JP2016522312A - 添加剤製造装置及び方法のためのカートリッジ - Google Patents

Abstract

添加物製造装置内に三次元構造を構築する方法の一変形例は、添加物製造装置内に一時的に装填されたカートリッジから識別子を読み取るステップと、構築サイクルを開始するステップと、カートリッジから添加物製造装置の構築チャンバ内に粉末状材料の層を分配するステップと、構築サイクル中、層の領域を選択的に溶解させるステップと、構築サイクルの完了に応答して、構築チャンバからカートリッジ内にある量のばらの粉末状材料を分配するステップと、コンピュータネットワーク上で、構築サイクルに関するデータによってコンピュータファイルを更新するステップであって、コンピュータファイルは、カートリッジに特有であり、かつ、識別子に従ってアクセスされる、更新するステップと、を含む。【選択図】図１

Description

[0001] 本願は、２０１３年３月１５日出願の米国仮特許出願第６１／７８７，６５９号の利益を主張し、当該出願はこの参照によってその全体が組み込まれる。

[0002] 本発明は、概して、選択的レーザ焼結に関し、より具体的には、選択的レーザ焼結の分野における添加剤製造装置及び方法のための新規で有用なカートリッジに関する。

図１は、本発明の一実施形態の添加剤製造装置の概略図である。 図２は、添加剤製造装置の一変形例の概略図である。 図３は、添加剤製造装置の一変形例の概略図である。 図４は、添加剤製造装置の一変形例の概略図である。 図５Ａは、本発明の一実施形態のカートリッジの概略図である。 図５Ｂは、本発明の一実施形態のカートリッジの概略図である。 図６は、本発明の一実施形態の方法の一変形例のフローチャートである。 図７は、方法の一変形例のフローチャートである。 図８は、方法の一変形例のフローチャートである。 図９は、方法の一変形例のフローチャートである。

[0012] 本発明の実施形態の以下の説明は、これらの実施形態に本発明を限定することを意図するものではなく、むしろ、当業者が本発明を行って本発明を使用することを可能にすることを意図している。

１． 添加剤製造装置及び応用
[0001] 図１に示すように、三次元構造（すなわちオブジェクト）を付加的に製造する添加剤製造装置１００は、粉末状材料を収容するカートリッジを受け入れるレシーバ１５０と、構築プラットフォーム１２２を含む構築チャンバ１２０と、カートリッジ２００から構築プラットフォーム１２２上に粉末状材料の層を分配する材料ディスペンサ１８０と、構築プラットフォーム１２２に向かってエネルギービームを出力するレーザ出力光学１３０と、構築プラットフォーム１２２上でレーザ出力光学１３０を操作して、構築プラットフォーム１２２上に分配された粉末状材料の層上をエネルギービームで走査するアクチュエータ１２４と、を含む。

[0002] 通常、装置は、粉末状材料の堆積した層の領域を選択的に溶解させることによって三次元構造を構築することが可能な添加剤製造装置として機能する。走査ミラー構成における米国特許出願第１４／２１２，８７５号明細書で説明されるように、装置は、構築プラットフォーム１２２に対してレーザ出力光学１３０を操作して、回転しているミラーに向かってエネルギーのビームを選択的に出力し、回転しているミラーは、レンズ上に間欠的なエネルギービームを投影し、レンズは、その後、構築プラットフォーム１２２上に堆積した材料の層上にビームの焦点を合わせて粉末状材料の領域を選択的に溶かし、それによって、粉末状材料の層の選んだ領域を「溶解」させる。ガントリ構成では、装置は、構築プラットフォーム１２２に対してレーザ出力光学１３０を操作して、構築プラットフォーム１２２上に堆積した材料の層に向かって直接的にエネルギーのビームを選択的に出力して、粉末状材料の層の領域を選択的に溶かす。前述の構成では、装置は、同様の方法を実施して、構築チャンバ１２０内の粉末状材料の各層の選んだ溶解したエリア上に第２エネルギービームを同時に又は非同期的に投影し、それによって、これらの量の溶解した材料をアニールすることができる。

[0003] 添加剤製造装置１００は、粉末状材料の層に向かって複数の別個のエネルギービームを同時に投影することを可能にして、材料の複数の領域を同時に予熱する、溶かす及び／又はアニールするための複数のレーザダイオード（若しくは電子銃又はビーム発生器）及び／又は複数のレーザ出力光学を含んでもよい。例えば、材料ディスペンサ１８０は、粉末状材料の層に次ぐ層を構築チャンバ１２０内に分配することができ、かつ、アクチュエータ１２４は、レーザ出力光学１３０からのエネルギービーム及び第２レーザ出力光学１３０からのエネルギービームを構築プラットフォーム１２２上で走査して、その上にその後の層が堆積される前に各層の選んだ領域をそれぞれ溶かし、その後にアニールすることができる。添加剤製造装置１００は、複数の別個のレーザダイオードをさらに組み込んで、粉末状材料の層上に同時に投影されることが可能な複数の別個のエネルギー（例えばレーザ）ビームを生成して、それによって、粉末状材料の層の複数の領域の同時の溶解（又は応力除去）を可能にする。複数の別個のレーザダイオードはさらに、アレイ（例えば最密アレイ）にグループ化されることが可能であり、層のより大きな単一の領域の溶解（又は応力除去）を可能にし、又は、複数の別個のエネルギービームは、より高出力の単一の合成ビームにグループ化されることが可能であり、構築サイクル中により高次のエネルギービームの走査速度を可能にする。従って、添加剤製造装置１００は、複数の相対的に低出力のレーザダイオードを組み込んでもよく、粉末状材料の層上のレーザ焼結位置において、単一のより高出力のレーザダイオード１３２の出力（又はエネルギー）密度に近似の出力（又はエネルギー）密度を達成する。添加剤製造装置１００は、例えば装置内に装填されたカートリッジ２００内に収容される材料、粉末状材料の分配された層の溶解領域の測定温度、構築プラットフォーム１２２上のエネルギービームの走査方向等に基づいて、レーザ焼結位置で又はレーザ焼結位置の周りで、レーザ相互作用プロファイル、エネルギー密度、出力等をカスタマイズするために様々なレーザダイオードの出力パラメータを制御することもできる。

１．１ 構築チャンバ
[0004] 米国特許出願第１４／２１２，８７５号明細書で説明されるように、添加剤製造装置１００の構築チャンバ１２０は構築プラットフォーム１２２を含む。通常、構築チャンバ１２０は容積を規定し、当該容積内において、その中に堆積されてならされた粉末状材料の後続の層の領域を選択的に溶解させることによって一部が付加的に構築される。構築チャンバ１２０は、垂直（すなわちＺ軸）アクチュエータ１２５に結合された構築プラットフォーム１２２を含んでもよく、垂直アクチュエータ１２５は、粉末状材料の追加の層が材料ディスペンサ１８０によって材料の以前の層上に堆積されてならされる際に構築プラットフォーム１２２を（下方向に）垂直にステップさせ、それによって、レーザ出力光学１３０と各堆積された層の粉末状材料の最上層の上面との間にほぼ一定の距離を維持する。

[0005] 一実施では、構築チャンバ１２０は、平行な側面を有する直線状の容積を規定し、かつ、構築プラットフォーム１２２は、構築チャンバ１２０内で垂直に浮かび、構築チャンバ１２０の壁に対して粉末密シールを形成する。この実施では、構築チャンバ１２０の垂直内部壁が、鏡面研磨され又は構築プラットフォーム１２２の外側垂直側面に重なり、構築プラットフォーム１２２上に堆積された粉末状材料が構築プラットフォーム１２２の壁と構築チャンバ１２０の壁との間に落下することを防止し、かつ、各々の新しい層が堆積される際に構築プラットフォーム１２２の垂直高さが下向きに移動するように、構築プラットフォーム１２２の全域に分配される粉末状材料の水平方向の断絶を防止する。代替的に、構築プラットフォーム１２２は、スクレーパ、ばね鋼シールリング、及び／若しくは、構築チャンバと構築チャンバの壁との間に乗って粉末状材料が構築プラットフォーム１２２を通過して落下することを防止するエラストマシール又はブッシングを含んでもよい。構築プラットフォーム１２２及び構築チャンバ１２０の垂直壁はまた、例えばステンレス鋼などの実質的に同様の材料から形成されて、構築チャンバ１２０内の様々な動作温度にわたって、構築チャンバ１２０の壁の噛み合い面（又はシール）と構築プラットフォーム１２２との間にほぼ一定の間隙を維持する。しかしながら、構築チャンバ１２０及び構築プラットフォーム１２２は、任意の他の材料（例えばアルミニウム、アルミナ、ガラス等）、任意の他の幾何学的形状（例えば直線状、円筒形）から形成されてもよく、及び／又は、任意の他の適切な方法で噛み合ってもよい。

[0006] 上述したように、構築プラットフォーム１２２は、Ｚ軸アクチュエータ１２５に結合されてもよく、Ｚ軸アクチュエータ１２５は、図１に示すように、構築チャンバ１２０内で構築プラットフォーム１２２を垂直に移動させるように機能する。例えば、Ｚ軸アクチュエータ１２５は、親ねじ、ボールねじ、ラックピニオン、滑車、リニアモータ、若しくは、サーボモータ、ステッパモータを動力源とする他の適切な機構、若しくは、他の適切なタイプのアクチュエータを含んでもよい。Ｚ軸アクチュエータ１２５はまた、マルチレール及びマルチドライブのシステムを含んでもよく、当該システムは、構築チャンバ１２０の壁に対してほぼ直交する位置でレーザ出力光学１３０に対して垂直に構築プラットフォーム１２２を維持し、及び／又は、構築サイクル中の粉末状材料の様々な層の領域の選択的な溶融中にレーザ出力光学１３０に対して一定の垂直位置に構築プラットフォーム１２２を維持する。

[0007] 一実施では、アクチュエータは、１μｍ〜５μｍのおおよそのステップサイズで、２０μｍ〜１００μｍの分解能で、構築チャンバ１２０内で構築プラットフォーム１２２を垂直に位置決めする。Ｚ軸アクチュエータ１２５はまた、一部の構築サイクル中、構築プラットフォーム１２２上に堆積された粉末状材料の追加の層の重量を利用して構築プラットフォーム１２２を安定化させる。

[0008] この参照によってその全体が組み入れられる２０１４年３月１４日出願の米国特許出願第１４／２１２，８７５号明細書で説明されるように、構築チャンバ１２０、構築プラットフォーム１２２、Ｚ軸アクチュエータ１２５及び／又は添加剤製造装置１００の様々な他の構成要素はケーシング１１０内に配列されてもよい。さらに、図１に示すように、添加剤製造装置１００は、構築チャンバ１２０内にドア１１２を含んでもよく、その結果、一部の構築が構築チャンバ１２０内で完了されると、例えばユーザによって手動で又はロボットコンベヤによって自動で、当該一部の除去のためにドア１１２が開放される。

１．２ 材料処理及び材料ディスペンサ
[0009] 添加剤製造装置１００はまた、粉末状材料を収容する１以上のカートリッジを受け入れる粉末システムを含み、当該粉末システムは、カートリッジ２００から構築チャンバ１２０内への粉末状材料の特定量を計量し、及び、構築プラットフォーム１２２上で粉末状材料の層に又は粉末状材料の以前の層上で、各計量された量の粉末状材料をならす。

[0010] 通常、カートリッジが機械内に設置されて、一部についての構築サイクルが開始されると、材料ディスペンサ１８０は、カートリッジ２００の外側に粉末状材料を取り出し、ほぼ一定の厚さの第１層として、構築プラットフォーム１２２の全域に粉末状材料を分配する。レーザダイオード、レーザ出力光学及びアクチュエータは、次に、堆積された層上に１以上のエネルギービームを選択的に投影することによって、粉末状材料の層の選んだ範囲を予熱し、溶かし及び／又はアニールするために協働する。現在の層の走査が完了すると、Ｚ軸アクチュエータ１２５は、構築プラットフォーム１２２を垂直に下方に移動させ、材料ディスペンサ１８０は、粉末状材料の第１層上に粉末状材料の第２層を分配し、そして、レーザダイオード、レーザ出力光学及びアクチュエータは、堆積された層上に１以上のエネルギービームを選択的に投影することによって、粉末状材料の第２層の選んだ範囲を予熱し、溶かし及び／又はアニールするために再び協働する。この手順は、当該一部が完了する及び構築サイクルが終了するまで繰り返される。

[0011] 三次元構造の構築中、構築チャンバ１２０内に堆積された各々の追加の構築層について、材料ディスペンサ１８０は、カートリッジ２００からの材料の特定の量、質量及び／又は重量を計量し、構築プラットフォーム１２２上（又は材料の先行する層上）に均等に粉末状材料のこの分割された量を分配して、レーザ出力光学１３０からの一貫した及び繰り返し可能な距離で層の上面を有する一定の（又は制御された）厚さの平坦かつ同レベルの層を生成する。例えば、材料ディスペンサ１８０は、構築チャンバ１２０の全域で水平に移動して構築プラットフォーム１２２の全域に均等に粉末状材料を分配するリコータブレード１８２を含んでもよい。特に、Ｚ軸アクチュエータ１２５は、構築プラットフォーム１２２又は粉末状材料の予めならされた層を、リコータブレード１８２の下方にオフセットした垂直位置に移動させるように設定することができ、レシーバは、ある量の材料を構築プラットフォーム１２２上に分配することができ、かつ、材料ディスペンサ１８０は、構築プラットフォーム１２２又は粉末状材料の予めならされた層の全域にリコータブレード１８２を通過させて、特定の厚さの層まで材料の量をならすことができる。リコータブレード１８２は、交換可能なブレードを受け入れることができ、若しくは、不変の又は永続的なならしブレードを含む。材料ディスペンサ１８０は、例えばならしサイクル中のリコータブレード１８２を動かすアクチュエータの電力消費に基づき、閉ループフィードバックを実行してリコータブレード１８２の位置又は速度を制御し、材料の以前の層の断絶を識別及び／若しくは低減する、並びに／又は、従前の材料層の予め溶解された領域への損傷を防ぐことができる。

[0012] 構築サイクルが完了すると、材料ディスペンサ１８０は、ばらの（溶解されていない残存した）粉末状材料を構築チャンバ１２０からカートリッジ２００に戻して再利用することができる。例えば、構築サイクルが完了すると、材料ディスペンサ１８０は、ばらの粉末を構築チャンバ１２０から収集して、濾過システムにこのばらの粉末を通過させ、かつ、濾過された材料をカートリッジ２００内に戻すことができる。この例では、材料ディスペンサ１８０は、構築プラットフォーム１２２からばらの粉末状材料を吸引して、重量ベース捕獲システム又はフィルタにこの材料を通過させ、かつ、入口を介してカートリッジ２００内にこの濾過された材料を分配する真空を含んでもよい。別の例では、構築サイクルが完了すると、材料ディスペンサ１８０は、重力を介して構築チャンバ１２０からばらの粉末を排出して、このばらの粉末を濾過し、かつ、スクリューコンベヤなどの機械的リフトシステムを介して粉末カートリッジにこの濾過された粉末を戻すことができる。この例では、構築チャンバ１２０は、構築チャンバ１２０の底部（例えばレーザ出力光学１３０の反対側）に近接して排出ポート１２８を含んでもよく、かつ、Ｚ軸アクチュエータ１２５は、構築プラットフォーム１２２を下方に降下させて排出ポート１２８に通じさせ、構築チャンバ１２０に排出ポート１２８を露出させる。ばらの材料は、従って、重力を介して排出ポート１２８を通じて構築チャンバ１２０の外側に流出することができ、かつ、その後、収集されて濾過され、カートリッジ２００に戻され得る。この例では、構築プラットフォーム１２２上に配列された送風器又は排出ポート１２８に結合された真空は、すべての残存するばらの材料を強制的に排出ポート１２８に通させる、及び／又は、構築チャンバ１２０からのばらの材料の排出時間を減少させることができる。Ｚ軸アクチュエータ１２５又は添加剤製造装置１００内の他のアクチュエータは、さらに、例えば露出した又は開放した排出ポート１２８に向かって構築プラットフォーム１２２を傾けることによって、構築プラットフォームを傾斜させる又は斜めにして、構築チャンバ１２０からのばらの粉末状材料の分配をさらに補助することができる。さらに、これらの例では、添加剤製造装置１００は、以下に説明するように、カートリッジから直接収集されたデータ又はカートリッジ識別子に従ってカートリッジに関連付けられたコンピュータファイルから抽出されたデータに基づいて、カートリッジから分配された粉末状材料に対して適切なフィルタタイプを識別し、かつ、その後、再利用された材料を１以上のカートリッジ内に分配し戻す前に呼び出されたフィルタタイプに従って選択された特定のフィルタを通じて、構築チャンバから材料添加剤製造装置１００に材料を渡す。材料ディスペンサ１８０はさらに、ねじ、コンベヤ、リフト、ラム、プランジャ及び／又はガスプランジャ、振動性又は重力アシスト搬送システムを実装して、カートリッジ２００に、別のカートリッジに又は他の材料保持システムに、再利用された粉末状材料を戻すことができる。

[0013] 一変形例では、粉末システムは、密閉されたカートリッジと相互作用して、装置内に未使用の又は再利用された材料を供給するレシーバ１５０を含む。この変形例では、以下に説明するように、カートリッジ２００は、材料の特定のタイプ（例えば、７０７５アルミニウム又は３１６Ｌステンレス鋼）又は粉末形態の材料のタイプの組み合わせ（例えば純アルミニウム、純銅、純ニッケル及び純マグネシウムの混合物）についての貯蔵容器を規定する。カートリッジ２００から構築チャンバ１２０内に分配されると、粉末状材料の一連の層の領域は、選択的に溶かされて三次元構造を形成することができる。カートリッジ２００は、アルゴン又は窒素などの密閉された不活性環境内に粉末状材料を収容して酸素への暴露を制限し、それによって、その中の粉末状材料の実用寿命（すなわち有効期間）を延ばすことができる。カートリッジ２００はさらに再密閉可能である。例えば、装置内に装填された後、カートリッジ２００は開放されてもよく、粉末状材料がカートリッジ２００から除去され、及び、構築サイクルが完了し、その時点で、不活性環境がカートリッジ２００内に復元され、かつ、カートリッジ２００が、カートリッジ２００内に残存する材料の使用可能期間を延ばすために再密閉される。

[0014] この変形例の一実施では、レシーバは、例えば図４に示すように、カートリッジ２００がレシーバ１５０内に挿入される時にカートリッジ２００の出口２２２上に配列されたポリマーシールを穿孔する棘部（barb）１５６又は突起部（prong）を含む。この実施では、レシーバ１５０は、ハウジングのベースに配列された突起部を有する細長いハウジングを含んでもよく、ハウジング内へのカートリッジ２００の手動又は機械化された直線的な挿入が、ポリマーシールに対して突起部を係合させ、添加剤製造装置１００内の粉末システムにカートリッジ２００内の粉末状材料を開放する。代替的に、カートリッジ２００は、出口２２２の周りに配列されたねじ付きボスを含んでもよく、レシーバ１５０は、ねじ付きボスを受け入れるようにねじ切りされてもよく、及び、突起部は、レシーバ１５０内へのカートリッジ２００の設置によって突起がカートリッジ２００のシールを同様に穿孔させるようにレシーバ１５０内に配列され得る。前述の実施では、レシーバ１５０から取り外されると、ポリマーシールは、シール位置に戻って、その中の（不活性）環境を密閉することができる。

[0015] 別の実施では、カートリッジ２００は、カートリッジ２００がレシーバ１５０内に設置される時に材料ディスペンサ１８０がキャップを取り外してカートリッジ２００から材料を解放するように、キャップ（又は「蓋」）によって密閉された出口２２２を含んでもよい。この実施では、構築サイクルが完了すると、材料ディスペンサ１８０は、カートリッジ２００にキャップ（又は別の同様のキャップ）を戻してその中に残存する又は戻された粉末状材料を密閉する。しかしながら、レシーバ１５０及び材料ディスペンサ１８０は、カートリッジ２００に係合してそこから粉末状材料を解放するための任意の他のアクチュエータ又は構成要素を含んでもよい。

[0016] レシーバ１５０はさらに、カートリッジ２００に係合して周囲環境からカートリッジ２００の出口２２２（及び／又は入口）を隔絶するシールを含んでもよい。特に、レシーバ１５０内のシールは、酸素を含む周囲環境から粉末システム（例えば構築チャンバ１２０及び材料ディスペンサ１８０）内に維持された不活性環境を隔絶することができる。代替的に、カートリッジ２００は、カートリッジ２００内の表面に係合して周囲からカートリッジ２００の出口２２２（及び／又は入口）を隔絶するシールを同様に含んでもよい。しかしながら、レシーバ１５０は、任意の他の方法でカートリッジ２００と協働して、周囲（すなわち、酸素を豊富に含んだ）環境から、カートリッジ２００内に収容された粉末状材料を隔絶することができる。

[0017] 一実施では、レシーバ１５０は、添加剤製造装置１００から外側に延びるビーム構成要素を含み、及び、カートリッジ２００は、フック、小穴、又は、ビーム構成要素を受け入れる同様の特徴を含む。この実施では、操作者が、フックを介してビーム構成要素からカートリッジ２００を吊り下げてもよく、その後、ビーム構成要素に沿ってカートリッジ２００を手で押してレシーバ１５０内にカートリッジ２００を設置してもよい。例えば、カートリッジ２００は、カートリッジ２００が約２４ポンドの重さになるように、米ガロンの半分の内部容積を保持し、（７５％粉末密度の）粉末状ステンレス鋼で満たされる。この例では、レシーバ１５０から延びるビーム構成要素は、従って、レシーバ内に相対的に重いカートリッジを設置する際に操作者を援助し得る。この実施では、ビーム構成要素は、スケール（例えばロードセル、歪みゲージ）に結合されてもよく、カートリッジ２００がレシーバ１５０内に設置される際又は設置されると、スケールは、カートリッジ２００及びその内容物の重量又は質量、及び従って、その中に収容されている粉末状材料の量を検知することができる。代替的に、レシーバ１５０は、カートリッジ２００の質量又は重量を測定するスケールに結合されても（例えば吊り下げられても）よく、スケールから、カートリッジ２００内に収容されている材料の既知のタイプに基づいて、カートリッジ２００の材料充填レベルを決定することができる。

[0018] レシーバ１５０は複数のカートリッジを受け入れることもできる。一例では、レシーバ１５０は、その中に直線的に設置される一連のカートリッジを受け入れ、材料ディスペンサ１８０は、各カートリッジが構築チャンバ１２０内で順次空になる際に一連のカートリッジの各々から連続的に材料を分配する。この例では、材料ディスペンサ１８０は、レシーバ１５０内に固定して配列された一連のカートリッジに沿って突起、キャップ取外器又は他のアクチュエータをシフトさせることによって、前のカートリッジが空になる際に一連のカートリッジの各々を連続的に開くことができる。代替的に、突起部、キャップリムーバ又は他のアクチュエータは、装置内に固定されてもよく、及び、レシーバ１５０は、先行するカートリッジが完全に空になると、満杯のカートリッジを分配位置に向かって移動させることができる。この例では、レシーバ１５０は、空になったカートリッジを反転させ、材料ディスペンサ１８０が、再利用されたばらの材料を、材料がカートリッジ２００の外側に前に分配された同一の出口を通じて、構築サイクルの完了時に構築チャンバ１２０から空になったカートリッジ内に重力送りすることを可能にする。代替的に、レシーバ１５０は、空になったカートリッジを再充填位置に向かって移動させることができ、材料ディスペンサ１８０は、構築チャンバ１２０から、（空になったカートリッジの出口２２２の反対側の）空になったカートリッジの入口内に、再利用されたばらの材料を重力送りすることができる。さらに代替的に、材料ディスペンサ１８０は、カートリッジの外側に粉末状材料を重力送りすることができ、及び、図３に示すように、カートリッジ２００内に再利用されたばらの材料をポンプ送りすることができ、逆もまた同様である。

[0019] 別の例では、レシーバ１５０は、カートリッジがキャリッジの（外縁）上に設置された（例えばねじ込まれた）回転式キャリッジを含んでもよく、アクチュエータは、キャリッジを回転させて、保持位置から分配位置（及び再充填位置）にカートリッジを移動させる。この例では、カートリッジは、未使用のカートリッジが垂直分配位置に回転させられて粉末状材料がカートリッジ２００の出口２２２の外側に重力送りされるように、配列されてもよい。カートリッジ２００が空になった時、カートリッジは、新しい未使用のカートリッジが分配位置に移動する際に分配位置の外側で空のカートリッジを回転させる。さらに、この例では、構築サイクルが完了すると、カートリッジは、分配位置に対して垂直に又は分配位置の下方に整列させられる再充填位置に向かって空になったカートリッジを回転させ続けることができ、その結果、構築チャンバ１２０からの再利用されたばらの粉末状材料は、空になったカートリッジ内に重力送りで戻されてもよい。再利用された材料でカートリッジが完全に再充填されると、材料ディスペンサは、カートリッジ２００を再密閉してもよく、及び、キャリッジは、再密閉されたカートリッジを前方に移動させ、従って、再充填位置に向かって別の空になったカートリッジを運ぶことができる。

[0020] さらに代替的に、レシーバ１５０は、一組のカートリッジを受け入れ、当該組の複数のカートリッジを開放してもよく、材料ディスペンサ１８０は、一組の開放したカートリッジからほぼ同時に粉末状材料を分配することができ、及び／又は、構築サイクルの終了とほぼ同時に、構築チャンバ１２０からの再利用された材料によって一組のカートリッジを再充填することができる。しかしながら、レシーバ１５０は、任意の他のシーケンス及び／又はフォーマットで任意の他の数のカートリッジを受け入れることができ、及び、材料ディスペンサ１８０は、添加剤製造装置１００内に装填された１以上のカートリッジの外側に粉末状材料を選択的に分配する及び１以上のカートリッジ内に選択的に戻す任意の他のアクチュエータ又は特徴部を含んでもよい。

[0021] 従って、操作者によって扱い易い（例えば手で操作し易い）個別の量で材料が機械に装填され得るように、酸化作用が、カートリッジ内のシールの不具合の間に比較的に少量の粉末状材料に制限されるように、及び／又は、離散化されて密閉された量の材料が機械に対して開放されて必要に応じて使用され、従って、構築サイクル中に追加の材料が必要なために小さなカートリッジのみが開放される際に繰り返される環境変化への粉末状材料の暴露を制限するように、レシーバ１５０は、同一の又は異なる粉末状材料を収容する複数のカートリッジを受け入れることができる。さらに、１以上の密閉されたカートリッジによって及びこれらのカートリッジについてのシールの開封及び再密閉の手順を自動化することによって、粉末システムは、添加剤製造装置１００によって用いられた原料のままの粉末状材料との人間（例えば操作者）の相互作用を実質的に低減又は排除して三次元構造を構築する閉じられた粉末システムを規定することができる。この閉じられた粉末システムは、１以上の粉末フィルタ１５４（図４に示す）、粉末再利用システム、材料ディスペンサ等を含んでもよく又は受け入れてもよい。添加剤製造装置１００はさらに、層ごとのベースで特注の金属合金を制作する等、単一の部分内の材料の組み合わせの使用を可能にする複数のカートリッジの同時設置をサポートすることができる。

[0022] 粉末システムは、例えば窒素発生器又はアルゴンタンクなどの（不活性）ガス供給部にさらに結合されてもよく、及び、材料ディスペンサ１８０を通じてガス供給部から構築チャンバ１２０内に、及び、カートリッジ２００の出口２２２の周囲にガスを流して、粉末状材料を収容する添加剤製造装置１００の容積から酸素を除去してもよい。例えば、構築サイクルが開始される時及び分配位置に配列されたカートリッジのシールを開封する前に、粉末システムは、レーザ焼結位置（例えば構築チャンバ１２０上及びカートリッジ出口上）内の閉じ込められた容積のうちの高い領域に近いポートを開くことができ、かつ、添加剤製造装置１００を通してアルゴンを流して、構築サイクル前、構築サイクル中又は構築サイクル後でも粉末状材料を収容する、移動させる又は粉末状材料に接する添加剤製造装置１００の容積の外側に酸素を除去することができる。添加剤製造装置１００内の１以上の酸素センサが、装置内に残存している酸素の量が閾値レベルを下回っていることを示すと、粉末システムは、装置内のすべての開いたポートを閉じることができ、及び、レシーバ１５０は、カートリッジ２００の出口２２２上で蓋を開く又はシールを穿孔することができ、材料ディスペンサ１８０内に粉末状材料を解放する。この例では、カートリッジ２００が開かれると、粉末システムは、カートリッジ２００の周囲（及びカートリッジ２００内）にアルゴンを流し続けて、カートリッジ２００とレシーバ１５０との間のシールを浸透して通過し得る空気又は他のガスをカートリッジ２００から外側に移動させる。この例では、粉末システムは、追加的又は代替的に、装置内で不活性ガスの（周囲に対する）正圧を維持することができ、添加剤製造装置１００内への空気の進入を阻止する。しかしながら、粉末システムは、構築サイクル前、構築サイクル中又は構築サイクル後に、添加剤製造装置１００及び／又はカートリッジ２００を通じて任意の他の（不活性）ガスを分配して、粉末状材料の酸素（又は他の気体）への暴露を制御することができる。

[0023] レシーバ１５０は、カートリッジ２００から識別情報（「識別子」）を収集する読取器を含んでもよい。例えば、読取器は無線自動識別装置（ＲＦＩＤ）リーダ及びアンテナを含んでもよく、無線自動識別装置（ＲＦＩＤ）リーダ及びアンテナは、カートリッジ２００がレシーバ１５０内に挿入される際にカートリッジに向かって電力信号を一斉通信し、及び、識別子（例えば固有のシリアル番号）を読み取り、従って、カートリッジ２００上に配列されたＲＦＩＤタグから一斉通信する。同様の例では、読取器は、カートリッジ２００上に配列されたＮＦＣタグから識別情報を収集する近距離無線通信（ＮＦＣ）を含む。他の例では、読取器は、マシンビジョンを実行してバーコード、ＱＲコード又はカートリッジ２００上に取り付けられた又は印刷された他の識別情報を読み取るバーコードスキャナ、クイックレスポンス（ＱＲ）コード読取器又は光学センサ及びプロセッサ１６０を含む。以下に説明するように、添加剤製造装置１００は、次に、コンピュータネットワーク上で、遠隔サーバにこの識別情報を渡し、対応のカートリッジ内に収容される材料に特有の関連情報を読み出す。例えば、添加剤製造装置１００は、添加剤製造装置１００によって現在は分配位置にあるカートリッジから読み取られた固有の英数字のシリアル番号を遠隔データベースに渡して、固有の英数字のシリアル番号を介してカートリッジ２００に関連付けられるコンピュータファイルから、材料のタイプ（例えば３１６Ｌステンレス鋼、７０７５アルミニウム）、粉末サイズ（例えば直径４〜５μｍ）、カートリッジ内の粉末状材料の予め測定された又は推定される量（例えば６．２ポンド（ｌｂｓ）又は８９％容量）、最先の製造日、材料ロット番号、最初の出荷日又は納品日、構築サイクル数、再利用サイクル数、溶解温度又は温度プロファイル、アニール温度又は温度プロファイル、走査速度、層の厚さ、カートリッジ２００内に収容されている材料の光学特性及び／又は熱的特性（例えば放射率）、好ましい作業環境（例えば、アルゴン、窒素）、最大許容酸素暴露、材料の組み合わせの警告及び／又は洗浄指示などのいずれか１以上を読み出す。代替的に、添加剤製造装置１００は、添加剤製造装置１００内に組み込まれているハードドライブ又はメモリ（例えばフロプティカルディスクドライブ又はフラッシュメモリドライブ）から、カートリッジ２００内に配列されたセンサから直接、及び／又は、添加剤製造装置１００に局所的に接続されたコンピュータドライブ（例えばローカルネットワークコンピュータ）から、これらのデータのいずれかを読み取ることができる。例えば、カートリッジ２００は、ブルートゥース（登録商標）又はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）無線通信プロトコル上でローカルの添加剤製造装置に、記憶された又は測定された材料特有のデータ及び／又はカートリッジ特有のデータを送信する無線送信機を含んでもよく、及び、添加剤製造装置１００は、無線送信機と対をなして、（例えばカートリッジ２００がレシーバ１５０内に設置されると）対応のカートリッジから直接的に前述のデータのいずれかをダウンロードする無線通信モジュールを含んでもよい。同様に、レシーバ１５０は、レシーバ１５０内に設置されたカートリッジの対応の特徴に係合するプラグ又はレセプタクルを含んでもよく、及び、添加剤製造装置１００は、有線接続を通じてカートリッジ２００から直接的に材料及びカートリッジ情報をダウンロードすることができる。しかしながら、添加剤製造装置１００、読取器及び／又はその中のレシーバ１５０は、任意の他の方法で協働して、添加剤製造装置１００内に装填されたカートリッジについての材料特有の情報及び／又はカートリッジ特有の情報を収集することができる。

[0024] 添加剤製造装置１００は、次に、以下に説明するように、構築サイクル中にこれらデータを実行して構築パラメータを設定し、部分構築品質を維持し、構築及び材料条件などをチェックすることができる。例えば、溶解走査中、添加剤製造装置１００内のレーザダイオード１３２は、カートリッジ２００に関連付けられたコンピュータファイルで規定される溶解レーザ出力に見合った出力のエネルギービームを出力し、及び、アニール走査中、レーザダイオード１３２は、コンピュータファイルで規定されるアニールレーザ出力に見合った出力のエネルギービームを出力することができる。別の例では、Ｚ軸アクチュエータ１２５は、カートリッジ２００から直接的にダウンロードされたコンピュータファイルで規定されるターゲット層の厚さに対応する距離だけ垂直に下方に構築プラットフォーム１２２を移動させることができ、その結果、構築プラットフォーム１２２を横切ってリコータブレード１８２を循環させることによって、構築プラットフォーム１２２内に分配された大量の粉末状材料を、ターゲット層の厚さに近づく層の厚さまでならす。しかしながら、添加剤製造装置１００は、カートリッジ２００に関連付けられたデータ及び／又は従って任意の他の適切な方法で分配された材料に関連付けられたデータを実装することができる。

[0025] 添加剤製造装置１００はさらに、カートリッジ２００に対応する及び／又はカートリッジ２００上に記憶されたコンピュータファイルに新しいデータを書き込むことができる。例えば、添加剤製造装置１００は、以下に説明するように、カートリッジ２００からの材料によって完了した新しい構築サイクルの日付、時間及び期間、現在の構築サイクル中に材料が構築チャンバ１２０内に分配される他のカートリッジの構築サイクル履歴、カートリッジ２００に戻される材料についての再利用データなどを書き込むことができる。

[0026] 以下に説明するように、カートリッジ２００は、従って、カートリッジ２００内の空気のタイプ及び／又は品質、カートリッジ２００内の材料のレベル、カートリッジ２００内の材料のタイプ、カートリッジ２００内の材料の量、カートリッジの改ざん検知又は漏れ検知などに対応する信号を出力する１以上のセンサを含んでもよい。例えば、カートリッジ２００は、カートリッジ２００内の材料の量、材料の重量（又は質量）、及び／又は、材料のタイプを検知する抵抗センサ、容量センサ、誘導センサ、圧電センサ及び／又は重量センサを含んでもよい。別の例では、カートリッジ２００は、カートリッジ２００内の酸素のレベルを検知する酸素センサと、カートリッジ２００内の粉末状材料の表面積又は重量の関数として、経時の酸素への暴露を統合するプロセッサと、を含んでもよい。カートリッジ２００はさらに、密度、溶解又は溶解温度、若しくは、放射率などの、１以上の材料特性を検知し、及び／又は、カートリッジ２００内に装填された材料が、カートリッジ２００に記憶された材料コードに一致することを検証するように構成された追加のセンサを含んでもよい。さらに、カートリッジ２００は、定期的（例えば１時間毎）に、間欠的に又は添加剤製造装置１００によって要求された時に、若しくは、操作者によって手動で、カートリッジ２００内に格納された材料の寿命及び品質を監視するために温度、湿度及び／又はガスセンサを含んでもよい。

[0027] カートリッジ２００は、センサ出力を監視するプロセッサを含んでもよく、プロセッサは、センサ出力に、関連するデータタイプ（例えば、材料温度、内部材料量）を相関させ、材料処理ミスのための警報を発動又はフラグをトリガし、装置への及び／又は装置からの通信を処理する。これまで及び以下に説明するように、カートリッジ２００はさらに、製造業者又は材料供給者によって符号化されて、カートリッジ２００で局所的に測定され、及び／又は、構築サイクル前、構築サイクル中及び／又は構築サイクル後に添加剤製造装置１００によってカートリッジ２００上にアップロードされた材料関連データを記憶するメモリ又はデータストレージモジュールを含んでもよい。添加剤製造装置１００とカートリッジ２００との間で送信されたデータはさらに、カートリッジに関連する添加剤製造装置１００の安全なデータの一方又は両方によって符号化、暗号化及び／又は認証され、障害のあるカートリッジを識別し、材料供給チェーンを確保し、材料偽造又は処理ミス行為などを検知する。

１．３ レーザ出力光学
[0028] 添加剤製造装置１００のレーザ出力光学１３０は、レーザダイオード１３２などのビーム発生器から構築プラットフォーム１２２に向かって、間欠的なエネルギービームを出力して、構築チャンバ１２０内に分配された粉末状材料の最上面の領域を選択的に溶解（すなわち溶解）する。さらに、粉末状材料の最上面の選んだ領域が溶解されると、レーザ出力光学１３０はさらに、ビーム発生器から構築プラットフォーム１２２に向かって間欠的なエネルギービームを出力して、粉末状材料の最上層のそれらの溶解された領域を選択的にアニール（例えば歪み取りを）することができる。同様に、添加剤製造装置１００は、米国特許出願第１４／２１２，８７５号明細書で説明されるように、複数のレーザ出力光学を含んでもよく、複数のレーザ出力光学は、構築プラットフォーム１２２に向かって複数のエネルギービームを同時に投影するように協働して、粉末状材料の最上層の複数の別個の領域、又は、最上層のうちの１つのより大きな領域及び／又はより高出力の領域を同時に溶解させる。代替的に、添加剤製造装置１００は、構築プラットフォーム１２２に向かって複数のエネルギービームを同時に投影する複数のレーザ出力光学を含んでもよく、少なくとも１つのエネルギービームが粉末状材料の最上層の１つの領域を溶解し、及び、少なくとも１つの他のエネルギービームが粉末状材料の最上層の別の領域をアニールする。

[0029] ガントリ構成では、レーザ出力光学１３０は、構築プラットフォーム１２２上に配列されたモータ付きガントリ１２６から吊り下げられ、及び、レーザ出力光学１３０は、対応のエネルギービームの焦点を粉末状材料の最上層上に直接合わせて、層の様々な領域を選択的に加熱、溶解及び／又はアニールする。この構成の一例では、ガントリ１２６は、協働して構築プラットフォーム１２２上でレーザ出力光学１３０を走査するＸ軸アクチュエータ及びＹ軸アクチュエータを含む。この例では、Ｙ軸アクチュエータは、Ｘ軸アクチュエータが構築プラットフォーム１２２上の横方向に往復してレーザ出力光学１３０をスウィープする際、構築プラットフォーム１２２を長手方向に横切ってＸ軸アクチュエータ及びレーザ出力光学１３０をステップ移動させることができる。さらに、この例では、構築プラットフォーム１２２に結合されたＺ軸アクチュエータ１２５は、レーザ出力光学１３０からほぼ同一の垂直距離で粉末状材料の各々のその次の層を維持することができる。

[0030] 走査ミラー構成では、第１アクチュエータが、第２アクチュエータによって作動させられる細長い回転ミラーの軸に交差して及び平行にレーザ出力光学１３０を走査する。この構成では、回転ミラーは、ビーム発生器（例えばレーザダイオード１３２）によって出力されたエネルギービームを下方のレンズ上に反射し、レンズは、下方の粉末状材料の最上層上にビームとしてビームの焦点を合わせる。特に、第１アクチュエータは、第１方向に（例えばＸ軸に沿って）ミラーに沿ってレーザ出力光学１３０を走査し、及び、回転ミラーは、第２方向に（例えばＹ軸に沿って）レンズ上にレーザ出力光学１３０から投影されたエネルギービームを走査する。同様の構成では、レーザ出力光学１３０は、回転ミラーを有するハウジング内に配列され、かつ、第１アクチュエータが構築プラットフォーム１２２上でハウジングを走査する際に、第２アクチュエータによって動力を供給された回転ミラー上にエネルギービームを投影する。従って、この構成では、レーザ出力光学１３０は、回転中にレンズを横切ってエネルギービームを走査するミラー上にエネルギービームの焦点を合わせる。この構成では、添加剤製造装置１００はさらに、協働して粉末状材料の最上層の複数の別個の領域を溶解及び／又はアニールし、粉末状材料の最上層上のより大きな焼結又はアニール位置を達成し、及び／又は、粉末状材料の最上層上の焼結又はアニール位置でより大きな出力密度を達成する複数のビーム発生器（例えばレーザダイオード）、レーザ出力光学、レンズ、ミラーなどを含んでもよい。

[0031] しかしながら、レーザ出力光学１３０、ビーム発生器（又はレーザダイオード１３２）及びアクチュエータなどは、構築プラットフォーム１２２上に分配された粉末状材料の層に向かって１以上のエネルギービームを間欠的に投影し、それによって、構築サイクル中に層の特定の領域を選択的に溶解又はアニールする任意の他の方法及び任意の他の構成で協働することができる。

１．４ プロセッサ及びセンサ
[0032] 添加剤製造装置１００の一変形例はプロセッサ１６０を含み、プロセッサ１６０は、添加剤製造装置１００内の様々なアクチュエータを制御して、構築プラットフォーム１２２上に分配された粉末状材料の各層の特定の領域を選択的に予熱、溶解及び／又はアニールする。例えば、プロセッサ１６０は、添加剤製造装置１００内に実装された（例えばＧコード内の）工作機械プログラムの線を通ってステップすることができ、及び、工作機械プログラムで特定された各ＸＹ座標について、プロセッサ１６０は、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸アクチュエータの各々の位置を制御することができる一方で、レーザダイオード１３２が動作させて、構築プラットフォーム１２２上の最上層内の粉末状材料を十分な深さで局所的に溶解させ、同一の層及び／又は先行する層内の隣接する溶解した領域に融合するのに十分な出力のエネルギービームを間欠的に発生させる。レーザダイオード１３０が構築プラットフォーム１２２上でラスタされると、プロセッサ１６０はさらに、工作機械プログラムで特定された次に来るＸＹ座標が、（第１）レーザ出力光学１３０の前方に配列された第２レーザ出力光学１３０（又はレンズ）についての現在の投影座標に一致する場合、ルックアヘッド技術を実施して第２レーザダイオード１３２を動作させ、最上層内の粉末状材料を局所的に予熱するのに十分な出力の第２エネルギービームを発生させる。同様に、この例では、レーザ出力光学１３０が構築プラットフォーム１２２上でラスタされると、プロセッサ１６０は、工作機械プログラムで特定された直近のＸＹ座標が、（第１）レーザ出力光学１３０より遅れた（すなわち後方の）第３レーザ出力光学１３０（又はレンズ）についての現在の投影座標に一致する場合、ルックアヘッド技術を実施して第３レーザダイオード１３２をさらに動作させ、最上層内の溶解した粉末状材料を局所的にアニールするのに十分な出力の第３エネルギービームを発生させる。以下に説明するように、この例では、プロセッサ１６０は、複数の別個のレーザダイオードの出力を同様に制御して、粉末状材料の最上層の局所領域を予熱、溶解及び／又はアニールするのに十分な出力のエネルギービームを同時かつ選択的に発生させることができる。プロセッサ１６０はさらに、添加剤製造装置１００内の様々なアクチュエータを制御して、粉末状材料を予熱することに特有の１つの工作機械プログラム、粉末状材料を溶解又は溶解させることに特有の１つの工作機械プログラム、及び、溶解した材料の局所領域をアニールすることに特有の１つの工作機械プログラムなどの複数の工作機械プログラムに従って、１つの構造の構築中に、粉末状材料の層の選んだ領域を予熱、溶解及び／又はアニールすることができる。

[0033] さらに、工作機械プログラム内の１つのＺ位置に対応する一連のＸＹ座標が完了されると、プロセッサ１６０は、Ｚ軸アクチュエータ１２５を動作させて特定の量だけ（例えばターゲット層の厚さに対応する距離だけ）構築プラットフォーム１２２を低くし、材料ディスペンサ１８０を動作させて粉末状材料の以前の層上に粉末状材料の新たな層を分配し、リコータブレード１８２を動作させて分配された材料を新しい層内でならし、その後、構築プラットフォーム１２２の新しいＺ位置に対応するその後の一連のＸＹ座標に従ってレーザ出力光学及びレーザダイオードの位置及び出力を制御することができる。従って、この変形例では、レーザ出力光学１３０が下方の粉末状材料の層の様々な領域上を移動すると、添加剤製造装置１００内のコントローラ（すなわちプロセッサ１６０）が、選んだレーザダイオードに間欠的に電力供給して、層の選んだ領域上に１以上のエネルギー（すなわちレーザ）ビームを投影し、それによって、分配された粉末状材料の特定の層のそれらの選んだ領域のみを加熱、溶解及び／又はアニールすることができる。

[0034] 一変形例では、添加剤製造装置１００は、構築チャンバ１２０内に配列され、かつ、構築プラットフォーム１２２上のレーザ焼結（又は、「溶解」）位置のデジタルイメージを出力するように構成されたイメージセンサ１４０を含む。この変形例では、プロセッサ１６０は、カートリッジ２００に関連付けられたコンピュータファイルから、シャッター速度（又はＩＳＯ速度、露光時間、開口、積分時間、サンプリングレート又は他の結像パラメータ）を読み出し、又は、コンピュータファイルで特定された粉末状材料のタイプ及び／又は放射率に基づいてこの結像パラメータを算出することができ、かつ、プロセッサ１６０は、光学センサ１４０を動作させ、結像パラメータに従って現在の溶解位置のイメージをキャプチャすることができる。プロセッサ１６０は、米国特許出願第？？？号明細書で説明されるように、例えば対応のコンピュータファイルで特定されるような粉末状材料の放射率に基づき、溶解位置で、デジタルイメージ内のピクセルの光強度を温度に連続的に相関させ、その後、閉ループフィードバックを実行し、コンピュータファイル内で定義されるターゲット溶解温度の閾値範囲内の溶解位置温度を維持するように算出された（又は材料タイプから算出された）温度に基づいてレーザダイオード１３２の出力を調節することができる。プロセッサ１６０は、同様に閉ループフィードバックを実行してレーザダイオード１３２の出力を調節し、コンピュータファイル内で定義される（又は材料タイプから算出された）ターゲットアニール温度の閾値範囲内にアニール位置温度を維持することができる。プロセッサ１６０はさらに、粉末状材料の層の対応の領域（レーザ焼結位置を含む）の全域の様々な温度及び／又は温度勾配に、デジタルイメージ内の複数の他のピクセル又は一連のピクセルの光強度を相関させ、及び、複数のレーザダイオードの１以上の動作パラメータを同時にかつ適切に調節することができる。例えば、この変形例では、プロセッサ１６０は、添加剤製造装置１００内の１以上のレーザダイオードのパルス時間、動作周波数又は波長、デューティサイクル又は他の動作パラメータを制御して、予熱、溶解及び／又はアニール位置温度を調節することができる。しかしながら、プロセッサ及びイメージセンサ１４０は、溶解又はアニール温度を検知し、かつ、添加剤製造装置１００内の構成要素を適切に制御するために、任意の他の方法で協働することができる。

２． カートリッジ及び応用
[0035] 図５Ａ及び図５Ｂに示すように、添加剤製造装置内に粉末状材料を分配するためのカートリッジは、出口２２２を規定する容器２１０と、添加剤製造装置内で容器２１０を一時的に支持するように構成された係合特徴部２２０と、出口２２２の上に配列され、かつ、添加剤製造装置１００内で要素に一時的に係合するように構成された再密閉可能な蓋２３０であって、要素は、閉設定（図５Ａに示す）と開放設定（図５Ｂに示す）との間で蓋を選択的に移行させ、再密閉可能な蓋２３０が、閉鎖設定において容器２１０内の不活性ガス環境内の粉末状材料を密閉し、開放設定において容器２１０内に粉末状材料を放出する、再密閉可能な蓋２３０と、容器２１０上に記憶された識別子２４０であって、容器２１０内に収容される材料に特有のデータを含む電子データベースへのポインタを含む識別子２４０と、を含む。

[0036] 通常、カートリッジ２００は、粉末状材料のための収容容器２１０として機能し、かつ、添加剤製造装置内に装填されて、構築サイクル中に添加剤製造装置内の構築チャンバ１２０に粉末状材料を供給することができる。特に、カートリッジ２００は、不活性環境内に密閉された例えば粉末状スチール、アルミニウム又はチタンなどの粉末状材料を収容し、それによって粉末状材料の酸化を低減し、粉末状材料自体の寿命を延ばすことができる。１つの構築サイクル中にカートリッジ２００から添加剤製造装置１００内に粉末状材料が分配されると、カートリッジ２００は、不活性環境内にその中に残存する粉末状材料を再密閉することができ、その結果、カートリッジは、添加剤製造装置１００から取り外され、残存する粉末を実質的に劣化させずに保管され、かつ、その後、同一又は異なる添加剤製造装置内に設置されて、連続する構築サイクル中に添加剤製造装置１００に残存する粉末状材料を供給することができる。同様に、添加剤製造装置１００は、構築サイクルの完了時にカートリッジ２００にばらの（すなわち未使用の）粉末状材料を戻すことができ、かつ、カートリッジ２００は、不活性環境内にこの再利用された粉末状材料を再密閉することができ、その結果、例えば酸素、湿気などへの暴露によって粉末状材料を実質的に劣化させずに同一又は異なる添加剤製造装置内の連続する構築サイクルでの使用まで粉末状材料を保管することができる。従って、カートリッジ２００は、未使用の及び／又は以前の再利用された粉末状材料の運搬手段として機能して、構築サイクル中に添加剤製造装置１００内の構築チャンバ１２０に粉末状材料の別個の量を送達し、及び、構築サイクル後にカートリッジ２００に戻された残存する粉末状材料及び／又は再利用された粉末状材料を密閉し、その結果、連続する構築サイクルにおいて別のオブジェクトの構築中に、再利用された及び／又は残存する粉末状材料を再び用いることができる。

[0037] カートリッジ２００はさらに、カートリッジ２００及び当該カートリッジ２００内に収容された粉末状材料に特有のデータにリンクされた識別子を収容又は保管する。特に、添加剤製造装置１００（すなわち読取器）は、カートリッジ２００から識別子２４０を読み取り、コンピュータネットワークを通じてカートリッジデータベースに識別子２４０を渡し、かつ、例えば溶解プロファイル、アニールプロファイル、材料時間、材料年齢、カートリッジ２００内の粉末状材料がこなした再利用サイクルの回数、粉末状材料についてのソース又はサプライヤ、粉末状材料によって完了した構築サイクルの履歴（例えば日付、場所）などの、粉末状材料に特有の及び識別子２４０に関連付けられた情報を受信することができ、それらの情報のすべてが、コンピュータファイル又はデータベース上の他のメモリフォーマット内に記憶されることができる。例えば、カートリッジ２００は、カートリッジ２００すなわち添加剤製造装置１００に特有のコンピュータファイルに関連付けられた固有のシリアル番号を無線で送信する無線周波数識別タグを含んでもよく、かつ、添加剤製造装置１００は、データベースに固有のシリアル番号を渡してコンピュータファイルを読み出すことができる。別の例では、バーコード又はＱＲコードをカートリッジ２００上に印刷することができ、添加剤製造装置１００は、バーコードを読み取り、バーコードからデータベースにデータを渡して、バーコードに特有のカートリッジデータを読み出すことができる。カートリッジ２００は、従って、添加剤製造装置１００から遠隔に記憶された材料履歴データ、材料タイプデータ及び／又は材料特有の構築パラメータへのリンクを収容し、その結果、これらの材料データは、遠隔に記憶され、カートリッジのプラットフォーム上で独立して及び一様にグループで更新され、及び、任意の数の添加剤製造装置及び／又はカートリッジ２００への直接のアクセスを有する又は有しない任意の数のユーザによってアクセスされる。

[0038] カートリッジ２００は、従って、上述したように、構築サイクル前に添加剤製造装置内に設置されることができ、三次元オブジェクトの添加剤製造中に添加剤製造装置１００内に材料を分配することができ、かつ、その後、添加剤製造装置１００から取り外され、空になると廃棄され得る。代替的に、構築サイクルの完了時又は添加剤製造装置１００内で実行された一連の構築サイクルの完了時、添加剤製造装置１００の構築チャンバ１２０内のばらの粉末状材料は、カートリッジ２００内に戻されて再密閉されることができる。その後、カートリッジ２００は、取り外された後、同一又は異なる添加剤製造装置１００内に設置されて、連続する構築サイクルのために再利用された粉末状材料を供給することができる。追加的に又は代替的に、空になったカートリッジは、添加剤製造装置１００から取り外され、粉末状材料で再充填されるために材料供給するステップに戻される。

２．１ 容器２１０
[0039] カートリッジ２００は、出口２２２を規定する容器２１０を含む。通常、容器２１０は、例えば粉末状金属、粉末状セラミック又は粉末状プラスチックなどの粉末状材料を収容するのに適した封入されたボリュームとして機能し、及び、当該容器２１０内に収容される粉末状材料を添加剤製造装置１００内に分配するための出口２２２を規定する。容器２１０はさらに入口を規定し、当該入口を通じて、カートリッジ２００が、再利用処理中にサプライヤによって充填される及び／又は添加剤製造装置によって再充填されて、構築チャンバ１２０からカートリッジ２００内にばらの未使用の粉末状材料を戻すことができる。代替的に、容器２１０の出口２２２は、出口及び入口の両方として機能して、それぞれに新しい又は再利用された粉末状材料を分配し及び受け取る。

[0040] 一例では、容器２１０は、例えば射出成形又はブロー成形の高密度ポリエチレン容器などのポリマー容器を含む。代替的に、容器２１０は、吹きガラス又は鋳造ガラス（例えばホウケイ酸ガラス）容器を含み得る。さらに代替的に、容器２１０は、延伸、スパン（spun）又は二次加工の板金（例えばステンレス鋼）容器を含み得る。しかしながら、容器２１０は、任意の他の材料又は形状であってもよく、かつ、任意の他の適切な方法で製造されてもよい。

２．２ 係合機構
[0041] カートリッジ２００は、添加剤製造装置１００内の容器２１０を一時的に支持するように構成された係合特徴部２２０を含む。通常、係合特徴部２２０は、上述したようなレシーバ１５０又はキャリッジなどに対して、添加剤製造装置１００内でカートリッジ２００を支持するように機能する。

[0042] 一実施では、係合特徴部２２０は、出口２２２を取り巻いて容器２１０から外側に延在するねじ付きボスを含み、ねじ付きボスは、添加剤製造装置１００のレシーバ１５０内のねじ穴内にねじ込まれるように構成される。例えば、容器２１０は、レシーバ１５０内にねじ込まれるねじ付き肩部を有する円筒状プラスチック容器を含んでもよい。別の実施では、係合特徴部２２０は、レシーバ１５０から外側に延在するシャフト１５２（又は直線スライド）に係合するフック又はアイレットを含み、上述しかつ図２に示すように、操作者は、係合特徴部２２０を介してシャフトからカートリッジ２００を吊り下げ、その後、吊り下げられたカートリッジをレシーバ１５０内に押し込みことができる。さらに別の実施では、係合特徴部２２０は、出口の周り（及び／又は容器２１０の周り）に周方向に配列されたシールを含み、シールは、添加剤製造装置１００のレシーバ１５０に接触して、レシーバ１５０内でキャニスタを密閉し支持する。別の実施では、係合特徴部は、レシーバ１５０に沿って延在するスロットに係合してレシーバ１５０内に容器２１０を案内するキーを含む。係合特徴部２２０は、同様に、レシーバ１５０から延在するキー支持部に係合するスロット又は同様の特徴部を含む。

[0043] 添加剤製造装置１００の係合特徴部２２０及び／又はレシーバ１５０はさらに、ラッチ、キャッチ、ボルト、レシーバ、又は、操作者がレシーバ１５０内にカートリッジ２００を固定するように作動させることができる同様の構造を含んでもよい。カートリッジ２００及び／又は添加剤製造装置１００はさらに、カートリッジ２００の適切な（又は不適切な）設置を検知するセンサを含んでもよく、及び、添加剤製造装置１００は、センサの出力に応じて、警報及びカートリッジ２００からの粉末状材料の分配を操作することができる。しかしながら、係合特徴部２２０は、任意の他の形状又は形態であってもよく、及び、任意の他の適切な方法で、添加剤製造装置１００のレシーバ１５０又は他の要素と相互作用することができる。

[0044] 係合特徴部２２０はさらに、レシーバ１５０に容器２１０を固定するように機能することができる。例えば、係合特徴部２２０は、三次元構造の添加剤製造中、第１垂直配向でレシーバ１５０に対して容器２１０を支持して、添加剤製造装置１００内に粉末状材料が重力送りすることができる。この例では、構築サイクルの完了時、レシーバ１５０は、第１垂直配向とは垂直に対立する第２垂直配向にカートリッジ２００を反転させ、第２垂直配向の係合特徴部２２０によってレシーバ１５０から同様に吊り下げられたカートリッジ２００、容器２１０内に再利用された粉末状材料を重力送りで戻すことができる。

[0045] しかしながら、係合特徴部２２０は、任意の他の形状又は形態であってもよく、及び、任意の他の適切な方法で、添加剤製造装置１００のレシーバ１５０又は他の要素と相互作用する。

２．３ 再密閉可能な蓋
[0046] カートリッジ２００はさらに再密閉可能な蓋２３０を含み、再密閉可能な蓋２３０は、出口２２２上に配列され、添加剤製造装置１００内の要素に一時的に係合するように構成され、当該要素は、開放設定と閉鎖設定との間で蓋を選択的に移行させ、再密閉可能な蓋２３０は、閉鎖設定において容器２１０内の不活性ガス環境に粉末状材料を密閉し、かつ、再密閉可能な蓋２３０は、開放設定において容器２１０内に粉末状材料を放出する。通常、再密閉可能な蓋２３０は、レシーバ１５０に対して出力容器２１０を開放して添加剤製造装置１００内に材料を分配し、かつ、出力を密閉してカートリッジ２００から分配されなかった粉末状材料及び／又はその後の保管のためにカートリッジ２００内に再利用するように戻されたばらの粉末状材料を隔絶する。例えば、再密閉可能な蓋２３０は、閉じている時のカートリッジ２００の出口２２２上に気密シールを形成し、その後、開いている時のカートリッジ２００を開いて添加剤製造装置１００内に粉末状材料を放出することができる。

[0047] 一実施では、再密閉可能な蓋２３０は、出口２２２上に配列されたスリットポリマー膜を含み、スリットポリマー膜は、要素によって穿孔可能であり、閉鎖設定から開放設定に再密閉可能な蓋２３０を移行させる。一例では、再密閉可能な蓋２３０は、出口２２２に広がるシリコーン膜を含み、シリコーン膜は容器２１０の先端面上に規定され、その結果、カートリッジ２００が、レシーバ１５０内に先端面から最初に直線的に完全に挿入される際にレシーバ１５０のベースに配列された棘部１５６が膜を穿孔する。別の例では、係合特徴部２２０は、容器２１０の出口２２２の周囲に周方向に配列されたねじ付きボスを含み、及び、膜は、出口２２２上のねじ付きボスの周りに配列される。この例では、ねじ付きボスがレシーバ１５０内にねじ込まれると、レシーバ１５０のねじ付き穴内の中央にある棘部１５６又は突起部が膜を穿孔する。さらに別の例では、カートリッジ２００がレシーバ１５０内に設置されると（かつ、分配位置に移動させられると）、材料ディスペンサ１８０は、カートリッジ２００の出口２２２に向かって棘部１５６又は突起部を移動させて膜を穿孔する。この実施では、構築サイクル及び再利用処理の完了時、膜内のスリットは、棘部１５６又は突起部が膜から引き抜かれる際に出口２２２上に密閉された静止（又は「平衡」）状態に戻ることができる。内部を密閉する内容物（例えば粉末状材料及び不活性ガス環境）を有するカートリッジ２００は、その後、レシーバ１５０から手動で（又は自動的に）取り外されることができ、及び、同一又は他の添加剤製造装置内の連続する構築サイクルのために必要とされるまで保管されることができる。

[0048] 別の実施では、再密閉可能な蓋２３０はねじ付きキャップを含む。一例では、ねじ付きキャップは、カートリッジ２００がレシーバ１５０内に設置されると、自動キャップリムーバが係合するキー特徴部を含む。この例では、自動キャップリムーバは、キャップ上にハブを運んでハブを回転させ、カートリッジ２００からキャップを解放する。ハブはさらにキャップを保持することができ、その結果、構築サイクル及び／又は再利用処理の完了時、自動キャップリムーバは、ねじ付きボス又はカートリッジ２００上の栓内にハブを後退させて、キャップを再び設置し、従って、カートリッジ２００内に粉末状材料及び（不活性）環境を密閉する。

[0049] さらに別の実施では、再密閉可能な蓋２３０は、容器２１０の出口２２２上に配列された、例えばボール弁、回転弁又はピストン弁などの密閉可能な弁を含む。通常、この実施では、カートリッジ２００が添加剤製造装置１００内に設置される時、弁がレシーバ１５０に係合し、レシーバ１５０内のアクチュエータが、弁を開いて、カートリッジ２００内に保管された粉末状材料を放出する。レシーバ１５０はさらに、例えば構築チャンバ内の粉末状材料の各層上での溶解走査サイクル中などに、弁を間欠的に閉じてカートリッジ２００からの材料の分配を停止させる。添加剤製造装置１００はさらに、弁を介してカートリッジ２００内に再利用された材料をポンプ送りする又は分配し、レシーバ１５０はその後、弁を閉めてカートリッジ２００内の不活性環境内にこの再利用された材料を密閉することができる。代替的に、カートリッジ２００は、例えばカートリッジ２００から材料を分配するための出口２２２上に配列された１つの弁、未使用の又は再利用された粉末状材料を受け取るためのカートリッジ２００の入口上に配列された第２バルブ、及び／又は、不活性ガスでカートリッジ２００を満たすための第３バルブなどの複数の密閉可能な弁を含んでもよく、バルブの各々は、レシーバ１５０に係合して、添加剤製造装置１００によって選択的に適切に制御されることができる。

[0050] さらに代替的に、再密閉可能な蓋２３０は、カートリッジの出口２２２上に配列された再密閉可能なスライドドア又は再密閉可能な環状開口機構を含んでもよく、レシーバ１５０内のアクチュエータは、カートリッジ２００が添加剤製造装置１００内に設置されると、スライドドア又開口機構を能動的に開放することができる。上述したように、アクチュエータはさらに、構築チャンバ内への材料の層の分配の間及び／又は構築サイクルの完了時、スライドドア又は開口機構を閉鎖することができる。

[0051] しかしながら、再密閉可能な蓋２３０は、任意の他の形状であってもよく、及び、カートリッジ２００を開いた後に再び密閉する任意の他の適切な方法で添加剤製造装置１００内の要素に一時的に相互作用することができる。

２．４ 識別子
[0052] 一変形例では、カートリッジ２００は、容器２１０上に格納された識別子をさらに含み、識別子は、容器２１０内に収容された材料に特有のデータを含む電子データベースへのポインタを規定する。通常、識別子２４０は、カートリッジ２００から遠隔に記憶されたコンピュータファイルにカートリッジ２００をリンクさせるように機能して、カートリッジ２００に特有の及び／又はカートリッジ２００内に収容された粉末状材料に特有のデータを記憶する。

[0053] 一実施形態では、識別子２４０は、容器２１０上に配列されたＲＦＩＤタグに記憶された固有のデジタル英数字シリアル番号又は数列を含む。一例では、カートリッジ２００は、容器２１０の外面上に配列されたポリマーバッファ２４２（図５Ａに示す）と、容器２１０の反対側でポリマーバッファ２４２上に配列されたＲＦＩＤタグであって、添加剤製造装置１００によって生成された電磁場の存在下で固有のシリアル番号を無線で送信するＲＦＩＤタグと、をさらに含んでもよい。この例では、ポリマーバッファ２４２は、容器２１０及び容器２１０内の粉末状材料からＲＦＩＤタグをオフセットさせ、その結果、容器２１０及び／又は粉末は、添加剤製造装置１００内のアンテナからＲＩＩＤタグへの無線動力伝送を遮断することによってＲＦＩＤタグの動作を妨げない。

[0054] 同様の実施では、識別子２４０は、容器２１０上に同様に配列されたＮＦＣタグ上に記憶され、添加剤製造装置１００は、ＮＦＣタグに電力を供給して識別子２４０を読み出す。

[0055] 別の実施では、識別子２４０は、カートリッジ２００の外面上に直接印刷された又は（例えばステッカー形態で）貼り付けられたバーコード、ＱＲコード（図５に示す）若しくは他の英数字又は文字列の形態で、容器２１０上で符号化される。従って、カートリッジ２００がレシーバ１５０内に装填される際、光学センサ、スキャナ又は他のセンサがカートリッジ２００から識別子２４０をスキャンすることができる。

[0056] さらに別の実施では、カートリッジ２００は、カートリッジ２００内に配列されたメモリに電気的に結合された一連の電気接点を含み、メモリはデジタルフォーマットで識別子２４０を記憶する。この実施では、カートリッジ２００がレシーバ１５０内に装填される時、電気接点は、例えばＩ２Ｃ通信プロトコルを通じて、レシーバ１５０内のプラグ又はレセプタクルと相互作用して、添加剤製造装置１００内にデジタル識別子を送信することができる。

[0057] しかしながら、この変形例では、識別子２４０は、カートリッジ２００上に任意の他のデジタル形式、英数字形式及び／又は印刷された記号形式で記憶されてもよく、及び、任意の他の適切な方法で任意の他の適切な有線又は無線通信プロトコルを通じて、添加剤製造装置１００に送信されてもよい。従って、上述したように又は以下で説明するように、添加剤製造装置１００は、カートリッジ２００から収集された識別子２４０を遠隔データベースに渡して、カートリッジ２００に対応するコンピュータファイルを読み出す又はコンピュータファイル内に記憶された特定のカートリッジ関連データ又は材料関連データを読み出すことができる。代替的に、添加剤製造装置１００は同様に、識別子２４０を実行して、ローカルメモリ１７０（図１に示す）、若しくは、添加剤製造装置１００内に設置された又は添加剤製造装置１００内でネットワークされたローカルコンピュータ装置内に設置されたディスクドライブから、コンピュータファイル若しくはカートリッジ関連データ又は材料関連データを読み出すことができる。

[0058] 別の変形例では、カートリッジ２００は、関連するカートリッジ関連データ及び／又は材料関連データを含むコンピュータファイルを局所的に記憶するメモリモジュール２６０を含む。この変形例では、カートリッジ２００は、図５Ａに示すように、添加剤製造装置１００に、コンピュータファイル又はコンピュータファイルから選んだデータを直接無線で一斉通信する無線送信器２５０又は無線送受信機をさらに含んでもよい。代替的に、カートリッジ２００は、図５Ｂに示すように、レシーバ１５０内へのカートリッジ２００の挿入時に添加剤製造装置１００によって確立された有線接続を通じて、添加剤製造装置１００に、コンピュータファイル全体又はコンピュータファイルから選んだデータを通信する一連の電気接点２７０を含んでもよい。この変形例では、添加剤製造装置１００は、カートリッジ２００内のメモリモジュールに、例えば構築サイクルなどの追加データを直接書き込むことができる。

[0059] しかしながら、カートリッジ２００は、識別子、選んだカートリッジデータ又は材料データ、若しくは、カートリッジ２００に特有の及び／又はカートリッジ２００内に収容された粉末状材料に特有の完全なコンピュータファイルを任意の他の適切な方法で添加剤製造装置１００に通信することができる。

２．４ 追加センサ
[0060] 図５Ａに示すように、カートリッジ２００の一変形例はさらに、容器２１０の内部容積に結合された環境センサ２８０であって、容器２１０内で検知された酸素量に対応する信号を出力する環境センサ２８０を含む。この変形例では、環境センサ２８０は、例えばカートリッジ２００内の酸素量（例えば１０００分の１単位で）又は水分量（例えば湿気）などのカートリッジ２００内の環境の品質を検知するように機能する。例えば、環境センサ２８０は、例えばカートリッジの寿命にわたって又は構築サイクルの間で５秒間に一度などの経時でカートリッジ２００内の環境をサンプリングすることができ、及び、カートリッジ２００内のプロセッサは、カートリッジ２００内の酸素又は水分の経時で検知された割合を統合して、カートリッジ２００内に収容された粉末状材料の酸素及び水分への暴露を計算することができる。プロセッサはさらに、例えば酸素又は水分の存在下での粉末状材料の既知の反応度に基づいて、カートリッジ２００内の粉末状材料の劣化を算出することができる。プロセッサは、従って、酸素への暴露、水分への暴露及び／又は粉末状材料の算出された劣化が、記憶された閾値を上回る場合にフラグを付ける又は警報を始動させることができ、及び、カートリッジ内の無線送信機は、添加剤製造装置１００にこの警報又はフラグを送信して、添加剤製造装置１００に、カートリッジ２００内の粉末状材料が三次元構造の製造での使用に適さないことを示すことができる。代替的に、カートリッジ２００は、例えば添加剤製造装置１００への有線又は無線接続を通じて、添加剤製造装置１００に、これらの環境関連データのいずれかを送信することができ、及び、添加剤製造装置１００は、以下に説明するように、それらのデータを解析して、粉末状材料が、現在の又は次の構築サイクルの材料条件に合致し、かつ、カートリッジ２００にフラグを付ける又はカートリッジ２００を受け入れることを決定することができる。

[0061] カートリッジ２００は、同様に、再密閉可能な蓋２３０、容器２１０又は容器２１０の内部容積と容器２１０の外部との間の他のバリアの損傷を検知する改ざんセンサを含んでもよい。この変形例では、カートリッジ２００は、添加剤製造装置１００に、操作者に又は材料取扱システムに、改ざんセンサによって検知された改ざんを直接通信して、損傷したものとしてカートリッジ２００にフラグをつけ、それによって、連続する構築サイクルのためにカートリッジ２００内に収容される粉末状材料の使用を阻止することができる。例えば、カートリッジ２００はさらに、カートリッジ２００の検知された状態変化に応じて、例えばカートリッジ２００内の環境が、予め設定された閾値（例えば、１０００分の１単位の閾値酸素濃度）を過ぎるように変化するかどうか、カートリッジが添加剤製造装置内に装填されるかどうか、未使用又は再利用された材料等を有するカートリッジ２００が再装填されるかどうかを更新する。カートリッジ２００はさらに入力領域（例えばボタン）を含んでもよく、その結果、操作者は、入力領域を選択することによってカートリッジ２００上にローカルに記憶されたカートリッジ関連情報を循環させることができる。

[0062] しかしながら、カートリッジ２００は、カートリッジ２００及び／又はカートリッジ２００内に収容された粉末状材料の状態又は使用を検知するための任意の他の適切なセンサを含んでもよく、及び、カートリッジ２００は、任意の他の適切な方法で添加剤製造装置１００に、カートリッジ２００又はカートリッジ２００内容物の検知された状態又は使用を通信するために任意の他の方法で機能することができる。

３． 方法及び応用
[0063] 図６に示すように、添加剤製造装置内に三次元構造を構築する方法は、ブロックＳ１１０において、添加剤製造装置１００内に一時的に装填されたカートリッジから識別子を読み取るステップと、ブロックＳ１５０において、構築サイクルを開始するステップと、ブロックＳ１６０において、カートリッジ２００から添加剤製造装置１００の構築チャンバ内に粉末状材料の層を分配するステップと、ブロックＳ１６４において、構築サイクル中、層の領域を選択的に溶解させるステップと、ブロックＳ１７０において、構築サイクルの完了に応答して、構築チャンバ１２０からカートリッジ２００内に、ある量のばらの粉末状材料を分配するステップと、ブロックＳ１８０において、コンピュータネットワークを通じて、構築サイクルに関するデータによってコンピュータファイルを更新するステップであって、コンピュータファイルは、カートリッジ２００に特有であり、識別子に従ってアクセスされる、更新するステップと、を含む。

[0064] 図７に示すように、方法の一変形例は、ブロックＳ１４０において、添加剤製造装置１００内に装填されたカートリッジの出口に隣接する添加剤製造装置１００の領域に不活性ガスを充填するステップと、ブロックＳ１４２において、カートリッジ２００の出口を開封するステップと、ブロックＳ１６０において、カートリッジ２００から出口を通じて添加剤製造装置１００の構築チャンバ１２０内に粉末状材料の層を分配するステップと、ブロックＳ１６４において、構築サイクル中、粉末状材料の層の領域を選択的に溶解させるステップと、ブロックＳ１７０において、構築サイクルの完了に応答して、構築チャンバ１２０からカートリッジ２００内に、ある量のばらの粉末状材料を分配するステップと、ブロックＳ１７２において、カートリッジ２００を不活性ガスで充填するステップと、ブロックＳ１７４において、ある量のばらの粉末状材料及び不活性ガスによってカートリッジ２００の出口の再密閉するステップと、を含む。

[0065] 図８に示すように、方法の別の変形例は、ブロックＳ１１０において、添加剤製造装置１００内に一時的に装填されたカートリッジから識別子を読み取るステップと、ブロックＳ１２０において、識別子に基づいて、コンピュータネットワークから、カートリッジ２００内に収容された粉末状材料についてのレーザ溶解プロファイルを読み出すステップと、ブロックＳ１６０において、カートリッジ２００から分配されたある量の粉末状材料を、添加剤製造装置１００内の構築プラットフォーム１２２の全域におけるほぼ均一な厚さの層にならすステップと、ブロックＳ１６４において、レーザ溶解プロファイルで定義された溶解パラメータに従って層の領域を選択的に溶解させるステップと、を含む。

[0066] 図９に示すように、方法のさらに別の変形例は、ブロックＳ１１０において、添加剤製造装置１００内に一時的に装填された第１カートリッジから第１識別子を読み取るステップと、ブロックＳ１１２において、添加剤製造装置１００内に一時的に装填された第２カートリッジから第２識別子を読み取るステップと、ブロックＳ１３０において、第１識別子に基づき、第１カートリッジ内に収容された粉末状材料についての第１構築サイクル履歴データをデータベースから読み出すステップと、ブロックＳ１３２において、第２識別子に基づき、第２カートリッジ内に収容された粉末状材料についての第２構築サイクル履歴データをデータベースから読み出すステップと、ブロックＳ１３６において、第１構築サイクル履歴データ及び第２構築サイクル履歴データに基づき、第１カートリッジ及び第２カートリッジについての分配命令を設定するステップと、ブロックＳ１６０において、添加剤製造装置１００内の構築チャンバ１２０内に第１カートリッジから粉末状材料を分配するステップと、ブロックＳ１６２において、第１カートリッジ内の粉末状材料の枯渇に応じて、分配命令に従って第２カートリッジから構築チャンバ１２０に粉末状材料を分配するステップと、を含む。

[0067] 通常、方法は、上述した添加剤製造装置１００によって実行されて、ばらの粉末状材料を再利用することができ、ばらの粉末状材料は、構築チャンバ１２０内に分配されるが、構築サイクルの完了時に三次元構造内で溶解されず、添加剤製造装置１００内に装填された１以上のカートリッジ内に戻される。特に、添加剤製造装置１００は、方法を実行して、カートリッジ２００から構築チャンバ１２０にそして戻されることを含む粉末状材料が暴露される環境を制御及び維持し、それによって、材料の劣化（例えば酸化）を制御して、その使用に適した寿命を引き延ばすことができる。方法は、追加的又は代替的に、装置によって実行され、添加剤製造装置１００内に装填された粉末状材料の１以上のカートリッジについての構築パラメータ、材料データ、カートリッジ履歴データなどを読み出すことができる。特に、添加剤製造装置１００は、カートリッジ２００から識別子を読み出し、ローカル又は遠隔データベースにこの識別子を渡して、対応の構築、材料及び／又はカートリッジデータを受け取るための方法を実行することができる。添加剤製造装置１００はその後、方法に従ってこれらのデータを操作して、添加剤製造装置１００内の三次元構造の添加剤製造中に様々な構築パラメータを制御することができる。

３．１ 識別子及び対応のデータ
[0068] 方法のブロックＳ１１０は、添加剤製造装置１００内に一時的に装填されたカートリッジから識別子を読み出すステップを特定している。通常、ブロックＳ１１０は、カートリッジ２００から遠隔で記憶されることによって、カートリッジ２００（又はカートリッジ２００内に収容される材料）に関する追加データとの、カートリッジ２００（又は収容される材料）の（固有の）リンクを収集するように機能することができる。上述したような様々な例では、ブロックＳ１１０は、カートリッジ２００上に配列された無線周波数識別タグから固有のデジタルシリアル番号を受け取ることができる、又は、ブロックＳ１１０は、カートリッジ２００の外部に取り付けられたコードをスキャンして、コードを英数字の識別子に翻訳することができる。

[0069] 図９に示すように、方法の一変形例はさらに、添加剤製造装置１００内に一時的に装填された第２カートリッジから第２識別子を読み取るステップを特定するブロックＳ１１２を含む。ブロックＳ１１２は、従って、ブロックＳ１１０のものと同様の方法又は技術を実行して、第２カートリッジに特有の識別子であって（第１）カートリッジに特有の識別子とは区別可能な識別子を収集することができる。一実施では、ブロックＳ１１０は、上述したようなレシーバ１５０及び／又はキャリッジが分配位置内に第１カートリッジを移動させる時に第１カートリッジから識別子を読み取り、及び、ブロックＳ１１２は、その後、第１カートリッジが空になって分配位置で第２カートリッジと交換されると、第２カートリッジから第２識別子を読み取る。代替的に、ブロックＳ１１０及びブロックＳ１１２は、添加剤製造装置１００内に装填された第１及び第２（並びに他の）カートリッジから識別子をほぼ同時又は即座に連続的に読み取るように協働することができる。しかしながら、ブロックＳ１１０及びブロックＳ１１２は、任意の他の方法で、添加剤製造装置１００内に装填された対応のカートリッジから識別子を収集するように機能することができる。

[0070] 方法のブロックＳ１２０は、識別子に基づいて、カートリッジ２００内に収容された粉末状材料についてのレーザ溶解プロファイルをコンピュータネットワークから読み出すステップを特定している。通常、ブロックＳ１２０は、粉末状材料を溶解させるためのパラメータを読み出すように機能し、パラメータは、識別子によってカートリッジ２００内に収容された材料にリンクされる。例えば、ブロックＳ１２０は、ブロックＳ１１０で収集された識別子を、現在動作中の又は「現場にある」各カートリッジにリンクされたコンピュータファイルを記憶するデータベースに接続されたリモートサーバに渡し、及び、ブロックＳ１２０は、コンピュータファイルを受け取る、又は、受け取られた識別子に対応するコンピュータファイルからデータを選択する。

[0071] 一実施では、ブロックＳ１２０は、溶解走査速度及びレーザ溶解出力を受け取り、所望の溶解と粉末状材料の粒子同士の間の溶解の所望の品質とを達成する。この実施では、溶解走査速度は、エネルギービームが構築プラットフォーム上で走査される速度、並行走査パス同士の間のステップオーバー距離、及び／若しくは、ルックアヘッド又はルックビハインドパラメータなどを定義し得る。さらに、レーザ溶解出力は、パルス時間、動作周波数又は波長、デューティサイクル、１つの又は一群のレーザダイオードの総出力、及び／若しくは、添加剤製造装置１００内に配列された１以上のレーザダイオードの任意の他の操作パラメータを定義し得る。添加剤製造装置１００は、従って、溶解走査速度及び関連パラメータに従ってＸ軸及びＹ軸アクチュエータを制御することによって、かつ、レーザ溶解出力及び関連パラメータに従ってレーザダイオード１３２を制御することによって、ブロックＳ１６４におけるこれらのパラメータを満たすことができる。この実施では、ブロックＳ１２０は、追加的に又は代替的に、カートリッジ２００内に収容された粉末状材料についてのターゲット溶解温度又はターゲット溶解温度範囲を受け取り、及び、添加剤製造装置は、上述したように、最大温度、平均温度及び／又は走査サイクル中の溶解位置内の温度勾配を検知することによって、ブロックＳ１６４においてこれらのパラメータを満たすことができ、かつ、図８に示すように、閉ループフィードバックを実行して、レーザダイオード１３２の出力及び／又は１以上のアクチュエータの走査速度を調節して、走査サイクル中の様々な溶解位置にわたってターゲット溶解温度を達成する。

[0072] ブロックＳ１２０は、同様に、（コンピュータネットワーク又はデータベースから）レーザアニールプロファイルを読み出して、粉末状材料の以前に溶解された領域の所望の応力除去を達成することができる。添加剤製造装置１００は、同様に、ブロックＳ１６４においてこれらのパラメータ（例えばアニール走査速度及びレーザアニール出力）を満たして、構造が追加で製造される際に材料の溶解領域を層ごとにアニールすることができる。

[0073] ブロックＳ１２０はさらに、データベースからターゲット層厚さを読み出すことができる。ブロックＳ１２０は、代替的に、データベースから受け取った材料タイプ、データベースから受け取った微粒子サイズ（例えば４〜５μｍ）、及び／又は、現在の又はその後の構築サイクルのために待機している部分ファイルで特定された製造公差に基づいて、ターゲット層厚さを算出することができる。添加剤製造装置１００は、次に、（受け取った又は算出した）ターゲット層厚さに対応する距離だけ下方にプラットフォームを移動させ、ターゲット層厚さ並びに構築プラットフォーム１２２の幅及び長さを有する製品と少なくとも同様の量の材料を分配し、かつ、その後、構築プラットフォーム１２２の全域でリコータブレード１８２を掃いて、分配されたある量の材料をならすことによって、ブロックＳ１６０においてターゲット層厚さを満たすことができる。

[0074] ブロックＳ１２０は同様に、添加剤製造装置１００内に装填された第２カートリッジに対応する構築パラメータを収集することができる。しかしながら、ブロックＳ１２０は、ブロックＳ１１０においてカートリッジ２００から収集された識別子に関連付けられた任意の他の関連する構築パラメータデータを読み出すことができ、及び、添加剤製造装置１００は、任意の他の適切な方法でこれらのパラメータを満たすことができる。代替的に、ブロックＳ１１０及びブロックＳ１２０は、例えば上述したように、協働して、カートリッジ２００からこれらのデータを直接読み出すことができる。

[0075] 図９に示すように、別の変形例では、方法は、第１識別子に基づいて、第１カートリッジ内に収容された粉末状材料についての第１構築サイクル履歴データをデータベースから読み出すステップを特定するブロックＳ１３０を含む。通常、ブロックＳ１３０は、カートリッジ２００内に収容された粉末状材料の履歴に関する情報を読み出すように機能する。

[0076] 一実施では、ブロックＳ１３０は、カートリッジ２００の再利用履歴を読み出す。例えば、カートリッジ２００が、新しく、かつ、未使用の粉末状材料を収容する場合、ブロックＳ１３０は、同様のことを示すカートリッジ履歴を収集することができる。同様に、カートリッジ２００が、構築サイクル内で以前に用いられて、添加剤製造装置に古い粉末状材料を供給したが、その後、空になって、清掃され、及び新しい（すなわち未使用の）粉末状材料で再充填された場合、データベースは、カートリッジ２００に関連付けられた粉末履歴をクリアし、及び、カートリッジ２００が新しい粉末で充填された日付によってコンピュータファイルを更新し、及び、ブロックＳ１３０は、カートリッジ２００の期間、サプライヤ及び／又は開及び再密閉サイクルの数などに加えてこの日付を読み出すことができる。これらの例では、ブロックＳ１３０は、従って、カートリッジ２００が未使用の材料で（再）充填された日付に基づいて、カートリッジ２００内に収容された材料の期間を受け取ることができる。

[0077] 代替的に、カートリッジ２００が、以前の構築サイクルから再利用された材料を収容している場合、ブロックＳ１３０は、これらの以前の構築サイクルに対応するデータ、及び、これらの構築サイクル中に粉末状材料を供給する他のカートリッジに関連するデータを収集することができる。例えば、添加剤製造装置は、構築サイクル中、複数のカートリッジから構築チャンバ１２０内に粉末状材料を分配することができ、及び、これらのカートリッジは、異なる期間、再利用履歴などを有する粉末状材料を収容し得る。しかしながら、これらのカートリッジからの材料が、構築サイクル中に大量に分配され、及び、構築サイクルの完了時の再利用処理中、カートリッジ内に送り返される間に混合し得るので、１つのカートリッジが、別のカートリッジによって添加剤製造装置に最初に供給された粉末状材料で再充填されてもよい。カートリッジについてのコンピュータファイルは、従って、同一の構築サイクル中、同一の添加剤製造装置に材料を供給する他のカートリッジ内に収容された材料の履歴で更新されることができ、及び、ブロックＳ１３０は、従って、カートリッジ２００内に収容された粉末状材料についてのすべてのあり得るソースを特定するカートリッジについての履歴を読み出すことができる。例えば、未使用の材料を収容する第１カートリッジが、単一の再利用サイクルに関連付けられた第２カートリッジを有する添加剤製造装置内に装填される場合、第１カートリッジに関連付けられたコンピュータファイルは、添加剤製造装置１００での構築サイクルの完了時の現在の構築サイクルデータとともに第２カートリッジの単一の再利用履歴で更新されることができる。この例では、第３未使用カートリッジが、第１カートリッジを有する第２添加剤製造装置内に装填されることができ、及び、第３カートリッジに関連付けられたコンピュータファイルは、第１カートリッジの再利用履歴、第２カートリッジの再利用履歴、及び、第２添加剤製造装置での構築サイクルの完了時の現在の構築サイクルデータで更新されることができる。さらに、この例では、第３カートリッジが、連続する構築のために第３添加剤製造装置内に装填される時、ブロックＳ１３０は、第３カートリッジ内に収容された材料の最大又は平均（例えば重量又は容積）の使用可能期間、再利用の回数などを抽出することができる。

[0078] ブロックＳ１３０はさらに、例えば材料の原産地、材料製造業者、材料製造年月日、材料出荷日、材料タイプ、カートリッジ改ざん履歴、カートリッジ環境又は漏れデータなどのカートリッジ２００に関連する他のデータを識別子によって収集することができる。

[0079] この変形例では、方法は同様に、第２識別子に基づいて、図９に示すように、第２カートリッジ内に収容された粉末状材料についての第２構築サイクル履歴データをデータベースから読み出すステップを特定するブロックＳ１３２を含む。ブロックＳ１３２は、従って、ブロックＳ１３０と同様に機能して、第２識別子に基づいて第２カートリッジの履歴を収集することができる。

３．２ 材料チェック
[0080] 図９に示すように、方法の一変形例は、構造の構築に使用されるカートリッジ２００内に収容された粉末状材料を確認するステップを特定するブロックＳ１３４を含む。通常、ブロックＳ１３６は、添加剤製造装置１００又はその後の構築サイクルについての構築ファイルで指定された構築条件に対して、材料年齢、サイクル履歴、材料タイプ、改ざん事象又はカートリッジ漏れ履歴などの、ブロックＳ１２０、Ｓ１３０及び／又はＳ１３２において、カートリッジ２００及び／又は材料について収集されたデータをチェックするように機能する。ブロックＳ１３６は、従って、１以上のカートリッジから添加剤製造装置１００内への粉末状材料の分配を選択的に許可する又は回避することができる。

[0081] 一実施では、ブロックＳ１３６は、待機した構築ファイル内の三次元構造について特定された材料タイプ及び最大材料年齢に対して、ブロックＳ１３０に収集されたような、カートリッジ内に収容された粉末状材料のタイプ及び年齢をチェックする。従って、カートリッジ２００内に収容された材料が、最大年齢条件を上回る場合、又は、その後の構築サイクルについて特定される材料以外の材料を含む場合、ブロックＳ１３６は、その後の構築サイクルのための構築チャンバ１２０への粉末状材料の供給からカートリッジ２００を消極的に廃棄する。ブロックＳ１３６はさらに、可聴及び／又は可視警報を始動させて、操作者に、問題のあるカートリッジを取り外させ、適切な材料タイプ及び年齢の別のカートリッジに交換させることができる。

[0082] 別の実施では、ブロックＳ１３６は、その後の構築サイクルについての再利用条件に対して、ブロックＳ１３０で収集されたような、カートリッジ内に収容された粉末の再利用履歴をチェックする。例えば、ブロックＳ１３６は、カートリッジ２００の再利用履歴、及び、カートリッジ２００の動作履歴の中の様々な添加剤製造装置内にカートリッジ２００とともに装填された他のカートリッジの再利用履歴に基づいて、カートリッジ２００内に収容された粉末状材料によって完了した見込みの再利用サイクルの最大回数を推定することができる。この例では、ブロックＳ１３６は、待機された構築サイクルで定義された再利用条件と、カートリッジ２００内の材料についての再利用サイクルの算出された最大回数とを比較して、カートリッジ２００からの材料分配を許可又は回避することができる。

[0083] さらに別の実施では、ブロックＳ１３６は、その後の又は現在の構築サイクルに関連付けられた材料等級条件に対して、カートリッジ２００の内部容積に結合された環境センサをチェックする。例えば、上述したように、ブロックＳ１３６は、カートリッジ２００内で検知された酸素及び／又は水分レベルの経時で積分して、カートリッジ２００内に収容された粉末状材料の劣化を推定するステップを含んでもよい。従って、カートリッジ２００の内部容積が、酸素の閾値及び／又は水分の閾値よりも大きく暴露された場合、ブロックＳ１３６は、カートリッジ２００からの材料の分配を回避し、及び／又は、警報を始動させて添加剤製造装置１００からのカートリッジ２００の取り外し又は交換を促すことができる。

[0084] しかしながら、ブロックＳ１３６は、添加剤製造装置１００内に格納された、若しくは、現在の又はその後の構築サイクルについての構築ファイルで定義される任意の他のパラメータ又は条件に対して、ブロックＳ１３０で収集された任意の他の材料関連データ及び／又はカートリッジ関連データをチェックすることができる。

[0085] 図９に示すように、一変形例では、ブロックＳ１３６は、ブロックＳ１３０で収集された構築サイクル履歴データに基づいて、添加剤製造装置１００内に装填されたカートリッジについての分配命令を設定するようにさらに機能する。一実施では、ブロックＳ１３６は、添加剤製造装置１００内に装填された様々なカートリッジ内に収容された材料に関連付けられた最大（算出された）年齢に基づいて分配命令を生成する。例えば、ブロックＳ１３６が、添加剤製造装置１００内に装填されたすべてのカートリッジが、上述したような様々な材料条件に合致することを照合すると、ブロックＳ１３６は、最も古い粉末状材料を収容するカートリッジを選択して、最も古い粉末状材料を収容するカートリッジの内容物を添加剤製造装置１００の構築チャンバ１２０内に最初に完全に分配し、その後、次に最も古い粉末状材料を収容する第２カートリッジを等々、構築サイクル中に（潜在的に）最も古い粉末状材料から先に用いられる。別の例では、ブロックＳ１３６は分配命令を設定することができ、分配命令は、潜在的に最も高い等級の材料から先に用いられて構築サイクル中に構築プラットフォーム１２２に新しい構造の基礎を溶解させるように、添加剤製造装置１００内に装填されたすべてのカートリッジの未使用及び／又は最も若い粉末状材料を収容するカートリッジからの分配を特定する。この例では、ブロックＳ１３６はさらに、最も古い（及び従って、潜在的に最も低い等級の）材料を収容するカートリッジを選択して、比較的低い応力を有する又は比較的緩い公差のボリュームの構造に交差する層のみのために、構築チャンバ１２０内にその内容物を分配することができる。

[0086] 別の実施では、ブロックＳ１３６は分配命令を生成し、当該分配命令は、第１カートリッジ内の粉末状材料に関連付けられた構築サイクルの日付であって第２カートリッジ内の粉末状材料に関連付けられた構築サイクルの最も古い日付よりも先行する日付に従って、第２カートリッジからの粉末状材料の分配よりも前に第１カートリッジからの粉末状材料の分配を待機させる。ブロックＳ１３６は同様に、例えば構築チャンバ１２０内に分配された第１の一連の層について、又は、その後の構築サイクルのために現在構築中又は待機中の低い応力又は緩い公差のあるボリュームの構造に対応する層について、の再利用サイクルの最大数に関連付けられた材料を収容するカートリッジを選択することによって、各カートリッジ内に収容される材料に関連付けられた再利用サイクル回数に基づいて、添加剤製造装置１００内に装填されたカートリッジからの材料分配を命令することができる。しかしながら、ブロックＳ１３６は、添加剤製造装置１００内に装填された様々なカートリッジからの材料の分配を命令する任意の他の方法で、及び、ブロックＳ１３０で収集された任意の他のパラメータ又は材料値に従って、機能することができる。

３．３ 構築サイクル
[0087] 図６に示すように、方法の一変形例は、構築サイクルを開始するステップを特定するブロックＳ１５０を含む。通常、ブロックＳ１５０は、構築サイクルのために添加剤製造装置１００内の内部環境を準備する処理を開始するように、及び、添加剤製造装置１００内に装填された構築ファイル（例えば工作機械プログラム）に従って添加剤製造装置１００の構築チャンバ１２０内の三次元構造の添加剤製造を開始するように機能する。例えば、ブロックＳ１５０は、添加剤製造装置１００を装備して、添加剤製造装置１００内に入る「サイクル開始」に応答して選んだ構築ファイルに従って構築サイクルを開始することができる。ブロックＳ１５０はさらに、ブロックＳ１３６で決定されるように、添加剤製造装置１００内に装填された１以上のカートリッジの構築サイクル履歴データが、三次元構造について特定された再利用粉末状材料又は他の材料条件についての材料サイクルに合致することが確認されることに応答して、添加剤製造装置１００がブロックＳ１４０及びブロックＳ１４２などの方法の様々なブロックを実行することを自動的に促すことができる。しかしながら、ブロックＳ１５０は、構築サイクルを初期化する任意の他の方法で機能することができる。

[0088] 図７に示すように、方法の別の変形例は、添加剤製造装置１００内に装填されたカートリッジの出口に隣接する添加剤製造装置１００の領域を不活性ガスで充填するステップを特定するブロックＳ１４０を含む。通常、ブロックＳ１４０は、構築サイクル中に１以上のカートリッジから分配された粉末を収容又は粉末に接触して粉末状材料の劣化を抑制する添加剤製造装置１００の１以上のボリューム内で酸素、水分及び他のガス又は蒸気を置換するように機能する。一実施では、ブロックＳ１４０は、例えばアルゴン又は窒素ガスのような不活性ガスによってカートリッジ２００と構築チャンバ１２０との間の空気をパージする。例えば、ブロックＳ１４０は、添加剤製造装置１００の内部容積を通してアルゴンガスをゆっくりと放出又はポンプ送りすることによって、カートリッジ２００と構築チャンバ１２０との間の空気を置換することができる。ブロックＳ１４０はさらに、装置内に配列された１以上の環境センサと相互作用して、添加剤製造装置１００内への不活性ガスの割合又は供給を制御し、及び、構築サイクル中、その後のステップを遅延させる又は始動させる。しかしながら、ブロックＳ１４０は、添加剤製造装置１００内の環境を制御及び維持する任意の他の方法で機能することができる。

[0089] 図７に示すように、方法の一変形例は、カートリッジ２００の出口を開封するステップを特定するブロックＳ１４２を含む。通常、ブロックＳ１４２は、カートリッジ２００の出口付近の不活性環境が確立されると（例えば添加剤製造装置１００内の１０００分の１単位で測定された閾値酸素濃度に至るまで）、添加剤製造装置１００内に装填されたカートリッジを開くように機能する。上述した一例では、ブロックＳ１４２は、カートリッジ２００の出口の周りに配列された蓋を穿孔して、それによって、カートリッジ２００から粉末状材料を放出させるステップを含む。上述した別の例では、ブロックＳ１４２は、カートリッジ２００と構築チャンバ１２０との間の閾値酸素濃度を下回った酸素の濃度の検知に応答して、カートリッジ２００の出力上に密閉された蓋を例えば解くことによって除去するステップを含む。しかしながら、ブロックＳ１４２は、カートリッジ２００を開封する任意の他の方法で機能することができる。

[0090] 図６に示すように、方法の一変形例はさらに、カートリッジ２００から出口を通って添加剤製造装置１００の構築チャンバ１２０内に粉末状材料の層を分配するステップを特定するブロックＳ１６０を含む。通常、ブロックＳ１６０は、カートリッジ２００からある量の粉末状材料を分配し、及び、構築プラットフォーム１２２内に分配された及び構築プラットフォーム１２２上でならされた粉末状材料の構築された又は他の以前の層上で直接的に層まである量の粉末状材料をならすように機能する。例えば、ブロックＳ１６０は、上述したような構築サイクルの開始時及び粉末状材料のその後の層の走査サイクル間で、カートリッジ２００からシュートを通じて構築チャンバ１２０内に、構築ファイルで定義された予め設定された量の材料又は構築プラットフォーム１２２のターゲット層厚さ及び寸法に対応する量の材料を重力送りすることができる。この例では、ブロックＳ１６０はさらに、構築プラットフォーム１２２上で構築チャンバ１２０に配列されたリコータブレード１８２を制御して、各々に分配されたある量の粉末状材料を、構築ファイル若しくはカートリッジ２００又はその中に収容された材料に関連付けられたコンピュータファイルで特定されたターゲット層厚さに近似のほぼ均一の厚さの層にならすことができる。

[0091] ブロックＳ１６０は、カートリッジから分配された粉末状材料を、カートリッジ２００と構築チャンバ１２０との間に配列されたフィルタを通過させて、構築サイクルについて特定された閾値最大微粒子サイズよりも大きい微粒子、及び／又は、構築サイクルについて明確にされた閾値最小微粒子サイズよりも小さい微粒子を捕獲することができる。

[0092] 図９に示すように、この変形例では、方法はさらに、添加剤製造装置１００内に装填された第１カートリッジ内の粉末状材料の枯渇に応じて（すなわち、第１カートリッジが完全に空になると）、例えばブロックＳ１３６における分配命令出力に従って添加剤製造装置１００内にさらに装填された第２カートリッジから粉末状材料を分配するステップを特定するブロックＳ１６２を含む。例えば、ブロックＳ１６２は、第１カートリッジを分配位置から前方に空位置に移動させ、及び、第２カートリッジを保持位置から前方に分配位置に移動させることができる。この例では、ブロックＳ１６２は、円筒状キャリッジを弧状に移動させることができ、円筒状キャリッジは、第１カートリッジ及び第２カートリッジを支持し、及び、キャリッジは、上述したように添加剤製造装置１００内に粉末状材料を分配するための分配位置における低い点でその出口にカートリッジを垂直に方向付ける。ブロックＳ１６２は代替的に、上述したように、保持位置、分配位置、空位置及び／又は再装填位置の間で、装填されたカートリッジを直線的に移動させることができる。しかしながら、ブロックＳ１６２は、添加剤製造装置１００の任意の他のアクチュエータ又はサブシステムと相互作用して、添加剤製造装置１００内に装填された様々なカートリッジから粉末状材料を選択的に開いて分配することができる。

[0093] 図８に示すように、方法の一変形例はさらに、構築サイクル中、層の領域を選択的に溶解させるステップを特定するブロックＳ１６４を含む。通常、ブロックＳ１６４は、構築チャンバ１２０内の粉末状材料の層に向かってレーザビームを間欠的に投影して層の領域を選択的に溶解させるように機能する。例えば、構築サイクル中、添加剤製造装置１００は、ブロックＳ１６４を実行して、１以上のレーザダイオードを出力する及び／又はビーム集光光学を調節して、ブロックＳ１２０で収集されたレーザ溶解プロファイルで定義されたレーザ出力を達成することができる。この例では、ブロックＳ１６４はさらに、ブロックＳ１２０で収集されたレーザ溶解プロファイルで定義された溶解走査速度で層の全域にエネルギービームを走査することができる。添加剤製造装置１００は同様に、ブロックＳ１６４を実行して、１以上のレーザダイオード、ビーム集光光学及び／又はＸ及びＹアクチュエータを制御して、ブロックＳ１２０で収集されたアニールプロファイルで特定されたレーザアニール出力及び／又はアニール走査速度を達成することができる。

[0094] 一実施では、ブロックＳ１６４は、光学センサ１４０及びプロセッサ１６０と相互作用して、層の溶解された領域の温度を検知し、その後、閉ループフィードバックを実行して、第１溶解領域の検知された温度と構築ファイル又はレーザ溶解プロファイルで特定されたターゲット溶解温度範囲とに基づいて、走査パスに沿って第１領域に隣接する層の連続する第２領域に向かって投影されるエネルギービームの出力を調整する。ブロックＳ１６４は同様に、閉ループフィードバックを実行して、図８に示すように、アニールされた位置の検知された温度とブロックＳ１２０で収集されたレーザアニールプロファイルで定義されたターゲットアニール温度とに基づいて、アニールサイクル中、粉末状材料の層に向かって投影されるエネルギービームのビーム出力、スポットサイズなどを調整することができる。ブロックＳ１６４は、追加的に又は代替的に、アニールサイクル中、アニールされた位置の検知された温度とターゲットアニール温度とに従って、エネルギービームの走査速度を調節することができる。しかしながら、ブロックＳ１６４は、ブロックＳ１２０で収集された溶解及び／又はアニールプロファイルを実行する任意の他の方法で機能することができる。

３．４ 材料再利用
[0095] 図７に示すように、方法の一変形例は、構築サイクルの完了に応答して、構築チャンバ１２０からカートリッジ２００内に、ある量のばらの粉末状材料を分配するステップを特定するブロックＳ１７０を含む。通常、ブロックＳ１７０は、構築チャンバ１２０から、添加剤製造装置１００内に装填された１以上のカートリッジ内にばらの（すなわち未使用の）粉末状材料を戻すように機能し、その結果、同一の又は他の添加剤製造装置内の連続する構築サイクル内で材料を再利用することができる。

[0096] 一実施では、上述したように、構築サイクルの完了に応答して、ブロックＳ１７０は、構築チャンバ１２０内の構築プラットフォームを低くして、構築チャンバ１２０のベースに近位の露出した排出ポート１２８を通じて、ばらの粉末状材料を放出する。代替的に、ブロックＳ１７０は、構築チャンバ１２０の側面にある又は構築プラットフォーム１２２内にあるトラップドアを解放して、構築チャンバ１２０からばらの材料を放出することができる。さらに代替的に、ブロックＳ１７０は、構築チャンバ１２０の外に、ばらの粉末状材料を吸い出す又は吸引することができる。しかしながら、ブロックＳ１７０は、構築チャンバ１２０からばらの、溶解していない材料を能動的に又は受動的に抽出する任意の他の方法で機能することができる。

[0097] 構築サイクル中にカートリッジが単一の垂直方向に保持される一実施では、ブロックＳ１７０は、例えば材料がカートリッジ２００から分配された元のものである同一の出口を通じて、又は、材料がカートリッジ２００内に重力送りで戻されることが可能なように出口の反対側にある入口などのカートリッジ２００内の入口を通じて、構築チャンバ１２０から放出されたばらの粉末状材料を上昇させてカートリッジ２００内に戻すことができる。代替的に、ブロックＳ１７０は、キャリッジ又は他のアクチュエータを制御して、カートリッジ２００を反転させ、及びその後、材料がカートリッジ２００から以前に分配された同一の出口を通じて、構築チャンバ１２０からのばらの粉末状材料を上昇させてカートリッジ２００内に戻すことができる。例えば、ブロックＳ１７０は、分配位置から前方に再充填位置にカートリッジ２００を移動させることができる。さらに代替的に、ブロックＳ１７０は、アクチュエータと相互作用し、材料がカートリッジ２００から構築チャンバ１２０内に重力送りされる第１垂直位置から、第１垂直位置の下方であって、構築チャンバ１２０から放出された材料をカートリッジ２００内に重力送りで戻すための第２垂直位置にカートリッジ２００を動かすことができる。

[0098] 別の実施では、ブロックＳ１７０は、構築チャンバ１２０から、構築チャンバ１２０の下方に配列された新しいカートリッジなどの新しいカートリッジ内にばらの材料を分配し、その結果、ばらの材料は構築チャンバ１２０から新しいカートリッジ内に受動的に分配（例えば重力送り）されることが可能である。

[0099] ブロックＳ１７０はさらに、ばらの材料を１以上のカートリッジ内に分配する前に、ばらの粉末状材料を構築チャンバ１２０からフィルタを能動的又は受動的に通過させ、それによって、カートリッジ２００内に供給し戻されたばらの材料の流れから、大き過ぎる、小さ過ぎる、又は、受け入れ可能な特定のサイズ範囲外の微粒子を除去することができる。

[00100] ブロックＳ１７０はさらに、カートリッジの充填レベル又はカートリッジ２００内に分配し戻された材料の量を検知することができる。従って、カートリッジ２００の閾値充填レベルに到達した時に、さらなるばらの粉末状材料が添加剤製造装置１００内に残存する場合、ブロックＳ１７０は、第２カートリッジを再充填するように切り替わることができる。例えば、ブロックＳ１７０は、再充填位置から、ブロックＳ１７２及びブロックＳ１７４が協働して満杯のカートリッジを再密閉するシール位置に、再充填されたカートリッジを移動させ、及び、処理中、空のカートリッジを再充填位置に移動させることができる。代替的に、ブロックＳ１７０は、ブロックＳ１７２及びブロックＳ１７４と協働して、カートリッジ２００を保持位置に移動させる前に、満杯のカートリッジを密閉することができる。

[00101] しかしながら、ブロックＳ１７０は、構築チャンバ１２０から、添加剤製造装置１００内に装填された１以上のカートリッジ内にばらの粉末状材料を戻す任意の他の方法で機能することができる。

[00102] 図７に示すように、この変形例では、方法はさらに、不活性ガスでカートリッジ２００を充填するステップを特定するブロックＳ１７２を含んでもよい。通常、ブロックＳ１７２は、粉末状材料を保管するのに適した不活性環境に、カートリッジ２００の内部容積を維持する又は復帰させるように機能する。一実施では、ブロックＳ１７２は、ブロックＳ１７０がカートリッジ２００内に材料を分配し戻す前に、カートリッジ２００からガスをパージして、アルゴン、窒素又は他の不活性ガスでカートリッジ２００を再充填する。代替的に、ブロックＳ１７２は、カートリッジ２００が完全に再充填され（又は構築チャンバ１２０でばらの材料が空になり）、かつ、ブロックS１７４がカートリッジ２００を再密閉する前に、カートリッジ２００内に不活性ガスを注入又はポンプ送りすることができる。しかしながら、ブロックＳ１７２は、カートリッジ２００がブロックＳ１７４で再密閉される前に、再充填されたカートリッジ内の不活性環境を変化させる又は保存する任意の他の方法で機能することができる。

[00103] 図７に示すように、この変形例では、従って、方法は、カートリッジ２００の出口を再密閉するステップを特定するブロックＳ１７４をさらに含んでもよく、カートリッジ２００は、不活性ガス内で再利用された粉末状材料を収容する。通常、ブロックＳ１７４は、添加剤製造装置１００からのカートリッジ２００の取り外しに向けて、かつ、潜在的な（長期間の）保管に向けて、カートリッジ２００を閉じる。例えば、ブロックＳ１７４は、アクチュエータと相互作用して、ねじ付きキャップを、カートリッジ２００のねじ付き出口又はねじ付き栓に戻すことができる。別の例では、ブロックＳ１７４は、アクチュエータと相互作用して、裏に接着剤を付けたポリマーシールを、カートリッジ２００の出口（及び／又は入口）上に貼り付ける。さらに別の例では、ブロックＳ１７４は、アクチュエータ又は添加剤製造装置１００内の受動要素と相互作用して、カートリッジ２００の出口（及び／又は入口）にまたがって配列された隔膜を、開放位置から閉鎖位置にロックする。しかしながら、ブロックＳ１７４は、構築サイクルの完了時に再利用された粉末状材料によって充填されたカートリッジの出口（及び／又は入口）を再密閉するための任意の他の方法で機能することができる。

[00104] さらに、この変形例では、方法は、コンピュータネットワーク上で、構築サイクルに関するデータによってコンピュータファイルを更新するステップを特定するブロックＳ１８０を含んでもよく、コンピュータファイルは、図６に示すように、カートリッジ２００に特有であって、識別子に従ってアクセスされる。通常、ブロックＳ１８０は、カートリッジ２００及び／又はその中に収容された材料に関する新たなデータを対応のコンピュータファイルに書き込むように機能する。例えば、コンピュータファイルは遠隔データベース上に遠隔に記憶されてもよく、ブロックＳ１８０は、コンピュータネットワーク上で遠隔データベースに新たな又は更新したデータを送信することができる。別の例では、コンピュータファイルは、例えばローカルハードディスクなどの添加剤製造装置１００にローカルに記憶されており、ブロックＳ１８０は、新たな又は更新したデータをローカルハードドライブに書き込む。さらに別の例では、コンピュータファイルはカートリッジ２００上のメモリに記憶され、ブロックＳ１８０は、無線又は有線通信プロトコルを介してカートリッジ２００に新たな又は更新したデータを通信する。

[00105] 一実施では、再利用された材料が、添加剤製造装置１００内に装填されたカートリッジ内に分配し戻されると、ブロックＳ１８０は、（例えばブロックＳ１１０で）カートリッジ２００から読み出された識別子に関連付けられたコンピュータファイルを選択し、構築サイクルの日付と構築サイクルに対応するシリアル番号とによってコンピュータファイルを更新する。ブロックＳ１８０は、装置内に装填された他のカートリッジから読み出された識別子によってコンピュータファイルを追加的又は代替的に更新することができ、その結果、カートリッジ２００内に収容された材料の履歴は、それらの識別子を介して、構築サイクル中の添加剤製造装置１００内に材料が分配された他のカートリッジにリンクされる。同様に、ブロックＳ１８０は、添加剤製造装置１００内に装填された第２カートリッジに関連付けられた第２コンピュータファイルの全部又は一部を読み出し、添加剤製造装置１００内装填された第１カートリッジに関連付けられた第１コンピュータファイルに、第２コンピュータファイルの全部又は一部を追加することができ、その逆もまた同様であり、その結果、他のカートリッジをソースにする再利用された材料を収容するカートリッジに対応するコンピュータファイルは、構築サイクルの終結時に対応のカートリッジ内に収容されたすべての項目のほぼ完全な使用及び再利用履歴を反映する。

[00106] 別の実施では、ブロックＳ１８０は、光学センサ１４０及び／又は上述した処理とさらに協働して、再利用された材料を収容するカートリッジに関連付けられたコンピュータファイルを、最近の構築サイクル中に収集された温度データによって更新する。例えば、ブロックＳ１８０は、光学センサ１４０と協働して、構築サイクル中の粉末状材料の層の溶融していない領域の温度を検知し、ブロックＳ１８０はその後、それらの検知された温度によってコンピュータファイルを更新することができる。従って、その後の構築サイクル中、ブロックＳ１３６は、以前の構築サイクル中に、カートリッジ２００内に現在収容された粉末状材料によって持続された温度を、カートリッジ２００の材料の劣化に相関させ、かつ、その後の構築サイクルでの使用のための材料を受け入れる又は拒絶することができる。この実施では、ブロックＳ１８０は、最大温度、平均温度、最小温度、最大温度勾配又は常温勾配、若しくは、最近の構築サイクル中に再利用された粉末状材料によって持続された任意の他の検知された温度関連パラメータによってコンピュータファイルを更新することができる。しかしながら、ブロックＳ１８０は、任意の他の適切な又は関連するデータによって、再利用された材料を収容するカートリッジのためのコンピュータファイルを更新することができる。

[0013] 本実施形態のシステム及び方法は、コンピュータ読み取り可能命令を記憶するコンピュータ読み取り可能媒体を読み出すように構成された機械として少なくとも一部を具現化及び／又は実行可能である。命令は、アプリケーションに統合されたコンピュータ実行可能コンポーネント、アプレット、ホスト、サーバ、ネットワーク、ウェブサイト、通信サービス、通信インターフェース、装置のハードウェア／ファームウェア／ソフトウェアエレメント、レーザ焼結装置、ユーザコンピュータ又はモバイルデバイス、又は、それらの任意の適切な組み合わせによって実行可能である。本実施形態の他のシステム及び方法は、コンピュータ読み取り可能命令を記憶するコンピュータ読み取り可能媒体を読み出すように構成された機械として少なくとも一部を具現化及び／又は実行可能である。命令は、上述したタイプの装置及びネットワークに統合されたコンピュータ実行可能なコンポーネントによって統合されたコンピュータ実行可能なコンポーネントによって実行可能である。コンピュータ読み取り可能な媒体は、例えばＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ、光学デバイス（ＣＤ又はＤＶＤ）、ハードドライブ、フロッピー（登録商標）ディスク、又は、任意の適切なデバイスなどの任意の適切なコンピュータ読み取り可能媒体上に記憶され得る。コンピュータ実行可能コンポーネントはプロセッサであってもよいが、任意の適切な専用ハードウェアデバイスが（追加的に又は代替的に）命令を実行してもよい。

[0014] 前述の説明から並びに図面及び特許請求の範囲から、当業者であれば、以下の特許請求の範囲で定義されるような本発明の範囲から逸脱しない限りにおいて、本発明の実施形態に修正及び変更がなされてもよいことを理解するであろう。

Claims (40)

1. レーザ焼結装置内に三次元構造を構築する方法であって、前記方法は、
   添加剤製造装置内に一時的に装填されたカートリッジから識別子を読み取るステップと、
   構築サイクルを開始するステップと、
   前記カートリッジから前記添加剤製造装置の構築チャンバ内に粉末状材料の層を分配するステップと、
   前記構築サイクル中、前記層の領域を選択的に溶解させるステップと、
   前記構築サイクルの完了に応答して、前記構築チャンバから前記カートリッジ内に、ある量のばらの粉末状材料を分配するステップと、
   コンピュータネットワークを通じて、前記構築サイクルに関するデータによってコンピュータファイルを更新するステップであって、前記コンピュータファイルは、前記カートリッジに特有であり、前記識別子に従ってアクセスされる、更新するステップと、を含む方法。
2. 前記構築サイクルに関するデータによって前記コンピュータファイルを更新するステップは、前記構築サイクルの日付と、前記構築サイクルに対応するシリアル番号と、を前記コンピュータファイルに書き込むステップを含み、前記コンピュータファイルは、前記識別子に関連付けられ、かつ、遠隔データベース上に記憶される、請求項１に記載の方法。
3. 前記構築チャンバ内に粉末状材料の前記層を分配するステップは、前記カートリッジから前記構築チャンバ内に現在の量の金属粉末を分配するステップと、前記予め設定された量の金属粉末を、前記添加剤製造装置内の構築プラットフォームによって支持された金属粉末の以前の層の全域でほぼ均一な厚さの層にならすステップと、を含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記カートリッジの出口に隣接する前記添加剤製造装置の領域を不活性ガスで充填するステップと、前記出口の周りに配列された蓋を穿刺して前記カートリッジの前記出口を開封するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記構築サイクルの完了に応答して、前記カートリッジを前記不活性ガスで充填するステップと、前記カートリッジの前記出口を、前記ある量のばらの粉末状材料及び前記不活性ガスで再密閉するステップと、をさらに含む、請求項４に記載の方法。
6. 前記出口に隣接する前記添加剤製造装置の前記領域を前記不活性ガスで充填するステップは、前記カートリッジと前記構築チャンバとの間の空気をアルゴンガスでパージするステップと、を含む、請求項４に記載の方法。
7. 前記識別子に基づいて前記カートリッジ内に収容された粉末状材料についての構築サイクル履歴データを前記コンピュータファイルから読み出すステップをさらに含み、前記カートリッジから粉末状材料の前記層を分配するステップは、前記構築サイクル履歴データが、前記三次元構造について特定された再利用された粉末状材料についての材料サイクル制限に合致することの確認に応答して、前記カートリッジから粉末状材料の前記層を分配するステップを含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記添加剤製造装置内に一時的に装填された第２カートリッジから第２識別子を読み取るステップと、前記第２識別子に基づいて前記第２カートリッジ内に収容された粉末状材料についての第２構築サイクル履歴データを前記コンピュータネットワークから読み出すステップと、前記三次元構造について特定される前記材料サイクル制限を上回る前記構築サイクル履歴データに従って、前記第２カートリッジ内に収容された粉末状材料の分配を放棄するステップと、をさらに含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記カートリッジ内に前記ある量のばらの粉末状材料を分配するステップは、分配位置から前方に再充填位置に前記カートリッジを移動させるステップを、含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記添加剤製造装置内に一時的に配列された第２カートリッジの内部容積に結合された環境センサを読み取るステップと、閾値酸素濃度を上回る前記第２カートリッジ内の酸素の存在を示す前記環境センサから受信した信号に従って、前記第２カートリッジ内に収容された粉末状材料の分配を放棄するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
11. 前記カートリッジから前記識別子を読み取るステップは、前記カートリッジ上に配列された無線周波数識別タグから固有のカートリッジ識別子を受信するステップを含む、請求項１に記載の方法。
12. 前記構築サイクル中に前記層の溶解した領域に隣接する前記層の領域の温度を検知するステップと、前記カートリッジに戻された前記ある量のばらの粉末状材料内で持続された検知された温度によって前記コンピュータファイルを更新するステップと、をさらに含む、請求項１に記載の方法。
13. 前記構築チャンバ内に粉末状材料の前記層を分配するステップは、第１垂直配向で前記カートリッジを拘束して前記カートリッジの出口から前記粉末状材料を重力送りするステップを含み、及び、前記カートリッジ内に前記ある量のばらの粉末状材料を分配するステップは、前記第１垂直配向から前記カートリッジを反転させて前記カートリッジの前記出口内に前記ある量のばらの粉末状材料を重力送りするステップを含む、請求項１に記載の方法。
14. レーザ焼結装置内に三次元構造を構築する方法であって、前記方法は、
    前記添加剤製造装置内に装填されたカートリッジの出口に隣接する前記添加剤製造装置の領域を不活性ガスで充填するステップと、
    前記カートリッジの前記出口を開封するステップと、
    前記カートリッジから前記出口を通じて前記添加剤製造装置の構築チャンバ内に粉末状材料の層を分配するステップと、
    構築サイクル中、粉末状材料の前記層の領域を選択的に溶解させるステップと、
    前記構築サイクルの完了に応答して、前記構築チャンバから前記カートリッジ内にある量のばらの粉末状材料を分配するステップと、
    前記カートリッジを前記不活性ガスで充填するステップと、
    前記カートリッジの前記出口を、前記ある量のばらの粉末状材料と前記不活性ガスとで再密閉するステップと、を含む方法。
15. 前記出口に隣接する前記添加剤製造装置の前記領域を充填するステップは、前記カートリッジと前記構築チャンバとの間の空気を不活性ガスに置換するステップを含み、及び、前記カートリッジを開封するステップは、前記カートリッジと前記構築チャンバとの間で閾値酸素濃度を下回る酸素の濃度を検知したことに応答して、前記出口上を密閉するように蓋を移動させるステップ、を含む、請求項１４に記載の方法。
16. 前記構築チャンバ内に粉末状材料の前記層を分配するステップは、前記カートリッジから分配された現在の量の金属粉末を、前記添加剤製造装置内の金属粉末の以前の層の全域にならすステップを含み、及び、前記層の領域を選択的に溶解させるステップは、前記層に向かってレーザビームを間欠的に投影して前記層内の金属粉末の領域を溶解させるステップを含む、請求項１４に記載の方法。
17. 前記カートリッジ内に前記ある量のばらの粉末状材料を分配するステップは、前記カートリッジ内に閾値充填レベルまでばらの粉末状材料を分配するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
18. 前記添加剤製造装置内に一時的に装填された第２カートリッジから、粉末状材料の前記層上に粉末状材料の第２層を分配するステップと、
    前記カートリッジ内での前記閾値充填レベルの達成に応答して、前記構築チャンバから前記第２カートリッジ内に第２量のばらの粉末状材料を分配するステップと、
    前記第２カートリッジを前記不活性ガスで充填するステップと、
    前記第２量のばらの粉末状材料及び前記不活性ガスで前記第２カートリッジの出口を再密閉するステップと、をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
19. 前記構築チャンバ内に粉末状材料の前記層を分配するステップは、前記カートリッジから分配される粉末状材料に、前記カートリッジと前記構築チャンバとの間の第１フィルタを通過させるステップを含み、前記第１フィルタは、閾値サイズよりも小さな微粒子を通過させるとともに前記閾値サイズよりも大きい微粒子を保持し、及び、前記カートリッジ内に前記ある量のばらの粉末状材料を分配するステップは、前記構築チャンバからの前記ある量のばらの粉末状材料に第２フィルタを通過させるステップを含む、請求項１４に記載の方法。
20. 前記カートリッジ内に前記ある量のばらの粉末状材料を分配するステップは、前記構築サイクルの完了に応答して、前記構築チャンバ内の構築プラットフォームを低くして、前記構築チャンバのベースに近位の露出した排出ポートを通じてばらの粉末状材料を解放するステップを含み、前記構築プラットフォームは、前記層を支持し、前記構築チャンバから前記排出ポートを通じて出されたばらの粉末状材料を前記カートリッジ内に押し上げる、請求項１４に記載の方法。
21. 添加剤製造装置内に三次元構造を構築する方法であって、前記方法は、
    前記添加剤製造装置内に一時的に装填されたカートリッジから識別子を読み取るステップと、
    前記識別子に基づいて、前記カートリッジ内に収容された粉末状材料についてのレーザ溶解プロファイルをコンピュータネットワークから読み出すステップと、
    前記カートリッジから分配されたある量の粉末状材料を、前記添加剤製造装置内の構築プラットフォームの全域でほぼ均一の厚さの層にならすステップと、
    前記レーザ溶解プロファイルで定義された溶解パラメータに従って前記層の領域を選択的に溶解させるステップと、を含む方法。
22. 前記識別子に基づいて、前記カートリッジ内に収容された粉末状材料についてのレーザアニールプロファイルを前記コンピュータネットワークから読み出すステップと、前記レーザアニールプロファイルで定義されたアニールパラメータに従って前記層の溶解された領域を選択的にアニールするステップと、をさらに含む、請求項２２０に記載の方法。
23. 前記レーザ溶解プロファイルを読み出すステップは、溶解走査速度及びレーザ溶解出力を受信するステップを含み、前記レーザアニールプロファイルを読み出すステップは、アニール走査速度及びレーザアニール出力を受信するステップを含み、前記層の領域を選択的に溶解させるステップは、前記溶解走査速度で前記層の全域で前記レーザ溶解出力の第１エネルギービームを走査するステップを含み、前記アニール走査速度で前記層の全域で前記レーザアニール出力の第２エネルギービームを走査することによって前記層の溶解した領域をアニールするステップをさらに含む、請求項・２に記載の方法。
24. 前記レーザ溶解プロファイルを読み出すステップは、前記カートリッジ内に収容された粉末状材料についてのターゲット溶解温度範囲を受信するステップを含み、前記層の領域を選択的に溶解させるステップは、前記層の第１溶解領域の温度を検知するステップと、前記第１溶解領域の前記温度と前記ターゲット溶解温度範囲とに基づいて、前記第１溶解領域に隣接する前記層の第２領域に向かって投影されるエネルギービームの出力を調節するステップと、を含む、請求項２２０に記載の方法。
25. 前記レーザ溶解プロファイルを読み出すステップは、前記コンピュータネットワーク上で遠隔データベースからターゲット層厚さを受信するステップを含み、前記ある量の粉末状材料を前記層にならすステップは、ターゲット層厚さ及び前記構築プラットフォームの寸法に対応する前記ある量の粉末状材料を分配するステップと、前記構築プラットフォームの全域で前記ターゲット層厚さに近似するほぼ一定の厚さに前記ある量の材料をならすステップと、を含む、請求項２２０に記載の方法。
26. 前記カートリッジから前記識別子を読み取るステップは、前記カートリッジの外側上に取り付けられたコードをスキャンするステップと、前記コードを英数字の識別子に変換するステップと、を含み、前記レーザ溶解プロファイルを読み出すステップは、前記カートリッジ内に収容された粉末状材料のタイプ及び年齢の識別を受信するステップと、前記三次元構造ついて特定された材料タイプ及び最大材料年齢に対して、前記カートリッジ内に収容された粉末状材料の前記タイプ及び前記年齢をチェックするステップと、を含む、請求項２２０に記載の方法。
27. レーザ焼結装置内に三次元構造を構築する方法であって、前記方法は、
    前記添加剤製造装置内に一時的に装填された第１カートリッジから第１識別子を読み取るステップと、
    前記添加剤製造装置内に一時的に装填された第２カートリッジから第２識別子を読み取るステップと、
    前記第１識別子に基づいて、前記第１カートリッジ内に収容された粉末状材料についての第１構築サイクル履歴データをデータベースから読み出すステップと、
    前記第２識別子に基づいて、前記第２カートリッジ内に収容された粉末状材料についての第２構築サイクル履歴データを前記データベースから読み出すステップと、
    前記第１構築サイクル履歴データ及び前記第２構築サイクル履歴データに基づいて、前記第１カートリッジ及び前記第２カートリッジについての分配命令を設定するステップと、
    前記第１カートリッジから前記添加剤製造装置内の構築チャンバ内に粉末状材料を分配するステップと、
    前記第１カートリッジ内の粉末状材料の枯渇に応答して、前記分配命令に従って前記第２カートリッジから前記構築チャンバ内に粉末状材料を分配するステップと、を含む方法。
28. 前記第１識別子に基づいて前記データベースからレーザ溶解プロファイルを読み出すステップをさらに含み、前記レーザ溶解プロファイルは、走査速度、ターゲット層厚さ、及び、前記第１カートリッジから分配された粉末状材料を溶解させるための出力を定義し、前記第１カートリッジから前記構築チャンバ内に粉末状材料を分配するステップは、前記構築チャンバ内に粉末状材料の一連の層を分配するステップであって、前記一連の層の各層は前記ターゲット層厚さに近似する、分配するステップを含み、前記走査速度での前記構築チャンバの全域で前記出力のエネルギービームを走査することによって粉末状材料の前記一連の層の各層の領域を選択的に溶解させるステップをさらに含む、請求項２２７に記載の方法。
29. 前記第１カートリッジから前記第１識別子を読み取るステップは、前記第１カートリッジ上に配列された無線周波数識別タグから固有のカートリッジ識別子を受信するステップを含み、前記第１構築サイクル履歴を読み出すステップは、コンピュータネットワーク上で前記データベースに前記固有のカートリッジ識別子を渡すステップと、前記第１カートリッジ内に現在保管されている粉末状材料によって実行される以前の構築サイクルのデータ履歴を受信するステップと、を含み、前記第１カートリッジ内の前記粉末状材料は、以前の構築サイクルの完了後に再利用されて前記第１カートリッジに戻され、及び、前記分配命令を設定するステップは、前記第１カートリッジ内の粉末状材料に関連付けられた構築サイクルの日付であって、前記第２カートリッジ内の粉末状材料に関連付けられた構築サイクルの最も古い日付に先行する日付に従って、前記第２カートリッジからの粉末状材料の分配の前に、前記第１カートリッジからの粉末状材料の分配を設定するステップ、を含む、請求項２２７に記載の方法。
30. 前記添加剤製造装置内に一時的に装填された第３カートリッジから第３識別子を読み取るステップと、前記第３識別子に基づいて、前記第３カートリッジ内に収容された粉末状材料の最大年齢を前記データベースから読み出すステップと、をさらに含み、前記分配命令を設定するステップは、現在の構築サイクルについて特定された最大年齢閾値及び前記第３カートリッジ内に収容された粉末状材料の前記最大年齢に基づいて、前記構築チャンバへの粉末状材料の供給から前記第３容器を廃棄するステップを含む、請求項２２７に記載の方法。
31. 前記第２カートリッジから粉末状材料を分配するステップは、分配位置から前方に空位置に前記第１カートリッジを移動させるステップと、保持位置から前方に前記分配位置に前記第２カートリッジを移動させるステップと、を含む、請求項２２７に記載の方法。
32. 前記保持位置から前方に前記分配位置に前記第２カートリッジを移動させるステップは、円筒状キャリッジを弧状に移動させるステップを含み、前記円筒状キャリッジは、前記第１カートリッジ及び前記第２カートリッジを支持し、前記第２カートリッジの軸が、前記分配位置の前記添加剤製造装置内に粉末状材料を分配するための低い点で出口に垂直に向けられる、請求項３１に記載の方法。
33. 出口を規定する容器と、
    添加剤製造装置内で前記容器を一時的に支持するように構成された係合特徴部と、
    前記出口上に配列された再密閉可能な蓋であって、前記添加剤製造装置内で構成要素に一時的に係合するように構成された再密閉可能な蓋であって、前記構成要素は、
    閉鎖設定であって、前記再密閉可能な蓋が前記閉鎖設定において前記容器内の不活性ガス環境内に粉末状材料を密閉する閉鎖設定と、
    開放設定であって、前記再密閉可能な蓋が、前記開放設定において前記容器内に粉末状材料を放出する開放設定と、の間で前記蓋を選択的に移行させる再密閉可能な蓋と、
    前記容器上に格納された識別子であって、前記容器内に収容された材料に特有のデータを含む電子データベースへのポインタを規定する識別子と、を含むカートリッジ。
34. 前記係合特徴部は、第１垂直配向と、前記第１垂直配向と垂直に反対の第２垂直配向と、で前記容器を支持し、前記開放設定の前記再密閉可能な蓋によって、前記出口は、前記第１垂直配向で前記容器の外側に粉末状材料を重力送りし、かつ、前記第２垂直配向で、重力送りされた再利用された粉末状材料を前記容器内に受け取る、請求項３３に記載のカートリッジ。
35. 前記容器の外面上に配列されたポリマーバッファをさらに備え、前記識別子は、前記容器とは反対側の前記ポリマーバッファ上に配列されて、前記添加剤製造装置によって生成された電磁場の近くに反応して固有のシリアル番号を送信する無線周波数識別タグを備える、請求項３３に記載のカートリッジ。
36. 前記係合特徴部は、前記添加剤製造装置内のレシーバ内に前記容器を固定し、及び、前記識別子は、前記レシーバ内の光学センサと一直線に整列された前記容器の外部領域上に印刷された固有のシリアル番号を備える、請求項３３に記載のカートリッジ。
37. 前記係合特徴部は、前記レシーバから延在する直線スライドから前記容器を支持し、前記固有のシリアル番号は、前記容器が前記直線スライドに沿って前記レシーバ内に直線的に挿入される際に前記光学センサを横切ってスキャンされる、請求項３６に記載のカートリッジ。
38. 前記容器の内部容積に結合されて、前記容器内で検知されたある量の酸素に対応する信号を出力する環境センサをさらに備える、請求項３３に記載のカートリッジ。
39. 前記容器に結合されて、前記識別子と、前記容器内で検知された前記ある量の酸素に対応する前記信号と、を無線で一斉通信する無線送信機をさらに備える、請求項３８に記載の前記カートリッジ。
40. 前記係合特徴部は、前記容器から延在して前記出口の周りに配列され、かつ、前記添加剤製造装置内のねじ付きレシーバに係合するねじ付きシリンダを備え、前記再密閉可能な蓋は、前記出口にまたがって配列されたスリットポリマー膜であって、前記閉鎖設定から前記開放設定に前記再密閉可能な蓋を移行させるための前記構成要素によって穿孔可能なスリットポリマー膜を備える、請求項３３に記載のカートリッジ。

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