(57)【要約】【課題】エネルギービームの少なくとも１つのパラメータの判定が改善された３次元の物体を付加製造する装置を提供すること。【解決手段】少なくとも１つのエネルギービーム４によって固化することができる造形材料３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２を付加製造する装置１が提供され、この装置１は、少なくとも１つのビーム案内要素７を有する照射デバイス５を備え、エネルギービーム４は、ビーム案内要素７上で部分的に反射され、第１のビーム部分１０が、ビーム案内要素７と装置１の造形平面１８との間に延び、第２のビーム部分１１が、ビーム案内要素７を通って伝送され又はビーム案内要素７で散乱され、第２のビーム部分１１の少なくとも１つのパラメータを判定するように適合された判定デバイス１２が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのエネルギービーム（４）によって固化することができる造形材料（３）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（２）を付加製造する装置（１）であって、前記装置（１）は、少なくとも１つのビーム案内要素（７）を有する照射デバイス（５）を備え、前記エネルギービーム（４）は、前記ビーム案内要素（７）上で部分的に反射され、
第１のビーム部分（１０）が、前記ビーム案内要素（７）と前記装置（１）の造形平面（１８）との間に延び、第２のビーム部分（１１）が、前記ビーム案内要素（７）を通って伝送され又は前記ビーム案内要素（７）で散乱される装置において、
前記第２のビーム部分（１１）の少なくとも１つのパラメータを判定するように適合された判定デバイス（１２）を特徴とする装置。
【請求項２】
前記ビーム案内要素（７）は、視準光学ユニット（８）と集束光学ユニット（９）との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記判定デバイス（１２）は、製造プロセス中に前記少なくとも１つのパラメータを判定するように適合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記第２のビーム部分（１１）の前記少なくとも１つのパラメータは、
−  エネルギービーム（４）出力、及び／若しくは
−  エネルギービーム（４）強度、及び／若しくは
−  前記エネルギービーム（４）のビームプロファイル、及び／若しくは
−  前記エネルギービーム（４）の焦点位置、及び／若しくは
−  前記エネルギービーム（４）の焦点シフトであるか又はこれらを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記判定デバイス（１２）は、エネルギービーム強度分布の積分を介して前記エネルギービーム（４）出力を判定するように適合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記判定デバイス（１２）は、特に実際の焦点位置と標的焦点位置との比較を介して、前記視準光学ユニット（８）で前記エネルギービーム（４）の焦点位置を較正するように適合されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記判定デバイス（１２）は、少なくとも１つの関数を前記少なくとも１つの判定されたパラメータに合わせることを介して、特にガウスフィットを介して、少なくとも１つの光学ユニット（８、９）、特に視準光学ユニット（８）に対する前記エネルギービーム（４）の位置を判定するように適合されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記エネルギービーム（４）経路に対する少なくとも１つの光学ユニット（８、９）、特に視準光学ユニット（８）の位置を、特にＸ及びＹ方向に調整するように適合された較正ユニット（１６）を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記判定デバイス（１２）は、前記少なくとも１つのパラメータを判定するように適合された少なくとも１つの第１の判定ユニット（１３）と、前記造形平面（１８）から放出された放射の少なくとも１つの第２のパラメータを判定するように適合された少なくとも１つの第２の判定ユニット（１４）とを備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第２のパラメータは、
−  前記造形平面（１８）内の熱放散、並びに／若しくは
−  前記造形平面（１８）内の少なくとも１つの領域の温度、並びに／若しくは
−  前記エネルギービーム（４）のスポットの位置、並びに／若しくは
−  前記エネルギービーム（４）の焦点位置及び／若しくは焦点シフト、並びに／若しくは
−  前記エネルギービーム（４）のコマ収差であるか又はこれらを含むことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の判定ユニット（１４）及び／又は前記第２の判定ユニット（１５）は、光学検出要素、特にフォトダイオードを備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２のビーム部分（１１）の強度を低減させるように適合された少なくとも１つの減衰ユニット（１５）を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
３次元の物体（２）を付加製造する装置（１）、特に請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置（１）用の判定デバイス（１２）において、
前記判定デバイス（１２）は、前記装置（１）の照射デバイス（５）を介して生成されたエネルギービーム（４）の第２のビーム部分（１１）の少なくとも１つのパラメータを判定するように適合されていて、
前記エネルギービーム（４）は、少なくとも１つのビーム案内要素（７）で部分的に反射され、
第１のビーム部分（１０）が、前記ビーム案内要素（７）と前記装置（１）の造形平面（１８）との間に延び、前記第２のビーム部分（１１）は、前記ビーム案内要素（７）を通って伝送されるか又は前記ビーム案内要素（７）で散乱されることを特徴とする判定デバイス。
【請求項１４】
エネルギー源によって固化することができる造形材料（３）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（２）を付加製造する少なくとも１つの装置（１）を動作させる方法であって、前記装置（１）は、少なくとも１つのビーム案内要素（７）を有する照射デバイス（５）を備え、前記エネルギービーム（４）は、前記ビーム案内要素（７）上で部分的に反射され、
第１のビーム部分（１０）が、前記ビーム案内要素（７）と前記装置（１）の造形平面（１８）との間に延び、第２のビーム部分（１１）が、前記ビーム案内要素（７）を通って伝送されるか又は前記ビーム案内要素（７）で散乱される方法において、
前記第２のビーム部分（１１）の少なくとも１つのパラメータが判定され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、少なくとも１つの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（積層造形）する装置に関し、この装置は、少なくとも１つのビーム案内要素を有する照射デバイスを備え、エネルギービームは、このビーム案内要素上で部分的に反射され、第１のビーム部分が、ビーム案内要素と装置の造形平面との間に延び、第２のビーム部分が、ビーム案内要素を通って伝送されるか又はビーム案内要素で散乱される。
【背景技術】
【０００２】
レーザビーム又は電子ビームなどのエネルギービームを生成するように適合された照射デバイスを備えるそのような装置は、従来技術から概して知られている。
【０００３】
特にプロセス品質又は物体品質に関するプロセス要件が満たされることを確実にするために、とりわけエネルギービームに関する照射パラメータを判定することができる。したがって、照射デバイスを介して生成されるエネルギービームの品質は、エネルギービームの様々なパラメータを測定すること又は様々なパラメータを判定することによって判定することができる。
【０００４】
典型的には、エネルギービームのそれぞれのパラメータは、実際の付加製造プロセスの前に別個の判定ステップで判定される。それによって、エネルギービームは、エネルギービームのそれぞれのパラメータを判定するように適合された判定デバイスへ案内される。
【０００５】
それぞれの判定デバイスは、エネルギービームを測定し、特にエネルギービームの少なくとも１つのパラメータを判定するために、装置のプロセスチャンバ内に取り付けることができる。エネルギービームが終了した場合、パラメータの判定及び対応する較正後、判定デバイスをプロセスチャンバから取り外すことができ、付加製造プロセスを実行することができる。
【０００６】
判定デバイスはプロセスチャンバ内に取り付ける必要があり、エネルギービームは判定デバイス上へ案内されるので、使用者又はサービススタッフは、パラメータの判定及びエネルギービームの較正のために判定デバイスを着脱する必要があるため、少なくとも１つのパラメータを判定することは非常に厄介で時間がかかる。
【０００７】
さらに、エネルギービームは、造形平面内で造形材料を選択的に照射し、それによって固化するように造形平面上へ案内されるため、付加製造プロセス中にパラメータを判定することはできず、したがってプロセスチャンバ内に配置された判定デバイス上へエネルギービームを案内するのと同時に付加製造プロセスを実行することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、エネルギービームの少なくとも１つのパラメータの判定が改善された３次元の物体を付加製造する装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、この課題は、請求項１に記載の装置によって解決される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【００１０】
本明細書に記載の装置（「装置」）は、エネルギー源、たとえばエネルギービーム、特にレーザビーム又は電子ビームによって固化することができる粉末状の造形材料（「造形材料」）の層を連続して選択的に層ごとに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である。それぞれの造形材料は、たとえば、金属、セラミック、又はポリマー粉末とすることができる。それぞれのエネルギービームは、たとえば、レーザビーム又は電子ビームとすることができる。それぞれの装置は、たとえば、選択的レーザ焼結装置、選択的レーザ溶融装置、又は選択的電子ビーム溶融装置とすることができる。別法として、造形材料を連続して層ごとに選択的に固化することは、少なくとも１つの結合材料を介して実行することができる。結合材料は、対応する塗布ユニットによって塗布することができ、たとえば適したエネルギー源、たとえばＵＶ光源によって照射することができる。
【００１１】
この装置は、その動作中に使用される複数の機能ユニットを備えることができる。例示的な機能ユニットには、プロセスチャンバ、プロセスチャンバ内に配置された造形材料層を少なくとも１つのエネルギービームで選択的に照射するように適合された照射デバイス、及び所与の流れ特性、たとえば所与の流れプロファイル、流速などでプロセスチャンバを通って少なくとも部分的に流れるガス状流体流を生成するように適合された流れ生成デバイスが挙げられる。ガス状流体流は、プロセスチャンバを通って流れる間に、固化されていない粒子状の造形材料、特に装置の動作中に生成される煙又は煙残留物で充填することが可能である。ガス状流体流は、典型的には不活性であり、すなわち典型的には不活性ガス、たとえばアルゴン、窒素、二酸化炭素などの流れである。
【００１２】
前述したように、エネルギービームを、たとえば照射デバイスのビーム生成ユニット内でエネルギービームが生成された場所から、造形材料が選択的に直接照射される造形平面へ案内するために、ビーム案内要素が使用される。それぞれのビーム案内要素は、たとえば、鏡とすることができ、又は鏡を備えることができる。通常、それぞれのビーム案内要素は、ビーム案内要素に入射する放射、特にエネルギービームを完全（１００％）に反射するのではなく、定義された部分、通常はわずかな部分が、ビーム案内要素を通って伝送されるか又はビーム案内要素で散乱される（典型的には１％未満）。したがって、ビーム案内要素に入射する放射は、定義された程度（たとえば９９％）反射され、ビーム案内要素で造形平面の方へ反射される第１のビーム部分（典型的にはビーム案内要素に入射する放射の９９％を占める）を生成する。造形平面へ案内されずに通常は失われる第２のビーム部分（ビーム案内要素に入射する放射のうちビーム案内要素で散乱されるか又はビーム案内要素を通って伝送される放射、たとえば１％）が生成され、それぞれの第２のビーム部分は、装置又は塗布ユニット若しくはビーム案内要素自体などの装置の構成要素の枠又は壁などの構造を望ましくなく加熱する可能性がある。
【００１３】
本発明は、第２のビーム部分の少なくとも１つのパラメータを判定するように適合された判定デバイスが提供されるという概念に基づいている。したがって、エネルギービームの第１のビーム部分（主要部分）は、ビーム案内要素で反射され、したがって造形平面の方へ反射され、エネルギービームの第２のビーム部分は、ビーム案内要素を通って伝送されるか又はビーム案内要素で散乱され、すなわち造形平面の方へ反射されない。
【００１４】
したがって、この装置は、ビーム案内要素で散乱されるか又はビーム案内要素を通って伝送される第２のビーム部分を使用することを提案する。プロセスチャンバ内に取り付けられた判定デバイス、又はエネルギービームの一部を分割する別個のビーム案内要素に、エネルギービームの少なくとも１つのパラメータを排他的に判定させるのではなく、本発明は、これまでなら失われて装置の構造を加熱する望ましくない影響をさらに与えていたエネルギービームの一部、特に第２のビーム部分を使用することを提案する。
【００１５】
本発明の第１の実施形態によれば、ビーム案内要素は、視準光学ユニットと集束光学ユニットとの間に配置される。したがって、ビーム案内要素を使用して、エネルギービームを視準するように適合された視準光学ユニットと、視準されたエネルギービームを造形平面上へ集束させるように適合された集束光学ユニットとの間で、エネルギービームを案内することができる。したがって、エネルギービームの視準された部分内で少なくとも１つのパラメータを判定することが可能であり、それによって、たとえば視準光学ユニットの位置ずれを判定することができる。さらに、ビーム案内要素は、エネルギービームを生成するように適合されたビーム生成ユニットと、エネルギービームを造形平面内で案内するように適合されたビーム偏向ユニット、又はエネルギービームを造形平面の方へ放出するように適合されたビーム放出ユニットとの間で、ビーム経路に沿って配置することができる。視準光学ユニット、ビーム案内要素、及び集束光学ユニットは、エネルギービームを案内するために使用される機能ユニットとして理解することができる。
【００１６】
有利には、判定デバイスは、製造プロセス中に少なくとも１つのパラメータを判定するように適合することができる。したがって、判定デバイスは、それぞれ付加製造プロセスが実行されている間又は物体が付加造形されている間に、エネルギービームの少なくとも１つのパラメータを判定することができる。したがって、エネルギービームの少なくとも１つのパラメータを判定するために、判定デバイスをプロセスチャンバ内に取り付け、エネルギービームを判定デバイスの上又は判定デバイスの方へ案内する必要がないため、エネルギービームの少なくとも１つのパラメータは、その場で判定することができる。代わりに、エネルギービームのうち普通なら失われるはずの部分（第２のビーム部分）が、エネルギービームの少なくとも１つのパラメータを判定するために使用され、それによって判定は、付加製造プロセスが実行されている間に行うことができる。
【００１７】
第２のビーム部分、したがってエネルギービームの様々なパラメータは、判定デバイスを介して判定することができる。第２のビーム部分の少なくとも１つのパラメータは、エネルギービーム出力、及び／若しくはエネルギービーム強度、及び／若しくはエネルギービームのビームプロファイル、及び／若しくはエネルギービームの焦点位置、及び／若しくはエネルギービームの焦点シフトとすることができるか又はこれらを含むことができる。少なくとも１つのパラメータを判定することで、それぞれ、定義されたプロセス品質要件及び／若しくは物体要件を満たすこと、又は定義されたプロセス品質要件及び／若しくは物体要件が満たされることを確実にすることが可能になる。
【００１８】
たとえば、エネルギービームの少なくとも１つのビームパラメータが、事前定義された値からずれた場合、付加製造された物体内にずれが生じる可能性がある。特に、エネルギービームの焦点位置などのエネルギービームのパラメータが、事前定義された値からずれた場合、造形平面の対応する領域が、所望又は必要とされるとおりに照射されず、付加製造された物体内に欠陥が生じる可能性がある。たとえば、造形材料を適切に固化するために必要とされる定義された量とは異なるエネルギー量の消耗は、不完全な固化結果を招く可能性があり、これはまた、付加造形された物体の機械的特性に影響を与える可能性がある。したがって、第２のビーム部分の少なくとも１つのパラメータを判定することで、定義されたプロセス品質及び物体品質が満たされることを監視し且つ確実にすることが可能になる。
【００１９】
判定デバイスは、エネルギービーム強度分布の積分を介して第２のビーム部分のエネルギービーム出力を判定するように特に適合することができる。エネルギービーム強度分布は、対応するセンサ、たとえばＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳセンサ、たとえばパイロカメラなどの光センサを介して判定又は測定することができる。
【００２０】
この装置の別の実施形態によれば、判定デバイスは、少なくとも１つの判定されたパラメータに少なくとも１つの関数を合わせること、特にガウスフィットによって、少なくとも１つの光学ユニット、特に視準光学ユニットに対するエネルギービームの位置及び／又は向きを判定するように適合することができる。少なくとも１つの光学ユニットに対するエネルギービームの位置の判定は、少なくとも１つの光学ユニットの位置ずれを示すことができ、それに応じてこの位置ずれを補償又は調整することができる。特にガウスフィット（エネルギービームのビームプロファイルに依存）を使用して、少なくとも１つの判定されたパラメータに関数を合わせることができる。エネルギービームの判定されたパラメータに対応する関数を合わせることで、少なくとも１つの光学ユニットに対するエネルギービームの実際の位置を判定することが可能になる。次に、実際の位置は、公称又は基準位置と比較することができ、それによって公称又は基準位置からのずれを補償することができる。
【００２１】
この装置は、エネルギービーム経路に対する少なくとも１つの光学ユニット、特に視準光学ユニットの位置を特にｘ及びｙ方向に調整するように適合された較正ユニットを備えることができる。較正ユニットは、少なくとも１つの光学ユニットを調整し、特にエネルギービームのビーム経路に対する少なくとも１つの光学ユニット、たとえば視準光学ユニットの位置を調整するために提供される。前述したように、たとえばｘ及び／又はｙ方向における少なくとも１つの光学ユニットの位置ずれは、公称又は基準位置とエネルギービームの現在の位置との間の比較を介して判定することができる。次に、発生したずれは、較正ユニットを介して較正することができる。
【００２２】
この装置の別の実施形態によれば、判定デバイスは、少なくとも１つのパラメータを判定するように適合された少なくとも１つの第１の判定ユニットと、造形平面から放出された放射の少なくとも１つの第２のパラメータを判定するように適合された少なくとも１つの第２の判定ユニットとを備える。したがって、第２の判定ユニットは、造形平面から放出された放射の少なくとも１つの第２のパラメータを判定するために提供される。したがって、照射デバイスを介して生成されたエネルギービームに関する情報を生成することができるだけでなく、造形平面から放出された放射に関する情報も生成することができる。「造形平面から放出される」という用語は、熱放射などの造形平面から直接放出された放射を指し、また造形平面で反射された放射、たとえばエネルギービームのうち造形平面の表面で反射された反射部分も指す。
【００２３】
したがって、第２のパラメータの判定もまた、造形平面を監視することにより物体品質及び／又はプロセス品質を判定するもとになる。したがって、第２のパラメータを判定することで、製造プロセス、特に造形平面に関する情報を生成することが可能になる。したがって、たとえば造形平面内で生じている温度及び／又は温度勾配に関して、固化プロセス及び造形平面を直接監視することができる。
【００２４】
したがって、少なくとも１つの第２のパラメータは、造形平面内の熱放散、並びに／若しくは造形平面内の少なくとも１つの領域の温度、並びに／若しくはエネルギービームのスポットの位置、並びに／若しくはエネルギービームの焦点位置及び／若しくは焦点シフト、並びに／若しくはエネルギービームのコマ収差とすることができるか又はこれらを含むことができる。少なくとも１つの第２のパラメータを判定することで、定義されたプロセス品質要件及び／又は物体要件が満たされることを確実にすることが可能になる。たとえば、少なくとも１つの第２のパラメータが、事前定義された値からずれた場合、付加製造された物体内にずれが生じる可能性がある。したがって、少なくとも１つの第２のパラメータの判定を使用して、付加製造プロセス、たとえば構造、特に造形平面内の固化区間における微細構造の挙動を制御することができる。
【００２５】
この装置の別の実施形態によれば、第１の判定ユニット及び／又は第２の判定ユニットは、光学検出要素、特にフォトダイオードを備える。少なくとも１つの光学検出要素を介して、焼結又は溶融プロセス中の絶対温度、構造、特に微細構造に対する影響など、造形平面から放出されたエネルギービーム及び／又は放射の様々なパラメータ、特にプロセスパラメータ又は物理的パラメータを判定及び評価することができる。特に、固化区間に隣接する区間を監視することも可能である。それぞれの光学検出要素、たとえばカメラ及び／又は高温計を使用することで、造形平面内の温度及び／又は熱放散の空間及び／又は時間分解判定がさらに可能になる。
【００２６】
さらに、この装置は、第２のビーム部分の強度を低減させるように適合された少なくとも１つの減衰ユニットを備えることができる。したがって、たとえば偏光フィルタ又は中性濃度フィルタなどの減衰ユニットの一部を形成する対応するフィルタ要素によって、第２のビーム部分の強度をさらに減衰させることができる。したがって、第２のビーム部分の強度は、たとえば対応する判定ユニットによって最大に受け取ることができる必要とされる強度に合うように適合することができる。通常、ビーム案内ユニットの反射コーティング又は反射能力は、９０％超、特に９９％超をビーム案内要素で反射させることを可能にすることができ、１％未満のみがビーム案内要素で散乱されるか又はビーム案内要素を通って伝送され、したがって第２のビーム部分の少なくとも１つのパラメータを判定するために使用することができる。たとえば、ビーム案内ユニットは、ビーム案内要素に入射するエネルギービームの９９．８％を反射し、それによって０．２％がビーム案内要素を通って伝送されるか又はビーム案内要素で散乱され、判定デバイスを介して少なくとも１つのパラメータを判定するために使用することができる。
【００２７】
さらに、少なくとも１つの判定されたパラメータ、特に少なくとも１つのパラメータ及び／又は少なくとも１つの第２のパラメータに応じてエネルギービームを制御するように適合された制御ユニットを提供することができる。したがって、制御ユニットは、少なくとも１つの判定されたパラメータに応じてエネルギービームを調整することができる。
【００２８】
さらに、本発明は、３次元の物体を付加製造する装置、特に前述した本発明の装置用の判定デバイスに関し、それによって判定デバイスは、装置の照射デバイスを介して生成されたエネルギービームの第２のビーム部分の少なくとも１つのパラメータを判定するように適合されていて、それによってエネルギービームは、少なくとも１つのビーム案内要素で部分的に反射され、それによって第１のビーム部分が、ビーム案内要素と装置の造形平面との間に延び、第２のビーム部分が、ビーム案内要素を通って伝送されるか又はビーム案内要素で散乱される。
【００２９】
加えて、本発明は、エネルギー源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少なくとも１つの装置を動作させる方法に関し、この装置は、少なくとも１つのビーム案内要素を有する照射デバイスを備え、エネルギービームは、ビーム案内要素上で部分的に反射され、それによって第１のビーム部分が、ビーム案内要素と装置の造形平面との間に延び、第２のビーム部分が、ビーム案内要素を通って伝送されるか又はビーム案内要素で散乱され、それによって第２のビーム部分の少なくとも１つのパラメータが判定される。
【００３０】
当然ながら、本発明の装置に関して記載するすべての特徴、詳細、及び利点は、本発明の判定デバイス及び本発明の方法に完全に移行可能である。当然ながら、本発明の方法は、本発明の装置上で実行することができる。
【００３１】
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】
【００３２】
【図１】本発明の装置の例示的な実施形態を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
唯一の図は、少なくとも１つのエネルギービーム４によって固化することができる造形材料３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２を付加製造する装置１を示す。装置１は、たとえばレーザ又は発光ダイオードなどのビーム生成デバイス６を介してエネルギービーム４を生成するように適合された照射デバイス５を備える。照射デバイス５は、ビーム案内要素７をさらに備え、エネルギービーム４は、ビーム案内要素７で造形平面１８の方へ反射され、造形平面１８内で造形材料３が直接照射される。照射デバイス５は、視準光学ユニット８及び集束光学ユニット９をさらに備える。
【００３４】
唯一の図から導出することができるように、ビーム案内要素７は、視準光学ユニット８と集束光学ユニット９との間でエネルギービーム４のビーム経路内に配置される。エネルギービーム４は、ビーム案内要素７で完全（１００％）には反射されないため、エネルギービーム４は、ビーム案内要素７と造形平面１８との間に延びる第１のビーム部分１０と、ビーム案内要素７を通って伝送される（又はビーム案内要素７で散乱される）第２のビーム部分１１とに分割される。言い換えれば、ビーム案内要素７におけるエネルギービーム４の不完全な反射のため、ビーム案内要素７で造形平面１８の方へ反射される第１のビーム部分１０が生成される。さらに、ビーム案内要素７を通って伝送される第２のビーム部分１１が生成される。したがって、エネルギービーム４は、ビーム案内要素７で反射された第１のビーム部分１０と、ビーム案内要素７を通って伝送される第２のビーム部分１１とに分割される。この例示的な実施形態では、エネルギービーム４の９９．８％が、第１のビーム部分１０として反射され、エネルギービーム４の０．２％が、第２のビーム部分１１として伝送される。
【００３５】
装置１は、判定デバイス１２を備え、判定デバイス１２は、第１の判定ユニット１３及び第２の判定ユニット１４を有し、それによって第２の判定ユニット１４は単に任意選択であり、以下に説明する。
【００３６】
第２のビーム部分１１は、ビーム案内要素７と第１の判定ユニット１３との間に延び、それによって第２のビーム部分１１は、任意選択で、減衰ユニット１５、たとえば中性濃度フィルタによって減衰させることができる。第１の判定ユニット１３及びエネルギービーム４の共焦点の配置のため、付加製造プロセスが実行されている間に、特に物体２が造形平面１８内に付加造形されている間に、第２のビーム部分１１の少なくとも１つのパラメータを判定することが可能である。
【００３７】
第２のビーム部分１１の少なくとも１つのパラメータは、エネルギービーム出力、及び／又はエネルギービーム強度、及び／又はエネルギービーム４のビームプロファイル、及び／又はエネルギービーム４の焦点位置、及び／又はエネルギービーム４の焦点シフトなどの第２のビーム部分１１に関する様々なパラメータを含むことができる。当然ながら、どのパラメータが判定されるかについて任意の選択を行うことができる。さらに、第１の判定ユニット１３は、エネルギービーム４に対する視準光学ユニット８の位置ずれを判定するように適合されている。これによるエネルギービーム４はガウスビームプロファイルを含むため、この位置ずれは、たとえば、少なくとも１つの判定されたパラメータに対応する関数を合わせること、特にガウスフィットを介して判定することができる。当然ながら、任意の他のビームプロファイルを有するエネルギービーム４を代わりに使用することもできる。
【００３８】
装置１は、特にエネルギービーム４に対して視準光学ユニット８及び集束光学ユニット９を位置決めするために視準光学ユニット８及び集束光学ユニット９を動かすように適合された較正ユニット１６をさらに備える。
【００３９】
第２の判定ユニット１４は、造形平面１８から放出された放射１７の少なくとも１つの第２のパラメータを判定するように適合されている。少なくとも１つの第２のパラメータは、造形平面１８内の熱放散、並びに／若しくは造形平面１８の少なくとも１つの領域の温度、並びに／若しくはそれぞれ第１のビーム部分１０のエネルギービーム４のスポットの位置、並びに／若しくはエネルギービーム４の焦点位置及び／若しくは焦点シフト、並びに／若しくはエネルギービーム４のコマ収差とすることができるか又はこれらを含むことができる。
【００４０】
第１の判定ユニット１３及び第２の判定ユニット１４は、第２のビーム部分１１又は造形平面１８から放出された放射１７のそれぞれのパラメータを判定するために、光学検出要素、たとえばフォトダイオード、ＣＣＤカメラ若しくはＣＭＯＳセンサ、又は高温計を備える。
【００４１】
当然ながら、本発明の方法は、本発明の装置１上で実行することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１  装置
２  ３次元の物体
３  造形材料
４  エネルギービーム
５  照射デバイス
６  ビーム生成デバイス
７  ビーム案内要素
８  視準光学ユニット
９  集束光学ユニット
１０  第１のビーム部分
１１  第２のビーム部分
１２  判定デバイス
１３  第１の判定ユニット
１４  第２の判定ユニット
１５  減衰ユニット
１６  較正ユニット
１７  放射
１８  造形平面
【図１】
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