(57)【要約】三次元物体を形成する方法は、サーモグラフィカメラでもって、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の温度を検出し、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域の制御点の検出された温度が設定温度に等しくない場合に、ランプのアレイの少なくとも１つのランプに供給される電力レベルを調整することを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元（３Ｄ）物体を形成する方法であって、
ランプのアレイでもって構築材料ベッドを放射線に当て、前記ランプのアレイが複数のランプを含み、
サーモグラフィカメラでもって、前記構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の温度を検出し、
前記構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の検出された温度が設定温度に等しくない場合に、前記ランプのアレイの少なくとも１つのランプに供給される電力レベルを調整することを含む、方法。
【請求項２】
前記ランプのアレイの少なくとも１つのランプに供給される電力レベルを調整することが、
前記ランプのアレイ内のランプの位置に基づいて、前記複数のランプのそれぞれに割り当てられる多数の重みを定義することであって、
前記ランプのアレイのコーナーに位置するランプが、１の重みを割り当てられ、
前記ランプのアレイの側部に位置するランプが、１より小さい重みを割り当てられ、
前記ランプのアレイの内側部分に位置するランプが、前記ランプのアレイの側部に位置するランプより小さい重みを割り当てられる、定義すること、
前記複数のランプのそれぞれに定義された重み付けレベルに基づいて、前記ランプのアレイの少なくとも１つのランプに供給される電力レベルを調整することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
Ｋ１、Ｋ２、・・Ｋｎが、前記ランプのアレイ内のランプのｎ個数のグループのランプに割り当てられる重みを定義する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記制御点を、前記構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の異なる制御点に適合させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記制御点は、前記構築材料ベッドの印刷されない表面である、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記制御点の場所が、前記３Ｄ物体のデジタル表現に基づいて画定される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ランプのアレイのランプの数が区域の数に等しい場合、１対１相関でもって各ランプを区域に割り当てることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ランプのアレイのランプの数が区域の数より大きい場合、ランプのグループを区域に割り当てることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
三次元物体を形成するためのシステムであって、
構築材料ベッドと、
前記構築材料ベッド上に放射するために配置されたランプアレイであって、そのランプアレイが、
前記ランプアレイの中央に配置された多数のランプと、
前記ランプアレイの縁部に配置された多数のランプと、
前記ランプアレイのコーナーに配置された多数のランプとを含む、ランプアレイと、
前記ランプアレイ内の中央に配置されたサーモグラフィカメラとを含む、システム。
【請求項１０】
前記ランプアレイのランプのそれぞれに供給される電力を制御するためのコントローラを含み、
前記コントローラにより、
前記ランプアレイが前記構築材料ベッドを放射線に当て、
前記サーモグラフィカメラでもって、前記構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の温度を検出し、
前記構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の検出された温度が設定温度に等しくない場合、前記ランプアレイの少なくとも１つのランプに供給される電力レベルが調整される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ランプアレイが、前記構築材料ベッドから分離した閉環境内に配置される、請求項９に記載のシステム。
【請求項１２】
三次元物体を形成するためのコンピュータプログラム製品であって、そのコンピュータプログラム製品が、
組み入れられたコンピュータ使用可能プログラムコードを含む持続性コンピュータ可読記憶媒体を含み、前記コンピュータ使用可能プログラムコードは、プロセッサにより実行された際に、以下のこと、即ち、
サーモグラフィカメラでもって、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の温度を検出し、
前記構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の検出された温度が設定温度に等しくない場合に、構築材料ベッドを放射線に当てるランプのアレイの多数のランプの少なくとも１つに供給される電力レベルを調整することを行う、コンピュータプログラム製品。
【請求項１３】
前記プロセッサにより実行された際に、以下のこと、即ち、
前記ランプのアレイ内のランプの位置に基づいて、前記ランプのそれぞれに割り当てられる多数の重みを定義することであって、
前記ランプのアレイのコーナーに位置するランプが、１の重みを割り当てられ、
前記ランプのアレイの側部に位置するランプが、１より小さい重みを割り当てられ、
前記ランプのアレイの内側部分に位置するランプが、前記ランプのアレイの側部に位置するランプより小さい重みを割り当てられる、定義すること、
前記ランプのそれぞれに定義された重み付けレベルに基づいて、前記ランプのアレイのランプに供給される電力レベルを調整することを行うためのコンピュータ使用可能プログラムコードを含む、請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１４】
前記プロセッサにより実行された際に、以下のこと、即ち、
前記ランプのアレイのランプの数が区域の数に等しい場合、１対１相関でもって各ランプを区域に割り当てることを行うためのコンピュータ使用可能プログラムコードを含む、請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１５】
前記プロセッサにより実行された際に、以下のこと、即ち、
前記ランプのアレイのランプの数が区域の数より大きい場合、ランプのグループを区域に割り当てることを行うためのコンピュータ使用可能プログラムコードを含む、請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
背景
積層造形機械は、材料の層を積み重ねることにより三次元（３Ｄ）物体を生成する。幾つかの積層造形機械は、幾つかの原料を塗布するためにインクジェット又は他の印刷技術を使用することが多いので、「３Ｄ印刷装置」と呼ばれ得る。３Ｄ印刷装置および他の積層造形機械は、物体のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデル又は他のデジタル表現を物理的物体へ変換することを可能にする。
【０００２】
添付図面は、本明細書で説明される原理の様々な例を示し、明細書の一部である。図示された例は例示のために単に与えられており、特許請求の範囲の範囲を制限しない。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】本明細書で説明される原理の一例による、三次元物体を形成するためのコンピューティングデバイスのブロック図である。
【図２】本明細書で説明される原理の一例による、三次元（３Ｄ）印刷装置のブロック図である。
【図３】本明細書で説明される原理の一例による、三次元（３Ｄ）印刷装置の等角切開図である。
【図４】本明細書で説明される原理の一例による、図２及び図３の３Ｄ印刷装置の構築材料ベッドの上面ブロック図である。
【図５】本明細書で説明される原理の一例による、３Ｄ物体を形成する方法を示す流れ図である。
【図６】本明細書で説明される原理の別の例による、３Ｄ物体を形成する方法を示す流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
図面の全体にわたって、同じ参照符号は、類似するが、必ずしも同じではない要素を示す。
【０００５】
詳細な説明
積層造形機械は、印刷装置内の粉末ベッド上で構築材料の多数の層の固形化処理を通じて３Ｄ物体を作成する。積層造形機械は、例えばＣＡＤコンピュータプログラム製品を用いて生成された、物体の３Ｄモデルのデータに基づいて、物体を作成する。モデルデータは、固化されるべき構築材料の層（単数または複数）のその一部をそれぞれ定義するスライスへ処理される。後述される積層造形の例は、場合によっては「光領域処理（ＬＡＰ：Light area processing）」と呼ばれる技術を使用する。ＬＡＰを用いることにより、合体剤が、易焼結性材料のような構築材料の層上へ所望のパターンで付着され、次いで電磁放射線にさらされる。電磁放射線は、赤外光、レーザ光、又は他の適切な電磁放射線を含むことができる。合体剤の光吸収成分が電磁放射線を吸収し、パターン形成された構築材料を焼結、融解または合体する追加の熱を生成し、それによりパターン形成された構築材料が凝固することが可能になる。
【０００６】
ＬＡＰにおける構築材料の加熱は、２つのプロセスにおいて行われ得る。第１のプロセスにおいて、構築材料は、構築材料の合体温度の直下の温度まで加熱されてその温度に維持される。第２のプロセスにおいて、合体剤が所望のパターンで構築材料上へ「印刷」または付着されて、別の比較的さらに高い強度の電磁放射線源にさらされる。この比較的さらに高い強度の光は、パターン形成された合体剤に吸収され、周囲の構築材料を合体させる。広域スペクトルにわたって光を放出するハロゲンランプは、双方のこれらプロセスにおいて使用され得る。
【０００７】
これら３Ｄ印刷装置を用いて、構築材料の温度が焼結する前に構築材料の層全体にわたって所定の温度に維持される場合、より高い品質の印刷された３Ｄ物体が達成され得る。一例において、維持される温度は、構築材料の合体温度の直下の温度とすることができる。この例において、維持される温度は、構築材料の合体温度から２℃〜３℃離れることができる。より冷えている場合、構築材料の合体は生じることができず、より高温である場合、構築材料の合体は正確に達成されることができず、それにより、形成されている３Ｄ物体の変形を生じる。
【０００８】
幾つかの３Ｄ印刷装置は、粉末ベッドの温度を測定するためにパイロメータ（高温計）を使用するが、他の３Ｄ印刷装置は、小さなサーモグラフィカメラを用いて、粉末ベッドの全表面、又はパイロメータにより監視され得ることに比べて、少なくともより多くの構築材料ベッド上の点を測定することができる。
【０００９】
印刷プロセス中、構築材料ベッド内の温度変動により、機械的応力が、印刷されている物体に印加される可能性がある。更に、構築材料の易焼結性は、不十分なレベルの電磁放射線が供給される又は周囲温度が低すぎる状況において達成されることができない。これは、物体の層の少なくとも一部が形成されないという結果になり、物体が構造的および視覚的に不完全になる可能性がある。更に、過剰な量の電磁放射線または高過ぎる周囲温度により、３Ｄ印刷装置の構築材料ベッド上に堆積された易焼結性材料が、時期尚早に焼結し、所望のパターンで構築材料上に印刷される合体剤により画定されない物体の一部が形成される可能性がある。従って、構築材料ベッドの表面上の温度勾配は、品質の悪い印刷された物体（以降、印刷物体と称する）という結果になる可能性がある。設定制御温度に対して２℃プラス又はマイナスの、構築材料ベッドにわたる温度一様性は、構造的および視覚的に優れた３Ｄ印刷物体という結果になる。しかしながら、従来の３Ｄ印刷装置とは異なり、本明細書で説明される方法およびシステムは、構築材料ベッド上で温度均一性を維持する。
【００１０】
本明細書で説明される例は、３Ｄ物体を形成する方法および対応するシステムを提供する。方法は、ランプのアレイでもって構築材料ベッドを放射線に当てることを含むことができる。ランプのアレイは、複数のランプを含む。また、方法は、サーモグラフィカメラでもって、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の温度を検出することを含むことができる。
【００１１】
サーモグラフィカメラは、区域の検知された温度を、区域の検出された温度が所望の温度値または値域の範囲を越えているか否かを判断するためにプロセッサ、及び比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラに伝える。区域の検出された温度が所望の温度値または値域の範囲を越えていない場合、構築材料ベッドの温度が再び検出される。しかしながら、区域の検出された温度が所望の温度値または値域の範囲を越えている場合、プロセッサ及びＰＩＤコントローラは、ランプアレイ内のランプの位置に基づいて、複数のランプのそれぞれに割り当てられる多数の重みを定義する。一例において、ランプの重みの定義は、構築材料ベッドの加熱またはその温度の検出の前または後に実行され得る。Ｋ１、Ｋ２、・・Ｋｎが、ランプのアレイ内のランプのｎ個数のグループのランプに割り当てられる重みを定義する。一例において、ランプアレイ内のランプの重みは以下のように定義されることができ、即ち、ランプのアレイのコーナーに位置するランプは、１．０の重みを割り当てられ、ランプのアレイの側部に位置するランプは約０．７〜０．８の重みを割り当てられ、ランプのアレイの内側部分に位置するランプは約０．２〜０．４の重みを割り当てられる。
【００１２】
ＰＩＤコントローラは、制御ループフィードバックを行い、３Ｄ印刷装置の構築材料ベッドの所望の温度のような所望の設定点と測定されたプロセス変数との間の差としてエラー値を連続的に計算する。上記の重みは、ＰＩＤコントローラの計算の一部として入力される。
【００１３】
また、本明細書で説明される例は、三次元物体を形成するためのシステムも提供する。そのシステムは、構築材料ベッドと、前記構築材料ベッド上に放射するために配置されたランプアレイを含む。そのランプアレイは、ランプアレイの中央に配置された多数のランプと、ランプアレイの縁部に配置された多数のランプと、ランプアレイのコーナーに配置された多数のランプとを含む。システムは更に、ランプアレイのランプのそれぞれに供給される電力を制御するための比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラを含むことができる。ＰＩＤコントローラにより、ランプアレイは、構築材料ベッドを放射線に当て、サーモグラフィカメラでもって構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の温度を検出し、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域の制御点の検出された温度が設定温度に等しくない場合、ランプアレイの少なくとも１つのランプに供給される電力レベルを調整する。
【００１４】
ランプアレイは、構築材料ベッドから分離した閉環境内に配置される。また、サーモグラフィカメラは、構築材料ベッドから放射する赤外線放射線を検出するための赤外線撮像カメラである。
【００１５】
また、本明細書で説明される例は、三次元物体を形成するためのコンピュータプログラム製品も提供する。そのコンピュータプログラム製品は、持続性コンピュータ可読記憶媒体を含む。そのコンピュータ可読記憶媒体は、組み入れられたコンピュータ使用可能プログラムコードを含む。そのコンピュータ使用可能プログラムコードは、プロセッサにより実行された際に、サーモグラフィカメラでもって、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の温度を検出し、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の検出された温度が設定温度に等しくない場合に、構築材料ベッドを放射線に当てるランプのアレイの多数のランプの少なくとも１つに供給される電力レベルを調整する。
【００１６】
コンピュータプログラム製品は、プロセッサにより実行された際に、ランプアレイ内のランプの位置に基づいて、ランプのそれぞれに割り当てられる多数の重みを定義するためのコンピュータ使用可能プログラムコードを含む。ランプのアレイのコーナーに位置するランプは、１の重みを割り当てられ、ランプのアレイの側部に位置するランプは、１より小さい重みを割り当てられ、ランプのアレイの内側部分に位置するランプは、ランプのアレイの側部に位置するランプより小さい重みを割り当てられる。コンピュータプログラム製品は、プロセッサにより実行された際に、ランプのそれぞれに定義された重み付けレベルに基づいて、ランプのアレイのランプに供給される電力レベルを調整するためのコンピュータ使用可能プログラムコードを含む。一例において、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域は、構築材料ベッドの複数の区域を含む。
【００１７】
方法は更に、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域の制御点の検出された温度が設定温度に等しくない場合に、ランプのアレイの少なくとも１つのランプに供給される電力レベルを調整することを含むことができる。電力のこの調整は、複数のランプのそれぞれに定義された重み付けレベルに基づいて実行される。
【００１８】
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される限り、用語「構築材料ベッド」又は類似の言い回しは、３Ｄ物体構築材料が堆積される何らかの基体として広く理解されるべきであることが意図されている。一例において、構築材料は、セラミック粉末とすることができる。合体剤は、構築材料ベッド上に付着され得る。合体剤は、追加の電磁放射線を吸収し、構築材料ベッドの構築材料を焼結、融解または合体する追加の熱を生成し、それにより構築材料が焼結して３Ｄ物体を形成することが可能になる。
【００１９】
以下の説明において、説明のために、多くの特定の細部が、本システム及び方法の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、当業者には明らかなように、本装置、システム及び方法は、これら特定の細部を用いずに実施され得る。明細書において「一例」または類似の言い回しに対する言及は、その例に関連して説明される特定の特徴要素、構造または特性が説明されたように含まれるが、他の例において含まれることができないことを意味する。
【００２０】
さて、図１を参照すると、図１は、本明細書で説明される原理の一例による、三次元物体を形成するためのコンピューティングデバイス（１００）のブロック図である。コンピューティングデバイス（１００）は、電子デバイスにおいて実施され得る。電子デバイスの例は、幾つかある電子デバイスの中で特に、サーバ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、モバイル機器、スマートフォン、ゲーム機、及びタブレットを含む。
【００２１】
コンピューティングデバイス（１００）は、何らかのデータ処理の状況において利用されることができ、独立型ハードウェア、コンピューティングネットワークを介したモバイルアプリケーション又はそれらの組み合わせを含む。更に、コンピューティングデバイス（１００）は、コンピューティングネットワーク、公衆クラウドネットワーク、私的クラウドネットワーク、ハイブリッドクラウドネットワーク、他の形態のネットワーク又はそれらの組み合わせにおいて使用され得る。一例において、コンピューティングデバイス（１００）により提供される方法は、例えばサードパーティによるネットワークを介したサービスとして提供される。この例において、サービスは、例えば以下のこと、即ち多数のアプリケーションをホストするサービス型ソフトウェア（ＳａａＳ）；例えば数ある中でもオペレーティングシステム、ハードウェア及び記憶装置を含むコンピュータプラットフォームをホストするサービス型プラットフォーム（ＰａａＳ）；例えば数ある中でも、サーバ、記憶構成要素、ネットワーク及び構成要素のような機器をホストするサービス型インフラストラクチャ（ＩａａＳ）；サービス型アプリケーションプログラムインターフェース（ＡＰＩ）（ＡＰＩａａＳ）；他の形態のネットワークサービス；又はそれらの組み合わせを含むことができる。本システムは、システムのモジュールが１つのプラットフォームで又は複数のプラットフォームにわたって実行され得る１つ又は複数のハードウェアプラットフォームで実施され得る。係るモジュールは、様々な形態のクラウド技術およびハイブリッドクラウド技術上で実行することができ、又はクラウド上で又はクラウドから離れて実施され得るＳａａｓ（ソフトウェア型サービス）として提供され得る。別の例において、コンピューティングデバイス（１００）により提供される方法は、ローカル管理者により実行される。
【００２２】
その所望の機能を達成するために、コンピューティングデバイス（１００）は、様々なハードウェア構成要素を含む。これらハードウェア構成要素の中で、多数のプロセッサ（１０１）、多数のデータ記憶デバイス（１０２）、多数の周辺デバイスアダプター（１０３）、多数のネットワークアダプター（１０４）、及び比例・積分・微分（ＰＩＤ）コントローラ（１１０）が存在することができる。これらハードウェア構成要素は、多数のバス及び／又はネットワーク接続の使用を通じて相互接続され得る。一例において、プロセッサ（１０１）、データ記憶デバイス（１０２）、周辺デバイスアダプター（１０３）、ネットワークアダプター（１０４）、及びＰＩＤコントローラ（１１０）は、バス（１０５）を介して通信可能に結合され得る。
【００２３】
プロセッサ（１０１）は、データ記憶デバイス（１０２）から実行可能コードを読み出して、その実行可能コードを実行するためのハードウェアアーキテクチャを含むことができる。実行可能コードは、プロセッサ（１０１）により実行される場合、本明細書で説明される本明細書の方法に従って、複数のランプを含むランプのアレイを用いて構築材料ベッドを放射線に当て、サーモグラフィカメラを用いて、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域内の制御点の温度を検出し、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域の制御点の検出された温度が設定温度に等しくない場合に、ランプのアレイのうちの少なくとも１つのランプに供給される電力レベルを調整することを、プロセッサ（１０１）にさせることができる。コードの実行過程で、プロセッサ（１０１）は、残りの多数のハードウェアユニットからの入力を受け取り、それらに出力を提供することができる。
【００２４】
データ記憶デバイス（１０２）は、プロセッサ（１０１）又は他の処理デバイスにより実行される実行可能なプログラムコードのようなデータを格納することができる。説明されるように、データ記憶デバイス（１０２）は特に、プロセッサ（１０１）が本明細書で説明される機能を少なくとも実施するために実行する多数のアプリケーションを表すコンピュータコードを格納することができる。
【００２５】
データ記憶デバイス（１０２）は、揮発性および不揮発性メモリを含む様々なタイプのメモリモジュールを含むことができる。例えば、本例のデータ記憶デバイス（１０２）は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（１０６）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）（１０７）、及びハードディスクドライブ（ＨＤＤ）記憶装置（１０８）を含む。また、多くの他のタイプのメモリも利用されることができ、本明細書は、本明細書で説明される原理の特定のアプリケーションに適合することができる限り、データ記憶デバイス（１０２）に多くの様々なタイプ（単数または複数）のメモリを使用することが意図されている。特定の例において、データ記憶デバイス（１０２）における異なるタイプのメモリは、異なるデータ記憶のニーズに使用され得る。例えば、特定の例において、プロセッサ（１０１）は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）（１０７）からブートされることができ、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）記憶装置（１０８）において不揮発性記憶を維持することができ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）（１０６）に格納されたプログラムコードを実行することができる。
【００２６】
一般に、データ記憶デバイス（１０２）は、数ある中でも、コンピュータ可読媒体、コンピュータ可読記憶媒体、又は持続性コンピュータ可読媒体を含むことができる。例えば、データ記憶デバイス（１０２）は、以下に限定されないが、電子的、磁気的、光学的、電磁気的、赤外線、又は半導体システム、装置、又はデバイス、或いは上記の任意の適切な組み合わせとすることができる。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例は、例えば以下のもの、即ち多数のワイヤを有する電気接続、携帯用コンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能ＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、携帯用ＣＤ−ＲＯＭ、光記憶デバイス、磁気記憶デバイス、又は上記の任意の適切な組み合わせを含むことができる。本明細書の文脈において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスにより、又はそれらに関連して使用するためのコンピュータ使用可能プログラムコードを含む又は格納することができる任意の有形媒体とすることができる。別の例において、コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行システム、装置、又はデバイスにより、又はそれらに関連して使用するためのプログラムを含む又は格納することができる任意の持続性媒体とすることができる。
【００２７】
コンピューティングデバイス（１００）のハードウェアアダプター（１０３、１０４）により、プロセッサ（１０１）が、コンピューティングデバイス（１００）の外部および内部にある様々な他のハードウェア要素と接続して機能することが可能になる。例えば、周辺デバイスアダプター（１０３）は、例えばディスプレイ装置（１０９）、３Ｄ印刷装置（２００）、マウス又はキーボードのような入力／出力装置に対するインターフェースを提供することができる。また、周辺デバイスアダプター（１０３）は、外部記憶デバイス、例えばサーバ、切替装置、ルータのような多数のネットワークデバイス、クライアントデバイス、他のタイプのコンピューティングデバイス、及びそれらの組み合わせのような他の外部デバイスに対するアクセスを提供することができる。
【００２８】
ＰＩＤコントローラ（１１０）は、制御ループフィードバック機構、又は産業用制御システムに使用されるコントローラであり、単一点温度制御モードおよび複数区域温度閉ループ制御モードの双方において、３Ｄ印刷装置（２００）の構築材料ベッド（図２及び図３、２０５）の温度を調整するためにここで使用される。一例において、ＰＩＤコントローラ（１１０）を用いて、構築材料ベッド（図２及び図３、２０５）上に堆積された構築材料の温度を調整する。上述されたように、構築材料は、構築材料の合体温度の直下の目標温度に維持されるべきであり、その目標温度は、一例において構築材料の合体温度から２℃〜３℃離れることができる。
【００２９】
単一点温度制御モードおよび複数区域温度閉ループ制御モードの双方に関して、ＰＩＤコントローラ（１１０）を用いて、３Ｄ印刷装置（２００）内の多数のランプに供給される電力がどれぐらい調整されるべきであるかを求める。ＰＩＤコントローラ（１１０）は、３Ｄ印刷装置（２００）の構築材料ベッドの所望の温度のような所望の設定点と測定されたプロセス変数との間の差としてエラー値を連続的に計算する。ＰＩＤコントローラ（１１０）は、３Ｄ印刷装置（２００）内のランプのアレイ内の多数のランプに供給される電力（電圧で）のような制御変数を、以下のような加重和により求められた新たな値に調整する（adjust：適合させる）ことにより、時間と共にエラーを最小限に抑える。
【００３０】
【数１】
2019508297.tif 000003
【００３１】
ここで、Ｋｐ、Ｋｉ、及びＫｄ、全ての非負は、比例、積分、及び微分の項それぞれ（場合によっては、Ｐ、Ｉ、及びＤと示される）の係数を示す。このモデルにおいて、「Ｐ」はエラーの現在値に相当する。例えば、エラーが大きくて正である場合、制御出力も大きくて正である。「Ｉ」はエラーの過去の値に相当する。例えば、現在の出力が十分に強くない場合、エラーが時間と共に蓄積し、コントローラは、より強い作用を適用することにより応答するであろう。「Ｄ」は、その現在の変化率に基づいて、エラーの考えられる将来の値に相当する。
【００３２】
３Ｄ印刷装置（２００）のランプを制御する単一点温度制御モードは、構築材料ベッドの全体が単一の区域である場合のように構築材料ベッドの温度に影響を及ぼすためのアレイとしてランプの電力の変化を求めるために、式１を用いて全体として制御する。
【００３３】
しかしながら、複数区域温度閉ループ制御モードに関して、ＰＩＤコントローラ（１１０）は、多数のランプの電力レベルを個別的に又は特定の区域に割り当てられたグループとして調整することにより、構築材料ベッドの複数の論理的に分割された区域の温度に個別的に影響を及ぼすために上記の式１を利用する。一例において、３Ｄ印刷装置（２００）の各ランプ又はランプのグループは、ランプ又はランプのグループの下に位置する区域において検出された温度により制御され得る。以下の式２は、個々のランプ又はランプのグループの下のサーモグラフィカメラにより検出された温度に基づいて、各区域に適用される。かくして、複数区域温度閉ループ制御モードにおいて、３Ｄ印刷装置（２００）のランプのそれぞれの電力は、以下のような式２により制御され得る。
【００３４】
式２：
ランプ電圧（LampVoltage）＝Ｋ１（区域１に対する式１）＋Ｋ２（区域２に対する式１）＋・・Ｋｎ（区域ｎに対する式１）。
【００３５】
ここで、Ｋ１、Ｋ２、・・Ｋｎは、各区域が各ランプから受け取る放射線の量に依存する重みである。特定のランプが特定の区域の上に直接的に位置する場合、この係数は、特定の区域の上に直接的に位置していないランプと比べて高い。かくして、特定の区域からより遠くに離れたランプについては、その特定の区域に関してそのランプの影響はより低くなり、それ故に係数がより低くなる。
【００３６】
Ｋ１、Ｋ２、・・Ｋｎの重みは、例えば３Ｄ印刷装置（２００）の構築材料ベッド上に論理的に画定された各区域が特定のランプ又はランプのグループから受け取る放射線のレベルに基づいて、３Ｄ印刷装置（２００）の複数のランプのそれぞれに割り当てられた多数の重みとして定義され得る。構築材料ベッドの論理的に画定された区域の数が３Ｄ印刷装置（２００）のランプの数に等しい場合、ランプと区域との間の１対１対応が割り当てられることができ、この場合、１つの区域がその区域の上に位置するランプに割り当てられる。ランプの数が論理的に画定された区域の数より大きい場合、特定の区域の上に位置するランプのグループがその特定の区域に割り当てられ得る。一例において、ランプアレイ内のランプの重みは、以下のように定義され得る。即ち、アレイのコーナーに位置するランプは１の重みを割り当てられ、アレイの側部に位置するランプは１より小さい重みを割り当てられ、アレイの内側部分に位置するランプは、ランプのアレイの側部に位置するランプより小さい重みを割り当てられる。
【００３７】
更に、一例において、アレイのコーナーに位置するランプは、１．０の重みを割り当てられることができ、アレイの側部に位置するランプは約０．７〜０．８の重みを割り当てられることができ、ランプのアレイの内側部分に位置するランプは約０．２〜０．４の重みを割り当てられ得る。別の例において、アレイのコーナーに位置するランプは、１．０の重みを割り当てられることができ、アレイの側部に位置するランプは約０．７〜０．８の重みを割り当てられることができ、ランプのアレイの内側部分に位置するランプは約０．０５〜０．４の重みを割り当てられ得る。ランプに供給される電力レベルの個別的な調整は、複数のランプのそれぞれに定義された重み付きレベルに基づく。本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される限り、用語「約」または類似の言い回しは、記載された重みプラス又はマイナス（±）０．５として上記の重みに関連して広く理解されるべきであることが意図されている。
【００３８】
ランプに対して調整される電力レベルは、電圧信号の固定正弦波電圧をカットする二乗平均平方根（ＲＭＳ）電圧に基づくことができる。この例において、定電流（cc）電圧が、所望の出力ＲＭＳ信号を達成するためにパルス幅変調（ＰＷＭ）を用いてカットされる。一例において、可変cc電圧レベル、可変正弦波振幅レベル、又は可変抵抗を介した電流制御のような他の電流制御方法を用いて、ランプに出力される目標電力レベルを達成することができる。
【００３９】
ＰＩＤコントローラ（１１０）は、測定されたプロセス変数に依存し、基礎をなすプロセスの知識に依存しないので、広く適用可能である。モデルの３つのパラメータを調整することにより、ＰＩＤコントローラ（１１０）は、特定のプロセス要件に対処することができる。ＰＩＤコントローラ（１１０）の応答は、エラーに対するその応答性、システムが設定点を行き過ぎる程度、及び何らかのシステム発振の程度に関して説明され得る。
【００４０】
一例において、コンピューティングデバイス（１００）は、ネットワーク接続を介して３Ｄ印刷装置（２００）結合され得る、又は直接的に３Ｄ印刷装置（２００）に結合され得る。別の例において、コンピューティングデバイス（１００）は、３Ｄ印刷装置（２００）の一部とすることができる。この例において、コンピューティングデバイス（１００）の要素は、単一のコンピューティング可能なデバイスを形成するために３Ｄ印刷装置（２００）内に含まれ得る。かくして、コンピューティングデバイス（１００）及び３Ｄ印刷装置（２００）は、同じデバイスへ組み込まれ得る。
【００４１】
ディスプレイ装置（１０９）は、コンピューティングデバイス（１００）のユーザがコンピューティングデバイス（１００）の機能と対話して実施することを可能にするために設けられ得る。また、周辺デバイスアダプター（１０３）は、プロセッサ（１０１）とディスプレイ装置（１０９）、プリンタ、又は他の媒体出力装置とのインターフェースを形成することができる。ネットワークアダプター（１０４）は、例えばネットワーク内の他のコンピューティングデバイスに対するインターフェースを提供することができ、それによりコンピューティングデバイス（１００）とネットワーク内に位置する他のデバイスとの間のデータ伝送が可能になる。
【００４２】
コンピューティングデバイス（１００）は、プロセッサ（１０１）により実行された場合、データ記憶デバイス（１０２）に格納された多数のアプリケーションを表す実行可能プログラムコードに関連した多数のグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）をディスプレイ装置（１０９）に表示する。ＧＵＩは、実行可能コードの態様を含むことができる。ＧＵＩは、例えば３Ｄ印刷装置（２００）により印刷されるべき物理的物体の描写として、例えばＣＡＤコンピュータプログラム製品で生成された物体の３Ｄモデルを表示することができる。更に、ディスプレイ装置（１０９）のＧＵＩ上で多数の相互作用的ジェスチャーを行うことを介して、ユーザは、物体を表すデータを準備して当該物体を印刷するように３Ｄ印刷装置（２００）に命令することができる。ディスプレイ装置（１０９）の例には、数あるディスプレイ装置（１０６）の中で特に、コンピュータの画面、ノートパソコンの画面、モバイル機器の画面、携帯情報端末（ＰＤＡ）の画面、タブレットの画面が含まれる。３Ｄ印刷装置（２００）は以下でより詳細に説明される。
【００４３】
コンピューティングデバイス（１００）は更に、本明細書で説明される方法およびシステムの具現化形態に使用される多数のモジュールを含む。コンピューティングデバイス（１００）内の様々なモジュールは、別々に実行され得る実行可能なプログラムコードを含む。この例において、様々なモジュールは、別々のコンピュータプログラム製品として格納され得る。別の例において、コンピューティングデバイス（１００）内の様々なモジュールは、多数のコンピュータプログラム製品内に組み合わされることができ、各コンピュータプログラム製品は多数のモジュールを含む。
【００４４】
コンピューティングデバイス（１００）は、例えばプロセッサ（１０１）により実行された際に、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域の制御点の検出された温度が設定温度に等しくない場合に、ランプのアレイの少なくとも１つのランプに供給される電力レベルを調整するためのランプ電力モジュール（１１１）を含むことができる。一例において、電力の調整は、ＰＩＤコントローラ（１１０）により提供される制御ループフィードバックに基づく。このようにして、構築材料ベッドの温度が所望の温度に等しくない場合、プロセッサ（１０１）はランプ電力モジュール（１１１）を実行し、ＰＩＤコントローラ（１１０）により提供される制御ループフィードバックに基づいて、全てのランプ、アレイ内のランプのグループ、又は単一のランプに供給される電力量を調整する。
【００４５】
さて、図２及び図３の３Ｄ印刷装置（２００）が説明される。図２は本明細書で説明される原理の一例による、３Ｄ印刷装置（２００）のブロック図である。更に、図３は本明細書で説明される原理の一例による３Ｄ印刷装置（２００）の等角切開図である。一例において、３Ｄ印刷装置（２００）は、コンピューティングデバイス（１００）の代わりに、ＰＩＤコントローラ（１１０）を含む。
【００４６】
３Ｄ印刷装置（２００）は構築材料ベッド（２０５）を含む。構築材料ベッド（２０５）は、易焼結性材料のような構築材料が層状に積み重ねられる任意のタイプの基体とすることができる。上述されたように、構築材料ベッド（２０５）は、構築材料の任意の数の層および合体剤に対応することができ、３Ｄ物体の様々な層を形成するために、それぞれの層が一度に構築材料ベッド（２０５）上に堆積される。一例において、多数の構築材料供給容器が構築材料ベッド（２０５）と並んで配置され得る。構築材料層状化デバイス（２１５）が構築材料供給容器から或る量の構築材料を受け取り、構築材料ベッド（２０５）上へ構築材料の最初の層または新たな層を堆積することができる。例えば、本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される限り、用語「構築材料ベッド」又は類似の言い回しは、３Ｄ物体の構築材料が堆積される任意の基体として広く理解されるべきであることが意図されている。
【００４７】
３Ｄ印刷装置（２００）はランプアレイ（２２５）を含む。ランプアレイ（２２５）は、多数のランプ（２１０−１から２１０−２４）を含み、本明細書において、ひとまとめにしてランプ（２１０）と呼ぶ。ランプ（２１０）は、構築材料ベッド（２０５）に熱を提供するために電磁放射線を放出する任意の数のデバイスを含むことができる。一例において、ランプ（２１０）は、７００ｎｍから１ｍｍの波長の赤外線波長において電磁放射線を放出する赤外線（ＩＲ）ランプとすることができる。一例において、ランプアレイ（２２５）のランプ（２１０）は、上側部分、及びランプ（２１０）からの電磁放射線が投射される窓ガラス（２４０）を含むハウジング内に収容される。窓ガラス（２４０）は、３Ｄ印刷装置（２００）の内部からランプ（２１０）を分離する。更に、一例において、ハウジング内のランプアレイ（２２５）は、動作中、ランプを冷えたままにするために専用の冷却システムにさらされることができるが、冷却システムにより供給される冷気を３Ｄ印刷装置（２００）の内部および構築材料ベッド（２０５）から離れるように分離して、分離された環境内でランプ（２１０）を依然として冷却することができると同時に、３Ｄ印刷装置（２００）の印刷領域内の調整された温度を維持することができる。
【００４８】
サーモグラフィカメラ（２１２）がランプアレイ（２２５）に結合され得る。一例において、サーモグラフィカメラ（２１２）は、ランプアレイ（２２５）の中央部分に結合される。ランプアレイ（２２５）のランプ（２１０）に囲まれたサーモグラフィカメラ（２１２）の中央部分は、構築材料ベッド（２０５）、及びその上に堆積された構築材料の層の均一な加熱のために設けられる。更に、ランプアレイ（２２５）のランプ（２１０）に囲まれたサーモグラフィカメラ（２１２）の中央部分は、構築材料ベッド（２０５）上に存在する温度プロファイルのより効率的で網羅的な検出および測定のために設けられ、その理由は、サーモグラフィカメラ（２１２）が直接傾斜した位置から構築材料ベッド（２０５）の全体を撮像することができるからである。この例において、ランプ（２１０）は、ランプ（２１０）により直接的にカバーされていないが、サーモグラフィカメラ（２１２）により占有されている構築材料ベッド（２０５）の中央部分を含む構築材料ベッド（２０５）上の構築材料の層をランプ（２１０）が正確に加熱するような場所に存在する。
【００４９】
しかしながら、他の例において、サーモグラフィカメラ（２１２）は、３Ｄ印刷装置（２００）内のどこへも配置され得る。サーモグラフィカメラ（２１２）は、例えば構築材料ベッド（２０５）の少なくとも一部から放出する赤外線放射線のような電磁放射線を検出することができる任意のタイプのカメラとすることができる。任意の数の温度カメラが、構築材料ベッド（２０５）の全表面の全体または一部を検出するために使用され得る。一例において、サーモグラフィカメラ（２１２）は、構築材料ベッド（２０５）から放出し、１４０００ｎｍまでの波長を有する電磁放射線を検出する。この例において、カメラは、構築材料ベッド（２０５）の全体に沿ってこの放出された赤外線放射線を連続的に検出する。一例において、パイロメータのアレイが、サーモグラフィカメラ（２１２）の代わりに使用されることができ、この場合、各パイロメータが構築材料ベッド（２０５）の表面上の単一点の放射率を検出する。この例において、温度データのピクセルの数は、アレイにおけるパイロメータの数に依存するかもしれない。別の例において、パイロメータは、構築材料ベッド（２０５）の多数の区域の温度を取得するためにサーモグラフィカメラ（２１２）と連係して使用され得る。更に別の例において、複数のサーモグラフィカメラ（２１２）を用いて、構築材料ベッド（２０５）の多数の区域の温度を取得することができる。更に別の例において、単一のサーモグラフィカメラ（２１２）を用いて、構築材料ベッド（２０５）の多数の区域の温度を取得することができる。
【００５０】
図３を参照すると、３Ｄ印刷装置（２００）は、構築材料ベッド（２０５）、サーモグラフィカメラ（２１２）、ローラ（２３５）を備える構築材料層状化装置（２１５）、多数のランプ（２１０）、及びプリントヘッド（２３０）を含む。これらのそれぞれの間の相互作用は、ここでより詳細に説明される。
【００５１】
動作中、サーモグラフィカメラ（２１２）は、構築材料ベッド（２０５）の温度を継続的に監視することができる。サーモグラフィカメラ（２１２）は、構築材料ベッド（２０５）が構築材料の合体温度より２℃〜３℃下の温度までランプ（２１０）により加熱される際、構築材料ベッド（２０５）により放出される赤外線放射線を監視している。一例において、サーモグラフィカメラ（２１２）は、構築材料がランプ（２１０）により加熱されることに加えて、構築材料により放出される赤外線放射線も監視することができる。構築材料層状化装置（２１５）が構築材料ベッド（２０５）の上を進行する。構築材料層状化装置（２１５）は、構築材料ベッド（２０５）の全ての部分を通り過ぎて、構築材料ベッド（２０５）上に構築材料の層を配置する。ローラ（２３５）は、構築材料ベッド（２０５）の表面に沿って構築材料を延ばす又は平らにし、構築材料ベッド（２０５）の全表面に沿って構築材料の平坦な範囲を達成する。
【００５２】
上述されたように、プリントヘッド（２３０）は、構築材料の最初の層または新たに形成された層の表面上へ合体剤を付着するために、構築材料ベッド（２０５）の全体を横切ることもできる。一例において、合体剤は、プリントヘッド（２３０）上の多数の電磁放射線放出光から追加のエネルギーを吸収する。この追加のエネルギーが合体剤により吸収される際、合体剤は、何らかの周囲の構築材料を、構築材料の合体温度に等しい又は当該合体温度を上回る温度に加熱し始める。これは構築材料を溶解、焼結または合体し、これにより３Ｄ物体の一部が形成される。
【００５３】
３Ｄ印刷装置（２００）のランプアレイ（２２５）の機能は、構築材料ベッドの印刷されていない部分を特定の温度に設定することができる。図２及び図３を再び参照すると、ランプアレイ（２２５）は、任意の数のランプ（２１０）を含むことができる。図２において、２４個のランプ（２１０）が図示される。しかしながら、構築材料ベッド（２０５）を加熱するために、任意の数のランプ（２１０）がランプアレイ（２２５）に含められ得る。ランプアレイ（２２５）のランプ（２１０）の数および構成は、ランプ（２１０）が異なる電力レベルで電力供給され得ることを考慮して、構築材料ベッド（２０５）の表面にわたって均一な放射線を供給するために計算される。かくして、３Ｄ印刷装置（２００）は、例えば構築材料ベッド（２０５）のサイズに基づいて、ランプ（２１０）の異なる構成および配置を含むランプアレイ（２２５）を含むことができる。一例において、ランプアレイ（２２５）の中央に比較的接近して位置するランプ（２１０−２１、１０−２２、２１０−２３、２１０−２４）は、比較的より高い電力レベルで動作することができるランプアレイ（２２５）の外側縁部上のランプ（２１０−１から２１０−２０）に比べて比較的低い電力レベルで動作することができる。これは、構築材料ベッド（２０５）の中央が全てのランプ（２１０）から放射線を受け取るが、構築材料ベッド（２０５）の外側縁部は構築材料ベッド（２０５）のその領域の直上に配置されたランプ（２１０−１から２１０−２０）から放射線を受け取るからである。一例において、及び以下でより詳細に説明されるように、ランプ（２１０）は、ランプ（２１０）に関連する電力の変化が如何にして特定のランプ（２１０）に影響を及ぼすかを定義する重み付き因子を割り当てられ得る。例えば、ランプのアレイ（２２５）のコーナーに位置するランプ（２１０）は、１の重みを割り当てられることができ、ランプのアレイ（２２５）の側部に位置するランプ（２１０）は１より小さい重みを割り当てられることができ、ランプのアレイ（２２５）の内側部分に位置するランプ（２１０）は、ランプのアレイ（２２５）の側部に位置するランプ（２１０）より小さい重みを割り当てられる。ランプのアレイ（２２５）のランプ（２１０）に供給される電力レベルを調整することは、複数のランプ（２１０）のそれぞれに定義された重み付けレベルに基づくことができる。
【００５４】
上述されたように、ランプ（２１０）の制御に対するフィードバックは、ランプアレイ（２２５）の近く又はランプアレイ（２２５）内に位置しているサーモグラフィカメラ（２１２）により提供される。また、上述されたように、図２に示されたように、ランプアレイ（２２５）の中央に位置する単一のサーモグラフィカメラ（２１２）は、十分とすることができる。しかしながら、一例において、多数のサーモグラフィカメラ（２１２）が、構築材料ベッド（２０５）の外側部分の温度を検出するために、ランプアレイ（２２５）の側部に位置することもできる。
【００５５】
図４は、本明細書で説明される原理の一例による、図２及び図３の３Ｄ印刷装置（２００）の構築材料ベッド（２０５）の上面ブロック図である。図４は、構築材料ベッド（２０５）上に印刷されている３Ｄ物体（４０５）を示す。図４の例において、３Ｄ物体（４０５）は、円環体（トーラス）形状を含む。３Ｄ物体を形成する場合、構築材料ベッド（２０５）の部分は、印刷されることができない。これら印刷されない部分は、構築材料ベッド（２０５）の表面に沿って均一な温度を維持するために、３Ｄ印刷装置（２００）及びコンピューティングデバイス（１００）により使用される。
【００５６】
一例において、構築材料ベッド（２０５）は、本明細書においてひとまとめにして区域（４００）と呼ばれる多数の異なる区域（４００−１から４００−９）へ論理的に分割され得る。９個の区域（４００）が図４に示される。しかしながら、より少ない又はより多い区域（４００）が構築材料ベッド（２０５）の表面を論理的に分割することができる。一例において、区域の数は、ユーザ定義可能である。更に、一例において、区域の数は、ランプアレイ（２２５）のランプ（２１０）の数に等しい。異なる区域（４００）からの温度測定値を用いて、構築材料ベッド（２０５）のどの部分（単数または複数）が所望の温度値または値域の範囲を越えている温度を有するかを判定することができる。複数区域温度閉ループ制御システムにおいて、構築材料ベッド（２０５）は図４に示されたように区域（４００）へ論理的に分割され、区域（４００）のそれぞれの温度は、ランプアレイ（２２５）の異なるランプ（２１０）により放出された放射線により影響を受ける。一例において、特定のランプ（２１０）が特定の区域（４００）に接近している場合、その特定のランプ（２１０）はその特定の区域（４００）の温度に関してより多くの影響力を有する。複数区域温度閉ループ制御システムはこのように定義されることができ、各ランプ（２１０）の電力レベル、及び結果として、放出された電磁放射線のレベルは、ランプ（２１０）のそれぞれに及び区域（４００）のそれぞれに割り当てられた多数の重みに基づいて、ＰＩＤコントローラ（２１０）により定義され得る。一例において、各ランプ（２１０）又はランプのグループは、ランプ（２１０）又はランプのグループの下の区域（４００）（単数または複数）の検出された温度に基づいて制御され得る。
【００５７】
多数の制御点（４１０）が、構築材料ベッド（２０５）の表面に沿って選択されて定義され得る。制御点（４１０）は、印刷されない構築材料ベッド（２０５）上の任意の点とすることができる。かくして、温度閉ループ制御点として使用するために選択された制御点は、構築材料ベッド（２０５）の印刷されない部分となるであろう。構築材料ベッド（２０５）の印刷される領域の温度は３Ｄ印刷装置の他の加熱制御システムに使用することができるが、構築材料自体または印刷された領域の温度は一般に、ランプアレイ（２２５）に関連して使用されない。
【００５８】
図５は、本明細書で説明される原理の一例による、３Ｄ物体を形成する方法を示す流れ図である。図５の方法は、ランプ（２１０）のアレイ（２２５）でもって構築材料ベッド（２０５）を放射線に当てること（ブロック５０１）から始まることができる。ランプ（２１０）のアレイ（２２５）は、複数のランプ（２１０）を含む。また、方法は、サーモグラフィカメラ（２１２）でもって、構築材料ベッド（２０５）の少なくとも１つの区域（４００）内の制御点（４１０）の温度を検出すること（ブロック５０２）も含むことができる。ランプのアレイ（２２５）のランプ（２１０）の少なくとも１つに供給される電力レベルは、構築材料ベッド（２０５）の少なくとも１つの区域（４００）の制御点（４１０）の検出された温度が設定温度に等しくない場合に、調整され得る（ブロック５０３）。さて、図５の方法に関するより詳細は、図６に関連して説明される。
【００５９】
図６は、本明細書で説明される原理の別の例による、３Ｄ物体を形成する方法を示す流れ図である。図６の方法は、ランプ（２１０）のアレイ（２２５）でもって構築材料ベッド（２０５）を放射線に当てること（ブロック６０１）から始まることができる。ランプ（２１０）のアレイ（２２５）は、複数のランプ（２１０）を含む。また、方法は、サーモグラフィカメラ（２１２）でもって、構築材料ベッド（２０５）の少なくとも１つの区域（４００）内の制御点（４１０）の温度を検出すること（ブロック６０２）も含むことができる。
【００６０】
サーモグラフィカメラ（２１２）は、区域（４００）の検知された温度を、区域（４００）の検出された温度が所望の温度値または値域の範囲を越えているか否かを判断するためにプロセッサ（１０１）及びＰＩＤコントローラ（１１０）に伝える。区域（４００）の検出された温度が所望の温度値または値域の範囲を越えていない場合（ブロック６０３、判定ＮＯ）、方法は、ブロック６０２に折り返して戻り、再び温度を検出する。このように、構築材料ベッド（２０５）の温度は、連続的に検知および分析される。
【００６１】
しかしながら、区域（４００）の検出された温度が所望の温度値または値域の範囲を越えている場合（ブロック６０３、判定ＹＥＳ）、プロセッサ（１０１）及びＰＩＤコントローラ（１１０）は、ランプアレイ（２２５）内のランプ（２１０）の位置に基づいて、複数のランプ（２１０）のそれぞれに割り当てられる多数の重みを定義する（ブロック６０４）。一例において、ランプ（２１０）の重みの定義（ブロック６０４）は、ブロック６０１、６０２又は６０３の前または後に実行されることができ、オフラインでさえも実行され得る。上述されたように、ランプアレイ（２２５）は、任意の数またはタイプの構成で構成された任意の数のランプ（２１０）を含むことができる。しかしながら、一例において、ランプ（２１０）は、ランプ（２１０）に関連する電力の変化が如何にして特定のランプ（２１０）に影響を及ぼすかを定義する重み付き因子を割り当てられ得る。一般的な事項として、一様な放射線を有するために、及び結果として均一的に加熱された構築材料ベッド（２０５）を得るために、各ランプ（２１０）は、特定の電力レベルで電力供給されるべきである。かくして、一例において、ランプのアレイ（２２５）のコーナーに位置するランプ（２１０）は、１の重みを割り当てられることができ、ランプのアレイ（２２５）の側部に位置するランプ（２１０）は１より小さい重みを割り当てられることができ、ランプのアレイ（２２５）の内側部分に位置するランプ（２１０）は、ランプのアレイ（２２５）の側部に位置するランプ（２１０）より小さい重みを割り当てられる。
【００６２】
ランプ（２１０）間の相対的電力レベルを提供するこのタイプの重み付け方式は、構築材料ベッド（２０５）の中央領域がランプアレイ（２２５）内の全てのランプ（２１０）から電磁放射線を受け取る一方で、構築材料ベッド（２０５）の縁部がランプ（２１０−１から２１０−２０）のようなコーナー及び縁部のランプから主として電磁放射線を受け取り、ランプ（２１０−２１、２１０−２２、２１０−２３、２１０−２４）のような、ランプアレイ（２２５）のコーナー及び側部の内側にあるランプ（２１０）から電磁放射線をさほど受け取らないという発想を考慮する。かくして、ランプ（２１０−２１、２１０−２２、２１０−２３、２１０−２４）のような、ランプアレイ（２２５）のコーナー及び側部の内側にあるランプ（２１０）は、ランプ（２１０−１から２１０−２０）のような、ランプのアレイ（２２５）のコーナー及び側部に位置するランプ（２１０）より低いレベルで重み付けされる。
【００６３】
一例において、ランプアレイ（２２５）内のランプ（２１０）の重みは、以下のように定義され得る。即ち、ランプのアレイ（２２５）のコーナーに位置するランプ（２１０）は、１．０の重みを割り当てられ、ランプのアレイ（２２５）の側部に位置するランプ（２１０）は約０．７〜０．８の重みを割り当てられ、ランプのアレイ（２２５）の内側部分に位置するランプ（２１０）は約０．２〜０．４の重みを割り当てられ得る。本明細書および添付の特許請求の範囲において使用される限り、用語「約」または類似の言い回しは、記載された重みプラス又はマイナス（±）０．５として上記の重みに関連して広く理解されるべきであることが意図されている。
【００６４】
上述されたように、ＰＩＤコントローラ（１１０）は、制御ループフィードバックを行い、３Ｄ印刷装置（２００）の構築材料ベッド（２０５）の所望の温度のような所望の設定点と測定されたプロセス変数との間の差としてエラー値を連続的に計算する。上記の重みは、ＰＩＤコントローラの計算の一部として入力される。
【００６５】
図６の方法は、構築材料ベッド（２０５）の少なくとも１つの区域（４００）の制御点（４１０）の検出された温度が設定温度に等しくない場合に、ランプのアレイ（２２５）のランプ（２１０）の少なくとも１つに供給される電力レベルを調整すること（ブロック６０５）を続けることができる。ブロック６０５において、調整は、複数のランプ（２１０）のそれぞれに定義された重み付きレベルに基づいて実行される。また、設定温度は、構築材料の合体温度のおよそ直下である。
【００６６】
一例において、制御点（４１０）は、図６のブロック６０１〜６０５の実行より前に、定義され得る。制御点（４１０）は、印刷されるべき３Ｄ物体（４０５）のＣＡＤモデル又は他のデジタル表現に基づいて定義され得る。この例において、構築材料ベッド（２０５）の多数の印刷されない領域は、３Ｄ物体（４０５）のデジタル表現から決定されることができ、これら領域の１つは、制御点（４１０）として選択され得る。かくして、構築材料ベッド（２０５）の印刷されない領域は印刷データにより定義され得る。更に、３Ｄ物体（４０５）の印刷中および印刷後、プロセッサ（１０１）は、当該制御点（４１０）を、構築材料ベッドの少なくとも１つの区域（４００）内の異なる制御点に適合させることができる。
【００６７】
図６のブロック６０４に関連した別の例において、ランプのアレイ（２２５）のランプ（２１０）の少なくとも１つに供給される電力レベルを調整することは、区域（４００）のそれぞれに割り当てられた重みに基づくことができる。かくして、一例において、プロセッサ（１０１）及びＰＩＤコントローラ（１１０）は、区域（４００）のそれぞれに対する重みを定義し、ランプ（２１０）に対する電力を制御することにより区域（４００）のそれぞれの温度を制御することができる。この例において、特定区域（４００）の温度に対する特定のランプ（２１０）の影響力は、特定区域（４００）に対する特定のランプ（２１０）の近接性に基づく。
【００６８】
更に、この例において、構築材料ベッド（２０５）内の区域（４００）の位置に基づいて区域（４００）のそれぞれに割り当てられる多数の重みを定義することは、以下のように定義され得る。即ち、構築材料ベッド（２０５）のコーナーに位置する区域（４００）は、１の重みを割り当てられ、構築材料ベッド（２０５）の側部に位置する区域（４００）は１より小さい重みを割り当てられ、構築材料ベッド（２０５）の内側部分に位置する区域（４００）は、構築材料ベッド（２０５）の側部に位置する区域（４００）より小さい重みを割り当てられる。ランプのアレイ（２２５）のランプ（２１０）の少なくとも１つに供給される電力レベルは、複数の区域（４００）のそれぞれに定義された重み付けレベルに基づくことができる。
【００６９】
図５及び図６において、ランプ（４００）の電力レベルの調整は、他の全てのランプ（４００）に無関係に行われ得る。この例において、ランプアレイ（２２５）の動作は、ランプ（２１０）が位置する区域（４００）の温度目標を達成する。かくして、各ランプ（２１０）は、他のランプ（２１０）に無関係に制御され得る。一例において、複数のランプ（２１０）は、所与の区域（４００）内の温度に割り当てられることができ、又は当該温度をもたらすことができる。この例において、所与の区域（４００）の温度に影響を及ぼすことができるランプ（２１０）は、所与の区域（４００）の所望の温度を一致協力して達成する。
【００７０】
単一点温度制御モードが実行されている図５及び図６の一例において、様々なランプ（２１０）に設定された重みは、ランプアレイのプロファイルを定義することができ、それによりランプアレイ（２２５）内の全てのランプ（４００）がランプアレイのプロファイルに基づいて、全体として又は一緒に調整される。この例において、構築材料ベッド（２０５）の温度が所望の温度範囲の範囲を越えている場合、ランプ（２１０）の電力レベルの調整は、ランプアレイのプロファイルに従う。
【００７１】
本システム及び方法の態様が、本明細書において説明された原理の例による、方法、装置（システム）及びコンピュータプログラム製品の流れ図および／またはブロック図に関連して本明細書で説明されている。流れ図およびブロック図の各ブロック、及び流れ図およびブロック図のブロックの組み合わせは、コンピュータ使用可能プログラムコードにより具現化され得る。コンピュータ使用可能プログラムコードは、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサに供給されて、例えばコンピューティングデバイス（１００）又は他のプログラム可能データ処理装置のプロセッサ（１０１）及び／又はＰＩＤコントローラ（１１０）を介して実行された際に、コンピュータ使用可能プログラムコードが、流れ図および／またはブロック図のブロック（単数または複数）に指定された機能または動作を具現化するようなマシンを生成することができる。一例において、コンピュータ使用可能プログラムコードは、コンピュータ可読記憶媒体内に組み入れられることができ、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータプログラム製品の一部である。一例において、コンピュータ可読記憶媒体は、持続性コンピュータ可読媒体である。
【００７２】
上記の説明は、説明される原理の例を例示および説明するために提示された。この説明は、網羅的にする、又はこれら原理を開示された何らかの全く同一の形態に制限することが意図されていない。上記の教示に鑑みて、多くの変更および変形が可能である。
【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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【国際調査報告】
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