JP2019099903A - 三次元物体の付加的製造装置の動作方法 - Google Patents

三次元物体の付加的製造装置の動作方法 Download PDF

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Abstract

【課題】エネルギービームを用いて造形材料の層を順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体を製造する装置の、利用者のコストを低減する動作方法の提供。【解決手段】少なくとも一つの装置５，６と接続或いは接続可能な通信インタフェース４が、第一のユーザーグループ３の第一のユーザー１，２から、造形すべき物体７〜９に関連する物体データを含む第一のデータセット１４，１５を受信するとともに、第二のユーザーグループ２０の第二のユーザー１８，１９から、第二のデータセット１６，１７を受信するように構成されており、この第一のデータセット１４，１５及び第二のデータセット１６，１７の一つ以上が保存されることと、この受信したデータセット１４〜１７に対応する、造形すべき物体７〜９に関連する造形データが生成及び／又は保存されることとの一つ以上が行なわれることを特徴とする動作方法。【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることにより三次元物体を付加的に製造する少なくとも一つの装置の動作方法に関する。
従来技術では、付加的製造装置及びその装置の動作方法は良く知られている。それらの付加的製造プロセスは、特に、試作品を製造するのに有利であり、その際、個々の物体又は少量の三次元物体の製造に費用がかかる場合が有る。個々の物体又は少量の物体だけを製造するために、その装置を使用する場合、エネルギービームを造形材料に直接照射するように構成された造形面全体、即ち、プロセス室内の造形材料の面が最小限にしか占有されない可能性が有る。
そのため、特に、個々の物体、例えば、試作品（又は少量の試作品）だけを製造したい利用者、例えば、消費者にとって、付加的製造プロセスは、個々の利用者がコスト全体を負担しなければならないので、手頃でなくなる可能性が有り、その際、個々の物体又は少量の物体の造形が利用可能な造形面を効果的に使用しない可能性が有るので、大量の造形材料を浪費してしまうか、或いは再利用しなければならなくなる。
以上のことから、本発明の課題は、利用者のコストを低減する、三次元物体を付加的に製造する少なくとも一つの装置の動作方法を提供することである。
この課題は、本発明における請求項１に基づく方法によって達成される。本発明の有利な実施形態は従属請求項に基づくものである。
ここで述べる方法は、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な粉末状造形材料（「造形材料」と称する）の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、三次元物体、例えば、技術的な部品を付加的に製造する装置の動作方法である。各造形材料は、金属粉末、セラミック粉末又はポリマー粉末とすることができる。各エネルギービームは、レーザービーム又は電子ビームとすることができる。各装置は、例えば、選択的レーザー焼結装置、選択的レーザー溶解装置又は選択的電子ビーム溶解装置とすることができる。
各装置は、その動作中に使用される一定数の機能ユニットを備えることができる。機能ユニットの例は、プロセス室、並びにそのプロセス室内に配置された造形層に少なくとも一つのエネルギービームを選択的に照射するように構成された照射機器、並びに所与のストリーム特性、例えば、所与のストリーム輪郭、ストリーム速度などによりプロセス室の少なくとも一部を通って流れるガス状流体ストリームを発生させるように構成されたストリーム発生機器である。このガス状流体ストリームには、プロセス室を通って流れる間に、本装置の動作中に発生する硬化されなかった粒子状造形材料、特に、スモーク又はスモーク残留部を充填することが可能である。このガス状流体ストリームは、典型的には、不活性である、即ち、典型的には、不活性ガス、例えば、アルゴン、窒素、二酸化炭素などのストリームである。
本発明は、この少なくとも一つの装置と接続された、或いは接続可能な通信インタフェースが、第一のユーザーグループの少なくとも一人の第一のユーザーから、造形すべき少なくとも一つの物体に関連する物体データを有する少なくとも一つの第一のデータセットを受信するとともに、第二のユーザーグループの第二のユーザーから、少なくとも一つの第二のデータセットを受信するように構成され、これらの少なくとも一つの第一のデータセット及び／又はこの少なくとも一つの第二のデータセットを保存するか、受信したデータセットに応じて、この造形すべき少なくとも一つの物体に関連する造形データを生成及び／又は保存するか、或いはその両方であるとの考えに基づいている。
そのため、第一のユーザーグループの少なくとも一人の第一のユーザーは、通信インタフェースにアクセスして、少なくとも一つの第一のデータセットを三次元物体の付加的造形装置に伝送することができる。各データセットは、第一のユーザーグループの第一のユーザーがこの付加的製造装置又は一つの付加的製造装置を用いて製造することを意図しているこの少なくとも一つの物体に関連する物体データを有する。第二のユーザーグループの第二のユーザーも、通信インタフェースにアクセスして、少なくとも一つの第二のデータセットを三次元物体の付加的造形装置に伝送することができる。第二のデータセットは、第一のデータセットと異なり、第二のユーザーが造形することを意図している物体に関連する情報ではなく、製造プロセスに関連する情報、特に、第二のユーザーが動作させる、製造プロセスを実行するために使用される装置に関連する情報を有する。
第一のユーザーグループは、「消費者」グループ又は「顧客」グループとして定義することができ、この第一のユーザーグループに割り当てられる第一のユーザーは、例えば、三次元物体を付加的に製造する少なくとも一つの装置を動作させる工場運営業者又は提供業者の消費者又は顧客である。それに対応して、第二のユーザーグループは、「提供業者」グループ又は「工場運営業者」グループとして定義することができ、これらの第二のユーザーは、三次元物体を付加的に製造する少なくとも一つの装置を所有する、或いは動作させる提供業者又は工場運営業者である。簡略化のために、本出願を通して「顧客」及び「提供業者」との用語を用いる。
言い換えると、この通信インタフェースは、顧客及び提供業者が第一及び第二のデータセットを通信インタフェースに伝送することにより協働できるプラットフォームとして機能する。この通信インタフェースは、データセットを受信するとともに、これらのデータセットを三次元物体を付加的に製造する少なくとも一つの装置に伝送するように構成される。それに代わって、第二のユーザーは、それに対応するデータを本装置に伝送することができる。
例えば、第一のユーザーグループの少なくとも一人の第一のユーザーは、第一のデータセットを発出することができ、この第一のデータセットは、第一のユーザーが付加的に製造したい物体に関連するものである。同様に、第二のユーザーグループの少なくとも一人の第二のユーザーは、第二のデータセットを発出することができ、この第二のデータセットは、第二のユーザーが動作させる少なくとも一つの装置を用いて実施できる製造プロセスに関連するものである。従って、第二のユーザーは、価格情報などの、各装置で物体を製造できる条件を発出することができる。この通信インタフェースに発出される第一のデータセットと第二のデータセットに応じて、第一のユーザーと第二のユーザーは協働することができ、第一のユーザー及び／又は第二のユーザーは、第一のデータセット及び第二のデータセットの中からそれぞれ選択することができる。
従って、第一のユーザーが、発出された第二のデータセットの中から選択することが可能であるか、第二のユーザーが、通信インタフェースに発出された第一のデータセットの中から選択することが可能であるか、或いはその両方である。そのため、少なくとも一人の第一のユーザーは、その第一のユーザーが造形することを意図している少なくとも一つの物体を、少なくとも一人の第二のユーザーにより提示された製造プロセスに「追加」することができる。それに対応して、少なくとも一人の第二のユーザーは、その第二のユーザーの少なくとも一つの装置で実施される計画中の製造プロセスに、少なくとも一人の第一のユーザーの少なくとも一つの物体を「追加」することができる。
本方法の第一の実施形態では、この少なくとも一つの第一のデータセット、特に、物体データは、以下のパラメータ、
造形すべき少なくとも一つの物体の三次元データと、
造形すべき物体の少なくとも一つの化学パラメータ、特に、材料パラメータと、
造形すべき物体の少なくとも一つの物理パラメータ、特に、密度及び／又は機械特性と、
納入期限に関連する時間情報と、
開始情報と、
少なくとも一つの処理後工程に関連する情報と、
の中の少なくとも一つを有する。
従って、典型的には、第一のデータセットは、各第一のユーザーが付加的に造形したい物体に関連する情報及び／又はパラメータを有する。各第一のデータセットは、造形すべき少なくとも一つの物体の三次元データを有することができる。この三次元データは、物体の形状及び／又は少なくとも外側輪郭を定義し、そのため、物体のサイズと寸法を定義する。この三次元データが、更に、物体の内部構造を定義することも可能である。
各第一のデータセットにおいて、少なくとも一人の第一のユーザーは、造形すべき物体の少なくとも一つの化学パラメータ、特に、（造形）材料パラメータを定義することができる。従って、少なくとも一人の第一のユーザーが、如何なる造形材料から物体を造形すべきであるのか、或いは造形材料が如何なる化学特性を有さなければらないないのかを定義することが可能である。それに対応して、少なくとも一人の第一のユーザーは、造形材料及び／又は造形物体の密度及び／又は機械特性などの物理パラメータをそれぞれ定義することができる。
更に、少なくとも一人の第一のユーザーは、製造プロセスの開始に関連するパラメータを定義することができ、開始情報及び／又は納入期限に関連する時間情報を第一のデータセットに追加することができる。この時間情報は、その日までに三次元物体を造形しなければならない納入期限を示す。それに対応して、開始情報は、製造プロセスの開始を可能にするために存在しなければならない少なくとも一つのパラメータを示す。例えば、開始情報は、少なくとも一つの造形面の占有率及び／又は少なくとも一つの価格情報に関連する閾値を含むことができる。言い換えると、少なくとも一人の第一のユーザーは、開始すべき製造プロセスに必要な条件、例えば、第一のユーザーが物体を製造させるために負担しなければならないコストを規定する価格情報を定義することができる。
更に、少なくとも一つの処理後工程、例えば、造形物体のクリーニング又は造形物体の表面仕上げ、特に、それに対応するユーザーが要求できる処理後工程に関連する情報を追加することが可能である。造形物体の出荷に関連する情報を追加すること、特に、各物体をそれに対応するユーザーに出荷できること、或いはそれに対応するユーザーが要求する出荷方法を特定できることの検証も可能である。
この少なくとも一つの第二のデータセットは、以下のパラメータ、
少なくとも一つの造形面上に使用される造形材料の少なくとも一つの化学パラメータと、
少なくとも一つの造形面上に使用される造形材料の少なくとも一つの物理パラメータと、
少なくとも一つのエネルギービームに関連する少なくとも一つのパラメータと、
プロセス室に関連する少なくとも一つのパラメータ、特に、不活性化パラメータと、
少なくとも一つの利用可能な処理後工程に関連する少なくとも一つの情報と、
少なくとも一つの時間情報と、
この少なくとも一つの造形面の占有率に関連する少なくとも一つの情報と、
プロセス監視及び／又はプロセス文書化の利用可能性に関連する少なくとも一つの情報と、
の中の少なくとも一つを有することができる。
そのため、少なくとも一人の第二のユーザーは、その第二のユーザーが動作させる少なくとも一つの装置の少なくとも一つの造形面上に使用される造形材料の少なくとも一つの化学パラメータを定義することができる。このことは、例えば、使用される造形材料に関して、それに対応する造形ジョブを選択することにより、少なくとも一人の第一のユーザーが発出する、見込みの有る造形ジョブを選択することを可能にする。同様に、第二のユーザーは、その第二のユーザーが動作させる少なくとも一つの装置の少なくとも一つの造形面上に使用される造形材料の少なくとも一つの物理パラメータを定義することができる。
それに対応して、少なくとも一人の第二のユーザーは、少なくとも一つのエネルギービームに関連する少なくとも一つのパラメータを定義することができる。勿論、各第二のユーザーが動作させる少なくとも一つの装置が複数のエネルギービームを発生することは可能である。ビーム電力、波長、スポットサイズ、利用可能な走査速度及び発生源の形式（レーザービーム、特に、レーザーダイオード、電子ビーム）の中の一つ以上などの様々なパラメータに関して、各エネルギービームを定義することができる。従って、少なくとも一人の第一のユーザーが、そのユーザーの意図している三次元物体の製造に、第二のユーザーにより提供される装置が適しているのか否かを選択又は検証できるように、少なくとも一人の第二のユーザーは、利用可能なエネルギービームに関連するデータを提供することができる。
それに追加して、少なくとも一人の第二のユーザーは、少なくとも一つの第二のデータセットに、プロセス室に関連する少なくとも一つの情報、特に、開始パラメータを追加することができる。従って、プロセス室のサイズ、即ち、特に、造形面上における、プロセス室内のスペース（体積）の利用可能性に関する情報を追加することが可能である。更に、処理室の不活性化、例えば、如何なるプロセスガス（例えば、アルゴン）を使用するのか、プロセス室を如何なる程度に不活性化するのか、或いは不活性化できるのか（不活性化レベル）、並びに如何にして不活性化を実施する（如何なる不活性化機器を使用する）のかの中の一つに関する情報を与えることが可能である。
少なくとも一人の第二のユーザーが少なくとも一つの第二のデータセットに追加できる別の情報は、少なくとも一つの造形面の占有率に関連付けることができる。この造形面の占有率は、例えば、個々の第一のユーザーが負担しなければならないコストに繋がり、廃棄される造形材料（硬化されなかった造形材料）又は再利用しなければならない造形材料を防止又は低減するために、基本的に容量に対する利用可能な造形面を使用するのが有利である。この占有率は、更に、少なくとも一人の第一のユーザーが、造形面の残る利用可能な面積を決定することによって、この少なくとも一つの物体を本装置の各造形面上で製造できるのか否かを決定することを可能にする。それと逆に、少なくとも一人の第二のユーザーは、造形面の残る面積に適合する二つの物体に関連する第一のデータセットを明確に選択することができる。
少なくとも一人の第二のユーザーは、更に、プロセス監視及び／又はプロセス文書化の利用可能性に関連する少なくとも一つの情報を追加することができる。そのため、少なくとも一人の第二のユーザーは、その第二のユーザーが動作させる少なくとも一つの装置において、プロセス監視及び／又はプロセス文書化のための手段又は機器が利用可能であるのか、或いは如何なる手段又は機器が利用可能であるのかを規定することができる。勿論、製造プロセスを通して各機器を使用する条件などの追加情報も規定することができる。
これらの第一及び／又は第二のデータセットの提供は、更に、例えば、提示又は要求された造形材料によって、第一のユーザー及び／又は第二のユーザーのグループ分けを可能にする。個々の第一及び／又は第二のユーザーを一つの情報及び／又は一つのパラメータに特有のグループに割り当てることができる、例えば、個々の第一及び／又は第二のユーザーを造形材料に特有のグループ、例えば、アルミニウムグループに割り当てることができ、そのグループでは、選択された造形材料から造形すべき物体に関連する第一のデータセット及び／又は各造形材料を処理するように構成された装置に関連する第二のデータセットだけが発出（列挙）される。
更に、少なくとも一つの処理後工程、例えば、造形物体のクリーニング又は造形物体の表面仕上げ、特に、各工場運営業者が提供できる処理後工程に関連する情報を追加することが可能である。造形物体の出荷に関連する情報を追加すること、特に、各物体をそれに対応するユーザーに出荷できること、或いは利用可能な少なくとも一つの出荷方法を規定できることの検証も可能である。全体価格情報に関して、この（これらの）出荷方法を計算に入れることができる。更に、三次元物体の付加的造形に必要な時間及び物体を出荷する時間を含む、全体生産時間を定義することができる。
本方法の別の実施形態では、少なくとも一つのデータセットは、造形すべき少なくとも一つの物体に関連する造形データを有する。本出願の範囲において、造形データとは、その造形データに対応する個々の物体の製造プロセスに関するデータである。例えば、造形データは、物体を製造するために使用される照射方針及び／又は造形材料消費量、或いは制御可能な三次元物体製造装置のそれ以外の様々なパラメータ、特に、製造プロセスに影響を与えるそれ以外の様々なパラメータに関連付けることができる。従って、少なくとも一人の第一のユーザーは、造形データを定義することができ、そのため、例えば、如何なる照射方針を製造プロセスで使用するのかを選択することができる。
その外に、少なくとも一人の第二のユーザー、例えば、三次元物体を造形するための装置を動作させる工場運営業者が造形データを生成することも可能である。少なくとも一人の第二のユーザーは、その少なくとも一人の第二のユーザーが動作させる少なくとも一つの装置の幾つかの処理特性を計算に入れることができる。更に、少なくとも一人の第二のユーザーは、少なくとも一人の第一のユーザーが発出する少なくとも一つのデータセットに基づき、造形データを生成することができる。従って、少なくとも一人の第二のユーザーは、造形すべき少なくとも一つの物体の第一のデータセット、例えば、三次元データに基づき、各パラメータ、例えば、照射方針を選択することができる。例えば、本装置の制御ユニットによって、造形すべき物体に基づき、造形データを自動的に生成することも可能である。
各造形データは、特に、以下のパラメータ、
造形すべき物体の少なくとも一つの化学パラメータ、特に、材料パラメータと、
造形すべき物体の少なくとも一つの物理パラメータ、特に、密度及び／又は機械特性と、
造形すべき物体の製造プロセスの時間長に関連する時間情報と、
材料消費量と、
照射方針に関する情報と、
の中の少なくとも一つを有することができる。
造形データは、（第一のユーザーグループの）第一のユーザーが本装置に伝送する第一のデータセットに基づくデータであり、そのため、造形すべき物体に基づくデータである。この造形データは、個々の三次元物体の製造プロセスの具体的なパラメータを定義する。それに追加して、この造形データは、製造すべき個々の物体の価格（コスト）に関連する価格（コスト）情報の生成に寄与することができる。
本方法は、更に、少なくとも二人の第一のユーザーが発出する少なくとも二つの第一のデータセットに基づき生成される少なくとも一つのセットのジョブデータによって改善することができ、この少なくとも一つのセットのジョブデータに基づき、少なくとも二つの物体が同じ造形面に割り当てられる。本出願の範囲において、ジョブデータとは、製造プロセス全体に関するデータ、例えば、利用可能な造形面全体に関連する情報である。従って、ジョブデータは、少なくとも二つの物体を同じ造形面上で、或いは同じ製造プロセスでそれぞれ製造することに関連する。
このジョブデータは、以下のパラメータ、
少なくとも一つの造形面に割り当てられた物体の数と、
同じ造形面に割り当てられた全ての物体の製造プロセスの時間長に関連する時間情報と、
価格情報と、
開始情報と、
この少なくとも一つの装置の造形面の占有率と、
造形ジョブの数と、
ユーザーの数と、
の中の少なくとも一つを有することができる。
従って、ジョブデータは、少なくとも一つの造形面に割り当てられた物体の数に関連付けることができ、例えば、通信インタフェースを介して、少なくとも二人の第一のユーザーの物体データを伝送された装置は、それらの少なくとも二つのユーザーの少なくとも二つの物体をその上で製造すべき少なくとも一つの造形面を備えることができる。このジョブデータは、個々の物体を製造するのに必要な造形面の面積と関連付けることもでき、造形方向における様々な物体の個々の層の個々の断面の形状及び／又は直径がそれぞれ異なる可能性が有るので、（造形方向における）造形面の必要な面積は、特に、製造プロセス毎に異なる。本出願の範囲において、造形方向とは、物体を層毎に順次造形して行く方向を示す。この造形方向は、典型的には、造形面又は造形材料及び物体を運搬する造形板に対して、それぞれほぼ垂直に位置する。
それに追加して、或いはそれに代わって、少なくとも一つの装置の造形面の占有率をジョブデータに含めることができ、少なくとも二つの物体を製造するのに必要な造形面の面積は、必要な造形面の面積全体にまで加算され、この占有率は、造形面の利用可能な面積に対する必要な面積の比率として定義することができる。
ジョブデータは、更に、同じ造形面に割り当てられた全ての物体の製造プロセスの時間長に関連する時間情報を有することができる。このジョブデータに、全体製造時間に対する個々の物体の寄与に関連する情報を含めることも可能である。従って、全体プロセス時間に対する同じ製造プロセスで製造すべき個々の物体の比率も計算に入れることができる。
例えば、これらの時間情報、物体の数及び占有率の中の一つ以上に基づき、製造プロセスで製造すべき個々の物体に対応する価格情報を生成することができ、例えば、材料消費量及び／又は照射方針などの様々な追加パラメータを計算に入れることができる。
ジョブデータは、更に、本装置を用いて実行すべき造形ジョブの数（同じプロセスで造形すべき個々の物体の数）及び／又は本装置にデータセットを伝送したユーザーの数を有することができる。その外に、例えば、複数の装置が利用可能であるか、或いは少なくとも一つの装置が複数の造形面を有する場合、複数の造形面の中の一つに少なくとも一つの物体を割り当てることも可能であり、この割り当ては、ジョブデータ、造形データ、少なくとも一人の第一のユーザーの第一のデータセット及び少なくとも一人の第二のユーザーの少なくとも一つの第二のデータセットの中の一つ以上に依存することができる。例えば、この割り当ては、物体を造形するための造形材料、価格情報及び時間情報の中の一つ以上に応じて実行することができる。
更に、ジョブデータに応じて、特に、少なくとも一つの開始情報に応じて、製造プロセスを開始するように、本方法を改善することができる。従って、この開始情報は、少なくとも一つの物体の製造プロセスを何時開始するのかを定義する。この開始情報自体は、前述した通り、少なくとも一人の第一のユーザーの少なくとも一つの第一のデータセット及び／又は少なくとも一人の第二のユーザーの少なくとも一つの第二のデータセットに含まれる納入期限に関連する時間情報などの様々なパラメータに依存することができる。
本方法の別の実施形態では、データ記憶機器を配備することができ、そこには、ジョブデータ、造形データ、並びに第一のユーザー及び／又は第二のユーザーの少なくとも一つの第一及び／又は第二のデータセットの中の一つ以上が保存される。このデータ記憶機器に保存されたデータは、後で、製造プロセスのために使用するか、文書化及び／又は品質管理の目的のために使用するか、或いはその両方のために使用することができる。例えば、造形面の利用可能性又は占有率に応じて、保存したデータを別の装置に転送することも可能である。
好ましくは、これらの第一及び／又は第二のデータセットと造形データ及び／又はジョブデータは、暗号化された形で伝送及び／又は保存される。従って、この実施形態は、個々のユーザーの個々の物体、例えば、試作品の特定の幾何学的形状又は様々な構築パラメータなどの機密情報が暗号化されて、別のユーザー、例えば、これらの情報にアクセスする権限の無い人がアクセスできないことを保証する。この通信インタフェースは、（第一のユーザーグループの）少なくとも一人のユーザーが造形すべき物体に関連する少なくとも一つのデータセットを伝送（アップロードして保存）するためのプラットフォームとして設計することができる。この通信インタフェースは、複数の装置と接続することができ、利用可能な装置の中の一つの装置への物体の製造プロセスの割り当ては、自動的に及び／又は少なくとも一人の第一及び／又は第二のユーザーの好みに応じて実行することができる。従って、少なくとも一人の第一のユーザーは、第二のユーザーの複数の第二のデータセットの中から選択することができ、例えば、少なくとも一人の第一のユーザーは、通信インタフェースを介して利用可能な複数の装置の中から一つの装置を選択することができる。それと逆に、少なくとも一人の第二のユーザーは、通信インタフェースを介して利用可能である少なくとも一つの第一のデータセットに応じて、造形ジョブを選択することができる。従って、少なくとも一人の第二のユーザーは、例えば、如何なる造形すべき物体が、計画している製造プロセスの造形面上の残る面積に最も良く適合するのかに応じて、複数の造形ジョブの中の一つを選択することができる。特に、通信インタフェースは、インターネットプラットフォームとして設計することができ、そのプラットフォームには、第一のユーザーグループの複数の第一のユーザーが第一のデータセットをアップロードするためにアクセスし、第二のユーザーグループの複数の第二のユーザーが第二のデータセットをアップロードするためにアクセスする。
有利には、データ記憶機器の少なくとも一部には、第二のユーザーグループの少なくとも一人の第二のユーザーがアクセス可能であり、特に、造形すべき少なくとも一つの物体の外側寸法には、第二のユーザーグループの少なくとも一人のユーザーがアクセス可能である。従って、少なくとも一人の第二のユーザーは、少なくとも一人の第一のユーザーが発出する、少なくとも一つの第一のデータセットの少なくとも一部にアクセスすることができる。特に、少なくとも一人の第二のユーザーは、少なくとも一人の第一のユーザーが造形することを意図している少なくとも一つの物体の三次元データにアクセスすることができる。この取得した情報に基づき、少なくとも一人の第二のユーザーは、少なくとも一つの物体が計画中の製造プロセスに適合するのか否か、即ち、造形面の残る面積が第一のユーザーの少なくとも一つの物体を造形するのに適しているのか否かを決定することができる。そのため、少なくとも一つの第一のデータセットは、例えば、中枢軸を許可するだけか、或いは三次元物体の外側寸法を提示するだけで、少なくとも一人の第二のユーザーが、物体、例えば、試作品の詳細にアクセスできないような所定の程度にまで抽象化することができる。
少なくとも一人の第二のユーザーが、製造すべき物体を計画中の製造プロセスに追加できるのか否かの決定及び三次元物体の詳細にアクセスできないように、少なくとも一人の第二のユーザーが、暗号化された形でのみ、少なくとも一つの第一のデータセットを受信することも可能である。更に、少なくとも一つの検証情報によって、資格の有る、或いは権限を与えられた人又はユーザーだけが各データにアクセスできることを保証することができ、その際、ユーザー、特に、第二のユーザーグループの第二のユーザーだけが、それに対応する検証情報を用いて、少なくとも一つの第一のデータセットに、特に、一般に公開されていない制限された第一のデータセットにアクセスする。
その外に、少なくとも一人の第一のユーザー、特に、ほぼ全ての第一のユーザーは、少なくとも一つの第二のデータセットにアクセスすることができる。又もや、少なくとも一つの検証情報を規定することができ、その際、第一のユーザーだけが、それに対応する検証情報を用いて、少なくとも一つの第二のデータセットに、特に、一般に公開されていない制限された第二のデータセットにアクセスする。
それに追加して、材料消費量、造形時間及び本装置の造形面の占有率の中の一つ以上を低減するように、造形すべき物体のトポロジーを最適化することができる。従って、少なくとも一人の第一のユーザーにより通信インタフェースに伝送される物体データを有する第一のデータセットを調整、特に、最適化して、製造プロセスをより効率的にすることができる。例えば、製造プロセスの容易化、材料消費量の低減及び物体品質の向上の中の一つ以上のために、造形面に対する製造すべき物体の向きを変更することができる。更に、特に、照射方針に対して、造形データを調整することができる。
本方法の別の実施形態では、通信インタフェースは、第二のユーザーグループの少なくとも一人の第二のユーザーの少なくとも一つの価格（コスト）情報を受信するように構成することができ、この価格情報に応じて、第一のユーザーグループの第一のユーザーの少なくとも一つの造形ジョブは、第二のユーザーグループの少なくとも一人の第二のユーザーの製造プロセスに割り当てられる。従って、少なくとも一人の第二のユーザーは、少なくとも一つの物体が、少なくとも一人の第二のユーザーが動作させる装置で製造された場合に第一のユーザーグループの第一のユーザーが負担しなければならないコストに関連する価格情報を提供することができる。特に、複数の第二のユーザーは、個々の価格情報を提供することができ、各第一のユーザーは、この価格情報に応じて、異なる売り込みの中から選択することができる。それに対応する価格情報を発出した第二のユーザーに造形ジョブを自動的に割り当てることも可能である。この価格情報は、少なくとも一人の第一のユーザーの少なくとも一つの第一のデータセットに基づくことができる。
それに代わって、或いはそれに追加して、通信インタフェースは、第二のユーザーグループの少なくとも二人の第二のユーザーの少なくとも一つの価格（コスト）情報を受信するように構成することができ、この受信した価格情報に応じて、第一のユーザーグループの少なくとも一人の第一のユーザーの少なくとも一つの造形ジョブは、第二のユーザーグループの第二のユーザーの中の一人の製造プロセスに割り当てられる。そのため、少なくとも二人の第二のユーザーは、通信インタフェースに価格情報を発出することができ、その価格情報には、少なくとも一人の第一のユーザーがアクセス可能である。そして、この少なくとも一人の第一のユーザーは、各造形ジョブを割り当てる第二のユーザーグループの第二のユーザーの中の一つを選択することができる。勿論、この造形ジョブの割り当ての少なくとも一部を自動的に実行することもでき、この造形ジョブは、それに対応する価格情報、例えば、より低い価格を発出した第二のユーザーに割り当てられる。
例えば、各造形ジョブが、それに対応する価格情報、例えば、最も低い価格を発出した第二のユーザーに割り当てられるように、少なくとも一人の第一のユーザーの造形ジョブをオークションにかけることができる。
更に、通信インタフェースが測定機器情報を提供するように、本方法を改善することができ、この測定機器情報には、第一のユーザーグループの少なくとも一人の第一のユーザーがアクセス可能であり、この測定機器情報には、測定ユニットの少なくとも一つの所在地、特に、第一のユーザーグループの少なくとも一人の第一のユーザーの所在地の近くの３Ｄスキャナの少なくとも一つの所在地が含まれる。従って、測定機器情報は、通信インタフェースから取り込むことができ、第一のユーザーは、特に、３Ｄスキャナを用いて、例えば、物体の測定に適した最も近い測定機器の所在地を探し出すことができる。言い換えると、第一のユーザーは、測定機器情報にアクセスすることができ、そのため、第一のユーザーが関心を抱いている所在地の近くに有る測定機器を知らせてもらうことができる。この測定機器は、好ましくは、一般の使用に公開されている測定機器であり、第一のユーザーは、例えば、３Ｄスキャナを用いて、物体を測定した後、その物体を付加的製造プロセスで造形することができる。
本発明は、更に、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることにより三次元物体を付加的に製造する装置に関し、この少なくとも一つの装置と接続された、或いは接続可能な通信インタフェースが、第一のユーザーグループの少なくとも一人の第一のユーザーから、造形すべき少なくとも一つの物体に関連する物体データを有する少なくとも一つの第一のデータセットを受信するとともに、第二のユーザーグループの一人のユーザーから、少なくとも一つの第二のデータセットを受信するように構成され、この受信したデータセットに対応する、この造形すべき少なくとも一つの物体と関連する造形データが生成及び／又は保存される。その外に、本発明は、本発明による装置のための通信インタフェースに関する。
自明であるが、本発明による方法に関して述べた全ての特徴、詳細及び利点は、本発明による装置及び本発明による通信インタフェースに完全に移行することが可能である。
図面を参照して、本発明の実施例を説明する。
本発明による装置の模式図
図１は、例えば、第一のユーザーグループ３に分類される二人の第一のユーザー１，２を例示している。これらの第一のユーザー１，２は、例えば、消費者又は顧客とすることができ、第一のユーザーグループ３は、それぞれ「消費者」グループ又は「顧客」グループと看做すことができる。
図１は、更に、エネルギービーム１１を用いて硬化させることが可能な造形材料１０の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることにより三次元物体７〜９を付加的に製造するように構成された二つの付加的製造装置５，６と（直接的又は間接的に）接続された通信インタフェース４を図示している。このエネルギービーム１１（又は複数のエネルギービーム１１）を発生して誘導するために、これらの装置５，６は、エネルギービーム（又は複数のエネルギービーム）１１を発生して、造形面１３上に誘導するように構成された照射機器１２を備えている。この造形面１３は、エネルギービーム１１を用いて造形材料１０を直接照射することが可能な造形材料１０の表面である。
物体７〜９は、同じ符号で表示されているが、勿論、これらの装置５，６は、異なる物体７〜９を製造することができ、これらの装置５，６は、異なる造形材料１０を使用することができる。更に、これらの装置５，６と通信インタフェース４の接続は、直接接続とする必要はないが、例えば、これらの装置５，６を動作させる各工場運営業者により管理される複数のインタフェースを介して、これらの装置５，６と通信インタフェース４を間接的に接続することができる。特に、これらの装置に、通信インタフェース４から受信したデータを（例えば、ＵＳＢスティックなどのデータ記憶機器を介して）別個に、或いは自動的に転送することが可能であり、例えば、各データは、これらの装置５，６に自動的に割り当てられて転送される。
通信インタフェース４は、第一のユーザーグループ３の二人の第一のユーザー１，２から、造形すべき少なくとも一つの物体７〜９に関する物体データを有する第一のデータセット１４，１５を受信するように構成されている。第一のユーザー１，２が通信インタフェース４に伝送する第一のデータセット１４，１５は、付加的に製造すべき物体７〜９に関連する情報、特に、物体データを含む。第一のデータセット１４，１５の各々は、少なくとも一つの物体７〜９に関連し、例えば、第一のデータセット１４が物体７に関連し、第一のデータセット１５が物体８，９に関連する。三次元データは、物体７〜９の形状及び／又は少なくとも一つの外側輪郭を定義し、そのため、物体７〜９のサイズと寸法を定義する。
第一のユーザー１，２は、各第一のデータセット１４，１５において、造形材料パラメータを定義し、如何なる造形材料１０から物体７〜９を造形するのかを定義する。それに対応して、第一のユーザー１，２は、造形材料１０及び／又は造形物体７〜９の密度及び／又は機械特性などの各物理パラメータを定義することができる。
通信インタフェース４は、更に、二人の第二のユーザー１８，１９から第二のデータセット１６，１７を受信するように構成されている。これらの二人の第二のユーザー１８，１９は、「提供業者」グループ又は「工場運営業者」グループとして考えることができる第二のユーザーグループ２０に割り当てることができ、第二のユーザー１８，１９は、それぞれ提供業者又は工場運営業者として看做すことができる。この実施形態では、第二のユーザー１８がこの装置５を動作させ、別の第二のユーザー１９がこの装置６を動作させる。従って、第二のユーザー１８，１９は、これらの装置５，６を第一のユーザー１，２のために提供し、第一のユーザー１，２の物体７〜９は、これらの装置５，６を用いて造形することができる。
第二のユーザー１８，１９も、第二のデータセット１６，１７において、その第二のユーザー１８，１９が動作させる装置５，６の造形面１３上に使用する造形材料１０を定義する。このことは、使用する造形材料１０に関して該当する造形ジョブを選択することができるように、第一のユーザー１，２が発出する有り得る造形ジョブの選択を可能にする。同様に、第二のユーザー１８，１９は、使用する造形材料１０の少なくとも一つの物理パラメータを定義する。
更に、第二のユーザー１８，１９は、これらの装置５，６で発生するエネルギービーム１１に関連するパラメータを定義する。各エネルギービーム１１は、ビーム電力、波長、スポットサイズ、利用可能な走査速度及び発生源の形式（レーザービーム、特に、レーザーダイオード、電子ビーム）の中の一つ以上などの様々なパラメータに関して定義することができる。従って、第一のユーザー１，２が、その意図している三次元物体７〜９の製造に、第二のユーザー１８，１９により提供される装置５，６が適しているのか否かを選択又は検証できるように、第二のユーザー１８，１９は、利用可能なエネルギービーム１１に関連するデータを提供することができる。例えば、造形速度又は表面品質、特に、表面粗さが、第二のユーザー１８，１９によって定義されて（或いはこれらの装置５，６によって定義されて）、第一のユーザー１，２が、提供される造形速度又は表面品質が適しているのか否かを検証することができる。それと反対に、第一のユーザー１，２が、達成すべき各パラメータを定義することができ、第二のユーザー１８，１９（又はこれらの装置５，６）が、各パラメータに適合できるのか否かを検証することができる。
第二のデータセット１６，１７に含まれる別の情報は、一つ（又は複数）の造形面１３の占有率に関連する。造形面１３の占有率は、例えば、個々の第一のユーザー１，２が負担しなければならないコストに繋がり、廃棄される造形材料（硬化されなかった造形材料）又は再利用しなければならない造形材料を防止又は低減するために、基本的に容量に対して利用可能な造形面１３の比率を使用するのが有利である。この占有率は、更に、造形面１３の残る利用可能な面積を決定することによって、これらの装置５，６の各造形面１３で物体７〜９を製造できるのか否かを第一のユーザー１，２が決定することを可能にする。それと逆に、第二のユーザー１８，１９が、造形面１３の残る利用可能な面積に適合する物体７〜９に関連する第一のデータセット１４，１５を明確に選択することができる。
通信インタフェース４は、第二のデータセット１６，１７に含まれる少なくとも一つの価格情報を受信するように構成することができる。この価格情報に応じて、第一のユーザー１，２の中の一人の造形ジョブが、第二のユーザー１８，１９の装置５，６で実行される製造プロセスに割り当てられる。従って、この価格情報は、それに対応する物体７〜９をこれらの装置５，６で製造した場合に、第一のユーザー１，２が負担しなければならないコストに関連する。
各第一のユーザー１，２は、この価格情報に応じて、第二のユーザー１８，１９の異なる申し出の中から選択することができる。それに対応する価格情報を発出した第二のユーザー１８，１９に造形ジョブを自動的に割り当てることも可能であり、例えば、そのような割り当ては、通信インタフェース４によって自動的に実行される。個々の物体７〜９に関する価格情報は、第一のユーザー１，２の各第一のデータセット１４，１５に依存することができる。
そのため、第二のユーザー１８，１９は、通信インタフェース４に価格情報を発出することができ、その価格情報には、各造形ジョブを割り当てるべき第二のユーザー１８，１９（或いはこれらの装置５，６）の中の一つをそれぞれ選択できる第一のユーザー１，２がアクセス可能である。勿論、この造形ジョブの割り当てを自動的に実行することもでき、その造形ジョブは、それに対応する価格情報、例えば、より低い価格を発出した第二のユーザー１８，１９に割り当てられる。
図１に図示された実施形態から導き出せる通り、各造形ジョブが、それに対応する価格情報、例えば、最も低い価格の第二のユーザー１８，１９に割り当てられるように、第一のユーザー１，２の造形ジョブをオークションにかけることができる。
好ましくは、第一及び／又は第二のデータセット１４〜１７と造形データ及び／又はジョブデータは、暗号化された形で伝送される。従って、個々の物体７〜９の特定の幾何学的形状又は様々な構築パラメータなどの機密情報は、暗号化されており、別の（第一の）ユーザー１，２、一般的に、それらの情報にアクセスする権限を与えられていない人がアクセスできない情報である。
通信インタフェース４は、例えば、第一のユーザー１，２が造形すべき物体７〜９に関連するこれらの第一のデータセット１４，１５を伝送（アップロードして保存）するためのインターネットプラットフォームとして設計される。
更に、この通信インタフェースは、各データ（第一及び第二のデータセット１４〜１７、造形データ、ジョブデータ）を保存するためのデータ記憶機器２１と接続されている。このデータ記憶機器２１の一部には、第二のユーザー１８，１９がアクセス可能である。第二のユーザー１８，１９は、第一のユーザー１，２が発出した第一のデータセット１４，１５の一部にアクセスすることができる。このアクセスに基づき、第二のユーザー１８，１９は、個々の物体７〜９が計画中の製造プロセスに適合するのか否か、即ち、造形面１３の残る面積が物体７〜９の造形に適しているのか否かを決定することができる。そのため、第一のデータセット１４，１５は、第二のユーザー１８，１９が物体７〜９の詳細にアクセスできないように抽象化されている。勿論、別の第一のユーザー１，２は、一般に対してアクセス可能であると示されていない限り、それ以外の第一のユーザー１，２の第一のデータセット１４，１５にアクセスできない。
更に、少なくとも一つの検証情報によって、資格の有る、或いは権限を与えられた人又は第二のユーザー１８，１９だけが各データにアクセスできることを保証することが可能であり、その際、第二のユーザー１８，１９だけが、それに対応する検証情報を用いて、第一のデータセット１４，１５に、特に、一般に公開されていない制限された第一のデータセット１４，１５（の一部）にアクセスできる。
その外に、第一のユーザー１，２は、例えば、これらの装置５，６に関連する情報又は物体７〜９の各造形ジョブに関する価格情報を取り出すために、第二のデータセット１６，１７にアクセスする。又もや、少なくとも一つの検証情報を提供することができ、その際、第一のユーザー１，２だけが、それに対応する検証情報を用いて、第二のデータセット１６，１７に、或いは、特に、一般に公開されていない制限された第二のデータセット１６，１７にアクセスする。
１ 第一のユーザー
２ 第一のユーザー
３ 第一のユーザーグループ
４ 通信インタフェース
５ 付加的製造装置
６ 付加的製造装置
７ 物体
８ 物体
９ 物体
１０ 造形材料
１１ エネルギービーム
１２ 照射機器
１３ 造形面
１４ 第一のデータセット
１５ 第一のデータセット
１６ 第二のデータセット
１７ 第二のデータセット
１８ 第二のユーザー
１９ 第二のユーザー
２０ 第二のユーザーグループ
２１ データ記憶機器

Claims (15)

  1. エネルギービーム（１１）を用いて硬化させることが可能な造形材料（１０）の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることにより三次元物体（７〜９）を付加的に製造する少なくとも一つの装置（５，６）の動作方法において、
    この少なくとも一つの装置（５，６）と接続された、或いは接続可能な通信インタフェース（４）が、第一のユーザーグループ（３）の少なくとも一人の第一のユーザー（１，２）から、造形すべき少なくとも一つの物体（７〜９）に関連する物体データを含む少なくとも一つの第一のデータセット（１４，１５）を受信するとともに、第二のユーザーグループ（２０）の少なくとも一人の第二のユーザー（１８，１９）から、少なくとも一つの第二のデータセット（１６，１７）を受信するように構成されており、
    この少なくとも一つの第一のデータセット（１４，１５）及びこの少なくとも一つの第二のデータセット（１６，１７）の一つ以上が保存されることと、この受信したデータセット（１４〜１７）に対応する、造形すべき少なくとも一つの物体（７〜９）に関連する造形データが生成及び／又は保存されることとの中の一つ以上が行なわれる、
    ことを特徴とする方法。
  2. 前記の少なくとも一つの第一のデータセット（１４，１５）、特に、前記の物体データが、下記のパラメータ、
    造形すべき少なくとも一つの物体（７〜９）の三次元データと、
    造形すべき物体（７〜９）の少なくとも一つの化学パラメータ、特に、造形材料パラメータと、
    造形すべき物体（７〜９）の少なくとも一つの物理パラメータ、特に、密度及び／又は機械特性と、
    納入期限に関連する時間情報と、
    開始情報と、
    少なくとも一つの処理後工程に関連する情報と、
    の中の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記の少なくとも一つの第二のデータセット（１６，１７）が、以下のパラメータ、
    少なくとも一つの造形面（１３）上に使用される造形材料（１０）の少なくとも一つの化学パラメータと、
    少なくとも一つの造形面（１３）上に使用される造形材料（１０）の少なくとも一つの物理パラメータと、
    少なくとも一つのエネルギービーム（１１）に関連する少なくとも一つのパラメータと、
    プロセス室に関連する少なくとも一つのパラメータ、特に、不活性化パラメータと、
    少なくとも一つの利用可能な処理後工程に関する少なくとも一つの情報と、
    少なくとも一つの時間情報と、
    前記の少なくとも一つの造形面（１３）の占有率に関連する少なくとも一つの情報と、
    プロセス監視及び／又はプロセス文書化の利用可能性に関連する少なくとも一つの情報と、
    の中の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
  4. 前記の造形データが、以下のパラメータ、
    造形すべき物体（７〜９）の少なくとも一つの化学パラメータ、特に、造形材料パラメータと、
    造形すべき物体（７〜９）の少なくとも一つの物理パラメータ、特に、密度及び／又は機械特性と、
    造形すべき物体（７〜９）の製造プロセスの時間長に関連する時間情報と、
    材料消費量と、
    照射方針と、
    の中の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載の方法。
  5. 少なくとも二つの第一のデータセット（１４，１５）に応じて、少なくとも一つのセットのジョブデータが生成され、この少なくとも一つのセットのジョブデータに応じて、少なくとも二つの物体（７〜９）が同じ造形面（１３）に割り当てられることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一つに記載の方法。
  6. 前記のジョブデータが、以下のパラメータ、
    少なくとも一つの造形面（１３）に割り当てられた物体（７〜９）の数と、
    同じ造形面（１３）に割り当てられた全ての物体（７〜９）の製造プロセスの時間長に関連する時間情報と、
    価格情報と、
    開始情報と、
    前記の少なくとも一つの装置（５，６）の造形面（１３）の占有率と、
    造形ジョブの数と、
    第一のユーザーグループ（３）の第一のユーザー（１，２）の数と、
    の中の少なくとも一つを有することを特徴とする請求項５に記載の方法。
  7. 前記のジョブデータに応じて、特に、前記の少なくとも一つの開始情報に応じて、製造プロセスが開始されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. データ記憶機器（２１）が配備されており、そこに、前記の第一及び／又は第二のデータセット（１４〜１７）、物体データ、造形データ及びジョブデータの中の一つ以上が保存されていることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の方法。
  9. 前記の第二のユーザーグループ（２０）の少なくとも一人の第二のユーザー（１８，１９）が前記のデータ記憶機器（２１）の少なくとも一部にアクセス可能であり、前記の第二のユーザーグループ（２０）の少なくとも一人の第二のユーザー（１８，１９）が、特に、造形すべき少なくとも一つの物体（７〜９）の外側寸法にアクセス可能であることを特徴とする請求項８に記載の方法。
  10. 前記の少なくとも一つの第一のデータセット（１４，１５）が暗号化されて転送されることを特徴とする請求項１から９までのいずれか一つに記載の方法。
  11. 前記の通信インタフェース（４）が、前記の第二のユーザーグループ（２０）の少なくとも一人の第二のユーザー（１８，１９）の少なくとも一つの価格情報を受信するように構成され、この価格情報に応じて、前記の第一のユーザーグループ（３）の第一のユーザー（１，２）の少なくとも一つの造形ジョブが前記の第二のユーザーグループ（２０）の少なくとも一人の第二のユーザー（１８，１９）の製造プロセスに割り当てられることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の方法。
  12. 前記の通信インタフェース（４）が、前記の第二のユーザーグループ（２０）の少なくとも二人の第二のユーザー（１８，１９）の少なくとも一つの価格情報を受信するように構成され、この受信した価格情報に応じて、前記の第一のユーザーグループ（３）の少なくとも一人の第一のユーザー（１，２）の少なくとも一つの造形ジョブが前記の第二のユーザーグループ（２０）の前記の第二のユーザー（１８，１９）の中の一人のユーザーの製造プロセスに割り当てられることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の方法。
  13. 材料消費量、造形時間及び前記の装置（５，６）の造形面（１３）の占有率の中の一つ以上が低減されるように、造形すべき物体（７〜９）のトポロジーが最適化されることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の方法。
  14. 前記の第一のユーザーグループ（３）の少なくとも一人の第一のユーザー（１，２）が測定機器情報にアクセス可能であり、その測定機器情報には、測定ユニットの少なくとも一つの所在地が、特に、前記の第一のユーザーグループ（３）の少なくとも一人の第一のユーザー（１，２）の所在地の近くの少なくとも一つの３Ｄスキャナの少なくとも一つの所在地が保存されていることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一つに記載の方法。
  15. 前記の第一のユーザーグループ（３）の少なくとも一人の第一のユーザー（１，２）が消費者又は顧客であることと、前記の第二のユーザーグループ（２０）の少なくとも一人の第二のユーザー（１８，１９）が工場運営業者又は提供業者であることとの中の一つ以上であることを特徴とする請求項１から１４までのいずれか一つに記載の方法。
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