JP2023546033A - デジタル製造用方法及び装置並びに当該方法及び装置を用いて作られた構造物 - Google Patents

Abstract

製造装置は、デジタルモデルの３次元固体表現を製造する材料の層を受ける構造表面と、構築材料のそれぞれの部分を、前記デジタルモデルに含まれるデータの部分を表す断面に結合する像生成部を備える。当該装置は、製造プロセスでの使用前に材料を再循環及び／又は均一化するシステムを含み得る。当該装置は、プリント済み部品の密度を制御するシステムを含み得る。当該製造装置によって作られる典型的な物体は、任意の様々な粉末材料を用いた粉末複合部品を含み得る。前記典型的な物体はさらに、高精度金属又はセラミック部品を製造するように後処理され得る。当該製造装置は、補助構築材料を高分解能で選択的に堆積する選択的堆積部を含み得る。当該製造装置は、寿命の延びた像生成部を含み得る。【選択図】図３０

Description

関連出願の相互参照

本出願は、2020年10月8日に出願された米国仮特許出願第63/089,405の優先権を主張する。本出願は、共に係属中の2021年9月13日に出願された米国特許出願第17/438,853号の部分継続出願であり、2019年3月12日に出願された米国仮特許出願第62/817,431の優先権を主張する2020年3月6日に出願された特許協力条約（PCT）特許出願PCT/US2020/021378の国内段階出願である。仮特許出願および非仮特許出願に対する優先権は明示的に主張され、仮特許出願および非仮特許出願の開示は、その全体およびすべての目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。

本願の開示された実施形態は概して、物体の固体自由造形に関し、より具体的には動的密度制御を用いて高密度の物体のデジタル製造の方法及び装置に関するがこれに限定されない。

付加製造（ＡＭ）－固体自由造形（ＳＦＦ）、３Ｄプリント（３ＤＰ）、ダイレクトデジタルマニュファクチャリング（ＤＤＭ）、及び固体イメージングとしても知られている－は、視覚的示す部品と機能性部品の両方を試作する方法としてますます広範に採用されてきた。場合によっては、これは、費用対効果のよい製品の製造手段にもなってきた。デジタルモデルに基づく部品を製造する様々な手段が存在し、どの手段も、完成するデザインサイクルに必要な時間と費用を減少させてきた。この結果多くの産業において技術革新のペースが改善されてきた。

一般的にＳＦＦは、層ごとに実現される。そこではデジタルモデルが水平スライスに分割され、各スライスは構造表面上の２Ｄイメージとして生成される。これらのスライスを順次製造することで、一体となってデジタルモデルによって表される３次元物体を構成する薄い層の集合体が生成される。従来の製造技術－たとえばコンピュータ数値制御（ＣＮＣ）加工、射出成形、及び他の手段－とは対照的に、ＳＦＦは、製造時間と費用を顕著に減少させてきたので、従来の手段による小体積の製造が非常に高価になってしまう研究開発目的で広く採用されてきた。それに加えてＳＦＦは概して、ＣＮＣ機械と比較するときに操作するのにそれほど専門技術を必要としない。ＣＮＣ機械によって製造される個々の部品の費用は概して高い。その理由は、機械操作の設定時間が長くなり、かつ、費用が高くなるからである。ＣＮＣで製造された部品は大抵、ＳＦＦで製造された部品よりも強くて詳細な特徴部を有する。そのため一部の用途にとってはＣＮＣで製造された部品が望ましいと考えられる。ＳＦＦ法がＣＮＣで製造された部品の分解能と機能を有する部品を製造できるまで、部品の製造におけるＳＦＦ法の利用は制約されたままとなるだろう。

粉末射出成形（ＰＩＭ）は、従来他の成形法ではできなかった材料における高精度部品の製造手段として広く採用されてきた大量製造法である。粉末が樹脂結合剤と混合されることで、射出原料が生成される。射出原料はプラスチック射出成形同様に鋳型に射出される。製造された部品は、「緑色」部品と呼ばれる粉末合成部品である。緑色部品は、結合剤のほとんどが除去される脱脂と呼ばれるプロセスを受ける。得られた部品は「茶色」部品と呼ばれる。続いてこの茶色部品は熱処理を受けることで、粉末粒子が１つになるように焼成される。部品はこのプロセス中に収縮し、粉末粒子間の空隙は除去される。最終結果は、ほぼ完全な密度の部品となる。さらなる後処理は、利用された粉末原料の組成に応じて９９．５％超の密度を実現するように利用され得る。

ＳＦＦ向けの最も一般的な方法の一部には、光造形法（ＳＬＡ）、選択的堆積造形（ＳＤＭ）、熱溶解積層法（ＦＤＭ）、及び選択的レーザー焼結（ＳＬＳ）が含まれる。これらの方法は、利用可能な材料の種類、層が生成される方法、並びに、その結果製造される部品の分解能及び品質で変化する。典型的には層は、バルク材料堆積法又は選択的材料堆積法で生成される。層を生成するのにバルク堆積法を採用する技術では、層のイメージングは典型的には熱プロセス、化学プロセス、又は光学プロセスによって実現される。インクジェットプリントヘッドを利用してＰＩＭプロセスにおける前述した緑色部品と同様の部品を製造する粉末ベッドに結合剤を堆積する一の技術－結合剤噴射法－が存在する。この緑色部品は、同じ方法で後処理されることで最終部品が製造され得る。残念なことに緑色部品を製造するプロセスが不完全であるため、このプロセスを介して製造された最終部品は大抵、高精度の用途－特に表面仕上げのとき－の公差を満たせない。それに加えて結合剤噴射プロセスの精度と速さは制限される。

ＳＦＦ向けの既存技術の限界は、ＳＦＦによって作られ得る構造物に制約を課す。一部のマイクロスケール医療装置は、ＳＦＦによって費用対効果よく作れないか、あるいはＳＦＦによっては全く作れない。さらに既存の医療装置を改善することはできない。その理由は製造技術は、これらの改善を実装するのに利用することができないためである。

本願で開示されている第１態様によると、３次元物体を作る方法が供される。当該方法は、
粉末材料とフォトポリマー樹脂との混合物を含む構築材料を均一化する段階と、
前記構築材料を構築プラットフォーム上に堆積する段階と、
前記構築材料を選択的に処理することで前記３次元物体を形成する段階、を有する。

開示されている方法の一部の実施形態では、前記均一化する段階は、前記堆積する段階中、前記堆積する段階前のセトリング時間内、又はこれらの結合の間に実行される。

開示されている方法の一部の実施形態では、前記選択的に処理する段階は、照射によって前記構築材料の少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化する段階を含む。

開示されている方法の一部の実施形態では、前記構築材料は、前記構築プラットフォーム上に堆積された後に集密化される。

開示されている方法の一部の実施形態では、前記構築材料は、差圧によって前記フォトポリマー樹脂の少なくとも一部を除去することによって集密化される。

開示されている方法の一部の実施形態では、前記堆積する段階は、スロットダイを用いて前記構築材料の１層以上の層を生成する段階を含む。

開示されている方法の一部の実施形態では、前記スロットダイは、前記層のうちの過去に堆積された層の平坦性における広範囲のずれにわたる前記層のうちの一の層の均一性を向上させるように調節される。

開示されている方法の一部の実施形態では、前記スロットダイの調節は、前記スロットダイの安定ビーズ領域領域を拡大する段階を含む。

開示されている方法の一部の実施形態では、
前記堆積する段階は、前記構築材料の層を生成する段階を含み、
前記選択的に処理する段階は、照射によって前記構築材料の少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化させる段階を含み、前記構築材料は、前記照射下で状態を変化させる感光性成分を含み、
前記堆積する段階と前記選択的に処理する段階を繰り返すことで前記３次元物体を形成する段階が含まれる。

開示されている方法の一部の実施形態では、前記状態の変化は、前記硬化が有効であるのかを検出する色の変化を含む。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作る方法が供される。当該方法は、
構築プラットフォーム上に構築材料を堆積する段階と、
前記構築材料を集密化する段階と、
前記構築材料を選択的に処理することで前記３次元物体を形成する段階、を有する。

開示された方法の一部の実施形態では、
前記堆積する段階は、前記構築プラットフォーム上に前記構築材料の層を堆積する段階を含み、
前記集密化する段階は、前記構築材料の層を集密化する段階を含み、
前記選択的に処理する段階は、前記構築材料の層を選択的に処理する段階を含み、かつ、
当該方法は、前記層上に積層される前記構築材料からなる１つ以上の層の堆積、集密化、及び選択的処理を繰り返すことで前記３次元物体を形成する段階をさらに含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記構築材料は、粉末材料とキャリア流体との混合物を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記堆積する段階は、スロットダイコーティングによって前記構築材料を堆積する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記堆積する段階は、ブレードコーティングによって前記構築材料を堆積する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記堆積する段階は、パッチコーティングによって前記構築材料を堆積する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記集密化する段階は、前記構築材料中の前記粉末材料の装填密度を増大させる段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記集密化する段階は、前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を除去する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記除去する段階は、前記構築プラットフォームを介して前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を吸引する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記除去する段階は、前記構築プラットフォームへ超音波を印加することによって前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を除去する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記除去する段階は、前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を熱的に蒸発させる段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記キャリア流体は、充填材料と主要材料を含み、前記除去する段階は、前記充填材料の少なくとも一部のみを除去する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、除去する段階は、蒸発によって前記充填材料の少なくとも一部を除去する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、当該方法は、前記選択的に処理する段階の前に、前記構築プラットフォームへ超音波を印加することによって前記粉末材料を固める段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記構築材料は、内部に複数の気泡を画定する発泡体を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記集密化する段階は、前記発泡体内の気泡のうちの少なくとも一部をつぶす段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記つぶす段階は、前記構築プラットフォームを介して前記構築材料へ吸引力を加える段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記つぶす段階は、前記構築材料へ超音波攪拌を加える段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記つぶす段階は、前記構築材料へ熱を加える段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記集密化する段階は、前記構築材料へ集密化流体を加える段階を含み、前記集密化流体は、前記キャリア流体と反応することで、気体生成物を生成し、前記構築材料中での流体の体積を減少させる。

開示された方法の一部の実施形態では、前記キャリア流体はフォトポリマー樹脂を含み、前記選択的に処理する段階は、照射によって前記構築材料の少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化させる段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記少なくとも部分的に硬化させる段階は、前記３次元物体のデジタルモデルの２次元スライスに従って前記構築材料に照射する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記選択的に処理する段階は、前記構築材料の少なくとも１つの標的領域上に補助構築材料を堆積する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記集密化する段階は、前記構築材料が集密化後でも実質的に濡れたままとなるように前記構築材料を周密化する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記集密化する段階は、集密化後でも前記構築材料が内部に複数の空隙を画定し、かつ、前記粉末材料が実質的に濡れたままとなるように前記構築材料を周密化する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は、前記粉末材料を前記標的領域で結合させる硬化反応、固化反応、又はこれらの結合を可能にするように構成される。

開示された方法の一部の実施形態では、前記標的領域は、前記３次元物体のデジタルモデルの２次元スライスに従う。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は、前記標的領域で前記粉末材料を結合させる光硬化反応を可能にするように構成される。

開示された方法の一部の実施形態では、前記選択的に処理する段階は、非選択的に前記構築材料に照射する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は光硬化性樹脂を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料と前記キャリア流体は一体となって、主要樹脂と光開始剤を含む光硬化性樹脂を供する。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は、前記標的領域に前記粉末材料を結合させる熱硬化反応を可能にするように構成される。

開示された方法の一部の実施形態では、前記選択的に処理する段階は、非選択的に前記構築材料を加熱する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は熱硬化性樹脂を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料と前記キャリア流体は一体となって、主要樹脂と光開始剤を含む熱硬化性樹脂を供する。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は、前記標的領域に前記粉末材料を結合させる受動硬化反応を可能にするように構成される。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は受動硬化性樹脂を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料と前記キャリア流体は一体となって、主要樹脂と光開始剤を含む熱硬化性樹脂を供する。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は、堆積中に融解するワックスを含み、少なくとも前記キャリア流体による熱の吸収によって冷却する際に固化する。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は、堆積中に融解するモノマーを含み、光硬化、熱硬化、又はこれらの組み合わせによって堆積する際に硬化する。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は、硬化反応を抑制するように構成され、前記キャリア流体は硬化性材料を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記標的領域は、前記３次元物体のデジタルモデルの２次元スライスの相補像に従う。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は、光硬化反応を抑制するように構成され、前記キャリア流体は光硬化性樹脂を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記選択的に処理する段階は、非選択的に前記構築材料に照射する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記補助構築材料は焼結抑制剤を含み、当該方法は、前記選択的に処理する段階後に前記粉末材料を焼結する段階をさらに含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記標的領域は、前記３次元物体と支持構造との間の支持表面層のデジタルモデルの２次元スライスに従う。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作るシステムが供される。当該システムは、開示された方法を実行する手段を備える。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作る装置が供される。当該装置は、
構築プラットフォームと、
前記構築プラットフォームにわたって並進し、前記構築プラットフォーム上又は過去に堆積された層上に構築材料の層を堆積するように構成される堆積モジュールと、
前記堆積モジュールと連通する材料供給部と、
前記構築材料を含んで前記材料供給部と連通する貯蔵部と、
前記の堆積された層の少なくとも１つを少なくとも部分的に硬化させることで前記３次元物体の一の層を画定する投影モジュールを備え、
前記材料供給部は前記貯蔵部内での前記構築材料の均一化、前記貯蔵部からの前記構築材料の供給、又はこれらの結合を行うように構成される。

開示された装置の一部の実施形態では、前記材料供給部は、前記貯蔵部から前記堆積モジュールへ前記構築材料を供給する少なくとも１つの循環ポンプを備える。

開示された装置の一部の実施形態では、前記材料供給部は、前記貯蔵部内で前記構築材料を連続的に均一化する１つ以上の均一化ポンプを備える。

開示された装置の一部の実施形態では、前記構築プラットフォームと前記貯蔵部は、前記貯蔵部が前記堆積モジュールから射出される前記構築材料、前記構築プラットフォームの側部から排出される前記構築材料、又はこれらの組み合わせを受けるように位置づけられる。

開示された装置の一部の実施形態では、前記構築プラットフォームは、複数の気孔を画定する構築プラットフォーム作業面を含む。

開示された装置の一部の実施形態では、前記構築材料は粉末材料とフォトポリマー樹脂との混合物を含み、前記構築材料の堆積された層のフォトポリマー樹脂は、前記層が集密化するように少なくとも部分的に前記複数の気孔を介して除去される。

本願で開示されている他の態様によると、固体自由造形システムを作る方法が供される。当該方法は、
構築プラットフォームを設定する段階と、
前記構築プラットフォームへ構築材料を堆積する構築材料部を構築する段階と、
前記構築材料を選択的に処理して３次元物体を形成する選択的処理部を構築する段階、を有する。

開示された方法の一部の実施形態では、
前記構築材料部は、前記構築プラットフォーム上に前記構築材料の層を堆積し、前記構築材料の層を集密化するように構成され、
前記選択的処理部は、前記構築材料の層を選択的に処理するように構成され、
前記構築材料部と前記選択的処理部は、前記層上に積層される前記構築材料からなる１つ以上の層の堆積、集密化、及び選択的処理を一体となって繰り返し実行することで前記３次元物体を形成するように構成される。

開示された方法の一部の実施形態では、前記構築材料は、粉末材料とキャリア流体との混合物を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記構築材料部は、前記構築プラットフォームと結合し、前記構築プラットフォームを介して前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を除去するように構成される。

開示された方法の一部の実施形態では、前記キャリア流体はフォトポリマー樹脂を含み、前記選択的処理部は、照射によって前記構築材料の少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化させるように構成される。

本願で開示されている他の態様によると、固体自由造形システムを作るシステムが供される。当該システムは、開示された方法を実行する手段を備える。

本願で開示されている他の態様によると、高分解能で像生成表面上に像を照射する装置が供される。当該装置は、走査方向に位置合わせされる複数の照射源の群のアレイと投影光学系を備え、
前記複数の照射源の群の各々は、前記走査方向と交差する方向に位置合わせされる複数の照射源の一部からなる複数の小群のアレイを含み、
前記複数の照射源の小群の各々は複数の照射源を含み、
前記複数の照射源の小群の各々内での前記複数の照射源は、前記走査方向に配置され、０よりも大きく、かつ前記交差する方向での前記複数の照射源の各々の幅を超えないオフセット距離だけ前記交差する方向にずれ、
前記投影光学系は、前記複数の照射源の群のアレイと前記像生成表面との間に位置して、前記複数の照射源の群のアレイから前記像生成表面上に照射するように構成され、
前記像生成表面は、該表面上の複数の画素領域のアレイを画定し、前記複数の画素領域の各々は複数の像のアレイを含み、前記複数の像の各々は、前記複数の照射源のうちの少なくとも１つによって像生成され、
前記複数の照射源の群のアレイが前記複数の画素領域で像生成し、前記複数の画素領域の各々は、前記複数の照射源の小群のうちの少なくとも１つによって全体的に像生成されるように、前記照射は前記走査方向に並進される。

開示された装置の一部の実施形態では、前記交差する方向での前記複数の画素の数は、前記複数の照射源の各々内の前記照射源の小群の数を超えない。

開示された装置の一部の実施形態では、前記オフセット距離は、前記交差する方向での前記複数の照射源の各々の幅に等しい。

開示された装置の一部の実施形態では、前記オフセット距離は、前記交差する方向での前記複数の照射源の各々の幅よりも短い。

開示された装置の一部の実施形態では、前記複数の照射源の群のアレイは、マイクロ発光ダイオード（マイクロＬＥＤ）チップ上に集積され、各照射源はマイクロＬＥＤを含む。

開示された装置の一部の実施形態では、前記マイクロＬＥＤチップと前記投影光学系は、前記像生成表面に対して前記走査方向に同時に並進する。

開示された装置の一部の実施形態では、前記マイクロＬＥＤチップは前記像生成表面に対して前記走査方向に並進し、前記投影光学系は前記像生成表面に対して静止する。

開示された装置の一部の実施形態では、当該装置は、前記交差する方向に平行な軸の周りで回転するように構成されて、前記像生成表面と前記マイクロＬＥＤチップとの間に設けられる少なくとも１つの反射素子をさらに備え、前記反射素子は、前記マイクロＬＥＤチップからの照射を前記走査方向に並進させるように構成される。

開示された装置の一部の実施形態では、選択された照射源の小群は欠陥のある照射源を含み、前記欠陥のある照射源に対応する前記像生成表面の領域は、前記走査方向において前記選択された照射源の小群と位置合わせされた他の照射源の小群内の欠陥のない照射源によって像生成される。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作るシステムが供される。当該システムは、
１層以上の光硬化性樹脂の層を堆積させる構築材料部と、
前記３次元物体のデジタルモデルのスライスに従って前記層の各々を硬化させる開示された装置、を備える。

本願で開示されている他の態様によると、光硬化性材料を硬化させる方法が供される。当該方法は、
走査方向に位置合わせされた複数の照射源の群のアレイによって前記光硬化性材料に照射する段階であって、
前記複数の照射源の群の各々は、前記走査方向と交差する方向に位置合わせされた複数の照射源の小群のアレイを含み、
前記複数の照射源の小群の各々は、複数の照射源を含み、
前記複数の照射源の小群の各々内での前記複数の照射源は、前記走査方向に分布し、０よりも大きく、かつ前記交差する方向での前記複数の照射源の各々の幅を超えないオフセット距離だけ前記交差する方向にずれ、
前記光硬化性材料は、該材料上の複数の画素領域のアレイを画定し、前記複数の画素領域の各々は複数の像のアレイを含み、前記複数の像の各々は、前記複数の照射源のうちの少なくとも１つによって像生成される、
段階と、
前記複数の照射源の群のアレイからの照射を前記走査方向に並進させることで、前記複数の照射源の群のアレイが前記複数の画素領域で像生成し、前記複数の画素領域の各々は、前記複数の照射源の小群のうちの少なくとも１つによって全体的に像生成される、段階、を有する。

本願で開示されている他の態様によると、多孔性の先端部を備える、生体の皮膚に入り込む針が供される。

開示された針の一部の実施形態では、前記先端部は、該先端部を貫通する通路を画定しない。

開示された針の一部の実施形態では、前記先端部は、内部で複数の気孔、及び、流体に前記先端部を貫流させる前記複数の気孔のうちの１つ以上の流路を画定する。

開示された針の一部の実施形態では、前記先端部は、血液の固体成分のサイズよりも小さなサイズである複数の気孔を画定する。その結果前記固体成分は前記複数の気孔を通過しない。

開示された針の一部の実施形態では、前記複数の気孔の各々は、１００ｎｍ～１０μｍの直径を有する。

本願で開示されている他の態様によると、生体の皮膚に入り込むマイクロニードルが供される。当該マイクロニードルは、動作中に当該マイクロニードルの挿入方向に垂直な方向において１つ以上の気孔を画定する先端部を備える。

開示されたマイクロニードルの一部の実施形態では、前記気孔の各々は１００ｎｍ～５０μｍの直径を有し、当該マイクロニードルは３ｍｍよりも短く、前記先端部は１０μｍ～２５０μｍの長さを有し、１０μｍを超えない先端部半径を有する。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作る装置が供される。当該装置は、
構築プラットフォームと、
前記構築プラットフォーム上又は過去に堆積された層上に複数の構築材料の層を堆積するように構成される堆積モジュールと、
前記の堆積された層のうちの少なくとも一部の層の少なくとも一部分を調節することで、前記３次元構造を画定する選択的処理部を備え、
前記構築材料は、粉末材料と液体成分の混合物を含み、前記構築材料の前記液体成分の少なくとも一部は前記の堆積された層から除去されることで、前記層は集密化される。

開示された装置の一部の実施形態では、前記液体成分はフォトポリマー樹脂を含む。

開示された装置の一部の実施形態では、前記選択的処理部は、前記フォトポリマー樹脂に照射するように構成される。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作る装置が供される。当該装置は、
構築プラットフォームと、
前記構築プラットフォーム上又は過去に堆積された層上に複数の構築材料の層を堆積するように構成される堆積モジュールと、
前記の堆積された層のうちの少なくとも一部の層の少なくとも一部分を調節することで、前記３次元構造を画定する選択的処理部を備え、
前記構築プラットフォームは、複数の気孔を画定する構築プラットフォーム作業表面を画定し、
前記構築材料は、粉末材料と液体成分の混合物を含み、前記構築材料の前記液体成分の少なくとも一部は前記の堆積された層から除去されることで、前記層は集密化される。

開示された装置の一部の実施形態では、前記液体成分はフォトポリマー樹脂を含む。

開示された装置の一部の実施形態では、前記選択的処理部は、前記フォトポリマー樹脂に照射するように構成される。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作る方法が供される。当該方法は、
前記の開示された方法を用いて少なくとも１つの部品と部品トレイのそれぞれを作る段階と、
前記部品トレイを焼結する段階であって、前記の焼結された部品トレイ幾何学形状は焼結前の前記部品の幾何学形状と相補的である、段階と、
前記部品を前記部品トレイへ搬入する段階と、
前記部品トレイ内の前記部品を焼結する段階、を有する。

開示された方法の一部の実施形態では、前記搬入する段階は、前記部品トレイに印加された真空吸引によって前記部品を前記部品トレイに搬入する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記部品トレイを焼結する段階は、前記部品トレイを焼結することで前記の焼結された部品トレイが多孔性となり、前記少なくとも１つの部品の各々のサイズよりも小さなサイズを有する気孔を画定する段階を含む。前記真空吸引は前記気孔を介して印加される。

開示された方法の一部の実施形態では、
前記作る段階は複数の部品を作る段階を含み、
前記搬入する段階は、前記部品トレイへ前記複数の部品を同時に搬入する段階を含む。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作る方法が供される。当該方法は、
前記の開示された方法を用いて道具と部品のそれぞれを作る段階と、
前記道具を用いて前記部品の幾何学形状を調節する段階、を有する。

開示された方法の一部の実施形態では、前記調節する段階は、
前記道具と前記部品を電解液に浸漬する段階と、
前記道具と前記部品にわたって電流を印加することで前記部品から材料の少なくとも一部を除去する段階、を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記道具を作る段階は、デジタルモデルにおいて、前記道具の幾何学形状を、前記部品の目標幾何学形状の１つ以上の表面に対して相補的になるように決定することで、前記道具に前記目標幾何学形状を与えるのに必要な前記道具の表面を決定する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記道具は多孔性である。

開示された方法の一部の実施形態では、前記道具を作る段階は、前記道具の焼結温度を制御することによって前記道具の多孔性を制御する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記道具は気孔のサイズの画定を、前記気孔の幾何学形状が前記調節する段階によって前記部品には与えられず、かつ、前記電解液は前記調節する段階中に前記気孔の少なくとも一部を介して流れるようにする。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作る方法が供される。当該方法は、
自由形状造形を用いて少なくとも１つの部品と部品トレイのそれぞれを作る段階と、
前記部品トレイを焼結する段階であって、前記の焼結された部品トレイの幾何学形状は焼結前の前記部品の幾何学形状と相補的である、段階と、
前記部品を前記部品トレイへ搬入する段階と、
前記部品トレイ内の前記部品を焼結する段階、を有する。

開示された方法の一部の実施形態では、前記搬入する段階は、前記部品トレイに印加された真空吸引によって前記部品を前記部品トレイに搬入する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記部品トレイを焼結する段階は、前記部品トレイを焼結することで、前記の焼結された部品トレイが多孔性で、前記少なくとも１つの部品の各々のサイズよりも小さなサイズを有する気孔を画定する段階を含む。前記真空吸引は前記気孔を介して印加される。

開示された方法の一部の実施形態では、
前記作る段階は複数の部品を作る段階を含み、
前記搬入する段階は、前記部品トレイへ前記複数の部品を同時に搬入する段階を含む。

本願で開示されている他の態様によると、３次元物体を作る方法が供される。当該方法は、
自由形状造形を用いて道具と部品のそれぞれを作る段階と、
前記道具を用いて前記部品の幾何学形状を調節する段階、を有する。

開示された方法の一部の実施形態では、前記調節する段階は、
前記道具と前記部品を電解液に浸漬する段階と、
前記道具と前記部品にわたって電流を印加することで前記部品から材料の少なくとも一部を除去する段階、を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記道具を作る段階は、デジタルモデルにおいて、前記道具の幾何学形状を、前記部品の目標幾何学形状の１つ以上の表面に対して相補的になるように決定することで、前記道具に前記目標幾何学形状を与えるのに必要な前記道具の表面を決定する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記道具は多孔性である。

開示された方法の一部の実施形態では、前記道具を作る段階は、前記道具の焼結温度を制御することによって前記道具の多孔性を制御する段階を含む。

開示された方法の一部の実施形態では、前記道具は気孔のサイズの画定を、前記気孔の幾何学形状が前記調節する段階によって前記部品には与えられず、かつ、前記電解液は前記調節する段階中に前記気孔の少なくとも一部を介して流れるようにする。

本発明のさらなる特徴は、添付図面と共に以降の本発明の詳細な説明から容易に明らかになるだろう。

本発明の好適実施形態は以降で図面を参照しながら説明される。
本願で開示されている対象の一実施形態による固体自由造形用の機械の正面右側斜視図である。 図1の機械の正面左側斜視図である。 図1の機械の断面図である。 図2の機械の断面図である。 図1の機械で使用される材料堆積システムの正面斜視図である。 図5の材料堆積システムの断面図である。 第1構成における図5の材料堆積システムの一部の断面図である。 第２構成における図5の材料堆積システムの一部の断面図である。 第３構成における図5の材料堆積システムの一部の断面図である。 第４構成における図5の材料堆積システムの一部の断面図である。 図1の機械からの第1ポンピングシステムの下方からの斜視図である。 図1の機械からの第2ポンピングシステムの下方からの斜視図である。 図1の機械によって使用され得る材料処理プロセスの第1段階の概略図である。 図1の機械によって利用可能な材料処理プロセスの第2段階の概略図である。 図1の機械によって利用可能な材料処理プロセスの第3段階の概略図である。 図1の機械によって利用可能な構築プラットフォームの実施態様の正面斜視図である。 図16の構築プラットフォームの断面図である。 部分的に完成した構造を有する図16の構築プラットフォームの正面斜視図である。 構造が完成した図16の構築プラットフォームの正面斜視図である。 図16の構築プラットフォーム上で完成した構造を処理するシステムの第1構成の正面斜視図である。 図21は、図20のシステムの断面図である。 完成した構造を有する図16の構築プラットフォームの上部の正面斜視図である。 余分な材料を除去するプロセスが完了した後の、完成した構造を有する図16の構築プラットフォームの上部の正面斜視図である。 焼結用のプリント済部品のバッチを除去するシステムの第1構成の下方からの斜視図である。 焼結用のプリント済部品のバッチを除去するシステムの第2構成の下方からの斜視図である。 図25のシステムの断面図である。 図1の機械によって製造された部品および／または工具を利用できる部品仕上げプロセスの第1段階の概略図である。 図1の機械によって製造された部品および/または工具を利用できる部品仕上げプロセスにおける第2段階の概略図である。 図1の機械によって製造された部品および/または工具を利用できる部品仕上げプロセスにおける第3段階の概略図である。 物体の固体自由造形システムを表す例示的な図である。 図30のシステムに基づく固体自由造形方法の一実施形態を示す例示的なトップレベルのフローチャートである。 図30のシステムの代替実施形態を示す例示的な図である。図中、物体は1つ以上の層を含む。 図32のシステムに基づく固体自由造形方法の一実施形態を示す例示的なフローチャートである。 図32のシステムに基づく固体自由造形方法の代替実施形態を示す例示的なフローチャートである。当該方法は構築材料を集密化する段階を含む。 Ａ,Ｂは、図32のシステムの別の代替実施形態を例示する図であり、超音波部を使用する前および使用した後の構築材料がそれぞれ示される。 Ａ,Ｂは、図32のシステムの別の代替実施形態を示す例示的な図であり、超音波部を使用する前および使用した後の構築材料がそれぞれ示されている。超音波部は粉末を固める。 図32のシステムのさらに別の代替的な実施形態を示す例示的な図である。当該システムは蒸発部を含む。 A～Cは、図32のシステム内で構築材料を集密化する例示的なプロセスを示す例示的な図である。 A，Bは、図32のシステムの別の代替実施形態を示す例示的な図であり、集密化流体を与える前及び後の構築材料がそれぞれ示される。 図30のシステムに基づく固体自由造形方法の代替実施形態を例示するフローチャートである。当該方法は照射に基づく。 図32のシステムのさらに別の代替的な実施形態を例示する図である。当該システムは選択的堆積部を含む。 A，Bは、図41のシステムを例示する例示的な図であり、乾燥粉末および湿った粉末上での補助構築材料の堆積をそれぞれ示している。 図30のシステムに基づく固体自由造形方法の別の代替実施形態を示す例示的なフローチャートである。当該方法は補助構築材料を堆積する段階を含む。 図41のシステムの代替的な実施形態を例示する図である。図中、物体は標的領域に基づいて形成される。 図41のシステムの別の代替的な実施形態を示す例示的な斜視図である。図中、物体は非標的領域に基づいて形成される。 図41のシステムのさらに別の代替的な実施形態を示す例示的な斜視図である。図中、物体は支持表面層に基づいて形成される。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 図41のシステムの実施形態を例示する様々な詳細図である。 製造システムの一実施形態を示す例示的な図である。当該システムは像生成部を含む。 図57の像生成部の実施形態を示す例示的な図である。像生成部は複数の照射源群を含む。 図58の像生成部によって生成される画像群を例示する図である。 図58の像生成部によって生成される画素領域を例示する図である。 図57の像生成部の代替実施形態を例示する図である。図中、像生成部は複数の照射源群を含み、照射源のサイズは図61と図58との間で異なる。 図58の像生成部によって生成される画像群を示す例示的な図である。 図58の像生成部によって生成される画素領域を例示する図である。 図57の像生成部の別の代替的な実施形態によって生成される画像のアレイを表す例示的な図である。 図57の像生成部のさらに別の代替的な実施形態によって生成された画像のアレイを例示する図である。画像のサイズは、図65と図64との間で異なる。 図57のシステムの様々な実施形態を例示する例示的な図である。 図57のシステムの様々な実施形態を例示する例示的な図である。 図57のシステムの様々な実施形態を例示する例示的な図である。 図57のシステムの様々な実施形態を例示する例示的な図である。 図57のシステムの様々な実施形態を例示する例示的な図である。 図30のシステムによって作られる部品の実施形態を示す例示的な図である。 図71の部品の代替的な実施形態を示す例示的な図である。図中、部品は該部品内に気孔を画定する。 図71の部品の別の代替的な実施形態を示す例示的な図である。図中、部品は先端部分に気孔を画定している。 図30のシステムによって作られた部品の実施形態を示す例示的な図である。図中、部品は血管に入るように構成されている。 図74の部品の代替的な実施形態を示す例示的な図である。図中、部品は先端部分に気孔を画定している。 図30のシステムによって作られた部品の実施形態を例示する図である。図中、部品は横方向を向く1つ以上の気孔を画定している。 図30のシステムによって作られたマイクロニードルアレイの実施形態を示す例示的な図である。 図30のシステムを制御するための制御システムの一実施形態を示す例示的な図である。

図は縮尺通りに描かれておらず、同様の構造または機能の部材は、図全体を通して説明のために一般に同様の参照数字で表されていることに留意されたい。また、図は、好適実施形態の説明を容易にすることしか意図していないことに留意されたい。図は、説明された実施形態のあらゆる側面を例示するものではなく、本開示の範囲を限定するものでもない。

本明細書に記載される実施形態は、一般に、非常に多様な材料から物体を固体自由形状に作製するための装置及び方法に関するものである。 例示的な材料は、金属、プラスチック、セラミック、および／または１つ以上のタイプの材料の組み合わせからなる複合材料のような材料を含み得る。

ステレオリソグラフィー（SLA）製造は、3次元の物体を製造するために、フォトポリマー樹脂と重合放射線源を利用する。スラリー原料を使用して粉末複合部品を製造するアプローチも開発されており、その後、さらに加工して金属やセラミックの固形部品を製造することができる。これらのアプローチの多くは、速さと部品の品質との間に固有の設計上のトレードオフがある。図1～4は、これらの制限を克服するために設計されたシステム（100）を示している。

このシステムは、フォトポリマー樹脂と粉末の任意の混合物を処理するために使用することができる。 いくつかの実施形態では、混合物はスラリーの形態であることができる。場合によっては、この方法によって粉末複合部材を製造することができ、これは、その後、ポリマーバインダーを除去し、粉末材料を固体部材に焼結させるために後処理される。粉末材料は、金属またはセラミック、あるいは焼結可能な材料（複数可）の任意の組合せとすることができる。

例示的な実施形態では、このシステムは、材料堆積システム（130）と、任意で、材料を堆積させ、造形プラットフォーム作業面（162）上のどこに材料が蓄積されるようにするかを制御するための一つ以上のエアブレード（140，150）を含む。 様々な実施形態において、本開示に規定されるようなプロセスは、能動的作業面（167）上で実行することができる。能動的作業面（167）は、材料が堆積されている、または堆積される予定の表面を含むことができる。いくつかの実施形態では、能動的作業面（167）は、例えば、第1の層の堆積中に、構築プラットフォーム作業面（162）を含むことができる。追加的および／または代替的に、能動的作業面（167）は、例えば、第1の層の後の各後続層が堆積されるときに、最も外側の堆積された層を含むことができる。いくつかの実施形態では、堆積システム（130）は、構築プラットフォーム作業面（162）を横切るように堆積システム（130）を線形並進させることを可能にするために、線形案内部（103，105）に取り付けられることができる。一般に、材料が能動的作業面（167）上に堆積されるように、構築プラットフォーム作業面（162）に対する堆積システム（130）の運動を達成する任意のシステムが、現在開示されている対象の範囲内にあると見なされることが理解される。材料が堆積された後、投影モジュール（106）が、堆積された層の少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化させて、プリント済み部品またはプリント済み部品のアレイの1つの層を規定するために使用される。この層の像は、水平面と物体の3次元デジタル表現との共通部分を計算することによって得ることができる。さらに、この画像は、格子構造を有するように変更されてもよく、または、非接触支持部位を含むがこれに限定されない他の支持部位が追加されてもよい。以降の図においてより詳細に説明されるように、前記支持部位は、層の像（複数可）内において設計されている。像中には前記支持部位をプリント済み部品から分離する隙間が存在する。層の像を生成するための一般に認められた方法を利用することで十分である場合もあれば、先に挙げた変更の任意の組み合わせを含むことが必要である場合もある。このプロセスは、造形が完了するまで繰り返される。

プロセスは、閉ループ制御を利用する構成においてフィードバックのためのデータを提供し、及び／又は品質管理の目的のためのデータを提供し得るカメラ（104）によって監視されることがある。特に、特定のフォトポリマー樹脂配合物については、硬化プロセスの完全性を制御及び／又は検証するために、硬化プロセス中に色の変化が観察される場合がある。例えば、ホスフィン系光重合開始剤を含む一部の樹脂配合物は、硬化中に透明または薄い半透明の黄色から濃い黄色に変化することがある。この例では、硬化中の樹脂による吸収の変化に対応する特定の波長の光を構造領域に照射することができる。構造領域からの放出光をカメラ（104）で像生成し、カメラ画像で測定されたこの波長の輝度を用いて、硬化プロセスを検証してもよい。いくつかの実施形態では、カメラからのデータを用いて制御ソフトウェアによって輝度レベルが測定され、発生した硬化の程度を決定することができる。制御構成において、これは、明るさの閾値がカメラによって観察され、制御ソフトウェアによって検出された後、硬化プロセスを停止するタイミングを決定するために使用され得る。別の実施形態では、輝度レベルを測定し、品質管理データとして保存することができる。このレベルが予め決められた最小値を超えたかどうかを示すメタデータを追加して、適切な硬化が行われたことを確認することができる。さらに、許容値の範囲を、カメラによって観察され、制御ソフトウェアによって測定された輝度レベルと比較して、層が十分に硬化されたが、過剰硬化されていないかどうかを判断することができる。

供給原料としてフォトポリマー樹脂及び粉末のスラリーを使用する場合、粉末材料がスラリーから沈殿する程度及び／又は材料の層の品質又は全体としての印刷部品若しくは部品の配列の品質を損なう可能性のある凝集物を形成する程度を制限するために、この材料を循環させる、撹拌する、及び／又はかき回すことを含むがこれに限定されない手段などによって、材料を均質化することが有用であり得る。スラリー中の分散した粉末の使用は産業界では一般的であるが、多くのスラリーでは、材料の品質および均一性を維持するために一定の均質化を必要としない安定した懸濁液に組み込まれ得るナノ粒子を使用していることに注目する価値がある。 付加製造の多くの場合、より大きな（例えば、直径が0.5ミクロンから50ミクロンの範囲の）、より高密度の粒子（例えば、金属および／またはセラミック）が使用されることがあり、これにより、安定した懸濁液を作ることがはるかに難しくなる。 様々な実施形態で使用される例示的な粒子は、1.5グラム/立方センチメートル（g/cm³）～20g/cm³または1.5g/cm³～25g/cm³の範囲であると考えられる。懸濁液では、均質化プロセスが停止したときから、スラリーまたは懸濁液が許容可能な品質の層を形成するための供給に十分な程度の均質化がされなくなるまでの時間（例えば、30秒）を表すセトリング時間が存在すると考えられる。構築プロセス中にスラリーを連続的に均質化することにより、すべての懸濁液が単に事前混合された場合よりも、より高品質でより再現性の高い結果を達成することができる。様々な実施形態において、開示されたプロセスのセトリング時間は、ナノ粒子を使用する多くの既存のスラリーのセトリング時間よりも大幅に短くすることができる。例示的なセトリング時間は、1秒から5分の範囲であり得るため、開示されたようないくつかの実際の製造プロセスでは均質化が必要となる。特定のセトリング時間は、粒子のサイズおよび／または密度、ならびに流体の特性（粘度など）に依存し得る。例えば、セトリング時間は、流体粘度が低い場合に短くなり得、流体粘度が高い場合に長くなり得る。例えば、低粘度の流体中の金属材料のセトリング時間は、2秒とすることができる。別の例では、様々なタイプの金属材料のセトリング時間は、それぞれ10秒、30秒、または5分とすることができる。別の例では、セラミック材料のセトリング時間は、2分とすることができる。

様々な実施形態において、連続的な均質化は、印刷プロセス中に停止することなく均質化手段を使用することができる。 加えて及び／又は代替的に、連続的な均質化は、他の時間に可能な一時停止を伴って、少なくとも造形物の堆積の直前及び／又は堆積中に均質化手段を使用し得る。いくつかの実施形態では、プロセスに休止がある場合、均質化の停止と層堆積との間の休止時間は、セトリング時間よりも小さくする必要がある。 様々な実施形態において、この循環は、複数のポンプ（110，112，114，116，118）の組で達成することができる。これらのポンプ（110,112,114,116）のうち4つは均質化ポンプであり、1つのポンプ（118）は循環のため、および堆積モジュール（130）に材料を供給するために使用される。さらなる図に示すように、供給ポンプ（118）からの流出は、堆積モジュール（130）のための流入部（例えば、図5に示す入力ライン132）に接続され得る管（例えば、図11に示す出口ポート121）を介して流れる。完全な管の回路は描かれていないが、そのような接続が容易に達成可能であることは、図から理解され得る。印刷プロセスの間、スラリー貯蔵部（102）は、スラリーで満たされ得る。均質化ポンプ（110，112，114，116）は、流入及び流出が所定のポンプに近接して生じるように、それぞれの領域内でスラリーを均質化するように構成され得る。加えて及び／又は代替的に、均質化ポンプ（110，112，114，116）は、1つの均質化ポンプの流出が別の均質化ポンプの流入に向けられるように、スラリーを貯蔵部（102）の周りに循環させるように構成されることができる。さらなる図に示されるように、例示的な均質化ポンプ（110，112，114，116）は、均質化プロセスにおいて局所的なトロイダル流を作成することができるハンマーミルポンプであってよい。いくつかの実施形態では、インペラポンプシステムで実施され得るようなシュラウドまたは他の流れ転換構造など、ポンプからの出力流を特定の方向に向けるために、追加の特徴部位（描かれていない）が追加され得る。いくつかの実施形態では、リザーバ（102）は、内壁、外壁、及び底面を備え、これらが一体となることで、堆積モジュール（130）からの過剰なスラリー、及び構築プラットフォーム（160）の側面から流出する任意の過剰なスラリーを受け取るための環状貯蔵部を含む。堆積モジュール（130）が貯蔵部（102）上に配置されると、スラリーは堆積モジュール（130）から出て貯蔵部（102）内に落下し得る。堆積モジュール（130）が構築プラットフォーム作業面（162）を横切って並進される場合、これにより、プリント用の材料の層が生成される。例示的なプリントプロセスは、堆積モジュール（130）を構築プラットフォーム作業面（162）を横切って一方向に並進させて能動的作業面（167）上に材料の層を生成し、続いて投影モジュール（106）で材料の層を処理し、続いて構築プラットフォーム（160）を1層の厚さ分下げ、その後投影モジュール（106）で処理することができる材料の別の層を生成するために堆積モジュール（130）を構築プラットフォーム作業面（162）にわたって並進させて戻すこと、を含み得る。ポンプのこの構成および様式は、例示することを意図しているが、限定的なものではなく、堆積モジュール（130）に材料を供給する任意の適切な循環および均質化システムは、本明細書に含まれることが理解される。いくつかの実施形態では、堆積モジュール（130）の並進は、リニアアクチュエータ（複数可）、スクリュードライブ又はベルトドライブを駆動するロータリーアクチュエータ（複数可）、又は当業者によって一般的に理解される直線運動を達成するための他の任意の方法の組み合わせによって達成することができる。さらに、いくつかの実施形態では、ポンプモータ、構築プラットフォームの運動、および堆積モジュールの運動の制御は、標準的な手段によって達成され得る。図1～4は、システム（100）を、単なる例示の目的で、上記のような機能を有するポンプ（110，112，114，116，118）をそれぞれ含むポンプシステムを含むものとして示しているが、システム（100）は、制限なく、任意の適切な部品および／または構造を有する材料供給部（108）でそのような機能（複数）を実施できる。例示的な材料供給部（108）は、任意の適切なタイプのポンプ、コンベア、真空、ファン、タービン、ミキサー、ブレンダー、プロセッサ、および／またはそれらの組合せを含むことができる。図1～4は、システム（100）が、例示の目的のみのために上記のような機能をそれぞれ有するポンプ（110，112，114，116，118）を含むものとして示されているが、システム（100）は、1つのポンプ、または制限なく、同一および／または異なるポンプの任意の適切な数（5つ以外の数）を含むことができる。ポンプ（複数可）の機能は、任意の構成および／または組合せを介して実施することができる。一例では、1つ以上のポンプは、それぞれ均質化および循環の機能を提供することができる。別の例では、1つ以上のポンプを均質化ポンプとし、1つ以上の他のポンプを循環ポンプとすることができる。

1つの構成において、堆積モジュール（130）は、スロットダイであってもよく、その詳細は図5及び図6に示されている。スロットダイは、スラリーを入力ライン（132）を通して中央キャビティ（131）に送り込み、2つの対向面（133，134）の間からそのスラリーを出すように機能する。図8で説明するように、右真空ライン（135）または左真空ライン（136）を通じて真空圧を加えることによって2つの真空領域（137，138）を使用することで堆積プロセスを改善することができる。

以下でさらに説明するように、構築プラットフォーム作業面（162）上のどこに堆積材料が蓄積されるようにするかを制限することが望ましい場合がある。一例として、構築プラットフォーム作業面（162）の切込み／切出し端部（あるいは表面又は領域）（164，166）（図16および17に示す）上に堆積材料が堆積するのを制限することが望ましい場合がある。中央キャビティ（144，154）に供給され、出口スロット（146，156）を通して空気が流出することを可能にする入口ライン（142，152）を含む空気ブレード（140，150）は、後続の層で再利用するために構築プラットフォーム作業面（162）から過剰材料を吹き飛ばして貯蔵庫（102）に戻すのに使用され得る。

図7～10は、スロットダイが堆積モジュール（130）において使用され得るプロセス、およびそのようなスロットダイシステムの性能を向上させるために行われ得る調節を表す。図7は、標準的なスロットダイの出口経路を表しており、スラリー（201）がスロットダイの対向する面（133、134）間を通過することを許可された後、先端メニスカス（202）および後端メニスカス（204）を有するビードを形成し、これにより堆積材料の層（206）が生成されることを示している。先端メニスカス（202）と後端メニスカス（204）との間のビードの体積は、ビードの安定ビード領域を画定し得る。この記載及び図8～10では、スロットダイは左へ移動し、その後ろに材料の層（206）を残している。スロットダイコーティングで理解されるように、動作条件が固定され、プロセスが大気圧で発生する場合、ビードの高さと層の高さの比に制限がある。この例では、ビードの高さは、先端メニスカス（202）の高さであるとみなされる。この比率は、図8に示すように、先端メニスカス（202）を真空圧にさらし、スロットダイと基板との間での高い清浄状態を維持しながら薄い層を製造し、基板上のせん断応力を低下させることによって増加することができる。層の高さに対するビードの高さの比の増加は、少なくとも部分的に、真空圧力への曝露下でのビードの前方シフトに起因し得る。また、ビード内の流れは通常層流であるため、せん断応力を決定する主要因であるビード内の速度プロファイルにも変化が生じる。これらの特徴は、スロットダイコーティングの既存の用途において一般的に理解されており、いくつかの実施形態において有利に適用することができる。いくつかの実施形態では、真空圧力は、前の図に示すように、左真空領域（138）によって提供され得る。

いくつかの実施形態では、条件（流量、横方向速さなど）を制御して、堆積中に安定したビードを提供することができ、その結果、非常に均一な層（206）を生成することになる。しかしながら、前の層に偏差がある場合、スロットダイ堆積プロセスの性質により、これらの偏差に対する何らかの補償が可能である。前の層の面積が小さいと、スロットダイと基板（200）の間のギャップが大きくなり、この例では前の層がそうなっている。このギャップが大きいと、ビードからより多くの材料が引き出され、より厚い層(206)が生成される。このより厚い層(206)は、低い面積を少なくとも部分的に補うことになる。面積が大きい場合は、その逆の動作が見られる。この動作の限界は、少なくとも部分的にビーズの大きさによって決定される。ビーズから引き出される材料が多すぎる場合、先端メニスカス（202）はもはや安定せず、気泡が層（206）に取り込まれる可能性がある。逆に、ビードからの材料が少なすぎると、先端メニスカス（202）がスロットダイを越えて広がりすぎて、スロットダイの角度のついた外面に濡れを生じさせることがある。この追加の材料は、層（206）の不完全性を直接引き起こす可能性があり、また、スロットダイが構築プラットフォームを反対方向に移動する際に、次の層上に滴下して次の層の不完全性を引き起こす可能性のある残留材料を生成することがある。
[0200] 図9および図10は、システムに大きな偏差耐性を導入するために、堆積プロセスの他の側面を根本的に変更することなくビードのサイズを大きくするために、スラリー（201）流路を規定する対向面（133，134）を変更したことを示す。堆積モジュール（130）（例えば図6に示す）の直線速さに対する流量の比が、過剰な流れがビードを大きくしすぎることを防止する範囲内に保たれていれば、先端メニスカス（202）がスロットダイを越えて過度に延び、スロットダイの角度のある外面に濡れをもたらすことを防止することができる。この目的のために、面取り（210，212）またはフィレット（214，216）をスロットダイ表面（133，134）に追加することができる。追加的および／または代替的に、所望の効果をもたらすために他の切り抜き形状を使用することができる。スロットダイ面（133，134）に形成された面取り（210，212）、フィレット（214，216）および／または他の切り抜き形状は、スロットダイ面（133，134）の端部領域で定義される開口のサイズを拡大し、安定ビード領域は拡大され得る。本発明者は、ビードサイズの拡大により、堆積モジュール（130）による堆積の安定性および／または均一性を高めることができることを発見した。従来のスロットダイコーティング用途は、例えば、紙を光沢のあるものにするための紙のシート上のコーティングのような単一の層、または複数の色またはコーティングのような連続する層の5以下のオーダーで限られた数しかコーティングしない。これに対して、開示されたシステム（100）（図1～4に示す）は、SFFにおいてスロットダイコーティングを使用することができる。 例えば数百または数千の層を含む複数の層を堆積させる場合、システム（100）がそのような高いレベルの繰り返しに安定であることを確認することが重要である。したがって、スロットダイを修正することでSFFの利用における安定性を高めることによって、システム（100）は、SFFの利用において固有に存在するがスロットダイコーティングの他の利用において必ずしも存在しない問題を解決する。三次元物体を作るために必要な層の例示的な数は、10、20、50、100、200、500、1000に等しいか、またはそのオーダーであることができる。このような数は、スロットダイコーティングを使用する他のどの技術よりも著しく大きい。したがって、SFFにおいてスロットダイコーティングを使用すると、従来のスロットダイコーティング技術では遭遇しなかった、または解決されなかった独特の技術的問題に遭遇する可能性がある。 本開示で規定されるような方法およびシステムは、そのような技術的問題を解決することができる。

図11は、先に描かれた堆積モジュール（130）に供給するために使用され得る循環ポンプ（118）を表している。このポンプ（118）は、外側シュラウド（120）、ロータ（119）および出口ポート（121）を含み得る。この構成では、このポンプ（118）は、インペラポンプとすることができ、このポンプは、堆積モジュール（130）を通してスラリーを循環させるために連続的に運転することができる。図12は、出口スロット（117）を有するシュラウド（115）およびポンピングスロット（113）を有するロータ（111）を含む均質化ポンプ（110）を表している。この構成では、均質化ポンプ（110）はハンマーミルとすることができ、遠心ポンプ運動を使用して、スラリー中の懸濁粒子とシュラウド（115）の出口スロット（117）の間での衝突を促進する。これは、粉末の凝集物を破壊し、スラリーを均質化する効果を有する。これらのポンプを通してスラリーを継続的に循環させることで、スラリーの品質を維持し、沈降および／または凝集を防止するのに役立つ。

図13～15は、前述のシステムで使用することができる材料処理方法の概略を示す。さらなる図で説明するように、構築プラットフォーム作業面（162）は、プラットフォームを通る流体の流れを可能にするために多孔質であってよい。この構成では、粉末（310）と樹脂（312）の低密度混合物が、能動的作業面（167）上に堆積される。多孔質構築プラットフォーム作業面（162）、および存在する場合は以前に堆積された層を通してスラリーに真空圧をかけ、過剰な樹脂（312）を除去してスラリーの有効粉末装填密度を高め、粉末（310）を集密化する。極端な場合、図15に示すように、樹脂（312）が粉末粒子（310）間の接点でしか見いだされないように、すべての過剰な樹脂（312）を除去することができる。すべての樹脂（312）が除去されない場合（例えば、図14に示すように）、層は、格子構造を使用して像生成されることで、流体の流れおよび後続の層からの流体の除去を可能にすることができる。換言すると、層は、格子パターンに従って像生成され得る。有利なことに、層の像生成されていない領域の樹脂を除去して、層内に流体経路を開くことができるようにすることができる。格子の大きさと境界が適切に設計されている場合、例えば、ほとんど穴がなく、ほとんど無垢である場合、格子は三次元部品内に未硬化粉末を閉じ込めることができ、露光中に格子が使用されたにもかかわらず、焼結プロセスによって固体部品を作成することができる。図15に描かれた例では、これらの格子画像技術を使用する必要はないことがある。この流体排出プロセスは本質的に多孔質の構造を残すことができるので、固体硬化画像を使用しても部品内の流体経路は利用できる。

堆積層を集密化することの価値は、高度に均質な高密度プリント済み部品を製造しながら、急速に堆積される可能性のある堆積中の低粘度供給原料の使用を可能にすることである。焼結後に高密度を実現するためには、プリント済み部品の密度に最低限必要な条件があるため、粉末の装填量が少ない原料を使用した場合、適切に焼結できないことがある。また、粉末の充填量が多い原料を使用した場合、粘度が非常に高くなり、層の堆積（ひいてはプリント）プロセスが非常に遅くなる。さらに、特に金属粉末はスラリーから急速に沈殿する傾向があり、粉末の装填量が少ない原料の層では、層の上部よりも層の下部により多くの粉末があるプリント済み層が生じる可能性がある。この影響は、焼結部品の機械的特性に影響を与え、垂直方向に引張荷重がかかると、水平方向の荷重に比べ弱い部品ができることがある。層を高密度化することで、層内の密度のばらつきがなくなり、等方的な焼結部品が得られる。また、高密度の印刷プリント済み部品は、焼結時の収縮が少なく、寸法公差をより大きく制御することが可能である。さらに、真空圧をかけずにスラリーを多孔質基板に堆積させると、流体が基板に受動的に吸収されて層が集密化することがあるが、集密化のプロセスは、真空圧によってプロセスが支援される場合と比較して非常にゆっくりと起こることがある。さらに、この集密化プロセスの速さは、追加の層が堆積されるにつれて、大幅に減少し得、完全に停止し得る。

いくつかの実施形態では、吸引プロセスは、カメラ（104）（図1に示す）による像生成によって制御および／または検証することができる。能動的作業面（167）は、樹脂材料によって吸収され、粉末材料によって反射される光源によって照明（及び／又は照射）され得、放出光は、カメラ（104）によって像生成され、所定の構築層における樹脂と粉末の相対量を決定し得る。カメラ（104）による像生成に基づいて得られたこのデータは、集密化中に適用される真空圧のレベルを制御するためのフィードバックとして使用することができる。例えば、非常に高い真空圧を最初に適用し、層中の樹脂量が減少するにつれて、真空圧を減少させて、層中の樹脂レベルを安定した目標値に維持することが可能である。いくつかの実施形態では、最大真空圧（非限定的な例では約14.7psi）は、所望の速さで層の緻密化を達成するのに必ずしも適切ではない場合がある。この例では、活性作業面（167）に近接する有効差圧を、活性作業面（167）とは反対方向の構築プラットフォーム作業面（162）の側に近接する圧力に対して増加させるために加圧できる密閉容器内に構造プロセス全体を封入することが望ましいとされ得る。 様々な実施形態において、「真空圧」は、本明細書に記載される適用された差圧の大きさを意味すると理解することができる。 例えば、「高真空圧」は、高差圧を含むことができる。

図16および図17は、先に説明したシステムで使用され得る構築プラットフォーム作業面（162）を有する構築プラットフォーム（160）を示す。構築プラットフォーム作業面（162）は、取り外し可能であってもよく、切込み／切出し面（164，166）と同様に中央多孔質領域（165）を有することができる。前述のように、多孔質領域（165）は、構築プラットフォーム作業面（162）又は活性作業面（167）上に堆積されたスラリーの緻密化を可能にする。切込み／切出しゾーン（164，166）では緻密化が起こらない可能性があることを考えると、このことは、先に説明したように、過剰な材料を除去するためにエアブレードを使用することの利点をさらに解明している。

構築プラットフォーム（160）はまた、多孔質上面（161）を有する開放キャビティを有することができる。この例では、構築プラットフォーム作業面（162）の多孔質領域（165）は、プリント済み部品が落ちないように十分に小さいが、粉末が流れるように十分に大きい孔を有することがあり、一方、構築プラットフォーム（160）の多孔質上面（161）は、樹脂は流れるが粉末は通らない小さい孔を有することがある。 いくつかの実施形態では、多孔質領域（165）の各孔のサイズ（例えば、直径）は、プリント済み部品の各々のサイズよりも小さく、粉末のサイズよりも大きくすることができ、一方、多孔質上面（161）の各孔のサイズ（例えば、直径）は、粉末のサイズより小さくすることができる。プリントプロセス中、粉末および樹脂は、構築プラットフォーム作業面（162）の孔を満たすことができるが、粉末が構築プラットフォーム（160）の中または下に落ちることはない。多孔質領域（165）を有する構築プラットフォーム作業面（162）は、後続の図でさらに説明する、部品のバッチからおよび／または構築プラットフォーム作業面（162）から過剰材料（例えば、未硬化樹脂材料内に含まれる粉末）を洗浄するために構築プラットフォーム作業面（162）を取り除くことを可能にし得る。洗浄プロセス中、過剰な未結合粉末は、構築プラットフォーム作業面（162）を通って落下することができ、したがって、洗浄プロセスを容易にすることができる。洗浄中、構築プラットフォーム作業面（162）に画定された孔は、プリント部品および／または支持構造よりも小さくすることができるので、未結合粉末および樹脂のみを除去することができる。 様々な実施形態において、未結合粉末は、樹脂がUV光にさらされず、固体でない樹脂とブレンドされた粉末の部分を含むことができる。 未結合粉末は、樹脂がUV光に曝され、固体である、樹脂とブレンドされた粉末の部分を含むことができる。

図18および図19は、構造プロセス中の構築プラットフォーム（160）および構築プラットフォーム作業面（162）を描写する。部分的に完成した構造が図18に示されており、部分的に完成した部品（190）および支持構造（192）を有する部品ケーキ（部品および／または支持構造および未硬化材料の集合体）（170）からなる。この例では、高密度化された構築材料（520）（図30に示す）（例えば、スラリーの形態で堆積される）は、プリント済み部品（190）に対して適切な支持を提供でき、そのため、支持構造（192）は部品（190）に接着されず、必ずしも特定の従来の支持材料または構造の目的を果たすわけではない。 様々な実施形態において、接着されることは、固定的及び／又は剛性的に取り付けられ、接続され、又は付着されることを含み得る。 多少異なって述べると、支持構造（192）が部品（190）の選択された位置で部品（190）に接触および／または当接して部品（190）を所定の位置に保持できるとしても、プリントプロセス中に生じる部品（190）と支持構造（192）との間にギャップがあり得るので、支持構造（192）は部品（190）に固定して取り付け、接続、または接着されない。 いくつかの実施形態では、ギャップは、投影モジュール（106）に入力された層画像（複数可）を修正することによって定義することができる。 例えば、層画像（複数可）を修正することは、支持構造（192）と部品（190）との間に１つ以上の画像ピクセルを定義することを含むことができる。 支持構造（192）は、場合によっては洗浄プロセス及び／又は焼結のための除去を含む後処理の間、部品（190）の位置決めを維持する役割を果たすことができる。

図20及び図21は、余分な材料を除去して部品を焼結するための追加のステップが取られる前に、部品ケーキ（170）を前処理するためのシステム及び方法を示す。さらなる処理の前に、パーツケーキ（170）から未硬化樹脂を除去することは、結合していない粉末を流動化（及び／又は緩める）してこの粉末を除去する工程を促進するのに役立ち得るので、有利であり得る。 いくつかの実施形態では、未硬化樹脂の除去は、必ずしもパーツケーキ（170）の外観に目に見える変化をもたらすわけではない。 この例では、シュラウド（180）がパーツケーキ（170）の周囲に配置される。シュラウド（180）は、プリントプロセス中の層緻密化のために使用されるのと同じシステムを通じて、パーツケーキ（170）を通して吸引される溶剤で満たされる場合がある。これは、プリンタ自体の中で前処理工程を実行すること、又は独自の吸引システムを有することができる別個のステーションで実行すること、又は完全にプリンタから構築プラットフォーム（160）を取り外すことを含むことができる。これらの二次的なプロセスを促進するために、構築プラットフォーム作業面（162）または構築プラットフォーム（160）または前述のシステムのいずれかの中の他のコンポーネントを動かすことを含むモジュール化のあらゆる形態は、開示された主題の範囲内であると理解される。

図22は、構造の完了後にプリンタから取り外された構築プラットフォーム作業面（162）およびパーツケーキ（170）を描写している。これは、前述の前処理工程の前または後に行われてもよく、前処理工程を伴わなくてもよい。前述したように、構築プラットフォーム作業面（162）における多孔性は、粉末がそこを流れることを許容するが、部品は依然としてその上に保持されるようなものであってよい。そのため、このアセンブリは、洗浄液を有する洗浄槽に入れられ、未結合粉末を流動化させ、未結合粉末を含む余分な材料を除去するために、部品ケーキ（170）を超音波処理、熱、ポンプシステムによって誘発される洗浄液の流れ、撹拌などに供することができる。このようなプロセスの最終結果は、図23に示されており、部品（190）は、必ずしも支持構造（192）に接着されている必要はないが、支持構造（192）によって所定の位置に保持されている。 いくつかの実施形態では、部品（190）および／または支持構造（192）はそれぞれ内部結合することができるが、部品（190）は部品（190）上のどの位置でも支持構造（192）に結合されてはいない。

図24～26は、焼結の準備のために部品（190）を除去するためのシステムおよび方法を描いている。真空モジュール（196）は、その中に取り付けられた多孔質セラミックトレイ（194）を有することができ、部品（190）の上部に一致する形状を有し、焼結中にそれらの部品（190）に支持を与える。部品トレイ（194）を通して真空吸引を行い、部品（190）をその支持構造（192）から取り除いてもよい。この部品トレイ（194）は、次いで、焼結のために反転して炉に装填することができる。いくつかの実施形態では、部品（190）は、部品トレイ（194）が反転されたときに、焼結に望ましい向きになるように、逆さまに（または他の任意の望ましい向きに）プリントされることがある。このセラミック部品トレイ（194）は、焼結のためのこれらの部品の最適な向きが決定された後、部品または部品の集合体の下向きの表面に対して相補的な幾何学的形状となるようにその形状を決定して、先に述べたシステムを使用してプリントおよび焼結することもできる。セラミックの焼結温度は金属材料よりもかなり高いので、プリント済みセラミックトレイは、金属部品のバッチを実行するために何度も再利用することができる。このようにして、金属部品の生産実行のための部品取り扱いを自動化し、先に説明したシステムを通じて金属部品を生産するためのプロセスの総効率を、特に人件費の削減を通じて高める、低コストのツールを得ることができる。 いくつかの実施形態では、部品トレイ（194）は、部品（190）の各々のサイズよりも小さいサイズを有する孔をその中に規定し得る。 例えば、ピーク温度および／またはソーク時間を減らすように焼結サイクルを調整することによって、部品トレイ（194）内の制御されたレベルの気孔率を達成することができる。 多孔質部品トレイ（194）を使用することにより、複数の部品（190）を同時に部品トレイ（194）に装填することができる。 従来、部品が非常に小さい場合（例えば、ミリメートルオーダーの大きさの場合）、焼結のために、部品を手作業で、1つずつ装填するための人為的な操作が必要である。 このような操作は、非効率的であり、エラーが発生しやすい。 これに対して、上記に規定された開示された方法は、有利には、効率的かつ正確な方法で部品（190）を装填することができる。 したがって、製造の速さおよび量を大幅に改善することができる。

図27～29は、拡張可能で費用対効果の高い方法でプリント済み部品の特定の形状を精製するためのシステムおよび方法を示している。いくつかの例では、鋭い点又はエッジを有する部品を製造することが望ましい場合があり、これらの点又はエッジは、標準的な研摩方法では容易に到達できない領域にある場合があり、又は大量に製造する部品の必要性がある場合に従来の方法では費用効果がないような、微細化を必要とする多数のそのような領域が存在する場合がある。この例では、従来の方法は、プリント済み道具（410）を使用する電気化学的機械加工によって置き換えることができ、この道具（410）の形状は、単一のプロセスですべての関連する特徴を研ぐように決定されている。この例では、鈍い点（402）を持つ部品（400）が表されている。所望の最終形状（404,406,408）から外挿することにより、道具の形状（412,414）を決定することができる。部品（400）の所望の最終形状、又は目標とする形状は、電気化学的機械加工を介して部品（400）を修正することの目標である部品（400）の形状を含み得る。 この例では、修正された表面（404，406，408）は、部品（400）に最も近い道具（410）の部分（412，414）によって直接影響を受け、これは、電気化学的機械加工中の電流密度が最も高くなる場所であり、したがって、どの材料が除去されるか決定する。電流レベル、部品の形状に対する道具の形状の近さ、および場合によっては加工中に使用される波形に応じて、部品（400）から離れた道具（410）の特徴は、部品（400）の形状に無視できるほどの影響を与えることができ、したがって道具（410）の形状を決定する際に無視することができる。これにより、特定の部品（400）上で修正が必要な特徴に基づいて道具の形状を決定するための簡単な方法が提供される。この方法は、部品または部品の配列上の多くの特徴に適用することができる。プリント用の道具（410）は、部品（400）又は複数の部品（400）を同時に改良するために使用することができ、したがって、拡張可能でコスト効率の良い方法で非常に微細な形状を達成する方法を提供する。いくつかの実施形態では、部品（400）は、修正を必要とする複数の特徴を有することができる。 ツール（410）は、部品（400）の複数の特徴部位の幾何学形状に相補的な幾何学形状を有する、及び／又は他の適切な幾何学形状を有する複数の特徴部位でプリントされて、部品（400）の全ての望ましい特徴部位を同時に修正できる。これは、複数の道具（410）を用いて複数の部品（400）を修正する方法、複数のツール（410）を用いて1つの部品（400）を修正する方法、及び／又は単一のツール（410）を用いて複数の部品（400）を修正する方法を提供するために外挿することができる。道具（410）の形状は、ユーザが処理を必要とする面を指定した後に、モデリングソフトウェアによって自動的に生成することができる。複数の部品（400）を同時に修正することにより、プロセスは規模変更が容易になり、大量生産においてコスト効率よく実施することができる。

さらに及び／又は代替的に、電解加工プロセス中に廃棄物を除去するために電解液を流すことができるような多孔質道具（410）を製造することが望ましいことがある。電解液の流れを可能にするのに十分大きく、道具（410）と部品（400）との間の関連領域において均一な電流密度を生成するのに十分小さい細孔（図示せず）を有する道具（410）は、この種の電気化学的加工プロセスに適し得るが、これは、細孔が、道具（410）の最適熱制御と、加工プロセス中のイオン濃度の増加を効率的に取り除くために部品（400）の加工表面における電解質の流れを直接可能にすることができるからである。いくつかの実施形態において、細孔は、粉末粒子の平均直径の半分未満であり得、および／または粉末粒子の平均直径よりもおよそ1桁小さくなり得る。 加えて、および／または代替的に、細孔は、少なくとも50ナノメートル（nm）の直径であり得る。プリント済み三次元物体を焼結する際に可能な限り高い密度を達成することが望ましくあり得るが、いくつかの実施形態において多孔性が望まれる場合、焼結サイクルは、最終三次元物体において制御されたレベルの多孔性を達成するために、ピーク温度およびソーク時間を減らすように調整され得る。先に説明した電気化学的加工プロセスは、部品（400）を最大密度に焼結し、道具（410）が、それを通して流体が流れるのに十分高い所定の気孔率を有するように、道具（410）を低密度に焼結し、部品（400）から材料を取り除くために電流を適用しながら道具（410）を通して電解質を流し、さらに改善することがある。 いくつかの実施形態において、気孔率は、気孔が上記のようなサイズ（複数可）であるように高くすることができ、および／または気孔が内部で連結してツール（410）内に通路および／またはネットワークを形成する。 いくつかの実施形態では、上記に規定されるようなサイズ（複数可）で、気孔は、電気化学的機械加工プロセスにおける部品（400）の幾何学的形状に無視できるほどの影響を与えることができるように、十分に小さくすることができる。 いくつかの実施形態では、細孔は、電気化学的機械加工プロセスにおいて発生する熱が、細孔を介して道具（410）から均一にかつ効率的に放散され得るように、道具（410）を通して均一に分布することができ、したがって、均一な冷却を達成する。 さらに、および／または代替的に、道具（410）に近接するイオン濃度の上昇を均一かつ効率的に解消することができる。 対照的に、電気化学的加工処理のための任意の従来の道具は、たとえ特定の構造の開口部で作られたとしても、上記の方法によって達成されるような多孔性の均一性、したがって効果的な電気化学的加工処理を達成できない。

図30に目を向けると、システム（101）の例示的な図が、構築プラットフォーム（163）を含むものとして示されている。 いくつかの実施形態では、システム（101）は、システム（100）（例えば図1に示される）を含むことができる。 いくつかの実施形態では、構築プラットフォーム（163）は、構築プラットフォーム（160）（例えば図1および図17に示される）を含むことができる。 システム（101）は、構築材料部（500）と選択処理部（600）とを含むことができる。 構築材料部（500）は、構築プラットフォーム（163）上に構築材料（520）を配置するように構成される。 例示的な構築材料部（500）は、堆積モジュール（130）（図1に示す）、および／または構築材料（520）の配置に関連する任意の他の適切な構成要素を含むことができる。 例示的な構築材料（520）は、スラリー（201）（図7に示す）、または粉末（または粉末材料）（310）（図13に示す）および樹脂（312）（図13に示す）のブレンドを含むことができる。

選択的処理部（600）は、構築材料（520）の一部が三次元物体（800）を形成し得るように、構築材料（520）を選択的に処理するように構成される。 選択的処理は、選択された部分の１つ以上の特性が構築材料（520）の残りの部分の特性と異なることができるように、構築材料（520）の選択された部分のみを修正する少なくとも1つのプロセスを適用することを含み得る。 一実施形態では、選択的処理部（600）は、選択された部分を照射することによって感光性材料を改変することができる。一実施形態では、選択処理部（600）は、選択された部分を除くすべての領域に照射することによって感光材料を修正することができる。 一実施形態では、選択処理部（600）は、選択された部分の硬化、固化、焼結、またはそれらの組合せの能力を改変することができる。 一例では、選択的処理部（600）は、構築材料（520）の未修正部分が硬化（または焼結）できない一方で、選択部分が硬化（または焼結）できるように、構築材料（520）の選択部分を修飾することができる。 修正に際して、選択された部分は、他の任意の及び／又は適切な後処理の後に三次元物体（800）を形成することができる。 別の例では、選択処理部（600）は、構築材料（520）の未修正部分を硬化（または焼結）させることができる一方で、選択部分を硬化（または焼結）させることができないように、構築材料（520）の選択部分を修正できる。 修正に際して、選択された部分を除く構築材料（520）の残りの部分は、他の任意の及び／又は適切な後処理の後に、三次元物体（800）を形成することができる。選択処理部（600）、および／または他の任意の適切な装置は、硬化（および／または焼結）を達成または完了するために必要に応じて追加の処理（es）を適用することができる。

別の実施形態では、選択的処理部（600）は、選択された部分の物質の状態を修正することができる。 例えば、選択的処理部（600）は、三次元物体（800）の形状に従って、構築材料（520）の少なくとも選択された部分を硬化および／または固化することができる。 例示的な選択的処理部（600）は、投影モジュール（106）（図1に示す）を含むことができる。
[0216] 図31に目を向けると、三次元物体（800）を作る方法（700）の一実施形態の例示的なフローチャートが示されている。 構築材料（520）は、（720）において、構築プラットフォーム（163）上に配置されることができる。 構築材料（520）は、（740）において、三次元物体（800）を形成するために選択的に処理することができる。

図32に目を向けると、構築材料（520）は、１つ以上の層（522）を含むものとして示されている。 層（522）は、x方向およびy方向（図の平面に垂直）に延び、z方向に積み重ねることができる。 層（522）の各々は、選択的に処理することができる。 選択的な処理に従って、層（522）の各々の一部は、層（820）を形成することができる。 層（522）の層（820）は、物体（800）を形成するために積み重ねることができる。

図33に目を向けると、方法（700）の代替実施形態の例示的なフローチャートが示されている。 構築材料（520）の層（522）は、（720A）において、構築プラットフォーム（163）上に配置されることができる。 層（522）は、構築材料（520）の初期層および／または第1層とすることができる。 層（522）は、（740A）において、三次元物体（800）の層（820）を形成するために、選択的に処理することができる。 配置および選択的処理は、（760）において、積層される１つ以上の層820について繰り返すことができる。 多少異なって述べると、（760）は、前の層（522）上に積層される後続の層（522）に対して、毎回、選択された回数だけ、配置と選択的処理を繰り返すことを含むことができる。

様々な実施形態において、構築材料（520）は、粉末（310）（例えば、図35Aに示す）とキャリア流体（320）（例えば、図35Aに示す）との混合物および／またはブレンド物を含むことができる。 例示的なキャリア流体（320）は、樹脂（312）（図13に示される）を含むことができる。 ブレンドは、スラリー（201）（例えば、図7に示す）の形態であり得る。 いくつかの実施形態では、構築材料は、構築材料の流体および固体成分（520）とブレンドすることができる気泡からなるガス（または気相）をさらに含むことができる。

一実施形態では、構築材料（520）の層（522）は、スロットダイコーティングを介して配置することができる。

さらに、および／または代替的に、構築材料（520）の層（522）は、ブレードコーティングを介して配置されることができる。ブレードコーティングは、特に、層の配置および処理を何度も繰り返すことができる様々な開示されたプロセスにとって、セルフレベリング特性を有するので有利であり得る。 やや異なる言い方をすれば、所定の層配置によって生成される表面の高さは、前の層の不規則性にほとんど影響されないことができる。

さらに、および／または代替的に、構築材料（520）の層（522）は、パッチ・コーティングを介して配置され得る。パッチコーティングは、スロットダイまたは他の類似の器具を利用することを含み得、ここで、構築材料（520）の流れは、特定の標的領域内にのみ材料を堆積するために、選択された間隔で中断され得る。例えば、構築材料（520）は、サブ領域のアレイ上に堆積させることができる。パッチ・コーティングを利用することで、材料の無駄を制限することができる。

さらに、および／または代替的に、構築材料（520）の層（522）は、連続フローコーティングを介して配置されることができる。 いくつかの実施形態では、連続フローコーティングは、スロットダイまたは他の同様の器具を利用することを含むことができ、構築材料（520）の流れは中断されず、構築材料（520）は作業領域全体にわたって堆積されることができる。

図34に目を向けると、方法（700）の代替実施形態の例示的なフローチャートが示されている。 構築材料（520）の層（522）は、（730A）において、高密度化され得る。 730A）での緻密化は、（720A）での配置の後であり、（740A）での選択的処理の前であることができる。 緻密化は、例えば、構築材料部（500）（図30に示す）、選択的処理部（600）（図30に示す）、構築プラットフォーム（163）（図30に示す）、および／または任意の他の装置を含む任意の適切な装置を用いて実施することができる。 配置、緻密化及び選択的処理は、（760）において、繰り返すことができる。 多少異なって述べると、760は、配置、緻密化および選択的処理を選択された回数だけ繰り返すことを含むことができ、そのたびに、前の層（522）上に積層される後続の層（522）のために、配置、緻密化および選択的処理を繰り返す。 構築材料（520）または層（522）を形成するプロセスは、例示のみを目的として、様々な実施形態において、ディスポ、堆積、またはコーティングなどの異なる用語を使用して説明されるが、構築材料（520）または層（522）を形成するプロセスの特徴は、各実施形態における説明を介して規定され、ディスポ、堆積、またはコーティングのうちどの用語を使用することによってのみ制限されるものではない。 いくつかの実施形態では、構築材料（520）または層（522）を活性作業面（167）上に形成することを説明する、配置、堆積、コーティング、および／または他の適切な用語は、交換可能であり得る。

高密度化は、配置された層（522）中の粉末（310）（例えば、図35Aに示す）の装填密度（または装填割合）を増加させることを含むことができる。 多少異なって述べると、構築材料（520）を緻密化することは、構築材料（520）中の粉末（310）が堆積される割合を増加させることを含むことができる。 いくつかの実施形態では、緻密化は、ブレンドからキャリア流体（320）（例えば、図35Aに示す）を少なくとも部分的に除去することを含むことができる。 一実施形態では、キャリア流体（320）を除去するために、多孔質構築プラットフォーム作業面（162）（図13～15に示す）を介して層（522）に真空圧および／または差圧を適用することができる。 多少異なって述べると、真空圧力および／または差圧は、構築プラットフォーム作業面（162）と、構築プラットフォーム作業面（162）とは反対側の構築プラットフォームの側面（163）との間で生じさせることができる。

図35Aおよび35Bに目を向けると、超音波を適用する前および適用した後の構築材料（520）がそれぞれ示されている。 システム（101）は、超音波部540を含むことができる。 様々な実施形態において、超音波部540は、構築プラットフォーム（163）と一体化することができ、および／または構築プラットフォーム（163）と結合させることができる。 超音波部540は、超音波を発生させることができる。 超音波部540は、超音波が構築プラットフォーム（163）に伝達されて構築プラットフォーム（163）の超音波撹拌をもたらすことができるように、音響伝導性媒体（図示せず）を介して構築プラットフォーム（163）と直接機械的に接続され得る。 例示的な音響伝導性媒体は、固体および／または液体を含み得る。 超音波部540は、配置された層（522）に超音波を適用して、層（522）を緻密化することができる。 超音波は、キャリア流体（320）を液滴に崩壊させることができ、したがってキャリア流体（320）の蒸発を促進させることができる。 超音波部540を使用することにより、構築材料（520）を簡略化した方法で高密度化することができる。

さらに、および／または代替的に、超音波は、粉末（310）を攪拌し、したがって、粉末（310）が重力によって構築プラットフォーム（163）に近接して沈み、より緊密に詰まるように、粉末（310）を沈降させ得る。従って、粉末（310）の均一性を向上させることができる。 超音波部540を使用することにより、構築材料（520）中の粉末（310）を新規な方法で沈降させることができる。 従って、配置された層（522）の均一性を向上させることができる。 超音波は、従来、スラリー密度を高めるためにスラリーから流体を除去するため、またはスラリーを介して堆積される粉末を沈降させるために使用されていないことに注意されたい。

図36A及び36Bに目を向けると、超音波を適用する前及び適用した後の造形物（520）がそれぞれ示されている。 粉末（310）は超音波を介して沈降するが、キャリア流体（320）は必ずしも大きく減少しない。 様々な実施形態では、構築材料（520）がどのように緻密化されるかにかかわらず、粉末（310）を沈降させるために超音波を適用することができる。 例えば、キャリア流体（320）は、必ずしも超音波を使用しない方法で除去することができるが、超音波は、粉末（310）を沈降させるために適用することができる。 有利には、選択されたキャリア流体（320）が超音波によって容易に減少しない場合、蒸発または吸引などの別の方法を適用して、より迅速な方法でキャリア流体（320）を除去することができる。

図37に目を向けると、システム（101）は、蒸発部560を含むものとして示されている。 蒸発部560は、配置された層（522）に熱を加え、キャリア流体（320）を蒸発させることができる。 蒸発部560は、伝導、対流、輻射、またはそれらの組合せを介して熱を加えることができる。 輻射は、例えば、マイクロ波、レーザー、赤外線（IR）、及び／又は他の任意の光学輻射を含む任意の適切なタイプの輻射を含むことができる。 様々な実施形態において、蒸発プロセスは、流体の大部分が材料層から除去されるが、選択的処理（740）（図31に示す）中に使用され得るような十分な量が層内に残される程度にのみ利用され得る。 この点で、キャリア流体（320）は、構築される部品を規定するために選択的に処理されるという追加の目的を果たすことができる。

一実施形態では、蒸発は、フィラーおよびバックボーンを含む多成分系に適用され得る。 この実施形態では、フィラー材料は、バックボーン材料よりも蒸発するのに必要なエネルギーが少なく、バックボーン材料は、蒸発プロセスが完了した後に層（522）内に残ることがある。バックボーン材料は、選択的処理（740）中にさらに処理されて、構築される部品を定義することができる。

図38Aに目を向けると、構築材料（520）は発泡体であるとして示されている。 多少異なって述べると、キャリア流体（320）は、その中に複数の気泡を規定し得る。 気泡は、適切な気泡発生剤および／または発泡剤を添加すること、堆積前に構築材料部（500）（図30に示す）を介して構築材料（520）を撹拌すること、またはそれらの組み合わせによって構築材料（520）に導入されることができる。 一実施形態では、構築材料（520）はスラリー（201）（図7に示す）を含むことができるので、気泡はスラリー（201）中に導入することができる。

図38Bに目を向けると、キャリア流体（320）は、気泡なしで示されている。 いくつかの実施形態では、造形物（520）の緻密化は、気泡の少なくともいくつかを崩壊させること及び／又は破壊することを含むことができる。 気泡を崩壊させると、構築材料（520）内の空気量が減少または排除され、構築材料（520）の単位体積当たりの粉末（310）の量が増加し、構築材料（520）が緻密化されることができる。 一実施形態では、気泡は、吸引によって崩壊することができる。 例えば、吸引は、構築材料（520）に直接、および／または構築プラットフォーム（163）を介した低圧または差圧を介して適用することができる。 多少異なって述べると、低圧または差圧は、構築材料（520）にそれぞれ近位および遠位にある構築プラットフォーム（163）の側面の間で確立することができる。 別の実施形態では、気泡を崩壊させるために超音波攪拌を適用することができる。別の実施形態では、気泡を崩壊させるために熱が適用される場合がある。 加えて及び／又は代替的に、気泡は、一定期間にわたって自然に（即ち、吸引することなく）崩壊することができる。 これらの実施形態のいずれにおいても、元の造形物中の空気の相対体積は、粉末（310）が緻密な層に沈んだ後に、崩壊した層が一定量の多孔性を残すように十分に高くてもよい。

図38Cに目を向けると、キャリア流体（320）はさらに減少しているように示されている。 したがって、キャリア流体（320）によって濡れた粉末（310）の間で空隙の数および／またはサイズが増加することができるので、構築材料（520）における多孔性が増加することができる。 キャリア流体（320）のそのような減少は、気泡の崩壊を含むがこれに限定されない、上記に規定される任意の適切な緻密化方法を介して実施することができる。 図38B及び図38Cは、例示の目的のみのために気泡を示さないが、気泡の総量が減少しても、緻密化の任意の段階でキャリア流体（320）中に気泡が存在し得る。

図39Aに目を向けると、システム（101）は、高密度化流体堆積部（510）を含むものとして示されている。 緻密化流体堆積部（510）は、緻密化流体（340）を構築材料（520）に適用することができる。 様々な実施形態において、緻密化流体（340）は、キャリア流体（320）と反応して、気体状態である1つ以上の生成物を生成することができる。 例えば、緻密化流体（340）は酸性成分を含むことができ、キャリア流体（320）は炭酸塩を含むことができ、又はその逆もまた然りである。 様々な実施形態において、緻密化流体（340）は、構築材料（520）に均一に適用することができる。 緻密化流体（340）は、任意の好適な方法で適用することができる。 一実施形態では、高密度化流体（340）は、噴霧を介して堆積させることができる。 有利には、層（520）は、すべての場所で緻密化流体（340）と反応し、均一な方法で緻密化され得る。 図39Aは、例示の目的のみのために、緻密化流体（340）がキャリア流体（320）から分離されているように示しているが、緻密化流体（340）は、限定するものではないが、キャリア流体（320）と化学的に反応するためにキャリア流体（320）と混和性であり得る。

図39Bに目を向けると、キャリア流体（320）及び緻密化流体（340）の体積は、図39Aと比較して、著しく減少しているものとして示されている。 やや異なる言い方をすれば、緻密化流体（340）とキャリア流体（320）との反応に際して、造形物（520）内の流体体積が減少し、造形物（520）の単位体積当たりの粉末（310）の量が増加し、造形物（520）を緻密化することが可能である。

図40に目を向けると、方法（700）の代替実施形態の例示的なフローチャートが示されている。 構築材料（520）は、（722）において、構築プラットフォーム（163）上に配置され得、任意選択で、本明細書に記載の方法を使用して高密度化され得る。 構築材料（520）は、感光性材料を含むことができる。 感光材料は、電磁放射線に曝露されると、その化学組成及び／又は特性を変化させることができる。 感光性材料の少なくとも一部は、（742）において、照射を介して変更することができる。 様々な実施形態において、選択的処理部（600）（図30に示す）は、感光材料を照射することができる。 一実施形態では、修正部分は、三次元物体（800）（図32に示す）の少なくとも一部、または層（820）（図32に示す）を形成することができる。 例えば、感光材料は、樹脂（312）（図13に示す）を含むことができる。 樹脂（312）は、例えば、UV（ultraviolet）光の照射によって硬化させることができる。 したがって、樹脂（312）の照射される部分は固化して三次元物体（800）の層（820）を形成することができる。 構築材料（520）は、三次元物体（800）のデジタルモデルのスライスに対応する2D画像に従って照射することができる。

図41に目を向けると、選択的処理部（600）は、選択堆積部（620）を含むものとして示されている。 選択堆積部（620）は、構築材料（520）上の１つ以上の標的領域（524）上に補助構築材料（360）を堆積するように構成され得る。非標的領域（526）は、補助構築材料（360）の堆積がない構築材料（520）の領域である。標的領域（524）の特性は、非標的領域（526）の特性とは異なることができる。 例示的な特性は、硬化する能力、焼結する能力、またはそれらの組合せを含み得る。 様々な実施形態において、補助構築材料（360）は、流体を含むことができる。 選択堆積部（620）は、任意の適切な方法で補助構築材料（360）を堆積させることができる。 一実施形態では、選択的堆積部（620）は、ジェット噴射および／またはインク噴射を介して補助構築材料（360）を堆積させることができる。

構築材料（520）は、キャリア流体（320）で濡れた粉末（310）として示されている。 キャリア流体（320）の量は、構築材料（520）が粉末（310）の粒子間に空隙380を規定することができるように、小さくすることができる。 様々な実施形態において、構築材料（520）は、粉末（310）がキャリア流体（320）で濡れることができるが、より多くの材料を収容するために（補助構築材料（360）を収容するように）空隙380を画定するように、キャリア流体（320）の量を適切な程度に減らすために緻密化することができる。 様々な実施形態において、高密度化は、粉末（310）のタップ密度によって制限され得る。 タップ密度は、粉末（310）の粒度分布および形態によって制御することができる。 緻密化プロセスの1つの目標は、タップ密度に可能な限り近づけることであり得る。

SFFの解像度は、構築材料（520）上の補足構築材料（360）の堆積および／または湿潤によって標的領域（524）をいかに正確に定義できるかによって影響を受け得る。 様々な実施形態において、液滴のサイズおよび結合剤活性化反応の反応速度論は、他の特性の中でも解像度を最適化するように設計することができる。

図42Aに目を向けると、システム（101）は、キャリア流体（320）なしで粉末（310）上に補助構築材料（360）を堆積させるものとして示されている。 多少異なる言い方をすれば、粉末（310）は乾燥したものであることができる。 補助構築材料（360）が粉末（310）の上にビードを形成するように示されているのは、補助構築材料（360）が粉末（310）を容易に濡らさないからである。 その結果、補助構築材料（360）が粉末（310）に染み込むには、ある程度の待ち時間が必要である。 多くのSFFプロセスでは、大きな液滴が乾燥粉末層に力強く衝突し、粉末（310）にクレーターが発生するため、小さな液滴が望まれる。 また、高解像度を達成するために、小さな液滴が望まれることもある。 クレーターは形成された3次元物体の解像度を低下させ、部品内の粉末の密度と部品内の粉末充填の均一性に悪影響を及ぼす。 しかし、表面張力の影響は小さい液滴ほど大きく、そのため小さい液滴では粉体を濡らすのに長い待ち時間が必要である（310）。 少なくとも上記の理由から、従来のバインダージェッティングプロセスは、高解像度SFFには実用的でない。

図42Bに目を向けると、システム（101）は、適量のキャリア流体（320）とブレンドされた粉末（310）上に補助構築材料（360）を堆積させるように示されている。 多少異なる言い方をすれば、粉末（310）は湿潤であることができる。 補助構築材料（360）は、図42Aとは対照的に、速やかに空隙（380）に浸み込むように示されている。 いくらか異なる言い方をすれば、キャリア流体（320）は、補助構築材料（360）の湿潤を促進することができる。 その結果、補助構築材料（360）が粉末（310）に染み込むのに待ち時間がかからないか、または短い待ち時間しかかからない。 したがって、補助構築材料（360）は、浸漬時間を著しく増加させることなく、非常に小さな液滴で堆積させることができる。 したがって、SFFの高解像度を、実用的でコスト効果の高い製造プロセスで達成することができる。

図43に目を向けると、方法（700）の代替実施形態の例示的なフローチャートが示されている。 構築材料（520）は、（724）において、構築プラットフォーム（163）上に配置されることができる。 構築材料は、粉末材料（310）およびキャリア流体（320））を含むことができ、任意に、本明細書に記載の方法を用いて高密度化されることができる。 補助構築材料（360）は、（742）において、構築材料（520）上の１つ以上の標的領域（524）上に堆積させることができる。 図40に示されるような方法（700）は高解像度SFFを達成することができるが、高解像度は照射を介して達成され、そのような方法は必ずしもすべての種類の構築材料（520）に適合するわけではない。 例えば、粉末材料（310）がチタンなどの特定の反応性金属を含む場合、粉末材料（310）は感光性（または光硬化性）材料と反応し、したがって焼結工程に悪影響を及ぼす可能性がある。 例えば、ほとんどの光硬化性材料はある程度の酸素含有量を有し、酸素は焼結中にポリマーから引き抜かれ、金属と反応して酸化物を形成し、焼結金属の最終特性に損傷を与える可能性がある。 対照的に、図43に示されるような方法（700）は、構築材料（520）に利用可能な適切な感光性（又は光硬化性）材料がない場合に、非常に多様なバインダー材料で高解像度SFFを実施できる。

図44に目を向けると、三次元物体（800）は、標的領域（524）に基づいて形成されているように示されている。 いくつかの実施形態において、補助構築材料（360）は、硬化反応及び／又は状態変化を誘導及び／又は促進することができる。補助構築材料（360）の例としては、熱フリーラジカル重合を促進するためのアゾ化合物又は有機過酸化物、及び／又はシアノアクリレートバインダーを硬化させる場合の塩基性水溶液を含むことができる。 キャリア流体（320）中に存在し得る所定のバインダー材料に適切な任意の重合開始剤は、本実施形態の範囲内であると理解される。 したがって、粉末（310）は、標的領域（524）において結合させることができる。 一実施形態では、標的領域（524）内の粉末（310）は、三次元物体（800）の少なくとも一部、又は層（820）を形成することができる。 補助構築材料（360）は、三次元物体（800）のデジタルモデルのスライスに対応する2D画像に従って堆積させることができる。

一実施形態では、硬化反応は、光硬化反応を含むことができる。 光硬化反応は、例えばUV光照射を含む照射によって誘導することができる。 例えば、構築材料（520）の全層（522）を非選択的な方法で照射することができる。 一例では、補助な構築材料（360）は、光硬化性樹脂を含むことができる。 光硬化性樹脂は、骨格樹脂と光重合開始剤とを含むことができる。 別の例では、補助構築材料（360）は、骨格樹脂を含むことができ、キャリア流体（320）は、光重合開始剤を含むことができる。 さらに別の例では、キャリア流体（320）は、骨格樹脂を含むことができ、補助構築材料（360）は、光重合開始剤を含むことができる。 一般に、この実施形態および他の実施形態では、化学反応および／または状態変化を生成または可能にするために必要とされ得る複数の成分、そのすべてが存在し得、これらの成分の１つ以上がキャリア流体（320）中に含まれ得、残りの成分が補助な構築材料（360）中に含まれ得る。

別の実施形態では、硬化反応および／または状態変化は、熱硬化反応および／または状態変化を含むことができる。 熱硬化は、温度変化（例えば、熱への曝露）によって誘導することができる。 例えば、構築材料（520）の層（522）全体を、非選択的な方法で加熱することができる。 一例では、補助な構築材料（360）は、熱硬化性樹脂を含むことができる。 熱硬化性樹脂は、骨格樹脂と熱開始剤とを含むことができる。 別の例では、補助構築材料（360）は、骨格樹脂を含むことができ、キャリア流体（320）は、熱的開始剤を含むことができる。 さらに別の例では、キャリア流体（320）は骨格樹脂を含むことができ、補助構築材料（360）は熱開始剤を含むことができる。

さらに別の実施形態では、硬化反応は、受動的硬化反応を含むことができる。受動的硬化反応は、適切な環境下で起こり、一定期間内に完了することができる。 一例では、補助構築材料（360）は、受動的に硬化可能な樹脂を含むことができる。 受動硬化性樹脂は、骨格樹脂と開始剤とを含むことができる。 別の例では、補助構築材料（360）は、バックボーン樹脂を含むことができ、キャリア流体（320）は、イニシエータを含むことができる。 さらに別の例では、キャリア流体（320）は、バックボーン樹脂を含むことができ、補助構築材料（360）は、開始剤を含むことができる。 さらに別の実施形態では、補助構築材料は、堆積中は液体状態であるが堆積後まもなく固体となるバインダー材料を含むことができる。 この実施形態では、キャリア流体（320）は、補助構築材料（360）と化学的に相互作用することはない。これは、選択堆積部（620）内で溶融し、堆積時に冷却することができる、ワックス、および／または他のポリマーなどの補助構築材料（360）の使用によって達成され得る。 キャリア流体（320）は、補助構築材料（360）から熱エネルギーを吸収するその能力を最適化するように選択され得る。 例示的なキャリア流体（320）は、高い熱容量を有する１つ以上の成分を含むことができる。 例えば、キャリア流体（320）は、水および／または油を含むことができる。

いくつかの実施形態では、補助構築材料（360）は、キャリア流体（320）と反応しないバインダーを含むことができる。 一実施形態では、補助構築材料（360）は、ワックス（及び／又はポリマー）を含むことができる。 構築材料（520）は、ワックスが溶融状態にあることができるように、高温で堆積させることができる。 冷却すると、ワックスは固体状態になることができる。 一実施形態では、キャリア流体（320）は、ワックスから熱エネルギーを吸収することができる成分を含むことができるので、ワックスの固化は促進され得る。 従って、ワックスは粉末（310）を結合することができる。

さらに、および／または代替的に、補助構築材料（360）は、モノマーを含むことができる。一実施形態では、モノマーは、室温で固体であることができる。 例示的なモノマーは、ノルボルネンを含むことができる。 構築材料（520）は、モノマーが溶融状態であり得るように、昇温して堆積され得る。 堆積すると、モノマーは、例えば、照射、化学処理、および／または熱処理を含む重合プロセスを介して重合および／または固化することができる。 したがって、ポリマーは、粉末（310）を結合することができ、結合強度は、重合を介して増加することができる。 いくつかの実施形態では、得られたポリマーは、焼結中に分解することができる。

さらに、および／または代替的に、補助構築材料（360）は、格子構造で堆積させることができる。 補助構築材料（360）を堆積させる前は、緻密化プロセスが本質的に多孔質構造を残すことができるため、固体硬化画像を使用する場合でも、部品内の流体経路は利用可能であり得る。 しかし、補助構築材料（360）の堆積後、粉末（310）を結合するいかなる材料も流体の流れを遮断する可能性がある。 したがって、補助構築材料（360）は、流体の流れおよび後続の層からの流体除去を可能にするために、格子構造を使用して堆積させることができる。

図45に目を向けると、三次元物体（800）は、非標的領域（526）に基づいて形成されているように示されている。 いくつかの実施形態では、キャリア流体（320）（例えば、図35Aに示す）は、硬化性材料を含むことができ、補助構築材料（360）は、硬化性材料の硬化反応および／または状態変化を阻害することができる。 限定的でない例としては、キャリア流体（320）としてアクリレートまたはメタクリレート樹脂および光開始剤を使用し、補助的構築材料（360）として任意の既知のフリーラジカル光阻害剤の溶液、例えばビス［2-（o-クロロフェニル）-4，5-ジフェニルイミダゾール］または開始剤に相補的である他の類似種を用いることが考えられる。したがって、粉末（310）は、非標的領域（526）において結合することができる。 一実施形態では、非標的領域（526）内の粉末（310）は、三次元物体（800）の少なくとも一部、すなわち層（820）を形成することができる。 補助構築材料（360）は、三次元物体（800）のデジタルモデルのスライスに対応する2D画像の補完的画像に従って堆積させることができる。

一実施形態では、硬化反応は、光硬化反応を含むことができる。 光硬化反応は、例えばUV光照射を含む照射によって誘導することができる。 例えば、構築材料（520）の全層（522）を非選択的な方法で照射することができる。 一例では、キャリア流体（320）は、光硬化性樹脂を含むことができる。 光硬化性樹脂は、骨格樹脂と光重合開始剤とを含むことができる。

別の実施形態では、硬化反応は、熱硬化反応及び／又は状態変化を含むことができる。 熱硬化は、温度変化（例えば、熱への曝露）によって誘導することができる。 例えば、構築材料（520）の層（522）全体を、非選択的な方法で加熱することができる。 一例では、キャリア流体（320）は、熱硬化性樹脂を含むことができる。 熱硬化性樹脂は、骨格樹脂と熱開始剤とを含むことができる。

さらに別の実施形態では、硬化反応は、受動的な硬化反応及び／又は状態変化を含むことができる。受動的硬化反応は、適切な環境下で起こり、一定期間内に完了することができる。 一例では、キャリア流体（320）は、受動的に硬化可能な樹脂を含むことができる。 受動硬化性樹脂は、骨格樹脂と開始剤とを含むことができる。

さらに、および／または代替的に、上記の説明と同様に、補助構築材料（360）は、流体の流れおよび後続層からの流体の除去を可能にするために、格子構造および／または他の任意の適切な多孔質構造で堆積させることができる。

図46に目を向けると、流体堆積部（620）は、各層（522）の１つ以上の目標領域（524）に対して補助構築材料（360）を堆積させるものとして示されており、目標領域（524）は支持表面層（198）に対応する。 支持表面層（198）は、部品（190）と支持構造（192）との間に位置することができる。 補助造形物（360）は、焼結抑制剤（330）を含むことができる。 例示的な焼結抑制剤（330）は、少なくとも部分的に、過酸化物溶液、他の酸化剤、または焼結を抑制するための他の薬剤を含むことができる。 支持表面層（198）は、部品（190）および／または支持構造（192）の硬化と同じ方法で硬化させることができる。 したがって、焼結の前に、部品（190）および支持構造体（192）を支持表面層（198）によって連結して、取り扱いを容易にすることができる。 焼結抑制剤（330）は、支持表面層（198）の焼結を妨げることができるので、部品（190）は支持構造体（192）に永久に固着せず、そこから容易に分離することができる。 例示的な焼結阻害剤（330）には、過酸化水素を含めることができる。

図47～図53は、例示的なシステム（101）の詳細図面を示す。 図49および図50は断面図である。 材料堆積システム（130）は、選択的堆積部（620A）、（620B）を含む2つの選択的堆積部（620）の間に配置されるものとして示されている。 動作中、材料堆積システム（130）および選択堆積部（620A）は、材料堆積システム（130）が構築材料（520）の1つの層を堆積する間に、右にスクロールすることができる（図32に示す）。 選択的堆積部（620B）は、補助構築材料（360）（図41に示す）を堆積させながら、右へスクロールすることができる。 材料堆積システム（130）および選択的堆積部（620B）は、材料堆積システム（130）が構築材料（520）の次の層を堆積している間に、左へスクロールすることができる。 選択的堆積部（620A）は、補助構築材料（360）を堆積している間、左へスクロールすることができる。 この操作は、必要に応じて補助構築材料（360）をそこに堆積させながら、全ての層が堆積されるまで繰り返すことができる。 有利なことに、並進の各旅行は、SFFの効率を改善することができるように、層を完了することができる。 図54および図55はそれぞれ、材料堆積システム（130）および選択的堆積部（620A）、（620B）の詳細な絵図および断面図である。 図56は、選択堆積部（620）の詳細な図面である。 選択的堆積部（620）は、噴射ヘッド（またはプリントヘッド）（622）のアレイを含むことができる。当業者であれば、材料堆積システム（130）および選択的堆積部（複数可）（620）は、別々の時間および／または別々のモータによって移動させることができることを認識するであろう。

図40を参照すると、方法（700）に従って、構築材料（520）の状態は、照射を介して変更され得る。 以下の図に示されるような実施形態は、例示的な目的のためにのみ、SFFファブリケーションのための照射の例示的な実装を示す。 当業者であれば、任意の他の好適なタイプの像生成及び／又は照射システムを、上に示した図に示すシステム（101）で実施することができることを理解するであろう。 そのような像生成システムの例示的なタイプは、市販のデジタルマイクロミラーデバイス（DMD）像生成システム、液晶ディスプレイ（LCD）マスク、および／またはそのようなものを含むことができる。 照射は、画像が形成され、照射が照射される材料を好適に修飾することができる、可視または不可視の任意の適切な波長の光照射（および／または照射）、電子ビーム放射、イオンビーム放射、中性子ビーム放射、X線放射、および／または他の形態の放射を含むことができる。 したがって、様々な実施形態では、例示の目的でのみ、電磁波（またはエネルギー）を提供するために照明が使用されるが、適切な波長（複数可）の任意の照射が、制限なく、電磁エネルギーを提供するために使用され得る。 図57に目を向けると、例示的な像生成部（640）は、像生成面（521）上の選択された領域に電磁エネルギーを照射しながら、方向（s）（648）（またはスキャン方向）に像生成面（521）の上を並進するように構成され得る。 例示の目的のみのために、x方向はスキャン方向（648）に平行であり得、y方向はクロススキャン方向であり得る。 様々な実施形態において、スキャン方向及びクロススキャン方向は、x方向及びy方向に対して任意の他の適切な方向であり得る。 方向（648）は、2つの反対方向および／または単一方向を含むことができる。 様々な実施形態において、方向（648）は、像生成面（521）または構築プラットフォーム作業面（162）に対して平行であり得る。 いくつかの実施形態では、方向（648）は、構築材料部（500）（図30に示す）の並進方向と平行であり得る。 いくつかの実施形態では、像生成部（640）は、選択的処理部（600）（図30に示す）の少なくとも一部とすることができる。 像生成面（521）は、像生成部（640）によって照射される任意の基板及び／又は材料を含むことができる。 いくつかの実施形態では、像生成面（521）は、能動作業面（167）、構築材料（520）（図30に示す）、構築材料（520）の上面領域、または構築材料（520）の上面の実質的に（例えば3～50ミクロンの深さに）、または構築プラットフォーム作業面（162）、を含むことができる。 しかし、像生成部（640）は、システム（101）に限定されない他の任意のシステムで実装することができる。

像生成部（640）は、任意の適切な方法で像生成面（521）に対して相対的に移動させることができる。 一実施形態では、像生成部（640）は、像生成面（521）に対して固定されているハウジング（図示せず）内にあることができ、像生成部（640）は、ハウジングに対して相対的にスクロールされることができる。別の実施形態では、像生成部（640）は、ハウジングに対して相対的に固定され、ハウジングは、像生成面（521）に対して相対的にスクロールされることができる。 別の実施形態では、像生成部（640）は、像生成面（521）に対して相対的に移動させることができる。別の実施形態では、像生成面（521）は、像生成部（640）に対して相対的に移動させることができる。

図58に目を向けると、z方向に対して見た像生成部（640）の模式図が示されている。 像生成部（640）は、646A～Dとして示される複数の照射源群（646）を含むものとして示されている。 照明光源群（646）は、x方向に分布しているものとして示されている。いくつかの実施形態において、照射源群（646）は、x方向に沿って整列され得る。 照射源群（646）の各々は、例えば、照射源（642A）～（642E）を含む照射源（642）のアレイを含むものとして示される。 示されるような例では、A～Eのアルファベット順は、像生成面（521）に接近する順序を示し得る。 多少異なって述べると、選択された照射源群（646）のうち、照射源（642A）は、像生成面（521）のx方向における所定の場所に最初に接近し、照射源（642E）は、像生成面（521）のx方向における当該所定の場所に最後に接近することができる。 照射源（642）のアレイは、像生成面（521）（図57に示す）において、画像（662）のアレイ（図59に部分的に示す）を生成することができる。 照射源（642）のアレイは、画像（662）のアレイに直接対応することができる。 多少異なって述べると、像生成部（640）の動作中の所与の瞬間に、像生成面（521）を照射する各照射源（642）は、それぞれ画像（662）を生成することができる。

いくつかの実施形態では、照射源のアレイ（642）および画像のアレイ（662）の形状、寸法、および／またはサイズは、同じであり得る。 任意選択で、像生成部（640）は、生成された画像及び／又はその間の距離を減少及び／又は増加させるために、照明経路に投影光学系（645）（図66に示す、例えば、光学レンズ（es）及び／又はミラーを含む）を含むことができる。 例えば、投影光学系（645）は、照射源（642）と対応する画像（662）の線形サイズの間の比が1より大きくまたは小さくなるように、照射源（642）に対応する画像（662）の線形サイズを変更できる。 したがって、図58は、例示のみを目的として選択されたサイズ、間隔および形状の照射源（642）を示しているが、像生成部（640）は、図59に記載されているように画像（662）の配列を生成するために照射源（642）および投影光学系（645）の任意の他の適切な配置および／またはサイズを使用できる。

照射源群（646）の各々は、y方向に沿って分布する複数の照射源の小群（641）を含むものとして示される。 いくつかの実施形態では、複数の照射源の小群（641）は、y方向に沿って整列され得る。 例えば、1つの照射源群（646）における、選択された照射源の小群（641）の指定された照射源（642）（選択された照射源の小群（641）の照射源（642A）、または選択された照射源の小群（641）の照射源（642B）等）は、y方向と平行の線に沿って配置することができる。

各照射源の小群（641）は、複数の照射源（642）を含む。 例えば、照射源（642A）～（642E）は、照射源の小群（641）のうちの1つを形成することができる。 各照射源の小群（641）は、像生成部（640）の並進を介して、少なくとも画素領域（664）全体を照射することができる画像（662）を生成するように構成される（例えば、図60に示す）。 いくつかの実施形態では、照射源群（646）における照射源の小群（641）の数は、像生成部（640）が照射する標的領域（図示せず）の幅にわたる画素領域（664）の数以上であり得、幅は方向（648）に垂直な方向に測定されている。 だから、標的領域は、1回のパスで像生成部（640）のスクロールを介して完全に像生成され得る。 他の実施形態では、照射源群（646）における照射源の小群（641）の数は、標的領域の幅にわたる画素領域（664）の数よりも小さくすることができ、したがって、標的領域は、複数のパスでスクロールする像生成部（640）を介して完全に像生成され得る。いくつかの実施形態では、照射源群（646）は、各照射源群（646）から選択された照射源の小群（641）がx方向に沿って位置することができるように、x方向に沿って整列され得る。 例えば、各照射源群（646）からの選択された照射源の小群（641）の指定された照射源（642）（選択された照射源の小群（641）の照射源（642A）、または選択された照射源の小群（641）の照射源（642B）、など）は、x方向と平行の線に沿った位置に配置することができる。

様々な実施形態において、像生成部（640）は、マイクロ発光ダイオード（マイクロＬＥＤ）チップまたはアレイを含むことができ、各照射源（642）は、マイクロＬＥＤを含む。 加えて及び／又は代替的に、像生成部（640）は、入射光源からの放射線を反射するように構成されたデジタルマイクロミラーデバイス（DMD）チップを含むことができる。 追加的および／または代替的に、像生成部（640）は、光源と液晶ディスプレイ（LCD）マスクとの組合せを含むことができる。 LCDマスクは、LCDレンズ（またはLCD開口部）のアレイを含むことができ、各照射源（642）は、電子制御信号を介してオン／オフすることができる透明度を有するLCDレンズを含む。

いくつかの実施形態では、照射源（642）のサイズが隣接する照射源（642）間のピッチサイズよりも小さい場合、マイクロＬＥＤは、各照射源（642）の所望の領域内でのみ照明（および／または照射）を制限できるため、好ましい構成とすることができる。 対照的に、DMDおよびLCDの構成は、両方とも照射源（642）間の領域に照明を提供し、それは光エネルギーの一部を無駄にし、DMDチップまたはLCDマスクの不必要な過熱を引き起こす可能性がある。

投影光学系（645）は、例えば反射、屈折、非点収差、および／または収差を含む任意のメカニズムを介して、照射源（642）からの入射光ビームのサイズ、形状、および／または位置を変更する任意の適切な光学デバイスを含むことができる。 いくつかの実施形態では、任意の選択されたタイプの照射源（642）に対して、像生成部（640）は、マイクロレンズのアレイを含むことができ、各マイクロレンズはそれぞれマイクロLEDに対応し、マイクロLEDからの放射を像生成面（521）またはさらなる光学デバイス、そして像生成面（521）に向け、一方画像（662）の大きさを達成すべく放射を集中（および／またはデフォーカス）させ得る。

図59に目を向けると、照射源群（646）（図58に示す）によって生成された画像群（666）の一部が、明瞭性および説明目的のために拡大図で示されている。 示されるような例では、画像群（666A）、（666B）は、それぞれ、照射源群（646A）、（646B）（図58に示される）によって生成される。画像群（666）は、x方向に沿って分布し、位置合わせされているように示される。全ての照射源群（646）によって形成された画像群（666）は、照射源群（642）と像生成面（521）との間のx方向における露光および相対運動を繰り返した後に、完全な画像（660）（一部図示）を構成し得る。

画像群（666）は、照射源群（642）（図58に示す）によって生成された画像（662）のアレイを含むことができる。 この例では、画像（662A）～（662E）は、照射源（642A）～（642E）（図58に示す）によりそれぞれ生成される。 画像（662）の配列は、y方向に平行であるとして示される複数の行（668）を含むものとして示される。 所定の行（668）において、2つの隣接する画像（662）間の中心間距離Dは、画像（662）の幅Wよりも大きいものとして示される。 複数の行（668）の各々は、ゼロより大きく、各画像（662）の幅Wより大きくないオフセット距離Sによって、隣接する行（668）からオフセットされ得る。 したがって、照射源（642）がx方向に並進されるとき、その間にオフセットを有する2つの画像（662）の間（例えば画像（662C）、（662D）の間など）には、照明されていないギャップは存在し得ない。

行（668）の数は、行（668）が、画素領域（664）（たとえば、図60に示す）を横切って直線的に移動して、画素領域（664）を少なくとも完全に画像化するのに十分であり得るように選択することができる。 多少異なって述べると、画像群（666）内の行（668）の数は、照射源の小群（641）内の照射源（642）の数（図58に示す）に等しくすることができる。 この数は、画像（662）のサイズ、画素領域（664）および／またはオフセット距離Sに基づくことができ、すべてy方向である。 図示されるような例では、各画像（662）の幅Wおよびオフセット距離Sは、両方とも画素領域（664）の幅の1／5である。 したがって、画像群（666）は、少なくとも5つの行（668）を含むことができる。

一実施形態では、隣接する行（668）間の間隔は、x方向における画素領域（664）のサイズと等しくすることができる。 しかし、間隔は、x方向における画素領域（664）のサイズよりも大きい、または小さい、任意の適切な値とすることができる。 x方向における隣接する行（668）間の間隔は、完全な画像に必要な移動量を減少させるために短くすることができ、像生成部（640）のサイズを減少させることができる。隣接する行（668）間の間隔を大きくすると、像生成部（640）のサイズが大きくなり、マイクロLEDチップ上の単位面積当たりの平均熱負荷を低減することができるが、画像を完成させるために必要な移動量を増加させることができる。 特定のアプリケーションごとに間隔を最適化することができる。 照射源（642）のオンとオフのタイミングを選択することにより、X方向におけるサブピクセル長のシフトを達成することができる。 いくつかの実施形態では、露光は離散的な位置である必要はない。 照明光源（642）は、レーザーラスターリングシステムと同様に、チップが連続的に移動する間にオン／オフさせることができる。

図60に目を向けると、並進運動を介して照射源の小群（641）（図58に示す）によって照射される例示的な画素領域（664）が示される。 画素領域（664）は、照射源（642A）～（642E）（図58に示す）によってそれぞれ照射される画像（662）の複数の列を含み得る。 並進中に照射源（642A）～（642E）をオン／オフすることによって、画素領域（664）内の画像解像度を画像（662）のオフセット距離Sに基づくことができる。

図58～図60で上記したような像生成部（640）は、少なくとも以下の理由で、他の露光および／または照射システムよりも有利であり得る。 照射源の小群（641）は、画素領域（664）全体を照射するように構成される。 照射源（642A）～（642E）の1つが故障している（発光できない又は消灯できない）場合でも、他の照射源群（646）の対応する照射源（複数可）（642）を画素領域（664）上に変換して、故障した照射源に対するある程度の補償を提供できる。 図58に示す例は、4つの照射源群（646）を含むので、像生成面（521）（図57に示す）上の選択された点は、4つの照射源（642）によって照射され得る。 つの照射源が発光できない場合、画素領域を完全に照明する（及び／又は照射する）ことが望まれるとき、残りの3つの照射源は、画素領域を所望の値の3／4の強度に照明しているだろう。 消灯できない照明光源の場合、画素領域を照らさないようにしたいときは、照度はフル値の1/4となる。冗長な照射源群（646）の数は、欠陥のある画素の影響が、材料の露光に実質的に有害な影響を与えない程度に最小化されるように、十分に大きくなるように選択することができる。このような冗長性は、1つの場所での照射の失敗が不良品をもたらす可能性のある小規模SFFにおいて、高い歩留まりを確保するために極めて重要であり得る。 さらに、マイクロLEDチップに設けられたマイクロLEDのような像生成部（640）の新しい照射源（642）であっても、マイクロエレクトロニクス製造技術の限界により一定の不良率を持つことができ、不良率は使用とともに増加する。照明光源群（646）の組み込みは、不良率を許容することができるので、不完全な光源を使用できるようにして照明光源（642）のコストを削減し、像生成部（640）の使用寿命を延ばすことを両立できる。

像生成（640）は、例示の目的でのみSFFに使用されるものとして示されているが、像生成部（640）は、光学イメージングを使用する任意の適切なアプリケーションに使用することができる。 例示的な用途としては、プラスチックプリントシステム（ステレオリソグラフィーなど）、プリント回路基板（PCB）リソグラフィー、及び／又は光硬化性材料を使用してポリマー部品を製造する他の任意のシステム、又は所望の形状に選択的に露出される必要がある照射感受性材料（複数可）を使用する他の任意の製造工程を含むことができる。

さらに、小さなサイズの画像（662）を露光することによって、画像形成部（640）は、高い解像度を達成することができる。 すべての画像（662）のうちの1つ、または一部だけが、ある瞬間に各画素領域（664）に対して形成されるので、各画素領域（664）のすべての画像（662）が同時に露光されるシナリオと比較して、制御／駆動システムに対する有効画素数を低減することができる。 やや異なる言い方をすれば、所定の能力の制御／駆動システムでは、より多くの画素領域（664）を露光することができるので、露光面積を増加させることができ、SFFの生産性を向上させることができる。 このような利点は、例えば図64および図65に示される例のように、露光が像生成部（640）のスクロールを必要としない場合でも、像生成部（640）で達成することができる。

図61に目を向けると、別の例示的な像生成部（640）が示されている。 図58および図61の像生成部（640）は、照射源（642）のサイズが図61で大きくなっていることを除いて、類似している。

図62に目を向けると、照射源群（646）（図61に示す）によって生成された画像群（666）の一部が、明瞭さと説明目的のために拡大されて示されている。 図59及び図62の画像群（666）は、画像（662）のサイズが図62において大きいことを除いて類似している。 オフセット距離Sは、画像（662）の線形サイズ（またはy方向の幅）より小さいものとして示されている。 図示のような例では、各画像（662）の幅Wは、画素領域（664）の幅の2／5であり（図63に示す）、オフセット距離Sは、画素領域（664）の幅の1／5となる。 したがって、画像群（666）は、画素領域（664）内の5つの露光位置を露光するために、5つの行（668）を含むことができる。

図63に目を向けると、並進運動を介して照射源の小群（641）（図61に示す）によって照射される例示的な画素領域（664）が示されている。 画素領域（664）は、照射源（642A）～（642E）（図62に示す）によってそれぞれ照射される画像（662）の複数の列を含み得る。 並進中に照射源（642A）～（642E）をオン／オフすることによって、画素領域（664）内の画像解像度は、少なくとも部分的にオフセット距離S（図62に示す）に基づくことができる。

したがって、像生成部（640）（図61に示す）は、画像（662）の幅Wよりも小さいオフセット距離Sを導入することによって、画像（662）の線形サイズよりも微細な解像度を達成することができる。 しかし、生成される最終画像は、各画像（662）のサイズがオフセット距離S（達成される最小の間隔となり得る）よりも大きいため、エッジにおける光露光強度の勾配を有することがある。 最終画像の鮮鋭度は低下し得るが、このような像生成部（640）は、光パワー出力（したがって露光効率）の増加という利点を提供することができる。 様々な実施形態において、図61～図63の各画像（662）および／または照射源（642）の面積は、図58～図60の各画像（662）および／または照射源（642）の面積よりも大きくなり得るので、光パワー出力を増大させることができる。 多少異なって述べると、図61～63は、より大きなサイズの画像（662）を使用し、高解像度を達成するためにオフセット距離Sを利用することができる。 これは、画像鮮明度を低下させる一方で、光パワー出力を増加させる。 したがって、特定の用途に応じて、画像（662）のサイズを選択して、光パワー出力と画像シャープネスとの間のトレードオフを達成することができる。

図64は、代替像生成部（図示せず）によって生成されたフルイメージ（660）を示し、フルイメージ（660）は、画像（662）のアレイを含む。 画像（662）は、対応する画素領域（664）内に形成することができ、完全画像（660）は、画素領域（664）内で画像（662）をx方向とy方向の両方でシフトすることによって形成することができる。 画像（662）の大きさは、画素領域（664）の大きさより小さくなっている。 そのため、照射の解像度は、画像（662）の大きさに基づいて決定することができる。 画素領域（664）内での画像（662）のシフトは、例えば、1つ以上の回転可能な屈折レンズを含む照明経路内の投影光学系（645）（図66に示す）によって達成することができる。加えて及び／又は代替的に、画像シフトは、チップを動かして投影画像に比例したシフトを生じさせるために、マイクロLEDアレイを2軸モーションステージ（描かれていない）に取り付けることによって達成され得る。

図65は、別の代替像生成部（図示せず）によって生成されたフルイメージ（660）を示す。 図64と図65によって説明されるような像生成部は、画像（662）のサイズが図64よりも図65で大きいことを除いて類似している。 画像（662）は、対応する画素領域（664）内に形成することができ、完全画像（660）は、画素領域（664）内で画像（662）をx方向及びy方向の両方に、画像（662）の幅又は長さよりも小さい距離だけずらすことによって形成することができる。 そのため、照射の解像度は、画像（662）をずらした距離に基づいて決定することができる。 上述したような理由と同様に、図64と比較して、図65で実現される画像（660）は、画像の鮮明さを低下させながら光出力が増加し得る。

図64および65によって説明される像生成部は、同様に、高解像度およびより大きな露光面積の利点を達成する。 しかし、図64および図65は、図58および図61で説明したのと同じ運動制御を介した冗長性の利点を達成しない。 冗長性を達成するために、像生成部は、対角画素システム（図58及び図61に示す）よりも多くの軸でより多くの動き及びより大きな範囲の動きを必要とするかもしれない。 像生成部は、1軸システムの代わりに2軸モーションシステムを使用することがあり、したがって、像生成部をより大きく、より高価に、そしておそらく制御がより複雑にすることを要求する。

図66に目を向けると、像生成部（640）の例示的な実装が示されている。 像生成部（640）は、チップ（643）および投影光学系（645）を含むものとして示されており、両者は互いに対して静的である。 チップ（643）は、その上に組み込まれた照射源（642）を、上記のようなアレイで含むことができる。 例示的なチップ（643）は、マイクロＬＥＤチップを含むことができる。 チップ（643）及び投影光学系（645）は、像生成面（521）として例示されるプリント領域上で方向（648）に沿って同時に並進することができる。単一レンズとして示される投影光学系（645）は、複数の光学素子を含むことができ、マイクロレンズアレイ（複数可）を含むことができる。

図67に目を向けると、像生成部（640）の代替的な例示的実装が示されている。 チップ（643）は、像生成面（521）に対して移動可能であり得るが、投影光学系（645）のような像生成部（640）の他の構成要素は、像生成面（521）に対して静的であり得る。 チップ（643）は、像生成部（640）内で前後に並進されることにより、画像を並進させることができる。 例えば、像生成部（640）のハウジングは静的であり得、チップ（643）は、ハウジング内で移動され得る。

図68に目を向けると、像生成部（640）のアレイが示されている。 像生成部（640）の各々は、図67に示されるような例と同様であり得る。 像生成部（640）のアレイは、任意に大きな像生成領域をカバーすることができる。 多くの実装において、画像サイズは、単一の像生成部（640）のフットプリントよりも大きくすることができる。 有利なことに、大きな像生成領域は、高い効率で露光することができる。

図69に目を向けると、像生成部（640）の別の代替的な例示的な実施形態が示されている。 チップ（643）は、像生成面（521）に対して静止させることができる。 像生成部（640）は、像生成部（640）内で前後に回転（または傾斜）させることができる少なくとも1つの屈折要素（647）を含むことができる。 屈折要素（647）は、回転を介して画像を並進させる屈折窓を提供することができる。 有利には、像生成部（640）は、比較的単純で低精度の機械的制御で高精度の画像シフトを実現することができる。 屈折素子（647）は、チップ（643）と投影光学系（645）との間に配置されているように示されている。 しかしながら、屈折素子（647）は、チップ（643）と像生成面（521）との間の任意の適切な位置に配置することができる。 例えば、屈折素子（647）は、投影光学系（645）と像生成面（521）との間に位置させることができる。

図70に目を向けると、像生成部（640）のアレイが示されている。 像生成部（640）の各々は、図69に示すような例と同様であり得る。 像生成部（640）のアレイは、任意に大きな像生成領域をカバーすることができる。 多くの実装において、画像サイズは、単一の像生成部（640）のフットプリントよりも大きくすることができる。 有利なことに、大きな像生成領域は、高い効率で露光することができる。

図71に目を向けると、例示的な部品（400）が示されている。 部品（400）は、細長い本体（420）を含む針であるとして示されている。 針は、生物学的身体（例えば、動物または人間）の皮膚または組織に入るための任意のタイプの針を含むことができる。 細長い本体（420）は、先端部（440）と、ハブ部（460）と、先端部（440）とハブ部（460）の間のシャフト部（480）とを含むことができる。 先端部（440）は、皮膚に進入するために、シャフト部（480）の断面積よりも小さい断面積で、鋭利であるように示されている。 ハブ部（460）は、注射器バレル（及び／又は、図示しない他の任意の適切な装置）に取り付けるために使用することができる。 注射器バレルは、針を介して生体内に物質（図示せず）を供給し、及び／又は生体内から物質を抽出することができる。 シャフト部（480）は、先端部（440）とハブ部（460）との間の距離を形成するために、針のステムを形成することができる。

先端部（440）、ハブ部（460）、および／またはシャフト部（480）は、多孔質であり得る。 多少異なって述べると、先端部（440）、ハブ部（460）、および／またはシャフト部（480）は、その中に複数の孔（430）を規定することができる。 従来、針は、中実の外壁を有し、中実の壁に囲まれ、針の全長を通る単一の直線状の管腔を画定する。 これに対して、先端部（440）（またはハブ部（460）、または軸部（480））が複数の孔（430）を画定する場合、先端部（440）（またはハブ部（460）、または軸部（480））は、必ずしも先端部（440）を通る管腔を画定しない。 孔（430）は、内腔を必要とせずに、針を通して輸送される物質を収容および／または受け取ることができる。

様々な実施形態において、細孔（430）はデジタル的に導入することができる。 多少異なる言い方をすれば、針のデジタルモデルは気孔を定義することができるので、デジタルモデルに従って作られた部品（400）は、気孔を有することができる。 加えて及び／又は代替的に、気孔（430）は、部品（400）の焼結サイクルを調整することを介して（不完全焼結を介して）定義することができる。 上記のように、焼結サイクルは、最終的な部品（400）において制御されたレベルの気孔率を達成するために、ピーク温度およびソーク時間を減らすように調整され得る。 加えて及び／又は代替的に、気孔（430）の少なくとも一部は、例えばメッキを含む任意の適切な方法を介して充填することができる。 したがって、針の1つ以上の選択された部分は、固体または非多孔質であることができる。 一実施形態では、細孔（430）の一部のみをメッキすることは、部品（400）をメッキ溶液に部分的に浸漬することによって達成することができる。

様々な実施形態において、孔（430）は、直径が50ミクロン以下の直径を有することができる。 50ミクロンでは、細孔（430）は、ほとんどの流体に対して有意な流れ制限を課さない。 より小さいサイズ（例えば、10ミクロン以下）では、細孔（430）は、細胞媒体を濾過する利点を提供することができる。 好ましくは、直径は100ナノメートルの下限を有することができ、その孔のサイズでは、低粘度の流体でさえ、流量が著しく制限され得るからである。

シャフト部（480）は、10ミクロンから300ミクロンの範囲の直径を有する円形の断面を有することができる。 先端部（440）は、10ミクロンから250ミクロンの範囲の長さ、および10ミクロンより大きくない、好ましくは5ミクロンより大きくない先端または先端エッジの半径を有することができる。針は、非円形の形状を有することができ、この場合、最大又は最小断面寸法は、円形断面の針の直径について先に説明した制約内にあると理解することができる。 様々な実施形態において、針は、薬物又はワクチンの送達におけるマイクロニードル用途に特に有用であることができる。

図72に目を向けると、先端部（440）、ハブ部（460）、およびシャフト部（480）は、それぞれがそこに孔（430）を規定するものとして示されている。 一実施形態では、針は、針全体を通過する内腔を画定しない。 内腔がないと、針は機械的に強くなることができる。 したがって、針は、アスペクト比（長さ対直径）が増加しても十分な強度を有することができる。 有利なことに、針は、より鋭く、より細くすることができ、したがって、皮膚のより深いところに入り、より多様な医療処置に適することができる。

先端部（440）、ハブ部（460）及びシャフト部（480）における孔（430）の少なくともいくつかは、連通しているものとして示されている。 多少異なる言い方をすれば、物質（図示せず）が通路（401）を介して先端部（440）とハブ部（460）との間で輸送され得るように、１つ以上の通路（401）が細孔（430）の間に形成され得る。 シャフト部（480）の細孔（430）は、通路（401）の一部として細孔（430A）を含むものとして示されている。
[0293] いくつかの実施形態では、シャフト部（480）の外面から物質を隔離することが望ましい場合がある。 したがって、シャフト部（480）における孔（430）は、シャフト部（480）の外部側に対して開かれていない１つ以上の孔（430B）を含むことができる。 さらに、および／または代替的に、シャフト部（480）における孔（430）は、シャフト部（480）の外部側に開放されているが、いずれの通路（401）とも連通しない１つ以上の孔（430C）を含むことができる。

シャフト部（480）は、例示の目的でのみ細孔（430）を規定するものとして示されているが、シャフト部（480）は、制限なく、物質を受け取るための他の任意の構造を規定することができる。 一実施形態では、シャフト部（480）は、先端部（440）および／またはハブ部（460）に孔（430）を有する通路（401）を形成するために孔（430）を規定することができる。 別の実施形態では、シャフト部（480）は、そこに１つ以上の内腔を規定することができる。

図73に目を向けると、シャフト部（480）およびハブ部（460）は、先端部（440）における孔（430）の少なくとも一部と連通する内腔（470）を規定するものとして示されている。 内腔（470）は、軸部（480）およびハブ部（460）を通過して、細孔（430）からハブ部（460）までの完全な流路を形成することができる。 したがって、先端部（440）は、内腔が通過することを規定しない。 内腔がないと、先端部（440）は、機械的な強度を高めることができる。 したがって、先端部（440）は、アスペクト比（長さ対直径）が増加しても、十分な強度を有することができる。 有利には、先端部（440）は、より鋭く、より細くすることができ、したがって、皮膚のより深いところに入り、より多様な医療処置に適することができる。 針の断面は典型的には先端部（440）で最も小さいので、シャフト部（480）およびハブ部（460）が依然としてそこにルーメン（470）を規定していても、先端部（440）の少なくとも一部でルーメンを不要にすることは、大きな改善をもたらすことができる。

シャフト部（480）およびハブ部（460）の両方が、例示のみを目的として内腔（470）を画定するものとして示されているが、内腔（470）は、限定することなく、シャフト部（480）の少なくとも一部、ハブ部（460）の少なくとも一部、および／または先端部（440）の一部内で画定することができる。 シャフト部（480）およびハブ部（460）の両方は、例示の目的のみのために1つのルーメン（470）を規定するものとして示されているが、１つ以上の均一なおよび／または異なるルーメン（470）を、制限なく、針に規定することができる。

図７３に示す針は、任意の適切な方法によって作製することができる。 様々な実施形態において、細孔（４３０）はデジタル的に導入することができる。 さらに、および／または代わりに、部品（４００）の焼結サイクルを調整することによって（不完全な焼結によって）細孔（４３０）を画定することができる。 細孔（４３０）の少なくとも一部は、例えばメッキを含む任意の適切な方法によって充填することができる。 例えば、内腔（４７０）を取り囲む壁は、めっきによって固体または非多孔質にすることができる。

図７４を参照すると、別の例示的な部品（４００）が示されている。 部分（４００）は、血液を取り囲む血管（４５０）に入る針として示されている。 血液は、液体成分（４５４）中に懸濁された１つ以上の固体成分（４５２）を含む。 様々な実施形態において、固体成分（４５２）は、血球および／または血小板を含むことができる。 液体成分（４５４）は血漿を含むことができる。 先端部（４４０）、ハブ部（４６０）および／またはシャフト部（４８０）は、液体成分（４５４）のみがハブ部（４６０）から出るように、血液を濾過するのに適した構造で形成され得る。 。 さまざまな医療診断目的では、液体成分（４５４）のみをサンプリングする必要があり、液体成分（４５４）は固体成分（４５２）よりも長い保存寿命を有する。 有利なことに、開示された針は、簡略化された方法で液体成分（４５４）をサンプリングすることができ、血液サンプルの保存期間を延長し、したがって医療検査室の操作を容易にすることができる。

様々な実施形態において、シャフト部（４８０）は、１０ミクロンから３００ミクロンの範囲の直径を有する円形の断面を有することができる。 直径が 300 ミクロン未満のシャフト部(480) は、標準ゲージ針よりも小さくすることができ、痛みのないサイズに近づく。 直径が１０ミクロン未満であると、角質層を通過するのに十分な長さの針を作製することがより困難になるため、直径が１０ミクロン未満であると、中実の針としても特に有用ではない。

先端部分（４４０）は、１０ミクロンから２５０ミクロンの範囲の長さ、および１０ミクロン以下の先端半径を有することができる。 針は、非円形の断面形状を有することができ、その場合、最大または最小の断面寸法は、１０ミクロンから３００ミクロンの範囲であり得る。

図７５を参照すると、先端部（４４０）は、血管（４５０）内の血液に開口する複数の細孔（４３０）を画定するものとして示されている。 細孔（４３０）のそれぞれは、血球が細孔（４３０）に入らないように、血球のサイズよりも小さいサイズを有することができる。 したがって、細孔（４３０）はフィルターとして機能することができる。 細孔（４３０）は、限定されないが、任意の適切な通路、細孔、管腔等を介してハブ部（４６０）の適切な出口と連通することができる。 様々な実施形態において、細孔（４３０）は、フィルタとして機能するために５ミクロン以下の直径を有することができる。

先端部（４４０）の細孔（４３０）は、例示のみを目的として血液を濾過するものとして示されているが、針の任意の部分（シャフト部（４８０）および／またはハブ部（４６０）など） ）は、制限なく、血液を濾過するように構造化することができる。 開示された針は、制限なく、身体から他の任意の適切な物質を濾過することができる。 さらに、および／または代わりに、開示された針は、注射器から体内に注入された物質を濾過することができる。その場合、物質はハブ部（４６０）から先端部（４４０）に流れることができる。したがって、大きな内容物または固体内容物を除去し、より少ない内容物または液体内容物を体内に入れることができる。

図７６を参照すると、先端部分（４４０）がその中に細孔（４３０）を画定するものとして示されている。１つ以上の細孔（４３０）は、横方向（４９０）に配向することができる。横方向（４９０）は、挿入方向（４９２）に対して垂直な任意の方向を含むことができる。挿入方向（４９２）は、手術中に針を体内に挿入する方向であり得る。 挿入方向（４９２）は、シャフト部（４８０）と平行であるように示されている。 従来の針は、針の挿入経路と少なくとも部分的に整列する方向に開口する開口部を有する。 したがって、細胞組織および／または乳輪組織が開口部を詰まらせ、流体が針を通過できなくなる可能性がある。 有利なことに、図７６に示される針は、挿入経路内に開いていない細孔（４３０）を画定することができ、したがって詰まりを防止することができる。 いくつかの実施形態では、細孔（４３０）は、先端部（４４０）の通路（４０１）を介して先端部（４４０）の中央管腔（図示せず）と連通することができる。 いくつかの実施形態では、通路（４０１）は、先端部（４４０）の表面まで延びて、細孔（４３０）を形成することなく開口部を形成することができる。

様々な実施形態において、細孔（４３０）は、５０ミクロン以下の直径を有することができる。 一実施形態では、細孔（４３０）は、フィルタとして機能するために５ミクロン以下の直径を有することができる。 針は3mmより短くても構わない。シャフト部（４８０）は、直径が１０ミクロンから３００ミクロンの範囲でかつ、内部開口または内腔（シャフト部（４８０）の軸に沿った中央通路）が１００μｍ未満の円形の断面を有することができる。内部開口部が 100 ミクロン未満であるため、痛みを感じさせずに液体を容易に通過させることができる針全体のサイズが可能になる。先端部（４４０）は、１０ミクロンから２５０ミクロンの範囲の長さ、および１０ミクロン以下の先端半径を有することができる。針は非円形の形状を有していてもよい。その場合、最大または最小の断面寸法は、円形断面の針の直径について前述した制約内にあると理解され得る。

先端部（４４０）の細孔（４３０）は、シャフト部（４８０）の任意の通路および／または管腔内に延在することができる通路（４０１）の一部として細孔（４３０Ａ）を含むものとして示されている。 ）。 したがって、先端部（４４０）の細孔（４３０）は、先端部（４４０）の外側に開いていない１つ以上の細孔（４３０Ｄ）を含むことができる。 様々な実施形態において、シャフト部（４８０）および／またはハブ部（４６０）は、図７１～図７５に示すような適切な構造を有することができる。

３つの横方向４９０は例示のみを目的として示されているが、横方向４９０は、制限なく、挿入方向４９２に垂直な平面内の任意の方向を含むことができる。

図７１～７６は、例示のみを目的としてハブ部（４６０）およびシャフト部（４８０）を示しているが、ハブ部（４６０）および／またはシャフト部（４８０）は任意選択であり得る。例えば、針は、皮膚の下深くに到達するための皮下注射針を含むことができ、ハブ部（４６０）および／またはシャフト部（４８０）を必要とする場合がある。別の例では、針は、先端部分（４４０）のみを備えた極微針を含んでもよい。 別の例では、マイクロニードルは、シャフト部分と先端部分などの部分の間で、それらの間の明確な輪郭を持たずに、シームレスに先細りになっていてもよい。

図７７を参照すると、対象物（８００）が極微針アレイを含むものとして示されている。 マイクロニードルアレイは、底板（４６２）と、チップ部（４４０）がベースプレート（４６２）から遠位方向を向いた状態で底板（４６２）に結合された複数の針とを含むものとして示されている。底板（４６２）は、その中に針の孔および／または管腔と連通することができる貯蔵部（図示せず）を画定することができる。貯蔵部は、針によって身体から抽出された流体および／または針に供給される流体を収容するために使用することができる。針は、図7 ～76に示す部品のいずれかにすることができる。

図７１～７７に示される部品４００は、方法（７００）（図３１、３３、３４、４０、および４３に示される）および／またはシステム（１０１）（図３０に示される）を使用して作製され得る。 方法（７００）またはシステム（１０１）がなければ、従来の方法またはシステムで部品４００を製造することは非実用的であるか、不可能である。 たとえ部品４００のいずれかが特定の従来の方法またはシステムによって製造可能であるとしても、部品４００のコストおよび製造時間が高すぎて大量に製造できないであろう。 方法（７００）および／またはシステム（１０１）は、有利なことに、部品４００を低コストおよび高効率で大量に製造することを可能にすることができる。

図７８を参照すると、ＳＦＦ用の制御システム（９００）が示されている。 制御システム（９００）は、システム（１０１）を制御するように構成することができる（図３０に示す）。 制御システム（９００）はプロセッサ（９１０）を含むことができる。 プロセッサ（９１０）は、１つ以上のマイクロプロセッサ（例えば、シングルコアプロセッサまたはマルチコアプロセッサ）、特定用途向け集積回路、特定用途向け命令セットプロセッサ、グラフィックス処理部、物理処理部、デジタル信号処理部、 コプロセッサ、ネットワーク処理部、暗号化処理部など。

プロセッサ（９１０）は、制御システム（９００）および／またはオブジェクト（８００）のコンピュータ化されたモデル（図３０に示す）を実装するための命令を実行することができる。 非限定的な例では、命令には１つ以上のＳＦＦソフトウェアプログラムが含まれる。 例示的なＳＦＦソフトウェアプログラムは、システム（１０１）を制御するためのＧコードを含むことができる。 プログラムは、付加プリントを実施するための複数のプリントオプション、設定および技術を用いてシステム（１０１）を制御するように動作することができる。

プログラムは、物体の３Ｄコンピュータモデルを生成するためのＣＡＤおよび／またはＣＡＭプログラムを含むことができる（８００）。 さらに、および／または代わりに、３Ｄコンピュータモデルは、他の従来のＣＡＤおよび／またはＣＡＭプログラム、および／または別のコンピュータシステムからインポートすることができる。 3D コンピュータ モデルは、業界標準のソリッド、サーフェス、またはメッシュ ファイル形式にすることができる。 プログラムは、オブジェクト（８００）の３Ｄコンピュータモデルを層（８２０）にスライスし（図３０に示す）、各層を定義するためのツールパスを計算する（８２０）ためのＣＡＭスライシングソフトウェアを含むことができる。

プログラムは、オブジェクト（８００）をプリントするためにシステム（１０１）を制御するためのマシンコード（例えば、Ｇコードを含む）を生成することができる。 例えば、プログラムは、材料堆積システム（１３０）（図１に示す）およびエアブレード（１４０、１５０）（図１に示す）を制御して、材料を堆積させ、カメラ（１０４）（図１に示す）による監視を介して硬化プロセスを制御することができる。 図 1)、ポンプ モーター、ビルド プラットフォームの動作、堆積モジュールの動作、カメラ (104) による画像化による高密度化プロセス、電気化学加工プロセス、ビルド材料部(500)、選択処理部 (600) および/または 画像化部（６４０）。

図７８に示すように、制御システム（９００）は、必要に応じて、１つ以上の追加のハードウェアコンポーネントを含むことができる。 追加のハードウェアコンポーネントの例には、メモリ（９２０）（本明細書では非一時的なコンピュータ可読媒体とも呼ばれる）が含まれるが、これに限定されない。 例示的なメモリ（９２０）には、例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、スタティックＲＡＭ、ダイナミックＲＡＭ、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブルＲＯＭ、消去可能プログラマブルＲＯＭ、電気的に消去可能プログラマブルＲＯＭ、フラッシュメモリ、セキュアデジタル（ＲＯＭ）が含まれ得る。 SD）カードなど。 制御システム（９００）および／またはオブジェクト（８００）のコンピュータ化されたモデルを実装するための命令は、プロセッサ（９１０）によって実行されるようにメモリ（９２０）に格納することができる。

加えておよび／または代わりに、制御システム（９００）は通信モジュール（９３０）を含むことができる。 通信モジュール（９３０）は、任意の有線および／または無線通信方法を使用して、制御システム（９００）と別のコンピュータシステム（図示せず）との間でデータおよび／または命令を交換するように動作する任意の従来のハードウェアおよびソフトウェアを含むことができる。 例えば、制御システム（９００）は、通信モジュール（９３０）を介して、オブジェクト（８００）に対応するコンピュータ設計データを受信することができる。 例示的な通信方法には、例えば、無線、無線忠実度（Ｗｉ‐Ｆｉ）、携帯電話、衛星、放送、またはそれらの組み合わせが含まれる。

加えておよび／または代わりに、制御システム（９００）は表示装置（９４０）を含むことができる。 表示装置（９４０）は、制御システム（９００）を動作させるためのプログラミング命令を提示し、物体（８００）の３Ｄコンピュータモデルを表示し、及び／又はシステムの構成要素に関連するデータを提示するように動作する任意の装置を含むことができる（ 100) および/またはシステム(101)。 さらに、および／または代わりに、制御システム（９００）は、必要に応じて、１つ以上の入出力デバイス（９５０）（例えば、ボタン、キーボード、キーパッド、トラックボール）を含むことができる。

プロセッサ（９１０）、メモリ（９２０）、通信モジュール（９３０）、表示装置（９４０）、および／または入出力装置（９５０）は、例えば、以下を使用して通信するように構成することができる。 ハードウェア コネクタとバス、および/またはワイヤレス方式で。

本明細書では、様々な用途のための部品（例えば、プラスチック、金属、およびセラミック部品）の製造のための、固体自由形状製造のための装置および関連する方法の実施形態が開示される。

いくつかの実施形態では、本明細書に開示されるＳＦＦ方法および装置は、デジタルモデルの３次元固体表現を生成するための材料の層を受け取るための表面、構築材料の必要な層を堆積するための１つ以上の部品、構築材料を、デジタルモデルに含まれるデータを表す断面に像生成するための部品。一実施形態では、造形材料は粒子材料と光硬化性樹脂材料を含む。材料は構築プロセスの前にブレンドすることができ、プリント済み部品の特性を最適化するために構築プロセス中に混合物の密度を変更することができる。

さらに、いくつかの実施形態では、以下に説明する方法および装置は、構築材料の１つとして粒子材料（例えば、セラミック、プラスチック、または金属）を利用することができる。この装置で製造された部品は、隣接する粒子間の結合を促進するために、構築プロセスが完了した後に処理される場合がある。このような処理には、熱処理、化学処理、圧力処理、およびこれらの組み合わせが含まれるが、これらに限定されない。 この製造および処理プロセスの結果には、固体金属部品、固体セラミック部品、多孔質金属部品、多孔質セラミック部品、多孔質プラスチック部品、固体複合プラスチック部品、および１つ以上の種類の材料を含む複合部品が含まれるが、これらに限定されない。

粉末と結合剤のスラリー混合物の層の製造方法は、ポンプシステムを介して材料を堆積することを含んでもよい。この堆積システムには、堆積中に前の層に与えられるせん断応力を軽減する機能を含めることができる。さらに、および／または代わりに、堆積システムは、層の平坦度の偏差を自己補正するシステムの能力を高める機能を含んでもよい。 さらに、および／または代わりに、結合剤の体積の一部をスラリーから除去することによって、堆積層の密度を変更することができる。 さらに、および／または代わりに、スラリー材料を連続的に調整して、スラリー材料およびそれから製造される部品の高度な均質性を提供することができる。

層イメージングは、デジタル光処理（ＤＬＰ）プロジェクタまたはレーザーイメージングシステムなどのプログラム可能な光源を用いたバルクイメージングを含むがこれらに限定されないいくつかの手段を通じて達成され得る。

一態様では、所与の三次元物体を表すデジタルデータに従って光硬化性樹脂材料を使用して物体を製造できるように、固体自由形状製造装置が提供される。

別の態様では、粒子材料と光硬化性樹脂材料からなる複合物体を生成することができるＳＦＦ装置が提供される。

別の態様では、材料層の製造にバルク堆積技術を利用するＳＦＦデバイスが提供される。

別の態様では、材料の複合層を製造するために粒子材料と光硬化性樹脂材料の混合物を処理するＳＦＦ装置が提供される。

別の態様では、材料構成要素の内部接着を改善するために、ＳＦＦデバイスから生成される物体を熱的、化学的、または機械的に処理することができる。

別の態様では、印刷部品の微粒子充填密度を高めるために、構築プロセス中に変更される混合原料を使用することができる。

別の態様では、フィードバックシステムを使用して、任意選択で、プロセスを監視するカメラから１つ以上の輝度値を読み取ることによって、堆積された混合材料の微粒子充填密度の増加を検証または制御することができる。

別の態様では、印刷部品を製造したのと同じプロセスによって製造できる印刷部品を焼結または仕上げするために使用できる道具の有利な形状を決定するための方法が提供される。

上述の様々な実施形態は、「フォトポリマー樹脂」、「感光性材料」、「光硬化性材料」、「放射線感受性材料」、「放射線硬化性材料」、および／または任意の他の同様のもしくは関連する用語の使用を含む。 このような用語は、それらの実施形態において同じ目的を果たすことができ、所望の修飾を可能にするために、照射に応答して、修飾され、物理的状態変化を受け、相転移を受け、および／または化学反応を受け得る物質であり得る。 これらの実施形態で説明した方法で材料の一部を形成する。 様々な実施形態において、照射は、光線、波動（例えば、電磁波）、および／または粒子の形態で放出および／または伝達されるエネルギーの放射を含むことができる。

図に示す方向は、重力に対する任意の物理的方向とすることができる。 例えば、図３０のシステムは、能動的作業面が局所的な地球の表面に平行になるように配向することも、他の角度、例えば、局所的な地球の表面から３０度の傾きに向けることもできる。 「上」、「下」、「上」、「下」、「上」、「下」などの方向を示す単語の使用は、地表面と平行な能動的作業面を備えたシステムに適用されるものと理解される。システムが他の角度にある場合は、これらの方向をそれに応じて変更する必要がある。

本明細書ではシステムの特定の組み合わせが示されているが、前述のサブシステムの任意の組み合わせを同様の目的で実装することができる。 前述の方法またはシステムのいずれかに従って、スラリーの堆積、スラリーの緻密化、および照射を提供する任意のシステムは、開示された主題の実施形態であると理解され得る。

本発明の主題は、その精神および本質的な特徴から逸脱することなく、他の形態で具体化することができる。 したがって、説明される実施形態は、あらゆる点で例示的なものであり、限定的なものではないと考えられるべきである。 本主題を特定の好ましい実施形態に関して説明してきたが、当業者には明らかな他の実施形態も本主題の範囲内である。

Claims (113)

1. ３次元物体を作る方法であって、
   粉末材料とフォトポリマー樹脂との混合物を含む構築材料を均一化する段階と、
   前記構築材料を構築プラットフォーム上に堆積する段階と、
   前記構築材料を選択的に処理することで前記３次元物体を形成する段階、を有する方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記均一化する段階は、前記堆積する段階中、前記堆積する段階前のセトリング時間内、又はこれらの組み合わせの間に実行される、方法。
3. 請求項１又は２に記載の方法であって、前記選択的に処理する段階は、照射によって前記構築材料の少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化する段階を含む、方法。
4. 請求項１～３のいずれか一項に記載の方法であって、前記構築材料は、前記構築プラットフォーム上に堆積された後に集密化される、方法。
5. 請求項４に記載の方法であって、前記構築材料は、差圧によって前記フォトポリマー樹脂の少なくとも一部を除去することによって集密化される、方法。
6. 請求項１～５のいずれか一項に記載の方法であって、前記堆積する段階は、スロットダイを用いて前記構築材料の１層以上の層を生成する段階を含む、方法。
7. 請求項６に記載の方法であって、前記スロットダイは、前記層のうちの過去に堆積された層の平坦性における広範囲のずれにわたる前記層のうちの一の層の均一性を向上させるように調節される。
8. 請求項７に記載の方法であって、前記スロットダイの調節は、前記スロットダイの安定ビーズ領域領域を拡大する段階を含む、方法。
9. 請求項１～８のいずれか一項に記載の方法であって、
   前記堆積する段階は、前記構築材料の層を生成する段階を含み、
   前記選択的に処理する段階は、照射によって前記構築材料の少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化させる段階を含み、前記構築材料は、前記照射下で状態を変化させる感光性成分を含み、
   前記堆積する段階と前記選択的に処理する段階を繰り返すことで前記３次元物体を形成する段階を有する、
   方法。
10. 請求項９に記載の方法であって、前記状態の変化は、前記硬化が有効であるのかを検出する色の変化を含む、方法。
    
11. ３次元物体を作る方法であって、
    構築プラットフォーム上に構築材料を堆積する段階と、
    前記構築材料を集密化する段階と、
    前記構築材料を選択的に処理することで前記３次元物体を形成する段階、を有する方法。
12. 請求項１１に記載の方法であって、
    前記堆積する段階は、前記構築プラットフォーム上に前記構築材料の層を堆積する段階を含み、
    前記集密化する段階は、前記構築材料の層を集密化する段階を含み、
    前記選択的に処理する段階は、前記構築材料の層を選択的に処理する段階を含み、かつ、
    当該方法は、前記層上に積層される前記構築材料からなる１つ以上の層の堆積、集密化、及び選択的処理を繰り返すことで前記３次元物体を形成する段階をさらに含む、
    方法。
13. 請求項１１又は１２に記載の方法であって、前記構築材料は、粉末材料とキャリア流体との混合物を含む、方法。
14. 請求項１３に記載の方法であって、前記堆積する段階は、スロットダイコーティングによって前記構築材料を堆積する段階を含む、方法。
15. 請求項１３又は１４に記載の方法であって、前記堆積する段階は、ブレードコーティングによって前記構築材料を堆積する段階を含む、方法。
16. 請求項１３～１５のいずれか一項に記載の方法であって、前記堆積する段階は、パッチコーティングによって前記構築材料を堆積する段階を含む、方法。
17. 請求項１３～１６のいずれか一項に記載の方法であって、前記集密化する段階は、前記構築材料中の前記粉末材料の装填密度を増大させる段階を含む、方法。
18. 請求項１３～１７のいずれか一項に記載の方法であって、前記集密化する段階は、前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を除去する段階を含む、方法。
19. 請求項１８に記載の方法であって、前記除去する段階は、前記構築プラットフォームを介して前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を吸引する段階を含む、方法。
20. 請求項１８又は１９に記載の方法であって、前記除去する段階は、前記構築プラットフォームへ超音波を印加することによって前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を除去する段階を含む、方法。
21. 請求項１８～２０のいずれか一項に記載の方法であって、前記除去する段階は、前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を熱的に蒸発させる段階を含む、方法。
22. 請求項１８～２１のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記キャリア流体は、充填材料と主要材料を含み、
    前記除去する段階は、前記充填材料の少なくとも一部のみを除去する段階を含む、
    方法。
23. 請求項２２に記載の方法であって、前記除去する段階は、蒸発によって前記充填材料の少なくとも一部を除去する段階を含む、方法。
24. 請求項１３～２３のいずれか一項に記載の方法であって、前記選択的に処理する段階の前に、前記構築プラットフォームへ超音波を印加することによって前記粉末材料を固める段階をさらに含む、方法。
25. 請求項１３～２４のいずれか一項に記載の方法であって、前記構築材料は、内部に複数の気泡を画定する発泡体を含む、方法。
26. 請求項２５に記載の方法であって、前記集密化する段階は、前記発泡体内の前記気泡のうちの少なくとも一部をつぶす段階を含む、方法。
27. 請求項２６に記載の方法であって、前記つぶす段階は、前記構築プラットフォームを介して前記構築材料へ吸引力を印加する段階を含む、方法。
28. 請求項２６又は２７に記載の方法であって、前記つぶす段階は、前記構築材料へ超音波攪拌を加える段階を含む、方法。
29. 請求項２６～２８のいずれか一項に記載の方法であって、前記つぶす段階は、前記構築材料へ熱を加える段階を含む、方法。
30. 請求項１３～２９のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記集密化する段階は、前記構築材料へ集密化流体を加える段階を含み、
    前記集密化流体は、前記キャリア流体と反応することで、気体生成物を生成し、前記構築材料中での流体の体積を減少させる、
    方法。
31. 請求項１３～３０のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記キャリア流体はフォトポリマー樹脂を含み、
    前記選択的に処理する段階は、照射によって前記構築材料の少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化させる段階を含む、
    方法。
32. 請求項３１に記載の方法であって、前記少なくとも部分的に硬化させる段階は、前記３次元物体のデジタルモデルの２次元スライスに従って前記構築材料に照射する段階を含む、方法。
33. 請求項１３～３２のいずれか一項に記載の方法であって、前記選択的に処理する段階は、前記構築材料の少なくとも１つの標的領域上に補助構築材料を堆積する段階を含む、方法。
34. 請求項３３に記載の方法であって、前記集密化する段階は、前記構築材料が集密化後でも実質的に濡れたままとなるように前記構築材料を周密化する段階を含む、方法。
35. 請求項３４に記載の方法であって、前記集密化する段階は、集密化後でも前記構築材料が内部に複数の空隙を画定し、かつ、前記粉末材料が実質的に濡れたままとなるように前記構築材料を周密化する段階を含む、方法。
36. 請求項３４又は３５に記載の方法であって、前記補助構築材料は、前記粉末材料を前記標的領域で結合させる硬化反応、固化反応、又はこれらの組み合わせを可能にするように構成される、方法。
37. 請求項３６に記載の方法であって、前記標的領域は、前記３次元物体のデジタルモデルの２次元スライスに従う、方法。
38. 請求項３６又は３７に記載の方法であって、前記補助構築材料は、前記標的領域で前記粉末材料を結合させる光硬化反応を可能にするように構成される、方法。
39. 請求項３８に記載の方法であって、前記選択的に処理する段階は、非選択的に前記構築材料に照射する段階を含む、方法。
40. 請求項３８又は３９に記載の方法であって、前記補助構築材料は光硬化性樹脂を含む、方法。
41. 請求項３８～４０のいずれか一項に記載の方法であって、前記補助構築材料と前記キャリア流体は一体となって、主要樹脂と光開始剤を含む光硬化性樹脂を供する、方法。
42. 請求項３６～４１のいずれか一項に記載の方法であって、前記補助構築材料は、前記標的領域に前記粉末材料を結合させる熱硬化反応を可能にするように構成される、方法。
43. 請求項４２に記載の方法であって、前記選択的に処理する段階は、非選択的に前記構築材料を加熱する段階を含む、方法。
44. 請求項４２又は４３に記載の方法であって、前記補助構築材料は熱硬化性樹脂を含む、方法。
45. 請求項４２～４４のいずれか一項に記載の方法であって、前記補助構築材料と前記キャリア流体は一体となって、主要樹脂と光開始剤を含む熱硬化性樹脂を供する、方法。
46. 請求項３６～４５のいずれか一項に記載の方法であって、前記補助構築材料は、前記標的領域に前記粉末材料を結合させる受動硬化反応を可能にするように構成される、方法。
47. 請求項４６に記載の方法であって、前記補助構築材料は受動硬化性樹脂を含む、方法。
48. 請求項４６又は４７に記載の方法であって、前記補助構築材料と前記キャリア流体は一体となって、主要樹脂と光開始剤を含む熱硬化性樹脂を供する、方法。
49. 請求項３６～４８のいずれか一項に記載の方法であって、前記補助構築材料は、堆積中に融解するワックスを含み、少なくとも前記キャリア流体による熱の吸収によって冷却する際に固化する、方法。
50. 請求項３６～４１のいずれか一項に記載の方法であって、前記補助構築材料は、堆積中に融解するモノマーを含み、光硬化、熱硬化、又はこれらの組み合わせによって堆積する際に硬化する、方法。
51. 請求項３４～５０のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記補助構築材料は、硬化反応を抑制するように構成され、
    前記キャリア流体は硬化性材料を含む、
    方法。
52. 請求項５１に記載の方法であって、前記標的領域は、前記３次元物体のデジタルモデルの２次元スライスの相補像に従う、方法。
53. 請求項５１又は５２に記載の方法であって、
    前記補助構築材料は、光硬化反応を抑制するように構成され、
    前記キャリア流体は光硬化性樹脂を含む、
    方法。
54. 請求項５３に記載の方法であって、前記選択的に処理する段階は、非選択的に前記構築材料に照射する段階を含む、方法。
55. 請求項３４～５４のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記補助構築材料は焼結抑制剤を含み、
    当該方法は、前記選択的に処理する段階後に前記粉末材料を焼結する段階をさらに含む、
    方法。
56. 請求項５５に記載の方法であって、前記標的領域は、前記３次元物体と支持構造との間の支持表面層のデジタルモデルの２次元スライスに従う、方法。
57. 請求項１１～５６のいずれか一項に記載の方法を実行する手段を備える、３次元物体を作るシステム。
58. ３次元物体を作る装置であって、
    構築プラットフォームと、
    前記構築プラットフォームにわたって並進し、前記構築プラットフォーム上又は過去に堆積された層上に構築材料の層を堆積するように構成される堆積モジュールと、
    前記堆積モジュールと連通する材料供給部と、
    前記構築材料を含んで前記材料供給部と連通する貯蔵部と、
    前記の堆積された層の少なくとも１つを少なくとも部分的に硬化させることで前記３次元物体の一の層を画定する投影モジュール、を備え、
    前記材料供給部は前記貯蔵部内での前記構築材料の均一化、前記貯蔵部からの前記構築材料の供給、又はこれらの組み合わせを実行するように構成される、
    装置。
59. 請求項５８に記載の装置であって、前記材料供給部は、前記貯蔵部から前記堆積モジュールへ前記構築材料を供給する少なくとも１つの循環ポンプを備える、装置。
60. 請求項５８又は５９に記載の装置であって、前記材料供給部は、前記貯蔵部内で前記構築材料を連続的に均一化する１つ以上の均一化ポンプを備える、装置。
61. 請求項５８～６０のいずれか一項に記載の装置であって、前記構築プラットフォームと前記貯蔵部は、前記貯蔵部が前記堆積モジュールから射出される前記構築材料、前記構築プラットフォームの側部から排出される前記構築材料、又はこれらの組み合わせを受けるように位置づけられる、装置。
62. 請求項５８～６１のいずれか一項に記載の装置であって、前記構築プラットフォームは、複数の気孔を画定する構築プラットフォーム作業面を含む、方法。
63. 請求項６２に記載の装置であって、
    前記構築材料は粉末材料とフォトポリマー樹脂との混合物を含み、
    前記構築材料の堆積された層のフォトポリマー樹脂は、前記層が集密化するように少なくとも部分的に前記複数の気孔を介して除去される、
    装置。
    
64. 固体自由造形システムを作る方法であって、
    構築プラットフォームを設定する段階と、
    前記構築プラットフォームへ構築材料を堆積する構築材料部を構築する段階と、
    前記構築材料を選択的に処理して３次元物体を形成する選択的処理部を構築する段階、を有する方法。
65. 請求項６４に記載の方法であって、
    前記構築材料部は、前記構築プラットフォーム上に前記構築材料の層を堆積し、前記構築材料の層を集密化するように構成され、
    前記選択的処理部は、前記構築材料の層を選択的に処理するように構成され、
    前記構築材料部と前記選択的処理部は、前記層上に積層される前記構築材料からなる１つ以上の層の堆積、集密化、及び選択的処理を一体となって繰り返し実行することで前記３次元物体を形成するように構成される、
    方法。
66. 請求項６５に記載の方法であって、前記構築材料は、粉末材料とキャリア流体との混合物を含む、方法。
67. 請求項６６に記載の方法であって、前記構築材料部は、前記構築プラットフォームと結合し、前記構築プラットフォームを介して前記構築材料から前記キャリア流体の少なくとも一部を除去するように構成される、方法。
68. 請求項６７に記載の方法であって、
    前記キャリア流体はフォトポリマー樹脂を含み、
    前記選択的処理部は、照射によって前記構築材料の少なくとも一部を少なくとも部分的に硬化させるように構成される、
    方法。
69. 請求項６４～６８のいずれか一項に記載の方法を実行する手段を備える、固体自由造形システムを作るシステム。
70. 高分解能で像生成表面上に像を照射する装置であって、走査方向に位置合わせされる複数の照射源の群のアレイと投影光学系を備え、
    前記複数の照射源の群の各々は、前記走査方向と交差する方向に位置合わせされる複数の照射源の一部からなる複数の小群のアレイを含み、
    前記複数の照射源の小群の各々は複数の照射源を含み、
    前記複数の照射源の小群の各々内での前記複数の照射源は、前記走査方向に配置され、０よりも大きく、かつ前記交差する方向での前記複数の照射源の各々の幅を超えないオフセット距離だけ前記交差する方向にずれ、
    前記投影光学系は、前記複数の照射源の群のアレイと前記像生成表面との間に位置して、前記複数の照射源の群のアレイから前記像生成表面上に照射するように構成され、
    前記像生成表面は、該表面上の複数の画素領域のアレイを画定し、前記複数の画素領域の各々は複数の像のアレイを含み、前記複数の像の各々は、前記複数の照射源のうちの少なくとも１つによって像生成され、
    前記照射が前記走査方向に並進されることで、前記複数の照射源の群のアレイが前記複数の画素領域で像生成し、前記複数の画素領域の各々は、前記複数の照射源の小群のうちの少なくとも１つによって全体的に像生成される、
    装置。
71. 請求項７０に記載の装置であって、前記交差する方向での前記複数の画素の数は、前記複数の照射源の各々内の前記照射源の小群の数を超えない、装置。
72. 請求項７０又は７１に記載の装置であって、前記オフセット距離は、前記交差する方向での前記複数の照射源の各々の幅に等しい、装置。
73. 請求項７０～７２のいずれか一項に記載の装置であって、前記オフセット距離は、前記交差する方向での前記複数の照射源の各々の幅よりも短い、装置。
74. 請求項７０～７３のいずれか一項に記載の装置であって、前記複数の照射源の群のアレイは、マイクロ発光ダイオード（マイクロＬＥＤ）チップ上に集積され、各照射源はマイクロＬＥＤを含む、装置。
75. 請求項７４に記載の装置であって、前記マイクロＬＥＤチップと前記投影光学系は、前記像生成表面に対して前記走査方向に同時に並進する、装置。
76. 請求項７４又は７５に記載の装置であって、
    前記マイクロＬＥＤチップは前記像生成表面に対して前記走査方向に並進し、
    前記投影光学系は前記像生成表面に対して静止する、
    装置。
77. 請求項７４～７６のいずれか一項に記載の装置であって、
    前記交差する方向に平行な軸の周りで回転するように構成されて、前記像生成表面と前記マイクロＬＥＤチップとの間に設けられる少なくとも１つの反射素子をさらに備え、
    前記反射素子は、前記マイクロＬＥＤチップからの照射を前記走査方向に並進させるように構成される、
    装置。
78. 請求項７０～７７のいずれか一項に記載の装置であって、
    選択された照射源の小群は欠陥のある照射源を含み、
    前記欠陥のある照射源に対応する前記像生成表面の領域は、前記走査方向において前記選択された照射源の小群と位置合わせされた他の照射源の小群内の欠陥のない照射源によって像生成される。
79. ３次元物体を作るシステムであって、
    １層以上の光硬化性樹脂の層を堆積させる構築材料部と、
    前記３次元物体のデジタルモデルのスライスに従って前記層の各々を硬化させる請求項７０～７８のいずれか一項に記載の装置、を備えるシステム。
80. 光硬化性材料を硬化させる方法であって、
    走査方向に位置合わせされた複数の照射源の群のアレイによって前記光硬化性材料に照射する段階であって、
    前記複数の照射源の群の各々は、前記走査方向と交差する方向に位置合わせされた複数の照射源の小群のアレイを含み、
    前記複数の照射源の小群の各々は、複数の照射源を含み、
    前記複数の照射源の小群の各々内での前記複数の照射源は、前記走査方向に分布し、０よりも大きく、かつ前記交差する方向での前記複数の照射源の各々の幅を超えないオフセット距離だけ前記交差する方向にずれ、
    前記光硬化性材料は、該光硬化性材料上に複数の画素領域のアレイを画定し、前記複数の画素領域の各々は複数の像のアレイを含み、前記複数の像の各々は、前記複数の照射源のうちの少なくとも１つによって像生成される、
    段階と、
    前記複数の照射源の群のアレイからの照射を前記走査方向に並進させることで、前記複数の照射源の群のアレイが前記複数の画素領域で像生成し、前記複数の画素領域の各々は、前記複数の照射源の小群のうちの少なくとも１つによって全体的に像生成される、段階、を有する方法。
81. 多孔性の先端部を備える、生体の皮膚に入り込む針。
82. 請求項８１に記載の針であって、前記先端部は、該先端部を貫通する通路を画定しない、針。
83. 請求項８１又は８２に記載の針であって、前記先端部は、内部で複数の気孔、及び、流体に前記先端部を貫流させる前記複数の気孔のうちの１つ以上の流路を画定する、針。
84. 請求項８１～８３のいずれか一項に記載の針であって、前記先端部は、血液の固体成分のサイズよりも小さなサイズである複数の気孔を画定し、その結果前記固体成分は前記複数の気孔を通過しない、針。
85. 請求項８４に記載の針であって、前記複数の気孔の各々は、１００ｎｍ～１０μｍの直径を有する、針。
86. 生体の皮膚に入り込むマイクロニードルであって、動作中に当該マイクロニードルの挿入方向に垂直な方向において１つ以上の気孔を画定する先端部を備えるマイクロニードル。
87. 請求項８６に記載の針であって、
    前記気孔の各々は１００ｎｍ～５０μｍの直径を有し、
    当該針は３ｍｍよりも短く、
    前記先端部は１０μｍ～２５０μｍの長さを有し、１０μｍを超えない先端部半径を有する、
    針。
88. ３次元物体を作る装置であって、
    構築プラットフォームと、
    前記構築プラットフォーム上又は過去に堆積された層上に複数の構築材料の層を堆積するように構成される堆積モジュールと、
    前記の堆積された層のうちの少なくとも一部の層の少なくとも一部分を調節することで、前記３次元構造を画定する選択的処理部を備え、
    前記構築材料は、粉末材料と液体成分の混合物を含み、前記構築材料の前記液体成分の少なくとも一部は前記の堆積された層から除去されることで、前記層は集密化される、
    装置。
89. 請求項８８に記載の装置であって、前記液体成分はフォトポリマー樹脂を含む、装置。
90. 請求項８９に記載の装置であって、前記選択的処理部は、前記フォトポリマー樹脂に照射するように構成される、装置。
91. ３次元物体を作る装置であって、
    構築プラットフォームと、
    前記構築プラットフォーム上又は過去に堆積された層上に複数の構築材料の層を堆積するように構成される堆積モジュールと、
    前記の堆積された層のうちの少なくとも一部の層の少なくとも一部分を調節することで、前記３次元構造を画定する選択的処理部を備え、
    前記構築プラットフォームは、複数の気孔を画定する構築プラットフォーム作業表面を画定し、
    前記構築材料は、粉末材料と液体成分の混合物を含み、前記構築材料の前記液体成分の少なくとも一部は前記の堆積された層から除去されることで、前記層は集密化される、
    装置。
92. 請求項９１に記載の装置であって、前記液体成分はフォトポリマー樹脂を含む、装置。
93. 請求項９２に記載の装置であって、前記選択的処理部は、前記フォトポリマー樹脂に照射するように構成される、装置。
94. ３次元物体を作る方法であって、
    請求項１～１０のいずれか一項に記載の方法を用いて少なくとも１つの部品と部品トレイのそれぞれを作る段階と、
    前記部品トレイを焼結する段階であって、前記の焼結された部品トレイ幾何学形状は焼結前の前記部品の幾何学形状と相補的である、段階と、
    前記部品を前記部品トレイへ搬入する段階と、
    前記部品トレイ内の前記部品を焼結する段階、を有する方法。
95. 請求項９４に記載の方法であって、前記搬入する段階は、前記部品トレイに印加された真空吸引によって前記部品を前記部品トレイに搬入する段階を含む、方法。
96. 請求項９５に記載の方法であって、
    前記部品トレイを焼結する段階は、前記部品トレイを焼結することで、前記の焼結された部品トレイが多孔性となり、前記少なくとも１つの部品の各々のサイズよりも小さなサイズを有する気孔を画定する段階を含み、
    前記真空吸引は前記気孔を介して印加される、
    方法。
97. 請求項９４～９６のいずれか一項に記載の方法であって、
    前記作る段階は複数の部品を作る段階を含み、
    前記搬入する段階は、前記部品トレイへ前記複数の部品を同時に搬入する段階を含む、
    方法。
    
98. ３次元物体を作る方法であって、
    請求項１～１０及び９４～９７のいずれか一項に記載の方法を用いて道具と部品のそれぞれを作る段階と、
    前記道具を用いて前記部品の幾何学形状を調節する段階、を有する方法。
99. 請求項９８に記載の方法であって、
    前記調節する段階は、
    前記道具と前記部品を電解液に浸漬する段階と、
    前記道具と前記部品にわたって電流を印加することで前記部品から材料の少なくとも一部を除去する段階、
    を含む、方法。
100. 請求項９９に記載の方法であって、前記道具を作る段階は、デジタルモデルにおいて、前記道具の幾何学形状を、前記部品の目標幾何学形状の１つ以上の表面に対して相補的になるように決定することで、前記道具に前記目標幾何学形状を与えるのに必要な前記道具の表面を決定する段階を含む、方法。
101. 請求項９８又は９９に記載の方法であって、前記道具は多孔性である、方法。
102. 請求項１０１に記載の方法であって、前記道具を作る段階は、前記道具の焼結温度を制御することによって前記道具の多孔性を制御する段階を含む、方法。
103. 請求項１０１又は１０２に記載の方法であって、前記道具は気孔のサイズの画定を、前記気孔の幾何学形状が前記調節する段階によって前記部品には与えられず、かつ、前記電解液は前記調節する段階中に前記気孔の少なくとも一部を介して流れるようにする、方法。
104. ３次元物体を作る方法であって、
     自由形状造形を用いて少なくとも１つの部品と部品トレイのそれぞれを作る段階と、
     前記部品トレイを焼結する段階であって、前記の焼結された部品トレイの幾何学形状は焼結前の前記部品の幾何学形状と相補的である、段階と、
     前記部品を前記部品トレイへ搬入する段階と、
     前記部品トレイ内の前記部品を焼結する段階、を有する方法。
105. 請求項１０４に記載の方法であって、前記搬入する段階は、前記部品トレイに印加された真空吸引によって前記部品を前記部品トレイに搬入する段階を含む、方法。
106. 請求項１０５に記載の方法であって、
     前記部品トレイを焼結する段階は、前記部品トレイを焼結することで、前記の焼結された部品トレイが多孔性となり、前記少なくとも１つの部品の各々のサイズよりも小さなサイズを有する気孔を画定する段階を含み、
     前記真空吸引は前記気孔を介して印加される、
     方法。
107. 請求項１０４～１０６のいずれか一項に記載の方法であって、
     前記作る段階は複数の部品を作る段階を含み、
     前記搬入する段階は、前記部品トレイへ前記複数の部品を同時に搬入する段階を含む、
     方法。
108. ３次元物体を作る方法であって、
     自由形状造形を用いて道具と部品のそれぞれを作る段階と、
     前記道具を用いて前記部品の幾何学形状を調節する段階、を有する方法。
109. 請求項１０８に記載の方法であって、
     前記調節する段階は、
     前記道具と前記部品を電解液に浸漬する段階と、
     前記道具と前記部品にわたって電流を印加することで前記部品から材料の少なくとも一部を除去する段階、
     を含む、方法。
110. 請求項１０９に記載の方法であって、前記道具を作る段階は、デジタルモデルにおいて、前記道具の幾何学形状を、前記部品の目標幾何学形状の１つ以上の表面に対して相補的になるように決定することで、前記道具に前記目標幾何学形状を与えるのに必要な前記道具の表面を決定する段階を含む、方法。
111. 請求項１０８～１１０のいずれか一項に記載の方法であって、前記道具は多孔性である、方法。
112. 請求項１１１に記載の方法であって、前記道具を作る段階は、前記道具の焼結温度を制御することによって前記道具の多孔性を制御する段階を含む、方法。
113. 請求項１１１又は１１２に記載の方法であって、前記道具は気孔のサイズの画定を、前記気孔の幾何学形状が前記調節する段階によって前記部品には与えられず、かつ、前記電解液は前記調節する段階中に前記気孔の少なくとも一部を介して流れるようにする、方法。
     

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