JP2020122787A - 加工物上に付加的に印刷するための付加製造システム及び較正方法 - Google Patents

加工物上に付加的に印刷するための付加製造システム及び較正方法 Download PDF

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Abstract

【課題】較正を実施するように構成される。付加製造システム（１００）、方法、及びコンピュータ可読媒体を提供する。【解決手段】付加製造システム（１００）を較正することは、１又は複数の較正マーク（１６０２）のデジタル表現を、１又は複数のモデル較正マーク（１４０２）を含む較正ＣＡＤモデル（１４００）と比較すること、及び比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）に対して較正調整を適用することを含んでいてもよい。１又は複数の較正マーク（１６０２）のデジタル表現は、視覚システム（１０２）を使用して取得されていてもよく、１又は複数の較正マーク（１６０２）は、付加製造機（１０４）を使用して較正ＣＡＤモデル（１４００）に従って較正面（１５００）上に印刷されていてもよい。較正調整は、１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）を付加製造システム（１００）の１又は複数の座標に位置合わせするように構成されてもよい。【選択図】図１６

Description

本開示は、一般に、加工物上に付加的に印刷する付加製造システム及び方法に関し、より詳細には、加工物を位置特定するように構成された視覚システム、及び加工物上に印刷するように構成された付加製造機を含むシステム及び方法に関する。
付加製造機又はシステムを使用して３次元コンピュータモデルに従って構成要素を生み出すことができる。構成要素のモデルは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）プログラムを使用して構築することができ、付加製造機又はシステムは、モデルに従って構成要素を付加的に印刷することができる。従来の付加製造機又はシステムでは、通常、構成要素は、ビルドプレート上及び／又はビルドチャンバ内で付加的に印刷される。付加印刷プロセスが完了した後、構成要素は、さらなる処理のためにビルドプレート及び／又はビルドチャンバから取り外される。ビルドプレート及び／又はビルドチャンバは、付加的に印刷される構成要素の一部ではなく、むしろ、ビルドプレート及びビルドチャンバはそれぞれ、付加印刷プロセス中に構成要素を支持するための表面及び／又は媒体を提供する。結果として、ビルドプレート上及び／又はビルドチャンバ内の最終的な付加的に印刷された構成要素の特有の場所は、構成要素がＣＡＤモデルの意図通りにうまく印刷される場合、特に重要でなくてよい。
しかし、本開示により、付加製造機又はシステムを利用して、単一のビルドの一部として複数の既存の加工物上に付加的に印刷することを含んで、既存の加工物上に付加的に印刷することが望ましい。そのような加工物上に付加的に印刷する際、付加製造機、システム、及び方法が、近似正味形状の構成要素を提供するように十分な精度と正確性で既存の加工物上に付加的に印刷することが望ましい。したがって、加工物上に付加的に印刷する、改良された付加製造機及びシステム並びに方法の必要性が存在する。
本開示によって企図される加工物は、最初から製造される加工物、並びに耐用年数全体にわたって損傷、摩耗、及び／又は劣化を受け得る機械又はデバイス構成要素など、補修、再構築、アップグレードなどを目的とする加工物を含む。機械又はデバイスの構成要素などの加工物上に付加的に印刷して、そのような構成要素を補修、再構築、又はアップグレードすることが望ましい。加工物上に付加的に印刷して、向上した性能又は耐用年数を示し得る構成要素などの新しい構成要素を生み出すことも望ましい。
機械又はデバイス構成要素の１つの例は、ターボ機械で使用される圧縮機ブレード又はタービンブレードなどのエーロフォイルを含む。これらのエーロフォイルは、耐用年数を通じて損傷、摩耗、及び／又は劣化を頻繁に受ける。たとえば、ガスタービンエンジンの圧縮機ブレードなどの供用エーロフォイルは、長期使用後に浸食、欠陥、及び／又は亀裂を示す。詳細には、たとえば、そのようなブレードは、特にブレードの先端付近で、時間が経つにつれてブレードを必然的に摩耗させるかなり高い応力及び温度にさらされる。たとえば、ブレードの先端は、ブレードの先端とターボ機械シュラウドとの間の摩擦又は擦れ、高温ガスによる化学的劣化又は酸化、周期的な負荷及び除荷による疲労、結晶格子の拡散クリープなどによる摩耗又は損傷を受けやすい。
特に、ブレードが摩耗又は損傷した結果、直さなければ機械の故障又は性能の劣化を招くことがある。詳細には、そのようなブレードは、ブレード先端とターボ機械シュラウドとの間のギャップが、ガスを機械的エネルギーに変換させることなくターボ機械段から漏出させる可能性があるため、ターボ機械の作動効率の低下を示し得る。効率が指定されたレベルを下回った場合、ターボ機械は通常、オーバーホール及び補修のためにサービスから取り外される。さらに、ブレードの脆弱化の結果、エンジンの完全な破損及び壊滅的な故障を引き起こす可能性がある。
その結果、ターボ機械の圧縮機ブレードは、通常、頻繁な検査、補修、又は交換の対象となる。通常、このようなブレードをまとめて交換するのは高価であるが、（完全に新しいブレードと交換する場合に比べて）一部を比較的低コストで寿命を延ばすように補修することができる。それにもかかわらず、従来の補修プロセスは、労働集約的で時間がかかる傾向がある。
たとえば、従来の補修プロセスは、溶接／被覆技術を使用し、それによって補修材料を粉末又はワイヤの形で補修面に供給することができ、補修材料を溶融させ、レーザ、電子ビーム、プラズマアークなどの集束電源を使用して補修面に結合させることができる。しかし、このような溶接／被覆技術で補修されたブレードも、目標の形状及び表面仕上げを達成するために長々しい後処理を受ける。詳細には、補修表面に結合された溶接／被覆補修材料のかさばる特徴サイズのため、補修されたブレードは、余分な材料を除去するために重機械加工を必要とし、その後目標表面仕上げを達成するために研磨が必要である。特に、そのような機械加工及び研磨プロセスは、単一のブレード上で一度に実施され、労働集約的で長々しく、その結果、単一の補修の総人件費は多大である。
その代わりに、他の直接エネルギー堆積（ＤＥＤ）方法を使用してブレードを補修することもできる。たとえば、コールドスプレーは、高速金属粉末を目標物又はベース構成要素に衝突させ、それにより、粉末が変形してベース構成要素上に堆積する。しかし、これらのＤＥＤ方法はいずれも、バッチ処理又は時間効率の良い方法で多数の構成要素を補修するのに適していないため、ビジネス上の価値はほとんど又はまったくない。
したがって、供用構成要素を補修又は再構築するための改良されたシステム及び方法を提供することが望ましい。より具体的には、摩耗した圧縮機ブレードを迅速かつ効果的に再構築又は補修するための付加製造機及びシステムが、特に望ましい。
態様及び利点は、以下の説明に部分的に記載されるか、又は説明から明らかになってもよく、又はここで開示している主題を実施することによって習得されてもよい。
１つの態様では、本開示は、付加製造システムを較正する方法を包含する。例示的な方法は、１又は複数の較正マークのデジタル表現を、１又は複数のモデル較正マークを含む較正ＣＡＤモデルと比較すること、及び比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用することを含んでいてもよい。１又は複数の較正マークのデジタル表現は、視覚システムを使用して取得されていてもよく、１つ又は複数の較正マークは、付加製造機を使用して較正ＣＡＤモデルに従って較正面上に印刷されていてもよい。較正調整は、１又は複数のＣＡＤモデルを付加製造システムの１又は複数の座標に位置合わせするように構成されてもよい。
別の態様では、本開示は、付加製造システムを包含する。例示的な付加製造システムは、視覚システム及び付加製造機に動作可能に結合されたコントローラを含んでいてもよい。コントローラは、１又は複数のコンピュータ可読媒体及び１又は複数のプロセッサを含んでいてもよい。１又は複数のコンピュータ可読媒体は、１又は複数のプロセッサによって実行されたとき、付加製造システムに較正を実施させるコンピュータ実行可能命令を含んでいてもよい。例示的な実施形態では、コンピュータ実行可能命令は、付加製造システムに、１又は複数の較正マークのデジタル表現を、１又は複数のモデル較正マークを含む較正ＣＡＤモデルと比較させ、比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用させてもよい。１又は複数の較正マークのデジタル表現は、視覚システムを使用して取得されていてもよく、１つ又は複数の較正マークは、付加製造機を使用して較正ＣＡＤモデルに従って較正面上に印刷されていてもよい。較正調整は、１又は複数のＣＡＤモデルを付加製造システムの１又は複数の座標に位置合わせするように構成されてもよい。
さらに別の態様では、本開示は、付加製造システムに較正を実施させるように構成されたコンピュータ可読媒体を包含する。例示的なコンピュータ可読媒体は、付加製造システムに、１又は複数の較正マークのデジタル表現を、１又は複数のモデル較正マークを含む較正ＣＡＤモデルと比較させ、比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用させるように構成された、コンピュータ実行可能命令を含んでもよい。１又は複数の較正マークのデジタル表現は、視覚システムを使用して取得されていてもよく、１つ又は複数の較正マークは、付加製造機を使用して較正ＣＡＤモデルに従って較正面上に印刷されていてもよい。較正調整は、１又は複数のＣＡＤモデルを付加製造システムの１又は複数の座標に位置合わせするように構成されてもよい。
これら及び他の特徴、態様、及び利点は、以下の説明及び付属の特許請求の範囲を参照してよりよく理解されるようになるだろう。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、例示的な実施形態を示し、説明と一緒になって、現在開示する主題の特定の原理を説明する役割を果たす。
当業者を対象とする、最良の形態を含む完全かつ実施可能な開示が、付属の図を参照する明細書に記載されている。
図１Ａは、例示的な付加製造システムを概略的に示した図である。 図１Ｂは、例示的な付加製造システムを概略的に示した別の図である。 図２Ａは、ビルドプレートに固定された複数の加工物を含む例示的な加工物アセンブリを概略的に示した図である。 図２Ｂは、ビルドプレートに固定された複数の加工物の延長セグメントを付加的に印刷することによる複数の構成要素を備えた、図２Ａの例示的な加工物アセンブリを概略的に示した図である。 図３Ａは、ビルド面と位置ずれした複数の加工物を示した図である。 図３Ｂは、結果として、ビルド面全体に均一な粉末層をうまく塗布することができないリコータを示した図である。 図３Ｃは、ビルド面と位置合わせされた複数の加工物を示した図である。 図３Ｄは、ビルド面全体に均一な粉末層をうまく塗布するリコータを示した図である。 図４は、加工物の加工物インターフェース上に延長セグメントを付加的に印刷する例示的な方法を示したフローチャートである。 図５Ａは、加工物に減法修正を施す前の例示的な加工物を概略的に示した図である。 図５Ｂは、加工物に減法修正を施した後の例示的な加工物を概略的に示した図である。 図５Ｃは、図５Ｂに示す加工物上に延長セグメントを付加的に印刷することによって形成された例示的な構成要素を概略的に示した図である。 図６Ａは、視覚システムを使用して撮像された、加工物を含む視野の例示的なデジタル表現を概略的に示した図である。 図６Ｂは、視覚システムを使用して撮像された、複数の加工物を含む１又は複数の視野の例示的なデジタル表現を概略的に示した図である。 図７Ａは、加工物、加工物インターフェース、及び／又は加工物インターフェース周囲を決定する例示的な方法を示したフローチャートである。 図７Ｂは、印刷コマンドを生成する例示的な方法を示したフローチャートである。 図８Ａは、複数の延長セグメントのモデルを含む例示的な延長セグメントＣＡＤモデルを概略的に示した図である。 図８Ｂは、複数の公称加工物の公称モデルを含む例示的なライブラリＣＡＤモデルを概略的に示した図である。 図９Ａは、延長セグメントＣＡＤモデルを生成する例示的な方法を示したフローチャートである。 図９Ｂは、延長セグメントＣＡＤモデルを生成する例示的な方法を示した別のフローチャートである。 図１０Ａは、図９Ａ及び図９Ｂに示す例示的な方法などにおいて、公称モデルインターフェースを加工物インターフェースのデジタル表現に適合させるために実施され得る例示的な変換動作を概略的に示した図である。 図１０Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに示す例示的な方法などにおいて、公称モデルインターフェースを加工物インターフェースのデジタル表現に適合させるために実施され得る例示的な変換動作を概略的に示した別の図である。 図１０Ｃは、図９Ａ及び図９Ｂに示す例示的な方法などにおいて、公称モデルインターフェースを加工物インターフェースのデジタル表現に適合させるために実施され得る例示的な変換動作を概略的に示した別の図である。 図１０Ｄは、図９Ａ及び図９Ｂに示す例示的な方法などにおいて、公称モデルインターフェースを加工物インターフェースのデジタル表現に適合させるために実施され得る例示的な変換動作を概略的に示した別の図である。 図１１Ａは、ライブラリＣＡＤモデルからなどの例示的な公称モデルを概略的に示した図である。 図１１Ｂは、延長セグメントＣＡＤモデル内などの延長セグメントの例示的なモデルを概略的に示した図である。 図１２Ａは、図９Ａ及び図９Ｂに示す例示的な方法などにおいて、モデルインターフェースから公称延長面までｚ方向に延びる延長セグメントのモデルを定義するために実施され得る、モデルインターフェースを延長する例示的な方法を示したフローチャートである。 図１２Ｂは、図９Ａ及び図９Ｂに示す例示的な方法などにおいて、モデルインターフェースから公称延長面までｚ方向に延びる延長セグメントのモデルを定義するために実施され得る、モデルインターフェースを延長する例示的な方法を示した別のフローチャートである。 図１２Ｃは、図９Ａ及び図９Ｂに示す例示的な方法などにおいて、モデルインターフェースから公称延長面までｚ方向に延びる延長セグメントのモデルを定義するために実施され得る、モデルインターフェースを延長する例示的な方法を示した別のフローチャートである。 図１２Ｄは、図９Ａ及び図９Ｂに示す例示的な方法などにおいて、モデルインターフェースから公称延長面までｚ方向に延びる延長セグメントのモデルを定義するために実施され得る、モデルインターフェースを延長する例示的な方法を示した別のフローチャートである。 図１３は、複数の延長セグメントのスライスを付加的に印刷するための例示的な印刷コマンドを概略的に示した図である。 図１４は、例示的な較正ＣＡＤモデルを概略的に示した図である。 図１５は、付加製造機を使用して印刷された複数の印刷された較正マークを含む例示的な較正面を概略的に示した図である。 図１６は、視覚システムを使用して取得された複数の較正マークを含む視野の例示的なデジタル表現を概略的に示した図である。 図１７は、複数のデジタル表現された較正マークのそれぞれのものを、複数のモデル較正マークの対応するそれぞれのものと例示的に比較することを示す例示的な比較表を概略的に示した図である。 図１８Ａは、視覚システムに適用される較正調整などのための、較正前及び較正後の視覚システムから取得された加工物インターフェースの例示的なデジタル表現を概略的に示した図である。 図１８Ｂは、付加製造機に適用される較正調整などのための、較正前及び較正後に付加製造機を使用して付加的に印刷された延長セグメントの例示的な場所を概略的に示した図である。 図１８Ｃは、延長セグメントＣＡＤモデルに適用される較正調整などのための、較正前及び較正後の延長セグメントＣＡＤモデル内の延長セグメントのモデルの例示的な場所を概略的に示した図である。 図１９は、付加製造システムを較正する例示的な方法を示したフローチャートである。 図２０は、付加製造システムの例示的な制御システムを示したブロック図である。
本明細書及び図における参照文字の繰り返しの使用は、本開示の同じ又は類似の特徴又は要素を表すことを意図している。
次に、現在開示する主題の例示的な実施形態を詳細に参照し、その１又は複数の例を図に示す。各例は説明として提供されており、本開示を限定するものと解釈されるべきではない。実際、本開示の範囲又は趣旨から逸脱することなく、本開示においてさまざまな修正及び変更を行うことができることは、当業者には明らかであろう。たとえば、１つの実施形態の一部として図示するか、又は説明する特徴を別の実施形態と共に使用して、さらに別の実施形態を生み出すことができる。したがって、本開示は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内にあるような修正及び変形を包含することが意図されている。
「上」、「底」、「外向き」、「内向き」などの用語は便宜上の言葉であり、限定用語として解釈されるべきではないことが理解される。本明細書で使用する用語「第１」、「第２」、及び「第３」は、１つの構成要素を別の構成要素と区別するために交換可能に使用されてよく、個々の構成要素の場所又は重要性を示すことを意図していない。「１つ（ａ）」及び「１つ（ａｎ）」という用語は、数量の制限を示すのではなく、参照されるアイテムの少なくとも１つの存在を示す。
ここで及び本明細書及び特許請求の範囲を通して、範囲の制限は組み合わされて交換され、そのような範囲は特定され、文脈又は言語が別段指示しない限りそこに含まれるすべての下位範囲を含む。たとえば、本明細書に開示するすべての範囲は端点を含み、端点は互いに独立して組み合わせ可能である。
本明細書及び特許請求の範囲を通して本明細書で使用する近似言語は、関連する基本機能の変更をもたらさずに許容できる程度に変化し得る任意の定量的表現を修飾するために適用される。したがって、「約」、「およそ」、及び「実質的に」などの用語又は複数の用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されない。少なくともいくつかの例では、近似言語は、値を測定するための機器の精度、又は構成要素及び／又はシステムを構築又は製造するための方法又は機械の精度に対応してよい。
以下で詳細に説明するように、本主題の例示的な実施形態は、付加製造機又は方法の使用を伴う。本明細書で使用する用語「付加的に製造された」又は「付加的な製造技術又はプロセス」は、一般に、材料の連続層が互いの上に提供されて、３次元構成要素を層ごとに「ビルドアップ」する、製造プロセスを指す。連続する層は、通常、互いに融合して、さまざまな一体型のサブ構成要素を有していてもよいモノリシック構成要素を形成する。
本明細書で使用する用語「近似正味形状」は、最終的な「正味」形状に非常に近い印刷されたままの形状を有する付加的に印刷された特徴を指す。近似正味形状の構成要素は、研磨、バフ研磨などの表面仕上げを施すことはあるが、最終的な「正味」形状を実現するためにヒービング加工を必要としない。一例として、近似正味形状は、最終正味形状とは、約１、５００ミクロン以下、たとえば約１、０００μｍ以下、たとえば約５００μｍ以下、たとえば約２５０μｍ以下、たとえば約１５０μｍ以下、たとえば約１００μｍ以下、たとえば約５０μｍ以下、又はたとえば約２５μｍ以下だけ異なってもよい。
本明細書では、付加製造技術は、典型的には垂直方向に、ポイントごとに、層ごとに対象物を構築することによって複雑な対象物の製作を可能にするものとして説明しているが、他の製作方法も可能であり、本主題の範囲内である。たとえば、本明細書の論議は連続層を形成するための材料の付加に言及しているが、当業者は、本明細書に開示する方法及び構造を任意の付加製造技術又は製造技術で実施できることを理解するであろう。たとえば、本発明の実施形態は、層付加プロセス、層減法プロセス、又はハイブリッドプロセスを使用してもよい。
本開示による適切な付加製造技術は、たとえば、融合堆積モデリング（ＦＤＭ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、インクジェット及びレーザジェットなどによる３Ｄ印刷、ステレオリソグラフィー（ＳＬＡ）、直接選択的レーザ焼結（ＤＳＬＳ）、電子ビーム焼結（ＥＢＳ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、レーザ加工ネットシェーピング（ＬＥＮＳ）、レーザネットシェイプ製造法（ＬＮＳＭ）、直接金属堆積（ＤＭＤ）、デジタル光処理（ＤＬＰ）、直接選択的レーザ溶融（ＤＳＬＭ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、及びその他の既知のプロセスを含む。
エネルギー源を使用して粉末層の一部を選択的に焼結又は溶融する直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）又は直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）プロセスを使用することに加えて、代替実施形態によれば、付加製造プロセスは、「バインダ噴射」プロセスであってよいことを理解されたい。これに関して、バインダ噴射は、上記に説明したのと同様の方法で付加粉末の層を連続的に堆積することを伴う。しかし、エネルギー源を使用してエネルギービームを生成し、付加粉末を選択的に溶融又は融合する代わりに、バインダ噴射は、粉末の各層に液体結合剤を選択的に堆積することを伴う。液体結合剤は、たとえば、光硬化性ポリマー又は別の液体結合剤であってもよい。他の適切な付加製造方法及び変形は、本主題の範囲内であることが意図される。
本明細書で説明する付加製造プロセスは、任意の適切な材料を使用して構成要素を形成するために使用され得る。たとえば、材料は、プラスチック、金属、コンクリート、セラミック、ポリマー、エポキシ、フォトポリマー樹脂、又は固体、液体、粉末、シート材料、ワイヤ、若しくは任意の他の適切な形態であってよい他の適切な材料であってもよい。より詳細には、本主題の例示的な実施形態によれば、本明細書に説明する付加的に製造された構成要素は、純金属、ニッケル合金、クロム合金、チタン、チタン合金、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄、鉄合金、ステンレス鋼、及びニッケル又はコバルトベースの超合金（たとえば、Ｓｐｅｃｉａｌ Ｍｅｔａｌｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＩｎｃｏｎｅｌ（登録商標）という名前で入手可能なもの）を含むがこれらに限定されない材料の一部、全体、又はいくつかの組み合わせで形成されてもよい。これらの材料は、本明細書で説明する付加製造プロセスでの使用に適した材料の例であり、一般に「付加材料」と称されてもよい。
加えて、当業者は、さまざまな材料及びそれらの材料を結合する方法が使用されてもよく、本開示の範囲内であると企図されることを理解するであろう。本明細書で使用するとき、「融合」への言及は、上記材料のいずれかの結合された層を作成するための任意の適切なプロセスを指し得る。たとえば、対象物がポリマーから作製される場合、融合は、ポリマー材料間に熱硬化性結合を作成することを指し得る。対象物がエポキシの場合、結合は、架橋プロセスによって形成されてもよい。材料がセラミックの場合、結合は、焼結プロセスによって形成されてもよい。材料が粉末金属の場合、結合は、溶融又は焼結プロセスによって形成されてもよい。当業者は、材料を融合して付加製造によって構成要素を作製する他の方法が可能であり、ここで開示される主題をそれらの方法で実施してもよいことを理解するであろう。
加えて、本明細書に開示する付加製造プロセスにより、単一の構成要素を複数の材料から形成することが可能になる。したがって、本明細書に説明する構成要素は、上記材料の任意の適切な混合物から形成されてもよい。たとえば、構成要素は、異なる材料、プロセスを使用して、及び／又は異なる付加製造機上で形成された複数の層、セグメント、又は部分を含んでいてもよい。このようにして、任意の特定の用途の要求を満たすための異なる材料及び材料特性を有する構成要素が、構築され得る。加えて、本明細書に説明する構成要素はすべて付加製造プロセスによって構築されるが、代替の実施形態では、これらの構成要素のすべて又は一部を、鋳造、機械加工、及び／又は任意の他の適切な製造プロセスによって形成してもよいことを理解されたい。実際、材料及び製造方法の任意の適切な組み合わせを使用して、これらの構成要素を形成してもよい。
次に、例示的な付加製造プロセスについて説明する。付加製造プロセスは、構成要素の３次元（３Ｄ）情報、たとえば３次元コンピュータモデルを使用して構成要素を製作する。したがって、製造の前に、構成要素の３次元設計モデルが定義され得る。これに関して、構成要素のモデル又はプロトタイプをスキャンして、構成要素の３次元情報を決定してもよい。別の例として、適切なコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）プログラムを使用して構成要素のモデルを構築して、構成要素の３次元設計モデルを定義してもよい。
設計モデルは、構成要素の外面と内面の両方を含む構成要素の構成全体の３Ｄ数値座標を含んでいてもよい。たとえば、設計モデルは、本体、表面、及び／又は開口部、支持構造などのような内部通路を定義してもよい。例示的な１つの実施形態では、３次元設計モデルは、たとえば構成要素の中央（たとえば垂直）軸又は任意の他の適切な軸に沿って、複数のスライス又はセグメントに変換される。各スライスは、スライスの所定の高さに合わせて構成要素の薄い断面を画定してもよい。複数の連続する断面スライスが一緒になって３Ｄ構成要素を形成する。構成要素は、次いで、完了するまで、スライスごとに又は層ごとに「ビルドアップ」される。
このように、本明細書に説明する構成要素は、付加プロセスを使用して製作されてもよく、又は、より詳細には各層は、たとえばレーザエネルギー若しくは熱を使用してプラスチックを融合若しくは重合することによって、又は金属粉末を焼結若しくは溶融することによって連続して形成される。たとえば、特定の種類の付加製造プロセスは、エネルギービーム、たとえば電子ビーム又はレーザビームなどの電磁放射線を使用して、粉末材料を焼結又は溶融してもよい。出力、レーザビームスポットサイズ、及びスキャン速度に関する考慮事項を含む、任意の適切なレーザ及びレーザパラメータが、使用されてもよい。構築材料は、特に高温での強度、耐久性、及び耐用年数の向上のために選択された任意の適切な粉末又は材料によって形成されてもよい。
各連続層は、たとえば、約１０μｍ〜２００μｍであってよいが、厚さは、任意の数のパラメータに基づいて選択されてもよく、代替実施形態に従って任意の適切なサイズであってよい。したがって、上記で説明する付加形成方法を利用すると、本明細書に説明する構成要素は、付加形成プロセス中に利用される関連する粉末層の１つの厚さと同じ、たとえば１０μｍの薄さの断面形状を有していてもよい。
さらに、付加プロセスを利用すると、構成要素の表面仕上げ及び特徴が、用途に応じて必要に応じて変わり得る。たとえば、表面仕上げは、付加プロセス中、特に部分表面に対応する断面層の周辺において、適切なレーザスキャンパラメータ（たとえば、レーザ出力、スキャン速度、レーザ焦点サイズなど）を選択することによって調整されてもよい（たとえば、より滑らかに又はより粗くされ得る）。たとえば、レーザスキャン速度を上げるか、又は形成される溶融プールのサイズを小さくすることにより、より粗い仕上げが達成されてもよく、レーザスキャン速度を下げるか、又は形成される溶融プールのサイズを大きくすることにより、より滑らかな仕上げが達成されてもよい。スキャンパターン及び／又はレーザ出力は、選択した領域内の表面仕上げを変更するように変更可能である。
構成要素の製造が完了した後、さまざまな後処理手順が、構成要素に適用されてもよい。たとえば、後処理手順は、たとえば吹き付け又は真空引きによる過剰な粉末の除去を含んでいてもよい。他の後処理手順は、ストレス緩和プロセスを含んでいてもよい。さらに、熱的、機械的、及び／又は化学的後処理手順を使用して、所望の強度、表面仕上げ、及び他の構成要素の特性又は特徴を達成するためにその部分を仕上げることができる。
特に、例示的な実施形態では、本主題のいくつかの態様及び特徴は、製造上の制約のために以前は不可能であった。しかし、本発明者らは、付加製造技術における現在の進歩を有利に利用して、さまざまな構成要素及びそのような構成要素を付加的に製造する方法を改良している。本開示は、一般にこれらの構成要素を形成するための付加製造の使用に限定されないが、付加製造は、製造の容易さ、コストの削減、精度の向上などを含むさまざまな製造上の利点を提供する。
また、上記に説明する付加製造法は、本明細書に説明する構成要素のより一層複雑で入り組んだ形状及び輪郭を非常に高い精度で形成することを可能にする。たとえば、そのような構成要素は、付加的に製造された薄い層、断面特徴、及び構成要素の輪郭を含んでいてもよい。加えて、付加製造プロセスにより、構成要素の異なる部分が異なる性能特性を示し得るように異なる材料を有する単一の構成要素の製造が可能になる。製造プロセスの連続的な付加的性質により、これらの新しい機能の構築が可能になる。その結果、本明細書に説明する方法を使用して形成された構成要素は、改良された性能及び信頼性を示し得る。
本開示は、一般に、既存の加工物に付加的に印刷するように構成された付加製造機、システム、及び方法を提供する。既存の加工物は、新しい加工物だけでなく、補修、再構築、又はアップグレードされる加工物を含んでいてもよい。現在開示する付加製造システム及び方法は、視覚システムを利用して、デジタル画像などの形態であってよい、視野内に位置する１又は複数の加工物のデジタル表現を撮像する。各加工物の形状及び位置は、視覚システムを使用して決定されてもよく、印刷コマンドは、１又は複数の加工物のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて生成されてもよい。印刷コマンドは、付加製造機に、１又は複数の加工物のそれぞれに直接延長セグメントを付加的に印刷させるように構成されてもよい。
加工物は、付加製造機が延長セグメントを付加的に印刷し得る加工物インターフェースを含んでいてもよい。加工物によっては、加工物インターフェースは、付加的に印刷するための準備として前処理が行われた表面を含んでいてもよい。たとえば、表面は、加工物インターフェースを提供するために、機械加工され、研削され、ブラシ仕上げされ、エッチングされ、研磨され、又はその他の方法で実質的に修正されてもよい。そのような減法修正は、摩耗又は損傷した表面の少なくとも一部を除去してもよく又は加工物と付加的に印刷された材料との間の結合を改善してもよい。圧縮機ブレード又はタービンブレードなど、以前に使用された構成要素の場合、表面は、マイクロクラック、ピット、摩耗、欠陥、異物、堆積物、欠陥などのアーチファクトを含んで、何らかの程度で損傷又は摩耗する可能性がある。減法修正プロセスは、そのような損傷又は摩耗を除去して、加工物に、付加的印刷の準備ができた加工物インターフェースを提供し得る。
１つの例示的な種類の加工物は、圧縮機ブレード及び／又はタービンブレードなどのターボ機械用のエーロフォイルを含む。典型的なターボ機械は、それぞれが複数の圧縮機段を含んでいてもよい１又は複数の圧縮機セクション、及びそれぞれが複数のタービン段を含んでいてもよい１又は複数のタービンセクションを含む。圧縮機セクション及びタービンセクションは通常、回転軸に沿って配向され、それぞれの段の周りに円周方向に配置され、シュラウドによって円周方向に囲まれた一連のエーロフォイルをそれぞれ含む。
通常、補修又は再構築のためにターボ機械から取り外したブレードのセットの損傷又は摩耗の性質及び程度は、ブレードごとに変わる。その結果、加工物インターフェースを準備するために減法修正プロセス中に除去する必要があり得る材料の量は、ブレードごとに変わる可能性がある。さらに、ブレードの一部は、高応力及び高温にさらされることによって、及び／又はシュラウドの擦れなどによる損傷を受けることによって、元の正味形状から変形する可能性がある。その結果、それぞれの個々のブレードは、ブレードごとに可変の程度で元の正味形状と異なる可能性がある。
追加的に、エーロフォイルのサイズ及び形状は段ごとに異なり得るが、エーロフォイルの先端は比較的小さな加工物インターフェースを提供する。一例として、例示的な高圧圧縮機ブレードは、高さが約１〜２インチであることがあり、断面幅は約０．５ｍｍ〜約５ｍｍのブレード先端を有する可能性があり、これにより、特に小さな加工物インターフェースが提供され、それによって特に小さな加工物インターフェースが提供される。他の例示的な高圧圧縮機ブレード、並びに低圧圧縮機ブレード及びタービンセクションからのブレード（たとえば、高圧タービンブレード及び低圧タービンブレード）は、最大約１０インチの高さなど、いくぶん大きい可能性もあるが、それにもかかわらず小さな加工物インターフェースを提供する。
元の正味形状との差、減法修正の量の違い、及び／又はサイズ及び形状の違いに関するばらつきなど、加工物ごとのこのばらつきは、そのような加工物の加工物インターフェース上に付加的に印刷する際にいくつかの重要な課題を提示し、これらは本開示によって対処される。特に、本開示は、それぞれの加工物がそのようなばらつき原因の１又は複数のために互いに異なり得る場合でも、近似正味形状の構成要素を提供するように十分な精度及び正確性でそれぞれの加工物の加工物インターフェース上に延長セグメントを付加的に印刷することを提供する。
いくつかの実施形態では、本開示は、ビルドプレート及び／又はビルドチャンバ内に加工物を固定するシステム及び方法であって、それにより、付加製造機又はシステムは、加工物が異なるサイズ又は形状を有する場合でも共通ビルドの一部としてそれぞれの加工物の加工物インターフェース上に付加的に印刷し得る、システム及び方法を提供する。たとえば、本開示は、加工物インターフェースを互いに位置合わせするように構成された１又は複数のバイアス部材を含むビルドプレート、及び加工物をビルドプレートに固定するように作動する１又は複数のクランプ機構を提供する。加工物は、加工物及び／又は加工物インターフェースを位置特定するために付加製造システムが利用し得る座標系にマッピングされた位置登録点によって識別され得る場所において、ビルドプレートに固定されてもよい。
いくつかの実施形態では、本開示は、延長セグメントがその上に付加的に印刷される１又は複数の対応する加工物の場所及び形状に適合する、延長セグメントＣＡＤモデルなどの１又は複数の延長セグメントのモデルを含むＣＡＤモデルを決定するか、又は生成するシステム及び方法を提供する。このような延長セグメントＣＡＤモデルは、付加製造機の印刷コマンドを生成するために利用されてもよく、それによって付加製造機は、近似正味形状の構成要素を提供するのに十分な精度又は正確性で加工物インターフェース上に延長セグメントを付加的に印刷することが可能になる。
本開示は、たとえば、１又は複数の公称加工物、構成要素、又は延長セグメントの公称モデルを含むライブラリＣＡＤモデルから、延長セグメントＣＡＤモデルを決定する及び／又は生成することを提供する。ライブラリＣＡＤモデルは、視覚システムから取得した１又は複数の加工物インターフェースの視野のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて、ＣＡＤモデルのライブラリから選択されてもよい。公称モデルを横断する公称モデルインターフェースは、ライブラリＣＡＤモデル内で決定されてもよく、延長セグメントのモデルは、モデルインターフェースと加工物インターフェースのデジタル表現との比較に少なくとも部分的に基づいて、選択され及び／又は生成されてもよい。１又は複数の延長セグメントのモデルは、延長セグメントＣＡＤモデルに出力されてもよく、付加製造機の印刷コマンドは、延長セグメントＣＡＤモデルを使用して生成されてもよい。
いくつかの実施形態では、延長セグメントのモデルの生成は、公称モデルから公称モデルインターフェースを抽出すること、加工物インターフェースのデジタル表現との比較に少なくとも部分的に基づいて公称モデルインターフェースを変換すること、及び／又は変換されたモデルインターフェースを延長して、延長セグメントのモデルを提供することを含んでいてもよい。追加的に又は代替策として、延長セグメントのモデルは、公称モデルの３次元部分から生成されてもよく、これは、そのような３次元部分を変換して加工物インターフェースのデジタル表現に適合する延長セグメントのモデルを提供することを含んでいてもよい。
本開示はまた、付加製造システムの１又は複数のアスペクト間で時々発生する可能性がある不一致、バイアス、位置ずれ、較正エラーなどを防止又は軽減するために較正調整を実施するシステム及び方法を提供する。このような較正調整は、視覚システムと付加製造機との間、視覚システムと生成された１又は複数のＣＡＤモデルとの間、又は１又は複数のＣＡＤモデルと付加製造機との間の潜在的な不一致、バイアス、位置ずれ、較正エラー、並びにこれらの組み合わせに対処するように構成されてもよい。
加工物インターフェース上に延長セグメントを付加的に印刷する場合、加工物と延長セグメントとの間の位置ずれの結果、ビルドの失敗又は構成要素の欠陥が生じる可能性がある。従来の付加製造システムは、ツールパス座標とＣＡＤモデルの座標との間のマッピングに体系的なバイアスを示す可能性がある。そのような体系的なバイアスは、付加的に印刷された構成要素を全体的にシフトさせる可能性があり、これは、従来の付加製造システムにおいて重要視されていなかった可能性がある。しかし、本開示は、近似正味形状の構成要素を提供し、それによって延長セグメントは、加工物の加工物インターフェースの場所及び形状に適合するようになる。そのような近似正味形状の構成要素を提供するには、付加製造ツールの精度が重要であるだけでなく、加工物及び対応する延長セグメントの場所及び形状が互いに正確かつ精度高く位置合わせされることも重要なことである。
いくつかの実施形態では、延長セグメントに使用される付加材料は、加工物の材料と異なり得る。材料の違いにより、耐摩耗性の向上、改良された硬度、強度、及び／又は延性など、加工物に対する延長セグメントの異なる特性又は性能特性が、提供され得る。新規又は未使用の構成要素は、加工物の材料とは異なる材料を延長セグメントに提供するように本開示に従って付加的に製造又はアップグレードされ得る。たとえば、圧縮機ブレード又はタービンブレードなどのエーロフォイルは、優れた性能の材料で形成されたブレード先端でアップグレードされてもよい。同様に、損傷又は摩耗した構成要素は、加工物とは異なる材料、たとえば優れた性能の材料を使用して補修又は再構築されてもよい。
次に、本開示の例示的な実施形態をさらに詳細に説明する。付加製造システム１００の例示的な実施形態が、図１Ａ及び図１Ｂに示されている。例示的な付加製造システム１００は、視覚システム１０２、付加製造機１０４、及び視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４を制御するように動作可能に構成された制御システム１０６を含む。視覚システム１０２及び付加製造機１０４は、単一の統合ユニットとして、又は別個のスタンドアローンユニットとして提供されてもよい。視覚システム１０２及び付加製造機１０４は、視覚システム１０２と付加製造機１０４との間の直接接続を提供することができる有線又は無線通信回線を利用して、通信インターフェースを介して互いに動作可能に結合されてもよい。制御システム１０６は、１又は複数の制御システム１０６を含んでいてもよい。たとえば、単一の制御システム１０６が、視覚システム１０２及び付加製造機１０４の作動を制御するように動作可能に構成されてもよく、又は別個の制御システム１０６が、視覚システム１０２及び付加製造機１０４をそれぞれ制御するように動作可能に構成されてもよい。制御システム１０６は、視覚システム１０２の一部として、付加製造機１０４の一部として、及び／又は視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４とは別個に提供されるスタンドアローンユニットとして実現されてもよい。制御システム１０６は、制御システム１０６と視覚システム１０２との間及び／又は制御システム１０６と付加製造機１０４との間に直接接続を提供することができる有線又は無線通信回線を利用して、通信インターフェースを介して視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４に動作可能に結合されてもよい。例示的な付加製造システム１００は、所望により、ユーザインターフェース１０８及び／又は管理システム１１０を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、第１の制御システム１０６は、延長セグメントＣＡＤモデルを決定し、延長セグメントＣＡＤモデルに少なくとも部分的に基づいて１又は複数の印刷コマンドを生成し、及び／又は１又は複数の印刷コマンドを第２の制御システム１０６に送信してもよく、第２の制御システム１０６は、印刷コマンドに少なくとも部分的に基づいて、付加製造機１０４に延長セグメントを付加的に印刷させてもよい。第１の制御システム１０６は、視覚システム１０２の一部として実現されてもよく、及び／又は第２の制御システム１０６は、付加製造機１０４の一部として実現されてもよい。代替的に、又は加えて、第１の制御システム１０６及び／又は第２の制御システム１０６は、視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４とは別個のスタンドアローンユニットとして実現されてもよい。
いくつかの実施形態では、第１の制御システム１０６は、延長セグメントＣＡＤモデルを決定し、第２の制御システム１０６に送信してもよく、第２の制御システム１０６は、延長セグメントＣＡＤモデルをスライスして、１又は複数の印刷コマンドを生成し、これと同時に又はその後、１又は複数の印刷コマンドを第３の制御システム１０６に送信してもよく、第３の制御システムは、１又は複数の印刷コマンドに少なくとも部分的に基づいて、付加製造機１０４に延長セグメントを付加的に印刷させてもよい。第１の制御システム１０６は視覚システム１０２の一部として実現されてもよく、第２の制御システム１０６はスタンドアローンユニットとして実現されてもよく、第３の制御システム１０６は、付加製造機１０４の一部として実現されてもよい。代替的に、又は加えて、第１の制御システム１０６及び／又は第２の制御システム１０６は、視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４とは別個のスタンドアローンユニットとして実現されてもよい。
視覚システム１０２は、１又は複数の視野１１４のデジタル表現を含む画像データを取得するように動作可能に構成されてもよい、任意の適切なカメラ若しくは複数のカメラ１１２又は他の機械視覚デバイスを含んでいてもよい。このようなデジタル表現は、デジタル画像又は画像と称されることもある。しかし、このようなデジタル表現を人間の目に見える形でレンダリングすることなく本開示が実施され得ることが理解されよう。それにもかかわらず、いくつかの実施形態では、視野１１４に対応する人間の目に見える画像が、１又は複数の視野１１４のそのようなデジタル表現に少なくとも部分的に基づいてユーザインターフェース１０８上に表示されてもよい。
視覚システム１０２により、付加製造システム１００は、１又は複数の延長セグメントがそれぞれ付加的にその上に印刷され得る１又は複数の加工物１１６に関する情報を取得してもよい。具体的には、視覚システム１０２は、適切に高い正確性及び精度で対応する１又は複数の加工物１１６上に１又は複数の延長セグメントを印刷するように付加製造機１０４が指示され得るように１又は複数の加工物１１６を位置特定及び定義することを可能にする。１又は複数の加工物１１６は、それぞれの加工物１１６の加工物インターフェース（たとえば、上面）１２０がビルド面１２２に位置合わせされた状態でビルドプレート１１８に固定されてもよい。
視覚システム１０２の１又は複数のカメラ１１２は、視野１１４の２次元デジタル表現及び／又は視野１１４の３次元デジタル表現を含む、２次元又は３次元画像データを取得するように構成されてもよい。加工物インターフェース１２０とビルド面１２２との位置合わせにより、１又は複数のカメラ１１２がより高品質の画像を取得することが可能になる。たとえば、１又は複数のカメラ１１２は、ビルド面１２２に対して調整された、又は調整可能な焦点距離を有してもよい。１又は複数の加工物１１６の加工物インターフェース１２０がビルド面１２２に位置合わせされると、１又は複数のカメラは、加工物インターフェース１２０のデジタル画像を容易に取得し得る。１又は複数のカメラ１１２は、ビルドプレート１１８に固定された１又は複数の加工物１１６の全部又は一部を包含する視野１１４を含んでいてもよい。たとえば、単一の視野１１４は、ビルドプレート１１８に固定された複数の加工物のそれぞれなど、複数の加工物１１６を包含するのに十分な広さでよい。代替的に、視野１１４は、それぞれの加工物１１６のデジタル表現が別個に取得されるように、個々の加工物１１６上により狭く焦点をあててもよい。別個に取得されたデジタル画像をつなぎ合わせて、複数の加工物１１６のデジタル表現を取得してもよいことが、理解されよう。いくつかの実施形態では、カメラ１１２は、視野１１４の周辺に向かって配置された加工物又はその一部が歪まないように、平坦な焦点面を提供するように構成されたコリメートレンズを含んでいてもよい。追加的に、又は代替策として、視覚システム１０２は、そのようなあらゆる歪みに対処するために歪み補正アルゴリズムを利用してもよい。
視覚システム１０２によって取得された、１又は複数の加工物１１６のデジタル表現を含む画像データは、制御システム１０６に送信されてもよい。制御システム１０６は、視覚システム１０２によって撮像された１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現から複数の加工物１１６のそれぞれの加工物インターフェース１２０を決定し、次いで複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０の１又は複数の座標を決定するように構成されてもよい。１又は複数のデジタル表現に基づいて、制御システム１０６は、１又は複数の印刷コマンドを生成してもよく、この印刷コマンドは、付加製造機１０４が複数の延長セグメントを複数の加工物１１６のそれぞれ上に付加的に印刷し得るように付加製造機１０４に送信されてもよい。１又は複数の印刷コマンドは、複数の延長セグメントのそれぞれ１つが対応する加工物１１６の加工物インターフェース１２０上に配置された状態で、複数の延長セグメントを付加的に印刷するように構成されてもよい。
付加製造機１０４は、任意の所望の付加製造技術を利用し得る。例示的な実施形態では、付加製造機は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、指向性金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）又は選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）などの粉末床溶融（ＰＢＦ）技術を利用してもよい。付加製造機１０４は、任意のそのような付加製造技術を含んでもよいか、又は他の適切な付加製造技術が使用されてもよい。例として、粉末床融合技術を使用して、複数の延長セグメントのそれぞれのものは、粉末材料の層を加工物インターフェース１２０に溶融又は融合することにより、複数の加工物１１６の対応するそれぞれのもの上に層ごとに付加的に印刷されてもよい。いくつかの実施形態では、構成要素は、動力化材料の単一層を加工物インターフェース１２０に溶融又は融合することにより、付加的に印刷されてもよい。追加的に、又は代替策として、粉末材料の後続の層が、連続的に互いに溶融又は融合されてもよい。
さらに図１Ａ及び図１Ｂを参照すれば、例示的な付加製造機１０４は、粉末１２６の供給源を含む粉末供給チャンバ１２４と、ビルドチャンバ１２８とを含む。１又は複数の加工物１１６が固定されたビルドプレート１１８が、ビルドチャンバ１２８内に配置されてもよく、ここで加工物１１６は層ごとに付加的に印刷されてもよい。粉末供給チャンバ１２４は、システム１００の作動中に粉末床１３２を上昇させる粉末ピストン１３０を含む。粉末床１３２が上昇すると、粉末１２６の一部は、粉末供給チャンバ１２４から押し出される。
ローラ又はブレードなどのリコータ１３４は、作業面１３６を横切ってビルドプラットフォーム１３８上に粉末１２６の一部を押し込む。ビルドプレート１１８は、ビルドプラットフォーム１３８上及び／又はビルドチャンバ１２８内にビルドプレート１１８を十分に高い正確性及び精度で配置するように構成された方法で、チャックシステム１４０によりビルドプラットフォーム１３８に固定されてもよい。ビルドプレート１１８をビルドプラットフォーム１３８に固定する前に、加工物１１６は、ビルドプレート１１８に固定されてもよい。リコータ１３４は、ビルドチャンバ１２８を粉末１２６で満たし、次いで加工物１１６の上部近くのビルド面１２２にわたって粉末１２６の薄い層を連続的に分配して、加工物１１６の連続層を付加的に印刷する。たとえば、粉末１２６の薄い層は、厚さ約２０〜８０μｍ、厚さ約４０〜６０μｍ、厚さ約２０〜５０μｍ、又は厚さ約１０〜３０μｍなどの厚さ約１０〜１００ミクロンであってもよい。ビルド面１２２は、粉末１２６から形成される加工物１１６の次の層に対応する面を表す。
加工物１１６上に延長セグメントの層（たとえば、インターフェース層又は後続の層）を形成するために、エネルギー源１４２は、レーザ又は電子ビームなどのエネルギービーム１４４を粉末１２６の薄層にビルド面１２２沿って向けて、粉末１２６を加工物１１６の上部に溶融又は融合させる（たとえば、層を加工物インターフェース１２０に溶融又は融合させる、及び／又はそれに続く層をこれに溶融又は融合させる）。スキャナ１４６は、加工物１１６に溶融又は融合されるようになる粉末１２６層の部分のみを溶融又は融合するようにビームの経路を制御する。通常、ＤＭＬＭ、ＥＢＭ、又はＳＬＭシステムでは、粉末１２６は、完全に溶融し、それぞれの層は、エネルギービーム１４４のそれぞれのパスで溶融又は再溶融される。逆に、ＤＭＬＳ又はＳＬＳシステムでは、粉末１２６の層は焼結され、粉末１２６の粒子を互いに、通常は粉末１２６の融点に達することなく融合させる。粉末１２６の層が加工物１１６に溶融又は融合された後、ビルドピストン１４８は増分的にビルドプラットフォーム１３８を徐々に下降させ、粉末１２６の次の層のため、またリコータ１３４がビルド面１２２にわたって粉末１２６の次の層を分配するための次のビルド面１２２を画定する。粉末１２６の連続層は、付加印刷プロセスが完了するまで、この方法で加工物１１６に溶融又は融合されてもよい。
図２Ａ及び図２Ｂを参照すれば、ビルドプレート１１８に固定された複数の加工物１１６を含む例示的な加工物アセンブリ２００が示されている。ビルドプレート１１８は、加工物１１６をそれぞれの位置登録点２０２と位置合わせするように構成されてもよい。位置登録点２０２は、座標系にマッピングされてもよい。図２Ａは、ビルドプレート１１８に固定された複数の加工物１１６を含む加工物アセンブリ２００を示す。図２Ａに示す配置は、延長セグメントを加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷する前の時点を反映している。図２Ｂは、図２Ａの加工物アセンブリ２００を示すが、付加印刷プロセス後の時点を反映している。図２Ｂに示すように、複数の構成要素２０４がビルドプレート１１８に固定されており、これらは、複数の加工物１１６のそれぞれのもの上に複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものを付加的に印刷することによって、付加印刷プロセス中に形成されたものである。
図２Ａ及び図２Ｂに示すビルドプレート１１８及び／又は加工物アセンブリ２００は、複数の加工物１１６のそれぞれのもの上に複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものを付加的に印刷することを含む、延長セグメント２０６を加工物１１６上に付加的に印刷することを容易にするために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、ビルドプレート１１８は、視覚システム１０２による画像撮像を容易にするために加工物１１６をそれぞれの位置登録点２０２に位置合わせするように構成されてもよく、それによってＣＡＤモデルと加工物１１６との位置合わせを容易にし、（たとえば、それにより、ＣＡＤモデルによって定義される延長セグメント２０６が、加工物１１６上に適切に付加的に印刷されてもよく）、及び／又は付加製造機１０４の操作性を促進する。
図２Ａ及び図２Ｂに示す加工物アセンブリ２００は、任意の数の加工物１１６を保持してもよい。１つの例として、図示する加工物アセンブリ２００は、２０個までの加工物１１６を保持してもよい。別の例として、加工物アセンブリ２００は、２〜１００個の加工物１１６、又はそれ以上、たとえば２〜２０個の加工物１１６、たとえば１０〜２０個の加工物１１６、たとえば２０〜６０個の加工物１１６、たとえば２５〜７５個の加工物１１６、たとえば４０〜５０個の加工物１１６、たとえば、５０個〜１００個の加工物１１６、たとえば５個〜７５個の加工物１１６、たとえば７５個〜１００個の加工物１１６、たとえば少なくとも２個の加工物１１６、たとえば少なくとも１０個の加工物１１６、たとえば少なくとも２０個の加工物１１６、たとえば少なくとも４０個の加工物１１６、たとえば少なくとも６０個の加工物１１６、又はたとえば少なくとも８０個の加工物１１６を保持するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、たとえば、加工物１１６がターボ機械の圧縮機ブレード又はタービンブレードなどのエーロフォイルである場合、加工物アセンブリ２００は、該当する場合、圧縮機及び／又はタービンの１又は複数の段内のブレードの数に対応する数のブレードを保持するように構成されてもよい。このようにして、タービン及び／又は圧縮機の所与の１又は複数の段のブレードのすべてはまとめて保持されてもよく、延長セグメント２０６は、単一のビルド内でその上に付加的に印刷されてもよい。加工物アセンブリ２００及びビルドプレート１１８は、例として提供され、限定するものではない１つの例示的な実施形態を反映することが理解されるであろう。加工物アセンブリ２００及び／又はビルドプレート１１８のさまざまな他の実施形態が企図され、これらはまた、加工物１１６を適切な位置決め及び位置合わせで固定することを可能にしてもよく、それらはすべて本開示の趣旨及び範囲内にある。
図２Ａ及び図２Ｂに示す例示的な加工物アセンブリ２００は、その中に配置された１又は複数の加工物ベイ２０８を備えたビルドプレート１１８を含む。１又は複数の加工物ベイ２０８の各々は、１又は複数の加工物ドック２１０を含んでいてもよい。１又は複数の加工物ベイ２０８は、１又は複数の加工物１１６をビルドプレート１１８に固定するように動作する１又は複数のクランプ機構２１２をさらに含んでいてもよい。１又は複数の加工物ドック２１０は、１又は複数の加工物シュー２１４を受けるように構成されてもよい、１又は複数の加工物シュー２１４は、加工物１１６を受けるようにそれぞれ構成されてもよい。１又は複数のクランプ機構２１２は、加工物シュー２１４を対応する加工物ドック２１０内の適所にクランプするように構成されてもよい。
加工物ドック２１０及び／又は加工物シュー２１４は、加工物シュー２１４と加工物ドック２１０の底部などのビルドプレート１１８との間にバイアス力（たとえば、上向き又は垂直バイアス力）を及ぼすように構成された１又は複数のバイアス部材（図示せず）を含んでいてもよい。バイアス部材は、１又は複数のばね、１又は複数の磁石対（たとえば、永久磁石又は電磁石）、１又は複数の圧電アクチュエータなど、そのようなバイアス力を及ぼすように動作可能なものを含んでいてもよい。バイアス部材によって及ぼされるバイアス力は、加工物インターフェース１２０（たとえば、加工物１１６の上面）が互いに位置合わせすることを可能にするように、加工物シュー２１４をバイアスする。一例として、位置合わせプレート（図示せず）は、バイアス部材を部分的に圧縮し、加工物インターフェース１２０（たとえば加工物１１６の上面）を互いに位置合わせするようにもっていくように加工物１１６の上部に置かれてもよい。いくつかの実施形態では、上昇ブロック（図示せず）が、ビルドプレート１１８と位置合わせプレート（図示せず）との間に配置されて、加工物１１６の上部に位置合わせプレートを所望の高さに位置決めするのを助けてもよい。加工物インターフェース１２０を互いに位置合わせした状態で、クランプ機構２１２が、加工物１１６をビルドプレート１１８に固定するために締め付けられてもよい。
図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ビルド面１２２からの加工物１１６の位置ずれは、印刷不良を引き起こす可能性がある。図３Ａは、ビルド面１２２と位置合わせして位置する第１の加工物３００、ビルド面１２２の下に位置する第２の加工物３０２、及びビルド面１２２の上方に位置する第３の加工物３０４を含む複数の加工物１１６を示す。リコータ１３４がビルド面１２２にわたって粉末１２６を分配するとき、第１の加工物３００は、通常、その上部にわたって粉末１２６の適切な厚さの層を受け取ると予想される。対照的に、第２の加工物３０２及び第３の加工物３０４は、印刷不良を引き起こす可能性がある、ビルド面１２２からの位置ずれを示す。たとえば、第２の加工物３０２は、第２の加工物３０２への粉末１２６層の不十分な結合など、粉末１２６の過度に厚い層３０６に起因する印刷不良を示し得る。そのような不十分な結合は、粉末１２６又は第２の加工物３０２の最上層（たとえば、加工物インターフェース１２０）の不完全な溶融、並びに通常適切な溶融によって解消される、層内に捕捉されたガスからのボイドによって引き起こされる可能性がある。別の例として、第３の加工物３０４は、ビルド面１２２の上方に突起する第３の加工物３０４の表面３０８に起因する印刷不良を示す可能性があり、それによって、リコータ１３４は、第３の加工物３０４の突起表面３０８をスキップする可能性があり、及び／又はリコータ１３４は、第３の加工物によって妨害されてリコータ１３４が損傷を受け、又はリコータ１３４が突起表面３０８を通り過ぎることが妨害される可能性がある。
いくつかの実施形態では、位置ずれした加工物１１６がリコータ１３４を妨害するなどの完全な印刷不良を引き起こさない場合でも、位置ずれは、溶融、寸法不正確性、微小硬度、引張特性、及び／又は材料密度の変動を引き起こす可能性がある。これらの変動は、連続する層が加工物１１６に追加されるにつれて伝播する可能性がある。加えて、そのような変動を有する構成要素２０４は、動作中に故障する可能性があり、破局的な故障を含む他の装置への損傷を潜在的に引き起こす。たとえば、圧縮機ブレード又はタービンブレードが故障した場合、故障によりターボ機械の他の部分が損傷して、潜在的にはターボ機械が直ちに動作不能になる可能性がある。
しかし、図３Ｃ及び図３Ｄに示すように、本開示は、複数の加工物１１６の上部分とビルド面１２２を位置合わせするように構成されたビルドプレート１１８及び／又は加工物アセンブリ２００を提供する。例示的な実施形態では、加工物１１６の上部分は、加工物インターフェース１２０を提供し、この加工物インターフェース１２０は、加工物１１６に減法修正を行うことによって少なくとも部分的に準備されてもよい。そのような加工物インターフェース１２０は、ビルドプレート１１８に装填されたときに加工物１１６の最も高い部分又は最も背の高い部分に概ね対応する表面、平面、先端などを含んでいてもよい。上部分を位置合わせした状態で、複数の延長セグメント２０６は、リコータ１３４が均一な粉末１２６の層を加工物１１６の各層に塗布し得るのを確実にしながら、粉末床融合プロセスを使用して対応する複数の加工物１１６上に一緒に共通ビルドで付加的に印刷されてもよい。いくつかの実施形態では、ビルドプレート１１８は、１００ミクロン以下の許容範囲内で、たとえば８０μｍ以下、たとえば６０μｍ以下、たとえば４０μｍ以下、たとえば２０μｍ以下、又はたとえば１０μｍ以下などで複数の加工物１１６をビルド面１２２に位置合わせすることができ得る。
加工物アセンブリ２００によって提供される位置合わせは、それぞれの加工物１１６のサイズの違いを補償し得る。そのようなサイズの違いは、元の異なる構成を有する加工物１１６及び／又は加工物インターフェース１２０を加工物１１６上に準備するために実施される減法修正から生じるサイズの変動を有する加工物１１６を含む、あらゆる原因から生じるサイズの変動を有する加工物１１６に起因する可能性がある。いくつかの実施形態では、たとえば、加工物１１６が圧縮機ブレード及び／又はタービンブレードなどのターボ機械のエーロフォイルである場合、ターボ機械の異なる段からのそのようなエーロフォイルがそれぞれの加工物１１６が互いに異なるサイズを有していても、それぞれの加工物インターフェース１２０（たとえば、加工物１１６の上面）が互いに位置合わせされた状態で加工物アセンブリ２００内に固定され得る。
次に図４を参照すれば、加工物１１６の加工物インターフェース１２０上に延長セグメント２０６を付加的に印刷する例示的な方法４００が説明される。例示的な方法は、視覚システム１０２及び付加製造機１０４に通信可能に結合された制御システム１０６を使用するなどの、本明細書で説明する付加製造システム１００によって実施されてもよい。例示的な方法４００は、工程４０２において、視覚システム１０２によって撮像された視野１１４のデジタル表現から加工物インターフェース１２０を決定することを含む。加工物１１６を決定することは、加工物インターフェース１２０を決定することを含んでいてもよい。たとえば、例示的な方法は、視覚システム１０２によって撮像された１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現から複数の加工物１１６のそれぞれの加工物インターフェース１２０を決定することを含んでいてもよい。加工物インターフェース１２０を決定することは、たとえば、複数の加工物１１６のそれぞれの加工物インターフェース１２０の１又は複数の座標を決定することを含んでいてもよい。１又は複数の視野１１４は、２次元視野１１４又は３次元視野１１４などの３次元空間に位置する１又は複数の加工物を含んでいてもよい。たとえば、１又は複数の視野１１４は、１又は複数の加工物１１６を個別的にした及び／又は複数の加工物１１６を集合的にした加工物インターフェース１２０の２次元又は３次元上面図などの、１又は複数の加工物１１６を個別的にした及び／又は複数の加工物１１６を集合的にした２次元又は３次元の上面図を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、例示的な方法４００は、工程４０４において、視覚システム１０２を使用して視野１１４のデジタル表現を取得すうることを含んでいてもよく、この場合視野１１４は加工物インターフェース１２０を含む。これは、視覚システム１０２を使用して１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現を取得することを含んでいてもよい。代替的には、例示的な方法４００は、視覚システム１０２から既に取得されている１又は複数のデジタル表現によって開始してもよい。
例示的な方法４００は、工程４０６において、加工物インターフェース１２０上に延長セグメント２０６を付加的に印刷するように構成された印刷コマンドを付加製造機１０４に送信することを追加的に含み、印刷コマンドは、視野１１４のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて生成されている。印刷コマンドは、加工物インターフェース１２０上に延長セグメント２０６を付加的に印刷するように構成されてもよい。１又は複数の印刷コマンドは、付加製造機１０４に送信され得、１又は複数の印刷コマンドは、延長セグメント２０６の各それぞれ１つを複数の加工物１１６のうちの対応するそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０上に配置して、複数の延長セグメント２０６を付加的に印刷するように構成されてもよい。
１又は複数の印刷コマンドは、１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて生成されてもよい。例示的な方法４００は、所望により、工程４０８において、視覚システム１０２によって撮像された視野１１４のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて印刷コマンドを生成することを含んでいてもよい。これは、１又は複数の加工物１１６及び／又はその１又は複数の加工物インターフェース１２０を含む１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて、１又は複数の印刷コマンドを生成することを含んでいてもよい。代替的には、例示的な方法４００は、制御システム１０６又は別のものなどによって既に生成された、又は別個に生成された１又は複数の印刷コマンドで実施されてもよい。
例示的な方法４００は、工程４１０において、印刷コマンドに少なくとも部分的に基づいて、加工物インターフェース１２０上に延長セグメント２０６を付加的に印刷することを追加的に含んでいてもよい。これは、複数の加工物インターフェース１２０の対応するそれぞれのものなど、複数の加工物１１６の対応するそれぞれのもの上に複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものを付加的に印刷することを含んでいてもよい。たとえば、１又は複数の印刷コマンドは、それぞれの加工物インターフェース１２０の１又は複数の座標に少なくとも部分的に基づいて、複数の加工物１１６の対応するそれぞれのものの加工物インターフェース１２０上に複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものを位置決めするように構成されてもよい。
例示的な方法４００は、１又は複数の加工物１１６上に１又は複数の延長セグメント２０６を付加的に印刷することにより構成要素２０４を提供するように実施されてもよい。いくつかの実施形態では、複数の加工物１１６は、圧縮機ブレード及び／又はタービンブレードなどのターボ機械用の複数のブレードを含んでもよく、対応する複数の延長セグメント２０６は、複数のブレード先端を含んでいてもよい。構成要素２０４は、付加製造機１０４を使用して、層ごとに付加的に印刷されてもよい。たとえば、例示的な方法４００は、複数の加工物１１６のそれぞれのものの加工物インターフェース１２０上に複数の延長セグメント２０６の第１層を付加的に印刷し、続いて複数の延長セグメント２０６の第１の層上に複数の延長セグメント２０６の第２の層を付加的に印刷することを含んでいてもよい。第１の層は、加工物インターフェース１２０とその上に付加的に印刷される延長セグメント２０６との間のインターフェース層であってもよい。第２の層は、延長セグメント２０６の後続の層であってもよい。いくつかの実施形態では、構成要素２０４は、動力化材料の単一のインターフェース層を加工物インターフェース１２０に溶融又は融合することにより、付加的に印刷されてもよい。
次に図５Ａ〜図５Ｃを参照すれば、例示的な加工物１１６（図５Ａ及び図５Ｂ）及び例示的な構成要素２０４（図５Ｃ）が、示されている。例示的な加工物１１６及び構成要素２０４は、圧縮機ブレード又はタービンブレードなどのエーロフォイル、又は任意の他の加工物１１６又は構成要素２０４であってもよい。図示するように、加工物１１６及び構成要素２０４は、ターボ機械の高圧圧縮機ブレード（ＨＰＣブレード）を表す。加工物１１６は、初めから製造された加工物、並びに補修、再構築などされる加工物１１６であってもよい。
例示的な方法４００は、加工物１１６に減法修正を施してその上に加工物インターフェース１２０を提供することを含んでいてもよい。これは、加工物１１６を切断、研削、機械加工、放電加工、ブラッシング、エッチング、研磨、又はその他の方法で実質的に修正して、その上に加工物インターフェース１２０を提供することを含んでいてもよい。減法修正は、加工物インターフェース１２０（図５Ｂ）を提供するために、減法部分５００（図５Ａ）を除去することを含んでいてもよい。減法修正は、摩耗又は損傷した加工物１１６の表面の少なくとも一部を除去することを含んでいてもよい。たとえば、図５Ａに示すように、加工物１１６は、マイクロクラック、ピット、摩耗、欠陥、異物、堆積物、欠陥などのアーチファクト５０２を含んでいてもよい。そのようなアーチファクト５０２は、一般に、そのようなブレードがさらされる極限状態の結果として、圧縮機又はタービンブレードの上面に現れ得る。減法修正は、追加的又は代替的に、加工物１１６と延長セグメント２０６との間の結合を改良するように実施されてもよい。
加工物１１６が、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、圧縮機ブレード及び／又はタービンブレードなどのターボ機械用のエーロフォイルを含む場合、減法修正は、たとえば摩耗又は損傷した領域を除去するために、エーロフォイルの先端部分を除去することを含んでいてもよい。代替的には、いくつかの実施形態では、構成要素２０４は、減法修正を必要とせずに、又は減法修正中に構成要素２０４のかなりの部分を除去する必要なく、図５Ｂに示すように最初から現れ得る。たとえば、加工物１１６は、元の製作プロセスにおける中間加工物１１６であってもよい。
減法修正中に除去される材料の量は、加工物インターフェース１２０を提供するため、及び／又は摩耗又は損傷した材料を除去するためにどれだけの材料を減じる必要があるかなど、加工物１１６の性質に応じて変わり得る。減法修正がかなりの厚さの層を除去することなく加工物インターフェース１２０を準備することを意図する場合、又は加工物１１６の摩耗又は損傷が薄い表面層に限定される場合、除去される材料の量は、非常に薄い表面層のみに限定され得る。代替的には、加工物１１６から除去される材料の量は、加工物１１６がより大きな亀裂、破損、又は加工物１１６のより深くまで浸透する他の損傷を有するなどの場合、加工物１１６の大部分を含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、除去される材料の量は、約１ミクロン〜約１センチメートル、たとえば約１μｍ〜約１０００μｍ、たとえば約１μｍ〜約５００μｍ、たとえば約１μｍ〜約１００μｍ、たとえば約１μｍ〜約２５μｍ、たとえば約１００μｍ〜約５００μｍ、たとえば約５００μｍ〜約１０００μｍ、たとえば約１００μｍ〜約５ｍｍ、たとえば約１ｍｍ〜約５ｍｍ、たとえば約５ｍｍ〜約１ｃｍなどであってもよい。さらなる実施形態では、除去される材料の量は、約１センチメートル〜約１０センチメートル、たとえば約１ｃｍ〜約５ｃｍ、たとえば約２ｃｍ〜約７ｃｍ、たとえば約５ｃｍ〜約１０ｃｍなどであってもよい。
加工物１１６の性質に関係なく、図５Ｃに示すように、近似正味形状の構成要素２０４が、加工物１１６上に延長セグメント２０６を付加的に印刷することによって形成されてもよい。近似正味形状の構成要素２０４は、加工物１１６（及び／又は加工物インターフェース周囲５０４）と実質的に一致する延長セグメント２０６を含んでいてもよく、それにより、延長セグメント２０６は、研磨、バフ研磨などの表面仕上げからのその後の減法修正を必要とすることなく近似正味形状の構成要素２０４を提供し得るように十分な一致性で、加工物１１６（及び／又は加工物インターフェース周囲５０４）と位置合わせする。延長セグメント２０６は、延長セグメント２０６が加工物１１６及び／又は加工物インターフェース１２０と実質的に一致するように、それぞれの加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されてもよい。たとえば、加工物インターフェース１２０は、加工物インターフェース周囲５０４（図５Ｂ）を有してもよく、延長セグメント２０６は、延長セグメント２０６が加工物インターフェース周囲５０４と実質的に一致するように、それぞれの加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されてもよい。延長セグメント２０６は、加工物インターフェース周囲５０４と実質的に一致するインターフェース層周囲を含む、加工物インターフェース１２０と実質的に一致するインターフェース層を含んでいてもよい。例示的な実施形態では、加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷された延長セグメント２０６は、加工物１１６が、三日月形状の形態の加工物インターフェース１２０を有するエーロフォイル（たとえば、圧縮機ブレード又はタービンブレード）であり、延長セグメント２０６もまた、加工物１１６の加工物インターフェース１２０のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて決定された三日月形状を有する場合、加工物１１６（及び／又は加工物インターフェース周囲５０４）と実質的に一致するとみなされてもよい。
いくつかの実施形態では、図５Ｃに示すように、構成要素２０４は、延長セグメント２０６が加工物インターフェース１２０（たとえば、加工物インターフェース周囲５０４）に張り出すような張り出し部５０６を含んでいてもよい。張り出し部５０６の存在にもかかわらず、構成要素２０４は、たとえば、張り出し部５０６が、研磨、バフ研磨などの表面仕上げとは別に後続の減法修正を必要としないなどの場合、近似正味形状の構成要素２０４とみなされてもよく、及び／又は延長セグメント２０６は、加工物１１６（及び／又は加工物インターフェース周囲５０４）と実質的に一致するとみなされてもよい。張り出し部５０６の目的は、たとえば、研磨、バフ研磨などを含むそのような表面仕上げに利用可能な材料の小部分を残すためのものであり得る。張り出し部５０６のサイズは、仕上げプロセスの性質に基づいて選択されてもよい。そのような仕上げプロセスの後、張り出し部５０６は、実質的に除去されてもよい。
例として、いくつかの実施形態では、張り出し部５０６は、約１ミクロン〜１０００ミクロン、たとえば約１μｍ〜５００μｍ、たとえば約１μｍ〜１００μｍ、たとえば約１μｍ〜５０μｍ、たとえば約１μｍ〜２５μｍ、たとえば約１０μｍ〜５０μｍ、たとえば約２５μｍ〜５０μｍ、たとえば約５０μｍ〜１００μｍ、たとえば約５０μｍ〜２５０μｍ、たとえば約２５０μｍ〜５００μｍ、たとえば約５００μｍ〜１０００μｍ、たとえば約１０００μｍ以下、たとえば約５００μｍ以下、たとえば約２５０μｍ以下、たとえば約１００μｍ以下、たとえば約５０μｍ以下、たとえば約２５μｍ以下などであってもよい。例示的な実施形態では、複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものは、複数の加工物１１６のそれぞれのものの対応する加工物インターフェース１２０上に張り出してよく、このとき張り出し部５０６は、約１５００ミクロン以下の最大張り出し距離、たとえば約１０００μｍ以下、たとえば約５００μｍ以下、又はたとえば約１００μｍ以下、又はたとえば約５０μｍ以下、又はたとえば約２５μｍ以下の最大張り出し距離を有する。いくつかの実施形態では、延長セグメント２０６は、延長セグメント２０６が、約１５００ミクロン以下、たとえば約１０００μｍ以下、たとえば約５００μｍ以下、又はたとえば約１００μｍ以下又はたとえば約５０μｍ以下又はたとえば約２５μｍ以下などの最大張り出し距離を有する張り出し部５０６を含む場合、加工物１１６及び／又は加工物インターフェース周囲５０４と実質的に一致するとみなされてもよい。
加工物インターフェース１２０は比較的小さい可能性があるが、それにもかかわらず、付加製造機１０４は、その上に延長セグメント２０６を付加的に印刷して近似正味形状の構成要素２０４を提供してもよい。たとえば、図５Ｂに示すように、加工物１１６は、断面幅ｗ及び高さｈｗを有する加工物インターフェース１２０を有してもよく、それにより、加工物１１６の高さの断面幅に対する比は、約１：１〜１０００：１、たとえば約１：１〜５００：１、たとえば約１：１〜２５０：１、たとえば約１：１〜約１００：１、たとえば約１：１〜約７５：１、たとえば、約１：１〜約６５：１、たとえば、約１：１〜約３５：１、たとえば約２：１〜約１００：１、たとえば約５：１〜約１００：１、たとえば約２５：１〜約１００：１、たとえば約５０：１〜約１００：１、たとえば７５：１〜約１００：１、たとえば少なくとも５：１、たとえば少なくとも１０：１、たとえば少なくとも２５：１、たとえば少なくとも５０：１、たとえば少なくとも７５：１、たとえば少なくとも１００：１、たとえば少なくとも２５０：１、たとえば少なくとも５００：１、たとえば少なくとも７５０：１などであってもよい。
図５Ｃに示すように、延長セグメント２０６は、高さｈｅを有してもよく、それにより、加工物１１６の断面幅ｗと延長セグメント２０６の高さｈｅとの比は、約１：１０００〜約１０００：１、たとえば約１：１０００〜約１：５００、たとえば約１：５００〜約１：１００、たとえば約１：１００〜約１：１、たとえば約１：１０〜約１：１、たとえば約１：１０〜約１０：１、たとえば約１：１〜約１：１０００、たとえば約１：１〜約１：１０、たとえば約１：１〜１００：１、たとえば約１：１〜約５００：１、又はたとえば約５００：１〜約１０００：１などであってもよい。
加工物１１６の高さｈｗと延長セグメント２０６の高さｈｅとの比は、約２：１〜約１００００：１、たとえば約１０：１〜約１０００：１、たとえば約１００：１〜約１００００：１、たとえば約１００：１〜約５００：１、たとえば約５００：１〜約１０００：１、たとえば約１０００：１〜約１００００：１、たとえば約５００：１〜約５０００：１、たとえば約２５００：１〜約７５００：１、たとえば少なくとも２：１、たとえば少なくとも１００：１、たとえば少なくとも５００：１、たとえば少なくとも１０００：１、たとえば少なくとも５０００：１、又はたとえば少なくとも７０００：１などであってもよい。
いくつかの実施形態では、加工物１１６は、断面幅が、約０．１ミリメートル〜約１０センチメートル、たとえば０．１ｍｍ〜約５ｃｍ、たとえば約０．２ｍｍ〜約５ｃｍ、たとえば約０．５ｍｍ〜約５ｃｍ、たとえば約０．５ｍｍ〜約１ｃｍ、たとえば約０．１ｍｍ〜約０．５ｍｍ、たとえば約０．１ｍｍ〜約５ｍｍ、たとえば約０．５ｍｍ〜約１０ｍｍ、たとえば約０．５ｍｍ〜約５ｍｍ、たとえば約０．５ｍｍ〜約３ｍｍ、たとえば約１ｍｍ〜約５ｍｍ、たとえば約３ｍｍ〜約１０ｍｍ、たとえば約１ｃｍ〜約１０ｃｍ、たとえば約１０ｃｍ以下、たとえば約５ｃｍ以下、たとえば約３ｃｍ以下、たとえば約１ｃｍ以下、たとえば約５ｍｍ以下、たとえば約３ｍｍ以下、たとえば約１ｍｍ以下、約０．５ｍｍ以下などであってもよい。他の実施形態では、加工物１１６は、比較的より大きい、たとえば約１ｃｍ〜約２５ｃｍ、たとえば約５ｃｍ〜約１５ｃｍ、たとえば約５ｃｍ〜約１０ｃｍ、たとえば少なくとも約１ｃｍ、たとえば少なくとも約５ｃｍ、たとえば少なくとも約１０ｃｍ、たとえば少なくとも約１５ｃｍ、又はたとえば少なくとも約２０ｃｍの断面幅を有してもよい。
いくつかの実施形態では、加工物１１６は、高さｈｗが、約０．５センチメートル〜約２５センチメートル、たとえば約０．５ｃｍ〜約５ｃｍ、たとえば約０．５ｃｍ〜約３ｃｍ、たとえば約１ｃｍ〜約３ｃｍ、たとえば約１ｃｍ〜約１０ｃｍ、たとえば約１０ｃｍ〜約１５ｃｍ、たとえば約１５ｃｍ〜約２５、たとえば少なくとも約０．５ｃｍ、たとえば少なくとも１ｃｍ、たとえば少なくとも３ｃｍ、たとえば少なくとも５ｃｍ、たとえば少なくとも約１０ｃｍ、たとえば少なくとも約２０ｃｍ、たとえば約２５ｃｍ以下、たとえば約２０ｃｍ以下、たとえば約１５ｃｍ以下、たとえば約１０ｃｍ以下、たとえば約５ｃｍ以下、たとえば約３ｃｍ以下、又はたとえば約１ｃｍ以下であってもよい。他の実施形態では、加工物１１６は、比較的より大きい、たとえば約１ｃｍ〜約２５ｃｍ、たとえば約５ｃｍ〜約１５ｃｍ、たとえば約５ｃｍ〜約１０ｃｍ、たとえば少なくとも１ｃｍ、たとえば少なくとも５ｃｍ、たとえば少なくとも１０ｃｍ、たとえば少なくとも１５ｃｍ、又はたとえば少なくとも２０ｃｍなどの断面幅を有してもよい。
いくつかの実施形態では、延長セグメント２０６は、高さｈｅが、約１０ミクロン〜約２０センチメートル、たとえば約１０μｍ〜約１０００μｍ、たとえば約２０μｍ〜約１０００μｍ、たとえば約５０μｍ〜約５００μｍ、たとえば約１００μｍ〜約５００μｍ、たとえば約１００μｍ〜約１０００μｍ、たとえば約１００μｍ〜約５００μｍ、たとえば約２５０μｍ〜約７５０μｍ、たとえば約５００μｍ〜約１０００μｍ、たとえば約１ｍｍ〜約１ｃｍ、たとえば約１ｍｍ〜約５ｍｍ、たとえば約１ｃｍ〜約２０ｃｍ、たとえば約１ｃｍ〜約５ｃｍ、たとえば約５ｃｍ〜約１０ｃｍ、たとえば約１０ｃｍ〜約２０ｃｍ、たとえば約２０ｃｍ以下、たとえば約１０ｃｍ以下、たとえば約５ｃｍ以下、たとえば約１ｃｍ以下、たとえば約５ｍｍ以下、たとえば約３ｍｍ以下、たとえば約１ｍｍ以下、たとえば約５００μｍ以下、たとえば約２５０μｍ以下であってもよい。
例示的な実施形態では、加工物１１６は、約１ｃｍ〜５ｃｍの高さｈｗ、及び約０．１ｍｍ〜約５ｍｍの断面幅ｗを有してもよく、その上に付加的に印刷された延長セグメント２０６は、約１０μｍ〜約５ｍｍ、たとえば約１００μｍ〜約１ｍｍ、又はたとえば約１ｍｍ〜約５ｍｍなどの高さｈｅを有してもよい。例示的な加工物１１６は、加工物１１６の高さｈｗと延長セグメント２０６の高さｈｅの比が、約２：１〜約１００００：１、たとえば約２：１〜約１０：１、たとえば約１０：１〜約５０：１、たとえば約５０：１〜約１００：１、たとえば約１００：１〜約１０００：１、たとえば約１０００：１〜５０００：１、たとえば約１０：１〜約１００００：１、たとえば約２：１〜約１００：１、たとえば約５０：１〜約５０００：１、たとえば約１００：１〜約１０００：１、たとえば約１０００：１〜約５０００：１、たとえば約１０００：１〜約１００００：１、たとえば約５０００：１〜約１００００：１、たとえば少なくとも２：１、たとえば少なくとも１０：１、たとえば少なくとも５０：１、たとえば少なくとも１００：１、たとえば少なくとも５００：１、たとえば少なくとも１０００：１、たとえば少なくとも５０００：１などであってもよい。
例示的な加工物１１６は、加工物１１６の断面幅ｗと延長セグメント２０６の高さｈｅとの比が約１：５０〜約１０００：１、たとえば約１：１０〜約１：１、たとえば約１：５〜約１：１、たとえば約１：１〜約５：１、たとえば約５：１〜約１０：１、たとえば約１０：１〜約５０：１、たとえば約５０：１〜約１００：１、たとえば約１００：１〜約５００：１、たとえば約５００：１〜約１０００：１、たとえば約２：１〜約１０００：１、たとえば約１：２〜約１：１、たとえば約１：１〜１０００：１、たとえば約２：１〜約１０：１、たとえば約５：１〜約５００：１、たとえば約１０：１〜約１００：１、たとえば約１００：１〜５００：１、たとえば約１００：１〜１０００：１、たとえば約５００：１〜１０００：１、たとえば少なくとも２：１、たとえば少なくとも１０：１、たとえば少なくとも５０：１、たとえば少なくとも１００：１、たとえば少なくとも５００：１などであってもよい。
再び図１Ａ及び図１Ｂを参照すれば、視覚システム１０２を使用して視野１１４のデジタル表現を取得する例示的な方法が、論じられる。視覚システム１０２が付加製造機１０４と一体化される場合、視覚システム１０２は、加工物１１６がビルドプレート１１８に固定され、ビルドプレート１１８がビルドプラットフォーム１３８に固定された状態で、加工物１１６のデジタル画像を撮像してもよい。チャックシステム１４０が、ビルドチャンバ１２８内及びビルドプラットフォーム１３８上でビルドプレート１１８を高レベルの精度及び正確性で位置決めし、位置合わせしてもよく、それによって加工物１１６もビルドチャンバ１２８内で位置合わせし、位置決めする。デジタル画像はまた、ビルドプレート１１８がビルドチャンバ１２８内に置かれ、ビルドプラットフォーム１３８に固定される前に撮像されてもよい。しかし、一般に、チャックシステム１４０により提供される位置決め及び位置合わせを利用することが好ましい。視覚システム１０２が付加製造機１０４と一体化されないとき、付加製造機１０４とは別個のユニットとして提供される視覚システム１０２などの場合、デジタル画像は、ビルドプレート１１８がビルドチャンバ１２８に置かれ、ビルドプラットフォーム１３８に固定される前に撮像されてもよい。
加工物１１６のデジタル画像は、粉末１２６がビルドチャンバ１２８に付加されている間又はその後に撮像されてもよい。しかし、デジタル画像は、通常、粉末１２６をビルド面１２２までずっと及び／又は加工物インターフェース１２０にわたって分配する前に撮像される。いくつかの実施形態では、加工物１１６を取り囲むが加工物インターフェース１２０を覆わない粉末１２６の層は、視覚システム１０２が加工物インターフェース１２０のより良好なデジタル画像を取得するのに役立ち得る。たとえば、粉末１２６は、１又は複数のカメラ１１２が加工物インターフェース１２０により良く焦点を合わせることを可能にする、改善された背景（たとえば、コントラストをより良好にし、反射をより少なくし、より均一にするなど）を提供し得る。しかし、加工物インターフェース１２０の一部を覆う粉末１２６が、デジタル画像の品質を低下させる可能性があり、それぞれの加工物インターフェース１２０を決定する際の制御システム１０６の信頼性に影響を与える可能性がある。いくつかの実施形態では、加工物１１６のデジタル画像が撮像される前に、ビルド面１２２の直下及び／又は加工物インターフェース１２０の直下に来るビルドチャンバ１２８に粉末１２６の層が追加されてもよい。デジタル画像は、そのような粉末１２６の層を所定位置に置いて撮像されてもよい。デジタル画像を撮像する前に、浮遊粉末１２６が、加工物インターフェース１２０からはらわれてもよい。
視覚システム１０２を使用して撮像された１又は複数の視野１１４の例示的なデジタル表現が、図６Ａ及び図６Ｂに概略的に示されている。図６Ａは、１つの加工物１１６を含む視野１１４のデジタル表現を示し、図６Ｂは、複数の加工物１１６を含む１又は複数の視野１１４のデジタル表現を示す。図６Ｂに示すデジタル表現は、単一の視野１１４から撮像されてもよく、又は複数の視野１１４が一緒に縫い合わされて、複数の加工物１１６を含む１又は複数の視野１１４のデジタル表現を提供してもよい。
図６Ａ及び図６Ｂに示すように、視野１１４は、加工物インターフェース１２０及び／又は加工物１１６（図６Ａ）に対応する対象領域６００、又はそれぞれ複数の加工物インターフェース１２０及び／又は加工物１１６（図６Ｂ）に対応する複数の対象領域６００を含んでいてもよい。視野１１４が１又は複数の対象領域６００を含むかどうかに関係なく、対象領域６００は、視野１１４内の加工物インターフェース１２０及び／又は加工物１１６の予想位置に対応し得る。予想される場所は、たとえば、座標系にマッピングされた位置登録点２０２（図２Ａ及び図２Ｂ）に基づいて決定されてもよい。制御システム１０６は、処理時間を短縮するために、視野１１４内の１又は複数の対象領域６００のみを処理するように構成されてもよい。図示するように、対象領域６００は、その内部に位置する加工物１１６のデジタル表現を含む。図示する視野１１４は、加工物１１６のデジタル表現が、加工物インターフェース周囲５０４のデジタル表現を含んでいてもよい加工物インターフェース１２０のデジタル表現を含むように、加工物１１６の上面図を反映し得る。
次に図７Ａを参照すれば、加工物１１６、加工物インターフェース１２０、及び／又は加工物１１６の加工物インターフェース周囲５０４を決定する例示的な方法が、論じられる。例示的な方法７００は、工程７０２において、視野１１４内の対象領域６００を決定することを含む。対象領域６００は、視野１１４内の加工物１１６、加工物インターフェース１２０、及び／又は加工物インターフェース周囲５０４の予想される位置に対応し得る。対象領域は、視野１１４の座標の加工物１１６の位置登録点２０２へのマッピングに少なくとも部分的に基づいて識別されてもよい。
例示的な方法７００は、工程７０４において、対象領域６００内の加工物インターフェース周囲５０４を決定することをさらに含んでいてもよい。加工物インターフェース周囲５０４は、エッジ検出アルゴリズムを使用して決定されてもよい。例示的なエッジ検出アルゴリズムは、輝度又はコントラストの変化などの不連続性を有する視野１１４のデジタル表現内のピクセルを識別することにより、加工物インターフェース周囲５０４を識別し得る。加工物インターフェース１２０及び／又は加工物１１６は、エッジ検出アルゴリズムを使用して決定された加工物インターフェース周囲５０４に基づいて決定されてもよい。一次又は二次演算を含む、任意の適切なエッジ検出アルゴリズムが利用されてもよい。例示的なエッジ検出アルゴリズムは、キャニーアルゴリズム、ソーベルアルゴリズム、プレウィットアルゴリズム、ロバーツアルゴリズム、閾値アルゴリズム、微分アルゴリズム、ファジー論理アルゴリズムなどを含む。デジタル画像はまた、エッジの細線化、ガウスフィルターなどを使用してフィルター処理されてもよい。例示的なエッジ検出アルゴリズムは、サブピクセルの正確性で加工物インターフェース周囲５０４を決定してもよい。
加工物インターフェース１２０と対象領域６００の周囲部分との間（及び／又は加工物インターフェース周囲５０４と対象領域６００の周囲部分との間）の良好なコントラストにより、エッジ検出アルゴリズムの性能が改善され得る。いくつかの実施形態では、画像撮像は、ビルド面１２２の直下及び／又は加工物インターフェース１２０の直下に来るビルドチャンバ１２８に粉末１２６の層を導入することによって改善されてもよく、これは「スクラッチ」と称されることがある。追加的又は代替策として、いくつかの実施形態では、加工物インターフェース１２０がすり抜けるためのスリットを含むスカート（図示せず）が利用されてもよい。スカートは、デジタル画像を得るために加工物インターフェース１２０を露出したままにして、ビルドプレート１１８に固定されるときに加工物１１６を覆って置かれてもよく、その後、スカートは、付加印刷の前に除去されてもよい。
例示的な方法７００は、工程７０６において、加工物インターフェース周囲５０４、加工物インターフェース１２０、及び／又は加工物１１６に対応するポイントクラウド６０２を生成することを含んでいてもよい。ポイントクラウドは、加工物インターフェース周囲５０４、加工物インターフェース１２０、及び／又は加工物１１６に対応する任意の所望の数の点を含んでいてもよい。点の数は、ポイントクラウド６０２の所望の解像度レベルに基づいて選択されてもよい。例示的なポイントクラウド６０２が、図６Ａ及び図６Ｂに示されている。いくつかの実施形態では、図６Ａに示すように、ポイントクラウド６０２は、加工物インターフェース周囲５０４とその上に付加的に印刷される延長セグメント２０６との間の意図した張り出し距離に対応するオフセット量６０４だけオフセットされてもよい。ポイントクラウド６０２にそのようなオフセットを提供する場合、ポイントクラウド６０２を生成する工程７０６は、オフセット量６０４を決定すること、及びポイントクラウド６０２の一連の点をオフセット量６０４だけオフセットすることを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、オフセット量は、周囲５０４に沿った第１の点と周囲５０４に沿った第２の点との間で変化し得る。たとえば、オフセット量は、付加製造ツールの曲率及び／又はツールパスに従って変化するように構成されてもよい。
図４を参照して論じたように、延長セグメント２０６を付加的に印刷する例示的な方法４００では、視野１１４のデジタル表現から加工物インターフェース１２０を決定した後、例示的な方法４００は、工程４０６において、付加製造機１０４に、加工物インターフェース１２０上に延長セグメント２０６を付加的に印刷するように構成された印刷コマンドを送信することを含んでいてもよく、所望により、例示的な方法４００は、工程４０８において、視野１１４に少なくとも部分的に基づいて印刷コマンドを生成することを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、印刷コマンドは、それぞれの加工物インターフェース１２０上などの１又は複数の加工物１１６上に付加的に印刷されるように構成された１又は複数の延長セグメント２０６のモデルを含む延長セグメントＣＡＤモデルなどのＣＡＤモデル上に少なくとも部分的に基づいてよい。例示的な方法４００は、延長セグメントＣＡＤモデルを決定すること、及び／又は延長セグメントＣＡＤモデルを生成することを含んでいてもよい。追加的に、又は代替策として、視覚システム１０２によって撮像された視野１１４に少なくとも部分的に基づいて印刷コマンドを生成する工程４０８は、延長セグメントＣＡＤモデルを決定すること、及び／又は延長セグメント−ＣＡＤモデルを生成することを含んでいてもよい。
図７Ｂは、図４に示す延長セグメント２０６を付加的に印刷する例示的な方法の工程４０８などにおいて、印刷コマンドを生成する例示的な方法７５０を示す。例示的な方法７５０は、延長セグメントＣＡＤモデルを決定し、及び／又は生成すること７５２、延長セグメントＣＡＤモデルをスライスすること７５４、及び延長セグメントＣＡＤモデルの各スライスのツールパス及び付加印刷領域を決定すること７５６を含む。延長セグメントＣＡＤモデルのスライスのツールパス及び付加印刷領域を決定した７５６後、例示的な方法７５０は、別のスライスがあるかどうかを決定し７５８、もしそうであれば、例示的な方法７５０は工程７５６に進んで、延長セグメントＣＡＤモデル８００の次のスライス用のツールパス及び付加印刷領域を決定することを提供してもよい。例示的な方法７５０は、ツールパス及び付加印刷領域が決定され得る追加のスライスがなくなると終了し得る。スライスの数は、延長セグメントＣＡＤモデルの延長セグメントのサイズ（高さ、厚さなど）、及び延長セグメントを付加的に印刷するために使用されてもよい粉末１２６又は他の材料の層の所望の厚さに依存し得る。
図８Ａは、例示的な延長セグメントＣＡＤモデル８００を示している。例示的な延長セグメントＣＡＤモデル８００は、１又は複数の延長セグメント２０６のモデルを含んでいてもよい。図示するように、延長セグメントＣＡＤモデル８００は、延長セグメント８０２の複数のモデルを含む。延長セグメント８０２のモデルはそれぞれ、複数の延長セグメント２０６がそれぞれその上に付加的に印刷される複数の対応する加工物１１６の場所及び形状に適合する。たとえば、延長セグメント８０２のそれぞれのモデルは、ビルドプレート１１８に固定された複数の加工物１１６の位置登録点２０２にそれぞれ対応する座標と位置合わせされてもよく、及び／又は延長セグメント８０２のモデルは、対応する加工物１１６の加工物インターフェース１２０と実質的に一致するモデルインターフェース８０４を含んでいてもよい。モデルインターフェース８０４は、モデルインターフェース周囲８０６によって画定されてもよく、モデルインターフェース周囲８０６は、それぞれの加工物１１６の加工物インターフェース周囲５０４と実質的に一致してもよい。延長セグメント８０２のモデルは、モデルインターフェース８０４から上面８０８まで延びる高さｈｅを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、延長セグメント２０６がその上に印刷される複数の加工物１１６は、互いに異なっていてもよいが、それでも延長セグメントＣＡＤモデル８００は、それにもかかわらず、複数の加工物１１６のそれぞれのものの場所及び形状に適合する複数の延長セグメント８０２のモデルを含んでいてもよい。モデルは、対応する加工物インターフェース１２０と実質的に一致する１又は複数のモデルインターフェース８０４、及び／又は対応する加工物インターフェース周囲５０４と実質的に一致する１又は複数のモデルインターフェース周囲８０６を含んでいてもよい。延長セグメントＣＡＤモデル８００は、データベース又はＣＡＤモデルライブラリから選択されたライブラリＣＡＤモデルなどのＣＡＤモデルに少なくとも部分的に基づいて決定され及び／又は生成されてもよい。データベース又はＣＡＤモデルライブラリは、複数のライブラリＣＡＤモデルを含んでいてもよく、そこから延長セグメントＣＡＤモデル８００が、決定され及び／又は生成されてもよい。
例示的なライブラリＣＡＤモデルが図８Ｂに示されている。ライブラリＣＡＤモデル８５０は、１又は複数の公称加工物１１６、構成要素２０４、又は延長セグメント２０６の公称モデルを含んでいてもよい。たとえば、図８Ｂに示すように、ライブラリＣＡＤモデル８５０は、補修、再構築、及び／又はアップグレードすることを目的とする１又は複数の構成要素２０４の公称モデル８５２を含んでいてもよい。図示するように、ライブラリＣＡＤモデル８５０は、複数の公称構成要素２０４の公称モデル８５２を含んでいてもよい。代替的には、ライブラリＣＡＤモデル８５０は、単一の公称構成要素２０４を含んでもよい。追加的に、又は代替策として、ライブラリＣＡＤモデル８５０は、公称延長セグメント２０６の１又は複数の公称モデル８５２、及び／又は公称加工物１１６の１又は複数の公称モデル８５２を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、ＣＡＤモデルライブラリは、後続の延長セグメントＣＡＤモデル８００がそこから決定され及び／又は生成され得る１又は複数の以前に決定した及び／又は以前に生成された延長セグメントＣＡＤモデル８００を含んでいてもよい１又は複数の延長セグメントＣＡＤモデル８００を含んでいてもよい。
図８Ｂに示すように、公称モデルインターフェース８５４は、公称モデル８５２から決定され得る。公称モデルインターフェース８５４は、ライブラリＣＡＤモデル８５０に関連付けられた公称加工物１１６の加工物インターフェース１２０の予想される位置に対応し得る。公称モデルインターフェース８５４は、公称モデルインターフェース周囲８５６によって定義されてもよく、公称モデルインターフェース周囲８５６は、それぞれの加工物１１６の加工物インターフェース周囲５０４と実質的に一致しても一致しなくてもよい。公称モデルインターフェース８５４は、公称モデル８５２の公称上面８５８までを含む、公称モデルの任意のｚ方向位置に配置されてもよい。
いくつかの実施形態では、ライブラリＣＡＤモデル８５０又は延長セグメントＣＡＤモデル８００は、１又は複数の構成要素２０４が元々製造された実際のＣＡＤモデルであってよく、又はライブラリＣＡＤモデルは、１又は複数の構成要素２０４がそこから元々製造されたＣＡＤモデルコピー又は修正バージョンであってもよい。ライブラリＣＡＤモデル８５０は、通常、延長セグメント２０６が付加的にその上に印刷される１又は複数の加工物１１６に対応し得るが、１又は複数の加工物１１６は、加工物１１６ごとに可変の程度でその元の正味形状から異なる可能性がある。そのような元の正味形状との違いは、たとえば、極端な温度動作条件への曝露及び／又は摩擦又は異物からの衝撃などにより加工物１１６が変形されるか、又は損傷した場合に存在する可能性がある。加工物１１６上に加工物インターフェース１２０を準備するために実行される減法修正の変動により、元の正味形状の違いが存在する可能性もある。しかし、本開示は、延長セグメントＣＡＤモデル８００及び／又はその中の延長セグメント８０２のモデルに基づいて複数の延長セグメント２０６がそれぞれ付加的にその上に印刷される複数の加工物１１６の場所及び形状にそれぞれ適合する、延長セグメント８０２の複数のモデルを含む延長セグメントＣＡＤモデル８００を生成することを提供する。
延長セグメントＣＡＤモデル８００を生成する例示的な方法が、図９Ａ及び図９Ｂに示されている。図９Ａに示すように、延長セグメントＣＡＤモデル８００を生成する例示的な方法９００は、複数の加工物１１６のそれぞれに対して実施されてもよい。例示的な方法９００は、工程９０２において、ライブラリＣＡＤモデル内で、複数の加工物１１６のそれぞれ１つに対応する公称モデルを横断する公称モデルインターフェース８５４を決定することを含んでいてもよい。公称モデルは、加工物１１６がそこから由来し得る構成要素２０４のモデルなど、公称構成要素２０４のモデルを含んでいてもよい。しかし、加工物１１６は、たとえば、構成要素２０４が使用された環境の結果として加工物１１６が被る損傷又は摩耗により、及び／又は延長セグメント２０６をその上に付加的に印刷するために加工物１１６を準備するために実施された減法修正から、公称モデルに従って付加的に製造された構成要素２０４とは異なる可能性がある。公称モデルは、追加的又は代替的に、公称構成要素２０４に減法修正プロセスを施して加工物インターフェース１２０を提供することによって生成される加工物１１６の公称モデルなど、公称加工物のモデルを含んでいてもよい。公称モデルは、追加的又は代替的に、公称加工物１１６に対応する延長セグメント８０２の公称モデルなど、公称延長セグメント８０２のモデルを含んでいてもよい。
公称モデルインターフェースを決定すること８５４は、決定された高さでライブラリＣＡＤモデルを横断する平面を決定することを含んでいてもよい。決定された高さは、公称加工物１１６の加工物インターフェース１２０の予想される位置の高さに対応し得る。一例として、ライブラリＣＡＤモデルは、加工物に対応する公称構成要素２０４のモデルを含んでいてもよく、加工物１１６に、加工物インターフェース１２０を提供するなどのために、減法修正を施していてもよい。加工物インターフェース１２０の予想される場所は、除去される材料の予想される量又は、減法修正の結果として生じる加工物１１６の高さの結果的な変化に基づいてなど、減法修正の性質に少なくとも部分的に基づいて決定されてもよい。
追加的に、又は代替策として、決定された高さは、加工物１１６のデジタル表現から決定された加工物インターフェース１２０の高さに対応してもよい。加工物インターフェース１２０の高さは、加工物のデジタル表現から得られる加工物１１６の１又は複数の寸法に少なくとも部分的に基づいて測定されてもよく、公称モデルインターフェース８５４は、測定された高さに少なくとも部分的に基づいて決定されてもよい。追加的に、又は代替策として、加工物インターフェース１２０の高さは、視野１１４内で撮像された加工物位置合わせシステム２００の１又は複数の寸法に少なくとも部分的に基づいて測定されてもよい。たとえば、加工物インターフェース１２０の高さは、加工物シュー２１４の高さに少なくとも部分的に基づいて、又は加工物インターフェース１２０の高さと加工物シュー２１４の高さとの間の違いに少なくとも部分的に基づいて、又は加工物インターフェース１２０の高さとビルドプレート１１８の高さとの違いに少なくとも部分的に基づいて決定されてもよい。
いくつかの実施形態では、公称モデルインターフェース８５４は、最適適合アルゴリズムを使用して決定されてもよい。ライブラリＣＡＤモデル８５０を横断する公称モデルインターフェース８５４を決定することは、加工物インターフェース１２０のデジタル表現に関して適用される最適適合アルゴリズムに関連するメトリックを満たすライブラリＣＡＤモデルを横断する平面を決定することを含んでいてもよい。最適適合アルゴリズムは、比較された平面が最適適合メトリックを満たすまで、ライブラリＣＡＤモデルを横断する１又は複数の平面を加工物インターフェース１２０のデジタル表現と比較し得る。公称モデルインターフェース８５４は、最適適合メトリックを満たす平面に少なくとも部分的に基づいて決定され得る。たとえば、最適適合メトリックを満たす平面は、公称モデルインターフェース８５４であると決定されてもよい。
さらに図９Ａを参照すると、延長セグメントＣＡＤモデル８００を決定及び／又は生成する例示的な方法９００は、工程９０４において、ライブラリＣＡＤモデルの公称モデルインターフェース８５４を複数の加工物１１６のそれぞれのものの加工物インターフェース１２０のデジタル表現と比較することを含んでいてもよい。デジタル表現は、複数の加工物１１６のそれぞれものの加工物インターフェース１２０を含む視野１１４を有する視覚システム１０２を使用して事前に又は同時に取得されていてもよい。比較は、画像照合アルゴリズムを使用して実施されてもよい。いくつかの実施形態では、公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現と比較することは、工程９０６において、公称モデルインターフェース８５４及び加工物インターフェース１２０のデジタル表現が互いに十分に合致するかどうかを決定することを含んでいてもよい。しかし、いくつかの実施形態では、合致させる工程９０６を含める必要はない。
合致させる工程９０６は、これを含む場合、公称モデルインターフェース８５４の１又は複数の座標を加工物インターフェース１２０のデジタル表現の１又は複数の座標と比較すること、及びそれらの間の１又は複数の違いを決定することを含んでいてもよい。比較する工程９０４は、追加的又は代替的に、１又は複数の位置登録点２０２の１又は複数の座標をライブラリＣＡＤモデルの公称モデルインターフェース８５４の対応する１又は複数の座標と比較すること、及びそれらの間の１又は複数の違いを決定することを含んでいてもよい。位置登録点２０２は、複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものが付加製造機１０４を使用してその上に付加的に印刷される複数の加工物１１６のそれぞれのものの場所に対応し得る。比較する工程９０４及び合致させる工程９０６は、同じ工程の一部として別々に又は一緒に実行されてもよい。いくつかの実施形態では、合致させる工程９０６は、公称モデルインターフェース８５４と加工物インターフェース１２０との間に部分的な一致、厳密な一致、又は一致なしがあるかどうかを決定してもよい。代替的には、合致させる工程９０６は、公称モデルインターフェース８５４と加工物インターフェース１２０との間に一致（たとえば、少なくとも部分的な一致）があるか、又は一致しないかを決定してもよい。
合致させる工程９０６が、公称モデルインターフェース８５４と加工物インターフェース１２０との間に少なくとも部分的な一致があると決定した場合、例示的な方法９００は、工程９０８に進んでよく、公称モデルインターフェース８５４に少なくとも部分的に基づいて延長セグメント８０２のモデルを生成することを提供する。工程９０８は、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合する延長セグメント８０２のモデルを提供し、それにより、延長セグメント８０２のモデルは、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されるように構成される。
合致させる工程９０６が、公称モデルインターフェース８５４と加工物インターフェース１２０との間に少なくとも部分的な一致がないと決定した場合、例示的な方法９００は、工程９０２に戻って、異なる公称モデルインターフェース８５４を決定し、異なる公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現と比較してもよい。異なる公称モデルインターフェース８５４は、同じライブラリＣＡＤモデル又は異なるライブラリＣＡＤモデルから選択されてもよい。
いくつかの実施形態では、合致させる工程９０６は、公称モデルインターフェース８５４と加工物インターフェース１２０との間の厳密な一致など、部分的な一致以上があるかどうかを決定することを含んでいてもよい。合致させる工程９０６が、公称モデルインターフェース８５４と加工物インターフェース１２０との間に厳密な一致があると判定した場合、例示的な方法９００は、工程９１０において、その比較に少なくとも部分的に基づいて、ライブラリＣＡＤモデルから公称モデルインターフェース８５４及び／又は公称モデルの少なくとも３次元部分を選択することを含んでいてもよい。たとえば、この比較は、ライブラリＣＡＤモデルからの選択された公称モデルインターフェース８５４及び／又は公称モデルが、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合することを決定してもよく、それにより、選択された公称モデルインターフェース８５４は、加工物インターフェース１２０のデジタル表現に対応する座標と位置合わせされてもよく、及び／又は選択された公称モデルインターフェース８５４は、加工物インターフェース１２０のデジタル表現と実質的に一致してもよい。さまざまな例示的な実施形態では、工程９１０は、それぞれの加工物の公称モデル全体を選択すること、（公称モデルインターフェース８５４を含んでいてもよい）それぞれの加工物１１６の公称モデルの３次元部分を選択すること、及び／又はそれぞれの加工物１１６の公称モデルインターフェース８５４のみを選択することを含んでいてもよい。
公称モデル又はその３次元部分が工程９０８において選択されるとき、例示的な方法９００は、ライブラリＣＡＤモデルから延長セグメントＣＡＤモデルを決定することを含んでいてもよい。たとえば、公称延長セグメント２０６を含むライブラリＣＡＤモデルは、工程９１０、９１２において公称モデルインターフェース８５４の変換又は延長を必要とすることなく、延長セグメント２０６が加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷され得るように加工物インターフェース１２０に十分に合致するように決定されてもよい。他方で、ライブラリＣＡＤモデルが公称延長セグメント２０６のモデルではなく、公称構成要素２０４のモデル又は公称加工物１１６のモデルを含む場合、例示的な方法９００は、たとえば、工程９０８において延長セグメント８０２のモデルを生成することに進んで、構成要素２０４又は加工物１１６のモデルではなく、延長セグメント８０２のモデルを提供してもよい。工程９０８において生成された延長セグメント８０２のモデルは、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されるように構成されてもよく、その一方で構成要素２０４又は加工物１１６のモデルは、たとえ公称モデルインターフェース８５４が加工物インターフェース１２０と厳密に一致した場合でもそのように構成されない。
合致させる工程９０６を含まない例示的な方法９００では、例示的な方法は、工程９０４において公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現と比較した後、工程９０８において公称モデルインターフェース８５４に少なくとも部分的に基づいて延長セグメント８０２のモデルを生成することに進み得る。いくつかの実施形態では、工程９０４及び９０８は、公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現と比較することが、公称モデルインターフェース８５４に少なくとも部分的に基づいて延長セグメント８０２のモデルを生成するプロセスの一部となり得るように、単一の工程に組み合わされてもよい。
工程９０８、９１０において延長セグメント８０２のモデルを生成及び／又は選択した後、例示的な方法９００は、工程９１２において、複数の加工物１１６が別の加工物１１６を含むかどうかを確認してもよい。別の加工物がある場合、例示的な方法９００は、決定する工程９０２及び工程９１２までの後続の工程を繰り返すことを含んでいてもよい。追加の加工物１１６がないことを工程９１２が示す場合、例示的な方法９００は、工程９１４に進んでもよく、工程９１４は、複数の加工物１１６のそれぞれのものの対応する加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されるようにそれぞれ構成された複数の延長セグメント８０２のモデルを出力することを提供する。モデルは、延長セグメントＣＡＤモデル８００であってよく、モデルは、ライブラリＣＡＤモデルからの公称モデルインターフェース８５４及び／又は公称モデルの選択及び／又は変換に少なくとも部分的に基づいてもよい。
複数の延長セグメント８０２のモデルは、工程９０８、９１０において各追加の加工物１１６が生成及び／又は選択されると同時に、又はその後に、工程９１４において出力されてもよい。いくつかの実施形態では、モデルを出力することは、複数の加工物１１６のそれぞれのものについてそれぞれ選択及び／又は変換及び生成されたモデルなどの複数のモデルを縫い合わせることを含んでいてもよい。延長セグメントＣＡＤモデル８００は、複数の延長セグメント２０６に関して決定及び／又は生成する例示的な方法９００を説明してきたが、単一の延長セグメント２０６に関しても延長セグメントＣＡＤモデル８００が決定及び／又は生成されてもよいことが、理解されよう。たとえば、例示的な方法９００は、単一の延長セグメント２０６に対して実施されてもよい。
ここで図９Ｂを参照すれば、延長セグメント８０２（図９Ａ）のモデルを生成する工程９０８に含まれ得る１又は複数の工程が説明される。図９Ｂに示す工程は、個別に、又は１又は複数の他の工程とともに含まれてもよい。延長セグメント８０２のモデルを生成するとき、図９Ｂに示す１又は複数の工程が実施されてもよく、実施される特定の工程は、公称モデルインターフェース８５４が工程９０６（図９Ａ）において部分一致又は厳密一致を提供するかどうか、及び／又は公称モデルインターフェース８５４又は公称モデルの少なくとも３次元部分が工程９１０（図９Ａ）において選択されるかどうかに少なくとも部分的に依存し得る。
図９Ｂに示すように、工程９０８において延長セグメント８０２のモデルを生成することは、抽出する工程９１６を含んでいてもよく、それにより、延長セグメント２０６は、公称モデルインターフェース８５４及び／又は公称モデルインターフェース８５４に対応する公称モデルの３次元部分に少なくとも部分的に基づいて生成され得る。代替的には、抽出する工程９１６は、たとえば、公称モデル自体が加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されるように構成されてもよいように省略されてもよい。追加的又は代替的に、延長セグメント８０２のモデルを生成する工程９０８は、変換する工程９１８を含んでいてもよく、それにより、公称モデルインターフェース８５４は、加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合され得る。代替的には、たとえば、公称モデルインターフェース８５４が加工物インターフェース１２０のデジタル表現に既に適合している場合、変換する工程９１８は省略されてもよい。延長セグメント８０２のモデルを生成する工程９０８は、追加的又は代替的に、延長する工程９２０を含んでいてもよく、それにより、公称モデルインターフェース８５４又は変換されたモデルインターフェース８０４は、延長セグメント８０２の３次元モデルを提供するように延長され得る。代替的に、たとえば、公称モデルの３次元部分から延長セグメント８０２のモデルを生成する場合、延長する工程９２０は省略されてもよい。
いくつかの実施形態では、工程９１６において、延長セグメント８０２のモデルを生成することは、所望により、工程９０４、９０６における比較に少なくとも部分的に基づいて公称モデルから、公称モデルインターフェース８５４及び／又は公称モデルインターフェース８５４に対応する公称モデルの３次元部分を抽出することを含んでいてもよい。抽出する工程は、比較する工程９０４の後、合致させる工程９０６の後、又は選択する工程９１０の後に実施されてもよい。
いくつかの実施形態では、延長セグメント８０２のモデルを生成することは、所望により、工程９１８において、工程９０４、９０６における比較に少なくとも部分的に基づいて公称モデルインターフェース８５４を変換して、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合する変換されたモデル−インターフェース８０４を提供することを含んでいてもよい。変換する工程は、位置合わせ、変更、修正、ねじ曲げ、歪み、変形、補正、調整、訂正、直線化、傾斜、回転、曲げ、ねじり、又は編集、並びにこれらの組み合わせを含む、もう１つの変換動作を含んでいてもよい。特定の変換動作は、比較に少なくとも部分的に基づいて、変換動作が公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合するように選択され得る。
変換する工程９１８は、比較する工程９０４に続いて、及び／又は合致させる工程９０６に続いて実施されてもよい。追加的に、又は代替策として、変換する工程９１８は、抽出する工程９１６の後に実施されてもよい。例示的な方法９００は、公称モデルから公称モデルインターフェース８５４を抽出すること、及び次いで工程９１８に進んで、工程９０４、９０６における比較に少なくとも部分的に基づいて公称モデルインターフェース８５４を変換して、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合する変換されたモデルインターフェース８０４を提供することを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、延長セグメント８０２のモデルを生成することは、所望により、工程９２０において、延長セグメント２０６が複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０に付加的に印刷されるように構成されるように、変換されたモデルインターフェース８０４を延長することを含んでいてもよい。工程９２０は、工程９１８において公称モデルインターフェース８５４を変換した後に実施されてもよい。代替的には、いくつかの実施形態では、延長する工程９２０は、変換する工程９１８と組み合わせられてよい。
さらに追加的に、又は代替策として、工程９１８は、工程９１０（図９Ａ）に続き、工程９１０において選択された公称モデルインターフェース８５４を延長することを提供してもよい。たとえば、公称モデルインターフェース８５４が、工程９０６において決定され得るような加工物インターフェース１２０のデジタル表現に厳密に合致する場合、変換する工程９１８は、工程９０８において、延長セグメント８０２のモデルを生成する工程から省略されてもよい。公称モデルインターフェース８５４が工程９１８において変換されるか、又は変換する工程９１８が省略されて工程９１０において選択されるかに関係なく、延長する工程９１２の結果から生じる延長セグメント２０６は、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されるように構成されてもよい。
例示的な実施形態では、工程９０８において延長セグメント８０２のモデルを生成することは、工程９１６において、公称モデルインターフェース８５４と加工物インターフェース１２０のデジタル表現との比較に少なくとも部分的に基づいて公称モデルから抽出すること、工程９１８において、その比較に少なくとも部分的に基づいて公称モデルインターフェース８５４を変換して、加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合する変換されたモデルインターフェース８０４を提供すること、工程９２０において、変換されたモデルインターフェース８０４を延長して、加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されるように構成された延長セグメント２０６を提供することを含んでいてもよい。
さらに図９Ｂを参照すれば、別の実施形態では、延長セグメント２０６のモデルを生成する工程９０８は、工程９１６において、公称モデルから公称モデルの３次元部分を抽出することを含んでいてもよい。３次元部分は、公称モデルインターフェース８５４に対応してもよい。たとえば、３次元部分は、公称モデルインターフェース８５４の上方の公称モデルの部分を含んでいてもよく、公称モデルインターフェース８５４を含んでもよい。３次元インターフェースの下方の公称モデルの部分は、公称モデルから削除されてもよく、及び／又は抽出されないままであってよい。３次元部分は、工程９０８において生成された延長セグメント２０６の高さに対応する高さを有していてもよい。
いくつかの実施形態では、延長セグメント８０２のモデルを生成することは、所望により、工程９２２において、工程９０４、９０６における比較に少なくとも部分的に基づいて公称モデルインターフェース８５４に対応する公称モデルの３次元部分を変換して、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合する延長セグメント８０２のモデルを提供することを含んでいてもよい。そのように提供された延長セグメント８０２のモデルは、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されるように構成されてもよい。工程９２２において変換された公称モデルの３次元部分は、工程９１６において抽出された３次元部分、又は工程９１０（図９Ａ）において選択された公称モデルの少なくとも３次元部分を含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、工程９１０において選択された公称モデルの少なくとも３次元部分は、公称モデルが公称延長セグメント２０６のモデルであるなどの場合、公称モデル全体を含んでいてもよい。
３次元部分を変換する工程９２２は、３次元部分の公称モデルインターフェース８５４を変換することを含んでもよく、位置合わせ、変更、修正、ねじ曲げ、歪み、変形、補正、調整、訂正、直線化、傾斜、回転、曲げ、ねじり、又は編集、並びにこれらの組み合わせを含む、もう１つの変換動作を含んでいてもよい。工程９２２における特定の変換動作は、変換動作が公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合させるように、比較に少なくとも部分的に基づいて選択されてもよい。追加的に、又は代替策として、３次元部分を変換する工程９２２は、公称モデルインターフェース８５４を延長して、複数の加工物１１６のそれぞれ１つの加工物インターフェースのデジタル表現に適合する延長セグメント２０６を提供することを含んでいてもよい。
次に、図１０Ａ〜図１０Ｄを参照すれば、例示的な変換動作１０００が説明され、これは、延長セグメントＣＡＤモデル８００を生成する例示的な方法９００の工程９１０において実施されてもよい。任意の１又は複数の変換動作１０００が、公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合させるように実施されてもよい。このような変換動作１０００は、公称モデルインターフェース８５４を変換するときに、たとえば、延長セグメント２０６を付加的に印刷する例示的な方法４００及び／又は延長セグメントＣＡＤモデル８００を決定及び／又は生成する例示的な方法９００における変換する工程９１０の一部として実施されてもよい。
公称モデルインターフェース８５４は、たとえば、稼働中の加工物１１６の形状の変化、又は加工物インターフェース１２０と、公称モデルインターフェース８５４がそこから選択されるライブラリＣＡＤモデルとの間の任意の他の違いにより、加工物インターフェース１２０のデジタル表現とは異なり得る。追加的に、又は代替策として、公称モデルが構成要素２０４に対応していても、公称モデルインターフェース８５４は、加工物インターフェース１２０の高さとは異なる高さで選択され得る。そのような高さの違いの結果、公称モデルインターフェース８５４と加工物インターフェース１２０との間に対応する違いが生じ得る。変換動作１０００は、そのような違いの基礎となる原因に関係なく、公称モデルインターフェース８５４と加工物インターフェース１２０との間の違いを補償するように実施されてもよい。
図１０Ａは、公称モデルインターフェース８５４の少なくとも一部をシフトして公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合させることを含む例示的な変換動作１０００を示す。図１０Ａに示すように、公称モデルインターフェース８５４は右にシフトされる。しかし、変換動作１０００は、３６０度軸に沿った任意の方向を含む任意の方向に公称モデルインターフェース８５４をシフトすることを含んでいてもよいことが理解されよう。
図１０Ｂは、公称モデルインターフェース８５４の少なくとも一部を回転させて公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合させることを含む例示的な変換動作１０００を示す。図１０Ｂに示すように、公称モデルインターフェース８５４は、反時計回りに回転される。しかし、変換動作１０００は、公称モデルインターフェース８５４を任意の方向に回転させることを含んでいてもよいことが理解されよう。
図１０Ｃは、公称モデルインターフェース８５４の少なくとも一部を曲げて公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合させることを含む例示的な変換動作１０００を示す。図１０Ｃに示すように、例として、公称モデルインターフェース８５４は、通常、中間領域で加工物インターフェース１２０と位置合わせし、一方で外側領域には曲げ変換動作が施される。しかし、変換動作１０００は、公称モデルインターフェース８５４の一部を任意の方向に曲げることを含んでいてもよいことが理解されよう。
図１０Ｄは、公称モデルインターフェース８５４の少なくとも一部をスケーリングして公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０のデジタル表現に適合させることを含む例示的な変換動作１０００を示す。図１０Ｄに示すように、例として、公称モデルインターフェース８５４は、加工物インターフェース１２０に適合するように下方にスケーリングされる。しかし、変換動作１０００は、追加的又は代替的に、公称モデルインターフェース８５４を上方にスケーリングすることを含んでいてもよいことが理解されよう。
任意の１又は複数の変換動作は、単独で、又は互いに組み合わせて、公称モデルインターフェース８５４のすべて又は一部に対して実行されてもよい。いくつかの実施形態では、例示的な方法９００の工程９１０におけるような、公称モデルインターフェース８５４を変換することは、公称モデルインターフェース８５４の少なくとも一部を加工物インターフェース１２０のデジタル表現と位置合わせすることを含んでいてもよい。そのような位置合わせは、公称モデルインターフェース８５４の１又は複数の座標を加工物インターフェース１２０のデジタル表現の１又は複数の座標と位置合わせすることを含んでいてもよい。例として、そのような位置合わせは、図１０Ａ〜図１０Ｄを参照して説明されるような、シフト、回転、曲げ、及び／又はスケーリング変換動作を使用して、少なくとも部分的に実施されてもよい。追加的に、又は代替策として、公称モデルインターフェース８５４を変換することは、図１０Ａ及び図１０Ｂを参照して説明したようなシフト及び／又は回転変換動作を使用するなどして、公称モデルインターフェース８５４の少なくとも第１の部分を加工物インターフェース１２０のデジタル表現と位置合わせするように選択された第１の変換動作、その後に続く、図１０Ｃ及び図１０Ｄを参照して説明した曲げ及び／又はスケーリング変換動作を使用するなどして、公称モデルインターフェース８５４の少なくとも第２の部分を加工物インターフェース１２０のデジタル表現に位置合わせするように選択された第２の変換動作を含んでいてもよい。
第１の変換動作は、公称モデルインターフェース８５４の第１の１又は複数の座標を加工物インターフェース１２０のデジタル表現の第１の１又は複数の座標に位置合わせするように選択されてもよく、第２の変換動作は、公称モデルインターフェース８５４の第２の１又は複数の座標を加工物インターフェース１２０のデジタル表現の第２の１又は複数の座標に位置合わせするように選択されてもよい。
公称モデルインターフェース８５４の第１の１又は複数の座標は、公称モデルインターフェース８５４の中心点の座標及び／又は公称モデルインターフェース８５４の公称モデルインターフェース周囲８５６に沿った１又は複数の座標、たとえば、公称モデルインターフェース周囲８５６に沿った最大若しくは最小のＸ座標、又は最大若しくは最小のＹ座標などを含んでいてもよい。加工物インターフェース１２０の第１の１又は複数の座標は、加工物インターフェース１２０の中心点の座標、及び／又は加工物インターフェース１２０の加工物インターフェース周囲５０４に沿った１又は複数の座標、たとえば加工物インターフェース周囲５０４の最大若しくは最小のＸ座標、又は最大若しくは最小のＹ座標などを含んでいてもよい。第１の変換動作は、公称モデルインターフェース８５４の中心点を加工物インターフェース１２０の中心点に位置合わせするように、及び／又は公称モデルインターフェース周囲８５６に沿った最大若しくは最小のＸ座標又は最大若しくは最小のＹ座標を、加工物インターフェース周囲５０４に添った対応する最大若しくは最小のＸ又はＹ座標に位置合わせするように構成されてもよい。
公称モデルインターフェース８５４の第２の１又は複数の座標は、公称モデルインターフェース８５４の公称モデルインターフェース周囲８５６に沿った１又は複数の座標を含んでいてもよく、加工物インターフェース１２０の第２の１又は複数の座標は、加工物インターフェース周囲５０４に沿った１又は複数の座標を含んでもよい。公称モデルインターフェース８５４の第２の１又は複数の座標及び／又は加工物インターフェース１２０の第２の１又は複数の座標は、加工物インターフェース１２０の比較に基づいて選択されてもよい。このような比較は、たとえば、最初の変換動作の後に実施されてもよい。
座標は、加工物インターフェース周囲５０４に沿った対応する点の座標と比較した、公称モデルインターフェース周囲８５６に沿った点の座標の違いに基づいて、第２の変換動作に合わせて選択され得る。たとえば、座標が閾値量だけ異なる場合、そのような点の座標が、選択されてもよい。閾値量は、１又は複数の変換動作に少なくとも部分的に基づいて加工物インターフェース１２０に適合した延長セグメント２０６を付加的に印刷するときに近似正味形状の構成要素２０４を提供するのに十分な適合程度に少なくとも部分的に基づいて選択されてもよい。このようにして、公称モデルインターフェース８５４が第１の変換動作に従って加工物インターフェース１２０と位置合わせされた後、１又は複数の第２の変換動作が、そのような閾値量に対するそのような比較によって決定されるように実施されてもよい。
１又は複数の第２の変換動作は、近似正味形状の構成要素２０４を得るために公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０に十分に適合させるのに必要な程度まで実施されてもよい。いくつかの実施形態では、近似正味形状の構成要素２０４を提供するように公称モデルインターフェース８５４を加工物インターフェース１２０に十分適合させながらも、加工物インターフェース周囲５０４に沿った対応点の座標に対する公称モデルインターフェース周囲８５６に沿った１又は複数の点の座標間に、違いが存在し得る。たとえば、そのような違いは、張り出し部５０６の張り出し距離より少なくとも小さい量であってもよい。
いくつかの実施形態では、変換動作は、モデルインターフェース８０４が張り出し距離だけ加工物インターフェース１２０の上に張り出すように、加工物インターフェース１２０とモデルインターフェース８０４との間に張り出し部５０６を提供してもよい。たとえば、変換動作は、オフセット量を決定すること６０４、及びオフセット量６０４だけ公称モデルインターフェース８５４の少なくとも一部を変換することを含んでいてもよい。オフセット量６０４は、延長セグメント２０６の少なくとも一部の張り出し距離に対応し得る。
次に、図１１Ａ及び図１１Ｂ、及び図１２Ａ〜図１２Ｄを参照すれば、モデルインターフェース８０４を延長する例示的な方法が説明される。図１１Ａは、ライブラリＣＡＤモデル８５２などからの公称モデルを示している。図１１Ｂは、公称モデルインターフェース８５４を延長することを含む工程などにおいて、公称モデルインターフェース８５４に少なくとも部分的に基づいて生成された、延長セグメントＣＡＤモデル８００などの延長セグメント８０２のモデルを示す。図１２は、モデルインターフェース８０４を延長して、それぞれの加工物１１６の加工物インターフェース１２０に付加的に印刷されるように構成された延長セグメント８０２のモデルを提供する例示的な方法を示すフローチャートを示す。
モデルインターフェース８０４を延長する例示的な方法は、公称の又は変換されたモデルインターフェース８０４及び／又は公称モデルの３次元部分から開始して実施されてもよい。図９Ａ及び図９Ｂを参照して説明したように、延長セグメントＣＡＤモデル８００を生成する例示的な方法９００は、工程９２０において、選択された公称モデルインターフェース８５４又は変換されたモデルインターフェース８０４を延長することを含んでいてもよい。追加的に、３次元部分を変換する工程９２２は、公称モデルインターフェース８５４を延長することを含んでいてもよい。そのような公称モデルインターフェース８５４は、公称モデルから抽出されていてもよく、又は公称モデルインターフェース８５４を延長するときに公称モデルの一部のままであってもよい。公称モデルインターフェース８５４及び／又は公称モデルの３次元部分が延長するときに公称モデルの一部のままである場合、結果として得られる延長セグメント２０６は、たとえば、工程９１６を参照して説明したように、公称モデルインターフェース８５４に対応する公称モデルの３次元部分を抽出することによって公称モデルから抽出され得る。
図１１Ｂに示すように、延長セグメント８０２のモデルは、モデルインターフェース８０４から上面８０８まで延びる高さｈｅを含んでいてもよい。延長セグメント８０２の高さｈｅは、公称モデル８５２から決定され得る。たとえば、延長セグメント２０６の高さｈｅは、公称モデルインターフェース８５４から公称モデル８５２の公称上面８５８までのｚ方向距離に対応してもよい。代替的には、延長セグメント２０６の高さｈｅは、公称モデル８５２とは独立して指定されてもよい。延長セグメント８０２の例示的なモデルは、モデルインターフェース８０４から公称モデル８５２の公称上面８５８まで延長されてもよい。
いくつかの実施形態では、延長セグメント８０２のモデルは、モデルインターフェース８０４からモデルの上面８０８まで延びる領域を含んでいてもよい。追加的に、又は代替策として、図１１Ｂに示すように、延長セグメント８０２のモデルは、モデルインターフェース８０４とモデルの上面８０８との間に複数の延長セグメントスライス１１００を含んでいてもよい。延長セグメントスライス１１００は、公称モデル８５２内の公称モデルスライス１１０２に対応し得る。公称モデルスライス１１０２及び／又は延長セグメントスライス１１００は、任意の所望のｚ方向間隔を有していてもよい。公称モデルスライス１１０２は、公称モデルインターフェース８５４及び／又は１又は複数の公称延長面１１０４を含んでいてもよい。公称モデルスライス１１０２は、公称モデルのｚ方向解像度に対応してもよく、延長セグメントスライス１１００は、延長セグメント８０２のモデルのｚ方向解像度に対応してもよい。いくつかの実施形態では、延長セグメント８０２のモデルのｚ方向解像度は、公称モデル８５２のｚ方向解像度と異なっていてもよい。たとえば、延長セグメント８０２のモデルのｚ方向の解像度は、公称モデル８５２のｚ方向の解像度に対して増大又は低下させてもよい。
図１２Ａに示すように、モデルインターフェース８０４を拡張する例示的な方法１２００は、工程１２０２において、加工物の少なくとも一部を含む視野１１４のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて加工物１１６の高さを決定すること、工程１２０４において、加工物１１６の加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷される延長セグメント２０６の高さを決定すること、及び工程１２０６において、延長セグメント２０６の高さに対応する量だけｚ方向にモデルインターフェース８０４を延長することを含んでいてもよい。モデルインターフェース８０４は、公称モデル内でｚ方向に延長されてもよく、延長セグメント８０２の結果として生じるモデルは、そこから抽出されてもよい。あるいは、モデルインターフェース８０４は、公称モデルから抽出されてもよく、次いで、モデルインターフェース８０４は、生成されている延長セグメント８０２のモデル内の延長セグメント２０６の高さに対応する量だけｚ方向に延長されてもよい。
工程１２０６においてモデルインターフェース８０４を延長する例示的な方法が、図１２Ｂ〜図１２Ｄに示される。図１２Ｂに示すように、モデルインターフェース８０４をｚ方向に延長することは、工程１２０８において、付加製造機１０４のビルド面１２２に対応する高さにモデルインターフェース８０４を位置決めすること、工程１２１０において、延長セグメント２０６の高さに対応する、モデルインターフェース８０４の上方のｚ方向の距離を離してモデルインターフェースのコピーを位置決めすること、及び工程１２１２において、モデルインターフェース８０４からモデルインターフェース８０４のコピーまでｚ方向に延びる延長セグメント８０２のモデルを定義することを含んでいてもよい。
図１２Ｃに示すように、モデルインターフェース８０４をｚ方向に延長することは、工程１２１４において、付加製造機１０４のビルド面１２２に対応する高さにモデルインターフェース８０４を位置決めすること、工程１２１６において、公称モデルの上面に対応する公称モデルの公称延長面１１０４を決定し、延長セグメント２０６の高さに対応する、モデルインターフェース８０４の上方のｚ方向の距離を離して公称モデルの公称延長面１１０４を位置決めすること、及び工程１２１８において、モデルインターフェース８０４から公称延長面１１０４までｚ方向に延びる延長セグメント８０２のモデルを定義することを含んでいてもよい。
図１２Ｄに示すように、モデルインターフェース８０４をｚ方向に延長することは、工程１２２０において、ビルド面１２２に対応する高さにモデルインターフェース８０４を位置決めすること、工程１２２２において、延長セグメント８０２のモデルの延長面１１０４のスライス高さを決定すること、工程１２２４において、延長セグメント８０２のモデルのスライス高さに対応する高さにある公称延長面１１０４を公称モデル内で決定すること、及び工程１２２６において、スライス高さに対応する、モデルインターフェース８０４の上方のｚ方向の距離を離して公称延長面１１０４を位置決めすることを含んでいてもよい。
いくつかの実施形態では、モデルインターフェース８０４をｚ方向に延長することは、工程１２２８において、公称延長面１１０４を変換し、変換された延長面１１０４を提供することを含んでいてもよい。公称延長面１１０４の変換は、公称延長面１１０４とモデルインターフェース８０４との比較に少なくとも部分的に基づき得る。追加的に、又は代替策として、公称延長面１１０４の変換は、延長セグメント２０６の高さに対するモデルインターフェース８０４の上方の公称延長面１１０４の位置に少なくとも部分的に基づいてもよい。工程１２２８における変換することは、図１０Ａ〜図１０Ｄに示すもの又は任意の他の変換動作、たとえば位置合わせ、変更、修正、ねじ曲げ、歪み、変形、補正、調整、訂正、直線化、傾斜、回転、曲げ、ねじり、又は編集、及びこれらの組み合わせを含む、もう１つの変換動作を含んでいてもよい。
工程１２２８における特定の変換動作は、公称延長面１１０４及び／又は公称延長面１１０４の位置の比較に少なくとも部分的に基づいて選択され得る。いくつかの実施形態では、変換動作は、モデルインターフェース８０４から変換された延長面１１０４への段階的な遷移を提供するように構成されてもよい平滑化因子を含んでいてもよい。たとえば、延長面１１０４は、モデルインターフェース周囲８０６とは異なる周囲を有してもよく、平滑化因子は、それらの間の段階的な遷移を提供するように構成されてもよい。平滑化因子は、延長面１１０４のｚ方向の場所に応じて、比例配分された量だけ変換を調整し得る。
延長セグメント２０６の高さに対応するｚ方向位置の延長面１１０４は、変換されなくてよく、それにより、延長セグメント８０２のモデルは、加工物インターフェース１２０に適合するモデルインターフェース８０４から公称モデル８５２の上面８５８に適合する延長面１１０４までｚ方向に沿って段階的に遷移し得る。追加的に、又は代替策として、モデルインターフェース８０４と延長セグメントの上面８０８との間のｚ方向位置にある延長面１１０４は、変換に適用される平滑化因子で変換されて、モデルインターフェース８０４の周囲と公称モデル８５２の上面の周囲との間の周囲に部分的に適合する変換された延長面１１０４を提供してもよい。また、いくつかの実施形態では、延長セグメント２０６の高さに対応するｚ方向位置にある延長面１１０４は、変換されて、たとえば、公称モデルの上面とは異なる延長セグメント２０６の上面８０８を提供してもよい。
引き続き図１２Ｄを参照すれば、モデルインターフェース８０４をｚ方向に延長する工程は、任意の数のスライスに対して実施されてもよい。図１２Ｄに示すように、例示的な方法１２００は、工程１２３０において、延長セグメント８０２のモデルが別のスライスを含んでいてもよいかどうかを決定することを含んでいてもよい。スライスの数は、延長セグメント８０２のモデルの意図された高さ及びｚ方向のスライス間隔などに基づいて事前に決定されてもよい。ｚ方向スライス間隔は、延長セグメント８０２のモデルの所望のｚ方向解像度に依存し得る。別のスライスがある場合、例示的な方法１２００は、工程１２２２から１２３０を繰り返すことを含んでいてもよい。工程１２３０が追加のスライスがないことを示す場合、例示的な方法１２００は、工程１２３２に進んでよく、これは、各公称の又は変換された延長面１１０４を通ってモデルインターフェース８０４からｚ方向に延びる、延長セグメント８０２のモデルを定義することを提供し、モデルは、延長セグメント２０６の高さまで延びている。延長セグメント８０２のモデルは、工程１２３２において、工程１２２４、１２２６、及び１２２８において各延長面が決定され、位置決めされ、及び／又は変換されると同時に、又はその後に定義されてもよい。
再び図９Ａを参照すれば、複数の延長セグメント８０２のモデルは、図８Ａに示す延長セグメントＣＡＤモデル８００などに、工程９１４において出力されてもよい。延長セグメント８０２のモデルのそれぞれは、延長セグメントＣＡＤモデル８００内のインターフェース面に対してｚ方向に位置合わせされたモデルインターフェース８０４を含んでいてもよい。延長セグメントＣＡＤモデル８００内のインターフェース面は、付加印刷機１０４のビルド面１２２に対応し得る。このようにして、複数の延長セグメント２０６は、各延長セグメント２０６がビルド面１２２とｚ方向に位置合わせしながら、同じビルドの一部としてそれぞれの加工物１１６の加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷されてもよい。再び図４を参照すれば、延長セグメント２０６を付加的に印刷する例示的な方法４００は、工程４０８において、視覚システムによって撮像された視野１１４のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて印刷コマンドを生成することを含む。図７Ｂは、１又は複数の延長セグメント２０６の複数のスライスに対して印刷コマンドを生成する例示的な方法７５０を示している。次に図１３を参照すれば、複数の延長セグメント２０６のスライスの例示的な印刷コマンド１３００が、グラフィカルに示されている。図１３に示すように、延長セグメント２０６のスライスを付加的に印刷するための例示的な印刷コマンド１３００は、スライスにそれぞれ対応する複数のツールパス１３０２を含んでいてもよい。例示的な実施形態では、印刷コマンド１３００は、複数の延長セグメント２０６のモデルインターフェース８０４に対応するツールパスを含むスライス用であってもよい。追加の印刷コマンド１３００が、図７Ｂを参照して説明したように各スライスに対して生成されてもよい。スライスの数は、延長セグメントＣＡＤモデル８００内の延長セグメント２０６のサイズ（たとえば、高さ、厚さ）、並びに粉末１２６又は延長セグメント２０６を付加的に印刷するために使用されてもよい他の材料の層の所望の厚さに依存し得る。
例示的な実施形態では、延長セグメントＣＡＤモデル８００は、第１の延長セグメント８０２の少なくとも第１のモデルが第２の延長セグメント８０２の少なくとも第２のモデルと異なる複数の延長セグメント８０２のモデルを含んでいてもよい。第１の延長セグメント８０２の第１のモデルは、第１の加工物１１６の第１の加工物インターフェース１２０に適合し、実質的に一致してもよく、第２の延長セグメント８０２の第２のモデルは、第２の加工物１１６の第２の加工物インターフェース１２０に適合し、実質的に一致してもよい。印刷コマンド１３００は、第１の延長セグメント２０６の第１のスライスに対応する第１のツールパス、及び第２の延長セグメント２０６の第２のスライスに対応する第２のツールパスを含んでよく、第１のツールパスは第２のツールパスと異なってもよい。たとえば、第１のツールパスは第１の延長セグメント周囲を定義してもよく、第２のツールパスは第２の延長セグメント周囲を定義してもよく、ここでは、第１の延長セグメント周囲は曲率、表面積及び／又はジオメトリに関して第２の延長セグメント周囲とは異なる。
次に図１４〜図１９を参照すれば、いくつかの実施形態では、例示的な付加製造システム１００は、そうでなければ付加製造システム１００の１又は複数のアスペクト間で時々発生する可能性がある不一致、バイアス、位置ずれ、較正エラーなどを防止又は軽減するために較正調整を実施するように構成されてもよい。たとえば、較正調整は、視覚システム１０２と付加製造機１０４との間、視覚システム１０２と視覚システム１０２を使用して取得された１又は複数のデジタル画像に少なくとも部分的に基づいて生成される１又は複数のＣＡＤモデルとの間、又は１又は複数のＣＡＤモデルと付加製造機１０４との間、又はこれらの組み合わせの不一致、バイアス、位置ずれ、較正エラーなどを防止又は軽減するように構成されてもよい。
較正ＣＡＤモデルが利用されて、較正調整を実施するなどによって付加製造システム１００を較正してよい。図１４は、例示的な較正ＣＡＤモデル１４００を示している。較正ＣＡＤモデル１４００は、１又は複数のモデル較正マーク１４０２を含む。１又は複数のモデル較正マーク１４０２は、それぞれ、位置登録点２０２のモデルの形態をとるか、又は含んでいてもよい。たとえば、モデル較正マーク１４０２は、位置登録点２０２のモデルを定義するドット又は他のマークを含んでいてもよい。１又は複数のモデル較正マーク１４０２は、それぞれ、複数の位置登録点２０２（図２Ａ及び図２Ｂ）のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標に配置されてもよい。位置登録点２０２は、複数の加工物１１６のそれぞれが、そのそれぞれの加工物インターフェース１２０上に付加的に印刷するときに位置する場所に対応し得る。
１又は複数の加工物ドック２１０は、それぞれ、複数の加工物１１６をビルドプレート１１８に固定するように構成されてもよく、位置登録点２０２は、ビルドプレート１１８内に固定され、視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４内に設置されるときに加工物１１６が配置されると予想される表示を提供してよい。較正ＣＡＤモデル１４００は、付加製造機１０４によって利用されて、位置登録点２０２に対応する場所にモデル較正マーク１４０２を付加的に印刷してよく、そのような場所は、加工物１１６がビルドプレート１１８に固定されたときに配置されると予想されるところである。たとえば、モデル較正マーク１４０２によって表される位置登録点２０２は、ビルドプレート１１８の１又は複数の加工物ドックの場所に対応し得る。
例示的な実施形態では、複数のモデル較正マーク１４０２のそれぞれのものは、複数の位置登録点２０２のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標を有していてもよい。モデル較正マーク１４０２は、幾何学形状又はパターンを含んでもよく、幾何学形状又はパターンの少なくとも一部は、それぞれの位置登録点２０２に対応するＣＡＤモデル座標を有していてもよい。さらに別の例示的な実施形態では、モデル較正マーク１４０２は、モデルインターフェース周囲８０６などの延長セグメント８０２のモデルの周囲に対応する輪郭を含んでいてもよく、輪郭は、延長セグメント８０２のモデルに基づいて延長セグメント２０６が付加的に印刷され得る加工物１１６の場所に対応するＣＡＤモデル座標を有してもよい。
図１５は、付加製造機１０４を使用して較正面１５００上に印刷された複数の印刷された較正マーク１５０２を含む例示的な較正面１５００を示している。印刷された較正マーク１５０２は、図１４に示す較正ＣＡＤモデル１４００などの較正ＣＡＤモデル１４００に少なくとも部分的に基づいて較正面１５００上に印刷されていてもよい。較正面１５００は、ビルドプレート１１８、及び／又はビルドプレート１１８に貼付された較正シートを含んでいてもよい。例示的な較正シートは、転写紙、カーボン紙、又は付加製造機１０４が較正マーク１５０２をその上に印刷するのに適した他の材料を含んでいてもよい。例示的な実施形態では、印刷された較正マーク１５０２は、レーザなどの付加製造ツールを使用して印刷されてもよいが、粉末１２６又は他の添加材料を利用しない。たとえば、付加製造機１０４は、エネルギー源１４２を使用して較正面１５００にマークすることにより複数の延長セグメント２０６を付加的に印刷するように構成されたレーザなどのエネルギー源１４２を含んでいてもよい。
図１６は、視覚システム１０２を使用して取得された複数のデジタル表現された較正マーク１６０２を含む視野１１４の例示的なデジタル表現１６００を示す。視野１１４内のデジタル表現された較正マーク１６０２のデジタル表現１６００は、エッジ検出アルゴリズムを使用して識別されてもよい。例示的なエッジ検出アルゴリズムは、輝度又はコントラストの変化などの不連続性を有する視野１１４のデジタル表現１６００内のピクセルを識別することにより、デジタル表現された較正マーク１６０２を識別し得る。図１６に示すように、視野１１４のデジタル表現１６００は、較正ＣＡＤモデル１４００と比較されてもよい。たとえば、複数のデジタル表現された較正マーク１６０２のそれぞれのものは、対応する複数のモデル較正マーク１４０２のそれぞれのものと比較されてもよい。
図１７は、複数のデジタル表現された較正マーク１６０２のそれぞれのものと、複数のモデル較正マーク１４０２の対応するそれぞれのものとの例示的な比較を示す例示的な比較表１７００を示す。図１７に示さすように、そのような比較は、モデル較正マーク１４０２の公称座標１７０２を決定すること、及びデジタル表現された較正マーク１６０２の測定された座標１７０４を決定することを含んでいてもよい。そのような比較は、それぞれのデジタル表現された較正マーク１６０２と対応するモデル較正マーク１４０２との間の違いなど、システムオフセット１７０６を決定することをさらに含んでいてもよい。比較データは、対応する各位置登録点２０２など、各モデル較正マーク１４０２について取得されてもよい。
システムオフセット１７０６は、不一致、バイアス、位置ずれ、較正エラーなどを示し得る。比較に応じて、較正調整が実施されてもよい。較正調整は、視覚システム１０２、付加製造機１０４、又は制御システム１０６を含む付加製造システム１００の任意のアスペクトに適用され得る。追加的に、又は代替策として、較正調整が、ライブラリＣＡＤモデル及び／又は延長セグメントＣＡＤモデル８００を含む１又は複数のＣＡＤモデルに適用されてもよい。たとえば、ＣＡＤモデルに適用される較正調整は、ＣＡＤモデルの座標を、視覚システム座標及び／又は付加製造機座標などの付加製造システム１００の座標に位置合わせするように構成されてもよい。較正調整は、各モデル較正マーク１４０２を対応する位置登録点２０２と位置合わせするために、モデル較正マーク１４０２の任意の１又は複数に適用されてもよい。たとえば、システムオフセット１７０６が閾値オフセット値を超える場合、較正調整が、モデル較正マーク１４０２に関して適用されてもよい。
較正調整の例示的な結果が、図１８Ａ〜図１８Ｃに概略的に示されている。図１８Ａは、視覚システム１０２に適用される較正調整などのための、較正する前１８０２及び較正した後１８０４に視覚システム１０２から取得される加工物インターフェース１２０の例示的なデジタル表現１８００を示す。図１８Ｂは、付加製造機１０４に適用される較正調整などのための、較正する前１８１２及び較正した後１８１４に付加製造機１０４を使用して付加的に印刷される延長セグメント１８１０の例示的な場所を示す。図１８Ｃは、延長セグメントＣＡＤモデルに適用される較正調整などのための、較正する前１８２２及び較正した後１８２４の延長セグメントＣＡＤモデル内の延長セグメント１８２０のモデルの例示的な場所を示す。
次に図１９を参照すれば、付加製造システム１００を較正する例示的な方法が、説明される。例示的な方法１９００は、工程１９０２において、１又は複数のデジタル表現された較正マーク１６０２のデジタル表現を較正ＣＡＤモデル１４００と比較することを含んでいてもよい。較正ＣＡＤモデル１４００は、１又は複数のモデル較正マーク１４０２を含んでいてもよい。１又は複数のデジタル表現された較正マーク１６０２のデジタル表現は、視覚システム１０２を使用して得られていてよく、１又は複数の印刷された較正マーク１５０２は、付加製造機１０４を使用して較正ＣＡＤモデル１４００に従って較正面１５００上に印刷されていてもよい。いくつかの実施形態では、例示的な方法１９００は、視覚システム１０２を使用して、１又は複数のデジタル表現された較正マーク１６０２のデジタル表現を取得することを含んでいてもよい。
工程１９０２に応答して、１又は複数の較正調整が、適用されてもよい。たとえば、いくつかの実施形態では、例示的な方法１９００は、工程１９０４において、比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用することを含んでいてもよい。較正調整は、視覚システム座標及び／又は付加製造機座標などの付加製造システム１００の１又は複数の座標に１又は複数のＣＡＤモデルを位置合わせしてもよい。たとえば、較正調整は、１又は複数のモデル較正マーク１４０２の座標を付加製造機１０４の座標に位置合わせしてもよい。追加的に、又は代替策として、例示的な方法１９００は、工程１９０６において、比較に少なくとも部分的に基づいて付加製造システム１００に対して較正調整を適用することを含んでいてもよい。付加製造システム１００に適用される較正調整は、視覚システム１０２の１又は複数の座標を付加製造機１０４の１又は複数の座標と位置合わせするように構成されてもよい。
例示的な実施形態では、付加製造システム１００を較正する方法１９００は、付加製造機１０４を使用して較正ＣＡＤモデル１４００に従って較正面１５００上に１又は複数のモデル較正マーク１４０２を印刷することを含んでいてもよい。モデル較正マーク１４０２は、較正ＣＡＤモデル１４００に従って、複数の位置登録点２０２において較正面１５００に印刷されてもよい。位置登録点２０２は、複数の加工物１１６のそれぞれのもの上に複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものを付加的に印刷するときに複数の加工物１１６のそれぞれのものが位置する場所にそれぞれ対応するＣＡＤモデル座標を有していてもよい。
デジタル表現された較正マーク１６０２のデジタル表現は、モデル較正マーク１４０２及びデジタル表現された較正マーク１６０２の座標及び／又は寸法に少なくとも部分的に基づいて、較正ＣＡＤモデル１４００内のモデル較正マーク１４０２と比較されてもよい。たとえば、１又は複数のデジタル表現された較正マーク１６０２のデジタル表現を較正ＣＡＤモデル１４００内のモデル較正マーク１４０２と比較することは、そのデジタル表現内の１又は複数のデジタル表現された較正マーク１６０２の１又は複数の座標を、較正ＣＡＤモデル１４００内のモデル較正マーク１４０２の対応する１又は複数の座標と比較すること、及びそれらの間の１又は複数の違いを決定することを含んでいてもよい。１又は複数の座標は、付加製造機１０４を使用して複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものがその上に付加的に印刷される複数の加工物１１６のそれぞれのものの場所にそれぞれ対応する、複数の位置登録点２０２のそれぞれのものの座標を含んでいてもよい。追加的に、又は代替策として、１又は複数のデジタル表現された較正マーク１６０２のデジタル表現を較正ＣＡＤモデル１４００内のモデル較正マーク１４０２と比較することは、そのデジタル表現内の１又は複数のデジタル表現された較正マーク１６０２の１又は複数の寸法を、較正ＣＡＤモデル１４００内の１又は複数のモデル較正マーク１４０２の対応する１又は複数の寸法と比較すること、及びそれらの間の１又は複数の違いを決定することを含んでいてもよい。
さらに図１９を参照すれば、１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用する工程１９０４は、工程１９０２における比較に少なくとも部分的に基づいて、１又は複数のＣＡＤモデルの少なくとも一部を変換することを含んでいてもよい。変換は、１又は複数のＣＡＤモデルの少なくとも一部の回転、曲げ、ねじり、シフト、スケーリング、平滑化、位置合わせ、オフセット、及び／又はモーフィングを含んでいてもよい。
例示的な実施形態では、１又は複数のＣＡＤモデルは、複数の延長セグメント８０２のモデルを有する延長セグメントＣＡＤモデル８００を含んでいてもよく、延長セグメントのモデルは、複数の加工物１１６のそれぞれのもの上に複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものを付加的に印刷するときに複数の加工物１１６のそれぞれのものが位置する場所にそれぞれ対応する、複数の位置登録点２０２のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標にそれぞれ配置されてもよい。いくつかの実施形態では、工程１９０４において１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用することは、比較に少なくとも部分的に基づいて延長セグメントＣＡＤモデル８００の少なくとも一部分を変換して、延長セグメントＣＡＤモデル８００の延長セグメント８０２の複数のモデルのそれぞれのものを、付加製造システム１００の複数の位置登録点２０２のそれぞれのものに位置合わせすることを含んでいてもよい。
さらに別の例示的な実施形態では、工程１９０４において１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用することは、延長セグメントＣＡＤモデル８００を生成することを含んでいてもよい。生成された延長セグメントＣＡＤモデル８００は、複数の加工物１１６のそれぞれのもの上に付加的に印刷されるように構成された複数の延長セグメント８０２のモデルを含んでいてもよく、延長セグメント８０２の複数のモデルは、較正調整に少なくとも部分的に基づいて決定されたＣＡＤモデル座標にそれぞれ配置されてもよい。延長セグメント８０２の複数のモデルは、付加製造システム１００の複数の位置登録点２０２のそれぞれとのものと位置合わせされてもよい。複数の位置登録点２０２は、複数の加工物１１６のそれぞれのもの上に複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものを付加的に印刷するときに、複数の加工物１１６のそれぞれのものが位置する場所に対応し得る。
次に図２０を参照すれば、付加製造システム１００のさらなる特徴が説明される。図２０に示すように、例示的な付加製造システム１００は、制御システム１０６を含んでいてもよい。例示的な制御システム１０６は、視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４と通信可能に結合されたコントローラ２０００を含む。コントローラ２０００はまた、ユーザインターフェース１０８及び／又は管理システム１１０と通信可能に結合されてもよい。
コントローラ２０００は、付加視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４に対してローカル又は遠隔に配置され得る、１又は複数の計算装置２００２を含んでいてもよい。１又は複数の計算装置２００２は、１又は複数のプロセッサ２００４及び１又は複数のメモリデバイス２００６を含んでいてもよい。１又は複数のプロセッサ２００４は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、集積回路、論理デバイス、及び／又は他の適切な処理デバイスなど、任意の適切な処理デバイスを含んでいてもよい。１又は複数のメモリデバイス２００６は、非一時的なコンピュータ可読媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードドライブ、フラッシュドライブ、及び／又は他のメモリデバイスを含むがこれらに限定されない１又は複数のコンピュータ可読媒体を含んでいてもよい。
１又は複数のメモリデバイス２００６は、１又は複数のプロセッサ２００４によって実行可能な機械実行可能命令２００８を含む、１又は複数のプロセッサ２００４によってアクセス可能な情報を記憶してもよい。命令２００８は、１又は複数のプロセッサ２００４によって実行されると、１又は複数のプロセッサ２００４に動作を実行させる命令のセットを含んでいてもよい。いくつかの実施形態では、命令２００８は、１又は複数のプロセッサ２００４に、コントローラ２０００及び／又は１又は複数の計算装置２００２が構成される動作を実行させるように構成されてもよい。そのような動作は、たとえば、視覚システム１０２に、１又は複数の加工物１１６の加工物インターフェース１２０を含む視野１１４のデジタル表現を撮像させること、１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて１又は複数の印刷コマンド１３００を生成すること、及び付加製造機１０４に複数の加工物１１６の対応するそれぞれのもの上に複数の延長セグメント２０６のそれぞれのものを付加的に印刷させることを含んで、視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４を制御することを含んでいてもよい。たとえば、そのような命令２００８は、１又は複数の印刷コマンド１３００を含んでいてもよく、印刷コマンドは、付加製造機１０４によって実行されると、付加製造ツールを、複数のツールパス座標を含むツールパスに対して配向し、複数の延長セグメント２０６の層を付加的に印刷するようにツールパスの特定の部分において付加製造ツールに付加的に印刷させる。複数の延長セグメント２０６の層は、延長セグメントＣＡＤモデル８００のスライスに対応し得る。そのような動作は、追加的又は代替的に、付加製造システム１００の較正を含んでいてもよい。
そのような動作は、追加的又は代替的に、視覚システム１０２、付加製造機１０４、ユーザインターフェース１０８、及び／又は管理システム１１０からの入力の受信することを含んでいてもよい。そのような動作は、追加的又は代替的に、入力に少なくとも部分的に基づいて視覚システム１０２及び／又は付加製造機１０４を制御することを含んでいてもよい。そのような動作は、制御モデル２０１０によって提供される制御コマンドに従って実行されてもよい。例として、例示的な制御モデル２０１０は、１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現から複数の加工物１１６のそれぞれの加工物インターフェース１２０を決定するように構成された１又は複数の制御モデル２０１０、１又は複数の視野１１４の１又は複数のデジタル表現に少なくとも部分的に基づいて延長セグメントＣＡＤモデル８００を決定及び／生成するように構成された１又は複数の制御モデル２０１０、及び／又は延長セグメントＣＡＤモデル８００を複数のスライスにスライスするように、及び／又は複数のスライスのそれぞれに対するツールパス及び／又は付加印刷領域を決定又は生成するように構成された１又は複数の制御モデル２０１０を含んでいてもよい。機械実行可能命令２００８は、任意の適切なプログラミング言語で書かれたソフトウェアであることができ、又はハードウェアで実装することができる。追加的に、及び／又は代替的に、命令２００８は、プロセッサ２００４上の論理的及び／又は仮想的に別個のスレッドで実行することができる。
メモリデバイス２００６は、１又は複数のプロセッサ２００４によってアクセス可能なデータ２０１２を記憶してもよい。データ２０１２は、現在又はリアルタイムのデータ、過去のデータ、又はそれらの組み合わせを含むことができる。データ２０１２は、データライブラリ２０１４に記憶されてもよい。例として、データ２０１２は、コントローラ２０００、視覚システム１０２、付加製造機１０４、ユーザインターフェース１０８、管理システム１１０、及び／又は計算装置２００２に関連付けられた、又は生成されたデータ２０１２を含む、付加製造システム１００によって関連付けられた、又は生成されたデータを含んでいてもよい。データ２０１２は、視覚システム１０２、付加製造機１０４、ユーザインターフェース１０８、及び／又は管理システム１１０に関連付けられたものなどの、付加製造システム１００に関連付けられた他のデータセット、パラメータ、出力、情報も含んでいてもよい。
１又は複数の計算装置２００２は、有線又は無線通信回線２０２０を介した通信ネットワーク２０１８との通信に使用され得る通信インターフェース２０１６も含んでいてもよい。通信インターフェース２０１６は、たとえば、送信機、受信機、ポート、コントローラ、アンテナ、及び／又は他の適切な構成要素を含む、１又は複数のネットワークとインターフェース接続するための任意の適切な構成要素を含んでいてもよい。通信インターフェース２０１６は、計算装置２００２が視覚システム１０２、付加製造機１０４と通信することを可能にし得る。通信ネットワーク２０１８は、たとえば、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）、ＳＡＴＣＯＭネットワーク、ＶＨＦネットワーク、ＨＦネットワーク、Ｗｉ−Ｆｉネットワーク、ＷｉＭＡＸネットワーク、ゲートリンクネットワーク、及び／又は通信回線２０２０を介してコントローラ２０００との間でメッセージを送信するための任意の他の適切な通信ネットワークを含んでいてもよい。通信ネットワーク２０１８の通信回線２０２０は、データバス又は有線及び／又は無線通信リンクの組み合わせを含んでいてもよい。
通信インターフェース２０１６は、追加的又は代替的に、計算装置２００２がユーザインターフェース１０８及び／又は管理システム１１０と通信することを可能にし得る。管理システム１１０は、サーバ２０２２及び／又はデータウェアハウス２０２４を含んでいてもよい。一例として、データ２０１２の少なくとも一部は、データウェアハウス２０２４内に記憶されてもよく、サーバ２０２２は、データウェアハウス２０２４から計算装置２００２にデータ２０１２を送信し、及び／又はデータ２０１２を計算装置２００２から受信し、受信したデータ２０１２をさらなる目的のためにデータウェアハウス２０２４内に記憶するように構成されてもよい。サーバ２０２２及び／又はデータウェアハウス２０２４は、制御システム１０６の一部として実装されてもよい。
本発明のさらなる態様は、以下の条項の主題によって提供される。
付加製造システムを較正する方法であって、１又は複数の較正マークのデジタル表現を１又は複数のモデル較正マークを含む較正ＣＡＤモデルと比較することであって、１又は複数の較正マークのデジタル表現は視覚システムを使用して取得されており、１又は複数の較正マークは付加製造機を使用して較正ＣＡＤモデルに従って較正面上に印刷されている、比較すること、及び比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用することであって、較正調整は、１又は複数のＣＡＤモデルを付加製造システムの１又は複数の座標に位置合わせするように構成される、適用することを含む、方法。
付加製造機を使用して較正ＣＡＤモデルに従って較正面上に１又は複数の較正マークを印刷することを含む、前述の条項の方法。
較正面がビルドプレートに貼付された較正シートを備え、ビルドプレートは、付加製造機内に設置されるように構成され、付加製造機を使用して複数の加工物のそれぞれのもの上に複数の延長セグメントのそれぞれのものを付加的に印刷するときに複数の加工物を固定するように構成される、前述の条項のいずれかの方法。
付加製造機が、複数の延長セグメントを付加的に印刷するように構成されたエネルギー源を備え、１又は複数の較正マークを印刷することが、エネルギー源を使用して較正面にマーキングすることを含む、前述の条項のいずれかの方法。
較正ＣＡＤモデルに従って複数の位置登録点において較正面に複数の較正マークを印刷することを含み、複数の位置登録点は、複数の加工物のそれぞれのもの上に複数の延長セグメントのそれぞれのものを付加的に印刷するときに複数の加工物のそれぞれのものが位置する場所にそれぞれ対応するＣＡＤモデル座標を有する、前述の条項のいずれかの方法。
視覚システムを使用して１又は複数の較正マークのデジタル表現を取得することを含む、前述の条項のいずれかの方法。
較正ＣＡＤモデルが、複数の位置登録点のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標にそれぞれ配置された複数の較正マークのモデルを含み、複数の位置登録点のモデルは、複数の加工物のそれぞれのもの上に複数の延長セグメントのそれぞれのものを付加的に印刷するときに複数の加工物のそれぞれのものが位置する場所にそれぞれ対応する、前述の条項のいずれかの方法。
１又は複数の較正マークが複数のドットを含み、複数のドットのそれぞれのものが、複数の位置登録点のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標を有し、複数の位置登録点は、複数の延長セグメントのそれぞれのものがその上に付加的に印刷される複数の加工物のそれぞれのものの場所にそれぞれ対応する、前述の条項のいずれかの方法。
１又は複数の較正マークが複数の幾何学形状又はパターンを含み、複数の幾何学形状又はパターンのそれぞれのものの少なくとも一部が、複数の位置登録点のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標を有し、複数の位置登録点は、複数の延長セグメントのそれぞれのものがその上に付加的に印刷される複数の加工物のそれぞれのものの場所にそれぞれ対応する、前述の条項のいずれかの方法。
１又は複数の較正マークが、延長セグメントのモデルの周囲にそれぞれ対応する複数の輪郭を含み、複数の輪郭のそれぞれのものが、複数の延長セグメントのそれぞれのものがその上に付加的に印刷される複数の加工物のそれぞれのものの場所にそれぞれ対応するＣＡＤモデル座標を有する、前述の条項のいずれかの方法。
１又は複数の較正マークのデジタル表現を較正ＣＡＤモデルと比較することが、そのデジタル表現内の１又は複数の較正マークの１又は複数の座標を、較正ＣＡＤモデル内のモデル較正マークの対応する１又は複数の座標と比較すること、及びそれらの間の１又は複数の違いを決定することを含む、前述の条項のいずれかの方法。
１又は複数の座標が、複数の位置登録点のそれぞれのものの座標を含み、複数の位置登録点は、付加製造機を使用して複数の延長セグメントのそれぞれのものがその上に付加的に印刷される複数の加工物のそれぞれのものの場所にそれぞれ対応する、前述の条項のいずれかの方法。
１又は複数の較正マークのデジタル表現を較正ＣＡＤモデルと比較することは、そのデジタル表現内の１又は複数の較正マークの１又は複数の寸法を、較正ＣＡＤモデル内のモデル較正マークの対応する１又は複数の寸法と比較すること、及びそれらの間の１又は複数の違いを決定することを含む、前述の条項のいずれかの方法。
比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用することが、比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルの少なくとも一部を変換することを含み、変換することは、１又は複数のＣＡＤモデルの少なくとも一部の回転、曲げ、ねじり、シフト、スケーリング、平滑化、位置合わせ、オフセット、及び／又はモーフィングを含む、前述の条項のいずれかの方法。
１又は複数のＣＡＤモデルが延長セグメントＣＡＤモデルを含み、延長セグメントＣＡＤモデルが、複数の位置登録点のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標にそれぞれ配置された複数の延長セグメントのモデルを含み、複数の位置登録点は、複数の加工物のそれぞれのもの上に複数の延長セグメントのそれぞれのものを付加的に印刷するときに複数の加工物のそれぞれのものが位置する場所にそれぞれ対応する、前述の条項のいずれかの方法。
比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用することが、比較に少なくとも部分的に基づいて延長セグメントＣＡＤモデルの少なくとも一部を変換して、延長セグメントＣＡＤモデルの延長セグメントの複数のモデルのそれぞれのものを、付加製造システムの複数の位置登録点のそれぞれのものと位置合わせすることを含む、前述の条項のいずれかの方法。
付加製造システムであって、視覚システム及び付加製造機に動作可能に結合されたコントローラを備え、コントローラは、１又は複数のコンピュータ可読媒体及び１又は複数のプロセッサを備え、１又は複数のコンピュータ可読媒体は、コンピュータ実行可能命令であって、１又は複数のプロセッサによって実行されたとき、付加製造システムに、１又は複数のモデル較正マークのデジタル表現を、１又は複数のモデル較正マークを含む較正ＣＡＤモデルと比較させ、比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用させ、１又は複数の較正マークのデジタル表現は、視覚システムを使用して取得されており、１又は複数の較正マークは、付加製造機を使用して較正ＣＡＤモデルに従って較正面上に印刷されており、較正調整は、１又は複数のＣＡＤモデルを付加製造システムの１又は複数の座標と位置合わせするように構成される、コンピュータ実行可能命令を含む、付加製造システム。
１又は複数の較正マークのデジタル表現を撮像するように構成された視覚システムであって、１又は複数の視野、及び１又は複数の視野内にある１又は複数の較正マークを含む、前述の条項のシステム。
較正面上に１又は複数の較正マークを付加的に印刷するように構成された付加製造機を備える、前述の条項のいずれかのシステム。
コンピュータ実行可能命令を含むコンピュータ可読媒体であって、コンピュータ実行可能命令は、付加製造システムの１又は複数のプロセッサによって実行されたとき、付加製造システムに、１又は複数の較正マークのデジタル表現を、１又は複数のモデル較正マークを含む較正ＣＡＤモデルと比較させ、比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデルに対して較正調整を適用させ、１又は複数の較正マークのデジタル表現は、視覚システムを使用して取得されており、１又は複数の較正マークは、付加製造機を使用して較正ＣＡＤモデルに従って較正面上に印刷されており、較正調整は、１又は複数のＣＡＤモデルを付加製造システムの１又は複数の座標と位置合わせするように構成される、コンピュータ可読媒体。
この書面による説明は、例示的な実施形態を使用して、最良の形態を含む現在開示されている主題を説明し、また、任意のデバイス又はシステムを作成及び使用し、任意の組み込まれた方法を実施することを含んで、当業者が誰もがそのような主題を実践することも可能にする。現在開示する主題の特許性のある範囲は、特許請求の範囲によって定義されており、当業者が思いつく他の例を含んでもよい。そのような他の例は、これらが特許請求の範囲内の文字通りの言葉とは異ならない構造要素を含む場合、又はこれらが、特許請求の範囲内の文字通りの言葉との実質的な違いを有さない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図する。

Claims (15)

  1. 付加製造システム（１００）を較正する方法であって、
    １又は複数の較正マーク（１６０２）のデジタル表現を１又は複数のモデル較正マーク（１４０２）を含む較正ＣＡＤモデル（１４００）と比較することであって、前記１又は複数の較正マーク（１６０２）のデジタル表現は視覚システム（１０２）を使用して取得されており、前記１又は複数の較正マーク（１６０２）は、付加製造機（１０４）を使用して前記較正ＣＡＤモデル（１４００）に従って較正面（１５００）上に印刷されている、比較すること、及び
    前記比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）に対して較正調整を適用することであって、前記較正調整は、前記１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）を前記付加製造システム（１００）の１又は複数の座標に位置合わせするように構成される、適用することを含む、方法。
  2. 前記付加製造機（１０４）を使用して前記較正ＣＡＤモデル（１４００）に従って前記較正面（１５００）上に前記１又は複数の較正マーク（１６０２）を印刷すること
    を含む、請求項１に記載の方法。
  3. 前記較正面（１５００）が、ビルドプレート（１１８）に貼付された較正シートを備え、前記ビルドプレート（１１８）は、前記付加製造機（１０４）内に設置されるように構成され、前記付加製造機（１０４）を使用して前記複数の加工物（１１６）のそれぞれのもの上に複数の延長セグメント（２０６）のそれぞれのものを付加的に印刷するときに複数の加工物（１１６）を固定するように構成される、請求項１又は請求項２に記載の方法。
  4. 前記付加製造機（１０４）が、前記複数の延長セグメント（２０６）を付加的に印刷するように構成されたエネルギー源（１４２）を備え、前記１又は複数の較正マーク（１５０２）を印刷することが、前記エネルギー源（１４２）を使用して前記較正面（１５００）にマーキングすることを含む、請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の方法。
  5. 前記較正ＣＡＤモデル（１４００）に従って複数の位置登録点（２０２）において前記較正面（１５００）上に複数の較正マーク（１５０２）を印刷することであって、前記複数の位置登録点（２０２）は、複数の加工物（１１６）のそれぞれのもの上に複数の延長セグメント（２０６）のそれぞれのものを付加的に印刷するときに前記複数の加工物（１１６）の前記それぞれのものが位置する場所にそれぞれ対応するＣＡＤモデル座標を有する、印刷すること
    を含む、請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記視覚システム（１０２）を使用して前記１又は複数の較正マーク（１６０２）の前記デジタル表現を取得すること
    を含む、請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記較正ＣＡＤモデル（１４００）が、複数の位置登録点（２０２）のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標にそれぞれ配置された複数の較正マーク（１４０２）のモデルを含み、前記複数の位置登録点（２０２）の前記モデルは、複数の加工物（１１６）のそれぞれのもの上に複数の延長セグメント（２０６）のそれぞれのものを付加的に印刷するときに前記複数の加工物（１１６）の前記それぞれのものが位置する場所にそれぞれ対応する、
    請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記１又は複数の較正マーク（１６０２）が、
    複数のドットであって、前記複数のドットのそれぞれのものが、複数の位置登録点（２０２）のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標を有し、前記複数の位置登録点（２０２）は、複数の延長セグメント（２０６）のそれぞれのものがその上に付加的に印刷される複数の加工物（１１６）のそれぞれのものの場所にそれぞれ対応する、複数のドット、又は
    複数の幾何学形状又はパターンであって、前記複数の幾何学形状又はパターンのそれぞれのものの少なくとも一部は、複数の位置登録点（２０２）のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標を有し、前記複数の位置登録点（２０２）は、複数の延長セグメント（２０６）のそれぞれのものがその上に付加的に印刷される複数の加工物（１１６）のそれぞれのものの場所にそれぞれ対応する、複数の幾何学形状又はパターン、又は
    延長セグメント（８０２）のモデルの周囲にそれぞれ対応する複数の輪郭であって、前記複数の輪郭のそれぞれのものは、複数の延長セグメント（２０６）のそれぞれのものがその上に付加的に印刷される複数の加工物（１１６）のそれぞれのものの場所にそれぞれ対応するＣＡＤモデル座標を有する、複数の輪郭
    を含む、請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記１又は複数の較正マーク（１６０２）の前記デジタル表現を前記較正ＣＡＤモデル（１４００）と比較することが、
    その前記デジタル表現内の前記１又は複数の較正マーク（１６０２）の１又は複数の座標を、前記較正ＣＡＤモデル（１４００）内の前記モデル較正マーク（１４０２）の対応する１又は複数の座標と比較すること、及びそれらの間の１又は複数の違いを決定すること
    を含む、請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記１又は複数の座標が、複数の位置登録点（２０２）のそれぞれのものの座標を含み、前記複数の位置登録点（２０２）は、前記付加製造機（１０４）を使用して複数の延長セグメント（２０６）のそれぞれのものがその上に付加的に印刷される複数の加工物（１１６）のそれぞれのものの場所にそれぞれ対応する、請求項１〜請求項９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記１又は複数の較正マーク（１６０２）の前記デジタル表現を前記較正ＣＡＤモデル（１４００）と比較することが、
    その前記デジタル表現内の前記１又は複数の較正マーク（１６０２）の１又は複数の寸法を、前記較正ＣＡＤモデル（１４００）内の前記モデル較正マーク（１４０２）の対応する１又は複数の寸法と比較すること、及びそれらの間の１又は複数の違いを決定すること
    を含む、請求項１〜請求項１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）に対して較正調整を適用することが、
    前記比較に少なくとも部分的に基づいて前記１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）の少なくとも一部を変換することを含み、変換することは、前記１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）の少なくとも一部の回転、曲げ、ねじり、シフト、スケーリング、平滑化、位置合わせ、オフセット、及び／又はモーフィングを含む、
    請求項１〜請求項１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）が延長セグメントＣＡＤモデル（８００）を含み、前記延長セグメントＣＡＤモデル（８００）は、複数の位置登録点（２０２）のそれぞれのものに対応するＣＡＤモデル座標にそれぞれ配置された複数の延長セグメント（８０２）のモデルを含み、前記複数の位置登録点（２０２）は、複数の加工物（１１６）のそれぞれのもの上に複数の延長セグメント（２０６）のそれぞれのものを付加的に印刷するときに前記複数の加工物（１１６）の前記それぞれのものが位置する場所にそれぞれ対応する、請求項１〜請求項１２のいずれか一項に記載の方法。
  14. 付加製造システム（１００）であって、
    視覚システム（１０２）及び付加製造機（１０４）に動作可能に結合されたコントローラ（２０００）を備え、前記コントローラ（２０００）は、１又は複数のコンピュータ可読媒体及び１又は複数のプロセッサ（２００４）を備え、前記１又は複数のコンピュータ可読媒体は、コンピュータ実行可能命令（２００８）であって、前記１又は複数のプロセッサ（２００４）によって実行されたとき、前記付加製造システム（１００）に、
    １又は複数のモデル較正マーク（１６０２）のデジタル表現を、１又は複数のモデル較正マーク（１４０２）を含む較正ＣＡＤモデル（１４００）と比較させ、前記比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）に対して較正調整を適用させ、
    前記１又は複数の較正マーク（１６０２）の前記デジタル表現は、視覚システム（１０２）を使用して取得されており、前記１又は複数の較正マーク（１６０２）は、付加製造機（１０４）を使用して前記較正ＣＡＤモデル（１４００）に従って較正面（１５００）上に印刷されており、前記較正調整は、前記１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）を前記付加製造システム（１００）の１又は複数の座標に位置合わせするように構成される、コンピュータ実行可能命令を含む、付加製造システム。
  15. コンピュータ実行可能命令（２００８）を含むコンピュータ可読媒体であって、前記コンピュータ実行可能命令は、付加製造システム（１００）の１又は複数のプロセッサ（２００４）によって実行されたとき、前記付加製造システム（１００）に、
    １又は複数の較正マーク（１６０２）のデジタル表現を、１又は複数のモデル較正マーク（１４０２）を含む較正ＣＡＤモデル（１４００）と比較させ、前記比較に少なくとも部分的に基づいて１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）に対して較正調整を適用させ、
    前記１又は複数の較正マーク（１６０２）の前記デジタル表現は、視覚システム（１０２）を使用して取得されており、前記１又は複数の較正マーク（１６０２）は、付加製造機（１０４）を使用して前記較正ＣＡＤモデル（１４００）にしたがって較正面（１５００）上に印刷されており、前記較正調整は、前記１又は複数のＣＡＤモデル（８００、８５０）を前記付加製造システム（１００）の１又は複数の座標に位置合わせするように構成される、コンピュータ可読媒体。
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