(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の体積流量（Ｖ０）の粉体及びキャリアガスの流れ（２３）を生成するために１又は２以上の粉体（Ａ、Ｂ）を調量するための装置（１１；１１１）であって、
前記装置（１１；１１１）は、
−前記所定の体積流量（Ｖ０）に等しい体積流量の第１の粉体（Ａ）及び第１のキャリアガス（Ｇ１）を含む第１の流れ（２７）を供給するようになっている、少なくとも第１の供給源（２５）と、
−前記所定の体積流量（Ｖ０）に等しい体積流量の調整キャリアガス流（３５）を供給するようになっているキャリアガスの供給源（３３）と、
−前記粉体及びキャリアガスの流れ（２３）を送るための出口合流点（４９）と、
−前記第１の流れ（２７）を受け入れるために前記第１の供給源（２５）に接続された入口（６１）と、前記第１の流れ（２７）の体積百分率Ｘ１を前記出口合流点（４９）に選択的に送るための第１の出口（６３）と、前記第１の流れ（２７）の体積百分率（１００−Ｘ１）を送るようになっている第２の出口（６５）とを含む少なくとも第１の比例弁（５９）であって、前記体積百分率Ｘ１は、０％から１００％までであり、かつ、前記第１の比例弁（５９）の設定値に対応する、少なくとも第１の比例弁（５９）と、
−第１の接続ライン（Ｇ０）によって前記キャリアガスの供給源（３３）に接続されて前記調整キャリアガス流（３５）の少なくとも小部分を受け入れる入口（７７）と、前記小部分の体積百分率Ｙを送るようになっている第１の出口（７９）と、前記小部分の体積百分率（１００−Ｙ）を送るようになっている第２の出口（８１）とを含む調整比例弁（７５）であって、前記体積百分率Ｙは、０％から１００％までであり、かつ、前記調整比例弁（５９）の設定値に対応する、調整比例弁（７５）と、
−少なくとも前記第１の比例弁（５９）及び前記調整比例弁（７５）を制御するようになっており、さらに前記粉体及びキャリアガスの流れ（２３）が前記所定の体積流量（Ｖ０）に等しい体積流量となるように構成された制御システム（２１）と、
−前記第１の流れ（２７）の少なくとも一部をリサイクルするための少なくとも第１のリサイクリングシステム（ＲＡ）と、
−上流側で、前記第１の流れ（２７）の前記体積百分率（１−Ｘ１）を受け入れるために前記第１の比例弁（５９）の前記第２の出口（６５）に接続されると共に前記小部分の前記体積百分率Ｙを受け入れるために前記調整比例弁（７５）の前記第１の出口（７９）に接続され、下流側で、前記第１のリサイクリングシステム（ＲＡ）の入口（５３）に接続された、少なくとも第１のリサイクリング合流点（５１）と、
を含み、
前記制御システム（２１）は、前記第１のリサイクリングシステム（ＲＡ）の前記入口（５３）が、前記所定の体積流量（Ｖ０）に等しい体積流量を受け入れるように構成され、
さらに、
−前記第１のリサイクリングシステム（ＲＡ）の出口に接続された、吸引及び濾過システム（４１）と、
−前記第１のリサイクリングシステム（ＲＡ）と前記吸引及び濾過システム（４１）との間の損失水頭を調節するための調節部材（４３）とを含み、
前記調節部材（４３）は、前記出口合流点（４９）の圧力（ＰＯ）と前記第１のリサイクリング合流点（５１）の圧力（ＰＡ）とが互いに等しくなるように構成される、装置（１１；１１１）。
【請求項２】
前記第１の比例弁（５９）及び前記調整比例弁（７５）の各々は、内部ディフューザ（９１）と前記ディフューザ（９１）に対して回転移動可能な切替器（９３）とを含み、
−前記第１の流れ（２７）を前記体積百分率Ｘ１及び前記体積百分率（１００−Ｘ１）、
−前記調整キャリアガス流（３５）の小部分を前記体積百分率Ｙ及び前記体積百分率（１００−Ｙ）、
にそれぞれ分割する、請求項１に記載の装置（１１；１１１）。
【請求項３】
前記出口合流点（４９）は、前記小部分の前記体積百分率（１００−Ｙ）を受け入れるために前記調整比例弁（７５）の前記第２の出口（８１）にさらに接続され、
前記装置（１１；１１１）は、前記体積百分率Ｘ１及び前記体積百分率Ｙが、互いに同じであるように構成され、前記小部分は１００％に等しい、請求項１又は２に記載の装置（１１１）。
【請求項４】
−前記所定の体積流量（６７）に等しい体積流量の、前記第１の粉体（Ａ）とは異なる第２の粉体（Ｂ）及びキャリアガス（Ｇ２）を含む第２の流れ（３１）を供給するようになっている第２の供給源（２９）と、
−前記第２の流れ（３１）を受け入れるために前記第２の供給源（２９）に接続された入口（６９）と、前記第２の流れ（３１）の体積百分率Ｘ２を前記出口合流点（４９）に選択的に送るようになっている第１の出口（７１）と、前記第２の流れ（３１）の体積百分率（１００−Ｘ２）を送るようになっている第２の出口（７３）とを含み、前記体積百分率Ｘ２が０％から１００％までであり、かつ、前記第２の比例弁（６７）の設定値に対応する、第２の比例弁（６７）と、
をさらに含み、
前記制御システム（２１）は、さらに前記第２の比例弁（６７）を制御するようになっている、請求項１又は２に記載の装置（１１；１１１）。
【請求項５】
−前記第２の流れ（３１）の少なくとも一部をリサイクルするための第２のリサイクリングシステム（ＲＢ）と、
−上流側で、前記第２の流れ（３１）の前記体積百分率（１００−Ｘ２）を受け入れるために前記第２の比例弁（６７）の前記第２の出口（７３）に接続されると共に前記小部分の百分率Ｙを受け入れるために前記調整比例弁（７５）の前記第２の出口（８１）に接続され、下流側で、前記第２のリサイクリングシステム（ＲＢ）の入口（５７）に接続された、第２のリサイクリング合流点（５５）と、
をさらに含み、
前記制御システム（２１）は、前記第２のリサイクリングシステム（ＲＢ）の前記入口（５７）が、前記所定の体積流量（Ｖ０）に等しい体積流量を受け入れるように構成される、請求項４に記載の装置（１１；１１１）。
【請求項６】
前記制御システム（２１）は、前記体積百分率Ｙが、前記体積百分率Ｘ１及びＸ２の総計に等しいように構成され、前記小部分は１００％に等しい、請求項５に記載の装置（１１；１１１）。
【請求項７】
前記第１の接続ライン（Ｇ０）を前記出口合流点（４９）に接続して前記出口合流点（４９）に前記調整キャリアガス流（３５）の小部分を供給する第２のライン（Ｇ４）を含む、請求項１、２、４、及び５のいずれかに記載の装置（１１；１１１）。
【請求項８】
１又は２以上の粉体（Ａ、Ｂ）を吹き付ける３Ｄプリンター（１）であって、
−請求項１から７のうちのいずれかの装置（１１；１１１）と、
−前記粉体及びベクトルガスの流れ（２３）を噴射するための少なくとも１つのノズル（１５）と、
を含む、３Ｄプリンター（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄプリンティング装置用の少なくとも第１の粉体を吹き付けるための粉体及びキャリアガスの流れを生成するために、１又は２以上の粉体を調量するための装置、並びこの装置を組み込む３Ｄプリンター及びこの装置を使用するプロセスに関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、例えば、コンピュータ支援設計から直接、３次元金属部品を高速で製造及び補修する技術分野に関する。金属粉体の吹き付け及びレーザー金属堆積（ＬＭＤ）による金属付加製造、表面修復プロセスは、完全に制御された寸法の堆積物を生成するためにレーザービームを用いて１又は２以上の金属粉体を溶融することから成る。材料層は、機能的な技術的部品を作るために連続して積み重ねられる。この３Ｄプリンティング製造法は、自動車分野から航空分野まで多くの技術分野で用いることができる。
【０００３】
現在のＬＭＤ技術により、材料の除去が完成部品の８０％に達する伝統的な機械加工に比べて材料の節約が可能になる。産業界で用いられる金属のコストを考慮すると、生産業者は、材料消費を低減できる技術を探し求めている。従って、付加製造ユーザは、使用する粉体量を低減し、同時に製造部品の機械的特性を保つように努める。
【０００４】
現在の粉体溶融装置は、一般に外形寸法、充填及び保守管理のために３Ｄプリンティング機の筐体の外部に置かれている。これは可撓管を通じて粉体を連続して１又は２以上の噴射ノズルに分配する。噴射ノズルは、レーザービームに向かって粉体を導く。一般に、粉体は、その移動を可能にするために例えばアルゴンなどのキャリアガス流で運ばれる。
【０００５】
現在、溶融装置と１又は複数のノズルとの間の比較的長い距離は、起動から粉体の到着との間の約１０秒の長い応答時間をもたらす。この応答時間は、即座に粉体の種類を変更するためにあるいは粉体の流量を調節するために粉体の流れを止めるのを不可能にするので、この技術の発展に害を及ぼす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、上記の不都合の一部又は全てを軽減することであり、換言すると、特に段階的特性（ｇｒａｄｅｄ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ）の部品の製造を可能にする１又は２以上の粉体を調量するための装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このために、本発明は、所定の体積流量の粉体及びキャリアガスの流れを生成するために１又は２以上の粉体を調量するための装置から成り、この装置は、
−所定の体積流量に実質的に等しい体積流量の第１の粉体及び第１のキャリアガスを含む第１の流れを供給するようになっている、少なくとも第１の供給源と、
−所定の体積流量に実質的に等しい体積流量の調整キャリアガス流を供給するようになっているキャリアガスの供給源と、
−粉体及びキャリアガスの流れを送るための出口合流点と、
−第１の流れを受け入れるために第１の供給源に接続された入口と、第１の流れの体積百分率Ｘ１を出口合流点に選択的に送るための第１の出口と、第１の流れの体積百分率（１００−Ｘ１）を送るようになっている第２の出口とを含む少なくとも第１の比例弁であって、体積百分率Ｘ１は、０％から１００％までであり、前記第１の比例弁の設定値を代表するようになっている、少なくとも第１の比例弁と、
−第１の接続ラインによってキャリアガスの供給源に接続されて調整キャリアガス流の少なくとも小部分を受け入れる入口と、小部分の体積百分率Ｙを送るようになっている第１の出口と、小部分の体積百分率（１００−Ｙ）を送るようになっている第２の出口とを含む調整比例弁であって、体積百分率Ｙは、０％から１００％までであり、前記調整比例弁の設定値を代表するようになっている、調整比例弁と、
−少なくとも第１の比例弁及び調整比例弁を制御するようになっており、さらに粉体及びキャリアガスの流れが所定の体積流量に実質的に等しい体積流量となるように構成された制御システムと、
を備える。
【０００８】
特定の実施形態では、装置は、独立して又は全体で技術的に組み合わせることができる１又は２以上の以下の特徴を有する。
−装置は、第１の流れの少なくとも一部をリサイクルするための少なくとも第１のリサイクリングシステムと、上流側で、第１の流れの体積百分率（１００−Ｘ１）を受け入れるために第１の比例弁の第２の出口に接続されると共に小部分の体積百分率Ｙを受け入れるために調整比例弁の第１の出口に接続され、下流側で、第１のリサイクリングシステムの入口に接続された、少なくとも第１のリサイクリング合流点とをさらに含み、制御システムは、第１のリサイクリングシステムの入口が、所定の体積流量に実質的に等しい体積流量を受け入れるように構成される。
−装置は、第１のリサイクリングシステムの出口に接続された吸引及び濾過システムと、第１のリサイクリングシステムと吸引及び濾過システムとの間の損失水頭を調節するための調節部材とを含み、調節部材は、出口合流点の圧力と第１のリサイクリング合流点の圧力とが互いに実質的に等しくなるように構成される。
−第１の比例弁及び調整比例弁の各々は、内部ディフューザと該ディフューザに対して回転移動可能な切替器とを含み、切替器は、第１の流れを体積百分率Ｘ１及び体積百分率（１００−Ｘ１）に、及び調整キャリアガス流の小部分を体積百分率Ｙ及び体積百分率（１００−Ｙ）にそれぞれ分割する。
−出口合流点は、小部分の体積百分率（１００−Ｙ）を受け入れるために調整比例弁の第２の出口にさらに接続され、装置は、体積百分率Ｘ１及び体積百分率Ｙが、実質的に互いに同じであるように構成され、小部分は１００％に等しい。
−装置は、所定の体積流量に実質的に等しい体積流量の、第１の粉体とは異なる第２の粉体及びキャリアガスを含む第２の流れを供給するようになっている第２の供給源と；第２の流れを受け入れるために第２の供給源に接続された入口と、第２の流れの体積百分率Ｘ２を出口合流点に選択的に送るようになっている第１の出口と、第２の流れの体積百分率（１００−Ｘ２）を送るようになっている第２の出口とを含み、体積百分率Ｘ２が０％から１００％までであり、第２の比例弁の設定値を代表するようになっている、第２の比例弁と、をさらに含み、制御システムは、さらに第２の比例弁を制御するように構成される。
−装置は、第２の流れの少なくとも一部をリサイクルするための第２のリサイクリングシステムと；上流側で、第２の流れの体積百分率（１００−Ｘ２）を受け入れるために第２の比例弁の第２の出口に接続されると共に小部分の百分率Ｙを受け入れるために調整比例弁の第２の出口に接続され、下流側で、第２のリサイクリングシステムの入口に接続された、第２のリサイクリング合流点と、をさらに含み、制御システムは、第２のリサイクリングシステムの入口が、所定の体積流量に実質的に等しい体積流量を受け入れるように構成される。
−制御システムは、体積百分率Ｙが、体積百分率Ｘ１及びＸ２の総計に実質的に等しいように構成され、小部分は１００％に等しい。
−装置は、第１の接続ラインを出口合流点に接続して出口合流点に調整キャリアガス流の小部分を供給する第２のラインを含む。
【０００９】
また、本発明は、１又は２以上の粉体を吹き付ける３Ｄプリンターに関し、該３Ｄプリンターは、上述の装置と、粉体及びキャリアガスの流れを噴射するための少なくとも１つのノズルとを含む。
【００１０】
また、本発明は、所定の体積流量の粉体及びキャリアガスの流れを生成するために１又は２以上の粉体を調量する方法に関し、本方法は、少なくとも、
−第１の供給源から、所定の体積流量に実質的に等しい体積流量の第１の粉体及び第１のキャリアガスを含む第１の流れを得るステップと、
−キャリアガスの供給源から、所定の体積流量に実質的に等しい体積流量の調整キャリアガスの流れを得るステップと、
−出口合流点から粉体及びキャリアガスの流れを送るステップと、
−第１の比例弁の入口を通じて第１の流れを受け入れるステップと、
−第１の比例弁の第１の出口を通じて、第１の流れの体積百分率Ｘ１を出口合流点に送るステップと、
−第１の比例弁の第２の出口を通じて第１の流れの体積百分率（１００−Ｘ１）を送るステップであって、体積百分率Ｘ１は、０％から１００％までであり、第１の比例弁を調節することで得られる、ステップと、
−調整比例弁の入口を通じて調整キャリアガス流の少なくとも小部分を受け入れるステップであって、入口は、第１の接続ラインを通じてキャリアガス供給源に接続される、ステップと、
−調整比例弁の第１の出口を通じて調整キャリアガスの小部分の体積百分率Ｙを送るステップと、
−調整比例弁の第２の出口を通じて小部分の体積百分率（１００−Ｙ）を送るステップであって、体積百分率Ｙは、０％から１００％までであり、調整比例弁の調整で得られる、ステップと、
−粉体及びキャリアガスの流れが所定の体積流量に実質的に等しい体積流量となるように構成された制御システムを用いて、少なくとも第１の比例弁及び調整比例弁を制御するステップと、
を含む。
【００１１】
最後に、本発明は、上述の調量方法を組み込んだ３Ｄプリンティング法に関する。本発明は、添付図面を参照して例示的に与えられた以下の説明を読むことでさらに理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明による３Ｄプリンターの概略図である。
【図２】２つの粉体を溶融するための図１に示された溶融装置の概略図である。
【図３】図１及び２に示された溶融装置の別の概略図である。
【図４】図１から３に示された溶融装置の比例弁のうちのいずれか１つの断面の詳細図である。
【図５】図１から３に示された溶融装置の３つの比例弁の配置の斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による１つの粉体流だけを生成するための溶融装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照して本発明の第１の実施形態による３Ｄプリンター１を説明する。実施例において、プリンター１は、２つの粉体Ａ及びＢから対象物３を製造するようになっている。
【００１４】
プリンター１は、レーザービーム７をもたらすためのレーザー光源５と、レーザービームを対象物３上に集束させるための焦点調節機構９とを含む。プリンター１は、粉体Ａ及びＢを調量するための装置１１と、粉体Ａ及びＢ並びにキャリアガスＧの流れを噴射するためのノズル１５を有するプリントヘッド１３とをさらに含む。また、プリンター１は、対象物３を支持して例えば２つの水平方向及び互いに直交する方向Ｘ、Ｙに移動するようになっている機械基部１７と、プリントヘッド１３を機械基部１７に対して方向Ｚ（方向Ｘ、Ｙに直交する）に移動させるようになっているアクチュエータ１９とを含む。プリンター１は、溶融装置１１の一部である制御システム２１を含む。
【００１５】
示された実施例において、焦点調節機構９は、プリントヘッド１３内に置かれている。
機械基部１７及びアクチュエータ１９は、粉体Ａ及びＢの流れ、並びにレーザービーム７に対する対象物３の動きを引き起こすようになっている。
【００１６】
示されていない変形例において、特に粉体Ａ及びＢの流れに対する及び／又はレーザービーム７に対する対象物の回転運動を得るために他の相対運動手段が用いられる。
【００１７】
粉体Ａ及びＢは、好都合には、鋼及びステンレス鋼、例えばニッケル、コバルト、チタン、銅又はアルミニウムに基づいた金属合金、セラミックス、金属間化合物、及びポリマー又は他の複合材料などの種々の金属粉体である。粉体は、例えば金属部品である、完成部品の製造、摩耗部品の補修、又は部品の表面コーティングのために、別々に又は別個の層の形で使用することができる。使用される粉体の性質は、製造される対象物３の必須の特性及び用途に応じて様々であり、従って、示されていない変形例において、プリンター１は、装置１１に類似している複数の粉体溶融装置を含む。これにより、特定の３Ｄプリンターに供給されるより多くの粉体の組み合わせが可能になり、また、装置１１の保守作業の間の継続使用が保証される。
【００１８】
図２及び３を参照すると、装置１１は、図３の矢印で象徴される所定の流量Ｖ０の粉体Ａ及びＢ、並びにキャリアガスＧの流れ２３を生じるようになっている。
装置１１は、所定の体積流量Ｖ０に実質的に等しい第１の粉体Ａ及び体積流量の第１のキャリアガスＧ１を含む第１の流れ２７を供給するようになっている第１の供給源２５、所定の体積流量Ｖ０に実質的に等しい第２の粉体Ｂ及び体積流量の第２のキャリアガスＧ２を含む第２の流れ３１を供給するようになっている第２の供給源２９、及び所定の体積流量Ｖ０に実質的に等しい体積流量の調整キャリアガス３５の流れを供給するようになっているキャリアガスＧの供給源３３を含む。
【００１９】
装置１１は、好都合には、第１の流れ２７の少なくとも一部３７をリサイクルようになっている第１のリサイクリングシステムＲＡと、第２の流れ３１の少なくとも一部３９をリサイクルするようになっている第２のリサイクリングシステムＲＢとを含む。
装置１１は、好都合には、吸引及び濾過システム４１及び種々の損失水頭を調節するための調節部材４３、４５、４７を含む。
【００２０】
装置１１は、粉体及びキャリアガスの流れ２３を送り出すための出口合流点４９、下流側で第１のリサイクリングシステムＲＡの入口５３に接続する第１のリサイクリング合流点５１、及び下流側で第２のリサイクリングシステムＲＢの入口５７に接続する第２のリサイクリング合流点５５を含む。
【００２１】
また、装置１１は、第１の流れ２７を受け入れるためにラインＡ１によって第１の供給源２５に接続した入口６１と、ラインＡ２によって第１の流れ２７の所定の体積百分率Ｘ１を出口合流点４９に選択的に送るための第１の出口６３と、ラインＡ３によって第１の流れ２７の体積百分率（１００−Ｘ１）を第１のリサイクリング合流点５１に送るようになっている第２の出口６５とを含む第１の比例弁５９を含む。
【００２２】
また、装置１１は、類似の様式で、第２の流れ３１を受け入れるためにラインＢ１によって第２の供給源２９に接続した入口６９と、ラインＢ２によって第２の流れ３１の体積百分率Ｘ２を出口合流点４９に選択的に送るようになっている第１の出口７１と、ラインＢ３によって第２の流れ３１の体積百分率（１００−Ｘ２）を第２のリサイクリング合流点５５に送るようになっている第２の出口７３とを含む第２の比例弁６７を含む。
【００２３】
また、装置１１は、調整キャリアガス３５の流れの小部分を受け取るために第１の接続ラインＧ０によってキャリアガス供給源３３に接続した入口７７と、ラインＧ３によってその小部分の体積百分率Ｙを第１のリサイクリング合流点５１に送るようになっている第１の出口７９と、ラインＧ５によってその分率の体積百分率（１００−Ｙ）を第２のリサイクリング合流点５５に送るようになっている第２の出口８１とを含む調整比例弁７５とを含む。
【００２４】
示された実施例において、第２の接続ラインＧ４は、第１の接続ラインＧ０から分岐して調整キャリアガ流３５の残りの小部分を出口合流点４９に分配する。
キャリアガスＧ、Ｇ１、Ｇ２は、好都合には同じ種類であり、例えばアルゴンである。
【００２５】
所定の体積流量Ｖ０は、好都合には０．５から１００ｌ／ｍｉｎまで、好ましくは１から１０ｌ／ｍｉｎまでである。例えば、Ｖ０は、約３ｌ／ｍｉｎの値である（ここで「ｌ」は「リットル」を意味する）。
【００２６】
調節部材４３は、第１のリサイクリングシステムＲＡと吸引及び濾過システム４１との間に位置しており、圧力スイッチ８３で測定される第１のリサイクリング合流点５１での圧力ＰＡを調節する。
調節部材４５は、第２のリサイクリングシステムＲＢと吸引及び濾過システム４１との間に位置しており、圧力スイッチ８１を用いて測定される第２のリサイクリング合流点５５での圧力ＰＢを調節する。
調節部材４７は、第２の接続ラインＧ４に位置しており、調整比例弁７５の入口７７に到達する調整キャリアガス流３５の体積百分率Ｚ、及び第２の接続ラインＧ４から出口合流点４９に進む調整キャリアガス流の体積百分率（１００−Ｚ）の調整を可能にする。
【００２７】
体積百分率Ｘ１、Ｘ２、及びＹは、それぞれ第１の比例弁５９、第２の比例弁６７、及び調整比例弁７５の調整値を代表する。百分率Ｘ１、Ｘ２、及びＹは、好都合には０％から１００％まで変化することができる。
調節部材４３、４５、４７は、出口合流点４９の出口圧力Ｐ０、第１のリサイクリング合流点５１の圧力ＰＡ、及び第２のリサイクリング合流点５５の圧力ＰＢが互いに実質的に同じであるように構成される。
【００２８】
「実質的に等しい」とは、本明細書では、粉体調量比例弁の比例動作を損なう可能性がある１又は２以上のリサイクリングライン上の背圧がないことを保証するために、例えば互いに５％未満だけ異なることを意味する。
調節部材４３、４５、４７は例えば弁である。
【００２９】
制御システム２１は、粉体及びキャリアガスの流れ２３が所定の体積流量Ｖ０に実質的に等しい体積流量であるように、第１の比例弁５９、第２の比例弁６７、調整比例弁７５、及び好都合には調節部材４７を制御するようになっている。
圧力スイッチ８７は、出口合流点４９の出口圧力Ｐ０を測定するために使用される。
【００３０】
第１の比例弁５９、第２の比例弁６７、及び調整比例弁７５は、好都合には互いに構造的に類似している。以下では第１の比例弁５９だけが説明される。
【００３１】
図４から分かるように、第１の比例弁５９は、第１の供給源２５に接続した入口６１を形成する入口ライン８９と、第１の流れ２７の一様な分配をもたらすようになっている内部ディフューザ９１と、ディフューザに対して軸Ｄの周りで回転移動可能に取り付けられた切替器９３とを含み、切替器は、第１の出口６３及び第２の出口６５をそれぞれ定める２つの循環流路９５、９７の中に、第１の流れ２７を、一方では体積百分率Ｘ１、他方では百分率（１００−Ｘ１）にそれぞれ分けるようになっている。
【００３２】
従って、切替器９３の軸Ｄの回りのディフューザ９１に対する角度位置は、第１の比例弁５９の設定値を代表する百分率Ｘ１の値に対応する。
【００３３】
図５に示される１つの特定の実施形態によれば、第１の比例弁５９、第２の比例弁６７、及び調整比例弁７５は、切替器９３の動きを同軸にするために横並びに配置される。これにより、切替器９３の２つを互いに機械的に連結することができ、以下にその利点が記載される。
【００３４】
以下に３Ｄプリンター１の動作を説明する。
図１から分かるように、レーザー光源５は、焦点調節機構９によって製造される対象物３上に集束されるレーザービーム７を生じる。
【００３５】
付随して、装置１１は、所定の体積流量Ｖ０の粉体及びキャリアガスの流れ２３を生じる。この流れは、ノズル１５を用いて対象物３上に吹き付けられる。これにより対象物３上に粉体Ａ及びＢが堆積し、これはレーザービーム７によって溶融される。
【００３６】
制御システム２１は、粉体Ａ及びＢを所要の位置に堆積させるために、機械基部１７が軸Ｘ、Ｙに沿って移動するように制御すると共にプリントヘッド１３が軸Ｚに沿って移動するようにアクチュエータ１９を制御する。
【００３７】
図３は、粉体及びキャリアガスの流れ２３の調製を示す。
第１の供給源２５は、所定の体積流量Ｖ０に等しい体積流量の第１の流れ２７をもたらす。第１の流れ２７は、ラインＡ１を辿り入口６１を通って第１の比例弁５９に流入する。第１の比例弁５９は、第１の流れ２７を２つの小部分に分ける。百分率Ｘ１に対応する第１の小部分は、第１の出口６３を通りラインＡ２を辿って出口合流点４９に送られる。体積百分率（１００−Ｘ１）に対応する他の小部分は、第２の出口６５を通りラインＡ３を辿って第１のリサイクリング合流点５１に送られる。
【００３８】
類似した様式で、第２の供給源２９は、所定の体積流量Ｖ０に等しい体積流量の第２の流れ３１をもたらす。第２の流れ３１は、ラインＢ１を辿って第２の比例弁６７の入口６９に到達する。第２の比例弁６７は、第２の流れ３１を２つの小部分に分ける。体積百分率Ｘ２に対応するこの小部分のうちの１つは、第１の出口７１を通って流出し、ラインＢ２を辿って出口合流点４９に到達する。体積百分率（１００−Ｘ２）に対応する他の小部分は、第２の出口７３を通りラインＢ３を辿って第２のリサイクリング合流点５５に送られる。
【００３９】
キャリアガス供給源３３は、同様に体積流量Ｖ０の調整キャリアガス流３５をもたらす。体積百分率Ｚにつながる調整キャリアガス流３５は、第１の接続ラインＧ０を辿って調整比例弁７５の入口７７に到達する。体積百分率（１００−Ｚ）に対応する残りの小部分は、第２の接続ラインＧ４を辿り調節部材４７を通って出口合流点４９に移動する。調整比例弁７５に流入する調整キャリアガス流３５の小部分は、それ自体２つの小部分に分けられる。体積百分率Ｙに対応する第１の小部分は、第１の出口７９を通って送られ、ラインＧ３を通って第１のリサイクリング合流点５１に到達する。体積百分率（１００−Ｙ）に対応する他の小部分は、第２の出口８１を通って送られ、ラインＧ５を通って第２のリサイクリング合流点５５に到達する。
【００４０】
ラインＡ２を辿る第１の流れ２７の小部分、ラインＢ２を辿る第２の流れ３１の小部分、適用できる場合にはラインＧ４を辿るキャリアガスの小部分は、出口合流点４９で混合されて粉体及びキャリアガスの流れ２３を形成する。混合部材９９（図２）は、流れ２３の均質性を改善するために随意的に出口合流点４９とノズル１５との間に付加される。
【００４１】
制御システム２１は、粉体及びキャリアガスの流れ２３が所定の体積流量Ｖ０に実質的に等しい体積流量となるように、体積百分率Ｘ１、体積百分率Ｘ２、及び適用できる場合には体積百分率（１００−Ｚ）を決定する調整部材４７を連続して調節する。流れ２３の体積流量が固定されるので、出口合流点４９の下流側の損失水頭は実質的に一定になり、これは出口合流点４９の圧力Ｐ０を決定する。
【００４２】
ラインＡ３を辿る第１の流れ２７の小部分３７及びラインＧ３を辿るキャリアガスの小部分は、第１のリサイクリング合流点５１で混合されて入口５３を通って第１のリサイクリングシステムＲＡに流入する流れ１０１を形成する。第１のリサイクリングシステムＲＡは、流れ１０１中に存在する少なくとも粉体Ａの小部分を回収して、残留流れ１０３を吸引及び濾過システム４１に送る。このようにして回収された粉体Ａは、好都合には３Ｄプリンター１又は別のもので利用される。
【００４３】
制御システム２１は、流れ１０１が体積流量Ｖ０に実質的に等しい体積流量を有するような体積百分率Ｙとなるように調整比例弁７５を制御する。さらに、制御システム２１は、第１のリサイクリング合流点５１の圧力ＰＡが出口合流点４９の圧力Ｐ０と実質的に等しいように調節部材４３を制御する。従って、第１の比例弁５９は、下流側で同じ圧力の出口合流点４９及び第１のリサイクリング合流点５１に接続される。
【００４４】
類似の様式で、ラインＢ３を辿る第２の流れ３１の小部分及びラインＧ５を辿るキャリアガスＧの小部分は、第２のリサイクリング合流点５５で混合されて入口５７を通って第２のリサイクリングシステムＲＢに流入する流れ１０５を形成する。第２のリサイクリングシステムＲＢは、流れ１０５の中に存在する粉体Ｂの小部分を回収して、残留流れ１０７を吸引及び濾過システム４１に送る。
【００４５】
制御システム２１は、流れ１０５が体積流量Ｖ０に実質的に等しい体積流量となるように第２の比例弁６７及び調整比例弁７５を制御する。さらに、制御システム２１は、第２のリサイクリング合流点５５の圧力ＰＢが圧力ＰＯと実質的に等しいように調節部材４５を制御する。従って、第２の比例弁６７及び調整比例弁７５は、下流側で実質的に同じ圧力の合流点に接続される。
【００４６】
従って、最も一般的な場合では第１の比例弁５９及び第２の比例弁６７の調整は互いに独立しているので、体積百分率Ｘ１及びＸ２を互いに無関係に選択することで流れ２３の中の粉体Ａの量及び粉体Ｂの量を選択することが可能である。調節部材４７は、出口合流点４９に対して、流れ２３が所定の体積流量Ｖ０に常に等しい体積流量になるのに必要な相補的なキャリアガス量を供給するよう制御される。
これにより、流れ２３中の粉体Ａ及びＢの比率、並びにそれらの総量の調節が可能になる。
【００４７】
若干単純な作動モードでは、第２の接続ラインＧ４を辿るキャリアガスの流れは、例えば調節部材４７を完全に閉じることで固定される。この状況では、第１の比例弁５９及び第２の比例弁６７は、同期様式で制御され、流れ２３の中の粉体Ａ及びＢの比率が変更されるが流れ中の各粉体の総量は変更されない。この作動モードでは、図５に示される構成のおかげで、第１の比例弁５９、第２の比例弁６７、及び適用できる場合には第３の比例弁７５の各切替器９３を機械的に連結することができる。
【００４８】
調節部材４７が完全に閉じられる場合、Ｘ１＋Ｘ２＝１００％の関係が適用される。例示的に、第１の比例弁５９は、粉体Ａの第１の流れ２７の３３％をノズル１５に送り、６７％を第１のリサイクリングシステムＲＡに送るよう調節される。第２の比例弁６７の切替器９３は、第２の流れ３１の６７％をノズル１５に送り、３３％を第２のリサイクリングシステムＲＢに送るように調節される。従って、Ｘ１＝３３％、Ｘ２＝６７％であり、Ｘ１＋Ｘ２＝１００％である。
【００４９】
例えば、調整比例弁７５は、３３％のラインＧ３の調整キャリアガス流３５の体積百分率Ｙ、及び６７％のラインＧ５の調整キャリアガス流の体積百分率（１００−Ｙ）に分配する。従って、合流点５１及び５５の出口での流量及び圧力は、合流点４９の流量Ｖ０及び出口圧力Ｐ０と実質的に同じである。
【００５０】
示されていない１つの特定の実施形態によれば、装置１１は、第２の接続ラインＧ４又は調節部材４７を備えておらず、これは上述の第１の実施形態において調節部材４７を完全に閉じたものに等しい。
【００５１】
理解できるように、いかなる場合でも、体積流量が出口合流点４９、第１のリサイクリング合流点５１、及び第２のリサイクリング合流点５５の下流で一定のままなので、比例弁の調整は圧力ＰＡ、ＰＢ、及びＰＯを不安定にしない。従って、装置１１は圧力平衡状態にある。
【００５２】
粉体の堆積によるライン閉塞は、第１のリサイクリングシステムＲＡ及び第２のリサイクリングシステムＲＢにおいて一定の体積流量を維持することで防止される。
随意的な第２の接続ラインＧ４及び調整部材４７のおかげで、粉体Ａ及びＢの総量を調節することがさらに可能になる。
【００５３】
粉体の流れを迅速に遮断する可能性により、吹き付けられる粉体量の２０から４０％を節約することができる。
上記の特徴のおかげで、非常に短い応答時間で粉体Ａ及びＢを調量することができる。
これは、レーザーが発射されない対象物３の２つ運動の間に粉体の吹き付けを停止することをさらに可能にする。これはＸ１＝０％及びＸ２＝０％を満たす。
【００５４】
同様に、例えば、比例弁を同期させて、Ｘ１＝１００％、Ｘ２＝０％からＸ１＝０％、Ｘ２＝１００％に変更することで、粉体の種類を実質的に即座に変えることができる。
従って、対象物３内の場所に応じて粉体Ａ及びＢの量を調節することで、段階的特性の部品を製作することができる。
【００５５】
関係Ｘ１＋Ｘ２＝１００％は、好都合には第１の比例弁５９及び第２の比例弁６７の切替器９３を機械的に連結することで得られる。
比例弁５９、６７、７５、並びに調整部材４７、４３及び４５は、好都合には数値制御される。
【００５６】
装置１１１は、本発明の第２の実施形態を構成し、図６を参照して以下に説明される。装置１１１は、図１から３に示された装置１１に類似する。同じ要素は同じ参照符号を有し、再度説明をしない。以下では相違点のみを詳細に説明する。
【００５７】
装置１１１は、粉体Ｂの第２の供給源２９を含まない。本実施例において、システム１１１は、粉体ＢをリサイクルするためのどのシステムＲＢも含まない。
出口合流点４９は、依然としてラインＡ２によって第１の比例弁５９の第１の出口６３に接続され、同様にラインＧ６によって調整比例弁７５の第２の出口８１に接続される。
【００５８】
第１の比例弁５９の第２の出口６５は、体積百分率（１００−Ｘ１）に対応する流れ２７の小部分を排出するために出口１５１に接続される。同様に、調整比例弁７５の第１の出口７９は、体積百分率Ｙに対応する調整キャリアガス流３５の小部分を排出するために、ラインＧ３によって出口１５５に接続される。
【００５９】
制御システム２１は、流れ２３の体積流量が所定の体積流量Ｖ０に実質的に等しくなるように第１の比例弁５９及び調整比例弁７５を制御する。本例では、このことは、２つの比例弁を百分率Ｘ１及びＹが互いに実質的に同じになるように調節することで達成される。
【００６０】
従って、第１の比例弁５９及び調整比例弁７５の各切替器９３は、例えば図５に示すように同軸にすることで機械的に連結することができる。
上述の特徴により、装置１１１は、流れ２３中の粉体Ａの量を調節することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１１  装置
２１  制御システム
２３  粉体及びキャリアガスの流れ
２５  第１の供給源
２７  第１の流れ
３３  キャリアガスの供給源
３５  調整キャリアガス流
４９  出口合流点
５９  第１の比例弁
６１  入口
６３  第１の出口
６５  第２の出口
７５  調整比例弁
７７  入口
７９  第１の出口
８１  第２の出口
【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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