(57)【要約】  それぞれの層の物体に対応する位置における粉末状の造形材料の層状固化によって、三次元物体を製造するための装置用の造形空間を変更するための手段は、１つまたは複数の小さな支持部（３２）あるいは１つまたは複数の造形空間分割要素（２０）を造形プラットフォーム（２）に備え、これによって、装置は１つまたは複数の小さな造形領域（２２．１、２２．２、２２．３）を有し、これらの造形領域において、粉末材料を効果的に使用することが可能であり、異なる粉末材料を加工することが可能である。【選択図】図５
2013526429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの層の物体（３）に対応する位置における造形材料（１６）の層状固化によって、前記三次元物体（３）を製造するための装置用の造形空間を変更するための手段において、
前記造形材料（１６）を層状に塗布する塗布装置（５）と、造形プラットフォーム（２）と、前記造形材料（１６）の固化が行われる前記造形プラットフォーム（２）の上方の造形空間（２２）とを備え、
造形空間を変更するための前記手段が、密閉手段を有する皿（２８）を備え、
前記密閉手段が、前記造形空間（２２）の部分領域である少なくとも１つの造形領域（２２．１）を前記造形空間（２２）の中に閉じ込める、造形空間を変更するためであることを特徴とする手段。
【請求項２】
請求項１に記載の造形空間を変更するための手段において、前記皿（２８）が少なくとも１つの開口部（４１．１）を備えており、支持部（３２）が前記開口部に設けられることを特徴とする手段。
【請求項３】
請求項１または２に記載の造形空間を変更するための手段において、前記密閉手段が少なくとも２つの別個の前記造形領域（２２．１、２２．２）を閉じ込めることを特徴とする手段。
【請求項４】
請求項３に記載の造形空間を変更するための手段において、前記別個の支持部（３２）が、単一のリフト機構によって移動可能であるように互いに接続されることを特徴とする手段。
【請求項５】
それぞれの層の物体（３）に対応する位置における造形材料（１６）の層状固化によって、前記三次元物体（３）を製造するための装置用の造形空間を変更するための手段において、
前記造形材料（１６）を層状に塗布する塗布装置（５）と、造形プラットフォーム（２）と、前記造形材料（１６）の固化が行われる前記造形プラットフォーム（２）の上方の造形空間（２２）とを備え、
造形空間を変更するための前記手段が、造形空間を変更するための少なくとも１つの要素（２０）を備え、前記少なくとも１つの要素（２０）が前記造形プラットフォーム（２）の上に固定可能であり、前記造形プラットフォーム（２）の上には前記物体（３）が造形され、造形空間を変更するための前記少なくとも１つの要素（２０）が、前記造形空間（２２）の部分領域である少なくとも１つの造形領域（２２．１）を閉じ込めるように、造形空間を変更するための前記手段が適合される、造形空間を変更するためであることを特徴とする手段。
【請求項６】
請求項５に記載の造形空間を変更するための手段において、造形空間を変更するための前記要素（２０）が、少なくとも２つの別個の造形領域（２２．１、２２．２、２２．３）を前記造形空間（２２）の中に閉じ込めるように、造形空間を変更するための前記手段が適合されることを特徴とする手段。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１項に記載の造形空間を変更するための手段において、造形空間を変更するための前記手段が、各前記造形領域（２２．１、２２．２、２２．３）のために、独自の計量容器（１２．１、１２．２、１２．３）および独自のオーバーフロー容器（１３．１、１３．２、１３．３）、あるいは前記別個の造形領域（２２．１、２２．２、２２．３）に適合されている部分領域を有する共通の計量容器（１２）および／または共通のオーバーフロー容器（１３）を備えていることを特徴とする手段。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項に記載の造形空間を変更するための手段において、造形空間を変更するための前記手段が、前記別個の造形領域（２２．１、２２．２、２２．３）の共通の塗布ユニットの構成要素としての前記塗布装置（５）を備えていることを特徴とする手段。
【請求項９】
請求項１乃至８の何れか１項に記載の造形空間を変更するための手段において、造形空間を変更するための前記手段が、造形空間を変更するための前記要素（２０）の少なくとも１つ、または代わりに、複数の支持部（３２）、少なくとも１つの計量容器（１２）、少なくとも１つのオーバーフロー容器（１３）および前記皿（２８）の組み合わせを備えている閉じられたアセンブリとして形成されることを特徴とする手段。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れか１項に記載の造形空間を変更するための手段を有する三次元物体を製造するための装置において、前記装置が共通の造形室（１）を備えており、前記共通の造形室（１）の中には前記造形領域（２２．１、２２．２、２２．３）が配置されることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の装置において、前記全ての造形領域（２２．１、２２．２、２２．３）用の共通のガス循環およびガス調製システムを備えていることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１０または１１に記載の装置において、前記装置が前記全ての造形領域（２２．１、２２．２、２２．３）用の共通の放射システムを備えていることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の装置において、前記装置は、プロセスソフトウェアが、前記それぞれの造形領域（２２．１、２２．２、２２．３）に関連する動作パラメータを調整することができるように形成されている制御ユニット（１１）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の装置において、前記塗布装置（５）、好ましくはブレード（１４）が、造形空間を変更するための少なくとも１つの要素（２０）用の凹部（２５）を備えている、請求項５または６に記載の造形空間を変更するための手段を有することを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項１０乃至１３の何れか１項に記載の装置において、前記塗布装置（５）は、異なる造形材料（１６）が混合されることを防止するための少なくとも１つの再分割要素（２６）を備えていることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１０乃至１３および１５の何れか１項に記載の装置において、造形空間を変更するための前記要素（２０）の高さが可変である、請求項５または６に記載の造形空間を変更するための手段を有することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれの層の物体に対応する位置における粉末状の造形材料の層状固化によって、三次元物体を製造するための装置用の造形空間を変更するための手段に関し、および造形空間を変更するための手段を有する、三次元物体を製造する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
粉末状の造形材料の層状固化によって三次元物体を製造するための、例えばレーザ焼結機の形をした装置は、例えば、ＥＯＳＩＮＴ  Ｍ２７０のような２５０ｘ２５０ｍｍのサイズを有する造形領域からなる。造形空間が大きいため、このような装置は、歯インレーなどの小さな物体を製造するには大きすぎて融通性がない。造形プラットフォームの領域が大きいため、大量の粉末材料を塗布する必要があり、この場合、それらの粉末材料の小さな部分のみが物体に加工される。その後、固化されていない材料は一般的な方法で再循環される。これにより、より小さな物体を製造する場合に機械の経済効率が低下する。
【０００３】
具体的には、小さな寸法を有する物体を製造するのに適切である装置の開発は、通常、装置の開発労力および製造費および制限された使い勝手のせいで有益ではない。
【０００４】
独国特許出願公開第１９９５２９９８Ｂ４号明細書は、２つの造形空間と２つの関連する貯蔵容器とを有する粉末物質からなる積層構造を有する本体を直接製造するための装置を開示している。造形空間および貯蔵容器の底部の各々はそれらの独自のそれぞれのドライブに接続され、これにより、装置が複雑になって融通性がなくなる。
【０００５】
本発明の目的は、粉末状の造形材料の層状固化によって物体を製造するための装置用の手段と、異なる寸法を有する物体の経済的な製造が、粉末状の造形材料の層状固化によって可能であるように構成され得る大きな造形空間を有する装置とを提供することである。
【０００６】
本発明のこの目的および別の発展形態は、特許請求の範囲によって開示される。
【０００７】
本発明の一態様は、造形空間を変更するための手段であり、この手段は、造形空間を１つまたは複数の別個の小さな造形領域に小型化または分割することを可能にし、造形領域において、少量の粉末投入量を有する物体が製造され得るか、または異なる種類の粉末が並列して処理され得る。造形空間を変更するための手段は、簡単な構造を有し、したがって費用面で効果的であり、容易な後付けおよび取り外しが可能である。
【０００８】
本発明の別の特徴および目的は、図に基づく実施形態の説明から理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、三次元物体を製造するための典型的なレーザ焼結装置の概略図である。
【図２】図２は、造形空間を変更するための手段を再装備または後付けすることができる装置の典型的な造形平面の平面図である。
【図３】図３は、粉末状の造形材料の層状固化による物体の製造工程の最後における、図２に示したような交線に沿った典型的な造形室の断面図である。
【図４】図４は、図１による装置の変更された造形領域を有する本発明の実施形態による造形空間を変更するための手段の典型的なアセンブリの平面図である。
【図５】図５は、図１の装置において、複数の変更された造形領域を有する、本発明の実施形態による、造形空間を変更するための手段の典型的なアセンブリの平面図である。
【図６】図６は、図４および図５のアセンブリの横断面図である。
【図７】図７は、本発明の他の実施形態による、造形空間を変更するための手段（塗布装置が図示されていない）を有する装置の造形平面の平面図である。
【図８ａ】図８ａは、粉末状の造形材料の層状固化による物体の製造工程の最初における、本発明の他の実施形態による、図７に示した造形平面の交線に沿った断面図である。
【図８ｂ】図８ｂは、粉末状の造形材料の層状固化による物体の製造工程の最後における、本発明の他の実施形態による、図７に示した造形平面の交線に沿った断面図である。
【図９】図９は、本発明のさらに他の実施形態による、造形空間を変更するための手段（塗布装置が図示されていない）を有する装置の造形平面の平面図である。
【図１０ａ】図１０ａは、粉末状の造形材料の層状固化による物体の製造工程の最初における、本発明のさらに他の実施形態による、図９に示した造形平面の交線に沿った断面図である。
【図１０ｂ】図１０ｂは、粉末状の造形材料の層状固化による物体の製造工程の最後における、本発明のさらに他の実施形態による、図９に示した造形平面の交線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、生成的製造方法によって三次元物体を層状製造するための装置の例としてのレーザ焼結装置を示している。本装置は、頂部で開くと共に造形室を形成するフレーム１を含み、このフレーム１はその内部に、造形プラットフォーム２の形をした支持部を含み、この造形プラットフォーム２は垂直方向に移動可能であり、製造されるべき三次元物体を支持し、そして造形フィールドを規定する。造形プラットフォーム２は、固化されるべき物体３の層が造形平面４の中に位置するように垂直方向に調整される。さらに、電磁放射によって固化することができる粉末状の造形材料を塗布するための塗布装置５が設けられる。放射システムは電磁放射源としてのレーザ６を含む。放射システムの別の構成要素は偏向手段８であり、この偏向手段８によって、レーザ６で発生したレーザビーム７が射出窓９に偏向され、そこからプロセスチャンバ１０を通過し、造形平面４の中の所定の点に収束される。さらに、造形工程を実行するために、装置の構成要素が統合的に制御される制御ユニット１１が設けられる。制御ユニット１１は、とりわけ、製造されるべき物体のＣＡＤデータに従って動作される。本装置は、さらに、図示されていないガス循環およびガス調製システムを含む。
【００１１】
粉末材料は、貯蔵容器および計量容器１２にそれぞれ貯蔵され、塗布装置５によって造形フィールドに供給される。
【００１２】
粉末材料に関して、レーザ焼結方法に適切な任意の粉末および／または粉末混合物が使用され得る。このような粉末は、例えば、ポリアミドまたはポリスチレンなどの合成粉末、ＰＥＥＫ、高品質鋼粉末またはそれぞれの目的に合わせられる他の金属粉末、特に合金などの金属粉末、ならびに合成被覆砂またはセラミック粉末を含む。
【００１３】
レーザ焼結装置の動作は、塗布装置５が造形フィールドにわたって移動され、所定の厚さの粉末層を塗布するように行われる。その後、それぞれの層の物体３の断面がレーザビーム７によって照射され、そこの粉末が固化される。次に、造形プラットフォーム２が下降され、新しい粉末層が塗布される。物体３の製造はこのように層毎に実行される。完成後、物体３は取り外され、必要な場合には後処理されおよび／または品質管理を受ける。
【００１４】
図２は、典型的に、造形空間を変更する手段によって装備または後付けすることができるレーザ焼結装置の造形平面４の平面図を示しており、造形プラットフォーム２が計量容器１２とオーバーフロー容器１３との間に空間的に設けられる。この場合、「後付け可能な」という用語は、装置が、造形空間を分割するための手段なしに動作可能であること、および装置自体を変更することなく、造形空間を分割するための手段を組み込むことができ、造形空間を分割するための手段の部分は、装置の部分に固定できる。
【００１５】
計量容器１２、粉末状の造形材料が搬送されると共に造形空間２２が形成される造形プラットフォーム２、およびオーバーフロー容器１３は、図２の垂直方向において実質的に同じ幅を有する。計量容器１２は、粉末を頂部に搬送するためのスタンプまたはピストン（図示せず）を含む。
【００１６】
粉末状の造形材料は、塗布装置（図２には図示せず）によって造形空間２２の中に搬送され、過度の粉末材料は、塗布装置のさらなる移動によってオーバーフロー容器１３の中に落下する。
【００１７】
図３は、粉末状の造形材料の層状固化による物体の製造工程の最後における、図２に示したような交線に沿った造形室の断面図を示している。塗布装置５は造形空間２２の上方に示されており、この造形空間２２の中には、製造された３つの物体３が示されている。
【００１８】
造形空間２２は、造形プラットフォーム２によって下方に閉じ込められ、フレーム１によって側方に閉じ込められる。造形プレート１５は、図３に示したように、造形プラットフォーム２上に、すなわち造形空間２２の中に位置し、必ずしもフレーム１まで達しない。全ての物体３が同じ粉末、レーザビーム７によって固化された粉末から製造されるように、造形空間２２が、物体３を囲む領域において、粉末状の造形材料としての粉末１６によって充填される。したがって、１つ以上の物体３を同時に製造することができる。
【００１９】
塗布装置５はブレード１４を備え、このブレード１４によって粉末３が造形プラットフォーム２の上に塗布される。
【００２０】
塗布装置５によって塗布される粉末１６の層の高さを、特定の処理パラメータに従って調整することができるように、リフト機構１８によって造形プラットフォーム２をある高さに垂直に移動させてもよい。
【００２１】
図４は、典型的に、レーザ焼結装置の第１の実施形態の造形空間を変更する手段のアセンブリ２７の平面図を示している。アセンブリは、この場合に皿２８の形状を有するベース要素を備える。皿８は、装置に元々収容されている、元の造形領域２９および元の計量容器領域３０の領域にほぼ一致する寸法を有する。皿２８は横方向に、すなわち図４の垂直方向に、元の造形領域２９および元の計量容器領域３０よりも広い境界を有する。境界の下方の皿の領域は、元の造形領域２９および元の計量容器領域３０における、組み立てに必要な隙間に適合する程度に広い。皿２８も、長手方向において、これらの領域の外側制限部の必要な隙間に適合する。境界も異なって具体化してもよく、または皿２８が元の中間壁３１に載置するように境界を省略してもよい。
【００２２】
皿２８には、三次元物体を製造することができる密閉造形領域２２．１が設けられる。造形領域は、造形空間２２の部分領域の空間であり、この場合、皿２８の幅寸法内の造形領域２２．１の位置を任意に選択してもよく、製造されるべき物体３に従って幅を設定してもよい。造形領域は、密閉手段によって造形領域２２の中に密閉される。
【００２３】
さらに、アセンブリ２７は、および計量容器１２と比較してより小さな寸法を有する、粉末を提供するための計量容器１２．１を含む。
【００２４】
その上、オーバーフロー容器１３と比較して小さい寸法を有するオーバーフロー容器１３．１が皿２８に設けられる。代替実施形態では、より広いオーバーフロー容器を設けてもよい。
【００２５】
再び図４を参照すると、塗布装置５は、粉末を計量容器１２．１から造形領域２２．１に搬送した後の、および過度の粉末をオーバーフロー容器１３．１の中に堆積させた後の位置にある。
【００２６】
図５は、例示的に、レーザ焼結装置の第１の代替実施形態の造形空間を変更する手段のアセンブリ２７の平面図を示している。皿２８は、この場合、変更された複数の別個の造形領域２２．１、２２．２を含む。造形領域２２．１、２２．２は、皿２８の底部の開口部４１．１、４１．２（密閉手段の部分である）の間の皿２８の領域４０によって互いに分離される。代替実施形態では、造形空間２２をさらに分割することによって、３つ以上の造形領域２２．１、２２．２を設けることができる。造形領域はこの実施形態では横方向において異なる寸法を有する。しかし、それらの造形領域は同一であることもできる。基本的に、複数の造形領域の幅は全幅内で任意に設定され得る。
【００２７】
さらに、アセンブリ２２は、この場合、粉末を提供するための２つの計量容器１２．１、１２．２を備える。代替実施形態では、造形領域２２．１、２２．２の数に従って、追加の計量容器を設けてもよい。各計量容器の幅は関連の造形領域の幅に一致する。しかし、幅はまた代替実施形態において異なってもよい。
【００２８】
造形領域２２．１と２２．２はそれらの間の隙間により、皿２８の幅方向において互いに空間的に分離される。皿は、粉末が混合されることを防止する程度には十分に大きく、これらの粉末はそれぞれの計量容器１２．１、１２．２からそれぞれの造形領域２２．１、２２．２に搬送される。
【００２９】
再び、図５を参照すると、塗布装置５は、粉末を計量容器１２．１、１２．２から造形領域２２．１、２２．２に搬送した後の、および過度の粉末をオーバーフロー容器１３．１、１３．２の中に堆積させた後の位置にて示されている。塗布装置５は実質的に１度の動作でそれぞれの粉末を異なる造形領域２２．１、２２．２に供給する。
【００３０】
次に、図６を参照すると、図４および図５のアセンブリ２７が横断面側面図で示されている。皿２８は、頂部から元の計量容器領域３０および元の造形容器領域２９に導入され、横方向溝の元の中間壁３１を受け入れるように示されている。
【００３１】
オーバーフロー容器１３．１、１３．２は、この場合、皿に一体化されるように示されている。しかし、オーバーフロー容器を別個の容器として皿２８に組み込むことも可能である。
【００３２】
アセンブリ２７は、密閉手段の別の構成要素として、開口部４１．１、４１．２の支持部としての小型化された１つ以上の造形プラットフォーム３２を含み、この場合、支持部は、図４に示したような造形領域２２．１に、および図５に示したような造形領域２２．１と２２．２に配置され、支持部の接地領域は、それぞれの造形領域の水平寸法に合わせられる造形プラットフォームの部分領域である。小型化された造形プラットフォーム３２は、製造工程中に接続手段、この場合接続プレート３３によって上方または下方に移動される造形プラットフォーム２に固定され、必要な場合には互いに接続され、これによって、接続されている小型化された造形プラットフォーム３２の両方を同時に移動させることを可能にする。これにより、造形プラットフォーム２および小型化された支持部３２も同時に上下に移動される。
【００３３】
１つまたは複数の計量容器（ここでは１つのみの計量容器１２が断面図で示されている）には、粉末を上方に搬送するための計量容器スタンプ３４がそれぞれ設けられる。計量容器スタンプ３４は、必要な場合、接続プレート３５によって互いに接続されるので、計量容器スタンプ３４は同時に移動される。次に、接続プレートが元の計量プラットフォーム３６に固定される。
【００３４】
製造工程は上記製造工程と類似したやり方で実行され、この場合、異なる粉末を加工して、異なる特性の物体３を生成できるようにするために、プロセスソフトウェアが、別個の造形領域２２．１と２２．２の異なる動作パラメータを調整し得るように、装置の制御ユニット１１は、第１の実施形態による造形空間を変更するための手段で形成される。
【００３５】
造形空間２２を変更するための手段をレーザ焼結装置に後付けするために、小型化のためにまたは分割のために、造形プラットフォーム２においておよび元の計量プラットフォームにおいて、１つまたは複数の小型化された支持部３２を有する接続プレート３３と、１つまたは複数の計量容器スタンプ３４を有する接続プレート３５とをそれぞれ適合させることが必要である。皿２８は元の造形領域２９および元の計量容器領域３０でフレーム１（図１）に導入される。次に、平面３７が造形平面４の僅かに上方の皿２８の底部に配置されるように、皿２８がその横方向境界でフレーム１の上面に当接する。皿は、適切な固定手段によって装置に固定され、代替実施形態では、例えば溶接によって常時固定されてもよい。
【００３６】
図７は、第２の実施形態による造形空間を変更する手段を有する装置の造形平面４の平面図を示している。塗布装置は図示されていない。
【００３７】
計量容器は、この第２の実施形態において、図７で左から右に、すなわち移動方向Ａに延在する２つの計量容器垂直分割壁１９があることによって、図５に示した計量容器とは異なり、計量容器垂直分割壁１９は、３つの計量容器１２．１、１２．２および１２．３が形成されるように計量容器を再分割し、この場合、計量容器分割壁１９はスタンプおよびピストンの上側にそれぞれ固定される。
【００３８】
同様に、造形プラットフォーム２（図２）の上方の造形空間２２も、２つの造形空間変更要素、この場合、造形空間分割要素としての造形空間分割壁２０によって、３つの造形領域２２．１、２２．２、２２．３に再分割される。この場合、造形領域２２．１、２２．２、２２．３も、造形プラットフォーム２の部分的表面によってそれぞれ設定される。計量容器分割壁１９および造形空間分割壁２０がそれぞれ互いに位置合わせされる。
【００３９】
本発明の第２の実施形態のオーバーフロー容器も、計量容器分割壁１９および造形空間分割壁２０にも位置合わせされる壁部２１によって、３つのオーバーフロー容器１３．１、１３．２および１３．３に再分割される。
【００４０】
計量容器分割壁１９と造形空間分割壁２０との間には、移動方向Ａにそれぞれ延在する中間分割壁２３が設けられる。造形空間分割壁２０とオーバーフロー容器１３の壁部２１との間には中間分割壁２４が設けられる。中間分割壁２３および中間分割壁２４の各々は、異なる粉末１６が異なる造形領域２２．１、２２．２および２２．３のために使用される場合、粉末が造形領域２２．１、２２．２および２２．３と、計量容器１２．１、１２．２および１２．３と、オーバーフロー容器１３．１、１３．２、１３．３との間で混合されないという機能を有する。計量容器分割壁１９、造形空間分割壁２０および中間分割壁２３の各々は同じ幅を有する。中間分割壁２４は、同じまたはより小さな幅を有してもよい。中間分割壁２０および中間分割壁２４は造形平面４から頂部に突出するように固定される。
【００４１】
図８ａは、物体の製造工程の最初における、図７に示したような交線に沿った第２の実施形態による造形室の断面図を示している。
【００４２】
構造は、図３に示した構造と実質的に同じである。違いは、本図に示したように、造形空間分割壁２０の配置である。造形空間分割壁２０は造形プラットフォーム２に固定される。個々の造形空間分割壁２０の間で、および造形空間分割壁２０とフレーム１との間で、造形プレート１５が造形プラットフォーム２にそれぞれ配置され、造形プレート１５の上面は物体の製造の最初に造形平面４に位置する。造形プレートの高さは造形空間分割壁２０の最小高さに実質的に等しいので、造形プレートは充填体として働く。例えば完成後に、形成された物体３と共に造形プレート１５を取り外すことができる。しかし、必ずしも造形プレートを設ける必要はない。
【００４３】
異なる造形領域２２．１、２２．２および２２．３の共通の塗布ユニットの構成要素としての塗布装置５は、各造形空間分割壁２０用のスロットまたはギャップの形状の凹部２５を備え、これによって、ブレード１４を複数の部分ブレードに再分割する。一方では、造形空間の隙間による損失なしに粉末を可能な限り完全に搬送するために、他方では、軸受要素の製造公差、熱膨張および隙間が生じる可能性にもかかわらず、粉末の搬送を節約するための工程を保証するために、凹部１５が、造形空間分割壁２０に隣接する凹部１５の表面に小さな隙間を有するように形成される。
【００４４】
図８ｂは、物体の製造の最後における、図８ａに示すような第２の実施形態を示している。同一の要素には同じ参照番号が付されており、再度は説明しない。
【００４５】
造形空間分割壁２０は、粉末１６が分離された状態のままで、物体３の製造工程の最後においても、異なる造形領域２２．１、２２．２および２２．３にて互いに混合されないことを保証する高さを有する。その高さは、少なくとも、実現することができる物体の最大高さに一致する。
【００４６】
造形空間分割壁２０と造形領域２２．１、２２．２および２２．３の壁部との間の造形空間分割壁の長手方向に生じる機能ギャップまたは公差ギャップは、シリコンリップなどの封止要素によって閉じられてもよい。
【００４７】
製造工程は上記製造工程と類似したやり方で実行され、この場合、異なる粉末を加工して、異なる特性の物体３を生成できるようにするために、プロセスソフトウェアが別個の造形領域２２．１、２２．２および２２．３の異なる動作パラメータを調整することができるように、装置の制御ユニット１１にも、第２の実施形態による造形空間を変更するための手段が形成される。
【００４８】
図９、図１０ａおよび図１０ｂは、本発明による造形空間を変更する手段の第３の実施形態を示しており、この第３の実施形態は、第２の実施形態と実質的に同じであるが、造形空間分割壁２０および計量容器分割壁１９の構造が異なる。この場合、同一の要素には同じ参照符号が付されており、再度は説明しない。
【００４９】
第３の実施形態の造形空間分割壁２０および計量容器分割壁１９は、第２の実施形態と同様に固定された高さを有するが、プレートによって実現され、例えば望遠鏡のように延在可能および折り畳み可能である可変高さを有する造形空間分割壁２０および計量容器分割壁１９が存在する。造形空間分割壁２０の下端は造形プラットフォーム２に取り付けられ、造形空間分割壁２０の上端は、上縁が造形平面４の高さに位置するように取り付けられ、計量容器分割壁１９の下端は計量容器のスタンプおよびピストンにそれぞれ取り付けられ、計量容器分割壁１９の上端は、上縁が造形平面４の高さに位置するように取り付けられる。
【００５０】
装置の造形プラットフォーム２の各造形領域２２．１、２２．２および２２．３において、各造形プレート１５の上面が、現在望遠鏡のように折り畳まれた状態にある造形空間分割壁２０の上面と共に、造形平面４の造形プラットフォーム２の最初の位置に配置される程度の高さに、各造形プレート１５が配置される。
【００５１】
この実施形態でも、造形空間分割壁２０と造形領域２２．１、２２．２および２２．３の壁部との間の機能ギャップおよび公差ギャップのそれぞれは、封止要素によって、例えばシリコンリップによって閉じられてもよい。
【００５２】
それに加えてまたはその代わりに、造形空間分割壁は、第３の実施形態の別の発展形態としての別の実施形態において、図９に示したような移動方向Ａに対して垂直な、すなわち、図９に見られるような造形空間分割壁２０に対して垂直な一方向にも配置されてもよい。この代替形態によって、それぞれの造形領域を密閉し、したがって、それぞれの造形領域を方向Ａにも小型化することが可能である。
【００５３】
この実施形態の別の発展形態では、細長い造形空間分割壁を使用するだけでなく、上から見た場合に長方形または他の形状のフレームを有する分割壁を使用することも可能である。互いを介して入れ子式である個々のフレーム要素は、製造工程の最初に望遠鏡のように互いに入れ子になり、フレーム要素は、ある高さに調整可能な容器を形成し、製造工程の最初により低い高さを有し、この場合、フレーム要素の高さは、工程が進行したときに増加する。フレームの上面は造形平面４のレベルにあり、フレームの下端は造形プラットフォーム２に取り付けられる。この場合、封止要素の使用が不要である。
【００５４】
この第３の実施形態では、造形空間分割壁２０は造形平面４から突出しないので、塗布装置５の凹部は不要である。しかし、塗布装置５のブレード１４は、この場合、図１０ａおよび図１０ｂに示したブレード１４の移動方向Ａ（図９に図示したような）にブレードを越えて突出する再分割要素２６を含む。再分割要素２６はブレード１４の全高に沿って延在する。
【００５５】
再分割要素２６は、異なる粉末１６が計量容器１２．１、１２．２、１２．３から造形領域２２．１、２２．２、２２．３への搬送中に混合されることを防止するための機能を有するが、この理由は、再分割要素２６が、移動時にブレード１４を越えて突出し、このようにして、異なる粉末１６の領域をブレード１４の前部の移動方向に分離するからである。
【００５６】
第１および第２の実施形態と同様に、第３の実施形態でも、異なる粉末を加工して、異なる特性の物体３を生成できるようにするために、プロセスソフトウェアが別個の造形領域２２．１、２２．２および２２．３の異なる動作パラメータを調整することができるように、装置の制御ユニット１１が形成される。
【００５７】
第２および第３の実施形態では、造形空間は３つの造形領域２２．１、２２．２および２２．３の造形空間分割壁２０によって分離され、計量容器は計量容器１２．１、１２．２および１２．３の計量容器分割壁１９によって分離され、そしてオーバーフロー容器１３は３つのオーバーフロー容器１３．１、１３．２および１３．３のオーバーフロー容器分割壁によって分離される。１つの分割壁が使用されるときに、他の複数の分割壁によって、例えば、造形空間を２つの造形領域に分離すること、計量容器を２つの計量容器に分離すること、およびオーバーフロー容器を２つのオーバーフロー容器に分離することがそれぞれ可能である。複数の分割壁を使用することにより、それぞれの造形空間および両方の容器を複数の造形領域と関連の容器とに分離することができる。分割壁の互いの距離および／または幅を選択することによって、造形領域および関連の容器の幅を選択してもよい。このようにして、異なる幅を有する造形領域を調整することが可能であり、このことは、異なるサイズを有する物体のために、非対称の造形空間が使用され得ることを意味する。
【００５８】
造形空間を変更する手段で造形空間を複数の造形領域に再分割することによって、物体を製造するための造形領域を全て使用しない可能性もある。複数の造形領域を有する造形空間を変更する手段を使用することによって、例えば、１つのみの造形領域で物体を製造することによって、造形空間の小型化も達成される。第２および第３の実施形態では、造形空間を変更する要素の適切な幅を選択することによって、造形空間が複数の造形領域に再分割されるだけでなく、造形空間を造形領域の表面まで小型化することも可能である。造形プラットフォーム２の残りの表面は、造形空間を変更する要素によって覆われる。次に、塗布装置が相応して適合される。
【００５９】
造形空間を変更する手段は、粉末状の造形材料の層状固化によって三次元物体を製造する装置用の置き換え可能なユニットとして形成することができる。ここで、装置用の置き換え可能なユニットは造形平面の領域を含むように形成することができ、計量容器１２、対応する造形空間分割壁２０を有する造形プラットフォーム２、および必要な場合には中間分割壁２３およびオーバーフロー容器１３がインサートに配置される。塗布装置５は、本例による１つまたは複数の凹部２５を有するかまたは１つまたは複数の再分割要素２６を有する後付けアセンブリの別個の要素として設けてもよい。造形プラットフォームのドライブは装置の部分であり、後付けユニットの部分ではない。後付けユニットは、より小さな複数の装置がユーザのために提供されるように、異なる数および寸法の造形領域を有する異なる形態で設けられてもよい。
【００６０】
別の変形例では、計量容器も塗布装置の上方に配置される。この場合、計量容器も造形空間分割壁の数および位置に対応して再分割され、粉末状の造形材料が上方から塗布装置に供給される。必要な場合、異なる粉末が塗布装置に供給されるときに混合されることを防止する分割壁がさらに設けられる。
【００６１】
説明してきた装置はレーザ焼結機に限定されない。粉末状の造形材料が、例えば液滴粒子として粉末層の上に塗布されるバインダによって、物体に対応する位置で選択的に固化される三次元印刷において、および／またはレーザビームの代わりにマスクおよび延在した光源が使用される選択的なマスク焼結において、上記装置が、粉末材料の代わりに液体光硬化樹脂を使用するステレオリソグラフィなどの層生成方法用の全ての機械に適用可能である。本発明による装置が適用可能である別の層生成方法として、いわゆるＦＤＭ法（溶融堆積モデリング）または同様の方法を実行することも可能である。
【図１】
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【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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【図８ａ】
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【図８ｂ】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年1月11日(2013.1.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの層の物体（３）に対応する位置における造形材料（１６）の層状固化によって、前記三次元物体（３）を製造するための装置用の造形空間を変更するための手段において、
前記造形材料（１６）を層状に塗布する塗布装置（５）と、造形プラットフォーム（２）と、前記造形材料（１６）の固化が行われる前記造形プラットフォーム（２）の上方の造形空間（２２）とを備え、造形空間を変更するための前記手段が、密閉手段を有する皿（２８）を備えており、前記密閉手段が、前記造形空間（２２）の一部である少なくとも１つの造形領域（２２．１）を前記造形空間（２２）の中に閉じ込めており、前記皿（２８）が少なくとも１つの開口部（４１．１）を備えており、支持部（３２）が前記開口部に設けられることを特徴とする造形空間を変更するための手段。
【国際調査報告】
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