JP6374934B2 - 撮像装置を含む付加製造システム及びそのようなシステムを動作させる方法 - Google Patents

Description

本明細書に開示する主題は、概して付加製造システムに関し、特に、付加製造プロセス中に溶融粒子を撮像するための撮像装置を含む付加製造システムに関する。

少なくとも幾つかの付加製造システムは、金属部品を構築して網状又はほぼ網状の部品を作ることを含む。これらのシステムは、低いコスト及び高い製造効率で、高価な材料から複雑な部品を作り出す。直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）及びＬａｓｅｒＣｕｓｉｎｇシステムなどの幾つかの公知の付加製造システムは、レーザ装置又は電子ビーム発生装置などの集束エネルギー源と、粉末化金属などの粒子とを使用して部品を製作する。

幾つかの公知の付加製造システムでは、溶融プール内で集束エネルギー源により金属粉末に伝達される過剰な熱及び／又は熱のばらつきによって部品の品質が低下する。例えば、時々、特に突出部で、局所的な過熱が生じる。加えて、幾つかの公知の付加製造システムでは、粉末化金属と部品の周辺固体材料との間の伝導伝熱のばらつきによって、特に突出部又は下向き表面での部品表面の品質が低下する。例えば、集束エネルギー源により作り出される溶融プールは、時々、大きくなりすぎ、溶融金属が周辺の粉末化金属に拡散するとともに、溶融プールが粉末ベッド内に深く入り込み、追加の粉末を溶融プール内に引き込む。溶融プールの増大したサイズ及び深さ並びに溶融金属の流れによって、突出面又は下向き面の表面仕上げの品質が低下する。

加えて、幾つかの公知の付加製造システムでは、表面下の構造及び金属粉末の熱伝導率のばらつきに起因する溶融プールのばらつきによって、部品の寸法精度及び小さな特徴の解像度が低下する。溶融プールのサイズがばらつくので、特に特徴の縁部で、印刷構造の精度がばらつく。

少なくとも幾つかの公知の付加製造システムは、製作プロセス中に溶融プールの部分的な画像を生成するための撮像装置を含む。撮像装置は、極めて短期間にわたり開放されるシャッタを有するカメラを含む。撮像装置は、溶融プロセス中に光をキャプチャするように集束エネルギー源を追跡する。しかし、撮像装置は、溶融プールの部分的な画像のみを生成する。その上、撮像装置は、特定の位置を基準とせずに溶融プールの部分的な画像を生成する。加えて、撮像装置は、特定の付加製造システム用にカスタマイズされた複雑なプログラミング及び装置を必要とする。

米国特許出願公開第２０１５／０１７７１５８号明細書

一態様では、付加製造システムは、粒子を保持する表面と、表面に沿って移動して粒子を融点まで加熱し溶融パスを作り出す１以上のビームを発生させるように構成された集束エネルギー源とを含む。カメラは、１以上のビームが表面に沿って移動するときに、表面の画像を生成するように構成される。カメラは、視野を有し、複数のラスターを規定する溶融パスの一部分を視野が包含するように表面に対して配置される。カメラは、複数のラスターを規定する溶融パスの少なくとも一部分のタイム露出画像を生成する。

別の態様では、付加製造システムを使用してパーツを製造する方法は、粒子の層を表面に堆積させることを含む。粒子は、集束エネルギー源を使用して粒子の融点まで加熱される。集束エネルギー源のビームは、粒子に向けられ、溶融プール光を放出する溶融プールが形成される。ビームは、溶融プールパスを生成するように移動される。カメラは、溶融プール光に露出され、カメラを用いて溶融プールパスの少なくとも一部分のタイム露出画像が生成される。

また別の態様では、粒子を保持する表面と、表面に沿って移動して粒子を融点まで加熱する１以上のビームを発生させるように構成された集束エネルギー源とを含む付加製造システム内で使用するための撮像装置が提供される。撮像装置はカメラを含む。カメラは、センサと、開口であって、光が開口を通って進みセンサに衝突する、開口を画成するケーシングとを含む。撮像装置は、集束エネルギー源の動作特性に関する信号を受信し、集束エネルギー源の動作中にカメラが粒子のタイム露出画像を生成するように、信号に基づいて開口内の光の進行を制御するように構成されたトリガを更に備える。

本開示のこれら及び他の特徴、態様、及び利点は、図面を通して同様の文字が同様の部分を表している添付図面を参照して以下の詳細な説明が読まれるときに、より良く理解されるであろう。

例示的な撮像装置を含む例示的な付加製造システムの概略図である。 図１に示す付加製造システムの動作中に、図１に示す撮像装置を使用して生成された例示的なタイム露出画像の写真である。 突出特徴を含む部品の形成中に、図１に示す撮像装置を使用して生成された例示的なタイム露出画像の写真である。 突出特徴を含む部品の形成中に、図１に示す撮像装置を使用して生成された例示的なタイム露出画像の写真である。

特に示さない限り、本明細書で提供する図面は、本開示の実施形態の特徴を図示することを意味している。これらの特徴は、本開示の１以上の実施形態を含む広範なシステムに適用可能であると考えられる。よって、図面は、本明細書に開示する実施形態の実践のために必要とされる、当業者により知られている全ての従来の特徴を含むことを意味していない。

以下の明細書及び請求項では、多くの用語が参照されており、それらは、以下の意味を有するように定義されるものである。

単数形の「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「前記（ｔｈｅ）」は、文脈上別様の記述が明らかにない限り複数の参照を含む。

「随意な（ｏｐｔｉｏｎａｌ）」又は「随意に（ｏｐｔｉｏｎａｌｌｙ）」は、続いて記述するイベントもしくは状況が生じる場合もあり生じない場合もあること、また、その記述は、イベントが生じる事例及び生じない事例を含むことを意味する。

明細書及び請求項を通して本明細書で使用される近似語は、変化を許容できる任意の量的表現を、それに関連する基本的な機能を変化させずに修飾するように適用され得る。したがって、「約」、「凡そ」、及び「ほぼ」などの用語又は用語群により修飾される値は、指定される厳密な値に限定されない。少なくとも幾つかの事例では、近似語は、その値を測定するための計器の精度に対応し得る。ここで、並びに明細書及び請求項を通して、範囲の限定は、文脈上又は文言上別様の記述がない限り、そのような範囲が特定され、その範囲に含まれる全ての副次的な範囲を含むように、組み合わされ、及び／又は相互交換されてもよい。

本明細書において、用語「プロセッサ」及び「コンピュータ」並びに関連する用語、例えば、「処理装置」、「演算装置」、及び「コントローラ」は、当該分野でコンピュータと称するそれらの集積回路のみに限定されず、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラムマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、及び他のプログラマブル回路を広く意味し、それらの用語は、本明細書で相互交換可能に使用される。本明細書に記述する実施形態では、メモリは、非限定的に、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのコンピュータ読取可能な媒体、フラッシュメモリなどのコンピュータ読取可能な不揮発性媒体を含み得る。代わりに、フロッピーディスク、コンパクトディスク−リードオンリーメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、及び／又はデジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）が使用されてもよい。また、本明細書に記述する実施形態では、追加の入力チャネルは、非限定的に、マウス及びキーボードなどのオペレータインターフェースに関連するコンピュータ周辺装置であり得る。代わりに、例えば、非限定的にスキャナを含み得る他のコンピュータ周辺装置が使用されてもよい。さらに、例示的な実施形態では、追加の出力チャネルは、非限定的にオペレータインターフェースモニタを含み得る。

さらに、本明細書において、用語「ソフトウェア」及び「ファームウェア」は、相互交換可能であり、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、クライアント、及びサーバにより実行するための、メモリ内の任意のコンピュータプログラムストレージを含む。

本明細書において、用語「非一時的なコンピュータ読取可能な媒体」は、コンピュータ読取可能命令、データ構造、プログラムモジュール及びサブモジュール、又は任意の装置内の他のデータなど、短期的及び長期的な情報記憶のための任意の技術的方法で実施される任意の有形のコンピュータベース装置を表すことを意図している。したがって、本明細書に記述する方法は、非限定的に記憶装置及び／又はメモリ装置を含む、有形の非一時的なコンピュータ読取可能な媒体内に具現化された実行命令としてコード化され得る。このような命令は、プロセッサにより実行されると、本明細書に記述する方法の少なくとも一部分をプロセッサに実施させる。その上、本明細書において、用語「非一時的なコンピュータ読取可能な媒体」は、一時的な伝搬信号を唯一の例外として、非限定的に、揮発性及び不揮発性媒体、及びファームウェアなどのリムーバブル及び非リムーバブル媒体、物理的及び仮想的ストレージ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ及び、ネットワークもしくはインターネットなどの任意の他のデジタルソースを非限定的に含む、非一時的なコンピュータ記憶装置、並びに、まだ開発されていないデジタル手段を含む、全ての有形のコンピュータ読取可能な媒体を含む。

さらに、本明細書において、用語「リアルタイム」は、関連するイベントの発生時刻、所定のデータの計測及び収集の時刻、データを処理すべき時刻、並びに、イベント及び環境に対するシステムの応答時刻のうちの少なくとも１つを意味する。本明細書に記述する実施形態では、これらのアクティビティ及びイベントは、実質的に瞬時に起きる。

本明細書において、用語「タイム露出画像」及び「長期露出画像」は、撮像装置のセンサを長期間にわたり光に対して露出させることにより生成される画像を意味する。

本明細書に記述するシステム及び方法は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）システムなどの付加製造システムに関する。本明細書に記述する実施形態は、集束エネルギー源及び撮像装置を含む。集束エネルギー源の動作中に、撮像装置は、溶融プールを形成する溶融粒子のタイム露出画像を生成する。幾つかの実施形態では、溶融プールのほぼ全体がタイム露出画像中にキャプチャされる。タイム露出画像は、溶融プール全体に放出される光の強度を図示する。幾つかの実施形態では、タイム露出画像は、付加製造プロセスのばらつき及び欠陥を求めるために検査される。結果として、付加製造プロセスにおける誤りが補正され、プロセスが改善される。幾つかの実施形態では、タイム露出画像は、フィードフォワードプロセスで使用されて、後の部品の製造を改善させる。

図１は、撮像装置１０２を含む例示的な付加製造システム１００の概略図である。例示的な実施形態では、付加製造システムは直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）システムである。付加製造システム１００は、光学部品１０６に光学的に接続される集束エネルギー源１０４と、集束エネルギー源１０４の走査を制御するための検流計１０８とを更に含む。例示的な実施形態では、集束エネルギー源１０４はレーザ装置である。代替的な実施形態では、付加製造システム１００は、本明細書に記述するように動作することを付加製造システム１００に可能にさせる任意の集束エネルギー源１０４を含む。例えば、幾つかの実施形態では、付加製造システム１００は、第１のパワーを有する第１の集束エネルギー源１０４と、第１のパワーとは異なる第２のパワーを有する第２の集束エネルギー源１０４とを有する。更なる実施形態では、付加製造システム１００は、ほぼ同じパワー出力を有する２以上の集束エネルギー源１０４を有する。更なる実施形態では、付加製造システム１００は、電子ビーム発生装置である１以上の集束エネルギー源１０４を含む。

例示的な実施形態では、付加製造システム１００は、粒子１１４を保持するように構成された表面１１２を画成するハウジング１１０を更に含む。ハウジング１１０は、表面１１２を画成する下壁１１６と、下壁１１６とは反対側の上壁１１８と、下壁１１６と上壁１１８の間に少なくとも部分的に延びる側壁１２０とを含む。代替的な実施形態では、ハウジング１１０は、本明細書に記述するように動作することを付加製造システム１００に可能にさせる任意の壁及び表面を含む。例示的な実施形態では、側壁１２０には、ビューポート１２２が画成される。代替的な実施形態では、ビューポート１２２は、本明細書に記述するように動作することを付加製造システム１００に可能にさせる、ハウジング１１０の任意の部分により画成される。例えば、幾つかの実施形態では、ビューポート１２２は、上壁１１８により少なくとも部分的に画成される。更なる実施形態では、ハウジング１１０は、複数のビューポート１２２を画成する。

例示的な実施形態では、撮像装置１０２は、ハウジング１１０の外側でビューポート１２２の隣に配置される。撮像装置１０２と表面１１２上の粒子１１４との間には、画像軸１２６が延びる。よって、例示的な実施形態では、画像軸１２６は、ビューポート１２２を通って延びる。撮像装置１０２は、画像軸１２６に沿って測定される距離１２４で表面１１２から離間する。特に、画像軸１２６は、撮像装置１０２の開口１４８を通って延びる。幾つかの実施形態では、距離１２４は、約１５センチメートル（ｃｍ）（６インチ（ｉｎ．））〜約１５２ｃｍ（６０ｉｎ．）の範囲である。更なる実施形態では、距離１２４は、約３０ｃｍ（１２ｉｎ．）〜約９１ｃｍ（３６ｉｎ．）の範囲である。例示的な実施形態では、距離１２４は凡そ６１ｃｍ（２４ｉｎ．）である。代替的な実施形態では、撮像装置１０２は、本明細書に記述するように動作することを撮像装置１０２に可能にさせる任意の距離１２４で表面１１２から離間する。例示的な実施形態では、画像軸１２６は、表面１１２と角度１２８を成す。幾つかの実施形態では、画像軸１２６と表面１１２は、約７０°〜約４０°の範囲の角度１２８を成す。更なる実施形態では、画像軸１２６と表面１１２は、約８０°〜約２０°の範囲の角度１２８を成す。例示的な実施形態では、画像軸１２６と表面１１２は、凡そ４５°の角度１２８を成す。代替的な実施形態では、角度１２８は、本明細書に記述するように動作することを撮像装置１０２に可能にさせる任意の角度である。

本明細書において、用語「視野」は、撮像装置１０２が画像中にキャプチャする対象の範囲を意味する。例示的な実施形態では、撮像装置１０２の視野は、表面１１２を基準とし、表面１１２に対する撮像装置１０２の位置及び向きに依存する。撮像装置１０２の視野は、撮像装置１０２の光学部品などの部品を調節し、表面１１２と撮像装置１０２の間の距離を調節することにより調節される。例示的な実施形態では、撮像装置１０２は、表面１１２の凡そ２５０ミリメートル（ｍｍ）×２５０ｍｍの視野を有する。代替的な実施形態では、撮像装置１０２は、本明細書に記述するように動作することを撮像装置１０２に可能にさせる任意の視野を有する。例えば、幾つかの実施形態では、撮像装置１０２は、上壁１１８の隣に配され、表面１１２の凡そ２５０ｍｍ×２８０ｍｍの視野を有する。更なる実施形態では、解像度を実質的に低下させずに、表面１１２を広くカバーするのに十分な視野を作り出すために、複数の撮像装置１０２が使用される。

例示的な実施形態では、付加製造システム１００は、コンピュータ制御システムすなわちコントローラ１３０も含む。検流計１０８は、コントローラ１３０により制御され、集束エネルギー源１０４のビーム１３２を表面１１２上の所定のパスに沿って偏向させる。幾つかの実施形態では、検流計１０８は、２次元（２Ｄ）スキャン検流計、３次元（３Ｄ）スキャン検流計、ダイナミックフォーカス検流計、及び／又は、集束エネルギー源１０４のビーム１３２を偏向させる任意の他の検流計システムを含む。代替的な実施形態では、検流計１０８は、複数のビーム１３２を１以上の所定のパスに沿って偏向させる。

付加製造システム１００は、レイヤバイレイヤ製造プロセスにより部品１３４を製作するように操作される。部品１３４は、部品１３４の３Ｄ幾何形状の電子的表現から製作される。幾つかの実施形態では、電子的表現は、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）又は同様なファイルにおいて作り出される。代替的な実施形態では、電子的表現は、本明細書に記述するように動作することを付加製造システム１００に可能にさせる任意の電子的表現である。例示的な実施形態では、部品１３４のＣＡＤファイルは、各層用の複数の構築パラメータを含むレイヤバイレイヤ形式に変換される。例示的な実施形態では、部品１３４は、付加製造システム１００で使用される座標系の原点に対して所望の向きで電子的に配置される。部品１３４の幾何形状は、各層の幾何形状が、その各層の位置で部品１３４を通る断面の輪郭となるように、所望の厚さの層の積重ねにスライスされる。それぞれの層の幾何形状にわたって、「ツールパス」又は「ツールパス群」が生成される。構築パラメータは、部品１３４を造るために使用される材料により部品１３４のその層を製作するように、ツールパス又はツールパス群に沿って適用される。ステップは、部品１３４の幾何形状のそれぞれの層毎に繰り返される。プロセスが完了すると、層の全てを含む電子コンピュータ構築ファイル（又はファイル群）が生成される。構築ファイルは、各層の製作中にシステムを制御するために付加製造システム１００のコントローラ１３０にロードされる。

構築ファイルがコントローラ１３０にロードされた後、付加製造システム１００は、ＤＭＬＭ法などのレイヤバイレイヤ製造プロセスを実施することにより部品１３４を生成するように操作される。例示的なレイヤバイレイヤ付加製造プロセスは、既存の物品を最終部品の原型として使用せず、むしろ粒子１１４などの構成可能な形態の原料により部品１３４を作り出す。例えば、非限定的に、鋼粉を使用して鋼部品が付加製造される。付加製造システム１００は、例えば、非限定的に、金属、セラミック、及びポリマーなど、広範な材料を使用して部品を製作することを可能にする。代替的な実施形態では、ＤＭＬＭは、本明細書に記述するように動作することを付加製造システム１００に可能にさせる任意の材料から部品を製作する。

本明細書において、用語「パラメータ」は、付加製造システム１００内の集束エネルギー源１０４のパワー出力、集束エネルギー源１０４のベクトル走査速度、集束エネルギー源１０４のラスターパワー出力、集束エネルギー源１０４のラスター走査速度、集束エネルギー源１０４のラスターツールパス、及び集束エネルギー源１０４のコンターパワー出力など、付加製造システム１００の動作条件を規定するために使用される特性を意味する。幾つかの実施形態では、パラメータは、最初にユーザによりコントローラ１３０に入力される。パラメータは、付加製造システム１００の所与の動作状態を表す。概して、ラスター走査中、ビーム１３２は、互いに離間し平行を成す一連の実質的な直線に沿って順次走査される。ベクトル走査中、ビーム１３２は、概して、一連の実質的な直線又はベクトルに沿って順次走査され、ここで、ベクトル相互の向きは時々変化する。概して、あるベクトルの終点は、次のベクトルの始点と一致する。ベクトル走査は、概して、部品の外側コンターを画成するために使用される一方、ラスター走査は、概して、コンターにより囲まれた空間を「充填」するために使用され、ここで、部品は中実である。

例示的な実施形態では、撮像装置１０２は、レンズ１３８、センサ１４０、ケーシング１４２、フィルタ１４４、及びシャッタ１４６を含む、カメラ１３６を含む。ケーシング１４２は、ケーシング１４２により画成される内部空間１５０に光が進入するための開口１４８を画成する。レンズ１３８、フィルタ１４４、及びシャッタ１４６は、開口１４８の隣に配される。レンズ１３８は、光をセンサ１４０に向け、同センサ上にフォーカスさせ、センサは、内部空間１５０に配される。フィルタ１４４は、光をフィルタリングし、センサ１４０の過度な露出を抑制する。例示的な実施形態では、フィルタ１４４は、集束エネルギー源１０４により放出される強い光を低減させるように構成される。代替的な実施形態では、カメラ１３６は、本明細書に記述するように動作することを撮像装置１０２に可能にさせる任意の構成要素を含む。

例示的な実施形態では、シャッタ１４６は、開口１４８を通じた光の進行を可能にする開放位置と、開口１４８を通じた光の進行を阻止する閉鎖位置との間で配置可能である。例示的な実施形態では、シャッタ１４６は、所定の期間にわたり開放位置及び閉鎖位置に維持されるように構成される。例えば、幾つかの実施形態では、シャッタ１４６は、約１分よりも長い期間にわたり開放位置にある。更なる実施形態では、シャッタ１４６は、約１０分よりも長い期間にわたり開放位置にある。例示的な実施形態では、シャッタ１４６は、約１分〜約１０分の範囲の期間にわたり開放位置にある。幾つかの実施形態では、期間は、付加製造システム１００により形成される部品の構築時間に少なくとも部分的に基づいて決定される。代替的な実施形態では、シャッタ１４６は、本明細書に記述するように動作することを撮像装置１０２に可能にさせる任意の期間にわたり開放位置及び閉鎖位置にある。例えば、幾つかの実施形態では、シャッタ１４６は、タイム露出画像を生成するように構成される一連の露出において開放位置と閉鎖位置の間を移動する。幾つかの実施形態では、一連の露出中にシャッタ１４６が開放位置にある合計時間は、約１分よりも長い。一連の露出は、タイム露出画像中に含まれる構築の隣接部分からの迷光の量を減らす。結果として、幾つかの実施形態では、一連の露出により生成されるタイム露出画像は、開放位置にシャッタが維持された状態での露出により生成される画像よりも緻密である。

例示的な実施形態では、撮像装置１０２は、光に対するセンサ１４０の露出を制御するためのトリガ構成要素１５２を含む。トリガ構成要素１５２は、タイム露出画像を生成するのに十分な光に対してセンサ１４０が露出されるように、シャッタ１４６が開放位置になることを促す。代替的な実施形態では、トリガ構成要素１５２は、本明細書に記述するように動作することを撮像装置１０２に可能にさせる任意のメカニズムである。例示的な実施形態では、トリガ構成要素１５２は、集束エネルギー源１０４の動作特性に関する信号を受信する。例えば、幾つかの実施形態では、トリガ構成要素１５２は、層構築の開始時及び完了時に信号を受信する。幾つかの実施形態では、トリガ構成要素は、集束エネルギー源１０４の動作中に溶融プール内の光の量に基づく信号を受信する。更なる実施形態では、トリガ構成要素１５２は、入力データ、センサ情報、及び本明細書に記述するように動作することを撮像装置１０２に可能にさせる任意の他の情報に基づく信号を受信する。幾つかの実施形態では、受信信号に基づいて、トリガ構成要素１５２は、シャッタ１４６を開放位置又は閉鎖位置に移動させ、所定の期間にわたって、又はトリガ構成要素１５２が別の信号を受信するまで、選択された位置に留まらせる。

撮像装置１０２の動作中、シャッタ１４６は、光が開口１４８を通って進みセンサ１４０に衝突するように、開放位置に配置される。光は、センサ１４０を作動させ、電子信号に変換される。例示的な実施形態では、センサ１４０は、光により作動する複数のピクセル（不図示）を含む。代替的な実施形態では、センサ１４０は、本明細書に記述するように動作することを撮像装置１０２に可能にさせる任意のセンサである。例示的な実施形態では、シャッタ１４６は、開放位置から閉鎖位置に移動され、シャッタ１４６が開放位置にあった間のセンサ１４０の露出に基づいて画像が生成される。代替的な実施形態では、シャッタ１４６は、シャッタが光に対して露出されている間に、開放位置と閉鎖位置の間で移動される。タイム露出画像は、センサ１４０の累積的な露出に基づいて、及び／又は個別の露出のデジタル的な合計に基づいて生成される。例示的な実施形態では、画像は、カメラ１３６に接続されたプロセッサ１５４に送信される。幾つかの実施形態では、プロセッサ１５４は、画像中の光強度の差を認識するように構成される。

例示的な実施形態では、シャッタ１４６は、集束エネルギー源１０４がビーム１３２を発生させる前に、開放位置に移動される。シャッタ１４６は、溶接プールに沿ってビーム１３２が移動するときに、溶接プールから放出する光によりセンサ１４０が作動するように、開放位置に維持される。シャッタ１４６が閉鎖位置に移動されるとき、溶接プールのタイム露出画像が生成される。代替的な実施形態では、シャッタ１４６は、本明細書に記述するように動作することを付加製造システム１００に可能にさせる任意の時に開放位置及び閉鎖位置に移動される。例えば、幾つかの実施形態では、シャッタ１４６は、集束エネルギー源１０４の作動の後に開放位置に移動され、集束エネルギー源１０４の停止の前に閉鎖位置に移動される。

例示的な実施形態では、コントローラ１３０は、付加製造システム１００の動作を制御するために一般的に付加製造システム１００の製造者により準備される任意のコントローラである。幾つかの実施形態では、コントローラ１３０は、１以上のプロセッサ（不図示）及び１以上のメモリ装置（不図示）を含むコンピュータシステムである。幾つかの実施形態では、コントローラ１３０は、例えば、付加製造システム１００により製作されるべき部品１３４の３Ｄモデルを含む。幾つかの実施形態では、コントローラ１３０は、ヒューマンオペレータによる命令に少なくとも部分的に基づいて付加製造システム１００の動作を制御するための動作を実行する。コントローラ１３０により実行される動作は、集束エネルギー源１０４のパワー出力を制御することと、付加製造システム１００内の集束エネルギー源１０４の走査速度を制御するように検流計１０８を調節することとを含む。

例示的な実施形態では、演算装置１５６が撮像装置１０２及び集束エネルギー源１０４に接続される。演算装置１５６は、メモリ装置１５８と、メモリ装置１５８に接続されたプロセッサ１５４とを含む。幾つかの実施形態では、プロセッサ１５４は、非限定的にマルチコア構成などの１以上の処理ユニットを含む。例示的な実施形態では、プロセッサ１５４は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含む。代わりに、プロセッサ１５４は、本明細書に記述するように動作することを演算装置１５６に許容する任意の種類のプロセッサである。幾つかの実施形態では、実行命令がメモリ装置１５８に記憶される。演算装置１５６は、本明細書に記述する１以上の動作を処理装置１５４をプログラミングすることにより実施するように構成される。例えば、プロセッサ１５４は、動作を１以上の実行命令としてコード化し、実行命令をメモリ装置１５８内に提供することによって、プログラミングされる。例示的な実施形態では、メモリ装置１５８は、実行命令又は他のデータなどの情報の記憶及び読出しを可能にする１以上の装置である。幾つかの実施形態では、メモリ装置１５８は、非限定的に、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ、スタティックＲＡＭ、ソリッドステートディスク、ハードディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブルＲＯＭ、電気的に消去可能なプログラマブルＲＯＭ、又は不揮発性ＲＡＭメモリなどの１以上のコンピュータ読取可能な媒体を含む。上記のメモリの種類は、例示にすぎず、よって、コンピュータプログラムの記憶のために使用可能なメモリの種類を限定するものではない。

幾つかの実施形態では、メモリ装置１５８は、非限定的に、構築パラメータのリアルタイム値及び履歴値、又は任意の他の種類のデータを含む、構築パラメータを記憶するように構成される。例示的な実施形態では、メモリ装置１５８は、撮像装置１０２により生成された画像を記憶する。代替的な実施形態では、メモリ装置１５８は、本明細書に記述するように動作することを付加製造システム１００に可能にさせる任意のデータを記憶する。幾つかの実施形態では、プロセッサ１５４は、データの古さに基づいてデータをメモリ装置１５８から削除又は「パージ」する。例えば、プロセッサ１５４は、前に記録及び記憶された関連するデータを後の時間又はイベントで上書きする。加えて又は代わりに、プロセッサ１５４は、所定の時間間隔を超えたデータを削除する。加えて、メモリ装置１５８は、非限定的に、構築パラメータ及び付加製造システム１００により製作される部品１３４の幾何形状条件の監視及び測定を促すのに十分なデータ、アルゴリズム、及びコマンドを含む。

幾つかの実施形態では、演算装置１５６は、プロセッサ１５４に接続された提示インターフェース１６０を含む。提示インターフェース１６０は、撮像装置１０２により生成された画像などの情報をユーザに提示する。一実施形態では、提示インターフェース１６０は、ブラウン管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、又は「電子インク」ディスプレイなどの表示装置（不図示）に接続された表示アダプタ（不図示）を含む。幾つかの実施形態では、提示インターフェース１６０は、１以上の表示装置を含む。加えて又は代わりに、提示インターフェース１６０は、例えば、非限定的に音声アダプタ又はスピーカ（不図示）などの音声出力装置（不図示）を含む。

幾つかの実施形態では、演算装置１５６は、ユーザ入力インターフェース１６２を含む。例示的な実施形態では、ユーザ入力インターフェース１６２は、プロセッサ１５４に接続され、ユーザによる入力を受け取る。幾つかの実施形態では、ユーザ入力インターフェース１６２は、例えば、非限定的に、キーボード、ポインティングデバイス、マウス、スタイラス、非限定的にタッチパッドもしくはタッチスクリーンなどの接触感知パネル、及び／又は、非限定的にマイクなどの音声入力インターフェースを含む。更なる実施形態では、提示インターフェース１６０の表示装置及びユーザ入力インターフェース１６２の両方としてタッチスクリーンなどの単一の部品が機能する。

例示的な実施形態では、通信インターフェース１６４が、プロセッサ１５４に接続されており、撮像装置１０２などの１以上の他の装置と通信状態で接続され、入力チャネルとして機能しながら、そのような装置に対する入出力操作を実施するように構成される。例えば、幾つかの実施形態では、通信インターフェース１６４は、非限定的に、有線ネットワークアダプタ、無線ネットワークアダプタ、モバイル電話通信アダプタ、シリアル通信アダプタ、又はパラレル通信アダプタを含む。通信インターフェース１６４は、１つもしくは複数の遠隔装置からデータ信号を受信し、又は同装置にデータ信号を送信する。例えば、ある代替的な実施形態では、演算装置１５６の通信インターフェース１６４は、コントローラ１３０と通信する。

提示インターフェース１６０及び通信インターフェース１６４の両方は、例えばユーザ又はプロセッサ１５４に情報を提供するなど、本明細書に記述する方法とともに使用するのに適した情報を提供可能である。よって、提示インターフェース１６０及び通信インターフェース１６４は、出力装置と称される。同様に、ユーザ入力インターフェース１６２及び通信インターフェース１６４は、本明細書に記述する方法とともに使用するのに適した情報を受信可能であり、入力装置と称される。

図２は、付加製造システム１００の動作中に撮像装置１０２を使用して生成されたタイム露出画像２００の写真である。タイム露出画像２００は、複数のラスター２０２を含む溶融プールを示す。本明細書において、用語「ラスター」は、溶融パスに沿う一連の平行線を意味する。図２に示すように、ラスター２０２では、光、すなわち濃い部分と、影、すなわち薄い部分とが交互する。ビーム１３２の進行方向によって、高強度及び低強度を有する交互するラスター２０２が生成される。特に、タイム露出画像２００は、撮像装置１０２に向かう方向のビーム１３２のパスに沿う高強度と、撮像装置１０２から離れる方向のビーム１３２のパスに沿う低強度とを有するラスター２０２を図示する。幾つかの実施形態では、タイム露出画像２００は、溶融プールにより放出される光の強度など、溶融プールの特性を示す。例えば、図示する実施形態では、タイム露出画像２００は、高強度部分２０４を含み、それは溶融プール内の欠陥を示す。よって、タイム露出画像２００は、後の部品の形成中にオペレータが欠陥を補正するための調節を行うことを促す。

図３及び図４は、突出特徴３０４を含む部品の形成中に撮像装置１０２を使用して生成されたタイム露出画像３００、３０２の写真である。タイム露出画像３００は、溶融プールが突出特徴３０４の隣で少なくとも部分的に崩れていることを図示する。タイム露出画像３０２は、突出特徴３０４が、後の層の形成中に少なくとも部分的に充填されていることを図示する。タイム露出画像３００、３０２を検査及び比較するオペレータは、後の部品内の突出特徴３０４を形成するための製造プロセスに必要とされる任意の補正を求める。

図１から図４を参照すると、付加製造システム１００を使用してパーツを製造する例示的な方法は、粒子１１４の第１の層を表面１１２に堆積させることを含む。撮像装置１０２のシャッタ１４６は、開放位置に移動され、開放位置に維持される。幾つかの実施形態では、シャッタ１４６は、１分よりも長く開放位置に維持される。例示的な実施形態では、シャッタ１４６は、約１分〜約１０分の範囲の期間にわたり開放位置に維持される。代替的な実施形態では、シャッタ１４６は、本明細書に記述するように動作することを撮像装置１０２に可能にさせる任意の期間にわたり開放位置に維持される。

例示的な実施形態では、ビーム１３２は、表面１１２上の粒子１１４の第１の層に向けられ、粒子１１４は、融点まで加熱される。粒子１１４は、少なくとも部分的に溶融して、溶融プールを形成し、溶融プールは、光を放出する。幾つかの実施形態では、コントローラ１３０は、ビーム１３２を集束エネルギー源１０４から粒子１１４に向けるように付加製造システム１００を制御する。コントローラ１３０は、部品１３４用の構築ファイルにより規定された所定のパスに従って、表面１１２上の粒子１１４にわたってビーム１３２を走査して溶融パスを形成するように、検流計１０８の動きを制御する。カメラ１３６は、ラスター２０２を規定する溶融パスの一部分をカメラ１３６の視野が包含するように、表面１１２に対して配置される。例示的な実施形態では、溶融プールからの光は、シャッタ１４６が開放位置に維持されている間に、開口１４８を通って進みセンサ１４０に衝突する。シャッタ１４６は、閉鎖位置に移動され、カメラ１３６は、溶融プールのタイム露出画像２００、３００、及び３０４を生成する。幾つかの実施形態では、カメラは、ラスター２０２を規定する溶融パスの少なくとも一部分のタイム露出画像２００、３００、及び３０４を生成する。幾つかの実施形態では、粒子１１４の第２の層が表面１１２に堆積され、粒子１１４の第２の層は、ビーム１３２により加熱される。更なる実施形態では、カメラ１３６は、部品の複数のタイム露出画像２００、３００、及び３０４を生成する。例示的な実施形態では、タイム露出画像２００、３００、及び３０４は、溶融プールの特性を求めるために検査される。幾つかの実施形態では、タイム露出画像２００、３００、及び３０４は、タイム露出画像と電子画像の間の違いを求めるために部品の電子画像と比較される。

上述したシステム及び方法は、直接金属レーザ溶融（ＤＭＬＭ）システムなどの付加製造システムに関する。上述した実施形態は、集束エネルギー源及び撮像装置を含む。集束エネルギー源の動作中に、撮像装置は、溶融プールを形成する溶融粒子のタイム露出画像を生成する。幾つかの実施形態では、溶融プールのほぼ全体がタイム露出画像中にキャプチャされる。タイム露出画像は、溶融プール全体の光の強度を図示する。幾つかの実施形態では、タイム露出画像は、付加製造プロセスのばらつき及び欠陥を求めるために検査される。結果として、付加製造プロセスにおける誤りが補正され、プロセスが改善される。幾つかの実施形態では、タイム露出画像は、フィードフォワードプロセスで使用されて、後の部品の製造を改善させる。

本明細書に記述する方法及びシステムの例示的な技術的効果は、（ａ）部品の形成中に単一の層内の溶融プールのほぼ全てを撮像すること、（ｂ）様々な箇所で溶融プールからの光の強度を求めること、（ｃ）溶融プールの画像を位置に関連付けること、（ｄ）溶融プールを撮像するのに必要とされる時間及びリソースを削減すること、（ｅ）様々な付加製造システムとの撮像装置の適合性を高めること、（ｆ）付加製造プロセス中の欠陥を検出すること、（ｇ）製品開発のサイクルタイムを短縮すること、（ｈ）精確な形状のためにマシン制御を高めること、及び（ｉ）溶融プールに関する視覚的フィードバックを提供すること、のうちの少なくとも１つを含む。

幾つかの実施形態は、１以上の電子又は演算装置の使用を含む。このような装置は、一般的に、汎用中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、マイクロコントローラ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジック回路（ＰＬＣ）などの、プロセッサもしくはコントローラ、及び／又は本明細書に記述する機能を実行可能な任意の他の回路もしくはプロセッサを含む。幾つかの実施形態では、本明細書に記述する方法は、非限定的に記憶装置及び／又はメモリ装置を含む、コンピュータ読取可能な媒体上に具現化される実行命令としてコード化される。このような命令は、プロセッサにより実行されると、本明細書に記述する方法の少なくとも一部分をプロセッサに実施させる。上記の例は、例示にすぎず、よって、いかなる場合も用語、プロセッサの定義及び／又は意味を限定することを意図していない。

付加製造部品を作るための構築パラメータを高度化するための例示的な実施形態について、詳細に上述した。本装置、システム及び方法は、本明細書に記述する特定の実施形態に限定されず、むしろ、方法の動作及びシステムの構成要素は、本明細書に記述する他の動作又は構成要素とは別途に個別に利用されてもよい。例えば、本明細書に記述するシステム、方法、及び装置は、他の産業用途又は消費用途を有してもよく、本明細書に記述するような構成要素による実践に限定されない。むしろ、１以上の実施形態は、他の産業に関連して実施及び利用され得る。

本発明の各種の実施形態の具体的な特徴を幾つかの図面に示し、他の図面に示していない場合もあるが、これは便宜上の理由にすぎない。本発明の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組合せて、参照され得又は特許請求され得る。

この明細書は、ベストモードを含めて、本発明を開示するために、並びに、任意の装置もしくはシステムの製作及び使用、組み込まれた任意の方法の実施を含めて、当業者が本発明を実践することを可能にするために例示を使用する。本発明の特許可能な範囲は、請求項により規定されており、当業者が思い付く他の例を含み得る。このような他の例は、請求項の文言から相違しない構成要素を有する場合、又は、請求項の文言から実質的に相違しない均等な構成要素を含む場合、特許請求の範囲内であることを意図している。
［実施態様１］
粒子（１１４）を保持する表面（１１２）と、
表面（１１２）に沿って移動して粒子（１１４）を融点まで加熱し溶融パスを作り出す１以上のビーム（１３２）を発生させるように構成された集束エネルギー源（１０４）と、
表面（１１２）に沿って１以上のビーム（１３２）が移動するときに、表面（１１２）の画像（２００、３００、３０２）を生成するように構成されたカメラ（１３６）であって、カメラ（１３６）が視野を有し、視野が複数のラスター（２０２）を規定する溶融パスの一部分を包含するように、カメラ（１３６）が表面（１１２）に対して配置され、カメラ（１３６）は、複数のラスター（２０２）を規定する溶融パスの少なくとも一部分のタイム露出画像（２００、３００、３０２）を生成する、カメラ（１３６）と
を備える、付加製造システム（１００）。
［実施態様２］
タイム露出画像（２００、３００、３０２）を処理するためのプロセッサ（１５４）であって、タイム露出画像（２００、３００、３０２）中の光強度の差を認識するように構成されたプロセッサ（１５４）を更に備える、実施態様１に記載の付加製造システム（１００）。
［実施態様３］
開口（１４８）を通じた光の進行を可能にする開放位置と、開口（１４８）を通じた光の進行を阻止する閉鎖位置との間で配置可能であるシャッタ（１４６）を更に備え、シャッタ（１４６）は、カメラ（１３６）の露出時間を制御する、実施態様１に記載の付加製造システム（１００）。
［実施態様４］
カメラ（１３６）に接続されたトリガ（１５２）であって、シャッタ（１４６）の位置を制御するように構成されたトリガ（１５２）を更に備える、実施態様３に記載の付加製造システム（１００）。
［実施態様５］
ハウジング（１１０）であって、ビューポート（１２２）が画成され、カメラ（１３６）がビューポート（１２２）の隣に配置される、ハウジング（１１０）を更に備える、実施態様１に記載の付加製造システム（１００）。
［実施態様６］
ハウジング（１１０）は、下壁（１１６）、下壁（１１６）とは反対側の上壁（１１８）、及び下壁（１１６）と上壁（１１８）の間に少なくとも部分的に延びる側壁（１２０）を備え、下壁（１１６）が、表面（１１２）を少なくとも部分的に画成する、実施態様５に記載の付加製造システム（１００）。
［実施態様７］
ビューポート（１２２）は、側壁（１２０）により画成される、実施態様６に記載の付加製造システム（１００）。
［実施態様８］
付加製造システム（１００）を使用してパーツ（１３４）を製造する方法であって、
粒子（１１４）の層を表面（１１２）に堆積させることと、
集束エネルギー源（１０４）を使用して粒子（１１４）を粒子（１１４）の融点まで加熱することと、
集束エネルギー源（１０４）のビーム（１３２）を粒子（１１４）に向けることと、
粒子（１１４）の溶融プールを形成することであって、溶融プールは溶融プール光を放出することと、
集束エネルギー源（１０４）のビーム（１３２）を移動させて、溶融プールパスを生じさせることと、
カメラ（１３６）を溶融プール光に対して露出することと、
カメラ（１３６）を用いて溶融プールパスの少なくとも一部分のタイム露出画像（２００、３００、３０２）を生成することと
を含む、方法。
［実施態様９］
粒子（１１４）の層を堆積させることは、粒子（１１４）の第１の層を堆積させることを含み、方法は、粒子（１１４）の第１の層の少なくとも一部分の上に粒子（１１４）の第２の層を堆積させることを更に含む、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１０］
集束エネルギー源（１０４）のビーム（１３２）を移動させることは、集束エネルギー源（１０４）のビーム（１３２）を粒子（１１４）の列に沿って移動させることを含み、粒子（１１４）の列が、複数のラスター（２０２）を形成する、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１１］
集束エネルギー源（１０４）のビーム（１３２）を粒子（１１４）に向ける前にカメラ（１３６）のシャッタ（１４６）を開放することと、複数のラスター（２０２）が形成された後にシャッタ（１４６）を閉鎖することとを更に含む、実施態様１０に記載の方法。
［実施態様１２］
タイム露出画像（２００、３００、３０２）を検査して、溶融プールの特性を求めることを更に含む、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１３］
タイム露出画像（２００、３００、３０２）を検査することは、タイム露出画像（２００、３００、３０２）中の光強度の差を求めることを含む、実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１４］
タイム露出画像（２００、３００、３０２）を部品（１３４）の電子画像と比較することを更に含む、実施態様１２に記載の方法。
［実施態様１５］
凡そ１分よりも長い期間にわたりカメラ（１３６）のシャッタ（１４６）を開放位置に配置することを更に含む、実施態様８に記載の方法。
［実施態様１６］
カメラ（１３６）のシャッタ（１４６）を開放位置に配置することは、シャッタ（１４６）が累積的に凡そ１分よりも長い期間にわたり開放位置にあるように、シャッタ（１４６）を開放位置及び閉鎖位置に交互に配置することを含む、実施態様１５に記載の方法。
［実施態様１７］
粒子（１１４）を保持する表面（１１２）と、表面（１１２）に沿って移動して粒子（１１４）を融点まで加熱する１以上のビーム（１３２）を発生させるように構成された集束エネルギー源（１０４）とを含む付加製造システム（１００）内で使用するための撮像装置（１０２）であって、
カメラ（１３６）を備え、カメラ（１３６）は、
センサ（１４０）と、
開口（１４８）を画成するケーシング（１４２）であって、光が開口（１４８）を通って進みセンサ（１４０）に衝突する、ケーシング（１４２）と、
集束エネルギー源（１０４）の動作特性に関する信号を受信し、カメラ（１３６）が集束エネルギー源（１０４）の動作中に粒子（１１４）のタイム露出画像（２００、３００、３０２）を生成するように、信号に基づいて開口（１４８）を通る光の進行を制御するように構成されたトリガ（１５２）と
を備える撮像装置（１０２）。
［実施態様１８］
開口（１４８）を通じた光の進行を可能にする開放位置と、開口（１４８）を通じた光の進行を阻止する閉鎖位置との間で配置可能であるシャッタ（１４６）であって、トリガ（１５２）が、シャッタ（１４６）を凡そ１分よりも長い期間にわたり開放位置に維持するように構成される、シャッタ（１４６）を更に備える、実施態様１７に記載の撮像装置（１０２）。
［実施態様１９］
タイム露出画像（２００、３００、３０２）を処理するためのプロセッサ（１５４）であって、タイム露出画像（２００、３００、３０２）中の光強度を検出するように構成されたプロセッサ（１５４）を更に備える、実施態様１７に記載の撮像装置（１０２）。
［実施態様２０］
開口（１４８）を通って進む光をフィルタリングするためのフィルタ（１４４）であって、集束エネルギー源（１０４）の動作中に光に対するセンサ（１４０）の過度な露出を抑制するように構成されたフィルタ（１４４）を更に備える、実施態様１７に記載の撮像装置（１０２）。

１００ ＤＭＬＭシステム
１０２ 撮像装置
１０４ レーザ装置
１０６ 光学部品
１０８ 検流計
１１０ ハウジング
１１２ 表面
１１４ 粒子
１１６ 下壁
１１８ 上壁
１２０ 側壁
１２２ ビューポート
１２４ 距離
１２６ 画像軸
１２８ 角度
１３０ コントローラ
１３２ ビーム
１３４ 部品
１３６ カメラ
１３８ レンズ
１４０ センサ
１４２ ケーシング
１４４ フィルタリングシステム
１４６ シャッタ
１４８ 開口
１５０ 内部空間
１５２ トリガ構成要素
１５４ プロセッサ
１５６ 演算装置
１５８ メモリ装置
１６０ 提示インターフェース
１６２ ユーザ入力インターフェース
１６４ 通信インターフェース
２００ 低速度撮影画像
２０２ ラスター
２０４ 高強度部分
３００ 低速度撮影画像
３０２ 低速度撮影画像
３０４ 突出特徴

Claims (10)

1. 粒子（１１４）を保持する表面（１１２）と、
   表面（１１２）に沿って移動して粒子（１１４）を融点まで加熱し溶融パスを作り出す１以上のビーム（１３２）を発生させるように構成された集束エネルギー源（１０４）と、
   表面（１１２）に沿って１以上のビーム（１３２）が移動するときに、表面（１１２）の画像（２００、３００、３０２）を生成するように構成されたカメラ（１３６）であって、カメラ（１３６）が視野を有し、視野が複数のラスター（２０２）を規定する溶融パスの一部分を包含するように、カメラ（１３６）が表面（１１２）に対して配置され、カメラ（１３６）は、複数のラスター（２０２）を規定する溶融パスの少なくとも一部分の画像（２００、３００、３０２）を生成する、カメラ（１３６）と、
   画像（２００、３００、３０２）を処理するためのプロセッサ（１５４）と、
   を備え、
   複数の画像（２００、３００、３０２）が、１分以上の時間間隔で累積的に取得され、
   プロセッサ（１５４）が、複数の画像（２００、３００、３０２）中の光強度を検出するように構成される、付加製造システム（１００）。
2. プロセッサ（１５４）が、表面（１１２）の電子画像と複数の画像（２００、３００、３０２）中の光強度の差を認識するように構成される、請求項１に記載の付加製造システム（１００）。
3. 開口（１４８）を通じた光の進行を可能にする開放位置と、開口（１４８）を通じた光の進行を阻止する閉鎖位置との間で配置可能であるシャッタ（１４６）を更に備え、シャッタ（１４６）は、カメラ（１３６）の露出時間を制御する、請求項１または２に記載の付加製造システム（１００）。
4. カメラ（１３６）に接続されたトリガ（１５２）であって、シャッタ（１４６）の位置を制御するように構成されたトリガ（１５２）を更に備える、請求項３に記載の付加製造システム（１００）。
5. 付加製造システム（１００）を使用してパーツ（１３４）を製造する方法であって、
   粒子（１１４）の層を表面（１１２）に堆積させることと、
   集束エネルギー源（１０４）を使用して粒子（１１４）を粒子（１１４）の融点まで加熱することと、
   集束エネルギー源（１０４）のビーム（１３２）を粒子（１１４）に向けることと、
   粒子（１１４）の溶融プールを形成することであって、溶融プールは溶融プール光を放出することと、
   集束エネルギー源（１０４）のビーム（１３２）を移動させて、溶融プールパスを生じさせることと、
   カメラ（１３６）を溶融プール光に対して露出することと、
   カメラ（１３６）を用いて溶融プールパスの少なくとも一部分の複数の画像（２００、３００、３０２）を生成することと、
   複数の画像（２００、３００、３０２）中の光強度を検出すること
   を含み、
   複数の画像（２００、３００、３０２）が、１分以上の時間間隔で累積的に取得される、方法。
6. 集束エネルギー源（１０４）のビーム（１３２）を移動させることは、集束エネルギー源（１０４）のビーム（１３２）を粒子（１１４）の列に沿って移動させることを含み、粒子（１１４）の列が、複数のラスター（２０２）を形成する、請求項５に記載の方法。
7. 凡そ１分よりも長い期間にわたりカメラ（１３６）のシャッタ（１４６）を開放位置に配置することを更に含む、請求項５または６に記載の方法。
8. 表面（１１２）に沿って移動し、表面上で粒子（１１４）を融点まで加熱する１以上のビーム（１３２）を発生させるように構成された集束エネルギー源（１０４）とを含む付加製造システム（１００）に配置された撮像装置（１０２）であって、
   カメラ（１３６）を備え、カメラ（１３６）は、
   センサ（１４０）と、
   開口（１４８）を画成するケーシング（１４２）であって、光が開口（１４８）を通って進みセンサ（１４０）に衝突する、ケーシング（１４２）と、
   集束エネルギー源（１０４）の動作特性に関する信号を受信し、カメラ（１３６）が集束エネルギー源（１０４）の動作中に粒子（１１４）の画像（２００、３００、３０２）を生成するように、信号に基づいて開口（１４８）を通る光の進行を制御するように構成されたトリガ（１５２）と、
   画像（２００、３００、３０２）を処理するためのプロセッサ（１５４）と、
   を備え、
   複数の画像（２００、３００、３０２）が、１分以上の時間間隔で累積的に取得され、
   プロセッサ（１５４）が、複数の画像（２００、３００、３０２）中の光強度を検出するように構成される撮像装置（１０２）。
9. 開口（１４８）を通じた光の進行を可能にする開放位置と、開口（１４８）を通じた光の進行を阻止する閉鎖位置との間で配置可能であるシャッタ（１４６）であって、トリガ（１５２）が、シャッタ（１４６）を凡そ１分よりも長い期間にわたり開放位置に維持するように構成される、シャッタ（１４６）を更に備える、請求項８に記載の撮像装置（１０２）。
10. 開口（１４８）を通って進む光をフィルタリングするためのフィルタ（１４４）であって、集束エネルギー源（１０４）の動作中に光に対するセンサ（１４０）の過度な露出を抑制するように構成されたフィルタ（１４４）を更に備える、請求項８または９に記載の撮像装置（１０２）。