(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置であって、
付加製造法において一緒に形成されるべき複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを受信するように構成されている処理装置を含み、
前記処理装置は、使用者が共通のビルドボリューム内の各オブジェクトの位置を定義できるユーザーインターフェースをもたらし、
前記共通のビルドボリューム内に位置選定されている複数のオブジェクトのうちの他の１つから独立して、前記共通のビルドボリューム内に位置選定されている前記オブジェクトのうちの少なくとも１つに、前記付加製造法において形成されるべき少なくとも１つのオブジェクトにおける複数の部分を決定するスライシング作業を実行し、
前記処理装置は、前記共通のビルドボリューム内の前記複数のオブジェクトの前記定義された位置についての位置データを受信するように構成されており、前記処理装置は、前記スライシング作業が実行された前記オブジェクトの位置が他のオブジェクトに対して定義されたままとなるように、前記位置データを保持しながら、前記使用者によって前記オブジェクトが選択されるとき、他のオブジェクトから独立して、１つのオブジェクトにおいて、前記スライシング作業を実行するように構成される装置。
【請求項２】
付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置であって、
付加製造法において一緒に形成されるべき複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを受信するように構成されている処理装置を含み、
前記処理装置は、使用者が共通のビルドボリューム内の各オブジェクトの位置を定義できるユーザーインターフェースをもたらし、前記付加製造法において形成されるべき前記オブジェクトの複数の部分を決定するように、スライシング作業を実行し、各部分について、前記部分を形成するための粉末層の部分を凝固させるレーザーまたは電子ビームのためのスキャンパラメーターを決定するように、スキャンパラメーターを実行し、
前記処理装置は、前記共通のビルドボリュームの中に位置選定されている複数のオブジェクトのうちの他の１つから独立して、前記共通のビルドボリューム内に位置選定されている前記複数のオブジェクトのうちの少なくとも１つにおいて前記スキャンパラメーター作業を実行可能であり、
前記処理装置は、前記共通のビルドボリューム内の前記複数のオブジェクトの前記定義された位置についての位置データを受信するように構成されており、前記処理装置は、前記スライシング作業、および／または、スキャンパラメーター作業が実行された前記オブジェクトの位置が他のオブジェクトに対して定義されたままとなるように、前記位置データを保持しながら、前記使用者によって前記オブジェクトが選択されるとき、他のオブジェクトから独立して、１つのオブジェクトにおいて、前記スライシング作業、および／または、スキャンパラメーター作業を実行するように構成される装置。
【請求項３】
前記装置は、前記使用者が、前記複数のオブジェクトのうちの他のものに関するスキャンパラメーターを再度決定すること、または、再度スライスことを必要なしに、前記複数のオブジェクトのうちの１つの特性、または、前記オブジェクトのうちの１つに関連付けられる属性を変更することができるように構成されている請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記特性または属性は、前記オブジェクトの向き、前記オブジェクトの定義された位置、スキャンパターン、レーザーまたは電子ビームパワー、レーザースポットサイズ、ポイント距離、露光時間、および、ビルドプラットフォームの上に前記オブジェクトを支持するためのサポートのうちから選択される少なくとも１つである請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記処理装置は、画像が、前記オブジェクトの前記定義された位置を表現するように表示されるように構成される請求項１乃至４のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記ユーザーインターフェースは、前記オブジェクト、および、前記オブジェクトの相対的な形成位置を表現する前記画像を表示し、表示される前記オブジェクトのうちの１以上のもののうちの前記使用者からの選択を受信するように構成され、
選択されたとき、前記処理装置は、他のオブジェクトから独立して、前記選択された各オブジェクトまたはそれぞれの選択されたオブジェクトに関する前記複数の部分、および／または、スキャンパラメーターを決定する請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記グラフィカルユーザーインターフェースは、ディスプレイと、使用者用入力装置とを含み、
前記使用者は、前記使用者用入力装置により、前記複数のオブジェクトのうちの１以上を選択可能であり、
前記処理装置は、選択されていないオブジェクトに関する複数の部分、および／または、スキャンパラメーターが特定されていないままの状態で、前記選択されたオブジェクトに関して複数の部分、および／または、スキャンパラメーターを決定するように構成されており、
前記処理装置により、前記ディスプレイが、前記オブジェクトの前記定義された位置が、前記使用者によって理解され得るように、複数の部分、および／または、スキャンパラメーターが特定されていないオブジェクトと一緒に複数の部分、および／またはスキャンパラメーターが決定されているオブジェクトを表示する請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記処理装置は、複数の部分、および／または、スキャンパラメーターが決定されたオブジェクトの選択を受け取るように構成され、前記選択に応答して、前記複数の部分、および／または、スキャンパラメーターが特定されていない段階へ前記オブジェクトを戻すように構成されている請求項１乃至７のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記処理装置は、前記使用者が、前記オブジェクトのスキャンパスを決定することとは別々の作業で、オブジェクトの前記複数の部分を決定するように選択できるように構成される請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法であって、
付加製造法において一緒に形成されるべき複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを受け取り、
使用者が共通のビルドボリューム内のそれぞれのオブジェクトの位置を定義することを可能にするユーザーインターフェースを設け、
前記共通のビルドボリューム内に位置付けされているオブジェクトのうちの他の１つから独立して、前記共通のビルドボリューム内に位置付けされている前記オブジェクトのうちの少なくとも１つに、前記付加製造法において形成されるべき少なくとも１つのオブジェクトの複数の部分を決定するスライシング作業を実行し、
前記スライシング作業が実行された前記オブジェクトの位置が他のオブジェクトに対して定義されたままとなるように、前記複数のオブジェクトの位置データを保持しながら、前記使用者によって前記オブジェクトが選択されるとき、他のオブジェクトから独立して、１つのオブジェクトにおいて、前記スライシング作業を実行することを含む方法。
【請求項１１】
付加製造法において使用するための幾何学的データを生成する方法であって、付加製造法において一緒に形成されるべき複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを受け取り、
使用者が共通のビルドボリューム内のそれぞれのオブジェクトの位置を定義することを可能にするユーザーインターフェースを設け、
前記付加製造法において形成されるべき前記オブジェクトの複数の部分を決定するためのスライシング作業を実行し、
前記部分を形成するための粉末層の部分を凝固させるレーザーまたは電子ビームのためのスキャンパラメーターを決定するためのスキャンパラメータ作業を実行することを含み、
処理装置は、前記共通のビルドボリューム内に位置付けされている複数のオブジェクトのうちの他の１つから独立して、前記共通のビルドボリューム内に位置付けられる前記オブジェクトのうちの少なくとも１つに前記スキャンパラメーター作業を実行可能であり、
前記処理装置は、前記共通のビルドボリューム内の前記複数のオブジェクトの前記定義された位置についての位置データを受信するように構成されており、前記処理装置は、前記スライシング作業、および／または、スキャンパラメーター作業が実行された前記オブジェクトの位置が他のオブジェクトに対して定義されたままとなるように、前記位置データを保持しながら、前記使用者によって前記オブジェクトが選択されるとき、他のオブジェクトから独立して、１つのオブジェクトにおいて、前記スライシング作業、および／または、スキャンパラメーター作業を実行するように構成される方法。
【請求項１２】
付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置であって、
オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを受け取るように構成され、
前記付加製造中、前記オブジェクトを支持する際に使用されるサポートを特定するように構成され、
前記付加製造法において層として形成される前記オブジェクトおよび複数のサポートのスライスを決定するように構成される処理装置を含み、
前記オブジェクトのスライスを決定すること、および、前記複数のサポートの少なくとも１つのスライスを決定することは、独立した作業として実行され得、
前記処理装置は、前記スライシング作業、および／または、スキャンパラメーター作業が実行された前記オブジェクトの位置が他のオブジェクトに対して定義されたままとなるように、前記オブジェクトの位置データを保持しながら、使用者によって前記オブジェクトまたはサポートが選択されるとき、前記他のサポートおよび前記オブジェクトから独立して、１つの前記オブジェクトおよび前記サポートにおいて、前記スライシング作業を実行するように構成される装置。
【請求項１３】
付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法であって、
オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを受け取り、
前記付加製造中、前記オブジェクトを支持する際に使用されるサポートを特定し、
前記付加製造法において層として形成される前記複数のオブジェクトおよび複数のサポートのスライスを決定することを含み、
前記オブジェクトのスライスを決定すること、および、前記サポートの少なくとも１つのスライスを決定することは、独立した作業として実行され得、
前記スライシング作業、および／または、スキャンパラメーター作業が実行された前記オブジェクトの位置が他のオブジェクトに対して定義されたままとなるように、前記オブジェクトの位置データを保持しながら、使用者によって前記オブジェクトまたはサポートが選択されるとき、前記他のサポートおよび前記オブジェクトから独立して、１つの前記オブジェクトおよび前記サポートにおいて、前記スライシング作業を実行するように構成される方法。
【請求項１４】
命令を有するデータ記憶媒体であって、
前記命令により、プロセッサーによって実行される場合、前記プロセッサーが、請求項１０、１１、または１３のうちのうちのいずれか一項に記載の方法を実行するデータ記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付加製造において使用するための幾何学的データを生成するための方法および装置に関する。本発明は、形成されることとなるオブジェクトの層を定義する幾何学的データ、および／または、付加製造法において粉末の層を凝固させるときにレーザーおよび／または電子ビームが進行するスキャンパス（ｓｃａｎ  ｐａｔｈ）を生成させる特定のアプリケーションを有する。
【背景技術】
【０００２】
オブジェクトを作り出すための付加製造方法またはラピッドプロトタイピング方法は、レーザービームなどのような高パワーエネルギービームを使用して、金属粉末材料などのような材料の層ごとの凝固を含む。粉末層は、ビルドチャンバーの中の粉末床の上に堆積され、レーザービームは、構築されているオブジェクトの断面に対応する粉末層の部分を横切ってスキャンされる。レーザービームは、粉末を溶融または焼結し、凝固された層を形成させる。選択的な層の凝固の後に、粉末床は、新しく凝固される層の厚さだけ下降され、さらなる粉末の層が、表面の上に広げられ、必要に応じて凝固される。単一の形成において、２つ以上の物体（オブジェクト）が形成されることができ、物体は、粉末床の中で間隔を離して構成される。
【０００３】
通常、オブジェクトは、ビルドプレート上に直接的に形成されないが、一連のサポート構造体によってビルドプレート上に支持される。たとえば、サポート構造体は、ビルドプレートからオブジェクトの下表面へ延在する一連の円錐体であることが可能である。これらのサポート構造体は、凝固される層をベースに固定することを助け、形成の間のオブジェクトのゆがみを防止し、形成が完了するとき、物体がビルドプレートから容易に分離されることを可能にする。
【０００４】
装置を制御するために、命令（インストラクション）のセットが、幾何学的データから生成される。そのような幾何学的データは、それぞれの粉末層の中で溶融または焼結されることとなるエリアに対応するオブジェクトのスライス、および、粉末層を溶融または焼結させる際にレーザーがとるスキャンパスを定義することが可能である。Ｍａｒｃａｍ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍａｇｉｃｓ  ｏｆ  Ｍａｔｅｒｉａｌｉｓｅ  ＮＶのＡｕｔｏＦａｂなどのようなソフトウェアは、ステレオリソグラフィー／スタンダードテッセレーションランゲージ（ＳＴＬ：Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ  ｌａｎｇｕａｇｅ）ファイルフォーマットで定義されたオブジェクトをスライスし、粉末層の中で形成されることとなる物体（オブジェクト）の層（スライス）を特定するための作業、および、それらのスライスに基づいてスキャンパスを定義するための作業を含む。
【０００５】
ＡｕｔｏＦａｂでは、オブジェクトを定義する読み込まれたＣＡＤデータが、ＳＴＬファイルフォーマットへ変換される。第１のステップとして、使用者は、オブジェクトがビルドプラットフォームに対して形成されることとなる向きを選択する。オブジェクトの向きを変化させることは、形成時間、形成の間にオブジェクトが受ける応力、および、必要とされるサポートの数に影響を及ぼす可能性がある。適当な向きを選ぶことは、形成の成功または失敗への鍵である可能性がある。それから、サポートが、オブジェクトの選択された向きのために設計され、オブジェクトと組み合わせられる。組み合わされたオブジェクトおよびサポートは、．ｖｆｘファイルフォーマットで保存される。単一のプロセスにおいて（使用者の観点から）、ｖｆｘファイルの中で定義された組み合わせられたオブジェクトおよびサポートは、セクションへとスライスされ、スキャンパスが、それぞれのセクションに関して決定され、結果は、．ｆａｂファイルフォーマットで保存される。それから、．ｆａｂファイルによって定義されたオブジェクトおよびサポートは、ビルドボリュームの中に位置決めされ得る。
【０００６】
使用者は、．ｆａｂフォーマットになっているさらなるオブジェクトをビルドボリュームの中へ読み込むことが可能である。しかし、他のフォーマット（ＳＴＬ、ｖｆｘ）のうちの１つになっているオブジェクトを読み込むことは可能でない。したがって、形成の中のオブジェクトのうちの１つに変更を加えたい場合には、それは、そのオブジェクトに関してより早いファイルフォーマットに戻ることを必要とし、すべてのオブジェクトがそのより早い段階に戻されなければならないこととなるか、または、変更されることとなるオブジェクトが削除され、アプリケーションの別々のインスタンスにおいて（したがって、ビルドボリュームの中のオブジェクトの別々の表現において）、必要とされる．ｆａｂ段階に前進させられ、それから、複数のオブジェクトを含む形成が設計されているアプリケーションの中に読み込まれ、戻されなければならないこととなる。この構成は、ユーザーフレンドリーで直感的なインターフェースを提供しない。
【０００７】
また、Ｍａｇｉｃｓは、サポート、スライス、およびスキャンパスを生成する。しかし、単一の形成において一緒に形成されることとなるすべてのオブジェクトは、最初に、ベースプレートの上に位置付けされ、それから、単一の作業でスライスされなければならない。
【０００８】
現在のソフトウェアに伴う問題は、スライシング作業が、長い時間、場合によっては数時間を要するということである。したがって、使用者は、スライシング作業を開始させる前に、使用者がオブジェクトおよびサポートの向きに満足することを確実にするべきであり、その理由は、スライシング作業の後にこれらの属性を変更することは、オブジェクトおよびサポートが再度スライスされることを必要とし、著しい遅延を形成プロセスの中へ導入することとなるからである。しかし、サポートを必要とする領域を見落とす可能性があり、ＡｕｔｏＦａｂおよびＭａｇｉｃｓの自動サポート生成ソフトウェアでも、サポートを必要とする領域を特定できない可能性がある。欠落しているサポートは、スライスを再検討するときになって初めて、使用者によって特定される可能性がある。１または複数の欠落しているサポートを付加するために、使用者は、より早い段階に戻り、オブジェクトを再度スライスしなければならず、さらに著しい遅延を導入する。
【０００９】
そのうえ、使用者は、オブジェクトを形成するために使用される材料を変更することを希望する可能性がある。材料を変更することは、ハッチ距離（レーザー経路の隣接するレーザーライン同士の間の距離）、スポットサイズ、およびレーザーパワーなどのような、パラメーターが変更されることを必要とする可能性がある。しかし、そのような代替例を作製するために、使用者は、スライシング作業の前の段階に戻らなければならず、使用者が新しいパラメーターに関するオブジェクトおよびサポートを再度スライスすることを必要とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許出願第６１／７９１６３６号明細書
【特許文献２】国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ２０１４／０５０３８９号明細書
【特許文献３】英国特許出願第１３０３９２０．１号明細書
【特許文献４】国際特許出願第ＰＣＴ／ＧＢ２０１４／０５０４１７号明細書
【特許文献５】国際公開第２０１０／００７３９６号パンフレット
【特許文献６】欧州特許出願公開第０６５５３１７Ａ１号明細書
【特許文献７】欧州特許第１１２０２２８号明細書
【特許文献８】米国特許第７０８４３７０Ｂ２号明細書
【特許文献９】米国特許第５５９５７０３号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の面によれば、付加製造プロセスにおいて使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、処理装置を含み、処理装置は、付加製造法において一緒に形成されることとなる複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを、たとえばＳＴＬファイルとして受信するように構成されており、処理装置は、使用者が共通のビルドボリュームの中のそれぞれのオブジェクトの位置選定を定義することを可能にするユーザーインターフェースを提供するように構成されており、処理装置は、共通のビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトのうちの少なくとも１つに対して、共通のビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトのうちの別の１つから独立して、スライシング作業を実行するように構成されており、スライシング作業は、付加製造法において形成されることとなる少なくとも１つのオブジェクトのセクションを決定する。
【００１２】
本発明の第２の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、処理装置を含み、処理装置は、付加製造法において一緒に形成されることとなる複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを、たとえばＳＴＬファイルとして受信するように構成されており、処理装置は、使用者が共通のビルドボリュームの中のそれぞれのオブジェクトの位置選定を定義することを可能にするユーザーインターフェースを提供するように構成されており、処理装置は、付加製造法において形成されることとなるオブジェクトのセクションを決定するためにスライシング作業を実行するように構成されており、処理装置は、それぞれのセクションに関して、スキャンパラメーター作業を実行し、セクションを形成させるために粉末層のエリアを凝固させるときにレーザーまたは電子ビームが使用するスキャンパラメーターを決定するように構成されており、処理装置は、共通のビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトのうちの少なくとも１つに対して、共通のビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトのうちの別の１つから独立して、スキャンパラメーター作業を実行することが可能である。
【００１３】
このように、共通のビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトのセクションおよび／またはスキャンパラメーターが、別々に決定され得る。したがって、使用者は、セクションおよび／またはスキャンパラメーターが共通のビルドボリュームの中の他のオブジェクトに関して決定／再決定されるとすれば起こることとなる遅延を生じさせることなく、設計工程を通して１または複数のオブジェクトを前進させる（または、場合によっては、後退させる）ことが可能である。そのうえ、スライシング作業および／またはスキャンパラメーター作業の後に、共通のビルドボリュームの中のオブジェクトの位置選定は定義されたままである。したがって、作業の後に、（たとえば、複数のオブジェクトのすべてに共通していない別々のビルドボリュームの中にオブジェクトが位置付けされている、アプリケーションの別々のインスタンスから、）共通のビルドボリュームへオブジェクトを読み込む必要は存在しない。これは、よりユーザーフレンドリーで直感的なインターフェースを結果として生じさせることが可能である。その理由は、たとえば、スライシング作業またはスキャンパラメーター作業の後に、オブジェクトに対して変化が加えられ得るからであり、スライシング作業またはスキャンパラメーター作業は、著しい遅延を生じさせることなく、作業がそのオブジェクトに関して繰り返されることを必要とする可能性があり、著しい遅延は、これが、共通のビルドボリュームの中に定義された位置選定を有する複数のオブジェクトのすべてについて作業が実行されることを必要とするならば、起こることとなり、また、設計アプリケーションの別々のインスタンスの間でスイッチすることは必要でない。
【００１４】
オブジェクトの少なくとも１つに対して、オブジェクトの別の１つから「独立して」作業を実行することは、別のオブジェクトに対して作業を実行することなく、作業が少なくとも１つのオブジェクトに対して実行され得るということを意味しているということが理解されることとなる。グループのオブジェクトに関してスライシング作業またはスキャンパス作業を独立して実行することが可能（または望ましい）ではあり得ないように、共通の属性を有するオブジェクトがグループ化されるが、処理装置は、グループのオブジェクトに対する作業が別のグループのオブジェクトから独立して実行され得るように構成されているという本発明の実施例が想定される。たとえば、スライシング作業に関して、オブジェクトのセクションは、オブジェクトの特定の回転の下で変化せず、したがって、そのような回転の異なるインスタンスであるすべてのオブジェクトが、一緒にグループ化されることができ、セクションが「マスターオブジェクト」に対して一度決定され、そのようなセクションは、そのグループのすべてのオブジェクトに適用する。
【００１５】
スキャンパラメーター作業は、スキャンパス作業を含むことが可能であり、セクションを形成させるために粉末層のエリアを凝固させる際にレーザーまたは電子ビームがとるスキャンパスを決定する。決定されるスキャンパスは、単一の連続的な経路、複数の離散経路、または、指定された順序でレーザーまたは電子ビームに露出されることとなる一連の離散ポイントであることが可能である。また、スキャンパラメーター作業は、スキャン速度、離散ポイントに関する露光時間、離散経路同士またはポイント同士の間の距離（いわゆるポイント距離）、スキャンパターン、レーザーまたは電子ビームパワー、およびレーザーまたは電子ビームスポットサイズを決定する作業を含むことが可能である。
【００１６】
処理装置は、ビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトの１または複数のユーザー選択を受け入れるように構成されることができ、また、共通のビルドボリュームの中に位置付けされている選択されていないオブジェクトに対してスライシング作業および／またはスキャンパラメーター作業を実行することなく、選択されたオブジェクトに対してスライシング作業および／またはスキャンパラメーター作業を実行するように構成され得る。
【００１７】
処理装置は、共通のビルドボリュームの中のオブジェクトの相対的な位置選定についての位置選定データを受信するように構成されることができ、処理装置は、使用者によってオブジェクトが選択されると、別のオブジェクトから独立して、１つのオブジェクトに対して、スライシング作業および／またはスキャンパラメーター作業を実行することが可能であり、一方、スライシング作業および／またはスキャンパラメーター作業が実行されたオブジェクトの位置選定が他のオブジェクトに対して定義されたままとなるように、位置選定データを保持する。
【００１８】
一緒に形成されることとなる複数のオブジェクトに関して、位置選定データが保持されるので、オブジェクトが設計工程を通して別々に前進させられるときに、オブジェクトの相対的な位置選定を表現するイメージが表示され得る。使用者は、このイメージを使用して、オブジェクトを選択することが可能であることができ、そのオブジェクトに対して、スライシング作業またはスキャンパラメーター作業が実行されることとなる。したがって、装置は、グラフィカルユーザーインターフェースを含むことが可能であり、グラフィカルユーザーインターフェースは、オブジェクト、および、オブジェクトの相対的な形成位置の表現を表示するように、および、表示されるオブジェクトのうちの１または複数の、使用者からの選択を受信するように構成されており、選択されると、処理装置は、他のオブジェクトから独立して、選択されるオブジェクトまたはそれぞれの選択されるオブジェクトに関するセクションおよび／またはスキャンパラメーターを決定する。
【００１９】
このように、オブジェクトは、形成を設計するプロセスを通して、別々に前進させられることができ（または、場合によっては、後退もさせられる）、一方、オブジェクトは、使用者がオブジェクトの相対的な形成位置選定を検討することができる共通の視点で表示される。
【００２０】
ユーザーインターフェースは、ディスプレイ、ユーザー入力装置を含むことが可能であり、使用者は、ユーザー入力装置により、オブジェクトの１または複数を選択することが可能であり、処理装置は、選択されていないオブジェクトに関するセクションおよび／またはスキャンパラメーターが決定されていない状態で、選択されたオブジェクトに関してセクションおよび／またはスキャンパラメーターを決定するように構成されており、処理装置は、ディスプレイがオブジェクトを表示することを引き起こし、オブジェクトに関するセクションおよび／またはスキャンパラメーターは、セクションおよび／またはスキャンパラメーターが特定されていないオブジェクトとともに決定され、オブジェクトの相対的な位置が、使用者によって理解され得るようになっている。
【００２１】
したがって、使用者は、使用者が設計工程の異なる段階を通して異なるオブジェクトを別々に前進させることを可能にしながら、形成の構成、とりわけ、オブジェクトの位置選定を決定するための直感的なインターフェースを有している。使用者は、適応性を有しており、そのオブジェクトに関する別々のディスプレイウィンドウにスイッチする必要なく、そのオブジェクトの選択を通して、作業同士の間でオブジェクトを移動させ、または、すべてのオブジェクトをその段階へと変える。使用者は、オブジェクトを選択することが可能であり、オブジェクトに関するセクションおよび／またはスキャンパラメーターは、セクションおよび／またはスキャンパラメーターが特定されていない段階へと移動して戻るように決定される。たとえば、このことは、オブジェクトのセクショニングおよび／またはスキャンパラメーターを決定することの後に、オブジェクトの向きを変化させることが決定される場合には、使用者がオブジェクトの向きを直すことを可能にする。
【００２２】
それぞれのオブジェクトに関するセクションおよびスキャンパラメーターの決定は、（使用者の観点から）単一の作業として実行され得る。しかし、好ましくは、使用者は、オブジェクトのスキャンパラメーターを決定することから独立した作業で、オブジェクトのセクションを決定するように選択することが可能である。使用者は、オブジェクトが再度部分に分けられる（たとえば、向きを直すなど）ことを必要とし得る、オブジェクトを部分に分けた後に、オブジェクトを変化させるために選ぶことが可能であり、また、向きを直す前のセクションに基づいてスキャンパラメーターを決定するときに時間が失われないので、これらの作業の分離は、有利である可能性がある。
【００２３】
装置は、付加製造マシンに接続されることができ、処理装置は、生成される幾何学的データを付加製造マシンに送り、付加製造マシンを制御するように構成されている。
【００２４】
別々のオブジェクトが、別々のモデル（たとえば、オブジェクト指向プログラムの中のクラスまたは他のデータ構造の別々のインスタンスなど）として装置の中に記憶されることができ、作業は、別々のモデルに対して独立して実行され得る。好ましくは、それぞれのオブジェクトは、一連の階層的クラスまたは他のデータ構造のそれぞれの中のインスタンスとして定義されており、スライシング作業および／またはスキャンパラメーター作業は、階層の中の非末端クラスまたは他の非末端データ構造のインスタンスに対して独立して実行され得る。非末端クラスまたは他の非末端データ構造の中の単一のインスタンスにリンクしている、階層の下側にあるクラスまたは他のデータ構造の別々のインスタンスが、セクションおよび／またはスキャンパラメーターに影響を及ぼさないオブジェクトの属性に関連しているときに、これは、適当である可能性がある。非末端クラスまたは他の非末端データ構造のインスタンスに対して、スライシング作業および／またはスキャンパラメーター作業を実行することは、より速い処理を結果として生じさせることが可能である。その理由は、単一の作業が、複数のオブジェクトに関するセクションおよび／またはスキャンパラメーターを決定することが可能であるからである。
【００２５】
たとえば、オブジェクトのセクショニングは、同じ表面幾何学形状、および、セクションの平面に対して平行な軸線の回りに同じ回転向きを有するが、セクションの平面に対して垂直な軸線の回りに異なる回転を有するオブジェクトに関して、同じであることが可能である。したがって、特定の表面幾何学形状およびセクションの平面に対して垂直な軸線の回りの回転を有するオブジェクトのインスタンスを定義する非末端クラスまたは他の非末端データ構造が存在することが可能であり、処理装置は、この非末端クラスまたは他の非末端データ構造のそれぞれのインスタンスに対して独立してスライシング作業を実行するために構成されている。非末端クラスまたは非末端データ構造よりも階層の下側にあるクラスまたは他のデータ構造は、セクションの平面に対して垂直な軸線の回りの向き、および、ビルドボリュームの中の位置選定を定義することが可能である。
【００２６】
スキャンパラメーター／スキャンパス作業は、セクションに対して平行な平面の中のオブジェクトの位置選定に依存しないことが可能であり、したがって、オブジェクトの位置選定が定義されていない非末端クラスまたは非末端データ構造のインスタンスに対して独立して実行され得る。
【００２７】
本発明の第３の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、付加製造法において一緒に形成されることとなる複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを、たとえばＳＴＬファイルとして受信するステップと、使用者が共通のビルドボリュームの中のそれぞれのオブジェクトの位置選定を定義することを可能にするユーザーインターフェースを提供するステップと、共通のビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトのうちの少なくとも１つに対して、共通のビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトのうちの別の１つから独立して、スライシング作業を実行するステップとを含み、スライシング作業は、付加製造法において形成されることとなる少なくとも１つのオブジェクトのセクションを決定する。
【００２８】
本発明の第４の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、付加製造法において一緒に形成されることとなる複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを、たとえばＳＴＬファイルとして受信するステップと、使用者が共通のビルドボリュームの中のそれぞれのオブジェクトの位置選定を定義することを可能にするユーザーインターフェースを提供するステップと、付加製造法において形成されることとなるオブジェクトのセクションを決定するためにスライシング作業を実行するステップと、それぞれのセクションに関して、スキャンパラメーター作業を実行し、セクションを形成させるために粉末層のエリアを凝固させるときにレーザーまたは電子ビームが使用するスキャンパラメーターを決定するステップとを含み、処理装置は、共通のビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトのうちの少なくとも１つに対して、共通のビルドボリュームの中に位置付けされているオブジェクトのうちの別の１つから独立して、スキャンパラメーター作業を実行することが可能である。
【００２９】
本発明の第５の面によれば、その上にインストラクションを有するデータ記憶媒体が提供され、インストラクションは、プロセッサーによって実行されるときに、プロセッサーが本発明の第３の面または第４の面の方法を実行することを引き起こす。
【００３０】
本発明の第６の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、メモリーおよび処理装置を含み、処理装置は、オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを、たとえばＳＴＬファイルとして受信するように構成されており、処理装置は、それぞれのオブジェクトに関して、共通のビルドボリュームの中のオブジェクトの相対的な位置についての位置選定データを受信するように構成されており、処理装置は、それぞれのオブジェクトに関するデータを所定のフォーマットでメモリーの中に記憶するように構成されており、セクションおよび／またはスキャンパラメーターが、共通のビルドボリュームの中のオブジェクトの相対的な位置が定義されたままの状態で、オブジェクトの別のものから独立して、オブジェクトの少なくとも１つに関して決定され得るようになっている。
【００３１】
本発明の第７の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータを、たとえばＳＴＬファイルとして受信するステップと、それぞれのオブジェクトに関して、共通のビルドボリュームの中のオブジェクトの相対的な位置についての位置選定データを受信するステップと、それぞれのオブジェクトに関するデータを所定のフォーマットでメモリーの中に記憶するステップとを含み、セクションおよび／またはスキャンパラメーターが、共通のビルドボリュームの中のオブジェクトの相対的な位置が定義されたままの状態で、オブジェクトの別のものから独立して、オブジェクトの少なくとも１つに関して決定され得るようになっている。
【００３２】
本発明の第８の面によれば、その上にインストラクションを有するデータ記憶媒体が提供され、インストラクションは、プロセッサーによって実行されるときに、プロセッサーが本発明の第７の面の方法を実行することを引き起こす。
【００３３】
本発明の第９の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、処理装置を含み、処理装置は、オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するように構成されており、処理装置は、付加製造法の間に、オブジェクトをサポートする際に使用されることとなるサポートを特定するように構成されており、処理装置は、付加製造法において層として形成されることとなるオブジェクトおよびサポートのスライスを決定するように構成されており、オブジェクトのスライスを決定すること、および、サポートの少なくとも１つのスライスを決定することは、独立した作業として実行され得る。
【００３４】
スライシング作業を切り離すことによって、スライシング作業の後に、サポートおよびオブジェクトのうちの一方に、オブジェクトまたはサポートのうちの他方の再スライシングを必要とすることなく、変化が加えられ得る。これは、幾何学的データの生成におけるかなりの時間節約を結果として生じさせ、また、とりわけサポートに関して、ルックアンドシー（look-and-see）機能性を結果として生じさせることが可能であり、ルックアンドシー機能性は、使用者がオブジェクトのスライスを検討すること、および、サポートをスライスする前にそれらがサポートされているかどうかということを検討することを可能にする。そのうえ、使用者が、オブジェクトのスライシングの後に、サポートを変化させることを決定する場合には、オブジェクトを再度スライスする必要なしに、そのような変化が加えられ得る。
【００３５】
処理装置は、サポートおよび／またはオブジェクトのそれぞれのセクションに関して、レーザーまたは電子ビームに関するスキャンパラメーターを生成するように構成されることができ、スキャンパラメーターは、装置の中に記憶されており、セクションの１つ、および、好ましくはセクションの任意の１つに関するスキャンパラメーターが、セクションの他のものに関するスキャンパラメーターを再生成させることなく、再生成させられ得るようになっている。それぞれのセクションに関するスキャンパラメーターの決定を切り離すことによって、スキャンパラメーターが生成させられた後に加えられる変化は、すべてのセクションに関するスキャンパラメーターの再生成を必要としなくてもよい。たとえば、新しいサポートが、スキャンパラメーターの生成の後に追加される場合には、スキャンパラメーターは、単に、追加されたサポート、および、場合によっては、サポートが結合しているオブジェクトの１または複数のスライスに関して生成させられればよいということが可能である。これは、変化が加えられるときのすべてのセクションに関するスキャンパラメーターの再生成と比較して、かなりの時間節約を結果として生じさせることが可能である。
【００３６】
それぞれのセクションに関するスキャンパラメーターの生成は、オブジェクトおよび／またはサポートのスライスを決定する作業から独立して選択され得る作業であることが可能である。このように、使用者は、使用者がスライスおよびサポートに満足したときに１回だけ、スキャンパラメーターを生成するための作業を選択することが可能である。
【００３７】
オブジェクトおよびサポートは、別々のデータモデルとして装置の中に記憶され得る。サポートを特定するステップ、および、サポートをスライスするステップの間に、サポートに関するモデルは、ＲＡＭなどのようなトランジェントメモリーの中に記憶されることができ、トランジェントメモリーは、ハードディスクなどのような非トランジェント（または耐久性のある）メモリーと比較して、相対的に迅速にアクセスされ得る。したがって、サポートのモデルは、これらの作業の間にファイルとして記憶されていなくてもよく、一方、通常ではより複雑なオブジェクトのモデルは、非トランジェントメモリーの中のファイルとして、サポートのモデルとは別々に記憶されている。これは、サポートのモデルへのより迅速なアクセスを可能にし、使用者によって変化が加えられるときに急速な再処理を促進させる。
【００３８】
オブジェクトモデルとは別々のサポートモデル、および、別々のオブジェクトモデルを有することによって、すでにスライスされたオブジェクトは、異なる高さなどのような、ビルドプレートの上の異なる位置選定でコピーおよび設置されることができ、それは、コピーされたモデルのものとは異なるサポートを必要とする。したがって、コピーされたオブジェクトとは別々に、このコピーされたオブジェクトのためのサポートを特定することが必要である可能性があるとしても、コピーされたオブジェクトに関してスライスを再決定することは必要でないということが可能である。
【００３９】
本発明の第１０の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するステップと、付加製造法の間にオブジェクトをサポートする際に使用されることとなるサポートを特定するステップと、付加製造法において層として形成されることとなるオブジェクトおよびサポートのスライスを決定するステップとを含み、オブジェクトのスライスを決定するステップ、および、サポートの少なくとも１つのスライスを決定するステップは、独立した作業として実行され得る。
【００４０】
本発明の第１１の面によれば、その上にインストラクションを有するデータ記憶媒体が提供され、インストラクションは、プロセッサーによって実行されるときに、プロセッサーが本発明の第１０の面の方法を実行することを引き起こす。
【００４１】
本発明の第１２の面によれば、レーザーまたは電子ビームが粉末層の中の選択されたエリアを凝固させる付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、処理装置を含み、処理装置は、オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するように構成されており、処理装置は、レーザーまたは電子ビームが粉末層の中の選択されたエリアを凝固させる付加製造法における層として、形成されることとなるオブジェクトのスライスを決定するように構成されており、処理装置は、オブジェクトのそれぞれのスライスに関して、レーザーまたは電子ビームに関するスキャンパラメーターを決定するように構成されており、スキャンパラメーターは、オブジェクトのスライスの１つに関して、オブジェクトのスライスの別のものに関するスキャンパラメーターを再決定することなく再決定され得る。
【００４２】
本発明の第１３の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するステップと、レーザーまたは電子ビームが粉末層の中の選択されたエリアを凝固させる付加製造法における層として、形成されることとなるオブジェクトのスライスを決定するステップと、オブジェクトのそれぞれのスライスに関して、レーザーまたは電子ビームに関するスキャンパラメーターを決定するステップとを含み、スキャンパラメーターは、オブジェクトのスライスの１つに関して、オブジェクトのスライスの別のものに関するスキャンパラメーターを再決定することなく再決定され得る。
【００４３】
本発明の第１４の面によれば、その上にインストラクションを有するデータ記憶媒体が提供され、インストラクションは、プロセッサーによって実行されるときに、プロセッサーが本発明の第１３の面の方法を実行することを引き起こす。
【００４４】
本発明の第１５の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、メモリーおよび処理装置を含み、処理装置は、オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するように構成されており、処理装置は、付加製造法の間にオブジェクトをサポートする際に使用されることとなるサポートを特定するように構成されており、処理装置は、付加製造法における層として、形成されることとなるオブジェクトのスライスを決定するように構成されており、オブジェクトのモデルおよび決定されたスライスが、サポートのモデルから別々のデータエンティティとしてメモリーの中に記憶されており、オブジェクトのモデルおよび決定されたスライスが、サポートのモデルをコピーすることなくコピーされ得るようになっている。
【００４５】
本発明の第１６の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、オブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するステップと、付加製造法の間にオブジェクトをサポートする際に使用されることとなるサポートを特定するステップと、付加製造法における層として、形成されることとなるオブジェクトのスライスを決定するステップとを含み、オブジェクトのモデルおよび決定されたスライスが、サポートのモデルから別々のデータエンティティとしてメモリーの中に記憶されており、オブジェクトのモデルおよび決定されたスライスが、サポートのモデルをコピーすることなくコピーされ得るようになっている。
【００４６】
本発明の第１７の面によれば、その上にインストラクションを有するデータ記憶媒体が提供され、インストラクションは、プロセッサーによって実行されるときに、プロセッサーが本発明の第１６の面の方法を実行することを引き起こす。
【００４７】
本発明の第１８の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、処理装置を含み、処理装置は、付加製造法において一緒に形成されることとなる複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するように構成されており、処理装置は、（オブジェクト指向プログラムの中のクラスなどのような）階層的データ構造を使用してオブジェクトを定義するように構成されており、それぞれのデータ構造は、オブジェクトのさらなる属性を定義するオブジェクト定義を提供しており、処理装置は、付加製造法において形成されることとなる少なくとも１つのオブジェクトのセクションを決定するためにスライシング作業を実行するように構成されており、スライシング作業は、階層的データ構造の非末端データ構造のインスタンスによって提供されるオブジェクト定義に対して実行され得る。
【００４８】
本発明の第１９の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、処理装置を含み、処理装置は、付加製造法において一緒に形成されることとなる複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するように構成されており、処理装置は、階層的データ構造を使用してオブジェクトを定義するように構成されており、それぞれのデータ構造は、オブジェクトのさらなる属性を定義するオブジェクト定義を提供しており、処理装置は、付加製造法において形成されることとなる少なくとも１つのオブジェクトのセクションを決定するためにスライシング作業を実行するように構成されており、処理装置は、それぞれのセクションに関して、スキャンパラメーター作業を実行し、セクションを形成させるために粉末層のエリアを凝固させるときにレーザーまたは電子ビームが使用するスキャンパラメーターを決定するように構成されており、スキャンパラメーター作業は、階層的データ構造の非末端データ構造のインスタンスによって提供されるオブジェクト定義に対して実行され得る。
【００４９】
そのような構成を使用して、非末端データ構造のそれぞれのインスタンスは、付加製造法において形成されることとなるオブジェクトのグループ（セット）を表現することが可能であり、オブジェクトのそれぞれのグループに関するセクションおよび／またはスキャンパラメーターは、そのグループに関するオブジェクト定義を含む非末端データ構造のインスタンスについての単一の作業で決定される。このように、セクションおよび／またはスキャンパラメーターの決定は、セクションおよび／またはスキャンパラメーターがグループのそれぞれのオブジェクトについての別々の作業として決定されるとした場合よりも迅速であることが可能である。オブジェクトの完全な定義の特定の属性は、セクションおよび／またはスキャンパラメーターの決定に影響を及ぼさないということが認識されている。たとえば、スライシング作業に関して、オブジェクトの位置選定、および、セクションの平面に対して垂直な軸線の回りのオブジェクトの回転は、決定されるセクションに影響を及ぼさないことが可能である。したがって、非末端データ構造は、表面幾何学形状、および、セクションの平面に対して平行な軸線の回りの回転向きなどのような、セクショニングに影響を及ぼす他の属性を定義することが可能であり、スライシング作業が、この非末端データ構造のインスタンスについて実行される。このように、共通の表面幾何学形状、および、セクションの平面に対して平行な軸線の回りの共通の回転向きを有するグループのオブジェクトのセクションは、非末端データ構造の対応するインスタンスによって提供される一般的オブジェクト定義についての単一の作業で決定され得る。同様に、スキャンパス作業に関して、セクションの平面の中のオブジェクトの位置選定は、スキャンパスの決定に影響を及ぼさないことが可能である。
【００５０】
異なるセクショニングおよび／またはスキャニング方法の選択は、オブジェクトのセクションおよび／またはスキャンパラメーターを決定するために使用されるデータ構造を変化させることが可能である。たとえば、スキャニング方法が選択されることができ、セクションの平面の中のオブジェクトの位置選定が、セクションに関して使用されるスキャンパスに影響を及ぼすこととなる。たとえば、米国特許出願第６１／７９１６３６号、国際出願第ＰＣＴ／ＧＢ２０１４／０５０３８９号、英国特許出願第１３０３９２０．１号、および国際出願第ＰＣＴ／ＧＢ２０１４／０５０４１７号は、スキャニング方法を開示しており、そこでは、粉末床の中のオブジェクトの位置選定は、オブジェクトに関して使用されるスキャンパスに影響を及ぼすことが可能である。
【００５１】
本発明の第２０の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、付加製造法において一緒に形成されることとなる複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するステップと、それぞれのデータ構造がオブジェクトのさらなる属性を定義するオブジェクト定義を提供する、階層的データ構造を使用して、オブジェクトを定義するステップと、付加製造法において形成されることとなる少なくとも１つのオブジェクトのセクションを決定するためにスライシング作業を実行するステップとを含み、スライシング作業は、階層的データ構造の非末端データ構造のインスタンスによって提供されるオブジェクト定義に対して独立して実行され得る。
【００５２】
本発明の第２１の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、付加製造法において一緒に形成されることとなる複数のオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえばＳＴＬファイルを受信するステップと、それぞれのデータ構造がオブジェクトのさらなる属性を定義するオブジェクト定義を提供する、階層的データ構造を使用して、オブジェクトを定義するステップと、付加製造法において形成されることとなる少なくとも１つのオブジェクトのセクションを決定するためにスライシング作業を実行するステップと、それぞれのセクションに関して、スキャンパラメーター作業を実行し、セクションを形成させるために粉末層のエリアを凝固させる際にレーザーまたは電子ビームがとるスキャンパラメーターを決定するステップとを含み、スキャンパラメーター作業は、階層的データ構造の非末端データ構造のインスタンスによって提供されるオブジェクト定義に対して実行され得る。
【００５３】
本発明の第２２の面によれば、その上にインストラクションを有するデータ記憶媒体が提供され、インストラクションは、プロセッサーによって実行されるときに、プロセッサーが本発明の第２１の面の方法を実行することを引き起こす。
【００５４】
本発明の第２３の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、メモリーおよび処理装置を含み、処理装置は、付加製造法において形成されることとなるオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえば、ＳＴＬファイルを受信するように構成されており、処理装置は、メモリーの中にサポートに関する標準的な断面の定義を提供するように構成されており、処理装置は、形成の間のオブジェクトをサポートするための２つ以上のサポートを特定するデータを受信するように構成されており、サポートは、標準的な断面に対応する断面を有しており、処理装置は、メモリーの中に保持されている標準的な断面を参照してそれぞれのサポートの断面が定義されているデータ構造を使用して、２つ以上のサポートのそれぞれを定義するように構成されている。
【００５５】
本発明の第２４の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための装置が提供され、装置は、メモリーおよび処理装置を含み、処理装置は、付加製造法において形成されることとなるオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえば、ＳＴＬファイルを受信するように構成されており、処理装置は、メモリーの中にサポートに関する標準的な断面の定義を提供するように構成されており、処理装置は、形成の間のオブジェクトをサポートするためのサポートを特定するデータを受信するように構成されており、サポートは、標準的な断面に対応する複数の断面を有しており、処理装置は、メモリーの中に保持されている標準的な断面を参照してサポートの複数の断面のそれぞれが定義されているデータ構造を使用して、サポートを定義するように構成されている。
【００５６】
付加製造に関する形成を設計する際に、オブジェクトをサポートするためのサポートが、標準的な断面形状に基づくことが一般的である。典型的に、サポートは、角柱の形状であることとなり、また、円形断面、長方形断面、五角形断面、または六角形断面などのような、正多角形である断面を有することが可能である。したがって、標準的な断面形状を定義するデータのインスタンスを記憶することによって、および、複数のサポートの断面および／またはそのサポートまたはそれぞれのサポートの複数の断面を定義するために、このインスタンスを使用することによって、サポートを定義するために保持されるデータの量が低減され得る。
【００５７】
そのうえ、標準的な断面を形成させるために粉末のエリアを凝固させるときにレーザーまたは電子ビームが使用するスキャンパラメーターなどのような、標準的な断面の他の属性の定義は、メモリーの中に保持されることができ、サポートを定義するデータ構造は、標準的な断面に関する属性を参照することによって、サポートのその断面またはそれぞれの断面に関する属性を定義することが可能である。
【００５８】
スキャンパラメーターは、サポートの断面を形成させるために粉末材料から粉末のエリアを凝固させるときにレーザーまたは電子ビームがとるスキャンパスを含むことが可能である。
【００５９】
そのサポートまたはそれぞれのサポートは、テーパー付きの部分を含むことが可能であり、テーパー付きの部分は、標準的な断面の形状に対応する形状を備える断面を有するが、異なるサイズを有している。処理装置は、データ構造を使用して、サポートを定義するように構成されることができ、データ構造において、サポートのテーパー付きの部分の断面は、メモリーの中に保持されている標準的な断面、および、１または複数のテーパー付きのパラメーター、たとえばテーパー付きの長さを参照することによって定義されている。プロセッサーは、標準的な断面の転換から、テーパー付きの部分の断面を決定するように構成されることができ、転換は、テーパー付きのパラメーターから決定される。テーパー付きの部分の断面を決定するために、標準的な断面は、テーパー付きのパラメーターに基づいて拡大縮小され得る。標準的な断面に関して定義されるスキャンパスは、拡大縮小されなくてもよいが、拡大縮小された断面に対応する境界部において中止され、テーパーが付けられた部分の断面に関するスキャンパスを得ることが可能である。テーパー付きの部分は、サポートの上部部分および／またはサポートの下部であることが可能である。テーパー付きの部分は、オブジェクト／ビルドプレートからのサポートの除去を促進させる脆弱な／壊れやすい領域を提供することが可能である。
【００６０】
スキャンパラメーターは、オブジェクトをサポートするためのサポートを使用者が選択するよりも前に、標準的な断面に関して決定され得る。たとえば、メモリーは、それぞれの標準的な断面に関する１または複数のスキャンパスを保持することが可能であり、スキャンパスは、使用者によって選択可能である。これらの標準的な断面に関するスキャンパスは、別の処理システムによって決定された可能性がある。あるいは、１または複数のサポートに関する新しい標準的な断面は、使用者によっておよび／または処理装置によって、提供／設計されることができ、処理装置は、スキャンパスを決定するために使用者によって提供される新しい標準的な断面についてのスキャンパス作業を実行するように構成されている。
【００６１】
標準的な断面は、メモリーの中の２次元の形状として定義され得る。
【００６２】
本発明の第２５の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、付加製造法において形成されることとなるオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえば、ＳＴＬファイルを受信するステップと、メモリーの中にサポートに関する標準的な断面の定義を提供するステップと、形成の間のオブジェクトをサポートするための２つ以上のサポートを特定するデータを受信するステップであって、サポートは、標準的な断面に対応する断面を有している、ステップと、メモリーの中に保持されている標準的な断面を参照してそれぞれのサポートの断面が定義されているデータ構造を使用して、２つ以上のサポートのそれぞれを定義するステップとを含む。
【００６３】
本発明の第２６の面によれば、付加製造法において使用するための幾何学的データを生成するための方法が提供され、方法は、付加製造法において形成されることとなるオブジェクトの表面幾何学形状を定義するデータ、たとえば、ＳＴＬファイルを受信するステップと、メモリーの中にサポートに関する標準的な断面の定義を提供するステップと、形成の間のオブジェクトをサポートするためのサポートを特定するデータを受信するステップであって、サポートは、標準的な断面に対応する複数の断面を有している、ステップと、メモリーの中に保持されている標準的な断面を参照してサポートの複数の断面のそれぞれが定義されているデータ構造を使用して、サポートを定義するステップとを含む。
【００６４】
本発明の第２７の面によれば、その上にインストラクションを有するデータ記憶媒体が提供され、インストラクションは、プロセッサーによって実行されるときに、プロセッサーが本発明の第２５の面または第２６の面の方法を実行することを引き起こす。
【００６５】
本発明の第２８の面によれば、その上に幾何学的データを有するデータ記憶媒体が提供され、幾何学的データは、付加製造法を使用して形成されることとなるオブジェクト、および、形成の間にオブジェクトを支持するための複数のサポートを定義しており、幾何学的データは、付加製造法において連続して形成されることとなるオブジェクトの一連のセクションをさらに定義しており、また、それぞれのセクションに関して、セクションを形成させるために材料を凝固させる際にレーザーまたは電子ビームが使用するスキャンパラメーターをさらに定義しており、幾何学的データは、共通の断面、および、その共通の断面を有するセクションを形成させるために材料を凝固させる際にレーザーまたは電子ビームが使用するスキャンパラメーターを有するそれぞれのサポートのセクションを特定する。
【００６６】
本発明の第２９の面によれば、その上に幾何学的データを有するデータ記憶媒体が提供され、幾何学的データは、付加製造法を使用して形成されることとなるオブジェクト、および、形成の間にオブジェクトをサポートするためのサポートを定義しており、幾何学的データは、付加製造法において連続して形成されることとなるオブジェクトの一連のセクションをさらに定義しており、また、それぞれのセクションに関して、セクションを形成させるために材料を凝固させる際にレーザーまたは電子ビームが使用するスキャンパラメーターをさらに定義しており、幾何学的データは、サポートの複数のセクションに関する共通の断面、および、その共通の断面を有するセクションを形成させるために材料を凝固させる際にレーザーまたは電子ビームが使用するスキャンパラメーターを特定する。
【００６７】
共通の／標準的な断面を参照して、複数のサポートの形状および／またはそのサポートもしくはそれぞれのサポートの複数の断面を特定することによって、幾何学的データのために必要とされるデジタル情報のサイズが低減され得る。
【００６８】
上述した本発明の一面であるデータ記憶媒体は、たとえば、フロッピーディスク、ＣＤ  ＲＯＭ、ＤＶＤ  ＲＯＭ／ＲＡＭ（−Ｒ／−ＲＷおよび＋Ｒ／＋ＲＷを含む）、ＨＤ  ＤＶＤ、Ｂｌｕ  Ｒａｙ（商標）ディスク、メモリー（たとえば、メモリースティック（商標）、ＳＤカード、コンパクトフラッシュカードなど）、ディスクドライブ（たとえば、ハードディスクドライブ）、テープ、任意の磁気／光ストレージなどの非トランジェントデータ記憶媒体、または、たとえば、有線信号もしくは光ファイバー信号または無線信号の上の信号、たとえば、有線ネットワークまたは無線ネットワークの上で送られる信号（たとえば、インターネットダウンロード、ＦＴＰトランスファーなど）などのような、トランジェントデータ記憶媒体などのインストラクションをマシンに提供するための適切な媒体であることが可能である。
【００６９】
ここで、本発明の実施例が、一例のみによって、添付図面を参照して説明されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】図1は、本発明の実施例によるレーザー凝固装置を示す。
【図２】図２は、図１に示されているレーザー凝固装置を異なる側から示す。
【図３】図３は、ビルドプレートにおけるサポートを有する物体の描写、および、利用可能なビルドボリュームを含むユーザーインターフェースを示す。
【図４】図４は、異なる部分で物体のスライシングを示す。
【図５】図５は、物体および複数のサポートの詳細図であり、物体の複数の部分、および、複数のサポートが示される。
【図６】図６は、物体のスライシングが、如何にして凝固されるべきエリアへ移動されるかを示す。
【図７ａ】図７ａは、物体における様々なスライスのために決定されるスキャンパスを示す。
【図７ｂ】図７ｂは、物体における様々なスライスのために決定されるスキャンパスを示す
【図８】図８は、物体を定義するために使用される階層的クラス構造を示す流れ図である。
【図９】図９は、物体を定義するために使用される階層的クラス構造の絵で表した描写である。
【図１０】図１０は、設計工程における様々な段階においてサポートがどのように付加され得るかということを示す流れ図である。
【図１１】図１１は、サポートを定義するために使用されるデータ構造を示す流れ図である。
【図１２】図１２は、サポートを定義するために使用されるデータ構造の絵で表した描写である。
【図１３ａ】図１３ａは、サポートのテーパー部についての断面およびスキャンパスの測定における絵で表した描写である。
【図１３ｂ】図１３ｂは、サポートのテーパー部についての断面およびスキャンパスの測定における絵で表した描写である。
【発明を実施するための形態】
【００７１】
図１および図２を参照すると、本発明の実施例に従うレーザー凝固装置は、ビルドチャンバー１１７および粉末が堆積させられ得る表面を画定する仕切り壁１１５、１１６をその中に有するメインチャンバー１０１を含む。ビルドプラットフォーム１０２は、選択的なレーザー溶融粉末１０４によって形成される物体１０３を支持するために設けられている。プラットフォーム１０２は、物体１０３の連続層が形成されるとき、ビルドチャンバー１１７の中で下降可能とされる。利用可能なビルドボリュームは、ビルドプラットフォーム１０２がビルドチャンバー１１７内で下降させられ得る程度によって画定される。物体１０３が小出し装置１０８およびワイパー１０９によって形成されるとき、粉末１０４の複数の層が、形成される。たとえば、小出し装置１０８は、国際公開第２０１０／００７３９６号公報に説明されているような装置であり得る。レーザーモジュール１０５は、粉末１０４を溶融させるためのレーザーであって、レーザーは、コンピューター１３０の制御のもとで、オプティカルモジュール１０６によって、必要に応じて向けられるレーザーを生成する。そのレーザーは、窓１０７を介してチャンバー１０１に進入する。
【００７２】
チャンバー１０１の中の入口部１１２および出口部１１０は、ビルドプラットフォーム１０２に形成されている粉末床を横切るガス流を生成させるために配置されている。入口部１１２および出口部１１０は、矢印１１８によって示されるように、入口部から出口部まで流れ方向を有する層流を作るように配置されている。ガスは、出口部１１０から入口部１１２までガス再循環ループ１１１により再循環される。ポンプ１１３は、入口部１１２で所望のガス圧力を維持する。フィルター１１４が、その流れにおいて捕捉されることとなるガス凝縮体をろ過するように、再循環ループ１１１の中に設けられる。２つ以上の入口部１１２が、ビルドチャンバー１０１の中に設けられてもよいということである。なお、再循環ループ１１１は、チャンバー１０１の外側に延在するのではなく、チャンバー１０１内に収容され得る。
【００７３】
コンピューター１３０は、プロセッサーユニット（処理装置）１３１と、メモリー１３２と、ディスプレイ１３３と、キーボード、タッチスクリーンなどのような使用者用入力装置１３４と、光学的なモジュール１０６およびレーザーモジュール１０５などのようなレーザー溶融ユニットのモジュールに対するデータ接続部と、外部データ接続部１３５とを含む。ここで説明されるような方法を実行するように処理装置に命令するコンピュータープログラムが、メモリー１３２に記憶されている。
【００７４】
通常、形成されるべき物体は、ＣＡＤなどのような適当なソフトウェアで設計されることとなる。そのようなソフトウェアデザインパッケージ（ｓｏｆｔｗａｒｅ  ｄｅｓｉｇｎ  ｐａｃｋａｇｅ）では、物体（オブジェクト）は、通常、それが、選択的なレーザー溶融を使用し物体を形成する際のレーザーに関して、スキャンパスなどのようなスキャンパラメーター、および、セクションズ（複数の部分）を決定する際に使用するのにふさわしくない方法で定義される。スキャンパスを決定するために物体を定義するための適切なフォーマット、物体のＳＴＬファイルのような表面幾何学形状を定義するフォーマットを作るとき、物体の境界を検討することが必要なだけの場合がある。したがって、第１のステップとして、ＣＡＤデータは、ＳＴＬフォーマットに変換される。適切な変換プログラムは、コンピューター１３０に設けられ得るか、または、そのような変換が、システムから遠隔で実行され得る。ＣＡＤファイルからＳＴＬファイルへの変換は、セクションズおよびスキャンパスを決定する際に使用するためのある必要条件を満たすことを確実にするように、データの決定を必要とする場合がある。たとえば、輪郭のはっきりしない複数の表面の部分は、決定されなければならない。データの決定は、従来のソフトウェアを使用して行われ得る。ＳＴＬファイルで定義されるオブジェクトは、コンピューター１３０に記憶されているコンピュータープログラムに読み込まれる。
【００７５】
付加製造機械における単一の造りのために、複数の物体を一緒に形成することが普通である。そのような造りを設計するために複数の物体は、ＳＴＬファイル形式などでコンピューター１３０で起動するアプリケーションプログラムに読み込まれ、または、単一の物体が、読み込まれ、物体の複数のコピーがアプリケーションプログラムの中で作製され得る。いずれの場合も、複数の物体の表面幾何学形状を定義するデータが、もたらされる。
【００７６】
アプリケーションプログラムのユーザーインターフェースが、図３に示されている。そのようなユーザーインターフェースは、ディスプレイ１３３に表示され得る。ユーザーインターフェースは、ビルドプラットフォーム２０４、および、利用可能なビルドボリューム２１７の図による描写を含む。２つの異なる幾何学的物体２１８、２１９は、アプリケーションプログラムに読み込まれたものであり、複数のコピーが、５個のインスタンス（実体）、物体２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃ、２１８ｄ、および２１８ｅをもたらすように、物体２１８から作成される。使用者は、入力装置１３４によりコンピューター１３０と対話し、ビルドボリューム２１７の中に、それぞれの物体２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃ、２１８ｄ、２１８ｅ、および２１９を特定の方向に向け設置する。
【００７７】
作製工程中、４つの段階、設計、セクショニング、スキャンパスを決定すること、および、その作製を制御するためにデータを出力することがある。使用者は、位置指示装置（ポインティングデバイス）により、または、タッチスクリーンをタッチすることによって、物体を選択し、それから、アイコン／グラフィカルボタン２２２、２２３、２２４、および２２５を選択することにより、それぞれの物体に関するそれぞれの段階を切り替えることが可能である。したがって、様々な物体は、設計工程における様々な段階におくことが可能である。ボタン２２２から２２５は、特定の物体に関して選択された工程の段階を使用者に示すように、色を変化させ、または、そうでなければ、外観を変化させることが可能である。
【００７８】
設計段階において、使用者は、ビルドボリューム２１７内で一つまたは複数のオブジェクトの位置を決定し、および方位を定めることが可能である。これは、オブジェクトを選択するためのポインティングデバイス／タッチ、および、オブジェクトの位置を決定し、および方位を定めるためのボタン／キー操作とポインター／フィンガーの移動との適当な組合せを使用して、実現され得る。使用者が、ビルドボリューム内のオブジェクトの向きおよび位置選定に満足したならば、使用者は、一つまたは複数のオブジェクトを選択し、それから、一つまたは複数のオブジェクト、および、いずれかのサポートを、処理装置１３１に、選択的なレーザー溶融法における層ごとに形成されるべき複数の部分に薄く切らせる「セクション」ボタン２２３を選択できる。この段階に切り替えることによって、選択された複数のオブジェクトの向きが、および、場合によっては、位置選定も、固定し、使用者は、向きおよび位置選定を変更するために「設計」段階へ切り替えなければならない。
【００７９】
オブジェクトの向きを直すことは、物体が再度スライスされることを必要とすることとなる。従来のデスクトップコンピューターによりオブジェクトをスライスするために要する時間（オブジェクトの形状およびサイズに依存することとなるが、典型的には数十秒）は、もし、再度のスライスが物体の向きを直すとともに同時に実行されたとすれば、あまりにも長すぎユーザーフレンドリーな経験をもたらすことができない。しかし、向きの変更を伴う「即時に」のオブジェクトの再度のスライスが、許容し得る使用者経験をもたらし得るように、適切に速いコンピューターが、許容し得る期間内にオブジェクトの再度のスライスを即時に実行することが可能であり得る。そのようなシナリオでは、使用者が部分に分ける（セクショニング）段階に切り替える場合、オブジェクトの向きをロックすることが必要ではない。より詳細に以下に説明されているように、ｚ軸線の回りの物体の回転の向き、および、物体の位置選定は、オブジェクトにおけるセクショニングに影響を及ぼさない。したがって、一実施例では、使用者は、スライシング作業後、これらの属性を変更することが可能である。
【００８０】
それから、使用者は、「セクション」段階にある１以上のオブジェクトを選択し、ボタン２２４を使用してスキャンパス段階に切り替えることができる。この段階の間、処理装置１３１は、選択された一つまたは複数のオブジェクトおよびサポートのそれぞれの部分を形成する場合、レーザーに関するスキャンパスを決定する。
【００８１】
最終段階では、スキャンパスのデータおよび他の幾何学的なデータが、物体の形成を制御するためにレーザー凝固装置に出力される。使用者は、ボタン２２５を選択することによって、この作業を始動させる。
【００８２】
設計の段階、セクショニングの段階、および、スキャンパスの段階の間、使用者は、形成中、一つまたは複数の物体を支持するためのサポート２３０を生成できる。アイコン／グラフィカルボタン２２７、２２８、２２９は、使用者がサポートを生成させるために設けられている。
【００８３】
コンピューターソフトウェアは、選択されたオブジェクトについてサポート２３０を自動的に生成させるためのアルゴリズムからなる。先ず、使用者は、彼／彼女が自動的に生成されるサポート２３０を欲する複数のオブジェクトを選択する。それから、使用者は、ボタン２２８または２２９を選択し、処理装置に、ボタン２２８または２２９が選択されたかということに依存して、特定のアルゴリズムに従って、サポートを作らせる。
【００８４】
ボタン２２８の選択により、複数のサポートが、それぞれのサポート間の設定間隔に基づいてサポートが生成される。サポートを生成させるためにそのようなアルゴリズムを使用することは、オブジェクトの下向きの表面がかなり平坦であり、垂直方向（ｚ軸線）に対して、４５度未満のような小さい角度の傾斜を有する場合、適切であり得る。
【００８５】
ボタン２２９の選択により、複数のサポートが、オブジェクトの下向きの表面の傾斜の角度に基づいて処理装置によって生成される。もし、水平方向（ビルドプレートの平面）に対して下向きの表面の角度が、たとえば、４５度以上のような閾値角度以下ならば、サポートは、オブジェクトのその表面に対して設けられる。
【００８６】
複数のサポートを自動的に生成させるこれらの２つの方法を組み合わせて使用することが、可能であり得る。
【００８７】
使用者は、ボタン２２７を選択することによって、複数のサポートを手動で生成することが可能である。このボタンの選択により、使用者が、必要に応じてサポートを、個別に向かせ、位置を定めることができる。
【００８８】
ボタン２２７からボタン２２９を選択することにより、彼/彼女が使用することを望むサポートの種類を選択することができるサブメニュー（図示せず）を使用者が利用できる。たとえば、使用者は、円筒形状の形状または水平方向の平面において細長い形状などのような、サポートの形状を、また、物体からサポートを分離するための脆弱な切断点をもたらすテーパー付き端部または一連のテーパー部分などのような、物体における接続部の種類を選択可能である。選択可能であり得る脆弱な切断点を備えるサポートの例は、欧州特許出願公開第０６５５３１７Ａ１号、欧州特許第１１２０２２８号、および米国特許第７０８４３７０Ｂ２号に開示されている。他の種類のサポートは、たとえば、米国特許第５５９５７０３号に開示されているような、格子または樹状サポート構造体などのようなものが選択可能であり得る。
【００８９】
これらの工程の中で生成させられるサポートを表すデータが、より詳細に以下に説明されている、これらのサポートに連結されるオブジェクトを定義するデータ構造とは別個の、ＲＡＭメモリーの中に記憶されている。
【００９０】
サポートは、設計工程の設計段階、セクショニング段階、またはスキャンパス段階において、ボタン２２７からボタン２２９までの選択によって生成させられ得る。もし、サポートがセクショニング段階において加えられるならば、それから、サポートは、サポートが加えられるとき、自動的に薄く切られる。もし、サポートが、スキャンパス段階において加えられるならば、サポートが、自動的に薄く切られ、スキャンパスは、サポートが加えられるとき、それぞれのスライスについて決定される。セクショニング段階およびスキャンパス段階中、加えられるサポートについてのスキャンパスの決定、および、スライシングは、オブジェクト全体と、既に薄く切られたオブジェクトに連結され再度、薄く切られるべき他の複数のサポートと、再度決定されるべきこれらの部分についてのスキャンパスを必要としない。加えられた複数のサポートだけがスライスされ、加えられたサポートのこれらのスライスについてのスキャンパス、場合によっては、加えられたサポートに交差するオブジェクトの下部のスライスについてのスキャンパスが、決定される。ここで、これは、より詳細に説明される。その複数のサポートは、図１１乃至図１３を参照して以下に説明されているデータ構造の中に説明され得る。そのようなデータ構造では、複数の部分、および、随意的に、複数のスキャンパスが、事前に定義され、サポートの加えられた部分は、事前に定義された複数の部分および複数のスキャンパスを参照することにより実現される。そのようなデータ構造により、標準的なサポートの加えられた部分は、３次元のモデルのセクショニングを必要としない。
【００９１】
図４は、オブジェクト２１８およびサポート２３０が如何にして様々な部分（セクション）２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄに薄く切られ得るかを図示している。より後の段階中、加えられるサポートは、サポートが加えられる場合、スライスされることは、より後の段階中、多数のサポートに対する大幅な変更が、著しい遅延を引き起こし得るということを意味しているので、多数のサポートを追加および処理することは、より後の段階中よりも設計段階中に速くなるから典型的に、使用者は、オブジェクトをスライスする前に、少なくともいくつかのサポートを設計することとなる。しかし、オブジェクトをスライスする前、サポートを加えることは必要でない。複数のスライスした部分は、事前選択される層厚さに基づいて決定され、サポートおよびオブジェクトに関して別々に決定され、すなわち、セクショニング段階において、サポートとオブジェクトとの結合（マージ）はない。
【００９２】
図５は、セクション２３１にスライスされた連結されるサポート２３０と、オブジェクト２３５の下部と、を大写しにしたものである。この図では、複数のサポート２３０は、物体２３５からのサポート２３０の分離を容易にするために脆弱な領域をもたらすように、先細りに示されている。使用者は、スライシングの後、オブジェクトおよびサポートを検討し、支持を必要とするが現在、サポートを欠いているいずれかのオブジェクトの領域があるかどうかということを決定し得る。矢印２２０によって示されているように、その領域が、より高い層の形成により支持されている領域に接合するまで初期に支持されていないサポート２３０ａとサポート２３０ｂとの間に支持されていない領域がある。したがって、サポートは、この領域の形成を開始する初期の層を支持するために設けられるべきである。そのような複数の領域は、オブジェクトが薄く切られた後、より明らかになり得る。
【００９３】
スライスためのスキャンパスを決定することは、サポート２３０とオブジェクト２３５とを結合することと結合されたオブジェクトおよびサポートのためのスキャンパスを決定することとを含む。
【００９４】
形成され得る最小ユニット（ボクセル）は、装置を使用して生成されるメルトプールのサイズによって決定され、その装置自身は、レーザースポット直径、露光時間、およびレーザーパワーによって決定される。したがって、たとえ、オブジェクトおよびサポートの表面が、図５に示されているように、比較的に滑らかな一連の曲線または直線２３２として画定され得るとしても、形成され得るものは、図６によって図示されているように、階段状の複数の部分２３３である。したがって、スキャンパスを決定する場合、決定が、上述の曲線をなす表面２３２に基づいて複数の長方形断面の層２３３を作るためにいかに大きくなるかに関しなされなければならない。図６では、長方形断面層２３３は、表面２３２がスライス２３１の深さの半分よりも小さい高さにある箇所まで延在するように選択される。
【００９５】
オブジェクトのスライスは、サポートのスライスとは違った異なるスキャニング方法、異なるレーザー、および、スキャンパラメーター、たとえば、スポットサイズ、レーザーパワー、スキャン速度などによって、走査されてもよい。したがって、スキャンされることとなるそれぞれの部分に関して、決定は、それが、オブジェクト２３５の部分であるか、または、サポート２３０の部分であるかどうかについてなされなければならない。図６から分かるように、点線および鎖線２３６、２３７、および２３８によって示されているある部分について、その部分は、オブジェクト２３５を部分的に形成し、サポート２３０を部分的に形成している。したがって、決定は、この領域がサポート２３０の一部であるか、または、オブジェクト２３５の一部であるかどうかということについてなされなければならず、その領域を形成させるために使用されるパラメーターを決定することとなる。
【００９６】
そのようなサポートと物体の「結合」は、３次元の表現ではなく、スライスの２次元の表現で実行され得る。たとえば、もし、凝固されることとなる層の部分が、物体およびサポートの両方として定められるならば、この部分には、そのような競合を解決するための設定された規則に従ってスキャンパラメーターが割り当てられる。この実施例では、オブジェクト２３５の一部を含むいずれかの領域／部分２３６、２３７、および２３８は、オブジェクト２３５について選択されるスキャンパラメーターを使用してスキャンされるように選択される。
【００９７】
それぞれの薄く切られた各部分が、オブジェクトの一部またはサポートの一部として特定されたならば、それらのエリアに関するスキャンパスが、決定され得る。図７ａおよび図７ｂは、オブジェクト２３５の連続した部分に関するスキャンパスを示している。この実施例では、スキャンの方法は、「ハルおよびコア（hull and core）」スキャニング方法からなり、凝固される部分のコアは、メアンダー（meander）スキャンまたはラスタースキャン２３７を使用してスキャンされる。その部分のハルは、２つの平行な円周方向のスキャン２３８および２３９を使用してスキャンされる。連続した薄く切られ部分２３７ａ、２３７ｂ相互間で、ラスタースキャンの方向は、事前に定義された量だけ、この実施例では９０度だけ、変更される。
【００９８】
使用者は、スキャンパスを検討し、さらなるサポート２３０が加えられるべきかどうかということを決定できる。もし、さらなるサポートがスキャニング段階で加えられるならば、これらのサポートが、スライスされ、スキャンパスが決定され、すでにスライスされ、スキャンパスがすでに決定されたオブジェクトおよびサポートは、大部分は影響を及ぼされないこととなる。この規則に対する１つの例外は、加えられたサポートがオブジェクトに交わる場合である。オブジェクトのこの部分について、これらのスライスの境界線は変更されなければならない場合があるので、１つのスキャンパスまたは複数のスキャンパスは、加えられたサポートに接触するオブジェクトの１つの薄く切られた部分、または複数の薄く切られた部分に関して再決定されなければならない場合がある。
【００９９】
各部分は、２次元のオブジェクトとして定義されており、複数のスキャンパスは、２次元の表現に基づいて、各部分に関して独立して決定される。各部分は別々のデータのオブジェクトとして扱われるので、スキャンパスのような、スキャンパラメーターの決定は、様々な部分に関してスキャンパラメーターを決定する異なる処理装置（たとえば、別々のプロセッサー、またはマルチコアプロセッサーの別々のコアなど）を用いて、並列の処理を使用して実行され得る。
【０１００】
使用者が、計画的な形成に満足すると、使用者は、ボタン２２５を選択し、付加製造法を使用して物体を形成するために粉末材料を凝固させる際にレーザービームのためのスキャンパスを画定する幾何学的データを出力可能である。
【０１０１】
図１０は、計画過程のそれぞれの段階において起こり得る様々な処置を示す計画過程の概要を表している。とりわけ、図１０は、設計段階、セクショニング段階、およびスキャンパス段階において、複数のサポートが、すでに計算されたスライスおよびスキャンパスを再度、計算する必要なしに加え得るということを図示している。このような方法で、使用者は、形成工程を制御するために使用されることとなる幾何学的データを生成させるためにかかる時間を著しく延長することなく、それぞれの段階においてさらにサポートを加えるように適応性を有している。
【０１０２】
また、形成過程のそれぞれの段階において、選択されたオブジェクトまたはサポートをコピーすることも可能であり得る。たとえば、使用者は、オブジェクトをコピーする前、および、ビルドボリューム２１７内の異なる位置でコピーのオブジェクト２１８ｃを位置選定する前に、最初に、オブジェクト２１８ａを薄く切ることが可能である。処理装置は、コピーされたオブジェクト２１８ｃに関してスライスを再度、計算しないが、オブジェクト２１８ａに関して決定された複数の薄く切られた部分をオブジェクト２１８ｃのために使用する。しかし、コピーされたオブジェクト２１８ｃの異なる位置は、物体２１８ｃが物体２１８ａのサポートとは異なるサポート２３０を必要とするということを意味する場合がある。したがって、異なる段階においてサポート２３０を加えることができるという適応性により、使用者が、物体２１８ｃを再度薄く切る必要なく、コピーされた物体２１８ｃのための複数のサポート２３０を変更することを可能にする。
【０１０３】
この機能を実現するために、オブジェクトは、階層的クラス構造で定義される。図８および図９を参照すると、使用者は、図３に示されるような、ビルドアッセンブリデザインインターフェースを開く。それぞれのビルドアッセンブリは、ビルドアッセンブリクラス３０１のインスタンスによって定義されている。ビルドアッセンブリクラスのそれぞれのインスタンスは、一連の階層的クラスの中の形成におけるオブジェクトを説明する。この実施例では、ビルドアッセンブリクラスは、マスターオブジェクトクラス、オブジェクトグループクラス、クローングループクラス、およびクローンサブグループクラスを使用して、形成を説明する。
【０１０４】
異なる表面幾何学形状を有する形成におけるそれぞれのオブジェクトは、マスターオブジェクトクラス３０２の別々のインスタンスによって定義される。たとえば、図３に示されているビルドアッセンブリ設計インターフェースにおいて、オブジェクト２１８および２１９は、これらのオブジェクトが異なる表面幾何学形状を有しているのでマスターオブジェクトを構成している。また、図９は、２つのマスターオブジェクト３１８および３１９を図示している。しかし、形成は、１以上のマスターオブジェクトを含んでもよいことが理解されることとなる。マスターオブジェクトクラスは、それぞれのマスターオブジェクトの表面幾何学形状を三角面として説明し、複数の三角形および三角形の連結物を定義している。この実施例では、マスターオブジェクトクラスは、標準的なＳＴＬフォーマットではないが、それから決定され得る。したがって、使用者は、それぞれのマスターオブジェクトを説明するＳＴＬファイルを読み込み、アプリケーションプログラムは、マスターオブジェクトクラスのために必要とされる定義に従って、ＳＴＬファイルをオブジェクトの説明へ変換するように構成されている。
【０１０５】
それから、使用者は、ユーザーインターフェースを使用し、必要に応じて、複数のマスターオブジェクトのコピーを作製し、それぞれのマスターオブジェクトのそれぞれのインスタンスの方位を定めることが可能である。たとえば、図３では、マスターオブジェクト２１８の５つのインスタンス２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃ、２１８ｄ、および２１８ｅと、マスターオブジェクト２１９の１つのインスタンスとがある。インスタンス２１８ａ、２１８ｂ、および２１８ｃは、同じ向きを有しており、一方、インスタンス２１８ｄおよび２１８ｅは、異なる向きを有している。しかし、インスタンス２１８ｄは、ｚ軸線の回りに異なる回転向きを除き、インスタンス２１８ａ、２１８ｂ、および２１８ｃと同様に、ビルドプラットフォーム２０４に対して平行なｘ軸線およびｙ軸線の回りの回転を有する。。インスタンス２１８ｅは、すべての３つのｘ軸線、ｙ軸線、およびｚ軸線の回りの異なる回転向きを有している。
【０１０６】
オブジェクトグループクラス３０３は、ｘ軸線およびｙ軸線の回りの特有の回転を有するマスターオブジェクトのそれぞれのインスタンスを説明している。そのように、図３に関して、オブジェクト２１８ａ乃至オブジェクト２１８ｄは、ｘ軸線およびｙ軸線の回りのマスターオブジェクト２１８における特有の回転の１つのインスタンスである。オブジェクト２１８ｅは、ｘ軸線およびｙ軸線の回りのマスターオブジェクト２１８の特有の回転の他のインスタンスである。図９は、３１８．１、３１８．２、および３１９．１として、オブジェクトグループの別個のインスタンスを図示している。スライシング作業が、オブジェクトについて複数の部分を決定するように、オブジェクトグループのそれぞれのインスタンスに対して実行される。この実施例では、決定された複数の部分は、マスターセクションクラス３０３ａのインスタンスとして記憶され、オブジェクトグループクラスのそれぞれのインスタンスは、オブジェクトグループクラスのそのインスタンスによって定義される複数のオブジェクトのグループについての複数の部分を定義するマスターセクションクラスの対応するインスタンスを有している。たとえば、図３では、マスターグループクラスのインスタンスの中に定義されるものと同じセクショニングデータは、オブジェクト２１８ａ乃至オブジェクト２１８ｄに適用し、同様に、図９では、マスターグループクラスのインスタンスの中に定義されるものと同じセクショニングデータは、オブジェクト３１８．１．１．１、３１８．１．２．１、３１８．１．２．２、および３１８．１．２．３に適用することとなる。
【０１０７】
オブジェクトグループクラスを含み、形成されるべき複数の物体を説明するために階層的クラス構造を使用する予想される利点は、もし、形成されるべき物体の複数のコピーが、ｘ軸線およびｙ軸線の回りに回転の同じ向きを有するならば、オブジェクトグループクラスの単一のインスタンスについての単一のスライシング作業が、そのインスタンスの出現するすべてのオブジェクトに関する複数の部分を決定するために使用可能とされる。複数の部分は、オブジェクトグループクラスの特定のインスタンスによって表現されるオブジェクトのグループのオブジェクトを、使用者が最初に、選択する場合、決定され得る。したがって、オブジェクトグループクラスの単一のインスタンスの下で、一緒にグループとなるオブジェクトの複数の部分を決定するために必要とされる処理時間は、これらのオブジェクトについて複数の部分を個別に決定するよりもずっと速くなり得る。
【０１０８】
クローングループクラスは、ｘ軸線、ｙ軸線、およびｚ軸線の回りの特有の回転の向きを有するオブジェクトのそれぞれのインスタンスを特定する。したがって、オブジェクトグループのそれぞれのインスタンスに関して、クローングループクラスの１以上のインスタンスがあり得る。そのように、図３では、オブジェクト２１８ａ乃至オブジェクト２１８ｄは、オブジェクトグループクラスの単一のインスタンスであるが、オブジェクト２１８ａ乃至オブジェクト２１８ｃは、オブジェクト２１８ｄに対して、クローングループクラスの別個のインスタンスである。また、これは、図９に図示されており、オブジェクト３１８．１．２．１乃至オブジェクト３１８．１．２．３は、オブジェクト３１８．１．１．１に対して、クローングループクラスの別個のインスタンス３１８．１．２である。
【０１０９】
クローンサブグループクラスは、ｘ軸線、ｙ軸線、およびｚ軸線、ならびに、特有の並進（translation）の回りに特有の回転の向きを有するオブジェクトのそれぞれのインスタンスを、起点からのベクトルとして特定する。クローンサブグループクラスは、複数のオブジェクトを説明する階層的構造におけるターミナルクラスにある。クローンサブグループクラスの各インスタンスは、形成の中の特有のオブジェクトを表現している。この実施例では、クローンサブグループのそれぞれのインスタンスについて、複数のスキャンパスは、スキャンパス作業において決定され、マスタースキャンパスクラス３０５ａのインスタンスとして記憶されている。これは、スキャンパスがビルドボリューム内でオブジェクトの位置選定に依存している状況に適用可能であり得る。しかし、他の実施例では、スキャンパスが、ビルドボリューム内でオブジェクトの位置選定に依存せず、したがって、スキャンパスは、ノンターミナルクラスのこのインスタンスにより表現されるすべてのオブジェクトに適用するノンターミナルクラスのインスタンスについて決定されるマスタースキャンパス３０５a、オブジェクトグループまたはクローングループクラスなどのような、ノンターミナルクラスの各インスタンスについて決定され得ることが考えられる。使用者は、様々なスキャンパス作業を選択可能であり、アプリケーションプログラムは、選択されるスキャンパス作業にとって適当なクラスのインスタンスから、マスタースキャンパスを決定するように構成される。
【０１１０】
たとえば、もし、使用者によって選択されるスキャンパス方法が、ガスフロー方向１１８に基づいて、各物体のそれぞれの部分を特定の方向にスキャンするならば、スキャンパスが、クローングループクラスの各インスタンスに関して決定され得る。もし、オブジェクトがスキャンされる順序が重要であり、たとえば、ガスフロー方向１１８の下流にある物体が、ガスフロー方向１１８の上流にある物体の前にスキャンされるならば、スキャンパスは、クローンサブグループクラスのそれぞれのインスタンスに関して決定されてもよい。もし、スキャニング方向が使用者によって特定されないならば、スキャンパスが、オブジェクトグループクラスの各インスタンスに関して決定されてもよい。
【０１１１】
他のスキャン方法は、スキャンパスが決定されるクラスについて影響を及ぼす場合があることが理解されることとなる。たとえば、物体の位置選定は、マルチレーザーシステム（図示せず）内の物体のスキャニングを命令する場合、重要となる場合がある。
【０１１２】
その長さの大部分に沿って一様な断面を有するサポートについてのデータ構造が、図１１および図１２に図示されている。そのようなサポートは、３次元のモデル（サポートの表面を表現するモデル）によって説明されていないが、一様な断面（いわゆる「標準断面」）、サポート高さ、ならびに、サポートの上部および下部についてのテーパー長さの２次元の表現を参照することにより説明される。この方法により、使用者によるソフトウェアにおけるサポートの付加、および／または、処理は、複雑な３次元のモデルの生成、および／または、変更を必要としない。典型的には、形成は、多数のサポートを含み、複数のサポートのコーディングの複雑性を低減させることは、処理速度において劇的に向上させることを結果としてもたらすことが可能である。
【０１１３】
ビルドアッセンブリクラス３０１の各インスタンスは、それぞれのサポートの属性、この実施例では、高さｈ、ならびに、サポートの上部および下部についてのテーパー長さＴ1およびＴ2を定義し、マスター断面クラス４０４のインスタンスを参照することにより、サポートについて断面の種類を特定するサポートクラス４０３をさらに含む下部。マスター断面クラスの各インスタンスは、異なるサポート断面を定義する。また、マスター断面クラスは、断面（４０５によって図示されている）を形成させるために材料を凝固させる場合、レーザービームのためのスキャンパスを説明し得る。この方法により、サポートを定義するために必要とされるデータの量は、（とりわけ、サポートの多くが共通の断面を共有することとなるので）著しく低減される。さらに、サポートクラス内の１以上のさらなるインスタンスの生成になるので設計工程の異なる段階の間のサポートの付加は、単純化される。部分に分けられ、それから、それぞれのセクションに関して、スキャンパスが決定されるサポートを３次元のモデルとして説明する必要がない。そのような複数の決定は、すでに実行されており、マスター断面クラスにおける標準的な断面およびスキャンパスとして記憶されている結果となる場合がある。
【０１１４】
この実施例では、マスター断面クラスは、サポートに関して、正方形断面および円形断面などのような、標準的な断面で予め用意されている。使用者がサポートに関してさらなる断面の種類を付加できるように、そのシステムは、構成され得る。
【０１１５】
図１２に示されているように、テーパー長さＴ1およびＴ2は、物体およびビルドプラットフォーム１０２からサポートを分離するために脆弱領域をもたらすように、上部および下部においてサポートが先細りとなっている長さを説明している。サポートにおけるこれらの部分の断面は、その領域におけるセクションの位置選定およびテーパー長さに基づいて、マスター断面クラスにおける関連するインスタンス内に説明された標準的な断面をスケーリング（scaling）することによって決定される。サポートが物体およびビルドプラットフォームに交わる箇所において、サポートの設定幅Ｗ1が定義される。これは、使用者によって定義される。たとえば、使用者は、円形の直径、幅Ｗ1を設定してもよく、幅Ｗ1は、その直径を有する円形にはめ合う断面（多角形）の最も大きいスケーリングである。さらに、サポートの幅Ｗ2は、マスター断面クラスにおける関連するインスタンスから知られている。したがって、サポートのテーパー部Tの始点からの距離R、断面TRを得るために標準的な断面に適用されるスケールファクターは、これらの値から決定され得る。テーパー部についてのスキャンパスは、標準的な断面（図１３を参照）によって定義される境界部ＴRで、標準的な断面に関して決定されるスキャンパスを切り落とすことによって決定される。複数のスキャンパスは、形成される複数の層の厚さに基づいて、複数の設定位置Ｒで決定される。
【０１１６】
アプリケーションプログラムは、１以上のビルドアッセンブリを出力することが可能であり、それぞれのビルドアッセンブリは、個別の付加製造法において形成されることとなり、付加製造マシンは、たとえば、逐次的に、または、使用者によって選択される順序で、それぞれのビルドアッセンブリを形成する。
【０１１７】
変更および修正が、請求の範囲に画定されているような本発明の範囲から逸脱することなく、上述の実施例に、なされ得るということである。
【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７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３ａ】
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【図１３ｂ】
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