JP6436435B2 - 層状製造により有形製品を作製する方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、層状製造により有形製品を作製する方法に関する。

特に、本発明は、堆積領域において、材料供給デバイスを使用して、第１の積層製品を造形するために造形プラットフォーム上に構成材料の層を堆積するステップ（i）と、コンベヤを使用して、造形プラットフォームを堆積領域から離間するように搬送するステップ（ii）と、造形プラットフォームから第１の積層製品を除去するステップ（iii）と、材料供給装置と造形プラットフォームとの間の距離を造形方向と平行な方向において調節するステップ（iv）と、第１の積層製品が除去された後に、第２の積層製品を得るために前記プラットフォーム上に構成材料を堆積するステップ（v）と、を含む方法に関する。

本発明は更に、有形製品の層状製造のための生産ラインに関する。

特に、本発明は、（i）有形製品を搬送するための造形プラットフォーム（１０２）と、（ii）造形プラットフォーム上に構成材料の層を供給するための堆積ヘッド（１０１）と、（iii）搬送平面内で造形プラットフォームを搬送するためのコンベヤ（１０３）と、（iv）堆積ヘッドと造形プラットフォームとの間の距離を調節するための高さ調節手段とを備える生産ラインに関する。

層状製造は、層を互いの上に連続的に追加することにより有形３次元製品を作製する製造方法であり、これらの層は有形製品の様々なレベルでの断面に対応する。液体または粉末の均一な層を供給することにより、積層製品を作製することができ、この液体または粉末を、製造される製品の断面に対応する所定の２次元パターンに固化させる。その後、残りの固化していない材料が除去される。層もまた、例えば、印刷により、所要の２次元パターンで直接堆積することができる。このような方法では、パターンが、固化によってではなく、材料の堆積中に既に決定されている。材料は、インクまたは粉末とすることができ、このインクまたは粉末を、凝集性製品（ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｐｒｏｄｕｃｔ）を得るために硬化させ、焼結させ、またはその他の方法で固化させる。

製品は、多くの場合、上下方向に変位させることができる造形プラットフォームの上で作製される。しかしながら、製品が造形プラットフォームの下に垂下する積層製造システムも存在する。このようなシステムの例は、独国特許出願公開第１０２５６６７２号明細書に開示されている。一般的に、このようなシステムは、例えば、紫外（ＵＶ）光により固化させることができる液体を有する皿状部を備える。皿状部の底面のよりも上に位置決めされる造形プラットフォームは、上方に移動して、プラットフォーム（または先の固化層）と皿状部の底面との間の液体薄膜の形成を可能にする。膜を所定のパターンに固化させ、この固化後に、プラットフォームを更に上方に移動させる。これらのステップは、製品が完成するまで繰り返される。最終的に、完成製品がプラットフォームから除去され、このプラットフォームを、他の製品を製造するために使用することができる。

有形３次元製品の層状製造のための別の既知の方法では、出発材料として粉末が使用され、この粉末を、例えば、焼結により固化させる。このような方法は、米国特許出願第２００９／０２９１３０８号明細書に開示されている。この既知の方法によれば、粉末の薄い層は、上下方向の壁によりかつ底側では造形プラットフォームにより境界が定められる領域に供給される。層を焼結により固化させて、製品の断面である所定の形状の凝集性固体層にする。次いで、固化層を支持するプラットフォームが下方に移動し、新たな粉末層が付着される。ステップは、製品が完成するまで繰り返される。その後、別の製品を作製する前に、固化していない粉末の部分および完成製品が除去される。

前述のシステムは、それらシステムが上下方向に移動可能な１つのプラットフォームを有する点で共通している。このようなシステムは、製品を１種類の材料から作製するのに特に適している。異なる形状を有するいくつかの製品をかかるプラットフォーム上で同時に作製することが可能である。このような方法の例は、国際特許出願の国際公開第２００４／０１４６３７号パンフレットに開示されている。この既知の方法は、１種類の材料から作製される製品に限定されるものではない。しかしながら、原則的に、粉末に基づくシステムもまた、個々の層が異なる材料から作製される製品の作製に適している。このようなシステムは、例えば、米国特許公開出願第２００２／０１４５２１３号明細書に開示されている。国際特許出願の国際公開第２０１２／０７６２０５号パンフレットは、異なる製品をほぼ同時に作製することを可能にする装置を開示している。この装置は、異なる造形プラットフォームを備え、このプラットフォームは、造形プラットフォームを１つだけ備えたシステムよりも高い柔軟性を提供する。

層状製造により有形製品を作製する更に別の方法は、３次元印刷である。３次元印刷では、インクが、連続層としてまたは製品の断面に対応する所定のパターンで付着される。３次元印刷は、ある態様では、特にインクが印刷ヘッドにより付着される場合に、上述の方法よりも柔軟性がある。いくつかの材料を含む複合製品を製造するための異なる材料を付着するために、異なる印刷ヘッドを使用することができる。更に、印刷ヘッドは、製造工程のより良好な制御のためにオン／オフを簡単に切り替えることができる。印刷ヘッドを使用する層状製造のための生産ラインの例が、米国特許出願公開第２００９／００７６６４３号明細書に開示されている。層状製造によりいくつかの有形製品を作製するために、この既知の生産ラインを使用することができる。生産ラインは、材料を支持体上に堆積するためのいくつかの印刷ヘッドを備え、この印刷ヘッドは、ある印刷ヘッドから別の印刷ヘッドへ支持体を通過させるコンベヤよりも上に位置決めされる。印刷ヘッドは、搬送方向に互いに一列に並んで位置決めされる。更に、例えば、製品製造の異なる段階での製品の高さ（すなわち、既に堆積された層の数）の増加を補うために、コンベヤに対して各印刷ヘッドの高さを調節することができる。この生産ラインは、異なる幾何学的形状および異なる材料組成を有するいくつかの製品の製造を可能にする。製品の各層は、１つまたはそれ以上の印刷ヘッドにより生成され、結果として、かなりの大きさの製品を製造するために印刷ヘッドが膨大な数となる。また、国際特許出願の国際公開第２００４／１０８３９８号パンフレットは、造形プラットフォーム上に材料を層状に堆積するために１つまたは複数の造形ステーションを使用することを開示している。この機械は多数の製品を生産するが、工業的な量に規模を拡大させる潜在性を欠いている。

本発明の目的は、層状製造により有形製品を作製する方法を提供することであり、この方法は、そのような製品を低コストで迅速に製造することを可能にする。

本発明のこの目的は、層状製造により有形製品を作製する方法であって、
堆積領域において、材料供給デバイスを使用して、第１の積層製品を造形するために造形プラットフォーム上に構成材料の層を堆積するステップ（１）と、
コンベヤを使用して、第１の造形プラットフォームを堆積領域から離間するように搬送するステップ（２）と、
第１の造形プラットフォームから第１の積層製品を除去するステップ（３）と、
材料供給装置と第１の造形プラットフォームとの間の距離を造形方向と平行な方向において調節するステップ（４）と、
第１の積層製品が除去された後に、第２の積層製品を得るために前記第１の造形プラットフォーム上に構成材料を堆積するステップ（５）と、
を含み、
前記調節するステップが、第１の造形プラットフォームをコンベヤに対して移動させることにより実現され、コンベヤが、第１の積層製品を得るために材料供給デバイスを繰り返し通り過ぎるように第１の造形プラットフォームを移動させ（６）、方法が、堆積領域において、材料供給デバイスを使用して、第１の積層製品が除去される前に第３の積層製品を造形するために第２の造形プラットフォーム上に構成材料の層を堆積するステップを更に含むことを特徴とする、方法により達成される。

材料供給デバイスと造形プラットフォームとの間の距離を調節するために、造形プラットフォームをコンベヤに対して移動させる利点は、材料供給デバイスを、移動させる必要がなく、それゆえ固定位置に配置できることである。材料供給デバイスを固定位置に保持することには、デバイスと材料を堆積すべきプラットフォームとの間の距離の調節中に堆積工程を停止する必要がないという効果がある。結果として、材料を堆積するのにより多くの時間が利用でき、それゆえ、デバイスをより効率的に使用することができる。

材料供給デバイスを繰り返し通過するように造形プラットフォームを移動させる利点は、同じ材料の後続の層を同じ材料供給デバイスで堆積できることである。材料供給デバイスを繰り返し通過させることには、各層を別個の堆積デバイスにより堆積する方法に比べて、有形製品を作製するためのかかる材料供給デバイスの数を制限できる効果がある。堆積ヘッドを１つだけまたは限られた数だけしか使用しないことにより、造形プラットフォームが堆積デバイスを１度だけ通過する方法よりも方法のコスト効率が高くなる。

第１の積層製品がまだ構成されている間に、第２の造形プラットフォーム上に構成材料を堆積する利点は、多数の製品がほぼ同時に作製されることである。このほぼ同時に生産する効果は、一定の期間により多くの製品を作製できることである。結果として、より効率的な生産方法が得られる。

本発明の別の目的は、有形製品の付加製造のための生産ラインを提供することであり、この生産ラインは、相互に異なる製品の迅速な製造を可能にする。

本発明のこの目的は、有形製品の層状製造のための生産ラインであって、
有形製品を搬送するための第１の造形プラットフォーム（１０２）と、
構成材料の層を第１の造形プラットフォーム上に設けるための堆積ヘッド（１０１）と、
搬送平面内で第１の造形プラットフォームを搬送するためのコンベヤ（１０３）と、
堆積ヘッドと第１の造形プラットフォームとの間の距離を調節するための高さ調節手段と、
を備え、
コンベヤが、堆積ヘッドに繰り返し接近及び離間するように第１の造形プラットフォームを搬送する（１０５）ためのコンベヤであり、
高さ調節手段（１０７）が、搬送平面に直交する方向において、第１の造形プラットフォームをコンベヤに対して変位させる（１０４）ように構成され、
生産ラインが更に、前記材料を受け取るための第２の造形プラットフォームを備え、この第２の造形プラットフォームが前記コンベヤにより搬送可能であり、かつ前記第２の造形プラットフォームが、第１の造形プラットフォームとは独立にコンベヤに対して変位可能であることを特徴とする、生産ラインにより達成される。

堆積ヘッドに繰り返し接近及び離間するようにプラットフォームを搬送するためのコンベヤの利点は、各プラットフォームが単一の堆積ヘッドを数回通過できることである。単一の堆積ヘッドを数回通過させる効果は、有形製品を作製するのに、限られた数の堆積ヘッドだけ、場合により堆積ヘッド１つだけしか必要でないことである。限られた数の堆積ヘッドだけを備える生産ラインは、各層が別個の堆積ヘッドにより堆積される生産ラインよりもコストが低くなる。

搬送平面に直交する方向において、造形プラットフォームをコンベヤに対して変位させるように構成される高さ調節手段の利点は、堆積ヘッドを固定位置に配置してもよいことと、造形プラットフォームを堆積領域から、すなわち、堆積ヘッドから離間するように除去するときに、堆積ヘッドと造形プラットフォームとの間の距離を調節できることである。その効果は、造形プラットフォームの高さが調節されている間に別の製品を作製するために堆積ヘッドを使用できることである。これにより、有形製品の層状製造中に堆積ヘッドをより効率的に使用することが可能となる。

材料を受け取るための第２の造形プラットフォームの利点は、第１の製品と異なっていてもよい第２の製品を第１の製品と同時に作製できることである。これにより、生産ラインがより効率的になる。

図１は、本発明による、いくつかの有形製品を作製する方法の実施形態を図示する流れ図である。 図２は、固化ステップを含む方法の実施形態を図示する流れ図である。 図３は、支持材料を供給することを含む方法の実施形態を図示する流れ図である。 図４は、製品を更に加工して置き換えることを含む方法の実施形態を図示する流れ図である。 図５は、本発明による付加製造のための生産ラインの概略図である。 図６は、造形プラットフォームを備える支持体の実施形態の概略図である。 図７は、造形プラットフォームを備える支持体の別の実施形態の概略図である。 図８は、切断デバイスの実施形態の概略図である。 図９は、いくつかのデバイスを含む生産の実施形態の概略図である。 図１０は、プラットフォームの高さを調節するための高さ調節手段の概略図である。

本発明のいくつかの有形製品を作製する方法の好ましい実施形態について、図１の流れ図を参照して説明する。層状製品の製造ために、適切な材料を層状に供給しなければならない。第１の製品を得るために材料供給デバイスにより造形プラットフォーム上に構成材料を層状に供給するこのステップ（１）は、いくつかの予備活動を含んでもよい。これらの活動の１つは、堆積技術および使用する材料を調整することである。ある材料供給デバイスまたは技術が層状製造に好ましい場合には、適切な構成材料を見出さなければならない。同様に、ある材料またはある部類の材料が好ましい場合には、適正な材料供給デバイスまたは技術を見出さなければならない。適正な材料供給デバイスは、層状製造のために使用できるインクにとって適切なインクジェット印刷ヘッドであってもよい。このようなインクの例としては、ポリマー溶液を含む溶剤系インクまたは硬化性樹脂を含むインクが挙げられる。電磁放射、特に光により硬化可能な樹脂が好適である。多くの場合、通常の環境条件（すなわち、可視光）下で不所望に硬化させることなく、適用できるので、紫外光により硬化可能な樹脂が好ましい。他のインクが溶剤の蒸発によるインクの固化、すなわち乾燥によりノズルを詰まらせるが、ＵＶ硬化性樹脂は、ノズルを詰まらせない利点を有する。更に、ＵＶ硬化性インクは、多くの場合、長い保存寿命を有する。適切なインクは、液体ポリマー溶液中または硬化性樹脂中に固体粒子を分散させた分散液であってもよい。粒子は、溶剤が蒸発した後または樹脂を硬化させた後に最終的に焼結させることができる金属粒子であってもよい。

印刷ヘッドを使用することが構成材料を供給するための好ましい実施形態であるので、以下では堆積ヘッドという単語を頻繁に使用する。しかしながら、この単語の使用は、本発明を任意の特定の材料供給デバイスまたは技術に限定することを意図するものではないことが理解される。堆積ヘッドは、造形プラットフォーム上、プラットフォームにより支持される先に堆積された層上、または造形プラットフォームにより支持される基板もしくは他の物体もしくは製品上に、材料を堆積するのに適切な任意の種類のデバイスである。それゆえ、堆積ヘッドは、原子層堆積、すなわち、特定の材料の薄い層を適用するために使用できる技術を含む。

以下において、造形プラットフォーム上に材料を堆積することまたはプラットフォーム上に物体を配置することについて言及がなされる場合、この言及には、プラットフォーム自体、プラットフォームにより支持される基板または物体または製品上、および先に堆積された層上での堆積および配置が含まれる。

層状製造により造形プラットフォーム上に作製された製品について言及がなされる場合、この言及には造形プラットフォームがいくつかの材料を支持する状況が含まれることが理解される。単一の造形プラットフォーム上のいくつかの製品は、同じ幾何学的構造を有してもよく、または異なる幾何学的構造を有してもよい。このような別個の製品が同じ造形プラットフォーム上に位置するので、これら製品は、一定の類似性、特に類似の積層構造を有する。

構成材料の第１の層が造形プラットフォーム上に堆積された後、堆積層は、層が堆積されたプラットフォームを搬送するコンベヤにより堆積ヘッドから離間するように移送される（２）。

正確な製造のために、堆積ヘッドと（材料が堆積される領域である）標的領域との間の距離は、材料堆積中の全ての層に対して同じである必要があり得る。第１の層については、この距離は、造形プラットフォームまたは基板である。後続の層については、標的領域が先行する層により画定され、この先行する層は、固化層と後に説明するような支持部分とを備えてもよい。標的領域はまた、封入されるように挿入された物体であってもよく、この物体を層状製造またはその他の方法により生産してもよい。堆積ヘッドと標的領域との間の距離を一定に保つために、造形方向と平行な方向に、プラットフォームをコンベヤに対して変位させることができる（４）。通常、この方向は上下方向である。

プラットフォームの高さを調整した後、新たな層を先に堆積された層の上に堆積することができる。層を堆積し、堆積ヘッドから離間するように層を移動させ、プラットフォームをコンベヤに対して下方向に変位させ、かつ層を再び同じ堆積ヘッドに供給する工程は、製品が完成するまで繰り返される（６）。好適には、特に１ｍ／ｓ以上の速度、例えば２ｍ／ｓで、コンベヤを高速で移動させることにより、この方法を適用することができる。一般的には、プラットフォームは、少なくとも１０秒毎に、例えば、５秒毎または更には１秒毎に、材料供給デバイスを通過してもよい。層を移動させる間に、層を、例えば、硬化させるもしくは加工することができ、または別の堆積ヘッドが別の材料もしくは同じ材料を堆積してもよい。

各層の堆積後に堆積ヘッドと標的領域との間の距離を調節することが好ましい場合があるが、各層の堆積後ではなく、数層、例えば５つの層が堆積されたときにだけプラットフォームの高さを調節すれば十分である場合もある。しかしながら、各層の堆積後に高さを調節しない場合には、以下の理由から堆積ヘッドのタイミングの調節が必要となる場合がある。材料は、堆積ヘッドにより吐出された後に堆積領域に到達するのにある程度の時間を要する。この間に、造形プラットフォームが移動し、その結果、堆積ヘッドと堆積領域との間の距離が変化すると、材料の液滴が堆積領域に到達する位置が変化する。

上述のように、層を堆積した後または追加の層を堆積する前のプラットフォームの変位は通常、下向きである。しかしながら、例えば、別の種類の材料を先に堆積された層の上に堆積しなければならないならば、場合により、堆積ヘッドと造形プラットフォームとの間の距離をより小さくする必要がある。このような場合、プラットフォームを上方に変位させる。他の状況では、例えば、先に堆積された層の材料が存在しない位置に後続の層を同じ造形平面内に堆積すべきであるので、プラットフォームを変位させる必要が全くない。先の層の孔を充填しなければならない場合は別として、後続の層を先の層の中に堆積してもよく、したがって、先の層に別の材料が注入される。

製品は、完成した後に、造形プラットフォームから除去される（３）。この除去を、例えば、プラットフォームから製品を取り上げることにより、または製品が造形される基板をプラットフォームから移動させることにより実現してもよい。プラットフォームは、製品が完成した後に、第２の製品の製造に利用できる。第２の製品の第１の層を堆積するための堆積ヘッドと造形プラットフォームとの間に適切な距離を設けるために、空の造形プラットフォームの高さが調整される（４）。プラットフォームの高さを調節する前、調節した後、または調節している間に第２の製品（５）の第１の層を受け取るために、プラットフォームを堆積ヘッドの方へ移動させる（２）。この第２の製品は、第１の製品と同じように生産され、そのため実際には生産工程（２０）が繰り返される。この第２の製品は、その層の形状および組成を個々の層毎に決定できるので、先の製品と同じものであってもよいが、同じものである必要はない。ここでは、第２のという単語を使用するが、この単語はその文字通りの意味に解釈されるべきではない。実際に、第２の製品は、任意の後続の製品であってもよい。

方法の別の実施形態について、図２を参照して説明する。この図では、１つの製品の生産工程のみを示している。それゆえ、この図では、図１のボックス（２０）内の方法ステップを置き換えてもよい。層状製造により有形製品を作製する方法のこの他の実施形態は、構成材料が造形プラットフォームに供給された後に構成材料を所定のパターンに固化させるステップ（７）を含む。例えば、インクの溶剤が急速に蒸発するので、または２成分インクが短時間で固化するので、更なる措置なしに所定のパターンに固化する構成材料を堆積することが可能であるが、堆積される多くの構成材料は、追加の固化ステップを必要とする。構成材料が所要の形状の層として堆積されている場合、固化ステップは、例えば、層の加熱または電磁放射、例えばＵＶ光による硬化とすることができる。構成材料の層が既に所要の形状を有しているので、固化手段をあるパターンで提供する必要はなく、標的領域全体または更にはより大きな領域にわたって均一に提供してもよい。これにより、赤外線放射による加熱または熱風による加熱が可能となる。

堆積層が構成材料の連続層である場合には、この層を、局所的に提供される固化手段により所要の形状に固化させなければならない。構成材料を、電磁放射、例えばＵＶ光で硬化させなければならない場合には、この放射をいくつかの方法で局所的に提供することができる。層の所定の部分を放射にさらすために、例えば、マスク、好ましくはプログラマブルマスクを使用することができる。マスクの代わりに、個々にアドレス指定可能な光源、例えば、発光ダイオードを有するマトリックスを使用することができる。所要のパターンで光を提供する別の方法は、適正な方向に光を向けるための走査レーザまたは可動鏡である。

好ましくは、その方法は、この方法の利点が最適に活用されるので、いくつかのプラットフォームを備える機器を用いて行われる。方法を実行するためにいくつかのプラットフォームを使用する場合、ステップは、上記のステップと類似していてもよく、プラットフォームという単語が第ｎのプラットフォームに置き換えられる、ここで、ｎはプラットフォームの連続番号である。しかしながら、本発明による方法では、積層製品の製造のために全てのプラットフォームを使用する必要はない。例えば、プラットフォームのいくつかは、空のままであってもよい。製品の除去がプラットフォームの配列の順番に行われる必要もない。実際に、プラットフォームの各々を他の全てのプラットフォームとは独立に動作させつつ、この方法を適用することができる。

図３に示す方法の別の実施形態は、構成材料を支持するための支持材料を準備するステップ（８）を含む。ここでは、この実施形態について、図３を参照して説明する。ここでもまた、方法ステップの一部、すなわち１つの製品に対するステップのみを示している。方法の実施形態は、例えば、製品が孔または張り出し部分を備える場合に、後続の層の部分が下位の先に堆積された層により支持されない製品を作製することに特に関心がある。方法のある実施形態において、構成材料の固化していない部分は、例えば、構成材料がある程度の凝集性を有する粉末である場合に支持材料の機能を果たすことができる。構成材料を支持材料として使用することには、いくつかの不利な点がある。不利な点の１つは、層状製造のために開発される構成材料が、多くの場合、かなり高価であることである。固化していない構成材料を再使用できることもあり、再使用するには洗浄などの特別な措置が必要となる。支持のために異なる材料を使用する利点は、材料を支持に特に適切なものにする特性を備えた部類の材料から支持材料を選択できることである。特に、例えば、水のような、構成材料に悪影響を及ぼさない溶剤中に材料を溶解させることにより、製品から簡単に除去できる材料。

図３に示す方法ステップによれば、ステップ（１）で準備した構成材料を、別個のステップ（７）で固化させる。しかしながら、構成材料が、例えば、特別なステップなしに固化する２成分系である場合には、かかるステップは存在しなくてもよい。特に、このような２つの構成材料は、通常の環境条件に暴露される結果として固化してもよい。図３に示していないが、支持材料が固化工程にさらされてもよく、この固化は、当然ながら、必要に応じて後に材料を除去することを妨げなくてもよい。通常、支持材料は、製品が完成した後に除去可能であるべきである。しかしながら、特別な製品については、支持材料が製品の中に留まることが許容される場合がある。例えば、支持材料が、完成製品の外側から視認できない軽量材料である場合。

構成材料の層が所定の形状に堆積された後または堆積される前に、支持材料を堆積することができる。構成材料が充填された空間と支持材料が相補的であるので、これらが、部分、すなわち構成材料である部分が固化させられる連続層を形成してもよい。その層全体、すなわち、固化部分および支持材料から構成された部分は、後続の層を堆積できる基部である。

支持構造は、構成材料からまたは固化させる異なる構成材料から得ることもできる。このような支持構造は、例えば、ハニカム形状または後に簡単に分解できる他の種類の構造を有してもよい。

本発明の更なる実施形態を図４に示す。この実施形態は、造形プラットフォームから除去された後に第１の製品を更に加工するステップ（９）を含む。この実施形態は更に、この加工された第１の製品をコンベヤにより搬送される造形プラットフォームに戻すステップ（１０）を含む。この実施形態は、層状に製造される多くの製品が層状製造の２つのステップ間の中間ステップとして更なる加工を必要とするという洞察に基づいている。このような更なる加工は、例えば、表面処理であってもよい。表面処理の例としては、例えば、エッチングによるまたは研磨などの機械的工具による材料の除去が挙げられる。表面処理はまた、例えば、塗装、熱蒸着、電気化学堆積または他の原子層堆積技術による、材料の追加であってもよい。更なる加工はまた、例えばコンピュータチップおよび発光ダイオードのような電子部品を追加または挿入することを含んでもよい。それはまた、例えば、光電池、ＭＥＭＳデバイスまたは射出成形部品のような、層状製造以外の技術により良好に作製できるある製品の挿入を含んでもよい。

特に、このような外側加工は、かかる加工が層状製造の速度、すなわちコンベヤの速度と両立しない場合に好適である。加工が、例えば、無電解メッキ、放電加工またはレーザ穿孔のような、特別な機器を必要とするバッチ処理である場合に特に好適である。

製品を更に加工するステップを含む方法の実施形態では、製品を、製品が除去されたプラットフォームとは別の造形プラットフォームに戻してもよい。これは、例えば、第２の製品がまだ造形プラットフォーム上にある場合であってもよい。製品の更なる加工を含む方法の実施形態において、加工された製品は、製品が除去されたプラットフォームと同じプラットフォーム上に配置される。この実施形態によれば、第２の製品は、加工された第１の製品が置き換えられる前に造形プラットフォームから除去される。第１の製品と第２の製品の両方を備える複雑な製品を製造しなければならないときに、第１の製品を、同じ造形プラットフォーム上に、したがって、第２の製品の上かまたは第２の製品の横に配置してもよい。この目的で、方法は、プラットフォーム、基板または製品に、機械可読コード、例えば、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）を設けるステップを含んでもよい。このような方法は更に、コードを読み取り、その製品に対する次の加工ステップが何かを決定するステップを含んでもよい。

層状製造は、先に堆積された材料に材料を追加する付加工程である。しかしながら、このような工程により作製された製品を、例えば、フライス加工、穿孔、または研磨による平滑化により機械加工する必要もあり得る。層状製造の工程の結果、例えば、製品の厚さ（すなわち高さ）に、誤差が蓄積される場合がある。これらおよび他の理由から、既に堆積された層または製品から材料を除去しなければならないこともある。このような除去は、上記のように、堆積機器の外で、すなわちコンベヤから離間させて行われてもよい。しかしながら、特に不完全性（例えば、造形プラットフォーム上での置き換えまたは造形プラットフォームの上下方向の変位）が原因で厚さの調節が必要であるときに、製品が造形プラットフォーム上にある間に材料の除去を行わなければならないまたは行ってもよい。それゆえ、方法は、前記製品がプラットフォームに取り付けられる間に製品から材料を除去するステップを含んでもよい。

複合製品を得るために、層状製造により作製された製品を他の物体と組み合わせてもよい。このような他の物体は、電気的、光学的、磁気的または機械的な機能デバイスであってもよい。このような機能デバイスの例としては、コンピュータチップ、発光ダイオード、レンズ系、アクチュエータ、圧電素子、スピーカ、マイクロフォン、およびバッテリが挙げられる。層状製造が完了した後に、かかる機能性物体を製品と接合してもよい。しかしながら、特に物体を封入するかまたは別の方法で製品と一体化させなければならないときには、物体を層状製造中に配置しなければならない。本発明の実施形態において、方法は、造形プラットフォーム上に物体を配置することにより層状に製造された製品と物体を接合するステップを含む。層状堆積を開始する前に、物体をプラットフォーム上に直接配置してもよい。また、１つまたは複数の層が堆積された後に物体を配置してもよい。更に、全ての層が堆積された後に物体を配置してもよい。

本発明の別の実施形態は、有形製品の層状製造のための生産ラインである。ここでは、そのような生産ラインについて、図５に示す生産ラインの実施形態を参照して説明する。生産ライン（１００）の基部は、搬送平面内で造形プラットフォームを搬送するためのコンベヤ（１０３）である。搬送平面は、プラットフォームが搬送されるときに移動する平面である。造形プラットフォームが折り返す２つの外側位置間でプラットフォームを交互に搬送してもよい。しかしながら、例えば、円板または無端ベルトであってもよい、無端コンベヤは、堆積ヘッドに近接離間するように造形プラットフォームを搬送するのに好ましいコンベヤである。無端コンベヤの利点は、使用時に、コンベヤが一方向に移動するときには、造形プラットフォームが堆積ヘッドに同じ側から接近し得ることである。別の利点は、無端コンベヤにより、多数のプラットフォームの使用がより容易になることである。好ましくは、このようなコンベヤは、水平面、すなわち、重力に対して直交する平面内で製品を搬送するように構成される。水平無端コンベヤの利点は、コンベヤの一方向への連続移動中でさえも、無端コンベヤ上の製品が受ける重力の方向が変化しないことである。そのため、重力の方向がコンベヤ上のどの場所でも同じである。その結果、コンベヤの別の位置でこぼれ落ちることなしに、粉末および更には液体を、コンベヤ上に堆積することができる。

このコンベヤの周囲に、材料堆積ヘッド（１０１）などの機器が製品の層状製造のために位置決めされる。本発明者らは、固定された外部点を無端コンベヤ上の位置が数回通過するため、かかるコンベヤが層状製造に極めて適していることを見出した。これにより、特別な措置を必要とすることなく繰り返し行われる（層の堆積のような）工程が可能となる。１つの材料から作製される製品について、無端コンベヤを使用する場合には、製品を作製するのに堆積ヘッドがたった１つあれば十分であり得る。米国特許出願公開第２００９／００７６６４３号明細書に開示されているようなシステムでは、多くの印刷ヘッドまたは更には膨大な数の印刷ヘッド（すなわち、１層につき少なくとも１つの印刷ヘッド）が必要とされる。

コンベヤは、例えば、図５に示すような回転可能な円板であってもよいが、好ましくは、コンベヤベルト、特に無端コンベヤベルトである。無端コンベヤベルトを、利用できる空間の最適な利用を可能する幾何学的形状に構成することができ、また、無端コンベヤベルトは、例えば、堆積機器、工作機器、および加熱機器のような、あらゆる種類の機器に沿ってまたは更にはそれら機器を通るように製品を搬送することを可能にする。回転円板にまたはコンベヤベルトの一部に当てはまるように、プラットフォームの軌道が曲線である場合には、内側曲線と外側曲線とで軌道の長さに差がある。材料の堆積を調節することによりこの差異を補うことが面倒である場合がある。この理由から、直線部分を含むコンベヤベルトが好ましい。

図５に示すように、生産ラインは、製品が作製されるべき材料を供給するための堆積ヘッド（１０１）を備える。堆積ヘッドは、造形プラットフォーム上に材料を層状に堆積するように配設された任意の種類の材料供給デバイスであってもよい。堆積ヘッドは、材料の連続層を提供する種類のもの、例えば、スプレーガンまたはコーティングカーテンであってもよい。好ましくは、堆積ヘッドは、造形プラットフォーム、例えば、インクジェット印刷デバイスに材料の液滴を供給する印刷ヘッドである。このような液滴供給デバイスは、液滴を時間的に連続して吐出する連続インクジェットデバイスまたは液滴オンデマンドデバイスであってもよい。堆積ヘッドはまた、粉末ディスペンサであってもよい。堆積ヘッドは、造形プラットフォームの異なる場所に材料を堆積できるように移動することができる走査堆積ヘッドであってもよい。好ましくは、このような走査堆積デバイスは、材料のビームが、コンベヤ速度よりもかなり速い走査速度で造形プラットフォーム上の異なる位置へ向けられることを可能にする。このような走査デバイスは、造形プラットフォームが移動している間に複雑なパターンを形成することを可能にする。一般的には、堆積ヘッドは、１マイクロメートル（μｍ）〜１ミリメートル（ｍｍ）、特に５マイクロメートル〜５００マイクロメートル、または更に特に１０マイクロメートル〜２００マイクロメートルの厚さの層を堆積するのに適していてもよい。発明者らは、３０マイクロメートル〜８０マイクロメートルの厚さの層を好適に堆積した。しかしながら、本発明は、このような層厚に限定されるものではない。１マイクロメートル（μｍ）未満の層厚は、例えば、原子層堆積のような堆積技術により、実現可能である。このような薄い層厚は、巨視的寸法を有する製品を得るために膨大な数の層を必要とするので、かかる薄い層は、半完成品への層の追加または製品内または製品上の機能層としての層の追加に関して特に利益に適うものあってもよい。層厚は、１ミリメートル（ｍｍ）より大きくてもよいが、このような層から構成された製品は、非常に凹凸の構造を有し、それゆえ、追加の加工、例えば研磨を必要とする。更に、このような厚い層の固化は面倒である場合がある。

微細な構造を有する製品の製造を可能にするためには、堆積工程の横方向分解能が高くなければならない。とりわけ、この横方向分解能は、堆積ヘッドの種類により決定される。例えば、電磁放射、特にＵＶ光により固化させる連続層が堆積される実施形態において、分解能は、１０マイクロメートル未満または更には１マイクロメートル未満であってもよい。印刷工程により２次元構造が決定されたときには、分解能が１００マイクロメートルよりも低くてもよく、または特に１０マイクロメートルよりも低くてもよい。生産ラインの全ての堆積ヘッドが同じ分解能を有する必要はないことが理解される。堆積ヘッドの種類、堆積される材料、および製作される製品内の堆積層の機能性は、他のパラメータの中で、どのような分解能が必要であり実現可能かを決定する。

生産ラインは、図６および図７に示すような製品の製造中に材料の層を支えるための１つまたは複数の造形プラットフォーム（１０２）を備える。プラットフォームは、コンベヤ（１０３）に対して造形方向に変位可能（１０４）である。それゆえ、この実施形態では、造形プラットフォームを上下方向の中央位置の辺りを上下両方に、すなわち、コンベヤに離間近接するように変位させることができる。図６に示すような好ましい実施形態において、コンベヤ（１０３）は、主にプラットフォーム（１０２）よりも下に位置する。しかしながら、図７に示すように、コンベヤの一部は、プラットフォームよりも上に位置してもよい。図７の実施形態において、コンベヤ（１０３）は、移送ベルトまたはケーブル（１１２）に機械的に取り付けられ、この移送ベルトまたはケーブルは、機械類、例えば、電気モータにより駆動される。

図５に示す実施形態に戻ると、装置の他の態様について説明する。生産ラインの使用中、プラットフォームおよび堆積ヘッドが堆積領域内あるときに一定時間毎に造形プラットフォームが堆積ヘッドとコンベヤとの間に位置するように、コンベヤが、造形プラットフォームを堆積領域（１０９）へおよび堆積領域（１０９）から移動させる。生産ラインの好ましい実施形態において、堆積ヘッド（１０１）は、堆積ヘッドよりも下に位置する造形プラットフォームの方向に材料が落下するまたは吐出されるように、装置が配置される床面に対してある位置に固定される。選択された時間間隔の間に、造形プラットフォームは、材料を受け取る。層が堆積された後に、堆積ヘッドと材料の標的領域との間の距離を一定に保つために、すなわち、プラットフォームが堆積ヘッドを通過するときはいつでも既に堆積された層の上部と堆積ヘッドとの間の距離が同じであるように、プラットフォームを下方に移動させることができる。堆積ヘッドと標的領域との間の距離がそれほど重要でない場合、毎回の通過前にプラットフォームの高さを調節する必要はない。このような場合、数層が堆積された後に高さを調節することができる。しかしながら、前述のように、プラットフォームが高速で移動するとき、堆積ヘッドと標的領域との間の距離が非常に重要である。堆積ラインが１つ以上の堆積ヘッドを備える場合か、または、堆積ラインが、堆積ヘッドに加えて、別の種類のデバイスを備える場合には、造形プラットフォームがそのような他の堆積ヘッドまたは第２のデバイスに接近する前に、プラットフォームの高さを調節してもよい。このような調節は、下降である必要はなく、例えば、デバイスが切断刃または研磨デバイスであるため、上方向への移動であってもよい。

堆積ヘッドを変位させることにより堆積ヘッドと標的領域との間の距離を調節することもできる。しかしながら、かかる構成は、堆積ヘッドが非常に短時間（すなわち、搬送方向における２つプラットフォームの間隔と等しい距離にわたってプラットフォームを移動させるのにかかる時間）で新たな位置に移動しなければならないという不利な点を有する。２ｍ／ｓの一般的な搬送速度および２つプラットフォーム間の１センチメートルの間隔では、時間間隔がほんの５ｍｓである。プラットフォームを変位させるのに利用できる時間がより長くなる。プラットフォームの軌道が約６メートルであるコンベヤでは、利用できる時間が約３秒であり、この時間は６００倍長い時間である。

高さ調整手段および造形プラットフォームは、図５に概略的に示すように、コンベヤ上に直接配置されるかまたはコンベヤに直接取り付けられてもよい。しかしながら、特にコンベヤがコンベヤベルトである場合に、図６に示すような異なる構成が好ましい。図６は、造形プラットフォーム（１０２）と支持体基部（１０８）とを備える２つの支持体（１１１）を示しており、この支持体基部は、コンベヤが移動するときにコンベヤが支持体を移送するようにコンベヤ（１０３）に取り付けられる。好ましくは、各プラットフォーム支持体は、他のプラットフォームとは独立にかつプラットフォームの実際の位置とは独立に各造形プラットフォームがコンベヤに対して造形方向（１０４）に移動することを可能にする支持体自体の高さ調節手段（１０７）を有する。独立とは、プラットフォームの高さが隣接するプラットフォームと異なり得ることだけでなく、高さが隣接するプラットフォームの高さに関連しないことも意味する。例えば、後続のプラットフォームの高さを、互いの距離と共に増減させる必要はなく、ランダムに分散してもよい。このような独立したプラットフォームの利点は、異なる製品をほぼ同時に作製する際の自由度が大きいことである。レベル調節手段は、例えば、電気モータおよびウォームホイールまたはステッピングモータを使用した、機械的なものであってもよい。また、高さを、例えば、圧電アクチュエータにより調整してもよい。図７は、プラットフォームを搬送するための構成の代替的な実施形態を示している。また、この実施形態では、支持体基部がコンベヤ（１０３）に取り付けられる。しかしながら、この実施形態では、コンベヤが、垂下形態でコンベヤベルトまたはケーブル（１１２）に取り付けられる。

また、造形プラットフォームの高さを、無端コンベヤに沿った１つまたは複数の固定位置において、調整可能な高さ調節デバイスにより調節してもよい。このような高さ調節デバイスの好ましい実施形態を図１０に概略的に示す。図１０Ａは装置の一部の上面図であり、図１０Ｂは装置の一部の側面図である。図１０は、コンベヤ（１０３）により搬送方向（４０１）に移動させることができる４つのプラットフォーム（３１１、３１２、３１３、３１４）を示している。以下の記述では、１つのプラットフォーム（３１１）およびプラットフォームの高さ調節手段のみに言及がなされるが、かかる記述は、他のプラットフォームおよびそれらプラットフォームの高さ調節手段に関するものでもある。しかしながら、同一またはほぼ同一の支持体を有することが好ましいが、必ずしもそうである必要はない。プラットフォーム（３１１）は、支持体基部（３５１）上に配置され、この支持体基部は、コンベヤ（１０３）に取り付けられる。支持体基部は、搬送方向（４０１）に移動している間に、支持体基部を上方（４０４）に押し上げることを可能にするコネクタ（３６１）を備える。図１０は更に、傾斜台（３２１）を示しており、この傾斜台を装置のフレームまたは地面または床面（３８１）に固定してもよい。例えば、傾斜台を上下方向に変位させることができる電気モータまたはアクチュエータ（３７１）により、傾斜台を上下方向（４０３）に調節できることが好ましい。支持体基部は、支持体基部が傾斜台の斜面に追従するときに支持体基部を上方に移動させることを可能にする車輪（３４１）を備える。車輪はほとんど摩擦のない移動を可能にするので、車輪が好ましいが、他のガイド手段で要求を満たしてもよい。この実施形態において、斜面は、移動方向に上向きでなければならない。両方向、すなわち、矢印方向（４０１）とその反対方向へのコンベヤの移動を可能にするために、傾斜台がライン（４１０）に対して対称であってもよいことが理解される。好ましくは、傾斜台は、支持体を上下方向に大きく変位させるために使用される。それゆえ、傾斜台は、堆積ヘッドまたは工作デバイスが比較的大きな上下方向距離でのプラットフォームの移動を必要とする装置内の位置に位置する。一般に、支持体は、支持体基部に対してプラットフォームを上下方向（４０２）に正確に移動させるためのアクチュエータ（３３１）を備える。

全ての支持体は構成が類似しているが、ここで解説するように、車輪（３４１）の位置は、全ての支持体に対して同じでないことが好ましい。傾斜台は、特に大きな動きを生み出すのに適している。支持体の速い搬送速度および支持体間の短い距離のため、大きな加速を必要とする理由から、２つの隣接する支持体を異なる高さに移動させることは非常に難しい。この問題を解決するために、装置は、図１０Ａに示すように、平行な多数の傾斜台を備えてもよい。ここでは、傾斜台（３２１、３２２、３２３）の数が３つであるが、より多くの（例えば５つの）傾斜台が好ましい場合があることと、より少ない数で要求が満たされる場合があることが理解されるであろう。車輪が異なる傾斜台に追従するように、隣接する支持体の車輪に対して、後続のプラットフォーム（３１１、３１２、３１３、３１４）の車輪（３４１、３４２、３４３、３４４）の各々を移動方向に直交する上下方向に変位させる。それゆえ、車輪（３４１）は傾斜台（３２１）に追従し、車輪（３４２）は傾斜台（３２２）に追従し、車輪（３４３）は傾斜台（３４３）に追従し、車輪（３４４）は傾斜台（３２２）に追従している。傾斜台の高さを他の傾斜台とは独立に調節できるので、隣接する支持体基部ひいてはプラットフォームの高さが異なる可能性がある。図１０の実施形態において、各第３のプラットフォーム（３１２、３１４）は同じ傾斜台（３２２）を使用する。搬送方向（４０１）における車輪の距離に対する傾斜台の長さ、搬送速度、支持体の高さの所要の調節に応じて、より多くの傾斜台が好ましい場合がある。特に、５つの傾斜台および５つの対応する車輪の上下方向位置が、好適な実施形態であるように思われる。上記のような、いくつかの傾斜台を備える装置の実施形態は、隣接するプラットフォーム上に異なる製品を作製する際の自由度を大きくする。

図５に示すような製造ラインは更に、製造された製品を造形プラットフォームから取り上げるための取上げユニット（１０６）を備える。製造された製品を造形プラットフォームから取り上げるための取上げユニットの利点は、製品が完成したときに、造形プラットフォームから製品を自動的に取ることができることである。造形プラットフォームから製品を自動的に取る効果は、製品が完成したときに製品を取り上げるために人を用意する必要がないことである。好ましくは、取上げユニットは、コンベヤが移動している間に製品を取り上げることを可能にし、したがって、他の製品の製造が遅延しない。このことは、例えば、取上げ時間中に、取上げユニットを造形プラットフォームと同じ速度でコンベヤと平行に移動させることにより実現することができる。当業者であれば、異なる種類の、例えば、ロボットアームのような、取上げユニットを熟知しているであろう。取上げユニットはまた、造形プラットフォーム上に製品を配置するのに適切であってもよい。このような製品は、先に製造された積層製品であってもよく、または、例えば、特定の機械的機能、電気的機能、または光学的機能を備えたデバイスであってもよい。しかしながら、取上げユニットおよび配置ユニットは、別個のユニットであってもよい。

生産ラインは、製造される製品の断面に対応するパターン化された凝集性固化層を得るために、構成材料の層を硬化させるための硬化デバイス（１１０）を備えてもよい。このような硬化デバイスは、電磁放射、例えば、紫外光を提供するデバイスであってもよい。好ましくは、このようなＵＶ源は、例えば、走査レーザまたは（例えば、発光ダイオードのような）小さなＵＶ源のアレイによって所定のパターンでＵＶ放射を提供することができる。しかしながら、生産ラインのいくつかの実施形態では、硬化デバイスが、層の領域全体にわたる多かれ少なかれ均一な硬化条件を提供してもよい。このような均一な源、例えば、ＵＶランプを、予備硬化層の硬化後に適用することができる。そのＵＶ源はまた、層が２種類の材料（硬化性の構成材料とそれらの条件下で硬化させない支持材料と）から構成される場合に適用されもよい。

好ましくは、生産ラインは、２つ以上の造形プラットフォームを備える。このようないくつかの造形プラットフォームは、生産ラインの利点を更に良好に活用できることを可能にする。いくつかの造形プラットフォームを備える生産ラインの使用中に、構成の異なる段階における製品がコンベヤ上に存在してもよく、非常に柔軟性の高い生産をもたらす。いくつかのプラットフォームはまた、例えば、造形から製品を取り上げるステップが、比較的多くの時間を必要とする、特にコンベヤの速度を下げることを必要とするときに好適である。このような場合、異なるプラットフォーム上で製品を作製し、造形プラットフォームから製品を取り上げるために、最後の製品が完成した後にコンベヤの速度を下げるのが好ましいであろう。

異なる製品の生産を可能にする柔軟性の高い生産ラインを得るため、かつ生産の異なる段階で製品を同時に生産するために、異なるプラットフォームは、コンベヤに対して造形方向において互いに独立に変位可能であってもよい。

付加製造中に、層は互いの上に堆積される。この結果、厚さに誤差が蓄積される場合がある。また、半完成製品を取り上げることおよびプラットフォーム上で半完成製品を置き換えることにより、誤差が導入される場合がある。この理由および他の理由により、製品の高さを調整する可能性を有することが好適である場合がある。製作のある段階で高さが低すぎる場合には、追加の層を堆積することができる。しかしながら、製品が高すぎる場合には、いくつかの材料を除去しなければならない。このような除去を可能にするために、生産ラインは、既に製造された製品から材料を除去するための切断ユニットを備えてもよい。このような切断ユニットは、固化材料の薄片を除去するように調節される刃を備えてもよい。装置が刃に対するプラットフォームのひいては製品の高速移動を可能にすることにより、一般的には、速度が毎秒数メートルまで達することができ、その結果、切断を好適に適用してもよい。このような切断ユニットの実施形態を図８に示す。ユニットは、刃の位置決めを可能にする段（１２２、１２３）により装置に取り付けられた刃（１２１）を備える。段は、プラットフォーム（１０２）に対する刃の高さを調整するために、刃を上下方向に移動させるように構成される。好ましくは、刃の刃先（１２６）とプラットフォームとの間の面内角度（１２５）を変化させるために、上下方向軸線（１２４）に沿って刃を回転させることができる。

本発明は、生産ラインおよびその要素の特定の寸法または技術仕様に限定されるものではない。造形プラットフォームは、一般的に４００ｍｍ×２００ｍｍ未満、特に２００ｍｍ×２００ｍｍ未満、または１００×２００ｍｍ未満、または更に特に１００×５０ｍｍ未満である矩形領域を有してもよい。本発明者らは、５０ｍｍ×７５ｍｍの造形領域を好んだ。しかしながら、堆積領域は、４００ｍｍ×２００ｍｍよりも大きくてもよい。造形プラットフォームは、矩形である必要はなく、例えば、楕円形または図１に示すようなより特別な円形であってもよい。矩形プラットフォームの利点は、空間を最適に利用できることである。プラットフォーム領域を、製造される製品の接地領域の特定の形状に適合させてもよい。造形プラットフォームの数は、制限されず、実際には、製造される異なる製品の数、製品の大きさ、生産ラインの最大寸法、または他の基準を考慮に入れて選択される。造形プラットフォームの一般的な数は、３００〜１０、特に２００〜５０、または更に特に１５０〜７５である。発明者らは、１００の数を好んだ。プラットフォームの数は、偶数であっても奇数であってもよい。基本的に、プラットフォームの数に上限はない。生産ラインがかなりの数の造形プラットフォームを備える場合に、特に生産ラインを好適に活用できることが理解される。しかしながら、生産ラインは、堆積ヘッドに繰り返しさらされることと、コンベヤを停止する必要なしに生産ラインからの製品の取り上げが可能なこととを利用するために限られた数の９つ以下の造形プラットフォームを有してもよい。コンベヤの速度は、製造ラインを稼働させている間かまたは事前に調節可能であってもよい。一般的に、コンベヤの速度は、とりわけ堆積ヘッドの種類に応じて１０ｍ／ｓ〜１ｍ／ｓ、例えば、２ｍ／ｓまたは４ｍ／ｓであってもよい。しかしながら、特定の実施形態には、１０ｍ／ｓよりも速い速度が実現可能であるように思われ、それに対して、他の実施形態には、１ｍ／ｓまたは更には０．５ｍ／ｓよりも遅い速度が適していてもよい。滴下オンデマンド堆積ヘッドを含む装置は、例えば、１．５ｍ／ｓ未満の速度を有してもよい。使用中に調整することが、造形プラットフォームの移送の速度を下げるまたは上げることを可能にしてもよい。このような速度の調節が、好適には、特定の工程、例えば、製品の取上げまたは配置を行うべきときになされてもよい。特定の実施形態において、支持体または支持体のいくつかは、造形プラットフォームに直交する方向、特に搬送方向に、造形プラットフォームを支持体基部に対して変位させる手段を備えてもよい。このような手段は、他の隣接するプラットフォームに対して個々のプラットフォームの速度を上げるまたは下げることを可能にする。このような変位手段は、物体を製品上または製品内に配置するのに適切であってもよい。

有形製品の層状製造のための生産ライン（２００）の実施形態を図９に示す。この図は、多くの異なる種類の機器およびデバイスをコンベヤの周囲に配置できることを図示している。このような機器およびデバイスの例としては、第１の種類の硬化性樹脂を印刷するための第１のインクジェットプリンタ（２０１）、第２の種類の硬化性樹脂を印刷するための第２のインクジェットプリンタ（２０２）、例えば錫のような金属を堆積するための噴射デバイス（２０３）、造形プラットフォーム（２０５）から製品を取り上げるための取上げロボット（２０４）、造形プラットフォーム上に物体を配置するための配置ガイド（２０６）、樹脂を硬化させるためのＵＶランプ（２０７）、樹脂を硬化させるためのＬＥＤアレイ（２０８）、金属含有層を焼結させるための加熱デバイス（２０９）、造形プラットフォーム上の製品の高さを測定するための高さ測定ステーション（２１０）、例えば、切断することにより、材料を除去するための層除去デバイス（２１１）、生産工程を制御するための制御ユニット（２１２）、コンベヤよりも上の所定の高さに造形プラットフォームを変位させるための高さ調節ステーション（２１３）、およびコンベヤから除去される間に機械加工された製品を置き換えるための取上げ配置ユニット（２１４）が挙げられる。生産ラインは更に、加工ステーション（２１６）で製品を加工するための第２のコンベヤ（２１５）を備えてもよい。このような加工ステーションは、例えば、製品の表面を処理するように、原子層を堆積するように、または電子部品を挿入するように構成されてもよい。製品を、ロボット（２０４）により第２のコンベヤ上に配置することができ、かつプラットフォーム（２０５）上に配置するために第２のコンベヤから取り上げることができる。しかしながら、第１および第２のコンベヤはまた、プラットフォームを第１のコンベヤから第２のコンベヤへ導くように構成されてもよい。装置は更に、プラットフォーム、基板または製品に取り付けられたコードを自動的に読み取るためのリーダ（２１７）を含んでもよい。リーダは、バーコードまたはＱＲコードのようなコードを読み取るのに適切な光学リーダであってもよい。しかしながら、リーダはまた、例えばＲＦＩＤタグから情報を読み取るのに適切な無線リーダ、または磁化ストリップにおける情報を読み取るための磁気リーダであってもよい。リーダマットは、制御ユニットに情報を送信した、この制御ユニットは、プラットフォームおよびプラットフォーム上に配置された製品に関する情報を格納するためのソフトウェアプログラムを備えてもよい。このようなソフトウェアプログラムは、製品またはプラットフォームに対して行うべき更なる加工ステップを決定してもよい。

本発明は、有形製品を作製する方法および装置に関する。それゆえ、たとえ明示的に述べられていなくても、方法との関連で述べた構成部品を装置に実装してもよい。更に、当業者であれば、方法ステップを装置にどのように導入するかを承知しているであろう。また、装置の記述で言及した加工ステップをその方法で実行してもよい。

Claims (14)

1. 層状製造により複数の有形製品を作製する方法であって、
   堆積領域において、材料供給デバイスを使用して、第１の積層製品を造形するために第１の造形プラットフォーム上に構成材料の層を堆積するステップと、
   コンベヤを使用して、前記第１の造形プラットフォームを前記堆積領域から離間するように搬送するステップと、
   前記第１の造形プラットフォームから前記第１の積層製品を除去するステップと、
   前記材料供給デバイスと前記第１の造形プラットフォームとの間の距離を造形方向と平行な方向において調節するステップと、
   前記第１の積層製品が除去された後に、第２の積層製品を得るために前記第１の造形プラットフォーム上に構成材料を堆積するステップと、
   を含み、
   前記調節するステップが、前記第１の造形プラットフォームを前記コンベヤに対して移動させることにより実現され、前記コンベヤが、前記第１の積層製品を得るために前記材料供給デバイスを繰り返し通り過ぎるように前記第１の造形プラットフォームを移動させ、前記方法が、前記堆積領域において、前記材料供給デバイスを使用して、第２の造形プラットフォーム上に構成材料の更なる層を堆積するステップを更に含み、前記第１の造形プラットフォームと前記第２の造形プラットフォームが、前記コンベヤに対して前記造形方向において互いに独立に変位可能であり、前記第１の造形プラットフォーム上に構成材料の前記層を堆積する間に、前記コンベヤが、前記材料供給デバイスに対して前記第１の造形プラットフォームを移動させ、前記コンベヤが無端コンベヤであることを特徴とする、方法。
2. 前記コンベヤが、第１、第２又は他の造形プラットフォームのいずれかを前記材料供給デバイスに対して少なくとも１ｍ／ｓの速度で移動させる、請求項１に記載の方法。
3. 前記構成材料の層が第１、第２又は他の造形プラットフォームのいずれか上に堆積された後に前記構成材料を所定のパターンに固化させるステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
4. 構成材料を支持するための支持材料を堆積するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の積層製品が第１、第２又は他の造形プラットフォームから除去された後に前記第１の積層製品を更に加工するステップと、
   この加工された第１の積層製品を、前記コンベヤにより搬送される第１、第２又は他の造形プラットフォームのいずれかに配置するステップと、
   を更に含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記第１の積層製品が第１、第２又は他の造形プラットフォームのいずれかに取り付けられる間に前記第１の積層製品から材料を除去するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
7. 第１、第２又は他の造形プラットフォームのいずれか上に物体を配置するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
8. 複数の有形製品の層状製造のための生産ラインであって、
   有形製品を搬送するための第１の造形プラットフォームと、
   構成材料の層を前記第１の造形プラットフォーム上に供給するための堆積ヘッドと、
   搬送平面内で前記第１の造形プラットフォームを搬送するためのコンベヤと、
   前記堆積ヘッドと前記第１の造形プラットフォームとの間の距離を調節するための高さ調節手段と、
   を備え、
   前記コンベヤが、前記第１の造形プラットフォーム上に構成材料の前記層を堆積する間に、前記コンベヤが、前記堆積ヘッドに対して前記第１の造形プラットフォームを移動させるように前記堆積ヘッドに繰り返し接近及び離間するように前記第１の造形プラットフォームを搬送するための無端コンベヤであり、
   前記高さ調節手段が、前記搬送平面に直交する方向において、前記第１の造形プラットフォームを前記コンベヤに対して変位させるように構成され、
   前記生産ラインが更に、前記構成材料を受け取るための第２の造形プラットフォームを備え、前記第２の造形プラットフォームが前記コンベヤにより搬送可能であり、かつ前記第１の造形プラットフォームと前記第２の造形プラットフォームが、前記コンベヤに対して造形方向において互いに独立に変位可能であることを特徴とする、生産ライン。
9. 前記生産ラインが、第１、第２又は他の造形プラットフォームのいずれかから製品を取り上げるための取上げユニットを更に備える、請求項８に記載の生産ライン。
10. 第１、第２又は他の造形プラットフォームのいずれかおよび前記高さ調節手段が支持体基部上に位置決めされ、前記支持体基部が前記コンベヤにより搬送可能である、請求項８に記載の生産ライン。
11. 第１、第２又は他の造形プラットフォームのいずれか上に製品を配置するための配置ユニットを更に備える、請求項８に記載の生産ライン。
12. 製造された製品が前記コンベヤにより搬送される間に、前記製品から前記構成材料を除去するための切断ユニットを更に備える、請求項８に記載の生産ライン。
13. 第１、第２又は他の造形プラットフォームのいずれかを上下方向に変位させるための傾斜台を備える調整可能な高さ調節デバイスを備える、請求項８に記載の生産ライン。
14. リーダと、製品の加工ステップを制御するための加工ユニットと、を備える、請求項８に記載の生産ライン。

Images