(57)【要約】【課題】付加製造機械及びシステム並びにワークピース上に付加印刷する方法を改善する。【解決手段】付加製造システム（１００）は、視覚システム（１０２）及び付加製造機械（１０４）に動作可能に結合されたコントローラ（２０００）を含んでも良い。コントローラ（２０００）は、ライブラリＣＡＤモデル（８５０）においてワークピース（１１６）に対応する基準モデル（８５２）を横断する基準モデル界面（８５４）を決定し、ライブラリＣＡＤモデル（８５０）の基準モデル界面（８５４）をワークピース（１１６）のワークピース界面（１２０）のデジタル表現と比較するように構成されても良い。デジタル表現は、少なくとも部分的に基準モデル界面（８５４）に基づいて拡張セグメント（８０２）のモデルを生成するために視覚システム（１０２）を使用して得られる。拡張セグメント（８０２）のモデルはワークピース（１１６）のワークピース界面（１２０）上に付加印刷されるように設定される。【選択図】図１１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークピース（１１６）に対応する基準モデル（８５２）を横断する基準モデル界面（８５４）をライブラリＣＡＤモデル（８５０）において決定すること、
前記ライブラリＣＡＤモデル（８５０）の前記基準モデル界面（８５４）を前記ワークピース（１１６）のワークピース界面（１２０）のデジタル表現と比較し、前記デジタル表現は、前記ワークピース界面（１２０）を含む視野（１１４）を有する視覚システム（１０２）によって得られるものであること、  及び
少なくとも部分的に前記基準モデル界面（８５４）に基づき拡張セグメント（８０２）のモデルを生成し、前記拡張セグメント（８０２）の前記モデルは前記ワークピース（１１６）の前記ワークピース界面（１２０）上に付加印刷されるように設定されること、
を含むワークピース界面（１２０）と合致する拡張セグメント（２０６）を含むＣＡＤモデルを生成する方法。
【請求項２】
拡張セグメント（８０２）のモデルを生成することは、  
前記基準モデル（８５２）から前記基準モデル界面（８５４）を抽出することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
拡張セグメント（８０２）のモデルを生成することは、  
少なくとも部分的に前記比較に基づき前記基準モデル界面（８５４）を変形し、前記ワークピース界面（１２０）の前記デジタル表現に合致する変形モデル界面（８０４）を規定すること、及び
前記変形モデル界面（８０４）を拡張し、前記ワークピース界面（１２０）の上に付加印刷されるように設定された前記拡張セグメント（８０２）のモデルを規定すること、を含む、請求項１から請求項２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記基準モデル界面（８５４）を変形することは、
前記基準モデル界面（８５４）の少なくとも一部を回転する、曲げる、捻る、シフトする、縮小拡大する、平滑化する、位置合わせする、オフセットする及び／又はモーフィングすることを含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記基準モデル界面（８５４）を変形することは、
前記基準モデル界面（８５４）の少なくとも第１の部分をワークピース界面（１２０）の前記デジタル表現と位置合わせするために選択された第１の変形操作（１０００）を実行し、前記第１の変形操作（１０００）がシフト及び／又は回転の変形操作（１０００）を含むこと、及び
前記基準モデル界面（８５４）の少なくとも第２の部分を前記ワークピース界面（１２０）の前記デジタル表現と位置合わせするために選択された第２の変形操作（１０００）を実行し、前記第２の変形操作（１０００）が曲げ及び／又は縮小拡大の変形操作（１０００）を含むこと、
を含む請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記変形モデル界面（８０４）を拡張することは、
少なくとも部分的に前記視野（１１４）の前記デジタル表現に基づき前記ワークピース（１１６）の高さを決定すること、
前記ワークピース（１１６）の前記ワークピース界面（１２０）上に付加印刷すべき前記拡張セグメント（２０６）の高さを決定すること、
前記変形モデル界面（８０４）を前記拡張セグメント（２０６）の高さに対応する分だけｚ方向に拡張すること、
を含む請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記変形モデル界面（８０４）を前記拡張セグメント（２０６）の高さに対応する分だけｚ方向に拡張することは、
前記変形モデル界面（８０４）を、付加製造機械（１０４）のビルド面（１２２）に対応する高さに位置決めすること、
前記変形モデル界面（８０４）の複製を、前記変形モデル界面（８０４）の上方に前記拡張セグメント（２０６）の高さに対応するｚ方向の距離を置いて位置決めすること、及び
前記変形モデル界面（８０４）から前記変形モデル界面（８０４）の前記複製までｚ方向に延びる前記拡張セグメント（８０２）の前記モデルを規定すること、
を含む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記変形モデル界面（８０４）を前記拡張セグメント（２０６）の高さに対応する分だけｚ方向に拡張することは、
前記変形モデル界面（８０４）を、付加製造機械（１０４）のビルド面（１２２）に対応する高さに位置決めすること、
前記基準モデル（８５２）の上端面に対応する前記基準モデル（８５２）の基準拡張面（１１０４）を決定し、前記基準モデル（８５２）の前記基準拡張面（１１０４）を、前記変形モデル界面（８０４）の上方に前記拡張セグメント（２０６）の高さに対応するｚ方向の距離を置いて位置決めすること、及び
前記変形モデル界面（８０４）から前記基準拡張面（１１０４）までｚ方向に延びる前記拡張セグメント（８０２）の前記モデルを規定すること、
を含む請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記変形モデル界面（８０４）を前記拡張セグメント（２０６）の高さに対応する分だけｚ方向に拡張することは、
前記変形モデル界面（８０４）を、付加製造機械（１０４）のビルド面（１２２）に対応する高さに位置決めすること、
前記拡張セグメント（８０２）の前記モデルの拡張面のスライス高さを決定すること、
前記基準モデル（８５２）における基準拡張面（１１０４）を決定し、前記基準拡張面（１１０４）は前記拡張セグメント（８０２）の前記モデルの前記スライス高さに対応する高さにあること、
前記基準拡張面（１１０４）を、前記変形モデル界面（８０４）の上方に前記スライス高さに対応するｚ方向の距離を置いて位置決めすること、
前記基準拡張面（１１０４）を変形し、変形拡張面を規定し、前記基準拡張面（１１０４）を変形することが少なくとも部分的に前記基準拡張面（１１０４）の前記変形モデル界面（８０４）と及び／又は前記拡張セグメント（２０６）の高さに対する前記変形モデル界面（８０４）上の前記基準拡張面（１１０４）の位置との比較に基づくこと、及び
前記変形モデル界面（８０４）から前記基準拡張面（１１０４）までｚ方向に延びる前記拡張セグメント（８０２）の前記モデルを規定すること、
を含む請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記拡張セグメント（８０２）の前記モデルを拡張セグメントＣＡＤモデル（８００）に出力することを含む、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記ワークピース（１１６）はターボ機械用のコンプレッサブレード又はタービンブレードからなり、前記拡張セグメント（２０６）はブレード端を含む、請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
対応の複数のワークピース（１１６）上に付加印刷されるように設定された複数の拡張セグメント（２０６）を含むＣＡＤモデルを生成する方法であって、前記複数のワークピース（１１６）の各一つについて、
前記複数のワークピース（１１６）の各一つに対応する基準モデル（８５２）を横断する基準モデル界面（８５４）を前記ライブラリＣＡＤモデル（８５０）において決定すること、
前記ライブラリＣＡＤモデル（８５０）の前記基準モデル界面（８５４）を前記複数のワークピース（１１６）の各一つのワークピース界面（１２０）のデジタル表現と比較し、前記デジタル表現は前記視覚システム（１０２）を使用して得られ、前記視覚システム（１０２）は前記複数のワークピース（１１６）の各一つの前記ワークピース界面（１２０）を含む視野（１１４）を有すること、及び
少なくとも部分的に前記複数のワークピース（１１６）の各一つに対応する前記基準モデル界面（８５４）に基づき、前記複数のワークピース（１１６）の各一つに対応する拡張セグメント（８０２）のモデルを生成し、前記拡張セグメント（８０２）の前記モデルは前記複数のワークピース（１１６）の各一つの前記ワークピース界面（１２０）上に付加印刷されるように設定されること、
を含む、請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
拡張セグメント（８０２）のモデルを生成することは、
前記基準モデル（８５２）から前記複数のワークピース（１１６）の各一つに対応する前記基準モデル界面（８５４）を抽出すること、
少なくとも部分的に前記比較に基づき、前記複数のワークピース（１１６）の各一つに対応する前記基準モデル界面（８５４）を変形し、前記複数のワークピース（１１６）の各一つの前記ワークピース界面（１２０）の前記デジタル表現に合致する変形モデル界面（８０４）を規定すること、
前記変形モデル界面（８０４）を拡張し、前記複数のワークピース（１１６）の各一つの前記ワークピース界面（１２０）上に付加印刷されるように設定された拡張セグメント（８０２）のモデルを規定すること、及び
前記複数のワークピース（１１６）の各一つの前記対応するワークピース界面（１２０）上に付加印刷されるようにそれぞれ設定された複数の拡張セグメント（２０６）のモデルを、拡張セグメントＣＡＤモデル（８００）に出力すること、
を含む、請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記ライブラリＣＡＤモデル（８５０）の前記基準モデル界面（８５４）を第１のワークピース（１１６）の第１のワークピース界面（１２０）の第１のデジタル表現と比較し、前記第１のデジタル表現が前記視覚システム（１０２）を使用して得られ、前記視覚システム（１０２）が前記第１のワークピース界面（１２０）を含む視野（１１４）を有すること、
少なくとも部分的に前記比較に基づいて前記基準モデル界面（８５４）を変形し、前記第１のデジタル表現に合致する第１の変形モデル界面（８０４）を規定すること、
前記第１の変形モデル界面（８０４）を拡張し、前記第１のワークピース（１１６）の前記第１のワークピース界面（１２０）上に付加印刷されるように設定された第１の拡張セグメント（２０６）の第１のモデルを規定すること、
前記ライブラリＣＡＤモデル（８５０）の前記基準モデル界面（８５４）を第２のワークピース（１１６）の第２のワークピース界面（１２０）の第２のデジタル表現と比較し、前記第２のデジタル表現が前記視覚システム（１０２）を使用して得られたものであり、前記視覚システム（１０２）が前記第２のワークピース界面（１２０）を含む視野（１１４）を有すること、
少なくとも部分的に前記比較に基づき前記基準モデル界面（８５４）を変形し、前記第２のデジタル表現に合致する第２の変形モデル界面（８０４）を規定すること、
前記第２の変形モデル界面（８０４）を拡張し、前記第２のワークピース（１１６）の前記第２のワークピース界面（１２０）上に付加印刷されるように設定された第２の拡張セグメント（２０６）の第２のモデルを規定すること、及び
前記第１の拡張セグメント（２０６）の前記第１のモデル及び前記第２の拡張セグメント（２０６）の前記第２のモデルを拡張セグメントＣＡＤモデル（８００）に出力すること、
を含む請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
視覚システム（１０２）と付加製造機械（１０４）とに動作可能に結合されたコントローラ（２０００）を備える付加製造システム（１００）であって、前記コントローラ（２０００）は１又は複数のコンピュータ可読媒体と１又は複数のプロセッサ（２００４）とを含み、前記１又は複数のコンピュータ可読媒体はコンピュータ実行可能命令（２００８）を含み、前記コンピュータ実行可能命令（２００８）は前記１又は複数のプロセッサ（２００４）により実行されると前記付加製造システム（１００）に、
ワークピース（１１６）に対応する基準モデル（８５２）を横断する基準モデル界面（８５４）をライブラリＣＡＤモデル（８５０）において決定させ、
前記ライブラリＣＡＤモデル（８５０）の前記基準モデル界面（８５４）を、ワークピース界面（１２０）を含む視野（１１４）を有する視覚システム（１０２）を使用して得られた前記ワークピース（１１６）の前記ワークピース界面（１２０）のデジタル表現と比較させ、及び
少なくとも部分的に前記基準モデル界面（８５４）に基づき、前記ワークピース（１１６）の前記ワークピース界面（１２０）上に付加印刷されるように設定された拡張セグメント（８０２）のモデルを生成させる、付加製造システム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、概して付加製造（ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）システム、及びワークピース（ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ）上に付加印刷（ａｄｄｉｔｉｖｅｌｙ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ）する方法、特にワークピースの位置を特定するように構成された視覚システムを含むシステム及び方法、並びにワークピース上に付加印刷するように構成された付加製造機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
付加製造機械又はシステムは、３次元コンピュータモデルに従ってコンポーネントを生産することに利用することができる。コンポーネントのモデルはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）プログラムを使用して製作することができ、付加製造機械又はシステムはこのモデルに従ってコンポーネントを付加印刷することができる。従来の付加製造機械又はシステムでは、通常、コンポーネントはビルドプレート及び／又はビルドチャンバの上に付加印刷される。付加印刷プロセスの完了後、更なる処理のためにコンポーネントはビルドプレート及び／又はビルドチャンバから取り外される。ビルドプレート及び／又はビルドチャンバは付加製造されるコンポーネントの一部ではなく、ビルドプレート及びビルドチャンバはそれぞれ付加印刷処理の間、コンポーネントを支持するための面及び／又は手段を規定するものである。そのため、コンポーネントがＣＡＤモデル通りにうまく印刷されるのであれば、ビルドプレート上及び／又はビルドチャンバ内の最終的付加印刷コンポーネントの特定の位置は特に重要ではない。
【０００３】
しかしながら、本明細書によると、単一のビルドの一部として複数の既存のワークピース上に付加印刷することも含め、既存のワークピース上に付加印刷するためには付加製造機械又はシステムを利用することが望ましい。そのようなワークピース上に付加印刷する際、ニアネットシェイプコンポーネントを提供するためには、付加製造機械あるいはシステム及び方法は、充分な精度及び正確さで既存のワークピース上に付加印刷することが望まれる。したがって、付加製造機械及びシステム、並びにワークピース上に付加印刷する方法を改善する必要がある。
【０００４】
本明細書で考慮されるワークピースには、新規に製作されるコンポーネントのみならず、例えば耐用期間中に破損、摩耗及び／又は劣化し得る機械コンポーネントあるいは装置コンポーネントといった、修理、再生、又は改良等々が予定されるコンポーネントも含まれる。機械コンポーネントあるいは装置コンポーネントなどのワークピースを修理、再生又は改良するためには、該コンポーネント上に付加印刷することが望ましい。また、向上した性能又は耐用期間を有するコンポーネントのような新規のコンポーネントを生産するためには、ワークピース上に付加印刷することが望ましい。
【０００５】
機械コンポーネント又は装置コンポーネントの一つの例は、ターボ機械に用いられるコンプレッサブレード又はタービンブレードなどのエアフォイルである。これらのエアフォイルは、耐用期間中にしばしば破損、摩耗及び／又は劣化を被る。補修中のエアフォイル、例えばガスタービンエンジンのコンプレッサブレードなどは、長期間の使用後の腐食、傷及び／又はひびを示す。具体的には、例えばこのようなブレードはかなりの高ストレス及び高温に晒され、これが必然的にブレード、特にブレードの先端付近を時間の経過とともに摩耗させる。例えば、ブレード端とターボ機械シュラウドとの間の摩擦やこすれ、高温ガスによる化学劣化又は酸化、ローディング及びアンローディングの繰り返し、結晶格子の拡散クリープなどから、ブレード端は摩耗や損傷を受けやすい。
【０００６】
特に、ブレードの摩耗や損傷は、そのままにしておくと機械の故障又は性能低下をもたらし得る。具体的には、そのようなブレードは、ガスがブレード端とターボ機械シュラウドとの間の隙間から機械エネルギに変換されることなくターボ機械の段を通って漏れることを可能にするので、ターボ機械の運転効率を低下させ得る。効率が特定のレベル以下に低下すると、ターボ機械は通常、オーバーホール及び修理のため撤去される。それに加え、強度の低下したブレードはエンジンの完全な破壊や破局的故障をもたらし得る。
【０００７】
それ故、ターボ機械のコンプレッサブレードは、通常、頻繁な検査、修理又は交換の対象となっている。通常、そのようなブレードをすべて交換するのは費用がかさむが、いくつかは比較的低コストで（全部を新品と交換する場合に比べて）耐用期間延長のため修理することができる。それでも従来の修理プロセスは労働集約的且つ時間がかかりがちである。
【０００８】
例えば、従来の修理プロセスは溶接／クラッド技術を用い、それにより修理材料は粉体形状又はワイヤ形状のいずれかで修理面に供給可能であり、修理材料は、レーザ、ｅ−ビーム、プラズマアークなどの集束電源を使用することにより修理面に溶融させ接着させることができる。しかしながら、このような溶接／クラッド技術により修理したブレードも、目標形状及び表面仕上げを達成するために長時間の後処理にかけられる。具体的には、修理面に接着した溶接／クラッド修理材料の大きなフィーチャーサイズに起因し、修理されたブレードは余分な材料を除去するための大掛かりな切削、及びそれに続く目標表面仕上げを達成するための研磨を必要とする。特に、このような切削及び研磨は、単一のブレードについて同時に行われ、きつく単調な労働であり、一回の修理にかかる全体的労働コストは高くなる。
【０００９】
他の選択肢として、別の指向性エネルギ堆積（ＤＥＤ）法、例えば、高速金属粉体を該粉体が変形しベースコンポーネントに堆積するように目標あるいはベースコンポーネントに向けて衝突させる、コールドスプレーをブレード修理に用いても良い。しかしながら、バッチ処理即ち大量のコンポーネントを時間的に効率よく修理することに適したＤＥＤ法は存在せず、事業的価値はほとんどあるいは全くない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、補修されるコンポーネントを修理又は再生するための改善されたシステム及び方法を提供することが望まれる。特に、摩耗したコンプレッサブレードを迅速且つ効率的に再生又は修理するための付加製造器械及びシステムが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
態様及び利点の一部は以下の記載に述べられ又は該記載から自明であり、又はここに開示される内容を実施することにより知ることができる。
【００１２】
一つの態様では、本開示はワークピース界面に応じた拡張セグメントを含むＣＡＤモデルを生成する方法に及ぶ。一つの例示的方法は、ライブラリＣＡＤモデルにおいてワークピースに対応する基準モデルを横断する基準モデル界面を決定すること、ライブラリＣＡＤモデルの基準モデル界面をワークピースのワークピース界面のデジタル表現と比較すること、少なくとも基準モデル界面の一部に基づき拡張セグメントのモデルを生成することを含み、デジタル表現はワークピース界面を含む視野を有する視覚システムを使用して得られたものであり、拡張セグメントのモデルはワークピースのワークピース界面上に付加印刷されるように設定される。
【００１３】
他の態様では、本開示は付加製造システムに及ぶ。一つの例示的付加製造システムは視覚システムと付加製造機械とに動作可能に結合されたコントローラを含み得る。コントローラは１又は複数のコンピュータ可読媒体と１又は複数のプロセッサとを含み得る。１又は複数のコンピュータ可読媒体はコンピュータ実行可能命令を含んでも良く、それは１又は複数のプロセッサにより実行されると付加製造システムにワークピース界面に応じた拡張セグメントのモデルを含むＣＡＤモデルを生成させる。
【００１４】
例として、付加製造システムは、ライブラリＣＡＤモデルにおいてワークピースに対応する基準モデルを横断する基準モデル界面を決定するように構成されても良い。付加製造システムはまたライブラリＣＡＤモデルの基準モデル界面をワークピースのワークピース界面のデジタル表現と比較するように構成されても良く、デジタル表現はワークピース界面を含む視野を有する視覚システムを使用して得られたものであっても良い。更に、付加製造システムは少なくとも基準モデル界面の一部に基づき拡張セグメントのモデルを生成するように構成されて良く、拡張セグメントのモデルはワークピースのワークピース界面上に付加印刷されるものであっても良い。
【００１５】
更に別の態様では、本開示はコンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ可読媒体にも及び、コンピュータ実行可能命令は１又は複数のプロセッサにより実行されると付加製造システムにワークピース界面に合致する拡張セグメントのモデルを含むＣＡＤモデルを生成させる。
【００１６】
例示のコンピュータ可読媒体は、付加製造システムにワークピースに対応する基準モデルを横断する基準モデル界面をライブラリＣＡＤモデルにおいて決定させるように設定されているコンピュータ実行可能命令を含んでも良い。例示のコンピュータ可読媒体はまた、付加製造システムにライブラリＣＡＤモデルの基準モデル界面をワークピースのワークピース界面のデジタル表現と比較するように設定されているコンピュータ実行可能命令を含んでも良く、デジタル表現はワークピース界面を含む視野を有する視覚システムを使用して得られたものであっても良い。更に例示的コンピュータ可読媒体はまた、付加製造システムに少なくとも基準モデル界面の一部に基づき拡張セグメントのモデルを生成するように設定されているコンピュータ実行可能命令を含んでも良く、拡張セグメントのモデルはワークピースのワークピース界面上に付加印刷されるものであっても良い。
【００１７】
これらの及び他の特徴、態様及び利点は、以下の記載及び添付の特許請求の範囲を参照することにより、より良く理解される。本明細書に含まれ且つ本明細書を構成する添付の図面は、例示的実施形態を図示し、明細書の記載と共に開示された内容のいくつかの原理を説明する役割を果たすものである。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
当業者に十分であり且つ実施可能であって、最良の実施形態を含む開示が、以下に説明する添付の図面を参照しつつ明細書に記載されている。
【００１９】
【図１Ａ】図１Ａは例示的付加製造システムを概略的に表す。
【図１Ｂ】図１Ｂは例示的付加製造システムを概略的に表す。
【図２Ａ】図２Ａは、ビルドプレートに固定された複数のワークピースを含む例示的ワークピースアセンブリを概略的に表す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの例示的ワークピースアセンブリを概略的に表し、ビルドプレートに固定されている複数のワークピースに拡張セグメントが付加印刷される複数のコンポーネントを有する。
【図３Ａ】図３Ａは、ビルド面と位置がずれている複数のワークピースと、その結果ビルド面に一様な粉体の層を塗布することに失敗したリコータとを概略的に表す。
【図３Ｂ】図３Ｂは、ビルド面と位置がずれている複数のワークピースと、その結果ビルド面に一様な粉体の層を塗布することに失敗したリコータとを概略的に表す。
【図３Ｃ】図３Ｃは、ビルド面と位置合わせされた複数のワークピースと、ビルド面に一様な粉体の層を塗布することに成功したリコータとを概略的に表す。
【図３Ｄ】図３Ｄは、ビルド面と位置合わせされた複数のワークピースと、ビルド面に一様な粉体の層を塗布することに成功したリコータとを概略的に表す。
【図４】図４は、ワークピースのワークピース界面上に拡張セグメントを付加印刷する例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図５Ａ】図５Ａは、サブトラクティブ改修前後における例示的ワークピースを概略的に表す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、サブトラクティブ改修前後における例示的ワークピースを概略的に表す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、図５Ｂに表されるワークピース上に拡張セグメントを付加印刷することにより形成される例示的コンポーネントを概略的に表す。
【図６Ａ】図６Ａは、視覚システムを使用して取り込まれた、ワークピースを含む視野の例示的デジタル表現を概略的に表す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、視覚システムを使用して取り込まれた、複数のワークピースを含む１又は複数の視野の例示的デジタル表現を概略的に表す。
【図７Ａ】図７Ａは、ワークピース、ワークピース界面及び／又はワークピース界面外周を決定する例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図７Ｂ】図７Ｂは、印刷コマンドを生成する例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図８Ａ】図８Ａは、複数の拡張セグメントのモデルを含む例示的拡張セグメントＣＡＤモデルを概略的に表す。
【図８Ｂ】図８Ｂは、複数の基準ワークピースの基準モデルを含む例示的ライブラリＣＡＤモデルを概略的に表す。
【図９Ａ】図９Ａは、拡張セグメントＣＡＤモデルを生成する例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図９Ｂ】図９Ｂは、拡張セグメントＣＡＤモデルを生成する例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図１０Ａ】図１０Ａは、基準モデル界面をワークピース界面のデジタル表現に合致させるために行うことが可能な例示的変形操作、例えば図９Ａ及び図９Ｂに表される例示的方法を概略的に表す。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに表される例示的方法のような、基準モデル界面をワークピース界面のデジタル表現に合致させるように行うことが可能な例示的変形操作を概略的に表す。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、図９Ａ及び図９Ｂに表される例示的方法のような、基準モデル界面をワークピース界面のデジタル表現に合致させるように行うことが可能な例示的変形操作を概略的に表す。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、図９Ａ及び図９Ｂに表される例示的方法のような、基準モデル界面をワークピース界面のデジタル表現に合致させるように行うことが可能な例示的変形操作を概略的に表す。
【図１１Ａ】図１１Ａは、例示的基準モデル、例えばライブラリＣＡＤモデルを概略的に表す。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、拡張セグメントの例示的モデル、例えば拡張セグメントＣＡＤモデルを概略的に表す。
【図１２Ａ】図１２Ａは、モデル界面から基準拡張面にｚ方向に延びる拡張セグメントのモデルを定義するために行うことが可能なモデル界面を拡張する例示的方法、例えば図９Ａ及び９Ｂに表される例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、図９Ａ及び９Ｂに表される例示的方法のような、モデル界面から基準拡張面にｚ方向に延びるモデルを定義するように行うことが可能なモデル界面を拡張する例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、図９Ａ及び９Ｂに表される例示的方法のような、モデル界面から基準拡張面にｚ方向に延びるモデルを定義するように行うことが可能なモデル界面を拡張する例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、図９Ａ及び９Ｂに表される例示的方法のような、モデル界面から基準拡張面にｚ方向に延びるモデルを定義するように行うことが可能なモデル界面を拡張する例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図１３】図１３は、複数の拡張セグメントのスライスを付加印刷するための例示的印刷コマンドを概略的に表す。
【図１４】図１４は、例示的較正ＣＡＤモデルを概略的に表す。
【図１５】図１５は、付加製造機械を使用して印刷された複数の印刷較正マークを含む例示的較正面を概略的に表す。
【図１６】図１６は、視覚システムを使用して得られた複数の印刷較正マークを含む視野の例示的デジタル表現を概略的に表す。
【図１７】図１７は、複数のデジタル表現された較正マークの各一つの複数のモデル較正マークの対応する各一つとの例示的比較を図示する、例示的比較テーブルを概略的に表す。
【図１８Ａ】図１８Ａは、較正前後の視覚システムから得られたワークピース界面の例示的デジタル表現、例えば視覚システムに適用される較正調整を概略的に表す。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、較正前後の付加製造機械を使用して付加印刷された拡張セグメントの例示的位置、例えば付加製造機械に適用される較正調整を概略的に表す。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、較正前後の拡張セグメントＣＡＤモデルにおける拡張セグメントのモデルの例示的位置、例えば拡張セグメントＣＡＤモデルに適用される較正調整を概略的に表す。
【図１９】図１９は、付加製造システムを調整する例示的方法を表すフローチャートを示す。
【図２０】図２０は、付加製造システムの例示的制御システムを表すブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示の同じ又は類似の機能又は構成要素には、本明細書及び図面において同じ参照符号を繰り返し使用している。
【００２１】
ここに開示される内容の例示的実施形態を以下に詳細に記載する。その１又は複数の例は図面に示されている。各例は説明として提供されるものであり、本開示を限定するものと解釈すべきではない。事実、本開示の範囲や精神を逸脱することなく、本開示にさまざまな修正や変更を加えることができることは当業者には明らかである。例えば、一つの実施形態の一部として図示あるいは記載されている機能を別の実施形態に用い、更に別の実施形態を生み出すことができる。したがって、本開示は添付の特許請求の範囲及びそれらの均等範囲や精神内にある変更及び修正を含むものと意図される。
【００２２】
「上端」「底」、「内側」、「外側」などの用語は便宜上の語であり、限定用語とは解釈されないと理解すべきである。ここで用いられる用語「第１」、「第２」及び「第３」は一つのコンポーネントを別のコンポーネントを区別するために交換可能に用いることができるものであり、個々のコンポーネントの位置や重要性を表すものではない。
【００２３】
明細書及び特許請求の範囲全体を通し、範囲限定は、組み合されそして置き換えられており、文脈や言い回しにより特に定められない限り、そのような範囲はその内部に含まれるサブ範囲を包含する。例えば、ここに開示されるすべての範囲は端点を含んでおり、これら端点は個々に互いに組み合わせ可能である
【００２４】
明細書及び特許請求の範囲全体を通して用いられる近似語は、基本機能において変更をもたらすことなく許容範囲内で変化可能な任意の定量表現を修正するために使用される。したがって、一つの用語又は複数の用語、例えば「約」、「ほぼ」、「実質的に」などにより修正される値は、明記の厳密な値に限定されない。少なくともいくつかの例では、近似語は、値を測定する計測器の精度、コンポーネント及び／又はシステムを造形する又は製造する方法又は機械の精度に対応し得る。
【００２５】
以下に詳細に記載するように、本発明の例示的実施形態は付加製造システムまたは方法の使用を含む。ここで用いられる用語「付加製造」又は「付加製造技術又はプロセス」は、概して材料の連続層が相互に重ね合わされて供給され、層を重ねて３次元のコンポーネントを「ビルドアップ」することを指す。概して連続層は相互に融合し、さまざまな一体型サブコンポーネントを有し得る一体構造のコンポーネントを形成する。
【００２６】
ここで用いられる用語「ニアネットシェイプ」は、最終的「ネット」形状に非常に近い印刷形状を有する付加印刷形状を指す。ニアネットシェイプコンポーネントは、研磨、バフ掛けなどの表面仕上げがなされても良いが、最終の「ネット」形状を得るために大変な機械加工は必要としない。一例として、ニアネットシェイプは、最終ネット形状から約１，５００ミクロン以下、例えば、約１，０００μｍ以下、約５００μｍ以下、約２５０μｍ以下、約１５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、又は２５μｍ以下だけ、異なっても良い。
【００２７】
ここでは、付加製造技術はオブジェクトを一点ずつ、一層ずつ、一般には垂直方向に築き上げることにより複雑なオブジェクトの製造を可能にするものと記載しているが、本発明の範囲内の他の製造方法も可能である。例えば、ここでは連続層を形成するための材料の付加を説明しているが、当業者であれば、ここに開示される方法及び構造は任意の付加製造技術や製造テクノロジーで実施可能であることは理解できる。例えば、本発明の実施形態は積層プロセス、層切削プロセス又はハイブリッドプロセスを用いることができる。
【００２８】
本開示に従う適切な付加製造技術は例えば、熱溶融積層法（ＦＤＭ）、選択的レーザ焼結法（ＳＬＳ）、インクジェットやレーザジェットなどの３Ｄ印刷、光造形法（ＳＬＡ）、直接選択的レーザ焼結法（ＤＳＬＳ）、電子ビーム焼結法（ＥＢＳ）、電子ビーム溶融法（ＥＢＭ）、レーザ加工ネットシェイピング（ＬＥＮＳ）、レーザネットシェイプ製造法（ＬＮＳＭ）、デジタルメタルデポジション（ＤＭＤ）、デジタルライトプロセシング（ＤＬＰ）、直接選択的レーザ溶融法（ＤＳＬＭ）、選択的レーザ溶融法（ＳＬＭ）、直接金属レーザ溶融法（ＤＭＬＭ）及び他の公知のプロセスを含む。
【００２９】
粉体の層の一部を選択的に焼結又は溶融させるためにエネルギ源を使用する、溶融直接金属レーザ焼結法（ＤＭＬＳ）又は直接金属レーザ溶融法（ＤＭＬＭ）を使用することに加え、他の実施形態によれば、付加製造プロセスは「バインダージェッティング」であっても良いことを理解されたい。これに関し、バインダージェッティングは、上記同様の方法で連続的に付加粉体の層を堆積することを含む。しかしながら、粉体層を選択的に溶融又は融合させるためにエネルギビームを発生させるエネルギ源を使用するのではなく、バインダージェッティングは、粉体の各層の上に液体接着剤を堆積させることを含む。液体接着剤は例えば、光硬化性ポリマーあるいは他の液体接着剤であっても良い。他の適切な付加製造方法及び変形は本発明の範囲内にあると意図される。
【００３０】
ここに記載される付加製造方プロセスは、任意の適切な材料を用いてコンポーネントを形成することに使用できる。例えば材料は、プラスチック、金属、コンクリート、セラミック、ポリマー、エポキシ樹脂、フォトポリマー樹脂、又は固体、液体、粉体、シート材料、ワイヤもしくは他の任意の適切な形態であり得る他の任意の適切な材料であっても良い。より具体的には、本発明の例示的実施形態によれば、ここに記載される付加製造されるコンポーネントは、純金属、ニッケル合金、クロム合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレススチール、及びニッケルあるいはコバルトベースの超合金（例えば、インコネルの名称でスペシャルメタルズ株式会社から入手可能なもの）を含むが、これらに限定されない材料によりその一部又は全体もしくは何らかの組み合わせで形成されても良い。これらの材料は、ここに記載する付加製造プロセスの使用に適した材料の例であり、一般には「付加材料（ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｍａｔｅｒｉａｌｓ）」と呼ばれる。
【００３１】
更に、当業者であれば、これらの材料を接着するさまざまな材料が使用可能であり、また本開示の範囲内にあることが理解される。ここで用いられる「融合（ｆｕｓｉｎｇ）」は、上記の任意の材料の接着層を作るのに適した任意のプロセスを意味する。例えば、オブジェクトがポリマーから作られる場合、融合はポリマー材料間の熱硬化性接着剤を作り出すことを意味する。オブジェクトがエポキシ樹脂であれば、接着剤は架橋プロセス  により形成されても良い。材料がセラミックであれば、接着剤は焼結プロセス  により形成されても良い。材料が粉体金属であれば、接着剤は溶融又は焼結プロセス  により形成されても良い。当業者であれば、付加製造によりコンポーネントを作るために材料を融合させる他の方法が可能であり、ここに開示する発明はこれらの方法で実施できることを理解できる。
【００３２】
更に、ここに開示する付加製造プロセスは、単一のコンポーネントが複数の材料から形成されることを可能にする。したがって、ここに記載するコンポーネントは上記の材料の任意の適切な混合から形成し得る。例えば、コンポーネントは異なる材料及び／又は異なる付加製造機械を使用して形成される複数の層、セグメント又はパーツを含んでも良い。このようにして、任意の特定用途の要求を満たすために異なる材料及び材料特性を有するコンポーネントを製作できる。更に、ここに記載のコンポーネントはその全体が付加製造プロセスにより製作されるが、他の実施形態においては、これらのコンポーネントの全て又は一部が鋳造、機械加工及び／又は任意の他の適切な製造プロセスによって形成されても良い。実際、これらのコンポーネントを形成するために材料及び製造方法の任意の適切な組み合わせを用いることが可能である。
【００３３】
例示的付加製造プロセスを説明する。付加製造プロセスは、３次元（３Ｄ）情報、例えばコンポーネントの３次元コンピュータモデルを使用してコンポーネントを製作する。したがって、コンポーネントの３次元設計モデルが製造に先立って規定されても良い。この点に関し、コンポーネントの３次元情報を決定するためにコンポーネントのモデルあるいはプロトタイプがスキャンされても良い。他の例として、コンポーネントのモデルがコンポーネントの３次元設計モデルを規定するための適切なコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）プログラムを使用して造形されても良い。
【００３４】
設計モデルはコンポーネントの外部及び内部表面の両方を含むコンポーネントの全体の形状の３Ｄ数値座標を含んでも良い。例えば、設計モデルはボディ、面及び／又は開口、支持構造などの内部通路を規定しても良い。一つの例示的実施形態では、３次元設計モデルは例えばコンポーネントの中心（例えば垂直）軸あるいは任意の他の適切な軸に沿った複数のスライス又はセグメントに変換される。各スライスは、スライスの所定の高さのコンポーネント薄肉断面を規定しても良い。複数の連続する断面スライスは、その全体で３Ｄコンポーネントを形成する。コンポーネントは次に、層又はスライス単位で完了するまで「ビルトアップ」される。
【００３５】
このようにして、ここに記載されるコンポーネントは付加プロセスを使用して製作できる。より具体的には  例えばレーザエネルギや熱を用いてプラスチックを融合又は重合させることにより又は金属粉を焼結あるいは溶融させることにより、各層は連続的に形成される。例えば、特定の種類の付加製造プロセスは、金属粉を焼結または溶融するためにエネルギビーム、例えばレーザビームなどの電子ビーム又は電磁放射を使用することができる。任意の適切なレーザあるいはレーザパラメータを、パワー、レーザビームスポットサイズ及びスキャン速度を勘案の上、使用することができる。ビルド材料は、強度、耐久性、及び特に高温下での耐用年数を向上させる目的で選択される任意の適切な粉体又は材料から形成することができる。
【００３６】
各連続層は例えば、約１０μｍ〜２００μｍであって良いが、厚さは任意の数のパラメータ及び他の実施形態に従う任意の適切なサイズに基づいて選択し得る。したがって、上記の付加形成方法を利用することにより、ここに記載のコンポーネントは、付加形成プロセスの間利用される一つの粉体層の一つの厚みと同じ薄さ、例えば１０μｍの薄さの断面を有し得る。
【００３７】
更に、上記の付加形成方法を利用することにより、用途の必要性に応じてコンポーネントの表面仕上げ及び形状を変化させることができる。例えば、特に成形品表面に対応する断面層外周における付加プロセスの間、適切なレーザスキャンパラメータ（例えば、レーザパワー、スキャン速度、焦点サイズなど）を選択することにより、表面仕上げを調整できる（例えばより滑らか、あるいは荒くする）。例えば、荒仕上げはレーザスキャン速度を上げる又は形成される溶融プールのサイズを小さくすることによって得られ、平滑仕上げはレーザスキャン速度を下げる又は形成される溶融プールのサイズを大きくすることによって得られる。スキャンパターン及び／又はレーザパワーも選択領域の表面仕上げを変更するために変更可能である。
【００３８】
コンポーネントの製作が完了した後、さまざまな後処理手順をコンポーネントに適用しても良い。例えば、後処理手順は吹き付け又は吸引により余分の粉体を除去することを含んでも良い。他の後処理手順は応力緩和プロセスを含んでも良い。更に、要求される強度、表面処理及び他のコンポーネント特性又は形状を達成するため、熱的、機械的及び／又は化学的後処理手順を用いて部分を仕上げても良い。
【００３９】
特に、例示的実施形態においては、製造上の制約により本発明のいくつかの態様及び特徴は以前は不可能であった。しかしながら、本発明者等は、さまざまなコンポーネントを改良するための付加製造技術及びそのようなコンポーネントを付加製造する方法における最新の進歩を有利に利用した。本開示は、一般にこれらのコンポーネントを形成する付加製造の使用に限定されるものではなく、付加製造は製造の容易化、コスト低減、より高い正確さなどを含むさまざまな製造上の利点を提供するものである。
【００４０】
また、上記の付加製造方法は、ここに記載するコンポーネントの格段に複雑で入り組んだ形状及び輪郭を非常に高いレベルの精度で形成することを可能にする。例えば、そのようなコンポーネントは薄い付加製造層、断面形状及びコンポーネント輪郭を含んでも良い。更に、上記の付加製造プロセスは、コンポーネントンの異なる部位が異なる性能特性を示し得るように、異なる材料を有する単一のコンポーネントを製造することを可能にする。製造プロセスの連続的付加特性はこれら新規の特徴を有する造形を可能にする。結果として、ここに記載する方法を使用して形成されるコンポーネントは向上した性能及び信頼性を示し得る。
【００４１】
本開示は、概して既存のワークピース上に付加印刷するように構成された付加製造機械、システム及び方法を提供する。既存のワークピースは、修理、再生又は改良されるワークピースのみならず新規のワークピースを含んでも良い。ここに開示される付加製造機械及びシステムは、デジタル画像などであっても良い、視野内に置かれた１又は複数のワークピースのデジタル表現を取り込む視覚システムを利用する。各ワークピースの形状及び位置は視覚システムを使用して決定されても良く、印刷コマンドは少なくとも部分的に１又は複数のワークピースのデジタル表現に基づいて生成されても良い。印刷コマンドは付加製造機械に１又は複数のワークピースのそれぞれの上に直接に拡張セグメントを付加印刷させるように設定されても良い。
【００４２】
ワークピースはワークピース界面を含んでも良く、その上に付加製造機械が拡張セグメントを付加印刷できる。いくつかのワークピースでは、ワークピース界面は付加印刷の準備のための前処理を受けた表面を有する。例えば、表面は、機械加工、研削、研磨、ブラシ掛け、エッチング、研磨されても良く、ワークピース界面を設けるために実質的に改修されても良い。このようなサブトラクティブ改修は、少なくとも表面の摩耗または損傷した部位を取り除き、及び／又はワークピースと付加印刷材料との間の接着を改善し得る。以前使用されたコンポーネント、例えばコンプレッサブレードやタービンブレードなどの場合、微小亀裂、窪み、剥離、欠陥、異物、堆積、不整などのアーチファクトを含み、表面はある程度損傷あるいは摩耗している可能性がある。サブトラクティブ改修は、このような損傷や摩耗を除去し、付加印刷の準備ができたワークピース界面を有するワークピースを提供し得る。
【００４３】
ワークピースの一つの例は、ターボ機械の翼、例えばコンプレッサブレード及び／又はタービンブレードなどである。一般的なターボ機械は、それぞれが複数の圧縮ステージを有し得る１又は複数のコンプレッサセクションと、それぞれが複数のタービンステージを有し得る１又は複数のタービンセクションとを含む。コンプレッサセクション及びタービンセクションは、一般的には回転軸の向きに置かれ、それぞれが各ステージの周囲に円周方向に配列され、シュラウドにより円周方向に囲まれている一連の翼を有する。
【００４４】
通常、修理又は再生のためにターボ機械から取り外される一組のブレードの損傷又は摩耗の性質及び程度はブレード毎に異なる。その結果、ワークピース界面を準備するためにサブトラクティブ改修プロセスの間に除去する必要のある材料の量はブレード毎に変わり得る。更に、いくつかのブレードは高応力、高温に晒されることにより、及び又は／シュラウドとの摩擦などにより、それらの元のネットシェイプから変形している可能性がある。その結果、個々のブレードは、その元のネットシェイプからブレード毎の変化度合いで相違している可能性がある。
【００４５】
更に、翼のサイズ及び形状はステージ毎に異なり得、そして翼の先端は比較的小さなワークピース界面を規定する。一例として、例示的高圧コンプレッサブレードは約１〜２インチの高さであり得、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍの断面幅のブレード端を有し得、非常に小さなワークピース界面を規定する。他の例示的高圧コンプレッサブレードは、低圧コンプレッサブレード及びタービンセクションからのブレード（例えば高圧タービンブレード及び低圧タービンブレード）と同様、いくぶん大きく例えば約１０インチの高さがあるが、それでも小さなワークピース界面を規定する。
【００４６】
元のネットシェイプからの差異、サブトラクティブ改修の量の相違及び／又は寸法及び形状の相違を含む、このワークピース毎のばらつきは、このようなワークピース界面上への付加印刷において鍵となる重要課題であり、本開示によって対処される。特に、本開示は、たとえ上記のばらつきの１又は複数の理由によりそれぞれのワークピース界面が互いに異なっていてもニアネットシェイプのコンポーネントを提供するために、充分な精度及び正確さでそれぞれのワークピース上に拡張セグメントを付加印刷することを可能にする。
【００４７】
いくつかの実施形態では、本開示は、ワークピースが異なる寸法又は形状を有する場合であっても、付加製造機械又はシステムがそれぞれのワークピースのワークピース界面上に付加印刷し得るようにワークピースをビルドプレートに及び／又はビルドチャンバ内に固定するシステム及び方法を提供する。例えば、本開示は、ワークピース界面を互いに位置合わせさせるように構成された１又は複数の付勢部材と、ワークピースをビルドプレートに固定するように作動するクランプ機構とを有するビルドプレートを規定する。ワークピースは、ワークピース及び／又はワークピース界面の位置を特定するために付加製造システムが利用可能な、座標系にマップされた登録点により特定され得る位置でビルドプレートに固定されても良い。
【００４８】
いくつかの実施形態では、本開示は１又は複数の拡張セグメントを含むＣＡＤモデル、例えば対応のワークピースの位置及び形状に合致する１又は複数の拡張セグメントが付加印刷される拡張セグメントＣＡＤモデルを決定又は生成するシステム及び方法を規定する。このような拡張セグメントＣＡＤモデルは付加製造機械用の印刷コマンドを生成するのに利用可能であり、付加製造機械がニアネットシェイプコンポーネントを提供するために充分な精度及び正確さで拡張セグメントをワークピース界面上に付加印刷することを可能にする。
【００４９】
本開示は、拡張セグメントＣＡＤモデルを、例えば１又は複数の基準ワークピース、コンポーネント又は拡張セグメントの基準モデルを含むライブラリＣＡＤモデルから決定／及び又は生成することを規定する。ライブラリＣＡＤモデルは、少なくとも部分的に視覚システムから得られる１又は複数のワークピース界面の視野のデジタル表現に基づき、ＣＡＤモデルのライブラリから選択されても良い。基準モデルを横断する基準モデル界面はライブラリＣＡＤモデルにおいて決定されても良く、また拡張セグメントのモデルは少なくとも部分的に基準モデル界面のワークピース界面のデジタル表現との比較に基づき、選択及び／又は生成されても良い。１又は複数の拡張セグメントのモデルは拡張セグメントＣＡＤモデルに出力されても良く、付加製造機械用の印刷コマンドは拡張セグメントＣＡＤモデルを使用して生成されても良い。
【００５０】
いくつかの実施形態では、拡張セグメントのモデルの生成は、基準モデルから基準モデル界面を抽出すること、少なくとも部分的にワークピース界面のデジタル表現との比較に基づき基準モデル界面を変形すること、及び／又は拡張セグメントのモデルを規定するために変形モデル界面を拡張することを含んでも良い。更に又は代替として、拡張セグメントのモデルは基準モデルの３次元の部位から生成されても良く、それはワークピース界面のデジタル表現に合致する拡張セグメントのモデルを規定するためにそのような３次元部位を変形することをふくんでも良い。
【００５１】
本開示はまた、付加製造システムの１又は複数の態様の間で時折発生することがある、不一致、かたより、ずれ、較正エラーなどを防ぐあるいは緩和するために較正調整を実行するシステム又は方法を規定する。このような較正調整は、視覚システムと付加製造機械との間、視覚システムと１又は複数の生成されたＣＡＤモデルとの間、１又は複数のＣＡＤモデルと付加製造機械との間、更にはこれらの組み合わせに生じ得る、不一致、かたより、不整合、較正エラーに対処するものである。
【００５２】
ワークピース界面上に拡張セグメントを付加印刷する際、ワークピースと拡張セグメントとの間の位置ずれは、不良ビルドあるいは欠陥コンポーネントを生じさせる可能性がある。従来の付加製造システムでは、ツールパス座標とＣＡＤモデルの座標との間のマッピングに、システム上のかたよりが発生する可能性がある。このようなシステム上のかたよりは、付加印刷されたコンポーネントを全体的にシフトさせる可能性があるが、これは従来の付加製造システムにおいては重要なことではなかった。しかしながら、本開示は、拡張セグメントがワークピースのワークピース界面の位置及び形状に合致するようにニアネットシェイプコンポーネントを提供する。そのようなニアネットシェイプコンポーネントを提供するためには、付加製造ツールの精度のみが重要ではなく、ワークピース及び対応の拡張セグメントの位置および形状が正確且つ高精度に互いに位置合わせされていることも重要である。
【００５３】
いくつかの実施形態では、拡張セグメントに使用される付加材料はワークピースの材料と相違しても良い。材料の相違は、ワークピースと比較し、向上した耐摩耗性、改善された硬度、強度及び／又は延性を含む、拡張セグメントの異なる性質又は性能特性を規定し得る。新規のあるいは未使用のコンポーネントは、本開示に従い、拡張セグメントにワークピースとは異なる材料を提供するように付加製造または改良可能である。例えば、コンプレッサブレードやタービンブレードなどの翼は、高性能材料で形成されたブレード端により改良されても良い。同様に、損傷又は摩耗したコンポーネントは、ワークピースとは異なる材料、例えば高性能材料を使用して修理又は再生可能である。
【００５４】
本開示の例示的実施形態をより詳しく説明する。付加製造システム１００の例示的実施形態を図１Ａ及び１Ｂに示す。例示的付加製造システム１００は、視覚システム１０２、付加製造機械１０４、視覚システム１０２及び／又は付加製造機械１０４を制御するよう動作可能に構成された制御システム１０６を含む。視覚システム１０２及び付加製造機械１０４は、単一の一体型ユニット又は分離された単体ユニットとして提供可能である。視覚システム１０２及び付加製造機械１０４は、有線又は無線の通信ラインを利用し、通信インタフェースを介して互いに動作可能に結合されても良く、それにより視覚システム１０２と付加製造機械１０４との間の直接接続を提供できる。制御システム１０６は１又は複数の制御システム１０６を含んでも良い。例えば、単一の制御システム１０６が視覚システム１０２及び付加製造機械１０４の動作を制御するように動作可能に構成されるか、あるいは、別々の制御システム１０６が視覚システム１０２と付加製造機械１０４とをそれぞれ制御するように動作可能に構成されても良い。制御システム１０６は、視覚システム１０２の一部として、付加製造機械１０４の一部として、及び／又は視覚システム１０２及び付加製造機械１０４から分離して提供される単一ユニットとして実装可能である。制御システム１０６は、視覚システム１０２及び／又は付加製造機械１０４と有線又は無線の通信ラインを利用して通信インタフェースを介して動作可能に結合されても良く、それにより制御システム１０６と視覚システム１０２との間の直接接続及び／又は制御システム１０６と付加製造機械１０４との間の直接接続が可能となる。例示的付加製造システム１００は、所望によりユーザインターフェース１０８及び／又は管理システム１１０を含んでも良い。  
【００５５】
いくつかの実施形態では、第１の制御システム１０６が拡張セグメントＣＡＤモデルを決定し、少なくとも部分的にこのセグメントＣＡＤモデルに基づいて１又は複数の印刷コマンドを生成し、及び／又はこの１又は複数の印刷コマンドを第２の制御システム１０６に送信しても良く、そして第２の制御システム１０６が少なくとも部分的にこの印刷コマンドに基づいて付加製造機械１０４に拡張セグメントを付加印刷させても良い。第１の制御システム１０６が視覚システム１０２の一部として実装されても良く、及び／又は第２の制御システム１０６が付加製造機械１０４の一部として実現されても良い。あるいは又は更に、第１の制御システム１０６及び／又は第２の制御システ１０６が  視覚システム１０２及び／又は付加製造機械１０４から分離した単体ユニットとして実装されても良い。
【００５６】
いくつかの実施形態では、第１の制御システム１０６が第２の制御システムに１０６拡張セグメントＣＡＤモデルを決定して送信しても良く、第２の制御システム１０６が拡張セグメントＣＡＤモデルを１又は複数の印刷コマンドが生成されるようにスライスして第３の制御システム１０６に同時的に又はその後に１又は複数の印刷コマンドを送信しても良く、そして３の制御システムが少なくとも部分的にこの印刷コマンドに基づいて付加製造機械１０４に拡張セグメントを付加印刷させても良い。第１の制御システム１０６が視覚システム１０２の一部として実装されても良く、第２の制御システム１０６が単体ユニットして実装されても良く、第３の制御システム１０６が付加製造機械１０４の一部として実装されても良い。あるいは又は更に、第１の制御システム１０６及び／又は第２の制御システ１０６は視覚システム１０２及び／又は付加製造機械１０４から分離した単体ユニットとして実現されても良い。
【００５７】
視覚システム１０２は、１又は複数の視野１１４のデジタル表現を含む画像を得るように動作可能に構成された任意の適切な１又は複数のカメラ１１２あるいは他の機械視覚デバイスを含んでも良い。このようなデジタル表現は、デジタル画像あるいは画像と呼ばれることもあるが、本開示はこのようなデジタル表現を人間の目に見える形にレンダリングすることなく、実施可能であることを理解されたい。しかしながら、いくつかの実施形態においては、視野１１４に対応する人間の目に見える画像が少なくとも部分的に上記の１又は複数の視野１１４のデジタル表現に基づいてユーザインターフェース１０８上に表示できる。
【００５８】
視覚システム１０２は、１又は複数の拡張セグメントがそれぞれ付加印刷可能な１又は複数のワークピース１１６に関連する情報を、付加製造システム１００が得ることを可能にする。特に、１又は複数の拡張セグメントを対応する１又は複数のワークピース１１６上に十分に高い正確さ及び精度で印刷するよう付加製造機械１０４に指示できるように、視覚システム１０２は１又は複数のワークピース１１６の位置を特定し、定義することを可能にする。１又は複数のワークピース１１６は、ビルド面１２２に位置合わせされた各ワークピース１１６のワークピース界面（例えば上端面）１２０でビルドプレート１１８に固定されても良い。
【００５９】
視覚システム１０２の１又は複数のカメラ１１２は、視野１１４の２次元デジタル表現及び／又は視野１１４の３次元デジタル表現を含む、２次元あるいは３次元画像データを得るように構成されても良い。ワークピース界面１２０のビルド面１２２との位置合わせは、１又は複数のカメラ１１２が高品質の画像を得ることを可能にする。例えば、１又は複数のカメラ１１２はビルド面１２２に調整された又は調整可能な焦点距離を有しても良い。ビルド面１２２と位置合わせされた１又は複数のワークピース１１６のワークピース界面１２０により、１又は複数のカメラ１１２はワークピース界面１２０のデジタル画像を容易に得ることができる。１又は複数のカメラ１１２は、ビルドプレート１１８に固定された１又は複数のワークピース１１６の全て又は一部を取り囲む視野１１４を含んでも良い。例えば、単一の視野１１４は複数のワークピース１１６、例えばビルドプレート１１８に固定された複数のワークピース１１６を取り囲むほど十分広くても良い。あるいは、それぞれのワークピース１１６のデジタル表現が別々に得られるように、視野１１４は個々のワークピース１１６により狭く焦点を合わせても良い。複数のワークピース１１６のデジタル表現を得るために別々に得られたデジタル画像をつなぎ合わせても良いことを理解されたい。いくつかの実施形態では、視野１１４の周辺近くに位置するワークピース又はその一部が歪まないように、カメラ１１２は平坦焦点面を規定するように構成されたコリメートレンズを含んでも良い。更に又は代替として、視覚システム１０２はそのような歪に対処するため、歪み補正アルゴリズムを利用しても良い。
【００６０】
視覚システム１０２により得られた１又は複数のワークピース１１６のデジタル表現を含む画像データは制御システ１０６に送信されても良い。制御システ１０６は、視覚システム１０２により取り込まれた１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現から複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０を決定し、次に複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０の１又は複数の座標を決定するように構成されても良い。制御システ１０６は１又は複数のデジタル表現に基づき１又は複数の印刷コマンドを生成しても良く、それは付加製造機械１０４が複数のワークピース１１６の各一つの上に複数の拡張セグメントを付加印刷できるように付加製造機械１０４に送信されても良い。１又は複数の印刷コマンドは複数の拡張セグメントを付加印刷するように設定され、複数の拡張セグメントの各一つは対応のワークピース１１６のワークピース界面１２０上に配置されても良い。
【００６１】
付加製造機械１０４は、任意の必要とする付加製造テクノロジーを利用することができる。一つの例示的実施形態では、付加製造機械は粉体床溶融結合（ＰＢＦ）技術、例えば直接金属レーザ溶融法（ＤＭＬＭ）、電子ビーム溶融法（ＥＢＭ）、選択的レーザ溶融法（ＳＬＭ）、溶融直接金属レーザ焼結法（ＤＭＬＳ）又は選択的レーザ焼結法（ＳＬＳ）などを利用できる。付加製造機械１０４は任意の上記の付加製造テクノロジーを備えても良く、また、任意の他の付加製造テクノロジーも使用できる。一例として、粉体床溶融結合技術を使用すると、粉体材料の層をワークピース界面１２０に層単位で溶融又は融合させることにより、複数の拡張セグメントの各一つを複数のワークピース１１６の対応する各一つの上に付加印刷することができる。いくつかの実施形態では、粉体材料の単一の層をワークピース界面１２０に溶融又は融合させることによりコンポーネントを付加印刷することができる。更に又は代替として、粉体材料の連続する層を順次互いに溶融又は融合しても良い。
【００６２】
更に図１Ａ及び１Ｂを参照すると、付加製造機械１０４は、粉体１２６の供給源を収容している粉体供給チャンバ１２４とビルドチャンバ１２８とを含む。固定された１又は複数のワークピース１１６を有するビルドプレート１１８はビルドチャンバ１２８内に配置されても良く、そこでワークピース１１６を層単位で付加印刷することができる。粉体供給チャンバ１２４は、システム１００の稼働中に粉体床１３２を上昇させる粉体ピストン１３０を含む。粉体床１３２が上昇すると粉体１２６の一部が粉体供給チャンバ１２４に押し出される。
【００６３】
ローラ又はブレードなどのリコータ１３４は、粉体１２６の一部を、ワーク面１３６を横切りビルドプラットフォーム１３８上まで押し出す。ビルドプレート１１８をビルドプラットフォーム１３８上に及び／又はビルドチャンバ１２８内に十分に高い正確さ及び精度で配置するように構成されたチャックシステム１４０により、ビルドプレート１１８をビルドプラットフォーム１３８に固定しても良い。ビルドプレート１１８をビルドプラットフォーム１３８に固定する前に、ワークピース１１６をビルドプレート１１８に固定しても良い。リコータ１３４は、ビルドチャンバ１２８を粉体１２６で満たし、そしてワークピース１１６の連続的層を付加印刷するためにワークピース１１６の上端付近のビルド面１２２に粉体１２６の薄層を分布させる。例えば、粉体１２６の薄層は１０〜１００ミクロン、例えば２０〜８０μｍ、４０〜６０μｍ、２０〜５０μｍ、又は１０〜３０μｍの厚みであっても良い。ビルド面１２２は粉体１２６により形成すべきワークピース１１６の次の層に対応する面として機能する。
【００６４】
ワークピース１１６上に拡張セグメントの層（例えば、界面層又は次の層）を形成するために、エネルギ源１４２はレーザ又は電子ビームなどのエネルギビーム１４４をビルド面１２２に沿った粉体１２６の薄層に向け、粉体１２６をワークピース１１６の上端に溶融又は融合させる（例えば、層をワークピース１１６界面１２０に溶融又は融合させ、及び／又は引き続く層をそこに溶融又は融合させる）。スキャナ１４６は、粉体１２６のワークピース１１６に溶融又は融合すべき部分だけが溶融又は融合するようにビームのパスを制御する。通常、ＤＭＬＭ、ＥＢＭ  又はＳＬＭ法により、粉体１２６は完全に溶融し、それぞれの層はエネルギビーム１４４のそれぞれのパスで溶融あるいは再溶融する。一方、ＤＭＬＳ又はＳＬＳ法では、粉体１２６の層は焼結され、粉体１２６の融点に達することなく粉体１２６の粒子は互いに融合する。粉体１２６の層がワークピース１１６に溶融又は融合した後、ビルドピストン１４８はビルドプラットフォーム１３８を粉体１２６の次の層のビルド面１２２を規定する分だけ徐々に下げ、リコータ１３４はビルド面１２２に粉体１２６の次の層を分布させる。付加印刷プロセスが完了するまで、粉体１２６の連続的な層をこのようにしてワークピース１１６に溶融又は融合することができる。
【００６５】
図２Ａ及び２Ｂを参照すると、ビルドプレート１１８に固定された複数のワークピース１１６を含むワークピースアセンブリ２００が示されている。ビルドプレート１１８は、ワークピース１１６をそれぞれの登録点２０２に位置合わせするように構成されても良い。登録点２０２は座標系にマップされても良い。図２Ａはビルドプレート１１８に固定された複数のワークピース１１６を含むワークピースアセンブリ２００を示している。図２Ａに表される配置は、ワークピース界面１２０に拡張セグメントを付加印刷する前の時点のものである。図２Ｂは図２Ａのワークピースアセンブリ２００を示しているが、付加印刷プロセスの後の時点のものである。図２Ｂに示されるように、複数のコンポーネント２０４はビルドプレート１１８に固定されており、それらは複数の拡張セグメント２０６の各一つを複数のワークピース１１６の対応の各一つに付加印刷することにより付加印刷プロセス中に形成されたものである。
【００６６】
図２Ａ及び２Ｂに示されるビルドプレート１１８及び／又はワークピースアセンブリ２００は、複数の拡張セグメント２０６の各一つを単一のビルドの一部として複数のワークピース１１６の対応の各一つに付加印刷することを含む、ワークピース１１６上への拡張セグメント２０６の付加印刷を促進するために使用することができる。いくつかの実施形態では、視覚システム１０２による画像取り込みを促進するために、そしてＣＡＤモデルのワークピース１１６との位置合わせを促進するために（例えば、ＣＡＤモデルにより定義される拡張セグメント２０６が適切にワークピース１１６上に付加印刷されるように）、及び／又は付加製造機械１０４の操作が容易になるように、ビルドプレート１１８を、ワークピース１１６をそれぞれの登録点２０２に位置合わせするように構成しても良い。
【００６７】
図２Ａ及び２Ｂに示されるワークピースアセンブリ２００は任意の数のワークピース１１６を保持することができる。一つの例では、図示のワークピースアセンブリ２００は２０個までのワークピース１１６を保持できる。別の例として、ワークピースアセンブリ２００は、２個〜１００個又はそれ以上のワークピース１１６、例えば２個〜２０個のワークピース１１６、１０個〜２０個のワークピース１１６、２０個〜６０個のワークピース１１６、２５個〜７５個のワークピース１１６、４０個〜５０個のワークピース１１６、５０個〜１００個のワークピース１１６、５個〜７５個のワークピース１１６、７５個〜１００個のワークピース１１６、少なくとも２個のワークピース１１６、少なくとも１０個のワークピース１１６、少なくとも２０個のワークピース１１６、少なくとも４０個のワークピース１１６、少なくとも６０個のワークピース１１６、又は少なくとも８０個のワークピース１１６を保持するように構成されても良い。
【００６８】
いくつかの実施形態では、ワークピース１１６がターボ機械のコンプレッサブレード又はタービンブレードなどの翼である場合、ワークピースアセンブリ２００はコンプレッサ及び／又はタービンの１又は複数の段のブレード数に対応する数のブレードを保持するように適宜構成されても良い。このようにして、タービン及び／又はコンプレッサの所与の１又は複数の段のブレードの全てを一括管理することができ、単一のビルド内でそれらに拡張セグメント２０６を付加印刷することができる。ワークピースアセンブリ２００及びビルドプレート１１８は一つの例示的実施形態を現すものであり、それらは例として規定されるものであって限定するものでないことを理解されたい。ワークピース１１６を適切な位置決め及び位置合わせにより固定することを可能にし、本開示の精神及び範囲内にある、ワークピースアセンブリ２００及び／又はビルドプレート１１８のさまざまな他の実施形態が考慮される。
【００６９】
図２Ａ及び２Ｂに示す例示的ワークピースアセンブリ２００は、内部に配置されている１又は複数のワークピースベイ２０８を有するビルドプレート１１８を含む。１又は複数のワークピースベイ２０８のそれぞれは１又は複数のワークピースドック２１０を含んでも良い。１又は複数のワークピースベイ２０８は更に、１又は複数のワークピース１１６をビルドプレート１１８に固定するように作動する１又は複数のクランプ機構２１２を含んでも良い。１又は複数のワークピースドック２１０は１又は複数のワークピースシュー２１４を受容するように構成されても良く、１又は複数のワークピースシュー２１４はそれぞれワークピース１１６を受容するように構成されても良い。１又は複数のクランプ機構２１２は、対応のワークピースドック２１０内の位置にワークピースシュー２１４をクランプするように構成されても良い。
【００７０】
ワークピースドック２１０及び／又はワークピースシュー２１４は、ワークピースシュー２１４とビルドプレート１１８との間、例えばワークピースドック２１０の底に付勢力（例えば上方あるいは垂直方向付勢力）を及ぼすように構成された１又は複数の付勢部材（不図示）を含んでも良い。付勢部材は、そのような付勢力を及ぼすために動作可能な、１又は複数のばね、１又は複数のマグネット対（例えば永久磁石又は電磁石）、１又は複数の圧電アクチュエータなどを含んでも良い。付勢部材によって及ぼされる付勢力は、ワークピース界面１２０（例えば、ワークピース１１６の上端面）が互いに位置合わせされることを可能にするようにワークピースシュー２１４を付勢する。例として、付勢部材を部分的に圧縮してワークピース界面１２０（例えば、ワークピース１１６の上端面）を互いに位置合わせさせるために、位置合わせプレート（不図示）をワークピース１１６の上端に設置しても良い。いくつかの実施形態では、位置合わせプレートをワークピース１１６の上端で必要な高さに位置決めすることを支援するために、昇降ブロック（不図示）をビルドプレート１１８と位置合わせプレート（不図示）との間に設置しても良い。互いに位置合わせされたワークピース界面１２０により、ワークピース１１６をビルドプレート１１８に固定するようにクランプ機構２１２が締め付けられても良い。
【００７１】
図３Ａ及び３Ｂに示すように、ワークピース１１６のビルド面１２２からの位置ずれは印刷の失敗をもたらす可能性がある。図３Ａは、ビルド面１２２と位置合わせされた第１のワークピース３００と、ビルド面１２２の下に位置する第２のワークピース３０２とビルド面１２２の上に位置する第３のワークピース３０４とを含む、複数のワークピース１１６を示している。リコータ１３４が粉体１２６をビルド面１２２に分布させると、通常、第１のワークピース３００は粉体１２６の薄層をその上端部で適切に受容すると予想される。一方、第２のワークピース３０２及び第３のワークピース３０４はビルド面１２２からの位置ずれを示しており、これは印刷の失敗を引き起こし得る。例えば、第２のワークピース３０２は過度に厚い粉体１２６の層３０６が原因となる印刷失敗、例えば粉体１２６の層の第２のワークピース３０２への不十分な接着などをもたらす可能性がある。そのような不十分な接着は、溶融が十分であれば除去されるものである層内部に捕らわれたガスにより形成されるボイドに加え、粉体１２６又は第２のワークピース３０２の上端層（例えばワークピース界面１２０）の不完全な溶融によって引き起こされる可能性がある。別の例として、第３のワークピース３０４はビルド面１２２から突き出る第３のワークピース３０４の面３０８が原因となる印刷失敗をもたらし、リコータ１３４が第３のワークピース３０４の突出面３０８を飛び越す可能性があり、及び／又はリコータ１３４が第３のワークピース３０４に遮られてリコータ１３４が損傷するかあるいはリコータ１３４が突出面３０８を越えて移動することが妨げられる可能性がある。
【００７２】
いくつかの実施形態では、たとえ位置合わせが正しくなされなかったワークピース１１６がリコータ１３４を妨害するなどの完全な印刷失敗を引き起こさなかったとしても、この位置ずれは溶融、寸法上の不正確さ、微小硬度、引張特性及び／又は物質密度の変動を引き起こす可能性がある。これらの変動は、連続的層がワークピース１１６に付加されるときにワークピース１１６に伝搬する可能性がある。更に、そのような変動を有するコンポーネント２０４は稼働中に故障し、他の機器に破局的故障を含む損傷を引き起こす可能性がある。コンプレッサブレード又はタービンブレードが故障すると、この故障はターボ機械の他の部分に損傷を与え、ターボ機械を直ちに動作不能に陥らせる可能性がある。
【００７３】
しかしながら、図３Ｃ及び３Ｄに示すように、本開示は複数のワークピース１１６の上端部をビルド面１２２と位置合わせするように構成されたビルドプレート１１８及び／又はワークピースアセンブリ２００を提供する。例示的実施形態では、ワークピース１１６の上端部はワークピース界面１２０を規定し、ワークピース１１６にサブトラクティブ改修を実施することにより、このワークピース界面１２０は少なくとも部分的に用意できる。このようなワークピース界面１２０は、通常はビルドプレート１１８に装着されたときにワークピース１１６の最も高い位置にある部分又は最も高い部分に対応する、面、平面、先端などを含み得る。位置合わせされた上端部により、リコータ１３４が各ワークピース１１６に粉体１２６の一様な層を塗布することを確保しつつ、粉体床溶融結合プロセスを使用して複数の拡張セグメント２０６を対応の複数のワークピース１１６上に共通ビルド内で一括して付加印刷することができる。いくつかの実施形態では、ビルドプレート１１８は複数のワークピース１１６を、ビルド面１２２に対し１００ミクロン以下、例えば８０μｍ以下、６０μｍ以下、４０μｍ以下、２０μｍ以下、あるいは１０μｍ以下の誤差で位置合わせすることができる。
【００７４】
ワークピースアセンブリ２００により提供される位置合わせは、それぞれのワークピース１１６の寸法の相違を補償し得る。このような寸法の相違は、ワークピース１１６の元の形状が異なるということを含む多くの原因から生じるワークピース１１６の寸法上の変動及び／又はワークピース１１６上にワークピース界面１２０を用意するために実施されるサブトラクティブ改修から生じるワークピース１１６の寸法上の変動に起因し得る。いくつかの実施形態では、ワークピース１１６がターボ機械の翼、例えばコンプレッサブレード及び／又はタービンブレードなどである場合、ターボ機械の異なる段からの翼は、たとえそれぞれのワークピース１１６が互いに異なる寸法を有していても、それぞれのワークピース界面１２０（例えば、ワークピース１１６の上端面）が互いに位置合わせされた状態でワークピースアセンブリ２００内に固定できる。
【００７５】
図４を参照し、拡張セグメント２０６をワークピース１１６のワークピース界面１２０上に付加印刷する例示的方法４００を説明する。この例示的方法は、ここに記載するように、例えば視覚システム１０２に通信可能に結合された制御システム１０６及び付加製造機械１０４を使用し、付加製造システム１００によって実施されても良い。例示的方法４００は、工程４０２において視覚システム１０２により取り込まれた視野１１４のデジタル表現からワークピース界面１２０を決定することを含む。ワークピース１１６を決定することは、ワークピース界面１２０を決定することを含んでも良い。例えば、例示的方法は視覚システム１０２により取り込まれた１又は複数の視野１１４のデジタル表現から複数のワークピース１１６のそれぞれのワークピース界面１２０を決定することを含んでも良い。ワークピース界面１２０を決定することは、ワークピース界面１２０の１又は複数の座標、例えば複数のワークピース１１６のそれぞれの座標を決定することを含んでも良い。１又は複数の視野１１４は３次元の空間に置かれた１又は複数のワークピース、例えば２次元の視野１１４又は３次元の視野１１４などを含んでも良い。例えば、１又は複数の視野１１４は、１又は複数のワークピース１１６個々の及び／又は複数のワークピース１１６一括の２次元又は３次元の上面図、例えば１又は複数のワークピース１１６個々の又は複数のワークピース１１６一括のワークピース界面１２０の２次元又は３次元の上面図を含んでも良い。
【００７６】
いくつかの実施形態では、例示的方法４００は工程４０４において、視野１１４がワークピース界面１２０を含む視覚システム１０２を使用して視野１１４のデジタル表現を得ることを含んでも良い。これは、視覚システム１０２を使用し、１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現を得ることを含んでも良い。あるいは、例示的方法４００は既に視覚システム１０２から得られた１又は複数のデジタル表現で開始しても良い。
【００７７】
示的方法４００は、更に工程４０６において、ワークピース界面１２０上に拡張セグメント２０６を付加印刷するように設定された印刷コマンドを付加製造機械１０４に送信することを含み、印刷コマンドは少なくとも部分的に視野１１４のデジタル表現に基づいて生成されたものである。印刷コマンドはワークピース界面１２０上に拡張セグメント２０６を付加印刷するように設定されても良い。１又は複数の印刷コマンドは付加製造機械１０４に送信されても良く、１又は複数の印刷コマンドは複数の拡張セグメント２０６を付加印刷するように設定されても良く、複数の拡張セグメント２０６の各一つは複数のワークピース１１６に対応する各一つのワークピース界面１２０の上に置かれる。
【００７８】
１又は複数の印刷コマンドは、少なくとも部分的に、１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現に基づいて生成されても良い。例示的方法４００は、所望により工程Ｓ４０８において少なくとも部分的に、視覚システム１０２に取り込まれた視野１１４のデジタル表現に基づいて生成されることを含んでも良い。これは、少なくとも部分的に、１又は複数のワークピース１１６及び／又はその１又は複数のワークピース界面１２０を含む１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現に基づいて１又は複数の印刷コマンドを生成することを含んでも良い。あるいは、例示的方法４００は、既に生成されている又は別々に生成された１又は複数の印刷コマンドについて、例えば制御システム１０６により、あるいは別のものにより実行されても良い。
【００７９】
例示的方法４００は更に、工程Ｓ４１０において、少なくとも部分的に印刷コマンドに基づき、ワークピース界面１２０上に拡張セグメント２０６を付加印刷することを含んでも良い。これは、複数の拡張セグメント２０６の各一つを複数のワークピース１１６の対応する各一つの上に、例えば、その複数のワークピース界面１２０の対応する各一つの上に付加印刷することを含んでも良い。例えば、１又は複数の印刷コマンドは、少なくとも部分的にそれぞれのワークピース界面１２０の１又は複数の座標に基づいて、複数の拡張セグメント２０６の各一つを複数のワークピース１１６の対応する各一つのワークピース界面１２０の上に位置決めするように設定されても良い。
【００８０】
例示的方法４００は、１又は複数の拡張セグメント２０６を１又は複数のワークピース１１６の上に付加印刷することによりコンポーネント２０４を提供するように実行されても良い。いくつかの実施形態では、複数のワークピース１１６はターボ機械用の複数のブレード、例えばコンプレッサブレード及び／又はタービンブレードを含んでも良く、対応する複数の拡張セグメント２０６は複数のブレード端を含んでも良い。コンポーネント２０４は、付加製造機械１０４を使用し、層単位で付加印刷されても良い。例えば、例示的方法４００は、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０の上に複数の拡張セグメント２０６の第１の層を付加印刷し、次に複数の拡張セグメント２０６の第１の層の上に複数の拡張セグメント２０６の第２の層を付加印刷することを含んでも良い。第１の層はワークピース界面１２０とその上に付加印刷すべき拡張セグメント２０６との間の界面層であっても良い。第２の層は拡張セグメント２０６の次の層であっても良い。いくつかの実施形態では、コンポーネント２０４は、粉体材料単一の界面層をワークピース界面１２０に溶融あるいは融合させることにより付加印刷されても良い。
【００８１】
図５Ａないし５Ｃを参照すると、例示的ワークピース１１６（図５Ａ及び５Ｂ）と例示的コンポーネント２０４（図５Ｃ）が示されている。例示的ワークピース１１６及びコンポーネント２０４は、コンプレッサブレード又はタービンブレードなどの翼、又は他のワークピース１１６あるいはコンポーネント２０４であっても良い。図示されるように、ワークピース１１６及びコンポーネント２０４はターボ機械の高圧ブレード（ＨＰＣブレード）を表す。ワークピース１１６は新規に製作されるワークピースであっても修理、再生等がなされるワークピース１１６であっても良い。
【００８２】
例示的方法４００は、ワークピース１１６をサブトラクティブ改修することにより、その上にワークピース界面１２０を設けても良い。これは、切削、研削、機械加工、放電加工、ブラッシング、エッチング、研磨、あるいはワークピース界面１２０を設けるためのワークピース１１６を実質的に改修することを含み得る。サブトラクティブ改修は、サブトラクション部分５００（図５Ａ）を除去し、ワークピース界面１２０（図５Ｂ）を設けることを含み得る。サブトラクティブ改修は、少なくともワークピース１１６の摩耗あるいは損傷した表面部分を除去することを含み得る。例えば図５Ａに示すように、ワークピース１１６は微小亀裂、窪み、剥離、欠陥、異物、堆積、不整などのアーチファクト５０２を含み得る。このようなアーチファクト５０２は、通常、コンプレッサあるいはタービンブレードの上端面に、このようなブレードが晒される極限状態の結果として現れ得る。サブトラクティブ改修は、更に又は代替として、ワークピース１１６と拡張セグメント２０６との間の接着を改善するために実施されても良い。
【００８３】
ワークピース１１６がターボ機械用の翼、例えばコンプレッサブレード及び／又はタービンブレードを含む場合、図５Ａ及び５Ｂに示すように、サブトラクティブ改修は、例えば摩耗したあるいは損傷した部分を除去するために、翼の先端部を除去することを含み得る。あるいは、いくつかの実施形態では、コンポーネント２０４は最初、図５Ｂに示すようにサブトラクティブ改修を必要とせず、あるいはサブトラクティブ改修中にコンポーネント２０４の重要な部分を除去する必要がない状態で現れる。例えば、ワークピース１１６は最初の製作プロセスにおける中間ワークピース１１６であっても良い。
【００８４】
サブトラクティブ改修中に除去される材料の量は、ワークピース１１６の性質、例えばワークピース界面１２０を設けるために及び／又は摩耗あるいは損傷した材料を除去するためにどれくらい材料を取り去るべきか、により変わり得る。サブトラクティブ改修がかなりの厚みの層を除去することなくワークピース界面１２０を設けることを意図する場合、又はワークピース１１６の摩耗あるいは損傷が薄い表面層に限定されている場合には、除去される材料の量を非常に薄い表面層だけに限定することができる。あるいは、ワークピース１１６から除去される材料の量は、例えばワークピース１１６が大きな亀裂、割れ目又はワークピース１１６内部まで深く入り込む他の損傷がある場合には、ワークピース１１６の大部分を含むものであっても良い。
【００８５】
いくつかの実施形態では、除去される材料の量は約１ミクロン〜約１センチメートル、例えば、約１μｍ〜１０００μｍ、約１μｍ〜５００μｍ、約１μｍ〜１００μｍ、約１μｍ〜２５μｍ、約１００μｍ〜５００μｍ、約５００μｍ〜１，０００μｍ、約１００μｍ〜５ｍｍ、約１ｍｍ〜５ｍｍ、又は約５ｍｍ〜１ｃｍであっても良い。更に他の実施形態では、除去される材料の量は約１センチメートル〜約１０センチメートル、例えば約１センチメートル〜約５センチメートル、約２センチメートル〜約７センチメートル、又は約５センチメートル〜約１０センチメートルであっても良い。
【００８６】
ワークピース１１６の性質に関わらず、図５Ｃに示すように、ニアネットシェイプコンポーネント２０４はワークピース１１６上に拡張セグメント２０６を付加印刷することにより形成することができる。拡張セグメント２０６が十分な合同性でワークピース１１６（及び／又はワークピース界面外周５０４）と揃い、そして研磨、バフ掛けなどの表面仕上げは別として、その後のサブトラクティブ改修を必要とすることなくニアネットシェイプコンポーネント２０４を提供できるように、ニアネットシェイプコンポーネント２０４はワークピース１１６（及び／又はワークピース界面外周５０４）と実質的に合同である拡張セグメント２０６を含んでも良い。拡張セグメント２０６がワークピース１１６及び／又はワークピース界面１２０と実質的に合同となるように、拡張セグメント２０６はそれぞれのワークピース界面１２０上に付加印刷されても良い。例えば、ワークピース界面１２０はワークピース界面外周５０４（図５Ｂ）有しても良く、拡張セグメント２０６は、拡張セグメント２０６がワークピース界面外周５０４と実質的に合同となるようにワークピース界面１２０上に付加印刷されても良い。拡張セグメント２０６は、ワークピース界面外周５０４と実質的に合同である界面層外周を有するワークピース界面１２０と実質的に合同である界面層を有しても良い。例示的実施形態では、ワークピース１１６が三日月形のワークピース界面１２０を有する翼（例えば、コンプレッサブレード又はタービンブレード）であり、拡張セグメント２０６もまた少なくとも部分的にワークピース１１６のワークピース界面１２０のデジタル表現に基づいて決定される三日月形を有する場合、ワークピース界面１２０上に付加印刷される拡張セグメント２０６は、ワークピース１１６（及び／又はワークピース界面外周５０４）と実質的に合同であるとみなすことができる。
【００８７】
いくつかの実施形態では、図５Ｃに示すように、コンポーネント２０４は張出し５０６を含んでも良く、例えば拡張セグメント２０６はワークピース界面１２０（例えばワークピース界面外周５０４）に張り出している。例えば張出し５０６が研磨、バフ掛けなどの表面仕上げは別として、その後のサブトラクティブ改修を必要としない場合などは、張出し５０６が存在するにもかかわらず、コンポーネント２０４はニアネットシェイプコンポーネント２０４であると見なすことができ、及び／又は拡張セグメント２０６はワークピース１１６（及び／又はワークピース界面外周５０４）と実質的に合同であるとみなすことができる。張出し５０６の目的は、例えば研磨、バフ掛けなどの表面仕上げに利用できる材料の小部分を残しておくことである。張出し５０６の寸法は仕上げプロセスの性質に基づいて決定しても良い。そのような仕上げプロセスの後、張出し５０６を実質的に除去することができる。
【００８８】
一例として、いくつかの実施形態では、張出し５０６は約１ミクロン〜約１，０００ミクロン、例えば約１μｍ〜５００μｍ、約１μｍ〜１００μｍ、約１μｍ〜５０μｍ、約１μｍ〜２５μｍ、約１０μｍ〜５０μｍ、約２５μｍ〜５０μｍ、約５０μｍ〜１００μｍ、約５０μｍ〜２５０μｍ、約２５０μｍ〜５００μｍ、約５００μｍ〜１，０００μｍ、約１，０００μｍ以下、約５００μｍ以下、約２５０μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、又は約２５μｍ以下であっても良い。例示的実施形態では、複数の拡張セグメント２０６の各一つは、約１，５００ミクロン以下、例えば約１，０００μｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、又は約２５μｍ以下の最大張出距離を有する張出し５０６で複数のワークピース１１６の各一つの対応のワークピース界面１２０に張り出しても良い。例示的実施形態では、拡張セグメント２０６が約１，５００ミクロン以下、例えば約１，０００μｍ以下、約５００μｍ以下、約１００μｍ以下、約５０μｍ以下、又は約２５μｍ以下の最大張出距離を有する張出し５０６を有する場合、拡張セグメント２０６はワークピース１１６及び／又はワークピース界面外周５０４と合同であると見なしても良い。  
【００８９】
ワークピース界面１２０は比較的小さいが、付加製造機械１０４は拡張セグメント２０６をその上に付加印刷し、ニアネットシェイプコンポーネント２０４を提供することができる。例えば図５Ｂに示すように、ワークピース１１６は断面幅ｗ、高さｈｗを有するワークピース界面１２０を含み、断面幅に対するワークピース１１６の高さの比は、約１：１〜１，０００：１、例えば約１：１〜５００：１、約１：１〜２５０：１、約１：１〜約１００：１、約１：１〜約７５：１、約１：１〜約６５：１、約１：１〜約３５：１、約２：１〜約１００：１、約５：１〜約１００：１、約２５：１〜約１００：１、約５０：１〜約１００：１、約７５：１〜約１００：１、少なくとも５：１、少なくとも１０：１、少なくとも２５：１、少なくとも５０：１、少なくとも７５：１、少なくとも１００：１、少なくとも２５０：１、少なくとも５００：１、又は少なくとも７５０：１であっても良い。
【００９０】
図５Ｃに示すように、拡張セグメント２０６は高さｈｅを有し、拡張セグメント２０６の高さｈｅに対するワークピース１１６の断面幅ｗの比は、約１：１，０００〜約１，０００：１、例えば、約１：１，０００〜約１：５００、約１：５００〜約１：１００、約１：１００〜約１：１、約１：１０〜約１：１、約１：１０〜約１０：１、約１：１〜約１：１，０００、約１：１〜約１：１０、約１：１〜約１００：１、約１：１〜約５００：１、又は約５００：１〜約１，０００：１であっても良い。
【００９１】
拡張セグメント２０６の高さｈｅに対するワークピース１１６の高さｈｗの比は、約２：１〜約１０，０００：１、例えば約１０：１〜約１，０００：１、約１００：１〜約１０，０００：１、約１００：１〜約５００：１、約５００：１〜約１，０００：１、約１，０００：１〜約１０，０００：１、約５００：１〜約５，０００：１、約２，５００：１〜約７，５００：１、少なくとも２：１、少なくとも１００：１、少なくとも５００：１、少なくとも１，０００：１、少なくとも５，０００：１、又は少なくとも７，０００：１であっても良い。
【００９２】
いくつかの実施形態では、ワークピース１１６の断面幅は、約０．１ミリメートル〜約１０センチメートル、例えば、約０．１ｍｍ〜約５ｃｍ、約０．２ｍｍ〜約５ｃｍ、約０．５ｍｍ〜約５ｃｍ、約０．５ｍｍ〜約１ｃｍ、約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、約０．１ｍｍ〜約５ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約１０ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約５ｍｍ、約０．５ｍｍ〜約３ｍｍ、約１ｍｍ〜約５ｍｍ、約３ｍｍ〜約１０ｍｍ、約１ｃｍ〜約１０ｃｍ、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約３ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、又は約０．５ｍｍ以下  であっても良い。他の実施形態では、ワークピース１１６の断面幅は比較的大きく、例えば、約１ｃｍ〜約２５ｃｍ、約５ｃｍ〜約１５ｃｍ、約５ｃｍ〜約１０ｃｍ、少なくとも約１ｃｍ、少なくとも約５ｃｍ、少なくとも約１０ｃｍ、少なくとも約１５ｃｍ、又は少なくとも約２０ｃｍであっても良い。
【００９３】
いくつかの実施形態では、ワークピース１１６の高さｈｗは、約０．５センチメートル〜２５センチメートル、例えば約０．５ｃｍ〜５ｃｍ、約０．５ｃｍ〜３ｃｍ、約１ｃｍ〜３ｃｍ、約１ｃｍ〜１０ｃｍ、約１０ｃｍ〜１５ｃｍ、約１５ｃｍ〜２５ｃｍ、少なくとも約０．５ｃｍ、少なくとも１ｃｍ、少なくとも３ｃｍ、少なくとも５ｃｍ、少なくとも約１０ｃｍ、少なくとも約２０ｃｍ、約２５ｃｍ以下、約２０ｃｍ以下、約１５ｃｍ以下、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約３ｃｍ以下、又は約１ｃｍ以下であっても良い。他の実施形態では、ワークピース１１６の断面幅は比較的大きく、例えば約１ｃｍ〜約２５ｃｍ、約５ｃｍ〜約１５ｃｍ、約５ｃｍ〜約１０ｃｍ、少なくとも１ｃｍ、少なくとも５ｃｍ、少なくとも１０ｃｍ、少なくとも１５ｃｍ、又は少なくとも２０ｃｍであっても良い。
【００９４】
いくつかの実施形態では、拡張セグメント２０６の高さｈｅは約１０ミクロン〜約２０センチメートル、例えば約１０μｍ〜約１，０００μｍ、約２０μｍ〜約１，０００μｍ、約５０μｍ〜約５００μｍ、約１００μｍ〜約５００μｍ、約１００μｍ〜約１，０００μｍ、約１００μｍ〜約５００μｍ、約２５０μｍ〜約７５０μｍ、約５００μｍ〜約１，０００μｍ、約１ｍｍ〜約１ｃｍ、約１ｍｍ〜約５ｍｍ、約１ｃｍ〜約２０ｃｍ、約１ｃｍ〜約５ｃｍ、約５ｃｍ〜約１０ｃｍ、約１０ｃｍ〜約２０ｃｍ、約２０ｃｍ以下、約１０ｃｍ以下、約５ｃｍ以下、約１ｃｍ以下、約５ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００μｍ以下、又は約２５０μｍ以下であっても良い。
【００９５】
例示的実施形態では、ワークピース１１６は約１ｃｍ〜５ｃｍの高さｈｗと約０．１ｍｍ〜約５ｍｍの断面幅ｗとを有し、その上に付加印刷される拡張セグメント２０６は約１０μｍ〜約５ｍｍ、例えば約１００μｍ〜約１ｍｍ、又は約１ｍｍ〜約５ｍｍの高さｈｅを有しても良い。例示的ワークピース１１６では、拡張セグメント２０６の高さｈｅに対するワークピース１１６の高さｈｗの比は約２：１〜約１０，０００：１、例えば約２：１〜約１０：１、約１０：１〜約５０：１、約５０：１〜約１００：１、約１００：１〜約１，０００：１、約１，０００：１〜約５，０００：１、約１０：１〜約１０，０００：１、約２：１〜約１００：１、約５０：１〜約５，０００：１、約１００：１〜約１、０００：１、約１，０００：１〜約５，０００：１、約１，０００：１〜約１０，０００：１、約５，０００：１〜約１０，０００：１、少なくとも２：１、少なくとも１０：１、少なくとも５０：１、少なくとも１００：１、少なくとも５００：１、少なくとも１，０００：１、又は少なくとも５，０００：１であっても良い。
【００９６】
例示的ワークピース１１６では、拡張セグメント２０６の高さｈｅに対するワークピース１１６の断面幅ｗの比は約１：５０〜約１，０００：１、例えば約１：１０〜約１：１、約１：５〜約１：１、約１：１〜約５：１、約５：１〜約１０：１、約１０：１〜約５０：１、約５０：１〜約１００：１、約１００：１〜約５００：１、約５００：１〜約１，０００：１、約２：１〜約１，０００：１、約１：２〜約１：１、約１：１〜約１，０００：１、約２：１〜約１０：１、約５：１〜約５００：１、約１０：１〜約１００：１、約１００：１〜約５００：１、約１００：１〜約１，０００：１、約５００：１〜約１，０００：１、少なくとも２：１、少なくとも１０：１、少なくとも５０：１、少なくとも１００：１、又は少なくとも５００：１であっても良い。
【００９７】
図１Ａ及び１Ｂを参照し、視覚システム１０２を使用して視野１１４のデジタル表現を得る例示的方法を説明する。視覚システム１０２が付加製造機械１０４に組み込まれている場合、視覚システム１０２は、ワークピース１１６がビルドプレート１１８に固定されビルドプレート１１８がビルドプラットフォーム１３８に固定された状態で、ワークピース１１６のデジタル画像を取り込んでも良い。チャックシステム１４０は、高レベルの精度及び正確さでビルドプレート１１８をビルドチャンバ１２８内及びビルドプラットフォーム１３８上に位置決め及び位置合わせし、それによりワークピース１１６をビルドチャンバ１２８内に位置決め及び位置合わせすることができる。デジタル画像は、ビルドプレート１１８がビルドチャンバ１２８内に配置されビルドプラットフォーム１３８に固定される前に取り込まれても良いが、一般的にはチャックシステム１４０により提供される位置決め及び位置合わせを利用することが好ましい。視覚システム１０２が付加製造機械１０４に組み込まれていない場合、例えば視覚システム１０２が付加製造機械１０４とは別個のユニットとして設けられる場合には、デジタル画像は、ビルドプレート１１８がビルドチャンバ１２８内に配置され、ビルドプラットフォーム１３８に固定される前に取り込まれても良い。
【００９８】
ワークピース１１６のデジタル画像は、粉体１２６のビルドチャンバ１２８への供給中又は供給後に取り込むことができる。しかしながら、通常、デジタル画像は粉体１２６をビルド面１２２及び／又はワークピース界面１２０全体に分布させる前に取り込まれる。いくつかの実施形態では、ワークピース１１６を取り囲んでいるがワークピース界面１２０を覆ってはいない粉体１２６の層は、視覚システム１０２がワークピース界面１２０のより良いデジタル画像を得ることを助ける。例えば、粉体１２６は、１又は複数のカメラ１１２がワークピース界面１２０によりよく焦点を合わせることを可能にする、改善されたバックグランド（例えば、より良いコントラスト、低反射、より多くの一様性など）を提供する。しかしながら、ワークピース界面１２０の一部を覆う粉体１２６は、デジタル画像の質を低下させ、それぞれのワークピース界面１２０を決定する際の制御システム１０６の信頼性に影響し得る。いくつかの実施形態では、粉体１２６の層は、ワークピース１１６のデジタル画像が取り込まれる前にビルド面１２２の直下及び／又はワークピース界面１２０の直下に来るビルドチャンバ１２８に供給されても良い。デジタル画像は、所定の位置にある、そのような粉体１２６の層と共に取り込まれても良い。それた位置の粉体１２６は、デジタル画像を取り込む前にワークピース界面１２０から払い落としても良い。
【００９９】
視覚システムに１０２により取り込まれた１又は複数の視野１１４の例示的デジタル表現が図６Ａ及び６Ｂに概略的に表されている。図６Ａは一つのワークピース１１６を含む視野１１４のデジタル表現を表し、図６Ｂは複数のワークピース１１６を含む１又は複数の視野１１４のデジタル表現を表している。図６Ｂに示されるデジタル表現は単一の視野１１４から取り込まれてもよく、また、複数の視野１１４がつなぎ合わされ、複数のワークピース１１６を含む１又は複数の視野１１４のデジタル表現を提供しても良い。
【０１００】
図６Ａ及び６Ｂに示されるように、視野１１４はワークピース界面１２０及び／又はワークピース１１６（図６Ａ）  に対応する着目領域６００、あるいはそれぞれが複数のワークピース界面１２０及び／又はワークピース１１６（図６Ｂ）  に対応する複数の着目領域６００を含んでも良い。視野１１４が１又は複数の着目領域６００を含むか否かに関わらず、着目領域６００は、視野１１４内のワークピース界面１２０及び／又はワークピース１１６の想定位置に対応する。想定位置は、例えば、座標系にマップされた登録点２０２（図２Ａ及び２Ｂ）に基づいて決定することができる。制御システム１０６は、処理時間を短縮するため、視野１１４内の１又は複数の着目領域６００だけを処理しても良い。図示のように、着目領域６００は、そこに位置するワークピース１１６のデジタル表現を含む。図示の視野１１４はワークピース１１６の上面図を示しても良く、例えばワークピース１１６のデジタル表現がワークピース界面１２０のデジタル表現を含み、それはワークピース界面外周５０４のデジタル表現を含み得る。
【０１０１】
次に図７Ａを参照し、ワークピース１１６、ワークピース界面１２０、及び／又はワークピース１１６のワークピース界面外周５０４を説明する。例示的方法７００は、工程７０２において、視野１１４内の着目領域６００を決定することを含む。着目領域６００は、視野１１４内のワークピース１１６、ワークピース界面１２０及び／又はワークピース界面外周５０４の想定領域に対応しても良い。着目領域は、少なくとも部分的に、視野１１４の座標のワークピース１１６についての登録点２０２へのマッピングに基づいて決定しても良い。
【０１０２】
例示的方法７００は更に、工程７０４において、着目領域６００内のワークピース界面外周５０４を決定することを含んでも良い。ワークピース界面外周５０４はエッジ検出アルゴリズムを使用して検出されても良い。例示的エッジ検出アルゴリズムは、視野１１４のデジタル表現内において不連続性、例えば輝度やコントラストの変化を有する画素を特定することによりワークピース界面外周５０４を決定しても良い。ワークピース界面１２０及び／又はワークピース１１６は、エッジ検出アルゴリズムを使用して決定されたワークピース界面外周５０４に基づいて決定されても良い。一次又は二次演算を含め、任意の適切なエッジ検出アルゴリズムを使用することができる。例示的エッジ検出アルゴリズムには、キャニー法、ソーベル法、プレウィット法、ロバーツ法、しきい値法、差分法、ファジィ論理法などがある。デジタル画像はまた、ガウスフィルタなどのエッジ細線化フィルタに掛けても良い。例示的エッジ検出アルゴリズムは副画素の正確さでワークピース界面外周５０４を決定することができる。
【０１０３】
ワークピース界面１２０と着目領域６００の周辺部との間（及び又はワークピース界面外周５０４と着目領域６００の周辺部との間）の良好なコントラストは、エッジ検出アルゴリズムの性能を改善し得る。いくつかの実施形態では、画像取り込みは、粉体１２６の層をビルド面１２２の直下及び／又はワークピース界面１２０の直下に来るビルドチャンバ１２８に導入することにより改善可能である。これは「下塗り）」と呼ばれることもある。更に又は代替として、いくつかの実施形態では、ワークピース界面１２０が変位するためのスリットを有するスカート（不図示）が利用されても良い。スカートはビルドプレート１１８に固定されるとワークピース１１６の上方に位置し、このときワークピース界面１２０はデジタル画像を得るために露出されたままであり、次にスカートは付加印刷に先立ち取り除かれる。
【０１０４】
例示的方法７００は、工程７０６において、ワークピース界面外周５０４、ワークピース界面１２０及び／又はワークピース１１６に対応する点群６０２を生成することを含んでも良い。点群はワークピース界面外周５０４、ワークピース界面１２０及び／又はワークピース１１６に対応する必要な数の点を含むことができる。点の数は点群６０２の必要とされる解像度に基づいて選択されても良い。例示的点群６０２が図６Ａ及び６Ｂに示されている。いくつかの実施形態では、図６Ａに示すように、点群６０２はワークピース界面外周５０４とその上に付加印刷すべき拡張セグメント２０６との間の意図する張出距離に対応するオフセット量６０４だけオフセットされても良い。点群６０２にそのようなオフセットを設ける場合、点群６０２を生成する工程７０６は、オフセット量６０４を決定し、点群６０２の一続きの点をオフセット量６０４だけオフセットすることを含んでも良い。いくつかの実施形態では、オフセット量は外周５０４に沿う第１の点と外周５０４に沿う第２の点との間の関係では変動しても良い。例えば、オフセット量は付加製造ツールの曲率及び／又はツールパスに応じて変化するように設定されても良い。
【０１０５】
図４を参照して説明したように、拡張セグメント２０６を付加印刷する例示的方法４００では、視野１１４のデジタル表現からワークピース界面１２０を決定した後、例示的方法４００は、工程４０６においてワークピース界面１２０上に拡張セグメント２０６を付加印刷するように設定された印刷コマンドを付加製造機械１０４に送信することを含んでも良く、また所望により例示的方法４００は、工程４０８において少なくとも部分的に視野１１４に基づいて印刷コマンドを生成することを含んでも良い。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、印刷コマンドは少なくとも部分的にＣＡＤモデル、例えば１又は複数のワークピース１１６上、例えばそれぞれのワークピース界面１２０上に付加印刷されるように設定された１又は複数の拡張セグメント２０６のモデルを含む拡張セグメントＣＡＤモデルに基づいても良い。例示的方法４００は、拡張セグメントＣＡＤモデルを決定すること及び／又は拡張セグメントＣＡＤモデルを生成することを含んでも良い。更に又は代替として、少なくとも部分的に視覚システム１０２により取り込まれた視野１１４に基づいて印刷コマンドを生成する工程４０８は、拡張セグメントＣＡＤモデルを決定すること及び／又は拡張セグメントＣＡＤモデルを生成することを含んでも良い。
【０１０７】
図７Ｂは、印刷コマンドを生成する例示的方法７５０、例えば図４に示した拡張セグメント２０６を付加印刷する例示的方法の工程４０８におけるようなものを示している。例示的方法７５０は、拡張セグメントＣＡＤモデル７５２を決定及び／又は生成し、拡張セグメントＣＡＤモデル７５４をスライスし、拡張セグメントＣＡＤモデル７５６の各スライスのためのツールパス及び付加印刷領域を決定することを含む。拡張セグメントＣＡＤモデル７５６のスライスのためのツールパス及び付加印刷領域を決定した後、例示的方法７５０は他のスライス７５８が存在するかどうか決定し、もし存在すれば例示的方法７５０は工程７５６に進んで拡張セグメントＣＡＤモデル８００の次のスライスのためのツールパス及び付加印刷領域を規定しても良い。例示的方法７５０は、ツールパス及び付加印刷領域を決定することのできる更なるスライスが存在しない場合、終了する。スライスの数は、拡張セグメントＣＡＤモデルにおける拡張セグメントの寸法（例えば、高さ、厚さ）や粉体１２６の層あるいは拡張セグメントを印刷するために使用可能な他の材料の厚さに応じて決定されても良い。
【０１０８】
図８Ａは例示的拡張セグメントＣＡＤモデル８００を示す。例示的拡張セグメントＣＡＤモデル８００は１又は複数の拡張セグメント２０６のモデルを含む。図示のように、拡張セグメントＣＡＤモデル８００は拡張セグメント８０２の複数のモデルを含む。拡張セグメント８０２のモデルは、複数の拡張セグメント２０６が付加印刷される複数の対応するワークピース１１６の位置及び形状にそれぞれ合致している。例えば、拡張セグメント８０２のそれぞれのモデルはビルドプレート１１８に固定された複数のワークピース１１６の登録点２０２にそれぞれ対応する座標に位置合わせされても良く、及び／又は拡張セグメント８０２のモデルは対応のワークピース１１６のワークピース界面１２０と実質的に合同であるモデル界面８０４を含んでも良い。モデル界面８０４はモデル界面外周８０６により規定されても良く、モデル界面外周８０６はそれぞれのワークピース１１６のワークピース界面外周５０４と実質的に合同であっても良い。拡張セグメント８０２のモデルは、モデル界面８０４から上端面８０８まで延びる高さｈｅを有しても良い。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、拡張セグメント２０６が付加印刷される複数のワークピース１１６は互いに異なっても良く、その場合でも拡張セグメントＣＡＤモデル８００は、複数のワークピース１１６の各一つの位置及び形状に合致する複数の拡張セグメント８０２のモデルを含んでも良い。このモデルは、対応のワークピース界面１２０及び／又は対応のワークピース界面外周５０４と実質的に合同である１又は複数のモデル界面外周８０６と実質的に合同である、１又は複数のモデル界面８０４を含んでも良い。拡張セグメントＣＡＤモデル８００は、少なくとも部分的にＣＡＤモデル、例えばデータベースやＣＡＤモデルライブラリから選択されたライブラリＣＡＤモデルに基づいて決定及び／又は生成されても良い。データベース又はＣＡＤモデルライブラリは、拡張セグメントＣＡＤモデル８００が選択及び／又は生成され得る複数のライブラリＣＡＤモデルを含んでも良い。
【０１１０】
例示的ライブラリＣＡＤモデルが図８Ｂに示されている。ライブラリＣＡＤモデル８５０は、１又は複数の基準ワークピース１１６、コンポーネント２０４又は拡張セグメント２０６の基準モデルを含んでも良い。例えば、図８Ｂに示すように、ライブラリＣＡＤモデル８５０は、修理、再生及び／又は改良が意図される１又は複数のコンポーネント２０４の基準モデル８５２を含んでも良い。図示のように、ライブラリＣＡＤモデル８５０は、複数の基準コンポーネント２０４の基準モデル８５２を含んでも良い。ライブラリＣＡＤモデル８５０は、あるいは単一の基準コンポーネント２０４を含んでも良い。更に又は代替として、ライブラリＣＡＤモデル８５０は、基準拡張セグメント２０６の１又は複数の基準モデル８５２及び／又は基準ワークピース１１６の１又は複数の基準モデル８５２を含んでも良い。いくつかの実施形態では、ＣＡＤモデルライブラリは１又は複数の拡張セグメントＣＡＤモデル８００を含んでも良く、これは、次の拡張セグメントＣＡＤモデル８００を決定及び／又は生成し得る、１又は複数の先に決定された及び／又は先に生成された拡張セグメントＣＡＤモデル８００を含んでも良い。
【０１１１】
図８Ｂに示すように、基準モデル界面８５４は基準モデル８５２から決定されても良い。基準モデル界面８５４は、ライブラリＣＡＤモデル８５０に関連付けられた基準ワークピース１１６のワークピース界面１２０の想定位置に対応しても良い。基準モデル界面８５４は基準モデル界面外周８５６により規定され、基準モデル界面外周８５６はそれぞれのワークピース１１６のワークピース界面外周５０４と実質的に合同であってもなくても良い。基準モデル界面８５４は、基準モデル８５２の基準上端面８５８までの基準モデルの任意のｚ方向位置に配置することができる。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、ライブラリＣＡＤモデル８５０又は拡張セグメントＣＡＤモデル８００は１又は複数のコンポーネント２０４が最初に製作された実ＣＡＤモデルであっても良く、あるいはライブラリＣＡＤモデルは１又は複数のコンポーネント２０４が最初に製作されたＣＡＤモデルの修正版であっても良い。ライブラリＣＡＤモデル８５０は、一般的に拡張セグメント２０６が付加印刷される１又は複数のワークピース１１６に対応するが、１又は複数のワークピース１１６はそれらの最初のネットシェイプからワークピース１１６毎に相違しても良い。最初のネットシェイプからの相違は、例えばワークピース１１６が、極限温度状態及び／又は外力の摩擦あるいは衝撃に晒された場合に存在し得る。最初のネットシェイプについての相違はまた、ワークピース１１６上にワークピース界面１２０を設けるために実施されるサブトラクティブ改修の変化によっても存在し得る。しかしながら、本開示は、拡張セグメントＣＡＤモデル８００及び／又はその拡張セグメント８０２のモデルに基づいて複数の拡張セグメント２０６が付加印刷される、複数のワークピース１１６の位置及び形状にそれぞれ合致する拡張セグメント８０２の複数のモデルを含む、拡張セグメントＣＡＤモデル８００の生成を規定する。
【０１１３】
拡張セグメントＣＡＤモデル８００を生成する例示的方法が図９Ａ及び９Ｂに示されている。図９Ａに示されるように、拡張セグメントＣＡＤモデル８００を生成する例示的方法９００は、複数のワークピース１１６の各々について実施されても良い。例示的方法９００は、工程９０２においてライブラリＣＡＤモデルを決定することを含み、基準モデル界面８５４は複数のワークピース１１６の各一つに対応する基準モデルを横断している。基準モデルは、ワークピース１１６が由来するコンポーネント２０４のモデルのような基準コンポーネント２０４を含んでも良い。しかしながらワークピース１１６は、コンポーネント２０４が使用された環境の結果としてワークピース１１６から受けた損傷や摩耗、及び／又は拡張セグメント２０６が付加印刷されるワークピース１１６を用意するために実行されるサブトラクティブ改修などから、基準モデルに応じて付加製造されたコンポーネント２０４とは相違する。基準モデルは、更に又は代替として、基準ワークピースのモデル、例えば基準ワークピース界面１２０を設けるためにコンポーネント２０４をサブトラクティブ改修することによって製造されたワークピース１１６の基準モデルを含んでも良い。基準モデルは、更に又は代替として、基準拡張セグメント８０２のモデル、例えば基準ワークピース１１６に対応する拡張セグメント８０２の基準モデルを含んでも良い。
【０１１４】
基準モデル界面８５４を決定することは、ライブラリＣＡＤモデルを横断する面を、決定された高さに決定することを含んでも良い。決定された高さは、基準ワークピース１１６の基準ワークピース界面１２０の想定位置の高さに対応しても良い。例として、ライブラリＣＡＤモデルは、ワークピースに対応する基準コンポーネント２０４のモデルを含んでも良く、ワークピース１１６は、ワークピース界面１２０を設けるためにサブトラクティブ改修されても良い。ワークピース界面１２０の想定位置は、少なくとも部分的にサブトラクティブ改修の性質に基づいて、例えばサブトラクティブ改修の結果として除去される材料又はワークピース１１６の高さの変化の量に基づいて決定されても良い。
【０１１５】
更に又は代替として、決定された高さは、ワークピース１１６のデジタル表現から決定されたワークピース界面１２０の高さに対応しても良い。ワークピース界面１２０の高さは、少なくとも部分的にワークピースのデジタル表現から得られたワークピース１１６の１又は複数の寸法に基づいて測定されても良く、基準モデル界面８５４は少なくとも部分的に測定された高さに基づいて決定されても良い。更に又は代替として、ワークピース界面１２０の高さは、少なくとも部分的に視野１１４内に取り込まれたワークピース位置合わせシステム２００の１又は複数の寸法に基づいて測定されても良い。例えば、ワークピース界面１２０の高さは、少なくとも部分的にワークピースシュー２１４の高さに基づいて、又は少なくとも部分的にワークピース界面１２０の高さとワークピースシュー２１４の高さとの差に基づいて、又は少なくとも部分的にワークピース界面１２０の高さとビルドプレート１１８の高さとの差に基づいて決定されても良い。
【０１１６】
いくつかの実施形態では、基準モデル界面８５４は最適アルゴリズムを使用して決定されても良い。ライブラリＣＡＤモデル８５０を横断する基準モデル界面８５４を決定することは、最適アルゴリズムに関連するワークピース界面１２０のデジタル表現に適用される測定基準を満たすライブラリＣＡＤモデルを横断する面を決定することを含んでも良い。最適アルゴリズムは、ライブラリＣＡＤモデルを横断する１又は複数の面を、比較される面が最適測定基準を満たすまでワークピース界面１２０のデジタル表現と比較することを含んでも良い。基準モデル界面８５４は、少なくとも部分的に最適測定基準を満たす面に基づいて決定されても良い。例えば、最適測定基準を満たす面は基準モデル界面８５４であると決定されても良い。
【０１１７】
更に図９Ａを参照すると、拡張セグメントＣＡＤモデル８００を決定及び／又は生成する例示的方法９００は、工程９０４において、ライブラリＣＡＤモデルの基準モデル界面８５４を、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０のデジタル表現と比較することを含んでも良い。デジタル表現は、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０を含む視野１１４を有する視覚システム１０２を使用し、先行して又は同時に得られても良い。比較は画像マッチングアルゴリズムを使用して実行しても良い。いくつかの実施形態では、基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現と比較することは、工程９０６において、基準モデル界面８５４とワークピース界面１２０のデジタル表現とが互いに十分に一致するかどうかを決定することを含んでも良い。しかしながら、いくつかの実施形態はマッチング工程９０６を含む必要はない。
【０１１８】
含む場合には、マッチング工程９０６は、基準モデル界面８５４の１又は複数の座標とワークピース界面１２０のデジタル表現の１又は複数の座標とを比較すること、それらの１又は複数の差を決定することを含んでも良い。比較工程９０４は、更に又は代替として、１又は複数の登録点２０２の１又は複数の座標とライブラリＣＡＤモデルの基準モデル界面８５４の対応の１又は複数の座標とを比較すること、それらの１又は複数の差を決定することを含んでも良い。登録点２０２は、付加製造機械１０４を使用して複数の拡張セグメント２０６の各一つが付加印刷される複数のワークピース１１６の各一つの位置に対応しても良い。比較工程９０４及びマッチング工程９０６は別々に実行されても良く、同じ工程の一部として同時に実行されても良い。いくつかの実施形態では、マッチング工程９０６は、基準モデル界面８５４とワークピース界面１２０との間に部分的な一致、近い一致、又は不一致があるかどうかを決定しても良い。あるいは、マッチング工程９０６は、基準モデル界面８５４とワークピース界面１２０との間に何らかの一致（例えば少なくとも部分的な一致）があるか、又は不一致があるかを決定しても良い。
【０１１９】
マッチング工程９０６が基準モデル界面８５４とワークピース界面１２０との間に少なくとも部分的な一致があると判断した場合、例示的方法９００は工程９０８に進み、少なくとも部分的に基準モデル界面８５４に基づく拡張セグメント８０２のモデルの生成を規定しても良い。工程９０８は、拡張セグメント８０２のモデルが複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０上に付加印刷されるべく設定されるように、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０のデジタル表現に合致する拡張セグメント８０２のモデルを規定する。
【０１２０】
マッチング工程９０６が基準モデル界面８５４とワークピース界面１２０との間に少なくとも部分的な一致はないと判断した場合、例示的方法９００は、別の基準モデル界面８５４を決定しそして別の基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現と比較するために工程９０２に戻る。別の基準モデル界面８５４は、同じライブラリＣＡＤモデル又は別のライブラリＣＡＤモデルから選択しても良い。
【０１２１】
いくつかの実施形態では、マッチング工程９０６は、部分的な一致以上のもの、例えば基準モデル界面８５４とワークピース界面１２０との間に近い一致があるかどうか決定することを含んでも良い。マッチング工程９０６が基準モデル界面８５４とワークピース界面１２０との間に近い一致があると決定した場合、例示的方法９００は、工程９１０において、少なくとも部分的に比較に基づき、ライブラリＣＡＤモデルから基準モデル界面８５４及び／又は少なくとも基準モデルの三次元部分を選択することを含んでも良い。例えば、比較は、選択された基準モデル界面８５４及び／又はライブラリＣＡＤモデルからの基準モデルが複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０のデジタル表現に合致すると決定、例えば選択された基準モデル界面８５４がワークピース界面１２０のデジタル表現に対応する座標に位置合わせし得る、及び／又は選択された基準モデル界面８５４がワークピース界面１２０のデジタル表現と実質的に合同であり得る、と決定しても良い。さまざまな例示的実施形態では、工程９１０はそれぞれのワークピースについて基準モデル全体を選択すること、それぞれのワークピース１１６（基準モデル界面８５４を含んでも良い）について基準モデルの３次元部分を選択すること、及び／又はそれぞれのワークピース１１６について基準モデル界面８５４のみを選択すること、を含んでも良い。
【０１２２】
工程９０８で基準モデル又はその３次元部分が選択される場合、例示的方法９００はライブラリＣＡＤモデルから拡張セグメントＣＡＤモデルを決定することを含んでも良い。例えば、基準拡張セグメント２０６を含むライブラリＣＡＤモデルがワークピース界面１２０に十分に一致すると決定されると、例えば工程９１０、９１２で基準モデル界面８５４を変形あるいは拡張することを要することなく拡張セグメント２０６がワークピース界面１２０上に付加印刷される。一方、ライブラリＣＡＤモデルが基準拡張セグメント２０６ではなく基準コンポーネント２０４のモデル又は基準ワークピース１１６のモデルを含む場合、例示的方法９００は、例えばコンポーネント２０４あるいはワークピース１１６のモデルではなく拡張セグメント８０２のモデルを規定するために、工程９０８で拡張セグメント８０２のモデルを生成する。工程９０８で生成された拡張セグメント８０２のモデルは、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０上に付加印刷されるように設定されても良く、一方、たとえ基準モデル界面８５４がワークピース界面１２０とかなり一致しても、コンポーネント２０４又はワークピース１１６のモデルはそのように設定されなくても良い。
【０１２３】
工程９０６を含まない例示的方法９００においては、例示的方法が工程９０４で基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現と比較した後に工程９０８に進み、少なくとも部分的に基準モデル界面８５４に基づいて拡張セグメント８０２のモデルを生成しても良い。いくつかの実施形態では、工程９０４及び９０８を単一の工程にまとめる、例えば基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現と比較することが少なくとも部分的に基準モデル界面８５４に基づいて拡張セグメント８０２のモデルを生成するプロセスの一部であるようにしても良い。
【０１２４】
工程９０８、９１０で拡張セグメント８０２のモデルを生成及び／又は選択した後、例示的方法９００は工程９１２において複数のワークピース１１６が他のワークピース１１６を含むかどうか確認しても良い。他のワークピースが存在する場合、例示的方法９００は、決定工程９０２及びそれに続く工程９１２までの工程を繰り返すことを含んでも良い。追加のワークピース１１６が存在しないことが工程９１２で示された場合、例示的方法９００は工程９１４に進み、それぞれ複数のワークピース１１６の各一つの対応するワークピース界面１２０上に付加印刷されるように設定された複数の拡張セグメント８０２のモデルの出力を規定しても良い。このモデルは拡張セグメントＣＡＤモデル８００であっても良く、また少なくとも部分的に基準モデル界面８５４及び／又はライブラリＣＡＤモデルからの基準モデルに基づくものであっても良い。
【０１２５】
各ワークピース１１６が工程９０８、９１０で生成及び／又は選択されると同時に又はその後に、工程９１４において複数の拡張セグメント８０２のモデルが出力されて良い。いくつかの実施形態では、モデルを出力することは、複数のモデル、例えば複数のワークピース１１６の各一つについてそれぞれ選択された及び／又は変形され生成されたモデルをつなぎ合わせることを含んでも良い。拡張セグメントＣＡＤモデル８００を決定及び／又は生成する例示的方法９００を、複数の拡張セグメント２０６に関して説明したが、拡張セグメントＣＡＤモデル８００はまた、単一の拡張セグメント２０６について決定及び／又は生成し得ることに留意されたい。例えば、例示的方法９００は単一の拡張セグメント２０６について実施されても良い。
【０１２６】
図９Ｂを参照し、拡張セグメント８０２（図９Ａ）のモデルを生成する工程９０８に含めても良い１又は複数の工程を説明する。図９Ｂに示される工程は個別に、あるいは１又は複数の他の工程と一括して含めることができる。拡張セグメント８０２のモデルを生成する時に図９Ｂに示される１又は複数の工程が実行されても良く、個々の工程は少なくとも部分的に基準モデル界面８５４が工程９０６（図９Ａ）において部分的な一致又は近い一致をもたらすかどうか、及び／又は基準モデル界面８５４又は少なくとも基準モデルの３次元部分が工程９１０（図９Ａ）で選択されたかどうか、に依存しても良い。
【０１２７】
図９Ｂに示されるように、工程９０８における拡張セグメント８０２のモデルの生成は抽出工程９１６を含んでも良く、例えば拡張セグメント２０６が少なくとも部分的に基準モデル界面８５４及び／又は基準モデル界面８５４に対応する基準モデルの３次元部分に基づいて生成されても良い。あるいは、抽出工程９１６は省略され、例えば基準モデルはそれ自体がワークピース界面１２０上に付加印刷されるように設定されても良い。拡張セグメント８０２のモデルを生成する工程９０８は、更に又は代替として変形工程９１８を含んでもよく、基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現に合致させるようにしても良い。あるいは、変形工程９１８は、例えば基準モデル界面８５４が既にワークピース界面１２０のデジタル表現と合致する場合、省略されても良い。拡張セグメント８０２のモデルを生成する工程９０８は、更に又は代替として拡張工程９２０を含んでも良く、例えば拡張セグメント８０２の３次元モデルを規定するため、基準モデル界面８５４又は変形モデル界面８０４が拡張されても良い。あるいは、基準モデルの３次元部分から拡張セグメント８０２のモデルを生成する場合には、拡張工程９２０を省略しても良い。
【０１２８】
いくつかの実施形態では所望により、工程９１６において拡張セグメント８０２のモデルを生成することが、少なくとも部分的に工程９０４、９０６での比較に基づき、基準モデルから基準モデル界面８５４及び／又は基準モデル界面８５４に対応する基準モデルの３次元部分を抽出することを含んでも良い。抽出工程は、比較工程９０４の後、マッチング工程９０６の後、あるいは選択工程９１０の後に実行しても良い。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、拡張セグメント８０２のモデルを生成することは、所望により工程９１８において少なくとも部分的に工程９０４、９０６での比較に基づき、基準モデル界面８５４を変形することを含んでも良く、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０のデジタル表現に合致する変形モデル界面８０４を規定しても良い。変形工程は、位置合わせ、変更、修正、捩じれ、歪み、変形、矯正、調整、手直し、直線化、傾斜、回転、曲げ、捻り、編集、更にはこれらの組み合わせを含む１又は複数の変形操作を含んでも良い。個々の変形操作は少なくとも部分的に比較に基づいて選択されても良く、例えば変形操作が基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現に合致させるようにしても良い。
【０１３０】
変形工程９１８は比較工程９０４及び／又はマッチング工程９０６の後に実行されても良い。更に又は代替として、変形工程９１８は抽出工程９１６の後に実行されても良い。例示的方法９００は基準モデルから基準モデル界面８５４を抽出し、次に工程９１８に進んで少なくとも部分的に工程９０４、９０６での比較に基づき、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０のデジタル表現に合致する変形モデル界面８０４を規定するために、基準モデル界面８５４を変形することを規定しても良い。
【０１３１】
いくつかの実施形態では、拡張セグメント８０２のモデルを生成することは所望により、例えば拡張セグメント２０６が複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０上に付加印刷されるべく設定されるように、工程９２０において変形モデル界面８０４を拡張することを含んでも良い。工程９２０は、工程９１８において基準モデル界面８５４を変形した後に実行されても良い。あるいは、いくつかの実施形態では、拡張工程９２０を変形工程９１８と組み合わせても良い。
【０１３２】
更に又は代替として、工程９１８は工程９１０（図９Ａ）の後とし、工程９１０で選択された基準モデル界面８５４を拡張するようにしても良い。例えば、基準モデル界面８５４がワークピース界面１２０のデジタル表現とかなり一致すると、例えば工程９０６で決定された場合、変形工程９１８は、工程９０８における拡張セグメント８０２のモデルを生成する工程から省略されても良い。基準モデル界面８５４が工程９１８で変形されるか、あるいは変形工程９１８を省略して工程９１０で選択されるかに関わらず、拡張工程９１２から生じる拡張セグメント２０６は、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０上に付加印刷されるように設定されても良い。
【０１３３】
例示的実施形態では、工程９０８において拡張セグメント８０２のモデルを生成することは、工程９１６において少なくとも部分的に基準モデル界面８５４のワークピース界面１２０のデジタル表現との比較に基づいて抽出すること、工程９１８において少なくとも部分的にこの比較に基づいて基準モデル界面８５４を変形し、ワークピース界面１２０のデジタル表現に合致する変形基準モデル界面８０４を規定すること、工程９２０において変形基準モデル界面８０４を拡張し、ワークピース界面１２０上に付加印刷されるように設定された拡張セグメント２０６を規定すること、を含んでも良い。
【０１３４】
図９Ｂを参照すると、他の実施形態では、拡張セグメント２０６のモデルを生成する工程９０８は、工程９１６において基準モデルからこの基準モデルの３次元部分を抽出することを含み得る。３次元部分は基準モデル界面８５４に対応しても良い。例えば、３次元部分は基準モデルの基準モデル界面８５４より上の部分を含んでも良く、また基準モデル界面８５４を含んでも良い。基準モデルの３次元部分より下の部分は基準モデルから削除され及び／又は抽出されないままであっても良い。３次元部分は工程９０８で生成される拡張セグメント２０６の高さに対応する高さを有しても良い。
【０１３５】
いくつかの実施形態では、拡張セグメント８０２のモデルを生成することは、所望により工程９２２において、少なくとも部分的に工程９０４、９０６での比較に基づき、基準モデル界面８５４に対応する基準モデルの３次元部分を変形することを含んでも良く、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０のデジタル表現に合致する拡張セグメント８０２のモデルを設けても良い。このようにして規定される拡張セグメント８０２のモデルは、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面１２０上に付加印刷されるように設定されても良い。工程９２２で変形された基準モデルの３次元部分は、工程９１６で抽出された３次元部分、又は少なくとも工程９１０（図９Ａ）で選択された基準モデルの３次元部分を含んでも良い。いくつかの実施形態では、少なくとも工程９１０で選択された基準モデルの３次元部分は、例えば基準モデルが基準拡張セグメント２０６のモデルである場合、基準モデルの全体を含んでも良い。
【０１３６】
３次元部分を変形する工程９２２は、３次元部分の基準モデル界面８５４を変形することを含んでも良く、また位置合わせ、変更、修正、捩じれ、歪み、変形、矯正、調整、手直し、直線化、傾斜、回転、曲げ、捻り、編集、更にはこれらの組み合わせを含む、１又は複数の変形操作を含んでも良い。工程９２２での個々の変形操作は少なくとも部分的に比較に基づいて選択されても良く、例えば変形操作が基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現に合致させるようにしても良い。更に又は代替として、３次元部分を変形する工程９２２は、複数のワークピース１１６の各一つのワークピース界面のデジタル表現に合致する拡張セグメント２０６を規定するために基準モデル界面８５４を拡張することを含んでも良い。
【０１３７】
次に図１０Ａから１０Ｄを参照し、拡張セグメントＣＡＤモデル８００を生成する例示的方法９００の工程９１０で実行し得る、例示的変形操作１０００を説明する。基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現に合致させるために、任意の１又は複数の変形操作１０００が実行できる。そのような変形操作１０００は、基準モデル界面８５４を変形させる場合に、例えば拡張セグメント２０６を付加印刷する例示的方法４００及び／又は拡張セグメントＣＡＤモデル８００を決定及び／又は生成する例示的方法９００の変形工程９１０の一部として実行しても良い。
【０１３８】
基準モデル界面８５４は、例えば供用中のワークピース１１６の形状の変化や、ワークピース界面１２０と基準モデル界面８５４が選択されたライブラリＣＡＤモデルとの間の相違により、ワークピース界面１２０のデジタル表現と相違し得る。更に又は代替として、たとえ基準モデルがコンポーネント２０４に対応していても、基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０の高さと異なる高さに選択しても良い。そのような高さの相違は、基準モデル界面８５４とワークピース界面１２０との間の対応する相違から生じ得る。変形操作１０００は、そのような相違の根本的原因にかかわらず、基準モデル界面８５４とワークピース界面１２０との間の相違を補償するように実行できる。
【０１３９】
図１０Ａは、基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現と合致させるため、基準モデル界面８５４の少なくとも一部をシフトすることを含む例示的変形操作１０００を示す。図１０Ａに示すように、基準モデル界面８５４は右方向にシフトされる。しかしながら変形操作１０００は、基準モデル界面８５４を３６０度任意の方向にシフトできることを理解されたい。
【０１４０】
図１０Ｂは、基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現と合致させるため、基準モデル界面８５４の少なくとも一部を回転させることを含む変形操作１０００を示す。図１０Ｂに示すように、基準モデル界面８５４は時計回りに回転される。しかしながら変形操作１０００は、基準モデル界面８５４を任意の方向に回転できることを理解されたい。
【０１４１】
図１０Ｃは、基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現と合致させるため、基準モデル界面８５４の少なくとも一部を曲げることを含む変形操作１０００を示す。図１０Ｃに例として示すように、基準モデル界面８５４は通常、中央領域ではワークピース界面１２０と揃っているが、外側領域は曲げ変形操作にかけられる。しかしながら、変形操作１０００は、基準モデル界面８５４の一部を任意の方向に曲げることを含み得ることを理解されたい。
【０１４２】
図１０Ｄは、基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０のデジタル表現と合致させるため、基準モデル界面８５４の少なくとも一部を拡大縮小することを含む変形操作１０００を示す。図１０Ｄに例として示すように、基準モデル界面８５４はワークピース界面１２０と合致するように縮小される。しかしながら、変形操作１０００は、更に又は代替として基準モデル界面８５４を拡大することを含み得ることを理解されたい。
【０１４３】
任意の１又は複数の変形操作は、個別に又は組み合わせ、基準モデル界面８５４の全体又は一部について実行しても良い。いくつかの実施形態では、基準モデル界面８５４を例えば例示的方法９００の工程９１０で実行することは、基準モデル界面８５４の少なくとも一部をワークピース界面１２０のデジタル表現と位置合わせすることを含み得る。そのような位置合わせは、基準モデル界面８５４の１又は複数の座標をワークピース界面１２０のデジタル表現の１又は複数の座標に合わせることを含み得る。例として、そのような位置合わせは、少なくとも部分的に、図１０Ａから１０Ｄを参照して説明した、シフト、回転、曲げ及び／又は拡大縮小の変形操作を使用して実行しても良い。更に又は代替として、基準モデル界面８５４を変形することは、基準モデル界面８５４の少なくとも第１の部分を例えば図１０Ａ及び１０Ｂを参照して説明したようなシフト及び／又は回転の変形操作を使用してワークピース界面１２０のデジタル表現に位置合わせするために選択される第１の変形操作と、基準モデル界面８５４の少なくとも第２の部分を例えば図１０Ｃ及び１０Ｄを参照して説明したような曲げ及び／又は拡大縮小の変形操作を使用してワークピース界面１２０のデジタル表現に位置合わせするために選択される第２の変形操作とを含んでも良い。
【０１４４】
第１の変形操作は基準モデル界面８５４の第１の１又は複数の座標をワークピース界面１２０のデジタル表現の第１の１又は複数の座標に合わせるために選択されても良く、第２の変形操作は基準モデル界面８５４の第２の１又は複数の座標をワークピース界面１２０のデジタル表現の第２の１又は複数の座標に合わせるために選択されても良い。
【０１４５】
基準モデル界面８５４の第１の１又は複数の座標は、基準モデル界面８５４の中心点の座標及び／又は基準モデル界面８５４の基準モデル界面外周８５６に沿った１又は複数の座標、例えば、基準モデル界面外周８５６に沿った最大又は最小Ｘ座標あるいは基準モデル界面外周８５６に沿った最大又は最小Ｙ座標を含んでも良い。ワークピース界面１２０の第１の１又は複数の座標は、ワークピース界面１２０の中心点の座標及び／又は基準ワークピース界面１２０のワークピース界面外周５０４に沿った１又は複数の座標、例えば、ワークピース界面外周５０４に沿った最大又は最小Ｘ座標あるいはワークピース界面外周５０４に沿った最大又は最小Ｙ座標を含んでも良い。第１の変形操作は、基準モデル界面８５４の中心点をワークピース界面１２０の中心点に合わせ、及び／又は基準モデル界面外周８５６に沿った最大又は最小Ｘ座標あるいは最大又は最小Ｙ座標を、ワークピース界面外周５０４に沿った対応の最大又は最小Ｘ又はＹ座標に合わせるように設定されても良い。
【０１４６】
基準モデル界面８５４の第２の１又は複数の座標は、基準モデル界面８５４の基準モデル界面外周８５６に沿った１又は複数の座標を含み、ワークピース界面１２０の第２の１又は複数の座標は、ワークピース界面外周５０４に沿った１又は複数の座標を含んでも良い。基準モデル界面８５４の第２の１又は複数の座標及び／又はワークピース界面１２０の第２の１又は複数の座標は、ワークピース界面１２０の比較に基づいて選択されても良い。そのような比較は、例えば第１の変形操作の後に実行されても良い。
【０１４７】
第２の変形操作のための座標は、基準モデル界面外周８５６に沿ったある点の、ワークピース界面外周５０４に沿った対応の点の座標と比較したときの座標間の相違に基づいて選択されても良い。例えば、座標が閾値だけ異なる場合にそのような点の座標を選択しても良い。閾値は、少なくとも部分的に１又は複数の変形操作に基づいてワークピース界面１２０に合致させた拡張セグメント２０６を付加印刷する場合に、少なくとも部分的にニアネットシェイプコンポーネント２０４を提供するのに十分な合致の程度に基づいて選択されても良い。このようにして、第１の変形操作に従い、基準モデル界面８５４がワークピース界面１２０と位置合わせされると、そのような閾値との比較による決定に従い１又は複数の第２の変形操作を実行できる。
【０１４８】
１又は複数の第２の変形操作は、ニアネットシェイプコンポーネント２０４を得るため、基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０に十分に合致させるのに必要な程度に行っても良い。いくつかの実施形態では、基準モデル界面外周８５６に沿った１又は複数の点の座標間には、ワークピース界面外周５０４に沿った対応の点の座標と比較し、相違が存在するが、それでも十分に基準モデル界面８５４をワークピース界面１２０に合致させ、ニアネットシェイプコンポーネント２０４を提供する。例えば、そのような相違の量は、少なくとも張出し５０６の張出距離より小である。
【０１４９】
いくつかの実施形態では、変形操作はワークピース界面１２０とモデル界面８０４との間に張出し５０６を設けるものであって良く、例えばモデル界面８０４は張出距離だけワークピース界面１２０に張出す。例えば、変形操作はオフセット量６０４を決定し、基準モデル界面８５４の少なくとも一部をオフセット量６０４だけ変形させることを含んでも良い。オフセット量６０４は拡張セグメント２０６の少なくとも一部についての張出距離に対応しても良い。
【０１５０】
次に、図１１Ａと１１Ｂ、及び図１２Ａから１２Ｄを参照してモデル界面８０４を拡張する例示的方法を説明する。図１１ＡはライブラリＣＡＤモデル８５２などからの基準モデルを示す。図１１Ｂは、例えば拡張セグメントＣＡＤモデル８００における拡張セグメント８０２のモデルを示し、これは、例えば基準モデル界面８５４を拡張することを含む工程において少なくとも部分的に基準モデル界面８５４に基づき生成される。図１２は、それぞれのワークピース１１６のワークピース界面１２０上に付加印刷されるように設定された拡張セグメント８０２のモデルを規定するため、モデル界面８０４を拡張する例示的方法を表すフローチャートを示している。
【０１５１】
モデル界面８０４を拡張する例示的方法は、基準あるいは変形モデル界面８０４及び／又は基準モデルの３次元部分から始まるように実施されても良い。図９Ａ及び９Ｂを参照して説明したように、拡張セグメントＣＡＤモデル８００を生成する例示的方法９００は工程９２０において基準モデル界面８５４又は変形モデル界面８０４を拡張することを含んでも良い。更に、３次元部分を変形する工程９２２は基準モデル界面８５４を拡張することを含んでも良い。そのような基準モデル界面８５４は基準モデルから抽出されても良く、あるいは基準モデル界面８５４を拡張する場合には基準モデルの一部のままであっても良い。拡張する場合に、基準モデル界面８５４及び／又は基準モデルの３次元部分が基準モデルの一部のままであるとき、結果としての拡張セグメント２０６は、例えば工程９１６について説明したように基準モデル界面８５４に対応する基準モデルの３次元部分を抽出することにより、基準モデルから抽出可能である。
【０１５２】
図１１Ｂに示すように、拡張セグメント８０２のモデルは、モデル界面８０４から上端面８０８まで延びる高さｈｅを有する。拡張セグメント８０２の高さｈｅは基準モデル８５２から決定しても良い。例えば、拡張セグメント２０６の高さｈｅは基準モデル界面８５４から基準モデル８５２の基準上端面８５８までのｚ方向距離に対応しても良い。あるいは、拡張セグメント２０６の高さｈｅは基準モデル８５２とは無関係に指定されても良い。拡張セグメント８０２の例示的モデルは、モデル界面８０４から基準モデル８５２の基準上端面８５８まで拡張されても良い。
【０１５３】
いくつかの実施形態では、拡張セグメント８０２のモデルは、モデル界面８０４からこのモデルの上端面８０８まで延びる領域を有しても良い。更に又は代替として、図１１Ｂに示すように、拡張セグメント８０２のモデルはモデル界面８０４からこのモデルの上端面８０８までの間に拡張セグメントスライス１１００を含んでも良い。拡張セグメントスライス１１００は基準モデル８５２における基準モデルスライス１１０２に対応しても良い。基準モデルスライス１１０２及び／又は拡張セグメントスライス１１００は、任意のｚ方向間隔を有しても良い。基準モデルスライス１１０２は、基準モデル界面８５４及び／又は１又は複数の基準拡張面１１０４を含んでも良い。基準モデルスライス１１０２は基準モデルのｚ方向解像度に対応しても良く、拡張セグメントスライス１１００は拡張セグメント８０２のモデルのｚ方向解像度に対応しても良い。いくつかの実施形態では、拡張セグメント８０２のモデルのｚ方向解像度は基準モデル８５２のｚ方向解像度と異なっても良い。例えば、拡張セグメント８０２のモデルのｚ方向解像度は基準モデル８５２のｚ方向解像度に対し、増加又は減少させても良い。
【０１５４】
図１２Ａに示すように、モデル界面８０４を拡張する例示的方法１２００は、工程１２０２において少なくとも部分的に、少なくともワークピースの一部を含む視野１１４のデジタル表現に基づきワークピース１１６の高さを決定すること、工程１２０４においてワークピース１１６のワークピース界面１２０上に付加印刷されるべき拡張セグメント２０６の高さを決定すること、及び工程１２０６において拡張セグメント２０６の高さに対応する分だけｚ方向にモデル界面８０４を拡張すること、を含んでも良い。モデル界面８０４を基準モデルにおいてｚ方向に拡張し、次に、その結果生じる拡張セグメント８０２のモデルをそこから抽出しても良い。あるいは、モデル界面８０４を基準モデルから抽出し、次に、拡張セグメント２０６の高さに対応する分だけ、生成中の拡張セグメント８０２のモデル内でモデル界面８０４をｚ方向に拡張しても良い。
【０１５５】
工程１２０６においてモデル界面８０４を拡張する例示的方法を図１２Ｂから１２Ｄに示す。図１２Ｂに示すように、モデル界面８０４をｚ方向に拡張することは、工程１２０８において付加製造機械１０４のビルド面１２２に対応する高さにモデル界面８０４を位置決めすること、工程１２１０においてモデル界面の複製をモデル界面８０４の上方に拡張セグメント２０６の高さに対応するｚ方向距離を置いて位置決めすること、及び工程１２１２においてモデル界面８０４からモデル界面８０４の複製までｚ方向に延びる拡張セグメント８０２のモデルを規定すること、を含んでも良い。
【０１５６】
図１２Ｃに示すように、モデル界面８０４をｚ方向に拡張することは、工程１２１４において付加製造機械１０４のビルド面１２２に対応する高さにモデル界面８０４を位置決めすること、工程１２１６において基準モデルの上端面に対応する基準モデルの基準拡張面１１０４を決定し、基準モデルの基準拡張面１１０４をモデル界面８０４の上方に拡張セグメント２０６の高さに対応するｚ方向距離を置いて位置決めすること、及び工程１２１８においてモデル界面８０４から基準拡張面１１０４までｚ方向に延びる拡張セグメント８０２のモデルを規定すること、を含んでも良い。
【０１５７】
図１２Ｄに示すように、モデル界面８０４をｚ方向に拡張することは、工程１２２０においてビルド面１２２に対応する高さにモデル界面８０４を位置決めすること、工程１２２２において拡張セグメント８０２のモデルの拡張面１１０４のスライス高さを決定すること、工程１２２４において基準拡張面１１０４が拡張セグメント８０２のモデルのスライス高さに対応する高さに位置するように基準モデルにおける基準拡張面１１０４を決定すること、及び工程１２２６において基準拡張面１１０４をモデル界面８０４の上方にスライス高さに対応するｚ方向距離を置いて位置決めすること、を含んでも良い。
【０１５８】
いくつかの実施形態では、モデル界面８０４をｚ方向に拡張することは、工程１２２８において基準拡張面１１０４を変形し、変形拡張面１１０４を規定することを含んでも良い。基準拡張面１１０４の変形は、少なくとも部分的に基準拡張面１１０４のモデル界面８０４との比較に基づいても良い。更に又は代替として、基準拡張面１１０４の変形は、少なくとも部分的に、拡張セグメント２０６の高さに対するモデル界面８０４上方の基準拡張面１１０４の位置に基づいても良い。工程１２２８の変形は、図１０Ａから１０Ｄに示したものを含む１又は複数の変形操作、又は他の任意の変形操作、例えば、位置合わせ、変更、修正、捩じれ、歪み、変形、矯正、調整、手直し、直線化、傾斜、回転、曲げ、捻り、編集、更にはこれらの組み合わせを含んでも良い。
【０１５９】
工程１２２８における個々の変形操作は、少なくとも部分的に基準拡張面１１０４及び／又は基準拡張面１１０４の位置の比較に基づいて選択されても良い。いくつかの実施形態では、変形操作は平滑化係数を含んでも良く、これはモデル界面８０４から変形拡張面１１０４への段階的移行を提供するように設定されても良い。例えば、拡張面１１０４はモデル界面外周８０６と相違する外周を有し、平滑化係数はそれらの間の段階的移行を提供するように設定されても良い。平滑化係数は、拡張面１１０４のｚ方向位置に応じて割り当てられる分だけ変形を弱めても良い。
【０１６０】
拡張セグメント２０６の高さに対応するｚ方向位置にある拡張面１１０４は変形されなくても良く、例えば、拡張セグメント８０２のモデルはワークピース界面１２０に合致するモデル界面８０４から基準モデル８５２の上端面８５８に合致する拡張面１１０４へとｚ方向に沿って徐々に変化しても良い。更に又は代替として、モデル界面８０４と拡張セグメント８０８の上端面との間のｚ方向位置にある拡張面１１０４は、部分的にモデル界面８０４の外周と基準モデル８５２の上端面の外周との間にある外周に合致する変形拡張面１１０４を規定するために変形に適用される平滑化係数で変形されても良い。また、いくつかの実施形態では、拡張セグメント２０６の高さに対応するｚ方向位置にある拡張面１１０４は、例えば基準モデルの上端面とは相違する拡張セグメント２０６の上端面８０８を規定するために変形されても良い。
【０１６１】
更に図１２Ｄを参照すると、モデル界面８０４をｚ方向に拡張する工程は任意の数のスライスについて実行可能である。図１２Ｄに示すように、例示的方法１２００は、工程１２３０において、拡張セグメント８０２のモデルが別のスライスを含むかどうか決定することを含んでも良い。スライスの数は、例えば拡張セグメント８０２のモデルの意図する高さ及びｚ方向のスライス間隔に基づき、予め決定しても良い。ｚ方向のスライス間隔は、拡張セグメント８０２のモデルの要求されるｚ方向解像度に依存しても良い。別のスライスが存在する場合、例示的方法１２００は工程１２２２から１２３０を繰り返すことを含んでも良い。工程１２３０が別のスライスは存在しないことを示す場合、例示的方法１２００は工程１２３２に進み、モデル界面８０４から各基準又は変形拡張面１１０４を通り、拡張セグメント２０６の高さまでｚ方向に延びる拡張セグメント８０２のモデルを規定するにしても良い。拡張セグメント８０２のモデルは、各拡張面が決定され、配置され、及び／又は工程１２２４、１２２６及び１２２８において変形されると同時に又はその後に、工程１２３２で規定されても良い。
【０１６２】
再び図９Ａを参照すると、工程９１４において、複数の拡張セグメント８０２のモデルは、図８Ａに示すような拡張セグメントＣＡＤモデル８００に出力されても良い。拡張セグメント８０２の各モデルは、拡張セグメントＣＡＤモデル８００における界面にｚ方向に位置合わせされたモデル界面８０４を含んでも良い。拡張セグメントＣＡＤモデル８００における界面は、付加製造印刷機械１０４のビルド面１２２に対応しても良い。このようにして、各拡張セグメント２０６がビルド面１２２とｚ方向に適切に揃うように、複数の拡張セグメント２０６をそれぞれのワークピース１１６のワークピース界面１２０上に同じビルドの部分として付加印刷できる。再び図４を参照すると、拡張セグメント２０６を付加印刷する例示的方法４００は、工程４０８において、少なくとも部分的に視覚システムにより取り込まれた視野１１４のデジタル表現に基づき、印刷コマンドを生成することを含む。図７Ｂは、１又は複数の拡張セグメント２０６の複数のスライスの印刷コマンドを生成する例示的方法７５０を示している。図１３を参照すると、複数の拡張セグメント２０６のスライスの例示的印刷コマンド１３００が図表に示されている。図１３に示すように、拡張セグメント２０６のスライスを付加印刷する例示的印刷コマンド１３００は、それぞれこのスライスに対応する複数のツールパス１３０２を含んでも良い。例示的実施形態では、印刷コマンド１３００は複数の拡張セグメント２０６のモデル界面８０４に対応するツールパスを含むスライスのものであっても良い。追加の印刷コマンド１３００は、図７Ｂを参照して説明したような各スライスのために生成されても良い。スライスの数は、拡張セグメントＣＡＤモデル８００内の拡張セグメント２０６の寸法（例えば高さ、厚さ）や粉体１２６あるいは拡張セグメント２０６を付加印刷するのに使用可能な他の材料の層の要求される厚みに依存しても良い。
【０１６３】
例示的実施形態では、拡張セグメントＣＡＤモデル８００は複数の拡張セグメント８０２のモデルを含んでも良く、第１の拡張セグメント８０２の少なくとも第１のモデルが第２の拡張セグメント８０２の少なくとも第２のモデルと相違しても良い。第１の拡張セグメント８０２の第１のモデルは第１のワークピース１１６の第１のワークピース界面１２０と合致し、そして実質的に合同であり、第２の拡張セグメント８０２の第２のモデルは第２のワークピース１１６の第２のワークピース界面１２０と合致し、そして実質的に合同であっても良い。印刷コマンド１３００は、第１の拡張セグメント２０６の第１のスライスに対応する第１のツールパスと、第２の拡張セグメント２０６の第２のスライスに対応する第２のツールパスとを含んでも良く、第１のツールパスは第２のツールパスと相違しても良い。例えば、第１のツールパスが第１の拡張セグメント外周を規定し、第２のツールパスが第２の拡張セグメント外周を規定し、第１の拡張セグメント外周は、例えば曲率、表面積及び／又は形状において第２の拡張セグメント外周と相違しても良い。
【０１６４】
図１４から１９を参照すると、いくつかの実施形態では、例示的付加製造システム１００は、付加製造システム１００の１又は複数の態様の間で時折発生することがある、不一致、かたより、ずれ、較正エラーなどを防ぐあるいは緩和するために較正調整を実行するように構成されても良い。例えば、較正調整は、視覚システム１０２と付加製造機械１０４との間、視覚システム１０２と少なくとも部分的に視覚システム１０２を使用して得られた１又は複数のデジタル画像に基づいて生成された１又は複数のＣＡＤモデルとの間、又は１又は複数のＣＡＤモデルと付加製造機械１０４との間、もしくはそれらの組み合わせにおける不一致、かたより、ずれ、較正エラーなどを防ぐあるいは緩和するように設定されても良い。
【０１６５】
較正ＣＡＤモデルは、付加製造システム１００の較正に、例えば較正調整を実行することにより利用できる。図１４に例示的較正ＣＡＤモデル１４００を示す。較正ＣＡＤモデル１４００は１つ又は複数のモデル較正マーク１４０２を含む。１つ又は複数のモデル較正マーク１４０２は、それぞれ登録点の形式を取っても良く、あるいは登録点のモデルを含んでも良い。例えば、モデル較正マーク１４０２は、ドット、又は他の登録点２０２のモデルを定義するマークであっても良い。１又は複数のモデル較正マーク１４０２は、それぞれ複数の登録点２０２（図２Ａ及び２Ｂ）の各一つに対応するＣＡＤモデル座標に配置される。登録点２０２は、複数のワークピース１１６の各一つが、それぞれのワークピース界面１２０上に付加印刷されるときに置かれる位置に対応しても良い。
【０１６６】
ワークピースドック２１０はそれぞれ複数のワークピース１１６をビルドプレート１１８に固定するように構成されても良く、登録点２０２は、ワークピース１１６がビルドプレート１１８に固定され、視覚システム１０２及び／又は付加製造機械１０４に取付けられた時にどこに位置するかの表示を提供しても良い。較正ＣＡＤモデル１４００は、モデル較正マーク１４０２を登録点２０２に対応する位置に、例えばワークピース１１６がビルドプレート１１８に固定されたときに配置されることが想定される位置に付加印刷するために、付加製造機械１０４に利用されても良い。例えば、モデル較正マーク１４０２により表現される登録点２０２はビルドプレート１１８の１又は複数のワークピースドックの位置に対応しても良い。
【０１６７】
例示的実施形態では、複数のモデル較正マーク１４０２の各一つは、複数の登録点２０２の各一つに対応するＣＡＤモデル座標を有しても良い。モデル較正マーク１４０２は幾何学形状又はパターンを含んでも良く、この幾何学形状又はパターンの少なくとも一部は、それぞれの登録点２０２に対応するＣＡＤモデル座標を有しても良い。更に別の例示的実施形態では、モデル較正マーク１４０２は、モデル界面外周８０６などの拡張セグメント８０２のモデルの外周に対応する輪郭を含んでも良く、この輪郭は、拡張セグメント８０２のモデルに基づき拡張セグメント２０６が付加印刷されるワークピース１１６の位置に対応するＣＡＤモデル座標を有しても良い。
【０１６８】
図１５は、複数の印刷較正マーク１５０２を含む例示的較正面１５００を示しており、このマークは付加製造機械１０４を使用して較正面１５００の上に印刷されたものである。印刷較正マーク１５０２は、少なくとも部分的に、例えば図１４に示した較正ＣＡＤモデル１４００などの較正ＣＡＤモデル１４００に基づき、較正面１５００の上に印刷されたものであっても良い。較正面１５００はビルドプレート１１８及び／又はビルドプレート１１８に貼り付けられた較正シートを含んでも良い。例示的較正シートは、転写紙、カーボン紙あるいは付加製造機械１０４が印刷較正マーク１５０２を印刷するのに適した他の材料を含み得る。例示的実施形態では、印刷較正マーク１５０２は、粉体１２６や他の付加材料を利用することなくレーザなどの付加製造ツールを使用して印刷することができる。例えば、付加製造機械１０４は、レーザなどのエネルギ源１４２を含んでも良く、エネルギ源１４２を使用して較正面１５００をマーキングすることにより、複数の拡張セグメント２０６を付加印刷するように構成される。
【０１６９】
図１６は、視覚システム１０２を使用して得られた複数のデジタル表現較正マーク１６０２含む視野１１４の例示的デジタル表現１６００を示している。視野１１４内のデジタル表現較正マーク１６０２のデジタル表現１６００は、エッジ検出アルゴリズムを使用して特定することができる。例示的エッジ検出アルゴリズムは、視野１１４のデジタル表現１６００内の輝度やコントラストの変化などの不連続を有する画素を特定することにより  デジタル表現較正マーク１６０２を特定しても良い。図１６に示すように、視野１１４のデジタル表現１６００は較正ＣＡＤモデル１４００と比較されても良い。例えば、複数のデジタル表現較正マーク１６０２の各一つは、対応の複数のモデル較正マーク１４０２の各一つと比較されても良い。
【０１７０】
図１７は、複数のデジタル表現較正マーク１６０２の各一つの、対応の複数のモデル較正マーク１４０２の各一つとの例示的比較を図示する例示的比較テーブル１７００を示している。図１７に示されるように、このような比較はモデル較正マーク１４０２の基準座標１７０２を決定することと、デジタル表現較正マーク１６０２の測定座標１７０４を決定することを含んでも良い。このような比較は更に、例えばそれぞれのデジタル表現較正マーク１６０２と対応のモデル較正マーク１４０２との間の差などのシステムオフセット１７０６を決定することを含んでも良い。比較データは、例えば対応の各登録点２０２についてなど、各モデル較正マーク１４０２について得られても良い。
【０１７１】
システムオフセット１７０６は不一致、偏り、位置合わせ不良、較正エラーなどを表示しても良い。較正調整は比較に応答して実行されても良い。較正調整は、視覚システム１０２、付加製造機械１０４又は制御システム１０６を含む、付加製造システム１００の任意の態様に適用されても良い。更に又は代替として、較正調整はライブラリＣＡＤモデル及び／又は拡張セグメントＣＡＤモデル８００を含む、１又は複数のＣＡＤモデルに適用されても良い。例えば、ＣＡＤモデルに適用される較正調整はＣＡＤモデルの座標を視覚システム座標及び／又は付加製造機械座標などの付加製造システム１００の座標と位置合わせするように設定されても良い。較正調整は各モデル較正マーク１４０２を対応の登録点２０２と位置合わせするために任意の１又は複数のモデル較正マーク１４０２に適用されても良い。例えば、較正調整はシステムオフセット１７０６がオフセット閾値を超えた場合にモデル較正マーク１４０２に適用されても良い。
【０１７２】
較正調整の例示的結果が図１８Ａから１８Ｃに概略的に図示されている。図１８Ａは、例えば視覚システム１０２に適用される較正調整における、較正１８０２前及び較正１８０４後の視覚システム１０２から得られるワークピース界面１２０の例示的デジタル表現１８００を示している。図１８Ｂは、例えば付加製造機械１０４に適用される較正調整における、較正１８１２前及び較正１８１４後の付加製造機械１０４を使用して付加印刷される拡張セグメント１８１０の例示的位置を示している。図１８Ｃは、例えば拡張セグメントＣＡＤモデルに適用される較正調整における、較正１８２２前及び較正１８２４後の拡張セグメントＣＡＤモデルにおける拡張セグメント１８２０のモデルの例示的位置を示している。
【０１７３】
次に図１９を参照し、付加製造システム１００を較正する例示的方法を説明する。例示的方法１９００は、工程１９０２において、１又は複数の較正マーク１６０２のデジタル表現を較正ＣＡＤモデル１４００と比較することを含んでも良い。較正ＣＡＤモデル１４００は１又は複数のモデル較正マーク１４０２を含んでも良い。１又は複数のデジタル表現較正マーク１６０２のデジタル表現は視覚システム１０２を使用して得られても良く、１又は複数の印刷較正マーク１５０２は付加製造機械１０４を使用し、較正ＣＡＤモデル１４００に従って較正面１５００上に印刷されても良い。いくつかの実施形態では、例示的方法１９００は、視覚システム１０２を使用し、１又は複数のデジタル表現較正マーク１６０２のデジタル表現を得ることを含んでも良い。
【０１７４】
１又は複数の較正調整は工程１９０２に応答して適用されても良い。例えば、いくつかの実施形態では、例示的方法１９００は、工程１９０４において、少なくとも部分的に比較に基づき、較正調整を１又は複数のＣＡＤモデルに適用することを含んでも良い。較正調整は、１又は複数のＣＡＤモデルを付加製造システム１００の、例えば視覚システム座標及び／又は付加製造機械座標などの１又は複数の座標と位置合わせしても良い。例えば、較正調整は１又は複数のモデル較正マーク１４０２の座標を付加製造機械１０４の座標と位置合わせしても良い。更に又は代替として、例示的方法１９００は、工程１９０６において、少なくとも部分的に比較に基づき、較正調整を付加製造システム１００に適用することを含んでも良い。付加製造システム１００に適用される較正調整は、視覚システム１０２の１又は複数の座標を付加製造機械１０４の１又は複数の座標と位置合わせするように設定されても良い。
【０１７５】
例示的実施形態では、付加製造システム１００を較正する方法１９００は、付加製造機械１０４を使用し、較正ＣＡＤモデル１４００に従って較正面１５００上に１又は複数のモデル較正マーク１４０２を印刷することを含んでも良い。モデル較正マーク１４０２は、較正ＣＡＤモデル１４００に従い、較正面１５００上の複数の登録点２０２に印刷されても良い。登録点２０２は、複数の拡張セグメント２０６の各一つを複数のワークピース１１６の各一つの上に付加印刷するときに、複数のワークピース１１６の各一つが配置される位置にそれぞれ対応するＣＡＤモデル座標を有しても良い。
【０１７６】
デジタル表現較正マーク１６０２のデジタル表現は、少なくとも部分的にモデル較正マーク１４０２及びデジタル表現較正マーク１６０２の座標及び／又は寸法に基づき、較正ＣＡＤモデル１４００におけるモデル較正マーク１４０２と比較されても良い。例えば、１又は複数のデジタル表現較正マーク１６０２のデジタル表現を較正ＣＡＤモデル１４００におけるモデル較正マーク１４０２と比較することは、デジタル表現における１又は複数のデジタル表現較正マーク１６０２の１又は複数の座標を較正ＣＡＤモデル１４００におけるモデル較正マーク１４０２の１又は複数の座標と比較することと、それらの間の１又は複数の差を決定することを含んでも良い。１又は複数の座標は、それぞれ複数の拡張セグメント２０６の各一つが付加製造機械１０４を使用して付加印刷される複数のワークピース１１６の各一つに対応する、複数の登録点２０２の各一つの座標を含んでも良い。更に又は代替として、１又は複数のデジタル表現較正マーク１６０２のデジタル表現を較正ＣＡＤモデル１４００におけるモデル較正マーク１４０２と比較することは、デジタル表現における１又は複数のデジタル表現較正マーク１６０２の１又は複数の寸法を較正ＣＡＤモデル１４００における対応の１又は複数のモデル較正マーク１４０２と比較することと、それらの間の１又は複数の差を決定することを含んでも良い。
【０１７７】
更に図１９を参照すると、１又は複数のＣＡＤモデルに較正調整を適用する工程１９０４は、少なくとも部分的に工程１９０２での比較に基づき、この１又は複数のＣＡＤモデルの少なくとも一部を変形することを含んでも良い。この変形は、１又は複数のＣＡＤモデルの少なくとも一部を回転する、曲げる、捻る、シフトする、拡大縮小する、平滑化する、位置合わせする、オフセットする、及び／又はモーフィングすることを含んでも良い。
【０１７８】
例示的実施形態では、１又は複数のＣＡＤモデルは、それぞれＣＡＤモデル座標に配置された複数の拡張セグメント８０２のモデルを有する拡張セグメントＣＡＤモデル８００を含んでも良い。ＣＡＤモデル座標は、複数の拡張セグメント２０６の各一つを複数のワークピース１１６の各一つの上に付加印刷するときに、複数のワークピース１１６の各一つが配置される位置に対応する複数の登録点２０２の各一つに対応する。いくつかの実施形態では、工程１９０４において１又は複数のＣＡＤモデルに較正調整を適用することは、拡張セグメントＣＡＤモデル８００の拡張セグメント８０２の複数のモデルの各一つを付加製造システム１００の複数の登録点２０２の各一つと位置合わせするために、少なくとも部分的に比較に基づき拡張セグメントＣＡＤモデル８００の少なくとも一部を変形することを含んでも良い。
【０１７９】
更に別の例示的実施形態では、工程１９０４において１又は複数のＣＡＤモデルに較正調整を適用することは、拡張セグメントＣＡＤモデル８００を生成することを含んでも良い。生成された拡張セグメントＣＡＤモデル８００は、複数のワークピース１１６の各一つの上に付加印刷されるように設定された複数の拡張セグメント８０２のモデルを含んでも良く、そして拡張セグメント８０２の複数のモデルは、少なくとも部分的に較正調整に基づき決定されるＣＡＤモデル座標にそれぞれ配置されても良い。拡張セグメント８０２の複数のモデルは、付加製造システム１００の複数の登録点２０２の各一つと位置合わせされても良い。複数の登録点２０２は、複数の拡張セグメント２０６の各一つを複数のワークピース１１６の各一つの上に付加印刷するときに、複数のワークピース１１６の各一つが配置される位置に対応しても良い。
【０１８０】
次に図２０を参照して付加製造システム１００の更なる特徴を説明する。図２０に示すように、例示的付加製造システム１００は制御システム１０６を含んでも良い。例示的制御システム１０６は視覚システム１０２及び／又は付加製造機械１０４と通信可能に接続されたコントローラ２０００を含む。コントローラ２０００もユーザインターフェース１０８及び／又は管理システム１１０と通信可能に接続されている。
【０１８１】
コントローラ２０００は、視覚システム１０２及び／又は付加製造機械１０４の近く又は遠くに配置可能な１又は複数の計算装置２００２を含んでも良い。１又は複数の計算装置２００２は、１又は複数のプロセッサ２００４及び１又は複数の記憶装置２００６を含んでも良い。１又は複数のプロセッサ２００４は任意の適切な演算装置、例えばマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、論理回路及び／又は他の適切な演算装置を含んでも良い。１又は複数の記憶装置２００６は、非一時的コンピュータ‐可読媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスクドライブ、フラッシュドライブ及び／又は他の記憶装置を含む（但しこれらに限定されるものではない）、１又は複数のコンピュータ‐可読媒体を含んでも良い。
【０１８２】
１又は複数の記憶装置２００６は、１又は複数のプロセッサ２００４により実行可能な機械実行可能命令２００８を含む、１又は複数のプロセッサ２００４によりアクセス可能な情報を格納することができる。命令２００８は。１又は複数のプロセッサ２００４により実行されると１又は複数のプロセッサ２００４に動作を実行させる、任意の命令セットを含んでも良い。いくつかの実施形態においては、命令２００８は、１又は複数のプロセッサ２００４にコントローラ２０００及び／又は１又は複数の計算装置２００２を設定するための動作を実行させるように設定されても良い。そのような動作は、視覚システム１０２及び／又は付加製造機械１０４を制御すること、例えば視覚システム１０２に１又は複数のワークピース１１６のワークピース界面１２０を含む視野１１４のデジタル表現を取り込ませること、少なくとも部分的に１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現に基づき、１又は複数の印刷コマンド１３００を生成すること、及び付加製造機械１０４に、複数の拡張セグメント２０６の各一つを複数のワークピース１１６の対応する各一つの上に付加印刷させること、を含んでも良い。例えば、そのような命令２００８は１又は複数の印刷コマンド１３００を含んでも良く、これは付加製造機械１０４により実行されると、複数の拡張セグメント２０６の層を印刷するために付加製造ツールを複数のツールパス座標を含むツールパスに指向させ、ツールパスの特定の部分で付加印刷させる。複数の拡張セグメント２０６の層は拡張セグメントＣＡＤモデル８００のスライスに対応しても良い。そのような動作は、更に又は代替として、付加製造システム１００を較正することを含んでも良い。
【０１８３】
そのような動作は、更に又は代替として、視覚システム１０２、付加製造機械１０４、ユーザインターフェース１０８及び／又は管理システム１１０から入力を受け取ることを含んでも良い。そのような動作は、更に又は代替として、少なくとも部分的にこの入力に基づき、視覚システム１０２及び／又は付加製造機械１０４を制御することを含んでも良い。そのような動作は制御モデル２０１０により供給される制御コマンドに従って実行されても良い。例として、例示的制御モデル２０１０は、１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現から複数のワークピース１１６のそれぞれのワークピース界面１２０を決定するように設定された１又は複数の制御モデル２０１０と、少なくとも部分的に１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現に基づき拡張セグメントＣＡＤモデル８００を決定及び／又は生成するように設定された１又は複数の制御モデル２０１０と、及び／又は拡張セグメントＣＡＤモデル８００を複数のスライスにスライスし、及び／又は複数のスライスのそれぞれのツールパス及び付加印刷領域を決定又は生成するように設定された１又は複数の制御モデル２０１０と、を含んでも良い。機械実行可能命令２００８は、任意の適切なプログラミング言語で書かれたソフトウェアであっても良く、ハードウェアとして実装されても良い。更に及び／又は代替として、命令２００８は、論理的及び／又は仮想的に独立したスレッドとしてプロセッサ２００４上で実行できる。
【０１８４】
記憶装置２００６は、１又は複数のプロセッサ２００４によりアクセス可能なデータ２０１２を格納できる。データ２０１２は、カレントあるいはリアルタイムデータ、過去データ、またはそれらの組み合わせを含んでも良い。データ２０１２はデータライブラリ２０１４に格納されても良い。例として、データ２０１２は、付加製造システム１００に関連する又は生成されたデータを含んでも良く、これはコントローラ２０００、視覚システム１０２、付加製造機械１０４、ユーザインターフェース１０８、管理システム１１０及び／又は計算装置２００２に関連する又は生成されたデータ２０１２を含む。データ２０１２はまた、付加製造システム１００に関連する、例えば、視覚システム１０２、付加製造機械１０４、ユーザインターフェース１０８及び／又は管理システム１１０に関連する、他のデータセット、パラメータ、出力、情報を含んでも良い。
【０１８５】
１又は複数の計算装置２００２はまた、無線あるいは有線の通信ライン２０２０を介する通信ネットワーク２０１８との通信に使用できる通信インタフェース２０１６を含んでも良い。通信インタフェース２０１６は、１又は複数のネットワークとのインタフェースのための任意の適切なコンポーネント、例えば送信機、受信機、ポート、コントローラ、アンテナ及び／又は他の適切なコンポーネントを含んでも良い。通信インタフェース２０１６は、計算装置２００２が視覚システム１０２、付加製造機械１０４と通信することを可能にする。通信ネットワーク２０１８は、例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、ＳＡＴＣＯＭネットワーク、ＶＨＦネットワーク、ＨＦネットワーク、ＷｉＦｉネットワーク、ゲートリンクネットワーク、及び／又はコントローラ２０００への及び／又はコントローラ２０００からのメッセージを通信ライン２０２０を介して送信するのに適切な任意の他の通信ネットワークを含んでも良い。通信ネットワーク２０１８の通信ライン２０２０はデータバス、有線及び／又は無線の通信リンクを含んでも良い。
【０１８６】
通信インタフェース２０１６は、更に又は代替として、計算装置２００２がユーザインターフェース１０８及び／又は管理システム１１０と通信することを可能にしても良い。管理システム１１０はサーバ２０２２及び／又はデータウェアハウス２０２４を含んでも良い。例として、データ２０１２の少なくとも一部はデータウェアハウス２０２４に格納されても良く、サーバ２０２２は、データ２０１２をデータウェアハウス２０２４から計算装置２００２に送信し及び／又は計算装置２００２からデータ２０１２を受信し、受信したデータ２０１２を更なる目的のためデータウェアハウス２０２４に格納するように設定されても良い。サーバ２０２２及び／又はデータウェアハウス２０２４は制御システム１０６の一部として実装されても良い。
【０１８７】
本発明の更なる態様は以下の節の内容によって規定される。
【０１８８】
ワークピースに対応する基準モデルを横断する基準モデル界面をライブラリＣＡＤモデルにおいて決定すること、前記ライブラリＣＡＤモデルの前記基準モデル界面をワークピースのワークピース界面のデジタル表現と比較し、前記デジタル表現は前記ワークピース界面を含む視野を有する視覚システムによって得られるものであること、及び少なくとも部分的に前記基準モデル界面に基づき拡張セグメントのモデルを生成し、前記拡張セグメントの前記モデルは前記ワークピースの前記ワークピース界面上に付加印刷されるように設定されていること、を含むワークピース界面と合致する拡張セグメントを含むＣＡＤモデルを生成する方法。
【０１８９】
拡張セグメントのモデルを生成することは、前記基準モデルから前記基準モデル界面を抽出することを含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９０】
拡張セグメントのモデルを生成することは、少なくとも部分的に前記比較に基づき前記基準モデル界面を変形すること、前記ワークピース界面の前記デジタル表現に合致する変形モデル界面を規定すること、及び前記変形モデル界面を拡張し、前記ワークピース界面の上に付加印刷されるように設定された拡張セグメントのモデルを規定すること、を含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９１】
前記基準モデル界面を変形することは、前記基準モデル界面の少なくとも一部を回転する、曲げる、捻る、シフトする、拡大縮小する、平滑化する、位置合わせする、オフセットする及び／又はモーフィングすることを含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９２】
前記基準モデル界面を変形することは、前記基準モデル界面の少なくとも第１の部分をワークピース界面の前記デジタル表現と位置合わせするために選択された第１の変形操作を実行し、前記第１の変形操作がシフト及び／又は回転の変形操作を含むこと、及び、前記基準モデル界面の少なくとも第２の部分を前記ワークピース界面の前記デジタル表現と位置合わせするために選択された第２の変形操作を実行し、前記第２の変形操作が曲げ及び／又は拡大縮小の変形操作を含むこと、を含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９３】
前記変形モデル界面を拡張することは、少なくとも部分的に前記視野の前記デジタル表現に基づき前記ワークピースの高さを決定すること、前記ワークピースの前記ワークピース界面上に付加印刷すべき前記拡張セグメントの高さを決定すること、前記モデル界面を前記拡張セグメントの高さに対応する分だけｚ方向に拡張すること、を含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９４】
前記モデル界面を前記拡張セグメントの高さに対応する分だけｚ方向に拡張することは、前記モデル界面を、付加製造機械のビルド面に対応する高さに位置決めすること、前記モデル界面の複製を、前記モデル界面の上方に前記拡張セグメントの高さに対応するｚ方向の距離を置いて位置決めすること、及び前記モデル界面から前記モデル界面の前記複製までｚ方向に延びる前記拡張セグメントの前記モデルを規定すること、を含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９５】
前記モデル界面を前記拡張セグメントの高さに対応する分だけｚ方向に拡張することは、前記モデル界面を、付加製造機械のビルド面に対応する高さに位置決めすること、前記基準モデルの上端面に対応する前記基準モデルの基準拡張面を決定し、前記基準モデルの前記基準拡張面を、前記モデル界面の上方に前記拡張セグメントの高さに対応するｚ方向の距離を置いて位置決めすること、及び前記モデル界面から前記基準拡張面までｚ方向に延びる前記拡張セグメントの前記モデルを規定すること、を含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９６】
前記モデル界面を前記拡張セグメントの高さに対応する分だけｚ方向に拡張することは、前記モデル界面を、付加製造機械のビルド面に対応する高さに位置決めすること、前記拡張セグメントの前記モデルの拡張面のスライス高さを決定すること、前記基準モデルにおける基準拡張面を決定し、前記基準拡張面は前記拡張セグメントの前記モデルの前記スライス高さに対応する高さにあること、前記基準拡張面を、前記モデル界面の上方に前記スライス高さに対応するｚ方向の距離を置いて位置決めすること、前記基準拡張面を変形し、変形拡張面を設け、前記基準拡張面を変形することが少なくとも部分的に前記基準拡張面を前記モデル界面及び／又は前記拡張面の高さに対する前記モデル界面上の前記基準拡張面の位置に基づくこと、及び前記モデル界面から前記基準拡張面までｚ方向に延びる前記拡張セグメントの前記モデルを規定すること、を含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９７】
前記拡張セグメントの前記モデルを拡張セグメントＣＡＤモデルに出力することを含む、前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９８】
前記視覚システムを使用して前記ワークピース界面の前記デジタル表現を得ることを含む、前出のいずれかの節に記載の方法。
【０１９９】
前記ワークピースはターボ機械用のコンプレッサブレード又はタービンブレードを含み、前記拡張セグメントはブレード端を含む、前出のいずれかの節に記載の方法。
【０２００】
対応の複数のワークピース上に付加印刷されるように設定された複数の拡張セグメントを含むＣＡＤモデルを生成することを含む方法であって、前記複数のワークピースの各一つについて、前記複数のワークピースの各一つに対応する基準モデルを横断する基準モデル界面を前記ライブラリＣＡＤモデルにおいて決定すること、前記ライブラリＣＡＤモデルの前記基準モデル界面を前記複数のワークピースの各一つのワークピース界面のデジタル表現と比較し、前記デジタル表現は前記視覚システムを使用して得られ、前記視覚システムは前記複数のワークピースの各一つの前記ワークピース界面を含む視野を有すること、及び、少なくとも部分的に前記複数のワークピースの各一つに対応する前記基準モデル界面に基づき、前記複数のワークピースの各一つに対応する拡張セグメントのモデルを生成し、前記拡張セグメントの前記モデルは前記複数のワークピースの各一つの前記ワークピース界面上に付加印刷されるように設定されること、を含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０２０１】
拡張セグメントのモデルを生成することは、前記基準モデルから前記複数のワークピースの各一つに対応する前記基準モデル界面を抽出することを含む、前出のいずれかの節に記載の方法。
【０２０２】
拡張セグメントのモデルを生成することは、少なくとも部分的に前記比較に基づき、前記複数のワークピースの各一つに対応する前記基準モデル界面を変形すること、前記複数のワークピースの各一つの前記ワークピース界面の前記デジタル表現に合致する変形モデル界面を規定すること、及び前記変形モデル界面を拡張し、前記複数のワークピースの各一つの前記ワークピース界面上に付加印刷されるように設定された拡張セグメントのモデルを規定すること、を含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０２０３】
前記複数のワークピースの各一つの前記対応するワークピース界面上に付加印刷されるようにそれぞれ設定された複数の拡張セグメントのモデルを、拡張セグメントＣＡＤモデルに出力することを含む、前出のいずれかの節に記載の方法。
【０２０４】
ライブラリＣＡＤモデルの基準モデル界面を第１のワークピースの第１のワークピース界面の第１のデジタル表現と比較し、前記第１のデジタル表現が前記視覚システムを使用して得られ、前記視覚システムが前記第１のワークピース界面を含む視野を有すること、少なくとも部分的に前記比較に基づいて前記基準モデル界面を変形し、前記第１のデジタル表現に合致する第１の変形モデル界面を規定すること、前記第１の変形モデル界面を拡張し、前記第１のワークピースの前記第１のワークピース界面上に付加印刷されるように設定された第１の拡張セグメントの第１のモデルを規定すること、前記ライブラリＣＡＤモデルの前記基準モデル界面を第２のワークピースの第２のワークピース界面の第２のデジタル表現と比較し、前記第２のデジタル表現が前記視覚システムを使用して得られたものであり、前記視覚システムが前記第２のワークピース界面を含む視野を有すること、少なくとも部分的に前記比較に基づき前記基準モデル界面を変形し、前記第２のデジタル表現に合致する第２の変形モデル界面を規定すること、前記第２の変形モデル界面を拡張し、前記第２のワークピースの前記第２のワークピース界面上に付加印刷されるように設定された第２の拡張セグメントの第２のモデルを規定すること、及び前記第１の拡張セグメントの前記第１のモデル及び前記第２の拡張セグメントの前記第２のモデルを拡張セグメントＣＡＤモデルに出力すること、を含む前出のいずれかの節に記載の方法。
【０２０５】
視覚システムと付加製造機械とに動作可能に結合されたコントローラを備える付加製造システムであって、前記コントローラは１又は複数のコンピュータ可読媒体と１又は複数のプロセッサとを含み、前記１又は複数のコンピュータ可読媒体はコンピュータ実行可能命令を含み、前記コンピュータ実行可能命令は前記１又は複数のプロセッサにより実行されると前記付加製造システムに、ワークピースに対応する基準モデルを横断する基準モデル界面をライブラリＣＡＤモデルにおいて決定させ、前記ライブラリＣＡＤモデルの前記基準モデル界面を、前記ワークピース界面を含む視野を有する視覚システムを使用して得られた前記ワークピースのワークピース界面のデジタル表現と比較させ、少なくとも部分的に前記基準モデル界面に基づき、前記ワークピースの前記ワークピース界面上に付加印刷されるように設定された拡張セグメントのモデルを生成させる、付加製造システム。
【０２０６】
前記ワークピース界面の前記デジタル表現取り込むように構成された視覚システム及び／又は前記ワークピースの上に前記拡張セグメントを付加印刷するように構成された付加製造機械を含む、前出のいずれかの節に記載のシステム。
【０２０７】
付加製造システムの１又は複数のプロセッサにより実行されると前記付加製造システムに、ワークピースに対応する基準モデルを横断する基準モデル界面をライブラリＣＡＤモデルにおいて決定させ、前記ライブラリＣＡＤモデルの前記基準モデル界面を、前記ワークピース界面を含む視野を有する視覚システムを使用して得られた前記ワークピースのワークピース界面のデジタル表現と比較させ、少なくとも部分的に前記基準モデル界面に基づき、前記ワークピースの前記ワークピース界面上に付加印刷されるように設定された拡張セグメントのモデルを生成させる、コンピュータ実行可能命令を含む、コンピュータ可読媒体。
【０２０８】
本明細書は、ここに開示された発明を説明するために、また当業者が任意の装置あるいはシステムを製作し使用すること及び包含されるすべての方法を実施することも含み、本発明を実施できるようにするために、最良の態様を含む例示的実施形態を用いる。ここに開示された発明の特許可能範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者に想起される他の例を含み得る。そのような例は、もしそれらが特許請求の範囲の字義通りの言語と異なるものでなければ、又はそれらが特許請求の範囲の字義通りの言語と実質的な相違を有しない均等構成要素を含むものであれば、特許請求の範囲内にあると意図される。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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【図１８Ｃ】
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【図１９】
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【図２０】
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