(57)【要約】      （修正有）【課題】レーザシステムを組立体に位置合わせする三次元プリントシステムの提供。【解決手段】構築チャンバ、キャリアプレート、垂直位置決め装置、レーザシステム、センサ、粉末ディスペンサ、およびコントローラを備える。キャリアプレートは、容器および位置合わせターゲットを画定する。容器は、組立体を受容し位置合わせするためのものである。位置合わせターゲットは、容器に関して正確に横方向に位置合わせされる。コントローラは、以下を実行するように構成される：（１）レーザシステムを作動し、キャリアプレートの上面の上に放射線ビームを生成および走査する；（２）放射線ビームの走査と同時に、センサから信号を受け取る；（３）信号を分析し、放射線ビームを組立体に位置合わせする；（４）垂直位置決め装置、レーザシステム、および粉末ディスペンサを作動して、組立体の上に金属の層を選択的に形成し、三次元物体の製造を完了する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体を製造するための三次元プリントシステムであって、
構築チャンバ；
キャリアプレート；
垂直位置決め装置；
レーザシステム；
センサ；
粉末ディスペンサ；および
コントローラ
を備え、
前記キャリアプレートは、
組立体を受け取り位置合わせするための容器；および
前記キャリアプレート中に形成される位置合わせターゲット
を画定し、
前記コントローラは、
前記レーザシステムを作動して、前記キャリアプレートの上面の上に放射線ビームを生成および走査し；
前記放射線ビームの走査と同時に、前記センサから信号を受け取り；
前記信号を分析して、前記放射線ビームを前記組立体に位置合わせし；
前記垂直位置決め装置、前記レーザシステム、および前記粉末ディスペンサを作動して、前記組立体の上で粉末の層を選択的に溶融し、前記三次元物体の製造を完了する、
よう構成される、三次元プリントシステム。
【請求項２】
前記容器が、前記キャリアプレートの上面中に形成される収容部であることを特徴とする、請求項１に記載の三次元プリントシステム。
【請求項３】
前記容器が、前記組立体の外面に係合しそれを位置合わせするための複数の基準表面を含む、および／または、前記容器が、前記キャリアプレートの上面に亘って配置された複数の容器を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の三次元プリントシステム。
【請求項４】
前記位置合わせターゲットが、前記キャリアプレートを通過する複数の開口を含み、該開口が好ましくは円形であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の三次元プリントシステム。
【請求項５】
前記位置合わせターゲットが、前記キャリアプレート中に形成される収容部であり、該収容部が、放射線吸収コーティングを有する底面を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の三次元プリントシステム。
【請求項６】
前記センサが前記キャリアプレートの上にある、および／または、前記センサが複数のセンサを含み、分析が、前記複数のセンサからの信号を組み合わせて精度を改良する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の三次元プリントシステム。
【請求項７】
前記信号を受け取る間に、前記レーザシステムが、粉末の溶融に使用される高出力レベルよりも概して低い低出力レベルで作動されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載の三次元プリントシステム。
【請求項８】
前記信号を分析する工程が、ターゲットのエッジに沿って点を検出し、次いで、前記ターゲットの中心位置を計算する工程を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１項に記載の三次元プリントシステム。
【請求項９】
三次元物体を製造する方法であって、
キャリアプレートの上面中に形成される容器中に組立体を取り付ける工程；
前記キャリアプレートを構築チャンバ中に取り付ける工程；
レーザシステムを作動し、前記キャリアプレートの上面の上に放射線ビームを初期走査する工程；
前記放射線ビームの初期走査と同時に、前記上面からの放射線の反射強度を示すセンサからの信号を受け取る工程；
前記信号を分析し、前記キャリアプレート中に形成されるターゲットの位置を検出し、前記レーザシステムを前記容器に位置合わせする工程；および
粉末ディスペンサ、前記レーザシステム、および垂直位置決め装置を作動して、前記組立体の上で材料の層を選択的に溶融し、前記三次元物体の製造を完了する工程
を含む、方法。
【請求項１０】
前記キャリアプレートが前記チャンバ中に取り付けられる前に、前記組立体が前記容器中に取り付けられることを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記組立体を前記容器中に取り付ける工程が、前記組立体の外面を前記容器基準表面と係合させる工程を含む、および／または、前記組立体を取り付ける工程が、前記キャリアプレートの上面に亘って前記複数の組立体を対応する複数の容器中に取り付ける工程を含むことを特徴とする、請求項９または１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記放射線ビームを初期走査する工程が、低出力レベルで前記放射線ビームを生成する工程を含み、前記放射線ビームを作動して選択的に層を形成する工程が、前記低出力レベルよりも大きい高出力レベルで前記放射線を生成する工程を含むことを特徴とする、請求項９〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
ターゲットの位置を個々に検出する工程が、幾何学形状を有する開口のエッジに沿って位置を同定する工程、および、次いで前記同定された位置に基づいて前記開口の特定の位置を計算する工程を含むことを特徴とする、請求項９〜１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記開口が円形であり、前記特定の位置が前記開口の中心であることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ターゲットの位置を検出する工程が、前記キャリアプレート中に形成される少なくとも３つの別個の開口の位置を検出する工程を含むことを特徴とする、請求項９〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、粉末材料を用いて三次元（３Ｄ）物体を作製する装置および方法に関する。より詳細には、本開示は、物体を正確に製造するためにレーザシステムを組立体（prefabricated body）に正確に位置合わせする装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元（３Ｄ）プリントシステムは、試作および製造の目的で使用が急速に増加している。三次元プリンタの１つの種類は、層ごとの（layer-by-layer）処理を用いて、粉末材料から製造対象の三次元物体を形成する。粉末材料の各層は、レーザ、電子、または粒子ビームのようなエネルギービームを用いて選択的に溶融される。通常のシステムにおいて、エネルギービームの絶対的な位置合わせは重要ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ある種の作製について、エネルギービームを組立物体に正確に位置合わせする必要がある。従来のシステムは概して、必要とされる正確な絶対的位置合わせを提供しない。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示の第１の態様において、三次元物体を製造する三次元プリントシステムは、構築チャンバ、キャリアプレート、垂直位置決め装置、レーザシステム、センサ、粉末ディスペンサ、およびコントローラを備える。キャリアプレートは、容器および位置合わせターゲットを画定する。容器は、組立体を受容し位置合わせするためのものである。位置合わせターゲットは、キャリアプレート中に形成される。コントローラは、以下を実行するように構成される：（１）レーザシステムを作動し、キャリアプレートの上面の上に放射線ビームを生成および走査する；（２）放射線ビームの走査と同時に、センサから信号を受け取る；（３）信号を分析し、放射線ビームを組立体に位置合わせする；（４）垂直位置決め装置、レーザシステム、および粉末ディスペンサを作動して、組立体の上に金属の層を選択的に形成し、三次元物体の製造を完了する。
【０００５】
１つの実装形態において、容器は、キャリアプレートの上面中に形成される収容部である。収容部はさらに、残余粉末の除去を容易にするための、キャリアプレートを通過する開口を定めうる。
【０００６】
別の実装形態において、容器は、組立体の外面に係合しそれを位置合わせするための複数の基準表面（datum surface）を含む。基準表面は、収容部の１つ以上のエッジおよび直立ポストを含みうる。
【０００７】
さらに別の実装形態において、容器は、キャリアプレートの上面に亘って配置された複数の容器を含む。容器は、互いに同一でもよく、または構成が異なってもよい。
【０００８】
さらなる実装形態において、位置合わせターゲットは、キャリアプレート中に形成される開口である。開口は、円形でもよく、または他の構成を有してもよい。開口は、残余粉末の除去を容易にするためにキャリアプレートを通過してもよい。あるいは、開口は、キャリアプレート中に形成される収容部でもよい。収容部は、放射線吸収材料を有する下面を含んでもよい。
【０００９】
さらなる実装形態において、センサは、キャリアプレートの上にある。センサは、複数または一連のセンサを含んでもよい。保護囲いは、構築チャンバの環境からレーザシステムおよびセンサを保護しうる。保護囲いは、通過窓および／または光学系を含んでもよく、放射線をレーザシステムから構築プレート（または構築平面）まで通過させ、かつ、反射光をセンサに到達させることができる。
【００１０】
別の実装形態において、レーザシステムは、低出力レベルおよび高出力レベルを含む少なくとも２つの出力レベルで作動される。センサが反射光を捕捉する間、レーザシステムは低出力レベルで作動される。低出力レベルは、粉末を溶融することができない。金属の層が組立体上に選択的に溶融される際、レーザは高出力レベルで作動される。１つの実施形態において、低出力レベルは１００ワット未満である。より低い出力レベルは、５０〜６０ワットの範囲内でありうる。高出力レベルは、２００ワット超、または約５００ワットまたは約１０００ワットあるいは２００〜１０００ワットの範囲内でありうる。
【００１１】
さらに別の実装形態において、放射線ビームは、位置合わせターゲットの上にある断面ハッチパターンで走査される。位置合わせターゲットは、放射線ビームの反射を調節する。この調節を分析して、ビーム走査に関するターゲット位置が特定される。これによって、レーザシステムを容器に位置合わせすることが可能となる。
【００１２】
さらなる実装形態において、位置合わせターゲットは開口である。信号の分析には、開口のエッジに沿って点を検出し、次いで、開口に対する位置を計算することが含まれる。開口は円形でもよい。円形についての分析は、円のエッジに沿って点を検出し、次いで、点の位置を用いて円の中心位置を計算することが含まれる。計算された位置を用いて、レーザシステムを容器に位置合わせする。
【００１３】
さらなる実装形態において、コントローラは、容器およびターゲットの「推定」位置座標（ＸｅｘｐおよびＹｅｘｐ）を記憶する。レーザシステムを作動しセンサから信号を受け取ることにより、コントローラは、ターゲットについて測定された位置座標（ＸｍおよびＹｍ）を特定する。コントローラは、ターゲットについて測定された位置座標（ＸｍおよびＹｍ）と推定位置座標（ＸｅｘｐおよびＹｅｘｐ）との間の差に基づいて座標変換を特定する。次いで、コントローラは、座標変換を用いて、本体上の推定位置座標を、本体上へ粉末の層を選択的に溶融するためにレーザシステムを方向付けるための座標に変換する。
【００１４】
本開示の第２の態様において、三次元物体を製造する方法は以下の工程を含む：キャリアプレートの上面中に形成される容器中に組立体を取り付ける工程；キャリアプレートを構築チャンバ中に取り付ける工程；レーザシステムを作動し、キャリアプレートの上面の上に放射線ビームを初期走査する工程；放射線ビームの初期走査と同時に、上面からの放射線の反射強度を示すセンサからの信号を受け取る工程；信号を分析し、キャリアプレート中に形成されるターゲットの位置を検出し、レーザシステムを容器に位置合わせする工程；粉末ディスペンサ、レーザシステム、および垂直位置決め装置を作動して、組立体の上に材料の層を選択的に形成し、三次元物体の製造を完了する工程。いくつかの実施形態において、組立体は、キャリアプレートがチャンバ中に取り付けられた後に、容器中に取り付けられてもよい。
【００１５】
１つの実装形態において、組立体を容器中に取り付ける工程は、組立体の外面を容器基準表面と係合させる工程を含む。
【００１６】
別の実装形態において、組立体を取り付ける工程は、キャリアプレートの上面に亘って複数の組立体を対応する複数の容器中に取り付ける工程を含む。
【００１７】
さらに別の実装形態において、放射線ビームを走査する工程は、通常は粉末を溶融するために使用される出力レベルよりも低い、低減されたまたは低い出力レベルで放射線ビームを生成する工程を含む。材料の層を選択的に形成するためにレーザシステムを作動する工程は、低減されたまたは低い出力レベルを超えるまたはそれより大きい増大したまたは高い出力で放射線ビームを生成する工程を含む。金属材料について、低出力レベルは、約１００ワット未満または約５０〜６０ワットの範囲内でもよい。高出力レベルは、１００〜５０００ワット、またはより詳細には約２００〜１０００ワットでもよい。
【００１８】
さらなる実装形態において、ターゲットは、キャリアプレート中に形成される孔である。ターゲットの位置を検出する工程は、孔のエッジに沿って点を検出し、次いで、点位置から位置を計算する工程を含む。孔は円形でもよく、位置は円の中心でもよい。
【００１９】
さらなる実装形態において、ターゲットの位置を検出する工程は、キャリアプレート中に形成される少なくとも３つまたは少なくとも４つまたは少なくとも６つの開口の位置を検出する工程を含む。
【００２０】
本開示の第３の態様において、三次元物体を製造する三次元プリントシステムは、構築チャンバ、キャリアプレート、垂直位置決め装置、レーザシステム、センサ、粉末ディスペンサ、およびコントローラを備える。キャリアプレートは、容器および位置合わせターゲットを画定する。容器は、組立体を受容し位置合わせするためにキャリアプレートの上面中に形成される。位置合わせターゲットは、キャリアプレート中に形成され容器と正確に位置合わせされる複数の開口を含む。コントローラは、以下を実行するように構成される：初期低出力でレーザシステムを作動し、キャリアプレートの上面の上に放射線ビームを生成および走査する；放射線ビームの走査と同時に、センサから信号を受け取る；（３）信号を分析して、放射線ビームを組立体に位置合わせし、分析は、開口のエッジに沿って点を同定する工程および同定された点から開口の位置を計算する工程を含む；垂直位置決め装置、レーザシステム、および粉末ディスペンサを作動して、組立体の上に金属の層を選択的に形成し、三次元物体の製造を完了し、レーザシステムは選択的形成中に低出力レベルよりも大きい高出力レベルで作動される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】三次元物体を製造するための三次元プリントシステムの概略側面図
【図２】容器および位置合わせターゲットを備えたキャリアプレートの概略平面図
【図３Ａ】キャリアプレートの上面の上における放射線ビームのクロスハッチ走査パターンを示す図
【図３Ｂ】非反射性である円形ターゲットの上で生じた走査について、図３Ａの走査パターンについての反射信号対位置を示す図
【図４】三次元物体を製造する方法のある実施形態のフローチャート
【図５】図４からのいくつかの工程のより詳細な実施例を定める、方法の実施形態のフローチャート
【図６Ａ】ターゲットについての再設計エラーポイントを示すためのグラフプロット
【図６Ｂ】容器についての再設計エラーポイントを示すためのグラフプロット
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は、三次元プリントシステム２の概略側面図である。システム２の説明において、互いに直交する軸Ｘ、Ｙ、およびＺを用いてもよい。軸ＸおよびＹは横軸であり、概して水平方向である。軸Ｚは垂直軸であり、概して重力参照（gravitational reference）と位置合わせされる。「概して」によって、量、寸法の比較、または方向の比較のような測定が、設計によるものでありかつ製作公差内であるが、したがって正確ではないかもしれないことが意味される。
【００２３】
システム２は、キャリアプレート６を含む構築チャンバ４を備える。キャリアプレート６のある実施形態の平面図が、図２に示される。キャリアプレート６は、１つ以上の容器１０を定める上面８を有する。図示される実施形態において、キャリアプレート６は２つの容器１０を有するが、キャリアプレート６は任意の実際の数の容器１０を有してもよいことが理解されるべきである。
【００２４】
容器１０は、位置合わせされた組立体１２を受け取りかつ保持するように構成される。組立体１２は、容器１０中に配置される前に、鋳造、射出成形、機械加工、および／またはエッチングのようなさまざまの処理から作製できる。容器１０は、組立体１２の対応表面１６と係合し位置合わせする基準表面１４を含む。係合によって、組立体は、キャリアプレート６に対して、Ｘ、Ｙ、およびシータ−Ｚ（Ｚ軸の周りの角度調整）において位置合わせされる。
【００２５】
例示的な実施形態において、容器１０は、キャリアプレート６を部分的に通って形成される止り収容部である。収容部１０のエッジ１８は、基準表面１４として作用しうる。あるいは、収容部１０は、基準表面１４を提供するポストのような他の特徴を含んでもよい。さらに他の実施形態において、収容部１０は、例えばキャリアプレート６からの粉末の洗浄を容易にする目的で、キャリアプレート６を完全に通過する孔を含むまたは定めてもよい。
【００２６】
キャリアプレート６はまた、２つ以上の位置合わせターゲット２０を含む。さらに詳細な実施形態において、キャリアプレート６は、３つ以上の位置合わせターゲット２０を含む。さらにより詳細な実施形態において、キャリアプレート６は、４つ以上の位置合わせターゲット２０を含む。図示される実施形態において、キャリアプレート６は、６つの位置合わせターゲット２０を含む。測定統計精度を改良するために、より多くの位置合わせターゲット２０が好ましくありうる。
【００２７】
図示される実施形態において、位置合わせターゲット２０は、キャリアプレート６を通って形成される円形孔２０である。他の実施形態において、位置合わせターゲット２０は、正方形、長方形、三角形、多角形、十字、または不規則形のような他の形状を有してもよい。さらに他の実施形態において、位置合わせターゲット２０は、放射線吸収下面を有する止り孔であってもよい。図示される実施形態の円形孔２０は、キャリアプレート６を完全に通過する。これは、粉末がターゲット２０中に蓄積しないという利点を有する。円形状は、穴開けされ高精度でリーマー仕上げされてもよい。
【００２８】
容器１０に対する位置合わせターゲット２０の位置は、正確に測定され分かっている。コントローラ３４は、ターゲット２０と容器１０との間の相対位置のマップを示す情報を記憶する。記憶された情報は、容器１０およびターゲット２０の「推定」位置座標（ＸｅｘｐおよびＹｅｘｐ）を含んでもよい。
【００２９】
レーザシステム２２は、キャリアプレート６の上面８に亘って１つ以上の放射線ビーム２４を生成および走査するように構成される。レーザシステム２２は、粉末を溶融するための高出力レベル、および、粉末を溶融できるよりも低い低出力レベルを含む少なくとも２つの出力レベルで作動されうる。低出力レベルは、位置合わせの目的で使用され、好ましくは、測定のために十分な反射放射性パワーを提供するのにちょうど十分な高さの出力である。低出力レベルは、１００ワット未満、または、５０〜６０ワットの範囲内でもよい。最大約１００ワットの範囲内で他の出力レベルを用いてもよい。測定のためのさらに他の出力レベルは、あるシステムについて１００ワットより高くてもよい。
【００３０】
センサ２６は、キャリアプレート６の上に配置される。センサ２６は、上面８から反射されるレーザシステム２２からの低出力放射線を受け取るように構成される。いくつかの実施形態において、センサ２６は、キャリアプレート６の上のさまざまの位置において複数のセンサ２６を含む。複数のセンサ２６からの信号を組み合わせて、センサ情報に基づく位置の特定におけるシステムの精度を改良できる。
【００３１】
粉末ディスペンサ２８は、上面８上に未溶融粉末の層を分配するよう構成される。粉末分配プロセス中、過剰な粉末はオーバーフローチャンバ３０によって受け取られてもよい。垂直位置決め装置３２は、上面８の高さを制御可能に調整するよう構成される。図示される実施形態において、粉末ディスペンサ２８は、いくつか例を挙げると、チタン合金、スチール、ニッケル合金、コバルト合金またはアルミニウム合金のような金属粉末を分配するよう構成される。他の実施形態において、システム２は、ポリマー粉末を用いるように構成される。
【００３２】
金属粉末について、粉末を融解および溶融するのに必要とされる高レーザ出力は、通常少なくとも約１００ワットである。概して、高レーザ出力は、１００〜５０００ワットの範囲内でありうる。より詳細な実施例において、高レーザ出力は、２００〜１０００ワットの範囲内でありうる。高レーザ出力の具体的な実施例は、約５００ワットまたは１０００ワットでありうる。最も高い出力レベルは、粉末が分配されずに位置合わせの目的で使用されると、キャリアプレート６およびセンサ２６を摩耗および／または損傷しうる。
【００３３】
ポリマー粉末について、粉末レベルは、粉末溶融についてよりもずっと低い。これらのシステムについて、粉末を溶融し同じ粉末レベルを用いて位置合わせを提供することが好ましいかもしれない。
【００３４】
コントローラ３４は、レーザシステム２２、センサ２６、粉末ディスペンサ３０、および垂直位置決め装置３２に電気的に接続される。コントローラは、情報記憶装置に接続されたプロセッサを含む。コントローラ３４は、コンピュータ可読の記憶装置に接続されるプロセッサを含む。コンピュータ可読の記憶装置は、ソフトウェア命令を記憶する非一過性または非揮発性記憶媒体を含む。プロセッサにより実行される際に、ソフトウェア命令は、システム２のさまざまの部分を作動する。
【００３５】
コントローラ３４は、以下の動作を実行することにより三次元物体３６を製造するよう構成される：（１）レーザシステム２２およびセンサ２６を作動し、レーザシステム２２を容器１０に位置合わせする；（２）垂直位置決め装置３４を作動し、構築平面３９に上面３６（当初は組立体１２の上面３８）を位置づける；（３）レーザシステム２２を作動し、上面上に未溶融粉末の層を選択的に溶融する；（４）工程（２）および（３）を繰り返し、三次元物体の製造を完了する。
【００３６】
容器１０にレーザシステム２２を位置合わせする工程の一部として、放射線ビームを低出力で上面８に亘って走査する。例示的な実施形態において、図３Ａに概略的に示されるように、ビームをクロスハッチパターン４２で個々に走査する。クロスハッチパターン４２が走査されると、センサ２６からの信号が観察される。信号は、反射強度対時間を示す。コントローラは、反射信号対ハッチパターン４２座標を示す情報を記憶する。
【００３７】
図３Ｂは、反射信号パターン４４を示す。ほとんどの領域に亘って、反射パターンは反射クロスハッチ４６を含む。レーザがターゲット２０上を通過すると、その結果、非常に弱いまたはほぼゼロの信号の領域が暗い無地の円４８によって示される。
【００３８】
図４は、三次元プリントシステム２を用いて三次元物体４０を製造する方法のある実施形態のフローチャートである。５２に従って、１つ以上の組立体１２が、キャリアプレート６の１つ以上の対応する容器１０中に取り付けられる。容器中への組立体１２の取付けによって、組立体１２の表面１６が容器１０中の基準表面１４と係合するように配置される。５４に従って、キャリアプレート６が構築チャンバ４中に取り付けられる。いくつかの実施形態において、工程５２および５４は、逆順に行われてもよい。
【００３９】
５６に従って、レーザシステム２２を作動して、キャリアプレート６の上面８に亘って低出力放射線ビーム２４を走査する。図３Ａは、クロスハッチパターン４２を示す。５８と同時に、コントローラ３４は、反射放射線強度を示すセンサ２６からの信号を受け取る。上記のように、図３Ｂは、暗い無地の円４８によって示されるターゲット２０の近傍から反射された反射信号を示す。
【００４０】
６０に従って、コントローラ３４は、センサ２６からの捕捉された信号情報を分析し、ターゲット２０位置を検出する。例示的な実施形態において、コントローラ３４は、暗い無地の円のエッジ４９の周りの点を検出し（図３Ｂ）、次いでターゲット２０の中心位置を計算する。６２に従って、コントローラ３４は、ターゲット位置を用いてレーザシステム２２を組立体１２に正確に位置合わせする。
【００４１】
６４に従って、コントローラ３４は、粉末ディスペンサ２８、レーザシステム２２、および垂直位置決め装置を作動し、組立体１２条に粉末の層を選択的に溶融して、三次元物体４０の製造を完了する。工程６４は、図１に関して上記に説明された動作の繰返しセットを含む。
【００４２】
工程６０および６２は、コントローラ３４がターゲット２０および容器１０の相対位置を示す情報を記憶するという事実に基づく。コントローラ３４は、ターゲット２０の「推定」位置を定める初期情報を有する。ターゲット２０の位置または中心が工程６０で特定されると、測定位置が仮定位置と比較される。次いで、絶対位置、シータ−Ｚ周りの角度方向、および倍率について修正が行われ、レーザシステム２２が、容器１０、したがって、容器中に配置される組立体１２に正確に位置合わせされる。修正は、元の過程座標に適用される線形マトリクス変換に基づいて行われうる。
【００４３】
図５は、図４からのより詳細な実施例のいくつかの工程を定める方法７０の実施形態であるフローチャートである。図６Ａおよび６Ｂは、方法７０の工程を図示するためのグラフプロットである。７２に従って、コントローラは、容器１０およびターゲット２０の「推定」位置座標（ＸｅｘｐおよびＹｅｘｐ）を記憶する。推定座標は、システムが容器１０およびターゲット２０の検出をどこで最初に「推定する」かを定める。７４に従って、予想される位置座標は、便宜のために倍率をかけられてもよい。例えば、座標系をシフトするために０．９９のような換算係数を乗じてもよい。
【００４４】
７６に従って、レーザシステム２２およびセンサ２６を用いてターゲット２０の位置を測定する。工程７６は、図４の工程５６−６０に対応する。その結果、ターゲット２０について一組の測定位置座標（ＸｍおよびＹｍ）が得られる。
【００４５】
７８に従って、再スケールされたエラー因子（ＲＥｘ、ＲＥｙ）が、測定座標値と推定座標値との間の差として計算される。ＲＥｘ＝Ｘｍ−０．９９＊Ｘｅｘｐ。ＲＥｙ＝Ｙｍ−０．９９＊Ｙｅｘｐ。図６Ａは、「Ｍ」で測定されたエラー座標をラベルする。測定されたターゲット２０のすべてについてのエラーデータを用いて、図６Ａで「ＦＩＴ」でラベルされる個々のターゲットについてのエラーを計算する。
【００４６】
８０に従って、測定されたターゲット２０についてのエラーデータを用いて、推定座標（ＸｅｘｐおよびＹｅｘｐ）を測定位置座標（ＸｍおよびＹｍ）の系に変換するための変換関数またはマトリクスを生成する。測定されたターゲット２０のすべてについてのエラーデータを用いて、図６Ａで「ＦＩＴ」でラベルされる個々のターゲットについてのエラーを計算する。図６Ｂは、容器１０向きのデータを同様にラベルする。
【００４７】
８２に従って、工程８０からの位置変換を用いて、粉末の分配層の選択的溶融中にレーザシステム２２を制御する。この一般的方法の利点は、製造プロセス中にレーザシステム２２がキャリアプレート６上の位置に直接位置合わせされるということである。これは一部には、レーザシステム２２の位置合わせが経時で流れて位置的エラーの一因となりうるので、有利である。
【００４８】
上記で説明した具体的な実施形態およびそのアプリケーションは、専ら説明目的のためのものであり、以下の特許請求の範囲により包含される変更形態およびバリエーションを、除外するものではない。 
【図１】
2020186468.tif 000002
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
2020186468.tif 000008
【図６Ｂ】
2020186468.tif 000009
【外国語明細書】
2020186468000001.pdf