(57)【要約】  電子ビーム源における電子ビームフィラメントの疲労を検出する方法であって、ワークテーブル上の前記電子ビーム源から発するビームスポットを所定の最小サイズに拡大し、カメラによって前記ワークテーブル上のビームスポットの画像を取得し、前記ビームスポットの取得した前記画像を基準画像と比較し、取得した前記画像が前記基準画像から所定の値よりも逸脱している場合にフィラメントの疲労を検出する、方法。
2021502670.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム源における電子ビームのフィラメントの疲労を検出する方法であって、
ａ．ワークテーブル上の前記電子ビーム源から発するビームスポットを所定の最小サイズに拡大し、
ｂ．カメラによって前記ワークテーブル上のビームスポットの画像を取得し、
ｃ．前記ビームスポットの取得した前記画像を基準画像と比較し、
ｄ．取得した前記画像が前記基準画像から所定の値よりも逸脱している場合にフィラメントの疲労を検出する、
方法。
【請求項２】
前記基準画像と取得した前記画像との間の前記逸脱は、サイズ、形状、または強度のうちの1つまたは複数である、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記ビームスポットは、前記電子ビームをデフォーカスすることによって拡大される、請求項1または請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記所定の最小サイズは、xxxμmである、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
ｅ．フィラメントの疲労を検出した場合に、フィラメントを所定の温度に所定の時間加熱し、
ｆ．a〜dを繰り返す、
ことをさらに含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
電子ビーム源からの電子ビームで融着されて物品を形成する粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって３次元物品を形成する方法であって、
請求項1に記載の電子ビームフィラメントの疲労を検出する方法をさらに含む、
方法。
【請求項７】
前記フィラメントの疲労を検出する方法は、前記３次元物品の準備が整ったときに実行される、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、３次元物品のモデルを受信し、1つ以上のメモリ記憶領域内に記憶することをさらに含み、
少なくとも前記電子ビームを方向付けることは、1つ以上のコンピュータプロセッサの実行を介して行われる、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
電子ビーム源における電子ビームフィラメントの疲労を検出する方法をコンピュータ上で実行する際に構成されるプログラム要素であって、
前記方法は、
ａ．ワークテーブル上の前記電子ビーム源から発するビームスポットを所定の最小サイズに拡大し、
ｂ．カメラによって前記ワークテーブル上のビームスポットの画像を取得し、
ｃ．前記ビームスポットの取得した前記画像を基準画像と比較し、
ｄ．取得した前記画像が前記基準画像から所定の値よりも逸脱している場合にフィラメントの疲労を検出する、
ことを含む、
プログラム要素。
【請求項１０】
請求項9に記載のプログラム要素を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１１】
電子ビーム源における電子ビームのフィラメントの疲労を検出するデバイスであって、
ａ．ワークテーブル上の前記電子ビーム源から発するビームスポットを所定の最小サイズに拡大する手段と、
ｂ．前記ワークテーブル上のビームスポットの画像を取得するカメラと、
ｃ．前記ビームスポットの取得した前記画像を基準画像と比較する比較ユニットと、
を含み、
取得した前記画像が前記基準画像から所定の値よりも逸脱している場合にフィラメントの疲労を検出する、
デバイス。
【請求項１２】
前記基準画像と取得した前記画像との間の前記逸脱は、サイズ、形状、または強度のうちの1つまたは複数である、請求項11に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記電子ビームの前記ビームスポットをデフォーカスする手段は、少なくとも1つのフォーカスレンズである、請求項11または請求項12に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記所定の最小サイズは、xxxμmである、請求項11〜請求項13のいずれか1項に記載のデバイス。
【請求項１５】
コンピュータ可読プログラムコード部分を含む少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を含む非一時的コンピュータプログラム製品であって、
前記コンピュータ可読プログラムコード部分は、
電子ビーム源から発するビームスポットをワークテーブル上で所定の最小サイズに拡大するように構成された実行可能部分と、
カメラによって、前記ワークテーブル上の前記ビームスポットの画像を取得するように構成された実行可能部分と、
取得した前記画像が基準画像から所定の値を超えて逸脱している場合にフィラメント疲労を検出するように構成された実行可能部分と、
を含む、
非一時的コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の様々な実施形態は、電子ビームフィラメントの疲労を検出するための方法およびデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム源の1つのタイプは、電子ビームを発生させるために固体フィラメントを使用する。フィラメントは、タングステンまたは六ホウ化ランタンで作ることができる。
【０００３】
フィラメントまたはカソードは、熱電子カソードであってもよい。熱電子カソードは、高温で長期間、確実に作動することができ、また、シンプルな設計で、製造コストが安価である。熱電子カソードは、最初に、その表面からの低レベル電子放出に十分な温度まで、任意の適切な手段によって加熱される。カソードとアノードの間に高電圧を印加して電子ビームを形成する。
【０００４】
疲労したフィラメントまたは汚染にさらされたフィラメントは、３次元物品の最終結果に影響を及ぼすことがある。これは、疲労したフィラメントが所望の電子ビーム電流密度を生成せず、カソードからの電子放出が位置ごとに極めて異なる場合があるためである。
【０００５】
電子ビーム源に対して任意の所定の時間にフィラメントの状態を制御するためのシンプルで信頼性のある方法が当該技術分野において必要とされている。これは、単一のフィラメントが1回の事象で100時間以上の作業時間にわたって使用され得るので、電子ビーム溶融の助けを借りた付加的な製造において特に重要である。このように長期間にわたって、電子ビーム放射が所定のデータから逸脱していないことを確認することが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この背景を鑑みて、本発明の目的は、電子ビーム源における電子ビームフィラメント疲労を検出する方法及びデバイスを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的は、本明細書に含まれる特許請求の範囲による特徴によって達成される。
【０００８】
本明細書に記載される種々の実施形態による第1の例示的態様において、電子ビーム源における電子ビームフィラメントの疲労を検出する方法が提供され、該方法は、基準状態において電子ビーム源を固定し、該電子ビーム源から発する電子ビームのフォーカス面をターゲット面上に所定距離移動させてフィラメントの電子放出を再現し、カメラによって該フィラメントの再現された電子放出の画像をターゲット面上で取得し、取得された画像を該ターゲット面上で該フィラメントの再現された電子放出の基準画像と比較し、取得された画像中の光束が該基準画像から所定値以上逸脱している場合にフィラメント疲労を検出することを含む。
【０００９】
このような実施形態の例示的かつ非限定的な利点は、フィラメントの疲労が、電子ビーム源についていつでも容易に決定され得ることである。例示的な実施形態では、上記の5つのステップは、フィラメントの異なる温度に対して繰り返されてもよい。これは、異なる欠陥が異なるフィラメント温度で現れ得るので有利であり得る。
【００１０】
別の例示的な実施形態では、本発明の方法は、非限定的な例として、フィラメントの再生電子放出のターゲット面上への基準画像の境界内の取得画像内の所定の放出値未満の電子放出の合計面積を決定すること、および／または取得画像内の光束が基準画像から所定の値を超えて逸脱している場合、および／または取得画像内の所定の放出値未満の放出の合計面積が所定の値を超えている場合、フィラメント疲労を検出することを含む、さらなるステップを含む。
【００１１】
そのような実施形態の例示的かつ非限定的な利点は、光束および／または放射の総面積がフィラメントの所定の放射値未満であることが、特定のフィラメントの状態の良好な理解を与え得ることである。
【００１２】
本明細書に記載される様々な実施形態の別の態様では、電子ビーム源からの電子ビームと一緒に融着されて物品を形成する粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって３次元物品を形成するための方法であって、上述のビームフィラメント疲労検出方法をさらに含む方法が提供される。このような実施形態の例示的な非限定的な利点は、フィラメントの状態が、構築を開始する前および／または構築中に決定され得ることである。例示的な実施形態では、疲労は、フィラメントの残りの予想寿命に変換することができる。また、疲労は、電子ビームが、融合される各層および各層に対して期待されるように振舞っていることを保証するために、構築中の品質チェックとして使用されてもよい。
【００１３】
さらに別の例示的な実施形態では、フィラメント疲労検出方法は、３次元物品の各層が融着される前に実行される。少なくともこの実施形態の例示的かつ非限定的な利点は、粉末層の融合を開始する前にフィラメントが許容可能であり、融合が完了したときにフィラメントが許容可能であったことを決定することができることである。このようにして、融合源は、付加製造プロセス中に品質チェックされる。
【００１４】
本明細書に記載される種々の実施形態のさらに別の態様では、電子ビーム源内の電子ビームフィラメント疲労を検出する方法をコンピュータ上で実行する際に構成されるプログラム要素を提供し、該方法は、基準状態で電子ビーム源を固定し、フィラメントの電子放出をターゲット面上で再生するために、該電子ビーム源から発せられる電子ビームのフォーカス面をターゲット面から所定の距離だけ移動させ、カメラによって該フィラメントの再生された電子放出の画像をターゲット面上で取得し、取得された画像を基準画像と比較し、取得された画像内の光束が基準画像から所定値以上逸脱している場合にフィラメント疲労を検出すること、を含む。
【００１５】
少なくともこれらの実施形態の例示的かつ非限定的な利点は、本発明の方法が、電子ビーム源およびカメラを備える任意の市販のデバイスにおいて容易に実施され得ることである。
【００１６】
本明細書に記載される種々の実施形態のさらに別の態様において、電子ビーム源における電子ビームフィラメントの疲労を検出するデバイスであって、電子ビーム源を基準状態に固定する手段と、フィラメントの電子放出を再生するために、電子ビーム源から発する電子ビームのフォーカス面をターゲット面から所定の距離だけ移動させる手段と、フィラメントの再生された電子放出の画像をターゲット面上で取得するカメラと、取得された画像を基準画像と比較する手段と、取得された画像中の光束が基準画像から所定値以上逸脱している場合に、フィラメントの疲労を検出する手段と、を備えるデバイスが提供される。
【００１７】
少なくともそのような実施形態の例示的かつ非限定的な利点は、フィラメントの疲労が、任意のタイプの電子ビーム源についていつでも容易に決定され得ることである。
【発明の効果】
【００１８】
電子ビーム源における電子ビームフィラメント疲労を検出する方法及びデバイスを提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による付加製造デバイスの第1の例示的な実施形態を示す；
【図２】本発明による方法の概略フローチャートを示す。
【図３】様々な実施形態による例示的なシステム320のブロック図である。
【図４】様々な実施形態によるサーバ200の概略ブロック図である。
【図５】様々な実施形態による例示的なモバイルデバイス300の概略ブロック図である。
【図６Ａ】疲労していないカソードから発するデフォーカス電子ビームスポットの概略上面図である。
【図６Ｂ】疲労したカソードから発するデフォーカス電子ビームスポットの2つの実施例の概略上面図である。
【図６Ｃ】疲労したカソードから発するデフォーカス電子ビームスポットの2つの実施例の概略上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以上、本発明を一般的な用語で説明した。ここで、必ずしも一定の縮尺で描かれていない添付図面を参照する。
【００２１】
本発明の様々な実施形態は、本発明の全てではないがいくつかの実施形態が示されている添付の図面を参照して、以下でより完全に説明される。実際、本発明の実施形態は、多くの異なる形態で具現化されてもよく、本明細書に記載された実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が関係する技術分野の当業者に一般に知られ、理解されているものと同じ意味を有する。用語「または」は、別段の指示がない限り、本明細書では、代替的な意味および連結的な意味の両方で使用される。同じ参照符号は全体を通して同じ要素を指す。
【００２２】
さらに、本発明の理解を容易にするために、いくつかの用語を以下に定義する。本明細書で定義される用語は、本発明に関連する分野の当業者によって一般に理解される意味を有する。「１つの」などの用語は、単一のエンティティのみを指すことを意図するものではなく、特定の例が例示のために使用され得る一般的なクラスを含む。本明細書中の用語は、本発明の特定の実施形態を記載するために使用されるが、それらの使用は、特許請求の範囲に概説される場合を除いて、本発明を限定しない。
【００２３】
本明細書で使用される「３次元構造」などの用語は、特定の目的のために使用されることが意図される、または実際に製造される（例えば、構造材料または複数の構造材料の）３次元構成を一般的に指す。このような構造等は、例えば、3次元CADシステムの助けを借りて設計することができる。
【００２４】
様々な実施形態において本明細書で使用される「電子ビーム」という用語は、任意の荷電粒子ビームを指す。荷電粒子ビーム源は、電子銃、線形加速器等を含むことができる。
【００２５】
図1は、本発明によるフリーフォーム製造または付加製造デバイス21の例示的な実施形態を示す。デバイス21は、電子ビーム銃6と、電子ビーム光学系7と、2つの粉末ホッパ4、14と、構築プラットフォーム2と、構築タンク10と、粉末分配器28と、粉末床5と、真空チャンバ20と、制御ユニット8とを備える。
【００２６】
真空チャンバ20は、真空システムによって、または真空システムを介して真空環境を維持することができ、または真空環境を維持するように構成されてもよく、このシステムは、ターボ分子ポンプ、スクロールポンプ、イオンポンプ、および当業者に周知であり、したがって、この文脈でさらなる説明を必要としない1つまたは複数の弁を備えてもよい。真空システムは、制御ユニット8によって制御することができる。一緒に融合される粉末材料の個々の層は、真空チャンバ20の第1の部分20aに設けられる。電子ビーム源は、真空チャンバ20の第2部分20b内に設けられ、第1部分20aと第2部分20bは、互いに開放的に接続されている。
【００２７】
電子ビーム銃6は、粉末の予熱、構築プラットフォーム2上に提供された粉末材料の溶融または融合、および／または既に融合された粉末材料の後熱処理に使用され得る電子ビームを生成するように構成される。電子ビーム銃6は、真空チャンバ20の第2部20bに設けられている。また、制御部8は、電子ビーム銃6から出射される電子ビームを制御および管理するために用いられてもよい。
【００２８】
電子ビーム光学系7は、非点収差補正のために、少なくとも1つの集束コイル、少なくとも1つの偏向コイル7、及び任意に少なくとも1つのコイルを含むことができる。
【００２９】
電子ビーム電源（図示せず）を制御ユニット8に電気的に接続してもよい。本発明の一実施形態において、電子ビーム銃6は、約15〜120kVの加速電圧を有し、3〜15kWの範囲のビームパワーを有する収束可能な電子ビームを生成することができる。粉末を1層ずつ溶融させて３次元物品を作製する場合、減圧室20の第1の部分20a内の気圧は、1×10-3ミリバール以下とすることができる。
【００３０】
電子ビーム発生カソードは、ウォルフラム、六ホウ化リチウム、六ホウ化ナトリウム、六ホウ化カリウム、六ホウ化ルビジウム、六ホウ化ルビジウム、六ホウ化セシウムまたは六ホウ化フランシウムのような六ホウ化アルカリ土類金属、または六ホウ化スカンジウム、六ホウ化イットリウム、六ホウ化ランタン、六ホウ化セリウム、六ホウ化セリウム、六ホウ化プラセオジミウム、六ホウ化ネオジミウム、六ホウ化プロメチウム、六ホウ化ユーロピウム、六ホウ化ガドリニウム、六ホウ化テルビウム、六ホウ化ジプロチウム、六ホウ化エルビウム、六ホウ化チリウム、六ホウ化イッテルビウム、六ホウ化ルテチウムなどのアルカリ土類金属でできている熱カソードであってよい。
【００３１】
電子ビームを、少なくとも1つの電子ビーム源からワークテーブルの上方に向けて、モデルに従って第1の選択された位置に融合させて、3次元物品の第1の断面を形成する一方、真空チャンバの第2の部分にガスを供給することができる。ビームは、制御ユニット8によって与えられる指示から構築プラットフォーム2の上方に向けられる。制御部8には、3次元物品の各層毎に電子ビームを制御する方法の指示が記憶されている。３次元物品3の第1の層は、粉末床5内で、または任意の開始プレート上で、取り外し可能であってもよい構築プラットフォーム2上に構築されてもよい。開始プレートは、構築プラットフォーム2上に直接配置されてもよいし、構築プラットフォーム2上に設けられた粉末床5の頂部に配置されてもよい。
【００３２】
更に別の実施例では、少なくとも第1の３次元物品の少なくとも第1の層内の少なくとも1つの走査ラインは、第1の電子ビーム源からの第1の電子ビームで融合され、少なくとも第1の３次元物品の第2の層内の少なくとも1つの走査ラインは、第2のエネルギービーム源からの第2のエネルギービームで融合される。
【００３３】
この実施形態の利点は、第2のエネルギービーム源が、電子ビーム源、レーザ源、または粉末材料を溶融するための任意の他の適切な手段であり得ることである。物品の異なる層は、異なるタイプのエネルギービーム特徴付けを必要とすることがある。この実施形態によって、製造される部品の異なる層のための異なるエネルギービーム源の間で切り替えることによって、材料特性を調整することも可能である。
【００３４】
第1の電子ビーム源は、粉末材料を溶融／融解するために使用されてもよく、一方、第2のエネルギービーム源は、粉末材料を予熱するために、または既に融解された粉末材料の後熱処理のために使用されてもよい。
【００３５】
第2のエネルギービーム源は、粉末材料を予熱するためのまたは既に溶融された粉末材料を後熱処理するための抵抗加熱器または赤外線加熱器であってもよい。
【００３６】
本発明の別の実施例では、少なくとも第1の３次元物品の少なくとも1つの層内の走査ラインは、第1の電子ビーム源からの第1の電子ビームで融合され、少なくとも第2の３次元物品の少なくとも1つの層内の走査ラインは、第2のエネルギービーム源からの第2のエネルギービームで融合される。本発明の方法により、2つの異なるエネルギービーム源、第1の3次元物品を融合するための第1のエネルギービーム源、及び第2の3次元物品を融合するための第2のエネルギービーム源で2つの3次元物品を同時に製造することが可能である。あるいは、第1および第2のエネルギービーム源は、第1および第2の３次元物品に対して交互に使用される。すなわち、第1および第2のエネルギービームは、第1および第2の３次元物品の両方において粉末層を融着するために使用される。
【００３７】
粉末ホッパ4、14は、構築タンク10内の構築プラットフォーム2上に設けるべき粉末材料を含む。粉末材料は、例えば、純金属またはチタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、Co−Cr合金、ニッケル基超合金などの金属合金であってもよい。
【００３８】
図1に示すように、2つの粉末ホッパの代わりに、1つの粉末ホッパのみを使用することができる。あるいは、粉末は、他の公知の方法によって提供されてもよく、例えば、高さ調節可能なプラットフォームの高さを調節することによって所定量の粉末を送達するための高さ調節可能なプラットフォームを備えた構築容器のそばに1つまたは2つの粉末貯蔵部が設けられてもよい。次に、粉末は、ドクターブレードまたは粉末レーキによって粉末容器から構築容器に掻き出される。
【００３９】
粉末分配器28は、粉末材料の薄層を構築プラットフォーム2上に置くように配置される。作業サイクルの間、構築プラットフォーム2は、真空チャンバ内の固定点に関連して、連続的に下降される。この移動を可能にするために、本発明の一実施形態では、構築プラットフォーム2は、垂直方向、すなわち、矢印Pによって示される方向に移動可能に配置され、これは、構築プラットフォーム2が、必要な厚さの第1の粉末材料層が置かれた初期位置で開始することを意味する。構築プラットフォーム2を下げる手段としては、例えば、ギア、調整ねじを備えたサーボエンジンを介することができる。サーボエンジンは、制御ユニット8に接続されてもよい。
【００４０】
第1の層、すなわち３次元物品の第1の層を製造するための粉末材料の融合が終了した後、第2の粉末層が構築プラットフォーム2上に提供される。第2の層の厚さは、第1の層が構築された位置に関連して構築プラットフォームが下降される距離によって決定されてもよい。第2の粉末層は、典型的には、前の層と同じ方法で分配される。しかしながら、同じ付加製造機械において、作業テーブル上に粉末を分配するための代替的な方法が存在し得る。例えば、第1の層は、第1の粉末分配器28によって、またはそれを介して提供されてもよく、第2の層は、別の粉末分配器によって提供されてもよい。粉末分配器の設計は、制御デバイス8からの指示に従って自動的に変更される。単一レーキシステムの形態の粉末分配器28、すなわち、1つのレーキが左粉末ホッパ4および右粉末ホッパ14の両方から落下する粉末を捕捉する場合、レーキはそのように設計を変更することができる。
【００４１】
構築プラットフォーム上に第2の粉末層を分散させた後、エネルギービームをワークテーブルの上方に向け、第2の粉末層を選択された位置に融着させて、３次元物品の第2の断面を形成する。第2の層の溶融部分は、第1の層の溶融部分に結合されてもよい。第1および第2の層の溶融部分は、最上層の粉末を溶融するだけでなく、最上層の直下の層の厚さの少なくとも一部を再溶融することによって、一緒に溶融することができる。
【００４２】
3次元物品の連続的な断面に対応する、粉末床の部分の連続的な融合によって形成される3次元物品は、3次元物品のモデルを提供するステップを含む。モデルは、CAD (Computer Aided Design)ツールを介して生成することができる。
【００４３】
第1の粉末層は、いくつかの方法に従って、粉末をワークテーブル上に均一に分配することによって、ワークテーブル316上に提供されてもよい。粉末を分配する1つの方法は、ホッパ306、307から落下した材料をレーキシステムによって集めることである。レーキは構築タンク上を移動し、それによって粉末を開始プレート上に分散させる。レーキの下部と開始プレートまたは前の粉末層の上部との間の距離が、開始プレート上に分配される粉末の厚さを決定する。粉末層の厚さは、構築プラットフォーム314の高さを調節することによって容易に調節することができる。
【００４４】
カメラ35は、感熱カメラであってもよく、IRカメラ、CCDカメラ、デジタルカメラ、CMOSカメラおよび／またはNIRカメラの形態であってもよい。図1において、カメラは、真空チャンバ20の第1セクション20aのルーフ上の電子ビーム源の横に配置されている。代替の実施形態では、カメラは、真空チャンバ20の第1セクションの側壁に配置されてもよい。さらに別の例示的な実施形態では、2つ以上のカメラを使用することができる。
【００４５】
図6Aは、疲労のないカソードから出る典型的なデフォーカスされた電子ビームスポット600の概略上面図を示す。電子ビームが適切に較正される場合、すなわち、カソード素子からターゲット面までの電子ビーム経路における光学誤差が、例えば、非点収差コイルの調整および／またはフィラメントの位置の調整および／またはコイルの位置の調整によって補償される場合、ターゲット面上の電子ビームのスポット600は、所定のサイズおよび形状であるべきである。
【００４６】
電子ビーム源フィラメントの疲労を検出する方法の第1のステップ242では、参照条件で電子ビーム源を固定する。基準状態では、フィラメントの温度は、所定の温度間隔内にある。フィラメントを所定の温度間隔に配置することによって、フィラメントは、特定の状況下で特徴的な電子放射率を有するべきである。ダイオード電子ビーム銃の場合、温度は電子ビーム電流の唯一の決定因子である。フィラメントの温度を変えることにより、電子ビーム電流を変化させることができる。三極管の場合、電子ビーム電流はフィラメントの温度に依存し、フィラメントとアノードの間に配置されたグリッド構造の電位にも依存する。電子ビーム源を基準状態に配置する場合、フィラメントの温度及び三極管の場合、グリッド構造の電位は所定のレベルになる。また、基準条件は、加速電圧が所定の値に設定され、すべてのビーム光学系が所定の設定を有してもよいことを意味してもよい。
【００４７】
電子ビーム源フィラメントの疲労を検出する方法の第2のステップ244では、フィラメントの電子放出をターゲット面上に再現するために、ターゲット面から所定の距離だけ電子ビーム源中でフィラメントから放出される電子ビームのフォーカス面を移動させる。移動は、フォーカス面がターゲット面の下方に所定の距離だけ配置されるように行われてもよい。そうすることによって、フィラメント電子放出の再現がターゲット面上に行われる。フォーカス面の移動距離は、電子ビームスポットの拡大係数を決定し、より大きな距離は、より大きな電子ビームスポットをもたらし得る。フォーカス面の移動は、電子ビーム光学系におけるフォーカスコイルの設定を変更することによって実行されてもよい。電子ビーム源の基準条件は、フォーカス面がターゲット面から所定の距離だけ移動されるように、フォーカスコイルの固定設定を含む。基準条件は、1つまたは複数の偏向コイルおよび1つまたは複数の非点収差コイルなど、ビーム光学系の他の部材の固定設定を含むこともできる。代替の実施形態では、フォーカス面は、ターゲット面を移動させることによって移動させることができる。付加製造では、ターゲット面は、粉末が層ごとに選択された位置に塗布され、融合される可動テーブルである。このようなデバイスでは、可動テーブルを所定の距離だけ上下に移動させるだけでフォーカス面を移動させることができる。
【００４８】
第3のステップ246では、フィラメントのターゲット面上への再生された電子放出の画像がカメラによって取得される。カメラは、ターゲット面に対して垂直に、またはターゲット面の角度で配置されてもよい。図6Bには、破線の輪郭を有する所望のスポット600と、ある種の疲労を有するフィラメントからの実際のスポット650の第1の例示的な実施形態とが示されている。図から分かるように、実際のスポット650は、所望のスポット600よりも小さく、実際のスポット650もまた、不規則な輪郭を有し、これは、形状がもはや完全な円の形態ではないことを意味する。不規則性は、疲労のためにフィラメントから除去されるフィラメントの部分によって、および／またはフィラメントに異物が堆積されることによって引き起こされ得る。
【００４９】
フィラメントのターゲット面上への再生された電子放出の画像は、ターゲット面の所定の位置への電子ビームの衝突の開始から所定の時間を取ることができる。所定の時間は、例えば、衝突の開始から0〜10msであってもよい。あるいは、熱平衡に達した後に画像を取得する。ターゲット面上への電子ビームの衝突の開始から熱平衡までの時間は、ターゲット面上で使用される材料に応じて、および材料が固体形態であるか粉末形態であるかに応じて、場合によって実験的に決定することができる。
【００５０】
図6Cには、所望のスポット（基準スポット）600と、同じ形状および直径を有するが、ターゲット面上のより冷たい領域を表す2つのアイランド660、670を有する実際のスポットとが示されている。これらのより冷たい領域またはアイランド660、670は、フィラメントの疲労および／またはフィラメントからの電子放出を妨げる材料の堆積を表す。アイランドは、ゼロ電子放出、または例えば最大電子放出の10％未満の減少した放出を有することができる。
【００５１】
第4のステップ248において、取得された画像は、ターゲット面上へのフィラメントの再生された電子放出の基準画像と比較される。
【００５２】
実際の画像と電子ビーム源の基準画像は同じ参照条件で比較される。すなわち、実際の画像は基準画像と同じ電子ビーム源の設定を有する。基準画像は、新規の場合にフィラメントで撮影された実際の画像であってもよいし、または電子ビーム銃の参照条件でスポットがどのように見えるべきかの模擬画像であってもよい。
【００５３】
第5のステップ250では、取得された画像内の光束が基準画像から所定値以上逸脱している場合に、フィラメントの疲労が検出される。光束は、所望のビームスポットの領域内の実際の画像のあらゆる位置における強度を分析することによって決定することができる。すなわち、1つは、実際のビームスポット内の所望のビームスポットの周囲の外側を見ていない。次いで、光束を得るために、全表面にわたって強度を積分する。これは、位置における画像の強度を最初に検出し、その後、所望の領域にわたる強度を積分することによって全ビームスポットの実際の光束を決定するコンピュータプログラムによって自動的に達成することができる。これは、ルーメンにおける実際の光束をもたらす。フィラメント疲労は、実際の光束が、基準画像内の所望の光束から所定値以上逸脱している場合に検出される。実際の画像における光束を決定するための同じ方法が、所望の画像における光束を決定するために実行されてもよい。代替の実施形態では、所望の光束は、実験的におよび／またはシミュレーションによって決定される所定の値に設定される。光束および／またはある値未満の発光面積は、PCA(主成分分析）、相対輝度および／または形状検出によって決定することができる。
【００５４】
本発明による別の実施例では、ターゲット面上へのフィラメントの再現された電子放出の取得画像における所定の放出値未満の電子放出の総面積が決定される。なお、所定の発光値は、最大発光の5％であってもよい。代替実施形態では、所定の放出値は、最大放出の2％である。取得された画像における所定の放出値未満の電子放出の総面積は、基準画像の境界内でのみ決定される。すなわち、基準画像を表す領域の外ではない。フィラメント疲労は、取得された画像内の光束が基準画像から所定の値を超えて逸脱している場合、および／または取得された画像内の所定の放出値未満の電子放出の総面積が所定の値を超えている場合に検出されてもよい。さらに別の例示的な実施形態では、所定の放出値はゼロ放出である。
【００５５】
この所定の領域は、第1の例示的な実施形態では、所望のビームスポット領域の5％とすることができる。別の例示的な実施形態では、所定の面積は、所望のビームスポット面積の10％である。さらに別の例示的な実施形態では、所定の面積は、所望のビームスポット面積の25％である。さらに別の例示的な実施形態では、所定の面積は、所望のビームスポット面積の50％である。
【００５６】
フィラメントの疲労を検出する発明の方法では、電子ビームスポットがターゲット面上に拡大される。ビームスポットの拡大は、同時にビームスポット内の欠陥の拡大ももたらす。拡大は、ビームスポットをターゲット面上にデフォーカスすることによって行われてもよく、それは、実際のフォーカスが所定の距離でターゲット面の下または上に配置されてもよいことを意味する、正のデフォーカスまたは負のデフォーカスであってもよい。スポットを拡大すると、ターゲット面の単位面積あたりのパワーが減少する。デフォーカス電子ビームは、ターゲット面を融解し始めることがあり、拡大ビームスポットは、分析をより効率的にする問題を有していない可能性がある。ターゲット面は、固体表面、例えば、付加製造における開始プレート、または付加製造における既に融合された上面であってもよい。ターゲット面は、粉末表面であってもよい。デフォーカスされた電子ビームスポットは、粉末分配器上に設けられた検出領域上に配置されてもよい。検出領域は、ビームスポットをチェックする目的のみで粉末分配器の上部に設けられた平坦な表面であってもよい。
【００５７】
付加製造において、達成されるべき最小のスポット直径は、100〜500μmの範囲であってもよく、電子ビーム電流は、10〜50mAの範囲であってもよく、加速電圧は約60kVであってもよい。スポットは、典型的には、その最小サイズから5又は10倍に拡大されてもよく、すなわち、所定の電流に対する最適フォーカスであり、その結果、直径約数mmのデフォーカスされたビームがもたらされる。関心のあるスポットは、偏向されていないスポットであってもよい。明らかに、ターゲット上の任意の他の位置を使用してもよいが、中心位置以外の全ての位置は偏向電子ビームを使用しており、これは、歪みが偏向コイルから導入され得ることを意味する。偏向されていない位置を使用することにより、1つは、偏向コイルシステムによって導入された欠陥を除去する。上述したように、任意の形状のビームを基準として使用することができる。説明を簡単にするために、参照ビームスポット形状を完全な円として例示するように選択したが、これは、例えば、粉末材料を層ごとに融合させることによって３次元物品を形成するための付加的な電子ビーム融解用途における所望のスポット形状であってもよい。他の用途および／または状況は、ターゲット形状として別のビーム形状を有してもよい。
【００５８】
上述の説明では、拡大ビームスポットを参照し、参照および実際の検出の両方として使用している。しかしながら、拡大は、フォーカス面の移動の結果である。フォーカス面をターゲット面の下に移動すると、電子ビームのクロスオーバーではなく、カソードまたはフィラメント面がイメージされる。拡大係数は、対象となる特定の機械における個々の距離、すなわちクロスオーバー、フォーカスコイル、およびターゲット面間の距離に依存する。
【００５９】
検出された画像の中の所定の発光値より下の発光の領域は、ビットマップ画像またはグレースケール画像の中の領域を計数することによって決定され得る。
【００６０】
本発明の別の実施例では、検出された放射領域を所定の放射値未満に重み付けするさらなるステップが提供される。ビームスポットの中心により近い所定の発光値よりも低い発光を有する領域は、ビームスポットの周辺における所定の発光値よりも低い発光の領域よりも悪いと見なすことができる。重み係数は、例えば1から2または1から5になるように、周辺から中心に向かって連続的に増加することができる。
【００６１】
電子ビーム源の基準条件は、例示的な実施形態において、電子ビーム電流が比較的低い、すなわち1〜5mAの間隔であることを意味してもよい。フィラメントの温度は、可能な限り低くてもよく、すなわち、電子放出が始まっている温度のすぐ上であってもよい。
【００６２】
さらに別の例示的な実施形態では、放出値が所定の値未満である検出スポットの領域を、フィラメントの残存寿命に変換することができる。更に別の実施例では、所定の発光値及び／又は検出されたビームスポットの光束を下回る発光値の領域は、カソード素子の残りの寿命に変換することができる。この寿命の決定は、使用されるカソードが所望される限り長く持続するかどうかを見るために、構築中に連続的に行われてもよいが、構築前に行われてもよい。これは、フィラメントが３次元物品を製造するためにより長い期間使用されることになる付加製造において特に有益であり得る。
【００６３】
LaC2またはTiで汚染されたフィラメントの場合、検出されたスポットの面積は減少し、残りの領域は、基準画像と比較してより低い光束を有する。
【００６４】
LaB203で汚染されたフィラメントでは、光量フラックスが基準画像と比較して減少し、光量は放出面で大きく変化する場合がある。このタイプの汚染は、検出された場合、新しいまたは比較的新しいフィラメントのために燃え尽きることがある。
【００６５】
例示的な実施形態において、光束が基準値の50％を下回る場合、フィラメントを新しいものに切り替える時期である。この基準値の50％光束は、電子銃を使用する前に予測することができる。使用中に50％の光束が出現すると予想される場合は、電子ビーム源の使用を開始する前にカソードを交換すべきである。
【００６６】
本発明の別の態様では、本明細書で説明する方法を実施するためにコンピュータ上で実行されるときに構成され配置されるプログラム要素が提供される。プログラム要素は、コンピュータ可読記憶媒体にインストールされてもよい。コンピュータ可読記憶媒体は、本明細書の他の箇所で説明される制御ユニットのうちの任意の1つ、または、所望に応じて、別の別個の制御ユニットであってもよい。コンピュータ可読記憶媒体およびプログラム要素は、そこに具体化されたコンピュータ可読プログラムコード部分を含み得、さらに、非一時的なコンピュータプログラム製品内に含まれ得る。これらの特徴および構成に関するさらなる詳細は、以下に提供される。
【００６７】
上述のように、本発明の様々な実施形態は、非一時的なコンピュータプログラム製品を含む様々な方法で実施することができる。コンピュータプログラム製品は、アプリケーション、プログラム、プログラムモジュール、スクリプト、ソースコード、プログラムコード、オブジェクトコード、バイトコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、マシンコード、実行可能命令、および／またはこれらに類するもの（本明細書では、実行可能命令、実行用命令、プログラムコード、および／または本明細書で互換的に使用される同様の用語とも呼ぶ）を格納する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。このような非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、すべてのコンピュータ可読媒体（揮発性媒体および不揮発性媒体を含む）を含む。
【００６８】
一実施形態では、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、ソリッドステートストレージ(SSS)(例えば、ソリッドステートドライブ（SSD）、ソリッドステートカード（SSC）、ソリッドステートモジュール（SSM））、エンタープライズフラッシュドライブ、磁気テープ、または任意の他の非一時的磁気媒体などを含むことができる。不揮発性コンピュータ可読記憶媒体はまた、パンチカード、紙テープ、光学マークシート（または、穴または他の光学的に認識可能なしるしのパターンを有する任意の他の物理媒体）、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（CD-ROM）、書き換え可能コンパクトディスク（CD-RW）、デジタル多用途ディスク（DVD）、ブルーレイディスク（BD）、任意の他の非一時的光学媒体などを含んでもよい。このような不揮発性コンピュータ読取り可能記憶媒体は、読取り専用メモリ、プログラム可能読取り専用メモリ、消去可能プログラム可能読取り専用メモリ、電気的消去可能プログラム可能読取り専用メモリ、フラッシュメモリ、マルチメディアメモリカード、セキュアデジタルメモリカード、スマートメディアカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、メモリスティック等を含むこともできる。さらに、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、導電性ブリッジングランダムアクセスメモリ（CBRAM）、相変化ランダムアクセスメモリ（PRAM）、強誘電性ランダムアクセスメモリ（FeRAM）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（NVRAM）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（MRAM）、抵抗性ランダムアクセスメモリ（RRAM）、酸化シリコン窒化酸化シリコンメモリ（SONOS）、フローティングジャンクションゲートランダムアクセスメモリ(FJG RAM)、ミリペッドメモリ、レーストラックなどを含んでいてもよい。
【００６９】
一実施形態では、揮発性コンピュータ読取り可能記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ、ダイナミックランダムアクセスメモリ、スタティックランダムアクセスメモリ、ファストページダイナミックランダムアクセスメモリ、拡張データアウトダイナミックランダムアクセスメモリ、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ、ダブルデータレート同期ランダムアクセスメモリ、ダブルデータレートタイプ2同期ランダムアクセスメモリ、ダブルデータレートタイプ2同期ランダムアクセスメモリ、DDR2 SDRAM、ダブルデータレートタイプ3同期ランダムアクセスメモリ、RDR3 SDRAM、Rambusダイナミックランダムアクセスメモリ、TRAM、TTRAM、サイリスタRAM、T−RAM、ゼロコンデンサ（T−RAM）、Rambusインラインメモリモジュール、デュアルインラインメモリモジュール（DIMM）、シングルインラインメモリモジュール（DIMM）、ビデオランダムアクセスメモリ、VRAM、キャッシュメモリ（種々のレベルを含む）、フラッシュメモリ、レジスタメモリなどを含む。実施形態がコンピュータ可読記憶媒体を使用するように説明される場合、他のタイプのコンピュータ可読記憶媒体が、上述のコンピュータ可読記憶媒体の代わりに使用されてもよく、またはそれに加えて使用されてもよいことが理解されるであろう。
【００７０】
理解されるように、本発明の様々な実施形態は、本明細書の他の箇所で説明したように、方法、デバイス、システム、演算デバイス、演算エンティティなどとして実施することもできる。したがって、本発明の実施形態は、特定のステップまたは動作を実行するために、コンピュータ可読記憶媒体上に記憶された命令を実行するデバイス、システム、演算デバイス、演算エンティティ、および／または同様のものの形態をとることができる。しかし、本発明の実施形態は、特定のステップまたは動作を実行する完全にハードウェアの形態をとることもできる。
【００７１】
様々な実施形態が、デバイス、方法、システム、および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図を参照して以下に記載される。ブロック図およびフローチャート図のいずれかの各ブロックは、それぞれ、コンピュータプログラム命令によって、例えば、演算システム内のプロセッサ上で実行される論理ステップまたは動作として、部分的に実装され得ることを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、専用コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理デバイスのようなコンピュータにロードされて、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理デバイス上で実行される命令が、1つまたは複数のフローチャートブロックで指定された機能を実装するように、特別に構成された機械を生成することができる。
【００７２】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理デバイスに特定の方法で機能するように命令することができるコンピュータ可読メモリに記憶されてもよく、その結果、コンピュータ可読メモリに記憶された命令は、フローチャートブロックまたはブロックで指定された機能を実現するためのコンピュータ可読命令を含む製品を製造する。コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理デバイス上にロードされて、コンピュータまたは他のプログラマブルデバイス上で実行される命令が、フローチャートの1つまたは複数のブロックで指定された機能を実装するための動作を提供するように、コンピュータまたは他のプログラマブルデバイス上で一連の動作ステップを実行させて、コンピュータ実装プロセスを生成することができる。
【００７３】
したがって、ブロック図およびフローチャート図のブロックは、指定された機能を実行するための様々な組合せ、指定された機能を実行するための動作の組合せ、および指定された機能を実行するためのプログラム命令をサポートする。また、ブロック図およびフローチャート図の各ブロック、ならびにブロック図およびフローチャート図のブロックの組合せは、指定された機能または動作を実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステム、または専用ハードウェアとコンピュータ命令との組合せによって実施できることを理解されたい。
【００７４】
図3は、本発明の様々な実施形態に関連して使用することができる例示的なシステム320のブロック図である。少なくとも図示された実施形態では、システム320は、全て1つ以上のネットワーク130を介して中央サーバ200（または制御ユニット）と通信するように構成された、1つ以上の中央演算デバイス110、1つ以上の分散演算デバイス120、および1つ以上の分散ハンドヘルドまたはモバイルデバイス300を含むことができる。図3は、様々なシステムエンティティを別個のスタンドアロンエンティティとして示すが、様々な実施形態は、この特定のアーキテクチャに限定されない。
【００７５】
本発明の様々な実施形態によれば、1つまたは複数のネットワーク130は、いくつかの第2世代（2G）、2．5G、第3世代（3G）、および／または第4世代（4G）移動通信プロトコルなどのうちの任意の1つまたは複数に従って通信をサポートすることが可能であり得る。より詳細には、1つ以上のネットワーク130は、第2世代無線通信プロトコルIS−136（TDMA）、GSM（登録商標）、およびIS−95（CDMA）に従った通信をサポートすることができる。また、例えば、1つ以上のネットワーク130は、2．5G無線通信プロトコルGPRS、Enhanced Data GSM Environment (EDGE)等による通信をサポートすることができる。さらに、例えば、1つ以上のネットワーク130は、広帯域符号分割多元接続（WCDMA（登録商標））無線アクセス技術を使用するユニバーサルモバイル電話システム（UMTS）ネットワークのような3G無線通信プロトコルに従った通信をサポートすることができる。いくつかの狭帯域AMPS (NAMPS)、ならびにTACSネットワーク（複数可）も、デュアルモードまたはより高いモードの移動局（例えば、デジタル／アナログまたはTDMA／CDMA／アナログ電話機）がそうであるように、本発明の実施形態から利益を得ることができる。さらに別の例として、システム320の各構成要素は、例えば、無線周波数、Bluetooth、赤外線（IrDA）、または有線または無線パーソナルエリアネットワーク（PAN）、ローカルエリア・ネットワーク（LAN）、メトロポリタンエリア・ネットワーク（MAN）、ワイドエリアネットワーク（WAN）などを含む多数の異なる有線または無線ネットワーク技術のいずれかにしたがって互いに通信するように構成されてもよい。
【００７６】
デバイス110〜300は、図3では、同じネットワーク130を介して互いに通信するものとして示されているが、これらのデバイスは、同様に、複数の別個のネットワークを介して通信することができる。
【００７７】
一実施形態によれば、サーバ200からデータを受信することに加えて、分散デバイス110、120、および／または300は、それ自体でデータを収集し、送信するようにさらに構成され得る。様々な実施形態では、デバイス110、120、および／または300は、キーパッド、タッチパッド、バーコードスキャナ、無線周波数識別（RFID）リーダ、インターフェースカード（例えば、モデムなど）、または受信機などの1つまたは複数の入力ユニットまたはデバイスを介してデータを受信することが可能であり得る。デバイス110、120、および／または300は、さらに、1つまたは複数の揮発性または不揮発性メモリモジュールにデータを格納し、たとえば、デバイスを操作するユーザにデータを表示することによって、またはたとえば1つまたは複数のネットワーク130を介してデータを送信することによって、1つまたは複数の出力ユニットまたはデバイスを介してデータを出力することが可能であり得る。
【００７８】
様々な実施形態では、サーバ200は、本明細書でより詳細に示され、説明されるものを含む、本発明の様々な実施形態による1つまたは複数の機能を実行するための様々なシステムを含む。しかし、サーバ200は、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、1つまたは複数の同様の機能を実行するための様々な代替デバイスを含むことができることを理解されたい。例えば、特定の実施形態では、サーバ200の少なくとも一部は、特定のアプリケーションに望ましい場合があるように、分散デバイス110、120、および／またはハンドヘルドデバイスまたはモバイルデバイス300上に位置することができる。以下でさらに詳細に説明するように、少なくとも1つの実施形態では、ハンドヘルドまたはモバイルデバイス300は、サーバ200との通信のためのユーザインターフェースを提供するように構成され得る1つまたは複数のモバイルアプリケーション330を含むことができ、すべては、同様に以下でさらに詳細に説明する。
【００７９】
図4は、様々な実施形態によるサーバ200の概略図である。サーバ200は、システムインターフェースまたはバス235を介してサーバ内の他の要素と通信するプロセッサ230を含む。また、サーバ200には、データを受信して表示するための表示／入力デバイス250が含まれる。この表示／入力デバイス250は、例えば、モニタと組み合わせて使用されるキーボードまたはポインティングデバイスであってもよい。サーバ200は更にメモリ220を含み、これは典型的にはリードオンリーメモリ(ROM)226およびランダムアクセスメモリ222の両方を含む。サーバのROM226は、サーバ200内の要素間で情報を転送するのに役立つ基本ルーチンを含む基本入出力システム224を記憶するために使用される。ここでは、種々のROMおよびRAM構成について前述した。
【００８０】
さらに、サーバ200は、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、CD−ROMドライブ、または光ディスクドライブのような、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、またはCD−ROMディスクのような様々なコンピュータ可読媒体に情報を格納するための、少なくとも1つの記憶デバイスまたはプログラム記憶デバイス210を含む。当業者には理解されるように、これらの記憶デバイス210の各々は、適切なインターフェースによってシステムバス235に接続される。記憶デバイス210およびそれらの関連するコンピュータ可読媒体は、パーソナルコンピュータのための不揮発性記憶デバイスを提供する。当業者によって理解されるように、上記のコンピュータ可読媒体は、当技術分野で知られている任意の他のタイプのコンピュータ可読媒体によって置き換えることができる。このような媒体としては、例えば、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、およびベルヌーイカートリッジが挙げられる。
【００８１】
図示されていないが、実施形態によれば、サーバ200の記憶デバイス210および／またはメモリは、サーバ200によってアクセスされ得る履歴データおよび／または現在の配送データおよび配送条件を記憶することができるデータ記憶デバイスの機能をさらに提供することができる。この点に関して、記憶デバイス210は、1つまたは複数のデータベースを備えることができる。「データベース」という用語は、リレーショナルデータベース、階層データベース、またはネットワークデータベースなどを介してコンピュータシステムに格納されるレコードまたはデータの構造化された集合を指し、制限的な方法で解釈されるべきではない。
【００８２】
例えば、プロセッサ230によって実行可能な1つ以上のコンピュータ可読プログラムコード部分を含む多数のプログラムモジュール（例えば、例示的モジュール400〜700）は、種々の記憶デバイス210によって、およびRAM222内に記憶することができる。そのようなプログラムモジュールは、オペレーティングシステム280を含むこともできる。これらの実施形態および他の実施形態では、様々なモジュール400、500、600、700は、プロセッサ230およびオペレーティングシステム280の助けを借りて、サーバ200の動作の特定の態様を制御する。さらに他の実施形態では、本発明の範囲および性質から逸脱することなく、1つまたは複数の追加および／または代替のモジュールを提供することもできることを理解されたい。
【００８３】
様々な実施形態では、プログラムモジュール400、500、600、700は、サーバ200によって実行され、システム320の様々なユーザにアクセス可能かつ／または送信可能な1つ以上のグラフィカルユーザインタフェース、レポート、命令、および／または通知／または警告を生成するように構成される。特定の実施形態では、ユーザインタフェース、レポート、命令、および／または通知／警告は、前述したように、インターネットまたは他の実現可能な通信ネットワークを含むことができる1つ以上のネットワーク130を介してアクセス可能である。
【００８４】
様々な実施形態では、モジュール400、500、600、700のうちの1つまたは複数は、デバイス110、120、および／または300のうちの1つまたは複数に代替的におよび／または追加的に（たとえば、重複して）ローカルに格納されてもよく、そのうちの1つまたは複数のプロセッサによって実行されてもよいことも理解されたい。様々な実施形態によれば、モジュール400、500、600、700は、1つまたは複数の別個の、リンクされた、および／またはネットワーク化されたデータベースから構成されてもよい、1つまたは複数のデータベースに含まれるデータを送信し、そこからデータを受信し、そこに含まれるデータを利用してもよい。
【００８５】
また、サーバ200内には、1つ以上のネットワーク130の他の要素とインターフェースし通信するためのネットワーク・インターフェース260が設けられている。当業者であれば、1つまたは複数のサーバ200コンポーネントが、他のサーバコンポーネントから地理的に離れて配置されてもよいことを理解するであろう。さらに、サーバ200の構成要素のうちの1つまたは複数を組み合わせることができ、かつ／または本明細書で説明する機能を実行する追加の構成要素をサーバに含めることもできる。
【００８６】
上記では、単一のプロセッサ230について説明したが、当業者には理解されるように、サーバ200は、本明細書で説明した機能を実行するために互いに連携して動作する複数のプロセッサを備えることができる。メモリ220に加えて、プロセッサ230は、データ、コンテンツなどを表示、送信および／または受信するための、少なくとも1つのインターフェースまたは他の手段に接続することもできる。この点において、インターフェースは、データ、コンテンツ等を送信および／または受信するための少なくとも1つの通信インターフェースまたは他の手段、ならびに、以下でさらに詳細に説明するように、ディスプレイおよび／またはユーザ入力インターフェースを含むことができる少なくとも1つのユーザインターフェースを含むことができる。次に、ユーザ入力インターフェースは、エンティティがユーザからデータを受信することを可能にする、キーパッド、タッチディスプレイ、ジョイスティック、または他の入力デバイスなど、いくつかのデバイスのうちの任意のものを備えることができる。
【００８７】
さらに、「サーバ」200を参照するが、当業者には理解されるように、本発明の実施形態は、慣例的に定義されたサーバアーキテクチャに限定されない。さらに、本発明の実施形態のシステムは、単一のサーバ、または同様のネットワークエンティティまたはメインフレームコンピュータシステムに限定されない。本明細書で説明される機能を提供するために互いに関連して動作する1つまたは複数のネットワークエンティティを含む他の同様のアーキテクチャを、本発明の実施形態の思想および範囲から逸脱することなく同様に使用することができる。例えば、サーバ200に関連して本明細書で説明される機能を提供するために互いに協働する2つ以上のパーソナルコンピュータ（PC）、同様の電子デバイス、またはハンドヘルドポータブルデバイスのメッシュネットワークを、本発明の実施形態の思想および範囲から逸脱することなく同様に使用することができる。
【００８８】
様々な実施形態によれば、プロセスの多くの個々のステップは、本明細書で説明されるコンピュータシステムおよび／またはサーバを利用して実行されてもよいし、されなくてもよく、コンピュータ実装の程度は、1つまたは複数の特定のアプリケーションにとって望ましい、および／または有益であり得るように、変化してもよい。
【００８９】
図5は、本発明の様々な実施形態に関連して使用することができるモバイルデバイス300を代表する例示的な概略図を提供する。モバイルデバイス300は、様々な関係者によって操作されることができる。図5に示すように、移動デバイス300は、アンテナ312と、送信機304（例えば、無線機）と、受信機306（例えば、無線機）と、送信機304および受信機306にそれぞれ信号を供給し、これらから信号を受信する処理要素308とを含んでもよい。
【００９０】
送信機304および受信機306にそれぞれ提供され、受信される信号は、サーバ200、分散デバイス110、120などの様々なエンティティと通信するために、適用可能なワイヤレスシステムのエアインターフェース規格に従ってシグナリングデータを含むことができる。この点に関して、モバイルデバイス300は、1つまたは複数のエアインターフェース規格、通信プロトコル、変調タイプ、およびアクセスタイプで動作することが可能であり得る。より具体的には、モバイルデバイス300は、いくつかのワイヤレス通信規格およびプロトコルのうちのいずれかに従って動作し得る。特定の実施形態において、モバイルデバイス300は、GPRS、UMTS、CDMA2000、1xRTT、WCDMA、TD−SCDMA、LTE、E−UTRAN、EVDO、HSPA、HSDPA、Wi−Fi、WiMAX、UWB、IRプロトコル、Bluetooth（登録商標）プロトコル、USBプロトコル、および／または他の任意の無線プロトコルなど、複数の無線通信規格およびプロトコルに従って動作してもよい。
【００９１】
これらの通信規格およびプロトコルを介して、モバイルデバイス300は、様々な実施形態によれば、非構造化補足サービスデータ（USSD）、ショートメッセージサービス（SMS）、マルチメディアメッセージングサービス（MMS）、デュアルトーンマルチ周波数シグナリング（DTMF）、および／または加入者識別モジュールダイアラ（SIMダイアラ）などの概念を使用して、様々な他のエンティティと通信することができる。モバイルデバイス300は、例えば、そのファームウェア、ソフトウェア（例えば、実行可能命令、アプリケーション、プログラムモジュールを含む）、およびオペレーティングシステムに、変更、アドオン、および更新をダウンロードすることもできる。
【００９２】
一実施形態によれば、モバイルデバイス300は、位置決定デバイスおよび／または機能を含むことができる。例えば、モバイルデバイス300は、例えば、緯度、経度、高度、ジオコード、コース、および／または速度データを取得するように適合されたGPSモジュールを含み得る。一実施形態では、GPSモジュールは、ビュー中の衛星の数及びそれらの衛星の相対位置を識別することによって、エフェメリスデータとして時に知られるデータを取得する。
【００９３】
モバイルデバイス300はまた、ユーザインターフェース（処理要素308に結合されたディスプレイ316を含むことができる）および／またはユーザ入力インターフェース（処理要素308に結合された）を備えることができる。ユーザ入力インターフェースは、キーパッド318（ハードまたはソフト）、タッチディスプレイ、音声またはモーションインターフェース、または他の入力デバイスなど、モバイルデバイス300がデータを受信することを可能にするいくつかのデバイスのうちの任意のものを備えることができる。キーパッド318を含む実施形態では、キーパッドは、従来の数字キー（0〜9）および関連するキー（＃、＊）、ならびにモバイルデバイス300を操作するために使用される他のキーを含むことができ、完全な英数字キーのセット、または完全な英数字キーのセットを提供するためにアクティブ化することができるキーのセットを含むことができる。入力を提供することに加えて、ユーザ入力インターフェースは、例えば、スクリーンセーバ及び／又はスリープモードのような特定の機能を起動又は停止するために使用することができる。
【００９４】
モバイルデバイス300はまた、埋め込み可能および／または取り外し可能であり得る、揮発性ストレージまたはメモリ322および／または不揮発性ストレージまたはメモリ324を含み得る。例えば、不揮発性メモリは、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、MMC、SDメモリカード、メモリスティック、CBRAM、PRAM、FeRAM、RRAM（登録商標）、SONOS、レースラックメモリ等であってもよい。揮発性メモリは、RAM、DRAM、SRAM、FPM DRAM、EDO DRAM、SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、RDRAM、RIMM、DIMM、SIMM、VRAM、キャッシュメモリ、レジスタメモリ等であり得る。揮発性および不揮発性記憶デバイスまたはメモリは、データベース、データベースインスタンス、データベースマッピングシステム、データ、アプリケーション、プログラム、プログラムモジュール、スクリプト、ソースコード、オブジェクトコード、バイトコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、マシンコード、実行可能命令などを記憶して、モバイルデバイス300の機能を実現することができる。
【００９５】
モバイルデバイス300は、カメラ326およびモバイルアプリケーション330のうちの1つまたは複数を含むこともできる。カメラ326は、様々な実施形態に従って、追加および／または代替のデータ収集機能として構成されてもよく、それによって、1つまたは複数のアイテムが、カメラを介してモバイルデバイス300によって読み取られ、記憶され、および／または送信されてもよい。モバイルアプリケーション330は、様々なタスクをモバイルデバイス300で実行することができる機能をさらに提供することができる。モバイルデバイス300およびシステム320全体の1人または複数のユーザにとって望ましいように、さまざまな構成を提供することができる。
【００９６】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内で多くの変更が可能である。そのような修正は、例えば、例示された電子ビームとは異なるエネルギービーム源、例えばレーザビームを使用することを含むことができる。導電性ポリマーおよび導電性セラミックの粉末の非限定的な例など、金属粉末以外の他の材料を使用してもよい。実際、当業者は、本発明の様々な実施形態を、文字通りに説明されていないが、それにもかかわらず添付の特許請求の範囲によって包含される方法で修正するために、前述の本文に含まれる情報を使用することができ、それは、実質的に同じ結果に達するために実質的に同じ機能を達成するためである。したがって、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されず、修正および他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。本明細書で特定の用語を用いているが、包括的かつ説明のためにのみ用いており、限定するためではない。
【図１】
2021502670.tif 000003
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
2021502670.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年6月25日(2020.6.25)
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビーム源における電子ビームのフィラメントの疲労を検出する方法であって、
ａ．ワークテーブル上の前記電子ビーム源から発するビームスポットを所定の最小サイズに拡大し、
ｂ．カメラによって前記ワークテーブル上のビームスポットの画像を取得し、
ｃ．前記ビームスポットの取得した前記画像を基準画像と比較し、
ｄ．取得した前記画像が前記基準画像から所定の値よりも逸脱している場合にフィラメントの疲労を検出する、
方法。
【請求項２】
前記基準画像と取得した前記画像との間の前記逸脱は、サイズ、形状、または強度のうちの1つまたは複数である、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記ビームスポットは、前記電子ビームをデフォーカスすることによって拡大される、請求項1または請求項2に記載の方法。
【請求項４】
前記所定の最小サイズは、１００〜５００μmである、請求項1〜請求項3のいずれか1項に記載の方法。
【請求項５】
ｅ．フィラメントの疲労を検出した場合に、フィラメントを所定の温度に所定の時間加熱し、
ｆ．a〜dを繰り返す、
ことをさらに含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
電子ビーム源からの電子ビームで融着されて物品を形成する粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって３次元物品を形成する方法であって、
請求項1に記載の電子ビームのフィラメントの疲労を検出する方法をさらに含む、
方法。
【請求項７】
前記フィラメントの疲労を検出する方法は、前記３次元物品の準備が整ったときに実行される、請求項6に記載の方法。
【請求項８】
前記方法は、３次元物品のモデルを受信し、1つ以上のメモリ記憶領域内に記憶することをさらに含み、
少なくとも前記電子ビームを方向付けることは、1つ以上のコンピュータプロセッサの実行を介して行われる、
請求項１に記載の方法。
【請求項９】
電子ビーム源における電子ビームのフィラメントの疲労を検出する方法をコンピュータ上で実行する際に構成されるプログラム要素であって、
前記方法は、
ａ．ワークテーブル上の前記電子ビーム源から発するビームスポットを所定の最小サイズに拡大し、
ｂ．カメラによって前記ワークテーブル上のビームスポットの画像を取得し、
ｃ．前記ビームスポットの取得した前記画像を基準画像と比較し、
ｄ．取得した前記画像が前記基準画像から所定の値よりも逸脱している場合にフィラメントの疲労を検出する、
ことを含む、
プログラム要素。
【請求項１０】
請求項9に記載のプログラム要素を記憶した非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１１】
電子ビーム源における電子ビームのフィラメントの疲労を検出するデバイスであって、
ａ．ワークテーブル上の前記電子ビーム源から発するビームスポットを所定の最小サイズに拡大する手段と、
ｂ．前記ワークテーブル上のビームスポットの画像を取得するカメラと、
ｃ．前記ビームスポットの取得した前記画像を基準画像と比較する比較ユニットと、
を含み、
取得した前記画像が前記基準画像から所定の値よりも逸脱している場合にフィラメントの疲労を検出する、
デバイス。
【請求項１２】
前記基準画像と取得した前記画像との間の前記逸脱は、サイズ、形状、または強度のうちの1つまたは複数である、請求項11に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記電子ビームの前記ビームスポットをデフォーカスする手段は、少なくとも1つのフォーカスレンズである、請求項11または請求項12に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記所定の最小サイズは、１００〜５００μmである、請求項11〜請求項13のいずれか1項に記載のデバイス。
【請求項１５】
コンピュータ可読プログラムコード部分を含む少なくとも１つのコンピュータ可読記憶媒体を含む非一時的コンピュータプログラム製品であって、
前記コンピュータ可読プログラムコード部分は、
電子ビーム源から発するビームスポットをワークテーブル上で所定の最小サイズに拡大するように構成された実行可能部分と、
カメラによって、前記ワークテーブル上の前記ビームスポットの画像を取得するように構成された実行可能部分と、
取得した前記画像が基準画像から所定の値を超えて逸脱している場合にフィラメント疲労を検出するように構成された実行可能部分と、
を含む、
非一時的コンピュータプログラム製品。
【国際調査報告】
2021502670.tif 000011
2021502670.tif 000012
2021502670.tif 000013