JP3240019U - 三次元物体を層ごとに形成するための装置用赤外線ランプアセンブリー - Google Patents

Abstract

微粒子材料の固結による三次元物体の形成のための装置用赤外線ランプアセンブリーであって、アセンブリーは、ランプ軸に沿って延在する細長い赤外線ランプと、ランプの軸の片側に平行にそれに沿って延在する細長いシールドと、ランプの端部とシールドの端部のうちの少なくとも一つを保持する支持構造体と、を備え、細長いシールドは、ランプの片側に少なくとも部分的に空間と境界を形成し、アセンブリーは、ランプの下方に下側開口部を、ランプの上方に上側開口部を設け、その結果、使用時に、ランプによって生成された放射線は、開口部を通って、ランプから離れる方向でシールドによる境界が形成されていない方向に放射されることができる。【選択図】図２Ａ

Description

本開示は、三次元（３Ｄ）物体を層ごとに形成するための装置用の赤外線ランプアセンブリー、およびこのようなランプアセンブリーを備える３Ｄ物体を層ごとに形成するための装置に関する。ランプアセンブリーは、予備加熱および／または焼結による微粒子材料の結合を引き起こす赤外線を必要とする粉体床用途に特に好適であることができる。

微粒子材料から三次元物体を形成するためのレーザー焼結、いわゆる「印刷および焼結」技術、例えば高速焼結などの用途は、スループット時間の短縮に移行し、産業的に実行可能となるにつれて、より高い関心を集めている。これらのプロセスでは、物体は、造形表面全体に連続する層に広がる微粒子材料から層ごとに形成される。微粒子材料の各層は、画成された領域上で融合または焼結されて、三次元物体の「スライス」または断面を形成する。

例えば、高速焼結プロセスでは、高出力の赤外線ランプを使用して、放射線吸収材料（ＲＡＭ）を用いて印刷された微粒子材料、例えばポリマー粉体の領域を焼結する。ＲＡＭにより、印刷される粉体は、印刷されない粉体の吸収帯とは異なる波長帯域にわたってランプエネルギーを吸収することができるため、選択性が得られる。

焼結ランプが引き起こす可能性のある問題の一つは、その放射線が、近くの構成要素、例えばランプハウジングを過度に加熱する可能性があることである。温度が高すぎると、インクの蒸発気および浮遊微粒子物質が造形床またはその近傍の表面上に付着および堆積し、ポリマーが溶けて造形床に滴下したり、層を汚染するなどのプロセスの問題を引き起こす可能性がある。また、近傍の環境内の他の部品の品質および機能に悪影響を与える可能性があり、これは、十分に高温の表面が、印刷されていない粉体の吸収帯内の波長で放射する可能性のある二次放射線源に変わるためである。これにより、印刷されていない粉体を部分的に固結し、印刷されていない粉体の効率的な再利用を妨げ、粉体ケーキから物体を回収する際に問題を引き起こすことにより、焼結の選択性を低下させる。したがって、赤外線ランプからの熱の管理は、微粒子材料の正確な固結、物体の粉末除去、および印刷されていない材料の回収を達成できる信頼性の高いプロセスを提供するために重要である。

本考案の態様を添付の独立請求項に記載し、本考案の特定の実施形態を添付の従属請求項に記載する。

以下の開示は、一態様では、微粒子材料の固結によって三次元物体を形成するための装置用の赤外線ランプキャリッジを説明し、キャリッジは、ランプ軸に沿って延在する細長い赤外線ランプと、ランプの軸の片側に平行にそれに沿って延在する細長いシールドであって、シールドがランプの片側に少なくとも部分的に空間と境界を形成するように取り付けられた、細長いシールドと、ランプの下方の下側開口部およびランプの上方の上側開口部と、を備え、その結果、使用時に、ランプによって生成された放射線は、下側開口部および上側開口部を通って、ランプから離れる方向でシールドによって境界されていない方向に放射されることができる。

第二の態様によれば、微粒子材料の固結によって三次元物体を形成するための装置が提供され、装置は、作業空間であって、作業空間が作業空間と境界を形成する下面に配置された微粒子材料の造形床表面および作業空間と境界を形成する上面に配置された天井を備える、作業空間と、造形床表面を横切ってランプを移動させるための第一の態様によるキャリッジと、を備え、使用時に、下側開口部は造形床表面に向かって放射線を通すように配置され、上側開口部は造形床表面から離れる方向に作業空間内に、および天井に向かって放射線を通すように配置される。

第三の態様によれば、微粒子材料の固結によって三次元物体を形成するための装置用赤外線ランプアセンブリーが提供され、アセンブリーは、ランプ軸に沿って延在する細長い赤外線ランプと、ランプの軸の片側に平行にそれに沿って延在する細長いシールドと、ランプの端部とシールドの端部のうちの少なくとも一つを保持する支持構造体と、を備え、細長いシールドはランプの片側に少なくとも部分的に空間と境界を形成し、アセンブリーは、ランプの下方に下側開口部を、ランプの上方に上側開口部を設け、その結果、使用時に、ランプによって生成された放射線は、開口部を通って、ランプから離れる方向でシールドによる境界が形成されていない方向に放射されることができる。

第四の態様によれば、作業空間を備える微粒子材料の固結によって三次元物体を形成するための装置が提供され、装置は、作業空間であって、作業空間が作業空間と境界を形成する下面に配置される微粒子材料の造形床表面および作業空間と境界を形成する上面に配置される天井を備える、作業空間と、第三の態様のランプアセンブリーが取り付けられ、およびランプアセンブリーを造形床表面を横切って通過させるためのキャリッジと、を備え、シールドはランプとランプに対向するキャリッジの表面との間に配置され、ならびにランプアセンブリーの少なくとも二つの開口部が配置され、使用時に、下側開口部は放射線が造形床表面に向かって通過することを可能にし、上側開口部は、放射線が造形床表面から離れる方向で作業空間内に、および前記天井に向かって通過することを可能にする。

ここで図面を参照する。

図１は、本考案の一実施形態による、ランプアセンブリーを有する、三次元物体を層ごとに形成するための装置の概略断面図である。 図２Ａは、一実施形態によるランプアセンブリーの概略断面図である。 図２Ｂは、図２Ａのランプアセンブリーの概略側面図である。 図２Ｃは、図２Ａのランプアセンブリーの概略平面図である。 図３Ａおよび３Ｂは、ランプアセンブリーのシールドの代替配置の概略断面図である。 同上。 図４Ａおよび４Ｂは、二つのシールドを有するランプアセンブリーの配置の概略断面図である。 同上。 図５Ａは、シールドが下側縁部に沿ってフランジを備えるランプアセンブリーの概略断面図である。 図５Ｂは、図５Ａの配置の実施形態の三次元図である。 図６は、シールドが上側縁部に沿ってリップを備えるランプアセンブリーの概略断面図である。 図７は、上側開口部が部分的に制限されているランプアセンブリーの概略断面図である。 図８は、上側開口部が横方向の支柱によって画成される一群のサブ開口部を有するランプアセンブリーの概略三次元図である。 図９Ａは、上側サブ開口部がガードによって画成される二つのランプアセンブリーを備えるキャリッジの概略三次元図である。 図９Ｂは、図９Ａのキャリッジの下から見た平面図である。 図１０は、いくつかのランプアセンブリーが設けられた、三次元物体を層ごとに形成するための装置の概略断面図である。 図１１Ａおよび１１Ｂは、一変形例によるｘ－ｚ平面に沿った赤外線偏向器の概略断面である。 同上。 図１２Ａおよび１２Ｂは、図１１Ａおよび１１Ｂの変形例によるｘ－ｚ平面に沿った赤外線偏向器の概略断面である。 同上。 図１３は、一変形例による三次元物体を層ごとに形成するための装置の概略断面図である。

図面中、全体を通して、類似の要素は、同様の参照符号で示される。図面中の図は必ずしも縮尺通りではなく、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。

赤外線（ＩＲ）ランプは従来、内側反射壁を有し、およびランプを収容するランプハウジングと、下側開口部であって、放射線がそれを通って、物体が造形される微粒子材料の造形床表面に到達することができる下側開口部と、を備えるアセンブリーの一部として動作する。ハウジングは従来、下側開口部を通っては直接放射されないあらゆる放射線を、下向きの内部反射器を使用することによって下側開口部に向けて向け直す。高速焼結装置における赤外線ランプの温度は、１０００℃をはるかに超える傾向があるため、ハウジングは非常に高温になり、印刷されていない微粒子材料によって吸収される波長の二次放射線源として機能し始める。過度の加熱を防止するために、このようなハウジングは、それらに取り付けられた能動的冷却、例えば流体冷却ユニットを有してもよく、またはハウジング本体は、流体冷却される中空体であってもよい。しかし、このような方法は、ハウジングに複雑さおよび重量を加える。プリンターは、下から造形床表面を備える作業面によって境界が形成される作業空間を備える。ハウジングは、作業面および造形床表面全体を横切って移動可能なキャリッジで支持される場合があるため、これにより、移動可能な構成要素に荷重が加わり、堅牢な流体供給部を一体化する際の複雑さが増す。

本考案者らは、驚くべきことに、ランプハウジングを取り外して放射線を上方の作業空間内に自由に放散させることにより、印刷プロセス中に選択性を十分に維持できることを見出した。ハウジングから造形床に到達する大量の二次放射線は、選択性を低下させ、損なう可能性がある。したがって、ハウジング（すなわち、熱を蓄えることができるハウジング）の熱質量およびランプに隣接し、造形床表面に直接対向する表面のあらゆる重要な表面積を低減することまたは最小化することにより、選択性を維持または向上させることができると考えられる。さらに、造形床表面から反射されて戻るあらゆる放射線は、開放型アセンブリーを通過できるが、粉体床表面に直接対向している最小のシールド表面は、少量の反射放射線しか吸収しない。全体として、シールドが薄い金属シート、例えば１ｍｍ以下の薄さで作られていると、シールドの熱質量は低く、ランプがオフになった場合にシールドをすばやく冷却できるという利点がある。

したがって、ランプハウジングを取り外してランプの放射線を上方の空間内に自由に放散させ、近傍の構成要素に、ランプの直接放射線に対する最小の熱シールドのみを設けることにより、造形床表面に到達する二次放射線の管理を大幅に改善できる。上向きに造形床表面から離れる方向に放出された放射線は、装置の比較的大きな天井面積によってより容易に管理されることができる。

ここで、赤外線ランプアセンブリー、および赤外線ランプアセンブリーを備える、微粒子材料の凝集により三次元物体を層ごとに形成するための装置に関する態様を、図１～１３に関して説明する。

図１は、高速焼結による微粒子材料の凝集による三次元物体を層ごとに形成するための装置１を示し、本考案の実施形態によるランプアセンブリー１００を有する。

装置１は、作業面１３によって下から、天井６０によって上から境界が形成される作業空間４を有する。一つまたは複数のキャリッジ３０（この場合は二つ）は、作業面１３内に備えられる造形床表面１２を横切って移動可能であるように配置されている。造形床表面１２は、微粒子材料、例えば粉体の連続層が分配され、処理されて、物体２の断面を形成する表面である。装置１は、造形床１６を備える粉体容器システム１０をさらに備え、その中で、物体２が造形床表面１２から層ごとに形成される。粉体ドーズモジュール４０は、作業面に新しい粉体をドーズするように配置されている。第一および第二のキャリッジ３０＿１、３０＿２は、それぞれ、分配装置３６、ならびに印刷モジュール３８およびランプアセンブリー１００を支持する。キャリッジは、造形床表面１２を横切って前後に少なくとも一つのレール３４上を移動可能である。

例示的なプロセスシーケンスでは、粉体容器システム１０の床１８は、造形床１６の底面と境界を形成し、造形床１６を層の厚さだけ下げる。第一のキャリッジ３０＿１は、造形床表面１２に対してドーズモジュールの反対側に配置される分配装置３６を支持し、第二のキャリッジ３０＿２は、第一のキャリッジに対して造形床表面１２上の反対側に配置され、ドーズモジュール４０は、ある量の粉体を、造形床表面１２に隣接する作業表面１３にドーズする。第一のキャリッジは、造形床表面１２を横切って移動し、その結果、分配装置３８はドーズされた粉体を分配し、造形床表面１２全体にわたって薄い層を形成する。次に、第一のキャリッジ３０＿１は開始位置に戻り、第二のキャリッジ３０＿２が続く。第二のキャリッジは、ドーズモジュール側から出発し、造形床表面を横切って反対側に移動し、印刷モジュール３８の一つまたは複数の液滴堆積ヘッドは、形成される物体の断面に対応する造形床表面１２の選択された領域上にＲＡＭを含有する流体を堆積させ、ランプアセンブリー１００の赤外線ランプ１１０が作動され、印刷された粉体を焼結する。その後、プロセスは再び開始して、物体が完全に造形されるまで層ごとに進行することができる。

赤外線ランプ１１０は、１０００℃を超える非常に高い温度を達成し、近くの構成要素は、それらが確実に動作し続けることを保証するために、この熱からの遮蔽を必要とする。このような構成要素の一つは、ランプアセンブリー１００が取り付けられるキャリッジである。いくつかの実施例では、これは、印刷モジュールも支持するキャリッジであるが、粉体分配装置３６を支持するキャリッジにランプを取り付けることもできる。例えば、同様のアセンブリー１００の赤外線ランプ１１０は、分配装置３８の下流の第一のキャリッジに取り付けられ、予熱ランプとして動作することができる。分配装置３８が粉体層を分配すると、予熱ランプ１００が動作して、新たに分配された粉体層を焼結温度近くまで加熱し、その後、第二のスレッドが造形床表面を横切って移動してＲＡＭを堆積させ、赤外線ランプを動作させて印刷された粉体領域を焼結する。

装置１のいくつかの実施例では、二つのランプを各キャリッジに、例えば、プリントヘッドモジュールの上流に一つおよび下流に一つ、もしくは粉体分配装置の上流に一つおよび下流に一つ、または二つのランプを並べて、設けることができる。これらの二つのランプを、キャリッジの前進および戻り工程の両方で焼結するために使用することができ、ならびに／または一方を予熱するために、他方を焼結するために使用することができる。予熱機能および焼結機能の両方がランプを高温で動作させるので、他の構成要素に対するそれらの熱的影響を管理する必要がある。これは、ランプアセンブリー１００内に予熱および／または焼結ランプを設けることによって達成することができる。

ここで、ランプアセンブリー１００の実施形態および赤外線ランプ１１０を備えるそのいくつかの変形例が、図２Ａ～９Ｂを参照して例として詳細に例示される。

図２Ａ～２Ｃは、微粒子材料の固結によって三次元物体を形成するための装置の実施形態による赤外線ランプアセンブリー１００を示し、これは、レーザーまたは赤外線ランプを使用して材料を焼結する焼結装置において特に有用であることができる。レーザー源を使用して粉体材料を選択的に焼結するレーザー焼結プロセスは、一般的に印刷モジュールを必要としないが、アセンブリー１００の一部としての予熱ランプを、例えば、粉体分配装置３８を支持するキャリッジに設けることができる。

したがって、赤外線ランプアセンブリー１００は、ランプ軸１１４に沿って延在する細長い赤外線ランプ１１０と、ランプ１１０の軸の片側に平行にそれに沿って延在する細長いシールド１２０と、ランプ１１０およびシールド１２０の端部のうちの少なくとも一つ（および好ましくは両方）を保持する支持構造体（例えばフレーム）１３０とを備える。細長いシールドは、ランプの片側に少なくとも部分的に空間と境界を形成する。アセンブリーには、ランプの下方に下側開口部１５０が、ランプの上方に上側開口部１４０が設けられ、その結果アセンブリー内のランプの上下の空間に重大な障害物がない。この方法で、ランプによって生成された放射線は、開口部１４０、１５０を通って、ランプから離れる方向でシールド１２０による境界が形成されていない方向に放射されることができる。

本開示では、放射線は、ランプによって放射される直接の一次放射線と、シールドによって上向きに反射されるランプの放射線と、ランプによって放射され、粉体床表面１２から下側開口部に反射されて戻る一次放射線と、ホットランプ１１０の表面または他のホット表面、例えばランプによって加熱される表面から放射される二次放射線と、を意味する場合がある。

例示のように、支持構造体１３０は、ランプ１１０の両端部およびシールド１２０の両端部を保持することができる。有利なことに、これは、ランプ１１０およびシールド１２０を含む組み立てられた構成要素の構造的剛性を向上させる。しかし、アセンブリー１００の別の実施形態は、ランプ１１０および／またはシールド１２０がその一端部からしっかりと支持され、ランプが一方の端部のみから電力が供給されるタイプである場合、ランプ１１０の一端部のみおよび／またはシールド１２０の一端部のみを保持する支持構造を使用することができる。

図２Ａ～２Ｃは、ランプアセンブリー１００をより詳細に示す。赤外線ランプ１１０は、細長いランプ、例えばチューブ放射体、例えば３０００Ｗ、４００Ｖの反射器タイプのビクトリーランプであってもよいが、これに限定されず、その端部の一端または両端が支持構造体（例えば、フレーム）１３０によって支持される。ランプと並んで、細長いシールド１２０は、その伸長方向がランプ軸１１４に平行に延在するように支持構造体に取り付けられる。これは、図２Ｃのアセンブリーの概略平面図に例示されている。装置１内の造形床表面１２の上方のキャリッジ３０に取り付けられる場合、シールド表面は、ランプ軸に垂直な方向（図２Ａのｚ方向）に沿って、実質的に垂直に上向きに延在するようにさらに向けられることができ、図２Ａの断面概略図にも、ランプアセンブリー１００が造形床表面１２の上方にどのように配置されることができるかが示されている。一方、ランプ軸１１４およびシールド１２０の伸長方向は、図２Ｂのアセンブリーの概略側面図に例示するように、造形床面１２に平行に延在する。このようにして、アセンブリー１００には、ランプ軸１１４の片側に平行に取り付けられたシールド１２０と、ランプの上方に上側開口部１４０と、ランプの下方に下側開口部１５０とが設けられ、ランプはアセンブリーの下側開口部および上側開口部を通して放射できる。アセンブリーが装置１に取り付けられる場合、放射線は、下側開口部１５０を通して造形床表面１２に向かって、および妨げられることなく上向きに上側開口部１４０を通して作業空間４内に放射されることができ、作業空間４は天井６０によって上方で境界が形成されている。同時に、粉体床表面１２に直接対向する最小限のシールド表面があり、そのため、シールド１２０から放射されるあらゆる二次放射線は、印刷されていない（白色）粉体の温度に大きな影響を与えず、したがって、印刷された粉体および印刷されていない粉体を固結させる選択性を損なうことがない。

装置の動作中、例えば高速焼結機では、作業スペースはインクの蒸発気および粉体のほこりで満たされ、それらはあらゆる表面に積もって堆積し、それらをくすませるか、さらには黒色にする。ランプ電力によって画定されるランプ軸１１４の周りの円筒形のエンベロープ内で、ランプの高温のために、全ての、または少なくともかなりの量の有機物が熱分解され、このエンベロープ内に位置する表面上にそれが積もることおよび堆積することを防止する。このエンベロープは、ここでは、例えば図２Ａに示すように、ランプ１１０の気化フロント１１２と呼ばれ、その中で、（高速焼結プリンターの場合に一般的に見られるように）例えば酸素含有雰囲気において、ポリマー粉体の熱分解を達成するための温度は、３００℃以上である必要がある場合がある。気化フロント１１２はランプ電力の関数であるため、ランプのタイプおよび／またはランプの動作に応じて、フロントのサイズが変化する可能性があることに留意されたい。高デューティサイクル（例えば、３０００Ｗのランプについては１００％）での焼結工程の間、気化フロントは、ランプ軸から２００ｍｍ以下に放射状に延在することができる。

図１に示す装置では、シールドによって反射されたランプの放射線、または造形床表面からシールドの内面上に反射されて戻り上向きに反射される放射線は、シールド表面から離れる方向にさらに自由に放射されることができる。しかし、シールド１２０は、ランプからの直接放射線、または造形床表面からシールドの内面に向かって反射された放射線がキャリッジの最も近い表面に到達するのを阻止するので、放射線は、少なくともキャリッジ３０の最も近い表面に直接到達することはできない。

三次元物体を形成するための装置では、｜ｘ｜はキャリッジの移動方向であり、ｚは造形床表面１２から垂直の高さであり、（図１および図２Ａのページ内の）ｙはランプおよびシールドの伸長方向であり、ランプ軸１１４はｙ軸に平行である。

傾斜および湾曲した単一のシールド
キャリッジ３０に取り付けられる場合、シールド表面が造形床表面１２から実質的に垂直に上向きに延在することは必須ではない。造形床表面１２に対してシールド１２０の別の構成および配置を有するランプアセンブリー１００が図３Ａおよび３Ｂに例示されている。

図３Ａでは、シールド１２０は、ランプ気化フロント１１２内に配置された平面シートである。シールド１２０およびランプ１１０を支持する支持構造体（例えば、フレーム）１３０は、シールド１２０に対向するキャリッジの最も近い表面がランプ気化フロント１１２の外側に配置されるように、キャリッジ３０に取り付けられる。装置１に設置される場合、シールド１２０は、造形床表面１２に対して垂直に対してある角度で上向きに延在し、その上縁部はランプ軸１１４から離れる方向にキャリッジに向かって傾斜し、その下縁部はランプ軸１１４に向かって傾斜する。

図３Ａのシールドの変形例では、シールド１２０は、ランプ軸１１４に沿って見る場合、湾曲した凹状断面の細長いシートを備え、凹面はランプ１１０に面するようにアセンブリー内に配置されてもよい。湾曲の断面は、円形の部分を表す場合があり、またはそれは放物曲線もしくは他の凹状湾曲もしくは凹形状を表す場合もある。凹面は滑らかな表面である必要はないが、代わりに、細片ごとに固定または変化する角度で、隣接する細長い縁部に沿って互いに取り付けられた一連の個別の平面の細長い細片で構成され、全体的に湾曲した凹状断面を形成する場合がある。湾曲の目的は、放射線を上向きにランプから離れる方向に作業空間４内へ導くことである。例えば円形または放物線状の断面について焦点を定義することができる場合、湾曲の焦点は、ランプ軸１１４と同心であってもよく、またはランプ軸１１４からずれていてもよい。

図３Ａおよび３Ｂに示される実施例では、ランプ１１０に対向するシールド表面に対する法線ｎを定義することができる。このような法線ｎは、一般的にゼロ以外の垂直成分を有する。ゼロ以外の垂直成分により、図２Ａの垂直シートシールド１２０によって反射される（およびシールド表面に対する法線の垂直成分がゼロである）放射線と比較して、ランプの放射線は全体的に急な角度で上向きに向けられる。これにより、下側開口部１５０は制限され、これを通って放射線が造形床表面１２に到達でき、これを通って粉体から反射されて戻る直接放射線は上向きに、および図２Ａの垂直シールドと比較して広げられている上側開口部１４０の外に、向け直される。さらに、図２の垂直シールド１２０と比較してより高い割合のランプの放射線が、シールド１２０によって上向きに作業空間４内に反射される。図３Ａおよび３Ｂのシールド１２０の配置は、下側開口部１５０よりも大きい上側開口部１４０を画成し、その結果、図２のアセンブリー１００から放出される放射線と比較して、より多くの放射線が上向きに、ランプ１１０から離れる方向に向けられる。

主表面
本明細書に記載の様々な実施形態および実施例のシールド１２０は、主表面１２２を備え、主表面はシールド表面の５０％を超え、および主表面は、ランプ１１０によって生成される直接放射線をアセンブリー１００の上側開口部１４０の外に向ける主要な機能を有するので、その結果、装置において、放射線は、上側開口部１４０の上方の障害物によって妨げられることなく、作業空間４内に、造形床１６から離れる方向に放射されて、ランプ１１０の近傍から熱を取り除くことができると考えることができる。主表面１２２は、あらゆるランプの直接放射線を反射するようにさらに配置され、あらゆるランプの放射線は、造形床表面１２から下側開口部１５０内に、上側開口部１４０に向かって、および上側開口部１４０の外へ反射されて戻る。したがって、造形床表面１２に向かってランプの放射線を集束させる、赤外線ランプを使用する従来の下向きの集束反射器ハウジングとは異なり、アセンブリー１００は、かなりの多くの量の放射線を上向きに、ランプ１１０から離れる方向に作業空間４内に放散する。

主表面１２２は、一般的に、上側開口部１４０の範囲および下側開口部１５０の範囲を画成する、または画成することに寄与する、下側および上側の細長い縁部を有することができる。さらに、主表面１２２は、異なる形状または構成の二つまたは複数の表面、例えば、それらの細長い縁部のうちのそれぞれの一つに沿って隣接し、互いに角度を付けて配置された二つの細長い表面を備えることができ、両方の表面が組み合わさって、ランプアセンブリー１００の上側開口部１４０を通して放射線を放散する機能を有する。

図３Ａおよび３Ｂに示されるシールド１２０に関して、主表面１２２がゼロ以外の垂直成分を有する法線を有するように、主表面１２２は、垂直に対して角度を付けることができ、または主表面は湾曲されることができる。本明細書に記載の実施例では、造形床１６に対向する任意の傾斜したまたは曲面の面積は、造形床表面１２に向けられるかなりの量の二次放射線を回避するのに十分に小さいことが好ましい。

図２Ａに戻ると、シールド１２０の主表面は、単に、ランプ１１０の定電力の円筒形エンベロープへの接平面として配置されていると説明することができる細長い平面の表面である。主表面（ここではシールド１２０）の上側および下側縁部は、シールドの長さ方向において、シールドの平面とエンベロープとの間の接触線に平行に配置されている。シールドは、接触線からいずれかの方向に垂直に有限量しか延在しないため、シールドは、全体的ではなく部分的にのみランプの片側に空間との境界を形成すると考えることができる。換言すると、装置１内に取り付けられる場合、シートは、粉体床表面１２から離れる垂直方向に無限には延在しない。

したがって、主表面１２２として平面状の細長いシートを有する単一のシールド１２０の場合、ランプ１１０は、支持構造（例えば、フレーム）１３０に取り付けられてもよく、その結果、シールドの平面状の主表面１２２は、ランプ軸１１４を中心とする円筒形の定電力エンベロープの表面に対して接平面を形成する。必要に応じて、平面状の主表面１２２は、接平面と定電力エンベロープとの間の接触線の両側に異なる量で延在することができる。換言すると、ランプ１１０は、平面の一方の細長い縁部に対してより近くに配置される。アセンブリーが装置１内のキャリッジ３０に取り付けられる場合、これは、ランプ１１０が上側開口部１４０よりも下側開口部１５０のより近くに配置されることを意味することができる。

ランプ軸１１４が上側開口部１４０よりもシールド１２０の下側開口部１５０により近くなるように、ランプ軸１１４に対してシールド１２０を取り付けることにより、ランプが造形床表面１２を照射することができる角度は増加する。

二つのシールド
いくつかの実施例では、第二のシールド１２０＿２は、ランプ１１０と並んで延在するように設けられてもよく、支持構造体（例えば、フレーム）１３０は、第二のシールド１２０＿２の端部を保持し、第二のシールドは、ランプ１１０がシールドの間に配置されるように、ランプ軸に平行におよび第一のシールドの反対側に延在する。したがって、赤外線ランプアセンブリー１００は、ランプ軸１１４を有する細長い赤外線ランプ１１０と、ランプ１１０の軸１１４に平行にそれに沿って延在する二つの細長いシールド１２０＿１、１２０＿２と、ランプ１１０の端部の少なくとも一方（および好ましくは両方）ならびに二つのシールド１２０＿１、１２０＿２を保持する支持構造体（例えば、フレーム）１３０とを備えることができる。支持構造体１３０は、第一のシールドと第二のシールドを、ランプ１１０と並んでランプの両側に配置し、言い換えれば、ランプ１１０はシールド１２０＿１、１２０＿２の間に配置される。細長いシールドは、ランプ１１０の両側に少なくとも部分的に空間と境界を形成する。したがってアセンブリー１００には、ランプ１１０の下方に下側開口部１５０が、ランプ１１０の上方に上側開口部１４０が設けられ、その結果アセンブリー１００内のランプ１１０の上下の空間に重大な障害物がない。この方法で、ランプ１１０によって生成された放射線は、上側開口部１４０および下側開口部１５０を通って、シールド１２０＿１、１２０＿２による境界が形成されていない方向でランプ１１０から離れる方向に放射されることができる。第二のシールドを設けることにより、ランプ１１０の放射線は、ランプの両側と部分的に境界を形成する。「部分的」とは、いずれかのシールドが伸長方向に垂直に有限にのみ延在し、これにより全ての放射を阻止できるわけではないことを意味する。

装置１のキャリッジ３０に取り付けられる場合、これは、シールド１２０＿１、１２０＿２が配置され、内側シールド１２０＿１は、ランプ１１０からの横方向の直接放射線の一部が、キャリッジ３０の大部分の表面近くに到達するのを阻止することができ、外側シールド１２０＿２は、横方向の直接放射線の一部が、ランプ１１０の反対側の近くに配置される構成要素の近くの表面に到達するのを阻止することができることを意味する。例えば、キャリッジ３０が造形床表面を横切って前後に移動すると、それは、ランプ１１０を、他の構成要素、例えば、その移動の近くまたは極限位置に配置される構成要素に近接させることができる。装置１のいくつかの実施例では、キャリッジ３０は、ランプアセンブリー１００の下流で保護する必要のある別のモジュール、例えば、熱センサーモジュールを備えてもよい。装置１が、第一のキャリッジ３０とは独立して移動し、ランプ１１０の反対側に配置される第二のキャリッジ３０を備える場合、第二のキャリッジ３０は第一のキャリッジ３０に向かって（またはその逆に）移動すると、ランプ１１０は第二のキャリッジの近傍に移動し、したがって、第二のキャリッジは、ランプの直接照射からシールドされる必要があり、ランプが過度に加熱するのを防ぐ。一部の装置では、ランプアセンブリー１００は、キャリッジ３０上の他の構成要素の間に取り付けられる場合があり、その結果、二つのシールド１２０＿１、１２０＿２は、ランプ１１０からの横方向の直接放射線の一部が、キャリッジ３０またはその上に取り付けられる構成要素の大部分の表面近くに到達するのを阻止するように構成されることができる。

必要に応じて、装置の構成に応じて、第二のシールド１２０＿２は、装置１内にビューアーウィンドウに到達するランプの直接放射線を制限するようにさらに、または代わりに配置されてもよい。

シールドの様々な変形例の組み合わせは、同じアセンブリー内の二つのシールドに使用されてもよい。換言すると、本明細書に記載のシールドの任意の変形例は、（鏡像のように配置される）両方のシールドに同様に適用されてもよく、または二つのシールドが設けられるアセンブリーでは、一方のシールドは一つの変形例を構成してもよく、他方のシールドは別の変形例を構成してもよい。

二つのシールドを備えるランプアセンブリー１００の変形例を図４Ａおよび４Ｂに例示する。図４Ａは、ランプ１１０の軸１１４が、主表面を形成し、ならびにシールド１２０＿１および１２０＿２を構成する二つの平面状の細長いシートの間で平行に延在する、ランプアセンブリー１００の断面図を例示する。支持構造体（例えば、フレーム）１３０には、ランプの気化フロント１１２内にシールドが配置される。この実施例では、ランプ１１０は、主表面の間に等距離に配置され、また上側開口部１４０と比較して、（ここでは、造形床表面１２に対向する開口部として示される）下側開口部１５０に近い。

いくつかの実施例では、シールドのうちの少なくとも一つは、平面である主表面を備えてもよい。平面シートの表面は互いに平行に配置されてもよい。別の構成では、各シールドは主表面を備えてもよく、二つのシールドの主表面は互いに平行ではない。ランプ１１０は、その軸１１４が両方のシートに平行であり、好ましくはシート間の中央にある支持構造１３０によって配置されることができ、その結果、ランプ軸１１４は、各シート表面から等距離にある。いくつかの実施例では、ランプ軸１１４は、下側開口部１５０に近く、上側開口部１４０から離れる方向に、あるいは部分的に下側開口部１５０の下に配置されることができる。ランプ１１０を下側開口部１５０のより近くに、または部分的にその下に配置することにより、放射線が下側開口部１５０から放出される可能性のある極限角度（ランプ１１０の視野とも呼ばれる）が増加する。

図４Ｂに示すような別の実施例では、二つの平面シート（シールド１２０＿１および１２０＿２）の主表面は互いに対して角度が付けられ、シートの下側縁部はシートの上側縁部よりも互いにより近く、上側開口部１４０は下側開口部１５０より大きい。

別の実施例（図示せず）では、主表面は平面ではないが、図３Ｂに関して説明した湾曲したシートと同様に、ランプ１１０に対向する凹状部を有する湾曲した断面を備える、またはそれからなることができる。二つのシールドはそれぞれ、凹面がランプ１１０に面するように、湾曲した凹状断面の細長いシートから少なくとも部分的に構成される。各主面の湾曲の断面は、円形の部分を表す場合があり、またはそれは放物曲線もしくは他の凹状湾曲もしくは凹形状を表す場合がある。曲面は滑らかな曲面である必要はないが、代わりに、細片ごとに固定または変化する角度で、隣接する細長い縁部に沿って互いに取り付けられた一連の平面状の細長い細片から形成されることができる。

湾曲が焦点に関して定義され得る場合、（例えば、円形または放物線状の断面の）湾曲部分の線焦点は、ランプ軸１１４と一致してもよく、またはランプ軸１１４からずれてもよい。これらの実施例では、湾曲の様々な配置は、上側開口部１４０を通って放射線がアセンブリー１００から自由に出て、放射線を上側開口部１４０に向かっておよび上側開口部１４０から外へ向け直すことができる、上側開口部１４０を達成することが意図される。

図４Ａに関して説明した二つの垂直シールドとは対照的な、ランプ１１０の両側に配置された二つの傾斜したおよび／または湾曲したシールドの場合、ランプ１１０に対向するシールド表面の法線ｎは、ゼロ以外の垂直成分を有する。上向きに開くシールドペア１２０＿１、１２０＿２、例えば図４Ｂに示すペアの場合、または湾曲した凹部を有する同様に配置されたシールドペアの場合、下側開口部１５０を通って放出されないランプの放射線は、図４Ａの垂直シートシールドによって反射される（およびランプに対向するシールド面の法線の垂直成分がゼロである）放射線と比較して、全体的に急な角度で上側開口部１４０を通って上向きに向けられる。

これらの場合、第一のシールド、つまりキャリッジのより近くに取り付けられるシールド（キャリッジ上に配置される場合、ここでは「内部シールド」とも呼ばれる）は、ランプに対向する凹状のまたは傾斜したシート面であって、ｘおよびｚ成分が正である面に対する一つまたは複数の法線ｎ_１、ｎ_１＝（＋ｘ、ｙ＝０、＋ｚ）によって定義される、シート面を備える。第二のシールド、またはアセンブリーがキャリッジに取り付けられている場合の「外部シールド」については、ランプに対向する凹状のまたは傾斜したシート面は、ｘ成分が負である面に対する一つまたは複数の法線ｎ_２、ｎ_２＝（－ｘ、ｙ＝０、ｚ）によって定義されることができる。

シールドに対するランプの配置
シールドがランプ軸１１４に対して平面または凹部を有するかどうかに関係なく、ランプ軸１１４は、シールドの下側縁部のより近くに、およびシールドの上側縁部から離れる方向に配置される場合がある。下側縁部よりもさらに離れた上側縁部を有する主表面を備えるシールドの場合、下側開口部１５０と比較してより大きな上側開口部１４０を画成し、ランプ軸１１４は、連結する平面の近くに、平面に、または部分的に平面の上方に配置されることができ、すなわち、シールドの主表面の末広がりの上側縁部によって画成される。

あるいは、ランプ軸１１４は、連結する平面の近くに、平面に、または部分的に平面の下に配置されることができ、すなわち、シールドの主表面の収束する下縁によって画成される 換言すると、シートの上側縁部は下側の二つの縁部と比較して互いにさらに離れているので、上側開口部１４０は下側開口部１５０と比較してより大きい。上側開口部１４０はこのように拡大することができるが、下側開口部１５０に対するランプ１１０の視野は、ランプ１１０を上側開口部１４０よりもより下側開口部１５０の近くに、または部分的に下側開口部１５０の下に移動させることによって拡大することができ、アセンブリー１００が装置１に取り付けられる場合、造形床表面１２の十分な面積がランプの直接放射線を受けることができる。

外側に向く下側リップ
好ましくは上記のように、シールドは、熱を容易に放散する薄い金属シートまたは他の薄い材料でできている。好ましくは、それはまた、ランプ１１０の動作中に極端な温度サイクルを受けるので、シールドの材料応力を防ぐために低い熱膨張係数を有する。このようにして、シールドは、温度サイクルの間、ランプ１１０と平行を維持することができる。さらに、シールドは、好ましくは、キャリッジ３０の移動中にその形状を保持するのに好適な剛性を有する。薄いシートで作製されたシールドは、物体造形プロセス中に曲がる可能性があり、シールドの細長い上側および／または下側縁部の一方または両方に強化リップを設けることが有益な場合がある。強化リップの例を図５～７に示す。

図５Ａは、図３Ａのランプアセンブリー１００の概略断面図を示し、リップ１２４が、それぞれのシールド１２０＿１および１２０＿２の各平面シート１２２＿１、１２２＿２の下側縁部に設けられている。図５Ｂは、図５Ａのランプアセンブリー１００の三次元図を示す。見て分かるように、それぞれの主表面１２２＿１、１２２＿２の下側縁部から延在するリップ１２４＿１、１２４＿２は、ランプ１１０に対して外向きに角度が付けられている。リップ１２４＿１、１２４＿２の角度および範囲は、主表面１２２＿１、１２２＿２が温度変化中にランプ軸に平行を保つことを保証するのに十分な主表面１２２＿１、１２２＿２を形成するシートに剛性をもたらすように選択されることができる。さらに、リップの角度を調整して、下側開口部１５０から外へのランプの視野を調整することもできる。

リップがシールド１２０の下側縁部に設けられる必要はない。代わりに、図６に例示するように、リップが上側縁部に設けられてもよい。この変形例は、シールドの主表面１２２＿１および１２２＿２の上側縁部から外側方向に延在するリップ１２４＿１、１２４＿２を示す。他の補強構成も同様に適用することができ、例えば、わずかに突出するビームを形成するか、シールドの表面に適用して、ビームがシールドに沿って伸長方向に延在するようにすることができる。つまり、「リップ」は、シールドの縁部の一つに沿って形成されるのではなく、代わりにシールドの内面と外面の一方または両方に沿って形成される場合がある。

図５および図６では、リップ１２４は平面として示されている。しかしながら、強化リップは、代わりに、同じ効果を達成するために、シート１２２＿１、１２２＿２の下側および／または上側縁部の湾曲した延長部分であってもよい。

したがって、シールドのうちの少なくとも一つは、シールド１２０の主表面の上側および／または下側縁部から離れる方向に、ならびに上側開口部１４０および／または下側開口部１５０の外側方向にそれぞれ角度を付けた、または湾曲するリップ１２４を備える。強化リップ１２４は、主表面の細長い縁部の一方または両方の全てまたは一部に設けられてもよい。

「主表面」は、シールドおよび強化の二つの目的を持つ場合があることに留意されたい。例えば、主表面は、二つの細長いシート、垂直上側シート、および上側シートの下側縁部に取り付けられ、その下側縁部がランプ軸１１４に向かって角度を付けられた角度付き下側シートを備えてもよく、両方のシートを合わせてシールド表面全体の１００％を構成する。

別の実施例では、水平または内向きに角度を付けられた強化リップをシールドの上側縁部に設けて、上側開口部１４０から放出される放射線を特定の角度範囲にさらに制限してもよい。これは、ランプアセンブリー１００の上方のヘッド高さが作業空間内に制限される場合に有用である場合がある。このような実施形態の実施例を図７に示す。強化リップ１２４＿１、１２４＿２は、それぞれのシート１２２＿１、１２２＿２の上側縁部に取り付けられ、リップ１２４＿１、１２４＿２の内側縁部によって画成される上側開口部のわずかな距離、横方向に内向きに延在する。

したがって、シールド１２０のうちの少なくとも一つは、シールドの主表面１２２の上側縁部から離れランプ１１０の上方の上側開口部１４０内の方向に角度を付けられたリップ１２４を備え、ランプの上方の空間と部分的に境界を形成することができる。例えば、シールドのうちの少なくとも一つは、シールドの主表面の上側縁部から水平方向に外側に延在するＬ型断面またはＴ型断面の形態のリップ１２４を備えることができ、リップ１２４＿１、１２４＿２のうちの一つの部分はランプ１１０の上方にある開口部内に延在し、ランプ１１０の上方の空間と部分的に境界を形成する。好ましくは、内向きのリップ１２４＿１、１２４＿２は、気化フロントの外側に位置するように配置され、ランプの直接放射線が反射されて造形床１６に戻るのを防ぐために非反射面を有する。

このような実施例では、上側開口部から放出される放射線の角度を制限することに加えて、外向きに角度を付けられたリップと同様に、リップの範囲は、シートに十分な剛性をもたらすように選択されることができ、同時に、白色粉体に二次放射線を照射し、それを部分的に固化させる可能性のある、造形床表面に示す表面積を制限する。

好ましくは、シールド１２０は、ランプ１１０の気化フロント１１２内に少なくとも部分的に配置され、シールド上への粉体およびインクミストの堆積を回避する。好ましくは、シールド１２０全体は、気化フロント１１２内に配置される。好ましくはさらに、リップ１２４は、特に内向きの場合、気化フロント１１２の外側に配置されるように配置される。

上側開口部－サブ開口部およびガード／ビューアーガードのグループ
内向きのリップは、別の配置で設けられ、付加的な利益を有してもよい。頻繁にアクセスする必要があり、裸のランプの損傷やユーザーの負傷を引き起こす可能性のある、あるいはビューアーウィンドウが、アセンブリーが上向きに放射できるかなりの量の放射線を受ける、いくつかの装置では、上側開口部１４０にガードを設けることは有益である場合がある。例えば、図８を参照すると、上側開口部１４０は、シールド１２０の細長い上側縁部に沿って互いに離間し、上側開口部１４０を横切って延在し、それにより上側サブ開口部１４０＿１、１４０＿２、…のグループを画成する、一連の横方向上側開口部支柱１４２を備えてもよい。

より詳細には、図８は、シールド１２０＿１と１２０＿２の上側縁部の間に横方向の支柱１４２を有し、上側サブ開口部１４０＿１、１４０＿２、…を画成するランプアセンブリー１００の三次元図である。これらの支柱１４２は、保護目的のためにシールド１２０のシート１２２およびリップ１２４と同じ材料、例えば薄い金属シートであることが好ましく、放射線が上側開口部を通過することを大きくは制限しないように設計されている。リップ１２４および支柱１４２によってもたらされる表面積は、上側開口部１４０を通る放射線の通過をわずかしか制限しない。好ましくは、支柱は、気化フロントの外側に配置され、それらの下向きの表面はランプの放射線が反射されて下へ造形床表面１２に向かうのを防ぐために、放射線吸収材料でコーティングされている。

ランプアセンブリー１００のいくつかの実施例では、一連の横方向の支柱１４２の各々は、上側開口部から上向きに離れる方向に延在し、放射線が上側サブ開口部を通過することを可能にするように、ランプ１１０から離れる方向に延在する一連の平面状のガード１６０を形成する。このような実施例の一例は、キャリッジ３０に設けられるランプアセンブリー１００の三次元表現として図９Ａに例示される。この例では、キャリッジ３０は、印刷モジュール３８の両側に二つの同一のランプアセンブリー１００Ａ、１００Ｂを備える。アセンブリー１００は、図８のものと同様であり、支柱１４２は、アセンブリー１００Ａについて示されるように（アセンブリー１００Ｂの場合も同様に）、シールド１２０Ａ＿１、１２０Ａ＿２の上側縁部の伸長方向に沿って互いに平行に取り付けられた一連のガード１６０によって形成される。図では、外側シールド１２０Ａ＿１のみが見える。

したがって、サブ開口部１４０Ａ＿１、１４０Ａ＿２（ラベルは付けられていないが、図８に示されているものと同等である）は、ガード１６０Ａ間の間隔によって画成される。ガード１６０Ａは、上側開口部１４０Ａから離れる方向に半径方向に沿って延在する平面突起の形態であり、観察者をランプの直接放射線から保護し、ユーザーがランプ１１０Ａにアクセスすることができないように、あるいはランプ１１０Ａに近い高温の表面に誤って触れることができないようにする。ガード１６０Ａは、上側開口部に無視できる程度の障害物を提供するように、好ましくは薄い金属で作製される。このように、ガードは、放射線が上側開口部１４０Ａのサブ開口部１４０Ａ＿１、１４０Ａ＿２、…を通過することを大きくは制限せず、上側開口部１４０Ａを垂直に上向き方向に出る放射線を妨害しない。ガードの下向きの表面の領域（ガードが作られるシートの厚さによって画成される下側縁部）は、好ましくは、気化フロントの外側に位置するように配置される。さらに、下向きの表面は、ランプの放射線が反射されて下へ造形床表面１２に向かうのを防ぐために、放射線吸収材料でコーティングされることができる。

シールド１２０Ａは、外側シールド１２０Ａ＿１について示すと、主表面１２２Ａ＿１と、それぞれの主表面１２２Ａ＿１、１２２Ａ＿２の下縁部から延在し、ランプ１１０Ａに対して外側方向に角度を付けた強化リップ１２４Ａ＿１、１２４Ａ＿２（見えない）とで構成される。リップ１２４Ａ＿１、１２４Ａ＿２の角度および範囲は、主表面１２２Ａ＿１、１２２Ａ＿２が温度の変化中にランプ軸に平行を保つことを保証するのに十分な剛性を主表面１２２Ａ＿１、１２２Ａ＿２にもたらすように選択されることができる。さらに、リップの角度を調整して、下側開口部１５０Ａから外へのランプ１１０Ａの視野を調整することもできる。

キャリッジ３０の構成要素は、図９Ｂの下から見た平面図にさらに例示され、各アセンブリー１００のランプ１１０の両側にあるシールド１２０Ａ＿１、１２０Ａ＿２を示している。

シールド１２０Ａ＿１、１２０Ａ＿２は互いに同一であり、ランプ１１０Ａの両側に互いの鏡像として配置されている。必須ではないが、ランプアセンブリー１００Ｂはランプアセンブリー１００Ａと同一であり、シールド１２０Ｂ＿１、１２０Ｂ＿２は互いに同一であり、ランプ１１０Ｂの両側に互いの鏡像として配置されている。したがって、各アセンブリーの同等の構成要素は、「Ａ」を「Ｂ」で置き換えることで同一とみなすことができる。

したがって、上側サブ開口部１４０＿１、１４０＿２、…のグループは、シールド１２０の少なくとも一つの上側縁部に取り付けられ、上側開口部１４０を横切って、サブ開口部１４０＿１、１４０＿２…を作る一連の平面ガード１６０によって設けられることができ、ガード１６０の平面は、放射線が妨げられることなく上側サブ開口部１４０＿１、１４０＿２、…を通って上向きに通過できるように、放射状方向にランプ１１０から離れる方向に延在する。ガードは、支柱およびビューアーガードを強化する／強固にするという二つの機能をもたらす。

ビューアーウィンドウに到達するランプの直接放射線の範囲は、ガードの間隔および／または上向きの範囲によって調整されることができる。

図９Ａはまた、ランプ気化フロント１１２の外側に入るように、ガード１６０の下側縁部がどのように成形されることができるかの例を示している。この設計では、下側縁部を、気化フロントの外側でランプ軸１１４の周りの円のセグメントで表す。さらに、気化フロントの外側の表面は赤外線吸収性であってもよく、例えば黒体である。

ここに記載の支柱４１２またはガード１６０を、シールドに直接取り付ける必要はない。シールドに対する代わりに、支柱および／またはガードをキャリッジに取り付けることができる。したがって、このようにして、シールドは、支柱またはガードから独立して、キャリッジから取り外し可能であることができる。

ここに開示される本考案は、細長いランプ１１０および細長いシールド１２０が取り付けられる、任意の特定の実用的な実施形態に限定されない。例えば、細長いランプ１１０および一つまたは複数のシールド１２０は、キャリッジ３０に直接、またはキャリッジのフレームに取り付けられることができる。ランプは、一つまたは複数のシールドと比べると、キャリッジまたはフレームの異なる部分に取り付けられることができる。したがって、ランプと一つまたは複数のシールドとの間の特定の配置は、様々な実際の実施例において達成されることができる。図２Ａ～９Ｂに関してランプアセンブリー１００について説明された様々な実施形態および実施例は、個別におよび／またはキャリッジ３０に直接取り付けられた場合、ランプ１１０およびシールドに同様に適用され、フレーム１３０の機能は、当業者によってキャリッジ上で別の方法で容易に実施されることができる。

したがって、微粒子材料の固結によって三次元物体を形成するための装置用の赤外線ランプキャリッジ３０が提供され、キャリッジは、

ランプ軸１１４に沿って延在する細長い赤外線ランプ１１０と、

ランプ軸１１４の片側に平行にそれに沿って延在する細長いシールド１２０であって、ランプの片側に空間と少なくとも部分的に境界を形成する、細長いシールド１２０と、

ランプの下の下側開口部およびランプの上の上側開口部であって、ランプ１１０によって生成される放射線が、下側開口部１４０および上側開口部１５０を通って、ランプから離れる方向でシールドによる境界が形成されていない方向に、放射されることができる、ランプの下方の下側開口部およびランプの上方の上側開口部と、を備える。シールド１２０は、ランプ１１０とキャリッジ３０の表面との間に取り付けられてもよい。

キャリッジは、ランプと並んで第一の細長いシールドの反対側に延在する第二の細長いシールドをさらに備えることができ、その結果、ランプはシールドの間に配置される。

細長いシールド１２０のうちの少なくとも一つは、平面であるランプアセンブリー１００に関する記載のような主表面を備えてもよい。各シールドは主表面を備えてもよく、二つのシールド１２０＿１、１２０＿２の主表面は互いに平行でなくてもよい。あるいは、二つのシールド１２０＿１、１２０＿２の主表面は、互いに平行であってもよい。別の選択肢として、主表面の下側縁部が主表面の上側縁部よりも互いに近くなるように、および上側開口部１４０が下側開口部１５０よりも大きくなるように、各細長いシールドは主平面を備えることができ、主平面は互いに対して角度を付けることができる。ランプ軸１１４は、細長いシールドの主表面の下側縁部を画成する平面に、またはその上方に配置されることができる。

ランプおよび細長いシールド１２０のうちの少なくとも一つは、細長いシールドの平面状の主表面が、ランプ軸を中心とする円筒形の定電力エンベロープの表面に接平面を形成するように、キャリッジに取り付けられることができる。

平面状の主表面は、接平面と定電力エンベロープとの間の接触線の両側に異なる量で延在することができる。

さらに、またはその代わりに、シールドのうちの少なくとも一つは、シールドの主表面の上側縁部および／または下側縁部から離れる方向に、ならびに上側開口部および／または下側開口部の外側方向にそれぞれ角度を付けたリップを備えることができる。リップは、ランプの上方の空間と部分的に境界を形成するように、シールドの主表面の上側縁部から離れランプの上方の開口部内への方向に角度を付けることができる。

上側開口部は、少なくとも一つのシールド１２０の上側縁部から、または二つのシールド１２０＿１、１２０＿２の上側縁部の間で、上側開口部１４０を横切って延在し、上側サブ開口部のグループを画成する一連の横方向の支柱１４２を備えることができる。

一連の横方向の支柱の支柱１４２の各々は、上側開口部１４０から上向きに離れる方向に延在し、放射線が上側サブ開口部を通過することを可能にするように、ランプから離れる方向に延在する一連の平面状のガードまたは突起１６０を形成する。

（「第一の」ランプ軸に沿って延在する「第一の」ランプ１１０Ａと見なされることができる）上記のランプ１１０に加えて、キャリッジ３０は、第二の細長い赤外線ランプ１１０Ｂ、例えば図９Ｂに例示するように、第一のランプ軸に平行な第二のランプ軸に沿って延在する第二のランプ１１０Ｂと、第二のランプ軸の片側に平行にそれに沿って延在する第二のランプの細長いシールド１２０Ｂ＿１であって、第二のランプ１１０Ｂの片側に少なくとも部分的に空間と境界を形成する、第二のランプの細長いシールド１２０Ｂ＿１と、第二のランプ１１０Ｂの下方の第二の下側開口部および第二のランプ１１０Ｂの上方の第二の上側開口部と、をさらに備えることができ、第二のランプ１１０Ｂによって生成される放射線が、第二の下側開口部および第二の上側開口部１４０Ｂを通って、第二のランプ１１０Ｂから離れる方向で第二のランプの細長いシールドによる境界が形成されていない方向に放射される。このようなキャリッジは、図９Ａおよび９Ｂに例示される。

第二のランプの細長いシールド１２０Ｂ＿１は、図９Ｂに示されるように、第二のランプ１１０Ｂとキャリッジの第二の表面との間に取り付けられることができる、または第二のランプ１１０Ｂと別のランプのシールドとの間に取り付けられることができる。図９Ａおよび９Ｂに示される変形例では、各ランプ１１０Ａ、１１０Ｂは、それぞれの二つの細長いシールド１２０＿１、１２０＿２の間に取り付けられ、シールドのうちの一つ（図９Ｂでは、シールド１２０Ａ＿２および１２０Ｂ＿１）は、それぞれのランプ１１０とキャリッジの表面との間に配置される。さらに、それぞれのランプの第二のシールド（図９Ｂでは、シールド１２０Ａ＿１および１２０Ｂ＿２）は、キャリッジ３０の外側の部分に在るように配置されている。

第一の細長いランプ１１０Ａは、キャリッジ３０の縁部のうちの一方の近くにまたは一方に取り付けられることができ、第二のランプ１１０Ｂは、キャリッジの他方の対向する縁部に取り付けられることができる。装置１では、キャリッジのこれらの縁部は、キャリッジの移動中、キャリッジの前縁部または後縁部を構成することができ、第二の細長いランプ１１０Ｂは、キャリッジのもう一つの前縁部または後縁部の近くまたはそこに取り付けることができ、第二のランプの細長いシールド１２０Ｂ＿１は第二のランプとキャリッジの第二の表面との間に取り付けられる。

これまでのように、各シールド１２０は、好ましくは、ランプの気化フロント内に少なくとも部分的に配置されることができ、０．４ｍｍ～１ｍｍの間の一定の厚さの金属シートから形成されることができる。

アセンブリー、またはランプおよびシールドを備えるキャリッジを備える装置
少なくとも一つの細長いランプ１１０およびそれぞれの細長いシールド１２０を備えるランプアセンブリー１００およびキャリッジ３０、ならびに図２Ａから９Ｂに関して説明したようなシールド、主表面、リップ、支柱および突起に関連する、アセンブリーまたはランプの様々な実施形態および実施例は、焼結装置、または、そうでなければ近くの構成要素が過度に熱くなり、したがって造形プロセスの信頼性を損なう赤外線細長いチューブランプの使用を必要とする任意の装置において特に有益な用途である。以下では、「アセンブリー１００」への言及は、ランプ１１０およびシールド１２０がキャリッジにどのように取り付けられているかに関係なく、ランプおよびシールドがキャリッジに直接取り付けられていることと同様に当てはまる。図１に戻ると、したがって、微粒子材料の固結による三次元物体の形成のための装置１は、作業空間４であって、作業空間４との境界を形成する下面に配置される微粒子材料の造形表面１２と、作業空間４との境界を形成する上面に配置された天井６０とを備える、作業空間４と、ランプアセンブリー１００が取り付けられ（またはランプおよびシールドおよび本開示による他の任意の機能が取り付けられ）、およびランプアセンブリー１００（またはランプおよびシールドおよび他の任意の機能）を造形床表面１２を横切って移動させるための、キャリッジ３０と、を備え、下側開口部１５０は、使用中に、造形床表面１２に向かって放射線を通過させるように配置され、上側開口部１４０は、使用中に、造形床表面１２から離れる方向で作業空間４に、そして天井６０に向かって放射線を通過させるように配置される。シールド１２０は、ランプ１１０とランプ１１０に対向するキャリッジ３０の表面との間に配置されることができる。

キャリッジが移動する場合、ランプは、キャリッジの後縁部または前縁部の近くに取り付けられてもよい。さらに、または代わりに、ランプは、キャリッジ上に設けられる別の構成要素の間、例えば、印刷モジュール３８と分配装置３６との間に取り付けられてもよい。

下側開口部１５０およびランプ軸１１４は、好ましくは造形床表面１２に平行に配置される。上側開口部１４０は、作業空間と、したがってキャリッジおよび造形床表面１２の上方の空間と垂直方向で境界を形成する装置の天井６０に対向している。作業空間４は、造形プロセスが実行される空間として記載されてもよく、キャリッジの可動範囲を提供する。

上記のように、装置１内のランプ１１０の動作中、シールド１２０はランプ１１０の気化フロント１１２内に配置されるのが好ましく、その結果、ランプの動作中にシールドは３００℃以上の熱分解温度に達する。例えば、ランプ１１０が造形床表面１２を通過するときにランプ１１０が動作している間に熱分解温度に到達する場合があり、ランプ１１０が造形床表面１２を通過した後、オフにされた直後に熱分解温度未満に冷える。造形プロセス中、熱分解温度を超えるサイクルは、シールドが熱分解を超える温度に達する連続する間隔の間に一定の期間があり、その期間内に熱分解温度を超える一定の期間がある、規則的なサイクルであってもよい。

シールド１２０およびキャリッジ３０の近くの表面の冷却を支援するために、アセンブリー（またはランプおよび一つまたは二つのシールド）は、（内側の）シールドとシールドに対向するキャリッジの最も近い表面との間にギャップが存在するように、キャリッジ３０にさらに取り付けられることができる。例えば、これは、支持構造体（例えば、フレーム）１３０が取り付けられることができるキャリッジのシャーシであってもよく、またはそれは、例えば、シャーシ自体であってもよい。キャリッジ３０とシールドとの間にギャップを維持することにより、ホット造形床表面１２からギャップを通って天井６０に向かう対流を持続させることが可能になる。したがって、ランプ１１０に対向するキャリッジ３０の表面は、対流を可能にするギャップを作り出すように、シールドのうちの一つの隣に配置されることができ、その結果、ランプ１１０の動作中に、ランプ１１０に対向するキャリッジ３０の表面は、微粒子材料の融点未満のままである。

天井６０がランプアセンブリー１００の上側開口部１４０から受ける放射線によって生成される熱を除去するために、作業空間４との境界を形成する天井６０は、ヒートシンクを備えてもよい。ヒートシンクは、受動的または能動的であってもよい。例えば、天井は、熱伝導性材料を備えてもよく、ランプアセンブリー１００の上側開口部１４０から受け取った熱は、単に装置１の外側に天井６０を横切り通り抜けて十分に放散されてもよい。あるいは、天井６０は、その外表面（装置１の外側および作業空間４の外側）にヒートフィンをさらに備えることができ、ならびに／またはそれは、作業空間４に熱的に連結する液体またはガスの冷却パイプを備えることができる。さらに、または代わりに、作業空間との境界を形成する天井の内側表面は、アセンブリーの上側開口部からの放射線を吸収できるＩＲ吸収材でコーティングされてもよく、例えば、天井の内側表面は黒色であってもよい。さらに、天井の内側表面は、放射線吸収表面を増加させるために、作業空間内に達するフィンまたは突起を備えてもよい。

上記のランプアセンブリー１００のいずれも、装置１での使用に好適であることができる。ランプとキャリッジとの間に取り付けるための内側シールドのみを有するランプアセンブリーは、ランプアセンブリー１００がキャリッジの末端に配置され、外側のいかなる構成要素によっても境界が形成されていない装置に有用であることができる。このような装置の実施例を図１に示す。この装置では、ランプアセンブリー１００に取り付けられた「内側」シールド１２０のみを用いて、ランプの放射線は、キャリッジ３０から離れる方向に、ならびに上側開口部１４０および下側開口部１５０を通って横方向に放散することができる。図１の実施例では、シールド１２０は、ランプ軸１１４に沿って平行に細長い平面である主表面を備える。主表面は、垂直方向上向きに、造形床表面１２に垂直に、およびその伸長方向に垂直に延在する。好ましくは、装置１は、赤外線ランプ１１０と、下側開口部１５０から上側開口部１４０に垂直に上向きに延在する細長い平面状の金属シートから主に構成されるシールド１２とを備える。平面状の金属シートは、キャリッジ３０をランプの直接放射線からシールドする程度まで、造形床表面１２から垂直に上向きに延在するように、ランプアセンブリー１００内に配置されることができる。

装置１のいくつかの変形例では、さらに、ランプアセンブリー１００の外側で構成要素を保護する必要がある場合があり、内側シールドに加えて外側シールドを必要とする場合がある。例えば、キャリッジ自体は、ランプアセンブリー１００の両側で、構成要素、例えば印刷モジュールおよび測定装置モジュール、例えばパイロメーター、を支持することができる。別の変形例では、第二のキャリッジ３０は、第一のキャリッジ３０の下流に設けられる場合があり、その結果、第一のキャリッジ３０に取り付けられたランプアセンブリー１００は、造形プロセスの少なくともある期間、第二のキャリッジ３０に隣接する。第一のキャリッジ３０がランプ１１０を造形床表面１２を横切って移動させ微粒子材料の現在の層を固結させると、第二のキャリッジ３０は、ランプ１１０が固結したばかりの層上に新しい層を広げるためにすぐ後に続くことができる。したがって、第二のキャリッジ３０は、ランプ１１０の直接照射から第二のシールドによって保護する必要がある場合がある。装置の別の実施例では、ランプの放射線のかなりの部分がビューアーウィンドウに到達する可能性があるため、第二のシールドは観察者保護として機能する。したがって、一部の装置では、ランプアセンブリー１００は、ランプ軸の側面に沿って平行に延在し、第一のシールド１２０＿１の反対側に配置される第二の細長いシールド１２０＿２を備えることができる。必要に応じて、第一および第二のシールド１２０＿１、１２０＿２は、平面状の、必要に応じて金属でできているそれぞれの主表面１２２＿１、１２２＿２を備える。

さらに、または代わりに、二つの細長いシールド１２０＿１、１２０＿２の平面状の主表面１２２＿１、１２２＿２は、造形床表面１２から、下側開口部１５０から上側開口部１４０まで垂直に上向きに延在するように、ランプアセンブリー１００内に配置されることができる。

あるいは、主表面１２２＿１、１２２＿２の少なくとも一つは、ランプ軸１１４に対して凹面が在るように湾曲され、下側開口部１５０よりも面積が大きい上側開口部１４０が得られるように配置されることができる。ランプ軸１１４に沿って見た湾曲の断面は、円形もしくは楕円形、またはランプの直接放射線を上向きに、そして上側開口部１４０から外に向ける別の湾曲した形状である場合がある。一つまたは複数のシールド１２０の特定の形状および向きは、作業空間４内の構成要素の配置および作業空間４の寸法によって決定されることができる。

シールドのそれぞれは、異なる形状または構成の二つ以上の主表面、例えば、それらの細長い縁部のうちの一つに沿って隣接し、互いに対してある角度で配置された二つの細長い表面を備えることができ、両方の表面が組み合わさって、ランプアセンブリー１００の上側開口部１４０を通って作業空間４内に放射線を放散する機能を有する。

必要に応じて、シールド１２０の少なくとも一つは、主表面を形成する二つ以上の細長いサブ表面をさらに備え、主表面はランプ１１０に対して外側に広がるように、および下側開口部１５０は上側開口部１４０よりも大きくなるように、第一の表面の下側または上側の細長い縁部は、第二の表面に対してある角度で配置される。このような構成により、自己硬化性であり、極端な温度サイクル中の反りに対してシールドを堅牢にする一方、放射線が上側および下側開口部を通過することを可能にする二つの目的を有する主表面が得られ、シールドの細長い表面がランプ軸１１４に実質的に平行を保つことを確実にする。

一部の装置では、シールドは、主に細長い平面を備え、細長い平面は、造形床表面１２に対向する下側縁部を有し、およびそれは、その下側縁部が上側開口部１４０よりも小さい下側開口部１５０を画成するように、ランプ１１０の内側方向に角度が付けられている。細長い平面は、金属で構成されてもよい。

装置が、第一のシールド１２０＿１の反対側のランプの側面に沿って延在する第二の細長いシールド１２０＿２を備える場合、第二のシールド１２０＿２はまた、造形床表面１２に対向する下側縁部を有し、その下側縁部がアセンブリーの内側方向に角度を付けられている主表面１２２＿２を備えることができ、二つのシールド１２０＿１、１２０＿２の二つの下側縁部は、上側開口部１４０よりも面積が小さい下側開口部１５０を画成する。

赤外線ランプ１１０は、管内表面の一部に沿って反射コーティングを有する、例えば、管内表面の半分を覆う管を備えることができる。装置１に取り付けられる場合、反射コーティングは、ランプ１１０の上半分から造形床表面１２に放射されるランプの放射線を反射および集束させるために、管の上部にある。ランプ１１０は、凹状反射器が造形床表面１２に対向し、ランプ１１０の垂直方向下方に、造形床表面１２に垂直な方向に沿ってランプの放射線を集束させるように、従来の装置に取り付けられる。ランプアセンブリー１００を有する装置では、内側シールド１２０＿１は、キャリッジ３０によって一方の側に拘束されるが、外側シールド１２０＿２は、いかなる固定構成要素によっても拘束されない場合があり、したがって、内側シールド１２０＿１は外側シールドよりも熱くなる。

上記のように、ランプアセンブリー１００は、粉体層を予熱するためだけでなく、またはその代わりに、固結のためにも同様に有用であることができる。

図１０を参照すると、キャリッジの移動方向に沿った装置１の概略断面図は、様々なランプアセンブリー１００を示しており、二つはそれぞれ、各キャリッジ３０＿１および３０＿２に取り付けられている。

分配モジュール３６は、二つのランプアセンブリー１００＿Ａと１００＿Ｂとの間の第一のキャリッジ３０＿１に設けられ、印刷モジュール３８は、ランプアセンブリー１００＿Ｃと１００＿Ｄとの間の第二のキャリッジ３０＿２に設けられる。

キャリッジの移動中、例えば、矢印で示される造形床表面１２を横切る方向への第二のキャリッジの移動に関して、ランプアセンブリー１００＿Ｄは下流に配置され、ランプアセンブリー１００＿Ｃは印刷モジュール３８の上流に配置される。ランプアセンブリー１００＿Ｄは、印刷モジュール３８の前で予熱ランプアセンブリーとして機能することができ、ランプアセンブリー１００＿Ｃは、印刷モジュールの後に焼結ランプアセンブリーとして機能することができる。これは、例えば、印刷モジュールが動作されて新しい粉体層を横切ってＲＡＭを堆積させる前に、焼結に必要な電力と比較して比較的低い電力でランプ１１０を動作させる予熱ランプアセンブリー１００＿Ｄが、造形床表面１２上を通過して、焼結温度に近い温度に粉体を予熱することを意味する。したがって、焼結ランプとして機能し、予熱ランプよりも高い電力で動作するランプアセンブリー１００＿Ｃのランプ１１０は、層が予熱されなかった場合のようには、印刷された粉体の固化を達成するために多くの電力を与える必要がない場合がある。

次に、第一のキャリッジ３０＿１は、第二のキャリッジ３０＿２の後に続く。ランプアセンブリー１００＿Ａおよび１００＿Ｂは両方とも、予熱ランプアセンブリーとして動作してもよい。ランプアセンブリー１００＿Ｂは、第二のキャリッジによって処理されたばかりの層を予熱し、続いて、分配モジュール３６が、このように予熱処理された層の上に新しい層を広げる。これにより、焼結層と新しい層との間の接着性を向上させることができる。ランプアセンブリー１００＿Ａは、分配モジュール３６の下流に新たに分配された層を予熱する予熱ランプアセンブリーとして動作してもよい。

あるいは、ランプアセンブリー１００＿Ｂは、ランプアセンブリー１００＿Ｃによって提供される第一の焼結ストロークに続く第二の焼結ストロークを提供するための焼結ランプアセンブリーとして動作することができる。

したがって、複数のランプアセンブリー１００が、装置１内の複数のキャリッジに取り付けられてもよく、ならびに／または複数のランプアセンブリー１００が、同じキャリッジに取り付けられて、焼結および／もしくは予熱ランプ１１０を提供してもよい。両方のランプアセンブリーには、ランプとランプアセンブリーが取り付けられたキャリッジとの間に少なくとも内部シールド１２０＿１が配置され、必要に応じて、図１０に例示される装置のアセンブリーに示されるように、キャリッジの外側に取り付けられた外部シールドも配置される。

総論
シールド１２０は、特定の配向および／または形状の複数のサブ表面を備えることができ、それらが一緒になってシールドの主表面１２２を構成する。主表面に寄与する一つのサブ表面は、主表面に寄与する他のサブ表面とは異なる角度または形状にすることができる。例えば、上側開口部１４０の近くのサブ表面は平面状のサブ表面であるが、下側開口部１５０の近くのサブ表面は、断面が湾曲していてもよい。

ランプ軸の両側に二つのシールドを有するいくつかの実施例では、シールドは、装置の設計によって必要とされるようにランプの放射線を作業空間内に向けるために、互いに異なる形状または垂直範囲を有することができる。例えば、ランプとキャリッジとの間の内側シールドは、外側シールドよりも、造形床表面１２から離れる方向で垂直方向に高くなってもよく、ならびに／または内側シールドは垂直方向に延在する平面状の主表面を有することができ、外部シールドは垂直方向から離れる方向に角度を付けられた平面状の主表面を有することができ、垂直方向は、使用中、造形床表面１２に対して実質的に垂直な方向であり、二つのシールドの上側および下側縁部（使用中の造形床表面に対して上側および下側であり、下側縁部は上側縁部よりも造形床表面により近い）は、下側開口部１５０よりも大きい上側開口部１４０を画成する。他の組み合わせが想定されてもよい。

アセンブリー１１０のシールド１２０は、装置１のキャリッジに取り付けられると、垂直方向に延在することができ、すなわち、ランプ１１０の直径よりも長い距離を超える、造形床表面１２に垂直な方向に沿った高さを有することができる。さらに、ランプは、造形床表面１２に平行な平面に沿った投影方向に沿って見る場合、シールドの表面のうちの一つと少なくとも部分的に重なる。さらに、キャリッジ３０あるいはその構成要素を直接照射する、またはランプから少なくともその直径を超えて水平方向に放出されるあらゆるランプの放射線が、シールド表面によって阻止されるように、シールドの高さは、十分な垂直の構成要素を有することができる。

材料および厚さ、温度

開示される様々な実施例によるシールドは、好ましくは、１ｍｍ～０．４ｍｍの間の厚さの、薄いシートで、好ましくは薄い金属シートで作られている。これはある意味、シールドが、粉体床に対向し、印刷されていない粉体によって吸収される可能性のある二次放射線を放射する実質的な表面積をもたらさないことを保証する。別の観点から言えば、シールドの熱質量が小さいため、熱はシールドによって蓄えられない。これは、ランプ１１０がオフになるとすぐに、金属シートが急速に冷えることを意味する。好ましくは、シールドは反射面を有する。シールドは、それを気化フロント内に取り付けることにより、反射性と清浄度を維持できる。

シールドを作製できる薄い金属シートは、例えば、アルミニウムまたはステンレス鋼であることができ、これらの材料は両方とも良好なＩＲ反射体であるからである。

ランプアセンブリーのいくつかの実施例では、一つまたは複数のシールドは、シールドと支持構造体との間（したがって、取り付け後、支持構造体とキャリッジとの間）の熱伝導を制限するように、最小の接触面積で支持構造体（例えば、フレーム）に取り付けられることができる。

シールドは、少なくとも部分的に非熱導電性セラミックでできていてもよい。あるいは、ランプに対向していないシールドの表面は、断熱層でコーティングされていてもよい。 または、ランプに対向していない外面は、薄い金属層でコーティングされた内面を有する非導電性セラミックであってもよい。これは、例えば、十分な対流を確保するギャップが維持されない場合、造形プロセスの特定の期間にわたってシートを十分に冷却するために、シールドが到達する可能性のある極端な温度からキャリッジ３０をさらに保護してもよい。

装置の動作中、キャリッジの隣接部分が過度に加熱されるのを防ぐために、シールドはランプの直接放射線の一部を遮断する。ナイロン粉体、例えばＰＡ１１の焼結温度は、ポリマーのグレードによるが、約１８０℃以上である。したがって、キャリッジは、好ましくは、焼結温度よりも低い温度、例えば、ＰＡ１１については１６０℃よりも低く、好ましくは１４０℃または１２０℃よりも低く保たれる。焼結温度は粉体材料に依存するため、キャリッジは粉体の融点Ｔｍに近い温度に達するべきではなく、融点は、熱可塑性ポリウレタンの場合は１００℃まで低くなる可能性がある。

さらに、ランプアセンブリー１００は、シールドがキャリッジ３０の最も近い部分をランプの直接放射線から遮蔽し、キャリッジ３０の最も近い部分が、過度の温度から遮蔽されている間、ランプの気化フロントの内側にあるように、キャリッジ３０に取り付けられる。さらに、対流冷却を確実にするために、シールドとキャリッジとの間に十分なギャップを設けることができ、その結果、キャリッジおよびシールドの温度をさらに制御することができる。

気化フロント１１２内のシールドの位置は、装置の工程全体を通してシールドの反射面を提供する。これにより、シールド上に溶融材料が堆積するのを防ぐが、反射面はさらに、粉体面から反射して戻ってくるランプの放射線の一部をシールドから離れる方向で上の作業空間４内に向け直すことができる。

シールドが十分な放射線を遮断し、キャリッジに到達するのを防ぐために、アセンブリー１００のシールドは、装置１のキャリッジ３０に取り付けられると、垂直方向に延在することができ、すなわち、ランプの直径よりも大きく、ランプ１１０に対して配置される、造形床表面１２に垂直な方向に沿った高さを有することができ、高さがなければキャリッジ３０またはその構成要素を直接照射するであろうランプの放射線がシールドの表面によって阻止される。必要に応じて、造形床表面１２に平行な方向に沿ってシールドの表面上に投影された場合、ランプ１１０によってカバーされる領域は、シールドの表面と少なくとも部分的に重なる。

一つまたは複数のキャリッジに複数の赤外線ランプが支持されている場合の装置１のいくつかの実装例では、上記のアセンブリーに加えて別のランプアセンブリーを設けることが望ましい場合がある。このような別の第二のアセンブリーは、焼結にも予熱にも使用されないランプの放射線を上向きに放射するように放射線エネルギーを偏向させる放射線偏向器を備えることができ、その結果、上向きに放射されるエネルギーの範囲および／または方向は制御される。前記のように、放射線偏向器は、焼結に使用されない放射線が自由に放散できる上側開口部を有し、これにより、放射線偏向器に伝達される熱量が減少または最小化され、選択性が維持または向上する。使用されない放射線は、作業面上方の作業空間内に、造形床表面１２から離れる方向へ向け直され、装置の比較的広い天井面積によってより容易に管理されることができる。

第二のアセンブリー２００の赤外線偏向器の一例は、図１１Ａ～１２Ｂのランプ軸１１４に垂直な方向の（すなわち、ｙ方向に沿った）概略断面図に示されている。図１１Ａから始めると、アセンブリーは、上記の細長いランプと同様または同一の細長いランプ１１０を備え、ランプはランプ軸１１４に沿って延在する。偏向器は、トラフの焦点線ｆに位置するランプ軸１１４を有する線形放物面トラフの部分を示す第一のミラー２３０＿１および第二のミラー２３０＿２を備える。第一のミラー２３０＿１および第二のミラー２３０＿２の部分は、頂点線Ｖの両側の対向する放物面トラフの部分である。細長い下側開口部２５０は、下側開口部２５０が頂点線Ｖの方向に延在するように、トラフの頂点線Ｖの近くに設けられる。

したがって、第一のミラー２３０＿１は、線形放物面トラフの頂点線に沿って片側に部分を構成することができる。そのため、ランプ軸１１４に沿って（ｙ方向に沿って）見た第一のミラーの断面は、ランプの「直接」放射線２１６の少なくとも一部を、向け直して平行な（向け直された）放射線の形で上側開口部２４０を通すための放物面の一部である。図１１Ａに示すような第一のミラー２３０＿１は、放物面トラフの頂点線Ｖに沿って片側に直線的に延在する断面を有する。例えば、その部分は、下側開口部まで延在することができ、その下側縁部は、直線的に延在することができ、下側開口部の縁部と一致するか、またはそれを画成することができる。第一のミラー２３０＿１の上側縁部は、第一のミラーの下側縁部と平行に延在することができる。

より具体的には、図１１Ａは、ランプ１１０から放出されると予想されることができるランプの直接放射線２１６を示している。図１１Ｂは、簡略化のために図１１Ａのラベルの一部を省略しているが、同様に適用され、ランプの直接放射線２１６および向け直されたランプの放射線２１８を示している。第二のミラー２３０＿２は、第一のミラー２３０＿１と同様の形状であり、トラフの対称面２２４に対してほぼ鏡像で、第一のミラーの反対側に配置されている。対称面２２４は、頂点線Ｖを含む。したがって、放射線偏向器は、線形放物面トラフミラーの一部を構成し、頂点線Ｖの両側の内面は、図１１Ｂに示すように、ランプの直接放射線２１６を平行放射線２１８の形で上側開口部２４０の外へ向け直すように配置されている。

さらに、必須ではないが、二つの最も内側の吸収面によって画成されるＦＯＶの範囲を制御するために、放射線吸収面２６０を放射線偏向器に設けて、直接放射線２１６の一部を阻止することができる。吸収面は、非反射面である。それらは、例えば、ランプからの赤外線（直接または反射／向け直されたものかどうかにかかわらず）を受け取るために露出される少なくとも表面上に黒体放射線吸収剤仕上げを有することができる。

示されている例では、放射線偏向器１００は、放物面トラフの対称面が造形床表面に垂直にならないように、造形床表面１２に対して傾斜している。下側開口部２５０は、下側開口部２５０によって描かれる平面が造形床表面１２に対して角度を付くように、頂点線からずれている。これは任意であるが、下側開口部が、造形床表面１２に垂直な方向に対して対称である均一な視野ＦＯＶ（Ｌ）を作る場合に有益である可能性がある。

（ｙ方向に沿って）ランプ軸位置に沿って断面を見ると、上側開口部２４０は、第一および第二のミラーがトラフの部分を構成する線形放物面トラフの対称面に対して対称に配置されることができる。

偏向器アセンブリー２００は、ここに記載のランプ１１０および細長いシールド１２０を設けることと組み合わせて、キャリッジ３０に設けられることができる。例えば、ランプ１１０の少なくとも一つのセットおよび一つまたは二つの細長いシールド１２０に加えて、キャリッジは、キャリッジに取り付けられた偏向器ランプアセンブリー２００をさらに備えることができ、偏向器ランプアセンブリーは、放射線偏向器、および偏向器ランプ軸に沿って延在する偏向器の細長い赤外線ランプ１１０を備え、放射線偏向器は、

対向する第一および第二の細長い側壁と、

偏向器ランプの放射線を放射線偏向器の外部へ通過させるように配置された上側偏向器開口部２４０および下側偏向器開口部２５０と、を備え、

第一および第二の細長い側壁は、偏向器ランプ軸に平行に、それぞれの第一および第二の側壁の少なくとも下側内部に沿って延在する、第一の細長いミラー２３０＿１および第二の細長いミラー２３０＿２を備え、

偏向器ランプ軸は、第一のミラー２３０＿１と第二のミラー２３０＿２に沿ってそれらの間に延在し、第一および第二のミラーはそれぞれ、偏向器ランプ軸に対して凹面を有し、

第一のミラー２３０＿１は、上向き偏向ミラーであり、さらに偏向ランプの直接放射線の少なくとも一部を向け直して上側偏向器開口部２４０を通すために、上側偏向器開口部２４０に対して凹状に配置され、

放射線偏向器は、使用時に、下側偏向器開口部２５０が放射線を造形床表面１２に向けて通過させ、上側偏向器開口部２４０が放射線を作業空間４内に、そして必要に応じて天井６０に向かって通過させるように、キャリッジ３０に取り付けられる。

偏向器アセンブリー２００は、第一のランプが偏向器赤外線ランプ１１０と平行に延在するように、換言すると二つのランプが並んで延在するように、第一のランプ１１０と並べて取り付けられてもよい。偏向器ランプアセンブリー２００は、ランプ１１０および一つまたは二つのシールド１２０のセットに直接隣接して取り付けられてもよい。さらに、または代わりに、偏向器アセンブリーは、キャリッジの反対側の縁部に取り付けることができ、その結果、例えば印刷モジュール３８は、偏向器アセンブリー２００とランプ１１０および一つまたは二つのシールド１２０のセットとの間に配置される。

偏向器は、直接放射線が所定の上側偏向器開口部の視野ＦＯＶよりも大きい角度で上側偏向器開口部２４０から出るのを阻止するように配置された、一つまたは複数の放射線吸収面２６０を備え、放射線吸収面２６０は、ミラーの上側縁部に平行な方向に延在する細長い平行平面であり、各放射線吸収面２６０は、所定の上側偏向器開口部の視野ＦＯＶ以下の角度で放射線を通過させることを可能にしながら、直接放射線が所定の上側偏向器開口部の視野よりも大きい角度で放射線偏向器から出るのを阻止するように選択された深さ方向を有する。必要に応じて、偏向器の第一のミラー２３０＿１は、線形放物面トラフの頂点線Ｖに沿って片側に部分を構成することができ、その結果、偏向器ランプ軸に沿って見た第一のミラー２３０＿１の断面は、偏向器ランプの放射線の少なくとも一部を向け直して、平行放射線の形で偏向器の上側偏向器開口部２４０を通すための放物面の一部である。

図示されていない端部支持体は、偏向器の側壁（この場合、ミラー２３０＿１、２３０＿２）の端部を連結することができる。端部支持体は、プレートもしくは支持支柱、または一つもしくは複数のブラケットの形態であってもよい。あるいは、偏向器は、その端部またはその他によってキャリッジ上のフレームに直接取り付けられてもよく、ランプ１１０は、偏向器に取り付けられてもよく、またはキャリッジもしくは同様の構造のフレームに別々に取り付けられてもよい。

細長いランプ１１０および一つもしくは二つのシールド１２０の一つまたは複数のセット、ならびに必要に応じて偏向器ランプアセンブリー２００を備える、記載されたキャリッジ３０を、上記の装置１に設けることができる。

吸収面２６０が互いに平行であり、さらに向け直された放射線２１８の方向に平行であるように、つまり、二つのミラー２３０＿１、２３０＿２がトラフの部分を構成する線形放物面トラフの対称面に平行であるように、吸収面を位置合わせすることが好ましい場合がある。吸収面２６０の配置、間隔、および／または範囲に応じて、非平行のランプの直接放射線２１６は、上側開口部２４０を通過することを実質的に阻止されることができ、一方、あらゆる向け直された主に平行な放射線２１８は、吸収面の間を通過することができる。吸収面２６０は、好ましくは、それらが吸収性を維持することを確実にするために、ランプの気化フロント１１２の外側に配置されることができる。

したがって、ランプの偏向器アセンブリー２００を用いて、放射線の方向性を制御してもよく、視野ＦＯＶを画定する角度広がりは、ゼロに等しいか、または少なくともほぼゼロであってもよい。これは、例えば、作業空間４の天井６０でまたはその近くで特定の場所または形体が、上側開口部からの放射線、例えば、焼結モードにある場合にランプ１１０から放射される強い放射線を受け取らないように保護されるべき場合に有用であることができる。

線形放物面トラフのそれぞれの部分を構成する両方のミラーの代わりに、第一のミラー２３０＿１のみが線形放物面トラフの部分を形成することができる。第二のミラー２３０＿２は、ランプ軸１１４の周りに線形の凹状湾曲を有することができる、すなわち、ランプ軸に沿って平行に直線的に延在し、ランプ軸の周りで湾曲している。図１２Ａは、ランプ１１０のランプ軸１１４に垂直な方向で（すなわち、ｙ方向に沿って）示される、放射線偏向器の変形例の概略断面図である。放物面ミラー２３０＿１の焦点線は、ランプ軸１１４と一致している。第二のミラー２３０＿２は、その焦点線がランプ軸１１４と一致する線形円筒形ミラーの部分であることができる。これは、ランプからのあらゆる直接放射線２１６が、円筒形ミラー２３０＿２によってランプ軸１１４上に反射されて戻ってくることを意味する。図１２Ｂが例示するように、第一の（線形放物面トラフ）ミラー２３０＿１に到達するあらゆるランプの直接放射線２１６は、平行赤外線として上側開口部２４０の外へ向け直される。

この変形例では、第二のミラー２３０＿２はさらに、吸収面と同様の放射線リストリクターとして機能するが、これは吸収ではなく反射によって達成される。第二のミラーの上側縁部は、ＦＯＶの角度広がりを上側開口部２４０の片側に範囲を定める。さらに、反射された放射線の一部は、第二のミラーから第一のミラーに進み、上側開口部２４０から外に出て行くように向け直されるか、または吸収面２６０によって吸収されることができる。

上側開口部２４０の反対側へのＦＯＶの角度広がりは、向け直された放射線の方向に平行に、つまり、第一のミラー２３０＿１がトラフの部分を構成する線形放物面トラフの対称面に平行に、配置された放射線吸収面２６０によって範囲が定められることができる。放射線吸収面２６０の前述の説明は、同様に当てはまる場合がある。気化フロント１１２は、第一のミラー２３０＿１の上側縁部まで延在することができ、第二のミラー２３０＿２を取り囲む。

図１２Ｂの変形例では、第二のミラー２３０＿２の上側縁部を対称面２２４までまたはそれを超えて延在することによって、全てのまたは実質的に全ての非平行放射線を阻止することが可能である。放射線吸収面が設けられる場合、上側開口部２４０は、放射線吸収面２６０の間に画成されるサブ開口部によって提供される組み合わされた開口部によって画成されることが理解されるであろう。

偏向器のミラー２３０＿１、２３０＿２は、厚さ０．４～１ｍｍの薄い金属シートから形成されることができる。これにより、確実にミラーの熱質量が低くなり、熱を蓄えず、（例えば、金属製であることにより）熱伝導率が高いため、確実にすぐに熱を放散できる。例えば、放射線偏向器は、作業空間４内により冷たい空気流を一時的に通過させて急速に冷却することができ、またはランプがオフにされるとすぐに熱を容易に失うことができる。

装置では、前述の説明から理解されるように、第一の「開放型」アセンブリー１００から上側開口部１４０を介して放出される放射線の方向は、十分には制御されていない可能性があり、高感度の測定装置、例えば造形床表面を監視する赤外線カメラと干渉する可能性がある。

図１３は、放射線偏向器およびランプ１１０（一つまたは二つのシールドと組み合わせて使用されるランプ１１０と区別するために、これらの二つのランプが同一であっても、ここでは「偏向器ランプ」と呼ばれる）を備える偏向器ランプアセンブリーの変形例が、どのように、例えば焼結に使用される場合、焼結ランプの強い放射線によって影響を受ける装置１の天井またはその内部に備えられる高感度の構成要素を保護するのに有益である可能性があるのかを例示する。図１３は、図１１Ａに例示される偏向器と同様または同じ、互いの鏡像として配置される二つの対向するミラー２３０＿１、２３０＿２を備える線形放物面反射器を備える偏向器アセンブリーが設けられた装置１の側面図である。簡略化のために、キャリッジ３０も第一のタイプのアセンブリーも示されていないが、偏向器ランプアセンブリー２００は、矢印の方向に移動するキャリッジ３０に取り付けられることができる。示される偏向器ランプアセンブリー２００は、第一および第二のミラー２３０＿１、２３０＿２が側壁部分を形成する線形放物面トラフの対称面が造形床表面１２に垂直な方向（ｚ方向に沿う）に対して角度αだけ傾斜するように取り付けられている。

上側開口部２４０（ラベルは付けられていないが、図１１Ａに示されているものと同様である）は、図１１Ａおよび１１Ｂに関連して前述したように配置された放射線吸収面２６０を使用することにより、造形床表面１２に垂直な方向に対して角度αで実質的に平行な放射線を放射するように配置される。

放射線感受性構成要素７０は、天井６０の凹部７２のルーフに取り付けられる。放射線感受性構成要素７０は、上側開口部２４０から放射されるランプの放射線からの保護を必要とするセンサーであってもよい。構成要素７０を保護するために、天井の凹部７２は、幅ｗおよび高さｈを有するように設計されることができ、これにより、ランプアセンブリー２００が造形床表面１２を横切って移動するときに、造形床表面１２から垂直（ｚ方向）に対して角度αで放出される平行放射線が、凹部７２のトップ面に到達せず、したがって、構成要素７０を照射しない。これは、角度αがｔａｎ^－１（ｗ／ｈ）より大きくなるように、幅ｗ、高さｈ、および角度αを設定することによって達成される。

装置１では、偏向器ランプアセンブリー２００は、第一のアセンブリー１００が取り付けられるのと同じキャリッジ３０に取り付けられることができる。

偏向器アセンブリー２００は、第一のアセンブリー１００の赤外線ランプ１１０が偏向器アセンブリー２００の偏向器赤外線ランプ１１０と平行に延在するように、第一のアセンブリー１００と並んで取り付けられることができる。

あるいは、偏向器ランプアセンブリー２００は、第一のアセンブリー１００が取り付けられている（第一の）キャリッジ３０＿１から独立して移動可能な第二のキャリッジ３０＿２に取り付けられてもよい。

偏向器は、直接放射線が所定の上側開口部の視野よりも大きい角度で偏向器の上側開口部２４０から出るのを阻止するように配置された、一つまたは複数の放射線吸収面２６０をさらに備え、放射線吸収面２６０は、ミラー２３０の上側縁部に平行な方向に延在する細長い平行平面であり、各放射線吸収面２６０は、放射線が所定の上側開口部の視野ＦＯＶ以下の角度で通過するのを可能にしながら、直接放射線が所定の上側開口部の視野ＦＯＶよりも大きい角度で放射線偏向器から出るのを阻止するように選択された深さ方向を有する。

偏向器の第一のミラー２３０＿１は、線形放物面トラフの頂点線Ｖに沿って片側に部分を構成することができ、そのため、ランプ軸１１４に沿って見ると第一のミラー２３０＿１の断面は、ランプの放射線の少なくとも一部を向け直して平行放射線の形で偏向器の上側開口部２４０を通すように放物面の一部である。

偏向器は、上側開口部２４０から放出される平行放射線の方向が、天井６０に垂直な方向に対して鋭角αを形成するように配置されることができる。偏向器上側開口部２４０から放出される放射線が平行放射線である場合、平行放射線の「ＦＯＶ」に対する天井に垂直な方向の角度は、示すように角度αである。

天井６０が第一のアセンブリーおよび／または第二のアセンブリーに取り付けられたランプ１１０からの上側開口部１４０から受ける放射線によって生成される熱を除去するために、作業空間４との境界を形成する天井６０はヒートシンクを備えてもよい。ヒートシンクは、受動的または能動的であってもよい。例えば、天井は、熱伝導性材料を備えてもよく、その結果、ランプアセンブリー１００または２００の上側開口部１４０から受け取った熱は、単に装置１の外側に天井６０を横切り通り抜けて十分に放散されてもよい。あるいは、またはさらに、天井は、天井と接触している冷却剤パイプを通って流れる冷却剤によって冷却されてもよい。天井がランプアセンブリー１００／２００からの放射線を効率的に吸収するために、キャリッジに対向する天井の内面は、放射線吸収性であってもよく、例えば、それは黒色であってもよい。

偏向器は、キャリッジ３０（またはキャリッジ３１＿１、３０＿２の一方もしくは両方）および／または装置１に実装される場合、図１１Ａ～１２Ｂに関して上記の変形例のいずれかを採用することができる。

様々なランプアセンブリー１００の機能は、単にランプ１１０の電力を変更することによって、物体を造形するプロセス中に変化する場合がある。予熱機能は、焼結機能よりも気化フロントが小さくなる可能性がある。結果として、予熱ランプのシールドが反射性を維持することを保証するために、一つまたは複数のシールドは、焼結ランプに対するシールドの位置と比較して、予熱ランプとしてのみ使用されるランプのより近くに配置される必要がある場合がある。あるいは、予熱ランプのランプ電力は、熱分解およびシールドを洗浄するために、保守中に一時的に増加する場合がある。

外側のシールドは内側のシールドと同じ形状とサイズである場合があるが、これは必須ではなく、相対的な形状とサイズは装置の要件によって異なる。

赤外線ランプは、アセンブリーの伸長方向に広がるチューブランプである必要はない。代わりに、一連の赤外線ランプを配置して、細長い赤外線ランプを構成する列を形成することができる。装置１内では、細長い構成の目的は、造形床表面１２の幅に沿って全ての部分に均一に照射するように、造形床表面１２の幅に広がることであり、これは、単一のランプによって、または造形床表面１２の幅に広がる複数のランプによって達成されることができる。

Claims (55)

1. 微粒子材料の固結によって三次元物体を形成するための装置用赤外線ランプキャリッジであって、前記キャリッジは、
   ランプ軸に沿って延在する細長い赤外線ランプと、
   前記ランプ軸の片側に平行におよびそれに沿って延在する細長いシールドであって、前記シールドは、前記ランプの片側に空間と少なくとも部分的に境界を形成するように取り付けられる、細長いシールドと、
   前記ランプの下方の下側開口部および前記ランプの上方の上側開口部であって、使用時に前記ランプによって生成される放射線が、前記下側開口部および前記上側開口部を通って、前記ランプから離れる方向で前記シールドによる境界が形成されていない方向に放射されることができる、前記ランプの下方の下側開口部および前記ランプの上方の上側開口部と、を備える、赤外線ランプキャリッジ。
2. 前記細長いシールドは第一の細長いシールドであり、前記赤外線ランプキャリッジは、前記ランプと並んでかつ前記第一の細長いシールドの反対側に延在する第二の細長いシールドをさらに備え、その結果、前記ランプは前記第一の細長いシールドと前記第二の細長いシールドの間に位置する、請求項１に記載の赤外線ランプキャリッジ。
3. 前記細長いシールドの少なくとも一つが、平面状である主表面を備える、請求項１または請求項２に記載の赤外線ランプキャリッジ。
4. 各細長いシールドは主表面を備え、前記二つのシールドの前記主表面は互いに平行である、請求項２または請求項３に記載の赤外線ランプキャリッジ。
5. 各細長いシールドは主平面を備え、前記主平面は互いに対して角度を付け、前記主表面の前記下側縁部が前記主表面の前記上側縁部よりも互いに近くなり、および前記上側開口部が前記下側開口部よりも大きくなる、請求項２または請求項３に記載の赤外線ランプキャリッジ。
6. 前記ランプ軸は、前記細長いシールドの前記主表面の前記下側縁部によって画成される前記平面に、またはその上方に位置する、請求項２に記載の、または請求項２に従属する場合、請求項３～５のいずれか一項に記載の、赤外線ランプキャリッジ。
7. 前記ランプおよび前記少なくとも一つの細長いシールドは、前記細長いシールドの前記平面状の主表面が、前記ランプ軸を中心とする円筒形の定電力エンベロープの表面に接平面を形成するように、前記キャリッジに取り付けられる、請求項３に記載の赤外線ランプキャリッジ。
8. 前記平面状の主表面が、前記接平面と前記定電力エンベロープとの間の前記接触線の両側に異なる量で延在する、請求項７に記載の赤外線ランプキャリッジ。
9. 前記細長いシールドのうちの少なくとも一つは、前記細長いシールドの前記主表面または主表面の上側縁部および／または下側縁部から離れる方向に、ならびに前記上側および／または下側開口部の外側方向にそれぞれ角度を付けたリップを備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の赤外線ランプキャリッジ。
10. 前記細長いシールドのうちの少なくとも一つは、前記細長いシールドの前記主表面または主表面の上側縁部から離れ前記ランプの上方の前記開口部内への方向に角度を付けられたリップを備え、前記ランプの上方の前記空間と部分的に境界を形成する、請求項１～９のいずれか一項に記載の赤外線ランプキャリッジ。
11. 前記上側開口部は、前記少なくとも一つのシールドの前記上側縁部から、または前記二つのシールドの前記上側縁部の間で、前記上側開口部を横切って延在し、上側サブ開口部のグループを画成する一連の横方向の支柱を備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載の赤外線ランプキャリッジ。
12. 前記一連の横方向の前記支柱の各々は、前記上側開口部から上向きに離れる方向に延在し、放射線が前記上側サブ開口部を通過することを可能にするように、前記ランプから離れる方向に延在する一連の平面状のガードを形成する、請求項１１に記載の赤外線ランプキャリッジ。
13. 前記細長い赤外線ランプは第一の細長い赤外線ランプであり、前記ランプ軸は第一のランプ軸であり、前記赤外線ランプキャリッジは、
    前記第一のランプ軸に平行な第二のランプ軸に沿って延在する第二の細長い赤外線ランプと、
    前記第二のランプ軸の片側に平行にそれに沿って延在する第二のランプの細長いシールドであって、前記第二のランプの細長いシールドは前記第二のランプの片側に前記空間と少なくとも部分的に境界を形成する、第二のランプ細長いシールドと、
    前記第二のランプの下方の第二の下側開口部および前記第二のランプの上方の第二の上側開口部であって、前記第二のランプによって生成される放射線が、前記第二の下側開口部および前記第二の上側開口部を通って、前記第二のランプから離れる方向で前記第二のランプの細長いシールドによる境界が形成されていない方向に、放射されることができる、前記第二のランプの下方の第二の下側開口部および前記ランプの上方の第二の上側開口部と、をさらに備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載の赤外線ランプキャリッジ。
14. 前記少なくとも一つの細長いシールドは、そのそれぞれのランプと前記キャリッジの表面との間に取り付けられる、請求項１～１３のいずれか一項に記載の赤外線ランプキャリッジ。
15. 前記第一の細長いランプは、前記キャリッジの前記前縁部または前記後縁部のうちの一方の近くまたはそこに取り付けられ、前記第二の細長いランプは、前記キャリッジの前記前縁部または前記後縁部のうちのもう一方の近くまたはそこに取り付けられ、前記第二のランプの細長いシールドが前記第二のランプと前記キャリッジの第二の表面との間に取り付けられる、請求項１４に記載の赤外線ランプキャリッジ。
16. 前記キャリッジに取り付けられた偏向器ランプアセンブリーをさらに備え、前記偏向器ランプアセンブリーは放射線偏向器および偏向器ランプ軸に沿って延在する偏向器の細長い赤外線ランプを備え、前記放射線偏向器は、
    対向する第一および第二の細長い側壁と、
    偏向器ランプの放射線を前記放射線偏向器の外部へ通過させるように配置された上側偏向器開口部および下側偏向器開口部と、を備え、
    前記第一および第二の細長い側壁は、前記偏向器ランプ軸に平行に、前記それぞれの第一および第二の側壁の少なくとも下側内部に沿って延在する、第一の細長いミラーおよび第二の細長いミラーを備え、
    前記偏向器ランプ軸は、前記第一のミラーおよび前記第二のミラーに沿ってそれらの間に延在し、前記第一および第二のミラーはそれぞれ前記偏向器ランプ軸に対して凹面を有し、
    前記第一のミラーは、上向き偏向ミラーであり、さらに偏向ランプの直接放射線の少なくとも一部を向け直して前記上側偏向器開口部を通すために、前記上側偏向器開口部に対して凹状に配置され、
    前記放射線偏向器は、使用時に、前記下側偏向器開口部が放射線を前記造形床表面に向けて通過させ、前記上側偏向器開口部が放射線を前記作業空間内に、そして必要に応じて前記天井に向かって通過させるように、前記キャリッジに取り付けられる、請求項１～１５のいずれか一項に記載の赤外線ランプキャリッジ。
17. 前記偏向器アセンブリーは、前記第一のランプが前記偏向器赤外線ランプと平行に延在するように、前記第一のランプと並んで取り付けられる、請求項１６に記載の赤外線ランプキャリッジ。
18. 前記偏向器は、直接放射線が所定の上側偏向器開口部の視野よりも大きい角度で前記上側偏向器開口部から出るのを阻止するように配置された、一つまたは複数の放射線吸収面をさらに備え、前記放射線吸収面は、前記ミラーの前記上側縁部に平行な方向に延在する細長い平行平面であり、各放射線吸収面は、前記所定の上側偏向器開口部の視野以下の角度で放射線を通過させることを可能にしながら、直接放射線が前記所定の上側偏向器開口部の視野よりも大きい角度で前記放射線偏向器から出るのを阻止するように選択された深さ方向を有する、請求項１６または請求項１７に記載の赤外線ランプキャリッジ。
19. 前記偏向器の前記第一のミラーは、線形放物面トラフの頂点線に沿って片側に部分を構成することができ、前記偏向器ランプ軸に沿って見た前記第一のミラーの前記断面は、前記偏向器ランプの放射線の少なくとも一部を、向け直して平行放射線の形で前記偏向器の前記上側開口部を通すための放物面の一部である、請求項１６～１８のいずれか一項に記載の赤外線ランプキャリッジ。
20. 印刷モジュールおよび分配装置のうちの少なくとも一つをさらに備える、請求項１～１９のいずれか一項に記載の赤外線ランプキャリッジ。
21. 作業空間を備える微粒子材料の固結による三次元物体の形成のための装置であって、前記作業空間は、
    前記作業空間と境界を形成する下面に配置される微粒子材料の造形床表面、および前記作業空間と境界を形成する上面に配置される天井と、
    ランプを前記造形床表面を横切って移動させるための、請求項１～２０のいずれか一項に記載のキャリッジと、を備え、
    使用時に、下側開口部は、前記造形床表面に向かって放射線を通すように配置され、上側開口部は、前記造形床表面から離れる方向に前記作業空間内に、および前記天井に向かって放射線を通すように配置される、装置。
22. 前記ランプが、移動中に前記キャリッジの後縁部または前縁部の近くに取り付けられる、請求項２１に記載の装置。
23. 前記ランプに対向する前記キャリッジの前記表面は、対流を可能にする前記キャリッジの表面と前記シールドとの間にギャップを作るために、前記シールドの隣に配置され、前記ランプの動作中、前記ランプに対向する前記キャリッジの前記表面は、前記微粒子材料の融点よりも低いままである、請求項２１または請求項２２に記載の装置。
24. 前記シールドは、主に、前記下側開口部から前記上側開口部まで垂直に上方に延在する細長い平面状の金属シートを備える、請求項２１～２３のいずれか一項に記載の装置。
25. 前記第一の細長いシールドの反対側の前記ランプの側面に沿って延在する前記第二の細長いシールドまたは第二の細長いシールドをさらに備え、前記第二の細長いシールドは主に、前記下側開口部と前記上側開口部との間に前記構造形床表面から垂直に上向きに延在する細長い平面状の主表面を備える、請求項２４に記載の装置。
26. 前記シールド、または前記第一および第二の細長いシールドのうちの少なくとも一つは、前記造形床表面に対向する下側縁部を有し、ならびに前記主表面または主表面を形成する二つ以上の細長い平面状のサブ表面を備え、第一のサブ表面は前記第二のサブ表面に対してある角度で配置され、前記下側開口部が前記上側開口部よりも大きいように、前記主表面が前記細長いシールドの前記下側縁部に向かって前記ランプの外側に広がる、請求項２１～２４のいずれか一項に記載の装置。
27. 前記細長いシールドは主に、前記造形床表面に面する下側縁部を有し、および前記下側開口部が前記上側開口部よりも小さくなるように前記下側縁部に向かってランプの内側方向に角度が付けられた、細長い平面状シートを備える、請求項２１～２５のいずれか一項に記載の装置。
28. 前記第一のシールドの反対側の前記ランプの前記側面に沿って延在する前記第二の細長いシールドまたは第二の細長いシールドをさらに備え、前記第二のシールドは主に、前記造形床表面に対向する下側縁部を有し、前記下側開口部が前記上側開口部よりも小さくなるように、前記下側縁部に向かってランプの内側方向に角度が付けられた細長い平面状シートを主に備える、請求項２７に記載の装置。
29. 前記キャリッジは第一のキャリッジであり、前記装置は請求項１～２０のいずれか一項に記載の第二のキャリッジをさらに備え、前記第二のキャリッジは前記第一のキャリッジから独立して移動可能である、請求項２１～２８のいずれか一項に記載の装置。
30. 前記キャリッジは第一のキャリッジであり、前記装置は、偏向器ランプアセンブリーが取り付けられている第二のキャリッジをさらに備え、前記第二のキャリッジは前記第一のキャリッジから独立して移動可能であり、前記偏向器ランプアセンブリーは、放射線偏向器および偏向器ランプ軸に沿って延在する偏向器の細長い赤外線ランプを備え、前記放射線偏向器は、
    対向する第一および第二の細長い側壁と、
    偏向器ランプの放射線を前記放射線偏向器の外部へ通過させるように配置された上側偏向器開口部および下側偏向器開口部と、を備え、
    前記第一および第二の細長い側壁は、前記偏向器ランプ軸に平行に、前記それぞれの第一および第二の側壁の少なくとも下側内部に沿って延在する、第一の細長いミラーおよび第二の細長いミラーを備え、
    前記偏向器ランプ軸は、前記第一のミラーおよび前記第二のミラーに沿ってそれらの間に延在し、前記第一および第二のミラーはそれぞれ前記偏向器ランプ軸に対して凹面を有し、
    前記第一のミラーは、上向き偏向ミラーであり、さらに偏向ランプの直接放射線の少なくとも一部を向け直して前記上側偏向器開口部を通すために、前記上側偏向器開口部に対して凹状に配置され、
    前記放射線偏向器は、使用時に、前記下側偏向器開口部が放射線を前記造形床表面に向けて通過させ、前記上側偏向器開口部が放射線を前記作業空間内に、そして必要に応じて前記天井に向かって通過させるように、前記キャリッジに取り付けられる、請求項２１～２８のいずれか一項に記載の装置。
31. 前記偏向器は、前記平行放射線の前記方向が、前記天井に垂直な方向に対して鋭角を形成するように配置される、請求項３０に記載の、または請求項１６～１９のいずれか一項に従属する場合、請求項２１～２９のいずれか一項に記載の、装置。
32. 微粒子材料の固結によって三次元物体を形成するための装置用赤外線ランプアセンブリーであって、前記アセンブリーは、
    ランプ軸に沿って延在する細長い赤外線ランプと、
    前記ランプの前記軸の片側に平行にそれに沿って延在する細長いシールドと、
    前記ランプの前記端部および前記シールドの前記端部のうちの少なくとも一方を保持する支持構造体と、を備え、
    前記細長いシールドは、前記ランプの片側に少なくとも部分的に前記空間と境界を形成し、
    前記アセンブリーには、前記ランプの下方に下側開口部、および前記ランプの上方に上側開口部が設けられ、使用中、前記ランプによって生成された放射線は、前記開口部を通って、前記ランプから離れる方向で前記シールドによる境界が形成されていない方向に放射されることができる、赤外線ランプアセンブリー。
33. 前記ランプと並んで延在する第二のシールドをさらに備え、前記支持構造体は、前記ランプが前記シールドの間に配置されるように、前記第二のシールドの端部の少なくとも一つを保持し、前記第二のシールドを前記ランプと並べて前記第一のシールドの反対側に配置する、請求項３２に記載の赤外線ランプアセンブリー。
34. 前記シールドのうちの少なくとも一つは、平面状である主表面を備える、請求項３２または請求項３３に記載の赤外線ランプアセンブリー。
35. 各シールドは主表面を備え、前記二つのシールドの前記主表面は互いに非平行である、請求項３３に記載の赤外線ランプアセンブリー。
36. 各シールドは主表面を備え、前記二つのシールドの前記主表面は互いに平行である、請求項３３に記載の赤外線ランプアセンブリー。
37. 各シールドは主平面を備え、前記主平面は互いに対して角度を付け、前記主表面の前記下側縁部が前記主表面の前記上側縁部よりも互いに近くなり、および前記上側開口部が前記下側開口部よりも大きくなる、請求項３３に記載の赤外線ランプアセンブリー。
38. 前記ランプ軸は、前記シールドの前記主表面の前記下側縁部と連結する前記平面に、またはその上方に位置する、請求項３３に記載の、または請求項３３に従属する場合、請求項３４に記載の、または請求項３６もしくは請求項３７に記載の、赤外線ランプアセンブリー。
39. 前記ランプは、前記シールドの前記平面状の主表面が、前記ランプ軸を中心とする円筒形の定電力エンベロープの前記表面に接平面を形成するように、支持構造体に取り付けられている、請求項３４に記載の赤外線ランプアセンブリー。
40. 前記平面状の主表面が、前記接平面と前記定電力エンベロープとの間の前記接触線の両側に異なる量で延在する、請求項３９に記載の赤外線ランプアセンブリー。
41. 前記シールドのうちの少なくとも一つは、前記シールドの主表面の上側および／または下側縁部から離れる方向に、ならびにそれぞれ前記上側および／または下側開口部の外側方向に角度を付けられたリップを備える、請求項３２～４０のいずれか一項に記載の赤外線ランプアセンブリー。
42. 前記シールドの少なくとも一つは、前記ランプの上方の前記空間と部分的に境界を形成するように、前記シールドの主表面の上側縁部から離れ前記ランプの上方の前記開口部内への方向に角度を付けられたリップを備える、請求項３２～４１のいずれか一項に記載の赤外線ランプアセンブリー。
43. 前記シールドは、前記ランプの気化フロント内に少なくとも部分的に配置される、請求項３２～４２のいずれか一項に記載の赤外線ランプアセンブリー。
44. 前記上側開口部は、前記上側開口部を横切って延在し、上側サブ開口部のグループを画成する一連の横方向の支柱を備える、請求項３２～４３のいずれか一項に記載の赤外線ランプアセンブリー。
45. 前記一連の横方向の支柱の前記支柱のそれぞれは、前記上側開口部から上向きに離れる方向に延在し、放射線が前記上側サブ開口部を通過することを可能にするように、前記ランプから離れる方向に延在する一連の平面状のガードを形成する、請求項４４に記載の赤外線ランプアセンブリー。
46. 前記シールドは、０．４ｍｍ～１ｍｍの厚さの一定厚さの金属シートから形成される、請求項３２～４５のいずれか一項に記載の赤外線ランプアセンブリー。
47. 作業空間を備える微粒子材料の固結による三次元物体の形成のための装置であって、前記作業空間は、
    前記作業空間と境界を形成する下面に配置される微粒子材料の造形床表面、および前記作業空間と境界を形成する上面に配置される天井と、
    請求項３２～４６のいずれか一項に記載の前記ランプアセンブリーが取り付けられ、および前記ランプアセンブリーを前記造形床表面を横切って通過させるためのキャリッジと、を備え、
    前記シールドは前記ランプと前記ランプに対向する前記キャリッジの表面との間に配置され、ならびに前記ランプアセンブリーの前記少なくとも二つの開口部が配置され、使用時に、前記下側開口部は、放射線が前記造形床表面に向かって通過することを可能にし、および前記上側開口部は、放射線が前記造形床表面から離れる方向に前記作業空間内に、および前記天井に向かって通過することを可能にする、装置。
48. 前記シールドは、前記ランプの動作中に、３００℃以上の熱分解温度に達する、請求項４７に記載の装置。
49. 前記ランプに対向する前記キャリッジの前記表面は、対流を可能にするギャップを作るために、前記シールドのうちの一つの隣に配置され、前記ランプの動作中、前記ランプに対向する前記キャリッジの前記表面は、前記微粒子材料の融点よりも低いままである、請求項４７または請求項４８に記載の装置。
50. 前記天井はヒートシンクを備える、請求項４７～４９のいずれか一項に記載の装置。
51. 前記シールドは、主に、前記下側開口部から前記上側開口部まで垂直方向に上向きに延在する細長い平面状の金属シートを備える、請求項４７～５０のいずれか一項に記載の装置。
52. 前記第一のシールドの反対側の前記ランプの前記側面に沿って延在する第二の細長いシールドをさらに備え、前記第二のシールドは主に、前記下側開口部から前記上側開口部に垂直方向に上向きに延在する細長い平面状の主表面を備える、請求項５１に記載の装置。
53. 前記シールドのうちの少なくとも一つは、前記主表面を形成する二つ以上の細長い平面状のサブ表面を備え、前記第一の表面は、前記主表面が前記ランプに対して外側に広がるように、および前記下側開口部が前記上側開口部よりも大きくなるように、前記第二の表面に対してある角度で配置されている、請求項５１または請求項５２に記載の装置。
54. 前記シールドは主に、下側縁部を有し、その下側縁部が前記上側開口部よりも小さい下側開口部を画成するように前記ランプの内側方向に角度が付けられた、細長い平面状の金属シートを備える、請求項４７～５０のいずれか一項に記載の装置。
55. 前記第一のシールドの反対側の前記ランプの前記側面に沿って延在する第二の細長いシールドをさらに備え、必要に応じて、前記第二のシールドは主に、下側縁部を有し、および前記シールドの前記下側縁部が前記上側開口部よりも小さい前記下側開口部を画成するように前記アセンブリーの内側方向に角度が付けられた、細長い平面状の金属シートを備える、請求項５４に記載の装置。
    
    

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