JP2023533159A - 付加製造における光学ズーム - Google Patents

Abstract

付加製造システムにおけるオプティクスアセンブリ及びその使用方法が記載される。いくつかの実施形態では、付加製造システムは、造形面と、造形面上に複数のレーザスポットを生成するように構成された複数のレーザエネルギー源と、造形面上の複数のレーザスポットのそれぞれのサイズ及び複数のレーザスポット間の間隔を独立に制御するように構成されたオプティクスアセンブリとを含み得る。オプティクスアセンブリは、造形面上の複数のレーザスポットのそれぞれのサイズを調節するように構成される複数のレンズアレイと、少なくとも１つのレンズとを含み得る。少なくとも１つのレンズは、造形面上の複数のレーザスポット間の間隔を調節するようにも構成され得る。

Description

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２０年７月８日に出願された米国仮特許出願第６３／０４９，３５３号の米国特許法第１１９条（ｅ）の下での優先権の利益を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。

分野
[0002] 開示される実施形態は、付加製造のためのシステム及び方法に関する。

背景
[0003] 粉末床溶融結合プロセスは、レイヤー・バイ・レイヤープロセスで材料を選択的に接合することによって三次元形状が形成される付加製造プロセスの一例である。金属粉末床溶融結合プロセスでは、金属粉末の薄層にわたって１つ又は複数のレーザビームが走査される。レーザパワー、レーザスポットサイズ及び／又はレーザ走査速度などの様々なレーザパラメータは、送達されるエネルギーが金属粉末の粒子を融解させるのに十分であるレジームにある場合、造形面に１つ又は複数のメルトプールを形成することができる。レーザビームは、メルトプールの凝固したトラックが、三次元プリント造形物の二次元スライスに対応する形状を作成するように、事前に規定された軌道に沿って走査される。一層分が完成した後、粉末表面は、規定された距離だけ割出移動され、次の粉末層が造形面上に展開され、レーザ走査プロセスが繰り返される。多くの用途では、下層が部分的に再融解して、連続する層が融着するように、層の厚さ及びレーザパワー密度が設定され得る。層の割出移動及び走査は、所望の三次元形状が製作されるまで複数回繰り返される。

概要
[0004] いくつかの実施形態では、付加製造システムは、造形面と、造形面上に複数のレーザスポットを形成するために、複数のレーザを生成するように構成された複数のレーザエネルギー源と、造形面上の複数のレーザスポットのそれぞれのサイズを調節するように構成される複数のレンズアレイと、造形面上の複数のレーザスポット間の間隔を調節するように構成される少なくとも１つのレンズとを含む。

[0005] いくつかの実施形態では、付加製造システムは、造形面と、造形面上に複数のレーザスポットを生成するように構成された複数のレーザエネルギー源と、造形面上の複数のレーザスポットのそれぞれのサイズ及び複数のレーザスポット間の間隔を独立に制御するように構成されたオプティクスアセンブリとを含む。

[0006] いくつかの実施形態では、付加製造システムにおいて複数のレーザビームを制御する方法は、造形面上に複数のレーザスポットを形成するために複数のレーザビームを放出することと、複数のレーザスポットのそれぞれのスポットサイズを独立に調節することと、複数のレーザスポット間の間隔を独立に調節することとを含む。

[0007] 上述の概念及び以下に論じる更なる概念は、任意の適切な組み合わせで構成され得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。更に、本開示の他の利点及び新規の特徴は、様々な非限定的な実施形態の以下の詳細な説明を添付の図面と併せて検討することで明らかになるはずである。

図面の簡単な説明
[0008] 添付の図面は、原寸に比例して描かれるように意図されていない。図面では、様々な図面に示されている同一又は略同一の各構成要素は、同様の数字で表され得る。明確にするために、必ずしもすべての図面においてすべての構成要素に符号が付与されているとは限らない。

[0009]付加製造システムの一実施形態を示す。 [0010]付加製造システムのオプティクスアセンブリの一実施形態を示す。 [0011]異なるレーザビーム断面を強調して図２のオプティクスアセンブリを示す。 [0012]図３Ａに示した断面３Ｂ－３Ｂにおけるレーザビームの断面サイズ及び間隔を示す。 [0013]図３Ａに示した断面３Ｃ－３Ｃにおけるレーザビームの断面サイズ及び間隔を示す。 [0014]図３Ａに示した断面３Ｄ－３Ｄにおけるレーザビームの断面サイズ及び間隔を示す。 [0015]リニアアレイ状のレーザビームの一実施形態の断面を示す。 [0016]矩形アレイ状のレーザビームの一実施形態の断面を示す。 [0017]千鳥アレイ状のレーザビームの一実施形態の断面を示す。 [0018]光学系が連続的に調節されるマイクロオプティクスアセンブリの一実施形態を示す。 [0019]光学系が第１の構成にあるマイクロオプティクスアセンブリの一実施形態を示す。 [0020]光学系が第２の構成にあるマイクロオプティクスアセンブリの一実施形態を示す。 [0021]光学系が第３の構成にあるマイクロオプティクスアセンブリの一実施形態を示す。 [0022]マクロオプティクスアセンブリの一実施形態を示す。 [0023]光学系が連続的に調節されるマクロオプティクスアセンブリの一実施形態を示す。 [0024]光学系が非連続的に調節されるマクロオプティクスアセンブリの一実施形態を示す。

詳細な説明
[0025] 粉末床溶融結合プロセスなどのいくつかの付加製造プロセスでは、複数の異なるプリンティングパラメータを制御する能力に関連した利点が存在し得る。例えば、材料及び／又は造形ジオメトリが異なる場合、異なる加工プロファイルが有益であり得ることが多い。したがって、１つ若しくは複数のレーザによって造形物の一部分に送達されるパワー密度を変え、及び／又はレーザの並進移動の速度及び／又は角度を制御していることにより、様々な材料における複雑な及び／又は入り組んだジオメトリの製作を可能にするレベルの制御を可能にし得る。

[0026] 粉末床溶融結合プロセスを実行するように構成されたいくつかの付加製造装置は、複数の別個のレーザエネルギー源及び複数の別個のレーザビームを含み得る。いくつかの場合、マルチレーザシステムは、個々のレーザを作動又は停止させることが可能であり得る。いくつかのマルチレーザシステムは、ユーザがすべてのレーザからのパワーを単一のパラメータとして制御して、すべてのレーザからのパワーを同時に調節することを可能にし得る。いくつかのマルチレーザシステムは、各レーザについて独立にパワーを制御することを可能にし得る。個々のレーザを選択的にオン又はオフにする能力、またいくつかの場合には個々のレーザによって送達されるパワーを選択的に調節する能力により、特定のプリンティング機能が可能になり得る。しかしながら、プリントパラメータの制御を更に強化することが望ましい場合もある。

[0027] 本発明者らは、マルチレーザ付加製造システムにおいて、造形面上でレーザビームのスポットのサイズ及び間隔の両方を独立に制御する能力が特定の利益を伴い得ることを認識及び理解している。一般に、レーザビームスポットのサイズと、別個のレーザビームスポット間の間隔との両方を選択的に制御することは、プリンティングプロセスのより良好な制御を伴い得る。上述のように、付加製造で使用される材料が異なると、様々な点で異なる場合があり、それに応じてプリントパラメータが調節され得る。例えば、異なる材料は、プリントプロセスに関連し得るいくつかの材料特性を挙げると、異なる融点、異なる融解熱及び／又は異なる導電率を有し得る。レーザビームのスポットサイズ及び間隔を独立に制御することにより、動作プロセスウィンドウを拡大させることができ、それにより、これまで制約されていた可能性がある他のパラメータの調節を可能にし得る。プリントパラメータの制御を強化することにより、不均質な材料の処理及び／又は複数の材料プリンティングを可能にし得る。

[0028] いくつかの実施形態では、レーザビームのスポットサイズ及び間隔の両方を独立に制御する付加製造システムは、２段のオプティクスアセンブリを含み得る。第１の段は、１つ又は複数のマイクロオプティクスアセンブリを含み得、第２の段は、１つ又は複数のマクロオプティクスアセンブリを含み得る。各マイクロオプティクスアセンブリが単一のレーザビームのサイズを調節するように構成され得、各レーザビームが別個のマイクロオプティクスアセンブリに関連付けられ得る。マイクロオプティクスアセンブリの出力は、１つ又は複数のマクロオプティクスアセンブリに供給され得、またいくつかの場合には単一のマクロオプティクスアセンブリに供給され得る。マクロオプティクスアセンブリは、個々のレーザビームのサイズと、異なるレーザビーム間の間隔との両方を調節するように構成され得る。２つの変数（すなわちビームサイズ及びビーム間隔）及び２つの制御入力（すなわちマイクロオプティクスアセンブリ及びマクロオプティクスアセンブリの制御）により、オプティクスアセンブリの第１の段及び第２の段は、ビームサイズ及びビーム間隔を独立に制御することを可能にするために連動して調節され得る。

[0029] 本発明者らは、異なる段を有するオプティクスアセンブリが多くの利点を伴い得ることを認識及び理解している。このようなシステムは、わずか５０Ｗ～１ｋＷ以上もの広範囲の入力レーザパワーに対応するように構成され得る。加えて、多段オプティクスアセンブリは、多数の個々のレーザにわたって増減するように構成され得、数千の個々のレーザを有するアレイをもたらす可能性がある。マイクロオプティクスアセンブリ、マクロオプティクスアセンブリ及び個々のレーザパワーを同時に調節することにより、ユーザは、ビーム強度、ビームスポットサイズ及びビーム間隔を独立に調節し得る。このようにして、ユーザは、特定の材料特性及び／又は所望の造形ジオメトリによりよく一致するようにレーザのパラメータを調節し得る。

[0030] いくつかの実施形態では、レーザビームは、シングルモードであり得、いくつかの実施形態では、レーザは、マルチモードであり得る。シングルモードのガウシアンビームは、ガウシアン伝播挙動を含み得る一方、マルチモードのビームは、結像挙動を含み得る。ガウス伝播であることにより、オプティクスアセンブリは、集束ビームウエストにおいて所望のビームサイズを提供できるようになり得、これは、造形面における焦点深度の延長を伴い得る（例えば、造形面における公称ビームサイズ及びビームサイズにおける許容される変動並びに波長及び他のシステム特性に少なくとも部分的に依存して最大１ｍｍ）。その結果、付加製造システムの他の態様の許容範囲が緩和され得る。マルチモードビームは、造形面において所望のサイズのビームスポット像を伴い得、焦点深度は、造形面におけるビームプロファイルの許容される変動と共に、限定されないが、開口数及び波長を含む標準結像パラメータによって支配され得る。マルチモードビームは、シングルモードビームと比較して焦点深度を短くし得るが、光学コンポーネントにおけるピークパワー強度レベルを低下させること及び／又はオプティクスアセンブリへの送達オプティクスアセンブリアライメントに関する許容範囲を緩和することも伴い得る。付加製造システム全体のシステムレベル設計パラメータに少なくとも部分的に応じて、比較的大きい焦点深度を有するシングルモードビーム又は小さい焦点深度を有するマルチモードビームのいずれかが採用され得る。

[0031] 本発明者らは、オプティクスアセンブリの全視野にわたって造形面への個々のビームの入射角の範囲を制御する能力が更なる利点を伴い得ることを理解している。理論に拘束されることを望むものではないが、入射角がテレセントリック系（すなわち全視野にわたって造形面に主光線が垂直入射する系）の場合に近いほど、逆コサイン誤差が小さくなることに少なくとも部分的に起因して、造形面上のスポットサイズは、より均一になり得る。更に、テレセントリックであることは、光学アセンブリから造形面への焦点距離を変化させたとき、造形面における個々のビームの分離において無視できる変動を伴い得、これは、付加製造システムの他の態様における許容誤差が緩和される可能性を伴い得る。理論に拘束されることを望むものではないが、入射角の範囲が大き過ぎる場合、造形面におけるビームサイズの変化ではなく、ビーム分離変動が有効焦点深度の無視できない要因になり得る。

[0032] 本発明者らは、オプティクスアセンブリを２つのサブアセンブリに分離することが多くの利点を有し得ることを追加的に理解している。いくつかの実施形態では、個々のビームの特性及び許容範囲は、主にマイクロオプティクスアセンブリによって制御され得る一方、全視野にわたる性能は、主にマクロオプティクスアセンブリによって制御され得る。具体的には、個々のビームパラメータ（例えば、ビームサイズ、ビームプロファイル及び／又は（有限開口回折効果を最小化する）開口部）の所望の公称値及び許容される変動は、マイクロオプティクスアセンブリの仕様及び許容範囲を特徴付け得る一方、全視野にわたる所望の特性及び許容される変動（例えば、倍率、作動距離、解像度、ひずみ、像面湾曲、球面収差、ストレール比及び／又はテレセントリック性）は、マクロオプティクスアセンブリの仕様及び許容範囲を特徴付け得る。例えば、過度のひずみは、視野全体にわたる隣接ビームの分離に望ましくない変動を伴い得る。マイクロオプティクスアセンブリとマクロオプティクスアセンブリとの分離は、組み合わされた全オプティクスアセンブリの光学及びオプトメカニカル設計を簡素化することと、製造、組み立て及び大量生産のコスト及び複雑さを低減することとに関連する利点を伴い得る。

[0033] いくつかの実施形態では、個々のビームは、光ファイバ又は他の同様のコンポーネントを介してオプティクスアセンブリに送達され得る。光パワーレベルが高い場合、光ファイバの高開口数クラッド内を伝播し得る全パワーのうちの比較的ごくわずかなパワーでさえ、高度に発散した迷光パワーがオプティクスアセンブリに伝播することを伴い得る。入念な実施方法により、マイクロオプティクスアセンブリ内からのこの迷光は、マクロオプティクスアセンブリに伝播し得る前に除去され得る。逆に、マクロオプティクスアセンブリは、多数のレンズ要素を含むことができ、多数のレンズ要素のそれぞれが反射防止コーティングを施され得る。それでも、システムパワー全体の一部は、各マクロレンズ表面からオプティクスアセンブリに後方反射され得る。入念な実施方法により、マクロオプティクスアセンブリ内からのこの反射された迷光は、マイクロオプティクスアセンブリに後方伝播し得る前に除去され得る。

[0034] いくつかの実施形態では、付加製造システムは、造形面と、複数のレーザを生成するように構成された複数のレーザエネルギー源とを含み得る。複数のレーザは、造形面上に複数のレーザスポットを形成するように構成され得る。付加製造システムは、造形面上の複数のレーザスポットのそれぞれのサイズを調節するように構成された１つ若しくは複数のレンズアレイ又はマイクロレンズアレイの形態であり得る複数のレンズも含み得る。したがって、関連するレンズ又はレンズアレイ間の間隔は、対応する光学系を通過する各レーザのサイズを制御するように調節可能であり得る。アレイが使用される場合、アレイ間の間隔を調節することは、同時に、レンズアレイ又はマイクロレンズアレイに関連付けられた各レーザビームのサイズを調節し得る。複数のレンズアレイは、以下でより詳細に説明するように、１つ又は複数のマイクロオプティクスアセンブリに関連付けられ得る。付加製造システムは、造形面上の複数のレーザスポット間の間隔を調節するように構成される少なくとも１つのレンズも含み得る。少なくとも１つのレンズは、以下でより詳細に説明するように、マクロオプティクスアセンブリに関連付けられ得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのレンズは、単一のレンズ、複数のレンズ及び／又はレンズアレイを含み得る。したがって、いくつかの実施形態では、付加製造システムは、造形面上の複数のレーザスポットのそれぞれのサイズ及び複数のレーザスポット間の間隔を独立に制御するように構成されたオプティクスアセンブリを含み得る。具体的には、上記から、オプティクスアセンブリは、造形面上の複数のレーザスポットのそれぞれのサイズを調節するように構成される複数のレンズアレイと、造形面上の複数のレーザスポット間の間隔を調節するように構成される少なくとも１つのレンズとを含み得る。

[0035] 実施形態に応じて、複数のレーザ源によって放出されたレーザビームのサイズを制御するために使用される別個のマイクロオプティクスアセンブリは、別個に制御される別個のコンポーネントであり得るか、又は別個のマイクロオプティクスアセンブリが一緒に制御され得るように結合され得る。別個のマイクロオプティクスアセンブリが使用される場合、各レーザビームのサイズが個別に制御可能であるように、各アセンブリが個別に調節可能であり得る。しかしながら、上述のように、いくつかの実施形態では、特定のマイクロオプティクスアセンブリの１つ又は複数の部分は、１つ又は複数の他のマイクロオプティクスアセンブリの１つ又は複数の部分と構造的及び／又は機能的に結合され得る。例えば、マイクロオプティクスアセンブリは、複数の光学的に結合されたレンズアレイ又はマイクロレンズアレイに対応し得、異なるアレイ間の間隔を調節することは、レンズアレイの個々のレンズに光学的に結合された各レーザビームのサイズを制御し得る。したがって、いくつかの実施形態では、各レーザビームのサイズは、組み合わされたマイクロオプティクスアセンブリを使用して同時に調節され得、各レーザは、一緒に制御されるレンズアレイに含まれる個々のレンズセットに関連付けられる。

[0036] 上記のように、いくつかの実施形態では、異なるマイクロオプティクスアセンブリの対応するレンズは、単一のレンズアレイに組み合わされ得る。すなわち、レンズアレイの各レンズが異なるマイクロオプティクスアセンブリに関連付けられ得るように、単一のレンズアレイが複数のレンズを含み得る。例えば、単一のマイクロオプティクスアセンブリがｍ個のレンズを含み得、オプティクスアセンブリの第１の段がｎ個のマイクロオプティクスアセンブリを含み得る。いくつかの実施形態では、各マイクロオプティクスアセンブリの各レンズは、別個であり、異なり得る。いくつかの実施形態では、異なるマイクロアセンブリからの対応するレンズが結合され得る。これに対応して、オプティクスアセンブリの第１の段は、ｍ個のレンズアレイを含み、各レンズアレイは、ｎ個の異なるレンズを含み得る。レンズアレイの位置を調節することは、以下でより詳細に説明するように、レーザビームのすべてのサイズ及び／又はレーザビームのすべての焦平面を調節することを伴い得る。ただし、単一のレンズアレイが付加製造システムのマイクロオプティクスアセンブリに使用される実施形態も企図される。

[0037] 「レンズ」及び「レンズアレイ」という用語は、限定するものとして理解されるべきではないことを理解されたい。いくつかの実施形態では、「レンズ」という用語は、マイクロレンズを指すように使用され得、これは、直径が１ミリメートル未満の小さいレンズと理解され得る。限定されないが、複数のマイクロレンズがアレイ状に構成される実施形態を含むいくつかの実施形態では、マイクロレンズの直径は、最大５ミリメートルであり得る。同様に、いくつかの実施形態では、「レンズアレイ」という用語は、マイクロレンズアレイを指すように使用され得、これは、マイクロレンズのアレイと理解され得る。いくつかの実施形態では、マイクロレンズアレイは、マイクロレンズのモノリシックアレイ又はアレイ状に構成された複数の異なるマイクロレンズを含み得る。

[0038] いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリに入るレーザビームの直径は、１ミクロン、５ミクロン、１０ミクロン、２０ミクロン、５０ミクロン又は１００ミクロン以上であり得る。いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリに入るレーザビームの直径は、５００ミクロン、１００ミクロン、５０ミクロン、２０ミクロン、１０ミクロン又は５ミクロン以下であり得る。例えば、１ミクロン以上～５００ミクロン以下であるマイクロオプティクスアセンブリに入るレーザビームの直径を含む上述の組み合わせが企図される。いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリを出るレーザビームの直径は、１０ミクロン、５０ミクロン、１００ミクロン、２００ミクロン又は５００ミクロン以上であり得る。いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリを出るレーザビームの直径は、１０００ミクロン、５００ミクロン、２００ミクロン、１００ミクロン又は５０ミクロン未満であり得る。例えば、１０ミクロン以上～１０００ミクロン以下であるマイクロオプティクスアセンブリを出るレーザビームの直径を含む上述の組み合わせが企図される。いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリの倍率（例えば、入力ビーム直径に対する出力ビーム直径の比）は、０．１×、０．５×、１×、２×、５×、１０×、２０×又は５０×以上であり得る。いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリの倍率は、１００×、５０×、２０×、１０×、５×、２×又は１×以下であり得る。例えば、０．１×以上～１００×以下である倍率を含む上述の組み合わせが企図される。当然のことながら、本開示は、この点で限定されないため、マイクロオプティクスアセンブリは、上記よりも大きい範囲と小さい範囲との両方を含む、上で列挙した以外の入力ビーム直径、出力ビーム直径及び／又は倍率を伴い得る。

[0039] マイクロオプティクスアセンブリの出力レーザビームは、マイクロオプティクスアセンブリの端部から所定の距離で集束又は結像され得る。この距離は、マイクロオプティクスアセンブリ内の光学系の構成に基づいて調節され得る。以下でより詳細に説明するように、各マイクロオプティクスアセンブリは、すべてのマイクロオプティクスアセンブリが単一の中間像面を共有するように、各マイクロオプティクスアセンブリの対応する出力レーザビームを同じ距離において集束され得る。いくつかの実施形態では、第１の段の複数のレンズ（又は１つ若しくは複数のレンズアレイ）は、第１の段の複数のレンズ（又は１つ若しくは複数のレンズアレイ）と、第２の段の少なくとも１つのレンズとの間の固定位置に中間像面を維持するように構成され得る。

[0040] 上記のように、いくつかの実施形態では、付加製造システムは、第１の段と第２の段とを有するオプティクスアセンブリを含み得る。中間像面は、オプティクスアセンブリの第１の段と第２の段との間に配置され得る。いくつかの実施形態では、オプティクスアセンブリの第２の段は、１つ又は複数のレーザビームのサイズ及び間隔を調節するように構成されたマクロオプティクスアセンブリを含み得る。マクロオプティクスアセンブリは、一定の作動距離を維持しながら、可変倍率で造形面に中間像面を再結像するように構成され得る。いくつかの実施形態では、単一のマクロオプティクスアセンブリは、複数のマイクロオプティクスアセンブリから出力されるレーザビームのすべてを受光し、その後、ビームアレイ全体の倍率を変更するように構成され得る。以下でより詳細に説明するように、マクロオプティクスアセンブリは、各レーザビームを造形面に集束させながら、ビームアレイ全体の倍率を調節することが可能であり得る。

[0041] いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリに入るレーザビームの直径は、１０ミクロン、５０ミクロン、１００ミクロン、２００ミクロン又は５００ミクロン以上であり得る。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリに入るレーザビームの直径は、１０００ミクロン、５００ミクロン、２００ミクロン、１００ミクロン又は５０ミクロン以下であり得る。例えば、１０ミクロン以上～１０００ミクロン以下であるマクロオプティクスアセンブリに入るレーザビームの直径を含む上述の組み合わせが企図される。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリを出るレーザビームの直径は、１０ミクロン、５０ミクロン、１００ミクロン、２００ミクロン又は５００ミクロン以上であり得る。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリを出るレーザビームの直径は、１０００ミクロン、５００ミクロン、２００ミクロン、１００ミクロン又は５０ミクロン未満であり得る。例えば、１０ミクロン以上～１０００ミクロン以下であるマクロオプティクスアセンブリを出るレーザビームの直径を含む上述の組み合わせが企図される。当然のことながら、本開示は、このように限定されないため、上記よりも大きい範囲と小さい範囲との両方を含む、マクロオプティクスアセンブリに出入りするレーザビームのサイズも企図される。

[0042] マクロオプティクスアセンブリに入るレーザビーム間の間隔は、隣接するマイクロオプティクスアセンブリ間の間隔及び／又は隣接するレーザエネルギー源間の間隔に少なくとも部分的に依存し得る。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリに入るレーザビーム間の間隔は、５０ミクロン、１００ミクロン、２００ミクロン、５００ミクロン又は１０００ミクロン以上であり得る。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリに入るレーザビーム間の間隔は、５０００ミクロン、１０００ミクロン、５００ミクロン、２００ミクロン又は１００ミクロン以下であり得る。例えば、５０ミクロン以上～５０００ミクロン以下であるマクロオプティクスアセンブリに入るレーザビーム間の間隔を含む上述の組み合わせが企図される。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリを出るレーザビーム間の間隔は、５０ミクロン、１００ミクロン、２００ミクロン、５００ミクロン又は１０００ミクロン以上であり得る。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリを出るレーザビーム間の間隔は、５０００ミクロン、１０００ミクロン、５００ミクロン、２００ミクロン又は１００ミクロン未満であり得る。例えば、５０ミクロン以上～５０００ミクロン以下であるマクロオプティクスアセンブリを出るレーザビーム間の間隔を含む上述の組み合わせが企図される。ただし、マクロオプティクスアセンブリを出入りするレーザビーム間の間隔が上記よりも大きい間隔と小さい間隔との両方を含む実施形態も企図される。

[0043] いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリの倍率（例えば、入力ビーム直径に対する出力ビーム直径の比又は入力ビーム間隔に対する出力ビーム間隔の比）は、０．１×、０．２５×、０．５×、１×、２×又は５×以上であり得る。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリの倍率は、１０×、５×、２×、１×、０．５×又は０．２５×以下であり得る。例えば、０．１×以上～１０×以下であり得る倍率又は間隔の比を含む上述の範囲の組み合わせが企図される。当然のことながら、本開示は、この点で限定されないため、マクロオプティクスアセンブリは、上で列挙した以外の入力ビーム直径、出力ビーム直径及び又は倍率を伴い得る。

[0044] いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリは、例えば、マイクロレンズ、マイクロレンズレット、マイクロレンズアレイ（すなわちレンズレットアレイ）、フィルタ、プリズム、ミラー及び又は光学パラメータを調節するように構成された他の任意の光学コンポーネントを含む複数の異なる光学コンポーネントを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリは、少なくとも３つのレンズを含み、３つのレンズの少なくとも２つの間の間隔が可変であり得る。いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリは、少なくとも３つのレンズを含み、３つのレンズのいずれか２つの間の間隔が可変であり得る。例えば、第２のレンズの位置と第３のレンズの位置とは、第１のレンズに対して調節可能であり得るか、又は互いに対して調節可能であり得る。いくつかの実施形態では、第１のレンズは、マイクロオプティクスアセンブリに入るレーザビームをコリメートするように構成され得る。いくつかの実施形態では、第１のレンズは、直交シリンダレンズ、直交パウエルレンズ、直交シリンダレンズアレイ、直交パウエルレンズアレイ、シリンダレンズアレイと直交させたシリンダレンズ、パウエルレンズアレイと直交させたパウエルレンズ、球面レンズ、非球面レンズ、球面レンズアレイ、非球面レンズアレイ或いは他の任意の適切なレンズ及び／又はレンズの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、第２のレンズと第３のレンズとは、複レンズを形成し得る。いくつかの実施形態では、第２のレンズ及び／又は第３のレンズは、直交シリンダレンズ、直交パウエルレンズ、直交シリンダレンズアレイ、直交パウエルレンズアレイ、シリンダレンズアレイと直交させたシリンダレンズ、パウエルレンズアレイと直交させたパウエルレンズ、球面レンズ、非球面レンズ、球面レンズアレイ、非球面レンズアレイ或いは他の任意の適切なレンズ及び／又はレンズの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態では、マイクロオプティクスアセンブリの各レンズは、物理的に同じであり得、レンズ間の相対的な位置のみが変わり得る。

[0045] マイクロオプティクスアセンブリのレンズ間の相対的な距離は、出力ビームサイズと、マイクロオプティクスアセンブリの焦平面（又は結像面）への距離とを制御し得る。いくつかの実施形態では、第２のレンズと第３のレンズとの間の距離を調節することは、出力レーザビームのサイズを調節し得る。すなわち、いくつかの実施形態では、第２のレンズと第３のレンズとの間の距離を調節することは、マイクロオプティクスアセンブリの倍率を調節し得る。いくつかの実施形態では、第１のレンズと第２のレンズとの間の距離を調節することは、焦平面への距離を調節し得る。そのため、第１のレンズに対する複レンズ（すなわち第２のレンズ及び第３のレンズ）の場所を調節することは、複レンズ（すなわち第２のレンズ及び第３のレンズ）内のレンズ間の距離を調節することと併せることにより、ユーザが倍率に関わらず一定の焦平面（又は結像面）を維持することを可能にし得る。このようにして、中間像面の位置は、マイクロオプティクスアセンブリとマクロオプティクスアセンブリとの間の一定の場所に留まり得る。

[0046] マイクロオプティクスアセンブリ内の個々のレンズは、任意の適切な方法で調節され得る。いくつかの実施形態では、１つ又は複数のレンズの位置及び／又は向きが調節され得る。いくつかの実施形態では、レンズの位置及び／又は向きは、連続的に調節可能であり得るか、又は有限個の不連続な所定の位置及び／又は向きに制約され得る。いくつかの実施形態では、レンズの位置及び／又は向きを調節することは、アクチュエータ及び／又は受動素子の任意の適切な数及び／又は構成を使用して自動化され得る。アクチュエータとしては、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ、ステッパモータ、リニアステージ、ベルトドライブ、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、圧電アクチュエータ、ボイスコイルアクチュエータ及び／又はレンズの位置及び／又は向きを調節するように構成された他の任意の適切なアクチュエータが挙げられる。受動素子としては、ボールベアリング、ローラベアリング、スラストベアリング、エアベアリング、磁気ベアリング、ブッシング又は他の任意の適切な素子が挙げられる。いくつかの実施形態では、レンズの位置及び／又は向きは、手動で調節され得る。手動調節は、レンズをガイドレール内の異なるスロットに移動させること、位置決めねじを調節すること、カスタム取付具を設置すること及び／又はレンズの位置及び／又は向きの手動調節の他の任意の適切な方法を含み得る。

[0047] 上記のように、本明細書で説明される様々な実施形態において、異なるマイクロオプティクスアセンブリからのレンズがレンズアレイに結合され得る。いくつかの実施形態では、付加製造システムは、複数のレンズアレイを含み得る。いくつかの実施形態では、複数のレンズアレイは、複数レンズレットアレイを含み得る。いくつかの実施形態、特に個々のレーザが多数ある付加製造システムでは、レンズレットアレイ（又はマイクロレンズアレイ）が望ましい場合がある。各マイクロオプティクスアセンブリに別個のレンズレット（又はレンズ）を使用するのではなく、複数のマイクロオプティクスアセンブリに共通のレンズレットアレイを使用することには、レーザビームの高密度化（及び／又は充填の近接化）と、アクチュエータ及び／又は制御要素の数の減少と、全体的に簡素な制御戦略とに関連する利益があり得る。

[0048] 一般に、別個のレンズを有するマイクロオプティクスアセンブリの説明は、共有レンズアレイ及び／又は共有レンズレットアレイを有するマイクロオプティクスアセンブリにも同様に適用される。いくつかの実施形態では、複数のレンズアレイは、第１のレンズアレイと、第２のレンズアレイと、第３のレンズアレイとを含み得る。第１のレンズアレイは、付加製造システムの複数のレーザエネルギー源によって放出された複数のレーザビームをコリメートするように構成され得る。第２のレンズアレイと第３のレンズアレイとは、複レンズアレイを形成する。第１のレンズアレイと複レンズアレイとの間の間隔は、中間像面の位置を調節するために可変であり得る。第２のレンズアレイと第３のレンズアレイとの間の間隔は、造形面上の複数のレーザスポットのそれぞれのサイズを調節するために可変であり得る。

[0049] いくつかの実施形態では、複数のレンズアレイのうちの少なくとも２つのレンズアレイ間の間隔は、造形面上の複数のレーザスポットのそれぞれのサイズを調節するために可変であり得る。いくつかの実施形態では、少なくとも１つのアクチュエータは、造形面上の複数のレーザスポットのサイズ及び／又は間隔の独立した制御を提供するために、マイクロオプティクスアセンブリの複数のレンズアレイのうちの少なくとも１つのレンズアレイ及び／又は関連するマクロオプティクスアセンブリの少なくとも１つのレンズの位置を制御するように構成され得る。代わりに、光学系の手動位置決めを使用するいくつかの実施形態では、複数のスロットの各スロットは、造形面上の複数のレーザスポットのサイズ及び／又は間隔の独立した制御を提供するために、複数のレンズアレイのうちの少なくとも１つのレンズアレイ及び／又は少なくとも１つのレンズを受け入れて、少なくとも１つのレンズアレイ及び／又は少なくとも１つのレンズを所定の構成で保持するように構成され得る。

[0050] レンズの構成及び調節に関する上記の説明は、マイクロオプティクスアセンブリに関連して提示してきたが、マクロオプティクスアセンブリにも同様の議論が適用され得ることを理解されたい。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリは、レンズの数、構成及び／又は調節の点でマイクロオプティクスアセンブリと極めて同様に構成され得る。しかしながら、マクロオプティクスアセンブリは、マクロオプティクスアセンブリが複数のレーザビームを受光するように構成され得る一方、マイクロオプティクスアセンブリが単一のレーザビームを受光するように構成され得る点でマイクロオプティクスアセンブリと異なり得る。当然のことながら、いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリ及びマイクロオプティクスアセンブリは、レンズ及び／又は他の光学コンポーネントの数及び／又は構成が実質的に異なり得、及び／又は異なる調節機構を有し得る。したがって、本開示は、マイクロオプティクスアセンブリ又はマクロオプティクスアセンブリ内の光学素子のいかなる特定の構成及び／又は制御にも限定されないことを理解されたい。

[0051] マイクロオプティクスアセンブリは、レーザ源から放出されたレーザビームがマクロオプティクスアセンブリに入る前にマイクロオプティクスアセンブリに入り得るように、マクロオプティクスアセンブリの「上流」に配置され得る。いくつかの実施形態では、複数のマイクロオプティクスアセンブリに関連付けられた複数のレンズアレイは、複数のレンズからの複数のレーザの光路に沿って、マクロオプティクスアセンブリに関連付けられた少なくとも１つのレンズの前に配置され得る。

[0052] いくつかの実施形態では、付加製造システムは、プロセッサを含み得る。プロセッサは、複数のレーザエネルギー源、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータに動作可能に結合され得る。第１のアクチュエータは、付加製造システムの１つ又は複数のマイクロオプティクスアセンブリの少なくとも２つのレンズアレイ間の間隔を制御するように構成され得る。第２のアクチュエータは、付加製造システムのマイクロオプティクスアセンブリの少なくとも２つのレンズアレイと、マクロオプティクスアセンブリに関連付けられた少なくとも１つのレンズとの間の間隔を制御するように構成され得る。プロセッサは、指令された様々なレンズアレイ及び／又はレンズの相対的な位置及び／又は向きに基づいて、複数のレーザビームの強度、複数のレーザスポットのサイズ及び複数のレーザスポット間の間隔を独立に制御するように構成され得る。したがって、プロセッサは、第１のアクチュエータ及び／又は第２のアクチュエータを作動させることにより、複数のレーザスポットのサイズ及び複数のレーザスポット間の間隔を制御し得る。

[0053] いくつかの実施形態では、付加製造システムにおいて複数のレーザビームを制御する方法は、造形面上に複数のレーザスポットを形成するために複数のレーザビームを放出することと、複数のレーザスポットのそれぞれのスポットサイズを独立に調節することと、複数のレーザスポット間の間隔を独立に調節することとを含み得る。いくつかの実施形態では、本方法は、複数のレーザビームを使用して及び／又は造形面にわたって複数のレーザビームを並進移動させて、造形面に配置された材料を融解させることを含み得る。

[0054] いくつかの実施形態では、複数のレーザスポットのそれぞれのスポットサイズを独立に調節することは、複数のレンズアレイのうちの少なくとも１つのレンズアレイの位置を調節することを含み得る。レンズアレイは、上で論じたように、１つ又は複数のマイクロオプティクスアセンブリに関連付けられ得る。少なくとも１つのレンズアレイの位置を調節することは、少なくとも１つのレンズアレイに動作可能に結合されたアクチュエータを作動させること及び／又は少なくとも１つのレンズアレイを所定の構成で保持するように構成されたスロット若しくは他の取付具に少なくとも１つのレンズアレイを配置することを含み得る。これに対応して、複数のレーザスポット間の間隔を独立に調節することは、上で論じたように、マクロオプティクスアセンブリの少なくとも１つのレンズの位置を調節することを含み得る。少なくとも１つのレンズの位置を調節することは、少なくとも１つのレンズに動作可能に結合されたアクチュエータを作動させること及び／又は少なくとも１つのレンズを所定の構成で保持するように構成されたスロット若しくは他の取付具に少なくとも１つのレンズを配置することを含み得る。

[0055] いくつかの実施形態では、付加製造システムは、アレイ状に構成された１つ又は複数のレーザビームを含み得る。アレイは、リニアアレイ、矩形アレイ、千鳥アレイ、六角アレイ又は他の任意の適切なアレイ構成を含み得る。アレイは、連続パターン又は不連続パターンであり得る繰り返しパターンを含み得る。いくつかの実施形態では、アレイの隣接するレーザビームは、接触し得る一方、他の実施形態では、隣接するレーザビームは、間隔を空けて配置され得る。アレイは、疎なアレイ又は密なアレイを含み得る。例えば、アレイは、いくつかの実施形態では、充填が密である二次元アレイを含み得る。アレイは、周期的又は非周期的であり得る。例えば、いくつかの実施形態では、レーザビームのアレイは、レーザビームのセミランダム又は完全にランダムな分布を含み得る。アレイは、対称的又は非対称的であり得る。いくつかの実施形態では、付加製造システムは、アレイ状に構成されていない複数のレーザビームを含み得る。したがって、付加製造システムは、任意の適切な構成で配置された任意の適切な数のレーザビームを含み得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。

[0056] ここで、図面に向けて、特定の非限定的な実施形態を更に詳細に説明する。これらの実施形態に関連して説明される様々なシステム、構成要素、特徴及び方法は、個別に及び／又は任意の所望の組み合わせで使用され得、本開示は、本明細書で説明される特定の実施形態のみに限定されないことを理解されたい。

[0057] 図１は、付加製造システム１００の一実施形態を示す。付加製造システム１００は、造形面１０２とレーザアセンブリ１０４とを含み得る。造形面１０２は、造形プレート、プリントされた造形物の一部分又は造形物若しくは造形物の一部分が付加製造され得る他の任意の表面を含み得る。レーザアセンブリ１０４は、１つ又は複数のレーザビーム１０６を放出するように構成されたオプティクスアセンブリ１１０を含み得る。付加製造システム１００は、プロセッサ１０８を追加的に含み得る。プロセッサ１０８は、本明細書で説明される方法を実行するためのプロセッサ実行可能命令を格納するように構成された関連するメモリを含み得る。プロセッサ１０８は、レーザアセンブリ１０４と、限定されないが、オプティクスアセンブリ１１０及び／又はレーザビーム１０６の供給源を含む、レーザアセンブリ１０４の任意の構成要素とに動作可能に結合され得る。

[0058] 図２は、付加製造システムのレーザアセンブリ１０４のオプティクスアセンブリ１１０の一実施形態を示す。オプティクスアセンブリ１１０は、第１の段１１２と第２の段１１３とを含み得る。第１の段１１２は、マイクロオプティクスアセンブリ１２０ａ及び１２０ｂなどの複数のマイクロオプティクスアセンブリを含み得る。第２の段１１３は、マクロオプティクスアセンブリ１３０を含み得る。レーザ源１１６ａ及び１１６ｂなどの複数のレーザ源は、オプティクスアセンブリ１１０に結合され得る。レーザ源は、限定されないが、任意の適切な数の光ファイバ及び／又は他の光学素子の使用を含む任意の適切な方法でオプティクスアセンブリに結合され得ることを理解されたい。レーザ源１１６によって放出されたレーザビーム１０６は、少なくとも１つのマイクロオプティクスアセンブリ１２０及びマクロオプティクスアセンブリ１３０を通過し得る。いくつかの実施形態では、各レーザ源１１６は、特定のレーザ源１１６から放出されたレーザビームが特定のマイクロオプティクスアセンブリ１２０に関連付けられ得るように、専用のマイクロオプティクスアセンブリ１２０に関連付けられ得る。例えば、レーザビーム１０６ａは、レーザ源１１６ａから放出され、光学的に結合されたマイクロオプティクスアセンブリ１２０ａを通過し得る一方、レーザビーム１０６ｂは、レーザ源１１６ｂから放出され、光学的に結合された別個のマイクロオプティクスアセンブリ１２０ｂを通過し得る。マイクロオプティクスアセンブリ１２０の数及び／又は構成に関わらず、各レーザビームは、マクロオプティクスアセンブリ１３０に関連付けられ得る。例えば、図２の実施形態では、５つの別個のレーザ源１１６は、５つの別個のマイクロオプティクスアセンブリ１２０及び単一のマクロオプティクスアセンブリ１３０と共に示されている。

[0059] 図では、別個のマイクロオプティクスアセンブリが示されているが、いくつかの実施形態では、あるマイクロオプティクスアセンブリの構成要素が別のマイクロオプティクスアセンブリの構成要素と結合され得る。１つのこのような実施形態では、１つ又は複数のレンズアレイ（又はレンズレットアレイ）が複数のマイクロオプティクスアセンブリに広がり得る。例えば、それぞれ３つのレンズを含む５つのマイクロオプティクスアセンブリを有するオプティクスアセンブリの第１の段を考える。一実施形態では、各マイクロオプティクスアセンブリが完全に独立であり得、第１の段は、１５個の別個のレンズを含み得る。一実施形態では、異なるマイクロオプティクスアセンブリの対応するレンズは、第１の段が、それぞれ５つのレンズを含み得る３つのレンズアレイのみを含み得るように、レンズアレイ状などに結合され得る。後者の構成は、小さい空間に多数のレーザを密に充填すること及び／又は異なるレーザに対する組み合わされたマイクロオプティクスアセンブリのレンズ位置の簡素化された制御に関連する特定の利点を有し得る。

[0060] 図３Ａは、異なるレーザビーム断面を有する領域を強調して図２のレーザアセンブリ１０４を示す。図３Ｂ～図３Ｄにこれらの断面を示す。断面３Ｂ－３Ｂが取られている場所は、レーザビーム１０６がそれぞれのレーザ源１１６を出た後であるが、レーザビーム１０６がそれぞれのマイクロオプティクスアセンブリ１２０に入る前である。断面３Ｃ－３Ｃが取られている場所は、レーザビーム１０６がそれぞれのマイクロオプティクスアセンブリ１２０を出た後であるが、レーザビーム１０６がマクロオプティクスアセンブリ１３０に入る前である。いくつかの実施形態では、断面３Ｃ－３Ｃは、中間像面１２８にも関連付けられ得る。断面３Ｄ－３Ｄが取られている場所は、レーザビーム１０６がマクロオプティクスアセンブリ１３０を出た後である。いくつかの実施形態では、断面３Ｄ－３Ｄは、造形面１０２上のレーザビームのスポットパターンを追加的に表すものであり得る。

[0061] 図３Ｂは、レーザビームがマイクロオプティクスアセンブリ１２０に入る前の、図３Ａに示した断面３Ｂ－３Ｂにおけるレーザビームの断面サイズ及び間隔を示す。この点において、各レーザビームは、直径Ｄ_Ｂを有し、隣接するレーザビームから距離Ｓ_Ｂだけ間隔を空けて配置され得る。理論に拘束されることを望むものではないが、断面３Ｂ－３Ｂにおけるレーザビームのサイズ及び／又は間隔は、レーザ源及び／又は限定されないが、光ファイバを含む任意の介在する光学コンポーネントのサイズ及び／又は間隔に少なくとも部分的に依存し得る。

[0062] 図３Ｃは、レーザビームがマイクロオプティクスアセンブリ１２０を出た後であるが、レーザビームがマクロオプティクスアセンブリ１３０に入る前の、図３Ａに示した断面３Ｃ－３Ｃにおけるレーザビームの断面サイズ及び間隔を示す。この点において、各レーザビームは、直径Ｄ_Ｃを有し、隣接するレーザビームから距離Ｓ_Ｃだけ間隔を空けて配置され得る。マイクロオプティクスアセンブリ１２０内の光学素子の構成に応じて、マイクロオプティクスアセンブリ１２０を出た後の各ビームの直径は、マイクロオプティクスアセンブリ１２０に入る前の各ビームの直径より大きいか、小さいか又は等しくてもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｃ＞Ｄ_Ｂであり、いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｃ＜Ｄ_Ｂであり、いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｃ＝Ｄ_Ｂである。

[0063] 各マイクロオプティクスアセンブリ１２０は、単一のレーザビームに関連付けられたパラメータのみを変更し得るため、複数の異なるビーム間の関係に関連するパラメータは、影響を受けない場合がある。例えば、マイクロオプティクスアセンブリ１２０を出た後のビーム間の間隔は、マイクロオプティクスアセンブリ１２０に入る前のビーム間の間隔に実質的に等しくなり得る。すなわち、いくつかの実施形態では、Ｓ_Ｃは、Ｓ_Ｂに実質的に等しくなり得る。

[0064] 図３Ｄは、レーザビームがマクロオプティクスアセンブリ１３０を出た後の、図３Ａに示した断面３Ｄ－３Ｄにおけるレーザビームの断面サイズ及び間隔を示す。いくつかの実施形態では、断面３Ｄ－３Ｄにおけるレーザビームの断面サイズ及び間隔は、造形面１０２上でのレーザビームのスポットのサイズ及び間隔に実質的に等しくなり得る。断面３Ｄ－３Ｄにおいて、各レーザビームは、直径Ｄ_Ｄを有し、隣接するレーザビームから距離Ｓ_Ｄだけ間隔を空けて配置され得る。マクロオプティクスアセンブリ１３０内の光学素子の構成に応じて、マクロオプティクスアセンブリ１３０を出た後の各ビームの直径は、マクロオプティクスアセンブリ１３０に入る前の各ビームの直径より大きいか、小さいか又は等しくてもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｄ＞Ｄ_Ｃであり、いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｄ＜Ｄ_Ｃであり、いくつかの実施形態では、Ｄ_Ｄ＝Ｄ_Ｃである。

[0065] マクロオプティクスアセンブリ１３０は、マクロオプティクスアセンブリに入るすべてのレーザビームに関連付けられたパラメータを同時に変更し得るため、単一のビームに関連付けられたパラメータに加えて、複数の異なるビーム間の関係に関連するパラメータも影響を受け得る。例えば、マクロオプティクスアセンブリ１３０を出た後のレーザビーム間の間隔は、マクロオプティクスアセンブリ１３０に入る前のレーザビーム間の間隔より大きいか、小さいか又は等しくてもよい。すなわち、いくつかの実施形態では、Ｓ_Ｄ＞Ｓ_Ｃであり、いくつかの実施形態では、Ｓ_Ｄ＜Ｓ_Ｃであり、いくつかの実施形態では、Ｓ_Ｄ＝Ｓ_Ｃである。

[0066] いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリに起因するレーザビームの直径の変化は、マクロオプティクスアセンブリに起因するレーザビームの間隔の変化に関連し得ることを理解されたい。例えば、マクロオプティクスアセンブリ１３０を通過した後にビーム直径が大きくなった場合、ビーム間隔も大きくなり得る（すなわち、Ｄ_Ｄ＞Ｄ_Ｃは、Ｓ_Ｄ＞Ｓ_Ｃを意味し得る）。いくつかの実施形態では、ビーム直径の変化の大きさは、ビーム間隔の変化の大きさに比例するか又は等しくてもよい。例えば、マクロオプティクスアセンブリ１３０を通過した後にビーム直径が２倍に増えた場合、ビーム間隔も２倍に増え得る（すなわち、Ｄ_Ｄ＝２＊Ｄ_Ｃは、Ｓ_Ｄ＝２＊Ｓ_Ｃを意味し得る）。

[0067] 図３Ｅ～図３Ｇは、レーザビームのアレイの様々な断面を示す。図３Ｂ～図３Ｄとは対照的に、図３Ｅ～図３Ｇの断面は、図３Ａに示された任意の特定の点に対応しない場合があることを理解されたい。図３Ｅは、レーザビームのリニアアレイの一実施形態を示す。レーザビームのリニアアレイは、同一直線上に距離Ｓだけ間隔を空けて配置された複数のレーザビームを含み得る。リニアアレイ（又は他の任意のアレイ）の隣接するレーザビーム間の間隔は、規則的又は不規則であり得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。図３Ｆは、レーザビームの矩形アレイの一実施形態を示す。矩形アレイ状に構成されたレーザビームは、直交する行及び列に整列され得る。隣接する列は、距離Ｓ_ｘだけ間隔を空けて配置され得、隣接する行は、距離Ｓ_ｙだけ間隔を空けて配置され得る。矩形アレイは、任意の寸法に沿った任意の適切な間隔を含み得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。すなわち、いくつかの実施形態では、Ｓ_ｘ＞Ｓ_ｙであり、いくつかの実施形態では、Ｓ_ｘ＜Ｓ_ｙであり、いくつかの実施形態では、Ｓ_ｘ＝Ｓ_ｙである。また、矩形アレイ（又は他の任意のアレイ）の向きは、造形プレートなどの付加製造システムの任意の部分に対して較正される必要がないことを理解されたい。むしろ、アレイは、任意の適切な向きに配置され得る。図３Ｇは、レーザビームの千鳥アレイの一実施形態を示す。千鳥アレイでは、レーザビームの隣接する行が千鳥配置され得る。隣接するレーザビームは、距離Ｓ_ｘだけ間隔を空けて配置され得、隣接する行は、距離Ｓ_ｙだけ間隔を空けて配置され得る。千鳥アレイは、任意の寸法に沿った任意の適切な間隔を有し得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。すなわち、いくつかの実施形態では、Ｓ_ｘ＞Ｓ_ｙであり、いくつかの実施形態では、Ｓ_ｘ＜Ｓ_ｙであり、いくつかの実施形態では、Ｓ_ｘ＝Ｓ_ｙである。レーザビームの特定のアレイ及び構成の実施形態を説明してきたが、本開示は、レーザビームのいかなる特定の構成にも限定されないことを理解されたい。

[0068] 図４は、内部に収容された光学系が連続的に調節されるマイクロオプティクスアセンブリ１２０の一実施形態を示す。本実施形態では、第１のマイクロレンズアレイ１２３、第２のマイクロレンズアレイ１２５及び第３のマイクロレンズアレイ１２７の位置は、互いに対して調節可能であり得る。例えば、第１のマイクロレンズアレイ１２３の位置は、第１のレール１６８に沿ってマイクロレンズアレイ１２３の第１の部分を移動させるように構成されたアクチュエータ１６２と、第２のレール１６９に沿ってマイクロレンズアレイ１２３の第２の部分の移動を可能にするように構成された受動コンポーネント１６３とを使用して調節され得る。当然のことながら、他の調節可能なレンズは、移動を可能にするように構成された他のコンポーネントに関連付けられ得る。例えば、第２のマイクロレンズアレイ１２５は、アクチュエータ１６４及び／又は受動コンポーネント１６５に関連付けられ得、第３のマイクロレンズアレイ１２７は、アクチュエータ１６６及び／又は受動コンポーネント１６７に関連付けられ得る。光学素子が連続的に調節されるマイクロオプティクスアセンブリ１２０は、光学素子の自動及び／又は手動調節を含み得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。アクチュエータとしては、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ、ステッパモータ、リニアステージ、ベルトドライブ、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、圧電アクチュエータ及び／又はマイクロレンズアレイの位置及び／又は向きを調節するように構成された他の任意の適切なアクチュエータが挙げられる。受動素子としては、ボールベアリング、ローラベアリング、スラストベアリング、ブッシング又は他の任意の適切な素子が挙げられる。いくつかの実施形態では、マイクロレンズアレイの位置及び／又は向きは、手動で調節され得る。手動調節は、ガイドレールに沿って１つ又は複数のレンズの位置を調節すること、位置決めねじを調節すること及び／又は当技術分野で知られているマイクロレンズアレイの手動調節の他の任意の適切な方法を含み得る。本開示は、光学系の連続調節に限定されないため、マイクロオプティクスアセンブリは、光学系の不連続調節も含み得ることを理解されたい。加えて、本開示は、マイクロレンズ又はマイクロレンズアレイの一部分の曲率に関して限定されないため、マイクロレンズアレイは、凸面、凹面及び／又は平面を含み得ることを理解されたい。

[0069] 図５Ａ～図５Ｃは、様々な構成の光学素子を有するマイクロオプティクスアセンブリ１２０の一実施形態を示す。図５Ａを検討すると、マイクロオプティクスアセンブリ１２０ａは、第１のレンズ１２２ａと、第２のレンズ１２４ａと、第３のレンズ１２６ａとを含み得る。上述のように、これらのレンズは、マイクロレンズ及び／又は別個のマイクロレンズアレイの関連する部分であり得る。それぞれ図５Ｂ及び図５Ｃの類似のマイクロオプティクスアセンブリ１２０ｂ及び１２０ｃは、類似の構成要素を有し得るが、明確にするために、これらの構成要素は、図５Ｂ及び図５Ｃにおいて符号を付与されていないことを理解されたい。

[0070] 図５Ａを参照すると、第１のレンズ１２２ａは、マイクロオプティクスアセンブリ１２０ａに入るレーザビームをコリメートするように構成され得る。いくつかの実施形態では、第１のレンズは、直交シリンダレンズであり得る。第２のレンズ１２４ａと第３のレンズ１２６ａとは、一緒に複レンズを形成し得る。いくつかの実施形態では、第１のレンズ、第２のレンズ及び第３のレンズのそれぞれの位置は、調節可能であり得る。いくつかの実施形態では、第１のレンズの位置は、固定され得、第２のレンズ及び第３のレンズの位置は、調節可能であり得る。いずれのレンズが固定されたままであり得、いずれのレンズが調節可能であり得るかに関わらず、以下に説明するように、第１のレンズと第２のレンズとの間、第２のレンズと第３のレンズとの間及び／又は第１のレンズと第３のレンズとの間の距離は、可変であり得る。

[0071] 図５Ｂ又は図５Ｃのいずれかを検討すると、様々な寸法が符号を付与されている。図５Ｂを参照すると、第１のレンズと第２のレンズとの間の距離がＬ_１ｂ、第２のレンズと第３のレンズとの間の距離がＬ_２ｂ、第１のレンズと中間像面１２８ｂとの間の距離がＬ_３ｂと記されている。図５Ｃは、同様に符号を付与されている。図５Ａの類似のマイクロオプティクスアセンブリ１２０ａは、同様の寸法を有し得るが、明確にするために、これらの寸法は、図５Ａにおいて符号を付与されていないことを理解されたい。

[0072] 図５Ｂを参照すると、第２のレンズ１２４と第３のレンズ１２６との間の距離Ｌ_２ｂ（すなわち複レンズの２つのレンズ間の間隔）は、レーザビームの倍率を制御し得る。理論に拘束されることを望むものではないが、第２のレンズ１２４と第３のレンズ１２６との間の間隔が大きくなる場合、倍率が小さくなることを伴い得、第２のレンズ１２４と第３のレンズ１２６との間の間隔が小さくなる場合、倍率が大きくなることを伴い得る。第１のレンズ１２２と第２のレンズ１２４との間の距離Ｌ_１ｂは、中間像面１２８ｂに対する距離Ｌ_３ｂを制御するように調節され得る。理論に拘束されることを望むものではないが、（一定の範囲内の）任意の距離Ｌ_２ｂについて、距離Ｌ_１ｂは、距離Ｌ_３ｂが一定のままとなるように調節され得る。複レンズの２つのレンズ間の間隔に少なくとも部分的に基づいて、第１のレンズからの複レンズの距離を調節することにより、マイクロレンズアレイの光学系を中間像面１２８ｂに集束させたままにすることができる（すなわちＬ_２ｂに少なくとも部分的に基づいてＬ_１ｂを調節することにより、Ｌ_３ｂを一定に保ち得る）。例えば、第１のレンズが固定して保持されている図示の実施形態では、第１のレンズと中間像面との間に一定の距離Ｌ_３ｂ及びＬ_３ｃが維持され得る。そのため、マイクロオプティクスアセンブリ１２０の倍率の程度に関わらず、単一の中間像面１２８が維持され得る。すなわち、異なるマイクロオプティクスアセンブリ１２０は、異なる倍率を有し得るが、同じ中間像面１２８を一定の場所に維持し得る。換言すれば、システムの１つ又は複数のマイクロオプティクスアセンブリは、中間像面１２８の場所を調節することなしに、１つ又は複数のマイクロオプティクスアセンブリ１２０の倍率が調節され得るように制御され得る。

[0073] 図６は、第１のレンズ１３２と、第２のレンズ１３４と、第３のレンズ１３６とを含み得るマクロオプティクスアセンブリ１３０の一実施形態を示す。いくつかの実施形態では、第１のレンズ１３２は、直交シリンダレンズであり得る。第２のレンズ１３４と第３のレンズ１３６とは、一緒に複レンズを形成し得る。いくつかの実施形態では、マクロオプティクスアセンブリ１３０は、第１のレンズ１３２の前に１つ若しくは複数のレンズ１３８及び／又は第３のレンズ１３６の後に１つ若しくは複数のレンズ１４０など、追加のレンズを含み得る。いくつかの実施形態では、図７及び図８を参照してより詳細に説明するように、第１のレンズ、第２のレンズ及び第３のレンズのそれぞれの位置は、調節可能であり得る。上述のように、マクロオプティクスアセンブリ１３０は、複数のマイクロオプティクスアセンブリ１２０から出力されたレーザビーム１０６を造形面１０２に集束させたまま、個々のレーザビーム１０６のサイズと、複数のレーザビーム１０６間の間隔との両方を調節するように構成され得る。すなわち、マクロオプティクスアセンブリ１３０は、一定の作動距離を維持しながら、可変倍率で造形面１０２に中間像面１２８を再結像するように構成され得る。

[0074] いくつかの実施形態では、レーザビーム１０６ａは、パワー点１０７ａを含み得る。レーザビーム１０６ａのパワー点１０７ａは、任意の適切な場所に配置され得、本開示は、この点で限定されない。いくつかの実施形態では、パワー点１０７ａは、造形面１０２に近接して配置され得る。いくつかの実施形態では、パワー点１０７ａは、マクロオプティクスアセンブリ１３０の第１のレンズ１３２と第２のレンズ１３４との間に配置され得る。いくつかの実施形態では、パワー点は、複数のレーザビームのクロスオーバ点１０９と異なり得る。理論に拘束されることを望むものではないが、パワー点１０７ａの場所は、マイクロオプティクスアセンブリ１２０及びマクロオプティクスアセンブリ１３０の両方の構成に応じたものであり得る一方、クロスオーバ点１０９の場所は、マクロオプティクスアセンブリ１３０の構成に応じたものであり得る。いくつかの実施形態では、クロスオーバ点１０９は、パワー点１０７の近くにあり得、いくつかの実施形態では、クロスオーバ点１０９は、パワー点１０７の遠くにあり得る。クロスオーバ点１０９は、光路に沿った任意の適切な位置に配置され得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。当然のことながら、いくつかの実施形態では、クロスオーバ点１０９及びパワー点１０７は、同じ場所に配置され得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。

[0075] 図７は、光学系が連続的に調節されるマクロオプティクスアセンブリ１３０の一実施形態を示す。本実施形態では、第１のレンズ１３２、第２のレンズ１３４及び第３のレンズ１３６の位置は、調節可能であり得る。例えば、第１のレンズ１３２の位置は、第１のレール１４８に沿ってレンズ１３２の第１の部分を移動させるように構成されたアクチュエータ１４２と、第２のレール１４９に沿ってレンズ１３２の第２の部分の移動を可能にするように構成された受動コンポーネント１４３とを使用して調節され得る。当然のことながら、他の調節可能なレンズは、移動を可能にするように構成された他のコンポーネントに関連付けられ得る。例えば、第２のレンズ１３４は、アクチュエータ１４４及び／又は受動コンポーネント１４５に関連付けられ得、第３のレンズ１３６は、アクチュエータ１４６及び／又は受動コンポーネント１４７に関連付けられ得る。光学素子が連続的に調節されるマクロオプティクスアセンブリ１３０は、光学素子の自動及び／又は手動調節を含み得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。アクチュエータとしては、ブラシレスモータ、ブラシ付きモータ、ステッパモータ、リニアステージ、ベルトドライブ、油圧アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、圧電アクチュエータ及び／又はレンズの位置及び／又は向きを調節するように構成された他の任意の適切なアクチュエータが挙げられる。受動素子としては、ボールベアリング、ローラベアリング、スラストベアリング、ブッシング又は他の任意の適切な素子が挙げられる。いくつかの実施形態では、レンズの位置及び／又は向きは、手動で調節され得る。手動調節は、ガイドレールに沿って１つ又は複数のレンズの位置を調節すること、位置決めねじを調節すること及び／又は当技術分野で知られているレンズの手動調節の他の任意の適切な方法を含み得る。

[0076] 図８は、光学系が非連続的に調節されるマクロオプティクスアセンブリ１３０の一実施形態を示す。本実施形態では、第１のレンズ１３２、第２のレンズ１３４及び第３のレンズ１３６の位置は、調節可能であり得る。例えば、第１のレンズ１３２の位置は、第１のレンズ１３２を保持するように構成された１つ又は複数のガイド１５０のスロット１５２間でレンズを移動させることによって調節され得る。当然のことながら、他の調節可能なレンズは、ガイド１５０のスロット１５２とインターフェースするか、又は動作中にレンズ若しくは他の光学コンポーネントを所望の向き及び／又は構成に維持することができる他の任意の適切な取付具とインターフェースするように構成され得る。光学素子が非連続的に調節されるマクロオプティクスアセンブリ１３０は、光学素子の自動及び／又は手動調節を含み得、本開示は、この点で限定されないことを理解されたい。

[0077] 様々な実施形態及び例と併せて本教示を説明してきたが、本教示は、そのような実施形態又は例に限定されることを意図されていない。むしろ、本教示は、当業者に理解されるように、様々な代替形態、修正形態及び均等物を包含する。したがって、上述の説明及び図面は、単なる例示に過ぎない。

[0078] 本明細書で説明される技術の上記の実施形態は、多くの方法のうちの任意の方法で実施され得る。例えば、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア又はそれらの組み合わせを使用して実施され得る。ソフトウェアで実施される場合、ソフトウェアコードは、単一のコンピューティングデバイスで提供されるか、又は複数のコンピューティングデバイスに分散されるかに関わらず、任意の適切なプロセッサ又はプロセッサ群で実行され得る。そのようなプロセッサは、集積回路として実装され得、１つ又は複数のプロセッサは、ＣＰＵチップ、ＧＰＵチップ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ又はコプロセッサなどの名称で当技術分野において知られている市販の集積回路コンポーネントを含む集積回路コンポーネント内にある。代わりに、プロセッサは、ＡＳＩＣなどのカスタム回路又はプログラマブルロジックデバイスを構成することにより得られるセミカスタム回路で実施され得る。更なる代替形態として、プロセッサは、市販、セミカスタム又はカスタムのいずれかであるかに関わらず、より大きい回路又は半導体デバイスの一部分であり得る。具体的な例として、いくつかの市販のマイクロプロセッサは、複数のコアを有し、それにより、それらのコアの１つ又は部分集合がプロセッサを構成し得る。ただし、プロセッサは、任意の適切な形態の回路を使用して実施することができる。

[0079] 更に、コンピューティングデバイスは、ラックマウントコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ又はタブレットコンピュータなど、多くの形態のうちの任意の形態で具現化され得ることを理解されたい。加えて、コンピューティングデバイスは、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン又は任意の他の適切なポータブル若しくは固定電子デバイスを含む、一般にコンピューティングデバイスとは見なされないが、適切な処理機能を備えたデバイスに埋め込まれ得る。

[0080] また、コンピューティングデバイスは、１つ又は複数の入力デバイス及び出力デバイスを有し得る。これらのデバイスは、とりわけ、ユーザインターフェースを提示するために使用され得る。ユーザインターフェースを提供するために使用され得る出力デバイスの例としては、出力を視覚的に提示するためのディスプレイ画面及び出力を聴覚的に提示するためのスピーカ又は他の音声発生デバイスが挙げられる。ユーザインターフェースに使用され得る入力デバイスの例としては、キーボード、個別ボタン及びポインティングデバイス（例えば、マウス、タッチパッド及びデジタルタブレット）が挙げられる。別の例として、コンピューティングデバイスは、音声認識又は他の可聴形態によって入力情報を受信し得る。

[0081] そのようなコンピューティングデバイスは、ローカルエリアネットワーク又はワイドエリアネットワーク（例えば、エンタープライズネットワーク又はインターネット）を含む、任意の適切な形態の１つ又は複数のネットワークによって相互接続され得る。そのようなネットワークは、任意の適切な技術に基づくことができ、任意の適切なプロトコルに従って動作することができ、無線ネットワーク、有線ネットワーク又は光ファイバネットワークを含み得る。

[0082] また、本明細書で概説される様々な方法又はプロセスは、様々なオペレーティングシステム又はプラットフォームのいずれか１つを採用する１つ又は複数のプロセッサで実行可能なソフトウェアとして符号化され得る。加えて、そのようなソフトウェアは、いくつかの適切なプログラミング言語及び／又はプログラミングツール若しくはスクリプトツールの任意のものを使用して記述することができ、フレームワーク又は仮想マシンで実行される実行可能な機械語コード又は中間コードとしてコンパイルすることもできる。

[0083] この点において、本明細書で説明される実施形態は、１つ又は複数のコンピュータ又は他のプロセッサで実行されると上で論じた様々な実施形態を実施する方法を実行する１つ又は複数のプログラムで符号化されたコンピュータ可読記憶媒体（又は複数のコンピュータ可読媒体）（例えば、コンピュータメモリ、１つ又は複数のフロッピーディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、光ディスク、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、磁気テープ、フラッシュメモリ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フィールドプログラマブルゲートアレイ若しくは他の半導体デバイスの回路構成又は他の有形のコンピュータ記憶媒体）として具現化され得る。上記の例から明らかなように、コンピュータ可読記憶媒体は、コンピュータ実行可能命令を非一時的な形態で提供するのに十分な時間にわたって情報を保持し得る。そのような１つ又は複数のコンピュータ可読記憶媒体は、それに格納された１つ又は複数のプログラムを１つ又は複数の異なるコンピューティングデバイス又は他のプロセッサにロードして、上で論じたような本開示の様々な態様を実施するように輸送可能であり得る。本明細書で使用される場合、「コンピュータ可読記憶媒体」という用語は、製造物（すなわち製品）又は機械と見なされ得る非一時的コンピュータ可読媒体のみを包含する。代替的又は追加的に、本開示は、伝播信号など、コンピュータ可読記憶媒体以外のコンピュータ可読媒体として具現化され得る。

[0084] コンピュータ実行可能命令は、１つ又は複数のコンピュータ又は他のデバイスによって実行されるプログラムモジュールなど、多くの形態であり得る。一般に、プログラムモジュールは、特定のタスクを実行するか又は特定の抽象データタイプを実装するルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。典型的には、プログラムモジュールの機能は、様々な実施形態において、必要に応じて組み合わせるか又は分散させることができる。

[0085] 本開示の様々な態様は、単独で、組み合わせて又は上述の実施形態で具体的に論じていない様々な構成で使用することができ、したがって、上述の説明に記載されるか又は図面に示される構成要素の詳細及び構成への適用に限定されない。例えば、一実施形態で述べた態様は、他の実施形態で述べた態様と任意の方法で組み合わされ得る。

[0086] 本明細書で説明される実施形態は、方法として具現化することもでき、その例を上述してきた。方法の一部として実行される動作は、任意の適切な方法で順序付けられる。したがって、例示したのと異なる順序で動作が実行される実施形態を構築することができる。これは、例示した実施形態では順次の動作として示されているが、いくつかの動作を同時に実行することを含み得る。

[0087] 更に、いくつかの動作は、「ユーザ」によってなされると説明される。「ユーザ」は、一個人である必要はなく、いくつかの実施形態では、「ユーザ」に帰される動作は、個人の集団及び／又は個人とコンピュータ支援ツール若しくは他のメカニズムとの組み合わせによって実行され得ることを理解されたい。

Claims (30)

1. 造形面と、
   前記造形面上に複数のレーザスポットを形成するために、複数のレーザを生成するように構成された複数のレーザエネルギー源と、
   前記造形面上の前記複数のレーザスポットのそれぞれのサイズを調節するように構成される複数のレンズアレイと、
   前記造形面上の前記複数のレーザスポット間の間隔を調節するように構成される少なくとも１つのレンズと
   を含む付加製造システム。
2. 前記少なくとも１つのレンズは、複数のレンズを含む、請求項１に記載の付加製造システム。
3. 前記少なくとも１つのレンズの位置を調節することは、焦平面の位置を調節する、請求項１に記載の付加製造システム。
4. 前記造形面上の前記複数のレーザスポットの前記サイズ及び／又は前記間隔の独立した制御を提供するために、前記複数のレンズアレイのうちの少なくとも１つのレンズアレイ及び／又は前記少なくとも１つのレンズの位置を制御するように構成された少なくとも１つのアクチュエータを更に含む、請求項１に記載の付加製造システム。
5. 複数のスロットであって、各スロットは、前記造形面上の前記複数のレーザスポットの前記サイズ及び／又は前記間隔の独立した制御を提供するために、前記複数のレンズアレイのうちの少なくとも１つのレンズアレイ及び／又は前記少なくとも１つのレンズを受け入れて、前記少なくとも１つのレンズアレイ及び／又は前記少なくとも１つのレンズを所定の構成で保持するように構成される、複数のスロットを更に含む、請求項１に記載の付加製造システム。
6. 前記複数のレンズアレイのうちの少なくとも２つのレンズアレイ間の間隔は、前記造形面上の前記複数のレーザスポットのそれぞれの前記サイズを調節するために可変である、請求項１に記載の付加製造システム。
7. 前記複数のレンズアレイは、前記複数のレンズアレイと前記少なくとも１つのレンズとの間の固定位置に中間像面を維持するように構成される、請求項１に記載の付加製造システム。
8. 前記複数のレンズのうちの少なくとも２つのレンズ間の間隔は、前記造形面上の前記複数のレーザスポット間の前記間隔を調節するために可変である、請求項２に記載の付加製造システム。
9. 前記複数のレンズアレイは、前記複数のレンズからの前記複数のレーザの光路に沿って前記少なくとも１つのレンズの前に配置される、請求項１に記載の付加製造システム。
10. 前記複数のレンズアレイは、複数のレンズレットアレイである、請求項１に記載の付加製造システム。
11. 前記複数のレンズアレイは、第１のレンズアレイと、第２のレンズアレイと、第３のレンズアレイとを含む、請求項１に記載の付加製造システム。
12. 前記第１のレンズアレイは、前記複数のレーザエネルギー源によって放出された複数のレーザビームをコリメートするように構成される、請求項１１に記載の付加製造システム。
13. 前記第２のレンズアレイと前記第３のレンズアレイとは、複レンズアレイを形成する、請求項１１に記載の付加製造システム。
14. 前記第１のレンズアレイと前記複レンズアレイとの間の間隔は、中間像面の位置を調節するために可変である、請求項１３に記載の付加製造システム。
15. 前記第２のレンズアレイと前記第３のレンズアレイとの間の間隔は、前記造形面上の前記複数のレーザスポットのそれぞれの前記サイズを調節するために可変である、請求項１１に記載の付加製造システム。
16. 造形面と、
    前記造形面上に複数のレーザスポットを生成するように構成された複数のレーザエネルギー源と、
    前記造形面上の前記複数のレーザスポットのそれぞれのサイズ及び前記複数のレーザスポット間の間隔を独立に制御するように構成されたオプティクスアセンブリと
    を含む付加製造システム。
17. 前記オプティクスアセンブリは、
    前記造形面上の前記複数のレーザスポットのそれぞれのサイズを調節するように構成される複数のレンズアレイと、
    前記造形面上の前記複数のレーザスポット間の間隔を調節するように構成される少なくとも１つのレンズと
    を含む、請求項１６に記載の付加製造システム。
18. 前記複数のレンズアレイのうちの少なくとも２つのレンズアレイ間の間隔を制御するように構成された第１のアクチュエータを更に含む、請求項１７に記載の付加製造システム。
19. 前記少なくとも１つのレンズのうちの少なくとも２つのレンズ間の間隔を制御するように構成された第２のアクチュエータを更に含む、請求項１８に記載の付加製造システム。
20. 前記複数のレーザエネルギー源、前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータに動作可能に結合されたプロセッサを更に含み、前記プロセッサは、複数のレーザビームの強度、前記複数のレーザスポットの前記サイズ及び前記複数のレーザスポット間の前記間隔を独立に制御するように構成される、請求項１９に記載の付加製造システム。
21. 前記プロセッサは、前記第１のアクチュエータ及び／又は前記第２のアクチュエータを作動させることにより、前記複数のレーザスポットの前記サイズ及び前記複数のレーザスポット間の前記間隔を制御する、請求項２０に記載の付加製造システム。
22. 付加製造システムにおいて複数のレーザビームを制御する方法であって、
    造形面上に複数のレーザスポットを形成するために複数のレーザビームを放出することと、
    前記複数のレーザスポットのそれぞれのスポットサイズを独立に調節することと、
    前記複数のレーザスポット間の間隔を独立に調節することと
    を含む方法。
23. 前記複数のレーザビームを使用して、前記造形面に配置された材料を融解させることを更に含む、請求項２２に記載の方法。
24. 前記造形面にわたって前記複数のレーザビームを移動させることを更に含む、請求項２２に記載の方法。
25. 前記複数のレーザスポットのそれぞれのスポットサイズを独立に調節することは、複数のレンズアレイのうちの少なくとも１つのレンズアレイの位置を調節することを含む、請求項２２に記載の方法。
26. 前記少なくとも１つのレンズアレイの前記位置を調節することは、前記少なくとも１つのレンズアレイに動作可能に結合されたアクチュエータを作動させることを含む、請求項２５に記載の方法。
27. 前記少なくとも１つのレンズアレイの前記位置を調節することは、前記少なくとも１つのレンズアレイを所定の構成で保持するように構成されたスロットに前記少なくとも１つのレンズアレイを配置することを含む、請求項２５に記載の方法。
28. 前記複数のレーザスポット間の間隔を独立に調節することは、複数のレンズのうちの少なくとも１つのレンズの位置を調節することを含む、請求項２２に記載の方法。
29. 前記少なくとも１つのレンズの前記位置を調節することは、前記少なくとも１つのレンズに動作可能に結合されたアクチュエータを作動させることを含む、請求項２８に記載の方法。
30. 前記少なくとも１つのレンズの前記位置を調節することは、前記少なくとも１つのレンズを所定の構成で保持するように構成されたスロットに前記少なくとも１つのレンズを配置することを含む、請求項２８に記載の方法。

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