JP6435324B2 - 付加製造のための方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、３次元物品の付加製造を行うための方法および装置に関する。

フリーフォーム製造または付加製造は装置を介してワークテーブルに適用された粉末層の選択された部分を連続的に溶融することを通して３次元物品を形成するための方法である。

係る装置は、その上で３次元物品が形成されることとなるワークテーブルと、粉末床を形成するためにワークテーブル上に薄い層の粉末を設置するよう構成された粉末ディスペンサと、粉末にエネルギーを供給し、それにより粉末を溶融させるための光線供給源と、粉末床の部分を溶融することを通して３次元物品の断面を形成するために光線供給源により粉末床上に提供される光線を制御するための要素と、３次元物品の連続的断面に関する情報が格納されている制御用コンピュータと、を含み得る。３次元物品は、連続的に形成される粉末層の断面を連続的に溶融することにより形成される。係る粉末層は粉末ディスペンサにより連続的に設置される。

より大きい３次元物品の製造が可能な付加製造技術に対する需要が存在する。

構築体積が大きくなるにしたがって、複数のビーム供給源が必要となる場合があり、それにより、構築エリア全域にわたってビーム・スポットの品質およびビーム・スポットの位置決めを等しく維持することに起因するプロセス上の困難が生じ得る。

本発明の様々な実施形態の目的は、作製される３次元物品の品質を犠牲にすることなく、大きい構築体積の３次元物品がフリーフォーム製造または付加製造により生産されることを可能にする方法および装置を提供することである。上述の目的は本明細書に記載される請求項にしたがった方法および装置における特徴により達成される。

本発明の様々な実施形態では、粉末床の部分を連続的に溶融することにより３次元物品を形成するための方法であって、係る部分は３次元物品の連続的な断面に対応する方法が提供される。この方法は、３次元物品のモデルを適用するステップと、第１粉末層をワークテーブル上に適用するステップと、第１電子ビームを第１電子ビーム供給源からワークテーブル上に誘導し、それにより第１粉末層は第１選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなるステップと、第２電子ビームを第２電子ビーム供給源からワークテーブル上に誘導し、それにより第１粉末層は第２選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第２部分が形成されることとなるステップと、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するステップと、第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するステップと、モデルにしたがった所望の第２電子ビーム位置と、実際の第２電子ビーム位置と、を位置合わせするために、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、第２電子ビームの位置を修正するステップと、を含む。

本発明の様々な実施形態の特長は、付加製造において複数ビーム供給源システム内のビーム位置が修正され、それにより３次元物品の最終結果が改善されることである。

他の代表的且つ非限定的な実施形態では、第１電子ビームの位置は、モデルにしたがった所望の第１電子ビーム位置と実際の第１電子ビーム位置とを位置合わせするために、第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて修正される。

この代表的な実施形態の特長は、複数の電子ビーム位置がその正確な位置に同時に調節され得ることである。

さらに別の代表的且つ非限定的な実施形態では、第１電子ビーム供給源および第２電子ビーム供給源における少なくとも１つの設定のそれぞれの組み合わせに対する位置修正値は参照テーブルに格納され得る。少なくともこの実施形態の特長は誤った電子ビーム位置の修正が迅速且つ容易に実施され得ることである。

別の代表的且つ非限定的な実施形態では、位置修正値は、実験により生成されるか、またはシミュレーションにより生成される。これは、実際の修正が行われる前に位置修正値が既知となり得ること、すなわち３次元物品の構築を開始する前に位置修正値が計算またはシミュレーションされ得ることを意味する。

さらに別の代表的且つ非限定的な実施形態では、電子ビーム供給源設定は、電子ビームを偏向および／もしくは成形するための少なくとも１つのビーム供給源コイル内のコイル電流、および／またはビーム出力、および／または電子ビームを偏向および／もしくは成形するための静電レンズもしくはプレートからなる群のうちの少なくとも１つを含む。

本発明のさらに別の代表的且つ非限定的な実施形態は、第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離を登録するステップ、第１電子ビームおよび第２電子ビームの電子ビーム電流を登録するステップ、粉末層上の第１電子ビームの位置を調節するステップであって、係る調節は、第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに第１ビームおよびに第２ビームのビーム電流に応じて行われる、ステップ、粉末層上の第２電子ビームの位置を調節するステップであって、係る調節は、第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに第１ビームおよび第２ビームのビーム電流に応じて行われる、ステップ、ならびに／または第１電子ビームおよび第２電子ビームの実際の位置が、第１電子ビームおよび第２電子ビームの所望の位置から所定値の範囲内となるまで、少なくともこれらのステップを反復するステップをさらに含む。

この実施形態およびさらに別の実施形態の特長は、別の電子ビーム供給源からの電界および／または磁界が補償されることのみでなく、そのように２つ（または３つ以上）の電子ビーム間の距離も補償されることである。電子ビームが荷電粒子のビームであるため、電子ビームは互いに反発し合う傾向を有する。これらのビームが互いに対して近接し合うと、その反発力によりビーム位置に影響が及ぶこととなる。２つの近接する電子ビーム間のこの反発力に起因する位置ずれを修正することにより、３次元物品の最終結果はさらに改善され得る。

さらに別の代表的且つ非限定的な実施形態では、２つの近接する電子ビーム間の反発力のための調節は、第１ビームと第２ビームとの間の距離が互いに対して所定値よりも近接し合う場合にのみ行われる。少なくともこの実施形態の特長は、重要でない補償が無視され得るため製造プロセス時間が最小に保たれ得ることである。

本発明の様々な実施形態は、上記の方法と同様の特徴および特長を有する装置にも関する。

ある実施形態によれば、この装置は、３次元物品の電子的に作製されたモデルと、第１粉末層をワークテーブル上に提供するよう構成された粉末分配器と、少なくとも１つの制御ユニットであって、第１電子ビームを第１電子ビーム供給源からワークテーブル上に誘導し、それにより第１粉末層は第１選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなること、第２電子ビームを第２電子ビーム供給源からワークテーブル上に誘導し、それにより第１粉末層は第２選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第２部分が形成されることとなること、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録すること、および第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録すること、を行うよう構成された少なくとも１つの制御ユニットと、モデルにしたがった所望の第２電子ビーム位置と、実際の第２電子ビーム位置と、を位置合わせするために、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、第２電子ビームの位置を修正するよう構成された修正ユニットと、を含む。

少なくとも１つの代表的且つ非限定的な実施形態では、少なくとも１つの制御ユニットは、第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離を登録することと、第１電子ビームおよび第２電子ビームの電子ビーム電流を登録することと、粉末層上の第１電子ビームの位置を調節することであって、係る調節は、第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離に応じて、および第１ビームならびに第２ビームのビーム電流に応じて、行われる、ことと、粉末層上の第２電子ビームの位置を調節することであって、係る調節は、第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離に応じて、および第１ビームならびに第２ビームのビーム電流に応じて、行われる、ことと、を行うよう、さらに構成される。

様々な実施形態では、この装置は、３次元物品のコンピュータ・モデル、第１粉末層をワークテーブル上に提供するよう構成された粉末分配器と、第１電子ビームを第１電子ビーム供給源からワークテーブル上に誘導し、それにより第１粉末層は第１選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなるよう構成された制御ユニットと、第２電子ビームを第２電子ビーム供給源からワークテーブル上に誘導し、それにより第１粉末層は第２選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第２部分が形成されることとなるよう構成された制御ユニットと、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するよう構成された制御ユニットと、第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するよう構成された制御ユニットと、モデルにしたがった所望の第２電子ビーム位置と、実際の第２電子ビーム位置と、を位置合わせするために、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、第２電子ビームの位置を修正するよう構成された修正ユニットと、を含む。

これらの実施形態のうちのある実施形態では、第１電子ビームを誘導するよう構成された制御ユニットおよび第２電子ビームを誘導するよう構成された制御ユニットは、同一のユニットである。

他の実施形態では、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するよう構成された制御ユニットおよび第１電子ビームを誘導するよう構成された制御ユニットは同一のユニットであり、ならびに／または第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するよう構成された制御ユニットおよび第２電子ビームを誘導するよう構成された制御ユニットは同一のユニットである。

本発明の実施形態について非限定的な方法で添付の図面を参照しつつ以下でさらに説明する。参照図面の同一番号は、以下の図面のうちのいくつかの図面を通して、対応する同様の部品を示すために用いられる。

本発明の様々な実施形態に係る付加製造装置の側面図である。 本発明の様々な実施形態に係る２つの電子ビーム供給源およびワークテーブルの第１概略斜視図である。 本発明の様々な実施形態に係る２つの電子ビーム供給源およびワークテーブルの第２概略斜視図である。 本発明の様々な実施形態に係る、２つの部分的に重複し合う電子ビームのカバーエリアの上面図である。

以後、本発明の様々な実施形態について添付の図面を参照してさらに詳細に説明する。なお添付の図面は、本発明の全ての実施形態を図示するのではなく、一部の実施形態を図示するものである。実際、本発明の実施形態は、多数の異なる形態において具体化され得るものであって、本明細書で説明される実施形態に限定されるものとして解釈してはならない。むしろこれらの実施形態は、該当する法律上の要件を本開示が満足するよう提供されたものである。別段の定義がない限り、本明細書において用いられる専門用語および科学用語の全ては、本発明が属する技術分野の当業者により一般に知られ理解されるものと同一の意味を有する。本明細書で使用される「または」という用語は、別段の指示がない限り、代替的な意味および接続的な意味の両方の意味で使用される。全体を通して、同様の番号は同様の要素を指す。

本発明の理解を支援するために、いくつかの用語について以下で定める。本明細書で定められる用語は、本発明に関連する分野に属する当業者により一般に理解される意味を有する。「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」などの用語は、単数形の実体のみを指すことを意図するものではなく、その特定の事例が例示のために使用され得る一般的な場合も含む。本明細書における術語は、本発明の特定の実施形態を説明するために使用されるが、請求項において記載される場合を除き、係る術語の使用は本発明の範囲を限定しない。

本明細書で使用される「３次元物品」およびそれに類する用語は全般に、意図されたか、または実際に製作された、特定の目的のために使用されることが意図された（例えば構造材（単数または複数）の）３次元的な構成を指す。係る構造その他は、例えば、３次元ＣＡＤシステムの支援により設計され得る。

様々な実施形態において本明細書で使用される「電子ビーム」という用語は任意の荷電粒子を指す。荷電粒子ビームの供給源は電子供給源、線形加速器、その他を含み得る。

図１は、本発明の様々な実施形態に係るフリーフォーム製造または付加製造装置１００の一実施形態を示す。装置１００は、２つの電子ビーム供給源１０１および１０２と、２つの粉末ホッパ１０６および１０７と、スタート・プレート１１６と、構築タンク１１２と、粉末分配器１１０と、構築プラットフォーム１１４と、真空チャンバ１２０と、制御ユニット１４０と、を含む。図１では簡略化のために２つの電子ビーム供給源のみが開示されている。もちろん、任意個数の電子ビーム供給源が、本発明を説明するために使用される２つの電子ビーム供給源と同様の様式で、使用され得る。このことは、２つの電子ビーム供給源のみを使用する本明細書で開示される発明概念を見た上で、係る発明概念を当業者の目的に適し得る任意の特定個数に対して適用するとき、当業者にとって明白である。

真空チャンバ１２０は真空システムにより真空環境を維持する能力を有する。真空システムはターボ分子ポンプ、スクロールポンプ、イオンポンプ、および１つまたは複数のバルブを含み得る。これらは当業者には周知であり、したがってこの文脈ではさらなる説明を加えない。真空システムは制御ユニット１４０により制御され得る。

電子ビーム供給源１０１および１０２は電子ビームを生成する。これらの電子ビームは、スタート・プレート１１６上に提供された粉末材料１１８を一緒に溶解または溶融するために使用される。電子ビーム供給源１０１および１０２の少なくとも１部分は真空チャンバ１２０内に提供され得る。制御ユニット１４０は、電子ビーム供給源１０１および１０２から放出される電子ビームを制御および管理するために使用され得る。第１電子ビーム供給源１０１は第１電子ビーム１５１を放出し、第２電子ビーム供給源１０２は第２電子ビーム１５２を放出し得る。第１電子ビーム１５１は、少なくとも第１極端位置と少なくとも第２極端位置との間で偏向され得る。第２電子ビーム１５２は、少なくとも第１極端位置と少なくとも第２極端位置との間で偏向され得る。第１電子ビーム１５１の第１極端位置または第２極端位置のうちの少なくとも１つは、第２電子ビーム１５２の少なくとも第１極端位置または第２極端位置のうちの１つと重複し、それにより重複領域が作られ得る。

少なくとも１つの電子ビーム収束コイル（図示せず）、少なくとも１つの電子ビーム偏向コイル（図示せず）、および電子ビーム電源（図示せず）が制御ユニット１４０に電気的に接続され得る。本発明の代表的且つ非限定的な実施形態では、第１電子ビーム供給源１０１および第２電子ビーム供給源１０２は、約６０ｋＶの加速電圧および０〜６ｋＷの範囲のビーム出力を有する収束可能な電子ビームを生成し得る。電子ビーム供給源１０１および１０２を用いて粉末層ごとに溶融することにより３次元物品を構築するとき、真空チャンバ内の圧力は１０^−３〜１０^−６ｍＢａｒの範囲であり得る。

粉末ホッパ１０６および１０７は、構築タンク１１２内のスタート・プレート１１６上に提供されるべき粉末材料を含む。粉末材料は例えば、チタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｗ合金、超合金、その他などの、純金属または金属合金であり得る。

粉末分配器１１０は粉末材料の薄い層をスタート・プレート１１６上に設置するよう構成され得る。作業サイクルが実施される間、構築プラットフォーム１１４は、それぞれの粉末材料層が追加された後、電子ビーム供給源に対して連続的に降下されるであろう。この運動が可能となるよう、構築プラットフォーム１１４は本発明の一実施形態では、垂直方向（すなわち矢印Ｐの方向）に移動可能となるよう構成される。これは構築プラットフォーム１１４が、必要な肉厚の第１粉末材料層がスタート・プレート１１６上に設置された状態の初期位置から開始されることを意味する。粉末材料の第１層は他の適用される層よりも厚い肉厚を有し得る。他の層よりも厚い第１層から開始するのは、第１層がスタート・プレート上に溶け落ちることが望ましくないためであり得る。引き続き、構築プラットフォームは、３次元物品の新しい断面を形成するために新しい粉末材料層を設置しつつ、降下され得る。構築プラットフォーム１１４を降下させるための手段は例えば、ギア、調節ネジ、その他が装着されたサーボ・エンジンによるものであり得る。

本発明に係る方法の第１の代表的且つ非限定的な実施形態では、３次元物品は粉末床の部分を連続的に溶融することにより形成され得、係る部分は３次元物品の連続的な断面に対応する。

第１ステップでは、３次元物品のモデルが提供される。このモデルは例えば、コンピュータ・プログラム（例えばコンピュータ支援設計（ＣＡＤ：ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｉｄｅｄ ｄｅｓｉｇｎ）プログラム）により提供され得る。３次元物品のモデルでは、３次元物品は所定の肉厚を有する層状にスライスされ得る。

第２ステップでは、第１粉末層がスタート・プレート１１６上に適用され得る。粉末は粉末ホッパ１０６および１０７から取られ、粉末分配器１１０により均等に分配され得る。層の肉厚は、スタート・プレート１１６の上部表面またはスタート・プレート１１６上の以前の層の上部表面から粉末分配器１１０の最下位置までの距離により決定され得る。粉末層の肉厚は３次元物品のモデルにおけるスライスの肉厚に対応し得る。

第３ステップでは、第１電子ビームが第１電子ビーム供給源から第１粉末層上に誘導され、それにより第１粉末層は第１選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなる。第１電子ビームは粉末層の第１エリアに到達するのみであり得る。

第４ステップでは、第２電子ビームが第２電子ビーム供給源から第１粉末層上に誘導され、それにより第１粉末層は第２選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第２部分が形成されることとなる。第２電子ビームは粉末層の第２エリアに到達するのみであり得、第２エリアは粉末エリアの第１エリアと部分的に重複し得る。この第１エリアは第１電子ビームにより到達され得る。

図４は、第１エリアに到達する第１電子ビームおよび第２エリアに到達する第２電子ビームの代表的且つ非限定的な実施形態を図示する。これらの第１エリアおよび第２エリアは部分的に互いに重複し合う。第１電子ビーム１５１は半径ｒ１を有する第１エリアに到達し、第２電子ビーム１５２は半径ｒ２を有する第２エリアに到達する。半径ｒ１は第１電子ビームの最大偏向を示し、半径ｒ２は第２電子ビームの最大偏向を示す。このことは、第１エリア内の任意の位置が第１電子ビーム１５１により到達され得ること、および第２エリア内の任意の位置が第２電子ビームにより到達され得ることを意味する。第１エリアおよび第２エリアは重複領域１８０において互いに重複し合う。重複領域１８０は第１電子ビーム１５１および第２電子ビーム１５２により到達され得る。第１エリアは第２エリアと異なり得る。すなわち、第１半径ｒ１は第２半径ｒ２と異なり得る。

第５ステップでは、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定が登録され得る。登録され得る設定は、第１電子ビームを偏向および／または成形するための少なくとも１つのビーム供給源コイル内のコイル電流であり得る。第１電子ビーム供給源は電子ビームを偏向するために少なくとも１つの偏向コイルを使用し得る。電子ビームの偏向は偏向コイル内の電流に応じたものとなる。電流が大きいと、電流が小さい場合よりも、電子ビームはより大きく偏向されるであろう。第１電子ビームのビーム出力も、単独で、または第１電子ビーム供給源の１つもしくは複数の他の設定と組み合わせて、登録され得る。電子ビームを偏向および／もしくは成形するための静電レンズもしくはプレートの設定も、単独で、または第１電子ビーム供給源の１つもしくは複数の他の設定と組み合わせて、登録され得る。

第６ステップでは、第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定が登録され得る。登録され得る設定は、第２電子ビームを偏向および／または成形するための少なくとも１つのビーム供給源コイル内のコイル電流であり得る。第２電子ビーム供給源は電子ビームを偏向するために少なくとも１つの偏向コイルを使用し得る。電子ビームの偏向は偏向コイル内の電流に応じたものとなる。電流が大きいと、電流が小さい場合よりも、電子ビームはより大きく偏向されるであろう。第２電子ビームのビーム出力も、単独で、または第２電子ビーム供給源の１つもしくは複数の他の設定と組み合わせて、登録され得る。第２電子ビームを偏向および／もしくは成形するための静電レンズもしくはプレートの設定も、単独で、または第２電子ビーム供給源の１つもしくは複数の他の設定と組み合わせて、登録され得る。

第７ステップでは、モデルにしたがった所望の第２電子ビーム位置と実際の第２電子ビーム位置とを位置合わせするために、第２電子ビームの位置は、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、修正され得る。

図２は、第２電子ビーム供給源１０２が第１電子ビーム供給源１０１の近傍に提供されたときに、第１電子ビーム供給源１０１から発する第１電子ビーム１５１に対して何が起こり得るかを概略的に図示する。第１電子ビーム供給源１０１から発する実際の第１電子ビーム１５１は実際のビーム・スポット１７１を粉末表面上に作る。しかしながら、実際の第１ビーム１５１が所望のビーム１５１’の位置から偏向されているという事実のために、実際のビーム・スポット１７１は所望のビーム・スポット位置１７１’に対して誤った位置に配置される。この誤配置は、第２電子ビーム供給源１０２における電子ビーム供給源設定に起因するものである。第２電子ビーム供給源１０２が存在しない場合、または第２電子ビーム供給源１０２に対するビーム電流がゼロであり、ビーム形成光学素子に対するコイル電流がゼロである場合、実際のビーム位置および所望のビーム位置は同一となるであろう。第２電子ビーム供給源１０２が起動されると、第２電子ビーム供給源１０２における設定は、第１電子ビーム供給源１０１から発する第１電子ビーム１５１の位置決めに影響を及ぼすであろう。

図３は、図２に関連して開示された内容に加えて何が起こり得るかを、すなわち第１電子ビーム供給源も第２電子ビームに影響を及ぼし、その逆もまた成り立つことを概略的に図示する。第１電子ビーム供給源１０１および第２電子ビーム供給源１０２が同時に作用するときには、第１電子ビーム供給源１０１が第２電子ビーム１５２の偏向、および／またはスポットサイズ、および／またはスポット形状に影響を及ぼし得、第２電子ビーム供給源１０２が第１電子ビーム１５１の偏向、および／またはスポットサイズ、および／またはスポット形状に影響を及ぼし得る。

粉末層またはスタート・プレート上における実際のスポット位置と所望のスポット位置との間の偏移を決定するために、いくつかの可能な代替物が存在する。

第１に、偏移は実験により決定されることができる。

最初に、スタート・プレート上におけるビーム・スポットの、影響を受けない位置を決定することが必要となり得る。これは、一度に１つの電子ビーム供給源を動作させて、すなわち１つの電子ビーム供給源を除いて全ての電子ビーム供給源を停止させて、それによりビーム・スポットの、影響を受けないビームの位置決めを決定することにより、非常に容易となり得る。この単一の動作する電子ビーム供給源に対するいくつかのビーム位置の値は測定により決定され得る。実際に測定されない値（すなわち測定位置間の値）は測定された位置を使用して数学的関数またはモデルにより取得され得る。

次に第１電子ビームは、第１セットの所定値に設定された、偏向コイル（単数または複数）またはプレート（単数または複数）、非点収差コイル（単数または複数）、および／または収束コイル（単数または複数）などの内部構成要素、ならびにビーム出力値を有し得る。第２電子ビームは、偏向コイル（単数または複数）またはプレート（単数または複数）、非点収差コイル（単数または複数）、および／または収束コイル（単数または複数）、ならびにビーム出力値の所定の個数の異なる設定に設定され得る。第２電子ビームの実際の位置は、異なる所定の設定に対して決定される。次に、実際の位置は所望の位置と比較される。この所望の位置は、第２電子ビーム供給源の同一の設定に対する測定された影響を受けないビームの位置決めであり得る。次に所望のビームの位置決めと実際のビームの位置決めとの間の偏移は、そのベクトルと反対の符号を有する、修正値となり得る。この手順は、第１電子ビームの所定の個数のセットの所定値に対して再び実行される。同一の方法が、全ての電子ビーム供給源に対する全ての修正値を決定するために適用され得る。修正値は容易且つ迅速なアクセスのために参照テーブルに格納され得る。

偏移を実験的に決定することに代わって、偏移は電子ビーム供給源から発するシミュレートされた磁界および／または電界を使用することによりシミュレートされ得る。ビーム出力と併せて、ビーム成形および／もしくはビーム偏向のために電子ビーム供給源で使用されるコイルまたはプレートの仕様が既知であるため、周囲の電子ビーム供給源の磁界の影響に起因する特定の電子ビームの偏移をシミュレートすることが可能であり得る。

周囲の電子ビーム供給源からの磁界をシミュレートすることに代わって、磁界が検出されてもよい。磁界は、異なる電子ビームにおいて、および／または異なる電子ビームの周囲において、検出され得る。検出された磁界はシミュレーションにおいて実際の修正値を生成するために使用され得る。修正値は参照テーブルに格納され得る。

他の代表的且つ非限定的な実施形態では、モデルにしたがった所望の第１電子ビーム位置と実際の第１電子ビーム位置とを位置合わせするために、第２電子ビームが修正されるばかりではなく、第１電子ビームの位置も、第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、修正され得る。

３つ以上の電子ビーム供給源を有する設定では、修正は所定の個数の電子ビーム（１つのみ、２つ、または全てであり得る）に対してなされ得る。

本発明のさらに別の代表的且つ非限定的な実施形態では、第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離が登録され得る。第１電子ビームおよび第２電子ビームの電子ビーム電流も登録され得る。第１電子ビームの位置は粉末層上で調節され得る。係る調節は第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに第１ビームおよび第２ビームのビーム電流に応じて行われる。第２電子ビームの位置は粉末層上で調節され得る。係る調節は第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに第１ビームおよび第２ビームのビーム電流に応じて行われる。他の電子ビームから所定の距離の範囲内にある電子ビームは、これらの電子ビーム内の電子の静電力により互いに反発し合い得る。この反発力は、１／ｄ３（ｄはビーム間の距離）で減少する力である。ｄが大きい場合、反発力の効果は比較的小さいが、互いに対して比較的近接している２つのビームは、明らかに互いの位置に影響を及ぼし得る。この実施形態は、少なくとも２つの近接するビーム間の静電的な反発力に起因する所望の電子ビーム位置および実際の電子ビーム位置からの偏移を登録し、係る偏移を補償する。

本発明の他の態様では、粉末床の部分を連続的に溶融することにより３次元物品を形成するための装置であって、これらの部分は３次元物品の連続的な断面に対応する装置が提供される。この装置は、３次元物品のコンピュータ・モデルを含む。このコンピュータ・モデルはコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルであり得る。

粉末分配器が第１粉末層をワークテーブル上に提供するために使用され得る。粉末分配器は、以前の層に対して粉末分配器の底部表面を調節することにより、所定の肉厚の粉末層を提供し得る。この調節は、以前に適用および溶融された層を降下させることにより、ならびに／または粉末分配器自体を用いて以前の層までの距離を調節することにより行われ得る。

第１電子ビームを第１電子ビーム供給源からワークテーブル上に誘導し、それにより第１粉末層は第１選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなるための、制御ユニット。制御ユニットは製作されるべきコンピュータ・モデルを格納し得、３次元物品を形成するために粉末層を溶融および加熱するために使用される複数のビームに対する溶融ならびに／または加熱パターンも格納し得る。第２電子ビームを第２電子ビーム供給源からワークテーブル上に誘導し、それにより第１粉末層は第２選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第２部分が形成されることとなるための、制御ユニット。第２ビームを誘導するための制御ユニットは、第１電子ビームを誘導するための制御ユニットと同一であってもよく、または第１電子ビームに関して他の制御ユニットと通信する別個のユニットであってもよい。

第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するための制御ユニット。第１電子ビームのビーム出力または偏向のうちの少なくとも１つは、第２電子ビームのための次の修正に関する基準点を有するために登録され得る。

第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するための制御ユニット。第２電子ビームの少なくとも偏向またはビーム出力は、いかにして修正が第２電子ビームに対してなされるべきかを制御するために登録される。

モデルにしたがった所望の第２電子ビーム位置と実際の第２電子ビーム位置とを位置合わせするために、第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、第２電子ビームの位置を修正するための修正ユニット。この修正は、電子ビームを偏向および／もしくは成形するための少なくとも１つの電子ビーム供給源コイルにおける設定に応じて、ならびに／または電子ビームを偏向および／もしくは成形するための静電レンズもしくはプレートにおける設定に応じて、ならびに／またはビーム出力に応じて、行われ得る。修正ユニットは、第２電子ビームを偏向するためのビーム供給源コイルを通して電流を調節することにより、実際の第２電子ビーム位置を所望の第２電子ビーム位置へと移動させ得る。修正ユニットは、電子ビームを所定の方向に所定の距離だけ偏向させるためのビーム供給源コイル設定を有する参照テーブルを含み得る。代替的に修正ユニットは、電子ビームを所定の方向に所定の距離だけ偏向させるためのビーム供給源コイル設定をリアルタイムで計算し得る。

格納ユニットは第１電子ビーム供給源および第２電子ビーム供給源における少なくとも１つの設定のそれぞれの組み合わせに対する位置修正値を格納するために使用され得る。格納ユニットは参照テーブルを含み得る。

本発明の他の代表的且つ非限定的な実施形態では、この装置は第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離を登録するための制御ユニットをさらに含む。この距離は、電子ビームが衝突することが意図される粉末床またはスタート・プレート上における電子ビーム間の実際の距離である。

この装置は、第１電子ビームおよび第２電子ビームの電子ビーム電流を登録するための制御ユニットをさらに含み得る。第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離を登録することに加えて、電子ビーム電流も検出され得る。なぜなら電子ビーム電流が実際の修正値に影響を及ぼし得るためである。

制御ユニットにおいて、粉末層上の第１電子ビームの位置が調節され得る。係る調節は、第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに第１ビームおよび第２ビームのビーム電流に応じて行われ得る。互いに近接する電子ビームは、その荷電粒子のために互いに反発し合い得る。反発の度合いは、電子ビーム間の距離および電子ビーム電流、すなわち、それぞれの電子ビーム内の単位時間あたりの電子ビームの個数に応じたものとなる。電子ビーム間の距離およびその出力が既知である場合、制御ユニットは、粉末層上の第２電子ビームの位置を調節するために使用され得る。係る調節は、第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに第１ビームおよび第２ビームのビーム電流に応じて行われる。

制御ユニットは、第１電子ビームおよび第２電子ビームの実際の位置が、第１電子ビームおよび第２電子ビームの所望の位置から所定値の範囲内となるまで、登録および調節を反復するよう適応され得る。

本発明の代表的且つ非限定的な実施形態では、修正ユニットは制御ユニットと同一のユニットであり得る。

第１粉末層をスタート・プレート１１６上に提供することを含む、粉末床の部分を連続的に溶融することを通して３次元物品を形成するための方法であって、係る部分は３次分物品の連続的な断面に対応する方法の代表的且つ非限定的な実施形態実施形態において。粉末はいくつかの方法にしたがってワークテーブル上で均等に分配され得る。粉末を分配するための１つの方法はレーキ・システムによりホッパ１０６および１０７から落下した材料を収集することである。レーキが構築タンク上で動かされると、それによりスタート・プレート上で粉末が分配される。レーキの下方部分とスタート・プレートまたは以前の粉末層の上方部分との間の距離は、スタート・プレート上で分配される粉末の肉厚を決定する。粉末層肉厚は構築プラットフォーム１１４の高さを調節することにより容易に調節され得る。

第１エネルギー・ビームが第１エネルギー・ビーム供給源からワークテーブル上に誘導され、それにより第１粉末層は第１選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなる。第１エネルギー・ビーム１５１は所定のエリアに到達し得る。このエリアは、最大偏向角度、および電子ビーム供給源１０１からワークテーブルまでの距離に応じたものとなる。この理由のため、第１エネルギー・ビーム１５１は、構築エリア全体の一部、すなわち、３次元物品１３０の第１断面の一部のみに到達し得る。

電子ビームは、制御ユニット１４０により与えられた命令から、スタート・プレート１１６上に誘導され得る。３次元物品のそれぞれの層に対してビーム供給源１０１および１０２をいかにして制御するかに関する命令は制御ユニット１４０に格納され得る。

第２エネルギー・ビーム１５２が第２エネルギー・ビーム供給源１０２からワークテーブル上に誘導されると、それにより第１粉末層は第２選択場所２においてモデルにしたがって溶融し、その結果、３次元物品１３０の第１断面の第２部分が形成されることとなる。

第１エネルギー・ビーム１５１の場合と同様に、第２エネルギー・ビーム１５２も所定のエリアに到達し得る。このエリアは、最大偏向角度、およびエネルギー・ビーム供給源からワークテーブルまでの距離に応じたものである。

この理由のため、第２エネルギー・ビーム１５２は構築エリア全体の一部、すなわち、３次元物品１３０の第１断面の一部のみに到達し得る。

本発明の代表的且つ非限定的な実施形態では、重複領域において少なくとも部分的に互いに重複し合う第１粉末層の第１場所および第２場所は、それぞれ第１エネルギー・ビーム供給源１０１から発した第１エネルギー・ビーム１５１により、および第２エネルギー・ビーム供給源１０２から発した第２エネルギー・ビーム１５２により、同時に溶融され得る。

重複領域における第１ビーム１５１および第２ビーム１５２による同時溶融は異なる方法で行われ得る。

第１の方法は、第２ビーム１５２が第１通路とは異なる第２通路において粉末を溶融または加熱し得ると同時に、領域３内の第１通路において第１ビーム１５１を用いて粉末を溶融または加熱することである。第１ビームにより溶融された第１通路は、第１ビームが通路を去った後に第２ビームにより再溶融され得る。すなわち、第１ビームおよび第２ビームが、いかなる時点においても同一の位置に同時にあることはない。

第２の方法は、第１ビーム１５１および第２ビーム１５２が少なくとも一度同一位置に同時にあるよう、第１ビームおよび第２ビームを用いて粉末を溶融または加熱することである。

第１層が終了した後、すなわち３次元物品の第１層を作るための粉末材料の溶融が終了した後、第２粉末層がワークテーブル１１６上に提供される。一実施形態では、第２粉末層は以前の層と同じ手法にしたがって分配される。しかしながら、粉末をワークテーブル上に分配するための代替的な方法が同一の付加製造機械に存在し得る。例えば、第１層は第１粉末分配器により提供され、第２層は他の粉末分配器により提供され得る。粉末分配器の設計は制御ユニットからの命令にしたがって自動的に変更される。単一レーキ・システム（すなわち、１つのレーキが左側粉末ホッパ１０６および右粉末ホッパ１０７の両方から降下する粉末をキャッチする）の形態における粉末分配器では、係るレーキは設計を変更することが可能である。

第２粉末層をワークテーブル１１６上に分配した後、第１エネルギー・ビーム供給源１０１から発した第１エネルギー・ビーム１５１がワークテーブル１１６上に誘導され得、それにより第２粉末層が第３選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第２断面が形成されることとなる。

第２層における溶融された部分は第１層の溶融された部分に接合され得る。第１層および第２層における溶融された部分は、最上方層における粉末のみでなく、最上方層の直下における層の肉厚の少なくとも一部も再溶解することにより、一緒に溶解され得る。

粉末床の部分を連続的に溶融することを通して３次元物品を形成するための方法であって、係る部分は３次元物品の連続的な断面に対応する方法の別の代表的且つ非限定的な実施形態では、係る方法は、３次元物品のモデルを提供するステップ、第１粉末層をワークテーブル上に提供するステップ、第１電子ビームを第１電子ビーム供給源からワークテーブル上に誘導し、それにより第１粉末層は第１選択場所においてモデルにしたがって溶融され、その結果、３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなるステップ、第１外部磁界および／または第１外部電界を第１電子ビーム供給源の周囲において検出するステップ、ならびにモデルにしたがった所望のビーム位置と実際の第１電子ビームとを位置合わせするために、第１電子ビーム供給源の周囲における外部磁界および／または外部電界に応じて第１電子ビームの位置を修正するステップ、を含む。

代表的且つ非限定的な実施形態では、外部磁界および／または外部電界は、第１粉末層を第２選択場所においてモデルにしたがって溶融し、その結果、３次元物品の第１断面の第２部分を形成することを目標とする、少なくとも第２電子ビーム供給源から発する。

さらに別の代表的且つ非限定的な実施形態では、第１電子ビーム供給源の周囲における外部磁界および／または外部電界は、少なくとも１つの第２電子ビーム供給源から発する電界および／または磁界を使用することにより計算される。

さらに別の代表的且つ非限定的な実施形態では、この計算は、少なくとも１つの第２電子ビーム供給源の瞬時電子ビーム供給源設定を考慮に入れる。

本発明は上述の実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲に含まれる多数の改変が可能である。係る改変は、例えば、レーザ・ビームなどの例示された電子ビームとは異なる光線の供給源を使用することを含む。ポリマーの粉末および／またはセラミックの粉末などの金属粉末以外の材料が使用されてもよい。

請求項の範囲内に含まれつつも、上述のシステムおよび方法の多数の変化例が可能であること、ならびに上記の実施形態からの逸脱が可能であることは明白であろう。本明細書で説明した本発明の多数の改変および他の実施形態は、前述の説明および添付の図面に提示された教義の利益を有する本発明に関連する技術分野の当業者に想起されるであろう。したがって、本発明が開示された特定の実施形態に限定されないこと、ならびに様々な改変および他の実施形態が添付の請求項の範囲に含まれることが意図されることが理解されるであろう。特定の用語が本明細書では用いられているが、係る用語は単に一般的且つ説明的な意味で用いられたものであり、限定を目的として用いられたものではない。

Claims (20)

1. 粉末床の部分を連続的に溶融することを通して３次元物品を形成するための方法であって、前記部分は前記３次元物品の連続的な断面に対応し、前記方法が、
   前記３次元物品のモデルを適用するステップと、
   第１粉末層をワークテーブル上に適用するステップと、
   第１電子ビームを第１電子ビーム供給源から前記ワークテーブル上に誘導し、それにより前記第１粉末層は第１選択場所において前記モデルにしたがって溶融され、その結果、前記３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなるステップと、
   第２電子ビームを第２電子ビーム供給源から前記ワークテーブル上に誘導し、それにより前記第１粉末層は第２選択場所において前記モデルにしたがって溶融され、その結果、前記３次元物品の第１断面の第２部分が形成されることとなるステップと、
   前記第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するステップと、
   前記第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するステップと、
   前記モデルにしたがった所望の第２電子ビーム位置と実際の第２電子ビーム位置とを位置合わせするために、前記第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および前記第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、前記第２電子ビームの位置を修正するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記モデルにしたがった所望の第１電子ビーム位置と実際の第１電子ビーム位置とを位置合わせするために、前記第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および前記第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、前記第１電子ビームの位置を修正するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第１電子ビーム供給源および前記第２電子ビーム供給源における前記少なくとも１つの設定のそれぞれの組み合わせに対する位置修正値を参照テーブルに格納するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記位置修正値が実験により生成される、請求項３に記載の方法。
5. 前記位置修正値がシミュレーションにより生成される、請求項３に記載の方法。
6. 前記電子ビームの供給源の設定が、前記少なくとも１つの電子ビームについての偏向もしくは成形のうちの少なくとも１つを行うための少なくとも１つのビーム供給源コイル内のコイル電流、ビーム出力、前記電子ビームについての偏向もしくは成形のうちの少なくとも１つを行うための静電レンズ、または前記電子ビームについての偏向もしくは成形のうちの少なくとも１つを行うための静電プレートのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の方法。
7. 第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離を登録するステップと、
   前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの電子ビーム電流を登録するステップと、
   前記粉末層上の第１電子ビームの位置についての調節を行うステップであって、前記調節が前記第１電子ビームと前記第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに前記第１ビームおよび前記第２ビームのビーム電流に応じて行われる、ステップと、
   前記粉末層上の第２電子ビームの位置についての調節を行うステップであって、前記調節が前記第１電子ビームと前記第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに前記第１ビームおよび前記第２ビームのビーム電流に応じて行われる、ステップと、
   をさらに含む、請求項１に記載の方法。
8. 前記第１電子ビームの位置の修正が、前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの実際の位置が、前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの所望の位置から所定値の範囲内となるまで反復される、請求項２に記載の方法。
9. 前記第１ビームと前記第２ビームとの間の距離が互いに対して所定値よりも近接し合う場合にのみ、前記調節を実行するステップをさらに含む、請求項７に記載の方法。
10. 粉末床の部分を連続的に溶融することを通して３次元物品を形成するための装置であって、前記部分が前記３次元物品の連続的な断面に対応し、前記装置が、
    前記３次元物品の電子的に作製されたモデルと、
    第１粉末層をワークテーブル上に提供するよう構成された粉末分配器と、
    少なくとも１つの制御ユニットであって、前記制御ユニットが、
    第１電子ビームを第１電子ビーム供給源から前記ワークテーブル上に誘導し、それにより前記第１粉末層は第１選択場所において前記モデルにしたがって溶融され、その結果、前記３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなることと、
    第２電子ビームを第２電子ビーム供給源から前記ワークテーブル上に誘導し、それにより前記第１粉末層は第２選択場所において前記モデルにしたがって溶融され、その結果、前記３次元物品の第１断面の第２部分が形成されることとなることと、
    前記第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録することと、
    前記第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録することと、
    を行うよう構成される、制御ユニットと、
    前記モデルにしたがった所望の第２電子ビーム位置と実際の第２電子ビーム位置とを位置合わせするために、前記第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および前記第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、前記第２電子ビームの位置を修正するよう構成された修正ユニットと、
    を含む、装置。
11. 前記少なくとも１つの制御ユニットが少なくとも第１制御ユニットおよび第２制御ユニットを含み、前記第１制御ユニットが前記第１電子ビームを誘導するよう構成され、前記第２制御ユニットが前記第２電子ビームを誘導するよう構成された、請求項１０に記載の装置。
12. 前記第１電子ビーム供給源および前記第２電子ビーム供給源における前記少なくとも１つの設定のそれぞれの組み合わせに対する位置修正値を格納するよう構成された格納ユニットをさらに含む、請求項１０に記載の装置。
13. 前記電子ビームの供給源の設定が、前記少なくとも１つの電子ビームについての偏向もしくは成形のうちの少なくとも１つを行うための少なくとも１つのビーム供給源コイル内のコイル電流、ビーム出力、前記電子ビームについての偏向もしくは成形のうちの少なくとも１つを行うための静電レンズ、または前記電子ビームについての偏向もしくは成形のうちの少なくとも１つを行うための静電プレートのうちの少なくとも１つを含む、請求項１１に記載の装置。
14. 前記少なくとも１つの制御ユニットが、
    第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離を登録することと、
    前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの電子ビーム電流を登録することと、
    前記粉末層上の第１電子ビームの位置を調節することであって、前記調節は、前記第１電子ビームと前記第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに前記第１ビームおよび前記第２ビームのビーム電流に応じて行われることと、
    前記粉末層上の第２電子ビームの位置を調節することであって、前記調節は、前記第１電子ビームと前記第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに前記第１ビームおよび前記第２ビームのビーム電流に応じて行われることと、
    を行うようさらに構成された、請求項１０に記載の装置。
15. 前記第２電子ビームの位置の修正が、前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの実際の位置が、前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの所望の位置から所定値の範囲内となるまで反復される、請求項１０に記載の装置。
16. 粉末床の部分を連続的に溶融することを通して３次元物品を形成するための装置であって、前記部分が前記３次元物品の連続的な断面に対応し、前記装置が、
    前記３次元物品のコンピュータ・モデルと、
    第１粉末層をワークテーブル上に提供するよう構成された粉末分配器と、
    第１電子ビームを第１電子ビーム供給源から前記ワークテーブル上に誘導し、それにより前記第１粉末層は第１選択場所において前記モデルにしたがって溶融され、その結果、前記３次元物品の第１断面の第１部分が形成されることとなるよう構成された制御ユニットと、
    第２電子ビームを第２電子ビーム供給源から前記ワークテーブル上に誘導し、それにより前記第１粉末層は第２選択場所において前記モデルにしたがって溶融され、その結果、前記３次元物品の第１断面の第２部分が形成されることとなるよう構成された制御ユニットと、
    前記第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するよう構成された制御ユニットと、
    前記第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するよう構成された制御ユニットと、
    前記モデルにしたがった所望の第２電子ビーム位置と実際の第２電子ビーム位置とを位置合わせするために、前記第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、および前記第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定に応じて、前記第２電子ビームの位置を修正するよう構成された修正ユニットと、
    を含む、装置。
17. 前記第１電子ビームを誘導するよう構成された前記制御ユニットおよび前記第２電子ビームを誘導するよう構成された前記制御ユニットは同一のユニットである、請求項１６に記載の装置。
18. 前記第１電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するよう構成された前記制御ユニットおよび前記第１電子ビームを誘導するよう構成された前記制御ユニットは同一のユニットであり、
    前記第２電子ビーム供給源の少なくとも１つの設定を登録するよう構成された前記制御ユニットおよび前記第２電子ビームを誘導するよう構成された前記制御ユニットは同一のユニットである、
    請求項１６に記載の装置。
19. 第１電子ビームと第２電子ビームとの間の距離を登録するよう構成された制御ユニットと、
    前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの電子ビーム電流を登録するよう構成された制御ユニットと、
    前記粉末層上の第１電子ビームの位置についての調節を行うよう構成された制御ユニットであって、前記調節が、前記第１電子ビームと前記第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに前記第１ビームおよび前記第２ビームのビーム電流に応じて行われる、制御ユニットと、 前記粉末層上の第２電子ビームの位置についての調節を行うよう構成された少なくとも１つの制御ユニットであって、前記調節が、前記第１電子ビームと前記第２電子ビームとの間の距離に応じて、ならびに前記第１ビームおよび前記第２ビームのビーム電流に応じて行われる、少なくとも１つの制御ユニットと
    をさらに含む、請求項１６に記載の装置。
20. 前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの実際の位置が、前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの所望の位置から所定値の範囲内となるまで、前記少なくとも１つの制御ユニットが前記第１電子ビームおよび前記第２電子ビームの位置の修正を反復するよう構成された、請求項１６に記載の装置。

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