(57)【要約】  セラミック部品を形成するための付加製造装置は、形成されるセラミック部品を支持するプラットフォームと、プラットフォーム上に供給材料の連続した層を供出するディスペンサと、を含む。供給材料は、硬化性成分を含む。本装置は、プラットフォームの上面に向けられた放射線を放射する放射線源と、プラットフォーム上の連続した層に向かってマイクロ波を印加するマイクロ波源と、をさらに含む。放射線は、各層が供出されたときにまたは後に、供給材料の硬化性成分を硬化するように構成される。マイクロ波は、供給材料の硬化性成分を気化させ、供給材料の結晶化を引き起こしてセラミック部品を形成するように構成される。【選択図】図１
2019517932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック部品を形成するための付加製造装置であって、
形成される前記セラミック部品を支持するプラットフォームと、
前記プラットフォーム上に供給材料の複数の連続した層を供出するディスペンサであり、前記供給材料が硬化性成分を含む、ディスペンサと、
前記プラットフォームの上面に向かって放射線を放射する放射線源であり、前記放射線が、各層が供出されたときにまたは後に、前記供給材料の前記硬化性成分を硬化するように構成されている、放射線源と、
前記プラットフォーム上の前記連続した層に向けられたマイクロ波を印加するマイクロ波源であり、前記マイクロ波が前記供給材料の前記硬化性成分を気化させ、前記供給材料の結晶化を引き起こして前記セラミック部品を形成するように構成されている、マイクロ波源と、
を備える、装置。
【請求項２】
前記マイクロ波のそれぞれの印加の間に、前記ディスペンサに供給材料の少なくとも２つの層を供出させ、それにより前記マイクロ波が供給材料の前記少なくとも２つの層の前記硬化性成分を同時に気化させるように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記マイクロ波源にマイクロ波を印加させて、前記ディスペンサに前記供給材料の前記連続した層をすべて供出させた後に、前記供給材料の前記連続した層の前記硬化性成分を同時に気化させるように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記マイクロ波源にマイクロ波を印加させて、前記マイクロ波に対して透明なセラミック結晶の成長を引き起こして前記セラミック部品を形成するように構成されたコントローラをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記マイクロ波源が複数の周波数で前記マイクロ波を放射するように構成され、前記マイクロ波源が前記複数の周波数のそれぞれで前記マイクロ波を順次放射するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記供給材料がセラミック成分を含み、前記マイクロ波源が前記プラットフォームに向かって前記マイクロ波を放射して前記セラミック成分の結晶化を引き起こすように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記セラミック成分が液相セラミック化合物を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記供給材料が第１の供給材料であり、前記ディスペンサが前記第１の供給材料および第２の供給材料を前記プラットフォームの前記上面上に供出するように構成され、前記第１の供給材料および前記第２の供給材料のそれぞれが前記セラミック成分および前記硬化性成分を含む、請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記マイクロ波源が、前記第１の供給材料の前記セラミック成分を結晶化させて第１のセラミック結晶を形成し、前記第２の供給材料の前記セラミック成分を結晶化させて第２のセラミック結晶を形成するように構成され、前記第１の結晶が前記第２の結晶よりも大きい、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１の供給材料の前記硬化性成分に対する前記セラミック成分の比が前記第２の供給材料の前記硬化性成分に対する前記セラミック成分の比よりも大きい、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記マイクロ波に対して不透明なエンクロージャであって、前記プラットフォームを支持し、前記マイクロ波源によって放射された前記マイクロ波を環境から分離する、エンクロージャをさらに備える請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記マイクロ波に対して不透明で、少なくとも赤外光に対して透明な窓と、前記窓を通して前記プラットフォームの前記上面に向かって赤外線を放射する赤外線熱センサであって、前記プラットフォーム上の前記供給材料の温度を検出するように構成されている、赤外線熱センサと、をさらに備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
セラミック部品を形成する付加製造方法であって、
供給材料の複数の連続した層を供出するステップであり、前記供給材料が硬化性成分を含むステップと、
前記連続した層の各層が供出されたときにまたは後に、前記供給材料の少なくとも１つの層に向かって放射線を放射するステップであり、前記放射線が前記供給材料の前記硬化性成分を硬化するように構成されている、ステップと、
前記連続した層に向けられたマイクロ波を印加するステップであり、前記マイクロ波が、前記供給材料の前記硬化性成分を気化させ、前記供給材料の結晶化を引き起こして前記セラミック部品を形成するように構成されている、ステップと、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記セラミック部品が炭化ケイ素モノリスまたは炭化タングステンモノリスである、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
第１の供給材料の第１の層を供出するステップであって、前記第１の供給材料が硬化性成分およびセラミック成分を含む、ステップと、
前記第１の供給材料の前記第１の層に向かって放射線を放射して、前記第１の層中の前記第１の供給材料の前記硬化性成分を硬化するステップと、
前記第１の層上に第２の供給材料の第２の層を供出するステップであって、前記第２の供給材料が前記硬化性成分および前記セラミック成分を含む、ステップと、
前記第２の供給材料の前記第２の層に向かって前記放射線を放射して、前記第２の層中の前記第２の供給材料の前記硬化性成分を硬化するステップと、
前記第２の供給材料の前記第２の層上に前記第１の供給材料の第３の層を供出するステップと、
前記第１の供給材料の前記第３の層に向かって前記放射線を放射して、前記第３の層中の前記第１の供給材料の前記硬化性成分を硬化するステップと、
少なくとも前記第１の層、第２の層、および第３の層を含む複数の層にマイクロ波を印加して、前記複数の層の前記供給材料の前記セラミック成分を結晶化させ焼結するステップと、
を含む、付加製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、セラミックのための３Ｄ印刷としても知られている付加製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自由立体造形または３Ｄ印刷としても知られている付加製造（ＡＭ）は、原材料（例えば、粉末、液体、懸濁液、溶融固体）を二次元の層に連続的に供出することにより三次元の物体が構築される製造プロセスを指す。対照的に、従来の機械加工技法は、物体が素材（例えば、セラミック、木材、プラスチックのブロック）から切り抜かれるサブトラクティブプロセスを含む。
【０００３】
様々な付加プロセスを付加製造において使用することができる。層を生成するために材料を溶融または軟化させる方法、例えば、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、熱溶解積層法（ＦＤＭ）もあれば、異なる技術を用いて液体材料を硬化する方法、例えば、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）もある。これらのプロセスは、完成した物体を生成するために層が形成されるやり方、およびプロセスで使用するのに適合する材料において異なる場合がある。
【０００４】
従来のシステムは、粉末材料を焼結または溶融するためのエネルギー源を使用する。一旦第１の層上の選択されたすべての場所が焼結または溶融され、次いで再凝固すると、完成した層の上に粉末材料の新しい層を堆積させる。次いで、所望の物体が生成されるまで、このプロセスを層ごとに繰り返すことができる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様では、セラミック部品を形成するための付加製造装置は、形成されるセラミック部品を支持するプラットフォームと、プラットフォーム上に供給材料の連続した層を供出するディスペンサと、を含む。供給材料は、硬化性成分を含む。本装置は、プラットフォームの上面に向けられた放射線を放射する放射線源と、プラットフォーム上の連続した層に向かってマイクロ波を印加するマイクロ波源と、をさらに含む。放射線は、各層が供出されたときにまたは後に、供給材料の硬化性成分を硬化するように構成される。マイクロ波は、供給材料の硬化性成分を気化させ、供給材料の結晶化を引き起こしてセラミック部品を形成するように構成される。
【０００６】
さらなる態様では、セラミック部品を形成するための付加製造装置は、エンクロージャと、エンクロージャに収納された付加製造モジュールと、エンクロージャに収納されたマイクロ波モジュールと、コントローラと、を含む。付加製造モジュールは、プラットフォーム上に供給材料の連続した層を供出し硬化するように構成される。マイクロ波モジュールは、マイクロ波を放射して供給材料の結晶化を引き起こしてセラミック部品を形成するように構成される。コントローラは、付加製造モジュールを動作させて供給材料の層を供出し硬化して硬化ポリマーを形成するように構成される。コントローラは、供給材料の層が供出され硬化された後、マイクロ波モジュールを動作させて硬化ポリマーを気化させ、供給材料の結晶化を引き起こしてセラミック部品を形成するように構成される。
【０００７】
別の態様では、セラミック部品を形成する付加製造方法は、供給材料の連続した層を供出するステップと、連続した層の各層が供出されたときにまたは後に、供給材料の少なくとも１つの層に向かって放射線を放射するステップと、連続した層に向けられたマイクロ波を印加するステップと、を含む。供給材料は、硬化性成分を含む。放射線は、供給材料の硬化性成分を硬化するように構成される。マイクロ波は、供給材料の硬化性成分を気化させ、供給材料の結晶化を引き起こしてセラミック部品を形成するように構成される。
【０００８】
さらなる別の態様では、付加製造方法は、硬化性成分およびセラミック成分を含む第１の供給材料の第１の層を供出するステップを含む。本方法は、第１の供給材料の第１の層に向かって放射線を放射して第１の層中の第１の供給材料の硬化性成分を硬化するステップをさらに含む。本方法は、第１の層上に第２の供給材料の第２の層を供出するステップを含む。第２の供給材料は、硬化性成分およびセラミック成分を含む。本方法は、第２の供給材料の第２の層に向かって放射線を放射して第２の層中の第２の供給材料の硬化性成分を硬化するステップをさらに含む。また本方法は、第２の供給材料の第２の層上に第１の供給材料の第３の層を供出し、第１の供給材料の第３の層に向かって放射線を放射して第３の層中の第１の供給材料の硬化性成分を硬化するステップを含む。本方法は、少なくとも第１の層、第２の層、および第３の層を含む複数の層にマイクロ波を印加して複数の層の供給材料のセラミック成分を結晶化させ焼結するステップを含む。
【０００９】
本装置および方法の実施態様は、以下および本明細書の他の箇所に記載されたものを含むことができる。一部の例では、本装置は、マイクロ波が供給材料の少なくとも２つの層の硬化性成分を同時に気化させるように、マイクロ波のそれぞれの印加の間に供給材料の少なくとも２つの層をディスペンサに供出させるように構成されたコントローラを含むことができる。本方法は、マイクロ波を印加する前に供給材料の少なくとも２つの層を供出するステップをさらに含むことができる。マイクロ波を印加するステップは、供給材料の少なくとも２つの層の硬化性成分を同時に気化させるようにマイクロ波を印加するステップを含むことができる。あるいはまたはさらに、装置は、マイクロ波源にマイクロ波を印加させて、ディスペンサに供給材料の連続した層をすべて供出させた後に、供給材料の連続した層の硬化性成分を同時に気化させるように構成されたコントローラを含むことができる。マイクロ波を印加するステップは、供給材料の連続した層をすべて供出した後に、供給材料の層の硬化性成分を同時に気化させるようにマイクロ波を印加するステップを含むことができる。
【００１０】
一部の例では、付加製造装置は、マイクロ波源にマイクロ波を印加させて、マイクロ波に対して透明なセラミック結晶の成長を引き起こしてセラミック部品を形成するように構成されたコントローラをさらに備える。マイクロ波を印加することによって、マイクロ波に対して透明なセラミック結晶の成長を引き起こしてセラミック部品を形成することができる。放射線は、硬化性成分を硬化して硬化ポリマーを形成するように構成することができる。放射線を放射するステップは、供給材料に放射線を印加して供給材料の硬化性成分を硬化して硬化ポリマーを形成するステップを含むことができる。セラミック結晶は、硬化ポリマーのマイクロ波に対する透明度よりも４００％〜２０００％高いマイクロ波に対する透明度を有することができる。
【００１１】
一部の例では、マイクロ波源は、複数の周波数でマイクロ波を放射するように構成することができる。マイクロ波源は、周波数のそれぞれでマイクロ波を順次放射するように構成することができる。マイクロ波を印加するステップは、複数の周波数でマイクロ波を放射するステップを含むことができる。周波数でマイクロ波を放射するステップは、周波数のそれぞれでマイクロ波を順次放射するステップを含むことができる。周波数は、５．８〜６．８ギガヘルツである。マイクロ波源は、およそ２５マイクロ秒間、周波数のそれぞれでマイクロ波を放射することができる。周波数でマイクロ波を放射するステップは、およそ２５マイクロ秒間、周波数のそれぞれでマイクロ波を放射するステップを含むことができる。場合によっては、マイクロ波源は、５マイクロ秒〜４５マイクロ秒間、周波数のそれぞれでマイクロ波を放射することができる。周波数でマイクロ波を放射するステップは、５マイクロ秒〜４５マイクロ秒間、周波数のそれぞれでマイクロ波を放射するステップを含むことができる。
【００１２】
一部の例では、放射線源は、紫外線（ＵＶ）光源とすることができ、放射線は、紫外線光である。放射線を放射するステップは、連続した層の各層を供出したときにまたは後に、供給材料の少なくとも１つの層に向かって紫外線光を放射するステップを含むことができる。供給材料の硬化性成分は、ＵＶ光硬化性ポリマーを含むことができる。
【００１３】
一部の例では、供給材料は、セラミック成分を含むことができる。マイクロ波源は、プラットフォームに向かってマイクロ波を放射してセラミック成分の結晶化を引き起こすように構成することができる。マイクロ波を印加することによって、セラミック成分の結晶化を引き起こすことができる。セラミック成分は、液相セラミック化合物を含むことができる。供給材料のセラミック成分は、第１の前駆体材料および第２の前駆体材料を含むことができる。マイクロ波源は、プラットフォームに向かってマイクロ波を放射して第１の前駆体材料および第２の前駆体材料にセラミック化合物を形成させるように構成することができる。マイクロ波を印加することによって、第１の前駆体材料および第２の前駆体材料がセラミック化合物を形成することができる。第１の前駆体材料は、炭素を含むことができ、第２の前駆体材料は、ケイ素を含むことができる。
【００１４】
さらにまたはあるいは、供給材料は、第１の供給材料とすることができ、ディスペンサは、プラットフォームの上面上に第１の供給材料および第２の供給材料を供出するように構成することができる。第１の供給材料および第２の供給材料のそれぞれは、セラミック成分および硬化性成分を含むことができる。マイクロ波源は、第１の供給材料のセラミック成分を結晶化させて第１のセラミック結晶を形成し、第２の供給材料のセラミック成分を結晶化させて第２のセラミック結晶を形成するように構成することができる。マイクロ波を印加することによって、第１の供給材料のセラミック成分の結晶化を引き起こして第１のセラミック結晶を形成し、第２の供給材料のセラミック成分の結晶化を引き起こして第２のセラミック結晶を形成することができる。第１の結晶は、第２の結晶よりも大きくすることができる。第１の結晶は、第２の結晶よりも３００％〜２０００％大きくすることができる。第１の供給材料の硬化性成分に対するセラミック成分の比は、第２の供給材料の硬化性成分に対するセラミック成分の比よりも大きくすることができる。例えば、第１の供給材料の比は、第２の供給材料の比よりも６００％〜１０００％大きい。
【００１５】
第１の供給材料および第２の供給材料が供出される一部の場合では、本装置は、コントローラをさらに含むことができる。コントローラは、本装置に、ディスペンサを使用してプラットフォームの上面上に第１の供給材料の第１の層を供出させ、放射線源を使用して第１の供給材料の第１の層を硬化させるように構成することができる。コントローラは、ディスペンサを使用して第１の層上に第２の供給材料の第２の層を供出し、放射線源を使用して第２の供給材料の第２の層を硬化するように構成することができる。コントローラは、ディスペンサを使用して第２の層上に第１の供給材料の第３の層を供出し、放射線源を使用して第１の供給材料の第３の層を硬化するようにさらに構成することができる。コントローラは、マイクロ波源を使用して、少なくとも第１の層、第２の層、および第３の層を含む複数の層を焼結するようにさらに構成することができる。
【００１６】
第１の供給材料および第２の供給材料が供出される一部の場合では、本方法は、第１の供給材料の第１の層を供出し、第１の供給材料の第１の層に向かって放射線を放射するステップさらに含むことができる。本方法は、第１の層上に第２の供給材料の第２の層を供出し、第２の供給材料の第２の層に向かって放射線を放射するステップを含むことができる。また、本方法は、第２の層上に第１の供給材料の第３の層を供出し、第１の供給材料の第３の層を放射するステップを含むことができる。本方法は、少なくとも第１の層、第２の層、および第３の層を含む層を焼結するステップを含むことができる。
【００１７】
一部の例では、本装置は、マイクロ波に対して不透明なエンクロージャを含むことができる。エンクロージャは、プラットフォームを支持し、マイクロ波源によって放射されたマイクロ波を環境から分離することができる。マイクロ波を放射するステップは、マイクロ波が、エンクロージャの環境からマイクロ波を分離するエンクロージャ内に含まれるように、マイクロ波を放射するステップを含むことができる。
【００１８】
一部の例では、本装置は、マイクロ波に対して不透明で、少なくとも赤外光に対して透明な窓を含むことができる。マイクロ波を放射するステップは、マイクロ波がエンクロージャおよびエンクロージャの窓内に含まれるように、マイクロ波を放射するステップを含むことができる。窓は、マイクロ波に対して不透明で、少なくとも赤外光に対して透明にすることができる。本装置は、窓を通してプラットフォームの上面に向かって赤外線を放射する赤外線熱センサを含むことができる。赤外線熱センサは、プラットフォーム上の供給材料の温度を検出するように構成することができる。本方法は、供給材料の温度を検出するために窓を通して赤外線を放射するステップをさらに含むことができる。
【００１９】
一部の例では、本装置は、マイクロ波源に結合されたホーンを含むことができる。マイクロ波を放射するステップは、ホーンを通してマイクロ波を放射するステップを含むことができる。ホーンは、マイクロ波源によって放射されたマイクロ波をプラットフォームの上面の一部へ誘導するように成形することができる。
一部の例では、セラミック部品は、炭化ケイ素モノリスである。
一部の例では、セラミック部品は、炭化タングステンモノリスである。
【００２０】
本明細書に記載される実施態様は、以下に記載される利点を任意選択で含んでもよい（およびこれらに限定されない）。付加製造装置および方法は、セラミック部品を形成するためのサブトラクティブ法で典型的には生じる材料の無駄を低減させることができる。例えば、従来の機械加工法は、セラミック部品を形成するためにセラミック素材加工品からセラミック材料を除去することがあり、除去されたセラミック材料は、場合によっては、再利用することができない。対照的に、本明細書に記載された付加製造装置および方法では、連続した層を形成するために供出された供給材料中のセラミック成分は除去されず、むしろ、セラミック部品を形成するために使用される。
【００２１】
送出される供給材料の粘度は、供給材料中の非セラミック成分の割合を選択することによって調整することができる。セラミック成分が液相セラミック化合物である場合、液相セラミック化合物単独の粘度は、供出速度を遅くし、目詰まりをもたらす可能性がある。本発明の付加製造装置および方法では、供給材料の流路のいかなる設備も粘度がより高い場合に生じることがある目詰まりを被る可能性が低くなるように、供給材料を調整してより低い粘度を有するようにすることができる。供給材料の粘度が低くなるほど、供給材料を供出することができる速度を増加させることによって、セラミック部品の形成のスループットをさらに促進することができる。
【００２２】
マイクロ波は、特にマイクロ波を使用しない熱ベースの方法と比較して、セラミック成分の結晶化の速度を増加させることができる。マイクロ波が複数の周波数で印加される場合、供給材料の層全体にわたってより均一なエネルギーおよび熱分布を達成することができる。エネルギーおよび熱の均一性は、硬化性成分の気化およびセラミック成分の結晶化の均一性を増加させることができる。セラミック成分に対する熱およびエネルギーの分布が均一になるほど、セラミック部品の仕上がりは、より滑らかになる可能性がある。特定の理論によって限定されることなく、均一性の増加は、マイクロ波が供給材料の硬化性成分およびセラミック成分から複数様式の反応を引き起こすことに起因することがある。
【００２３】
複数のタイプの供給材料が供出される場合、複数のタイプの供給材料は、供出された層間の結合の改善を促進することができる。特に、供給材料は、異なる組成物およびセラミック成分含有率を有することによって、比較的小さな結晶粒および比較的大きな結晶粒を形成する。比較的小さな結晶粒と比較的大きな結晶粒との組合せから形成された結晶構造は、結晶粒径の均質性が比較的大きな結晶構造と比較してより強い。
【００２４】
本明細書に記載される主題の１つまたは複数の実施態様の詳細は、添付図面および以下の記載において述べられる。本主題の他の潜在的な態様、特徴、および利点は、記載、図面、および特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】付加製造装置の概略側面図である。
【図２】付加製造装置のシステムのブロック図である。
【図３Ａ】付加製造装置用のマイクロ波ホーンの斜視図である。
【図３Ｂ】付加製造装置用のマイクロ波ホーンの斜視図である。
【図３Ｃ】付加製造装置用のマイクロ波ホーンの斜視図である。
【図３Ｄ】付加製造装置用のマイクロ波ホーンの斜視図である。
【図３Ｅ】付加製造装置用のマイクロ波ホーンの斜視図である。
【図４】付加製造装置を使用して行われる付加製造プロセスの例の流れ図である。
【図５Ａ】付加製造装置を使用して行われる付加製造プロセスの例の動作を表すグラフである。
【図５Ｂ】図５Ａで表された付加製造プロセスの流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
様々な図面における同様の参考番号および記号表示は、同様の要素を示す。
【００２７】
付加製造（ＡＭ）装置を使用して、供給材料の連続した層を供出し溶解することによってセラミック部品を形成する製造プロセスを行うことができる。装置は、第１のプロセスを使用して、供給材料の一部を硬化し、それによって供給材料が供出された後に供給材料を安定化させることができる。装置は、第２のプロセスを使用して、安定化させた供給材料の結晶化を引き起こし、セラミック部品を形成しない他の材料を供給材料から除去することができる。
【００２８】
硬化による供給材料の安定化、およびマイクロ波への暴露による供給材料の結晶化は、供給材料の異なる成分に異なったやり方で影響を及ぼすことができるプロセスであり得る。一部の例では、硬化プロセスは、供給材料の硬化性成分を硬化する放射線を放射するステップを含むことができ、結晶化プロセスは、例えば、供給材料のセラミック成分の結晶化を引き起こす放射線を放射するステップを含むことができる。
【００２９】
硬化放射線は、紫外線光を含むことができ、供給材料は、硬化放射線への暴露に応答して硬化する感光性ポリマーを含むことができる。結晶化放射線は、マイクロ波を含むことができ、供給材料は、マイクロ波に応答してセラミック部品を形成するように結晶化する１つまたは複数のセラミック成分を含むことができる。一部の例では、マイクロ波から形成されたセラミック結晶は、マイクロ波に対して透明になり得るが、硬化ポリマーは、マイクロ波に対して不透明である。結果的に、マイクロ波は、硬化ポリマーにエネルギーを与えて、セラミック結晶を燃焼させることなく、硬化ポリマーを気化させることができる。その結果、セラミック結晶がセラミック材料特性を有するセラミック部品を形成することができるように、供給材料の非セラミック成分のかなりの部分を除去することができる。例えば、実質的にセラミック結晶のみが一連の硬化および結晶化プロセスの後に残ることができる。
付加製造装置
【００３０】
図１は、セラミック部品を形成するために硬化および結晶化プロセスを行うことができる付加製造装置１００の例の概略側面図を示す。付加製造装置１００は、装置１００の付加製造モジュール１０４と、装置１００のマイクロ波モジュール１０６を収納するエンクロージャ１０２と、を含む。付加製造モジュール１０４は、供給材料１１０の連続した層１０８をプラットフォーム１１２上に供出し、硬化する。供給材料１１０の連続した層１０８を硬化することによって、付加製造モジュール１０４は、硬化ポリマーを形成させる。硬化ポリマーは、供給材料１１０の層１０８がプラットフォーム１１２上に支持されているとき、それらを安定化させる。マイクロ波モジュール１０６は、プラットフォーム１１２に向かってマイクロ波を放射して硬化ポリマーを気化させる。また、マイクロ波は、供給材料１１０のセラミック成分の結晶化を引き起こし、セラミック部品を画成するセラミック結晶の形成を誘発する。制御システム１１４を表す図２を参照すると、制御システム１１４のコントローラ１１６は、セラミック部品を形成するように付加製造モジュール１０４およびマイクロ波モジュール１０６のそれぞれを動作させることができる。制御システム１１４については、本明細書でより詳細に記載される。
【００３１】
エンクロージャ１０２は、プラットフォーム１１２を支持し、マイクロ波モジュール１０６によって放射されたマイクロ波に対して不透明である。例えば、エンクロージャ１０２は、ファラデーケージとして動作する金属メッシュとすることができる。その結果、エンクロージャ１０２は、マイクロ波をエンクロージャの外部の環境から分離する働きをする。
【００３２】
図１および図２に示すように、付加製造モジュール１０４は、供給材料１１０の層１０８をプラットフォーム１１２上に供出するディスペンサ１１８を含む。プラットフォーム１１２および／またはディスペンサ１１８は、ディスペンサ１１８をプラットフォーム１１２の上方で水平に移動させることができる線形アクチュエータまたは他の駆動機構によって移動可能である。任意選択で、プラットフォーム１１２および／またはディスペンサ１１８の垂直位置は、調整可能である。したがって、プラットフォーム１１２に対するディスペンサ１１８の垂直位置は、供給材料１１０の各層１０８が供出され硬化された後、プラットフォーム１１２を降下させることができまたはディスペンサ１１８を上昇させることができ、それによりプラットフォーム１１２が供給材料１１０の新しい層１０８を受け取る準備ができるように制御可能である。これによって、例えば、各層に対する供給材料１１０をプラットフォーム１１２の上方の同じ高さから供出することが可能になる。
【００３３】
ディスペンサ１１８は、例えば、重力によって、供給材料１１０がプラットフォーム１１２上に送出される開口部を含むことができる。一部の例では、ディスペンサ１１８は、供給材料１１０を貯蔵するリザーバに接続することができる。供給材料１１０の放出は、ゲートによって制御することができる。ディスペンサ１１８がＣＡＤ互換ファイルによって指定された位置に並進移動すると、電子制御信号をゲートに送って供給材料１１０を供出することができる。一部の例では、ディスペンサ１１８からの供給材料１１０の放出を制御するために、ディスペンサ１１８のゲートは、圧電印字ヘッド、および／あるいは空気圧バルブ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）バルブ、ソレノイドバルブ、または電磁バルブのうちの１つもしくは複数によって提供することができる。ディスペンサ１１８の開口部は、供給材料１１０の粘度に応じてサイズを調整し、寸法決めすることができる。
【００３４】
一部の実施態様では、ディスペンサ１１８の開口部は、プラットフォーム１１２の幅またはプラットフォーム１１２の使用可能な構築領域にわたって延在する。ディスペンサ１１８は、この場合、順方向および逆方向に移動して、ディスペンサ１１８の開口部がプラットフォーム１１２の使用可能な構築領域の任意の部分に沿って供給材料１１０を供出することを可能にする。場合によっては、開口部は、プラットフォーム１１２の幅の一部にわたってのみ延在する。その結果、ディスペンサ１１８は、ディスペンサ１１８がプラットフォーム１１２の使用可能な構築領域内に供給材料１１０を堆積させることができるように、プラットフォーム１１２の上方の水平面内を移動し、例えば、２つの垂直の水平軸に沿って移動する。
【００３５】
ディスペンサ１１８は、硬化性成分およびセラミック成分を含む供給材料１１０を供出することができる。供給材料１１０は、液体、例えば、完全に液体、または液体中の粒子の懸濁液であってもよい。一部の例では、硬化性成分は、液体感光性ポリマーである。感光性ポリマーは、プラットフォーム１１２に向かって紫外線光を放射すると、放射線源１２０が感光性ポリマーを硬化するように、紫外放射線に対して感受性がある。感光性ポリマーは、ＵＶ光硬化性ポリマーであってもよい。
【００３６】
また、付加製造モジュール１０４は、プラットフォーム１１２に向かって放射線を放射して供給材料１１０を硬化する放射線源１２０を含む。一部の実施態様では、放射線源１２０は、紫外線（ＵＶ）光源であり、放射線は、紫外線光である。ＵＶ光は、例えば、１０ｎｍ〜４００ｎｍ（例えば、１０〜３２０ｎｍ、３２０〜４００ｎｍ、３２０ｎｍ〜３６０ｎｍ、３４０ｎｍ〜３８０ｎｍ、３８０ｎｍ〜４００ｎｍ、３５０ｎｍ〜３７０ｎｍ、およそ３５５ｎｍ、およそ３６５ｎｍ）の波長を有することができる。選択されたＵＶ光の波長は、ＵＶ光硬化性ポリマーとして使用される感光性ポリマーのタイプに対応することができる。
【００３７】
一部の実施態様では、付加製造モジュール１０４および／またはディスペンサ１１８は、供給材料１１０のいくつかのボクセルを供出して供給材料１１０の層を形成する。プラットフォーム１１２上に供出されると、各ボクセルは、例えば、１０μｍ〜５０μｍ（例えば、１０μｍ〜３０μｍ、２０μｍ〜４０μｍ、３０μｍ〜５０μｍ、およそ２０μｍ、およそ３０μｍ、またはおよそ５０μｍ）の幅を有することができる。各層は、所定の厚さを有することができる。厚さは、例えば、１０μｍ〜１２５μｍ（例えば、１０μｍ〜２０μｍ、１０μｍ〜４０μｍ、４０μｍ〜８０μｍ、８０μｍ〜１２５μｍ、およそ１５μｍ、およそ２５μｍ、およそ６０μｍ、またはおよそ１００μｍ）とすることができる。
【００３８】
放射線源１２０は、各層１０８がディスペンサ１１８によって供出されたときにまたは後に、放射線を放射して供給材料１１０の硬化性成分を硬化することができる。一部の例では、放射線源１２０は、各層がディスペンサ１１８によって供出されたときに、硬化性成分を硬化するレーザである。放射線源１２０は、例えば、プラットフォーム１１２に向かってＵＶ光のビームを放射するＵＶ光レーザである。ＵＶ光のビームは、プラットフォーム１１２の使用可能な構築領域よりも小さいプラットフォーム１１２の領域をカバーする。放射線源１２０がＵＶ光レーザである場合、放射線源１２０は、複数のＵＶ光のビームを放射して供給材料１１０の単一の層を硬化することができる。ディスペンサ１１８が供給材料１１０の複数の部分を供出して供給材料１１０の層を形成する場合、放射線源１２０は、例えば、ディスペンサ１１８が供給材料１１０の各部分を供出した後に、ＵＶ光のビームを放射する。この部分は、サイズを調整することができ、例えば、放射線源１２０からの放射線のビームによってカバーされる領域が、所定の数のボクセルによってカバーされる領域よりも大きくなるように、所定の数のボクセルを含むことができる。
【００３９】
他の実施態様では、放射線源１２０は、作動すると、幅が使用可能な構築領域にわたって延在する領域をカバーする光ビームを放射する。他の実施態様では、放射線源１２０は、作動すると、使用可能な構築領域全体をカバーする光ビームを放射する。したがって、放射線源１２０は、各層が供出された後に硬化性成分を硬化することができる。放射線源１２０は、例えば、ＵＶ放射線を放射するＵＶ光ランプとすることができる。放射線源１２０の作動の際に、放射線源１２０からの放射された放射線が使用可能な構築領域をカバーする場合、放射線源１２０は、ディスペンサ１１８が層の供給材料１１０をすべて供出した後に、作動することができる。放射線源１２０からの放射線が構築領域の幅にわたって延在する場合、放射線源１２０は、層１１２が供出されたときに水平に走査することができる。
【００４０】
セラミック成分は、セラミック部品を形成するセラミック結晶を形成することができる１つまたは複数の材料を含む。セラミック結晶を形成するセラミック成分は、セラミック化合物またはセラミック化合物のための１つもしくは複数の前駆体であってもよい。例えば、セラミック化合物は、液相セラミック前駆体であってもよく、またはセラミック化合物は、製造中に溶解するセラミック粒子であってもよい。供給材料１１０は、任意選択で、セラミック結晶を形成するセラミック化合物の結晶化を促進するシード結晶を含む。
【００４１】
一部の実施態様では、セラミック部品は、セラミック材料の炭化ケイ素から形成される。したがって、ディスペンサ１１８は、これらの実施態様において、１つもしくは複数の炭化ケイ素前駆体および／または炭化ケイ素粒子を含む供給材料を供出することができる。炭化ケイ素前駆体は、液相炭化ケイ素前駆体を含むことができる。セラミック部品が炭化ケイ素から形成される場合、炭化ケイ素前駆体は、ポリ（シリルアセチレン）シロキサン、ポリメチルシラン、［ＳｉＨ１．２６（ＣＨ３）０．６（ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２）０．１４ＣＨ２］ｎ、［ＳｉＨ１．２６（ＣＨ３）０．６（ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２）０．１４ＣＨ２］ｎ、およびポリチタニウムカルボシラン（ＨＰＴｉＣＳ）のうちの１つまたは複数を含むことができる。
【００４２】
場合によっては、供給材料は、炭化ケイ素の前駆体である炭素源およびケイ素源を含む。適切な条件の下での炭素源およびケイ素源は、炭化ケイ素結晶を形成することができる。炭素源およびケイ素源は、例えば、熱が存在する状態で、炭化ケイ素を形成する。マイクロ波、例えば、マイクロ波モジュール１０６からのマイクロ波は、炭素源とケイ素源とを反応させて、炭化ケイ素化合物または前駆体を形成することができる。また、マイクロ波は、結果として得られる炭化ケイ素化合物または前駆体の結晶成長を引き起こすことができる。
【００４３】
一部の実施態様では、供給材料が別々の炭素源およびケイ素源を含む場合、装置１００は、任意選択で、炭化ケイ素を形成するために、供給材料１１０に熱を加えてケイ素源と炭素源との間で反応を起す熱源を含む。熱源が反応を起こして炭化ケイ素化合物を形成し、次いで、マイクロ波モジュール１０６が炭化ケイ素化合物の結晶化を引き起こすことができる。
【００４４】
セラミック結晶を形成し続けるセラミック成分は、放射線源１２０からの放射線に対して比較的透明にすることができる。加えて、硬化性成分は、放射線源からの放射線に対して感受性のある光開始剤を含んでいるため、硬化放射線は、セラミック成分を結晶化するセラミック成分の化学反応を誘発せずに硬化性成分を硬化することができる。
【００４５】
硬化性成分は、供給材料１１０の約１質量％〜３０質量％（例えば、１質量％〜３質量％、３質量％〜３０質量％、１０質量％〜３０質量％、２５質量％〜３０質量％など）とすることができる。セラミック成分は、供給材料１１０の約１０質量％〜９８質量％（例えば、１０質量％〜３０質量％、３０質量％〜５０質量％、５０質量％〜７５質量％、７５質量％〜９８質量％など）とすることができる。
【００４６】
また、図１および図２に示すように、マイクロ波モジュール１０６は、プラットフォーム１１２に向けられたマイクロ波を印加する、制御システム１１４によって制御可能なマイクロ波源１２２を含む。マイクロ波は、供給材料１１０の硬化性成分を気化させることができる。また、マイクロ波は、供給材料１１０の結晶化を引き起こしてセラミック部品を形成することができる。
【００４７】
一部の例では、マイクロ波は、感光性ポリマーがその硬化状態にあるときに、感光性ポリマーを気化させる。マイクロ波は、供給材料１１０中のセラミック成分の結晶化を引き起こす。マイクロ波は、セラミック成分の核形成を引き起こすことができる。また、マイクロ波源１２２は、供給材料１１０に向かってマイクロ波を放射することによって、マイクロ波に対して透明なセラミック結晶の成長を引き起こすことができる。
【００４８】
セラミック結晶の形成を誘発しながらマイクロ波が硬化性成分を気化させることできるためには、硬化性成分とセラミック成分とは、マイクロ波に対する透明度が異なることができる。結晶化中に形成されたセラミック結晶は、硬化性成分が硬化された後、硬化性成分のマイクロ波に対する透明度よりも４００％〜２０００％高いマイクロ波に対する透明度を有することができる。言いかえれば、セラミック結晶は、硬化ポリマーのマイクロ波に対する透明度よりも４００％〜２０００％高いマイクロ波に対する透明度を有することができる。
【００４９】
マイクロ波源１２２によって放射されたマイクロ波は、マイクロ波が広範囲の周波数にわたって変化するように周波数制御することができる。例えば、マイクロ波源１２２は、マイクロ波の周波数を変調する周波数コントローラ１２４に接続することができる。一部の例では、周波数コントローラ１２４は、コントローラ１１６の一部である。
【００５０】
マイクロ波源１２２は、マイクロ波源１２２が所定の周波数範囲内で選択された周波数のそれぞれでマイクロ波を順次放射するように、周波数コントローラ１２４によって制御することができる。マイクロ波は、例えば、所定の周波数範囲内の１００〜５０００の異なる周波数（例えば、１００〜３０００の異なる周波数、３０００〜５０００の周波数、４０００〜４２００の周波数、およそ４０９６の周波数）で放射することができる。所定の周波数範囲は、５．８〜６．８ギガヘルツである。一部の例では、マイクロ波源１２２は、およそ２５マイクロ秒間、各周波数でマイクロ波を放射する。一部の実施態様では、マイクロ波源１２２は、５〜４５秒（例えば、５〜２５マイクロ秒、１５〜３５マイクロ秒、または２５〜４５マイクロ秒）間、各周波数でマイクロ波を放射する。しかしながら、一部の例では、マイクロ波は、固定周波数、例えば、５．８〜６．８ギガヘルツで放射することもできる。
【００５１】
一部の例では、マイクロ波源１２２によって放射されたマイクロ波は、供給材料１１０の層内に複数のセラミック結晶を形成させることができる。マイクロ波は、硬化ポリマーを気化させ、結晶化プロセス中に形成された複数のセラミック結晶を焼結するのに十分な熱を供給材料１１０に加えることができる。したがって、複数のセラミック結晶を一緒に焼結して、セラミック結晶の固体塊を形成することができる。
【００５２】
場合によっては、マイクロ波源１２２は、プラットフォーム１１２の使用可能な構築領域全体をカバーするようにマイクロ波を印加する。この場合、付加製造モジュール１０４が供給材料１１０の１つまたは複数の層をすべて供出し硬化した後、マイクロ波を印加するようにマイクロ波源１２２を作動させることができる。任意選択で、付加製造モジュール１０４が供給材料１１０の１つまたは複数の層を完成した後であるが、付加製造モジュールが供給材料１１０の別の層の供出および硬化動作を開始する前に、マイクロ波源１２２を作動させることができる。一部の実施態様では、マイクロ波源１２２は、供給材料１１０の最上層の真下の層を通して結晶成長およびポリマー気化を引き起こすマイクロ波を放射する。そのような場合、供給材料１１０の複数の層が供出され硬化された後に、マイクロ波源１２２を作動させることができる。
【００５３】
一部の実施態様では、付加製造モジュール１０４およびマイクロ波モジュール１０６は両方とも、モジュール１０４、１０６をプラットフォーム１１２に対して水平に移動させる線形アクチュエータに結合されている。プラットフォーム１１２は、モジュール１０４、１０６がプラットフォーム１１２に対してエンクロージャ１０２を通って移動するとき、エンクロージャ１０２内の水平位置に保持することができる。
【００５４】
マイクロ波源１２２は、プラットフォーム１１２に対して移動可能である。一部の例では、プラットフォーム１１２は、エンクロージャ１０２を通ってプラットフォーム１１２を移動させることができる線形アクチュエータに結合されている。付加製造モジュール１０４が層１０８を供出し硬化した後、線形アクチュエータは、プラットフォーム１１２を付加製造モジュール１０４の下からマイクロ波モジュール１０６の下に移動させて、マイクロ波モジュール１０６からマイクロ波を受け取るように層１０８を準備することができる。
【００５５】
マイクロ波源１２２は、任意選択で、マイクロ波ホーン１２５を通してマイクロ波を放射して、プラットフォーム１１２の長さおよび幅にわたってマイクロ波を向ける。図３Ａ〜図３Ｅは、マイクロ波源１２２と共に使用することができるマイクロ波ホーン１２５ａ〜１２５ｅの様々な例を表す。マイクロ波ホーン１２５ａ〜１２５ｅは、ホーンのように成形されたフレア状金属導波管を含み、マイクロ波をビームでプラットフォーム１１２に向ける。ホーン１２５ａ〜１２５ｅは、マイクロ波源１２２によって放射されたマイクロ波をプラットフォーム１１２の一部に誘導するように成形することができる。フレア状金属導波管の端部の開孔は、ホーン１２５ａ〜１２５ｅの口部での電場（Ｅ場）および磁場（Ｈ場）のパターンを決定することができる。マイクロ波ホーン１２５ａ〜１２５は、広範囲のマイクロ波ビームプロファイルの放射を可能にするために、Ｅ場およびＨ場方向に異なるフレア角ならびに異なる膨張曲線（例えば、楕円、双曲線、および他の膨張曲線）を有することができる。
【００５６】
図３Ａは、矩形断面が外向きにフレア状に広がった四角錐の形状を有する角錐ホーン１２５ａを表す。角錐ホーン１２５ａは、矩形導波管と共に使用され、直線偏波された電波を放射することができる。図３Ｂは、導波管の電場すなわちＥ場の方向にフレア状に広げられたＥ面ホーン１２５ｂを表す。図３Ｃは、扇形ホーンであるＨ面ホーン１２５ｃを表す。扇形ホーンは、一対の側面のみがフレア状に広げられ、もう一対の側面が平行な角錐ホーンである。扇形ホーンは、扇形ビームを生成し、このビームはフレア状に広げられた側面の面内では狭く、狭い側面の面内では広い。Ｈ面ホーン１２５ｃは、導波管内のＨ場の方向にフレア状に広げられた扇形ホーンである。図３Ｄは、円錐の形状が円形断面を有する円錐ホーン１２５ｄを表す。円錐ホーン１２５ｄは、円筒導波管と共に使用することができる。図３Ｅは、側面の離隔距離が長さの指数関数として増加する、湾曲した側面を有する指数関数的またはスカラホーン１２５ｅを表す。スカラホーン１２５ｅは、角錐形または円錐形の断面を有することができる。スカラホーン１２５ｅは、広い周波数範囲にわたって、最小の内部反射、ほとんど一定のインピーダンス、および他の特性を有することができる。
【００５７】
任意選択で、装置１００は、供給材料１１０が付加製造モジュール１０４およびマイクロ波モジュール１０６によって行われる様々なプロセスを経るときに、供給材料１１０の特性を検出する検知システム１２６も含む。検知システム１２６は、光センサ１２８を含むことができる。センサ１２８は、例えば、プラットフォーム１１２上の供給材料１１０によって放射された赤外線を検出する赤外線センサ１２８である。センサ１２８は、例えば、供給材料１１０の層１０８の温度を決定し、制御システム１１４がモジュール１０４、１０６の動作をモニタすることを可能にする。一部の例では、センサ１２８は、プラットフォーム１１２上の供給材料１１０の表面テクスチャを決定するために使用することができる赤外線エミッタおよび検知器である。
【００５８】
一部の実施態様では、装置１００は、エンクロージャ１０２に沿って、供給材料１１０の光学的モニタを可能にする窓１３０を含む。窓１３０は、例えば、ファラデーケージを提供する導電性メッシュを有する石英窓とすることができる。これによって、窓１３０をマイクロ波モジュール１０６によって放射されたマイクロ波に対して不透明にすることができる。石英は、マイクロ波に対して透明であるが、ファラデーケージは、マイクロ波が窓１３０を通り抜けるのを阻止する。この点に関して、窓１３０は、マイクロ波が装置１００の外部の環境へ逃げることを可能にすることなく、光学的モニタを可能にする。一部の例では、光センサ１２８は、エンクロージャ１０２の外側に配置され、窓１３０を通してプラットフォーム１１２に向かって光信号を放射することができる。したがって、窓１３０は、光センサ１２８によって放射された光信号に対して透明であるが、マイクロ波モジュール１０６によって放射されたマイクロ波に対しては不透明になり得る。窓１３０は、例えば、光センサによって放射された赤外光に対して透明である。
【００５９】
コントローラ１１６は、付加製造モジュール１０４を動作させて供給材料１１０の複数の層１０８を供出し硬化し、それによって、供給材料１１０の層１０８の中間状態を形成する。この中間状態において、供給材料１１０の層１０８は、供給材料１１０の構造および形状寸法を安定化させる硬化ポリマーを含む。コントローラ１１６は、複数の層１０８が供出され硬化された後、マイクロ波モジュール１０６を動作させて硬化ポリマーを気化させ、供給材料１１０の結晶化を引き起こす。硬化ポリマーが気化するため、コントローラ１１６がマイクロ波モジュール１０６を動作させた後に、供給材料１１０の結晶化から形成されたセラミック結晶が残る。所与の層に対して、残留するセラミック結晶がセラミック部品の一部を形成する。
【００６０】
一部の実施態様では、制御システム１１４は、セラミック部品を形成するために、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）互換ファイルを使用して付加製造モジュール１０４および／またはマイクロ波モジュール１０６を制御する。例えば、付加製造モジュール１０４は、ＣＡＤ互換ファイルとして非一時的なコンピュータ可読媒体に記憶することができる印刷パターンに従って、プラットフォーム１１２上の所定の位置に供給材料１１０を選択的に供出することができる。場合によっては、付加製造モジュール１０４は、ＣＡＤ互換ファイルにおいて決定された印刷パターンに基づいてプラットフォーム１１２上の所定の位置で供給材料を選択的に硬化することができる。任意選択で、マイクロ波モジュール１０６は、ＣＡＤ互換ファイルからの命令に従ってマイクロ波も印加する。
付加製造装置を使用する方法
【００６１】
本明細書に記載された付加製造装置１００および他の装置は、セラミック部品を生成するために付加製造プロセスを行うことができる。制御システム１１４は、例えば、付加製造モジュール１０４、マイクロ波モジュール１０６、およびプラットフォーム１１２の動作を制御して、供給材料１１０を供出し、硬化し、結晶化させる。一部の例では、制御システム１１４は、ディスペンサ１１８、放射線源１２０、およびマイクロ波源１２２の動作を制御することができる。図４は、供給材料を供出し、硬化し、結晶化させるプロセス４００を表す流れ図である。プロセス４００は、例えば、付加製造装置１００を制御して供給材料１１０を供出し、硬化し、結晶化させる制御システム１１４によって実施される。
【００６２】
プロセス４００は、供出されている供給材料の第１の層から始まる（４００Ａ）。例えば、動作４００Ａでは、制御システム１１４は、供給材料１１０の層を供出するために付加製造モジュール１０４を動作させる（４００Ａ）。制御システム１１４は、付加製造モジュール１０４のディスペンサ１１８を制御して供給材料１１０の層を供出することができる。供給材料１１０の第１の層をプラットフォーム１１２上に均一に供出することができる（４００Ａ）。
【００６３】
次いで、供給材料の第１の層は、紫外線光の印加によって硬化される（４００Ｂ）。制御システム１１４は、例えば、付加製造モジュール１０４を動作させてプラットフォーム１１２に向かって紫外線光を放射して、動作４００Ａで供出された供給材料１１０の第１の層を硬化させ、それによって、供給材料１１０を安定化させる。制御システム１１４は、付加製造モジュール１０４の放射線源１２０を動作させて放射線を放射し、供給材料１１０の硬化性成分を硬化することができる。
【００６４】
次いで、供給材料の第２の層が供出される（４００Ｃ）。制御システム１１４は、ディスペンサ１１８を制御することによって供給材料１１０の層を供出するように付加製造モジュール１０４を制御し続ける（４００Ｃ）。第２の層を供出する前に（４００Ｃ）、制御システム１１４は、プラットフォーム１１２および／またはディスペンサ１１８に結合されたアクチュエータを制御して、プラットフォーム１１２に対するディスペンサ１１８の垂直位置を変更することができる。特に、制御システム１１４は、ディスペンサ１１８が、供出された第１の層の上方に配置され、第１の層の上に第２の層を供出することができるように、ディスペンサ１１８とプラットフォーム１１２との間の距離を増加させるようにアクチュエータを制御することができる。
【００６５】
一部の例で、供出動作４００Ａおよび印加動作４００Ｂは、供出動作４００Ｃが実行される前に数回繰り返すことができる。例えば、放射線源１２０がＵＶ光レーザである場合、制御システム１１４は、供出動作および印加動作４００Ｂを順次実行して供給材料１１０の第１の層の一部を供出し硬化することができる。これらの動作４００Ａ、４００Ｂの繰り返しによって、制御システム１１４は、付加製造モジュール１０４を動作させて供給材料１１０の第１の層全体を供出し硬化することができる。例えば、放射線源１２０は、供給材料１１０の所定の数のボクセルを供出することができ、供給材料１１０の所定の数のボクセルは、供給材料１１０の層の一部を形成するようにカバーすることができる。供給材料１１０の層の一部は、放射線源１２０からの光ビームが全領域をカバーすることができるように十分に小さな領域を有することができる。一部の例では、放射線源１２０は、使用可能な構築領域全体をカバーする光ビームを放射する。そのような場合、制御システム１１４は、供出動作４００Ａを実行して供給材料１１０の第１の層全体を供出し、次いで、印加動作４００Ｂを実行して供給材料１１０の第１の層全体を一度に硬化する。
【００６６】
供給材料の第２の層が供出された後（４００Ｃ）、ＵＶ放射線が供給材料の第２の層に印加される（４００Ｄ）。印加動作４００Ｂと同様に、印加動作４００Ｄは、付加製造モジュール１０４および／または放射線源１２０の動作を含むことができる。
【００６７】
一部の例では、放射線源１２０によって放射された放射線は、最上層ならびに最上層の下にある層の供給材料１１０の硬化プロセスを誘発することができる。その結果、第１の供出動作４００Ａ、第１の印加動作４００Ｂ、第２の供出動作４００Ｃ、および第２の印加動作４００Ｄを順次実行する代わりに、制御システム１１４は、付加製造モジュール１０４を制御して第１の供出動作４００Ａおよび第２の供出動作４００Ｃを順次実行する。次いで、制御システム１１４は、供給材料の第１および第２の層両方の供給材料１１０を、例えば、同時に硬化する単一の印加動作４００Ｂ、４００Ｄを行う。
【００６８】
供給材料１１０の第１の層および第２の層が供出され（４００Ａ、４００Ｃ）、紫外線光が第１および第２の層を硬化するために印加された後（４００Ｂ、４００Ｄ）、マイクロ波が第１および第２の層に印加される（４００Ｅ）。制御システム１１４は、例えば、マイクロ波モジュール１０６を動作させてプラットフォーム１１２に向かってマイクロ波を放射する。マイクロ波は、上記したように、供給材料１１０のセラミック成分の結晶化を引き起こし、供給材料１１０の硬化性成分を気化させる。したがって、制御システム１１４は、マイクロ波のそれぞれの印加（４００Ｅ）の間に、ディスペンサ１１８に供給材料１１０の少なくとも２つの層を供出させることができる（４００Ａ、４００Ｃ）。したがって、マイクロ波は、供給材料１１０の２つ以上の層の硬化性成分を同時に気化させて、供給材料１１０の２つ以上の層のセラミック成分を同時に結晶化することができる。セラミック成分の結晶化は、セラミック部品を形成するセラミック結晶の形成をもたらす。
【００６９】
一部の例では、動作４００Ａ〜４００Ｄは、付加製造モジュール１０４を使用し、動作４００Ｅは、マイクロ波モジュール１０６を使用する。したがって、動作４００Ａ〜４００Ｄでは、制御システム１１４は、付加製造モジュール１０４が供給材料１１０をプラットフォーム１１２上に供出し、ＵＶ光をプラットフォーム１１２に向けることができるように、プラットフォーム１１２、付加製造モジュール１０４、およびマイクロ波モジュール１０６を制御することができる。付加製造モジュール１０４は、供給材料１１０を供出し、ＵＶ光をプラットフォーム１１２に向けることができるが、マイクロ波モジュール１０６は、マイクロ波をプラットフォーム１１２に向かって放射することができないように、プラットフォーム１１２に対して配置され得る。制御システム１１４は、例えば、ディスペンサ１１８および／または放射線源１２０、プラットフォーム１１２、ならびにマイクロ波源１２２のうちの１つまたは複数に結合された１つもしくは複数の線形アクチュエータを制御することができる。これらの場合、動作４００Ｅに備えて、制御システム１１４は、マイクロ波モジュール１０６がマイクロ波をプラットフォーム１１２に向かって放射することができるように、モジュール１０４、１０６および／またはプラットフォーム１１２を動作させることができる。付加製造モジュール１０４は、付加製造モジュール１０４がプラットフォーム１１２上に供給材料１１０を供出し硬化することができないように、プラットフォーム１１２に対して配置することもできる。
【００７０】
図４に表されたプロセス４００では、複数の層が供出され硬化された後、マイクロ波が印加される（４００Ｅ）。一部の例では、マイクロ波は、供給材料１１０の各層が供出され硬化された後、印加される。
【００７１】
一部の例では、セラミック部品は、供給材料１１０の２つの層から形成され、したがって、動作４００Ａ〜４００Ｅのみが必要な場合がある。動作４００Ａ〜４００Ｅのみが示されているが、プロセス４００は、供給材料１１０の３つ以上の層が供出され、硬化され、結晶化されるように複数回繰り返すことができる。供出（４００Ａ、４００Ｃ）、ＵＶ光の印加（４００Ｂ、４００Ｄ）、およびマイクロ波の印加（４００Ｅ）動作を繰り返して、供給材料１１０の３つ以上の層から形成されたセラミック部品を生成することができる。
【００７２】
供給材料１１０の３つ以上の層が供出され、硬化される一部の例では、制御システム１１４は、付加製造モジュール１０４を制御して供給材料１１０の各層の硬化性成分を供出し硬化することができる。供出されるすべての層に対して供給材料１１０を供出し硬化した後、制御システム１１４は、マイクロ波モジュール１０６を制御して、マイクロ波を印加してすべての層の硬化性成分を同時に気化させることができる。したがって、この場合、マイクロ波は、最上層および最上層の真下の少なくとも２つの層を貫通することができる。
【００７３】
付加製造装置１００の一部の実施態様では、本明細書に記載されるように、付加製造モジュール１０４およびディスペンサ１１８は、単一のタイプの供給材料１１０をプラットフォーム１１２上に供出することができる。任意選択で、付加製造モジュール１０４およびディスペンサ１１８は、さらなるタイプの供給材料を供出する。ディスペンサ１１８は、第１の供給材料および第２の供給材料の両方を供出することができる。第１の供給材料は、ディスペンサ１１８の第１の開口部から供出され、第２の供給材料は、ディスペンサ１１８の第２の開口部から供出され得る。
【００７４】
２つの供給材料はそれぞれ、硬化性成分およびセラミック成分を含む。第１および第２の供給材料は、第１の供給材料が、第２の供給材料中のセラミック成分の密度よりも大きなセラミック成分の密度を含むことができるという点で異なる。第１の供給材料中の硬化性成分に対するセラミック成分の比は、第２の供給材料中の硬化性成分に対するセラミック成分の比とは異なる。一部の例では、第１の供給材料の比は、第２の供給材料の比よりも６００％〜１０００％大きい。
【００７５】
第１の供給材料では、セラミック成分に対する硬化性成分の質量比が、１〜１０と１〜３との間にあってもよい。第２の供給材料では、セラミック成分に対する硬化性成分の質量比が、１〜３と１〜１との間にあってもよい。第１の供給材料中のセラミック成分に対する硬化性成分の比は、第２の供給材料中のセラミック成分に対する硬化性成分の比よりも１０％〜１０００％（例えば、１０％〜２００％、２００％〜６００％、６００％〜１０００％）大きくすることができる。
【００７６】
一部の例では、第１の供給材料のセラミック成分は、ポリメチルシランを含み、第２の供給材料のセラミック成分は、［ＣＨ３（ＣＨ＝ＣＨ）ＳｉＯ］４を含む。一部の例では、第１の供給材料のセラミック成分は、［ＳｉＨ１．２６（ＣＨ３）０．６（ＣＨ２ＣＨ＝ＣＨ２）０．１４ＣＨ２］ｎを含み、第２の供給材料のセラミック成分は、Ｃｐ２ＴｉＣｌ２および／またはビニールフェロセンを含む。
【００７７】
１つの供給材料のみが使用される場合、結晶化速度を増加させ、結晶化の均一性を改善するために、供給材料は、セラミック結晶スピードを含むことができる。２つ以上の供給材料が使用される場合、任意選択で、供給材料の１つまたは両方がセラミック結晶シードを含む。２つの供給材料は、異なる密度のセラミック結晶シードを含むことができる。第１および第３の層に供出される第１の供給材料は、第２の層に供出される第２の供給材料のセラミック結晶シードの密度よりも大きなセラミック結晶シードの密度を有することができる。一部の実施態様では、第１の供給材料は、セラミック結晶シードを含むが、第２の供給材料は、セラミック結晶シードを含まない。
【００７８】
第１の供給材料は、第２の供給材料中のセラミック成分の割合よりも大きなセラミック成分の割合を有するため、第１の供給材料の結晶化は、第２の供給材料の結晶化から形成されたセラミック結晶よりも大きなセラミック結晶をもたらすことができる。付加製造装置１００は、第１および第２の供給材料のセラミック結晶間の粒径の差を利用して、供給材料の層間の結合および焼結を促進することができる。層間の粒径の不均質性は、供給材料の層間の結合の強度を向上させることができる。図５Ａおよび図５Ｂは、２つのタイプの供給材料を使用するプロセス５００の例を示す。特に、図５Ａは、供出動作および印加動作のグラフ、ならびにこれらの動作のそれぞれを実行するための相対的な持続時間を概略的に表す。図５Ｂは、プロセス５００の流れ図を示す。
【００７９】
プロセス５００は、供給材料の第１の層が供出されることから始まる（５００Ａ）。第１の層は、第１の供給材料から形成される。次いで、ＵＶ放射線が第１の供給材料の第１の層に印加される（５００Ｂ）。次いで、供給材料の第２の層が供出される（５００Ｃ）。第２の層は、第２の供給材料から形成される。次いで、ＵＶ放射線が第２の供給材料の第２の層に印加される（５００Ｄ）。最後に、供給材料の第３の層が供出され（５００Ｅ）、第３の層は、第１の供給材料から形成される。次いで、ＵＶ放射線が第３の供給材料の第３の層に印加される（５００Ｆ）。動作５００Ｇでは、マイクロ波が印加され、第１の層、第２の層、および第３の層のそれぞれにおける供給材料中のセラミック成分の結晶化を引き起こす。供出動作５００Ａ、５００Ｃ、５００Ｅは、供出動作５００Ｃにおいて供出される供給材料が動作５００Ａ、５００Ｅにおいて供出される供給材料と異なる以外は、本明細書に記載された供出動作４００Ａ、４００Ｃと類似しているが、動作４００Ａ、４００Ｃにおいて供出される供給材料は、同じである。
【００８０】
図５Ａに示すように、これらの動作５００Ａ〜５００Ｆのそれぞれに対する動作時間は、同様であってもよい。動作５００Ｇの動作時間は、動作５００Ａ〜５００Ｆの各動作時間の動作時間よりも相対的に長くてもよい。動作５００Ａ〜５００Ｆはそれぞれ、単一層中の供給材料を供出し硬化することに限定されているが、動作５００Ｇは、複数の層に対してマイクロ波を印加する必要があるため、動作５００Ｇは、マイクロ波が、第１の層、第２の層、および第３の層のそれぞれの内部で十分な結晶化を引き起こすことができるように、より長い動作時間を必要とする場合がある。動作５００Ｇの動作時間は、動作５００Ａ〜５００Ｆそれぞれの動作時間よりも２〜４０倍長くてもよい。一部の例では、ＵＶ放射線が印加される持続時間は、１層につき０．０１平方メートル当たり０．１秒から１層につき０．０１平方メートル当たり１秒とすることができる。場合によっては、マイクロ波が印加される持続時間は、層数に依存しない。持続時間は、例えば、１秒〜２０秒とすることができる。
【００８１】
連続動作５００Ａ〜５００Ｆによって、第２の供給材料から形成された第２の層を第１の供給材料から形成され２つの層の間に挟むことができる。特に、（動作５００Ａおよび５００Ｂにおいて供出され硬化された）第１の供給材料の第１の層は、（動作５００Ｃおよび５００Ｄにおいて供出され硬化された）第２の供給材料の第２の層の下方にある。（動作５００Ｅおよび５００Ｆにおいて供出され硬化された）第１の供給材料の第３の層は、第２の供給材料の第２の層の上方にある。２つの供給材料のこの配置によって、結果としてセラミック成分のより高い密度の２つの層の間に配置されたセラミック成分のより低い密度を有する供給材料の層が得られる。
【００８２】
マイクロ波源１２２がマイクロ波を第１の層、第２の層、および第３の層に印加すると（５００Ｇ）、マイクロ波源１２２は、マイクロ波を印加することによって、第１および第２の供給材料のセラミック成分の結晶化を引き起こし、それによって、第１の層、第２の層、および第３の層のそれぞれにおいて結晶化を引き起こすことができる。セラミック成分のより低い密度を有する層、すなわち第２の層は、セラミック成分のより高い密度を有する２つ層、すなわち第１および第３の層に形成されたセラミック結晶に比べてより小さなセラミック結晶を形成する。第１および第３の層に形成されたセラミック結晶は、第２の層に形成されたセラミック結晶よりも、例えば、３００％〜２０００％大きい（第２の層に形成されたセラミック結晶よりも、例えば、３００％〜１２００％、４００％〜２０００％、１２００％〜２０００％大きい）。セラミック結晶のサイズの比は、第１および第２の供給材料におけるセラミック成分の密度の差に依存し得る。
【００８３】
マイクロ波は、結晶化を引き起こすことに加えて、セラミック結晶間の焼結を引き起こすこともできる。第２の層に形成されたセラミック結晶は、マイクロ波の印加により第１および第３の層に形成されたセラミック結晶に焼結することができる。第１および第３の層に形成されたセラミック結晶の粒径に比べて、第２の層に形成されたセラミック結晶の粒径が小さいほど、結果としてセラミック結晶間の結合がより強くなる可能性がある。特に、粒径が小さいほど、セラミック結晶がより稠密になり、したがって、焼結したときに、結晶間の結合をより強くするのを促進することができる。
【００８４】
動作５００Ａ〜５００Ｇで第１の層、第２の層、および第３の層が供出され、硬化され、結晶化された後、これらの動作を繰り返して追加の層を供出し、硬化し、結晶化することができる。図５Ａおよび図５Ｂに表されるように、プロセス５００がこれらの追加の層を含む場合、プロセス５００は、第１の供給材料のもう１つの層の供出を開始する動作５００Ｈを含むことができる。次いで、プロセス５００は、新しい層が硬化され、次の層が供出され、硬化され、新しい層のそれぞれがマイクロ波に曝露される動作５００Ｂ〜５００Ｇと同様の動作を続けることができる。
【００８５】
コントローラおよび計算装置は、本明細書に記載されたプロセス４００および５００、動作４００Ａ〜４００Ｅ、５００Ａ〜５００Ｈ、ならびに他のプロセスおよび動作を実施することができる。一部の実施態様では、装置１００の制御システム１１４およびコントローラ１１６は、装置１００の様々な構成要素、例えば、ディスペンサ１１８、放射線源１２０、マイクロ波源１２２、および／またはこれらのシステムに接続されたアクチュエータ、に接続された１つあるいは複数の処理装置を含むことができ、それらの構成要素に対する制御信号を生成することができる。制御システム１１４、コントローラ１１６、ならびに装置１００の他のプロセッサおよびコントローラは、各動作を調整し、装置１００に上記の様々な機能動作または一連のステップを実行させることができる。これらのプロセッサおよびコントローラは、付加製造モジュール１０４、マイクロ波モジュール１０６、ならびに装置１００の他のシステムの動きおよび動作を制御することができる。
【００８６】
制御システム１１４、コントローラ１１６、および本明細書に記載されたシステムの他の計算装置の一部は、デジタル電子回路、またはコンピュータソフトウェア、ファームウェア、もしくはハードウェアにおいて実施することができる。例えば、コントローラは、コンピュータプログラム製品、例えば、非一時的な機械可読ストレージ媒体に記憶されるようなコンピュータプログラムを実行するためのプロセッサを含むことができる。そのようなコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、またはコードとしても知られている）は、コンパイル言語またはインタープリタ言語を含む任意の形態のプログラミング言語で記述することができ、スタンドアロンプログラムもしくはモジュール、構成要素、サブルーチン、またはコンピューティング環境で使用するのに適した他のユニットを含む任意の形態で配備することができる。
【００８７】
制御システム１１４、コントローラ１１６、および記載されたシステムの他の計算装置の一部は、データオブジェクト、例えば、供給材料を各層ごとに堆積させるべきパターンを識別するＣＡＤ互換ファイルを記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を含むことができる。例えば、データオブジェクトは、ＳＴＬフォーマットのファイル、３Ｄ製造フォーマット（３ＭＦ）ファイル、または付加製造ファイルフォーマット（ＡＭＦ）ファイルであってもよい。例えば、コントローラは、遠隔コンピュータからデータオブジェクトを受け取ることができる。例えば、ファームウェアまたはソフトウェアによって制御されるような、制御システム１１４のプロセッサは、コンピュータから受け取ったデータオブジェクトを解釈して、装置１００の構成要素を制御して各層ごとに指定されたパターンを融合するのに必要な信号の組を生成することができる。
【００８８】
本文書は多くの特定の実施態様の詳細を含むが、これらは、いかなる発明の範囲も、または特許請求可能なものの範囲も限定するものではなく、むしろ特定の発明の特定の実施形態に特有の特徴についての記載として解釈されるべきである。別個の実施形態の文脈において本文書に記載されているある特定の特徴は、単一の実施形態において組み合わせて実施することもできる。逆に、単一の実施形態の文脈において記載されている様々な特徴は、複数の実施形態において別々にまたは任意の適切なサブ組合せにおいて実施することもできる。さらに、特徴は、ある特定の組合せにおいて作用するとして上記され、最初にそのように特許請求されることがあるが、特許請求される組合せからの１つまたは複数の特徴は、場合によっては、その組合せから削除されてもよく、特許請求される組合せは、サブ組合せまたはサブ組合せの変形形態を対象としてもよい。
【００８９】
本明細書に記載されたプロセスおよび動作から形成されるセラミック部品は、セラミックウエハであってもよい。一部の例では、セラミック部品は、炭化ケイ素モノリス、炭化タングステンモノリス、または他のセラミックモノリスである。
【００９０】
セラミック部品は、研磨パッドをコンディショニングするためのシステム用コンディショニングディスクを提供することができる。コンディショニングディスクは、研磨またはコンディショニングのためのパッドの能力を改善するために研磨材として働くダイヤモンド粒子が埋め込まれるか、またはダイヤモンド粒子でコーティングされ得る。コンディショニングディスクの形状、例えば、任意の切断エッジの位置および曲率は、３Ｄ印刷プロセスによって設定することができる。加えて、コンディショニングディスクの底面の表面テクスチャ、例えば、ディスクの底面の表面粗さまたは切断特徴の存在は、３Ｄ印刷プロセスによって製造することができる。
【００９１】
一部の実施態様では、付加製造装置１００は、プラットフォーム１１２上の供給材料に熱を加えることができる熱源を含む。熱源は、供給材料に向かって熱を放射して供給材料を均一に加熱するための加熱ランプであってもよい。熱源は、あるいはまたはさらに、プラットフォーム１１２に結合されて、プラットフォーム１１２上に供出される任意の供給材料に熱を与えることができる。熱源からの追加の熱は、硬化放射線が供給材料１１０に印加されたときに硬化速度を増加させることができる。また、追加の熱を使用して、マイクロ波が供給材料１１０に印加されたときに焼結および／または結晶化速度を増加させることができる。
【００９２】
一部の例では、エンクロージャ１０２は、窒素ガスなどの不活性ガスを保持するように構成されている。装置１００は、エンクロージャ１０２の内外にガスを循環させるガスシステムを含むことができる。供給材料１１０がプラットフォーム１１２上に供出されるとき、ガスは、結晶化プロセスを改善して、結晶形成の欠陥を低減させ、それにより供給材料１１０のセラミック成分の結晶成長の均一性を改善することができる。
【００９３】
炭化ケイ素は、本明細書に記載されたプロセスおよび動作を使用して生成されるセラミック部品を形成することができるセラミック材料の例である。セラミック材料の他の例には、セリア、アルミナ、シリカ、アルミニウム窒化物、窒化ケイ素、またはこれらの材料の組合などの金属酸化物が含まれる。供給材料１１０は、硬化性成分と組み合わされた乾燥セラミック粒子であってもよい。供給材料１１０は、液体懸濁液中のセラミック粉末、または材料のスラリ懸濁液であってもよい。ディスペンサ１１８は、セラミック化合物またはセラミック前駆体と硬化性成分との組合せをキャリア流体、例えば、高蒸気圧のキャリア、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、エタノール、またはＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）中に送出することができる。キャリア流体は、マイクロ波の印加前に、または硬化放射線の印加前に蒸発することができる。
【００９４】
いくつかの実施態様について記載した。それにもかかわらず、様々な修正が行われてもよいことを理解されるであろう。例えば、
＊  ２つの別個のモジュール、すなわち付加製造モジュール１０４およびマイクロ波モジュール１０６について記載したが、一部の例では、硬化放射線およびマイクロ波の印加のためにプラットフォームがモジュール間を移動する必要がないように装置を構成することができる。プラットフォーム１１２は、ディスペンサ１１８、放射線源１２０、およびマイクロ波源１２２に対して固定された水平位置を有することができる。
＊  ディスペンサ１１８、放射線源１２０、およびマイクロ波源１２２は、プラットフォーム１１２の上方の異なる位置に移動可能な単一のモジュールまたは印字ヘッド内部に配置されてもよい。
＊  検知システム１２６は、供給材料１１０をモニタするための他の適切なセンサを含むことができる。検知システム１２６は、例えば、セラミック結晶がマイクロ波への暴露に応答して結晶化するときに、セラミック結晶の粒径を追跡する光センサを含むことができる。検知システム１２６は、あるいはまたはさらに、プラットフォーム１１２の温度を検出する熱電対を含むことができる。
したがって、他の実施態様は、特許請求の範囲の範囲内にある。
【図１】
2019517932.tif 000003
【図２】
2019517932.tif 000004
【図３Ａ】
2019517932.tif 000005
【図３Ｂ】
2019517932.tif 000006
【図３Ｃ】
2019517932.tif 000007
【図３Ｄ】
2019517932.tif 000008
【図３Ｅ】
2019517932.tif 000009
【図４】
2019517932.tif 000010
【図５Ａ】
2019517932.tif 000011
【図５Ｂ】
2019517932.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成31年2月22日(2019.2.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
マイクロ波源１２２は、マイクロ波源１２２が所定の周波数範囲内で選択された周波数のそれぞれでマイクロ波を順次放射するように、周波数コントローラ１２４によって制御することができる。マイクロ波は、例えば、所定の周波数範囲内の１００〜５０００の異なる周波数（例えば、１００〜３０００の異なる周波数、３０００〜５０００の周波数、４０００〜４２００の周波数、およそ４０９６の周波数）で放射することができる。所定の周波数範囲は、５．８〜６．８ギガヘルツである。一部の例では、マイクロ波源１２２は、およそ２５マイクロ秒間、各周波数でマイクロ波を放射する。一部の実施態様では、マイクロ波源１２２は、５〜４５マイクロ秒（例えば、５〜２５マイクロ秒、１５〜３５マイクロ秒、または２５〜４５マイクロ秒）間、各周波数でマイクロ波を放射する。しかしながら、一部の例では、マイクロ波は、固定周波数、例えば、５．８〜６．８ギガヘルツで放射することもできる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６５】
一部の例で、供出動作４００Ａおよび印加動作４００Ｂは、供出動作４００Ｃが実行される前に数回繰り返すことができる。例えば、放射線源１２０がＵＶ光レーザである場合、制御システム１１４は、供出動作および印加動作４００Ｂを順次実行して供給材料１１０の第１の層の一部を供出し硬化することができる。これらの動作４００Ａ、４００Ｂの繰り返しによって、制御システム１１４は、付加製造モジュール１０４を動作させて供給材料１１０の第１の層全体を供出し硬化することができる。例えば、放射線源１２０は、供給材料１１０の所定の数のボクセルを供出することができ、供給材料１１０の所定の数のボクセルは、供給材料１１０の層の一部を形成することができる。供給材料１１０の層の一部は、放射線源１２０からの光ビームが全領域をカバーすることができるように十分に小さな領域を有することができる。一部の例では、放射線源１２０は、使用可能な構築領域全体をカバーする光ビームを放射する。そのような場合、制御システム１１４は、供出動作４００Ａを実行して供給材料１１０の第１の層全体を供出し、次いで、印加動作４００Ｂを実行して供給材料１１０の第１の層全体を一度に硬化する。
【国際調査報告】
2019517932.tif 000013
2019517932.tif 000014
2019517932.tif 000015