JP2022523412A - 制御方法、制御装置及び製造装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(a)各層の固化すべき材料を少なくとも2つのセクションに分割し、少なくとも2つのセクションのうちの2つは、少なくとも2つのセクションのうちの2つで優勢なガス流のガス流方向に少なくとも部分的に前後して延びていることと、
(b)少なくとも2つのセクションのうちの2つのうちの少なくとも1つを少なくとも2つの面部分に分割することと、
(c)各面部分を正確に1つの特定のビームに割り当てて、当該ビームは割り当てられた面部分の固化すべき材料を固化することと、
(d)少なくとも固化すべき材料を露光する時点で、少なくとも2つの面部分の固化すべき材料が固化されるように、且つ、衝突点の各中心と衝突点の他のすべての中心との間に延びる直線からなるネットワークは、衝突点のすべての中心が互いに所定の距離(例えば以下に定義される非干渉距離)の外側にある露光のいかなる時点(実際の露光時間、例えば所定の時間の間)でも、少なくとも2つのセクションのうちの2つで優勢なガス流のガス流方向に対して平行な直線を持たないようにビームの衝突点を制御することを含む。
当該制御方法は、
3次元ワークピースを製造するための複数のビームによって固化すべき材料が塗布されている基体の表面に複数のビームが衝突する際に、前記複数のビームが実質的に1本の線に沿って配置されているようにビームを制御することを含み、当該線は固化すべき材料をビームによって固化する際に発生する煙霧を除去するために使用されるガス流のガス流方向に対して実質的に垂直に位置しており、
3次元ワークピースを製造するための固化可能な材料の層を固化するためのビームは、基体の表面上でガス流のガス流方向と実質的に反対方向に制御され、
当該制御方法はさらに、
固化すべき材料の層を所定の数のセクションに分割することを含み、各セクションはガス流のガス流方向に対して実質的に垂直に延びており、
各セクションを所定の数の面部分に分割することを含み、各面部分は複数のビームの1つ以上の特定のビームに関連付けられており、当該ビームは関連付けられた面部分の固化すべき材料を固化し、さらに、各セクションは、3次元ワークピースを製造するための固化可能な材料の層を固化する間にビームが基体の表面に衝突する際に隣接するビーム間の事前に定義された最小距離及び/又は最大距離に基づいて、面部分に分割される。
ビームの1つによる第1の面部分の層内の材料の照射に基づいて、基体の表面に関して、第1の面部分における照射によって発生する煙霧及び/又はスパッタの領域を決定すること、及び
煙霧及び/又はスパッタの領域に基づいて、第2の面部分を当該ビーム又は他のビームによって照射できるかどうかを、当該ビーム又は他のビームが層に衝突する際の煙霧及び/又はスパッタの領域に対して相対的な位置を考慮して決定することを含む。
1つ以上のプロセッサと、
1つ以上のプロセッサによって実行可能な命令を格納したメモリを含んでおり、これにより制御装置は、例1から21のいずれか1つに係る方法を実行するように作動可能である。
複数のビームを生成するための1つ以上のビーム源を備えたマルチビーム装置と、
例24に係る制御装置を含む。
Claims (32)
- 積層造形法を用いて3次元ワークピースを製造するシステム用の複数のビームを生成するための1つ以上のビーム源を備えたマルチビーム装置を制御するための制御方法であって、3次元ワークピースを製造するための固化可能な材料を基体の表面上に層状に塗布し、各層の固化可能な材料が固化可能な材料上の複数のビームのそれぞれの衝突点で複数のビームによって固化され、
前記3次元ワークピースを製造するための固化可能な材料の層の1つの選択的領域を固化するために、ビームの衝突点がそれぞれ基体の表面上でガス流のガス流方向と実質的に反対方向に制御され、当該制御方法は、
(a)各層の固化すべき材料を少なくとも2つのセクションに分割し、少なくとも2つのセクションのうちの2つは、少なくとも2つのセクションのうちの2つで優勢なガス流のガス流方向に少なくとも部分的に前後して延びていることと、
(b)少なくとも2つのセクションのうちの2つのうちの少なくとも1つを少なくとも2つの面部分に分割することと、
(c)各面部分を正確に1つの特定のビームに割り当てて、当該ビームは割り当てられた面部分の固化すべき材料を固化することと、
(d)少なくとも固化すべき材料を露光する時点で、少なくとも2つの面部分の固化すべき材料が固化されるように、且つ、衝突点の各中心と衝突点の他のすべての中心との間に延びる直線からなるネットワークは、衝突点のすべての中心が互いに所定の距離の外側にある露光のいかなる時点においても、少なくとも2つのセクションのうちの2つで優勢なガス流のガス流方向に対して平行な直線を持たないようにビームの衝突点を制御することを含む、制御方法。 - 前記ビームの衝突点は、前記基体の表面上で少なくとも部分的に連続的に制御される、請求項1に記載の制御方法。
- 前記衝突点の中心のうちの少なくとも2つは、少なくとも所定の時間、互いに所定の距離の外側にある、請求項1又は2に記載の制御方法。
- 前記衝突点のすべての中心が、少なくとも所定の時間、互いに所定の距離の外側にある、請求項3に記載の制御方法。
- 面部分を正確に1つの特定のビームに割り当てる前に、各面部分が基体の表面及び/又はガス流のガス流出口に対する位置により、複数のビームの1つ以上の特定のビームに割り当てられる、請求項1から4のいずれか一項に記載の制御方法。
- 前記基体の表面上のセクションの位置及び/又は延長、及び/又はセクションの数は、
固化可能な材料の層内の3次元ワークピースの延長及び/又は位置、及び/又は
ビームの垂直入射点と、基体の表面を基準とする延長及び/又はそれぞれのビームの垂直入射軸に対する角度によって構成されるビームの走査面の位置に基づいて定義される、請求項1から5のいずれか一項に記載の制御方法。 - すべてのセクションは、ガス流のガス流方向に対して垂直な方向に同じ延長で定義される、請求項1から6のいずれか一項に記載の制御方法。
- ガス流のガス流方向におけるすべてのセクションが同じ延長で定義される、請求項1から7のいずれか一項に記載の制御方法。
- 第1のセクションのすべての面部分の固化すべき材料が完全に照射された後でのみ、ガス流方向で少なくとも部分的に他方の第1のセクションの前で延びる第2のセクションで各面部分の露光が開始される、請求項1から8のいずれか一項に記載の制御方法。
- 前記衝突点のそれぞれは、ガス流方向で、各層の固化すべき材料が既に照射された箇所までの放出距離の外側にないように制御される、請求項1から9のいずれか一項に記載の制御方法。
- 対応するセクションが分割される面部分の数は、ガス流のガス流方向に対して垂直なセクションの延長及び/又は固化可能な材料の層内のセクションの位置に基づいて定義される、請求項1から10のいずれか一項に記載の制御方法。
- セクション内の面部分の数は、セクション内の同じ時点に露光するビームの最大数、又はその倍数によって定義される、請求項1から11のいずれか一項に記載の制御方法。
- 前記セクションのうちの1つの面部分が実質的に等しい大きさの面部分に分割される、請求項1から12のいずれか一項に記載の制御方法。
- 層の固化すべき材料の分割が、それぞれのビームに割り当てられたベクトルの数及び/又は長さに基づいており、ベクトルが層の走査過程をビームによって定義する、請求項1から12のいずれか一項に記載の制御方法。
- 層の固化すべき材料の分割が、それぞれのビームに割り当てられた、特に実質的に均一に分布された露光時間に基づく、請求項1から12のいずれか一項に記載の制御方法。
- 複数のビームのうちの特定のビームに割り当てられた各面部分が、特定のビームのビーム径に基づいて複数の照射フィールドに区分される、請求項1から15のいずれか一項に記載の制御方法。
- 3次元ワークピースの輪郭を作成するための閉じた輪郭線が、面部分の輪郭線の位置に関係なく1つ以上のビーム、特に単一のビームに割り当てられる、請求項1から16のいずれか一項に記載の制御方法。
- 各層の固化すべき材料が、グリッド又は複数のグリッドの重ね合わせによって面部分に区分される、請求項1から17のいずれか一項に記載の制御方法。
- 第1のグリッドは、層をそれぞれ単一のビーム又は複数のビームによって到達される領域に区分し、当該領域は、ビームの垂直入射点と、基体の表面を基準とする延長及び/又はそれぞれのビームの垂直入射軸に対する角度によって構成される、請求項18に記載の制御方法。
- 第2のグリッドは、各層の固化すべき材料をビームのベクトルのベクトル方向に従って区分し、ベクトルがビームの進行を定義する、請求項18又は19に記載の制御方法。
- ベクトルのベクトル方向は隣接する面部分で、当該ベクトルが互いに面の境界に収束しないように定義される、請求項20に記載の制御方法。
- 前記セクションは、ガス流のガス流方向に対して実質的に垂直に延びる列として形成され、各列の延長は、すべての列が同じ数及び/又は同じ長さの加工ベクトル及び/又は同じ計算された露光時間を有するように、ガス流のガス流方向に対して平行に画定される、請求項1から21のいずれか一項に記載の制御方法。
- 少なくとも1つのセクションは、各面部分で面部分を露光するために固化すべき材料に利用可能な等しい数のビーム及び/又は各面部分における実質的に等しい数のベクトル及び/又は各面部分におけるベクトルの長さの実質的に等しい合計及び/又は各面部分における実質的に等しい露光時間が達成されるように、面部分に区分される、請求項1から22のいずれか一項に記載の制御方法。
- 少なくとも1つのセクションで、セクション内の少なくとも1つの面部分に割り当てられたそれぞれのビームに、等しい数及び/又は全長のベクトル及び/又は等しい露光時間及び/又は等しい数の面部分が割り当てられる、請求項1から23のいずれか一項に記載の制御方法。
- さらに、第1の面部分における層内の固化すべき材料をビームの1つで照射することに基づいて、基体の表面に関して、第1の面部分における照射によって生じる煙霧及び/又はスパッタの発生が予想される領域を決定すること、及び
煙霧及び/又はスパッタの発生が予想される領域に基づいて、第2の面部分を当該ビーム又は他のビームで照射できるかどうかを決定すること、を含む、請求項1から24のいずれか一項に記載の制御方法。 - ビームはレーザービームを含み、特にすべてのビームがレーザービームである、請求項1から25のいずれか一項に記載の制御方法。
- すべてのレーザービームが、実質的に等しい波長及び/又は実質的に等しい出力及び/又は等しい、特に点状の衝突点の形状を有する、請求項26に記載の制御方法。
- ビームが、異なる波長及び/又は異なる出力及び/又は異なる衝突点の形状を有する少なくとも2つのレーザービームを含む、請求項26に記載の制御方法。
- 請求項1から28のいずれか一項に記載の制御方法の少なくとも一部を実行するために、コンピュータプログラムが制御装置上で実行されるときに、プログラムコードを用いてプログラム可能な制御装置にロードできるコンピュータプログラム。
- 電気信号、光信号、無線信号又はコンピュータ可読記憶媒体を包含する、請求項29に記載のコンピュータプログラムを含んだデータ媒体。
- 積層造形法を用いて3次元ワークピースを製造するシステム用の複数のビームを生成するための1つ以上のビーム源を備えたマルチビーム装置を制御する制御装置であって、
1つ以上のプロセッサと、
1つ以上のプロセッサによって実行可能な命令を格納したメモリと、を含んでおり、これにより制御装置は、請求項1から28のいずれか一項に記載の方法の少なくとも一部(d)を実行するように作動可能である制御装置。 - 積層造形法を用いて3次元ワークピースを製造するための製造装置であって、当該製造装置は、
複数のビームを生成するための1つ以上のビーム源を備えたマルチビーム装置と、
請求項31に記載の制御装置と、を有する製造装置。
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