(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択的レーザー溶融またはレーザー焼結により部品を製造する部品製造装置であって、
複数の別個のレーザー光線を部分的に重複して作業面に向けるための加工ヘッド（１）と、
前記別個のレーザー光線を生成可能なレーザー光源装置（５、１２）と、
前記作業面に材料を提供する手段（７）と、
相互に平行な平面における作業面と加工ヘッド（１）との間の相対運動を生成可能な移動手段（９）と、
前記相対運動を生成するための前記移動手段（９）を制御可能であり、かつ、前記別個のレーザー光線の強度を互いに独立して変調可能な制御手段と、
前記加工ヘッド（１）に接続または固定され前記加工ヘッド（１）と同時に移動するガス供給およびガス排出装置（１４）と、を備え
前記加工ヘッド（１）は、前記レーザー光線を前記作業面の方向に集束可能な一つまたは複数の集束光学系（４）を有し、前記レーザー光線から連続した強度分布が前記作業面において得られるように、前記レーザー光線を前記作業面に向け、
前記制御手段は、所定の部品形状に応じて前記レーザー光線の強度を変調する
ことを特徴とする装置。
【請求項２】
前記加工ヘッド（１）は、前記レーザー光線から長尺状の強度分布が前記作業面において得られるように、前記レーザー光線を前記作業面に向ける
ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記連続した強度分布は、レーザーラインを形成する強度分布である
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記制御手段は、変調のために前記レーザー光線の強度をオン・オフ切り替えする
ことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記移動手段（９）は、前記作業面に対して平行な面において前記加工ヘッド（１）を移動可能にする一つまたは互いに直交する二つの並進軸を有する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記移動手段（９）は、前記作業面に対して平行な方向に前記加工ヘッド（１）を移動可能にする並進軸を有し、
前記加工ヘッド（１）は、前記作業面を横切ってそれに直交する方向に前記レーザー光線を導くことが可能なスキャナ装置を有する
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
部品製造のための長さと幅を持つ設置スペースが設けられ、
前記移動手段（９）は、前記設置スペースの長さにわたって前記作業面に対し平行な面において前記加工ヘッド（１）を移動可能にする並進軸を有し、
前記加工ヘッド（１）は、前記設置スペースの幅全体にわたって広がっている
ことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記加工ヘッド（１）は、各レーザー光に対して、光ファイバ（３）を介して前記レーザー光源装置（５、１２）と接続できる１つの光ファイバ接続を備える
ことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記作業面に材料を提供する手段（７）は、前記加工ヘッド（１）に接続され、移動する部品と同時に前記加工ヘッド（１）の移動方向に移動する
ことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記レーザー光源装置（５、１２）は、前記別個のレーザー光線を生成するための複数のファイバ結合ダイオードレーザー（５）を有する
ことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の装置を用いて、粉末の部品材料が作業面でレーザー照射により層状に溶融し溶融槽を形成する部品製造方法であって、
材料を照射するために、前記作業面の方向に集束する複数の別個のレーザー光線のレーザースポットによって長尺状の強度分布を前記作業面に形成し、かつ、作業面を横切って移動させ、
前記作業面に形成された前記溶融槽の寸法が、製造する部品の領域の形状に適応するように、毎回、移動している個々のレーザー光線のオン・オフを切り替える
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
部品製造に使用される設置スペースの幅全体にわたって前記長尺状の強度分布が形成される
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザーを使用した生成的部品製造装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザーを使用した生成的部品製造方法の一例として、機能性部品の積層造形を用いた選択的レーザー溶融法（selective laser melting：ＳＬＭ）がある。選択的レーザー溶融法および同様の生成的製造法によれば、例えば機械加工や鋳造のような従来の方法では製造できない複雑な（内部）形態を持つ部品を製造できる。
【０００３】
選択的レーザー溶融では、専門のソフトウェアを用いて、３Ｄ−ＣＡＤモデルから部品を層に分割する（標準＜１００μm）。そうして生成された部品情報は標準データフォーマットでＳＬＭシステムに提供され、製造プロセスの基準として用いられる。一般的に、好ましくは平均粒子径（ｄ５０）が１００μｍより小さい微細粒粉末材料が基材として使われる。例えば、粉末材料として、金属、セラミックまたはプラスチックを用いることができる。粉末材料は塗装装置により構築プラットフォーム上に所要の膜厚で塗布される。そして、製造される部品の層情報がデジタル形式で生成され、既定の領域だけが溶融し固化する粉末床に、集束レーザー照射によって転送される。構築プラットフォームを下げて、粉末の塗布と溶融を繰り返すことによって、三次元の部品が製造される。非照射領域では粉末は圧縮されないままであり、処理終了後に準備および再利用することができる。
【０００４】
例えば、独国特許発明第１９６４５８６５号明細書は、選択的レーザー溶融装置および方法の一例を記載している。この装置およびその他の公知の装置では、ガルバノスキャナを用いて、溶融される粉末床の領域に照射するためのレーザー光で処理面を走査する。通常、スキャナ下流のＦシータレンズまたはスキャナ上流のバリオ光学系を通じて集束が起こる。典型的に、既存のシステムは、最大レーザー出力が４００Ｗで、設置サイズがｘｙ方向に２５０ｍｍ×２５０ｍｍである。しかしながら、このような製造方法の広範な産業利用のためには、第一に、ビルドアップ率の増加、補助処理時間の短縮および設置スペースの拡張が要求される。
【０００５】
原則として、レーザー出力を上げることによりビルドアップ率を上げることができる。しかし、レーザー出力を増加すると、処理位置での高負荷により材料の気化が起こり、高い飛沫と煤の形成および深溶け込み溶接をもたらし、処理が不安定になって部品品質が悪化する。したがって、ビーム径の増大に関連してのみ高いレーザー出力を使用できる。しかし、これは、表面品質と細部溶解の低下につながる。そこで、現在は、コア・シェル原理として知られるものがより高いレーザー出力を使用するために用いられている。ここで、部品シェルは、所要の表面品質と細部溶解を得るために、低出力レーザー（最大４００Ｗ）および小ビーム径（約１００μｍ）で処理される。部品コアは、ビルドアップ率を上げるために、ビーム径を大きくし（約７００μｍ）かつレーザー出力を上げて（最大１ｋＷ）処理される。しかしながら、大きなコア体積の固体部品に対してこの技術を適用しなければ、ビルドアップ率は上がらない。また、この技術では、高出力レーザーに関する処理を増やす／減らすために、毎回、各材料の新しい出力レベル毎および新しいビーム径毎に、方法パラメータを再度決定しなければならない。レーザー出力を上げた場合、スキャナミラーの回転慣性に起因して、要求される２ｍ／ｓより速い高速走査を維持できない。また、１ｋＷのシングルモードレーザーを使用する場合、使用される光学部品へのレーザー照射の強度は、製造業者が指定する破壊閾値に近い。その結果、レイリー長のサイズにおいて焦点位置が明らかに熱変位する。
【０００６】
公知のシステムにおいて、設置スペースを拡張するためには、走査範囲を拡大しなければならない。しかし、使用されるスキャナの走査範囲は基本的にミラーの最大回転角度および使用する集束レンズの焦点距離により制限される。この場合、可動スキャナを使用するか、もしくは、複数の走査範囲にわたる複数のスキャナを並置すれば、拡大した設置スペースをカバーできる。しかしながら、個々の走査範囲の重複領域において不備なく部品を構築するための新しい走査方法を開発しなければならず、広い設置スペースにおける光学部品に対するコストの極めて高い割合を占めることになる。
【０００７】
設置スペースを拡張するためのレーザーの高出力化と光学系の増設は共に、有効露光時間を短縮して処理の主要な時間を減少させることでＳＬＭ部品の製造時間を削減するアプローチに追随している。しかしこの場合、補助処理時間は一定のままであり、本質的に個々の粉体塗装時間の総和に対応している。従来の選択的レーザー溶融において、この補助処理時間は、層の数と粉体塗装方向における設置スペースの寸法とに対応し、露光には使用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】独国特許発明第１９６４５８６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、公知の方法より安価に、レーザー出力と設置スペースに関する加工処理のスケーラビリティを改善できる、レーザーを使用した生成的部品製造装置および方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は請求項１に記載の装置または請求項１１に記載の方法により達成される。装置および方法の有利な構成は従属請求項の主題であり、或いは、以下の記載および例示的な実施形態から導き出すことができる。
【００１１】
生成的部品製造のための本発明の装置は加工ヘッドを備え、それにより、複数の別個のレーザー光線が、隣接しておよび／または部分的に重複して、加工対象物が供給された作業面に向けられる。装置はさらに以下を備える：別個のレーザー光線を生成可能なレーザー光源装置；（特に作業面を横切って加工ヘッドを移動することにより）相互に平行な平面における作業面と加工ヘッドとの間の相対運動を生成可能な移動手段；作業面に部品の材料を供給する手段；一方において、相対運動を生成するための移動手段を制御可能であり、他方において、別個のレーザー光線の強度（特に出力）を互いに独立して変調可能な制御手段；加工ヘッドに接続または固定され、加工ヘッドと同時に移動するガス供給および／またはガス排出装置。
【００１２】
本発明の装置によれば、材料の処理または露光が、個々の集束レーザー光線ではなく、互いに独立して強度変調可能な複数のレーザー光線によって行われ、レーザー光線は加工ヘッドにより作業面に向けられ、好ましくは作業面に集束する。ここで、集束とはレーザー光線の断面積の減少を意味し、それにより、ビーム焦点、つまり、最少のビーム断面が作業面内または作業面外にも投影される。移動手段を用いて加工ヘッドを作業面上で移動するか、或いは作業面を加工ヘッドに相対的に移動することにより、複数のレーザー光線は作業面全体にわたり一緒に移動する。この露光の移動中における、焦点径が一定の場合の出力変調、およびその結果得られた個々のレーザー光線の強度変調によって、特に各レーザー光線をオン・オフ切り替えすることによって、露光される材料領域が、硬化後に形成される部品領域の形状に対応するように、作業面に発生した溶融槽の大きさが影響を受ける。
【００１３】
好ましくは、細長い強度分布全体が作業面に得られるように、加工ヘッドによって個々のレーザー光線が作業面に向けられる。特に好ましくは、制御手段により全てのレーザー光線が結合される場合、加工ヘッドによりレーザー光線から連続的な強度分布が生成される。この連続的強度分布は好ましくはレーザーラインとして実現され、移動手段を用いて加工ヘッドを作業面上にてレーザーラインに直交する方向に移動することで連続的強度分布が移動される。この場合、連続的強度分布は、露光領域内での強度がこの領域における最大強度の１０％以下とならないことを意味する。好ましくは、移動手段は、１つまたは互いに直交して延びる２つの並進軸を有し、当該並進軸は、例えば、直線軸として実現され、作業面に平行な加工ヘッドの移動を可能にする。また、他の移動手段、例えばロボットアームを用いて、加工ヘッドを作業面上で移動してもよい。さらに、加工ヘッドの移動の代わりに、加工ヘッドの下方において作業面を対応する要領で移動してもよい。
【００１４】
したがって、本発明の装置における露光の概念は、個々のレーザーの場合と比較して拡大した作業面内の領域に複数の隣接するレーザー光線を照射するプリントヘッドの原理に基づいている。この場合、個々のレーザー光線の強度または出力は、加工またはプリントヘッドの移動中に、所望の露光形状に応じて動的に変調され、特に、適切にオン・オフ切り替えされる。
【００１５】
装置のこの構成により、加工処理に用いられるレーザー出力を実質的に任意に増加または減少して、ビルドアップ率を向上することができる。この場合、同時に使用するレーザー光線の数を増やして、加工ヘッドが作業面に形成する強度分布を拡大し、特に幅を広げることによって、レーザー出力が増加される。レーザー光線の数の増加は、対応する加工ヘッドの拡大と関連している。複数の処理ヘッドを並べて配置することによって、ビルドアップ率の増加を達成することもできる。どちらの場合においても、パワーを増加することなく、したがって単一のレーザー光線によって作業面に形成される個々のレーザースポットの強度を増加させることなく、総レーザー出力が増加される。その結果、方法パラメータの再決定を毎回行わなくても、各材料のビルドアップ率を設定されたレーザー出力に対して直線的に増加させることができる。
【００１６】
可動ミラーを備えるスキャナシステムを回避することにより、複雑な光学部品のための追加費用や光学系を導入することなく、所望の設置空間の形状（例えば、正方形状、長方形状など）を任意の寸法で被覆することができる。寸法サイズの調整は、移動手段の進行路（例えば、直線軸で動作する装置の直線軸）を調整することにより、および／またはレーザー光線の数の増加および対応する加工ヘッドの拡大によってのみ行われる。このとき、例えば選択的レーザー溶融の場合、唯一の並進軸により設置スペースの長手方向軸に沿って加工ヘッドを移動させることによって粉末層の露光が行われるように、加工ヘッドを用いて生成される強度分布、好ましくは線形の強度分布を、設置スペースの幅全体にわたって形成することも可能である。また、設置スペースの幅全体にわたって強度分布が形成されない場合には、設置スペースを横切る一方向にのみ加工ヘッドを移動させるようにしてもよい。加工ヘッドに備えられたスキャナ装置によって、それに直交する方向に強度分布を移動することができる。特に、スキャナ装置は可動ビーム偏向器（例えば、スキャナミラー）であってよく、設置スペースを横切ってその方向に強度分布をガイドする。
【００１７】
選択的レーザー溶融などの粉末ベースの製造プロセスに本発明の装置を使用することにより、補助処理時間を大幅に低減することができる。公知の方法では、部品層を露光した後に、別個の粉体塗装装置によって新たな粉末層が塗布される。粉体塗装中に露光は行われず、ビーム光源は休止する。ここで、本発明の装置および方法を用いれば、加工ヘッドが粉体塗装用の軸または粉体塗装装置に連結されており、粉体塗装を露光と同時に行うことができる。このとき、粉体塗装が露光または加工と同時に行われるように、加工ヘッドは一定の距離をおいて粉体塗装の軸に従う。それにより、補助処理時間を完全になくすことができる。
【００１８】
従来のスキャナベースのシステムと比較して、本発明の装置および方法による寸法サイズとレーザー出力の調整は、光学系にかかるコストの大幅な削減に結びつく。設置スペースを調整するための追加費用は、それに応じて長くなる加工ヘッド移動用の直線軸にかかるのみである。ビーム光源の数を増やしてレーザー出力を調整することも、同様に、極めて経済的に達成できる。また、従来のスキャナベースの概念では、（集束レンズの長い焦点距離に起因する）最大可能走査範囲で所要の焦点値を達成するためにシングルモードレーザーのビーム品質が要求されるのに対し、本発明の装置によれば、レンズのより短い焦点距離で集束が起こるため、ビーム光源としてよりコスト効率の良いダイオードレーザーを使用することができる。レーザー出力の調整はダイオードレーザー単位で線形に行うことができる。この調整のために光学部品を追加する必要はない。例えば、ポリマーのレーザー焼結のような特定の用途では、強度分布またはスポットフィールドを実現するために垂直共振器型面発光レーザー（Vertical-Cavity Surface-Emitting Laser：ＶＣＳＲＬ）のような面発光型半導体レーザーを使用してもよい。
【００１９】
本発明の装置では、特にダイオードレーザーを使用する場合、基本的に、レーザー装置は加工ヘッドに直接組み込まれる。
【００２０】
また、本発明の装置および方法によれば、加工ヘッドの移動方向に前後に並べて複数のレーザーラインまたはラインスポットを形成し、そこから対応する強度分布とスポットフィールドを形成することも可能である。この強度分布を基に、処理ポイントを横断中、複数の前後に並ぶスポットを用いて、材料に目標温度／時間カーブが設定、作成される。このような目標温度／時間カーブは、例えば、熱誘起応力による単一のスポットでの加工では、これまで亀裂を生じることなく加工することができなかった加工割れを起こしやすい材料に対して使用できる。
【００２１】
好ましくは、本発明の装置は、１つまたは複数の集束光学系、すなわち、レーザー光線を作業面に集束可能な１つまたは複数の集束レンズまたはレンズシステムを有する加工ヘッドを備える。好ましくは、この場合、加工ヘッドは、各レーザー光線に対して１つの光ファイバ接続を備え、この接続は、光ファイバを介してレーザー装置と接続可能とされている。レーザー装置は、例えば、互いに分離された複数のレーザー光線を生成するためのファイバ結合ダイオードレーザーを有する。これに限らず、別のタイプのレーザーを用いてレーザー光線を生成してもよい。対応するレーザーを制御することにより、個々のレーザー光線の強度または出力が制御される。また、１つのレーザー光源のレーザー光線を複数の部分光線に分割し、加工ヘッドを介して作業面に向かわせるよう構成してもよい。この場合、相応の変調を行うために、各レーザー光線のビーム経路に変調素子を追加する必要がある。加工ヘッド自体によってレーザー光線を複数の部分光線に分割することも可能である。
【００２２】
本発明の装置には、加工ヘッドと共にガイドされる保護ガス供給および／または排出用の装置が作業面の上方に設けられている。選択的レーザー溶融中の粉末材料の溶融は、不活性ガスが貫流する密閉チャンバー内で起こる。不活性ガスは、溶融物の酸化を防止する。不活性ガスの流れにより、相互作用領域から排出物（飛沫、煤）を除去する付加的効果をもたらす。部品の位置に関係なく均一な構造品質を得るためには、設置スペース全域にわたって均一な流れが要求される。これは、設置スペースが大きくなるほど実現が難しくなる。保護ガス供給および／または排出用の装置を加工ヘッドに接続することにより、相互作用領域内に好適な局所的流れを発生させることができる。そのために、保護ガス供給および／または排出用の装置は、例えば、１つまたは複数のノズルを備えていてもよく、好ましくは、加工ヘッドに固定されている。基本的に、異なる構成要素、例えば、従来公知の装置において、処理レーザーの光学系による同軸配置によって複雑な方法で実現されるオンラインプロセス監視用のシステムが、加工ヘッドと共に局所的にガイドされてもよい。
【００２３】
好ましくは本発明の装置を用いて実施される本発明の方法においては、長尺状の強度分布が別個の複数のレーザー光線から作業面に生成され、作業面を横切って長手方向に移動される。この場合、移動中における所望の処理に応じて、個々のレーザー光線の強度が互いに独立して変調され、例えば、オン・オフの切り替えが行われる。個々のレーザースポットの選択的配置、その直径、および出力の変調により、結果として生じる溶融槽の寸法が、材料に設定された温度場によって、製造される部品の形状に対応するように、有効出力密度分布を空間的、時間的が変更される。従来技術と比較して、本発明によれば、溶融槽の寸法について、その長さ、幅、深さをそれぞれ単独で設定することができ、さらに、これを処理中に動的に変更することができる。
【００２４】
個々のレーザー光線の強度を互いに独立して変調することにより、所望の露光形状を作業面に形成することができる。このように、選択的レーザー溶融またはレーザー焼結において、長尺状の強度分布が粉末床を横切って移動する間、現在の層で製造される部品の断面に属する粉末領域内に位置するこれらの点または小さな領域のみが露光される。作業面における強度のみが、オフに切り替える代わりに、材料の溶融が起こらない低い値まで減少するように、強度もしくは出力の変調を行ってもよい。
【００２５】
原理的には、作業面上の個々のレーザー光線により形成されたレーザーラインを、例えば可動ミラーから成るスキャナ装置によってガイドする装置を用いて、本発明の方法を実施してもよい。この場合、処理可能な設置スペースのサイズは縮小するものの、レーザー出力が増加し、構築プロセスが短縮されるという利点がある。
【００２６】
この場合、生成される長尺状の強度分布の長手方向軸（例えばレーザーライン）が粉体塗装方向（以下、ｙ方向という）に対して平行に形成され、次いで、好ましくは、粉末床を横切って蛇行移動される。強度分布の長手方向軸は設置スペースの幅全体を包含してもよく、長手方向軸に直交する直線移動、すなわち、粉末床を横切るｙ方向（粉体塗装方向）における移動が要求される。ここで、移動方向にオフセットされた粉体塗装装置を用いて露光に対し平行に粉体塗装を行うことができる。強度分布の範囲が小さな場合であっても、このような同時粉体塗装を実施することができる。この場合、粉体塗装装置の移動は、強度分布または加工ヘッドの移動のｙ成分と連動している。
【００２７】
本発明の方法は、主に、粉末床ベースの製造プロセスの分野において使用することができ、例えば、選択的レーザー溶融またはレーザー焼結のために使用することができる。その適用範囲は、特に、航空産業、自動車産業およびエネルギー産業のための金属、セラミックまたはポリマー部品の製造、並びに、医療技術や器具製造を含む。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】図１は、作業面における複数のレーザースポットから複数の強度分布を生成するための本提案に係る装置の加工ヘッドの概略図である。
【図２】図２は、本提案に係る装置の構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、本提案に係る装置による部品層の露光の概略図である。
【図４】図４は、本提案に係る装置の構成のさらなる例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本提案に係る装置および方法が、その典型的な実施形態に基づき図面を参照して詳細に説明する。
【００３０】
本提案に係る装置は、加工ヘッドを用いて、互いに分離された複数のレーザー光線を隣接しておよび／または部分的に重複して作業面に向ける。それにより、レーザー光線の個々のスポットからなる強度分布が作業面に形成される。不連続的または連続的なレーザーラインを成すように、これらスポットを隣接して作業面に配置することができる。必要であればレーザースポットの二次元場を生成することもできる。以下、図１〜３を参照して、加工ヘッドを備えた装置の実施例を説明する。以下の例では、５つのレーザー光線が用いられ、加工ヘッドによってこれらが作業面に向けられ、５つの隣接したレーザースポットからなるレーザーラインが形成される。これは、例えば、選択的レーザー溶融に用いることができる。この場合、粉末床の露光は個々の集束レーザー光線によってではなく、粉末床を横切って移動されかつ互いに独立して制御可能な集束レーザー光線からなるラインによって行われる。
【００３１】
この目的を達成するために、レーザーラインをなす５つのレーザースポット２を作業面上に形成するために用いられる加工ヘッド１の一例を図１に示す。ここで、レーザースポット２はファイバ結合ダイオードレーザー５から形成される。ファイバ結合ダイオードレーザー５の照射は、光ファイバ３を通じて加工ヘッド１の集束光学素子４にガイドされ、この集束光学素子４によって作業面に集束される。レーザー溶融の場合、作業面は粉末床の表面に相当する。この例では、加工ヘッド１は、ｘ方向の直線軸とｙ方向の直線軸とによって、行ごとに作業面を横切って移動される。
【００３２】
この目的を達成するために、光ファイバ３を介して加工ヘッド１に接続されるファイバ結合ダイオードレーザー５を備えた装置の一例を図２に示す。図２に示す装置は構築プラットフォーム６を有する。構築プラットフォーム６は、構造容器内において高さ方向に移動可能であり、その上で部品が組み立てられる。先行技術による公知の装置で知られているように、粉末貯蔵庫からの新たな粉末層が、粉体塗装装置７（例えばスライダー）によって構築プラットフォーム上に分散される。また、図２はさらに、３本の直線軸９を示す。これら直線軸９により、構築プラットフォーム上方に位置する粉末床８の一部をｘ、ｙ方向に横切るように、加工ヘッド１を移動させることができる。同図において、両方向矢印は移動方向を示す。この例では、粉体塗装装置７は、ｙ方向の移動のための直線軸に固定的に結合されている。
【００３３】
本実施例の装置において、溶融される領域を露光するための制御は、プリンタードライバーと同様に行われる。すなわち、個々のレーザースポットは、溶融される粉末層の領域上を通過するときにオンされ、部品に属さない領域ではオフされる。図３にこの様子を概略的に示す。図３は、５つのレーザースポット２から成るレーザーラインと、露光される部品層１０とを示す。この例では、レーザースポット２から成るラインは作業面または粉末床を横切ってｘ方向に移動する。実線矢印は、対応するレーザースポットがオンである領域を示し、破線矢印は、対応するレーザースポットがオフである領域を示す。
【００３４】
図４は本提案に係る装置の構成の別の例を示す。本例においては、構築プラットフォーム６を備えた構造容器に加え、粉末貯蔵ボリューム１１がさらに設けられている。この例では、レーザー装置は複数のレーザー光源１２から成り、そのビーム経路には、対応する複数の変調装置１３が設けられている。この場合、加工ヘッド１は、設置スペースの幅全体にわたって広がっている。この例では、さらに、排出装置１４が加工ヘッド１に接続され、それにより保護ガスが供給されると共に、飛沫や煤が相互作用領域から除去される。この構成において、加工ヘッド１のｙ方向の移動と同時に粉体塗装装置７も同方向に移動させることで、粉体塗装と同時に露光を行ってもよい。それにより粉体塗装のための補助処理時間を完全になくすことができる。
【符号の説明】
【００３５】
１    加工ヘッド
２    レーザースポット
３    光ファイバ
４    集束光学素子
５    ファイバ結合ダイオードレーザー
６    構築プラットフォーム
７    粉体塗装装置
８    粉末床
９    直線軸
１０  露光される部品層
１１  粉末貯蔵ボリューム
１２  レーザー光源
１３  変調装置
１４  排出装置
【図１】
0006505022.tif 000002
【図２】
0006505022.tif 000003
【図３】
0006505022.tif 000004
【図４】
0006505022.tif 000005