(57)【要約】【課題】各々のレーザ装置の位置を監視し、設定された場所へと較正する。【解決手段】光学システム（２０）は、光学検出器（３８）および第２の走査装置（４２）を含む。複数のレーザ装置（１４，１５）の各々は、レーザビーム（１６，１７）を生成する。複数の第１の走査装置（１８，１９）の各々は、複数のレーザ装置（１４，１５）のうちの一レーザ装置からのレーザビーム（１６，１７）を粉末床（２７）を横切って選択的に方向付ける。レーザビーム（１６，１７）は、粉末床（２７）内に溶融プール（２２）を生成する。光学検出器（３８）は、溶融プール（２２）が発生させる電磁放射を検出する。第２の走査装置（４２）は、溶融プール（２２）が発生させる電磁放射を光学検出器（３８）へと導く。光学システム（２０）は、溶融プール（２２）内のレーザビーム（１６，１７）の位置を検出する。【選択図】図１
2018130764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々がレーザビーム（１６、１７）を生成するように構成された複数のレーザ装置（１４、１５）と、
各々が前記複数のレーザ装置（１４、１５）のうちの一レーザ装置からのレーザビーム（１６、１７）を粉末床（２７）を横切って選択的に方向付けるように構成され、各々のレーザビームで粉末床（２７）内に溶融プール（２２）を生み出し、粉末床（２７）内に複数の溶融プール（２２）を形成する複数の第１の走査装置（１８、１９）と、
前記複数の溶融プール（２２）が発生させた電磁放射（４０）を検出するように構成された光学検出器（３８）、および
前記複数の溶融プール（２２）が発生させた電磁放射（４０）を前記光学検出器（３８）へと導くように構成された第２の走査装置（４２）
を備えており、前記複数の溶融プール（２２）の位置を検出するように構成された光学システム（２０）と
を備える、付加製造システム（１０）。
【請求項２】
前記光学システム（２０）は、観測ゾーン（２１０）からの電磁放射（４０）を受け取るように構成され、前記第２の走査装置（４２）は、前記粉末床（２７）を横切って前記観測ゾーン（２１０）を走査して前記複数の溶融プール（２２）を追跡するように構成されている、請求項１に記載の付加製造システム（１０）。
【請求項３】
前記複数の第１の走査装置（１８、１９）の各々の第１の走査装置は、前記レーザビーム（１６、１７）を前記観測ゾーン（２１０）へと方向付けるように構成されている、請求項２に記載の付加製造システム（１０）。
【請求項４】
前記光学システム（２０）は、複数の観測ゾーンから電磁放射を受け取るようにさらに構成され、前記第２の走査装置（４２）は、前記粉末床（２７）を横切って前記複数の観測ゾーンを走査して前記複数の溶融プール（２２）を追跡するように構成されている、請求項１に記載の付加製造システム（１０）。
【請求項５】
前記複数の第１の走査装置（１８、１９）の各々の第１の走査装置は、前記レーザビーム（１６、１７）を前記複数の観測ゾーンのうちの一観測ゾーンへと方向付けるように構成されている、請求項４に記載の付加製造システム（１０）。
【請求項６】
前記複数の観測ゾーンの各々の観測ゾーンは、前記複数の観測ゾーンのうちの他の観測ゾーンの少なくとも一部分に重なる、請求項５に記載の付加製造システム（１０）。
【請求項７】
前記複数の観測ゾーンの各々の観測ゾーンは、前記複数の観測ゾーンのうちのいかなる他の観測ゾーンにも重ならない、請求項５に記載の付加製造システム（１０）。
【請求項８】
前記第２の走査装置（４２）は、少なくとも１つのミラー（４６、５０）と、前記少なくとも１つのミラー（４６、５０）に動作可能に組み合わせられた少なくとも１つのアクチュエータ（４８、５２）とを備える、請求項１に記載の付加製造システム（１０）。
【請求項９】
前記複数の溶融プール（２２）の位置に基づいて前記複数の第１の走査装置（１８、１９）を制御することをさらに含む、請求項１に記載の付加製造システム（１０）。
【請求項１０】
各々がレーザビーム（３１１〜３１６）を生成するように構成された複数のレーザ装置（３０１〜３０６）と、
各々が前記複数のレーザ装置（３０１〜３０６）のうちの一レーザ装置からのレーザビーム（３１１〜３１６）を粉末床を横切って選択的に方向付けるように構成され、各々のレーザビームで粉末床内に溶融プール（３４１〜３４６）を生み出し、粉末床内に複数の溶融プール（３４１〜３４６）を形成する複数の第１の走査装置（３２１〜３２６）と、
前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）が発生させた電磁放射を検出するように構成された光学検出器、および
前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）が発生させた電磁放射を前記光学検出器へと導くように構成された第２の走査装置
を各々が備えており、前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）の位置を検出するように構成された複数の光学システム（３３１、３３２）と
を備える、付加製造システム（３００）。
【請求項１１】
前記複数の光学システム（３３１、３３２）は、観測ゾーン（２１０）からの電磁放射を受け取るように構成され、前記第２の走査装置は、前記粉末床を横切って前記観測ゾーン（２１０）を走査して前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）を追跡するように構成されている、請求項１０に記載の付加製造システム（３００）。
【請求項１２】
前記複数の第１の走査装置（３２１〜３２６）の各々の第１の走査装置は、前記レーザビーム（３１１〜３１６）を前記観測ゾーン（２１０）へと方向付けるように構成されている、請求項１１に記載の付加製造システム（３００）。
【請求項１３】
前記複数の光学システム（３３１、３３２）は、複数の観測ゾーンから電磁放射を受け取るようにさらに構成され、前記第２の走査装置は、前記粉末床を横切って前記複数の観測ゾーンを走査して前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）を追跡するように構成されている、請求項１０に記載の付加製造システム（３００）。
【請求項１４】
前記複数の第１の走査装置（３２１〜３２６）の各々の第１の走査装置は、前記レーザビーム（３１１〜３１６）を前記複数の観測ゾーンのうちの一観測ゾーンへと方向付けるように構成されている、請求項１３に記載の付加製造システム（３００）。
【請求項１５】
前記複数の観測ゾーンの各々の観測ゾーンは、前記複数の観測ゾーンのうちの他の観測ゾーンの少なくとも一部分に重なる、請求項１４に記載の付加製造システム（３００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、広くには、付加製造システムに関し、より詳細には、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）システムにおいてマルチレーザシステムのレーザ指向精度を製造中に評価および修正するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
少なくともいくつかの付加製造システムは、粉末材料を積み重ねることによって部品を製作することを含む。この方法は、高価な材料から複雑な部品を、コストを下げ、製造効率を改善しつつ、製造することができる。ＤＭＬＭシステムなどの少なくともいくつかの既知の付加製造システムは、レーザ装置と、構築プラットフォームと、これに限られるわけではないが炭化物の微細な配列を有する粉末状の金属などの粉末材料とを使用して、部品を製造する。レーザ装置は、粉末材料へのレーザビームの入射の領域およびその周囲において構築プラットフォーム上の粉末材料を溶融させて溶融プールをもたらすレーザビームを生成する。大型の部品の製造のために、少なくともいくつかのＤＭＬＭシステムは、製造プロセスの速度および効率を高めるために、複数のレーザ装置を含む。しかしながら、部品を正確に製造するために、各々のレーザ装置の位置を監視し、設定された場所へと較正する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１５／０３７５４５６号明細書
【発明の概要】
【０００４】
一態様においては、付加製造システムが提供される。付加製造システムは、複数のレーザ装置と、複数の第１の走査装置と、光学システムとを含む。光学システムは、光学検出器と、第２の走査装置とを含む。複数のレーザ装置の各々は、レーザビームを生成するように構成される。複数の第１の走査装置の各々は、複数のレーザ装置のうちの一レーザ装置からのレーザビームを粉末床を横切って選択的に方向付けるように構成される。レーザビームは、粉末床において溶融プールを生成する。光学検出器は、溶融プールが発生させた電磁放射を検出するように構成される。第２の走査装置は、溶融プールが発生させた電磁放射を光学検出器へと導くように構成される。光学システムは、溶融プールにおけるレーザビームの位置を検出するように構成される。
【０００５】
別の態様においては、付加製造システムが提供される。付加製造システムは、複数のレーザ装置と、複数の第１の走査装置と、複数の光学システムとを含む。複数の光学システムは、光学検出器と、第２の走査装置とを含む。複数のレーザ装置の各々は、レーザビームを生成するように構成される。複数の第１の走査装置の各々は、複数のレーザ装置のうちの一レーザ装置からのレーザビームを粉末床を横切って選択的に方向付けるように構成される。レーザビームは、粉末床において溶融プールを生成する。光学検出器は、溶融プールが発生させた電磁放射を検出するように構成される。第２の走査装置は、溶融プールが発生させた電磁放射を光学検出器へと導くように構成される。光学システムは、溶融プールにおけるレーザビームの位置を検出するように構成される。
【０００６】
さらに別の態様においては、付加製造プロセスを監視するための方法が提供される。この方法は、複数の第１の走査装置を使用して粉末床を横切って複数のレーザビームを方向付け、粉末床内に溶融プールを生成することを含む。この方法は、溶融プールが発生させた電磁放射を第２の走査装置を使用して光学検出器へと導くことを含む。この方法は、光学検出器を使用して溶融プールにおける複数のレーザビームの位置を検出することをさらに含む。
【０００７】
本開示のこれらの特徴、態様、および利点、ならびに他の特徴、態様および利点は、以下の詳細な説明を添付の図面を参照しつつ検討することで、よりよく理解されよう。添付の図面において、図面の全体を通して、類似する符号は類似する部分を表している。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】複数のレーザと監視システムとを含む直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）システムの形態で示された典型的な付加製造システムの概略図である。
【図２】図１の光学システムの粉末床の概略図である。
【図３】直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）システムの形態で示された典型的な付加製造システムの概略の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
特に明記のない限り、本明細書で提供する図面は、本開示の実施形態の特徴を例示することを意味する。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む多種多様なシステムで適用可能であると考えられる。したがって、本図面は、本明細書で開示する実施形態を実施するために必要とされる、当業者には既知の、従来の特徴をすべて含むことを意味しない。
【００１０】
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、これらは以下の意味を有すると規定する。
【００１１】
単数形「１つの（ａ、ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の言及を含む。
【００１２】
「任意の」または「任意に」は、続いて記載された事象または状況が生じてもよいし、また生じなくてもよいことを意味し、かつ、その説明が、事象が起こる場合と、それが起こらない場合と、を含むことを意味する。
【００１３】
本明細書および特許請求の範囲を通してここで使用される、近似する文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動できる任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、および「実質的に」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似する文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。
【００１４】
本明細書において使用されるとき、用語「プロセッサ」および「コンピュータ」、ならびに「処理装置」および「コンピューティングデバイス」などといった関連の用語、および「コントローラ」は、コンピュータと技術的に呼ばれる集積回路に限定されず、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、およびその他のプログラム可能な回路を広く意味し、これらの用語は、本明細書において互換的に用いられる。本明細書で説明する実施形態では、メモリは、以下に限らないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのコンピュータ可読媒体、およびフラッシュメモリなどのコンピュータ可読不揮発性媒体を含むことができる。あるいは、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、および／またはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もまた、使用することができる。また、本明細書で説明する実施形態では、追加の入力チャネルは、以下に限定されないが、マウスおよびキーボードなどのオペレータインターフェースに関係するコンピュータ周辺機器であってもよい。あるいは、例えば、これに限定されないが、スキャナを含むことができる他のコンピュータ周辺装置も使用することができる。さらに、典型的な実施形態において、追加の出力チャネルは、これに限定されないが、オペレータインターフェースモニタを含むことができる。
【００１５】
本明細書で用いられる「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールおよびサブモジュール、あるいは任意の装置の他のデータなどの情報の短期的および長期的記憶のための任意の方法または技術で実施される、任意の有形のコンピュータに基づく装置を表すことを意図している。したがって、本明細書に記載する方法は、これらに限らないが、記憶装置および／または記憶装置を含む、有形の非一時的コンピュータ可読媒体で具現化された実行可能命令として符号化することができる。このような命令は、プロセッサによって実行された場合に、本明細書に記載する方法の少なくとも一部をプロセッサに実行させる。さらに、本明細書に用いられる「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、すべての有形のコンピュータ可読媒体を含み、これらは非一時的コンピュータ記憶装置を含むが、これに限定されるものではなく、揮発性および不揮発性媒体、ならびにファームウェア、物理および仮想記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの取り外し可能および取り外し不可能な媒体、ならびにネットワークもしくはインターネットなどの他の任意のデジタルソース、ならびにこれまでに開発されたデジタル手段を含むが、これらに限定されるものではなく、一時的な伝播する信号がその唯一の例外である。
【００１６】
さらにまた、本明細書で用いられる「リアルタイム」という用語は、関連する事象が発生する時、所定のデータを測定および収集する時、データを処理する時、ならびに事象および環境に対するシステム応答の時のうちの少なくとも１つを意味する。本明細書に記載する実施形態では、これらの動作および事象は、実質的に同時に起こる。
【００１７】
本明細書に記載の光学システムを有する付加製造システムの実施形態は、溶融プールにおけるレーザビームの位置を検出し、レーザビームの精度を向上させるべく位置を較正する。この付加製造システムは、光学システムと、構築プラットフォームと、複数のレーザ装置とを含む。各々のレーザ装置は、構築プラットフォーム上の粉末状の構築素材へと向けられるレーザビームを生成する。レーザビームは、粉末状の素材へのレーザビームの入射の領域およびその周囲において構築プラットフォーム上の粉末状の素材を溶融させ、溶融プールをもたらす。溶融プールが冷め、部品を形成する。各々のレーザ装置は、溶融プールを横切って各々のレーザビームを独立して方向付けるように構成された第１のスキャナを含む。各々のレーザビームの位置が設定された位置へと較正されない場合、作られる部品は、欠陥を伴って製造される。光学システムは、溶融プール内の各々のレーザビームの位置を検出し、各々のレーザビームの位置を較正する。コントローラは、第１のスキャナを制御してレーザビームを正しい位置へと方向付ける。
【００１８】
図１は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）システムの形態で例示された典型的な付加製造システム１０の概略図である。本明細書における実施形態は、ＤＭＬＭシステムに関連して説明されるが、本開示は、選択的レーザ焼結システムなど、他の種類の付加製造システムにも適用される。
【００１９】
典型的な実施形態において、ＤＭＬＭシステム１０は、構築プラットフォーム１２と、レーザビーム１６，１７を生成するように構成された複数のレーザ装置１４，１５と、レーザビーム１６，１７を構築プラットフォーム１２を横切って選択的に方向付けるように構成された複数の第１の走査装置１８，１９と、レーザビーム１６，１７によって生成された溶融プール２２を監視するための光学システム２０とを含む。典型的なＤＭＬＭシステム１０は、本明細書においてさらに詳しく説明されるように、ＤＭＬＭシステム１０の１つ以上の構成要素を制御するように構成されたコンピューティングデバイス２４およびコントローラ２６をさらに含む。
【００２０】
粉末状の構築素材２１が、これらに限られるわけではないが、コバルト、鉄、アルミニウム、チタン、ニッケル、およびこれらの組み合わせのガス噴霧合金など、固体部品２８の形成に適した材料を含む。他の実施形態において、粉末状の構築素材２１は、任意の適切な種類の粉末状の構築素材を含む。さらに他の実施形態において、粉末状の構築素材２１は、例えば、これらに限られるわけではないが、セラミック粉末、金属被覆セラミック粉末、ならびに熱硬化性または熱可塑性樹脂など、本明細書に記載のとおりにＤＭＬＭシステム１０が機能することを可能にする任意の適切な構築素材を含む。粉末状の構築素材２１は、構築プラットフォーム１２を横切って広げられ、粉末床２７を形成する。次いで、粉末床２７内の粉末状の構築素材２１が、付加製造プロセスにおいて溶融および再凝固させられることで、構築プラットフォーム１２上に固体部品２８が作られる。
【００２１】
図１に示されるとおり、各々のレーザ装置１４，１５は、構築プラットフォーム１２の粉末状の構築素材２１を少なくとも部分的に溶融させるために充分なエネルギのレーザビーム１６，１７を生成するように構成される。典型的な実施形態において、レーザ装置１４，１５は、約１０７０ナノメートル（ｎｍ）の波長を有するレーザビームを発するように構成されたイットリウムベースの固体レーザである。他の実施形態において、レーザ装置１４，１５は、炭酸ガスレーザなど、本明細書に記載のとおりにＤＭＬＭシステム１０が機能することを可能にする任意の適切な種類のレーザを含む。さらに、ＤＭＬＭシステム１０が、２つのレーザ装置１４，１５を含むものとして図示および説明されるが、ＤＭＬＭシステム１０は、本明細書に記載のとおりにＤＭＬＭシステム１０が機能することを可能にするレーザ装置の任意の組み合わせを含む。一実施形態において、例えば、ＤＭＬＭシステム１０は、第１の出力を有する第１のレーザ装置１４と、第１のレーザ出力とは異なる第２の出力を有する第２のレーザ装置１５とを含み、あるいは実質的に同じ出力を有する少なくとも２つのレーザ装置を含む。さらに他の実施形態において、ＤＭＬＭシステム１０は、６つのレーザ装置を含む。さらに他の実施形態において、ＤＭＬＭシステム１０は、１６個のレーザ装置を含む。
【００２２】
レーザ装置１４，１５は、レーザビーム１６，１７の構築プラットフォーム１２への集光を容易にする光学素子３０，３２に、光学的に結合させられる。典型的な実施形態において、光学素子３０，３２は、レーザ装置１４，１５と第１の走査装置１８，１９との間に配置されたビームコリメータ３０と、第１の走査装置１８，１９と構築プラットフォーム１２との間に配置されたＦシータレンズ３２とを含む。他の実施形態において、ＤＭＬＭシステム１０は、平行にされ、さらには／あるいは集光されたレーザビームを構築プラットフォーム１２上にもたらす任意の適切な種類および配置の光学素子を含む。
【００２３】
第１の走査装置１８，１９は、固体部品２８を生成するために、構築プラットフォーム１２の選択された部分を横切ってレーザビーム１６，１７を導くように構成される。典型的な実施形態において、第１の走査装置１８，１９は、ガルバノメータ制御のモータ３６（広義には、アクチュエータ）に動作可能に組み合わせられたミラー３４を含むガルバノメータ走査装置である。モータ３６は、コントローラ２６から受け取った信号に応答してミラー３４を移動（特に、回転）させることにより、構築プラットフォーム１２の選択された部分を横切ってレーザビーム１６，１７の向きを変えるように構成される。ミラー３４は、ミラー３４が構築プラットフォーム１２へとレーザビーム１６，１７の向きを変えることを可能にする任意の適切な構成を含む。いくつかの実施形態において、ミラー３４は、レーザビーム１６，１７の波長に対応する反射率スペクトルを有する反射コーティングを含む。
【００２４】
第１の走査装置１８，１９が、単一のミラー３４および単一のモータ３６を備えて図示されているが、第１の走査装置１８，１９は、本明細書に記載のとおりに第１の走査装置１８，１９が機能することを可能にする任意の適切な数のミラーおよびモータを含む。一実施形態において、例えば、第１の走査装置１８，１９は、２つのミラーと、各々が一方のミラーに動作可能に組み合わせられた２つのガルバノメータ制御のモータとを含む。さらに他の実施形態において、第１の走査装置１８，１９は、例えば、２次元（２Ｄ）走査ガルバノメータ、３次元（３Ｄ）走査ガルバノメータ、およびダイナミックフォーカスガルバノメータなど、本明細書に記載のとおりにＤＭＬＭシステム１０が機能することを可能にする任意の適切な走査装置を含む。
【００２５】
光学システム２０は、溶融プール２２が発生させる電磁放射を検出し、溶融プール２２についての情報をコンピューティングデバイス２４へと送信するように構成される。具体的には、光学システム２０は、溶融プール２２におけるレーザビーム１６，１７の位置を検出する。典型的な実施形態において、光学システム２０は、溶融プール２２が発生させる電磁放射４０（「ＥＭ放射」とも呼ばれる）を検出するように構成された第１の光学検出器３８と、ＥＭ放射４０を第１の光学検出器３８へと導くように構成された第２の走査装置４２とを含む。より具体的には、第１の光学検出器３８は、溶融プール２２が発生させたＥＭ放射４０を受け取り、これに応答して電気信号４４を生成するように構成される。第１の光学検出器３８は、コンピューティングデバイス２４に通信可能に接続され、電気信号４４をコンピューティングデバイス２４へと送信するように構成される。
【００２６】
第１の光学検出器３８は、例えば、これらに限られるわけではないが、光電子増倍管、フォトダイオード、赤外線カメラ、電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、ＣＭＯＳカメラ、パイロメータ、または高速可視光カメラ、など、本明細書に記載のとおりに光学システム２０が機能することを可能にする任意の適切な光学検出器を含む。光学システム２０は、単一の第１の光学検出器３８を含むものとして図示および説明されるが、光学システム２０は、本明細書に記載のとおりにＤＭＬＭシステム１０が機能することを可能にする任意の適切な数および種類の光学検出器を含む。一実施形態において、例えば、光学システム２０は、赤外線スペクトルの範囲内のＥＭ放射を検出するように構成された第１の光学検出器と、可視光スペクトルの範囲内のＥＭ放射を検出するように構成された第２の光学検出器とを含む。２つ以上の光学検出器を含む実施形態において、光学システム２０は、溶融プール２２からのＥＭ放射４０を分割し、対応する光学検出器へと向け直すように構成されたビームスプリッタ（図示せず）を含む。
【００２７】
光学システム２０は、溶融プール２２が発生させるＥＭ放射４０のための「光学」検出器を含むと説明されるが、「光学」という用語の使用を「可視」という用語と同一視することがないように、注意すべきである。むしろ、光学システム２０は、広いスペクトル範囲のＥＭ放射を捕らえるように構成される。例えば、第１の光学検出器３８は、紫外スペクトル（約２００〜４００ｎｍ）、可視スペクトル（約４００〜７００ｎｍ）、近赤外スペクトル（約７００〜１，２００ｎｍ）、および赤外スペクトル（約１，２００〜１０，０００ｎｍ）の波長を有する光を検知することができる。さらに、溶融プール２２が発するＥＭ放射の種類は、溶融プール２２の温度に依存するため、光学システム２０は、溶融プール２２のサイズおよび温度の両方を監視および測定することができる。
【００２８】
第２の走査装置４２は、溶融プール２２が発生させたＥＭ放射４０を第１の光学検出器３８へと導くように構成される。典型的な実施形態において、第２の走査装置４２は、第１のガルバノメータ制御のモータ４８（広義には、アクチュエータ）に動作可能に組み合わせられた第１のミラー４６と、第２のガルバノメータ制御のモータ５２（広義には、アクチュエータ）に動作可能に組み合わせられた第２のミラー５０とを含むガルバノメータ走査装置である。第１のモータ４８および第２のモータ５２は、コントローラ２６から受け取った信号に応答して、第１のミラー４６および第２のミラー５０をそれぞれ移動（具体的には、回転）させ、溶融プール２２からのＥＭ放射４０を第１の光学検出器３８へと向け直すように構成される。第１のミラー４６および第２のミラー５０は、第１のミラー４６および第２のミラー５０が溶融プール２２が発生させたＥＭ放射４０の向きを変えることを可能にする任意の適切な構成を有する。いくつかの実施形態において、第１のミラー４６および第２のミラー５０の一方または両方は、第１の光学検出器３８が検出するように構成されたＥＭ放射に対応する反射率スペクトルを有する反射コーティングを含む。
【００２９】
第２の走査装置４２は、２つのミラーおよび２つのモータを含むものとして図示および説明されているが、第２の走査装置４２は、本明細書に記載のとおりに光学システム２０が機能することを可能にする任意の適切な数のミラーおよびモータを含む。さらに、第２の走査装置４２は、例えば、２次元（２Ｄ）走査ガルバノメータ、３次元（３Ｄ）走査ガルバノメータ、およびダイナミックフォーカスガルバノメータなど、本明細書に記載のとおりに光学システム２０が機能することを可能にする任意の適切な走査装置を含む。
【００３０】
図２は、光学システム２０（図１に示されている）の粉末床２００の概略図であり、この粉末床２００から光学検出器３８がＥＭ放射を受け取る。粉末床２００は、図２に示されている図においては第１の溶融プール２０２と、第２の溶融プール２０４と、第１のレーザ装置範囲２０６と、第２のレーザ装置範囲２０８と、観測ゾーン２１０と、観測ゾーン範囲２１２とを含む構築プラットフォーム１２の一領域を含む。典型的な実施形態において、観測ゾーン２１０は、長方形の形状を有する。他の実施形態において、観測ゾーン２１０は、本明細書に記載のとおりにＤＭＬＭシステム１０が機能することを可能にする任意の適切なサイズおよび形状を有することができる。
【００３１】
観測ゾーン２１０は、構築プラットフォーム１２に沿って観測ゾーン範囲２１２内を移動可能である。より具体的には、観測ゾーン２１０の位置を、第２の走査装置４２を用いて調整することができる。本明細書においてさらに詳しく説明されるように、第２の走査装置４２は、第１の走査装置１８，１９とは独立して動作して、レーザビーム１６，１７が構築プラットフォーム１２を横切って走査されるときに観測ゾーン２１０を複数の溶融プール２０２，２０４を追跡するように調整する。さらに、観測ゾーン２１０のサイズ、形状、および焦点を、種々の光学素子を使用して調整することができる。
【００３２】
典型的な実施形態においては、レーザビーム１６が第１の溶融プール２０２を生成し、レーザビーム１７が第２の溶融プール２０４を生成する。典型的な実施形態において、レーザビーム１６は、構築プラットフォーム１２に沿って第１のレーザ装置範囲２０６内を移動可能であり、レーザビーム１７は、構築プラットフォーム１２に沿って第２のレーザ装置範囲２０８内を移動可能である。したがって、レーザビーム１６は、第１のレーザ装置範囲２０６内の第１の溶融プール２０２を生成し、レーザビーム１７は、第２のレーザ装置範囲２０８内の第２の溶融プール２０４を生成する。第１のレーザ装置範囲２０６と第２のレーザ装置範囲２０８とを組み合わせた合計が、粉末床２００を包含する。第１のレーザ装置範囲２０６と第２のレーザ装置範囲２０８とは、重なり合わなければならない。典型的な実施形態において、第１のレーザ装置範囲２０６および第２のレーザ装置範囲２０８は、第１のレーザ装置範囲２０６が粉末床２００の一部分を覆い、第２のレーザ装置範囲２０８が粉末床２００の一部分を覆うように重なり合う。別の実施形態においては、第１のレーザ装置範囲２０６および第２のレーザ装置範囲２０８の両方が、粉末床２００を包含する。観測ゾーン２１０は、第１のレーザ装置範囲２０６および第２のレーザ装置範囲２０８の一部分を包含しなければならない。典型的な実施形態において、観測ゾーン２１０は、第１のレーザ装置範囲２０６および第２のレーザ装置範囲２０８の一部分を包含する。別の実施形態において、観測ゾーン２１０は、第１のレーザ装置範囲２０６と第２のレーザ装置範囲２０８との合計を包含する。さらに別の実施形態において、観測ゾーン２１０は、粉末床２００を包含する。レーザビーム１６，１７および観測ゾーン２１０は、第１の走査装置１８，１９および第２の走査装置４２を使用して粉末床２００を横切って各々が独立して移動する。
【００３３】
光学検出器３８は、溶融プール２０２，２０４の位置を検出し、電気信号４４をコンピューティングデバイス２４へと送信する。光学検出器３８は、溶融プール２０２，２０４の位置の検出または溶融プール２０２，２０４間の切り替えのいずれかを行う。溶融プール２０２，２０４の位置を検出するとき、観測ゾーン２１０は、溶融プール２０２，２０４と同じ速度で移動し、溶融プール２０２，２０４の位置は、観測ゾーン２１０の中心にある。コンピューティングデバイス２４は、溶融プール２０２，２０４の位置を処理し、溶融プール２０２，２０４が正しい位置にあるかどうかを判定する。コンピューティングデバイス２４は、コントローラ２６へとフィードバックされ、第１の走査装置１８，１９の調整に使用される制御信号６０を生成する。第１の走査装置１８，１９は、コントローラ２６からのフィードバックに基づいて第１の位置２３および第２の位置２５を調整する。したがって、溶融プール２０２，２０４が、お互いに対して、あるいは固体部品２８に対して誤った位置にある場合、光学システム２０は、溶融プール２０２，２０４の位置を調整するためのフィードバックを提供する。溶融プール２０２，２０４の位置を調整することで、固体部品２８の欠陥が少なくなる。レーザビーム１６，１７を連続的に追跡し、レーザビーム１６，１７が適切に向けられていない場合に是正措置を適用することにより、各々の溶融プール２０２，２０４の観測ゾーン範囲２１２に対する正確な配置が保証される。
【００３４】
コンピューティングデバイス２４は、ＤＭＬＭシステム１０を動作させるための実行可能命令を実行する少なくとも１つのプロセッサ（図１には示さず）を含むコンピュータシステムを含む。コンピューティングデバイス２４は、例えば、ＤＭＬＭシステム１０の較正モデルと、部品２８などの部品に関する電子コンピュータ構築ファイルとを含む。較正モデルは、ＤＭＬＭシステム１０の所与の一式の動作条件（例えば、レーザ装置１４の出力）の下で期待または所望される溶融プールのサイズおよび温度を含むが、これらに限られるわけではない。構築ファイルは、ＤＭＬＭシステム１０の１つ以上の構成要素を制御するために使用される構築パラメータを含む。構築パラメータとして、これらに限られるわけではないが、レーザ装置１４の出力、第１の走査装置１８の走査速度、第１の走査装置１８（具体的には、ミラー３４）の位置および向き、第２の走査装置４２の走査速度、ならびに第２の走査装置４２（具体的には、第１のミラー４６および第２のミラー５０）の位置および向きが挙げられる。典型的な実施形態において、コンピューティングデバイス２４およびコントローラ２６は、別個のデバイスとして示されている。他の実施形態において、コンピューティングデバイス２４およびコントローラ２６は、本明細書においてそれぞれ説明されたとおりにコンピューティングデバイス２４およびコントローラ２６の両方として動作する単一の装置として組み合わせられる。
【００３５】
典型的な実施形態において、コンピューティングデバイス２４は、少なくとも部分的にデータ取得装置として動作し、部品２８の製造中にＤＭＬＭシステム１０の動作を監視するようにさらに構成される。一実施形態において、例えば、コンピューティングデバイス２４は、第１の光学検出器３８からの電気信号４４を受信して処理する。コンピューティングデバイス２４は、ＤＭＬＭシステム１０またはＤＭＬＭシステム１０によって構築される特定の部品の構築プロセスの制御および精緻化を容易にするために使用される電気信号４４に基づく溶融プール２２に関する情報を記憶する。
【００３６】
さらに、コンピューティングデバイス２４は、第１の光学検出器３８から受信した電気信号４４に基づいてリアルタイムで１つ以上の構築パラメータを調整するように構成される。例えば、ＤＭＬＭシステム１０が部品２８を構築するとき、コンピューティングデバイス２４は、データ処理アルゴリズムを使用して第１の光学検出器３８からの電気信号４４を処理し、溶融プール２２のサイズおよび温度を割り出す。コンピューティングデバイス２４は、溶融プール２２のサイズおよび温度を、較正モデルに基づく予想または所望の溶融プールのサイズおよび温度と比較する。コンピューティングデバイス２４は、コントローラ２６へとフィードバックされ、溶融プール２２における不一致を修正するためにリアルタイムで１つ以上の構築パラメータを調整するために使用される制御信号６０を生成する。例えば、コンピューティングデバイス２４が溶融プール２２における不一致を検出した場合、コンピューティングデバイス２４および／またはコントローラ２６は、そのような不一致を修正するように構築プロセスの最中にレーザ装置１４の出力を調整する。
【００３７】
コントローラ２６は、本明細書に記載のとおりにＤＭＬＭシステム１０が機能することを可能にする任意の適切な種類のコントローラを含む。一実施形態において、例えば、コントローラ２６は、人間であるオペレータからの指示に少なくとも部分的に基づいてＤＭＬＭシステム１０の動作を制御するための実行可能命令を実行する少なくとも１つのプロセッサおよび少なくとも１つのメモリデバイスを含むコンピュータシステムである。コントローラ２６は、例えば、ＤＭＬＭシステム１０によって製造される部品２８の３Ｄモデルを含む。コントローラ２６によって実行される実行可能命令は、レーザ装置１４，１５の出力の制御、第１の走査装置１８，１９の位置および走査速度の制御、ならびに第２の走査装置４２の位置および走査速度の制御を含む。
【００３８】
コントローラ２６は、例えばコンピューティングデバイス２４内に格納された構築ファイルに関する構築パラメータに基づいて、ＤＭＬＭシステム１０の１つ以上の構成要素を制御するように構成される。典型的な実施形態において、コントローラ２６は、ＤＭＬＭシステム１０にて製造される部品に関する構築ファイルに基づいて、第１の走査装置１８，１９を制御するように構成される。より具体的には、コントローラ２６は、部品２８に関する構築ファイルによって定義される所定の経路に基づいて、モータ３６を使用してミラー３４の位置、移動、および走査速度を制御するように構成される。
【００３９】
典型的な実施形態において、コントローラ２６は、溶融プール２２からのＥＭ放射４０を第１の光学検出器３８へと導くように第２の走査装置４２を制御するようにさらに構成される。コントローラ２６は、第１の走査装置１８のミラー３４の位置および溶融プール２２の位置の少なくとも一方に基づいて、第１のミラー４６および第２のミラー５０の位置、移動、および走査速度を制御するように構成される。一実施形態において、例えば、構築プロセスの最中の所与の時点におけるミラー３４の位置は、ミラー３４の位置を制御するために使用される構築ファイルの所定の経路に基づいて、コンピューティングデバイス２４および／またはコントローラ２６を使用して決定される。コントローラ２６は、決定されたミラー３４の位置に基づいて、第１のミラー４６および第２のミラー５０の位置、移動、および走査速度を制御する。別の実施形態において、第１の走査装置１８，１９は、例えばミラー３４の位置に対応する位置信号をコントローラ２６および／またはコンピューティングデバイス２４へと出力することによって、ミラー３４の位置をコントローラ２６および／またはコンピューティングデバイス２４へと伝達するように構成される。さらに別の実施形態において、コントローラ２６は、溶融プール２２の位置に基づいて、第１のミラー４６および第２のミラー５０の位置、移動、および走査速度を制御する。構築プロセスの最中の所与の時点における溶融プール２２の位置は、例えばミラー３４の位置に基づいて決定される。
【００４０】
さらに、コントローラ２６は、これに限られるわけではないがレーザ装置１４，１５など、ＤＭＬＭシステム１０の他の構成要素を制御するように構成される。一実施形態において、例えば、コントローラ２６は、構築ファイルに関する構築パラメータに基づいて、レーザ装置１４，１５の出力を制御する。
【００４１】
図３は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）システムの形態で例示された典型的な付加製造システム３００の概略の上面図である。典型的な実施形態において、ＤＭＬＭシステム３００は、構築プラットフォーム３１０と、レーザビーム３１１〜３１６を生成するようにそれぞれが構成された複数のレーザ装置３０１〜３０６と、構築プラットフォーム３１０を横切ってレーザビーム３１１〜３１６を選択的に方向付けるように構成された複数の第１の走査装置３２１〜３２６と、レーザビーム３１１〜３１６によって生成された複数の溶融プール３４１〜３４６を監視するための複数の光学システム３３１，３３２とを含む。典型的なＤＭＬＭシステム３００は、本明細書においてさらに詳しく説明されるように、ＤＭＬＭシステム３００の１つ以上の構成要素を制御するように構成されたコンピューティングデバイス３４４およびコントローラ３４６をさらに含む。
【００４２】
典型的な実施形態において、ＤＭＬＭシステムは、６つのレーザビーム３１１〜３１６を生成するように構成された６つのレーザ装置３０１〜３０６を含む。各々のレーザ装置３０１〜３０６は、レーザ装置範囲（図示せず）を有する。各々のレーザビームは、構築プラットフォーム３１０を横切って該当するレーザ装置範囲内を移動可能である。各々のレーザビーム３１１〜３１６は、６つの溶融プール３４１〜３４６のうちの１つを生成する。第１の光学システム３３１および第２の光学システム３３２の各々が、２つの観測ゾーン（図示せず）によって溶融プール３４１〜３４６を観測する。第１の光学システム３３１は、第１の観測ゾーン（図示せず）によって溶融プール３４１〜３４６を観測し、第２の光学システム３３２は、第２の観測ゾーン（図示せず）によって溶融プール３４１〜３４６を観測する。第１の光学システム３３１は、第１の観測ゾーン範囲３５１を有し、第２の光学システム３３２は、第２の観測ゾーン範囲３５２を有する。各々の観測ゾーン範囲３５１，３５２は、構築プラットフォーム３１０の一領域を含む。
【００４３】
第１および第２の観測ゾーンは、構築プラットフォーム３１０に沿って観測ゾーン範囲３５１，３５２内を移動可能である。より具体的には、第１および第２の観測ゾーンの位置は、第２の走査装置（図３には図示せず）を用いて調整される。第２の走査装置は、第１の走査装置３２１〜３２６とは独立して動作して、レーザビーム３１１〜３１６が構築プラットフォーム３１０を横切って走査されるときに第１および第２の観測ゾーンを複数の溶融プール３４１〜３４６を追跡するように調整する。
【００４４】
典型的な実施形態において、観測ゾーン範囲３５１，３５２は、各々の光学システム３３１，３３２が較正ポイント３６０を観測するように重なり合う。光学システム３３１，３３２は、レーザビーム３１１〜３１６の位置を検出し、レーザビーム３１１〜３１６の位置を較正ポイント３６０へと較正する。レーザビーム３１１〜３１６の位置を較正ポイント３６０へと較正することにより、レーザビーム３１１〜３１６の精度が改善され、部品２８の欠陥が低減される。複数の光学システム３３１，３３２を使用してレーザビーム３１１〜３１６を観測して追跡することで、部品２８の製作の速度が向上する。
【００４５】
本明細書に記載の光学システムを有する付加製造システムの実施形態は、溶融プールにおけるレーザビームの位置を検出し、レーザビームの精度を向上させるべく位置を較正する。この付加製造システムは、光学システムと、構築プラットフォームと、複数のレーザ装置とを含む。各々のレーザ装置は、構築プラットフォーム上の粉末状の構築素材へと向けられるレーザビームを生成する。レーザビームは、粉末状の素材へのレーザビームの入射の領域およびその周囲において構築プラットフォーム上の粉末状の素材を溶融させ、溶融プールをもたらす。溶融プールが冷め、部品を形成する。各々のレーザ装置は、溶融プールを横切って各々のレーザビームを独立して方向付けるように構成された第１のスキャナを含む。各々のレーザビームの位置が設定された位置へと較正されない場合、作られる部品は、欠陥を伴って製造される。光学システムは、溶融プール内の各々のレーザビームの位置を検出し、各々のレーザビームの位置を較正する。コントローラは、第１のスキャナを制御してレーザビームを正しい位置へと方向付ける。
【００４６】
本明細書に記載の方法およびシステムの典型的な技術的効果として、（ａ）溶融プールにおける複数のレーザビームの位置の監視、（ｂ）溶融プールにおける複数のレーザビームの位置の制御、（ｃ）付加製造プロセスを用いて製造される部品の精度の改善、（ｄ）付加製造プロセスの最中の溶融プール監視の精度の改善、および（ｅ）固体部品の欠陥の低減が挙げられる。
【００４７】
いくつかの実施形態は、１つまたは複数の電子装置またはコンピューティングデバイスの使用を含む。このような装置は、典型的には、汎用中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理回路（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号処理（ＤＳＰ）装置などのプロセッサ、処理装置、もしくはコントローラ、および／または本明細書に記載した機能を実行することができる他の任意の回路もしくは処理装置を含む。本明細書に記載した方法は、これらに限らないが、記憶装置および／またはメモリ装置を含むコンピュータ可読媒体で具現化された実行可能命令として符号化することができる。このような命令は、処理装置によって実行された場合に、本明細書に記載する方法の少なくとも一部を処理装置に実行させる。上記の例は典型的なものにすぎず、したがって、プロセッサおよび処理装置という用語の定義および／または意味を決して限定するものではない。
【００４８】
監視システムを有する付加製造システムの典型的な実施形態を、上記で詳細に説明した。装置、システム、および方法は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されず、むしろ、方法の動作およびシステムの構成要素は、本明細書に記載される他の動作または構成要素から独立かつ別個に利用可能である。例えば、本明細書に記載のシステム、方法、および装置は、他の産業または民生の用途を有することができ、本明細書に記載したような付加製造システムにおける実施に限定されない。むしろ、１つ以上の実施形態は、他の産業に関連して実施および利用されてよい。
【００４９】
本開示のさまざまな実施形態の具体的な特徴がいくつかの図面には示されており、他の図面には示されていないが、これは単に便宜上のものである。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴は、他の任意の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または請求することができる。
【００５０】
本明細書は最良の形態を含む実施形態を開示するため、および、あらゆるデバイスまたはシステムを製作し、ならびに使用し、およびあらゆる組込方法を実行することを含む任意の当業者が実施形態を実施することを可能にするための例を用いる。開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
各々がレーザビーム（１６、１７）を生成するように構成された複数のレーザ装置（１４、１５）と、
各々が前記複数のレーザ装置（１４、１５）のうちの一レーザ装置からのレーザビーム（１６、１７）を粉末床（２７）を横切って選択的に方向付けるように構成され、各々のレーザビームで粉末床（２７）内に溶融プール（２２）を生み出し、粉末床（２７）内に複数の溶融プール（２２）を形成する複数の第１の走査装置（１８、１９）と、
前記複数の溶融プール（２２）が発生させた電磁放射（４０）を検出するように構成された光学検出器（３８）、および
前記複数の溶融プール（２２）が発生させた電磁放射（４０）を前記光学検出器（３８）へと導くように構成された第２の走査装置（４２）
を備えており、前記複数の溶融プール（２２）の位置を検出するように構成された光学システム（２０）と
を備える、付加製造システム（１０）。
［実施態様２］
前記光学システム（２０）は、観測ゾーン（２１０）からの電磁放射（４０）を受け取るように構成され、前記第２の走査装置（４２）は、前記粉末床（２７）を横切って前記観測ゾーン（２１０）を走査して前記複数の溶融プール（２２）を追跡するように構成されている、実施態様１に記載の付加製造システム（１０）。
［実施態様３］
前記複数の第１の走査装置（１８、１９）の各々の第１の走査装置は、前記レーザビーム（１６、１７）を前記観測ゾーン（２１０）へと方向付けるように構成されている、実施態様２に記載の付加製造システム（１０）。
［実施態様４］
前記光学システム（２０）は、複数の観測ゾーンから電磁放射を受け取るようにさらに構成され、前記第２の走査装置（４２）は、前記粉末床（２７）を横切って前記複数の観測ゾーンを走査して前記複数の溶融プール（２２）を追跡するように構成されている、実施態様１に記載の付加製造システム（１０）。
［実施態様５］
前記複数の第１の走査装置（１８、１９）の各々の第１の走査装置は、前記レーザビーム（１６、１７）を前記複数の観測ゾーンのうちの一観測ゾーンへと方向付けるように構成されている、実施態様４に記載の付加製造システム（１０）。
［実施態様６］
前記複数の観測ゾーンの各々の観測ゾーンは、前記複数の観測ゾーンのうちの他の観測ゾーンの少なくとも一部分に重なる、実施態様５に記載の付加製造システム（１０）。
［実施態様７］
前記複数の観測ゾーンの各々の観測ゾーンは、前記複数の観測ゾーンのうちのいかなる他の観測ゾーンにも重ならない、実施態様５に記載の付加製造システム（１０）。
［実施態様８］
前記第２の走査装置（４２）は、少なくとも１つのミラー（４６、５０）と、前記少なくとも１つのミラー（４６、５０）に動作可能に組み合わせられた少なくとも１つのアクチュエータ（４８、５２）とを備える、実施態様１に記載の付加製造システム（１０）。
［実施態様９］
前記複数の溶融プール（２２）の位置に基づいて前記複数の第１の走査装置（１８、１９）を制御することをさらに含む、実施態様１に記載の付加製造システム（１０）。
［実施態様１０］
各々がレーザビーム（３１１〜３１６）を生成するように構成された複数のレーザ装置（３０１〜３０６）と、
各々が前記複数のレーザ装置（３０１〜３０６）のうちの一レーザ装置からのレーザビーム（３１１〜３１６）を粉末床を横切って選択的に方向付けるように構成され、各々のレーザビームで粉末床内に溶融プール（３４１〜３４６）を生み出し、粉末床内に複数の溶融プール（３４１〜３４６）を形成する複数の第１の走査装置（３２１〜３２６）と、
前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）が発生させた電磁放射を検出するように構成された光学検出器、および
前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）が発生させた電磁放射を前記光学検出器へと導くように構成された第２の走査装置
を各々が備えており、前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）の位置を検出するように構成された複数の光学システム（３３１、３３２）と
を備える、付加製造システム（３００）。
［実施態様１１］
前記複数の光学システム（３３１、３３２）は、観測ゾーン（２１０）からの電磁放射を受け取るように構成され、前記第２の走査装置は、前記粉末床を横切って前記観測ゾーン（２１０）を走査して前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）を追跡するように構成されている、実施態様１０に記載の付加製造システム（３００）。
［実施態様１２］
前記複数の第１の走査装置（３２１〜３２６）の各々の第１の走査装置は、前記レーザビーム（３１１〜３１６）を前記観測ゾーン（２１０）へと方向付けるように構成されている、実施態様１１に記載の付加製造システム（３００）。
［実施態様１３］
前記複数の光学システム（３３１、３３２）は、複数の観測ゾーンから電磁放射を受け取るようにさらに構成され、前記第２の走査装置は、前記粉末床を横切って前記複数の観測ゾーンを走査して前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）を追跡するように構成されている、実施態様１０に記載の付加製造システム（３００）。
［実施態様１４］
前記複数の第１の走査装置（３２１〜３２６）の各々の第１の走査装置は、前記レーザビーム（３１１〜３１６）を前記複数の観測ゾーンのうちの一観測ゾーンへと方向付けるように構成されている、実施態様１３に記載の付加製造システム（３００）。
［実施態様１５］
前記複数の観測ゾーンの各々の観測ゾーンは、前記複数の観測ゾーンのうちの他の観測ゾーンの少なくとも一部分に重なる、実施態様１４に記載の付加製造システム（３００）。
［実施態様１６］
前記複数の観測ゾーンの各々の観測ゾーンは、前記複数の観測ゾーンのうちのいかなる他の観測ゾーンにも重ならない、実施態様１４に記載の付加製造システム（３００）。
［実施態様１７］
前記複数の溶融プール（３４１〜３４６）の位置に基づいて前記複数の第１の走査装置（３２１〜３２６）を制御することをさらに含む、実施態様１０に記載の付加製造システム（３００）。
［実施態様１８］
付加製造プロセスを監視するための方法であって、
複数の第１の走査装置（１８、１９）を使用して粉末床（２７）を横切って複数のレーザビーム（１６、１７）を方向付け、粉末床（２７）内に複数の溶融プール（２２）を生成するステップと、
前記複数の溶融プール（２２）が発生させた電磁放射（４０）を第２の走査装置（４２）を使用して光学検出器（３８）へと導くステップと、
前記光学検出器（３８）を使用して前記複数の溶融プール（２２）の位置を検出するステップと
を含む方法。
［実施態様１９］
前記光学検出器（３８）は、観測ゾーン（２１０）からの電磁放射（４０）を受け取り、前記複数の溶融プール（２２）が発生させた電磁放射（４０）を導くステップは、前記粉末床（２７）を横切って前記光学検出器（３８）の前記観測ゾーン（２１０）を走査して前記複数の溶融プール（２２）を追跡するステップを含む、実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２０］
前記複数の溶融プール（２２）の位置に基づいて前記複数の第１の走査装置（１８、１９）を制御するステップ
をさらに含む、実施態様１８に記載の方法。
［実施態様２１］
前記第２の走査装置（４２）は、ミラー（４６、５０）と、前記ミラー（４６、５０）に動作可能に組み合わせられたアクチュエータ（４８、５２）とを含み、前記複数の溶融プール（２２）が発生させた電磁放射（４０）を導くステップは、前記複数の溶融プール（２２）が発生させた電磁放射（４０）が前記ミラー（４６、５０）によって前記光学検出器（３８）へと向け直されるように前記アクチュエータ（４８、５２）を使用して前記ミラー（４６、５０）を回転させるステップを含む、実施態様１８に記載の方法。
【符号の説明】
【００５１】
１０  付加製造システム（ＤＭＬＭシステム）
１２  構築プラットフォーム
１４  レーザ装置
１５  第２のレーザ装置
１６  レーザビーム
１７  レーザビーム
１８  第１の走査装置
１９  第２の走査装置
２０  光学システム
２１  粉末状の構築素材
２２  溶融プール
２３  第１の位置
２４  コンピューティングデバイス
２５  第２の位置
２６  コントローラ
２７  粉末床
２８  個体部品
３０  ビームコリメータ
３２  光学素子
３４  ミラー
３６  単一のモータ
３８  第１の光学検出器
４０  ＥＭ放射
４２  第２の走査装置
４４  電気信号
４６  第１のミラー
４８  第１のモータ
５０  第２のミラー
５２  第２のモータ
６０  制御信号
２００  粉末床
２０２  溶融プール
２０４  溶融プール
２０６  第１のレーザ装置範囲
２０８  第２のレーザ装置範囲
２１０  観測ゾーン
２１２  観測ゾーン範囲
３００  ＤＭＬＭシステム
３０１  レーザ装置
３０２  レーザ装置
３０３  レーザ装置
３０４  レーザ装置
３０５  レーザ装置
３０６  レーザ装置
３１０  構築プラットフォーム
３１１  レーザビーム
３１２  レーザビーム
３１３  レーザビーム
３１４  レーザビーム
３１５  レーザビーム
３１６  レーザビーム
３２１  第１の走査装置
３２２  第１の走査装置
３２３  第１の走査装置
３２４  第１の走査装置
３２５  第１の走査装置
３２６  第１の走査装置
３３１  第１の光学システム
３３２  第２の光学システム
３４１  溶融プール
３４２  溶融プール
３４３  溶融プール
３４４  溶融プール
３４５  溶融プール
３４６  溶融プール
３５１  第１の観測ゾーン範囲
３５２  第２の観測ゾーン範囲
３６０  較正ポイント
【図１】
2018130764.tif 000003
【図２】
2018130764.tif 000004
【図３】
2018130764.tif 000005
【外国語明細書】
2018130764000001.pdf