(57)【要約】【課題】改良した付加製造法（ＡＭ）を提供する。【解決手段】塗布装置１により、下地の上に粉末９の層８を塗布する。加工ビーム１２により、層８の第１の区域１０を、該区域１０内にある粉末９の粒子が加熱されるが未だ互いに結合はしないように、局所的に加熱する。該層８の温度プロフィルを検出し、第１の区域１０の近辺で該区域１０からの距離ｘや時間に応じて評価する。該評価の一環として第１の区域１０の温度プロフィルに基づき少なくとも局所的熱伝導率ｋ又は局所的拡散率Ｄを定量的又は定性的に判定する。加工ビーム１２により、層８の第１の区域１０と相関する第２の区域１１を局所的に加熱し、該区域１１内にある粉末９の粒子を互いに結合させる。第２の区域１１の加熱に関わる加工ビーム１２の少なくとも１つの加工変数を、相関する第１の区域１０に対し判定済みの局所的熱伝導率ｋ又は拡散率Ｄに関連して決定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造装置の運転方法であって、
塗布装置（１）により、下地の上に粉末（９）の層（８）を塗布する工程と、
加工ビーム（１２）による第１の加熱処理において、前記塗布層（８）の第１の区域（１０）を、該第１の区域（１０）内にある前記粉末（９）の粒子が加熱されるけれども未だ互いに結合するには至らないように、局所的に加熱する工程と、
検出装置（３）により、当該塗布層（８）の温度プロファイルを検出する工程と、
該温度プロファイルを、前記第１の区域（１０）の近辺において該第１の区域（１０）からの距離（ｘ）及び時間のいずれか又は両方に応じて評価する工程と、
前記評価の一環として、前記第１の区域（１０）の温度プロファイルに基づいて、少なくとも局所的熱伝導率（ｋ）又は局所的拡散率（Ｄ）を定量的又は定性的に判定する工程と、
加工ビーム（１２）による第２の加熱処理において、前記塗布層（８）の、前記第１の区域（１０）と相関する第２の区域（１１）を、該第２の区域（１１）内にある前記粉末（９）の粒子が加熱されると共に互いに結合するように、局所的に加熱し、このときに、前記第２の区域（１１）の加熱に関わる加工ビーム（１２）の少なくとも１つの加工変数を、相関する前記第１の区域（１０）に関し判定済みの前記局所的熱伝導率（ｋ）又は拡散率（Ｄ）に応じて決定する工程とを、反復して実行する、運転方法。
【請求項２】
前記第２の区域（１１）に対する前記第２の加熱処理において前記粉末（９）の焼結又は溶融を行う、請求項１に記載の運転方法。
【請求項３】
前記加工ビーム（１２）がレーザー又は電子ビームである、請求項１又は２に記載の運転方法。
【請求項４】
少なくとも１つの前記第１の区域（１０）が線形構造として形成され、
前記温度プロファイルを、該線形構造に直交して一次元で評価する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の運転方法。
【請求項５】
少なくとも１つの前記第１の区域（１０）が点形構造として形成され、
前記温度プロファイルを、該点形構造に直交して一次元で又は二次元で評価する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の運転方法。
【請求項６】
前記第２の区域（１１）が細長い構造として形成されるか又は境界エッジを有する場合、これに相関する前記第１の区域（１０）が、当該第２の区域（１１）に対し平行であるか又は直交する、あるいは、前記境界エッジに対し平行であるか又は直交する線形構造として形成され、
前記第２の区域（１１）が角又はオーバーハングを有する場合、これに相関する前記第１の区域（１０）が、前記角又はオーバーハングを内包する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の運転方法。
【請求項７】
前記第１の加熱処理の前に前記塗布層（８）の局所的厚さ（ｄ）を判定し、該局所的厚さ（ｄ）を、少なくとも、前記第１の区域（１０）の加熱に関わる加工スビーム（１２）の加工変数を決定する一環として考慮する、又は、前記局所的熱伝導率（ｋ）又は局所的拡散率（Ｄ）を判定する一環として、又は、前記第２の区域（１１）の加熱に関わる加工ビーム（１２）の少なくとも１つの加工変数を決定する一環として、前記局所的熱伝導率（ｋ）又は局所的拡散率（Ｄ）に加えて考慮する工程、又は
前記第１の加熱処理の後に前記塗布層（８）の局所的厚さ（ｄ）を判定し、該局所的厚さ（ｄ）を、少なくとも、前記局所的熱伝導率（ｋ）又は局所的拡散率（Ｄ）を判定する一環として、又は、前記第２の区域（１１）加熱に関わる加工ビーム（１２）の少なくとも１つの加工変数を決定する一環として、前記局所的熱伝導率（ｋ）又は局所的拡散率（Ｄ）に加えて考慮する工程を含む、請求項１〜６のいずれか１項に記載の運転方法。
【請求項８】
前記局所的厚さ（ｄ）の判定後であって次の加熱処理の前に、前記局所的厚さ（ｄ）のバラツキを均す目的で均し工程を実行する、請求項７に記載の運転方法。
【請求項９】
局所的熱容量（ｃ）も判定し、該局所的熱容量（ｃ）を、前記第２の区域（１１）の加熱に関わる加工ビーム（１２）の少なくとも１つの加工変数を決定する一環として考慮する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の運転方法。
【請求項１０】
加工ビーム（１２）の前記加工変数として、加工ビーム（１２）の出力、加工ビーム（１２）を前記塗布層（８）の上で移動させる送り速度、加工ビーム（１２）の出力の変調、及び加工ビーム（１２）のフォーカス変数の少なくとも１つを使用する、請求項１〜９のいずれか１項に記載の運転方法。
【請求項１１】
前記検出装置（３）によって検出する前に前記温度プロファイルをスペクトルでフィルタにかけることにより、加工ビーム（１２）そのものを前記温度プロファイル内でマスクする、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の運転方法。
【請求項１２】
前記検出装置（３）としてサーモグラフィー検出装置を使用する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の運転方法。
【請求項１３】
付加製造装置の制御装置（４）のためのコンピュータプログラムであって、
前記制御装置（４）により実行される機械語（６）を用いて構成され、
前記制御装置（４）が該機械語（６）を実行することにより、当該制御装置（４）が、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の運転方法に従い前記付加製造装置を作動させる、コンピュータプログラム。
【請求項１４】
付加製造装置の制御装置であって、
請求項１３に記載のコンピュータプログラム（５）によりプログラミングされ、運転中の前記付加製造装置を請求項１〜１２のいずれか１項に記載の運転方法により作動させる、制御装置。
【請求項１５】
下地の上に粉末（９）の層（８）を塗布する塗装装置（１）と、
該塗布層（８）の区域（１０，１１）を局所的に加熱する加工ビーム（１２）を発生する加工ビーム発生装置（２）と、
前記塗布層（８）の温度プロファイルを検出する検出装置（３）と、
請求項１４に記載の制御装置（４）とを有する、付加製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、塗布装置により下地の上に粉末の層を塗布する工程と、この塗布層の区域を加工ビームによる加熱処理で局所的に加熱して、該区域中にある粉末の粒子を加熱すると共に互いに結合させる工程とを反復して実施するようにした付加製造（Additive Manufacturing ＝ ＡＭ）装置の運転方法に関する。
【０００２】
本発明はさらに、付加製造装置の制御装置のためのコンピュータプログラムに関し、当該コンピュータプログラムは、制御装置により直接実行可能である機械語（マシンコード）を用いて構成され、該機械語を制御装置が実行することで、当該制御装置が上記運転方法に従い付加製造装置を作動させる。
【０００３】
本発明はさらに、付加製造装置のための制御装置に関し、当該制御装置は、上記のコンピュータプログラムを用いてプログラミングされ、運転中の付加製造装置を上記運転方法に従い作動させる。
【０００４】
本発明はさらに、下地の上に粉末の層を塗布する塗布装置と、この塗布層の区域を局所的に加熱する加工ビームを発生する加工ビーム発生装置と、塗布層の温度を検出する検出装置と、上記の制御装置とを有する、付加製造装置に関する。
【背景技術】
【０００５】
上述のような運転方法、これに対応するコンピュータプログラム、制御装置、及び製造装置は、例えば特許文献１に開示がある。
【０００６】
特許文献１では、加熱処理の前に別の加熱処理で塗布粉末層が順次予熱される。予熱は大面積（塗布層全体にわたる）で行うものと思われる。予熱による温度に応じて材料の熱容量が判定される。
【０００７】
付加製造により、複雑な三次元構造の層状製造がよく実施される。その典型例は、いわゆるＳＬＭ（selective laser melting ＝ 積層造形法）である。別の例として、レーザー焼結、電子ビーム溶融、電子ビーム焼結があげられる。製造された構造の品質、例えば寸法精度、個々の層同士の結合品質、空洞及び封入物は、多数のパラメータに関係している。
【０００８】
従来技術において多数の製造方法が公知である。しかし、これらの方法のすべてはある種の欠点をもっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ドイツ特許出願公開：ＤＥ１０２３６６９７Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の課題は、付加製造（ＡＭ）に対する改良策を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題は、請求項１の特徴を備えた付加製造装置の運転方法により解決される。この運転方法の有利な態様が引用形式請求項２〜１２に記載されている。
【００１２】
冒頭に述べた類の運転方法について、本発明によれば、実際の加熱処理（以下、第２の加熱処理と呼ぶ）の前に第１の加熱処理を実行して、加工ビームにより塗布層の第１の区域を局所的に加熱し、この第１の加熱処理においては、第１の区域内にある粉末の粒子が加熱されるけれども未だ互いに結合するには至らないようにする。第１の区域は、第２の加熱処理で加熱される区域（以下、第２の区域と呼ぶ）と相関させて（例えば第１の区域と少なくとも部分的に重畳するように）画定される。検出装置により、塗布層の温度プロファイルを検出する。この温度プロファイルは、第１の区域の近辺において第１の区域からの距離に応じてそれぞれ評価される。代替的に又は付加的に、当該評価は時間に応じて実行し得る。評価の一環として、第１の区域に関する温度プロファイルに基づいて少なくとも局所的熱伝導率又は局所的拡散率を判定する。判定は好適には定量的に行う。ただし、少なくとも定性的判定を行う、すなわち、ある領域における局所的熱伝導率及び局所的拡散率のいずれか又は両方が別の領域におけるものより大きいか小さいかを判定することもできる。第２の区域の加熱に関わる加工ビームの少なくとも１つの加工変数を、相関する（少なくとも部分的に重畳する）第１の区域に関し判定済みの局所的熱伝導率又は拡散率に応じて決定する。
【００１３】
このようにして、第２の区域の実際の加熱と目標の加熱との関係について、従来技術よりも良好にすることができる。この加熱の改良により、第２の加熱処理で加熱される第２の区域と下地との結合が改良され、より正確になる。
【００１４】
第２の加熱処理時、第２の区域において塗布粉末の焼結又は溶融が通常通り行われる。また、通例の通り、加工ビームはレーザーか電子ビームである。ただし、他の結合工程と他の加工ビームもそれぞれ想定され得る。
【００１５】
第１の区域の少なくとも１つは線形構造として形成することが可能である。このときの温度プロファイルは、空間的評価を行う場合において、好適にはその線形構造に直交して一次元で評価される。同様に、第１の区域の少なくとも１つは点形構造として形成することが可能である。このときの温度プロファイルは、空間的評価を行う場合において、その点形構造に対して直交して一次元で又は二次元で評価することができる。これらの処置は、複数の第１の区域のうちの１つが線形構造として且つ別の１つが点形構造として形成される場合には、互いに組み合わせることもできる。また、複数の点形構造の場合に、その１つの構造は空間的評価を一次元で、別の１つの構造は空間的評価を二次元で、それぞれ行うことも可能である。
【００１６】
第１の区域は、好適には、適切なやり方で第２の区域に相関させる。例えば、第２の区域が細長い構造として形成されるか、又は境界エッジを有する場合には、第１の区域は線形構造として形成できる。この場合の第１の区域は、第２の区域に対し平行であるか又は直交する、あるいは、境界エッジに対し平行であるか又は直交するものとできる。第２の区域が角（コーナー）又はオーバーハングを有する場合には、第１の区域はその角又はオーバーハングを内包するものとするのが好ましい。
【００１７】
第１の加熱処理の前に塗布層の局所的厚さを判定することもできる。ここで言う「局所的厚さ」とは、該層の表面における空間分解方式で判定する意味である。該当する方法は当業者にとって周知である。局所的厚さは、少なくとも、第１の区域の加熱に関わる加工ビームの少なくとも１つの加工変数を決定する一環として考慮する、又は、局所的熱伝導率又は局所的拡散率を判定する一環として、又は、第２の区域の加熱に関わる加工ビームの少なくとも１つの加工変数を決定する一環として、局所的伝導率又は局所的拡散率に加えて考慮することができる。
【００１８】
代替的に、塗布層の局所的厚さを第１の加熱処理の後で判定することも可能である。この場合には、局所的厚さは、少なくとも、局所的熱伝導率又は局所的拡散率を判定する一環として、又は、第２の区域の加熱に関わる加工ビームの少なくとも１つの加工変数を決定する一環として、局所的伝導率又は局所的拡散率に加えて考慮することができる。
【００１９】
場合によっては、局所的厚さの判定後であって次の加熱処理の前に、局所的厚さのバラツキを均す目的の均し処理を実行することも可能である。例えば、作製する構造の製造にあたって最初の下地を形成する基板を、揺動（シェイク）することができる。代替的に又は付加的に、例えば、塗布された粉末を適切に分配するローラー装置（ドクターブレード）を使用することもできる。
【００２０】
さらに、付加的に局所的熱容量を検出し、該熱容量を、第２の区域の加熱に関わる加工ビームの少なくとも１つの加工変数を決定する一環として考慮することも可能である。
【００２１】
加工ビームの加工変数として、例えば以下の変数の少なくとも１つを使用することができる：
加工ビームの出力；
加工ビームを層上で移動させる送り速度；
加工ビームの出力の変調；
加工ビームのフォーカス変数。
【００２２】
好適には、検出装置によって検出する前に温度プロファイルをスペクトルでフィルタにかけ、加工ビームそのものが温度プロファイルにおいてマスクされるようにする。これによりＳＮ比が最適化される。
【００２３】
検出装置としてサーモグラフィー検出装置を使用することが可能である。あるいは、他の検出装置、例えばＣＣＤカメラなども使用可能である。
【００２４】
本発明の課題は、請求項１３の特徴を有するコンピュータプログラムによっても解決される。本発明によれば、その機械語を制御装置が実行することにより、該制御装置が、付加製造装置を本発明による運転方法に従い作動させる。
【００２５】
本発明の課題は、請求項１４の特徴を有する制御装置によっても解決される。本発明によれば、制御装置は本発明によるコンピュータプログラムによりプログラミングされ、該制御装置が、運転中の付加製造装置を本発明による運転方法に従い作動させる。
【００２６】
本発明の課題は、請求項１５の特徴を有する付加製造装置によっても解決される。本発明によれば、検出装置により塗布層の温度プロファイルが検出される。そして、付加製造装置の制御装置が、本発明に従って設計される。
【００２７】
本発明の上述の特性、特徴及び利点、そしてこれらを達成する態様について、以下の図面を参照して詳細に述べる実施形態を通し明瞭に具体的に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る付加製造装置の一部。
【図２】図１の付加製造装置の一部。
【図３】本発明の一実施形態に係るフローチャート。
【図４】粉末の層の平面図。
【図５】一次元の温度プロファイル。
【図６】二次元の温度プロファイル。
【図７】本発明の別の実施形態に係るフローチャート。
【図８】本発明の別の実施形態に係るフローチャート。
【図９】本発明の別の実施形態に係るフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１及び図２は付加製造装置の要部を示す。付加製造装置のいくつかの部分について、図１に示し図２に示していない部分もあれば、逆に図２に示し図１に示していない部分もある。ただし、これらは、図１のみに示されているのか、図２のみに示されているのか、あるいは、図１及び図２の両方に示されているのかということには関係なく、付加製造装置の構成要素である。
【００３０】
図１及び図２によれば、付加製造装置は、塗布装置１、加工ビーム発生装置２、検出装置３及び制御装置４を有する。制御装置４は、コンピュータプログラム５によりプログラミングされる。コンピュータプログラム５は、制御装置４により直接実行される機械語６からなる。機械語６を実行する制御装置４は、付加製造装置を図３（及び他の図面）を参照して詳述する運転方法により作動させる。
【００３１】
図３によれば、制御装置４は、ステップＳ１で塗布装置１を駆動し、これにより塗布装置１が下地に粉末９の層８を塗布する。下地は、第１の層８を塗布するときは付加製造装置の基板７である。次の層８を塗布するときは、下地は、その直前に塗布された塗布層８である。一例として図１は、粉末９を塗布した後の状態を側方から示しており、層８が既に塗布されている。図４はこの状態を上から示したものである。
【００３２】
ステップＳ２で制御装置４は、塗布層８の第１の区域１０を画定する。特に、制御装置４は、塗布層８の第２の区域１１のそれぞれに対応させて少なくとも１つの第１の区域１０を画定する。塗布層８の第２の区域１１は、後に下地と結合すべき層８の領域である。制御装置４は、第１の区域１０と第２の区域１１とを相関させて、例えば少なくとも部分的に重畳するように、画定を行う。第１の区域１０を画定する基準を説明するために、第１及び第２の区域１０，１１のそれぞれに小文字のアルファベット（ａ〜ｆ）を添え字で付ける。
【００３３】
細長い構造として形成される第２の区域１１ａが存在する例では、対応する第１の区域１０ａは、第２の区域１１ａと平行な線形の構造として形成することができる。あるいは、細長い構造として形成される第２の区域１１ｂの例では、対応する第１の区域１０ｂは、第２の区域１１ｂに直交する線形の構造として形成することが可能である。第２の区域１１ａ，１１ｂの細長構造は、直線として存在する他にも、曲線での存在も可能である。ただし、各第１の区域１０ａ，１０ｂの線形構造は、直線を通例とする。
【００３４】
これと同様のアプローチが、境界エッジを有する（図４に示す）第２の区域１１ｃ，１１ｄの場合にも可能である。境界エッジは直線であり得るが、必ずしも直線である必要はない。しかし、屈曲を有することはできない（この場合には角となる）。各第１の区域１０ｃ，１０ｄは、この場合にも好適には線形（直線の意味で）構造とする。
【００３５】
角を有する第２の区域１１ｅの場合には、対応する第１の区域１０ｅは、好適にはその角を内包すべきである。「角」とは、第２の区域１１ｅの２つの境界エッジが所定の角度をもって互いに交わる領域である。この角度は０°及び１８０°のいずれとも異なる。普通は４５°〜１３５°又は２２５°〜３１５°と言える。同様のことが当てはまるのが、オーバーハングを有する第２の区域１１ｆの場合である（第１の区域１０ｆ参照）。オーバーハングは、第２の区域１１ｆがその下側の層８（図１参照）に作製構造をもたないときに生じる。この場合、対応する第１の区域１０ｆは、好適にはオーバーハング部位を内包すべきである。このような下側の層８について、図４中に、第２の区域１１ｆに対して（この領域に対してのみ）破線で示してある。
【００３６】
ステップＳ３で制御装置４は、加工ビーム発生装置２を駆動し、これにより加工ビーム発生装置２が加工ビーム１２を発生する。加工ビーム１２は、例えばレーザー又は電子ビームとすることができる。加工ビーム１２は、偏向装置１３（加工ビーム発生装置２の構成要素と見なせる）により第１の区域１０へ向けられる。第１の区域１０がこれにより加熱される。ただしこのときの加工ビーム発生装置２は、制御装置４によって、第１の区域１０内にある粉末９の粒子が加工ビーム１２によって加熱はされるが未だ粒子間の結合には至らないように、制御される。さらに言えば第１の区域１０のみが加熱される。第１の区域１０以外は加熱されない。すなわち、ステップＳ３の加熱は、塗布層８の第１の区域１０内でのみ局所的に行われる。
【００３７】
第１の区域１０の加熱後、検出装置３が塗布層８の温度プロファイルを検出する。すなわち、ステップＳ３における加熱により生じた温度Ｔが、塗布層８における位置に応じて検出される。検出装置３には、例えばサーモグラフィー検出装置を使用できる。また、塗布層８と検出装置３との間の光路にフィルタ１４を配置することもできる。このフィルタ１４により、検出装置３によって検出される前の温度プロファイルに対し、スペクトでフィルタをかけることができるので、温度プロファイルにおいて加工ビーム１２それ自体をマスクすることができる。検出装置３は、温度プロファイルを連続して検出することが可能である。あるいは、検出装置３は、制御装置４による制御に従ってのみ温度プロファイルを検出することが可能である。いずれの場合でも、温度プロファイルは制御装置４に送られ、制御装置４はステップＳ４で温度プロファイルを受信する。加えて言うと、検出装置３は、第１の区域１０とその近辺でのみ温度プロファイルを検出するものとすることが可能である。ただし、温度プロファイルの検出は塗布層８の全体にわたり行うこともできる。また、検出装置３は、加熱後に一度だけ温度プロファイルを検出することも可能であるし、加熱後に数回温度プロファイルを検出することも可能である。
【００３８】
ステップＳ５で制御装置４は、検出された温度プロファイルを評価する。第１の区域１０（例えば第１の区域１０ａ）が線形構造として形成されるときは、温度プロファイルはその線形構造に直交して評価される。すなわち温度Ｔは、第１の区域１０の対応する線形構造からの距離ｘに応じて検出され、評価される。これが図４と図５に示されており、図４では、第１の区域１０ａに対して距離ｘの方向が矢示され、図５では、温度Ｔが距離ｘの関数として示されている。すなわち、この場合の評価は１つの次元（一次元）で行われる。同様の（一次元）評価は、第１の区域１０（例えば第１の区域１０ｅ）が（多少なりとも）点形構造として形成されるときにも可能である。これも図４及び図５に示されており、図４から第１の区域１０ｅに対する距離ｘの方向が分かり、図５で温度Ｔが距離ｘの関数として示されている。このケースでは２つの次元での評価も可能であり、図６に例示してある。図６には、同じ温度の曲線（等温線）が示されており、該当する温度値が記入される。この二次元での評価、例えば、円形の等温線で表して評価する場合、熱伝導率ｋの異方性分布を推察することができる。検出装置３が加熱後に数回、温度プロファイルを検出する形態では、ステップＳ５で（加熱の空間的評価の代わりに又はこれに付加して）時間的評価も行うことができる。
【００３９】
種々の第１の区域１０に対する温度プロファイルの評価は、通常は互いに独立して行うことができる。通常は、各第１の区域１０からの比較的短い距離のみが問題となるからである。すなわち、各第１の区域１０とその近辺の評価で十分である。種々の第１の区域１０の加熱が相互に影響することはない。
【００４０】
ステップＳ５の評価の一環として、制御装置４は、第１の区域１０の温度プロファイルに基づいて局所的熱伝導率ｋ（単位Ｗ／ｍｋ）を少なくとも判定する。好適には、局所的熱伝導率ｋつまり各数値は、定量的に判定される。ただし、熱伝導率ｋを評価すれば十分な場合も、熱伝導率ｋを定性的に判定するだけで十分な場合も、あるいは、熱伝導率ｋを評価して定性的に判定すれば十分な場合もあり、言い換えれば、所定の第１の区域１０における熱伝導率ｋが他の第１の区域１０に比べて大きいか小さいかを判定すれば十分な場合もある。
【００４１】
ステップＳ６で制御装置４は、第２の区域１１に関し、加工ビーム１２の加工変数を決定する。この決定は、第２の区域１１に対し個々に、相関する（少なくとも部分的に重畳している）第１の区域１０に対し制御装置４がステップＳ５で判定した局所的熱伝導率ｋに応じて、行われる。この加工変数は、第２の区域１１の加熱に関わる加工変数である。
【００４２】
加工ビーム１２の加工変数としては、例えば加工ビーム１２の出力を使用できる。この場合の「出力」とは、加工ビーム１２の総合出力を意味するのではなく、塗布層８上の加工ビーム１２の出力密度（単位Ｗ／ｍ２）を意味する。代替的に又は付加的に、加工ビーム１２の加工変数として、例えば、塗布層８上で加工ビーム１２を移動させる送り速度を使用することもできる。代替的に又は付加的に、加工ビーム１２の加工変数として、例えば加工ビーム１２の出力の変調も使用することができる。すなわち、所定の第２の区域１１へのエネルギー入力が均等に、脈動的（パルス状）に、又は多数のインターバル（間欠）で行われるかどうかといった差を生むことができる。代替的に又は付加的に、加工ビーム１２の加工変数として、例えば加工ビーム１２のフォーカス変数も使用できる。
【００４３】
次に制御装置４は、ステップＳ７で、改めて加工ビーム発生装置２を駆動し、これにより加工ビーム発生装置２が加工ビーム１２を発生する。加工ビーム１２は、偏向装置１３により第２の区域１１へ向けられる。第２の区域１１がこれにより加熱される。このときの制御装置４による加工ビーム発生装置２の制御はステップＳ３とは異なり、加工ビーム１２によって第２の区域１１内にある粉末９の粒子が加熱されると共に互いに結合するように、行われる。例えば、この第２の加熱処理で、第２の区域１１において塗布粉末９の焼結又は溶融が起こる。一方、第２の区域１１以外では加熱が起きない。すなわち、ステップＳ７の加熱は、塗布層８の第２の区域１１内で局所的に行われる。
【００４４】
ステップＳ８で制御装置４は、作製する構造の製造が完了したかどうかを検査する。未完の場合、制御装置４は、ステップＳ９でアクチュエータ１５を駆動し、基板７を予め定めてある量だけ（大抵の場合サブミリメータ範囲）降下させる。その後、制御装置４はステップＳ１へ戻る。すなわち、ステップＳ１〜Ｓ７は、作製する構造の製造が完了するまで反復的に実行される。
【００４５】
図７は、図３のステップの変形例を示す。図７の工程でも図３のステップＳ１〜Ｓ５とステップＳ７〜Ｓ９が含まれる。
【００４６】
付加されたステップＳ１１で制御装置４は、粉末９からなる材料の局所的熱容量ｃ（単位Ｊ／ｋｇＫ）も判定する。必要に応じ、ステップＳ１１に先立つステップＳ１２で、塗布層８の均等且つ広範囲の加熱をステプＳ１１の判定のために行うこともできる。熱伝導率ｋと同様に熱容量ｃの判定も、好適には定量的に、また個別のケースで定性的にも行われる。ステップＳ６はステップＳ１３に置き換えてある。ステップＳ１３は基本的にはステップＳ６に該当するが、ステップＳ１３の場合、加工ビーム１２の少なくとも１つの加工変数を決定する一環として局所的熱容量ｃも追加考慮される。例えば制御装置４は、ステップＳ１３で、局所的拡散率Ｄ＝ｋ／ρｃを判定する。ρは粉末９からなる材料の密度（単位ｋｇ／ｍ３）である。
【００４７】
図３（図７も同様）の工程は、図８のようにも変形できる。図８によれば、制御装置４は、ステップＳ２１で、第１の加熱処理の前に塗布層８の局所的厚さｄを判定する。さらに制御装置４は、ステップＳ２２で、加工ビーム１２の加工変数を決定する。このステップＳ２２で決定される加工ビーム１２の加工変数は、第１の区域１０の加熱に影響する。したがって、ステップＳ３の実行はステップＳ２２からの影響を受ける。代替的に又は付加的に、ステップＳ５をステップＳ２３に置き換えることが可能である。ステップＳ２３は基本的にステップＳ５に相当する。ただし、温度プロファイルの評価（すなわち局所的熱伝導率ｋ又は局所的拡散率Ｄの判定）の一環として、判定した局所的厚さｄが追加考慮される。代替的又は付加的に、ステップＳ６をステップＳ２４に置き換えることが可能である。ステップＳ２４は基本的にステップＳ６に相当する。ただし、加工ビーム１２の加工変数を決定する一環として、局所的厚さｄが追加考慮される。すなわち、加工ビーム１２の加工変数は、局所的熱伝導率ｋ又は局所的拡散率Ｄに関連して判定されるだけではなくて、局所的厚さｄにも関連して判定される。さらに、ステップＳ２５において均し処理を実行することも可能である。均し処理は、局所的厚さｄのバラツキを均す目的をもつ。ステップＳ２５は、図８の実施形態において採用する場合には、常にステップＳ２１の後で且つ第１の加熱処理前つまりステップＳ３の前に、実行する。
【００４８】
図８の変形例に代えて図９の変形例も可能である。図９の工程は図８の工程に類似する。ただし、図９の場合、ステップＳ２１が第１の加熱処理（ステップＳ３）の前ではなくて第１の加熱処理の後（且つ第２の加熱処理の前）に実行される。この場合、ステップＳ２２が省略される。一方この場合も、局所的厚さｄを、ステップＳ２３の一環として（すなわち温度プロファイルの評価、局所的熱伝導率ｋ又は局所的拡散率Ｄの判定の一環として）考慮したり、あるいは、又は、これに加えて、ステップＳ２４の一環として（すなわち局所的熱伝導率ｋ又は局所的拡散率Ｄに応じて加工ビーム１２の加工変数を決定する一環として）考慮することが可能である。ステップＳ２５も引き続き採用可能である。ただし、図９に係る実施形態の場合、第１の加熱処理の前ではなくて第２の加熱処理の前に実行される。
【００４９】
まとめると、本発明は以下の特徴を備える。
【００５０】
下地の上に粉末９の層８を塗布する。加工ビーム１２により、塗布層８の第１の区域１０を、第１の区域１０内にある粉末９の粒子が加熱されるけれども未だ互いに結合しないように、局所的に加熱する。塗布層８の温度プロファイルを検出する。この温度プロファイルを、第１の区域１０の近辺において、第１の区域１０からの距離ｘ及び時間のいずれか又は両方に応じて評価する。該評価の一環として、第１の区域１０に関する温度プロファイルに基づいて、少なくとも局所的熱伝導率ｋ又は局所的拡散率Ｄを、定量的又は定性的に判定する。次いで塗布層８の、第１の区域１０と相関する第２の区域１１（少なくとも第１の区域１０と部分的に重畳する第２の区域１１）について、加工ビーム１２により、第２の区域１１内にある粉末９の粒子が互いに結合するように、局所的に加熱する。第２の区域１１の加熱に関わる加工ビーム１２の少なくとも１つの加工変数は、相関する（少なくとも部分的に重畳する）第１の区域１０について判定済みの局所的熱伝導率ｋ又は拡散率Ｄに応じて決定する。
【００５１】
本発明は多くの利点を有する。特に、熱伝導率ｋ及び拡散率Ｄのいずれか又は両方における局所的な変動を、単純な方法で考慮することができる。これは特に、粉末９からなる材料が金属である場合に重要である。金属は（合成樹脂とは異なり）１００Ｗ／ｍＫの範囲及びしばしばそれ以上の熱伝導率ｋを有するからである。
【００５２】
本発明を有益な実施形態により詳細に図示し説明したが、本発明は開示した実施形態に限定されるものではない。当業者であれば、本発明の保護範囲を逸脱しない範囲で、その他各種の応用形態を導き出すことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１  塗布装置
２  加工ビーム発生装置
３  検出装置
４  制御装置
５  コンピュータプログラム
６  機械語
７  基板
８  層（塗布層）
９  粉末
１０  第１の区域
１１  第２の区域
１２  加工ビーム
１３  偏向装置
１４  フィルタ
１５  アクチュエータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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