(57)【要約】  本発明は、自動かつ格納型アディティブマニュファクチュアリング施設に関する。アディティブマニュファクチュアリング施設は、格納チャンバ（１０）を含み、複数のアディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）が格納チャンバ（１０）内に設置され、各アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）は、アディティブマニュファクチュアリングチャンバ（１２）を有し、アディティブマニュファクチュアリング施設は、アディティブマニュファクチュアリング施設の種々の機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）にアディティブマニュファクチュアリング粉末を供給する供給回路（２０）付きの供給装置（１８）と、種々の機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）相互間で循環する少なくとも１つの運搬チャンバ（４４）を含む、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体（Ｃ）を運搬する運搬装置（４２）と、アディティブマニュファクチュアリングトレーをそれ自体の中において自動かつ格納方式で清浄化する少なくとも１つの清浄化チャンバ（５２）を有する清浄化装置（５０）とを格納チャンバ（１０）内に設けた状態で更に含む。
2019503286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動かつ格納方式で稼働するアディティブマニュファクチュアリング施設において、前記アディティブマニュファクチュアリング施設は、格納チャンバ（１０）を含み、複数のアディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）が前記格納チャンバ（１０）内に設置され、各アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）は、アディティブマニュファクチュアリングチャンバ（１２）を有していて該アディティブマニュファクチュアリングチャンバ内において自動かつ格納方式で部品を製造することができるようにし、前記アディティブマニュファクチュアリング施設は、前記アディティブマニュファクチュアリング施設の種々の前記機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）に自動かつ格納方式で、アディティブマニュファクチュアリングにおいていつでも使用できる状態のアディティブマニュファクチュアリング粉末を供給する供給回路（２０）付きの供給装置（１８）と、前記アディティブマニュファクチュアリング施設の種々の前記機械に自動かつ格納方式で、清浄なトレー（Ｐ）を供給したり前記種々の機械によって使用された前記トレー（Ｐ）を前記製造部品と一緒に自動かつ格納方式で回収したりするために前記種々の機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）相互間で循環する少なくとも１つの運搬チャンバ（４４）を含む、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体（Ｃ）を運搬する運搬装置（４２）と、前記アディティブマニュファクチュアリングトレーをそれ自体の中において自動かつ格納方式で清浄化する少なくとも１つの清浄化チャンバ（５２）を有する清浄化装置（５０）とを前記格納チャンバ（１０）内に設けた状態で更に含む、アディティブマニュファクチュアリング施設。
【請求項２】
前記施設は、前記施設の前記格納チャンバ（１０）内の空気圧力を制御する装置（６２）と、前記アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）の前記マニュファクチュアリングチャンバ（１２）内の空気圧力を制御する装置（６４）と、前記運搬装置（４２）の各運搬チャンバ（４４）内の空気圧力を制御する装置（６６）と、前記清浄化装置（５０）の少なくとも１つの清浄化チャンバ（５２，５４）内の空気圧力を制御する装置（６８）とを含む、請求項１記載のアディティブマニュファクチュアリング施設。
【請求項３】
前記格納チャンバ（１０）の天井（７０）は、空気を前記格納チャンバ中に導入するよう通す少なくとも１つの換気装置（７２）および前記格納チャンバの床（４７）と同一高さに設けられていて空気を前記格納チャンバ（１０）から排出するよう通す少なくとも１つの空気排出装置（７４）を備えている、請求項１または２記載のアディティブマニュファクチュアリング施設。
【請求項４】
各アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）は、前記清浄化装置（５０）および前記運搬装置（４２）と一緒に、前記施設の前記格納チャンバ（１０）の外部に配置された管理インターフェース（７８）を有する、請求項１〜３のうちいずれか一に記載のアディティブマニュファクチュアリング施設。
【請求項５】
前記清浄化装置（５０）および前記運搬装置（４２）は、前記管理インターフェース（７８）および空気および／または電力および／または空気圧動力を前記アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）に供給する手段として、前記施設の前記格納チャンバ（１０）の外部に配置され、コンピュータリンクが前記アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）、前記清浄化装置（５０）および前記運搬装置（４２）を前記アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）、前記清浄化装置（５０）および前記運搬装置（４２）の管理インターフェース（７８）に接続し、空気および／または電力および／または空気圧動力を供給する前記手段への前記アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）、前記清浄化装置（５０）および前記運搬装置（４２）の接続部（８１，８２）が前記機械および前記装置の頂部と前記格納チャンバの前記天井（７０）との間に延びている、請求項１〜４のうちいずれか一に記載のアディティブマニュファクチュアリング施設。
【請求項６】
前記供給装置（１８）は、前記施設の前記格納チャンバ（１０）内に設けられた保護チャンバ（２２）内に格納され、前記供給回路（２０）の１本または複数の導管（２４）が前記保護チャンバ（２２）の壁（２６）を封止状態で貫通している、請求項１〜５のうちいずれか一に記載のアディティブマニュファクチュアリング施設。
【請求項７】
アディティブマニュファクチュアリング施設を格納する方法であって、前記アディティブマニュファクチュアリング施設は、格納チャンバ（１０）を含み、複数のアディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）が前記格納チャンバ（１０）内に設置され、各アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）は、アディティブマニュファクチュアリングチャンバ（１２）を有していて該アディティブマニュファクチュアリングチャンバ内において自動かつ格納方式で部品を製造することができるようにし、前記アディティブマニュファクチュアリング施設は、前記アディティブマニュファクチュアリング施設の種々の前記機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）に自動かつ格納方式で、アディティブマニュファクチュアリングにおいていつでも使用できる状態のアディティブマニュファクチュアリング粉末を供給する供給回路（２０）付きの供給装置（１８）と、前記アディティブマニュファクチュアリング施設の種々の前記機械に自動かつ格納方式で、清浄なトレー（Ｐ）を供給したり前記種々の機械によって使用された前記トレー（Ｐ）を前記製造部品と一緒に自動かつ格納方式で回収したりするために前記種々の機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）相互間で循環する少なくとも１つの運搬チャンバ（４４）を含むアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体（Ｃ）を運搬する運搬装置（４２）と、前記アディティブマニュファクチュアリングトレーをそれ自体の中において自動かつ格納方式で清浄化する少なくとも１つの清浄化チャンバ（５２）を有する清浄化装置（５０）とを前記格納チャンバ（１０）内に設けた状態で更に含む形式の格納方法において、前記格納チャンバ（１０）内の空気を前記格納チャンバの外部の空気よりも低い圧力に保つ、アディティブマニュファクチュアリング施設の格納方法。
【請求項８】
各運搬チャンバ（４４）内の空気圧力は、各アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）の前記マニュファクチュアリングチャンバ（１２）内の空気圧力に等しい、請求項７記載のアディティブマニュファクチュアリング施設の格納方法。
【請求項９】
各運搬チャンバ（４４）内の空気の組成は、各アディティブマニュファクチュアリング機械（Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４）の前記マニュファクチュアリングチャンバ（１２）内の空気の組成と同一に保たれる、請求項７または８記載のアディティブマニュファクチュアリング施設の格納方法。
【請求項１０】
前記清浄化装置（５０）は、乾式清浄化チャンバ（５２）を有し、前記乾式清浄化チャンバ（５２）内の空気圧力は、前記施設の前記格納チャンバ（１０）内に維持される空気圧力よりも低く保たれる、請求項７〜９のうちいずれか一に記載のアディティブマニュファクチュアリング施設の格納方法。
【請求項１１】
前記供給装置（１８）は、前記施設の前記格納チャンバ（１０）内に設けられた保護チャンバ（２２）内に格納されており、前記保護チャンバ（２２）内の空気圧力は、前記格納チャンバ（１０）内に維持される空気圧力よりも低く保たれる、請求項７〜１０のうちいずれか一に記載のアディティブマニュファクチュアリング施設の格納方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁線を含むエネルギービーム、例えばレーザビームおよび／または粒子ビーム、例えば電子ビームを用いて粉末の粒を焼結しまたは溶解させることによって粉末利用アディティブマニュファクチュアリングの分野に関する。
【０００２】
特に、本発明は、複数のアディティブマニュファクチュアリング機械を含むアディティブマニュファクチュアリング施設の格納およびかかる施設内でのアディティブマニュファクチュアリングトレーの格納状態の搬送に関する。
【背景技術】
【０００３】
アディティブマニュファクチュアリング機械のマニュファクチュアリングチャンバ内におけるアディティブマニュファクチュアリングプロセスの実施中、第１の粉末層をマニュファクチュアリングチャンバ内の定位置に保持されたマニュファクチュアリングスリーブ内に摺動可能に設けられているアディティブマニュファクチュアリングトレー上に堆積させる。次に、上述のエネルギービームのうちの１つを用いてこの第１の粉末層を所定のパターンで圧密化する。次に、マニュファクチュアリングトレーをマニュファクチュアリングスリーブ内で下降させて第２の粉末層の堆積および圧密化を可能にする。最後にトレーを下降させるステップおよび次の粉末層を堆積させて圧密化するステップは、製造されるべき部品の製造に必要な最後の粉末層の堆積および圧密化まで互いに次々と行われる。
【０００４】
アディティブマニュファクチュアリングサイクルの完了時、製造部品の基部をアディティブマニュファクチュアリングトレーに連結し、製造部品を多量の非圧密化粉末内に埋め込む。
【０００５】
製造部品を回収するためには、アディティブマニュファクチュアリングトレーを機械のマニュファクチュアリングチャンバから取り出すことが必要である。好ましくは、アディティブマニュファクチュアリングトレーおよび製造部品をマニュファクチュアリングスリーブの下に位置決めされた容器の助けによりマニュファクチュアリングチャンバから取り出す。有利には、容器はまた、製造部品を包囲している非圧密化粉末を回収して搬送するために使用できる。
【０００６】
新たなアディティブマニュファクチュアリングサイクルを実施するため、新品の清浄なトレーをアディティブマニュファクチュアリング機械のマニュファクチュアリングチャンバ中に挿入して定位置に置かなければならない。
【０００７】
工業規模の部品の製造のために複数のアディティブマニュファクチュアリング機械を用いる場合、アディティブマニュファクチュアリングトレーの取り出しおよび挿入作業をオペレータによって手動で実施することができない。
【０００８】
第１にオペレータは、アディティブマニュファクチュアリング粉末のある特定の成分の毒性に繰り返しさらされる。第２に、手動で実施する場合、これらの作業は、多大過ぎる時間を要する。
【０００９】
かくして、例えば米国特許第６８２４７１４号明細書に開示されているように、チェーンコンベヤ手段を用いて空の容器／トレー組立体をアディティブマニュファクチュアリング機械のマニュファクチュアリングチャンバに自動方式で運搬したり、このマニュファクチュアリングチャンバから用いられた容器／トレー組立体を製造部品および非圧密化粉末がこれら容器／トレー組立体を包囲した状態で、取り出したりする場合がある。
【００１０】
米国特許第６８２４７１４号明細書に記載された解決策の第１の欠点によれば、非圧密化粉末で満たされた容器／トレー組立体が機械から取り出されて運搬されるが、この場合、非圧密化粉末粒が施設内に散らばるのを阻止するための保護方式または手段は、設けられていない。
【００１１】
特に金属部品の製造のために工業的に用いられるアディティブマニュファクチュアリング粉末のある特定の成分の毒性が存在すると仮定すれば、米国特許第６８２４７１４号明細書に開示された解決策は、環境上の危険をもたらすとともに例え施設内で動き回っている人々が適当な保護装備、例えばオーバーオール、ゴーグルおよびマスクを着用している場合でもかかる人々にとって健康上および安全上のリスクとなる。
【００１２】
最後に、米国特許第６８２４７１４号明細書に記載された解決策の別の欠点によれば、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体を挿入したり取り出したりするための自動化手段は、アディティブマニュファクチュアリング機械のマニュファクチュアリングチャンバ内で実施されるアディティブマニュファクチュアリングプロセスに必要な不活性または制御された雰囲気を保つことを可能にすることはない。
【００１３】
したがって、米国特許第６８２４７１４号明細書に開示された自動化解決策では、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体の各取り出しステップ後にマニュファクチュアリングチャンバ内に存在する空気を不活性にしまたは状態調節するステップを提供することが必要である。工業的観点からは、この空気状態調節または不活性化ステップは、アディティブマニュファクチュアリング機械が効果的に使用状態にある時間の長さを短くし、したがって、製造能力を減少させる。
【００１４】
最後に、アディティブマニュファクチュアリング施設内における環境およびこのアディティブマニュファクチュアリング施設内で作業する人々の健康の保護のためのある特定の規則に準拠するためには、アディティブマニュファクチュアリング機械の衛生上の使用条件を向上させる必要性もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第６８２４７１４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
かくして、本発明は、先行技術で確認された欠点のうちの少なくとも１つを解決するとともに上述の工業上の要望を満たすことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この目的のため、本発明の要旨は、自動かつ格納方式で稼働するアディティブマニュファクチュアリング施設にある。
【００１８】
本発明によれば、アディティブマニュファクチュアリング施設は、格納チャンバを含み、複数のアディティブマニュファクチュアリング機械が格納チャンバ内に設置され、各アディティブマニュファクチュアリング機械は、アディティブマニュファクチュアリングチャンバを有していてこのアディティブマニュファクチュアリングチャンバ内において自動かつ格納方式で部品を製造することができるようにする。
【００１９】
さらに、アディティブマニュファクチュアリング施設は、格納チャンバ内に設けられていて、アディティブマニュファクチュアリング施設の種々の機械に自動かつ格納方式で、アディティブマニュファクチュアリングにおいていつでも使用できる状態のアディティブマニュファクチュアリング粉末を供給する供給回路付きの供給装置を含む。
【００２０】
次いで、アディティブマニュファクチュアリング施設は、格納チャンバ内に設けられていて、アディティブマニュファクチュアリング施設の種々の機械に自動かつ格納方式で、清浄なトレーを供給したり種々の機械によって使用されたトレーを製造部品と一緒に自動かつ格納方式で回収したりするために種々の機械相互間で循環する少なくとも１つの運搬チャンバを含むアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体を運搬する運搬装置を含む。
【００２１】
最後に、アディティブマニュファクチュアリング施設は、格納チャンバ内に設けられていて、アディティブマニュファクチュアリングトレーをそれ自体の中において自動かつ格納方式で清浄化する少なくとも１つの清浄化チャンバを有する清浄化装置を含む。
【００２２】
本発明の施設の完全自動化により、施設の可動を格納チャンバの外部から制御し、かくして、施設内に人間が存在することを保守および補修手順のみに制限することが可能である。
【００２３】
有利には、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体を種々のアディティブマニュファクチュアリング機械と清浄化装置との間において格納状態で搬送することによって、施設およびその周囲環境が人間にとって毒性である場合のある粒子で汚染されることが阻止される。
【００２４】
重要な一利点によれば、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体の格納状態による搬送により、制御されたまたは不活性の雰囲気の下での搬送を計画することが可能であり、その目的は、アディティブマニュファクチュアリング機械のマニュファクチュアリングチャンバからのアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体の取り出しおよびマニュファクチュアリングチャンバ中へのアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体の挿入の各ステップ後にかかるマニュファクチュアリングチャンバ内の空気の再状態調節を回避することにある。
【００２５】
本発明はまた、本発明のアディティブマニュファクチュアリング施設の格納方法を提供する。
【００２６】
この方法によれば、格納チャンバ内の空気を格納チャンバの外部の空気よりも低い圧力に保つ。かくして、格納チャンバが漏れ止め状態であることによって提供される格納具合を格納チャンバの内外相互間の圧力差によって向上させる。
【００２７】
本発明の別の特徴および別の利点は、以下の説明から明らかになろう。非限定的な実施例により提供される以下の説明は、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明のアディティブマニュファクチュアリング施設の概略鳥瞰図である。
【図２】本発明のアディティブマニュファクチュアリング施設の概略側面図である。
【図３】本発明のアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体を運搬するための運搬装置の概略斜視図である。
【図４】図１の詳細図である。
【図５】本発明のアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体を運搬するための運搬装置の概略断面図である。
【図６】本発明の運搬装置を用いるアディティブマニュファクチュアリング機械のマニュファクチュアリングチャンバからのアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体の取り出しまたはアディティブマニュファクチュアリング機械のマニュファクチュアリングチャンバ中へのアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体の挿入の仕方を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１に示されているように、本発明は、アディティブマニュファクチュアリング施設に関し、このアディティブマニュファクチュアリング施設は、この施設の格納チャンバ１０内に設置された複数のアディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を含む。
【００３０】
格納チャンバ１０は、密閉チャンバを意味し、この密閉チャンバは、このチャンバ内に存在する空気がこのチャンバの外部に循環するのを阻止する。
【００３１】
図６で理解できるように、各機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、マニュファクチュアリングチャンバ１２を有し、各機械は、マニュファクチュアリングチャンバ１２内で部品を自動かつ格納方式で製造するために用いられる。製造は、格納状態であると言われるが、その理由は、マニュファクチュアリングチャンバ１２がマニュファクチュアリングチャンバ１２の内部からマニュファクチュアリングチャンバの外部、すなわち施設の格納チャンバ１０への空気の循環を阻止するような仕方で封止状態で密閉可能だからである。
【００３２】
有利には、各機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、そのマニュファクチュアリングチャンバ１２内に数個の、好ましくは２つの作業ゾーンを有するのが良い。かくして、各機械は、数個のアディティブマニュファクチュアリングトレー上で部品を同時に製造するのを可能にする。
【００３３】
図４に示されているように、各機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のチャンバ１２は、作業ゾーン１６が存在するので、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体のための作業ゾーンと同数の入口／出口エアロック１４を有するのが良く、容器／トレー組立体は、作業ゾーンに専用の入口／出口エアロック１４を経て各作業ゾーン１６に入ったりこれから出たりする。
【００３４】
施設の種々の機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４にアディティブマニュファクチュアリングの際にいつでも使用できる状態にあるアディティブマニュファクチュアリング粉末を自動かつ格納方式で供給するために、施設は、格納チャンバ１０内に設けられた粉末供給装置１８および供給回路２０含む。供給回路２０は、供給装置１８を施設の種々の機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に連結している。有利には、供給装置１８はまた、粉末を機械に計量分配する前に粉末を準備するためにも用いられ、準備は、例えば、粉末を乾燥させるステップおよび粉末をふるい分けするステップを含む。
【００３５】
供給装置１８は、処理装置、計量装置および粉末流量制御装置を互いに連結する多数の導管を有しているので、供給装置１８は、粉末の粒が逃げ出ることができる多数の接合部を有する。アディティブマニュファクチュアリング粉末の中には毒性化合物を含むものもあるので、本発明は、施設の残部からの供給装置１８の隔離を可能にする。この目的のため、供給装置１８は、施設の格納チャンバ１０内に設けられた保護チャンバ２２内に格納され、供給回路２０の１本または複数の導管２４は、保護チャンバ２２の壁２６を封止状態で貫通している。導管２４が壁２６を封止状態で貫通することができるようにするため、例えば、壁２６には開口部が設けられ、封止手段が壁２６と導管２４との間でこの開口部のところに設けられる。
【００３６】
再び、施設の格納チャンバ１０内への粉末の漏れを制限することを目的として、供給回路２０は、供給装置１８からの吸引力によって粉末を施設の機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に運搬する。
【００３７】
オペレータが供給装置１８に粉末を補充するために格納チャンバ１０または供給装置１８の保護チャンバ２２に入らなければならない事態を回避するため、供給装置１８に保護チャンバ２２の外部からかつ施設の格納チャンバ１０の外部から補充するための手段が採用される。この目的のため、補充室２８が格納チャンバ１０の外部に設けられ、補充回路３０が補充室２８内に設置された補充容器３２を供給措置１８に連結する役目を果たす。供給回路２０の１本または複数の導管２４と同様、補充回路３０の１本または複数の導管３６が格納チャンバ１０および保護チャンバ２２の１つまたは複数の壁３４を封止状態で貫通している。
【００３８】
有利には、粉末回収回路３８が施設の各機械内に堆積した過剰のアディティブマニュファクチュアリング粉末を再生処理して再使用するために施設の各機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を供給装置１８に連結している。回収回路３８は、機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４からの吸引力によって粉末を供給装置１８に運搬し、回収回路３８の１本または複数の導管４０が保護チャンバ２２の壁２６を封止状態で貫通している。
【００３９】
この場合もまた、施設は、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃを運搬する運搬装置４２を格納チャンバ１０内に位置した状態でかつ施設の完全自動化のために、更に含む。
【００４０】
アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃは、アディティブマニュファクチュアリングトレーおよびアディティブマニュファクチュアリング容器で構成された組立体を意味している。容器は、トレーを包囲している壁の形態をとっており、この容器は、トレーを製造部品およびこれら製造部品を包囲した非圧密化粉末とともに搬送するのに役立つ。
【００４１】
これらアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃを運搬するため、運搬装置４２は、種々の機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４相互間で循環して移動する少なくとも１つの運搬チャンバ４４を有する。運搬装置４２は、施設の種々の機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に清浄なトレーＰを自動かつ格納方式で供給したり、これら機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４によって用いられたトレーＰならびに製造部品を自動かつ格納方式で回収したりすることができるようにする。
【００４２】
変形例としてまたは特別に必要な場合、運搬装置４２はまた、トレーＰだけを、すなわち容器なしで、しかしながら製造部品とともにまたは製造部品を伴わないで格納状態で運搬することができるようにする。運搬装置４２が容器なしで、しかしながら製造部品とともにトレーを搬送するために用いられる場合、機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、好ましくは、アディティブマニュファクチュアリングサイクルの終わりに製造部品を包囲している非圧密化粉末を回収する手段を備える。
【００４３】
より詳細に説明すると、運搬装置４２は、施設の格納チャンバ１０内でかつチャンバ１０の床４７上を延びる循環経路４６の形態をしており、１つまたは複数の運搬チャンバ４４は、図２〜図６に示されているように、経路４６上を走行するよう設計されたトロリー４８に取り付けられている。
【００４４】
好ましくは、循環経路４６は、直線状であり、施設の種々の機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、循環経路４６の第１の区分Ｔ１の各側に分布して配置されている。この場合もまた、好ましくは、第１の区分Ｔ１は、運搬装置４２の循環経路４６の第１の端部Ｅ１のところに配置されている。
【００４５】
この場合もまた、施設は、格納チャンバ１０内にかつ施設の完全自動化のために、内部でアディティブマニュファクチュアリングトレーＰおよび更に製造部品を自動かつ格納方式で清浄化する少なくとも１つの清浄化チャンバ５２を有する清浄化装置５０を含む。有利には、清浄化を必要とするのはトレーＰおよび製造部品だけであり、というのは、これらは、格納チャンバ１０内に残る容器とは異なり、格納チャンバ１０から取り出されることになっているからである。
【００４６】
好ましい形態では、清浄化装置５０は、第１の乾式清浄化チャンバ５２、第２の湿式清浄化チャンバ５４、およびトレーＰを１つのチャンバから別のチャンバに搬送するコンベヤ５６を有する。有利には、湿式清浄化チャンバ５４は、アディティブマニュファクチュアリングトレーＰを格納チャンバ１０内に挿入したり、トレーＰを格納チャンバ１０から取り出すための入口／出口エアロック５８の近くに配置したりされ、トレーＰを運搬する第２のコンベヤ６０が湿式清浄化チャンバ５４とエアロック５８との間に設けられている。
【００４７】
施設の好ましい実施形態では、清浄化装置５０およびトレーＰのための入口／出口エアロック５８は、運搬装置４２の直線状循環経路４６の第２の端部Ｅ２のところに配置されている。
【００４８】
施設の種々の機械および装置の種々のチャンバ内への容器／トレー組立体Ｃの格納を最適化するため、施設は、施設の格納チャンバ１０内の空気圧力を制御する装置６２と、アディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のマニュファクチュアリングチャンバ１２内の空気圧力を制御する装置６４と、運搬装置４２の各運搬チャンバ４４内の空気圧力を制御する装置６６と、清浄化装置５０の少なくとも１つの清浄化チャンバ５２，５４内の空気圧力を制御する装置６８とを含む。これら種々の装置６２，６４，６６，６８により、チャンバ１２，４４，５２，５４内の空気を格納チャンバ１０内の空気圧力よりも低いまたはこれに等しい圧力状態に保つことが可能である。かくして、これらチャンバ１２，４４，５２，５４から格納チャンバ１０への毒性粉末粒の漏れが制限される。
【００４９】
有利には、装置６２はまた、空気を施設の格納チャンバ１０内に導入する前に空気を処理するのを可能にする。例えば、装置６２は、格納チャンバ１０の外部から取り入れられる空気を濾過するとともにこの空気の温度および湿度を制御し、その後にこの空気を格納チャンバ中に導入するのを可能にする。
【００５０】
製造チャンバ１２および運搬チャンバ４４の不活性化を管理することができるようにするため、装置６４は、アディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のマニュファクチュアリングチャンバ１２中に導入される空気の気体組成を制御するためにも使用でき、装置６６は、運搬装置４２の各運搬チャンバ４４中に導入される空気の気体成分を制御するためにも使用できる。具体的に説明すると、装置６４，６６は、これら装置が連結されているチャンバ中に導入される空気中の酸素レベルを制御するために使用できる。各運搬チャンバ４４の不活性化を可能にすることにより、機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が不活性化エアロックを備える必要性がなくなるとともに容器／トレー組立体Ｃの各出入り後に各マニュファクチュアリングチャンバ内に存在する空気の再不活性化が回避される。有利には、装置６４，６６はまた、これらが連結されているチャンバの不活性化解除を格納チャンバ１０の外部から管理するためにも使用できる。
【００５１】
好ましくは、これら種々の装置６２，６４，６６，６８の全ては、施設の格納チャンバ１０の外部に配置される。したがって、これら装置は、格納チャンバ１０の作業容積を損なわず、したがって所要の保護機器を備えた格納チャンバに入る必要なくこれら装置に関与することが可能である。加うるに、これら種々の装置６２，６４，６６，６８は、施設の格納チャンバ１０の外部に配置されているので、これら種々の装置６２，６４，６６，６８は、定期的な除染を必要としない。
【００５２】
高密度アディティブマニュファクチュアリング粉末の粒または粒子の排出を促進するため、下向き空気流が施設の格納チャンバ１０内に提供される。この目的のため、格納チャンバ１０の天井７０は、空気を格納チャンバ中に導入するよう通す少なくとも１つの換気装置７２および格納チャンバの床４７と同一高さに設けられていて空気を格納チャンバ１０から排出するよう通す少なくとも１つの空気排出装置７４を備えている。詳細に説明すると、例えば喚起レールの形態をした換気装置７２は、施設の格納チャンバ１０内の空気の圧力および組成を制御するための装置６２に連結され、各空気排出装置７４は、空気を格納チャンバ１０から排出する前に空気を濾過するための濾過装置７６に連結されている。
【００５３】
施設の格納チャンバ１０の外部からのアディティブマニュファクチュアリング機械の作動を制御するため、各アディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４は、施設の格納チャンバ１０の外部に配置された管理インターフェース７８を清浄化装置５０および運搬装置４２と一緒に有する。好ましくは、単一の管理インターフェース７８が上述の種々の機械および種々の装置によって共有される。図１に示されているように、共有されている管理インターフェース７８は、格納チャンバ１０の外部に配置された監視ブース８０内に設置されるのが良い。
【００５４】
非圧密化粉末の粒を格納チャンバ１０の床４７上に堆積させる表面を制限するため、そして管理インターフェース７８および空気および／または電力および／または空気圧動力をアディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４に供給する手段、例えば装置６４，６６，６８として、清浄化装置５０および運搬装置４２は、施設の格納チャンバ１０の外部に配置され、アディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４、清浄化装置５０および運搬装置４２をこれらの管理インターフェース７８に接続するとともにこれらの連結部、例えば導管およびケーブル８１を、空気および／または電力および／または空気圧動力を供給するこれらの手段に接続するコンピュータリンク、例えば配線がこれら機械およびこれら装置の頂部と格納チャンバの天井７０との間に延びている。運搬装置４２が移動性なので、この運搬装置は、ドラグチェーン８２を介してその管理インターフェース７８およびその供給手段に連結される。
【００５５】
機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と清浄化装置５０との間における容器／トレー組立体Ｃの流れを調整するため、容器／トレー組立体Ｃを貯蔵する２つの装置８４，８６が設けられている。これら彫像装置のチャンバは、運搬装置４２の１つまたは複数の運搬チャンバ４４と連通関係をなすよう設計されている。清浄なトレーＰの汚染を回避するため、これら装置のうちの一方８４は、清浄なトレーＰを収容した容器／トレー組立体Ｃの貯蔵部に専用であり、他方の装置８６は、清浄化されるべきトレーＰを収容した容器／トレー組立体Ｃの貯蔵に専用である。有利には、これら装置８４，８６の貯蔵チャンバを不活性化するとともにこれらチャンバ内の空気圧力を制御することもまた想定されるのが良い。好ましくは、これら２つの貯蔵装置８４，８６は、機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と清浄化装置５０との間で運搬装置４２の循環経路４６の中心よりに配置される。
【００５６】
損傷したまたは欠陥のあるトレーＰまたは容器／トレー組立体Ｃの手動取り出しを可能にするため、保守エアロック８８が運搬装置４２の循環経路４６に沿って設けられている。この保守エアロック８８のチャンバは、運搬装置４２の１つまたは複数の運搬チャンバ４４と連通関係をなすよう設計されている。好ましくは、保守エアロック８８は、運搬装置４２の循環経路４６の第２の端部Ｅ２のところに配置されている。
【００５７】
この場合もまた、運搬装置４２のトロリー４８に対する種々の保守手順、例えば運搬チャンバ４４の交換を実施するための保守ゾーン９０が運搬装置４２の循環経路４６の第２の端部Ｅ２のところにかつ循環経路４６の終わりのところに設けられている。
【００５８】
種々の格納チャンバおよびちょうど説明したばかりの種々の空気流および処理装置に加えて、本発明はまた、施設の種々の装置および機械の種々のチャンバ内で搬送されるとともに用いられる容器／トレー組立体ＣおよびかくしてトレーＰの格納具合を向上させる方法を提供する。
【００５９】
最初に、施設例えばプラントの他の施設の外部の環境を保護するため、格納方法に従って格納チャンバ１０内の空気を格納チャンバの外部の空気よりも低い圧力状態に保つ。かくして施設の外部へのアディティブマニュファクチュアリング粉末粒の漏れが阻止される。
【００６０】
次に、各運搬チャンバ４４は、種々の機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のマニュファクチュアリングチャンバ１２と連通関係をなすよう設計されているので、格納方法によれば、各運搬チャンバ４４内の空気圧力は、各アディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のマニュファクチュアリングチャンバ１２内の空気圧力に実質的に等しい。
【００６１】
アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃの各取り出しおよび挿入後におけるアディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のマニュファクチュアリングチャンバ１２の再不活性化を回避するため、これまた格納方法によれば、各運搬チャンバ４４内の空気の組成を特に空気中の酸素および不活性ガス、例えば窒素の比率に関し、各アディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のマニュファクチュアリングチャンバ１２内の空気の組成と実質的に同一に保つ。
【００６２】
清浄化装置５０の乾式清浄化チャンバ５２の格納具合を最適化するため、格納方法によれば、乾式清浄化チャンバ５２内の空気圧力を施設の格納チャンバ１０内に維持されている空気圧力よりも低く保つ。
【００６３】
最後に、施設の格納チャンバ１０内に設けられている保護チャンバ２２内における供給装置１８の格納具合を最適化するため、格納方法によれば、保護チャンバ２２内の空気圧力を格納チャンバ１０内に維持されている空気圧力よりも低く保つ。
【００６４】
アディティブマニュファクチュアリング施設の完全自動化および種々のチャンバ内への容器／トレー組立体Ｃの格納と並行して、本発明はまた、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃを運搬する運搬装置４２に関する。
【００６５】
図３〜図６に示されているように、運搬装置４２は、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃを運搬する少なくとも２つの運搬チャンバ４４を有する。各運搬チャンバ４４は、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃの出入りのための少なくとも１つの開口部９２を有し、各開口部９２は、運搬チャンバ４４を封止状態に密閉するドア９４を備えている。
【００６６】
２つの運搬チャンバ４４は、トロリー４８および運搬装置４２の循環経路４６と関連しているので、２つの運搬チャンバ４４は、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体ＣおよびかくしてアディティブマニュファクチュアリングトレーＰを施設の種々の機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と種々の装置５０，８４，８６，８８との間において格納かつ自動方式で搬送するために使用できる。さらに、清浄化されるべきトレーから清浄なトレーＰを別個に搬送することによって、２つの運搬チャンバ４４は、清浄なトレーＰが定位置に置かれてアディティブマニュファクチュアリング機械のマニュファクチュアリングチャンバ１２内で用いられるまで、清浄なトレーＰの清浄度を保つことができるようにする。
【００６７】
運搬チャンバ４４と機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のマニュファクチュアリングチャンバ１２との間における容器／トレー組立体Ｃの移送中、運搬チャンバ４４と機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のマニュファクチュアリングチャンバ１２との間の最適封止を保証するため、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃの出入りのための開口部９２を備えた運搬チャンバの各壁９６は、内壁９８および外壁１００から成る二重壁の形態をしており、各壁を横切って、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃの出入りのための開口部９２，１０２が設けられ、内壁９８の開口部９２は、内劇９８およびかくして運搬チャンバ４４を封止状態で密閉するドア９４を備え、外壁１００の開口部１０２は、周辺シール１０４を備えている。好ましくは、ドア９４と内壁９８との間にも周辺シール１０５が設けられている。運搬チャンバ４４とアディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４のマニュファクチュアリングチャンバ１２との間の封止を達成するため、開口部１０２は、好ましくは、外壁１００の表面全体にわたって延びている。
【００６８】
理想的には、図６に示されているように、運搬チャンバ４４の壁９６と接触関係をなすよう設計されたマニュファクチュアリングチャンバ１２の壁１０６もまた、内壁１０８および外壁１１２を含む二重壁の形態をしている。内壁１０８は、ドア１１０によって閉鎖された開口部１０９を有し、ドア１１０と内壁１０８との間には周辺シール１１５が設けられ、外壁１１２は、周辺シール１１４を備えた開口部１１３を有している。
【００６９】
有利には、運搬装置４２の各運搬チャンバ４４は、運搬チャンバ４４をトロリー４８に対して側方に動かすアクチュエータ１１６、例えばラックシステムを備えている。かくして、運搬チャンバ４４とマニュファクチュアリングチャンバ１２との間における容器／トレー組立体Ｃの移送中、運搬チャンバ４４の壁９６は、マニュファクチュアリングチャンバ１２の壁１０６に圧接され、外壁１００，１１２のシール１０４，１１４は、互いに押しつけられ、それによりこれら２つのチャンバ相互間の連通を封止する。
【００７０】
省スペース化のためかつ運搬チャンバ４４をマニュファクチュアリングチャンバ１２に横付けするのを容易にするため、運搬チャンバ４４のドア９４およびマニュファクチュアリングチャンバ１２のドア１１０は、滑り式（引き戸）である。
【００７１】
直線状循環経路４６および施設の直線配置状態に対して最適化された運搬装置４２の一実施形態では、各運搬チャンバ４４は、少なくとも２つの互いに反対側の側壁９６Ｄ，９６Ｇを有し、これら互いに反対側の側壁９６Ｄ，９６Ｇの各々は、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体Ｃの出入りのための開口部９２を有し、この開口部は、運搬チャンバ４４を封止状態で密閉するドア９４を備えている。かくして、運搬チャンバ４４は、容器／トレー組立体Ｃを循環経路４６の各側に配置された機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４および種々の装置５０，８４，８６，８８に至らせるのを可能にする。
【００７２】
この場合もまた、直線状循環経路４６および施設の直線配置状態に対して最適化された運搬装置４２の実施形態によれば、運搬装置４２は、運搬チャンバ４４が取り付けられたトロリー４８を有するので、運搬チャンバ４４は、運搬チャンバ４４の各開口部９２が別の運搬チャンバの開口部９２と並置されるようにトロリー４８上に並置される。
【００７３】
トロリー４８は、これが走行する循環経路４６の方向Ｄ４６に平行な長手方向Ｄ４８に延びているので、運搬チャンバ４４は、トロリー４８の長手方向Ｄ４８に垂直な横断方向ＤＴにかつ好ましくは長手方向Ｄ４８の各側で開口している。さらに、アクチュエータ１１６が運搬チャンバ４４をトロリー４８に対して側方に動かすので、アクチュエータは、この運搬チャンバを横断方向ＤＴに動かす。
【００７４】
運搬チャンバ４４を横断方向に動かすアクチュエータ１１６に加えて、各運搬チャンバ４４は、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体ＣまたはトレーＰをこの運搬チャンバの各開口部９２を通って平行移動させることができる。より詳細に説明すると、内部コンベヤ１１８により、容器／トレー組立体ＣまたはトレーＰをトロリー４８の長手方向Ｄ４８に垂直な横断方向ＤＴに動かすことができる。
【００７５】
循環経路４６に沿うトロリー４８の独立移動のため、トロリー４８の少なくとも１つのアクスル１２０は、モータ作動式である。
【００７６】
有利には、運搬装置４２およびその運搬チャンバ４４は、トレーＰを単独でまたは製造部品とともに搬送するために使用できる。
【００７７】
より一般的な観点からは、本発明はまた、複数のアディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４を含むアディティブマニュファクチュアリング施設内でアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体ＣまたはトレーＰを運搬する方法に関する。
【００７８】
本発明によれば、この運搬方法に従って、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体ＣまたはトレーＰをこの施設内で、すなわちこの施設の格納チャンバ１０内でこのチャンバ内に存在する種々の機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４と種々の装置５０，８４，８６，８８との間で自動かつ格納方式で搬送する。
【００７９】
有利には、この場合もまたこの搬送方法によれば、アディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体ＣまたはトレーＰを、特に運搬チャンバ４４内に存在する空気中の酸素および不活性ガス、例えば窒素の比率を例えば装置６６および接続部８１，８２によって制御することによって、施設内の制御された雰囲気内において自動かつ格納方式で搬送する。
【００８０】
最後に、特に２つの運搬チャンバ４４が設けられていることにより、本方法によれば、清浄なトレーＰをアディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４によって用いられたトレーＰを運搬するために用いられる運搬チャンバとは別の運搬チャンバに入れて運搬する。好ましくは、一方の運搬チャンバ４４は、清浄なトレーＰを搬送するために用いられ、運搬装置４２の他方のチャンバ４４は、アディティブマニュファクチュアリングの際に使用されたトレーＰを搬送するために用いられる。
【００８１】
貯蔵装置８４，８６が設けられていることにより施設内におけるアディティブマニュファクチュアリング容器／トレー組立体ＣまたはトレーＰの搬送を完全自動化することによって、アディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が有効に使用状態にある時間が最大限長くされる。同様に、トレーＰの清浄化および粉末の供給が外部でかつ交互になされるので、特にトレーを清浄化するとともに粉末を再生処理するための内部手段を含む先行技術の機械と比較して、アディティブマニュファクチュアリング機械Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４が使用中に有効である時間が最大限長くされる。
【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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