(57)【要約】付加製造の方法は、作成台上に材料の層を提供し層にわたってビームを走査して材料を固化することを繰り返すことにより目的物を層ごとに作成するステップを含む。複数の支持体（２０５ａから２０５ｈまで）は、作成中に前記目的物を支持するために提供されうる。各支持体（２０５ａから２０５ｈまで）は、脆弱構造（２０７）の２次元パターンにより前記目的物に取り付けられる本体（２０６ａから２０６ｈまで）を含みうる。前記方法は、前記本体（２０６ａから２０６ｈまで）を変位させて前記脆弱構造（２０７）を破壊するために前記本体（２０６ａから２０６ｈまで）にインプットフォースを付与するステップをさらに含みうる。
2016533903.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造の方法であって、作成台上に材料の層を提供し前記層にわたってビームを走査して前記材料を固化することを繰り返すことにより目的物を層ごとに作成するステップを含み、複数の支持体が作成中に前記目的物を支持するために提供され、各支持体は、脆弱構造の２次元パターンにより前記目的物に取り付けられる本体を含み、前記方法は、前記本体を変位させて前記脆弱構造を破壊するために前記本体にインプットフォースを付与するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記本体を枢動させて前記脆弱構造を破壊するために前記インプットフォースを付与するステップを含み、前記インプットフォースは、前記本体のてこ作用が前記インプットフォースよりも大きな合成力を前記脆弱構造のそれぞれに与えるように、前記本体上の場所において付与されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記インプットフォースは、前記脆弱構造から遠方にある前記本体の遠位端部に付与されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記付加製造プロセスを使用して前記支持体を作成するステップを含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記本体のうちの１または複数を形成する前記固化された材料が、完全に密でないように、前記支持体を作成するステップを含むことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記本体は、前記インプットフォースが付与される遠位端部分であって、前記本体が枢動する枢支点に関する回転軸に垂直な方向において前記枢支点から最も遠い前記脆弱構造よりも前記枢支点から離れている、遠位端部分を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記本体のうちの少なくとも１つは、前記本体と他の支持体のうちの１つの隣接した本体との間に空間を提供するために、前記目的物から前記作成台に向かって先細りし、前記方法は、前記脆弱構造を破壊するために、前記インプットフォースを付与して、前記本体または前記隣接した本体を前記空間中で変位させるステップを備えることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
各本体の頂部は、前記脆弱構造によって架橋される前記本体と前記目的物との間のセットギャップを提供するために、前記目的物の輪郭に従うことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記脆弱構造の高さは、１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
他の支持体の本体に隣接する支持体の１つの本体は、前記他の支持体の前記本体の頂部がその中に突出するアンダカットを備えることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記本体のうちの１または複数は、中空であり、かつ／またはその中に開口部を備えることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
各支持体は、前記本体を前記作成台に取り付ける脆弱構造をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
付加製造中に目的物を支持するための支持構造であって、作成台上に材料の層を提供し、前記層にわたってビームを走査して前記材料を固化することを繰り返すことにより目的物が層ごとに作成され、前記支持構造は、前記目的物を支持するための複数の支持体を含み、各支持体は、脆弱構造の２次元パターンにより前記目的物に取り付けられる本体を含み、前記支持体は、前記脆弱構造を破壊するために前記本体のうちの少なくとも１つがインプットフォースによってその中に変位されうる間隙を前記本体がそれらの間に画定するように構成されることを特徴とする支持構造。
【請求項１４】
前記支持体は、前記脆弱構造を破壊するために前記本体が前記インプットフォースによって枢動されうるように構成され、前記本体の形状は、前記インプットフォースよりも大きい合成力を前記脆弱構造のそれぞれにもたらすように前記インプットフォースが前記本体上の場所に付与されることを可能にすることを特徴とする請求項１３に記載の支持構造。
【請求項１５】
前記本体は、前記本体を枢支点のまわりで枢動させるために前記インプットフォースが付与されうる遠位端部であって、前記枢支点に関する回転軸に垂直な方向において前記枢支点から最も遠い前記脆弱構造よりも前記枢支点から離れている、遠位端部を有することを特徴とする請求項１３または請求項１４に記載の支持構造。
【請求項１６】
前記本体のうちの少なくとも１つは、前記脆弱構造を破壊するために、前記本体と他の支持体のうちの１つの隣接した本体との間に十分な空間を提供して、前記空間内への前記本体または前記隣接した本体の枢動を可能にするように、前記目的物から前記作成台に向かって先細りすることを特徴とする請求項１３から請求項１５のいずれか一項に記載の支持構造。
【請求項１７】
各本体の頂部は、前記脆弱構造によって架橋される前記本体と前記目的物との間のセットギャップを提供するために、前記目的物の輪郭に従うことを特徴とする請求項１３から請求項１６のいずれか一項に記載の支持構造。
【請求項１８】
前記脆弱構造の高さは、１ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１７に記載の支持構造。
【請求項１９】
他の支持体の本体に隣接する支持体の１つの本体は、前記他の支持体の前記本体の頂部がその中に突出するアンダカットを備えることを特徴とする請求項１３から請求項１８のいずれか一項に記載の支持構造。
【請求項２０】
前記本体のうちの１または複数は、中空であり、かつ／またはその中に開口部を備えることを特徴とする請求項１３から請求項１９のいずれか一項に記載の支持構造。
【請求項２１】
前記本体のうちの１または複数を形成する前記固化された材料は、完全に密でないことを特徴とする請求項１３から請求項２０のいずれか一項に記載の支持構造。
【請求項２２】
各支持体は、前記本体を前記作成台に取り付ける脆弱構造をさらに含むことを特徴とする請求項１３から請求項２１のいずれか一項に記載の支持構造。
【請求項２３】
付加製造プロセスを制御するのに使用するための幾何学的データであって、前記付加製造プロセスを使用して作成される目的物と、前記付加製造プロセス中に前記目的物を支持するための請求項１３から請求項２２のいずれか一項に記載の支持構造と、を画定することを特徴とする幾何学的データ。
【請求項２４】
付加製造プロセスを制御するのに使用するための幾何学的データを生成する方法であって、前記付加製造プロセスを使用して作成される目的物に基づいて、請求項１３から請求項２２のいずれか一項に記載の支持構造を設計するステップと、前記支持構造を画定する幾何学的データを生成するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
それに記憶された命令を有するデータ媒体であって、前記命令は、プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに、付加製造プロセスを使用して作成される目的物を画定する目的物データを受信させ、かつ、前記目的物データに基づいて、請求項１３から請求項２２のいずれか一項に記載の支持構造を画定する幾何学的データを自動的に生成させることを特徴とするデータ媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付加製造の方法および装置に関し、詳細には、それだけには限らないが、作成の終わりに目的物が支持体から容易に解放されうるように、付加製造を使用して作成される目的物のための支持体を作成する方法および装置に関する。本発明は、金属粉末からの目的物および関連した支持体構造の作成への特有の応用を有する。
【背景技術】
【０００２】
選択的レーザ溶融（ＳＬＭ：Selective Laser Melting）または選択的レーザ焼結（ＳＬＳ：Selective Laser Sintering）などの付加製造プロセスでは、目的物が、レーザビームまたは電子ビームなどの集束された高エネルギービームを使用して、粉末材料などの材料の固化によって層ごとに作成される。ＳＬＭまたはＳＬＳでは、粉末の連続的な層が、作成台（build platform）上に堆積され、集束されたレーザビームが、構築されている目的物の断面に対応する各層の部分にわたって走査され、それにより、レーザが走査するポイントに位置する粉末が固化される。付加製造プロセスの例が説明されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
作成中に、目的物を所定の位置に係止するために、また、縁曲などの目的物の変形を防止するか少なくとも軽減するために、作成台から目的物の下面まで延在する同一材料の支持体を作成することが知られている。典型的な支持構造は、作成台から目的物まで延在する一連の細い支柱を含む。作成の終わりに、支持体は、完成した物品を提供するために、目的物から除去される。しかし、各目的物（例えば、一連の名目上同一の目的物）が同一に見えるようにそれらの支持体を繰り返し可能なやり方で除去することは難しいことが分かっている。
【０００４】
例として、図１ａから図１ｃは、Materialise GmbHによって販売されたソフトウェアパッケージMagicsを使用して作られうる、格子パターンで構成された支持体１を示す。この例では、目的物２は、中央凹部３を有する歯車である。支持体１は、凹部３内で目的物２の下方に面した表面４を支持するために、凹部３内に延在する。凹部３内に配置された支持体１ａを除去するのは非常に難しい。さらに、凹部３内に延在する支持体１ａなどの背の高い支持体は、粉末層の展延中にワイパに接触されたときに曲がる場合がある。
【０００５】
目的物からの支持体の解放を容易にする弱められた破壊ポイントを支持体の頂部に設けることが知られている（例えば、特許文献３、特許文献４、および特許文献５参照）。しかし、支持体の領域を弱めることは、目的物に不十分な支持をもたらす可能性がある。例えば、作成中に目的物を縁曲させる熱的に生成された力は、それらの弱められた破壊ポイントにおいて支持体から離れる方向に目的物を破壊させて、歪み、および起こりうる作成の失敗をもたらす可能性がある。
【０００６】
予め画定された破壊用ポイントと、ヒートシンクとして機能する体積要素とを含む支持体が開示されている（例えば、特許文献６参照）。
【０００７】
目的物に対して頂部において最大の支持が得られる一方で底部において最小の量の材料が使用されるように頂部に向かってその直径が増大する、光造形法で使用するための支持体が開示されている（例えば、特許文献７参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第６０４２７７４号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１０／００７３９４号パンフレット
【特許文献３】ＥＰ０６５５３１７
【特許文献４】ＥＰ１１２０２２８
【特許文献５】ＥＰ１３５８８５５
【特許文献６】国際公開第２０１２／１３１４８１号パンフレット
【特許文献７】米国特許第５５９５７０３号明細書
【特許文献８】米国特許第７０８４３７０号明細書
【発明の概要】
【０００９】
本発明の第１の態様によれば、作成台上に材料の層を提供し層にわたってビームを走査して材料を固化することを繰り返すことにより目的物を層ごとに作成するステップを含む付加製造法が提供され、ここで、複数の支持体が作成中に目的物を支持するために提供され、各支持体は、脆弱構造（frangible structure）の２次元パターンにより目的物に取り付けられる本体を含み、方法は、本体を変位させて脆弱構造を破壊するために本体にインプットフォース（input force）を付与するステップをさらに含む。
【００１０】
脆弱構造は、繰り返し可能な位置において目的物が支持体から分離されうることを保証するが、支持体の２次元パターンは、作成中の目的物からの脆弱構造の分離を防ぐために十分な支持が提供されることを保証しうる。特に、脆弱構造のパターンは、両方の次元において強度を提供する。複数の別個の本体としての支持構造の提供は、支持体が目的物からより容易に除去されることを可能にする。本体は、背の高い支持体がワイパブレードとの接触を通して曲がることを防止するために、十分な剛性を提供することができる。さらに、本体は、図１ａから１ｃを参照しながら説明された格子様構造よりも優れたヒートシンクとして機能することができる。
【００１１】
インプットフォースは、本体のてこ作用がインプットフォースよりも大きな合成力を脆弱構造のそれぞれに与えるように、本体上の場所において付与されうる。
【００１２】
本発明は、てこ作用を通して目的物からの支持体の除去を容易にする一方で、脆弱構造によって画定された繰り返し可能な位置において支持体が分離されることを保証する。
【００１３】
脆弱構造は、インプットフォース下で脆弱構造が本体よりも容易に壊れるように、本体とは異なる構造を有する。本体は、本体の著しい変形なしで、例えば、目的物から解放されたときの本体の構造が実質的に作成中と同じであるように、本体を枢動させて脆弱構造を破壊するためにインプットフォースが付与されうるように、十分な構造的完全性を有しうる。本体を著しく変形させるために必要とされる力は、脆弱構造を破壊するために必要とされるインプットフォースよりも大きくなりうる。
【００１４】
本体は、目的物を支持するための柱または橋脚でありえ、柱または橋脚は、脆弱構造により目的物に接続される。本体は、中実のブロック／モノリス、中実の壁を有する殻、または格子構造でありうる。本体は、それが占有する体積の全体にわたって実質的に一様な構造を有しうる。例えば、本体が格子構造を備える場合、格子構造の骨組みは、本体の体積の全体にわたって繰り返される３次元ユニットセルから形成されうる。
【００１５】
脆弱構造の２次元パターンは、格子状の脆弱構造などの規則的なパターンであってもよく、または、不規則なパターンの脆弱構造であってもよい。脆弱構造のパターンは、２次元パターンであり、したがって、弱められた破壊ポイントの単一ライン（例えば、特許文献３および特許文献８参照）ではない。弱められた破壊ポイントの単一ラインは、十分な側方支持を提供できずに、作成中に生じる横力の下で、弱められた破壊ポイントのラインに垂直な方向に支持体を崩壊させる可能性がある。脆弱構造の２次元パターンは、作成中に生じる横力への抵抗力を高めることにより、この問題を改善することができる。
【００１６】
脆弱構造の２次元パターンは、複数の繰り返されたユニットを含みうる。脆弱構造は、インプットフォースの付与によって壊れるのに十分に小さな断面をそれぞれが有する別個の柱、またはそのような十分に小さな断面まで狭まる別個の円錐もしくは他の形状などの、２次元パターンで配置された複数の別個の脆弱ユニットを含みうる。あるいは、脆弱構造は、１または複数のより大きな構造を形成するように連結される脆弱ユニットを含みうる。例えば、脆弱構造は、インプットフォースの付与によって壊れる薄壁断面の格子を含みうる。
【００１７】
脆弱構造は、目的物の表面に平行な第１の方向における２以上の離間された位置において支持を提供するように、また、目的物の表面に平行でかつ第１の方向に垂直な第２の方向における２以上の離間された位置において支持を提供するように、構成されうる。離間された位置間の間隔は、０．８ｍｍ未満、好ましくは０．６ｍｍでありうる。離間された位置間の間隔は、０．２ｍｍより大きく、好ましくは０．４ｍｍでありうる。
【００１８】
目的物に最も近い場所における本体間の間隙は、脆弱構造の要素間の最大間隔未満であることが好ましい。例えば、間隙は、０．５ｍｍ未満、好ましくは０．４ｍｍ未満でありうる。
【００１９】
インプットフォースは、脆弱構造から遠方にある本体の遠位端部に付与されうる。インプットフォースは、ハンマ等のようなツールを使用して付与されうる。
【００２０】
本方法は、付加製造プロセスを使用して支持体を作成するステップを含みうる。
【００２１】
本発明の第２の態様によれば、付加製造中に目的物を支持するための支持構造が提供され、ここで、作成台上に材料の層を提供し、層にわたってビームを走査して材料を固化することを繰り返すことにより目的物が層ごとに作成され、支持構造は、目的物を支持するための複数の支持体を含み、各支持体は、脆弱構造の２次元パターンにより目的物に取り付けられる本体を含む。
【００２２】
支持体は、脆弱構造を破壊するために本体のうちの少なくとも１つがインプットフォースによってその中に枢動されうる間隙を本体がそれらの間に画定するように構成されうる。間隙は、脆弱構造を破壊するために本体が十分な落差（throw）を有するような寸法となされうる。
【００２３】
本体の形状は、インプットフォースよりも大きい合成力を脆弱構造のそれぞれにもたらすようにインプットフォースが本体上の場所に付与されることを可能にしうる。
【００２４】
本体は、インプットフォースが付与される遠位端部であって、本体が枢動する枢支点に関する回転軸に垂直な方向において枢支点から最も遠い脆弱構造よりも枢支点から離れている、遠位（底部）端部分を有しうる。このようにして、枢支点のまわりでの相対運動は、脆弱構造に付与される合成力がインプットフォースよりも大きくなるようなものである。
【００２５】
本体のうちの少なくとも１つは、脆弱構造を破壊するために、本体と他の支持体のうちの１つの隣接した本体との間に十分な空間を提供して、空間内への本体または隣接した本体の枢動を可能にするように、目的物から作成台に向かって先細りしうる。
【００２６】
各本体の頂部は、脆弱構造によって架橋される本体と目的物との間のセットギャップ（set gap）を提供するために、目的物の輪郭に従いうる。脆弱構造の高さ（したがって、セットギャップのサイズ）は、１ｍｍ未満、好ましくは０．５ｍｍ未満、最も好ましくは０．３ｍｍでありうる。
【００２７】
他の支持体の本体に隣接する支持体の１つの本体は、他の支持体の本体の頂部がその中に突出するアンダカット（undercut）を備えうる。
【００２８】
本体のうちの１または複数は、（溶融されていない粉末および／または焼結されていない粉末で満ちた）中空でありえ、かつ／またはその中に開口部を備えうる。これは、本体の体積を減少させて、作成中の材料を削減しうる。本体のうちの１または複数を形成する固化された材料は、完全に密でなくともよい。付加製造プロセスを使用して完全に密ではない支持体を作ることは、プロセスを使用して完全に密な支持体を作ることよりも迅速でありうる。
【００２９】
各支持体は、本体を作成台に取り付ける脆弱構造をさらに含みうる。
【００３０】
本発明の第３の態様によれば、付加製造プロセスを制御するのに使用するための幾何学的データが提供され、幾何学的データは、付加製造プロセスを使用して作成される目的物と、付加製造プロセス中に目的物を支持するための本発明の第２の態様による支持構造とを画定する。
【００３１】
幾何学的データは、適切なデータ媒体上に提供されうる。
【００３２】
本発明の第４の態様によれば、付加製造プロセスを制御するのに使用するための幾何学的データを生成する方法が提供され、方法は、付加製造プロセスを使用して作成される目的物に基づいて、本発明の第２の態様による支持構造を設計するステップと、支持構造を画定する幾何学的データを生成するステップとを含む。
【００３３】
本発明の第５の態様によれば、それに記憶された命令を有するデータ媒体が提供され、命令は、プロセッサによって実行されると、プロセッサに、付加製造プロセスを使用して作成される目的物を画定する目的物データを受信させ、かつ、目的物データに基づいて、本発明の第２の態様による支持構造を画定する幾何学的データを自動的に生成させる。
【００３４】
データ媒体は、例えばフロッピーディスク、ＣＤ  ＲＯＭ、ＤＶＤ  ＲＯＭ／ＲＡＭ（−Ｒ／−ＲＷおよび＋Ｒ／＋ＲＷを含む）、ＨＤ  ＤＶＤ、Ｂｌｕ  Ｒａｙ（登録商標）ディスク、メモリ（Ｍｅｍｏｒｙ  Ｓｔｉｃｋ（登録商標）、ＳＤカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）カード、など）、ディスクドライブ（ハードディスクドライブなど）、テープ、任意の磁気／光学記憶装置といった非一時的データ媒体や、例えば（インターネットダウンロード、ＦＴＰ伝送、等のような）有線または無線のネットワークで送られる信号といった電線もしくは光ファイバ上の信号または無線信号などの一時的データ媒体などの、機械に命令／データを提供するための適切な媒体でありうる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１ａ】付加製造プロセスを使用して製造される目的物の斜視図である。
【図１ｂ】Magicsを使用して生成された格子状の支持構造と一緒の、図１ａに示された目的物の斜視図である。
【図１ｃ】目的物における凹部内に延在する格子状の支持構造を示すために目的物の一部を切り取った、目的物および格子状の支持構造の図である。
【図２ａ】本発明の実施形態による支持構造と一緒の、図１ａに示された目的物の斜視図である。
【図２ｂ】図２ａに示された目的物および支持構造の一部を切り取った斜視図である。
【図２ｃ】本発明の１つの実施形態による脆弱構造のパターンを示す、支持構造の平面図である。
【図３ａ】本発明の別の実施形態による目的物および支持構造の側面図である。
【図３ｂ】図３ａに示された目的物および支持構造の拡大図である。
【図３ｃ】図３ｂの円Ａ内の部分の拡大図である。
【図３ｄ】図３ａから３ｃに示された支持構造の斜視図である。
【図４】本発明の別の実施形態による目的物および支持構造の側面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による目的物および支持構造の斜視図である。
【図６】本発明の別の実施形態による支持体の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
図２ａから図２ｃを参照すると、ＳＬＭまたはＳＬＳなどの付加製造中に目的物２を支持するための支持構造１０１が、目的物を支持するための複数の別個の支持体１０５ａから１０５ｈを含む。各支持体は、脆弱構造１０７の２次元パターンにより物体に取り付けられる本体１０６ａから１０６ｈを含み、脆弱構造１０７は、本体１０６ａから１０６ｈへの力の付与によって破壊されうる。本体１０６ａから１０６ｈは、ＳＬＭ法またはＳＬＳ法を使用して固化された材料のブロックである。図２ｃでは、支持体１０５ｃ、１０５ｄ、１０５ａ、および１０５ｆのための規則的な脆弱要素１０７の格子パターンが示されている。各支持体は、本体１０６ａから１０６ｈを作成台（図示せず）に取り付けるさらに脆弱な構造１０８をさらに含む。
【００３７】
本体１０６ａから１０６ｈは、インプットフォースによりその中に本体１０６ａから１０６ｈが変位されうる間隙１１２をそれらの間に画定するように構成される。各間隙１１２は、各本体１０６ａから１０６ｈが脆弱構造１０７ａから１０７ｆを破壊するのに十分な落差を有するような寸法とされる。特に、本体１０６ａから１０６ｈのうちの少なくともいくつかは、隣接した支持体１０５の本体１０６間に間隙１１２が設けられるように、上方の近位端部１１０から下方の遠位端部１１１に向かって先細りする。先細りにより、本体１０６が間隙１１２内に変位されるときに、本体１０６ａから１０６ｈが目的物に近いポイントのまわりで枢動することが可能になる。本体１０６ｂから１０６ｅの長さおよび剛性は、脆弱構造１０７のそれぞれに加えられる合成力がインプットフォースよりも大きくなるように、本体１０６を間隙１１２内に変位させるために遠位端部１１１にインプットフォースが付与されうるような長さおよび剛性である。この実施形態では、落差は、５度から３０度の間でありうる。
【００３８】
各本体１０６の頂部は、脆弱構造１０７によって架橋される本体と目的物との間のセットギャップを提供するために、目的物２の輪郭に従う。この実施形態では、脆弱構造１０７は、本体１０６ａから１０６ｈへの力の付与によって破壊されうる格子を含む。格子は、０．３ｍｍの高さを有する。格子構造の平行な壁間の間隔ｄは、０．４ｍｍから０．８ｍｍの間である。鋼製目的物などの金属製目的物の場合、０．４ｍｍの幅により各壁が別個の要素として確実に作成されるようになることが知られている（典型的には、ＳＬＭ法において生成されるメルトプール（melt pool）の直径は約０．２ｍｍになるので、０．４ｍｍの間隔により、格子の隣接した各壁を作成するために生成されるメルトプールが離れたままでいることが保証される）。特定の形状に対しては、各壁の分離が０．８ｍｍを超えると、目的物の垂れ下がりが観察される。少量の垂れ下がりは許容される場合もあるので、特定の用途では０．８ｍｍを超える間隔が使用されることもある。当然ながら、必要とされる支持体は、目的物の形状および向きによって異なるものであるので、格子の壁間により大きな間隔を有して、許容可能な水準に、特定の目的物または特定の向きの目的物が作成されうる。０．４ｍｍ〜０．８ｍｍの格子サイズは、ほとんどの状況において許容可能な結果をもたらす格子サイズを提供する。
【００３９】
本体１０６の頂部は、８ｍｍ〜１０ｍｍの最大幅Ｗを有する。これを超える幅は、脆弱構造１０７を破壊するのに必要とされるインプットフォースを、手動操作のツールを使用して容易に付与されることができるそれよりも大きくしうる。
【００４０】
支持構造１０５は、通常、目的物２を作成するために使用されるのと同一の鋼などの材料を使用して、付加製造法中に作成される。作成プロセスの終わりに、本体１０６ａから１０６ｈを変位させて脆弱構造１０７を破壊するために、各支持体１０５ａから１０５ｈの本体１０６ａから１０６ｈに個別的に力が加えられる。特に、各本体のうちのいくつかのそれの先細り形状により、本体の近位端部１１０を目的物から離れる方向に引っ張って脆弱構造１０７を破壊するために、各本体１０６ａから１０６ｈが本体の近位端部１１０におけるポイントのまわりで枢動するように変位されることが可能になる。力の付与はまた、支持体を作成台に取り付けている脆弱要素１０８を破壊する。インプットフォースは、本体１０６ａから１０６ｈの遠位端部１１１の近くに付与されうる。例えば、インプットフォースは、本体１０６の遠位端部に当てられた、例えば木槌またはハンマ２２１を使用して力が付与されうるタガネ２２０などの尖頭ツールを使用して付与されてもよい。
【００４１】
支持体１０５ｂから１０５ｇの本体１０６ｂから１０６ｇの長さは、本体１０６ｂから１０６ｇの近位端部１１０の幅よりも大きく、例えば、１０ｍｍの幅に対して２０ｍｍの高さである。したがって、本体１０６ｂから１０６ｇの遠位端部１１１に付与されるインプットフォースは、近位端部１１０における脆弱構造１０７のうちの任意の１つよりも枢支点／ラインからより遠くに離れることになる。このようにして、枢支点のまわりでの相対運動量は、脆弱構造に付与される合成力がインプットフォースよりも大きくなるようなものとなる。
【００４２】
本体１０６の変位によりインプットフォースが脆弱構造１０７に伝達されるようにするために、本体１０６は、適切に剛性でなければならない。この実施形態では、本体は、ＳＬＭ法での粉末材料の完全溶融によって形成された中実ブロックである。しかし、本体は、十分な剛性を提供しさえすれば、完全に密な物体でなくともよいことが理解されるであろう。例えば、本体は、支持構造を形成するときにレーザビームの表面出力密度を減少させることにより、粉末材料の溶融ではなく焼結によって形成されうる。
【００４３】
図３ａから３ｄを参照すると、本発明のさらなる実施形態が示されている。この実施形態では、目的物２０２が、支持体２０５ａから２０５ｈを使用して、ＳＬＭ作成中に支持される。先の実施形態と同様に、本体２０６ａから２０６ｈを目的物２０２に取り付けるために目的物２０２に近い方の本体２０６ａから２０６ｈの端部に、また、本体２０６ａから２０６ｈを作成台２０９に取り付けるために目的物２０２から遠い方の本体２０６ａから２０６ｈの端部に、脆弱構造２０７および２０８が提供される。
【００４４】
しかし、この実施形態では、他の支持体２０５の本体２０６に隣接する支持体２０５の１つの本体２０６は、当該他の支持体２０５の本体２０６の頂部にある突出部２１６がその中に突出するアンダカット２１５を備える。そのような構成は、目的物２０２の下方に面した表面から下に位置する構造（本体、または作成台２０９）の上方に面した表面へ脆弱構造を突出させることにより脆弱構造２０７を生成するソフトウェアにおいて脆弱構造２０７を自動的に生成する場合に有利でありうる。本体のうちの一方の本体の部分が間隙の下に延在せずに近位端部２１０において隣接した本体間に間隙Ｄが存在すると、脆弱構造は、目的物の表面から作成台へ下向きに突出されることになる。アンダカット２１５および突出部２１６は、支持体２０５の本体２０６で遮られない脆弱構造１０７がそれに沿って突出されうる垂直線が存在しないことを保証する。アンダカットがない場合、間隔Ｄは、格子の各壁間の間隔と同じ寸法の間隔であることが好ましい。しかし、アンダカットがあると、間隔Ｄは、図３ｃに示されるようにより大きくされうる。
【００４５】
図４は、本体３０６を形成するために使用される材料の量を減らすためにどのようにして本体３０６が開口部３１７を含みうるかを示す。開口部３１７は、脆弱構造３０７を破壊することによる目的物３０２からの本体３０６の除去中の力の伝達に十分な剛性を本体３０６がなおも有するように設計されるべきである。この実施形態では、アンダカット３１５および対応する突出部３１６は、本体３０６のずっと下がったところに設けられる。これは、本体３０６の頂部に配置されたポイントではなくアンダカット３１５および突出部３１６の近傍におけるポイントのまわりで、脆弱構造３０７を分離する際の本体３０６の枢動運動を生じさせうる。
【００４６】
図５は、支持体４０５が目的物４０２の下方に面した表面の一部分のみを支持する代替的実施形態を示す。
【００４７】
図６は、目的物５０２の張出し部５０２ａを支持するための支持体５０５を示し、ここで、張出し部５０２ａの下の空間へのアクセスは制限されている。この実施形態では、支持体が張出し部５０２ａの下に直接設けられる場合、目的物５０２が１つの方向への支持体の変位を妨げ、また、制限されたアクセスが他の方向に支持体を変位させるために支持体上にツールを置くことを妨げるので、脆弱構造を破壊するために支持体を変位させることが不可能になるはずである。したがって、支持体５０５が設けられ、ここで、本体５０６は、それらの間に間隙５１２を設けるために目的物５０２から離れる方向に延在する形状となされる。本体５０６は、目的物５０２に遠い方の端部から目的物５０２に近い方の端部へ先細りする。近位端部への力の付与は、本体５０６を遠位端部におけるポイントのまわりで間隙５１２内に枢動させて、脆弱構造５０７および５０８を破壊する。
【００４８】
図３ａから３ｄ、４、５、および６では、他の図を参照して説明される要素に類似のまたは同一の要素に対して、同様の参照番号が、しかしそれぞれ２００、３００、４００、および５００のシリーズで使用されることが理解されるであろう。
【００４９】
上述の支持体は、ＳＬＭ機械とは別体のコンピュータ上のソフトウェアにおいて自動的に設計されうる。支持体は、作成される目的物に基づいて設計されうる。コンピュータは、ＳＬＭ法を使用して作成される目的物および支持構造を画定する幾何学的データを生成し、この幾何学的データは、作成を実施するために適切なデータ記憶媒体を介してＳＬＭ機械に伝達される。
【００５０】
特許請求の範囲で定義されるような本発明の範囲から逸脱することなく、本明細書で説明された実施形態に対して修正および変更がなされうることが、理解されるであろう。
【００５１】
例えば、本体は、中実体ではなく、殻構造または格子構造を含むことができる。本体は、全体に閉じられた表面をもつ中空のチューブ／殻として設計され、したがって内部に遊離した粉末を担持しうる。
【図３ｃ】
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【図６】
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【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図２ａ】
2016533903.tif 000008
【図２ｂ】
2016533903.tif 000009
【図２ｃ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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