JP2014527481A5

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Publication number: JP2014527481A5
Application number: JP2014523394A
Authority: JP
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2015-09-10
Anticipated expiration: 2032-08-01

Claims

粒子状物質を選択的に結合する方法であって、
（ｉ）粒子状物質堆積装置から部分土台の面上に粒子状物質のレイヤーを提供する工程；
（ｉｉ）放射線を供給して前記レイヤーの前記物質の一部を焼結する工程；
（ｉｉｉ）前回焼結した前記物質の一部を含む粒子状物質の前回レイヤーの上層に粒子状物質堆積装置から粒子状物質の追加レイヤーを提供する工程；
（ｉｖ）放射線を供給して上層の前記追加レイヤー内の物質の別部分を焼結し、前記別部分を前記前回レイヤーの前記前回焼結した物質の一部に焼結する工程；
（ｖ）工程（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）を連続的に繰り返して三次元オブジェクトを造形する工程を含み、
前記粒子状物質の１以上のレイヤーが、各レイヤーの前記物質の一部の焼結前にヒーターにより予熱され、前記ヒーターが、前記堆積された粒子状物質を予熱するため、前記部分土台の面上を横切り、前記粒子状物質堆積装置に追随するように構成される、方法。
前記ヒーターが、粒子状物質の１００ｍｍ内で動くように構成される、請求項１に記載の方法。
前記ヒーターが、前記粒子状物質の１以上のレイヤーを加熱するように構成され、粒子状物質の少なくとも一つの下層のレイヤーがカールする温度まで冷却されることを阻止する、請求項１又は２に記載の方法。
粒子状物質の温度を測定する工程；及び
測定した温度を用いて前記粒子状物質のレイヤーの予熱を制御する工程を更に含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
前記ヒーターが、焼結を開始させる放射線を供給するための放射線源のピーク波長とは異なるピーク波長を有する範囲の波長を放射する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
前記粒子状物質のレイヤーが、前記ヒーターのみにより実質的に予熱される、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の方法。
前記粒子状物質のレイヤーを予熱する前記ヒーターが、前記放射線を供給するための放射線源を備える、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法。
焼結を開始させる前記放射線を供給するための放射線源が前記ヒーターとは異なる、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の方法。
複数の放射線源が放射線を供給するように構成される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の放射線源の１つ以上が前記ヒーターを形成する、請求項９に記載の方法。
前記複数の放射線源の１つ以上が、異なるピーク波長を持つ放射線を供給する、請求項９又は１０に記載の方法。
１以上のフィルターが、前記複数の放射線源の１つ以上により供給される放射線をフィルターするように構成される、請求項９又は１１に記載の方法。
前記複数の放射線源の１つ以上が、前記粒子状物質に放射線を供給するべく個別に制御可能である、請求項９乃至１２のいずれか一項に記載の方法。
サポートが前記粒子状物質を受け入れるように構成され、前記サポートが、当該サポートに対して可動な複数の壁を備える、請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の方法。
前記複数の壁の１つ以上が、前記粒子状物質を加熱するためのヒーターを含む、請求項１４に記載の方法。
前記粒子状物質のレイヤーが供給された直後、また前記レイヤーの選択された表面部分上に放射線吸収物質が供給される実質的に前に、前記粒子状物質のレイヤーが実質的に予熱される、請求項１乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
前記放射線吸収物質が前記レイヤーの前記選択された表面部分上に供給される前、前記粒子状物質のレイヤーが前記ヒーターにより少なくとも２回予熱される、請求項１６に記載の方法。
前記放射線を供給するための放射線源が、楕円構成を規定する反射装置を備える、請求項１乃至１７のいずれか一項に記載の方法。
物質の焼結部分の温度を決定し、決定した温度を用いて前記焼結部分に与えられるエネルギーを制御する工程を更に含む、請求項１乃至１８のいずれか一項に記載の方法。
前記決定した温度が閾値温度未満であるならば、前記焼結部分に与えられる前記エネルギーが増加される、請求項１９に記載の方法。
前記決定した温度が閾値温度を超えるならば、前記焼結部分に与えられる前記エネルギーが減じられる、請求項１９又は２０に記載の方法。
センサーが前記焼結部分の温度の決定に用いられる、請求項１９乃至２１のいずれか一項に記載の方法。
前記センサーが、赤外線カメラ、単一パイロメーター又はパイロメーターのアレイである、請求項２２に記載の方法。
前記放射線を供給するための放射線源からの出力エネルギーを決定し、決定した出力エネルギーに応じて前記放射線源のエネルギーの出力を制御する工程を更に含む、請求項１乃至２３のいずれか一項に記載の方法。
焼結されるべき前記粒子状物質に対して物質を供給して、焼結されるべき前記粒子状物質の特性を変化させる工程を更に含む、請求項１乃至２４のいずれか一項に記載の方法。
前記レイヤーの選択された表面部分に亘り工程（ｉｉ）で供給される放射線の吸収を変化させて前記レイヤーの前記物質の一部を焼結する工程；及び
前記追加レイヤーの選択された表面部分に亘り工程（ｉｖ）で供給される放射線の吸収を変化させて、上層の前記追加レイヤー内の物質の別部分を焼結し、また前記別部分を前記前回レイヤーの前記前回焼結した物質の一部に焼結する工程を更に含む、請求項１乃至２５のいずれか一項に記載の方法。
放射線吸収の変化が、前記レイヤー及び前記追加レイヤーの各々の前記選択された表面部分に亘りある量の放射線吸収物質を供給することにより達成される、請求項２６に記載の方法。
前記放射線吸収物質が印刷ヘッドにより供給され、前記印刷ヘッドが、前記放射線吸収物質の温度を制御するための関連の熱制御装置を含む、請求項２７に記載の方法。
赤外線吸収顔料又は染料が前記放射線吸収物質に加えられる、請求項２７又は２８に記載の方法。
前記放射線吸収物質が黒以外の色を持つ、請求項２７乃至２９のいずれか一項に記載の方法。
デバイスが、ハウジング、第１放射線吸収物質を供給するための第１印刷ヘッド、ローラー、及び第１放射線源を備える、請求項２７乃至３０のいずれか一項に記載の方法。
前記第１印刷ヘッドが、前記ローラーと前記第１放射線源の間に配置される、請求項３１に記載の方法。
前記デバイスが、前記ローラーに隣接して配置された第２放射線源を更に備える、請求項３１又は３２に記載の方法。
前記デバイスが、第２放射線吸収物質を供給するための第２印刷ヘッドを更に備える、請求項３１乃至３３のいずれか一項に記載の方法。
所定領域について放射線吸収物質の量を測定し、測定結果が所定範囲内であるか否かを決定する工程を更に含む、請求項２７乃至３４のいずれか一項に記載の方法。
前記粒子状物質が、ポリマー、セラミック、及び金属の少なくとも一つを含む、請求項１乃至３５のいずれか一項に記載の方法。
プロセッサにより実行される時、請求項１乃至３６のいずれか一項に記載の方法の実行を生じさせる指令がエンコードされた非一時的コンピューター読み取り可能記憶媒体。
コンピューター上で実行される時、請求項１乃至３６のいずれか一項に記載の方法を実行するコンピュータープログラム。
粒子状物質を選択的に結合するための機器であって、
コントローラーを備え、該コントローラーが、
（ｉ）粒子状物質堆積装置からの部分土台の面上への粒子状物質のレイヤーの提供を制御し；
（ｉｉ）放射線の供給を制御し、前記レイヤーの前記物質の一部を焼結し；
（ｉｉｉ）前回焼結した前記物質の一部を含む粒子状物質の前回レイヤーの上層への粒子状物質堆積装置からの粒子状物質の追加レイヤーの提供を制御し；
（ｉｖ）放射線の供給を制御し、上層の前記追加レイヤー内の前記物質の別部分を焼結し、前記別部分を前記前回レイヤーの前記前回焼結した物質の一部に焼結し；
（ｖ）工程（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）の連続的な繰り返しを制御し、三次元オブジェクトを造形するように構成され、
前記粒子状物質の１以上のレイヤーが、各レイヤーの前記物質の一部の焼結前にヒーターにより予熱され、前記ヒーターが、前記堆積された粒子状物質を予熱するため、前記部分土台の面上を横切り、前記粒子状物質堆積装置に追随するように構成される、機器。
前記ヒーターが、粒子状物質の１００ｍｍ内で動くように構成される、請求項３９に記載の機器。
前記ヒーターが、前記粒子状物質のレイヤーの１つ以上を加熱するように構成され、粒子状物質の少なくとも一つの下層のレイヤーがカールする温度まで冷却されることを阻止する、請求項３９又は４０に記載の機器。
前記粒子状物質の温度を測定するべく構成されたセンサーを更に備え、
前記コントローラーが、測定した温度を用いて前記粒子状物質のレイヤーの予熱を制御するように構成される、請求項３９乃至４１のいずれか一項に記載の機器。
前記ヒーターが、前記放射線を供給するための放射線源のピーク波長とは異なるピーク波長を有する範囲の波長を放射するように構成される、請求項３９乃至４２のいずれか一項に記載の機器。
前記粒子状物質のレイヤーが、前記ヒーターのみにより実質的に予熱される、請求項３９乃至４３のいずれか一項に記載の機器。
前記粒子状物質のレイヤーを予熱する前記ヒーターが、前記放射線を供給するための放射線源を備える、請求項３９乃至４４のいずれか一項に記載の機器。
前記放射線を供給するように構成された放射線源を更に備え、当該放射線源が前記ヒーターとは異なる、請求項３９乃至４４のいずれか一項に記載の機器。
放射線を供給するように構成された複数の放射線源を更に備える、請求項３９乃至４６のいずれか一項に記載の機器。
前記複数の放射線源の１つ以上が前記ヒーターを形成する、請求項４７に記載の機器。
前記複数の放射線源の１つ以上が、異なるピーク波長を持つ放射線を供給する、請求項４７又は４８に記載の機器。
前記複数の放射線源の１つ以上により供給される放射線をフィルターするように構成された１以上のフィルターを更に備える、請求項４７又は４９に記載の機器。
前記複数の放射線源の１つ以上が、前記粒子状物質に放射線を供給するべく個別に制御可能である、請求項４７乃至５０のいずれか一項に記載の機器。
前記粒子状物質を受け入れるように構成されたサポートを更に備え、前記サポートが、当該サポートに対して可動な複数の壁を備える、請求項３９乃至５１のいずれか一項に記載の機器。
前記複数の壁の１つ以上が前記粒子状物質を加熱するためのヒーターを含む、請求項５２に記載の機器。
前記粒子状物質のレイヤーが供給された直後、また前記レイヤーの選択された表面部分上に放射線吸収物質が供給される実質的に前に、前記粒子状物質のレイヤーが実質的に予熱される、請求項３９乃至５３のいずれか一項に記載の機器。
前記放射線吸収物質が前記レイヤーの前記選択された表面部分上に供給される前に、前記粒子状物質のレイヤーが前記ヒーターにより少なくとも２回予熱される、請求項５４に記載の機器。
前記放射線を供給するための放射線源を更に備え、当該放射線源が、楕円構成を規定する反射装置を含む、請求項３９乃至５５のいずれか一項に記載の機器。
前記物質の焼結部分の温度を決定するべく構成されたセンサーを更に備え、前記コントローラーが、決定した温度を用いて前記焼結部分に与えるエネルギーを制御するように構成される、請求項３９乃至５６のいずれか一項に記載の機器。
前記決定した温度が閾値温度未満であるならば、前記焼結部分に与えられる前記エネルギーが増加される、請求項５７に記載の機器。
前記決定した温度が閾値温度を超えるならば、前記焼結部分に与えられる前記エネルギーが減じられる、請求項５７又は５８に記載の機器。
前記センサーが、赤外線カメラ、単一パイロメーター又はパイロメーターのアレイである、請求項５７乃至５９のいずれか一項に記載の機器。
前記放射線を供給するための放射線源からの出力エネルギーを決定するように構成されたセンサーを更に備え、前記コントローラーが、決定した出力エネルギーに応じて前記放射線源のエネルギーの出力を制御するように構成される、請求項３９乃至６０のいずれか一項に記載の機器。
前記コントローラーが、焼結されるべき前記粒子状物質の特性を変化させるべく、焼結されるべき前記粒子状物質に対する物質の供給を制御するように構成される、請求項３９乃至６１のいずれか一項に記載の機器。
前記コントローラーが、
前記レイヤーの選択された表面部分に亘り工程（ｉｉ）で供給される放射線の吸収を変化させて前記レイヤーの前記物質の一部を焼結する工程；及び
前記追加レイヤーの選択された表面部分に亘り工程（ｉｖ）で供給される放射線の吸収を変化させて、上層の前記追加レイヤー内の物質の別部分を焼結し、また前記別部分を前記前回レイヤーの前記前回焼結した物質の一部に焼結する工程を制御するように構成される、請求項３９乃至６２のいずれか一項に記載の機器。
放射線吸収の変化が、前記レイヤー及び前記追加レイヤーの各々の前記選択された表面部分に亘りある量の放射線吸収物質を供給することにより達成される、請求項６３に記載の機器。
前記放射線吸収物質を供給するように構成された印刷ヘッドを更に備え、前記印刷ヘッドが、前記放射線吸収物質の温度を制御するための関連の熱制御装置を含む、請求項６４に記載の機器。
赤外線吸収顔料又は染料が前記放射線吸収物質に加えられる、請求項６４又は６５に記載の機器。
前記放射線吸収物質が黒以外の色を持つ、請求項６４乃至６６のいずれか一項に記載の機器。
ハウジング、第１放射線吸収物質を供給するための第１印刷ヘッド、ローラー、及び第１放射線源を備えるデバイスを更に備える、請求項６４乃至６７のいずれか一項に記載の機器。
前記第１印刷ヘッドが、前記ローラーと前記第１放射線源の間に配置される、請求項６８に記載の機器。
前記デバイスが、前記ローラーに隣接して配置された第２放射線源を更に備える、請求項６８又は６９に記載の機器。
前記デバイスが、第２放射線吸収物質を供給するための第２印刷ヘッドを更に備える、請求項６８乃至７０のいずれか一項に記載の機器。
所定領域について放射線吸収物質の量を測定するように構成されたセンサーを更に備え、前記コントローラーが、測定結果が所定範囲内であるか否かを決定するように構成される、請求項６４乃至７１のいずれか一項に記載の機器。
前記粒子状物質が、ポリマー、セラミック、及び金属の少なくとも一つを含む、請求項３９乃至７２のいずれか一項に記載の機器。