(57)【要約】【課題】付加製造の方法および付加製造装置を提供する。【解決手段】付加製造の方法が提供される。この方法は、付加製造部品が製造されるベース材料の層を堆積させるステップを含む。この方法は、溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含むスラリーを、ベース材料の層上に堆積させるステップをさらに含む。【選択図】図２Ａ
2020056098.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造の方法であって、
付加製造部品（１５０）が製造されるベース材料（１２０）の層（１５１）を堆積させるステップと、
スラリー（１９０）を前記ベース材料（１２０）の層（１５１）上に堆積させるステップであって、前記スラリー（１９０）が、溶媒（１９５）と、構造材料の粒子（１９４）と、補強剤（１９３）とを含む、ステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記構造材料の前記粒子（１９４）は、前記ベース材料の粒子（１９４Ａ）、前記ベース材料（１９４Ａ）とは異なる組成を有する金属粒子（１９４Ｃ）、セラミック粒子（１９４Ｄ）、および前記ベース材料（１９４Ａ）とは異なる組成を有するポリマー粒子（１９４Ｂ）のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記スラリー（１９０）が適用された前記ベース材料（１２０）の層（１５１）の上にベース材料（１２０）の別の層（１５１Ａ）を堆積させるステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ベース材料（１２０）の層（１５１）と前記ベース材料（１２０）の別の層（１５１Ａ）との間のボイド（２０１）および細孔（２００）のうちの１つ以上を前記スラリー（１９０）で少なくとも部分的に満たすステップをさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ベース材料（１２０）の層（１５１）を堆積させるステップは、ベース材料（１２０）の複数のフィラメント（３００）を横並びの配置にて堆積させて前記ベース材料（１２０）の層（１５１）を形成するステップを含み、
前記ベース材料（１２０）の層（１５１）は、ボイド（２０１）および細孔（２００）のうちの１つ以上を含み、
前記スラリー（１９０）を前記ベース材料（１２０）の層（１５１）上に堆積させるステップにより、前記ボイド（２０１）および細孔（２００）のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記ベース材料（１２０）の層（１５１）を堆積させるステップは、粉末状のベース材料（１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐ）を堆積させて前記ベース材料（１２０）の層（１５１）を形成するステップを含み、
前記ベース材料（１２０）の層（１５１）は、ボイド（２０１）および細孔（２００）のうちの１つ以上を含み、
前記スラリー（１９０）を前記ベース材料（１２０）の層（１５１）上に堆積させるステップにより、前記ボイド（２０１）および細孔（２００）のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記スラリー（１９０）を前記ベース材料の層（１５１）上に堆積させるステップは、堆積装置（１０５）で前記スラリー（１９０）を前記ベース材料の層（１５１）へと噴き付けるステップであって、前記堆積装置（１０５）が可動である、ステップを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記スラリー（１９０）を前記ベース材料（１２０）の層（１５１）上に堆積させるステップは、前記ベース材料（１２０）に対して固定された堆積装置（１０５）で前記スラリー（１９０）を前記ベース材料（１２０）の層（１５１）へと噴き付けるステップを含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
フレーム（１０１）と、
前記フレーム（１０１）に結合したベース材料支持床（１０３）と、
前記フレーム（１０１）に可動に結合し、前記ベース材料支持床（１０３）の上方に配置されるベース材料堆積ユニット（１０４）であって、前記ベース材料堆積ユニット（１０４）が、前記ベース材料支持床（１０３）上にベース材料（１２０）の１つ以上の層（１５１）を堆積させるように構成された、ベース材料堆積ユニット（１０４）と、
前記フレーム（１０１）に対して位置決めされるように前記フレーム（１０１）に結合し、前記ベース材料（１２０）の１つ以上の層（１５１）の堆積のその場で、前記ベース材料（１２０）の１つ以上の層（１５１）上にスラリー（１９０）を堆積させるように構成された堆積装置（１０５）と
を備える、付加製造装置。
【請求項１０】
前記フレーム（１０１）は、前記堆積装置（１０５）の少なくともスプレーノズル（１０５Ｓ）を囲むチャンバ（１０２）を形成し、前記スラリー（１９０）は、前記スプレーノズル（１０５Ｓ）を通って前記堆積装置（１０５）を出る、請求項９に記載の付加製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
典型的な実施形態は、広くには、付加製造（ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）に関し、より詳細には、その場での補強（ｉｎ−ｓｉｔｕ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ）を含む構造物の付加製造に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、付加製造においては、粉末をビルドプレート上（または、ビルドプレート上に堆積させた先行の粉末層によって形成された粉末床上）に広げ、あるいは材料のフィラメントをビルドプレート上（または、先行して堆積させたフィラメントの層の上）に横並びの配置にて堆積させる。次いで、粉末またはフィラメントを融合させて、所望の部品／製品（本明細書においては「構造物」と呼ぶ）を形成する。粒子の融合を、粉末またはフィラメントを融合させるように構成されたレーザーまたは任意の他の適切なエネルギー供給源によって達成することができる。粉末を堆積させるとき、ボイドおよび／または細孔が、粉末の粒子の間ならびに粉末の粒子によって形成された隣り合う粉末層の間に形成される。例えば、粉末の粒子は、おおむね球形を有し、球形は、他の粒子に当接したときにボイドおよび／または細孔を生じさせる可能性がある。同様に、フィラメントを堆積させるとき、フィラメントの円柱形ゆえに、隣接するフィラメントの間ならびに隣接するフィラメントによって形成された隣り合うフィラメント層の間に、ボイドおよび／または細孔が生じる可能性がある。ボイドおよび細孔は、堆積プロセスのばらつきによって生じる可能性もある。
【０００３】
ボイドおよび／または細孔の結果として、付加製造による構造物は、表面の仕上げが良好でない可能性がある。さらに、付加製造による構造物は、異方性の機械的特性を示す可能性がある。例えば、フィラメントまたは粉末の層がＸ−Ｙ平面に堆積させられ、Ｚ方向に互いに積み重ねられる３次元（Ｘ、Ｙ、Ｚ）構造を考える。あくまでも例示の目的で、構造物のＺ方向の張力は、構造物のＸ−Ｙ平面内の張力の約４０％〜約５５％になり得る。この異方性の挙動は、粉末またはフィラメントの層の間のボイドおよび／または細孔の存在に起因している可能性がある。
【０００４】
上記に加え、構造物をさまざまなベース材料（例えば、金属、ポリマー、およびセラミック）を使用して付加製造によって製造することができるが、ベース材料が選択可能である一方で、従来からの付加製造技術は、ベース材料によって形成される構造物の特性（例えば、伝導率など）を細かく調節または変更する可能性を提供していない。例えば、ベース材料が導体である場合、ベース材料で形成されて得られる構造物は導電性になる。同様に、ベース材料が絶縁体である場合、ベース材料で形成されて得られる構造物は絶縁性になり、これまでのところ、付加製造プロセスは、絶縁性の構造物に導電性を付与することができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、少なくとも上記の懸念に対処することを目的とした装置および方法が、有用であると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以下は、本開示による主題の実施例（特許請求の範囲に記載される可能性も、記載されない可能性もある）の列挙（ただし、全てを挙げ尽くすものではない）である。
【０００７】
本開示による主題の一例は、付加製造の方法に関する。この方法は、付加製造部品が製造されるベース材料の層を堆積させるステップと、スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップとを含み、スラリーは、溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含む。
【０００８】
本開示による主題の別の例は、付加製造の方法に関する。この方法は、ベース材料の層を堆積させるステップと、スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップとを含み、スラリーは、溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含み、ベース材料の層およびスラリーは、スラリーをベース材料の積み重ねられた層の間のすき間に位置させたベース材料の積み重ねられた層を形成するために、交互に堆積させられ、スラリーは、ベース材料の積み重ねられた層においてベース材料の隣り合う層の間のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ベース材料の隣り合う層の結合を強化する。
【０００９】
本開示による主題のさらに別の例は、ベース材料の少なくとも１つの層と、ベース材料の少なくとも１つの層上に配置された補強剤とを含む付加製造部品に関し、補強剤は、ベース材料の少なくとも１つの層内のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たすように、スラリーとして少なくとも１つのベース層上に堆積させられ、スラリーは、溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含む。
【００１０】
本開示による主題のさらに別の例は、フレームと、フレームに結合したベース材料支持床と、フレームに可動に結合し、ベース材料支持床の上方に配置され、ベース材料支持床上にベース材料の１つ以上の層を堆積させるように構成されたベース材料堆積ユニットと、フレームに対して位置決めされるようにフレームに結合し、ベース材料の１つ以上の層の堆積のその場で、ベース材料の１つ以上の層上にスラリーを堆積させるように構成された堆積装置とを備える付加製造装置に関する。
【００１１】
このように、本開示の実施例を一般的に説明したので、次に、必ずしも比例尺で描かれているわけではない添付の図面を参照するが、添付の図面において、同様の参照符号は、いくつかの図を通して同一または類似の部分を示している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本開示のいくつかの態様による付加製造装置の概略のブロック図である。
【図１Ｂ】本開示のいくつかの態様による補強剤／材料の概略のブロック図である。
【図１Ｃ】本開示のいくつかの態様による構造材料の粒子の概略のブロック図である。
【図１Ｄ】本開示のいくつかの態様による伝導性材料の概略のブロック図である。
【図１Ｅ】図１Ａの付加製造装置によって形成され、図１Ｂ、図１Ｃ、および図１Ｄの補強剤、構造材料の粒子、および伝導性材料のうちの１つ以上を含んでいる本開示のいくつかの態様による付加製造部品（本明細書において、付加製造「構造物」とも呼ばれる）の概略のブロック図である。
【図２Ａ】本開示のいくつかの態様によるフィラメント間のさまざまな「空隙」の程度にて図１Ａの付加製造装置によって堆積させられた材料のフィラメントの典型的な端面図である。
【図２Ｂ】本開示のいくつかの態様によるフィラメント間のさまざまな「空隙」の程度にて図１Ａの付加製造装置によって堆積させられた材料のフィラメントの典型的な端面図である。
【図２Ｃ】本開示のいくつかの態様によるフィラメント間のさまざまな「空隙」の程度にて図１Ａの付加製造装置によって堆積させられた材料のフィラメントの典型的な端面図である。
【図３Ａ】本開示のいくつかの態様による図１Ａの付加製造装置の典型的な図である。
【図３Ｂ】本開示のいくつかの態様による図１Ａの付加製造装置の典型的な図である。
【図４Ａ】本開示のいくつかの態様によるフィラメントの層の積み重ねの進行を示す図１Ａの付加製造装置による材料のフィラメントの堆積の典型的な端面図である。
【図４Ｂ】本開示のいくつかの態様によるフィラメントの層の積み重ねの進行を示す図１Ａの付加製造装置による材料のフィラメントの堆積の典型的な端面図である。
【図４Ｃ】本開示のいくつかの態様によるフィラメントの層の積み重ねの進行を示す図１Ａの付加製造装置による材料のフィラメントの堆積の典型的な端面図である。
【図５Ａ】本開示のいくつかの態様による典型的な付加製造部品の斜視図である。
【図５Ｂ】本開示のいくつかの態様による図５Ａの付加製造部品の一部分の斜視図である。
【図５Ｃ】本開示のいくつかの態様による図５Ｂの付加製造部品の一部分の端面図である。
【図６】本開示のいくつかの態様による図１Ａの付加製造装置の典型的な図である。
【図７Ａ】本開示のいくつかの態様による粉末の層の積み重ねの進行を示す図１Ａの付加製造装置による粉末の堆積の典型的な側面図である。
【図７Ｂ】本開示のいくつかの態様による粉末の層の積み重ねの進行を示す図１Ａの付加製造装置による粉末の堆積の典型的な側面図である。
【図８】本開示のいくつかの態様による付加製造の方法の典型的なフロー図である。
【図９】本開示のいくつかの態様による付加製造の方法の典型的なフロー図である。
【図１０】本開示のいくつかの態様による付加製造の方法の典型的なフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１Ａを参照すると、付加製造装置１００が示されている。一態様において、付加製造装置１００は、材料押し出し（例えば、溶融フィラメント成形、溶融堆積モデリング、など）によって付加製造部品１５０を製造するように構成され、材料押し出しにおいては、ベース材料１２０が、ノズルまたはオリフィスを通ってトラックまたはビード（すなわち、フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ）に押し出され、ベース材料支持床１０３上に堆積させられ、次いで固化させられて（例えば、フィラメントを互いに接着させるために加熱されて）、付加製造部品１５０を形成する。別の態様において、付加製造装置１００は、指向性エネルギー堆積（例えば、レーザー金属堆積、レーザー加工ネットシェーピング、直接金属堆積、など）によって付加製造部品１５０を製造するように構成され、指向性エネルギー堆積においては、（粉末またはワイヤとしての）ベース材料１２０が、付加製造部品１５０の表面に生成された溶融プールへと送り込まれ、レーザーまたは電子ビームなどのエネルギー供給源１０７を使用することによって下方の部品または層へと付着させられる。さらに別の態様において、付加製造装置１００は、粉末床融合（例えば、選択的レーザー焼結、直接金属レーザー焼結、レーザー溶融、選択的熱焼結、マルチジェット融合、など）によって付加製造部品１５０を製造するように構成され、粉末床融合においては、粉末の形態（例えば、粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐ）のベース材料１２０が、ベース材料支持床１０３上に堆積させられ、エネルギー供給源１０７を使用して固化させられて（例えば、粉末粒子を互いに接着すべく加熱されて）、付加製造部品１５０を形成する。
【００１４】
ベース材料１２０がベース材料支持床１０３上に堆積させられるとき、隣接する先行して堆積させられたフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ、隣接する先行して堆積させられた粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐ、または隣接する先行して堆積させられたベース材料１２０（例えば、溶融プールまたはスラリーとして堆積させられ、少なくとも部分的に固化している）が、少なくとも部分的に互いに付着する。いくつかの場合、この部分的な付着により、ボイド２０１および／または細孔２００（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）が、ベース材料１２０の層１５１の間、ならびに／あるいは隣接するフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ、粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐの粒子６００（図６を参照）、または共通層１５１内で先行して堆積させられて部分的に固化したベース材料１２０の間に形成される。これらのボイド２０１および／または細孔２００は、付加製造部品１５０の異方性の機械的特性につながり得る。
【００１５】
本開示のいくつかの態様は、付加製造部品１５０のその場での（例えば、付加製造装置１００による付加製造部品１５０の形成の最中の）補強を提供する。本開示のいくつかの態様によれば、補強剤／材料１８５、１９３が、付加製造部品１５０の製造の最中に、ベース材料１２０の各層（または、少なくとも１つの層）１５１へと、ベース材料１２０の各層（または、少なくとも１つの層）１５１の堆積後に堆積させられる。補強剤１８５、１９３は、ベース材料１２０の非溶融部分および／またはベース材料１２０の部分的に融合した部分によって生じたすき間のボイド２０１および／または細孔２００（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）に集まり、補強剤１８５、１９３は、ボイド２０１および／または細孔２００（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）を少なくとも部分的に満たし、付加製造部品１５０の緻密化をもたらす。
【００１６】
補強剤１８５、１９３を、樹脂（または、ポリマー）溶液１８０またはスラリー１９０の形態で堆積させることができ、樹脂溶液１８０またはスラリー１９０は、ベース材料１２０のそれぞれの層１５１へと噴き付けられ、ブラシされ、ローラーで塗り延ばされ、あるいは任意の他の適切なやり方で塗布される。樹脂溶液１８０を、補強剤１８５を懸濁させた適切な溶媒１８１に（例えば、溶解樹脂１８２を形成すべく）熱可塑性樹脂１８３などの任意の適切な樹脂を溶解させることによって調製することができる。スラリー１９０を、スラリー１９０へと組み合わせられる適切な溶媒１９５（熱可塑性樹脂１８３などの溶解樹脂１８２を含んでもよい）、構造材料の粒子１９４、および補強剤１９３の量を（例えば、スプレーノズルの設計、分配システムを通ってスラリーを送るための所望の粘度、などに応じて）最適化することによって形成することができる。
【００１７】
溶媒１８１、１９５は、アセトン、エタノール、Ｎ−メチリル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、または任意の他の適切な溶媒などの低表面張力溶媒であってよい。低表面張力の一例として、溶媒は、約２２ｍＮ／ｍ〜約４１ｍＮ／ｍの表面張力を有し得る。他の態様において、溶媒は、約２２ｍＮ／ｍよりも小さくてよい表面張力または約４１ｍＮ／ｍよりも大きくてよい表面張力を有し得る。さらに他の態様において、溶媒は、水の表面張力よりも小さい（例えば、約７３ｍＮ／ｍ未満の）表面張力を有し得る。
【００１８】
さらに図１Ｂを参照すると、補強剤１８５、１９３は、ポリマー補強剤１８５Ａまたは非ポリマー補強剤１８５Ｂであってよい。例えば、補強剤１８５、１９３は、これらに限られるわけではないが、ナノ粒子１８５Ｄ、二次元ナノシート１８５Ｅ（例えば、有機または無機）、カーボンナノチューブ１８５Ｆ、ナノプレートレット１８５Ｃ（例えば、ナノクレイ、遷移金属ジカルコゲナイド（例えば、ＭｏＳ２およびＷＳ２など）、など）、グラフェン１８５Ｇ、グラフェン強化フィラメント１８５Ｈ、およびグラフェン誘導体１８５Ｉ（例えば、これらに限られるわけではないが、水素化グラフェン（グラファン）、フッ素化グラフェン（フルオログラフェン）、酸化グラフェン（グラフェンオキサイド）、およびアセチレン鎖によって導入されたグラフェン（グラフィンおよびグラフィジイン））のうちの１つ以上を含むことができる。さらに図１Ｃを参照すると、構造材料の粒子１９４は、これらに限られるわけではないが、ポリマー粒子１９４Ｂ（一態様においてはベース材料１２０と異なり、他の態様においてはベース材料１２０と同じである）、ベース材料の粒子１９４Ａ、金属粒子１９４Ｃ（一態様においてはベース材料１２０と異なり、他の態様においてはベース材料１２０と同じである）、およびセラミック粒子１９４Ｄのうちの１つ以上を含む。構造材料の粒子１９４が金属粒子１９４Ｃを含む場合、スラリー１９０は、任意の適切な有機バインダー１９１（図１を参照）を含むことができる（構造材料の粒子１９４が例えば重合体またはポリマーである場合、構造材料の粒子１９４が有機バインダー１９１として機能し得ることに注意）。一態様において、溶媒１９５、構造材料の粒子１９４、および補強剤１９３の組み合わせのスラリー１９０への変換を、熱エネルギーの印加または任意の他の適切な処理によって補助することができる。
【００１９】
一態様において、樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０は、伝導性材料１８４を含む。さらに図１Ｄを参照すると、伝導性材料１８４は、これらに限られるわけではないが、導電性インク１８４Ａ、カーボン系ナノ材料１８４Ｂ（例えば、カーボンナノチューブ１８５Ｆ、グラフェン１８５Ｇ、グラフェン強化フィラメント１８５Ｈ、およびグラフェン誘導体１８５Ｉ、など）、導電性ポリマー１８４Ｃ、およびナノ銀１８４Ｄ（または、他のナノ金属）などを含む任意の適切な伝導性材料であることができる。
【００２０】
本開示のいくつかの態様は、Ｘ−Ｙ平面（図５Ａ〜図５Ｃを参照）およびＺ方向の両方に実質的に同じ機械的特性を有する付加製造部品１５０の製造を提供し、樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０が、ベース材料１２０の部分的な溶融によって生じ得る（あるいは、任意の他の様相で形成され得る）ボイド２０１および／または細孔２００（図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ）に集まって（あるいは、そのようなボイド２０１および／または細孔２００を埋めて）、付加製造部品１５０を緻密化させる。本開示のいくつかの態様は、隣接する層１５１の間、隣接して堆積させられたフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの間、および隣接して堆積させられた粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐの粒子６００（図６）の間の結合を提供する。
【００２１】
さらに、本開示のいくつかの態様は、付加製造部品１５０の伝導性の修正または調整も提供する。例えば、付加製造部品１５０が非伝導性のベース材料１２０で構成される場合に、付加製造部品１５０の１つ以上の層１５１の間に堆積させられた樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０の伝導性材料１８４が、付加製造部品１５０を通る任意の適切な熱および／または電気伝導経路をもたらすことができる。付加製造部品１５０が伝導性のベース材料１２０で構成される場合に、付加製造部品１５０の１つ以上の層１５１の間に堆積させられた樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０が、補強剤１８５、１９３として、付加製造部品の１つ以上の層１５１を付加製造部品１５０の１つ以上の他の層から熱的および／または電気的に絶縁するための充分な量にて存在する構造材料の粒子１９４または非伝導性材料の粒子を有することができる。さらに、本開示のいくつかの態様は、付加製造部品１５０に、例えば不透過性などのバリア特性をもたらすこともできる。例えば、ナノプレートレット１８５Ｃが、付加製造部品１５０の外面５００（図４Ｃ、図５、図７Ｂ）上のバリア４００または付加製造部品１５０の１つ以上の層１５１（図４Ｃ、図７Ｂ）の間のバリア４００を達成または形成するバリア材料１９９（図１Ｂ）を形成し、バリア４００は、流体（例えば、気体、液体、など）の通過を実質的に防止する。
【００２２】
本開示のいくつかの態様は、エネルギー集約的でなく、付加製造部品１５０の後処理を必要としない（例えば、付加製造による部品の製造後に付加製造部品を補強するための処理工程を必要としない）製造の最中の付加製造部品１５０のその場での補強を提供する。さらに、本開示のいくつかの態様は、付加製造に使用される既存の三次元プリンターに後付け／統合することも可能である。さらに、本開示のいくつかの態様は、付加製造部品１５０に空間的に可変の特性をもたらすこともできる（例えば、付加製造部品１５０の所定の領域に伝導性および／またはバリア性をもたらすことができる）。
【００２３】
ここで図１Ａ、図３Ａ、および図３Ｂを参照すると、付加製造装置１００を、任意の適切なポリマー材料１２１、任意の適切な金属１２２、または任意の適切なポリマー１２３で付加製造部品１５０を製造するように構成することができる。付加製造装置１００は、フレーム１０１、ベース材料支持床１０３、ベース材料堆積ユニット１０４（ベース材料１２０を堆積させるため）、堆積装置１０５、リザーバ１０６、コンピューター制御の位置決め機構１７５、コントローラー１７０、ヒーター１０８、および任意の適切なエネルギー供給源１０７（例えば、堆積させたベース材料１２０を加熱してベース材料１２０を融合／固化させるため）を含む。ベース材料支持床１０３は、任意の適切なやり方でフレーム１０１に組み合わせられる。ベース材料堆積ユニット１０４は、任意の適切なやり方でフレーム１０１に移動可能に組み合わせられ、ベース材料支持床１０３の上方に配置される。ベース材料堆積ユニット１０４は、ベース材料支持床１０３上に（粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐ、またはフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆのいずれかの形態の）ベース材料１２０の１つ以上の層１５１を堆積させるように構成される。
【００２４】
堆積装置１０５は、フレーム１０１に対して（固定または移動可能のいずれかで）配置されるようにフレームに組み合わせられ、ベース材料１２０の１つ以上の層１５１の堆積のその場で、ベース材料１２０の１つ以上の層１５１の上へと樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０を堆積させるように構成される。一態様において、堆積装置１０５は、ベース材料支持床１０３に対して固定された（例えば、フレーム１０１に不動に組み合わせられた）スプレーノズル１０５Ｓを含む（図３Ａを参照）。別の態様において、堆積装置１０５は、フレーム１０１に移動可能に組み合わせられる。例えば、堆積装置１０５およびベース材料堆積ユニット１０４を、少なくとも１つの駆動ユニット１７６を有するコンピューター制御の位置決め機構１７５によってフレームに移動可能に組み合わせることができる。一態様において、ベース材料堆積ユニット１０４（図３Ａおよび図３Ｂにおいては、あくまでも例示の目的で、ベース材料のフィラメントを堆積させるように構成されて図示されている）および堆積装置１０５の各々は、お互いに対して移動可能かつベース材料支持床１０３に対して移動可能となるように、ベース材料堆積ユニット駆動部１７６Ｂおよび堆積装置駆動部１７６Ａのうちの該当の１つに組み合わせられる（図３Ａを参照）。別の態様において、ベース材料堆積ユニット１０４および堆積装置１０５は、単一のユニットとして一緒にフレーム１０１およびベース材料支持床１０３に対して移動するように構成される（図３Ｂを参照）。例えば、堆積装置をベース材料堆積ユニット１０４に結合させて、両者を単一のユニットとしてベース材料堆積ユニット駆動部１７６Ｂによって移動させるようにすることができる。コントローラー１７０は、ベース材料１２０、樹脂溶液１８０、および／またはスラリー１９０を本明細書に記載のやり方で堆積させるために、ベース材料堆積ユニット１０４および堆積装置１０５のうちの１つ以上、ならびにいくつかの態様においてはベース材料支持床１０３の少なくとも（例えば、Ｘ−Ｙ平面内および／またはＺ方向の）位置決め動作を制御するように構成される。
【００２５】
堆積装置１０５を、例えば、スプレーノズル１０５Ｓ（例えば、樹脂溶液１８０またはスラリー１９０がスプレーノズルを通って堆積装置１０５を出る場合）、ブラシ１０５Ｂ、ローラー１０５Ｒ、または溶液堆積平坦化ユニット１０５Ｄ（図１Ａおよび図３Ａを参照）、あるいは樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０を層１５１上に堆積させるように構成された任意の他の適切な堆積装置として構成することができる。一態様において、堆積装置１０５は、低表面張力の溶融物７４０（図７Ａを参照）（例えば、熱可塑性樹脂１８３がベース材料１２０よりも低い温度で溶融するように、樹脂溶液１８０中の熱可塑性樹脂１８３がベース材料１２０よりも低い分子量を有する（しかしながら、ベース材料１２０と同一または異なる化学的特性を有することができる））を適用することによって、ベース材料１２０の層１５１上への樹脂溶液１８０の堆積を達成するように構成される。堆積装置１０５の構成に応じて、堆積装置１０５が可動である場合に、堆積装置駆動部１７６Ａは、樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０が噴き付け、ブラシ、ローラーによる塗り延ばし、または溶液堆積平坦化によって堆積させられるように、堆積装置１０５を移動させるように適切に構成される。ベース材料堆積ユニット１０４および堆積装置１０５を、ベース材料支持床１０３に対して移動可能であるとして説明したが、他の態様においては、ベース材料支持床１０３が、ベース材料堆積ユニット１０４および堆積装置１０５のうちの１つ以上に対して移動可能であってもよい。
【００２６】
図１Ａを参照すると、フレーム１０１は、堆積装置１０５のスプレーノズル１０５Ｓ、ブラシ１０５Ｂ、ローラー１０５Ｒ、または溶液堆積平坦化ユニット１０５Ｄなどの堆積装置１０５の少なくとも一部分を囲むチャンバ１０２を形成する。一態様において、チャンバ１０２は、少なくとも堆積装置１０５の一部分、ベース材料堆積ユニット１０４、およびベース材料支持床１０３を囲む。
【００２７】
リザーバ１０６は、樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０を任意の適切なやり方で貯蔵するように構成される。例えば、リザーバ１０６は、樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０の貯蔵タンクを含むことができる（例えば、樹脂溶液１８０およびスラリー１９０がそれぞれの貯蔵タンクに貯蔵される場合）。リザーバ１０６は、樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０を堆積装置１０５へと供給するために、例えば適切な導管によるなど、任意の適切なやり方で堆積装置１０５に接続される。リザーバ１０６は、樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０の堆積装置１０５への供給を達成するために、コントローラー１７０によって制御されてよい任意の適切なポンプを含むことができる。ヒーター１０８は、ベース材料１２０の積み重ねられた層１５１Ｓ（図４Ｃ、図５Ｂ、図５Ｃ、および図７Ｂを参照）を互いに固めることができるよう、樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０中の溶媒１８１、１９５の量を減らすために、ベース材料１２０の層上に堆積させた樹脂溶液１８０および／またはスラリー１９０を加熱するように構成された任意の適切なヒーターである。
【００２８】
図１Ａおよび図１Ｅを参照すると、付加製造装置１００によって製造される本開示のいくつかの態様による付加製造部品１５０は、ベース材料１２０の少なくとも１つの層を含む。少なくとも補強剤１８５、１９３が、ベース材料１２０の少なくとも１つの層１５１上に堆積させられ、ここで補強剤は、ベース材料１２０の少なくとも１つの層１５１内のボイド２０１および細孔２００（図２Ａ〜図２Ｃ）のうちの１つ以上を少なくとも部分的に埋めるように、少なくとも１つの層１５１上に樹脂溶液１８０またはスラリー１９０として堆積させられる。一態様においては、伝導性材料１８４が、ベース材料１２０（ポリマー材料１２１またはポリマー１２３など）の少なくとも１つの層１５１上に配置され、ここで伝導性材料１８４は、ボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を少なくとも部分的に埋めるように、少なくとも１つの層１５１上に樹脂溶液１８０またはスラリー１９０として（補強剤１８５、１９３に加え、あるいは補強剤１８５、１９３に代えて）堆積させられる。
【００２９】
一態様において、ベース材料１２０の少なくとも１つの層１５１は、ベース材料１２０の２つ以上の層１５１を含む（層１５１、１５１Ａ、１５１Ｂを参照）。補強剤１８５、１９３、伝導性材料１８４、および／またはバリア材料１９９は、ベース材料１２０の隣り合う層１５１（図４Ｃ、図５Ｃ、および図７Ｂを参照）の間のすき間に配置され、かつ／または外面５００上に配置され、ボイド２０１および細孔２００（図２Ａ〜図２Ｃ）のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たす。補強剤１８５、１９３、伝導性材料１８４、および／またはバリア材料１９９は、ボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ベース材料１２０の隣り合う層１５１の結合を強化し、付加製造部品１５０に伝導性（例えば、熱伝導性および／または導電性）、磁気特性、および／またはバリア特性（例えば、スラリーにナノプレートレット１８５Ｃが含まれている場合など）をもたらす。一態様において、ベース材料１２０の少なくとも１つの層１５１は、ポリマー（例えば、ポリマー材料１２１またはポリマー１２３に含まれるポリマーなど）を含む。別の態様において、ベース材料１２０の少なくとも１つの層１５１は、金属１２２を含み、金属１２２は、一態様においては金属粒子を含む。一態様においては、伝導性材料１８４および／またはバリア材料１９９を含む樹脂溶液１８０またはスラリー１９０が、ベース材料１２０の少なくとも１つの層１５１における伝導性および／または不透過性を変化させるために、ベース材料１２０の少なくとも１つの層１５１の予め定められた部分５９８（図５Ｃ）へと堆積させられ、伝導性材料１８４および／またはバリア材料１９９を含まない樹脂溶液１８０またはスラリー１９０が、少なくとも１つの層１５１の残りの部分に堆積させられる。樹脂溶液１８０またはスラリー１９０の堆積パターンを、任意の所望の異方性の伝導性を提供するように、予め定められた方向に整列させることができる。
【００３０】
ここで図１、図２Ａ〜図２Ｃ、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７、および図８を参照して、付加製造装置１００を使用する付加製造の典型的な方法を説明する。付加製造部品１５０を製造するためのベース材料１２０の層１５１が、ベース材料支持床１０３上に堆積させられる（図８のブロック８００）。一態様（図３Ａ、図３Ｂ、および図４Ａ〜図４Ｃに示される）においては、ベース材料１２０の層１５１が、複数のフィラメント３００（複数のフィラメント３００がポリマー材料１２１、金属１２２、またはポリマー１２３のうちの１つのフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆを含む場合）をベース材料支持床１０３上に横並びの配置にて（例えば、ベース材料堆積ユニット１０４のノズル３１０によって）堆積させることによって形成される。ベース材料１２０がフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの形態で堆積させられる場合、隣り合うフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの間（例えば、或るフィラメントの中心から隣のフィラメントの中心まで）の間隔または空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃを調整して、隣り合うフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの間の結合を増加または減少させることができる。例えば、図２Ａに示される空隙２５０Ａは、図２Ｂに示される空隙２５０Ｂよりも小さく、図２Ｂに示される空隙２５０Ｂは、図２Ｃに示される空隙２５０Ｃよりも小さい。同様に、空隙２５０Ａによって達成される図２Ａに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ａは、空隙２５０Ｂによって達成される図２Ｂに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ｂよりも大きく、空隙２５０Ｂによって達成される図２Ｂに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ｂは、空隙２５０Ｃによって達成される図２Ｃに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ｃよりも大きい。付加製造部品１５０の機械的特性（例えば、引張強度など）を実質的に同様に保ちつつ空隙を調整する（例えば、より大きくし、あるいはより小さくする）ことができるように、空隙によって形成されたボイド２０１および／または細孔２００を、スラリー１９０で満たすことができる。別の態様（図６、図７Ａ、および図７Ｂに示される）においては、ベース材料１２０の層１５１が、粉末状のベース材料６１０（粉末状のベース材料６１０がポリマー材料１２１、金属１２２、またはポリマー１２３のうちの１つの粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐを含む場合）を（例えば、ベース材料堆積ユニット１０４のドクターブレード６２０で広げることによって）ベース材料支持床１０３上に堆積させることによって形成される。
【００３１】
さらに図４Ａ〜図４Ｃおよび図６も参照すると、スラリー１９０が、ベース材料１２０の層１５１上に（例えば、噴き付け、ブラシ、ローラーによる塗り延ばし、溶液堆積平坦化、などによって）堆積させられる（図８のブロック８１０）。一態様において、ベース材料１２０の層１５１上へのスラリー１９０の堆積は、堆積装置１０５のスプレーノズル１０５Ｓによってスラリー１９０をベース材料１２０の層１５１へと噴き付けることを含む。一態様において、スプレーノズル１０５Ｓは、フレーム１０１およびベース材料支持床１０３上に堆積させられたベース材料１２０に対して不動に固定される。他の態様において、堆積装置１０５のスプレーノズル１０５Ｓは、可動であり、コンピューター制御の位置決め機構１７５によってベース材料１２０の層１５１に対して位置決めされる。ベース材料１２０の層１５１の表面上のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上が、スラリー１９０で満たされる（図８のブロック８２０）（図４Ｂおよび図７Ａを参照）。図４Ｂおよび図７Ａに見られるように、ベース材料１２０の層１５１は、スラリー１９０によって平坦化され、したがってベース材料の別の層１５１がスラリー１９０の上に堆積させられるとき、得られる積み重ねられた層１５１Ｓにおいて隣り合うベース材料１２０の層１５１の間に形成され得るボイド２０１および／または細孔２００が、スラリー１９０によって埋められる。
【００３２】
ベース材料１２０の別の層１５１（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）が、ベース材料１２０の積み重ねられた層１５１Ｓ（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）を形成するために、スラリー１９０が塗布されたベース材料の層１５１（図８のブロック８００）の上に堆積させられる。スラリー１９０が、ベース材料１２０の別の層１５１上に堆積させられ（図８のブロック８１０）（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）、したがってベース材料１２０の別の層１５１の表面上のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上がスラリー１９０によって満たされ（図８のブロック８２０）（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）、スラリー１９０は、ベース材料１２０の積み重ねられた層１５１Ｓにおいてベース材料１２０の隣り合う層１５１の間のボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ベース材料１２０の隣り合う層１５１の結合を強化する。
【００３３】
一態様においては、ベース材料１２０によって形成される付加製造部品の熱伝導性、導電性、および透過性のうちの１つ以上が、スラリー１９０によって修正される（図８のブロック８３０）。例えば、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃを参照すると、スラリー１９０は、伝導性材料１８４およびバリア材料１９９（図１Ｂ）のうちの１つ以上を含む。上述のように、ベース材料１２０がフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの形態で堆積させられる場合、隣り合うフィラメントの間の空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃが、例えば付加製造部品１５０のＸ方向に延伸するボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を形成する。伝導性材料１８４が、これらのボイド２０１および／または細孔２００に集まり、やはりＸ方向に延伸する伝導性の経路５２０（例えば、同等のワイヤ番手またはサイズをそれぞれ有するワイヤ導体と同種／同様であってよい）を形成する。これらの伝導性の経路５２０のワイヤ番手またはサイズを、伝導性の経路５２０の予め定められたワイヤ番手を達成するように空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃを設定することによって制御することができ、利用可能なワイヤ番手は、堆積させられるフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの直径に依存し得ることに、注意すべきである。ベース材料が（図７Ｂに示されるとおり）粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐの形態で堆積させられる場合、伝導性材料がボイド２０１および／または細孔２００に集まり、ベース材料１２０の隣り合う層１５１の間に伝導性の平面（または、シート）７００を形成することができる。この態様において、伝導性の平面７００は、ＸおよびＹ方向（例えば、Ｘ−Ｙ平面）に延伸することができる。さらに、バリア材料１９９も、ボイド２０１および／または細孔２００に集まり、流体が隣り合うフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの間を通過することを防止するバリア４００を形成することができる。
【００３４】
ベース材料１２０の層１５１上に堆積させられたスラリー１９０は、スラリー１９０中の溶媒１９５の量を減らすために加熱される（図８のブロック８４０）。溶媒１９５の量の減少は、スラリー１９０の硬化によってベース材料１２０の層１５１の互いの結合および付加製造部品１５０の緻密化を促進する（例えば、補強剤１９３、伝導性材料１８４、および構造材料の粒子１９４のうちの１つ以上が、ベース材料１２０の隣接する層１５１、ベース材料１２０の隣接するフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ、および／またはベース材料１２０の粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐの隣接する粒子６００（図６）に結合する）。上述のとおりの付加製造部品１５０の結合および緻密化は、Ｘ−Ｙ平面およびＺ方向の両方において実質的に同様の付加製造部品１５０の機械的特性をもたらす。
【００３５】
ここで図１、図２Ａ〜図２Ｃ、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７、および図９を参照して、付加製造装置１００を使用する付加製造の典型的な方法を説明する。付加製造部品１５０を製造するためのベース材料１２０の層１５１が、ベース材料支持床１０３上に堆積させられる（図９のブロック９００）。一態様（図３Ａ、図３Ｂ、および図４Ａ〜図４Ｃに示される）においては、ベース材料１２０の層１５１が、複数のフィラメント３００（複数のフィラメント３００がポリマー材料１２１、金属１２２、またはポリマー１２３のうちの１つのフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆを含む場合）をベース材料支持床１０３上に横並びの配置にて（例えば、ベース材料堆積ユニット１０４のノズル３１０によって）堆積させることによって形成される。ベース材料１２０がフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの形態で堆積させられる場合、隣り合うフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの間（例えば、或るフィラメントの中心から隣のフィラメントの中心まで）の間隔または空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃを調整して、隣り合うフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの間の結合を増加または減少させることができる。例えば、図２Ａに示した空隙２５０Ａは、図２Ｂに示した空隙２５０Ｂよりも小さく、図２Ｂに示した空隙２５０Ｂは、図２Ｃに示した空隙２５０Ｃよりも小さい。同様に、空隙２５０Ａによって達成される図２Ａに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ａは、空隙２５０Ｂによって達成される図２Ｂに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ｂよりも大きく、空隙２５０Ｂによって達成される図２Ｂに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ｂは、空隙２５０Ｃによって達成される図２Ｃに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ｃよりも大きい。付加製造部品１５０の機械的特性（例えば、引張強度など）を実質的に同様に保ちつつ空隙を調整する（例えば、より大きくし、あるいはより小さくする）ことができるように、空隙によって形成されたボイド２０１および／または細孔２００を、スラリー１９０で満たすことができる。別の態様（図６、図７Ａ、および図７Ｂに示される）においては、ベース材料１２０の層１５１が、粉末状のベース材料６１０（粉末状のベース材料６１０がポリマー材料１２１、金属１２２、またはポリマー１２３のうちの１つの粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐを含む場合）を（例えば、ベース材料堆積ユニット１０４のドクターブレード６２０で広げることによって）ベース材料支持床１０３上に堆積させることによって形成される。
【００３６】
樹脂１８３が溶媒１８１に溶かされ、樹脂溶液１８０が形成される（図９のブロック９１０）。さらに図４Ａ〜図４Ｃおよび図６も参照すると、樹脂溶液１８０が、ベース材料１２０の層１５１上に（例えば、噴き付け、ブラシ、ローラーによる塗り延ばし、溶液堆積平坦化、などによって）堆積させられる（図９のブロック９２０）。一態様において、ベース材料１２０の層１５１上への樹脂溶液１８０の堆積は、堆積装置１０５のスプレーノズル１０５Ｓによって樹脂溶液１８０をベース材料１２０の層１５１へと噴き付けることを含む。一態様において、スプレーノズル１０５Ｓは、フレーム１０１およびベース材料支持床１０３上に堆積させられたベース材料１２０に対して不動に固定される。他の態様において、堆積装置１０５のスプレーノズル１０５Ｓは、可動であり、コンピューター制御の位置決め機構１７５によってベース材料１２０の層１５１に対して位置決めされる。ベース材料１２０の層１５１の表面上のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上が、樹脂溶液１８０で満たされる（図９のブロック９３０）（図４Ｂおよび図７Ａを参照）。図４Ｂおよび図７Ａに見られるように、ベース材料１２０の層１５１は、樹脂溶液１８０によって平坦化され、したがってベース材料の別の層１５１が樹脂溶液１８０の上に堆積させられるとき、得られる積み重ねられた層１５１Ｓにおいて隣り合うベース材料１２０の層１５１の間に形成され得るボイド２０１および／または細孔２００が、樹脂溶液１８０によって埋められる。
【００３７】
ベース材料１２０の別の層１５１（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）が、ベース材料１２０の積み重ねられた層１５１Ｓ（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）を形成するために、樹脂溶液１８０が塗布されたベース材料の層１５１（図９のブロック９００）の上に堆積させられる。樹脂溶液１８０が、ベース材料１２０の別の層１５１上に堆積させられ（図９のブロック９２０）（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）、したがってベース材料１２０の別の層１５１の表面上のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上が樹脂溶液１８０によって少なくとも部分的に満たされ（図９のブロック９３０）（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）、樹脂溶液１８０は、ベース材料１２０の積み重ねられた層１５１Ｓにおいてベース材料１２０の隣り合う層１５１の間のボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ベース材料１２０の隣り合う層１５１の結合を強化する。
【００３８】
一態様においては、ベース材料１２０によって形成される付加製造部品の熱伝導性、導電性、および透過性のうちの１つ以上が、樹脂溶液によって修正される（図９のブロック９４０）。例えば、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃを参照すると、樹脂溶液１８０は、伝導性材料１８４およびバリア材料１９９（図１Ｂ）のうちの１つ以上を含む。上述のように、ベース材料１２０がフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの形態で堆積させられる場合、隣り合うフィラメントの間の空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃが、例えば付加製造部品１５０のＸ方向に延伸するボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を形成する。伝導性材料１８４が、これらのボイド２０１および／または細孔２００に集まり、やはりＸ方向に延伸する伝導性の経路５２０（例えば、同等のワイヤ番手またはサイズをそれぞれ有するワイヤ導体と同種／同様であってよい）を形成する。これらの伝導性の経路５２０のワイヤ番手またはサイズを、伝導性の経路５２０の予め定められたワイヤ番手を達成するように空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃを設定することによって制御することができ、利用可能なワイヤ番手は、堆積させられるフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの直径に依存し得ることに、注意すべきである。ベース材料が（図７Ｂに示されるとおり）粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐの形態で堆積させられる場合、伝導性材料がボイド２０１および／または細孔２００に集まり、ベース材料１２０の隣り合う層１５１の間に伝導性の平面（または、シート）７００を形成することができる。この態様において、伝導性の平面７００は、ＸおよびＹ方向（例えば、Ｘ−Ｙ平面）に延伸することができる。さらに、バリア材料１９９も、ボイド２０１および／または細孔２００に集まり、流体が隣り合うフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの間を通過することを防止するバリア４００を形成することができる。
【００３９】
ベース材料１２０の層１５１上に堆積させられた樹脂溶液１８０は、樹脂溶液１８０中の溶媒１９５の量を減らすために加熱される（図９のブロック９５０）。溶媒１９５の量の減少は、樹脂１８３の硬化によってベース材料１２０の層１５１の互いの結合および付加製造部品１５０の緻密化を促進する（例えば、補強剤１９３および伝導性材料１８４のうちの１つ以上が、ベース材料１２０の隣接する層１５１、ベース材料１２０の隣接するフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ、および／またはベース材料１２０の粉末１２１Ｐ、１２２Ｐ、１２３Ｐの隣接する粒子６００（図６）に結合する）。上述のとおりの付加製造部品１５０の結合および緻密化は、Ｘ−Ｙ平面およびＺ方向の両方において実質的に同様の付加製造部品１５０の機械的特性をもたらす。
【００４０】
ここで図１、図２Ａ〜図２Ｃ、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７、および図１０を参照して、付加製造装置１００を使用する付加製造の典型的な方法を説明する。付加製造部品１５０を製造するためのポリマー材料１２１（または、ポリマー１２３の材料）の層１５１が、ベース材料支持床１０３上に堆積させられる（図１０のブロック１０００）。一態様（図３Ａ、図３Ｂ、および図４Ａ〜図４Ｃに示される）においては、ポリマー材料１２１の層１５１が、複数のフィラメント３００をベース材料支持床１０３上に横並びの配置にて（例えば、ベース材料堆積ユニット１０４のノズル３１０によって）堆積させることによって形成される。ポリマー材料１２１がフィラメント１２１Ｆの形態で堆積させられる場合、隣り合うフィラメント１２１Ｆの間（例えば、或るフィラメントの中心から隣のフィラメントの中心まで）の間隔または空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃを調整して、隣り合うフィラメント１２１Ｆの間の結合を増加または減少させることができる。例えば、図２Ａに示した空隙２５０Ａは、図２Ｂに示した空隙２５０Ｂよりも小さく、図２Ｂに示した空隙２５０Ｂは、図２Ｃに示した空隙２５０Ｃよりも小さい。同様に、空隙２５０Ａによって達成される図２Ａに示した隣接フィラメント１２１Ｆ間の結合領域２６０Ａは、空隙２５０Ｂによって達成される図２Ｂに示した隣接フィラメント１２１Ｆ間の結合領域２６０Ｂよりも大きく、空隙２５０Ｂによって達成される図２Ｂに示した隣接フィラメント１２１Ｆ間の結合領域２６０Ｂは、空隙２５０Ｃによって達成される図２Ｃに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ｃよりも大きい。付加製造部品１５０の機械的特性（例えば、引張強度など）を実質的に同様に保ちつつ空隙を調整する（例えば、より大きくし、あるいはより小さくする）ことができるように、空隙によって形成されたボイド２０１および／または細孔２００を、スラリー１９０で満たすことができる。別の態様（図６、図７Ａ、および図７Ｂに示される）においては、ポリマー材料１２１の層１５１が、粉末状のベース材料６１０（粉末状のベース材料６１０がポリマー材料１２１の粉末１２１Ｐを含む場合）を（例えば、ベース材料堆積ユニット１０４のドクターブレード６２０で広げることによって）ベース材料支持床１０３上に堆積させることによって形成される。
【００４１】
さらに図４Ａ〜図４Ｃおよび図６を参照すると、スラリー１９０は、ポリマー材料１２１に少なくとも伝導性を付与するために、ポリマー材料１２１の層１５１上に（例えば、噴き付け、ブラシ、ローラーによる塗り延ばし、溶液堆積平坦化、などによって）堆積させられ（図１０のブロック１０１０）、スラリー１９０は伝導性材料１８４を含む。他の態様においては、例えばスラリーが磁性材料および／または上述のナノプレートレットを含む場合など、磁気特性および不透過性のうちの１つ以上を、スラリー１９０によってポリマー材料１２１に付与することができる（図１０のブロック１０１５、１０１６）。
【００４２】
一態様において、ポリマー材料１２１の層１５１上へのスラリー１９０の堆積は、堆積装置１０５のスプレーノズル１０５Ｓによってスラリー１９０をポリマー材料１２１の層１５１へと噴き付けることを含む。一態様において、スプレーノズル１０５Ｓは、フレーム１０１およびベース材料支持床１０３上に堆積させられたポリマー材料１２１に対して不動に固定される。他の態様において、堆積装置１０５のスプレーノズル１０５Ｓは、可動であり、コンピューター制御の位置決め機構１７５によってポリマー材料１２１の層１５１に対して位置決めされる。ポリマー材料１２１の層１５１の表面上のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上が、スラリー１９０で満たされる（図１０のブロック１０２０）（図４Ｂおよび図７Ａを参照）。図４Ｂおよび図７Ａに見られるように、ベース材料１２０の層１５１は、スラリー１９０によって平坦化され、したがってベース材料の別の層１５１がスラリー１９０の上に堆積させられるとき、得られる積み重ねられた層１５１Ｓにおいて隣り合うベース材料１２０の層１５１の間に形成され得るボイド２０１および／または細孔２００が、スラリー１９０によって埋められる。
【００４３】
ポリマー材料１２１の別の層１５１（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）が、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓ（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）を形成するために、スラリー１９０が適用されたポリマー材料１２１の層１５１の上に堆積させられ（図１０のブロック１０００）、積み重ねられた層１５１Ｓの１つ以上の層１５１に少なくとも伝導性が付与されている。ポリマー材料１２１の層とスラリー１９０とが、交互に堆積させられて、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓを形成し、スラリー１９０は、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓの間のすき間に位置する。上述のように、スラリー１９０は、積み重ねられた層１５１Ｓ内の１つ以上の層１５１に磁気特性および／または不透過性を付与することもできる（図１０のブロック１０１５、１０１６）。スラリー１９０が、ポリマー材料１２１の別の層１５１上に堆積させられ（図１０のブロック１０１０）（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）、したがってポリマー材料１２１の別の層１５１の表面上のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上がスラリー１９０によって満たされ（図１０のブロック１０２０）（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）、スラリー１９０は、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓにおいてベース材料１２０の隣り合う層１５１の間のボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ポリマー材料１２１の隣り合う層１５１の結合を強化する。
【００４４】
一態様においては、１つ以上の伝導性の経路２５０が、付加製造部品１５０に形成される（図１０のブロック１０３０）。例えば、図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃを参照すると、スラリー１９０は、少なくとも伝導性材料１８４（図１Ｂ）を含む。上述のように、ポリマー材料１２１がフィラメント１２１Ｆの形態で堆積させられる場合、隣り合うフィラメント１２１Ｆの間の空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃが、例えば付加製造部品１５０のＸ方向に延伸するボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を形成する。伝導性材料１８４が、これらのボイド２０１および／または細孔２００内に集まり（例えば、スラリー１９０が、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓにおけるポリマー材料１２１の隣り合う層１５１の間のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし）、やはりＸ方向に延伸する伝導性の経路５２０（例えば、同等のワイヤ番手またはサイズをそれぞれ有するワイヤ導体と同種／同様であってよい）を形成する。これらの伝導性の経路５２０のワイヤ番手またはサイズを、伝導性の経路５２０の予め定められたワイヤ番手を達成するように空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃを設定することによって制御することができ、利用可能なワイヤ番手は、堆積させられるフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの直径に依存し得ることに、注意すべきである。ポリマー材料１２１が（図７Ｂに示されるように）粉末１２１Ｐの形態で堆積させられる場合、伝導性材料がボイド２０１および／または細孔２００に集まり、ポリマー材料１２１の隣り合う層１５１の間に伝導性の平面（または、シート）７００を形成することができる。この態様において、伝導性の平面７００は、ＸおよびＹ方向（例えば、Ｘ−Ｙ平面）に延伸することができる。
【００４５】
ポリマー材料１２１の層１５１上に堆積させられたスラリー１９０は、スラリー１９０中の溶媒１９５の量を減らすために加熱される（図１０のブロック１０４０）。溶媒１９５の量の減少は、スラリー１９０の硬化によってポリマー材料１２１の層１５１の互いの結合および付加製造部品１５０の緻密化を促進する（例えば、補強剤１９３、伝導性材料１８４、および構造材料の粒子１９４のうちの１つ以上が、ベース材料１２０の隣接する層１５１、ポリマー材料１２１の隣接するフィラメント１２１Ｆ、および／またはポリマー材料１２１の粉末１２１Ｐの隣接する粒子６００（図６）に結合する）。上述のとおりの付加製造部品１５０の結合および緻密化は、Ｘ−Ｙ平面およびＺ方向の両方において実質的に同様の付加製造部品１５０の機械的特性をもたらす。
【００４６】
さらに図１、図２Ａ〜図２Ｃ、図３Ａ、図３Ｂ、図６、図７、および図１０を参照して、付加製造装置１００を使用する付加製造の別の典型的な方法を説明する。付加製造部品１５０を製造するためのポリマー材料１２１（または、ポリマー１２３の材料）の層１５１が、ベース材料支持床１０３上に堆積させられる（図１０のブロック１０００）。一態様（図３Ａ、図３Ｂ、および図４Ａ〜図４Ｃに示される）においては、ポリマー材料１２１の層１５１が、複数のフィラメント３００をベース材料支持床１０３上に横並びの配置にて（例えば、ベース材料堆積ユニット１０４のノズル３１０によって）堆積させることによって形成される。ポリマー材料１２１がフィラメント１２１Ｆの形態で堆積させられる場合、隣り合うフィラメント１２１Ｆの間（例えば、或るフィラメントの中心から隣のフィラメントの中心まで）の間隔または空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃを調整して、隣り合うフィラメント１２１Ｆの間の結合を増加または減少させることができる。例えば、図２Ａに示した空隙２５０Ａは、図２Ｂに示した空隙２５０Ｂよりも小さく、図２Ｂに示した空隙２５０Ｂは、図２Ｃに示した空隙２５０Ｃよりも小さい。同様に、空隙２５０Ａによって達成される図２Ａに示した隣接フィラメント１２１Ｆ間の結合領域２６０Ａは、空隙２５０Ｂによって達成される図２Ｂに示した隣接フィラメント１２１Ｆ間の結合領域２６０Ｂよりも大きく、空隙２５０Ｂによって達成される図２Ｂに示した隣接フィラメント１２１Ｆ間の結合領域２６０Ｂは、空隙２５０Ｃによって達成される図２Ｃに示した隣接フィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆ間の結合領域２６０Ｃよりも大きい。付加製造部品１５０の機械的特性（例えば、引張強度など）を実質的に同様に保ちつつ空隙を調整する（例えば、より大きくし、あるいはより小さくする）ことができるように、空隙によって形成されたボイド２０１および／または細孔２００を、スラリー１９０で満たすことができる。別の態様（図６、図７Ａ、および図７Ｂに示される）においては、ポリマー材料１２１の層１５１が、粉末状のベース材料６１０（粉末状のベース材料６１０がポリマー材料１２１の粉末１２１Ｐを含む場合）を（例えば、ベース材料堆積ユニット１０４のドクターブレード６２０で広げることによって）ベース材料支持床１０３上に堆積させることによって形成される。
【００４７】
さらに図４Ａ〜図４Ｃおよび図６を参照すると、スラリー１９０は、ポリマー材料１２１に少なくともバリア性を付与するために、ポリマー材料１２１の層１５１上に（例えば、噴き付け、ブラシ、ローラーによる塗り延ばし、溶液堆積平坦化、などによって）堆積させられ（図１０のブロック１０１６）、スラリー１９０はバリア材料１９９（図１Ｂ）を含む。他の態様においては、例えばスラリーが磁性材料および／または上述のナノプレートレットを含む場合など、磁気特性および伝導性のうちの１つ以上を、スラリー１９０によってポリマー材料１２１に付与することができる（図１０のブロック１０１０、１０１５）。
【００４８】
一態様において、ポリマー材料１２１の層１５１上へのスラリー１９０の堆積は、堆積装置１０５のスプレーノズル１０５Ｓによってスラリー１９０をポリマー材料１２１の層１５１へと噴き付けることを含む。一態様において、スプレーノズル１０５Ｓは、フレーム１０１およびベース材料支持床１０３上に堆積させられたポリマー材料１２１に対して不動に固定される。他の態様において、堆積装置１０５のスプレーノズル１０５Ｓは、可動であり、コンピューター制御の位置決め機構１７５によってポリマー材料１２１の層１５１に対して位置決めされる。ポリマー材料１２１の層１５１の表面上のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上が、スラリー１９０で満たされる（図１０のブロック１０２０）（図４Ｂおよび図７Ａを参照）。図４Ｂおよび図７Ａに見られるように、ベース材料１２０の層１５１は、スラリー１９０によって平坦化され、したがってベース材料の別の層１５１がスラリー１９０の上に堆積させられるとき、得られる積み重ねられた層１５１Ｓにおいて隣り合うベース材料１２０の層１５１の間に形成され得るボイド２０１および／または細孔２００が、スラリー１９０によって埋められる。
【００４９】
ポリマー材料１２１の別の層１５１（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）が、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓ（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）を形成するために、スラリー１９０が適用されたポリマー材料１２１の層１５１の上に堆積させられ（図１０のブロック１０００）、積み重ねられた層１５１Ｓの１つ以上の層１５１に少なくとも不透過性が付与されている。ポリマー材料１２１の層とスラリー１９０とが、交互に堆積させられて、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓを形成し、スラリー１９０は、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓの間のすき間に位置する。上述のように、スラリー１９０は、積み重ねられた層１５１Ｓ内の１つ以上の層１５１に伝導性および／または磁気特性を付与することもできる（図１０のブロック１０１０、１０１５）。スラリー１９０が、ポリマー材料１２１の別の層１５１上に堆積させられ（図１０のブロック１０１６）（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）、したがってポリマー材料１２１の別の層１５１の表面上のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上がスラリー１９０によって満たされ（図１０のブロック１０２０）（図４Ｃおよび図７Ｂを参照）、スラリー１９０は、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓにおいてベース材料１２０の隣り合う層１５１の間のボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ポリマー材料１２１の隣り合う層１５１の結合を強化する。
【００５０】
一態様においては、例えば図５Ａ、図５Ｂ、および図５Ｃを参照するなど、スラリー１９０が伝導性材料１８４（図１Ｂ）を含む場合に、１つ以上の伝導性の経路２５０が付加製造部品１５０に形成される（図１０のブロック１０３０）。上述のように、ポリマー材料１２１がフィラメント１２１Ｆの形態で堆積させられる場合、隣り合うフィラメント１２１Ｆの間の空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃが、例えば付加製造部品１５０のＸ方向に延伸するボイド２０１および細孔２００のうちの１つ以上を形成する。伝導性材料１８４が、これらのボイド２０１および／または細孔２００内に集まり（例えば、スラリー１９０が、ポリマー材料１２１の積み重ねられた層１５１Ｓにおけるポリマー材料１２１の隣り合う層１５１の間のボイド２０１および／または細孔２００のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし）、やはりＸ方向に延伸する伝導性の経路５２０（例えば、同等のワイヤ番手またはサイズをそれぞれ有するワイヤ導体と同種／同様であってよい）を形成する。これらの伝導性の経路５２０のワイヤ番手またはサイズを、伝導性の経路５２０の予め定められたワイヤ番手を達成するように空隙２５０Ａ、２５０Ｂ、２５０Ｃを設定することによって制御することができ、利用可能なワイヤ番手は、堆積させられるフィラメント１２１Ｆ、１２２Ｆ、１２３Ｆの直径に依存し得ることに、注意すべきである。ポリマー材料１２１が（図７Ｂに示されるように）粉末１２１Ｐの形態で堆積させられる場合、伝導性材料がボイド２０１および／または細孔２００に集まり、ポリマー材料１２１の隣り合う層１５１の間に伝導性の平面（または、シート）７００を形成することができる。この態様において、伝導性の平面７００は、ＸおよびＹ方向（例えば、Ｘ−Ｙ平面）に延伸することができる。
【００５１】
ポリマー材料１２１の層１５１上に堆積させられたスラリー１９０は、スラリー１９０中の溶媒１９５の量を減らすために加熱される（図１０のブロック１０４０）。溶媒１９５の量の減少は、スラリー１９０の硬化によってポリマー材料１２１の層１５１の互いの結合および付加製造部品１５０の緻密化を促進する（例えば、補強剤１９３、伝導性材料１８４、および構造材料の粒子１９４のうちの１つ以上が、ベース材料１２０の隣接する層１５１、ポリマー材料１２１の隣接するフィラメント１２１Ｆ、および／またはポリマー材料１２１の粉末１２１Ｐの隣接する粒子６００（図６）に結合する）。上述のとおりの付加製造部品１５０の結合および緻密化は、Ｘ−Ｙ平面およびＺ方向の両方において実質的に同様の付加製造部品１５０の機械的特性をもたらす。
【００５２】
上述の方法において、一態様においては、伝導性材料１８４および／またはバリア材料１９９を含む樹脂溶液１８０またはスラリー１９０が、ベース材料１２０の少なくとも１つの層１５１における伝導性および／または不透過性を変化させるために、ベース材料１２０の少なくとも１つの層１５１の予め定められた部分５９８（図５Ｃ）へと堆積させられ、伝導性材料１８４および／またはバリア材料１９９を含まない樹脂溶液１８０またはスラリー１９０が、少なくとも１つの層１５１の残りの部分に堆積させられる。樹脂溶液１８０またはスラリー１９０の堆積パターンを、任意の所望の異方性の伝導性を提供するように、予め定められた方向に整列させることができる。上述の方法において、一態様においては、ボイド２０１および／または細孔２００がスラリー１９０または樹脂溶液１８０で満たされていない外面５００と比べてより良好な（例えば、ボイド２０１および／または細孔２００が少なくとも部分的に埋められているより平滑な）表面仕上げ５０５をもたらすために、樹脂溶液１８０またはスラリーを、付加製造部品１５０の外面５００に堆積させることができる（図５Ａを参照）。
【００５３】
以下が、本開示のいくつかの態様に従って提供される。
【００５４】
Ａ１．付加製造の方法であって、方法は、
付加製造部品が製造されるベース材料の層を堆積させるステップと、
溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含むスラリーを、ベース材料の層上に堆積させるステップと
を含む、方法。
【００５５】
Ａ２．構造材料の粒子は、ベース材料の粒子、ベース材料とは異なる組成を有する金属粒子、セラミック粒子、およびベース材料とは異なる組成を有するポリマー粒子のうちの１つ以上を含む、段落Ａ１に記載の方法。
【００５６】
Ａ３．ベース材料の層を堆積させるステップは、ベース材料の層がポリマーを含むようにポリマー材料を堆積させるステップを含む、段落Ａ１に記載の方法。
【００５７】
Ａ４．構造材料の粒子は、ポリマー粒子である、段落Ａ３に記載の方法。
【００５８】
Ａ５．ベース材料の層を堆積させるステップは、ベース材料の層が金属粒子を含むように金属を堆積させるステップを含む、段落Ａ１に記載の方法。
【００５９】
Ａ６．構造材料の粒子は、金属粒子である、段落Ａ１に記載の方法。
【００６０】
Ａ７．スラリーが適用されたベース材料の層の上にベース材料の別の層を堆積させるステップをさらに含む、段落Ａ１に記載の方法。
【００６１】
Ａ８．ベース材料の層とベース材料の別の層との間のボイドおよび細孔のうちの１つ以上をスラリーで少なくとも部分的に満たすステップをさらに含む、段落Ａ７に記載の方法。
【００６２】
Ａ９．ベース材料の層の表面のボイドおよび細孔のうちの１つ以上をスラリーで満たすステップをさらに含む、段落Ａ１に記載の方法。
【００６３】
Ａ１０．補強剤は、ポリマー補強剤である、段落Ａ１（あるいは、Ａ２またはＡ５）に記載の方法。
【００６４】
Ａ１１．補強剤は、非ポリマー補強剤である、段落Ａ１（あるいは、Ａ２またはＡ５）に記載の方法。
【００６５】
Ａ１２．補強剤は、ナノ粒子、二次元有機または無機ナノシート、カーボンナノチューブ、ナノプレートレット、およびグラフェンのうちの１つ以上を含む、段落Ａ１（あるいは、Ａ２またはＡ５）に記載の方法。
【００６６】
Ａ１３．補強剤は、グラフェン、グラフェン強化フィラメント、およびグラフェン誘導体のうちの１つ以上を含む、段落Ａ１（あるいは、Ａ２またはＡ５）に記載の方法。
【００６７】
Ａ１４．溶媒は、溶解した樹脂を含む、段落Ａ１（あるいは、Ａ２またはＡ５）に記載の方法。
【００６８】
Ａ１５．溶解した樹脂は、熱可塑性樹脂を含む、段落Ａ１４に記載の方法。
【００６９】
Ａ１６．ベース材料の層を堆積させるステップは、ベース材料の複数のフィラメントを横並びの配置にて堆積させてベース材料の層を形成するステップを含み、
ベース材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
段落Ａ１（または、段落Ａ１〜Ａ１５のいずれか）に記載の方法。
【００７０】
Ａ１７．ベース材料の層を堆積させるステップは、粉末状のベース材料を堆積させてベース材料の層を形成するステップを含み、
ベース材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、段落Ａ１（または、段落Ａ１〜Ａ１５のいずれか）に記載の方法。
【００７１】
Ａ１８．スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップは、堆積装置でスラリーをベース材料の層へと噴き付けるステップであって、堆積装置が可動である、ステップを含む、段落Ａ１（または、段落Ａ１〜Ａ１７のいずれか）に記載の方法。
【００７２】
Ａ１９．コンピューター制御の位置決め機構によって堆積装置をベース材料の層に対して位置決めするステップをさらに含む、段落Ａ１８に記載の方法。
【００７３】
Ａ２０．スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップは、ベース材料に対して固定された堆積装置でスラリーをベース材料の層へと噴き付けるステップを含む、段落Ａ１（または、段落Ａ２〜Ａ１７のいずれか）に記載の方法。
【００７４】
Ａ２１．ベース材料によって形成される付加製造部品の熱伝導率、導電率、および透過性のうちの１つ以上をスラリーで修正することをさらに含む、段落Ａ１（または、段落Ａ１〜Ａ２０のいずれか）に記載の方法。
【００７５】
Ａ２２．ベース材料の層を堆積させるステップは、ポリマーを堆積させるステップを含む、段落Ａ１に記載の方法。
【００７６】
Ａ２３．ベース材料の層上に堆積させたスラリーを加熱してスラリー内の溶媒の量を減らすステップをさらに含む、段落Ａ１（または、段落Ａ１〜Ａ２２のいずれか）に記載の方法。
【００７７】
Ｂ１．ベース材料の層を堆積させるステップと、
溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含むスラリーを、ベース材料の層上に堆積させるステップと
を含み、
ベース材料の層およびスラリーは、スラリーをベース材料の積み重ねられた層の間のすき間に位置させたベース材料の積み重ねられた層を形成するために、交互に堆積させられ、スラリーは、ベース材料の積み重ねられた層においてベース材料の隣り合う層の間のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ベース材料の隣り合う層の結合を強化する、付加製造の方法。
【００７８】
Ｂ２．構造材料の粒子は、ベース材料の粒子、ベース材料とは異なる組成を有する金属粒子、セラミック粒子、およびベース材料とは異なる組成を有するポリマー粒子のうちの１つ以上を含む、段落Ｂ１に記載の方法。
【００７９】
Ｂ３．ベース材料の層を堆積させるステップは、ベース材料の層がポリマーを含むようにポリマー材料を堆積させるステップを含む、段落Ｂ１に記載の方法。
【００８０】
Ｂ４．構造材料の粒子は、ポリマー粒子である、段落Ｂ３に記載の方法。
【００８１】
Ｂ５．ベース材料の層を堆積させるステップは、ベース材料の層が金属粒子を含む層であるように金属を堆積させるステップを含む、段落Ｂ１に記載の方法。
【００８２】
Ｂ６．構造材料の粒子は、金属粒子である、段落Ｂ１に記載の方法。
【００８３】
Ｂ７．補強剤は、ポリマー補強剤である、段落Ｂ１（あるいは、Ｂ２またはＢ５）に記載の方法。
【００８４】
Ｂ８．補強剤は、非ポリマー補強剤である、段落Ｂ１（あるいは、Ｂ２またはＢ５）に記載の方法。
【００８５】
Ｂ９．補強剤は、ナノ粒子、二次元有機または無機ナノシート、カーボンナノチューブ、ナノプレートレット、およびグラフェンのうちの１つ以上を含む、段落Ｂ１（あるいは、Ｂ２またはＢ５）に記載の方法。
【００８６】
Ｂ１０．補強剤は、グラフェン、グラフェン強化フィラメント、およびグラフェン誘導体のうちの１つ以上を含む、段落Ｂ１（あるいは、Ｂ２またはＢ５）に記載の方法。
【００８７】
Ｂ１１．溶媒は、溶解した樹脂を含む、段落Ｂ１（あるいは、Ｂ２またはＢ５）に記載の方法。
【００８８】
Ｂ１２．溶解した樹脂は、熱可塑性樹脂を含む、段落Ｂ１１に記載の方法。
【００８９】
Ｂ１３．ベース材料の層を堆積させるステップは、ベース材料の複数のフィラメントを横並びの配置にて堆積させてベース材料の層を形成するステップを含み、ベース材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含む、段落Ｂ１（または、段落Ｂ１〜Ｂ１２のいずれか）に記載の方法。
【００９０】
Ｂ１４．ベース材料の層を堆積させるステップは、粉末状のベース材料を堆積させてベース材料の層を形成するステップを含み、ベース材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含む、段落Ｂ１（または、段落Ｂ１〜Ｂ１３のいずれか）に記載の方法。
【００９１】
Ｂ１５．スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップは、堆積装置でスラリーをベース材料の層へと噴き付けるステップであって、堆積装置が可動である、ステップを含む、段落Ｂ１（または、段落Ｂ１〜Ｂ１４のいずれか）に記載の方法。
【００９２】
Ｂ１６．コンピューター制御の位置決め機構によって堆積装置をベース材料の層に対して位置決めするステップをさらに含む、段落Ｂ１５に記載の方法。
【００９３】
Ｂ１７．スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップは、ベース材料に対して固定された堆積装置でスラリーをベース材料の層へと噴き付けるステップを含む、段落Ｂ１（または、段落Ｂ２〜Ｂ１４のいずれか）に記載の方法。
【００９４】
Ｂ１８．ベース材料で形成される付加製造部品の熱伝導率、導電率、および透過性のうちの１つ以上をスラリーで修正することをさらに含む、段落Ｂ１（または、段落Ｂ１〜Ｂ１７のいずれか）に記載の方法。
【００９５】
Ｂ１９．ベース材料の層を堆積させるステップは、ポリマーを堆積させるステップを含む、段落Ｂ１に記載の方法。
【００９６】
Ｂ２０．ベース材料の層上に堆積させたスラリーを加熱してスラリー内の溶媒の量を減らすステップをさらに含む、段落Ｂ１（または、段落Ｂ１〜Ｂ１９のいずれか）に記載の方法。
【００９７】
Ｃ１．ベース材料の少なくとも１つの層と、
ベース材料の少なくとも１つの層上に配置された補強剤であって、補強剤は、ベース材料の少なくとも１つの層内のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たすように、スラリーとして少なくとも１つの層上に堆積させられ、スラリーは、溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含む、補強剤と
を含む、付加製造部品。
【００９８】
Ｃ２．構造材料の粒子は、ベース材料の粒子、ベース材料とは異なる組成を有する金属粒子、およびベース材料とは異なる組成を有するポリマー粒子のうちの１つ以上を含む、段落Ｃ１に記載の付加製造部品。
【００９９】
Ｃ３．ベース材料の少なくとも１つの層は、ベース材料の２つ以上の層を含み、補強剤は、ベース材料の隣り合う層の間のすき間に位置し、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ベース材料の隣り合う層の結合を強化する、段落Ｃ１に記載の付加製造部品。
【０１００】
Ｃ４．ベース材料の少なくとも１つの層は、ベース材料の層がポリマーを含むようにポリマー材料を含む、段落Ｃ１（あるいは、Ｃ２またはＣ３）に記載の付加製造部品。
【０１０１】
Ｃ５．構造材料の粒子は、ポリマー粒子である、段落Ｃ４に記載の付加製造部品。
【０１０２】
Ｃ６．ベース材料の少なくとも１つの層は、ベース材料の層が金属粒子を含むように金属を含む、段落Ｃ１（あるいは、Ｃ２またはＣ３）に記載の付加製造部品。
【０１０３】
Ｃ７．構造材料の粒子は、金属粒子である、段落Ｃ６に記載の付加製造部品。
【０１０４】
Ｃ８．補強剤は、ポリマー補強剤である、段落Ｃ１（または、Ｃ２〜Ｃ６）に記載の付加製造部品。
【０１０５】
Ｃ９．補強剤は、非ポリマー補強剤である、段落Ｃ１（または、Ｃ２〜Ｃ６）に記載の付加製造部品。
【０１０６】
Ｃ１０．補強剤は、ナノ粒子、二次元有機または無機ナノシート、カーボンナノチューブ、ナノプレートレット、およびグラフェンのうちの１つ以上を含む、段落Ｃ１（または、Ｃ２〜Ｃ６）に記載の付加製造部品。
【０１０７】
Ｃ１１．補強剤は、グラフェン、グラフェン強化フィラメント、およびグラフェン誘導体のうちの１つ以上を含む、段落Ｃ１（または、Ｃ２〜Ｃ６）に記載の付加製造部品。
【０１０８】
Ｃ１２．溶媒は、溶解した樹脂を含む、段落Ｃ１（または、Ｃ２〜Ｃ６）に記載の付加製造部品。
【０１０９】
Ｄ１．フレームと、
フレームに結合したベース材料支持床と、
フレームに可動に結合し、ベース材料支持床の上方に配置され、ベース材料支持床上にベース材料の１つ以上の層を堆積させるように構成されたベース材料堆積ユニットと、
フレームに対して位置決めされるようにフレームに結合し、ベース材料の１つ以上の層の堆積のその場で、ベース材料の１つ以上の層上にスラリーを堆積させるように構成された堆積装置と
を備える、付加製造装置。
【０１１０】
Ｄ２．フレームは、堆積装置の少なくともスプレーノズルを囲むチャンバを形成し、スラリーは、スプレーノズルを通って堆積装置を出る、段落Ｄ１に記載の付加製造装置。
【０１１１】
Ｄ３．スラリーは、溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含み、構造材料の粒子は、ベース材料の粒子、ベース材料とは異なる組成を有する金属粒子、およびベース材料とは異なる組成を有するポリマー粒子のうちの１つ以上を含む、段落Ｄ１（または、Ｄ２）に記載の付加製造装置。
【０１１２】
Ｄ４．ベース材料堆積ユニットおよび堆積装置のうちの１つ以上の位置決め動作を制御するように構成されたコントローラーをさらに備える、段落Ｄ１（あるいは、Ｄ２またはＤ３）に記載の付加製造装置。
【０１１３】
Ｄ５．ベース材料堆積ユニットおよび堆積装置は、単一のユニットとして一緒にフレームに対して移動するように構成された、段落Ｄ４に記載の付加製造装置。
【０１１４】
Ｄ６．堆積装置は、ベース材料支持床に対して固定されたスプレーノズルを含む、段落Ｄ１に記載の付加製造装置。
【０１１５】
Ｄ７．スラリーを貯蔵するように構成され、堆積装置にスラリーを供給するように堆積装置に結合したリザーバをさらに備える、段落Ｄ１（または、Ｄ２〜Ｄ６）に記載の付加製造装置。
【０１１６】
Ｄ８．スラリー内の溶媒の量を減少させるためにベース材料の層上に堆積させたスラリーを加熱するように構成されたヒーターをさらに備える、段落Ｄ１（または、Ｄ２〜Ｄ７）に記載の付加製造装置。
【０１１７】
上記で参照した図面において、種々の要素および／または構成要素を接続する実線が存在する場合、そのような実線は、機械的な結合、電気的な結合、流体の結合、光学的結合、電磁気的結合、無線による結合、および他の結合、ならびに／あるいはこれらの組み合わせを表す。本明細書において使用されるとき、「結合」は、直接的および間接的に関連付けられることを意味する。例えば、部材Ａを部材Ｂに直接関連付けることができ、あるいは例えば他の部材Ｃを介して間接的に関連付けることができる。種々の開示された要素間の関係が、必ずしも全て表されているわけではないことを、理解できるであろう。したがって、図面に示した結合以外の結合も存在し得る。種々の要素および／または構成要素を示すブロックを接続する破線が存在する場合、そのような破線は、実線によって表される結合と機能および目的において同様である結合を表すが、破線によって表される結合は、選択的に設けられてよく、あるいは本開示の選択的な例に関することができる。同様に、破線で表された要素および／または構成要素が存在する場合、そのような要素および／または構成要素は、本開示の選択的な例を示している。本開示の範囲から逸脱することなく、実線および／または破線にて示された１つ以上の要素を、特定の例から省略することができる。環境要素が存在する場合、それらは点線で表される。明瞭にするために、仮想の（想像上の）要素も示され得る。当業者であれば、図に示された特徴のいくつかを、それらの図、他の図面の図、および／または添付の開示に記載された他の特徴を含む必要なく種々の方法で組み合わせることが、たとえそのような組み合わせが本明細書に明示的に示されていなくても可能であることを、理解できるであろう。同様に、提示された例に限定されない追加の特徴を、本明細書に図示および記載された特徴の一部または全てと組み合わせることができる。
【０１１８】
上記で言及した図８〜図１０において、ブロックは、動作および／または動作の一部を表すことができ、種々のブロックを接続する線は、動作または動作の一部のいかなる特定の順序または依存性も意味しない。破線によって表されたブロックは、選択的な動作および／または動作の一部を示す。種々のブロックを接続する破線が存在する場合、そのような破線は、動作または動作の一部の選択的な依存関係を表す。開示された種々の動作の間の依存関係が、必ずしも全て表されているわけではないことを、理解できるであろう。図８〜図１０および本明細書に記載の方法の動作を説明する付随の開示は、動作の実行の順序を必然的に決定するものと解釈されるべきではない。むしろ、１つの典型的な順序が示されているが、動作の順序は、適宜に変更されてもよいと理解されるべきである。したがって、特定の動作を、異なる順序で実行でき、あるいは実質的に同時に実行することができる。さらに、当業者であれば、必ずしも説明した全ての動作を実行する必要はないことを、理解できるであろう。
【０１１９】
以下の説明において、本開示の考え方の完全な理解を提供するために、多数の具体的詳細が示されるが、本開示の考え方は、これらの詳細の一部または全てを備えなくても実施可能である。他の例では、公知の装置および／またはプロセスの詳細は、本開示を不必要に不明瞭にすることを避けるために省略されている。いくつかの考え方が、特定の例に関連して説明されるが、これらの例が限定を意図するものではないことを、理解できるであろう。
【０１２０】
他に指示がない限り、用語「第１」、「第２」、などは、本明細書において単にラベルとして使用され、これらの用語が指すアイテムについて順序、位置、または階層の要件を課すことを意図していない。さらに、例えば「第２」のアイテムへの言及は、例えば「第１」またはより小さい番号のアイテムならびに／あるいは例えば「第３」またはより大きい番号のアイテムの存在を必要とするものでも、排除するものでもない。
【０１２１】
本明細書において「一例」とは、その例に関連して説明される１つ以上の特徴、構造、または特性が、少なくとも１つの実施例に含まれることを意味する。本明細書の種々の箇所における「一例」という語句は、同じ例を指しているかもしれないし、同じ例を指していないかもしれない。
【０１２２】
本明細書において使用されるとき、指定された機能を実行する「・・・ように構成された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、単にさらなる変更の後に指定された機能を実行できる潜在能力を有しているというよりはむしろ、実際にいかなる変更も必要とせずに指定された機能を実行することができる。換言すると、指定された機能を実行する「・・・ように構成された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、指定された機能を実行する目的に向けて明確に選択され、生成され、実現され、利用され、プログラムされ、さらには／あるいは設計されている。本明細書において使用されるとき、「・・・ように構成され」は、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアの既存の特性であって、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアがさらなる変更を必要とすることなく指定された機能を実行することを可能にする特性を指す。本開示の目的において、特定の機能を実行する「ように構成され」ていると記載されたシステム、装置、構造、物品、要素、構成要素、またはハードウェアは、そのような記載に加え、あるいはそのような記載に代えて、その機能を実行する「ように適応させられ」ている、および／または「ように動作することができ」ると記載され得る。
【０１２３】
本明細書で開示される装置および方法のさまざまな例は、種々の構成要素、特徴、および機能を含む。本明細書に開示された装置および方法の種々の例が、本明細書に開示された装置および方法の他のいずれかの例の構成要素、特徴、および機能の任意のいずれかを任意の組み合わせにて含むことができ、そのような可能性の全てが、本開示の範囲内であるように意図されていることを、理解すべきである。
【０１２４】
さらに、本開示は、以下の条項による実施形態を含む。
【０１２５】
条項Ａ１．付加製造の方法であって、方法は、
付加製造部品が製造されるベース材料の層を堆積させるステップと、
溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含むスラリーを、ベース材料の層上に堆積させるステップと
を含む、方法。
【０１２６】
条項Ａ２．構造材料の粒子は、ベース材料の粒子、ベース材料とは異なる組成を有する金属粒子、セラミック粒子、およびベース材料とは異なる組成を有するポリマー粒子のうちの１つ以上を含む、条項Ａ１に記載の方法。
【０１２７】
条項Ａ３．スラリーが適用されたベース材料の層の上にベース材料の別の層を堆積させるステップをさらに含む、条項Ａ１に記載の方法。
【０１２８】
条項Ａ４．ベース材料の層とベース材料の別の層との間のボイドおよび細孔のうちの１つ以上をスラリーで少なくとも部分的に満たすステップをさらに含む、条項Ａ３に記載の方法。
【０１２９】
条項Ａ５．ベース材料の層を堆積させるステップは、ベース材料の複数のフィラメントを横並びの配置にて堆積させてベース材料の層を形成するステップを含み、
ベース材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
条項Ａ１〜Ａ４のいずれか一項に記載の方法。
【０１３０】
条項Ａ６．ベース材料の層を堆積させるステップは、粉末状のベース材料を堆積させてベース材料の層を形成するステップを含み、
ベース材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
条項Ａ１〜Ａ４のいずれか一項に記載の方法。
【０１３１】
条項Ａ７．スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップは、堆積装置でスラリーをベース材料の層へと噴き付けるステップであって、堆積装置が可動である、ステップを含む、条項Ａ１〜Ａ６のいずれか一項に記載の方法。
【０１３２】
条項Ａ８．スラリーをベース材料の層上に堆積させるステップは、ベース材料に対して固定された堆積装置でスラリーをベース材料の層へと噴き付けるステップを含む、条項Ａ１〜Ａ６のいずれか一項に記載の方法。
【０１３３】
条項Ａ９．ベース材料によって形成される付加製造部品の熱伝導率、導電率、および透過性のうちの１つ以上をスラリーで修正することをさらに含む、条項Ａ１〜Ａ８のいずれか一項に記載の方法。
【０１３４】
条項Ａ１０．ベース材料の少なくとも１つの層と、
ベース材料の少なくとも１つの層上に配置された補強剤であって、補強剤は、ベース材料の少なくとも１つの層内のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たすように、スラリーとして少なくとも１つの層上に堆積させられ、スラリーは、溶媒と、構造材料の粒子と、補強剤とを含む、補強剤と
を含む、付加製造部品。
【０１３５】
条項Ａ１１．構造材料の粒子は、ベース材料の粒子、ベース材料とは異なる組成を有する金属粒子、およびベース材料とは異なる組成を有するポリマー粒子のうちの１つ以上を含む、条項Ａ１０に記載の付加製造部品。
【０１３６】
条項Ａ１２．ベース材料の少なくとも１つの層は、ベース材料の２つ以上の層を含み、補強剤は、ベース材料の隣り合う層の間のすき間に位置し、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ベース材料の隣り合う層の結合を強化する、条項Ａ１０に記載の付加製造部品。
【０１３７】
条項Ａ１３．ベース材料の少なくとも１つの層は、ベース材料の層がポリマーを含むようにポリマー材料を含む、条項Ａ１０〜Ａ１２のいずれか一項に記載の付加製造部品。
【０１３８】
条項Ａ１４．ベース材料の少なくとも１つの層は、ベース材料の層が金属粒子を含むように金属を含む、条項Ａ１０〜Ａ１２のいずれか一項に記載の付加製造部品。
【０１３９】
条項Ａ１５．補強剤は、ナノ粒子、二次元有機または無機ナノシート、カーボンナノチューブ、ナノプレートレット、およびグラフェンのうちの１つ以上を含む、条項Ａ１０〜Ａ１４のいずれか一項に記載の付加製造部品。
【０１４０】
条項Ａ１６．フレームと、
フレームに結合したベース材料支持床と、
フレームに可動に結合し、ベース材料支持床の上方に配置され、ベース材料支持床上にベース材料の１つ以上の層を堆積させるように構成されたベース材料堆積ユニットと、
フレームに対して位置決めされるようにフレームに結合し、ベース材料の１つ以上の層の堆積のその場で、ベース材料の１つ以上の層上にスラリーを堆積させるように構成された堆積装置と
を備える、付加製造装置。
【０１４１】
条項Ａ１７．フレームは、堆積装置の少なくともスプレーノズルを囲むチャンバを形成し、スラリーは、スプレーノズルを通って堆積装置を出る、条項Ａ１６に記載の付加製造装置。
【０１４２】
条項Ａ１８．ベース材料堆積ユニットおよび堆積装置のうちの１つ以上の位置決め動作を制御するように構成されたコントローラーをさらに備える、条項Ａ１６またはＡ１７に記載の付加製造装置。
【０１４３】
条項Ａ１９．堆積装置は、ベース材料支持床に対して固定されたスプレーノズルを含む、条項Ａ１６に記載の付加製造装置。
【０１４４】
条項Ａ２０．スラリー内の溶媒の量を減少させるためにベース材料の層上に堆積させたスラリーを加熱するように構成されたヒーターをさらに備える、条項Ａ１６〜Ａ１９のいずれか一項に記載の付加製造装置。
【０１４５】
条項Ｂ１．付加製造の方法であって、方法は、
付加製造部品が製造されるベース材料の層を堆積させるステップと、
樹脂溶液を形成するために樹脂を溶媒に溶解させるステップと、
樹脂溶液をベース材料の層上に堆積させるステップと
を含む、方法。
【０１４６】
条項Ｂ２．樹脂は、熱可塑性樹脂である、条項Ｂ１に記載の方法。
【０１４７】
条項Ｂ３．樹脂溶液を堆積させたベース材料の層の上にベース材料の別の層を堆積させるステップをさらに含む、条項Ｂ１に記載の方法。
【０１４８】
条項Ｂ４．ベース材料の層とベース材料の別の層との間のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を樹脂溶液で少なくとも部分的に満たすステップをさらに含む、条項Ｂ３に記載の方法。
【０１４９】
条項Ｂ５．ベース材料の層を堆積させるステップは、ベース材料の複数のフィラメントを横並びの配置にて堆積させてベース材料の層を形成するステップを含み、
ベース材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
樹脂溶液をベース材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
条項Ｂ１〜Ｂ４のいずれか一項に記載の方法。
【０１５０】
条項Ｂ６．ベース材料の層を堆積させるステップは、粉末状のベース材料を堆積させてベース材料の層を形成するステップを含み、
ベース材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
樹脂溶液をベース材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
条項Ｂ１〜Ｂ４のいずれか一項に記載の方法。
【０１５１】
条項Ｂ７．樹脂溶液をベース材料の層上に堆積させるステップは、堆積装置で樹脂溶液をベース材料の層へと噴き付けるステップであって、堆積装置が可動である、ステップを含む、条項Ｂ１〜Ｂ６のいずれか一項に記載の方法。
【０１５２】
条項Ｂ８．コンピューター制御の位置決め機構によって堆積装置をベース材料の層に対して位置決めするステップをさらに含む、条項Ｂ７に記載の方法。
【０１５３】
条項Ｂ９．樹脂溶液をベース材料の層上に堆積させるステップは、ベース材料の層に対して固定された堆積装置で樹脂溶液をベース材料の層上に噴き付けるステップを含む、条項Ｂ１〜Ｂ６のいずれか一項に記載の方法。
【０１５４】
条項Ｂ１０．樹脂溶液は、補強剤を含む、条項Ｂ１に記載の方法。
【０１５５】
条項Ｂ１１．ベース材料の少なくとも１つの層と、
ベース材料の少なくとも１つの層上に配置された補強剤であって、補強剤は、ベース材料の少なくとも１つの層内のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たすように、樹脂溶液として少なくとも１つのベース層上に堆積させられ、樹脂溶液は、当該付加製造部品が実質的に等方性の機械的強度を呈するようにベース材料の少なくとも１つの層の結合をもたらす、補強剤と
を含む、付加製造部品。
【０１５６】
条項Ｂ１２．樹脂溶液は、熱可塑性樹脂を含む、条項Ｂ１１に記載の付加製造部品。
【０１５７】
条項Ｂ１３．ベース材料の少なくとも１つの層は、ベース材料の２つ以上の層を含み、補強剤は、ベース材料の隣り合う層の間のすき間に位置し、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ベース材料の隣り合う層の結合を強化する、条項Ｂ１１またはＢ１２に記載の付加製造部品。
【０１５８】
条項Ｂ１４．ベース材料の少なくとも１つの層は、ポリマーを含む、条項Ｂ１１〜Ｂ１３のいずれか一項に記載の付加製造部品。
【０１５９】
条項Ｂ１５．ベース材料の少なくとも１つの層は、金属を含む、条項Ｂ１１〜Ｂ１３のいずれか一項に記載の付加製造部品。
【０１６０】
条項Ｂ１６．フレームと、
フレームに結合したベース材料支持床と、
フレームに可動に結合し、ベース材料支持床の上方に配置され、ベース材料支持床上にベース材料の１つ以上の層を堆積させるように構成されたベース材料堆積ユニットと、
フレームに対して位置決めされるようにフレームに結合し、ベース材料の１つ以上の層の堆積のその場で、ベース材料の１つ以上の層上に樹脂溶液を堆積させるように構成された堆積装置と
を備える、付加製造装置。
【０１６１】
条項Ｂ１７．フレームは、堆積装置の少なくともスプレーノズルを囲むチャンバを形成し、樹脂溶液は、スプレーノズルを通って堆積装置を出る、条項Ｂ１６に記載の付加製造装置。
【０１６２】
条項Ｂ１８．ベース材料堆積ユニットおよび堆積装置のうちの１つ以上の位置決め動作を制御するように構成されたコントローラーをさらに備える、条項Ｂ１６またはＢ１７に記載の付加製造装置。
【０１６３】
条項Ｂ１９．樹脂溶液内の溶媒の量を減少させるためにベース材料の層上に堆積させた樹脂溶液を加熱するように構成されたヒーターをさらに備える、条項Ｂ１６〜Ｂ１８のいずれか一項に記載の付加製造装置。
【０１６４】
条項Ｂ２０．樹脂溶液を貯蔵するように構成され、堆積装置に樹脂溶液を供給するように堆積装置に結合したリザーバをさらに備える、条項Ｂ１６〜Ｂ１９のいずれか一項に記載の付加製造装置。
【０１６５】
条項Ｂ２１．付加製造の方法であって、方法は、
ベース材料の層を堆積させるステップと、
樹脂溶液を形成するために樹脂を溶媒に溶解させるステップと、
樹脂溶液をベース材料の層上に堆積させるステップと
を含み、
ベース材料の層および樹脂溶液は、樹脂溶液をベース材料の積み重ねられた層の間のすき間に位置させたベース材料の積み重ねられた層を形成するために、交互に堆積させられ、樹脂溶液は、ベース材料の積み重ねられた層においてベース材料の隣り合う層の間のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ベース材料の隣り合う層の結合を強化する、
方法。
【０１６６】
条項Ｃ１．付加製造の方法であって、方法は、
付加製造部品が製造されるポリマー材料の層を堆積させるステップと、
ポリマー材料の層に伝導性を付与する伝導性材料を含むスラリーを、ポリマー材料の層上に堆積させるステップと
を含む、方法。
【０１６７】
条項Ｃ２．スラリーは、ポリマー材料の層に不透過性を付与するバリア材料を含む、条項Ｃ１に記載の方法。
【０１６８】
条項Ｃ３．ポリマー材料の層を堆積させるステップは、ポリマー材料の複数のフィラメントを横並びの配置にて堆積させてポリマー材料の層を形成するステップを含み、
ポリマー材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
スラリーをポリマー材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
条項Ｃ１に記載の方法。
【０１６９】
条項Ｃ４．ポリマー材料の層を堆積させるステップは、粉末状のポリマー材料を堆積させてポリマー材料の層を形成するステップを含み、
ポリマー材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
スラリーをポリマー材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
条項Ｃ１に記載の方法。
【０１７０】
条項Ｃ５．スラリーを堆積させたポリマー材料の層の上にポリマー材料の別の層を堆積させるステップをさらに含む、条項Ｃ１〜Ｃ４のいずれか一項に記載の方法。
【０１７１】
条項Ｃ６．ポリマー材料の層とポリマー材料の別の層との間のボイドおよび細孔のうちの１つ以上をスラリーで少なくとも部分的に満たすステップをさらに含む、条項Ｃ５に記載の方法。
【０１７２】
条項Ｃ７．ボイドおよび細孔のうちの１つ以上をスラリーで満たすステップにより、ポリマー材料の層およびポリマー材料の別の層によって形成されたポリマー材料の層の積み重ねを貫く１つ以上の伝導性の経路が形成される、条項Ｃ６に記載の方法。
【０１７３】
条項Ｃ８．伝導性は、熱伝導性および導電性のうちの１つ以上を含む、条項Ｃ１〜Ｃ７のいずれか一項に記載の方法。
【０１７４】
条項Ｃ９．スラリーは、補強剤を含む、条項Ｃ１〜Ｃ８のいずれか一項に記載の方法。
【０１７５】
条項Ｃ１０．スラリーは、ポリマー材料の層における伝導性を変化させるために、ポリマー材料の層の予め定められた部分に堆積させられる、条項Ｃ１〜Ｃ９のいずれか一項に記載の方法。
【０１７６】
条項Ｃ１１．付加製造の方法であって、方法は、
ポリマー材料の層を堆積させるステップと、
ポリマー材料の層に伝導性を付与する伝導性材料を含むスラリーを、ポリマー材料の層上に堆積させるステップと
を含み、
ポリマー材料の層およびスラリーは、スラリーをポリマー材料の積み重ねられた層の間のすき間に位置させたポリマー材料の積み重ねられた層を形成するために、交互に堆積させられ、スラリーは、ポリマー材料の積み重ねられた層においてポリマー材料の隣り合う層の間のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ポリマー材料の隣り合う層の間に伝導性の経路を形成する、
方法。
【０１７７】
条項Ｃ１２．スラリーは、ポリマー材料の層に不透過性を付与するバリア材料を含む、条項Ｃ１１に記載の方法。
【０１７８】
条項Ｃ１３．ポリマー材料の層を堆積させるステップは、ポリマー材料の複数のフィラメントを横並びの配置にて堆積させてポリマー材料の層を形成するステップを含み、ポリマー材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含む、条項Ｃ１１に記載の方法。
【０１７９】
条項Ｃ１４．ポリマー材料の層を堆積させるステップは、粉末状のポリマー材料を堆積させてポリマー材料の層を形成するステップを含み、ポリマー材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含む、条項Ｃ１１に記載の方法。
【０１８０】
条項Ｃ１５．ポリマー材料の積み重ねられた層の表面上のボイドをスラリーで満たすステップをさらに含む、条項Ｃ１１に記載の方法。
【０１８１】
条項Ｃ１６．スラリーをポリマー材料の層上に堆積させるステップは、堆積装置でスラリーをポリマー材料の層上に噴き付けるステップを含む、条項Ｃ１１〜Ｃ１５のいずれか一項に記載の方法。
【０１８２】
条項Ｃ１７．ポリマー材料の少なくとも１つの層と、
ポリマー材料の少なくとも１つの層上に配置された伝導性材料であって、伝導性材料は、ポリマー材料の少なくとも１つの層内のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たすように、スラリーとしてポリマー材料の少なくとも１つの層上に堆積させられ、伝導性材料は、ポリマー材料の層に伝導性を付与する、伝導性材料と
を含む、付加製造部品。
【０１８３】
条項Ｃ１８．ポリマー材料の少なくとも１つの層は、ポリマー材料の２つ以上の層を含み、伝導性材料は、ポリマー材料の隣り合う層の間のすき間に位置し、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ポリマー材料の隣り合う層の間の伝導性の経路を形成する、条項Ｃ１７に記載の付加製造部品。
【０１８４】
条項Ｃ１９．ポリマー材料の少なくとも１つの層は、ポリマー材料の２つ以上の層を含み、スラリーは、ポリマー材料の隣り合う層の間のすき間に位置し、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、スラリーは、ポリマー材料の隣り合う層の結合を強化するための補強剤を含む、条項Ｃ１７に記載の付加製造部品。
【０１８５】
条項Ｃ２０．スラリーは、ポリマー材料の少なくとも１つの層における伝導性を変化させるために、ポリマー材料の少なくとも１つの層の予め定められた部分に堆積させられる、条項Ｃ１７〜Ｃ１９のいずれか一項に記載の付加製造部品。
【０１８６】
条項Ｃ２１．付加製造の方法であって、方法は、
付加製造部品が製造されるポリマー材料の層を堆積させるステップと、
スラリーをポリマー材料の層上に堆積させるステップであって、スラリーは、ポリマー材料の層に不透過性を付与するバリア材料を含む、ステップと
を含む、方法。
【０１８７】
条項Ｃ２２．バリア材料は、ナノクレイプレートレットを含む、条項Ｃ２１に記載の方法。
【０１８８】
条項Ｃ２３．ポリマー材料の層を堆積させるステップは、ポリマー材料の複数のフィラメントを横並びの配置にて堆積させてポリマー材料の層を形成するステップを含み、
ポリマー材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
スラリーをポリマー材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
条項Ｃ２１またはＣ２２に記載の方法。
【０１８９】
条項Ｃ２４．ポリマー材料の層を堆積させるステップは、粉末状のポリマー材料を堆積させてポリマー材料の層を形成するステップを含み、
ポリマー材料の層は、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を含み、
スラリーをポリマー材料の層上に堆積させるステップにより、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上が少なくとも部分的に満たされる、
条項Ｃ２１またはＣ２２に記載の方法。
【０１９０】
条項Ｃ２５．付加製造の方法であって、方法は、
ポリマー材料の層を堆積させるステップと、
スラリーをポリマー材料の層上に堆積させるステップであって、スラリーは、ポリマー材料の層に不透過性を付与するバリア材料を含む、ステップと
を含み、
ポリマー材料の層およびスラリーは、スラリーをポリマー材料の積み重ねられた層の間のすき間に位置させたポリマー材料の積み重ねられた層を形成するために、交互に堆積させられ、スラリーは、ポリマー材料の積み重ねられた層においてポリマー材料の隣り合う層の間のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、ポリマー材料の隣り合う層の間に１つ以上のバリアを形成し、１つ以上のバリアは不透過性を含む、
方法。
【０１９１】
条項Ｃ２６．ポリマー材料の少なくとも１つの層と、
ポリマー材料の少なくとも１つの層上に配置されたバリア材料であって、バリア材料は、ポリマー材料の少なくとも１つの層内のボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たすように、スラリーとしてポリマー材料の少なくとも１つの層上に堆積させられ、バリア材料は、ポリマー材料の層に不透過性を付与する、
付加製造部品。
【０１９２】
条項Ｃ２７．ポリマー材料の少なくとも１つの層は、ポリマー材料の２つ以上の層を含み、バリア材料は、ポリマー材料の隣り合う層の間のすき間に位置し、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、１つ以上のバリアをポリマー材料の隣り合う層の間に形成し、１つ以上のバリアは不透過性を含む、条項Ｃ２６に記載の付加製造部品。
【０１９３】
条項Ｃ２８．ポリマー材料の少なくとも１つの層は、ポリマー材料の２つ以上の層を含み、スラリーは、ポリマー材料の隣り合う層の間のすき間に位置し、ボイドおよび細孔のうちの１つ以上を少なくとも部分的に満たし、スラリーは、ポリマー材料の隣り合う層の結合を強化するための補強剤を含む、条項Ｃ２６に記載の付加製造部品。
【０１９４】
条項Ｃ２９．スラリーは、ポリマー材料の少なくとも１つの層における不透過性を変化させるために、ポリマー材料の層の予め定められた部分に堆積させられる、条項Ｃ２６〜Ｃ２８のいずれか一項に記載の付加製造部品。
【０１９５】
本開示に関係する技術分野の当業者であれば、以上の説明および関連の図面において示された教示の恩恵により、本明細書に記載した例の多数の変更に、想到できるであろう。
【０１９６】
したがって、本開示は示された特定の例に限定されるものではなく、修正および他の例が、添付の特許請求の範囲の技術的範囲に含まれるように意図されていることを、理解すべきである。さらに、以上の説明および関連する図面は、本開示の例を要素および／または機能の特定の典型的な組み合わせの文脈において説明しているが、要素および／または機能の異なる組み合わせを、添付の特許請求の範囲の技術的範囲から逸脱することなく、代案の実施例によってもたらすことができることを、理解すべきである。したがって、添付の特許請求の範囲における括弧書きの参照番号は、説明の目的でのみ提示されており、特許請求される主題の範囲を本開示で提供される特定の例に限定することを意図するものではない。
【符号の説明】
【０１９７】
１００  付加製造装置
１０１  フレーム
１０２  チャンバ
１０３  ベース材料支持床
１０４  ベース材料堆積ユニット
１０５  堆積装置
１０５Ｄ  溶液堆積平坦化ユニット
１０５Ｂ  ブラシ
１０５Ｒ  ローラー
１０５Ｓ  スプレーノズル
１０６  リザーバ
１０７  エネルギー供給源
１０８  ヒータ
１２０  ベース材料
１２１  ポリマー材料
１２１Ｆ  フィラメント
１２１Ｐ  粉末
１２２  金属
１２２Ｆ  フィラメント
１２２Ｐ  粉末
１２３  ポリマー
１２３Ｆ  フィラメント
１２３Ｐ  粉末
１５０  付加製造部品
１５１  ベース材料の層
１５１Ａ  ベース材料の層
１５１Ｂ  ベース材料の層
１５１Ｓ  積み重ねられた層
１７０  コントローラー
１７５  コンピューター制御の位置決め機構
１７６  駆動ユニット
１７６Ａ  堆積装置駆動部
１７６Ｂ  ベース材料堆積ユニット駆動部
１８０  樹脂溶液
１８１  溶媒
１８２  溶解樹脂
１８３  熱可塑性樹脂
１８４  伝導性材料
１８４Ａ  導電性インク
１８４Ｂ  カーボン系ナノ材料
１８４Ｃ  導電性ポリマー
１８４Ｄ  ナノ銀
１８５  補強剤／材料
１８５Ａ  ポリマー補強剤
１８５Ｂ  非ポリマー補強剤
１８５Ｃ  ナノプレートレット
１８５Ｄ  ナノ粒子
１８５Ｅ  二次元ナノシート
１８５Ｆ  カーボンナノチューブ
１８５Ｇ  グラフェン
１８５Ｈ  グラフェン強化フィラメント
１８５Ｉ  グラフェン誘導体
１９０  スラリー
１９１  有機バインダー
１９３  補強剤／材料
１９４  構造材料の粒子
１９４Ａ  ベース材料の粒子
１９４Ｂ  ポリマー粒子
１９４Ｃ  金属粒子
１９４Ｄ  セラミック粒子
１９５  溶媒
１９９  バリア材料
２００  細孔
２０１  ボイド
２５０Ａ  空隙
２５０Ｂ  空隙
２５０Ｃ  空隙
２６０Ａ  結合領域
２６０Ｂ  結合領域
２６０Ｃ  結合領域
３００  フィラメント
３１０  ノズル
４００  バリア
５００  外面
５０５  表面仕上げ
５２０  伝導性の経路
５９８  予め定められた部分
６００  粒子
６１０  粉末状のベース材料
６２０  ドクターブレード
７００  伝導性の平面
７４０  低表面張力の溶融物
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【外国語明細書】
2020056098000001.pdf