(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔構造及び不完全な溶融を導入せずに粉末床の部分の連続的溶融によって、少なくとも１つの３次元物品を形成する方法であって、前記部分は前記３次元物品の連続的な断面に対応し、前記方法は、
ワークテーブル上に均等に分配された第１の粉末層を塗布するステップと、
前記３次元物品の第１の断面を形成するために、前記第１の粉末層を、前記少なくとも１つの３次元物品の対応するモデルに従って第１の選択された位置において溶融させるように第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームを前記ワークテーブルに向けるステップであって、前記第１のエネルギービームは第１の方向に２つ以上の平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成される、ステップと、
前記第１の粉末層を溶融するために使用される前記２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、前記２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するステップと、
前記第１の粉末層上の走査速度、エネルギービーム・パワー、又はエネルギービーム・スポットサイズの中の少なくとも１つを前記２つの隣接する走査線に対して一定に保つステップと、
を備え、
前記２つの隣接する走査線間の前記距離は、前記決定された前記距離が、所定の値より短いときに、前記隣接する走査線の少なくとも１つの長さが大きくなるに従って大きくなる、
方法。
【請求項２】
前記距離は、前記２つの隣接する走査線の平均の長さの関数、前記２つの隣接する走査線の中の最長の関数、又は前記２つの隣接する走査線の中の最短の関数の中の少なくとも１つに基づいて決定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
隣接する走査線間の前記距離は、前記隣接する走査線の一方又は両方の中の少なくとも１つが所定の値より長い場合、一定である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記２つの隣接する走査線間の前記距離は、所定の値までは前記２つの隣接する走査線の平均の長さの関数、又は前記所定の値までは前記２つの隣接する走査線の中の最短の走査線の長さの関数のうちの少なくとも一方の関数として線形的に変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
エネルギービームは、電子ビーム又はレーザビームの中の少なくとも１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
少なくとも１つの３次元物品の少なくとも１つの層における前記走査線は直線である、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの３次元領域の少なくとも１つの層における前記走査線は蛇行線である、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも第１の領域における前記隣接する走査線は、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービーム及び第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溶融される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１のエネルギービームは、第１の電子ビーム源から放射しており、前記第２のエネルギービームは、第１のレーザビーム源から放射している、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１のエネルギービームは、第１の電子ビーム源から放射しており、前記第２のエネルギービームは、第２の電子ビーム源から放射している、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１のエネルギービームは、第１のレーザビーム源から放射しており、前記第２のエネルギービームは、第２のレーザビーム源から放射している、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１及び第２のエネルギービームは、前記隣接する走査線を同時に溶融するように構成される、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
前記２つの隣接する走査線間の前記距離は、所定の値までは前記２つの隣接する走査線の平均の長さの関数として線形的に変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記２つの隣接する走査線間の前記距離は、所定の値までは前記２つの隣接する走査線の中の最短の走査線の関数として線形的に変化する、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
コンピュータ上で実行される時に、多孔構造及び不完全な溶融を導入せずに粉末床の部分の連続的溶融によって、少なくとも１つの３次元物品を形成する方法を実施するように構成及び配置されるプログラム要素であって、前記部分は前記３次元物品の連続的な断面に対応し、前記方法は、
ワークテーブル上に均等に分配された第１の粉末層を塗布するステップと、
前記３次元物品の第１の断面を形成するために、前記第１の粉末層を前記少なくとも１つの３次元物品の対応するモデルに従って第１の選択された位置において溶融させるように第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームを前記ワークテーブルに向けるステップであって、前記第１のエネルギービームは第１の方向に２つ以上の平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成される、ステップと、
前記第１の粉末層を溶融するために使用される前記２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、前記２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するステップと、
前記第１の粉末層上の走査速度、エネルギービーム・パワー、又はエネルギービーム・スポットサイズの中の少なくとも１つを前記２つの隣接する走査線に対して一定に保つステップと、
を備え、
前記２つの隣接する走査線間の前記距離は、前記決定された前記距離が、所定の値より短いときに、前記隣接する走査線の少なくとも１つの長さが大きくなるに従って大きくなる、
プログラム要素。
【請求項１６】
請求項１５に記載のプログラム要素を格納した非一時的コンピュータ可読媒体。
【請求項１７】
統合されるコンピュータ可読プログラムコード部分を有する少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備える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、
ワークテーブル上に均等に分配された第１の粉末層の塗布を指示するように構成される実行可能部分と、
３次元物品の第１の断面を形成するために、前記第１の粉末層を前記少なくとも１つの前記３次元物品の対応するモデルに従って第１の選択された位置において溶融させるように第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームを前記ワークテーブルに向けるように構成される実行可能部分であって、前記第１のエネルギービームは第１の方向に２つ以上の平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成される、実行可能部分と、
多孔構造及び不完全な溶融を導入せずに前記第１の粉末層を溶融するために使用される前記２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、前記２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するように構成される実行可能部分と、
前記第１の粉末層上の走査速度、エネルギービーム・パワー、又はエネルギービーム・スポットサイズの中の少なくとも１つを前記２つの隣接する走査線に対して一定に保つように構成される実行可能部分と、
を備え、
前記２つの隣接する走査線間の前記距離は、前記決定された前記距離が、所定の値より短いときに、前記隣接する走査線の少なくとも１つの長さが大きくなるに従って大きくなる、
非一時的コンピュータプログラム製品。
【請求項１８】
粉末床の部分の連続的溶融によって、少なくとも１つの３次元物品を形成する装置であって、前記部分は前記３次元物品の連続的な断面に対応する装置であって、前記装置は、
前記少なくとも１つの３次元物品のコンピュータモデルを格納している制御部と、
少なくとも１つのエネルギービーム源からの少なくとも１つのエネルギービームであって、前記少なくとも１つのエネルギービーム源は電子ビーム又はレーザビームのうちの少なくとも一方である、少なくとも１つのエネルギービームと、を備え、
前記少なくとも１つのエネルギービームは、前記制御部を介して、均等に分配された第１の粉末層を前記コンピュータモデルに従って第１の選択された位置において多孔構造及び不完全な溶融を導入せずに溶融させるようにワークテーブル上に塗布される前記第１の粉末層に向けられるように構成され、
前記少なくとも１つのエネルギービームは、前記３次元物品の第１の断面を形成するように構成され、
前記少なくとも１つのエネルギービームは、第１の方向に延在する２つ以上の平行な走査線で前記第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成され
前記制御部は、前記２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、前記２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するように構成され、
前記制御部は、更に、前記第１の粉末層上の走査速度、エネルギービーム・パワー、又はエネルギービーム・スポットサイズの少なくとも１つを前記２つの隣接する走査線に対して一定に保つように構成され、
前記２つの隣接する走査線間の前記距離は、前記決定された前記距離が、所定の値より短いときに、前記隣接する走査線の少なくとも１つの長さが大きくなるに従って大きくなる、
装置。
【請求項１９】
第１の組の２つの隣接する走査線は、第１の距離で隔てられ、前記第１の組の隣接する走査線より後に設けられる第２の組の２つの隣接する走査線は、第２の距離で隔てられ、
前記第１の距離は前記第２の距離より小さい、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記距離は、前記２つの隣接する走査線の平均の長さの関数、前記２つの隣接する走査線の中の最長の関数、又は前記２つの隣接する走査線の中の最短の関数の中の少なくとも１つに基づいて決定される、請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
少なくとも第１の領域における前記隣接する走査線は、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービーム及び第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溶融され、
前記第１のエネルギービームは、第１の電子ビーム源又は第１のレーザビーム源の中の少なくとも一方から放射しており、
前記第２のエネルギービームは、第２の電子ビーム源又は第２のレーザビーム源の中の少なくとも一方から放射している、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
多孔構造及び不完全な溶融を導入せずに粉末床の部分の連続的溶融によって少なくとも１つの３次元物品を形成するコンピュータ実施方法であって、前記部分は前記３次元物品の連続的な断面に対応するコンピュータ実施方法であって、前記コンピュータ実施方法は、
前記少なくとも１つの３次元物品のモデルを、受け取り且つ１つ以上のメモリ格納領域内に格納するステップと、
少なくとも部分的には前記モデルに基づいてワークテーブル上に均等に分配された第１の粉末層を塗布するステップと、
少なくとも１つのコンピュータプロセッサを介して、前記第１の粉末層を前記モデルに従って第１の選択された位置において溶融させ、前記３次元物品の第１の断面を形成するために、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームを前記ワークテーブルに向けるステップであって、前記第１のエネルギービームは第１の方向に２つ以上の平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成される、ステップと、
前記少なくとも１つのコンピュータプロセッサを介して、前記第１の粉末層を溶融するために使用される前記２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、前記２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するステップと、
前記第１の粉末層上の走査速度、エネルギービーム・パワー、又はエネルギービーム・スポットサイズの中の少なくとも１つを前記２つの隣接する走査線に対して一定に保つステップと、
を備え、
前記２つの隣接する走査線間の前記距離は、前記決定された前記距離が、所定の値より短いときに、前記隣接する走査線の少なくとも１つの長さが大きくなるに従って大きくなる、
コンピュータ実施方法。
【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３次元物品の付加製造のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自由形状製作（ｆｒｅｅｆｏｒｍ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）又は付加製造（ａｄｄｉｔｉｖｅ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）は、ワークテーブルに塗布される粉末層の選択された部分の連続的溶融によって３次元物品を形成する方法である。この技術に係る方法及び装置は特許文献１に開示されている。
【０００３】
そのような装置は、その上に３次元物品が形成されることになっているワークテーブル、粉末床を形成するためにワークテーブル上に粉末の薄い層を敷設するように配置される粉末ディスペンサー、エネルギーを粉末に供給し、それによって粉末の溶融が起きる光線銃、粉末床の部分の溶融によって３次元物品の断面を形成するために粉末床の上に光線銃によって照射される光線の制御のための要素、及び３次元物品の連続的な断面に関する情報が格納される制御コンピュータを備えることができる。３次元物品は、粉末ディスペンサーによって順次敷設される粉末層の連続的に形成される断面の連続的な溶融によって形成される。特定の実施形態において本明細書に記載の方法を部分的に又は全体的に実施するために使用されることができる制御コンピュータに関する更なる詳細は、本明細書に提供される詳細な説明の中に見出されることができる。
【０００４】
小さい寸法の３次元物品の断面を溶融する時には、すなわち、所定の値より短い走査線の長さを使用する時には、材料の特性が、より大きい寸法の同一の３次元物品の断面に比べて、すなわち、所定の値より長い走査線の長さを使用する時に比べてより悪化する傾向がある。小さい寸法に対しての劣化した材料の特性は、材料における多孔構造及び／又は不完全な溶融によって引き起こされる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／０１５２７７１号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の様々な実施形態の目的は、小さい面積を溶融する時に、すなわち、所定の値より短い走査線の長さを使用する時に、多孔構造及び／又は不完全な溶融を導入せずに自由形状製作又は付加製造により３次元物品の製造を可能にする方法を提供することである。
【０００７】
上述の物品は、本明細書に提供される最も広い方法ベースの特許請求の範囲に係る方法の中の機能によって実現される。
【０００８】
本発明の第１の態様では、粉末床の部分の連続的溶融によって少なくとも１つの３次元物品を形成する方法であって、その部分が３次元物品の連続的な断面に対応する方法が提供され、その方法は、少なくとも１つの３次元物品のモデルを提供するステップと、ワークテーブル上に第１の粉末層を塗布するステップと、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームをワークテーブルに向けて、３次元物品の第１の断面を形成するように第１の粉末層を対応するモデルに従って第１の選択された位置において溶融させるステップであって、第１のエネルギービームは第１の方向に平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するステップと、粉末層を溶融するために使用される２つの隣接する走査線の間の距離を、２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として変化するステップとを含む。
【０００９】
本発明の様々な実施形態の利点は、溶融した材料内の任意の多孔構造及び／又は不完全な溶融を、隣接する走査線の少なくとも１つの長さに応じて隣接する走査線間の距離を所定の距離範囲に設定することによって除去することができることである。走査線の長さは溶融されることになっている対象物の形状及び／又はその対象物に対する走査方向によって変わる場合もあるので、第１の対の隣接する走査線間の距離は、第２の対の隣接する走査線と比べて異なることができ、ここで、第１及び第２の対の隣接する走査線は互いに隣接する。等しい辺の長さを有する三角形のような連続的に変わる形状を有する、溶融されることになっている３次元対象物の断面において、隣接する走査線間の距離は、走査方向が辺の１つに平行である場合、三角形の少なくとも部分に沿う走査線の各隣接する対によって異なることができる。
【００１０】
本発明の例示的な実施形態では、距離は、隣接する走査線の配列の関数でもある。少なくともこの実施形態の非限定的な利点は、時間内のいつ、２つの隣接する走査線が粉末層を溶融するために粉末層上に提供されたかに応じて２つの隣接する走査線間の分離距離を変えることができる。これは、平衡溶融温度に到達するのに要する時間を短縮するという利点を有することができる。
【００１１】
本発明の更に別の例示的な実施形態では、第１の２つの隣接する走査線は第１の距離で隔てられ、第１の隣接する走査線より後に設けられる第２の２つの隣接する走査線は第２の距離で隔てられ、第１の距離は第２の距離より小さい。少なくともこの実施形態の非限定的利点は、第１の２つの隣接する走査線が第２の２つの隣接する走査線より前に設けられる場合、第１の２つの隣接する走査線は、第２の２つの隣接する走査線より互いに接近していることである。第１の２つの隣接する走査線は、３次元物品の特定の断面上の任意の場所に設けられることができる。
【００１２】
本発明の例示的な実施形態では、２つの隣接する走査線間の距離は、隣接する走査線の少なくとも１つの長さが大きくに従って大きくなる。少なくともこの実施形態の非限定的利点は、製造されることになっている３次元物品の様々な大きさに対して、隣接する走査線間の距離は、大きさが増大するほど、すなわち走査の長さが増大するに従って増大するように設定されることができる。
【００１３】
本発明の例示的な実施形態では、距離は、２つの隣接する走査線の平均の長さの関数、２つの隣接する走査線の中の最長の関数、又は２つの隣接する走査線の中の最短の関数の群の中の１つとして決定される。少なくともこの実施形態の非限定的利点は、上記の例の何れか１つ又は組み合わせが、２つの隣接する走査線間の距離を決定するために選択されることができることである。代替的な実施形態では、走査線の長さは、各長さが隣接する走査線間の特定の距離に対応するルックアップテーブルに予め格納されていてもよい。
【００１４】
別の例示的な実施形態では、隣接する走査線の一方又は両方が所定の値より長い場合、隣接する走査線間の距離は一定である。
【００１５】
所定の値より長い走査線に対して、隣接する走査線間の距離は、最終の材料特性に影響を与えることなく、一定に保たれることができる。しかしながら、所定の値より短い走査の長さに対して、隣接する走査線間の距離を、最終の材料特性を維持するために、走査の長さの関数として変える必要がある。隣接する走査線間の距離は、走査の長さが減少されるほど減少されることができる、すなわち、２つの隣接する走査線の平均の走査の長さが短いほど、ますます隣接する走査線間の距離が小さい。これは、所定の値より短い走査線の長さに対してのみ適用することができる。
【００１６】
更に別の例示的な実施形態では、２つの隣接する走査線間の距離は、所定の値までは２つの隣接する走査線の平均の長さの関数として又は所定の値までは２つの隣接する走査線の中の最短の走査線の長さの関数として線形に変えられる。代替的に、距離は、２つの隣接する走査線の平均の長さ又は最短の走査線の関数として非線形に変えられることもできる。例えば、Ｙ＝Ａ＋ＢＸ＋ＣＸ２に従う関数を使用することができ、ここで、Ａ、Ｂ、及びＣは定数であり、Ｙは隣接する走査線間の距離であり、Ｘは２つの隣接する走査線の平均の走査線の長さ又は最短の走査線の長さである。
【００１７】
更に別の例示的な実施形態では、方法は、粉末層上の走査速度及び／又はエネルギービーム・パワー及び／又はエネルギービーム・スポットサイズを、少なくとも２つの隣接する走査線に対して一定に保つステップを更に含む。少なくともこの実施形態の非限定的利点は、最終の３次元物品内の多孔構造を除去するために断面の特定の領域を融解する時に、隣接する走査線間の距離のみが変えられることである。例示的な実施形態では、粉末層上の走査速度及び／又はエネルギービーム・パワー及び／又はエネルギービーム・スポットサイズは、３次元物品の全断面に対して一定である。
【００１８】
更に別の例示的な実施形態では、方法は、タイムシンクと第１の走査線時間との和を３次元物品の少なくとも１つの断面における各走査線に対して一定に保つステップを更に含む。少なくともこの実施形態の非限定的利点は、引張強度、延性、及び／又は微細構造のような材料特性の制御及び予測可能性を更に一層向上させることができることである。タイムシンクは、粉末の溶融が起きていない又は粉末の溶融が第１の走査線以外の場所で起きているアイドリング時間である。
【００１９】
本発明の更に別の例示的な実施形態では、エネルギービームは電子ビーム又はレーザビームの中の少なくとも１つである。
【００２０】
本発明の様々な実施形態の少なくとも１つの利点は、本発明は、レーザに基づく付加製造処理に、電子ビームに基づく付加製造処理と同様に適用可能であることができることである。
【００２１】
更に別の例示的な実施形態では、少なくとも１つの３次元物品の少なくとも１つの層における走査線は直線とすることができる。更に別の例示的な実施形態では、少なくとも１つの３次元領域の少なくとも１つの層における走査線は蛇行している。本発明のこれらの実施形態の利点は、発明の概念が、使用される走査線のタイプ、すなわち、それらは直線、蛇行線、鋸歯形状の線、又は走査線の任意の他の形状であってもよい、に関係なく等しく適用可能とすることができる。
【００２２】
本発明の更に別の例示的な実施形態では、少なくとも第１の領域における隣接する走査線は、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービーム及び第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溶融されることができる。少なくともこの実施形態の非限定的利点は、製造速度を、粉末表面上に、第１又は第２のエネルギービーム源の何れかから放射される隣接する走査線の少なくとも１つの長さに関連する隣接する走査線間の距離を有する走査線を提供するように設定されることができる複数のエネルギービーム源を使用することによって、上げることができる。
【００２３】
本発明の更に別の例示的な実施形態では、第１のエネルギービームは第１の電子ビーム源から放射しており、第２のエネルギービームは第１のレーザビーム源から放射している。更に別の例示的な実施形態では、第１のエネルギービームは第１の電子ビーム源から放射しており、第２のエネルギービームは第２の電子ビーム源から放射している。更に別の例示的な実施形態では、第１のエネルギービームは第１のレーザビーム源から放射しており、第２のエネルギービームは第２のレーザビーム源から放射している。
【００２４】
少なくともこれらの及び更に他の実施形態の非限定的利点は、異なるタイプのエネルギービーム源又は同じタイプのエネルギービーム源を、粉末の表面上に走査線を提供するために使用することができることである。製造時間を短縮するために、且つ／又は材料特性を調整するために、レーザビームを、より短い走査の長さを有する領域で使用することができ、電子ビームを、より長い走査線を有する領域に使用することができる。
【００２５】
更に別の例示的な実施形態では、第１及び第２のエネルギービームは隣接する走査線を同時に溶融している。少なくともこの実施形態の非限定的利点は、製造時間を更に低減することができることである。例示的な実施形態では、２つの隣接する走査線は、２つのエネルギービーム源からのエネルギービームで同時に溶融されることができ、ここで、エネルギービーム源は同じタイプ又は異なるタイプとすることができる。
【００２６】
更に別の例示的な実施形態では、コンピュータ上で実行される時に、粉末床の部分の連続的溶融によって少なくとも１つの３次元物品を形成する方法であって、その部分が３次元物品の連続的な断面に対応する方法を実施するように構成及び配置されるプログラム要素が提供される。この及び他の実施形態における方法は、少なくとも、ワークテーブル上に第１の粉末層を塗布するステップと、３次元物品の第１の断面を形成するために、第１の粉末層を少なくとも１つの３次元物品の対応するモデルに従って第１の選択された位置において溶融させるように第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームをワークテーブルの方に向けるステップであって、第１のエネルギービームは第１の方向に２つ以上の平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成されるステップと、粉末層を溶融するために使用される２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するステップと、を含む。
【００２７】
更に別の実施形態では、統合されるコンピュータ可読プログラムコード部分を有する少なくとも１つの非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を備える非一時的コンピュータプログラム製品が提供される。その中のコンピュータ可読プログラムコード部分は、少なくとも、ワークテーブル上に第１の粉末層の塗布を指示するように構成される実行可能部分と、３次元物品の第１の断面を形成するために、第１の粉末層を少なくとも１つの３次元物品の対応するモデルに従って第１の選択された位置において溶融させるように第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームをワークテーブルに向けるように構成される実行可能部分であって、第１のエネルギービームは第１の方向に２つ以上の平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成される実行可能部分と、粉末層を溶融するために使用される２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するように構成される実行可能部分と、を備える。
【００２８】
更に別の実施形態では、粉末床の部分の連続的溶融によって少なくとも１つの３次元物品を形成する装置であって、その部分が３次元物品の連続的な断面に対応する装置が提供される。これらの及び他の実施形態では、装置は、その上に少なくとも１つの３次元物品のコンピュータモデルを格納した制御部と、少なくとも１つのエネルギービーム源、その少なくとも１つのエネルギービーム源は電子ビーム又はレーザビームの中の少なくとも１つとする、からの少なくとも１つのエネルギービームを備える。少なくとも１つのエネルギービームは、第１の粉末層をコンピュータモデルに従って第１の選択された位置において溶融させるようにワークテーブル上に塗布される第１の粉末層上に、制御部を介して、向けられるように構成される。これらの及び他の実施形態では、少なくとも１つのエネルギービームは、３次元物品の第１の断面を形成するように構成される。更に、少なくとも１つのエネルギービームは、第１の方向に延在する２つ以上の平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成される。更に、制御部は、２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するように構成される。
【００２９】
更に別の実施形態では、粉末床の部分の連続的溶融によって少なくとも１つの３次元物品を形成するコンピュータ実施方法であって、その部分が３次元物品の連続的な断面に対応するコンピュータ実施方法が提供される。コンピュータ実施方法は、少なくとも１つの３次元物品のモデルを、受け取り且つ１つ以上のメモリ格納領域内に格納するステップと、少なくとも部分的にはモデルに基づいてワークテーブル上に第１の粉末層を塗布するステップと、少なくとも１つのコンピュータプロセッサを介して、第１の粉末層をモデルに従って第１の選択された位置において溶融させ、３次元物品の第１の断面を形成するために、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームをワークテーブルの方に向けるステップであって、第１のエネルギービームは第１の方向に２つ以上の平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成されるステップと、少なくとも１つのコンピュータプロセッサを介して、粉末層を溶融するために使用される２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するステップと、を備える。
【００３０】
本発明を一般的な用語でここまで説明してきたが、これから、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではない図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の様々な実施形態に係る走査線のパターンが設けられている３次元物品の上面図を示す。
【図２】本発明の様々な実施形態に係る２つのエネルギービームを使用する３次元物品の融解方式の例示的な実施形態の概略上面図を示す。
【図３】本発明の様々な実施形態を実施することができる装置を示す。
【図４】走査の長さの関数としての隣接する走査線間の距離のグラフを示す。
【図５】本発明の方法の概略フローチャートを示す。
【図６】本発明に係る２つのエネルギービームを使用する３次元物品の融解方式の他の例示的な実施形態の概略上面図を示す。
【図７】様々な実施形態に係る例示的なシステム１０２０のブロック図である。
【図８Ａ】様々な実施形態に係るサーバ１２００の概略ブロック図である。
【図８Ｂ】様々な実施形態に係る例示的な携帯デバイス１３００の概略ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明の様々な実施形態を、次に、本発明の全てではないが幾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に更に十分に説明する。実際、本発明の実施形態は、多くの異なる形態で実施されることができ、本明細書に記載されている実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。別途定義しない限り、本明細書に使用されている全ての技術及び科学用語は、本発明が係わる当業者によって一般的に知られ且つ理解されるものと同じ意味を有する。他に示されない限り、用語「又は」は、本明細書では、代替及び結合の意味で使用される。全体を通して同様な番号は同様な要素を指す。
【００３３】
更に、本発明の理解を容易にするために、幾つかの用語が以下に定義される。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的に理解されるような意味を有する。不定冠詞及び定冠詞のような用語は、単一の実体のみを指すことを意図しないが、その具体例が説明のために使用され得る一般的な集合を含む。本明細書における用語は、本発明の具体的な実施形態を記述するために使用されるが、それらの使用は、特許請求の範囲で概説されるものを除いて本発明の範囲を限定するものではない。
【００３４】
本明細書で使用されるような用語「３次元構造体」等は、一般的に、特定の目的のために使用されることを目的とする計画された又は実際に制作された（例えば、構造材料又は複数の構造材料の）３次元構造体を指す。そのような構造体等を、例えば、３次元ＣＡＤシステムを使用して設計することができる。
【００３５】
様々な実施形態において、本明細書で使用されるような用語「電子ビーム」は任意の荷電粒子ビームを指す。荷電粒子ビームの供給源は電子銃、線形加速器等を含むことができる。
【００３６】
図３は、本発明の様々な実施形態を実施することができる従来技術による自由形状製作装置又は付加製造装置３００の例示的な実施形態を示す。装置３００は、電子ビーム源３０６、２つの粉末ホッパー３０４、３１４、開始板３１６、構築槽３１０、粉末分配器３２８、構築プラットフォーム３０２、真空チャンバ３２０、ビーム偏向部３０７、及び制御部３０８を備える。図３は簡単化のために１つの電子ビーム源のみを開示する。もちろん、任意の数の電子ビーム源を使用することができる。
【００３７】
真空チャンバ３２０は、真空システムによって又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、真空システムは、当業者によく知られ、従ってこの文脈では更なる説明を必要としない、ターボ分子ポンプ、スクロールポンプ、イオンポンプ、及び１つ以上のバルブを備えることができる。真空システムは制御部３０８によって制御されることができる。電子ビーム源以外の別のビーム源を使用する場合、構築槽は、大気圧で又は大気圧より低圧で外気又は適切なガス環境を備える密閉可能なチャンバ内に設けられることができる。更に別の例示的な実施形態では、構築チャンバは外気に設けられることができる。
【００３８】
電子ビーム源３０６は、ワークテーブル上に設けられる粉末材料３０５を一緒に融解又は溶融するために使用されることができる電子ビームを発生させている。電子ビーム源３０６は真空チャンバ３２０内に設けられることができる。制御部３０８は、電子ビーム源３０６から放射される電子ビームを制御及び操るために使用されることができる。電子ビーム３５１は、少なくとも第１の極限位置３５１ａと少なくとも第２の極限位置３５１ｂの間を偏向されることができる。
【００３９】
少なくとも１つの収束コイル、少なくとも１つの偏向コイル、及び電子ビーム電源が制御部３０８に電気的に接続されることができる。ビーム偏向部３０７は、少なくとも１つの収束コイル、少なくとも１つの偏向コイル、及び任意選択的に少なくとも１つの非点収差コイルを備えることができる。本発明の例示的な実施形態では、電子ビーム源は、約６０ｋＶの加速電圧及び０〜３ｋＷの範囲のビームパワーを有するフォーカス可能な電子ビームを生成することができる。３次元物品をエネルギービーム源３０６で粉末層を層ごとに溶融することによって構築する場合に、真空チャンバ内の圧力は１×１０−３〜１×１０−６ミリバールの範囲とすることができる。
【００４０】
１つの電子ビームで粉末材料を融解する代わりに、１つ以上のレーザビーム及び／又は電子ビームを使用することができる。各レーザビームは、通常、レーザビーム源と、レーザビームによって溶融されることになっている粉末材料がその上に配置されるワークテーブルとの間のレーザビーム経路内に設けられる１つ以上の移動可能なミラーによって偏向されることができる。制御部３０８は、レーザビームをワークテーブル上の所定の位置に向けるようにミラーの偏向を操ることができる。
【００４１】
粉末ホッパー３０４、３１４は、構築槽３１０内の開始板３１６上に提供されることになっている粉末材料を含むことができる。粉末材料は、例えば、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、コバルト−クロム−タングステン合金等のような純粋な金属又は金属合金とすることができる。２つの粉末ホッパーの代わりに、１つの粉末ホッパーを使用することができる。粉末供給のための他の設計及び／又は機構、例えば、高さ調節可能な床面を有する粉末槽、すなわち、粉末が上から供給される図３にあるようなものの代わりに下から粉末を供給する、を使用することができる。
【００４２】
粉末分配器３２８は、開始板３１６上に粉末材料の薄い層を敷設するように配置されることができる。動作サイクル中に、構築プラットフォーム３０２は、粉末材料の層を溶融した後に、エネルギービーム源に対して順次下げられる。この動きを可能にするために、構築プラットフォーム３０２は、本発明の１つの実施形態では、垂直の方向に、すなわち、矢印Ｐで示される方向に移動可能に配置される。これは、構築プラットフォーム３０２は、必要な厚さの第１の粉末材料層が開始板３１６上に敷設されている初期の位置において開始することができることを意味する。粉末材料の第１の層は他の塗布される層より厚くすることができる。他の層より厚い第１の層で開始する理由は、第１の層の開始板までの溶融が望まれないかもしれないからである。その後、構築プラットフォームを、３次元物品の新しい断面の形成のために新しい粉末材料層を敷設することに関連して下げることができる。構築プラットフォーム３０２を下げる手段は、例えば、歯車、調整ネジ等を備えるサーボエンジンによるものとすることができる。
【００４３】
図５に、粉末床の部分の連続的溶融によって少なくとも１つの３次元物品を形成する本発明に係る方法であって、その部分が３次元物品の連続的な断面に対応する方法の例示的な実施形態のフローチャートを示す。その方法は、少なくとも１つの３次元物品のモデルを提供する第１のステップ５１０を含む。モデルはＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ：コンピュータ支援設計）ツールを介して生成されるコンピュータモデルとすることができる。複数の３次元物品を構築する場合、物品は互いに同じであっても、異なっていてもよい。
【００４４】
第２のステップ５２０では、第１の粉末層がワークテーブル上に設けられる。ワークテーブルは、開始板３１６、構築プラットフォーム３０２、粉末床、又は部分的に溶融された粉末床とすることができる。粉末は、幾つかの方法によってワークテーブル上にわたって均等に分配されることができる。粉末を分配する１つの方法はホッパー３０４、３１４から落下した材料をレーキ（熊手）システムで収集することである。レーキ又は粉末分配器３２８は、構築槽３１０にわたって移動されることができ、それにより、粉末をワークテーブル上にわたって分配することができる。
【００４５】
レーキの下部と開始板又は先の粉末層の上部との間の距離がワークテーブル上にわたって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３０２の高さを調整することによって容易に調整されることができる。
【００４６】
第３のステップ５３０では、第１のエネルギービームは第１のエネルギービーム源からワークテーブルの方に向けられ、少なくとも１つの３次元物品３０３の第１の断面を形成するように、第１の粉末層を対応するモデルに従って第１の選択された位置において溶融させる。
【００４７】
第１のエネルギービームは、第１の方向に平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融させることができる。
【００４８】
第１のエネルギービームは電子ビーム又はレーザビームとすることができる。ビームは制御部３０８によって与えられる指示に基づいてワークテーブルに向けられる。制御部３０８では、ビーム源３０６を３次元物品の各層に対して制御する方法についての指示が格納されることができる。
【００４９】
第４のステップ５４０では、粉末層を溶融するために使用される２つの隣接する走査線間の距離が、２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定される。
【００５０】
図１は、３次元物品１００の粉末層の上面図を示す。粉末層には本発明の例示的な実施形態に係る走査線のパターンが設けられている。走査線のパターンは、３次元物品１００の製造中に、又は部分的にもしくは完全に３次元物品１００の製造の開始前に決定されることができる。図１の３次元物品１００は先細りになっている。上部セクションは幅Ｂ１及び長さＬを有し、中間セクションは幅Ｂ２及び長さＬを有し、且つ底部セクションは幅Ｂ３及び長さＬを有し、ここで、Ｂ１＞Ｂ２＞Ｂ３とする。この実施形態において、走査線の方向は、明確にする目的のために、３次元物品１００のセクションの長さＬに直交するように選択される。しかしながら、走査線の方向はセクションの長さＬに対して任意の角度としてもよい。例示的な実施形態では、走査線の方向は１つの層から別の層へ所定の角度ずつ変えることができる。
【００５１】
上部セクションの走査線は長さＢ１を有する。上部セクションの隣接する走査線間の距離はＤ１である。中間セクションの走査線は長さＢ２を有する。中間セクションの隣接する走査線間の距離はＤ２である。底部セクションの走査線は長さＢ３を有する。底部セクションの隣接する走査線間の距離はＤ３である。本発明の様々な実施形態によれば、粉末層を溶融するために使用される２つの隣接する走査線間の距離は、２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定することができる、すなわち、隣接する走査線間の距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、隣接する走査線の中の少なくとも１つの対応する長さＢ１、Ｂ２、Ｂ３に、ある所定の方法で関連する。図１において、Ｂ１＞Ｂ２＞Ｂ３且つＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３とするが、これは、２つの隣接する走査線間の距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さＢ１、Ｂ２、Ｂ３が増大するに従って増大することを意味する。
【００５２】
例示的な実施形態では、距離Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は、２つの隣接する走査線の平均の長さの関数、２つの隣接する走査線の中の最長の関数、又は２つの隣接する走査線の中の最短の関数の群の中の１つとして決定することができる。例示的な実施形態では、関数は線形関数、Ｙ＝Ａ＋Ｂｘ、とすることができ、ここでＹは隣接する走査線間の距離であり、Ｘは隣接する走査線の中の１つの長さであり、Ａ及びＢは定数である。別の例示的な実施形態では、関数は多項式関数、Ｙ＝Ａ＋Ｂｘ＋ＣＸ２、とすることができ、ここでＹは隣接する走査線間の距離であり、Ｘは隣接する走査線の中の１つの長さであり、Ａ、Ｂ、及びＣは定数である。代替的に、指数関数及び対数関数等のような任意の他の適切な関数を使用することができる。
【００５３】
図４は、隣接する走査線の長さの中の少なくとも１つの関数としての隣接する走査線間の距離の図の例示的な実施形態を示す。図４から、８ｍｍより長い走査線の長さに対して、隣接する走査線間の距離は一定であることが分かる。しかしながら、８ｍｍより短い走査線の長さに対して、隣接する走査線間の距離はより短い走査線の長さに対してより短い、すなわち、０〜８ｍｍの走査線の長さの間における傾斜した線の微分は正である。
【００５４】
図４において走査の長さは、隣接する走査線の長さ（最短又は最長）、隣接する走査線の平均値、隣接する走査線の和、走査線の積、又は隣接する走査線の一方もしくは両方の任意の他の数学的関数の中の１つとすることができる。
【００５５】
例示的な実施形態では、距離は、第２の所定の走査の長さに対して、より短くなり始めることができる。例えば、図４において、隣接する走査線間の距離は、走査の長さが２０ｍｍより長い場合、再びより短くなり始めることができる。
【００５６】
別の例示的な実施形態では、粉末層上の走査速度及び／又はエネルギービーム・パワー及び／又はエネルギービーム・スポットサイズは、２つの隣接する走査線に対して一定に保たれることができる。これは、１つのパラメータのみが粉末層の溶融工程中に変化させることができることを意味する。走査線に沿って変更される予定のパラメータは、スポットサイズ又はビームパワー又は走査速度とすることができる。別の例示的な実施形態では、２つのパラメータ、例えば、ビームパワー及びスポットサイズ、ビームパワー及び走査速度、又は走査速度及びスポットサイズ、を走査線に沿って変更することができる。
【００５７】
更に別の例示的な実施形態では、タイムシンクと走査線時間との和は、３次元物品の少なくとも１つの断面での各走査線に対して一定に保たれることができる。これは、上部セクションにおける走査線に対するタイムシンクと走査線時間との合計の時間は、中間セクションにおける走査線に対するタイムシンクと走査線時間との和と同じ長さの時間がかかることを意味する。中間セクションにおける走査線に対する走査線時間とタイムシンクとの和は底部セクションにおける走査線に対するタイムシンクと走査線時間との和と同じ長さの時間かかる。走査線時間とタイムシンクとの和を走査線の長さに独立に各走査線に対して一定に保つ利点は、３次元物品における微細構造の抑制などの材料特性を向上させることができることである。タイムシンクは、エネルギービームが全く粉末材料を溶融していない時間又はエネルギービームが別の位置、すなわち、第２の走査線における粉末材料を溶融している時間であると考えられる。
【００５８】
エネルギービームはレーザビーム又は電子ビームとすることができる。レーザビーム・スポット又は電子ビーム・スポットは、直線もしくは蛇行線又は鋸歯形状のような走査線の任意の他の形状で粉末材料を溶融することができる。
【００５９】
例示的な実施形態では、少なくとも第１の領域における第１の対の隣接する走査線の中の第１の走査線は、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームで溶融され、少なくとも第１の領域における第１の対の隣接する走査線の中の第２の走査線は、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溶融される。
【００６０】
別の例示的な実施形態では、少なくとも第１の領域における第１の対の隣接する走査線は、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームで溶融され、少なくとも第２の領域における第２の対の隣接する走査線は、第２のエネルギービーム源からのエネルギービームで溶融される。
【００６１】
図２は、第１のエネルギービーム源（図示せず）からの第１のエネルギービーム２１０及び第２のエネルギービーム源（図示せず）からの第２のエネルギービーム２２０で溶融される３次元物品２００の概略上面図を示す。３次元物品２００は、図１の３次元物品１００と同じ寸法を有するので、異なるセクション（上部、中間、底部）における走査線間の距離は、同じとすることができる。図２において、第１のエネルギービーム２１０は、３次元物品２００の底部セクションで走査線２１５を生成している。図２において、第２のエネルギービーム２２０は、３次元物品２００の底部セクションで走査線２２５を生成している。図２において、完了することになっている走査線２２５及びその上の既に完了した走査線は、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溶融される、すなわち、２つの隣接する走査線は、第２のエネルギービーム源から生じている。図２において、完了することになっている走査線２１５及びその下の既に完了した走査線は、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームで溶融される、すなわち、２つの隣接する走査線は、第１のエネルギービーム源から生じている。
【００６２】
代替的に、全ての第２の走査線が第１のエネルギービーム源から３次元物品２００上に付けられ、他の走査線が第２のエネルギービーム源から付けられてもよい。第１及び第２のエネルギービーム源は、走査線を３次元物品上に同時に生成することができる、すなわち、第１及び第２のエネルギービーム源は、互いに隣接する走査線、又は後にそれらの間に走査線を生成するために十分な距離で分離された走査線を生成することができる。更に別の例示的な実施形態では、単一の走査線が第１及び第２の部分を有することができる。第１の部分は第１のエネルギービームによって生成され、第２の部分は第２のビームで生成されることができる。第１及び第２の部分は重複していてもよいし、重複なしにステッチ（ｓｔｉｔｃｈ）されてもよい。
【００６３】
上部セクションにおける隣接する走査線間の距離は、底部セクションにおける隣接する走査線間の距離より大きい。これは、先に説明したように、上部セクションにおける走査線の長さが底部セクションにおける走査線の長さより長いことに関係する。寸法に関しては、図２の３次元物品２００のコピーである図１の３次元物品１００に関する説明を参照されたい。
【００６４】
例示的な実施形態では、第１のエネルギービーム源はレーザ源とすることができ、第２のエネルギービーム源は電子ビーム源とすることができる。別の例示的な実施形態では、第１のエネルギービーム源は第１のレーザ源とすることができ、第２のエネルギービーム源は第２のレーザ源とすることができる。第１及び第２のレーザ源は同一とすることができる。第１のレーザ源は第２のレーザ源とは異なる最大パワー出力を有することができる。第１及び第２のレーザ源はレーザを生成する方法のような他のパラメータが異なってもよい。
【００６５】
更に別の例示的な実施形態では、第１のエネルギービーム源は第１の電子ビーム源とすることができ、第２のエネルギービーム源は第２の電子ビーム源とすることができる。第１及び第２の電子ビーム源は同一とすることができる。第１の電子ビーム源は第２の電子ビーム源とは異なる最大パワー出力を有することができる。第１の電子ビーム源は、電子ビームが加熱された陰極から又はプラズマから生成される方法のような他のパラメータが異なってもよい。
【００６６】
複数の３次元物品が同時に製作される場合、第１の物品における走査線は第１の方向とすることができ、第２の物品における走査線は第２の方向とすることができる。図１及び図２において、走査線は全く同一の方向、すなわち、水平方向であるように示されている。しかしながら、走査線の異なる方向は、異なる物品及び／又は特定の物品の層に対して使用されることができる。
【００６７】
単一の物品及び単一の層に対する２つの連続した走査線は所定の時間間隔だけ隔てられることができる。走査速度を増大させるほど、より多くの物品を所定の時間間隔内に走査することができる。走査速度の上限は、エネルギービーム源のパワーである可能性がある。特定の材料を融解するためには、材料への特定のエネルギー付与が必要である。所与のエネルギービーム・スポットサイズに対して走査速度を増大させる場合、エネルギービーム・パワーは、材料に同量のエネルギーを付与させるために増大させる必要がある。ある特定の走査速度で、エネルギービーム源の最大パワーレベルに達している可能性がある、すなわち、走査速度を、材料へのエネルギーの付与の低減無しに、それ以上増大することはできない。
【００６８】
本発明の例示的な実施形態では、少なくとも第１の３次元物品の少なくとも１つの層における走査線は、第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームで溶融され、第２の３次元物品の少なくとも１つの層は第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溶融される。複数のエネルギービーム源が走査線を溶融するために使用されることができる。別の例示的な実施形態では、第１のエネルギービーム源は、第１の角度範囲内の向きを走査するために使用されることができ、第２のエネルギービーム源は、第２の角度範囲内の向きを走査するために使用されることができる。第１及び第２の角度範囲は互いに重なり合っていても、又は重なり合っていなくてもよい。第１及び第２のエネルギービーム源は、順次に又は同時に使用されることができる。
【００６９】
複数のエネルギービーム源を使用することによって、３次元構築物の構築物温度は、単一のビーム源が使用される場合に比べて、より容易に維持することができる。その理由は、２つのビームが単一のビームより同時により多くの場所に存在することができるからである。ビーム源の数を増大させることは構築物温度の制御をより容易にすることになる。複数のエネルギービーム源を使用することによって、第１のエネルギービーム源を、粉末層を融解するために使用することができ、第２のエネルギービーム源を、構築物温度を所定の温度範囲内に保つために粉末材料を加熱するために使用することができる。
【００７０】
図６は、第１のエネルギービーム源（図示せず）からの第１のエネルギービーム６１０及び第２のエネルギービーム源（図示せず）からの第２のエネルギービーム６２０で溶融される３次元物品６００の概略上面図を示す。３次元物品６００は、図１及び図２のそれぞれの３次元物品１００、２００と同じ寸法を有する。
【００７１】
図６において、第１のエネルギービーム６１０は、幅Ｂ３及び長さＬを有する３次元物品６００の底部セクションに走査線６０６を設けている。底部セクションにおける既に設けられた走査線６０１、６０２、６０３、６０４、６０５は、異なる距離で隔てられている。第１の走査線６０１及び第２の走査線６０２によって構成される第１の２つの隣接する走査線は、第１の距離Ｄ３’’’だけ隔てられている。第２の走査線６０２及び第３の走査線６０３によって構成される第２の２つの隣接する走査線は、第２の距離Ｄ３’’だけ隔てられている。第３の走査線６０３及び第４の走査線６０４によって構成される第３の２つの隣接する走査線は、第３の距離Ｄ３’だけ隔てられている。第４の走査線６０４及び第５の走査線６０５によって構成される第４の２つの隣接する走査線は、第４の距離Ｄ３だけ隔てられている。この例示的な実施形態では、第１の２つの隣接する走査線は第２の２つの隣接する走査線の前に設けられ、第２の２つの隣接する走査線は、同様に、第３の２つの隣接する走査線の前に設けられ、第３の２つの隣接する走査線は、同様に、第４の２つの隣接する走査線の前に設けられる。第１の距離Ｄ３’’’は第２の距離Ｄ３’’より短く、第２の距離Ｄ３’’は、同様に、第３の距離Ｄ３’より短く、第３の距離Ｄ３’は第４の距離Ｄ３より短い。
【００７２】
図６において、第２のエネルギービーム６２０は、幅Ｂ１及び長さＬを有する３次元物品６００の上部セクションに走査線６２５を生成している。上部セクションにおける既に設けられた走査線６２１、６２２、６２３、及び６２４は、異なる距離で分離されている。第１の走査線６２１及び第２の走査線６２２によって構成される第１の２つの隣接する走査線は、第１の距離Ｄ１’’だけ分離されている。第２の走査線６２２及び第３の走査線６２３によって構成される第２の２つの隣接する走査線は、第２の距離Ｄ１’だけ分離されている。第３の走査線６２３及び第４の走査線６２４によって構成される第３の２つの隣接する走査線は、第３の距離Ｄ１だけ分離されている。この例示的な実施形態では、第１の２つの隣接する走査線は第２の２つの隣接する走査線の前に設けられ、第２の２つの隣接する走査線は、同様に、第３の２つの隣接する走査線の前に設けられる。第１の距離Ｄ１’’は第２の距離Ｄ１’より短く、第２の距離Ｄ１’は、同様に、第３の距離Ｄ１より短い。
【００７３】
底部セクションにおいて第４の２つの隣接する走査線の後に設けられる２つの隣接する走査線は、第４の２つの隣接する走査線と同じ距離だけ分離されることができる、すなわち、特定のセクションにおいて幾つかの２つの隣接する走査線が設けられた後には、２つの隣接する走査線間の分離距離は一定とすることができる。上部セクションにおいて、第３の２つの隣接する走査線の後に設けられる各２つの隣接する走査線は、同じ距離だけ分離されることができる。
【００７４】
２つの隣接する走査線間の分離距離を変えることによって、断面の中に投入されるエネルギーを更に制御することができ、それによって、更に製造時間を低減させ、且つ／又は断面の溶融の開始時における材料特性を向上させることができる。複数のエネルギービーム源、同じタイプ又は異なるタイプでもよい、を使用する場合、断面の第１の部分に第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームによって設けられる２つの隣接する走査線間の第１の距離は、断面の第２の部分に第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によって設けられる２つの隣接する走査線間の第１の距離と同時に変えられることができる。
【００７５】
第１の層が終了した後に、すなわち、３次元物品の第１の層を作っている粉末材料の溶融後に、第２の粉末層がワークテーブル３１６上に設けられる。第２の粉末層は、好ましくは、非限定的な例として、先の層と同じ方法で分配される。しかしながら、ワークテーブル上に粉末を分配する同じ付加製造機において代替の方法がある可能性がある。例えば、第１の層は、第１の粉末分配器によって又は第１の粉末分配器を介して設けられることができ、第２の層は別の粉末分配器によって設けられることができる。粉末分配器のデザインは制御部からの指示に従って自動的に変更される。単一のレーキシステムの形体での粉末分配器、すなわち、１つのレーキが左粉末ホッパー３０６及び右粉末ホッパー３０７の両方から落下した粉末をつかんでいる、のようなレーキはデザインを変更することができる。
【００７６】
ワークテーブル３１６上に第２の粉末層を分配した後に、エネルギービーム源からのエネルギービームは、ワークテーブル３１６の方に向けられ、３次元物品の第２の断面を形成するように第２の粉末層をモデルに従って選択された位置において溶融させることができる。第２の層の溶融部分は第１の層の溶融部分に結合されることができる。第１及び第２の層の溶融部分は、最上層の粉末を融解するだけでなく、最上層の直下の層の厚さの少なくとも一部を再融解することによって、一緒に融解されることができる。
【００７７】
本発明の別の態様では、コンピュータ上で実行される時に、粉末床の部分の連続的溶融によって少なくとも１つの３次元物品を形成する方法であって、その部分が３次元物品の連続的な断面に対応する方法を実施するように構成及び配置されるプログラム要素が提供され、方法は、少なくとも１つの３次元物品のモデルを提供するステップと、ワークテーブル上に第１の粉末層を塗布するステップと、３次元物品の第１の断面を形成するために、第１の粉末層を対応するモデルに従って第１の選択された位置において溶融させるように第１のエネルギービーム源からの第１のエネルギービームをワークテーブルに向けるステップであって、第１のエネルギービームは第１の方向に２つ以上の平行な走査線で第１の断面の少なくとも第１の領域を溶融するように構成されるステップと、粉末層を溶融するために使用される２つ以上の平行な走査線の中の２つの隣接の間の距離を、２つの隣接する走査線の中の少なくとも１つの長さの関数として決定するステップと、を含む。プログラム要素はコンピュータ可読記憶媒体に組み込まれることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、本明細書の他の箇所に記述されているような任意の制御部又は別の分離し区別できる制御部とすることができる。そこに統合されるコンピュータ可読プログラムコード部分を含むことができるコンピュータ可読記憶媒体及びプログラム要素は、更に、非一時的コンピュータプログラム製品内に収容されることができる。これらの機能及び構成に関する更なる詳細は、以下、順番に提供される。
【００７８】
前述のように、非一時的コンピュータプログラム製品等を含む本発明の様々な実施形態は、様々な手段で実施されることができる。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、コンパイルされたコード、インタプリタによって解釈されるコード、機械コード、実行可能な命令、及び／又は同様のもの（本明細書では、実行可能な命令、実行のための命令、プログラムコード、及び／又は本明細書で交換可能に使用される類似の用語とも呼ばれる）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。そのような非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、（揮発性及び不揮発性媒体を含む）全てのコンピュータ可読媒体を含む。
【００７９】
１つの実施形態では、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：ｓｏｌｉｄ−ｓｔａｔｅ  ｓｔｏｒａｇｅ）（例えば、ソリッドステート・ドライブ（ＳＳＤ：ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｄｒｉｖｅ）、ソリッドステート・カード（ＳＳＣ：ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｃａｒｄ）、ソリッドステート・モジュール（ＳＳＭ：ｓｏｌｉｄ  ｓｔａｔｅ  ｍｏｄｕｌｅ））、エンタープライズ・フラッシュ・ドライブ、磁気テープ、もしくは任意の他の非一時磁気媒体、及び／又は同様のもの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、パンチカード、紙テープ、光学マークシート（又は孔もしくは他の光学的に認識可能な印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出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ：ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ  ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、コンパクトディスク・リライタブル（ＣＤ−ＲＷ：ｃｏｍｐａｃｔ  ｄｉｓｃ−ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  ｄｉｓｃ）、ブルーレイディスク（ＢＤ：Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  ｄｉｓｃ）、任意の他の非一時的光媒体、及び／又は同様のものも含むこともできる。このような不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、プログラマブル・リードオンリーメモリ（ＰＲＯＭ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ：ｅｒａｓａｂｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  ｅｒａｓａｂｌｅ  ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ（例えば、シリアル、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ、及び／又は同様のもの）、マルチメディア・メモリカード（ＭＭＣ：ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  ｍｅｍｏｒｙ  ｃａｒｄ）、セキュアデジタル（ＳＤ：ｓｅｃｕｒｅ  ｄｉｇｉｔａｌ）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）（ＣＦ：ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）カード、メモリスティック、及び／又は同様のものも含むことができる。更に、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：ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ−ｂｒｉｄｇｉｎｇ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＲＡＭ：ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦｅＲＡＭ：ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ：ｎｏｎ−ｖｏｌａｔｉｌｅ  ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ：ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、抵抗変化型ランダムアクセスメモリ（ＲＲＡＭ（登録商標）：ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ  ｒａｎｄｏｍ−ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、シリコン−酸化物−窒化物−酸化物−シリコンメモリ（ＳＯＮＯＳ：Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｘｉｄｅ  −Ｎｉｔｒｉｄｅ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｍｅｍｏｒｙ）、フローティング接合ゲート・ランダムアクセスメモリ（ＦＪＧＲＡＭ：ｆｌｏａｔｉｎｇ  ｊｕｎｃｔｉｏｎ  ｇａｔｅ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ミリピードメモリ（Ｍｉｌｌｉｐｅｄｅ  ｍｅｍｏｒｙ）、レーストラックメモリ、及び／又は同様のものも含むこともできる。
【００８０】
１つの実施形態では、揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ダイナミック・ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ：ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、スタティック・ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ：ｓｔａｔｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、高速ページモード・ダイナミック・ランダムアクセスメモリ（ＦＰＭＤＲＡＭ：ｆａｓｔ  ｐａｇｅ  ｍｏｄｅ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、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（ＥＤＯＤＲＡＭ：ｅｘｔｅｎｄｅｄ  ｄａｔａ−ｏｕｔ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、同期式ダイナミック・ランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ：ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ダブルデータレート同期式ダイナミック・ランダムアクセスメモリ（ＤＤＲＳＤＲＡＭ：ｄｏｕｂｌｅ  ｄａｔａ  ｒａｔｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ダブルデータレート２型同期式ダイナミック・ランダムアクセスメモリ（ＤＤＲ２ＳＤＲＡＭ：ｄｏｕｂｌｅ  ｄａｔａ  ｒａｔｅ  ｔｙｐｅ  ｔｗｏ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ダブルデータレート３型同期式ダイナミック・ランダムアクセスメモリ（ＤＤＲ３ＳＤＲＡＭ：ｄｏｕｂｌｅ  ｄａｔａ  ｒａｔｅ  ｔｙｐｅ  ｔｈｒｅｅ  ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ラムバス・ダイナミック・ランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ：Ｒａｍｂｕｓ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、ツイントランジスタＲＡＭ（ＴＴＲＡＭ：Ｔｗｉｎ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ  ＲＡＭ）、サイリスタＲＡＭ（Ｔ−ＲＡＭ：Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ  ＲＡＭ）、ゼロコンデンサ（Ｚ−ＲＡＭ：Ｚｅｒｏ−ｃａｐａｃｉｔｏｒ）、ラムバス・インライン・メモリモジュール（ＲＩＭＭ：Ｒａｍｂｕｓ  ｉｎ−ｌｉｎｅ  ｍｅｍｏｒｙ  ｍｏｄｕｌｅ）、デュアルインライン・メモリモジュール（ＤＩＭＭ：ｄｕａｌ  ｉｎ−ｌｉｎｅ  ｍｅｍｏｒｙ  ｍｏｄｕｌｅ）、シングルインライン・メモリモジュール（ＳＩＭＭ：ｓｉｎｇｌｅ  ｉｎ−ｌｉｎｅ  ｍｅｍｏｒｙ  ｍｏｄｕｌｅ）、ビデオ・ランダムアクセスメモリＶＲＡＭ（ｖｉｄｅｏ  ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）、（様々なレベルを含む）キャッシュメモリ、フラッシュメモリ、レジスタメモリ、及び／又は同様のものも含むことができる。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記述されているところでは、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使用される、またはそれに追加して使用されることができることを理解されたい。
【００８１】
理解されるべきであるように、本発明の様々な実施形態は、本明細書の他の箇所に記述されているように、方法、装置、システム、演算デバイス、演算エンティティー、及び／又は同様のものとしても実施されることもできる。そのようなものとして、本発明の実施形態は、ある特定のステップ又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格納されている命令を実行する装置、システム、演算デバイス、演算エンティティー、及び／又は同様のものの形を取ることができる。しかしながら、本発明の実施形態は、ある特定のステップ又は動作を実行する全くハードウエアの実施形態の形を取ることもできる。
【００８２】
様々な実施形態が、装置、方法、システム、及びコンピュータプログラム製品のブロック図及びフローチャート図を参照して以下に記述される。ブロック図及びフローチャート図の何れかの各ブロックは、それぞれ、例えば、演算システムの中のプロセッサ上で実行する論理的なステップ又は動作のようなコンピュータプログラム命令によって、部分的に実施されることができることが理解されるべきである。コンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置上で実行する命令がフローチャートのブロック又は複数のブロックで指定される機能を実装するように、専用コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置のようなコンピュータにロードされ、特殊に構成されたマシンを生成することができる。
【００８３】
これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読メモリにも格納されることができ、フローチャートのブロック又は複数のブロックで指定される機能を実装するコンピュータ可読命令を含むコンピュータ可読メモリに格納される命令が、製造物品を生成するように、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置が特定の方法で機能するように指示することができる。コンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置上にもロードされ、コンピュータ又は他のプログラマブルデータ処理装置上で実行する命令がフローチャートのブロック又は複数のブロックで指定される機能を実装する動作を提供するように、コンピュータ実装処理を生成するために一連の動作ステップをコンピュータ又は他のプログラマブル装置上で実行させることができる。
【００８４】
従って、ブロック図及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様々な組み合わせ、指定された機能を実行する動作の組み合わせ、及び指定された機能を実行するプログラム命令を支持する。ブロック図及びフローチャート図の各ブロック並びにブロック図及びフローチャート図のブロックの組み合わせは、指定された機能もしくは動作を実行する専用のハードウエアベースのコンピュータシステム又は専用のハードウエア及びコンピュータ命令の組み合わせによって実施され得ることも理解されるべきである。
【００８５】
図７は、本発明の様々な実施形態と併せて使用されることができる例示的なシステム１０２０のブロック図である。少なくとも図示の実施形態では、システム１０２０は、１つ以上の中央演算デバイス１１１０、１つ以上の分散型演算デバイス１１２０、及び１つ以上の分散型ハンドヘルド又は携帯デバイス１３００を含むことができ、全ては、１つ以上のネットワーク１１３０を介して中央サーバ１２００（又は制御部）と通信を行うように構成される。図７は様々なシステムエンティティーを別個の独立型のエンティティーとして示すが、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。
【００８６】
本発明の様々な実施形態によれば、１つ以上のネットワーク１１３０は、幾つかの第２世代（２Ｇ）、２．５Ｇ、第３世代（３Ｇ）、及び／又は第４世代（４Ｇ）移動通信プロトコールなどの中の任意の１つ又は複数に準拠する通信をサポートすることができてもよい。より具体的には、１つ以上のネットワーク１１３０は、２Ｇ無線通信プロトコルＩＳ−１３６（ＴＤＭＡ）、ＧＳＭ（登録商標）、及びＩＳ−９５（ＣＤＭＡ）に準拠する通信をサポートすることができてもよい。また、例えば、１つ以上のネットワーク１１３０は、２．５Ｇ無線通信プロトコルＧＰＲＳ、エンハンスト・データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｄａｔａ  ＧＳＭ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）等に準拠する通信をサポートすることができてもよい。更に、例えば、１つ以上のネットワーク１１３０は、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標）：Ｗｉｄｅｂａｎｄ  Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ）無線アクセス技術を採用するユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）ネットワークのような３Ｇ無線通信プロトコルに準拠する通信をサポートすることができてもよい。幾つかの狭帯域ＡＭＰＳ（ＮＡＭＰＳ：ｎａｒｒｏｗ−ｂａｎｄ  ＡＭＰＳ）並びにＴＡＣＳネットワークも、本発明の実施形態から恩恵を受けることができ、デュアル又は高次モードの移動局（例えば、デジタル／アナログまたはＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ／アナログ電話）も本発明の実施形態から恩恵を受けられるはずである。更に別の例として、システム１０２０の構成部品の各々は、無線周波数（ＲＦ：ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、ブルートゥース（登録商標）、赤外線（ＩｒＤＡ）、あるいは、有線もしくは無線のパーソナルエリアネットワーク（「ＰＡＮ」：Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」：Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、メトロポリタンエリアネットワーク（「ＭＡＮ」：Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）、広域ネットワーク（「ＷＡＮ」：Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等を含む幾つかの異なる有線又は無線ネットワーキング技術のいずれかのような技術に準拠して互いに通信するように構成されることができる。
【００８７】
図７では、デバイス１１１０〜１３００が同じネットワーク１１３０を介して互いに通信するように示されているが、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。
【００８８】
１つの実施形態によれば、サーバ１２００からデータを受信するのに加えて、分散型デバイス１１１０、１１２０、及び／又は１３００は、更に、独自にデータを収集又は送信するように構成されることができる。様々な実施形態では、デバイス１１１０、１１２０、及び／又は１３００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：ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）リーダ、インタフェースカード（例えば、モデム等）、もしくは受信機のような１つ以上の入力部又は入力デバイスを介してデータを受信することができてもよい。デバイス１１１０、１１２０、及び／又は１３００は、更に、１つ以上の揮発性又は不揮発性メモリモジュールにデータを格納することができてもよく、且つ、例えば、データを、デバイスを操作するユーザに対して表示することによって、もしくはデータを例えば１つ以上のネットワーク１１３０を介して送信することによって、データを１つ以上の出力部又は出力デバイスを介して出力することができてもよい。
【００８９】
様々な実施形態では、サーバ１２００は、本明細書でより具体的に図示され、記述されるものを含む本発明の様々な実施形態に係る１つ以上の機能を実行する様々なシステムを含む。しかしながら、サーバ１２００は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、１つ以上の同様な機能を実行する様々な代替のデバイスを含む可能性があることが理解されるべきである。例えば、特定の実施形態では、サーバ１２００の少なくとも一部は、特定の用途に対して望ましい可能性がある限り、分散型デバイス１１１０、１１２０、及び／又はハンドヘルドもしくは携帯デバイス１３００に配置されることができる。以下に更に詳細に記述されるように、少なくとも１つの実施形態では、ハンドヘルドもしくは携帯デバイス１３００は、サーバ１２００と通信するためのユーザインタフェースを提供するように構成されることができる１つ以上の携帯アプリケーション１３３０を含むことができ、全ては、同様に以下に更に詳細に記述されるであろう。
【００９０】
図８Ａは、様々な実施形態に係るサーバ１２００の概略図である。サーバ１２００は、システムインタフェースまたはバス１２３５を介してサーバ内の他の要素と通信するプロセッサ１２３０を含む。データを受信し且つ表示する表示／入力デバイス１２５０もサーバ１２００に含まれる。この表示／入力デバイス１２５０は、例えば、モニタと組み合わせて使用されるキーボード又はポインティングデバイスとすることができる。サーバ１２００は、好ましくは読み出し専用メモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ  ｏｎｌｙ  ｍｅｍｏｒｙ）１２２６及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ  ａｃｃｅｓｓ  ｍｅｍｏｒｙ）１２２２の両方を含むメモリ１２２０を更に含む。サーバのＲＯＭ１２２６は、サーバ１２００内の要素間で情報を転送するのを助ける基本ルーチンを収容する基本入力／出力システム１２２４（ＢＩＯＳ：ｂａｓｉｃ  ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ  ｓｙｓｔｅｍ）を格納するために使用される。様々なＲＯＭ及びＲＡＭの構成は先に本明細書において記述されている。
【００９１】
更に、サーバ１２００は、ハードディスク、取り外し可能な磁気ディスク、もしくはＣＤ−ＲＯＭディスクのような、様々なコンピュータ可読媒体上に情報を格納するためのハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブ、又は光ディスクドライブのような少なくとも１つの記憶デバイス又はプログラム記憶装置２１０を含む。当業者によって理解されるように、これらの記憶デバイス１２１０の各々は、適切なインタフェースによりシステムバス１２３５に接続される。記憶デバイス１２１０及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に不揮発性ストレージを提供する。当業者によって理解されるように、上述したコンピュータ可読媒体は、当技術分野で公知の任意の他のタイプのコンピュータ可読媒体で置き換えることができるであろう。そのような媒体は、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、及びベルヌーイカートリッジを含む。
【００９２】
図示されていないが、実施形態によれば、サーバ１２００の記憶デバイス１２１０及び／又はメモリは、サーバ１２００がアクセスできる過去及び／又は現在の配信データ及び配信条件を格納することができるデータ記憶デバイスの機能を更に提供することができる。この点で、記憶デバイス１２１０は１つ以上のデータベースを含むことができる。用語「データベース」は、リレーショナル・データベース、階層型データベース、またはネットワークデータベースを介して等でコンピュータシステムに格納されるレコード又はデータの構造化された収集物を指し、そのようなものとして、限定する方法で解釈されるべきではない。
【００９３】
例えば、プロセッサ１２３０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幾つかのプログラムモジュール（例えば、例示的モジュール１４００〜１７００）は、様々な記憶デバイス１２１０によって及びＲＡＭ１２２２内に格納されることができる。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１２８０も含むことができる。これらの及び他の実施形態では、様々なモジュール１４００、１５００、１６００、１７００は、プロセッサ１２３０及びオペレーティングシステム１２８０の助けを借りてサーバ１２００の動作の特定の局面を制御する。更に他の実施形態では、１つ以上の追加の及び／又は代替のモジュールも、本発明の範囲及び本質から逸脱することなく、提供することができることが理解されるべきである。
【００９４】
様々な実施形態では、プログラムモジュール１４００、１５００、１６００、１７００は、サーバ１２００によって実行され、１つ以上のグラフィカル・ユーザインタフェース、報告、命令、及び／又は通知／警告を生成するように構成され、全ては、システム１０２０の様々なユーザにアクセス可能及び／又は送信可能である。特定の実施形態では、ユーザインタフェース、報告、命令、及び／又は通知／警告は、先に述べたように、インターネット又は他の適した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１１３０を介してアクセス可能とすることができる。
【００９５】
様々な実施形態では、モジュール１４００、１５００、１６００、１７００の１つ以上が、代替的に及び／又は追加的に（例えば、二重に）、デバイス１１１０、１１２０、及び／又は１３００の１つ以上にローカルに格納され、それらの１つ以上のプロセッサによって実行されることができることも理解されるべきである。様々な実施形態によれば、モジュール１４００、１５００、１６００、１７００は、１つ以上の別個の、連結した、及び／又はネットワークで結ばれたデータベースから構成されることができる１つ以上のデータベースにデータを送信する、そのデータベースからデータを受信する、及び／又はそのデータベースに含まれるデータを活用することができる。
【００９６】
１つ以上のネットワーク１１３０の他の要素とインタフェースし、且つ通信するネットワークインタフェース１２６０もサーバ１２００内に配置される。サーバ１２００の構成部品の１つ以上が他のサーバ構成部品から地理的に遠隔に配置されることができることは、当業者によって理解されるであろう。更に、サーバ１２００の構成部品の１つ以上は結合されることができ、且つ／又は本明細書で記述される機能を実行する追加の構成部品もサーバに含まれることができる。
【００９７】
上記では、単一のプロセッサ１２３０が記述されているが、当業者が認識するように、サーバ１２００は、本明細書で記述される機能を実行するために相互に連携して動作する複数のプロセッサを含むことができる。メモリ１２２０に加えて、プロセッサ１２３０は、データ、コンテンツ等を表示、送信、及び／又は受信するための少なくとも１つのインタフェース又は他の手段に接続されることもできる。この点で、インタフェースは、以下に更に詳細に記述されるように、データ、コンテンツ等を送信及び／又は受信する少なくとも１つの通信インタフェース又は他の手段、並びに、表示装置及び／又はユーザ入力インタフェースを含むことができる少なくとも１つのユーザインタフェースを含むことができる。ユーザ入力インタフェースは、結果として、キーパッド、タッチディスプレイ、ジョイスティック又は他の入力デバイスのような、その実体がユーザからのデータを受信することを可能にする幾つかのデバイスの何れかを含むことができる。
【００９８】
更に、「サーバ」１２００が参照されているが、当業者が認識するように、本発明の実施形態は伝統的に定義されるサーバアーキテクチャに限定されない。更に、本発明の実施形態のシステムは単一のサーバ又は同様なネットワーク実体もしくはメインフレーム・コンピュータシステムに限定されない。本明細書に記載の機能を提供するために互いに連携して動作する１つ以上のネットワーク実体を含む他の同様なアーキテクチャも、本発明の実施形態の精神及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１２００に関連して本明細書に記載の機能を提供するために互いに連携する２つ以上のパーソナルコンピュータ（ＰＣ：ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、同類の電子デバイス、又はハンドヘルド携帯デバイスのメッシュネットワークも、本発明の実施形態の精神及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。
【００９９】
様々な実施形態によれば、処理の多くの個別のステップは、本明細書に記載のコンピュータシステム及び／又はサーバを活用して実行されるかもしれないし又は実行されないかもしれなく、コンピュータ実装の程度は、１つ以上の特定のアプリケーションに対して望ましい且つ／又は有益であり得るのに従って、変動することができる。
【０１００】
図８Ｂは、本発明の様々な実施形態と併せて使用することができる携帯デバイス１３００を代表する事例的な概略図を提供する。携帯デバイス１３００は多くの人によって操作されることができる。図８Ｂに示されるように、携帯デバイス１３００はアンテナ１３１２、（例えば、無線）トランスミッター１３０４、（例えば、無線）レシーバ１３０６、及び、トランスミッター１３０４に信号を提供し、且つレシーバ１３０６から信号を受信する処理素子１３０８を含むことができる。
【０１０１】
トランスミッター１３０４に提供され、且つレシーバ１３０６から受信される信号は、サーバ１２００、分散型デバイス１１１０、１１２０、及び／又は同様のもののような様々な実体と通信する該当する無線システムの無線インタフェース規格に準拠する信号データを含むことができる。この点で、携帯デバイス１３００は、１つ以上の無線インタフェース規格、通信プロトコル、変調形式、及びアクセス形式で動作可能とすることができる。より具体的には、携帯デバイス１３００は、幾つかの無線通信規格及びプロトコルの中の何れかに準拠して動作することができてもよい。特定の実施形態では、携帯デバイス１３００は、ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ２０００，１ｘＲＴＴ、ＷＣＤＭＡ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＬＴＥ、Ｅ−ＵＴＲＡＮ、ＥＶＤＯ、ＨＳＰＡ、ＨＳＤＰＡ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、ＵＷＢ、赤外線プロトコル、ブルートゥース（登録商標）プロトコル、ＵＳＢプロトコル、及び／又は任意の他の無線プロトコルのような複数の無線通信規格及びプロトコルに準拠して動作することができる。
【０１０２】
様々な実施形態によれば、携帯デバイス１３００は、これらの通信規格及びプロトコルを介して、非構造付加サービスデータ（ＵＳＳＤ：Ｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｓｅｒｖｉｃｅ  ｄａｔａ）、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ：Ｓｈｏｒｔ  Ｍｅｓｓａｇｅ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ：Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ  Ｓｅｒｖｉｃｅ）、デュアルトーンマルチ周波数信号方式（ＤＴＭＦ：Ｄｕａｌ−Ｔｏｎｅ  Ｍｕｌｔｉ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）、及び／又は加入者識別モジュールダイヤラ（ＳＩＭダイヤラ：Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ  Ｉｄｅｎｔｉｔｙ  Ｍｏｄｕｌｅ  Ｄｉａｌｅｒ）のような概念を使用して様々な他の実体と通信することができる。携帯デバイス１３００は、変更、アドオン、及びアップデートを、例えばそのファームウエア、ソフトウエア（例えば、実行可能な命令、アプリケーション、プログラムモジュールを含む）、及びオペレーティングシステムにダウンロードすることもできる。
【０１０３】
１つの実施形態によれば、携帯デバイス１３００は、位置決定デバイス及び／又は機能を含むことができる。例えば、携帯デバイス１３００は、例えば、緯度、経度、高度、ジオコード、経路、及び／又は速度データを取得するように適合されるＧＰＳモジュールを含むことができる。１つの実施形態では、ＧＰＳモジュールは、視野内の衛星の数及びそれらの衛星の相対的位置を識別することによって、天体歴データとしても知られるデータを取得する。
【０１０４】
携帯デバイス１３００は、（処理素子１３０８に結合される表示装置１３１６を含むことができる）ユーザインタフェース及び／又は（処理素子３０８に結合される）ユーザ入力インタフェースも備えることができる。ユーザ入力インタフェースは、（ソフト又はハード）キーパッド１３１８、タッチディスプレイ、音声又は動きインタフェース、又は他の入力デバイスのような、携帯デバイス１３００がデータを受信することを可能にする幾つかのデバイスの何れかを備えることができる。キーパッド１３１８を含む実施形態では、キーパッドは、携帯デバイス１３００を操作するために使用される従来の数字（０〜９）及び関連するキー（＃、＊）並びに他のキーを含む（またはそれを表示させる）ことができ、且つ、フルセットの英字キー又はフルセットの英数字キーを提供するために有効にされることができる一セットのキーを含むことができる。入力を提供するのに加えて、ユーザ入力インタフェースは、例えばスクリーンセーバー及び／又はスリープモードのような特定の機能を有効にする又は無効にするために使用されることができる。
【０１０５】
携帯デバイス１３００は、埋め込むことができる、且つ／又は取り外し可能とすることができる揮発性記憶装置又はメモリ１３２２及び／又は不揮発性記憶装置又はメモリ１３２４も含むことができる。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、強誘電体ＲＡＭ、ＲＲＡＭ、ＳＯＮＯＳ、レーストラックメモリ、及び／又は同様のものとすることができる。揮発性メモリは、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦＰＭＤＲＡＭ、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、及び／又は同様のものとすることができる。揮発性及び不揮発性記憶装置又はメモリは、携帯デバイス１３００の機能を実装するために、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、コンパイルされたコード、インタプリタによって解釈されるコード、機械コード、実行可能な命令、及び／又は同様なものを格納することができる。
【０１０６】
携帯デバイス１３００は、カメラ１３２６及び携帯アプリケーション１３３０の中の１つ以上を含むこともできる。カメラ１３２６は、様々な実施形態によれば、追加の及び／又は代替のデータ収集機能として構成されることができ、それにより、１つ以上の品目がカメラを介して携帯デバイス１３００によって読み取られ、格納され、且つ／又は送信されることができる。携帯アプリケーション１３３０は、更に、それを介して様々なタスクが携帯デバイス１３００を用いて実行されることができる機能を提供することができる。様々な構成が、全体として携帯デバイス１３００及びシステム１０２０の一人以上のユーザに対して望ましい可能性がある限り、提供されることができる。
【０１０７】
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、多くの変更が以下の特許請求の範囲内で可能である。そのような変更は、例えば、レーザビームのような例示の電子ビームとは異なるエネルギービーム源を使用することに係る。導電性ポリマー及び導電性セラミックの粉末という非限定的例のような金属粉末以外の材料を使用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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