JP2016527101A5

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Publication number: JP2016527101A5
Application number: JP2016518582A
Authority: JP
Filing date: 2014-06-10
Publication date: 2017-07-13
Anticipated expiration: 2034-06-10

Claims

粉末層が沈着可能な粉末床を担持するための構築プラットフォームと、前記粉末床上に沈着される粉末材料を固化するための複数のレーザビームを生成する、少なくとも１つのレーザモジュールと、各粉末層の中の個々の範囲を固化するために、各レーザビームを別々に誘導するレーザスキャナであって、各レーザビームについての走査ゾーンが、レーザビームが前記レーザスキャナによって誘導され得る前記粉末床上の場所によって定められ、前記レーザスキャナが、各走査ゾーンが前記粉末床の総範囲よりも小さく、前記走査ゾーンのうちの少なくとも２つが重なり合うように構成されている、レーザスキャナと、前記粉末層のうちの少なくとも１層について、前記走査ゾーンが重なり合う領域内に位置決めされる前記粉末層の範囲を固化するために、前記複数のレーザビームのうちどのレーザビームを使用すべきかを選択するように構成された処理ユニットとを備えることを特徴とする選択的レーザ固化装置。
前記処理ユニットは、各レーザビームが、前記粉末層中の範囲を固化するために使用される総時間長に基づいて、前記走査ゾーンが重なり合う前記領域内に位置決めされる前記範囲を固化するために、複数の前記レーザビームのうちどのレーザビームを使用すべきかを選択するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の選択的レーザ固化装置。
前記処理ユニットは、各レーザビームが前記粉末層中の範囲を固化するために使用される総時間長がおおよそ等しくなるようにレーザを選択するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の選択的レーザ固化装置。
前記処理ユニットは、前記範囲のために使用される走査方策に基づいて、前記走査ゾーンが重なり合う前記領域内に位置決めされる前記範囲を固化するために、前記複数のレーザビームのうちどのレーザビームを使用すべきかを選択するように構成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の選択的レーザ固化装置。
前記走査方策は、縞状または碁盤目状の走査方策であり、前記処理ユニットは、前記レーザビームによって走査される縞、または前記碁盤目状の正方形の数に基づいて、前記走査ゾーンが重なり合う前記領域内に位置決めされる前記範囲を固化するために、前記複数のレーザビームのうちどのレーザビームを使用すべきかを選択するように構成されることを特徴とする請求項４に記載の選択的レーザ固化装置。
前記処理ユニットは、前記粉末層における固化された材料の島を形成するためのシェル／コアレーザ走査方策を使用するように、および可能な場合、シェルが前記複数のレーザビームのうち単一のレーザビームを使用して形成されるように、前記走査ゾーンが重なり合う前記領域内に位置決めされる前記シェルを走査するために、前記複数のレーザビームのうちどのレーザビームを使用すべきかを選択するように構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の選択的レーザ固化装置。
前記粉末床を横切って気体流れを創出するように構成される入り口および出口を含み、前記処理ユニットは、前記気体流れの方向に基づいて、前記走査ゾーンが重なり合う前記領域内に位置決めされる前記領域を固化するために、前記複数のレーザビームのうちどのレーザビームを使用すべきかを選択するように構成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の選択的レーザ固化装置。
前記レーザスキャナは、各走査ゾーンが他の走査ゾーンに重なり合うように構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の選択的レーザ固化装置。
各走査ゾーンは、円弧、円形又は長方形であることを特徴とする請求項１に記載の選択的レーザ固化装置。
前記レーザスキャナは、各走査ゾーンがあらゆる他の走査ゾーンと重なり合うように構成されることを特徴とする請求項８に記載の選択的レーザ固化装置。
ある走査ゾーンの１０％超、２０％超、３０％超、４０％超、または５０％超が、別の走査ゾーンと重なり合うことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の選択的レーザ固化装置。
前記粉末床は、長方形状を有し、前記レーザモジュールは、それぞれ円弧形状の走査ゾーンを有する４つのレーザビームを生成するように構成され、各円弧形状の走査ゾーンの円心は、実質的には長方形の前記粉末床の異なる隅部に位置決めされ、前記円弧の半径は前記走査ゾーンが重なり合うようになることを特徴とする請求項１０に記載の選択的レーザ固化装置。
窓を含む構築チャンバを含み、前記粉末床は前記構築チャンバ内に位置し、前記複数のレーザビームは前記窓を介して前記構築チャンバに入るように方向付けられることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の選択的レーザ固化装置。
前記処理ユニットは、構築されるべき１又は複数の物体の計画された場所について各粉末層中の範囲を走査する際に使用する前記レーザビームの選択に基づいて、各レーザビームが各粉末層を走査する時間長を決定し、前記決定された時間長に基づいて、前記粉末床中の前記１又は複数の物体の前記計画された場所を変更するように構成されることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の選択的レーザ固化装置。
選択的レーザ固化処理において、粉末層の範囲を固化するために、複数のレーザビームのうちのどのレーザビームを使用すべきかを選択する方法であって、１または複数の物体が、粉末床上に粉末層を沈着することと、前記粉末層のうちの少なくとも部分を選択的に固化するために、沈着された粉末にわたって複数のレーザビームを走査することとを繰り返すことによって、層ごとに形成され、各レーザビームは、各粉末層の中の個々の範囲を固化するために別々に誘導され、各レーザビームについての走査ゾーンは、前記レーザビームが誘導され得る前記粉末床上の場所によって定められ、各走査ゾーンが前記粉末床の総範囲よりも小さく、前記レーザビームのうちの少なくとも２つについての前記走査ゾーンは重なり合い、前記粉末層のうちの少なくとも１層について、前記レーザビームの前記走査ゾーンが重なり合う領域内に位置決めされる前記粉末層の範囲を固化するために、前記複数のレーザビームのうちどのレーザビームを使用すべきかを選択するステップを含むことを特徴とする方法。
粉末層が沈着可能な粉末床を担持するための構築プラットフォームと、前記粉末床上に沈着される粉末材料を固化するために、複数のレーザビームを生成する少なくとも１つのレーザモジュールと、各粉末層の中の個々の範囲を固化するために、各レーザビームを別々に誘導するレーザスキャナと、構築される物体または複数の物体の前記粉末床の中の場所を、前記物体または複数の物体の走査が前記複数のレーザビーム間でどのように分割されるかに基づいて選択するように構成された処理ユニットとを備えることを特徴とする選択的レーザ固化装置。
選択的レーザ固化処理において、物体の範囲を固化するために、複数のレーザビームのうちのどのレーザビームを使用すべきかを選択する方法であって、１または複数の物体が、粉末床上に粉末層を沈着することと、前記粉末層のうちの少なくとも部分を選択的に固化するために、沈着された粉末にわたって複数のレーザビームを走査することとを繰り返すことによって、層ごとに形成され、各レーザビームは、各粉末層の中の個々の範囲を固化するために、別々に誘導され、構築される物体または複数の物体の前記粉末床の中の場所を、前記物体または複数の物体の走査が前記複数のレーザ間でどのように分割されるかに基づいて選択するステップを含むことを特徴とする方法。
粉末層が沈着可能な粉末床を担持するための構築プラットフォームと、前記粉末床上に沈着される粉末材料を固化するための複数のレーザビームを生成する、少なくとも１つのレーザモジュールと、各粉末層上に、離間された場所から各レーザビームを別々に誘導するレーザスキャナであって、各レーザビームについての走査ゾーンが、前記レーザビームが前記レーザスキャナによって誘導され得る前記粉末床上の場所によって定められ、前記レーザスキャナが、前記走査ゾーンのうちの少なくとも２つが重なり合い、または同じ区域内にあるように構成されている、レーザスキャナと、前記粉末層のうちの少なくとも１層について、前記走査ゾーンが重なり合い／同じ区域内にある前記粉末層の領域の中の前記粉末層上の点を固化するために、前記複数のレーザビームのうちどのレーザビームを使用すべきかを、前記点を走査するときの前記粉末層に対する前記レーザビームの角度を示すパラメータに基づいて、選択するように構成された処理ユニットとを備えることを特徴とする選択的レーザ固化装置。
選択的レーザ固化処理において、粉末層上の点を固化するために、複数のレーザビームのうちのどのレーザビームを使用すべきかを選択する方法であって、１または複数の物体が、粉末床上に粉末層を沈着することと、前記粉末層のうちの少なくとも部分を選択的に固化するために、沈着された粉末にわたって複数のレーザビームを走査することとを繰り返すことによって、層ごとに形成され、各レーザビームは、各粉末層上に、離間された場所から別々に誘導され、各レーザビームについての走査ゾーンは、前記レーザビームがレーザスキャナによって誘導され得る前記粉末床上の場所によって定められ、前記レーザスキャナは、前記走査ゾーンのうちの少なくとも２つが重なり合い、または同じ区域内にあるように構成され、前記粉末層のうちの少なくとも１層について、前記走査ゾーンが重なり合い／同じ区域内にある前記粉末層の領域の中の前記粉末層上の点を固化するために、前記複数のレーザビームのうちどのレーザビームを使用すべきかを、前記点を走査するときの前記粉末層に対する前記レーザビームの角度を示すパラメータに基づいて、選択するステップを含むことを特徴とする方法。
プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、請求項１５または１７に記載の方法を遂行させる命令を記憶したことを特徴とするデータキャリア。
窓を有する構築チャンバと、粉末層が沈着可能な前記構築チャンバ内に位置決めされる粉末床を担持するための構築プラットフォームと、前記粉末床上に沈着される粉末材料を固化するための複数のレーザビームを生成するための少なくとも１つのレーザモジュールと、各粉末層の個々の範囲を固化するために、前記窓を通じて各レーザビームを別々に誘導するためのレーザスキャナとを備えることを特徴とする選択的レーザ固化装置。
各レーザビームについての走査ゾーンは、前記レーザビームが前記レーザスキャナによって誘導され得る前記粉末床上の場所によって定められ、前記レーザスキャナは、前記走査ゾーンのうちの少なくとも２つが同じ区域内にあるように構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の選択的レーザ固化装置。
各レーザビームについての走査ゾーンは、前記レーザビームが前記レーザスキャナによって誘導され得る前記粉末床上の場所によって定められ、前記レーザスキャナは、各走査ゾーンが前記粉末床の総範囲よりも小さく、前記走査ゾーンのうちの少なくとも２つが重なり合うように構成されていることを特徴とする請求項２１に記載の選択的レーザ固化装置。
複数のレーザモジュールを含む３次元物体を創出するための選択的レーザ固化装置を制御する方法であって、
第１の照射範囲および第２の照射範囲、ならびに構築プラットフォームによって担持される粉末材料の層上の前記第１の照射範囲と前記第２の照射範囲との間に構成された重なり合う範囲を定めるステップと、
前記複数のレーザモジュールのうち第１のレーザモジュールを、前記第１の照射範囲および前記重なり合う範囲に割り当てるステップと、
前記複数のレーザモジュールのうち第２のレーザモジュールを、前記第２の照射範囲および前記重なりあう範囲に割り当てるステップと、
前記複数のレーザモジュールによって放射されるレーザビームが、前記重なり合う範囲の中に広がる前記物体を形成するために前記層の上に誘導される走査パターンおよび／または輪郭走査の区分を決定するステップと、
前記第１の照射範囲と前記第２の照射範囲との間に構成された前記重なり合う範囲に位置する前記走査パターンおよび／または前記輪郭の前記区分を、第１の部分と第２の部分とに分割するステップと、
前記走査パターンおよび／または前記輪郭の前記区分の前記第１の部分を前記第１のレーザモジュールに割り当てるステップと、
前記走査パターンおよび／または前記輪郭の前記区分の前記第２の部分を前記第２のレーザモジュールに割り当てるステップとを含むことを特徴とする方法。
前記走査パターンは、縞状または碁盤目状の走査パターンであり、前記走査パターンの前記区分を前記分割することは、前記第１のレーザモジュールおよび前記第２のレーザモジュールのそれぞれに割り当てられた前記走査パターンの縞、または正方形の数に基づくことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
複数のレーザモジュールと、
粉末材料の層を担持するための構築プラットフォームと、
第１の照射範囲および第２の照射範囲、ならびに前記構築プラットフォーム上に担持される粉末材料の層上の前記第１の照射範囲と前記第２の照射範囲との間に構成された重なり合う範囲を定め、前記複数のレーザモジュールのうち第１のレーザモジュールを、前記第１の照射範囲および前記重なり合う範囲に割り当て、前記複数のレーザモジュールのうち第２のレーザモジュールを、前記第２の照射範囲および前記重なりあう範囲に割り当て、前記レーザモジュールによって放射されるレーザビームが、前記重なり合う範囲の中に広がる３次元物体を形成するために前記層の上に誘導される走査パターンおよび／または輪郭走査の区分を決定し、前記重なり合う範囲に位置する前記走査パターンおよび／または輪郭の前記区分を、第１の部分と第２の部分とに分割し、前記走査パターンおよび／または前記輪郭の前記区分の前記第１の部分を前記第１のレーザモジュールに割り当て、前記走査パターンおよび／または前記輪郭の前記区分の前記第２の部分を前記第２のレーザモジュールに割り当てるように構成された処理ユニットとを備えることを特徴とする３次元物体を創出するための選択的レーザ固化装置。
前記走査パターンは、縞状または碁盤目状の走査パターンであり、前記走査パターンの前記区分を前記分割することは、前記第１のレーザモジュールおよび前記第２のレーザモジュールのそれぞれに割り当てられた前記走査パターンの縞、または正方形の数に基づくことを特徴とする請求項２６に記載の選択的レーザ固化装置。
プロセッサによって実行されるとき、前記プロセッサに、請求項２４に記載の方法を遂行させる命令を記憶したことを特徴とするデータキャリア。