分化基準は、「一の部分条件範囲9327に含まれる加工条件が、他の部分条件範囲9327に含まれる加工条件よりも、造形動作を行うために用いる加工条件として推奨される」という細分化基準と等価である。
図26に示す例では、推奨条件範囲9322は、「一の部分条件範囲9327の一例である部分条件範囲9327#1に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が、他の部分条件範囲9327の一例である部分条件範囲9327#2に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質とは異なるものとなる」という細分化基準が満たされるように、部分条件範囲9327#1及び9327#2に細分化されていてもよい。特に、推奨条件範囲9322は、「部分条件範囲9327#1に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質が、部分条件範囲9327#2に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工品質よりも良好になる」という細分化基準が満たされるように、部分条件範囲9327#1及び9327#2に細分化されていてもよい。推奨条件範囲9322は、「部分条件範囲9327#1に含まれる加工条件が、部分条件範囲9327#2に含まれる加工条件よりも、造形動作を行うために用いる加工条件として推奨される」という細分化基準が満たされるように、部分条件範囲9327#1及び9327#2に細分化されていてもよい。
細分化基準は、加工品質の一例である加工精度に関する第1細分化基準を含んでいてもよい。細分化基準は、加工品質の一例であるスループットに関する第2細分化基準を含んでいてもよい。細分化基準は、加工品質の一例である造形密度に関する第3細分化基準を含んでいてもよい。この場合、推奨条件範囲9322は、第1細分化基準から第3細分化基準の少なくとも一つが満たされるように、複数の部分条件範囲9327に細分化されていてもよい。以下、第1細分化基準から第3細分化基準について、推奨条件範囲9322が二つの部分条件範囲9327#1及び9327#2に細分化されている例を用いて更に説明する。
加工精度に関する第1細分化基準は、部分条件範囲9327#1に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度(第1加工精度)が、部分条件範囲9327#2に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工精度(第2加工精度)よりも良好になるという基準を含んでいてもよい。尚、「第1加工精度が第2加工精度よりも良好になる」状態は、「部分条件範囲9327#1に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工誤差(造形誤差)が、部分条件範囲9327#2に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の加工誤差(造形誤差)よりも小さくなる」状態を含んでいてもよい。第1細分化基準は、第1加工精度が「優」、「良」又は「可」となる確率が、第2加工精度が「優」、「良」又は「可」となる確率よりも高くなるという基準を含んでいてもよい。第1細分化基準は、第1加工精度が「不可」となる確率が、第2加工精度が「不可」となる確率よりも低くなるという基準を含んでいてもよい。
スループットに関する第2細分化基準は、部分条件範囲9327#1に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループット(第1スループット)が、部分条件範囲9327#2に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合のスループット(第2スループット)を上回るという基準を含んでいてもよい。第2細分化基準は、第1スループットが所定のスループット閾値以上となる確率が、第2スループットが所定のスループット閾値以上となるという基準を含んでいてもよい。
造形密度に関する第3細分化基準は、部分条件範囲9327#1に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度(第1造形密度)が、部分条件範囲9327#2に含まれる加工条件を用いて造形動作を行った場合の造形密度(第2造形密度)を上回るという基準を含んでいてもよい。第3細分化基準は、第1造形密度が所定の造形密度閾値以上となる確率が、第2造形密度が所定の造形密度閾値以上となるという基準を含んでいてもよい。上述したように、造形密度は、造形物の内部に生ずる空隙(ボイドであり、例えば、キーホール又は巣)に依存する。この場合、第3細分化基準は、部分条件範囲9327#1に含まれる加工条件を用いた造形動作によって造形された造形物に生ずる空隙の量(例えば、総数及び総体積の少なくとも一つ)が、部分条件範囲9327#2に含まれる加工条件を用いた造形動作によって造形された造形物に生ずる空隙の量よりも少なくなるという基準を含んでいてもよい。第3細分化基準は、部分条件範囲9327#1に含まれる加工条件を用いた造形動作によって造形された造形物に生ずる空隙の量が所定の空隙閾値以下となる確率が、部分条件範囲9327#2に含まれる加工条件を用いた造形動作によって造形された造形物に生ずる空隙の量が所定の空隙閾値以下となる確率よりも高くなるという基準を含んでいてもよい。
このように、推奨条件範囲9322が複数の異なる部分条件範囲9327に細分化されている場合には、ユーザは、ユーザが設定した加工条件(設定座標点9321)が、複数の部分条件範囲9327のいずれかに含まれるように、加工条件を設定してもよい。例えば、ユーザは、ユーザが設定した加工条件が、ユーザが要求している加工品質を実現可能な加工条件の範囲を示す部分条件範囲9327に含まれるように、加工条件を設定してもよい。例えば、より良好な加工品質をユーザが要求している場合には、ユーザは、より良好な加工品質を実現可能な加工条件の範囲を示す部分条件範囲9327(例えば、図26の部分条件範囲9327#1)にユーザが設定した加工条件が含まれるように、加工条件を設定してもよい。一方で、例えば、それほど高い加工品質をユーザが要求していない場合には、ユーザは、妥協できる加工品質を実現可能な加工条件の範囲を示す部分条件範囲9327(例えば、図26の部分条件範囲9327#2)にユーザが設定した加工条件が含まれるように、加工条件を設定してもよい。
複数の部分条件範囲9327の表示態様は、互いに異なっていてもよい。図26に示す例では、部分条件範囲9327#1の表示態様は、部分条件範囲9327#2の表示態様と異なっていてもよい。表示態様は、表示色及び輝度の少なくとも一つを含んでいてもよい。この場合、ユーザは、複数の部分条件範囲9327を比較的容易に区別することができる。
(4-2)第2変形例
第2変形例では、第1変形例における座標点表示画面932を示す図26に示すように、演算装置71は、推奨条件範囲9322を含まない座標点表示画面932を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
第2変形例では、第1変形例における座標点表示画面932を示す図26に示すように、演算装置71は、推奨条件範囲9322を含まない座標点表示画面932を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
一方で、第2変形例では、演算装置71は、加工品質が所定の品質基準を満たす加工条件に対応する上述した推奨座標点9324を含む座標点表示画面932を表示するように、表示装置75を制御してもよい。この場合、推奨座標点9324が分布している範囲は、加工品質が所定の品質基準を満たす加工条件が分布する範囲である。特に、推奨座標点9324が相対的に多く分布している範囲は、加工品質が所定の品質基準を満たす加工条件が分布する範囲である。推奨座標点9324が相対的に密に分布している範囲は、加工品質が所定の品質基準を満たす加工条件が分布する範囲である。なぜならば、推奨座標点9324が少数しか分布している範囲は、少数の推奨座標点9324が示す加工条件が、偶然に加工品質が所定の品質基準を満たす加工条件となった可能性がある一方で、推奨座標点9324が多数分布している範囲は、多数の推奨座標点9324が示す加工条件が、偶然に加工品質が所定の品質基準を満たす加工条件となった可能性は極めて低いからである。このため、推奨座標点9324の分布は、推奨条件範囲9322を実質的に示す。従って、推奨条件範囲9322が表示されていない場合であっても、ユーザは、推奨座標点9324の分布を認識することで、推奨条件範囲9322を実質的に認識することができる。このため、ユーザは、推奨座標点9324の分布に基づいて、加工条件を設定してもよい。また、演算装置71が加工条件を設定する(例えば、条件パラメータの設定値を変更する)場合においても、演算装置71は、推奨座標点9324の分布に基づいて、加工条件を設定してもよい。或いは、演算装置71は、推奨座標点9324の分布に基づいて、推奨条件範囲9322を特定し、特定した推奨条件範囲9322を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
また、第2変形例では、演算装置71は、推奨座標点9324に加えて又は代えて、加工品質が所定の品質基準を満たさない加工条件に対応する上述した非推奨座標点9325を含む座標点表示画面932を表示するように、表示装置75を制御してもよい。この場合、非推奨座標点9325が分布している範囲は、加工品質が所定の品質基準を満たさない加工条件が分布する範囲である。特に、非推奨座標点9325が相対的に多く分布している範囲は、加工品質が所定の品質基準を満たさない加工条件が分布する範囲である。非推奨座標点9325が相対的に密に分布している範囲は、加工品質が所定の品質基準を満たさない加工条件が分布する範囲である。なぜならば、非推奨座標点9325が少数しか分布している範囲は、少数の非推奨座標点9325が示す加工条件が、偶然に加工品質が所定の品質基準を満たさない加工条件となった可能性がある一方で、非推奨座標点9325が多数分布している範囲は、多数の非推奨座標点9325が示す加工条件が、偶然に加工品質が所定の品質基準を満たさない加工条件となった可能性は極めて低いからである。このため、非推奨座標点9325の分布は、推奨条件範囲9322を実質的に示す。従って、推奨条件範囲9322が表示されていない場合であっても、ユーザは、非推奨座標点9325の分布を認識することで、推奨条件範囲9322を実質的に認識することができる。このため、ユーザは、非推奨座標点9325の分布に基づいて、加工条件を設定してもよい。また、演算装置71が加工条件を設定する(例えば、条件パラメータの設定値を変更する)場合においても、演算装置71は、非推奨座標点9325の分布に基づいて、加工条件を設定してもよい。或いは、演算装置71は、非推奨座標点9325の分布に基づいて、推奨条件範囲9322を特定し、特定した推奨条件範囲9322を表示するように、表示装置75を制御してもよい。
(4-3)第3変形例
上述した説明では、加工条件を表示するために用いられる条件表示画面93(座標点表示画面932)は、加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度とがそれぞれ割り当てられた三つの軸を含む三次元座標系内で、加工光ELの強度の設定値と加工光ELの走査速度の設定値とステージ速度の設定値とに対応する設定座標点9321を示している。第3変形例では、座標点表示画面932は、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる他の種類の条件パラメータが割り当てられた軸を含む多次元座標系内で、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる他の種類の条件パラメータの設定値とに対応する設定座標点9321を示していてもよい。
上述した説明では、加工条件を表示するために用いられる条件表示画面93(座標点表示画面932)は、加工光ELの強度と加工光ELの走査速度とステージ速度とがそれぞれ割り当てられた三つの軸を含む三次元座標系内で、加工光ELの強度の設定値と加工光ELの走査速度の設定値とステージ速度の設定値とに対応する設定座標点9321を示している。第3変形例では、座標点表示画面932は、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる他の種類の条件パラメータが割り当てられた軸を含む多次元座標系内で、加工光ELの強度、加工光ELの走査速度及びステージ速度とは異なる他の種類の条件パラメータの設定値とに対応する設定座標点9321を示していてもよい。
例えば、図28(a)に示すように、座標点表示画面932は、少なくとも加工光ELのフォーカス位置CPが割り当てられた軸を含む多次元座標系内で、少なくとも加工光ELのフォーカス位置CPの設定値に対応する設定座標点9321を示していてもよい。例えば、図28(b)に示すように、座標点表示画面932は、少なくとも材料供給レートが割り当てられた軸を含む多次元座標系内で、少なくとも材料供給レートの設定値に対応する設定座標点9321を示していてもよい。例えば、図示しないものの、座標点表示画面932は、少なくとも所望の条件パラメータが割り当てられた軸を含む多次元座標系内で、少なくとも所望の条件パラメータの設定値に対応する設定座標点9321を示していてもよい。
(4-4)第4変形例
第4変形例では、第4変形例におけるリスト表示画面930を示す図29(a)に示すように、リスト表示画面930には、条件パラメータの設定値を変更するためにユーザが操作可能なスライダー(スライダーバー)9301が含まれていてもよい。この場合、ユーザは、入力装置74を用いてスライダー9301を操作することで、条件パラメータの設定値を変更してもよい。その結果、ユーザは、直観的に又は視覚的に、条件パラメータの設定値を変更することができる。更には、スライダー9301が実質的に条件パラメータの設定値を定量的に示しているがゆえに、ユーザは、直観的に又は視覚的に、条件パラメータの設定値を認識することができる。
第4変形例では、第4変形例におけるリスト表示画面930を示す図29(a)に示すように、リスト表示画面930には、条件パラメータの設定値を変更するためにユーザが操作可能なスライダー(スライダーバー)9301が含まれていてもよい。この場合、ユーザは、入力装置74を用いてスライダー9301を操作することで、条件パラメータの設定値を変更してもよい。その結果、ユーザは、直観的に又は視覚的に、条件パラメータの設定値を変更することができる。更には、スライダー9301が実質的に条件パラメータの設定値を定量的に示しているがゆえに、ユーザは、直観的に又は視覚的に、条件パラメータの設定値を認識することができる。
また、第4変形例では、第4変形例における品質表示画面931を示す図29(b)に示すように、品質表示画面931には、加工品質を変更するためにユーザが操作可能なスライダー(スライダーバー)9311が含まれていてもよい。この場合、ユーザは、入力装置74を用いてスライダー9311を操作することで、加工品質を変更してもよい。その結果、ユーザは、直観的に又は視覚的に、加工品質を変更することができる。更には、スライダー9311が実質的に加工品質を定量的に示しているがゆえに、ユーザは、直観的に又は視覚的に、加工品質を認識することができる。
(4-5)その他の変形例
上述した説明では、加工ユニット2は、ガルバノミラー46#1及び46#2を用いて加工光ELの射出方向を変更している。しかしながら、加工ユニット2は、ガルバノミラー46#1及び46#2とは異なる光学系(光学部材)を用いて、加工光ELの射出方向を変更してもよい。例えば、加工ユニット2は、ポリゴンミラー及びレゾナントミラーの少なくとも一つを用いて、加工光ELの射出方向を変更してもよい。例えば、加工ユニット2は、一対のトーションバーによって両端から支持されたミラーを共振振動させるレゾナントスキャナを用いて、加工光ELの射出方向を変更してもよい。例えば、加工ユニット2は、音響光学偏向器(AOD:Acoustic Optical Diflector)を用いて、加工光ELの射出方向を変更してもよい。
上述した説明では、加工ユニット2は、ガルバノミラー46#1及び46#2を用いて加工光ELの射出方向を変更している。しかしながら、加工ユニット2は、ガルバノミラー46#1及び46#2とは異なる光学系(光学部材)を用いて、加工光ELの射出方向を変更してもよい。例えば、加工ユニット2は、ポリゴンミラー及びレゾナントミラーの少なくとも一つを用いて、加工光ELの射出方向を変更してもよい。例えば、加工ユニット2は、一対のトーションバーによって両端から支持されたミラーを共振振動させるレゾナントスキャナを用いて、加工光ELの射出方向を変更してもよい。例えば、加工ユニット2は、音響光学偏向器(AOD:Acoustic Optical Diflector)を用いて、加工光ELの射出方向を変更してもよい。
上述した説明では、加工ユニット2は、複数の加工光ELの射出方向をそれぞれ変えるために、複数のガルバノミラー(ガルバノミラー46#1及び46#2)を備えている。しかしながら、加工ユニット2は、一つのガルバノミラーを用いて複数の加工光ELの射出方向をまとめて変更してもよい。つまり、一つのガルバノミラーに複数の加工光ELが入射してもよい。
上述した説明では、加工ユニット2は、複数の加工光EL(加工光EL#1及びEL#2)をワークWに照射している。しかしながら、加工ユニット2は、単一の加工光ELをワークWに照射してもよい。この場合、加工ユニット2の照射光学系41は、単一の加工光ELの射出方向を変更する(その結果、単一の加工光ELの照射位置を変更する)ために、単一のガルバノミラー(例えば、一つのX走査ミラー及び一つのY走査ミラー)を備えていてもよい。言い換えれば、加工ユニット2の照射光学系41は、第2光学系41#2を備えていなくてもよい。或いは、加工ユニット2の照射光学系41は、第2光学系41#2と集光光学系50とを備えていなくてもよい。尚、加工ユニット2の照射光学系41は、単一の加工光ELの射出方向を変更するために、一つのX走査ミラー及び一つのY走査ミラーのいずれか一方を備える一方で、一つのX走査ミラー及び一つのY走査ミラーのいずれか他方を備えていなくてもよい。
上述した説明では、制御ユニット7は、造形面MS上に設定される加工単位領域PUA内において照射領域EAが移動するようにガルバノミラー46#1及び46#2の少なくとも一方を制御しながら、造形面MS上を加工単位領域PUAが移動するようにヘッド駆動機構23及びステージ駆動機構32の少なくとも一方を制御することで、造形面MS上での加工単位領域PUAの移動方向に沿って延びる造形物を造形面MS上に造形している。しかしながら、制御ユニット7は、加工単位領域PUA内において、所望の形状パターンを有する造形物が造形されるように、加工ユニット2を制御してもよい。
上述した説明では、加工ユニット2は、造形材料Mに加工光ELを照射することで、造形材料Mを溶融させている。しかしながら、加工ユニット2は、任意のエネルギービームを造形材料Mに照射することで、造形材料Mを溶融させてもよい。任意のエネルギービームの一例として、荷電粒子ビーム及び電磁波等の少なくとも一つがあげられる。荷電粒子ビームの一例として、電子ビーム及びイオンビーム等の少なくとも一つがあげられる。
上述した説明では、加工システムSYSは、付加加工を行っている。しかしながら、加工システムSYSは、付加加工に加えて又は代えて、除去加工を行ってもよい。除去加工は、ワークWに加工光ELを照射することで、ワークWの一部を除去する加工を含んでいてもよい。一例として、加工システムSYSは、加工光EL#1及びEL#2の少なくとも一方を用いて、ワークWに対して付加加工を行い、その後、加工光EL#1及びEL#2の少なくとも一方を用いて、付加加工が行われたワークWに対して除去加工を行ってもよい。他の一例として、加工システムSYSは、加工光EL#1及びEL#2のいずれか一方を用いて、ワークWの第1部分に対して付加加工を行いつつ、加工光EL#1及びEL#2のいずれか他方を用いて、第1部分とは異なるワークWの第2部分に対して除去加工を行ってもよい。つまり、加工システムSYSは、付加加工と除去加工とを同時に行うってもよい。尚、加工システムSYSが付加加工と除去加工とを同時に行わなくてもよい場合には、加工システムSYSは、同じ加工光ELを用いて、付加加工と除去加工とを行ってもよい。
加工システムSYSは、付加加工及び除去加工の少なくとも一方に加えて、リメルト加工を行ってもよい。リメルト加工は、ワークWの表面の平面度を小さくする(表面粗さを小さくする、表面を平面に近づける)ための加工を含んでいてもよい。リメルト加工は、付加加工又は除去加工によって加工されたワークW(或いは、ワークWに造形された造形物)の表面の平面度を小さくする(表面粗さを小さくする、表面を平面に近づける)ための加工を含んでいてもよい。一例として、加工システムSYSは、加工光EL#1及びEL#2の少なくとも一方を用いて、ワークWに対して付加加工及び除去加工の少なくとも一方を行い、その後、加工光EL#1及びEL#2の少なくとも一方を用いて、付加加工及び除去加工の少なくとも一方が行われたワークW(或いは、付加加工によってワークWに造形された造形物)に対してリメルト加工を行ってもよい。他の一例として、加工システムSYSは、加工光EL#1及びEL#2のいずれか一方を用いて、ワークWの第1部分に対して付加加工及び除去加工の少なくとも一方を行いつつ、加工光EL#1及びEL#2のいずれか他方を用いて、第1部分とは異なるワークWの第2部分に対してリメルト加工を行ってもよい。つまり、加工システムSYSは、付加加工及び除去加工の少なくとも一方とリメルト加工とを同時に行ってもよい。尚、加工システムSYSが付加加工及び除去加工の少なくとも一方とリメルト加工とを同時に行わなくてもよい場合には、加工システムSYSは、同じ加工光ELを用いて、付加加工及び除去加工の少なくとも一方とリメルト加工とを行ってもよい。
上述した加工ユニット2(加工ヘッド22)は、ロボット(典型的には多関節ロボット)に取り付けられてもよい。加工ヘッド22がロボットによって移動される場合、ヘッド駆動機構23がロボットであってもよい。例えば、加工ユニット2(加工ヘッド22)は、溶接を行うための溶接ロボットに取り付けられてもよい。例えば、加工ユニット2(加工ヘッド22)は、自走可能なモバイルロボットに取り付けられてもよい。自走可能なモバイルロボットは、例えば、AGV(Automatic Guided Vehicle)やAMR(Autonomous Mobile Robot)等の自走装置と、当該自走装置に設けられたロボットアームとを含んでいてもよい。
上述の各実施形態の構成要件の少なくとも一部は、上述の各実施形態の構成要件の少なくとも他の一部と適宜組み合わせることができる。上述の各実施形態の構成要件のうちの一部が用いられなくてもよい。また、法令で許容される限りにおいて、上述の各実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う加工システム、制御装置、制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
SYS 加工システム
2 加工ユニット
3 ステージユニット
7 制御ユニット
71 演算装置
72 記憶装置
73 出力装置
74 入力装置
75 表示装置
91 材料選択画面
92 条件選択画面
93 条件表示画面
930 リスト表示画面
931 品質表示画面
932 座標点表示画面
9321 設定座標点
9322 推奨条件範囲
9323 非選択座標点
9324 推奨座標点
9325 非推奨座標点
933 座標点表示画面
934 品質表示画面
W ワーク
M 造形材料
MS 造形面
EL 加工光
2 加工ユニット
3 ステージユニット
7 制御ユニット
71 演算装置
72 記憶装置
73 出力装置
74 入力装置
75 表示装置
91 材料選択画面
92 条件選択画面
93 条件表示画面
930 リスト表示画面
931 品質表示画面
932 座標点表示画面
9321 設定座標点
9322 推奨条件範囲
9323 非選択座標点
9324 推奨座標点
9325 非推奨座標点
933 座標点表示画面
934 品質表示画面
W ワーク
M 造形材料
MS 造形面
EL 加工光
Claims (44)
- 記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを読み込み実行する演算装置と、
前記演算装置が前記コンピュータプログラムを実行した結果を出力可能な出力装置と、
前記出力装置の出力に基づき、物体に造形材料を溶融させ、前記物体に造形物を造形する付加加工を行う加工装置と、
を備える加工システムであって、
前記演算装置は、前記加工装置の加工条件として複数種類の条件パラメータにそれぞれの設定値が入力され、前記設定値に対応する設定座標点を前記複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に示した表示制御情報を生成する
加工システム。 - 前記演算装置は、前記多次元座標系において、前記加工装置が前記物体を加工する加工条件として推奨される推奨条件範囲を表示する前記表示制御情報を生成する
請求項1に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記推奨条件範囲のうちの第1範囲の表示態様と、前記推奨条件範囲のうちの前記第1範囲とは異なる第2範囲の表示態様と、が異なる前記表示制御情報を生成する
請求項2に記載の加工システム。 - 前記第1範囲に含まれる加工条件は、前記第2範囲に含まれる加工条件よりも推奨される加工条件である
請求項3に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記第1範囲の表示態様と、前記第2範囲の表示態様と、で表示色が異なる前記表示制御情報を生成する
請求項3又は4に記載の加工システム。 - 前記複数種類の条件パラメータは、一の条件パラメータと、他の条件パラメータと、を含み、
前記演算装置は、前記一の条件パラメータの設定値が変更された場合に、前記他の条件パラメータを変更して前記推奨条件範囲を変更した前記表示制御情報を生成する
請求項2から5のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記一の条件パラメータは、前記造形材料の供給量に関する条件パラメータである
請求項6に記載の加工システム。 - 前記加工装置は、
エネルギービームを生成するエネルギービーム源と、
エネルギービーム源からのエネルギービームを加工ビームとして前記物体に照射する照射光学系と、
前記照射光学系が前記加工ビームを前記物体に照射する位置に前記造形材料を供給する供給装置と、
を備える請求項1から7のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記造形材料の種類に応じて、前記推奨条件範囲として、第1範囲と、前記第1範囲とは異なる第2範囲と、を表示する前記表示制御情報を生成する
請求項2から7のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、複数の加工条件を示す複数の座標点を、それぞれの加工条件で前記加工装置が加工した前記物体の評価をユーザが認識可能な態様で、前記多次元座標系に表示する前記表示制御情報を生成する
請求項1に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記加工装置での前記物体の加工可否に応じて前記座標点の表示色を異ならせた前記表示制御情報を生成する
請求項10に記載の加工システム。 - 前記複数の座標点の分布から、前記加工装置が前記物体を加工する加工条件として推奨される加工条件の範囲を示した前記表示制御情報を生成する
請求項11に記載の加工システム。 - 前記複数種類の条件パラメータのうちの少なくとも一つの条件パラメータを加工条件の設定値としてユーザが入力を可能とする入力装置を更に備え、
前記演算装置は、前記ユーザの入力に応じた情報が前記入力装置から入力され、前記記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを読み込み、実行することで、前記ユーザが入力した設定値に対応する設定座標点を前記複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に示した表示制御情報を生成する
請求項1から12のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記加工装置が前記物体を加工する加工条件として推奨される推奨条件範囲から前記ユーザが入力した設定値を含む加工条件が外れるとき、前記演算装置は、前記加工条件が前記推奨条件範囲から外れていることを前記ユーザに報知する前記表示制御情報を生成する
請求項13に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記設定座標点が前記推奨条件範囲内にあるときと、前記設定座標点が前記推奨条件範囲外にあるときと、で前記設定座標点の表示態様を異ならせた前記表示制御情報を生成する
請求項14に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記設定座標点が前記推奨条件範囲内にあるときと、前記設定座標点が前記推奨条件範囲外にあるときと、で前記設定座標点の表示色を異ならせた前記表示制御情報を生成する
請求項15に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記設定座標点が前記推奨条件範囲外にあるとき、音声出力装置に警報音を発せさせるべく、信号を出力する
請求項14から16のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記多次元座標系において、複数の異なる加工条件をそれぞれ示す複数の座標点として表示する前記表示制御情報を生成する
請求項1から17のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記複数の座標点のうちの少なくとも三つの座標点を結ぶ線によって囲まれた範囲を推奨条件範囲に設定した前記表示制御情報を生成する
請求項18に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記複数の座標点の一部が前記多次元座標系の前記推奨条件範囲外にある前記表示制御情報を生成する
請求項19に記載の加工システム。 - 前記多次元座標系において、前記設定座標点の位置をユーザが移動可能とする入力装置を更に備え、
前記演算装置は、前記入力装置から前記ユーザによって移動させられた前記設定座標点の前記多次元座標系の位置に対応した入力がなされ、前記記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを読み込み、実行することで前記表示制御情報を生成する
請求項1から20のいずれか一項に記載の加工システム。 - ユーザが前記多次元座標系において、前記設定座標点となる点を配置する入力装置を更に備え、
前記演算装置は、前記入力装置から前記ユーザによって配置された前記設定座標点の前記多次元座標系での位置に対応した入力がなされ、前記記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを読み込み、実行することで前記表示制御情報を生成する
請求項1から21のいずれか一項に記載の加工システム。 - 位置変更装置を更に備え、
前記加工装置は、加工ヘッドを含み、
前記位置変更装置は、前記物体と前記加工ヘッドとの相対的な位置関係を変更可能である
請求項8に記載の加工システム。 - 前記物体を載置可能な載置装置を更に備え、
前記位置変更装置は、前記載置装置と前記加工ヘッドとの相対的な位置関係を変更可能である
請求項23に記載の加工システム。 - 前記位置変更装置は、第1位置変更装置であり、
前記加工ビームの照射位置を前記物体の表面上で移動させる第2位置変更装置を更に備える
請求項23又は24に記載の加工システム。 - 前記第2位置変更装置は、前記加工ビームの偏向角度を変化させる偏向部材を含み、
前記偏向部材によって偏向角度を変化させることにより前記加工ビームの照射位置を変更する
請求項25に記載の加工システム。 - 前記第1位置変更装置の位置変更のストロークは、前記第2位置変更装置の位置変更のストロークより大きい、又は、前記第2位置変更装置による前記加工ビームの移動速度は、前記第1位置変更装置による前記加工ビームの移動速度よりも速い
請求項26に記載の加工システム。 - 前記複数種類のパラメータは、前記第1位置変更装置の位置変更に関する第1の種類の条件パラメータと、前記第2位置変更装置の位置変更に関する第2の種類の条件パラメータとを含む
請求項25から27のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記複数種類のパラメータは、前記物体と前記加工ヘッドとの相対的な移動速度に関する第1の種類の条件パラメータと、前記加工ビームの照射位置の前記物体の表面上での移動速度、移動周期、移動ストローク及び移動パターンの少なくとも一つに関する第2の種類の条件パラメータとを含む
請求項25から28のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記複数種類のパラメータは、前記加工ビームの強度に関する第3の種類のパラメータを含む
請求項8及び23から29のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記加工装置は、エネルギービームを生成するエネルギービーム源と、エネルギービーム源からのエネルギービームを加工ビームとして前記物体に照射する照射光学系と、前記照射光学系から前記物体へ照射する前記加工ビームを走査させる走査光学系と、を有し、
前記演算装置は、前記走査光学系による前記加工ビームの走査速度を一つの軸とした前記多次元座標系に前記設定座標点を示した表示制御情報を生成する
請求項1から30のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記加工装置は、エネルギービームを生成するエネルギービーム源と、エネルギービーム源からのエネルギービームを加工ビームとして前記物体に照射する照射光学系と、を有し、
前記演算装置は、前記加工ビームの強度を一つの軸とした前記多次元座標系に前記設定座標点を示した表示制御情報を生成する
請求項1から31のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記加工装置は、エネルギービームを生成するエネルギービーム源と、エネルギービーム源からのエネルギービームを加工ビームとして前記物体に照射する照射光学系と、前記照射光学系と前記物体の相対位置を変更する駆動装置と、を有し、
前記演算装置は、前記駆動装置が前記照射光学系と前記物体の相対位置を変化させる移動速度に関する条件パラメータを一つの軸とした前記多次元座標系に前記設定座標点を示した表示制御情報を生成する
請求項1から32のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記加工装置は、エネルギービームを生成するエネルギービーム源と、エネルギービーム源からのエネルギービームを加工ビームとして前記物体に照射する照射光学系と、を有し、
前記演算装置は、前記照射光学系が照射する前記加工ビームのフォーカス位置に関する条件パラメータを一つの軸とした前記多次元座標系に前記設定座標点を示した表示制御情報を生成する
請求項1から33のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記加工装置は、エネルギービームを生成するエネルギービーム源と、エネルギービーム源からのエネルギービームを加工ビームとして前記物体に照射する照射光学系と、前記照射光学系が前記加工ビームを前記物体に照射する位置に前記造形材料となる粉体を供給する供給装置と、を有し、
前記演算装置は、前記供給装置の材料供給に関する条件パラメータを一つの軸とした前記多次元座標系に前記設定座標点を示した表示制御情報を生成する
請求項1から34のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記材料供給に関する条件パラメータは、前記造形材料の密集位置に関する条件パラメータを含む
請求項35に記載の加工システム。 - 前記複数種類の条件パラメータのうち、第1条件パラメータの値が入力可能とする入力装置を更に備え、
前記演算装置は、
前記入力装置で入力された前記第1条件パラメータの値を、前記第1条件パラメータに設定されている設定値として、前記入力装置で入力された前記第1条件パラメータの値に基づいて、前記複数種類の条件パラメータのうちの前記第1条件パラメータとは異なる第2条件パラメータの設定値を更新した前記表示制御情報を生成する
請求項1から36のいずれか一項に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記設定座標点が、前記加工装置が前記物体を加工する加工条件として推奨される推奨条件範囲内に位置するように、前記入力装置で入力された前記第1条件パラメータの値に基づいて、前記第2条件パラメータの設定値を更新した前記表示制御情報を生成する
請求項37に記載の加工システム。 - 前記演算装置は、前記設定座標点が前記推奨条件範囲の中心に近づくように、前記入力装置で入力された前記第1条件パラメータの値に基づいて、前記第2条件パラメータの設定値を更新した前記表示制御情報を生成する
請求項38に記載の加工システム。 - ユーザが情報を視認可能とする表示装置を更に備え、
前記演算装置で生成された表示制御情報は、前記出力装置を介して、前記表示装置に入力される
請求項1から39のいずれか一項に記載の加工システム。 - 加工装置の加工条件として複数種類の条件パラメータにそれぞれ設定されている複数の設定値が入力され、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを読み込み、実行することで、前記設定値に対応する設定座標点を前記複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に示す表示制御情報を生成し、出力する演算装置を有する
制御装置。 - 物体を加工可能な加工装置を制御する制御方法であって、
前記加工装置の加工条件に対応する複数種類の条件パラメータにそれぞれの設定値を取得することと、
前記複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に前記設定値に対応する設定座標点を示す表示制御情報を生成することと
を含む制御方法。 - 物体を加工可能な加工装置を制御するコンピュータに、前記加工装置の加工条件に対応する複数種類の条件パラメータにそれぞれの設定値を取得させ、前記複数種類の条件パラメータを軸とした多次元座標系に前記設定値に対応する設定座標点を示す表示制御情報を生成させる
コンピュータプログラム。 - 請求項43に記載のコンピュータプログラムが記録された記録媒体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/006264 WO2025177461A1 (ja) | 2024-02-21 | 2024-02-21 | 加工システム、制御装置、制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/006264 WO2025177461A1 (ja) | 2024-02-21 | 2024-02-21 | 加工システム、制御装置、制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2025177461A1 true WO2025177461A1 (ja) | 2025-08-28 |
Family
ID=96846712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/JP2024/006264 Pending WO2025177461A1 (ja) | 2024-02-21 | 2024-02-21 | 加工システム、制御装置、制御方法、コンピュータプログラム及び記録媒体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| WO (1) | WO2025177461A1 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008030091A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Keyence Corp | レーザ加工装置、レーザ加工条件設定装置、レーザ加工方法、レーザ加工条件設定方法、レーザ加工条件設定プログラム、コンピュータで読み取り可能な記録媒体及び記録した機器 |
| JP2016159323A (ja) * | 2015-02-27 | 2016-09-05 | 株式会社神戸製鋼所 | 設定支援装置、設定支援方法及びプログラム |
| WO2023188005A1 (ja) * | 2022-03-29 | 2023-10-05 | 株式会社ニコン | 造形システム、照射条件設定方法、入力システム、コンピュータプログラム及び記録媒体 |
-
2024
- 2024-02-21 WO PCT/JP2024/006264 patent/WO2025177461A1/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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