(57)【要約】  本発明の方法およびシステムは、積層造形工程によって製造される物体の製造プランを改変するために利用できる。所望の物体のデジタル表現および製造プランを、そうした物体の評価を介して生み出された製造情報と比較することができる。この比較に基づき、その物体または次の物体が所望の物体と極めて類似するように製造プランを改変するものとできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層造形を介して物体を製造するコンピュータ利用方法であって、
所望の物体のデジタル表現と製造プランを準備し、前記製造プランは、積層造形工程を介して前記所望の物体を作り出すべきものである物体の形成および仕上げの両方に関する指示を有しており、前記所望の物体は所望の特徴を有しており、
前記製造プランに従い前記積層造形工程を介して前記物体を形成および仕上げ、製造物体を作り出す、ことを含む方法。
【請求項２】
前記製造物体を前記デジタル表現と比較し、前記製造物体が前記所望の特徴を有しているかどうかを判定し、
前記製造物体の前記所望の特徴と異なるパラメータを特定し、
前記パラメータを用いて前記製造プランの少なくとも一部を改変し、改変製造プランを作り出すことをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記改変製造プランを用い、製造物体を作り出すことをさらに含む請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記製造プランが前記所望の特徴を有する物体を作り出せる確率を決定し、前記決定された確率をあらかじめ指定された最低確率と比較することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記決定された確率が前記最低確率未満であれば前記製造プランを改変し、前記物体の形成および仕上げに前記改変製造プランを用いることをさらに含む請求項４記載の方法。
【請求項６】
前記物体の形成後かつ前記物体の仕上げ前に前記製造物体を前記デジタル表現と比較し、前記物体が前記所望の特徴を有しているかどうかを判定し、
前記製造物体の前記所望の特徴と異なるパラメータを特定し、
前記パラメータを用いて前記物体の仕上げに関係する前記製造プランの少なくとも一部を改変し、改変製造プランを作り出すことをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記改変製造プランを用いて前記物体の製造を完了することをさらに含む請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記改変製造プランに従って前記積層造形方法を介して第２の製造物体を製造することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記積層造形工程は、熱溶解積層法、マテリアルジェッティング、光造形法、選択的レーザ焼結法、高速焼結法、直接金属レーザ焼結法、またはレイヤードオブジェクトマニュファクチャリングのうち１つ以上を含む請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記製造物体は、プラスチック、金属、あるいはセラミック材料を含む請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記製造プランの改変は、支持材料の作成に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記製造プランの改変は、不要な支持材料の除去および形成体の表面の平滑化の１つまたは両方に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記製造プランの改変は、前記物体の層または他の部分が形成される速度に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記製造プランの改変は、前記物体の形成に用いられている材料の温度に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記製造プランの改変は、製造中の前記物体の向きに関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記製造プランの改変は、前記物体の作成に用いられる１つ以上の装置の設定に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１記載の方法。
【請求項１７】
製造開始後かつ製造完了前に中間評価を行い、部分的に製造された物体の、前記所望の物体の中間デジタル表現と一致しない要素を特定し、かつ前記要素に関係する前記製造プランの部分を改変することをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１８】
過剰な能力または能力不足に関する情報を受け取り、
前記過剰な能力を利用または前記能力不足を緩和するために前記製造プランを改変し、
前記改変製造プランを実行し、前記製造物体を作り出すことをさらに含む請求項１記載の方法。
【請求項１９】
積層造形を介して物体を製造するコンピュータ利用方法であって、
所望の物体のデジタル表現と製造プランを準備し、前記製造プランは、積層造形工程を介して所望の物体を作り出すべきものである指示を有しており、前記所望の物体は所望の特徴を有しており、
前記製造プランに従い前記積層造形工程を介して前記物体を製造し、製造物体を作り出し、
前記製造物体を前記デジタル表現と比較し、前記製造物体が前記所望の特徴を有しているかどうかを判定し、
前記製造物体の前記所望の特徴と異なるパラメータを特定し、     
前記パラメータを用いて前記製造プランを改変し、改変製造プランを作り出すことを含む方法。
【請求項２０】
前記改変製造プランに従って前記積層造形方法を介して第２の製造物体を製造することをさらに含む請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記積層造形工程は、熱溶解積層法、マテリアルジェッティング、光造形法、選択的レーザ焼結法、高速焼結法、直接金属レーザ焼結法、またはレイヤードオブジェクトマニュファクチャリングを含む請求項１９記載の方法。
【請求項２２】
前記製造プランが前記所望の特徴を有する物体を作り出せる確率を決定し、前記決定された確率をあらかじめ指定された最低確率と比較することをさらに含む請求項１９記載の方法。
【請求項２３】
前記決定された確率が前記最低確率未満であれば前記製造プランを改変し、前記物体の形成および仕上げに前記改変製造プランを用いることをさらに含む請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記製造物体は、プラスチック、金属、あるいはセラミック材料を含む請求項１９記載の方法。
【請求項２５】
前記製造プランの改変は、支持材料の作成に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１９記載の方法。
【請求項２６】
前記製造プランの改変は、不要な支持材料の除去および形成体の表面の平滑化の１つまたは両方に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１９記載の方法。
【請求項２７】
前記製造プランの改変は、前記物体の層または他の部分が形成される速度に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１９記載の方法。
【請求項２８】
前記製造プランの改変は、前記物体の形成に用いられている材料の温度に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１９記載の方法。
【請求項２９】
前記製造プランの改変は、製造中の前記物体の向きに関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１９記載の方法。
【請求項３０】
前記製造プランの改変は、前記物体の作成に用いられる１つ以上の装置の設定に関係する前記製造プランの部分を改変することを含む請求項１９記載の方法。
【請求項３１】
製造開始後かつ製造完了前に中間評価を行い、部分的に製造された物体の、前記所望の物体の中間デジタル表現と一致しない要素を特定し、かつ前記要素に関係する前記製造プランの部分を改変することをさらに含む請求項１９記載の方法。
【請求項３２】
過剰な能力または能力不足に関する情報を受け取り、
前記過剰な能力を利用または前記能力不足を緩和するために前記製造プランを改変し、
前記改変製造プランを実行し、前記製造物体を作り出すことをさらに含む請求項１９記載の方法。
【請求項３３】
積層造形物体の製造プランを改変するためのシステムであって、
所望の特徴を有する所望の物体のデジタル表現を記憶し、かつ実行された時に積層造形工程を介して前記所望の物体を作り出すべきものである所望のステップを有する製造プランを記憶する１つ以上のデータベースと、
積層造形物体（ＡＭＯ）および前記ＡＭＯを作り出すために用いられる工程を説明する製造情報を伝達するように構成された１つ以上の通信リンクと、
前記通信リンクに接続された調整コンピュータと、を含み、
前記調整コンピュータが、
（ａ）前記製造情報を受け取り、
（ｂ）前記製造情報を前記所望の特徴および前記所望のステップと比較し、
（ｃ）前記製造情報が前記所望の物体の前記特徴または前記製造プランと異なるパラメータを特定し、
（ｄ）前記パラメータを記述するメッセージを伝達するようにプログラムされたマイクロプロセッサを含むシステム。
【請求項３４】
前記マイクロプロセッサが、前記パラメータに応じて前記製造プランを改変するようにさらにプログラムされている請求項３３記載のシステム。
【請求項３５】
前記積層造形工程は、熱溶解積層法、マテリアルジェッティング、光造形法、選択的レーザ焼結法、高速焼結法、直接金属レーザ焼結法、またはレイヤードオブジェクトマニュファクチャリングのうち１つ以上を含む請求項３３記載のシステム。
【請求項３６】
前記積層造形工程は、前記物体から不要な支持材料を除去するための工程および前記物体の形成体の表面を平滑化するための工程のうち１つまたは両方を含む請求項３３記載のシステム。
【請求項３７】
前記製造物体は、プラスチック、金属、あるいはセラミック材料を含む請求項３３記載のシステム。
【請求項３８】
前記製造情報の少なくとも一部は、前記製造プランの一部を実行する役目を帯びた装置によって生み出される請求項３３記載のシステム。
【請求項３９】
前記通信リンクは、装置が現在従っている指示を改変するために前記改変製造プランの指示を前記装置に伝達するように構成されている請求項３３記載のシステム。
【請求項４０】
前記装置は、形成体および支持材料を作成する役目を帯びている請求項３３記載のシステム。
【請求項４１】
前記装置は、不要な支持材料の除去および形成体の表面の平滑化のうち１つまたは両方の役目を帯びている請求項３３記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（参照出願）
本特許出願は、２０１８年３月１０日に出願された米国仮特許出願番号第６２／６４１３１７号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、積層造形工程を用いて物体を製造するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
積層造形（３Ｄプリントと呼ばれる場合もある）は、かつては不可能だった複雑な形状の物体を作成する能力を製造業にもたらした。積層造形はさらに、製造時間およびコストを減らすことで、製品開発に対する新しいアプローチを可能とした。しかしながら積層造形によって作成される物体の複雑さ、およびそうした物体が作成されるスピードが、望ましい仕様の範囲内で完成物体を作り出すことを難しくする。さらに、積層造形の使用が初期のプロトタイプ部品の製造からより最近の機能的エンドユース部品の製造へと広がるにつれ、こうした部品に対する要求がより厳しくなり、場合によっては要求に応えるためにプリント工程のみに留まらない追加処理が必要とされる。これらには、部品の幾何学的寸法の一定の公差、あるいはある程度の表面平滑度、あるいは他の要素を満たすこと、並びに、同一の３Ｄプリント装置で作成されたものか異なる装置で作成されたものかを問わず、それぞれの物体がそうした要求を満たすことに関して一定水準の一貫性を保証することが含まれ得る。現時点では、仕様外の物体が大量に製造されるまで製造上の問題は発覚しない。さらに部品を作成する装置の数、およびこれらの装置によって作成されている部品の数が増えるにつれ、部品製造におけるエンド・ツー・エンド処理の管理はより困難かつ複雑となっている。プリント段階では、これらの問題のいくつかに着目したさまざまなアプローチが考案されてきてはいるが、準備の整った部品を作成するためのエンド・ツー・エンド積層造形工程、並びにより良い部品を作成するためにこうしたエンド・ツー・エンド処理をより効率的に改善する方法へは、あまり注目が払われてこなかった。
【発明の概要】
【０００４】
本発明は、積層造形工程を介して物体を製造するコンピュータ利用方法(computer-implemented method)として実施可能である。この方法は以下を含むものとできる。
（ａ）所望の物体のデジタル表現と製造プランを準備する。この製造プランは、積層造形工程を介して所望の物体（その所望の特徴のすべてを含む）を作り出すべきものである物体の形成および仕上げの両方に関する指示を有するものとできる。
（ｂ）製造プランに従い積層造形工程を介して物体を形成および仕上げ、製造物体を作り出す。
この方法は以下を含むものとできる。
（ａ）製造物体をデジタル表現と比較し、製造物体が所望の特徴を有しているかどうかを判定する。こうした比較は、物体の形成後かつ物体の仕上げ前に行われて、物体が所望の特徴を有しているかどうかを判定するものとできる。こうした比較はまた、プリント中、仕上げ中、または製造工程の他の時点で行われてもよく、製造工程の当該部分の進行中に製造プランが調整されるものとできる。
（ｂ）製造物体の所望の特徴と異なるパラメータを特定する。
（ｃ）このパラメータを用いて製造プランの少なくとも一部を改変し、改変製造プランを作り出す。
この改変製造プランを用い、改変製造プランを用いた物体の製造を完了するものとできる。
【０００５】
本発明に基づく他の方法は、積層造形工程を介して物体を製造するコンピュータ利用方法とすることができる。
この方法は以下を含むものとできる。
（ａ）所望の物体のデジタル表現と製造プランを準備し、ここでこの製造プランは、積層造形工程を介して所望の特徴を有する所望の物体を作り出すべきものである指示を有している。
（ｂ）製造プランに従い積層造形工程を介して物体を製造し、製造物体を作り出す。
（ｃ）製造物体をデジタル表現と比較し、製造物体が所望の特徴を有しているかどうかを判定する。
（ｄ）製造物体の所望の特徴と異なるパラメータを特定する。
（ｅ）このパラメータを用いて製造プランを改変し、改変製造プランを作り出す。
【０００６】
概略を述べた上記各方法を用いることで、改変製造プランに従って積層造形工程を介して第２の製造物体を製造することができる。
【０００７】
概略を上述した各方法は、製造プランが所望の特徴を有する物体を作り出せる確率を決定し、決定された確率をあらかじめ指定された最低確率と比較することをさらに含むものとできる。決定された確率が最低確率未満であれば、製造プランはその確率が最低確率と同等またはこれを超えるように改変され、その後、物体の形成および仕上げに改変製造プランを用いるものとできる。
【０００８】
積層造形工程で用いられる積層造形技術は、熱溶解積層法、マテリアルジェッティング、光造形法、選択的レーザ焼結法、高速焼結法(high-speed sintering)、直接金属レーザ焼結法、またはレイヤードオブジェクトマニュファクチャリング(layered object manufacturing)とすることができる。さらに製造物体は、プラスチック、金属、あるいはセラミック材料を含むものとできる。
【０００９】
製造プランの改変は、製造プランの以下に関係する部分を改変することを含むものとできる。
（ａ）支持材料の作成、
（ｂ）不要な支持材料の除去、および／または形成体(build material)の表面の平滑化、
（ｃ）物体の層または他の部分が形成される速度、
（ｄ）物体の形成に用いられている材料の温度、
（ｅ）製造中の物体の向き、および／または、
（ｆ）物体の作成に用いられる１つ以上の装置の設定。
【００１０】
これらの方法は、製造開始後かつ製造完了前に中間評価を行うべく実行されるものとできる。こうした中間評価は、部分的に製造された物体の、所望の物体の中間デジタル表現と一致しない要素(aspects)を特定するものとできる。これらの要素に対処すべく、これらの要素に関係する製造プランの部分が改変されるものとできる。
【００１１】
本発明は、概略を上述した各方法を実施するためのシステムとして実施可能である。こうしたシステムを用いて積層造形物体の製造プランを改変することが可能である。このようなシステムには、例えば、
（ａ）所望の特徴を有する所望の物体のデジタル表現を記憶し、かつ実行された時に積層造形工程を介して所望の物体を作り出すべきものである所望のステップを有する製造プランを記憶する１つ以上のデータベースと、
（ｂ）積層造形物体（ＡＭＯ）およびＡＭＯを作り出すために用いられる工程を説明する製造情報を伝達するように構成された１つ以上の通信リンクと、
（ｃ）通信リンクに接続された調整コンピュータ(coordinating computer)とが存在し、調整コンピュータが、
（ｉ）製造情報を受け取り、
（ｉｉ）製造情報を所望の特徴および所望のステップと比較し、
（ｉｉｉ）製造情報が所望の物体の特徴または製造プランと異なるパラメータを特定し、
（ｉｖ）パラメータを記述するメッセージを伝達するようにプログラムされたマイクロプロセッサを含む。
マイクロプロセッサはさらに、パラメータに応じて製造プランを改変するようにプログラムされている。
【００１２】
本発明のある実施の形態では、製造情報の少なくとも一部が、製造プランの一部を実行する役目を帯びた装置によって生み出されるものとできる。
【００１３】
このシステムは、通信リンクが製造プランの一部を実行する役目を帯びた装置へと指示を伝達するように構成されるものとできる。こうすることで装置が従っている指示が改変されるものとできる。こうした装置は、形成体および／または支持材料を作成する役目を帯びた装置を含むものとできる。こうした装置は、不要な支持材料を除去および／または形成体の表面を平滑化する役目を帯びた装置を含むものとできる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の本質および目的をより完璧に理解してもらうために、添付の図面および以下の説明を参照されたい。以下、略述する。
【図１】図１は、本発明に基づくシステムの概略図である。
【図２】図２は、本発明に基づく方法を描いたフローチャートである。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明に基づく方法を描いたフローチャートである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明に基づく方法を描いたフローチャートである。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明に基づく方法を描いたフローチャートである。
【図４】図４は、本発明に基づく、製造プランを改変するための方法を描いたフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明に基づくシステム１０を描いている。図１は、物体１３が積層造形工程を用いていかに製造されるべきかを述べる製造プランの伝達、実行、および改変を容易とするためのシステム１０を概略的に描いたものである。こうしたプランは、例えば３Ｄプリント工程を介した物体の形成、並びに、例えば形成物体を不要な支持材料を溶解する化学溶液に接触させること、および／または不要な支持材料を浸食または形成体の表面を平滑化する研磨材に接触させることによる形成物体の仕上げ、に焦点を当てた要素(aspects)を含むものとできる。要するに、物体形成に用いられるステップは、最終的には完成物体の一部となる層状に材料を堆積させること、並びに、後で仕上げ処理中に除去される完成物体の一部ではない材料（例えば不要な支持材料）を堆積させることを含むものとできる。
【００１６】
図１には、１つ以上の製造プランを記憶するデータベース１６と、双方向通信リンクであるものとできる４つの通信リンク１９が描かれている。各通信リンク１９は、製造中の個別の物体に関係する製造情報が製造位置２２からデータベース１６へと伝達されることを許容でき、かつ、製造プランが調整コンピュータ３４から個別の製造位置２２へと伝達されることを許容できる。
【００１７】
各製造位置２２は、積層造形部品作成工程を実行する装置２５を有するものとして描かれている。この装置２５が中間物体２８を作り出し、これが次に仕上げ装置３１を用いる仕上げ工程に回されるものとできる。形成装置２５から仕上げ装置３１への中間物体２８の移動は、手動またはロボットによって行われるものとできる。仕上げが終わったら、製造物体１３は仕上げ装置３１から取り出され、製造物体１３が所望の特徴を有するかどうかを判定すべく評価されるものとできる。こうした評価は、手動、自動、あるいは両者の組み合わせによって行われるものとできる。こうした評価によって生み出された情報は、通信リンク１９を介してデータベース１６へと伝達され、そこで情報が調整コンピュータ３４によって比較され、所望の特徴と一致していないパラメータが特定されるものとできる。これらのパラメータは、今後の物体が所望の特徴を有するように、あるいは少なくとも所望の特徴により近づくように製造プランを改変する方法を特定するために用いられるものとできる。こうした改変は、手動、自動、あるいは両者の組み合わせによって特定されるものとできる。図１の実施の形態は装置２５、３１を別個の装置として示しているが、これらは単一の装置に統合され形成と仕上げの両方の機能をもたらすものであってもよい。また、図１の実施の形態は同一箇所に装置２５と装置３１の両方を含むものとして位置２２を示しているが、装置２５、３１は互いに異なる位置にあってもよい。さらに、各位置２２が複数の装置２５および装置３１を含み、これらが物体２８の並列製造のために集合的に用いられるものであってもよい。
【００１８】
データベース１６は、所望の特徴を有する所望の製造物体のデジタル表現、例えば所望の製造物体の形状、寸法、公差、および表面粗さを記憶するために用いられるものとできる。データベース１６は、実行された時に積層造形工程を介して所望の物体を作り出すべきものである所望のステップを有する製造プランを記憶するために用いられるものとできる。
【００１９】
製造情報は、個別の積層造形物体（ＡＭＯ）および／またはＡＭＯを作り出すために実行される、または実行された製造工程についての情報を含むものとできる。例えば製造情報は、ＡＭＯを形成する役目を帯びた装置２５（例えば３Ｄプリンタ）の動作設定（例えば時間、温度、速度）、ＡＭＯの形成に用いられる原料の由来および種類についての説明、（最終的にＡＭＯとなる）中間物体２８を形成した装置２５を監視および／または制御した人間のＩＤ番号、並びに装置２５が存在する部屋の周囲温度および湿度を含むものとできる。製造情報はさらに、他の任意の変数、識別子、設定、指示、あるいは個別の装置２５に関係のある環境条件または他の条件を含むものとできる。
【００２０】
製造情報は、未完成のＡＭＯから不要な支持材料を除去するステップ（ＲＵＳＭステップ）、未完成のＡＭＯの表面を平滑化する（表面粗さを減じる）ステップ（平滑化ステップ）などの仕上げステップを実行するために用いられる、または用いられた装置３１または複数の装置３１の設定（例えば、使用される温度、速度、持続時間、溶剤(detergent)または他の流体／化学薬品の種類、使用される研磨媒体の種類）、ＲＵＳＭステップおよび平滑化ステップを監視および／または制御した人間のＩＤ番号、並びにＲＵＳＭおよび平滑化ステップを実行する装置３１が存在する場所の周囲温度および湿度および他の関連する条件についての情報を含むものとできる。製造情報は、寸法、公差、表面仕上げ（例えば平滑さまたは粗さ）、およびＡＭＯ自体に対応する他の情報を含むものとできる。製造情報は、他の任意の変数、識別子、設定、指示、あるいは個別の装置３１に関係のある他の環境条件または他の条件を含むものとできる。製造情報は、通信リンク１９を介して調整コンピュータ３４へと伝達されるものとできる。
【００２１】
調整コンピュータ３４は、（ａ）ＡＭＯに関係する製造情報を受け取る、（ｂ）製造情報を所望の物体の所望の特徴および／または製造プランと比較する、（ｃ）製造情報が示す所望の物体の特徴または製造プランと一致していないパラメータを特定、および／またはＡＭＯの製造を継続すべきか停止すべきかを判定するようにプログラムされるものとできる。これらのパラメータが特定された後、パラメータを記述するメッセージが、例えばデザインおよび／または所望の物体の製造の責任者へと伝達され、この人物が製造プランをどのように改変すべきか考えるものとできる。あるいは、メッセージが調整コンピュータによって自動的に生成され、装置２５、３１の１つ以上に物体の製造を完了するための改変プランを自動的に供与するものであってもよい。例えば、特定のパラメータが中間物体２８で特定された場合、調整コンピュータがその特定のパラメータを認識し、製造プランの対応する改変を選択することによって応答するものとできる。例えば、形成装置２５によって作り出された中間物体２８が通常より粗い表面粗さを有していた場合、過剰な粗さをパラメータとして特定すると、調整コンピュータ３４は、物体が装置３１の仕上げ処理を受ける時間を増加、および／または、物体を平滑化するために装置３１で用いられる化学溶液の温度を増加させるものとできる。ちなみに、物体が形成装置２５によって形成されている最中に物体が評価されるものであってもよく、得られた製造情報が調整コンピュータ３４によって利用され、形成装置２５によって実行中の製造プランを変更したり、形成装置２５によって作り出されることが予想される個々の中間物体２８向けに仕上げ装置３１を準備したり、または人による入力を必要とする問題を人に警告したりするものであってもよい。人による入力を必要とする問題は、物体を効率的に所望の特徴と一致させることができずその個々の物体の製造を停止すべきだと人に決断させ、その個々の物体の製造完了に掛かる時間と金を節約させるものとなり得る。
【００２２】
このようなパラメータを手に入れることで、所望の物体を作り出す次の試みが所望の物体により厳密に適合するＡＭＯをより作り出しやすくなるように、および／または、これから製造する予定または現在製造中のＡＭＯの製造プランがＡＭＯの製造の開始または終了前にそれぞれ改変されるように、製造プラン、製造に用いられる装置２５、３１、装置２５、３１で用いられる材料、および／または環境条件を改変することが可能となる。このように調整コンピュータ３４は、製造プランの効率的実行を促進するロジスティクス要素(aspect)（例えば、物体が形成装置２５から仕上げ装置３１へと移動する準備が整うであろう予定時間）を提供し、物体の製造中であっても該プランの改変を行う。調整コンピュータ３４はさらに、製造プランのパラメータに対応する部分を改変するようにプログラムされるものとできる。製造プランが改変されると、改変プランを実行するために通信リンク１９を介して適当な装置２５、３１または個人へと指示が伝達されるものとできる。
【００２３】
本発明が適用可能な積層造形技術には、とりわけ、熱溶解積層法、マテリアルジェッティング、光造形法、選択的レーザ焼結法、高速焼結法、直接金属レーザ焼結法、およびレイヤードオブジェクトマニュファクチャリングが含まれる。要するに製造物体１３は、プラスチック、金属、セラミック、および／または積層造形で用いられる他の材料または材料の組み合わせ（例えば複合体）とすることができる。
【００２４】
本発明が適用可能なＲＵＳＭおよび平滑化ステップには、とりわけ液体を用いるものが含まれ、液体はバス(bath)、タンク(vat)、チャンバ内で、あるいは高圧スプレーノズルからＡＭＯへ与えられるものとできる。また本発明を、不要な支持材料を除去および／または形成体の表面を平滑化するために研磨材(abrasive solids)または液体と研磨材の組み合わせに頼るＲＵＳＭおよび平滑化ステップと用いることもできる。
【００２５】
当然ながら、製造情報の少なくとも一部は、製造プランの一部を実行する役目を帯びた装置２５、３１によって、またはこうした装置上またはその近傍に配置されたセンサによって生み出されるものとできる。製造情報の一部は、装置の仕様の一部として装置２５、３１の製造業者によって、操作指示によって、または別の方法によって与えられ、これらの装置の格納メモリ内で利用可能なものとできるが、いずれの場合においてもリンク１９を介して伝達されるものとできる。例えば従業員ＩＤ番号などの製造情報は、ＡＭＯを形成または洗浄するための装置２５、３１を介して通信リンク１９へと与えられてもよいし、近傍に配置されたコンピュータを介して与えられてもよい。
【００２６】
ちなみに、本発明に基づくシステムは、調整コンピュータ３４の機能の少なくとも一部を、ローカルに配置されたコンピュータおよびデータベース（または他の記憶装置）へと分散させることができる。例えばこのようなコンピュータは、製造情報の収集を容易とするために位置２２の１つ以上にローカルに配置され、その位置２２で実行中の製造プランへと変更をもたらすものとできる。このようなローカル配置コンピュータは、スタンドアローンコンピュータであってもよいし、装置２５、３１の１つ以上またはすべてに統合されていてもよい。この方法においては、例えば、個別の仕上げ装置３１のための製造プランが、同じ位置２２で形成装置２５によって形成中の物体に対応する製造情報に基づいて改変されるものとできる。改変プランはローカルコンピュータ、ローカルデータベース、または他の記憶媒体に記憶され、他のローカル装置２５、３１へと伝達されるものとできる。この方法においては、このようなローカル配置コンピュータは、ローカル装置２５内で、ローカル装置２５と他のローカル装置３１との間で、ローカル装置２５と他のローカル装置２５との間で、あるいはローカル装置３１と他のローカル装置３１との間で、実行中の製造工程を容易とする。そしてこのようなローカル配置コンピュータは、他の位置２２の役に立つ改変プランを伝達するために、中央に配置された調整コンピュータ、あるいは他のローカル配置コンピュータと通信するものとできる。
【００２７】
改変製造プランは、位置２２（位置２２の１つ以上の装置２５、３１を含む）から受け取った製造情報に応じて作り出されるものとでき、あるいはそうした改変プランは、製造情報と無関係の他の理由から生じるものとできる。すなわち改変プランは、製造情報から特定された問題を解決することを目的に生み出される必要はない。さらに、改変プランは製造工程の実行中に伝達、実施されるものとできる。このように特定の製造工程に関する特定のプランは、その製造工程の実行中に改変されるものとできる。この結果、例えば印刷工程または仕上げ工程が始まると、こうした印刷工程または仕上げ工程のためのプランが、こうした印刷工程または仕上げ工程の実行中に改変されるものとできる。一例として、印刷工程中に、形成中の物体の表面粗さが製造プランに基づいて予想されていたものより粗くなったと判定されたものとする。製造プランは改変され、より粗さの小さい表面とするために形成材料層の厚さをより小さいものに指定し、この改変プランを印刷中の物体の残りの部分に対して実行するものとできる。
【００２８】
このように製造工程を“直ちに”改変する能力はまた、他の場所での過剰な能力または能力不足に対処し、より効率的な製造工程を作り出すために利用可能である。図２は過剰な能力を利用または能力不足を緩和するために製造プランを改変する方法を示している。例えば配達用トラックが積み込み可能な状態でありながらトラックを満たすのに十分なだけ完成製品がない場合、調整コンピュータ３４によってメッセージが送信および受信（５３）され、製造プランが改変（５６）され、改変製造プランが送信されて位置２２の１つ以上で実施（５９）されることで、例えば物体が装置２５により印刷および／または装置３１によって仕上げられる速度を上げることによって製造工程をスピードアップすることができる。あるいは、特定の仕上げ装置３１が仕上げを待つ物体をあまりに多く抱えている場合、調整コンピュータ３４によってメッセージが送信および受信（５３）され、製造プランが改変（５６）され、改変製造プランが送信されて位置２２の１つ以上で実施（５９）されることで、少なくとも仕上げ装置３１が未処理分を減らすまで１つ以上の印刷装置２５をスローダウンさせることができる。同様に、仕上げ装置３１が予想よりも早く利用可能になった場合、利用可能な仕上げ装置３１を生かすために形成装置３５に指示を送って現在の物体２８の形成を（例えば印刷ヘッドの速度を上げたり、形成材料層の厚さを大きくすることで）スピードアップさせることが可能である。本発明は積層造形を介して物体を製造する方法として実施可能である。図３Ａはそうした方法の１つを描いたものであり、積層造形工程を介して所望の特徴を有する物体を製造するコンピュータ利用方法である。所望の物体のデジタル表現と製造プランが調整コンピュータへと提供（１００）される。製造プランが実行された場合、所望の物品が作り出されて部品の要件と仕様に合致すべきであるが、必ずしもそうとは限らない。よってどの所望の特徴が達成されていないかを判定し、製造プランを改変するのに利用可能な方法で情報を集めて伝達するための方法が必要である。
【００２９】
こうした方法の１つでは、製造プランに従って積層造形工程を介してＡＭＯが製造（１０３）され、情報を入手するためにＡＭＯが評価（１０６）され、ＡＭＯが所望の特徴を有するかどうかを判定するために情報がデジタル表現と比較（１０９）される。ＡＭＯが所望の特徴を有していない限りにおいて、所望の特徴と一致していないＡＭＯのパラメータが特定（１１２）され、製造プランを改変（１１５）するのに用いられる。改変製造プランを用いて、所望の特徴を有するように、あるいは前のＡＭＯよりもそうした所望の特徴に近づくように、次のＡＭＯが製造（１１８）されるものとできる。
【００３０】
製造プランの改変（１１５）は、以下の１つ以上に関係する製造プランの部分の改変を含むものとできる：形成体の種類、支持材料の種類、形成体の堆積すなわち形成に関するパラメータ、支持材料の堆積すなわち形成に関するパラメータ、物体の層または他の部分が形成される速度、物体の形成に用いられている材料の温度、製造中の物体の向き、物体作成に用いられる１つ以上の装置の設定、不要な支持材料の除去方法および表面の平滑化方法、およびそうした除去および平滑化に関する設定およびパラメータ（例えば液体および研磨材、温度、時間、圧力、アジテーションレベル）。
【００３１】
図３Ｂは、中間物体が評価（１３６）され、この中間評価から得られた情報に基づいて製造プランが改変（１４５）される方法のステップを示す。この方法では、製造プランが改変（１４５）され、この改変が（ａ）中間物体の製造を完了（１４８）するために残りの製造ステップの１つ以上へ、並びに（ｂ）次の物体の製造（１５１）へと適用されるものとできる。この方法では、個別の物体から生じた製造プランの改変が、即座に次の物体の製造プランへと適用可能であり、これは製造が既に始まっている次の物体へも行い得る。
【００３２】
図３Ｃは、図３Ｂに描かれた方法の変形例であり、形成（２０３）（すなわち印刷工程）が行われた後でかつ仕上げ（２１８）の前に中間物質が評価される（２０６）。この評価（２０６）によって生み出された情報は、その個別の中間物体の仕上げ工程に対応する製造プランを、並びに次の物体の製造プランを改変（２１５）するために用いられるものとできる。次いでその評価された中間物体は仕上げ装置へと運ばれ、改変製造プランに従って仕上げ（２１８）られ、次の物体が改変製造プランに従って形成（２２１）される。この次の物体は、中間物体が評価（２０６）された時に既に形成工程（２０３）にあってもよい。
【００３３】
図４は、図３Ａおよび３Ｂに描かれた特徴を組み合わせ、かつ拡大させた方法である。図４の方法では、製造プランが物体の実際の製造開始前に評価され、製造プランに従うことで所望の特徴の物体を作り出せそうかどうか評価するものとできる。この評価は、オペレータによって手動で、あるいは評価アルゴリズムなどを実行するコンピュータプログラムを用いることなどによって自動的に実行可能である。物体形成の確率が指定された最低確率よりも低いと判断された時には、必須な成功確率をしっかり確保できるように製造が改変されるものとできる。こうした改変は、とりわけ、形状、寸法、または所望の公差、または部品の表面の平滑さの改変、並びに、装置、材料、設定、および物体を形成および仕上げる際の他のパラメータの変更を含むものとできる。指定された最低確率は、全ての物体に対して同一であっても、物体ごとに異なっていてもよく、物体が所望の特徴をどれだけの近さで満たす必要があるかの重要性に基づいて変化するものとできる。該方法はさらに、顧客、エンドユーザ、または物体の他の受取人に物体の受容性を評価させる最終ステップを含む。仮にこうした人が物体は受け入れられないと判断すると、その理由が取得され、物体の次のユニットがその人の期待または要求により合致しやすくなるように製造プランが更新されるものとできる。
【００３４】
ＡＭＯの製造（１０３、１３３）は、熱溶解積層法、マテリアルジェッティング、光造形法、選択的レーザ焼結法、高速焼結法、直接金属レーザ焼結法、およびレイヤードオブジェクトマニュファクチャリングなどの積層造形印刷技術を介して達成可能である。こうした製造（１０３）を用いて、プラスチック、金属、セラミック、および／または積層造形で用いられる他の材料または材料の組み合わせ（例えば複合体）からなる物体を形成するものとできる。
【００３５】
ＡＭＯの製造（１０３、１３３）はさらに、例えば液体、研磨材、またはその組み合わせを用いるものである積層造形仕上げ技術（ＲＵＳＭおよび平滑化ステップのため）を介して達成可能であり、液体、研磨材、またはその組み合わせは、バス、タンク、チャンバ内で、あるいは高圧スプレーノズルからＡＭＯへ与えられるものとできる。
【００３６】
該方法は、製造工程の最後でＡＭＯを評価（１０６）することに限定される必要はない。例えば図３Ｂでステップ（１３５）に示されるように、完成品ではない中間物体２８を、最終製造ステップが終了する前に評価するものとできる。このような中間評価（１３３）を行うことで、部分的に製造が終わった中間物体２８に対応する情報を取得し、この情報を、製造工程の該当ステージに対応する物体の中間デジタル表現に関連する対応情報と比較（１３９）し、部分的に製造が終わった中間物体２８の、中間デジタル表現と一致していないパラメータを特定（１４２）することが可能となる。このようにすることで、相違を特定し、目下のＡＭＯの積層造形工程における次のステップ（１４８）のために、また次の製造された物体が中間特徴に合致またはより近くなるように、製造工程（１４５）を改変することが可能となる。例えば印刷ステップ後に、製造プランに基づく予想よりもＡＭＯの表面が粗いことが判定されるものとできる。そして平滑化ステップに関する製造プランの部分が改変され、この余分な粗さに対処し、よってこの特定のＡＭＯに関してよりよい結果が得られるようにするものとできる。このような改変には、とりわけ、装置３１で用いられる時間、温度、研磨材の濃度、およびアジテーションレベルのうちの１つ以上を増加させることが含まれるものとできる。
【００３７】
１つ以上の特定の実施の形態に関して本発明を説明してきたが、本発明の他の実施の形態が、本発明の精神と範囲から逸脱することなくなし得ることを理解されたい。よって本発明は、添付のクレームおよびその合理的解釈によってのみ制限されるものと見なされる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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