JP2017538038A5 - - Google Patents

Claims (49)

1. 流動性材料をレイヤー・バイ・レイヤー処理にて選択的に固結させることによって部品を製造するための付加製造装置であって、
   前記部品を製造するための製造チャンバーと、
   この製造チャンバーにて流動性材料を固結させるために焦点を合わせたエネルギービームを供給するためのモジュールと、
   前記製造チャンバーを通るガスフローを発生させるためのガスフロー回路と、
   このガスフロー回路内に並列に配置される一対のフィルターアセンブリーであって、それぞれのフィルターアセンブリーが、前記フィルターアセンブリーから前記ガスフロー回路の上流をシールするための操作可能な弁と、前記フィルターアセンブリーの下流の前記ガスフロー回路をシールするための操作可能な弁とをこれらに関連付けて有し、この配置は、一方のフィルターアセンブリーのフィルターエレメントが切り替えられると同時に、他方の前記フィルターアセンブリーの前記フィルターエレメントが前記ガスフローから粒子を取り除くために結合されることを可能にすることにより、製造中にそれぞれのフィルターアセンブリーのフィルターエレメントが切り替えられることを可能にする、一対のフィルターアセンブリーと、
   前記ガスフローと関連付けられた特性を検出するためのモニタリング装置と、
   前記弁を制御し、前記ガスフローに沿って結合されるフィルターアセンブリーを前記モニタリング装置からの信号に基づいて切り替えるように構成されたコントローラーと
   を具えていることを特徴とする付加製造装置。
2. 前記モニタリング装置が圧力センサーであることを特徴とする請求項１に記載の付加製造装置。
3. 前記圧力センサーは、前記フィルターアセンブリーの全体に亙って圧力低下を示す圧力を測定することを特徴とする請求項２に記載の付加製造装置。
4. 前記コントローラーは、前記フィルターアセンブリーと関連付けられた前記弁を制御し、前記圧力センサーがあらかじめ設定されたレベルを超えた圧力低下を示す圧力を検出した場合、前記ガスフローに沿って結合される前記フィルターアセンブリーを切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の付加製造装置。
5. 前記ガスフローを前記ガスフロー回路にて発生させるためのポンプを具え、前記モニタリング装置が前記ポンプの速度を示す特性を測定／通報するための器具であることを特徴とする請求項１に記載の付加製造装置。
6. 前記ポンプは、前記製造チャンバーを通る設定ガスフローが維持されるように制御されることを特徴とする請求項５に記載の付加製造装置。
7. 前記モニタリング装置は、前記製造チャンバーでの前記ガスフローの速度を測定するためのセンサーを具えていることを特徴とする請求項１に記載の付加製造装置。
8. 前記コントローラーは、前記フィルターアセンブリーと関連付けられた前記弁を制御し、繰り返される前記レイヤー・バイ・レイヤー処理のあらかじめ設定された段階にある間、前記ガスフローに沿って結合される前記フィルターアセンブリーを切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載の付加製造装置。
9. 前記コントローラーは、前記フィルターアセンブリーと関連付けられた前記弁を制御し、前記流動性材料が前記エネルギービームによって固結されていない場合、前記ガスフローに沿って結合される前記フィルターアセンブリーを切り替えるように構成されていることを特徴とする請求項８に記載の付加製造装置。
10. 請求項１から請求項９の何れか一項に記載の付加製造装置にて使用するためのコントローラーであって、前記モニタリング装置からの信号に基づき、前記ガスフローに沿って結合される前記フィルターアセンブリーを切り替えるため、前記フィルターアセンブリーと関連付けられた前記弁を制御するようにプログラムされていることを特徴とするコントローラー。
11. 焦点を合わせたエネルギービームを使用して製造チャンバーに流動性材料をレイヤー・バイ・レイヤー処理にて選択的に固結させることによって部品を製造するステップと、
    ガスフロー回路を使用して前記製造チャンバーを通るガスフローを発生させるステップと、
    前記ガスフロー回路内に配置される少なくとも一つのフィルターアセンブリーを使用して前記ガスフローから粒子を取り除くステップと、
    前記フィルターアセンブリーから前記ガスフロー回路の上流をシールするための弁と、前記フィルターアセンブリーの下流の前記ガスフロー回路をシールするための弁とを閉止すること、前記フィルターアセンブリーのフィルターエレメントを切り替えること、および前記フィルターアセンブリーが前記弁に前記ガスフローからシールされた場合、前記フィルターアセンブリーから空気をパージすることによって、前記フィルターアセンブリーのフィルターエレメントを切り替えると同時に前記製造チャンバーにおける制御された雰囲気を維持するステップと
    を含むことを特徴とする付加製造方法。
12. 前記フィルターアセンブリーが前記弁に前記ガスフローからシールされた場合、前記フィルターアセンブリーから空気をパージすることは、
    空気を前記フィルターアセンブリーから排除するため、前記フィルターアセンブリーをイナートガスで洗い流すことを含むことを特徴とする請求項１１に記載の付加製造方法。
13. 前記フィルターアセンブリーが前記ガスフローに結合された場合、前記ガスフローに対して逆方向に前記フィルターエレメントを通って前記イナートガスを洗い流すことを特徴とする請求項１２に記載の付加製造方法。
14. 前記フィルターアセンブリーが前記弁に前記ガスフローからシールされた場合、前記フィルターアセンブリーから空気をパージすることは、
    空気を前記フィルターアセンブリーから排除するため、低圧または真空圧を前記フィルターアセンブリーに与えることを特徴とする請求項１１から請求項１３の何れか一項に記載の付加製造方法。
15. 前記フィルターアセンブリーと関連付けられた前記弁を開いて前記ガスフローに沿った前記フィルターアセンブリーを結合する前に、空気を前記フィルターアセンブリーからパージするステップを含むことを特徴とする請求項１１から請求項１４の何れか一項に記載の付加製造方法。
16. 前記ガスフロー回路内に並列に配置された第１および第２のフィルターアセンブリーを使用して前記ガスフローから粒子を取り除くステップと、
    前記第１および第２のフィルターアセンブリーの一方は前記ガスフローから粒子を取り除くために結合されている時、空気を前記第１および第２のフィルターアセンブリーの他方からパージするステップと
    を含むことを特徴とする請求項１１から請求項１５の何れか一項に記載の付加製造方法。
17. 流動性材料をレイヤー・バイ・レイヤー処理装置にて選択的に固結させることにより部品を製造するための付加製造装置であって、
    前記部品を製造するための製造チャンバーと、
    この製造チャンバーにて流動性材料を固結させるために焦点を合わせたエネルギービームを供給するモジュールと、
    前記製造チャンバーを通るガスフローを発生させるためのガスフロー回路と、
    このガスフロー回路に配置された少なくとも１つのフィルターアセンブリーであって、この、すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーは、前記フィルターアセンブリーから前記ガスフロー回路の上流をシールするための操作可能な弁と、前記フィルターアセンブリーの下流の前記ガスフロー回路をシールするための操作可能な弁とをこれらに関連付けて有し、この配置は、前記フィルターアセンブリーのフィルターエレメントが切り替えられると同時に前記製造チャンバーにおける制御された雰囲気を維持することを可能にする、少なくとも１つのフィルターアセンブリーと
    を具え、このフィルターアセンブリーと関連付けられた前記弁が前記ガスフローから前記フィルターアセンブリーをシールした場合、前記すなわちそれぞれのアセンブリーから空気をパージするように形成されたパージ器具をさらに具えていることを特徴とする付加製造装置。
18. 前記パージ器具は、空気を前記フィルターアセンブリーから排除するため、前記すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーをイナートガスで洗い流すように構成されていることを特徴とする請求項１７に記載の付加製造装置。
19. 前記ガスフロー回路は、
    前記フィルターアセンブリーの前記フィルターエレメントと一方の前記弁との間で前記フィルターアセンブリーにイナートガスを導入するための入口と、
    前記フィルターエレメントと他方の前記弁との間で前記イナートガスによって前記弁アセンブリーから押し出される空気を排除するための排気孔と
    を前記すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーに関して具えていることを特徴とする請求項１８に記載の付加製造装置。
20. 前記入口および排気孔は、前記フィルターアセンブリーが前記ガスフロー回路に結合された場合、イナートガスが前記ガスフローに対して逆方向に前記フィルターエレメントを通って洗い流されるように配されていることを特徴とする請求項１９に記載の付加製造装置。
21. 前記パージ器具は、空気を前記フィルターアセンブリーから排除するため、低圧または真空圧を前記すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーに与えるように構成されていることを特徴とする請求項１７から請求項２０の何れか一項に記載の付加製造装置。
22. そのフィルターアセンブリーと関連付けられた前記弁を開いて前記ガスフローに沿った前記フィルターアセンブリーを結合する前に、空気が前記すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーからパージされるように、前記弁および前記パージ器具を制御するコントローラーを具えていることを特徴とする請求項１７から請求項２１の何れか一項に記載の付加製造装置。
23. 前記ガスフロー回路内に並列に配置された第１および第２のフィルターアセンブリーを具え、
    前記パージ器具はこれら第１および第２のフィルターアセンブリーの一方を洗い流すように構成されているのに対し、前記第１および第２のフィルターアセンブリーの他方は前記ガスフローから粒子を取り除くために結合されていることを特徴とする請求項１７から請求項２２の何れか一項に記載の付加製造装置。
24. 流動性材料をレイヤー・バイ・レイヤー処理にて選択的に固結させることによって部品を製造するための付加製造装置であって、
    前記部品を製造するための製造チャンバーであって、前記部品にアクセスするためのドアを有する製造チャンバーと、
    流動性材料を前記製造チャンバーにて固結させるために焦点を合わせたエネルギービームを供給するためのモジュールと、
    イナートガス雰囲気を前記製造チャンバーに形成するための手段と、
    前記製造チャンバーを通るイナートガスフローを発生させるためのガスフロー回路と、
    このガスフロー回路に配置される少なくとも１つのフィルターアセンブリーであって、前記すなわちそれぞれのアセンブリーは、前記フィルターアセンブリーから前記ガスフロー回路の上流をシールするための操作可能な弁と、前記フィルターアセンブリーの下流の前記ガスフロー回路をシールするための操作可能な弁とをこれらに関連付けて有する、少なくとも１つのフィルターアセンブリーと
    を具え、さらに前記製造チャンバーに対し前記ドアを開けた結果として前記製造チャンバーでの前記イナートガス雰囲気が弱められる期間の間、前記フィルターアセンブリーが前記製造チャンバーからのガスフローに対して遮断されるように、前記すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーと関連付けられた前記弁を制御するように構成されたコントローラーを具えていることを特徴とする付加製造装置。
25. 前記コントローラーは、製造が終わった後および前記ドアが開けられる前に前記弁を操作し、前記製造チャンバーからのガスフローに対して前記フィルターアセンブリーを遮断するように構成されていることを特徴とする請求項２４に記載の付加製造装置。
26. 前記ドアは、閉じられた前記ドアを固定するための固定装置を具え、
    前記コントローラーは、前記フィルターアセンブリーを前記製造チャンバーからのガスフローに対して遮断するように前記弁が操作されるまで前記固定装置を制御し、前記ドアの固定状態を維持するように構成されていることを特徴とする請求項２５に記載の付加製造装置。
27. 低圧または真空圧を前記製造チャンバーに作り出すために配されたポンプを具え、
    前記コントローラーは、前記ポンプが前記製造チャンバーから酸素を排除するために作動する期間の間、前記弁を制御して前記フィルターアセンブリーが前記製造チャンバーからのガスフローに対して遮断されるように構成されていることを特徴とする請求項２４から請求項２６の何れか一項に記載の付加製造装置。
28. 前記製造チャンバーでの酸素レベルを測定するための酸素センサーを具え、
    前記コントローラーは、前記酸素センサーによって検出された前記酸素レベルがあらかじめ設定されたレベルを下まわっている場合、前記すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーと関連付けられた弁を開くように構成されていることを特徴とする請求項２６から請求項２７の何れか一項に記載の付加製造装置。
29. 流動性材料をレイヤー・バイ・レイヤー処理にて選択的に固結させることによって部品を製造するための付加製造装置であって、
    前記部品を製造するための製造チャンバーと、
    流動性材料を前記製造チャンバーにて固結させるために焦点を合わせたエネルギービームを供給するためのモジュールと、
    前記製造チャンバーを通るイナートガスフローを発生させるための、および／または流動性材料を移送するためのガスフロー回路と、
    前記部品が製造された後および次の製造のために前記製造チャンバーでの不活性雰囲気の形成前の期間中、前記ガスフロー回路を通るガスフローを確立するように構成されたコントローラーと
    を具えていることを特徴とする付加製造装置。
30. 前記ガスフロー回路に配されて粒子を前記ガスフローから分離するための少なくとも１つのセパレーターを具えていることを特徴とする請求項２９に記載の付加製造装置。
31. 前記セパレーターがフィルターエレメントを具えていることを特徴とする請求項３０に記載の付加製造装置。
32. 前記すなわちそれぞれのフィルターエレメントは、当該フィルターエレメントから前記ガスフロー回路の上流をシールするための操作可能な弁と、前記フィルターアセンブリーの下流の前記ガスフロー回路をシールするための操作可能な弁とをこれらに関連付けて有し、
    前記コントローラーは、前記弁を操作することによって前記ガスフローを確立し、前記ガスフローが前記少なくとも１つのフィルターエレメントを通ることを可能にするように構成されていることを特徴とする請求項３１に記載の付加製造装置。
33. 前記セパレーターは、粒子が前記ガスフローから落下してホッパーに集まるように、前記ガスフローを遅くするためのバッフルを具えていることを特徴とする請求項２４から請求項３２の何れか一項に記載の付加製造装置。
34. 前記ガスフロー回路は、前記製造チャンバーを通るイナートガスフローを発生させる第１のラインと、前記製造チャンバーから回収される流動性材料を、ある層を形成するためにこの流動性材料を送出するための器具まで送出する第２のラインとの並列のガスラインを具え、
    前記ガスフローは、製造後に前記第２のラインに残っている流動性材料がこの第２のラインを通って前記セパレーターへと移送されることを確立することを特徴とする請求項３０から請求項３３の何れか一項に記載の付加製造装置。
35. 前記コントローラーは、前記ガスフローに対して前記第１のラインを遮断し、前記ガスフローが前記製造チャンバーを迂回するように構成されていることを特徴とする請求項３４に記載の付加製造装置。
36. 前記コントローラーは、前記ガスフロー回路のポンプを作動させることによって、前記ガスフローを確立するように構成されていることを特徴とする請求項２９から請求項３５の何れか一項に記載の付加製造装置。
37. 前記コントローラーは、この付加製造装置にて用いられる流動性材料の種類が変更されることを示すユーザー入力に応じて前記ガスフローを確立するように構成されていることを特徴とする請求項２９から請求項３６の何れか一項に記載の付加製造装置。
38. 前記ガスフロー回路は、前記流動性材料がそれぞれの層のために制御可能に与えられる定量供給ホッパーへと前記流動性材料を移送するためのものであることを特徴とする請求項２９から請求項３７の何れか一項に記載の付加製造装置。
39. 前記ガスフロー回路は、前記製造チャンバーから前記定量供給ホッパーへと回収される前記流動性材料を移送するためのものであることを特徴とする請求項３８に記載の付加製造装置。
40. 前記ガスフロー回路は、収容ホッパーから定量供給される前記流動性材料を前記定量供給ホッパーへと移送するためのものであることを特徴とする請求項３８または請求項３９に記載の付加製造装置。
41. コントローラーは、前記収容ホッパーから前記ガスフロー回路への粉末の定量供給を制御する機構が閉止／停止した場合、前記ガスフローを確立することを特徴とする請求項４０に記載の付加製造装置。
42. 部品を製造するための製造チャンバーと、
    この製造チャンバーにて流動性材料を固結させるために焦点を合わせたエネルギービームを供給するためのモジュールと、
    前記製造チャンバーを通るイナートガスフローを発生させるための、および／または流動性材料を移送するためのガスフロー回路と
    を具えた付加製造装置への流動性材料を変更する方法であって、
    前記部品が製造された後および次の製造のために前記製造チャンバーにて不活性雰囲気を形成する前の期間中、前記ガスフロー回路を通るガスフローを確立し、前記ガスフロー回路中の流動性材料が前記ガスフローによって回収部分に運ばれるようになっていることを具えたことを特徴とする方法。
43. 前記回収部分が前記ガスフローから粒子を分離するためのセパレーターであることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
44. 前記セパレーターがフィルターエレメントを具えていることを特徴とする請求項４３に記載の方法。
45. 請求項２９から請求項４１の何れか一項に記載の付加製造装置にて使用するためのコントローラーであって、請求項４２から請求項４４の何れか一項に記載の方法を行うために前記付加製造装置を制御するようにプログラムされていることを特徴とするコントローラー。
46. 流動性材料をレイヤー・バイ・レイヤー処理にて選択的に固結させることによって部品を製造するための付加製造装置であって、
    前記部品を製造するための製造チャンバーと、
    この製造チャンバーにて流動性材料を固結させるために焦点を合わせたエネルギービームを供給するためのモジュールと、
    前記製造チャンバーを通るガスフローを発生させるためのガスフロー回路と、
    このガスフロー回路に配置された少なくとも１つのフィルターアセンブリーであって、前記すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーは、フィルターエレメントを収容するフィルターハウジングと、前記フィルターエレメントの上流の前記フィルターハウジングをシールするための操作可能な弁と、前記フィルターエレメントの下流の前記フィルターハウジングをシールするための操作可能な弁とを具えた、少なくとも１つのフィルターアセンブリーと
    を具え、さらに前記すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーをこの付加製造装置の所定位置に締結するための少なくとも１つの締結具を具え、
    前記フィルターアセンブリーの一方または両方の前記弁の動作は、この付加製造装置からの前記フィルターアセンブリーの取り外しを可能にするために前記締結具を解放することを特徴とする付加製造装置。
47. 前記フィルターアセンブリーは、
    前記弁を操作するための手動で操作される取手と、
    この取手が前記弁を開いてこの付加製造装置に対して前記フィルターアセンブリーを固定するように動かされた場合、当該付加製造装置にある相補的切り欠きと係合するように前記取手と共に移動可能な突起と
    を具えていることを特徴とする請求項４６に記載の付加製造装置。
48. 前記フィルターアセンブリーの前記弁の状態を検出するための１つ以上のセンサーと、前記締結具の作動を制御するためのコントローラーとをさらに具え、前記１つ以上のセンサーを使って前記弁の閉止が検出された場合、前記コントローラーは、前記締結具を作動させて前記フィルターアセンブリーを解放するように構成されていることを特徴とする請求項４６に記載の付加製造装置。
49. 流動性材料をレイヤー・バイ・レイヤー処理にて選択的に固結させることによって部品が製造される付加製造装置にて用いられるコントローラーであって、前記付加製造装置は、
    前記部品を製造するための製造チャンバーと、
    この製造チャンバーにて流動性材料を固結させるために焦点を合わせたエネルギービームを供給するためのモジュールと、
    前記製造チャンバーを通るガスフローを発生させるためのガスフロー回路と、
    このガスフロー回路に配置された少なくとも１つのフィルターアセンブリーであって、前記すなわちそれぞれのフィルターアセンブリーは、フィルターエレメントを収容するフィルターハウジングと、前記フィルターエレメントの上流の前記フィルターハウジングをシールするための操作可能な弁と、前記フィルターエレメントの下流の前記フィルターハウジングをシールするための操作可能な弁とを具えた、少なくとも１つのフィルターアセンブリーと
    を具え、前記付加製造装置は、前記フィルターアセンブリーをこの付加製造装置の所定位置に締結するための電子作動締結具と、前記フィルターアセンブリーの前記弁の状態を検出するための１つ以上のセンサーとをさらに具え、
    前記１つ以上のセンサーを用いて前記弁の閉止が検出された場合、前記締結具を操作して前記フィルターアセンブリーを解放するため、前記付加製造装置を制御するようにプログラムされていることを特徴とするコントローラー。