(57)【要約】  本発明は、付加的積層プロセスを実施することにより３次元ワークピースを作製する装置（１０）であって、装置（１０）は、素材粉末層を受容すべく構成された構築領域（１７）と、構築領域（１７）上に素材粉末層を展開すべく構成された粉末適用装置（１４）と、構築領域（１７）上の素材粉末層を選択的に照射すべく構成された照射システム（２０）と、を備え、装置（１０）は、構築領域（１７）の第１縁部区域（４４）から構築領域（１７）の第２縁部区域（４６）に向けて延在する軸心（Ａ）に沿って導向される少なくとも一条のガス流（４８）を提供すべく構成され、装置（１０）は、ガス流（４８）が第２縁部区域（４６）に到達する前にガス流（４８）の少なくとも一部を構築領域（１７）から離間して進路変更させるべく構成された少なくとも一つのガス流案内要素（３６）を備え、ガス流案内要素（３６）は、構築領域（１７）に沿い新鮮なガス流（５４）を供給すべく構成されたガス供給部分（５６）を備える、装置（１０）に関する。本発明は、また、３次元ワークピースを作製する方法に関する。
2020514557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加的積層プロセスを実施することにより３次元ワークピースを作製する装置（１０）であって、
該装置（１０）は、
素材粉末層を受容すべく構成された構築領域（１７）と、
該構築領域（１７）上に前記素材粉末層を展開すべく構成された粉末適用装置（１４）と、
前記構築領域（１７）上の前記素材粉末層を選択的に照射すべく構成された照射システム（２０）と、
を備え、
前記装置（１０）は、前記構築領域（１７）の第１縁部区域（４４）から該構築領域（１７）の第２縁部区域（４６）に向けて延在する軸心（Ａ）に沿って導向される少なくとも一条のガス流（４８）を提供すべく構成され、
前記装置（１０）は、前記ガス流（４８）が前記第２縁部区域（４６）に到達する前に前記ガス流（４８）の少なくとも一部を前記構築領域（１７）から離間して進路変更させるべく構成された少なくとも一つのガス流案内要素（３６）を備え、
該ガス流案内要素（３６）が、前記構築領域（１７）を横断する前記ガス流（４８）の途中にてそれの少なくとも一部を除去及び／又は排出すべく構成される如く、前記ガス流案内要素（３６）は、前記ガス流を前記構築領域（１７）から離間して進路変更させるために前記ガスを受容すべく構成されたガス進路変更部分（５０）を備え、
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に沿い新鮮なガス流（５４）を供給すべく構成されたガス供給部分（５６）を備える、装置（１０）。
【請求項２】
前記新鮮なガス流（５４）は実質的に、前記構築領域（１７）から離間して前記ガス流（４８）が部分的に進路変更される前におけるそれと同一の方向に導向される、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）の前記第１及び第２縁部区域（４４、４６）間に配置され、好適には、前記ガス流案内要素（３６）と前記構築領域（１７）の中央部分との間の距離は、前記ガス流案内要素（３６）と前記第１及び第２縁部区域（４４、４６）の少なくとも一方との間の距離と同一であり、又は、それよりも小さい、請求項１又は２に記載の装置（１０）。
【請求項４】
前記照射システム（２０）は、各々が前記構築領域（１７）の個々の照射領域（３０ａ、３０ｂ）に対して割当てられて前記照射領域（３０ａ、３０ｂ）内に延在する前記素材粉末層の部分を選択的に照射する少なくとも２台の照射ユニット（２２）を備え、
前記ガス流案内要素（３６）は前記照射領域（３０ａ、３０ｂ）同士の間に配置され、又は、前記ガス流案内要素（３６）は前記照射領域（３０ａ、３０ｂ）同士が重なり合う区域に接近して又はそれに対向して配置される、請求項１〜３の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項５】
前記照射領域（３０ａ、３０ｂ）は、前記第１縁部区域（４４）から前記第２縁部区域（４６）に向かい延在するガス流軸心（Ａ）に沿い、選択的な部分的重なり合い（３４）を以て相次いで配置される、請求項４に記載の装置（１０）。
【請求項６】
前記照射システム（２０）は、複数の照射領域（３０ａ、３０ｂ）が、前記ガス流軸心（Ａ）に沿い、隣接する照射領域（３０ａ、３０ｂ）間の選択的な部分的重なり合いを以て、相次いで配置されるように規定された照射領域（３０ａ、３０ｂ）に対して割当てられた少なくとも一台の更なる照射ユニット（２２）を備え、
隣接する２つの照射領域（３０ａ、３０ｂ）の各群に対しては、該隣接する２つの照射領域（３０ａ、３０ｂ）間に配置された少なくとも一つのガス流案内要素（３６）が配備され、又は、前記ガス流案内要素（３６）は、前記隣接する２つの照射領域（３０ａ、３０ｂ）が重なり合う区域に接近して又はそれに対向して配置される、請求項５に記載の装置（１０）。
【請求項７】
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に対向する区域から該構築領域（１７）に向けて延在し、且つ、選択的に、前記ガス流案内要素（３６）と前記構築領域（１７）との間の距離は１０ｃｍ未満である、請求項１〜６の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項８】
前記ガス流案内要素（３６）は、前記照射システム（２０）と前記構築領域（１７）との間における照射ビーム経路から外れて延在すべく構成される、請求項１〜７の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項９】
前記ガス流案内要素（３６）は、該ガス流案内要素（３６）内へと進路変更されたガス流により担持された粒子を収集すべく構成される、請求項１〜８の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
前記ガス流案内要素（３６）は、以下の内の一つのこと、
すなわち、
前記ガス流（４８）の少なくとも一部が、前記構築領域（１７）に接近したガス進路変更部分（５０）であって、前記構築領域（１７）から離間して該ガス流（４８）を進路変更すべくそれの一部を受容する開口を含むというガス進路変更部分（５０）から離間した位置にて前記ガス流案内要素（３６）内へと入り込むこと、又は、
前記新鮮なガス流（５４）の少なくとも一部が、好適には前記構築領域（１７）に接近して配置されたガス供給部分（５６）から離間した位置にて前記ガス流案内要素（３６）外へと出射すること、
を許容する少なくとも一つの開口、特に、有孔もしくは孔質部分（６２）を備える、請求項１〜９の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
前記ガス流案内要素（３６）及び前記構築領域（１７）は、以下の内の少なくとも一つのこと、
すなわち、
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に対して平行に該構築領域（１７）に対して移動可能であること、
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に対向する位置と該構築領域（１７）から離間した位置との間において、該構築領域（１７）に対して移動可能であること、
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に対して所定角度にて延在する軸心（Ｚ）に沿い前記構築領域（１７）に対して移動可能であること、
該構築領域（１７）は、前記ガス流案内要素（３６）に対して平行に該ガス流案内要素（３６）に対して移動可能であること、
前記構築領域（１７）は、前記ガス流案内要素（３６）に対向する位置と該ガス流案内要素（３６）から離間した位置との間において、該ガス流案内要素（３６）に対して移動可能であること、及び
前記構築領域（３６）は、前記構築領域（１７）に対して所定角度で延在する軸心（Ｚ）に前記ガス流案内要素（３６）に対して移動可能であること、
に従って相互に対して移動可能である、請求項１〜１０の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
前記ガス流案内要素（３６）は、前記粉末適用装置（１４）の動作に従い、前記構築領域（１７）に対して移動可能である、請求項１１に記載の装置（１０）。
【請求項１３】
前記装置（１０）は、前記粉末適用装置（１４）が素材粉末の更なる層を前記構築領域（１７）上に展開する前又は後に、前記構築領域（１７）に対して前記ガス流案内要素（３６）を移動させるべく構成される、請求項１１又は１２に記載の装置（１０）。
【請求項１４】
更なる素材粉末層を展開するために、前記粉末適用装置（１４）は前記構築領域（１７）を横断して移動可能であり、
前記粉末適用装置（１４）は、前記構築領域（１７）を横断して移動する間に前記ガス流案内要素（３６）の一部を少なくとも一時的に受容する受容区画（６０）を備える、請求項１〜１３の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１５】
付加的積層プロセスを実施することにより、特に、請求項１〜１４の何れか一項に記載の装置（１０）により３次元ワークピースを作製する方法であって、
該方法は、以下の工程、
すなわち、
素材粉末層を構築領域（１７）上に展開する工程と、
前記構築領域（１７）の第１縁部区域（４４）から前記構築領域（１７）の第２縁部区域（４６）に向けて少なくとも一条のガス流（４８）を供給する工程と、
前記ガス流（４８）が前記第２縁部区域（４６）に到達する前に、前記ガス流（４８）の少なくとも一部を前記構築領域（３６）から離間して進路変更させる工程と、
前記構築領域（１７）に沿い新鮮なガス流（５４）を供給する工程と、
を備え、
前記ガス流（４８）を進路変更させる工程、及び前記新鮮なガス流（５４）を供給する工程を、前記第１及び第２縁部区域（４４、４６）の間の区域で実施する、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元ワークピースを作製する装置及び方法に関する。更に詳細には、本発明は、照射システムにより選択的に照射される素材粉末層が配備される構築領域に亙り所望のガス流を設定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
選択的なレーザ溶融又はレーザ焼結は、粉末状の、特に金属及び／又はセラミックの素材が複雑な形状の３次元ワークピースへと加工され得るという付加的積層プロセスである。その目的の為に、素材粉末層が、構築領域を画成するキャリヤ上に適用されると共に、粉末層は、作製されるべきワークピースの所望の幾何学形状に依存して、部位選択的な様式でレーザ放射線に対して委ねられる。粉末層内へと侵入するレーザ放射線は素材の粉末粒子の加熱を、従って、溶融もしくは焼結を引き起こす。ワークピースが所望の形状及びサイズを獲得するまで、上記キャリヤ上で既にレーザ処理に委ねられた上記層に対しては、更なる素材粉末層が順次的に適用される。選択的なレーザ溶融又はレーザ焼結は特に、ＣＡＤデータに基づき、試作品、工具、交換部品、又は、たとえば歯科的もしくは整形外科的なプロテーゼの如き医学的プロテーゼの作製に対して使用され得る。
【０００３】
更に、不活性の又は保護用のガスを配備して、たとえば周囲の酸素に対する照射済み材料の不都合な化学反応を回避することが知られている。たとえば、特許文献１においては、粉末状の素材から選択的レーザ溶融により型成形体を作製する装置が記述されている。先行技術装置は、製造されるべき成形体に対する複数のキャリヤを収容するプロセス・チャンバを備える。レーザ・ビームにより照射されるべき素材を各キャリヤ上に適用するために、粉末層準備システムは、各キャリヤを横断して往復移動され得る。上記プロセス・チャンバは、プロセス・チャンバ内に保護ガス雰囲気を確立するために供給ラインを介して保護ガスがプロセス・チャンバに対して供給され得るという供給ラインを備える保護ガス回路に対して接続される。上記保護ガス回路は更に、たとえば残留素材の如き粒子不純物を含む保護ガスが排出ラインを介してプロセス・チャンバを離脱し得るという排出ラインを備える。
【０００４】
更に、素材粉末層が確実にガスにより覆われるために、所望のガス流パターンを生成することが知られている。これに関連して、特許文献２は、数個の照射領域へと細分された構築領域を横断してガスが案内されるという対応解決策を開示している。しかし、この解決策は、各照射領域の特定のレイアウトに指向されていることから、一定の作製状況においては適用できないこともある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１７９３９７９（Ａ１）号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第２８６２６５１（Ａ１）号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、高品質の３次元ワークピースの作製を許容すると共に広範な適用範囲により特徴付けられる方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、請求項１に定義された装置及び請求項１５に定義された方法により対処される。
【０００８】
従って、付加的積層プロセスを実施することにより３次元ワークピースを作製する装置及び方法が提供される。概略的に、本技術分野の概略的な背景に関する導入部の言及内容もまた、本発明に対して適用され得る。詳細には、本発明の装置ならびに方法は、素材粉末層の各層が展開され、選択的に照射されることから固化され、次に、固化されたばかりの層の上に次続的な素材粉末層が展開されるという循環的な付加的積層プロセスを実施すべく構成され得る。これにより、素材粉末から層毎の様式でワークピースが構築され得る。同様に、本発明に関連して、単一の素材粉末層に関する一切の教示は、この教示が、所定のワークピースを構築するために使用される素材粉末層の総数の全て、少なくとも５０％、又は、少なくとも２０％に対して適用可能であることも包含し得る。
【０００９】
本発明に依れば、装置は、素材粉末層を受容すべく構成された構築領域を備える。構築領域は、装置のキャリヤとして、又は、それにより画成され得る。詳細には、構築領域は、素材粉末からワークピースが作製され得るという装置の領域を指し得る。構築領域は概略的に、ワークピースの最大の占有面積又は断面積を規定し得る。更に、装置は、構築領域（ならびに、以下において論じられる装置の更なる構成要素の一切）が配置され得るというプロセス・チャンバを備え得る。
【００１０】
素材粉末は、好適には金属粉末、特に金属合金粉末であるが、セラミック粉末、又は、異なる材料を含む粉末でもあり得る。粉末は、任意の適切な粒子サイズ又は粒子サイズ分布を有し得る。但し、粒子サイズ＜１００μｍの粉末を加工することが好適である。プロセス・チャンバは、制御された雰囲気、すなわち、プロセス・チャンバ内における不活性雰囲気を維持し得るために、周囲雰囲気に対し、すなわち、プロセス・チャンバを囲繞する周囲環境に対してシール可能であり得る。プロセス・チャンバ内の雰囲気を制御することにより、電磁又は粒子放射線による素材粉末の照射時における不都合な化学反応、特に酸化反応の発生が阻止され得る。
【００１１】
選択的なキャリヤは、プロセス・チャンバ内に配設され得、及び／又は、堅固に固定されたキャリヤであり得る。但し、好適には、キャリヤは、素材粉末から複数の層にてワークピースが構築されるときにそれの造形高さが増大するにつれてキャリヤが垂直方向で下方に移動され得る様に、垂直方向に変位可能であるべく設計される。キャリヤの表面上には、又は、別様に表現するとキャリヤ及び／又は構築領域に対して平行に延在する照射平面内には、複数の照射領域が画成され得る。照射平面は好適には、次に照射されるべき素材粉末層を含む。たとえば、格子又は行列パターンで配置された少なくとも４つの照射領域が配備され得る。
【００１２】
装置は更に、構築領域上に素材粉末を展開すべく構成された粉末適用装置を備える。粉末適用装置は、公知の解決策に従い構成され得ると共に、たとえば、構築領域を横断して移動可能とされて一連の素材粉末層を相互に重ねて展開し得る。
【００１３】
装置は更に、構築領域上の素材粉末層を選択的に照射すべく構成された照射システムを備える。特に、キャリヤ上に適用された素材粉末は、作製されるべきワークピースの所望の幾何学形状に依存した部位選択的な様式で電磁又は粒子放射線に対して委ねられ得る。その様にするために、照射システムは好適には、素材粉末上へと、素材粉末粒子の部位選択的な溶融を引き起こす放射線（たとえば、レーザ放射線）を照射すべく適合化される。
【００１４】
照射システムは、複数台の照射ユニットを備え得る。以下において更に詳述される如く、各照射ユニットは、キャリヤ表面上に画成された、別様に表現すると、キャリヤに対して平行に延在する照射平面内に画成された、個々の照射領域に対して割当てられ得る。各照射ユニットは更に、それに対して割当てられた照射領域上に適用された素材粉末上へと電磁又は粒子放射線を選択的に照射すべく構成され得る。
【００１５】
概略的に、各照射ユニットは、放射線ビーム源、特にレーザ・ビーム源を備え得る。但し、複数の照射ユニットが単一のレーザ・ビーム源と組み合わされることも想起可能であり、その場合、単一の放射線ビーム源により提供される放射線ビームは、放射線ビーム源により提供される放射線ビームを、対応する照射ユニットに対して導向するために、たとえば、ビームスプリッタ及び／又はミラーの如き適切な手段により、必要に応じて分割及び／又は偏向され得る。更に、各照射ユニットは、放射線ビーム源により発せられて照射ユニットに対して供給された放射線ビームを案内及び／又は処理する光学ユニットを備え得る。光学ユニットは、特にｆθレンズである対物レンズ、及び／又は、好適には回折的光学素子と偏向ミラーとを備えるスキャナ・ユニットの如き、光学素子を備え得る。
【００１６】
各照射ユニットは、放射線ビーム源により発せられた放射線ビームが、照射ユニットに対して組み合わされた照射領域上に適用された素材粉末上へと、部位選択的な様式にて、且つ、問題となる照射ユニットに対して組み合わされない他の照射領域の照射とは関わり無く照射される如く制御され得る。換言すると、キャリヤ上に画成された各照射領域は、所望の照射パターンを用いて個別的かつ独立的に照射され得る。たとえば、所望であれば、単一の照射領域に対して組み合わされた照射ユニットにより電磁又は粒子放射線にて照射領域を選択的に照射することにより、単一の照射領域内に小寸の３次元ワークピースが構築され得る。但し好適には、キャリヤ上に画成された複数の照射領域が、照射領域に対して組み合わされた各照射ユニットを適切に制御することにより電磁又は粒子放射線を以て同時的に照射されることから、比較的に短時間で、故に合理的なコストにて、大寸の３次元ワークピースが付加的な積層造形プロセスにて構築され得る。
【００１７】
本発明は更に、所定パターンに従い、照射システムの複数台の照射ユニット（たとえば、少なくとも４台、少なくとも８台、又は、少なくとも１６台の照射ユニット）を配置することを企図する。これはたとえば、格子又は行列パターンに関連し得る。概略的に、照射システム、特に、それに含まれる一切の照射ユニットは、構築領域に対向して配置され得る。たとえば、照射システム及び／又は各照射ユニットは、構築領域の上方に、且つ、それに臨むべく配置され得る。このことは、照射システムをプロセス・チャンバの上側の天井部分にて、又は、それと平行に配置することにより達成され得る。
【００１８】
装置は更に、構築領域の第１縁部区域から構築領域の第２縁部区域に向けて延在する軸心に沿い導向される少なくとも一条のガス流を提供すべく構成され得る。第１及び第２縁部区域は、相互から異なり得ると共に、特に、相互に対して対向して配置され得る。一例において、構築領域は実質的に矩形の形状を有する。この場合、第１及び第２縁部区域は、矩形状の異なる側辺、特に、その対辺を含み得る。ガス流は、例の内の一つの例に従って構成されて、たとえば構築領域を含む装置のプロセス・チャンバ内に、及び／又は、それに対して提供され得る。
【００１９】
概略的に、ガス流は、装置のガス供給機構により提供され得る。ガス供給機構は、公知の例と同様に、概略的に、構築領域を横断するガス流を生成又は提供すべく構成され得る。付加的もしくは代替的に、ガス流の少なくとも一部は、以下で論じられるガス流案内要素により提供され得る。詳細には、相互に隣り合わせて配置された２つのガス流案内要素を備える装置の場合、ガス流は、各ガス流案内要素の一方により提供され、且つ、他方に向けて流れ得る。
【００２０】
上記ガス流は、たとえば、アルゴン、窒素などの如き不活性ガスを備え得る。但し、上記ガス流は空気を備えることも想起可能である。上記ガスは、たとえば、ポンプ又はブロワの如き適切な搬送装置により供給され得る。装置、特に、その選択的なガス供給機構は、フィルタ、ポンプ、冷却機器などの如き更なる要素を備える公知のガス回路構成を備え得るか、それに対して接続可能であり得る。
【００２１】
概略的に、上記ガス流は、上記構築領域を横断して、特に、その上に投入された素材粉末の表面に沿って流れるべく提供され得る。所望のガス流を提供するために、好適には上記第１縁部区域に接近して配置された少なくとも一つのガス取入口が配備され得る。上記ガス取入口は、上記構築領域に沿ってガス流を作り出すために必要な圧力を生成するポンプ又はブロワに対して接続され得る。付加的もしくは代替的に、上記構築領域からガスを除去するために、好適には上記第２縁部区域に接近して配置された少なくとも一つのガス吐出口が配備され得る。
【００２２】
概略的に、上記構築領域に対して供給されるガスは、それが上記構築領域を横断して又はそれに沿ってまだ案内されていないときに、「新鮮なガス」として記述され得る。上記構築領域を横断して流れるとき、上記ガス内には粒子不純物が蓄積し得る。斯かる状態において、ガスは概略的に「使用済みガス」と称され得る。装置は、構築領域から使用済みガスを少なくとも部分的に除去すべく、換言すると、上記構築領域を含むプロセス・チャンバから上記使用済みガスを排出すべく、構成され得る。このことは、上述のガス吐出口により実施され得る。上記ガス吐出口は、ポンプ又はブロワに対して接続されることで、上記ガスを上記構築領域から除去するための吸引力を生成し得る。上記ガス取入口又はガス吐出口のいずれも、装置の選択的なガス供給機構により構成され得ることを銘記されたい。
【００２３】
要約すると、上記キャリヤ上に適用された素材粉末が電磁又は粒子放射線により選択的に照射される一方、たとえば、上記ガス供給機構により上記構築領域に対して供給される新鮮なガスは、上記構築領域に沿い流れるときに、たとえば、素材粉末粒子又は溶着煙粒子の如き粒子不純物が次第に装荷される。上記ガスは、粒子不純物を含むことにより使用済みガスと同様である状態において、選択的なガス吐出口を介して上記構築領域から除去され得る。付加的もしくは代替的に、上記ガスは、少なくとも部分的に上記構築領域から離間して進路変更されるために、以下で論じられるガス流案内要素と相互作用し得る。故に、上記キャリヤ上の素材粉末を電磁又は粒子放射線により照射するときに上記プロセス・チャンバ内に生成される粒子不純物は、上記ガス流により上記構築領域から放逐される。上記構築領域から粒子不純物を除去することにより、放射線エネルギの過剰な吸収、及び／又は、上記照射システムにより発せられた放射線ビームの遮蔽が回避され得る。同様に、上記構築領域の内で未だ照射されていない領域の汚染が回避され得る。詳細には、粒子又は飛沫物の不都合な堆積による斯かる領域の汚染が回避され得る。
【００２４】
本発明の装置は概略的に、構築領域に対する新鮮なガスの供給機能を向上させることにより、全体的な作製プロセスの品質を向上させるべく構成される。詳細には、上記装置は、上記ガス流が上記第２縁部区域に到達する前に上記ガス流の少なくとも一部を上記構築領域から離間して進路変更すべく構成されたガス流案内要素を更に備え、ガス流案内要素は、上記構築領域（の少なくとも一部）に沿って新鮮なガスを供給すべく構成されたガス供給部分を備える。
【００２５】
故に、上記ガス流案内要素は、上記構築領域を横断する上記ガス流の途中にてそれの少なくとも一部を除去及び／又は排出すべく構成され得る。この様にして、上記構築領域を横断して上記ガス流案内要素に向かう途中にて不純物を捕捉した上記ガス流の少なくとも一定の部分（すなわち、使用済みガスの一定の体積）は、上記構築領域に沿って更に流れることが阻止される。
【００２６】
上記ガス流案内要素は、特に、上記構築領域から離間して進路変更するガスに対して平行に、そのガス供給部分から上記構築領域に対して新鮮なガス流も供給し得る。供給される新鮮なガスの体積は、上記構築領域から離間して進路変更された使用済みガスの体積に従って制御され得る。詳細には、供給される新鮮なガスの体積、及び、進路変更される使用済みガスの体積は、均衡され得、及び／又は、少なくとも概略的に、相互に等しくされ得る。
【００２７】
上記ガスを上記構築領域から離間して進路変更させるために、上記ガス流案内要素は、たとえば、ガス進路変更ノズルなどのガス進路変更部分を備え得る。上記ガスは、上記構築領域から離間して進路変更されるべく、上記部分に進入し得る。上記ガス流案内要素は更に、ガス回路を備えるか、それに対して接続可能とされ得る。たとえば、上記ガス流案内要素は、上記ガス流から粒子不純物を除去するために、たとえば、フィルタ又は他の清浄化ユニットに向けて案内されるために斯かるガス回路に進入もしくは再進入させるべく上記ガス流を進路変更すべく構成され得る。
【００２８】
上記ガス流案内要素の上記ガス供給部分は、同様に、上記ガス供給部分が接続されるのと同一のガス回路であり得るガス回路を備え、又は、それに対して接続され得る。同様に、上記選択的なガス供給機構及び上記ガス流案内要素（又は、少なくともそのガス供給部分）は、一つの同一のガス回路を備え、又は、それに対して接続され得、その場合、上記ガス回路は上記装置全体により構成され得る。上記ガス供給部分は、新鮮なガスを上記構築領域に向けて導向する開口又はノズルを備え得る。詳細には、上記ガス供給部分は、上記構築領域の表面に対して少なくとも部分的に接する様式で新鮮なガスを供給すべく構成され得、すなわち、新鮮なガスは、上記構築領域に沿って流れるために上記ガス供給部分により上記構築領域に対して供給されている。
【００２９】
上記ガス供給要素は、上記ガス供給部分の少なくとも一部、ならびに、ガス進路変更部分の少なくとも一部を収容する主要部分を備え得る。主要部分は、一つのチャネル部分は上記ガス供給部分に向かうガス流を許容し、別のチャネル部分は上記ガス進路変更部分から（及び、上記構築領域から）ガス流が離間することを許容するという２つのチャネル部分を備え得る。これらのチャネル部分は、上記ガス供給要素の共通の壁部分により（別様に表現すると、中央壁部により）分離され得る。
【００３０】
上記ガス供給要素（及び、特に、その主要部分）は、上記構築領域を横断して張り亙り得る。たとえば、上記ガス供給要素は、上記構築領域の異なる端縁部分間、好適には、その対向する端縁部分間に延在し得る。これらの端縁部分は、上記ガス流がそれに沿って提供される上記軸心がそれらの間に延在するという上記第１及び第２の端縁部分とは異なり得る。別様に表現すると、上記ガス供給要素は、上記構築領域に対して非平行、及び／又は、上記少なくとも一条のガス流に対して非平行である平面内に延在し得る。詳細には、上記平面は、上記構築領域及び／又は上記ガス流に対して直交して延在し得る。
【００３１】
故に全体的に、本発明は意図的に、上記第１及び第２縁部区域間において上記構築領域を横断するガス流を中断し、且つ、それを少なくとも部分的に新鮮なガス流で置き換えることを企図しており、この中断及び置き換えは、所定の区間後に、又は、所定の段階毎に行われ得る。故に、上記領域を横断して流れる間、上記ガス流は、特に複数のガス流案内要素が配備されたとき、周期的に新鮮化され、又は、新鮮なガスの新たな体積を提供することにより完全にさえ置き換えられ得る。
【００３２】
概略的に、上記ガス供給部分及び上記ガス進路変更部分は、上記ガス流案内要素の異なる側に配置され得る。たとえば、それらは、相互から離間した方を向く上記ガス流案内要素の各側に配置され得るか、又は、概略的に、相互に離間した方を向くべく配置され得る。一例において、上記ガス供給部分は、上記第２縁部区域に臨む上記ガス流案内要素の側に配置されるが、上記ガス進路変更部分は、上記第１縁部区域に臨む上記ガス流案内要素の側に配置され得る。上記ガス供給部分とガス進路変更部分との間の相対位置は、一定であり得る。たとえば、これらの部分はいずれも、上記ガス流案内要素内で固定位置を取り得、及び／又は、相互に対して移動可能とされなくても良い。
【００３３】
概略的に、上記ガス流軸心に沿って見たときに上記ガス流案内要素の幅は、２０ｃｍ未満、１０ｃｍ未満、５ｃｍ未満、又は、２ｃｍ未満であり得る。このことは少なくとも、上記構築領域に接近する上記ガス流案内要素の部分、及び／又は、上記ガス供給部分及びガス進路変更部分の少なくとも一方を含む部分に関連し得る。
【００３４】
更なる実施例に依れば、上記ガス流案内要素により提供された新鮮なガス流は実質的に、上記構築領域から離間して上記ガス流が部分的に進路変更される前におけるそれと同一の方向、すなわち、上記構築領域に沿って流れる上記ガス流の方向に導向される。たとえば、上記ガス流は、たとえば上記第１縁部区域から上記第２縁部区域に向かう特定方向における軸心に沿って流れ得る。故に、上記ガス流案内要素により提供された新鮮なガス流は、実質的に、上記同一軸心に沿って、特に、軸心に沿う同一方向に、流れるべく提供され得る。
【００３５】
要約すると、上記装置により提供されるガス流の少なくとも一部は、上記ガス流案内要素に到達したときに上記構築領域から離間して進路変更され得る。上記ガス流は次に、上記ガス流案内要素により供給された新鮮なガスであって、好適には、部分的に進路変更されたガス流と同一方向に延在するという新鮮なガス流により継続され得る。換言すると、上記ガス流案内要素は、上記第１縁部区域と上記第２縁部区域との中間にて上記ガス流を少なくとも部分的に中断し、且つ、要素自体の新鮮なガス流により上記ガス流の一部を置き換え得る。これに関連して、上記ガス流は、ガス供給機構のガス取入口により提供されてガス供給機構のガス吐出口に向けて流れることにより、上記構築領域を横断して導向され得る。
【００３６】
但し、以下において更に論じられる如く、相互に隣り合う複数のガス流案内要素が配備されることも想起可能である。この点に関し、第１のガス流案内要素には、隣り合うする第２のガス流案内要素によりガス流が提供され得る。別様に表現すると、上記隣り合う第２のガス流案内要素により提供される新鮮なガス流を備え、又は、それにより形成されるガス流は、上記第１及び第２縁部区域の間に延在する上記軸心に沿って流れた後に、上記第１のガス流案内要素に到達し得る。この場合、上記第１のガス流案内要素は、上記構築領域から離間して上記ガス流の少なくとも一部を進路変更させるべく、及び／又は、それを、好適には同一方向に導向された要素自体の新鮮なガス流により置き換えるべく、構成され得る。
【００３７】
概略的に、上記ガス供給要素流案内要素の少なくともガス進路変更部分及び／又はガス供給部分は、上記構築領域の上方に、及び／又は、それと対向して配置され得る。更なる例に依れば、上記ガス流案内要素は上記構築領域の第１及び第２縁部区域間に配置されると共に、好適には、上記ガス流案内要素と上記構築領域の中央部分との間の距離は、上記ガス流案内要素と、上記第１及び第２縁部区域の少なくとも一方との間の距離と同一であるか、それよりも小さい。換言すると、上記ガス流案内要素は、上記第１及び第２縁部区域の少なくとも一方に対するよりも、上記構築領域の中央部分に対して接近して配置され得る。
【００３８】
上記ガス流案内要素は、上記第１及び第２縁部区域間に延在する上記軸心に沿う位置に配置され得、上記位置は上記第１及び第２縁部区域間に配置される。上記ガス流案内要素は概略的に、たとえば、上記構築領域の幾何学的な中央部を構成しもしくはそれにより画成されるという構築領域の中央区域において、又は、それと対向して配置され得る。他方、上記ガス流案内要素は、上記中央区域から外れて配置され得る。更に、上記中央区域までの距離は、上記第１及び第２縁部区域の一方もしくは両方までの距離と同一であるか、又は、それよりも小さくされ得る。複数のガス流案内要素の場合、これらは、直近のガス流案内要素までの距離が、上記第１及び第２縁部区域の少なくとも一方までと同一であるか、又は、それよりも小さい様に配置され得る。上記で論じられた距離のいずれも、上記第１及び第２縁部区域間に延在する上記ガス流軸心に沿って測定され得ることを銘記されたい。要約すると、上記の各例の内の一つの例に従い、単一もしくは複数のガス流案内要素を配置することで、上記ガス流案内要素により提供される新鮮なガス流により、ガス流の適時な新鮮化が行われることが達成され得る。
【００３９】
一実施例において、上記照射システムは、各々が上記構築領域の個々の照射領域に対して割当てられて上記照射領域内に延在する上記素材粉末層の部分を選択的に照射する少なくとも２台の照射ユニットを備え、且つ、上記ガス流案内要素は、上記照射領域同士の間に配置され、又は、上記ガス流案内要素は、上記照射領域同士が重なり合う区域に接近して又はそれに対向して配置される。
【００４０】
上記各照射領域は、照射されるべき上記照射平面の一定の部分もしくは割合、及び／又は、全体的領域を画成し得る。詳細には、各照射領域は、上記キャリヤに対して平行に延在する照射平面であって、好適には、照射されるべき素材粉末層を含むという照射平面の一部を構成し得る。各照射領域及び上記照射平面は、仮想的な要素であり得、たとえば、上記照射システムのスキャン範囲を適切に設定することにより画成され得る。各照射領域は、各照射ユニットの内の一つのみに対して個別的に割当てられ得ることから、夫々の照射ユニットは、上記照射領域内へと延在する一切の素材粉末を照射すべく構成される。各照射領域はまた、たとえば、それらの隣接する縁部区域において、相互に対して部分的に重なり合い得る。
【００４１】
従って、上記ガス流案内要素は、好適には、各照射領域の内の第１の照射領域を通過したガス流は、ガス流案内要素により上記構築領域から離間して少なくとも部分的に又は実質的に完全に進路変更される如き様式で、各照射領域間の中間に配置され得る。従って、更なる第２の照射領域に沿って流れるガス流は、上記ガス流案内要素により提供された新鮮なガス流により、少なくとも部分的に、又は、実質的に完全に提供され得る。同様のことが、上記ガス流案内要素を、各照射領域間の重なり合い領域に対向して接近させて配置したときに達成され得る。概略的に、且つ、以下において更に詳述される如く、上記ガス流案内要素は、各照射ユニットからの放射線のいずれをも、各照射領域に向かい進行するときに、遮断しない様に構成（たとえば、設計又は寸法決定）され得る。
【００４２】
各照射領域は、上記第１縁部区域から上記第２縁部区域に向かい延在する上記ガス流軸心に沿い、選択的な部分的重なり合いを以て、相次いで配置され得る。従って、上記照射領域は各々、上記ガス流軸心の特定の区画に沿って延在する少なくとも一つの部分を備え、各区画は相互から異なっている。上記部分は、各照射領域の中央部分を構成し得る。別様に表現すると、各照射領域の夫々の幾何学的中心は、上記ガス流軸心に沿って相次いで配置され得る。
【００４３】
上記照射システムは、複数の照射領域が、上記ガス流軸心に沿い、隣接する照射領域間の選択的な部分的重なり合いを以て相次いで配置される様に画成された照射領域に対して割当てられた少なくとも一台の更なる照射ユニットを備え、且つ、隣接する２つの照射領域の各群に対しては、隣接する２つの照射領域間に配置された少なくとも一つのガス流案内要素が配備され、又は、上記ガス流案内要素は、上記隣接する２つの照射領域が重なり合う区域に接近して又はそれに対向して配置される。従って、少なくとも一つの照射領域が２つの最外側の照射領域により囲繞され得る（すなわち、上記ガス流軸心に沿う最初及び最後の照射領域間に少なくとも一つの更なる照射領域が配置される）如く、一連の照射領域が上記軸心に沿って画成され得る。故に、複数の群の隣接照射領域が形成される。この点に関し、最外側の各照射領域は、一つのみの隣接照射領域を有し得、囲繞された又は残りの各照射領域は、２つの隣接照射領域（すなわち、各側に一つ）を有し得る。従って、最外側の各照射領域は、２つの隣接照射領域から成る一群のみに属し得るが、囲繞された各照射領域は、異なる２群に対して割当てられ得る。
【００４４】
一例として、上記ガス流軸心に沿い、第１、第２及び第３の照射領域が相次いで配置され得る。故に、第１及び第３の照射領域は、第２の照射領域を囲繞する最外側の照射領域を形成する。第１の照射領域は第２の照射領域に隣接し得るが、第２の照射領域は更に、第３の照射領域に隣接し得る。故に、第１の群の２つの隣接照射領域は第１及び第２の照射領域により形成され得ると共に、第２の群は第２及び第３の照射領域により形成され得ることから、第２の照射領域は、夫々の群が２つの隣接照射領域から成る２つの群に対して割当てられる。
【００４５】
各照射ユニット、及び、組み合わされた照射領域は概略的に、各ユニット及び／又は領域がパターンに従って配置されるというパターンの下位群を形成し得る。たとえば、それらは、４×４又は２×３の格子パターンであって、それに従って各照射ユニットが上記照射システムにおいて配置され、及び／又は、それに従って各照射領域が上記構築領域に関して配置されるという格子パターンの如き、格子又は行列パターンの行又は列の少なくとも一部を形成し得る。上記ガス流案内要素は、斯かる格子又は行列パターンの２つの隣り合う行同士又は列同士の間に延在すべく構成され得る。従って、上記ガス流案内要素は、上記構築領域から離間させてガス流を部分的に進路変更させることにより、少なくともそれの一部が、上記格子又は行列パターンの一つの行又は列から、隣り合う行又は列へと通過することを阻止し得る。付加的もしくは代替的に、上記ガス流案内要素は、上記隣り合う行又は列に対して新鮮なガス流を提供すべく構成され得る。
【００４６】
概略的に、少なくともｎ−２個、好適にはｎ−１個のガス流案内要素が配備され得、その場合にｎは、夫々の格子又は行列パターンの行又は列の総数を表す。そのときに各ガス流案内要素は上記パターンに亙り分布され得ることから、隣り合う各々の行同士又は列同士の間には、少なくとも一つのガス流案内要素が配備される。全体的に、このことは、個別的な一台の照射ユニットに対して割当てられた各照射領域には、少なくとも部分的に新鮮なガス流が提供され得ることを意味する。別様に表現すると、各照射領域には、少なくとも部分的に新鮮化され、及び／又は、少なくとも部分的に新鮮化されるに先立ち一つより多い照射領域を通過していないガス流が提供され得る。再び、上記ガス流の新鮮化は、上記ガス流案内要素の内の一つにより供給された新鮮なガス流により行われ得る。
【００４７】
更なる例に依れば、上記ガス流案内要素は、上記構築領域に対向する区域から、構築領域に向けて延在する。これに関連して、上記ガス流案内要素と上記構築領域との間の距離は、たとえば、５ｃｍ未満、又は、１ｃｍ未満などのように、１０ｃｍ未満であり得る。上記距離は、垂直距離、換言すると、上記構築領域に直交して延在する軸心に沿って測定された距離に関連し得る。従って、上記構築領域と上記ガス流案内要素との間に所定の間隙が形成され得る。上記ガス流案内要素により上記構築領域から進路変更されないガス流の部分は、上記間隙を通過し得る。代替的に、上記ガス流案内要素は、上記構築領域に対し、それとの間にそれほどの間隙が形成されない（たとえば、最上の素材粉末層と接触する）ようにも配置され得る。
【００４８】
上記ガス流案内要素は、上記照射システムと上記構築領域との間の照射ビーム経路から外れて延在すべく構成（たとえば、設計、配置、及び／又は、寸法決定）され得る。換言すると、上記ガス流案内要素は、上記照射システムにより発せられた放射線が上記構築領域に到達することを阻害しない様に構成され得る。たとえば、上記照射システム（又は、その照射ユニットの各々）は、たとえば、適切なスキャナ・ユニットにより、変化する放出角度の下で放射線を上記構築領域に向けて発すべく構成され得る。この様にして、上記照射システムと上記構築領域との間において照射空間を通り放射線が進行し得るという照射空間が画成され得る。上記照射空間は、上記照射システムから上記構築領域に向けて見たときに、円錐形状、又は、概略的に拡開する断面を有し得る。これに関連して、上記ガス流案内要素は、上記照射空間内に延在しない様に構成され得る。複数台の照射ユニットの場合、上記ガス流案内要素は、隣接する照射空間同士の中間に延在すべく配置及び／又は形状化され得ると共に、上気要素は好適には、上記構築領域に対して可及的に接近して、但し、上記照射空間のいずれ内にも延在せずに、位置決めされ得る。
【００４９】
更なる実施例に依れば、上記ガス流案内要素は、進路変更されたガス流によりガス流案内要素内へと搬送された粒子を収集すべく構成される。上記粒子は、上記ガス流中の粒子不純物、及び／又は、ガス流中に含まれた単一種類の素材粉末粒子に関連し得る。斯かる粒子の収集は、適切なフィルタ要素を備える上記ガス流案内要素により達成され得る。付加的もしくは代替的に、バッフル・プレート又は別の適切な構造に沿い、又は、それを通り、進路変更されたガス流から粒子の少なくとも一部が分離され乍ら、ガス流が案内されるというプレート又は構造が配備され得る。この様にして、上記ガス流案内要素に対して接続されたガス回路内へと更に下流へと搬送される粒子の量が制限され得る。詳細には、粒子の収集は、上記ガス流案内要素に接近して、及び／又は、それの下側において、粒子の蓄積が回避される如き様式で行われ得る。このことは、粒子が実際に上記ガス流案内要素に進入すること、及び／又は、粒子が上記ガス回路内へと更に下流に移送されることを確実とする十分に強力なガス流を選択することにより達成され得る。更に、粒子が上記ガス流案内要素に進入する（すなわち、その前側に蓄積しない）ことを確実に許容するために、上述のフィルタ又はバッフル・プレートの如き、粒子を収集する収集部材が配置され得る。但し、その後、上記収集部材は、上記粒子を上記ガス流案内要素内に確実に維持すべく、及び／又は、これらの粒子が上記ガス回路内へと更に下流に移送されることを促進すべく、構成され得る。
【００５０】
更なる例において、上記ガス流案内要素は、以下の内の一つのことを許容する少なくとも一つの開口、好適には複数の開口、特に、有孔もしくは孔質部分を備える。
上記ガス流の少なくとも一部が、上記構築領域に接近したガス進路変更部分であって、上記構築領域から離間してガス流を進路変更すべくそれの一部を受容する開口を含むというガス進路変更部分から離間した位置にて上記ガス流案内要素内へと入り込むこと、又は、
上記新鮮なガス流の少なくとも一部が、好適には上記構築領域に接近して配置されたガス供給部分から離間した位置にて上記ガス流案内要素外へと出射すること。
【００５１】
たとえば、上記単一もしくは複数の開口、及び／又は、有孔もしくは孔質部分は、上記ガス流案内要素と上記構築領域との間に形成された上記間隙に対して代替的に、もしくは、それに加えて配備されると共に、概略的に、上記ガス流の所定部分が上記間隙及び／又は上記ガス進路変更部分を迂回することを許容し得る。付加的もしくは代替的な構成に依れば、新鮮なガス流の一部が上記ガス供給部分を迂回することを許容する少なくとも一つの開口、及び／又は、有孔もしくは孔質部分が配備され得る。上記単一もしくは複数の開口、及び／又は、有孔もしくは孔質部分は、上記ガス流案内要素の上記ガス供給部分及び／又はガス進路変更部分よりも、上記構築領域から更に離間して配置され得る。一例において、上記ガス供給部分及び／又はガス進路変更部分は、上記構築領域に臨む上記ガス流案内要素の下側部分に配置される。他方、単一もしくは複数の開口及び／又は有孔もしくは孔質部分は、上記下側部分に含まれなくても良い（すなわち、それから垂直に離間され、又は、それに対して隣接される）。上記有孔もしくは孔質部分は、好適には格子パターンの形態で、多数の開口を含み得る。これらは、上記ガス流案内要素の外側壁に形成され得、及び／又は、上記ガス供給部分もしくはガス進路変更部分の開口よりも小寸とされ得る。更に、単一もしくは複数の開口及び／又は有孔もしくは孔質部分は、上記ガス流案内要素の中央壁部に対する流体接続を提供し得る。たとえば、上記有孔部分を通り上記ガス流案内要素に進入するガス流の部分は、上記中央壁部に衝当し、好適にはそれにより所定様式で進路変更され得る。同様に、上記中央壁部に沿って流れる新鮮なガスの部分は、上記ガス供給部分に到達するに先立ち、単一もしくは複数の開口及び／又は上記有孔もしくは孔質部分を通り上記ガス流案内要素を離脱し得る。
【００５２】
上記ガス流案内要素及び上記構築領域は、以下の内の少なくとも一つのことに従い、相互に対して移動可能であり得る。
上記ガス流案内要素は、上記構築領域に対して平行に構築領域に対して移動可能であること、
上記ガス流案内要素は、上記構築領域に対向する位置と構築領域から離間した位置との間において、構築領域に対して移動可能であること、
上記ガス流案内要素は、上記構築領域に対して所定角度にて延在する軸心に沿い構築領域に対して移動可能であること、
上記構築領域は、上記ガス流案内要素に対して平行にガス流案内要素に対して移動可能であること、
上記構築領域は、上記ガス流案内要素に対向する位置とガス流案内要素から離間した位置との間において、ガス流案内要素に対して移動可能であること、
上記構築領域は、構築領域に対して所定角度で延在する軸心に沿い上記ガス流案内要素に対して移動可能であること。
【００５３】
従って、上記ガス流案内要素は、たとえば、上記構築領域の標準的なＸ軸及びＹ軸に対して平行に延在する軸心に沿うなど、上記構築領域に対して平行に延在する少なくとも一本の軸心に沿って、上記構築領域に対して移動可能であり得る。付加的もしくは代替的に、上記構築領域は、たとえば、構築領域の標準的なＸ軸及びＹ軸に対して平行に延在する軸心に沿うなど、構築領域に対して平行に延在する少なくとも一本の軸心に沿い、上記ガス流案内要素に対して平行にガス流案内要素に対して移動可能であり得る。
【００５４】
付加的もしくは代替的に、上記ガス流案内要素は、たとえば、上記構築領域までの距離を選択的に変化させることにより、それに向けて、且つ、それから離間して移動可能であり得る。このことは、上記ガス流案内要素を、上記構築領域に対して所定角度にて延在する軸心であって、好適には上記構築領域に対して直交して延在するという軸心に沿って移動させることにより達成され得る。これらの移動の内の任意の移動は、上記構築領域に対向するか、それから離間した位置まで上記ガス流案内要素を選択的に移動させるべく使用され得る。付加的もしくは代替的に、上記構築領域は、たとえば上記ガス流案内要素までの距離を選択的に変化させることにより、それに向けて、且つ、それから離間して移動可能であり得る。このことは、上記構築領域を、構築領域に対して所定角度にて延在する軸心であって、好適には構築領域に対して直交して延在するという軸心に沿って移動させることにより達成され得る。これらの移動の内の任意の移動は、上記ガス流案内要素に対向するか、それから離間した位置まで上記構築領域を選択的に移動させるべく使用され得る。
【００５５】
上記構築領域が、一方では静止的なままである上記ガス流案内要素に対して移動可能である場合、定常的なガス流が維持され得る。上記装置の上記光学ユニットは、上記構築領域と共に、上記ガス流案内要素に対して移動可能であり得る。但し、上記構築領域が上記ガス流案内要素に対して移動されるときに、上記光学ユニットが静止的なままであることも想起可能である。
【００５６】
これに関連して、上記ガス流案内要素は、上記粉末適用装置の動作に従って上記構築領域に対して移動可能であり得る。この様にして、たとえば、上記粉末適用装置が素材粉末層を展開する作動状態にあるときに、粉末適用装置に対して上記ガス流案内要素が障害物を形成することが回避され得る。典型的には、上記粉末適用装置の移動と干渉しないように上記ガス流案内要素が上記構築領域から離間して選択的に揚動され、又は、概略的にそれから離間して移動され得る如く、上記粉末適用装置は素材粉末層を展開するときに上記構築領域を横断して移動する。一例において、上記粉末適用装置が上記構築領域上に素材粉末の更なる層を展開する前及び／又は後に、上記ガス流案内要素は上記構築領域に対して移動可能である。
【００５７】
上記装置はまた、上記照射システムが素材粉末層の照射を完了する前に、上記ガス流案内要素を上記構築領域に対して移動させるべく、及び／又は、上記構築領域を上記ガス流案内要素に対して移動させるべく構成され得る。従って、素材粉末の照射、及び、上記ガス流案内要素及び／又は上記構築領域の移動は、少なくとも部分的に、並行的及び／又は交錯的な様式で行われ得る。たとえば、上記ガス流案内要素及び上記構築領域は、相互に対して好適な位置に可及的に長期に亙り維持されると共に、たとえば、上記好適な位置に対向する上記構築領域の区域の照射を許容すべく、それから選択的にのみ離間して移動され得る。このことは特に、その他の場合に、上記構築領域の区域が照射されることを阻止するときに適切である。従って、上記ガス流案内要素及び／又は上記構築領域は異なる箇所間で選択的に移動され得ることから、上記ガス流案内要素により先に遮断されていた区域が照射され得る。この区域は特に、先に論じられた如く、隣接する照射領域同士の間の重なり合い領域を含み得る。要約すると、素材粉末層を照射するとき、上記ガス流案内要素及び上記構築領域は、上記照射が完了するに先立ち、相互に対してそれらの位置を変更し得る。特に、上記ガス流案内要素及び／又は上記構築領域は、上記ガス流案内要素が、隣接する照射領域同士の間の重なり合い領域と対向し又はそれに臨む位置と、上記重なり合い領域から離間した位置と、の間で選択的に往復して移動され得ることから、この重なり合い領域は確実に照射され得る。これらの移動は、たとえば、数ミリメートルのみを包含するなど、比較的に小寸であり得る。
【００５８】
更なる実施例に依れば、更なる素材粉末層を展開するために、上記粉末適用装置は上記構築領域を横断して移動可能であり得、且つ、上記粉末適用装置は、上記構築領域を横断して移動する間に上記ガス流案内要素の一部を少なくとも一時的に受容する受容区画を備え得る。上記受容区画は、上記ガス流案内要素の部分がその中に延在し得る切欠き、開口、及び／又は、凹所を備え得る。付加的もしくは代替的に、上記受容区画は概略的に部分的に、上記ガス流案内要素を囲繞し得る。概略的に、上記受容区画は、好適には、上記ガス流案内要素の一部が受容区画内に一時的又は実質的に定常的にさえ受容され乍ら、上記粉末適用装置と上記ガス流案内要素との間の相対運動を許容すべく構成（たとえば、サイズ設定及び／又は形状化）され得る。
【００５９】
一例において、上記ガス流案内要素は、上記構築領域に対して非平行な平面内に延在し、且つ、上記粉末適用装置は、上記平面に対して平行に延在するか、もしくは、上記平面内に延在するという軸心に沿って移動する。これに関連して、上記受容区画は、この移動を可能とすべく、すなわち、移動する粉末適用装置が上記ガス流案内要素と干渉しないように、構成され得る。たとえば、上記受容区画は、上記平面及び上記粉末適用装置が相互に交差する区域に配備され得る。
【００６０】
本発明は更に、先の見地のいずれか一つの見地に係る装置により付加的積層プロセスを実施することにより３次元ワークピースを作製する方法であって、
上記方法は、
素材粉末層を構築領域上に展開する段階と、
上記構築領域の第１縁部区域から構築領域の第２縁部区域に向けて延在する軸心に沿い、少なくとも一条のガス流を供給する段階と、
上記ガス流が上記第２縁部区域に到達する前に、上記ガス流の少なくとも一部を上記構築領域から離間して進路変更させる段階と、
上記構築領域（の少なくとも一部）に沿い新鮮なガス流を供給する段階と、
を備え、
上記ガス流を進路変更させる段階、及び、上記新鮮なガス流を供給する段階は、上記第１及び第２縁部区域の間の区域において行われる、方法に関する。
【００６１】
上記方法は、上記において且つ以下において記述される相互作用又は効果の任意のものを提供する任意の更なる段階又は特徴を備え得る。たとえば、上記方法は、上記又は以下の例に従い、ガス流案内要素及び／又は粉末適用装置を移動させる段階を更に備え得る。同様に、上記方法は、先に論じられた如く、複数のガス流案内要素及び／又は複数の照射領域を配置する段階を備え得る。このことは、上記又は以下に記述される様式で各照射ユニット及び／又は各照射領域の格子又は行列パターンに関して各ガス流案内要素を配置する段階に関連し得る。上記第１及び第２縁部区域の間の区域であって、ガス流の進路変更及び新鮮なガス流の供給が行われるという区域は、実質的に同一であるか隣接した区域であり得ることを銘記されたい。同様に、それらは概略的に、ガス流案内要素の位置に対応し得る。
【００６２】
以下においては、本発明の幾つかの実施例が添付図面を参照して論じられる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】３次元ワークピースを作製する装置の概略図である。
【図２】構築領域に対向して配置されたガス流案内要素を含む図１の装置の更に詳細な表現を示す図である。
【図３】図１の装置のガス流案内要素の詳細図である。
【図４】更なる実施例に係るガス流案内要素の詳細図である。
【図５】更なる実施例に係る装置において使用されるべき複数のガス流案内要素の配置を示す図である。
【図６ａ−６ｂ】複数のガス流案内要素を構築領域に対して平行に移動させる例をそれぞれ示す図である。
【図７ａ−７ｂ】複数のガス流案内要素を構築領域から離間させて揚動する例をそれぞれ示す図である。
【図８】更なる実施例に係る装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
以下においては、本発明に係る方法を実施する本発明に係る装置の種々の実施例が論じられる。各実施例に亙り、同一の参照符号は同一又は等価的な特定構造に対して使用され得る。
【００６５】
図１は、選択的レーザ溶融により３次元ワークピースを作製する装置１０を示している。装置１０は、プロセス・チャンバ１２を備える。プロセス・チャンバ１２内に配設された粉末適用装置１４は、素材粉末をキャリヤ１６上へと適用する役割を果たす。図１における矢印Ａにより表される如く、上記キャリヤは、ワークピースがキャリヤ１６上の素材粉末から複数の層にて構築されるときにワークピースの造形高さが増大するにつれて、キャリヤ１６が垂直方向において下方に移動され得るように、キャリヤ１６が垂直方向に変位可能であるべく設計される。キャリヤ１６は、照射システム２０に臨むそれの上側表面にて、ワークピースが自身上で構築され得る構築領域１７を画成する。構築領域１７上にて、素材粉末は粉末適用装置１４により展開される。
【００６６】
照射システム２０は、キャリヤ１６上に適用された素材粉末上へとレーザ放射線を選択的に照射すべく構成される。キャリヤ１６上に適用された素材粉末は、照射システム２０により、作製されるべきワークピースの所望の幾何学形状に依存して、部位選択的な様式でレーザ放射線に対して委ねられる。照射システム２０は複数の照射ユニット２２を備え、各照射ユニット２２は、キャリヤ１６に対して平行に延在する照射平面２８内に画成された一つの照射領域に対して組み合わされる。各照射領域ならびに照射平面２８は仮想的な領域を表すことは理解され、その場合に照射平面２８は、照射される寸前である最上の素材粉末層を更に含んでいる。
【００６７】
各照射ユニット２２は、夫々に割当てられた照射領域上へと適用された素材粉末上へと（たとえばレーザ・ビームなどの）電磁又は粒子放射線ビーム２４を選択的に照射すべく構成される。図３に関して以下で論じられる如く、装置１０は、各々が格子パターンで配置されると共に（たとえば合計で６つの照射領域である）個別的な照射領域に対して割当てられた６台の照射ユニット２２を備える。各照射ユニット２２は、夫々に割当てられた照射領域内へと延在する素材粉末を選択的に照射する。
【００６８】
各照射ユニット２２は、レーザ・ビーム源を備え得る。但し、複数の照射ユニット２２が単一のレーザ・ビーム源と組み合わされることも想起可能であり、その場合、単一の放射線ビーム源により提供される放射線ビームは、放射線ビーム源により提供される放射線ビームを、対応する照射ユニット２２に対して導向するために、たとえば、ビームスプリッタ及び／又はミラーの如き適切な手段により、必要に応じて分割及び／又は偏向され得る。一台のみの照射ユニット２２又は複数台の照射ユニット２２に対して組み合わされたレーザ・ビーム源は、たとえば、約１０７０〜１０８０ｎｍの波長にてレーザ光を発するダイオード励起イッテルビウム・ファイバ・レーザを備え得る。
【００６９】
更に、各照射ユニット２２は、放射線ビーム源により発せられて照射ユニット２２に対して供給された放射線ビーム２４を案内及び／又は処理する光学ユニットを備え得る。光学ユニットは、放射線ビームを拡開するビーム・エキスパンダ、スキャナ、及び、対物レンズを備え得る。代替的に、上記光学ユニットは、焦点合わせ用の光学機器とスキャナ・ユニットとを含むビーム・エキスパンダを備え得る。上記スキャナ・ユニットにより、照射平面２８内（すなわち、ビーム経路に直交する平面内）における放射線ビーム２４の焦点の位置が変更かつ適合化され得る。上記スキャナ・ユニットは、ガルバノメータ・スキャナの形態で設計され得ると共に、上記対物レンズはｆθ対物レンズであり得る。照射システム２０の動作は、制御ユニット２６により制御される。
【００７０】
制御ユニット２６により、各照射ユニット２２は、照射ユニット２２により発せられた放射線ビーム２４が、夫々に割当てられた照射領域内で適用された素材粉末上へと、部位選択的な様式で、且つ、照射ユニット２２に対して組み合わされない他の照射領域の照射とは関わり無く照射される如く、制御される。換言すると、キャリヤ１６上で（及び／又は照射平面２８内で）画成された各照射領域は、所望の照射パターンを用いて個別的かつ独立的に照射される。故に、大寸の３次元ワークピースは、上記複数の照射領域を同時に照射することにより、比較的に短時間内に合理的なコストにて、付加的な積層造形プロセスにおいてキャリヤ１６上に構築され得る。
【００７１】
プロセス・チャンバ１２は、周囲雰囲気に対し、すなわち、プロセス・チャンバ１２を囲繞する環境に対してシール可能である。以下の各図から明らかとなる如く、プロセス・チャンバ１２に対しては、ガス供給機構により新鮮なガスが供給される。上記プロセス・チャンバに対して供給される新鮮なガスは、たとえば、アルゴン、窒素などの如き不活性ガスであり得る。但し、プロセス・チャンバ１２に対して空気を供給することも想起可能である。新鮮なガスは、プロセス・チャンバ１２に対し、たとえば、（図中には示されない）ポンプ又はブロワの如き適切な搬送装置により供給される。
【００７２】
更に、粒子不純物を含むガスは、以下で論じられるガス供給機構ならびにガス流案内要素の助力により、プロセス・チャンバ１２から排出される。キャリヤ１６上に適用された素材粉末が電磁又は粒子放射線により選択的に照射される間、ガス供給機構によりプロセス・チャンバ１２に対して供給される新鮮なガスは、プロセス・チャンバ１２を通り流れるときに、たとえば、素材粉末粒子又は溶着煙粒子の如き粒子不純物が次第に装荷され、且つ、最終的には（「使用済みガス」とも称される）粒子不純物を含むガスとして、プロセス・チャンバ１２を退出する。故に、キャリヤ１６上の素材粉末を電磁又は粒子放射線により照射するときにプロセス・チャンバ１２内で生成される粒子不純物は、プロセス・チャンバ１２を通り案内されるガス流によりプロセス・チャンバ１２から放逐される。粒子不純物を含むガスは、たとえば、（図中には示されない）ポンプ又はブロワの如き適切な搬送装置により、プロセス・チャンバ１２から排出される。プロセス・チャンバ１２から排出されて粒子不純物を含むガスは、（図中には示されない）フィルタを通して導向され得ると共に、フィルタを通過した後、上記ガス供給機構を介してプロセス・チャンバ１２内へと再循環され得る。
【００７３】
このことは、図２から更に明らかとなる。図１に係る装置１０の更に詳細な図示内容を含む図においては、プロセス・チャンバ１２が再び視認され得る。同様に、２台の照射ユニット２２を含む照射システム２０が示される。各照射ユニット２２は、構築領域１７に臨む。更に詳細には、各照射ユニット２２は、各照射ユニット２２と構築領域１７との間における可能的なビーム経路を含む円錐状の照射空間２４を画成することが示される。各ビーム経路は、各照射ユニット２２のスキャナの如き光学ユニットにより、概略的に公知様式で設定かつ変化され得る。更に、各照射ユニット２２は、構築領域１７の個々の照射領域３０ａ、３０ｂに対して割当てられる（すなわち、上記照射領域３０ａ、３０ｂは、全体的な照射平面２８の所定部分を画成する）ことが明らかとなる。図２においては、２つの照射ユニット２２及び照射領域３０ａ、３０ｂのみが示されることを銘記されたい。更なる照射ユニット２２及び照射領域３０ａ、３０ｂは、描かれたものの背後に配置されることから、図２においては視認可能でない。
【００７４】
図２は、隣接する２つの照射領域３０ａ、３０ｂ間の重なり合い領域３４を示す３２と表された拡大図３２も含んでいる。
【００７５】
重なり合い領域３４と対向してそれに臨む位置においては、ガス流案内要素３６が配置される。以下で論じられる図３から明らかな如く、ガス流案内要素３６は、構築領域１７に直交して延在する平面内に延在する概略的に平面的な部材として設計される。同様に、ガス流案内要素３６の下側面は構築領域１７から僅かに離間されることから、それらの間には垂直間隙３８が残存する。ガス流案内要素３６はまた、構築領域１７の中央区域に対向して位置決めされることから、以下で論じられる如く、それの第１及び第２縁部区域４４、４６から等しく離間されることを銘記されたい。更に、ガス流案内要素３６は、各照射ユニット２２の照射空間２４内へと延在しない様に形状化される。すなわち、ガス流案内要素３６は、各照射ユニット２２により発せられた一切の放射線と干渉しないことから、照射領域３０ａ、３０ｂは完全に照射され得る。
【００７６】
図２からは、先に論じられたプロセス・チャンバ１２を通るガス流が更に明らかとなる。詳細には、両方ともに詳細には示されない装置１０のガス供給機構に属する、プロセス・チャンバ１２に対するガス取入口４０、及び、プロセス・チャンバ１２からのガス吐出口４２が示される。ガス取入口４０及びガス吐出口４２は、構築領域１７の両側の縁部区域４４、４６間に配置される。更に厳密には、図３に示された如く、ガス取入口４０は構築領域１７の第１縁部区域４４に配置されるが、ガス吐出口４２は構築領域１７の逆側の第２縁部区域４６に配置される。構築領域１７は矩形の形状を有することから、第１及び第２縁部区域４４、４６は上記矩形状の対辺を構成することを銘記されたい。
【００７７】
図２に戻ると、ガス取入口４０は、両方の縁部区域４４、４６間に延在する軸心Ａに沿って導向されるガス流４８を提供することが理解され得る。上記軸心Ａはまた、以下において「ガス流軸心」とも称される。詳細には、第１縁部区域４４にてプロセス・チャンバ１２に進入するガス流４８は、新鮮なガスである。それは次に、先に論じられた粒子不純物を捕捉しながら、構築領域１７を横断してガス吐出口４２に向けて流れる。故に、それは、描かれないガス供給機構のガス回路内で概略的に公知の様式で（たとえば、フィルタ・ユニットにより）再利用される使用済みガスとして、ガス吐出口４２を介してプロセス・チャンバ１２を離脱する。
【００７８】
但し、図２に示された如く、ガス流４８の一定の部分は、ガス流案内要素３６により構築領域１７から離間して進路変更される。詳細には、ガス流４８の上記部分（図２における右側の上側の矢印４８を参照）は、構築領域１７に接近するガス流案内要素３６の下側面において開口を備えるガス進路変更部分５０に進入する。それに続き、ガス流４８の進入部分はガス流案内要素３６内の中央壁部５２に衝当することにより、ガス流案内要素３６の第１チャネル部分５３を通して垂直上方に、その後に構築領域１７から離間して進路変更される。図２において対応する上側の矢印により表される如く、ガス流４８の進路変更された部分は次に、ガス流案内要素３６から離間して、描かれないガス供給機構のガス回路内へと案内される。
【００７９】
ガス流案内要素３６の配置構成の故に、ガス流４８の進路変更部分は、ガス取入口４０に近い照射領域３０ｂを既に通過していることから、一定の粒子不純物を既に捕捉していることを銘記されたい。故に、隣接する照射領域３０ａに到達するに先立ち、ガス流４８の一部は、ガス流案内要素３６により意図的に構築領域１７から離間して進路変更されることで、隣接する構築領域３０ａ内へと持ち越される不純物の量を制限する。他方、ガス流４８の別の部分は、垂直間隙３８を通りガス吐出口４２へと直接的に流れることにより、ガス流案内要素３６により進路変更されない。
【００８０】
実際、ガス流案内要素３６は、新鮮なガス流５４を提供さえする。更に厳密には、ガス進路変更部分５０から離間した方に臨み、代わりに、ガス吐出口４２に臨む側にて、ガス流案内要素３６はガス供給部分５６を備える。図２における夫々の矢印により示された如く、新鮮なガス流５４は、不図示のガス回路から、ガス流案内要素３６の第２チャネル部分５５内へと供給される。第２チャネル部分５５は、第１チャネル部分５３に対して平行に延伸するが、この部分から中央壁部５２により分離される。従って、新鮮なガス流５４はプロセス・チャンバ１２に対してガス供給部分５６を通り進入し、この部分は更に、新鮮なガス流５４を構築領域１７に接して沿うように導向すべく形状化される。詳細には、新鮮なガス流５４は、ガス流４８と同一方向に延伸することから、構築領域１７を横断してガス吐出口４２に向かって流れることが理解され得る。再び、ガス流案内要素３６の位置の故に、このことは、ガス吐出口４２に近い照射領域３０ａに対しては、垂直間隙３８を通り流れるガス流４８に加え、所定体積の新鮮なガス流５４が供給されることを意味する。
【００８１】
示された例において、装置１０の動作は、いずれもがガス流案内要素３６により、構築領域１７から離間して進路変更されるガスの体積、及び、構築領域１７に対して供給される新鮮なガス流５４の体積は、相互に略々均衡する様に制御される。
【００８２】
故に全体的に、ガス流供給要素３６は、照射領域３０ａ、３０ｂの一方を各々が含むべく画成された所定の区間毎にガス流４８が少なくとも部分的に新鮮化されることを確実とする。この様にして、各照射領域３０ａ、３０ｂに対しては、作製プロセス及び結果的なワークピースの全体的な品質を高める少なくとも一定割合の新鮮なガスが供給されることが確実とされる。示された例において、ガス取入口４０に近い照射領域３０ｂに対してはガス取入口４０から直接的に新鮮なガスが供給されるが、ガス吐出口４２に近い照射領域３０ａに対しては、ガス流案内要素３６のガス供給部分５６から新鮮なガスが供給される。
【００８３】
図３を参照し、図１及び図２に係る装置１０の構成が更に論じられる。図３は、プロセス・チャンバ１２の一部の斜視図を示している。この図においては、各照射ユニット２２の配置構成が更に明らかとなる。詳細には、各照射ユニット２２は、３×２の格子もしくは行列パターン（すなわち、各行が２台である３行の照射ユニット２２）で配置されることが理解され得る。従って、各行がガス流軸心Ａに沿い延在するという、各行が２台である３行の照射ユニット２２が配備される。他方、各列がガス流案内要素３６の各側に配置されるという、各列が３台である２列の照射ユニット２２が配備される。すなわち、ガス流軸心Ａに沿って見たとき、第１列の３台の照射ユニット２２は、ガス流案内要素３６とガス取入口４０との間に位置され、且つ、第２列の３台の照射ユニット２２は、ガス流案内要素３６とガス吐出口４２との間にて、逆側に配置される。上記に説明された如く、各照射ユニット２２は個々の照射領域に対して割当てられ、図３における最前の各照射ユニット２２は、図２の照射領域３０ａ、３０ｂに対して割当てられる。各照射領域は全て、等しくサイズ設定され且つ矩形に形状化され、格子パターンの照射ユニット２２の各行は、案内要素３６の下方で重なり合う２つの隣接する照射領域を画成する。これは、図２において重なり合い３４を形成する隣接照射領域３０ａ、３０ｂに対応する。故に、照射領域３０ａ、３０ｂ、ならびに、照射ユニット２２の格子パターンの各単一行に対する（不図示の）更なる各照射領域は、ガス流軸心Ａに沿い相次いで配置されることも明らかである。
【００８４】
故に、要約すると、格子パターンの各行に対し、ガス流案内要素３６は、ガス流軸心Ａに沿って見たとき、２つの隣接照射領域間に配置され、更に厳密には、格子パターンの各行に対する２つの隣接照射領域間の重なり合い領域に対向して配置される。
【００８５】
他方、ガス流案内要素３６は、構築領域１７を完全に横断して張り亙る。詳細には、装置１０に対する標準的な座標系が示され、Ｚ軸は所謂る構築軸心に対応し、且つ、Ｘ軸及びＹ軸は、照射平面２８ならびに構築領域１７に平行に延在する平面を画成する。故に、ガス流案内要素３６は、Ｙ軸及びＺ軸により画成される平面内に延在し、且つ、Ｙ軸に沿って見たときに構築領域１７を横断して張り亙るべく配置されることが理解され得る。別様に表現すると、ガス流案内要素３６は、構築領域１７の２つの対向する縁部区域間に延在し、それらは、ガスの取入口及び吐出口４０、４２が配置される第１及び第２縁部区域４４、４６とは異なっている。此処でも、これらの縁部区域は、矩形に形状化された構築領域１７の対辺に対応する。
【００８６】
ガス流案内要素３６のこの配置により、ガス流４８の如何なる部分も、ガス流案内要素３６と（すなわち、それにより進路変更されることにより、又は、それの下方を通過することにより）相互作用すること無しにガス取入口４０からガス吐出口４２まで流れることはできない。特に、Ｙ軸に沿って見たとき、ガス流４８は少なくとも部分的に、軸心に沿う各位置にて、構築領域１７から離間して進路変更される。同様に、ガス流案内要素３６とガス吐出口４２との間における構築領域１７の全ての区域に対しては、ガス流案内要素３６から新鮮なガス流５４が供給される。従って、照射ユニット２２の格子パターンの各行に対し、夫々に隣接する照射領域に対しては、各々、図２に関して上記に説明された一定割合の新鮮なガスが供給される。
【００８７】
図３においては、粉末適用装置１４が相当に詳細に示される。概略的に公知の様式で、適用装置１４は、新たな素材粉末層を展開するときに、図３のＹ軸に平行に延在する軸心Ｐに沿い、構築領域１７を横断して移動する。示された例において概略的に静止的であるガス流案内要素３６と干渉しないために、粉末適用装置１４は、その様にしなければガス流案内要素３６と干渉する区域において、受容区画６０を備える。詳細には、粉末適用装置１４は、ガス流案内要素３６が延在する平面と交錯する。上記交錯の区域においては、ガス流案内要素３６の下側部分を受容するために、粉末適用装置１４には切欠きが形成される。上記切欠きは、粉末適用装置１４の受容区画６０を形成する。
【００８８】
図３において、粉末適用装置１４は構築領域１７の外側である非作動位置において示され、其処からそれは、新たな最上の素材粉末層を展開し乍ら、構築領域１７の逆側まで移動し得る。上記で説明された如く、ガス流案内要素３６は、構築領域１７を横断して、且つ、粉末適用装置１４がその非作動状態を取るときにそれが配置される区域内までも僅かに、張り亙る。故に、ガス流案内要素３６は、粉末適用装置１４の上記非作動状態においてさえも、受容区画６０内へと延在し、又は、換言すると、それと係合する。但し、このことは、概略的に、本実施例又は本開示内容の必須の見地ではない。
【００８９】
図３から更に明らかとなる如く、ガス流案内要素３６及び粉末適用装置１４は、粉末適用装置１４もまた、如何なる位置においてもガス流案内要素３６と干渉せずに軸心Ｐに沿い構築領域１７の両側の縁部区域間で移動する如き様式で、相互に配置される。
【００９０】
全体的に、受容区画６０の配備により、ガス流案内要素３６は、構築領域１７に対して可及的に接近して位置され得ると共に、粉末適用装置１４が通常的に動作することを依然として許容し乍ら、上記位置に静止的に留まりさえし得る。
【００９１】
図４においては、ガス流案内要素３６の設計態様は別として、先の各図の実施例と概略的に同様である装置１０の更なる実施例が示される。更に厳密には、ガス流案内要素３６は、規則的な格子パターンで配置された多数の孔（又は開口）を備えた有孔部分６２を有する。これらの孔は、ガス流４８がアクセス開口を通りガス流案内要素３６に進入して中央壁部５２に衝当し得るというアクセス開口を画成する。これにより、それは、構築領域１７から離間して第１チャネル部分５３内へと進路変更され得る。ガス吐出口４２に臨むガス流案内要素３６の側にては、（図４においては視認可能でない）同様の格子パターンの開口を備える同様の有孔部分６２が配備される。第２チャネル部分５５を通過する所定割合の新鮮なガス流５４は、更なる有孔部分６２を通過してガス流案内要素３６から流出し得る。有孔部分６２を通過する新鮮なガス流５４のこの部分は、ガス吐出口４２内へと吸引される。このことは、図４においてガス吐出口４２に向かい指向された対角的矢印により表される。
【００９２】
全体的に、この実施例は、図１の垂直間隙３８又はガス流進路変更部分５０のいずれをも迂回する確定的な可能性を提供することにより、ガス流４８がガス流案内要素３６に到達するときに乱流を減少することを助力し得る。同様に、ガス吐出口４２に臨むガス流案内要素３６の側面上における有孔部分６２は、ガス供給部分５６を迂回する可能性を提供する。このことは、新鮮なガス流５４における乱流を制限することを助力し得る。
【００９３】
図５乃至図７は、ガス流案内要素３６の個数及び／又は可能的移動は別として先の各図のものと概略的に同様である装置１０の更なる実施例を示している。たとえば、図５においては、３つのガス流案内要素３６が配備される。これらは、相互に対して平行に延在すると共に、ガス流軸心Ａに沿い相互から離間される。更に、照射システム２０は、３×４の格子パターンの照射ユニット２２（すなわち、各行がガス流軸心Ａに沿い延在し乍ら、各行が４台である３行の照射ユニット２２）を備えることが理解され得る。各照射ユニット２２は構築領域１７の上方の十字形として表されるが、これらの十字形のすべてが夫々の参照符号を備えてはいない。
【００９４】
各照射ユニット２２は再び、（不図示の）矩形状の個別的な照射領域に対して割当てられる。故に、照射ユニット２２の各行に対しては、ガス流軸心Ａに沿い相次いで配置された４つの照射領域であって、夫々に隣接する２つの照射領域は僅かに相互に重なり合う（図２及び重なり合い３４を参照）という４つの照射領域が画成される。従って、各ガス流案内要素３６は再び、ガス流軸心Ａに沿って見たとき、比喩的に述べれば、照射ユニット２２の各行の隣接する２つの照射領域が夫々のガス流案内要素３６により分離される如き様式で、配置される。更に厳密には、各ガス流案内要素３６は、斯かる隣接照射領域同士の間における重なり合い部分に対向して配置されることから、ガス流４８は、少なくとも部分的に構築領域１７から離間して進路変更されることなく各照射領域間を直接的には通過し得ない。同様に、各ガス流案内要素３６は、図２及び図３に関して上記で論じられた如く、これらの隣接照射領域の内の一つに対して新鮮なガス流５４を供給する。
【００９５】
要約すると、図５は、各ガス流案内要素３６により規定される所定の区間毎に、構築領域１７を横断するガス流４８を新鮮化する概念を強調している。同様に、各ガス流案内要素３６は、複数台の照射ユニット２２に対する各照射領域に対し、ガス流４８は少なくとも所定割合の新鮮なガスを含む如き様式で配置され得ることが再び明らかとなる。
【００９６】
完全さのために、図５の粉末適用装置１４は、各々が図３の実施例と同様に設計された３つの受容区画６０を備えることも銘記すべきである。従って、各受容区画６０は、各ガス流案内要素３６のいずれとも干渉せずに軸心Ｐに沿い構築領域１７を横断する粉末適用装置１４の移動を許容すべく位置決めかつ形状化される。
【００９７】
図６ａ、図６ｂ及び図７ａ、図７ｂは、３つのガス流案内要素３６が構築領域１７に対して移動可能であることは別として、図５の実施例と同様である装置１０の更なる実施例を示している。たとえば、図６ａ、図６ｂにおいて、ガス流案内要素３６は各々、Ｘ軸に沿い移動可能である。その様にするために、粉末適用装置１４の駆動ユニットと同様の標準的な駆動ユニットが配備され得る。図６ａにおいて、各ガス流案内要素３６は、図５のものに対応するそれらの作動位置からの離間移動を既に開始している。従って、それらは、プロセス・チャンバ１２内において、ガス流案内要素３６が少なくとも一時的に構築領域１７から外れて格納もしくは待機される格納区域７０に向かいＸ軸に沿う移動を開始している。換言すると、格納区域７０は、構築領域１７から離間した位置であって、各ガス流案内要素３６がいずれの照射領域に対しても対向して配置されないという位置までの各ガス流案内要素３６の移動を許容する。この状態は、図６ｂに示される。従って、構築領域１７には完全に障害物が無いことから、粉末適用装置１４は、新たな最上の素材粉末層を展開するために構築領域１７を横断して移動し得る（図６ｂを参照）。このことは、粉末適用装置１４は選択的に、図５のいずれの受容区画６０なしでも設計され得ることを意味する、と言うのも、ガス流案内要素３６との干渉はあり得ないからである。
【００９８】
故に、装置１０を作動させるとき、コントローラは、新たな最上の素材粉末層が展開されるべき必要性と、粉末適用装置１４がその故に作動されるべきこととを検出し得る。従って、各ガス流案内要素３６は、構築領域１７に対向するそれらの位置から、構築領域１７から離間した格納区域７０におけるそれらの位置まで移動する（図６ｂを参照）。粉末適用装置１４が新たな素材粉末層の展開を完了した後、各ガス流案内要素３６は、構築領域１７の上方における、図５の位置に対応するそれらの元の位置へと戻し移動される。
【００９９】
図７ａ、図７ｂは、粉末適用装置１４の動作に従い各ガス流案内要素３６を選択的に移動させる代替策を示している。この場合、各ガス流案内要素３６は、選択的に構築領域１７から離間して揚動されることで、それらの下方を、粉末適用装置１４が、新たな最上の素材粉末層を展開し乍ら通過することを許容し得る。換言すると、各ガス流案内要素３６は、構築領域１７に対して直交して延在するＺ軸に沿って上下に移動され得る。これによれば、再び、粉末適用装置１４が専用の受容区画６０を備えて構成されることが不要とされる。同様に、図７ａの状態にて、各粉末適用装置３６は、最上の素材粉末層に接触さえすべく、構築領域１７に対して非常に接近して配置され得る。この様にして、図１の垂直間隙３８は、相当に減少され、又は、ゼロまでも減少され得ることから、ガス流軸心Ａに沿って見たとき、一つの隣接する照射領域から次の照射領域へと直接的に通過し得るガス流４８の割合は、更に少なく、又は、皆無とさえされ得る。
【０１００】
図５乃至図７において、ガス流案内要素３６の内の一つにより提供されると共に、隣り合うガス流案内要素３６に向けて導向される新鮮な各ガス流５４は、図１乃至図４のガス流４８と同様のガス流を表す、と言うのも、それは部分的に、夫々に隣り合うガス流案内要素３６により構築領域１７から離間して進路変更されるからであることを銘記されたい。
【０１０１】
最後に、図８は、概略的に図５の装置と同様に構成された装置１０の更なる実施例を示している。但し、そのことに加え、残りのガス流案内要素３６の全てと交錯すると共に、ガス流軸心Ａに沿って延在する中央ガス流案内要素３９が配備される。中央ガス流案内要素３９は、夫々の単一の照射領域同士を、それらの間におけるガス流の交換に関し、実質的に完全に相互から隔離すべく配置される。図８において更に示される如く、中央ガス流案内要素３９は、照射システム２０が、各行が３台である２行の照射ユニット２２を備える如き効果を提供し得る。従って、一台の照射ユニット２２に対して割当てられ且つそれに対して対向して配置された各照射領域には、（不図示の）ガス取入口４０及び／又は隣り合うガス流要素３６のいずれかから新鮮なガスが供給される。この見地を強調するために、図８には、照射システム２０の照射ユニット２２の各行に対して１本とされた２本のガス流軸心Ａが示される。
【０１０２】
同様に、図７ａ、図７ｂの実施例と同様に、各ガス流案内要素３６及び中央ガス流案内要素３９は、粉末適用装置１４と干渉しないために構築領域１７から離間して揚動され得る（図８における矢印を参照）。
【図１】
2020514557.tif 000003
【図２】
2020514557.tif 000004
【図３】
2020514557.tif 000005
【図４】
2020514557.tif 000006
【図５】
2020514557.tif 000007
【図６ａ−６ｂ】
2020514557.tif 000008
【図７ａ−７ｂ】
2020514557.tif 000009
【図８】
2020514557.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月30日(2020.1.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
上記ガス流案内要素の上記ガス供給部分は、同様に、上記ガス流案内要素が接続されるのと同一のガス回路であり得るガス回路を備え、又は、それに対して接続され得る。同様に、上記選択的なガス供給機構及び上記ガス流案内要素（又は、少なくともそのガス供給部分）は、一つの同一のガス回路を備え、又は、それに対して接続され得、その場合、上記ガス回路は上記装置全体により構成され得る。上記ガス供給部分は、新鮮なガスを上記構築領域に向けて導向する開口又はノズルを備え得る。詳細には、上記ガス供給部分は、上記構築領域の表面に対して少なくとも部分的に接する様式で新鮮なガスを供給すべく構成され得、すなわち、新鮮なガスは、上記構築領域に沿って流れるために上記ガス供給部分により上記構築領域に対して供給されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
上記ガス供給要素は、上記ガス流案内要素の少なくとも一部、ならびに、ガス進路変更部分の少なくとも一部を収容する主要部分を備え得る。主要部分は、一つのチャネル部分は上記ガス供給部分に向かうガス流を許容し、別のチャネル部分は上記ガス進路変更部分から（及び、上記構築領域から）ガス流が離間することを許容するという２つのチャネル部分を備え得る。これらのチャネル部分は、上記ガス流案内要素の共通の壁部分により（別様に表現すると、中央壁部により）分離され得る。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
上記ガス流案内要素（及び、特に、その主要部分）は、上記構築領域を横断して張り亙り得る。たとえば、上記ガス流案内要素は、上記構築領域の異なる端縁部分間、好適には、その対向する端縁部分間に延在し得る。これらの端縁部分は、上記ガス流がそれに沿って提供される上記軸心がそれらの間に延在するという上記第１及び第２の端縁部分とは異なり得る。別様に表現すると、上記ガス流案内要素は、上記構築領域に対して非平行、及び／又は、上記少なくとも一条のガス流に対して非平行である平面内に延在し得る。詳細には、上記平面は、上記構築領域及び／又は上記ガス流に対して直交して延在し得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
概略的に、上記ガス流案内要素の少なくともガス進路変更部分及び／又はガス供給部分は、上記構築領域の上方に、及び／又は、それと対向して配置され得る。更なる例に依れば、上記ガス流案内要素は上記構築領域の第１及び第２縁部区域間に配置されると共に、好適には、上記ガス流案内要素と上記構築領域の中央部分との間の距離は、上記ガス流案内要素と、上記第１及び第２縁部区域の少なくとも一方との間の距離と同一であるか、それよりも小さい。換言すると、上記ガス流案内要素は、上記第１及び第２縁部区域の少なくとも一方に対するよりも、上記構築領域の中央部分に対して接近して配置され得る。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７９】
ガス流案内要素３６の配置構成の故に、ガス流４８の進路変更部分は、ガス取入口４０に近い照射領域３０ｂを既に通過していることから、一定の粒子不純物を既に捕捉していることを銘記されたい。故に、隣接する照射領域３０ａに到達するに先立ち、ガス流４８の一部は、ガス流案内要素３６により意図的に構築領域１７から離間して進路変更されることで、隣接する照射領域３０ａ内へと持ち越される不純物の量を制限する。他方、ガス流４８の別の部分は、垂直間隙３８を通りガス吐出口４２へと直接的に流れることにより、ガス流案内要素３６により進路変更されない。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８２】
故に全体的に、ガス流案内要素３６は、照射領域３０ａ、３０ｂの一方を各々が含むべく画成された所定の区間毎にガス流４８が少なくとも部分的に新鮮化されることを確実とする。この様にして、各照射領域３０ａ、３０ｂに対しては、作製プロセス及び結果的なワークピースの全体的な品質を高める少なくとも一定割合の新鮮なガスが供給されることが確実とされる。示された例において、ガス取入口４０に近い照射領域３０ｂに対してはガス取入口４０から直接的に新鮮なガスが供給されるが、ガス吐出口４２に近い照射領域３０ａに対しては、ガス流案内要素３６のガス供給部分５６から新鮮なガスが供給される。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
全体的に、この実施例は、図２の垂直間隙３８又はガス流進路変更部分５０のいずれをも迂回する確定的な可能性を提供することにより、ガス流４８がガス流案内要素３６に到達するときに乱流を減少することを助力し得る。同様に、ガス吐出口４２に臨むガス流案内要素３６の側面上における有孔部分６２は、ガス供給部分５６を迂回する可能性を提供する。このことは、新鮮なガス流５４における乱流を制限することを助力し得る。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９９】
図７ａ、図７ｂは、粉末適用装置１４の動作に従い各ガス流案内要素３６を選択的に移動させる代替策を示している。この場合、各ガス流案内要素３６は、選択的に構築領域１７から離間して揚動されることで、それらの下方を、粉末適用装置１４が、新たな最上の素材粉末層を展開し乍ら通過することを許容し得る。換言すると、各ガス流案内要素３６は、構築領域１７に対して直交して延在するＺ軸に沿って上下に移動され得る。これによれば、再び、粉末適用装置１４が専用の受容区画６０を備えて構成されることが不要とされる。同様に、図７ａの状態にて、ガス流案内要素３６は、最上の素材粉末層に接触さえすべく、構築領域１７に対して非常に接近して配置され得る。この様にして、図１の垂直間隙３８は、相当に減少され、又は、ゼロまでも減少され得ることから、ガス流軸心Ａに沿って見たとき、一つの隣接する照射領域から次の照射領域へと直接的に通過し得るガス流４８の割合は、更に少なく、又は、皆無とさえされ得る。
【手続補正９】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
付加的積層プロセスを実施することにより３次元ワークピースを作製する装置（１０）であって、
該装置（１０）は、
素材粉末層を受容すべく構成された構築領域（１７）と、
該構築領域（１７）上に前記素材粉末層を展開すべく構成された粉末適用装置（１４）と、
前記構築領域（１７）上の前記素材粉末層を選択的に照射すべく構成された照射システム（２０）と、
を備え、
前記装置（１０）は、前記構築領域（１７）の第１縁部区域（４４）から該構築領域（１７）の第２縁部区域（４６）に向けて延在する軸心（Ａ）に沿って導向される少なくとも一条のガス流（４８）を提供すべく構成され、
前記装置（１０）は、前記ガス流（４８）が前記第２縁部区域（４６）に到達する前に前記ガス流（４８）の少なくとも一部を前記構築領域（１７）から離間して進路変更させるべく構成された少なくとも一つのガス流案内要素（３６）を備え、
該ガス流案内要素（３６）が、前記構築領域（１７）を横断する前記ガス流（４８）の途中にてそれの少なくとも一部を除去及び／又は排出すべく構成される如く、前記ガス流案内要素（３６）は、前記ガス流を前記構築領域（１７）から離間して進路変更させるために前記ガスを受容すべく構成されたガス進路変更部分（５０）を備え、
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に沿い新鮮なガス流（５４）を供給すべく構成されたガス供給部分（５６）を備える、装置（１０）。
【請求項２】
前記新鮮なガス流（５４）は実質的に、前記構築領域（１７）から離間して前記ガス流（４８）が部分的に進路変更される前におけるそれと同一の方向に導向される、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）の前記第１及び第２縁部区域（４４、４６）間に配置され、好適には、前記ガス流案内要素（３６）と前記構築領域（１７）の中央部分との間の距離は、前記ガス流案内要素（３６）と前記第１及び第２縁部区域（４４、４６）の少なくとも一方との間の距離と同一であり、又は、それよりも小さい、請求項１又は２に記載の装置（１０）。
【請求項４】
前記照射システム（２０）は、各々が前記構築領域（１７）の個々の照射領域（３０ａ、３０ｂ）に対して割当てられて前記照射領域（３０ａ、３０ｂ）内に延在する前記素材粉末層の部分を選択的に照射する少なくとも２台の照射ユニット（２２）を備え、
前記ガス流案内要素（３６）は前記照射領域（３０ａ、３０ｂ）同士の間に配置され、又は、前記ガス流案内要素（３６）は前記照射領域（３０ａ、３０ｂ）同士が重なり合う区域に接近して又はそれに対向して配置される、請求項１〜３の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項５】
前記照射領域（３０ａ、３０ｂ）は、前記第１縁部区域（４４）から前記第２縁部区域（４６）に向かい延在するガス流軸心（Ａ）に沿い、選択的な部分的重なり合い（３４）を以て相次いで配置される、請求項４に記載の装置（１０）。
【請求項６】
前記照射システム（２０）は、複数の照射領域（３０ａ、３０ｂ）が、前記ガス流軸心（Ａ）に沿い、隣接する照射領域（３０ａ、３０ｂ）間の選択的な部分的重なり合いを以て、相次いで配置されるように規定された照射領域（３０ａ、３０ｂ）に対して割当てられた少なくとも一台の更なる照射ユニット（２２）を備え、
隣接する２つの照射領域（３０ａ、３０ｂ）の各群に対しては、該隣接する２つの照射領域（３０ａ、３０ｂ）間に配置された少なくとも一つのガス流案内要素（３６）が配備され、又は、前記ガス流案内要素（３６）は、前記隣接する２つの照射領域（３０ａ、３０ｂ）が重なり合う区域に接近して又はそれに対向して配置される、請求項５に記載の装置（１０）。
【請求項７】
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に対向する区域から該構築領域（１７）に向けて延在し、且つ、選択的に、前記ガス流案内要素（３６）と前記構築領域（１７）との間の距離は１０ｃｍ未満である、請求項１〜６の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項８】
前記ガス流案内要素（３６）は、前記照射システム（２０）と前記構築領域（１７）との間における照射ビーム経路から外れて延在すべく構成される、請求項１〜７の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項９】
前記ガス流案内要素（３６）は、該ガス流案内要素（３６）内へと進路変更されたガス流により担持された粒子を収集すべく構成される、請求項１〜８の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
前記ガス流案内要素（３６）は、以下の内の一つのこと、
すなわち、
前記ガス流（４８）の少なくとも一部が、前記構築領域（１７）に接近したガス進路変更部分（５０）であって、前記構築領域（１７）から離間して該ガス流（４８）を進路変更すべくそれの一部を受容する開口を含むというガス進路変更部分（５０）から離間した位置にて前記ガス流案内要素（３６）内へと入り込むこと、又は、
前記新鮮なガス流（５４）の少なくとも一部が、好適には前記構築領域（１７）に接近して配置されたガス供給部分（５６）から離間した位置にて前記ガス流案内要素（３６）外へと出射すること、
を許容する少なくとも一つの開口、特に、有孔もしくは孔質部分（６２）を備える、請求項１〜９の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
前記ガス流案内要素（３６）及び前記構築領域（１７）は、以下の内の少なくとも一つのこと、
すなわち、
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に対して平行に該構築領域（１７）に対して移動可能であること、
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に対向する位置と該構築領域（１７）から離間した位置との間において、該構築領域（１７）に対して移動可能であること、
前記ガス流案内要素（３６）は、前記構築領域（１７）に対して所定角度にて延在する軸心（Ｚ）に沿い前記構築領域（１７）に対して移動可能であること、
該構築領域（１７）は、前記ガス流案内要素（３６）に対して平行に該ガス流案内要素（３６）に対して移動可能であること、
前記構築領域（１７）は、前記ガス流案内要素（３６）に対向する位置と該ガス流案内要素（３６）から離間した位置との間において、該ガス流案内要素（３６）に対して移動可能であること、及び
前記構築領域（１７）は、前記構築領域（１７）に対して所定角度で延在する軸心（Ｚ）に前記ガス流案内要素（３６）に対して移動可能であること、
に従って相互に対して移動可能である、請求項１〜１０の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
前記ガス流案内要素（３６）は、前記粉末適用装置（１４）の動作に従い、前記構築領域（１７）に対して移動可能である、請求項１１に記載の装置（１０）。
【請求項１３】
前記装置（１０）は、前記粉末適用装置（１４）が素材粉末の更なる層を前記構築領域（１７）上に展開する前又は後に、前記構築領域（１７）に対して前記ガス流案内要素（３６）を移動させるべく構成される、請求項１１又は１２に記載の装置（１０）。
【請求項１４】
更なる素材粉末層を展開するために、前記粉末適用装置（１４）は前記構築領域（１７）を横断して移動可能であり、
前記粉末適用装置（１４）は、前記構築領域（１７）を横断して移動する間に前記ガス流案内要素（３６）の一部を少なくとも一時的に受容する受容区画（６０）を備える、請求項１〜１３の何れか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１５】
付加的積層プロセスを実施することにより、特に、請求項１〜１４の何れか一項に記載の装置（１０）により３次元ワークピースを作製する方法であって、
該方法は、以下の工程、
すなわち、
素材粉末層を構築領域（１７）上に展開する工程と、
前記構築領域（１７）の第１縁部区域（４４）から前記構築領域（１７）の第２縁部区域（４６）に向けて少なくとも一条のガス流（４８）を供給する工程と、
前記ガス流（４８）が前記第２縁部区域（４６）に到達する前に、前記ガス流（４８）の少なくとも一部を前記構築領域（１７）から離間して進路変更させる工程と、
前記構築領域（１７）に沿い新鮮なガス流（５４）を供給する工程と、
を備え、
前記ガス流（４８）を進路変更させる工程、及び前記新鮮なガス流（５４）を供給する工程を、前記第１及び第２縁部区域（４４、４６）の間の区域で実施する、方法。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2020514557.tif 000011
【国際調査報告】
2020514557.tif 000012
2020514557.tif 000013
2020514557.tif 000014