(57)【要約】【課題】洗浄を容易にする、簡素化された粉末供給回路を備えた付加製造機を提供すること。【解決手段】本発明は、粉末の完全な又は部分的な選択性融解によって部品を付加製造するための機械（１）であって、−水平な作業面（２）と、−少なくとも１つの分散デバイス（６）と、−粉末を受け取るための少なくとも１つのスライド（８）と少なくとも１つの粉末噴射器（９）とを含む、作業面（２）上に粉末を堆積させるための少なくとも１つのシステム（７）と、を備え、  受取りスライド（８）は作業面に対して並進移動が可能であり、噴射器（９）は、退避位置と展開位置との間で移動する受取りスライド（８）の上に粉末を分配するように受取りスライド（８）の上方に位置決めされる、機械に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉末の完全な又は部分的な選択的融解によって部品を付加製造するための機械（１）であって、
粉末層を受け取るようになっている水平な作業面（２）と、
前記作業面（２）の上に前記粉末層を分散するための少なくとも１つのデバイス（６）であって、縦水平方向に平行な少なくとも１つの成分を含む前記作業面（２）上の経路に沿って前記作業面（２）に対して可動であるデバイスと、
粉末を受け取るための少なくとも１つのスライド（８）、及び、少なくとも１つの粉末噴射器（９）を含む、前記作業面（２）上に粉末を堆積させるための少なくとも１つのシステム（７）と、
を備え、
前記受取りスライド（８）は、前記作業面（２）の上に分散するための前記デバイス（６）の前記経路の外側に前記受取りスライド（８）が達する退避位置と、前記作業面（２）の上に分散するための前記デバイス（６）の前記経路の中へ少なくとも部分的に達する展開位置との間で、少なくとも１つの横水平方向に沿って前記作業面（２）に対して並進移動が可能であり、
前記噴射器（９）は、退避位置と展開位置との間で移動する前記受取りスライド（８）の上に粉末を分配するように前記受取りスライド（８）の上方に位置決めされる、機械。
【請求項２】
前記堆積システム（７）は前記機械（１）上で取外し可能である、請求項１に記載の付加製造機（１）。
【請求項３】
少なくとも２の粉末堆積システム（７）を備える、請求項１又は２に記載の付加製造機（１）。
【請求項４】
前記受取りスライド（８）に対して前記噴射器（９）の前記経路のあらゆる点で前記噴射器（９）により分配される前記粉末の量を調整するためのシステムを備える、請求項１から３のいずれかに記載の付加製造機（１）。
【請求項５】
前記受取りスライド（８）は、前記噴射器（９）から前記粉末を受け取るようになっている受取り表面（１１）を備え、前記受取り表面（１１）は、前記受取りスライド（８）が展開位置にある場合に前記作業面（２）と同じ高さである、請求項１から４のいずれかに記載の付加製造機（１）。
【請求項６】
前記受取りスライド（８）は、前記横水平方向に沿って延びる溝（１０）内を前記作業面（２）に対して移動する、請求項４に記載の付加製造機（１）。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の機械（１）を用いて、粉末の完全な又は部分的な選択的融解によって部品を付加製造するための方法であって、前記方法が、
前記横水平方向に沿って、前記受取りスライド（８）に対して前記噴射器（９）の前記経路のあらゆる点で分配される前記粉末の量を決定する段階と、
退避位置から展開位置に前記受取りスライド（８）を移動させる段階と、
前記受取りスライド（８）に対して前記噴射器（９）の前記経路のあらゆる点で前記噴射器（９）により分配される前記粉末の量を調整する段階と、
前記分散デバイス（６）を用いて、前記作業面（２）の上に前記粉末を分散する段階と、
を含む方法。
【請求項８】
請求項６に記載の装置（１）を用い、前記作業面（２）の上に前記粉末を分散する段階の後に、
分散されなかった前記過剰な粉末を収集する段階と、
前記過剰な粉末を前記溝内（１０）に受け取る段階と、
前記過剰な粉末を排出する段階と、
を含む、請求項７に記載の付加製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄプリンタとしても知られる付加製造機の分野に関する。より詳細には、本発明は、このような機械での粉末の噴射に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の技術によれば、粉末から始まる「３Ｄ」プリンティングによって部品が製造される。部品は、ＣＡＯツールを用いて予めスライスに分割される。続いて、粉末が作業面の上に連続層で分散され、各層は、後続の層で覆われる前に融解及び凝固の段階を経る。このため、例えばレーザビームによるエネルギ寄与により、製造される部品のスライスに対応する固形物を粉末層内に形成することが可能となる。製造される部品は一般に、後続の粉末層を形成できるように、部品のスライスが融解し凝固する際に製造チャンバ内を移動するプレートによって支持される。従って、このプレートはターゲット表面を規定する、つまり、その全ての点にレーザビーム又は何らかの他のエネルギ寄与が到達可能な表面を規定する。
【０００３】
粉末は一般に、ラインに沿うことによって作業面上で利用可能となり、典型的にはロール又はスクレーパである分散デバイスがその粉末ラインに対して交差して移動して粉末の分散をもたらす。
【０００４】
米国特許第５５９７５８９号は、上記技術の例を記載する。より詳細には、この例によれば、製造機は、適切な場合に金属製であって、粉末部分の分配を可能にする粉末分配器を備える。ロールは、随意的に粉末の分散を可能にする。レーザビームは、製造される部品の第１スライスに対応する第１層を選択的に焼結することになる。引き続き、この工程が次々に何層も繰り返される。
【０００５】
粉末は、分散デバイスの前方で作業面の上に分配する必要がある。例えば、粉末は、分散デバイスがその前方で粉末を回収するタンク内にあり、移動時、例えば国際公開第９３／０８９２８号に示されるように、タンクが空になるとピストンシステムによってタンクのレベルが上昇する。例えば、米国特許第５５９７５８９号のように、その長さが実質的に分散デバイスの長さに対応する注入アームを用いて、分散デバイスの前方に粉末ラインを分配することも公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第５５９７５８９号
【特許文献２】国際公開第９３／０８９２８号
【特許文献３】国際公開第２００５／０９７４７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
提起される１つの問題は、粉末の管理である。
【０００８】
これは、特に航空学の分野では、製造部品に対して、その製造で使用された粉末バッチを特定することが必要であるからである。この特定により、例えば粉末バッチに対する欠陥が検出された場合、欠陥のあるバッチで製造された部品を見つけることが可能となる。結果的に、機械で使用する粉末バッチを変更する場合、新しいバッチを導入して使用する前に、機械内に残る、機械の供給回路内及び粉末に曝された機械内部の表面の両方に残る先行バッチの粉末全てを確実に除去する必要がある。
【０００９】
その結果として、２つの粉末バッチ間で機械の洗浄を容易にするニーズがある。
【００１０】
さらに、製造される部品に対して、部品を構成するために最終的に融解し凝固することになる量を超える粉末の量を使用することが通例である。詳細には、この粉末の超過により、粉末層が適正にターゲット表面を覆っていることを確実にすることが可能となる。より詳細には、粉末層は一般に、固定された作業面の領域から、例えば粉末タンクから、又は上方に注入アームが見出される領域から分散される。さらに、この領域の寸法は調節可能ではなく、分散デバイス又は注入アームの長さによって決定される。最終的には、製造される部品の寸法及び形状が何であろうと、製造チャンバ全体は、部品を取り囲む未融解粉末で満たされる。さらに、詳細にはターゲット表面の全体が粉末層で覆われることを確実にするため、各層に対してターゲット表面を越えて溢れる過剰な粉末を与えることが一般的である。
【００１１】
その結果、部品を製造するために固定化される粉末の量は、多くの場合、最終的に融解することになる粉末の量を遥かに超える。この固定化は、部品の製造コストを増加させる。
【００１２】
国際公開第２００５／０９７４７６号は、２本のレールに沿って移動するトラフの充填と、製造される部品の寸法に適した２本のレール間の長さにわたるトラフの充填とを実現する。しかしながら、この手段では、２本のレール間に分配される粉末の長さに関するパラメータだけが調節可能であり、粉末管理の可能性が制限される。
【００１３】
従って、部品の製造に不必要な粉末の量を本質的に制限するために粉末の管理を改善するニーズがさらに存在する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このため、本発明の第１の主題は、洗浄を容易にする、簡素化された粉末供給回路を備えた付加製造機を提供することである。
【００１５】
本発明の第２の主題は、使用された粉末バッチの特定を容易にする付加製造機を提供することである。
【００１６】
本発明の第３の主題は、分配された粉末の量を高精度で計量することを可能にする付加製造機を提供することである。
【００１７】
本発明の第４の主題は、製造時間を削減することを可能にする付加製造機を提供することである。
【００１８】
本発明の第５の主題は、付加製造機の洗浄時間を減少させる付加製造機を提供することである。
【００１９】
本発明の第６の主題は、ドロスにより汚染された粉末の量を減少させ、ひいてはその粉末を再生利用するコストを減少させる付加製造機を提供することである。
【００２０】
第１の態様によれば、本発明は、粉末の完全な又は部分的な選択的融解によって部品を付加製造するための機械であって、
−粉末層を受け取るようになっている水平な作業面と、
−作業面の上に粉末層を分散するための少なくとも１つのデバイスであって、縦水平方向に平行な少なくとも１つの成分を含む作業面上の経路に沿って作業面に対して可動であるデバイスと、
−粉末を受け取るための少なくとも１つのスライドと少なくとも１つの粉末噴射器とを含む、作業面上に粉末を堆積させるための少なくとも１つのシステムと、
を備え、
受取りスライドは、作業面の上に分散するためのデバイスの経路の外側に受取りスライドが達する退避位置と、作業面の上に分散するためのデバイスの経路の中へ少なくとも部分的に達する展開位置との間で、少なくとも１つの横水平方向に沿って作業面に対して並進移動が可能である機械を提供する。
【００２１】
次に、粉末噴射器は、退避位置と展開位置との間で移動する受取りスライドの上に粉末を分配するように受取りスライドの上方に位置決めされる。
【００２２】
機械はさらに、単独で又は組み合わせて以下の特徴を呈することができる：
−堆積システムは、詳細には洗浄するため、並びに粉末バッチの最適な監視を確実にするために機械から取り出すことができるように、機械上で取り外し可能である；
−機械は、製造時間を削減し及び／又は２つの材料を堆積するために、少なくとも２つの粉末堆積用システムを備え、分散デバイスの移動の最適化を可能にする；
−機械は、受取りスライドに対する噴射器の経路のあらゆる点で噴射器により分配される粉末の量を調整するためのシステムを備え、詳細には、製造される部品の関数として、並びに作業面上での受取りスライドの位置の関数として分配される粉末の量を調節することを可能にする；
−受取りスライドは、噴射器から粉末を受け取るようになっている受取り表面を備え、受取り表面は、受取りスライドが展開位置にある場合に作業面と同じ高さである。このために、例えば、受取りスライドは、横水平方向に沿って延びる溝内を作業面に対して移動する。
【００２３】
第２の態様によれば、本発明は、上記の機械を用いて、粉末の完全な又は部分的な選択的融解によって部品を付加製造するための方法を提供する。本方法は詳細には以下の段階を含む：
−横水平方向に沿って、受取りスライドに対して噴射器の経路のあらゆる点で分配される粉末の量を決定する段階；
−退避位置から展開位置に受取りスライドを移動させる段階；
−受取りスライドに対して噴射器の経路のあらゆる点で噴射器により分配される粉末の量を調整する段階；
−分散デバイスを用いて作業面の上に粉末を分散する段階。
【００２４】
一実施形態によれば、受取りスライドが横水平方向に沿って延びる溝内を作業面に対して移動し、その方法は、以下の段階をさらに備える：
−分散されなかった過剰な粉末を収集する段階；
−過剰な粉末を溝内に受け取る段階。
【００２５】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して本発明の例示的な実施形態の説明を考慮すると明らかになるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】例示的な実施形態による粉末分配システムを備えた付加製造機内部にある作業面の３次元概略図である。
【図２】別の例示的な実施形態による粉末分配システムを異なる位置において断面で見た概略図である。
【図３】別の例示的な実施形態による粉末分配システムを異なる位置において断面で見た概略図である。
【図４】別の例示的な実施形態による粉末分配システムを異なる位置において断面で見た概略図である。
【図５】図２〜４の粉末分配システムの代替形態の単純化された概略図である。
【図６】図２〜４の粉末分配システムの代替形態の単純化された概略図である。
【図７】第１の例示的な実施形態による図１の作業面の概略上面図である。
【図８】図７の粉末分配のプロファイルを示すグラフである。
【図９】第２の例示的な実施形態による図１の作業面の概略上面図である。
【図１０】図９の粉末分配のプロファイルを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
粉末材料から出発する完全な又は部分的な選択的融解による部品の付加製造用の機械１の内部が、図１に概略的に部分的に示されている。粉末材料は、例えば金属又はプラスチックとすることができる。より詳細には、図１には、機械１内部のチャンバ底部に対応する作業面２が示されている。好ましくは、チャンバ内部の雰囲気は、使用する材料に関して不活性にされる。
【００２８】
明瞭化及び単純化を目的として、作業面２は水平面とされている。従って、作業面２に平行で互いに直交する縦方向水平軸Ｘ及び横方向水平軸Ｙが規定される。その場合、形容詞「縦の」及びその代替形は、以下では縦軸Ｘに平行な何らかの方向を意味し、同様に、形容詞「横の」及びその代替形は、横軸Ｙに平行な何らかの方向を意味する。
【００２９】
より詳細には、作業面２は底部ブロック３の上面に形成され、機械１のチャンバ底部を構成する。
【００３０】
機械１は、図示されないが、垂直軸に沿って作業面２の下に延びてチャンバ内に開口するケーシングを備える。このため、ブロック３は開口部４を備え、ケーシングはこの開口部と完全に一致して配置される。ケーシングは一般に、製造中の部品が載る部品支持プレート（同様に図示せず）の案内のために使用される。プレートは、部品のスライスが対応層の粉末の融解及び凝固によって形成される際にケーシングの中へ垂直に下降して、プレート上の既定高さの粉末層が作業面２から開口部４を通って突出する。その場合、底部ブロック３の開口部４は、ターゲット表面５を、つまり製造される部品を形成するために粉末が融解し易い表面を画定する。換言すると、ターゲット表面５は、粉末を融解して部品を製造するために、例えばレーザビームによって攻撃を受けることになる全ての点を表す。一般に、部品支持プレートの上面は作業面２と平行である。従って、最初の粉末層の場合、ターゲット表面５は部品支持プレートの上面と一致する。
【００３１】
機械１は、図示されていないが、粉末が融解し次に凝固することを可能にする融解システムをさらに備える。例えばそれは、粉末を少なくとも部分的に融解させるためにターゲット表面５にビームを送るレーザである。
【００３２】
機械１は、チャンバ内で作業面２に対して少なくとも縦軸Ｘに沿って可動様式で取り付けられた、粉末層を分散するためのデバイス６をさらに備える。本明細書に示す実施例では、分散デバイス６はスクレーパ型である。しかしながら、分散デバイス６は、例えばロールなど任意の形式とすることができる。分散デバイス６は、ターゲット表面５の一方の側に位置する初期極限位置とターゲット表面５の他方の側に位置する最終極限位置との間の最大行程で縦方向に移動することができる。以下では、作業面２上での分散デバイス６の経路は、作業面２上での分散デバイス６の全ての点の経路の全てであると規定される。
【００３３】
機械は、作業面２上に粉末を分配するためのシステム７をさらに備える。堆積システム７は、粉末を受け取るためのスライド８及び粉末噴射器９を備える。
【００３４】
噴射器は、本明細書では、その粉末用出口オリフィスの寸法が作業面２及びターゲット表面５の寸法より遥かに小さい噴射器を意味する。従って、噴射器９は点噴射器と見なすことができる。
【００３５】
スライド８は、例えば溝１０内を、少なくとも１つの横方向に沿って作業面２に対して並進移動できる。より詳細には、溝１０は、その初期極限位置にある分散デバイス６とターゲット表面５との間で、底部ブロック３内に形成されかつ作業面２に通じている。溝１０の横方向距離は、横方向に作業面２における分散デバイス６の経路に完全に広がり、少なくとも片側を越えて広がるのに十分である。
【００３６】
受取りスライド８は、水平面で見た場合に以下の２つの位置の間で、例えば溝１０内に作業面２に対して横方向に摺動可能に取り付けられる：
−受取りスライド８が作業面２上で分散デバイス６の経路外へ達する退避位置；
−受取りスライド８が作業面２上で分散デバイス６の経路内へ少なくとも部分的に達する展開位置。
【００３７】
展開位置がただ１つではなく複数であり、展開位置でのスライド８は作業面２上で分散デバイス６の経路内へ完全に達するとは限らないことが理解される。
【００３８】
同様に、単一の退避位置ではなく複数の退避位置を有する場合があり、その退避位置ではスライド８はもはや分散デバイス６の経路にはない。
【００３９】
より詳細には、受取りスライド８は、粉末用の受取り表面を成す上面１１を備える。受取り表面１１は作業面２と同じ高さであり、受取りスライド８が展開位置にある場合に作業面２と連続状態を成すようになっている。従って、スライド８が展開位置にある場合、受取り表面１１は分散デバイス６の経路上にある、つまり、縦方向に移動する分散デバイス６は受取り表面１１の上を通過する。
【００４０】
粉末噴射器９は受取りスライド８の上方に位置決めされ、スライド８が退避位置と展開位置との間で移動する際に受取り表面１１の上に粉末を分配するようになっている。より詳細には、噴射器９は、少なくとも横方向に沿って、底部ブロック３に対して、従って作業面２に対して固定される。次に、受取りスライド８は、作業面２に対して、従って噴射器９に対して横方向に移動し、噴射器９はスライド８の上面１１の上に粉末ラインＬを分配する。
【００４１】
従って、受取りスライド８が展開位置にあり、噴射器９が受取り表面１１の上に粉末を分配すると、分散デバイス６の縦方向移動により、受取りスライド８からターゲット表面５の少なくとも一部の上に粉末を分散することが可能となる。
【００４２】
一実施形態によれば、噴射器９は作業面２に対して完全に固定ざれ、分配システム７の設計が簡略化される。
【００４３】
後述するように代替形態では、噴射器９は、作業面２に対して垂直軸Ｚに沿って並進移動することができる。
【００４４】
受取りスライド８及び噴射器９を備える粉末分配システム７は、粉末バッチを変えることが必要な場合に特に有利であることが分かる。これは、噴射器９が作業面２に対して固定されており、例えば、一方がタンクに他方が噴射器に接続された単純なパイプを用いて、単純で直接的な方式で噴射器を粉末タンクに接続可能であるからである。従って、粉末分配回路は、限られた数の部品を備える。粉末分配システム７は、機械１内部のチャンバから取り外して、粉末残渣のない新しいシステムと交換することができる。新しい分配システム７を新しいバッチの粉末を備えたタンクに接続するために、同様に粉末残渣のない新しいパイプが導入される。
【００４５】
図２から４は、特にその取外しを容易にすることを意図した分配システム７の例示的な実施形態を示す。
【００４６】
この実施例によれば、分配システム７は、機械１のフレームに対して取外し可能な方式で固定されたシース１２を備える。シース１２は、例えば円筒形状であり、実質的に横方向軸を備え、近位端１３で開いて遠位端で閉じており、ここでは形容詞「遠位の」及び「近位の」を分散デバイス６に関連して理解すべきである。従ってシース１２は係止システム１５を用いてフレームに固定され、係止システム１５は、シース１２を機械１のフレームに堅固に固定する係止位置と、シース１２の機械１のフレームからの取り外し及び取り付けを可能にする非係止位置との間で作動可能である。例えば、係止システムはシース１２を底部ブロック３に連結させる。
【００４７】
この実施例によれば、溝１０は、近位端１３から始まるシース１２の連続体に広がる。
【００４８】
この実施例によれば、噴射器９は、出口がシース１２の内側にあるヘッド１６と、図示されない粉末タンクに接続するためにシース１２の外側で利用可能なコネクタ１７とを備える。例えば、噴射器９をタンクに直接繋ぐため、可撓性タイプのリンクを一方では粉末タンクの出口に、他方では噴射器９のコネクタ１７に好都合に取り付けることができる。随意的に、計量ホッパは、タンクと噴射器９のコネクタ１７との間に挿入することができる。
【００４９】
受取りスライド８は、作動システム１８を用いてシース１２の横軸Ｙに沿って並進状態で取り付けられる。作動システムは、例えば、無限ねじデバイス２０を用いてスライド８の横方向の並進移動を可能にするモータ１９を備える。好ましくは、必須ではないが、モータ１９は、汚染を避けるために粉末と接触すべきではない。例えば、モータ１９はその場合、シース１２の外側に又はシース１２内部の別区画に配置される。
【００５０】
従って、作動システム１８は、スライド８を退避位置と展開位置との間で動かすことができる。より詳細には、図２から４の例示的な実施形態によれば、スライドは、「最終」退避位置にある場合に完全にシース１２の内側に存在するが、その理由は以下に説明する。
【００５１】
図２から４の粉末分配システム７を備える機械の例示的な実施形態を以下に説明する。
【００５２】
最終退避位置（図２）から作動システム１８のモータ１９が始動し、遠位端１４から近位端１３の方向へのスライド８の制御された横方向移動をもたらす。詳細には、スライド８の移動速度を制御する。同時に、噴射器を開いて、スライド８の受取り表面１１の上に粉末を分配するようになっている。
【００５３】
従って、スライド８が移動して開放された近位端１３（図３）を出ると、噴射器９は、受取り表面の上に粉末ラインＬを堆積する。従って、スライド８は、シース１２の内側と溝１０とを跨ぐ。
【００５４】
モータ１９は、スライド８をシース１２中から外へ移動させ続け、その後、スライド８は展開位置（図４）となり、例えば、この位置ではシース１２から完全に出ている。必須ではないが、粉末ラインＬで完全に覆われ得る受取り表面１１の全体は、結果的に分散デバイス６の経路上に配置される。
【００５５】
粉末ラインＬを分散させてターゲット表面５の上に少なくとも部分的に層を形成するために分散デバイス６が粉末ラインＬの上を通過すると、スライド８は作動システム１８によって再び最終退避位置に移動し、そこでスライド８は完全にシース１２の内側に含まれる。
【００５６】
粉末バッチを変える必要がある場合、係止システム１５が非係止位置に置かれ、噴射器９のコネクタ１７は可撓性リンクから取り外される。従って、粉末分配システム７の全体を収容するシース１２は、機械１に戻す前に洗浄して粉末残渣を除去するため、機械１から取り出すことができる。次に新しい粉末バッチが清浄なタンクに導入され、清浄な可撓性リンクが、一方はタンクの出口と、他方は噴射器９のコネクタ１７と再び一体化される。
【００５７】
シース１２は、近位開口部１３がチャンバの内側で機械の不活性雰囲気に開くように、及び不活性雰囲気にある必要のないシース１２の残部、特に噴射器のコネクタ１７がチャンバの外側にあるように、機械上に配置することができる。従って、シース１２はチャンバの外側でアクセス可能であり、タンクへの接続と分配システム７の取り外し及び交換とを容易にする。
【００５８】
別の実施形態によれば、受取りスライド８は、横方向に可動であることに加えて、作業面２に対して垂直方向に可動とすることができる。この代替形態は、詳細には図５及び６に示され、そこでは、分配システム７が簡略化して表され、シース１２及び作動システム１８が省略されている。この別の実施形態によれば、噴射器９は、その粉末出口オリフィスが作業面２と同じ高さにあるように、スライド８の受取り表面１１の垂直方向上方に位置決めされる。換言すると、噴射器９の出口オリフィスと作業面２との間で垂直方向に測定された距離は事実上ゼロである。噴射器９の出口オリフィスの直径は、そこから出る粉末が受取り表面１１の上だけに分配され、溝１０を囲む作業面２の上には分配されないように調節される。スライド８は、退避位置では、溝１０内で溝底部のすぐ近くに下げられるので、受取り表面１１が溝１０の内側にある。退避位置でのスライド８の受取り表面１１と作業面２との間の初期距離は既知であり、溝１０内でのスライド８の垂直移動により調節される。上記のように、スライド８は、図５に破線で示す退避位置から図５に実線で示す展開位置の方へ溝１０内を横方向に並進移動し、展開位置では受取り表面１１は作業面２と同じ高さではない。噴射器９が受取り表面１１の上に粉末を分配する際、分配される粉末の体積は制御されて高精度であることが分かる。これは、受取り表面１１上に形成される粉末ラインの高さが、受取り表面１１と作業面２との間の既知で制御された距離に対応するように、噴射器９が作業面２に対して或る高さに位置決めされるからである。その結果、溝１０の縦方向寸法は既知であるので、スライドの受取り表面１１の上に噴射器９によって分配される粉末ラインＬの横方向寸法を制御することにより、噴射器９によって分配される粉末ラインＬの体積は既知となる。次に、スライド８は、垂直方向に移動させることができ、分散デバイス６で分散するために粉末ラインＬをアクセス可能にする。粉末ラインＬは、分散デバイス６により完全にアクセス可能とすることができ、その場合には受取り表面１１が作業面２と同じ高さになるまでスライド８が移動し、或いは、所定の高さだけ垂直方向にスライド８を移動させることによって所定の体積に対して部分的にアクセス可能とすることができる。
【００５９】
この別の実施形態の代替形態では、噴射器９は、作業面２からゼロでない垂直距離とすることができる。その場合、溝内で下げられたスライド８により、噴射器９によって分配された粉末ラインＬの分散を制御することが可能となり、堆積された粉末の量が、溝１０が収容可能な量よりも依然として少ない限り、その分散は溝１０によって縦方向に制限される。
【００６０】
機械１は、各粉末ラインＬで噴射器９により分配される粉末の量が精度良く確実に分かるように、形成される各粉末ラインＬの間に、スライド８を、より詳細にはその受取り表面１１を洗浄するためのシステムをさらに備えることができる。例えば、洗浄システムは、溝１０における吸引システム、或いは、例えば上記実施形態のシース１２の近位端１３に位置決めされたスクレーパを成すブレードとすることができる。ブレードは、スライド８が退避位置から展開位置に向かって移動する場合に粉末ラインＬに作用しないように、しかしながら、スライド８が退避位置に向かって移動する場合だけは受取り表面１１を洗浄してできる限りの粉末残渣及びドロスを、つまり望ましくない凝集粉末片を除去するように、並びに粉末の新しいラインのために清浄な受取り表面１１を呈するように設計される。その場合、粉末残渣は溝１０の中に落下し、例えば吸引又は振動デバイスなどの付属デバイスが粉末残渣を溝１０の外側へ排出することを可能にする。
【００６１】
加えて、粉末分配システム７は、作業面２の上に分配された粉末の量を高精度に制御及び調節することを可能にできる。
【００６２】
このために、分配システム７は、スライド８に対する噴射器経路のあらゆる点で、つまり受取り表面１１上の粉末ラインＬの横方向に沿ったあらゆる点で、スライド８上に噴射器９により分配される粉末の量を調節するためのデバイスを備えることができる。
【００６３】
調整デバイスは、例えば、あらゆる瞬間にスライド８の移動速度及び／又は噴射器９の流量を制御すること及び調節することによって、スライド８上に分配される粉末の量を調整することを可能にする。一実施形態によれば、噴射器９は、作業面２に対して、従ってスライド８に対して垂直方向に可動である。より詳細には、噴射器９の出口オリフィスとスライド８の受取り表面１１との間の垂直距離は調節可能である。その場合、調整デバイスは噴射器９の高さ調節に影響を与える。これは、この実施形態では粉末が実質的に重力によって噴射器９から落下するからである。受取り表面１１上に分配される粉末は、受取り表面１１と噴射器９の出口オリフィスとを繋ぐ斜面の形をとる。粉末が流れる噴射器９の出口オリフィスを粉末斜面が遮る時、もはや粉末の流れはない。さらに、噴射器９が受取り表面１１と接触している時、粉末が流れる噴射器９の出口オリフィスを受取り表面１１が遮り、もはや粉末の流れはない。噴射器９の出口オリフィスの寸法は、受取り表面１１及び粉末斜面がこの障害物を作り出すように調節される。従って、噴射器９の高さの変化により、噴射器９の出口での粉末流量を変えることが可能となる。
【００６４】
このように、スライド８上の粉末の全く同じラインＬに関して、粉末の量を変えることができる。
【００６５】
例えば、「舌」現象を抑えるために、粉末ラインＬの横方向端部では他所よりも多量の粉末を分配することが望ましい場合がある。これは、分散デバイスの通過中、分散デバイス６の経路上にある横方向端部に位置する粉末が側方へ追い出される傾向を有するので、作業面２上の粉末層の縦方向縁部が直線的でなくなるからである。
【００６６】
従って、粉末分配システム７に基づいて、退避位置から展開位置に向かうスライド８の移動中に噴射器９から分配される粉末の量を調整することによって、結果的に分散デバイス６の経路上に提供される粉末の量が調節される。
【００６７】
従って、調整デバイスに基づいて、機械は、代替形態において或いはスライド８を洗浄するためのシステムと組み合わせて、分散デバイスの通過後にスライド８の受取り表面１１上に残る粉末の量を検証するためのシステムを備えることができる。例えば、検証システムは、受取り表面１１上に残る粉末高さのセンサで構成することができる。調整デバイスは、既定量に達するように残量の関数として受取り表面１１の上に分配される粉末の量を調節することができ、噴射器９の経路のあらゆる点が当てはまる。代替形態では、機械は、受取り表面１１上に堆積した粉末の量を検証するためのシステムを備え、それは、噴射器によって送出される粉末の流量を閉ループで制御することを可能にする。
【００６８】
特に舌効果を最小限度にするために、図１の分配システム７の例示的な実施形態を図７及び８に図式的に示している。このように、粉末ラインＬはスライド８の上に分配され、溝１０内の並進により図７に破線で示す退避位置から図７に実線で示す展開位置に向かって移動する。その際、粉末ラインＬは、スライド８が移動するにつれて噴射器９により受取り表面１１の全体を覆って分配される。粉末ラインＬの横方向端部Ｌa及びＬbでは、スライド８上に分配される粉末の量が他所よりも多い。例えば、粉末の量は、粉末噴射器９をその経路に沿ってスライド８に対して垂直方向に動かすことによって調整される。従って、粉末ラインＬの横方向端部のＬa及びＬbそれぞれに近い２つの点Ａ及びＢそれぞれを考察し、かつ粉末ラインＬの実質的に中間に位置する第３の点Ｃを考察すると、３つの点Ａ、Ｂ及びＣは横方向に整列しており、点Ａ及び点Ｂにおける粉末の高さは点Ｃのそれよりも大きく、その場合、粉末ラインＬ上の横方向位置の関数としての粉末の高さは、例えば放物線状である。
【００６９】
加えて、粉末分配システム７は、ターゲット表面５に製造する部品の、融解及び凝固するスライスＴの形状に対して、幾何学的配置に対して、及び／又は位置に対して粉末の量を調節することを可能にすることができる。
【００７０】
融解及び凝固するスライスＴがターゲット表面５の横方向寸法よりも小さい縦方向寸法を有し、横方向に傾斜した縁部を呈する、分配システム７の例示的な実施形態を図９及び１０に図式的に示している。結果として、粉末層がターゲット表面５の全体を覆うこと、又は同じ量の粉末が横方向に沿って分散されることは必要とされない。従って、粉末分配システム７がスライド８の上に噴射器９により分配される粉末の量を調整するために用いられるので、分配される粉末ラインＬは、スライド８の受取り表面１１の全体を覆うのではなく、スライスＴの横方向寸法に調節された横方向寸法を有する。加えて、粉末ラインＬの端部Ｌa及びＬbは、同様にスライド８が展開位置にある時に融解及び凝固するスライスＴの横方向端部に対応するように位置決めされる。最終的に、粉末分配システム７は、スライスＴの幾何学的配置に適合するように、スライス８上に噴射器９により分配される粉末の量を横方向に調整し、横方向端部Ｌbでの粉末の量は、粉末ラインＬの端部Ｌaでの粉末の量より少ない。従って、粉末ラインＬ上の横方向位置の関数としての粉末高さのプロファイルは、例えば、端部Ｌaから端部Ｌbに向かって減少している。
【００７１】
代替形態では、機械１は、例えば縦方向に沿ってターゲット表面５の両側に位置決めされた、２つの粉末分配システム７を備えることができる。従って、分散デバイス６が、第１の初期極限位置から始まり最終極限位置に至るまでターゲット表面５の上に第１の粉末層を分散する場合、分散デバイス６は、粉末の次の層を分散するために第２の初期極限位置としてこの最終極限位置から再び開始することができる。もはや、新しい層毎に全く同じ初期極限位置に分散デバイス６を戻す必要がないので、その移動は最小限度にされる。
【００７２】
この代替形態では、底部ブロック３内の溝１０は、過剰な粉末を排出するためのシステムと共に使用可能である。これは、第１の粉末分配システム７の粉末ラインＬから始まり、分散デバイス６は粉末の層を分散し、その縦方向行程は、第２の粉末分配システム７の溝１０を越えて分散デバイス６を搬送するように調整されるからである。次に、分散されなかった過剰な粉末は、第２の粉末分配システム７の溝１０の中へ落下することによって回収することができる。排出システムを用いて、溝１０の中へ落下した粉末を排出し、随意的に再噴射するために再生利用することができる。他方の粉末分配システム７の溝１０も同様に粉末排出システムに接続することができる。
【００７３】
例えば、排出システムは受取りスライド８の下に位置決めされた収集要素を備えることができる。従って、受取りスライド８が対応する溝１０内を移動する際に、収集要素は溝内に落下した粉末を排出する。例えば、収集要素を調節して、スライド８が展開位置から退避位置に向かって移動する際に溝から粉末を排出することができる。これは、結果的にスライド８が退避位置に見られるのと同じ側から粉末が出ていくので、過剰な粉末の回収用タンクのために、又は排出システムのいずれかの要素のためにこの側を提供することが容易であるからである。
【００７４】
また、機械は、２つの分散デバイス６を備えることができ、各々が粉末分配システム７に割り当てられ、各々がターゲット表面５の上に粉末層の一部を分散する。
【００７５】
各粉末分配システム７は、全く同じ材料の或いは異なる材料の粉末と共に使用可能である。
【符号の説明】
【００７６】
１  機械
２  作業面
３  底部ブロック
４  開口部
５  ターゲット表面
６  分散デバイス
７  粉末堆積システム（粉末分配システム）
８  受取りスライド
９  粉末噴射器
１０  溝
１１  受取り表面
Ｘ  縦軸
Ｙ  横軸
Ｌ  粉末ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７−８】
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【図９−１０】
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【国際調査報告】
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