(57)【要約】  付加層製造装置（１０）が、真空室（１２）の境界となり、付加層製造が実行される室の領域（１３）を監視するための窓（２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ）を有する筐体（１１）と、電子ビームを発生させ、特には金属材料である可溶粉末材料の連続的な層（１６）へ作用して、そこから物品（１５）を製作するために、室（１２）を通して領域（１３）へとビームを伝達するための電子ビーム柱（１７）とを備える。材料の融点未満の沸点を伴う気相構成成分としての層から自由になった金属材料の窓への堆積の問題に対抗するために、装置は、室における真空環境において、領域と窓との間で光学経路に沿って進むこのような遊離した気相構成成分を妨害するために室（１３）に配置される光学要素（２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ）と、妨害された構成成分の光学要素における凝縮を実質的に防止する温度まで光学要素を加熱するための加熱手段（２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ）とを追加的に備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空室の境界となり、付加層製造が実行される前記室の領域を監視するための窓を有する筐体と、
電子ビームを発生させ、可溶粉末材料の連続的な層へ作用して、そこから物品を作成するために、前記室を通して前記領域へと前記ビームを伝達するための電子ビーム発生および伝達手段と、
前記領域と前記窓との間で光学経路に沿って進む材料の遊離した気相構成成分を妨害するために前記室に配置される光学要素と、
前記妨害された構成成分の前記光学要素における凝縮を実質的に防止する温度まで前記光学要素を加熱するための加熱手段と
を備える付加層製造装置。
【請求項２】
前記窓は、前記室領域における前記ビームの作用の帯域の視線において配置され、前記光学要素は、光学的に伝達可能であり、前記窓を前記帯域から遮るために前記光学経路に配置される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光学要素は赤外線スペクトルにおいて伝達を提供する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記光学要素は窓ガラスまたはレンズである、請求項２または３に記載の装置。
【請求項５】
前記加熱手段が前記窓ガラスまたは前記レンズの外周に配置される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記窓は、前記室領域における前記ビームの作用の帯域の視線の外に配置され、前記光学要素は、光学的に反射可能または屈折可能であり、前記光学経路を定める、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記光学要素は前記赤外線スペクトルにおいて反射または屈折を提供する、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記光学要素は鏡またはプリズムである、請求項６または７に記載の装置。
【請求項９】
前記加熱手段は、前記室領域から離れた前記鏡または前記プリズムの側にわたって配置される、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記筐体は複数のこのような窓を有し、前記装置は、各々の窓と関連付けられるそれぞれのこのような光学要素と、各々の光学要素を加熱するためのそれぞれのこのような加熱手段とを備える、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記光学要素は、少なくとも７００℃の融点を有する材料から成る、請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記光学要素は、少なくとも７００℃まで実質的に変化しない光学特性を有する材料から成る、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記室において実行される付加層製造の少なくとも１つのパラメータを監視するための監視手段であって、前記または各々の窓およびそれぞれの関連する光学経路を介して監視するために前記室の外側に配置される、監視手段を備える、請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
前記監視手段は、前記室領域内の画像を撮るためのカメラを備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記監視手段は、少なくとも１つのパラメータを測定するための測定手段を備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記監視手段はレーザー測定器具を備える、請求項１３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、付加層製造装置に関し、装置による製造の１つまたは複数の局面を監視するための設備に詳細に関している。
【背景技術】
【０００２】
付加層製造は、三次元の物品を形成するために、材料が基材上に層になって選択的に堆積させられる製造プロセスである。このプロセスのために採用される最も優れた技術のうちの１つは粉末床溶融結合であり、典型的には金属またはプラスチックである粉末の薄い層が、レーザーまたは電子ビームなどのエネルギー源によって選択的に溶融される。粉末層の溶融された領域は物品の断面部分を形成し、一方、層において溶融されなかった粉末は破棄され、プロセスの終了時に通常はリサイクルされる。各々の層が選択的に溶融された後、粉末の新たな層が堆積させられ、次に、完全な物品が層ごとで構築されるように同じく選択的に溶融される。
【０００３】
電子ビームは、粉末床に当たるときにエネルギーを供給する高速の負に帯電された電子の集束した流れから成る。例えば、おおよそ２００ミクロンの直径の集束したビームが１キロワットを超える出力を床に供給する。ビームは、例えば熱電子放出を用いて、発生源またはガンによって生成され、例えば１０キロボルト以上といった加速電圧によって加速される。ビームは、ビームを作り上げる電子に影響を与える電磁場を生成する一連の制御可能なコイルを用いて容易に操縦、集中、および成形され得る。
【０００４】
電子ビームがエネルギー源として使用されるとき、プロセスは、真空室において作り出される真空において行われなければならない。プロセスが大気中で行われる場合、ビームの電子は空気における気体分子としばしば衝突し、これはビームにおける出力の多くを消散させ、ビームの焦点を減少させることになり、低い分解能および遅いプロセス時間の結果を伴う。したがって、プロセスは、大気圧より６桁低い１０−３ミリバール以下の準大気圧において通常実行される。この環境では、空気における分子の挙動は、大気圧における挙動と非常に異なる。大気圧において、気体分子は、気体分子の頻繁な衝突によって引き起こされる、ブラウン運動と呼ばれる「ランダムウォーク」において典型的には進む。対照的に、高真空の環境では、数の少ない気体分子は、真空室の壁と衝突するまで直線で進もうとする。互いとの気体分子の衝突は、頻度がはるかにより小さくなる。
【０００５】
さらなる考慮すべきことは、様々な材料の沸点が圧力とともに変化することである。真空において、多くの金属の沸点は室温より実質的に低い。例えば、１０−４Ｔｏｒｒにおける純粋なアルミニウムの沸点は８０８℃であり、それと比較して大気圧では２，４６７℃である。これは、一部の合金の融点が、それらが電子ビームによって加工される温度における合金の構成成分の一部の沸点を上回る可能性があることを意味する。結果として、合金の構成成分のうちの一部は、金属粉末層へと導入されるビームエネルギーによって生成される溶融プールがなおも存在する時間の短い期間において沸騰し始める可能性がある。このような沸騰により溶融プールから発するこれらの構成成分の気相分子は、低温の表面と接触するまで、前述したように直線で進むことになり、そこで気相分子は、跳ね返るか、または、凝縮して表面に留まるかのいずれかとなる。凝縮して表面に留まる場合、金属材料の層が、溶融プールの視線における表面において時間とともに形成される。
【０００６】
その結果、高真空の環境のため、高温、加工される金属材料の分圧、真空における分子の記載した挙動は、付加層製造が電子ビームで実行されるとき、溶融プールの視線にあらゆるものが金属凝縮物で被覆されることになる傾向がある。アルミニウム凝縮物は、溶融アルミニウムの分圧のため、および、付加層製造によって製作される、例えば航空宇宙用構成要素といった特定の物品のためのアルミニウム含有チタン合金の頻繁な使用のため、特に問題となる。
【０００７】
真空室における表面のこの金属被覆は、具体的には製造プロセスのパラメータを監視する目的のために、室の壁が１つまたは複数の窓を組み込んでいる場合、問題を生じさせる。製造の間に連続的に実行される必要があり得る監視は、単純な視覚的検査だけでなく、いくつか例を挙げれば、温度規制、粉末層の深さの制御、一貫性および平面性、物品の作成における所定の物品の形状および公差への順守、小孔、突起点および膨出などの欠陥および傷の検出、ならびに、レジストレーションマークでのレジストレーションの確保など、すべての種類の目的の計測を含む。監視は、例えばレーザー干渉計といった測定器具によってだけでなく、例えば可視スペクトル画像または赤外線熱画像を記録するカメラといった撮像機器によっても実行され得る。これらの種類の作業の成功裏の性能は、窓表面における金属堆積によって大きく妥協される可能性があり、これは、漸進的に増加する窓の不透明性の下で分解能の低下をもたらす。
【０００８】
この問題に対処するための知られている対策は、金属化が進むにつれて前進させられる必要がある犠牲的な透明な片状材料によって検査窓を遮ることを含む。この材料の使用は、光学的な歪みをもたらす可能性もあり、プロセスの視認性を低下させる。材料が犠牲的であるため、材料は、各々の構築の後に交換される必要がある使い捨てであり、このことは追加のコストおよび設定のステップをもたらす。その結果、片状材料の使用は実行可能ではあるが、結局のところ高価で時間を費やす解決策である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
したがって、電子ビームを熱源として採用する付加層製造装置において、監視プロセスに加わっている１つまたは複数の表面における金属堆積による大きな干渉なしで製造手順の１つまたは複数の局面を監視するための設備を提供することが、本発明の目的である。
【００１０】
本発明の他の目的および利点は以下の記載から明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、真空室の境界となり、付加層製造が実行される室の領域を監視するための窓を有する筐体と、電子ビームを発生させ、可溶粉末材料の連続的な層へ作用して、そこから物品を製作するために、室を通して領域へとビームを伝達するための電子ビーム発生および伝達手段と、領域と窓との間で光学経路に沿って進む材料の遊離した気相構成成分を妨害するために室に配置される光学要素と、妨害された構成成分の光学要素における凝縮を実質的に防止する温度まで光学要素を加熱するための加熱手段とを備える付加層製造装置が提供される。
【００１２】
この装置では、真空室の内部での視認用窓の表面における、例えば物品の層製造のために使用される金属粉末材料の場合の金属材料といった、材料の被覆の積み重なろうとする傾向が、粉末材料の瞬間的に加工された層の成分の局所的な沸騰により、その層から自由になって窓に向けて直接的に進む気相分子を妨害するように位置決めされる光学要素の簡単であるが効果的な対策によって弱められる。したがって、光学要素は、光学経路の観点における窓と室の製造領域との間での保護の防御体または遮蔽体として機能するために、真っ直ぐであり得る、または、窓の場所に依存して曲げられるように光学的に定められ得る光学経路上に位置決めされる。具体的には、粉末の分子が気相から液相へと変化し、最終的には固相へと戻るように変化するように、光学要素の低温表面における粉末の分子の凝縮による、光学要素自体への粉末材料の妨害された構成成分の堆積を防止するために、加熱手段が、凝縮が起こるのを防止する温度の高さまで、したがって、使用される粉末材料のより揮発性のある構成成分の沸点以上の温度まで、光学要素を加熱するために設けられる。したがって、光学要素の表面において気相からの転換が起こらず、要素は、全体的または実質的に、その光学特性を損なわせやすい汚染した被覆のないままとなる。室手段における光学要素の場所は、光学要素が破壊的または潜在的に危険な高温の熱源を呈さないように、例えば真空が行き渡る隙間によって、筐体の窓および隣接する壁から光学要素が熱的に絶縁されるように、ならびに、必要な場合には、筐体の内部の装置の構成要素から光学要素が熱的に絶縁されるようにされ得る。筐体の排気された領域内での光学要素の全体での位置決めは、熱損失の低減の利点も有する。この関連で、光学的な異常を回避するために、理想的には、窓の異なる領域の異なる熱膨張を回避するように、窓はおおよそ等温となるべきである。熱損失は熱勾配を必ず作り出し、そのため、熱損失を最小限にすることが窓をより等温にする。
【００１３】
ある好ましい実施形態では、窓は、室領域におけるビームの作用の帯域の視線において配置され、光学要素は、光学的に伝達可能であり、窓を帯域から遮るために光学経路に配置される。これは、筐体の内部の窓表面を粉末成分の堆積の高い可能性に曝す、窓の位置決めの最も単純な形態を表している。この場合、赤外線に基づいて動作する撮像または測定の機器の使用と両立するように赤外線スペクトルにおいて低い損失の伝達を好ましくは提供する光学要素は、ビーム作用の帯域における粉末材料層を離れて窓に向かって進む何らかの気体分子から窓を物理的に防御することができる窓ガラス、レンズ、または他のこのような透明体であり得る。この場合における光学要素の大きさは、窓の大きさと適切に相互に関係させられるべきであり、要素は、室空間へ入り込むのを最小限とするように筐体の窓および壁の近くに位置決めされ得る。
【００１４】
この実施形態では、加熱手段は、好ましくは、窓ガラスまたはレンズの外周に配置され、具体的には、外周の周りに一部または全部で配置され、そのため十分な領域が光学的な伝達のために自由にされたままである。
【００１５】
別の好ましい実施形態では、窓は、室領域におけるビームの作用の帯域の視線の外に配置され、光学要素は、光学的に反射可能または屈折可能であり、光学経路を定め、そのため光学経路は曲げられる。窓位置決めのこの形態は、ビーム作用の帯域と窓との間のより関与する光学経路を犠牲にするが、粉末材料層から直線的に進む気体分子へと曝すことから窓を効果的に除外する。先の実施形態と同様の手法で、赤外線スペクトルにおける低損失の反射または屈折を好ましくは提供する光学要素は、ビーム作用の帯域と光学要素との間の光学経路が、光学要素と、気体分子が粉末材料層から直線で進むことで窓に直接到達できないように選択される場所において離れて位置決めされる窓との間でも延びるために転向させられるように、進入する光を反射もしくは偏向させる鏡、プリズム、または他の物体であり得る。
【００１６】
この実施形態は、加熱手段を、室領域から離れた鏡またはプリズムの側にわたって配置させることができ、そのため、光学要素への最適化された熱伝達と、光学要素における熱の比較的均一な分配とが可能であり得る。これは、光学要素の加熱を、より小さいエネルギーの出費での光学要素の加熱を許容する。
【００１７】
例えば、粉末層へのビーム作用の帯域の視線の外の窓の場所の場合、曲げられた光学経路を定めるための加熱されない鏡またはプリズムの使用、ならびに、鏡またはプリズムへの凝縮物の堆積を防止するために、鏡またはプリズムとビーム作用の帯域との間の経路の部分における加熱される光学要素の提供といった、２つの実施形態の入れ替えも可能である。これは、１つの代わりに２つの構成要素の使用を強いるが、光学要素における加熱手段の可及的により熱的に効率の低い外周の場所を有する。さらに、筐体には、複数のこのような窓が提供される可能性があり、その場合、それぞれのこのような光学要素は、各々の窓と、および、各々の光学要素を加熱するために設けられるそれぞれのこのような加熱手段と関連付けられる。いくつかの窓が、具体的には、例えば、異なる種類の監視機器による観察を各々が必要とし得る粉末層温度、物品形状、および特定の物品の欠陥といった、製造プロセスの異なる局面を監視するために利用されてもよい。
【００１８】
光学要素は、好ましくは、少なくとも実質的に７００℃の融点、および／または、少なくとも実質的に７００℃までの実質的に変化しない光学特性を有する材料から好ましくは成り、これは、要素が、衝突する気体分子が凝縮できないことを確保するために要素が加熱される可能性のある温度未満で、熱によって誘導される損傷、歪み、または、可及的な変色に対して、耐性があることを確保する。
【００１９】
好ましくは、装置は、室において実行される付加層製造の少なくとも１つのパラメータを監視するための監視手段であって、そのまたは各々の窓およびそれぞれの関連する光学経路を介して監視するために室の外側に配置される、監視手段を備える。そのため、例えば、監視手段による監視の結果が、粉末材料の送り込み、製造されている物品のための支持体の位置調整、および、ビーム出力、粉末層における走査時間と滞留時間との割合など、電子ビームの制御パラメータの調整など、進行中の付加層製造プロセスの局面に影響を与えるために直接的に利用される閉ループ制御で、装置は構築され得る。監視手段は、例えば、室領域、または、少なくとも１つのパラメータを測定するためのレーザー測定器具などの測定手段内の画像を撮るためのカメラを備え得る。これらは、本発明によって提供される測定のおかげで明瞭性を維持する１つまたは複数の窓を介して、ある種類または別の種類の高い分解能の監視を実行できるシステムの単なる例である。
【００２０】
ここで、本発明の実施形態が、添付の図面を参照して例を用いてより具体的に記載され、図面の単一の図は、本発明を具現化する付加層製造装置の概略的な立面図である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明を具現化する付加層製造装置の概略的な立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここで図面を参照すると、真空室１２の境界となる筐体１１を備える付加層製造装置１０が示されており、筐体は、特定の製造プロセスについての明確な要件に依存して、１０−３ミリバール以下の準大気圧を提供するために排気させることができる圧力容器の形態を有する。目標圧力を達成するためのポンプダウンには、図示されていない吸引ポンプが用いられる。製造は、三次元プリントと呼ばれることもある付加層プロセスによって製造される物品または加工品１５を支持するための増分で低下可能なテーブル１４が中において位置付けられる室１２の下方領域１３において実行される。このプロセスにおいて、特には金属である可溶粉末材料が、１つまたは複数の分配器またはホッパ（図示せず）から分配され、拡散要素（同じく図示されていない）によってテーブル上に薄く均一な層で拡げられ、所定の領域において熱の作用によって選択的に溶融または融解される。その領域における粉末材料は、固化の後、物品の断面層を形成する。領域を包囲する残りの粉末材料と、最終的には物品１５とは、全体として、このようなものとして製造プロセスにおいてさらなる部分を果たすことはなく、最終的には回収されてリサイクルされる。物品のこのような断面層の形成の後、テーブル１４は、層の厚さだけ低下させられ、粉末材料のさらなるこのような層が、先行する層の固化された部分にわたって分配されて、同じまたは異なる所定領域における選択的な溶解および融解によって物品の次の断面層を形成し、プロセスは、層ごとに基づく物品１５の構築が完了されるまで繰り返される。図面における符号１６は、部分的に構築された形態での物品１５にわたる粉末材料の瞬時に加工された層を誇張された厚さで示して表している。
【００２３】
融解を誘導するために粉末材料を溶解するための熱は、この装置では、筐体１１に備え付けられる電子ビーム柱１７によって発生および伝達させられる電子ビームによって供給される。柱１７は、電子供給源１８と、概して、印加される電圧の下で電子を放出することができる電子放出材料の陰極と、軸１９に沿う所定の断面の大きさおよび形のビームとしての伝播のために電子の焦点を合わせるための一連のレンズと、軸に対してビームを偏向させるための偏向体とを備え、レンズおよび偏向体はユニット２０として純粋に図式的に示されている。偏向体は、先の段落において記載したように、物品１５の断面の形に対応するビームの作用の帯域２１である領域において粉末を溶融させるために、ビームに粉末層１６を高速で走査させるような方法で、プログラムされたコンピュータ制御の下で動作可能である。走査される領域は、所定の経路に沿って一度に一回走査される複数の場へと概して細かく分割させられ、各々の場の中で、一回だけの滞在において、または、好ましくは数回の滞在から増加させられる漸進的な加熱によってのいずれかで、粉末を溶融させる。このプロセスによる付加層製造は、概して知られており、装置の発明の態様に対する背景にとって必要な範囲までしか記載されていない。
【００２４】
導入部において言及したように、ここでは真空室１２での、真空におけるプロセスの性能は、金属粉末材料の層１６から遊離した気体分子が、無作為の矢印付きとされた線２２による描画で指示されているような直線の軌跡で室において進むような効果を有する。自由になった分子は、層から発し、特には、電子ビームの作用の帯域２１から発し、概して半球形における半径方向に発し、図面ではおおよそ半円の半径として理解可能である。同じく先に説明したように、気体分子の遊離は、例えばチタン合金において存在するアルミニウムといった、主として、材料の融点未満の沸点を伴う金属構成成分である金属粉末材料が、溶融プールを形成するために溶融されるとき、金属粉末材料の構成成分の沸騰、延いては揮発の結果として生じ得る。筐体１１の壁表面または室の中の他の表面に接触する何らかの放出された気体分子は、凝縮しやすく、最終的に、表面における金属構成成分の固体の形態の汚染した堆積を残してしまう。
【００２５】
金属凝縮物のこのような堆積または被覆は、真空において伝播する電子ビームを用いる付加層製造の受け入れられる態様であるが、特定の状況において問題となり得る。１つの具体的な状況は、プロセスの成功裏の実施が、前述したものなど、プロセスの１つまたは複数のパラメータの好ましくは連続的に基づいた監視を通常必要とするため、製造プロセスの管理である。監視の目的のために、筐体１１は適切に位置決めされた窓を必要とし、その窓は、金属凝縮物で汚染された場合、測定器具によってビームを測定するカメラおよび伝達による撮像の分解能に害を与える可能性がある。装置１０の場合、筐体１１には、筐体の壁において圧密に備え付けられた少なくとも１つの窓が設けられ、３つのこのような窓２３Ａ、２３Ｂ、および２３Ｃが図面における例を用いて示されている。窓の数および配置は要望に応じて適切に選択でき、図面は、単に無作為の例を用いて異なる位置で３つを示している。第１の窓２３Ａは、筐体の側壁１１Ａに位置付けられており、事実上、ビームによる粉末材料の層１６に形成される溶融プールであるビームの作用の帯域２１の視線において位置決めされている。窓２３Ａと、製造が実行される室領域１３との間の光学経路が、ここでは、第１の外部に位置付けられる撮像または測定の装置２５Ａと明確に関連付けられる軸である光学軸２４Ａを用いて、概略的に指示されている。第２の窓２３Ｂは、筐体の上壁１１Ｂに位置付けられており、帯域２１の視線において同様に位置決めされている。窓２３Ｂと領域１３との間の光学経路は、第２の撮像または測定の装置２５Ｂと関連付けられる光学軸２４Ｂによって指示されている。最後に、第３の窓２３Ｃは、筐体の下壁１１Ｃに位置付けられており、この場所において、帯域２１の視線の外に位置決めされている。この例では、窓２３Ｃと室領域１３との間で、第３の撮像または測定の装置２５Ｃと関連付けられる光学軸２４Ｃによって表される光学経路は、後に記載しているように、曲げられている、または、屈曲されている。
【００２６】
ビーム作用の帯域２１の視線に置ける窓２３Ａおよび２３Ｂの各々は、先に記載したような気体分子から由来する金属凝縮物によって汚染の影響を受けやすい。窓２３Ａの場合にこの可能性を実質的に排除するために、窓ガラスまたはレンズの形態での第１の透明な光学要素２６Ａが、窓に直接的に向けられる軌跡２２を追従し、したがって、分子が軸２４Ａにおいて中心付けられる光学経路上を直線で進む何らかの遊離した気体分子を妨害するために、壁１１Ａから小さな間隔を空けて室１２において配置されている。要素２６Ａには、妨害された気体分子、したがって、金属粉末層１６の自由になった構成成分が気相から液相へと凝縮でき、その後に固相へと凝縮できる温度以上の温度まで要素を加熱するように動作可能な外周の加熱手段２７Ａが設けられる。したがって、妨害された構成成分は気体状態のままであり、続いて何が起ころうとも、帯域２１を向く光学要素の表面における凝縮を含まない。そのため、要素は常に汚染した金属残留物のないままとされる。窓２３Ａおよび壁１１Ａから光学要素２６Ａの間隔は、要素が窓および壁から熱的に隔離されるように真空の環境において位置付けられることを意味し、これは、熱損失を最小限にし、窓および隣接する壁の一部への熱の直接的な伝達を回避する。
【００２７】
同様に、第２の透明な光学要素２６Ｂが、同じ妨害の任務を実施するために第２の窓２３Ｂと対応する関連において配置されており、同じ述べられている目的のために、外周の加熱手段２７Ｂが同じ手法で設けられている。したがって、要素２３Ａおよび加熱手段２７Ａに関する説明は、要素２３Ｂおよび加熱手段２７Ｂに等しく当てはまる。
【００２８】
しかしながら、帯域２１の視線の外にある第３の窓２３Ｃの場合、鏡などで反射可能、または、プリズムなどで屈折可能である第３の光学要素２６Ｃが、要素が光学軸２４Ｃによって表される光学経路において配置されるだけでなく、反射または屈折によってその経路を確立または定義もするような、ここでは上壁１１Ｂの別の部分に隣接する、このような場所に設けられている。そうでない場合、第３の光学要素２６Ｃは、第１の光学要素２６Ａおよび第２の光学要素２６Ｂと同じ妨害の任務を実施し、ここでも加熱手段２７Ａ、２７Ｂと同様の目的のために、つまり、要素の光学的な入口および出口の１つまたは複数の表面への金属粉末の気相構成成分の衝突の凝縮を防止するような温度へと光学要素２６Ｃを加熱するために、加熱手段２７Ｃが設けられる。透明な光学要素２６Ａおよび２６Ｂと関連付けられる加熱手段２７Ａおよび２７Ｂと対照的に、加熱手段２７Ｃは、要素への熱入力の最大領域を提供するように、鏡の後面またはプリズムの端面の多くまたは全部など、光学要素２６Ｃのうちのより大きい領域にわたって設けられる。供給される熱の結果生じるより均一な分配と、相対的な意味における低温の点または領域の排除とは、同じ加熱性能について低減したエネルギー消費を伴う加熱手段の連続した動作について、より大きな加熱の効率および範囲を提供する。
【００２９】
光学要素２４Ａ、２４Ｂ、および２４Ｃは、要素をそれぞれの関連する筐体の壁から間隔を置くがそれらの壁に対してしっかりと位置付けるために、例えば金属、セラミック、または他の適切な材料のスペーサアーム、支柱、またはブロックといった任意の適切な手段によって備え付けられ得る。備え付け手段は、熱損失および熱勾配を低減させ、したがって熱的に誘導される光学要素の歪みを低減するように、比較的熱的に絶縁するものであり得る。
【００３０】
記載および図視した実施形態における筐体の形および特定の窓の１つまたは複数の場所などの詳細が単に例として提供されていることと、本質的な要件が、視覚的であれ適切な機器によってであれ、および、直接的な視線を用いてであれ間接的な視線を用いてであれ、付加層製造が真空の環境において電子ビームの作用によって実行される領域の監視を部分的または全体のいずれかで許容するように位置付けられる１つまたは複数の窓についてであり、進入する気体分子の凝縮温度を上回って使用中に加熱可能である、光学的に伝達可能であれ、反射可能であれ、または屈折可能であれ、光学要素によって標的とする気体分子から遮蔽されるこのような窓、各々のこのような窓、またはこのような窓のうちの少なくとも１つについてであることとは、強調されるものである。したがって、これらの特徴を伴う付加層製造装置は、そうでない場合に起こり得る監視経路の分解能の漸進的な損失、または、プロセス監視の完全性の他の障害からの少なくとも実質的な度合いの無影響性を伴うプロセス監視のための設備を組み込んでいる。
【符号の説明】
【００３１】
１０  付加層製造装置
１１  筐体
１１Ａ  側壁、壁
１１Ｂ  上壁
１１Ｃ  下壁
１２  真空室、室
１３  下方領域、領域、室領域
１４  テーブル
１５  物品、加工品
１６  層、粉末層
１７  電子ビーム柱、柱
１８  電子供給源
１９  軸
２０  ユニット
２１  ビームの作用の帯域、帯域
２２  線、軌跡
２３Ａ  窓、第１の窓、要素
２３Ｂ  窓、第２の窓、要素
２３Ｃ  窓、第３の窓
２４Ａ、２４Ｂ、２４Ｃ  光学軸、光学要素
２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ  撮像または測定の装置
２６Ａ  第１の透明な光学要素、要素、透明な光学要素、光学要素
２６Ｂ  第２の透明な光学要素、透明な光学要素、光学要素
２６Ｃ  第３の光学要素、光学要素
２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ  加熱手段
【図１】
2020508392.tif 000003
【国際調査報告】
2020508392.tif 000004
2020508392.tif 000005
2020508392.tif 000006