(57)【要約】      （修正有）【課題】独立した分離された構造剛性および質量密度を有する部品を提供する。【解決手段】部品（２００）は、共に接合された複数のユニットセル（２０４）を含む構造（２０２）を含み、複数のユニットセルの各ユニットセルは、複数のユニットセルのユニットセル毎の質量密度と実質的に同様の質量密度を有する。複数のユニットセルは、特性寸法および第１の部分（２０６）の平均剛性を有する第１の部分のユニットセルを含み、第１の部分のユニットセル（２０４）の特性寸法は、第１の値を有する。複数のユニットセルはまた、特性寸法および第２の部分（２０８）の平均剛性を有する第２の部分のユニットセルを含み、第２の部分のユニットセルの特性寸法は、第１の値とは異なる第２の値を有し、第２の部分の平均剛性は、第１の部分の平均剛性とは異なる。【選択図】図３
2019069589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共に接合された複数のユニットセル（２０４、３０４）を備え、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）の各ユニットセル（２０４、３０４）は、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）のユニットセル（２０４、３０４）毎の質量密度と実質的に同様の前記質量密度を有する構造（２０２、３０２）を備え、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）は、
特性寸法（２１２、３１２）および第１の部分（２０６、３０６）の平均剛性を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、第１の値を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）と、
前記特性寸法（２１２、３１２）および第２の部分（２０８、３０８）の平均剛性を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、前記第１の値とは異なる第２の値を有し、前記第２の部分（２０８、３０８）の平均剛性は、前記第１の部分（２０６、３０６）の平均剛性とは異なる２の部分のユニットセル（２０４、３０４）と
を備える、部品（２００、３００）。
【請求項２】
前記構造（２０２、３０２）が、３つ以上の部分のユニットセル（２０４、３０４）を備える、請求項１に記載の部品（２００、３００）。
【請求項３】
前記特性寸法（２１２、３１２）が、高さ、幅、長さ、および直径の１つである、請求項１に記載の部品（２００、３００）。
【請求項４】
前記部品（２００、３００）が、少なくとも第１の断面と、第２の断面とを備え、前記第１の断面が、ユニットセル構造（２０２、３０２）を備え、前記第２の断面が、固体構造（２２０、３２０）を備える、請求項１に記載の部品（２００、３００）。
【請求項５】
前記第１の断面が、第１の材料を含み、前記第２の断面が、第２の材料を含む、請求項４に記載の部品（２００、３００）。
【請求項６】
前記第１の断面が、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）の格子構造を備える、請求項４に記載の部品（２００、３００）。
【請求項７】
前記格子構造が、三斜晶系、単斜晶系、直方晶系、正方晶系、六方晶系、立方晶系、および球状の少なくとも１つを有するユニットセル（２０４、３０４）を備える、請求項６に記載の部品（２００、３００）。
【請求項８】
共に接合された複数のユニットセル（２０４、３０４）を備える構造（２０２、３０２）を備え、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）は、
特性寸法（２１２、３１２）および第１の部分（２０６、３０６）の質量密度を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、第１の値を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）と、
前記特性寸法（２１２、３１２）および第２の部分（２０８、３０８）の質量密度を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、前記第１の値とは異なる第２の値を有し、前記第２の部分（２０８、３０８）の質量密度は、前記第１の部分（２０６、３０６）の質量密度とは異なり、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）は、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）の平均剛性と実質的に同様の平均剛性を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）と
を備える、部品（２００、３００）。
【請求項９】
前記構造（２０２、３０２）が、３つ以上の部分の前記ユニットセル（２０４、３０４）を備える、請求項８に記載の部品（２００、３００）。
【請求項１０】
前記特性寸法（２１２、３１２）が、高さ、幅、長さ、および直径の１つである、請求項８に記載の部品（２００、３００）。
【請求項１１】
前記部品（２００、３００）が、少なくとも第１の断面と、第２の断面とを備え、前記第１の断面が、ユニットセル構造（２０２、３０２）を備え、前記第２の断面が、固体構造（２２０、３２０）を備える、請求項８に記載の部品（２００、３００）。
【請求項１２】
前記第１の断面が、第１の材料を含み、前記第２の断面が、第２の材料を含む、請求項１１に記載の部品（２００、３００）。
【請求項１３】
前記第１の断面が、前記ユニットセル（２０４、３０４）の格子構造を備える、請求項１１に記載の部品（２００、３００）。
【請求項１４】
前記格子構造が、三斜晶系、単斜晶系、直方晶系、正方晶系、六方晶系、立方晶系、および球状の少なくとも１つを有するユニットセル（２０４、３０４）を備える、請求項１３に記載の部品（２００、３００）。
【請求項１５】
固化装置（１３８）を含む付加製造システム（１００）で部品（１０４）を製造する方法（４００）であって、
前記部品（１０４）のビルドファイルを前記付加製造システム（１００）のコントローラ（１０６）に提供することと、
材料を表面に堆積させることと、
前記固化装置（１３８）を動作させて前記材料を固化させ、共に接合された複数のユニットセル（２０４、３０４）を備える構造（２０２、３０２）を形成することとを含み、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）は、
特性寸法（２１２、３１２）を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、第１の値を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）と、
前記特性寸法（２１２、３１２）を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、前記第１の値とは異なる第２の値を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）と
を備える、方法（４００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分離された構造剛性および質量密度を有する構造を含む部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
本開示の分野は、一般に、部品に関し、より具体的には、独立した分離された構造剛性および質量密度を有する部品内に構造を形成するような寸法および配置のユニットセルを含む部品に関する。
【０００３】
公知の部品および構造は、構造の動作中に負荷を運ぶように構成される。構造の剛性および質量密度は、構造の剛性または質量密度のいずれかを変更することによって、典型的には、剛性および質量密度の他方への変化をもたらすように結合される。様々な剛性および質量密度特性を生成するために異なる材料を使用することにより、追加の熱膨張応力が生じて腐食の可能性が増し、これは部品の予想寿命を縮める可能性があり、部品の製造および構造内の材料の接合の複雑さが増してしまう。したがって、構造内において単一の材料を使用して構造内で局所的に剛性および質量密度を分離して、目的とする用途のための最適化された剛性および質量の分布特性を有する多機能構造を形成することを容易にすることが望ましい。
【発明の概要】
【０００４】
一態様では、部品が提供される。部品は、共に接合された複数のユニットセルを含む構造を含み、複数のユニットセルの各ユニットセルは、複数のユニットセルのユニットセル毎の質量密度と実質的に同様の質量密度を有する。複数のユニットセルは、特性寸法および第１の部分の平均剛性を有する第１の部分のユニットセルを含み、第１の部分のユニットセルの特性寸法は、第１の値を有する。複数のユニットセルはまた、特性寸法および第２の部分の平均剛性を有する第２の部分のユニットセルを含み、第２の部分のユニットセルの特性寸法は、第１の値とは異なる第２の値を有し、第２の部分の平均剛性は、第１の部分の平均剛性とは異なる。
【０００５】
別の態様では、部品が提供される。部品は、共に接合された複数のユニットセルを含む構造を含む。複数のユニットセルは、特性寸法および第１の部分の質量密度を有する第１の部分のユニットセルを含み、第１の部分のユニットセルの特性寸法は、第１の値を有する。複数のユニットセルはまた、特性寸法および第２の部分の質量密度を有する第２の部分のユニットセルを含み、第２の部分のユニットセルの特性寸法は、第１の値とは異なる第２の値を有し、第２の部分の質量密度は、第１の部分の質量密度とは異なり、第２の部分のユニットセルは、第１の部分のユニットセルの平均剛性と実質的に同様の平均剛性を有する。
【０００６】
さらに別の態様では、固化装置を含む付加製造システムで部品を製造する方法が提供される。方法は、部品のビルドファイルを付加製造システムのコントローラに提供することを含む。方法はまた、材料を表面に堆積させることを含む。方法は、固化装置を動作させて材料を固化させ、共に接合された複数のユニットセルを備える構造を形成することをさらに含み、複数のユニットセルは、第１の部分のユニットセルと、第２の部分のユニットセルとを備える。第１の部分のユニットセルは、特性寸法を有し、第１の部分のユニットセルの特性寸法は、第１の値を有する。第２の部分のユニットセルは、特性寸法を有し、第２の部分のユニットセルの特性寸法は、第１の値とは異なる第２の値を有する。
【０００７】
本開示のこれらの、ならびに他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】付加製造システムの概略図である。
【図２】図１に示す付加製造システムを動作させるために使用されるコントローラのブロック図である。
【図３】固体構造部分および例示的なユニットセル構造部分を有する部品の側面図である。
【図４】図３の断面線４−４に沿ったユニットセル構造の断面図である。
【図５】固体構造部分および例示的なユニットセル構造部分の別の実施形態を有する部品の側面図である。
【図６】図５の断面線５−５に沿ったユニットセル構造の断面図である。
【図７】粉末床で部品を製造するための方法を示すフローチャートである。
【０００９】
特に明記しない限り、本明細書において提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を図示するものである。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できると考えられる。したがって、図面は、本明細書に開示される実施形態の実施のために必要とされる当業者に知られているすべての従来の特徴を含むものではない。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に対する参照がなされ、これは以下の意味を有することが定義されるものとする。
【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、後で述べられる事象または状況が、起こる場合も起こらない場合もあることを意味し、この記述は、その事象が起こる事例と、起こらない事例とを含むことを意味する。
【００１３】
近似する文言は、本明細書および特許請求の範囲の全体にわたってここで使用する場合、これが関連する基本的機能の変更をもたらすことなく許容範囲で変化することができる定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（ａｂｏｕｔ）」、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」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。「実質的に同様」という用語によって修飾された値は、本明細書および特許請求の範囲の全体にわたってここで使用する場合、参照される定量的表現の５％の範囲内、より具体的には、参照される定量的表現の１％の範囲内の任意の定量的表現を修飾するために適用され得る。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、範囲の限定は組合せおよび／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】
本明細書で使用する場合、「プロセッサ」および「コンピュータ」という用語および関連する用語、例えば「処理装置」、「コンピューティング装置」、および「コントローラ」は、従来技術においてコンピュータと呼ばれているそれらの集積回路に限定されず、広く、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、および他のプログラム可能な回路を指し、これらの用語は、本明細書において互換的に使用される。本明細書に記載の実施形態では、メモリは、限定はしないが、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、本明細書に記載の実施形態では、追加の入力チャネルは、限定はしないが、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、限定はしないが、スキャナを含むことができる他のコンピュータ周辺機器も使用することができる。さらに、例示的な実施形態では、追加の出力チャネルは、限定はしないが、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】
さらに、本明細書で使用する場合、「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は、互換可能であり、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、クライアント、およびサーバによって実行するための、メモリ内の任意のコンピュータプログラム記憶を含む。
【００１６】
本明細書で使用する場合、「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技術の方法で実施される、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、本明細書に記載の方法は、限定はしないが、記憶装置および／またはメモリ装置を含む、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、本明細書に記載の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、本明細書で使用する場合、「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。
【００１７】
さらにまた、本明細書で使用する場合、「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つを指す。本明細書に記載の実施形態では、これらの動作および事象は、実質的に同時に起こる。
【００１８】
本明細書に記載の実施形態は、付加製造プロセスを使用して部品を製造することを容易にし、部品は、分離された構造剛性および質量密度特性を有するユニットセル構造を含む。ユニットセル構造は、特性寸法（すなわち、長さ、幅、高さ）を有し、部品内で共に結合された複数のユニットセルを含む。一般に、単一のユニットセルの構造剛性は、サイズに依存せず、すなわち、ユニットセルをスケールアップまたはダウン（同じ比率したがって質量密度を維持しながら）することは、ユニットセルの機械的特性に影響しない。しかしながら、ユニットセルが特性寸法を画定する構造の一部として配置される場合、所与のユニットセル群の有効構造剛性は、特性長さに沿ったユニットセルの数に基づいて変化する。ユニットセルの数が構造の特性寸法にわたって増加すると、構造の剛性は安定した値に近づき、構造の平均局所質量密度を変更することなく構造の局所剛性を最適化することができる。あるいは、ユニットセルの比率（したがって、質量密度）は、構造内の局所剛性を維持しながら構造内の平均局所質量密度を変更するように変化させることができる。
【００１９】
本体の剛性ｋは、本体の変形に対する抵抗の尺度である。単一の自由度（ＤＯＦ）（すなわち、圧縮、伸張、曲げ、ねじり）を有する本体の場合、剛性は、ｋ＝Ｆ／δとして定義され、Ｆは、本体への力を表し、δは、同じＤＯＦに沿った力によって生じる変位を表す。本体の質量密度、または体積質量密度は、ρ＝ｍ／Ｖと定義される単位体積当たりの質量であり、ρは、本体の質量密度であり、ｍは、本体の質量であり、Ｖは、本体の体積である。構造の平均局所剛性は、構造の断面内の、構造の画定された領域（ユニットセルの集合体）の剛性である。構造の平均局所質量密度は、構造の断面内の、構造の画定された領域または部分（ユニットセルの集合体）の質量密度である。
【００２０】
構造の質量密度に依存しない構造の局所剛性ｋを変化させるために、構造の特性寸法に対するユニットセルのサイズが変化する。ユニットセルは、サイズにかかわらず各ユニットセルについて同じ質量密度を維持しながら、サイズを変更するためにスケールアップまたはダウンされる。局所構造剛性を維持しながらユニットセル構造の局所質量密度を変化させるために、構造内の特定のユニットセルの質量密度は、壁厚などの変数を変更することによって変化し、ユニットセルは、全体構造におけるその有効剛性が同じままであるように、異なるサイズにスケーリングされる。さらに、ユニットセル構造は、格子セル構造構成を含むことができる。所与のユニットセル構造内で構造剛性および質量密度を分離することにより、最適化された構造剛性および質量の分布特性を有する軽量の多機能ユニットセル構造を製造することを容易にする。
【００２１】
付加製造プロセスおよびシステムは、例えば、限定はしないが、液槽光重合、粉末床融合、バインダ噴射、材料噴射、シート積層、材料押出、指向性エネルギー堆積およびハイブリッドシステムを含む。これらのプロセスおよびシステムは、例えば、限定はしないが、ＳＬＡ−ステレオリソグラフィ装置、ＤＬＰ−デジタル光処理、３ＳＰ−スキャン、スピン、および選択的光硬化、ＣＬＩＰ−連続液体界面製造、ＳＬＳ−選択的レーザ焼結、ＤＭＬＳ−直接金属レーザ焼結、ＳＬＭ−選択的レーザ溶融、ＥＢＭ−電子ビーム溶融、ＳＨＳ−選択的熱焼結、ＭＪＦ−マルチジェット融合、３Ｄ印刷、ボクセルジェット、ポリジェット、ＳＣＰ−滑らかな曲率印刷（Ｓｍｏｏｔｈ  Ｃｕｒｖａｔｕｒｅｓ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ）、ＭＪＭ−マルチジェットモデリングプロジェット、ＬＯＭ−積層オブジェクト製造、ＳＤＬ−選択的堆積積層、ＵＡＭ−超音波付加製造、ＦＦＦ−融解フィラメント製造、ＦＤＭ−溶融堆積モデリング、ＬＭＤ−レーザ金属堆積、ＬＥＮＳ−レーザ工学ネットシェイピング、ＤＭＤ−直接金属堆積、ハイブリッドシステム、ならびにこれらのプロセスおよびシステムの組合せを含む。これらのプロセスおよびシステムは、例えば、限定はしないが、電磁放射、加熱、焼結、溶融、硬化、結合、固化、加圧、埋め込み、およびそれらの組合せのすべての形態を用いることができる。
【００２２】
付加製造プロセスおよびシステムは、例えば、限定はしないが、ポリマー、プラスチック、金属、セラミック、砂、ガラス、ワックス、繊維、生物学的物質、複合材料、およびこれらの材料のハイブリッドを含む材料を用いる。これらの材料は、例えば、限定はしないが、液体、固体、粉末、シート、箔、テープ、フィラメント、ペレット、スラリ、ワイヤ、霧状、ペースト、およびこれらの形態の組合せを含む、所与の材料およびプロセスまたはシステムに適した様々な形態においてこれらのプロセスおよびシステムで使用することができる。
【００２３】
図１は、例示的な付加製造システム１００の概略図である。座標系１０２は、ｘ軸と、ｙ軸と、ｚ軸とを含む。例示的な実施形態では、付加製造システム１００は、層毎の製造プロセスを使用して部品１０４を製造するための、レーザ装置１３０と、走査モータ１４０と、走査ミラー１４２と、走査レンズ１６０とを含む固化装置１３８を含む。あるいは、固化装置１３８は、本明細書に記載のプロセスおよびシステムのいずれかを使用して材料の固化を容易にする任意の部品を含むことができる。レーザ装置１３０は、エネルギービーム１３２を使用して粉末材料中に溶融プール１３４（一定の縮尺では図示せず）を生成するように構成された高強度熱源を提供する。レーザ装置１３０は、マウントシステム１０８に結合されるハウジング１３６内に収容される。付加製造システム１００はまた、コンピュータ制御システム、またはコントローラ１０６を含む。マウントシステム１０８は、マウントシステム１０８をＸＹ平面内で移動させ、走査ミラー１４２と協働して付加製造システム１００内で部品１０４の層を製造することを容易にするように構成されるアクチュエータまたはアクチュエータシステム１１２によって移動される。例えば、限定はしないが、マウントシステム１０８は、部品１０４の表面に沿ってエネルギービーム１３２を誘導することを容易にするために、中心点の周りに旋回し、直線経路、湾曲経路で移動し、および／または粉末床１１０の粉末の一部を覆うように回転する。あるいは、ハウジング１３６およびエネルギービーム１３２は、付加製造システム１００が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の向きおよび方法で移動される。
【００２４】
走査モータ１４０は、コントローラ１０６によって制御され、走査ミラー１４２を移動させるように構成され、それによりエネルギービーム１３２が反射され、例えば、限定はしないが、線形および／または回転走査経路１５２などの粉末床１１０に沿った所定の経路に沿って入射する。例示的な実施形態では、走査モータ１４０と走査ミラー１４２の組合せは、二次元走査検流計を形成する。あるいは、走査モータ１４０および走査ミラー１４２は、三次元（３Ｄ）走査検流計、動的集束検流計、および／またはレーザ装置１３０のエネルギービーム１３２を偏向させるために使用され得る任意の他の方法を含んでもよい。
【００２５】
例示的な実施形態では、粉末床１１０は、アクチュエータシステム１１２によって移動される支持構造１１４に取り付けられる。マウントシステム１０８に関して上述したように、アクチュエータシステム１１２はまた、支持構造１１４をＺ方向（すなわち、粉末床１１０の上面に垂直）に移動させるように構成される。いくつかの実施形態では、アクチュエータシステム１１２はまた、支持構造１１４をＸＹ平面内で移動させるように構成される。例えば、限定はしないが、ハウジング１３６が静止している代替の実施形態では、アクチュエータシステム１１２は、支持構造１１４をＸＹ平面内で移動させて走査モータ１４０および走査ミラー１４２と協働し、レーザ装置１３０のエネルギービーム１３２を粉末床１１０の周りで走査経路１５２に沿って誘導する。例示的な実施形態では、アクチュエータシステム１１２は、例えば、限定はしないが、リニアモータ、油圧および／または空気圧ピストン、スクリュー駆動機構、および／またはコンベアシステムを含む。
【００２６】
例示的な実施形態では、付加製造システム１００は、部品１０４の３Ｄジオメトリのコンピュータモデル表現から部品１０４を製造するように動作される。コンピュータモデル表現は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）または同様のファイルで作製されてもよい。部品１０４のＣＡＤファイルは、部品１０４の各層、例えば、部品１０４のビルド層１１６の複数のビルドパラメータを含む層毎のフォーマットへと変換される。例示的な実施形態では、部品１０４は、付加製造システム１００で使用される座標系の原点に対して所望の向きにモデル化される。部品１０４のジオメトリは、所望の厚さの層のスタックへとスライスされ、それにより各層のジオメトリが、その特定の層位置における部品１０４の断面の輪郭となる。走査経路１５２は、それぞれの層のジオメトリにわたって生成される。ビルドパラメータは、走査経路１５２に沿って適用され、部品１０４を構築するために使用される材料から部品１０４のその層を製造する。これらのステップが、部品１０４のジオメトリの各それぞれの層について繰り返される。プロセスが完了すると、すべての層を含む電子コンピュータビルドファイル（またはファイル）が生成される。ビルドファイルは、付加製造システム１００のコントローラ１０６へとロードされ、各層の製造中にシステムを制御する。
【００２７】
ビルドファイルがコントローラ１０６へとロードされた後、付加製造システム１００は、直接金属レーザ溶融法などの層毎の製造プロセスを実施することによって部品１０４を生成するように動作される。例示的な層毎の付加製造プロセスは、最終的な部品の前駆体として既存の物品を使用せず、むしろ、プロセスは、粉末などの構成可能な形態の原材料から部品１０４を作製する。例えば、限定はしないが、鋼部品を、鋼粉末を使用して付加製造することができる。付加製造システム１００は、広範囲の材料、例えば、限定はしないが、金属、セラミック、ガラス、およびポリマーを使用して、部品１０４のような部品の製造を可能にする。
【００２８】
図２は、付加製造システム１００（図１に示す）を動作させるために使用されるコントローラ１０６のブロック図である。例示的な実施形態では、コントローラ１０６は、付加製造システム１００の製造者によって典型的に提供される任意のタイプのコントローラであり、付加製造システム１００の動作を制御する。コントローラ１０６は、人間のオペレータからの命令に少なくとも部分的に基づいて付加製造システム１００の動作を制御する動作を実行する。コントローラ１０６は、例えば、付加製造システム１００によって製造される部品１０４の３Ｄモデルを含む。コントローラ１０６によって実行される動作は、アクチュエータシステム１１２（図１に示す）を介して、レーザ装置１３０（図１に示す）の出力を制御し、マウントシステム１０８および／または支持構造１１４を調整して、エネルギービーム１３２の走査速度を制御することを含む。コントローラ１０６は、変形可能ミラー１４６、円筒形のビームエキスパンダ１４８、およびビーム回転プリズム１５０を制御し、エネルギービーム１３２に歪みを誘発するようにさらに構成される。コントローラ１０６はまた、走査モータ１４０を制御して走査ミラー１４２を誘導し、付加製造システム１００内のエネルギービーム１３２の走査速度をさらに制御するように構成される。代替の実施形態では、コントローラ１０６は、付加製造システム１００が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の動作を実行することができる。
【００２９】
例示的な実施形態では、コントローラ１０６は、メモリ装置１１８と、メモリ装置１１８に結合されたプロセッサ１２０とを含む。プロセッサ１２０は、限定はしないが、マルチコア構成などの１つまたは複数の処理ユニットを含むことができる。プロセッサ１２０は、コントローラ１０６が本明細書で説明するように動作することを可能にする任意のタイプのプロセッサである。いくつかの実施形態では、実行可能命令は、メモリ装置１１８に記憶される。コントローラ１０６は、プロセッサ１２０をプログラムすることによって、本明細書に記載の１つまたは複数の動作を実行するように構成可能である。例えば、プロセッサ１２０は、動作を１つまたは複数の実行可能命令として符号化し、実行可能命令をメモリ装置１１８に提供することによってプログラムすることができる。例示的な実施形態では、メモリ装置１１８は、実行可能命令または他のデータなどの情報の記憶および取り出しを可能にする１つまたは複数の装置である。メモリ装置１１８は、限定はしないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ、スタティックＲＡＭ、ソリッドステートディスク、ハードディスク、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルＲＯＭ、電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭ、または不揮発性ＲＡＭメモリなど、１つまたは複数のコンピュータ可読媒体を含むことができる。上記のメモリのタイプは、単なる例示に過ぎず、したがってコンピュータプログラムの記憶のために使用可能なメモリのタイプを限定するものではない。
【００３０】
メモリ装置１１８は、限定はしないが、部品１０４に関連するビルドパラメータを含む、任意のタイプのデータを記憶するように構成することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ１２０は、データの経過時間に基づいてメモリ装置１１８からデータを除去または「パージ」する。例えば、プロセッサ１２０は、後の時点または事象に関連する以前に記録および記憶されたデータを上書きすることができる。これに加えて、あるいはこれに代えて、プロセッサ１２０は、所定の時間間隔を超えるデータを除去することができる。さらに、メモリ装置１１８は、限定はしないが、付加製造システム１００によって製造される部品１０４のビルドパラメータおよびジオメトリ状態の監視を容易にするための十分なデータ、アルゴリズム、およびコマンドを含む。
【００３１】
いくつかの実施形態では、コントローラ１０６は、プロセッサ１２０に結合された提示インターフェース１２２を含む。提示インターフェース１２２は、付加製造システム１００の動作状態などの情報をユーザ１２４に提示する。一実施形態では、提示インターフェース１２２は、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、または「電子インク」ディスプレイなどの、表示装置（図示せず）に結合されたディスプレイアダプタ（図示せず）を含む。いくつかの実施形態では、提示インターフェース１２２は、１つまたは複数の表示装置を含む。これに加えて、あるいはこれに代えて、提示インターフェース１２２は、オーディオ出力装置（図示せず）、例えば、限定はしないが、オーディオアダプタまたはスピーカ（図示せず）を含む。
【００３２】
いくつかの実施形態では、コントローラ１０６は、ユーザ入力インターフェース１２６を含む。例示的な実施形態では、ユーザ入力インターフェース１２６は、プロセッサ１２０に結合され、ユーザ１２４から入力を受信する。ユーザ入力インターフェース１２６は、例えば、限定はしないが、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、スタイラス、限定はしないが、タッチパッドまたはタッチスクリーンなどの接触感知パネル、ならびに／あるいは限定はしないが、マイクロフォンなどのオーディオ入力インターフェースを含むことができる。タッチスクリーンなどの単一の部品が、提示インターフェース１２２の表示装置とユーザ入力インターフェース１２６の両方として機能してもよい。
【００３３】
例示的な実施形態では、通信インターフェース１２８は、プロセッサ１２０に結合され、レーザ装置１３０などの１つまたは複数の他の装置と通信して結合され、入力チャネルとして実行しながらそのような装置に関して入力および出力動作を実行するように構成される。例えば、通信インターフェース１２８は、限定はしないが、有線ネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、移動体通信アダプタ、シリアル通信アダプタ、またはパラレル通信アダプタを含むことができる。通信インターフェース１２８は、１つまたは複数の遠隔装置からデータ信号を受信するか、またはデータ信号を１つまたは複数の遠隔装置に送信することができる。例えば、いくつかの実施形態では、コントローラ１０６の通信インターフェース１２８は、アクチュエータシステム１１２との間でデータ信号を送信／受信することができる。
【００３４】
提示インターフェース１２２および通信インターフェース１２８の両方は、ユーザ１２４またはプロセッサ１２０への情報の提供など、本明細書に記載の方法での使用に適した情報を提供することができる。したがって、提示インターフェース１２２および通信インターフェース１２８は、出力装置と呼ぶことができる。同様に、ユーザ入力インターフェース１２６および通信インターフェース１２８は、本明細書に記載の方法での使用に適した情報を受信することができ、入力装置と呼ぶことができる。
【００３５】
図３は、固体構造部分２２０および例示的なユニットセル構造２０２を有する部品２００の側面図である。図４は、断面線４−４（図３に示す）に沿ったユニットセル構造２０２の断面図である。部品２００は、部品２００内の固体材料または構造を置き換え、構造剛性が変化する均一な質量密度である軽量構造の包含を容易にするユニットセル構造２０２を含む。例示的な実施形態では、部品２００は、第１の、すなわち長さ寸法２０７、および第２の、すなわち全体寸法２０９を画定する。例示的な実施形態では、全体寸法２０９は、部品２００の直径である。部品２００の長手方向、すなわち第１の軸２０１は、第１の寸法２０７に実質的に平行に延びる。横方向、すなわち第２の軸２０３は、第１の軸２０１に垂直に延びる。縦方向、すなわち第３の軸２０５は、第１の軸２０１に垂直であり、かつ第２の軸２０３に垂直である方向に延びる。したがって、第１の軸２０１、第２の軸２０３、および第３の軸２０５は、互いに直交する。例示的な実施形態では、構造２０２は、共に接合された複数の球状ユニットセル２０４を含み、複数のユニットセル２０４の各ユニットセル２０４は、複数のユニットセル２０４のそれぞれのユニットセル２０４の質量密度および体積分率と実質的に同様の質量密度および体積分率を有する。他の代替の実施形態では、全体寸法２０９は、部品２００が本明細書で説明するように機能することを可能にする部品２００の任意の寸法によって画定されてもよい。
【００３６】
例示的な実施形態では、複数のユニットセル２０４は、特性寸法２１２を有する第１の部分２０６のユニットセル２０４を含む。特性寸法２１２は、例えば、ユニットセル高さ、ユニットセル幅、ユニットセル長さ、またはユニットセル直径であってもよい。例示的な実施形態では、特性寸法２１２は、ユニットセル２０４の直径である。第１の部分２０６の特性寸法２１２は、第１の値を有し、第１の値は、第１の部分２０６の各ユニットセル２０４について同じである。複数のユニットセル２０４はまた、第２の部分２０８のユニットセル２０４を含み、第２の部分２０８の各ユニットセル２０４は、特性寸法２１２を有する。第２の部分２０８の特性寸法２１２は、第２の値を有し、第２の値は、第２の部分２０８の各ユニットセル２０４について同じである。複数のユニットセル２０４は、第３の部分２１０のユニットセル２０４をさらに含み、第３の部分２１０の各ユニットセル２０４は、特性寸法２１２を有する。第３の部分２１０の特性寸法２１２は、第３の値を有し、第３の値は、第３の部分２１０の各ユニットセル２０４について同じである。例示的な実施形態では、第３の部分２１０の特性寸法２１２の第３の値は、第２の部分２０８の特性寸法２１２の第２の値よりも大きい。さらに、第２の部分２０８の特性寸法２１２の第２の値は、第１の部分２０６の特性寸法２１２の第１の値よりも大きい。代替の実施形態では、構造２０２は、部品２００が本明細書で説明するように機能することを可能にするユニットセル２０４の多くの部分を含むことができる。
【００３７】
例示的な実施形態では、複数のユニットセル２０４は、部品２００の剛性が断面４−４にわたって変化し、部品２００の質量密度が断面４−４にわたって一致するように構成される。より具体的には、部品２００の平均局所構造剛性は、第３の軸２０５に対して断面４−４にわたって縦方向に変化する。例示的な実施形態では、部品２００の平均局所剛性を変化させることは、ユニットセル２０４のサイズ、したがって特性寸法２１２を変化させることによって達成される。同じ比率およびスケールを維持しながらユニットセル２０４をそのサイズを変更するためにスケールアップまたはダウンさせ、それにより各ユニットセル２０４の質量密度は、断面４−４にわたって複数のユニットセル２０４の各ユニットセル２０４について実質的に同一になる。例えば、例示的な実施形態では、第１の部分２０６のユニットセル２０４は、第２の部分２０８および第３の部分２１０のスケールモデルである。より具体的には、各球状ユニットセル２０４は、壁厚２２２を有し、壁厚２２２と特性寸法（ユニットセル直径）２１２との比は、第１の部分２０６、第２の部分２０８、および第３の部分２１０の各々に対して実質的に等しい。ユニットセル２０４の一部の平均局所剛性は、その部分の各スケールユニットセル２０４の直径が減少するにつれて増加する。したがって、構造２０２内の部品２００の平均局所剛性は、各ユニットセル２０４の幾何学的スケールの関係を維持しながらユニットセル２０４の各部分のスケールを変更し、部品２００の平均局所質量密度を維持することによって、構造２０２の平均局所質量密度を維持しながら変化させることができる。
【００３８】
例示的な実施形態では、第３の部分２１０のユニットセル２０４は、第１の平均剛性を有し、ユニットセル２０４の第２の部分２０８は、第３の部分２１０の第１の平均剛性よりも大きい第２の平均剛性を有し、第１の部分２０６のユニットセル２０４は、第２の部分２０８の第２の平均剛性よりも大きい第３の平均剛性を有する。代替の実施形態では、第１の部分２０６、第２の部分２０８、および第３の部分２１０は、部品２００が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の剛性を有することができる。
【００３９】
例示的な実施形態では、部品２００の平均局所剛性は、第３の軸２０５に対して断面４−４にわたって変化するが、平均局所質量密度は、断面４−４にわたって一定のままである。例示的な実施形態では、構造２０２の平均局所剛性を変化させることは、ユニットセル２０４のスケーリングされたサイズを変化させることによって達成される。
【００４０】
例示的な実施形態では、構造２０２は、共に接合された複数の球状ユニットセル２０４を含む。代替の実施形態では、構造２０２は、格子構造として配置された複数のユニットセル２０４を含む。代替の実施形態では、構造２０２は、複数の格子構造ユニットセル２０４を含み、ユニットセル２０４は、三斜晶系、単斜晶系、直方晶系、正方晶系、六方晶系、立方晶系、および球状の少なくとも１つの格子形状を有する。他の代替の実施形態では、構造２０２は、ビーム構造を有する複数のユニットセルを含む。さらに別の代替の実施形態では、構造２０２は、部品が本明細書で説明するように機能することを可能にするユニットセル２０４の任意の配置を含む。
【００４１】
図５は、固体構造部分３２０および例示的なユニットセル構造部分３０２を有する部品３００の側面図である。図６は、断面線５−５（図５に示す）に沿ったユニットセル構造３０２の断面図である。部品３００は、部品３００内の固体材料または構造を置き換え、構造剛性が変化する均一な質量密度である軽量構造の包含を容易にするユニットセル構造３０２を含む。例示的な実施形態では、部品３００は、第１の、すなわち長さ寸法３０７、および第２の、すなわち全体寸法３０９を画定する。例示的な実施形態では、全体寸法３０９は、部品３００の直径である。部品３００の長手方向、すなわち第１の軸３０１は、第１の寸法３０７に平行に延びる。横方向、すなわち第２の軸３０３は、第１の軸３０１に垂直に延びる。縦方向、すなわち第３の軸３０５は、第１の軸３０１に垂直であり、かつ第２の軸３０３に垂直である方向に延びる。したがって、第１の軸３０１、第２の軸３０３、および第３の軸３０５は、互いに直交する。他の代替の実施形態では、全体寸法３０９は、部品３００が本明細書で説明するように機能することを可能にする部品３００の任意の寸法によって画定されてもよい。
【００４２】
例示的な実施形態では、構造３０２は、共に接合された複数の球状ユニットセル３０４を含む。複数のユニットセル３０４は、第１の部分３０６のユニットセル３０４を含み、複数のユニットセル３０４の各ユニットセル３０４は、特性寸法３１２および第１の部分の質量密度を有する。特性寸法３１２は、例えば、ユニットセル高さ、ユニットセル幅、ユニットセル長さ、またはユニットセル直径であってもよい。例示的な実施形態では、特性寸法３１２は、ユニットセル３０４の直径である。第１の部分３０６の特性寸法３１２は、第１の値を有し、第１の値は、第１の部分３０６の各ユニットセル３０４について同じである。
【００４３】
例示的な実施形態では、複数のユニットセル３０４はまた、第２の部分３０８のユニットセル３０４を含み、第２の部分３０８の各ユニットセル３０４は、特性寸法３１２および第２の部分の質量密度を有する。第２の部分３０８の特性寸法３１２は、第２の値を有し、第２の値は、第２の部分３０８の各ユニットセル３０４について同じである。例示的な実施形態では、第２の部分３０８の各ユニットセル３０４の第２の部分の質量密度は、第１の部分３０６の各ユニットセル３０４の第１の部分の質量密度よりも大きい。
【００４４】
複数のユニットセル３０４は、第３の部分３１０のユニットセル３０４をさらに含み、第３の部分３１０の各ユニットセル３０４は、特性寸法３１２および第３の部分の質量密度を有する。第３の部分３１０の特性寸法３１２は、第３の値を有し、第３の値は、第３の部分３１０の各ユニットセル３０４について同じである。例示的な実施形態では、第２の部分３０８の各ユニットセル３０４の第２の部分の質量密度は、第１の部分３０６の各ユニットセル３０４の第１の部分の質量密度よりも大きい。さらに、第３の部分３１０の特性寸法３１２の第３の値は、第２の部分３０８の特性寸法３１２の第２の値よりも大きい。さらに、第２の部分３０８の特性寸法３１２の第２の値は、第１の部分３０６の特性寸法３１２の第１の値よりも大きい。代替の実施形態では、構造３０２は、部品３００が本明細書で説明するように機能することを可能にするユニットセル３０４の多くの部分を含むことができる。
【００４５】
例示的な実施形態では、第３の部分３１０のユニットセル３０４は、第１の平均剛性を有し、第２の部分３０８のユニットセル３０４は、第３の部分３１０の第１の平均剛性と実質的に同一の第２の平均剛性を有し、第１の部分３０６のユニットセル３０４は、第２の部分２０８の第２の平均剛性と実質的に等しい第３の平均剛性を有する。代替の実施形態では、第１の部分３０６、第２の部分３０８、および第３の部分３１０は、部品３００が本明細書で説明するように機能することを可能にする任意の平均剛性を有することができる。
【００４６】
例示的な実施形態では、図６を参照すると、複数のユニットセル３０４は、部品３００の局所剛性が断面５−５にわたって一定であり、部品３００の質量密度が構造３０２の断面５−５にわたって変化するように構成される。より具体的には、例示的な実施形態では、部品３００の平均局所質量密度は、第３の軸３０５に対して断面５−５にわたって変化するが、平均局所剛性は、断面５−５にわたって一定のままである。例示的な実施形態では、構造３０２の平均局所質量密度を変化させることは、ユニットセル３０４の特性寸法３１２を含む、比率およびサイズを変化させることによって達成される。例えば、例示的な実施形態では、第１の部分３０６のユニットセル３０４は、第２の部分３０８および第３の部分３１０のスケールモデルではない。より具体的には、各球状ユニットセル３０４は、壁厚３２２を有し、壁厚３２２と特性寸法（ユニットセル直径）３１２との比は、第１の部分３０６、第２の部分３０８、および第３の部分３１０の各々の間で異なる。したがって、構造３０２内の部品３００の平均局所剛性は、ユニットセル３０４の間のスケールの関係を変更してユニットセル３０４の幾何学的比率を変更し、部品３００の平均局所質量密度を変化させることによって、構造３０２の平均局所質量密度を変化させながら維持することができる。
【００４７】
例示的な実施形態では、構造３０２は、共に接合された複数の球状ユニットセル３０４を含む。代替の実施形態では、構造３０２は、格子構造として配置された複数のユニットセル３０４を含む。代替の実施形態では、構造３０２は、複数の格子構造ユニットセル３０４を含み、ユニットセル３０４は、三斜晶系、単斜晶系、直方晶系、正方晶系、六方晶系、立方晶系、および球状の少なくとも１つの格子形状を有する。他の代替の実施形態では、構造３０２は、ビーム構造を有する複数のユニットセルを含む。さらに別の代替の実施形態では、構造３０２は、部品が本明細書で説明するように機能することを可能にするユニットセル３０４の任意の配置を含む。
【００４８】
図７は、固化装置１３８を含む付加製造システム１００で部品１０４を製造するための方法４００を示すフローチャートである。図１、図２、および図７を参照すると、方法４００は、部品１０４のビルドファイルを付加製造システム１００のコントローラ１０６に提供すること４０２を含む。方法４００はまた、材料を部品１０４の表面に堆積させること４０４を含む。最後に、方法４００は、固化装置１３８を動作させて材料を固化させ、共に接合された複数のユニットセルを含む構造、またはビルド層１１６の少なくとも一部を形成すること４０６をさらに含む。
【００４９】
上述のユニットセル構造は、部品内で構造剛性および質量密度を分離するための効率的な方法を提供する。具体的には、ユニットセルは、サイズにかかわらず各ユニットセルについて同じ質量密度を維持しながら、サイズを変更するためにスケールアップまたはダウンされる。局所構造剛性を維持しながらユニットセル構造の局所質量密度を変化させるために、構造内の特定のユニットセルの質量密度は、壁厚などの変数を変更することによって変化し、ユニットセルは、全体構造におけるその有効剛性が同じままであるように、異なるサイズにスケーリングされる。所与のユニットセル構造内で構造剛性および質量密度を分離することにより、最適化された構造剛性および質量の分布特性を有する軽量の多機能ユニットセル構造を製造することを容易にする。
【００５０】
本明細書に記載の方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、（ａ）部品の固体構造の少なくとも一部をユニットセル構造で置き換えること、（ｂ）構造の構造剛性および質量密度を分離すること、および（ｃ）最適化された構造剛性および質量の分布特性を有する部品を形成することの少なくとも１つを含む。
【００５１】
分離された構造剛性および質量密度を有するユニットセル構造の例示的な実施形態は、上で詳細に説明されている。ユニットセル構造、ならびにこのような部品および構造を製造する方法は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、システムの部品および／または方法のステップは、本明細書に記載した他の部品および／またはステップから独立してかつ別個に利用することができる。例えば、方法は、ユニットセル内部構造を必要とする他の部品と組み合わせて使用することもでき、本明細書で説明するようなシステムおよび方法のみに関する実施に限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、ユニットセル構造を必要とする多くの他の製造または建設用途に関連して実施および利用されてもよい。
【００５２】
本開示の様々な実施形態の具体的な特徴を一部の図面には示してあって、他の図面には示していないが、これは単に便宜上のためである。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および／または特許請求することができる。
【００５３】
本明細書は、本開示を説明するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本開示を実施することができるように実施例を用いており、任意の装置またはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本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、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲の技術的範囲に包含される。
［実施態様１］
共に接合された複数のユニットセル（２０４、３０４）を備え、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）の各ユニットセル（２０４、３０４）は、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）のユニットセル（２０４、３０４）毎の質量密度と実質的に同様の前記質量密度を有する構造（２０２、３０２）を備え、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）は、
特性寸法（２１２、３１２）および第１の部分（２０６、３０６）の平均剛性を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、第１の値を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）と、
前記特性寸法（２１２、３１２）および第２の部分（２０８、３０８）の平均剛性を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、前記第１の値とは異なる第２の値を有し、前記第２の部分（２０８、３０８）の平均剛性は、前記第１の部分（２０６、３０６）の平均剛性とは異なる２の部分のユニットセル（２０４、３０４）と
を備える、部品（２００、３００）。
［実施態様２］
前記構造（２０２、３０２）が、３つ以上の部分のユニットセル（２０４、３０４）を備える、実施態様１に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様３］
前記特性寸法（２１２、３１２）が、高さ、幅、長さ、および直径の１つである、実施態様１に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様４］
前記部品（２００、３００）が、少なくとも第１の断面と、第２の断面とを備え、前記第１の断面が、ユニットセル構造（２０２、３０２）を備え、前記第２の断面が、固体構造（２２０、３２０）を備える、実施態様１に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様５］
前記第１の断面が、第１の材料を含み、前記第２の断面が、第２の材料を含む、実施態様４に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様６］
前記第１の断面が、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）の格子構造を備える、実施態様４に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様７］
前記格子構造が、三斜晶系、単斜晶系、直方晶系、正方晶系、六方晶系、立方晶系、および球状の少なくとも１つを有するユニットセル（２０４、３０４）を備える、実施態様６に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様８］
共に接合された複数のユニットセル（２０４、３０４）を備える構造（２０２、３０２）を備え、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）は、
特性寸法（２１２、３１２）および第１の部分（２０６、３０６）の質量密度を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、第１の値を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）と、
前記特性寸法（２１２、３１２）および第２の部分（２０８、３０８）の質量密度を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、前記第１の値とは異なる第２の値を有し、前記第２の部分（２０８、３０８）の質量密度は、前記第１の部分（２０６、３０６）の質量密度とは異なり、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）は、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）の平均剛性と実質的に同様の平均剛性を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）と
を備える、部品（２００、３００）。
［実施態様９］
前記構造（２０２、３０２）が、３つ以上の部分の前記ユニットセル（２０４、３０４）を備える、実施態様８に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様１０］
前記特性寸法（２１２、３１２）が、高さ、幅、長さ、および直径の１つである、実施態様８に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様１１］
前記部品（２００、３００）が、少なくとも第１の断面と、第２の断面とを備え、前記第１の断面が、ユニットセル構造（２０２、３０２）を備え、前記第２の断面が、固体構造（２２０、３２０）を備える、実施態様８に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様１２］
前記第１の断面が、第１の材料を含み、前記第２の断面が、第２の材料を含む、実施態様１１に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様１３］
前記第１の断面が、前記ユニットセル（２０４、３０４）の格子構造を備える、実施態様１１に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様１４］
前記格子構造が、三斜晶系、単斜晶系、直方晶系、正方晶系、六方晶系、立方晶系、および球状の少なくとも１つを有するユニットセル（２０４、３０４）を備える、実施態様１３に記載の部品（２００、３００）。
［実施態様１５］
固化装置（１３８）を含む付加製造システム（１００）で部品（１０４）を製造する方法（４００）であって、
前記部品（１０４）のビルドファイルを前記付加製造システム（１００）のコントローラ（１０６）に提供することと、
材料を表面に堆積させることと、
前記固化装置（１３８）を動作させて前記材料を固化させ、共に接合された複数のユニットセル（２０４、３０４）を備える構造（２０２、３０２）を形成することとを含み、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）は、
特性寸法（２１２、３１２）を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、第１の値を有する第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）と、
前記特性寸法（２１２、３１２）を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）であって、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）の前記特性寸法（２１２、３１２）は、前記第１の値とは異なる第２の値を有する第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）と
を備える、方法（４００）。
［実施態様１６］
前記部品（１０４）を製造することが、前記固化装置（１３８）を動作させて前記材料を固化させ、少なくとも第１の断面および第２の断面を形成することを含み、前記第１の断面が、ユニットセル構造（２０２、３０２）を備え、前記第２の断面が、固体構造（２２０、３２０）を備える、実施態様１５に記載の方法（４００）。
［実施態様１７］
前記固化装置（１３８）を動作させることが、前記複数のユニットセル（２０４、３０４）のユニットセル（２０４、３０４）毎の質量密度と実質的に同様の前記質量密度を有する複数のユニットセル（２０４、３０４）を形成することをさらに含む、実施態様１６に記載の方法（４００）。
［実施態様１８］
前記固化装置（１３８）を動作させることが、
前記材料を固化させて前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）を形成することであって、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）が、第１の部分（２０６、３０６）の質量密度を有することと、
前記材料を固化させて前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）を形成することであって、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）が、第２の部分（２０８、３０８）の質量密度を有し、前記第２の部分（２０８、３０８）の質量密度が、前記第１の部分（２０６、３０６）の質量密度とは異なり、前記第２の部分（２０８、３０８）のユニットセル（２０４、３０４）が、前記第１の部分（２０６、３０６）のユニットセル（２０４、３０４）の平均剛性と実質的に同様の平均剛性を有することと
をさらに含む、実施態様１６に記載の方法（４００）。
［実施態様１９］
前記固化装置（１３８）を動作させることが、前記材料を固化させて前記複数のユニットセル（２０４、３０４）の格子構造を形成することをさらに含む、実施態様１６に記載の方法（４００）。
［実施態様２０］
前記格子構造を形成することが、三斜晶系、単斜晶系、直方晶系、正方晶系、六方晶系、立方晶系、および球状の少なくとも１つを有する複数のユニットセル（２０４、３０４）を形成することをさらに含む、実施態様１９に記載の方法（４００）。
【符号の説明】
【００５４】
１００  付加製造システム
１０２  座標系
１０４  部品
１０６  コントローラ
１０８  マウントシステム
１１０  粉末床
１１２  アクチュエータシステム
１１４  支持構造
１１６  ビルド層
１１８  メモリ装置
１２０  プロセッサ
１２２  提示インターフェース
１２４  ユーザ
１２６  ユーザ入力インターフェース
１２８  通信インターフェース
１３０  レーザ装置
１３２  エネルギービーム
１３４  溶融プール
１３６  ハウジング
１３８  固化装置
１４０  走査モータ
１４２  走査ミラー
１４６  変形可能ミラー
１４８  ビームエキスパンダ
１５０  ビーム回転プリズム
１５２  走査経路
１６０  走査レンズ
２００  部品
２０１  第１の軸、長手方向軸
２０２  ユニットセル構造
２０３  第２の軸、横方向軸
２０４  ユニットセル
２０５  第３の軸、縦方向軸
２０６  第１の部分、ユニットセル
２０７  第１の寸法、長さ
２０８  第２の部分、ユニットセル
２０９  全体寸法
２１０  第３の部分、ユニットセル
２１２  特性寸法
２２０  固体構造部分
２２２  壁厚
３００  部品
３０１  第１の軸
３０２  ユニットセル構造部分
３０２  ユニットセル構造
３０３  第２の軸、横方向軸
３０４  ユニットセル
３０５  第３の軸、縦方向軸
３０６  第１の部分、ユニットセル
３０７  第１の寸法、長さ
３０８  第２の部分、ユニットセル
３０９  全体寸法
３１０  第３の部分
３１２  特性寸法
３２０  固体構造部分
３２２  壁厚
【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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【外国語明細書】
2019069589000001.pdf