(57)【要約】      （修正有）【課題】３次元の物体を付加製造する装置用の改善された照射デバイスの提供。【解決手段】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）用の照射デバイス（６）であって、少なくとも１つのエネルギー・ビーム（４）によって造形材料（３）の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化するように適合されており、所与のビーム特性の少なくとも１つのエネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）を生成するようにそれぞれ適合された複数のビーム生成ユニット（７ａ〜７ｃ）であって、少なくとも１つのビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）に結合可能であり又は結合されている、複数のビーム生成ユニット（７ａ〜７ｃ）と、複数のビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）と、少なくとも１つの照射ヘッド（９）とを備える。【選択図】図１
2019072993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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）用の照射デバイス（６）であって、少なくとも１つのエネルギー・ビーム（４）によって造形材料（３）の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化するように適合されており、
所与のビーム特性の少なくとも１つのエネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）を生成するようにそれぞれ適合された複数のビーム生成ユニット（７ａ〜７ｃ）であって、各ビーム生成ユニット（７ａ〜７ｃ）が、少なくとも１つのビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）に結合可能であり又は結合されている、複数のビーム生成ユニット（７ａ〜７ｃ）と、
複数のビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）、特にビーム案内ファイバであって、各ビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）が、少なくとも１つのビーム生成ユニット（７ａ〜７ｃ）に結合可能であり又は結合されており、且つ少なくとも１つの照射ヘッド（９）に結合可能であり又は結合されている、複数のビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）と、
前記複数のビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）に結合可能であり又は結合されている少なくとも１つの照射ヘッド（９）であって、少なくとも１つのビーム修正ユニット（１０）を備え、前記ビーム修正ユニット（１０）は、それぞれのビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）によって前記照射ヘッド（９）内へ結合される前記各エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の前記ビーム特性を個々に修正するように適合されている、少なくとも１つの照射ヘッド（９）と
を備えることを特徴とする照射デバイス。
【請求項２】
前記ビーム修正ユニット（１０）は、それぞれのビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）によって前記照射ヘッド（９）内へ結合されている前記各エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）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（Ｅ）に対するスポット焦点位置、及び／又は基準軸に対するスポット位置を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に記載の照射デバイス。
【請求項３】
前記ビーム修正ユニット（１０）は、少なくとも１つの光学構成（１３）を備え、前記光学構成（１３）は、前記光学構成（１３）を横断する前記エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の前記ビーム特性を修正するように適合され、前記光学構成（１３）は、前記光学構成（１３）の光軸（Ａ）に対して配置された複数の光学要素（１４ａ〜１４ｄ）を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の照射デバイス。
【請求項４】
前記光学構成（１３）は、中間焦点（ＩＦ）を生成するように適合されないことを特徴とする請求項３に記載の照射デバイス。
【請求項５】
前記光学構成（１３）は、前記光学構成（１３）の前記光軸（Ａ）に対して特に同軸に配置された複数の光学要素（１４ａ〜１４ｄ）を備え、
第１の光学要素（１４ａ）が、（両）凸レンズとして構築され、又はそれを備え、
前記光学構成（１３）を通る前記エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の延長に対して前記第１の光学要素（１４ｂ）の後に配置された第２の光学要素（１４ｂ）が、（両）凹レンズとして構築され、又はそれを備え、
前記光学構成（１３）を通る前記エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の延長に対して前記第２の光学要素（１４ｂ）の後に配置された第３の光学要素（１４ｃ）が、（両）凸レンズとして構築され、又はそれを備え、
前記光学構成（１３）を通る前記エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の延長に対して前記第３の光学要素（１４ｃ）の後に配置された第４の光学要素（１４ｄ）が、（両）凸レンズとして構築され、又はそれ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照射デバイス。
【請求項６】
前記光学構成（１３）は、中間焦点（ＩＦ）を生成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のいずれか一つに記載の照射デバイス。
【請求項７】
前記光学構成（１３）は、前記光学構成（１３）の前記光軸（Ａ）に対して特に同軸に配置された複数の光学要素（１４ａ〜１４ｄ）を備え、
第１の光学要素（１４ａ）が、（両）凸レンズとして構築され、又はそれを備え、
前記光学構成（１３）を通る前記エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の延長に対して前記第１の光学要素（１４ａ）の後に配置された第２の光学要素（１４ｂ）が、前記第１の光学要素（１４ａ）に対して特定の像距離（ｂ）をあけて前記エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の中間像（ＩＩ）を生成するように適合された開口要素として構築され、又はそれを備え、
前記光学構成（１３）を通る前記エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の延長に対して前記第２の光学要素（１４ｂ）の後に配置された第３の光学要素（１４ｃ）が、（両）凸レンズとして構築され、又はそれを備え、
前記光学構成（１３）を通る前記エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の延長に対して前記第３の光学要素（１４ｃ）の後に配置された第４の光学要素（１４ｄ）が、（両）凸レンズとして構築され、又はそれを備え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照射デバイス。
【請求項８】
前記光学構成（１３）は、前記光学構成（１３）の前記光軸（Ａ）に対して特に同軸に配置された複数の光学要素（１４ａ〜１４ｄ）を備え、少なくとも１つの光学要素（１４ａ〜１４ｄ）が、少なくとも１つのさらなる光学要素（１４ａ〜１４ｄ）に対して可動に支持されてい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照射デバイス。
【請求項９】
前記ビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）は、前記ビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）が互いに対して特別な空間関係で配置されるアレイ配置で、前記照射ヘッド（９）に結合されてい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照射デバイス。
【請求項１０】
第１のビーム生成ユニット（７ａ〜７ｃ）が、少なくとも１つのさらなるビーム生成ユニット（７ａ〜７ｃ）によって生成される少なくとも１つのエネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）の所与のビーム特性とは異なる所与のビーム特性の少なくとも１つのエネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）を生成するように適合されてい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照射デバイス。
【請求項１１】
少なくとも１つのビーム生成ユニット（７ａ〜７ｃ）が、レーザ・ダイオード・ユニットとして構築され、又はそれを備え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照射デバイス。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれか一つに記載の照射デバイス（６）用の照射ヘッド（９）であって、複数のビーム案内要素（８ａ〜８ｃ）に結合可能であり、少なくとも１つのビーム修正ユニット（１０）を備え、前記ビーム修正ユニット（１０）は、前記照射ヘッド（９）内へ結合される前記エネルギー・ビーム（４ａ〜４ｃ）のビーム特性を個々に修正するように適合されていることを特徴とする照射ヘッド。
【請求項１３】
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、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の少なくとも１つの照射デバイス（６）を備える装置。
【請求項１４】
前記照射ヘッド（９）は、前記装置（１）の造形平面（Ｅ）に対して可動に支持されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
特にモジュール式の造形ユニットを備え、前記造形ユニットは、前記装置（１）の前記造形平面（Ｅ）内に造形材料を塗布するように適合された造形材料塗布デバイスと、前記照射デバイス（６）とを備え、前記造形ユニットは、前記装置（１）の前記造形平面（Ｅ）に対して少なくとも３つの異なる運動軸／次元で可動に支持されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の装置。
【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する装置用の照射デバイスに関し、照射デバイスは、少なくとも１つのエネルギー・ビームによって造形材料の層を選択的に照射及び固化するように適合される。
【背景技術】
【０００２】
少なくとも１つのエネルギー・ビームによって造形材料の層を選択的に照射及び固化するように適合されたそれぞれの照射デバイスは、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装置の重要な機能的構成要素である。したがって、それぞれの照射デバイスは、概して、付加製造の分野で知られている。
【０００３】
現在、それぞれの照射デバイスは、たとえば走査ユニットの形状のビーム偏向ユニットを備え、ビーム偏向ユニットは、造形平面、すなわちエネルギー・ビームによって固化することができる造形材料の層の連続する選択的な照射及び固化が付加製造プロセス中に行われる平面の所定の位置上へエネルギー・ビームを偏向するように適合される。それぞれのビーム偏向ユニットは、特定の照射、したがって固化結果を保証するために、造形平面に対して厳密に位置決めすることができる。
【０００４】
たとえば異なる照射手法又は照射方策を実施することに関して、それぞれの造形平面の寸法及びそれぞれの照射デバイスの機能が着実に増大していることを考慮して、改善された照射デバイスを開発することが現在必要とされている。
【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、３次元の物体を付加製造する装置用の改善された照射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、独立請求項１に記載の照射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に記載の照射デバイスの可能な実施形態に関する。
【０００７】
本明細書に記載する照射デバイスは、典型的には、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装置（「付加製造装置」）に割り当てられる。したがって、照射デバイスは、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次元の物体が付加製造される付加製造装置の動作に関連して、造形材料の層を選択的に照射及び固化するように適合される。
【０００８】
照射デバイスは、複数のビーム生成ユニットを備える。ビーム生成ユニットの数は、任意に選択することができる。各ビーム生成ユニットは、所与のビーム特性の少なくとも１つのエネルギー・ビームを生成するように適合される。エネルギー・ビームは、たとえば、レーザ・ビームとすることができ、したがってビーム生成ユニットは、少なくとも１つのレーザ・ビームを生成するように適合することができる。ビーム生成ユニットは、照射デバイス又は照射デバイスが割り当てられた付加製造装置の動作中に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ために使用される少なくとも１つのエネルギー・ビームを生成する働きをする照射デバイスの構成要素に相当する。
【０００９】
各ビーム生成ユニットは、少なくとも１つのビーム案内要素に結合可能であり又は結合されており、したがって各ビーム生成ユニットは、ビーム案内要素に結合するための好適な結合インターフェース又はビーム案内要素の（第１の）結合インターフェースをそれぞれ備える。
【００１０】
照射デバイスの可能な実施形態についての以下の説明から明らかになるように、照射デバイスは、同じ技術仕様を有する複数のビーム生成ユニットを備えることができ、したがってビーム生成ユニットは、（本質的に）同一のビーム特性のエネルギー・ビームを生成するように適合され、又は照射デバイスは、異なる技術仕様、たとえば動作パラメータを有する複数のビーム生成ユニットを備えることができ、したがってビーム生成ユニットは、異なるビーム特性のエネルギー・ビームを生成するように適合される。したがって、第１のビーム生成ユニットは、少なくとも１つのさらなるビーム生成ユニットによって生成される少なくとも１つのエネルギー・ビームの所与のビーム特性とは異なる所与のビーム特性の少なくとも１つのエネルギー・ビームを生成するように適合することができる。上述したように、これは、異なるビーム生成ユニットの異なる動作パラメータに由来するものであってよく、たとえば第１のビーム生成ユニットは、第１の電力レベルで動作させることができ、第２のビーム生成ユニットは、たとえば第１の電力レベルとは異なる第２の電力レベルで動作させることができる。言い換えれば、ビーム生成ユニットは、異なるビーム特性のエネルギー・ビームを生成するように適合することができる。
【００１１】
少なくとも１つのビーム生成ユニットは、レーザ・ダイオード・ユニットとして構築することができ、又はそれを備えることができる。したがって、ビーム生成ユニットは、必ずしも関連するビーム偏向ユニットを有する「従来」のファイバ・レーザとして実施しなければならないわけではなく、ダイオード・レーザ又はレーザ・ダイオードとしてそれぞれ実施することができる。少なくとも２つの異なるレーザ・ダイオードを使用することが特に可能であり、したがって各レーザ・ダイオードは、特定のビーム特性のエネルギー・ビームを生成することができる。
【００１２】
照射デバイスは、複数のビーム案内要素、たとえばビーム案内ファイバ又は（光）導波路ファイバをそれぞれさらに備える。ビーム案内要素は、ビーム生成ユニットによって生成されるそれぞれのエネルギー・ビームを照射デバイスの照射ヘッドへ案内する働きをする照射デバイスの構成要素に相当する。したがって、各ビーム案内要素は、少なくとも１つのビーム生成ユニットに結合可能であり又は結合されており、且つ照射デバイスの照射ヘッドに結合可能であり又は結合されている。各ビーム案内要素は、第１の結合インターフェースを介して少なくとも１つのビーム生成ユニットに結合可能とすることができ又は結合された状態とすることができ、且つ第２の結合インターフェースを介して照射ヘッドに結合可能とすることができ又は結合された状態とすることができる。したがって、各ビーム案内要素は、ビーム案内要素をビーム生成ユニットに結合するように適合された第１の結合インターフェースと、ビーム案内要素を照射ヘッドに結合するように適合された第２の結合インターフェースとを備えることができる。それぞれの第１の結合インターフェースとそれぞれの第２の結合インターフェースとはどちらも、光結合要素、たとえばＳＭＡコネクタなどの同軸コネクタとして構築することができ、又はそれを備えることができる。ビーム案内要素とビーム生成ユニット及び照射ヘッドとの結合は、取り外し可能な結合又は取り外しできない結合として実施することができる。
【００１３】
照射デバイスは、少なくとも１つの照射ヘッドをさらに備える。照射ヘッドは、複数のビーム案内要素に結合可能であり又は結合されており、したがって照射ヘッドは、ビーム案内要素に結合するための好適な結合インターフェース又はビーム案内要素の（第２の）結合インターフェースをそれぞれ備える。したがって、ビーム案内ユニットによって生成され、ビーム案内要素によって照射ヘッドへ案内されるエネルギー・ビームは、照射ヘッド内へ入力することができる。照射ヘッド内へ入力されるエネルギー・ビームは、照射ヘッド内で少なくとも部分的に組み合わせて、その結果として生じるエネルギー・ビームを形成することができ、このエネルギー・ビームは、照射ヘッドから、造形平面、すなわちエネルギー・ビームによって固化することができる造形材料の層の連続する選択的な照射及び固化が付加製造プロセス中に行われる平面の方へ出力され、したがってこのエネルギー・ビームを使用して、造形材料を照射することができる。
【００１４】
照射ヘッドは、少なくとも１つのビーム修正ユニットを備える。以下から明らかになるように、ビーム修正ユニットはまた、ビーム結像ユニットとして示すことができる。ビーム修正ユニットは、それぞれのビーム案内要素によ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を個々に修正し、したがって照射ヘッドによって出力されるその結果として生じるエネルギー・ビームのビーム特性を個々に修正するように適合される。したがって、ビーム修正ユニットは、照射デバイス又は照射デバイスが割り当てられた付加製造装置それぞれの動作中に造形材料の層を照射及び固化するために使用されるエネルギー・ビームのビーム特性、たとえば照射ヘッド内で結合される各エネルギー・ビームのスポット寸法、スポット焦点位置、（横方向）スポット位置を個々に修正することができる。したがって、造形材料の層を照射及び固化するために使用される照射ヘッドのエネルギー出力は、上述したようにその結果として生じるエネルギー・ビームとすることができ、異なる照射手法又は照射方策をそれぞれ実施することができるように、任意に制御することができる。
【００１５】
照射ヘッド及びビーム修正ユニット内へそれぞれ入力される各エネルギー・ビームは、典型的には、それ自体のビーム経路又は光路それぞれでビーム修正ユニットを横断する。したがって、ビーム修正ユニットは、複数の別個の、典型的には平行な、ビーム又は光路を備えることができ、ビーム経路の数は、照射ヘッド及びビーム修正ユニット内へそれぞれ入力されるエネルギー・ビームの数に対応することができる。
【００１６】
照射ヘッドは、典型的には、ハウジング又はハウジング構造をそれぞれ備える。ハウジングは、別個に取り扱うことができる構造ユニットとすることができる。ハウジングは、照射ヘッドの前述の従属構成要素、すなわち特に結合インターフェース及びビーム修正ユニットを収容するように適合された（内部）ハウジング空間を備える。
【００１７】
ビーム修正ユニットは特に、それぞれのビーム案内要素によって照射ヘッド内へ結合される各エネルギー・ビームのスポット寸法、特にスポット形状、スポット・サイズなど、及び／又は造形平面に対するスポット焦点位置、及び／又は基準軸に対する（横方向）スポット位置を個々に修正するように適合することができる。それぞれの基準軸は、ビーム修正ユニットの光学構成の光軸とすることができる。スポット寸法及び／又はスポット焦点位置及び／又は基準軸に対する（横方向）スポット位置を修正することによって、造形平面内へ入力されるエネルギーを個々に制御することができ、したがって任意の照射方策を実施することができる。一例として、スポット寸法及び／又はスポット焦点位置及び／又は基準軸に対する（横方向）スポット位置を修正することによって、複数のエネルギー・ビームの少なくとも１つの重複を実施することができ、重複度をビーム修正ユニットによって制御することができる。造形平面内へ入力されるエネルギーを個々に制御することができるため、たとえば造形平面又は造形平面の少なくとも１つの小区域の（溶融していない）造形材料の制御された加熱及び／又は（溶融した）造形材料の冷却の実施による制御された焼き戻しも実施することができる。
【００１８】
ビーム修正ユニットは、光学構成を備えることができる。光学構成は、光学構成を横断するエネルギー・ビームのビーム特性を修正するように適合することができる。光学構成は、光学構成の光軸に対して配置された複数、特に多数の光学要素を備えることができる。それぞれの光学要素は、光学構成の光軸に対して異なる軸方向位置に配置することができ、したがって、それぞれの光学要素は、光学構成の光軸に対して同軸に、すなわち特に光学構成の光軸内又は光軸に対して平行に配置することができる。各光学要素は、透過型光学レンズとして構築することができ、又はそれを備えることができる。それぞれの光学レンズは、（両）凸レンズ、すなわち収束レンズ、又は（両）凹レンズ、すなわち発散レンズとすることができる。
【００１９】
上述したように、照射ヘッド及びビーム修正ユニット内へそれぞれ入力される各エネルギー・ビームは、典型的には、それ自体のビーム経路又は光路それぞれで光学構成を横断する。したがって、光学構成は、複数の別個の、典型的には平行な、ビーム又は光路を備えることができ、ビーム経路の数は、照射ヘッド及びビーム修正ユニット内へそれぞれ入力されるエネルギー・ビームの数に対応することができる。
【００２０】
光学構成は、異なる形で構成することができる。したがって、光学構成は、中間焦点を生成するように適合しなくても、又は中間焦点を生成するように適合してもよい。
【００２１】
第１の例示的な構成では、光学構成は、中間焦点を生成するように適合されない。この構成では、光学構成は、光学構成の光軸に対して特に同軸に配置された複数の光学要素を備えることができる。それによって、第１の光学要素は、（両）凸レンズとして構築することができ、又はそれを備えることができ、光学構成を通るエネルギー・ビームの延長又は光学構成を通るエネルギー・ビームの光路に対して第１の光学要素の後に（直接）配置された第２の光学要素は、（両）凹レンズとして構築することができ、又はそれを備えることができ、光学構成を通るエネルギー・ビームの延長又は光学構成を通るエネルギー・ビームの光路に対して第２の光学要素の後に（直接）配置された第３の光学要素は、（両）凸レンズとして構築することができ、又はそれを備えることができ、光学構成を通るエネルギー・ビームの延長又は光学構成を通るエネルギー・ビームの光路に対して第３の光学要素の後に（直接）配置された第４の光学要素は、（両）凸レンズとして構築することができ、又はそれを備えることができる。前述の配置は、例示的な性質のものであり、すなわち光学構成はまた、同じ又は類似の光学特性を有する光学要素の他の配置を構成することもできる。
【００２２】
光学要素のこの特定の配置は、造形平面内でエネルギー・ビームを結像し、したがって造形平面内でエネルギー・ビームの像を生成することを可能にする。複数の列及び／又は行を含むアレイとして配置することができるビーム案内要素の配置の空間的延長が、光学構成の開口数に比べて小さい限り、ビーム案内要素、すなわち特に造形平面に面するビーム案内要素の端部を、造形平面上へ結像することができる。造形平面を照射するその結果として生じるエネルギー・ビームのスポット寸法、特にスポット径は、第４の光学要素内の生ビームの直径を調整することによって修正することができる。その結果として生じるエネルギー・ビーム、並びにエネルギー・ビームの重複のスポット寸法、特にスポット径はまた、光学構成の焦点面の外側における照射ヘッド及び／又は造形平面の相対運動によって修正することができる。したがって、第４の光学要素内の生ビームの直径及び光学構成の焦点面に対する造形平面の位置を修正することによって、異なるスポット寸法及び重複度を実現することができる。
【００２３】
第２の例示的な構成では、光学構成は、中間焦点を生成するように適合される。またこの構成では、光学構成は、光学構成の光軸に対して特に同軸に配置された複数の光学要素を備えることができる。それによって、第１の光学要素は、（両）凸レンズとして構築することができ、又はそれを備えることができ、光学構成を通るエネルギー・ビームの延長又は光学構成を通るエネルギー・ビームの光路に対して第１の光学要素の後に（直接）配置された第２の光学要素は、第１の光学要素に対して特定の像距離をあけてエネルギー・ビームの中間像を生成するように適合された開口要素、たとえばベゼル要素として構築することができ、又はそれを備えることができ、光学構成を通るエネルギー・ビームの延長又は光学構成を通るエネルギー・ビームの光路に対して第２の光学要素の後に（直接）配置された第３の光学要素は、（両）凸レンズとして構築することができ、又はそれを備えることができ、光学構成を通るエネルギー・ビームの延長又は光学構成を通るエネルギー・ビームの光路に対して第３の光学要素の後に（直接）配置された第４の光学要素は、（両）凸レンズとして構築することができ、又はそれを備えることができる。前述の配置は、例示的な性質のものであり、すなわち光学構成はまた、同じ又は類似の光学特性を有する光学要素の他の配置を構成することもできる。
【００２４】
光学要素のこの特定の配置は、仮想中間像内でエネルギー・ビームを結像することを可能にする。それによって、像距離及び／又は開口要素の開口のサイズを修正することによって、ビーム案内要素の出力のサイズを変化させ、すなわちサイズを増大又は減少させることができる。仮想中間像は、第１の構成で生成される像と同じように使用することができ、したがってそれぞれの注釈が同様に当てはまり、したがって第４の光学要素内の生ビームの直径及び光学構成の焦点面に対する造形平面の位置を修正することによって、異なるスポット寸法及び重複度を実現することができる。
【００２５】
光学構成の少なくとも１つの光学要素は、少なくとも１つのさらなる光学要素に対して可動に支持することができる。光学要素を互いに対して動かし、それによってこれらの光学要素間の距離を一斉に変化させることで、それぞれのビーム案内要素によって照射ヘッド内へ結合されるエネルギー・ビームのビーム特性及びその結果として生じるエネルギー・ビームのビーム特性をそれぞれ修正する可能性を増大させることができる。少なくとも１つの可動に支持された光学要素の可動の支持は、特に線形の運動軸に沿って少なくとも１つの可動に支持された光学要素を動かす駆動力を生成するように適合された駆動ユニット、特に線形駆動ユニットによって実施することができる。運動軸は、光学構成の光軸に一致することができる。駆動ユニットは、それぞれの駆動力を生成するように適合されたモータ、特に電気モータとして構築することができ、又はそれを備えることができる。
【００２６】
上述したように、ビーム案内要素は、アレイとして配置することができる。したがって、ビーム案内要素は、ビーム案内要素が互いに対して特別な空間関係で配置又はグループ化されるアレイ配置で、照射ヘッドに結合することができる。アレイ配置は、少なくとも１つの行及び／又は少なくとも１つの列をなすビーム案内要素、すなわち特にそれぞれのビーム案内要素の端部の配置を構成することができる。したがって、それぞれのアレイ配置は、複数のビーム案内要素、すなわち特にそれぞれのビーム案内要素の端部が配置される少なくとも１つの行、及び／又は複数のビーム案内要素、すなわち特にそれぞれのビーム案内要素の端部が配置される少なくとも１つの列を含むことができる。したがって、ビーム案内要素、すなわち特にそれぞれのビーム案内要素の端部は、光学構成の光軸に対して異なる径方向位置に配置することができる。
【００２７】
本発明はまた、上述した照射デバイス用の照射ヘッドに関する。照射ヘッドは、複数のビーム案内要素に結合可能である。照射ヘッドは、少なくとも１つのビーム修正ユニットを備え、ビーム修正ユニットは、それぞれのビーム案内要素によ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、基準軸に対する（横方向）スポット位置などを個々に修正するように適合される。照射デバイスに関するすべての注釈は、照射ヘッドにも同様に当てはまる。
【００２８】
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（「付加製造装置」）に関し、造形材料は、たとえば、金属粉末、セラミック粉末、又はポリマー粉末の少なくとも１つを含むことができる。この装置は、上述した少なくとも１つの照射デバイスを備える。それぞれの装置は、たとえば、金属接着剤噴射装置、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。照射デバイスに関するすべての注釈は、付加製造装置にも同様に当てはまる。
【００２９】
付加製造装置は、その動作中に動作可能な複数の機能デバイスを備える。各機能デバイスは、複数の機能ユニットを備えることができる。例示的な機能デバイスには、選択的に照射及び固化すべき造形材料の層をたとえば装置のプロセスチャンバの造形平面内に塗布するように構成された造形材料塗布デバイス、たとえば再被覆デバイス、並びに造形材料の層の一部分を少なくとも１つのエネルギー・ビームで選択的に照射及び固化するように構成された照射デバイスが挙げられる。上述したように、この照射デバイス又は少なくとも１つの照射デバイスは、上述した照射デバイスである。
【００３０】
照射ヘッドは、付加製造装置の造形平面に対して可動に支持することができる。可動の支持は、少なくとも１つの運動自由度の照射ヘッドのトランスアクション（ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎａｌ）運動及び／又は回転運動を含むことができる。特に、照射ヘッドは、装置の造形平面に対して少なくとも３つの異なる運動軸／次元で可動に支持することができる。この場合、付加製造は、固定された造形平面を備えることができ、照射ヘッドは、特に垂直方向（ｚ方向）に造形平面に対して可動に支持される。照射ヘッドの可動の支持は、少なくとも１つの運動自由度で、すなわち特に少なくとも１つの運動軸に沿って照射ヘッドを動かす駆動力を生成するように適合された少なくとも１つの駆動ユニットによって実施することができる。運動軸は、水平軸（ｘ及び／又はｙ軸）又は垂直軸（ｚ軸）に一致することができる。駆動ユニットは、それぞれの駆動力を生成するように適合されたモータ、特に電気モータとして構築することができ、又はそれを備えることができる。
【００３１】
付加製造装置は、特にモジュール式の造形ユニットを備えることができ、造形ユニットは、装置の造形平面内に造形材料を塗布するように適合された造形材料塗布デバイスと、上述した少なくとも１つの照射デバイスとを備えることができる。造形ユニットは、付加製造装置の造形平面に対して少なくとも３つの異なる運動軸／次元で可動に支持することができる。
【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３次元の物体を付加製造する装置の原理図である。
【図２】図１の照射デバイスの拡大図である。
【図３】例示的な実施形態によるビーム修正ユニットの光学構成の原理図である。
【図４】例示的な実施形態によるビーム修正ユニットの光学構成の原理図である。
【図５】例示的な実施形態によるビーム修正ユニットの光学構成の原理図である。
【図６】例示的な実施形態によるビーム修正ユニットの光学構成の原理図である。
【図７】例示的な実施形態による照射ヘッドの原理図である。
【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粉末状の造形材料３、たとえば金属粉末の層を連続して層ごとに選択的に照射し、それに伴って固化することによって３次元の物体２、たとえば技術的構成要素を付加製造する装置１の原理図を示す。装置１は、たとえば、選択的レーザ溶融装置とすることができる。
【００３５】
装置１は、その動作中に動作可能な複数の機能デバイスを備える。各機能デバイスは、複数の機能ユニットを備えることができる。機能デバイス及び装置の動作はそれぞれ、制御デバイス（図示せず）によって制御される。
【００３６】
装置１の例示的な機能デバイスは、造形材料塗布デバイス５、たとえば被覆デバイス、及び照射デバイス６である。造形材料塗布デバイス５は、造形材料３の層を装置１の造形平面Ｅ内に塗布するように構成され、これらの層は、物体２の付加造形中に選択的に照射及び固化される。照射デバイス６は、物体２の付加造形中に造形材料３の層の一部分を少なくとも１つのエネルギー・ビーム４で選択的に照射及び固化するように構成される。
【００３７】
照射デバイス６は、複数のビーム生成ユニット７ａ〜７ｃを備える。各ビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、所与のビーム特性の少なくとも１つのエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃを生成するように適合される。この図に示す例示的な実施形態では、エネルギー・ビームはレーザ・ビームであるため、各ビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、少なくとも１つのレーザ・ビームを生成するように適合される。各ビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、レーザ・ダイオードとすることができる。少なくとも２つの異なるレーザ・ダイオードを使用することが可能であり、したがって各レーザ・ダイオードは、特定のビーム特性のエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃを生成することができる。
【００３８】
各ビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、ビーム案内要素８ａ〜８ｃに結合されており、したがって各ビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、ビーム案内要素８ａ〜８ｃに結合するための好適な結合インターフェース（図示せず）又はビーム案内要素８ａ〜８ｃの（第１の）結合インターフェース（図示せず）をそれぞれ備える。
【００３９】
したがって、照射デバイス６は、それぞれ出力８ａ’〜８ｃ’を有する複数のビーム案内要素８ａ〜８ｃ、たとえばビーム案内ファイバ又は（光）導波路ファイバをさらに備える。各ビーム案内要素８ａ〜８ｃは、ビーム生成ユニット７ａ〜７ｃに結合されており、且つ照射デバイス６の照射ヘッド９に結合されている。各ビーム案内要素８ａ〜８ｃは、第１の結合インターフェース（図示せず）を介してビーム生成ユニット７ａ〜７ｃに結合することができ、且つ第２の結合インターフェース（図示せず）を介して照射ヘッド９に結合することができる。第２の結合インターフェースは、ビーム案内要素８ａ〜８ｃのそれぞれの出力８ａ’〜８ｃ’を備える。したがって、各ビーム案内要素８ａ〜８ｃは、ビーム案内要素８ａ〜８ｃをビーム生成ユニット７ａ〜７ｃに結合するように適合された第１の結合インターフェース（図示せず）と、ビーム案内要素８ａ〜８ｃを照射ヘッド９に結合するように適合された第２の結合インターフェース（図示せず）とを備えることができる。それぞれの結合インターフェースは、光結合要素、たとえばＳＭＡコネクタなどの同軸コネクタとして構築することができ、又はそれを備えることができる。
【００４０】
したがって、照射デバイス６は、照射ヘッド９をさらに備える。照射ヘッド９は、ビーム案内要素８ａ〜８ｃに結合されており、したがって照射ヘッド９は、ビーム案内要素８ａ〜８ｃに結合するための好適な結合インターフェース（図示せず）又はビーム案内要素８ａ〜８ｃの（第２の）結合インターフェースをそれぞれ備える。したがって、ビーム案内ユニット７ａ〜７ｃによって生成され、ビーム案内要素８ａ〜８ｃによって照射ヘッド９へ案内されるエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃは、照射ヘッド９内へ入力することができる。照射ヘッド９内へ入力されるエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃは、照射ヘッド内で少なくとも部分的に組み合わせて、その結果として生じるエネルギー・ビーム４を形成することができ、このエネルギー・ビーム４は、照射ヘッド９から造形平面Ｅの方へ出力され、したがってこのエネルギー・ビーム４を使用して、造形材料３を照射することができる。
【００４１】
照射ヘッド９は、装置１の造形平面Ｅに対して可動に支持することができる。可動の支持は、少なくとも１つの運動自由度の照射ヘッド９のトランスアクション運動及び／又は回転運動を含むことができる。特に、照射ヘッド９は、装置１の造形平面Ｅに対して少なくとも３つの異なる運動軸／次元で可動に支持することができる。この場合、装置１は、固定された造形平面Ｅを備えることができ、照射ヘッド９は、特に垂直方向（ｚ方向）に造形平面Ｅに対して可動に支持される。照射ヘッド９の可動の支持は、少なくとも１つの運動自由度で、すなわち特に少なくとも１つの運動軸に沿って照射ヘッド９を動かす駆動力を生成するように適合された少なくとも１つの駆動ユニット（図示せず）によって実施することができる。運動軸は、水平軸（ｘ及び／又はｙ軸）又は垂直軸（ｚ軸）に一致することができる。駆動ユニットは、それぞれの駆動力を生成するように適合されたモータ、特に電気モータとして構築することができ、又はそれを備えることができる。
【００４２】
照射ヘッド９は、ハウジング１１又はハウジング構造をそれぞれ備える。ハウジング１１は、別個に取り扱うことができる構造ユニットである。ハウジング１１は、照射ヘッド９の従属構成要素を収容するように適合された（内部）ハウジング空間１２を備える。
【００４３】
照射ヘッド９は、ビーム修正ユニット１０を備える。ビーム修正ユニット１０は、ハウジング１１内に収容される。ビーム修正ユニット１０は、それぞれのビーム案内要素８ａ〜８ｃによって照射ヘッド９内へ結合される各エネルギー・ビーム４ａ〜４ｃのビーム特性を個々に修正し、したがって照射ヘッド９によって出力されるその結果として生じるエネルギー・ビーム４のビーム特性を個々に修正するように適合される。したがって、ビーム修正ユニット１０は、照射デバイス６及び装置１それぞれの動作中に造形材料３の層を照射及び固化するために使用されるエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃのビーム特性、たとえば照射ヘッド９内で結合される各エネルギー・ビーム４ａ〜４ｃのスポット寸法、スポット焦点位置、（横方向）スポット位置を個々に修正することができる。したがって、造形材料３の層を照射及び固化するために使用される照射ヘッド９のエネルギー出力は、上述したようにその結果として生じるエネルギー・ビーム４とすることができ、異なる照射手法又は照射方策をそれぞれ実施することができるように、任意に制御することができる。
【００４４】
ビーム修正ユニット１０は特に、それぞれのビーム案内要素８ａ〜８ｃによって照射ヘッド９内へ結合される各エネルギー・ビーム４ａ〜４ｃのスポット寸法、特にスポット形状、スポット・サイズなど、及び／又は造形平面Ｅに対するスポット焦点位置、及び／又は基準軸に対する（横方向）スポット位置を個々に修正するように適合される。それぞれの基準軸は、ビーム修正ユニット１０の光学構成１３の光軸Ａとすることができる（図３〜６参照）。スポット寸法及び／又はスポット焦点位置及び／又は基準軸に対する（横方向）スポット位置を修正することによって、造形平面Ｅ内へ入力されるエネルギーを個々に制御することができ、したがって任意の照射方策を実施することができる。一例として、スポット寸法及び／又はスポット焦点位置及び／又は基準軸に対する（横方向）スポット位置を修正することによって、複数のエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの重複を実施することができ、重複度をビーム修正ユニット１０によって制御することができる。造形平面Ｅ内へ入力されるエネルギーを個々に制御することができるため、たとえば造形平面Ｅ又は造形平面Ｅの少なくとも１つの小区域の（溶融していない）造形材料３の制御された加熱及び／又は（溶融した）造形材料３の冷却の実施による制御された焼き戻しも実施することができる。
【００４５】
図２は、図１の照射デバイス６の拡大図を示す。図２から認識できるように、照射ヘッド９及びビーム修正ユニット１０内へそれぞれ入力される各エネルギー・ビーム４ａ〜４ｃは、典型的には、それ自体のビーム経路又は光路それぞれでビーム修正ユニット１０を横断する。したがって、ビーム修正ユニット１０は、複数の別個の、典型的には平行な、ビーム又は光路を備える。
【００４６】
ビーム修正ユニット１０は、光学構成１３を備える。光学構成１３は、光学構成及びビーム修正ユニット１０をそれぞれ横断するエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃのビーム特性を修正するように適合される。光学構成１３は、光学構成１３の光軸Ａに対して配置された複数の光学要素１４ａ〜１４ｄを備える。各光学要素１４ａ〜１４ｄは、透過型光学レンズとして構築することができ、すなわちそれぞれの光学レンズは、（両）凸レンズ、すなわち収束レンズ、又は（両）凹レンズ、すなわち発散レンズとすることができる。
【００４７】
図３〜６はそれぞれ、例示的な実施形態によるビーム修正ユニット１０の光学構成１３の原理図を示す。
【００４８】
図３〜６から認識できるように、照射ヘッド９及びビーム修正ユニット１０内へそれぞれ入力される各エネルギー・ビーム４ａ〜４ｃは、それ自体のビーム経路又は光路それぞれで光学構成１３を横断する。図３〜６からやはり認識できるように、それぞれの光学要素１４ａ〜１４ｄは、光学構成１３の光軸Ａの異なる軸方向位置に同軸に配置される。照射ヘッド９の入力と第１の光学要素１４ａとの間の距離をｄ１で示し、第１の光学要素１４ａと第２の光学要素１４ｂとの間の距離をｄ２で示し、第２の光学要素１４ｂと第３の光学要素１４ｃとの間の距離をｄ３で示し、第３の光学要素１４ｃと第４の光学要素１４ｄとの間の距離をｄ４で示す。第４の光学要素１４ｄと造形平面Ｅとの間の距離をｄ５で示す。
【００４９】
光学構成１３は、異なる形で構成することができ、例示的な構成を図３〜６に示す。
【００５０】
図３、４に示す第１の例示的な構成では、光学構成１３は、中間焦点を生成するように適合されない。図３、４から明らかなように、図３の実施形態と図４の実施形態との違いは、第２の光学要素１４ｂ及び第３の光学要素１４ｃの軸方向位置、したがって光学要素１４ａ〜１４ｄ間の距離である。
【００５１】
図３、４による例示的な構成では、光学構成１３は、光学構成Ａの光軸Ａに対して同軸に配置された複数の光学要素１４ａ〜１４ｄを備え、第１の光学要素１４ａは、（両）凸レンズとして構築され、光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの延長又は光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの光路に対して第１の光学要素１４ａの後に直接配置された第２の光学要素１４ｂは、（両）凹レンズとして構築され、光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの延長又は光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの光路に対して第２の光学要素１４ｂの後に直接配置された第３の光学要素１４ｃは、（両）凸レンズとして構築され、光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの延長又は光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの光路に対して第３の光学要素１４ｃの後に直接配置された第４の光学要素１４ｄは、（両）凸レンズとして構築される。
【００５２】
図３、４による光学要素１４ａ〜１４ｄのこの特定の配置は、造形平面Ｅ内でエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃを結像し、したがって造形平面Ｅ内でエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの像を生成することを可能にする。造形平面Ｅを照射するその結果として生じるエネルギー・ビーム４のスポット寸法、特にスポット径は、第４の光学要素１４ｄ内の生ビームの直径を調整することによって修正することができる。その結果として生じるエネルギー・ビーム４並びにエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの重複のスポット寸法、特にスポット径はまた、光学構成１３の焦点面の外側における照射ヘッド９及び／又は造形平面Ｅの相対運動によって修正することができる。したがって、第４の光学要素１４ｄ内の生ビームの直径及び光学構成１３の焦点面に対する造形平面Ｅの位置を修正することによって、異なるスポット寸法及び重複度を実現することができる。
【００５３】
図５、６に示す第２の例示的な構成では、光学構成１３は、中間焦点ＩＦを生成するように適合される。図５、６から明らかなように、図５の実施形態と図６の実施形態との違いは、第２の光学要素１４ｂ及び第３の光学要素１４ｃの軸方向位置、したがって光学要素１４ａ〜１４ｄ間の距離である。
【００５４】
図５、６による例示的な構成では、光学構成１３は、中間焦点ＩＦを生成するように適合される。やはりこの構成では、光学構成１３は、光学構成１３の光軸Ａに対して同軸に配置された複数の光学要素１４ａ〜１４ｄを備え、第１の光学要素１４ａは、（両）凸レンズとして構築され、光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの延長又は光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの光路に対して第１の光学要素１４ａの後に直接配置された第２の光学要素１４ｂは、第１の光学要素１４ａに対して特定の像距離ｂをあけてエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの仮想中間像ＩＩを生成するように適合された開口要素、たとえばベゼル要素として構築され、光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの延長又は光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの光路に対して第２の光学要素４ｂの後に直接配置された第３の光学要素１４ｃは、（両）凸レンズとして構築され、光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの延長又は光学構成１３を通るエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの光路に対して第３の光学要素１３ｄの後に直接配置された第４の光学要素１４ｄは、（両）凸レンズとして構築される。
【００５５】
光学要素１４ａ〜１４ｄのこの特定の配置は、仮想中間像ＩＩ内でエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃを結像することを可能にする。それによって、像距離ｂ及び／又は開口要素（第２の光学要素１４ｂ）の開口のサイズを修正することによって、ビーム案内要素８ａ〜８ｃの出力８ａ’〜８ｃ’のサイズを（実質上）変化させ、すなわちサイズを（実質上）増大又は減少させることができる。仮想中間像ＩＩは、図３、４による第１の構成で生成される像と同じように使用することができ、したがってそれぞれの注釈が同様に当てはまり、したがって第４の光学要素１４ｄ内の生ビームの直径及び光学構成１３の焦点面に対する造形平面Ｅの位置を修正することによって、異なるスポット寸法及び重複度を実現することができる。
【００５６】
図３〜６から明らかなように、光学構成１３の少なくとも１つの光学要素１４ａ〜１４ｄは、少なくとも１つのさらなる光学要素１４ａ〜１４ｄに対して可動に支持することができる。光学要素１４ａ〜１４ｄを互いに対して動かし、それによって光学要素１４ａ〜１４ｄ間の距離を一斉に変化させることで、照射ヘッド９内へ結合されるエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃのビーム特性及びその結果として生じるエネルギー・ビーム４のビーム特性をそれぞれ修正する可能性を増大させることができる。少なくとも１つの可動に支持された光学要素１４ａ〜１４ｄの可動の支持は、特に線形の運動軸に沿って少なくとも１つの可動に支持された光学要素１４ａ〜１４ｄを動かす駆動力を生成するように適合された駆動ユニット（図示せず）、特に線形駆動ユニットによって実施することができる。運動軸は、光学構成１３の光軸Ａに一致することができる。駆動ユニットは、それぞれの駆動力を生成するように適合されたモータ、特に電気モータとして構築することができ、又はそれを備えることができる。
【００５７】
図７は、例示的な実施形態による照射ヘッド９の原理図を示す。
【００５８】
図７から認識できるように、ビーム案内要素８は、ビーム案内要素８が互いに対して特別な空間関係で配置又はグループ化されるアレイ配置（図７は、例示的なアレイ配置を示す）で、照射ヘッド９に結合することができる。アレイ配置は、少なくとも１つの行及び／又は少なくとも１つの列をなすビーム案内要素８、すなわち特にそれぞれのビーム案内要素８の端部の配置を構成することができる。したがって、それぞれのアレイ配置は、複数のビーム案内要素８、すなわち特にそれぞれのビーム案内要素の端部が配置される少なくとも１つの行、及び／又は複数のビーム案内要素８、すなわち特にそれぞれのビーム案内要素８の端部が配置される少なくとも１つの列を含むことができる。したがって、ビーム案内要素８、すなわち特にそれぞれのビーム案内要素８の端部は、光学構成１３の光軸Ａに対して異なる径方向位置に配置することができる。
【００５９】
いずれの場合も、照射デバイス６は、同じ技術仕様を有する複数のビーム生成ユニット７ａ〜７ｃを備えることができ、したがってビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、（本質的に）同一のビーム特性のエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃを生成するように適合され、又は照射デバイス６は、異なる技術仕様、たとえば動作パラメータを有する複数のビーム生成ユニット７ａ〜７ｃを備えることができ、したがってビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、異なるビーム特性のエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃを生成するように適合される。したがって、第１のビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、少なくとも１つのさらなるビーム生成ユニット７ａ〜７ｃによって生成される少なくとも１つのエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃの所与のビーム特性とは異なる所与のビーム特性の少なくとも１つのエネルギー・ビーム４ａ〜４ｃを生成するように適合することができる。上述したように、これは、異なるビーム生成ユニットの異なる動作パラメータに由来するものであってよく、たとえば第１のビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、第１の電力レベルで動作させることができ、第２のビーム生成ユニット７ａ〜７ｃは、たとえば第１の電力レベルとは異なる第２の電力レベルで動作させることができる。
【００６０】
この図に示す例示的な実施形態によれば、ビーム生成ユニット７ａ〜７ｃの数は３つであるが、ビーム生成ユニットの数は、任意に選択することができ、したがって３つ以外とすることができる。
【００６１】
図示しないが、装置１は、特にモジュール式の造形ユニット（図示せず）を備えることができ、造形ユニットは、装置１の造形平面Ｅ内に造形材料を塗布するように適合された造形材料塗布デバイスと、照射デバイス６とを備え、造形ユニットは、装置１の造形平面Ｅに対して少なくとも３つの異なる運動軸／次元で可動に支持される。
【符号の説明】
【００６２】
１  装置
２  物体
３  造形材料
４  エネルギー・ビーム
４ａ  エネルギー・ビーム
４ｂ  エネルギー・ビーム
４ｃ  エネルギー・ビーム
５  造形材料塗布デバイス
６  照射デバイス
７ａ  ビーム生成ユニット
７ｂ  ビーム生成ユニット
７ｃ  ビーム生成ユニット
８  ビーム案内要素
８ａ  ビーム案内要素
８ａ’  出力
８ｂ  ビーム案内要素
８ｂ’  出力
８ｃ  ビーム案内要素
８ｃ’  出力
９  照射ヘッド
１０  ビーム修正ユニット
１１  ハウジング
１２  ハウジング空間
１３  光学構成
１４ａ  第１の光学要素
１４ｂ  第２の光学要素
１４ｃ  第３の光学要素
１４ｄ  第４の光学要素
Ａ  光軸
Ｅ  造形平面
ＩＦ  中間焦点
ＩＩ  仮想中間像
ｂ  像距離
ｄ１  照射ヘッド９の入力と第１の光学要素１４ａとの間の距離
ｄ２  第１の光学要素１４ａと第２の光学要素１４ｂとの間の距離
ｄ３  第２の光学要素１４ｂと第３の光学要素１４ｃとの間の距離
ｄ４  第３の光学要素１４ｃと第４の光学要素１４ｄとの間の距離
ｄ５  第４の光学要素１４ｄと造形平面Ｅとの間の距離
【図１】
2019072993.tif 000003
【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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