(57)【要約】  装置は、プラテンと、プラテンを覆う分配システムとを含む。分注システムは、粉末供給源を含む。分注システムは更に、プラテンの上面にわたって延びる粉末コンベヤと、粉末コンベヤの縦軸に沿って同軸に配置された複数のリングと、チューブの長さに沿って延びるキャッププレートとを含む。粉末コンベヤは、粉末供給源から粉末を受け入れるように構成される。粉末コンベヤは、粉末を移動させるように構成される。複数のリングは、粉末コンベヤを囲み且つ粉末を収容するチューブを形成する。各同心円状リングは、リング開口部を含む。各リングは、独立して回転可能になるように構成される。キャッププレートは、キャッププレート開口部を含む。リング開口部とキャッププレート開口部がアライメントされたときに、リング開口部とキャッププレート開口部を通してチューブから粉末が分注される。【選択図】図３Ｂ
2018530671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を形成するための付加製造装置であって、
形成される前記対象物を支持するプラテンと、
前記プラテンを覆う分配システムであって、
前記プラテンの上面にわたって分注される粉末を保持するように構成された粉末供給源と、
前記プラテンの前記上面にわたって延び、前記粉末供給源から前記粉末を受け入れるように構成された近位端を備え、粉末コンベヤの長さに沿って前記粉末コンベヤ内で運ばれる前記粉末を移動させるように構成されている、粉末コンベヤと、
前記粉末コンベヤの縦軸に沿って同軸に配置され、前記粉末コンベヤを囲み且つ前記粉末を収容するように構成されたチューブを形成し、各同心円状リングが少なくとも１つのリング開口部を含む、複数のリングと、
前記チューブの長さに沿って延び、少なくとも１つのキャッププレート開口部を含むキャッププレートであって、前記各同心円状リングの前記少なくとも１つのリング開口部が前記少なくとも１つのキャッププレート開口部にアライメントされた状態へ、又はアライメントされた状態から移動可能であるように、独立して回転可能になるように各リングが構成され、前記少なくとも１つのリング開口部と前記少なくとも１つのキャッププレート開口部がアライメントされたときに、前記少なくとも１つのリング開口部と前記少なくとも１つのキャッププレート開口部とを通して前記チューブから前記粉末が分注される、キャッププレートと
を備える分配システムと、
前記粉末の溶融部分を形成するために前記プラテンの前記上面に分注された前記粉末にエネルギーを加えるエネルギー源と
を備える、付加製造装置。
【請求項２】
前記粉末コンベヤは、前記粉末コンベヤの前記長さに沿って前記粉末コンベヤ内で運ばれる前記粉末を移動させるために、前記縦軸の周りで回転可能である、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項３】
前記粉末コンベヤは更に、前記粉末コンベヤの前記縦軸と同軸であり、前記粉末コンベヤの前記縦軸の周りで回転可能なスクリューコンベヤを含み、これにより、前記スクリューコンベヤが回転したときに前記スクリューコンベヤにより前記粉末コンベヤの前記長さに沿って前記粉末コンベヤ内で運ばれる前記粉末が移動する、請求項２に記載の付加製造装置。
【請求項４】
前記スクリューコンベヤは、前記スクリューコンベヤが前記縦軸の周りで第１の方向に回転したときに、前記スクリューコンベヤにより前記粉末が前記縦軸に沿って前記粉末コンベヤの前記近位端から離れて運ばれるように構成され、前記スクリューコンベヤが前記縦軸の周りで第２の方向に回転したときに、前記スクリューコンベヤにより前記粉末が前記縦軸に沿って前記粉末コンベヤの前記近位端の方へ運ばれるように構成される、請求項３に記載の付加製造装置。
【請求項５】
前記スクリューコンベヤを駆動するモータと、前記モータに連結されたコントローラとを備え、前記コントローラは、前記対象物を形成するために前記粉末を分注している間、前記スクリューコンベヤを前記第１の方向と前記第２の方向の回転の間で交互に回転させるように構成されている、請求項４に記載の付加製造装置。
【請求項６】
前記コントローラは、前記分注の前に、粉末が前記チューブのほぼ全体に沿って延びるまで前記スクリューコンベヤを前記第１の方向に回転させるように構成されている、請求項４に記載の付加製造装置。
【請求項７】
各リングは、前記リングの周りに角度をなして間隔を置いて配置された複数の位置を含み、各位置は一または複数の開口部を有し、開口部の数と開口部サイズの個別の組み合わせを有する、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項８】
各リングは、異なる位置が少なくとも１つのキャッププレート開口部にアライメントされるように、前記位置の間で移動可能である、請求項７に記載の付加製造装置。
【請求項９】
前記組み合わせは更に、各同心円状リングの前記少なくとも１つのキャッププレート開口部を画定し、前記組み合わせは更に、各同心円状リングに対する前記少なくとも１つのキャッププレート開口部の開口部の数と位置とを含む、請求項７に記載の付加製造装置。
【請求項１０】
前記粉末コンベヤの遠位端は、前記プラテンの前記上面にわたって延び、前記粉末が前記遠位端を通して前記粉末コンベヤから出るのを防ぐために閉じられる、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項１１】
各同心円状リングのドライバシステムは、
前記粉末コンベヤの前記縦軸からオフセットし、前記縦軸に平行の回転軸を有するモータと、
前記モータのそれ自体の回転軸の周りでの回転により、前記同心円状リングが前記粉末コンベヤの前記縦軸の周りで回転するように、前記モータに接続されたリンケージシステムと
を備える、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項１２】
前記複数のリングの各リングの前記ドライバシステムの前記モータは、個別の軸長を含む、請求項１１に記載の付加製造装置。
【請求項１３】
各同心円状リングのドライバシステムは、前記粉末コンベヤの前記縦軸の周りで前記同心円状リングを回転させるために電磁場を生成するように構成されたソレノイドを備える、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項１４】
前記エネルギー源は、前記粉末に前記エネルギーを加えるように構成された複数のヒータを含み、前記複数のヒータは、前記少なくとも１つのリング開口部と、同心円状の前記少なくとも１つのキャッププレート開口部とを通して分注される前記粉末に前記エネルギーが選択的に加えられるようにアドレス可能である、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項１５】
分注システムであって、
プラテンの上面にわたって分注される粉末を保持するように構成された粉末供給源と、
前記プラテンの前記上面にわたって延び、前記粉末供給源から前記粉末を受け入れるように構成された近位端を含み、前記粉末コンベヤの長さに沿って前記粉末コンベヤ内で運ばれる前記粉末を移動させるように構成されている、粉末コンベヤと、
前記粉末コンベヤの縦軸に沿って同軸に配置され、前記粉末コンベヤを囲み且つ前記粉末を収容するように構成されたチューブを形成し、各同心円状リングが少なくとも１つのリング開口部を含む、複数のリングと、
前記チューブの長さに沿って延び、少なくとも１つのキャッププレート開口部を含むキャッププレートであって、前記各同心円状リングの前記少なくとも１つのリング開口部が前記少なくとも１つのキャッププレート開口部にアライメントされた状態へ、又はアライメントされた状態から移動可能であるように、独立して回転可能になるように各リングが構成され、前記少なくとも１つのリング開口部と前記少なくとも１つのキャッププレート開口部がアライメントされたときに、前記少なくとも１つのリング開口部と前記少なくとも１つのキャッププレート開口部を通して前記チューブから前記粉末が分注される、キャッププレートと
を備える分注システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書は、３Ｄ印刷としても知られる、付加製造に関する。
【０００２】
固体自由形状製造または３Ｄ印刷としても知られる付加製造（ＡＭ）は、原材料（例：粉末、液体、懸濁液、または融解固形物）を連続的に分注して二次元の層を形成することから３次元の物体を作り上げる、製造プロセスを意味する。対照的に、従来の機械加工技法には、木材、プラスチックまたは金属の塊といった在庫材料から物体が切り出されるサブトラクティブ処理が含まれる。
【０００３】
付加製造には、様々な付加プロセスを用いることができる。例えば、選択的レーザ溶融法（ＳＬＭ）や直接金属レーザ焼結法（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ焼結法（ＳＬＳ）、熱溶融積層法（ＦＤＭ）といったいくつかの方法では、層を作り出すために材料を融解または軟化させるが、一方で、例えば光造形法（ＳＬＡ）といった別の技法を用いて、液体材料を硬化させる技法もある。これらのプロセスは、完成物を作製するために層を形成する方法に関して種々であり、各プロセスで互換性をもって使用される材料に関して種々である。
【０００４】
従来のシステムでは、粉末材料を焼結又は融解させるエネルギー源が使用される。第１の層において選択された位置がすべて焼結又は融解され、再固化すると、完成した層の上に粉末材料の新しい層が堆積し、所望の対象物が作成されるまでこのプロセスが層ごとに繰り返される。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、対象物を形成するための付加製造装置は、形成される対象物を支持するプラテンと、プラテンを覆う分配システムと、粉末の溶融部分を形成するためにプラテンの上面に分注された粉末にエネルギーを加えるエネルギー源とを含む。分注システムは、プラテンの上面にわたって分注される粉末を保持するように構成された粉末供給源と、プラテンの上面にわたって延びる粉末コンベヤとを含む。粉末コンベヤは、粉末供給源から粉末を受け入れるように構成された近位端を含む。粉末コンベヤは、粉末コンベヤの長さに沿って粉末コンベヤ内で運ばれる粉末を移動させるように構成される。分注システムはまた、粉末コンベヤの縦軸に沿って同軸に配置されたリングも含む。リングは、粉末コンベヤを囲み、粉末を収容するように構成されたチューブを形成する。各同心円状リングは、少なくとも１つのリング開口部を含む。分注システムはまた、チューブの長さに沿って延びるキャッププレートも含む。キャッププレートは、少なくとも１つのキャッププレート開口部を含む。各リングは、それぞれの同心円状リングの少なくとも１つのリング開口部が少なくとも１つのキャッププレート開口部にアライメントされた状態へ、又はアライメントされた状態から移動可能であるように、独立して回転可能となるように構成される。粉末は、少なくとも１つのリング開口部と少なくとも１つのキャッププレート開口部がアライメントされたときに、少なくとも１つのリング開口部と少なくとも１つのキャッププレート開口部を通してチューブから分注される。
【０００６】
特徴は、以下のうちの一又は複数を含み得る。粉末コンベヤは、粉末コンベヤの長さに沿って粉末コンベヤ内で運ばれる粉末を移動させるために、粉末コンベヤの縦軸の周りで回転可能であってよい。粉末コンベヤは更に、粉末コンベヤの縦軸と同軸であり、粉末コンベヤの縦軸の周りで回転可能なスクリューコンベヤを含み、これにより、スクリューコンベヤが回転したときにスクリューコンベヤにより粉末コンベヤの長さに沿って粉末コンベヤ内で運ばれる粉末が移動する。
【０００７】
スクリューコンベヤは、スクリューコンベヤが縦軸の周りで第１の方向に回転したときに、スクリューコンベヤにより粉末が縦軸に沿って粉末コンベヤの近位端から離れて運ばれるように構成することができる。スクリューコンベヤは更に、スクリューコンベヤが縦軸の周りで第２の方向に回転したときに、スクリューコンベヤにより粉末が縦軸に沿って粉末コンベヤの近位端の方へ運ばれるように構成することができる。付加製造装置は更に、スクリューコンベヤを駆動するモータと、モータに連結されたコントローラとを含みうる。コントローラは、対象物を形成するために、粉末を分注している間、スクリューコンベヤを第１の方向と第２の方向の間で交互に回転させるように構成されうる。スクリューコンベヤは、スクリューコンベヤが第１の方向に回転するときは、粉末を圧縮するように構成されうる。コントローラは、分注の前に、粉末がチューブのほぼ全体に沿って延びるまでスクリューコンベヤを第１の方向に回転させるように構成されうる。
【０００８】
各リングは、リングの周りに角度をなして間隔を置いて配置された２以上の位置を含むことができ、各位置は一または複数の開口部を有し、開口部の数と開口部サイズの個別の組み合わせを有する。各リングは、異なる位置が少なくとも１つのキャッププレート開口部にアライメントされるように、位置の間で移動可能であってよい。組み合わせは更に、各同心円状リングの少なくとも１つのキャッププレート開口部を画定しうる。組み合わせは更に、各同心円状リングに対する少なくとも１つのキャッププレート開口部の開口部の数と位置とを含みうる。
【０００９】
粉末コンベヤの遠位端は、プラテンの上面にわたって延びうる。粉末が遠位端を通して粉末コンベヤから出るのを防ぐために、粉末コンベヤの遠位端を閉じることができる。少なくとも１つのキャッププレート開口部は、キャッププレートの縦軸に沿って延びるスロットを含みうる。少なくとも１つのキャッププレート開口部は、各リングに対して２以上の開口部を含みうる。チューブでキャッププレートを囲むこともでき、あるいはキャッププレートでチューブを囲むこともできる。
【００１０】
各同心円状リングのドライバシステムは、粉末コンベヤの縦軸からオフセットし、縦軸に平行の回転軸を有するモータを含みうる。ドライバシステムは更に、モータのそれ自体の回転軸の周りでの回転により、同心円状リングが粉末コンベヤの縦軸の周りで回転するように、モータに接続されたリンケージシステムを含みうる。各同心円状リングのドライバシステムのモータは、個別の軸長を含みうる。各同心円状リングのドライバシステムは、オーガコンベヤの縦軸の周りで同心円状リングを回転させるために電磁場を生成するように構成されたソレノイドを含みうる。
【００１１】
分注システムは、第１の分注システムであってよい。粉末は、第１の粉末であってよい。粉末製造装置は更に、プラテンの上面にわたって分注される第２の粉末を受け入れるように構成された第２の分注システムを含みうる。第２の粉末は、第１の粉末の直径より小さい直径を含みうる。
【００１２】
エネルギー源は、粉末にエネルギーを加えるように構成されたヒータを含みうる。ヒータは、少なくとも１つのリング開口部と、同心円状の少なくとも１つのキャッププレート開口部とを通して分注される粉末にエネルギーが選択的に加えられるようにアドレス可能であってよい。
【００１３】
別の態様では、分注システムは、プラテンの上面にわたって分注される粉末を保持するように構成された粉末供給源を含む。分注システムは更に、プラテンの上面にわたって延びる粉末コンベヤを含む。粉末コンベヤは、粉末供給源から粉末を受け入れるように構成された近位端を含む。粉末コンベヤは、粉末コンベヤの長さに沿って粉末コンベヤ内で運ばれる粉末を移動させるように構成される。分注システムは、粉末コンベヤの縦軸に沿って同軸に配置されたリングを含む。リングは、粉末コンベヤを囲み、粉末を収容するように構成されたチューブを形成する。各同心円状リングは、少なくとも１つのリング開口部を含む。分注システムは、チューブの長さに沿って延びるキャッププレートを含む。キャッププレートは、少なくとも１つのキャッププレート開口部を含む。各リングは、それぞれの同心円状リングの少なくとも１つのリング開口部が少なくとも１つのキャッププレート開口部にアライメントされた状態へ、又はアライメントされた状態から移動可能であるように、独立して回転可能になるように構成される。少なくとも１つのリング開口部と少なくとも１つのキャッププレート開口部がアライメントされたときに、少なくとも１つのリング開口部と少なくとも１つのキャッププレート開口部を通してチューブから粉末が分注される。
【００１４】
前述の利点は、非限定的に以下を含みうる。対象物を形成し、付加製造の全体的なスループットを向上させる効率性が上がりうる。分配システムは、粉末を付加製造装置のプラットフォーム上に平行に分注できる幾つかの経路を含みうる。これらの複数の利用可能な経路は、粉末の積層プラットフォーム上への配置が制御可能であるように独立して制御されうる。
【００１５】
本明細書に記載される主題の１つ以上の実行形態の詳細を、添付の図面および以下の記述で説明する。他の潜在的な特徴、態様及び利点が、本記述、図面及び特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】付加製造装置の一例の概略側面図である。
【図１Ｂ】図１Ａの付加製造装置の概略上面図である。
【図２】プリントヘッドの前面斜視切取り図である。
【図３Ａ】分注システムの前側斜視図である。
【図３Ｂ】図３Ａの分注システムの前側斜視断面図である。
【図３Ｃ】図３Ａの分注システムを拡大した前側斜視断面図である。
【図３Ｄ】図３Ａの分注システムの底面図である。
【図３Ｅ】図３Ａの分注システムの前面図である。
【図３Ｆ】図３Ａの分注システムの上面図である。
【図３Ｇ】図３Ａの分注システムの粉末コンベヤを拡大した上面切取り図である。
【図４Ａ】分注システムのリングの底面斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ａのリングの底面図である。
【図５Ａ】分注システムのキャッププレートの底面斜視図である。
【図５Ｂ】図５Ａのキャッププレートの底面図である。
【図６】Ａ〜Ｆは、分注システムのキャッププレートとリングの異なる構成の前断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
様々な図面における同じ参照番号及び記号表示は、同じ要素を表す。
【００１８】
付加製造（ＡＭ）装置は、積層プラットフォームに粉末の連続層を分注し、溶融させることによって対象物を形成しうる。積層ステージの、粉末が分注されるエリアを制御することが望ましい。例えば、制御可能な分注器により対象物の形状寸法の制御が可能になりうる、あるいは制御可能な分注器を、対象物を支持しない積層プラットフォームのエリアに粉末が分注されるのを回避することにより粉末の消費を削減できるようにするためのみに使用しうる。
【００１９】
以下に説明する分注システムは、装置が積層プラットフォームに粉末を選択的に分注することを可能にする、制御可能で移動可能な構造を含みうる。オプションとして、分注システムの制御可能で移動可能な構造はまた、局所的及び正確な分注向けに低くなるように選択できる、あるいは高スループットの分注向けに高くなるように選択できる粉末分注速度の制御も可能にする。
付加製造装置
【００２０】
図１Ａに、積層工程中に、対象物を形成するために粉末を分注するための分注システムを含む、例示の付加製造（ＡＭ）装置１００の概略側面図を示す。装置１００は、プリントヘッド１０２と積層プラットフォーム１０４（例：積層ステージ）を含む。プリントヘッド１２０は粉末１０６を分注し、オプションとして、プラットフォーム１０４に分注された粉末１０６を溶融させる。オプションとして、以下に説明するように、プリントヘッド１０２はまた、プラットフォーム１０４に第２の粉末１０８も分注しうる及び／又は溶融させうる。
【００２１】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、プリントヘッド１０２は、プラットフォーム１０４を横切るように構成されたガントリ１１０（例：プラットフォーム、支持体）に支持される。ガントリ１１０は、プリントヘッドが装着される水平に延びる支持体を含みうる。例えば、ガントリ１１０は、線形アクチュエータ及び／又はモータによってレール１１９に沿って駆動され、順方向１０９に平行の第１の軸に沿ってプラットフォーム１０４全体を移動しうる。幾つかの実行形態では、プリントヘッド１０２は、第１の軸に垂直の水平な第２の軸１１５に沿い、ガントリ１１０に沿って移動しうる。第１の軸及び第２の軸の両方に沿って移動することにより、プリントヘッド１０２とそのシステムがガントリ１１０の下のプラットフォーム１０４の異なる部分に達することが可能になる。ガントリ１１０に沿ってプリントヘッド１０２が移動することにより、またレール１１９に沿ってガントリ１１０が移動することにより、プリントヘッド１０２の移動に多自由度が付与される。プリントヘッド１０２は、プリントヘッド１０２が積層プラットフォーム１０４（例：粉末が分注され溶融されうるエリア）の使用可能なエリアの上に選択的に位置づけされうるように、積層プラットフォーム１０４の上の面及び積層プラットフォーム１０４に平行の面に沿って移動しうる。
【００２２】
プリントヘッド１０２とガントリ１１０は協働して、積層プラットフォーム１０４の使用可能なエリアをスキャンすることができ、これによりプリントヘッド１０２が対象物を形成する必要に応じて積層プラットフォーム１０４に沿って粉末を分注することが可能になる。図１Ｂに示す例において、プリントヘッド１０２は積層プラットフォーム１０４に沿って順方向１０９にスキャンしうる。プリントヘッド１０２は最初に、積層プラットフォーム１０４の第１の端部１１１から第２の端部１１３へ積層プラットフォーム１０４全体を移動して、粉末の層の第１のストライプを堆積させる。次にプリントヘッド１０２は第１の端部１１１に戻り、水平な第２の軸１１５に沿って横方向に移動し、２度目に再び順方向１０９に積層プラットフォーム１０４全体を移動し始めて、第１のストライプに平行の第２のストライプを積層プラットフォーム１０４に堆積させうる。プリントヘッド１０２が２つ以上の異なるサイズの粉末を分注する場合にも、プリントヘッド１０２はプラットフォーム１０４全体を１回過ぎる間に２つ以上の異なる粉末を分注することができる。
【００２３】
あるいは、ガントリ１１０は、プラットフォーム１０４の幅に広がる２つ以上のプリントヘッドを含みうる。この場合、水平の第２の軸１１５に沿った横方向におけるプリントヘッド１０２の動きは必要でない可能性がある。
【００２４】
プリントヘッド１０２の切取り図を示す図１Ａ及び図２を参照すると、プリントヘッド１０２は、粉末１０６を積層プラットフォーム１０４に選択的に分注する少なくとも第１の分注システム１１６を含む。
【００２５】
装置１００はまた、積層プラットフォーム１０４の粉末の層にエネルギーを選択的に加えるエネルギー源１１４も含む。エネルギー源１１４は、プリントヘッド１０２に組み込まれうる、ガントリ１１０に装着されうる、又は例えば積層プラットフォーム１０４を支持するフレーム、あるいは積層プラットフォーム１０４を囲むチャンバ壁等に別々に装着されうる。
【００２６】
幾つかの実行形態では、エネルギー源１１４は、粉末の層の小さいエリアの温度を上げる集束エネルギーのビームを生成する走査型レーザを含みうる。エネルギー源１１４は、例えば焼結プロセス、融解プロセス、又は粉末から材料の個体塊を形成する他のプロセスを使用することによって、粉末を溶融させうる。ある場合には、エネルギー源１１４は、イオンビーム又は電子ビームを含みうる。
【００２７】
エネルギー源１１４は、プリントヘッド１０２が順方向１０９に前進すると、エネルギー源が分注システム１１６によって分注された粉末のラインをカバーしうるように、プリントヘッド１０２に位置づけされうる。装置１００が複数の分注システムを含むとき、プリントヘッド１０２はオプションとして、各分注システムに対してエネルギー源を含むこともできる。装置が複数の熱源を含む場合、エネルギー源はそれぞれ、熱源のうちの１つのすぐ先に位置しうる。
【００２８】
オプションとして、装置は、堆積された粉末の温度を上げるために熱を当てる熱源１１２を含みうる。熱源１１２は、堆積された粉末を焼結又は融解温度を下回る温度に加熱しうる。熱源１１２は例えば、加熱ランプのアレイであってよい。エネルギー源１１４は、プリントヘッド１０２に組み込まれうる、ガントリ１１０に装着されうる、又は例えば積層プラットフォーム１０４を支持するフレーム、あるいは積層プラットフォーム１０４を囲むチャンバ壁等に別々に装着されうる、熱源１１２は、プリントヘッド１０２の順移動方向１０９に対して、第１の分注システム１１６の背後に位置しうる。プリントヘッド１０２が順方向１０９に移動すると、熱源１１２は第１の分注システム１１６が以前位置していたエリア全体を移動する。
【００２９】
幾つかの実行形態では、熱源１１２は、個別に制御可能な光源アレイの形態の、デジタル処理でアドレス可能な熱源である。アレイは例えば、プラットフォーム１０４の上に位置づけされた、垂直キャビティ面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）チップを含む。アレイは、プリントヘッド１０２内にあってよい、あるいはプリントヘッド１０２から離れていてよい。制御可能な光源アレイは、プラットフォーム１０４全体をスキャンするための、ドライバシステムのアクチュエータによって駆動される線形アレイであってよい。ある場合には、アレイは、個別に制御可能な光源のサブセットを作動させることによって、層の領域を選択的に加熱する完全な二次元のアレイである。あるいは、又は更に、熱源は、粉末の全層を同時に加熱するランプアレイを含む。ランプアレイは、プリントヘッド１０２の一部であってよい、あるいは装置１００の一部であるが、プリントヘッド１０２からは離れている独立した熱源ユニットであってよい。
【００３０】
幾つかの実行形態では、積層プラットフォーム１０４は、積層プラットフォーム１０４に分注された粉末を加熱しうるヒータを含みうる。ヒータは、プリントヘッド１０２の熱源１１２の代わり、あるいは追加であってよい。
【００３１】
オプションとして、プリントヘッド１０２及び／又はガントリ１１０はまた、分注システム１１６によって分注される粉末を圧縮し広げるために、第１の分注システム１１６と協働する例えばローラ又はブレード等の第１のスプレッダー１１８も含みうる。スプレッダー１１８は、層に実質的に均一な厚さを与えうる。ある場合には、第１のスプレッダー１１８は、粉末の層を押して粉末を圧縮しうる。
【００３２】
プリントヘッド１０２及び／又はガントリ１１０はまた、オプションとして、装置１００、及び分注システム１１６によって分注された粉末の特性を検出するために、第１の検出システム１２０及び／又は第２の検出システム１２２も含みうる。
【００３３】
幾つかの実行形態では、プリントヘッド１０２は、第２の粉末１０８を分注する第２の分注システム１２４を含む。第２のスプレッダー１２６は、第２の分注システム１２４とともに第２の粉末１０８を広げ圧縮するように動作しうる。装置１００、例えばプリントヘッド１０２又はガントリ１１０はまた、第１の熱源１１２と同じように、熱を積層プラットフォーム１０４の大きいエリア内の粉末に向ける第２の熱源１２５も含みうる。
【００３４】
コントローラ１２８は、エネルギー源１１４、熱源１１２（存在する場合）、及び分注システム１１６の動作を連動させうる。コントローラ１２８は、粉末１０６を分注するように分注システム１１６を操作することができ、粉末１０６を溶融させて、形成される対象物となるワークピース１３０を形成するようにエネルギー源１１４と熱源１１２を操作することができる。
【００３５】
コントローラ１２８は、第１の分注システム１１６を操作して、例えば積層プラットフォーム１０４に分注される粉末１０６の厚さ及び分布を制御しうる。各層の厚さは、例えば層の高さ、あるいは粉末粒子１０６の平均直径を通じて積み重ねられた粉末粒子１０６の数に応じて変化する。幾つかの実行形態では、粉末粒子１０６の各層は、単一の粒子厚である。ある場合には、各層は、複数の粉末粒子１０６が重なり合うように積み重ねられた結果の厚さを有する。
【００３６】
幾つかの実行形態では、層の高さはまた、粉末粒子１０６の分布密度、例えば粉末粒子１０６がどのくらい密集しているかにも応じて変わる。粉末１０６の圧縮レベルは、分注される各層の厚さに影響を与えうる。粉末１０６の圧縮レベルが高いと、圧縮レベルが低い同じ数の粒子で形成された層に比べて分注される層の厚さが薄くなりうる。高い圧縮レベルにより更に、層全体の厚さの均一性が高まり、層を融解するのに要するレーザの滞留時間が短縮されうる。各層の厚さ及び粉末の圧縮量を選択して、その層に形成される対象物の部分の形状寸法の所望の解像度を制御しうる。
【００３７】
各層に対して分注された粉末の分布、例えば各層内の粉末の位置は、付加製造装置の実行形態に基づいて変化しうる。ある場合には、第１の分注システム１１６は、ある部分が粉末を含み、ある部分が粉末を含まないように、積層ステージ全体に粉末の層を選択的に分注しうる。幾つかの実行形態では、第１の分注システム１１６は、作業面に均一な材料層を分注することができる。
【００３８】
図２を参照すると、第１の分注システム１１６は、粉末ホッパー１３１内に粉末１０６を受け入れる。粉末１０６は次に、チャネル１３６を通して移動する。粉末ホッパー１３１は、粉末ホッパー１３１が分注工程の間にチャネル１３６の粉末供給源として機能するように、粉末で充填されうる。第１の分注システム１１６は、チャネル１３６から延びる一又は複数の幾つかの利用可能な開口部又は孔を通して積層プラットフォーム１０４上に粉末１０６を分注する。孔又は開口部は選択的に開閉式であってよい。具体的には、チャネル１３６は、開口部を含む、例えば回転可能なリング等の選択的に制御可能及び移動可能なリングによって形成されうる。共通の中心円柱軸に沿って積み重なったときに、複数のリングはともにチューブの形状であってよく、チャネル１３６はチューブを貫通する開孔に対応する。リングが回転すると、開口部は共通の円柱軸の周りで角度をつけて移動する。
【００３９】
コントローラ１２８は、粉末を分注するリングを制御するために、リング駆動機構１３８を選択的に作動させることができる。各リングが複数の開口部を含む場合、コントローラは、粉末を分注する複数の開口部のうちの１つまたはそれ以上を選択するために、各リング駆動機構１３８も作動させうる。
【００４０】
リングの特定の角度位置における各群の開口部は、粉末が異なる速度で分注されるようにサイズ指定及び寸法設定をすることができる。リングの回転、したがって、粉末を分配する１つの開口部又は複数の開口部を選択することによって、コントローラ１２８が、積層プラットフォーム１０４上に粉末が分注される速度を選択することが可能になる。
【００４１】
第１の分注システム１１６を使用して、コントローラは、積層プラットフォーム１０４への粉末の分配及び分布を制御しうる。第１の分注システム１１６は、積層プラットフォーム１０４又は粉末の最上層に分注される層内の粉末の分布を制御しうる。ある場合には、第１の分注システム１１６は、積層プラットフォーム１０４又は粉末の最上層上への粉末の選択的分注を達成するために、開口部の１つを通して粉末を分注しうる。ある場合には、第１の分注システム１１６は、第１の分注システム１１６が積層プラットフォーム１０４の大きなエリア全体に一度に粉末を分注することができるように、１を上回る開口部を通して（例えば各リングの孔を通して）粉末を分注しうる。
【００４２】
第１のスプレッダー１１８は次に、粉末を積層プラットフォーム１０４全体に広げうる。スプレッダーは、実質的に均一な厚さを層に与えうる。幾つかの実行形態では、第１のスプレッダー１１８は、プラットフォーム１０４全体を平行移動するブレードである。ある場合には、第１のスプレッダー１１８は、プラットフォーム１０４全体を転がるローラ又は回転シリンダーである。スプレッダー１１８は、時計回りの方向及び／又は反時計回りの方向に転がりうる。
【００４３】
オプションとして、プリントヘッドは、第２の粉末を供給する第２の分注システム１２４を含みうる。第２の分注システム１２４は、粉末ホッパー１３４内に粉末１０８を受け入れる。粉末１０８は次に、チャネル１３６を通って移動する。第１の分注システム１１６と同様に、第２の分注システム１２４は、粉末を分注する孔を含むリングを回転させることによって、積層プラットフォーム１０４を通して粉末が分注される速度を制御しうる。第２の分注システム１２４はまた、第１の分注システム１１６から分注される粉末が所望の分布密度を有するように、粉末の圧縮もしうる。
【００４４】
第２の分注システム１２４が存在する場合、それにより、第１の粉末１０６とは異なる特性を有する第２の種類の粉末１０８を供給することが可能になる。第１の粉末粒子１０６は、第２の粉末粒子１０８よりも、例えば２倍又はそれ以上大きい平均直径を有しうる。第２の粉末粒子１０８が第１の粉末粒子１０６の層に分注されたときに、第２の粉末粒子１０８は第１の粉末粒子１０６の層に浸透して第１の粉末粒子１０６間のボイドを埋める。第１の粉末粒子１０６よりも小さい第２の粉末粒子１０８により、より高い解像度、高い予備焼結密度、及び／又は高い圧縮速度が達成されうる。
【００４５】
代替的に、又は付加的に、装置１００が２つの種類の粉末を含む場合、第１の粉末粒子１０６は第２の粉末粒子とは異なる焼結温度を有しうる。例えば、第１の粉末は、第２の粉末よりも低い焼結温度を有しうる。上記実行形態では、エネルギー源１１４を使用して、第１の粒子は溶融するが第２の粉末は溶融しないような温度へ粉末の全層を加熱することができる。
【００４６】
幾つかの実行形態では、コントローラ１２８は、異なる領域に第１及び第２の粉末粒子１０６、１０８を選択的に供給するために、第１及び第２の分注システム１１６、１２４を制御しうる。
【００４７】
複数の種類の粉末が使用される実行形態では、第１及び第２の分注システム１１６、１２４は、形成される対象物の部分の解像度要件に応じて、第１及び第２の粉末粒子１６、１０８を各々選択されたエリアに供給しうる。
【００４８】
粉末の材料には、例えば鋼鉄、アルミニウム、コバルト、クロム、及びチタン、合金混合物、セラミック、複合物、及び生砂等の金属が挙げられる。２つの異なる種類の粉末を用いる実行形態では、ある場合には、第１及び第２の粉末粒子１０６、１０８は異なる材料でできており、他の場合には、第１及び第２の粉末粒子１０６、１０８は同じ材料組成を有する。装置１００が金属の対象物を形成し、２つの種類の粉末を分注するように動作する例において、第１及び第２の粉末粒子１０６、１０８は、金属合金又は金属間材料を形成するために組み合わされた組成を有しうる。
【００４９】
装置１００が異なる焼結温度を有する２つの異なる種類の粉末を分注した場合、第１及び第２の熱源１１２、１２５は異なる温度又は加熱設定点を有しうる。例えば、第１の粉末１０６が第２の粉末１０８よりも低い温度で焼結されうる場合、第１の熱源１１２は、第２の熱源１２５よりも低い温度設定点を有しうる。
【００５０】
幾つかの実行形態では、積層プラットフォーム１０４は固定され、プリントヘッド１０２は垂直方向に移動して、粉末の連続層を分注する。幾つかの実行形態では、積層プラットフォーム１０４は、積層工程の間に上向き又は下向きに移動しうる。例えば、積層プラットフォーム１０４が下向きに移動して各層が第１の分注システム１１６によって分注されることにより、プリントヘッド１０２は各連続層が分注されても同じ垂直方向の高さにとどまることができる。コントローラ１２８は、積層プラットフォーム１０４の高さを下げて、積層プラットフォーム１０４をプリントヘッド１０２から離れるように移動させることができるようにするために、積層プラットフォーム１０４に接続された、例えばピストン又は線形アクチュエータ等の駆動機構を操作しうる。あるいは、積層プラットフォーム１０４は固定された垂直位置に保持され得、各層が堆積された後にガントリ１１０を上げることができる。
【００５１】
コントローラ１２８は、例えば熱源１１２、エネルギー源１１４、及び第１の分注システム１１６等のプリントヘッド１０２とそのサブシステムの動作を含む、装置１００の動作を制御する。コントローラ１２８はまた、存在した場合、第１のスプレッダー１１８、第１の検出システム１２０、第２の検出システム１２２、第２の分注システム１２４、及び第２のスプレッダー１２６も制御しうる。コントローラ１２８はまた、例えば装置のユーザインターフェースへのユーザ入力、又は装置１００のセンサからの検出信号から信号も受信しうる。
【００５２】
コントローラ１２８は、ＣＡＤデータを受信する及び／又は生成するコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムを含みうる。ＣＡＤデータは、形成される対象物を示すものであり、本書に記載するように、付加製造プロセスの間に形成される構造の特性を決定するのに使用されうる。ＣＡＤデータに基づいて、コントローラ１２８は、例えば、粉末１０６を分注するために、粉末１０６を溶融させるために、装置１００の様々なシステムを移動するために、システム、粉末、及び／又はワークピース１３０の特性を検出するために、コントローラ１２８とともに動作可能な各システムによって使用されうる命令を生成しうる。
【００５３】
コントローラ１２８は例えば、装置の様々な構成要素を移動させるために、駆動機構に制御信号を送信しうる。ある実行形態では、駆動機構は、装置１００の分注器、ローラ、支持プレート、エネルギー源、熱源、検出システム、センサ、分注器アセンブリ、及び他の構成要素を含むこれらの異なるシステムに平行移動及び／又は回転させうる。各駆動機構は、装置の構成要素の移動を可能にするために、一又は複数のアクチュエータ、リンケージ、及び他の機械的又は電気機械的パーツを含みうる。
【００５４】
ある場合には、コントローラ１２８は、プリントヘッド１０２の移動を制御し、プリントヘッド１０２の個々のシステムの移動も制御しうる。例えば、コントローラ１２８は、ガントリ１１０に沿って特定の位置までプリントヘッド１０２を移動させることができ、プリントヘッド１０２に沿ってプリントヘッド１０２のエネルギー源１１４を移動させる別々の駆動機構を駆動するために、別々の制御信号を送信することができる。装置１００は更に、プリントヘッド１０２が積層プラットフォーム１０４の異なるエリアの上に位置づけされうるように、積層プラットフォーム１０４に沿ってガントリ１１０を移動させる駆動機構を含みうる。
【００５５】
コントローラ１２８はまた、本書に記載の移動可能及び制御可能なリングと、分注システム１１６内に収納される粉末コンベヤとを含む、分注システム１１６の個別の構造も制御しうる。コントローラ１２８は、粉末の供給速度、粉末の圧縮レベル、及び粉末が分注される積層プラットフォーム１０４上の位置を調節するために、分注システム１１６を制御しうる。
【００５６】
分注システム
図３Ａ〜３Ｇに、分注システム１１６（及び／又は例えば第２の分注システム１２４）の様々な図を示す。図３Ａに示す分注システム１１６の斜視図に示すように、分注システム１１６は分注システム１１６によって分注される（そして圧縮される可能性のある）粉末を受け入れる粉末ホッパー１３１を含む。
【００５７】
分注システム１１６の斜視断面図を示す図３Ｂも参照すると、粉末は粉末ホッパー１３１を通してチャネル１３６内に移動する。分注システム１１６のコンベヤ駆動機構１３９は、粉末をチャネル１３６の入口１４２とチャネル１３６の閉端部１４４との間で移動させる粉末コンベヤ１４０を駆動しうる。粉末コンベヤ１４０はオーガスクリューであってよい。
【００５８】
コンベヤ１４０は回転して、チャネル１３６内の粉末を運びうる。例えば、オーガスクリューの回転により、チャネル１３６を通して粉末を前に進ませることができる。
【００５９】
幾つかの実行形態では、コンベヤ１４０は回転する代わりに、チャネル１３６に沿って平行移動してチャネル１３６内の粉末を分配する。幾つかの実行形態では、コンベヤ１４０は揺動又は振動して、チャネル１３６内の粉末を分配する。
【００６０】
幾つかの実行形態では、コンベヤ駆動機構１３９は、駆動モータ１４１を含み得る。駆動モータ１４１は、コンベヤ駆動機構１３９がコンベヤ１４０に、チャネル１３６内の粉末に高レベルの圧力をかけさせることを可能にする高トルク駆動モータであってよい。幾つかの実行形態では、駆動機構１３９は更に、トルクを駆動モータからコンベヤ１４０へ移送するギア、リンケージ、及び他の力及びトルク移送装置を含みうる。
【００６１】
分配システム１１６のチャネル１３６の拡大した斜視断面図を示す図３Ｃを参照する。コンベヤ１４０は一連の環状リング１４６によって取り囲まれている。リング１４６を貫通する開孔により、粉末が移動するチャネル１３６が画定される。具体的には、リング１４６の内面によりチャネル１３６が形成される。したがって、粉末がチャネル１３６を通って移動すると、リング１４６の内面に粉末が接触する。環状リング１４６は各々、コンベヤ１４０の縦軸１６２と同心円をなす中心を有する。幾つかの実行形態では、コンベヤ１４０はチャネル１３６を通して粉末を移動させるために、この縦軸１６２の周りを回転する。
【００６２】
それぞれリング１４６の例の底面斜視図及び底面図である図４Ａ及び図４Ｂに示すように、各リング１４６は、リング１４６の内面から外面までリング１４６を貫通する開口部１４８を含む。
【００６３】
幾つかの実行形態では、各リング１４６は、リング１４６の周りの異なる角度位置に間隔を置いて配置された複数の開口部１４８を含む。開口部１４８のサイズ、形状、及び数は様々であってよい。例えば、各リング１４６は、異なるサイズの複数の開口部を含みうる。ある場合には、リング１４６の一または複数の異なる角度位置に複数の開口部を含みうる。図４Ａ及び図４Ｂには３つの開口部１４８を示したが、ある場合には、リング１４６は各々が異なるサイズを有する開口部を２つのみ、あるいは４つ以上有しうる。各リングは、同じパターンの開口部を有しうる。ある場合には、リング１４６は各々、同じサイズの単一の開口部１４８を有する。円形開口部１４８について、開口部１４８の直径は例えば、１０ミクロンと１００ミクロンの間であってよい。
【００６４】
分注システム１１６の底面図を示す図３Ｄも参照すると、キャッププレート１５０はリング１４６の下に位置づけされている。キャッププレート１５０は、チャネル１３６に沿って延び、リング１４６によって提供されるチャネル１３６の部分の結合された長さに沿って延びている。キャッププレートは、開口部１５２を含む。キャッププレート１５０の各開口部１５２は、リング１４６のうちの異なるリングに対応しうる。開口部は、縦軸に平行の線に配置されうる。
【００６５】
各開口部１５２は、対応するリング１４６の開口部１４８よりも大きくてよい、又は小さくてよい。ある場合には、キャッププレート１５０の例の底面斜視図及び底面図を示す図５Ａ及び５Ｂに示すように、開口部１５２は全て同じサイズを有しうる。開口部１５２は、互いにアライメントされ、均等な間隔を置いて配置されうる。
【００６６】
円形開口部として説明したが、開口部１４８と開口部１５２は、スロット、スリット、又は他の適切な形状であってよい。ある場合には、開口部１４８及び／又は開口部１５２は、長方形又は楕円形であってよい。キャッププレート１５０が幾つかのキャッププレート開口部１５２、各リング１４６に対して少なくとも１つのキャッププレート開口部を含むと説明したが、ある場合には、キャッププレート１５０は、全ての又は幾つかのリングの下に延びる単一のスロットを含む。スロットは、チャネルの縦軸に平行に延びていてよい。例えば、キャッププレート１５０は、各スロットが２つ以上のリングに対応する２つ以上のスロットを含みうる。ある場合には、キャッププレートは全てのリング全体に延びる１つのスロットを含む。幾つかの実行形態では、スロットは均一の幅を有し、他の場合には、スロットの幅は様々である。
【００６７】
リング１４６はキャッププレート１５０に隣接し、キャッププレート１５０の上にあるため、リング１４６の開口部１４８をキャッププレート１５０の開口部１５２にアライメントすることができる。具体的には、各リング１４６は、リング１４６の開口部１４８がキャッププレート１５０内の対応する開口部にアライメントされうるように、回転させることができる。図３Ｅは分注システム１１６の前断面図を示し、図３Ｆは分注システム１１６の上断面図を示す。分注システム１１６は、各々がリング１４６の対応するリングに接続されるリング駆動機構１３８を含む。
【００６８】
幾つかの実行形態では、各リング駆動機構１３８は、モータによりリング１４６のうちの１つを回転させることができるように、モータ１５６及びリンケージシステム１５８を含みうる。リンケージシステム１５８は、モータ１５６のトルクをモータ１５６に関連づけられたリング１４６の回転力に転送するために、ギア、リンケージ、アーム、及び他の力及びトルク伝達要素を含みうる。モータ１５６は、モータに関連付けられたリング１４６をリングの中心周りで両方向に回転させるように動作しうる。幾つかの実行形態では、各モータ１５６を同じ平面上に装着することができるように、モータ１５６の軸長を変更することができる。幾つかの実行形態では、各リング駆動機構１３８又は各モータ１５６は、２つ以上のリング１４６を操作して２つ以上のリングを同時に回転させることができる。
【００６９】
リング駆動機構１３８は、リング１４６の中心周りでリング１４６を回転させる。リング１４６の中心は、コンベヤ１４０の縦軸１６２と一致しうる。したがって、リング１４６が回転しても、リング１４６によって形成されたチャネル１３６は実質的にその形状及びサイズのままでいつづけることができる。
【００７０】
幾つかの実行形態では、リングは磁気駆動機構によって駆動される。磁気駆動機構はリングを回転させうる。ある場合には、磁気駆動機構は、磁気駆動機構の極性に応じて、リングの開口部を開閉する。磁気駆動機構は、ソレノイドを含みうる。コントローラは、ソレノイドを制御して、リング１４６のうちの１つの磁性材料又は強磁性材料と相互作用する電磁場を生成しうる。電磁場は、コンベヤ１４０の縦軸１６２の周りでリング１４６を駆動しうる。
【００７１】
各リング１４６に対し、コントローラ（例：図１Ｂに示す装置１００のコントローラ１２８）は、リング１４６の対応するリング駆動機構１３８を制御して、リング１４６の回転位置を設定することができる。リング１４６の回転位置は、キャッププレート１５０の対応する開口部１５２に対するリング１４６の開口部１４８の位置を決定する。図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、及び５Ｂに対して示し説明した例では、各リングは、複数の開口部１４８を有し、キャッププレート１５０内に１つの対応する開口部１５２を有する。
【００７２】
コントローラは、リング駆動機構１３８のうちの１つを操作して、そのリング駆動機構１３８に関連付けられたリング１４６から粉末を分注しうる。コントローラは、リング駆動機構１３８を操作して、リング１４６の開口部１４８のうちの１つがキャッププレート１５０内のそれに対応する開口部１５２にアライメントされるように、リング１４６を回転させうる。開口部１４８が対応する開口部１５２にアライメントされたときに、リング１４６のセットによって形成されたチャネル１３６を通って移動する粉末が、開口部１４８及び対応する開口部１５２を通って移動しうる。その粉末はしたがって、キャッププレート１５０を通って移動し、積層プラットフォーム（例：図１Ａ及び１Ｂに示す装置１００の積層プラットフォーム１０４）上に分注されうる。
【００７３】
コントローラはまた、リング駆動機構１３８を操作することにより、関連付けられたリング１４６からその粉末が分注されないようにすることもできる。コントローラはまた、リング駆動機構１３８を操作して、リング１４６の開口部１４８がキャッププレート１５０内のそれらに対応する開口部にミスアライメントされるように、リング１４６を回転させることもできる。開口部１４８及び１５２がミスアライメントされたときは、それらの対応する開口部１４８、１５２は粉末の通路を提供しないため、チャネル１３６内の粉末はキャッププレート１５０の本体によって阻害され、リング１４６を通過することができない。粉末はしたがって、そのリング１４６に対応するチャネル１３６の部分からは分注されない。
【００７４】
リング１４６がリングの周りの異なる角度位置に複数の開口部１４８を含む場合、コントローラは、幾つかの開口部の中から開口部１４８のうちの１つを選択してそれぞれの開口部１５２にアライメントし、リング１４６を通してチャネル１３６から分注される粉末の速度を制御することができる。複数の開口部１４８が図４Ａ及び４Ｂに示すように異なるサイズを有する場合、大きいサイズの開口部は、小さいサイズの開口部よりも速い速度で粉末を分注しうる。同様に、小さいサイズの開口部は、大きいサイズの開口部よりも遅い速度で粉末を分注しうる。チャネル１３６からの粉末の分注速度を制御するために、コントローラは、大きい及び小さい複数の開口部１４８の中のどの開口部１４８をキャッププレート１５０の対応する開口部１５２にアライメントするかを選択しうる。
【００７５】
幾つかの実行形態では、コントローラは、開口部１４８をキャッププレート１５０内の対応する開口部１５２に部分的にアライメントして、粉末分注速度を制御することができる。リング１４６が複数の開口部１４８を有する場合、コントローラは、開口部１４８のうちの１つとキャッププレート１５０内の対応する開口部１５２が互いに部分的にアライメントされた位置にあるように、リング駆動機構１３８を操作しうる。部分的にアライメントされた位置では、リング１４６の開口部１４８とキャッププレートの開口部１５２により、チャネル１３６の部分から粉末を分注することが可能になる。しかしながら、部分的なアライメントにより、開口部１４８及び対応する開口部１５２が完全にアライメントされた場合にその部分から分注される粉末の速度に比べて、チャネル１３６のその部分から分注される粉末の速度が低下しうる。例えば図４Ａ及び４Ｂに示すリング１４６は３つの開口部１４８を有するが、コントローラは、開口部１４８をキャッププレート内の開口部１５２に部分的にアライメントすることにより、３つを上回る粉末分注速度から選択することが可能である。
【００７６】
幾つかの実行形態では、リング１４６は、単一の開口部１４８のみを有し得る。幾つかの実行形態では、リング１４６は単一の開口部のみを有するが、コントローラはそれでも、単一の開口部１４８とキャッププレート１５０の開口部１５２との間のアライメント量を制御することによって、粉末分注速度を調節することができる。リング１４６が単一の開口部のみを有する幾つかの実行形態では、コントローラは単に、粉末を分注するための２値オン／オフ状態を提供するように構成される。
【００７７】
コントローラはまた、複数のリング１４６から同時に粉末を分注するために、各リング１４６の回転位置も制御しうる。具体的には、コントローラは、複数のリング、したがって粉末を供給するチャネル１３６に沿った複数の位置を選択しうる。ある場合には、コントローラは、広いエリア全体に大量の粉末を分注しうる。これに関しては、コントローラは、リング１４６の開口部１４８がそれらの対応する開口部１５２に完全にアライメントされるように、幾つかの又は全てのリング１４６を回転させることができる。この構成において、コントローラは、キャッププレート１５０の各開口部１５２から粉末を分注することができ、これにより、分注システム１１６が広いエリア全体に大量の粉末を分注することができるようになる。
【００７８】
ある場合には、コントローラは、リング１４６のサブセットから粉末を分注することによって、局所的な又は限定されたエリアに少量の粉末を分注することができる。コントローラは、リング１４６の開口部１４８がキャッププレート１５０内のそれらに対応する開口部１５２にアライメントされるように、リング１４６のサブセットを制御しうる。残りのリング１４６については、コントローラは、これらの開口部１４８がキャッププレート１５０内の対応する開口部１５２にミスアライメントされるように、残りのリング１４６を制御しうる。この構成において、分注システム１１６は、リング１４６の開口部１４８がキャッププレート１５０内の対応する開口部１５２にアライメントされた位置にあるこれらのリング１４６を通してのみ粉末を分注する。
【００７９】
開口部１５２を通して分注される粉末を移動させるコンベヤ１４０は、らせん状ブレード１６０を有するオーガコンベヤ又はスクリューコンベヤであってよい。らせん状ブレード１６０は、らせん状スクリューブレードであってよい。ねじ山が粉末を押すと、粉末はチャネル１３６に沿って移動しうる。らせん状ブレード１６０は、リング１４６の中心と一致しうるオーガコンベヤの縦軸１６２の周りを回転しうる。コンベヤ駆動機構１３９は、オーガコンベヤを回転させるトルクを供給しうる。オーガコンベヤが回転すると、らせん状ブレード１６０はチャネル１３６内に収容された粉末を押し、これにより粉末がチャネル１３６を通って移動しうる。オーガコンベヤは、オーガコンベヤの長さに沿って粉末を移動させうる。これに関し、オーガコンベヤは粉末を移動させて、チャネル１３６の長さに沿ってチャネル１３６の異なる部分から粉末を分注することを可能にしうる。これらの異なる部分は、異なるリング開口部１４８と異なるキャッププレート開口部１５２に対応しうる。幾つかの実行形態では、オーガコンベヤは、ねじ山が粉末を押す面として機能する親ねじを含む。
【００８０】
粉末は、コンベヤ１４０の縦軸１６２に沿って両方向に移動しうる。例えば、分注工程の間、コントローラは回転方向を交互にするようにオーガコンベヤを制御しうる。この行ったり来たりする動きにより、粉末の分注が更に効果的になりうる。
【００８１】
コントローラは、ある場合には、粉末がチャネル１３６から積層プラットフォーム上に分注される前に粉末を圧縮するように、コンベヤ１４０を制御しうる。幾つかの実行形態では、図３Ｇに示すように、コンベヤ１４０の端部１４４を閉じることができる。チャネル１３６が粉末でいっぱいになると、コンベヤ１４０は、粉末のバルク運動を起こすことなく、粉末を端部１４４の方へ押しやることができる。チャネル１３６が粉末で一杯であるため、コンベヤ１４０により粉末が圧縮されうる。
【００８２】
図４Ａ及び４Ｂには、リング１４６の特定例における様々なサイズの複数のリング開口部１４８を示し、図５Ａ及び５Ｂには、各リング１４６に対し１つのキャッププレート開口部１５２を示したが、他の実行形態では、幾つかのリング開口部、リングごとに対応する幾つかのキャッププレート開口部、リング開口部のサイズ、及びキャッププレート開口部のサイズの組み合わせを変えることが可能である。図５Ａ及び５Ｂには、各リング１４６に対して均一なキャッププレート開口部１５２を示したが、幾つかの実行形態では、各リングに対するキャッププレートの１つの開口部又は複数の開口部のサイズ及び数は互いに異なっていてよい。例えば、単一のリングに対するキャッププレート開口部のセットには２つ以上のキャッププレート開口部を含むことができ、単一のリングに対するキャッププレート開口部の別のセットには、単一のキャッププレート開口部のみを含みうる。
【００８３】
図６Ａ〜６Ｆに、１つのリング開口部又は複数のリング開口部、及び１つのキャッププレート開口部又は複数のキャッププレート開口部を通過する断面線に沿って切り取られた前断面図を示す。これらの図はしたがって、特定のリング１４６の１つのリング開口部又は複数のリング開口部と、キャッププレート１５０内のそのリングに対応する１つのキャッププレート開口部又は複数のキャッププレート開口部を示す。リング１４６は、キャッププレート１５０に対して縦軸１６２の周りを回転する、例えばリング１４６は、キャッププレート１５０が分注器に対して静止している間に回転する（分注器全体が積層プラットフォーム全体を横方向に移動しうる）。以下に更に詳しく説明するように、リング１４６の回転により、リング１４６によって形成されたチャネル１３６の一部から粉末を分注することが可能になる。各図には１つのリング１４６のみを示したが、チャネル１３６は、さまざまなサイズ及び数のリング開口部を有しうる一連のリングによって画定される。
【００８４】
幾つかの実行形態では、特定のリング１４６の複数のリング開口部１４８は全て、対応するキャッププレート開口部１５２よりも小さい。リング開口部１４８のサイズはしたがって、リング１４６からの粉末分注速度を決定しうる。ある場合には、図６Ａに示すように、リング１４６のリング開口部の幾つかは対応するキャッププレート開口部よりも小さいが、リング１４６のリング開口部の幾つかは対応するキャッププレート開口部１５２よりも大きい。具体的には、リング開口部６００Ａ及び６０５Ａはキャッププレート開口部６１５Ａよりも小さく、リング開口部６１０Ａはキャッププレート開口部６１５Ａよりも大きい。リング開口部６００Ａ又はリング開口部６０５Ａがキャッププレート開口部６１５Ａにアライメントされると、粉末分注速度は、リング開口部６００Ａ、６００Ｂのサイズ（例：開口部６００Ａ、６００Ｂの面積）に比例しうる。逆に、リング開口部６１０Ａがキャッププレート開口部６１５Ａにアライメントされると、キャッププレート開口部６１５Ａはリング開口部６１０Ａよりも小さいため、粉末分注速度はキャッププレート開口部６１５Ａのサイズに基づくものとなる。キャッププレート開口部６１５Ａはしたがって、粉末分注速度の上限を決定しうる。
【００８５】
幾つかの実行形態では、図６Ｂに示すように、リング開口部の数は３つを上回りうる。例えば、リング１４６は、５つのリング開口部、具体的にはリング開口部６００Ｂ、６０５Ｂ、６１０Ｂ、６１５Ｂ、６２０Ｂを有しうる。リング開口部は各々、異なるサイズを有する。図６Ｂに、キャッププレート１５０内のキャッププレート開口部６２５Ｂよりも小さいリング開口部６００Ｂ、６０５Ｂ、６１０Ｂ、６１５Ｂを示す。そして、リング開口部６２０Ｂは、キャッププレート開口部６２５Ｂよりも大きい。この例では、キャッププレート開口部６２５Ｂは最も大きいリング開口部６２０Ｂよりも小さいが、分注システムの他のリングについては、最も大きいリング開口部がキャッププレート開口部よりも小さくてよい。分注システムの他のリングについては、１つ、２つ、３つ、４つ、又は全てのリング開口部がキャッププレート開口部より小さくてもよい。
【００８６】
図３Ａ〜３Ｇに対して説明した例では、コントローラが、１つのリング開口部を１つのキャッププレート開口部にアライメント、ミスアライメント、又は部分的にミスアライメントすることを制御すると示したが、ある場合には、コントローラは、リング開口部を２つ以上のキャッププレート開口部にアライメントすることを制御しうる。図６Ｃに示すように、リング１４６は３つのリング開口部６００Ｃ、６０５Ｃ、６１０Ｃを有し、キャッププレート１５０は５つのキャッププレート開口部のセット６１５Ｃを有する。各キャッププレート開口部は、同じサイズを有しうる。
【００８７】
図６Ｃに示すように粉末を分注するために、リング開口部６０５Ｃがキャッププレート開口部のセット６１５Ｃにアライメントされると、リング開口部６０５Ｃは、セット６１５Ｃのキャッププレート開口部のうちの３つにアライメントされうる。リング開口部６００Ｃがキャッププレート開口部にアライメントされると、リング開口部６００Ｃは、セット６１５Ｃのキャッププレート開口部のうちの１つにアライメントされうる。リング開口部６１０Ｃがキャッププレート開口部にアライメントされると、リング開口部６１０Ｃは、セット６１５Ｃのキャッププレート開口部のうちの５つにアライメントされうる。コントローラはしたがって、リング開口部のうちの１つにアライメントされたキャッププレート開口部の数に基づいて、リング１４６からの粉末分注速度を制御しうる。
【００８８】
ある場合には、リング１４６は、セット６１５Ｃの全ての利用可能なキャッププレート開口部にアライメントすることが可能な開口部を１つのみ有する。例えば、リング１４６は、最も大きいリング開口部６１０Ｃのみを有しうる。図３Ａ〜３Ｇに対して説明したように単一の開口部を有するリング１４６を部分的にアライメントする代わりに、コントローラは、リング開口部６１０Ｃをセット６１５Ｃの一または複数のキャッププレート開口部にアライメントするように、リング１４６を制御しうる。コントローラは、リング開口部６１０Ｃにアライメントするキャッププレート開口部の数を選択して、リング１４６を通る粉末分注速度を制御することができる。
【００８９】
幾つかの実行形態では、単一のリング内に様々なサイズのリング開口部がある代わりに、リング１４６は、同じサイズのリング開口部を有しうる。図６Ｄに示すように、リング開口部は、リング開口部の複数のセット６００Ｄ、６０５Ｄ，及び６１０Ｄに配置されうる。各セットを、キャッププレート開口部６１５Ｄにアライメントすることが可能である。図６Ｄに示す例では、各セット６００Ｄ、６０５Ｄ，及び６１０Ｄは、間隔を置いて配置され、キャッププレート開口部６１５Ｄにアライメントされることにより全てのリング開口部がキャッププレート開口部６１５Ｄを通して粉末を分注することが可能になるようにサイズ指定されたリング開口部を有する。粉末分注速度を制御するために、コントローラは、セット６００Ｄ、６０５Ｄ，及び６１０Ｄのうちのどれをキャッププレート開口部６１５Ｄにアライメントするかを制御しうる。幾つかの実行形態では、セット内の幾つかのリング開口部を、キャッププレート１５０によって阻害することができる。
【００９０】
キャッププレート１５０内に又はその上に収容されたリング１４６を示したが、あるいはリング１４６を取り囲むキャッププレート１５０を示したが、幾つかの実行形態では、リング１４６がキャッププレート１５０を囲んでいてよい。ある場合には、キャッププレート１５０は、半分チューブであるというより、キャッププレート開口部を有するプレート、又はキャッププレート開口部を有するビームである。幾つかの実行形態では、キャッププレート１５０は、一連のリング１４６によって取り囲まれた完全なチューブである。例えば、図６Ｅに示すように、キャッププレート１５０は、回転リング１４６によって取り囲まれた完全なチューブである。キャッププレートは、キャッププレート開口部のセット６００Ｅを含み、リング１４６は、３つのリング開口部６０５Ｅ、６１０Ｅ、６１５Ｅを含む。図３Ａ〜３Ｇ、及びその他に対して説明した例とは対照的に、図６Ｅの例では、リング開口部６０５Ｅ、６１０Ｅ、６１５Ｅがキャッププレート開口部のセット６００Ｅにミスアライメントされた時に、リング１４６はチャネル１３６からの粉末の分注を阻害する。
【００９１】
別の例では、図６Ｆに示すように、リング１４６は単一の開口部６００Ｆを有し、キャッププレート１５０は単一の開口部６０５Ｆを有する。リング１４６もまたキャッププレート１５０を取り囲んでいる。コントローラは、リング１４６からの粉末分注速度を制御するために、リング開口部６００Ｆがキャッププレート開口部６０５Ｆにアライメントされる量を制御しうる。
【００９２】
図６Ａ〜６Ｆに対して示し説明したこれらの異なる例は、開口部のサイズ及び数について可能な幾つかの組み合わせの範囲を限定するものではないが、リング開口部及びキャッププレート開口部の異なるサイズ及び数の組み合わせの例を示すものである。
【００９３】
本書に記載の分注システム（例：図１Ａ及び１Ｂの第１の分注システム１１６）を操作して、複数の孔を通して粉末の平行な分注を行うことができる。分注システムはまた、孔のサブセットを通して選択的に分注して、層内の局所的エリアに粉末を分注することもできる。形成される対象物が積層プラットフォーム全体に及ばない場合に、粉末を選択的に分注することによって、付加製造装置が粉末の使用を削減することが可能になりうる。孔を個別に制御することによって、分注システムは、選択的な分注を達成しつつも、粉末の層をすばやく分注することが可能になる。
【００９４】
分注システムの操作
本書に記載の分注システムは、装置の積層プラットフォーム上への粉末の分注及び圧縮を促進する。図１Ａ、１Ｂを参照すると、コントローラ１２８は、装置１００、特に分注システム１１６を操作して、分注及び圧縮工程を制御しうる。コントローラ１２８は、例えば、装置のユーザインターフェースへのユーザ入力からの信号、又は装置１００のセンサからの検出信号を受信しうる。ユーザ入力は、形成される対象物を示すＣＡＤデータであってよい。コントローラ１２８は、そのＣＡＤデータを使用して、付加製造プロセスの間に形成される構造の特性を決定しうる。コントローラ１２８は、ＣＡＤデータに基づいて、例えば粉末を分注するために、粉末を溶融させるために、装置１００の様々なシステムを移動させるために、システム、粉末、及び／又はワークピース１３０の特性を検出するために、コントローラ１２８で操作可能な各システムによって使用可能な命令を生成しうる。
【００９５】
粉末を分注し圧縮する例示のプロセスでは、図３Ａを参照すると、粉末粒子は最初に粉末ホッパー１３１を通して充填される。図３Ｂを参照すると、粉末粒子は粉末ホッパー１３１を通ってチャネル１３６の入口１４２の方へ移動する。粉末ホッパー１３１は、粉末のリザーバであってよい。これにより分注工程の間、粉末ホッパー１３１は、粉末コンベヤ１４０とチャネル１３６の粉末供給源として機能する。
【００９６】
装置のコントローラは、コンベヤ駆動機構１３９を制御して、粉末コンベヤ１４０を駆動することができる。粉末コンベヤ１４０が駆動されると、入口１４２の粉末粒子が閉端部１４４の方へ送られる。粉末コンベヤ１４０は、チャネル１３６が粉末粒子でほぼ一杯になるまで粉末を送り続けうる。
【００９７】
幾つかの実行形態では、コントローラは、チャネル１３６が粉末粒子でほぼ一杯になったことを判定しうる。例えば、コントローラは、コンベヤ駆動機構１３９を速さ制御モードで操作することができ、特定の閾値を超過する電力レベルがチャネル１３６が粉末粒子で一杯になったことを示すと判定することができる。コントローラは、チャネル１３６が粉末粒子でほぼ一杯になったと判定すると、コンベヤ駆動機構１３９を操作する電力レベルに基づいて圧縮量を制御しうる。ある場合には、チャネル１３６には、粉末粒子の圧縮量を示すことになりうる粉末粒子の詰まり具合を検出できる光センサ、力センサ、又は他の適切なセンサが含まれうる。粉末を予め圧縮しておくことにより、分注システム１１６によって積層プラットフォーム上に分注される各連続層内及びその間に分注される粉末の均一性を高めることが可能になりうる。
【００９８】
コントローラがリング駆動機構１３８を操作する前の各リング１４６は最初、リング１４６のリング開口部１４８がキャッププレート１５０の開口部１５２に対してミスアライメントされた位置にあるように、設定されていてよい。この構成では、粉末はいずれのリング１４６からも分注され得ない。チャネル１３６が粉末粒子でほぼ一杯である、及び／又は粉末粒子が所望の圧縮レベルまで圧縮されたとコントローラが判定したときに、コントローラは、図３Ｃ、３Ｄ、及び３Ｅに示すように、リングを回転させるようにリング駆動機構１３８を操作しうる。具体的には、コントローラは、リング１４６の回転位置をキャッププレート１５０に対して変更して、各リング１４６からの粉末分注速度を制御することができる。
【００９９】
各リング１４６及びそれに対応する一または複数のキャッププレート開口部は、リング開口部とキャッププレート開口部の一構成を有していてよく、例えば図６Ａ〜６Ｄの例に、構成のうちの１つが図示されている。リング１４６及びリング１４６の一または複数のキャッププレート開口部は各々、他のリング及びキャッププレート開口部の構成とは異なる構成を有しうる。コントローラは、リング１４６を回転させて、リング開口部とキャッププレート開口部のアライメントを変更することができる。
【０１００】
コントローラは、例えばリング１４６とキャッププレート開口部１５２の各構成に関して記憶されたデータに基づいて、各リング１４６からの粉末分注速度を設定しうる。記憶されたデータには、例えば各リング１４６の開口部１４８と、キャッププレートの開口部１５２のサイズ、位置、及び他の形状寸法についての情報が含まれうる。開口部１４８、１５２の形状寸法特性、及び粉末コンベヤ１４０によって付与されるトルクに基づいて、コントローラは、キャッププレート１５０の特定の開口部にアライメントされたリング１４６の特定の開口部の組み合わせから粉末の予測される供給速度を計算することができる。
【０１０１】
このリングの回転位置の制御により、コントローラが、粉末分注速度を設定することが可能になるばかりか、チャネル１３６に沿って粉末が分注される位置も設定することが可能になる。コントローラは、粉末が全てのリング１４６から分注されることにより、装置の積層プラットフォーム上に粉末を広く平行に分注することが可能になるように、リング１４６を制御しうる。コントローラはまた、粉末がリング１４６のうちの一部からのみ分注されるように、リング１４６を制御することもできる。コントローラはしたがって、粉末の分注がチャネル１３６の一部のみに沿って局所的に行われるようにすることができる。
【０１０２】
コントローラは、圧縮レベル、粉末が分注される位置、及び粉末が分注される速度を、ＣＡＤデータに含まれるこれらのパラメータの各所望のレベルに基づいて制御しうる。これに関し、コントローラは、リング駆動機構１３８とコンベヤ駆動機構１３９を制御して、これらの所望のパラメータを達成しうる。更に、コントローラは、形成される対象物の形状寸法を特定しうるＣＡＤデータを使用して、粉末をどこに分注すべきかを制御しうる。コントローラは、積層プラットフォームの上の分注システムの位置を制御して、粉末がどこに分注されるかを制御することができ、コントローラはまた、分注システムに沿って粉末がどこに分注されるかも制御しうる。
【０１０３】
図１Ａ及び１Ｂを参照すると、コントローラは、他のシステムを制御して、対象物を形成する工程を実施しうる。これらのシステムは、プリントヘッド１０２、熱源１１２、及び分注システム１１６によって分注された粉末を溶融させるエネルギー源１１４を含む。分注システム１１６が粉末の層を分注した後に、コントローラは熱源１１２とエネルギー源１１４とが協働するように制御して、層内の粉末を加熱し溶融させうる。コントローラは次に、分注システム１１６を制御して、別の粉末の層を分注しうる。
【０１０４】
コントローラ及びコンピュータ装置は、本書に記載のこれらの工程、及び他のプロセス及び工程を実行しうる。上述したように、装置１００のコントローラ１２８は、装置１００の様々な構成要素、例えばアクチュエータ、バルブ、及び電源等に接続され、これらの構成要素に向けて制御信号を生成する一または複数の処理装置を含みうる。コントローラは、動作を連係させて、装置１００に上述した様々な機能動作又はステップのシーケンスを行わせうる。コントローラは、プリントヘッド１０２のシステムの動き及び動作を制御しうる。コントローラ１２８は例えば、第１及び第２の粉末粒子を含む供給材料の位置を制御する。コントローラ１２８はまた、一度に溶融される層のグループの層数に基づいて、エネルギー源の強度も制御する。コントローラ１２８はまた、例えばエネルギー源又はプリントヘッドを移動させることによってエネルギーが加えられる位置も制御する。
【０１０５】
本書に記載のシステムのコントローラ１２８及び他のコンピュータ装置のパーツは、デジタル電子回路、又はコンピュータソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェア内に実装され得る。例えばコントローラは、例えば非一過性マシン可読記憶媒体といった、コンピュータプログラム製品内に記憶されたコンピュータプログラムを実行する、プロセッサを含み得る。こうしたコンピュータプログラム（プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーションまたはコードとしても知られている）は、コンパイルまたは翻訳された言語を含むプログラミング言語の任意の形で書くことができ、また独立型プログラムとして、またはモジュール、構成要素、サブルーチン、もしくは計算環境で使用するのに適している他のユニットとして配置することを含め、任意の形で配置することができる。
【０１０６】
記載のシステムのコントローラ１２８及び他のコンピュータ装置のパーツは、各層に供給材料が堆積するためのパターンを指定する、例えばコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）互換性のファイルといったデータオブジェクトを保存するための非一過性コンピュータ可読媒体を含み得る。例えば、このデータオブジェクトは、ＳＴＬ形式のファイル、３Ｄマニュファクチャリングフォーマット（３ＭＦ）ファイル、または付加製造ファイルフォーマット（ＡＭＦ）ファイルであってよい。例えば、コントローラは、遠隔コンピュータからデータオブジェクトを受信し得る。コントローラ１２８のプロセッサは、例えば、ファームウェア又はソフトウェアによって制御されるため、コンピュータから受信したデータオブジェクトを解読し、各層の特定のパターンを溶融させる装置１００の構成要素を制御するのに必要な一連の信号を生成しうる。
【０１０７】
本明細書は特定の実行形態の詳細を多数包含しているが、これらは本発明のいかなる範囲、または特許請求の範囲においても限定するものとして解釈すべきでなく、特定の発明の特定の実施形態に特有の特徴の説明として解釈すべきである。別々の実施形態に関連して本明細書に記載された特定の特徴を、単一の実施形態において組み合わせて実行することも可能である。反対に、単一の実施形態に関連して記載される様々な特徴を、複数の実施形態に別々に、またはいずれかの適切な組み合わせの一部において実行することもできる。さらに、特徴は特定の組み合わせにおいて作用するものとして上記され、またそのように特許請求さえされうるが、ある場合には特許請求された組み合わせの中の一または複数の特徴をその組み合わせから除外することもでき、特許請求された組み合わせが、組み合わせの一部または組み合わせの一部の変形を対象とする場合もある。
【０１０８】
図１Ａのプリントヘッドは、装置１００が対象物を積層することを可能にする幾つかのシステムを含む。ある場合には、プリントヘッドの代わりに、ＡＭ装置は、独立して動作するエネルギー源、分注器、及びセンサを含む独立して動作するシステムを含む。これらのシステムの各システムは、独立して移動可能であり、モジュール式プリントヘッドのパーツであってよく、またパーツでなくてもよい。幾つかの例では、プリントヘッドは分注器のみを含み、装置は、溶融工程を実施する別々のエネルギー源を含む。これらの例におけるプリントヘッドはしたがって、コントローラと協働して分注工程を実施する。
【０１０９】
単一サイズの粉末粒子を含む工程を説明したが、幾つかの実行形態では、これらの工程は、複数の異なるサイズの粉末粒子を用いて実行されうる。本書に記載のＡＭ装置の幾つかの実行形態は、２種類の粒子（例：第１及び第２の粉末粒子）を含むが、ある場合には、追加の種類の粒子を使用可能である。上述したように、第１の粉末粒子は、第２の粉末粒子よりも大きいサイズを有する。幾つかの実行形態では、装置は、層を形成するために第２の粉末粒子を分注する前に、プラテン上に、又は前に分注された下層上に第３の粉末粒子を分注する。
【０１１０】
金属用とセラミック用の付加製造の処理条件は、プラスチック用のそれとは著しく異なる。例えば、金属とセラミックは概して、著しく高い処理温度を必要とする。プラスチック用の３Ｄ印刷の技法は、金属またはセラミックの処理には適用できないかもしれず、装置も均等ではないかもしれない。しかしながら、本書に記載された幾つかの技法を、例えばナイロン、ＡＢＳ、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）及びポリスチレン等のポリマー粉末に適用可能でありうる。
【０１１１】
幾つかの実行形態が記載されてきた。だが、様々な変更が行われ得ることは理解すべきである。例えば、
・プリントヘッドのパーツとして上述した様々な構成要素、例えば一又は複数の分注システム、一又は複数のスプレッダー、一又は複数の検出システム、熱源及び／又はエネルギー源をプリントヘッドの代わりにガントリに装着しうる、あるいはガントリを支持するフレームに装着しうる。
・一または複数のシステムは各々、２つ以上の粉末コンベヤ、例えば２つ以上のスクリューコンベヤ又はオーガコンベヤを含みうる。
・キャッププレートは、リングに対してキャッププレートを回転させる駆動機構を含みうる。ある場合には、キャッププレートはリングに対して平行移動しうる。リングに対するキャッププレートの動きにより更に、リングの開口部とキャッププレートの開口部とのアライメント及びミスアライメントが促進されうる。
・キャッププレートは、積層プラットフォーム上に粉末をより正確に供給することを可能にするノズルを各キャッププレート開口部に含みうる。
【０１１２】
結果的に、他の実行形態も特許請求の範囲内にある。
【図１Ａ】
2018530671.tif 000003
【図１Ｂ】
2018530671.tif 000004
【図２】
2018530671.tif 000005
【図３Ａ】
2018530671.tif 000006
【図３Ｂ】
2018530671.tif 000007
【図３Ｃ】
2018530671.tif 000008
【図３Ｄ】
2018530671.tif 000009
【図３Ｅ】
2018530671.tif 000010
【図３Ｆ】
2018530671.tif 000011
【図３Ｇ】
2018530671.tif 000012
【図４Ａ】
2018530671.tif 000013
【図４Ｂ】
2018530671.tif 000014
【図５Ａ】
2018530671.tif 000015
【図５Ｂ】
2018530671.tif 000016
【図６Ａ】
2018530671.tif 000017
【図６Ｂ】
2018530671.tif 000018
【図６Ｃ】
2018530671.tif 000019
【図６Ｄ】
2018530671.tif 000020
【図６Ｅ】
2018530671.tif 000021
【図６Ｆ】
2018530671.tif 000022
【国際調査報告】
2018530671.tif 000023
2018530671.tif 000024