JP2018518601A5 - - Google Patents

Claims (20)

1. 複数の構築層によって形成される３次元構造の複数ビーム付加的製造のための方法であって、
   光源のアレイと、前記光源のアレイに結合された光ファイバーのアレイと、前記光ファイバーの出力端を含む光学ヘッドと、を提供する段階と、
   粉体材料の粉体層を、前記粉体層のそれぞれを収容するように垂直方向に漸次移動する粉体床支持システム上に送達する段階と、
   前記粉体材料の粉体層のそれぞれに、前記３次元構造の構築層を形成する段階と、を含み、
   前記構築層のそれぞれを形成する段階が、前記粉体材料の対応する領域を選択的に融合させるために、各粉体層のそれぞれの異なる領域上に複数ビーム分布露光を実行する段階を含み、
   前記複数ビーム分布露光のそれぞれを実行する段階が、光ビームが、間隔を開けられたビームスポットを含む分布露光パターンを形成するために、選択された前記光源に結合され、前記粉体層のそれぞれの対応する領域に向けられた前記光ファイバーの出力端から出力されるように、前記光源のアレイ内の選択された光源から光を同時に発生させる段階を含み、
   前記光ビームが、前記対応する領域内の前記粉体材料が融合して融合領域を形成するように、前記対応する領域内の前記粉体材料を溶融するのに十分な出力及び持続時間で向けられ、
   前記複数ビーム分布露光のそれぞれの前記ビームスポットが、前記複数ビーム分布露光のそれぞれによって形成された前記融合領域を分離するのに十分な間隔を開けられ、
   前記融合領域のそれぞれが前記３次元構造のボクセルに対応し、
   前記粉体層のそれぞれの前記粉体材料の前記融合領域が、集合して前記３次元構造の各構築層のそれぞれを形成する、複数ビーム付加的製造のための方法。
2. 前記粉体層の異なる領域に複数ビーム分布露光を実行する段階が、前記光学ヘッドを前記粉体層に対して、前記複数ビーム分布露光のそれぞれについて異なる位置に移動させる段階を含み、前記粉体層が送達されるごとに、前記光学ヘッドが前記粉体層上に複数ビーム分布露光を実行する、請求項１に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
3. 前記粉体層のそれぞれに前記複数ビーム分布露光を実行する段階が、前記粉体層にわたって交互の走査パターンで前記光学ヘッドを走査する段階を含む、請求項１に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
4. 前記複数ビーム分布露光を実行する段階が、走査光学系を使用して前記光ビームを走査する段階を含む、請求項１に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
5. 前記光学ヘッドが画像光学系を含み、前記方法が、前記ビームを処理表面に対して集束を外すことによって、前記分布露光パターン内のビームスポットの大きさ及び間隔を制御する段階をさらに含む、請求項１に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
6. 前記構築層の少なくとも１つの異なる領域においてボクセルの解像度を調整するために、ビームスポットの大きさ及び出力の少なくとも１つを調整する段階をさらに含む、請求項１に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
7. 複数の構築層によって形成された３次元構造の複数ビーム付加的製造のための方法であって、
   粉体材料の粉体層を粉体床支持システムに送達する段階と、
   前記粉体材料の粉体層に前記３次元構造の構築層を形成する段階と、を含み、
   前記構築層を形成する段階が、前記粉体層内の前記粉体材料の対応する領域を選択的に融合するために、前記粉体層の異なる領域に複数ビーム分布露光を実行する段階を含み、
   前記複数ビーム分布露光のそれぞれを実行する段階が、間隔を開けられたビームスポットを含む分布露光パターンを形成するために前記粉体層の対応する領域に光ビームを同時に向ける段階を含み、
   前記光ビームが、融合領域を形成するために前記対応する領域の前記粉体層を融合するように、前記対応する領域内の前記粉体材料を溶融するのに十分な出力及び持続時間を有して向けられ、
   前記複数ビーム分布露光のそれぞれの前記ビームスポットが、前記複数ビーム分布露光のそれぞれによって形成された融合領域を分離するのに十分な間隔を開けられ、
   前記複数ビーム分布露光によって形成された前記粉体材料の前記融合領域が、集合して前記構築層を形成し、
   前記方法がさらに、前記３次元構造の前記構築層のそれぞれを形成するために、粉体層を送達する段階と、前記粉体層に構築層を形成する段階とを繰り返す段階を含み、
   前記融合領域のそれぞれが、前記３次元構造のボクセルに対応する、複数ビーム付加的製造のための方法。
8. 前記光ビームがビームスポットの１次元アレイを形成する、請求項７に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
9. 前記光ビームがビームスポットの２次元アレイを形成する、請求項７に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
10. 前記粉体材料が金属粉を含み、前記金属粉が３０μｍよりも大きな大きさを有する粒子及び５μｍよりも小さな大きさを有する粒子を含む、請求項７に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
11. 前記金属粉が５０μｍよりも大きな大きさを有する粒子を含む、請求項１０に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
12. 前記構築層の少なくとも１つの異なる領域におけるボクセルの解像度を調整するために、ビームスポットの大きさ及び出力の少なくとも１つを調整する段階をさらに含む、請求項７に記載の複数ビーム付加的製造のための方法。
13. 粉体床及びその中に形成された３次元構造を支持し、粉体材料の複数の粉体層を収容するために、前記粉体床を垂直に漸次移動させるための粉体床支持システムと、
    前記粉体床を形成するために前記粉体層のそれぞれを送達するための粉体送達システムと、
    光を発生するための光源のアレイと、
    前記光源にそれぞれ結合された光ファイバーのアレイと、
    前記光ファイバーの出力端を含む複数ビーム光学ヘッドと、
    前記光源のアレイ、前記粉体床支持システム、及び前記粉体送達システムを、前記粉体床に送達された前記粉体層のそれぞれに前記３次元構造の構築層を形成するために、協調して制御するための制御システムであって、前記制御システムが、光が光ファイバーの出力端から放出され、前記粉体層のそれぞれの対応する領域に向けられて、間隔を開けられたビームスポットを含む分布露光パターンで複数ビーム分布露光を実行するように、前記光源のアレイ内の選択された光源から光を発生させるように前記光源のそれぞれを選択的に制御するように構成された、制御システムと、を含み、
    前記光源の出力及び持続時間が、前記ビームスポットが前記粉体層の対応する領域の前記粉体材料を溶融して、前記３次元構造のボクセルを形成する間隔を開けられた融合領域において前記粉体材料を融合するように制御され、
    前記制御システムが、前記粉体層から前記３次元構造の構築層のそれぞれを形成するための命令を定義する構築命令ファイルに応じ、前記構築命令ファイルが、少なくとも、前記光学ヘッドの位置を定義するための光学ヘッド位置決めデータと、前記選択された光源並びに、前記選択された光源に関する出力及び露光時間を識別する光源データと、を含む、複数ビーム付加的製造システム。
14. 前記粉体層にわたって光ビームを走査するために前記粉体床支持システム上の前記粉体層に対して前記光学ヘッドを移動するための光学ヘッド移動ステージをさらに含む、請求項１３に記載の複数ビーム付加的製造システム。
15. 前記粉体層にわたって光ビームを走査するために、前記光学ヘッドに光学的に結合されたポリゴンスキャナーをさらに含む、請求項１３に記載の複数ビーム付加的製造システム。
16. 前記粉体層にわたって光ビームを走査するために、前記光学ヘッドに光学的に結合されためっきスキャナーをさらに含む、請求項１３に記載の複数ビーム付加的製造システム。
17. 前記光ファイバーの前記出力端が２次元アレイに配置された、請求項１３に記載の複数ビーム付加的製造システム。
18. 前記制御システムが、前記光源のアレイ内の選択された光源の出力及び露光時間を制御するように構成された、請求項１３に記載の複数ビーム付加的製造システム。
19. 前記光源のそれぞれがダイオードレーザーである、請求項１３に記載の複数ビーム付加的製造システム。
20. 前記光学ヘッドが前記粉体送達システムに結合された、請求項１３に記載の複数ビーム付加的製造システム。