JP6474805B2 - 付加製造される部品の品質制御 - Google Patents

Description

本開示は、付加製造される部品の品質制御のための方法及び装置に関する。

付加製造は、３Ｄプリンティングと呼ばれることもあるが、比較的新しいテクノロジーであり、３Ｄ（３次元）モデルデータから部品を作り、通常、何層にも重なるように材料を接合する工程である。従来の除去加工技術は、大きなテンプレートから材料を取り除くことによって成形された物体を作成する。溶接、成型、接着、締結などの従来の積層技術は、３Ｄモデルによって駆動されわけでもなく、また基本的に層ごとに積層されるわけでもないので、付加製造として分類されない。付加製造は、電子入力に従って層内に選択的に形成される液体材料、粒状材料、又は固体材料などのバルクストック材料を典型的に使用する。層は、通常、完全な部品が形成されるまで、最後の層の上部に積層される。

付加製造は、ツーリング及び／又は取付具がなくても、複雑な部品の組み立てを可能にし、迅速なプロトタイピング及び非クリティカルで複雑な部品に典型的に用いられる。付加製造は、コンピュータ製品、輸送機関、航空宇宙産業、ロボット工学、医療、軍事、及び学術調査を含む様々な産業で用いられ得る。

付加製造は、典型的に、従来の製造よりも物質的に有効である。鋳込み成形及び機械加工を使用する従来の製造では、ストック材料の大部分が廃棄される。付加製造では、層を形成するために、ストック材料が選択的に使用される。残ったストック材料は、基本的に影響を受けず、将来の使用に利用できる。更に、付加製造の自由形状の性質のため、追加コストをほとんどかけずに、複雑な構造を形成することができ、したがって、低コストで、航空宇宙産業の用途に所望の強度重量比の高い部品が実現可能になる。しかしながら、組み立てられた部品、特に非常に複雑な部品又は囲い込まれた表面を有する部品は、典型的に検査するのが容易ではないため、現在の付加製造技術は、航空宇宙産業の構成要素などの重大な構造的構成要素を供給する適用性に限界がある。

本開示による装置及び方法は、付加製造される部品の非破壊的工程内検査を提供する。そのような組立中の測定によって、付加製造される部品の有効な品質制御及び１００％の検証が可能になる。航空宇宙応用は、概して、構造構成要素の有効な品質制御を必要とする。本開示の付加製造方法は、概して、入力された幾何学的記述に基づき、部品の一又は複数の層をストック材料から逐次的に形成することを含む。方法はまた、形成された層の少なくとも一部についての寸法データを同期的に取得することを含む。更に、方法は、形成を操作する幾何学的記述の少なくとも一部を、部分的に製造された部品を記述する寸法データと比較することを含む。形成すること及び取得することが繰り返し実行されると、完成部品及び内部表面を含む組立て中の部品の３Ｄモデルが作成されるだろう。

本開示の１つの態様によれば、一連の層から加工部品を製造するための製造及び品質制御方法が提供される。方法は、少なくとも部分的に完成した工程内品を形成するために、ストック材料（ｓｔｏｃｋ ｍａｔｅｒｉａｌ）からの付加製造を使用し、かつ幾何学的記述に基づき、一連の層の一又は複数の層を逐次的に形成することと、一又は複数の層の少なくとも一部についての寸法データ（ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｄａｔａ）を同期的に取得することと、幾何学的記述を寸法データと比較することとを含む。

有利には、同期的に取得することは、一連の層の各層が形成された後に、工程内品についての寸法データを取得することを含む。有利には、同期的に取得することは、逐次的に形成することの後に逐次的に実行される。有利には、一連の層の各層が加工部品に形成されるまで、逐次的に形成することと同期的に取得することとを繰り返すことを更に含む。有利には、方法は、一連の層の各層が加工部品に形成されるまで、逐次的に形成することと同期的に取得することと、比較することとを繰り返すことを更に含む。有利には、比較することは、コンピュータによって実行され、寸法データと幾何学的記述との間の差を報告することを含む。有利には、比較することは、コンピュータによって実行され、比較を表示する画像をディスプレイデバイスに出力することを含む。有利には、比較することは、寸法データと幾何学的記述との間の測定差を計算することを含む。好ましくは、比較することは、既定の許容限界を測定差と比較することを含む。好ましくは、方法は、測定差が既定の許容限界の範囲外にある場合に、工程内品を逐次的に形成することを停止することを更に含む。好ましくは、方法は、測定差が既定の許容限界の範囲外にある場合に、次の製造処理の必要性を示すことを更に含む。好ましくは、逐次的に形成することは、形成パラメータ（ｆｏｒｍｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）に基づき逐次的に形成することを含み、方法は、測定差に基づき形成パラメータを調節することを更に含み、形成パラメータは、処理スピード、分解能、ストック材料組成、温度、及びストック材料に印加されるエネルギーのうちの一又は複数を含む。有利には、同期的に取得することは、一又は複数の層の一部から放出されるエネルギーを検出することを含む。有利には、同期的に取得することは、非接触検出を含む。

本開示の別の態様によれば、堆積デバイスと、寸法測定デバイスと、先述の方法を制御するようにプログラムされたコントローラとを備え、堆積デバイスは、逐次的に形成することを実行するように構成され、寸法測定デバイスは、同期的に取得することを実行するように構成される付加製造装置が提供される。有利には、装置は、内部で堆積デバイスが逐次的に形成することを実行するように構成される、加工チャンバを更に備え、寸法測定デバイスは、加工チャンバ内部に位置付けられたエネルギーエミッタとエネルギー検出器を含む。

本開示の更なる１つの態様によれば、一連の層から加工部品を製造するための製造及び品質制御方法が提供される。方法は、加工部品を形成するために、ストック材料（ｓｔｏｃｋ ｍａｔｅｒｉａｌ）からの付加製造を使用し、かつ幾何学的記述に基づき、一連の層のうちのいくつかの層を逐次的に形成することと、一連の層の各層が形成された後に、３Ｄ光走査を使用して加工部品についての寸法データを同期的に取得することと、コンピュータによって幾何学的記述を寸法データと比較することとを含み、比較することは、寸法データと幾何学的記述との間の測定差を計算することと、既定の許容限界を測定差と比較することとを含む。

本開示の更なる別の態様によれば、堆積デバイスと、寸法測定デバイスと、先の段落の方法を制御するようにプログラムされたコントローラとを備え、堆積デバイスは、逐次的に形成することを実行するように構成され、寸法測定デバイスは、同期的に取得することを実行するように構成される付加製造装置が提供される。

本開示の別の態様によれば、一連の層から幾何学的記述に基づき加工部品を形成するための手段と、加工部品の形成中に加工部品についての寸法データを取得するための手段と、幾何学的記述を寸法データと比較するための手段とを含む付加製造装置が提供される。

本開示による付加製造装置の概略図である。 本開示による付加製造装置を使用するときの工程フローの概略図である。 本開示による製造方法のフロー図である。 本開示による付加製造装置の非限定的例を概略的に示す。

本開示は、付加製造される部品の品質制御のための方法及び装置に関する。図１及び図２は、付加製造中の品質制御のための装置及びその装置の使用を概略的に示す。

付加製造は、例えば、ＣＡＤソフトウェア又は３Ｄスキャナからの所望の加工部品６０の幾何学的記述５０を入力として受け取り、幾何学的記述５０を薄型のバーチャルな層のような断面に変形する。製造工程は、積み重なったストック材料５８の層６２を逐次的に形成することにより開始し、幾何学的記述５０の断面のパターンに従う。これらの層６２が形成される際に、それらは、それ以前に形成された層６２に形成され、部分的に完成した工程内品６４が作成される。形成工程は、典型的にすべての層が形成され加工部品６０全体が構築されるまで繰り返される。

付加製造装置３０は、幾何学的記述５０又はモデルから直接機能し、概して加工部品６０を作成するための特殊ツールを必要としない。鋳造及び機械加工のような通常の製造によって課せられる制限は、概して当てはまらない。したがって、加工部品６０は、通常製造される部品よりも自由形式の形状をとり得る。

本開示による品質制御を含む付加製造装置３０は、層６２を形成するための堆積デバイス３２と、既に形成された一又は複数の層６２の寸法データ５４を取得するための寸法測定デバイス３４と、並びに更に以下に記載されるような、形成することと、取得することと、比較することとを含む方法を実行及び／又は制御するようにプログラムされたコントローラ３６とを備える。コントローラ３６は、コンピュータ３８を含み、また、任意選択的にコンピュータ３８である。

装置３０は、加工チャンバ４０を更に備え得、この場合、層６２は、工程内品６４上に形成される。装置３０が加工チャンバ４０を含む場合、堆積デバイス３２及び／又は寸法測定デバイス３４は、少なくとも一時的に、いくつかの実施形態では、加工チャンバ４０内部に完全に位置し得る。特に、堆積デバイス３２は、一又は複数の層６２が形成されている間、加工チャンバ４０内部に典型的に位置する。同様に、寸法測定デバイス３４は、一又は複数の層６２が形成されている間、加工チャンバ４０内部に典型的に位置する。

装置３０は、概して工程内品６４を支持する、特に層６２の第１の層のための下部の支持体である、ベーストレイ４４を更に備え得る。加工部品６０は３次元物体なので、装置３０はまた、堆積デバイス３２及び工程内品６４を、互いに対してオプションのベーストレイ４４上で移動させるための一又は複数のステージを含み得る。このように、新しい層６２の一部が形成される領域は、移動し得る。概して、形成領域は、層６２を選択的に形成するために２次元で横方向に移動する。層が完成すると、装置３０が最後の層の上方に別の層６２を作成するように準備するために、形成領域は、工程内品６４に対して軸方向に（例えば、垂直に）移動する。横運動が一又は複数の横方向のステージ４５によって実現され得るのに対して、軸運動は一又は複数の軸方向のステージ４６によって実現され得る。ステージは、堆積デバイス３２及び／又は工程内品６４を、任意選択的にベーストレイ４４上で移動させるように構成され得る。

装置３０は、ストック材料供給部４８を更に備え得る。ストック材料供給部４８は、層６２を形成するために堆積デバイス３２が利用可能なストック材料５８の供給量を保持する。ストック材料供給部４８は、層６２の形成過程で消費されるストック材料５８に応じて、任意選択的に装置３０にストック材料５８を供給し得る。

概して、装置３０は、一又は複数の種類の付加製造技術を実行するように構成され得る。異なる技術は、層６２が形成され、ストック材料５８が互換性のある方法において異なる。装置３０は、異なる時間に及び／又は異なる層６２上で異なる技術を実行し及び／又は異なるストック材料５８を使用し得る。加えて又は代替的には、異なる技術及び／又は異なるストック材料５８は、同時に及び／又は同一の層６２上で使用され得る。例示的、非限定的付加製造技術は、選択的レーザ焼結、直接金属レーザ焼結、選択的加熱焼結、電子ビーム自由形状加工、電子ビーム溶解、ステレオリソグラフィー、直接液滴付着、熱溶解積層、及び押出し加工を含む。様々な技術及び／又は技術の組み合わせは、堆積デバイス３２が、レーザスキャナ、レーザ、光源、熱源、及び電子ビームのうちの一又は複数を含むことを要求し得る。

選択的レーザ焼結は、粉体層の表面で、幾何学的記述５０から引き出される走査断面によって、粉末の熱可塑性物質、セラミック、又は金属ストック材料５８を選択的に溶解させるために強力なレーザを使用する技術である。各層６２が完成し、工程内品６４を含む粉体層が１つの層６２の厚さによって低くなった後に、粉末のストック材料５８の新しい層が上面に適合され、完成した加工部品６０が形成されるまで、工程が繰り返される。

直接金属レーザ焼結は、金属薬粒を溶解させるのに十分強力なレーザビームを使用することを除いて、選択的レーザ焼結と類似の技術である。結果として形成される加工部品６４は、均質構造及び故意の隙間を含む、バルク材と同等の機械的特性を典型的に有する。

選択的加熱焼結は、サーマルプリントヘッド同様に、粉末のストック材料５８を溶解させるための熱が微細に制御された熱堆積デバイス３２によって供給されることを除き、選択的レーザ焼結と類似する技術である。

電子ビーム自由形状加工及び電子ビーム溶解は、金属ストック材料５８を層６２内に選択的に溶解及び固化させるために集束イオンビームを真空で使用する技術である。電子ビーム自由形状加工は、金属線ストック材料５８を使用する。電子ビーム溶解は、金属粉末ストック材料５８を使用する。

ステレオリソグラフィーは、フォトポリマーストック材料５８を含む液体から固体の加工部品６０を形成するために光重合を使用する技術の分野である。光パターンは、典型的に紫外線（ＵＶ）光であるが、ストック材料５８を固体層６２に選択的に硬化させるストック材料５８の薄型層に投影され得る。加えて又は代替的には、光パターンは、レーザスキャナによってストック材料５８の薄型層上に書き込まれ得る。いくつかの実施形態では、ストック材料５８は、多量の強粘液及び／又はゲルであり得る。その場合、光重合は、多光子工程（光の非線形吸収）によって開始され得る。典型的に、多光子技術は、ストック材料５８を通して走査された集束した赤外線（ＩＲ）レーザビーム及び／又は近赤外線（ＮＩＲ）レーザビームを使用する。光重合は、光ビームの焦点体積内部に発生するだけである。典型的に、ビームは、３次元でストック材料５８を通して掃引され、自由形状の光重合加工部品６０が形成される。多光子技術はまた、他のステレオリソグラフィー技術と同様に、薄型の液体ストック材料５８と使用され得る。

直接の液滴堆積は、堆積デバイス３２から液体のストック材料５８の微液滴を排出する技術の分野である。ストック材料５８は、溶解した金属又は熱可塑性物質であり得、この場合、液滴は、基板上、例えば、層６２及び／又はベーストレイ４４上に堆積した直後に固化する。ストック材料５８は、フォトポリマーであり得、この場合、液滴は、固化するために硬化光に曝露される必要がある。ストック材料５８は、触媒結合剤システム又は触媒樹脂システムの化学成分であり得る。システムすべての成分は、液滴として堆積され得、或いは一又は複数の成分は、残りの成分の層上に堆積され得る。そのような技術はまた、不活性物質を加工部品６０に取り込むこともある。例えば、直接の液滴堆積は、例えば、触媒液滴を結合剤でコーティングされた砂の層上に堆積させることなどによって、結合剤によって凝固した砂を取り込む砂型鋳造を作成するために使用され得る。

熱溶解積層及び押出は、熱可塑性又は金属ストック材料５８を層６２内に溶解させる及び／又は押し出す技術である。堆積デバイス３２は、溶解したストック材料５８を選択的に排出することができる加熱ノズルを有する。排出されたストック材料５８は、ノズル通過後に（ａｆｔｅｒ ｌｅａｖｉｎｇ ｔｈｅ ｎｏｚｚｌｅ）急速に固まる。

装置３０は、概して、ストック材料５８の溶解層６２から加工部品６０を構築する。ストック材料５８は、典型的に、ストック材料供給部４８によって保存及び／又は供給される。ストック材料５８は、概して、液体、固体、及び／又は粒状の形態を有し、概して、気体ではない。例示的かつ非限定的ストック材料は、プラスチック、ポリマー、フォトポリマー、アクリル、エポキシ樹脂、熱可塑性物質、ＡＢＳプラスチック、ポリカーボネート、ポリ乳酸、バイオポリマー、デンプン、プラスター、蝋、粘土、金属、金属合金、共晶金属、金属粉末、鉄合金、ステンレス鋼、マルエージング鋼、アルミニウム合金、チタニウム合金、ニッケル合金、マグネシウム合金、コバルトクロム合金、及びセラミックを含む。

装置３０は、単一の加工部品６０の加工中に、複数のストック材料５８を使用するように構成され得る。例えば、ストック材料供給部４８は、複数の種類のストック材料５８を供給し得る。加えて又は代替的には、装置３０は、複数の堆積デバイス３２及び／又は複数のストック材料供給部４８を含み得る。装置３０がそのように構成されるときには、単一の加工部品６０は、複数のストック材料５８、例えば、７つの金属合金などから作られ得る。例えば、エンジンタービンなどの加工部品６０の異なる部分が、例えば、一端が強度に対して最適化され、他端が加熱耐性に対して最適化されるなど、異なる品質に対して最適化される異なる材料で作られ得る。加えて又は代替的には、層６２で形成され得るオプションの支持構造は、工程内品６４とは異なるストック材料５８で形成され得る。

装置３０は、任意選択的に一又は複数のエネルギー検出器４２及び／又は一又は複数のエネルギーエミッタ４３を含む、寸法測定デバイス３４を備える。寸法測定デバイス３４は、層６２が形成されている際に寸法データ５４を取得し、層のような（ｌａｙｅｒ−ｗｉｓｅ）寸法データ５４を蓄積するように構成される。所望の層全てにおいてのデータが取得されると、蓄積され、工程内の寸法データ５４は、組立中の加工部品６０の幾何学的寸法を記述する出力寸法データ５６になる。

寸法データ５４は、様々な技術で取得され得る。精巧であり急傾斜の幾何学形状を有し得る工程内品６４については、概して、非接触技術が使用される、即ち、物理的調査は、工程内品６４及び／又は層６２に接触しない。非接触技術すべては、概して、検査されるサンプルから放出される何らかの形態のエネルギーを検出する。適するエネルギー形態は、光、熱、及び音を含む。エネルギーが光の形態であるとき、光は、可視光、赤外線（ＩＲ）光、近赤外線（ＮＩＲ）光、及び紫外線（ＵＶ）光のうちの一又は複数を含み得る。光検出に適したエネルギー検出器４２は、例えば、フォトダイオード、位置感度デバイス、アレイ検出器、及びＣＣＤ（電荷結合素子）などの光検知器を含む。熱検出に適したエネルギー検出器４２は、赤外線画像装置を含む。音検出に適したエネルギー検出器４２は、超音波トランスデューサを含む。

寸法測定デバイス３４は、マシンビジョン、３Ｄ光走査、写真測量法、及び／又は構造化光イメージングを使用し得る。構成次第で、寸法測定デバイス３４は、工程内品６４の２Ｄ（２次元）及び／又は３Ｄ幾何学的測定を生成し得る。マシンビジョンは、工程内品６４の画像から幾何学的情報を抽出するために電子イメージング及びアルゴリズムを使用する技術である。３Ｄ光走査は、工程内品６４の表面幾何学形状を計算するために、時にレーザからの光反射を使用する技術である。典型的に、表面位置は、飛行時間又は三角測量から計算される。写真測量は、電子画像、一般的には異なる角度からの複数の画像の分析を通して、工程内品６４の幾何学形状を決定する技術である。構造化光イメージングは、光のパターンを工程内品６４上に投影し、工程内品６４の表面により反射されるパターンの検出された歪みから表面形状を計算する技術である。

寸法測定デバイス３４がエネルギーエミッタ４３を含み、使用する場合、エネルギーエミッタは、工程内品６４及び／又は層６２上にエネルギーを与える。概して、非接触測定について、エネルギーは、光、熱、及び／又は音などの放射形態である。エネルギーの形態が何であろうと、エネルギーエミッタ４３は、典型的に、工程内品６４、層６２、又は任意のストック材料５８に損傷を与える、又はそうでなければ干渉するほど十分なエネルギーを与えることはない。光放射に適したエネルギーエミッタ４３は、ランプ、広範囲照明器、構造化照明器、レーザ、レーザスキャナ、フラッシュランプ、及び変調照明器を含む。更に、寸法測定デバイス３４は、光エネルギーエミッタ４３の補足又は代替として、周辺光を使用するように構成され得る。したがって、エネルギー検出器４２は、工程内品６４によって反射及び／又は伝送される周辺光を検出するように構成され得る。熱放射に適したエネルギーエミッタ４３は、ヒーターを含む。放音に適したエネルギーエミッタ４３は、超音波トランスデューサを含む。

寸法測定デバイス３４によって得られる寸法データ５４は、２Ｄ及び／又は３Ｄであり得る。層６２から得られた寸法データ５４が２Ｄである場合、次いで、層６２の厚さにおける潜在的変化（ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｖａｒｉａｔｉｏｎ）は、測定されないままでもよい。一又は複数の層６２から蓄積された工程内寸法データ５４、及びすべての層６２から蓄積された出力寸法データ５６は、本質的に３Ｄである。寸法データ５４及び出力寸法データ５６は、点群、多角形メッシュ、及び／又は３Ｄ表示を含み得、任意選択的に、点群、多角形メッシュ、及び／又は３Ｄ表示であり得る。加えて、寸法データ５４は、画像及び／又は２Ｄ層表示を含み、又は任意選択的に画像及び／又は２Ｄ層表示であり得る。寸法データ５４及び出力寸法データ５６は、独立して、約０．０１μｍ、約０．０２μｍ、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．２μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、若しくは約５００μｍ；及び／又は約０．０１−５０μｍ、約０．０１−５μｍ、約０．０２−２μｍ、約０．２−５００μｍ、約０．２−５０μｍ、約０．２−１０μｍ、約１−５００μｍ、約１−５０μｍ、約１−２０μｍ、約５−５００μｍ、約５−１００μｍ、若しくは約５−５０μｍの横方向の分解能で収集及び／又は保存され得る。寸法データ５４及び出力寸法データ５６は、独立して、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．２μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、若しくは約５００μｍ；及び／又は約０．０５−５０μｍ、約０．０５−１０μｍ、約０．２−５μｍ、約０．５−５００μｍ、約０．５−１００μｍ、約０．５−５０μｍ、約０．５−１０μｍ、約２−１００μｍ、約．２−４０μｍ、約１０−４０μｍ、約４０−１００μｍ、若しくは約４０−５００μｍの軸方向の分解能で収集及び／又は保存され得る。

装置３０及び堆積デバイス３２は、各層６２を形成し、続いて、幾何学的記述５０のパターンが形成される。概して、幾何学的記述５０は、装置３０の動作に対する入力であるため、事前に決定される。加えて又は代替的には、幾何学的記述５０は、形成されている一又は複数の層６２に対応するより小さなデータセットで装置５０に提供され得る。幾何学的記述５０は、点群、多角形メッシュ、２Ｄ層表示及び／又は３Ｄ表面表示を含み得、任意選択的に、点群、多角形メッシュ、２Ｄ層表示及び／又は３Ｄ表面表示であり得る。加工部品６０の少なくともいくつかを記述することに加え、幾何学的記述５０は、一又は複数の支持構造の記述、即ち、加工工程中に工程内品６４及び／又は層６２の一時的な支持を提供する構造の記述を含み得る。支持構造は、装置３０の構成要素であり得、加工部品６０で構築され得る。

図３を参照すると、品質制御で付加製造される部品の製造方法１０が概略的に示される。製造方法１０は、幾何学的記述５０に基づき一又は複数の層６２を逐次的に形成すること１２と、層６２の少なくとも一部についての寸法データ５４を同期的に取得すること１４と、幾何学的記述５０を寸法データ５４と比較すること１６とを含む。形成すること１２は、装置３０の使用を含む、先述の技術及びデバイスを使用して実現され得る。製造方法１０は、任意選択的にストック材料供給部４８を使用して、ストック材料５８を供給すること２０を含み得る。

所望の加工部品６０の幾何学的記述５０は、一連の加工部品６０の層ごとの記述に分解され得る。形成すること１２は、概して、層の記述から個々の層６２を連続して形成することを含む。形成すること１２は、選択された数の層６２を形成することを含み得、この場合、選択された層は、層６２の少なくとも１つであって、すべてよりは少ない層を含む。各形成すること１２は、最初に選択された層を最初に含み、形成すること１２が継続する際に、最終的に層６２すべてを含み得、よって加工部品６０全体を含み得る、工程内品６４をもたらす。層６２に加えて、各形成すること１２は、工程内品６４の層６２を支持し得る一又は複数の一時的な支持構造を形成することを含み得る。形成される各層６２の厚さは、約０．２μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、若しくは約５００μｍ；及び／又は約０．２−１００μｍ、約０．２−１０μｍ、約０．５−１０μｍ、約５−５００μｍ、約５−１００μｍ、約５−５０μｍ、約１０−４０μｍ、約４０−１００μｍ、若しくは約４０−５００μｍであり得る。形成される各層６２の最小の形状サイズ（ｆｅａｔｕｒｅ ｓｉｚｅ）は、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．２μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、若しくは約５００μｍ；及び／又は約０．０５−１００μｍ、約０．０５−１０μｍ、約０．１−２μｍ、約１−５００μｍ、約１−５０μｍ、約１−２０μｍ、約５−５００μｍ、約５−１００μｍ、若しくは約５−５０μｍであり得る。

幾何学的記述５０が最小の形状サイズよりも小さな任意の形状を含む場合、これらの形状は歪むこともある。最小の形状サイズ未満の形状を形成する試みを回避するために、幾何学的記述５０は、最少の形状サイズ未満の形状を除去するためにフィルタリングされ得る。検査時に最小の形状サイズ未満の形状が加工部品６０上で見つかった場合、これらの形状は誤った形状であって、設計入力というよりむしろ機械の誤作動の結果であり得る。

取得すること１４は、形成すること１２と同期的にいる。これは、取得すること１４が形成すること１２と時間的に接近していることを意味する。取得すること１４は、形成すること１２の後に逐次的に実行され得、又は形成すること１２と少なくとも部分的に同時に実行され得る。形成すること１２は、取得すること１４が開始する前に開始し得る。形成すること１２は、取得すること１４が開始する前に及び／又は取得すること１４が終了する前に終了し得る。

概して、形成すること１２と取得すること１４とを組み合わせた合計時間は、形成すること１２だけの合計時間と実質的に異なることはない。取得時間、即ち、取得すること１４を完了するための時間は、形成時間、即ち、形成すること１２を完了するための時間よりも著しく多くなくてもよく、およそ等しくてもよく、形成時間以下でもよく、又は形成時間よりもかなり少なくてもよい。取得時間は、形成時間の約１％、約１０％、約５０％、約１００％、若しくは約２００％；又は形成時間の約１−２００％、１−１００％、若しくは１０−５０％未満でもよい。

取得すること１４は、工程内品６４、工程内品６４の一部、層６２又は層６２の一部についての寸法データ５４を収集することを含み得る。取得すること１４が工程内品６４又は層６２の一部のみについての寸法データ５４を収集する場合、寸法データ５４は、工程内品６４又は層６２の完成モデルを組み立てるために蓄積され得る。

製造方法１０は、形成すること１２と、取得すること１４とを繰り返すこと１８を含み得、及び／又は形成すること１２と、取得すること１４と、比較すること１６とを繰り返すこと１８を含み得る。繰り返すこと１８は、２以上のサイクルで繰り返し得る。概して、繰り返すこと１８は、加工部品６０が完成する（すべての層６２が形成される）と停止される。

加工部品６０が完成し、すべての層６２が形成され、及び／又は繰り返すこと１８が停止された後に、加工部品６０は、一又は複数の次の処理ステップ２２の対象となり得る。次の処理ステップ２２の例示的かつ非限定的例は、加工部品６０を検査すること、加工部品６０から誤った形状を除去すること、支持構造を除去すること、加工部品６０を表面処理すること、加工部品６０をアニールすること、加工部品６０を硬化すること、加工部品６０を洗浄すること、及び加工部品６０をコーティングすることを含む。

製造方法１０は、入力された幾何学的記述５０と取得された寸法データ５４を比較すること１６を含む。比較すること１６は、幾何学的記述５０の少なくとも一部（即ち、加工部品のバーチャルモデル）を寸法データ５４の少なくとも一部（即ち、組立中の加工部品の実際の寸法）と比較する。比較すること１６は、形成すること１２及び／又は取得すること１４が起こっている際に起こり得、又は加工部品６０の完成後に起こり得る。比較すること１６は、幾何学的記述５０の一部及び寸法データ５４の一部のうちの一方又は双方を報告及び／又は視覚化することを含み得る。視覚化することは、比較すること１６を表す画像をディスプレイデバイスに出力することを含み得る。加えて又は代替的には、比較すること１６は、幾何学的記述５０及び／又は寸法データ５４から引き出される寸法を報告及び／又は視覚化することを含み得る。

比較すること１６は、幾何学的記述５０と寸法データ５４との間の測定差を計算することを典型的に含む。測定差は、報告され、可視化され、又は更なる処理に影響を与えるように使用され得る。例えば、測定差は、既定の許容限界と比較され得る。測定差が許容誤差の範囲外にある（環境が要求する既定の許容限界の範囲外にある、即ちそれ以上又は以下である）場合、製造方法１０（形成すること１２と繰り返すこと１８とを含む）は停止され、適合しない加工部品６０の組立が回避され得る。停止は、即時停止、工程内品６４の分解、工程内品６４の破壊、及び／又は視覚的に適合しない工程内品６４のレンダリング（ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ）を含み得る。加えて又は代替的には、測定差が許容誤差の範囲外にある場合、比較することは、検査すること、誤った形状を除去すること、分解すること、破壊すること、又は示された加工部品６０を作ることなどの、比較結果及び／又は次の処理２２の必要性を示すことを含み得る。

測定差は、形成すること１２に影響を与えるようなフィードバック又はフィードフォーワード方法で使用され得る。形成すること１２は、処理スピード、分解能、ストック材料組成、温度、及びストック材料５８に印加されるエネルギーなどの形成パラメータに基づき得る。形成すること１２が形成パラメータに基づく場合、測定差は、現在及び／又は未来の形成すること１２を調節するために使用され得る。特に、測定差が既定の許容限界に近づいている場合、形成パラメータは、次の繰り返しにおいて許容限界の範囲外になることを回避するように調節され得る。加えて又は代替的には、測定差が既定の許容限界と十分に異なる場合、形成パラメータは、次の繰り返しにおいてリソース（例えば、時間、材料、エネルギー）を保護するように調節され得る。

比較すること１６は、幾何学的記述５０及び寸法データ５４に含まれる場合、オプションの支持構造を比較する。加えて又は代替的には、比較すること１６は、オプションの支持構造に対応する幾何学的記述５０及び／又は寸法データ５４の一部をフィルタリングし、又はそうでなければ除外し得る。支持構造情報を除外することによって、正確な組み立て中の加工部品寸法が、意図された設計と比較され得る。

ここで図４を参照すると、統合された品質制御検査を含む付加製造装置３０の例示的非限定的例が概略的に提示され、この場合、装置３０は、本開示による方法１０を実行及び／又は促進するように構成されていてもよい。適切であれば、図１から図３の概略図による参照番号が、装置３０の対応する構成要素を指定するために使用されるが、図４の例は、包括的であり、装置３０を図４の例示された実施形態に限定しない。要するに、装置３０は、図４に表される特定の実施形態に限定されず、装置３０は、図１から図３の概略図の中に示され、かつそれらの図を参照して説明される任意の数の様々な態様、構成、特徴、形状などと、それらの変形例とを包含し得るが、そのような態様、構成、特徴、形状などのすべてを包含する必要はない。簡潔にするために、先ほど説明された各構成要素、部品、部分、態様、分野など、又はそれらの変形例は、図４に関して再び説明、図示及び／又は表示されないが、先ほど説明された形状、変形例などが図４の示された実施形態で利用され得る本発明の範囲内である。

図４では、装置３０は、概して、堆積デバイス３２及び品質制御用の統合された寸法測定デバイス３４を含む付加製造機械である。堆積デバイス３２は、ストック材料供給部４８を任意選択的に含む。寸法測定デバイス３４は、一又は複数の検出器４２（２つ図示されている）及び一又は複数のエミッタ４３（１つ図示されている）を任意選択的に含む。これらの図において、寸法測定デバイス３４は、光寸法測定デバイス３４として図示される。層６２及び工程内品６４は、ベーストレイ４４上に形成される。ベーストレイは、ストック材料供給部４８を任意選択的に担持し得る。形成層６２をベーストレイ４４上で支援するために、堆積デバイス３２は、横方向のステージ４５に沿って移動し、ベーストレイ４４は、軸方向の又は垂直なステージ４６に沿って移動し得る。装置３０は、形成される際に、堆積デバイス３２、寸法測定デバイス３４、ベーストレイ４４及び層６２を取り囲む加工チャンバ４０を任意選択的に備え得る。

堆積デバイス３２は、ベーストレイ４４及び工程内品６４から離れて移動するように構成され得、寸法測定デバイス３４によって工程内品６４の非接触式照会、例えば、光学的照会のために明確な経路を残す（ｌｅａｖｉｎｇ ａ ｃｌｅａｒ ｐａｔｈ ｆｏｒ ｎｏｎ−ｃｏｎｔａｃｔ， ｅ．ｇ．， ｏｐｔｉｃａｌ， ｉｎｔｅｒｒｏｇａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎ−ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒｔ ６４ ｂｙ ｔｈｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｄｅｖｉｃｅ ３４）。加えて又は代替的には、堆積デバイス３２は、工程内品６４の一部への明確な経路を利用可能にし得、工程内品６４のすべての部分を逐次的に露出するために、工程内品６４に対して移動し得る。そのような場合、寸法測定デバイス３４は、工程内品６４の一部が堆積デバイス３２によって露出される際に、その一部の上に寸法データ５４を収集し得る。更に、寸法測定デバイス３４は、堆積デバイス３２が工程内品６４の一部の測定を曖昧にすると、堆積デバイス３２に対応するデータを廃棄するように構成され得る。したがって、取得すること１４は、形成すること１２と少なくとも部分的に同時に実行され得る。

装置３０全体は、コントローラ３６により制御され、それは、任意選択的にコンピュータ３８である。コントローラ３６は、堆積デバイス３２及び寸法測定デバイス３４の動作を調整し、先ほど記載された製造方法１０のうちの任意のものを実行するようにプログラムされ得る。

本明細書による発明対象の例示的かつ非排他的な例が、以下に列挙される段落に記載される。

Ａ１． 加工部品を一連の層から加工するための製造及び品質制御方法であって、方法は、
少なくとも部分的に完成した工程内品を形成するために、ストック材料からの付加製造を使用し、かつ幾何学的記述に基づき、一連の層の一又は複数の層を逐次的に形成することと、
一又は複数の層の少なくとも一部についての寸法データを同期的に取得することと、
幾何学的記述の少なくとも一部、任意選択的にはすべてを、寸法データの少なくともいくつか、任意選択的にはすべてと比較することと
を含む方法。

Ａ２． 同期的に取得することは、一連の層の各層が形成された後に、工程内品についての寸法データを取得することを含む、段落Ａ１に記載の方法。

Ａ３． 同期的に取得することは、一連の層の２以上の層の各例が形成された後に、工程内品についての寸法データを取得することを含む、段落Ａ１に記載の方法。

Ａ４． 同期的に取得することは、逐次的に形成することの後に逐次的に実行され、又は逐次的に形成することと少なくとも部分的に同時に実行される、段落Ａ１からＡ３の何れか一段落に記載の方法。

Ａ５． 逐次的に形成することは、同期的に取得することが開始する前に開始する、段落Ａ１からＡ４の何れか一段落に記載の方法。

Ａ６． 逐次的に形成することは、同期的に取得することが開始する前に終了する、段落Ａ１からＡ５の何れか一段落に記載の方法。

Ａ７． 逐次的に形成することは、同期的に取得することが終了する前に終了する、段落Ａ１からＡ６の何れか一段落に記載の方法。

Ａ８． 逐次的に形成することは、完成までに形成時間がかかり、同期的に取得することは、完成までに取得時間がかかり、取得時間は、形成時間よりかなり多い、形成時間とおよそ等しい、形成時間より少ない若しくは等しい、又は形成時間よりかなり少ない、段落Ａ１からＡ７の何れか一段落に記載の方法。

Ａ９． 逐次的に形成することは、完成までに形成時間がかかり、同期的に取得することは、完成までに取得時間がかかり、取得時間は、形成時間の約１％未満、約１０％未満、約５０％未満、約１００％未満、若しくは約２００％未満であり、又は形成時間の約１〜２００％、１〜１００％、１０〜５０％である、段落Ａ１からＡ８の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１０． 一連の層の各層が加工部品に形成されるまで、逐次的に形成することと同期的に取得することとを繰り返すこと
を更に含む、段落Ａ１からＡ９の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１１． 一連の層の各層が加工部品に形成されるまで、逐次的に形成することと、同期的に取得することと、比較することとを繰り返すこと
を更に含む、段落Ａ１からＡ１０の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１２． 加工部品が形成された後に、加工部品を検査すること、加工部品から誤った形状を除去すること、支持構造を除去すること、加工部品を表面処理すること、加工部品をアニールすること、加工部品を硬化すること、加工部品を洗浄すること、及び加工部品をコーティングすることのグループから選択された一又は複数の次の加工処理ステップを完了すること
を更に含む、段落Ａ１０又はＡ１１に記載の方法。

Ａ１３． 比較することは、寸法データから引き出された寸法データ及び／又は寸法の少なくともいくつか、任意選択的にはすべてを報告することを含む、段落Ａ１からＡ１２の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１４． 比較することは、寸法データと幾何学的記述との間の差を報告することを含む、段落Ａ１からＡ１３の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１５． 比較することは、寸法データの少なくともいくつか、任意選択的にはすべてを視覚化することを含む、段落Ａ１からＡ１４の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１６． 比較することは、幾何学的記述の少なくともいくつか、任意選択的にはすべてを視覚化することを含む、段落Ａ１からＡ１５の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１７． 比較することは、寸法データと幾何学的記述との間の差を視覚化することを含む、段落Ａ１からＡ１６の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１８． 視覚化することは、比較することを表示する画像をディスプレイデバイスに出力することを含む、段落Ａ１５からＡ１７の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１９． 比較することは、寸法データと幾何学的記述との間の測定差を計算することを含む、段落Ａ１からＡ１８の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１９．１． 比較することは、既定の許容限界を測定差と比較することを含む、段落Ａ１９に記載の方法。

Ａ１９．２． 測定差が既定の許容限界の範囲外、即ち、既定の許容限界より大きい、それに等しい、又はそれよりも小さい場合に、工程内品を逐次的に形成することを停止すること、及び／又は工程内品を逐次的に形成することを繰り返すこと
を更に含む、段落Ａ１９又はＡ１９．１に記載の方法。

Ａ１９．３． 測定差が既定の許容限界の範囲外にある場合に、次の製造処理の必要性を示すこと
を更に含む、段落Ａ１９からＡ１９．２の何れか一段落に記載の方法。

Ａ１９．４． 逐次的に形成することは、形成パラメータ（ｆｏｒｍｉｎｇ ｐａｒａｍｅｔｅｒ）に基づき逐次的に形成することを含み、方法は、
測定差に基づき、形成パラメータを調節すること
を更に含み、
任意選択的に、形成パラメータは、処理スピード、分解能（ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）、ストック材料組成、温度、及びストック材料に印加されるエネルギーのうちの一又は複数を含む、段落Ａ１９からＡ１９．３の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２０． 比較することは、オプションの支持構造に対応する幾何学的記述のエレメントをさらに比較することから除外することを含む、段落Ａ１からＡ１９．４の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２１． 比較することは、オプションの支持構造に対応する寸法データのエレメントをさらに比較することから除外することを含む、段落Ａ１からＡ２０の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２２． 比較することは、コンピュータによって実行される、段落Ａ１３からＡ２１の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２３． ストック材料を供給すること
を更に含む、段落Ａ１からＡ２２の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２４． ストック材料は、プラスチック、ポリマー、フォトポリマー、アクリル、エポキシ樹脂、熱可塑性物質、ＡＢＳプラスチック、ポリカーボネート、 ポリ乳酸、バイオポリマー、デンプン、プラスター、蝋、粘土、金属、金属合金、共晶金属、金属粉末、鉄合金、ステンレス鋼、マルエージング鋼、アルミニウム合金、チタニウム合金、ニッケル合金、マグネシウム合金、コバルトクロム合金、及びセラミックのうちの一又は複数である、段落Ａ１からＡ２３の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２５． ストック材料は、固体、粒状、及び液体のうちの一又は複数である、段落Ａ１からＡ２４の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２６． ストック材料は気体である、段落Ａ１からＡ２５の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２７． 幾何学的記述は予め決定されている、段落Ａ１からＡ２６の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２８． 幾何学的記述は、加工部品、及び／又は一又は複数の層の記述を含む、段落Ａ１からＡ２７の何れか一段落に記載の方法。

Ａ２９． 幾何学的記述は、点群、多角形メッシュ、２Ｄ層表示及び／又は３Ｄ表面表示を含み得、任意選択的に、点群、多角形メッシュ、２Ｄ層表示及び／又は３Ｄ表面表示である、段落Ａ１からＡ２８の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３０． 幾何学的記述は、一又は複数の支持構造の記述を含む、段落Ａ１からＡ２９の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３１． 形成することは、選択的レーザ焼結、直接金属レーザ焼結、選択的加熱焼結、電子ビーム自由形状加工、電子ビーム溶解、ステレオリソグラフィー、直接液滴付着、熱溶解積層、及び押出し加工のうちの一又は複数を含む、段落Ａ１からＡ３０の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３２． 逐次的に形成することは、一又は複数の支持構造を形成することを含む、段落Ａ１からＡ３１の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３３． 一又は複数の層の各々の厚さは、約０．２μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、若しくは約５００μｍ；及び／又は約０．２−１００μｍ、約０．２−１０μｍ、約０．５−１０μｍ、約５−５００μｍ、約５−１００μｍ、約５−５０μｍ、約１０−４０μｍ、約４０−１００μｍ、若しくは約４０−５００μｍである、段落Ａ１からＡ３２の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３４． 一又は複数の層の各々の最小形状サイズは、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．２μｍ、約０．５μｍ、１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、若しくは約５００μｍ；及び／又は約０．０５−１００μｍ、約０．０５−１０μｍ、約０．１−２μｍ、約１−５００μｍ、約１−５０μｍ、約１−２０μｍ、約５−５００μｍ、約５−１００μｍ、若しくは約５−５０μｍである、段落Ａ１からＡ３３の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３５． 同期的に取得することは、一又は複数の層の一部から放出されるエネルギーを検出することを含む、段落Ａ１からＡ３４の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３５．１． 検出することは、一又は複数の層の一部から放出される光、熱及び音のうちの一又は複数を検出することを含み、任意選択的に、光は、可視光、ＩＲ光、ＮＩＲ光、及びＵＶ光のうちの一又は複数を含む、段落Ａ３５に記載の方法。

Ａ３６． 同期的に取得することは、非接触検出を含む、段落Ａ１からＡ３５の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３７． 同期的に取得することは、一又は複数の層の一部と接触することを含まない、段落Ａ１からＡ３６の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３８． 同期的に取得することは、マシンビジョン、３Ｄ光走査、写真測量、及び構造化光イメージングのうちの一又は複数を使用することを含む、段落Ａ１からＡ３７の何れか一段落に記載の方法。

Ａ３９． 同期的に取得することは、一又は複数の層の一部から光を受け取るように構成される光検出器を使用することを含み；任意選択的に、光検出器は、フォトダイオード、位置感度デバイス、アレイ検光器、及びＣＣＤのうちの一又は複数を含む、段落Ａ１からＡ３８の何れか一段落に記載の方法。

Ａ４０． 同期的に取得することは、エネルギーを一又は複数の層の一部に与えることを含み；任意選択的に、エネルギーは、形成することを干渉しない、任意選択的に著しく干渉しない、及び／又は一又は複数の層の一部に損傷を与えない、任意選択的に著しく損傷を与えない、段落Ａ１からＡ３９の何れか一段落に記載の方法。

Ａ４０．１． 与えることは、光照射することを含み、照射することは、周辺光、広範囲照明、構造化照明、走査点照明、フラッシュ照明、及び変調照明を送信することのうちの一又は複数を任意選択的に含む、段落Ａ４０に記載の方法。

Ａ４１． 寸法データは、点群、多角形メッシュ、画像、２Ｄ層表示及び／又は３Ｄ表面表示を含み、任意選択的に、点群、多角形メッシュ、画像、２Ｄ層表示及び／又は３Ｄ表面表示である、段落Ａ１からＡ４０．１の何れか一段落に記載の方法。

Ａ４２． 寸法データは、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．２μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、若しくは約５００μｍ；及び／又は約０．０５−５０μｍ、約０．０５−１０μｍ、約０．２−５μｍ、約０．５−５００μｍ、約０．５−１００μｍ、約０．５−５０μｍ、約０．５−１０μｍ、約２−１００μｍ、約２−４０μｍ、約１０−４０μｍ、約４０−１００μｍ、若しくは約４０−５００μｍの軸方向分解能を有する、段落Ａ１からＡ４１の何れか一段落に記載の方法。

Ａ４３． 寸法データは、約０．０１μｍ、約０．０２μｍ、約０．０５μｍ、約０．１μｍ、約０．２μｍ、約０．５μｍ、約１μｍ、約２μｍ、約５μｍ、約１０μｍ、約１５μｍ、約２０μｍ、約３０μｍ、約４０μｍ、約５０μｍ、約１００μｍ、約１５０μｍ、約２００μｍ、約３００μｍ、約４００μｍ、若しくは約５００μｍ；及び／又は約０．０１−５０μｍ、約０．０１−５μｍ、約０．０２−２μｍ、約０．２−５００μｍ、約０．２−５０μｍ、約０．２−１０μｍ、約１−５００μｍ、約１−５０μｍ、約１−２０μｍ、約５−５００μｍ、約５−１００μｍ、若しくは約５−５０μｍの横方向分解能を有する、段落Ａ１からＡ４２の何れか一段落に記載の方法。

Ａ４４． 逐次的に形成することは、堆積デバイスを使用してストック材料を堆積させることとを含み、同期的に取得することは、エネルギー検出器を使用して一又は複数の層の一部から放出されるエネルギーを検出することと、一又は複数の層の一部から放出されるエネルギーにエネルギー検出器を少なくとも部分的に露出するために、工程内品に対して堆積デバイスを移動させることを含む、段落Ａ１からＡ４３の何れか一段落に記載の方法。

Ａ４５． 逐次的に形成することは、堆積デバイスを使用してストック材料を堆積させることとを含み、同期的に取得することは、一又は複数の層の一部から放出されるエネルギー及び堆積デバイスから放出されるエネルギーを検出することと、堆積デバイスから放出されるエネルギーに対応するデータを廃棄することとを含む、段落Ａ１からＡ４４の何れか一段落に記載の方法。

Ａ４６． 段落Ａ１からＡ４３の何れか一段落に記載の方法によって形成される加工部品。

Ｂ１． 堆積デバイスと、
寸法測定デバイスと、
段落Ａ１からＡ４５の何れか一段落に記載の方法を制御するようにプログラムされたコントローラと
を備え、
堆積デバイスは、逐次的に形成することを実行するように構成され、寸法測定デバイスは、同期的に取得することを実行するように構成される、付加製造装置。

Ｂ２． 加工チャンバ、
ベーストレイ、
横方向のステージ、
軸方向のステージ、及び
ストック材料供給部
のうちの一又は複数を更に備える、段落Ｂ１に記載の装置。

Ｂ３． 堆積デバイスは、選択的レーザ焼結、直接金属レーザ焼結、選択的加熱焼結、電子ビーム自由形状加工、電子ビーム溶解、ステレオリソグラフィー、直接液滴付着、熱溶解積層、及び押出し加工のうちの一又は複数を実行するように構成される、段落Ｂ１又はＢ２に記載の装置。

Ｂ４． 堆積デバイスは、レーザスキャナ、レーザ、光源、熱源、及び電子ビームのうちの一又は複数を含む、段落Ｂ１からＢ３の何れか一段落に記載の装置。

Ｂ５． 寸法測定デバイスは、エネルギー検出器を含み、エネルギーエミッタを任意選択的に含み、任意選択的に段落Ｂ２に従属する際に、エネルギー検出器及びエネルギーエミッタは、加工チャンバ内部に位置付けられる、段落Ｂ１からＢ４の何れか一段落に記載の装置。

Ｂ５．１． エネルギー検出器は、マシンビジョンデバイス、３Ｄ光スキャナ、光検出器、フォトダイオード、位置感度デバイス、アレイ検光器、及びＣＣＤのうちの一又は複数を含む、段落Ｂ５に記載の装置。

Ｂ５．２． エネルギーエミッタは、ランプ、広範囲照明器、構造化照明器、レーザ、レーザスキャナ、フラッシュランプ、及び変調照明器のうちの一又は複数を含む、段落Ｂ５又はＢ５．１に記載の装置。

Ｂ６． 装置は、加工チャンバを備え、寸法測定データは、少なくとも一時的に加工チャンバ内部にある、段落Ｂ１からＢ５．２の何れか一段落に記載の装置。

Ｂ７． コントローラは、コンピュータを含み、任意選択的に、コンピュータである、段落Ｂ１からＢ６の何れか一段落に記載の装置。

本明細書で使用されるように、装置の一又は複数の構成要素若しくは特徴の動作、運動、構成、又はその他の作用を修正する場合の「選択的な」及び「選択的に」という用語は、その特定の動作、運動、構成又はその他の作用が、装置の一又は複数の構成要素の態様のユーザによる操作の直接的又は間接的な結果であることを意味する。

本明細書中で使用されるように、「適合される」及び「構成される」という用語は、要素、構成要素、又はその他の対象が、所与の機能を実行するように設計及び／又は意図されることを意味する。したがって、「適合される」及び「構成される」という用語の使用は、所与の要素、構成要素、又はその他の対象が、単に所与の機能を実行「できる」ことを意味するのではなく、要素、構成要素、及び／又はその他の対象が、その機能を実行する目的で、具体的に選択、形成、実施、利用、プログラム化、及び／又は設計されることを意味すると解釈されるべきである。特定の機能を実行するために適合されるとして列挙される要素、構成要素、及び／又はその他の列挙される対象が、更に又は代替的に、その機能を実行するように構成されると説明され得ること、及び逆の場合も同じであり得るということもまた、本開示の範囲内である。同様に、特定の機能を実行するように構成されるとして列挙される対象が、更に又は代替的に、その機能を実行するように作用できると説明され得る。

本明細書で開示される様々な装置の要素及び方法のステップは、本発明の開示による装置及び方法のすべてを必要としているわけではなく、本発明の開示は、本明細書で開示される様々な要素及びステップの新規及び非新規の組み合わせ並びに部分的組み合わせのすべてを含む。更に、本明細書で開示される様々な要素及びステップのうちの一又は複数は、開示される装置又は方法全体とは別個の分離した、独立した発明の対象を画定し得る。従って、そのような発明の対象は、本明細書中で明確に開示される特定の装置及び方法と関連付けられる必要はなく、そのような発明の対象は、本明細書で明確に開示されない装置及び／又は方法の有用性を見い出し得る。

Claims (13)

1. 加工部品（６０）を一連の層（６２）から加工するための製造及び品質制御方法であって、前記方法は、
   少なくとも部分的に完成した工程内品（６４）を形成するために、ストック材料（５８）からの付加製造を用い、かつバーチャル３Ｄモデルに基づき、前記一連の層（６２）の一又は複数の層（６２）を逐次的に形成することと、
   ３Ｄ光走査を用いて、前記一又は複数の層（６２）の層のような表面表示を同期的に取得することであって、前記逐次的に形成することと少なくとも部分的に同時に実行される、前記同期的に取得することと、
   前記一連の層（６２）が前記加工部品（６０）に形成されるまで、前記逐次的に形成することと前記同期的に取得することとを繰り返すことと、
   前記加工部品の前記一又は複数の層（６２）の各層の前記層のような表面表示を、組立て中の３Ｄモデルに集めることと、
   前記バーチャル３Ｄモデルを前記組立て中の３Ｄモデルと比較すること（１６）と
   を含む方法。
2. 前記逐次的に形成することは、前記逐次的に形成することと少なくとも部分的に同時に実行される前記同期的に取得することのために、工程内品のすべての部分を逐次的に露出することを含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記比較すること（１６）が、コンピュータ（３８）により実行され、前記組立て中の３Ｄモデルと前記バーチャル３Ｄモデルとの間の差を報告することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 前記比較すること（１６）が、コンピュータ（３８）によって実行され、前記比較を表示する画像をディスプレイデバイスに出力することを含む、請求項１に記載の方法。
5. 前記比較すること（１６）が、前記組立て中の３Ｄモデルと前記バーチャル３Ｄモデルとの間の測定差を計算することを含む、請求項１に記載の方法。
6. 前記比較すること（１６）が既定の許容限界を前記測定差と比較することを含む、請求項５に記載の方法。
7. 前記測定差が既定の許容限界の範囲外にある場合に、次の製造処理の必要性を示すこと
   を更に含む、請求項５に記載の方法。
8. 前記逐次的に形成することが、形成パラメータに基づき逐次的に形成することを含み、前記方法は、
   前記測定差に基づく前記形成パラメータを調節すること
   を更に含み、
   前記形成パラメータは、処理スピード、分解能、ストック材料組成、温度、及び前記ストック材料（５８）に印加されるエネルギーのうちの一又は複数を含む、請求項５に記載の方法。
9. 前記同期的に取得することは、前記一又は複数の層（６２）の一部から放出されるエネルギーを検出することを含む、請求項１に記載の方法。
10. 前記同期的に取得することは、非接触検出を含む、請求項１に記載の方法。
11. 堆積デバイス（３２）と、
    寸法測定デバイス（３４）と、
    請求項１に記載の方法を制御するようにプログラムされたコントローラと
    を備え、
    前記堆積デバイス（３２）は、前記逐次的に形成することを実行するように構成され、前記寸法測定デバイス（３４）は、前記逐次的に形成することと少なくとも部分的に同時に前記同期的に取得することを実行するように構成される、付加製造装置（３０）。
12. 内部で前記堆積デバイス（３２）が前記逐次的に形成することを実行するように構成される、加工チャンバ
    を更に備え、
    前記寸法測定デバイス（３４）が、前記加工チャンバ内部に位置付けられたエネルギーエミッタ及びエネルギー検出器を含む、請求項１１に記載の装置。
13. 前記堆積デバイスが、工程内品に対して移動して、工程内品のすべての部分を逐次的に露出することによって、前記寸法測定デバイスが、前記逐次的に形成することと少なくとも部分的に同時に前記同期的に取得することを実行するように構成されている、請求項１１に記載の装置。

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