(57)【要約】【課題】本発明は、原料粉末の層に電磁波又は粒子放射線を照射して三次元工作物を製造する装置に関する。【解決手段】装置（１０）は、原料粉末（１８）を受け入れる担体（１６）を収容する加工室（１４）と、担体（１６）上の原料粉末（１８）に電磁波又は粒子放射線を選択的に照射する照射器（２０）であって、付加積層構築法によって前述の原料粉末（１８）から工作物（１２）を製造するために、少なくとも１つの照射源（２２、２４）及び複数の光学素子（２８、３４）を有する少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）を備えた照射器と、を備える。熱伝達装置（３８）は、熱源（４０）から発生した熱を、照射器（２０）の少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達するように構成される。装置は、さらに、制御部（４２）であって、熱伝達装置（３８）を制御して照射器（２０）の少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度を調整するように構成された制御部を備える。【選択図】図１
2018080393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元工作物（１２）を製造する装置（１０）であって、
原料粉末（１８）を受け入れる担体（１６）を収容する加工室（１４）と、
前記担体（１６）上の前記原料粉末（１８）に電磁波又は粒子放射線を選択的に照射すて照射器（２０）であって、付加積層構築法によって前記原料粉末（１８）から三次元工作物（１２）を製造し、少なくとも１つの照射源（２２、２４）、及び複数の光学素子（２８、３４）を有する少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）を備えた照射器（２０）と、
熱源（４０；２２、２４）から発生した熱を、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達するように構成された熱伝達装置（３８）と、を備える、装置において、
前記装置（１０）が、前記熱伝達装置（３８）を制御する制御部（４２）であって、前記熱伝達装置（３８）を制御して前記照射器（２０）の少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度を調整する制御部を備え、
前記熱伝達装置（３８）が熱伝達回路（５４）をさらに備え、該熱伝達回路を熱伝達流体が循環し、前記熱伝達回路が、前記熱源（４０；２２、４２）に、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に熱的に連結されて、前記熱源（４０；２２、４２）から発生した熱を、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達し、
前記熱伝達装置（３８）が、さらに、冷却エネルギー源（４４；５２）によって生成された冷却エネルギーを、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達するように構成されている、ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記制御部（４２）が前記熱伝達装置（３８）を制御するように構成され、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度が温度設定値を下回ると、前記熱源（４０；２２、２４）から発生した熱が、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達され、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度を上昇させ、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度が、前記温度設定値を超えるか又は前記温度設定値と等しいとき、前記熱源（４０；２２、２４）から発生した熱が、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達することが遮断される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記制御部（４２）が前記熱伝達装置（３８）を制御するように構成され、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度が、前記温度設定値を超えるか又は前記温度設定値と等しいとき、前記冷却エネルギー源（４４；５２）によって生成された前記冷却エネルギーが、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達され、前記照射器（２０）の少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度を実質的に前記温度設定値に調整する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記加工室（１４）にシールドガスを供給するように構成されたシールドガス供給システム（４６、４８）と、
前記加工室（１４）に供給される前記シールドガスに熱を伝達するように構成された更なる熱伝達器（５０）と、をさらに備え、
前記制御部（４２）が、前記更なる熱伝達器（５０）を制御して、前記加工室（１４）に供給される前記シールドガスの温度を調整するように構成される、請求項１〜３の何れか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記制御部（４２）が前記更なる熱伝達器（５０）を制御するように構成され、前記加工室（１４）全体の温度が更なる温度設定値を下回ると、前記加工室（１４）に供給される前記シールドガスの温度が上昇し、前記加工室（１４）全体の温度が前記更なる温度設定値を超えると、前記加工室（１４）に供給される前記シールドガスの温度が低下する、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度の前記温度設定値が、前記加工室（１４）全体の温度の前記更なる温度設定値と等しいか又は前記更なる温度設定値よりも大きい、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記制御部（４２）が前記熱伝達装置（３８）及び前記更なる熱伝達器（５０）を制御するように構成され、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度の勾配が、前記加工室（１４）全体の温度の勾配と実質的に等しくなる、請求項４〜６の何れか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記制御部（４２）が前記熱伝達装置（３８）を制御するように構成され、前記装置（１０）がウォームアップモードにあるとき、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度が前記温度設定値まで上昇し、前記装置（１０）が加工モードにあるとき、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度が、前記温度設定値において実質的に一定に維持され、及び／又は、
前記制御部（４２）が前記更なる熱伝達器（５０）を制御するように構成され、前記装置（１０）がそのウォームアップモードにあるとき、前記加工室（１４）全体の温度が前記更なる温度設定値まで上昇し、前記装置（１０）がその加工モードにあるとき、前記加工室（１４）全体の温度が、前記更なる温度設定値において実質的に一定に維持される、請求項４〜７の何れか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記熱伝達装置（３８）が、第１の熱交換器（５６）によって前記熱源（４０；２２、４２）に、そして、少なくとも１つの第２の熱交換器（５８）によって前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に熱的に連結されて、前記熱源（４０；２２、４２）から発生した熱を、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達する、請求項１〜８の何れか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記熱伝達回路（５４）が少なくとも１つの分配ライン（６０、６２）を備え、該少なくとも１つの分配ラインが、前記少なくとも１つの第２の熱交換器（５８）に接続され、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に熱的に連結された前記少なくとも１つの第２の熱交換器（５８）を介して前記熱伝達回路（５４）を循環する熱伝達流体を選択的に導くように構成される、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記熱伝達回路（５４）が、さらに、該熱伝達回路（５４）のバイパスライン（６６）に配置された第３の熱交換器（６５）によって、前記冷却エネルギー源（４４；５２）に熱的に連結されて、該冷却エネルギー源（４４；５２）によって生成された冷却エネルギーを、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達する、請求項１〜９の何れか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記更なる熱伝達器（５０）が、更なる熱源（５２）であって、前記加工室（１４）に供給される前記シールドガスに作用してその温度を調整するように構成された前記更なる熱源を備え、該更なる熱源（５２）が前記第３の熱交換器（６５）の形態により設けられる、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
装置（１０）を操作する方法であって、
三次元工作物（１２）を製造するように構成された前記装置（１０）が、ｓ
原料粉末を受け入れる担体（１６）を収容する加工室（１４）と、
前記担体（１６）上の前記原料粉末（１８）に電磁波又は粒子放射線を選択的に照射する照射器であって、付加積層構築法によって前記原料粉末（１８）から三次元工作物（１２）を製造し、少なくとも１つの照射源（２２、２４）、及び複数の光学素子（２８、３４）を有する少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）を備えた照射器（２０）と、
熱伝達装置（３８）であって、該熱伝達装置（３８）の熱源（４０；２２、２４）から発生した熱を、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達するように構成された熱伝達装置と、を備える方法において、
前記方法が、前記熱伝達装置（３８）を制御して、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）の温度を調整する段階を含み、前記熱伝達装置（３８）が熱伝達回路（５４）を備え、熱伝達流体が前記熱伝達回路を循環し、該熱伝達回路が、前記熱源（４０；２２、４２）に、そして、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に熱的に連結されて、前記熱源（４０；２２、４２）から発生した熱を、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達し、
前記熱伝達装置（３８）が、さらに、冷却エネルギー源（４４；５２）によって生成された冷却エネルギーを、前記照射器（２０）の前記少なくとも１つの光学ユニット（２６、３２）に伝達するように構成されている、ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、原料粉末の層に電磁波又は粒子放射線を照射して三次元工作物を製造する装置に関する。さらに、本発明は、このような種類の装置を操作する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末床溶融結合(Powder bed fusion)は、微粉末、具体的には、金属及び／又はセラミック原料を複雑な形状の三次元工作物に加工することができる付加積層加工(additive layering process)である。この目的のために、原料粉末層を担体上に塗布し、製造される工作物の所望の幾何形状に応じて、原料粉末層に対して部位選択的にレーザ照射をする。レーザ光が粉末層に入り込むと発熱し、その結果、原料粉末粒子が溶融するか又は焼結する。次いで、工作物が所望の形状及びサイズになるまで、既にレーザ処理された担体の層に、更に原料粉末層を連続的に塗布する。選択的なレーザ溶融又はレーザ焼結は、具体的には、ＣＡＤデータに基づく、プロトタイプ、工具、交換部品又は医療用人工器官、例えば、歯科用補綴又は整形外科用人工関節、の製造に用いることができる。
【０００３】
粉末床溶融結合方式によって微粉末原料から成形体を製造する装置は、例えば、特許文献１に記載されている。先行技術の装置は、製造される成形体の複数の担体を収容する加工室を備える。粉末層調製システムは、粉末貯蔵ホルダを備え、この粉末貯蔵ホルダは、担体を往来して、レーザビームにより照射される原料粉末を担体上に塗布することができる。加工室は、シールドガス回路であって、シールドガスを加工室に供給して加工室内に保護ガス雰囲気を確立することが可能な供給ラインを備えたシールドガス回路に接続されている。
【０００４】
微粉末原料を照射して三次元工作物を製造する装置に利用することが可能な照射器は、例えば、特許文献２に記載されている。照射器は、レーザ源と光学ユニットとを備える。レーザ源から放射されるレーザビームが供給される光学ユニットは、ビームエキスパンダとスキャナ部とを備える。スキャナ部内では、レーザビームを複数のレーザサブビームに分割するようにビーム経路内に曲げられ得る回折光学素子が、レーザサブビームを偏向させる偏向ミラーの前方に配置されている。スキャナ部から放射されたレーザビーム又はレーザサブビームは、対物レンズに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許第１７９３９７９（Ｂ１）号明細書
【特許文献２】欧州特許第２３３５８４８（Ｂ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、原料粉末の層に電磁波又は粒子放射線を照射して高品質の三次元工作物を製造する装置を提供することに関する。さらに、本発明の目的は、このような種類の装置を操作する方法を提供することに関する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に規定されている、三次元工作物を製造する装置、及び、請求項１４に規定されている、三次元工作物を製造する装置を操作する方法は、これらの目的に対処する。
【０００８】
三次元工作物を製造する装置は、原料粉末を受け入れる担体を収容する加工室を備える。担体は、電磁波又は粒子放射線に当てられるように原料粉末が塗布される面を有し堅く固定された担体であり得る。ただし、担体は、垂直方向に移動可能であるように構成され、その結果、工作物の構造高さ(construction height)が増加するにつれて、原料粉末から工作物が層状に構築されると、担体は、垂直方向に下方へ移動できることが好ましい。加工室内で担体上に塗布される原料粉末は、金属粉末、具体的には金属合金粉末であることが好ましいが、セラミックス粉末、又は種々の材料を含有する粉末であってもよい。粉末は、あらゆる適切な粒径又は粒度分布を有し得る。ただし、１００μｍ未満の粒径の粉末を加工することが好ましい。
【０００９】
装置は、さらに、担体上の原料粉末に電磁波又は粒子放射線を選択的に照射して、付加積層構築法によって前述の原料粉末から工作物を製造する照射器を備える。したがって、担体上に塗布された原料粉末には、製造される工作物の所望の幾何形状に応じて、部位選択的に電磁波又は粒子放射線を当てることができる。
【００１０】
照射器は、少なくとも１つの照射源と、少なくとも１つの光学ユニットを備え、少なくとも１つの光学ユニットは、少なくとも１つの照射源から放射される放射ビームをガイド及び／又は処理するように構成されることが好ましい複数の光学素子を有する。例えば、照射器は、１つのみの照射源及び／又は１つのみの光学ユニットを備えていてもよい。または、照射器は、複数の照射源及び／又は複数の光学ユニットを備えていてもよい。照射器が複数の照射源を備える場合、複数の光学素子を備えた別の光学ユニットを、複数の照射源のそれぞれに付属させることができる。少なくとも１つの照射源は、レーザ源、例えば、ダイオード励起イッテルビウムファイバレーザであってもよい。さらに、複数の光学素子には、例えば、少なくとも１つの照射源から放射される放射ビームを拡張するビームエキスパンダと、スキャナと、対物レンズと、が含まれていてもよい。または、複数の光学素子は、集束光学素子及びスキャナ部を含むビームエキスパンダを備えていてもよい。スキャナ部は、回折光学素子及び／又は偏向ミラーを備えることが好ましい。スキャナ部によって、ビーム経路の方向とビーム経路に対して直交する面の両方における放射ビームの焦点の位置を変更し、適合させることができる。
【００１１】
装置は、さらに、熱源から発生した熱を照射器の少なくとも１つの光学ユニットに伝達するように構成された熱伝達装置を備える。例えば、熱源は、少なくとも１つの照射源の形態により、又は照射器の他の構成部品の形態により設けられていてもよい。ただし、熱源は、別個の加熱器、例えば、電気エネルギーが供給されると熱を発生する電気抵抗器の形態により設けられることも考えられ得る。具体的には、複数の別個の加熱器が設けられていてもよく、複数の別個の加熱器のそれぞれは、照射器の少なくとも１つの光学ユニットのうちの１つに割り当てられていてもよい。
【００１２】
さらに、装置は、熱伝達装置を制御して照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を調整するように構成された制御部を備える。具体的には、制御部は、熱伝達装置を制御して照射器の少なくとも１つの光学ユニットの複数の光学素子の温度を調整するように構成され得る。制御部は、装置の中央制御部とは別に設けられていてもよいし、又は中央制御部に統合されていてもよい。具体的には、制御部は、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を調整するように構成され得る、装置のアクチュエータ又は制御要素に、制御信号を提供するように構成することができる。
【００１３】
通常、三次元工作物製造装置の作動時には、照射器の照射源から熱が発生し、これによって、照射源の出力に主に依存する照射器の動作温度が上昇する。このため、照射器は、通常、変動が大きな動作温度の影響を受けやすい。具体的には、装置によって行われる製造工程の開始時には、照射器の動作温度は比較的低い。照射源から発生した熱は、光学ユニットの複数の光学素子に伝達される。さらに、照射源から放射された電磁波又は粒子放射線と相互作用すると、複数の光学素子に熱が発生する。この目的のために、担体上の原料粉末に照射すると、照射器は、少なくとも部分的に形成された工作物の一部に電磁波又は粒子放射線を照射することによって放射される熱放射の影響も受けやすい。照射器の、この熱放射によって生じる加熱は、通常、電磁波又は粒子放射線を照射する工作物の一部までの距離及び当該一部の温度によって異なる。したがって、照射部の光学素子、又は照射器が複数の照射源及び照射部を備える場合には、形成される工作物の、高い電磁波又は粒子放射線が当てられる領域、いわゆる「照射加熱スポット」の近くに配置された照射部は、工作物から遠く離れて配置されるほど加熱される。例えば、原料粉末床に形成される照射加熱スポットの上に配置された単一の照射部又は複数の照射部の光学素子は、未処理の原料粉末の上に配置されたものよりも熱放射によって加熱される。このことによって、さらに、照射器内に不均一な加熱及び種々の動作温度がもたらされる。
【００１４】
ただし、照射器の上述した加熱の結果、具体的には熱膨張により、複数の光学素子の光学特性は、照射器の動作温度に依存して変化する。例えば、光学ユニットの光ファイバ、レンズ若しくは別の光学素子の屈折率、又は光学ユニットの光学素子を形成するレンズの幾何形状、具体的には曲率半径は、その動作温度によって異なる。さらに、照射器の電気構成部品及び電気機械構成部品にも、通常、温度依存特性が付与される。このため、照射器の構成部品の、動作温度の変化、不均一な加熱、及び温度依存特性の違いにより、装置は、通常、作動時に照射器の不正確性及びデキャリブレーション(decalibration)の影響を受けやすい。
【００１５】
制御部によって、本発明は、少なくとも１つの光学ユニットの温度、すなわち動作温度を調整して、複数の光学素子の不均一な加熱を回避し、そして、その動作温度を実質的に一定に維持することができる。換言すると、制御部は、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの動作温度を制御するように設定することができる。具体的には、熱伝達装置及び制御部によって、本発明は、光学ユニット内において、特に複数の光学素子にわたって均質な温度分布を達成することができる。このようにして、少なくとも１つの光学ユニットの複数の光学素子の種々の温度依存特性の影響を低減することができ、これによって、作動時の照射器の不正性及びデキャリブレーションが回避される。その結果、照射器の動作を更に正確に制御することができ、特に高い品質規格を満たす三次元工作物を製造することができる。
【００１６】
装置は、複数の熱伝達装置を備えていてもよく、これらの熱伝達装置がそれぞれ、照射器の少なくとも１つの光学ユニットに割り当てられる。このようにして、複数の熱伝達装置のうちの１つに割り当てられた、少なくとも１つの光学ユニットの温度を選択的に調整することができる。複数の熱伝達装置は、同じ制御部によって制御することができる。
【００１７】
更なる発展例において、制御部は、熱伝達装置を制御するように構成することができ、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度が温度設定値を下回ると、熱源から発生した熱は、照射器の少なくとも１つの光学ユニットに伝達され、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を上昇させ得る。さらに、制御部は、熱伝達装置を制御するように構成することができ、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度が温度設定値を超えるか又はこの温度設定値と等しいとき、熱源から発生した熱の、照射部の少なくとも１つの光学ユニットへの伝達は遮断され得る。
【００１８】
温度設定値は、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの所定の動作温度であることが好ましく、この温度は、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの最適動作温度に相当し、この温度では、照射器が高精度で作動して、高品質の工作物を製造することができる。このため、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を温度設定値に設定することによって、制御部は、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度が最適動作温度に達するまで、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を上昇させるようにする。次いで、最適動作温度に達した後、照射器の少なくとも１つの光学ユニットへの熱伝達を遮断し、その温度を、製造工程時の設定温度値に実質的に一定に維持することができる。
【００１９】
例えば、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を実質的に一定の値に維持するために、熱伝達装置は、さらに、冷却エネルギー源によって生成された冷却エネルギーを、照射器の少なくとも１つの光学ユニットに伝達するように構成されていてもよい。制御部は、熱伝達装置を制御するように構成され、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度が温度設定値を超えるか又はこの温度設定値と等しいとき、冷却エネルギー源によって生成された冷却エネルギーは、照射器の少なくとも１つの光学ユニットに伝達され、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を実質的に温度設定値に調整する。その結果、このような構成によって、長期間の作動であっても高精度の基準を満たすように、安定した作動条件で装置を作動させることができる。
【００２０】
照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を制御するために、制御部は、フィードバックループに応じて熱伝達装置を制御するように構成され得る。これは、装置内に、例えば照射器の少なくとも１つの光学ユニットに近接して、少なくとも１つの適切な温度検知手段を設けることを含み得る。このため、制御部は、少なくとも１つの温度検知手段から制御部に送信される制御パラメータに応じて、熱伝達装置を制御するように構成され得る。制御パラメータは、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を示し得る。
【００２１】
さらに、装置は、加工室にシールドガスを供給するように構成されたシールドガス供給システムを備え得る。シールドガス供給システムは、加工室にガスを供給するガス供給ラインと、ガス排出ラインであって、シールドガス回路に接続することができ、加工室からガスを排出するガス排出ラインと、を備え得る。ガス供給ラインによって供給されるガスは、不活性ガス、例えば、アルゴン、窒素又は同種のものであり得る。加工室は、その中に制御された雰囲気を維持することができるように、周囲雰囲気に対して密閉可能であることが考えられ得る。このようにして、周囲雰囲気との望ましくない反応、通常、酸素との反応から担体の照射領域を保護するように、加工室内に保護ガス雰囲気を確立することができる。さらに、ガス排出ラインを介して、加工室内を流れる際に、粒子状不純物、例えば加工用原料粉末粒子及び溶接煙粒子が添加されたシールドガスを、加工室から回収することができる。
【００２２】
さらに、装置は、加工室に供給されるシールドガスに熱を伝達するように構成された更なる熱伝達装置を備え得る。加工室に供給されるシールドガスに伝達される熱を発生させるために、更なる熱伝達装置は、シールドガスに作用してその温度を上昇させるように構成された更なる熱源を備え得る。更なる熱源は、加工室に入る前の及び／又は加工室内の及び／又は加工室を出た後のシールドガスの温度を上昇させるように構成された、更なる別個の加熱器又は熱交換器の形態により設けられ得る。
【００２３】
更なる熱伝達装置は、さらに、シールドガスを加工室に供給する、コンプレッサなどのガス流発生器を備え得る。具体的には、ガス流発生器は、加工室へ及び／又は加工室からのシールドガスの流速を調整するように構成され得る。
【００２４】
制御部は、更なる熱伝達装置を制御して、加工室に供給されるシールドガスの温度を調整するように構成されることが好ましい。具体的には、制御部は、更なる熱源を制御して、進行中の製造工程に応じ、更なる熱源から、加工室に供給されるシールドガスへ伝達される熱流を調整するように構成され得る。さらに、制御部は、ガス流発生器を制御して、進行中の製造工程に応じ、加工室へ及び／又は加工室からのシールドガスの流速を更に調整するように構成され得る。このため、制御部は、シールドガス供給システム及び更なる熱伝達装置によって加工室全体の温度を調整して、加工室内の動作条件を制御するように構成され得る。
【００２５】
概して、加工室、具体的には加工室内に収容された原料粉末又は少なくとも部分的に形成された工作物の不適切な加熱及び／又は冷却は、工作物内に高温勾配が生じるなどの問題を引き起こすことがある。これによって、大幅な内部応力が生じるとともに、材料特性が変化し、ひいては製造される工作物の製品品質が低下することがある。このため、担体加熱部は、通常、製造工程時に工作物に生じる温度勾配を妨げるように、装置に設けられる。具体的には、担体加熱部は、担体に又は担体の下に設けられ、原料粉末が塗布された担体を加熱するように構成される。ただし、製造される工作物が担体上に層状に構築されると、製造工程時に部分的に形成された工作物の温度は、担体付近の領域から、それよりも離れた領域において、大幅に低下することがある。換言すると、担体に対する工作物の構造高さ(build height)が増加するにつれて、特に、担体に対して垂直方向に見る場合に、温度勾配は更に増加する。したがって、担体付近の工作物領域は比較的高温に維持され得るが、形成される新しい層付近の工作物領域は比較的低温である。
【００２６】
一方、工作物の温度勾配には、その幾何形状、及び特定領域における熱の望ましくない蓄積に起因する状況が生じることがある。この場合、工作物の著しい温度勾配を回避するのに冷却が必要となり、これによっても、製造される工作物の製品品質が低下することがある。
【００２７】
シールドガスは、通常、形成される工作物の上層又はその近くの層に沿って流れるように供給されるため、シールドガス供給システム、及び制御部によって制御することが可能な更なる熱伝達装置によって、装置は、形成される工作物のすぐ近く又はその工作物を加熱及び／又は冷却することができる。換言すると、加工室に供給されるシールドガスの温度を調整することによって、加工室内全体の温度、具体的には、照射器から電磁波又は粒子放射線が当てられる原料粉末の上層領域の温度は、加工室内で最適な動作条件を確立するように設定することができる。このため、形成される工作物に沿った温度勾配が回避され、これによって、特に高い品質の三次元工作物が製造される一因となる。
【００２８】
加工室内の温度を制御するために、制御部は、フィードバックループに応じて更なる熱伝達装置を制御するように構成され得る。これは、加工室全体、具体的には担体の照射領域の近く、及び／又はガス供給ライン及び／又はガス排出ラインの温度を検知するように構成され得る装置に、少なくとも１つの適切な更なる温度検知手段を備えることを含む。このため、制御部は、少なくとも１つの更なる温度検知手段から制御部に送信される更なる制御パラメータに応じて、更なる熱伝達装置を制御するように構成され得る。したがって、制御パラメータは、加工室全体、具体的には担体の照射領域の近く、及び／又はガス供給ライン及び／又はガス排出ラインの温度を示し得る。
【００２９】
制御部は、更なる熱伝達装置を制御するように構成されることが好ましく、加工室全体の温度が更なる温度設定値を下回ると、加工室に供給されるシールドガスの温度が上昇し、そして、加工室全体の温度が更なる温度設定値を超えると、加工室に供給されるシールドガスの温度が低下する。例えば、制御部は、更なる熱伝達装置から、加工室に供給されるシールドガスへの熱伝達を遮断することによって、加工室に供給されるシールドガスの温度を低下させるように構成されていてもよい。更なる温度設定値は、最適な動作温度に相当し得る、加工室内の所定の動作温度であることが好ましい。このため、制御部によって、装置は、加工室内の温度を上昇させ、その後、その最適な動作温度において実質的に一定に維持させるようにする。
【００３０】
要約すると、このような構成によって、装置の制御部は、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度と加工室全体の温度をともに制御するのに適しており、これによって、特に高い品質の三次元工作物を製造することができる。
【００３１】
照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度の温度設定値は、加工室全体の温度の更なる温度設定値と等しくてもよい。ただし、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度の温度設定値は、加工室全体の温度の更なる温度設定値よりも大きいことが好ましい。例えば、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度の温度設定値は、加工室全体の温度の更なる温度設定値よりも実質的に１０ケルビン大きくてもよい。照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度の温度設定値、及び加工室全体の温度の更なる温度設定値は、装置の周囲雰囲気全体の温度よりも大きいことが好ましい。
【００３２】
さらに、制御部は、熱伝達装置及び更なる熱伝達装置を制御するように構成することができ、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度の勾配は、加工室全体の温度の勾配と実質的に等しくなる。このようにして、照射器の光学ユニットの温度及び加工室全体の温度の調整は、照射器と加工室との間で連係して行うことができる。
【００３３】
更なる発展例において、制御部は、熱伝達装置を制御するように構成することができ、装置がウォームアップモードにあるとき、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度は、温度設定値まで上昇する。ここで、「ウォームアップモード」とは、担体上に塗布された原料粉末に電磁波又は粒子放射線を選択的に照射して三次元工作物を製造する「加工モード」の前に行われる、装置の動作モードを意味する。換言すると、ウォームアップモード時に、装置は、その動作温度まで上昇する。そして、装置がその動作温度に達すると、装置はその加工モードに切り替えられ、製造される三次元工作物の製造を開始する。さらに、制御部は、熱伝達装置を制御するように構成することができ、装置がその加工モードにあるとき、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度は、温度設定値において実質的に一定に維持される。加えて又は代替的に、制御部は、更なる熱伝達装置を制御するように構成されていてもよく、装置がそのウォームアップモードにあるとき、加工室全体の温度が更なる温度設定値まで上昇し、そして、装置がその加工モードにあるとき、加工室全体の温度が、更なる温度設定値において実質的に一定に維持される。その結果、このような構成によって、制御部は、装置に最適な動作条件が確立され高精度に三次元工作物が製造されるまで、三次元工作物の製造を開始しないようにする。
【００３４】
熱伝達装置は、熱伝達流体が循環する熱伝達回路を備え得る。熱伝達回路は、具体的には第１の熱交換器によって、熱源に、そして、具体的には少なくとも１つの第２の熱交換器によって、少なくとも１つの光学ユニット、具体的には照射器の複数の光学素子に熱的に連結されて、熱源から発生した熱を、少なくとも１つの光学ユニット、具体的には照射器の少なくとも１つの光学ユニットの複数の光学素子に伝達することができる。ここで、「熱交換器」という用語は、熱伝達回路内を流れる熱伝達流体に熱を伝達するか、又は熱伝達流体から熱を受け入れるのに適した構成部品を意味する。例えば、少なくとも１つの光照射器の複数の光学素子を熱伝達回路に熱的に連結するように、熱伝達装置は、複数の第２の熱交換器を備えていてもよく、これらの第２の熱交換器はそれぞれ、光学ユニットの複数の光学素子のうちの１つに選択的に割り当てられる。ただし、熱伝達装置が複数の第２の熱交換器を備えていてもよく、少なくとも１つの光学ユニットのそれぞれに、複数の第２の熱交換器のうちの１つのみが割り当てられることも考えられ得る。照射器の少なくとも１つの光学ユニットの複数の光学素子を熱伝達回路に熱的に連結することによって、熱伝達装置は、少なくとも１つの光学ユニット内の複数の光学素子全体にわたって、そして、照射器が複数の光学ユニットを備える場合には、照射器の複数の光学ユニットにわたって、均質な加熱及び／又は均質な温度レベルを確保する。
【００３５】
熱伝達回路は、少なくとも１つの分配ラインを備えていてもよく、分配ラインは、少なくとも１つの第２の熱交換器に接続され、少なくとも１つの光学ユニット、具体的には、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの複数の光学素子のうちの１つに熱的に連結された少なくとも１つの第２の熱交換器を介して熱伝達回路を循環する熱伝達流体を選択的に導くように構成される。例えば、照射器が、複数の光学素子を有した第１の光学ユニットと、複数の光学素子を有した第２の光学ユニットと、を備える場合、熱伝達回路は、第１の光学ユニットに熱的に連結された少なくとも１つの熱交換器に接続される第１の分配ラインと、第２の分配ラインであって、第２の光学ユニットに熱的に連結された少なくとも１つの熱交換器に接続される第２の分配ラインと、を備えていてもよく、これらの分配ラインは、第１の光学ユニット及び第２の光学ユニットに熱的に連結された熱交換器を介して熱伝達回路を循環する熱伝達流体を選択的に導くように構成される。換言すると、このような構成によって、複数の光学ユニットを熱伝達回路に並列に接続して、熱伝達回路に熱伝達流体を選択的に導くことができる。さらに、熱伝達回路は、少なくとも１つの第１の制御弁を備え得る。例えば、熱伝達回路が複数の分配ラインを備える場合、熱伝達回路は、複数の第１の制御弁を備え、これらの第１の制御弁のそれぞれは、複数の分配ラインのうちの１つに配置され、熱伝達回路を通る熱伝達流体の流れを制御するように構成されていてもよい。ただし、熱伝達流体が、第１の光学ユニットに熱的に連結された熱交換器を通った後、第２の光学ユニットに熱的に連結された熱交換器に導かれるように、複数の光学ユニットを直列に接続することも考えられ得る。
【００３６】
さらに、熱伝達回路は、具体的には、熱伝達回路のバイパスラインに配置された第３の熱交換器によって、冷却エネルギー源に熱的に連結されて、冷却エネルギー源によって生成された冷却エネルギーを、少なくとも１つの光学ユニット、具体的には、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの複数の光学素子に伝達することができる。具体的には、バイパスラインは、熱源に熱的に連結された第１の熱交換器を収容する熱伝達回路の一部に並列に接続され得る。したがって、熱伝達回路は、熱伝達回路のバイパスラインに配置された第２の制御弁と、熱伝達回路の一部に配置された第３の制御弁と、を備えていてもよく、これらの制御弁は、熱伝達回路を通る熱伝達流体の流れを制御するように構成される。具体的には、制御部は、少なくとも１つの第１の制御弁、第２の制御弁及び第３の制御弁の動作を制御することによって、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を調整するように構成され得る。
【００３７】
更なる熱伝達装置は、加工室に供給されるシールドガス中で作用して、その温度を調整するように、具体的には上昇させるように構成された更なる熱源を備え得る。更なる発展例において、更なる熱源は、第３の熱交換器の形態により設けられ得る。このような構成によって、熱伝達装置において、具体的には熱源から発生した廃熱を用いて、加工室に供給されるシールドガスを加熱することができる。したがって、シールドガスによってもたらされる冷却エネルギーは、照射器の少なくとも１つの光学ユニットに伝達され得る。これによって、装置全体の効率を向上させることができる。
【００３８】
さらに、本発明は、装置を操作する方法に関し、前述の装置が、三次元工作物を製造するように構成され、原料粉末を受け入れる担体を収容する加工室と、照射器であって、担体上に塗布された原料粉末に電磁波又は粒子放射線を選択的に照射して、付加積層構築法によって前述の原料粉末から工作物を製造し、少なくとも１つの照射源、及び複数の光学素子を有する少なくとも１つの光学ユニットを備えた照射器と、熱伝達装置であって、熱伝達装置の熱源から発生した熱を少なくとも１つの光学ユニットに伝達するように構成された熱伝達装置と、を備える。この方法は、熱伝達装置を制御して、照射器の少なくとも１つの光学ユニットの温度を調整する段階を含む。
【００３９】
本発明の好適な実施形態を、添付の概略図を参照して、以下に更に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１の実施形態に係る三次元工作物を製造する装置の概略図を示す。
【図２】第２の実施形態に係る発明の三次元工作物を製造するための装置の概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１は、付加積層加工によって三次元工作物１２を製造する装置１０を示す。装置１０は、原料粉末１８を受ける入れる担体１６を収容する加工室１４を備える。加工室１４は、周囲雰囲気に対して、すなわち、加工室１４を取り囲む環境に対して密閉されている。粉末塗布装置（図示しない。）は、担体１６上に原料粉末１８を塗布するように機能する。担体１６は、垂直方向に移動可能であるように構成され、その結果、工作物１２の構造高さが増加するにつれて、担体１６の原料粉末１８から工作物が層状に構築されると、担体１６は、垂直方向に下方へ移動し得る。
【００４２】
三次元工作物１２を製造する装置１０は、さらに、照射器２０であって、担体１６上に塗布された原料粉末１８に電磁波又は粒子放射線を選択的に照射し、具体的にはレーザ照射して、付加積層構築法によって前述の原料粉末１８から工作物１２を製造する照射器を備える。具体的には、照射器２０によって、担体１６の原料粉末１８には、製造される構成部品の所望の幾何形状に応じて、部位選択的に電磁波又は粒子放射線を当てることができる。照射器２０は、およそ１０７０〜１０８０ｎｍの波長のレーザ光を放射するダイオード励起イッテルビウムファイバレーザを備え得る、第１の照射源２２及び第２の照射源２４を備える。
【００４３】
照射器２０は、さらに、第１の光学ユニット２６であって、第１の照射源２２から放射される放射ビーム３０をガイド及び処理する複数の光学素子２８を有した第１の光学ユニットと、第２の光学ユニット３２であって、第２の照射源２４から放射される放射ビーム３６をガイド及び処理する複数の光学素子３４を有した第２の光学ユニットと、を備える。第１の光学ユニット２６の複数の光学素子２８、及び第２の光学ユニット３２の複数の光学素子３４は、放射ビームを拡張するビームエキスパンダと、スキャナと、対物レンズと、を備え得る。または、第１の光学ユニット２６の複数の光学素子２８、及び第２の光学ユニット３２の複数の光学素子３４は、集束光学素子及びスキャナ部を含むビームエキスパンダを備えていてもよい。スキャナ部によって、ビーム経路の方向とビーム経路に対して直交する面の両方における第１の放射ビーム３０及び第２の放射ビーム３６の焦点の位置を変更し、適合させることができる。
【００４４】
装置１０は、さらに、熱伝達装置３８であって、熱源４０から発生した熱を照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２に伝達するように構成された熱伝達装置を備える。図１に描写されている実施形態において、熱源４０は、別個の加熱器の形態により設けられている。
【００４５】
さらに、装置１０は、制御部４２であって、熱伝達装置３８を制御して照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度を調整するように構成された制御部を備える。制御部４２は、装置１０の中央制御部とは別に設けられていてもよいし、又は中央制御部に統合されていてもよい。
【００４６】
具体的には、制御部４２は、熱伝達装置３８を制御するように構成され、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度が温度設定値を下回ると、熱源４０から発生した熱は、熱伝達装置３８によって照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２に伝達され、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度を上昇させる。制御部４２は、さらに、熱伝達装置３８を制御するように構成され、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度が温度設定値を超えるか又はこの温度設定値と等しいとき、熱源４０から発生した熱の、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２への伝達は遮断される。
【００４７】
熱伝達装置３８は、さらに、冷却エネルギー源４４によって生成された冷却エネルギーを、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２に伝達するように構成されている。したがって、制御部４２は、熱伝達装置３８を制御するように構成され、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度が温度設定値を超えるか又はこの温度設定値と等しいとき、冷却エネルギー源４４によって生成された冷却エネルギーは、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２に伝達され、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度を実質的に温度設定値に調整する。その結果、このような構成によって、長期間の作動であっても高精度の基準を満たすように、安定した作動条件で装置１０を作動させることができる。
【００４８】
照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度を制御するために、制御部４２は、フィードバックループに応じて熱伝達装置３８を制御するように構成されている。したがって、装置１０は、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度を決定するように構成された、第１の温度検知手段及び第２の温度検知手段（図示しない。）を備える。具体的には、第１の温度検知手段及び第２の温度検知手段は、制御パラメータを制御部４２に送信するように構成され、制御パラメータは、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度を示す。
【００４９】
さらに、装置１０は、シールドガスを加工室１４に供給するように構成されたシールドガス供給システム４６、４８を備える。シールドガス供給システム４６、４８は、加工室１４にガスを供給するガス供給ライン４６と、加工室１４からガスを排出するガス排出ライン４８と、を備える。ガス供給ライン４６を介して加工室に供給されるガスは、不活性ガス、例えば、アルゴン、窒素又は同種のものであり得る。ただし、ガス供給ライン４６を介して加工室１４に空気を供給することも考えられ得る。ガスは、加工室１４の上流にあるガス供給ライン４６に配置された適切な輸送器、例えばコンプレッサ又は送風機（図示しない。）により、ガス供給ライン４６を介して加工室１４に輸送される。ここで、「上流」という用語は、ガス供給ライン４６を流れているシールドガスの現在の方向を意味する。
【００５０】
さらに、ガス排出ライン４８は、加工室１４から電磁波又は粒子放射線を担体１６上の原料粉末１８に照射する際に、加工室１４において発生した粒子状不純物を含むガスを排出するように機能する。ガス排出ライン４８は、ガス供給ライン４６に接続され、ガス排出ライン４８を介して加工室１４から出るガスがガス供給ライン４６を介して加工室１４に再循環される再循環システムを画定することができる。ガス供給ライン４６を介して加工室１４にガスを再循環させる前に、ガス排出ライン４８を介して加工室１４から排出されるガスより粒状不純物を除去するように、適切なフィルタ配置物（図示しない。）を再循環システムに設けることができる。
【００５１】
さらに、装置１０は、加工室１４に供給されるシールドガスに熱を伝達するように構成された更なる熱伝達器（熱伝達装置）５０を備える。加工室１４に供給されるシールドガスに伝達される熱を発生させるために、更なる熱伝達器５０は、シールドガスに作用してその温度を上昇させるように構成された更なる熱源５２を備える。更なる熱源５２は、ガス供給ライン４６に配置された更なる別個の加熱器の形態により設けられ、加工室１４に入る前のシールドガスの温度を上昇させるように構成されている。加えて、更なる熱伝達器５０は、更なる冷却エネルギー源によって生成された冷却エネルギーを、加工室１４に供給されるシールドガスに伝達するように構成されていてもよく、更なる冷却エネルギー源は、ガス供給ライン４８に配置されていてもよい。
【００５２】
装置４２は、さらに、更なる熱伝達器５０を制御して、加工室１４に供給されるシールドガスの温度を調整するように構成されている。具体的には、制御部４２は、更なる熱伝達器５０を制御するように構成され、加工室１４全体の温度が更なる温度設定値を下回ると、加工室に供給されるシールドガスの温度が上昇し、そして、加工室１４全体の温度が更なる温度設定値を超えると、加工室１４に供給されるシールドガスの温度が低下する。
【００５３】
加工室内の温度を制御するために、制御部は、フィードバックループに応じて更なる熱伝達器５０を制御するように構成されている。したがって、装置１０は、加工室１４全体の温度を決定するように構成された、第３の温度検知手段（図示しない。）を備える。具体的には、第３の温度検知手段は、制御パラメータを制御部４２に送信するように構成され、制御パラメータは、加工室１４全体の温度を示す。
【００５４】
これによって、装置１０の制御部４２は、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度の調整と加工室１４全体の温度の調整をともに制御するように構成され、これによって、特に高い品質の三次元工作物を製造することができる。
【００５５】
具体的には、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度の温度設定値は、加工室１４全体の温度の更なる温度設定値よりも大きい。または、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度の温度設定値は、加工室１４全体の温度の更なる温度設定値と等しくてもよい。
【００５６】
さらに、制御部４２は、熱伝達装置３８及び更なる熱伝達器５０を制御するように構成され、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度の勾配は、加工室１４全体の温度の勾配と実質的に等しくなる。
【００５７】
さらにまた、制御部４２は、熱伝達装置３８を制御するように構成され、装置１０がウォームアップモードにあるとき、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度が温度設定値まで上昇し、そして、装置１０が加工モードにあるとき、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度が、温度設定値において実質的に一定に維持される。したがって、制御部４２は、更なる熱伝達器５０を制御するように構成され、装置１０がそのウォームアップモードにあるとき、加工室１４全体の温度が更なる温度設定値まで上昇し、そして、装置１０がその加工モードにあるとき、加工室１４全体の温度が、更なる温度設定値において実質的に一定に維持される。
【００５８】
更に具体的には、熱伝達装置３８は、図１に描写されているように、熱伝達流体が循環する熱伝達回路５４を備える。熱伝達回路５４は、熱伝達回路５４を介して熱伝達流体を輸送する輸送器（図示しない。）を備える。さらに、熱伝達回路５４は、第１の熱交換器５６によって熱源４０に、そして、複数の第２の熱交換器５８によって照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２に熱的に連結されて、熱源４０から発生した熱を、第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の複数の光学素子２８、３４に伝達する。具体的には、第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の複数の光学素子２８、３４のそれぞれには、１つの別個の第２の熱交換器５８が接続されている。
【００５９】
熱伝達回路５４は、さらに、第１の光学ユニット２６の複数の光学素子２８に接続された第２の熱交換器５８に接続される第１の分配ライン６０と、第２の光学ユニット３２の複数の光学素子３４に接続された第２の熱交換器５８に接続される第２の分配ライン６２と、を備える。第１の分配ライン６０及び第２の分配ライン６２は、第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の複数の光学素子２８、３４に熱的に連結された複数の第２の熱交換器５８を介して、熱伝達回路５４を循環する熱伝達流体を選択的に導くように構成されている。具体的には、第１の分配ライン６０及び第２の分配ライン６２によって、第１の光学ユニット２６の複数の光学素子２８に接続された第２の熱交換器５８、及び第２の光学ユニット３２の複数の光学素子３４に接続された第２の熱交換器５８は、熱伝達回路５４において並列に接続されている。
【００６０】
さらに、第１の分配ライン６０及び第２の分配ライン６２のそれぞれには、これらの分配ラインを通る熱伝達流体の流れを制御するように構成された第１の制御弁６４が設けられている。このようにして、制御部４２によって制御される第１の制御弁６４は、熱伝達流体を、第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の複数の光学素子２８、３４に選択的に導くことができる。
【００６１】
熱伝達回路５４は、熱伝達回路５４のバイパスライン６６に配置された第３の熱交換器６５によって、冷却エネルギー源４４に熱的に連結されて、冷却エネルギー源４４によって生成された冷却エネルギーを、第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の複数の光学素子２８、３４に伝達する。具体的には、バイパスライン６６は、熱源４０に熱的に連結された第１の熱交換器５６を収容する熱伝達回路５４の一部６８に並列に接続されている。さらに、熱伝達回路５４は、バイパスライン６６に設けられた第２の制御弁７０と、熱伝達回路５４の一部６８に設けられた第３の制御弁７２と、を備え、これらの制御弁は、制御部４２によって制御され、熱伝達回路を通る熱伝達流体の流れを制御するように構成されている。具体的には、制御部４２は、第１〜第３の制御弁６８〜７０に制御信号を提供し、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２の温度を調整するように構成されている。さらに、熱伝達回路５４は、熱伝達回路５４の一部６８とバイパスライン６８をともに迂回させる更なる制御弁を有する更なるバイパスラインを備えていてもよく、熱伝達流体は、第１の熱交換器５６及び第３の熱交換器６５を介して導かれずに、熱伝達回路５４を循環し得る。
【００６２】
図２は、第２の実施形態に係る三次元工作物を製造する装置１０を示す。図１に描写されている、第１の実施形態の装置１０と比較して、図２に示されている装置１０では、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２に伝達される熱を発生させる熱伝達装置３８の熱源は、第１の照射源２２及び第２の照射源２４の形態により設けられている。この目的のために、更なる熱伝達器５０の更なる熱源が、第３の熱交換器６５の形態により設けられている。このような構成によって、第１の照射源２２及び第２の照射源２４から発生した廃熱を用いて、照射器２０の第１の光学ユニット２６及び第２の光学ユニット３２と、加工室１４に供給されるシールドガスをともに加熱し、これにより、装置１０全体の効率が向上する。
【符号の説明】
【００６３】
１０        装置
１２        三次元工作物
１４        加工室
１６        担体（キャリア）
１８        原料粉末
２０        照射器
２２、２４  照射源
２６、３２  光学ユニット
２８、３４  光学素子
３８        熱伝達装置
４２        制御部
４４、５２  冷却エネルギー源
５０        熱伝達器（熱伝達装置）
５４        熱伝達回路
【図１】
2018080393.tif 000003
【図２】
2018080393.tif 000004
【外国語明細書】
2018080393000001.pdf