造型物的制造装置以及制造方法与流程

本发明涉及使用激光并以金属粉末为原料制造层叠造型物的制造装置以及制造方法。

背景技术：

近年来，通过激光的照射使粉末状的金属烧结或熔融而固化，逐层呈层状层叠而制造立体的造型物的金属am(additivemanufactuaring：层叠制造)的开发正在盛形。在如上的金属am中，不仅应对试制，也开始了对应对量产的研究。在金属am中使用的金属存在主要有为了作为廉价的激光的近红外波长的激光的吸收率良好能够以低成本制造的马氏体时效钢、不锈钢(sus)以及钛钢(ti)等。

然而，在市场中，作为金属am的金属粉末材料，除了马氏体时效钢、不锈钢(sus)以及钛钢(ti)，也希望可以采用近红外波长的激光的吸收率较低的铜、铝等。对此，在日本特开2011-21218公开了将金属粉末材料设为铝的金属am的技术。在日本特开2011-21218的技术中，使铝粉末含有近红外波长的激光的吸收率较高的激光吸收剂。由此，若照射近红外波长的激光，则首先，使激光吸收剂吸收近红外波长的激光而被加热，从而该热传导至铝粉末而加热铝粉末，并保温。而且，记载了在上述的环境下，进一步利用近红外波长的激光的照射与来自激光吸收剂的热加热铝粉末，使其熔融。

然而，在日本特开2011-21218的技术中，存在激光吸收剂本身成为成本上涨的重要因素的担忧。另外，与铝粉末混合的激光吸收剂成为杂质，从而也存在对制品的强度等带来不好的影响的担忧。

技术实现要素：

本发明提供一种即便是近红外波长的激光的吸收率较低的金属粉末材料，也能够以低成本制作基于层叠造型的立体造型物的制造装置以及制造方法。

本发明的第一实施方式的造型物的制造装置利用造型光束的照射，使金属粉末通过烧结或者熔融固化来进行层叠造型，该造型物的制造装置具备：腔室，其能够隔断外部空气与内部空气；金属粉末供给装置，其设置于上述腔室的内部，并将上述金属粉末供给至上述造型光束的照射范围内；造型光束照射装置，其向被供给至上述照射范围内的上述室内的上述金属粉末照射上述造型光束；吸收率提高支援部，其为了提高被照射的上述造型光束相对于上述金属粉末的吸收率，而对上述金属粉末进行规定的吸收率提高支援处理；以及造型部，其在实施上述吸收率提高支援处理后，进行将上述造型光束向被供给至上述照射范围内的上述金属粉末照射，加热上述金属粉末，通过上述烧结或者上述熔融使金属粉末固化而进行上述层叠造型的造型处理。

如上，造型物的制造装置在通过吸收率提高支援部进行提高造型光束相对于金属粉末的吸收率的吸收率提高支援处理后，将造型光束向金属粉末照射。因此，造型光束被金属粉末良好地吸收。因此，金属粉末利用短时间的造型光束的照射而被良好地加热，通过烧结或者熔融使其固化，因此能够缩短进行层叠造型的时间，从而能够低成本地制造造型物。

另外，本发明的第二实施方式的造型物的制造方法利用造型光束的照射，使金属粉末通过烧结或者熔融固化来进行层叠造型，该造型物的制造方法具备：将上述金属粉末供给至上述造型光束的照射范围内的金属粉末供给工序；吸收率提高支援工序，在该工序中，为了提高被照射的上述造型光束相对于上述金属粉末的吸收率，而对上述金属粉末进行规定的吸收率提高支援处理；以及在实施上述吸收率提高支援处理后，进行将上述造型光束向被供给至上述照射范围内的上述金属粉末照射，加热上述金属粉末进行，通过上述烧结或者上述熔融使金属粉末固化而进行上述层叠造型的造型处理的造型工序。由此，能够制作与在第一实施方式中制造的造型物相同的造型物。

附图说明

以下，参照附图描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的附图标记表示相同的元件，其中：

图1是第一实施方式、第二实施方式的制造装置的示意图。

图2是图1的金属粉末供给装置的俯视图。

图3是表示按金属材料不同的近红外激光的波长与吸收率的关系的图表。

图4是图1的造型光束照射装置的局部透视图。

图5是对在薄膜层的表面形成有氧化膜的状态进行说明的示意图。

图6是表示氧化膜相对于铜的膜压与近红外激光的吸收率的关系的图表。

图7是第一实施方式的制造方法的流程图1。

图8a是表示图7的预热处理中的短波长激光的照射的状态的图。

图8b是表示图7的氧化膜形成处理中的近红外激光以及短波长激光的照射的状态的图。

图8c是表示在图7的氧化膜形成处理中，在多处形成氧化膜的状态的图。

图8d是表示图7的造型处理的近红外激光的照射的状态的说明图。

图8e是表示在图7的造型处理中，在多处形成固化薄膜的状态的图。

图9a是在第二实施方式中，表示氧化膜形成处理中的近红外激光以及短波长激光的照射的状态的图。

图9b是在第二实施方式中，表示造型处理中的近红外激光的照射的状态的图。

图10是表示第三实施方式的氧化膜形成处理中的近红外激光以及短波长激光的照射的状态的图。

图11是第三实施方式的制造装置的示意图。

图12是第三实施方式的制造方法的流程图2。

图13a是表示第三实施方式的氧化膜形成处理中的近红外激光的照射的状态的图。

图13b是表示在第三实施方式的氧化膜形成处理中形成多个氧化膜的状态的图。

图13c是表示第三实施方式的造型处理中的近红外激光的照射的状态的图。

图14是第四实施方式的制造装置的示意图。

图15是第五实施方式的制造装置的示意图。

图16是第五实施方式的制造方法的流程图3。

具体实施方式

基于附图对本发明的第一实施方式的三维造型物(相当于造型物)的制造装置进行说明。三维造型物的制造装置是主要利用之后详述的造型光束的照射，使金属粉末15通过烧结或者熔融而固化来层叠造型三维造型物的装置。此外，在本实施方式中，造型光束是近红外波长的激光，以下，称为近红外激光l1。

另外，作为金属粉末15，以常温时的近红外波长的激光的吸收率为规定的值以下的“低吸收率材料”为对象。此外，将此时规定的值取为例如吸收率30％(参照图3)。在该情况下，作为“低吸收率材料”，铜、铝等成为对象，在以下的实施方式中，将铜的粉末即铜粉选为金属粉末15进行说明。另外，在本实施方式中，对在层叠造型三维造型物时，不使金属粉末15烧结，而通过熔融使金属粉末15固化而进行层叠造型的情况进行说明。此外，也可以不通过熔融，而通过烧结制造三维造型物。

图1是本发明的第一实施方式的制造装置100的示意图。制造装置100具备腔室10、金属粉末供给装置20、造型光束照射装置30、吸收率提高支援部40、支援光束照射装置41以及造型部70。吸收率提高支援部40以及造型部70设置于控制部45。另外，吸收率提高支援部40具备激光照射控制部49、膜厚推断部50以及处理切换判定部60。

腔室10是呈大致立方体形状形成的壳体，且是能够隔断外部空气与内部空气的容器。腔室10具备能够将内部的空气置换成例如he(氦气)、n2(氮气)、ar(氩气)等惰性气体的装置(未图示)。此外，腔室10也可以不将内部置换成惰性气体，而形成能够减压的构成。

金属粉末供给装置20设置于腔室10的内部，将成为三维造型物的原材料的金属粉末15供给至近红外激光l1(相当于造型光束)的照射范围ar1内(参照图2)。金属粉末15是铜(cu)粉末。此外，此处言及的金属粉末15是指各铜粉聚集多个而成的集合体。

如图1、图2所示，金属粉末供给装置20具备造型用容器21与粉末收纳容器22。如图1所示，在造型用容器21内设置有造型物升降工作台23。在造型物升降工作台23上形成有金属粉末15的薄膜层15a。而且，主要利用近红外激光l1向薄膜层15a的照射使薄膜层15a的金属粉末15熔融，然后固化形成固化薄膜层15b。接下来，使造型物升降工作台23向下方移动，与上述相同地，再次形成薄膜层15a。然后，主要利用近红外激光l1向薄膜层15a的照射使薄膜层15a的金属粉末15熔融，然后固化再次形成固化薄膜层15b，并层叠于先前形成的固化薄膜层15b上。通过上述的作业的反复，制成三维造型物。

在粉末收纳容器22中，在进给工作台24上收纳有金属粉末15，使进给工作台24向上方移动，从而供给金属粉末15。此外，在造型物升降工作台23、进给工作台24分别安装有支承轴23a、24a。支承轴23a、24a连接于驱动装置(省略图示)，通过驱动装置的工作上下移动。

另外，设置有遍布造型用容器21以及粉末收纳容器22的开口的整个区域移动的推送器26。推送器26在图1、图2中从右向左移动。由此，将通过进给工作台24的上升被供给的金属粉末15输送至造型物升降工作台23上，并且在造型物升降工作台23上形成金属粉末15的薄膜层15a。薄膜层15a的厚度以造型物升降工作台23的下降量决定。在本实施方式中，薄膜层15a的厚度为50μm～100μm左右。但是，该厚度始终仅例示一个例子，不限定于该厚度。

造型光束照射装置30向被金属粉末供给装置20供给至照射范围ar1内(参照图2)的腔室10内的金属粉末15的薄膜层15a的表面照射近红外激光l1。如图1所示，造型光束照射装置30具备激光振荡器31与激光头32。另外，激光振荡器31具备将从激光振荡器31被振荡出的近红外激光l1传送至激光头32的光纤35。

激光振荡器31以波长成为预先设定的规定的近红外波长的方式进行振荡，而生成作为连续波cw的激光的近红外激光l1。近红外激光l1的波长的大小为1.0μm前后。具体而言，作为近红外激光l1，能够采用hoyag(波长：约1.5μm)、yvo(钒酸钇，波长：约1.06μm)，yb(镱，波长：约1.09μm)以及纤维激光等。由此，能够廉价地制作激光振荡器31，并且在运用时消耗能量也较小而廉价。此外，如表示按材料不同的激光的波长(μm)与激光的吸收率(％)的关系的图3所示，近红外激光l1相对于铜、铝的吸收率比较低，吸收率为30％以下。

如图1所示，激光头32配置为从腔室10内的金属粉末15的薄膜层15a的表面隔开规定的距离且相对于垂直方向具有规定的角度α°。如图4所示，激光头32具备准直透镜33、反射镜34、电流计式扫描仪36以及fθ透镜38。准直透镜33、反射镜34、电流计式扫描仪36以及fθ透镜38配置于激光头32的壳体内。准直透镜33对从光纤35被出射的近红外激光l1进行准直而转换成平行光。

反射镜34以被准直后的近红外激光l1入射至电流计式扫描仪36的方式转换近红外激光l1的行进方向。在本实施方式中，反射镜34将近红外激光l1的行进方向转换90度。

电流计式扫描仪36变更激光l的行进方向，使近红外激光l1经由fθ透镜38向薄膜层15a的表面的规定的位置照射。换句话说，激光头32能够通过电流计式扫描仪36自由地变更从激光振荡器31被振荡出的近红外激光l1的照射角度。此外，对于照射近红外激光l1的规定的位置后述。在电流计式扫描仪36例如使用包含能够沿正交的两方向进行摆探头运动的一对可动反射镜(未图示)的公知的扫描仪。fθ透镜38是使从电流计式扫描仪36被入射的平行的激光l聚光的透镜。另外，从激光头32被照射出的激光l通过设置于腔室10的上表面的透明的玻璃或者树脂被照射至腔室10内。

吸收率提高支援部40是使用上述的近红外激光l1(造型光束)以及后述的短波长激光l2(支援光束)实施吸收率提高支援处理的控制部，设置于控制部45(参照图1)。吸收率提高支援部40能够取得各种规定的处理(吸收率提高支援处理)。但是，在第一实施方式中，将规定的膜厚的氧化膜om形成于金属粉末15的薄膜层15a的表面的处理设为吸收率提高支援处理。

通过该处理，能够在吸收率提高支援处理后进行的、后述的造型处理中，提高近红外激光l1相对于金属粉末15(铜粉末)的吸收率。此外，近红外激光l1(造型光束)以及短波长激光l2(支援光束)的照射被激光照射控制部49控制。

此外，短波长激光的详细后述，但为了便于说明，此处预先简单地说明。短波长激光l2是波长短于近红外波长的短波长(例如，波长0.2～0.6μm)的激光。另外，在本实施方式中，短波长激光l2是连续波cw的激光。若观察表示按材料不同的激光的波长(μm)与激光的吸收率(％)的关系的图3，则短波长激光相对于铜的吸收率高于近红外激光的吸收率。作为短波长激光的例子，能够列举uv激光、绿色激光以及蓝色激光等。在第一实施方式中，例如应用蓝色激光。

在第一实施方式中，吸收率提高支援部40实施(控制)的吸收率提高支援处理是相对于薄膜层15a的表面的预热处理与接着预热处理相对于薄膜层15a的表面进行的氧化膜形成处理。首先，在预热处理中，通过短波长激光照射部46的控制将相对于金属粉末15(铜粉)的吸收率较高的短波长激光l2(支援光束)向薄膜层15a的表面照射。利用该照射，将作为照射位置的腔室10内的金属粉末15的薄膜层15a的表面加热至铜的熔点(1060℃)以下、例如600℃～800℃。此时，在照射位置的薄膜层15a的表面尚未形成氧化膜om。

如图3所示，短波长激光l2本来相对于铜的吸收率较高，因此即便是低输出，也能够充分加热。由此，即便是短波长激光l2，也能够比较廉价地进行薄膜层15a的表面的加热(预热)。接下来，在氧化膜形成处理中，加热(预热)薄膜层15a的表面，在基础温度上升的状态下，同时重叠照射短波长激光l2以及近红外激光l1，在薄膜层15a的表面形成氧化膜om。

此外，如上，预热薄膜层15a的表面的目的是为了在氧化膜形成处理中，能够在薄膜层15a的表面更加容易地形成氧化膜om。换句话说，通过预热，使薄膜层15a的基础温度上升。因此，在同时重叠照射短波长激光l2以及近红外激光l1时，能够缩小至形成氧化膜om应该升温的温度的幅度。因此，能够缩短短波长激光l2以及近红外激光l1的重叠照射时间，以短时间、低输出形成氧化膜om。

另外，可知对于铜来说，在熔点附近，近红外激光l1的吸收率提高的同时，在照射表面形成氧化膜om(氧化亚铜)。因此，利用短波长激光l2的照射将薄膜层15a的表面预热至600℃～800℃，从而能够良好地抑制氧化膜形成处理中的基于短波长激光l2以及近红外激光l1的重叠照射的照射时间以及输出(必要能量)。如上，在第一实施方式中，向薄膜层15a的表面照射短波长激光l2由此进行预热的预热处理以及向被预热而成为保温状态的薄膜层15a的表面重叠照射短波长激光l2以及近红外激光l1从而形成氧化膜om的氧化膜形成处理成为吸收率提高支援处理。

此处，预先对近红外激光l1相对于铜的吸收率与氧化膜om的膜厚的关系进行说明。如图5所示，若在金属粉末15的各铜粉的表面形成氧化膜om，则朝向氧化膜om被照射的近红外激光l1透过氧化膜om或者在氧化膜om内反射，并且被铜粉的表面高效地吸收，对铜粉良好地加热。此外，提高近红外激光l1相对于铜粉的吸收率的氧化膜om的作用依据公知的见解。因此，省略产生效果的原理等的说明。另外，近红外激光l1相对于铜粉的吸收率如图6的图表所示，根据氧化膜om的膜厚而不同。

在图6的图表中，横轴为形成于铜部件的表面的氧化膜om的膜厚(nm)，纵轴是经由形成的氧化膜om将近红外激光l1向铜部件照射时的近红外激光l1相对于铜部件的吸收率(％)亦即实验数据。在该实验中，作为近红外激光l1的照射的对象，不使用铜粉，而使用一边为10mm的方材，但推断为能够获得与在各铜粉的表面形成氧化膜om时近似的结果，而采用图6的铜部件的数据。

若观察图6的图表，则近红外激光l1的吸收率在与氧化膜om的膜厚的关系中，相对于膜厚的增大方向的变化，具有极大值与极小值交替地出现的周期性。另外，在氧化膜om的膜厚为0时，吸收率最小。由此，发明人在氧化膜om的膜厚与具有周期性的吸收率的关系中，氧化膜om的膜厚被设定为，在氧化膜om的规定的膜厚超过零，且与吸收率首先作为极大值出现的第一极大值a对应的第一极大膜厚a以下的范围内。由此，氧化膜形成后的铜粉的吸收率相对于完全没形成氧化膜的铜粉的吸收率可靠地增大。

此外，虽为上述的实验的条件，但使用的近红外激光l1基于yag激光，且是连续波cw的激光。另外，氧化膜om在加热炉内形成。另外，氧化膜om的膜厚通过sera法(连续电化学还原法)测定。此外，sera法是公知的膜厚测定法。具体而言，首先，在金属表面铺设电解液，从电极流经微小电流而引起还原反应。此时，各物质具有固有的还原电位，因此对还原所需的时间进行测定，从而能够计算出膜厚。另外，应用图6的图表的数据的金属粉末15(铜粉末)的各铜粉的粒径处于20μm～60μm的范围内，平均粒径d50为40μm左右。另外，粒径的测定基于公知的激光衍射、散射法。另外，图6的数据始终表示近红外激光l1的吸收率与氧化膜om的膜厚的关系的一个例子，数值等不限定于此。

图1所示的支援光束照射装置41是将与近红外激光l1不同的波长的支援光束朝向金属粉末15照射的制造装置100具备的装置。支援光束照射装置41通过吸收率提高支援部40控制支援光束的照射。如上所述，支援光束是波长短于近红外波长的短波长(例如，波长0.2μm～0.6μm)的短波长激光l2。

另外，如上所述，如图3的按材料不同的激光的波长(μm)与激光的吸收率(％)的关系所示，例如相对于铜、铝，短波长激光l2的吸收率高于近红外波长的激光的吸收率。但是，与近红外波长的激光相比，运用成本较高。因此，在本发明中，不将短波长激光l2(支援光束)用于要求高输出的金属粉末15的熔融(造型处理)，而主要用于吸收率提高支援处理的图5所示的氧化膜om形成。

支援光束照射装置41相对于造型光束照射装置30，激光振荡器43振荡的激光的波长不同。另外，相对于造型光束照射装置30，不具有电流计式扫描仪这点不同。由此，从激光头42被照射出的激光仅是一定方向。

另外，支援光束照射装置41配置为以激光头42不与造型光束照射装置30的激光头32干涉的方式相对于垂直方向具有规定的角度β°。另外，支援光束照射装置41通过省略图示的xy机器人移动激光头42，而控制激光的照射位置。由此，短波长激光l2的照射位置能够在腔室10内的金属粉末15的薄膜层15a的表面上在xy轴上移动。此外，在本实施方式中，xy平面形成与水平面平行的平面。

另外，短波长激光l2与近红外激光l1的点径相比，能够进行更大的点径的照射。换句话说，短波长激光l2能够增大点径而降低功率密度来照射。短波长激光l2的照射在图2所示的照射范围ar1内进行，通过xy机器人的控制进行的照射位置被吸收率提高支援部40控制。除了上述以外，与造型光束照射装置30相同，因此省略详细的说明以及附图。

吸收率提高支援部40的膜厚推断部50对通过吸收率提高支援处理形成于薄膜层15a的表面的氧化膜om的膜厚进行推断。如图1所示，膜厚推断部50具备表面温度测定部51、照射时间计测部52以及氧化膜厚运算部53。

表面温度测定部51在氧化膜形成处理时，对短波长激光l2以及近红外激光l1重叠照射于薄膜层15a的表面时的薄膜层15a的表面温度t进行测定。此时，表面温度t通过非接触式的红外线放射温度计39(参照图1)测定。但是，不限定于该方式，温度测定也可以使用任意的测定器进行。被测定的薄膜层15a的表面温度数据被发送至氧化膜厚运算部53。

照射时间计测部52在氧化膜形成处理时，计测将短波长激光l2以及近红外激光l1重叠照射于薄膜层15a的表面的各照射时间h。在该情况下，实际上计测照射时间h。但是，不限定于该方式，也可以从控制部45取得被预先设定的照射时间数据。然后，将照射时间数据发送至氧化膜厚运算部53。

氧化膜厚运算部53基于被测定出的表面温度t与被计测出的照射时间h，对氧化膜om的膜厚进行运算并推断。氧化膜om的膜厚以与短波长激光l2以及近红外激光l1的重叠照射而上升的薄膜层15a的表面温度t和重叠照射的照射时间h(照射继续时间)对应的厚度形成。换句话说，氧化膜om的各膜厚能够根据表面温度t与照射时间h进行运算。

吸收率提高支援部40的处理切换判定部60对由氧化膜厚运算部53运算出的氧化膜om的膜厚是否到达规定的膜厚进行判定。而且，在处理切换判定部60判定为氧化膜om的膜厚到达规定的膜厚的情况下，将实施的处理从吸收率提高支援处理切换成后述的基于造型部70的造型处理。

此外，如本实施方式那样，在氧化膜om的形成位置存在多个的情况下，处理切换判定部60在全部的氧化膜om被形成后，将实施的处理从吸收率提高支援处理切换成后述的基于造型部70的造型处理。

造型部70是在实施吸收率提高支援处理后，通过控制部45的近红外激光照射部47，使造型光束照射装置30工作，而将近红外激光l1(造型光束)朝向形成于薄膜层15a的表面上的规定的膜厚的氧化膜om照射的控制部。

此外，不限定于该方式，造型部70也可以通过近红外激光照射部47以及控制部45的短波长激光照射部46，使造型光束照射装置30以及支援光束照射装置41工作，而将近红外激光l1(造型光束)以及短波长激光l2(支援光束)朝向氧化膜om同时地照射。

由此，近红外激光l1主要从与氧化膜om的膜厚对应地存在于薄膜层15a的表层的各铜粉的表面向各铜粉内部被良好地吸收。如上，造型部70进行加热薄膜层15a，使薄膜层15a熔融，之后固化，而层叠造型造型物的造型处理。

详细而言，主要利用近红外激光l1的照射，使薄膜层15a的表层的各铜粉的温度超过铜的熔点并上升，使各铜粉在短时间内熔融。而且，上升的薄膜层15a的铜粉的热也使在表层的铜粉的下侧与表层的各铜粉接触的下层的铜粉的温度上升，而使其熔融。如上，薄膜层15a在短时间内连锁地熔融。然后，冷却熔融的薄膜层15a，与在薄膜层15a的下方已经形成的固化薄膜层15b之间，界面被良好地接合，完成层叠造型。

接下来，基于图7的流程图1对造型物的制造方法进行说明。造型物的制造方法具备金属粉末供给工序s10、吸收率提高支援工序s20以及造型工序s30。此外，吸收率提高支援工序s20具备预热处理工序s20a、氧化膜形成处理工序s20b、膜厚运算工序s20c、膜厚判定工序s20d以及处理切换判定工序s20e。

首先，对准备阶段进行说明。首先，向粉末收纳容器22内投入金属粉末15。接下来，通过省略图示的气体置换装置将制造装置100的腔室10内的空气例如置换成he气体。此时，空气也可以不被100％置换。空气也可以仅在腔室10内残留能够在薄膜层15a的表面形成于包含纳米(nm)级的氧化膜om的氧气的空气的量。该空气的置换量预先通过实验等求得。

由此，在造型物完成时，残留于造型物内的氧化物量成为最小限度，因此被造型的造型物的强度被维持为恒定以上。另外，也不会在各激光照射时意外地产生燃烧。

在金属粉末供给工序s10中，控制部45的金属粉末供给控制部25使金属粉末供给装置20工作，而向造型物升降工作台23上供给金属粉末15，从而在照射范围ar1内形成金属粉末15的薄膜层15a。因此，金属粉末供给控制部25首先使载置金属粉末15的进给工作台24上升，同时使造型物升降工作台23下降与一层薄膜层15a对应的量。

然后，使推送器26在图1中从右向左移动，从粉末收纳容器22向造型用容器21供给金属粉末15，在造型物升降工作台23上形成粉末的薄膜层15a。

接下来，在吸收率提高支援工序s20中，为了通过吸收率提高支援部40的控制，提高近红外激光l1(造型光束)相对于金属粉末15的吸收率，对金属粉末15进行规定的吸收率提高支援处理。此时，如上所述，吸收率提高支援处理是使用近红外激光l1(造型光束)以及短波长激光l2(支援光束)在薄膜层15a的表面形成氧化膜om的处理。

具体而言，预热处理工序s20a(吸收率提高支援工序s20)进行基于短波长激光l2的照射的预热用的预热处理。在预热处理工序s20a中，吸收率提高支援部40具备的激光照射控制部49对短波长激光照射部46进行控制，首先使支援光束照射装置41工作。

由此，如图8a所示，将短波长激光l2(支援光束)以第五点径фe向照射范围ar1内的薄膜层15a的表面的第五照射位置p5照射，实施预热处理。第五点径фe是比较大的直径。因此，在第五照射位置p5，以小于本来能够照射的功率密度的功率密度照射短波长激光l2。而且，短波长激光l2以使第五照射位置p5例如成为600℃～800℃的方式对其进行加热。

第五照射位置p5的表面温度t例如只要通过非接触式的红外线放射温度计39(参照图1)进行监视即可。而且，若确认到第五照射位置p5的温度例如成为600℃～800℃，则停止预热处理。

接下来，在氧化膜形成处理工序s20b(吸收率提高支援工序s20)中，激光照射控制部49对短波长激光照射部46以及近红外激光照射部47进行控制，使支援光束照射装置41以及造型光束照射装置30同时地工作。由此，如图8b所示，将短波长激光l2以及近红外激光l1重叠并照射于被预热处理并被保温的薄膜层15a的表面。

此外，此时，短波长激光l2的照射位置以及照射点径与预热处理时的照射点径相同(第五照射位置p5、第五点径фe)。因此，短波长激光l2也可以从预热处理开始保持原样地继续照射。

另外，作为近红外激光l1的照射的点径的第六点径фf(也相当于第四点径фd)是小于第五点径фe(也相当于第三点径фc)的直径。而且，近红外激光l1重叠照射于作为短波长激光l2的照射范围的第五点径фe的范围内的规定的位置。

此时，规定的位置是基于应该由此制成的三维造型物的切片数据(描绘图案)的位置，且是欲形成三维造型物的位置。此外，不言而喻作为照射短波长激光l2的照射位置的第五照射位置p5也基于应该制成的三维造型物的切片数据(描绘图案)被设定。

而且，在将近红外激光l1重叠照射于短波长激光l2的薄膜层15a的表面上的位置，若照射位置的表面温度t接近铜的熔点附近，则开始形成氧化膜om。

接下来，在膜厚运算工序s20c(吸收率提高支援工序s20)中，通过膜厚推断部50，对形成于薄膜层15a的表面的氧化膜om的膜厚t进行运算。在膜厚判定工序s20d(吸收率提高支援工序s20)中，由膜厚运算工序s20c运算出的氧化膜om的膜厚t是否落入规定的膜厚的范围内由处理切换判定部60判定。

若运算出的氧化膜om的膜厚t落入规定的膜厚的范围内、即超过0且小于等于a(nm)的范围的b(nm)～a(nm)内，则停止该位置的近红外激光l1的照射，向处理切换判定工序s20e移动。但是，若膜厚t未落入b(nm)～a(nm)的范围内，则移动到膜厚运算工序s20c，反复进行s20c以及s20d处理，直至膜厚t进入b(nm)～a(nm)的范围内。

此外，b(nm)～a(nm)在图6的图表中是与吸收率b％～a％对应的膜厚。另外，规定的膜厚的范围若在超过0且小于等于a(nm)的范围内，则也可以在任意的范围内设定。此外，此时，作为一个例子，也可以将规定的膜厚(b(nm)～a(nm))如图6的图表所示设为与吸收率10％(b％)～60％(a％)对应的5nm～85nm。但是，该设定膜厚始终表示一个例子，数值能够任意地变更。另外，a(nm)的值也不限定于85nm。另外，如图5所示，氧化膜om形成于金属粉末15的各铜粉的最表面。

在处理切换判定工序s20e(吸收率提高支援工序s20)中，处理切换判定部60若判定为没有完全形成应在薄膜层15a形成的多个氧化膜om，还残留有应形成的氧化膜om，则返回氧化膜形成处理工序s20b，使近红外激光l1的照射位置在短波长激光l2的照射范围内变更，进行接下来的氧化膜om的形成处理。反复进行如上的处理，使形成造型物所需的氧化膜om在照射范围ar1内形成多个(全部位置)(参照图8c)。

但是，在处理切换判定工序s20e中，若处理切换判定部60判定为在全部位置形成了应被形成的氧化膜om，则将处理从氧化膜形成处理切换成造型处理，移动至造型工序s30。如上，在本实施方式中，在判定为利用短波长激光l2与近红外激光l1的重叠照射，应该形成的全部的氧化膜om在已到达规定的膜厚的状态下被形成的情况下，从吸收率提高支援处理切换成造型处理。如上，在第五点径фe的范围内以小于第五点径фe的第六点径фf形成多个形成造型物所需的氧化膜om(参照图8c)。

此外，在上述的膜厚运算工序s20c中被运算出的氧化膜om的膜厚如上所述由膜厚推断部50(表面温度测定部51、照射时间计测部52以及氧化膜厚运算部53)推断。膜厚推断部50的工作如上所述，因此省略详细的说明。

在造型工序s30(造型处理)中，控制部45具备的造型部70使造型光束照射装置30工作，如图8d所示，将近红外激光l1(造型光束)以第六点径фf向薄膜层15a的表面的各氧化膜om的形成位置分别照射。因此，近红外激光l1对通过形成了氧化膜om而提高了近红外激光l1的吸收率的金属粉末15良好地加热。

而且，在使金属粉末15在短时间内熔融后，使其固化而将薄膜层15a形成为固化薄膜层15b，来进行层叠造型。如图8e所示，若将全部的氧化膜om的形成位置的薄膜层15a形成为固化薄膜层15b而结束，则返回s10。然后，从基于金属粉末供给装置20的接下来的薄膜层15a的形成再次开始。

此外，如上所述，在吸收率提高支援工序s20下，在利用短波长激光l2与近红外激光l1的重叠照射在多个位置形成规定的膜厚的氧化膜om后，移动至造型工序s30。然后，在造型工序s30中，照射近红外激光l1，形成固化薄膜层15b，完成了造型物的层叠造型。

但是，不限定于该方式。在吸收率提高支援工序s20中，也可以在利用短波长激光l2与近红外激光l1的重叠照射在一个位置形成规定的膜厚的氧化膜om后，通过膜厚判定工序s20d以及处理切换判定工序s20e的判定，移动至造型工序s30，照射近红外激光l1，形成固化薄膜层15b，而对造型物进行层叠造型。在该情况下，在吸收率提高支援工序s20与造型工序s30之间往复多次，从而形成多个固化薄膜层15b。

在上述第一实施方式中，在造型工序s30中，利用仅近红外激光l1(造型光束)的照射，形成固化薄膜层15b，来进行层叠造型。但是，不限定于该方式。作为第一实施方式的变形方式，在造型工序s30中，也可以不使吸收率提高支援工序s20的短波长激光l2的照射停止，而与图8b相同地，将近红外激光l1重叠于短波长激光l2照射。由此，相对于第一实施方式，虽消耗更多的能量，但能够与短波长激光l2的能量相应地在更短时间内形成固化薄膜层15b。

另外，在上述第一实施方式中，在预热处理工序s20a(吸收率提高支援工序s20)中，在相对于薄膜层15a的表面进行预热处理时，利用仅短波长激光l2的照射进行。但是，不限定于该方式。作为第一实施方式的变形例1，也可以在预热处理工序s20a中进行预热处理时，与图8b相同地，除了短波长激光l2之外，还重叠照射近红外激光l1。在该情况下，近红外激光l1的照射范围窄于短波长激光l2的照射范围，但能够期待早于第一实施方式结束薄膜层15a的预热处理。

另外，即使在上述第一实施方式的变形方式中，也在进行预热处理时，与第一实施方式的变形例1相同地，如图8b所示，除了短波长激光l2之外，还重叠照射近红外激光l1。将该方式设为第一实施方式的变形例2。即使在该情况下，也能够相对于第一实施方式的变形方式，期待更快地结束薄膜层15a的预热。

接下来，对第二实施方式进行说明。图1所示的第二实施方式的制造装置200相对于第一实施方式的制造装置100，吸收率提高支援部40的吸收率提高支援处理不具有预热处理这点不同。另外，制造装置200相对于第一实施方式的制造装置100，吸收率提高支援处理中的形成氧化膜om的处理(氧化膜形成处理)的一部分不同。

具体而言，在第一实施方式的制造装置100中，在氧化膜形成处理中，在将短波长激光l2(支援光束)以第五点径фe向金属粉末15的照射范围ar1内的第五照射位置p5照射的同时，将近红外激光l1(造型光束)以直径小于第五点径фe的第六点径фf重叠于短波长激光l2(支援光束)照射，从而形成了氧化膜om。

但是，在第二实施方式的制造装置200中，如图9a所示，在氧化膜形成处理中，在将短波长激光l2(支援光束)以第一点径фa向金属粉末15的照射范围ar1内的第一照射位置p1照射的同时，将近红外激光l1(造型光束)以第一点径фa向第一照射位置p1重叠于短波长激光l2(支援光束)照射，从而形成氧化膜om。

换句话说，短波长激光l2以及近红外激光l1的各照射点径相同，与第一实施方式相比，该点较大地不同。而且，如图9b所示，造型部70将近红外激光l1(造型光束)以第一点径фa向作为氧化膜om的形成位置的第一照射位置p1照射，而实施(控制)造型处理。基于造型部70的造型处理与第一实施方式相同。

根据上述第二实施方式，在造型物的制造装置200中，吸收率提高支援处理是在金属粉末15的表面形成氧化膜om的处理，吸收率提高支援部40在将短波长激光l2(支援光束)以第一点径фa向金属粉末15的照射范围ar1内的第一照射位置p1照射的同时，将近红外激光l1(造型光束)以第一点径фa重叠于短波长激光l2(支援光束)向第一照射位置p1照射，从而形成氧化膜om。

由此，即使不存在预热处理，也在吸收率提高支援处理中，利用以相同的直径被照射的功率密度较高的短波长激光l2以及近红外激光l1的重叠照射使输出上升，从而能够在短时间内形成氧化膜om，故高效。

在上述第二实施方式中，在进行造型处理时，与第一实施方式相同地，实施仅利用近红外激光l1的照射。但是，不限定于该方式。造型处理也可以与吸收率提高支援处理(氧化膜形成处理)相同，且与图9a相同，在将短波长激光l2(支援光束)以第一点径фa向金属粉末15的照射范围ar1内的第一照射位置p1照射的同时，将近红外激光l1(造型光束)以第一点径фa重叠于短波长激光l2(支援光束)向第一照射位置p1照射。由此，成本增高，但造型处理能够在短时间内结束。

另外，在上述第二实施方式中，在进行吸收率提高支援处理(氧化膜形成处理)时，在将短波长激光l2(支援光束)以第一点径фa向金属粉末15的照射范围ar1内的第一照射位置p1照射的同时，将近红外激光l1(造型光束)以第一点径фa重叠于短波长激光l2(支援光束)向第一照射位置p1照射。另外，在造型部70中，将近红外激光l1(造型光束)以第一点径фa向作为氧化膜om的形成位置的第一照射位置p1照射，而实施了造型处理。

但是，不限定于该方式。作为第二实施方式的变形例1，吸收率提高支援部40也可以如图10所示，在将短波长激光l2(支援光束)以第三点径фc向金属粉末15的照射范围ar1内的第三照射位置p3照射的同时，将近红外激光l1(造型光束)以直径小于第三点径фc的第四点径фd重叠于短波长激光l2(支援光束)照射，从而形成氧化膜om。换句话说，吸收率提高支援部40也可以在大范围照射的短波长激光l2重叠照射较窄的范围的近红外激光l1。由此，短波长激光l2的照射有助于氧化膜形成，并且不花费较大的成本。

另外，作为第二实施方式的变形例2，也可以相对于第二实施方式的变形例1仅变更造型部70。具体而言，造型部70也可以与第二实施方式的变形例1的吸收率提高支援部40相同地，如图10所示，在将短波长激光l2(支援光束)以第三点径фc向金属粉末15的照射范围ar1内的第三照射位置p3照射的同时，将近红外激光l1(造型光束)以直径小于第三点径фc的第四点径фd重叠于短波长激光l2(支援光束)照射，从而实施造型处理。换句话说，造型部70也可以在大范围照射的短波长激光l2重叠照射较窄的范围的近红外激光l1。由此，短波长激光l2的照射有助于加热，并且不花费较大的成本。

接下来，基于图11对第三实施方式进行说明。第三实施方式的制造装置300相对于第一实施方式的制造装置100，造型光束照射装置30不同。具体而言，造型光束照射装置30与支援光束照射装置41成为一体，而构成造型光以及支援光束照射装置130。换句话说，制造装置300构成为能够通过一台造型光以及支援光束照射装置130进行近红外激光l1(造型光束)与短波长激光l2(支援光束)的切换照射。因此，可以说，造型光以及支援光束照射装置130具备支援光束照射装置41。

换句话说，制造装置300具备腔室10、金属粉末供给装置20、造型光以及支援光束照射装置130、吸收率提高支援部140(膜厚推断部50以及处理切换判定部60)以及造型部70。吸收率提高支援部140以及造型部70设置于与控制部45对应的控制部145。因此，相对于第一实施方式的制造装置100，仅对不同的点进行说明，对相同部分省略说明。另外，存在对相同的构成标注相同的附图标记来进行说明的情况。

造型光以及支援光束照射装置130通过金属粉末供给装置20在照射范围ar1内，向被供给的腔室10内的金属粉末15的薄膜层15a的表面照射近红外激光l1(造型光束)或者短波长激光l2(支援光束)。近红外激光l1以及短波长激光l2通过控制部145具备的激光切换部48的控制切换。造型光以及支援光束照射装置130具备激光振荡器131以及激光头132。另外，激光振荡器131具备将从激光振荡器131被振荡出的近红外激光l1以及短波长激光l2传送至激光头132的光纤135。

如图11所示，激光头132配置为从腔室10内的金属粉末15的薄膜层15a的表面隔开规定的距离，且轴线成为垂直。激光头132为与激光头32相同的构成，因此省略说明。吸收率提高支援部140是使用短波长激光l2(支援光束)实施吸收率提高支援处理的控制部。

接下来，基于图12的流程图2对使用近红外激光l1(造型光束)层叠造型造型物的制造方法进行说明。造型物的制造方法具备金属粉末供给工序s10、吸收率提高支援工序s120以及造型工序s130。金属粉末供给工序s10不变更，因此省略说明。

在吸收率提高支援工序s120中，通过吸收率提高支援部140的控制，为了提高近红外激光l1(造型光束)相对于金属粉末15的吸收率，而对金属粉末15进行规定的吸收率提高支援处理。吸收率提高支援工序s120具备氧化膜形成处理工序s120a、膜厚运算工序s120b、膜厚判定工序120c以及处理切换判定工序s120d。

氧化膜形成处理工序s120a(吸收率提高支援工序s120)通过仅照射短波长激光l2(支援光束)来形成氧化膜om(氧化膜形成处理)。因此，在氧化膜形成处理工序s120a中，激光照射控制部49控制激光切换部48，使短波长激光照射部46工作。由此，短波长激光照射部46使造型光以及支援光束照射装置130工作，而将短波长激光l2向薄膜层15a的表面照射。

如图13a所示，向照射范围ar1内的薄膜层15a的表面的第二照射位置p2以第二点径фb照射短波长激光l2(支援光束)，而形成氧化膜om。此时，第二点径фb是短波长激光l2能够单独地在薄膜层15a的表面形成氧化膜om的比较小的点径。换句话说，短波长激光l2是功率密度较大的激光。而且，在被短波长激光l2(支援光束)照射的位置，若表面温度t接近铜的熔点附近，则开始形成氧化膜om。

在膜厚运算工序s120b(吸收率提高支援工序s120)中，通过膜厚推断部50，对形成于薄膜层15a的表面的氧化膜om的膜厚t进行运算。在膜厚判定工序120c(吸收率提高支援工序s120)中，在膜厚运算工序s120b中，通过处理切换判定部60判断运算出来的氧化膜om的膜厚t是否落入规定的膜厚的范围内。

若运算出来的氧化膜om的膜厚t落入规定的膜厚的范围内、例如落入b(nm)～a(nm)内，则停止该位置的近红外激光l1的照射，而移动至处理切换判定工序s120d。但是，若膜厚t未落入b(nm)～a(nm)的范围内，则移动至膜厚运算工序s120b，反复处理s120b以及s120c，直至膜厚t落入b(nm)～a(nm)的范围内。

在处理切换判定工序s120d(吸收率提高支援工序s120)中，若处理切换判定部60判定为么有在应在薄膜层15a形成的多个氧化膜om的全部(全部位置)形成，而还残留应该形成的氧化膜om，则返回氧化膜形成处理工序s120a，变更短波长激光l2的照射位置，进行未被形成的接下来的氧化膜om的形成处理。然后，反复进行如上的处理，将形成造型物所需的多个氧化膜om在照射范围ar1内全部形成(参照图13b)。

但是，在处理切换判定工序s120d中，若判定为在应该被形成的氧化膜om的全部位置已经形成了，则处理切换判定部60将处理从氧化膜形成处理切换成造型处理，移动至造型工序s130。如上，在本实施方式中，利用短波长激光l2的照射，在判定为应该形成的全部的氧化膜om在到达规定的膜厚的状态下被形成的情况下，从吸收率提高支援处理切换成造型处理。

在造型工序s130中，控制部145具备的造型部70控制激光切换部48，使造型光以及支援光束照射装置130工作。由此，如由图13c的实线的圆表示的那样，向薄膜层15a的表面的各氧化膜om的形成位置以第二点径фb照射近红外激光l1(造型光束)。

因此，近红外激光l1对通过氧化膜om的形成而提高近红外激光l1的吸收率的金属粉末15良好地加热，从而在短时间内使金属粉末15熔融，固化，将薄膜层15a形成为固化薄膜层15b，而层叠造型造型物。而且，若结束将由图13c的双点划线的圆表示的全部的氧化膜om的形成位置的薄膜层15a形成为固化薄膜层15b，则返回s10。然后，从基于金属粉末供给装置20的接下来的薄膜层15a的形成再次开始。

如上，在第三实施方式中，能够仅通过具备一个造型光以及支援光束照射装置130实施近红外激光l1(造型光束)以及短波长激光l2(支援光束)，因此能够廉价地制造。

此外，本发明作为第四实施方式，也能够应用于具有与上述第一实施方式～第三实施方式的制造装置100～300不同的构成的日本特开2007-216235所公开的类型的制造装置400(参照图14)。制造装置400与上述第一实施方式～第三实施方式的制造装置100～300相比，金属粉末供给装置20、造型光束照射装置30、造型光以及支援光束照射装置130不同。其中，特别地，金属粉末供给装置20的方式不同。

制造装置400通过激光切换部48的控制边切换一个造型光以及支援光束照射装置230边照射近红外激光l1(造型光束)以及短波长激光l2(支援光束)。因此，制造装置400与第三实施方式相同，也可以说具备支援光束照射装置41。

另外，除此之外，制造装置400将与金属粉末供给装置20对应的金属粉末供给装置220一体地设置于出射激光的激光头232的外周侧。另外，在制造装置400中，金属粉末供给装置220以及激光头232配置于腔室210内。此外，如上的类型的制造装置是公知的，因此省略详细的说明。

由此，制造装置400在通过金属粉末供给装置220将金属粉末15从激光头232的外周部向照射范围ar1内喷射后，利用造型光以及从支援光束照射装置230照射的短波长激光l2(支援光束)的照射进行氧化膜形成处理(吸收率提高支援处理)，而在薄膜层15a的表面形成氧化膜om(在图14中省略图示)。然后，在形成氧化膜om后，控制部145的激光切换部48将造型光以及支援光束照射装置230的激光照射从短波长激光l2切换成近红外激光l1(造型光束)。

由此，将近红外激光l1从造型光以及支援光束照射装置230向氧化膜om的形成位置照射，进行造型处理，而形成三维造型物。此外，吸收率提高支援工序以及造型工序与第二实施方式的吸收率提高支援工序s120以及造型工序s130相同。由此，通过制造装置400，也能够形成与在第三实施方式的制造装置300中制造的造型物相同的三维造型物。

接下来，基于图15对第五实施方式进行说明。图15所示的第五实施方式的制造装置500相对于第一实施方式的制造装置100，不具有支援光束照射装置41。换句话说，制造装置500是通过造型光束照射装置30，仅照射近红外激光l1(造型光束)的装置。以下，主要说明相对于第一实施方式的制造装置100的不同点，对相同部分省略说明。另外，存在对相同的构成标注相同的附图标记来进行说明的情况。

制造装置500具备腔室10、金属粉末供给装置20、造型光束照射装置30、黑色皮膜形成装置250以及与第一实施方式的控制部45对应的控制部245。控制部245具备金属粉末供给控制部25、吸收率提高支援部240、近红外激光照射部47以及造型部70。

吸收率提高支援部240相对于被供给至照射范围ar1内的金属粉末15的表面进行规定的吸收率提高支援处理。此处，规定的吸收率提高支援处理是在将金属粉末15供给至照射范围ar1内后，在金属粉末15的表面附着后述的黑色材料而形成黑色皮膜bm的处理。

黑色皮膜形成装置250设置于腔室10内。黑色皮膜形成装置250被控制部245具备的吸收率提高支援部240控制。黑色皮膜形成装置250向被金属粉末供给装置20供给至照射范围ar1内后的金属粉末15的薄膜层15a的表面，作为规定的吸收率提高支援处理，喷射附着作为黑色材料的一个例子的碳黑cb。

黑色皮膜形成装置250若能够将存积于存积容器(省略图示)内的碳黑cb(黑色材料)喷射吹送至薄膜层15a的表面整面，则也可以形成为具有任意的构成。此外，碳黑cb是在工业上控制品质而被制造的碳的微粒，是在墨水、轮胎等较多的领域被利用的公知的材料，省略进一步的详细的说明。碳黑cb较薄地附着于被供给至照射范围ar1内的金属粉末15(铜粉)的薄膜层15a的表面，而形成黑色皮膜bm。

此外，在本实施方式中，黑色材料是如其名那样由黑色形成的材料，且是近红外激光l1(造型光束)的吸收率较高的材料。作为黑色材料的例子，除了碳黑cb以外，能够列举石墨、碳、黑色涂料(黑色墨水)等。在黑色材料中，黑色的定义不严密，只要是上述的石墨、碳、黑色涂料(黑色墨水)那样的通常被判断为黑色的程度的颜色即可。

造型部70在实施吸收率提高支援处理(形成黑色皮膜bm)后，通过近红外激光照射部47，使造型光束照射装置30工作，而将近红外激光l1(造型光束)向在薄膜层15a的表面上设定的规定的位置照射。此时，规定的位置是基于由此应该制成的三维造型物的切片数据(描绘图案)的位置。如上，造型部70进行如下造型处理：对形成有黑色皮膜bm的薄膜层15a的表面进行加热，而使薄膜层15a熔融，之后使其固化，将造型物层叠造型。

接下来，基于图16的流程图3对第五实施方式的造型物的制造方法进行说明。造型物的制造方法具备金属粉末供给工序s10、吸收率提高支援工序s220、造型工序s230以及造型结束确认工序s240。此外，金属粉末供给工序s10与流程图1相同。以下，主要对与第一实施方式的流程图1不同的部分进行说明。

在吸收率提高支援工序s220中，通过吸收率提高支援部240的控制，黑色皮膜形成装置250向被供给至照射范围ar1内后的金属粉末15的薄膜层15a的表面整面喷射碳黑cb并使其附着，形成黑色皮膜bm。黑色皮膜bm的厚度也可以为数微米到十几微米左右。但是，不限定于该厚度。

黑色皮膜bm对近红外激光l1高效地吸收，而迅速地升温。另外，黑色皮膜bm伴随着自身的升温，通过热传导使附着的金属粉末15迅速地升温，并且进行保温，而辅助金属粉末15的升温。由此，也可以说与形成有氧化膜om的上述实施方式相同，通过黑色皮膜bm的形成，提高近红外激光l1相对于金属粉末15(铜粉末)的吸收率。

在造型工序s230(造型处理)中，控制部245的造型部70使造型光束照射装置30工作，而向上述的薄膜层15a的表面的规定的照射位置以规定的照射直径照射(省略图示)。

若将近红外激光l1(造型光束)照射至形成于薄膜层15a的表面的黑色皮膜bm，则如上所述，黑色皮膜bm迅速地升温。与此相伴，黑色皮膜bm通过热传导使接触的金属粉末15迅速地升温，并且将其保温。

然后，若升温的薄膜层15a超过熔点(例如1060℃)，则薄膜层15a熔融而与下方的固化薄膜层15b接合，而被层叠造型。此时，在金属粉末15熔融时，黑色皮膜bm(碳黑cb)已经被气化，不会混入熔融的金属粉末15。

此处，预先对黑色皮膜bm(碳黑cb)的气化简单地进行说明。如上所述，碳黑cb(黑色皮膜bm)的气化温度高于铜粉(金属粉末15)的熔点。然而，碳黑(黑色皮膜bm)较薄地附着于薄膜层15a的表面。因此，照射近红外激光l1的部分的黑色皮膜bm的容积，换句话说热容量较小。因此，利用近红外激光l1相对于黑色皮膜bm的照射，黑色皮膜bm能够在金属粉末15到达熔点前，到达至气化温度。由此，在造型处理中，黑色皮膜bm(碳黑cb)在金属粉末15熔融前气化，而不混入金属粉末15。

在如上的工序中，在使金属粉末15在短时间内熔融后，使其固化，而将薄膜层15a形成为固化薄膜层15b，进行层叠造型。若结束向一个薄膜层15a的表面的全部的切片数据的规定的照射位置照射近红外激光l1，则移至造型结束确认工序s240。

在造型结束确认工序s240中，确认作为预先被层叠造型的目标而被设定的多个薄膜层15a的全部是否已经进行了层叠造型。在造型结束确认工序s240中，若判定为仍存在未被层叠造型的薄膜层15a，则返回金属粉末供给工序s10。然后，从基于金属粉末供给装置20的接下来的薄膜层15a的形成再次开始。

以下，在通过金属粉末供给装置20将薄膜层15a供给至照射范围ar1后，每次均通过吸收率提高支援部240的控制将黑色皮膜bm形成于金属粉末15的表面。通过如上的处理的反复，与以往相比，能够在短时间内形成三维造型物。另外，在造型结束确认工序s240中，在判定为预定的多个薄膜层15a的层叠造型全部结束的情况下，结束程序。

此外，在上述第五实施方式中，在吸收率提高支援工序s220中，在被供给至照射范围ar1后的金属粉末15的薄膜层15a的表面整个面形成有黑色皮膜bm。但是，不限定于该方式。形成于薄膜层15a的表面的黑色皮膜bm的范围也可以仅是造型部70为了进行造型处理，向金属粉末15的薄膜层15a表面照射近红外激光l1(造型光束)的规定的照射位置所对应的范围。由此，在未被照射近红外激光l1(造型光束)的部分不形成黑色皮膜bm，因此能够抑制碳黑cb的使用量，从而实现成本减少。

另外，在上述第五实施方式中，在将薄膜层15a全部供给至照射范围ar1后，向薄膜层15a的表面喷射碳黑cb而形成黑色皮膜bm。但是，不限定于该方式。黑色皮膜bm也可以在从将金属粉末15的薄膜层15a供给至照射范围ar1内的时机稍微延迟的时机内边追随边被形成。由此，也能够获得相同的效果。

另外，在上述第五实施方式中，向被供给至照射范围ar1后的金属粉末15的薄膜层15a的表面喷射碳黑cb，而形成黑色皮膜bm。但是，不限定于该方式。作为其他的变形方式，也可以通过吸收率提高支援部240的吸收率提高支援处理，按如下方式制作。

具体而言，向被供给至照射范围ar1前的金属粉末15的原料(相当于金属粉末集合体)混入碳黑cb，并且搅拌。由此，在原料的各金属粉末的表面附着碳黑cb，从而制作附带黑色皮膜bm的原料(金属粉末集合体)。

在该情况下，只要向存积有金属粉末15的原料的容器内投入规定量碳黑cb，通过手或者机械进行搅拌即可(省略图示)。然后，若通过金属粉末供给装置20将碳黑cb附着于外表面整个面的原料的各金属粉末供给至照射范围ar1内，则在被供给至照射范围ar1内的金属粉末15的表面成为可靠地附着碳黑cb的状态，即成为形成了黑色皮膜bm的状态。由此，能够获得与上述第五实施方式相同的效果。

如根据上述明确的那样，根据上述第一实施方式～第五实施方式，造型物的制造装置100～500是利用近红外激光l1(造型光束)的照射，使金属粉末15通过烧结或者熔融而固化来进行层叠造型的造型物的制造装置100～500。制造装置100～500具备：腔室10、210，其能够隔断外部空气与内部空气；金属粉末供给装置20、220，其设置于腔室10、210的内部，并将金属粉末15供给至近红外激光l1(造型光束)的照射范围ar1；造型光束照射装置30(造型光以及支援光束照射装置130、230)，其向被供给至照射范围ar1的腔室10、210内的金属粉末15(薄膜层15a)的表面照射近红外激光l1(造型光束)；吸收率提高支援部40、140、240，其为了提高被照射的近红外激光l1(造型光束)相对于金属粉末15(薄膜层15a)的吸收率，而对金属粉末15(薄膜层15a)进行规定的吸收率提高支援处理；以及造型部70，其在实施吸收率提高支援处理后，进行将近红外激光l1(造型光束)向被供给至照射范围ar1的金属粉末15(薄膜层15a)照射，加热金属粉末15(薄膜层15a)，通过烧结或者熔融使金属粉末15固化，来进行层叠造型的造型处理。

如上，造型物的制造装置100～500在通过吸收率提高支援部40、140、240，进行提高近红外激光l1(造型光束)相对于金属粉末15(薄膜层15a)的吸收率的吸收率提高支援处理后，将近红外激光l1(造型光束)向金属粉末15(薄膜层15a)照射。因此，近红外激光l1被金属粉末15(薄膜层15a)良好地吸收。因此，金属粉末15(薄膜层15a)通过短时间的近红外激光l1的照射而被良好地加热，通过烧结或者熔融使金属粉末15固化，因此能够缩短进行层叠造型的时间，从而能够低成本地制作。

另外，根据上述实施方式，第一实施方式～第三实施方式的造型物的制造装置100～300具备(或者视为具备)将与近红外激光l1(造型光束)不同的波长的短波长激光l2(支援光束)向金属粉末15(薄膜层15a)照射的支援光束照射装置41。而且，吸收率提高支援部40、140至少使用短波长激光l2(支援光束)实施吸收率提高支援处理，造型部70至少使用近红外激光l1(造型光束)实施造型处理。

短波长激光l2(支援光束)的运用成本较高，但相对于金属粉末15的吸收率良好。因此，在不需要较大的输出的吸收率提高支援处理中的预热处理、氧化膜形成处理中，只要以低输出照射即可，从而能够比较廉价地进行实施。而且，通过吸收率提高支援处理，在金属粉末15的吸收率提高的状态下，通过运用成本廉价的近红外激光l1(造型光束)进行造型处理，因此这些也能够廉价地制作。如上，通过活动激光l1、l2各自的特征，能够使吸收率提高支援处理以及造型处理均变得廉价。

另外，根据上述第一实施方式的变形方式、第一实施方式的变形例2、第二实施方式的变形方式以及变形例2，造型部70使用近红外激光l1(造型光束)以及短波长激光l2(支援光束)双方实施造型处理。由此，能够在短时间内实施造型处理。

另外，根据上述第一实施方式以及第二实施方式，吸收率提高支援部40、140使用近红外激光l1(造型光束)以及短波长激光l2(支援光束)双方实施吸收率提高支援处理。由此，能够在短时间内实施吸收率提高支援处理。

另外，根据上述第一实施方式，吸收率提高支援处理是在金属粉末15(薄膜层15a)的表面形成氧化膜om的处理。而且，吸收率提高支援部40在将短波长激光l2(支援光束)以第三点径фc向金属粉末15(薄膜层15a)的照射范围ar1内的第三照射位置p3照射的同时，将近红外激光l1(造型光束)以直径小于第三点径фc的第四点径фd重叠于支援光束照射，从而形成氧化膜om。而且，造型部70至少将近红外激光l1(造型光束)以第四点径фd向氧化膜om的形成位置照射，来实施造型处理。

如上，在形成氧化膜om时，将大范围内(以第三点径фc)照射的短波长激光l2(支援光束)与在窄于短波长激光l2的范围内(以第四点径фd)照射的近红外激光l1(造型光束)重叠照射，从而在重叠部分成为高输出。因此，能够在短时间内形成氧化膜om。

另外，根据上述第一实施方式，吸收率提高支援处理是对金属粉末15(薄膜层15a)进行预热，并且在预热后在金属粉末15(薄膜层15a)的表面形成氧化膜om的处理。而且，吸收率提高支援部40在近红外激光l1(造型光束)的照射前至少以第五点径фe向金属粉末15的照射范围ar1内的第五照射位置p5照射短波长激光l2(支援光束)，实施预热处理。然后，在将短波长激光l2(支援光束)以第五点径фe向金属粉末15的照射范围ar1内的第五照射位置p5照射的同时，将近红外激光l1(造型光束)以直径小于第五点径фe的第六点径фf重叠于短波长激光l2(支援光束)照射，从而形成氧化膜om。造型部70至少将近红外激光l1(造型光束)以第六点径фf向氧化膜om的形成位置照射，来实施造型处理。

如上，吸收率提高支援处理对金属粉末15(薄膜层15a)进行预热，在预热后在金属粉末15(薄膜层15a)的表面形成氧化膜om。由此，形成氧化膜om的时间能够缩短。另外，在形成氧化膜om时，将大范围内(以第五点径фe)照射的短波长激光l2(支援光束)与在窄于短波长激光l2的范围内(以第六点径фf)照射的近红外激光l1(造型光束)重叠照射，从而在重叠部分成为高输出。因此，能够在短时间内形成氧化膜om。

另外，根据上述第一实施方式以及第一实施方式的变形方式，吸收率提高支援部40不使用近红外激光l1(造型光束)，而使用短波长激光l2(支援光束)实施预热处理。如上，相对于预热的实施，不使用相对于金属粉末15的吸收率较低的近红外激光l1，由此预热处理所花费的时间几乎不变化，因此能够以低成本实施。

另外，根据上述第一实施方式～第四实施方式，近红外激光l1(造型光束)相对于金属粉末15的吸收率在与氧化膜om的膜厚的关系中，相对于膜厚的增大方向的变化，具有极大值与极小值交替地出现的周期性，并且具有在氧化膜om的膜厚为零的情况下最小的特性。而且，在吸收率提高支援部40、140中，超过零而被形成的氧化膜om的规定的膜厚在与具有周期性的吸收率的关系中，在氧化膜om的膜厚超过零且与吸收率首先作为极大值出现的第一极大值a对应的第一极大膜厚a以下的范围内被设定。由此，与不形成氧化膜om，而使金属粉末吸收近红外激光l1(造型光束)的情况相比，近红外激光l1的吸收率可靠地提高。

另外，根据上述第一实施方式～第四实施方式，吸收率提高支援部40、140具备对通过吸收率提高支援处理形成于金属粉末15(薄膜层15a)的表面的氧化膜om的膜厚进行推断的膜厚推断部50以及判定被推断出的氧化膜om的膜厚是否到达规定的膜厚并在判定为到达规定的膜厚的情况下从吸收率提高支援处理切换成基于造型部70的造型处理的处理切换判定部60。

另外，膜厚推断部50具备对形成有氧化膜om的金属粉末15的薄膜层15a的表面温度t进行测定的表面温度测定部51、计测短波长激光l2(支援光束)或者、被重叠的短波长激光l2(支援光束)以及近红外激光l1(造型光束)为形成氧化膜om而向金属粉末15的薄膜层15a的表面照射的照射时间h的照射时间计测部52以及基于被测定出的表面温度t与被计测出的照射时间h运算氧化膜om的推断膜厚的氧化膜厚运算部53。由此，能够精度良好地推断氧化膜om的膜厚，从而能够良好地获得所希望的吸收率提高的效果。

另外，根据上述第一实施方式～第四实施方式，造型光束是近红外波长的激光(近红外激光l1)，支援光束是波长短于近红外波长的短波长的激光(短波长激光l2)。如上，为了进行不需要使金属粉末15的薄膜层15a上升至较高的温度的吸收率提高支援处理，而主要使用运用成本较高但吸收率良好的短波长的短波长激光l2，在需要使金属粉末15的薄膜层15a上升至较高的温度的造型处理中，使用运用成本较低的近红外波长的近红外激光l1，因此能够以低成本实施。

另外，根据上述第一实施方式～第五实施方式，金属粉末15为铜粉末。由此，在市场中，通过需求较高的铜粉，能够进行基于金属am的三维造型物的制造。

另外，根据上述第五实施方式，吸收率提高支援处理是在被金属粉末供给装置20供给至照射范围ar1的金属粉末15的表面附着黑色材料而形成黑色皮膜bm的处理。而且，吸收率提高支援部240通过在金属粉末15被供给至照射范围ar1前，或者在金属粉末15被供给至照射范围ar1后的吸收率提高支援处理，在被供给至照射范围ar1的金属粉末15的表面形成黑色皮膜bm。由此，能够缩短造型光束的照射时间，因此能够在短时间内实施吸收率提高支援处理，从而实现低成本化。

另外，根据上述第五实施方式，在实施吸收率提高支援处理后，造型部70向金属粉末15的表面照射近红外激光l1(造型光束)，加热金属粉末15，在通过烧结或者熔融使金属粉末15固化时，黑色皮膜bm不会残留于使金属粉末15固化而层叠造型后的造型物内。由此，造型物的强度增高，从而作为制品的品质提高。

另外，根据上述第五实施方式，吸收率提高支援部240具备设置于腔室10的内部的黑色皮膜形成装置250，该黑色皮膜形成装置250在将金属粉末15供给至照射范围ar1后，在金属粉末15的表面形成黑色皮膜bm。如上，在将金属粉末15供给至照射范围ar1后形成黑色皮膜bm，因此不会使多余的黑色皮膜bm附着于金属粉末15的薄膜层15a的表面以外，减少了浪费。

另外，根据上述第五实施方式，吸收率提高支援部240在金属粉末15的表面上形成黑色皮膜bm的范围是在实施吸收率提高支援处理后，造型部70为了进行造型处理，向金属粉末15的表面照射近红外激光l1(造型光束)的规定的照射位置所对应的范围。如上，不必在金属粉末15的照射范围ar1的薄膜层15a的表面整个面附着黑色皮膜bm，因此进一步减少了浪费。

另外，根据上述第五实施方式，每当在通过金属粉末供给装置20将金属粉末15供给至照射范围ar1后，均被吸收率提高支援部240在金属粉末15的表面形成黑色皮膜bm。由此，每当在将金属粉末15供给至照射范围ar1后，均能够在短时间内进行层叠造型，因此能够在短时间内制作作为完成物的三维造型物。

另外，根据上述第五实施方式的变形方式，吸收率提高支援部240在将金属粉末15供给至照射范围ar1前，将黑色材料(碳黑cb)混入作为金属粉末15的原料的金属粉末集合体并搅拌，使其附着于金属粉末的表面，形成黑色皮膜bm。由此，也能够获得与上述第五实施方式相同的效果。

另外，根据上述第一实施方式～第五实施方式，利用近红外激光l1(造型光束)的照射，使金属粉末15的薄膜层15a通过烧结或者熔融固化，而进行层叠造型的造型物的制造方法具备：金属粉末供给工序s10，在该工序中，将金属粉末15的薄膜层15a供给至近红外激光l1(造型光束)的照射范围ar1内；吸收率提高支援工序s20、s120、s220，在该工序中，为了提高被照射的近红外激光l1(造型光束)相对于金属粉末15的吸收率，而对金属粉末15的薄膜层15a进行规定的吸收率提高支援处理；以及在实施吸收率提高支援处理后，进行将近红外激光l1(造型光束)向被供给至照射范围ar1内的金属粉末15的薄膜层15a照射，加热金属粉末15(薄膜层15a)，通过烧结或者熔融使金属粉末15的薄膜层15a固化而进行层叠造型的造型处理的造型工序s30、s130。由此，能够制造与在制造装置100～500中制造的三维造型物相同的低成本的三维造型物。

另外，根据上述第五实施方式，在吸收率提高支援工序s220中，通过在将金属粉末15供给至照射范围ar1前，或者在将金属粉末15供给至照射范围ar1后实施的吸收率提高支援处理，在被供给至照射范围ar1的金属粉末15的表面形成有黑色皮膜bm。如上，仅形成黑色皮膜bm，从而能够以高吸收率吸收近红外激光l1(造型光束)，进而能够实现低成本化。

(5.其他)此外，在上述第一实施方式～第四实施方式中，在基于吸收率提高支援部40、140的吸收率提高支援处理中，在金属粉末15的薄膜层15a的表面形成规定的膜厚的氧化膜om，而提高近红外激光l1(造型光束)的吸收率。但是，不限定于该方式。在吸收率提高支援处理中，也可以在金属粉末15的各铜粉表面形成凹凸，由此，提高近红外激光l1(造型光束)的吸收率。在该情况下，上述第一实施方式～第四实施方式中的吸收率提高支援工序s20、s120的实施内容不同，但其他的工序(金属粉末供给工序s10、造型工序s30、s130)只要相同地实施即可。

在各铜粉表面形成凹凸，从而提高近红外激光l1(造型光束)的吸收率基于公知的见解，从而省略详细的说明。此外，为了在各铜粉表面形成凹凸，在通过公知的雾化法制成铜粉时，采用与用于将铜粉形成球形的形成条件不同的条件，由此能够实现。由此，也能够获得相应的效果。

另外，在上述第一实施方式～第四实施方式中，通过吸收率提高支援工序s20、s120，向金属粉末15的薄膜层15a的表面照射短波长激光l2(支援光束)或者、短波长激光l2以及近红外激光l1(造型光束)，由此形成氧化膜om。但是，不限定于该方式，氧化膜om也可以在加热炉内预先形成。由此，形成氧化膜om的效率降低，但在仅观察造型工序s30、s130的情况下，能够获得与上述实施方式相同的效果。

另外，在上述第一实施方式～第五实施方式中，将金属粉末15形成铜粉。但是，金属粉末不限定于铜粉，也可以为铝粉等低吸收率材料。但是，在第一实施方式～第四实施方式中，在将铝等低吸收率材料应用为金属粉末的情况下，在各金属中，激光的吸收率-氧化膜厚特性不同。在该情况下，在掌握与各金属对应的吸收率-氧化膜厚特性后，只要重新设定规定的膜厚即可。此外，低吸收率材料如上述说明的那样，是指近红外激光l1的吸收率为30％以下的金属材料。

另外，在上述第一实施方式～第四实施方式中，在吸收率提高支援工序s20、s120中，在将氧化膜om形成于金属粉末15的薄膜层15a的表面时，通过膜厚推断部50，对被形成的氧化膜om的膜厚进行了运算。而且，在直至形成规定的膜厚的氧化膜om的期间，照射的短波长激光l2(支援光束)或者、短波长激光l2以及近红外激光l1(造型光束)的输出形成恒定。但是，不限定于该方式。在通过膜厚推断部50运算出的氧化膜om的膜厚小于所希望的膜厚的情况下，也可以之后通过提高激光的照射的输出来应对。换句话说，也可以形成与运算出的氧化膜om的膜厚对应地进行反馈控制的方式。由此，能够在更短时间内进行造型物的制造。

另外，在上述第一实施方式～第四实施方式中，通过吸收率提高支援部40、140的吸收率提高支援处理形成的氧化膜om的膜厚的设定值在与具有周期性的吸收率的关系中，以成为超过零且与吸收率首先作为极大值出现的第一极大值a对应的第一极大膜厚a以下的范围内的方式设定。但是，不限定于该方式。设定的氧化膜om的膜厚也可以用超过第一极大膜厚a的膜厚设定。

换句话说，在与第一极大值a对应的第一极大膜厚a和与第一极小值aa对应的第一极小膜厚aa之间的膜厚中，也可以以吸收率成为b％～a％的范围内的方式设定氧化膜的膜厚。另外，也可以通过更大的氧化膜的膜厚，以吸收率成为b％～a％的范围内的方式设定氧化膜的膜厚。

另外，在上述第一实施方式～第四实施方式中，以短波长激光l2以及近红外激光l1(造型光束)的照射点的形状为圆形进行了说明。但是，不限定于该方式。可能的话，各激光l1、l2的照射点的形状也可以为矩形。由此，也能够获得与上述实施方式相同的效果。

另外，在上述第五实施方式中，作为造型光束，应用近红外激光l1，但作为造型光束，也可以应用短波长激光l2。由此，能够进一步缩短三维造型物的制造时间，因此即便是价格高昂的短波长激光l2，也能够在成本减少的同时期待相应的效果。