(57)【要約】【課題】特に処理上の安全性及び／又は産業上の安全性が改善された、３次元の物体を付加製造する改善された装置を提供すること。【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が提供され、装置１は、造形材料３を照射するための少なくとも１つのエネルギービーム４を生成するように適合された照射デバイス５を備え、造形材料３の照射によって生成された処理光１２を検出するように適合された少なくとも１つの検出ユニット１１を備える安全デバイス１０が提供され、安全デバイス１０は、検出結果に応じて照射デバイス５を制御するように適合されている。【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（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、前記造形材料（３）を照射するための少なくとも１つのエネルギービーム（４）を生成するように適合された照射デバイス（５）を備える装置において、
前記造形材料（３）の前記照射によって生成された処理光（１２）を検出するように適合された少なくとも１つの検出ユニット（１１）を備える安全デバイス（１０）を有し、前記安全デバイス（１０）は、検出結果に応じて前記照射デバイス（５）を制御するように適合されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記安全デバイス（１０）は、前記検出結果に応じて、少なくとも１つのエネルギービーム（４）、特にすべてのエネルギービーム（４）のエネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム強度を低減させるように適合され、特に少なくとも１つのエネルギービーム（４）を遮断するように適合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】
前記安全デバイス（１０）は、前記エネルギービーム（４）が生成され、及び／又は前記処理チャンバ（８）内へ案内されるかどうかを検出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】
前記安全デバイス（１０）は、処理光（１２）が造形平面（９）内又は前記造形平面（９）の上の領域（１５）内で生成されるかどうかを検出するように適合されている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】
前記検出ユニット（１１）は、前記造形平面（９）及び／又は前記造形平面（９）の上の領域（１５）へ向けられ、前記安全デバイス（１０）は、前記処理光（１２）の検出、及び／又は前記エネルギービーム（４）が生成され、及び／又は前記処理チャンバ（８）内へ案内されるかどうかに関する前記検出結果に応じて、エネルギービーム遮断信号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１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記安全デバイス（１０）は、前記エネルギービーム（４）がオフにされた場合、エラーメッセージを生成す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１項に記載の装置。
【請求項７】
前記検出ユニット（１１）は、処理光（１２）、特に４００〜７００ｎｍの波長を含む処理光（１２）に対して感度のよい少なくとも１つの検出要素（１３、１４）、特にカメラを備え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】
前記検出ユニット（１１）は、複数の検出要素（１３、１４）を備えること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】
前記少なくとも１つの検出要素（１３、１４）の方へ伝播する放射、特に処理光（１２）から逸脱した放射を除去するように適合されたフィルタユニットを有す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】
前記フィルタユニットは、前記少なくとも１つの検出要素（１３、１４）の方へ伝播する熱放射及び／又は前記エネルギービーム（４）の少なくとも一部を除去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１項に記載の装置。
【請求項１１】
３次元の物体（２）を付加製造する装置（１）、特に請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置（１）向けの安全デバイス（１０）において、造形材料（３）の照射によって生成された処理光（１２）を検出するように適合された少なくとも１つの検出ユニット（１１）を備え、検出結果に応じて前記装置（１）の照射デバイス（５）を制御するように適合されていることを特徴とする安全デバイス。
【請求項１２】
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）、特に請求項１〜１０のいずれか１項に記載の装置（１）を動作させる方法において、
前記装置（１）は、前記造形材料（３）を照射するための少なくとも１つのエネルギービーム（４）を生成するように適合された照射デバイス（５）を備え、前記造形材料（３）の照射によって生成された処理光（１２）が検出され、前記照射デバイス（５）が検出結果に応じて制御されることを特徴とする方法。
【請求項１３】
前記検出結果に応じて、少なくとも１つのエネルギービーム（４）、特にすべてのエネルギービーム（４）のエネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム強度が低減され、特に少なくとも１つのエネルギービーム（４）が遮断されることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
処理光（１２）が特に前記造形平面（９）内又は前記造形平面（９）の上で生成されるかどうかを検出することを特徴とする請求項１２又は１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記エネルギービーム（４）が生成され、前記処理チャンバ（８）内へ案内されるかどうかを検出することを含み、前記エネルギービーム（４）が生成され、前記処理チャンバ（８）内へ案内されるが、処理光（１２）が前記造形平面（９）内又は前記造形平面（９）上で検出されない場合、前記少なくとも１つのエネルギービーム（４）のエネルギービーム出力及び／又は強度が低減され、又は前記少なくとも１つのエネルギービーム（４）がオフにされることを特徴とする請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【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）する装置に関し、この装置は、造形材料を照射するための少なくとも１つのエネルギービームを生成するように適合された照射デバイスを備える。
【背景技術】
【０００２】
造形材料を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することを介して３次元の物体を製造する装置は、たとえば選択的レーザ溶融装置又は選択的レーザ焼結装置など、従来技術から概して知られている。前記装置は、造形材料を照射し、それによって固化するように造形材料の表面の上を案内することができる１つ又は複数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。
【０００３】
付加製造プロセスで使用されるエネルギービームの強度又はエネルギービームのエネルギービーム出力が強いため、付加製造プロセスが実行され、特に造形材料が照射される装置の処理チャンバからエネルギービームが出る可能性がないことを確実にすることが重要である。たとえば、エネルギービームが処理チャンバから出る可能性がないことを確実にするために、処理チャンバをたとえば壁要素によって完全に密閉することが、従来技術から知られている。それでもなお、エネルギービームは処理チャンバの筐体を貫通する可能性があるため、処理チャンバの壁の中に、安全デバイス、たとえばいわゆる「ビームスパイ」を含むことが知られており、安全デバイスは、処理チャンバ壁の１つがエネルギービームによって貫通された場合、エネルギービームをオフにするように適合されている。したがって、エネルギービームが処理チャンバを出る前にオフにされるため、スタッフがエネルギービームに接触したり、又はさらにはエネルギービームによって傷つけられたりしないことが確実にされる。
【０００４】
しかし、それでもなお、エネルギービームは、処理チャンバの第１の（内）壁を貫通、たとえば溶融して、安全デバイスを介して検出される必要がある。さらにそれでもなお、エネルギービームが誤って位置合わせされ又は誤って案内され、エネルギービームが壁などの処理チャンバ内の装置の構成要素、又は塗布ユニット、流れ生成ユニットなどの機能ユニットを照射する可能性がある。したがって、エネルギービームが誤って案内され又は誤って位置合わせされるため、装置の有用なユニットに損傷をもたらす可能性がある。
【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、特に処理上の安全性及び／又は産業上の安全性が改善された、３次元の物体を付加製造する改善された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】
本明細書に記載の装置は、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、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。
【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によって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、流速などで処理チャンバを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】
前述したように、本発明の装置は、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、エネルギービームは、造形材料を選択的に照射するように造形材料の表面上で案内される。本発明の装置が備える安全デバイスにより、照射デバイスを介して生成されたエネルギービームが造形材料を照射するかどうか、又はエネルギービームが処理チャンバ壁などのこの装置の別の構造若しくは造形材料塗布ユニットなどのこの装置の機能ユニット上へ案内されるかどうかを検出することが可能になる。
【００１０】
本発明は、造形材料の照射によって生成された処理光を検出するように適合された少なくとも１つの検出ユニットを備える安全デバイスが提供され、安全デバイスは、検出結果に応じて照射デバイスを制御するように適合されているという概念に基づいている。したがって、検出ユニットにより、造形材料の照射によって生成された処理光を検出することが可能になる。処理光を検出することによって、安全デバイスは、エネルギービームが生成され、造形材料上で、特に造形材料が配置された造形平面上へ案内される（「造形材料を照射する」）かどうか、又は処理光が生成されないかどうかを検出することができる。エネルギービームが生成され、処理チャンバ内へ案内され、処理光が生成されない場合、エネルギービームは、処理チャンバ壁などのこの装置の別の構造又はこの装置の機能ユニット上へ案内される。したがって、照射デバイスは、検出結果に応じて制御することができる。
【００１１】
「処理光」という用語は特に、造形材料をエネルギービームで照射することによって生成される電磁放射を指すことができる。処理光は、たとえば４００ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲内の人間の目にとって可視の放射とすることができる。したがって、処理光は単に、付加製造プロセスで造形材料の固化のために使用されるエネルギービームによる材料、たとえば造形材料の照射により直接生成される放射を指す。典型的には、処理光とは、エネルギービームによって直接照射された造形材料から放出される光である。異なるタイプのエネルギービームを使用して異なるタイプの処理光を生成することが可能である。したがって、処理光は、エネルギービームが造形材料などの材料を直接照射する場合にのみ生成される。したがって、処理光は、エネルギービーム自体、熱放射など、付加製造プロセスで生じる他のタイプの放射とは区別される。なぜなら、これらの放射源、たとえば熱放射源は、生成されるためにエネルギービームによる直接照射を必要としないからである。たとえば、定義された温度まで加熱された造形材料は、現在エネルギービームによって直接照射されているかどうかにかかわらず熱放射を放出する。
【００１２】
検出結果に応じて照射デバイスを制御することによって、エネルギービームがこの装置の他の構造上ではなく造形平面上へ案内されることを確実にすることが可能である。したがって、検出結果に応じて照射デバイスを制御することができるため、この装置の他の構造への損傷を防止することができる。
【００１３】
安全デバイスは、検出結果に応じて、少なくとも１つのエネルギービーム、好ましくはすべてのエネルギービームのエネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム強度を低減させるように特に適合することができ、遮断するように特に適合することができる。したがって、安全デバイスにより、処理光の検出に応じて、少なくとも１つのエネルギービームのエネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム強度の低減が可能になる。好ましくは、処理チャンバ内の事前定義された領域内、たとえば造形平面内で処理光が検出されない場合、すべてのエネルギービームのエネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム強度を低減させることができる。
【００１４】
たとえば、造形平面内又は造形平面の上の領域内で処理光が検出されない場合、生成されて処理チャンバ内へ案内されるエネルギービームのエネルギービーム出力を低減させることが可能である。検出結果に応じて、少なくとも１つのエネルギービームのエネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム強度を低減させ、又は少なくとも１つのエネルギービーム、好ましくはすべてのエネルギービームを遮断若しくは消去することが可能である。エネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム強度が定義された程度まで低減された後、特に少なくとも１つのエネルギービームが遮断又は消去された場合、エネルギービームが造形平面上へ適切に案内されることを確実にするように、エネルギービームを較正することが可能である。
【００１５】
「少なくとも１つのエネルギービームを遮断する」という用語は、エネルギービームを処理チャンバ内へ案内しないということを指すこともでき、その場合、エネルギービームは、対応するエネルギー源を介して、たとえば照射デバイスを介して生成され得るが、処理チャンバ内へは案内されなくてもよい。たとえば、エネルギービームが処理チャンバ内へ伝送されるか、それとも処理チャンバに入る前に消去されるかを制御することができるビームシャッタを提供することができる。当然ながら、エネルギービームは、処理チャンバ内で消去することもできる。
【００１６】
本発明の別の実施形態によれば、安全デバイスは、エネルギービームが生成され、及び／又は処理チャンバ内へ案内されるかどうかを検出するように適合することができる。したがって、安全デバイスは、エネルギービームの状態、特にエネルギービームが照射デバイスを介して生成されるかどうか、及び／又はエネルギービームが処理チャンバ内へ実際に案内されるかどうかを検出することができる。したがって、当然ながらエネルギービームが処理チャンバ内で材料を照射したときのみ処理光を検出することができるため、エネルギービームが実際に生成され、エネルギービーム処理チャンバ内へ案内されるかどうかを計算に入れることができる。エネルギービームが生成されるが、たとえばビームシャッタによってエネルギービームが消去されるため、処理チャンバ内へ案内されない場合、エネルギービームは、処理光が検出されない場合に、エネルギービーム強度又はエネルギービーム出力に関して必ずしも遮断又は低減される必要はない。
【００１７】
さらに、検出ユニットは、造形平面及び／又は造形平面の上の領域へ向けることができ、安全デバイスは、処理光の検出、及び／又はエネルギービームが生成され、及び／又は処理チャンバ内へ案内されるかどうかに関する検出結果に応じて、エネルギービーム遮断信号を生成するように適合することができる。したがって、処理光が造形平面内及び／又は造形平面の上の領域内で生成されるかどうかを検出することが可能である。前述したように、処理光は、造形材料をエネルギービームで照射することによって生成され、たとえば造形材料が部分的に蒸発し、造形材料の蒸気から処理光が放出される。したがって、検出ユニットは、処理光が生成されるかどうかを検出するために、処理チャンバの内側又は処理チャンバの外側に配置することができ、造形平面及び／又は造形平面の上の領域へ向けることができる。
【００１８】
さらに、安全デバイスは、前述したように、エネルギービームが生成され、実際に処理チャンバ内へ案内されるかどうかを検出する。検出結果に応じて、エネルギービームが処理チャンバ内へ案内されるが、処理光が検出されない場合、エネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム強度を低減させることが可能である。この場合、エネルギービームは、造形平面上へ適切に案内されず、したがってたとえばこの装置の機能ユニット又は処理チャンバ壁などのこの装置の別の構造上へ案内されて照射する。この場合、安全デバイスがエネルギービーム遮断信号を生成するように適合されるため、処理光が検出されない場合、すなわちエネルギービームが造形平面上へ案内されない場合、エネルギービームが遮断されるため、装置への損傷を防止することができる。
【００１９】
好ましくは、安全デバイスは、エネルギービームがオフにされた場合、エラーメッセージを生成するように適合することができる。したがって、エラーメッセージを生成することができ、たとえば装置の使用者又はサービススタッフに表示して、エネルギービームの動作不良、たとえば誤った位置合わせ又は誤った案内が検出されたことを通知することができる。したがって、付加製造プロセスでのエラーに関する情報を提供することができ、したがってエネルギービームを較正することができる。
【００２０】
安全デバイスの検出ユニットは、処理光、特に４００〜７００ｎｍの波長を含む処理光に対して（排他的に）感度のよい少なくとも１つの検出要素、特にカメラ（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ）を備えることができる。したがって、検出ユニットは、たとえば４００〜７００ｎｍの処理光の波長に対応する波長の電磁放射を受け取り及び／又は検出するようにカスタマイズされた少なくとも１つの検出要素を備えることができる。したがって、たとえばＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサを有するカメラとして構築され又はそれを備える検出要素は、処理光が処理チャンバ内、特に造形平面内又は造形平面の上の領域内で生成されるかどうかを検出することができる。言い換えれば、検出要素は、エネルギービームが造形平面内に配置された造形材料を照射するかどうか、又はエネルギービームがこの装置の処理チャンバ内の別の構造上へ案内されるかどうかを検出することができる。
【００２１】
検出ユニットはまた、複数の検出要素を備えることができ、複数の検出要素は、異なる波長を有する放射、特に処理光を検出するために提供することができる。さらに、複数の検出要素は、処理チャンバ内の異なる領域へ向けることができる。たとえば、１つの検出要素を造形平面上へ向けることができ、１つの検出要素を造形平面の上の領域へ向けることができる。
【００２２】
さらに、複数の検出要素は、異なる方向に伝播する造形平面内で生成された処理光を検出することができるように、異なる角度で配置することができる。したがって、この装置の構造が造形材料の照射により生成された処理光を覆い、したがって照射デバイスを誤って制御するのを防止するように、異なる角度から処理光の検出を実行することができるため、信頼性及び処理光の検出を増大させることができる。代わりに、造形平面及び／又は造形平面の上の領域を異なる角度から監視して、生成された処理光が検出ユニットを介して検出されることを確実にすることができる。
【００２３】
追加又は別法として、少なくとも１つの検出要素の方へ伝播する放射、特に処理光から逸脱した放射を除去するように適合されたフィルタユニットを提供することが可能である。この実施形態によれば、処理光のみが検出要素を介して検出され、他の放射は「遮断信号」の生成又はエネルギービームのエネルギービーム出力及び／又は強度のそれぞれの低減をもたらさないことが確実にされる。処理光以外の電磁放射は、フィルタユニットを介して除去することができ、フィルタユニットを透過することができる放射のみが検出要素に入射し、検出することができるため、遮断信号の誤った生成を防止することができる。
【００２４】
たとえば、フィルタユニットは、少なくとも１つの検出要素の方へ伝播する熱放射及び／又はエネルギービームの少なくとも一部を除去するように適合することができる。したがって、フィルタユニットが少なくとも１つの検出要素の方へ伝播する熱放射を除去するように適合されているため、この照射は検出要素を介して検出されない。また、エネルギービームの一部、たとえばエネルギービームのうちこの装置の構造で反射しうる反射部分は、検出要素を介した対応する検出をもたらさない。したがって、造形平面上へ適切に案内されずに処理チャンバ壁などのこの装置の構造に入射するときに反射するエネルギービームが、検出要素の方へ部分的に反射し、処理光として誤って検出されるのを防止することができる。通常、処理光は、たとえば波長に関してエネルギービームから逸脱するが、処理光と同じ波長を含むエネルギービームが使用される場合、誤った検出が行われる可能性がある。これは、たとえば偏光フィルタを介して、エネルギービームのうち少なくとも１つの検出要素の方へ伝播するそれぞれの部分を除去することによって防止することができる。
【００２５】
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安全デバイスに関し、安全デバイスは、造形材料の照射によって生成された処理光を検出するように適合された少なくとも１つの検出ユニットを備え、安全デバイスは、検出結果に応じて装置の照射デバイスを制御するように適合されている。
【００２６】
追加として、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、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、造形材料を照射するための少なくとも１つのエネルギービームを生成するように適合された照射デバイスを備え、造形材料の照射によって生成された処理光が検出され、照射デバイスは、検出結果に応じて制御される。
【００２７】
本発明の方法によれば、造形材料を照射することによって生成された処理光が検出され、照射デバイスは、検出結果に応じて制御される。したがって、処理光が生成されるかどうかに応じて、照射デバイスを制御することができる。たとえば、検出結果に応じて、少なくとも１つのエネルギービーム、特に付加製造プロセスで使用されるエネルギービームのエネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム強度を低減させることができ、特に少なくとも１つのエネルギービームを遮断することができる。
【００２８】
好ましくは、処理光が特に造形平面内又は造形平面の上の領域内で生成されるかどうかを検出することができる。したがって、エネルギービームが生成され、処理チャンバ内へ案内されるかどうかに応じて、エネルギービームのエネルギービーム出力及び／又は強度の低減が実行可能である。エネルギービームが生成され、処理チャンバ内へ案内され、処理光が造形平面内又はその上で検出されない場合、少なくとも１つのエネルギービームを特にオフにすることができる。
【００２９】
したがって、エネルギービームが処理チャンバ内に存在するか、すなわち処理チャンバ内へ案内され、造形平面内に配置された造形材料を照射するかどうかが検出される。さらに、処理光が生成されるかどうかが検出される。エネルギービームが処理チャンバ内へ案内され、処理光が造形平面内又は造形平面の上の領域内で生成及び検出された場合、検出結果は、エネルギービームが造形平面上へ案内され、造形平面内に配置された造形材料を照射することを示すため、処理上の安全性に関して付加製造プロセスが適切に実行されることが確実になる。しかし、エネルギービームが処理チャンバ内へ案内されることが検出されたが、処理光が造形平面内及び／又は造形平面の上の領域内で検出されない場合、この検出結果は、エネルギービームが処理チャンバ内に存在するが、造形平面上へ案内されないことを示す。この場合、この装置の構造、特に処理チャンバの内側が、造形平面上へ適切に案内されないエネルギービームによって損傷されるのを防止するために、少なくとも１つのエネルギービームのエネルギービーム出力及び／又は強度が低減され、特に少なくとも１つのエネルギービームがオフにされる。
【００３０】
本発明の装置に関して記載するすべての詳細、特徴、及び利点は、本発明の安全デバイス及び本発明の方法に完全に移行可能であり、逆も同様であることは自明である。したがって、記載するすべての実施形態を任意に組み合わせることができる。
【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。これらの図は概略図である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の安全デバイスを有する本発明の装置を示す図である。
【図２】本発明の方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、たとえばレーザビーム又は電子ビームなど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。この例示的な実施形態によれば、装置１は照射デバイス５を備え、照射デバイス５は、ビーム生成ユニット６及びビーム案内ユニット７を有する。ビーム生成ユニット６は、レーザビーム又は電子ビームなどのエネルギービーム４を生成するように適合されていて、ビーム案内ユニット７は、エネルギービーム４を装置１の処理チャンバ８内へ案内するように適合されている。ビーム案内ユニット７は、ビーム生成ユニット６を介して生成されたエネルギービーム４が処理チャンバ８内へ案内されないように、エネルギービーム４を消去するようにさらに適合されている。
【００３４】
照射デバイス５のビーム生成ユニット６を介して生成されたエネルギービーム４は、ビーム案内ユニット７を介して、処理チャンバ８内に配置された造形平面９上へ、及び造形平面９にわたって案内することができる。したがって、エネルギービーム４を介して、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、それによって固化することができる。
【００３５】
装置１は安全デバイス１０をさらに備え、安全デバイス１０は検出ユニット１１を有する。検出ユニット１１は、造形材料３の照射によって生成された処理光１２を検出するように適合されている。検出ユニット１１は２つの検出要素１３、１４を備え、検出要素１３は造形平面９へ向けられ、検出要素１１は造形平面９の上の領域１５へ向けられる。したがって、造形平面９内に配置された造形材料３を直接照射するエネルギービーム４を介して生成され、又は造形平面９の上の領域１５内で造形材料３を少なくとも部分的に蒸発させた処理光１２を、検出ユニット１１を介して検出することができる。
【００３６】
安全デバイス１０は、検出結果に応じて照射デバイス５を制御するように適合されている。安全デバイス１０は、エネルギービーム４が照射デバイス５を介して生成され、装置１の処理チャンバ８内へ案内されるかどうかを検出するように特に適合されている。したがって、ビーム生成ユニット６及びビーム案内ユニット７は、安全デバイス１０へそれぞれの信号を送るように適合されている。
【００３７】
したがって、エネルギービーム４が生成され、処理チャンバ８内へ案内され、処理光１２が検出ユニット１１を介して検出された場合、エネルギービーム４が造形平面９上へ適切に案内され、造形平面９内で造形材料３を照射するため、処理上の安全性要件が満たされることが確実になる。検出結果が、エネルギービーム４が生成され、処理チャンバ８内へ案内されるが、処理光１２が生成されないことを示す場合、この検出結果は、エネルギービーム４が造形平面９上へ適切に案内されず、たとえば処理チャンバ壁１３又は塗布ユニット１７などの他の構造を照射することを示す。誤って位置合わせされ又は誤って案内され、したがって造形平面９内で造形材料３を照射しないそれぞれのエネルギービーム１８を、破線を介して示す。
【００３８】
したがって、前述したように、エネルギービーム４が処理チャンバ８内へ案内され、処理光１２が検出ユニット１１を介して検出されない場合、ビーム生成ユニット６によって、又はビーム案内ユニット７を介して、エネルギービーム４のエネルギービーム出力及び／又はエネルギービーム４の強度を低減させることができ、又はビーム案内ユニット７を介してエネルギービーム４を消去することが可能である。また、ビーム生成ユニット６を介してエネルギービーム４を完全にオフにすることも可能である。したがって、検出結果が、エネルギービーム４が造形平面９上へ案内されず、処理チャンバ壁１６又は塗布ユニット１７などの装置１の処理チャンバ８内の別の構造を照射することを示す場合、エネルギービーム４を強度又はエネルギービーム出力に関してオフにすることができ、消去又は低減させることができる。これにより、処理チャンバ壁１６又は塗布１７を介して例示的に示すように、装置１の様々な構造への損傷を防止することが可能になる。エネルギービーム４が低減／消去され又はオフにされた後、エラーメッセージを生成し、装置１の使用者／サービススタッフ又は操作者へ送ることができ、エネルギービーム４が造形平面９上へ適切に案内されることを確実にするように、エネルギービーム４の較正を実行することができる。
【００３９】
図２は、本発明の方法の流れ図を示し、本発明の方法は、当然ながら、本発明の装置１上で、好ましくは安全デバイス１０を使用して実行することができる。第１の状態１９で、エネルギービーム４はオフ状態であり、すなわち処理チャンバ８内へ案内されない。前述したように、たとえば検出ユニット１１を介して、エネルギービーム４が生成され、処理チャンバ８内へ案内されるかどうかの判定を行うことができる。したがって、この方法の第２のステップ２０で、エネルギービーム４が生成され、処理チャンバ８内へ案内されるかどうかを判定又は検出することができる。エネルギービーム４が生成されず、及び／又は処理チャンバ８内へ案内されない場合、本発明の方法は、エネルギービーム４が生成されず、及び／又は処理チャンバ８内へ案内されない状態１９のままである。
【００４０】
エネルギービーム４が生成され、処理チャンバ８内へ案内されることが検出された場合、別のステップ２１で、処理光１２が造形平面９内及び／又は造形平面９の上の領域１５内で生成されるかどうかの検出を行うことができる。処理光１２が検出された場合、本発明の方法は、造形平面９内の造形材料３の照射を継続することができる状態２２で継続することができる。検出結果が、処理光１２が造形平面９内又は造形平面９の上の領域１５内で生成されないことを示す場合、エネルギービーム４はビーム電力又は強度に関してオフにされ／消去又は低減され、本発明の方法は、エネルギービーム４がオフであり及び／又は消去されている状態１９に戻る。
【符号の説明】
【００４１】
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  ビーム生成ユニット
７  ビーム案内ユニット
８  処理チャンバ
９  造形平面
１０  安全デバイス
１１  検出ユニット
１２  処理光
１３  検出要素
１４  検出要素
１５  造形平面９の上の領域
１６  処理チャンバ壁
１７  塗布ユニット
１８  造形材料３を照射しないエネルギービーム
【図１】
2019119196.tif 000003
【図２】
2019119196.tif 000004