JP2019195848A - 金属構造物の積層造形 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる、2014年12月12
日に出願された米国仮特許出願第62/091,037号の利益および優先権を主張する
。
関し、詳細には、金属物の積層造形に関する。
部品の製作を含む、多数の様々な用途向けの有用な技法として急速に採用されている。今
までは、ほとんどの積層造形プロセスは、3D物体を形成するために、層ごとに指定され
たパターンに溶融される高分子材料を利用している。金属物の積層造形はさらなる課題を
提示したが、ごく最近では、技法はこれらの課題に対処するように開発されている。
の後に焼結が続く接着結合、および溶融金属蒸着に分類される。2つの焼結技術は、ビル
ドエリア内で金属粉末のベッドを使用し、粉末粒子は所望のパターンを形成するために互
いに選択的に接合される。1つの層が完了すると、より多くの金属粉末が最初の層の上に
拡散され、粉末粒子は、その層に必要なパターンで前の層に接合される。プロセスは、新
規の粉末がビルドエリアの表面全体に拡散され、次いで選択的に接合され、層ごとに所望
の構造物を構築することに進む。完成部品は粉末ベッド内部から取り出され、次いで、粉
末は、次の部品を始めるためにビルドエリアから出される。
る。金属粉末は製造コストが高く、一般に、同じ量の材料に対して同じ材料から作られる
ワイヤよりも高価である。金属粉末は扱うことが困難かつ危険である。たとえば、こぼれ
た金属粉末は、吸うと危険な空気中の塵を形成する場合があり、そのような塵は爆発の危
険性さえあり得る。加えて、従来の積層造形技術に必要な粉末の量は、ビルドエリア全体
が粉末で満たされなければならないので、部品を作るために必要な量の何倍も多い。これ
はプロセスのコストを増大させ、粉末の消耗および浪費につながり、粉末は容易に再使用
されない可能性がある。従来の粉末ベースのプロセスは、また、粉末の並列層の拡散が、
通常、ちょうど必要な層の厚さになるように行われなければならず、層ごとにビルドエリ
ア全体にわたって行われなければならないので非常に遅い。
ザーは、特に金属を溶解させるために必要な電力において、多くの安全上のリスクを有す
る。熱源としてレーザーを使用すると、粒子は、それらを前の層に溶解させるのに十分な
熱を加えるために、トップダウンに熱せられなければならないので、問題が発生する。そ
のようなトップダウン加熱は、熱が接合面に直接加えられた場合に必要なはずであった熱
よりもかなり多くの熱を必要とし、それはプロセス全体を減速させ、過度の熱が粉末ベッ
ドに放散される原因となる。このために、レーザーが加熱しているそのまわりのエリア内
の粒子を不必要に焼結する危険が存在する。したがって、プロセスは、不十分な熱伝導性
を有する金属および合金の使用を必要とする。
用して隣接する粉末粒子を接合するが、プロセスはその他の点では同様である。接着剤は
パターンを形成するために選択的に吹き付けられ、粉末は構造物を形成するために層ごと
に加えられる。機械的に堅固な金属部品を作るために、構造物は、一般に、粉末ベッドか
ら取り出され、接着された金属粉末を焼結するために炉内に置かれなければならない。焼
結は、部品を製作するために必要なプロセスの複雑度ならびに時間を倍増する。
次いで、溶融金属は、金属が冷えるにつれて層を構築することにより構造物を形成するた
めに望ましいパターンで吹き付けられる。金属を蒸着させ、それが冷えることを可能にし
、次いで、製粉ツールを使用してそれを適当な大きさに機械加工するためにハイブリッド
機械が開発された限りでは、金属を吹き付けることによって実現される分解能は、一般に
、他のプロセスと比較して不十分である。プラズマまたは電気アークによって発生する熱
が非常に高温であるために、その上に積み上げられ得る前に下位層を冷却するための十分
な時間が許容されなければならないので、プロセスの速度は遅い。良好な分解能が必要な
場合、それは機械加工プロセスによってさらに減速される。
のかかる不経済な焼結プロセスを必要としない、金属部品の製作用の改善された積層造形
技法が必要である。
用し、3D構造物の造形を可能とする制御された方式で層ごとに製作される。本発明の実
施形態は、製作される物体を形成するために必要なだけの量のフィードストックのみを利
用し、粉末ベースの技法に関連する浪費プロセスおよび/または回復プロセスの(すべて
ではない場合)ほとんどを排除する。金属ワイヤフィードストックは、固形構造物が製作
されるちょうどそのポイントのみに配置されるので、より簡単に扱われ、より速い製作を
可能にする。ワイヤは、電気回路のパルスを介して製作プラットフォームまたは製作中の
構造物の前の層と接触すると熱せられ、接触ポイントに溶融液滴(または「粒子」)を形
成する。溶融液滴は所定の位置に接着し、部品の層ごとの製作を可能にする。有利なこと
、ただ1つの溶融/蒸着ステップのみが必要とされ、金属粒子を一緒に接着する別の焼結
プロセスを不要にする。加えて、電流は、通常、製作プラットフォームまたは製作中の構
造物の前の層と接触するワイヤのみに流され、それにより、ワイヤ(および製作中の構造
物)の加熱を最小化し、ワイヤの先端における電気アークの形成を防止する。
の(すなわち、ワイヤフィードストックの先端と製作プラットフォームまたは製作中の構
造物の前の層との間の)接触ポイントにおいて熱が発生するという利点を有する。これに
より、レーザー加熱技法において利用される入熱よりもかなり低温の入熱が可能になる。
低温の入熱により、高速な全体処理、まわりの粒子の不必要な加熱のリスクがないこと、
ならびに多くの異なる金属および合金の使用が可能になる。それにより、安全上の懸念も
減少し、ビルドエリアは、通常、低い温度に維持される。
ト溶接(RSW)技術、およびコンピュータ支援製造(CAM)技術の知識を活用するこ
とにより、既存の手法に固有の問題を解決する。本発明の実施形態は、(GMAWと同様
の)電極と金属フィードストックのソースの両方として不活性ガス遮蔽および細粒金属ワ
イヤ電極、(RSWと同様の)接触抵抗に起因するフィード金属およびベース金属を加熱
および溶融する電流を利用し、コンピュータ制御インターフェースを介して、3次元で金
属ワイヤ電極/フィードストックの動きを制御することができ、(CAMと同様に)所望
の形状での材料の蒸着を可能にする。これらの特徴により、低いコストで安全上の懸念が
最小の様々な金属および合金のいずれかを使用する3D金属構造物の製造を可能にする。
方法を特徴とする。構造物の第1の層は、基体上に複数の金属粒子を蒸着することによっ
て形成される。各金属粒子は、(i)基体と接触している状態で金属ワイヤを配置するこ
と、ならびに(ii)金属ワイヤおよび基体を介して電流を通すことによって蒸着される
。金属ワイヤの一部分は、基体上で溶融して金属粒子を形成する。構造物の1つまたは複
数の次の層は、構造物の第1の層の上に複数の金属粒子を蒸着することによって形成され
る。各金属粒子は、(i)前に蒸着された金属粒子と接触している状態で金属ワイヤを配
置すること、ならびに(ii)金属ワイヤ、前に蒸着された金属粒子、および基体を介し
て電流を通すことによって蒸着される。金属ワイヤの一部分は、前に蒸着された金属粒子
上で溶融して金属粒子を形成する。
場合がある。ガスは、金属粒子の蒸着中に少なくともワイヤの先端の上を流される場合が
ある。ガスは、蒸着中の金属粒子の酸化を低減するか、または実質的に防止することがで
きる。ガスは、蒸着中の金属粒子の冷却速度を上げることができる。各金属粒子の蒸着後
、金属ワイヤと基体の相対位置は、1つまたは複数の機械式アクチュエータ(たとえば、
ステッパモータ、ソレノイドなど)を用いて変更される場合がある。金属ワイヤは、ステ
ンレス鋼、銅、および/またはアルミニウムを含むか、事実上それらから構成されるか、
またはそれらから構成される場合がある。構造物の少なくとも一部分の多孔度は、(i)
金属ワイヤと基体もしくは下にある粒子との間の隣接する接触点間の間隔を変更すること
、および/または(ii)金属ワイヤと基体との間に流れる電流の大きさを変更すること
によって制御される場合がある。3次元構造物のコンピュータ表現が記憶される場合があ
る。次にくる層に対応するデータのセットがコンピュータ表現から抽出される場合があり
、形成ステップの各々はデータに従って実施される場合がある。少なくとも1つの金属粒
子のサイズは、(たとえば、蒸着の間および/または後の)そこからの金属ワイヤの引き
戻しの速度を制御することによって選択される場合がある。金属ワイヤが金属粒子のうち
の少なくとも1つを形成するために溶融される前に、金属ワイヤの外側部は取り除かれる
場合がある。構造物の第1の層および1つまたは複数の次の層を形成するために利用され
る金属ワイヤの量は、追跡および/または記憶される場合がある。金属粒子は、ワイヤの
先端における接触抵抗(すなわち、ワイヤの先端と下にある構造物、たとえば基体または
下にある粒子との間の接触からもたらされる抵抗)から、少なくとも部分的に(たとえば
、実質的に完全にそれに起因して)発生する熱に応答して形成される場合がある。
子からの3次元金属構造物の層ごとの製作のための装置を特徴とする。装置は、製作中に
構造物を支持するための導電性基体、基体の上にワイヤを供給するためのワイヤ繰り出し
機構、基体とワイヤ繰り出し機構との間の相対位置を制御するための1つまたは複数の機
械式アクチュエータ、(たとえば、ワイヤとそれに接触する物体、たとえば基体との間の
接触抵抗から発生する熱を介して)ワイヤに金属粒子を放出させるのに十分なワイヤと基
体との間の電流を流すための電源、ならびに、連続的に放出された金属粒子から基体上に
3次元金属構造物を作成するように1つまたは複数のアクチュエータおよび電源を制御す
るための回路を含むか、または事実上それらから構成される。
場合がある。回路は、1つまたは複数の機械式アクチュエータおよび/または電源を制御
するためのコンピュータベースのコントローラを含むか、または事実上それから構成され
る場合がある。コンピュータベースのコントローラは、コンピュータメモリおよび3Dレ
ンダリングモジュールを含むか、または事実上それらから構成される場合がある。コンピ
ュータメモリは、3次元構造物のコンピュータ表現を記憶することができる。3Dレンダ
リングモジュールは、コンピュータ表現から連続する層に対応するデータのセットを抽出
することができる。コントローラは、データに従って、金属粒子が蒸着された連続する層
を形成することを機械式アクチュエータおよび電源に行わせることができる。金属ワイヤ
は、ワイヤ繰り出し機構内に配置される場合がある。
の製作の方法を特徴とする。犠牲ラフト構造物は、基体上に複数の金属粒子を蒸着するこ
とによって形成される。各金属粒子は、(i)基体と接触している状態で第1の金属ワイ
ヤを配置すること、ならびに(ii)第1の金属ワイヤおよび基体を介して電流を通すこ
とによって蒸着される。第1の金属ワイヤの一部分は、基体上で溶融して金属粒子を形成
する。構造物の第1の層は、犠牲ラフト構造物上に複数の金属粒子を蒸着することによっ
て形成される。各金属粒子は、(i)犠牲ラフト構造物と接触している状態で第2の金属
ワイヤを配置すること、ならびに(ii)第2の金属ワイヤ、犠牲ラフト構造物、および
基体を介して電流を通すことによって蒸着される。第2の金属ワイヤの一部分は、犠牲ラ
フト構造物上で溶融して金属粒子を形成する。構造物の1つまたは複数の次の層は、構造
物の第1の層の上に複数の金属粒子を蒸着することによって形成される。各金属粒子は、
(i)前に蒸着された金属粒子と接触している状態で第2の金属ワイヤを配置すること、
ならびに(ii)第2の金属ワイヤ、前に蒸着された金属粒子、犠牲ラフト構造物、およ
び基体を介して電流を通すことによって蒸着される。第2の金属ワイヤの一部分は、前に
蒸着された金属粒子上で溶融して金属粒子を形成する。
場合がある。犠牲ラフト構造物の密度および/または多孔度は、構造物の密度および/ま
たは多孔度よりも小さい場合がある。犠牲ラフト構造物は、それを通る1つまたは複数の
開口を画定することができる。犠牲ラフト構造物は、複数の層を含むか、事実上それらか
ら構成されるか、またはそれらから構成される場合がある。犠牲ラフト構造物の層のうち
の少なくとも1つの厚さは、構造物の層のうちの少なくとも1つの厚さよりも大きい場合
がある。犠牲ラフト構造物の層のうちの少なくとも1つの厚さは、構造物の層のすべての
厚さよりも大きい場合がある。犠牲ラフト構造物の最下層(すなわち、基体と直接接触し
ている犠牲ラフト構造物の層)の厚さは、構造物の層のうちの少なくとも1つ、または、
さらにすべての厚さよりも大きい場合がある。構造物の製作後、犠牲ラフト構造物は、基
体から取り外される場合があり、構造物の少なくとも一部分は、犠牲ラフト構造物上に残
る場合がある。犠牲ラフト構造物が基体から取り外された後、犠牲ラフト構造物は構造物
から分離される場合がある。第1の金属ワイヤおよび第2の金属ワイヤは、異なる材料(
たとえば、異なる金属)を含むか、事実上それらから構成されるか、またはそれらから構
成される場合がある。第1の金属ワイヤおよび第2の金属ワイヤは、同じ材料(たとえば
、同じ金属)を含むか、事実上それらから構成されるか、またはそれらから構成される場
合がある。金属粒子は、ワイヤの先端における接触抵抗(すなわち、ワイヤの先端と下に
ある構造物、たとえば基体、ラフト、または下にある粒子との間の接触からもたらされる
抵抗)から、少なくとも部分的に(たとえば、実質的に完全にそれに起因して)発生する
熱に応答して形成される場合がある。
下の説明、添付図面、および特許請求の範囲への参照を通して、より明確になる。さらに
、本明細書に記載された様々な実施形態の特徴は、相互排他的ではなく、様々な組合せお
よび並べ替えで存在してもよいことが理解されるべきである。本明細書で使用される、「
おおよそ」および「実質的」という用語は、±10%、いくつかの実施形態では±5%を
意味する。「事実上〜から構成される」という用語は、本明細書において特に定義されな
い限り、機能に寄与する他の材料を除外することを意味する。それにもかかわらず、その
ような他の材料は、微量ながら、集合的に、または個々に存在する場合がある。たとえば
、事実上複数の金属から構成される構造物は、一般に、それらの金属のみ、および、化学
分析によって検出可能であり得るが機能に寄与しない(金属または非金属であり得る)意
図的でない不純物のみを含む。
図面は必ずしも縮尺通りではなく、代わりに、本発明の原理を図示することが全般に強調
される。以下の説明では、以下の図面を参照して、本発明の様々な実施形態が記載される
。
層ごとに製作される場合がある。装置100は、1つまたは複数のアクチュエータ110
(たとえば、ステッパモータなどのモータ)を介して5つまたは6つの制御軸のうちの1
つまたは複数(たとえば、XYZ平面のうちの1つまたは複数)における動きが可能な機
械式ガントリ105を含む。図示されたように、装置100は、装置の内部に金属ワイヤ
120を配置し、金属ワイヤ120に電気接続を提供し、ソース125(たとえば、スプ
ール)から装置に金属ワイヤ120を連続して繰り出すワイヤフィーダ115も含む。基
板130も、通常、装置の内部に配置され、電気接続を提供し、基板130の上下の動き
は、アクチュエータ135(たとえば、ステッパモータなどのモータ)を介して制御され
る場合がある。電源140は、金属ワイヤ120および基板130に接続し、それらの間
の電気接続を可能にする。ガントリ105の動きおよびワイヤフィーダ115の動きは、
コントローラ145によって制御される。電源140からの電流の供給、ならびに電流の
電力レベルおよび継続時間は、コントローラ145によって制御される。
ピュータメモリ150および3Dレンダリングモジュール155を含む場合がある。3D
構造物のコンピュータ表現は、コンピュータメモリ150に記憶される場合があり、3D
レンダリングモジュール155は、コンピュータ表現から所望の3D構造物の連続する層
に対応するデータのセットを抽出することがある。コントローラ145は、データに従っ
て、金属粒子が蒸着された連続する層を形成するように、機械式アクチュエータ110、
135、ワイヤ繰り出し機構115、および電源140を制御することがある。
)145は、処理ユニット(または「コンピュータプロセッサ」)160、システムメモ
リ150、および、システムメモリ150から処理ユニット160を含む様々なシステム
構成要素を結合するシステムバス165を含む、コンピュータの形態の汎用コンピューテ
ィングデバイスを含むか、または事実上それから構成される場合がある。コンピュータは
、通常、システムメモリ150の一部を形成することができ、処理ユニット160によっ
て読み取られ得る、様々なコンピュータ可読媒体を含む。限定ではなく例として、コンピ
ュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体および/または通信媒体を含む場合がある。シ
ステムメモリ150は、読取り専用メモリ(ROM)およびランダムアクセスメモリ(R
AM)などの、揮発性メモリおよび/または不揮発性メモリの形態のコンピュータ記憶媒
体を含む場合がある。スタートアップ中などに要素間で情報を転送することを助ける基本
ルーチンを含んでいる基本入力/出力システム(BIOS)は、通常、ROMに記憶され
、RAMは、通常、処理ユニット160によって直接アクセス可能であり、かつ/または
現在動作している、データおよび/またはプログラムモジュールを含んでいる。データま
たはプログラムモジュールは、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム
、他のプログラムモジュール、およびプログラムデータを含む場合がある。オペレーティ
ングシステムは、Microsoft WINDOWS(登録商標)オペレーティングシ
ステム、Unixオペレーティングシステム、Linux(登録商標)オペレーティング
システム、Xenixオペレーティングシステム、IBM AIXオペレーティングシス
テム、Hewlett Packard UXオペレーティングシステム、Novell
NETWAREオペレーティングシステム、Sun Microsystems SO
LARISオペレーティングシステム、OS/2オペレーティングシステム、BeOSオ
ペレーティングシステム、MACINTOSHオペレーティングシステム、APACHE
オペレーティングシステム、OPENSTEPオペレーティングシステム、またはプラッ
トフォームの別のオペレーティングシステムなどの、様々なオペレーティングシステムで
あるか、またはそれらを含む場合がある。
グラミング言語が使用される場合がある。例として、使用されるプログラミング言語には
、たとえば、アセンブリ言語、Ada、APL、Basic、C、C++、C*、COB
OL、dBase、Forth、FORTRAN、Java(登録商標)、Modula
−2、Pascal、Prolog、Python、REXX、および/またはJava
Script(登録商標)が含まれ得る。さらに、本発明のシステムおよび技法の動作と
ともに、ただ1つのタイプの命令またはプログラミング言語が利用されることは必要では
ない。むしろ、任意の数の様々なプログラミング言語が、必要であるか、または望ましい
として、利用される場合がある。
コンピュータ記憶媒体を含む場合もある。たとえば、ハードディスクドライブは、取外し
できない不揮発性の磁気媒体に対して読み書きすることがある。磁気ディスクドライブは
、取外しできる不揮発性の磁気ディスクに対して読み書きすることがあり、光ディスクド
ライブは、CD−ROMまたは他の光媒体などの取外しできる不揮発性の光ディスクに対
して読み書きすることがある。例示的な動作環境において使用され得る、他の取外しでき
る/取外しできない、揮発性/不揮発性のコンピュータ記憶媒体には、限定はしないが、
磁気テープカセット、フラッシュメモリカード、デジタル多用途ディスク、デジタルビデ
オテープ、半導体RAM、半導体ROMなどが含まれる。記憶媒体は、通常、取外しでき
るまたは取外しできないメモリインターフェースを介して、システムバスに接続される。
あり得るが、専用ハードウェア、マイクロコンピュータ、ミニコンピュータ、メインフレ
ームコンピュータ、プログラム化マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、周辺集積
回路要素、CSIC(カスタマ用途向け集積回路)、ASIC(特定用途向け集積回路)
、論理回路、デジタル信号プロセッサ、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレ
イ)、PLD(プログラマブル論理デバイス)、PLA(プログラマブル論理アレイ)な
どのプログラマブル論理デバイス、RFIDプロセッサ、スマートチップ、または、本発
明の実施形態のプロセスのステップを実装することが可能な任意の他のデバイスもしくは
デバイスの配列を含む、多種多様な他の技法のいずれかを利用することがある。
に形成された金属粒子を介して金属構造物を形成する。図示されたように、所望の3D構
造物の形成は、通常、ワイヤ120から溶融された単一の粒子200の基板130への蒸
着から始まる。粒子200および後続の粒子は任意の形態を有してよいが、実質的に球形
であると考えられてよい。前に蒸着された粒子に隣接して、さらなる粒子205、210
が1つずつ蒸着され、各々の新しい粒子の形成からの熱が、隣接する粒子を部分的に溶融
し、それらを一緒に溶解させる。所望の構造物のための単層上で互いに隣接する必要があ
るすべての粒子が蒸着されると、溶解された粒子200、205、210の前の層の上に
、粒子215、220、225の蒸着が1つずつ始まる。蒸着は、構造物全体が完成する
まで、層ごとにこのように続く。構造物の各層は、構造物の所望の形状に応じて、様々な
数の粒子から成る場合があり、上にある層の中の粒子は、下にある層の粒子の上に直接蒸
着される必要はない(が、様々な実施形態では、必要があり得る)。
少なくとも部分的に規定する場合がある。粒子の直径は、金属ワイヤ120の直径、なら
びに蒸着パラメータ(たとえば、電流レベル)を変更することによって変更される場合が
あり、このように、構造物の分解能はプロセスの間動的に制御される場合がある。一般に
、高い分解能は構造物を形成するために必要な時間を増大させ、低い分解能はそれを減少
させる。したがって、図3に示されたように、3D構造物のセクションは、厳しい機械公
差を保持するために、またはより視覚に訴えるために高い分解能で製作される場合があり
、他のセクションは、蒸着の速度を上げるために低い分解能で製作される場合がある。図
3は、高い分解能の部分310によって少なくとも部分的に囲繞された低い分解能の部分
305から成る、プリントされた構造物300を描写する。図示されたように、低い分解
能の部分305は、複数の大きい粒子315を含むか、または事実上それらから構成され
る場合があり、高い分解能の部分310は、複数の小さい粒子320を含むか、または事
実上それらから構成される場合がある。部分305、310は、粒子の溶融中にそれらの
間に残っている隙間からもたらされる粒子間の孔325を含む場合がある。
部分的に、隣接する粒子間の溶解の間隔および/または程度によって決定される場合があ
る。図4Aは、(完成された部品では、その中の孔の少なくとも一部分であり得る)小さ
い多孔領域400によって示された小さい多孔度をもたらす、密接に溶解された2つの粒
子を描写し、図4Bは、大きい多孔領域410によって示された高い多孔度をもたらす、
より小さい程度で一緒に溶解された2つの粒子を描写する。蒸着パラメータは、主に蒸着
中に発生した熱量による粒子間の溶解度を決定するように変更される場合がある。熱が増
大した場合、粒子間の溶解は大きくなり、多孔度は一般に低くなる。十分な熱が発生した
場合、得られる構造物は実質的に多孔度をもたず、そのことは、特定の機械性状を実現す
るために好ましい場合がある。逆に、熱が少ないと、溶解は小さくなり、多孔度は高くな
る。より多孔質の構造物は、通常、十分に緻密な構造物よりも低い重量を有する。熱量は
蒸着中動的に制御される場合があるので、3D構造物のセクションは、意図的に、他のセ
クションよりも多孔質に作られる場合がある。たとえば、大きい3D構造物の内部通路に
は、多孔質のフィルタが含まれている場合がある。一般に、少ない加熱は少ない時間しか
必要とせず、そのため、蒸着の速度は、多孔度が必要か、または構造物のセクション内で
許容され得る場合、上げられる場合がある。多孔度が高い材料は、通常、伸長強度が低い
が、良好な圧縮強度を実現することができる。構造物は、圧縮荷重内のエリアがいくらか
の多孔度をもって製造され、より速い蒸着速度につながり、最終構造物の低重量にもつな
がる場合があるように、設計される場合がある。
することによって形成される。金属ワイヤ120は、実質的に円形の断面を有し得るが、
他の実施形態では、金属ワイヤ120は、実質的に長方形、正方形、または楕円形の断面
を有する。金属ワイヤ120の直径(または他の横断面寸法)は、蒸着の所望の性状に基
づいて選ばれる場合があるが、一般に、おおよそ0.1mmとおおよそ1mmとの間であ
り得る。図1に示されたように、金属ワイヤ120は一方の電極であり、装置100の金
属基板130は他方の電極である。ワイヤ120が基板130と物理的に接触すると、2
つは電気的にも接触する。細いワイヤ120の小さい表面積、ならびに基板130の表面
およびワイヤ120の先端上の微細な欠陥に起因して、ワイヤ120と基板130との間
に電気抵抗(すなわち、接触抵抗)が存在する。ワイヤ120と基板130との間の接触
抵抗は、2つの電極(すなわち、ワイヤ120および基板130)の間を通る電流が遭遇
する最も高い電気抵抗であり、接触点にあるローカルエリアは、式1(すなわち、ジュー
ルの第1法則)に従って熱せられる。
するために必要な熱を上回る。熱は、通った電流量(I)、ワイヤ120と基板130と
の間の接触抵抗(R)、および電流供給の継続時間(t)によって決定される。(このよ
うに、本発明の実施形態は、電気アークおよび/またはプラズマの使用または発生なしに
粒子を形成し、むしろワイヤの接触抵抗ベースの溶融を利用する。)電流および時間(I
およびt)は、コントローラ145および電源140を介してプロセスの間制御される場
合があり、本発明の様々な実施形態では、蒸着の速度を上げるために(長い継続時間の間
の低い電流とは対照的に)短い継続時間の間の高い電流が利用される。必要な電流および
継続時間は、所望の蒸着性状に依存するが、これらは、一般に、おおよそ10アンペア(
A)からおおよそ1000Aまで、およびおおよそ0.01秒(s)からおおよそ1sま
での範囲であり得る。溶解された粒子の第1の層が完成した後、基板130と電気接触し
ている粒子の前の層は、第2の電極として働く。プロセスが進むにつれて、1つの電極(
金属ワイヤ120)は、ワイヤ120の先端からの金属が粒子を形成するために利用され
るときに消耗される。
に格納され、蒸着プロセスを続けるために連続的に繰り出される場合があるという点でG
MAWと同様である。このように、低いコストで容易に入手可能な多くの金属および合金
のワイヤが存在する。ワイヤを繰り出し、ワイヤと電源との間の電気接触を行う機械的な
動きのためのデバイスおよび技法も、当業者に知られている。蒸着された金属を酸化から
防止するために、(Arなどの)不活性ガスまたは(N2またはCO2などの)準不活性
ガスは、酸素を置換するために金属ワイヤ電極のまわりのエリアの上に流される場合があ
る。たとえば、ガスは、金属が高温にあるか、または、溶融されているときに、蒸着プロ
セスの間、たとえばおおよそ0.7m3/hrの速度で連続して流される場合がある。有
利なことに、ガス流速は、遮蔽効果を与えて蒸着された金属が冷える速度を上げるために
必要なガス流速を超えて上げられる場合がある。冷却速度も金属の得られる機械性状に影
響を及ぼす場合があり、蒸着中の動的な制御により、構造物のセクションは様々な機械性
状を有して製作される場合がある。たとえば、高い冷却速度は、硬度および摩耗抵抗を上
げるために構造物の表面で使用される場合があり、一方、遅い冷却速度は、延性および強
度を維持するために内部で使用される場合がある。
いれる金属との適合性のために選択される。基板130は、通常、消耗可能ではなく、し
たがって、損傷を受けず、通常の動作中交換される必要はない。基板材料は、蒸着された
金属をそれに弱く接着することが可能になるように選ばれる場合があり、その結果、蒸着
された金属の第1の層は、さらなる蒸着の間、基板130上の定位置に構造物を堅く保持
する。たとえば、蒸着される金属が鋼鉄である場合、銅またはアルミニウムが基板130
用の適切な材料であり得る。銅またはアルミニウムは高い導電性を有し、鋼鉄と合金せず
、蒸着される金属の組成を変更せず、良好な熱伝導性を有し、そのため、蒸着エリアに発
生する熱は迅速に奪われる場合があり、基板130を溶融する危険はない。基板130の
表面仕上げはわずかに粗い場合があり、その結果、第1の層の金属は、基板130の細か
い表面特徴(たとえば、擦り傷)に溶融し、弱い接着を可能にする。基板130の表面仕
上げは、適切な量の接着力を与えるように選ばれる場合があり、その結果、構造物は蒸着
中堅く保持されるが、蒸着の最後に基板130から完成した構造物を取り外すために妥当
な力が使用される場合がある。基板130は、容易に交換可能に作られる場合があり、そ
の結果、所望の蒸着金属用の適切な材料に変更される場合がある。
制御される場合がある。蒸着される粒子の直径は、通常、大体ワイヤ120と同じ直径で
ある。粒子の直径は、粒子がまだ溶融されている間に、粒子にさらなるワイヤ120を繰
り出すことによって増やされる場合がある。粒子の上部の形状は、たとえば、粒子の上部
はワイヤの引き戻しを介してピークに引き込まれ得る場合、粒子がまだ溶融されている間
にワイヤ120を引き戻すことによって影響される場合がある。粒子が部分的に冷えるこ
とが可能である場合、ワイヤ120は、粒子の上部を押して粒子を平らにするために使用
される場合がある。粒子の形態のこれらの操作は、構造物の多孔度を変更するために使用
される場合がある。
図5A〜図5Cに示されたように、ワイヤ120の先端の形態を制御するために使用され
る場合がある。本発明の様々な実施形態では、ワイヤ120が迅速に引き戻された場合、
先端は鋭くとがる場合がある。図5Aは、ワイヤ120の先端から溶融する粒子500の
最初の形成を描写する。図5Bでは、ワイヤ120は、まだ少なくとも部分的に溶融され
ている粒子500から引き戻される。図示されたように、ワイヤ120の先端は、くびれ
落ち始め、その直径を減少させる。図5Cは、粒子500からの完全な引き戻しおよび分
離の後のワイヤ120の鋭い先端510を示す。引き戻しの速度は、このように、ワイヤ
120の先端の直径を制御するために使用される場合がある。先端の直径は、次の蒸着の
ためのワイヤ120の有効径なので、この制御されたくびれは、バルクのワイヤの直径よ
りも小さい直径を有する粒子を蒸着するために使用される場合がある。このようにして、
大きいワイヤの直径を用いて、高い分解能の蒸着が可能である。図5D〜図5Fは、前の
粒子を蒸着するときのワイヤの引き戻し速度を制御することにより、同じワイヤを使用し
て蒸着され得る様々なサイズの粒子500を示す。
れる電流の開ループ制御は、蒸着の前の継続時間とともに電力の所望の強度を選ぶことに
よって可能にされる。強度レベルは、一定の接触抵抗において特定の電圧または電流を実
現するために、較正される場合がある。しかしながら、接触抵抗は、各蒸着場所において
、および粒子の蒸着それ自体の間に変動する場合がある。したがって、開ループ制御は、
蒸着中に多すぎる加熱か、または少なすぎる加熱をもたらす場合があり、粒子間の溶解が
影響される場合がある。適正な較正を用いて、開ループ制御は、蒸着に成功するために使
用される場合がある。本発明の他の実施形態では、閉ループ制御が使用される。閉ループ
制御では、電圧および電流は蒸着中測定され、接触抵抗は、式2(すなわち、オームの法
則)に従って計算される場合がある。
り、したがって、蒸着中に加えられる正確な熱量をもたらして、所望の蒸着パラメータお
よび/または粒子の特性を実現する。システムのインピーダンス応答を特定するために、
蒸着回路のDC電流に加えて、1mVから100mV程度の小さいAC電流が供給される
場合がある。インピーダンスも動的に測定され、フィードバック制御に使用される場合が
ある。閉ループ制御は、有益なことに、粒子の不完全な溶解に起因して失敗した部品を除
去し、蒸着中の構造体への入熱を最小化する
およびワイヤ120によって形成される回路)から測定され得るデータに加えて、補完デ
ータを収集するために、さらなるセンサが利用される場合がある。基板130の蒸着場所
または装置100もしくはプリントされた部品の他のポイントの温度測定値は、熱電対ま
たはサーミスタなどの接触センサ、ならびに赤外線(IR)センサおよび光高温測定法な
どの非接触方法を使用して測定される場合がある。次いで、温度データは、所望の蒸着パ
ラメータを保証するために、システム制御ループによって使用される場合がある。
た層を検出するために、他のセンサが使用される場合がある。ソナーまたは容量性応答シ
ステムは、表面をマップし、仕様にない任意のエリアを検出するために使用され、是正処
置(たとえば、多孔度が高いか、または材料をなくしたエリア内のさらなる粒子の蒸着な
どの作り直し)を可能にすることができる。フィードバック制御用に収集されたすべての
データは、ログ記録され、次いで、自動較正プロセスを開発して、任意の接続された装置
100の機能を改善するために、ネットワークレベルにおいて分析される場合もある。
クセル体系を使用するように適応される場合がある。3Dレンダリングモジュール155
は、たとえば、コンピュータ支援設計(CAD)ソフトウェアを使用して、所望の蒸着パ
ラメータに基づいて、部品のある特定のセクションに性状を割り当てることができる。た
とえば、部品の内部セクションはフィルタとして働くために多孔質であるべき場合、CA
D設計におけるそのセクションが選択される場合があり、ユーザは、所望な割合の多孔度
などのパラメータに値を割り当てることができる。3Dレンダリングモジュール155用
のボクセルベースの拡張と協力して、コンピュータ支援製造ソフトウェアは、所望のボク
セル性状を、ユーザのCAD設計を実現するために必要なツールパスおよび蒸着パラメー
タに変換するために利用される場合がある。
ール155によって利用されるCAD設計では、ユーザは、部品の特定のエリアを通って
熱を向けるために、材料および密度などの性状を指定することができる。この概念は、複
数の部片から、または複数の異なる蒸着を介して部品を作る必要なしに、同じ部品の熱に
敏感なエリアを冷却し続けるために使用される場合がある。ボクセルベースの設計システ
ムは、外面または内面のいずれかの表面組織の制御に活用される場合もある。表面は、部
品に高摩擦面、効率的に冷却する高放射面を与えるか、電極に高導電性を与えるか、また
は表面コーティングの強化された接着を可能にするために、非常に大きい表面積で意図的
に作られる場合がある。
M機械ツールによって利用される方式と同様の方式で、コンピュータ制御機械式アクチュ
エータ110、135を用いて配置される場合がある。電気モータ、油圧モータ、または
空気モータ、および線形アクチュエータ、ベルト、プーリー、リードスクリュー、ならび
に他のデバイスの組み合わせを使用して、必要な動きを達成することができる多くの機械
システムが存在する。一実施形態では、金属ワイヤ電極120は、上述されたように、X
方向およびY方向における動きを可能にするガントリシステム105上に置かれる。基板
電極130は、単独にZ軸上を移動する。金属ワイヤ120の繰り出しは、別の独立した
アクチュエータ制御源125によって制御される場合がある。蒸着に使用される電流のタ
イミング、継続時間、および電力は、コントローラ145によって制御される。コントロ
ーラ145からの信号によって制御される構造物の形成は、以下の例に従って進む場合が
ある。構造物は、各々が1単位の直径を有する8個の粒子から形成される単純な立方体で
ある。
せる。
2.基板130がZ軸内で金属ワイヤ120の先端に近い場所(Z0)に移動する。
3.ワイヤ120が基板130に接触するまでソース125から繰り出される。
4.電流が電極(すなわち、基板130およびワイヤ120)を通って流れ、ワイヤ1
20の先端を溶融し、基板130上に金属粒子を形成する。
5.ガントリ105がXY平面内の次の場所(X1、Y0)にワイヤ120を移動させ
る。
6.ワイヤ120が基板130に接触するように繰り出され、電流が通され、別の粒子
が形成される。
7.ガントリ105がXY平面内でワイヤ120を移動させ、X1、Y1およびX0、
Y1にさらに2つの粒子を形成する。
8.基板130が金属ワイヤ120から1単位離れて移動する(Z1)。
9.ガントリ105がワイヤ120を(X0、Y0)に移動させ、ワイヤ120はその
下の粒子と接触するまでソース125から繰り出され、前に蒸着された粒子の上に新しい
粒子が形成される。
10.ガントリ105が各々の残っているXYの場所に順番にワイヤ120を移動させ
、前の層の上の各々に粒子を蒸着する。
は、単一の機械内で他のツールおよび/またはプロセスと組み合わされる場合がある。こ
れの例は、金属蒸着ツールと一緒にガントリに取り付けられたポリマー押出成形ツールお
よびフライスツールを有する、上述されたガントリタイプの機械である。このようにして
、ポリマーと金属の組合せを使用して構造物を構築する速度を上げ、構造物のコストを低
減し、または構造物のその部分に所望の性状を有する金属を使用して、ポリマーと金属の
組合せからハイブリッド構造物が構築される場合がある。たとえば、本発明の実施形態に
よって製作された部品は、大部分が非導電性ポリマーから構築されるが、内部プリント金
属電気回路も特徴とする構造物を有する場合がある。フライスは、構造物上で必要な任意
の精度の表面を機械加工するために使用される場合がある。この概念は、単一の機械の中
に任意の数のツールを含めて、必要な構造物の形成に必要な任意の動作を実施するように
拡張される場合がある。
がある。部品が完成した後、アームは基板130を横切り、部品を取り外し、それを収集
エリアの中に蒸着することがある。基板130から前の部品および取り出しアームが取り
除かれると、次の部品が製作される場合がある。
れる蒸着パラメータのための計算は、金属ワイヤまたはポリマー繊維についての静的な直
径値に基づく。しかしながら、上述されたように、供給された繊維の直径は可変の場合が
あり、これらの変動により、不十分なプリント性能、ワイヤフィーダ115の詰まり/目
詰まり(たとえば、ノイズ)、または深刻な場合、装置100の機械システムに対する損
傷が引き起こされる場合がある。ワイヤ120の欠落を検出してソース125がいつ使い
尽くされるかを判定することは望ましい場合もある。加えて、消耗されるワイヤ120の
絶対長の正確な測定値は、ログ記録され、必要な全ワイヤ120およびプリントを完了す
る時間を良好に予測するアルゴリズムを開発するために使用される場合がある。
跡するために、装置100は、ワイヤ120と接触する機械式車輪、または120のスム
ーズなビューを有する光学システムのいずれかを含むか、または事実上それから構成され
るシステムを組み込む。図6は、プリント中にワイヤ120がソース125から繰り出さ
れるときに、ワイヤフィーダ115内のあるポイントでワイヤ120と接触する車輪61
0を含む機械式ワイヤ追跡システム600を概略的に描写する。ワイヤ120の動きは、
車輪610に接続されたデジタルエンコーダによって記録される場合がある。ある期間中
に利用されるワイヤ120の量は、エンコーダの読み出しから計算される場合がある。図
示されたように、車輪610は、ワイヤ120に対して車輪610を押し付けるばね仕掛
けのレバー620などの機構に接続される場合がある。このようにして、レバー620の
たわみは、ワイヤ120の直径を計算するために使用される場合がある。車輪の動きの欠
如または非常に小さい直径測定値は、通常、ソース125がワイヤ120の空の状態であ
ることを示す。
を描写する。光学式画像センサ710は、ワイヤの表面内の微細な変化に基づいてワイヤ
120の動きを判定するために利用され、したがって、プリントプロセス中に利用される
ワイヤ120の絶対長を測定するために使用される場合がある。センサ710に対向する
ワイヤ120の背面にある角度で置かれたライト720は、ワイヤ120によって遮られ
た光の面積に基づいて、ワイヤ120の直径を測定するために使用される場合がある。複
数のセンサ710は、ワイヤ120に関して複数の軸における正確な測定値を提供するた
めに使用される場合がある。ワイヤ追跡システム600と同様に、ワイヤ120の動きお
よび直径は、利用されたワイヤの全長を計算し、ソース125がいつワイヤ切れになるか
を検出するなどのために使用される場合がある。
する詰まりまたは他の損傷を、大幅に大きすぎるワイヤが引き起こさないように防止する
ために、対妨害機構を組み込む場合もある。たとえば、ワイヤフィーダ115内、または
ワイヤフィーダ115とソース125との間に、最大許容ワイヤ直径と一致する内径を有
するリングが配置される場合がある。ワイヤ120はリングを通り抜ける場合があり、ワ
イヤ120が大きすぎる場合、ワイヤはリング内で動けなくなるか、または場合によって
はプリントのためにフィーダ115を通り抜けることができない場合がある。この状態は
、たとえば、ワイヤ追跡システム600または700によって検知され、オペレータに報
告される場合がある。加えて、図8はそのようなリング800の実施形態を描写する。図
示されたように、リング800は、内径に鋭い縁部を有する場合があり、その結果、ワイ
ヤ120は、リング800を通り抜けるとき、適正な直径に自動的に切り取られる場合が
ある。
形状を有する部品は、プリント後、基板130から取り外すことが困難な場合がある。本
発明の様々な実施形態では、犠牲構造物(または「ラフト」)は、部品の前に基板130
上でプリントされ、基板130からの部品の取り外しを可能にするために利用される場合
がある。様々な実施形態では、ラフトの構造物は、基板130への部品の固着を容易にし
、プリント後の完成部品からのラフトの取り外しを容易にしながら、部品(すなわち、ワ
イヤ電極)と基板130との間の電気導電を可能にするように選択される。さらに、同じ
サイズおよび/または形状および/または内部構成を有するラフトは、大きく異なる幾何
形状を有する部品のために利用され、それにより、基板130から異なる部品を取り外す
ための標準化されたプロセスを可能にすることができる−プリント後、ラフト(およびそ
の上にプリントされた部品)が基板130から取り外され、次いで、ラフトが部品から取
り外される。様々な実施形態では、ラフトは、たとえば、金属および/またはポリマーを
含むか、事実上それらから構成されるか、またはそれらから構成される場合がある。様々
な実施形態では、ラフトは、装置100によってプリントされないが、他の手段によって
設けられる(たとえば、別の装置によって製作され、所望の部品をプリントする前に基板
130に貼り付けられる(たとえば、接着される))。様々な実施形態では、ラフトは、
その上で部品を製作するために利用される材料とは異なる1つまたは複数の材料を含むか
、事実上それらから構成されるか、またはそれらから構成される場合がある。たとえば、
様々な金属を含むか、事実上それらから構成されるか、またはそれらから構成されるワイ
ヤは、ラフトをプリントし、その上に1つまたは複数の部品をプリントするために利用さ
れる場合がある。
図である。図示されたように、ラフトは、所望の部品のプリント前に基板130の上に(
たとえば、ワイヤ120を使用して)プリントされた材料の1つまたは複数の層を含むか
、または事実上それらから構成される場合がある。プリントされた部品からのラフトの後
続の取り外しを容易にするために、ラフトは、図9Aおよび図9Bに示されたように、た
とえば、プリントされた材料の一連の帯910またはグリッドパターン920から成る場
合がある。すなわち、様々な実施形態では、ラフト900が材料の固体シートから成るの
ではなく、ラフト900は、基板130とラフト900上にプリントされた部品との間を
通って延在する、1つまたは複数の開口を画定する。ラフト900は、ラフト900の上
の部品をプリントするために利用されるワイヤ120に対応する(すなわち、同じ材料お
よび/もしくは同じワイヤ直径および/もしくは蒸着状態の)ワイヤ120を利用してプ
リントされる場合があるか、またはラフト900は、異なる材料、異なるワイヤ直径、お
よび/もしくは異なる蒸着状態(たとえば、ワイヤ引戻し速度)を利用してプリントされ
る場合がある。
40をもつ厚さ930を有するプリントされたエリアから成る。厚さ930および/また
はギャップ940のサイズは、ラフト900とプリントされた部品および/または基板1
30との間の接着を制御するように選択される場合がある。代わりに、または加えて、ラ
フト900のすべてまたは一部分の高さ(すなわち、垂直方向の厚さ)は、その上の部品
の後続するプリントを容易にするように選択される場合がある。図9Cは、1つまたは複
数の最下層960、1つまたは複数の中間層970、および1つまたは複数の最上層98
0から成る例示的なラフト900の上にプリントされた部品950を描写する。最下層9
60は、たとえば、基板130の表面の任意の粗さまたは不均一さから部品を隔離するた
めに、通常、部品をプリントするために利用される層の厚さよりも大きい厚さを有する場
合がある。たとえば、プリントされた部品が、通常、おおよそ0.6mmの厚さを有する
層から成る場合、少なくともラフト900の最下層960は、0.6mmよりも大きい、
たとえば1mmよりも大きい、またはさらに大きい厚さを有する場合がある。図9Cの例
示的なラフト900は、通常、基板130または部品950のいずれとも機械的に接触し
ない1つまたは複数の中間層970も含んでいる。(1または複数の)中間層970は、
たとえば、ラフト900を通る電気導電も実現しながら、ラフト900に構造的安定性を
与えることができる。最上層980は、ラフト900とラフトの上にプリントされた部品
950との間の接着力を制御するように設計された構造物を有する場合がある。たとえば
、最上層980の多孔度および/または最上層980のギャップ940のサイズは、ラフ
ト900と部品950との間の界面における表面積(および、したがって接着力)を減ら
すように増やされる場合がある。
900は、基板130から分離される場合がある。図10Aは、基板130からラフト9
00を分離するためにブレード1000が利用される、例示的な実施形態を示す。図10
Bに示されたように、基板130からのラフト900の分離後、ラフトは部品950から
剥がされる場合がある。
活用するために、モジュール方式自動化製造ステーションの組立てラインに沿った単一の
「ステーション」であり得る。たとえば、部品は、装置100を利用してプリントされ、
次いで、(たとえば、コンベアベルト、ロボットハンドラ、または同様のシステムを介し
て)仕上げステーション(たとえば、ロックタンブラ、振動ボックス、ビーズ噴出キャビ
ネットなど)に、そこからUVライト、ケミカルなどによる自動消毒用の洗浄ステーショ
ンに、自動的に転送される場合がある。次いで、部品は、たとえば、ラップステーション
に、次いで、それらが出るときに箱詰めされた部品にラベル付けする自動ラベラを有する
包装ステーションに転送される場合がある。並列組立てラインは、プリントされた部品用
の包装剤を製作する場合がある。たとえば、プリントされた部品の型は、完成部品にぴっ
たり合うように包装用発泡体を成形するために利用される場合がある。成形された発泡体
は、メインの組立てライン内の箱とともに包装システムに供給される場合がある。
跡システム、ならびにラフト(たとえば、ラフト900)および/または装置100の他
の部分は、非金属材料(たとえば、プラスチック)から成るワイヤを用いて、かつ/また
は非金属(たとえば、プラスチック)の物体をプリントするために利用される場合がある
。
用され、そのような用語および表現の使用において、図示および記載された特徴の任意の
均等物またはそれらの部分を排除するものではない。加えて、本発明のいくつかの実施形
態を記載すると、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、本明細書で開示された
概念を組み込む他の実施形態が使用され得ることは、当業者に明らかであろう。したがっ
て、記載された実施形態は、あらゆる点で、例示的に過ぎず、限定的ではないと考えられ
るべきである。
Claims (1)
- 導電性基体上の3次元金属構造物の層ごとの製作の方法であって、
前記基体上に複数の金属粒子を蒸着することにより、前記構造物の第1の層を形成するステップであって、各金属粒子が、(i)前記基体と接触している状態で金属ワイヤを配置すること、ならびに(ii)前記金属ワイヤおよび前記基体を介して電流を通すことによって蒸着され、前記金属ワイヤの一部分が溶融して前記基体の上に前記金属粒子を形成する、ステップと、
前記構造物の前記第1の層の上に複数の金属粒子を蒸着することにより、前記構造物の1つまたは複数の次の層を形成するステップであって、各金属粒子が、(i)前に蒸着された金属粒子と接触している状態で前記金属ワイヤを配置すること、ならびに(ii)前記金属ワイヤ、前記前に蒸着された金属粒子、および前記基体を介して電流を通すことによって蒸着され、前記金属ワイヤの一部分が溶融して前記前に蒸着された金属粒子の上に前記金属粒子を形成する、ステップと
を含む、方法。
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Family Applications Before (1)
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---|---|---|---|
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---|---|
US (7) | US10086467B2 (ja) |
EP (1) | EP3229997A4 (ja) |
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GB (1) | GB2549653B (ja) |
HK (1) | HK1245719B (ja) |
MX (1) | MX2017007479A (ja) |
WO (1) | WO2016094660A1 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2022100050A (ja) * | 2020-12-23 | 2022-07-05 | 三菱電機株式会社 | 付加製造装置および付加製造方法 |
US11853033B1 (en) | 2019-07-26 | 2023-12-26 | Relativity Space, Inc. | Systems and methods for using wire printing process data to predict material properties and part quality |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10543549B2 (en) * | 2013-07-16 | 2020-01-28 | Illinois Tool Works Inc. | Additive manufacturing system for joining and surface overlay |
GB2549653B (en) | 2014-12-12 | 2019-01-09 | Digital Alloys Incorporated | Additive manufacturing of metallic structures |
JP6720530B2 (ja) * | 2015-12-28 | 2020-07-08 | 株式会社リコー | 立体造形装置、情報処理装置、出力物の生産方法及び立体画像の製造方法 |
US11351598B2 (en) * | 2017-03-05 | 2022-06-07 | Raytheon Company | Metal additive manufacturing by sequential deposition and molten state |
CN108995201A (zh) * | 2017-06-07 | 2018-12-14 | 三纬国际立体列印科技股份有限公司 | 3d打印机的防翘曲打印方法 |
US11904526B2 (en) * | 2017-07-14 | 2024-02-20 | 8098549 Canada Inc. | Additive manufacturing system and method |
CN109702127B (zh) | 2017-10-26 | 2021-06-04 | 通用电气公司 | 增材制造与锻造结合的复合成形系统和方法 |
JP2021518285A (ja) * | 2018-03-19 | 2021-08-02 | デジタル・アロイズ・インコーポレイテッド | 三次元物体を印刷するための装置、方法およびシステム |
EP3774289B1 (de) * | 2018-04-05 | 2022-06-08 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Verfahren und anordnung zur kontinuierlichen oder quasikontinuierlichen generativen fertigung von bauteilen |
KR102115229B1 (ko) * | 2018-06-20 | 2020-05-27 | 한국생산기술연구원 | 단일 공정 적층성형 곡면 다공성 부품 제조방법 |
WO2019246253A1 (en) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | Digital Alloys Incorporated | Closed-loop preload for wire feeding |
WO2020023010A1 (en) * | 2018-07-23 | 2020-01-30 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Adapting printing parameters during additive manufacturing processes |
US11440255B2 (en) | 2018-09-14 | 2022-09-13 | MRI. Materials Resources LLC | Additive manufacturing under generated force |
CN113474623A (zh) * | 2019-04-26 | 2021-10-01 | 西门子股份公司 | 电磁流量计及其电极、电极制造方法 |
CN110441023B (zh) * | 2019-07-30 | 2022-07-29 | 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 | 一种用于风洞试验的微型测量耙及其3d打印方法 |
CN110524871A (zh) * | 2019-09-17 | 2019-12-03 | 金陵科技学院 | 一种使用槽轮机构的fdm型3d打印机自动换丝装置 |
CN112692588B (zh) * | 2019-10-22 | 2022-03-29 | 上海微电子装备(集团)股份有限公司 | 一种龙门式结构件及其增材制造方法 |
KR102215901B1 (ko) * | 2020-02-24 | 2021-02-15 | 동의대학교 산학협력단 | 용융 압출 조형 방식의 삼차원 프린터 및 삼차원 프린터 필라멘트 제조 방법 |
CN112157907B (zh) * | 2020-10-23 | 2022-08-26 | 湖北屹安医疗器械有限公司 | 多喷头高速3d打印系统 |
US11660674B2 (en) * | 2020-12-04 | 2023-05-30 | Formalloy Technologies, Inc. | Contact detection in additive manufacturing |
KR102487431B1 (ko) * | 2021-07-14 | 2023-01-11 | 한국생산기술연구원 | 와이어 아크 3d 적층법으로 제조한 알루미늄 다이캐스팅 금형의 제조방법 |
US11828190B2 (en) | 2021-11-18 | 2023-11-28 | General Electric Company | Airfoil joining apparatus and methods |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015160217A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 国立大学法人東京農工大学 | 三次元造形装置、三次元造形物の造形方法、および三次元製造装置の制御プログラム |
Family Cites Families (157)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3331545A (en) | 1964-11-10 | 1967-07-18 | Union Carbide Corp | Wire feed assembly |
US3344305A (en) | 1965-12-06 | 1967-09-26 | Ogden Eng Corp | Tandem drive welding wire feed arrangement for semi-automatic welding equipment |
US3447730A (en) | 1966-04-15 | 1969-06-03 | Air Reduction | Wire feed apparatus |
US3555235A (en) | 1967-11-13 | 1971-01-12 | Ibm | Metallic surface fusion apparatus |
US3562577A (en) | 1968-07-11 | 1971-02-09 | Mk Prod Inc | Electrode wire feeding means for welding apparatus |
US3934482A (en) | 1975-01-27 | 1976-01-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Cable traction sheave |
US4043494A (en) | 1976-02-23 | 1977-08-23 | Amp Incorporated | Apparatus for feeding a plurality of wires |
US4047656A (en) | 1976-03-03 | 1977-09-13 | Mac Machine & Metal Works Inc. | Orbital motion welding head |
US4228338A (en) | 1978-06-08 | 1980-10-14 | Massachusetts Institute Of Technology | Process for implanting radioactive metal on a substrate |
DE2915320A1 (de) | 1979-04-14 | 1980-10-30 | Cloos Gmbh Carl | Planetenradvorschub fuer abschmelzende schweissdraehte |
JPS6039474B2 (ja) | 1981-09-25 | 1985-09-06 | 昭 佐藤 | 金属面の模様加工法 |
JPS5955362A (ja) * | 1982-09-21 | 1984-03-30 | Inoue Japax Res Inc | 放電被覆装置 |
JPS6021385A (ja) | 1983-07-15 | 1985-02-02 | Inoue Japax Res Inc | 型鋼材 |
US5637175A (en) | 1988-10-05 | 1997-06-10 | Helisys Corporation | Apparatus for forming an integral object from laminations |
US5137223A (en) | 1990-04-09 | 1992-08-11 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Precision wire feeder for small diameter wire |
US6004124A (en) | 1998-01-26 | 1999-12-21 | Stratasys, Inc. | Thin-wall tube liquifier |
TW445192B (en) | 1999-04-12 | 2001-07-11 | Tri Tool Inc | Control method and apparatus for an arc welding system |
US6776602B2 (en) | 1999-04-20 | 2004-08-17 | Stratasys, Inc. | Filament cassette and loading system |
US6391251B1 (en) | 1999-07-07 | 2002-05-21 | Optomec Design Company | Forming structures from CAD solid models |
US6443352B1 (en) | 1999-09-27 | 2002-09-03 | Solidica, Inc. | Electrical resistance based object consolidation |
WO2002009935A1 (en) | 2000-07-28 | 2002-02-07 | Hypercar, Inc. | Process and equipment for manufacture of advanced composite structures |
US6568578B1 (en) | 2001-03-02 | 2003-05-27 | Mk Products | Welding wire feed mechanism |
US6557742B1 (en) | 2001-04-18 | 2003-05-06 | Lincoln Global, Inc. | Drive roller for wire feeding mechanism |
JP2003115650A (ja) | 2001-10-03 | 2003-04-18 | Yazaki Corp | 回路体の製造方法および製造装置 |
US7168935B1 (en) | 2002-08-02 | 2007-01-30 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Solid freeform fabrication apparatus and methods |
US7391525B2 (en) | 2003-03-14 | 2008-06-24 | Lexmark International, Inc. | Methods and systems to calibrate media indexing errors in a printing device |
KR100519051B1 (ko) | 2003-07-11 | 2005-10-06 | 한국과학기술원 | 비접촉식 열공구를 이용한 입체형상 가공장치 및 그 방법 |
US7531768B2 (en) | 2004-04-08 | 2009-05-12 | Illinois Tool Works Inc. | Wire feeder pinch force mechanism |
US7073561B1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-07-11 | Henn David S | Solid freeform fabrication system and method |
US7700893B2 (en) | 2004-12-22 | 2010-04-20 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for calibrating wire feeder motor control |
US7335854B2 (en) | 2005-03-11 | 2008-02-26 | Illinois Tool Works Inc. | Method and system of determining wire feed speed |
WO2006133034A1 (en) | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Mts Systems Corporation | Direct metal deposition using laser radiation and electric arc |
US7384255B2 (en) | 2005-07-01 | 2008-06-10 | Stratasys, Inc. | Rapid prototyping system with controlled material feedstock |
DE102005034155B3 (de) * | 2005-07-21 | 2006-11-16 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Vorrichtung zum schichtweisen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
JP2007035911A (ja) | 2005-07-27 | 2007-02-08 | Seiko Epson Corp | ボンディングパッドの製造方法、ボンディングパッド、及び電子デバイスの製造方法、電子デバイス |
US9981334B2 (en) * | 2006-09-21 | 2018-05-29 | Illinois Tool Works Inc. | Dual power integrated MIG welder and generator system |
US20080156783A1 (en) | 2006-12-29 | 2008-07-03 | Vanden Heuvel Michael L | Portable multi-wire feeder |
US7896209B2 (en) | 2008-04-30 | 2011-03-01 | Stratasys, Inc. | Filament drive mechanism for use in extrusion-based digital manufacturing systems |
US7897074B2 (en) | 2008-04-30 | 2011-03-01 | Stratasys, Inc. | Liquefier assembly for use in extrusion-based digital manufacturing systems |
US8963323B2 (en) | 2008-06-20 | 2015-02-24 | Alcatel Lucent | Heat-transfer structure |
US8878097B2 (en) | 2008-08-18 | 2014-11-04 | Lincoln Global, Inc. | Wire feeder with curved force generating element(s) for better positioning of an adjusting mechanism |
EP2326993B8 (en) | 2008-09-15 | 2019-06-19 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Method and system for maintaining substantially uniform pressure between rollers of a printer |
US20100193480A1 (en) * | 2009-01-30 | 2010-08-05 | Honeywell International Inc. | Deposition of materials with low ductility using solid free-form fabrication |
CN101938670A (zh) | 2009-06-26 | 2011-01-05 | Lg电子株式会社 | 图像显示装置及其操作方法 |
US8308876B2 (en) | 2009-07-07 | 2012-11-13 | Spirit Aerosystems, Inc. | System and method to form and heat-treat a metal part |
GB2472783B (en) | 2009-08-14 | 2012-05-23 | Norsk Titanium Components As | Device for manufacturing titanium objects |
WO2011034985A1 (en) | 2009-09-17 | 2011-03-24 | Sciaky, Inc. | Electron beam layer manufacturing |
US8487184B2 (en) | 2009-11-25 | 2013-07-16 | James F. Rivernider, Jr. | Communication cable |
CN101733521B (zh) | 2009-12-11 | 2011-10-19 | 杭州凯尔达电焊机有限公司 | 双偏心轮式推拉脉动送丝方法及装置 |
US8237087B2 (en) | 2010-02-23 | 2012-08-07 | Illinois Tool Works Inc. | Welding system with torque motor wire drive |
AU2011233678B2 (en) | 2010-03-31 | 2015-01-22 | Sciaky, Inc. | Raster methodology, apparatus and system for electron beam layer manufacturing using closed loop control |
US20110309063A1 (en) | 2010-06-17 | 2011-12-22 | lllinois Tool Works Inc. | Welding wire feeder with magnetic rotational speed sensor |
US8534108B2 (en) | 2010-07-06 | 2013-09-17 | Alfred R. Austen | Method and apparatus for applying uniaxial compression stresses to a moving wire |
US8747956B2 (en) | 2011-08-11 | 2014-06-10 | Ati Properties, Inc. | Processes, systems, and apparatus for forming products from atomized metals and alloys |
US8647102B2 (en) | 2010-12-22 | 2014-02-11 | Stratasys, Inc. | Print head assembly and print head for use in fused deposition modeling system |
US9162313B2 (en) | 2010-12-23 | 2015-10-20 | Lincoln Global, Inc. | Wire feeder wire drive design |
GB2489493B (en) | 2011-03-31 | 2013-03-13 | Norsk Titanium Components As | Method and arrangement for building metallic objects by solid freeform fabrication |
US20120325779A1 (en) | 2011-06-22 | 2012-12-27 | Caterpillar, Inc. | Alloy Depositing Machine And Method Of Depositing An Alloy Onto A Workpiece |
US9073263B2 (en) | 2011-12-22 | 2015-07-07 | Stratasys, Inc. | Spool assembly for additive manufacturing system, and methods of manufacture and use thereof |
DE102012101939A1 (de) | 2012-03-08 | 2013-09-12 | Klaus Schwärzler | Verfahren und Vorrichtung zum schichtweisen Aufbau eines Formkörpers |
US9409250B2 (en) * | 2012-08-09 | 2016-08-09 | Lincoln Global, Inc. | Method and system of controlling heating current for hot wire processes |
US20140120196A1 (en) | 2012-10-29 | 2014-05-01 | Makerbot Industries, Llc | Quick-release extruder |
US9144862B2 (en) | 2012-11-30 | 2015-09-29 | Illinois Tool Works Inc. | System and method for determining welding wire diameter |
AU2014204284B2 (en) | 2013-01-07 | 2017-06-29 | Bae Systems Plc | Object production using an additive manufacturing process and quality assessment of the object |
US20140242374A1 (en) | 2013-02-22 | 2014-08-28 | Infineon Technologies Ag | Porous Metal Coating |
US9596720B2 (en) * | 2013-03-15 | 2017-03-14 | ProtoParadigm LLC | Inductively heated extruder heater |
US9156205B2 (en) | 2013-03-22 | 2015-10-13 | Markforged, Inc. | Three dimensional printer with composite filament fabrication |
US9126365B1 (en) | 2013-03-22 | 2015-09-08 | Markforged, Inc. | Methods for composite filament fabrication in three dimensional printing |
WO2014162920A1 (ja) | 2013-04-01 | 2014-10-09 | Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 | 情報端末、アクセスシステム、情報処理方法及びプログラム |
JP6359081B2 (ja) | 2013-04-18 | 2018-07-18 | ナショナル リサーチ カウンシル オブ カナダ | 窒化ホウ素ナノチューブ及びその製造方法 |
US9724877B2 (en) | 2013-06-23 | 2017-08-08 | Robert A. Flitsch | Methods and apparatus for mobile additive manufacturing of advanced structures and roadways |
US20140374935A1 (en) | 2013-06-23 | 2014-12-25 | Addibots LLC | Methods and apparatus for mobile additive manufacturing |
US10543549B2 (en) * | 2013-07-16 | 2020-01-28 | Illinois Tool Works Inc. | Additive manufacturing system for joining and surface overlay |
US9176016B2 (en) | 2013-07-23 | 2015-11-03 | Lamplight Games | System and method for 3D printer material management |
US11235409B2 (en) | 2013-10-18 | 2022-02-01 | +Mfg, LLC | Method and apparatus for fabrication of articles by molten and semi-molten deposition |
US20150140147A1 (en) | 2013-11-15 | 2015-05-21 | Joshua Frost Konstantinos | Two-motor multi-head 3d printer extrusion system |
US20160297104A1 (en) | 2013-11-19 | 2016-10-13 | Guill Tool & Engineering | Coextruded, multilayer and multicomponent 3d printing inputs field |
US20150145169A1 (en) | 2013-11-26 | 2015-05-28 | Full Spectrum Laser Llc | Fabricating an Object With a Removable Raft by Additive Manufacturing |
GB201320888D0 (en) | 2013-11-27 | 2014-01-08 | Linde Aktiengesellshcaft | Additive manufacturing of titanium article |
WO2015156877A2 (en) | 2014-01-17 | 2015-10-15 | Graphene 3D Lab Inc. | Fused filament fabrication using multi-segment filament |
US9937580B2 (en) | 2014-01-24 | 2018-04-10 | Lincoln Global, Inc. | Method and system for additive manufacturing using high energy source and hot-wire |
US9440397B1 (en) | 2014-01-30 | 2016-09-13 | David E. Fly | Layered 3D printing with lower viscosity fluid fill |
US9102099B1 (en) | 2014-02-05 | 2015-08-11 | MetaMason, Inc. | Methods for additive manufacturing processes incorporating active deposition |
US9789652B2 (en) | 2014-02-26 | 2017-10-17 | Nathan Armstrong | Manufacturing system using topology optimization design software, novel three-dimensional printing mechanisms and structural composite materials |
US9616494B2 (en) | 2014-03-28 | 2017-04-11 | Scott Vader | Conductive liquid three dimensional printer |
US10565333B2 (en) | 2014-04-25 | 2020-02-18 | Alberto Daniel Lacaze | Structural analysis for additive manufacturing |
CN103950201B (zh) * | 2014-05-04 | 2016-08-03 | 英华达(上海)科技有限公司 | 三维模型单轴方向无限打印方法及系统 |
US10073424B2 (en) | 2014-05-13 | 2018-09-11 | Autodesk, Inc. | Intelligent 3D printing through optimization of 3D print parameters |
CN104001918B (zh) * | 2014-05-28 | 2017-01-18 | 赵晴堂 | 电阻式双熔层叠三维金属构件制造成形系统 |
US9950476B2 (en) | 2014-06-05 | 2018-04-24 | The Boeing Company | Distortion prediction and minimisation in additive manufacturing |
JP6643553B2 (ja) | 2014-06-12 | 2020-02-12 | ロンバス インターナショナル テクノロジーズ リミテッド | 溶解フィラメント製造方式3dプリンターの押出機 |
EP2957225A1 (en) | 2014-06-18 | 2015-12-23 | STBL Medical Research AG | Strain gauge device and equipment with such strain gauge devices |
US9346127B2 (en) | 2014-06-20 | 2016-05-24 | Velo3D, Inc. | Apparatuses, systems and methods for three-dimensional printing |
US10500830B2 (en) | 2014-07-29 | 2019-12-10 | Nscrypt, Inc. | Method and apparatus for 3D fabrication |
EP3194148B1 (en) | 2014-08-21 | 2022-03-16 | Mosaic Manufacturing Ltd. | Series enabled multi-material extrusion technology |
AP2017009793A0 (en) | 2014-09-09 | 2017-03-31 | Aurora Labs Pty Ltd | 3d printing method and apparatus |
US9784111B2 (en) | 2014-09-29 | 2017-10-10 | General Electric Company | Additive manufacturing method for fabricating a component |
US20160096318A1 (en) | 2014-10-03 | 2016-04-07 | Disney Enterprises, Inc. | Three dimensional (3d) printer system and method for printing 3d objects with user-defined material parameters |
CN107107494A (zh) | 2014-10-05 | 2017-08-29 | Eos有限公司电镀光纤系统 | 3d打印机和用于3d打印机的原料 |
UA112682C2 (uk) * | 2014-10-23 | 2016-10-10 | Приватне Акціонерне Товариство "Нво "Червона Хвиля" | Спосіб виготовлення тривимірних об'єктів і пристрій для його реалізації |
CN104526171B (zh) | 2014-11-04 | 2016-10-12 | 南方增材科技有限公司 | 金属构件电熔成形方法 |
FR3029838A1 (fr) | 2014-12-11 | 2016-06-17 | Centre Nat Rech Scient | Procede de fabrication additive d'un objet mecatronique 3d |
GB2549653B (en) | 2014-12-12 | 2019-01-09 | Digital Alloys Incorporated | Additive manufacturing of metallic structures |
US20160200052A1 (en) | 2015-01-13 | 2016-07-14 | Carbon3D, Inc. | Three-dimensional printing with build plates having surface topologies for increasing permeability and related methods |
FR3034691A1 (fr) | 2015-04-07 | 2016-10-14 | Soc Eder | Dispositif d'impression en trois dimensions utilisant des dispositifs inductifs et resistifs |
GB2539485A (en) | 2015-06-18 | 2016-12-21 | Mcor Tech Ltd | 3D Printing apparatus and a corresponding 3D metal printing method |
HK1215916A2 (zh) | 2015-08-06 | 2016-09-23 | 佳俊電子有限公司 | 三維打印機 |
US10974337B2 (en) | 2015-08-17 | 2021-04-13 | Illinois Tool Works Inc. | Additive manufacturing systems and methods |
US9731445B2 (en) | 2015-08-20 | 2017-08-15 | The Boeing Company | Additive manufacturing systems and methods for magnetic materials |
US10406801B2 (en) | 2015-08-21 | 2019-09-10 | Voxel8, Inc. | Calibration and alignment of 3D printing deposition heads |
WO2017035228A1 (en) | 2015-08-24 | 2017-03-02 | Desktop Metal, Inc. | Three-dimensional electrohydrodynamic printing of metallic objects |
US10315247B2 (en) | 2015-09-24 | 2019-06-11 | Markforged, Inc. | Molten metal jetting for additive manufacturing |
KR101614860B1 (ko) | 2015-10-26 | 2016-04-25 | 비즈 주식회사 | 아크 및 합금금속분말 코어 와이어를 이용한 ded 아크 3차원 합금금속분말 프린팅 방법 및 그 장치 |
US10513080B2 (en) | 2015-11-06 | 2019-12-24 | United States Of America As Represented By The Administrator Of Nasa | Method for the free form fabrication of articles out of electrically conductive filaments using localized heating |
US10527106B2 (en) | 2015-11-17 | 2020-01-07 | Illinois Tool Works Inc. | Wire feed limiter |
US10173288B2 (en) | 2015-11-17 | 2019-01-08 | Illinois Tool Works Inc. | Metalworking system with force controlled wire feed start operation |
US10058956B2 (en) | 2015-11-17 | 2018-08-28 | Illinois Tool Works Inc. | Metalworking wire feeder system with force control operation |
US10864593B2 (en) | 2015-11-17 | 2020-12-15 | Illinois Tool Works Inc. | Wire feeder for welding |
US20170144373A1 (en) | 2015-11-23 | 2017-05-25 | Battelle Memorial Institute | Method and system for three-dimensional printing of conductive materials |
US20170252851A1 (en) | 2016-03-02 | 2017-09-07 | Desktop Metal, Inc. | Additive manufacturing with metallic composites |
CN108698297A (zh) | 2015-12-16 | 2018-10-23 | 德仕托金属有限公司 | 用于增材制造的方法和系统 |
US20170173877A1 (en) | 2015-12-16 | 2017-06-22 | Desktop Metal, Inc. | Layer-forming nozzle exit for fused filament fabrication process |
US10571892B2 (en) | 2016-02-02 | 2020-02-25 | The Boeing Company | Preform fabrication system |
US20170236639A1 (en) | 2016-02-16 | 2017-08-17 | Digital Alloys Incorporated | Magnet fabrication by additive manufacturing |
US9919360B2 (en) | 2016-02-18 | 2018-03-20 | Velo3D, Inc. | Accurate three-dimensional printing |
US20170252819A1 (en) | 2016-03-03 | 2017-09-07 | Desktop Metal, Inc. | Build surfaces for semi-solid metallic additive fabrication |
US20170252811A1 (en) | 2016-03-03 | 2017-09-07 | Desktop Metal, Inc. | Selective pneumatic jetting of metal for additive manufacturing |
US10639717B2 (en) | 2016-03-03 | 2020-05-05 | Desktop Metal, Inc. | Magnetohydrodynamic formation of support structures for metal manufacturing |
JP2019518864A (ja) | 2016-03-03 | 2019-07-04 | デスクトップ メタル インコーポレイテッドDesktop Metal, Inc. | 金属造形材料を用いた付加製造 |
KR20180118763A (ko) | 2016-03-03 | 2018-10-31 | 데스크탑 메탈, 인크. | 제조시의 금속의 자기유체역학적 증착 |
CN105690771B (zh) | 2016-04-01 | 2018-04-03 | 广西科技大学 | 一种3d打印料丝送料夹紧导向装置 |
US10234342B2 (en) | 2016-04-04 | 2019-03-19 | Xerox Corporation | 3D printed conductive compositions anticipating or indicating structural compromise |
CN109195776A (zh) | 2016-04-14 | 2019-01-11 | 德仕托金属有限公司 | 具有支撑结构的增材制造 |
JP6730452B2 (ja) | 2016-05-12 | 2020-07-29 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー.Hewlett‐Packard Development Company, L.P. | 3d物体の部分の品質予測 |
US11241753B2 (en) | 2016-07-08 | 2022-02-08 | Norsk Titanium As | Contact tip contact arrangement for metal welding |
US20180050414A1 (en) | 2016-08-18 | 2018-02-22 | Camarc Llc | Welding system used with additive manufacturing |
US11440261B2 (en) | 2016-11-08 | 2022-09-13 | The Boeing Company | Systems and methods for thermal control of additive manufacturing |
US10965081B2 (en) | 2016-12-02 | 2021-03-30 | The Boeing Company | Apparatuses for manipulating a wire |
TWI602765B (zh) | 2016-12-02 | 2017-10-21 | 財團法人工業技術研究院 | 三維列印供料裝置與可變孔口裝置 |
WO2018191728A1 (en) | 2017-04-14 | 2018-10-18 | Desktop Metal, Inc. | High density 3d printing |
US20190061336A1 (en) | 2017-08-29 | 2019-02-28 | Xyzprinting, Inc. | Three-dimensional printing method and three-dimensional printing apparatus using the same |
US10421124B2 (en) | 2017-09-12 | 2019-09-24 | Desktop Metal, Inc. | Debinder for 3D printed objects |
US20190091933A1 (en) | 2017-09-22 | 2019-03-28 | Desktop Metal, Inc. | Method And Apparatus For Controlling Heat For Improved Extrudate Flow In Three-Dimensional (3D) Printing |
US11702367B2 (en) | 2017-10-17 | 2023-07-18 | Desktop Metal, Inc. | Binder jetting in additive manufacturing of inhomogeneous three-dimensional parts |
US20190168301A1 (en) | 2017-10-20 | 2019-06-06 | Desktop Metal, Inc. | Tunable layer adhesion for fused filament fabrication of metallic build materials |
WO2019078974A1 (en) | 2017-10-20 | 2019-04-25 | Desktop Metal, Inc. | NOZZLE MAINTENANCE TECHNIQUES FOR ADDITIVE MANUFACTURING SYSTEMS |
US20190210106A1 (en) | 2017-12-15 | 2019-07-11 | Desktop Metal, Inc. | Debinding of 3D Printed Objects |
US10940533B2 (en) | 2017-12-26 | 2021-03-09 | Desktop Metal, Inc. | System and method for controlling powder bed density for 3D printing |
US10906249B2 (en) | 2018-01-05 | 2021-02-02 | Desktop Metal, Inc. | Method for reducing layer shifting and smearing during 3D printing |
US11491720B2 (en) | 2018-02-07 | 2022-11-08 | Desktop Metal, Inc. | Systems, devices, and methods for additive manufacturing |
US20190240734A1 (en) | 2018-02-08 | 2019-08-08 | Desktop Metal, Inc. | Geometry For Debinding 3D Printed Parts |
JP2019159848A (ja) | 2018-03-13 | 2019-09-19 | 富士ゼロックス株式会社 | 情報処理装置及びプログラム |
JP2021518285A (ja) | 2018-03-19 | 2021-08-02 | デジタル・アロイズ・インコーポレイテッド | 三次元物体を印刷するための装置、方法およびシステム |
NZ764390A (en) | 2018-04-14 | 2021-07-30 | Aml3D Ltd | Method and apparatus for manufacturing 3d metal parts |
WO2019246253A1 (en) | 2018-06-20 | 2019-12-26 | Digital Alloys Incorporated | Closed-loop preload for wire feeding |
WO2019246308A1 (en) | 2018-06-20 | 2019-12-26 | Digital Alloys Incorporated | Multi-diameter wire feeder |
JP2021531981A (ja) | 2018-08-07 | 2021-11-25 | デジタル・アロイズ・インコーポレイテッド | ワイヤ供給堆積プロセス用のワイヤ力センサ |
-
2015
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2017
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2019
- 2019-05-22 JP JP2019095656A patent/JP6847152B2/ja active Active
-
2022
- 2022-12-21 US US18/085,921 patent/US11813690B2/en active Active
-
2023
- 2023-10-11 US US18/485,136 patent/US20240116123A1/en active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015160217A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | 国立大学法人東京農工大学 | 三次元造形装置、三次元造形物の造形方法、および三次元製造装置の制御プログラム |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11853033B1 (en) | 2019-07-26 | 2023-12-26 | Relativity Space, Inc. | Systems and methods for using wire printing process data to predict material properties and part quality |
JP2022100050A (ja) * | 2020-12-23 | 2022-07-05 | 三菱電機株式会社 | 付加製造装置および付加製造方法 |
JP7394743B2 (ja) | 2020-12-23 | 2023-12-08 | 三菱電機株式会社 | 付加製造装置および付加製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US10029406B2 (en) | 2018-07-24 |
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US20170341306A1 (en) | 2017-11-30 |
GB2549653B (en) | 2019-01-09 |
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US9956640B2 (en) | 2018-05-01 |
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US20160167156A1 (en) | 2016-06-16 |
CN107206536A (zh) | 2017-09-26 |
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