(57)【要約】  三次元プリントシステムは、構築モジュール（１８）、粉末貯蔵モジュール（２０）、粉末搬送管（２２）、垂直粉末搬送モジュール（２４）、および粉末積層装置（２６、２８）を備える。構築モジュールは、側面を有する。粉末貯蔵モジュールは、少なくとも部分的に構築モジュールの下に配置される。粉末貯蔵モジュールは、側面を有し、粉末を保持するための内容積を定める。粉末搬送管は、粉末貯蔵モジュールの側面から横方向にオフセットされた横位置に粉末を搬送する。垂直粉末搬送モジュールは、構築モジュールおよび粉末貯蔵モジュールの側面から横方向にオフセットされ、横位置から粉末を受け取るための下端（４２）および横方向に伸長する粉末出口（３４）を有する上端（４４）を含む。粉末積層装置は、横方向に伸長する粉末出口から粉末を受け取る。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
層ごとの態様で製造対象の三次元物体を作製するためのシステムであって、
側面を有し、前記製造対象の三次元物体の作製中に粉末の層を受け取るための垂直方向に移動可能な構築プラットフォームを備える、構築モジュール；
少なくとも部分的に前記構築モジュールの下に配置され、側面を有し、粉末を保持するための内容積を定める、粉末貯蔵モジュール；
前記粉末貯蔵モジュールの前記側面から横方向にオフセットされた横位置に前記粉末を搬送する、粉末搬送管；
前記構築モジュールおよび前記粉末貯蔵モジュールの前記側面から横方向にオフセットされ、前記横位置から粉末を受け取るための下端および横方向に伸長する粉末出口を有する上端を備える、垂直粉末搬送モジュール；
前記横方向に伸長する粉末出口から粉末を受け取り、前記構築プラットフォーム上に粉末の層を形成するよう構成される、粉末積層装置、
を備える、システム。
【請求項２】
前記構築モジュールが、前記垂直方向に移動可能な構築プラットフォームを含む中央構築チャンバ、および、前記構築チャンバと前記構築モジュールの前記側面との間のオーバーフローチャンバの部分を備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記粉末貯蔵モジュールが、前記構築モジュールの直下に配置されることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記粉末貯蔵モジュールの前記内容積が、粉末出口に向かって下方に傾斜する部分を備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記粉末搬送管が、前記粉末出口弁から前記横位置に向かって下方かつ横方向に傾斜するシュートであることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記粉末搬送管が、前記粉末貯蔵モジュールの内容積の拡張部分を含むことを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記粉末搬送管が、実質的に水平方向であり、前記粉末を前記横位置に搬送するための内部回転ヘリカルスクリューを備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記垂直粉末搬送モジュールが、内部ヘリカルスクリューを有する垂直管であり、前記内部スクリューの回転によって前記粉末が前記管を通って上昇することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記粉末積層装置が固定ホッパーおよび平行移動コーターを備え、前記横方向に伸長する粉末出口が粉末を前記固定ホッパー中に分配し、前記固定ホッパーが粉末を前記平行移動コーター中に分配することを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記構築モジュール、前記貯蔵モジュール、前記粉末搬送管、前記垂直粉末搬送モジュール、および前記粉末積層装置を含む真空チャンバをさらに備えることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
層ごとの態様で製造対象の三次元物体を作製するためのシステムであって、
前記製造対象の三次元物体の作製中に粉末の層を受け取るための垂直方向に移動可能な構築プラットフォームを備え、側面を有する構築モジュール；
少なくとも部分的に前記構築モジュールの下に配置され、側面を有し、粉末を保持するための内容積を定め、該内容積から粉末を受け取る粉末出口を備える、粉末貯蔵モジュール；
粉末タンク；
前記粉末貯蔵モジュールの下端から粉末を受け取り、該粉末を前記粉末タンクへ搬送するよう構成される、粉末搬送管；
前記構築モジュールおよび前記粉末貯蔵モジュールの前記側面から横方向にオフセットされ、前記粉末タンクから粉末を受け取るための下端および横方向に伸長する出口を有する上端を備える、垂直粉末搬送モジュール；
前記構築モジュールの上に配置される固定ホッパーであって、該ホッパーの上部が、前記垂直粉末搬送モジュールの前記横方向に伸長する出口から粉末を受け取り、前記ホッパーが、前記側面に近接する前記構築モジュールの上に配置される分配端まで下方に伸長する、固定ホッパー；および
前記構築プラットフォーム上に粉末の層を堆積するために前記構築モジュールに亘って横方向に移動し、前記固定ホッパーの前記分配端の下に位置することにより粉末を受け取る、粉末コーター、
を備える、システム。
【請求項１２】
前記粉末貯蔵モジュールの前記内容積が、粉末出口に向かって下方に傾斜することを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記粉末出口が、粉末出口弁を備えることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記粉末搬送管が、前記粉末出口から前記粉末タンクに向かって下方かつ横方向に傾斜する傾斜振動シュートであることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記粉末搬送管が、内部回転ヘリカルスクリューを含むことを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記粉末搬送管が、実質的に水平であることを特徴とする、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記垂直粉末搬送モジュールが、内部ヘリカルスクリューを有する垂直管であり、前記内部スクリューの回転によって前記粉末が前記管を通って上昇することを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記構築モジュール、前記貯蔵モジュール、前記傾斜する粉末搬送管、前記垂直粉末搬送モジュール、前記固定ホッパー、および前記粉末コーターを含む真空チャンバをさらに備えることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記構築モジュールが、前記垂直方向に移動可能な構築プラットフォームを含む中央構築チャンバ、および、前記構築チャンバと前記構築モジュールの前記側面との間のオーバーフローチャンバを備えることを特徴とする、請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記粉末コーターが、前記オーバーフローチャンバの上に停止し、前記ホッパーの前記分配端から粉末を受け取ることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
この非仮特許出願は、Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９（ｅ）の下でここに参照することによって援用される、２０１７年９月２８日出願のＪｏｎａｓ  Ｖａｎ  Ｖａｅｒｅｎｂｅｒｇｈ等による「ＨＩＧＨ  ＣＡＰＡＣＩＴＹ  ＡＰＰＡＲＡＴＵＳ  ＦＯＲ  ＬＡＹＥＲＥＤ  ＭＡＮＵＦＡＣＴＵＲＩＮＧ  ＦＲＯＭ  ＰＯＷＤＥＲＥＤ  ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ」と題された米国仮特許出願第６２／５６４，４９２号に対する優先権を主張する。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、粉末材料を用いた三次元（３Ｄ）物体のデジタル作製のための装置および方法に関する。より詳細には、本開示は、非常にコンパクトかつ大容量の粉末処理システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
三次元（３Ｄ）プリントシステムは、例えばプロトタイプおよび製造の目的で使用が急増している。３Ｄプリンタの１つのタイプは、層ごとのプロセスを利用して粉末材料から製造対象の三次元物体を形成する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このプロセスによる１つの課題は、大きい物体を作製するためのシステムを設計することである。これは特に、プリントシステムの特定の部分が真空中でまたは制御雰囲気（controlled atmosphere）を用いて作動されなければならない場合に問題である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の第１の態様において、層ごとの態様で製造対象の三次元物体を作製するための三次元プリントシステムは、構築モジュール、粉末貯蔵モジュール、粉末搬送管、垂直粉末搬送モジュール、および粉末積層装置を備える。構築モジュールは、側面を有し、製造対象の三次元物体の作製中に粉末の層を受け取るための垂直方向に移動可能な構築プラットフォームを含む。粉末貯蔵モジュールは、少なくとも部分的に構築モジュールの下に配置される。粉末貯蔵モジュールは、側面を有し、粉末を保持するための内容積を定める。粉末搬送管は、粉末貯蔵モジュールの側面から横方向にオフセットされた横位置に粉末を搬送する。垂直粉末搬送モジュールは、構築モジュールおよび粉末貯蔵モジュールの側面から横方向にオフセットされ、横位置から粉末を受け取るための下端および横方向に伸長する粉末出口を有する上端を含む。粉末積層装置は、横方向に伸長する粉末出口から粉末を受け取り、構築プラットフォーム上に粉末の層を形成するよう構成される。
【０００６】
１つの実装形態において、構築モジュールは、垂直方向に移動可能な構築プラットフォームを含む中央構築チャンバ、および、構築チャンバと構築モジュールの側面との間のオーバーフローチャンバを備える。オーバーフローチャンバは、中央構築チャンバの４つの辺すべての周りに伸長しうる。あるいは、オーバーフローチャンバは、２つ以上の別個のチャンバを備えうる。
【０００７】
別の実装形態において、粉末貯蔵モジュールは、粉末搬送モジュールに近接する下部を有する。粉末搬送モジュールは、水平であり、電動式回転ヘリカルスクリューを含む。粉末搬送モジュールは、粉末貯蔵モジュールの下部から粉末を受け取る。
【０００８】
さらに別の実装形態において、粉末貯蔵モジュールの内容積は、粉末出口に向かって下方にテーパ状の部分を含む。粉末搬送管は、粉末出口から横位置に下方かつ横方向に傾斜する振動シュートである。
【０００９】
さらなる実装形態において、粉末搬送管は、粉末貯蔵モジュールの内容積の拡張部分を含む。内容積の拡張部分は、垂直粉末搬送モジュールに接続される。
【００１０】
さらなる実装形態において、粉末タンクが、横位置に配置される。粉末搬送管は、粉末貯蔵モジュールの下部を粉末タンクに接続する。垂直搬送モジュールは、粉末タンクから上方に伸長する。
【００１１】
別の実装形態において、垂直粉末搬送モジュールは、内部ヘリカルスクリューを有する垂直管であり、内部スクリューの電動式回転によって粉末が管を通って上昇する。
【００１２】
さらに別の実装形態において、粉末積層装置は、固定ホッパーおよび平行移動ディスペンサを含み、横方向に伸長する粉末出口が粉末を固定ホッパー中に分配し、固定ホッパーが粉末を平行移動ディスペンサ中に分配する。平行移動ディスペンサは、２つの相反する方向のいずれかに移動しながら粉末の層を形成するよう構成される。
【００１３】
さらなる実装形態において、三次元プリントシステムは、構築モジュール、貯蔵モジュール、粉末搬送管、垂直粉末搬送モジュール、および粉末積層装置を含む真空チャンバを備える。三次元プリントシステムはまた、真空チャンバに窒素またはアルゴンのような非酸化性ガスを充填するガス処理システムを備える。
【００１４】
本開示の第２の態様において、層ごとの態様で製造対象の三次元物体を作製するためのシステムは、構築モジュール、粉末貯蔵モジュール、粉末搬送管、粉末タンク、垂直粉末搬送モジュール、固定ホッパー（レールに設置されるが動作中は固定される）、および平行移動粉末コーターを備える。構築モジュールは、側面を有し、製造対象の三次元物体の作製中に粉末の層を受け取るための垂直方向に移動可能な構築プラットフォームを含む。粉末貯蔵モジュールは、少なくとも部分的に構築モジュールの下に配置される。粉末貯蔵モジュールは、側面を有し、粉末を保持するための内容積を定め、内容積から粉末を受け取る下部を備える。粉末搬送管は、粉末貯蔵モジュールの下部から粉末を受け取り、粉末タンクに粉末を搬送する。垂直粉末搬送モジュールは、構築モジュールおよび粉末貯蔵モジュールの側面から横方向にオフセットされ、粉末タンクから粉末を受け取るための下端および横方向に伸長する出口を有する上端を含む。固定ホッパーは、構築モジュールの上に配置される。ホッパーの上部は、垂直粉末搬送モジュールの横方向に伸長する出口から粉末を受け取る。ホッパーは、分配端まで下方に伸長する。ホッパーの分配端は、側面に近接する構築モジュールの上に配置される。粉末コーターは、構築プラットフォーム上に粉末の層を堆積するために構築モジュールに亘って横方向に移動し、粉末コーターは、固定ホッパーの分配端の下に位置することにより粉末を受け取る。
【００１５】
１つの実装形態において、構築モジュールは、垂直方向に移動可能な構築プラットフォームを含む中央構築チャンバ、および、構築チャンバと構築モジュールの側面との間のオーバーフローチャンバ部を備える。粉末コーターは、オーバーフローチャンバ部の上に停止または滞在し、ホッパーの分配端から粉末を受け取る。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】下方の真空チャンバ内の構成部品を図示するために前扉が取り外された、例示的な三次元プリントシステムの等角図
【図２】下方の真空チャンバ内の構成部品を図示するために前扉が取り外された、例示的な三次元プリントシステムの正面図
【図３】粉末を貯蔵し搬送するためのモジュールの等角概略図
【図４】説明の目的で前扉が取り外された、粉末貯蔵モジュールの頂部の構築モジュールの等角図
【図５Ａ】垂直粉末搬送モジュールの側面図
【図５Ｂ】垂直粉末搬送モジュールの下端のより詳細な図
【図５Ｃ】粉末搬送のために用いられるヘリカルスクリューの下部の図
【図６】垂直搬送モジュール、固定ホッパー、および平行移動粉末コーターと共に構築モジュールの上部を示す等角図
【図７Ａ】プリント動作の開始前の充填された粉末貯蔵モジュールを有する三次元プリントシステムの初期状態を示す図
【図７Ｂ】プリント動作の開始を示す図
【図７Ｃ】プリント動作の後の段階を示す図
【図７Ｄ】完了したプリント動作を示す図
【図８】粉末を貯蔵および搬送するための例示的なモジュールの等角概略図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、説明の目的でいくつかの特徴が示されていない例示的な三次元（３Ｄ）プリントシステム２の等角図である。三次元プリントシステム２を説明するに際し、互いに直交する軸Ｘ、ＹおよびＺが使用される。軸ＸおよびＹは、「横方向」軸と称される。方向−Ｘは左側であり、＋Ｘは右側である。方向＋Ｙは後方に向かい、方向−Ｙは前方に向かう。軸Ｚは「垂直方向」軸と称され、＋Ｚは上に向かう方向であり、−Ｚは下に向かう方向である。
【００１８】
三次元プリントシステム２は、メインシャーシ４、および、高出力レーザエンジン６およびガス処理システム８などの周辺構成部品を有する。高出力レーザエンジン６は、金属粉末層の高速溶融のために数百ワットから１０００ワット超までのレーザ光パワーを出力できる１つ以上の高出力レーザを含む。レーザエンジン６からの出力は、メインシャーシ４内への光ファイバー経路によって実行される光信号である。ガス処理システム８は、メインシャーシ４内のチャンバを排気し、アルゴンまたは窒素のような非酸化性または不活性ガスを充填するよう構成される。
【００１９】
図２は、説明の目的でいくつかの特徴が示されていない三次元プリントシステム２の正面概略図である。本説明は、図１および２の両方に言及する。メインシャーシ４は、上側光学セクション１０および下側真空チャンバセクション１２を含む２つのメインセクションに分けられる。上側光学セクション１０は、レーザエンジン６からパワーを運ぶ光ファイバーおよび走査光学系の端点を含むスキャナ構成部品１４を備える。透明窓１６によって、光学セクション１０は下側真空チャンバセクション１２と分離される。透明窓１６によって、スキャナ構成部品１４から下側真空チャンバ１２へ光パワーが通過することが可能となる。透明窓１６は、金属粉末が溶融される際に下側真空チャンバ１２で生じる蒸気からスキャナ構成部品１４を保護する。
【００２０】
上側光学セクション１０は、スキャナ構成部品１４の校正および点検のために構成される。上側光学セクション１０は、スキャナ構成部品１４を校正できるように、そのすべてまたは一部を後方（＋Ｙ）方向に往復させるよう構成される。上側光学セクション１０はまた、透明窓１６を清浄できるように前方（−Ｙ）方向に往復させるよう構成される。
【００２１】
下側真空チャンバ１２は、粉末を搬送し、かつ、スキャナ構成部品１４によって加工される粉末を貯蔵および処理するためのモジュールを含む。下側真空チャンバ１２は、構築モジュール１８、貯蔵モジュール２０、粉末搬送管２２、垂直粉末搬送モジュール２４、固定ホッパー（取外しおよび交換を容易にするためにレールに設置されるが動作中は固定される）２６、および平行移動粉末コーター２８を備える。固定ホッパー２６および平行移動粉末コーター２８の組合せは、粉末積層装置（２６および２８）と称されうる。
【００２２】
メインシャーシ４はまた、金属粉末の外部供給源を、下側真空チャンバ１２内の粉末を搬送および貯蔵するための１つ以上のモジュールに接続するためのポート３１を備えうる。いくつかの実施形態において、ポート３１を用いて、下側真空チャンバ１２から粉末を除去する、または、粉末搬送システムまたは貯蔵モジュール２０に追加の粉末を加えることができる。
【００２３】
図３は、粉末を貯蔵および搬送するためのモジュールをより詳細に示す。構築モジュール１８は、左側面３０Ｌおよび右側面３０Ｒを含む側面３０を備える。貯蔵モジュール２０は、左側面３２Ｌおよび右側面３２Ｒを含む側面３２を備える。図示される実施形態において、左側面３０Ｌおよび３２Ｌは実質的に同一平面上にあり、右側面３０Ｒおよび３２Ｒは実質的に同一平面上にある。貯蔵モジュール２０は、少なくとも部分的に構築モジュール１８の下にあり、図示される実施形態において、モジュール１８および２０は、共通の側面３０および３２と一体ユニットを形成する。
【００２４】
貯蔵モジュール２０の下端には粉末出口３４が存在、ここに粉末搬送管２２の入口端３６が配置される。１つの実施形態において、出口３４は弁を備えてもよい。例示的な実施形態において、粉末搬送管２２は、入口端３６から出口端３８まで下方にかつ横方向に傾斜する振動シュート２２である。出口端は、横位置に配置される小さい粉末タンク４０に接続される。垂直粉末搬送モジュール２４が、粉末タンク４０から上方にのびる。垂直粉末搬送モジュール２４は、それぞれ構築モジュール１８および粉末貯蔵モジュール２０の左側面３０Ｌおよび３２Ｌに平行でありかつ近接するが間隔を空けている。垂直粉末搬送モジュール２４は、粉末タンク４０に接続される下端４２から、固定ホッパー２６の上の上端４４まで、上方に伸長する。横方向に伸長する出口４６が、上端４４から横方向にかつ下方に伸長し、横方向に伸長する出口４６は、固定ホッパー２６の入口４８中に粉末を下方に搬送するよう配置される。固定ホッパーは、入口４８を有する上端５０および下方の分配端５２を有する。下方の分配端５２は、左側面３０Ｌに近接する構築モジュール１８の一部の上方に配置される。
【００２５】
図４は、フロントパネルを取り外した状態の、構築モジュール１８および粉末貯蔵モジュール２０をより詳細に示す等角図である。構築モジュール１８は、垂直方向に移動可能な構築プラットフォーム５４を備え、構築プラットフォーム５４の上に粉末の層が分配され選択的に溶融される。構築プラットフォーム５４は、中央ピストン５５によって上昇および降下される。移動可能な構築プラットフォーム５４は、中央構築チャンバ５６内で垂直に移動する。中央構築チャンバ５６の左側面および右側面上に、２つのオーバーフローチャンバ部分５８Ｌおよび５８Ｒが存在する。左側オーバーフローチャンバ部分５８Ｌは、左側面３０Ｌと中央構築チャンバ５６との間にある。右側オーバーフローチャンバ部分５８Ｒは、中央構築チャンバ５６と右側面３０Ｒとの間にある。１つの実施形態において、オーバーフローチャンバ５８は、中央構築チャンバ５６の４つの辺すべての上の１つの連続的なチャンバである。
【００２６】
粉末貯蔵モジュール２０は、構築モジュール１８の少なくとも部分的に下（または直接下）にある。粉末貯蔵モジュール２０は、粉末を貯蔵するための内部チャンバ容積６０を定める。粉末貯蔵モジュール２０は、粉末出口３４に向かって下方かつ内側に傾斜する傾斜面６２を備える。傾斜面６２は、粉末出口３４に向かって下方に傾斜する内部チャンバ容積６０の少なくとも一部を定める。オーバーフローチャンバ５８はそれぞれ弁５９を有し、これによって、各オーバーフローチャンバ５８中の粉末は、所望に応じて内部チャンバ容積６０中に放出される。
【００２７】
図５Ａ−Ｃは、垂直粉末搬送モジュール２４のさまざまの図面である。図５Ａは、分離した垂直粉末搬送モジュール２４の全体の側面図である。図５Ｂは、垂直粉末搬送モジュール２４の下端４２のより詳細な図である。垂直粉末搬送モジュール２４は、ヘリカルスクリュー６６を有する外側垂直管６４を備える。図５Ｃは、ヘリカルスクリュー６６の下部を図示する。ヘリカルスクリュー６６は、垂直管６４を通って伸長する長い内側部分６８および垂直管６４を超えて伸長する外側部分７０を含む。長い内側部分６８は、垂直管６４の内径より小さい外径を有する。長い内側部分６８の外径と垂直管６４の内径との間には隙間があり、垂直粉末搬送モジュール２４を通って上方に粉末を垂直搬送する際の粉末の破砕および粉砕を最小限にする。例示的な実施形態において、外側部分７０は、長い内側部分６８の外径よりも大きい外径を有し、垂直管６４中への粉末の上方への移動の効率を改良する。
【００２８】
動作中、ヘリカルスクリュー６６の外側部分７０は、粉末タンク４０中へ下方に伸長する。モーターがヘリカルスクリュー６６を回転し、これは「アルキメデススクリュー（Archimedes Screw）」として機能して、粉末タンク４０から横方向に伸長する出口４６まで粉末を搬送する。
【００２９】
図６は、構築モジュール１８の上部、垂直粉末搬送モジュール２４の上部、固定ホッパー２６、および平行移動粉末コーター２８を示す。図示されるように、ホッパー２６は、垂直粉末搬送モジュール２４の横方向に伸長する出口４６から粉末を受け取るための入口４８を備える上端５０を有する。ホッパー２６の上端５０は、下方の分配端５２によって放出される前に粉末が通過する篩を有する。下方の分配端５２は、左側のオーバーフローチャンバ部分５８Ｌの上を前後に（Ｙに沿って）伸長する。
【００３０】
平行移動粉末コーター２８は、中央構築チャンバ５６のフルスパンに沿って前後に（Ｙに沿って）伸長し、Ｙに沿って往復して平行移動し、粉末の各層を堆積する。平行移動粉末コーター２８は、より多くの粉末の再充填を必要とする際にホッパー２６の下方の分配端５２の下にあるように、左側のオーバーフローチャンバ部分５８Ｌの上で停止する。粉末コーター２８は、右（＋Ｘ）または左（−Ｘ）方向のいずれかに移動する際に粉末の層を堆積することができる。
【００３１】
図７Ａ−Ｄは、製造対象の三次元物体７２を形成するために三次元プリントシステム２を作動する手順を示す非常に概略化した図面である。図７Ａは、粉末貯蔵モジュール２０の内部チャンバ容積６０が最初に金属粉末で充填されている際のシステム２の初期状態を示す。
【００３２】
図７Ｂは、動作の始まりを示す。粉末は、内部チャンバ容積６０から出て、垂直粉末搬送モジュール２４を上り、ホッパー２６まで搬送される。ホッパー２６は、粉末コーター２８中に粉末を分配する。粉末コーター２８は、金属粉末の層を分配し、この層はスキャナ構成部品１４によって溶融および融解される。粉末の層を分配する工程において、粉末コーター２８は各層を平らにし、余分な粉末はオーバーフローチャンバ部分５８Ｌおよび５８Ｒ中に落下する。
【００３３】
図７Ｃは続く動作を示し、図７Ｄは完了した動作を示す。図示される完成において、内部チャンバ容積６０は完全にまたはほとんど空であり、オーバーフローチャンバ部分５８Ｌおよび５８Ｒはほとんど満杯であり、製造対象の三次元物体７２が完全に形成される。
【００３４】
図７Ａ−Ｄは非常に概略的であるが、設計の代案を示唆する。この代案において、内部チャンバ容積６０の傾斜表面６２は、内容積の伸長部分まで下方に傾斜し、内容積の伸長部分は、粉末タンク４０を定める横位置において垂直粉末搬送モジュール２４に接続される粉末搬送管２２を提供する。
【００３５】
（１）粉末貯蔵モジュール２０の下方から左側面へ横方向に、（２）左側面（３０Ｌおよび３２Ｌ）に沿って上方へ垂直方向に、（３）ホッパー２６中へ横方向および下方に、（４）粉末コーター２８中へ下方に、かつ次いで構築プラットフォーム５４を超えて粉末コーター２８から横方向に、このシステム２における粉末フローの全体的な構造が図示される。別の実施形態において、粉末フローは、右側面へ、右側面（３０Ｒおよび３２Ｒ）に沿って上方へ垂直方向に、かつ、構築モジュール３０の右側面３０Ｒの上にある固定ホッパーへ向かってもよい。次いで、粉末コーター２８が、右側オーバーフローチャンバ５８Ｒの上方に停止している間にホッパー２６から粉末を受け取る。
【００３６】
他の実施形態において、粉末コーター２８は、前後に（＋／−方向）移動してもよい。そのような実装形態において、垂直粉末搬送モジュール２４およびホッパー２６の下方分配端のような特定の粉末搬送機構が、構築チャンバ５６の前後に配置されてもよい。
【００３７】
図８は、粉末を貯蔵および搬送するためのモジュールの例示的な実施形態の等角概略図である。図３の実施形態は、図８のより好ましい実施形態の代案である。比較構成要素において、同様の構成要素は概して同様の機能を示すが、具体的な実施は異なりうる。図８の実施形態における改良には、水平方向の粉末搬送管２２が含まれ、これは、下方真空チャンバ１２の同じ全体的な物理的サイズについてより大きい容量の貯蔵モジュール２０を空間的に可能とする。
【００３８】
粉末搬送管２２は、電動式の回転するヘリカルスクリュー７４を備え、これによって、貯蔵モジュール２０の下部７６から粉末タンク４０への粉末の水平方向の搬送が可能となる。ヘリカルスクリュー７４は、ヘリカルスクリュー６６と同様である。したがって、ヘリカルスクリュー搬送によって、貯蔵モジュール２０の下部７６からホッパー２６へ粉末が移動する。ヘリカルスクリュー搬送は、ヘリカルスクリュー７４および６６をそれぞれ回転するモーター７８および８０によって駆動される。
【００３９】
上記で説明した具体的な実施形態およびそのアプリケーションは、専ら説明目的のためのものであり、特許請求の範囲に包含される変更形態およびバリエーションを除外するものではない。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
2020535983.tif 000012
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
2020535983.tif 000015
【国際調査報告】
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2020535983.tif 000018