JP6496406B2 - 表面の加熱制御 - Google Patents

Description

たとえば、層毎に３次元（３Ｄ）物体を生成する積層造形（付加製造ともいう）法において、たとえばある物体を作製する際に表面を加熱するとき、または、ある物体の一部の特性を変化させる目的で該物体の表面の一部を加熱するときには、加熱プロセスは完成品の品質に影響を与える。

（補充可能性あり）

より十分な理解のために、添付の図面と共に以下の説明を参照する。
表面の加熱を制御する例示的な方法のフローチャートである。 表面の加熱を制御する別の例示的な方法のフローチャートである。 表面の加熱を制御するための例示的な装置の略図である。 図１の例示的な方法によって加熱される物体の表面の１例である。

たとえば、層毎に３次元（３Ｄ）物体を生成する積層造形法によって３Ｄ物体を作製する際に表面を加熱するとき、または、ある物体の一部の特性を変化させるために適切な作用物質（たとえば薬剤などの剤）で処理された部分を有する該物体の表面を加熱するときにおいて、加熱される該表面全体にわたる安定かつ均一な温度分布は、製造物の品質または物体の一部の特性を高める。

たとえば、造形材料の固化によって層毎に３Ｄ物体を生成する積層造形法では、完成品の品質は、それぞれの層にわたる温度分布に少なくとも部分的に依存しうる。安定かつ均一な温度分布を維持することは、生成された３Ｄ物体の品質及び精度を改善する。

３Ｄ物体の積層造形を実行するための多くの異なる技術があり、その１例として焼結法がある。積層造形法のこの例では、３Ｄ物体は、造形材料の連続する層を加えることによって生成される。該造形材料を、液体、粉末、またはシート材料から形成することができる。作用物質が造形材料の各層の表面に加えられる（たとえば散布ないし塗布される）。加えられた作用物質によって形成されたパターンは、生成される３Ｄ物体の対応するスライス（薄片）を画定する。エネルギーが、造形材料の各層に加えられる。これによって、作用物質によってコーティングされた造形材料は、作用物質が加えられていない部分よりも加熱されてより高温になる。この結果、作用物質によってコーティングされた領域は、冷却時に合体（もしくは結合。以下同じ）し及び固化して３Ｄ物体のスライスを形成する。システムは、造形材料の上側の層の表面を加熱することによって生じる温度、または、少なくとも、造形材料の上側の（１つまたは複数の）層の一部分の内部まで（たとえば該層の表面からの深さ５０ｍｍまで）を加熱することによって生じる温度を、３Ｄ物体の高品質を達成するために正確に制御する能力に依存する。主要な課題は、造形材料の位置に関係なく及び／又は造形材料上に作用物質や溶融材料があるか否かにかかわらず、造形材料の（１つまたは複数の）上側層の表面全体にわたって均一かつ安定な温度分布を達成することである。

図１には、表面の加熱を制御する方法の１例が示されている。これは、焼結システムを使用する上記の積層造形法の例を参照して説明される。しかしながら、これは説明のためであること、及び、下記の方法及び装置は、他の積層造形プロセスにも同様に適用することができ、及び、物体の特性を変えるために該物体の表面を加熱することにも、物体の（複数の）部分の特性を変えるために該物体の表面の（複数の）部分を加熱することにも、また、それらの組み合わせにも適用されることが理解されよう。

表面の複数の領域（または区域。以下同じ）の温度を監視（モニタ）して（１０１）、該複数の領域の各々の領域の（すなわち該各々の領域について得られた）少なくとも１つの温度読み取り値を出力する（温度読み取り値は、測定された温度（値）を意味する。温度指示値もしくは温度測定値ともいう）。該複数の領域の少なくとも一部分にわたって配置されたパターンを入力（提供）し（１０３）、または、少なくとも、該パターンを図１の例における後続の処理が使用できるようにすることができる。該パターンは、該表面上に形成されるパターンを含むことができる（または、該パターンを該表面上に形成されるパターンとすることができる）。３Ｄ物体が造形材料の連続する層から形成される例では、該パターンは、造形材料の現在の層（すなわち直近に形成（堆積）された１つの層）の表面上に形成されるパターン、または、造形材料の少なくとも１つの以前の層（すなわち、該現在の層の前に形成（堆積）された少なくとも１つの層）の表面上に形成されたパターン、または、造形材料の現在の層の表面上に形成されるパターンと造形材料の少なくとも１つの以前の層の表面上に形成されたパターンとの組み合わせを含むことができる。該パターンを、図２に関してより詳細に後述するような予め決定されたパターンを表すデータの形態で提供することができる。別の例では、該パターンを、現在の層の表面上に形成される予め決定されたパターンを表すデータの形態とすることができ、または、該パターンを、少なくとも１つの以前の層の表面上に形成されている予め決定されたパターンを表すデータの形態とすることができ、または、造形材料の現在の層の表面上に形成される予め決定されたパターンを表すデータと、造形材料の少なくとも１つの以前の層の表面上に形成されている予め決定されたパターンを表すデータとの組み合わせの形態とすることができる。さらに別の例では、該パターンを、少なくとも１つの前の層の表面上に形成された実際のパターンによって提供することができる。さらに別の例では、該パターンを、造形材料の現在の層の表面上に形成される予め決定されたパターンを表すデータの形態のパターンと、造形材料の少なくとも１つの以前の層の表面上に形成された実際のパターンとの組み合わせによって提供することができる。少なくとも１つの以前の層の表面上に形成された実際のパターンを、たとえば熱画像カメラやスキャナーなどの少なくとも１つの高解像度の撮像装置によって撮影された画像によって提供することができ、該装置によって撮影された画像は、少なくとも１つの以前の層の表面上に形成されたパターンの情報を提供する。

温度読み取り値は、該複数の領域にわたって（たとえば、該複数の領域のうちの１以上の領域の少なくとも一部分に存在するように）配置されたパターンに応じて変更ないし調整される。該温度読み取り値を、該温度読み取り値をフィルタリングし、または平滑化し、または調節することによって変更ないし調整することができる。１例では、該パターンは、あるパターンが、造形材料の上側の層の表面に作用物質を選択的に加えることによって該複数の領域の少なくとも一部分にわたって形成されるように、配置される。エネルギーが造形材料の表面に加えられると、該造形材料は加熱される。作用物質で覆われた造形材料の表面のそれらの部分の高くされた熱放射によって、それらの部分は、作用物質で覆われていない表面の部分よりも高い温度に加熱される。作用物質で覆われたそれらの部分のより高い温度は、造形材料の表面のそれらの部分の温度読み取り値を変更ないし調整することによって補償される。

既に形成されているパターンに応じて、つまり、造形材料の現在の層の表面に形成されたパターンを考慮して、すなわち、１例では、（１以上の）作用物質の熱放射の効果に起因して該（１以上の）作用物質を加えることによって生じるパターンの変化を考慮して、または、以前に形成された層内の既に焼結されている部分、または、その両方の組み合わせを考慮して、温度読み取り値を変更ないし調整することができる。

次に、変更ないし調整された温度読み取り値に基づいて、複数の領域の各々の領域に加えられる（供給される）エネルギーを制御して（１０９）、該複数の領域全体にわたって実質的に均一な温度分布を維持する。これは、該複数の領域の各々の領域について、温度読み取り値をある閾値温度またはターゲット（目標）温度と比較することによって、または、変更ないし調整された場合には、各々の領域について、該変更ないし調整された温度読み取り値を該閾値温度またはターゲット温度と比較することによって、達成することができる。ある特定の領域の温度読み取り値が、該閾値温度またはターゲット温度よりも低い場合には、該閾値温度またはターゲット温度から所定の範囲内（たとえば±１℃の範囲内）の温度まで該特定の領域の温度を上げるために該特定の領域に加えられるエネルギーを増加させる。さらに、ある特定の領域の温度読み取り値が、該閾値温度またはターゲット温度よりも高い場合には、該閾値温度またはターゲット温度まで、または、少なくとも該閾値温度またはターゲット温度から所定の範囲内の温度まで、該特定の領域の温度を下げるために該特定の領域に加えられるエネルギーを減少させる。

特定の領域の全てもしくは一部を覆うパターンが確立されると、複数の領域にわたって（たとえば、該複数の領域のうちの１以上の領域の少なくとも一部分に存在するように）配置された該パターンに応じて、たとえば、３Ｄ物体の造形材料の種類、造形材料に堆積ないし付着している（１以上の）作用物質の種類、及び堆積ないし付着している作用物質の量に基づいて、たとえば所定の量だけ該温度読み取り値を下げることによって、該特定の領域の該少なくとも１つの温度読み取り値が変更ないし調整される（１０７）。その後、該変更ないし調整された温度読み取り値を該閾値温度またはターゲット温度と比較する。特定の領域の変更ないし調整された温度読み取り値が、該閾値温度またはターゲット温度よりも低い場合には、該特定の領域の温度を該閾値温度またはターゲット温度から所定の範囲内の温度まで上げるために、該特定の領域に供給されるエネルギーを増加させる。さらに、該変更ないし調整された温度読み取り値が、該閾値温度またはターゲット温度よりも高い場合には、該閾値温度またはターゲット温度から所定の範囲内の温度まで、該特定の領域の温度を下げるために該特定の領域に加えられるエネルギーを減少させる。

図２には、表面（たとえば、造形材料の上側の層の表面）の加熱を制御する方法の別の例が示されている。表面の複数の領域の温度を監視し（２０１）、それぞれの領域の（すなわち該それぞれの領域について得られた）少なくとも１つの温度読み取り値を出力する。予め決められたパターンを表すデータ、たとえば３Ｄ物体の一部（たとえばスライス）を表すデータを受け取る（２０３）。受け取ったデータから得られた制御データにしたがって、作用物質（たとえば、合体助剤（凝集助剤）、または凝集修飾剤（または凝集改質剤）、またはそれらの組み合わせ）を該表面の（１以上の）部分に選択的に加えて（２０５）、該複数の領域にわたって（たとえば、該複数の領域のうちの１以上の領域の少なくとも一部分に存在するように）該予め決められたパターンを形成する。該予め決められたパターンは、合体（ないし結合）及び固化して、生成される３Ｄ物体の個々のスライスを形成することになる造形材料の領域を画定する。該受け取ったデータに応じて、すなわち該予め決められたパターンにしたがって、温度読み取り値が変更ないし調整される（２０７）。たとえば、作用物質で覆われた造形材料の表面の（１以上の）部分のより高い温度は、該表面のそれらの部分の温度読み取り値を変更ないし調整することによって補償される。その後、図１を参照して説明したように、該表面全体にわたって実質的に均一な温度分布を維持するために、該変更ないし調整された温度読み取り値に基づいて、該複数の領域の各々の領域に加えられるエネルギーを制御する（１０９）。

表面の加熱を制御するための装置は、表面の複数の領域の温度を監視して、該複数の領域の各々の領域について少なくとも１つの温度読み取り値を出力する少なくとも１つのセンサーを備えることができる。該装置はさらに、該表面全体にわたって実質的に均一な温度分布を維持するために、該複数の領域の一部分にわたって配置されたパターンに応じて温度読み取り値を変更ないし調整し、及び、該変更ないし調整された温度に基づいて該複数の領域の各々の領域に加えられるエネルギーを制御する温度コントローラを備える。

図３には、表面３０３（たとえば、造形材料の上側の層の表面）の加熱を制御するための装置３００の１例が示されている。造形材料が、処理ベッド（processing bed。処理台ともいう）３０１上に（たとえば処理ベッド全体にわたって）堆積ないし付着させられる。処理ベッド３０１（したがって、堆積ないし付着した造形材料の表面）は、複数の領域に分割される。表面３０３は、エネルギー源３０５（からのエネルギー）によって加熱される。エネルギー源３０５は、各層の造形材料の表面上を、ｘ方向及び（ｘ方向に直交する）ｙ方向に走査する１つのエネルギー源から構成される（または該１つのエネルギー源を含む）ことができ、または、代替的に、エネルギー源３０５は、表面３０３の１つの寸法（たとえばｘ座標軸方向の寸法）にわたって直列に配置された複数のエネルギー源から構成される（または該複数のエネルギー源を含む）ことができ、この場合、該エネルギー源３０５は、表面３０３をｙ方向に横断的に走査し、または、代替的に、エネルギー源３０５は、表面３０３の１つの寸法の一部（ｘ座標軸方向の寸法の一部）を横断して直列に配置された複数のエネルギー源から構成される（または該複数のエネルギー源を含む）ことができ、この場合、該エネルギー源３０５は、該表面全体をｘ方向及びｙ方向に走査し、または、代替的に、エネルギー源３０５は、表面３０３をｘ方向及びｙ方向に走査するエネルギー源の２次元配列から構成される（または該２次元配列を含む）ことができる。

装置３００はさらに、少なくとも１つのセンサー３０７を備えている。該少なくとも１つのセンサー３０７を、ＩＲセンサー、または熱画像カメラ（熱探知カメラ）、またはスキャナー、またはＩＲセンサーアレイ、または熱電対センサーなどから構成することができる。該少なくとも１つのセンサー３０７を、表面３０３を走査して、表面３０３の複数の領域の各々の領域の温度を監視する単一（の）センサーもしくは１つのセンサーアレイから構成することができる。別の例では、該少なくとも１つのセンサー３０７を、複数の単一センサーまたは複数のセンサーアレイから構成することができる。単一センサーまたはセンサーアレイの各々を、固定位置（一定の位置）に置いて、特定の領域の温度を監視するように配置ないし配列することができる。

装置３００はさらに、該複数の領域にわたって（たとえば、パターンが該複数の領域のうちの１以上の領域の少なくとも一部分に存在するように該）パターンを形成するために、表面３０３の一部への作用物質の選択的な供給を制御する作用物質供給コントローラ３０９を備えている。作用物質供給器３１１によって作用物質を供給する（加える）ことができる。作用物質を流体の形態とすることができ、作用物質供給器３１１は、流体形態の作用物質の滴を表面３０３上に噴射するためのノズルのアレイを含むことができる。該ノズルのアレイは、作用物質供給コントローラ３０９の制御下で表面３０３上を走査する。いくつかの例では、作用物質供給器３１１を、装置３００の一体部分（装置３００に一体化した部分）とすることができる。いくつかの例では、作用物質供給器３１１をユーザーが自分で交換できるものとすることができ、その場合、該供給器３１１を、適切な作用物質供給器受け器もしくは作用物質供給器インターフェース（不図示）に取り外し可能に挿入することができる（すなわち該受け器及び該インターフェースに対して挿抜可能である）。作用物質供給器３１１が、軸（たとえば造形材料の表面３０３を横断するｘ軸）に沿って双方向に走査するように、作用物質供給器３１１を取り付けることができる（この場合、造形材料の表面３０３はｘ−ｙ面において画定され、層はｚ方向に形成され、ｘ、ｙ及びｚは互いに直交する）。作用物質供給器３１１が、造形材料の表面の任意の部分に流体形態の作用物質の滴を堆積ないし付着させるように、処理ベッド３０１をｙ軸に沿って移動させることができる。作用物質供給器３１１は、該供給器３１１が、ｘ軸の前方方向と後方方向とのうちの一方の方向に移動しているときに、または前方方向及び後方方向に移動しているときに、またはそれらを組み合わせた態様で、流体形態の作用物質を供給する（加える）ことができる。

作用物質は、たとえば、該パターンの少なくとも一部を形成するために、表面３０３上の第１の組をなす選択可能な部分に選択的に供給される（加えられる）合体助剤（凝集助剤。合体剤ともいう。以下同じ）を含むことができる。これに加えて、またはこれに代えて、作用物質は、複数の領域にわたって（たとえば、該複数の領域のうちの１以上の領域の少なくとも一部分に存在するように該）第２のパターンを形成して該パターンの少なくとも一部を形成するために、表面３０３の第２の組をなす部分に選択的に供給される（加えられる）凝集修飾剤（coalescence modifier agent。または凝集改質剤）を含むことができる。該合体助剤は、造形材料の該第１の組をなす部分の合体及び固化を可能にするために使用される。該凝集修飾剤は、造形材料の該２の組をなす部分の材料の特性を変えるために使用される。物体の造形材料が合体して固化するときに該特性が変わるように、該凝集修飾剤を合体助剤と共に用いることができる。代替的には、物体の（１以上の）部分が熱にさらされたときに、該部分の特性を変えるために修飾剤（または改質剤。たとえば適切な作用物質）を加えることができる。

装置３００はさらに、図１を参照してより詳しく上述したように、該複数の領域全体にわたって実質的に均一な温度分布を維持するために、該複数の領域にわたって（たとえば、該複数の領域のうちの１以上の領域の少なくとも一部分に存在するように）配置されたパターンに応じて温度読み取り値を変更ないし調整し、及び、エネルギー源３０５によって該複数の領域の各々の領域に加えられるエネルギーを制御する温度コントローラ３１３を備えている。

１例では、温度コントローラ３１３は、比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御ループを備えることができる。該パターンに応じて温度を変更ないし調整することに加えて、過去の誤差（たとえば現在までに生じた誤差）及びそれらの誤差の経時的な変化を考慮して、温度読み取り値を変更ないし調整することもできる。これは、該パターンが形成されるときに該パターンに生じうる任意の誤差、たとえば、作用物質供給器３１１の吐出や閉塞によって生じる誤差を補償することを可能にする。

別の例では、第１の領域の温度読み取り値が変更ないし調整されると、温度コントローラ３１３は、該第１の領域の温度読み取り値を所定の閾値またはターゲット温度と比較することによって、該第１の領域に加えられるエネルギーを制御する。別の例では、第１の領域の温度読み取り値が変更ないし調整されると、温度コントローラ３１３は、第１の領域の温度読み取り値及び該第１の領域の少なくとも１つの近傍領域（近傍にある領域）の温度読み取り値を所定の閾値またはターゲット温度と比較することによって、該第１の領域に加えられるエネルギーを制御する。該少なくとも１つの近傍領域の温度読み取り値に重み付けをしてそれらの温度読み取り値を組み合わせて、該パターンに応じて変更ないし調整され、さらに、少なくとも１つの近傍領域の重み付けされた温度読み取り値によって変更ないし調整された該第１の領域の温度読み取り値を提供することができる。別の例では、該少なくとも１つの近傍領域の温度読み取り値を、重み付けし及び組み合わせて該第１の領域の温度読み取り値を提供する前に、該パターンに応じてさらに変更ないし調整することもできる。

装置３００はさらに、予め決められたパターンを表すデータを受け取るための受信機３１５を備えている。このデータを記憶装置３１７に格納することができ、この場合、該記憶装置３１７を、装置３００に一体化することができ（図３には一体化されたものとしては示されていない）、または、図３に示されているように装置３００の外部に設けることができる。記憶装置３１７は、ＲＯＭまたはＲＡＭまたは他の任意の適切な記憶装置を含むことができる。別の例では、受信機３１５は、該複数の領域の一部分にわたって形成された実際の１以上のパターンの測定値もしくは画像データを提供するセンサー出力を受け取ることができる。さらに別の例では、受信機３１５は、該予め決められたパターンの組み合わせを記憶装置３１７から受け取ることができ、及び、形成された（１以上の）実際のパターンの測定値を提供するセンサー出力を受け取ることができる。作用物質供給コントローラ３０９は、物体３０１の表面３０３に該予め決められたパターンを形成するために、該受け取ったデータを処理して、作用物質を選択的に供給する（加える）ための制御データを生成する。

３Ｄ物体の各スライスを作製する際における各層の造形材料の（１以上の）部分の選択的な合体及び固化は、熱放射がより大きく、そのため、同じ量のエネルギーが加えられた場合により高い温度に達することができる合体助剤（凝集助剤）の存在によって達成され、したがって、作用物質によって覆われた領域だけが合体し及び固化する。ターゲット温度は、表面に加えられるエネルギー源（からのエネルギー）によってもたらされる。ターゲット温度は、閉ループ制御システムによって達成され、該閉ループ制御システムでは、少なくとも１つのセンサー３０７が、表面の（たとえば該表面全体にわたる）複数の領域の温度を監視する。図１を参照して説明したように、作用物質によって覆われた表面の領域によってもたらされる温度上昇を補償するために、温度コントローラ３１３によって少なくとも１つのセンサー３０７の温度読み取り値が変更ないし調整される（１０７）。

図４には、図３の装置３００によって加熱される物体４０３_１、４０３_２、４０３_３の例が示されている。それらの物体を、層毎に生成される３Ｄ物体とすることができ、その場合、図４は、それらの３Ｄ物体のスライスを生成する１つの層の表面を示している。造形材料の連続する層が処理ベッド４００（たとえば図３の処理ベッド３０１）の上に堆積される。処理ベッド４００は複数の領域４０１に分割される。該複数の領域の各領域の大きさを実質的に同じとすることができ、または、少なくとも２つ以上の領域の大きさが異なるものとすることができる。該複数の領域は、領域４０１_１_１〜４０１_ｍ_ｎからなるｍ×ｎの配列を形成する。図４に示す例では、第１の物体４０３_１は５つの領域を占めている。特定の領域を占める物体の面積は、該領域の総面積に対する割合として決定される。たとえば、第１の領域４０１_１_３は、たとえばその約４％が第１の物体４０３_１の一部によって占められており、一方、第２の物体４０３_２の一部は、第２の領域４０１_３_４の大部分、たとえば第２の領域４０１_３_４の８６％を占めている。したがって、図４に示されている３Ｄ物体のスライスの場合には、第１の物体４０３_１の３Ｄ物体のスライスを生成する際に、第１の領域４０１_１_３は、たとえば４％の被覆率（coverage）の合体助剤及び凝集修飾剤を有すると判定される。図４に示されている３Ｄ物体のスライスの場合には、第２の物体４０３_２の３Ｄ物体を生成する際に、第２の領域４０１_３_４は、たとえば８６％の被覆率の合体助剤及び凝集修飾剤を有すると判定される。

第１の領域４０１_１_３の温度は少なくとも１つのセンサーによって監視され、該温度読み取り値は、第１の領域４０１_１_３内の第１の物体４０３_１の表面の４％の部分のより高い熱放射に起因してわずかに上昇することになり、一方、第２の領域４０１_３_４の温度読み取り値は、該第１の領域の温度上昇の量よりも大きな量だけ上昇するだろう。なぜなら、より高い熱放射が、第２の領域４０１_３_４内の第２の物体４０３_２の表面の８６％の部分から生じるからである。この結果、第１の領域４０１_１_３の温度読み取り値に対してなされる調整よりも大きな調整が、第２の領域４０１_３_４の温度読み取り値に対してなされる。ある領域の温度読み取り値の調整（変更）の量（大きさ）を、該領域内のパターンの面積割合から決定することができる。

この結果、エネルギー源の最適な制御及び構成ないし設定が達成される。さらに、物体、作用物質のパターン、及び処理ベッドの位置に関係なく、加えられるエネルギーの動的な調節が達成される。これは、表面上の局所的高温領域（ホットスポット領域）または偽の局所的高温領域の発生を回避し、及び、加熱されている表面全体にわたって安定で実質的に均一な温度分布をもたらす。

該装置はさらに、位置較正器（ポジションキャリブレータ）３１９を備えることができる。位置較正器３１９は、それぞれの温度読み取り値をそれぞれの領域と組（対）にする（すなわちそれぞれの領域に対応付ける）ことを可能にする。１例では、位置較正器３１９には、処理ベッド３０１の大きさ（サイズ）及び（固定されている）位置を示すデータが供給される。この場合、各センサーを、処理ベッド３０１の（１以上の）縁（エッジ）に対して（すなわち該縁を基準として）配置することができる。作用物質供給コントローラ３０９は、処理ベッド３０１の（１以上の）境界に対して（すなわち該境界を基準として）（１以上の）作用物質の供給を制御する。したがって、それぞれの温度読み取り値が取得される位置を、該パターンの位置、処理ベッド３０１の位置、したがって各領域の位置に容易に関連付けることができる。さらに、それぞれの温度読み取り値が取得される位置が、その温度読み取り値が実際に取得された領域に関連付けられるように、位置較正器によって装置を較正ないし調整するために使用されることができる位置合わせ用トレースを用いて、該パターンを形成することができる。位置較正器３１９の出力は、温度コントローラ３１３に提供されて、温度読み取り値がそれぞれの領域と組（対）にされ、したがって、温度読み取り値の変更ないし調整の精度が高まり、それゆえ、それぞれの領域に供給される（加えられる）エネルギーの制御の精度が高まる。

処理中の温度の安定性が改善される。表面の過熱を低減した最適化されたエネルギー消費が達成される。安定な温度は、部品の品質及び機械的特性に有利に作用する。不均一な融解／硬化及び不均一な材料拡散のような問題を検出することができる。

上記の例は、例示であって、本明細書に記載されている事項を限定するものではないこと、及び、当業者には、特許請求の範囲から逸脱することなく多くの代替の実施例を想起できることに留意されたい。「を含む」ないし「から構成される」という用語は、特許請求の範囲に記載されている要素以外の要素の存在を排除するものではなく、「ある」及び「１つの」という用語は、複数の存在を排除するものではなく、また、単一のプロセッサまたは他のユニットは、特許請求の範囲に記載されているいくつかのユニットの機能を果たすことができる。

Claims (14)

1. 表面の加熱を制御する方法であって、
   造形材料の複数の層を堆積させるステップと、
   堆積されたそれぞれの層について、
   （ａ）表面の複数の領域の温度を監視して、該複数の領域の各々の領域の少なくとも１つの温度読み取り値を出力するステップ、
   （ｂ）前記複数の領域の一部に配置されたパターンに応じて前記温度読み取り値を変更するステップ、及び、
   （ｃ）前記変更された温度読み取り値に基づいて前記複数の領域の各々の領域に供給されるエネルギーを制御して、前記表面全体にわたって実質的に均一な温度分布を維持するステップ
   を繰り返すステップと
   を含む方法。
2. 予め決められたパターンを表すデータを受け取るステップをさらに含み、
   前記ステップ（ｂ）が、前記受け取ったデータに応じて前記温度読み取り値を変更するステップを含むことからなる、請求項１の方法。
3. 前記複数の領域の各々の領域内の前記パターンによって占められている面積の割合を決定するステップをさらに含み、
   前記ステップ（ｂ）が、前記複数の領域のうちの対応する領域について決定された前記面積の割合に基づいて、前記複数の領域の各々の領域の温度読み取り値を変更するステップを含むことからなる、請求項１の方法。
4. 前記パターンにしたがって前記表面の一部に作用物質を選択的に供給するステップをさらに含む、請求項１または２の方法。
5. 前記ステップ（ｂ）が、現在堆積された層の前記パターン、及び／又は、少なくとも１つの以前に堆積された層の前記パターンに応じて、前記温度読み取り値を変更するステップを含むことからなる、請求項４の方法。
6. 作用物質を選択的に供給する前記ステップが、前記複数の領域にわたって前記パターンの少なくとも一部を形成するために、前記造形材料の一部に合体助剤を選択的に供給するステップを含み、
   前記ステップ（ｃ）が、前記複数の領域の各々の領域に前記エネルギーが加えられたときに、前記パターンにしたがって、造形材料の前記層が合体し及び固化して３Ｄ物体のスライスを形成するように、前記複数の領域の各々の領域に加えられる前記エネルギーを制御するステップをさらに含むことからなる、請求項４の方法。
7. 作用物質を選択的に供給する前記ステップが、前記複数の領域にわたって前記パターンの少なくとも一部を形成するために、前記造形材料の一部に凝集修飾剤を選択的に供給するステップを含み、
   前記ステップ（ｃ）が、前記パターンにしたがって３Ｄ物体のスライスを形成する際に、前記複数の領域の各々の領域に前記エネルギーが加えられたときに、造形材料の前記層が前記造形材料の一部の特性を変えるように、前記複数の領域の各々の領域に加えられる前記エネルギーを制御するステップをさらに含むことからなる、請求項４の方法。
8. 堆積された造形材料の層の表面の加熱を制御するための装置であって、
   造形材料から３Ｄ物体を生成するために該造形材料の複数の層を堆積させるための造形材料供給器と、
   堆積されたそれぞれの層の表面の複数の領域の温度を監視して、該複数の領域のそれぞれの領域の少なくとも１つの温度読み取り値を出力する少なくとも１つのセンサーと、
   前記堆積されたそれぞれの層について、該それぞれの層の前記表面全体にわたって実質的に均一な温度分布を維持するために、該それぞれの層の前記複数の領域の一部に配置されたパターンに応じて前記温度読み取り値を変更して、前記変更された温度読み取り値に基づいて前記複数の領域の各々の領域に加えるエネルギーを制御する温度コントローラ
   を備える装置。
9. 前記複数の領域の一部に形成される予め決められたパターンを表すデータ、及び／又は、前記複数の領域の一部にすでに形成されているパターンを表すデータを受け取るための受信機をさらに備える、請求項８の装置。
10. 前記少なくとも１つのセンサーの位置を、前記パターンの位置、及び／又は、前記複数の領域の各々の領域の位置に対して較正するための位置較正器をさらに備える、請求項８または９の装置。
11. 前記パターンにしたがって、前記表面の一部に作用物質を選択的に供給するための作用物質供給コントローラをさらに備える、請求項８〜１０のいずれかの装置。
12. 前記作用物質供給コントローラは、前記複数の領域にわたるパターンを形成するために、堆積されたそれぞれの層の表面の一部への作用物質の選択的な供給を制御することができ、
    前記温度コントローラは、現在堆積された層及び／又は少なくとも１つの以前に堆積された層の前記複数の領域にわたって形成された作用物質の前記パターンに応じて、堆積されたそれぞれの層の温度読み取り値を変更し、前記現在堆積された層について変更された温度読み取り値に基づいて、前記現在堆積された層の複数の領域の各々の領域に加えられるエネルギーを制御することができることからなる、請求項１１の装置。
13. 前記パターンの少なくとも一部を形成するために、前記造形材料の第１の組をなす部分に合体助剤を選択的に供給するための合体助剤供給器と、
    前記パターンの少なくとも一部を形成するために、前記造形材料の第２の組をなす部分に凝集修飾剤を選択的に供給するための凝集修飾剤供給器
    をさらに備える請求項１２の装置。
14. ３Ｄ物体を生成するための装置であって、
    合体助剤を、造形材料の層上の第１の組をなす選択可能な部分に選択的に供給するために、挿抜可能な第１の作用物質供給器を受けるためのインターフェースと、
    供給された造形材料の層上の第２の組をなす選択可能な部分に凝集修飾剤を選択的に供給するために、挿抜可能な第２の作用物質供給器を受けるためのインターフェースと、
    作用物質供給コントローラと、
    温度コントローラ
    を備え、
    前記作用物質供給コントローラは、前記作用物質供給器がそれぞれの前記インターフェースに挿入されたときに、生成される３Ｄ物体の一部を表すデータから得られた制御データによって決定される位置において、造形材料の連続する層に前記作用物質を選択的に供給するように前記作用物質供給器を制御し、
    前記温度コントローラは、
    前記制御データに応じて前記造形材料の表面の測定された温度を変更し、及び、
    前記造形材料の表面全体にわたって実質的に均一な温度分布を維持するために、前記造形材料の表面の変更された温度に基づいて前記造形材料にエネルギーを加えて、合体助剤及び凝集修飾剤が供給される場所にしたがって前記造形材料の一部を合体及び固化させて、前記３Ｄ物体のスライスが形成されるようにエネルギー源を制御することからなる、装置。

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