JP7655050B2 - 付加製造物の設計方法、付加製造物の設計装置及び付加製造物の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、付加製造物の設計方法、付加製造物の設計装置及び付加製造物の製造方法に関する。

付加製造には、例えば、粉末床溶融結合（Powder Bed Fusion）方式、指向性エネルギー堆積（Directed Energy Deposition）方式等があることが知られている。粉末床溶融結合方式は、平らに敷き詰められた材料粉末に対して、光ビーム（レーザビーム及び電子ビーム等）を照射することで付加製造を行う。粉末床溶融結合方式には、ＳＬＭ(Selective Laser Melting)、ＥＢＭ(Electron Beam Melting)等が含まれる。指向性エネルギー堆積方式は、光ビームの照射と材料粉末の吐出を行うヘッドの位置を制御することで付加製造を行う。指向性エネルギー堆積方式には、ＬＭＤ(Laser Metal Deposition)、ＤＭＰ(Direct Metal Printing)等が含まれる。

粉末床溶融結合方式の付加製造においては、平らに敷き詰められた材料粉末を溶融及び凝固させながら一層ずつ積層させて付加製造物を造形する。このため、粉末床溶融結合方式及び指向性エネルギー堆積方式のうち、粉末床溶融結合方式の付加製造は、内部空間を有する付加製造物を精密に造形する場合に好適である。

特許文献１には、粉末床溶融結合方式の付加製造において、三次元の付加製造物を製造する場合、三次元データについてのトポロジー最適化を適用することによって付加製造物の形状を設計し、内部空間を有する付加製造物を造形する技術が開示されている。

特開２０１９－１６７５６２号公報

一般に、トポロジー最適化を適用して付加製造物の形状を設計する場合、設計領域を付加製造物の全体にしてトポロジー最適化を行うと、最適化目的を設定する領域以外の領域を含んで最適化が行われる。これにより、相対的に重要度の低い箇所の影響を受ける場合があり、その結果、最適化目的を設定する領域における最適形状、換言すれば、最適化目的を達成する形状が設計されない可能性がある。又、三次元の付加製造物についてトポロジー最適化を行う場合、計算量が膨大になり、その結果、計算コストが増大すると共に解析時間（計算時間）が長くなる場合がある。

本発明は、計算コストを低減すると共に解析時間を短縮して最適形状を設計することができる付加製造物の設計方法、付加製造物の設計装置及び付加製造物の製造方法を提供することを目的とする。

（付加製造物の設計方法）
本発明の一態様は、
材料粉末に光ビームを照射し、前記材料粉末を溶融及び凝固させて付加製造を行う付加製造装置により、内部空間を有するように付加製造される付加製造物を設計する付加製造物の設計方法であって、
付加製造する前記付加製造物のうち、前記内部空間を含む曲面であって、二次元に展開した場合に四角形となる前記曲面を設定する領域設定工程と、
前記領域設定工程にて設定された前記曲面を四角形に展開した展開図データに変換する変換工程と、
前記変換工程にて変換された前記展開図データにおいて所定の最適化目的に基づくトポロジー最適化を行う最適化工程と、
前記最適化工程にて前記トポロジー最適化を行った二次元データを三次元データに再変換する再変換工程と、
を順に実行する、付加製造物の設計方法にある。

（付加製造物の設計装置）
本発明の他態様は、
材料粉末に光ビームを照射し、前記材料粉末を溶融及び凝固させて付加製造を行う付加製造装置により、内部空間を有するように付加製造される付加製造物を設計する付加製造物の設計装置であって、
付加製造する前記付加製造物のうち、前記内部空間を含む曲面であって、二次元に展開した場合に四角形となる前記曲面を設定する領域設定部と、
前記領域設定部にて設定された前記曲面を四角形に展開した展開図データに変換する領域展開部と、
前記領域展開部にて変換された前記展開図データにおいて所定の最適化目的に基づいてトポロジー最適化を行う最適化部と、
前記最適化部にて前記トポロジー最適化を行った二次元データを三次元データに再変換する再変換部と、
を備えた、付加製造物の設計装置にある。

（付加製造物の製造方法）
本発明の他の態様は、
前記付加製造物の設計方法による設計工程と、
前記付加製造物を製造する製造工程と、を備えた、付加製造物の製造方法であって、
前記付加製造物は、流体を流通する流路を有すると共に、溶融材料が供給されるキャビティを有する金型であり、
前記製造工程は、
前記材料粉末を供給する工程と、
前記材料粉末に対して前記光ビームを照射する工程と、
前記光ビームにより前記材料粉末を溶融する工程と、
溶融した前記材料粉末を凝固させる工程と、
を備える、付加製造物の製造方法にある。
また、本発明の他の態様は、
前記付加製造物の設計方法による設計工程と、
前記付加製造物を製造する製造工程と、を備えた、付加製造物の製造方法であって、
前記付加製造物は、流体を流通する流路を有すると共に、回転部材と前記回転部材を挿通する円筒形状部を有するハウジングとを備えた工作機械の主軸であり、
前記製造工程は、
前記材料粉末を供給する工程と、
前記材料粉末に対して前記光ビームを照射する工程と、
前記光ビームにより前記材料粉末を溶融する工程と、
溶融した前記材料粉末を凝固させる工程と、
を備える、付加製造物の製造方法にある。

これらによれば、最適化目的について相対的に重要度の高い第一領域を設定し、設定した第一領域を二次元に展開した後にトポロジー最適化を適用することができる。これにより、トポロジー最適化において、最適化目的について相対的に重要度の低い第二領域の影響を受けることなく、第一領域における最適形状、換言すれば、最適化目的を達成する形状を設計することができる。又、二次元に展開してトポロジー最適化を行うため、三次元の付加製造物についてトポロジー最適化を行う場合に比べて、計算量を低減することができ、その結果、計算コストを低減することができると共に解析時間（計算時間）を短縮することができる。

付加製造装置及び最適形状設計装置を示す図である。 図１の付加製造装置の制御装置の構成を示すブロック図である。 図１の付加製造装置によって内部空間を有するように付加製造される付加製造物の構成を説明するための図である。 図１の最適形状設計装置の構成を説明するためのブロック図である。 図４の領域設定部（領域設定工程）によって設定される第一領域及び第二領域を説明するための図である。 図４の領域展開部（変換工程）によって出力される第一領域の展開図データを説明するための図である。 図４の流路構造設計部（最適化工程）により、トポロジー最適化を適用して設計される流路構造を説明するための図である。 図４の座標データ生成部（再変換工程）によって生成される流路構造の二次元の座標データを説明するための図である。 図４の三次元モデル生成部（再変換工程）によって生成される三次元モデルを説明するための図である。 図４の最終形状設計部（形状最適化工程）によって最終的に設計された形状を説明するための図である。 第一別例に係り、図４の領域設定部（領域設定工程）によって設定される第一領域、第二領域、第三領域及び第四領域を説明するための図である。 第一別例に係り、図４の領域展開部（変換工程）によって出力される第一領域、第三領域及び第四領域の展開図データを説明するための図である。 第一別例に係り、図４の流路構造設計部（最適化工程）により、トポロジー最適化を適用して設計される流路構造を説明するための図である。 第一別例に係り、図４の座標データ生成部（再変換工程）によって生成される流路構造の二次元の座標データを説明するための図である。 図４の最終形状設計部（形状最適化工程）によって最終的に設計された形状を説明するための図である。 第二別例に係り、流路構造設計部（最適化工程）により設計される流路構造を説明するための図である。 第二別例に係り、座標データ生成部（再変換工程）によって生成される流路構造の二次元の座標データを説明するための図である。 第三別例に係る最適形状設計装置の構成を説明するためのブロック図である。

（１．付加製造装置１の構成）
付加製造装置１の構成について図面を参照しながら説明する。本例の付加製造装置１は、粉末床溶融結合方式であってＳＬＭ方式を採用する。付加製造装置１は、図１に示すように、層状に配置された（積層された）材料粉末としての金属粉末Ｓに光ビーム４０ａを照射することを繰り返すことによって、内部空間としての内部配管Ｔを有する付加製造物Ｗを製造する装置である。

ここで、光ビーム４０ａは、例えば、レーザビーム及び電子ビームを含み、その他に金属粉末Ｓを溶融することができる種々のビームを含む。又、レーザビームには、例えば、ファイバレーザ、ＣＯ_２レーザ（遠赤外レーザ）、半導体レーザ等、種々のレーザを適用でき、対象の金属粉末Ｓ（例えば、アルミ、ステンレス鋼、チタン、マルエージング鋼、合金工具鋼等）に応じて適宜決定される。

付加製造装置１は、図１に示すように、チャンバ１０、付加製造物支持装置２０、粉末供給装置３０、光ビーム照射装置４０、加熱装置５０及び制御装置６０を備える。

チャンバ１０は、内部の空気を、例えば、Ｈｅ（ヘリウム）やＮ_２（窒素）、Ａｒ（アルゴン）等の不活性ガスに置換可能に構成されている。尚、チャンバ１０は、内部を不活性ガスに置換することに代えて、内部を減圧可能な構成としても良い。

付加製造物支持装置２０は、チャンバ１０の内部に設けられ、付加製造物Ｗを付加製造するための支持部材により構成されている。付加製造物支持装置２０は、付加製造用容器２１、昇降テーブル２２及びベース２３を備えている。付加製造用容器２１は、上側に開口部を有し、上下方向の軸線に平行な内壁面を有している。昇降テーブル２２は、付加製造用容器２１の内部にて内壁面に沿うように上下方向に昇降動作可能に設けられる。ベース２３は、昇降テーブル２２の上面に着脱可能に載置され、ベース２３の上面が付加製造物Ｗを付加製造するための部位となる。即ち、ベース２３は、昇降テーブル２２の降下に伴って上面に層状に金属粉末Ｓを配置すると共に、付加製造時に付加製造物Ｗを支持可能とされている。

粉末供給装置３０は、チャンバ１０の内部であって、付加製造物支持装置２０に隣接して設けられている。粉末供給装置３０は、粉末収納容器３１、供給テーブル３２及びリコータ３３を備えている。粉末収納容器３１は上側に開口部を有しており、粉末収納容器３１の開口部の高さは付加製造用容器２１の開口部の高さと同一に設けられている。粉末収納容器３１は、上下方向の軸線に平行な内壁面を有している。供給テーブル３２は、粉末収納容器３１の内部にて内壁面に沿うように上下方向に移動可能に設けられている。そして、粉末収納容器３１内において、供給テーブル３２の上側領域に、金属粉末Ｓが収納されている。

リコータ３３は、付加製造用容器２１の開口部及び粉末収納容器３１の開口部の全領域に亘って、両開口部の上面に沿って往復移動可能に設けられている。リコータ３３は、例えば、図１の左右方向にて右側から左側に移動するとき、即ち、粉末収納容器３１の開口部から付加製造用容器２１の開口部に向けて移動するときに、粉末収納容器３１の開口部から盛り出ている金属粉末Ｓを付加製造用容器２１に運搬する。これにより、金属粉末Ｓは、平らに敷き詰められる（配置される）。

更に、リコータ３３は、降下した昇降テーブル２２と共に降下したベース２３の上面にて運搬した金属粉末Ｓを均し、ベース２３の上面にて同種の金属粉末Ｓを層状に配置する、即ち、リコートする。ここで、「同種」とは、材料粉末である金属粉末Ｓの材質が同一であり、金属粉末Ｓの平均粒径等が所定の範囲内に含まれることを意味する。

光ビーム照射装置４０は、図１に示すように、例えば、チャンバ１０の外部に配置されており、ベース２３の上面に層状に配置された同種の金属粉末Ｓの表面にチャンバ１０の外部から光ビーム４０ａを照射する。尚、本例においては、光ビーム照射装置４０をチャンバ１０の外部に配置する場合を例示するが、光ビーム照射装置４０をチャンバ１０の内部に配置することも可能である。

光ビーム照射装置４０は、リコートされた金属粉末Ｓに光ビーム４０ａ（例えば、上述したレーザビーム及び電子ビーム等）を照射することにより、金属粉末Ｓを融点以上の温度に加熱する。これにより、金属粉末Ｓは溶融してその後凝固し（又は焼結し）、一体化された層からなる付加製造物Ｗが付加製造される。即ち、隣接する金属粉末Ｓ同士は、溶融結合によって一体化される。

光ビーム照射装置４０は、レーザ発振器４１及びレーザヘッド４２を備えている。又、光ビーム照射装置４０は、レーザ発振器４１から発振された光ビーム４０ａ（例えば、近赤外レーザ光）をレーザヘッド４２に伝送する光ファイバ４３を備えている。

光ビーム照射装置４０は、予め設定されたプログラムに従って、光ビーム４０ａの照射位置を移動すると共に、ビーム強度を変更することができる。光ビーム４０ａの照射位置を移動することにより、図２に示すように、流路としての内部配管Ｔを有する三次元の付加製造物Ｗを付加製造することができる。ここで、光ビーム４０ａは、加熱装置５０により加熱される範囲よりも狭い範囲に対して照射可能である。尚、光ビーム４０ａは、チャンバ１０の上側に設けられる透明なガラス又は樹脂を通してチャンバ１０内に照射されるようになっている。

加熱装置５０は、昇降テーブル２２に内蔵される。加熱装置５０は、ベース２３を介して付加製造物Ｗを加熱するためのヒータであり、昇降テーブル２２を介してベース２３の全体を加熱する。加熱装置５０は、例えば、コイルヒータ、カートリッジヒータ、ノズルヒータ、面状ヒータ等、種々のヒータを適用できる。加熱装置５０による加熱範囲は、光ビーム４０ａの照射範囲を一部に含む範囲に設定されている。ここで、加熱装置５０は、光ビーム４０ａのように金属粉末Ｓを溶融させることはない。

（２．制御装置６０の構成）
制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、インターフェース等を主要構成部品とするマイクロコンピュータであり、付加製造装置１の作動を統括的に制御する。即ち、制御装置６０は、付加製造物支持装置２０、粉末供給装置３０、光ビーム照射装置４０及び加熱装置５０を制御する。このため、制御装置６０は、図２に示すように、データ記憶部６１、昇降テーブル作動制御部６２、粉末供給制御部６３、光ビーム照射制御部６４及び加熱制御部６５を備える。又、制御装置６０は、後述する最適形状設計装置７０と通信可能に接続されている。

データ記憶部６１は、二次元又は三次元の形状に造形される内部配管Ｔを有する付加製造物Ｗを所定の厚さで分割した分割層毎のデータが含まれていて、分割層における形状を表す形状データＳＤを含む各種データを記憶している。ここで、形状データＳＤは、図２にて詳細な図示を省略する最適形状設計装置７０から供給されるようになっている。尚、最適形状設計装置７０は、所謂、ＣＡＤ(Computer Aided Design)機能を有している。

昇降テーブル作動制御部６２は、昇降テーブル２２を昇降させる駆動装置（図示省略）の作動を制御する。昇降テーブル作動制御部６２は、粉末供給装置３０が金属粉末Ｓを供給する際において、予め設定された降下量となるように昇降テーブル２２を降下させる。

粉末供給制御部６３は、粉末供給装置３０の作動を制御するものである。具体的に、粉末供給制御部６３は、供給テーブル３２を上下方向に移動させて粉末収納容器３１に収容された金属粉末Ｓを粉末収納容器３１の開口部から盛り出させると共に、リコータ３３を往復移動させるように制御する。

光ビーム照射制御部６４は、光ビーム照射装置４０の作動を制御するものである。具体的に、光ビーム照射制御部６４は、光ビーム照射装置４０が照射する光ビーム４０ａの照射位置（照射軌跡）及びビーム強度を、データ記憶部６１に記憶されている形状データＳＤに基づいて制御する。

加熱制御部６５は、加熱装置５０の作動を制御するものである。尚、加熱制御部６５による加熱装置５０の作動制御の詳細については、本発明に直接関係しないため、その説明を省略する。

（３．付加製造物Ｗの例）
付加製造物Ｗの例について、図３を参照して説明する。付加製造物Ｗは、上述した付加製造装置１により付加製造（造形）される。従って、付加製造物Ｗは、任意の三次元形状とすることができる。本例の付加製造物Ｗは、射出成形、プレス加工等に用いられる金型を例に挙げる。尚、付加製造物Ｗは、金型に限られず、各種製品、部品等とすることが可能であることは言うまでもない。

付加製造物Ｗは、例えば、直方体の外形を有する。尚、付加製造物Ｗの外形は、任意の形状とすることができる。付加製造物Ｗは、金型に形成されて溶融材料が供給されるキャビティとしての凹部Ｈを有する。凹部Ｈは、図３の上面に、例えば、円形に開口するように形成されている。本例においては、凹部Ｈは、円筒内周面（円筒部分）及び底面（図３の下方の円形面）を有する有底円筒形状である。

付加製造物Ｗは、更に、内部空間として、流路である内部配管Ｔを有する。内部配管Ｔは、冷却対象部である凹部Ｈに隣接して配置され、凹部Ｈの円筒部分の周面に沿った曲線形状に形成されるものであり、流体として、例えば、凹部Ｈの周面を冷却するための冷却媒体である冷却水が流通する。尚、冷却媒体は、液体に限られず、気体であっても良い。内部配管Ｔの流路構造は、後述する最適形状設計装置７０により、例えば、凹部Ｈの周面における冷却効果が良好となるように設計される。本例において、内部配管Ｔは、冷却水を流入する流入口Ｉと冷却水を排出する流出口Ｏとに接続されて凹部Ｈの周面に沿った曲線形状、即ち、円弧状に形成される。

又、本例において、最適形状として設計された内部配管Ｔの流路構造は、流入口Ｉから流入した冷却水を凹部Ｈの周囲にて分岐して流出口Ｏまで流通させる第一配管Ｔ１及び第二配管Ｔ２を有する。更に、内部配管Ｔの流路構造は、第一配管Ｔ１が流通部分Ｔ１１，Ｔ１２に分岐されると共に、第二配管Ｔ２が流通部分Ｔ２１，Ｔ２２に分岐されるように設計されて形成される。

ここで、内部配管Ｔの中心線周りの形状は、円弧状としたが、任意の形状とすることができる。又、金型のキャビティとしての凹部Ｈの形状は、成形対象の形状に応じて適宜変更される。そこで、内部配管Ｔも、キャビティとなる凹部Ｈの形状に応じた適宜の形状とすることができる。

又、付加製造物Ｗは、例えば、工作機械の主軸等とすることもできる。工作機械の主軸には、主軸の回転部材を挿通する円筒形状部の冷却用の流路が形成されている。この場合、例えば、冷却効果（冷却性能）に応じて、流路を螺旋状等の任意の形状として形成することができる。

（４．最適形状設計装置７０の構成）
本例の設計装置としての最適形状設計装置７０は、付加製造装置１によって付加製造される付加製造物Ｗについて、内部空間であって流路としての内部配管Ｔを流通する流体の特性に関連する最適化目的を実現するように、内部配管Ｔの最適形状を設計する。ここで、本例の流体の特性としては、流体である冷却媒体としての冷却水が冷却対象部である凹部Ｈを冷却する冷却特性を例に挙げることができる。そして、本例の最適化目的としては、凹部Ｈにおける冷却温度のバラつきを最小化して効率良く冷却する、即ち、流体である冷却水の冷却特性のバラつきを最小化することができる内部配管Ｔの最適形状を設計する。特に、最適形状設計装置７０は、トポロジー最適化を適用することで、最適な内部配管Ｔの流路構造を設計する。

最適形状設計装置７０は、図４に示すように、領域設定部７１、領域展開部７２、流路構造設計部７３、座標データ生成部７４、三次元モデル生成部７５、最終形状設計部７６を備える。最適形状設計装置７０を構成する各部７１，７２，７３，７４，７５，７６は、プロセッサや記憶装置等により構成されており、プロセッサによって図示省略のプログラムが実行されることにより実現される。

領域設定部７１は、領域設定工程を実行する。領域設定部７１は、図５に示すように、内部配管Ｔを省略した三次元形状の仮の付加製造物Ｗ１について、内部配管Ｔを設ける、即ち、流路構造を設計する領域であって最適化目的についての重要度が相対的に高い第一領域Ｒ１と、流路構造を設計しない領域であって最適化目的についての重要度が相対的に低い第二領域Ｒ２とを設定する。本例において、形成される内部配管Ｔは、上述したように、トポロジー最適化における最適化目的として、最終的な付加製造物Ｗにおいて凹部Ｈの周囲を、バラつきを小さくして効率良く冷却することである。このため、領域設定部７１は、冷却対象部として図５にて太線で示す凹部Ｈの周囲、より詳しくは、冷却する重要度の高い凹部Ｈの周面即ち二次元の面を第一領域Ｒ１として設定し、凹部Ｈの周囲から離間した部分、即ち、冷却する重要度の低い部分を第二領域Ｒ２として設定する。

領域展開部７２は、変換工程を実行する。領域展開部７２は、領域設定部７１によって設定された面である第一領域Ｒ１即ち凹部Ｈの周面について、図６に示すように、例えば、最終的に設定される流入口Ｉと流出口Ｏとが両端部に位置するように、第一領域Ｒ１（即ち、二次元である凹部Ｈの周面）を展開した展開図データＯＺを出力する。この場合、後述するように、流路構造設計部７３は、展開された第一領域Ｒ１を表す展開図データＯＺについて、流入口Ｉと流出口Ｏとを連通する流路構造を設計する。

流路構造設計部７３は、最適化工程を実行する。本例の流路構造設計部７３は、二次元に展開された第一領域Ｒ１の展開図データＯＺについて、予め実験的に測定することができる凹部Ｈの実冷却温度が設定された目標冷却温度に対するバラつきを少なくして維持されるように、トポロジー最適化を適用して流路構造即ち内部配管Ｔを構成する第一配管Ｔ１（流通部分Ｔ１１，Ｔ１２）及び第二配管Ｔ２（流通部分Ｔ２１，Ｔ２２）を設計する。設計された第一配管Ｔ１（流通部分Ｔ１１，Ｔ１２）及び第二配管Ｔ２（流通部分Ｔ２１，Ｔ２２）は、例えば、図７に示す流路構造Ｚである。

ここで、流路構造設計部７３は、二次元に展開された第一領域Ｒ１の展開図データＯＺ、即ち、二次元データに関するトポロジー最適化を適用する。従って、例えば、第一領域Ｒ１を展開する前の三次元データに関するトポロジー最適化を行う場合に比べて、トポロジー最適化に要する処理時間を短くすることができる。又、流路構造設計部７３は、冷却対象部である第一領域Ｒ１、即ち、付加製造物Ｗの凹部Ｈの周面についてのみトポロジー最適化を適用する。これにより、トポロジー最適化において、冷却対象部とならない第二領域Ｒ２の影響を排除することができ、凹部Ｈの周面の冷却に特化した内部配管Ｔの流路構造Ｚを設計することができる。

より詳細には、流路構造設計部７３は、第一領域Ｒ１において目標冷却温度に対する実冷却温度のバラつき（所謂、冷却ムラ）を最小化することを目的関数とし、且つ、内部配管Ｔの凹部Ｈの径方向への広がりがゼロとなることを制約関数としてトポロジー最適化を適用する。このようなトポロジー最適化により得られた内部配管Ｔの流路構造Ｚは、凹部Ｈの周面における冷却温度のバラつきを小さくできる構造である。但し、トポロジー最適化においては、内部配管Ｔの凹部Ｈの径方向への広がりが制限されている。換言すれば、内部配管Ｔの流路構造Ｚは、二次元の第一領域Ｒ１において展開された二次元構造を有するに過ぎない。このため、トポロジー最適化により設計された内部配管Ｔの流路構造Ｚを、凹部Ｈの径方向に広げて三次元形状とする必要がある。

座標データ生成部７４は、再変換工程を実行する。座標データ生成部７４は、流路構造設計部７３がトポロジー最適化により設計した二次元の流路構造Ｚについて、図８に示すように、二次元座標上における流路構造Ｚの形状の座標データＺＤを生成する。尚、図８に示す座標データＺＤおいて、横軸は付加製造物Ｗの凹部Ｈの周面の長さに対応し、縦軸は付加製造物Ｗの凹部Ｈの軸方向の長さに対応する。座標データ生成部７４は、流路構造設計部７３がトポロジー最適化により設計した内部配管Ｔの流路構造Ｚについて、凹部Ｈの周面の長さに対する凹部Ｈの軸方向の長さの二次元座標上における座標データＺＤを生成する。

三次元モデル生成部７５は、再変換工程を実行する。三次元モデル生成部７５は、座標データ生成部７４によって生成された二次元座標上における座標データＺＤについて、本例においては、流入口Ｉと流出口Ｏとが互いに隣接して配置される三次元モデル、換言すれば、三次元データを生成するように、計算処理を行う。即ち、この計算処理により、図８に示した横軸が付加製造物Ｗの凹部Ｈの周面に対応して円形に変換されると共に縦軸が凹部Ｈの軸方向に一致し、その結果、トポロジー最適化により設計された二次元の流路構造Ｚは凹部Ｈの周面に沿って配置される三次元データに再変換される。そして、三次元モデル生成部７５は、内部配管Ｔ、より詳しくは、第一配管Ｔ１の流通部分Ｔ１１，Ｔ１２及び第二配管Ｔ２の流通部分Ｔ２１，Ｔ２２に予め設定された管径の大きさに基づいて、図９に示すように、二次元の流路構造を凹部Ｈの径方向に広げる。これにより、図９に示すように、内部配管Ｔを三次元化した即ち三次元データを有する三次元モデルＭを生成する。

最終形状設計部７６は、形状最適化工程を実行する。最終形状設計部７６は、再変換工程において座標データ生成部７４及び三次元モデル生成部７５によって生成された三次元モデルＭについて、例えば、付加製造装置１における付加製造制約等を加味し、図１０に示すように、付加製造装置１によって付加製造可能な内部配管Ｔを最終的に設計する。この場合、最終形状設計部７６は、内部配管Ｔと流入口Ｉ及び流出口Ｏとを各々連通する通路も最終的に設計する。そして、最終形状設計部７６は、形状最適化した内部配管Ｔを含む付加製造物Ｗの形状を表す形状データＳＤを制御装置６０に出力する。

制御装置６０においては、最適形状設計装置７０の最終形状設計部７６から出力された形状データＳＤに基づき、付加製造装置１を作動させる。これにより、図３に示すように、最適形状の内部配管Ｔ（内部空間であって流路）を有する付加製造物Ｗ（金型）を付加製造することができる。

以上の説明からも理解できるように、本例の最適形状設計装置７０によれば、領域設定工程において領域設定部７１が最適化目的について相対的に重要度の高い第一領域Ｒ１を設定し、変換工程において領域展開部７２が設定された第一領域Ｒ１を二次元に展開した後に、最適化工程において流路構造設計部７３が第一領域Ｒ１の展開図データＯＺに対してトポロジー最適化を適用して流路構造Ｚを設計することができる。そして、再変換工程において座標データ生成部７４及び三次元モデル生成部７５によって流路構造Ｚに基づく内部配管Ｔの三次元データを有する三次元モデルＭが生成され、形状最適化工程において最終形状設計部７６が最終的な内部配管Ｔの形状を設計して、形状データＳＤを付加製造装置１の制御装置６０に出力することができる。

これにより、トポロジー最適化において、最適化目的について相対的に重要度の低い第二領域Ｒ２の影響を受けることなく、第一領域Ｒ１における最適形状、換言すれば、最適化目的を達成する内部配管Ｔ（内部空間（流路））の形状を設計することができる。又、二次元に展開した展開図データＯＺについてトポロジー最適化を行うため、三次元の付加製造物Ｗについてトポロジー最適化を行う場合に比べて、計算量を低減することができ、その結果、計算コストを低減することができると共に解析時間（計算時間）を短縮することができる。

（５．第一別例）
上述した本例では、最適形状設計装置７０の領域設定部７１が流路構造Ｚを設計する領域、換言すれば、温度制御を行う領域である第一領域Ｒ１を設定するようにした。そして、上述した本例では、流路構造設計部７３がトポロジー最適化を適用することにより、第一領域Ｒ１において内部配管Ｔを有する流路構造Ｚを設計するようにした。そして、上述した本例では、最終形状設計部７６が内部配管Ｔと流入口Ｉ及び流出口Ｏとを各々連通する通路を設計するようにした。

これに代えて、流路構造設計部７３が圧力（圧力損失）に関するトポロジー最適化を適用して、設計した内部配管Ｔと流入口Ｉ及び流出口Ｏの各々とを連通する配管を設計することも可能である。以下、第一別例を具体的に説明する。

第一別例においては、最適形状設計装置７０の領域設定部７１は、上述した本例と同様にして第一領域Ｒ１及び第二領域Ｒ２を設定することに加え、図１１に示すように、例えば、第一領域Ｒ１の始端Ｒ１ａと流入口Ｉとを結ぶ凹部Ｈの径方向における最短経路を含む断面である第三領域Ｒ３、及び、第一領域Ｒ１の終端Ｒ１ｂと流出口Ｏとを結ぶ凹部Ｈの径方向における最短経路を含む断面である第四領域Ｒ４を設定する。尚、第一別例においては、第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４は、それぞれ、始端Ｒ１ａと流入口Ｉとを結ぶ最短経路を含む断面及び終端Ｒ１ｂと流出口Ｏとを結ぶ最短経路を含む断面であるとする。しかし、第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４は、それぞれ、始端Ｒ１ａと流入口Ｉとを含む断面及び終端Ｒ１ｂと流出口Ｏとを含む断面であっても良い。

そして、第一別例においては、最適形状設計装置７０の領域展開部７２は、領域設定部７１によって設定された面である第一領域Ｒ１、第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４について、図１２に示すように、展開図データＯＺ１を出力する。ここで、展開図データＯＺ１においては、第三領域Ｒ３に流入口Ｉが位置すると共に第四領域Ｒ４に流出口Ｏが位置する。そして、第一別例においては、流路構造設計部７３は、第一領域Ｒ１、第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４が展開された展開図データＯＺ１について、流路構造Ｚ１を設計する。

具体的に、流路構造設計部７３は、上述した本例と同様にして温度制御に関するトポロジー最適化を適用することによって第一領域Ｒ１に内部配管Ｔを設計する。又、流路構造設計部７３は、二次元に展開された第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４の展開図データＯＺについて、圧力損失を小さくして維持されるように、トポロジー最適化を適用して第三領域Ｒ３に内部配管Ｔと流入口Ｉとを連通する流入配管Ｔ３を設計すると共に第四領域Ｒ４に内部配管Ｔと流出口Ｏとを連通する流出配管Ｔ４を設計する。

ここで、流路構造設計部７３は、内部配管Ｔと、流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４との接続位置についても、圧力（圧力損失）に関するトポロジー最適化を適用して決定する。これにより、内部配管Ｔ、流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４の全体における圧力損失を小さくすることができる。設計された内部配管Ｔ、流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４は、例えば、図１３に示す流路構造Ｚ１である。

ここで、第一別例においても、流路構造設計部７３は、二次元に展開された第一領域Ｒ１、第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４の展開図データＯＺ１、即ち、二次元データに関するトポロジー最適化を適用する。即ち、第一別例の流路構造設計部７３は、第一領域Ｒ１において、上述した本例と同様に温度制御に関するトポロジー最適化を適用する。又、第一別例の流路構造設計部７３は、第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４において、圧力（圧力損失）に関するトポロジー最適化を適用する。従って、第一別例においても、例えば、第一領域Ｒ１、第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４を展開する前の三次元データに関するトポロジー最適化を行う場合に比べて、トポロジー最適化に要する処理時間を短くすることができる。

又、流路構造設計部７３は、第一領域Ｒ１における温度制御に関するトポロジー最適化と、第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４における圧力（圧力損失）に関するトポロジー最適化と、を同時に実行したり各々を独立して実行したりすることができる。流路構造設計部７３が温度制御に関するトポロジー最適化と圧力（圧力損失）に関するトポロジー最適化とを同時に実行して流路構造Ｚ１を設計した場合には、特に、流路構造Ｚ１全体の圧力損失を低減することができる。一方、流路構造設計部７３が温度制御に関するトポロジー最適化と圧力（圧力損失）に関するトポロジー最適化とを別々に（独立して）実行して流路構造Ｚ１を設計した場合には、第一領域Ｒ１にて内部配管Ｔによる精密な温度制御ができると共に流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４における圧力損失を低減することができる。

ここで、第一別例のトポロジー最適化においても、内部配管Ｔ、流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４の凹部Ｈの径方向への広がりが制限されている。換言すれば、内部配管Ｔ、流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４の流路構造Ｚ１も、上述した本例の流路構造Ｚと同様に、二次元の第一領域Ｒ１、第三領域Ｒ３及び第四領域Ｒ４において展開された二次元構造を有するに過ぎない。このため、トポロジー最適化により設計された内部配管Ｔ、流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４の流路構造Ｚ１も、凹部Ｈの径方向に広げて三次元形状とする必要がある。

従って、座標データ生成部７４は、流路構造設計部７３がトポロジー最適化により設計した二次元の流路構造Ｚ１について、図１４に示すように、二次元座標上における流路構造Ｚ１の形状の座標データＺＤ１を生成する。尚、図１４に示す座標データＺＤ１おいて、横軸は付加製造物Ｗの凹部Ｈの周面及び径方向の長さに対応し、縦軸は付加製造物Ｗの凹部Ｈの軸方向の長さに対応する。座標データ生成部７４は、流路構造設計部７３がトポロジー最適化により設計した内部配管Ｔ、流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４の流路構造Ｚ１について、凹部Ｈの周面及び径方向の長さに対する凹部Ｈの軸方向の長さの二次元座標上における座標データＺＤ１を生成する。

そして、第一別例においても、上述した本例と同様に、三次元モデル生成部７５が座標データ生成部７４によって生成された二次元座標上における座標データＺＤ１について、流入口Ｉと流出口Ｏとが互いに隣接して配置される三次元モデル、換言すれば、三次元データを生成するように、計算処理を行う。そして、最終形状設計部７６は、形状最適化工程を実行する。つまり、第一別例においては、最終形状設計部７６は、生成された三次元モデルについて、例えば、付加製造装置１における付加製造制約等を加味し、図１５に示すように、付加製造装置１によって付加製造可能な内部配管Ｔ、流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４を最終的に設計する。その他については、上述した本例と同様である。

従って、第一別例においても、上述した本例と同様の効果が得られる。更に、トポロジー最適化を適用することによって、圧力（圧力損失）を考慮した流入配管Ｔ３及び流出配管Ｔ４を設計することができる。

（６．第二別例）
上述した本例及び第一別例では、第一領域Ｒ１を凹部Ｈの周面とし、内部配管Ｔを流路断面形状が単純な円形である場合を例示するようにした。この場合、トポロジー最適化を行うことによって決定された流路構造Ｚに従い、最終形状設計部７６は流路断面形状が円形となるように内部配管Ｔの最終形状を設計する。

しかし、例えば、内部配管Ｔの流路断面形状が複雑な形状である場合には、上述した本例の場合を例示して図１６及び図１７に示すように、第一領域Ｒ１を複数の二次元の周面によって構成し、各々の周面について、トポロジー最適化を行って流路構造Ｚを決定することも可能である。この場合には、各々の流路構造（即ち、各々の周面）を合成することにより、内部配管Ｔの三次元モデルＭを生成して最終形状を設計することができる。

（７．第三別例）
上述した本例、第一別例及び第二別例においては、三次元モデル生成部７５及び最終形状設計部７６は、予め設定された管径となるように、内部配管Ｔ即ち第一配管Ｔ１の流通部分Ｔ１１，Ｔ１２及び第二配管Ｔ２の流通部分Ｔ２１，Ｔ２２を生成及び最終設計するようにした。これに代えて、三次元モデル生成部７５及び最終形状設計部７６は、図１８に示すように、例えば、管径に関連する流量（又は流速）と温度との関係即ち流体の特性を記憶するデータベース７７を用いて、目標温度（目標冷却温度）に対応する管径（流量又は流速）を決定するようにしても良い。これによれば、より最適な内部配管Ｔを設計することが可能になると共に、内部配管Ｔを流通する流体（冷却水）の圧力損失等を低減することが可能となる。

（８．その他）
上述した本例、第一別例、第二別例及び第三別例においては、付加製造物Ｗとしてキャビティである有底円筒形状の凹部Ｈを有する金型を例示した。しかし、付加製造物Ｗとしては、金型に限られるものではなく、内部空間、特に、流路としての冷却路を有するものであれば、例えば、上述した工作機械の主軸とすることも可能である。

工作機械の主軸は、回転部材と、回転部材を挿通する円筒形状部を有するハウジングとを有する。この場合、円筒形状部は、回転部材が回転することにより高温になる場合があり、適切に冷却される必要がある。従って、工作機械の主軸を付加製造装置１によって製造する場合には、最適形状設計装置７０を用いた設計方法に従い、領域設定工程、変換工程、最適化工程、再変換工程、及び、必要に応じて形状最適化工程を経ることにより、円筒形状部を冷却する冷却路を最適に設計することができる。従って、付加製造物Ｗとして工作機械の主軸を付加製造する場合であっても、最適形状設計装置７０を用いた設計方法に従って主軸を形成する円筒形状部を冷却する最適形状の冷却路を設計することができ、上述した本例、第一別例、第二別例及び第三別例と同様の効果が得られる。

又、上述した本例、第一別例、第二別例及び第三別例においては、付加製造物Ｗに形成される内部空間として単純な形状を有する内部配管Ｔを例示した。しかし、付加製造装置１によれば、内部空間が複雑な形状であっても、付加製造することが可能である。

ところで、内部空間が、例えば、箱形状であって複雑な形状を有する場合、重力等の作用により、付加製造中に造形した内部空間の形状が変化する可能性がある。このため、内部空間の形状が複雑な場合には、最終形状設計部７６は、例えば、内部空間を形成するオーバハング部分の重力による沈み込みを防止する支持部材を最終形状として設計することができる。この場合、内部空間に関連する最適化目的は、例えば、内部空間を形成する壁の強度や形状を最適化することを例示することができ、第一領域は、例えば、内部空間の壁を含む周面を設定することができる。これにより、周面を展開した展開図データにおいて、壁を支持する支持部材の強度や形状の最適化目的に基づくトポロジー最適化を行うことができる。

又、上述した本例、第一別例、第二別例及び第三別例においては、領域展開部７２が、最終的に設定される流入口Ｉと流出口Ｏとが両端部に位置するように、第一領域Ｒ１を二次元に展開するようにした。しかし、領域展開部７２が展開する二次元の第一領域Ｒ１については、例えば、最終的に設定される流入口Ｉと流出口Ｏとを中央部に位置するように、展開することも可能である。この場合、流路構造設計部７３は、最適化工程において、流入口Ｉ及び流出口Ｏが中央部に位置する流路構造を設計する。

又、上述した本例、第一別例、第二別例及び第三別例においては、材料粉末として金属粉末Ｓを用いて付加製造する場合を例示した。材料粉末としては、金属の粉末に限られず、例えば、樹脂の粉末であっても、付加製造することが可能である。

更に、上述した本例、第一別例、第二別例及び第三別例においては、粉末床溶融結合方式の付加製造装置１を用いて付加製造物Ｗを付加製造する場合を例示した。しかし、粉末床溶融結合方式の付加製造装置１を用いて付加製造物Ｗを付加製造することに代えて、エネルギー堆積方式の付加製造装置を用いて内部空間を有する付加製造物を付加製造することも可能である。

１…付加製造装置、１０…チャンバ、２０…付加製造物支持装置、２１…付加製造用容器、２２…昇降テーブル、２３…ベース、３０…粉末供給装置、３１…粉末収納容器、３２…供給テーブル、３３…リコータ、４０…光ビーム照射装置、４０ａ…光ビーム、４１…レーザ発振器、４２…レーザヘッド、４３…光ファイバ、５０…加熱装置、６０…制御装置、６１…データ記憶部、６２…昇降テーブル作動制御部、６３…粉末供給制御部、６４…光ビーム照射制御部、６５…加熱制御部、Ｓ…金属粉末（材料粉末）、Ｗ…付加製造物、Ｗ１…仮の付加製造物、７０…最適形状設計装置、７１…領域設定部、７２…領域展開部、７３…流路構造設計部、７４…座標データ生成部、７５…三次元モデル生成部、７６…最終形状設計部、７７…データベース、Ｈ…凹部、Ｒ１…第一領域、Ｒ２…第二領域、Ｒ３…第三領域、Ｒ４…第四領域、Ｔ…内部配管（内部空間）、Ｔ１…第一配管、Ｔ１１，Ｔ１２…流通部分、Ｔ２…第二配管、Ｔ２１，Ｔ２２…流通部分、Ｔ３…流入配管、Ｔ４…流出配管、Ｉ…流入口、Ｏ…流出口、ＯＺ…展開図データ、ＯＺ１…展開図データ、Ｚ…流路構造、Ｚ１…流路構造、ＺＤ…座標データ、ＺＤ１…座標データ、Ｍ…三次元モデル、ＳＤ…形状データ

Claims (25)

1. 材料粉末に光ビームを照射し、前記材料粉末を溶融及び凝固させて付加製造を行う付加製造装置により、内部空間を有するように付加製造される付加製造物を設計する付加製造物の設計方法であって、
   付加製造する前記付加製造物のうち、前記内部空間を含む曲面であって、二次元に展開した場合に四角形となる前記曲面を設定する領域設定工程と、
   前記領域設定工程にて設定された前記曲面を四角形に展開した展開図データに変換する変換工程と、
   前記変換工程にて変換された前記展開図データにおいて所定の最適化目的に基づくトポロジー最適化を行う最適化工程と、
   前記最適化工程にて前記トポロジー最適化を行った二次元データを三次元データに再変換する再変換工程と、
   を順に実行する、付加製造物の設計方法。
2. 前記領域設定工程にて設定される前記曲面は、筒の周面の少なくとも一部を含む、請求項１に記載の付加製造物の設計方法。
3. 前記再変換工程にて再変換された前記三次元データにおいて、前記内部空間の形状について形状最適化を行う形状最適化工程を実行する、請求項１又は２に記載の付加製造物の設計方法。
4. 前記内部空間は、流体を流入する流入口と前記流体を排出する流出口とを有し、前記流体を前記流入口から前記流出口に向けて流通する流路であり、
   前記領域設定工程にて設定される前記曲面は、前記流入口及び前記流出口を含み、前記流入口から前記流出口までの前記流路に沿った面である、請求項１－３の何れか一項に記載の付加製造物の設計方法。
5. 前記流路は、前記付加製造物における冷却対象部に隣接して配置され、且つ、前記流体として前記冷却対象部を冷却するための冷却媒体を流通する冷却路であり、
   前記最適化目的は、
   前記内部空間を流通する前記流体の特性に関連するものであり、
   前記流路を流通する前記冷却媒体による冷却特性、前記冷却媒体の流速及び前記冷却媒体の流量のうちの少なくとも１つのバラつきを最小化することである、請求項４に記載の付加製造物の設計方法。
6. 前記付加製造物は、前記冷却路を有する金型であり、
   前記冷却対象部は、前記金型に形成されていて溶融材料が供給されるキャビティである、請求項５に記載の付加製造物の設計方法。
7. 前記キャビティは、有底円筒形状を有しており、
   前記冷却路は、前記キャビティにおける円筒部分の周面に沿った曲線形状に設計される、請求項６に記載の付加製造物の設計方法。
8. 前記付加製造物は、前記冷却路を有すると共に、回転部材と前記回転部材を挿通する円筒形状部を有するハウジングとを備えた工作機械の主軸であり、
   前記冷却対象部は、前記円筒形状部である、請求項５に記載の付加製造物の設計方法。
9. 前記冷却路は、前記円筒形状部の周面に沿った曲線形状に設計される、請求項８に記載の付加製造物の設計方法。
10. 前記最適化目的は、さらに、少なくとも前記流入口及び前記流出口を含む位置において、前記流路を流通する前記冷却媒体の圧力損失を最小化することである、請求項５に記載の付加製造物の設計方法。
11. 前記付加製造物は、前記冷却路を有する金型であり、
    前記冷却対象部は、前記金型に形成されていて溶融材料が供給されるキャビティである、請求項１０に記載の付加製造物の設計方法。
12. 前記キャビティは、有底円筒形状を有しており、
    前記冷却路は、前記キャビティにおける円筒部分の周面に沿った曲線形状に設計される、請求項１１に記載の付加製造物の設計方法。
13. 前記付加製造物は、前記冷却路を有すると共に、回転部材と前記回転部材を挿通する円筒形状部を有するハウジングとを備えた工作機械の主軸であり、
    前記冷却対象部は、前記円筒形状部である、請求項１０に記載の付加製造物の設計方法。
14. 前記冷却路は、前記円筒形状部の周面に沿った曲線形状に設計される、請求項１３に記載の付加製造物の設計方法。
15. 前記付加製造装置は、平らに敷き詰められた前記材料粉末に対して光ビームを照射し、前記材料粉末を溶融及び凝固させて付加製造を行う、請求項１－１４のうちの何れか一項に記載の付加製造物の設計方法。
16. 材料粉末に光ビームを照射し、前記材料粉末を溶融及び凝固させて付加製造を行う付加製造装置により、内部空間を有するように付加製造される付加製造物を設計する付加製造物の設計装置であって、
    付加製造する前記付加製造物のうち、前記内部空間を含む曲面であって、二次元に展開した場合に四角形となる前記曲面を設定する領域設定部と、
    前記領域設定部にて設定された前記曲面を四角形に展開した展開図データに変換する領域展開部と、
    前記領域展開部にて変換された前記展開図データにおいて所定の最適化目的に基づいてトポロジー最適化を行う最適化部と、
    前記最適化部にて前記トポロジー最適化を行った二次元データを三次元データに再変換する再変換部と、
    を備えた、付加製造物の設計装置。
17. 前記領域設定部にて設定される前記曲面は、筒の周面の少なくとも一部を含む、請求項１６に記載の付加製造物の設計装置。
18. 前記再変換部にて再変換された前記三次元データにおいて、前記内部空間の形状について形状最適化を行う形状最適化部を備えた、請求項１６又は１７に記載の付加製造物の設計装置。
19. 前記内部空間は、流体を流入する流入口と前記流体を排出する流出口とを有し、前記流体を前記流入口から前記流出口に向けて流通する流路であり、
    前記流路は、前記付加製造物における冷却対象部に隣接して配置され、且つ、前記流体として前記冷却対象部を冷却するための冷却媒体を流通する冷却路であり、
    前記領域設定部にて設定される前記曲面は、前記流入口及び前記流出口を含み、前記流路に沿った面であり、
    前記最適化目的は、
    前記内部空間を流通する前記流体の特性に関連するものであり、
    前記流路を流通する前記冷却媒体の冷却特性、前記冷却媒体の流速及び前記冷却媒体の流量のうちの少なくとも１つのバラつきを最小化することである、請求項１６－１８の何れか一項に記載の付加製造物の設計装置。
20. 前記最適化目的は、さらに、少なくとも前記流入口及び前記流出口を含む位置において、前記流路を流通する前記冷却媒体の圧力損失を最小化することである、請求項１９に記載の付加製造物の設計装置。
21. 前記付加製造装置は、平らに敷き詰められた前記材料粉末に対して光ビームを照射し、前記材料粉末を溶融及び凝固させて付加製造を行う、請求項１６－２０の何れか一項に記載の付加製造物の設計装置。
22. 請求項１－１５の何れか一項に記載の付加製造物の設計方法による設計工程と、
    前記付加製造物を製造する製造工程と、を備えた、付加製造物の製造方法であって、
    前記付加製造物は、流体を流通する流路を有すると共に、溶融材料が供給されるキャビティを有する金型であり、
    前記製造工程は、
    前記材料粉末を供給する工程と、
    前記材料粉末に対して前記光ビームを照射する工程と、
    前記光ビームにより前記材料粉末を溶融する工程と、
    溶融した前記材料粉末を凝固させる工程と、
    を備える、付加製造物の製造方法。
23. 前記キャビティは、有底円筒形状を有しており、
    前記流路は、前記金型における冷却対象部である前記キャビティを冷却するための冷却媒体を流通する冷却路であり、前記キャビティにおける円筒部分の周面に沿った曲線形状に設計される、請求項２２に記載の付加製造物の製造方法。
24. 請求項１－１５の何れか一項に記載の付加製造物の設計方法による設計工程と、
    前記付加製造物を製造する製造工程と、を備えた、付加製造物の製造方法であって、
    前記付加製造物は、流体を流通する流路を有すると共に、回転部材と前記回転部材を挿通する円筒形状部を有するハウジングとを備えた工作機械の主軸であり、
    前記製造工程は、
    前記材料粉末を供給する工程と、
    前記材料粉末に対して前記光ビームを照射する工程と、
    前記光ビームにより前記材料粉末を溶融する工程と、
    溶融した前記材料粉末を凝固させる工程と、
    を備える、付加製造物の製造方法。
25. 前記流路は、前記主軸における冷却対象部である前記円筒形状部を冷却するための冷却媒体を流通する冷却路であり、前記円筒形状部の周面に沿った曲線形状に設計される、請求項２４に記載の付加製造物の製造方法。

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