JP3237591U - 三次元物体を層ごとに形成するための放射線源アセンブリおよび装置 - Google Patents

Abstract

微粒子物質の固結による三次元物体を層ごとに形成するための装置（１１０）の放射線源アセンブリ（１００）であって、放射線源アセンブリ（１００）は、複数の放射線源（２１）であって、各放射線源（２１）が、前記装置（１１０）の造形床表面（１２）に向かってそれぞれの放射線ビーム（２６）を放射するように動作可能である、複数の放射線源と、放射線ビーム（２６）を平行にして一つまたは複数の放射線平行ビーム（２７）を生成し、前記放射線平行ビーム（２７）を造形床表面（１２）上の微粒子物質に向けるように配置される一つまたは複数のコリメーター（２２）と、を備える。【選択図】図１ａ

Description

本開示は、微粒子物質で三次元（３Ｄ）物体を層ごとに形成するための装置用の放射線源アセンブリ、および装置内でのこのような放射線源アセンブリの動作に関する。放射線源アセンブリは、装置内の微粒子物質の加熱の温度および配置の信頼できる制御を必要とする微粒子物質床の用途に特に好適である可能性がある。

微粒子物質から三次元物体を作製するために使用されるプロセス、例えばレーザー焼結または高速焼結は、より速いスループット時間に移行し、工業的に実行可能になるにつれて、高い関心を集めている。これらのプロセスでは、物体は、作業面全体に分配される微粒子物質の連続する層により層ごとに形成される。作業面は造形床表面を備え、このようなプロセスは、造形床表面上に層を形成するために分配される微粒子物質を連続的に事前調整（または予熱）および固結（融合、溶融または焼結）するために、熱を加えることを含む。微粒子物質の各層は、三次元物体の「スライス」を形成するために、画像データに従って、造形床表面の画成された領域の上に固結される。次に造形床が下げられ、微粒子物質の新しい層が作業面全体に分配され、そしてこのプロセスが繰り返される。

分配層の信頼性が高く制御可能な加熱を保証することは、完成した物体の品質を決定する上で重要な役割を果たす。例えば、好ましくは、形成される「スライス」の一体化に影響を与える、または不必要にその特性を変化させる、微粒子層の加熱に変化があってはならない。望ましくない固結状態、例えば造形されたケーキが冷える際の固結物質が造形表面の平面から移動する「カール」を回避するために、微粒子物質表面の温度を制御することは、様々な理由、例えば造形床の表面全体にわたって、および層から層へ制御された温度条件を確保すること、で重要である。したがって、層に供給される熱量が微粒子物質を所望の領域に固結させるのに確実に十分であるようにしながら、微粒子物質の加熱の強度および持続時間を制御することが必要である。

ポリマー粉体または金属粉体を使用してもよいレーザー焼結は、レーザーを使用して、微粒子物質において三次元物体のスライスの形状をトレースし、微粒子層を焼結する。次に、微粒子物質の別の層が堆積され、物体の次のスライスの形状がレーザー等によってトレースされ、三次元物体が製造される。電子ビームを使用する同様のプロセスを使用して、微粒子物質、例えば金属粉体を融合してもよい（電子ビーム焼結）。

微粒子物質の各層における物体の形状をトレースするためにエネルギー源が必要とされるレーザー焼結または電子ビーム焼結に対して、高速焼結プロセスが使用されてもよい。本プロセスでは、放射線吸収材料（ＲＡＭ）は、液滴堆積ヘッドまたは液滴堆積ヘッドのアレイ（プリントヘッド等）の一つまたは複数のパスで、三次元物体の各スライスの形状で、微粒子物質の層上に堆積される。次に、各層に、放射線源、例えば赤外光を造形床表面全体に照射し、ＲＡＭが適用された微粒子物質のみを固めてスライスを形成する。

現在、高速焼結プロセスでは、造形床表面の上方の固定ヒーター（通常、オーバーヘッドヒーター、例えばセラミックヒーター）と可動スレッドシステムに取り付けられたランプ（スキャンランプ）との組み合わせが広く使用される。スキャンランプは一般的に赤外線（ＩＲ）を放射し、パスの前にオンになり、造形床表面の全体のパスの間オンのままである。このスキャンパスは、微粒子物質を予熱するため、および／またはそれを固結させるために行われてもよい。このような配置は、多くの理由で望ましくない。第一に、それは多くの電力（固結および予熱のために１ｋＷ～３ｋＷのランプ電力）を使用するため、第二に、造形床表面全体がほぼ固結温度に加熱されるためである。これにより、ＲＡＭが上に堆積されていない微粒子物質をより硬化させ、その結果、「ディケーキング」（形成された部分からの過剰な微粒子物質の除去）が困難になる可能性がある。固い「ケーキ」は、かなりの手作業を必要とするため、成形部品の後処理を困難にする可能性がある。これにより、例えばターンアラウンドタイムが長く、労働時間が長いため部品コストが増加する。一般化された加熱のさらに望ましくない副作用は、未固結微粒子物質が、このような高温に加熱されていない場合よりも速い速度で分解することである。微粒子物質の品質の低下は、再使用に対するその適合性を減少させ（未使用の微粒子物質は通常、装置内でリサイクルされる）、したがって、３Ｄプリンティングプロセスをより高価にしてしまう。

本発明の目的は、上記の不利な点を克服するために、微粒子物質の三次元（３Ｄ）物体の層ごとに形成するプロセス、例えば高速焼結プロセスを改善し、予熱および固結工程のより信頼性が高く、一貫した制御を確実にすることである。

本発明の態様は添付の独立請求項に記載され、本発明の特定の実施形態の詳細は添付の従属請求項に記載されている。

本開示の第一の態様によれば、微粒子物質の固結による三次元物体の層ごとに形成するための装置の放射線源アセンブリが提供され、放射線源アセンブリは複数の放射線源であって、各放射線源は、装置の造形床表面に向かってそれぞれの放射線ビームを放射するように動作可能である、複数の放射線源と、放射線ビームを平行にして一つまたは複数の放射線平行ビームを生成するように、および前記放射線平行ビームを造形床表面上の微粒子物質に向けるように配置される一つまたは複数のコリメーターと、を備える。

いくつかの実施形態によれば、放射線源アセンブリは放射線平行ビームを造形床表面上の微粒子物質上に集束させるように配置される一つまたは複数の集束レンズをさらに備え、前記一つまたは複数のコリメーターは放射線源と集束レンズとの間に配置される。

いくつかの実施形態によれば、本開示の第一の態様による一つまたは複数の放射線源アセンブリは、造形床表面上の微粒子物質を標的予熱するおよび／または固結させるように制御可能であってもよい。

いくつかの実施形態によれば、本開示の第一の態様による一つまたは複数の放射線源アセンブリは、放射線ビームの焦点、スポットサイズ、強度、デューティサイクルまたは波長を変更するように制御可能であることができる。

本開示の第二の態様によれば、微粒子物質の固結による三次元物体を層ごとに形成するための装置が提供され、装置は造形床表面上の微粒子物質を予熱および／または固結させるための、本開示の第一の態様による一つまたは複数の放射線源アセンブリを備える。

本開示の第三の態様によれば、本開示の第一の態様による放射線源アセンブリを使用して微粒子物質から三次元物体を製造するための方法が提供される。

本開示の第四の態様によれば、本開示の第一の態様による放射線源アセンブリに、本開示の第三の態様による方法を実行させるように動作可能な放射線システムコントローラーが提供される。

本開示はまた、本開示の上記態様のいずれかで使用するために、造形床表面の上方に固定予熱器または予熱器アレイを設け、造形床表面上の微粒子物質の選択される部分を対象を絞っておよび制御可能に予熱する。

以降、以下に示す添付の図面を参照して実施形態を説明する。

図１ａは、一つまたは複数のコリメーターを備える、三次元物体を製造するための装置用の放射線源アセンブリの斜視概略図である。 図１ｂは、集束レンズアレイおよび一つまたは複数のコリメーターを備える、三次元物体を製造するための装置用の別の放射線源アセンブリの斜視概略図である。 図１ｃは、一つまたは複数の集束レンズを備える、三次元物体を製造するための装置用の別の放射線源アセンブリの斜視概略図である。 図２ａは、微粒子物質の固結によって三次元物体を層ごとに形成するための装置の断面の概略図である。 図２ｂは、図１ｂに示されるものと類似する放射線源アセンブリを組み込んだ図２ａに示される装置の一部の断面の概略図である。 図３ａは、図２ａおよび２ｂに示される装置での使用に好適な二つの走査スレッドの概略上面図である。 図３ｂは、図３ａに例示される走査スレッドレイアウトを利用する堆積および固結のプロセスである。 図３ｃは、図３ｂに示されるプロセス中の四つの時間工程におけるプリンティングスレッドの概略図である。 図３ｄは、図３ｂに示されるプロセス中の四つの時間工程における分配スレッドの概略図である。 図４ａおよび図４ｂは、微粒子物質を予熱または固結させて三次元物体のスライスを形成するために、三次元物体を製造するため装置の試験設計のための放射線源（および必要に応じて予熱器）を動作させることができる様々な方法である。 同上。 図５ａおよび図５ｂは、微粒子物質を予熱または固結させて三次元物体のスライスを形成するために、放射線源アセンブリを対象を絞った方法で動作させる方法である。 同上。 図６は、微粒子物質を予熱または固結させて三次元物体のスライスを形成するために、放射線源アセンブリを二つの個別にアドレス指定可能なグループに分割し、対象を絞った方法で操作することができる方法である。 図７は、造形床表面の微粒子物質の不連続領域を予熱するために、オーバーヘッド予熱器を対象を絞った方法で操作できる方法である。

図面は原寸に比例したものではなく、特定の特徴がより明瞭に見えるように誇張されたサイズで示されている場合があることに留意されたい。

ここで、実施形態およびそれらの様々な実施を、図面を参照して説明する。以下の説明全体を通して、適切な場合に、同様の要素に同様の参照番号が使用される。

図１ａは、一つまたは複数のコリメーター２２を備える、三次元物体を製造するための装置１１０用の放射線源アセンブリ１００の斜視概略図である。より具体的には、図１ａは、微粒子物質を固結することにより三次元物体を製造するための装置１１０用の放射線源アセンブリ１００を示す。さらに詳細な装置１１０を図２に示す。図１ａに見られるように、放射線源アセンブリ１００は、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）であって、各放射線源２１が、微粒子物質を予熱および／または固結するために、装置１１０の造形床表面１２に向かってそれぞれの放射線のビーム２６を放射するように動作可能である、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）と、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）と造形床表面１２との間に配置される複数のコリメーター２２（ｉ～ｖｉ）と、を備え、放射線のビーム２６を平行にして放射線の平行ビーム２７を生成し、前記放射線の平行ビーム２７を、造形床表面１２上の微粒子物質に向ける。複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）によって放射されるビーム２６を平行にすることにより、ビームの発散を低減または除去し、別の放射線源２１からのビームの重なりの可能性を低減する場合があるため、コリメーターの使用は有利であることができる。このような重なりは、造形床表面１２の一部の領域が他の領域よりも多くの放射線エネルギーを受け、「高温」および「低温」のスポットになり三次元物体の不均一な形成をもたらす可能性があるため、望ましくない。

この配置は、放射線源アセンブリ１００を配置する際のより大きな柔軟性を提供し、この配置を造形床表面１２からさらに移動せることができ、この配置は造形床表面１２から反射された熱による放射線源アセンブリ１００の望ましくない加熱の可能性を低減するので、ビーム２６を平行にすることはさらに有利である。さらに、放射線源アセンブリ１００を、造形床表面１２からさらに離れる方向に移動させることによって、前記アセンブリ上に定着する（かつ、付着する可能性のある）緩く固定された微粒子物質の量を減少させ、それによりその寿命を延ばすか、または必要なクリーニング作業の数を低減することができる。

さらに、放射線源アセンブリ１００の設計および動作を微調整するために、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）の位置を変更できることが望ましい場合がある。図１ａに見られるように、放射線源アセンブリ１００は、Ｚ方向において造形床表面１２の上方に配置され、Ｙ方向で構築床１６に広がるように配置される。複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）は、造形床表面１２の上方に、Ｚ方向に距離ｈ１で配置され、放射線源アレイホルダー２０に取り付けられる。いくつかの実施形態では、造形床表面１２から放射線源２１（ｉ～ｖｉ）の距離ｈ１は、調整可能であってもよい。コリメーター２２（ｉ～ｖｉ）は、造形床表面１２の上方に、Ｚ方向に距離ｈ２で配置され、放射線のビーム２６が平行になるように任意の好適な方法で取り付けられ、平行ビーム２７を造形床表面１２に衝突させることができる。

さらに、放射線源アセンブリ１００の設計および動作を微調整するために、造形床表面１２の上方の一つまたは複数のコリメーター２２の位置を、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）と連動して、または独立して変更できることが望ましい場合がある。造形床表面１２からの一つまたは複数のコリメーター２２の距離ｈ２は、調整可能であってもよい。いくつかの実施形態では、各個々のコリメーター２２（ｉ～ｖｉ）の位置を個別に変更することができることが望ましい場合がある。

放射線源アセンブリ１００は、一つまたは複数のコリメーター２２を備えてもよい。図１ａは、コリメートレンズを備える複数のコリメーター２２（ｉ～ｖｉ）を示す。一つまたは複数のコリメートレンズは、球状レンズであってもよい。また、複数の放射線源２１（ｉ－ｖｉ）が存在し、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）のそれぞれに対してそれぞれのコリメーター２２が存在するが、この１：１の関係は必須ではなく、他の実施形態を使用してもよい。図１ａのようにコリメーターおよび放射線源の配置は、予熱に好適である場合があるが、いくつかの実施形態では、これは造形床表面１２上の微粒子物質を固結させるのにも好適である場合がある。いくつかの実施形態では、全ての放射線源２１に対して一つのコリメーター２２が存在してもよく、さらに別の実施形態では、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）は、複数の個別にアドレス指定可能なグループに配置されてもよく、および複数の放射線源２１のグループのそれぞれに対するそれぞれのコリメーター２２、または必要に応じてコリメーター２２と放射線源２１との他の割合もしくは組み合わせであってもよい。

図１ａが示すように、放射線源アセンブリ１００は、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）を備え、この実施例では、放射線源アレイ１９に一列に配置される。他の実施形態では、放射線源アレイ１９は、複数列のアレイまたは格子を形成するために、複数列の放射線源２１を備えてもよい。このような配置は、より多くの造形床表面１２が一度にアドレス指定されることを可能にすることができ、これは均一な加熱および物体形成の速度に有益であることができる。いくつかの実施では、放射線源アセンブリ１００は、放射線源２１の列が千鳥状に配置される放射線源アレイ１９を備えてもよい。このような千鳥配置は、確実に、完全かつ均一に造形床表面１２を加熱するために有益であることができる。任意の好適なまたは実用的な千鳥パターンを使用してもよい。

図１ａは、三次元物体の画像データに従って放射線源アセンブリ１００を制御する放射線システムコントローラー５３をさらに示し、、放射線源２１を造形床表面１２上で移動させる際にそれらをオンまたはオフに切り替え、個々の放射線源は個別にアドレス指定可能および／または制御可能である。あるいは、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）は、複数の個々にアドレス指定可能なグループおよびサブグループに配置されてもよく、そして、放射線システムコントローラー５３は、互いに独立して個々のグループおよび／またはサブグループを制御する信号を提供する。例えば、個々の放射線源２１または放射線源２１のグループ／サブグループは、予熱工程または固結工程を必要とする造形床表面１２上の位置を示し放射線システムコントローラー５３に供給される、画像データおよび／または製造データに応じて、オン／オフに切り替えられることができる。さらに、個々の放射線源２１または放射線源２１のグループ／サブグループは、放射線源アセンブリ１００が予熱工程または固結工程に使用されるかどうかに応じて、造形床表面１２で様々な強度の放射線を生成するように動作されてもよい。さらに、放射線源アセンブリ１００または個々の放射線源２１もしくは放射線源２１のグループ／サブグループによって放射される放射線の強度は、必要に応じて、造形床表面１２の温度測定値に応じて制御されることができ、その結果、例えば、造形床表面のより高温の領域は、オーバーヒートされることなく所望のように予熱されるかまたは固結される。このような測定は、例えば、造形床表面１２の上方に配置される任意の温度センサー２０５、例えばサーマルカメラもしくはパイロメーターによって、または何らかの他の好適な測定装置もしくは方法によって行われてもよい。

いくつかの実施形態では、放射線源２１によって放射されている放射線の強度を変更するのに加えて／代わりに、放射線の波長は、予熱もしくは固結工程が実行されているかどうかに応じて、または造形床表面１２の温度の測定値に応答して変更されることができる。これは、例えば、放射線源アセンブリ１００内に異なるタイプの放射線源２１、例えば、異なる波長を放射する異なるタイプの発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザーダイオード、単色ランプを備えるグループまたはサブグループを有することにより達成されてもよい。別の好適な放射線源２１は、一つまたは複数のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）と連結する一つまたは複数の赤外線源であってもよい。

ここで図１ｂを参照すると、これは、三次元物体を製造する装置用の別の放射線源アセンブリ１０１の斜視概略図である。図１ｂは、図１ａの装置に示される多くの機構を備え、該当する場合、同様の参照番号が同様の要素に使用されている。分かるように、このような放射線源アセンブリ１０１は、一つまたは複数のコリメーター２２（ｉ～ｖｉ）を備え、共通（すなわち、共有）の集束レンズ２３をさらに備える。一つまたは複数のコリメーター２２（ｉ～ｖｉ）は、放射線源２１（ｉ～ｖｉ）と集束レンズ２３との間に配置され、放射線のビーム２６を平行にして、複数の平行ビーム２７を生成する。集束レンズ２３は、平行ビーム２７を、造形床表面１２上の微粒子物質上に集束するように配置される集束ビーム２８に集束させるように配置される。

いくつかの実施形態では、集束レンズ２３は、代わりに、例えば集束レンズ２３の配列を形成するために一つまたは複数の列として配列される集束レンズ２３であってもよい。さらに、いくつかの実施形態では、一つもしくは複数の集束レンズ２３の焦点距離は調整可能であってもよく、および／またはスポットサイズは調整可能であってもよい。

例えば、放射線源アセンブリ１０１を操作する方法は、一つまたは複数の集束レンズ２３を制御して、ビーム２８の焦点を合わせる、および焦点を外すために、ならびに／またはスポットサイズを変更するためにそれらの焦点距離を調整することを含むことができる。この方法は、造形床表面１２の領域に供給される熱の量を変更するために使用されてもよい。これは、予熱に好適な温度と、固結に好適な温度とを切り替えるために望ましい場合がある。温度測定値に応じて微粒子物質に供給されるエネルギーを、例えば、ビーム２８がどれだけ強く集束されるか、したがってスポットサイズ、したがって造形床表面１２上の微粒子物質に単位面積あたり供給されるエネルギーを変更することによって、微調整できることが望ましい場合もある。

一つまたは複数の集束レンズ２３は、いくつかの実施形態では調整可能であることができる、造形床表面１２からの距離ｈ３に配置される。いくつかの実施形態では、造形床表面１２から放射線源２１までの距離ｈ１および一つまたは複数のコリメーター２２までの距離ｈ２および造形床表面１２からの一つまたは複数の集束レンズ２３までの距離ｈ３が独立して調節可能であることができるように、互いに独立して距離ｈ１、ｈ２およびｈ３を変更することが望ましい場合がある。

複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）は、個別にアドレス指定可能および制御可能であるので、いくつかの実施形態では、放射される放射線の強度および／または個々の放射線源２１によって放射される放射線の波長および／または複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）のデューティサイクルを制御することができ、放射線源アセンブリ１０１の動作方法は、これらの機構／パラメーターを制御することを含むことができる。

いくつかの実施形態では、造形床表面上の焦点距離および／またはスポットサイズは、三次元物体の予熱または固結のために、造形床表面１２で所望の温度を達成するのに好適な任意の方法で、一つまたは複数の集束レンズ２３を調整することによって変更および制御されることができる。例えば、デューティサイクルは、装置１１０内の全体の温度変化に応答して放射源２１がオンに切り替えられる時間の長さを変更するように、または放射源２１のどのグループもしくはどのサブグループがオンに切り替えられるかを選択するように制御されることができる。さらに、いくつかの実施形態では、一つまたは複数の集束レンズ２３の焦点距離は、造形床表面１２上の焦点ビーム２８の強度を制御するように、および／またはスポットサイズを変更するように個別に調整されてもよい。一つまたは複数の集束レンズ２３はまた、放射線源２１のうちの一つもしくは複数のグループまたはサブグループに対応することができる一つもしくは複数のグループまたはサブグループに配置されることができるため、コントローラー５３は、放射線源のグループまたはサブグループの焦点距離またはスポットサイズを制御することができる。図１ｂは、一列の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）に対する一つの集束レンズ２３を示すが、これは決して制限ではなく、他の実施形態では、集束レンズおよび放射線源の任意の好適な構成を使用できることが理解されよう。

したがって、図１ｂに示す放射線源アセンブリ１０１の動作方法は、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）を、複数の個別にアドレス指定可能なグループに配置することを含み、各グループは、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）のうちの一つまたは複数を備える。したがって、方法は、放射される放射線の強度および／もしくは放射される放射線の波長、ならびに／または放射線源２１のグループのスポットサイズおよび／もしくはデューティサイクルを制御することを含むことができる。例えば、放射線源アセンブリ１００／１０１は、異なる波長の放射線を放射するように動作可能な異なるタイプのＬＥＤを備えてもよく、方法は、各タイプのＬＥＤを別々に制御可能なグループまたはサブグループに配置しすることと、予熱または固結工程が実行されているかどうかに応じて、どのグループ／サブグループをオンにするかを選択することと、を含むことができる。さらに、動作方法は、造形床表面１２における集束ビーム２８の強度を変更するために、または造形床表面１２におけるスポットサイズを変更するために、一つまたは複数の集束レンズ２３の焦点距離を変更することを含んでもよい。

図１ｃは、図１ｂのように、共通の（すなわち、共有された）集束レンズ２３を備えるが、一つまたは複数のコリメーターがない変形による、三次元物体を製造するための装置１１０用の放射線源アセンブリ１０２の概略図である。図１ｃは、図１ａおよび図１ｂの実施形態に示される多くの機構を備え、該当する場合、同様の参照番号が同様の要素に使用されている。より具体的には、図１ｃは、微粒子物質を固結することにより三次元物体を製造するための装置１１０用の放射線源アセンブリ１０２を示す。図１ｃで分かるように、放射線源アセンブリ１０２は、複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）と、複数の放射線のビーム２６を造形床表面１２上の微粒子物質上に集束される集束ビーム２８に集束させるように配置される共通集束レンズ２３と、を備える。他の実施形態では、集束レンズ２３は、代わりに、一列または複数の列に配置されて集束レンズ２３の配列を形成することができる、一つまたは複数の集束レンズ２３であってもよい。

ここで図２ａおよび２ｂを参照すると、図２ａは、粒子状材料から三次元物体を製造するための装置１１０の断面の概略図であり、造形床表面１２上の微粒子物質を予熱および／または固結するために、スレッドシステム３０に取り付けられた、図１ａ～ｃに記載の一つまたは複数の放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２を備える。装置１１０は、造形床表面１２を備える作業面１３と、スレッド３２および３４を備えるスレッドシステム３０、（必要に応じて）頭上の固定ヒーター２９、ならびに造形床１６が配置される作業空間４と、をさらに備える。造形床表面１２は、作業面１３と隣接しており、Ｚ方向に造形床１６の最上部レベルを形成する。作業面１３は、その上に微粒子物質が微粒子物質ドーズシステム４０からドーズされる表面である。したがって、装置１１０は、作業面１３上に微粒子物質を堆積させるためのドーズ装置４１６を備える微粒子物質ドーズシステム４０をさらに備える。ドーズ装置４１６は、例えば、ドーズブレードであってもよい。

造形床１６および三次元物体２の形成された部分は、造形チャンバー１０の内部で支持され、この中で、造形床１６はＺ軸方向に移動可能なピストン１８によって支持される。ピストン１８は、三次元物体２のスライスが完了するたびに、造形床１６を層の高さだけ降下させる。スレッドシステム３０は造形床表面１２を横切って移動可能であり、この実施形態では、二つのスレッド３２および３４内に設けられる微粒子物質の分配および処理装置を支援する。一つのスレッドは、一つまたは複数の液滴堆積ヘッドと、放射線源アセンブリ（図示せず）、例えば図１ａ～ｃに示されるようなものを支持するプリンティングスレッド３２である。他のスレッドは、微粒子物質分配装置３７、例えばローラーまたはブレードを備える分配スレッド３４である。各スレッドは、造形床表面１２を横切ってレール３６上で移動可能である。作業面１３にドーズされた微粒子物質は、分配スレッド３４上に取り付けられた分配装置３７によって、造形床表面１２の全体にわたって分配されることができる。過剰な微粒子物質は、分配装置３７によって戻りスロット４２６内に押し込まれ、戻り管４２７を通ってドーズシステム４０に戻されることができる。微粒子物質の層が分配装置３７によって造形床表面１２上に分配されると、プリンティングスレッド３２は、画像データに従って、一つまたは複数の液滴堆積ヘッドが放射線吸収材料（ＲＡＭ）を堆積させることを可能にするために、層を横切って移動する。次に、プリンティングスレッド３２に取り付けられた放射線源アセンブリ（図示せず）を使用して、ＲＡＭが堆積された領域を固結させるために微粒子物質を照射する。次に、ピストン１８は、造形床１６を層の厚さだけ降下させ、本プロセスは、三次元物体２が完全に造形されるまで繰り返される。

図２ｂは、図１ｂに示されるものと類似する放射線源アセンブリ１０１を組み込んだ装置１１０の一部の断面の概略図である。放射線源アセンブリ１０１は、プリンティングスレッド３２に取り付けられる。プリンティングスレッド３２は、Ｙ方向（ページ内）に造形床１６を跨ぐように、一つまたは複数の液滴堆積ヘッドを備える液滴堆積ヘッドアレイ３５をさらに備えることができる。したがって、三次元物体を製造するための装置１１０は、層内に三次元物体の断面を画成するために、造形床表面１２上の微粒子物質の層７１上に放射線吸収材料（ＲＡＭ）のパターンを堆積するように動作可能な一つまたは複数の液滴堆積ヘッドを備える。

液滴堆積ヘッドアレイ３５は、プリンターコントローラー５１によって制御されて、全体的プロセスコントローラー６０から供給されることができる、またはプリンターコントローラー５１で符号化されることができる画像データに従ってＲＡＭを堆積させることができる。動作中、プリンティングスレッド３２は造形床表面１２を横切って移動し、液滴堆積ヘッドは、画像データに従って、形成される三次元物体の形状の関連するスライスの形状を描写するように、放射線吸収材料（ＲＡＭ）を堆積する。次に、微粒子物質の層７１は、ＲＡＭを上に堆積させる微粒子物質の領域７１を固結させるために、放射線源アレイ１９の放射線源２１の一部または全てを使用して照射される。放射線源アレイ１９は放射線システムコントローラー５３によって制御されることができ、放射線システムコントローラー５３は、画像データに従って個々の放射線源２１が制御可能な方法で起動されることを可能にし、所望の固結効果を達成するために、好適な位置で、好適な時間、ならびに好適な波長、焦点距離、スポットサイズ、および強度で個々の放射線源２１をオンにする。放射線源アセンブリは、複数の放射線源が複数の個別にアドレス指定可能なグループおよびそのサブグループに配置され、放射線システムコントローラー５３がグループおよびサブグループを制御するように配置されることができる。あるいは、必要に応じて、造形床表面１２全体が照射されてもよい。いくつかの実施形態では、ＲＡＭが堆積された領域のみを実質的に照射することが好ましいため、ＲＡＭが適用された微粒子物質のみが固結される。物体のエッジでの温度勾配を制御し、物体がその場で冷却および固化せず、破局的な造形の不具合につながる可能性のあるカールを引き起こさないことを確実にするために、いくつかの設計では、望ましくない影響、例えば造形される三次元物体でのエッジカールを防ぐために、ＲＡＭが堆積された領域の外側の微粒子物質も制御された方法で照射される場合があることが理解されよう。さらに、予熱工程を使用して、造形床表面１２の選択された部分を予熱することができ、この工程は放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２によって実行されることができることがさらに理解されよう。放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、放射線システムコントローラー５３によって制御されてもよい。

図２ｂをさらに考察すると、分配スレッド３４は、Ｘ方向に沿って見た場合、プリンティングスレッド３２の前方に配置される。分配スレッド３４は、微粒子物質分配装置３７を有する。運転中、微粒子物質分配装置３７は、微粒子物質７０を、造形床表面１２全体にわたって均一に、制御可能な厚さを有する微粒子物質の層７１に分配させるように動作する。微粒子物質分配装置３７は、微粒子物質を造形床表面１２全体にわたって分配するのに好適な、ローラーおよび／もしくはブレード、または一つもしくは複数のローラーおよび／もしくは一つもしくは複数のブレードの組み合わせ、または装置の他の任意の組み合わせ、のうちの一つまたは複数であってもよい。微粒子物質の層７１の厚さは、使用される微粒子物質、および微粒子物質を分配する前に造形床１６が降下される距離に依存することになる。しかし、高速焼結機における典型的な層の厚さは、約５０μｍ～２ｍｍであってもよく、いくつかの実施形態では、層の厚さは８０～１００μｍであってもよい。

スレッド３２、３４は、スレッドの移動の速度および方向、ならびに互いに対するスレッド３２、３４の移動のタイミングを制御するために、スレッドシステムコントローラー５２によって制御されることができる。

図２ｂはさらに、放射線システムコントローラー５３が、様々なプロセス工程の全てが制御および調整されることができるように、スレッドシステムコントローラー５２およびプリンターコントローラー５１も制御することができる全体的プロセスコントローラー６０によって制御されてもよいことを示す。システムは、一つまたは複数の温度センサー２０５をさらに備えてもよい。このようなセンサー２０５は、例えば、造形床表面１２の温度を監視し、コントローラー６０にフィードバックして、プロセス工程、ならびに制御および最適化されるべき放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２、スレッドシステム３０および液滴堆積ヘッドアレイ３５の動作を可能にするサーマルカメラまたはパイロメーターであってもよい。この方法で、微粒子物質層７１全体にわたって所望の温度プロファイルを維持してもよい。

図２ｂでは、センサー２０５は、プリンティングスレッド３２上に配置されているが、他の好適な位置、例えば放射線源２１の中、または何らかの好適な固定位置、例えば造形床表面１２の上方、またはそれらが必要なデータを記録できる他の任意の好適な位置で使用されることができる。センサー２０５は、必要に応じて、造形床表面１２の一部または全体にわたって平滑化された微粒子物質７１の温度を監視するために、例えば造形床表面１２の上方のいくつかの位置に好適に配置されたセンサー２０５の配列を備えてもよい。あるいは、センサー２０５の配列は、照射の前後の微粒子物質層７１の温度を監視するために、例えばプリンティングスレッド３２の前部および後部で、プリンティングスレッド３２の上方に配置されてもよい。また、任意のプリンティング工程で液体堆積によるあらゆる温度変化を監視するために、プリントヘッドアレイ３０の前後にＸ方向にセンサー２０５を配置してもよい。

ここで、装置１１０の一部として使用されることができるスレッドシステム３０の概略上面図である図３ａに注目する。この実施形態では、スレッドシステム３０は、分配スレッド３４と、レール３６上のベアリング３８上に配置されるプリンティングスレッド３２とを備え、プリンティングスレッド３２は、Ｘ方向に分配スレッド３４の前に配置されている。レール３６は、装置１１０の作業面１３の上方にスレッド３２、３４を吊るすように作用する。この実施形態では、液滴堆積ヘッドアレイ３５は、千鳥配置で、Ｙ方向に、造形床表面１２の幅に広がる三つの液滴堆積ヘッド３３を備えるが、これは決して制限ではなく、液滴堆積ヘッド３３の数は、Ｙ方向に任意の特定の造形床表面１２の幅に広がるように、必要に応じて調整されることができる。ＲＡＭの十分なレイダウンを確実にするために、Ｘ方向に複数列の液滴堆積ヘッド３３が存在してもよい。装置１１０は、造形床表面１２上の微粒子物質を予熱するための一つまたは複数の予熱器２４をさらに備えてもよく、その結果、一つまたは複数の放射線源アセンブリ１０１は、造形床表面１２上の微粒子物質を固結させるように動作可能である。図３ａは放射線源アセンブリ１０１を示すが、これは限定するものではなく、他の実施形態では、放射線源アセンブリ１００または１０２も同様に／代わりに使用されることができることは言うまでもない。

実施形態では、図３ａに図示されるように、予熱器２４は分配スレッド３４上に配置されるが、これは決して限定するものではない。このような予熱器２４は、ハロゲンランプ、またはセラミックランプ、または別の放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２、または他のいずれの好適な加熱源であってもよい。別の実施形態では、予熱器は、造形床表面１２の上方に配置される別個の一つまたは複数のヒーター２９、例えばセラミックランプ、ハロゲンランプ、またはＬＥＤのオーバーヘッドアレイであってもよい。さらに、予熱器は、一つまたは複数のスレッドに取り付けられた予熱器２４および造形床表面１２の上方に配置される一つまたは複数の予熱器２９を備えてもよい、一つまたは複数の別個の予熱器２４／２９が存在する実施形態において、これらは全ての予熱工程を実行することができ、一方、第一の一つまたは複数の放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、造形床表面１２上の微粒子物質を固結させるためにのみ使用されることができる。他の実施形態では、一つまたは複数の予熱工程は、造形床表面１２上の微粒子物質層７１の所望の温度を達成するための好適な任意の方法で、一つまたは複数の予熱器２４／２９と放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２との間で共有されてもよい。

ここで図３ｂを参照すると、これは図３ａに例示するように、スレッドのレイアウトを使用してＲＡＭを堆積させ、微粒子物質を固結させるためのプロセスを示す。スレッド３４、３２は、工程Ｓ６０１においてスレッド位置２で開始し、分配スレッド３４およびプリンティングスレッド３２の両方が、ドーズ装置４１６の後ろに配置され、そしてドーズ装置４１６はスレッド３４、３２と造形床表面１２との間に配置される。微粒子物質の第一の層７１は、前の工程で造形床表面１２全体にわたってすでに分配されている。

工程Ｓ６０２において、プリンティングスレッド３２は、ドーズ装置４１６の横から造形床表面１２を横切って戻りスロット４２６の横へＸ方向に移動される。これは、プリンティングスレッド３２の前進行程である。プリンティングスレッド３２が造形床表面１２を横切って移動すると、液滴堆積ヘッド３３は、画像データに従って、ＲＡＭを含む液滴３１を微粒子物質の層７１上に堆積させる。液滴堆積ヘッド３３はプリントヘッドであってもよく、堆積プロセスはプリンティングプロセスであってもよい。画像データに従ってＲＡＭが造形床表面１２上に堆積されるように、液滴３１は、ＲＡＭを含む流体、またはキャリア流体およびＲＡＭを含む材料、または液体および／もしくは材料の他のいずれの好適な組み合わせを含むことができる。他の実施形態では、液滴堆積ヘッド３３の代わりに他の好適な装置を使用してもよく、ＲＡＭを含む流体および／または材料を造形床表面に送達することができる。例えば、ＲＡＭは、微粒子物質、例えば粉体であることができ、造形床１６の上方に配置されるコーターによって堆積されてもよい。

プリンティングスレッド３２が造形床表面１２を横切って移動すると、プリンティングスレッド３２上で（工程Ｓ６０２中のＸ方向の移動に対して）液滴堆積ヘッド３３の後ろに取り付けられる放射線源アセンブリ１０１は、ＲＡＭが堆積された領域を固結させる。工程Ｓ６０２の間にプリンティングスレッド３２がドーズ装置４１６から離れると、または、必要に応じて、工程Ｓ６０３でプリンティングスレッド３２が作業面１３の反対側の端に到達すると、ドーズ装置４１６は、ドーズ装置４１６の全長に沿って作業面１３のレベルまで微粒子物質７０の新しい山をドーズするように動作される。

次に、工程Ｓ６０４において、分配スレッド３４は、ドーズ装置４１６側から戻りスロット４２６側へＸ方向に造形床表面１２を横切って移動される－分配スレッドの前進行程。分配スレッド３４は、ドーズ装置４１６を通過し、分配装置３７は、微粒子物質７０の山を作業面１３全体にわたって広げ、微粒子物質の層７１を造形床表面１２上に分配して、その後あらゆる余分な微粒子物質７０を戻りスロット４２６に押して落とす。分配スレッド３４上で（工程Ｓ６０４中の移動方向に対して）分配装置３７の後ろに取り付けられる予熱器２４は、必要に応じて、新たに分配された微粒子物質の層７１を予熱する。

工程Ｓ６０５において、造形チャンバー１０の床は、ピストン１８を使用して、物体２の層の厚さだけ下げられる。

工程Ｓ６０６で、分配スレッド３４は、作業面１３のドーズ装置４１６横に戻される、分配スレッド３４の戻り行程。その後、造形チャンバー１０の床が持ち上げられ、そしてＲＡＭが新しい微粒子物質の層７１上に堆積される。それは、堆積される次の層の厚さだけ、微粒子物質表面に対してほんの少しだけ低いレベルに上昇されることができる。予熱器２４は、必要に応じて、造形床表面１２を所定の温度に維持するのを助けるために利用されることができる。

最後に、工程Ｓ６０７において、プリンティングスレッド３２は作業面１３のドーズ装置４１６横に戻される、プリンティングスレッドの戻り行程。

必要に応じて、プリンティングスレッドの戻り行程の間、放射線源アセンブリ１０１を予熱源として使用して、造形床表面１２を所定の温度に維持するのを助けることができる。（図３ａは、放射線源アセンブリ１０１を示すが、他の実施形態では、放射線源アセンブリ１００／１０２も同様に／代わりに使用されることができることは言うまでもない）。放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２によって放射される放射線の強度および／もしくは波長は、この機能のために調整可能であることができ、ならびに／または一つまたは複数の集束レンズ２３（放射線源アセンブリ内に存在する場合）の焦点距離は変更されることができ、造形床表面１２における集束ビーム２８の強度を変更する、および／もしくはスポットサイズを変更することができる。

上記のプロセス工程は、三次元物体の層ごとの形成のための多くの可能なプロセスのうちの一つを形成する。スレッドシステム３０内の様々なスレッド上の様々な構成要素の配置は変更されることができ、それに適切であるように、プロセス工程の好適な順序が考案されることができる。所望の結果を達成するために、必要に応じてプロセス工程を追加、除外、または並び替えることができる。プロセスコントローラー６０および／またはプリンターコントローラー５１および／またはスレッドシステムコントローラー５２および／または放射線システムコントローラー５３は、任意の好適な方法で使用され、選択されるプロセス工程を制御することができる。

ここで図３ｃを参照すると、これは、造形床表面１２を通過する時に、プリンティングスレッド前進行程Ｓ６０２中の、四つの時間工程ｔ１－ｔ４におけるプリンティングスレッド３２の概略図である。図３ｃ（ａ）のｔ１では、液滴堆積ヘッドアレイ３５を備えるプリンティングスレッド３２は、造形床表面１２上の微粒子物質層７１を横切って移動し、液滴堆積ヘッドアレイ３５は、放射線吸収材料（ＲＡＭ）を堆積させ、三次元物体２の次のスライスを形成する。この時間工程では、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、微粒子物質層７１上に堆積されたＲＡＭの領域をまだ通過していない。図３ｃ（ｂ）～（ｄ）では、プリンティングスレッド３２上の放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、造形床表面１２上を移動して、ＲＡＭが堆積された微粒子物質層７１の領域を照射および固結させて、三次元物体２の新しいスライスを形成する。

図３ｃ（ｂ）～（ｄ）から、正方形で示される個々の放射線源２１は制御可能な方法で動作され、それらがＲＡＭが堆積された領域の上方にある場合にオン（暗い四角）に切り替えられて三次元物体２を画成し、それ以外の場合はオフに切り替えられる（白い四角）。したがって、造形床表面１２上のＲＡＭの各領域が照射される時間の長さは、画像データに従って注意深く制御されることができ、そしてすべての領域は、完全に固結されるために好適な量のエネルギーを受け取る。これにより、すでに固結されている領域の過度の加熱を防止もしくは軽減し、またはＲＡＭが堆積されていないあらゆる領域の加熱を軽減もしくは排除することができる。

この目的のために、例えば、放射線システムコントローラー５３を使用して、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２を制御して、デューティサイクル（照射の持続時間）および／または放射線源２１に供給される電力のレベルを制御することができる。放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２の放射線源２１は、それらが複数の波長を放射するように動作可能であり、ならびに／またはそれらが、微粒子物質および／もしくは微粒子物質に供給される放射線吸収材料（ＲＡＭ）の波長の吸収帯内の放射線を放射するように動作可能であるように選択されることができる。

放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２のいくつかの実施形態では、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、微粒子物質の波長の吸収帯内の放射線を放射するように動作可能な放射線源２１の第一のグループ、および微粒子物質に供給される放射線吸収材料（ＲＡＭ）の波長の吸収帯内の放射線を放射するように動作可能な放射線源２１の第二のグループを備えることができる。

いくつかの実施形態では、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、放射される放射線の波長が、造形床表面１２上の微粒子物質を予熱するために選択される放射線源２１を備えてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、放射される放射線の波長が、造形床表面１２上の微粒子物質を固結させるために選択される放射線源２１を備えてもよい。

いくつかの実施形態では、放射される放射線の波長は、造形床表面１２上の微粒子物質を予熱および固結の両方のために選択されてもよい。例えば、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、異なる波長範囲の光を放射する二種類のＬＥＤ、予熱に好適な範囲のものおよび固結に好適な範囲のものを備えてもよく、二種類のＬＥＤは第一および第二のグループに配置される。二つのグループはさらに、複数のサブグループに分割されてもよく、例えば、それらの位置に基づいて、それらはアドレス指定され、制御されることができる。例えば、個々のサブグループは、画像および処理データに従ってオン／オフされることができる。あるいは、予熱および固結の両方に好適な広範な波長にわたって放射線を放射する放射線源のタイプ、例えばＬＥＤを選択してもよい。

微粒子物質は、例えば、粉体を含むことができ、例えば、微粒子物質はポリアミド（例えば、ＰＡ１１、ＰＡ１２、およびＰＡ６）、ポリプロピレン、ポリウレタン、他のポリマー、金属またはセラミックを含んでもよい。高速焼結プロセスにおいて一般的に使用される粉体であるポリアミド１２（ＰＡ１２）の好適な固結温度は＞１８５℃であってもよく、一方、ポリアミド１１（ＰＡ１１）の好適な固結温度は＞１９５℃、または場合によっては＞２００℃であってもよい。固結に好適な放射線は、赤外線スペクトル内または近赤外線スペクトル内にあってもよく、約１μｍの波長を有してもよい。固結の好適な波長は、使用される微粒子物質およびＲＡＭの組み合わせにより異なることになる。

ここで図３ｄを考察すると、これは、分配スレッドの前進行程Ｓ６０４中の四つの時間工程ｔａ～ｔｄにおける分配スレッド３４の概略図であり、予熱器２４は予熱器の配列である。図３ｄ（ａ）では、分配スレッド３４は、分配装置３７が造形床表面１２全体にわたって微粒子物質の層７１を分配するように、造形床表面１２を横切って移動した。この時間工程では、予熱器２４はまだ三次元物体２のスライスの位置を通過していない。図３ｄ（ｂ）～（ｄ）では、分配スレッド３４上に配置される予熱器２４は、造形床表面１２上を移動して、三次元物体２のスライスの位置およびその周辺の領域で微粒子物質層７１を照射および予熱する。望ましくない影響、例えば固結した材料のその場での固化につながるエッジ部分の冷却によるカールを防ぐために、（示すように）物体２のスライスの領域よりも大きい領域を予熱することが望ましい場合がある。別の実施形態では、微粒子物質の特性、および造形床または造形床表面１２全体にわたって所望の温度プロファイルに応じて、予熱工程は、物体の特定のスライスの三次元物体２の位置のみを対象にすることができる。別の実施形態では、造形床表面１２全体にわたって所望の温度または温度勾配を維持するために、造形床表面１２の全てを予熱するが、異なる強度の照射で予熱することが望ましい場合がある。これは、例えば、三次元物体２の改善された特性を達成するために、前のスライスの固結後の冷却速度を制御することによって行われてもよい。

いくつかの実施形態では、放射線源２１から放射される放射線の波長は、造形床表面１２上の微粒子物質７１を予熱するために選択されてもよい。所望の予熱温度は、使用されている微粒子物質に依存し、例えば、ＰＡ１２に好適な予熱温度範囲は約１６０～１７０℃である。

いくつかの実施形態では、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２の放射線源２１は、放射線源２１によって放射される放射線の波長が、造形床表面１２上の微粒子物質を予熱および固結の両方をさせるために選択されるように選択されてもよい。放射線源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）であってもよい。

いくつかの実施形態では、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、レーザーダイオードである放射線源２１を備えてもよい。

個々の放射線源２１は、それらがオンにされた場合にアドレス指定する造形床表面１２の領域の細かい要素／ピクセルごとに制御するように最小化されたサイズであることができ、微粒子物質７１を不連続領域に固結および／または予熱し、微細な形態の物体２の形成を可能にする。この目的のために、一つまたは複数の集束レンズ２３を使用することにより、個々の放射線源２１から放射される放射線ビーム２６によってアドレス指定される領域のさらに優れた制御が可能になる。放射線源アセンブリは、一つまたは複数の円筒形レンズを含むことができる一つまたは複数の集束レンズ２３を備えることができる。別の実施形態では、放射線源アセンブリは、一つまたは複数の集束レンズ２３を備えてもよく、集束レンズ２３は一つまたは複数の球面レンズを含んでもよい。一つまたは複数の集束レンズは、各集束レンズが、放射線源２１のそれぞれのグループまたはそのサブグループからのビーム２６を集束するように配置されるように配置されてもよい。集束レンズ２３は、例えば、造形床表面でのエネルギーを増加させるために、ビームを特定の点または不連続領域に向けることが望ましい実施形態において使用されることができる。

いくつかの実施形態では、上記の図２ｂを参照して説明したように、三次元物体を製造するための装置１１０は、予熱源を備える第一のスレッド、分配スレッド３４、および固結源を備える第二のスレッド、プリンティングスレッド３２を備えることができ、固結源および予熱源はそれぞれ一つもしくは複数の前記放射源アセンブリ１００／１０１／１０２によって提供される、または固結源は前記一つもしくは複数の放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２によって提供され、かつ予熱源は（別個の）予熱器、例えば予熱器２４によって提供される。別の実施形態では、三次元物体を製造するための装置１１０は、代わりに、予熱源および固結源を備えるスレッドを備えることができ、固結源および予熱源はそれぞれ前記放射源アセンブリ１００／１０１／１０２のうちの一つもしくは複数によって提供される、または固結源は前記一つもしくは複数の放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２によって提供され、かつ予熱源は（別個の）予熱器、例えば予熱器２４によって提供される。

そして、必要に応じて予熱器２４は、予熱工程を実行して、微粒子物質層７１を一定の温度に加熱することができる。予熱は放射線システムコントローラー５３によって制御されてもよく、または予熱器は、それ自体の別個のコントローラーを有してもよい。いくつかの実施形態では、予熱器２４は造形床１６の幅を跨ぐ単一の加熱源であってもよく、別の実施形態では、それは前記熱源のうちの一つまたは複数の列を含む加熱源の配列を備えてもよい。予熱器２４は、例えば、一つまたは複数のセラミックランプ、ハロゲンランプ、赤外線ランプ、または発光ダイオード（ＬＥＤ）もしくはレーザーダイオードであってもよい。いくつかの実施形態では、予熱器２４は複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）を備える放射線源アセンブリであってもよく、各放射線源２１は三次元物体を製造するための装置１１０の造形床表面１２上で微粒子物質を予熱するためのそれぞれの放射線ビームを放射するように動作可能であり、一つまたは複数のコリメーター２２は放射線のビーム２６を平行にして複数の平行ビーム２７を生成するように配置され、必要に応じて、一つまたは複数の集束レンズ２３は平行ビーム２７を集束させ、造形床表面１２上の微粒子物質７１に集束される集束ビーム２８を生成するように配置される。

いくつかの実施形態では、予熱器２４は、分配スレッド３４上に配置されるのではなく、造形床表面１２の上方に配置される固定ヒーター２９（図２ａおよび図７を参照）によって置き換えられてもよい。前記固定ヒーター２９は、造形プロセス中に、例えば、画像データおよびプロセス工程に従って造形床表面の所望の部分をアドレス指定するためにオン／オフが個別に制御されることができるヒーターの配列を備えることによって、動的に動作されることができる。いくつかの実施形態では、固定ヒーター２９および一つまたは複数のスレッド上に取り付けられる一つまたは複数の予熱器２４の両方があってもよい。さらに別の実施形態では、予熱器２４は省略されてもよく、予熱工程は、代わりにプリンティングスレッド３２上の放射線源アレイ１９の放射線源２１によって行われてもよい。放射線源アレイ１９内の前記放射線源２１は、様々なレベルの放射線を放射するように制御可能であり、それらは粒子状物質を固結させるのに十分なレベルの放射線を放射することができるだけではなく、予熱工程を実行するために低レベルの放射線を放射することができる。このような可変性は、様々な強度で、または様々なタイプの放射線、例えば様々な波長の放射線を放射させるために制御可能であることにより、もしくはビームの焦点距離および／もしくは造形床表面のスポットサイズを変更するために集束レンズを制御することにより、制御可能に放射線を放射させるためであることができる。

放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、放射線源２１の配列１９を備えてもよく、放射線源２１は複数の波長を放射することができる。例えば、いくつかの実施形態では、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、様々な目的に適した様々なタイプの放射線源２１、例えば予熱に好適なものおよび固結に好適なものを備えてもよい。様々なタイプの放射線源２１は、放射線源アレイ１９の様々な部分に別個のグループおよびサブグループで配置されてもよく、またはそれらは交互に配置されて多目的放射線源アレイ１９を形成してもよい。別の実施形態では、様々なタイプの放射線源２１は、装置１１０内の異なる場所に配置される二つ以上の放射線源アレイ１９の間で分割されてもよい。

上記の放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２は、微粒子物質７１で三次元物体２を製造するための方法において使用されることができ、それにより、方法は、例えば、場合によっては配列３５に配置される一つまたは複数の液滴堆積ヘッド３３を造形床表面１２を横切って移動させることによって、造形床表面上の微粒子物質層上に放射線吸収材料（ＲＡＭ）を堆積させることと、そして放射線源アセンブリを造形床表面を横切って移動させることにより、ＲＡＭが堆積された層の微粒子物質７１を固結させることと、を含む。別の実施形態では、ＲＡＭは、任意の好適な装置を使用して、任意の好適な方法によって造形床表面１２に送達されてもよい。さらに別の実施形態では、ＲＡＭは、造形床表面１２全体にわたって分配される前に微粒子物質７１と混合されてもよく、そして、本明細書に記載の実施形態および実施のうちのいずれかを使用する画像データに従った標的加熱は、物体２のみを確実に固結させる。

ここで、図４ａおよび４ｂに目を向けると、それは、微粒子物質を予熱または固結させて物体２のスライスを形成するために、三次元物体を製造するための試験装置用のヒーター２５（および必要に応じて予熱器５４）を操作することができる様々な方法を示す。図４ａは、現在広く使用されているものと類似する配置で、Ｘ方向に造形床１６を横切って移動できる予熱器５４およびヒーター２５を示す。このような予熱器またはヒーターの例は、一つまたは複数のセラミックランプ、ハロゲンランプまたは赤外線ランプである。一実施形態ではないこの試験例では、予熱器５４および加熱器２５の両方が、造形床表面１２のＹ方向の幅に跨っている。両方は造形床表面１２上の全体を横切るためにオンになり、全ての微粒子物質を予熱し、画像データに従ってＲＡＭを堆積させることによって画成される物体２を固結させる。前記のように、このような配置が使用されるのは、電流ヒーター２５および予熱器５４が所望の温度まで熱くなるのにかなりの時間がかかるため、造形床表面１２の所望の領域のみを加熱するためにオン／オフを効果的に切り替えることができない。ＲＡＭが堆積された三次元物体２のスライスがヒーター２５を使用して固結されることができるが、造形床表面１２上の微粒子物質７１の残りは、望ましくない余分な放射線を受ける可能性があり、これにより微粒子物質の劣化、より高いエネルギーの使用、および全体的により高い製造コストにつながる可能性がある。

図４ｂは、図４ａと同様の試験装置の配置を示しているが、ただし、予熱器５４およびヒーター２５がそれぞれ造形床表面１２上の予熱領域３および三次元物体２を通過している場合を除いて、それらの両方はＸ方向の移動の大部分でオフになっている。したがって、予熱器５４は、Ｘ０からＸ１までオフであり、Ｘ１からＸ４までオンであり、次にＸ４からＸ５までオフである。一方、ヒーター２５は、Ｘ０からＸ２までオフであり、Ｘ２からＸ３までオンであり、次にＸ３からＸ５までオフである。図４ｂに示された実施例では、予熱工程と固結工程の両方で造形床表面１２に供給されるエネルギーが少なくなり、エネルギーは対象の領域でＸ方向により多く向けられる。しかし、図４ａに関しては、予熱器５４およびヒーター２５の両方はＹ方向に造形床１６を跨ぐため、微粒子物質の領域に、Ｙ方向に沿って三次元物体２のいずれかの側にエネルギーが供給される（予熱器５４の場合はＹ０とＹ１との間およびＹ４とＹ５との間、ヒーター２５の場合はＹ０とＹ２との間およびＹ３とＹ５との間）。ＲＡＭを堆積させることによって三次元物体２の領域のみが画定され、それゆえ、この領域のみが固結されるが、予熱または固結のいずれかのために、三次元物体２およびその周囲の位置以外の造形床表面１２の領域にエネルギーを供給することは、前記のように望ましくない場合がある。

図５ａおよび図５ｂは、図４ａおよび図４ｂに示される試験配置の上記の不利益を低減または防止することを目的とした実施形態を開示する。図１ａまたは１ｂに示すように、ヒーター２５は放射線源アセンブリ１００／１０１によって置き換えられている。放射線源アレイ１９中の個々の放射線源２１の各々は、デューティサイクルによって制御されることができ、固結され、ＲＡＭで以前に画成された三次元物体２（ｉ～ｉｉｉ）のスライスの上方をそれらが通過する場合、それらはオンに切り替えられる。したがって、放射線源アセンブリ１００／１０１を動作させるための方法は、複数の放射線源２１内の個々の放射線源２１をアドレス指定することおよび制御することを含む。例えば、このような方法は、放射される放射線の強度ならびに／または放射される放射線の波長ならびに／または複数の放射線源２１（ｉ～ｖｉ）のスポットサイズおよび／もしくはデューティサイクルを制御することのうちの一つまたは複数を含んでもよい。

簡略化のために、予熱器２４は図５ａおよび５ｂから省略されるが、それは、予熱器２４（ｉ－ｎ）の配列として、場合によってはそれぞれ図１ａおよび１ｂに示されるような放射線源アセンブリ１００／１０１として同様に配置されることができ、個々の予熱器２４をオンまたはオフに切り替えて、必要に応じて造形床表面１２上の微粒子物質層７１の領域を予熱することが理解されよう。別の実施形態では、放射線源アセンブリ１００／１０１を使用して、個々の放射線源２１またはそのグループおよび／もしくはそのサブグループを制御することにより、造形床表面１２上の微粒子物質層７１を予熱および固結の両方を行い、それらが予熱工程または固結工程を行っているかに応じて異なるレベルの放射線を供給する。これは、例えば、放射線強度、放射線源２１に供給される電力、放射線ビームの焦点距離、造形床表面上のスポットサイズ、放射される波長等を、放射線システムコントローラー５３および全体的プロセスコントローラー６０からの制御信号に応答して変更することによって達成されることができる。

ここで図５ａを参照すると、図示の実施形態は、個々の放射線源２１がデューティサイクルで制御される、複数列の放射線源アレイ１９を備え、それらがアドレス指定している三次元物体２の一部の上にあるとそれらはオンになり、他の場所でオフになる。放射線源アレイ１９が造形床表面１２上をＸ方向に移動する場合の三つの時間インスタンスｔ１からｔ３における放射線源２１のオン／オフ切り替えの配置１９（ｔ）が示されている。

ここで図５ｂを考察すると、これは、放射線源２１の列が千鳥状に配置されている、異なる複数列の放射線源アレイ１９を示す。これは、いくつかの実施形態では、造形床表面の放射線の領域に対してより高い解像度を提供するために有利であることができる。放射線源アレイ１９が造形床表面１２上をＸ方向に移動する場合のデューティサイクルの二つの時間インスタンスｔ１およびｔ２における放射線源２１のオン／オフの配置１９（ｔ）が示されている。千鳥状の列の任意の好適な配置を使用することができ、図５ｂに示される実施形態は単一の非限定的な例にすぎないことが理解されよう。また、図５ａおよび５ｂに示される両方の複数列アレイ１９について、図は例示的な時間インスタンスを示し、および、移動するプリンティングスレッド３２上で動作されるとき、個々の放射線源２１は、それらが放射線吸収材料（ＲＡＭ）で画成された造形床表面１２上の三次元物体２のスライスの位置を通過する時にそれらはオンになり、それを通過し終わるとそれらはオフになるように、デューティサイクルで動作されることができることが理解されよう。予熱器２４は、予熱器２４（ｉ～ｎ）の配列であってもよく、図５ａおよび５ｂに示される構成のいずれかで配置され、同様の方法で動作されてもよいことがさらに理解されよう。別の実施形態では、放射線源２１は、予熱工程および固結工程の両方に対して使用されてもよく、予熱器２４を置き換えても、または予熱器２４に加えられてもよいことが理解されよう。つまり本開示の一実施形態は、微粒子物質から三次元物体２を製造するための装置１１０を備えてもよく、装置は、造形床表面１２を備える作業面１３と、造形床表面１２上で微粒子物質７１を予熱および／または固結するための前記の一つまたは複数の放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２と、を備える。

図６は、放射線源アレイ１９が二つの別個のグループ５５および５６に分割されている図５ａと類似する実施形態を示す。グループ５５は、予熱に好適で、造形床１６を跨ぐようにＹ方向に配置される一列の放射源２１ａを備える。グループ５６は、固結に好適で、造形床１６を跨ぐようにＹ方向に配置される２列の放射源２１ｂを備える。例えば、放射線源２１ａおよび２１ｂは、異なるタイプのＬＥＤであってもよい。放射線源アレイ１９が造形床表面１２上をＸ方向に移動する場合の三つの時間インスタンスｔ１からｔ３における放射線源２１ａ／２１ｂのオン／オフ切り替えの配置１９（ｔ）が示されている。予熱グループ５５は、三次元物体２のスライスよりも広い領域（オン＿５５、破線の正方形）を照射するように制御され、固結グループ５６は、ＲＡＭで事前に画成された三次元物体２のスライス（ＯＮ＿５６、塗りつぶされた正方形）をアドレス指定するように制御される。各グループ５５、５６内で、個々の放射線源２１ａ、２１ｂは、デューティサイクルで制御され、それらがアドレス指定している三次元物体２の一部の上にある場合、それらはオンになり、他の場所でオフになる。

別の実施形態では、二つのグループ５５、５６は全て、同じタイプの放射線源２１を備えるが、集束ビーム２８のスポットサイズもしくは焦点距離を各グループに対して制御して、造形床表面１２で集束ビーム２８の強度を変更することができ、または、第一のグループ５５には、一つもしくは複数のコリメーター２２を配置して、造形床表面１２でより広く加熱することができ、第二のグループ５６には、一つもしくは複数のコリメーター２２および一つもしくは複数の集束レンズ２３を配置して、造形床表面１２のより集束されて加熱することができる。図６に示される二つのグループ５５、５６の配置は決して限定的ではなく、別の実装形態では、複数のグループおよびサブグループがあってもよく、これらは、任意の好適な方法で配置され、必要に応じて、任意の好適な方法によって別々に制御されることができることが理解されよう。さらに、複数のグループおよび／またはサブグループ内の個々の放射線源は、図６に示すように不連続な列に配置されるのではなく、パターンに交互配置されるか、または交互の列もしくは任意の他の好適なレイアウトに配置されてもよい。

したがって、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２を動作させるための方法は、放射線源２１を複数の個別にアドレス指定可能なグループに配置することを含み、各グループは一つまたは複数の放射線源２１を含んでもよい。さらに、各グループは、二つ以上の放射線源２１を含んでもよく、そして二つ以上のサブグループに分割されてよく、各サブグループは一つまたは複数の放射線源２１を含んでもよい。方法は、放射線源２１のグループまたはサブグループを制御して、造形床表面１２上の微粒子物質７１の選択された部分を予熱することをさらに含んでもよい。さらに、方法は、放射線源２１のグループまたはサブグループを制御して、放射線吸収材料（ＲＡＭ）の堆積によって画成された造形床表面１２上の微粒子物質を固結させることを含んでもよい。方法は、複数の平行ビーム２７を生成するように、放射線源２１によって放射される放射線ビーム２６を平行にするように配置される一つまたは複数のコリメーター２２を備える放射線源アセンブリ２１の使用をさらに含んでもよい。方法は、一つまたは複数の集束レンズ２３を備える放射線源アセンブリの使用をさらに含んでもよく、方法は、一つまたは複数の放射線の平行ビーム２７を造形床表面１２上に集束させるように一つまたは複数の集束レンズ２３を制御することをさらに含んでもよい。方法は、放射線源のグループまたはサブグループが造形床表面１２上を移動する場合に、それらをオンまたはオフに切り替えるために、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２を制御することを含んでもよい。これは、三次元物体２の画像データに応答することができ、または一つもしくは複数の温度センサーによって実行される造形床表面１２の温度測定に応答することができ、不連続領域の温度は、微粒子物質７１を予熱または固結させるための所望の温度よりも高いかまたは低い。動作方法は、造形床表面１２の温度測定値ならびに画像データおよび所望の温度に関する情報に応じて、放射線源２１によって造形床表面１２上の不連続領域で微粒子物質７１に供給されるエネルギーの量を変更するために、放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２を制御することをさらに含んでもよい。

ここで図７を参照すると、これは、図２ａに示されているような造形床表面１２上方に配置される固定予熱器アレイ２９が、スレッド上に配置される可動予熱器アレイ２４の代わりにまたはそれに加えて使用される予熱工程の別の配置を概略的に示している。三次元物体２を製造する方法は、予熱器を使用して、造形床表面１２上の微粒子物質の選択された部分を制御可能に予熱することをさらに含むことができる。必要に応じて、予熱器は、予熱器２４、例えば本明細書に記載の放射線源アセンブリ１００／１０１／１０２および／または造形床表面上方に配置される固定予熱器アレイ２９であってもよい。図７は、造形床表面１２と、放射線源アセンブリ１００／１０１であってもよい予熱器アレイ２９のオン／オフ配置を示し、複数の予熱器２９のそれぞれは、物体２のスライスの位置に従って、造形床表面１２の必要な領域を制御可能に予熱するように個別にアドレス指定されることができる。図１ａおよび１ｂに示されるようなコリメートレンズの配列および／または集束レンズの配列は、予熱器２９によって生成される放射のビームを平行にするおよび／または集束するために、固定予熱器アレイ２９と共に使用されてもよい。固定予熱器２９は、任意の好適なタイプのランプまたはヒーターを備えてもよく、いくつかの実施形態では、ＬＥＤなどの本明細書に記載の放射線源２１を備えてもよい。

ほとんどの放射線源は、単一の波長ではなく様々な波長を放射し、上記の開示は、様々な波長を放射する放射線源を含み、放射線源は、造形床表面上の微粒子物質の予熱および／または固結に好適であるために、望ましい波長範囲またはスペクトルまたは帯域を有するように選択されることができることは当業者によって理解されるであろう。したがって、本明細書で使用する場合、用語、波長は、好適な範囲またはスペクトルの波長を放射する放射線源を含むと理解されることができる。単一波長への言及は、波長の分布または範囲内の中心波長を指すと理解されてもよい。

さらに、スポットサイズは、いくつかの技術、例えば光学配置の設定および感光性フィルムの露光を使用して、またはＣＣＤ（電荷結合素子）もしくはデジタルカメラを使用して測定されることができることは言うまでもない。これは、例えば、コリメーター２２および／もしくは集束レンズ２３の相対位置を移動することによって、ならびに／またはそれらを集束させるもしくは焦点をはずすことによって、スポットサイズを微調整することができるセットアップ較正手順の一部であることになる。これは、三次元（３Ｄ）物体の層ごとの形成のための装置を動作させる前のセットアップ較正手順の一部であることができる。

本明細書に記載の特徴のいずれかは、必要に応じて、本開示内に記載される他の特徴のいずれかとともに、任意の組み合わせで、任意の好適な目的のために使用されることができることが理解されよう。例えば、図１ａによる放射線源アセンブリ１００は、固結工程のために、図１ｂまたは図１ｃによる放射線源アセンブリを用いて予熱工程に使用されてもよい。

Claims (55)

1. 微粒子物質の固結による三次元物体を層ごとに形成するための装置の放射線源アセンブリであって、放射線源アセンブリは、
   複数の放射線源であって、各放射線源が、前記装置の造形床表面に向かってそれぞれの放射線ビームを放射するように動作可能である、複数の放射線源と、
   前記放射線ビームを平行にして一つまたは複数の放射線平行ビームを生成し、前記放射線平行ビームを前記造形床表面上の前記微粒子物質に向けるように配置される一つまたは複数のコリメーターと、を備える、放射線源アセンブリ。
2. 前記放射線平行ビームを前記造形床表面上の前記微粒子物質上に集束させるように配置される一つまたは複数の集束レンズをさらに備え、前記一つまたは複数のコリメーターは、前記放射線源と前記集束レンズとの間に配置される、請求項１に記載の放射線源アセンブリ。
3. 前記造形床表面から前記放射線源の距離は調節可能であり、および／または
   前記造形床表面からの前記一つもしくは複数のコリメーターの距離は調節可能であり、および／または
   請求項２に従属する場合、前記造形床表面から前記一つもしくは複数の集束レンズの距離は調節可能である、請求項１または請求項２に記載の放射線源アセンブリ。
4. 前記造形床表面からの前記複数の放射線源の前記距離、および／または前記一つもしくは複数のコリメーターの前記距離、および／または前記造形床表面から前記一つもしくは複数の集束レンズの前記距離は、独立して調節可能である、請求項３に記載の放射線源アセンブリ。
5. 前記一つまたは複数の集束レンズの焦点距離は調節可能である、請求項２～４のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
6. 前記複数の放射線源はアレイ状に配置される、請求項１～５のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
7. 前記アレイは、一つまたは複数の放射線源の列を備える、請求項６に記載の放射線源アセンブリ。
8. 前記アレイは、複数の放射線源の列を備える、請求項７に記載の放射線源アセンブリ。
9. 前記放射線源の列は、千鳥状に配置される、請求項８に記載の放射線源アセンブリ。
10. 前記複数の放射線源は、複数の個別にアドレス指定可能なグループに配置される、請求項１～９のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
11. 前記一つまたは複数の集束レンズは、一つまたは複数の円筒状レンズを含む、請求項２～１０のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
12. 前記一つまたは複数の集束レンズは、一つまたは複数の球面レンズを含む、請求項２～１０のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
13. 請求項１０に従属する場合、前記一つまたは複数の集束レンズは、それぞれのグループの放射線源からの前記ビームを集束するように配置される、請求項１０～１２のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
14. 前記複数の放射線源は、複数の波長を放射するように動作可能な放射線源を含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
15. 前記放射線源は、微粒子物質の波長の吸収帯内および／または微粒子物質に提供される放射線吸収材料（ＲＡＭ）の波長の吸収帯内で放射線を放射するように動作可能である、請求項１～１４のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
16. 前記放射線源アセンブリは、
    前記微粒子物質の波長の吸収帯内で放射線を放射するように動作可能な放射線源の第一のグループと、
    前記微粒子物質に提供される放射線吸収材料（ＲＡＭ）の波長の吸収帯内で放射線を放射するように動作可能な放射線源の第二のグループと、を備える、請求項１～１５のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
17. 前記放射線源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である、請求項１～１６のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
18. 前記放射線源は、レーザーダイオードである、請求項１～１７のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
19. 前記放射線源は、一つまたは複数のデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）と連結する一つまたは複数の赤外線源である、請求項１～１６のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
20. 前記放射線源から放射される前記放射線の波長は、前記造形床表面上の微粒子物質を予熱するために選択される、請求項１～１９のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
21. 前記放射線源から放射される前記放射線の前記波長は、前記造形床表面上の微粒子物質を固結するために選択される、請求項１～１９のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
22. 放射される放射線の前記波長は、前記造形床表面上の微粒子物質を予熱および固結の両方を行うために選択される、請求項１～１９のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
23. デューティサイクルおよび／または放射線源によって供給されるエネルギーは、コントローラーによって制御される、請求項１～２２のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
24. 前記複数の放射線源のそれぞれに対するそれぞれのコリメーターを備える、請求項１～２３のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
25. 放射線源のうちの一つまたは複数のグループ、および放射線源の複数のグループのそれぞれに対するそれぞれのコリメーターを備える、請求項１～２４のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
26. 前記一つまたは複数のコリメーターは、一つまたは複数のコリメートレンズを備える、請求項１～２５のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリ。
27. 前記一つまたは複数のコリメートレンズは球状レンズである、請求項２５に記載の放射線源アセンブリ。
28. 微粒子物質から三次元物体を製造するための装置であって、前記装置は、
    前記造形床表面上の微粒子物質を予熱および／または固結させるための、請求項１～２７のいずれかに一項に記載の一つまたは複数の放射線源アセンブリを備える、装置。
29. 前記造形床表面上の微粒子物質の層上に放射線吸収材料のパターンを堆積させるように動作可能な一つまたは複数の液滴堆積ヘッドをさらに備え、前記層内の前記三次元物体の断面を画成する、請求項２８に記載の三次元物体を製造するための装置。
30. ドーズ装置を備えるドーズシステムをさらに備え、前記ドーズ装置は、微粒子物質を作業面上に堆積させるように配置され、前記作業面は前記造形床表面を備える、請求項２８または請求項２９に記載の三次元物体を製造するための装置。
31. 前記造形床表面上の微粒子物質を予熱するための予熱器をさらに備え、前記一つまたは複数の放射線源アセンブリは、前記造形床表面上の微粒子物質を固結させるように動作可能である、請求項２８～３０のいずれか一項に記載の三次元物体を製造するための装置。
32. 前記予熱器は、前記造形床表面の上方に配置される固定予熱器アレイおよび／または一つもしくは複数のハロゲンランプを備える、請求項３１に記載の三次元物体を製造するための装置。
33. 前記予熱器は、請求項１～２７のいずれか一項に記載の別の放射線源アセンブリを備える、請求項３１に記載の三次元物体を製造するための装置。
34. 予熱源を備える第一のスレッドと、
    固結源を備える第二のスレッドと、をさらに備え、
    前記固結源および前記予熱源はそれぞれ、一つもしくは複数の前記放射線源アセンブリによって提供され、または、
    前記固結源は前記一つもしくは複数の放射線源アセンブリによって提供され、かつ前記予熱源は予熱器によって提供される、請求項２８～３３のいずれか一項に記載の三次元物体を製造するための装置。
35. 予熱源および固結源を備えるスレッドをさらに備え、
    前記固結源および前記予熱源はそれぞれ、一つもしくは複数の前記放射線源アセンブリによって提供され、または、
    前記固結源は前記一つもしくは複数の放射線源アセンブリによって提供され、かつ前記予熱源は予熱器によって提供される、請求項２８～３３のいずれか一項に記載の三次元物体を製造するための装置。
36. 微粒子物質を前記造形床表面全体にわたって分配するための分配装置をさらに備え、前記分配装置はスレッド上に配置される、請求項３４または請求項３５に記載の三次元物体を製造するための装置。
37. 前記分配装置は、ローラーおよび／またはブレードのうちの一つまたは複数を備える、請求項３６に記載の三次元物体を製造するための装置。
38. 請求項１～２７のいずれか一項に記載の前記一つまたは複数の放射線源アセンブリは予熱用であり、前記装置は前記造形床表面上の微粒子物質を固結させるための固結源をさらに備え、
    前記固結源は、
    複数の放射線源であって、各放射線源が、前記装置の造形床表面に向かってそれぞれの放射線ビームを放射するように動作可能である、複数の放射線源と、
    前記放射線ビームを前記造形床表面上の前記微粒子物質上に集束させるよう配置される一つまたは複数の集束レンズと、必要に応じて、
    一つまたは複数のコリメーターと、を備える、請求項２８～３０のいずれか一項に記載の三次元物体を製造するための装置。
39. 請求項１～２７のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリを使用して、微粒子物質から三次元物体を製造する方法。
40. 請求項３９に記載の微粒子物質から三次元物体を製造する方法であって、前記方法は、
    必要に応じて、造形床表面を横切って一つまたは複数の液滴堆積ヘッドを移動させることにより、前記造形床表面上の微粒子物質の層上に放射線吸収材料（ＲＡＭ）を堆積させることと、
    前記放射線源アセンブリを前記造形床表面を横切って移動させることによって、前記ＲＡＭが堆積された前記層の前記微粒子物質を固結させることと、を含む、方法。
41. 前記複数の放射線源を個別にアドレス指定することおよび制御することをさらに含む、請求項３９または請求項４０に記載の方法。
42. 放射される前記放射線の強度、および／または放射される前記放射線の前記波長、および／または前記複数の放射線源の前記デューティサイクルを制御することのうちの一つまたは複数をさらに含む、請求項３９～４１のいずれか一項に記載の方法。
43. 請求項２に従属する場合、前記一つまたは複数の集束レンズの前記焦点距離および／またはスポットサイズを調整することをさらに含む、請求項３９～４２のいずれか一項に記載の方法。
44. 前記複数の放射線源は、複数の個々にアドレス指定可能なグループおよび／またはサブグループに配置される、請求項３９～４３のいずれか一項に記載の方法。
45. 各グループは二つ以上のサブグループを含み、各サブグループは前記放射線源のうちの一つまたは複数を含む、請求項４４に記載の方法。
46. 前記放射線源のグループまたはサブグループを制御して、前記造形床表面上の前記微粒子物質の選択された部分を予熱することをさらに含む、請求項４４または請求項４５に記載の方法。
47. 前記放射線源のグループまたはサブグループを制御して、放射線吸収材料（ＲＡＭ）の堆積によって画成された前記造形床表面上の微粒子物質を固結させることをさらに含む、請求項４４～４６のいずれか一項に記載の方法。
48. 一つもしくは複数の予熱器を使用して、前記造形床表面上の前記微粒子物質の一つもしくは複数の選択された部分を制御可能に予熱することをさらに含み、必要に応じて、
    前記一つまたは複数の予熱器は、請求項１～２７のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリを備え、および／または
    前記一つもしくは複数の予熱器は、前記造形床表面の上方に配置される固定予熱器アレイを備える、請求項３９～４６のいずれか一項に記載の方法。
49. 前記一つまたは複数の選択された部分は、前記構造形床表面の画像データおよび／または温度測定値に従って選択される、請求項４８に記載の方法。
50. 一つまたは複数の温度センサーによって実行される温度測定に応答して、前記造形床表面上の前記微粒子物質の選択された部分に供給される前記エネルギーを変更するために、前記放射線源アセンブリを制御することをさらに含む、請求項３９～４９のいずれか一項に記載の方法。
51. 請求項４４に従属する場合、前記放射線源のグループまたはサブグループは、それらが前記造形床表面上を移動する時に、オンまたはオフに切り替えるかどうかを制御することをさらに含む、請求項３９～５０のいずれか一項に記載の方法。
52. 前記造形床表面上を移動する時に、画像データに従って、個々の放射線源、または放射線源のグループのいずれかをオンまたはオフに切り替えるように、前記放射線源アセンブリを制御するように動作可能な、請求項１～２７のいずれか一項に記載の前記放射線源アセンブリと使用するための放射線システムコントローラー。
53. 請求項１～２７のいずれか一項に記載の前記放射線源アセンブリに、請求項３９～５１のいずれか一項に記載の前記方法を実行させるように動作可能な、放射線システムコントローラー。
54. 一つまたは複数の予熱器を使用して、前記造形床表面上の前記微粒子物質の一つまたは複数の選択された部分を制御可能に予熱することであって、必要に応じて、
    前記一つまたは複数の予熱器は、請求項１～２７のいずれか一項に記載の放射線源アセンブリを備え、および／または
    前記一つまたは複数の予熱器は、前記造形床表面の上方に配置される固定予熱器アレイを備える、制御可能に予熱すること、を含む微粒子物質から三次元物体を製造する方法。
55. 前記一つまたは複数の選択される部分は、前記造形床表面の画像データおよび／または温度測定値に従って選択される、請求項５４に記載の方法。

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