(57)【要約】【課題】改善された照射デバイスを有し、特に固化プロセスをより効率的に実行することができる、３次元の物体を付加製造（積層造形）する装置を提供すること。【解決手段】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）を付加製造する装置（１）が提供され、少なくとも１つの照射ユニット（５）を有する照射デバイス（４）が提供され、照射ユニット（５）は、少なくとも２つの照射要素（７）を画定された空間関係で保持する共通の保持構造（６）、特に共通のハウジングを備え、少なくとも２つの照射要素（７）は、個々に制御可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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（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（積層造形）する装置（１）であって、少なくとも１つの照射ユニット（５）を有する照射デバイス（４）を備え、前記照射ユニット（５）は、少なくとも２つの照射要素（７）を画定された空間関係で保持する一つの共通の保持構造（６）、特に共通のハウジングを備え、前記少なくとも２つの照射要素（７）は、個々に制御可能であることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記少なくとも２つの照射要素（７）を介して生成される少なくとも２つのエネルギービーム（８）を造形平面（９）内で個々に案内するように適合された少なくとも１つのビーム案内ユニット（１９）を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ビーム案内ユニット（１９）は、前記少なくとも２つのエネルギービーム（８）のスポットが前記造形平面（９）内で離れるように、又は少なくとも部分的に重複するように、前記少なくとも２つのエネルギービーム（８）を案内するように適合され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】
前記ビーム案内ユニット（１９）は、前記造形平面（９）の画定された領域にわたって各エネルギービーム（８）を案内するように適合され、前記少なくとも２つのエネルギービーム（８）は、重複領域内、特に前記造形平面（９）全体で重複させることができることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
前記照射ユニット（５）は、前記少なくとも２つの照射要素（７）にエネルギービーム（８）を生成するためのエネルギーを提供するように適合された共通のエネルギー源（１０）、特に電気エネルギー源を備えることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
前記共通のエネルギー源（１０）は、各照射要素（７）にエネルギーを個々に提供するように適合され、制御ユニット（１１）が、各照射要素（７）を個々に弱め且つ／又は切り換えるように適合されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
前記照射ユニット（５）は、共通の冷却デバイス（１２）を備え、前記少なくとも２つの照射要素（７）は、前記共通の冷却デバイス（１２）に熱的に接触して配置されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
前記共通の冷却デバイス（１２）は、少なくとも１つの共通の冷却回路（１４）及び／又は少なくとも１つの共通の冷却プラットホーム（１３）を備えることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
前記少なくとも２つの照射要素（７）、並びに前記共通のエネルギー源（１０）及び／又は前記共通の冷却デバイス（１２）は、照射アセンブリを形成することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
前記照射デバイス（４）は、少なくとも１つの光ファイバ（１６）を備え、少なくとも２つのエネルギービーム（８）が、同じ光ファイバ（１６）又は異なる光ファイバ（１６）内へ結合されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１１】
前記照射ユニット（５）は、少なくとも２つの光ファイバ（１６）を有する光ファイバアレイ（１５）を備え、少なくとも２つの照射要素（７）を介して生成される少なくとも２つのエネルギービーム（８）が、同じ光ファイバ（１６）内へ結合され、且つ／又は少なくとも２つのエネルギービーム（８）が、前記光ファイバアレイ（１５）の異なる光ファイバ（１６）内へ結合されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも２つの照射要素（７）に結合可能である又は結合されている少なくとも１つの照射ヘッド（１７）を備え、前記少なくとも１つの照射ヘッド（１７）は、前記照射要素（７）を介して生成される各エネルギービーム（８）のビーム特性を個々に修正するように適合された少なくとも１つのビーム修正ユニット（１８）を備えることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１３】
前記ビーム修正ユニット（１８）は、各エネルギービーム（８）のスポット寸法、特にスポット形状、スポットサイズ、及び／又は造形平面（９）に対するスポット焦点位置、及び／又は参照軸に対するスポット位置を、特に個々に修正するように適合されることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】
３次元の物体（２）を付加製造する装置（１）、特に請求項１〜１３のいずれか一つに記載の装置（１）向けの照射デバイス（４）であって、少なくとも１つの照射ユニット（５）を備え、前記照射ユニット（５）は、少なくとも２つの照射要素（７）を画定された空間関係で保持する共通の保持構造（６）、特に共通のハウジングを備え、前記少なくとも２つの照射要素（７）は、個々に制御可能であることを特徴とする照射デバイス。
【請求項１５】
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（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つの照射ユニット（５）を有する少なくとも１つの照射デバイス（４）を備え、前記照射ユニット（５）は、少なくとも２つの照射要素（７）を画定された空間関係で保持する共通の保持構造（６）、特に共通のハウジングを備え、前記少なくとも２つの照射要素（７）は、個々に制御可能である又は制御されてい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、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）する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、エネルギービーム、たとえばレーザビームなどのエネルギービームによって層を選択的に照射及び固化することを介して３次元の物体を付加製造する装置は、従来技術から概して知られている。典型的には、対応するエネルギービームを生成するように適合されたレーザ源などの照射ユニットが提供される。エネルギービームは、造形平面内に配置することができる造形材料上へ案内される。
【０００３】
さらに、エネルギービームの様々なパラメータが、照射プロセスにおける造形材料の固化挙動に直接影響を与えることが、従来技術から知られている。たとえば、造形材料の画定された体積内で消費されるエネルギーは、固化挙動、たとえば造形材料が溶融、すなわち固化される程度に影響を与える。当然ながら、エネルギービームのエネルギー／強度、エネルギービームのスポットサイズなど、エネルギービームの様々なパラメータを計算に入れなければならない。また、造形材料内で消費されるエネルギーを変動させるために、照射時間、すなわちエネルギービームのスポットが造形平面の特定の領域に入射する時間を変動させることも可能である。
【０００４】
異なる物体の異なる構造は、造形平面の異なる領域内で異なる量のエネルギーを消費することを必要とするため、前述したように、たとえば強度又は照射時間の変更を介して、造形材料内で消費することができるエネルギーを変化させる可能性を有することも所望される。また、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照射時間を低減させるために、エネルギービームの出力を増大させることも可能である。しかし、より高い出力を有するエネルギービームを生成するように適合された照射ユニットは、冷却ユニット、エネルギー源などのこれらの照射ユニットに設けられる基礎構造に対する要求が比較的大きいため、保守及び運用の点でコストがかかり、要求が厳しい。
【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、改善された照射デバイスを有し、特に固化プロセスをより効率的に実行することができる、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】
【０００６】
この目的は、本発明によれば、請求項１に記載の装置によって実現される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に準拠する。
【０００７】
本明細書に記載する装置は、エネルギービーム、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、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、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など、造形材料の塗布及び造形材料の固化が別個に実行される装置とすることができる。
【０００８】
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、処理チャンバ、処理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前述の照射デバイス、及び所与の流れ特性、たとえば所与の流れプロファイル、流速などで処理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、処理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。
【０００９】
本発明は、少なくとも１つの照射ユニットを有する照射デバイスが提供され、照射ユニットは、少なくとも２つの照射要素を画定された空間関係で保持する共通の保持構造、特に共通のハウジングを備え、少なくとも２つの照射要素は、個々に制御可能であるという概念に基づいている。したがって、照射デバイスの照射ユニットは、少なくとも２つの照射要素を備え、これらの照射要素を介して、エネルギービームをそれぞれ生成及び／又は放出若しくは出力することができる。少なくとも２つの照射要素は、個々に制御可能であり、それにより造形材料を異なるパラメータ、たとえば異なるエネルギー又は強度で照射することが可能になる。
【００１０】
したがって、各照射要素が個々に制御可能であるため、少なくとも２つの照射要素のエネルギービームを任意に組み合わせることができる。たとえば、照射要素は、異なる照射要素を介して生成される異なるエネルギービームのエネルギービームスポットから構成される共通のエネルギービームスポットを造形平面上に構成することを可能にするために、個々にオン及びオフに切り換えることができる。言い換えれば、異なる照射要素を介して生成される少なくとも２つのエネルギービームの少なくとも２つのエネルギービームスポットを、造形平面内で組み合わせる／重ね合わせることができる。したがって、造形材料を照射するために必要とされるエネルギーがより少ない場合、少なくとも２つの照射要素は、この必要とされるエネルギーを提供することができるように制御することができる。たとえば、必要とされるエネルギーを提供するのに、１つのエネルギービームだけで十分である場合、１つの照射要素だけを使用して、エネルギービームを生成することができる。
【００１１】
付加製造プロセス全体にわたって存在しうるすべての照射タスクを実行するのに十分な出力を有するエネルギービームを提供する単一の照射要素と比較すると、少なくとも２つの個々に制御可能な照射要素を有する本発明の照射ユニットは、必要とされる場合のみ、利用可能なエネルギービーム出力全体を使用し、造形材料を適切に照射するためにより少量のエネルギーしか必要とされない場合、それに対応して照射要素を制御するという利益を提供する。
【００１２】
少なくとも２つの照射要素を画定された空間関係で維持するために、本発明の照射ユニットは、少なくとも２つの照射要素を画定された空間関係で保持／収容する共通のハウジングなどの共通の保持構造を備える。したがって、少なくとも２つの照射要素を備える照射ユニットは、これらの照射要素がそれぞれ共通の保持構造内又は共通の保持構造上に配置されるため、アセンブリを形成する。
【００１３】
本発明の装置の第１の実施形態によれば、少なくとも２つの照射要素を介して生成される少なくとも２つのエネルギービームを造形平面内で個々に案内するように適合された少なくとも１つのビーム案内ユニットを提供することができる。したがって、少なくとも２つの照射要素を介して個々に生成されるエネルギービームのスポットは、造形平面内で別個に／個々に案内することができる。したがって、造形平面の２つの区分を２つ（又はそれ以上）のエネルギービームで同時に照射することができる。たとえば、各エネルギービームに提供されるエネルギーが、造形材料を固化するのに十分である場合、造形平面の異なる区分を少なくとも２つのエネルギービームで同時に照射することができるため、１つのより高出力の単一エネルギービームだけを使用した場合と比較して、照射時間を低減させることができ、したがって造形平面内で照射する必要のある構造を同時により速く照射することができる。当然ながら、２つのエネルギービームだけを使用することは単なる例示であり、代わりに、任意の数のエネルギービーム及びそれらのエネルギービームを生成する照射要素を使用することができる。
【００１４】
さらに、ビーム案内ユニットは、少なくとも２つのエネルギービームのスポットが造形平面内で離れるように、又は少なくとも部分的に重複するように、少なくとも２つのエネルギービームを案内するように適合させることができる。したがって、エネルギービームを造形平面内で任意に組み合わせることができる。たとえば、造形平面の一区分を、画定されたパラメータ、たとえば画定されたビーム出力を有するエネルギービームで照射する必要がある場合、少なくとも２つのエネルギービームは、少なくとも２つのエネルギービームのスポットが少なくとも部分的に重複するように造形平面内で案内することができる。特に、少なくとも２つ（たとえば複数）のエネルギービームを同期して案内することができ、個々のエネルギービームは、それぞれ組み合わされ又は重複される。したがって、少なくとも２つのエネルギービームを介して生成される個々のエネルギービームと比較するとより高い出力を有する付加製造で通常使用される単一エネルギービームは、少なくとも２つのエネルギービームを組み合わせることによって置き換えることができる。
【００１５】
したがって、必要な場合、少なくとも２つのエネルギービームを組み合わせることができ、そうでない場合、造形平面内で別個に案内することができる。当然ながら、対応する照射要素によって生成される任意の数のエネルギービームを組み合わせることができる。たとえば、５つのエネルギービームを提供／生成する５つの照射要素が利用可能である場合、それらのエネルギービームのうちの３つを組み合わせることが可能であり、残りの２つのエネルギービームは、組み合わせても、又は別個に案内してもよい。当然ながら、前述の組合せは単なる例示であり、造形平面における単一エネルギービームの任意の組合せ／個々の案内が実行可能である。さらに、エネルギービームのどれでも、同様にオフ又はオンに個々に切り換えることができる。
【００１６】
本発明の装置の別の実施形態によれば、ビーム案内ユニットは、造形平面の画定された領域にわたって各エネルギービームを案内するように適合させることができ、少なくとも２つのエネルギービームは、重複領域内、特に造形平面全体で重複させることができる。したがって、造形平面内で各エネルギービームを案内することができる領域を画定することが可能であり、少なくとも１つの重複領域を画定することができ、エネルギービームは、造形平面内で生成されるスポットを少なくとも部分的に重複させることができるように案内することができる。したがって、造形平面は、複数の領域に細分することができ、各領域は、エネルギービームの少なくとも１つに割り当てることができ、各エネルギービームは、そのエネルギービームが割り当てられた小領域内で案内することができる。小領域は、重複領域内で重複し、エネルギービームは、造形平面内のスポットが重複領域内で重複するように案内することができる。好ましくは、重複領域は、造形平面の任意の領域内ですべてのエネルギービームを重複させることができるように、造形平面全体とすることができる。また当然ながら、造形平面のすべての領域内ですべてのエネルギービームを案内することも可能である。
【００１７】
本発明の装置は、照射ユニットが、少なくとも２つの照射要素にエネルギービームを生成するためのエネルギーを提供するように適合された共通のエネルギー源、特に電気エネルギー源を備えるように、さらに改善することができる。したがって、共通のエネルギー源を介して、少なくとも２つの照射要素にエネルギーを提供することができる。共通のエネルギー源は、たとえば、共通の保持構造内へ取り付け又は組み込むことができ、すなわち共通のハウジング内に配置することができる。共通のエネルギー源は、少なくとも２つの照射要素が対応するエネルギービームを生成することができるように、少なくとも２つの照射要素にエネルギーを分散させて、これらの照射要素に出力を提供することができる。したがって、従来技術で通常使用される単一の照射要素又は別個に配置された複数の照射要素と比較すると、１つの共通のエネルギー源だけが必要とされ、提供されるエネルギーは、必要に応じて少なくとも２つの照射要素に分散させることができる。
【００１８】
さらに、共通のエネルギー源は、各照射要素にエネルギーを個々に提供するように適合させることができ、制御ユニットは、各照射要素を個々に弱め且つ／又は切り換えるように適合させることができる。制御ユニットは、たとえば、共通のエネルギー源の一部と見なすことができ、又は共通の保持構造に取り付け若しくは組み込むこともできる別個の制御ユニットとして提供することができる。制御ユニットは、共通のエネルギー源を介して提供される（電気）エネルギーを分散させ、特に各照射要素を個々に弱め且つ／又は切り換えるように適合させることができる。有利には、少なくとも２つの照射要素は、少なくとも２つの照射要素を介して生成されるエネルギービームのエネルギーを制御することができるように、切り換え且つ／又は弱めることができる。したがって、適切な量のエネルギーを造形材料内で消費することができる。
【００１９】
本発明の装置の別の実施形態によれば、照射ユニットは、共通の冷却デバイスを備えることができ、少なくとも２つの照射要素は、共通の冷却デバイスに熱的に接触して配置される。したがって、照射要素は、共通の冷却デバイスを介して調整、特に冷却することができ、少なくとも２つの照射要素は、共通の冷却デバイスに熱的に接触して配置される。言い換えれば、各照射要素に対して個々の冷却デバイスを提供するのではなく、同じ照射ユニットに割り当てられた少なくとも２つの照射要素、特にすべての照射要素を冷却するように適合された１つの共通の冷却デバイスを提供することができる。冷却デバイスは、たとえば、共通の保持構造に組み込み又は取り付けることができる。
【００２０】
好ましくは、共通の冷却デバイスは、少なくとも１つの共通の冷却回路及び／又は少なくとも１つの共通の冷却プラットホームを備えることができる。概して、共通の冷却デバイスは、照射要素から熱を放散するため、特に付加製造プロセス全体にわたって照射要素を冷却するために使用することができる。したがって、少なくとも１つの冷却回路を介して少なくとも２つの照射要素から離れる方へ熱を案内することができる。冷却回路は、たとえば少なくとも２つの照射要素の少なくとも１つの表面に沿って流れることによって、照射要素から離れる方へ熱を案内することができる少なくとも１つの流体を含むことができる。別法又は追加として、少なくとも１つの共通の冷却プラットホームを提供することができ、この共通の冷却プラットホームに照射要素が取り付けられ、すなわち照射要素は、この共通の冷却プラットホームに（直接）熱的に接触したままになる。
【００２１】
本発明の装置の別の好ましい実施形態によれば、少なくとも２つの照射要素、並びに共通のエネルギー源及び／又は共通の冷却デバイスは、照射アセンブリを形成する。したがって、少なくとも２つの照射要素、並びに共通のエネルギー源及び／又は共通の冷却デバイスは、共通の保持構造を介してともに結合することができ、特に同じ共通のハウジング内に配置することができる。したがって、照射ユニット、並びに補助デバイス、すなわち共通のエネルギー源及び共通の冷却デバイスは、照射アセンブリを形成し、同じ共通のハウジング内に配置することができる。したがって、照射アセンブリが付加製造装置の１つの構成要素（アセンブリ）を構成するので、照射アセンブリは、小型で簡単に取り付けられるように構築することができる。
【００２２】
さらに、照射デバイスは、少なくとも１つの光ファイバを備えることができ、特に異なる照射要素によって生成される少なくとも２つのエネルギービームが、同じ光ファイバ又は異なる光ファイバ内へ結合される。したがって、対応する光ファイバによって、照射要素の１つによって生成されるエネルギービームをすなわち処理チャンバ内及び造形平面へ案内することが可能である。また、同じ光ファイバ内へ結合されるエネルギービームを生成する少なくとも２つの照射要素を有し、両エネルギービームを組み合わせることも可能である。
【００２３】
本発明の装置は、少なくとも２つの照射要素に結合可能である又は結合されている少なくとも１つの照射ヘッドを提供することができ、少なくとも１つの照射ヘッドが、照射要素を介して生成される各エネルギービームのビーム特性を特に個々に修正するように適合された少なくとも１つのビーム修正ユニットを備えるように、さらに改善することができる。したがって、照射ヘッドは、各エネルギービームのビーム特性を個々に修正するために使用することができ、又は照射ヘッドは、少なくとも２つのエネルギービームを均一且つ／若しくは同時に修正することができる。したがって、照射ヘッド内へ結合される各エネルギービームのビーム特性、たとえばスポット寸法（形状、サイズなど）、スポット焦点位置、参照軸に対するスポット位置を修正することができる。
【００２４】
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向けの照射デバイスに関し、照射デバイスは、少なくとも１つの照射ユニットを備え、照射ユニットは、少なくとも２つの照射要素が画定された空間関係で配置される共通の保持構造、特に共通のハウジングを備え、少なくとも２つの照射要素は、個々に制御可能である。
【００２５】
さらに、本発明は、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次元の物体を付加製造する少なくとも１つの装置、特に前述した本発明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つの照射ユニットを有する少なくとも１つの照射デバイスを備え、照射ユニットは、少なくとも２つの照射要素が画定された空間関係で配置される共通の保持構造、特に共通のハウジングを備え、少なくとも２つの照射要素は、個々に制御可能である又は制御されている。
【００２６】
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、本発明の照射デバイス及び本発明の方法に完全に移行可能であることが自明である。特に、本発明の方法は、本発明の装置上で、好ましくは本発明の照射デバイスを使用して実行することができる。
【００２７】
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】
【００２８】
【図１】本発明の装置を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この図は、エネルギービーム８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、照射ユニット５を有する照射デバイス４を備え、この例示的な実施形態では、照射ユニット５は、共通のハウジングとして構築された共通の保持構造６を備える。照射ユニット５は、複数の照射要素７をさらに備え、この例示的な実施形態では、５つの照射要素７が提供される。
【００３０】
図から導出することができるように、照射要素７は、共通の保持構造６内に配置され、言い換えれば、共通の保持構造６は、特に照射要素７を取り囲む。したがって、照射要素７は、共通の保持構造６に取り付けられ、且つ互いに取り付けられる（任意選択）ため、共通の保持構造６は、空間関係を画定し、照射要素７をこの画定された空間関係で保持する。
【００３１】
各照射要素７は、エネルギービーム８を生成するように適合され、エネルギービーム８は、造形平面９内に配置された造形材料３を選択的に照射して物体２を層ごとに連続して付加造形するように、装置１の造形平面９上へ案内されることができる。照射要素７には、共通のエネルギー源１０を介して（電気）エネルギーが提供される。共通のエネルギー源１０もまた、共通の保持構造６内へ組み込まれる（任意選択）。共通のエネルギー源１０は、各照射要素７へ（電気）エネルギーを個々に提供するように適合された制御ユニット１１を備える。したがって、制御ユニット１１は、各照射要素７をオン又はオフに個々に切り換えるように適合され、この例示的な実施形態による制御ユニット１１は、各照射要素７を個々に弱めるようにさらに適合される。
【００３２】
個々の照射要素７を介して生成されるエネルギービーム８は、ビーム案内ユニット１９を介して造形平面９上へ案内されることができる。ビーム案内ユニット１９は、エネルギービーム８を個々に案内するように適合され、エネルギービーム８の少なくとも２つは、少なくとも部分的に重複させることができる。したがって、造形平面９内のエネルギービーム８のスポットを少なくとも部分的に、特に完全に重複させて、少なくとも２つのエネルギービーム８を組み合わせることができる。当然ながら、造形平面９内のエネルギービーム８の任意の組合せが実行可能であり、この図に示す例示的な実施形態では、３つのエネルギービーム８が組み合わされており、２つのエネルギービーム８は個々に制御され、造形平面９内で別個に案内されている。当然ながら、造形平面９内のエネルギービーム８の案内及び単一エネルギービーム８の実行される組合せは、実際の照射ステップに依存する。少なくとも２つのエネルギービームを組み合わせることによって、組み合わせたエネルギービーム８によって消費されるエネルギーを増大させることができるなど、異なるビームパラメータを強化することができる。
【００３３】
したがって、ビーム案内ユニット１９は、造形平面９の画定された領域、特に造形平面９全体にわたって、各エネルギービーム８を案内することができる。この図に示すこの実施形態によれば、エネルギービーム８は、造形平面９全体にわたって任意に重複させ又は組み合わせることができる。
【００３４】
照射ユニット５は、共通の冷却プラットホーム１３及び共通の冷却回路１４を備える共通の冷却デバイス１２をさらに備える。この図から導出することができるように、照射要素７は、共通の冷却プラットホーム１３に取り付けられ、したがって共通の冷却プラットホーム１３に熱的に接触したままになる。さらに、共通の冷却回路１４は、照射要素７、共通のエネルギー源１０、及び冷却プラットホーム１３に沿って流れる不活性ガスなどの冷却流体の流れを生成するように適合される。したがって、照射要素７は、共通の保持構造６内で調整、好ましくは冷却することができ、共通の冷却プラットホーム１３及び共通の冷却回路１４、すなわち共通の冷却デバイス１２もまた、共通の保持構造６内に配置される。共通の冷却デバイス１２は、照射要素７が付加製造プロセス全体にわたって一定の温度を維持することを確実にするために、照射要素７から熱を放散することを可能にする。
【００３５】
照射ユニット５は、ファイバアレイ１５をさらに備え、ファイバアレイ１５は、複数（５つ）の光ファイバ１６を備え、照射要素７を介して生成されるエネルギービーム８は、ファイバアレイ１５の光ファイバ１６内へ結合される。特に、エネルギービーム８は、同じ光ファイバ１６内へ結合することができ、又は異なる光ファイバ１６内へ結合することが可能である。図示の実施形態によれば、すべてのエネルギービーム８が、光ファイバアレイ１５の個々の光ファイバ１６内へ結合される。光ファイバ１６は、たとえば、エネルギービーム８を照射要素７からビーム案内ユニット１９へ伝達することを可能にする。
【００３６】
さらに、照射デバイス４は、照射要素７に結合された照射ヘッド１７を備える。照射ヘッド１７は、照射要素７を介して生成される各エネルギービーム８のビーム特性を個々に修正するように適合された修正ユニット１８を備える。したがって、生成されるエネルギービーム８の異なるビーム特性、たとえばスポット寸法、特にスポット形状、スポットサイズ、及び／又は造形平面９に対するスポット焦点位置、及び／又は参照軸、たとえば造形平面９の中心軸に対するスポット位置を、個々に修正することができる。
【００３７】
この例示的な実施形態では、照射要素７、並びに共通のエネルギー源１０及び共通の冷却デバイス１２及び照射ヘッド１７は、照射アセンブリを形成する。したがって、照射アセンブリは、異なる構成要素を備え、これらの構成要素はすべて、共通の保持構造６、特に共通のハウジング内に配置される。
【００３８】
本発明の方法は、本発明の装置１上で、好ましくは照射デバイス４を使用して実行することができることが自明である。
【符号の説明】
【００３９】
１  装置
２  ３次元の物体
３  造形材料
４  照射デバイス
５  照射ユニット
６  共通の保持構造
７  照射要素
８  エネルギービーム
９  造形平面
１０  共通のエネルギー源
１１  制御ユニット
１２  共通の冷却デバイス
１３  共通の冷却プラットホーム
１４  共通の冷却回路
１５  ファイバアレイ
１６  光ファイバ
１７  照射ヘッド
１８  修正ユニット
１９  ビーム案内ユニット
【図１】
2019137041.tif 000003