JP2019210551A - 複合金属間化合物およびセラミック構造体の積層造形 - Google Patents

Abstract

【課題】費用および労力を軽減した改良型３Ｄ印刷システムを提供する。【解決手段】システム（100）は、３Ｄプリンタ（110）、油圧プレスおよびキルンを含む。３Ｄプリンタは、プリントベッド（140）、第１のプリントヘッド（120）、および第２のプリントヘッド（130）を有する。第１および第２プリントヘッドは、第１および第２粉末層をプリントベッド上にそれぞれ堆積させるよう構成される。油圧プレスは、生素地を圧縮して圧縮生素地を形成するよう構成される。キルンは、物体を形成するよう圧縮生素地を反応温度まで加熱するよう構成される。物体は、第１の粉末の過剰分で包囲される。キルンはまた、第１の粉末の過剰分で包囲された物体を溶融温度まで加熱するよう構成される。溶融温度は、第１の粉末の融点以上かつ物体の融点未満である。【選択図】図１Ａ

Description

本開示内容は、一般に、三次元（３Ｄ）印刷（プリンティング）、特に現場で本質的に材料の過剰分によって支持された複合金属間化合物およびセラミック構造体の３Ｄ印刷に関する。

三次元（３Ｄ）印刷は、物体を「積み上げる」ことによって物体の製造を可能にするアディティブマニュファクチャリング（積層造形）プロセスである。物体の形状を形成するために材料をバルク材料から除去するサブトラクティブ（除去）技術、例えば機械加工とは対照的に、３Ｄ印刷は、物体の形状を形成するために材料の連続層を堆積させる。３Ｄ印刷に用いられる典型的な材料としては、プラスチック、セラミック、および金属が挙げられる。

幾つかの実施形態によれば、システムが三次元（３Ｄ）プリンタ、油圧プレス、およびキルンを含む。三次元プリンタは、プリントベッド、第１のプリントヘッド、および第２のプリントヘッドを有する。プリントベッドは、不活性材料から成る。第１のプリントヘッドは、第１の粉末の層をプリントベッド上に堆積させるよう構成される。第２のプリントヘッドは、第２の粉末の層をプリントベッド上に堆積させるよう構成される。第１の粉末の層と第２の粉末の層は、生素地を形成する。油圧プレスは、生素地を圧縮して圧縮生素地を形成するよう構成される。キルンは、物体を形成するよう圧縮生素地を反応温度まで加熱するよう構成される。物体は、第１の粉末の過剰分で包囲される。キルンはまた、第１の粉末の過剰分で包囲された物体を溶融温度まで加熱するよう構成される。溶融温度は、第１の粉末の融点以上かつ物体の融点未満である。

他の実施形態では、積層造形のための方法が第１のプリントヘッドを用いて第１の粉末の第１の層をプリントベッド上に堆積させ、第２のプリントヘッドを用いて第２の粉末の第２の層をプリントベッド上に堆積させることによって生素地を形成するステップを含む。本方法は、油圧プレスを用いて生素地を圧縮して圧縮生素地を形成するステップをさらに含む。本方法は、キルンを用いて圧縮生素地を反応温度まで加熱して物体を形成するステップをさらに含み、物体は、第１の粉末の過剰分によって包囲される。本方法は、キルンを用いて第１の粉末の過剰分によって包囲された物体を溶融温度まで加熱するステップをさらに含み、溶融温度は、第１の粉末の融点以上かつ物体の融点未満である。溶融温度までの加熱により第１の粉末の過剰分を物体の周りから溶融させる。

さらに他の実施形態では、三次元（３Ｄ）プリンタが不活性材料から成るプリントベッドと、第１のプリントヘッドと、第２のプリントヘッドと、制御ユニットとを有する。制御ユニットは、第１のプリントヘッドを用いて第１の粉末の第１の層をプリントベッド上に堆積させるよう構成される。制御ユニットはまた、第２のプリントヘッドを用いて第２の粉末の第２の層をプリントベッド上に堆積させるよう構成される。第１の粉末の層と第２の粉末の層は、生素地を形成する。生素地は、圧縮状態の生素地を形成するよう油圧プレス内で圧縮されるよう構成される。圧縮生素地は、第１の粉末の過剰分によって包囲された物体を形成するようキルン内で反応温度まで加熱されるよう構成される。第１の粉末の過剰分によって包囲された物体は、キルン内で溶融温度まで加熱されるよう構成される。溶融温度は、第１の粉末の融点以上かつ物体の融点未満である。

ある特定の実施形態の技術的利点としては、生素地を第１の粉末および第２の粉末から３Ｄ印刷した後、油圧プレスを用いて生素地を圧縮し、そして圧縮状態の生素地を反応温度まで加熱して第１の粉末の過剰分によって包囲された物体を形成することができるということにある。第１の粉末の過剰分は、物体がキルン内で反応温度において形成されているときに物体を構造的に支持することができる。この構造的支持は、自立型構造体、例えば立方体またはカップだけを用いて物体を形成するという制限なしに、より複雑な物体の形成を可能にすることができる。この構造的支持はまた、キルン内での加熱中に生素地のためのカスタマイズされた構造的支持体を必要としないでより複雑な物体の形成を可能にすることができる。この構造的支持はまた、物体の形成にとって汚染源である場合のある結合剤の使用なしでより複雑な物体の形成を可能にすることができる。第１の粉末の過剰分はまた、キルン内の雰囲気による汚染から物体の形成を保護することができる。第１の粉末の過剰分がキルン内で物体を形成する反応の場を包囲した状態で、反応は、雰囲気中の酸素から保護され、酸化の恐れが減少する。したがって、生素地は、不活性雰囲気を必要としないで、キルン内での雰囲気中において焼かれることが可能である。他の技術的利点は、以下の図、説明、および特許請求の範囲の記載から当業者には容易に明らかであろう。さらに、特定の利点を上記において列挙したが、種々の実施形態は、列挙した利点のうちの全てを含むことができ、幾つかを含むことができ、あるいはこれらを全く含まなくても良い。

開示する実施形態ならびにこれらの特徴および利点のより完全な理解のため、次に、添付の図面と関連して行われる以下の説明を参照する。

ある特定の実施形態による３Ｄプリンタシステムの一例を示す図である。 ある特定の実施形態に従って、第１の層が堆積された状態のワークボックスの一例を示す図である。 ある特定の実施形態に従って、追加の層を堆積させたときであるが最後の層を堆積させる前における３Ｄ印刷中のワークボックスの一例を示す図である。 ある特定の実施形態に従って、最終の層を堆積させた時のワークボックスの一例を示す図である。 ある特定の実施形態に従って、第１の粉末の過剰分によって包囲された一例としての物体を示す図である。 ある特定の実施形態に従って、第１の粉末の過剰分によって包囲された圧縮状態の生素地の一例を示す図である。 ある特定の実施形態に従って、第１の粉末の過剰分によって包囲された一例としての物体を示す図である。 ある特定の実施形態に従って、第１の粉末の過剰分の除去中における一例としての物体を示す図である。 ある特定の実施形態による積層造形方法を示す図である。 ある特定の実施形態に従って、図１の３Ｄプリンタを制御するために使用できる一例としてのコンピュータシステムを示す図である。

本開示内容の実施形態およびその利点は、図１〜図４を参照することによって最も良く理解され、同一の符号は、種々の図の同一および対応の部品について用いられている。

粉末を利用した３Ｄ印刷金属間化合物構造体の現行の技術は、予備混合金属粉末および結合剤を用いる場合が多く、この結合剤は、粉末によって作られかつ粉末によって一つにまとめられる生素地を作る。次に、この生素地をキルンまたは火炉内で加熱して結合剤を気化させて後に金属間化合物物体を残す。結合剤を加熱により生素地から除去することにより、生素地は、多孔質となり、それにより最終の金属間化合物物体で利用できる密度範囲が制限される。また、その結果、結合剤のうちの全てを完全に除去することができない場合、幾分かの残留結合剤汚染物が生じる。キルン内での加熱はまた、代表的には、雰囲気中の酸素による酸化から金属間化合物を形成する反応を保護するよう不活性雰囲気中で行われなければならない。キルン内に不活性雰囲気を維持することにより、設備費および保守費が増大する。最後に、結合剤は、この結合剤が加熱によって除去されたときに金属間化合物物体をもはや一つにまとめることがないので、金属間化合物物体は、自立型構造体、例えば立方体または筒体を有する必要があり、かかる自立型構造体は、現行の技術を用いて作ることができる構造体の多様性を制限する。構造体が自立型ではない場合、カスタマイズされたサポート材が加熱中生素地の構造を支持するよう製作されなければならない。これらカスタマイズされたサポート材の必要性はまた、現行の粉末を利用した３Ｄ印刷技術を用いて金属間化合物構造体を作る期間、費用、および労力を増大させる。

これらの問題および他の問題をなくすため、本発明の実施形態は、第１の粉末の過剰分によって包囲された生素地を３Ｄ印刷し、そしてこの生素地および第１の粉末の過剰分を圧縮して、加熱前に圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された圧縮状態の生素地の状態にする。圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された圧縮生素地を反応温度まで加熱して圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された金属間化合物またはセラミック物体を形成する。圧縮状態の第１の粉末の過剰分は、反応中、金属間化合物またはセラミック物体の形成を支え、それにより結合剤またはカスタマイズされたサポート材の必要性がなくなるとともに種々の複雑な構造体を形成することができる。また、結合剤の必要性をなくすことにより、全体が高密度の非孔質構造体を含む種々の密度の構造体を形成することができる。加うるに、結合剤の必要性をなくすことにより、潜在的な汚染源が減少する。圧縮状態の第１の粉末の過剰分はまた、金属間化合物またはセラミックを形成する反応を酸化から保護し、それにより生素地の加熱が雰囲気中で起こることができる。金属間化合物またはセラミック物体をいったん形成すると、キルンを第１の粉末の融点まで加熱し、第１の粉末を溶融して金属間化合物またはセラミック物体の周りから除去する。

本開示内容の教示の認識するところによれば、３Ｄ印刷技術を油圧プレスとともに用いて圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された圧縮状態の生素地を形成することにより、種々の金属間化合物およびセラミックで作られた物体を種々の有用な形状に製作することができる。例えば、３Ｄ印刷技術を油圧プレスとともに用いて圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された圧縮状態の生素地を形成することにより、ほぼ任意の幾何学的形状または密度を有するタービン用ファンをプリンティングすることができる。別の一例として、３Ｄ印刷技術を油圧プレスとともに用いて圧縮状態の第１の粉末の過剰分とともに圧縮状態の生素地を形成することにより、シャトル用コックをプリンティングすることができる。さらに、互いに異なる金属または予備セラミック粉末を別々にまたは組み合わせて用いることによって、密度を含む印刷された物品の特性を種々の設計目的に合うよう変えることができる。

図１〜図４を用いてシステムを詳細に説明する。図１Ａは、ある特定の実施形態による３Ｄプリンタシステムの一例を示す図である。図１Ｂ、図１Ｃおよび図１Ｄは、ある特定の実施形態に従って、３Ｄ印刷中、３Ｄプリンタシステム１００のワークボックス１５０が粉末の層で徐々に満たされているときのワークボックス１５０の例示の連続した図である。図２Ａは、ある特定の実施形態に従って、第１の粉末の過剰分によって包囲された一例としての物体を示す図である。図２Ｂは、ある特定の実施形態に従って、圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された圧縮状態の生素地の一例を示す図である。図２Ｃは、ある特定の実施形態に従って、圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された一例としての物体を示す図である。図２Ｄは、ある特定の実施形態に従って、圧縮状態の第１の粉末の過剰分の除去中における一例としての物体を示す図である。図３は、ある特定の実施形態による積層造形方法を示す図である。図４は、ある特定の実施形態に従って、図１の３Ｄプリンタを制御するために使用できる一例としてのコンピュータシステムを示す図である。

図１Ａは、ある特定の実施形態によって一例としての３Ｄプリンタシステム１００を示している。３Ｄプリンタシステム１００は、３Ｄプリンタ１１０、第１のプリントヘッド１２０、第２のプリントヘッド１３０、プリントベッド１４０、およびワークボックス１５０を含む。一般に、３Ｄプリンタシステムのある特定の実施形態は、粉末の層、例えば層１２５，１３５をワークボックス１５０内でプリントベッド１４０上に堆積させて第１の粉末の過剰分によって包囲された生素地を形成するためにプリントヘッド１２０，１３０を用いる。第１の粉末の過剰分によって包囲された一例としての生素地が図２Ａに示されている。生素地および第１の粉末の過剰分は、圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された圧密化された圧縮生素地を形成するよう油圧プレスによって圧縮されるのが良い。圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された一例としての圧縮生素地が図２Ｂに示されている。油圧プレスは、生素地および第１の粉末の過剰分をワークボックス１５０内で圧縮することができる。圧縮生素地を包囲する圧縮状態の第１の粉末の過剰分は、圧縮生素地を包囲する第１の粉末から得られた固体金属を含むのが良い。

圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された（または第１の粉末から得られた固体金属によって囲まれた）圧縮生素地をキルン内において反応温度で加熱して圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された（または第１の粉末から得られた固体金属によって囲まれた）金属間化合物またはセラミック物体、例えば物体２１５を形成するのが良い。圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された一例としての物体が図２Ｃに示されている。キルンは、圧縮生素地および圧縮状態の第１の粉末の過剰分をワークボックス１５０内で反応温度まで加熱することができる。幾つかの実施形態では、油圧プレスは、キルン内での加熱に先立って、生素地および第１の粉末の過剰分を圧縮する。圧縮生素地は、加熱中にアクティブな圧縮をもはや必要としない凝集性の高密度状態にあると言える。他の実施形態では、油圧プレスは、生素地が物体を形成するよう反応温度まで加熱された状態で、生素地および第１の粉末の過剰分をキルン内で能動的にかつ連続的に圧縮するのが良い。

圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された物体をキルン内で溶融温度まで加熱して溶融を介して圧縮状態の第１の粉末の過剰分を除去して物体を後に残すのが良い。変形例として、圧縮状態の第１の粉末の過剰分を化学的手段、例えば酸性または苛性エッチングバスによって除去しても良い。本発明は、圧縮状態の第１の過剰分（または第１の粉末から得られた固体金属）を物体から除去するのに適した任意の技術を想定しており、かかる技術としては、溶融、化学エッチング、および／または機械加工が挙げられる。

ワークボックス１５０は、３Ｄ印刷中に粉末の層を収容するのに適しており、油圧圧縮中に第１の粉末の過剰分によって包囲される生素地を収容するのに適しており、かつ／あるいはキルン内での加熱中に圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲される圧縮状態の生素地を収容するのに適した任意材料で作られている任意寸法または形状の任意のボックス、容器、またはエンクロージャであって良い。ワークボックス１５０は、プリントベッド１４０を包囲することができる固体エンクロージャを含むことができる。プリントヘッド１２０，１３０は、ワークボックス１５０に入って粉末の層を堆積させることができる。一例として、ワークボックス１５０としては、金属ボックスが挙げられる。

プリントベッド１４０は、粉末の層をこれに、例えば粉末ベッドボックス上に堆積させることができる不活性材料の任意の表面であって良い。粉末の層をプリントベッド１４０と反応しない状態でプリントベッド１４０上に堆積させるのが良い。幾つかの実施形態では、粉末の層を収容する粉末ベッドボックスの容積は、圧縮状態の生素地を形成するよう油圧の作用で圧縮されるのが良い。

プリントヘッド１２０，１３０は、粉末の層、例えば第１の粉末の第１の層１２５および第２の粉末の第２の層１３５をワークボックス１５０内のプリントベッド１４０上に堆積させる。プリントヘッド１２０，１３０は、予備混合形態か非予備混合形態かのいずれかの状態で任意の数の粉末の層を堆積させることができる。プリントヘッド１２０，１３０は、当該技術分野において知られている任意の３Ｄ印刷または積層造形プリントヘッドまたは公知の粉末堆積３Ｄ印刷または積層造形技術において粉末の層を堆積させるのに適した任意他の適当な装置であって良い。例えば、プリントヘッド１２０および／またはプリントヘッド１３０は、エーロゾルジェット印刷プリントヘッド、例えばオプトメック（Optomec）であるのが良い。幾つかの実施形態では、プリントヘッド１２０は、第１の粉末の層をバルク堆積させるよう構成されているのが良く、プリントヘッド１３０は、第２の粉末の層をパターン堆積させるよう構成されているのが良い。３Ｄプリンタシステム１００は、特定の数のプリントヘッド１２０および／または１３０を示しているが、本発明は、任意適当な数のプリントヘッドを任意適当な配置状態で有する任意適当な３Ｄプリンタシステム１００を想定している。例えば、望ましい物体の組成が三元粉末組み合わせを含む場合、３つまたは４つ以上のプリントヘッドを用いるのが良い。

第１の層１２５は、第１の粉末を含むことができ、第２の層１３５は、第２の粉末を含むことができる。幾つかの実施形態では、第１の粉末および第２の粉末は、プリンティングされる物体の所望の組成に応じて、種々の金属または予備セラミック粉末の組成を有するのが良い。幾つかの実施形態では、第２の粉末は、２種類以上の金属および／または予備セラミック粉末を含む予備混合粉末である。一例として、第１の粉末は、アルミニウム（Ａｌ）であるのが良く、第２の粉末は、チタン（Ｔｉ）であるのが良い。別の一例として、第１の粉末は、チタン（Ｔｉ）であるのが良く、第２の粉末は、炭素を主成分とする（Ｃ）粉末であるのが良い。本発明は、任意適当な配置状態にある任意適当な数の第１の層１２５および／または第２の層１３５を想定している。本発明はさらに、例えば二元、三元、およびそれ以上のプリンティングされた物体を形成するよう任意適当な数の粉末を含む第２の層１３５を想定している。

幾つかの実施形態では、３Ｄプリンタシステム１００は、制御ユニット１６０を含むのが良い。制御ユニット１６０は、命令を３Ｄプリンタ１１０に提供することによって物体のプリンティングを制御するコンピュータシステムを含むのが良い。制御ユニット１６０は、３Ｄプリンタ１１０の外部に位置するか３Ｄプリンタ１１０に組み込まれるかのいずれであっても良い。以下において、図４を参照して制御ユニット１６０のある特定の実施形態について詳細に説明する。

図１Ｂ、図１Ｃおよび図１Ｄは、ワークボックス１５０が３Ｄ印刷中、粉末の層で徐々に満たされているときのワークボックス１５０の例示の連続的な図である。図１Ｂは、第１の層１２５を堆積させた状態のワークボックス１５０の一例としての図である。第１の層１２５は、第１の粉末２２０の過剰分によって包囲されるのが良い。図１Ｃは、追加の層を堆積させたときであるが最後の層を堆積させる前における３Ｄ印刷中のワークボックス１５０の一例の図である。例えば、図１Ｃは、中間層１４５の一例としての図である。追加の層、例えば層１４５が第１の粉末２２０の過剰分によって包囲されるのが良い。図１Ｄは、最終の層、例えば最終層１５５を堆積させたときのワークボックス１５０の一例としての図である。最終の層１５５を堆積させることにより生素地２１０を形成することができる。生素地２１０は、第１の粉末２２０の過剰分によって包囲されるのが良い。

図２Ａは、ある特定の実施形態に従って第１の粉末２２０の過剰分によって包囲された一例としての生素地２１０を示している。生素地２１０は、３Ｄ印刷後であるが油圧圧縮前における図２Ａに示されているように、第１の粉末２２０の過剰分によって包囲されるのが良い。第１の粉末２２０は、金属間化合物またはセラミック物体を反応温度で形成するのに適した任意の金属または炭素を主成分とする粉末であるのが良く、この場合、第１の粉末２２０の融点は、形成される金属間化合物またはセラミック物体の融点よりも低い。例えば、第１の粉末２２０は、アルミニウム、チタン、または希土類金属であるのが良い。生素地２１０は、３Ｄ印刷中に堆積した粉末の層を含むことができる。

第１の粉末２２０の過剰分によって包囲された生素地２１０は、圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分によって包囲された圧縮状態の生素地２１２を形成するよう油圧プレスによって圧縮されるのが良い。生素地２１０は、油圧圧縮中における沈みを考慮に入れるために圧縮生素地２１２および／または所望の金属間化合物および／またはセラミック物体と比較して、伸長されたまたは細長い形態または形状を有するのが良い。

図２Ｂは、ある特定の実施形態に従って圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分によって包囲された一例としての圧縮状態の生素地２１２を示している。圧縮生素地２１２は、油圧圧縮後であるがキルン内における反応温度までの加熱前に、圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分によって包囲されるのが良い。油圧圧縮後、圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分は、圧縮生素地２１２を囲む固体金属を形成するのが良い。圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分は、圧縮生素地２１２を雰囲気から保護するとともに内側の圧縮生素地２１２の構造を支持することができる。第１の粉末２２０の過剰分のこれらの利点により、生素地を不活性雰囲気内ではなく大気中で加熱することができ、しかも結合剤を使用しないで複雑な非自立型支持構造体の形成が可能である。

圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分によって包囲された圧縮生素地２１２をキルン内で反応温度まで加熱することにより物体２１５を形成することができる。キルン内での反応温度への加熱後に圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分によって包囲された物体２１５の一例が図２Ｃに示されている。物体２１５は、粉末を利用した３Ｄ印刷技術によりプリンティングされた任意寸法または形状のものであることが可能である。幾つかの実施形態では、物体２１５は、制御ユニット１６０によってプログラムされた任意の寸法、形状、または他の特性を備えることができる。物体２１５の形状は、圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分が結合剤を使用しないで加熱中に物体２１５の形成を支えることができるので、複雑な非自立型の三次元形状であることが可能である。例えば、非限定的な例として、物体２１５は、タービン用ファンまたはシャトル用コックであるのが良い。物体２１５はまた、種々の密度のものであって良く、と言うのは、物体２１５を形成する元となる生素地は、これを一つにまとめるための結合剤を必要としないからである。粉末を利用した３Ｄ印刷技術によって形成された生素地２１０を圧縮して圧縮生素地２１２の状態にすることにより生素地２１０の寸法または形状を変更することができるので、制御ユニット１６０は、生素地２１０の寸法形状をプログラム際の歪み係数を考慮に入れることができ、その結果、物体２１５の所望の寸法形状を得ることができる。

物体２１５は、種々の金属間化合物またはセラミックの組成を有することができる。金属間化合物の一例として、物体２１５は、アルミニウム（Ａｌ）およびチタン（Ｔｉ）粉末を含む生素地から形成されたチタンアルミナイド（ＴｉＡｌ）で構成されるのが良く、この場合、アルミニウム（Ａｌ）が第１の粉末であるのが良い。金属間化合物の他の例として、チタン（Ｔｉ）およびスカンジウム（Ｓｃ）粉末がＴｉＳｃ金属間化合物物体２１５を作ることができまたはイットリウム（Ｙ）およびチタン（Ｔｉ）粉末がＴｉＹ金属間化合物物体２１５を作ることができる。セラミック組成物の一例として、物体２１５は、チタンおよび炭素を主成分とする粉末を含む生素地から形成された炭化チタンセラミック（ＴｉＣ）で構成されるのが良く、この場合、チタンが第１の粉末であるのが良い。セラミックの他の例として、タングステン（Ｗ）および炭素（Ｃ）を主成分とする粉末がＷＣセラミックを作るために使用されるのが良く、ハフニウム（Ｈｆ）および炭素（Ｃ）を主成分とする粉末がＨｆＣセラミックを作るために使用されるのが良く、シリコン（Ｓｉ）および炭素（Ｃ）を主成分とする粉末が炭化シリコンセラミックを作るために使用されるのが良い。物体２１５の二元組成物の例が提供されているが、物体２１５は、二元化合物には限定されず、かかる物体２１５は、追加の粉末の使用により、種々の三元および四元以上の金属間化合物またはセラミックで構成されても良い。

物体２１５がいったん形成されると、圧縮状態の粉末２２０の過剰分を種々の方法または技術、例えばキルン内での第１の粉末２２０の溶解に従ってかつ／あるいは化学的手段、例えば酸性または苛性エッチング浴によって物体２１５から除去するのが良い。幾つかの実施形態では、物体２１５を溶融温度まで加熱して溶融によって圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分を除去するのが良い。

図２Ｄは、ある特定の実施形態に従って溶融温度までの加熱中における物体２１５の例示の実施形態を示している。溶融温度までの加熱は、キルン内で起こるのが良い。溶融温度は、第１の粉末２２０の融点であっても良く、あるいは圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分を物体２１５から除去するのに十分な任意の温度であって良い。圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分を除去する溶融温度は、物体２１５を形成するための反応温度よりも高い温度であっても良いが、物体２１５の融点よりも低いのが良い。

図３は、ある特定の実施形態による積層造形方法を示している。方法３００は、３Ｄプリンタシステム１００によって実施されるのが良い。方法３００は、ステップ３０５で開始し、このステップでは、第１のプリントヘッド、例えば第１のプリントヘッド１２０を用いて第１の粉末の第１の層を堆積させる。第１の粉末は、第１の粉末２２０の過剰分に含まれる第１の粉末であるのが良い。例えば、第１の粉末は、アルミニウム（Ａｌ）であるのが良いが、これには限定されない。第１の粉末を堆積させて第１の層、例えば第１の層１２５を形成するのが良い。第１の粉末を容器中にまたはプレート上に、例えばワークボックス１５０内のプリントベッド１４０上に堆積させるのが良い。幾つかの実施形態では、第１の粉末をパターン化を行わないでバルク堆積させる。ステップ３１０では、第２のプリントヘッド、例えば第２のプリントヘッド１３０を用いて第２の粉末の第２の層を堆積させる。例えば、第２の粉末は、チタン（Ｔｉ）であるのが良いが、これには限定されない。第２の粉末を第１の粉末上にかつ／あるいは容器中にまたはプレート上に、例えばワークボックス１５０内のプリントベッド１４０上に堆積させるのが良い。幾つかの実施形態では、第２の粉末をパターン堆積させる。ステップ３０５およびステップ３１０では、第１の粉末の層および第２の粉末の層を所望の物体、例えば物体２１５の断面の形状をなして堆積させるのが良い。幾つかの実施形態では、第１の粉末の過剰分をステップ３０５で堆積させるのが良い。

ステップ３１５では、物体を形成するのに必要な第１および第２の粉末の層の全てが堆積されなかった場合、３Ｄプリンタ１００は、ステップ３０５に戻り、このステップにおいて、第１の粉末の新たな層を堆積させる。全ての断面をプリンティングし、その結果として生素地、例えば生素地２１０が得られると、方法３００は、ステップ３２０に進むのが良い。結果として得られる生素地を第１の粉末の過剰分によって包囲するのが良い。

ステップ３２０では、油圧プレスを用いて第１の粉末の過剰分によって包囲された生素地を圧縮して圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された圧縮状態の生素地、例えば圧縮生素地２１２を形成する。油圧プレスは、生素地を圧縮するための力を発生させる任意の装置であって良い。ステップ３２０は、大気中を含む任意の種々の条件の下で起こることができる。

ステップ３２５では、キルンを用いて圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された圧縮生素地を反応温度まで加熱して物体、例えば物体２１５を形成する。当業者であれば理解されるように、反応温度は、物体の所望の組成で決まる。例えば、物体の所望の組成がチタンアルミナイド金属間化合物（ＴｉＡｌ）である場合、第１の粉末は、アルミニウム（Ａｌ）であるのが良く、第２の粉末は、チタン（Ｔｉ）であるのが良い。反応温度は、チタン（Ｔｉ）とアルミニウム（Ａｌ）が反応してチタンアルミナイド金属間化合物（ＴｉＡｌ）を形成する温度であるのが良い。キルンは、種々のキルン、カロー、オーブン、または金属間化合物またはセラミック物体を形成する反応温度まで生素地を加熱することができる任意の加熱チャンバであるのが良い。キルン内での加熱は、大気中でまたは不活性雰囲気内で起こるのが良い。物体は、圧縮状態の第１の粉末の過剰分、例えば圧縮状態の第１の粉末２２０の過剰分によって包囲される。圧縮状態の第１の粉末の過剰分を反応させないでも物体を形成することができる。物体は、金属間化合物材料、セラミック、または反応により形成される任意の物体であるのが良い。物体は、第１の粉末よりも高い融点を有するのが良い。

ステップ３３０では、キルンを用いて圧縮状態の第１の粉末の過剰分によって包囲された物体を溶融温度まで加熱して物体を包囲している圧縮状態の第１の粉末の過剰分を溶融する。キルンは、溶融状態の第１の粉末を排出しまたは除去する任意の種々の機構体を含むのが良い。変形例として、第１の粉末の過剰分を化学的手段、例えば酸性または苛性エッチング浴によって除去しても良い。本発明は、第１の粉末の過剰分を除去するのに適した任意の技術を想定しており、かかる技術としては、溶融、化学エッチング、および／または機械加工が挙げられる。

プリンティング後、物体に使用のために物体を準備する追加の処理ステップを施すのが良い。プリンティング後処理の例としては、物体の塗装、物体の研磨、物体を化学的に不活性にしまたは物体を化学的にアクティブにするための物体の表面の処理、および多数のプリンティングされた物体からの別の物体または装置の組み立てが挙げられる。

図３に示されている方法３００に対して改造、追加、または省略を行うことができる。方法３００は、これよりも多いまたは少ないあるいは他のステップを含むことができる。例えば、ステップは、並行にまたは任意の適当な順序で実施できる。これらステップを実施するシステム１００の種々のコンポーネントとして説明したが、システム１００の任意適当なコンポーネントまたはコンポーネントの組み合わせは、本方法の１つまたは２つ以上のステップを実施することができる。

図４は、ある特定の実施形態に従って図１のシステムによって使用できる例示のコンピュータシステム４００を示している。１つまたは２つ以上のコンピュータシステム４００は、本明細書において説明しまたは図示した１つまたは２つ以上の方法の１つまたは２つ以上のステップを実施する。特定の実施形態では、１つまたは２つ以上のコンピュータシステム４００は、本明細書において説明しまたは図示する機能を実行する。特定の実施形態では、１つまたは２つ以上のコンピュータシステム４００上で実行するソフトウェアは、本明細書において説明しまたは図示した１つまたは２つ以上の方法の１つまたは２つ以上のステップを実施しまたは本明細書において説明しまたは図示する機能を実行する。特定の実施形態は、１つまたは２つ以上のコンピュータシステム４００の１つまたは２つ以上の部分を含む。本明細書において、コンピュータシステムと言った場合、これは、コンピューティング装置を含む場合があり、また該当する場合にはこれと逆の関係が成り立つ。さらに、コンピュータシステムと言った場合、これは、該当する場合には１つまたは２つ以上のコンピュータシステムを含む場合がある。

本発明は、任意適当な数のコンピュータシステム４００を想定している。本発明は、任意の適当な物理的形態を取るコンピュータシステム４００を想定している。一例として、コンピュータシステム４００は、埋め込み型コンピュータシステム、システム・オン・チップ（ＳＯＣ）、シングルボードコンピュータシステム（ＳＢＣ）（例えば、コンピュータ・オン・モジュール（ＣＯＭ）またはシステム・オン・モジュール（ＳＯＭ））、デスクトップ型コンピュータシステム、ラップトップ型またはノートブック型コンピュータシステム、対話式キオスク、メインフレーム、網状のコンピュータシステム、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、サーバ、タブレット型コンピュータシステム、もしくはこれらのうちの２つまたは３つ以上の組み合わせであるのが良い。該当する場合、コンピュータシステム４００は、１つまたは２つ以上のコンピュータシステム４００を含むことができ、一体形または分散型であって良く、多数の場所にまたがることができ、多数の機械にまたがることができ、多数のデータセンサにまたがることができ、あるいは１つまたは２つ以上のネットワーク中に１つまたは２つ以上のクラウドコンポーネントを含む場合のあるクラウド内に常駐しても良い。該当する場合、１つまたは２つ以上のコンピュータシステム４００は、実質的な空間的または時間的制限なしに、本明細書において説明しまたは図示した１つまたは２つ以上の方法の１つまたは２つ以上のステップを実施することができる。一例として、１つまたは２つ以上のコンピュータシステム４００は、リアルタイムでまたはバッチモードで本明細書において説明しまたは図示した１つまたは２つ以上の方法の１つまたは２つ以上のステップを実施することができる。１つまたは２つ以上のコンピュータシステム４００は、互いに異なる時点でまたは互いに異なる場所、該当する場合、本明細書において説明しまたは図示した１つまたは２つ以上の方法の１つまたは２つ以上のステップを実施することができる。

特定の実施形態では、コンピュータシステム４００は、プロセッサ４０２、メモリ４０４、記憶装置４０６、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インターフェース４０８、通信インターフェース４１０、およびバス４１２を含む。本開示は、特定の配置状態にある特定の数の特定のコンポーネントを含む特定のコンピュータシステムを説明するとともに図示しているが、本開示内容は、任意適当な配列状態にある任意適当な数の任意適当なコンポーネントを含む任意適当なコンピュータシステムを想定している。

特定の実施形態では、プロセッサ４０２は、命令、例えばコンピュータプログラムを構成する命令を実行するハードウェアを含む。一例として、命令を実行するため、プロセッサ４０２は、内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ４０４、または記憶装置４０６から命令を検索する（または取り出す）ことができ、これらを複合して実行することができ、そして次に１つまたは２つ以上の結果を内部レジスタ、内部キャッシュ、メモリ４０４、または記憶装置４０６に書き込むことができるが、これには限定されない。特定の実施形態では、プロセッサ４０２は、データ、命令、またはアドレスのための１つまたは２つ以上の内部キャッシュを有するのが良い。本発明は、代表する場合には任意適当な数の任意適当な内部キャッシュを含むプロセッサ４０２を想定している。一例として、プロセッサ４０２は、１つまたは２つ以上の命令キャッシュ、１つまたは２つ以上のデータキャッシュ、および１つまたは２つ以上の高速アドレス変換バッファ（ＴＬＢ）を含むのが良いが、これには限定されない。命令キャッシュ中の命令は、メモリ４０４または記憶装置４０６内の命令のコピーであるのが良く、命令キャッシュは、プロセッサ４０２によるこれら命令の検索をスピードアップすることができる。データキャッシュ中のデータは、プロセッサ４０２のところで命令の実行が行われるためのメモリ４０４または記憶装置４０６内のデータ、プロセッサ４０２のところで実行する次の命令によるアクセスのためのまたはメモリ４０４もしくは記憶装置４０６への書き込みのためにプロセッサ４０２のところで実行された先の命令の結果、または他の適当なデータのコピーであるのが良い。データキャッシュは、プロセッサ４０２による読み取りまたは書き込み操作をスピードアップすることができる。ＴＬＢは、プロセッサ４０２のための仮想アドレス変換をスピードアップすることができる。特定の実施形態では、プロセッサ４０２は、データ、命令、またはアドレスのための１つまたは２つ以上の内部レジスタを有するのが良い。本発明は、該当する場合、任意適当な数の任意適当な内部レジスタを有するプロセッサ４０２を想定している。該当する場合、プロセッサ４０２は、１つまたは２つ以上の算術論理演算ユニット（ＡＬＵ）を含む場合があり、マルチコアプロセッサであっても良く、あるいは１つまたは２つ以上のプロセッサ４０２を含んでも良い。本開示は、特定のプロセッサを記載するとともに図示しているが、本開示内容は、任意適当なプロセッサを想定している。

特定の実施形態では、メモリ４０４は、プロセッサ４０２が実行する命令またはプロセッサ４０２が扱うデータを記憶するメインメモリを含む。一例として、コンピュータシステム４００は、命令を記憶装置４０６または別のソース（例えば、別のコンピュータシステム４００）からメモリ４０４にロードするのが良いが、これには限定されない。次に、プロセッサ４０２は、これら命令をメモリ４０４から内部レジスタまたは内部キャッシュにロードするのが良い。命令を実行するため、プロセッサ４０２は、内部レジスタまたは内部キャッシュから命令を検索してこれらを複合するのが良い。命令の実施中または実施後、プロセッサ４０２は、１つまたは２つ以上の結果（かかる結果は、中間結果であっても良く最終結果であっても良い）を内部レジスタまたは内部キャッシュに書き込むのが良い。次に、プロセッサ４０２は、これらの結果のうちの１つまたは２つ以上メモリ４０４に書き込むのが良い。特定の実施形態では、プロセッサ４０２は、１つまたは２つ以上の内部レジスタもしくは内部キャッシュまたはメモリ４０４内（記憶装置４０６またはどこか別の場所ではなく）でのみ命令を実行し、そして１つまたは２つ以上の内部レジスタもしくは内部キャッシュまたはメモリ４０４内（記憶装置４０６またはどこか別の場所ではなく）でのみデータを扱う。１つまたは２つ以上のメモリバス（かかるバスは、各々、アドレスバスおよびデータバスを含むのが良い）は、プロセッサ４０２をメモリ４０４に結合することができる。バス４１２は、以下に説明するように１つまたは２つ以上のメモリバスを含むのが良い。特定の実施形態では、１つまたは２つ以上のメモリ管理ユニット（ＭＭＵ）がプロセッサ４０２とメモリ４０４との間に常駐し、そしてプロセッサ４０２により要求されるメモリ４０４へのアクセスを容易にする。特定の実施形態では、メモリ４０４は、読み取り書き込み記憶装置（ＲＡＭ）を含む。このＲＡＭは、該当する場合には揮発性メモリであるのが良い。該当する場合、このＲＡＭは、ダイナミックラム（ＤＲＡＭ）またはスタティックラム（ＳＲＡＭ）であるのが良い。さらに、該当する場合、このＲＡＭは、シングルポートＲＡＭであっても良くマルチポートＲＡＭであっても良い。本発明は、任意適当なＲＡＭを想定している。メモリ４０４は、該当する場合、１つまたは２つ以上のメモリ４０４を含むのが良い。本開示は、特定のメモリを記載するとともに図示しているが、本開示内容は、任意適当なメモリを想定している。

特定の実施形態では、記憶４０６は、データまたは命令のための大容量記憶装置を含む。一例として、記憶装置４０６は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、フロッピーディスクドライブ、フラッシュメモリ、光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープ、もしくはユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ドライブまたはこれらのうちの２つまたは３つ以上の組み合わせを含むのが良いが、これらには限定されない。記憶装置４０６は、該当する場合、取り外し可能なまたは取り外すことができない（または固定された）媒体を含む場合がある。記憶装置４０６は、該当する場合、コンピュータシステム４００の内部に位置しても良く外部に位置しても良い。特定の実施形態では、記憶装置４０６は、不揮発性ソリッドステートメモリである。特定の実施形態では、記憶装置４０６は、読み取り専用記憶装置（ＲＯＭ）を含む。該当する場合、このＲＯＭは、マスクプログラムドＲＯＭ、プログラマブルＲＯＭ（ＰＲＯＭ）、消去可能なＰＲＯＭ（ＥＰＲＯＭ）、電気的に消去可能なＰＲＯＭ（ＥＥＰＲＯＭ）、電気的に書き換え可能なＲＯＭ（ＥＡＲＯＭ）、もしくはフラッシュメモリまたはこれらのうちの２つまたは３つ以上の組み合わせであるのが良い。本開示内容は、任意適当な物理的形態を取る大容量記憶装置４０６を想定している。記憶装置４０６は、該当する場合、プロセッサ４０２と記憶装置４０６との通信を容易にする１つまたは２つ以上の記憶装置制御ユニットを含むのが良い。該当する場合、記憶装置４０６は、１つまたは２つ以上の記憶装置４０６を含むのが良い。本開示は、特定の記憶装置を記載するとともに図示しているが、本開示内容は、任意適当な記憶装置を想定している。

特定の実施形態では、Ｉ／Ｏインターフェース４０８は、コンピュータシステム４００と１つまたは２つ以上のＩ／Ｏ装置との通信を可能にする１つまたは２つ以上のインターフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア、またはこれらの両方を含む。コンピュータシステム４００は、該当する場合、これらＩ／Ｏ装置のうちの１つまたは２つ以上を含むのが良い。これらＩ／Ｏ装置のうちの１つまたは２つ以上は、人とコンピュータシステム４００との通信を可能にすることができる。一例として、Ｉ／Ｏ装置は、キーボード、キーパッド、マイクロホン、モニタ、マウス、プリンタ、スキャナ、スピーカ、スチルカメラ、スタイラス、タブレット、タッチスクリーン、トラックボール、ビデオカメラ、別の適当なＩ／Ｏ装置またはこれらのうちの２つもしくは３つ以上の組み合わせを含むのが良いが、これらには限定されない。Ｉ／Ｏ装置は、１つまたは２つ以上のセンサを含むのが良い。本開示内容は、任意適当なＩ／Ｏ装置およびこれらのための任意適当なＩ／Ｏインターフェース４０８を想定している。該当する場合、Ｉ／Ｏインターフェース４０８は、プロセッサ４０２がこれらＩ／Ｏ装置のうちの１つまたは２つ以上をドライブすることができるようにする１つまたは２つ以上の装置またはソフトウェアドライバを含むのが良い。Ｉ／Ｏインターフェース４０８は、該当する場合、１つまたは２つ以上のＩ／Ｏインターフェース４０８を含むのが良い。本開示は、特定のＩ／Ｏインターフェースを記載するとともに図示しているが、本開示内容は、任意適当なＩ／Ｏインターフェースを想定している。

特定の実施形態では、通信インターフェース４１０は、コンピュータシステム４００と１つもしくは２つ以上の他のコンピュータシステム４００または１つもしくは２つ以上のネットワークとの通信（例えば、パケット通信）のための１つまたは２つ以上のインターフェースを提供するハードウェア、ソフトウェア、またはこれら両方を含む。一例として、通信インターフェース４１０は、イーサネット(登録商標)（Ethernet）または他のワイヤード（有線）ネットワークと通信可能なネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ）もしくはネットワークアダプタまたはワイヤレスネットワーク、例えばＷｉ‐Ｆｉネットワークと通信可能なワイヤレスアダプタを含むことができるが、これらには限定されない。本開示内容は、任意適当なネットワークおよびこのための任意適当な通信インターフェース４１０を想定している。一例として、コンピュータシステム４００は、アドホックネットワーク、パーソナル・エリア・ネットワーク（ＰＡＮ）、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）、メトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）、またはインターネット（Internet）の１つまたは２つ以上の部分あるいはこれらのうちの２つもしくは３つ以上の組み合わせと通信することができるが、これらには限定されない。これらネットワークのうちの１つまたは２つ以上の部分は、ワイヤードであっても良くワイヤレスであっても良い。一例として、コンピュータシステム４００は、ワイヤレスＰＡＮ（ＷＰＡＮ）（例えば、BLUETOOTH(登録商標) WPAN）、Ｗｉ‐Ｆｉネットワーク、Ｗｉ‐ＭＡＸネットワーク、携帯電話ネットワーク（例えば、モバイル通信用グローバルシステム（ＧＳＭ(登録商標)）ネットワーク）、もしくは他の適当なワイヤレスネットワークまたはこれらのうちの２つまたは３つ以上の組み合わせと通信することができる。コンピュータシステム４００は、該当する場合、これらネットワークのうちの任意のもののための任意適当な通信インターフェース４１０を含むのが良い。通信インターフェース４１０は、該当する場合、１つまたは２つ以上の通信インターフェース４１０を含むのが良い。本開示は、特定の通信インターフェースを記載するとともに図示しているが、本開示内容は、任意適当な通信インターフェースを想定している。

特定の実施形態では、バス４１２は、コンピュータシステム４００のコンポーネントを互いに結合するハードウェア、ソフトウェア、またはこれら両方を含む。一例として、バス４１２は、アクセラレーテッド・グラフィックス・ポート（ＡＧＰ）もしくは他のグラフィックスバス、高度業界標準アーキテクチャ（ＥＩＳＡ）バス、フロントサイドバス（ＦＳＢ）、HYPERTRANSPORT（ＨＴ）インターコネクト、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、INFINIBANDインターコネクト、ロー・ピン・カウント（ＬＰＣ）バス、メモリバス、マイクロ・チャネル・アーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、ペリフェラル・コンポーネント・インターコネクト（ＰＣＩ）バス、ＰＣＩ‐エクスプレス（ＰＣＩｅ）バス、シリアル・アドバンスド・テクノロジー・アタッチメント（ＳＡＴＡ）バス、ビデオ・エレクトロニクス規格協会ローカル（ＶＬＢ）バス、もしくは別の適当なバスまたはこれらのうちの２つまたは３つ以上の組み合わせを含むのが良いが、これらには限定されない。バス４１２は、該当する場合、１つまたは２つ以上のバス４１２を含むのが良い。本開示は、特定のバスを記載するとともに図示しているが、本開示内容は、任意適当なバスまたはインターコネクトを想定している。

コンピュータシステム４００のコンポーネントは、一体形であっても良くセパレート型であっても良い。幾つかの実施形態では、コンピュータシステム４００のコンポーネントは、各々、単一のシャーシ内に収容されるのが良い。これよりも多いもしくは少ないまたは他のコンポーネントによって実施できる。加うるに、ソフトウェア、ハードウェア、他の論理回路、またはこれらの任意の適当な組み合わせを含むことができる任意適当な論理回路を用いてコンピュータシステム４００の操作を実施することができる。

本明細書において、１つまたは複数のコンピュータ可読非一過性記憶媒体は、該当する場合、１つまたは２つ以上の半導体利用または他の集積回路（ＩＣ）（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ））、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ハイブリッド・ハード・ドライブ（ＨＨＤ）、光ディスク、磁気ディスクドライブ（ＯＤＤ）、光磁気ディスク、光磁気ドライブ、フロッピーディスケット、フロッピーディスクドライブ（ＦＤＤ）、磁気テープ、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ＲＡＭドライブ、SECURE DIGITALカードもしくはドライブ、任意適当な他のコンピュータ可読非一過性記憶媒体、またはこれらのうちの２つもしくは３つ以上の任意適当な組み合わせを含むのが良い。コンピュータ可読非一過性可読媒体は、該当する場合、揮発性、不揮発性、または揮発性と不揮発性の組み合わせであって良い。

本開示内容は、幾つかの実施形態を含むが、当業者であれば無数の変更、変形、交換、変換、および改造を想到することができ、本開示内容は、添付の特許請求の範囲に記載された本発明の範囲に含まれるかかる変更、変形、交換、変換、および改造を含むものである。

１００ ３Ｄプリンタシステム
１１０ ３Ｄプリンタ
１２０，１３０ プリントヘッド
１２５ 第１の層
１３５ 第２の層
１５０ ワークボックス
１６０ 制御ユニット
２１０ 生素地
２２０ 第１の粉末
２１２圧縮状態の生素地

Claims (20)

1. システムであって、
   三次元（３Ｄ）プリンタを含み、前記３Ｄプリンタは、
   不活性材料から成るプリントベッドと、
   第１の粉末の層を前記プリントベッド上に堆積させるよう構成された第１のプリントヘッドと、
   第２の粉末の層を前記プリントベッド上に堆積させるよう構成された第２のプリントヘッドとを有し、
   前記第１の粉末の層と前記第２の粉末の層は、生素地を形成し、
   前記生素地を圧縮して圧縮生素地を形成するよう構成された油圧プレスを含み、
   キルンを含み、前記キルンは、
   物体を形成するために前記圧縮生素地を反応温度まで加熱するよう構成され、前記物体は、前記第１の粉末の過剰分で包囲され、
   前記第１の粉末の過剰分で包囲された前記物体を溶融温度まで加熱するよう構成され、前記溶融温度は、前記第１の粉末の融点以上かつ前記物体の融点未満である、システム。
2. 前記第１の粉末の前記過剰分は、前記物体が形成されているときに前記物体を構造的に支持するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
3. 前記第１の粉末の前記過剰分は、前記キルン内の雰囲気による汚染から前記物体の前記形成を保護するよう構成されている、請求項１記載のシステム。
4. 前記第１の粉末は、第１の金属材料から成り、
   前記第２の粉末は、第２の金属材料から成り、
   前記物体は、金属間化合物材料から成る、請求項１記載のシステム。
5. 前記第１の粉末は、金属材料から成り、
   前記第２の粉末は、炭素材料から成り、
   前記物体は、金属炭化物セラミックから成る、請求項１記載のシステム。
6. 前記第２の粉末は、第２の金属材料および第３の金属材料を含む予備混合粉末から成る、請求項１記載のシステム。
7. 前記生素地は、結合剤なしで形成される、請求項１記載のシステム。
8. 積層造形のための方法であって、
   生素地を形成するステップを含み、前記生素地を形成するステップは、
   第１のプリントヘッドを用いて第１の粉末の第１の層をプリントベッド上に堆積させ、
   第２のプリントヘッドを用いて第２の粉末の第２の層をプリントベッド上に堆積させることによって実施され、
   油圧プレスを用いて前記生素地を圧縮して圧縮生素地を形成するステップを含み、
   キルンを用いて前記圧縮生素地を反応温度まで加熱して物体を形成するステップを含み、前記物体は、前記第１の粉末の過剰分によって包囲され、
   前記キルンを用いて前記第１の粉末の前記過剰分によって包囲された前記物体を溶融温度まで加熱するステップを含み、前記溶融温度は、前記第１の粉末の融点以上かつ前記物体の融点未満であり、
   前記溶融温度までの加熱により前記第１の粉末の過剰分を前記物体の周りから溶融させる、方法。
9. 前記第１の粉末の前記過剰分は、前記物体が形成されているときに前記物体を構造的に支持するよう構成されている、請求項８記載の方法。
10. 前記第１の粉末の前記過剰分は、前記キルン内の雰囲気による汚染から前記物体の前記形成を保護するよう構成されている、請求項８記載の方法。
11. 前記第１の粉末は、第１の金属材料から成り、
    前記第２の粉末は、第２の金属材料から成り、
    前記物体は、金属間化合物材料から成る、請求項８記載の方法。
12. 前記第１の粉末は、金属材料から成り、
    前記第２の粉末は、炭素材料から成り、
    前記物体は、金属炭化物セラミックから成る、請求項８記載の方法。
13. 前記第２の粉末は、第２の金属材料および第３の金属材料を含む予備混合粉末から成る、請求項８記載の方法。
14. 前記生素地は、結合剤なしで形成される、請求項８記載の方法。
15. 三次元（３Ｄ）プリンタであって、
    不活性材料から成るプリントベッドと、
    第１のプリントヘッドと、
    第２のプリントヘッドと、
    制御ユニットとを有し、前記制御ユニットは、
    前記第１のプリントヘッドを用いて第１の粉末の第１の層を前記プリントベッド上に堆積させ、
    前記第２のプリントヘッドを用いて第２の粉末の第２の層を前記プリントベッド上に堆積させるよう構成され、
    前記第１の粉末の層と前記第２の粉末の層は、生素地を形成し、
    前記生素地は、圧縮状態の生素地を形成するよう油圧プレス内で圧縮されるよう構成され、
    前記圧縮生素地は、前記第１の粉末の過剰分によって包囲された物体を形成するようキルン内で反応温度まで加熱されるよう構成され、
    前記第１の粉末の過剰分によって包囲された前記物体は、前記キルン内で溶融温度まで加熱されるよう構成され、
    前記溶融温度は、前記第１の粉末の融点以上かつ前記物体の融点未満である、３Ｄプリンタ。
16. 前記第１の粉末の前記過剰分は、前記物体が形成されているときに前記物体を構造的に支持するよう構成されている、請求項１５記載の３Ｄプリンタ。
17. 前記第１の粉末の前記過剰分は、前記キルン内の雰囲気による汚染から前記物体の前記形成を保護するよう構成されている、請求項１５記載の３Ｄプリンタ。
18. 前記第１の粉末は、第１の金属材料から成り、
    前記第２の粉末は、第２の金属材料から成り、
    前記物体は、金属間化合物材料から成る、請求項１５記載の３Ｄプリンタ。
19. 前記第１の粉末は、金属材料から成り、
    前記第２の粉末は、炭素材料から成り、
    前記物体は、金属炭化物セラミックから成る、請求項１５記載の３Ｄプリンタ。
20. 前記生素地は、結合剤なしで形成される、請求項１５記載の３Ｄプリンタ。