(57)【要約】光学光源と、光学イメージングシステムからの光の一部に露光されるとその状態を変化させるようになっている光感受性液体媒体を保持するように構成された容器と、容器に含まれる光感受性媒体の表面の特定の部位を光源からの光に露光させるよう光学光源を制御するように構成された制御システムと、を含む、システムである。制御システムは、さらに、所望の物体の層を構築するために、容器に含まれる光感受性媒体の表面を光源からの光に繰り返し露光させるよう光学光源を制御するように構成されていてもよい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体物を制作するためのシステムであって、前記システムは、
光学光源と、
光学イメージングシステムからの光の一部に露光されるとその状態を変化させるようになっている光感受性液体媒体を保持するように構成された容器と、
前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面の特定の部位を前記光源からの光に露光させるよう前記光学光源を制御するように構成された制御システムと、を含む、システム。
【請求項２】
前記制御システムは、さらに、所望の物体の層を構築するために、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるよう前記光学光源を制御するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記所望の物体は、シェルを有する鋳型を含む、請求項２のシステム。
【請求項４】
前記シェルは、内部表面と、シェル内部構造と、を有する、請求項３のシステム。
【請求項５】
前記シェル内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記シェル内部構造は、格子またはトラスのうちの少なくとも一方を含む、請求項４または請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記シェル内部構造は、少なくとも１つのチューブを含む、請求項３から請求項６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項８】
前記シェル内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱い、請求項３から請求項７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項９】
前記シェルは、径方向の圧縮に対して選択的に弱い、請求項３から請求項８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１０】
前記シェル内部構造は、浸出性を向上させる特徴を包含する、請求項３から請求項９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
前記シェル内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有する、請求項３から請求項１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
前記シェルは、少なくとも１つの流路を有する、請求項３から請求項１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
前記シェル内部構造は、実質的に多孔性である、請求項３から請求項１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１４】
前記シェルは、さらに、外部表面を有しており、前記シェル内部構造は、前記内部表面と前記外部表面との間に配置される、請求項３から請求項１３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
前記外部表面は、１つ以上の付着点を有する、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記制御システムは、さらに、
鋳型のデザインを受信し、
前記シェルに対して所望の付着点を決定し、
前記所望の付着点を有するよう前記鋳型のデザインを改変するように構成されている、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記制御システムは、さらに、
鋳型のデザインを受信し、
前記シェルに対して所望のシェル内部構造を決定し、
前記所望のシェル内部構造を有するよう前記鋳型のデザインを改変するように構成されている、請求項３から請求項１６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記制御システムは、さらに、前記改変された鋳型のデザインに従って前記鋳型の層を構築するために、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるよう前記光学光源を制御するように構成されている、請求項１６または請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記鋳型は、さらに、コアを有する、請求項２から請求項１８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２０】
前記コアは、表面と、コア内部構造と、を有する、請求項１９に記載のシステム。
【請求項２１】
前記コア内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含む、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記コア内部構造は、格子またはトラスのうちの少なくとも一方を含む、請求項２０または請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記コア内部構造は、少なくとも１つのチューブを含む、請求項２０から請求項２２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２４】
前記コア内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱い、請求項１９から請求項２３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２５】
前記コアは、径方向の圧縮に対して選択的に弱い、請求項１９から請求項２４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２６】
前記コア内部構造は、前記コアの浸出性を向上させる特徴を含む、請求項１９から請求項２５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２７】
前記コア内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有する、請求項１９から請求項２６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２８】
前記コアは、少なくとも１つの流路を有する、請求項１９から請求項２７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項２９】
前記コア内部構造は、実質的に多孔性である、請求項１９から請求項２８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３０】
前記制御システムは、さらに、
鋳型のデザインを受信し、
前記コアに対して所望のコア内部構造を決定し、
前記所望のコア内部構造を有するよう前記鋳型のデザインを改変するように構成されている、請求項１９から請求項２８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３１】
前記制御システムは、さらに、前記改変された鋳型のデザインに従って前記鋳型の層を構築するために、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるよう前記光学光源を制御するように構成されている、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
さらに、構築面にわたって１つ以上の第２物質を堆積させるように構成された堆積機を含む、請求項１から請求項３１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３３】
前記堆積機は、連接型アームを有する、請求項３２に記載のシステム。
【請求項３４】
前記堆積機は、前記構築面にわたって前記第２物質を印刷するように構成されたインクジェットプリンタを含む、請求項３２または請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
さらに、ＸＹ走査台を含み、前記堆積機が、前記ＸＹ走査台上に搭載される、請求項３２から請求項３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３６】
さらに、ＸＹ走査軌道を含み、前記堆積機が、前記ＸＹ走査軌道上に搭載される、請求項３２から請求項３４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３７】
前記１つ以上の第２物質は、光阻害剤、光開始剤、単量体、および前記光感受性媒体とは異なる１つ以上の第２光重合性懸濁液のうちの少なくとも１つを含む、請求項３２から請求項３６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項３８】
前記光阻害剤は、吸光色素を含む、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記制御システムは、さらに、構築面にわたって前記１つ以上の第２物質を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されている、請求項３２から請求項３８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４０】
前記制御システムは、さらに、光阻害剤を選択的に堆積させて、前記光阻害剤の下にある前記光感受性媒体の硬化を制限するよう前記堆積機を制御するように構成されている、請求項３９に記載のシステム。
【請求項４１】
前記制御システムは、さらに、構築中である最新の層の縁の周囲に光阻害剤を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されている、請求項３９または請求項４０に記載のシステム。
【請求項４２】
前記制御システムは、さらに、光開始剤を選択的に堆積させて、前記光開始剤の下にある前記光感受性媒体の光硬化反応性を局所的に増強するよう前記堆積機を制御するように構成されている、請求項３９から請求項４１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４３】
前記制御システムは、さらに、硬化させた際に多層からなる物体を提供するために、１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されている、請求項３９から請求項４２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４４】
前記制御システムは、さらに、前記光感受性媒体の最新の層を塗布した後、前記光感受性媒体の前記最新の層を硬化させる前に、前記構築面にわたって前記１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されている、請求項３９から請求項４３のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４５】
前記制御システムは、さらに、前記光感受性媒体の前の層を硬化させた後、前記光感受性媒体の前記最新の層を塗布する前に、前記構築面にわたって前記１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されている、請求項３９から請求項４４のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４６】
前記制御システムは、さらに、
少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定し、
前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性に基づいて画像切片を改変し、
前記改変された画像切片に基づいて、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面の特定の部分を前記光源からの光に露光させるよう前記光学光源を制御するように構成されている、請求項１から請求項４５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４７】
前記制御システムは、さらに、
少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定し、
前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性に基づいて前記光源の強度を改変するように構成されている、請求項１から請求項４６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項４８】
前記光感受性媒体性状および硬化性としては、光散乱、側方散乱、収縮、プリントスルー、硬化膨張、重合収縮、焼結収縮、前記光感受性媒体懸濁液の広幅化挙動、前記懸濁媒体の光学特性、前記懸濁媒体の吸収係数、前記懸濁媒体の屈折率、前記懸濁液中の粉末の光学特性、前記懸濁液中の前記粉末の吸収、前記懸濁液中の前記粉末の屈折率、粉末粒径分布、後処理および／または熱処理による変化のうちの少なくとも１つが挙げられる、請求項４６または請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記画像切片を改変することは、前記画像切片の正および／または負の境界補正を行うこと、および前記画像切片の角にキーホールを挿入することのうちの少なくとも一方を含む、請求項４６から請求項４８のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５０】
前記制御システムは、さらに、物理学に基づいた、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を推定するためのシミュレーションを行うことによって、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するように構成されている、請求項４６から請求項４９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５１】
前記制御システムは、さらに、保存されている前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性についての情報を取得することによって、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するように構成されている、請求項４６から請求項５０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５２】
前記制御システムは、さらに、１つ以上の試験層を形成するために、１つ以上の較正画像に基づいて、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面の特定の部分を前記光源からの光に露光させるよう前記光学イメージングシステムを制御するように構成されている、請求項４６から請求項５１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５３】
さらに、１つ以上の画像取得デバイスを含む、請求項１から請求項５２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５４】
前記制御システムは、さらに、前記１つ以上の試験層の形状を取得するよう前記１つ以上の画像取得デバイスを制御するように構成されている、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
前記制御システムは、さらに、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するために、取得された前記１つ以上の試験層の形状を前記１つ以上の較正画像と比較するように構成されている、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
前記制御システムは、さらに、
１つ以上の硬化層の形状を取得するよう前記１つ以上の画像取得デバイスを制御し、
取得された前記１つ以上の硬化層の形状を前記１つ以上の硬化層の目的とする形状と比較し、
前記比較に基づき前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するように構成されている、請求項５３から請求項５５のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５７】
前記１つ以上の画像取得デバイスは、カメラ、赤外センサ、レーザグリッドエミッタ、および三次元（３Ｄ）スキャナのうちの少なくとも１つを含む、請求項５３から請求項５６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５８】
前記シェル内部構造および前記コア内部構造のうちの少なくとも一方は、前記シェルまたはコアにおける伝熱を制御するように調整されている、請求項４から請求項５７のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項５９】
立体物を制作するための方法であって、
最新の層の形状を決定するステップと、
前記最新の層の形状に一致する光感受性媒体の表面の特定の部分を光源からの光に露光させるように光学光源を制御するステップと、を含む、方法。
【請求項６０】
所望の物体の複数層を構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるステップをさらに含む、請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記所望の物体は、シェルを有する鋳型を含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記シェルは、内部表面と、シェル内部構造と、を有し、
前記方法は、前記シェル内部構造を有する前記シェルを構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるステップを含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記シェル内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含む、請求項６２に記載の方法。
【請求項６４】
前記シェル内部構造は、格子、トラス、またはチューブのうちの少なくとも１つを含む、請求項６２または請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記シェル内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱い、請求項６２から請求項６４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６６】
前記シェルは、径方向の圧縮に対して選択的に弱い、請求項６１から請求項６５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６７】
前記シェル内部構造は、浸出性を向上させる特徴を包含する、請求項６１から請求項６６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６８】
前記シェル内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有する、請求項６１から請求項６７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６９】
前記シェル内部構造は、前記シェルにおける伝熱を制御するように調整されている、請求項６１から請求項６８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７０】
前記シェルは、少なくとも１つの流路を有し、
前記方法は、前記少なくとも１つの流路を有する前記シェルを構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるステップを含む、請求項６１から請求項６９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７１】
前記シェル内部構造が実質的に多孔性となるように前記シェルを構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるステップをさらに含む、請求項６１から請求項７０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７２】
前記シェルは、さらに、外部表面を有しており、前記シェル内部構造は、前記内部表面と前記外部表面との間に配置される、請求項６１から請求項７１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７３】
前記外部表面は、１つ以上の付着点を有する、請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
鋳型のデザインを受信するステップと、
前記シェルに対して所望の付着点を決定するステップと、
前記所望の付着点を有するように前記鋳型のデザインを改変するステップと、をさらに含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
鋳型のデザインを受信するステップと、
前記シェルに対して所望のシェル内部構造を決定するステップと、
前記所望のシェル内部構造を有するように前記鋳型のデザインを改変するステップと、をさらに含む、請求項７１から請求項７４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７６】
前記改変された鋳型のデザインに従って前記鋳型を構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるステップをさらに含む、請求項７４または請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記鋳型は、さらに、コアを有している、請求項６０から請求項７６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７８】
前記コアは、表面と、コア内部構造と、を有しており、
前記方法は、前記コア内部構造を有する前記鋳型を構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるステップを含む、請求項７７に記載の方法。
【請求項７９】
前記コア内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含む、請求項７８に記載の方法。
【請求項８０】
前記コア内部構造は、格子、トラス、および少なくとも１つのチューブのうちの少なくとも１つを含む、請求項７８または請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
前記コア内部構造は、前記コアにおける伝熱を制御するように調整されている、請求項７８から請求項８０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８２】
前記コア内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱い、請求項７７から請求項８１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８３】
前記コアは、径方向の圧縮に対して選択的に弱い、請求項７７から請求項８２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８４】
前記コア内部構造は、前記コアの浸出性を向上させる特徴を含む、請求項７７から請求項８３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８５】
前記コア内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有する、請求項７７から請求項８４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８６】
前記コアは、少なくとも１つの流路を有する、請求項７７から請求項８５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８７】
前記コア内部構造は、実質的に多孔性である、請求項７７から請求項８６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８８】
鋳型のデザインを受信するステップと、
前記コアに対して所望のコア内部構造を決定するステップと、
前記所望のコア内部構造を有するように前記鋳型のデザインを改変するステップと、
前記改変された鋳型のデザインに従って前記鋳型を構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるステップと、をさらに含む、請求項７７から請求項８７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８９】
構築面にわたって１つ以上の第２物質を堆積させるステップをさらに含む、請求項５９から請求項８８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９０】
前記１つ以上の第２物質は、堆積機によって堆積され、
前記堆積機は、連接型アーム、前記構築面にわたって前記第２物質を印刷するように構成されたインクジェットプリンタ、ＸＹ走査台、およびＸＹ走査軌道のうちの少なくとも１つを含む、請求項８９に記載の方法。
【請求項９１】
前記１つ以上の第２物質は、光阻害剤、光開始剤、単量体、および前記光感受性媒体とは異なる１つ以上の第２光重合性懸濁液のうちの少なくとも１つを含む、請求項８９または請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
前記光阻害剤は、吸光色素を含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
光阻害剤を選択的に堆積させて、前記光阻害剤の下にある前記光感受性媒体の硬化を制限するステップをさらに含む、請求項８９から請求項９２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９４】
構築中である最新の層の縁の周囲に光阻害剤を選択的に堆積させるステップをさらに含む、請求項８９から請求項９３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９５】
光開始剤を選択的に堆積させて、前記光開始剤の下にある前記光感受性媒体の光硬化反応性を局所的に増強するステップをさらに含む、請求項８９から請求項９４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９６】
硬化させた際に多層からなる物体を提供するために、１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させるステップをさらに含む、請求項８９から請求項９５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９７】
前記光感受性媒体の最新の層を塗布した後、前記光感受性媒体の前記最新の層を硬化させる前に、前記構築面にわたって前記１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させるステップをさらに含む、請求項８９から請求項９６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９８】
前記光感受性媒体の前の層を硬化させた後、前記光感受性媒体の前記最新の層を塗布する前に、前記構築面にわたって前記１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させるステップをさらに含む、請求項８９から請求項９７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９９】
少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するステップと、
前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性に基づいて画像切片を改変するステップと、
前記改変された画像切片に基づいて、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に露光させるステップと、をさらに含む、請求項５９から請求項９８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１００】
少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するステップと、
前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性に基づいて前記光源の強度を変更するステップと、をさらに含む、請求項５９から請求項９９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０１】
前記光感受性媒体性状および硬化性としては、光散乱、側方散乱、収縮、プリントスルー、硬化膨張、重合収縮、焼結収縮、前記光感受性媒体懸濁液の広幅化挙動、前記懸濁媒体の光学特性、前記懸濁媒体の吸収係数、前記懸濁媒体の屈折率、前記懸濁液中の粉末の光学特性、前記懸濁液中の前記粉末の吸収、前記懸濁液中の前記粉末の屈折率、粉末粒径分布、後処理および／または熱処理による変化のうちの少なくとも１つを挙げられる、請求項９９または請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
前記画像切片を改変するステップは、前記画像切片の正および／または負の境界補正を行うこと、および前記画像切片の角にキーホールを挿入することのうちの少なくとも一方を含む、請求項９９から請求項１００のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０３】
前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するステップは、物理学に基づいた、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を推定するためのシミュレーションを行うことを含む、請求項９９から請求項１０２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０４】
前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するステップは、保存されている前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性についての情報を取得することを含む、請求項９９から請求項１０３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０５】
１つ以上の試験層を形成するために、１つ以上の較正画像に従い、前記改変された画像切片に基づいて、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に露光させるステップをさらに含む、請求項９９から請求項１０４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０６】
前記１つ以上の試験層の形状を取得するステップをさらに含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するために、取得された前記１つ以上の試験層の形状を前記１つ以上の較正画像と比較するステップをさらに含む、請求項１０６に記載の方法。
【請求項１０８】
１つ以上の硬化層の形状を取得するステップと、
取得された前記１つ以上の硬化層の形状を前記１つ以上の硬化層の目的とする形状と比較するステップと、
前記比較に基づき前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するステップと、をさらに含む、請求項１００から請求項１０７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０９】
前記形状は、カメラ、赤外センサ、レーザグリッドエミッタ、および三次元（３Ｄ）スキャナのうちの少なくとも１つを用いて取得される、請求項１０７から請求項１０８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１０】
シェルと、
部分空間と、を有する、鋳型。
【請求項１１１】
前記シェルは、内部表面と、シェル内部構造と、を有する、請求項１１０に記載の鋳型。
【請求項１１２】
前記シェル内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含む、請求項１１１に記載の鋳型。
【請求項１１３】
前記シェル内部構造は、格子、トラス、またはチューブのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１１または請求項１１２に記載の鋳型。
【請求項１１４】
前記シェル内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱い、請求項１１１から請求項１１３のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１１５】
前記シェルは、径方向の圧縮に対して選択的に弱い、請求項１１０から請求項１１４のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１１６】
前記シェル内部構造は、浸出性を向上させる特徴を包含する、請求項１１１から請求項１１５のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１１７】
前記シェル内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有する、請求項１１１から請求項１１６のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１１８】
前記シェル内部構造は、前記シェルにおける伝熱を制御するように調整されている、請求項１１１から請求項１１７のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１１９】
前記シェルは、少なくとも１つの流路を有する、請求項１１０から請求項１１８のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１２０】
前記シェル内部構造は、実質的に多孔性である、請求項１１１から請求項１１９のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１２１】
前記シェルは、さらに、外部表面を有しており、前記シェル内部構造は、前記内部表面と前記外部表面との間に配置される、請求項１１１から請求項１２０のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１２２】
前記外部表面は、１つ以上の付着点を有する、請求項１２１に記載の鋳型。
【請求項１２３】
さらに、前記部分空間内に配置されたコアを有する、請求項１１０から請求項１２２のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１２４】
前記コアは、表面と、コア内部構造と、を有する、請求項１２３に記載の鋳型。
【請求項１２５】
前記コア内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含む、請求項１２４に記載の鋳型。
【請求項１２６】
前記コア内部構造は、格子、トラス、および少なくとも１つのチューブのうちの少なくとも１つを含む、請求項１２４または請求項１２５に記載の鋳型。
【請求項１２７】
前記コア内部構造は、前記コアにおける伝熱を制御するように調整されている、請求項１２４から請求項１２６のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１２８】
前記コア内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱い、請求項１２４から請求項１２７のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１２９】
前記コアは、径方向の圧縮に対して選択的に弱い、請求項１２３から請求項１２８のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１３０】
前記コア内部構造は、前記コアの浸出性を向上させる特徴を含む、請求項１２４から請求項１２９のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１３１】
前記コア内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有する、請求項１２４から請求項１３０のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１３２】
前記コアは、少なくとも１つの流路を有する、請求項１２３から請求項１３１のいずれか１項に記載の鋳型。
【請求項１３３】
前記コア内部構造は、実質的に多孔性である、請求項１２４から請求項１３２のいずれか１項に記載の鋳型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下、２０１８年２月１５日付で出願された米国仮特許出願第６２／６３０，８９８号に基づく利益を主張する。当該仮特許出願の全内容および趣旨が、以下に完全に記載されているかのように、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本明細書において開示される主題は、概して、鋳造に関するものであり、より詳細には、鋳造技術、鋳型、ならびに三次元印刷システムおよび三次元印刷方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００３】
インベストメント鋳造、すなわち「ロストワックス鋳造」は、十分に確立された金属成形技術である。従来の手法では、原型（典型的には蝋製）から、中央の湯口（「幹」）と、個別の部分型と、充填用カップとを有する「ツリー」集合体が形成される。場合によっては、湯口から個別の部分型へと、「枝」すなわち腕が延びていることもある。ツリー集合体を塗装し、スタッコを塗布し、スラリーを硬化させることによって、セラミック製の金型（インベストメント）または鋳型が制作される。塗装、スタッコ塗布、および硬化は、インベストメントが所望の厚さになるまで繰り返される。その後、セラミック製金型を乾燥させるが、これには数日かかる場合がある。セラミック製金型が乾燥したら、上下を逆さにして加熱し（例えば、炉またはオートクレーブ内にて行う）、蝋を溶出および／または蒸発させる。脱蝋プロセスが失敗の原因となることがよくあるが、これは、蝋の熱膨張係数がセラミック製金型の熱膨張係数よりもかなり大きいためである。このため、加熱するにつれて蝋が急速に膨張し、金型に亀裂を入れる場合がある。金型が準備できたら、金属をセラミック製金型に流し込み、金型に充填する。金属は、重力注入されてもよいし、強制的に（例えば、陽気圧を加えることによって）注入されてもよい。金型の充填は、例えば、真空鋳造、傾斜鋳造、圧力支援注入、および遠心鋳造によって行われてもよい。金属を冷却してから、鋳型を破壊して冷却した金属から離脱させる。各部を湯口から切り離して、仕上げ処理を行う。
【０００４】
従来の手法は、多大な労力および時間を要するプロセスであり、数時間から数日の努力の後、失敗に終わることもある。また、このような手法では、ほぼ均一な組成であるシェルの大きさを制御できない。このため、許容できない鋳物または欠陥のある鋳物ができたり、努力が無駄になったり、資源が無駄になったりする。
【０００５】
ある関連技術の方法では、三次元（３Ｄ）印刷技術を利用してセラミック製鋳型を直接作製することで、このような問題に対処することが試みられている。３Ｄ印刷（３Ｄプリント）によると、セラミック製鋳型の完成品を作製する３Ｄプリンタシステムに、金型のＣＡＤファイルが提供される。ＰＣＴ公開出願に記載されたものなど、３Ｄ印刷に対するある手法は、当業者にとって公知である。２０１３年１１月１１日に出願され、２０１４年５月１５日にＷＯ２０１４／０７４９５４として公開されたＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０６９３４９（当該出願の開示全体が、完全に再記載されているかのように、参照により本明細書に援用される）、およびその変形は、本開示に鑑みて、当業者にとって自明であろう。
【０００６】
しかしながら、３Ｄ印刷であっても、関連技術の手法における限界は存在し続ける。例えば、冷却されるにつれて、金属には体積収縮が起きる。鋳型が、過度に頑丈である場合には、金属は、必要に応じて収縮することができず、金属部品に熱間割れが生じる。３Ｄ印刷法は、散乱、媒体の成長もしくは収縮、および／または不正確な硬化深度が原因となり、結果として不正確な鋳型をもたらす場合がある。したがって、必要となるのは、３Ｄ印刷およびインベストメント鋳造の効率および適応性を向上するための方法である。
【発明の概要】
【０００７】
いくつかの実施形態によると、立体物を作成するためのシステムが提供され、前記システムは、光学光源と、光学イメージングシステムからの光の一部に露光されるとその状態を変化させるようになっている光感受性液体媒体を保持するように構成された容器と、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面の特定の部位を前記光源からの光に露光させるよう前記光学光源を制御するように構成された制御システムと、を含む。前記制御システムは、さらに、所望の物体の層を構築するために、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるよう前記光学光源を制御するように構成されていてもよい。
【０００８】
前記所望の物体は、鋳型であってもよく、シェルを有していてもよい。前記シェルは、内部表面と、シェル内部構造と、を有していてもよい。前記シェル内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。前記シェル内部構造は、格子またはトラスのうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。前記シェル内部構造は、少なくとも１つのチューブを含んでいてもよい。前記シェル内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱くてもよい。
【０００９】
前記シェルは、径方向の圧縮に対して選択的に弱くてもよい。前記シェル内部構造は、浸出性を向上させる特徴を包含していてもよい。前記シェル内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有していてもよい。前記シェル内部構造は、実質的に多孔性であってもよい。前記シェルは、少なくとも１つの流路を有していてもよい。
【００１０】
前記シェルは、さらに、外部表面を有していてもよく、前記シェル内部構造は、前記内部表面と前記外部表面との間に配置される。前記外部表面は、１つ以上の付着点を有していてもよい。
【００１１】
前記制御システムは、さらに、鋳型のデザインを受信し、前記シェルに対して所望の付着点を決定し、前記所望の付着点を有するよう前記鋳型のデザインを改変するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、鋳型のデザインを受信し、前記シェルに対して所望のシェル内部構造を決定し、前記所望のシェル内部構造を有するよう前記鋳型のデザインを改変するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、前記改変された鋳型のデザインに従って前記鋳型の層を構築するために、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるよう前記光学光源を制御するように構成されていてもよい。
【００１２】
前記鋳型は、さらに、コアを有していてもよい。前記コアは、表面と、コア内部構造と、を有していてもよい。前記コア内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。前記コア内部構造は、格子またはトラスのうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。前記コア内部構造は、少なくとも１つのチューブを含んでいてもよい。前記コア内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱い。前記コアは、径方向の圧縮に対して選択的に弱くてもよい。
【００１３】
前記コア内部構造は、前記コアの浸出性を向上させる特徴を含む。前記コア内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有する。前記コアは、少なくとも１つの流路を有していてもよい。前記コア内部構造は、実質的に多孔性であってもよい。
【００１４】
前記シェル内部構造および前記コア内部構造のうちの少なくとも一方は、前記シェルまたはコアにおける伝熱を制御するように調整されている。
【００１５】
前記制御システムは、さらに、鋳型のデザインを受信し、前記コアに対して所望のコア内部構造を決定し、前記所望のコア内部構造を有するよう前記鋳型のデザインを改変するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、前記改変された鋳型のデザインに従って前記鋳型の層を構築するために、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させるよう前記光学光源を制御するように構成されていてもよい。
【００１６】
前記システムは、さらに、構築面にわたって１つ以上の第２物質を堆積させるように構成された堆積機を含んでいてもよい。前記堆積機は、連接型アームを有していてもよい。前記堆積機は、前記構築面にわたって前記第２物質を印刷するように構成されたインクジェットプリンタを含んでいてもよい。
【００１７】
前記システムは、さらに、ＸＹ走査台を含んでいてもよく、前記堆積機は、前記ＸＹ走査台上に搭載される。前記システムは、さらに、ＸＹ走査軌道を含んでいてもよく、前記堆積機は、前記ＸＹ走査軌道上に搭載される。
【００１８】
前記１つ以上の第２物質は、光阻害剤、光開始剤、単量体、および前記光感受性媒体とは異なる１つ以上の第２光重合性懸濁液のうちの少なくとも１つを含む。前記光阻害剤は、吸光色素を含んでいてもよい。
【００１９】
前記制御システムは、さらに、構築面にわたって前記１つ以上の第２物質を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、光阻害剤を選択的に堆積させて、前記光阻害剤の下にある前記光感受性媒体の硬化を制限するよう前記堆積機を制御するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、構築中である最新の層の縁の周囲に光阻害剤を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、光開始剤を選択的に堆積させて、前記光開始剤の下にある前記光感受性媒体の光硬化反応性を局所的に増強するよう前記堆積機を制御するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、硬化させた際に多層からなる物体を提供するために、１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、前記光感受性媒体の最新の層を塗布した後、前記光感受性媒体の前記最新の層を硬化させる前に、前記構築面にわたって前記１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、前記光感受性媒体の前の層を硬化させた後、前記光感受性媒体の前記最新の層を塗布する前に、前記構築面にわたって前記１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させるよう前記堆積機を制御するように構成されていてもよい。
【００２０】
前記制御システムは、さらに、少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定し、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性に基づいて画像切片を改変し、前記改変された画像切片に基づいて、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面の特定の部分を前記光源からの光に露光させるよう前記光学光源を制御するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定し、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性に基づいて前記光源の強度を改変するように構成されていてもよい。
【００２１】
前記光感受性媒体性状および硬化性としては、光散乱、側方散乱、収縮、プリントスルー、硬化膨張、重合収縮、焼結収縮、前記光感受性媒体懸濁液の広幅化挙動、前記懸濁媒体の光学特性、前記懸濁媒体の吸収係数、前記懸濁媒体の屈折率、前記懸濁液中の粉末の光学特性、前記懸濁液中の前記粉末の吸収、前記懸濁液中の前記粉末の屈折率、粉末粒径分布、後処理および／または熱処理による変化のうちの少なくとも１つが挙げられる。
【００２２】
前記画像切片を改変することは、前記画像切片の正および／または負の境界補正を行うこと、および前記画像切片の角にキーホールを挿入することのうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００２３】
前記制御システムは、さらに、物理学に基づいた、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を推定するためのシミュレーションを行うことによって、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、保存されている前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性についての情報を取得することによって、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するように構成されていてもよい。
【００２４】
前記制御システムは、さらに、１つ以上の試験層を形成するために、１つ以上の較正画像に基づいて、前記容器に含まれる前記光感受性媒体の表面の特定の部分を前記光源からの光に露光させるよう前記光学イメージングシステムを制御するように構成されていてもよい。前記システムは、さらに、１つ以上の画像取得デバイスを含んでいてもよい。前記制御システムは、さらに、前記１つ以上の試験層の形状を取得するよう前記１つ以上の画像取得デバイスを制御するように構成されていてもよい。前記制御システムは、さらに、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するために、取得された前記１つ以上の試験層の形状を前記１つ以上の較正画像と比較するように構成されていてもよい。
【００２５】
前記制御システムは、さらに、１つ以上の硬化層の形状を取得するよう前記１つ以上の画像取得デバイスを制御し、取得された前記１つ以上の硬化層の形状を前記１つ以上の硬化層の目的とする形状と比較し、前記比較に基づき前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するように構成されていてもよい。
【００２６】
前記１つ以上の画像取得デバイスは、カメラ、赤外センサ、レーザグリッドエミッタ、および三次元（３Ｄ）スキャナのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態によると、最新の層の形状を決定することと、前記最新の層の形状に一致する光感受性媒体の表面の特定の部分を光学光源からの光に露光させるように前記光源を制御することと、を含む、方法が提供される。前記方法は、さらに、所望の物体の複数層を構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させることを含んでいてもよい。前記所望の物体は、シェルを有する鋳型を含んでいてもよい。
【００２８】
前記シェルは、内部表面と、シェル内部構造と、を有していてもよい。前記方法は、さらに、前記シェル内部構造を有する前記シェルを構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させることを含んでいてもよい。前記シェル内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。前記シェル内部構造は、格子、トラス、またはチューブのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。前記シェル内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱くてもよい。前記シェルは、径方向の圧縮に対して選択的に弱くてもよい。
【００２９】
前記シェル内部構造は、浸出性を向上させる特徴を包含していてもよい。前記シェル内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有していてもよい。前記シェル内部構造は、前記シェルにおける伝熱を制御するように調整されていてもよい。
【００３０】
前記シェルは、少なくとも１つの流路を有していてもよく、前記方法は、さらに、前記少なくとも１つの流路を有する前記シェルを構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させることを含んでいてもよい。
【００３１】
前記方法は、さらに、前記シェル内部構造が実質的に多孔性となるように前記シェルを構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させることを含んでいてもよい。
【００３２】
前記シェルは、さらに、外部表面を有していてもよく、前記シェル内部構造は、前記内部表面と前記外部表面との間に配置される。前記方法は、さらに、前記外部表面に補強材を適用することを含んでいてもよい。前記外部表面は、１つ以上の付着点を有していてもよい。前記方法は、さらに、前記シェルの周囲を包装剤で覆うことを含んでいてもよい。
【００３３】
前記方法は、さらに、鋳型のデザインを受信することと、前記シェルに対して所望の付着点を決定することと、前記所望の付着点を有するように前記鋳型のデザインを改変することと、を含んでいてもよい。前記方法は、さらに、鋳型のデザインを受信することと、前記シェルに対して所望のシェル内部構造を決定することと、前記所望のシェル内部構造を有するように前記鋳型のデザインを改変することと、を含んでいてもよい。前記方法は、さらに、前記改変された鋳型のデザインに従って前記鋳型を構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させることを含んでいてもよい。
【００３４】
前記鋳型は、さらに、コアを有していてもよい。前記コアは、表面と、コア内部構造と、を有していてもよく、前記方法は、さらに、前記コア内部構造を有する前記鋳型を構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させることを含んでいてもよい。
【００３５】
前記コア内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。前記コア内部構造は、格子、トラス、および少なくとも１つのチューブのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。前記コア内部構造は、前記コアにおける伝熱を制御するように調整されていてもよい。前記コア内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱くてもよい。前記コアは、径方向の圧縮に対して選択的に弱くてもよい。
【００３６】
前記コア内部構造は、前記コアの浸出性を向上させる特徴を含んでいてもよい。前記コア内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有していてもよい。前記コアは、少なくとも１つの流路を有していてもよい。前記コア内部構造は、実質的に多孔性であってもよい。
【００３７】
前記方法は、さらに、鋳型のデザインを受信することと、前記コアに対して所望のコア内部構造を決定することと、前記所望のコア内部構造を有するように前記鋳型のデザインを改変することと、前記改変された鋳型のデザインに従って前記鋳型を構築するために、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に繰り返し露光させることと、を含んでいてもよい。
【００３８】
前記方法は、さらに、構築面にわたって１つ以上の第２物質を堆積させることを含んでいてもよい。前記１つ以上の第２物質は、堆積機によって堆積される。前記堆積機は、連接型アーム、前記構築面にわたって前記第２物質を印刷するように構成されたインクジェットプリンタ、ＸＹ走査台、およびＸＹ走査軌道のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。前記１つ以上の第２物質は、光阻害剤、光開始剤、単量体、および前記光感受性媒体とは異なる１つ以上の第２光重合性懸濁液のうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。前記光阻害剤は、吸光色素を含んでいてもよい。
【００３９】
本方法は、さらに、光阻害剤を選択的に堆積させて、前記光阻害剤の下にある前記光感受性媒体の硬化を制限することを含んでいてもよい。前記方法は、さらに、構築中である最新の層の縁の周囲に光阻害剤を選択的に堆積させることを含んでいてもよい。前記方法は、さらに、光開始剤を選択的に堆積させて、前記光開始剤の下にある前記光感受性媒体の光硬化反応性を局所的に増強することを含んでいてもよい。前記方法は、さらに、硬化させた際に多層からなる物体を提供するために、１つ以上の第２光重合性懸濁液を堆積させることを含んでいてもよい。前記方法は、さらに、前記光感受性媒体の最新の層を塗布した後、前記光感受性媒体の前記最新の層を硬化させる前に、前記構築面にわたって前記１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させることを含んでいてもよい。前記方法は、さらに、前記光感受性媒体の前の層を硬化させた後、前記光感受性媒体の前記最新の層を塗布する前に、前記構築面にわたって前記１つ以上の第２光重合性懸濁液を選択的に堆積させることを含んでいてもよい。
【００４０】
前記方法は、さらに、少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定することと、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性に基づいて画像切片を改変することと、前記改変された画像切片に基づいて、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に露光させることと、を含んでいてもよい。
【００４１】
前記方法は、さらに、少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定することと、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性に基づいて前記光源の強度を変更することと、を含んでいてもよい。
【００４２】
前記光感受性媒体性状および硬化性としては、光散乱、側方散乱、収縮、プリントスルー、硬化膨張、重合収縮、焼結収縮、前記光感受性媒体懸濁液の広幅化挙動、前記懸濁媒体の光学特性、前記懸濁媒体の吸収係数、前記懸濁媒体の屈折率、前記懸濁液中の粉末の光学特性、前記懸濁液中の前記粉末の吸収、前記懸濁液中の前記粉末の屈折率、粉末粒径分布、後処理および／または熱処理による変化のうちの少なくとも１つを挙げ得る。
【００４３】
前記画像切片を改変することは、前記画像切片の正および／または負の境界補正を行うこと、および前記画像切片の角にキーホールを挿入することのうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００４４】
前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定することは、物理学に基づいた、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を推定するためのシミュレーションを行うことを含んでいてもよい。前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定することは、保存されている前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性についての情報を取得することを含んでいてもよい。
【００４５】
前記方法は、さらに、１つ以上の試験層を形成するために、１つ以上の較正画像に従い、前記改変された画像切片に基づいて、前記光感受性媒体の表面を前記光源からの光に露光させることを含んでいてもよい。前記方法は、さらに、前記１つ以上の試験層の形状を取得することを含んでいてもよい。前記方法は、さらに、前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定するために、取得された前記１つ以上の試験層の形状を前記１つ以上の較正画像と比較することを含んでいてもよい。前記方法は、さらに、１つ以上の硬化層の形状を取得することと、取得された前記１つ以上の硬化層の形状を前記１つ以上の硬化層の目的とする形状と比較することと、前記比較に基づき前記少なくとも１つの光感受性媒体性状および硬化性を決定することと、を含んでいてもよい。前記形状は、カメラ、赤外センサ、レーザグリッドエミッタ、および三次元（３Ｄ）スキャナのうちの少なくとも１つを用いて取得されてもよい。
【００４６】
いくつかの実施形態によると、シェルと、部分空間と、を有する鋳型が提供される。前記シェルは、径方向の圧縮に対して選択的に弱くてもよい。前記シェルは、少なくとも１つの流路を有していてもよい。
【００４７】
前記シェルは、内部表面と、シェル内部構造と、を有していてもよい。前記シェル内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。前記シェル内部構造は、格子、トラス、またはチューブのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。前記シェル内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱くてもよい。前記シェル内部構造は、浸出性を向上させる特徴を包含していてもよい。前記シェル内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有していてもよい。前記シェル内部構造は、前記シェルにおける伝熱を制御するように調整されていてもよい。前記シェル内部構造は、実質的に多孔性であってもよい。
【００４８】
前記シェルは、さらに、外部表面を有していてもよく、前記シェル内部構造は、前記内部表面と前記外部表面との間に配置される。前記外部表面は、１つ以上の付着点を有していてもよい。
【００４９】
前記鋳型は、さらに、前記部分空間内に配置されたコアを有していてもよい。前記コアは、径方向の圧縮に対して選択的に弱くてもよい。前記コアは、少なくとも１つの流路を有していてもよい。
【００５０】
前記コアは、表面と、コア内部構造と、を有していてもよい。前記コア内部構造は、１ミリメートル未満の内的特徴およびマイクロ構造的特徴のうちの少なくとも一方を含んでいてもよい。前記コア内部構造は、格子、トラス、および少なくとも１つのチューブのうちの少なくとも１つを含んでいてもよい。前記コア内部構造は、前記コアにおける伝熱を制御するように調整されていてもよい。前記コア内部構造は、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱くてもよい。前記コア内部構造は、前記コアの浸出性を向上させる特徴を含んでいてもよい。前記コア内部構造は、少なくとも１つの内部通路を有していてもよい。前記コア内部構造は、実質的に多孔性であってもよい。
【００５１】
ここで、添付の図面を参照する。これらの図面は、必ずしも縮尺通りに描かれてはおらず、また、本開示に組み込まれてその一部を構成するものであり、開示された技術の様々な実施および態様を示し、かつ開示された技術の原理を明細書とともに説明する役割を果たす。以下図面の説明である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、従来の立体物インベストメント鋳造のフローチャートである。
【図２】図２は、例示的な実施形態に係る例示的な３Ｄ印刷システムの斜視図である。
【図３】図３は、例示的な実施形態に係る例示的な３Ｄ印刷システムの斜視図である。
【図４】図４は、例示的な実施形態に係る例示的な３Ｄ印刷システムの斜視図である。
【図５】図５は、例示的な実施形態に係る例示的な３Ｄ印刷システムの斜視図である。
【図６Ａ】図６Ａは、例示的な実施形態に係るシリンダー用の鋳型の斜視図を示す。
【図６Ｂ】図６Ｂは、例示的な実施形態に係るシリンダー用の鋳型の上面図を示す。
【図７】図７は、例示的な実施形態に係る鋳型シェルを示す。
【図８】図８は、例示的な実施形態に係る鋳型コアを示す。
【図９】図９は、例示的な実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図１０】図１０は、例示的な実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図１１】図１１は、例示的な実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図１２】図１２は、例示的な実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図１３】図１３は、例示的な実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図１４】図１４は、例示的な実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図１５】図１５は、例示的な実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図１６】図１６は、例示的な実施形態に係る方法のフローチャートである。
【図１７】図１７は、コンピュータデバイスの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
開示された技術のいくつかの実施について、添付の図面を参照してより詳細に説明する。しかしながら、この開示された技術は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書で説明される実施に限定されると解釈されるべきではない。開示された技術の様々な要素を構成するものとして以下で説明される構成要素は、限定的なものではなく、例示的なものであることが意図される。本明細書で説明される構成要素と同一または類似の機能を果たすであろう多くの適切な構成要素は、開示されたデバイス、システム、および方法の範囲に包含されることが意図される。本明細書で説明されないその他の構成要素として、例えば、開示された技術を開発した後に開発された構成要素を挙げることができるが、これらに限定されない。
【００５４】
また、１つ以上の方法ステップについての言及は、追加的方法ステップまたは明白に特定されたそれらのステップ間の中間的方法ステップの存在を除外しないことが、理解されるべきである。また、同様に、デバイスまたはシステム中の１つ以上の構成要素についての言及は、追加的構成要素または明白に特定されたそれらの構成要素間の中間的構成要素の存在を除外しないことが、理解されるべきである。
【００５５】
図１は、従来の立体物インベストメント鋳造のフローチャート５である。例えば、図１に示すフローチャート５は、タービン翼を作成するのに利用することができる。極めて複雑な内部冷却通路を有するタービン翼は、インベストメント鋳造によって作製されることが多い。図１のプロセスは、アイテムを鋳造するためのコアや原型、金型、設置用具を製作するのに必要な機械設備をすべて作成するステップ１０から始まる。典型的には、各アイテムにつき千を超える用具が含まれる。次のステップには、射出成形によってセラミック製コアを製作するステップ１２が含まれる。溶融させた蝋を射出成形するステップ１４によって、物体の外形を与える原型を規定してもよい。次いで、このような蝋製の原型のいくつかを組み合わせるステップ１６を行って、蝋製の原型集合体、すなわちツリーとする。次いで、原型集合体に対し、スラリー塗装ステップ１８およびスタッコ塗布ステップ２０を複数回繰り返して、金型集合体の完成品を形成する。次いで、脱蝋ステップ２２を行うために、金型集合体をオートクレーブに載置する。その結果、セラミック製中空シェル金型が得られ、これに溶融金属を注いで鋳物を形成するステップ２４を行う。固化後、セラミック製金型を破壊し、個々の金属製鋳物を分離する。次に、鋳物を、ステップ２６、ステップ２８、ステップ３０によって仕上げ、点検ステップ３２を行った後、出荷ステップ３４を行う。
【００５６】
図２は、例示的な３Ｄ印刷システムの平面図を示す。立体物を製作するための３Ｄ印刷システム１００ａは、光学イメージングシステム２００を含む。光学イメージングシステム２００、すなわち放射システムは、光源２０５と、反射システム２１０と、光学レンズシステム２１５と、鏡２２５（例えば、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ））と、投射レンズ２３０と、を含む。光源２０５は、照光することにより、光を供給するものであってもよい。本発明の各種実施形態は、紫外線ランプ、紫色ランプ、青色ランプ、緑色ランプ、化学線ランプなどのいずれか１つを含む光源を含んでいてもよい。例示的な実施形態において、光源は、ＵＶスペクトルにおける特定の所定波長の光源である。本発明の実施形態は、ＵＶ光源として説明されてもよいが、本発明の実施形態は、このような光源に限定されず、開示された例を含む他の光源が実装されてもよい。
【００５７】
光源２０５から出た光は、反射システム２１０の一部に投射されてもよく、凹状の反射面２１１を有していてもよい反射システム２１０で反射される。反射システム２１０の反射面２１１によって、光は、光学レンズシステム２１５のレンズ２１６を通過するように導かれ、その後、ＤＭＤ２２５に到達する。次に、光は、ＤＭＤ２２５から投射レンズ２３０へと導かれる。次いで、光は、投射レンズ２３０から光感受性媒体の表面２９０に投射される。光源２０５およびＤＭＤ２２５は、コントローラ２６０（例えば、３Ｄ印刷システムを制御するように構成されたハードウェアおよび／またはソフトウェア）によって制御されてもよい。コントローラ２６０は、立体的に印刷されたアイテムをカスタマイズするようにＤＭＤ２２５および光源２０５を動的に制御してもよい。場合によっては、光源２０５およびＤＭＤ２２５は、コントローラ２６０にフィードバックを返してもよい。
【００５８】
図３は、光感受性媒体の所与の表面２９０に光源を放射する光学イメージングシステム２００を含む、３Ｄ印刷システム１００ｂの例示的な実施形態の斜視図を示す。３Ｄ印刷システム１００ｂについては、ＳＬＭベースのＣｔＣＰスキャニング・マスクレス・イメージングシステムの概略図を示すものと考えてもよい。
【００５９】
ある実施形態において、光源２０５（例えば、ＵＶ光源２０５）は、水銀ランプ、キセノンランプ、紫色レーザーダイオード、ダイオード励起固体レーザ、周波数三倍化Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、またはＸｅＦエキシマレーザなどであってもよい。ＵＶ光源２０５は、ＳＬＭ２２５アレイのオンピクセルで反射された光線が投射レンズへとつながる一方、オフピクセルからの光線がレンズから離れていくように、１つのＳＬＭ２２５、またはＳＬＭ２２５のアレイ（例えば２つ１組）を照光してもよい。ＳＬＭ２２５、例えばＤＭＤ２２５の素子は、コンピュータ（例えば、コンピュータシステム３３０）からのデータ（例えば、ＣＡＤデータ）によって個別に制御可能であってもよく、これによって、多くのレーザ照射箇所を素早くプログラム可能に選択することが可能になる。場合によっては、ＳＬＭ２２５の素子の大きさは、およそ１５マイクロメートル（μｍ）四方であってもよい。ＤＭＤ２２５は、その双安定の鏡配置により照光の調節を行ってもよい。その配置によって、オン状態の時には、反射された照射光は投射レンズへと導かれ、オフ状態の時には、照射光はレンズから離れていくように導かれる。
【００６０】
光源２０５から放射された光は、反射システム２１０の一部に投射され、凹状の反射面２１１を有していてもよい反射システム２１０で反射されてもよい。光は、反射システム２１０から光学レンズシステム２１５のレンズ２１６を通過するように導かれてもよい。次いで、光は、第２鏡２２０で反射した後、ＳＬＭ２２５に到達してもよい。次に、光は、ＳＬＭ２２５から投射レンズ２３０へと導かれる。次いで、光は、投射レンズ２３０から光感受性媒体の表面２９０に投射される。
【００６１】
光学イメージングシステム２００の全体は、例えば、数百ミリメートルにわたる、大きい移動範囲を有するＸＹ走査台上に搭載されてもよい。光学イメージングシステム２００が、媒体、例えば基板２９０の異なる範囲にわたって走査を行うと、投射レンズ２３０は、拡大または縮小を適切に行いつつ、ＳＬＭアレイのオンピクセルの像を、基板２９０上に直接投影する。
【００６２】
光感受性媒体は、素材構築プラットフォーム（ＭＢＰ）３００に配置されていてもよい。ＭＢＰ３００は、構築容積３０２を定める容器３０５を含んでいてもよい。ＭＢＰ３００は、光感受性媒体を用いて、例えば約２５マイクロメートル（およびそれ以上）の厚さの複数層として物体を構築するための、高精度ｚ方向移動台３０８上に搭載された構築基板を包含していてもよい。立体物の形態寸法として、より薄い層が必要とされる場合には、光感受性媒体のより薄い層を作成することができる。同様に、立体物の形態寸法が大きい場合には、光感受性媒体のより厚い層を用いることができる。例えば、構築容積３０２全体の全体寸法は、およそ２４インチ（Ｘ）×２４インチ（Ｙ）×１６インチ（Ｚ）（２４”×２４”×１６”）であってもよい。台３０８の構築面は、精密機械加工された板からなるものであって、構築容積３０２内（すなわち、ＭＢＰ内部）に位置し、Ｚ方向へ移動するための精密平行移動台上に搭載されていてもよい。部品製作中、構築面は、当該部品を構築する層の厚さと等しい距離分、下方へと徐々に移動させてもよい。制御システム３３０は、この下方への移動を制御してもよい。
【００６３】
素材再塗装システム（ＭＲＳ）３２０は、先に構築されている層を乱すことなく、素材構築プラットフォーム３００の内部にわたって（例えば、コンピュータシステム３３０の制御の下）、均一な（または、ほぼ均一な）厚さを有する光感受性媒体の層を堆積させる。光感受性媒体の新規の層が形成されると、合焦位置調整用光学部品によって、必要に応じてＺ方向への微調整が行われて、確実に、媒体の表面が投射レンズの焦点面に来るようにしてもよい。このステップが完了すると、全体の構築が完了するまで、ＬＡＭＰプロセスは、次の層の構築と新規樹脂の送達とからなるサイクルを繰り返し行う。
【００６４】
ＭＲＳ３２０は、巻線型メイヤードローダウンバー、コンマバー、もしくはナイフ刃であってもよいが、これらに限定されない、塗装デバイス３２５、またはスラリー分注システムを含んでいてもよい。ＭＲＳ３２０は、変動が０．２５ミクロンであるおよそ２．５ミクロン程の薄さの、またはそれよりも薄い（媒体および／または様々な構成による）、塗装を行うことができる塗装デバイスを包含していてもよい。ＭＲＳ３２０は、光感受性媒体の層を連続的に堆積させるように設計されていてもよい。部品の構築中、層の露光が完了すると、ＭＲＳ３２０は、コンピュータシステム３３０の制御の下、構築範囲にわたって媒体を素早くスイープする。ＭＲＳ３２０は、ウェブ塗装産業由来の原理を実施してもよい。つまり、様々な微粒子入りの塗料による極めて薄く均一な塗装（数マイクロメートルオーダー）が、固定基板、平坦基板、またはフレキシブル基板上に堆積される。
【００６５】
図４は、光感受性媒体の所与の表面２９０に光源を放射する光学イメージングシステム２００を含む、３Ｄ印刷システム１００ｃの例示的な実施形態の斜視図を示す。図４の３Ｄ印刷システム１００ｃが、さらに、堆積機４４０を含むこと以外は、図４は、図３とほぼ同じである。
【００６６】
ある実施形態において、光源２０５（例えば、ＵＶ光源２０５）は、水銀ランプ、キセノンランプ、紫色レーザーダイオード、ダイオード励起固体レーザ、周波数三倍化Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、またはＸｅＦエキシマレーザなどであってもよい。ＵＶ光源２０５は、ＳＬＭ２２５アレイのオンピクセルで反射された光線が投射レンズへとつながる一方、オフピクセルからの光線がレンズから離れていくように、１つのＳＬＭ２２５、またはＳＬＭ２２５のアレイ（例えば２つ１組）を照光してもよい。ＳＬＭ２２５、例えばＤＭＤ２２５の素子は、コンピュータ（例えば、コンピュータシステム３３０）からのデータ（例えば、ＣＡＤデータ）によって個別に制御可能であってもよく、これによって、多くのレーザ照射箇所を素早くプログラム可能に選択することが可能になる。場合によっては、ＳＬＭ２２５の素子の大きさは、およそ１５マイクロメートル（μｍ）四方であってもよい。ＤＭＤ２２５は、その二安定の鏡配置により照光の調節を行ってもよい。その配置によって、オン状態の時には、反射された照射光は投射レンズへと導かれ、オフ状態の時には、照射光はレンズから離れていくように導かれる。
【００６７】
光源２０５から放射された光は、反射システム２１０の一部に投射され、凹状の反射面２１１を有していてもよい反射システム２１０で反射されてもよい。光は、反射システム２１０から光学レンズシステム２１５のレンズ２１６を通過するように導かれてもよい。次いで、光は、第２鏡２２０で反射した後、ＳＬＭ２２５に到達してもよい。次に、光は、ＳＬＭ２２５から投射レンズ２３０へと導かれる。次いで、光は、投射レンズ２３０から光感受性媒体の表面２９０に投射される。
【００６８】
光学イメージングシステム２００の全体は、例えば、数百ミリメートルにわたる、大きい移動範囲を有するＸＹ走査台上に搭載されていてもよい。光学イメージングシステム２００が、媒体、例えば基板２９０の異なる範囲にわたって走査を行うと、投射レンズ２３０は、拡大または縮小を適切に行いつつ、ＳＬＭアレイのオンピクセルの像を、基板２９０上に直接投影する。
【００６９】
光感受性媒体は、素材構築プラットフォーム（ＭＢＰ）３００に配置されていてもよい。ＭＢＰ３００は、構築容積３０２を定める容器３０５を含んでいてもよい。ＭＢＰ３００は、光感受性媒体を用いて、例えば約２５マイクロメートル（およびそれ以上）の厚さの複数層として物体を構築するための、高精度ｚ方向移動台３０８上に搭載された構築基板を包含していてもよい。立体物の形態寸法として、より薄い層が必要とされる場合には、光感受性媒体のより薄い層を作成することができる。同様に、立体物の形態寸法が大きい場合には、光感受性媒体のより厚い層を用いることができる。例えば、構築容積３０２全体の全体寸法は、およそ２４インチ（Ｘ）×２４インチ（Ｙ）×１６インチ（Ｚ）（２４”×２４”×１６”）であってもよい。台３０８の構築面は、精密機械加工された板からなるものであって、構築容積３０２内（すなわち、ＭＢＰ内部）に位置し、Ｚ方向へ移動するための精密平行移動台上に搭載されていてもよい。部品製作中、構築面は、当該部品を構築する層の厚さと等しい距離分、下方へと徐々に移動させてもよい。制御システム３３０は、この下方への移動を制御してもよい。
【００７０】
素材再塗装システム（ＭＲＳ）３２０は、先に構築されている層を乱すことなく、素材構築プラットフォーム３００の内部にわたって（例えば、コンピュータシステム３３０の制御の下）、均一な（または、ほぼ均一な）厚さを有する光感受性媒体の層を堆積させる。光感受性媒体の新規の層が形成されると、合焦位置調整用光学部品によって、必要に応じてＺ方向への微調整が行われて、確実に、媒体の表面が投射レンズの焦点面に来るようにしてもよい。このステップが完了すると、全体の構築が完了するまで、ＬＡＭＰプロセスは、次の層の構築と新規樹脂の送達とからなるサイクルを繰り返し行う。
【００７１】
ＭＲＳ３２０は、巻線型メイヤードローダウンバー、コンマバー、もしくはナイフ刃であってもよいが、これらに限定されない、塗装デバイス３２５、またはスラリー分注システムを含んでいてもよい。ＭＲＳ３２０は、変動が０．２５ミクロンであるおよそ２．５ミクロン程の薄さの、またはそれよりも薄い（媒体および／または様々な構成による）、塗装を行うことができる塗装デバイスを包含していてもよい。ＭＲＳ３２０は、光感受性媒体の層を連続的に堆積させるように設計されていてもよい。
【００７２】
ＭＲＳ３２０によってスラリー層が分注される際、堆積機４４０は、表面の選択された部分に対して、非反応性材料を堆積させてもよい。当該材料は、光源への露光に起因する下層のスラリーの固化を制限および／または防止する、インクなどの光阻害剤（例えば、吸収色素）を含んでいてもよい。当該材料は、光源からの光の硬化能および／または硬化深度を局所的に増強する光開始剤を含んでいてもよい。しかしながら、これは、単なる例示である。堆積機は、ノズル４４５を用いて当該材料を堆積させてもよい。堆積機４４０は、連接型アームとして描かれているが、これは、単なる例示である。場合によっては、堆積機４４０は、例えば、表面２９０の全体にわたる、大きい移動範囲を有するＸＹ走査台および／またはＸＹ走査軌道上に搭載されていてもよい。さらに、堆積機４４０は、ＭＲＳ３３０がスラリー塗装を行った後に材料を堆積させるものとして説明されているが、これは、単なる例示である。場合によっては、堆積機４４０は、例えば、狭くなっていく表面の縁が塗装される前に、材料（例えば、色素）を堆積させてもよい。
【００７３】
いくつかの実施によると、堆積機４４０は、吸収剤および／または光開始剤を塗布する代わりに（または、そうすることに加えて）、第２光重合性懸濁液を堆積させてもよい。例えば、堆積機４４０は、先にスイープされた層の表面に対して、１つ以上の第２光重合性懸濁液の層を噴霧またはインクジェット印刷してもよい。新たに塗布された第２光重合性懸濁液は、別個の表層として残存することができ、光重合を行うと、二重層の産物、または不均一な層を有する産物を提供することができる。このような多層の産物は、均質な産物を越える付加的な恩恵を提供することができる。場合によっては、光重合の前に光重合性懸濁液を複数層、噴霧塗装またはインクジェット印刷して、構築層を所望の厚さにすることができる。各層は、別個の均一な組成を有することができる。さらに、各層内（例えば、各硬化層内）において、組成の面内変動を起こすことができる。
【００７４】
堆積機４４０の機能および／または使用の例については、図１０〜図１３を参照して、以下でより詳細に説明する。
【００７５】
部品の構築中、層の露光が完了すると、ＭＲＳ３２０は、コンピュータシステム３３０の制御の下、構築範囲にわたって媒体を素早くスイープする。ＭＲＳ３２０は、ウェブ塗装産業由来の原理を実施してもよい。つまり、様々な微粒子入りの塗料による極めて薄く均一な塗装（数マイクロメートルオーダー）が、固定基板、平坦基板、またはフレキシブル基板上に堆積される。
【００７６】
図５は、光感受性媒体の所与の表面２９０に光源を放射する光学イメージングシステム２００を含む、３Ｄ印刷システム１００ｄの例示的な実施形態の斜視図を示す。図４の３Ｄ印刷システム１００ｄが、さらに、１つ以上の画像取得デバイス（例えば、カメラ）５５０を含むこと以外は、図５は、図３とほぼ同じである。
【００７７】
ある実施形態において、光源２０５（例えば、ＵＶ光源２０５）は、水銀ランプ、キセノンランプ、紫色レーザーダイオード、ダイオード励起固体レーザ、周波数三倍化Ｎｄ：ＹＡＧレーザ、またはＸｅＦエキシマレーザなどであってもよい。ＵＶ光源２０５は、ＳＬＭ２２５アレイのオンピクセルで反射された光線が投射レンズへとつながる一方、オフピクセルからの光線がレンズから離れていくように、１つのＳＬＭ２２５、またはＳＬＭ２２５のアレイ（例えば２つ１組）を照光してもよい。ＳＬＭ２２５、例えばＤＭＤ２２５の素子は、コンピュータ（例えば、コンピュータシステム３３０）からのデータ（例えば、ＣＡＤデータ）によって個別に制御可能であってもよく、これによって、多くのレーザ照射箇所を素早くプログラム可能に選択することが可能になる。場合によっては、ＳＬＭ２２５の素子の大きさは、およそ１５マイクロメートル（μｍ）四方であってもよい。ＤＭＤ２２５は、その二安定の鏡配置により照光の調節を行ってもよい。その配置によって、オン状態の時には、反射された照射光は投射レンズへと導かれ、オフ状態の時には、照射光はレンズから離れていくように導かれる。
【００７８】
光源２０５から放射された光は、反射システム２１０の一部に投射され、凹状の反射面２１１を有していてもよい反射システム２１０で反射されてもよい。光は、反射システム２１０から光学レンズシステム２１５のレンズ２１６を通過するように導かれてもよい。次いで、光は、第２鏡２２０で反射した後、ＳＬＭ２２５に到達してもよい。次に、光は、ＳＬＭ２２５から投射レンズ２３０へと導かれる。次いで、光は、投射レンズ２３０から光感受性媒体の表面２９０に投射される。
【００７９】
光学イメージングシステム２００の全体は、例えば、数百ミリメートルにわたる、大きい移動範囲を有するＸＹ走査台上に搭載されていてもよい。光学イメージングシステム２００が、媒体、例えば基板２９０の異なる範囲にわたって走査を行うと、投射レンズ２３０は、拡大または縮小を適切に行いつつ、ＳＬＭアレイのオンピクセルの像を、基板２９０上に直接投影する。
【００８０】
光感受性媒体は、素材構築プラットフォーム（ＭＢＰ）３００に配置されていてもよい。ＭＢＰ３００は、構築容積３０２を定める容器３０５を含んでいてもよい。ＭＢＰ３００は、光感受性媒体を用いて、例えば約２５マイクロメートル（およびそれ以上）の厚さの複数層として物体を構築するための、高精度ｚ方向移動台３０８上に搭載された構築基板を包含していてもよい。立体物の形態寸法として、より薄い層が必要とされる場合には、光感受性媒体のより薄い層を作成することができる。同様に、立体物の形態寸法が大きい場合には、光感受性媒体のより厚い層を用いることができる。例えば、構築容積３０２全体の全体寸法は、およそ２４インチ（Ｘ）×２４インチ（Ｙ）×１６インチ（Ｚ）（２４”×２４”×１６”）であってもよい。台３０８の構築面は、精密機械加工された板からなるものであって、構築容積３０２内（すなわち、ＭＢＰ内部）に位置し、Ｚ方向へ移動するための精密平行移動台上に搭載されていてもよい。部品製作中、構築面は、当該部品を構築する層の厚さと等しい距離分、下方へと徐々に移動させてもよい。制御システム３３０は、この下方への移動を制御してもよい。
【００８１】
素材再塗装システム（ＭＲＳ）３２０は、先に構築されている層を乱すことなく、素材構築プラットフォーム３００の内部にわたって（例えば、コンピュータシステム３３０の制御の下）、均一な（または、ほぼ均一な）厚さを有する光感受性媒体の層を堆積させる。光感受性媒体の新規の層が形成されると、合焦位置調整用光学部品によって、必要に応じてＺ方向への微調整が行われて、確実に、媒体の表面が投射レンズの焦点面に来るようにしてもよい。このステップが完了すると、全体の構築が完了するまで、ＬＡＭＰプロセスは、次の層の構築と新規樹脂の送達とからなるサイクルを繰り返し行う。
【００８２】
ＭＲＳ３２０は、巻線型メイヤードローダウンバー、コンマバー、もしくはナイフ刃であってもよいが、これらに限定されない、塗装デバイス３２５、またはスラリー分注システムを含んでいてもよい。ＭＲＳ３２０は、変動が０．２５ミクロンであるおよそ２．５ミクロン程の薄さの、またはそれよりも薄い（媒体および／または様々な構成による）、塗装を行うことができる塗装デバイスを包含していてもよい。ＭＲＳ３２０は、光感受性媒体の層を連続的に堆積させるように設計されていてもよい。部品の構築中、層の露光が完了すると、ＭＲＳ３２０は、コンピュータシステム３３０の制御の下、構築範囲にわたって媒体を素早くスイープする。ＭＲＳ３２０は、ウェブ塗装産業由来の原理を実施してもよい。つまり、様々な微粒子入りの塗料による極めて薄く均一な塗装（数マイクロメートルオーダー）が、固定基板、平坦基板、またはフレキシブル基板上に堆積される。
【００８３】
画像取得デバイス５５０は、固化層の画像データおよび／または寸法を取得してもよい。例えば、図４の３Ｄ印刷システム１００は、試験構造を構築して、スラリーの特性または性状（例えば、光散乱、光浸透性、固化時のスラリー収縮、および／または固化時のスラリー成長）を決定してもよい。画像取得デバイス５００が、試験プログラム（例えば、コンピュータシステム３３０にしたがって実行される）で生成された層の画像データを取得し、コンピュータシステム３３０が、スラリーの材料の性状を決定してもよい。これに基づき、コンピュータシステム３３０は、画像切片および／または投射される光特性を変更してもよい。画像取得デバイス５５０としては、限定されない例として、赤外センサまたはレーザグリッドエミッタなどを挙げてもよい。
【００８４】
いくつかの実施において、画像取得デバイス５５０が、印刷された層の画像を取得し、コンピュータシステム３３０が、経時的にスラリー特性を決定および／またはモニタしてもよい。これに基づき、コンピュータシステム３３０は、画像切片および／または投射される光特性を変更してもよい。
【００８５】
当業者であれば理解できる通り、画像取得デバイス５５０は、堆積機４４０と共に用いられてもよい。その場合に、画像取得デバイス５５０は、堆積機４４０とは別個に用いられてもよいし、堆積機４４０による選択された材料の配置を改善するために用いられてもよい。画像取得デバイス５５０の機能および／または使用の例については、図１０および図１１を参照して、以下でより詳細に説明する。
【００８６】
特に明示的に述べない限り、または特定の要件のために不可能である場合を除き、当業者であれば本開示に鑑みて理解できる通り、図２〜図４の３Ｄ印刷システム１００のそれぞれを用いて、本明細書に記載の様々な内部構造および固着点を含む様々な鋳型および／または構造が生成されてもよい。
【００８７】
鋳型構造
ある特定の鋳物は、中空および／または凹状の構造を必要とする。このような構造を形成するには、鋳型がコアを有していなければならない。金属が固化するにつれて、体積収縮が起き、コア周辺が収縮する。コアは、金属を流し込む間、固体であり続けるために、剛性を十分に有していなければならないが、金属が収縮する際には、冷却金属によってコアが圧縮または粉砕されるように、十分弱くなければならない。コアの剛性が過度に高い場合には、例えば、熱間割れや、再結晶、その他の欠陥などの鋳造欠陥が生じる場合がある。さらに、固化が完了した後には、コアの残部の除去が必要となる場合がある。従来、これは、水を吹き付けることで行われ、または苛性溶液を用いて浸出させている（例えば、苛性浸出）。本開示の態様は、従来の鋳造のこれらの態様を改善する。
【００８８】
図６Ａおよび図６Ｂは、例示的な実施形態に係る鋳型６００の斜視図および上面図である。鋳型６００は、シェル６１０と、コア６２０と、を有する。シェル６１０とコア６２０との間には、部品容積６３０がある。鋳造時には、例えば、重力注入や、陽気圧の付加、真空鋳造、傾斜鋳造、圧力支援注入、遠心鋳造などによって、溶銑を部品容積６３０に充填する。金属は、冷却されるにつれて、収縮し、コア６２０に対して圧力を与え、またシェル６１０に対してもある程度は圧力を与える。ある点まで金属が収縮すると、コア６１０が少なくとも部分的に粉砕され、これによって、金属の熱間割れが防止される。
【００８９】
いくつかの実施形態において、シェル６１０および／またはコア６２０は、１ミリメートル未満の内的特徴および／またはマイクロ構造などの内部構造を有していてもよい。例えば、図７に示すように、シェル６１０は、内部表面６１２と、内部構造６１６と、を有する。図７に描くように、内部構造６１６は、格子またはトラスである。当業者であれば本開示に鑑みて理解できる通り、内部構造６１６は、所定の機械的性状を付与するために、様々な格子形状および／または格子様式を有していてもよい。例えば、シェル６１０は、流し込みに耐えられるほど十分な強度／剛性を有しているが、金属冷却時には粉砕されるほど十分に弱くなくてはならない。
【００９０】
場合によっては、シェル６１０は、冷却金属の収縮によって所定の箇所において破壊される（例えば、粉砕される）ように構成された複数の内部構造を有していてもよい。ある実施形態において、シェル６１０は、さらに、外部表面６１４を有し、例えば、サンドイッチ構造またはサンドイッチハニカム構造を有していてもよい。ある実施形態において、内部構造６１６の外側に、固着構造が設けられていてもよい。例えば、シェル６１０の壁をより厚くするために、３Ｄ印刷されたシェルに対して、スタッコによる被覆（例えば、浸漬または噴霧による）および砂による被覆を行ってもよい。いくつかの例において、鋳型シェル６１０の周囲を包装剤（例えば、セラミックウールまたはセラミッククロス）で被覆してもよい。固着点を利用して、包装剤に対するシェル６１０の「保持力」を向上させてもよい。
【００９１】
さらに、いくつかの実施形態において、内部構造６１６は、浸出性を向上させる特徴（例えば、マイクロ構造的特徴）を包含していてもよい。例えば、内部構造６１６によって、内部通路（例えば、流路）による浸出液の侵入が容易になってもよい。この目的を達成するために、いくつかの実施形態において、素早い溶解を促進するために、シェル６１０が中実である場合よりも、シェル６１０の反応表面のより広い範囲を浸出剤に曝露することができる多孔性内部構造を有するように、シェル６１０を設計することができる。同様に、内部通路または格子構造などの内部構造６１６は、例えば、吹き付けた水と接触する表面範囲を追加すること、および／または水を吹き付けられた際の分解を促進する構造を提供することによって、水を吹き付けることで容易にシェル６１０を除去できるようにしてもよい。
【００９２】
いくつかの例において、３Ｄ印刷後、追加的な物質で内部表面６１２を塗装してもよい。例えば、内部表面６１２が異なる材料で塗装されるように、シェル６１０を浸漬浸透してもよい。例えば、鋳造部品の特定のマイクロ構造を促進するために、内部表面６１２を、補強材または別のセラミック材料で塗装してもよいし、それらを浸透させてもよい。例えば、アルミン酸コバルトなどのある種のセラミック材料は、鋳型材料によって特定の結晶構造（例えば、多結晶構造）が形成されるのを促進する。いくつかの実施形態において、酸化イットリウム（イットリア）およびケイ酸塩などの上塗りによって、内部表面６１２を塗装してもよい。
【００９３】
図８に示すように、コア６２０は、表面６２２と、内部構造６２６と、を有していてもよい。図８に描くように、内部構造６２６は、格子またはトラスである。当業者であれば本開示に鑑みて理解できる通り、内部構造６２６は、所定の機械的性状を付与するために、様々な格子形状および／または格子様式を有していてもよい。例えば、コア６２０は、流し込みに耐えられるほど十分な強度／剛性を有しているが、金属冷却時には粉砕されるほど十分に弱くなくてはならない。
【００９４】
場合によっては、コア６２０は、冷却金属の収縮によって所定の箇所において破壊される（例えば、粉砕される）ように構成された複数の内部構造を有していてもよい。ある実施形態において、内部構造６２６は、ほぼ均一に機能しなくなる（例えば、「粉砕される」）ように構成されていてもよい。
【００９５】
さらに、いくつかの実施形態において、内部構造６２６は、浸出性を向上させる特徴（例えば、マイクロ構造的特徴）を包含していてもよい。例えば、内部構造６２６によって、内部通路（例えば、流路）による浸出液の侵入が容易になってもよい。この目的を達成するために、いくつかの実施形態において、素早い溶解を促進するために、コア６２０が中実である場合よりも、コア６２０の反応表面のより広い範囲を曝露することができる多孔性内部を有するように、コア６２０を設計することができる。同様に、内部通路または格子構造などの内部構造６２６は、例えば、吹き付けた水と接触する表面範囲を追加すること、および／または水を吹き付けられた際の分解を促進する構造を提供することによって、水を吹き付けることで容易にコア６２０を除去できるようにしてもよい。
【００９６】
いくつかの例において、３Ｄ印刷後、追加的な物質で表面６２２を塗装してもよい。例えば、表面６２２が異なる材料で塗装されるように、コア６２０を浸漬浸透してもよい。例えば、鋳造部品の特定のマイクロ構造を促進するために、表面６２２を、補強材または別のセラミック材料で塗装してもよいし、それらを浸透させてもよい。例えば、アルミン酸コバルトなどのある種のセラミック材料は、冷却時に金属によって特定の結晶構造（例えば、核化構造または多結晶構造）が形成されるのを促進する。いくつかの実施形態において、酸化イットリウム（イットリア）およびケイ酸塩などの上塗りによって、表面６２２を塗装してもよい。
【００９７】
いくつかの実施形態において、内部構造６１６および／または内部構造６２６のマイクロ構造のデザインによって、セラミック製コア６２０が圧縮力に対して脆弱であるまま、シェル６１０およびコア６２０のねじり剛性および曲げ剛性が向上する。さらに、いくつかの実施形態において、マイクロ構造セラミック製コアは、浸出性を向上させる特徴を包含することができる。いくつかの実施形態において、内部通路による浸出液の侵入を容易にする内部構造のデザインによって、浸出性を向上させることができる。この目的を達成するために、いくつかの実施形態において、素早い溶解を促進するために、コアが中実である場合よりも、コアの反応表面のより広い範囲を曝露することができる多孔性内部を有するように、コアを設計することができる。
【００９８】
いくつかの実施形態において、内部構造６１６および／または内部構造６２６は、トポロジー的には、部分的にチューブであってもよい。当業者であれば本開示に鑑みて理解できる通り、チューブ型のデザインは、屈曲および軸方向の圧縮に対して剛性を有するが、径方向の圧縮に対して弱くなるようにできる。単純な中空のチューブは、屈曲および軸方向の圧縮に抵抗するが、径方向の圧縮に対しては弱い。いくつかの実施形態において、所望の範囲でシェル６１０および／またはコア６２０を局所的に強化するために、内部構造６１６および／または内部構造６２６の内部に、内部支柱を設けることができる。このようにして、粉砕されるように設計された原型を作成することができる。
【００９９】
いくつかの実施形態において、内部構造６１６および／または内部構造６２６内部の特別設計された内部マイクロ構造を用いて、鋳造中に、シェル１６０／コア６２０における伝熱を制御することができる。このように、温度勾配を設計することによって金属の固化を局所的に制御できるようにするために、内部マイクロ構造を用いることができる。いくつかの実施形態において、固化およびマイクロ構造の進展を予測するモデル（例えば、コンピュータシステム３３０によって実行される）の助けにより、固化した金属における結晶構造を局所的に制御するために、このような手法を用いることができる。このようにして、公知の問題である、固化した金属の再結晶を回避することができる。
【０１００】
いくつかの実施形態において、コア６２０および／またはシェル６１０のマイクロ構造は、第２材料で流路を埋め戻すことで二重相のコアの製造を可能にできる、導管流路を有していてもよい。
【０１０１】
図９は、例示的な実施形態に係る鋳型６００（すなわち、金型）を形成する方法のフローチャート９００である。本方法は、例えば、図２〜図４のいずれかの３Ｄ印刷システム１００によって行われてもよい。本方法は、鋳型設計ファイルを受信するステップ９１０（例えば、コンピュータシステム３３０による）を含む。例えば、鋳型設計ファイル９１０は、所望の鋳型６００を形成するための設計図および／またはＣＡＤによる命令を含んでいてもよい。鋳型６００は、シェル（例えば、シェル６１０）を有する。場合によっては、鋳型６００は、コア（例えば、コア６２０）を有していてもよい。コンピュータシステム３３０は、所望の内部構造（例えばコア６１０／シェル６２０の内部構造６１６／６２６）を決定するステップ９２０を行ってもよい。例えば、コンピュータシステム３３０は、格子構造、トポロジー的チューブ、および／または流路を有するべき内部構造６１６／６２６の部分を特定してもよい。コンピュータシステム３３０は、所望の内部構造を有するように鋳型のデザインを改変するステップ９３０を行ってもよい。改変された鋳型のデザインに基づき、３Ｄ印刷システム１００は、それに対応する１つ以上の鋳型６００を形成するステップ９４０（例えば、大面積マスクレス光重合（ＬＡＭＰ）を用いて）を行ってもよい。例えば、当業者であれば理解できる通り、コンピュータシステム３３０は、改変された設計ファイルの複数の切片を抽出し、３Ｄ印刷システム１００を制御して、鋳型デザインの切片に対応する光パターンにスラリーの層を繰り返し露光させてもよい。
【０１０２】
形成が終わると、鋳型６００に対し、１つ以上の後処理を行ってもよい。例えば、場合によっては、鋳型６００の外側表面は、１つ以上の付着点を有していてもよい。ある実施形態において、内部構造６１６の外側に、固着構造が設けられていてもよい。鋳型シェル６１０の周囲を包装剤（例えば、セラミックウールまたはセラミッククロス）で被覆してもよい。場合によっては、シェル６１０の壁をより厚くするために、鋳型６００に対して、スタッコによる被覆（例えば、浸漬または噴霧による）および砂による被覆を行ってもよい。ある場合には、内部表面６１２が異なる材料で塗装されるように、シェル６１０を浸漬浸透してもよい。例えば、鋳造部品の特定のマイクロ構造を促進するために、内部表面６１２および／または表面６２２を、補強材または別のセラミック材料で塗装してもよいし、それらを浸透させてもよい。例えば、アルミン酸コバルトなどのある種のセラミック材料は、鋳型材料によって特定の結晶構造（例えば、多結晶構造）が形成されるのを促進する。いくつかの実施形態において、酸化イットリウム（イットリア）およびケイ酸塩などの上塗りによって、内部表面６１２および／または表面６２２を塗装してもよい。
【０１０３】
層の改変
光重合（例えば、大面積マスクレス光重合（ＬＡＭＰ））による積層造形では、光硬化性懸濁液（例えば、表面２９０）を光源２００からの放射に曝露することで、懸濁液を固体状態または半固体状態へと硬化させることができる。光硬化性懸濁液の組成は、１つ以上の単量体、光開始剤、および／または吸収剤を含むことができる。組成は、さらに、１種類以上の賦形剤粒子を含むことができ、かつ、粒子の分散および液体懸濁液のレオロジーを制御する他の添加剤を含むことができる。光重合性懸濁液の硬化性は、当該懸濁液に広く存在する（均質である場合）か、当該懸濁液に局所的に存在する（不均一な場合）、光開始剤および／または吸収剤の量で決定することができる。これらの硬化性は、典型的には、臨界エネルギー照射量Ｅｃおよび感度Ｄｐを用いて測定される。臨界エネルギー照射量Ｅｃは、スラリーのゲル化（例えば、硬化）を開始するのに必要な最小エネルギー照射量（例えば、光源２００からの光の強度）を規定し、感度Ｄｐは、懸濁液の浸透深度（例えば、入射光強度が、表面における値の１／ｅ２まで低下する深度）を規定する。
【０１０４】
ＥｃおよびＤｐは、硬化した懸濁液の厚さ、すなわち、懸濁液の表面２９０に送達された光２００のエネルギー照射量の関数としての硬化深度Ｃｄを決定する。硬化深度は、エネルギー照射量が増加するにつれて増大する。したがって、エネルギー照射量を調整することによって、所望の硬化深度を達成することができる。この硬化深度は、積層造形を用いて構築される物体の所与の層における所望の層厚に基づいて選択されてもよい。多くの場合、感度Ｄｐは、望むよりも高くなり、硬化深度Ｃｄは、所与の切片（例えば、層）で規定されるよりも有意に大きくなり得る。このことは、構築中または構築後に層が剥離してしまわないくらいに、層間の接着強度が十分であることを確実にするのに役立つ。
【０１０５】
しかしながら、感度Ｄｐが高く、硬化深度Ｃｄが大きくなると、先に形成された下層に過度に深く光が浸透するという意図しないマイナスの結果がもたらされる。したがって、光が上層を通過して、硬化が起こるべきでない領域で光重合性懸濁液を架橋させると、穴や流路などの下層の流路の特徴が、「不鮮明」になったり、プリントスルーが起こったりする場合がある。プリントスルーによって、解像度の低下が起こる場合があり、設計目標の形状（例えば、設計ファイル）に存在する特徴を、積層造形技術の元々の解像度で製作することが可能である様な場合でも、そのような特徴を形成することができなくなる。
【０１０６】
本開示の態様は、形状の解像度を改善し、望ましくない架橋を回避するために、感度Ｄｐおよび硬化深度Ｃｄを局所的に調節することに関する。いくつかの実施形態によると、局所的な感度Ｄｐおよび硬化深度Ｃｄを調整するために、層上に光吸収性材料および／または光開始剤を堆積させてもよい。
【０１０７】
図１０は、例示的な実施形態に係る３Ｄ印刷方法のフローチャート１０００である。本方法は、例えば、図４の３Ｄ印刷システム１００ｃによって行われてもよい。３Ｄ印刷システム１００ｃは、スラリーの層を塗布するステップ１０１０を行う。例えば、ＭＲＳ３２０は、先に構築されているいずれの層も乱すことなく、素材構築プラットフォーム３００の内部にわたって、均一な（または、ほぼ均一な）厚さを有する光感受性媒体の層を堆積させてもよい。部品の構築中、層の露光が完了すると、ＭＲＳ３２０は、コンピュータシステム３３０の制御の下、構築範囲にわたって媒体を素早くスイープしてもよい。
【０１０８】
３Ｄ印刷システム１００ｃは、光感受性媒体の表面に光開始剤および／または吸収剤を塗布するステップ１０２０を行う。例えば、堆積機４４０は、表面のうち、硬化を厳密に遮断することを望む部分に対して、選択的および／または局所的に、吸収剤の噴霧、印刷、または滴下を行ってもよい。吸収剤は、限定されない例として、吸光色素であってもよい。場合によっては、堆積機４４０は、表面２９０にわたって移動可能なＸＹ走査台および／またはＸＹ走査軌道上に搭載されたインクジェットプリンタ（または、当業者であれば理解できる通り、他の堆積機構）であってもよい。いくつかの実施形態において、堆積機４０４は、表面２９０の様々な位置に届くように構成された連接型アームに搭載されたインクジェットプリンタ（または、当業者であれば理解できる通り、他の堆積機構）を有していてもよい。光開始剤および／または吸収剤を塗布する位置および／またはパターンは、最新の層またはその前の層の切片画像に由来して決定されてもよい（例えば、コンピュータシステム３３０によって）。光開始剤および／または吸収剤は、光感受性媒体の新規形成層の表面に、分子的に拘束させることができる。吸収剤は、光が下層へとさらに伝播することを厳密に遮断する「ストップマスク」として機能することができる。当業者であれば理解できる通り、いくつかの層は、吸収剤および／または光開始剤の添加を必要としない場合もある。
【０１０９】
３Ｄ印刷システム１００ｃは、光開始剤および／または吸収剤を塗布するステップ１０２０を行った後、光感受性材料の層を選択的に光に露光させるステップ１０３０を行う。例えば、光学イメージングシステム２００は、所望の３Ｄ印刷物の最新の切片に対応する光感受性材料の一部を硬化させるために、表面２９０を光に選択的に露光させてもよい。光に露光させるステップ１０３０によって、新規層を所望する程度に硬化させることができる。理解できる通り、下層の上面に存在する光吸収剤（例えば、色素分子）は、上面からその位置に到達する光を消光し、それによって、下層へとより深く伝播する光を劇的に減じることができる。このように光を減じることによって、プリントスルー現象を低減または防止し、望まない位置における硬化を回避しつつ、製作される部品の形状の解像度を向上させることができる。場合によっては、側方散乱や誘発的流出、輪郭の不鮮明化または成長（これらはすべて、境界やフィンガなどの実在的な外観を拡大し、穴などのそうではない外観を縮小することによって、寸法精度に影響を及ぼし得る）を阻害するために、各層の輪郭の境界に吸収剤を選択的に印刷することができる。
【０１１０】
一方で、新規に製作された光重合性懸濁液の層、または新規にスイープされた光重合性懸濁液の層の表面にわたって印刷された光開始剤は、それが印刷された領域以外のその他すべての領域については公称レベルに維持し、それが印刷された領域内でのみ、懸濁液の光硬化反応性を局所的に向上させることができる。したがって、硬化を増強する必要がある範囲（例えば、その範囲内の光感受性材料すべてが硬化したことを確実にするため）は、光感受性材料の残りの部分に必要とされるよりも速い速度で硬化されてもよい。
【０１１１】
３Ｄ印刷システム１００ｃ（例えば、コンピュータシステム３３０）は、最終層が印刷されたかを判定するステップ１０４０を行う。もしそうであれば（ステップ１０４０で「はい」）、３Ｄ印刷プロセスを終了するステップ１０９０が行われる。もしそうでなければ（ステップ１０４０で「いいえ」）、本方法は、ステップ１０１０に戻り、ＭＲＳ３２０が、さらにスラリーの層を塗布するステップ１０１０を行う。
【０１１２】
図１１は、例示的な実施形態に係る３Ｄ印刷方法のフローチャート１１００である。本方法は、例えば、図４の３Ｄ印刷システム１００ｃによって行われてもよい。図に示すように、図１１を参照しつつ説明する本方法は、３Ｄ印刷システム１００ｃが、光開始剤および／または吸収剤を塗布するステップ１１５０を行ってから、光感受性材料の新規層を塗布するステップ１１６０を行うこと以外は、上で図１０を参照しつつ説明した方法とほぼ同様である。したがって、同様の要素の詳細については、以下では繰り返さない。３Ｄ印刷システム１００ｃは、光感受性材料の表面２９０を選択的に光に露光させるステップ１１３０を行う。３Ｄ印刷システム１００ｃ（例えば、コンピュータシステム３３０）は、最終層が印刷されたかを判定するステップ１１４０を行う。もしそうであれば（ステップ１１４０で「はい」）、３Ｄ印刷プロセスを終了するステップ１１９０が行われる。もしそうでなければ（ステップ１１４０で「いいえ」）、３Ｄ印刷システム１００ｃは、新規に印刷された層（および／または新規に印刷された層の未硬化表面）に、光開始剤および／または吸収剤を塗布するステップ１１５０を行う。３Ｄ印刷システム１００ｃは、さらにスラリーの層を塗布するステップ１１６０を行い、その層の表面２９０を選択的に光に露光させるステップ１１３０を行う。
【０１１３】
図１２は、例示的な実施形態に係る３Ｄ印刷方法のフローチャート１２００である。本方法は、例えば、図４の３Ｄ印刷システム１００ｃによって行われてもよい。図に示すように、図１２を参照しつつ説明する本方法は、３Ｄ印刷システム１００ｃが、吸収剤および／または光開始剤を塗布するステップ１０２０を行う代わりに、第２光重合性懸濁液の層を１つ以上塗布するステップ１２２０を行うこと以外は、上で図１０を参照しつつ説明した方法とほぼ同様である。したがって、同様の要素の詳細については、以下では繰り返さない。
【０１１４】
３Ｄ印刷システム１００ｃは、スラリーの層を塗布するステップ１２１０を行う。次いで、スラリーの表面２９０に、第２光重合性懸濁液の層を１つ以上塗布するステップ１２２０を行う。例えば、上述した吸収剤または光開始剤の層の場合と同様、第２光重合性懸濁液の層を１つ以上、先にスイープされた層の表面に噴霧またはインクジェット印刷する。新規に印刷された層は、別個の表層として残存することができ、光重合を行うと、二重層の産物、または不均一な層を有する産物を提供することができる。このような多層の産物は、均質な産物を越える付加的な恩恵を提供することができる。場合によっては、光重合の前に光重合性懸濁液を複数層、噴霧塗装またはインクジェット印刷して、構築層を所望の厚さにすることができる。各層は、別個の均一な組成を有することができる。さらに、各層内において、組成の面内変動を起こすことができる。
【０１１５】
３Ｄ印刷システム１００ｃは、光重合性懸濁液の層を１つ以上塗布するステップ１２２０を行った後、光感受性材料の層を選択的に光に露光させるステップ１２３０を行う。３Ｄ印刷システム１００ｃ（例えば、コンピュータシステム３３０）は、最終層が印刷されたかを判定するステップ１２４０を行う。もしそうであれば（ステップ１２４０で「はい」）、３Ｄ印刷プロセスを終了するステップ１２９０が行われる。もしそうでなければ（ステップ１２４０で「いいえ」）、本方法は、ステップ１２１０に戻り、ＭＲＳ３２０が、さらにスラリーの層を塗布するステップ１２１０を行う。
【０１１６】
図１３は、例示的な実施形態に係る３Ｄ印刷方法のフローチャート１３００である。本方法は、例えば、図４の３Ｄ印刷システム１００ｃによって行われてもよい。図に示すように、図１３を参照しつつ説明する本方法は、３Ｄ印刷システム１００ｃが、第２光重合性懸濁液の層を１つ以上塗布するステップ１３５０を行ってから、光感受性材料の新規層を塗布するステップ１３６０を行うこと以外は、上で図１２を参照しつつ説明した方法とほぼ同様である。したがって、同様の要素の詳細については、以下では繰り返さない。３Ｄ印刷システム１００ｃは、光感受性材料の表面２９０を選択的に光に露光させるステップ１３３０を行う。３Ｄ印刷システム１００ｃ（例えば、コンピュータシステム３３０）は、最終層が印刷されたかを判定するステップ１３４０を行う。もしそうであれば（ステップ１３４０で「はい」）、３Ｄ印刷プロセスを終了するステップ１３９０が行われる。もしそうでなければ（ステップ１３４０で「いいえ」）、３Ｄ印刷システム１００ｃは、新規に印刷された（例えば、硬化された）層（および／または新規に印刷された層の未硬化表面）に、第２光重合性懸濁液の層を１つ以上を塗布するステップ１３５０を行う。３Ｄ印刷システム１００ｃは、さらにスラリーの層を塗布するステップ１３６０を行い、その層の表面２９０を選択的に光に露光させるステップ１３３０を行う。
【０１１７】
当業者であれば、上で図１１〜図１３を参照しつつ説明した様々な塗布ステップ１０２０、塗布ステップ１１５０、塗布ステップ１２２０、および塗布ステップ１３５０を、選択的に組み合わせてもよいことを理解するであろう。したがって、いくつかの実施において、表面２９０に光感受性材料の新規層を添加する前および／または後に、表面２９０に光開始、吸収剤、および／または第２光重合性懸濁液の層を１つ以上堆積させてもよい。
【０１１８】
幾何学的忠実性
光重合を用いて対象物を構築する積層造形（ＡＭ）技術（例えば、大面積マスクレス光重合（ＬＡＭＰ））は、典型的には、様々な波長の光などの活性化放射を用いて薄層を光学パターニングすることを伴う。各層のパターンの作成は、各切片を露光（例えば、層構築）用のパターンとして機能させる命令により、対象物の三次元デザインを一連の切片に変換する適切なソフトウェアによって、行うことができる。光重合によるＡＭにおいて、構築方向（いゆるＺ方向）における形状の解像度は、層厚および硬化深度によって決定される。光学散乱がない場合、硬化深度は、エネルギー照射量および光重合性材料による活性化放射の吸収によって決定される。当該材料による各層内のパターニング（ｘ、ｙ方向）は、フォトマスクを通じてアートワークに対応する活性化放射の投射を行うことによって、または空間光変調器を用いたマスクレス投射によって、またはレーザなどの走査ビームを用いることによって、行うことができる。非分散懸濁液において、層方向（ｘ、ｙ）における解像度は、マスクの解像度、またはマスクレス投射デバイス（空間光変調器など）の解像度、または走査ビームの大きさと、光重合性懸濁液の感度（すなわち、光重合によって懸濁液中に形成することができる最小の形状）とを組み合わせて決定される。（ｘ、ｙ）方向の解像度の限界は、形状の大きさが放射の波長と同等である場合には、回折限界であってもよい。回折限界である場合、光学的近位補正（ＯＰＣ）などの、単層の微細リソグラフパターニングで知られる方法を用いてアートワークを改変することによって、パターニングエラーを低減することができる。
【０１１９】
粉末懸濁液の光重合によるＡＭは、懸濁粉末の屈折率が懸濁媒体の屈折率と異なる場合には、活性化放射の散乱を伴う。（ｘ、ｙ）方向において横方向に向く構成要素を活性化放射によって進展させる場合には、例えば、散乱または他の光学的現象による広幅化、焦点ぼけ、および／または不鮮明化により、懸濁液の光パターニングにおける解像度が悪化し得る。形状の解像度は、さらに、重合化、後処理、または熱処理時の収縮または膨張などの寸法変化に影響を受ける。ＡＭは、多くの光パターン化層の重畳を伴い、後の層のパターニングが、それよりも前の層のパターンに「プリントスルー」によって影響を与え得る。
【０１２０】
本開示の態様は、光感受性媒体の公知の特性または決定された特性（例えば、散乱または他の光学的現象、さらには、重合化、後処理、または熱処理時の寸法変化）に基づいて、画像切片および／または光出力を改変することに関する。したがって、いくつかの実施形態は、忠実性の高い３Ｄ印刷物を提供するために、１つ以上の形状の表面積を増加させてもよいし、減少させてもよい。
【０１２１】
図１４は、例示的な実施形態に係る３Ｄ印刷方法のフローチャート１４００である。本方法は、例えば、図２〜図５の３Ｄ印刷システム１００によって行われてもよい。３Ｄ印刷システム１００は、光感受性媒体性状および／または硬化性を決定するステップ１４１０を行う。例えば、コンピュータシステム３３０は、光重合性懸濁液の性状についての情報を受信／取得してもよい。場合によっては、コンピュータシステム３３０は、光感受性媒体性状および／または硬化性を推定するために、物理学に基づいたシミュレーション（例えば、モンテカルロアルゴリズムを利用するもの）を利用してもよい。限定されない例として、光感受性媒体性状および／または硬化性は、光散乱、側方散乱、収縮、プリントスルー、硬化膨張、重合収縮、焼結収縮、を含み、さらには、後処理および／または熱処理による変化を含んでいてもよい。光感受性媒体性状および／または硬化性としては、懸濁液の広幅化挙動、吸収係数や屈折率などの懸濁媒体の光学特性、および／または吸収および屈折率を含む、懸濁液中の粉末の光学特性、さらには、粉末粒径分布、ならびに広幅化に影響を及ぼし得る他の因子が挙げられる。
【０１２２】
３Ｄ印刷システム１００は、決定された光感受性媒体性状および／または硬化性に基づいて画像切片を改変するステップ１４２０を行う。半導体リソグラフィにおける回折現象の光学的近位補正（ＯＰＣ）における非類似的手法は、特定の補正デザインの情報を与えてもよい。例えば、コンピュータシステム３３０は、切片ファイルにおいてアートワークを補正することで（すなわち、現象および性状に対する補正を行うことで）解像度を改善することができる、層的切片幾何補正（ＬＳＧＣ）用のアルゴリズムおよび／またはソフトウェアを実行してもよい。いくつかの実施形態において、コンピュータシステム３３０は、寸法および形状を変更することで、設計目標の形状への忠実性を改善するように切片ファイルを改変するステップ１４２０を行ってもよい。例えば、コンピュータシステム３３０は、画像切片の解像度を向上させるために、正および／または負の境界補正を行ってもよい。形状特異的な補正の限定されない例として、懸濁液の光重合に伴う光学的現象の異なる物理的性質に鑑みて設計された、角部に対するキーホールおよび他の形状に対する同等の補正が挙げられる。場合によっては、コンピュータシステム３３０は、性状を調整するために、光強度を（例えば、局所的または全体的に）変更してもよい。コンピュータシステム３３０は、形状の大きさを変倍することで、重合収縮、焼結収縮、またはその両方を含む、収縮または膨張による寸法変化を補償するように画像切片を改変するステップ１４２０を行ってもよい。こうすることで、コンピュータシステム３３０は、光重合のみのステップ、焼結のみのステップ、またはその両方を行うステップによって最終目標形状を達成するように、補正を行うことができる。このような収縮は、異方性であることが知られており、ｘ方向、ｙ方向、およびｚ方向における適切な変倍、およびこの３つの方向すべてにおける回転を必要とする。
【０１２３】
３Ｄ印刷システム１００は、画像切片を改変するステップ１４２０を行った後、光感受性材料の層を選択的に光に露光させるステップ１４３０を行う。例えば、光学イメージングシステム２００は、改変された画像切片に従って光感受性材料の一部を硬化させるために、表面２９０を選択的に光に露光させてもよい。光に露光させるステップ１４３０によって、新規層を所望の程度に硬化させることができる
【０１２４】
３Ｄ印刷システム１００（例えば、コンピュータシステム３３０）は、最終層が印刷されたかを判定するステップ１４４０を行う。もしそうであれば（ステップ１４５０で「はい」）、３Ｄ印刷プロセスを終了するステップ１４９０が行われる。改変された画像切片は、光感受性媒体性状および／または硬化性を補償することによって、所望の画像切片と同じようにならない場合があるが、最終的な物体は、所望の形状への忠実性が高い。もしそうでなければ（ステップ１４５０で「いいえ」）、本方法のＭＲＳ３２０は、さらに光感受性材料の層を塗布し、３Ｄ印刷システム１００は、次の切片（または改変された切片）に基づいて、次の層を構築する。
【０１２５】
図１５は、例示的な実施形態に係る３Ｄ印刷方法のフローチャート１５００である。本方法は、例えば、図２〜図５の３Ｄ印刷システム１００によって行われてもよい。図に示すように、図１５を参照しつつ説明する本方法は、３Ｄ印刷システム１００が、印刷された試験層１５０５に基づいて光感受性媒体性状および／または硬化性を決定するステップ１５１０を行うこと以外は、上で図１４を参照しつつ説明した方法とほぼ同様である。したがって、同様の要素の詳細については、以下では繰り返さない。３Ｄ印刷システム１００は、例えば、較正画像に基づいて試験層を生成するステップ１５０５を行う。試験層を生成するステップ１５０５は、１つ以上の較正画像に対応して、光感受性媒体の表面２９０を選択的に光に露光させることを含んでいてもよい。
【０１２６】
３Ｄ印刷システム１００は、試験層と較正画像との比較に基づいて、光感受性媒体性状および／または硬化性を決定するステップ１４１０を行う。例えば、３Ｄ印刷システム１００は、試験層の形状を決定し、これらを較正画像の形状と比較してもよい。形状を比較すること（およびそれらの相違を把握すること）によって、３Ｄ印刷システム１００（例えば、コンピューティングシステム３３０）は、光感受性媒体の性状を推定してもよい。場合によっては、画像取得デバイス５５０が、試験層の画像データを取得し、コンピューティングシステム３３０が、試験層の形状を決定するために画像を解析してもよい。しかしながら、これは、単なる例示であり、当業者であれば、本開示から逸脱しない限り、様々な追加的な方法で試験層の形状を決定し得るということを、本開示に鑑みて理解するであろう。いくつかの実施において、試験層の寸法および／または光の強度は、複数の試験層にわたって（例えば、１層ごとに、または別個の複数層ごとに）変化していてもよく、光感受性媒体の性状は、その変化における形状比較に基づいて決定されてもよい。
【０１２７】
３Ｄ印刷システム１００は、決定された光感受性媒体性状および／または硬化性に基づいて画像切片を改変するステップ１５２０を行い、改変された画像切片に従って、光感受性材料の表面２９０を選択的に光に露光させるステップ１５３０を行う。３Ｄ印刷システム１００（例えば、コンピュータシステム３３０）は、最終層が印刷されたかを判定するステップ１５４０を行う。もしそうであれば（ステップ１５５０で「はい」）、３Ｄ印刷プロセスを終了するステップ１５９０が行われる。もしそうでなければ（ステップ１５５０で「いいえ」）、３Ｄ印刷システム１００は、新規に印刷された層（および／または新規に印刷された層の未硬化表面）に、光開始剤および／または吸収剤を塗布するステップ１１５０を行う。もしそうでなければ（ステップ１５５０で「いいえ」）、本方法のＭＲＳ３２０は、さらに光感受性材料の層を塗布し、３Ｄ印刷システム１００は、次の切片（または改変された切片）に基づいて、次の層を構築する。
【０１２８】
図１６は、例示的な実施形態に係る３Ｄ印刷方法のフローチャート１６００である。本方法は、例えば、図５の３Ｄ印刷システム１００ｄによって行われてもよい。図に示すように、図１６を参照しつつ説明する本方法は、３Ｄ印刷システム１００ｄが、先に印刷された層を解析するステップ１６６０を行って光感受性媒体性状および／または硬化性を決定するステップ１６７０を行うこと以外は、上で図１４を参照しつつ説明した方法と重複している。したがって、同様の要素の詳細については、以下では繰り返さない。
【０１２９】
３Ｄ印刷システム１００ｄは、最新の画像切片に基づいて、光感受性材料の表面２９０を選択的に光に露光させるステップ１６４０を行う。３Ｄ印刷システム１００ｄ（例えば、コンピュータシステム３３０）は、最終層が印刷されたかを判定するステップ１６５０を行う。もしそうであれば（ステップ１６５０で「はい」）、３Ｄ印刷プロセスを終了するステップ１６９０が行われる。もしそうでなければ（ステップ１６５０で「いいえ」）、３Ｄ印刷システム１００ｄは、先に印刷された層（例えば、最も新規の硬化層）を解析するステップ１６６０を行う。印刷された層を解析するステップ１６６０は、印刷された層の形状を決定し、その形状を所望の形状と比較することを含んでいてもよい。場合によっては、このような形状を、画像取得デバイス５５０および非改変画像切片のそれぞれから収集してもよい。
【０１３０】
解析ステップ１６６０に基づいて、３Ｄ印刷システム１００ｄ（例えば、コンピュータシステム３３０）は、光感受性媒体の特性を決定するステップ１６７０を行い、決定された特性に基づいて次の画像切片を改変するステップ１６８０を行う。このような決定ステップ１６７０および改変ステップ１６８０は、上で図１４および図１５を参照しつつ述べた決定ステップ１５１０および改変ステップ１４２０／１５２０とほぼ同様であってもよい。次いで、３Ｄ印刷システム１００ｄは、次の層を印刷する（例えば、改変された画像切片に基づいて光感受性材料の表面２９０を光に露光させるステップ１６４０を行うことによる）。
【０１３１】
いくつかの実施形態において、各層が観察され、コンピューティングシステム３３０が、複数の以前の層（後読み）、以後の層（先読み）に基づいて、光感受性媒体性状および／または硬化性を推定してもよい。
【０１３２】
当業者であれば、上で図１４〜図１６を参照しつつ述べた、光感受性媒体性状および／または硬化性を決定するための様々な基盤を選択的に組み合わせてもよいということを理解するであろう。したがって、公知の（または予想された）値、試験値（例えば、較正画像由来）、および／またはモニタ値（例えば、３Ｄ印刷時の層モニタ由来）を、光感受性媒体性状および／または硬化性の推定および／または修正に用いてもよく、これらは、次いで、画像切片を改変するのに用いることができる。
【０１３３】
さらに、当業者であれば、本開示の範囲を逸脱しない限り、本明細書に記載された様々な技術を組み合わせてもよいということを、本開示に鑑みて理解するであろう。例えば、単一の３Ｄ印刷プロセスにおいて、鋳型ファイルは、内部構造（例えば、マイクロ構造）を有するように改変され、光感受性媒体の性状を補償するように改変されてもよい。さらに、単一の３Ｄ印刷プロセスにおいて、鋳型ファイルは、内部構造（例えば、マイクロ構造）を有するように改変されてもよく、印刷時には、吸収剤、光開始、および／または第２光感受性媒体の層を、光感受性媒体の層の間に堆積させてもよい。さらには、単一の３Ｄ印刷プロセスにおいて、鋳型ファイルは、光感受性媒体の性状を補償するように改変されてもよく、印刷時には、吸収剤、光開始、および／または第２光感受性媒体の層を、光感受性媒体の層の間に堆積させてもよい。同様に、単一の３Ｄ印刷プロセスにおいて、鋳型ファイルは、内部構造（例えば、マイクロ構造）を有するように改変され、さらに、光感受性媒体の性状を補償するように改変されてもよく、印刷時には、吸収剤、光開始、および／または第２光感受性媒体の層を、光感受性媒体の層の間に堆積させてもよい。
【０１３４】
開示された技術の態様は、図１７のコンピューティングデバイス構成１７００に示す構成要素のうちの少なくともいくつかを用いて実施されてもよい。例えば、コンピュータシステム３３０や画像取得デバイスなどの、３Ｄ印刷システム１００ａ〜１００ｄの一部は、図１７に描かれた構成要素のうちの１つ以上を用いて実施されてもよい。図に示すように、コンピューティングデバイス構成１７００は、コンピュータ命令が処理される中央処理装置（ＣＰＵ）１７０２、通信インターフェイスとして働き、ビデオや図表、画像、テキストをディスプレイに描画する機能を提供するディスプレイインターフェイス１７０４を含む。開示された技術の特定の例示的な実施において、ディスプレイインターフェイス１７０４は、モバイルコンピューティングデバイスに付随するタッチスクリーンディスプレイなどのローカルディスプレイに、直接接続されていてもよい。他の例示的な実施において、ディスプレイインターフェイス１７０４は、モバイルコンピューティングデバイスに必ずしも物理的に接続されていない外部／リモートディスプレイに対して、データ、画像、およびその他の情報を提供するように構成されていてもよい。例えば、モバイルコンピューティングデバイスに表示される図表やその他の情報をミラーリングするのに、デスクトップモニタが利用されてもよい。特定の例示的な実施において、ディスプレイインターフェイス１７０４は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉチャンネルまたはその他利用可能なネットワーク接続インターフェイス１７１２を介して、無線で外部／リモートディスプレイと通信してもよい。
【０１３５】
例示的な実施において、ネットワーク接続インターフェイス１７１２は、通信インターフェイスとして構成され、ビデオや図表、画像、テキスト、その他の情報、またはこれらの任意の組み合わせをディスプレイに描画する機能を提供してもよい。一例において、通信インターフェイスは、シリアルポート、パラレルポート、汎用入出力（ＧＰＩＯ）ポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）、マイクロＵＳＢポート、高精細マルチメディア（ＨＤＭＩ）ポート、ビデオポート、オーディオポート、ブルートゥースポート、近距離通信（ＮＦＣ）ポート、その他類似の通信インターフェイス、またはこれらの任意の組み合わせを含んでいてもよい。一例において、ディスプレイインターフェイス１７０４は、モバイルデバイスに付随するタッチスクリーンディスプレイなどのローカルディスプレイに、動作可能に連結されていてもよい。他の例において、ディスプレイインターフェイス１７０４は、モバイルコンピューティングデバイスに必ずしも接続されていない外部／リモートディスプレイに対して、ビデオ、図表、画像、テキスト、その他の情報、またはこれらの任意の組み合わせを提供するように構成されていてもよい。一例において、モバイルデバイスに表示されていてもよい図形情報をミラーリングまたは拡張するのに、デスクトップモニタが利用されてもよい。他の例において、ディスプレイインターフェイス１７０４は、例えば、Ｗｉ−Ｆｉトランシーバなどのネットワーク接続インターフェイス１７１２を介して、外部／リモートディスプレイと無線で通信してもよい。
【０１３６】
コンピューティングデバイス構成１７００は、キーボードに通信インターフェイスを提供するキーボードインターフェイス１７０６を含んでいてもよい。例示的な一実施において、コンピューティングデバイス構成１７００は、存在検知ディスプレイ１７０７に接続するための存在検知ディスプレイインターフェイス１７０８を含んでいてもよい。開示された技術の特定の例示的な実施によると、存在検知ディスプレイインターフェイス１７０８は、ポインティングデバイスやタッチスクリーン、深度カメラなどの、ディスプレイに関連したりしなかったりする様々なデバイスに、通信インターフェイスを提供し得る。
【０１３７】
コンピューティングデバイス構成１７００は、ユーザがコンピューティングデバイス構成１７００に情報を記録することを可能にするために、１つ以上の入出力インターフェイス（例えば、キーボードインターフェイス１７０６、ディスプレイインターフェイス１７０４、存在検知ディスプレイインターフェイス１７０８、ネットワーク接続インターフェイス１７１２、カメラインターフェイス１７１４、サウンドインターフェイス１７１６など）を介して入力デバイスを用いるよう構成されていてもよい。入力デバイスとしては、マウス、トラックボール、方向パッド、トラックパッド、タッチ認証トラックパッド、存在検知トラックパッド、存在検知ディスプレイ、スクロールホイール、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ウェブカメラ、マイク、センサ、およびスマートカードなどを挙げ得る。さらに、入力デバイスは、コンピューティングデバイス構成１７００に組み込まれていてもよいし、別デバイスであってもよい。例えば、入力デバイスは、加速度計や磁気計、デジタルカメラ、マイク、光学センサであってもよい。
【０１３８】
コンピューティングデバイス構成１７００の例示的な実施としては、アンテナに通信インターフェイスを提供するアンテナインターフェイス１７１０、およびネットワークに通信インターフェイスを提供するネットワーク接続インターフェイス１７１２を挙げ得る。上記の通り、ディスプレイインターフェイス１７０４は、例えば、システムに直接接続または付加されていないリモートディスプレイに表示する情報を提供するために、ネットワーク接続インターフェイス１７１２と通信してもよい。特定の実施において、通信インターフェイスとして機能し、カメラからデジタル画像を取得する機能を提供するカメラインターフェイス１７１４が提供される。特定の実施において、マイクを用いて音を電気信号に変換し、スピーカーを用いて電気信号を音に変換するための通信インターフェイスとして、サウンドインターフェイス１７１６が提供される。例示的な実施によると、ＣＰＵ１７０２による処理のために、コンピュータ命令およびデータを揮発性メモリデバイスに保存し得る、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１７１８が提供される。
【０１３９】
例示的な実施によると、コンピューティングデバイス構成１７００は、基本的な入出力（Ｉ／Ｏ）、起動、またはキーボードからのキーストロークの受信などの、基本的なシステム機能のための不変低レベルシステムコードまたはシステムデータが、不揮発性メモリデバイスに保存される、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１７２０を含む。例示的な実施によると、コンピューティングデバイス構成１７００は、オペレーティングシステム１７２４、アプリケーションプログラム１７２６（例えば、ウェブブラウザアプリケーション、ウイジェットエンジンもしくはガジェットエンジン、および／または他のアプリケーションを必要に応じて含む）、およびデータファイル１７２８が保存される、記憶媒体１７２２または他の適切な種類のメモリ（例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、プログラム可能リードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、磁気ディスク、光ディスク、フロッピーディスク、ハードディスク、リムーバブルカートリッジ、フラッシュドライブなど）を含む。例示的な実施によると、コンピューティングデバイス構成１７００は、電気部品に適切な交流電流（ＡＣ）または直流電流（ＤＣ）を提供する、電源１７３０を含む。
【０１４０】
例示的な実施によるとコンピューティングデバイス構成１７００は、デバイス１７００が、電話回線網越しに音声を送受信できるようにする、電話通信サブシステム１７３２を含む。構成デバイスとＣＰＵ１７０２とは、バス１７３４越しに通信を行う。
【０１４１】
例示的な実施によると、ＣＰＵ１７０２は、コンピュータプロセッサとして適切な構造を有する。一構成において、ＣＰＵ１７０２は、プロセシングユニットを２つ以上含んでいてもよい。ＲＡＭ１７１８は、オペレーティングシステムやアプリケーションプログラム、デバイスドライバなどのソフトウェアプログラムの実行時に、ＣＰＵ１７０２に対して簡易的なＲＡＭストレージを提供するように、コンピュータバス１７３４に接続している。より詳細には、ＣＰＵ１７０２は、ソフトウェアプログラムを実行するために、記憶媒体１７２２またはその他の媒体からＲＡＭ１７１８の領域に、コンピュータ実行可能なプロセスステップをロードする。データは、ＲＡＭ１７１８に保存されてもよく、そこで、実行時に、コンピュータのＣＰＵ１７０２がデータにアクセスしてもよい。例示的な一構成において、デバイス構成１７００は、少なくとも１７８ＭＢのＲＡＭと、２５６ＭＢのフラッシュメモリと、を含む。
【０１４２】
記憶媒体１７２２自体としては、独立ディスクの冗長アレイ（ＲＡＩＤ）、フロッピーディスクドライブ、フラッシュメモリ、ＵＳＢフラッシュドライブ、外付けハードディスクドライブ、サムドライブ、ペンドライブ、キードライブ、高解像度デジタル多用途ディスク（ＨＤ−ＤＶＤ）光ディスクドライブ、内蔵ハードディスクドライブ、ブルーレイ光ディスクドライブ、ホログラフィックデジタルデータストレージ（ＨＤＤＳ）光ディスクドライブ、外付けミニデュアルインラインメモリモジュール（ＤＩＭＭ）、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、または外付けマイクロＤＩＭＭ ＳＤＲＡＭなどの多くの物理ドライブユニットを挙げ得る。このようなコンピュータ可読ストレージ媒体によって、コンピューティングデバイスが、デバイスからデータをオフロードする、またはデバイスにデータをアップロードするために、リムーバブルメディアまたはノンリムーバブルメディアに保存されているコンピュータ実行可能なプロセスステップやアプリケーションプログラムなどにアクセスすることが可能になる。通信システムを利用する製品などのコンピュータプログラム製品は、記憶媒体１７２２に実在的に具現化されてもよく、記憶媒体１７２２としては、機械可読な記憶媒体を挙げ得る。
【０１４３】
例示的な一実施によると、本明細書で用いられる「コンピューティングデバイス」なる語は、ＣＰＵであってもよいし、ＣＰＵとして概念的に解釈されてもよい（例えば、図１７のＣＰＵ１７０２）。この例示的な実施において、コンピューティングデバイス（ＣＰＵ）は、ディスプレイなどの周辺機器の１つ以上と連結、接続、および／または通信していてもよい。他の例示的な実施によると、本明細書で用いられる「コンピューティングデバイス」なる語は、スマートフォン、タブレットコンピュータ、またはスマートウォッチなどのモバイルコンピューティングデバイスのことをいうものであってもよい。この例示的な実施形態において、コンピューティングデバイスは、ローカルディスプレイおよび／またはスピーカーにコンテンツを出力してもよい。他の例示的な実施において、コンピューティングデバイスは、ＴＶなどの外部ディスプレイ装置（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ越しに）、または外部コンピューティングシステムにコンテンツを出力してもよい。
【０１４４】
開示された技術の例示的な実施において、コンピューティングデバイスは、ハードウェアおよび／または操作のいずれかを容易にするために実行されるソフトウェアアプリケーションを、任意の数だけ含んでいてもよい。例示的な実施において、１つ以上のＩ／Ｏインターフェイスによって、コンピューティングデバイスと１つ以上の入出力インターフェイスとの間の通信が容易になってもよい。例えば、ユニバーサルシリアルバスポート、シリアルポート、ディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、および／またはディスプレイやキーボード、キーパッド、マウス、コントロールパネル、タッチスクリーンディスプレイ、マイクなどの１つ以上のユーザインターフェイスデバイスによって、ユーザとコンピューティングデバイスとの対話が容易になってもよい。データおよび／またはユーザの命令を各種入力デバイスから受信または収集するのに、１つ以上のＩ／Ｏインターフェイスが利用されてもよい。受信されたデータは、開示された技術の様々な実施において、１つ以上のコンピュータプロセッサによって望み通りに処理され、かつ／または１つ以上のメモリデバイスに保存されてもよい。
【０１４５】
１つ以上のネットワークインターフェイスによって、コンピューティングデバイスの入力および出力が、１つ以上の適切なネットワークおよび／または通信に容易に接続されてもよい。その通信によって、例えば、システムに付随する任意の数のセンサとの通信が容易になる。さらに、１つ以上のネットワークインターフェイスによって、例えば、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット、セルラーネットワーク、高周波ネットワーク、ブルートゥース使用可能ネットワーク、Ｗｉ-Ｆｉ使用可能ネットワーク、衛星ネットワーク、任意の有線ネットワーク、任意の無線ネットワークなどの、外部デバイスおよび／または外部システムと通信するための１つ以上の適切なネットワークに容易に接続されてもよい。
【０１４６】
本開示で用いられる「構成要素」、「モジュール」、「システム」、「サーバ」、「プロセッサ」、および「メモリ」などの語は、１つ以上のコンピュータ関連ユニットを含むことが意図され、その例としては、ファームウェア、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせ、または実行中のソフトウェアなどが挙げられるが、これらに限定されない。例えば、構成要素とは、プロセッサ上で作動するプロセス、オブジェクト、実行ファイル、実行スレッド、プログラム、および／またはコンピュータであってもよいが、これらに限定されない。例えば、コンピューティングデバイス上で作動するアプリケーションおよびコンピューティングデバイスの両方を、構成要素とすることができる。プロセス中に１つ以上の構成要素を存在させることができ、かつ／または実行スレッドおよび構成要素を１台のコンピュータに集中させてもよいし、２台以上のコンピュータに分散させてもよい。さらに、これらの構成要素は、様々なデータ構造を保存する様々なコンピュータ可読媒体から実行可能である。構成要素は、ローカルプロセスおよび／またはリモートプロセスを介し、例えば、ローカルシステム内において、および／または分散システム内において、および／またはインターネットなどのネットワーク越しに、別の構成要素と連動する一構成要素からのデータなどの一つ以上のデータパケットを有するシグナルに従って、そのシグナルを介して他のシステムと通信するものであってもよい。
【０１４７】
これまで、開示された技術の特定の実施形態および実施について、開示された技術の例示的な実施形態または例示的な実施に係るシステムおよび方法、ならびに／またはコンピュータプログラム製品のブロック図およびフローチャートを参照しつつ、説明した。ブロック図およびフローチャートの１つ以上のブロック、ならびにブロック図およびフローチャートのブロックの組み合わせは、それぞれ、コンピュータ実行可能なプログラムの命令によって実行することができるということが、理解されるであろう。同様に、ブロック図およびフローチャートのブロックのうちのいくつかは、開示された技術の実施形態または実施のうちのいくつかによると、必ずしも示された順序で行われる必要はなく、繰り返されてもよいし、必ずしも行う必要もない。
【０１４８】
これらのコンピュータ実行可能なプログラムの命令は、コンピュータ、プロセッサ、または他のプログラム可能なデータ処理装置上で実行される命令によって、フローチャートの一ブロックまたは複数ブロックに明記された１つ以上の機能を実施する手段が作成されるように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、プロセッサ、または特定の機器を作製するためのその他のプログラム可能なデータ処理装置上にロードされてもよい。また、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置を特定の様式で機能するように指示するこれらのコンピュータ実行可能なプログラムの命令は、コンピュータ可読メモリに保存された命令によって、フローチャートの一ブロックまたは複数ブロックに明記された１つ以上の機能を実施する命令手段を含む製品が作製されるように、コンピュータ可読メモリに保存されていてもよい。
【０１４９】
例えば、開示された技術の実施形態または実施は、コンピュータ可読プログラムコードまたはそこに統合されたプログラムの命令を有する、コンピュータが使用可能な媒体を含む、コンピュータプログラム製品を提供してもよく、当該コンピュータ可読プログラムコードは、フローチャートの一ブロックまたは複数ブロックに明記された１つ以上の機能を実施するために実行されるようになっている。同様に、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置上で実行される命令によって、フローチャートの一ブロックまたは複数ブロックに明記された機能を実施するための要素またはステップが提供されるように、コンピュータプログラムの命令がコンピュータまたは他のプログラム可能な装置にロードされて、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で一連の演算要素または演算ステップが行われることで、コンピュータに実行されるプロセスが作製されてもよい。
【０１５０】
したがって、ブロック図およびフローチャートのブロックは、特定の機能を行うための手段の組み合わせや、特定の機能を行うための要素またはステップの組み合わせ、特定の機能を行うためのプログラム命令手段を提供する。特定の機能、要素もしくはステップ、または専用のハードウェアおよびコンピュータの命令を行う専用のハードウェアベースのコンピュータシステムによって、ブロック図およびフローチャートの各ブロック、ならびにブロック図およびフローチャートのブロックの組み合わせを実施することができるということも理解されるであろう。
【０１５１】
本明細書において、多くの具体的詳細を説明してきた。しかしながら、開示された技術の実施は、こられの具体的詳細を用いることなく実行されてもよいということは、理解されるべきである。他の例において、本明細書の理解を曖昧にしないように、公知の方法、構造、および技術については、詳細に示さなかった。「一実施形態（one embodiment）」「ある実施形態（an embodiment）」、「いくつかの実施形態」、「例示的な実施形態」、「様々な実施形態」「一実施（one implementation）」、「ある実施（an implementation）」、「例示的な実施」、「様々な実施」、「いくつかの実施」などへの言及は、そのように記載されている開示された技術の実施が、特定の特徴、構造、または特性を有していてもよいが、すべての実施が、その特定の特徴、構造、または特性を必ずしも有しているわけではないということを示す。さらに、「一実施において」という語句を繰り返し用いることは、同一の実施のことをいう場合もあるが、必ずしもそうではない。
【０１５２】
明細書および特許請求の範囲を通して、以下の語は、文脈上明らかに他のことを指していない場合には、少なくとも本明細書に関連した意味を持つ。「接続された」なる語は、ある機能、特徴、構造、または特性が、別の機能、特徴、構造、または特性と直接接合または通信していることを意味する。「連結された」なる語は、ある機能、特徴、構造、または特性が、別の機能、特徴、構造、または特性と直接的または間接的に接合または通信していることを意味する。「または（or）」なる語は、包含的な「または」を意味することが意図される。さらに、不定冠詞（“a”、“an”）および定冠詞（“the”）は、特に断りのない限り、または文脈からは単数形を指していることが明らかでない限り、１つ以上を意味することが意図される。「含む（comprising）」、「含む（containing）」、または「含む（including）」は、少なくとも言及された要素または方法ステップが商品または方法に存在していることを意味するが、他の要素または方法ステップが言及されたものと同じ機能を有する場合であっても、その存在を排除しない。
【０１５３】
特に断りのない限り、本明細書において、共通の対象を説明するために用いられる、序数を表す「第１の（first）」、「第２の（second）」、「第３の（third）」などの形容詞は、単に、類似の対象の異なる例に言及していることを示すものであり、そのように記載された対象が、時間的、空間的、序列的、またはその他の様式のいずれかにおいて、所与の順序でなければならないということを含意することを意図するものではない。
【０１５４】
本開示の特定の実施形態について、現在最も実用的で多様な実施形態であると考えられるものに関連して説明してきたが、本開示は、開示された実施形態に限定されるものではなく、むしろ、添付の特許請求の範囲に含まれる様々な変更および等価な構成を包含することが意図されるということが理解されるべきである。本明細書においては、特定の語を採用しているが、これらの語は、一般的かつ説明的な意味でのみ用いられており、限定を目的とするものではない。
【０１５５】
本明細書は、例を用いて本技術の特定の実施形態を開示し、また、当業者が本技術の特定の実施形態を実施できるようにしており、これは、任意の装置またはシステムを制作または使用すること、および援用された任意の方法を行うことを含む。本技術の特定の実施形態の特許可能な範囲は、特許請求の範囲に定義されており、当業者が思いつく他の例を含んでいてもよい。このようなその他の例は、特許請求の範囲における言葉の意味と違わない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲における言葉の意味とわずかに異なる等価な構造要素を有する場合、特許請求の範囲内であることが意図される。
【図１】
2021518812.tif 000002
【図２】
2021518812.tif 000003
【図３】
2021518812.tif 000004
【図４】
2021518812.tif 000005
【図５】
2021518812.tif 000006
【図６Ａ】
2021518812.tif 000007
【図６Ｂ】
2021518812.tif 000008
【図７】
2021518812.tif 000009
【図８】
2021518812.tif 000010
【図９】
2021518812.tif 000011
【図１０】
2021518812.tif 000012
【図１１】
2021518812.tif 000013
【図１２】
2021518812.tif 000014
【図１３】
2021518812.tif 000015
【図１４】
2021518812.tif 000016
【図１５】
2021518812.tif 000017
【図１６】
2021518812.tif 000018
【図１７】
2021518812.tif 000019
【国際調査報告】
2021518812.tif 000020
2021518812.tif 000021
2021518812.tif 000022