(57)【要約】      （修正有）【課題】スライス・データが改善された、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の提供。【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つの装置を動作させ、造形すべき物体の少なくとも１つの区分１４〜１８内の造形材料の塗布に関するスライス・データが提供され、スライス・データは、塗布すべき造形材料の対応する層に関するスライスの数を含み、スライス・データは、物体の第１の区分１４〜１８に対応する第１のスライスの数と、物体の少なくとも第２の区分１４〜１８に対応する少なくとも第２のスライスの数とを含み、区分高さ当たりの第１のスライスの数及び区分高さ当たりの第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの第１のスライスの数及び単位長さ当たりの第２のスライスの数は異なる。【選択図】図２
2019123226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、造形すべき物体（２）の少なくとも１つの区分（１４〜１８）内の造形材料（３）の塗布に関するスライス・データが提供され、前記スライス・データは、塗布すべき造形材料（３）の対応する層に関するスライスの数を含む、方法において、前記スライス・データは、前記物体（２）の第１の区分（１４〜１８）に対応する第１のスライスの数と、前記物体（２）の少なくとも第２の区分（１４〜１８）に対応する少なくとも第２のスライスの数とを含み、前記第１のスライスの数及び前記第２のスライスの数は異なり、区分高さ当たりの前記第１のスライスの数及び区分高さ当たりの前記第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの前記第１のスライスの数及び単位長さ当たりの前記第２のスライスの数は異なることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の区分（１４〜１８）内に塗布すべき造形材料（３）の層厚さ及び前記少なくとも１つの第２の区分（１４〜１８）内の層厚さは異なることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記物体（２）の少なくとも１つの区分（１４〜１８）の前記スライスの数は、前記物体（２）の少なくとも１つのパラメータに応じて画定されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記パラメータは、少なくとも１つの幾何学的パラメータ及び／又は少なくとも１つの物理的パラメータ及び／又は少なくとも１つの化学的パラメータ及び／又は少なくとも１つの処理パラメータであり、又はこれらを含むことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記パラメータは、特に球形の部分（２６）及び／又は一部分の尖った端部（２５）及び／又は一部分の壁厚さ及び／又は壁厚さと芯厚さの比及び／又は前記区分（１４〜１８）の少なくとも１つの縁部の形状に応じて、前記物体（２）の前記少なくとも１つの区分（１４〜１８）の一部分（１９〜２１）内の幾何学的特徴（２２〜２４）に関することを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記少なくとも１つのパラメータが判定され、特に前記少なくとも１つの幾何学的特徴（２２〜２４）がパターン認識を介して判定され、又は画定されることを特徴とする、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの処理パラメータは、１つのスライス内で照射すべき造形材料（３）の層厚さを画定する照射パラメータであり、又はこれを含むことを特徴とする、請求項４〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記幾何学的パラメータは、少なくとも１つの幾何学的特徴（２２〜２４）の精細度及び／又は詳細度を含み、前記スライスの数と前記精細度及び／又は前記詳細度は正比例することを特徴とする、請求項４〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記少なくとも１つの幾何学的特徴（２２〜２４）に応じて、少なくとも１つの区分（１４〜１８）の少なくとも１つの部分（１９〜２１）に少なくとも１つの処理パラメータが割り当てられ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方法。
【請求項１０】
前記処理パラメータは、エネルギー・ビーム出力及び／又はスポット・サイズ及び／又は前記エネルギー・ビームの走査速度及び／又は照射方策であり、又はこれらを含むことを特徴とする、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
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）によって製造すべき少なくとも１つの物体（２）に対するスライス・データを生成する方法であって、造形すべき物体（２）の少なくとも１つの区分（１４〜１８）内の造形材料（３）の塗布に関するスライス・データが提供され、前記スライス・データは、塗布すべき造形材料（３）の少なくとも１つの対応する層に関する少なくとも１つのスライスを含む、方法において、前記スライス・データは、前記物体（２）の第１の区分（１４〜１８）に対応する第１のスライスの数と、前記物体（２）の少なくとも第２の区分（１４〜１８）に対応する少なくとも第２のスライスの数とを含み、前記第１のスライスの数及び前記第２のスライスの数は異なり、区分高さ当たりの前記第１のスライスの数及び区分高さ当たりの前記第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの前記第１のスライスの数及び単位長さ当たりの前記第２のスライスの数は異なることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記物体（２）の前記第１の区分（１４〜１８）及び前記物体（２）の前記少なくとも１つの第２の区分（１４〜１８）は、異なるｘ位置及び／又はｙ位置及び／又はｚ位置内に配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
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）用のスライシング・デバイスであって、前記スライシング・デバイスは、造形すべき物体（２）の少なくとも１つの区分（１４〜１８）内の造形材料（３）の塗布に関するスライス・データを生成するように適合され、前記スライス・データは、塗布すべき造形材料（３）の少なくとも１つの対応する層に関する少なくとも１つのスライスを含む、スライシング・デバイスにおいて、前記スライシング・デバイスは、前記物体（２）の第１の区分（１４〜１８）に対応する少なくとも第１のスライスの数と、前記物体（２）の少なくとも第２の区分（１４〜１８）に対応する少なくとも第２のスライスの数とを生成するように適合され、前記第１のスライスの数及び前記第２のスライスの数は異なり、区分高さ当たりの前記第１のスライスの数及び区分高さ当たりの前記第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの前記第１のスライスの数及び単位長さ当たりの前記第２のスライスの数は異なることを特徴とするスライシング・デバイス。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれか一つに記載の方法を実行するように適合されることを特徴とする、請求項１３に記載のスライシング・デバイス。
【請求項１５】
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）であって、スライシング・デバイス、特に請求項１３又は１４に記載のスライシング・デバイスが提供され、造形すべき物体（２）の少なくとも１つの区分（１４〜１８）内の造形材料（３）の塗布に関するスライス・データを生成するように適合され、前記スライス・データは、塗布すべき造形材料（３）の少なくとも１つの対応する層に関する少なくとも１つのスライスを含む、装置において、前記スライシング・デバイスは、前記物体（２）の第１の区分（１４〜１８）に対応する少なくとも第１のスライスの数と、前記物体（２）の少なくとも第２の区分（１４〜１８）に対応する少なくとも第２のスライスの数とを生成するように適合され、前記第１のスライスの数及び前記第２のスライスの数は異なり、区分高さ当たりの前記第１のスライスの数及び区分高さ当たりの前記第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの前記第１のスライスの数及び単位長さ当たりの前記第２のスライスの数は異な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（積層造形）する少なくとも１つの装置を動作させる方法に関し、造形すべき物体の少なくとも１つの区分内の造形材料の塗布に関するスライス・データが提供され、スライス・データは、塗布すべき造形材料の対応する層に関するスライスの数を含む。
【背景技術】
【０００２】
３次元の物体を製造する装置及びその動作方法は、従来技術から概して知られている。典型的には、前記装置は、造形材料の層が連続して塗布され、たとえば対応するエネルギー源による照射を介して、塗布された造形材料の層をエネルギー・ビーム、たとえばレーザ・ビーム又は電子ビームによって選択的に照射することなどを介して固化されるように動作される。前記３次元の物体の製造は、とりわけ造形すべき３次元の物体の幾何形状を含む３次元データに基づいて実行される。
【０００３】
さらに、３次元の物体を製造するために提供される幾何形状データ、特に３次元データは、特に造形材料を選択的に固化するように造形材料を直接照射することができる造形平面内の造形材料の塗布に関するいわゆるスライス・データに変換される。スライス・データは、造形材料が対応する区分、特に造形すべき物体の区分内でどのように塗布されるべきかに関する情報を提供する。したがって、スライス・データは、塗布すべき造形材料の対応する層に関するスライスの数を含む。前記スライスは、造形材料の対応する層についての塗布プロセスのパラメータ、たとえば層厚さに関する情報を提供する。
【０００４】
通常、スライスの数は、造形すべき物体の高さ又はｚ方向（造形方向）に沿った物体の寸法に直接関係し、物体は、造形すべき物体にわたってスライスの均一の分布又はスライスの等距離の分布が実行されるようにスライスされる。言い換えれば、通常はすべてのスライスが、造形方向に同じ寸法を有し、それにより均一の層厚さをもたらす。
【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、スライス・データが改善された、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に記載の方法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】
本明細書に記載の方法は、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を動作させる方法である。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】
前述したように、本発明は、３次元の物体の付加製造、特にスライス・データの生成及び／又は提供を行う少なくとも１つの装置を動作させる方法に関する。本発明は、物体にわたって（造形方向に沿って）スライスの不均一の分布を有し、それにより不均一の層厚さをもたらすことを可能にする方法を提供する。たとえば、物体は、この物体の少なくとも１つの他の区分内の層厚さとは異なり、別の層厚さを塗布すべき又は異なる層厚さを有する層を塗布すべき少なくとも１つの区分を含むことができる。不均一の層厚さを有する層を塗布すること、又は物体の少なくとも１つの他の区分とは層厚さが異なる物体の少なくとも１つの区分を製造することで、物体の幾何形状を不均一にすることができ、たとえば幾何学的特性を有することができ、たとえば物体の幾何学的詳細又は特性を製造するために、少なくとも１つの区分内で別の層厚さが必要とされることを計算に入れることが可能になる。
【００１０】
異なる層厚さを有する造形材料の層を塗布することで、物体がスライス及び製造される精細度を調整することが可能になり、スライスの数が低減されることで、層厚さがより大きくなり、より速い製造速度を実現することが可能になる。なぜなら、スライスの数がより多く、そのため層の数がより多く、層厚さがより薄い場合に比べて、１つの塗布ステップで塗布され、１つの固化ステップ、特に照射ステップで固化される層のサイズが大きくなるからである。したがって、スライスの数が多ければ多いほど層の数も多くなり、したがって層厚さが薄くなり、連続して塗布して選択的に照射することができるより精細な（薄い）層から造形された物体を有することが可能になる。好ましくは、標準的な層厚さより小さい幾何学的特徴を製造することが可能になる。
【００１１】
本発明は、スライス・データが、物体の第１の区分に対応する第１のスライスの数と、物体の少なくとも第２の区分に対応する少なくとも第２のスライスの数とを含み、第１のスライスの数及び第２のスライスの数は異なり、区分高さ当たりの第１のスライスの数及び区分高さ当たりの第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの第１のスライスの数及び単位長さ当たりの第２のスライスの数は異なるという概念に基づいている。したがって、物体の少なくとも２つの区分を画定することが可能であり、物体の幾何形状は、少なくとも２つの区分内で特に異なることができる。本発明によれば、スライス・データが提供され、物体の第１の区分は、第１のスライスにスライスされ、物体の第２の区分は、第２のスライスにスライスされ、当然ながら任意の数の区分を画定することができる。
【００１２】
加えて、１つの区分内のみのスライスの数が、１つ若しくは複数の他の区分に対応するスライスの数とは異なることが可能であり、又は２つ以上の区分のスライスの数が互いに異なることが可能である。話を簡単にするために、この塗布の過程で、少なくとも第１の区分及び第２の区分を有する物体を例示的に参照する。当然ながら、任意の数の区分を有する物体を有することが可能であり、少なくとも２つの区分に関する例は、任意の数の区分を有する物体に移行可能である。
【００１３】
物体はそれぞれ、異なるようにスライスされた少なくとも２つの区分を含み、又は異なる数の第１のスライス若しくは第２のスライスを含むため、物体は均一にスライスされるのではなく、少なくとも１つの他の区分と比較すると異なる数のスライスを有する少なくとも１つの区分が提供される。たとえば、スライスの数は、区分高さに関係することができ、個々の区分の高さに関係して、第１の区分内の第１のスライスの数及び第２の区分内の第２のスライスの数は異なる。したがって、「区分高さ当たりのスライスの数」という画定された値は、物体の区分の高さにスライスの数を関連付ける。たとえば、第１の区分高さが第２の区分高さより大きく、スライスの第１の数がスライスの第２の数に等しい場合、区分高さ当たりのスライスの数は異なり、区分高さ当たりの第１のスライスの数が、区分高さ当たりのスライスの第２の数に比べてより小さい。
【００１４】
別の手法によれば、スライスの数は、単位長さに関係することができ、単位長さは、たとえば１μｍ又は１ｍｍ当たりで、任意に画定することができる。したがって、スライスの数は、物体の区分の高さではなく、明確な単位長さに関係することができ、単位長さ当たりのスライスの数はまた、スライス密度と見なすことができる。したがって、単位長さ当たりのスライスの数がより多いことは、単位長さ当たりのスライスの数がより少ない対応する区分より物体の区分が精細にスライスされることを指す。言い換えれば、単位長さ当たりのスライスの数が多ければ多いほど、その結果得られる層厚さは、同じ区分が単位長さ当たりより少ないスライスの数を有し、そのため層厚さがより厚い場合より薄くなる。有利には、単位長さ当たりのスライスの数は、区分高さとは無関係であり、したがって物体の２つの区分間の比較を簡略化することが可能になる。
【００１５】
区分高さ当たりの第１のスライスの数及び区分高さ当たりの第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの第１のスライスの数及び単位長さ当たりの第２のスライスの数がそれぞれ、異なる値を取り又は異なるように画定されることによって、より小さい詳細を有する区分をより精細にスライスし、その結果層厚さをより薄くすることができるため、物体の幾何学的詳細などの特有の特性を改善された形で計算に入れることができる。加えて、幾何形状内に特有の特性又は詳細を含まない物体の区分内で、単位長さ当たり又は区分高さ当たりそれぞれのスライスのより少ない数を選択又は調整して、塗布すべき造形材料の比較的厚い層を可能にし、したがってそれぞれ製造速度を高め、又は３次元の物体の製造時間を低減させることが可能になる。
【００１６】
本発明の第１の実施形態によれば、第１の区分内に塗布すべき造形材料の層厚さ及び少なくとも１つの第２の区分内の層厚さは異なる。この実施形態によれば、スライスの数と、その結果付加製造プロセス中に塗布される造形材料の層の層厚さとの間の直接関係を確立することができる。好ましくは、スライスの数又はスライスの「厚さ」は、造形材料の量、すなわちスライス・データを使用してそれに対応して塗布される層又はそのスライス・データの対応するスライスの厚さにそれぞれ直接関係する。さらに、各スライスに関係する係数を画定することも可能であり、その結果、この係数を有する層厚さを計算することができ、対応するスライスに掛けた結果、塗布しなければならない層の厚さが得られる。
【００１７】
少なくとも１つの区分のスライスの数、たとえば（物体の第１の区分及び／又は第２の区分の）第１のスライスの数及び／又は第２のスライスの数は、物体の少なくとも１つのパラメータに応じて画定することができる。前述したように、物体は、スライスの画定された数、特にスライスの標準的な数に比べてより多いスライスの数を必要とする幾何形状を有する少なくとも１つの区分を含むことができ、物体のこの区分は、幾何学的詳細、たとえば線細工を施した部分などの特徴的な幾何形状を含むことができる。
【００１８】
物体の少なくとも１つの区分のスライスの数がそれに応じて画定される対応するパラメータは、少なくとも１つの幾何学的パラメータ及び／又は少なくとも１つの物理的パラメータ及び／又は少なくとも１つの化学的パラメータ及び／又は少なくとも１つの処理パラメータとすることができ、又はこれらを含むことができる。前記パラメータに応じて、物体の区分を適切に造形することができ、特に適切に固化できることを確実にするためにそれぞれの区分をスライスしなければならないスライスの数を識別することが可能である。スライスの数は、特に、前述したように、機械的パラメータ、たとえばスライスの数による影響を受けることがある物体の機械的安定性などの物理的パラメータに応じたものとすることができる。さらに、少なくとも１つの化学的パラメータは、物体の少なくとも１つの区分がスライスされるスライスの数、たとえばどの造形材料が使用されるか、及びそれぞれの造形材料の固化挙動に影響を与えることができる。スライスの数に影響を与えることができる追加のパラメータは、付加製造プロセスの少なくとも１つの処理ステップに関する処理パラメータとすることができる。
【００１９】
さらに、パラメータは、特に球形の部分及び／又は一部分の尖った端部及び／又は一部分の壁厚さ及び／又は壁厚さと芯厚さの比及び／又はこの区分の少なくとも１つの縁部の形状に応じて、物体の少なくとも１つの区分の一部分内の幾何学的特徴に関することができる。したがって、少なくとも１つのパラメータは、幾何学的特徴に関することができ、このパラメータは、物体の区分内に幾何学的特徴が存在するかどうかを記述又は判定する。物体の区分内に存在する又は物体が対応する区分内に含む特有の幾何学的特徴に応じて、この区分内のスライスの数を調整することができる。
【００２０】
好ましくは、少なくとも１つのパラメータを判定することができ、特にパターン認識を介して少なくとも１つの幾何学的特徴を判定することができる。別法として、少なくとも１つのパラメータは、たとえば使用者によって、又は装置によって自動的に、画定することができる。したがって、付加造形しなければならない物体の物体データを分析することができ、特にパターン認識アルゴリズムを使用して、物体の対応する区分内の少なくとも１つの幾何学的特徴を判定することができる。その後、少なくとも１つの幾何学的特徴の判定に応じて、対応する区分内のスライスの数を調整することができる。それによって、スライスの画定された数を、球形の部分などの画定された幾何学的特徴に割り当てることがさらに可能になり、又はスライスの数に直接関係する幾何学的特徴、たとえば物体の区分内に存在する最小の幾何学的特徴の精細度を画定することがさらに可能になる。これにより、付加製造プロセスで対応する精細度を必要とする幾何学的特徴が存在する場合、物体の対応する区分をより精細にスライスすることが可能になる。
【００２１】
前述したように、物体の少なくとも１つの区分内のスライスの数がそれに応じて調整されるパラメータは、少なくとも１つの処理パラメータを指すことができる。少なくとも１つの処理パラメータは、１つのスライス内で照射すべき造形材料の層厚さを画定する照射パラメータとすることができ、又はそれを含むことができる。したがって、少なくとも１つの処理パラメータによって、どれだけの造形材料を１つの照射ステップで照射することができるか、又は対応する照射ステップを介して照射することができるどれだけの造形材料が１つの塗布ステップで塗布されるべきであるかを画定することができる。対応する層厚さは、たとえば、１０μｍ〜５００μｍ、好ましくは２０μｍ〜８０μｍの間隔で調整することができる。
【００２２】
幾何学的パラメータは、前述したように、少なくとも１つの幾何学的特徴の精細度及び／又は詳細度を含むことができ、スライスの数と精細度及び／又は詳細度は正比例する。言い換えれば、少なくとも１つの幾何学的特性又は特徴を適切に製造するために必要とされる精細度に応じて、スライスの数を調整することができる。さらに、物体の区分の少なくとも１つの部分に線細工がどのように施されるかを画定する詳細度を計算に入れることができる。したがって、少なくとも１つの幾何学的特徴の精細度及び／又は詳細度が高ければ高いほど、対応する精細な構造又は高い詳細度を有する構造を付加製造プロセスで製造できることを確実にするために、スライスの数がより多くなるように調整することができる。たとえば、対応する区分内に存在する最小の構造の最小の詳細を判定し、この区分内に存在する最小の構造に対応して又はそれに応じて、スライスの数を選択又は調整することが可能である。
【００２３】
本発明の方法の別の実施形態によれば、少なくとも１つの幾何学的特徴に応じて、少なくとも１つの区分の少なくとも１つの部分に少なくとも１つの処理パラメータを割り当てることができる。したがって、前述したように判定することができる少なくとも１つの幾何学的特徴は、スライスの数のそれぞれの調整をもたらすことができるだけでなく、少なくとも１つの幾何学的特徴に応じて、それぞれの部分に少なくとも１つの処理パラメータを割り当てることができる。言い換えれば、物体の区分の一部分に、その区分のその部分内に存在する対応する幾何学的特徴に応じて、エネルギー・ビーム強度又はスポット・サイズなどの様々な処理パラメータを割り当てることができる。
【００２４】
少なくとも１つの処理パラメータは、エネルギー・ビーム出力及び／又はスポット・サイズ及び／又はエネルギー・ビームの走査速度及び／又は照射方策とすることができ、又はこれらを含むことができる。「照射方策」という用語は、造形平面にわたってエネルギー・ビームが走査されるやり方、特に造形平面又は対応する各層の異なる区分がどのように照射されるか、たとえば照射シーケンスを指すことができる。したがって、処理パラメータは、対応する部分内でどれだけのエネルギーが消耗されるか及びエネルギーがどのように消耗されるかを調整又は画定することができる。
【００２５】
さらに、物体の第１の区分及び物体の少なくとも１つの第２の区分は、異なるｘ位置及び／又はｙ位置及び／又はｚ位置内に配置することができる。したがって、異なる区分は、それぞれ任意に配置又は画定することができる。物体の２つ以上の異なる（隣接する又は隔置された）区分を異なるようにスライスすることができ、特に物体高さ当たりのスライスの数及び／又は単位長さ当たりのスライスの数は、異なる位置を含む少なくとも２つの区分内で異なることができることが特に可能である。たとえば、第１の区分は、単位長さ当たりの第１の数のスライスを含むことができ、第１の区分とは異なるｘ及び／又はｙ及び／又はｚ位置内に配置された第２の区分は、単位長さ当たりのスライスの第１の数とは異なる単位長さ当たりの第２の数のスライスを含む。当然ながら、異なる位置を有する区分が、１つ又は複数の方向に少なくとも部分的に重複することができ、たとえば異なるｘ及び／又はｙ及び／又はｚ位置を有する区分が、ｘ及び／又はｙ及び／又はｚ方向に少なくとも部分的に重複することも可能である。
【００２６】
さらに、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装置によって製造すべき少なくとも１つの物体に対するスライス・データを生成する方法に関し、造形すべき物体の少なくとも１つの区分内の造形材料の塗布に関するスライス・データが提供され、スライス・データは、塗布すべき造形材料の少なくとも１つの対応する層に関する少なくとも１つのスライスを含み、スライス・データは、物体の第１の区分に対応する第１のスライスの数と、物体の少なくとも第２の区分に対応する少なくとも第２のスライスの数とを含み、第１のスライスの数及び第２のスライスの数は異なり、区分高さ当たりの第１のスライスの数及び区分高さ当たりの第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの第１のスライスの数及び単位長さ当たりの第２のスライスの数は異なる。
【００２７】
当然ながら、付加製造装置を動作させる本発明の方法に関して記載するすべての詳細、特徴、及び利点は、スライス・データを生成する本発明の方法に完全に移行可能である。特に、スライス・データを生成する方法は、装置の動作で使用される、特に本発明の方法を介して動作させられる装置を使用して付加製造プロセスで造形材料の塗布を制御するために使用される対応するスライス・データを提供する。
【００２８】
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装置用のスライシング・デバイスに関し、このスライシング・デバイスは、造形すべき物体の少なくとも１つの区分内の造形材料の塗布に関するスライス・データを生成するように適合され、スライス・データは、塗布すべき造形材料の少なくとも１つの対応する層に関する少なくとも１つのスライスを含み、スライシング・デバイスは、物体の第１の区分に対応する少なくとも第１のスライスの数と、物体の少なくとも第２の区分に対応する少なくとも第２のスライスの数とを生成するように適合され、第１のスライスの数及び第２のスライスの数は異なり、区分高さ当たりの第１のスライスの数及び区分高さ当たりの第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの第１のスライスの数及び単位長さ当たりの第２のスライスの数は異なる。
【００２９】
さらに、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装置に関し、造形すべき物体の少なくとも１つの区分内の造形材料の塗布に関するスライス・データを生成するように適合されたスライシング・デバイス、特に前述した本発明のスライシング・デバイスが提供され、スライス・データは、塗布すべき造形材料の少なくとも１つの対応する層に関する少なくとも１つのスライスを含み、スライシング・デバイスは、物体の第１の区分に対応する少なくとも第１のスライスの数と、物体の少なくとも第２の区分に対応する少なくとも第２のスライスの数とを生成するように適合され、第１のスライスの数及び第２のスライスの数は異なり、区分高さ当たりの第１のスライスの数及び区分高さ当たりの第２のスライスの数並びに／又は単位長さ当たりの第１のスライスの数及び単位長さ当たりの第２のスライスの数は異なる。
【００３０】
当然ながら、３次元の物体を付加製造する装置を動作させる本発明の方法及びスライス・データを生成する本発明の方法に関して記載するすべての詳細、特徴、及び利点は、本発明のスライシング・デバイス及び３次元の物体を付加製造する本発明の装置に完全に移行可能である。特に、装置を動作させる本発明の方法は、この装置上で実行することができ、好ましくはスライス・データを生成する本発明の方法を使用して、たとえば本発明のスライシング・デバイスを使用して、スライス・データが生成される。
【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】本発明の装置１を示す図である。
【図２】図１の本発明の装置の本発明のスライシング・デバイスを介して生成されたスライス・データを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
図１は、レーザ・ビーム５を生成するように適合されたエネルギー源、たとえば照射デバイス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。
【００３４】
図１は、装置１の造形平面７内の造形材料３の塗布に関係するスライス・データを生成するように適合されたスライシング・デバイス６が設けられることをさらに示す。したがって、スライス・データは、物体２を形成するために塗布すべき造形材料３の対応する層に関する複数のスライスを含む。特に、塗布ユニット８によって投与平面９から造形平面７へ造形材料３が層ごとに連続して塗布される。スライス・データの各スライスは、造形平面７内に塗布すべき造形材料３の層に直接関係する。スライシング・デバイス６は、たとえばコンピュータであり、したがって対応する層内にどれだけの造形材料が塗布されるべきかを画定するいくつかのスライスを含むスライス・データを生成し、又は対応する各層の層厚さが、それぞれ対応するスライスを介して画定される。当然ながら、造形材料３は、他の任意のやり方で塗布することができ、投与平面９内に提供され、塗布ユニット８を介して造形平面７上へ運搬される造形材料の塗布は、単に例示的であると理解されるべきである。
【００３５】
装置１は、塗布ユニット８、照射デバイス４、又は投与板１２若しくは造形板１３に割り当てられた駆動機構１１などの装置１の様々な構成要素を制御するように適合された制御ユニット１０をさらに備える。図１からさらに導出することができるように、投与板１２及び造形平面１３はそれぞれ、造形材料３のそれぞれの体積又は造形材料３及び造形板１３の場合は付加造形された物体２を含む粉末床を保持するように適合される。したがって、投与板１２を動かす駆動機構１１のそれぞれの駆動に対応する投与板１２の位置又は動きに応じて、塗布ユニット８を介して造形平面７上へ塗布すべき造形材料３を提供することができる。したがって、造形板１３は、塗布ユニット８を介して投与平面９から造形平面７へ運搬された新しい造形材料３を受け取るように下降させることができる。
【００３６】
したがって、制御ユニット１０は、対応する投与板１２及び造形板１３をそれぞれ上昇又は下降させるステップサイズを画定及び調整するように適合される。制御ユニット１０は、好ましくは、造形平面７上に塗布すべき各層の層厚さを画定するスライス・データをスライシング・デバイス６から受け取ることができる。各スライスは、造形材料３の新しい層を形成する新しい造形材料３を受け取るために造形平面１３をどこまで下降させるべきかを画定する。
【００３７】
本発明の装置１は、異なるようにスライスすることができる物体２の様々な（少なくとも２つの）区分を画定することを可能にする。特に、第１の区分内のスライスの数は、物体２の任意の他の区分内のスライスの数とは異なることができる。図２は、スライス・データを示す。これは単に例示的であると理解されるべきである。図２に示す例示的なスライス・データによる物体２は、５つの区分１４、１５、１６、１７、１８を含む。たとえば、物体２の物体データをスライシング・デバイス６へ提供又は送信することができ、スライシング・デバイス６が、特に物体２の幾何学的データを含むこの物体データから、図２に示すスライス・データを生成する。
【００３８】
物体２又は物体２に関するスライス・データは、スライスの第１の数、たとえば３つにスライスされた第１の区分１４を含む。物体２の区分１４は、広い断面を含み、いかなる特徴的な（精細な）幾何学的特徴も含まないため、区分１４内のスライスの数は、他の区分１５〜１８に比べて少なく調整される。そうすることによって、区分１４内の単位長さ又は物体高さ当たりのスライスの数がより多い場合に比べて、各層の層厚さが大きくなり、１つの塗布ステップでより多くの造形材料３が塗布ユニット８によって塗布されるため、区分１４をより速く製造することができる。各区分１４〜１８に対する層厚さ及びスライスの数と比較するために、単位長さ当たり又は物体高さ当たりのスライスの数を画定することができる。したがって、たとえば１μｍ又は１ｍｍ当たりのスライスの数を画定することができる。
【００３９】
図２は、物体２の区分１５が３つの部分１９〜２１を含むことをさらに示し、第１の部分１９及び第２の部分２０は、造形材料を塗布すべきより小さい直径／断面を含み、したがってたとえば前述した区分１４内の物体２より高い精細度を含む。区分１５の第３の部分２１は、中空に造形されており、区分１５の芯と区分１５の壁との間の関係又は比は、たとえば、区分１４又は区分１５の部分１９、２０とは異なる。したがって、部分２１内の構造の精細度は、部分１９、２０内より高い。したがって、部分２１内のスライスの数は、より多くなるように、特に部分２１内の単位長さ当たりのスライスの数が部分１９、２０内より多くなるように調整される。
【００４０】
さらに、物体２は、区分１４、１５と比較するとより小さい直径を有する区分１６を含む。区分１６の直径はより小さいため、したがって区分１６はより精細にスライスされ、単位長さ当たり又は区分高さ当たりのスライスの数はそれぞれ、より大きい直径を含む区分１４より多くなる。物体２は、区分１６の直径と区分１４の直径との間の直径を含む区分１７をさらに含み、区分１７の単位長さ当たりのスライスの数又は区分高さ当たりのスライスの数は、区分１４内の単位長さ当たりのスライスの数と区分１６内の単位長さ当たりのスライスの数との間の範囲内である。図２からさらに導出することができるように、前述したように、区分１６が造形方向（上方）により大きい寸法を有し、より高い精細度を有するため、区分１６内のスライスの総数は、区分１７内より大きい。
【００４１】
物体２の上には別の区分１８が提供され、区分１８は、３つの幾何学的特徴２２、２３、及び２４を含む。これらの幾何学的特徴は、物体２に提供される幾何学的データから、特にパターン認識を介して判定することができる。したがって、スライシング・デバイス６は、単一の幾何学的特徴２２、２３、２４を判定するように適合される。たとえば、幾何学的特徴２２は尖った端部２５を含み、幾何学的特徴２３は球形の部分２６を含み、幾何学的特徴２４は矩形である。スライシング・デバイス６を介して単一の幾何学的特徴２２〜２４を判定することによって、単位長さ当たりのスライスの特有の数を幾何学的特徴２２、２３、及び２４に割り当てることができる。
【００４２】
図２からさらに導出することができるように、区分１８の幾何学的特徴２２、２３、及び２４は、異なるｘ位置（物体２の縁部）を含み、ｚ方向（物体２の高さ）に少なくとも部分的に重複する。したがって、個々の幾何学的特徴２２、２３、及び２４はまた、個々の区分１８に割り当てることができ、異なる区分は、単位長さ当たり異なる数のスライスを含む。
【００４３】
各区分１４〜１８に対するスライスの数を画定することによって、物体２の特有の特性を計算に入れることができ、物体２の詳細及び精細な構造を製造しながら、他の構造（区分１４）を可能な限り速く製造できることを特に確実にすることができる。
【００４４】
当然ながら、３次元の物体を製造する少なくとも１つの装置を動作させる本発明の方法は、装置１上で実行することができる。さらに、スライス・データを生成する方法は、スライシング・デバイス６によって実行することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１  装置
２  ３次元の物体
３  造形材料
４  照射デバイス
５  レーザ・ビーム
６  スライシング・デバイス
７  造形平面
８  塗布ユニット
９  投与平面
１０  制御ユニット
１１  駆動機構
１２  投与板
１３  造形板
１４  第１の区分
１５  区分
１６  区分
１７  区分
１８  区分
１９  第１の部分
２０  第２の部分
２１  第３の部分
２２  幾何学的特徴
２３  幾何学的特徴
２４  幾何学的特徴
２５  尖った端部
２６  球形の部分
【図１】
2019123226.tif 000003
【図２】
2019123226.tif 000004