JP2020203485A - 3次元の物体を付加製造する装置 - Google Patents
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Abstract
Description
ギービームは、少なくとも1つのビーム生成ユニット、たとえばレーザを介して生成することができる。
互いに対する個々の照射要素の位置は、アレイ配置のために固定される。したがって、照射アレイの運動に応じて、異なる照射要素によって放出されるエネルギービームは、異なるエネルギービーム経路に沿って案内される。
ギーが同じになることを保証することができる。したがって、たとえば、より長いエネルギービーム経路(少なくとも2つのエネルギービーム経路の経路長の差が生じた場合)に沿って案内されるエネルギービームのエネルギーを、より短いエネルギービーム経路に沿って案内される他方のエネルギービームと比較して上昇(スポットサイズは低減させなければならない)させなければならないか、又はより短いエネルギービーム経路に沿って案内されるエネルギービームのエネルギーが減少される(スポットサイズが増大されなければならない)。したがって、エネルギービーム経路長に対して消費されるエネルギーは、2つのエネルギービーム経路に沿って造形材料が同じエネルギーによって照射されることを確実にするように整合させることができる。
− 少なくとも1つのエネルギービームが対応するエネルギービーム経路に沿って動く移動速度、及び/又は
− 同じ照射アレイの少なくとも2つのエネルギービームが対応するエネルギービーム経路に沿って動く移動速度差、及び/又は
− 少なくとも1つのエネルギー源のエネルギービーム経路の長さ、及び/又は
− 同じ照射アレイの異なるエネルギービーム源の少なくとも2つのエネルギービーム経路の長さの差、及び/又は
− 少なくとも1つのエネルギービーム経路の少なくとも一部の曲率、及び/又は
− 少なくとも1つのエネルギービーム経路の少なくとも一部の半径、及び/又は
− 少なくとも1つのエネルギービーム源の書込み時間、及び/又は
− 少なくとも2つのエネルギービーム源の書込み時間差、
とすることができるか、又はこれらのうちの少なくとも一つ以上を含むことができる。
レイの2つのエネルギービームが案内される少なくとも2つのエネルギービーム経路の長さの差は、異なる照射要素によって放出されるエネルギービームのエネルギー及び/又はスポットサイズの制御のための基準と見なすことができる。
特に照射アレイの各照射要素に対して個々に、少なくとも1つの照射パラメータを調整するようにさらに適合させることができる。前述したように、「中性」として1つの照射要素を配置し又は1つの照射要素を規定することが可能である。「中性」の照射要素は、たとえば、共通の照射要素キャリア上の中心に、好ましくは共通の照射要素キャリアの中心軸上に、又は共通の照射要素キャリアの中心軸に対して平行に配置することができる。
− 少なくとも1つのエネルギー源のエネルギー、及び/又は
− 少なくとも1つのエネルギー源のスポット幾何形状、及び/又は
− 露出時間とすることができ、又はこれらを含むことができる。
も1つの共通の照射要素キャリア上に配置された少なくとも2つの照射要素を備え、各照射要素は、造形平面内で特に少なくとも部分的に湾曲したエネルギービーム経路に沿って案内可能であるか又は案内されるエネルギービームを放出するように適合され、照射アレイは、造形平面に対して可動であり、少なくとも2つのエネルギービームの少なくとも2つのエネルギービーム経路内への少なくとも2つのエネルギー入力の比と、少なくとも2つの照射要素によって放出される少なくとも2つのエネルギービームのスポットサイズの比とのうちの少なくとも一つを制御するように適合された制御ユニットが提供される。制御ユニットは、照射デバイスの一部又は装置の一部と見なすことができ、制御ユニットは、照射デバイスに接続可能とすることができるし、又は照射デバイスに接続することができる。どちらの手法でも、制御ユニットは、装置内の取付け状態で、照射デバイスに接続される。
料が塗布される。当然ながら、塗布ユニット35及び照射デバイス3を旋回軸33の周りで回転させることも可能であり、造形平面16は静止状態であり得る。
以上の開示から以下の付記が提案される。
(付記1)
照射アレイ(9)として、特に少なくとも1つの共通の照射要素キャリア(10)上に配置された少なくとも2つの照射要素(4〜8)を備える照射デバイス(3)によって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって3次元の物体(2)を付加製造する装置(1、32)であって、各照射要素(4〜8)が、造形平面(16)内で特に少なくとも部分的に湾曲したエネルギービーム経路(17〜21)に沿って案内可能であるか又は案内されるエネルギービーム(11〜15)を放出するように適合され、前記照射アレイ(9)が前記造形平面(16)に対して可動である装置において、
少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の少なくとも2つのエネルギービーム経路(17〜21)内への少なくとも2つのエネルギー入力の比、及び/又は、少なくとも2つの照射要素(4〜8)によって放出される少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)のスポットサイズの比、を制御するように適合された制御ユニット(22)を備えることを特徴とする装置。
(付記2)
前記制御ユニット(22)は、少なくとも1つのエネルギービーム経路(17〜21)の少なくとも部分的に湾曲した区間に関係する少なくとも1つのパラメータに基づいて、前記エネルギー入力及び/又は前記スポットサイズを制御するように適合されることを特徴とする、付記1に記載の装置。
(付記3)
前記制御ユニット(22)は、エネルギービーム経路長の差に関係する前記少なくとも1つのパラメータに応じて、前記少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の前記少なくとも2つのエネルギー入力及び/又は前記少なくとも2つのスポットサイズの比を制御するように適合されることを特徴とする、付記1又は2に記載の装置。
(付記4)
前記制御ユニット(22)は、少なくとも2つの照射要素(4〜8)によって放出されるエネルギービーム(11〜15)の特にエネルギービーム経路長ごとの前記エネルギー入力及び/又は前記スポットサイズの規定された比を調整するように、特に少なくとも2つの照射要素(4〜8)によって放出される少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の前記エネルギー入力を整合させるように、適合されることを特徴とする、付記1〜3のいずれか一つに記載の装置。
(付記5)
前記少なくとも1つのパラメータは、
− 前記少なくとも1つのエネルギービーム(11〜15)が前記対応するエネルギービーム経路(17〜21)に沿って動く移動速度、及び/又は
− 前記同じ照射アレイ(9)の少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)が前記対応するエネルギービーム経路(17〜21)に沿って動く移動速度差、及び/又は
− 少なくとも1つの照射要素(4〜8)の前記エネルギービーム経路(17〜21)の長さ、及び/又は
− 前記同じ照射アレイ(9)の異なる照射要素(4〜8)の少なくとも2つのエネルギービーム経路の長さの差、及び/又は
− 前記少なくとも1つのエネルギービーム経路(17〜21)の少なくとも一部の曲率、及び/又は
− 前記少なくとも1つのエネルギービーム経路(17〜21)の少なくとも一部の半径、及び/又は
− 少なくとも1つのエネルギービーム(11〜15)の書込み時間、及び/又は
− 少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の書込み時間差、
であるか、又はこれらのうちの少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする、付記2又は3に記載の装置。
(付記6)
前記制御ユニット(22)は、前記照射アレイ(9)の少なくとも1つの照射要素(4〜8)の少なくとも1つの照射パラメータの調整を介して前記エネルギー入力を制御するように適合されることを特徴とする、付記1〜5のいずれか一つに記載の装置。
(付記7)
前記制御ユニット(22)は、前記照射アレイ(9)の少なくとも1つの運動パラメータ、特に旋回方向の動きに応じて、前記少なくとも1つの照射パラメータを調整するように適合されることを特徴とする、付記6に記載の装置。
(付記8)
前記制御ユニット(22)は、少なくとも1つの照射パラメータを、前記照射アレイ(9)の少なくとも2つの照射要素(4〜8)に対して個々に調整するように、特に前記照射アレイ(9)の各照射要素(4〜8)に対して個々に調整するように適合されることを特徴とする、付記6又は7に記載の装置。
(付記9)
前記少なくとも1つの照射パラメータは、
− 少なくとも1つのエネルギービーム(11〜15)のエネルギー、及び/又は
− 少なくとも1つのエネルギービーム(11〜15)のスポット幾何形状、及び/又は
− 書込み時間、
であるか、又はこれらのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、付記6〜8のいずれか一つに記載の装置。
(付記10)
前記照射アレイ(9)は、前記造形平面(16)に対して並進方向に可動であることを特徴とする、付記1〜9のいずれか一つに記載の装置。
(付記11)
前記照射デバイス(3)は、少なくとも1つのエネルギービーム経路(17〜21)に応じて、前記照射アレイ(9)の旋回方向の動きを制御するように適合され、前記照射アレイ(9)は、旋回軸、特に前記装置(1、32)の造形平面(16)に本質的に直交する旋回軸(25)の周りで旋回可能であることを特徴とする、付記1〜10のいずれか一つに記載の装置。
(付記12)
前記照射アレイ(9)は、前記エネルギービーム経路(17〜21)に沿って移動方向に対して傾斜可能であることを特徴とする、付記11に記載の装置。
(付記13)
前記装置(1、32)の造形平面(16)内に配置された造形材料を運搬する運搬デバイスを備え、前記運搬デバイスは、前記照射アレイ(9)の少なくとも1つの照射要素(4〜8)に対して前記造形平面(16)を動かすように、特に旋回可能及び/又は高さ調整可能に動かすように適合されることを特徴とする、付記1〜12のいずれか一つに記載の装置。
(付記14)
3次元の物体を付加製造(積層造形)する装置(1、32)、特に付記1〜13のいずれか一つに記載の装置(1、32)向けの照射デバイス(3)であって、前記照射デバイス(3)は、照射アレイ(9)として、特に少なくとも1つの共通の照射要素キャリア(10)上に配置された少なくとも2つの照射要素(4〜8)を備え、各照射要素(4〜8)が、造形平面(16)内で特に少なくとも部分的に湾曲したエネルギービーム経路(17〜21)に沿って案内可能であるか又は案内されるエネルギービーム(11〜15)を放出するように適合され、前記照射アレイ(9)が前記造形平面(16)に対して可動である照射デバイスにおいて、
少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の少なくとも2つのエネルギービーム経路(17〜21)内への少なくとも2つのエネルギー入力の比、及び/又は、少なくと
も2つの照射要素(4〜8)によって放出される少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)のスポットサイズの比、を制御するように適合された制御ユニット(22)を備えることを特徴とする照射デバイス。
(付記15)
エネルギー源によって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって3次元の物体を付加製造(積層造形)する少なくとも1つの装置(1、32)、特に付記1〜13のいずれか一つに記載の装置(1、32)を動作させる方法であって、前記装置(1、32)は、照射アレイ(9)を有する照射デバイス(3)を備え、少なくとも2つの照射要素(4〜8)が、照射アレイ(9)として、特に少なくとも1つの共通の照射要素キャリア(10)上に配置され、各照射要素(4〜8)が、造形平面(16)内で特に少なくとも部分的に湾曲したエネルギービーム経路(17〜21)に沿って案内可能であるか又は案内されるエネルギービーム(11〜15)を放出するように適合され、前記照射アレイ(9)が前記造形平面(16)に対して可動である方法において、
少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の少なくとも2つのエネルギービーム経路(17〜21)内への少なくとも2つのエネルギー入力の比、及び/又は、少なくとも2つの照射要素(4〜8)によって放出される少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)のスポットサイズの比、が制御されることを特徴とする方法。
2 3次元の物体
3 照射デバイス
4〜8 照射要素
9 照射アレイ
10 共通の照射要素キャリア
11〜15 エネルギービーム
16 造形平面
17〜21 ビーム経路
22 制御ユニット
Claims (15)
- 照射アレイ(9)として、特に少なくとも1つの共通の照射要素キャリア(10)上に配置された少なくとも2つの照射要素(4〜8)を備える照射デバイス(3)によって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって3次元の物体(2)を付加製造する装置(1、32)であって、各照射要素(4〜8)が、造形平面(16)内で特に少なくとも部分的に湾曲したエネルギービーム経路(17〜21)に沿って案内可能であるか又は案内されるエネルギービーム(11〜15)を放出するように適合され、前記照射アレイ(9)が前記造形平面(16)に対して可動である装置において、
少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の少なくとも2つのエネルギービーム経路(17〜21)内への少なくとも2つのエネルギー入力の比、及び/又は、少なくとも2つの照射要素(4〜8)によって放出される少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)のスポットサイズの比、を制御するように適合された制御ユニット(22)を備えることを特徴とする装置。 - 前記制御ユニット(22)は、少なくとも1つのエネルギービーム経路(17〜21)の少なくとも部分的に湾曲した区間に関係する少なくとも1つのパラメータに基づいて、前記エネルギー入力及び/又は前記スポットサイズを制御するように適合されることを特徴とする、請求項1に記載の装置。
- 前記制御ユニット(22)は、エネルギービーム経路長の差に関係する前記少なくとも1つのパラメータに応じて、前記少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の前記少なくとも2つのエネルギー入力及び/又は前記少なくとも2つのスポットサイズの比を制御するように適合されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の装置。
- 前記制御ユニット(22)は、少なくとも2つの照射要素(4〜8)によって放出されるエネルギービーム(11〜15)の特にエネルギービーム経路長ごとの前記エネルギー入力及び/又は前記スポットサイズの規定された比を調整するように、特に少なくとも2つの照射要素(4〜8)によって放出される少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の前記エネルギー入力を整合させるように、適合されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一つに記載の装置。
- 前記少なくとも1つのパラメータは、
− 前記少なくとも1つのエネルギービーム(11〜15)が前記対応するエネルギービーム経路(17〜21)に沿って動く移動速度、及び/又は
− 前記同じ照射アレイ(9)の少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)が前記対応するエネルギービーム経路(17〜21)に沿って動く移動速度差、及び/又は
− 少なくとも1つの照射要素(4〜8)の前記エネルギービーム経路(17〜21)の長さ、及び/又は
− 前記同じ照射アレイ(9)の異なる照射要素(4〜8)の少なくとも2つのエネルギービーム経路の長さの差、及び/又は
− 前記少なくとも1つのエネルギービーム経路(17〜21)の少なくとも一部の曲率、及び/又は
− 前記少なくとも1つのエネルギービーム経路(17〜21)の少なくとも一部の半径、及び/又は
− 少なくとも1つのエネルギービーム(11〜15)の書込み時間、及び/又は
− 少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の書込み時間差、
であるか、又はこれらのうちの少なくとも一つ以上を含むことを特徴とする、請求項2又は3に記載の装置。 - 前記制御ユニット(22)は、前記照射アレイ(9)の少なくとも1つの照射要素(4〜8)の少なくとも1つの照射パラメータの調整を介して前記エネルギー入力を制御するように適合されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一つに記載の装置。
- 前記制御ユニット(22)は、前記照射アレイ(9)の少なくとも1つの運動パラメータ、特に旋回方向の動きに応じて、前記少なくとも1つの照射パラメータを調整するように適合されることを特徴とする、請求項6に記載の装置。
- 前記制御ユニット(22)は、少なくとも1つの照射パラメータを、前記照射アレイ(9)の少なくとも2つの照射要素(4〜8)に対して個々に調整するように、特に前記照射アレイ(9)の各照射要素(4〜8)に対して個々に調整するように適合されることを特徴とする、請求項6又は7に記載の装置。
- 前記少なくとも1つの照射パラメータは、
− 少なくとも1つのエネルギービーム(11〜15)のエネルギー、及び/又は
− 少なくとも1つのエネルギービーム(11〜15)のスポット幾何形状、及び/又は
− 書込み時間、
であるか、又はこれらのうちの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項6〜8のいずれか一つに記載の装置。 - 前記照射アレイ(9)は、前記造形平面(16)に対して並進方向に可動であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一つに記載の装置。
- 前記照射デバイス(3)は、少なくとも1つのエネルギービーム経路(17〜21)に応じて、前記照射アレイ(9)の旋回方向の動きを制御するように適合され、前記照射アレイ(9)は、旋回軸、特に前記装置(1、32)の造形平面(16)に本質的に直交する旋回軸(25)の周りで旋回可能であることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一つに記載の装置。
- 前記照射アレイ(9)は、前記エネルギービーム経路(17〜21)に沿って移動方向に対して傾斜可能であることを特徴とする、請求項11に記載の装置。
- 前記装置(1、32)の造形平面(16)内に配置された造形材料を運搬する運搬デバイスを備え、前記運搬デバイスは、前記照射アレイ(9)の少なくとも1つの照射要素(4〜8)に対して前記造形平面(16)を動かすように、特に旋回可能及び/又は高さ調整可能に動かすように適合されることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一つに記載の装置。
- 3次元の物体を付加製造(積層造形)する装置(1、32)、特に請求項1〜13のいずれか一つに記載の装置(1、32)向けの照射デバイス(3)であって、前記照射デバイス(3)は、照射アレイ(9)として、特に少なくとも1つの共通の照射要素キャリア(10)上に配置された少なくとも2つの照射要素(4〜8)を備え、各照射要素(4〜8)が、造形平面(16)内で特に少なくとも部分的に湾曲したエネルギービーム経路(17〜21)に沿って案内可能であるか又は案内されるエネルギービーム(11〜15)を放出するように適合され、前記照射アレイ(9)が前記造形平面(16)に対して可動である照射デバイスにおいて、
少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の少なくとも2つのエネルギービーム経路(17〜21)内への少なくとも2つのエネルギー入力の比、及び/又は、少なくと
も2つの照射要素(4〜8)によって放出される少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)のスポットサイズの比、を制御するように適合された制御ユニット(22)を備えることを特徴とする照射デバイス。 - エネルギー源によって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって3次元の物体を付加製造(積層造形)する少なくとも1つの装置(1、32)、特に請求項1〜13のいずれか一つに記載の装置(1、32)を動作させる方法であって、前記装置(1、32)は、照射アレイ(9)を有する照射デバイス(3)を備え、少なくとも2つの照射要素(4〜8)が、照射アレイ(9)として、特に少なくとも1つの共通の照射要素キャリア(10)上に配置され、各照射要素(4〜8)が、造形平面(16)内で特に少なくとも部分的に湾曲したエネルギービーム経路(17〜21)に沿って案内可能であるか又は案内されるエネルギービーム(11〜15)を放出するように適合され、前記照射アレイ(9)が前記造形平面(16)に対して可動である方法において、
少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)の少なくとも2つのエネルギービーム経路(17〜21)内への少なくとも2つのエネルギー入力の比、及び/又は、少なくとも2つの照射要素(4〜8)によって放出される少なくとも2つのエネルギービーム(11〜15)のスポットサイズの比、が制御されることを特徴とする方法。
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