JP7096405B1 - 積層造形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】三次元造形物の割れを抑制することが可能な積層造形方法を提供する。【解決手段】造形領域に材料層を形成する材料層形成工程と、レーザ光又は電子ビームを所定の走査方向で走査して材料層の所定の照射領域に対してレーザ光又は電子ビームを照射して固化層を形成する固化工程と、を繰り返して、複数の固化層を積層して三次元造形物を得る積層造形方法が提供される。複数の固化層のうち１以上の固化層である応力制御層は、圧縮応力が付与される領域である圧縮応力付与部と、圧縮応力付与部とは異なる領域である非圧縮応力付与部と、を含む。固化工程においては、走査方向と温度変化時又は熱処理時の膨張量又は収縮量との関係に基づき、圧縮応力付与部が非圧縮応力付与部よりも膨張する、又は、非圧縮応力付与部が圧縮応力付与部よりも縮小するように、圧縮応力付与部に対して非圧縮応力付与部と異なる走査方向でレーザ光又は電子ビームが走査される。【選択図】図１２Ａ

Description

本発明は、積層造形方法に関する。

三次元造形物の積層造形方法としては、種々の方式が知られている。例えば粉末床溶融結合を実施する積層造形装置は、造形領域に材料粉体からなる材料層を形成し、レーザ光又は電子ビームを走査して材料層の所定位置にレーザ光又は電子ビームを照射することで材料層を焼結又は溶融させて固化層を形成する。そして、材料層及び固化層の形成を繰り返すことによって、固化層が積層され、所望の三次元造形物が製造される。

積層造形は種々の三次元造形物の製造に利用されるが、例えば、切削加工や放電加工による製造が困難である、内部に複雑な形状の空間を有する三次元造形物の製造に好適に利用される。特許文献１には、内部に冷却媒体を流通させる流路を有する金型構成部材を積層造形により製造する方法が開示されている。

特開２００８－２２１８０１号公報

三次元造形物に対し、溶接や、プレス加工や曲げ加工等の冷間加工を行う場合があり、このとき三次元造形物に残留応力が生じることがある。また、三次元造形物の使用段階において外部応力がかかる場合がある。このような残留応力や外部応力は引張応力として働き、三次元造形物に局所的に引張応力が加わることにより割れが生じる場合がある。例えば、三次元造形物が流路を内部に有する金型構成部材である場合、冷却媒体の流通による圧力で流路を広げる向きに引張応力が生じ、流路の内面やその近傍に割れが生じる場合がある。

ここで、本出願人は、レーザ光又は電子ビームの走査方向に応じて、固化層の膨張量又は収縮量が増減することを見出した。走査方向の違いにより、例えば、変態や時効硬化による膨張量又は収縮量、あるいは、温度変化時の膨張量又は収縮量に差異が生じることが判明した。膨張量又は収縮量をコントロールすれば、固化層の任意の箇所に圧縮応力を付与することが可能となる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、三次元造形物の割れを抑制することが可能な積層造形方法を提供することを目的とする。

本発明によれば、所望の三次元造形物を形成する領域である造形領域に材料層を形成する材料層形成工程と、レーザ光又は電子ビームを所定の走査方向で走査して前記材料層の所定の照射領域に対して前記レーザ光又は前記電子ビームを照射して固化層を形成する固化工程と、を前記三次元造形物を所定の厚みで分割してなる分割層毎に繰り返して、複数の固化層を積層して前記三次元造形物を得る積層造形方法であって、前記複数の固化層のうち１以上の固化層である応力制御層は、圧縮応力が付与される領域である圧縮応力付与部と、前記圧縮応力付与部とは異なる領域である非圧縮応力付与部と、を含んで構成され、前記固化工程においては、前記走査方向と温度変化時又は熱処理時の膨張量又は収縮量との関係に基づき、前記圧縮応力付与部が前記非圧縮応力付与部よりも膨張する、又は、前記非圧縮応力付与部が前記圧縮応力付与部よりも縮小するように、前記圧縮応力付与部に対して前記非圧縮応力付与部と異なる前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、積層造形方法が提供される。

本発明に係る積層造形方法においては、走査方向と膨張量又は収縮量との関係に基づき、圧縮応力付与部に圧縮応力が付与されるように、固化工程において圧縮応力付与部に対して非圧縮応力付与部と異なる走査方向でレーザ光又は電子ビームが走査される。このような構成により、三次元造形物の圧縮応力付与部に引張応力が加わっても、当該引張応力の少なくとも一部が圧縮応力付与部の残留応力である圧縮応力により軽減され、圧縮応力付与部に割れが生じにくくなる。

積層造形装置１００の概略構成図である。 材料層形成装置３の斜視図である。 リコータヘッド１１を上方から見た斜視図である。 リコータヘッド１１を下方から見た斜視図である。 照射装置１３の概略構成図である。 三次元造形物７１の流路５１の横断面を含む部分断面図である。 ラスタ走査における走査線を示す図である。 三次元造形物７３に対する走査パターン１を示す図である。 三次元造形物７３に対する走査パターン２を示す図である。 三次元造形物７３に対する走査パターン３を示す図である。 積層造形装置１００を用いた三次元造形物の製造方法を示す図である。 積層造形装置１００を用いた三次元造形物の製造方法を示す図である。 三次元造形物７５の応力制御層の構成の例を示す図である。 流路５３の横断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 流路５３の横断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 流路５３の横断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 三次元造形物７５の応力制御層の構成の例を示す図である。 流路５３の横断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 流路５３の横断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 三次元造形物７６の応力制御層の構成の例を示す図である。 流路５４の縦断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 三次元造形物７６の断面図である。 流路５４の縦断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 三次元造形物７７の応力制御層の構成の例を示す図である。 流路５５，５７の横断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 流路５５，５７の横断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 流路５３の横断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 三次元造形物７９の応力制御層の構成の例を示す図である。 切欠部５９のＶ字型断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。 切欠部５９のＶ字型断面を含む固化層８３を形成するときの走査パターンの例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。以下に示す実施形態中で示した各特徴事項は、互いに組み合わせ可能である。また、各特徴事項について独立して発明が成立する。

１．積層造形装置１００
本実施形態の積層造形装置１００は、所望の三次元造形物を所定の厚みで分割してなる分割層毎に、材料層８２の形成と固化層８３の形成とを繰り返して、三次元造形物を形成する。図１に示すように、本発明の第１実施形態の積層造形装置１００は、チャンバ１と、材料層形成装置３と、照射装置１３とを備える。

１．１．チャンバ１
チャンバ１は、所望の三次元造形物が形成される領域である所要の造形領域Ｒを覆う。チャンバ１には不活性ガス供給装置から所定濃度の不活性ガスが供給され、チャンバ１から固化層の形成に発生するヒュームを含んだ不活性ガスが排出される。不活性ガス供給装置は、例えば、周囲の空気から所定濃度の不活性ガスを生成する不活性ガス発生装置、又は所定濃度の不活性ガスが貯留されたガスボンベである。好ましくは、チャンバ１から排出された不活性ガスは、ヒュームコレクタによってヒュームが除去されチャンバ１に返送される。ヒュームコレクタは、例えば、電気集塵機又はフィルタである。本明細書において不活性ガスとは、材料層８２や固化層８３と実質的に反応しないガスであり、材料の種類に応じて窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等から適当なものが選択される。

チャンバ１の上面には、レーザ光Ｌの透過窓となるウィンドウ１ａが設けられる。ウィンドウ１ａは、レーザ光Ｌを透過可能な材料で形成される。具体的に、ウィンドウ１ａの材料は、レーザ光Ｌの種類に応じて、石英ガラスもしくはホウケイ酸ガラス又はゲルマニウム、シリコン、ジンクセレンもしくは臭化カリウムの結晶等から選択される。例えば、レーザ光Ｌがファイバレーザ又はＹＡＧレーザの場合、ウィンドウ１ａは石英ガラスで構成可能である。

また、チャンバ１の上面には、ウィンドウ１ａを覆うように汚染防止装置１７が設けられる。汚染防止装置１７は、円筒状の筐体１７ａと、筐体１７ａ内に配置された円筒状の拡散部材１７ｃとを備える。筐体１７ａと拡散部材１７ｃの間に不活性ガス供給空間１７ｄが設けられる。また、筐体１７ａの底面には、拡散部材１７ｃの内側に開口部１７ｂが設けられる。拡散部材１７ｃには多数の細孔１７ｅが設けられており、不活性ガス供給空間１７ｄに供給された清浄な不活性ガスは細孔１７ｅを通じて清浄室１７ｆに充満される。そして、清浄室１７ｆに充満された清浄な不活性ガスは、開口部１７ｂを通じて汚染防止装置１７の下方に向かって噴出される。このような構成により、ヒュームのウィンドウ１ａへの付着を防止し、レーザ光Ｌの照射経路からヒュームを排除することができる。

１．２．材料層形成装置３
材料層形成装置３は、チャンバ１の内部に設けられる。図２に示すように、材料層形成装置３は、造形領域Ｒを有するベース４と、ベース４上に配置されるリコータヘッド１１とを備える。リコータヘッド１１は、リコータヘッド駆動装置１２によって水平１軸方向に往復移動可能に構成される。

図３及び図４に示すように、リコータヘッド１１は、材料収容部１１ａと、材料供給口１１ｂと、材料排出口１１ｃとを備える。本実施形態においては、材料層８２を形成する材料として、金属の材料粉体が使用される。なお、積層造形に使用可能であって、レーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向により、膨張量又は収縮量に異方性を生じるものであれば、材料として使用することができる。

材料供給口１１ｂは、材料収容部１１ａの上面に設けられ、材料供給ユニットから材料収容部１１ａに供給される材料粉体の受け口となる。材料排出口１１ｃは、材料収容部１１ａの底面に設けられ、材料収容部１１ａ内の材料粉体を排出する。材料排出口１１ｃは、材料収容部１１ａの長手方向に延びるスリット形状を有する。リコータヘッド１１の両側面には、ブレード１１ｆｂ，１１ｒｂが設けられる。ブレード１１ｆｂ，１１ｒｂは、材料排出口１１ｃから排出される材料粉体を平坦化して、材料層８２を形成する。なお、ブレード１１ｆｂ，１１ｒｂは、例えば、平板状のものであってもよいし、ブラシ状のものであってもよい。

図１及び図２に示すように、造形領域Ｒは造形テーブル５の上に位置し、造形領域Ｒに所望の三次元造形物が形成される。造形テーブル５は、造形テーブル駆動装置６によって駆動され鉛直方向であるＺ軸方向に移動可能である。造形時には、造形テーブル５上にベースプレート８１が配置され、ベースプレート８１の上に１層目の材料層８２が形成されてもよい。

１．３．照射装置１３
図１に示すように、照射装置１３は、チャンバ１の上方に設けられる。照射装置１３は、予め設定された照射条件に従って、造形領域Ｒ内に形成される材料層８２の照射領域にレーザ光Ｌ又は電子ビームを照射して、照射位置の材料粉体を溶融又は焼結させ、固化させる。照射条件は、レーザ光又は電子ビームの強度、スポット径の大きさ、走査速度、分割層の厚み等を含む。照射領域は、造形領域Ｒ内に存在し、所定の分割層における三次元造形物の輪郭形状で囲繞される領域とおおよそ一致する。図５に示すように、照射装置１３は、光源３１と、コリメータ３３と、フォーカス制御ユニット３５と、走査装置３７とを備える。

光源３１は、レーザ光Ｌを生成する。レーザ光Ｌは、材料粉体を焼結又は溶融可能であればよく、例えば、ファイバレーザ、ＣＯ_２レーザ、ＹＡＧレーザである。本実施形態においては、レーザ光Ｌとして、ファイバレーザが用いられる。

コリメータ３３は、コリメータレンズを備え、光源３１から出力されたレーザ光Ｌを平行光に変換する。フォーカス制御ユニット３５は、焦点制御レンズと、焦点制御レンズを光軸方向に沿って前後に移動させるモータと、を備え、コリメータ３３により平行光に変換されたレーザ光Ｌの焦点位置を調整することで、材料層８２の表面におけるレーザ光Ｌのビーム径、すなわちスポット径を調整する。

走査装置３７は、例えばガルバノスキャナであり、Ｘ軸ガルバノミラー３７ａ及びＹ軸ガルバノミラー３７ｂと、Ｘ軸ガルバノミラー３７ａ及びＹ軸ガルバノミラー３７ｂを所望の角度に各々回転させるＸ軸アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータとを備える。フォーカス制御ユニット３５を通過したレーザ光Ｌは、Ｘ軸ガルバノミラー３７ａ及びＹ軸ガルバノミラー３７ｂにより造形領域Ｒ内の材料層８２の上面に２次元走査される。具体的には、レーザ光Ｌは、Ｘ軸ガルバノミラー３７ａにより反射されて造形領域ＲのＸ軸方向に走査されるとともに、Ｙ軸ガルバノミラー３７ｂにより反射されて造形領域ＲのＹ軸方向に走査される。ここで、Ｘ軸方向及びＹ軸方向は、互いに直交する水平方向である。

Ｘ軸ガルバノミラー３７ａ及びＹ軸ガルバノミラー３７ｂの回転角度は、Ｘ軸アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータに入力される駆動電流により各々制御され、これにより、造形領域Ｒ内の所望の位置にレーザ光Ｌを照射することができる。Ｘ軸ガルバノミラー３７ａ及びＹ軸ガルバノミラー３７ｂにより反射されたレーザ光Ｌは、ウィンドウ１ａを透過して造形領域Ｒ内の材料層８２に照射され、これにより、固化層８３が形成される。なお、照射装置１３は、上述の形態に限定されない。例えば、フォーカス制御ユニット３５に代えてｆθレンズが設けられてもよい。また、照射装置は、レーザ光Ｌのかわりに電子ビームを照射して材料層８２を固化させるよう構成されてもよい。具体的に、照射装置は、電子を放出するカソード電極と、電子を収束して加速するアノード電極と、磁場を形成して電子ビームの方向を一方向に収束するソレノイドと、被照射体である材料層８２と電気的に接続されカソード電極との間に電圧を印加するコレクタ電極と、を含むよう構成されてもよい。

１．４制御装置
積層造形装置１００の制御装置は、プロジェクトファイルにしたがって、材料層形成装置３及び照射装置１３等を制御し、積層造形を行う。プロジェクトファイルは、例えばＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）装置によって作成され、通信線や記憶媒体を介して制御装置へ送られる。制御装置およびＣＡＭ装置は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、補助記憶装置、出入力インターフェース等のハードウェアと、ソフトウェアとを任意に組み合わせて構成される。プロジェクトファイルには、レーザ光Ｌ又は電子ビームの走査パターンの指令が含まれていてよい。換言すれば、本実施形態において、走査パターンを決定するのは、ＣＡＭ装置である。

２．三次元造形物
本発明に係る積層造形方法は、種々の三次元造形物の製造に適用可能であり、特に、冷却媒体等の流体を流通可能な流路を内部に有する三次元造形物の製造に好適に適用される。このような三次元造形物は、例えば、金型の少なくとも一部を構成する金型構成部材である。

図６は、割れが生じやすい三次元造形物７１の一例の断面図であり、三次元造形物７１を構成する複数の固化層８３のうち、所定の１層を示している。図６に示すような円形断面を有する流路５１が内部に設けられた三次元造形物７１の場合、流路５１に流体が流通すると、流体の圧力（図６の白矢印）により流路５１を広げる向きに引張応力が生じる。このような引張応力は、例えば応力腐食割れの一因として作用し、流路５１の内面やその近傍に割れが生じやすくなる。一方、このような割れが生じやすい部分に対して流路５１の円形断面の周縁に沿う方向の圧縮応力（図６の黒矢印）があらかじめ付与されている場合、当該部分に引張応力が加わっても、その少なくとも一部が残留応力である圧縮応力により軽減され、割れが生じにくくなる。

割れが生じやすい部分に圧縮応力を付与する方法として、三次元造形物７１を構成する固化層８３の膨張量又は収縮量をコントロールすることが考えられる。材料層８２にレーザ光Ｌ又は電子ビームを照射することで形成された固化層８３は、通常、その後冷却とともに収縮する。また、造形中又は造形後に熱処理が行われる場合には、熱処理に伴い固化層８３は膨張又は収縮する場合がある。例えば、造形中又は造形後に熱処理として焼入処理を行い固化層８３にマルテンサイト変態を起こした場合、固化層８３は膨張する。また、マルテンサイト変態は造形後の自然冷却により発生することもある。このようなマルテンサイト変態に伴う膨張は、ＳＵＳ４２０Ｊ２といったマルテンサイト系ステンレス鋼等の常温でマルテンサイト組織を有する材料を用いた場合に特に顕著に発生する。また、造形後に熱処理として時効硬化処理を行い固化層８３を時効硬化させた場合、固化層８３は収縮する。このような時効硬化に伴う収縮は、ＳＵＳ６３０やＳＵＳ６３１といった析出硬化系ステンレス鋼や、マルエージング鋼（マルエージング鋼相当の鋼材を含む）等を材料として用いた場合に特に顕著に発生する。

本実施形態では、固化層８３の一部に圧縮応力を意図的に付与することで、割れの発生を抑制する。ここで、三次元造形物７１を構成する複数の固化層８３のうち、意図的に圧縮応力が付与される固化層８３を、応力制御層と呼ぶ。応力制御層は、圧縮応力が付与される領域である圧縮応力付与部７１ａと、圧縮応力付与部７１ａとは異なる領域である非圧縮応力付与部７１ｂと、を含んで構成される。図６に示す所定の固化層８３においては、圧縮応力付与部７１ａは、流路５１の内面に隣接し流路５１を囲繞する部分であり、非圧縮応力付与部７１ｂは、圧縮応力付与部７１ａに隣接し圧縮応力付与部７１ａを囲繞する部分である。圧縮応力付与部７１ａ及び非圧縮応力付与部７１ｂの膨張量又は収縮量に差異を生じさせることで、圧縮応力付与部７１ａに圧縮応力を残留させることができる。具体的には、流路５１の円形断面の周縁に沿う方向において、圧縮応力付与部７１ａの膨張量を非圧縮応力付与部７１ｂの膨張量よりも大きくすることで、又は圧縮応力付与部７１ａの収縮量を非圧縮応力付与部７１ｂの収縮量よりも小さくすることで、圧縮応力付与部７１ａが非圧縮応力付与部７１ｂに対して相対的に膨張することとなり、その結果圧縮応力付与部７１ａに圧縮応力が残留する。

従って、圧縮応力付与部７１ａ及び非圧縮応力付与部７１ｂの膨張量又は収縮量が上述の関係となるように固化層８３の組織特性をコントロールすることで、圧縮応力付与部７１ａに圧縮応力を付与して割れを抑制することが可能となる。圧縮応力を付与するための、走査パターンの具体例については後述する。

３．走査方向と固化層の膨張量又は収縮量との関係
ここで、レーザ光Ｌ又は電子ビームのラスタ走査について説明する。図７は、例示的な照射領域Ｓを示す。まず、照射領域Ｓは、所定幅ｗ毎に分割領域に分割される。そして、分割領域内に、所定のピッチｐ毎に走査線が設定される。図７において、矢印は分割領域の１つにおける、レーザ光Ｌ又は電子ビームの走査経路を示しており、実線部分はレーザ光Ｌ又は電子ビームが照射される位置を、破線部分はレーザ光Ｌ又は電子ビームの照射が一時停止される位置をそれぞれ示している。走査線に沿ったレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査が繰り返されながら、走査線に直交する方向に向かって走査が進行する。このようなレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査が分割領域毎に実施され、固化層８３が形成される。なお、このような走査経路はあくまで一例であり、例えば、レーザ光Ｌ又は電子ビームの照射時の熱の影響を抑制するため、所定の走査線と次に走査される走査線とが隣接しないように、走査経路が設定されてもよい。以下において、走査線に沿った方向を走査方向と呼ぶ。また、走査方向は所定の水平方向に対する角度で示すことができ、以下においては特に断りがない限り、走査方向をＸ軸方向に対する角度で示す。図７においては、走査方向は９０°（又は２７０°）である。なお、走査方向θ_１（０°≦θ_１＜１８０°）と、走査方向θ_２（１８０°≦θ_２＜３６０°）は、θ_１＝θ_２－１８０°を満たすとき、同一の走査方向として扱う。

また、ラスタ走査における走査方向は、分割層毎に異なるように設定されてよい。例えば、奇数層の分割層に係る走査と、偶数層の分割層に係る走査とで、走査方向を９０°異なるようにしてもよい。このようにすれば、走査方向を一方向とするよりも、三次元造形物全体の均一性を保ち、歪みを抑えて造形することができる。

本出願人は、レーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向に応じて、固化層８３の温度変化時又は熱処理時の膨張量又は収縮量が増減することを見出した。図８Ａから図８Ｃは、実験に使用した、レーザ光Ｌ又は電子ビームの走査パターンを示す。直方体の三次元造形物７３を走査方向がそれぞれ異なる走査パターン１から３により積層造形し、温度変化や熱処理に伴う長手方向Ｄにおける膨張量又は収縮量を測定した。図８Ａから図８Ｃは三次元造形物７３の平面図及び走査方向を概略的に示している。なお、造形時において、長手方向ＤはＹ軸方向に沿った方向である。

図８Ａに示すパターン１では、三次元造形物７３の平面視における長手方向Ｄと平行な方向に走査を行った。このとき、走査方向は９０°（又は２７０°）である。図８Ｂに示すパターン２では、長手方向Ｄに垂直な方向に走査を行った。このとき、走査方向は０°（又は１８０°）である。図８Ｃに示すパターン３では、分割層１層毎に交互に、長手方向Ｄに対して＋４５°又は－４５°の方向に走査を行った。すなわち、奇数層の分割層においては走査方向を４５°（又は２２５°）として走査を行い、偶数層の分割層においては走査方向を１３５°（又は３１５°）として走査を行った。

走査方向によって熱膨張係数が異なる材料を使用した場合、三次元造形物７３の長手方向Ｄにおける線膨張係数については、材料の種類及び照射条件によって、式（１）又は式（２）のいずれかの関係が成立する。
α_９０＜α_４５＜α_０ （１）
α_９０＞α_４５＞α_０ （２）
ここで、α_９０はパターン１により走査を行い形成された三次元造形物７３の線膨張係数［Ｋ^－１］を、α_０はパターン２により走査を行い形成された三次元造形物７３の線膨張係数［Ｋ^－１］を、α_４５はパターン３により走査を行い形成された三次元造形物７３の線膨張係数［Ｋ^－１］を表す。例えば、所定の照射条件下で、マルエージング鋼を材料として用いた場合には、式（２）の関係が成立する。また、所定の照射条件下で、コバルトを含まないマルエージング鋼の相当の鋼材（いわゆるコバルトフリーマルエージング鋼）を材料として用いた場合には、式（１）の関係が成立する。つまり、走査方向によって熱膨張係数が異なる材料を使用した場合、三次元造形物７３の冷却時の収縮量については、材料の種類又は照射条件によって、走査方向と平行方向の収縮量が走査方向に対して垂直方向の収縮量よりも小さい場合（線膨張係数について式（１）が成立する場合）と、走査方向と平行方向の収縮量が走査方向に対して垂直方向の収縮量よりも大きい場合（線膨張係数について式（２）が成立する場合）とが存在する。

また、マルテンサイト変態を起こす材料を使用し、造形中又は造形後にマルテンサイト変態を起こした場合、三次元造形物７３の長手方向Ｄにおける膨張率については、材料の種類又は熱処理条件によって、式（３）又は式（４）のいずれかの関係が成立する。
Ｍ_９０＞Ｍ_４５＞Ｍ_０ （３）
Ｍ_９０＜Ｍ_４５＜Ｍ_０ （４）
ここで、Ｍ_９０はパターン１により走査を行い形成された三次元造形物７３のマルテンサイト変態に伴う膨張率［％］を、Ｍ_０はパターン２により走査を行い形成された三次元造形物７３のマルテンサイト変態に伴う膨張率［％］を、Ｍ_４５はパターン３により走査を行い形成された三次元造形物７３のマルテンサイト変態に伴う膨張率［％］を表す。つまり、三次元造形物７３のマルテンサイト変態に伴う膨張量については、材料の種類又は熱処理条件によって、走査方向と平行方向の膨張量が走査方向に対して垂直方向の膨張量よりも大きい場合（膨張率について式（３）が成立する場合）と、走査方向と平行方向の膨張量が走査方向に対して垂直方向の膨張量よりも小さい場合（膨張率について式（４）が成立する場合）とが存在する。

また、時効硬化を起こす材料を使用し、造形後に時効硬化処理を行って三次元造形物７３を時効硬化させた場合、三次元造形物７３の長手方向Ｄにおける収縮率については、材料の種類又は熱処理条件によって、式（５）又は式（６）のいずれかの関係が成立する。
Ｈ_９０＜Ｈ_４５＜Ｈ_０ （５）
Ｈ_９０＞Ｈ_４５＞Ｈ_０ （６）
ここで、Ｈ_９０はパターン１により走査を行い形成された三次元造形物７３の時効硬化に伴う収縮率［％］を、Ｈ_０はパターン２により走査を行い形成された三次元造形物７３の時効硬化に伴う収縮率［％］を、Ｈ_４５はパターン３により走査を行い形成された三次元造形物７３の時効硬化に伴う収縮率［％］を表す。つまり、三次元造形物７３の析出硬化に伴う収縮量については、材料の種類又は熱処理条件によって、走査方向と平行方向の収縮量が走査方向に対して垂直方向の収縮量よりも小さい場合（収縮率について式（５）が成立する場合）と、走査方向と平行方向の収縮量が走査方向に対して垂直方向の収縮量よりも大きい場合（収縮率について式（６）が成立する場合）とが存在する。

このように、レーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向に応じて、固化層８３の変態や時効硬化による膨張量又は収縮量、及び組織変化を伴わない単純な温度変化時の膨張量又は収縮量に差異が生じる。また、走査方向の違いによる膨張量又は収縮量の大小関係は、材料の種類、照射条件、熱処理の有無、又は熱処理条件によって変化する。このような走査方向と膨張量又は収縮量の関係に基づき、三次元造形物において圧縮応力付与部と非圧縮応力付与部とで異なる走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査されることで、各部分の膨張量又は収縮量をコントロールすることが可能となる。ひいては、三次元造形物の任意の部分に圧縮応力を付与することが可能となる。上記に例示した材料以外であっても、走査方向によって膨張量又は収縮量に差異が生じる材料であれば、本発明に適用できる。

なお、走査方向によって熱膨張係数が異なる材料であって、熱処理により膨張又は収縮が起こる材料については、温度変化時の膨張量又は収縮量と、熱処理時の膨張量又は収縮量を総合的に考慮して、走査方向と膨張量又は収縮量の大小関係が判断される。例えば、コバルトフリーマルエージング鋼は、走査方向によって熱膨張係数が異なる材料であり、かつ析出硬化によって収縮が起こる材料である。すなわち、熱処理が実施される場合は、熱処理後の最終的な膨張量又は収縮量に対して、走査方向と膨張量又は収縮量の大小関係が求められればよい。

４．積層造形方法
次に、上述の積層造形装置１００を用いて行われる三次元造形物の積層造形方法について説明する。本実施形態では、流体を流通可能な流路を内部に有する三次元造形物を積層造形により製造する。

４．１．材料層形成工程及び固化工程
本実施形態の積層造形方法は、材料層形成工程と、固化工程とを備える。材料層形成工程では、造形領域Ｒに金属材料からなる材料層８２を形成する。固化工程では、材料層８２の所定の照射領域に対してレーザ光Ｌ又は電子ビームを照射して固化層８３を形成する。材料層形成工程及び固化工程は繰り返し実施される。

まず、１回目の材料層形成工程が行われる。図９に示すように、造形テーブル５上にベースプレート８１を載置した状態で造形テーブル５の高さを適切な位置に調整する。この状態で、リコータヘッド１１を図９の左側から右側に移動させることにより、ベースプレート８１上に１層目の材料層８２が形成される。

次に、１回目の固化工程が行われる。図１０に示すように、１層目の材料層８２の所定の照射領域にレーザ光Ｌ又は電子ビームを照射することによって、１層目の材料層８２を固化させ、１層目の固化層８３を得る。

続いて、２回目の材料層形成工程が行われる。１層目の固化層８３を形成後、造形テーブル５の高さを材料層８２の１層分下げる。この状態で、リコータヘッド１１を造形領域Ｒの図１０の右側から左側に移動させることにより、１層目の固化層８３を覆うように２層目の材料層８２が形成される。そして２回目の固化工程が行われる。上述と同様の方法で、２層目の材料層８２の所定の照射領域にレーザ光Ｌ又は電子ビームを照射することによって２層目の材料層８２を固化させ、２層目の固化層８３を得る。

所望の三次元造形物が得られるまで、材料層形成工程及び固化工程が繰り返され、複数の固化層８３が積層される。隣接する固化層８３は、互いに強く固着される。

４．２．固化工程における走査パターン
このように形成される複数の固化層８３のうち１以上の固化層８３は、当該固化層８３の一部の領域に圧縮応力を付与するようにレーザ光Ｌ又は電子ビームが照射された、応力制御層として形成される。応力制御層は、圧縮応力が付与される領域である圧縮応力付与部と、当該圧縮応力付与部とは異なる領域である非圧縮応力付与部とを含んで構成される。

固化工程においては、走査方向と温度変化時又は熱処理時の膨張量又は収縮量との関係に基づき、圧縮応力付与部が非圧縮応力付与部よりも膨張する、又は、非圧縮応力付与部が圧縮応力付与部よりも縮小するように、圧縮応力付与部に対して非圧縮応力付与部と異なる走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。すなわち、走査方向により膨張量又は収縮量に異方性を生じる材料からなる材料層８２に対してレーザ光Ｌ又は電子ビームを照射して固化層８３を形成するにあたり、事前に調査しておいた、材料の種類、照射条件、熱処理の有無、又は熱処理条件に応じた、走査方向と組織変化を伴わない温度変化時の膨張量又は収縮量との関係、又は走査方向と組織変化を伴う熱処理時の膨張量又は収縮量との関係に基づき、圧縮応力付与部に対して非圧縮応力付与部と比べて膨張量が大きくなる又は収縮量が小さくなる走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査され、非圧縮応力付与部に対して圧縮応力付与部と比べて膨張量が小さくなる又は収縮量が大きくなる走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。これにより、圧縮応力付与部が非圧縮応力付与部に対して相対的に膨張することとなり、その結果圧縮応力付与部に圧縮応力が残留する。

具体的には、材料の種類、照射条件、熱処理の有無、又は熱処理条件に応じた、走査方向と、固化層８３の膨張量又は収縮量と、の関係に基づき、圧縮応力付与部及び非圧縮応力付与部の各々に対応する照射領域における走査方向が決定される。そして、各照射領域における走査方向を含む走査パターンに基づき、材料層８２に対してレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。なお、走査方向の違いによる膨張量又は収縮量の大小関係は、材料の種類、照射条件、熱処理の有無、又は熱処理条件に応じて変わり得る。そのため、同一条件により試験造形を実施する等して、膨張量又は収縮量の大小関係を事前に把握しておく必要がある。

以下、応力制御層における走査パターンの代表的な例を説明する。なお、以下に例示する走査パターンは固化層８３の形状に応じて互いに組み合わせられてもよく、また固化層８３毎に異なる走査パターンが適用されてもよい。

＜流路５３の横断面を含む固化層８３の走査パターン＞
三次元造形物７５は、流路５３を内部に有している。図１１は、三次元造形物７５の応力制御層のうち、流路５３の横断面を含む固化層８３を示している。なお、横断面とは、流路５３の流体の流通方向に対して、垂直方向の断面をいう。

図１１に示す固化層８３においては、流路５３の横断面に隣接して横断面を囲繞する環状の部分が圧縮応力付与部７５ａであり、他の部分、すなわち、圧縮応力付与部７５ａに隣接して圧縮応力付与部７５ａを囲繞する部分が非圧縮応力付与部７５ｂである。流路５３の横断面を含む固化層８３における圧縮応力付与部７５ａの厚みｔ１、すなわち、流路５３の横断面の周縁から圧縮応力付与部７５ａの外側の輪郭までの距離は、好ましくは１０μｍ以上３０００μｍ以下であり、さらに好ましくは５０μｍ以上１０００μｍ以下である。流路５３の横断面を含む固化層８３における圧縮応力付与部７５ａの厚みｔ１がこの範囲であれば、必要な部分にだけ局所的に圧縮応力を付与することができ、また、流路５３の近傍における割れの発生をより確実に抑制することができる。

図１２Ａ及び図１２Ｂは、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも大きい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも小さい場合の、図１１の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図１２Ａ及び図１２Ｂ中の太線は図１１に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図１１に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも大きい場合は、例えば、マルテンサイト変態を起こす材料を使用して造形し造形中又は造形後に焼入処理を行う場合であって、マルテンサイト変態時の膨張率について、上述の式（３）が成立する場合である。また、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層の収縮量よりも小さい場合は、例えば、走査方向によって熱膨張係数が異なる材料を使用して造形する場合であって、固化層８３の線膨張係数について上述の式（１）が成立する場合、又は、時効硬化を起こす材料を使用し造形後に時効硬化処理を行う場合であって、固化層８３の時効硬化時の収縮率について、上述の式（５）が成立する場合である。

図１２Ａ及び図１２Ｂの走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７５ａに対しては、流路５３の横断面の周縁に平行な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。すなわち、流路５３の横断面の近縁部分に対しては、横断面を囲繞する環状の走査線に沿って、レーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。非圧縮応力付与部７５ｂに対しては、図１２Ａの走査パターンにおいては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図１２Ａの非圧縮応力付与部７５ｂに示された太線）又は１３５°（又は３１５°）（図１２Ａの非圧縮応力付与部７５ｂに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。図１２Ｂの走査パターンにおいては、分割層１層毎に交互に、０°（又は１８０°）（図１２Ｂの非圧縮応力付与部７５ｂに示された太線）、又は９０°（又は２７０°）（図１２Ｂの非圧縮応力付与部７５ｂに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。

ここで、流路５３の横断面の周縁に平行な方向（以下、円周方向）における膨張又は収縮に着目する。図１２Ａ又は図１２Ｂの走査パターンでレーザ光Ｌ又は電子ビームを走査した場合、マルテンサイト変態時の圧縮応力付与部７５ａの円周方向の膨張量は非圧縮応力付与部７５ｂの円周方向の膨張量よりも大きくなり、あるいは、固化層８３の冷却時又は固化層８３の時効硬化時の圧縮応力付与部７５ａの円周方向の収縮量は非圧縮応力付与部７５ｂの円周方向の収縮量よりも小さくなる。これにより、圧縮応力付与部７５ａが非圧縮応力付与部７５ｂに対して相対的に膨張することとなり、圧縮応力付与部７５ａに流路５３の横断面の周縁に円周方向に沿った圧縮応力が発生する。流体の流通に伴い流路５３の内面に引張応力が加わっても、引張応力の少なくとも一部が残留応力である圧縮応力により軽減され、割れが生じにくくなる。

図１３は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも小さい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも大きい場合の、図１１の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図１３中の太線は図１１に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図１１に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも小さい場合は、例えば、マルテンサイト変態を起こす材料を使用して造形し造形中又は造形後に焼入処理を行う場合であって、マルテンサイト時の膨張率について、上述の式（４）が成立する場合である。また、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも大きい場合は、例えば、走査方向によって熱膨張係数が異なる材料を使用して造形する場合であって、固化層８３の線膨張係数について上述の式（２）が成立する場合、又は、時効硬化を起こす材料を使用し造形後に時効硬化処理を行う場合であって、固化層８３の時効硬化時の収縮率について、上述の式（６）が成立する場合である。

図１３の走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７５ａに対しては、流路５３の横断面の周縁に垂直な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。非圧縮応力付与部７５ｂに対しては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図１３の非圧縮応力付与部７５ｂに示された太線）又は１３５°（又は３１５°）（図１３の非圧縮応力付与部７５ｂに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。

ここで、流路５３の横断面の円周方向における膨張又は収縮に着目する。図１３の走査パターンでレーザ光Ｌ又は電子ビームを走査した場合、マルテンサイト変態時の圧縮応力付与部７５ａの円周方向の膨張量は非圧縮応力付与部７５ｂの円周方向の膨張量よりも大きくなり、また固化層８３の冷却時又は固化層８３の時効硬化時の圧縮応力付与部７５ａの円周方向の収縮量は非圧縮応力付与部７５ｂの円周方向の収縮量よりも小さくなる。これにより、圧縮応力付与部７５ａが非圧縮応力付与部７５ｂに対して相対的に膨張することとなり、圧縮応力付与部７５ａに流路５３の横断面の周縁に円周方向に沿った圧縮応力が発生する。流体の流通に伴い流路５３の内面に引張応力が加わっても、引張応力の少なくとも一部が残留応力である圧縮応力により軽減され、割れが生じにくくなる。

応力制御層の構成の他の例において、図１４に示すように、応力制御層は低膨張／高収縮部７５ｃをさらに備える。具体的には、流路５３の横断面を含む固化層８３において、圧縮応力付与部７５ａと非圧縮応力付与部７５ｂとの間に、圧縮応力付与部７５ａに隣接して圧縮応力付与部７５ａを囲繞する環状の低膨張／高収縮部７５ｃが設けられる。低膨張／高収縮部７５ｃに対しては、走査方向と温度変化時又は熱処理時の膨張量又は収縮量との関係に基づき、非圧縮応力付与部７５ｂよりも膨張量が小さくなる、又は、非圧縮応力付与部７５ｂよりも収縮量が大きくなるように、レーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。すなわち、低膨張／高収縮部７５ｃは、非圧縮応力付与部７５ｂと比べて、相対的に、膨張量が小さい又は収縮量が大きい領域である。

図１５は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも大きい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも小さい場合の、図１４の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図１５中の太線は図１４に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図１４に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。

図１５の走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７５ａに対しては、流路５３の横断面の周縁に平行な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。低膨張／高収縮部７５ｃに対しては、流路５３の横断面の周縁に垂直な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。非圧縮応力付与部７５ｂに対しては、分割層１層毎に交互に、０°（又は１８０°）（図１５の非圧縮応力付与部７５ｂに示された太線）又は９０°（又は２７０°）（図１５の非圧縮応力付与部７５ｂに示された点線）の走査方向にレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。

図１６は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも小さい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも大きい場合の、図１４の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図１６中の太線は図１４に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図１４に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。

図１６の走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７５ａに対しては、流路５３の横断面の周縁に垂直な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。低膨張／高収縮部７５ｃに対しては、流路５３の横断面の周縁に平行な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。非圧縮応力付与部７５ｂに対しては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図１６の非圧縮応力付与部７５ｂに示された太線）又１３５°（又は３１５°）（図１６の非圧縮応力付与部７５ｂに示された点線）の走査方向にレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。

図１５又は図１６の走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７５ａに対しては最も膨張量が大きい又は収縮量が小さいと考えられる走査パターンでレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査され、低膨張／高収縮部７５ｃに対しては最も膨張量が小さい又は収縮量が大きいと考えられる走査パターンでレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。そのため、図１５又は図１６の走査パターンでレーザ光Ｌ又は電子ビームを走査した場合、圧縮応力付与部７５ａと圧縮応力付与部７５ａに隣接する部分（ここでは、低膨張／高収縮部７５ｃ）との膨張量又は収縮量の差異が、図１２Ａ及び図１２Ｂ又は図１３の走査パターンの場合と比べより大きくなる。従って、より大きな圧縮応力を圧縮応力付与部７５ａに付与することができる。なお、流路５３の横断面を含む固化層８３における低膨張／高収縮部７５ｃの厚みｔ２、すなわち、圧縮応力付与部７５ａの周縁から低膨張／高収縮部７５ｃの外側の輪郭までの距離は、好ましくは１０μｍ以上３０００μｍ以下であり、さらに好ましくは５０μｍ以上１０００μｍ以下である。流路５３の横断面を含む固化層８３における低膨張／高収縮部７５ｃの厚みｔ２がこの範囲であれば、圧縮応力付与部７５ａを囲繞する部分の膨張量を局所的により低くする、又は圧縮応力付与部７５ａを囲繞する部分の収縮量を局所的により高くすることができ、圧縮応力付与部７５ａに十分な圧縮応力を付与することができる。

＜流路５４の縦断面を含む固化層８３の走査パターン＞
三次元造形物７６は、流路５４を内部に有している。図１７は、三次元造形物７６の応力制御層のうち、流路５４の縦断面を含む固化層８３を示している。なお、縦断面とは、流路５４の流体の流通方向に対して、平行方向の断面をいう。

図１７に示す固化層８３においては、流路５４の縦断面に隣接する部分が圧縮応力付与部７６ａであり、他の部分、すなわち、圧縮応力付与部７６ａの外側に隣接する部分が非圧縮応力付与部７６ｂである。流路５４の縦断面を含む固化層８３における圧縮応力付与部７６ａの厚みｔ３、すなわち、流路５４の縦断面の周縁から圧縮応力付与部７６ａの外側の輪郭までの距離は、好ましくは１０μｍ以上３０００μｍ以下であり、さらに好ましくは５０μｍ以上１０００μｍ以下である。流路５４の縦断面を含む固化層８３における圧縮応力付与部７６ａの厚みｔ３がこの範囲であれば、必要な部分にだけ局所的に圧縮応力を付与することができ、また、流路５４の近傍における割れの発生をより確実に抑制することができる。

図１８は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも大きい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも小さい場合の、図１７の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図１８中の太線は図１７に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図１７に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。

図１８の走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７６ａに対して、縦断面の周縁に垂直な走査方向でレーザ光又は電子ビームが走査される。非圧縮応力付与部７６ｂに対しては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図１８の非圧縮応力付与部７６ｂに示された太線）又は１３５°（又は３１５°）（図１８の非圧縮応力付与部７６ｂに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。

図１９は、図１８の走査パターンにより形成され積層された応力制御層を含む三次元造形物７６の、流路５４の横断面を含む断面図を示す。図１９の両矢印は、各固化層８３の圧縮応力付与部７６ａにおけるレーザ光Ｌの走査方向を示している。

ここで、図１９の断面図において圧縮応力付与部７６ａのうち流路５４に対して上側及び下側に位置する領域Ａ１，Ａ２、及び非圧縮応力付与部７６ｂのうち領域Ａ１，Ａ２に隣接する領域における、流路５４の横断面の周縁に平行な方向における膨張又は収縮に着目する。圧縮応力付与部７６ａの領域Ａ１，Ａ２においては、マルテンサイト変態時の膨張量は非圧縮応力付与部７６ｂの膨張量よりも大きくなり、あるいは、固化層８３の冷却時又は固化層８３の時効硬化時の収縮量は非圧縮応力付与部７６ｂの収縮量よりも小さくなる。これにより、圧縮応力付与部７６ａの領域Ａ１，Ａ２は非圧縮応力付与部７６ｂに対して相対的に膨張することとなり、圧縮応力付与部７６ａの領域Ａ１，Ａ２に流路５４の横断面の周縁に略平行な方向の圧縮応力が発生する。

次に、図１９の断面図において圧縮応力付与部７６ａのうち流路５４に対して左側及び右側に位置する領域Ａ３，Ａ４、及び非圧縮応力付与部７６ｂのうち領域Ａ３，Ａ４に隣接する領域における、流路５４の横断面の周縁に垂直な方向における膨張又は収縮に着目する。圧縮応力付与部７６ａの領域Ａ３，Ａ４においては、マルテンサイト変態時の膨張量は非圧縮応力付与部７６ｂの膨張量よりも大きくなり、また固化層８３の冷却時又は固化層８３の時効硬化時の収縮量は非圧縮応力付与部７６ｂの収縮量よりも小さくなる。これにより、圧縮応力付与部７６ａの領域Ａ３，Ａ４は非圧縮応力付与部７６ｂに対して相対的に膨張することとなり、圧縮応力付与部７６ａの領域Ａ３，Ａ４に流路の横断面の周縁に略垂直な方向、つまり流路５４を加圧する向きに圧縮応力が発生する。

このように、図１８の走査パターンによりレーザ光Ｌの走査を行った場合、圧縮応力付与部７６ａの領域Ａ１，Ａ２に流路５４の横断面の周縁に略平行な方向の圧縮応力が残留し、圧縮応力付与部７６ａの領域Ａ３，Ａ４に流路５４の横断面の周縁に略垂直な方向の圧縮応力が残留する。これにより、流体の流通に伴い流路５４の内面に引張応力が加わっても、引張応力の少なくとも一部が残留応力である圧縮応力により軽減され、割れが生じにくくなる。

図２０は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも小さい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも大きい場合の、図１７の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図２０中の太線は図１７に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図１７に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。

図２０の走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７６ａに対して、縦断面の周縁に平行な走査方向でレーザ光が走査される。非圧縮応力付与部７６ｂに対しては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図１８の非圧縮応力付与部７６ｂに示された太線）又は１３５°（又は３１５°）（図１８の非圧縮応力付与部７６ｂに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。

同様に、図２０の走査パターンによりレーザ光Ｌの走査を行った場合、圧縮応力付与部７６ａのうち流路５４に対して上側及び下側に位置する領域に流路５４の横断面の周縁に略平行な方向の圧縮応力が残留し、圧縮応力付与部７６ａのうち流路５４に対して左側及び右側に位置する領域に流路５４の横断面の周縁に略垂直な方向の圧縮応力が残留する。これにより、流体の流通に伴い流路５４の内面に引張応力が加わっても、引張応力の少なくとも一部が残留応力である圧縮応力により軽減され、割れが生じにくくなる。

＜複数の流路５５，５７の横断面を含む固化層８３の走査パターン＞
三次元造形物７７は、複数の流路５５，５７を内部に有する。図２１は、三次元造形物７７の応力制御層のうち、２つの流路５５，５７の横断面を含む固化層８３を示している。

図２１に示す固化層８３においては、２つの流路５５，５７の横断面の間の部分が圧縮応力付与部７７ａであり、他の部分、すなわち、圧縮応力付与部７７ａに隣接する部分が非圧縮応力付与部７７ｂである。本実施形態では、圧縮応力付与部７７ａは略矩形形状を有するが、例えば、両端が流路５５，５７の周縁に沿った形状であってもよい。

図２２は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも大きい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも小さい場合の、図２１の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図２２中の太線は図２１に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図２１に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。

図２２の走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７７ａに対しては、２つの横断面を互いに結ぶ線分、すなわち、図２１における流路５５の横断面の中心Ｃ１と流路５７の横断面の中心Ｃ２とを結ぶ線分に垂直な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。非圧縮応力付与部７７ｂに対しては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図２２の非圧縮応力付与部７７ｂに示された太線）又は１３５°（又は３１５°）（図２２の非圧縮応力付与部７７ｂに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。

ここで、流路５５，５７の横断面の円周方向における膨張又は収縮に着目する。図２２の走査パターンでレーザ光Ｌ又は電子ビームを走査した場合、マルテンサイト変態時の圧縮応力付与部７７ａの円周方向の膨張量は非圧縮応力付与部７７ｂの円周方向の膨張量よりも大きくなり、また固化層８３の冷却時又は固化層８３の時効硬化時の圧縮応力付与部７７ａの円周方向の収縮量は非圧縮応力付与部７７ｂの円周方向の収縮量よりも小さくなる。これにより、圧縮応力付与部７７ａが非圧縮応力付与部７７ｂに対して相対的に膨張することとなり、圧縮応力付与部７７ａに流路５５，５７の横断面の周縁に略平行な方向の圧縮応力が発生する。２つの流路５５，５７の横断面の間の部分には、各流路における流体の流通に伴い引張応力が生じるため、割れが生じやすくなる。そこで、２つの流路５５，５７の横断面の間の部分に圧縮応力を付与することにより、引張応力の少なくとも一部が残留応力である圧縮応力により軽減され、割れが生じにくくなる。

図２３は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも小さい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも大きい場合の、図２１の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図２３中の太線は図２１に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図２１に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。

図２３の走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７７ａに対しては、２つの横断面を互いに結ぶ線分に平行な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。非圧縮応力付与部７７ｂに対しては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図２３の非圧縮応力付与部７７ｂに示された太線）又は１３５°（又は３１５°）（図２３の非圧縮応力付与部７７ｂに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。

ここで、流路５５，５７の横断面の円周方向における膨張又は収縮に着目する。図２３の走査パターンでレーザ光Ｌ又は電子ビームを走査した場合、マルテンサイト変態時の圧縮応力付与部７７ａの円周方向の膨張量は非圧縮応力付与部７７ｂの円周方向の膨張量よりも大きくなり、また固化層８３の冷却時又は固化層８３の時効硬化時の圧縮応力付与部７７ａの円周方向の収縮量は非圧縮応力付与部７７ｂの円周方向の収縮量よりも小さくなる。これにより、圧縮応力付与部７７ａが非圧縮応力付与部７７ｂに対して相対的に膨張することとなり、圧縮応力付与部７７ａに流路５５，５７の横断面の周縁に略平行な方向の圧縮応力が発生する。２つの流路５５，５７の横断面の間の部分には、各流路における流体の流通に伴い引張応力が生じるため、割れが生じやすくなる。そこで、２つの流路５５，５７の横断面の間の部分に圧縮応力を付与することにより、引張応力の少なくとも一部が残留応力である圧縮応力により軽減され、割れが生じにくくなる。

図２２及び図２３の走査パターンは、２つの流路５５，５７の横断面が比較的近接している場合に、特に好適である。具体的には、２つの流路５５，５７の横断面の互いの距離、すなわち、図２１における、２つの流路５５，５７の横断面の周縁の最短距離ｄ１は、例えば、流路５５，５７の直径の３倍以下である。また、２つの流路の横断面の直径がそれぞれ異なる場合は、２つの流路の横断面の距離が、相対的に大きい方の直径の３倍以下であるとき、横断面が比較的近接しているとみなされる。また、３つ以上の比較的近接している流路の横断面を含む固化層においては、横断面の各組の間の部分が圧縮応力付与部となる。

＜走査パターンの変形例＞
本実施形態では、圧縮応力付与部７５ａ，７６ａ，７７ａにおいては、最も膨張量が大きくなると推定される走査パターン、又は、最も収縮量が少なくなると推定される走査パターンで、レーザ光Ｌ又は電子ビームの走査を行った。また、非圧縮応力付与部７５ｂ，７６ｂ，７７ｂにおいては、０°（又は１８０°）を走査方向とするラスタ走査と９０°（又は２７０°）を走査方向とするラスタ走査を交互に繰り返す走査パターン、又は、４５°（又は２２５°）を走査方向とするラスタ走査と１３５°（又は３１５°）を走査方向とするラスタ走査を交互に繰り返す走査パターンで、レーザ光Ｌ又は電子ビームの走査を行った。しかしながら、これらの走査パターンはあくまで一例であり、応力制御層の各固化層８３における走査パターンは、圧縮応力付与部が非圧縮応力付与部及び低膨張／高収縮部よりも膨張する、又は、非圧縮応力付与部及び低膨張／高収縮部が圧縮応力付与部よりも縮小するように、圧縮応力付与部に対して非圧縮応力付与部及び低膨張／高収縮部と異なる走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査されるものであればよい。

例えば、図２４は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも小さい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも大きい場合の、図１１の固化層８３における走査パターンの変形例である。図２４中の太線は図１１に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図１１に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。図２４の走査パターンにおいては、圧縮応力付与部７５ａに対しては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図２４の圧縮応力付与部７５ａに示された太線）又は１３５°（又は３１５°）（図２４の圧縮応力付与部７５ａに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。このような走査パターンによっても、圧縮応力付与部７５ａが非圧縮応力付与部７５ｂに対して相対的に膨張することとなり、圧縮応力付与部７５ａに流路５３の横断面の周縁に円周方向に沿った圧縮応力が発生する。

また、非圧縮応力付与部に対するラスタ走査について、本実施形態では、０°（又は１８０°）及び９０°（又は２７０°）、並びに、４５°（又は２２５°）及び１３５°（又は３１５°）の走査方向を例示したが、走査方向は別の角度であってもよい。また、本実施形態では分割層１層毎に走査方向を９０°変化させたが、全ての分割層において同一の走査方向によりラスタ走査を行ってもよい。但し、非圧縮応力付与部に対しては、上下に隣接する前記分割層の走査方向が異なるように、ラスタ走査が行われることが望ましい。例えば、非圧縮応力付与部に対しては、上下に隣接する前記分割層の走査方向が９０°異なるように、ラスタ走査が行われる。なお、応力制御層でない固化層８３についても、非圧縮応力付与部と同様、上下に隣接する分割層の走査方向が異なるように、例えば、上下に隣接する分割層の走査方向が９０°異なるように、ラスタ走査が行われることが望ましい。このようにすれば、走査方向の偏りによる歪みの発生が抑制され、三次元造形物全体の均一性が好適に保たれる。

以上に具体的に説明した他にも、圧縮応力付与部が非圧縮応力付与部に対して相対的に膨張する限りにおいて、他の走査パターンが実施されてもよいし、前述した複数の走査パターンが互いに組み合わせて実施されてもよい。

５．他の実施形態
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な設計変更が可能なものである。例えば、以下の態様によっても実施することができる。

上述の実施形態においては、流体を流通可能な流路を内部に有する三次元造形物を対象としたが、本発明の積層造形方法の適用対象は、これに限定されるものではない。本発明の積層造形方法は、例えば、端部に切欠部を有する三次元造形物にも適用可能である。

三次元造形物７９は、Ｖ字型断面の切欠部５９を端部に有している。ここで、切欠部５９の最凹部を底部５９ａとし、端面から底部５９ａに向かう方向を深さ方向とする。三次元造形物７９においては、切欠部５９の底部５９ａの近傍に加工時の残留応力や使用段階における外部応力がかかりやすく、このような残留応力及び外部応力が引張応力として働くことで、割れが生じる場合がある。そこで、切欠部５９の底部５９ａの近傍に圧縮応力を付与することにより、割れを抑制することが可能となる。図２５は、三次元造形物７９の応力制御層のうち、切欠部５９のＶ字型断面を含む固化層８３を示している。

図２５に示す固化層８３においては、切欠部５９の底部５９ａに隣接する部分が圧縮応力付与部７９ａであり、他の部分、すなわち、圧縮応力付与部７９ａに隣接する部分が非圧縮応力付与部７９ｂである。圧縮応力付与部７９ａの切欠部５９の深さ方向における厚みｔ４は、例えば、三次元造形物７９全体の形状、圧縮応力付与部７９ａと非圧縮応力付与部７９ｂとの膨張量又は収縮量の差、材料のヤング率等から、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）により適値を算出することができる。切欠部５９のＶ字型断面を含む固化層８３における圧縮応力付与部７９ａの厚みｔ４が適切な範囲内であれば、切欠部５９の底部５９ａにおける割れの発生をより確実に抑制することができる。

図２６は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも大きい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも小さい場合の、図２５の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図２６中の太線は図２５に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図２５に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。

圧縮応力付与部７９ａに対しては、切欠部５９の深さ方向に垂直な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。非圧縮応力付与部７９ｂに対しては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図２６の非圧縮応力付与部７５ｂに示された太線）又は１３５°（又は３１５°）（図２６の非圧縮応力付与部７５ｂに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌが走査される。

切欠部５９の底部５９ａにおける深さ方向と垂直な方向（以下、垂直方向）における膨張又は収縮に着目する。図２６の走査パターンでレーザ光又は電子ビームを走査した場合、マルテンサイト変態時の圧縮応力付与部７９ａの垂直方向の膨張量は非圧縮応力付与部７９ｂの垂直方向の膨張量よりも大きくなり、あるいは、固化層８３の冷却時又は固化層８３の時効硬化時の圧縮応力付与部７９ａの垂直方向の収縮量は非圧縮応力付与部７９ｂの垂直方向の収縮量よりも小さくなる。これにより、圧縮応力付与部７９ａが非圧縮応力付与部７９ｂに対して相対的に膨張することとなり、圧縮応力付与部７９ａに圧縮応力が発生する。切欠部５９近傍に引張応力が加わっても、引張応力の少なくとも一部が残留応力である圧縮応力により軽減され、割れが生じにくくなる。

図２７は、走査方向と平行方向の固化層８３の膨張量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の膨張量よりも小さい場合、又は、走査方向と平行方向の固化層８３の収縮量が走査方向に対して垂直方向の固化層８３の収縮量よりも大きい場合の、図２５の固化層８３における走査パターンを例示したものである。図２７中の太線は図２５に示す固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表し、点線は図２５に示す固化層８３に隣接する上下の固化層８３におけるレーザ光Ｌ又は電子ビームの走査方向を表している。

圧縮応力付与部７９ａに対しては、切欠部５９の深さ方向に水平な走査方向でレーザ光Ｌ又は電子ビームが走査される。非圧縮応力付与部７９ｂに対しては、分割層１層毎に交互に、４５°（又は２２５°）（図２７の非圧縮応力付与部７５ｂに示された太線）又は１３５°（又は３１５°）（図２７の非圧縮応力付与部７５ｂに示された点線）の走査方向でレーザ光Ｌが走査される。

切欠部５９の底部５９ａにおける深さ方向と垂直な方向である垂直方向における膨張又は収縮に着目する。図２７の走査パターンでレーザ光又は電子ビームを走査した場合、マルテンサイト変態時の圧縮応力付与部７９ａの垂直方向の膨張量は非圧縮応力付与部７９ｂの垂直方向の膨張量よりも大きくなり、あるいは、固化層８３の冷却時又は固化層８３の時効硬化時の圧縮応力付与部７９ａの垂直方向の収縮量は非圧縮応力付与部７９ｂの垂直方向の収縮量よりも小さくなる。これにより、圧縮応力付与部７９ａが非圧縮応力付与部７９ｂに対して相対的に膨張することとなり、圧縮応力付与部７９ａに圧縮応力が発生する。切欠部５９近傍に引張応力が加わっても、引張応力の少なくとも一部が残留応力である圧縮応力により軽減され、割れが生じにくくなる。

なお、流路を有する三次元造形物における走査パターンと同様、圧縮応力付与部７９ａが非圧縮応力付与部７９ｂに対し相対的に膨張するような走査パターンであれば、他の走査パターンが採用されてもよい。

以上、本発明に係る種々の実施形態を説明したが、これらは例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。当該新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。当該実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ ：チャンバ
１ａ ：ウィンドウ
３ ：材料層形成装置
４ ：ベース
５ ：造形テーブル
６ ：造形テーブル駆動装置
１１ ：リコータヘッド
１１ａ ：材料収容部
１１ｂ ：材料供給口
１１ｃ ：材料排出口
１１ｆｂ ：ブレード
１１ｒｂ ：ブレード
１２ ：リコータヘッド駆動装置
１３ ：照射装置
１７ ：汚染防止装置
１７ａ ：筐体
１７ｂ ：開口部
１７ｃ ：拡散部材
１７ｄ ：不活性ガス供給空間
１７ｅ ：細孔
１７ｆ ：清浄室
３１ ：光源
３３ ：コリメータ
３５ ：フォーカス制御ユニット
３７ ：走査装置
３７ａ ：Ｘ軸ガルバノミラー
３７ｂ ：Ｙ軸ガルバノミラー
５１ ：流路
５３ ：流路
５４ ：流路
５５ ：流路
５７ ：流路
５９ ：切欠部
５９ａ ：底部
７１ ：三次元造形物
７１ａ ：圧縮応力付与部
７１ｂ ：非圧縮応力付与部
７３ ：三次元造形物
７５ ：三次元造形物
７５ａ ：圧縮応力付与部
７５ｂ ：非圧縮応力付与部
７５ｃ ：低膨張／高収縮部
７６ ：三次元造形物
７６ａ ：圧縮応力付与部
７６ｂ ：非圧縮応力付与部
７７ ：三次元造形物
７７ａ ：圧縮応力付与部
７７ｂ ：非圧縮応力付与部
７９ ：三次元造形物
７９ａ ：圧縮応力付与部
７９ｂ ：非圧縮応力付与部
８１ ：ベースプレート
８２ ：材料層
８３ ：固化層
１００ ：積層造形装置
Ｌ ：レーザ光
Ｒ ：造形領域
Ｓ ：照射領域

Claims (15)

1. 所望の三次元造形物を形成する領域である造形領域に材料層を形成する材料層形成工程と、レーザ光又は電子ビームを所定の走査方向で走査して前記材料層の所定の照射領域に対して前記レーザ光又は前記電子ビームを照射して固化層を形成する固化工程と、を前記三次元造形物を所定の厚みで分割してなる分割層毎に繰り返して、複数の固化層を積層して前記三次元造形物を得る積層造形方法であって、
   前記複数の固化層のうち１以上の固化層である応力制御層は、圧縮応力が付与される領域である圧縮応力付与部と、前記圧縮応力付与部とは異なる領域である非圧縮応力付与部と、を含んで構成され、
   前記固化工程においては、前記走査方向と温度変化時又は熱処理時の膨張量又は収縮量との関係に基づき、前記圧縮応力付与部が前記非圧縮応力付与部よりも膨張する、又は、前記非圧縮応力付与部が前記圧縮応力付与部よりも縮小するように、前記圧縮応力付与部に対して前記非圧縮応力付与部と異なる前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、積層造形方法。
2. 前記走査方向と平行方向の前記固化層の膨張量が前記走査方向に対して垂直方向の前記固化層の膨張量よりも大きい、又は、前記走査方向と平行方向の前記固化層の収縮量が前記走査方向に対して垂直方向の前記固化層の収縮量よりも小さい、請求項１に記載の積層造形方法。
3. 前記三次元造形物は、流体を流通可能な流路を有する、請求項２に記載の積層造形方法。
4. 前記応力制御層の少なくとも１つの固化層は、前記流路の前記流体の流通方向に対して垂直方向の断面である横断面を含み、
   前記応力制御層の少なくとも１つの固化層の前記圧縮応力付与部は、前記横断面に隣接して前記横断面を囲繞する部分であり、
   前記応力制御層の少なくとも１つの固化層に対する前記固化工程においては、前記圧縮応力付与部に対して、前記横断面の周縁に平行な前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、請求項３に記載の積層造形方法。
5. 前記応力制御層の少なくとも１つの固化層は、前記圧縮応力付与部に隣接して前記圧縮応力付与部を囲繞する領域である低膨張／高収縮部をさらに備え、
   前記応力制御層の少なくとも１つの固化層に対する前記固化工程においては、前記低膨張／高収縮部に対して、前記横断面の前記周縁に垂直な前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、請求項４に記載の積層造形方法。
6. 前記応力制御層の少なくとも１つの固化層は、前記流路の前記流体の流通方向に対して垂直方向の断面である横断面を複数含み、
   前記横断面のうち少なくとも２つの横断面の互いの距離は前記流路の直径の３倍以下であり、
   前記応力制御層の少なくとも１つの固化層の前記圧縮応力付与部は、前記少なくとも２つの横断面の間の部分であり、
   前記応力制御層の少なくとも１つの固化層に対する前記固化工程においては、前記圧縮応力付与部に対して、前記少なくとも２つの横断面を互いに結ぶ線分に垂直な前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、請求項３に記載の積層造形方法。
7. 前記応力制御層の少なくとも１つの固化層は、前記流路の前記流体の流通方向に対して平行方向の断面である縦断面を含み、
   前記応力制御層の少なくとも１つの固化層の前記圧縮応力付与部は、前記縦断面に隣接する部分であり、
   前記応力制御層の少なくとも１つの固化層に対する前記固化工程においては、前記圧縮応力付与部に対して、前記縦断面の周縁に垂直な前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、請求項３に記載の積層造形方法。
8. 前記走査方向と平行方向の前記固化層の膨張量が前記走査方向に対して垂直方向の前記固化層の膨張量よりも小さい、又は、前記走査方向と平行方向の前記固化層の収縮量が前記走査方向に対して垂直方向の前記固化層の収縮量よりも大きい、請求項１に記載の積層造形方法。
9. 前記三次元造形物は、流体を流通可能な流路を有する、請求項８に記載の積層造形方法。
10. 前記応力制御層の少なくとも１つの固化層は、前記流路の前記流体の流通方向に対して垂直方向の断面である横断面を含み、
    前記応力制御層の少なくとも１つの固化層の前記圧縮応力付与部は、前記横断面に隣接して前記横断面を囲繞する部分であり、
    前記応力制御層の少なくとも１つの固化層に対する前記固化工程においては、前記圧縮応力付与部に対して、前記横断面の周縁に垂直な前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、請求項９に記載の積層造形方法。
11. 前記応力制御層の少なくとも１つの固化層は、前記圧縮応力付与部に隣接して前記圧縮応力付与部を囲繞する領域である低膨張／高収縮部をさらに備え、
    前記応力制御層の少なくとも１つの固化層に対する前記固化工程においては、前記低膨張／高収縮部に対して、前記横断面の前記周縁に平行な前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、請求項１０に記載の積層造形方法。
12. 前記応力制御層の少なくとも１つの固化層は、前記流路の前記流体の流通方向に対して垂直方向の断面である横断面を複数含み、
    前記横断面のうち少なくとも２つの横断面の互いの距離は前記流路の直径の３倍以下であり、
    前記応力制御層の少なくとも１つの固化層の前記圧縮応力付与部は、前記少なくとも２つの横断面の間の部分であり、
    前記応力制御層の少なくとも１つの固化層に対する前記固化工程においては、前記圧縮応力付与部に対して、前記少なくとも２つの横断面を互いに結ぶ線分に平行な前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、請求項９に記載の積層造形方法。
13. 前記応力制御層の少なくとも１つの固化層は、前記流路の前記流体の流通方向に対して平行方向の断面である縦断面を含み、
    前記応力制御層の少なくとも１つの固化層の前記圧縮応力付与部は、前記縦断面に隣接する部分であり、
    前記応力制御層の少なくとも１つの固化層に対する前記固化工程においては、前記圧縮応力付与部に対して、前記縦断面の周縁に平行な前記走査方向で前記レーザ光又は前記電子ビームが走査される、請求項９に記載の積層造形方法。
14. 前記固化工程においては、前記応力制御層でない固化層および前記非圧縮応力付与部に対して、上下に隣接する前記分割層の前記走査方向が異なるように、前記レーザ光又は前記電子ビームがラスタ走査される、請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載の積層造形方法。
15. 前記固化工程においては、前記応力制御層でない固化層および前記非圧縮応力付与部に対して、上下に隣接する前記分割層の前記走査方向が９０°異なるように、前記レーザ光又は前記電子ビームがラスタ走査される、請求項１４に記載の積層造形方法。

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