(57)【要約】  付加製造装置は、プラットフォームと、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、エネルギー供給アセンブリとを含む。エネルギー供給アセンブリは、１つ又は複数の光線を発する光源と、複数の反射ファセットを有する第１の反射部材と、少なくとも１つの第２の反射部材とを含む。第１の反射部材は回転可能であり、連続したファセットが最上層の経路に沿って光線を順次掃引する。少なくとも１つの第２反射部材は移動可能であり、少なくとも１つの第２反射面が少なくとも１つの光線の少なくとも１つを受け取り、最上層の２次元経路に沿って少なくとも１つの光線の少なくとも１つを方向転換するように再配置可能である。【選択図】図３Ａ
2020514127.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加製造装置であって、
プラットフォームと、
前記プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、
エネルギー供給アセンブリであって、
１つ又は複数の光線を発する光源、
複数の反射ファセットを有する第１の反射部材であって、前記少なくとも１つの光線を受け取り、前記光線を前記プラットフォームの前記上面に向かって方向転換して、エネルギーを前記供給材料の複数の層の最上層に供給し、前記供給材料を溶融させるために、前記１つ又は複数の光線の少なくとも１つの経路に配置された第１の反射部材であって、連続したファセットが前記最上層の経路に沿って前記光線を順次掃引するように回転可能である第１の反射部材、及び
前記少なくとも１つの光線を受け取るために前記１つ又は複数の光線の少なくとも１つの経路に配置された少なくとも１つの第２の反射面を備える少なくとも１つの第２の反射部材であって、前記少なくとも１つの第２の反射面が、前記光線を受け取り、前記最上層の２次元経路に沿って前記光線を方向転換するために再配置可能であるように移動可能である少なくとも１つの第２の反射部材
を含むエネルギー供給アセンブリと
を備える付加製造装置。
【請求項２】
前記光源が、第１の光線を生成する第１の光源と、第２の光線を生成する第２の光源とを備え、前記第１の反射部材が前記第１の光線の前記経路に配置され、前記第２の反射部材が前記第２の光線の前記経路に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
連続したファセットが前記最上層の直線的経路に沿って光線を順次掃引する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記第１の反射部材が、規則的な凸状ポリゴンを画定するポリゴンミラーを含む、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記第２の反射部材が、ミラーガルバノメータを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記ミラーガルバノメータが、前記光線を第１の方向に沿って並進させる第１の調整可能な反射面と、前記光線を前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って並進させる第２の反射面とを含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第２の反射部材が、前記光線を第１の水平方向に沿って方向転換するように移動可能な第１の反射面と、前記第１の水平方向にゼロ以外の角度で第２の水平方向に沿って前記光線を方向転換するように移動可能な第２の反射面とを含む、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
持続性コンピュータ可読媒体に溶融する前記最上層の領域を定義するデータを記憶するように構成されたコントローラであって、
前記第１の反射部材に前記領域の内部に向かってエネルギーを供給させ、
前記第２の反射部材に前記領域の周囲に沿ってエネルギーを供給させる
ように構成されるコントローラを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
付加製造装置であって、
プラットフォームと、
前記プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、
第１のエネルギー供給システムであって、
第１の光線を発する第１の光源、及び
複数の反射ファセットを有する第１の反射部材であって、前記第１の光線を前記プラットフォームの上面の第１の部分に向かって方向転換して、エネルギーを前記供給材料の複数の層の最上層の第１の領域に供給し、前記第１の領域の前記供給材料を溶融させるために、前記第１の光線の経路に配置された第１の反射部材であって、連続したファセットが前記最上層の第１の直線的経路に沿って前記第１の光線を順次掃引するように回転可能である第１の反射部材
を備える第１のエネルギー供給システムと、
第２のエネルギー供給システムであって、
第２の光線を発する第２の光源、及び
複数の反射ファセットを有する第２の反射部材であって、前記第２の光線を前記プラットフォームの前記上面の第２の部分に向かって方向転換して、エネルギーを前記供給材料の複数の層の前記最上層の第２の領域に供給し、前記第２の領域の前記供給材料を溶融させるために、前記第２の光線の経路に配置された第２の反射部材であって、連続したファセットが前記最上層の第２の直線的経路に沿って前記第２の光線を順次掃引するように回転可能である第２の反射部材
を備える第２のエネルギー供給システムと
を備える付加製造装置。
【請求項１０】
前記第１のエネルギーシステム及び前記第２のエネルギーシステムが、第１の方向に沿って前記プラットフォームに対して移動可能な支持体に取り付けられる、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記第１の方向が、前記第１の直線的経路及び前記第２の直線的経路に対してゼロ以外の角度である、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の直線的経路及び前記第２の直線的経路が平行である、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第１の経路と前記第２の経路との組み合わせが、前記プラットフォームの作業領域に及ぶ、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
付加製造装置であって、
プラットフォームと、
前記プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、
エネルギー供給アセンブリであって、
光線を発する光源、
複数の反射ファセットを有する第１の反射部材であって、前記光線を受け取り、前記光線を前記プラットフォームの前記上面に向かって方向転換して、エネルギーを前記供給材料の複数の層の最上層に供給し、前記供給材料を溶融させるために、前記光線の経路に配置された反射部材であって、連続したファセットが前記最上層の第１の方向に沿った直線的経路に沿って前記光線を順次掃引するように回転可能である第１の反射部材、及び
前記光線の前記経路に配置された少なくとも１つの第２の反射面を含む第２の反射部材であって、前記第１の方向にゼロ以外の角度で第２の方向に沿って前記直線的経路を再配置するように移動可能である第２の反射部材
を含むエネルギー供給アセンブリと
を備える付加製造装置。
【請求項１５】
前記第２の反射部材が、前記光源と前記第１の反射部材との間の前記光線の前記の経路に配置される、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記第１の反射部材が規則的な凸状ポリゴンを画定するポリゴンミラーを含み、前記第２の反射部材がミラーガルバノメータを含む、請求項１４に記載の装置。
【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のためのエネルギー供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
固体自由形状製造又は３Ｄ印刷としても知られる付加製造（ＡＭ）は、原材料（例えば、粉末、液体、懸濁液、又は溶融固体）を２次元層に連続的に分配することから３次元の物体が構築される製造プロセスを指す。対照的に、従来の機械加工技術は、物体が在庫材料（例えば、木材、プラスチック、又は金属の塊）から切り取られるサブトラクティブプロセスを含む。
【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）、熱溶解積層法（ＦＤＭ）といったいくつかの方法では、層を製作するために材料を融解又は軟化させるが、一方で、例えば光造形法（ＳＬＡ）といった別の技術を用いて、液体材料を硬化させる方法もある。これらのプロセスは、完成物を作成する層の形成方法と、プロセスでの使用に適合する材料とで異なる可能性がある。
【０００４】
従来のシステムは、粉末材料を焼結又は融解させるためのエネルギー源を使用する。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、次いで再固化すると、完成した層の上に粉末材料の新しい層が堆積し、所望の物体が製作されるまで、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、付加製造装置は、プラットフォームと、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、エネルギー供給システムとを含む。エネルギー供給システムは、光線を発する光源と、複数の反射ファセットを有する反射部材とを含む。反射部材は、光線を受け取り、光線をプラットフォームの上面に向かって方向転換して、エネルギーを供給材料の複数の層の最上層に供給し、供給材料を溶融させるために、光線の経路に配置される。反射部材は回転可能であり、連続したファセットが最上層の経路に沿って光線を順次掃引する。
【０００６】
別の態様では、付加製造方法は、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配することと、複数の反射ファセットを有するポリゴンミラーを回転させることと、光源からポリゴンミラーに光線を方向付け、ミラーからの光線を反射させ、供給材料の複数の層の最上層にエネルギーを供給し、供給材料を溶融させることとを含む。ポリゴンミラーの回転により、複数のファセットの連続したファセットが最上層の経路に沿って光線を順次掃引する。
【０００７】
態様の実施態様は、下記の特徴のうちの１つ又は複数を含みうる。
【０００８】
光源は、反射部材に向かって光線を発するように構成されたレーザでありうる。反射ファセットは、実質的に等しい長さを有しうる。反射部材は、４から３０までの間のファセットを含みうる。反射部材は、規則的な凸状ポリゴンを画定するポリゴンミラーでありうる。最上層の経路は、最上層の上の線でありうる。線は、プラットフォームの上の供給材料供給エリアの幅全体にわたって延びうる。
【０００９】
アクチュエータは、反射部材に動作可能に結合されうる。アクチュエータは、例えば１０ｒｐｍから５００ｒｐｍまでの間の一定速度で、反射部材を連続的に回転させ、経路に沿って光線を掃引するように構成されうる。
【００１０】
反射部材は、支持体に取り付けられうる。支持体は、経路に対してゼロ以外の角度にある水平方向に移動可能であってもよく、支持体の移動により、経路は水平方向に沿って最上層の連続した位置に配置される。水平方向は、経路に垂直でありうる。ディスペンサは、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するために、反射部材とともに反射部材に対する固定位置で移動可能になるように支持体に取り付けられうる。ディスペンサは、経路に実質的に平行な線に沿って供給材料を供給するように構成されうる。
【００１１】
コンベヤは、エネルギー供給システムに対してプラットフォームを移動させることがあり、光線が経路に対してゼロ以外の角度にある水平方向に沿った形状に沿って供給され、よってプラットフォームの移動により、水平方向に沿って最上層の連続した位置に経路が配置される。水平方向は、経路に垂直でありうる。
【００１２】
コントローラは、持続性コンピュータ可読媒体にパターンを定義するデータを記憶するように構成され、かつコントローラは、反射部材が連続的に回転している間、データによって定義されたパターンで最上層にエネルギーを供給するために光源を選択的に動作させるように構成されうる。
【００１３】
反射部材は、支持体に取り付けられうる。支持体及びプラットフォームは、エネルギー供給システムに対して移動可能であり、パターンは、水平軸にそれぞれゼロ以外の角度で一組の平行線を含みうる。一組の平行線は、水平軸に垂直でありうる。コントローラは、パターンに従って、光源を動作させ、最上層の第１のセクターにエネルギーを供給し、次いで光源を動作させ、最上層の、第１のセクターのエッジと異なるエッジを有する第２のセクターにエネルギーを供給するように構成されうる。コントローラは、パターンに従って、光源を動作させて第１の線に沿ってエネルギーを供給し、かつ光源を動作させて、第１の線に対してゼロ以外の角度で第２の線に沿ってエネルギーを供給するように構成されうる。コントローラは、第１の水平方向に沿った不連続な組のボクセルにエネルギーが供給されるように、反射部材が回転する間に光源をパルス化させるよう構成されうる。
【００１４】
別の態様では、付加製造装置は、プラットフォームと、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、エネルギー供給アセンブリとを含む。エネルギー供給アセンブリは、１つ又は複数の光線を発する光源と、複数の反射ファセットを有する第１の反射部材と、少なくとも１つの第２の反射部材とを含む。第１の反射部材は、少なくとも１つの光線を受け取り、光線をプラットフォームの上面に向かって方向転換して、エネルギーを供給材料の複数の層の最上層に供給し、供給材料を溶融させるために、光線のうちの少なくとも１つの経路に配置される。第１の反射部材は回転可能であり、連続したファセットが最上層の経路に沿って光線を順次掃引する。少なくとも１つの第２の反射部材は、少なくとも１つの光線を受け取るために、光線の少なくとも１つの経路に配置された少なくとも１つの第２の反射面を含む。少なくとも１つの第２反射部材は移動可能であり、少なくとも１つの第２反射面が少なくとも１つの光線の少なくとも１つを受け取り、最上層の２次元経路に沿って少なくとも１つの光線の少なくとも１つを方向転換するように再配置可能である。
【００１５】
態様の実施態様は、下記の特徴のうちの１つ又は複数を含みうる。
【００１６】
１つ又は複数の光源は、反射部材に向かって光線を発するように構成された１つ又は複数のレーザでありうる。光源は、第１の光線を生成するための第１の光源と、第２の光線を生成するための第２の光源とを含みうる。第１の反射部材は、第１の光線の経路に配置されてもよく、第２の反射部材は、第２の光線の経路に配置されてもよい。
【００１７】
連続したファセットは、最上層の直線的経路に沿って光線を順次掃引しうる。第１の反射部材は、規則的な凸状ポリゴンを画定するポリゴンミラーでありうる。第２の反射部材は、ミラーガルバノメータでありうる。ミラーガルバノメータは、光線を第１の方向に沿って並進させる第１の調整可能な反射面と、光線を第１の方向に垂直な第２の方向に沿って並進させる第２の反射面とを含みうる。第２の反射部材は、光線を第１の水平方向に沿って方向転換するように移動可能な第１の反射面と、第１の水平方向にゼロ以外の角度で第２の水平方向に沿って光線を方向転換するように移動可能な第２の反射面とを含みうる。
【００１８】
コントローラは、持続性コンピュータ可読媒体に、溶融する最上層の領域を定義するデータを記憶するように構成されうる。コントローラは、第１の反射部材に領域の内部に向かってエネルギーを供給させ、第２の反射部材に領域の周囲に沿ってエネルギーを供給させるように構成されうる。エネルギー供給アセンブリは、第１の反射部材及び第１の光源を含む第１のエネルギー供給システムと、第２の反射部材及び第２の光源を含む第２のエネルギー供給システムとを含みうる。
【００１９】
別の態様では、付加製造装置は、プラットフォームと、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、第１のエネルギー供給システムと、第２のエネルギー供給システムとを含む。第１のエネルギー供給システムは、第１の光線を発する第１の光源と、複数の反射ファセットを有する第１の反射部材とを含む。第１の反射部材は、第１の光線をプラットフォームの上面の第１の部分に向かって方向転換し、供給材料の層の最上層の第１の領域にエネルギーを供給して、第１の領域で供給材料を溶融させるために、第１の光線の経路に配置される。第１の反射部材は、連続したファセットが最上層の第１の直線的経路に沿って第１の光線を順次掃引するように回転可能である。第２のエネルギー供給システムは、第２の光線を発する第２の光源と、複数の反射ファセットを有する第２の反射部材とを含む。第２の反射部材は、第２の光線をプラットフォームの上面の第２の部分に向かって方向転換し、供給材料の複数の層の最上層の第２の領域にエネルギーを供給して、第２の領域で供給材料を溶融するために、第２の光線の経路に配置される。第２の反射部材は、連続したファセットが最上層の直線状の第２の経路に沿って第２の光線を順次掃引するように回転可能である。
【００２０】
態様の実施態様は、下記の特徴のうちの１つ又は複数を含みうる。
【００２１】
第１のエネルギーシステム及び第２のエネルギーシステムは、第１の方向に沿ってプラットフォームに対して移動可能な支持体に取り付けられうる。第１の方向は、第１の直線的経路及び第２の直線的経路に対してゼロ以外の角度でありうる。第１の直線的経路と第２の直線的経路は、平行であってもよい。第１の方向は、第１の直線的経路及び第２の直線的経路に対して直角であってもよい。第１の経路と第２の経路との組み合わせは、プラットフォームの作業領域に及ぶことがある。
【００２２】
別の態様では、付加製造装置は、プラットフォームと、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、エネルギー供給アセンブリとを含む。エネルギー供給アセンブリは、光線を発する光源と、複数の反射ファセットを有する第１の反射部材と、光線の経路に配置された少なくとも１つの第２の反射面を含む第２の反射部材とを含む。第１の反射部材は、光線を受け取り、光線をプラットフォームの上面に向かって方向転換して、エネルギーを供給材料の複数の層の最上層に供給し、供給材料を溶融させるために、光線の経路に配置される。第１の反射部材は、連続したファセットが最上層の第１の方向に沿った直線的経路に沿って光線を順次掃引するように回転可能である。第２の反射部材は、第１の方向に対してゼロ以外の角度で第２の方向に沿って直線的経路を再配置するように移動可能である。
【００２３】
態様の実施態様は、下記の特徴のうちの１つ又は複数を含みうる。
【００２４】
第２の反射部材は、光源と第１の反射部材との間の光線の経路に配置されうる。第１の反射部材は、規則的な凸状ポリゴンを画定するポリゴンミラーでありうる。第２の反射部材は、ミラーガルバノメータでありうる。
【００２５】
別の態様では、付加製造装置は、プラットフォームと、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、エネルギー供給システムと、アクチュエータとを含む。エネルギー供給システムは、光線を発する光源と、複数の反射ファセットを有する反射部材とを含み、反射部材は、光線を受け取り、光線をプラットフォームの上面に向かって方向転換して、エネルギーを供給材料の複数の層の最上層に供給し、供給材料を溶融させるために、光線の経路に配置可能である。反射部材は回転可能であり、連続したファセットが最上層の直線的経路に沿って光線を順次掃引する。アクチュエータは、プラットフォームに対する直線的経路の角度を調整するように構成される。
【００２６】
態様の実施態様は、下記の特徴のうちの１つ又は複数を含みうる。
【００２７】
プラットフォームは回転可能であってもよく、アクチュエータはプラットフォームに結合されプラットフォームを回転させて、プラットフォームに対する直線的経路の角度を調整しうる。
【００２８】
反射部材は回転可能な支持体に取り付けられてもよく、反射部材は第１の軸の周りで回転可能であり、アクチュエータは支持体に結合され第２の軸の周りで支持体を回転させて、プラットフォームに対する直線的経路の角度を調整する。
【００２９】
コントローラは、エネルギー供給システム及びアクチュエータに連結され、反射部材に、供給材料の第１の層の溶融中に第１の方向に沿った直線的経路に沿って光線を順次掃引させ、直線的経路の角度を調整するようにアクチュエータを作動させ、反射部材に、供給材料の第２の層の溶融中に第１の方向に対してゼロ以外の角度で第２の方向に沿った直線的経路に沿って光線を順次掃引させるように構成されうる。第１の方向は、第２の方向に垂直でありうる。エネルギー供給システムは、第３の方向に沿ってプラットフォームに対して移動可能な支持体に取り付けられうる。第３の方向は、第１の方向及び第２の方向に対してゼロ以外の角度でありうる。
【００３０】
コントローラは、光線が、最上層の第１の領域に供給され、かつ最上層の第２の層には供給されないように、反射部材が回転する間に光源を選択的に動作させ、光線が、最上層の第２の領域に供給され、かつ最上層の第１の層には供給されないように、反射部材が回転する間に光源を選択的に動作させるように構成されうる。
【００３１】
別の態様では、付加製造装置は、プラットフォームと、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配するディスペンサと、エネルギー供給システムと、アクチュエータと、コントローラとを含む。エネルギー供給システムは、光線を発する光源と、複数の反射ファセットを有する反射部材とを含み、反射部材は、光線を受け取り、光線をプラットフォームの上面に向かって方向転換して、エネルギーを供給材料の複数の層の最上層に供給し、供給材料を溶融させるために、光線の経路に配置可能である。反射部材は、連続したファセットが最上層で第１の方向に第１の直線的経路に沿って光線の光路を順次掃引するように回転可能である。アクチュエータは、プラットフォームに対する直線的経路の位置を調整するように構成される。コントローラは、アクチュエータ及び光源に連結され、光線の衝突領域が光線の活性化によって形成された、第１の方向にゼロ以外の角度で第２の方向に延びる第２の経路に沿って延びるように、反射部材が連続的に回転している間に光源を選択的に動作させるように構成される。
【００３２】
態様の実施態様は、下記の特徴のうちの１つ又は複数を含みうる。
【００３３】
エネルギー供給システムは、第１の方向にゼロ以外の角度で第３の方向に沿ってプラットフォームに対して移動可能である支持体に取り付けられてもよく、アクチュエータは支持体に連結される。第３の方向は、第１の方向に垂直でありうる。
【００３４】
少なくとも１つの第２の反射面を備える第２の反射部材は、光線の経路に配置されうる。第２の反射部材は、第１の方向にゼロ以外の角度で第３の方向に沿って直線的経路を再配置するように、アクチュエータによって移動可能でありうる。第３の方向は、第１の方向に垂直である。
【００３５】
コントローラは、光線の衝突領域に複数の第２の経路を横断させるように構成され、各第２の経路は、第２の方向に垂直な第４の方向に沿ってオフセットする。複数の第２の経路は、最上層上の領域を充填し、領域を溶融させる。第１の走査期間中に、第２の複数の第２の経路の連続した隣接する経路が、少なくとも１つのボクセルによって第４の方向に分離される。コントローラは、供給材料の第１の層の溶融中に第２の経路が第２の方向に延びるように、光源を選択的に動作させ、かつ供給材料の第２の層の溶融中に第２の経路が第２の方向に対してゼロ以外の角度で第５の方向に延びるように、光源を選択的に動作させるように構成されうる。
【００３６】
別の態様では、付加製造方法は、プラットフォームの上面に供給材料の複数の層を分配することと、複数の反射ファセットを有するポリゴンミラーを回転させることと、光源からポリゴンミラーに光線を方向付け、ミラーからの光線を反射させ、供給材料の複数の層の最上層にエネルギーを供給し、供給材料を溶融させることと、光源を選択的に動作させることとを含む。ポリゴンミラーの回転により、複数のファセットのうちの連続したファセットに、最上層の第１の方向の第１の直線的経路に沿って光線の光路を順次掃引させる。光源は、ポリゴンミラーが連続的に回転する間に、選択的に動作し、光線の活性化によって引き起こされる最外層の光線の衝突領域は、第１の方向にゼロ以外の角度で第２の方向に延びる第２の直線的経路を横断する。
【００３７】
態様の実施態様は、下記の特徴のうちの１つ又は複数を含みうる。
【００３８】
光線の衝突領域は、複数の第２の経路を横断してもよく、各第２の経路が、第２の方向に垂直な第４の方向に沿ってオフセットする。複数の第２の経路は、最上層上の領域を充填し、領域を溶融させうる。供給材料の第１の層の溶融中に第２の経路が第２の方向に延びるように、かつ供給材料の第２の層の溶融中に第２の経路が第２の方向に対してゼロ以外の角度で第３の方向に延びるように、光源は選択的に動作しうる。
【００３９】
上記の利点は、以下のものを含みうるが、これらに限定されない。上記によるエネルギー供給システムは、供給材料の最上層の異なる部分に、より均一にエネルギーを供給しうる。特に、エネルギー供給システムによって層全体の各ボクセルに供給される光線の滞留時間は、より均一になる可能性がある。これにより、エネルギー供給システムによって供給されたエネルギーが、反射部材の加速及び減速に必要な遅延のために、供給材料の層の特定の領域に集中するのを防ぐことができる。
【００４０】
場合によっては、エネルギー供給システムは、供給材料の最上層の異なる部分にエネルギーを供給するために反射部材の加速と減速に依存するエネルギー供給システムよりも、供給材料の最上層全体にエネルギーをより均一に供給することができる。エネルギー供給システムは、光線を付加製造装置のプラットフォームに向かって方向転換するエネルギー供給システムの部材の動きの変化によって引き起こされるエネルギー供給の変動を低減することができる。例えば、エネルギー供給システムは、付加製造装置によって形成される物体の外面及び形成される物体の内部に一貫してエネルギーを供給することができる。結果として、物体の表面は、物体の表面を形成するためにより長い滞留時間を含むプロセスでエネルギーを供給する付加製造装置によって形成された物体よりも、表面変形を少なくすることができる。更に、形成される物体の所望の表面品質を達成するために必要な後処理動作がより少なくなる。
【００４１】
本明細書で説明される主題の１つ又は複数の実施態様の詳細は、添付の図面及び以下の説明に記載される。他の潜在的な特徴、態様、及び利点は、説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１Ａ】付加製造装置の例の概略側面図である。
【図１Ｂ】付加製造装置の例の概略上面図である。
【図２】反射部材の斜視図である。
【図３】Ａ〜Ｃは、プラットフォームにわたって光線を走査するプロセスを示す。
【図４】光線の走査パターンが重ねられたプラットフォームの上面図である。
【図５Ａ】プラットフォームに供給されたエネルギーの例示的なパターンが重ねられたプラットフォームの上面図である。
【図５Ｂ】プラットフォームに供給されたエネルギーの例示的なパターンが重ねられたプラットフォームの上面図である。
【図６Ａ】付加製造装置の別の例の概略側面図である。
【図６Ｂ】付加製造装置の別の例の概略上面図である。
【図７】図６Ａの付加製造装置のエネルギー供給システムの概略側面図である。
【図８】Ａ〜Ｃは、複数のエネルギー供給システムを含む付加製造装置の更なる例の概略上面図である。
【図９Ａ】異なるパターンのエネルギー供給を使用してプラットフォームにエネルギーを供給するプロセスの例を示す。
【図９Ｂ】異なるパターンのエネルギー供給を使用してプラットフォームにエネルギーを供給するプロセスの例を示す。
【図９Ｃ】異なるパターンのエネルギー供給を使用してプラットフォームにエネルギーを供給するプロセスの例を示す。
【図９Ｄ】異なるパターンのエネルギー供給を使用してプラットフォームにエネルギーを供給するプロセスの例を示す。
【図１０】異なるパターンのエネルギー供給を使用してプラットフォームにエネルギーを供給するプロセスの例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
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。
【００４４】
多くの付加製造プロセスでは、付加製造装置によって分配された供給材料の層にエネルギーが選択的に供給され、供給材料をパターンに溶融させ、それにより物体の一部を形成する。例えば、レーザビームは、レーザビームがベクトル経路を連続的にたどる供給材料の層にわたってベクトル走査方式でレーザビームを駆動するように位置が制御される２つのガルボ駆動ミラーで反射することができる。レーザビームの位置を制御するには、反射部材を加速及び減速する必要があるため、レーザビームの滞留時間は層全体で均一ではない場合がある。
【００４５】
ただし、単一方向に連続的に回転する反射部材を、光線の変調と併用して、エネルギーの供給場所を制御することができる。反射部材の連続的な動きは、供給材料にわたる光線の走査に必要な遅延の数を減らすことができ、したがって、エネルギー供給システムを含む付加製造装置によって形成される物体のスループットを改善する。
【００４６】
更に、供給材料に供給されるエネルギーがより一貫して分散される場合、形成される物体の表面品質が改善された可能性がある。一定の速度、例えば一定の回転速度で移動する構成要素を介して光線を最小限の加速と減速で供給することにより、エネルギー供給システムは、光線の滞留時間の均一性を改善することができる。これにより、不均一なエネルギー分布の可能性を低減することができる。
【００４７】
例示的付加製造装置
図１Ａ及び１Ｂを参照すると、付加製造装置１００の例は、プラットフォーム１０２、ディスペンサ１０４、エネルギー供給システム１０６、及びコントローラ１０８を含む。物体を形成するための動作中に、ディスペンサ１０４は、プラットフォーム１０２の上面１１２に供給材料１１０の連続した層を分配する。エネルギー供給システム１０６は、光線１１４を発して、エネルギーを供給材料１１０の層の最上層１１６に供給し、それにより、例えば、所望のパターンで供給材料１１０を溶融させて、物体を形成する。コントローラ１０８は、供給材料１１０の分配を制御し、供給材料１１０の層へのエネルギーの供給を制御するために、ディスペンサ１０４及びエネルギー供給システム１０６を動作させる。連続的に供給される層のそれぞれにおける供給材料の連続的な供給及び供給材料の溶融で、物体を形成する。
【００４８】
ディスペンサ１０４は、プラットフォーム１０２にわたって供給材料リザーバから供給材料を押すために、平らなブレード又はパドルを含むことができる。そのような実施態様では、供給材料リザーバは、構築プラットフォーム１０２に隣接して配置された供給プラットフォームも含むことができる。供給プラットフォームは、いくらかの供給材料を構築プラットフォーム１０２のレベルよりも高くするために上昇させることができ、ブレードは、供給材料を供給プラットフォームから構築プラットフォーム１０２上に押すことができる。
【００４９】
代替的に又は追加的には、ディスペンサは、プラットフォーム１９２の上方に吊り下げることができ、粉末が流れる１つ又は複数の開孔又はノズルを有する。例えば、粉末は重力下で流れるか、又は例えば圧電アクチュエータなどによって放出される可能性があるだろう。個々の開孔又はノズルの分配制御は、空気圧バルブ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）バルブ、ソレノイドバルブ、及び／又は磁気バルブによって提供することができるだろう。粉末を分配するために使用できる他のシステムは、開孔を有するローラ、及び複数の開孔を有するチューブの内側のオーガーを含む。
【００５０】
供給材料１１０は、金属粒子を含むことができる。金属粒子の例は、金属、合金、金属間合金を含む。金属粒子の材料の例は、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、コバルト、クロム、バナジウム、及びこれらの金属の様々な合金又は金属間合金を含む。
【００５１】
供給材料１１０は、セラミック粒子を含むことができる。セラミック材料の例は、セリア、アルミナ、シリカといった金属酸化物、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、炭化ケイ素、又はアルミニウム合金粉末といった、これらの材料の組み合わせを含む。
【００５２】
供給材料は、乾燥粉末又は液体懸濁液中の粉末、又は材料のスラリ懸濁液とすることができる。例えば、圧電プリントヘッドを使用するディスペンサの場合、供給材料は通常、液体懸濁液中の粒子になるだろう。例えば、ディスペンサは、粉末材料の層を形成するために、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、エタノール、又はＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの高蒸気圧キャリアといったキャリア流体で、粉末を供給することができるだろう。キャリア流体は、層の焼結ステップの前に蒸発する可能性がある。代替的には、乾燥分配機構、例えば、超音波攪拌及び加圧された不活性ガスによって支援されるノズルのアレイなどを、第１の粒子を分配すために用いることができる。
【００５３】
図２及び３Ａ〜３Ｃに関して本明細書で説明されるように、エネルギー供給システム１０６は、光線１１４を発する光源１２０を含む。エネルギー供給システム１０６は、回転可能であり、光線１１４を最上層１１６に向かって方向転換する反射部材１１８を更に含む。反射部材１１８は、最上層１１６上の経路、例えば直線的経路に沿って、光線１１４を掃引するように回転可能である。エネルギー供給システム１０６とプラットフォーム１０２の相対運動、又は別のリフレクタ、例えばガルボ駆動ミラーなどによる光線１１４の偏向に関連して、光線１１４による経路に沿った一連の掃引により、最上層１１６を横切る光線１１４のラスター走査を形成することができる。
【００５４】
光線１１４が経路に沿って掃引する際に、例えば、供給材料の層１１０の選択された領域にエネルギーを供給し、選択された領域で材料を溶融させて、所望のパターンに従って物体を形成するために、光源１２０に光線１１４をオン及びオフさせることにより、光線１１４が変調される。
【００５５】
いくつかの実施態様では、光源１２０は、反射部材１１８に向かって光線１１４を発するように構成されたレーザを含む。反射部材１１８は、反射部材１１８の反射面が光線１１４を受けるように、光源１２０が発する光線１１４の経路に配置可能である。次に、反射部材１１８は、光線１１４をプラットフォーム１０２の上面に向かって方向転換し、供給材料１１０の層の最上層１１６にエネルギーを供給して、供給材料１１０を溶融させる。例えば、反射部材１１８の反射面は、光線１１４を反射して、光線１１４をプラットフォーム１０２に向かって方向転換する。
【００５６】
いくつかの実施態様では、エネルギー供給システム１０６は、プラットフォーム１０２の上でエネルギー供給システム１０６を支持する支持体１２２に取り付けられる。場合によっては、支持体１２２（及び支持体１２２に取り付けられたエネルギー供給システム１０６）は、プラットフォーム１０２に対して回転可能である。いくつかの実施態様では、支持体１２２は、プラットフォーム１０２の上に配置された別の支持体１２４に取り付けられる。支持体１２４は、プラットフォーム１０２の上にある付加製造装置１００のエネルギー供給及び分配システムを支持するガントリとすることができる。
【００５７】
場合によっては、支持体１２２は、支持体１２４に回転可能に取り付けられる。支持体１２２が例えば支持体１２４に対して回転すると、反射部材１１８が回転し、したがって最上層１１６上の光線１１４の経路を再配向する。例えば、エネルギー供給システム１０６は、Ｚ軸とＸ軸の間、及び／又はＺ軸とＹ軸の間で、例えば、Ｚ軸に平行な軸など、プラットフォーム１０２から離れるように垂直に延びる軸周囲を回転可能とすることができる。そのような回転は、Ｘ−Ｙ平面に沿って、すなわち供給材料の最上層１１６にわたって、光線１１４の経路の方位角方向を変えることができる。
【００５８】
プリントヘッド１２６は、支持体１２２を含むことができる。プリントヘッド１２６は、プラットフォーム１０２の上方に配置され、プラットフォーム１０２に対して１つ又は複数の水平方向に沿って再配置可能である。プリントヘッド１２６に取り付けられた様々なシステムは、プラットフォーム１０２上の水平位置がプラットフォーム１０２に対するプリントヘッド１２６の水平位置によって制御されるモジュラーシステムとすることができる。例えば、プリントヘッド１２６を支持体１２４に取り付けることができ、支持体１２４は、プリントヘッド１２６を再配置するために移動可能とすることができる。
【００５９】
いくつかの実施態様では、アクチュエータシステム１２８は、プリントヘッド１２６に取り付けられたシステムに係合する１つ又は複数のアクチュエータを含む。いくつかの実施態様では、プリントヘッド１２６及び構成システムは、プラットフォーム１０２の動作幅に及ばない。この場合、アクチュエータシステム１２８は、プリントヘッド１２６及びプリントヘッド１２６に取り付けられた各システムがＹ軸に沿って移動できるように、支持体１２４にわたってシステムを駆動するように動作可能である。いくつかの実施態様（図１Ｂに示す）では、プリントヘッド１２６及び構成システムは、プラットフォーム１０２の動作幅に及び、Ｙ軸に沿った動きは不要である。
【００６０】
Ｘ軸に沿って移動するために、場合によっては、装置１００は、Ｘ軸に沿ってプラットフォーム１０２に対して全体的にプリントヘッド１２６及び支持体１２４を駆動するように構成されたアクチュエータ１３０を更に含む代替的に又は追加的には、装置１００は、プラットフォーム１０２が配置されるコンベヤ１３２を含む。コンベヤ１３２は、プラットフォーム１０２をプリントヘッド１２６に対してＸ軸に沿って動かすように駆動される。
【００６１】
アクチュエータ１３０及び／又はコンベヤ１３２は、プラットフォーム１０２と支持体１２４との間に相対運動を生じさせ、支持体１２４がプラットフォーム１０２に対して前方方向１３３に前進するようにする。ディスペンサ１０４は、エネルギー供給システム１０６の前に支持体１２４に沿って配置され、供給材料１１０が最初に分配され、次に、支持体１２４がプラットフォーム１０２に対して前進するにつれて新たに分配された供給材料は、エネルギー供給システム１０６によって供給されるエネルギーによって硬化させることができる。ディスペンサは、プラットフォーム１０２に及ぶ線に沿って供給材料を供給するように構成することができる。図１Ｂに示されるように、ディスペンサ１０４は、例えばＹ軸に沿って延びることができ、供給材料は、支持体１２４の運動方向に垂直な、例えばＸ軸に垂直な線に沿って、例えばＹ軸に沿って分配される。したがって、支持体１２４が前進するにつれて、プラットフォーム１０２全体にわたって供給材料を供給することができる。
【００６２】
場合によっては、プラットフォーム１０２は、複数のプラットフォーム１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃのうちの１つである。支持体１２４及びプラットフォーム１０２ａ〜１０２ｃの相対運動により、プリントヘッド１２６のシステムをプラットフォーム１０２ａ〜１０２ｃのいずれかの上に再配置することが可能になり、それにより、プラットフォーム１０２ａ、１０２ｃのそれぞれに供給材料を分配し溶融させることができ、複数の物体が形成される。
【００６３】
いくつかの実施態様では、付加製造装置１００は、バルクエネルギー供給システム１３４を含む。例えば、供給材料の最上層１１６上の経路に沿ったエネルギー供給システム１０６によるエネルギーの供給とは対照的に、バルクエネルギー供給システム１３４は、最上層１１６の所定の領域にエネルギーを供給する。バルクエネルギー供給システム１３４は、作動されると、供給材料１１０の最上層１１６内の所定の領域にエネルギーを供給する加熱ランプを含むことができる。
【００６４】
バルクエネルギー供給システム１３４は、例えば前方方向１３３に対して、エネルギー供給システム１０６の前方又は後方に配置される。バルクエネルギー供給システム１３４は、例えば、供給材料１１０がディスペンサ１０４によって分配された直後にエネルギーを供給するために、エネルギー供給システム１０６の前に配置することができる。バルクエネルギー供給システム１３４によるこのエネルギーの初期供給は、エネルギー供給システム１０６によるエネルギーの供給に先立って、供給材料１１０を安定化させ、供給材料１１０を溶融させて物体を形成することができる。
【００６５】
代替的には、バルクエネルギー供給システム１３４は、例えば、エネルギー供給システム１０６が供給材料１１０にエネルギーを供給した直後にエネルギーを供給するために、エネルギー供給システム１０６の後ろに配置することができる。バルクエネルギー供給システム１３４によるこの後続のエネルギー供給は、供給材料の冷却温度プロファイルを制御することができ、したがって硬化の均一性が改善される。場合によっては、バルクエネルギー供給システム１３４は、複数のバルクエネルギー供給システム１３４ａ、１３４ｂの第１のものであり、バルクエネルギー供給システム１３４ａは、エネルギー供給システム１０６の後ろに配置され、バルクエネルギー供給システム１３４ｂはエネルギー供給システム１０６その前に配置される。
【００６６】
オプションで、装置１００は、層１０６の特性、例えば、温度、密度、及び材料、並びにディスペンサ１０４によって分配された粉末を検出するための第１の検知システム１３６ａ及び／又は第２の検知システム１３６ｂを含む。コントローラ１０８は、エネルギー供給システム１０６、ディスペンサ１０４、及び存在する場合には装置１００の任意の他のシステムの動作を調整することができる。場合によっては、コントローラ１０８は、装置のユーザインターフェース上でユーザ入力信号又は装置１００の検知システム１３６ａ、１３６ｂから検知信号を受信し、これらの信号に基づいて、エネルギー供給システム１０６及びディスペンサ１０４を制御することができる。
【００６７】
オプションでは、装置１００は、ディスペンサ１０４によって分配された供給材料１１０を圧縮する及び／又広げるために、最初にディスペンサ１０４と協働するスプレッダ１３８、例えばローラ又はブレードも含むことができる。スプレッダ１３８は、層に実質的に均一な厚さを提供することができる。場合によっては、スプレッダ１３８は、供給材料１１０の層をプレスして供給材料１１０を圧縮することができる。スプレッダ１３８は、例えばプリントヘッド１２６上の支持体１２４によって支持することができ、又はプリントヘッド１２６とは別に支持することができる。
【００６８】
いくつかの実施態様では、ディスペンサ１０４は、複数のディスペンサ１０４ａ、１０４ｂを含み、供給材料１１０は、複数の種類の供給材料１１０ａ、１１０ｂを含む。第１のディスペンサ１０４ａは第１の供給材料１１０ａを分配し、その一方で、第２のディスペンサ１０４ｂは第２の供給材料１１０ｂを分配する。存在する場合、第２のディスペンサ１０４ｂは、第１の供給材料１１０ａの特性とは異なる特性を有する第２の供給材料１１０ｂの供給を可能にする。例えば、第１の供給材料１１０ａ及び第２の供給材料１１０ｂは、材料組成又は平均粒子サイズが異なる可能性がある。
【００６９】
いくつかの実施態様では、第１の供給材料１１０ａの粒子は、例えば２倍以上、第２の供給材料１１０ｂの粒子よりも大きい平均直径を有することができる。第２の供給材料１１０ｂが第１の供給材料１１０ａの層上に分配されると、第２の供給材料１１０ｂは、第１の供給材料１１０ａの層に浸透して、第１の供給材料１１０ａの粒子間のボイドを満たす。第１の供給材料１１０ａよりも小さい粒子サイズを有する第２の供給材料１１０ｂは、より高い解像度を達成することができる。
【００７０】
場合によっては、スプレッダ１３８は、複数のスプレッダ１３８ａ、１３８ｂを含み、第１スプレッダ１３８ａは第１ディスペンサ１０４ａと動作して、第１供給材料１１０ａを広げて圧縮し、第２スプレッダ１３８ｂは第２ディスペンサ１０４ｂと動作して、第２の供給材料１１０ｂを広げて圧縮する。
【００７１】
図２を参照すると、反射部材１１８は、それぞれが受け取った光、例えば光線１１４を反射する反射面を有する複数の反射ファセット１４０を有する。反射部材１１８は、ポリゴンミラーを含む。反射ファセット１４０は、ポリゴンの頂点で接合された状態で、ポリゴンの対応するセグメントを画定する。これに関して、反射ファセット１４０のそれぞれは、反射部材１１８の回転軸１４２の周りに連続ループを形成する。その結果、回転軸１４２周囲の反射部材１１８の回転により、異なる反射面、例えば反射ファセット１４０が、光線１１４を連続的に受け取ることができるようになる。また、回転により、反射ファセット１４０の異なる部分が光線１１４を受け取ることができるようになる。
【００７２】
反射ファセット１４０の反射面は、いくつかの例では、実質的に平面の表面である。この場合、反射ファセット１４０は、規則的な凸状ポリゴンを画定する。いくつかの実施態様では、反射面は凸面又は凹面である。この場合、反射ファセット１４０は、一定の曲率、例えば凹又は凸の曲率の側面を有するルーローポリゴン（Ｒｅｕｌｅａｕｘｐｏｌｙｇｏｎ）を画定しうる。反射ファセット１４０は、実質的に等しい長さを有する。例えば、反射ファセット１４０のそれぞれは、２０ｍｍから６０ｍｍまでの間の長さを有する。反射ファセット１４０の数は、例えば４から３０までの間である。
【００７３】
図３Ａ〜３Ｃを参照すると、光線１１４が反射部材１１８の反射ファセットに入射する位置は、回転軸１４２の周りの反射部材１１８の回転に伴って変化する。回転軸１４２は、場合によっては、Ｘ軸に平行である。反射部材１１８は、回転軸１４２周囲を回転すると、支持体１２２に対してＸ軸に沿った位置又はＹ軸に沿った位置の変化がなくても回転することができる。
【００７４】
反射部材１１８の相対位置及び寸法は、投影光学系と併用して、該部材１１８の回転により、各ファセット１４０に、例えば、Ｙ軸に沿って、供給材料供給領域１２９の幅全体にわたって光線１１４を掃引させるようなものでありうる。例えば、反射ファセット１４０が規則的な凸状ポリゴンのセグメントを画定する場合、光線１１４がファセット１４０に衝突するスポットが１つの頂点から他の頂点に移動すると、光線１１４は、最上層１１６の経路に沿って、供給材料供給領域１２９の領域１４４の一端１４６ａから、供給材料供給領域１２９の領域１４４の他端１４６ｂまで、例えばＹ軸に沿って、掃引される。
【００７５】
場合によっては、領域は、供給材料供給領域１２９の幅全体に延びる。代替的には、本明細書に記載されるように、領域は、供給材料供給領域１２９の幅の一部にわたって延びる。反射部材１１８は、エネルギーが供給材料供給領域１２９の幅全体にわたって供給できるように再配置することができる。
【００７６】
いくつかの例では、エネルギー供給システム１０６は、反射部材１１８に動作可能に結合された回転アクチュエータ１４１を含む。アクチュエータ１４１を駆動して、反射部材１１８を回転軸１４２の周りで回転させる。
【００７７】
コントローラ１２０は、供給材料の層の処理中にアクチュエータ１４１を連続的に回転させるように構成することができる。したがって、反射部材１１８は、供給材料１１０の最上層１１６上の経路に沿って光線１１４を繰り返し掃引する。アクチュエータ１４１は、（ポリゴンの直径及びファセットの数に応じて）１０〜５００ｒｐｍの間の一定速度で反射部材１１８を回転させるように構成される。アクチュエータ１４１は、光線１１４が１〜５００ミリ秒で１つの反射ファセット１４０にわたり掃引可能な速度で回転することができる。
【００７８】
図４を参照すると、いくつかの実施態様では、連続する反射ファセット１４０ａ、１４０ｂの間で、反射部材１１８は、例えばＸ軸に沿って、プラットフォーム１０２に対して前進する。その結果、光線１１４は、第１の反射ファセット１４０ａにわたって掃引されるときに、最上層１１６の第１の経路１５０ａに沿って掃引され、第２の反射ファセット１４０ｂにわたって掃引されるときに、第２の経路１５０ｂに沿って掃引される。経路１５０ａ、１５０ｂは、平行でありうる。光線１１４の第２の経路１５０ｂは、光線１１４の第１の経路１５０ａからＸ軸に沿ってオフセットされる。したがって、各反射ファセット１４０は、プラットフォーム１０２の上の領域１４４内の固有の経路に沿って掃引し、分配された供給材料１１０の異なる部分を溶融させることができる。
【００７９】
アクチュエータ１４１が回転すると、光線１１４は、第１の水平方向、例えば走査方向１５２にわたって走査を行う。例えば、反射部材１１８は、反射部材１１８が回転する際に、Ｘ軸に沿ってプラットフォーム１０２に対して連続的に前進する。結果として、経路１５０ａ、１５０ｂは平行であり、前方方向１３３のプラットフォーム１０２に対する反射部材１１８の動きにより、Ｙ軸に対して角度を付けることができる。反射部材１１８は、例えば、支持体１２２の回転により、プラットフォーム１０２に対して回転し、Ｘ軸に対する経路１５０ａ、１５０ｂの任意の角度を補償することができる。
【００８０】
いくつかの実施態様では、アクチュエータ１３０を作動させて支持体１２２を前進させ、それにより反射部材１１８を前方方向１３３に前進させる。支持体１２２は、光線１１４によって掃引された経路１５０に対してゼロ以外の角度にある水平方向、例えば前方方向１３３に移動可能である。場合によっては、前方方向１３３は、経路１５０に垂直である。代替的には、前方方向１３３は、経路１５０と９０度未満の角度を形成する。角度は、４５度より大きくすることができる。アクチュエータ１３０の動作を通じて前進すると説明したが、場合によっては、反射部材１１８は、コンベヤ１３２の動作を通じてプラットフォーム１０２に対して（したがって領域１４４に対して）前進する。
【００８１】
いくつかの実施態様では、供給材料１１０の最上層１１６に沿って掃引される光線１１４の経路１５０は、最上層１１６上に線、例えば直線を形成する。経路１５０は、例えば、領域１４４の第１の端１４６ａから第２の端１４６ｂに及ぶ連続線を含む。領域１４４が供給材料供給領域１２９に対応する場合、線は、プラットフォーム１０２上の供給材料供給領域１２９の幅全体にわたって延びうる。
【００８２】
図５Ａを参照すると、プラットフォーム１０２に対する反射部材１１８の並進と組み合わせた反射部材１１８の回転により、光線１１４が領域１４４の全体にわたって方向付けられることができるようになる。場合によっては、光源１２０を選択的に動作させ、光線１１４を走査して、領域１４４の一部に及ぶ光線到達範囲のパターンを生成することができる。コントローラ１０８は、データが光線到達範囲のパターンを定義するとともに、持続性コンピュータ可読媒体にデータを受信及び／又は記憶することができる。
【００８３】
場合によっては、データによって定義されるパターン１５４ａは、領域１４４の全体をカバーする。コントローラ１０８は、光源１２０を連続的に動作させて、光線１１４が領域１４４全体にわたって、例えば、走査方向１５２において領域１４４の幅全体にわたって延びる連続線に沿って掃引されるようにすることができる。光線１１４がプラットフォーム１０２にわたって掃引される際にエネルギー供給システム１０６を前進させることができ、光線１１４は、パターン１５４ａに従って領域１４４にわたって走査することにより、領域１４４全体をカバーすることができる。
【００８４】
代替的には、図５Ｂを参照すると、データによって定義されるパターンは、領域１４４の一部をカバーする。パターンは、前方方向１３３に延びる領域１４４の長さの一部をカバーすることができ、また走査方向１５２に延びる領域１４４の幅の一部もカバーすることができる。領域１４４の幅に沿って光線１１４の到達範囲を制御するためにアクチュエータ１４１を制御するのではなく、コントローラ１０８は、光源１２０を選択的に作動させることができ、よって光線１１４は、反射部材１１８が光線１１４を領域１４４の第１の領域１５６ａに向かって配向される場合にのみ生成される。したがって、反射部材１１８が、光線１１４を領域１４４の第１の領域１５６ａに向かって方向付けないように配向される場合、例えば、光線１１４を領域１４４の第２の領域１５６ｂに向かって方向付けるように配向される場合、光線１１４は生成されない。したがって、エネルギーは、領域１５６ａに供給されるが、領域１５６ｂには供給されない。
【００８５】
アクチュエータ１４１は、光源１２０を選択的に作動させるこのプロセス中に反射部材１１８を連続的に回転させるように動作し、光線１１４が領域１４４に向かって方向付けられているとき、光線１１４の滞留時間が、経路に沿って、例えば、Ｙ軸に沿って、均一になる。同様に、アクチュエータ１３０は、光源１２０を選択的に作動させるこのプロセス中に、プラットフォーム１０２に対してエネルギー供給システム１０６を並進させるように動作することができ、光線１１４の滞留時間が前方方向１３３に沿って、例えば、Ｘ軸に沿って、均一になる。
【００８６】
不均一な滞留時間は、形成される物体の表面品質の低下を引き起こす可能性があり、例えば、反射部材１１８の速度の低下、又は反射部材１１８の回転方向の反転により発生する可能性がある。しかしながら、反射部材１１８は連続的に回転するため、光線１１４のこのような滞留は回避することができる。場合によっては、光線１１４を選択的作動させ、例えば振動させ、供給材料のボクセルを選択的に硬化させることができる。
【００８７】
図６Ａ及び６Ｂは、付加製造装置１００と類似の付加製造装置２００を示す。付加製造装置２００が第１のエネルギー供給システム２０２に加えて、第２のエネルギー供給システム２０４を含む点で、付加製造装置２００は付加製造装置１００と異なる。第１のエネルギー供給システム２０２は、付加製造装置２００に関して説明したエネルギー供給システム１０６に類似しており、したがって、供給材料の最上層２０８上の経路に沿って光線２１０を伝播する。
【００８８】
また図７を参照すると、第２のエネルギー供給システム２０４は、供給材料の最上層２０８上のベクトル経路に沿って掃引される光線２０６を生成する光源２１６を含む。光源２１６は、例えば、ミラーガルバノメータの一部である。ミラーガルバノメータは、１つ又は複数の反射部材２１８ａ、２１８ｂ、例えば、ガルボ駆動ミラーを更に含むことができる。エネルギー供給システム１０６の反射部材１１８（例えば、エネルギー供給システム２０２の反射部材）とは対照的に、所望のベクトル経路に沿ってエネルギー供給を達成するために、エネルギー供給システム２０４の反射部材２１８ａ、２１８ｂを加速及び減速することができる。特に、反射部材２１８ａの反射面は、Ｘ軸に沿った供給材料の最上層２０８上の光線２０６の位置を制御するために移動でき、反射部材２１８ｂの反射面は、Ｙ軸に沿った供給材料の最上層２０８上の光線２０６の位置を制御するために移動できる。反射部材２１８ａ、２１８ｂは、光線２０６の位置を制御するために移動されると、Ｘ軸及びＹ軸に沿って、再配向及び並進の両方が行われる。
【００８９】
図６Ｂを参照すると、エネルギー供給システム２０２の反射部材の動きにより、光線２１０は、Ｙ軸に沿ってプラットフォームの幅全体にわたって延びる領域２１１全域を掃引することができる。対照的に、第２のエネルギー供給システム２０４が光線２０６を供給できる領域２１２は、Ｘ軸及びＹ軸の両方に沿って延びる。場合によっては、領域２１２は、付加製造装置２００のプラットフォーム２１４の全領域に沿って延びる。
【００９０】
所望のベクトル経路に沿って光線２０６を掃引するために第２のエネルギー供給システム２０４の光源を選択的に作動させるのではなく、反射部材２１８ａ、２１８ｂを動かして、光線２０６を所望のベクトル経路に沿って方向変更する。これに関して、反射部材２１８ａ、２１８ｂが移動している間、光線２０６を連続的に発することができる。反射部材２１８ａ、２１８ｂは、例えば、漸進的に回転させることができる。光線２０６の経路の軌道を調整するために、反射部材２１８ａ、２１８ｂを加速及び減速することができる。更に、場合によっては、第１のエネルギー供給システム２０２がプラットフォーム２１４に対してＸ軸に沿って前進し、Ｘ軸に沿って延びる経路に沿って光線１１４を方向転換する一方で、第２のエネルギー供給システム２０４の光線２０６は、第２のエネルギー供給システム２０４の反射部材２１８ａ、２１８ｂの運動を通じて、Ｘ軸及びＹ軸の両方に沿って延びる二次元経路に沿って方向付けることができる。例えば、第２のエネルギー供給システム２０４の反射部材２１８ａ、２１８ｂは、反射面が、光線２０６を受け取り、最上層２０８上の２次元経路に沿って光線２０６を方向転換するように再配置可能となるように、移動可能な複数の反射面を含むことができる。
【００９１】
付加製造装置１００、２００は、光源及び回転可能な反射部材を含む単一のエネルギー供給システムを含むように記載されているが、いくつかの実施態様では、図８Ａ〜８Ｃを参照すると、付加製造装置は、回転可能な反射部材、例えばポリゴンミラーを有する複数のエネルギー供給システムを含む。図８Ａを参照すると、付加製造装置３００は、第１のエネルギー供給システム３０２及び第２のエネルギー供給システム３０４を含み、各エネルギー供給システム３０２、３０４は、光源１２０に類似する光源及び反射部材と、エネルギー供給システム１０６に関して記載された反射部材１１８とを含む。エネルギー供給システム３０２、３０４は両方とも、例えば支持体１２２に類似した、支持体３０５に取り付けられる。
【００９２】
エネルギー供給システム３０２、３０４は、Ｘ軸に沿った支持体３０５の動きがなく、水平方向に沿って延びる経路に沿って光線を方向付ける。例えば、経路は、それぞれ領域３０６、３０８内でＹ軸に沿って延びることができる。領域３０６は、領域３０８と重なりうる。経路は、Ｙ軸に平行とすることができ、支持体３０５は、各エネルギー供給システム３０２、３０４が一連の平行経路に沿って光線を掃引できるように、漸進的に前進させることができる。これらの平行な経路は、付加製造装置３００のプラットフォーム３１０の幅全体にわたって延びるのではなく、一緒に綴じ合わされると、プラットフォーム３１０の幅全体にわたって延びる領域をカバーすることになる。結果として、エネルギー供給システム３０２は、例えば、プラットフォーム３１０の最初の半分にエネルギーを供給することができ、エネルギー供給システム３０４は、プラットフォーム３１０の後の半分にエネルギーを供給することができる。
【００９３】
図８Ｂを参照すると、付加製造装置４００のエネルギー供給システム４０２、４０４が、エネルギー供給システム４０２、４０４が取り付けられる支持体４０５に対して回転可能であるという点で、付加製造装置４００は付加製造装置３００と異なる。エネルギー供給システム４０２、４０４は、Ｘ軸に沿った付加製造装置４００の支持体４０５の動きがなく、水平方向に沿って延びる経路に沿って光線を方向付ける。例えば、経路は、それぞれ領域４０６、４０８内でＹ軸に沿って延びることができる。領域３０６、３０８とは対照的に、領域４０６、４０８は、Ｘ軸及びＹ軸の両方に沿って延び、Ｙ軸とゼロ以外の角度を形成する。領域４０６は、領域４０８と重なりうる。各エネルギー供給システム４０２、４０４が一連の平行な経路、例えば互いに平行であるがＹ軸に対して角度が付けられた経路に沿って、光線を掃引できるように、支持体４０５を漸進的に前進させることができる。これらの平行な経路は、付加製造装置４００のプラットフォーム４１０の幅全体にわたって延びるのではなく、一緒に綴じ合わされると、プラットフォーム４１０の幅全体にわたって延びる領域をカバーすることになる。結果として、エネルギー供給システム４０２は、例えば、プラットフォーム４１０の最初の半分にエネルギーを供給することができ、エネルギー供給システム４０４は、プラットフォーム４１０の後の半分にエネルギーを供給することができる。
【００９４】
いくつかの実施態様では、エネルギー供給システム４０２、４０４は独立して回転可能である。その結果、領域４０６に沿った光線の経路は、領域４０８に沿った光線の経路に対して角度を付けることができる。したがって、エネルギー供給システム４０２の光線到達範囲のパターンは、エネルギー供給システム４０４によって形成される光線到達範囲のパターンの経路の角度とは異なるＹ軸に対する角度を有する経路を有することができる。
【００９５】
図８Ｃを参照すると、両方のエネルギー供給システム５０２、５０４が取り付けられる支持体５０５が付加製造装置５００のプラットフォーム５１０に対して回転可能であるという点で、付加製造装置５００は、付加製造装置３００と異なる。したがって、エネルギー供給システム５０２、５０４によって供給される光線の経路は、支持体５０５の回転と同時に回転させることができる。エネルギー供給システム５０２、５０４は、Ｘ軸に沿った付加製造装置５００の支持体５０５の動きがなく、領域５０６、５０８内のＸ軸及びＹ軸の一方又は両方に沿ってそれぞれ延びる経路に沿って光線を方向付ける。図８Ｃに示すように、場合によっては、領域５０６、５０８は、プラットフォーム５１０の幅全体にわたって延びないこともある。プラットフォーム５１０に対してＸ軸に沿って移動可能であることに加えて、支持体５０５はプラットフォーム５１０に対してＹ軸に沿って移動可能であるため、エネルギー供給システム５０２、５０４は、領域５０６、５０８がカバーしない幅の部分５１２へのエネルギー供給を可能にする。
【００９６】
いくつかの実施態様では、エネルギー供給システム５０２、５０４は、エネルギー供給システム４０２、４０４に類似した方法で、支持体５０５に対して独立して回転可能である。これに関して、光線経路の角度は、支持体５０５の回転及びエネルギー供給システム５０２、５０４の独立した回転の両方又はいずれかによって調整することができる。
【００９７】
光線到達範囲の例示的パターン
本明細書に記載の付加製造装置、例えば付加製造装置１００、２００、３００、４００、及び５００は、様々な光線到達範囲パターンを生成するプロセスを実行することができる。図９Ａを参照すると、プロセス６００は、（層内の物体の内部のボクセルとは対照的に）層内の物体６１０の周囲を画定する輪郭が形成される動作６０２を含む。図６Ａ、図６Ｂ、及び図７に関して説明した第２のエネルギー供給システム２０４が存在する場合、第２のエネルギー供給システム２０４は、２次元ベクトル経路にわたって光線を掃引して、輪郭の１つ、例えば、内側と外側の輪郭のいずれか、に対応する供給材料を硬化させることができる。光線到達範囲のパターンを定義するデータは、光線が掃引されるベクトル経路を画定することができる。第２のエネルギー供給システム２０４は、輪郭のもう一方、例えば内側と外側の輪郭のもう一方、に対応する供給材料を硬化させるために、別の二次元ベクトル経路にわたって光線を掃引することができる。
【００９８】
図９Ａ〜９Ｄを参照すると、物体６１０の内部、例えば、動作６０２で形成された輪郭によって境界付けられた領域などを溶融するために、一組の動作６０４Ａ、６０６Ａ、６０８Ａ（図９Ａ）を実行することができ、一組の動作６０４Ｂ、６０６Ｂ、６０８Ｂ（図９Ｂ）を実行することができ、一組の動作６０４Ｃ、６０６Ｃ、６０８Ｃ（図９Ｃ）を実行することができ、又は一組の動作６０４Ｄ、６０６Ｄ、６０８Ｄ（図９Ｄ）を実行することができる。一組の動作６０４Ａ、６０６Ａ、６０８Ａ、一組の動作６０４Ｂ、６０６Ｂ、６０８Ｂ、又は一組の動作６０４Ｃ、６０６Ｃ、６０８Ｃと組み合わせた動作６０２により、物体６１０を形成することができる。
【００９９】
図９Ａを参照すると、動作６０４Ａで、エネルギー供給システムからの光線は、供給材料の最上層の平行な水平列に沿って方向付けられる。水平列は、Ｙ軸に沿って延びる。光線の掃引経路は連続的であり、供給材料供給領域の幅全体に及ぶ。例えば、エネルギー供給システムの反射部材は、連続的に回転し、光源は、連続的に作動して水平列の１つを形成する。
【０１００】
水平列は、光線が方向付けられない領域によって互いに分離される。これに関して、エネルギー供給システムが取り付けられる支持体がＸ軸に沿って前進する際に、エネルギー供給システムは、互いに分離された経路に沿って光線を掃引するように選択的に動作する。場合によっては、掃引経路間のこのような分離を可能にするために、支持体が十分に大きな増分で前進する。
【０１０１】
代替的には、エネルギー供給システムは、支持体の選択された増分位置の間のみ作動し、各増分は供給材料の単一ボクセルに対応する。他の増分位置の間、反射部材は連続的に回転するが、光源は光線を発しない。
【０１０２】
動作６０６Ａで、エネルギー供給システムからの光線は、Ｘ軸に沿って延びる平行な水平列に沿って方向付けられる。水平列は、光線が方向付けられない領域によって互いに分離される。反射部材が連続的に回転すると、光源は、光線を受け取る供給材料の最上層の部分が光線を受け取らない部分によって分離されるように、選択的に作動する。光源は、例えば、Ｘ軸に沿って延びる不連続な組のボクセルにエネルギーが供給されるように、反射部材１１８が連続的に回転する間にパルス化される。別の例では、エネルギー供給システムの支持体がプラットフォームに対して回転可能である場合、エネルギー供給システムが光線にＸ軸に沿って延びるそのような水平列を掃引するように、支持体の向きを変えることができる。
【０１０３】
動作６０８Ａで、エネルギー供給システムからの光線は、Ｙ軸に沿って延びる平行な水平列に沿って方向付けられる。動作６０８Ａの水平列は、動作６０４Ａの水平列からオフセットしているが、エネルギー供給システム及び支持体の類似動作で形成することができる。
【０１０４】
図９Ｂを参照すると、動作６０４Ｂ及び６０８Ｂで形成される水平列は、Ｙ軸に対してゼロ以外の角度であり、動作６０６Ｂで形成される水平列は、Ｘ軸に対してゼロ以外の角度であるという点で、動作６０４Ｂ、６０６Ｂ、及び６０８Ｂは、動作６０４Ａ、６０６Ａ、６０８Ａと異なる。いくつかの実施態様では、動作６０４Ｂ及び６０８Ｂで形成された水平列は、動作６０６Ｃの水平列の形成プロセスと類似の方法で形成される。特に、反射部材は回転可能であり、Ｙ軸に平行な水平経路に沿って光線を掃引するが、光源は選択的に作動して、未溶融供給材料の少なくとも１つのボクセルで角度の付いた水平列を形成する。代替的には、付加製造装置１００の支持体１２２に関して説明したように、エネルギー供給システム１０６によって供給される光線の経路は、経路がＹ軸に対してゼロ以外の角度を形成するようにＹ軸に対して再配向することができる。これに関して、動作６０４Ｂ及び６０８Ｂで形成された水平列は、エネルギー供給システム１０６が取り付けられる支持体の回転により角度を付けることができる。
【０１０５】
同様に、動作６０６Ｂの水平列は、エネルギー供給システムの選択的動作を通じて生成することができる。エネルギー供給システムは、動作６０４Ｂ及び６０８Ｂの場合と同じ配向を有することができる。代替的には、動作６０６Ｂで、エネルギー供給システムは、例えば、エネルギー供給システムが取り付けられる支持体の回転により配向を変えることができる。
【０１０６】
図９Ｃを参照すると、いくつかの実施態様では、物体６１０の内部のセクターが順次溶融される。動作６０４Ｃで、第１のセクターは、光線を水平列を通して掃引することにより溶融される。Ｘ軸とＹ軸の両方に対して角度の付いた水平列として図示されているが、列は任意の適切な角度の水平列とすることができる。動作６０６Ｃで、水平列を通して掃引することにより、第２のセクターが溶融される。動作６０６Ｃの水平列は、動作６０４Ｃの水平列の角度と類似の角度を有することができる。
【０１０７】
動作６０４Ｃで溶融された第１のセクターを冷却できるようにするために、動作６０６Ｃで溶融された第２のセクターは、例えば動作６０８Ｃで使用される第３のセクターによって、第１のセクターから分離することができる。例えば、第１のセクターを画定するエッジは、第２のセクターを画定するエッジから分離することができる。この分離により、第１のセクターを融着後に冷却する時間を提供することができる。動作６０６Ｃで、第１のセクターに隣接する部分にエネルギーを供給し続けるのではなく、エネルギーは隣接しない第２のセクターに供給される。次に、動作６０８Ｃで、第１のセクターと第２のセクターを分離する第３のセクターを溶融することができる。
【０１０８】
図９Ｄを参照すると、いくつかの実施態様では、例えば付加製造装置３００、４００、５００に関して説明した実施態様に従って、複数のエネルギー供給システムが動作して、動作６０４Ｄ、６０６Ｄ、及び６０８Ｄを実行する。供給材料が供給される供給材料供給領域６１２は、別個の領域６１４ａ〜６１４ｄに分割される。動作６０４Ｄ、６０６Ｄ、６０８Ｄについて図９Ｄに示されるパターンは、動作６０４Ａ、６０６Ａ、６０８Ａについて図９Ａに示されるパターンに類似する。しかしながら、動作６０４Ｄ、６０６Ｄ、６０８Ｄでは、複数のエネルギー供給システムが動作して、異なる領域６１４ａ〜６１４ｄにエネルギーを供給する。２つのエネルギー供給システムが存在する場合、第１のエネルギー供給システムは、動作６０４Ｄ、６０６Ｄ、６０８Ｄのために領域６１４ａの水平列及び領域６１４ｂの水平列に沿って光線を掃引し、第２のエネルギー供給システムは、動作６０４Ｄ、６０６Ｄ、及び６０８Ｄのために領域６１４ｃの水平列に沿って及び領域６１４ｄの水平列に沿って光線を掃引する。
【０１０９】
いくつかの実施態様では、第１のエネルギー供給システムは、領域６１４ｂの水平列に沿って光線を掃引し、一方、第２のエネルギー供給システムは、領域６１４ｃの水平列に沿って光線を掃引する。次に、第１のエネルギー供給システムは、領域６１４ａの水平列に沿って光線を掃引し、一方、第２のエネルギー供給システムは、領域６１４ｄの水平列に沿って光線を掃引する。領域６１４ｂ、６１４ｃが重ならないエッジを有しており、領域６１４ａ、６１４ｄが重ならないエッジを有しているので、そのような一連の供給材料の溶融は、隣接した領域で供給材料を同時に溶融する結果として発生しうる熱蓄積を減らすことができる。
【０１１０】
光線到達範囲の他のパターンも可能である。例えば、図１０を参照すると、図９Ｄに関して説明した実施態様と同様に、供給材料供給領域７１２は、領域７１４ａ〜７１４ｄに分割され、複数のエネルギー供給システムが、領域７１４ａ〜７１４ｄを通して選択的にかつ光線を順次掃引することができる。図９Ａ〜９Ｄに関して説明したプロセスとは対照的に、プロセス７００では、物体７１０の複数の組の輪郭が形成され、一組の輪郭が第１の内部部分７１６ａを画定し、別の組の輪郭が第２の内部部分７１６ｂを画定する。動作７０２に示されるように、動作７０２について説明された方法に類似の方法で、輪郭を溶融することができる。次に、動作７０４、７０６、７０８で内部部分７１６ａ、７１６ｂを溶融して、物体７１０を形成することができる。動作７０４に示すように、単一の領域７１４ａ、７１４ｂ、７１４ｃ、又は７１４ｄ内で、エネルギー供給システムは、選択的に光線を発して、第１の水平列に対してゼロ以外の角度で、第１の水平列及び第２の水平列を含む溶融材料のパターンを生成することができる。複数のエネルギー供給システムそれぞれは、領域７１４ａ〜７１４ｄのそれぞれが類似のパターンを有することができるように動作することができる。更に、エネルギー供給システムは、内部部分７１６ｂにエネルギーを供給して、内部部分７１６ｂの水平列、例えば第１の水平列及び第２の水平列の両方に対して、ゼロ以外の角度で第３の水平列を形成することができる。
【０１１１】
代替的な実施態様
コントローラ及びコンピューティングデバイスは、これらの動作、並びに本明細書で説明する他のプロセス及び動作を実装することができる。上述のように、装置１００のコントローラ１０８は、装置１００の様々な構成要素、システム、及びサブシステムに結合された１つ又は複数の処理デバイスを含むことができる。コントローラ１０８は、動作を調整し、装置１００に上述の様々な機能動作又は一連のステップを実行させることができる。コントローラ１０８は、プリントヘッド１２６のシステムの移動及び動作を制御することができる。
【０１１２】
コントローラ１０８及び本明細書に記載のシステムの他の計算デバイスは、デジタル電子回路に、又はコンピュータソフトウェア、ファームウェア、若しくはハードウェアに実装することができる。例えばコントローラは、例えば持続性マシン可読ストレージ媒体といった、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ためのプロセッサを含むことができる。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又はコードとしても知られている）は、コンパイル又は解読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、又はモジュール、構成要素、サブルーチン、若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。
【０１１３】
コントローラ１０８及び記載のシステムの他の計算デバイス部分は、各層に供給材料を堆積させるべき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記憶するための持続性コンピュータ可読媒体を含むことができる。例えば、データオブジェクトは、ＳＴＬフォーマットのファイル、３Ｄ製造フォーマット（３ＭＦ）ファイル、又は付加製造ファイルフォーマット（ＡＭＦ）ファイルとすることができるだろう。加えて、データオブジェクトは、複数のファイル、又はｔｉｆｆ、ｊｐｅｇ、若しくはビットマップフォーマットの複数の層を有するファイルなど、他のフォーマットとすることができるだろう。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することができるだろう。コントローラ１０８内のプロセッサは、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際に、装置１００の構成要素を制御して各層に指定されたパターンを溶融解するのに必要な一組の信号を生成するため、コンピュータから受信したデータオブジェクトを解読することができる。
【０１１４】
本明細書は特定の実施態様の詳細を多数含むが、これらは、任意の本発明の範囲、又は可能性のある特許請求の範囲を限定すると解釈すべきでなく、特定の発明の特定の実施形態に固有である特徴の説明であると解釈すべきである。別々の実施形態に照らして本明細書に記載された特定の特徴はまた、単一の実施形態において組み合わせて実行することもできる。反対に、単一の実施形態に照らして記載された様々な特徴はまた、別々に又は任意の適切なサブコンビネーションで、複数の実施形態において実行することもできる。更に、特徴は、特定の組み合わせにおいて作用するものとして以上で記載され、最初はそのように特許請求される場合さえあるが、特許請求される組み合わせからの１つ又は複数の特徴は、ある場合には、その組み合わせから削除してもよく、特許請求される組み合わせは、サブコンビネーション又は様々なサブコンビネーションの対象とされることもある。
【０１１５】
図１Ａのプリントヘッドは、装置１００が物体を構築できるようにするいく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、ディスペンサ、及びセンサを含む独立して動作するシステムを含む。これらのシステムはそれぞれ独立して移動でき、モジュール式プリントヘッドの一部であってもよく、又はその一部でなくてもよい。いくつかの例では、プリントヘッドは、ディスペンサのみを含み、装置は、ディスペンサの支持体から独立した支持体に取り付けられた別個のエネルギー供給システムを含む。
【０１１６】
金属とセラミックの付加製造の処理条件は、プラスチックの処理条件とは著しく異なる。例えば、金属とセラミックは概して、著しくより高い処理温度を必要とする。プラスチックのための３Ｄ印刷技術は、金属又はセラミックの処理には適用できず、装置も均等でない可能性がある。しかしながら、本明細書に記載のいくつかの技術は、ポリマー粉末、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）及びポリスチレンなどに適用可能であろう。
【０１１７】
多くの実施態様が説明されてきた。それにもかかわらず、様々な修正が行われることがあると理解されるだろう。例えば、
・１つ又は複数の分配システム、１つ又は複数のスプレッダ、１つ又は複数の感知システム、熱源及び／又はエネルギー源といったプリントヘッドの一部として先ほど述べられた種々の構成要素は、プリントヘッドの代わりにガントリに取り付けることができ、又はガントリを支持するフレームに取り付けることができる。
・プラットフォームは、２００ｍｍから２０００ｍｍまでの間、例えば５００ｍｍから１０００ｍｍまでの間、約４００ｍｍ、約５００ｍｍ、約６００ｍｍ、約７００ｍｍなどの幅を有することができる。
・単一のエネルギー供給システムによってカバーされる領域は、１００ｍｍから１０００ｍｍまでの間、例えば２５０ｍｍから５００ｍｍまでの間、約２００ｍｍ、約２５０ｍｍ、約３００ｍｍといった幅に及ぶことができる。
・エネルギー供給システム１０６は、プラットフォーム１０２の全長にわたって光線を供給できるように、Ｙ軸に沿って漸進的に前進させることができる。場合によっては、エネルギー供給システム１０６は、プラットフォーム１０２にわたる単一の経路の端で増分前進させることができる。エネルギー供給システム１０６が前進しているときに、例えば、反射部材１１８に入射する光線１１４の予測位置が１つのファセットから別のファセットに移動する際に、光線１１４を発しないように、光源１２０を制御することができる。
【０１１８】
したがって、他の実施態様も特許請求の範囲内にある。
【図１Ａ】
2020514127.tif 000003
【図１Ｂ】
2020514127.tif 000004
【図２】
2020514127.tif 000005
【図３】
2020514127.tif 000006
【図４】
2020514127.tif 000007
【図５Ａ】
2020514127.tif 000008
【図５Ｂ】
2020514127.tif 000009
【図６Ａ】
2020514127.tif 000010
【図６Ｂ】
2020514127.tif 000011
【図７】
2020514127.tif 000012
【図８】
2020514127.tif 000013
【図９Ａ】
2020514127.tif 000014
【図９Ｂ】
2020514127.tif 000015
【図９Ｃ】
2020514127.tif 000016
【図９Ｄ】
2020514127.tif 000017
【図１０】
2020514127.tif 000018
【国際調査報告】
2020514127.tif 000019
2020514127.tif 000020
2020514127.tif 000021