(57)【要約】      （修正有）【課題】少なくとも部分的に自動的な、特に完全に自動的な、複数の特に付加製造（積層造形）された構成要素（造形体）の構成要素パラメータ、特に密度及び／又は密度関連パラメータの効率的な決定を可能にするデバイスを提供する。【解決手段】複数の特に付加製造された構成要素３の少なくとも１つの構成要素パラメータ、特に密度及び／又は密度関連パラメータを決定するデバイスが提供され、デバイスは、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき複数の構成要素３を支持するように構成された支持ユニット２を備え、支持ユニット２は、画定された空間的関係で複数の収容部５を備える支持ユニット基体４を備え、それによって少なくとも１つの収容部５が、構成要素パラメータを決定すべき構成要素３を着脱可能に収容するように構成される。【選択図】図１
2019132825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の特に付加製造（積層造形）された構成要素（造形体）（３）の少なくとも１つの構成要素パラメータ、特に密度及び／又は密度関連パラメータを決定するデバイス（１）であって、
−  少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき複数の構成要素（３）を支持するように構成された支持ユニット（２）であり、画定された空間的関係で複数の収容部（５）を備える支持ユニット基体（４）を備え、それによって少なくとも１つの収容部（５）が、構成要素パラメータを決定すべき構成要素（３）を着脱可能に収容するように構成される、支持ユニット（２）と、
−  前記支持ユニット（２）のそれぞれの収容部（５）内に収容されている少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素（３）の前記少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するように構成された構成要素パラメータ決定ユニット（１３）とを備えるデバイス。
【請求項２】
前記構成要素パラメータ決定ユニット（１３）は、前記支持ユニット基体（４）のそれぞれの収容部（５）内に収容されている構成要素（３）の画像、特に前記支持ユニット基体（４）のそれぞれの収容部（５）内に収容されている構成要素（３）の自由に露出された表面の画像を記録し、それぞれの画像データを提供するように構成された少なくとも１つの画像記録ユニット（１４）を備え、それによって前記画像記録ユニット（１４）は、少なくとも１運動自由度で前記支持ユニット（２）に対して可動に支持される、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記構成要素（３）の前記少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するために、前記画像記録ユニット（１４）によって提供されるそれぞれの画像データを処理するように構成されたデータ処理ユニット（１５）をさらに備える、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記支持ユニットは、板状の支持ユニット基体（４）を備え、前記板状の支持ユニット基体（４）は、それぞれの収容部（５）を有するように構築され、前記板状の支持ユニット基体（４）は、画定された空間的関係で複数の特に孔状の開口（１０）を有し、それによって各開口（１０）が、収容部（５）と空間的に位置合わせされる、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
少なくとも１つの収容部（５）が、前記板状の支持ユニット基体（４）内に特に孔状の開口（１０）によって構築され、前記開口（１０）は、前記板状の支持ユニット基体（４）の壁要素（１１ａ、１１ｂ）によって画定される、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記開口（１０）は、断面幾何形状が異なる少なくとも２つの部分（１０ａ、１０ｂ）を有し、それによって第１の部分（１０ａ）は、第１の断面幾何形状を有し、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素（３）を収容するように構成された少なくとも１つの収容部（７）を備える収容体（６）を支持する働きをし、第２の部分（１１ｂ）は、第２の断面幾何形状を有し、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき前記構成要素（３）の画像を記録すること、特に少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき前記構成要素（３）の自由に露出された表面の画像を記録することを可能にする通路として働く、請求項５に記載のデバイス。
【請求項７】
前記第１の部分（１０ａ）は、前記第２の部分（１０ｂ）より大きい断面積を有する、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
それぞれの開口（１０）の境界を定める前記支持ユニット基体（４）の前記壁要素（１１ａ、１１ｂ）又は壁要素部分は、段付き又は段状の幾何形状を有する、請求項６又は７に記載のデバイス。
【請求項９】
少なくとも１つの収容部（５）が、前記板状の支持ユニット基体（４）の表面から特に垂直に延びる壁要素（１１ａ、１１ｂ）によって構築される、請求項４〜８のいずれか一つに記載のデバイス。
【請求項１０】
少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき前記構成要素（３）、又は少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素（３）を収容するように構成された少なくとも１つの収容部（７）をそれぞれ備える収容体（６）は、引力が、少なくとも１つの構成要素パラメータを測定すべき前記構成要素（３）又は前記収容体（６）に作用して、前記構成要素（３）又は収容体（６）を前記構成要素パラメータ決定ユニット（１３）に対して画定された空間的関係で安定して支持するように、前記収容部（５）内に収容される、請求項１〜９のいずれか一つに記載のデバイス。
【請求項１１】
前記構成要素パラメータ決定ユニット（１３）に対する前記支持ユニット基体（４）の画定された特に平面に平行の空間的な位置及び／又は向きを設定するように構成された設定デバイス（１２）をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一つに記載のデバイス。
【請求項１２】
前記設定デバイス（１２）は、前記支持ユニット（２）と協働して、前記構成要素パラメータ決定ユニット（１３）に対して画定された空間的な位置及び／又は向きで前記支持ユニット（２）を設定するように構成された複数の設定要素（１２ａ）、特に設定ねじを備える、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一つに記載の複数の特に付加製造された構成要素（３）の少なくとも１つの構成要素パラメータ、特に密度及び／又は密度関連パラメータを決定するデバイス（１）向けの支持ユニット（２）。
【請求項１４】
エネルギービームによって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体を付加製造する装置であって、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の複数の特に付加製造された構成要素（３）の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定する少なくとも１つのデバイス（１）を備える装置。
【請求項１５】
特に請求項１〜１２のいずれか一つに記載の複数の特に付加製造された構成要素（３）の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するデバイス（１）によって、複数の特に付加製造された構成要素（３）の少なくとも１つの構成要素パラメータ、特に密度及び／又は密度関連パラメータを決定する方法であって、
−  画定された空間的関係で複数の収容部（５）を備える支持ユニット基体（４）を備える支持ユニット（２）を提供するステップであり、それによって少なくとも１つの収容部、特に各収容部（５）が、前記少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素（３）を収容するように構成される、提供するステップと、
−  少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき複数の構成要素（３）を提供するステップと、
−  少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき前記複数の構成要素（３）を前記支持ユニット基体（４）の前記収容部（５）内に収容するステップと、
−  前記収容部（５）内に収容されている前記構成要素（３）の前記少なくとも１つの構成要素パラメータを構成要素パラメータ決定ユニット（１３）によって決定するステップとを含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の特に付加製造（積層造形）された構成要素（造形体）の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば構成要素の構造的特性、すなわち特に機械的特性を評価するための構成要素の構成要素パラメータ、たとえば密度及び／又は密度関連パラメータの決定又は測定は、異なる技術分野で広く知られている。特に、付加製造の技術分野では、それぞれの構成要素パラメータのそれぞれの決定又は測定は、付加製造された構成要素の構造的特性、すなわち特に機械的特性を評価するのに重要である。
【０００３】
現在、各構成要素パラメータのそれぞれの決定又は測定では、１つのそれぞれの構成要素だけの構成要素パラメータを決定又は測定することしかできないため、それぞれの構成要素パラメータのそれぞれの決定又は測定は比較的煩雑である。言い換えれば、１回の決定又は測定プロセスは、１つのそれぞれの構成要素だけの構成要素パラメータを決定又は測定することしかできない。
【０００４】
したがって、構成要素のそれぞれの構成要素パラメータをそれぞれ決定又は測定するためのより効率的な原理が必要とされている。特に、少なくとも部分的に自動的に、特に完全に自動的に実施することができる構成要素のそれぞれの構成要素パラメータをそれぞれ決定又は測定するためのより効率的な原理が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、少なくとも部分的に自動的に、特に完全に自動的に、複数の特に付加製造された構成要素の構成要素パラメータ、特に密度及び／又は密度関連パラメータの効率的な決定を可能にするデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１に記載の複数の特に付加製造された構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータ、特に密度及び／又は密度関連パラメータを決定するデバイスによって実現される。請求項１に従属する請求項は、請求項１に記載のデバイスの可能な実施形態に関する。
【０００７】
本明細書に記載のデバイスは、複数の特に付加製造された構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータをそれぞれ決定又は測定するデバイスである。したがってデバイスは、複数の特に付加製造された構成要素の少なくとも１つのそれぞれの構成要素パラメータをそれぞれ決定又は測定するように構成される。
【０００８】
それぞれの構成要素パラメータの一例は、それぞれの構成要素の密度及び／又はそれぞれの構成要素の密度関連パラメータとすることができる。密度関連パラメータは、表面パラメータ、すなわちそれぞれの構成要素の表面特性に関連するパラメータとすることができる。密度関連パラメータはまた、空洞パラメータ、すなわちそれぞれの構成要素の（内部）体積内の気泡、ブローホール、シュリンクホールなどの空洞に関連するパラメータとすることができる。それぞれの空洞パラメータは、それぞれの構成要素の（内部）体積内のそれぞれの空洞の寸法及び／又は位置を特定することができる。密度関連パラメータはまた、多孔度（空隙率、気孔率など。英語：ｐｏｒｏｓｉｔｙ）パラメータ、すなわちそれぞれの構成要素の多孔度に関連するパラメータとすることができる。
【０００９】
それぞれの構成要素パラメータの別の例は、それぞれの構成要素の寸法及び／又は寸法精度とすることができる。したがって、それぞれの構成要素パラメータはまた、それぞれの構成要素の寸法公差を指すことができる。
【００１０】
それぞれの構成要素パラメータのさらなる例も考えられる。
【００１１】
デバイスは、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき複数の構成要素を支持するように構成された支持ユニットを備える。支持ユニットは、支持ユニット基体を備える。支持ユニット基体は、付加造形された構成要素とすることができ、すなわち付加製造プロセス、たとえば選択的電子ビーム溶融プロセス又は選択的レーザ溶融プロセスによって造形することができる。支持ユニット基体は、画定された幾何学的又は空間的関係で複数の収容部を備え、したがってそれぞれの収容部は、たとえば規則的又は不規則的なパターンで配置することができる。少なくとも１つの収容部、特に各収容部は、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき少なくとも１つの構成要素を着脱可能に収容するように構成される。少なくとも１つの収容部が、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき少なくとも１つの構成要素を着脱可能に収容するように構成されるため、それぞれの構成要素を任意にそれぞれの収容部内へ挿入することができ、それぞれの収容部から取り出すことができる。複数の収容部を有する支持ユニット基体を備えることによって、支持ユニットは、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき１つの構成要素だけでなく複数の構成要素を支持するように構成され、それにより複数の特に付加製造された構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータのより効率的な決定が可能になる。
【００１２】
少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素は、この構成要素を収容するように構成された少なくとも１つの収容部を備える収容体、たとえば鋳造体内に収容することができる。収容体及び収容体の収容部内に収容された構成要素は、別個に取り扱うことができる試験片を形成することができる。したがって、それぞれの試験片は、別個にそれぞれの収容部内へ挿入することができ、それぞれの収容部から取り出すことができる。したがって、それぞれの収容部は、少なくとも１つのそれぞれの試験片を着脱可能に収容するように構成することができる。したがって、それぞれの収容部は、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべきそれぞれの構成要素を直接又は間接的に収容するように構成することができる。第１の場合、それぞれの構成要素は、収容部内に（直接）収容される。後者の場合、それぞれの収容体又は試験片がそれぞれ、収容部内に（直接）収容される。
【００１３】
それぞれの構成要素又は試験片を支持ユニット基体のそれぞれの収容部内に収容することは、少なくとも１つの取扱いユニット、たとえば取扱いロボットなどによって、少なくとも部分的に自動的に、特に完全に自動的に実施することができる。取扱いユニットの動作は、デバイスの制御ユニットによって制御することができる。取扱いユニットの動作は、少なくとも部分的に、特に完全に自動的な、それぞれの収容部内への構成要素若しくは試験片の挿入、及び／又はそれぞれの収容部からの構成要素若しくは試験片の取り出しが可能になるように、それぞれの制御ユニットによって制御することができる。
【００１４】
このデバイスは、支持ユニットのそれぞれの収容部内に収容されている少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素の構成要素パラメータを決定するように構成された構成要素パラメータ決定ユニットをさらに備える。構成要素パラメータ決定ユニットの動作は、少なくとも部分的に自動的に、特に完全に自動的に実施することができる。構成要素パラメータ決定ユニットの動作は、デバイスの制御ユニットによって制御することができる。構成要素パラメータ決定ユニットの動作は、少なくとも部分的に、特に完全に自動的な、構成要素のそれぞれの構成要素パラメータの決定が可能になるように、それぞれの制御ユニットによって制御することができる。
【００１５】
デバイスの動作中に、それぞれの収容部内に収容されたそれぞれの構成要素の構成要素パラメータ決定を、１回の共通の構成要素パラメータ決定ステップで連続して又は同時に実施することができる。したがって、少なくとも部分的に自動的な、特に完全に自動的な、複数の特に付加製造された構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータの効率的な決定を可能にするデバイスが提供される。
【００１６】
支持ユニット及び構成要素パラメータ決定ユニットは、デバイスの動作中に互いに対して画定された空間的な位置及び／又は向きで配置される。支持ユニット及び構成要素パラメータ決定ユニットの互いに対して画定された空間的な位置及び／又は向きは、構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータの決定が実行可能になるように、構成要素を分析及び／又は観察することを可能にする。典型的には、構成要素パラメータ決定ユニットは、支持ユニットの反対側に配置され、それにより構成要素パラメータ決定ユニットと支持ユニットとの間に特定の隙間又は間隙空間が構築される。以下から明らかになるように、構成要素パラメータ決定ユニットは、典型的には、支持ユニットの下に配置される。
【００１７】
構成要素パラメータ決定ユニットは、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべきそれぞれの構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを光学的に決定するように構成することができる。少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべきそれぞれの構成要素の構成要素パラメータを光学的に決定することは、典型的には、支持ユニット基体のそれぞれの収容部内に収容されている構成要素の画像を記録することを含む。したがって、構成要素パラメータ決定ユニットは、少なくとも１つの画像記録ユニットを備えることができ、画像記録ユニットは、支持ユニット基体のそれぞれの収容部内に収容されている構成要素の画像、特に支持ユニット基体のそれぞれの収容部内に収容されている構成要素の自由に露出された表面の画像を記録し、それぞれの画像データを提供するように構成される。画像記録ユニットは、たとえばカメラ、顕微鏡などとして実施することができる。
【００１８】
画像記録ユニットは、少なくとも１運動自由度で支持ユニットに対して可動に支持することができる。それぞれの運動自由度は、並進運動自由度、たとえば並進軸に対する並進運動、及び／又は回転運動自由度、たとえば回転軸に対する回転運動とすることができる。したがって、画像記録ユニットは、特有の画像記録位置へ動かすことができ、この画像記録位置で画像記録ユニットは、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべきそれぞれの構成要素の画像を記録することを可能にする位置に入る。それぞれの画像記録位置内に動かされたとき、画像記録ユニットは、それぞれの収容部と位置合わせされた位置に入ることができ、その結果、それぞれの収容部内に収容されている構成要素の画像、特にそれぞれの収容部内に収容されている構成要素の自由に露出された表面の画像を記録することが実行可能になる。画像記録ユニットの運動は、それぞれの収容部内でそれぞれの構成要素の少なくとも部分的に自動的な運動を可能にする画像記録ユニットに割り当てられた駆動ユニット、たとえばモータによって実施することができる。駆動ユニットの動作は、デバイスの制御ユニットによって制御することができる。駆動ユニットの動作は、少なくとも部分的に、特に完全に、自動的な、それぞれの画像記録位置への画像記録ユニットの運動が可能になるように、それぞれの制御ユニットによって制御することができる。
【００１９】
このデバイスは、構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するために、画像記録ユニットによって提供されるそれぞれの画像データを処理するように構成されたデータ処理ユニットをさらに備えることができる。ハードウェア及び／又はソフトウェアで実施されるデータ処理ユニットは、これらの構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータ及び／又はそれらの分布に関する情報をそれぞれの画像データから推論又は導出することを可能にする特有のデータ処理アルゴリズム、特にデータ評価アルゴリズムを備えることができる。それぞれの画像データのデータ処理又は評価は、たとえばグレースケール分析に基づいて行うことができる。
【００２０】
支持ユニットは、板状の支持ユニット基体を備えることができる。したがって、支持ユニット基体は、取扱い及び貯蔵が容易な板の形状を有することができる。板状の支持ユニット基体は、たとえば方形又は円板とすることができる。いずれの場合も、この板は主平面を有することができる。板状の支持ユニット基体は、それぞれの収容部を有するように構築することができる。板状の支持ユニット基体は、画定された幾何学的又は空間的関係で複数の特に孔状の開口を有することができる。これらの開口は、板状の支持ユニット基体の主平面と交差することができる。これらの開口は、板状の支持ユニットの壁要素によって画定し又は境界を定めることができる。各開口は、収容部を構築することができ、又は収容部、特に開口と空間的に位置合わせされた収容部に割り当てることができる。各開口は、典型的には、収容部と空間的に位置合わせされ、逆も同様である。
【００２１】
例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの収容部は、板状の支持ユニット基体内に特に孔状の開口によって構築することができる。前述したように、それぞれの開口は、板状の支持ユニット基体の壁要素によって画定することができる。この実施形態では、構成要素又は試験片は、板状の支持ユニット基体の主平面内に少なくとも部分的に配置される。開口の幾何形状、したがって収容部の幾何形状は、収容部内に収容すべき構成要素又は試験片の幾何形状に適合させることができる。したがって、開口の幾何形状、したがって収容部の幾何形状は、開口又は収容部内に収容すべき構成要素又は試験片の幾何形状に一致することができ、それによりそれぞれ開口又は収容部内で構成要素又は試験片の安定した位置決めをそれぞれ可能にする。構成要素又は試験片はそれぞれ、収容部内にカスタムフィットで収容することができる。
【００２２】
それぞれの開口は、決幾何形状が異なる少なくとも２つの部分を有することができる。少なくとも２つの部分は、典型的には、互いに連通する。第１の部分は、第１の断面幾何形状を有しており、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素を収容するように構成された少なくとも１つの収容部を備えるそれぞれの収容体を支持する働きをする。第２の又はさらなる部分は、第２の断面幾何形状を有しており、少なくとも１つの構成要素パラメータを決決定すべき構成要素の画像を記録すること、特に少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素の自由に露出された表面の画像を記録することを可能にする通路として働く。第１の部分は、第２の部分より大きい断面積を有することができる。それぞれの開口を画定し又は境界を定める支持ユニット基体の壁要素又は壁要素部分は、段付き又は段状の幾何形状を有することができる（切欠図）。言い換えれば、それぞれの開口を画定し又は境界を定める支持ユニット基体の壁要素又は壁要素部分は、「Ｌ」の形状を有することができる。
【００２３】
少なくとも１つの収容部を板状の支持ユニット基体内に特に孔状の開口によって構築することができる例示的な実施形態に対する代替として、少なくとも１つの収容部はまた、板状の支持ユニット基体の表面（上面）から特に垂直に延びる壁要素によって構築することができる。この実施形態では、構成要素又は試験片は、板状の支持ユニット基体の上面に、すなわち板状の支持ユニット基体の主平面に対して平行の平面内に配置される。収容部の幾何形状はまた、収容部内に収容すべき構成要素又は試験片の幾何形状に適合させることができる。したがって、収容部の幾何形状は、収容部内に収容すべき構成要素又は試験片の幾何形状に一致することができ、それにより収容部内で構成要素又は試験片の安定した位置決めを可能にする。構成要素又は試験片はそれぞれ、収容部内にカスタムフィットで収容することができる。
【００２４】
いずれにせよ、構成要素又はそれぞれの試験片、すなわち少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素を収容するように構成された少なくとも１つの収容部をそれぞれ備える収容体は、引力、たとえば重力が、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素又は収容体に作用して、構成要素又は収容体を構成要素パラメータ決定ユニットに対して画定された空間的関係で安定して支持するように、収容部内に収容することができる。したがって、構成要素パラメータ決定ユニット、すなわち特にそれぞれの画像記録ユニットによって捕捉されるべき構成要素の領域、すなわち特に表面は、典型的には下向きであり、すなわち典型的には地面の方を向いている。したがって、構成要素パラメータ決定ユニット、すなわち特に画像記録ユニットは、典型的には、支持ユニットの下に配置される。
【００２５】
このデバイスは、構成要素パラメータ決定ユニットに対する支持ユニット基体の画定された特に平面に平行の空間的な位置及び／又は向きを設定するように構成された設定デバイスをさらに備えることができる。設定デバイスは、支持ユニットと協働して、構成要素パラメータ決定ユニットに対して画定された空間的な位置及び／又は向きで支持ユニットを設定するように構成された複数の設定要素、特に設定ねじを備えることができる。設定デバイスは特に、異なる位置に位置決めされた３つの設定要素を備えることができ、それによりそれぞれ３点連結又は３点支持を実施することを可能にする。設定デバイスは、設定要素を特有の設定位置内に動かすように構成された設定ドライブ、たとえば設定モータによって、少なくとも部分的に、特に完全に自動的に動作させることができる。設定ドライブの動作は、デバイスの制御ユニットによって制御することができる。
【００２６】
本発明はさらに、上述した複数の特に付加製造された構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するデバイス向けの支持ユニットに関する。デバイスに関するすべての注釈は、支持ユニットにも当てはまる。
【００２７】
本発明はさらに、エネルギービームによって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体、たとえば技術的構成要素を付加製造する装置に関する。この装置は、たとえば選択的電子ビーム溶融装置又は選択的レーザ溶融装置として実施することができる。さらに、この装置はまた、接着剤噴射装置、特に金属接着剤噴射装置として実施することができる。
【００２８】
この装置は、その動作中に動作可能である複数の機能的及び／又は構造的ユニットを備える。第１の例示的な機能的及び／又は構造的ユニットは、装置の造形平面内に造形材料の層を塗布するように適合された造形材料塗布ユニットである。別の例示的な機能的及び／又は構造的ユニットは、造形平面内の塗布された造形材料のそれぞれの層を少なくとも１つのエネルギービーム、たとえば電子ビーム又はレーザビームによって連続して選択的に照射及び固化するように適合された照射ユニットである。この装置は、上述した複数の特に付加製造された構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定する少なくとも１つのデバイスを備える。
【００２９】
デバイスに関するすべての注釈は、この装置にも当てはまる。
【００３０】
本発明はさらに、特に上述した複数の特に付加製造された構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するデバイスによって、複数の特に付加製造された構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定する方法に関する。この方法は、画定された幾何学的又は空間的関係で複数の収容部を備える支持ユニット基体を備える支持ユニットを提供するステップであり、それによって少なくとも１つの収容部、特に各収容部が、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき少なくとも１つの構成要素を収容するように構成される、提供するステップと、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき複数の構成要素、すなわち少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき少なくとも１つの構成要素を提供するステップと、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき複数の構成要素を支持ユニット基体の収容部内に収容するステップと、収容部内に収容されている構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを構成要素パラメータ決定ユニットによって決定するステップとを含む。
【００３１】
デバイスに関するすべての注釈は、この方法にも当てはまる。
【００３２】
本発明の例示的な実施形態について、図を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】例示的な実施形態による複数の構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するデバイス向けの支持ユニットの原理図である。
【図２】例示的な実施形態による複数の構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するデバイス向けのデバイスの切欠図である。
【図３】例示的な実施形態による複数の構成要素の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するデバイス向けのデバイスの切欠図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
図１は、例示的な実施形態による複数の構成要素３の少なくとも１つの構成要素パラメータ、たとえば密度及び／又は密度関連パラメータを決定するデバイス１向けの支持ユニット２の原理図を斜視図で示す。
【００３５】
支持ユニット２は、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき複数の構成要素３を支持するように構成される。支持ユニット２は、板状の支持ユニット基体４を備える。板状の支持ユニット基体４は、付加造形された構成要素とすることができ、すなわち付加製造プロセス、たとえば選択的電子ビーム溶融プロセス又は選択的レーザ溶融プロセスによって造形することができる。板状の支持ユニット基体４は、画定された幾何学的又は空間的関係で複数の収容部５を備える。各収容部５（これは少なくとも１つの収容部５にも当てはまる）は、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき少なくとも１つの構成要素３を着脱可能に収容するように構成される。この図から明らかであるように、支持ユニット２は、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき１つの構成要素３だけでなく複数の構成要素３を支持するように構成される。
【００３６】
板状の支持ユニット基体４は、画定された幾何学的又は空間的関係で複数の特に孔状の開口１０を有する。開口１０は、板状の支持ユニット基体４の主平面ＭＰと交差する（図２、図３参照）。開口１０は、板状の支持ユニット基体４の壁要素１１ａ、１１ｂによって画定され又は境界を定められる。各開口１０は、収容部５を構築し、又は収容部５、特に各開口１０と空間的に位置合わせされた収容部５に割り当てることができる。各開口１０は、収容部５と空間的に位置合わせされ、逆も同様である。
【００３７】
図の例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべきそれぞれの構成要素３は、構成要素３を収容するように構成された少なくとも１つの収容部７を備える収容体６、たとえば鋳造体内に収容される。収容体６及び収容体６の収容部７内に収容された構成要素３は、別個に取り扱うことができる試験片８を形成する。したがって、それぞれの試験片８は、別個に板状の支持ユニット基体４のそれぞれの収容部５内へ挿入することができ、板状の支持ユニット基体４のそれぞれの収容部５から取り出すことができる。したがって、板状の支持ユニット基体４のそれぞれの収容部５は、少なくとも１つのそれぞれの試験片８を着脱可能に収容するように構成される。したがって、板状の支持ユニット基体４のそれぞれの収容部５は、少なくとも１つのそれぞれの構成要素３を間接的に着脱可能に収容するように構成される。さらに、それぞれの構成要素３が板状の支持ユニット基体４の収容部５内に直接収容されることも考えられる。
【００３８】
図２の例示的な実施形態によれば、それぞれの収容部５は、板状の支持ユニット基体４内にそれぞれの開口１０によって構築される。開口１０の幾何形状、したがって収容部５の幾何形状は、収容部５内に収容すべき試験片８の幾何形状に適合される。開口１０の幾何形状、したがって収容部５の幾何形状は、開口１０又は収容部５内に収容すべき試験片８の幾何形状に一致し、それによりそれぞれ開口１０又は収容部５内で試験片８の安定した位置決めをそれぞれ可能にする。試験片８は、それぞれ開口１０又は収容部５内にカスタムフィットで収容することができる。
【００３９】
図２の例示的な実施形態によれば、それぞれの開口１０は、断面幾何形状が異なる２つの部分１０ａ、１０ｂを有する。２つの部分１０ａ、１０ｂは、互いに（直接）連通する。第１の部分１０ａは、第１の断面幾何形状を有しており、それぞれの試験片８を支持する働きをする。第２の部分１０ｂは、第２の断面幾何形状を有しており、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素３の画像を記録すること、特に少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素３の自由に露出された表面の画像を記録することを可能にする通路として働く。図２から明らかであるように、第１の部分１０ａは、第２の部分１０ｂより大きい断面積を有する。それぞれの開口１０を画定し又は境界を定める支持ユニット基体４の壁要素１１ａ、１１ｂは、段付き又は段状の幾何形状を有する（切欠図）。言い換えれば、それぞれの開口を画定し又は境界を定める支持ユニット基体４の壁要素１１ａ、１１ｂは、「Ｌ」の形状を有することができる。
【００４０】
図３の実施形態によれば、それぞれの収容部５は、板状の支持ユニット基体４の上面から（垂直に）延びる壁要素１１ａ、１１ｂによって構築される。図３から明らかであるように、試験片８は、板状の支持ユニット基体４の上面に、すなわち板状の支持ユニット基体４の主平面ＭＰに対して平行の平面内に配置される。収容部５の幾何形状はまた、収容部５内に収容すべき試験片８の幾何形状に適合される。収容部５の幾何形状は、収容部５内に収容すべき試験片８の幾何形状に一致し、それにより収容部５内で試験片８の安定した位置決めを可能にする。試験片８は、収容部５内にカスタムフィットで収容することができる。
【００４１】
それぞれの試験片８を板状の支持ユニット基体４のそれぞれの収容部５内に収容することは、少なくとも１つの取扱いユニット（図示せず）、たとえば取扱いロボットなどによって、少なくとも部分的に自動的に、特に完全に自動的に実施することができる。取扱いユニットの動作は、デバイス１のハードウェア及び／又はソフトウェアで実施される制御ユニット９によって制御することができる（図２、図３参照）。取扱いユニットの動作は、少なくとも部分的に、特に完全に、自動的な、それぞれの収容部５内への構成要素３若しくは試験片８の挿入、及び／又はそれぞれの収容部５からの構成要素３若しくは試験片８の取り出しが可能になるように、制御ユニット９によって制御することができる。
【００４２】
いずれにせよ、試験片８は、引力、たとえば重力が、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素３に作用して、構成要素３をデバイス１の構成要素パラメータ決定ユニット１３に対して画定された空間的関係で安定して支持するように、収容部５内に収容される。したがって、構成要素パラメータ決定ユニット１３、すなわち特にそれぞれの画像記録ユニット１４によって捕捉されるべき構成要素３の領域、すなわち特に表面は、典型的には下向きであり、すなわち典型的には地面の方を向いている。したがって、構成要素パラメータ決定ユニット１３（より詳細には後述する）は、典型的には、支持ユニット２の下に配置される。
【００４３】
図２、図３から明らかであるように、デバイス１は、支持ユニット２のそれぞれの収容部５内に収容されている少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき構成要素３の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するように構成された構成要素パラメータ決定ユニット１３をさらに備える。構成要素パラメータ決定ユニット１３の動作は、少なくとも部分的に自動的に、特に完全に自動的に実施することができる。構成要素パラメータ決定ユニット１３の動作は、デバイス１の制御ユニット９によって制御することができる。構成要素パラメータ決定ユニット１３の動作は、少なくとも部分的に、特に完全に、自動的な、構成要素３の構成要素パラメータの決定が可能になるように、制御ユニット９によって制御することができる。
【００４４】
図２、図３から明らかであるように、支持ユニット２及び構成要素パラメータ決定ユニット１３は、デバイス１の動作中に互いに対して画定された空間的な位置及び／又は向きで配置される。支持ユニット２及び構成要素パラメータ決定ユニット１３の互いに対して画定された空間的な位置及び／又は向きは、構成要素３の構成要素パラメータの決定が実行可能になるように、構成要素３を分析及び／又は観察することを可能にする。図２、図３から明白であるように、構成要素パラメータ決定ユニット１３は、支持ユニット２の反対側に配置され、それにより構成要素パラメータ決定ユニット１３と支持ユニット２との間に特定の隙間又は間隙空間が構築される。
【００４５】
構成要素パラメータ決定ユニット１３は、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべきそれぞれの構成要素３の少なくとも１つの構成要素パラメータを光学的に決定するように構成される。少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべきそれぞれの構成要素３の構成要素パラメータを光学的に決定することは、構成要素３の画像を記録することを含む。したがって、構成要素パラメータ決定ユニット１３は、画像記録ユニット１４を備え、画像記録ユニット１４は、支持ユニット基体４のそれぞれの収容部５内に収容されている構成要素３の画像、特に支持ユニット基体４のそれぞれの収容部５内に収容されている構成要素３の自由に露出された表面の画像を記録し、それぞれの画像データを提供するように構成される。画像記録ユニット１４は、カメラとして実施することができる。
【００４６】
画像記録ユニット１４は、少なくとも１運動自由度で支持ユニット２に対して可動に支持される（図２、図３に矢印で示す）。それぞれの運動自由度は、並進運動自由度、たとえば並進軸に対する並進運動、及び／又は回転運動自由度、たとえば回転軸に対する回転運動とすることができる。したがって、画像記録ユニット１４は、特有の画像記録位置へ動かすことができ、この画像記録位置で画像記録ユニット１４は、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべきそれぞれの構成要素３の画像を記録することを可能にする位置に入る。それぞれの画像記録位置内に動かされたとき、画像記録ユニット１４は、それぞれの収容部５と位置合わせされた位置に入ることができ、その結果、それぞれの収容部５内に収容されている構成要素３の画像、特にそれぞれの収容部５内に収容されている構成要素３の自由に露出された表面の画像を記録することが実行可能になる。画像記録ユニット１４の運動は、それぞれの収容部５内でそれぞれの構成要素３の少なくとも部分的に自動的な運動を可能にする画像記録ユニット１４に割り当てられた駆動ユニット（図示せず）、たとえばモータによって実施することができる。駆動ユニットの動作は、デバイス１の制御ユニット９によって制御することができる。駆動ユニットの動作は、少なくとも部分的に、特に完全に、自動的な、それぞれの画像記録位置への画像記録ユニット１４の運動が可能になるように、制御ユニット９によって制御することができる。
【００４７】
デバイス１は、構成要素３の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定するために、画像記録ユニット１４によって提供されるそれぞれの画像データを処理するように構成されたデータ処理ユニット１５をさらに備える。ハードウェア及び／又はソフトウェアで実施されるデータ処理ユニット１５は、これらの構成要素の構成要素３の少なくとも１つの構成要素パラメータに関する情報をそれぞれの画像データから推論又は導出することを可能にする特有のデータ処理アルゴリズム、特にデータ評価アルゴリズムを備えることができる。それぞれの画像データのデータ処理又は評価は、たとえばグレースケール分析に基づいて行うことができる。
【００４８】
この図から明白であるように、デバイス１は、決定ユニット１３に対する支持ユニット基体４の画定された特に平面に平行の空間的な位置及び／又は向きを設定するように構成された設定デバイス１２をさらに備えることができる。設定デバイス１２は、支持ユニット２と協働して、構成要素パラメータ決定ユニット１３に対して画定された空間的な位置及び／又は向きで支持ユニット２を設定するように構成された複数の設定要素１２ａ、１２ｂ、特に設定ねじを備えることができる。双方向矢印は、構成要素パラメータ決定ユニット１３に対して画定された特に平面に平行の空間的な位置及び／又は向きで支持ユニット２を設定するための設定要素１２ａ、１２ｂの動きを示す。設定デバイス１２は特に、異なる位置に位置決めされた３つの設定要素を備えることができ、それによりそれぞれ３点連結又は３点支持を実施することを可能にする。設定デバイス１２は、設定要素を特有の設定位置内に動かすように構成された設定ドライブ（図示せず）、たとえば設定モータによって、少なくとも部分的に、特に完全に自動的に動作させることができる。設定ドライブの動作は、デバイス１の制御ユニット９によって制御することができる。
【００４９】
デバイス１は、エネルギービームによって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体、たとえば技術的構成要素を付加製造する装置に割り当てることができる。図示されていないが、この装置は、たとえば選択的電子ビーム溶融装置又は選択的レーザ溶融装置として実施することができる。
【００５０】
デバイス１は、複数の特に付加製造された構成要素３の少なくとも１つの構成要素パラメータを決定する方法を実施することを可能にする。この方法は、画定された幾何学的又は空間的関係で複数の収容部５を備える支持ユニット基体４を備える支持ユニット２を提供するステップであり、それによって少なくとも１つの収容部、特に各収容部５が、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき少なくとも１つの構成要素３を収容するように構成される、提供するステップと、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき複数の構成要素３を提供するステップと、少なくとも１つの構成要素パラメータを決定すべき複数の構成要素３を支持ユニット基体４の収容部５内に収容するステップと、収容部５内に収容されている構成要素３の少なくとも１つの構成要素パラメータを構成要素パラメータ決定ユニット１３によって決定するステップとを含む。
【符号の説明】
【００５１】
１  デバイス
２  支持ユニット
３  構成要素（造形体）
４  板状の支持ユニット基体
５  収容部
６  収容体
７  収容部
８  試験片
９  制御ユニット
１０  開口
１０ａ  部分
１０ｂ  部分
１１ａ  壁要素
１１ｂ  壁要素
１２  設定デバイス
１２ａ  設定要素
１２ｂ  設定要素
１３  構成要素パラメータ決定ユニット
１４  画像記録ユニット
１５  データ処理ユニット
ＭＰ  主平面
【図１】
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【図２】
2019132825.tif 000004
【図３】
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