(57)【要約】【課題】エネルギービーム４を用いて硬化させることが可能な造形材料３の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、複数の異なる造形材料を用いて三次元物体３を付加的に製造することを課題とする。【解決手段】選択的に照射して硬化させるべき造形材料３の少なくとも一つ層が、エネルギービーム４を用いて硬化させることが可能な造形材料３の箔状の面部材１２として少なくとも部分的に配備される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギービーム（４）を用いて硬化させることが可能な造形材料（３）の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体（２）を付加的に製造する方法において、
選択的に照射して硬化させるべき造形材料（３）の少なくとも一つ層が、エネルギービーム（４）を用いて硬化させることが可能な造形材料（３）の箔状の面部材（１２）として少なくとも部分的に配備されることを特徴とする方法。
【請求項２】
金属箔又は金属薄板が箔状の面部材（１２）として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
箔状の面部材（１２）として配備されない造形材料（３）の層（３ａ）が粉末状の造形材料（３）の粉末層として配備されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記の箔状の面部材（１２）が選択的に照射されて硬化され、それによって、その箔状の面部材（１２）の選択的に照射されて硬化された部分が、造形材料（３）のそれ以前の層のそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分と連結されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記の箔状の面部材（１２）が選択的に照射されて硬化され、それによって、その箔状の面部材（１２）の選択的に照射されて硬化された部分が、造形モジュールの造形プラットフォームと連結されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
箔状の面部材（１２）の選択的に照射されず硬化されなかった部分が、その箔状の面部材（１２）を選択的に照射して硬化させる間及び／又はその箔状の面部材（１２）を選択的に照射されて硬化された後に除去されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
箔状の面部材（１２）の選択的に照射されず硬化されなかった部分を除去した後、その箔状の面部材（１２）の選択的に照射されず硬化されなかった部分が除去された領域に粉末状の造形材料（３）を塗布することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
エネルギービーム（４）を用いて、前記の粉末状の造形材料（３）を選択的に照射して硬化させることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記の箔状の面部材（１２）を構成する造形材料（３）が、箔状の面部材（１２）として配備されない造形材料（３）の層の造形材料と異なることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
エンドレス供給機器（９）によって、前記の箔状の面部材（１２）を配備することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
造形材料（３）の選択的な照射及び硬化が行なわれる造形面（１０）を少なくとも部分的に覆う半加工品又はカット部品として、前記の箔状の面部材（１２）を配備することを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
前記の箔状の面部材（１２）が、予熱された状態で配備されることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１３】
エネルギービーム（４）を用いて硬化させることが可能な造形材料（３）の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体（２）を付加的に製造する装置（１）において、
本装置（１）が、請求項１から１２までのいずれか一つに記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって三次元物体を付加的に製造する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることにより三次元物体を付加的に製造する方法は一般的に周知である。各方法は、例えば、選択的レーザー焼結プロセス、選択的レーザー溶解プロセス又は選択的電子ビーム溶解プロセスとして実現することができる。
【０００３】
物体を付加的に製造するために、少なくとも二つの（化学的に）異なる造形材料、例えば、異なる金属を使用することは難しいので、付加的に製造する物体をただ一つの形式の造形材料から製作するのが一般的である。その理由は、例えば、付加的に製造するプロセス中に異なる造形材料を混合するとの事実及び造形材料を分離して再利用することが難しいとの事実とである。
【０００４】
それにも関わらず、（化学的に）異なる造形材料、例えば、異なる金属から三次元物体を付加的に製作する需要が有り、その理由は、そのことが、一般的に、付加的に製造される三次元物体の構造的なレイアウト及び機能的なレイアウトの両方を、そのため、付加的に製造する可能性を一層増大させるからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、複数の（化学的に）異なる造形材料の実用的な使用を可能とする、三次元物体を付加的に製造する改善された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に基づく方法によって達成される。従属請求項は、この方法の実現可能な実施形態を表す。
【０００７】
ここで述べる方法は、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な少なくとも一つの造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体、例えば、技術的な部品又は部品集合体を付加的に製造することに関する。各造形材料は、例えば、金属、セラミック又はポリマーとすることができる。各エネルギービームは、例えば、レーザービーム又は電子ビームとすることができる。各方法は、例えば、選択的レーザー焼結プロセス、選択的レーザー溶解プロセス又は選択的電子ビーム溶解プロセスとして実現することができる。
【０００８】
本方法は、層毎に順次選択的に照射して硬化させるべき造形材料の少なくとも一つの層が、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の箔状の面部材として少なくとも部分的に配備されることを特徴とする。従って、本方法は、各三次元物体を付加
的に造形するために、粉末状の造形材料の層を選択的に照射して硬化させることだけでなく、各三次元物体を付加的に造形するために、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料から成る粉末状でない造形材料、即ち、箔状の面部材の層を選択的に照射して硬化させることをも包含する。以下の記述から明らかになる通り、この箔状の面部材の少なくとも一つの層は、本方法により付加的に製造すべき物体の部分を少なくとも部分的に構成する層とするか、或いは付加的に製造すべき物体の部分を構成しない層とすることができる。後者の場合、箔状の面部材は、付加的に製造すべき物体を上に設置するための支持構造の一部を構成することができ、この支持構造は、付加的に製造すべき物体を支持するように構成される。
【０００９】
従って、本方法は、層毎に順次選択的に照射して硬化させるべき少なくとも二つの異なる種類の造形材料、即ち、粉末状の造形材料と粉末状でない造形材料を使用する。粉末状の造形材料の層又は層部分と粉末状でない造形材料の層又は層部分の両方をエネルギービームによって硬化させることができる。箔状の面部材として配備されない造形材料の層は、典型的には、粉末状の造形材料の粉末層として配備され、その逆の形態でも配備される。
【００１０】
粉末状の造形材料、例えば、金属粉末と比べて、箔状の面部材は、全ての種類の取扱機器、例えば、ロボットなどによって取り扱うことができる、即ち、特に、把持することができる二次元の膜状の面構造部品と看做すことができる。
【００１１】
従って、実施形態に基づき三次元物体を付加的に造形する間に、造形材料の粉末層が造形面に塗布されて、選択的に照射されるだけでなく、非粉末層も、即ち、箔状の面部材も造形面に配置されて、選択的に照射されて硬化される。箔状の面部材に関して、「硬化」との用語は、典型的には、箔状の面部材が、付加的に製造すべき三次元物体を構成する造形材料のそれ以外の硬化された層又は造形モジュールの造形プラットフォームと結合又は連結されることであると理解すべきである。それによって、箔状の面部材は、典型的には、選択的な照射によって選択的に融解又は溶解されて、その後、箔状の面部材の選択的に融解又は溶解された部分を冷却して硬化させる間に、付加的に製造すべき三次元物体を構成する造形材料の別の硬化させた層、即ち、特に、それ以前の造形材料層のそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分、或いは造形モジュールの造形プラットフォームとの固い結合又は連結が形成される。従って、箔状の面部材は、付加的に製造すべき三次元物体を構成する造形材料の別の硬化させた層、即ち、特に、それ以前の造形材料の層のそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分、或いは造形モジュールの造形プラットフォームの上に（直に）設置することができ、この造形プラットフォームは、典型的には、少なくとも一つの自由度に対して可動形態に支持されている。前者の場合、箔状の面部材は、付加的に製造すべき物体の一部を構成し、後者の場合、箔状の面部材は、付加的に製造すべき物体の一部を構成しないが、付加的に製造すべき物体を支持する支持構造の一部を構成することができる。
【００１２】
選択的に照射して硬化すべき箔状の面部材は、それ以前に選択的に照射されて硬化された少なくとも一つの粉末状の造形材料層の上部に（直に）配置／設置することができる。同様に、選択的に照射して硬化すべき粉末状の造形材料層は、それ以前に選択的に照射されて硬化された少なくとも一つの箔状の面部材の上部に配置することができる。以下の記述から明らかになる通り、粉末状の造形材料と箔状の面部材の両方が存在することも可能であり、従って、それらを同じ造形面に照射して硬化させることもできる。
【００１３】
選択的に照射して硬化すべき箔状の面部材は、造形モジュールの造形プラットフォームの上部に（直に）配置／設置することもできる。前述した通り、造形プラットフォームは、典型的には、少なくとも一つの自由度に対して、例えば、垂直方向の運動軸に沿って可
動形態に支持されている。従って、箔状の面部材は、選択的に照射して硬化させることが可能であり、それによって、箔状の面部材の選択的に照射されて硬化された部分は、造形モジュールの造形プラットフォームと連結される。この場合、箔状の面部材は、付加的に製造すべき物体を支持する支持構造として機能することができる。箔状の面部材の材料特性、例えば、機械特性及び／又は熱特性が造形プラットフォームの材料特性と異なる場合、箔状の面部材とその箔状の面部材の上部に造形された付加的に製造された物体を造形プラットフォームから容易に除去することができる。同様に、箔状の面部材の材料特性、例えば、機械特性及び／又は熱特性が付加的に製造すべき物体の材料特性と異なる場合、その物体からの各支持構造の除去を容易に行なうことができる。
【００１４】
各箔状の面部材は、使用するエネルギービームによって照射することが可能な造形面の全体に渡って延びることができる、即ち、箔状の面部材の寸法は造形面の寸法と一致する。しかし、箔状の面部材の寸法を造形面の寸法よりも小さく、或いは大きくすることも可能である。箔状の面部材の寸法が造形面の寸法よりも小さい場合、複数の箔状の面部材を造形面に設置することも可能である。
【００１５】
一般的に、箔状の面部材は、造形材料の選択的な照射及び硬化が行なわれる造形面を少なくとも部分的に覆う半加工品又はカット部品として、例えば、未使用の部品又は打ち抜かれた部品として配備することができる。これに関しては、各半加工品又はカット部品が注文通りに作成される、即ち、付加的に製造すべき三次元物体の各面又は横断面に付加的に造形すべき三次元物体の横断面の横断面形状を既に有することも考えられる。
【００１６】
この箔状の面部材を構成する造形材料は、箔状の面部材として配備されない造形材料と比較して異なる材料とすることができる。従って、本方法により製造される三次元物体は、異なる造形材料の選択的な硬化によって、局所的に異なる物体特性、例えば、局所的に異なる電気特性、機械特性又は熱特性を有するように意図的に配備することができる。そのようにして、（粉末状の造形材料を改変すること無く）複合物体を付加的に製造することができる。これに関しては、少なくとも一つの幾何学特性、化学特性又は物理特性が異なる複数の箔状の面部材を使用して、特別な物体特性、例えば、特別な電気特性、機械特性又は熱特性を有する付加的に造形された物体を実現することも考えられることに言及しなければならない。
【００１７】
粉末状の造形材料の各層又は層部分を硬化させるために使用されるエネルギービームは、粉末状でない造形材料の各層又は層部分を硬化させるために使用されるエネルギービームと同じ、同様の、或いは異なるエネルギービーム特性、例えば、エネルギービーム強度、エネルギービーム焦点サイズ、エネルギービーム速度などを有することができる。従って、この同じ、同様の、或いは異なるエネルギービームは、粉末状の造形材料の各層又は層部分と粉末状でない造形材料の各層又は層部分を硬化させるために使用することができる。典型的には、箔状の面部材の幾何学パラメータ、化学パラメータ及び物理パラメータ、例えば、厚さ、融解温度、温度などは、箔状の面部材を選択的に照射して硬化させるために使用されるエネルギービーム特性を規定する。
【００１８】
特に、各箔状の面部材を使用することは、（化学的に）異なる造形材料を使用する実用的な解決策を提供し、それによって、異なる粉末状の造形材料の適用及び混合と（化学的に）異なる造形材料の分離及び再利用の難しさとをそれぞれ回避することができる。従って、本方法は、（化学的及び／又は物理的に）異なる造形材料、例えば、異なる金属から三次元物体を付加的に造形する需要に合致し、本方法は、三次元物体を付加的に製造する構造的レイアウトと機能的レイアウトの両方の可能性を増大させ、そのため、全体として、付加的に製造する可能性を増大させる。従って、複数の異なる造形材料の実用的な使用を可能とする三次元物体を付加的に製造する改善された方法が得られる。
【００１９】
金属箔又は金属薄板を箔状の面部材として使用することができる。言い換えると、各箔状の面部材を金属箔又は金属薄板として実現することができる。複数の幾何学特性、化学特性及び物理特性、即ち、複数の寸法、厚さ、材料、密度などを有する金属箔及び金属薄板が入手可能であり、その結果、金属箔又は金属薄板の使用は、構造的レイアウトと機能的なレイアウトの多彩な変化形態に基づき三次元物体を製造することを可能にする。一例として、アルミニウム、銅、鋼鉄又はチタニウムの薄板又は箔を箔状の面部材として使用することができる。
【００２０】
三次元物体の正常な付加的造形を保証するために、典型的には、造形材料のそれ以前の層又は造形モジュールの造形プラットフォームのそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分と結合又は連結するように、各箔状の面部材を選択的に照射して硬化させる。従って、箔状の面部材の選択的に照射されて硬化された部分は、典型的には、造形材料のそれ以前の層又は造形プラットフォームのそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分と結合又は連結される。箔状の面部材と造形材料のそれ以前の層又は造形プラットフォームのそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分との結合及び連結は、典型的には、ぞれぞれ材料結合形態又は材料閉鎖形態を包含する。
【００２１】
付加的に造形すべき三次元物体の一部を構成しない、箔状の面部材の部分、即ち、箔状の面部材の選択的に照射されず硬化されない部分は、箔状の面部材を選択的に照射して硬化させる間及び／又はその後に除去することができる。箔状の面部材の各部分の除去は、箔状の面部材の除去すべき各部分を切断及び／又は把持する適切な取扱機器、例えば、ロボットによって行なうことができる。箔状の面部材の各部分の除去は、典型的には、粉末状の造形材料の層又は粉末状でない造形材料の層とすることができる造形材料の次の層を造形面に配置する前に行なわれる。
【００２２】
箔状の面部材の選択的に照射されず硬化されなかった部分を除去した後、その箔状の面部材の選択的に照射されず硬化されなかった部分が除去された領域に粉末状の造形材料を塗布することができる。従って、粉末状でない造形材料と粉末状の造形材料の両方が同じ面に存在するように、箔状の面部材の各部分を除去した後に残された露出空間に粉末状の造形材料を充填することができる。
【００２３】
そのようにして、本方法により付加的に製造された三次元物体の面、即ち、典型的には、断面が、粉末状の造形材料の硬化された部分と粉末状でない造形材料の硬化された部分を有することが可能である。上述した通り、粉末状の造形材料と粉末状でない造形材料は、（化学的に）異なる材料とすることができ、その結果、一般的に、本方法により製造された三次元物体の面が異なる物体特性、例えば、異なる電気特性、機械特性又は熱特性を有することが可能である。
【００２４】
造形材料の選択的な照射と硬化が行なわれる造形面を少なくとも部分的に覆う半加工品又はカット部品として、箔状の面部材を配備できることを上述した。それにも関わらず、箔状の造形材料を供給又は運搬するエンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器から箔状の面部材を配備することも可能である。このエンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器は、本方法を実施するために使用される付加的製造装置のプロセス室内に設置することができる。このエンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器は、箔状の面部材を造形面に配置することが可能であるように、少なくとも一つの運動自由度に対して可動形態に支持することができる。造形材料を選択的に照射して硬化させるために使用されるエネルギービームは、必要に応じて、エンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器から供給又は運搬されて来る箔状の造形材料から箔状の造形材料の別体となる部分を切断するために使用することもできる。
【００２５】
何れの場合でも、予熱した状態で箔状の面部材を配備することができる。箔状の面部材を予熱することは、それぞれ造形材料のそれ以前の層又は造形プラットフォームのそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分との硬化と結合又は連結とを改善することができる。
【００２６】
また、本発明は、付加的製造装置、即ち、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体を付加的に製造する装置に関する。本装置は、本方法を実施するように構成されることを特徴とする。そのため、本装置は、箔状の面部材を造形面に配置するための機器、例えば、ロボットやエンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器などの取扱機器を備える。一般的に、本方法に関する全ての注釈は、必要な変更を加えた上で本装置にも適用される。
【００２７】
図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一つの実施例による付加的製造装置の模式図
【図２】一つの実施例による付加的製造装置の模式図
【図３】一つの実施例による付加的製造装置の模式図
【図４】図１又は図２の装置の造形面の平面図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１〜３は、それぞれ一つの実施例による付加的製造装置１を図示している。この付加的製造装置１は、エネルギービーム４、例えば、レーザービームを用いて硬化させることが可能な造形材料３の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体２、例えば、技術的な部品又は部品集合体を付加的に製造するように構成されている。本装置１は、例えば、選択的レーザー溶解装置とすることができる。本装置１は、それぞれ三次元物体２を付加的に製造するための装置１を複数備えた設備の一部とすることができる。
【００３０】
本装置１は、三次元物体２を付加的に製造する作業の間に使用される一定数の機能ユニットを備えている。機能ユニットの例は、エネルギービーム４により造形材料層を選択的に照射する役割を果たす照射機器５、特に、エネルギービーム発生機器及び／又はエネルギービーム偏向機器、例えば、走査機器である。機能ユニットの別の例は、本装置１のプロセス室７の造形面に粉末状の造形材料３の層を塗布する役割を果たす造形材料塗布機器６、特に、コーティング機器である。
【００３１】
図１と図２の装置１は、それぞれ造形面１０に箔状の面部材１２を配置するための機器８を備えている。図１の装置１は、造形面１０に箔状の面部材１２を配置するための機器８、即ち、エンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器９を備えている。造形材料３を選択的に照射して硬化させるために使用されるエネルギービーム４は、エンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器９により供給又は運搬されて来る箔状の造形材料から箔状の造形材料の別体となる部分を切断するために使用することもできる。
【００３２】
図２の装置１は、造形面１０に箔状の面部材１２を配置するための機器８、即ち、ロボットなどの取扱機器１１を備えている。この取扱機器１１は、取扱機器１１の底部に対して可動形態に支持された一定数の取扱部品１３、例えば、ロボット軸を備えることができる。少なくとも一つの取扱部品１３は、箔状の面部材１２を把持することが可能である。勿論、各取扱部品１３に別の機能を配備することができる。
【００３３】
これらのエンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器９と取扱機器１１の両方は、付加的製造装置１のプロセス室７内に設置することができる。これらのエンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器９と取扱機器１１の両方は、造形面１０に箔状の面部材１２を配置することを可能とする位置に動かすことができるように、少なくとも一つの運動自由度に対して可動形態に支持することができる。
【００３４】
従って、本装置１は、層毎に順次選択的に照射して硬化させるべき造形材料３の少なくとも一つの層が、エネルギービーム４を用いて硬化させることが可能な造形材料３の箔状の面部材１２として少なくとも部分的に配備されることを特徴とする、三次元物体２を付加的に製造する方法を実施するように構成されている。従って、本方法は、三次元物体２を付加的に造形するために、粉末状の造形材料３の層３ａを選択的に照射して硬化させることだけでなく、三次元物体２を付加的に造形するために、エネルギービーム４を用いて硬化させることが可能な造形材料３から成る粉末状でない造形材料３、即ち、箔状の面部材１２の層３ｂを選択的に照射して硬化させることをも包含する。この箔状の面部材１２は、全ての種類の取扱機器、例えば、ロボットなどにより取り扱うことが可能な、即ち、特に、把持することが可能な金属箔、即ち、一般的に平板状の構造部材である。
【００３５】
従って、本方法は、三次元物体２を付加的に造形するために、層毎に順次選択的に照射して硬化させるべき少なくとも二つの異なる種類の造形材料３、即ち、粉末状の造形材料と粉末状でない造形材料、言い換えると、箔状の面部材１２とを使用する。箔状の面部材１２として配備されない造形材料３の層は、粉末状の造形材料３の粉末層として配備され、その逆の形態でも配備される。
【００３６】
従って、本方法により三次元物体２を付加的に造形する間に、造形材料３の粉末層が造形面１０に塗布されて選択的に照射されるだけでなく、非粉末層、即ち、箔状の面部材１２も造形面１０に配置されて選択的に照射されて硬化される。
【００３７】
図面から分かる通り、選択的に照射して硬化させるべき箔状の面部材１２は、それ以前に選択的に照射されて硬化された少なくとも一つの粉末状の造形材料層３ａの上部に配置される。同様に、選択的に照射して硬化させるべき粉末状の造形材料層３ａは、次の硬化工程において、それ以前に選択的に照射されて硬化された箔状の面部材１２の上部に配置することができるか、或いは配置される。
【００３８】
各箔状の面部材１２は、造形面１０の全体に渡って延びることができる、即ち、箔状の面部材１２の寸法は造形面１０の寸法と一致する。しかし、箔状の面部材１２の寸法を造形面１０の寸法より小さくするか、或いは大きくすることも可能である。
【００３９】
図２から分かる通り、箔状の面部材１２は、造形面１０を少なくとも部分的に覆う半加工品又はカット部品として、例えば、未使用の部品又は打ち抜かれた部品として配備することができる。これに関しては、各半加工品又はカット部品が注文通り作成される、即ち、三次元物体２の各面又は横断面に付加的に造形すべき三次元物体２の横断面の横断面形状を既に有することも考えられる。三次元物体２の横断面の横断面形状が円形である例では、半加工品又はカット部品も、それに対応して円形の形状を有する。
【００４０】
箔状の面部材１２を構成する造形材料３は、粉末状の造形材料３、即ち、箔状の面部材１２として配備されない造形材料３と比較して異なる材料とすることができる。従って、三次元物体２は、異なる造形材料を選択的に硬化させることによって、局所的に異なる物体特性、例えば、局所的に異なる電気特性、機械特性又は熱特性を意図的に備えることができる。そのようにして、（粉末状の造形材料を改変すること無く）複合物体２を付加的
に製造することができる。
【００４１】
粉末状の造形材料３の各層又は層部分を硬化させるために使用されるエネルギービーム４は、粉末状でない造形材料、即ち、箔状の面部材１２の各層又は層部分を硬化させるために使用されるエネルギービーム４と同じ、同様の、或いは異なるエネルギービーム特性、例えば、エネルギービーム強度、エネルギービーム焦点サイズ、エネルギービーム速度などを有することができる。従って、粉末状の造形材料の層又は層部分と粉末状でない造形材料、即ち、箔状の面部材１２の層又は層部分とを硬化させるために、同じ、同様の、或いは異なるエネルギービームを使用することができる。
【００４２】
三次元物体２の正常な付加的造形を保証するために、各箔状の面部材１２は、典型的には、粉末層とすることが可能な、造形材料３のそれ以前の層のそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分と結合又は連結するように、選択的に照射されて硬化される。従って、箔状の面部材１２の選択的に照射されて硬化された部分は、典型的には、造形材料３のそれ以前の層のそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分と固く結合又は連結される。箔状の面部材１２と造形材料のそれ以前の層のそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分の結合及び連結は、典型的には、それぞれ材料結合形態又は材料閉鎖形態を包含する。
【００４３】
図４から分かる通り、三次元物体２の付加的に造形すべき部分を構成しない、箔状の面部材１２の部分、即ち、箔状の面部材１２の選択的に照射されず硬化されない部分は、箔状の面部材１２の選択的な照射及び硬化後に除去することができる。図４では、箔状の面部材１２の除去された各部分が網かけで表示されている。箔状の面部材１２の各部分の除去は、箔状の面部材１２の除去すべき部分を切断及び／又は把持することができる適切な取扱機器、例えば、ロボットによって行なうことができる。箔状の面部材１２の各部分の除去は、典型的には、粉末状の造形材料の層又は粉末状でない造形材料の層とすることができる造形材料３の次の層を造形面１０に配置する前に行なわれる。造形材料３を選択的に照射して硬化させるために使用されるエネルギービーム４は、必要に応じて、箔状の面部材１２の除去すべき別個の部分を切断するために使用することもできる。
【００４４】
箔状の面部材１２の選択的に照射されず硬化されなかった部分を除去した後、その箔状の面部材１２の選択的に照射されず硬化されなかった部分が除去された領域に粉末状の造形材料３を塗布することができる。従って、粉末状でない造形材料と粉末状の造形材料の両方が同じ面に存在するように、箔状の面部材の各部分を除去した後に残された露出空間に粉末状の造形材料３を充填することができる。
【００４５】
そのようにして、本方法により付加的に製造された三次元物体２の面、即ち、典型的には、断面が、粉末状の造形材料の硬化された部分と粉末状でない造形材料の硬化された部分を有することが可能である。図４では、粉末状の造形材料２の硬化された部分（中央の円形部分を取り囲むリング状部分を参照）が斜線の網かけで表示され、粉末状でない造形材料の硬化された部分（中央の円形部分を参照）が網かけの無い形で表示されている。上述した通り、本方法により製造された三次元物体２の面が異なる物体特性、例えば、異なる電気特性、機械特性又は熱特性を有するようにことができるように、粉末状の造形材料と粉末状でない造形材料を（化学的に）異なる材料とすることができる。
【００４６】
図４の実施例は、選択的に照射して硬化させるべき箔状の面部材１２が本装置１の造形モジュール１４の上部又は造形室の造形プラットフォーム１３の上部にそれぞれ（直に）配置／設置された実施形態を表している。この造形プラットフォーム１３は、典型的には、少なくとも一つの自由度に対して、例えば、垂直方向の運動軸に沿って可動形態に支持されている。この実施形態では、箔状の面部材１２を選択的に照射して硬化させることが
でき、それによって、箔状の面部材１２の選択的に照射されて硬化された部分が造形プラットフォーム１３と連結される。この箔状の面部材１２は、付加的に製造すべき物体２を支持する支持構造として機能することができる。箔状の面部材１２の材料特性、例えば、機械特性及び／又は熱特性が造形プラットフォーム１３の材料特性と異なる場合、箔状の面部材１２とその箔状の面部材１２の上部に造形された付加的に製造された物体２を造形プラットフォーム１３から容易に除去することができる。同様に、箔状の面部材１２の材料特性、例えば、機械特性及び／又は熱特性が付加的に製造すべき物体２の材料特性と異なる場合、物体２からの支持構造の除去を簡単に行なうことができる。
以上の開示から以下の付記が提案される。
（付記１）
エネルギービーム（４）を用いて硬化させることが可能な造形材料（３）の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体（２）を付加的に製造する方法において、
選択的に照射して硬化させるべき造形材料（３）の少なくとも一つ層が、エネルギービーム（４）を用いて硬化させることが可能な造形材料（３）の箔状の面部材（１２）として少なくとも部分的に配備されることを特徴とする方法。
（付記２）
金属箔又は金属薄板が箔状の面部材（１２）として使用されることを特徴とする付記１に記載の方法。
（付記３）
箔状の面部材（１２）として配備されない造形材料（３）の層（３ａ）が粉末状の造形材料（３）の粉末層として配備されることを特徴とする付記１又は２に記載の方法。
（付記４）
前記の箔状の面部材（１２）が選択的に照射されて硬化され、それによって、その箔状の面部材（１２）の選択的に照射されて硬化された部分が、造形材料（３）のそれ以前の層のそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分と連結されることを特徴とする付記１から３までのいずれか一つに記載の方法。
（付記５）
前記の箔状の面部材（１２）が選択的に照射されて硬化され、それによって、その箔状の面部材（１２）の選択的に照射されて硬化された部分が、造形モジュールの造形プラットフォームと連結されることを特徴とする付記１から４までのいずれか一つに記載の方法。
（付記６）
箔状の面部材（１２）の選択的に照射されず硬化されなかった部分が、その箔状の面部材（１２）を選択的に照射して硬化させる間及び／又はその箔状の面部材（１２）を選択的に照射されて硬化された後に除去されることを特徴とする付記１から５までのいずれか一つに記載の方法。
（付記７）
箔状の面部材（１２）の選択的に照射されず硬化されなかった部分を除去した後、その箔状の面部材（１２）の選択的に照射されず硬化されなかった部分が除去された領域に粉末状の造形材料（３）を塗布することを特徴とする付記６に記載の方法。
（付記８）
エネルギービーム（４）を用いて、前記の粉末状の造形材料（３）を選択的に照射して硬化させることを特徴とする付記７に記載の方法。
（付記９）
前記の箔状の面部材（１２）を構成する造形材料（３）が、箔状の面部材（１２）として配備されない造形材料（３）の層の造形材料と異なることを特徴とする付記１から８までのいずれか一つに記載の方法。
（付記１０）
エンドレス供給機器（９）によって、前記の箔状の面部材（１２）を配備することを特徴とする付記１から９までのいずれか一つに記載の方法。
（付記１１）
造形材料（３）の選択的な照射及び硬化が行なわれる造形面（１０）を少なくとも部分的に覆う半加工品又はカット部品として、前記の箔状の面部材（１２）を配備することを特徴とする付記１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
（付記１２）
前記の箔状の面部材（１２）が、予熱された状態で配備されることを特徴とする付記１から１１までのいずれか一つに記載の方法。
（付記１３）
エネルギービーム（４）を用いて硬化させることが可能な造形材料（３）の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体（２）を付加的に製造する装置（１）において、
本装置（１）が、付記１から１２までのいずれか一つに記載の方法を実施するように構成されていることを特徴とする装置。
【符号の説明】
【００４７】
１    本装置
２    三次元物体
３    造形材料
３ａ  粉末状の造形材料３の層
３ｂ  粉末状でない造形材料の層
４    エネルギービーム
５    照射機器
６    造形材料塗布機器
７    プロセス室
８    箔状の面部材１２を配置するための機器
９    エンドレス供給機器又はエンドレスコンベヤ機器
１０    造形面
１１    取扱機器
１２    箔状の面部材
１３    取扱部品、造形プラットフォーム
１４    造形モジュール
【図１】
2020079449.tif 000003
【図２】
2020079449.tif 000004
【図３】
2020079449.tif 000005
【図４】
2020079449.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和2年2月7日(2020.2.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギービーム（４）を用いて硬化させることが可能な造形材料（３）の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体（２）を付加的に製造する方法において、
選択的に照射して硬化させるべき造形材料（３）の少なくとも一つ層が、エネルギービーム（４）を用いて硬化させることが可能な造形材料（３）の箔状の面部材（１２）として少なくとも部分的に配備されることを特徴とする方法。
【請求項２】
金属箔又は金属薄板が箔状の面部材（１２）として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
箔状の面部材（１２）として配備されない造形材料（３）の層（３ａ）が粉末状の造形材料（３）の粉末層として配備されることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記の箔状の面部材（１２）が選択的に照射されて硬化され、それによって、その箔状の面部材（１２）の選択的に照射されて硬化された部分が、造形材料（３）のそれ以前の層のそれ以前に選択的に照射されて硬化された部分と連結されることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記の箔状の面部材（１２）が選択的に照射されて硬化され、それによって、その箔状の面部材（１２）の選択的に照射されて硬化された部分が、造形モジュールの造形プラットフォームと連結されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
箔状の面部材（１２）の選択的に照射されず硬化されなかった部分が、その箔状の面部材（１２）を選択的に照射して硬化させる間及び／又はその箔状の面部材（１２）を選択的に照射されて硬化された後に除去されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
箔状の面部材（１２）の選択的に照射されず硬化されなかった部分を除去した後、その箔状の面部材（１２）の選択的に照射されず硬化されなかった部分が除去された領域に粉末状の造形材料（３）を塗布することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
エネルギービーム（４）を用いて、前記の粉末状の造形材料（３）を選択的に照射して硬化させることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記の箔状の面部材（１２）を構成する造形材料（３）が、箔状の面部材（１２）として配備されない造形材料（３）の層の造形材料と異なることを特徴とする請求項１から８までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
エンドレス供給機器（９）によって、前記の箔状の面部材（１２）を配備することを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
造形材料（３）の選択的な照射及び硬化が行なわれる造形面（１０）を少なくとも部分的に覆う半加工品又はカット部品として、前記の箔状の面部材（１２）を配備することを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
前記の箔状の面部材（１２）が、予熱された状態で配備されることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の方法。