JP6888758B2 - ３次元物品の付加製造 - Google Patents

Description

本発明は、粉末材料の個々の層を継続的に溶融させることによる３次元物品の付加製造のための方法に関する。

自由造形または付加製造は、ワークテーブルに塗られた粉末層の選択部分の継続的な溶融を通じて３次元物品を形成するための方法である。

付加製造装置は、３次元物品がその上に形成されることになるワークテーブル、粉末床の形成のために粉末の薄層をワークテーブル上に敷くように配置された、粉末ディスペンサまたは粉末分配器、粉末へエネルギーを送達し、それによって粉末の溶融を生じさせるための高エネルギービーム、粉末床の部分の溶融を通じて３次元物品の断面を形成するためにエネルギービームによって放出されたエネルギーを粉末床にわたって制御するための要素、および３次元物品の連続した断面に関して情報が記憶された、制御用コンピュータを備えてよい。３次元物品は、粉末ディスペンサによって継続的に敷かれた、粉末層の連続して形成された断面の連続した溶融を通じて形成される。電子ビーム融解（ＥＢＭ：ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｍｅｌｔｉｎｇ）では、高エネルギービームが１つまたは複数の電子ビームである。

付加製造においては、短い製造時間および完成した製品の高い品質が最も重要である。最終製品の所望の材料特性は、加熱および／または溶融プロセスを制御する能力に依存しうる。このような理由でＥＢＭ技術では焼結挙動および／または融解挙動を改善することが必要である。

本発明の例示的な目的は、製造される３次元物品の材料特性および／または最終製品寸法精度を向上させるために付加電子ビーム融解製造プロセスにおける焼結および／または融解挙動を迅速かつ正確に改善する方法を提供することである。上述の目的は、添付の特許請求の範囲に列挙される特徴によって達成される。

本発明の様々な実施形態の第１の態様において、３次元物品を形成するために共に溶融される粉末材料の個々の層を継続的に積層することを通じてその物品を形成するための方法が提供され、方法は、粉末材料の加熱または溶融のうちの少なくとも１つのために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源を設けるステップであって、電子ビーム源が陰極および陽極を備える、ステップと、３次元物品の形成中に陰極と陽極との間のアクセラレータ電圧を少なくとも第１および第２の所定の値の間で変化させるステップと、３次元物品の形成が第１の段階またはプロセス・ステップにあるときに陰極と陽極との間にアクセラレータ電圧の第１の値を印加するステップと、３次元物品の形成が第２の段階またはプロセス・ステップにあるときには陰極と陽極との間にアクセラレータ電圧の第２の値を印加するステップであって、アクセラレータ電圧の第１の値がアクセラレータ電圧の第２の値とは少なくとも１０ｋＶ異なる、ステップとを備える。

本発明の様々な実施形態の例示的な利点は、どのプロセス・ステップが用いられることになるかに依存してアクセラレータ電圧が変化してよいことである。いくつかのプロセス・ステップは、より高いアクセラレータ電圧を必要とすることがあり、一方で他のプロセス・ステップは、多かれ少なかれアクセラレータ電圧の影響を受けない。異なるプロセス・ステップにおいて異なるアクセラレータ電圧を印加することによって３次元物品の最終品質を改善しうる。いくつかの実施形態では、異なるアクセラレータ電圧間の断続的なスイッチングが３次元物品の形成の２つの段階の間にあってよく、両方の段階が単一のプロセス・ステップ（例えば、予備加熱、または同様のもの）内にあってもよい。

本発明の様々な実施形態例において、第１のステップは溶融されていない粉末の予備加熱に用いられ第２のステップは粉末の溶融に用いられる、第１のステップは粉末の溶融に用いられ第２のステップはすでに溶融された粉末の後熱処理に用いられる、第１のステップは粉末の溶融に用いられ第２のステップはすでに溶融された粉末の再融解に用いられる、第１のステップは３次元物品の内側領域の溶融に用いられ第２のステップは３次元物品のコンターの溶融に用いられる、第１のステップはソリッド構造の形成に用いられ第２のステップはネット構造に用いられる、第１のステップは第１のタイプのマイクロ構造に用いられ第２のステップは第２のタイプのマイクロ構造に用いられる、第１のステップは３次元物品のための支持構造の形成に用いられ第２のステップは３次元物品の形成に用いられる、および／または第１のステップは中心融解スポットに用いられ第２のステップは少なくとも１つの周辺加熱スポットに用いられる。さらに他の実施形態において、第１の段階またはステップは、予備加熱プロセス・ステップの第１の部分であり、第２の段階またはステップは、予備加熱プロセス・ステップの第２の部分である。複数の（例えば、交互の）第１および第２の段階が単一のプロセス・ステップ内で（例えば、予備加熱プロセス内で）発生してもよい。

少なくともこれらの実施形態の例示的な利点は、異なるプロセス・ステップに依存して電子ビームの侵入深さを変更してよいことである。高電子ビーム電流を用いた融解は、低電子ビーム電流を用いた融解より高いアクセラレータ電圧を必要としうる。

本発明の様々な実施形態例において、アクセラレータ電圧の第１の値は、アクセラレータ電圧の第２の値とは少なくとも２５ｋＶまたは５０ｋＶ異なる。少なくともこれらの実施形態の例示的な利点は、３次元物品を製造するときに異なるステップ間のアクセラレータ電圧における差が変化してよいことである。

本発明の様々な実施形態例において、陰極と陽極との間の第１および／または第２のアクセラレータ電圧は、電子ビームの偏向角の関数として変化する。少なくともこれらの実施形態の例示的な利点は、侵入深さが、電子ビームの実際の偏向角に依存せずに所定の領域に対して一定に保たれうることである。

本発明の様々な実施形態例において、陰極と陽極との間の第１および／または第２のアクセラレータ電圧は、すでに溶融させた３次元物品の厚さの関数として変化する。少なくともこれらの実施形態の例示的な利点は、電子ビームの侵入深さを変更することによって薄い構造を過剰に融解させるリスクを低減しうることである。

本発明の様々な実施形態例において、第１の位置において第１の所定のアクセラレータ電圧および第２の位置において第２の所定のアクセラレータ電圧を供給するステップであって、第１および第２の位置は、３次元物品の単一の層において互いに側方に分離される、供給するステップと、第１および第２の位置において電子ビームを少なくとも一度スイッチオンおよびオフするステップとをさらに備える。

少なくともこの実施形態の利点は、３次元物品の異なる位置、例として、内側領域および境界領域が断続的に融解されてよいことである。ビームは、内側領域から境界領域へアクセラレータ電圧を異なる領域に対して同時に変更しながら往復してスイッチされてよい。ここでは、内側領域により高いアクセラレータ電圧を用いて、境界領域にはより低いアクセラレータ電圧を用いることができる。

本発明の様々な実施形態例において、電子ビームのスイッチイングオンおよびオフの周波数は、一定であるかまたは変化するのうちの１つである。少なくともこれらの実施形態の例示的な利点は、１つのタイプの融解領域から別のタイプの融解領域へスイッチするときに、アクセラレータ電圧だけでなくスイッチングの周波数も変化してよいことである。これは、エネルギー付与の精度およびフレキシビリティがさらに改善されうることを意味する。

様々な実施形態例において、コンピュータ上で実行されたときに３次元物品を形成するために共に溶融される粉末材料の個々の層を継続的に積層することを通じてその物品を形成するための方法を実装するように構成され、配置されたプログラム要素が提供され、方法は、粉末材料の加熱または溶融のうちの少なくとも１つのために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源を設けるステップであって、電子ビーム源が陰極および陽極を備える、ステップと、３次元物品の形成中に陰極と陽極との間のアクセラレータ電圧を少なくとも第１および第２の所定の値の間で変化させるステップとを備える。

本発明の様々な実施形態のさらに別の態様において、その上に記憶されたプログラム要素を有するコンピュータ可読媒体が提供される。

本発明の様々な実施形態のさらに別の態様において、非一時的コンピュータ可読記憶媒体において具現化されたコンピュータ可読プログラムコード部分を有する少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備える非一時的コンピュータプログラム製品が提供され、コンピュータ可読プログラムコード部分は、粉末材料の加熱または溶融のうちの少なくとも１つのために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源を制御するステップであって、電子ビーム源が陰極および陽極を備える、制御するステップのために構成された実行可能な部分、および３次元物品を形成するために共に溶融される粉末材料の個々の層を継続的に積層することによって形成されるその物品の形成中に陰極と陽極との間のアクセラレータ電圧を少なくとも第１および第２の所定の値の間で変化させるステップのために構成された実行可能な部分を備える。

本発明の様々な実施形態のさらに別の様態において、３次元物品を形成するために粉末材料の個々の層を継続的に積層して溶融させることを通じてその物品を形成するための装置が提供される。装置は、粉末材料の加熱または溶融のうちの少なくとも１つのために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源であって、陰極および陽極を備える電子ビーム源、ならびに少なくとも１つの制御ユニットを備える。少なくとも１つの制御ユニットは、３次元物品の形成中に陰極と陽極との間のアクセラレータ電圧を少なくとも第１および第２の所定の値の間で変化させることと、３次元物品の形成が第１のプロセス・ステップにあるときに陰極と陽極との間にアクセラレータ電圧の第１の所定の値を印加することと、３次元物品の形成が第２のプロセス・ステップにあるときに陰極と陽極との間にアクセラレータ電圧の第２の所定の値を印加し、アクセラレータ電圧の所定の第１の値がアクセラレータ電圧の第２の所定の値とは少なくとも１０ｋＶ異なることとのために構成される。

様々な例示的な実施形態によれば、電子ビーム源は、グリッドをさらに備えてよく、それによってグリッド電圧は、３次元物品の形成中に陰極と陽極との間のアクセラレータ電圧が少なくとも第１および第２の所定の値の間で変化するにつれて、それと同期して変化する。

様々な例示的な実施形態によれば、少なくとも１つの電子ビーム源は、第１の電子ビーム源および第２の電子ビーム源を備え、第１のアクセラレータ電圧は、第１の電子ビーム源から発し、第２のアクセラレータ電圧は、第２の電子ビーム源から発する。少なくともかかる実施形態において、第１のアクセラレータ電圧は、第１の所定の期間にわたって第１の電子ビーム源から発し、第２のアクセラレータ電圧は、第２の所定の期間にわたって第２の電子ビームか源から発し、第１および第２の所定の期間は、重ならない。

これらおよびさらに他の例示的な実施形態において、列挙される方法は、第１の所定の期間中に第１の位置において第１の所定のアクセラレータ電圧を供給するステップと、第２の所定の期間中に第２の位置において第２の所定のアクセラレータ電圧を供給するステップと、第１および第２の位置の各々において少なくとも一度電子ビームをスイッチオンおよびオフするステップとをさらに備えてよい。かかるおよびさらに他の実施形態において、第１および第２の位置は、３次元物品の単一の層において互いに側方に分離される。なおさらに、電子ビームをスイッチオンおよびオフする周波数は、一定であるかまたは変化するのうちの１つである。

さらに他の実施形態において、陰極と陽極との間の第１または第２のアクセラレータ電圧の一方は、電子ビームの偏向角の関数として変化し、陰極と陽極との間の第１または第２のアクセラレータ電圧の他方は、すでに溶融された３次元物品の厚さの関数として変化する。

本明細書に記載されるすべての例および例示的な実施形態は、本質的に非限定的であり、本明細書に記載される本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。なおさらに、本明細書に記載される利点は、特定の例示的な実施形態と関連して特定される場合であっても、必ずしもかかる限定的な仕方で解釈されるべきではない。

本発明は、添付図面を参照して非限定的な方法で以下にさらに記載される。図面のいくつかの図を通して対応する同様の部分を示すために同じ参照文字が採用される。

電子ビーム源のある実施形態例を概略側面図で示す。 図１による電子ビーム源を有しうる３次元物品を製造するための装置のある実施形態例を概略図で示す。 付加的に製造されることになる正方形物体の上面図を示す。 付加的に製造される３次元物品の異なる実施形態例の断側面図を示す。 付加的に製造される３次元物品の異なる実施形態例の断側面図を示す。 付加的に製造される３次元物品の異なる実施形態例の断側面図を示す。 中心融解スポットならびに４つの周辺加熱スポットの上面図である。 中心融解スポットならびに同心円状加熱スポットの上面図である。 様々な実施形態による例示的なシステム１０２０のブロック図である。 様々な実施形態によるサーバ１２００の概略ブロック図である。 様々な実施形態による例示的なモバイルデバイス１３００の概略ブロック図である。

次に本発明の様々な実施形態が、本発明のすべてではないがいくつかが示される、添付図面を参照して以下により十分に記載される。実際、本発明の実施形態は、多くの異なる形態で具現化されてよく、本明細書に述べられる実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が適用される法的要件を満たすことになるように提供される。別に定義されない限り、本明細書に用いられるすべての技術用語および科学用語は、本発明が関係する分野における当業者によって一般に知られ、理解されるのと同じ意味を持つ。用語「または（ｏｒ）」は、別に示されない限り、本明細書では択一的および連言的意味の両方で用いられる。同様の番号は、全体を通じて同様の要素を指す。

なおさらに、本発明の理解を容易にするために、いくつかの用語が以下に定義される。本明細書において定義される用語は、本発明に係わる分野における当業者によって一般に理解されるような意味を持つ。「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」および「前記（ｔｈｅ）」のような用語は、単数形の実体のみを指すのではなく、説明のためにその具体例が用いられてよい一般的なクラスを含むことが意図される。本明細書における用語法は、本発明の具体的な実施形態を記載するために用いられるが、それらの使用法は、特許請求の範囲に要約される以外、本発明の範囲を限定しない。

本明細書に用いられる用語「３次元構造」などは、一般に、特定の目的に用いることが意図された（例えば、１つまたは複数の構造材料の）意図されるかまたは実際に製作された３次元構成を指す。かかる構造などは、例えば、３次元ＣＡＤシステムの助けを借りて設計されてよい。

本明細書において様々な実施形態に用いられる用語「電子ビーム」は、任意の荷電粒子ビームを指す。荷電粒子ビーム源は、電子銃、リニアアクセラレータなどを含むことができる。

図２は、本発明による発明の方法が実装されてよい自由造形または付加製造装置２１のある実施形態を示す。

装置２１は、電子ビーム源６、偏向コイル７、２つの粉末ホッパ４、１４、ビルドプラットフォーム２、ビルドタンク１０、粉末分配器２８、粉末床５、および真空チャンバ２０を備える。

真空チャンバ２０は、真空システムを介して真空環境を維持することが可能であり、真空システムは、当業者によく知られ、それゆえにこの文脈ではさらなる説明を必要としないターボ分子ポンプ、スクロールポンプ、イオンポンプおよび１つ以上のバルブを備えてよい。真空システムは、制御ユニット８によって制御される。

電子ビーム源６は、粉末を予備加熱するため、ビルドプラットフォーム２上に供給された粉末材料を共に融解するかまたは溶融させるため、あるいはすでに溶融された粉末材料の後加熱処理のために用いられる電子ビームを発生させている。電子ビーム源６の少なくとも一部分は、真空チャンバ２０中に設けられてよい。制御ユニット８は、電子ビーム源６から放射された電子ビームを制御し、管理するために用いられてよい。少なくとも１つの集束コイル（図示されない）、少なくとも１つの偏向コイル７、非点収差補正のための随意的なコイル（図示されない）および電子ビーム電源（図示されない）が制御ユニット８へ電気的に接続されてよい。本発明のある実施形態例において、電子ビーム源６は、約５〜１００ｋＶの可変アクセラレータ電圧および２〜１５ｋＷの範囲内のビーム出力をもつ集束可能な電子ビームを発生させてよい。エネルギービームを用いて粉末層ごとに溶融させることによって３次元物品を造形しているときに、真空チャンバ中の圧力は、１×１０^−３ｍｂａｒ以下であってよい。

粉末ホッパ４、１４は、ビルドタンク１０中のビルドプラットフォーム２上に供給されることになる粉末材料を備える。粉末材料は、例として、純金属または金属合金、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合金、ニッケル基超合金などであってよい。

粉末分配器２８は、ビルドプラットフォーム２上に粉末材料の薄層を敷くように配置される。ワークサイクル中に、ビルドプラットフォーム２は、真空チャンバ中で固定点に対して継続的に下降されるであろう。この移動を可能にするために、ビルドプラットフォーム２は、本発明の一実施形態では垂直方向に、すなわち、矢印Ｐで示された方向に移動できるように配置される。これは、必要な厚さの第１の粉末材料層が敷かれた、初期位置においてビルドプラットフォーム２が出発することを意味する。ビルドプラットフォーム２を下降させるための手段は、例として、歯車、調整ねじなどを装備したサーボエンジンを用いてよい。サーボエンジンは、制御ユニット８へ接続されてよい。

電子ビームは、３次元物品３の第１の断面を形成するためにビルドプラットフォーム２上に導かれて第１の粉末層を選択された位置で溶融させてよい。ビームは、制御ユニット８によって与えられた命令からビルドプラットフォーム２上に導かれてよい。制御ユニット８では、３次元物品の層ごとに電子ビームをどのように制御するかに関する命令が記憶されてよい。３次元物品３の第１の層がビルドプラットフォーム２上に造形されてよく、粉末床５中または随意的な開始プレート１６上で取り外し可能であってよい。開始プレート１６は、ビルドプラットフォーム２上に直接に、またはビルドプラットフォーム２上に設けられた粉末床５の上部に配置されてよい。

第１の層、すなわち、３次元物品の第１の層を作るための粉末材料の溶融が終了した後に、第２の粉末層がビルドプラットフォーム２上に設けられる。第２の層の厚さは、第１の層が造形された位置に対してビルドプラットフォームが下降された距離によって決定されてよい。第２の粉末層は、様々な実施形態において前の層と同じ仕方に従って分配される。しかしながら、同じ付加製造マシンにおいて粉末をワークテーブル上へ分配するための代わりの方法があってもよいであろう。例として、第１の層が第１の粉末分配器２８を介して設けられてよく、第２の層が別の粉末分配器によって設けられてよい。粉末分配器の設計は、制御ユニット８からの命令に従って自動的に変更される。単一のレーキシステムの形態、すなわち、左の粉末ホッパ４および右の粉末ホッパ１４の両方から落ちてくる粉末を１つのレーキがとらえる形態の粉末分配器２８は、レーキをそのように設計変更できる。

第２の粉末層をビルドプラットフォーム上に分配した後に、エネルギービームが３次元物品の第２の断面を形成するためにワークテーブル上に導かれて第２の粉末層を選択された位置で溶融させる。第２の層における溶融部分が第１の層の溶融部分へ接合されてもよい。第１および第２の層における溶融部分が最上層における粉末を融解させるだけでなく、最上層の直下の層の厚さの少なくとも何分の１かを再融解させることによって共に融解されてもよい。

粉末が予備加熱プロセス中にわずかに焼結されることを許容してよい。予備加熱プロセスは、３次元物品の所定の断面を作り出すための粉末材料の実際の溶融より前に生じている。予備加熱は、粉末材料の導電率を増加させるか、および／または粉末材料の使用温度を所定の温度範囲内に上昇させるために行われてよい。

図１は、本発明の方法が実装されてよい電子ビーム源の例示的な実施形態を概略図で示す。電子ビーム源１００は、陰極１０２、グリッド１０４および陽極１０６を備える。負電位にある陰極１０２から放射された電子が陽極１０６および最終的にターゲット表面１１８に向かって加速される。グリッド１０４は、陰極１０２から所定の距離に設置される。陰極１０２に、陰極を加熱しうる電圧が供給されてよく、その結果、陰極１０２が熱電子放出によって電子を放出する。

可変アクセラレータ電圧１６０が陰極と陽極１０６との間に供給される。可変アクセラレータ電圧１６０は、陰極１０２から放射された電子を陽極１０６の方へ加速させて、結果として、電子ビーム１２０を確立する。電子ビーム１２０は、付加製造プロセスにおける粉末層であってよい、基板表面１１８上に衝突しうる。電子ビームを導いて集束させるために、少なくとも１つの集束コイルおよび少なくとも１つの偏向コイルがさらに配置されてよい。

電子ビーム源１００では、陰極１０２と陽極１０６との間にグリッド１０４が設けられる。グリッド１０４は、開口部を有するプレートとして配置されてよい。開口部は、陰極１０２とアラインされてよい。グリッド１０４における開口部のサイズがグリッド１０４の位置における電子ビーム１２０の断面に対応してもよい。

グリッド電圧１８０は、グリッド１０４と陰極１０２との間に供給されてよく、さらに負の阻止電圧と全出力電圧との間で調整されてよく、それによって電子ビーム電流を０〜最大電子ビーム電流の間で調整しうる。図１において、陰極１０２に、−２０ｋＶ〜１００ｋＶの負電位が供給されてよい。可変アクセラレータ電圧１６０の第１の接続点１１０およびグリッド電圧１８０の第１の接続点１１４は、−２０ｋＶ〜１００ｋＶの同じ電位に固定されてよい。アクセラレータ電圧１６０の第２の接続点１０８に、接地電位が供給されてよい。グリッド電圧１８０の第２の接続点１１２は、負の阻止電圧と全出力電圧との間で変化してよい。第２の制御ユニット１５０は、アクセラレータ電圧および電子ビーム電流を所望の値に調整するために、可変アクセラレータ電圧の第１の接続点１１０およびグリッド電圧の第２の接続点１１２上の電圧を制御していてよい。第２の制御ユニット１５０は、制御ユニット８と接続した物理的に個別の制御ユニットであっても、または制御ユニット８と完全に一体化されてもよい。

ターゲット表面１１８は、接地電位または正電位に設定されてよい。電子ビーム源１００は、実際の電子ビーム電流を検出するための手段１７０を備えてもよい。ターゲット表面上の電子ビーム電流を検出するための手段例は、図１にボックス１７０で示される、アクセラレータ電圧１６０を供給する高圧源の実際の負荷を検出することであってよい。これは、それぞれ第１および第２の接続点１１０および１０８の間を通る電子ビームを単に測定することによってなされてよい。

陰極に−６０ｋＶの負電圧が供給される場合には、負の阻止電圧は、およそ−６１ｋＶであってよく、すなわち、グリッド１０４によって電子を阻止するためにグリッド電圧の第２の接続点１１２が−６１ｋＶに設定され、第１の接続点１１４が−６０ｋＶに設定される。第２の接続点１１２における負の阻止電圧が減少し始める場合には、陰極から放射された電子のうちのいくらかがグリッド１０４を通過するのを許容されることになろう。この実施形態例では、陰極に−６０ｋＶの一定の負電位が供給されたときに、グリッド電圧を−６１ｋＶ〜−６０ｋＶの間で変化させることによって、電子ビーム電流が０ｍＡ〜最大電子ビーム電流に変化してよく、最大電子ビーム電流は、陰極の所定のサイズおよび形状ならびにグリッド１０４における開口部の所定のサイズおよび形状に対して２５ｍＡであってよい。他のアクセラレータ電圧ならびに／または陰極の他のサイズ、形状、および放射率ならびに／またはグリッドにおける開口部の他のサイズおよび形状は、最大電子ビーム電流が例示される２５ｍＡより高いかまたは低いように影響を与えうる。

本発明の様々な実施形態例によれば、３次元物品の形成が第１のプロセス・ステップにあるときに、第１のアクセラレータ電圧が陽極と陰極との間に印加され、３次元物品の形成が第２のプロセス・ステップにあるときには、第２のアクセラレータ電圧が陽極と陰極との間に印加される。

少なくとも１つのグリッドを用いたある実施形態例では、アクセラレータ電圧１６０およびグリッド電圧１８０は、互いに同期される。アクセラレータ電圧１６０が、第１のプロセス・ステップにおいて、最初に第１の値、例として、７５ｋＶに設定される場合には、グリッド電圧１８０は、ゼロ電子ビーム電流に対する約７６ｋＶから最大電子ビーム電流に対する７５ｋＶへ変化してよい。アクセラレータ電圧が、第２のプロセス・ステップにおいて、第１の値の７５ｋＶから第２の値、例として５０ｋＶへ変更される場合には、グリッド電圧１８０もゼロ電子ビーム電流に対する約５１ｋＶから最大電子ビーム電流に対する５０ｋＶへ変化するように変更されてよい。言い換えれば、印加される第１のグリッド電圧が第１のアクセラレータ電圧に等しいときに第１のアクセラレータ電圧が最大電子ビーム電流を有しうるのに対して、印加される第２のグリッド電圧が第２のアクセラレータ電圧に等しいときには第２のアクセラレータ電圧が最大電子ビーム電流を有しうる。

ある実施形態例によれば、第１のプロセス・ステップは、例として溶融されていない粉末の予備加熱であってよい。予備加熱中に、例えば、２５〜５５ｋＶの間の比較的低いアクセラレータ電圧が用いられてよい。第２のプロセス・ステップは、例として３次元物品の断面を作り出すための粉末材料の溶融であってよい。溶融中に、アクセラレータ電圧は、例えば、５５〜１００ｋＶの間と比較的高くてよい。より高いアクセラレータ電圧は、粉末層の適切な融解をすでに溶融された下層の再融解とともに確実にしうる電子ビームの侵入深さを増加させる。

第１のプロセス・ステップは、粉末の溶融であってよく、第２のステップは、すでに溶融された粉末の後熱処理であってよい。溶融中に、アクセラレータ電圧は、例えば、５５〜１００ｋＶの間と比較的高くてよい。より高いアクセラレータ電圧は、粉末層の適切な融解をすでに溶融された下層の再融解とともに確実にしうる電子ビームの侵入深さを増加させる。後熱処理中に、アクセラレータ電圧は、例えば、２５〜５５ｋＶの間と比較的低くてよい。後熱処理中に、電子ビームの品質は、溶融ステップ中のようには重要でない。それゆえに、後熱処理中には低アクセラレータ電圧が用いられるとよく、その後熱処理がすでに造形された３次元物品を所定の温度間隔内に維持するのに役立つ。

第１のプロセス・ステップは、粉末材料の溶融であってよく、第２のステップは、すでに溶融された粉末の再融解であってよい。溶融中に、アクセラレータ電圧は、例えば、５５〜１００ｋＶの間と比較的高くてよい。より高いアクセラレータ電圧は、粉末層の適切な融解をすでに溶融された下層の再融解とともに確実にしうる電子ビームの侵入深さを増加させる。再融解ステップ中に、アクセラレータ電圧は、例えば、２５〜５５ｋＶの間と比較的低くてよい。

第１のプロセス・ステップは、３次元物品の内側領域の溶融であってよく、第２のプロセス・ステップは、３次元物品のコンターの溶融であってよい。図３は、付加的に製造されることになる正方形物体の上面図を示す。正方形物体は、コンター３１０によって囲まれた内側領域３２０を有する。内側領域は、４０〜５５ｋＶの間の第１のアクセラレータ電圧で溶融されてよく、コンターは、５５〜１００ｋＶの間の第２のアクセラレータ電圧で溶融されてよい。内側領域３２０と比較してコンター３１０の方がより高いアクセラレータ電圧を用いる理由は、３次元物品の内側領域３２０と比較してその外周（コンター）を溶融させるにはより高い精度が必要とされ、すなわち、内側領域３２０の任意の部分を融解させるのと比較してコンター３１０にはより小さくて、より輪郭のはっきりした融解スポットが必要でありうるということである。

第１のステップは、ソリッド構造を形成するために用いられてよく、第２のステップは、ネット構造を形成するために用いられてよい。ソリッド構造の溶融中に、アクセラレータ電圧は、６５〜１００ｋＶの間にあってよいのに対して、ネット構造の溶融中には、アクセラレータ電圧は、４０〜６５ｋＶの間にあってよい。図５は、３次元物品５００の断側面図を示す。３次元物品５００は、ソリッド部分５１０およびネット構造部分５２０を備える。ネット構造は、ソリッド構造を溶融させるのと比較してより低いアクセラレータ電圧を用いて溶融されてよい。その理由は、侵入深さがネット構造自体の寸法に制限されることが必要であるかもしれず、このため、高過ぎるアクセラレータ電圧を用いることができないということである。

第１のステップは、第１のタイプのマイクロ構造に用いられてよく、第２のステップは、第２のタイプのマイクロ構造に用いられてよい。３次元物品の異なる領域へ異なるマイクロ構造を導入するために異なるアクセラレータ電圧が必要条件でありうる。４０〜６５ｋＶの間のアクセラレータ電圧に対して第１のタイプのマイクロ構造が３次元物品に導入されてよく、６５〜１００ｋＶの間のアクセラレータ電圧に対して第２のタイプのマイクロ構造が３次元物品に導入されてよい。

第１のステップは、支持構造を形成するために用いられてよく、第２のステップは、３次元物品を形成するために用いられてよい。支持構造は、ほとんど任意のアクセラレータ電圧を用いて造形されてよいのに対して、３次元物品は、所定の材料特性を達成する必要がある。このため、支持構造を造形するためにできるだけ低い電圧が用いられるとよく、一方で３次元物品は、所定の材料特性を満たすために所定の範囲のアクセラレータ電圧を用いる必要がある。図６では、３次元物品６００の断側面図が示される。３次元物品６００は、最終構造６１０および支持構造６２０を備える。支持構造６２０は、ネガティブ表面を支持するため、および最終物品６１０から熱を排出するために製造中にのみ用いられる。支持構造６１０は、最終物品６１０から除去されることになる。支持構造は、支持構造６２０の最終物品６１０からの除去を容易にするであろう内蔵されたマイクロクラックおよび／または欠陥を伴って製造されてよい。

第１のステップは、中心融解スポットに用いられてよく、第２のステップは、少なくとも１つの周辺加熱スポットに用いられてよい。図７Ａは、中心融解スポット７１０ならびに４つの周辺加熱スポット７２０、７３０、７４０および７５０を示す。中心融解スポットの走査方向は、矢印７６０で示される。中心融解スポット７１０は、例えば、６５〜１００ｋＶの間の比較的高いアクセラレータ電圧で粉末材料を融解させてよい。周辺加熱スポット７２０、７３０、７４０および７５０は、例えば、４０〜５５ｋＶの間の比較的低いアクセラレータ電圧を用いてよい。第１の周辺加熱スポット７２０は、中心融解スポット７１０が粉末材料を融解させる前に、溶融されていない粉末材料を加熱している。第２の周辺スポット７３０および第３の周辺スポット７５０は、中心融解スポット７１０によって生じた融解プールに近接近した粉末材料を加熱している。第２の周辺スポット７３０および第３の周辺スポット７５０は、融解プールと溶融されていない粉末との間の温度勾配を均しうる。第４の周辺スポット７４０は、すでに溶融された粉末材料を加熱している。第４のスポット７４０は、冷却時間が増すのを助け、それによって材料特性を改善する。

第１のステップは、中心融解スポットに用いられてよく、第２のステップは、少なくとも１つの同心円状または部分的に重なった加熱スポットに用いられてよい。図７Ｂは、中心融解スポット８１０ならびに同心円状加熱スポット８２０を示す。中心融解スポットの走査方向は、矢印８６０で示される。中心融解スポット８１０は、例えば、６５〜１００ｋＶの間の比較的高いアクセラレータ電圧で粉末材料を融解させてよい。いくつかの実施形態において、比較的高いアクセラレータ電圧は、２ｋＶ超の任意の値である。同心円状（または、図示されない部分的に重なった）加熱スポット８２０は、例えば、４０〜５５ｋＶの間の比較的低いアクセラレータ電圧を用いてよい。いくつかの実施形態において、比較的高いアクセラレータ電圧は、２ｋＶ未満の任意の値である。部分的に重なっていれば、融解および加熱スポット８１０、８２０が同じサイズであってもよい。同心円状であれば、２つのスポットが異なるサイズであり、２つのうちで加熱スポットの方が大きいことになる。いくつかの部分的に重なった実施形態では、融解および加熱スポットが異なるサイズであってもよい。これらおよびさらに他の実施形態のいずれにおいても、高および低アクセラレータ電圧の間のスイッチング周波数は、１００Ｈｚ〜２０ｋＨｚの間であってよい。従って、単位時間当たりの密度が電流の増加、より小さいスポットの使用、および／またはより遅い走査速度の使用なしに増加される。

別の実施形態例によれば、第１のプロセス・ステップおよび第２のプロセス・ステップは、例として溶融されていない粉末の予備加熱の個別的なサブセットであってよい。予備加熱ステップでは、非限定的な例として、例えば、２５〜５５ｋＶの間の比較的低いアクセラレータ電圧が最初に選択されてよい。いくつかの実施形態において、比較的低いアクセラレータ電圧は、２ｋＶと低くてよい。これらの実施形態では、まだ予備加熱ステップにある間に、比較的低いアクセラレータ電圧が、例えば、５５〜１００ｋＶの間の高いアクセラレータ電圧へスイッチされてよい。いくつかの実施形態において、高いアクセラレータ電圧は、２ｋＶ超のいずれか、しかしながら、好ましくは５０ｋＶ以上であってよい。少なくとも１つの実施形態において、比較的低いアクセラレータ電圧は、２ｋＶ未満のいずれかであり、高いアクセラレータ電圧は、２ｋＶ超のいずれかである。

有利には、予備加熱ステップ内で比較的低いおよび高いアクセラレータ電圧の間のスイッチングが発生する場合には、衝撃電子のエネルギーに依存して各材料が２次電子を別様に放射するであろう。非限定的な例として、電子が低いエネルギーを有するならば、１つの衝撃電子が１つより多い電子を放射することになるため、粉末材料は、正に帯電するであろう。しかしながら、衝撃電子が高いエネルギー（例えば、５０ｋＶ超）を有するならば、粉末材料は、負に帯電するであろう。別の言い方をすれば、（例えば、２ｋＶ未満の）比較的低いアクセラレータ電圧が用いられるときに、２次電子放出収率が１より大きく、正に帯電した粉末材料をもたらし、他方では（例えば、２ｋＶ超の）高アクセラレータ電圧が用いられたときに、２次電子放出収率が１より小さく、負に帯電した粉末材料をもたらす。

従って、単一の電子ビーム源の使用を通じて、そのアクセラレータ電圧が高および低アクセラレータ電圧値の間で十分速くスイッチされるならば、粉末材料の平均帯電密度は、ゼロになりうる。かかるシナリオでは、有利には粉末材料内の粒子間に反発力が存在しないことになり、別の言い方をすれば、粉末粒子が中性の平均荷電特性を示すであろう。注目すべきことに、少なくともこれらの実施形態では、粉末材料中に存在している正または負の誘導電荷密度を中性化するためにスイッチング周波数が十分高くなければならない。非限定的な例として、スイッチング周波数が走査速度に適合されて、例えば、走査速度が速いほどスイッチング周波数が高くてよい。少なくとも１つの例示的な実施形態において、スイッチング周波数は、少なくとも１ｋＨｚである。

上に詳述された例示的な実施形態において、第１および第２のアクセラレータ電圧は、単一の電子ビーム源から発してよい。代わりに、第１および第２のアクセラレータ電圧は、それぞれ第１および第２の電子ビーム源から発してもよい。

第１および第２のアクセラレータ電圧からのビームスポット出力は、等しくてよい。ある実施形態例において、第１および第２のアクセラレータ電圧は、少なくとも１０ｋＶ互いに異なる。別の実施形態例では、第１および第２のアクセラレータ電圧は、少なくとも２５ｋＶ互いに異なる。さらに別の実施形態例では、第１および第２のアクセラレータ電圧は、少なくとも５０ｋＶ互いに異なる。

第１および／または第２のアクセラレータ電圧は、固定値であってよく、例えば、全内側領域が第１の固定アクセラレータ電圧によって融解されてよく、コンターが第２の固定アクセラレータ電圧によって融解されてよく、これら第１および第２のアクセラレータ電圧は、少なくとも１０ｋＶ互いに異なる。

別の実施形態例では、アクセラレータ電圧は、電子ビームの偏向角の関数として変化してよい。第１のアクセラレータ電圧が電子ビームのゼロ偏向のために印加されてよい。偏向が増加するにつれて、アクセラレータ電圧が増加してよい。例として、これは、内側領域内で異なる位置が異なるアクセラレータ電圧で融解されてよいことを意味する。同じことがコンターについて当て嵌まりうる。電子ビームの偏向の度合いに依存してコンター上の異なる位置が異なるアクセラレータ電圧によって融解されてよい。これらおよびさらに他の実施形態において、アクセラレータ電圧のスイッチング周波数は、走査速度の関数として、例えば、走査速度が速いほどスイッチング周波数が高く変化してもよい。

別の実施形態例では、アクセラレータ電圧がすでに溶融された３次元物品の厚さの関数として変化してよい。図４は、付加的に製造される３次元物品４００のある実施形態例の断側面図を示す。３次元物品４００は、厚さＤ１を有する第１の部分４１０および厚さＤ２を有する第２の部分４２０を備える。溶融されていない粉末は、４３０で示される。溶融されることになる粉末層４７０が第１の部分より上にあるときには第１の電子ビーム４４０を第１のアクセラレータ電圧で、および第２の部分４２０より上にあるときには第２の電子ビーム４５０を第２のアクセラレータ電圧で用いてよい。第１および第２の電子ビームは、まったく同じ電子ビーム源から、または異なる電子ビーム源から発してよい。第１の電子ビーム４４０は、第２の電子ビーム４５０より高いアクセラレータ電圧を有しうる。第２の電子ビーム４５０のアクセラレータ電圧は、第２の部分４２０の厚さＤ２の関数として変化してよい。厚さが所定の厚さより小さい限り、アクセラレータ電圧は、すでに溶融された厚さの関数として変化する。所定の厚さは、５０ｍｍであってよい。５０ｍｍより大きい厚さに対しては、固定アクセラレータ電圧が用いられてよい。厚さは、粉末層４７０を融解させることになる電子ビームスポットの直下のすでに溶融された材料の厚さである。厚さは、均質な厚さであっても、または溶融されていない材料を間に有する個別に融解された部分の合計であってもよい。

アクセラレータ電圧は、偏向角および／またはすでに溶融された粉末材料の厚さの関数として、線形関数、多項式関数または指数関数によって変化してよい。

第１および第２のアクセラレータ電圧が単一の走査線に用いられてもよく、すなわち、最初に内側領域が走査線の第１の部分において第１のアクセラレータ電圧で、およびコンターが走査線の第２の部分において第２のアクセラレータ電圧で融解されてよい。

ある代わりの実施形態では、第１および第２のアクセラレータ電圧が断続的に用いられ、すなわち、最初に第１のアクセラレータ電圧が第１の所定の期間用いられて、次に第２のアクセラレータ電圧が所定の期間用いられる。第１のアクセラレータ電圧が用いられた領域から第２のアクセラレータ電圧が用いられることになる領域へ電子ビームが再配置される時間中には電子ビームがスイッチオフされてよい。このように、第１および第２のプロセス・ステップ、例としてコンターおよび内側領域が２つの異なるアクセラレータ電圧を用いることによって断続的に融解されてよい。オンオフ・スイッチング周波数は、一定でも変化してもよい。電子ビームのデューティサイクルは、一定でも変化してもよい。いくつかの実施形態では、異なるアクセラレータ電圧間の断続的なスイッチングが３次元物品の形成の２つの段階の間にあってよく、両方の段階が単一のプロセス・ステップ（例えば、予備加熱、または同様のもの）内にあってよい。

本発明の別の態様では、コンピュータ上で実行されたときに３次元物品を形成するために共に溶融される粉末材料の個々の層を継続的に積層することを通じてその物品を形成するための方法を実装するように構成され、配置されたプログラム要素が提供され、方法は、粉末材料の加熱および／または溶融のために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源を設けるステップであって、電子ビーム源が陰極、陽極、および陰極と陽極との間のグリッドを備える、設けるステップと、３次元物品の形成が第１のプロセス・ステップにあるときに電子ビーム源を第１のモードで制御するステップと、３次元物品の形成が第２のプロセス・ステップにあるときに電子ビーム源を第２のモードで制御するステップとを備え、電子ビーム源からの電子ビーム電流は、第１のモードではフィードフォワードモードで制御され、電子ビーム電流は、第２のモードではフィードバックモードで制御される。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体にインストールされてよい。コンピュータ可読記憶媒体は、制御ユニット８、制御ユニット１５０、または別の分離した個別的な制御ユニットであってよい。コンピュータ可読記憶媒体およびプログラム要素は、それらの中に具現化されたコンピュータ可読プログラムコード部分を備えてよく、非一時的コンピュータプログラム製品内にさらに含まれてよい。以下では、これらの特徴および構成に関するさらなる詳細が順次に提供される。

上述のように、本発明の様々な実施形態は、非一時的コンピュータプログラム製品としてを含めて、様々な方法で実装されてよい。コンピュータプログラム製品は、アプリケーション、プログラム、プログラムモジュール、スクリプト、ソースコード、プログラムコード、オブジェクトコード、バイトコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、機械語、実行可能な命令、ならびに／または（実行可能な命令、実行のための命令、プログラムコードおよび／もしくは本明細書では同義で用いられる同様の用語でも本明細書では呼ばれる）同様のものを記憶する非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含んでよい。かかる非一時的コンピュータ可読記憶媒体は、（揮発性および不揮発性媒体を含めて）すべてのコンピュータ可読媒体を含む。

一実施形態において、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、ソリッドステートストレージ（ＳＳＳ：ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｓｔｏｒａｇｅ）（例えば、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ：ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｄｒｉｖｅ）、ソリッドステートカード（ＳＳＣ：ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｃａｒｄ）、ソリッドステートモジュール（ＳＳＭ：ｓｏｌｉｄ ｓｔａｔｅ ｍｏｄｕｌｅ））、エンタープライズフラッシュドライブ、磁気テープ、もしくは他の任意の非一時的磁気媒体、および／または同様のものを含んでよい。不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、パンチカード、紙テープ、光学式マークシート（または孔もしくは他の光学的に認識可能なしるしのパターンをもつ他の任意の物理媒体）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ−ＲＯＭ：ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、コンパクトディスク書き換え可能コンパクトディスク（ＣＤ−ＲＷ：ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｃ−ｒｅｗｒｉｔａｂｌｅ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ：ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｃ）、ブルーレイディスク（ＢＤ：Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標） ｄｉｓｃ）、他の任意の非一時的光媒体、および／または同様のものも含んでよい。かかる不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ：ｒｅａｄ−ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、プログラマブルリードオンリメモリ（ＰＲＯＭ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭ：ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ：ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ（例えば、シリアル、ＮＡＮＤ、ＮＯＲ、および／または同様のもの）、マルチメディアメモリカード（ＭＭＣ：ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｍｅｍｏｒｙ ｃａｒｄ）、セキュアデジタル（ＳＤ：ｓｅｃｕｒｅ ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、スマートメディアカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）（ＣＦ：ＣｏｍｐａｃｔＦｌａｓｈ）カード、メモリスティック、および／または同様のものも含んでよい。さらに、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、導電性ブリッジングランダムアクセスメモリ（ＣＢＲＡＭ：ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ−ｂｒｉｄｇｉｎｇ ＲＡＭ）、相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＲＡＭ：ｐｈａｓｅ−ｃｈａｎｇｅ ＲＡＭ）、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦｅＲＡＭ：ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ ＲＡＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ：ｎｏｎｖｏｌａｔｉｌｅ ＲＡＭ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ：ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ＲＡＭ）、抵抗変化型ランダムアクセスメモリ（ＲＲＡＭ（登録商標）：ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ＲＡＭ）、シリコン−酸化物−窒化物−酸化物−シリコンメモリ（ＳＯＮＯＳ：Ｓｉｌｉｃｏｎ−Ｏｘｉｄｅ−Ｎｉｔｒｉｄｅ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｉｌｉｃｏｎ ｍｅｍｏｒｙ）、浮遊接合ゲートランダムアクセスメモリ（ＦＪＧ ＲＡＭ：ｆｌｏａｔｉｎｇ ｊｕｎｃｔｉｏｎ ｇａｔｅ ＲＡＭ）、ミリピードメモリ、レーストラックメモリ、および／または同様のものも含んでよい。

一実施形態において、揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ：ｒａｎｄｏｍ ａｃｃｅｓｓ ｍｅｍｏｒｙ）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ：ｄｙｎａｍｉｃ ＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ：ｓｔａｔｉｃ ＲＡＭ）、高速ページモードダイナミックランダムアクセスメモリ（ＦＰＭ ＤＲＡＭ：ｆａｓｔ ｐａｇｅ ｍｏｄｅ ＤＲＡＭ）、拡張データ出力ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＥＤＯ ＤＲＡＭ：ｅｘｔｅｎｄｅｄ ｄａｔａ−ｏｕｔ ＤＲＡＭ）、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ：ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＤＲＡＭ）、ダブルデータレートシンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ：ｄｏｕｂｌｅ ｄａｔａ ｒａｔｅ ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートタイプ２シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＤＲ２ ＳＤＲＡＭ：ＤＤＲ ｔｙｐｅ ｔｗｏ ＳＤＲＡＭ）、ダブルデータレートタイプ３シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＤＲ３ ＳＤＲＡＭ：ＤＤＲ ｔｙｐｅ ｔｈｒｅｅ ＳＤＲＡＭ）、Ｒａｍｂｕｓダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ：Ｒａｍｂｕｓ ＤＲＡＭ）、ツインセルトランジスタＲＡＭ（ＴＴＲＡＭ：Ｔｗｉｎ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ ＲＡＭ）、サイリスタＲＡＭ（Ｔ−ＲＡＭ：Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ ＲＡＭ）、ゼロキャパシタ（Ｚ−ＲＡＭ）、Ｒａｍｂｕｓインラインメモリモジュール（ＲＩＭＭ：Ｒａｍｂｕｓ ｉｎ−ｌｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ ｍｏｄｕｌｅ）、デュアルインラインメモリモジュール（ＤＩＭＭ：ｄｕａｌ ｉｎ−ｌｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ ｍｏｄｕｌｅ）、シングルインラインメモリモジュール（ＳＩＭＭ：ｓｉｎｇｌｅ ｉｎ−ｌｉｎｅ ｍｅｍｏｒｙ ｍｏｄｕｌｅ）、ビデオランダムアクセスメモリ（ＶＲＡＭ：ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）、（様々なレベルを含む）キャッシュメモリ、フラッシュメモリ、レジスタメモリ、および／または同様のものを含んでよい。実施形態がコンピュータ可読記憶媒体を用いるように記載される場合には、他のタイプのコンピュータ可読記憶媒体が上記のコンピュータ可読記憶媒体に置き換えられるか、またはそれに加えて用いられてよいことが理解されよう。

当然のことながら、本明細書の他のところに記載されたように、本発明の様々な実施形態は、方法、装置、システム、コンピューティングデバイス、コンピューティングエンティティ、および／または同様のものとして実装されてよい。そのように、本発明の実施形態は、いくつかのステップまたは動作を行うためにコンピュータ可読記憶媒体上に記憶された命令を実行する、装置、システム、コンピューティングデバイス、コンピューティングエンティティ、および／または同様のものの形態をとってよい。しかしながら、本発明の実施形態は、いくつかのステップまたは動作を行う完全にハードウェアの実施形態の形態をとってもよい。

様々な実施形態が装置、方法、システムおよびコンピュータプログラム製品のブロック図およびフローチャート説明図を参照して以下に記載される。従って、理解すべきは、ブロック図およびフローチャート説明図の各ブロックがコンピュータプログラム製品、完全にハードウェアの実施形態、ハードウェアとコンピュータプログラム製品との組み合わせ、装置、システム、コンピューティングデバイス、コンピューティングエンティティ、および／または実行のためにコンピュータ可読記憶媒体上で命令、動作、ステップ、および同義で用いられる同様のことば（例えば、実行可能な命令、実行のための命令、プログラムコード、および／または同様のもの）を実施する同様のものの形態で実装されてよいことである。例えば、コードの検索、ローディング、および実行は、一度に１つの命令が検索され、ロードされ、実行されるように順次に行われてよい。いくつかの例示的な実施形態において、検索、ローディング、および／または実行は、複数の命令が共に検索され、ロードされ、および／または実行されるように並行して行われてよい。従って、かかる実施形態は、ブロック図およびフローチャート説明図において指定されたステップまたは動作を行う特別に構成されたマシンを作り出すことができる。それに応じて、ブロック図およびフローチャート説明図は、指定された命令、動作、またはステップを行うための実施形態の様々な組み合わせをサポートする。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読メモリに記憶された命令がフローチャートの１つまたは複数のブロックにおいて指定された機能性を実装するためのコンピュータ可読命令を含んだ製造品を作り出すような、特定の仕方でコンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置が機能するように指示できるコンピュータ可読メモリに記憶されてもよい。コンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で実行する命令がフローチャートの１つまたは複数のブロックにおいて指定された機能を実装するための動作を提供するようなコンピュータ実装プロセスを作り出すように、一連の動作ステップがコンピュータまたは他のプログラム可能な装置上で行われるようにするためにコンピュータまたは他のプログラム可能なデータ処理装置上へロードされてもよい。

それに応じて、ブロック図およびフローチャート説明図のブロックが指定された機能を行うための様々な組み合わせ、指定された機能を行うための動作の組み合わせ、および指定された機能を行うためのプログラム命令をサポートする。同様に理解すべきは、ブロック図およびフローチャート説明図の各ブロック、ならびにブロック図およびフローチャート説明図におけるブロックの組み合わせが指定された機能もしくは動作を行う専用ハードウェアベースコンピュータシステム、または専用ハードウェアとコンピュータ命令との組み合わせによって実装されうることである。

図８は、本発明の様々な実施形態と併せて用いることができる例示的なシステム１０２０のブロック図である。少なくとも示された実施形態において、システム１０２０は、すべてが１つ以上のネットワーク１１３０を介して中央サーバ１２００（または制御ユニット）と通信を行うように構成された、１つ以上の中央コンピューティングデバイス１１１０、１つ以上の分散したコンピューティングデバイス１１２０、および１つ以上の分散したハンドヘルドもしくはモバイルデバイス１３００を含んでよい。図８は、様々なシステムエンティティを分離したスタンドアローンエンティティとして示すが、様々な実施形態は、この特定のアーキテクチャに限定されない。

本発明の様々な実施形態によれば、１つ以上のネットワーク１１３０は、いくつかの第２世代（２Ｇ：ｓｅｃｏｎｄ−ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）、２．５Ｇ、第３世代（３Ｇ：ｔｈｉｒｄ−ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）および／または第４世代（４Ｇ：ｆｏｕｒｔｈ−ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）移動通信プロトコル、または同様のもののうちの任意の１つ以上に従って通信をサポートすることが可能でありうる。より詳しくは、１つ以上のネットワーク１１３０は、２Ｇ無線通信プロトコルＩＳ−１３６（ＴＤＭＡ）、ＧＳＭ（登録商標）、およびＩＳ−９５（ＣＤＭＡ）に従って通信をサポートすることが可能でありうる。さらに、例えば、１つ以上のネットワーク１１３０は、２．５Ｇ無線通信プロトコルＧＰＲＳ、エンハンストデータＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ：Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｄａｔａ ＧＳＭ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ）、または同様のものに従って通信をサポートすることが可能でありうる。加えて、例えば、１つ以上のネットワーク１１３０は、３Ｇ無線通信プロトコル、例えば、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ（登録商標）：Ｗｉｄｅｂａｎｄ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）無線アクセス技術を採用したユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ：Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）ネットワークに従って通信をサポートすることが可能でありうる。いくつかの狭帯域ＡＭＰＳ（ＮＡＭＰＳ：ｎａｒｒｏｗ−ｂａｎｄ ＡＭＰＳ）、ならびにＴＡＣＳネットワーク（単数または複数）も、デュアルまたはより高次モードの移動局（例えば、デジタル／アナログまたはＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ／アナログ電話）と同様に、本発明の実施形態から利益を享受しうる。さらに別の例として、システム５の各々の構成要素は、例えば、無線周波数（ＲＦ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、赤外（ＩｒＤＡ）、あるいは、有線または無線パーソナルエリアネットワーク（「ＰＡＮ：Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ」）、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ：Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ」）、メトロポリタンエリアネットワーク（「ＭＡＮ：Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ」）、ワイドエリアネットワーク（「ＷＡＮ：Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ」）または同様のものを含む、いくつかの異なる有線または無線ネットワーキング技術のいずれかなどの技術に従って互いに通信するように構成されてよい。

図８ではデバイス（単数または複数）１１１０〜１３００が同じネットワーク１１３０を介して互いに通信することが示されるが、これらのデバイスは、複数の個別のネットワークを介して同様に通信してもよい。

一実施形態によれば、サーバ１２００からデータを受信するのに加えて、分散したデバイス１１１０、１１２０、および／または１３００がそれら自体でデータを収集し、送信するようにさらに構成されてよい。様々な実施形態において、デバイス１１１０、１１２０、および／または１３００は、１つ以上の入力ユニットまたはデバイス、例えば、キーパッド、タッチパッド、バーコードスキャナ、無線自動識別（ＲＦＩＤ：ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）リーダ、インターフェースカード（例えば、モデムなど）または受信機を介してデータを受信することが可能でありうる。デバイス１１１０、１１２０、および／または１３００は、１つ以上の揮発性または不揮発性メモリモジュールへデータを記憶すること、および例えば、デバイスを操作しているユーザへデータを表示することによって、または例えば、１つ以上のネットワーク１１３０を通じてデータを送信することによって、１つ以上の出力ユニットまたはデバイスを通じてデータを出力することがさらに可能でありうる。

様々な実施形態において、サーバ１２００は、本明細書にさらに詳しく示され、記載されたものを含めて、本発明の様々な実施形態に従って１つ以上の機能を行うための様々なシステムを含む。しかしながら、理解すべきは、サーバ１２００が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、１つ以上の同様の機能を行うために様々な代わりのデバイスを含みうるであろうということである。例えば、サーバ１２００の少なくとも一部分は、いくつかの実施形態では、特定の用途に所望されうるように、分散したデバイス（単数または複数）１１１０、１１２０、および／またはハンドヘルドもしくはモバイルデバイス（単数または複数）１３００上に位置してよい。以下にさらに詳細に記載されるように、少なくとも１つの実施形態において、ハンドヘルドもしくはモバイルデバイス（単数または複数）１３００は、サーバ１２００との通信のためのユーザインターフェースを提供するように構成されてよい、すべてが以下にさらに詳細に同様に記載されるような、１つ以上のモバイルアプリケーション１３３０を含んでよい。

図９Ａは、様々な実施形態によるサーバ１２００の概略図である。サーバ１２００は、システムインターフェースまたはバス１２３５を介してサーバ内の他の要素と通信するプロセッサ１２３０を含む。サーバ１２００にはデータを受信して表示するためのディスプレイ／入力デバイス１２５０も含まれる。このディスプレイ／入力デバイス１２５０は、例えば、モニタと組み合わせて用いられるキーボードまたはポインティングデバイスであってよい。サーバ１２００は、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）１２２６およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２２２の両方を好ましくは含む、メモリ１２２０をさらに含む。サーバのＲＯＭ１２２６は、サーバ１２００内の要素間で情報を転送するのを助ける基本ルーチンを含んだ、ベーシックインプット／アウトプットシステム１２２４（ＢＩＯＳ：ｂａｓｉｃ ｉｎｐｕｔ／ｏｕｔｐｕｔ ｓｙｓｔｅｍ）を記憶するために用いられる。本明細書では様々なＲＯＭおよびＲＡＭ構成が先に記載された。

加えて、サーバ１２００は、様々なコンピュータ可読媒体、例えば、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、またはＣＤ−ＲＯＭディスク上に情報を記憶するために、少なくとも１つのストレージデバイスまたはプログラムストレージ２１０、例えば、ハードディスクドライブ、フロッピーディスクドライブ、ＣＤ Ｒｏｍドライブ、または光ディスクドライブを含む。当業者にわかるであろうように、これらのストレージデバイス１２１０の各々は、適切なインターフェースによってシステムバス１２３５へ接続される。ストレージデバイス１２１０およびそれらの関連するコンピュータ可読媒体は、パーソナルコンピュータのための不揮発性ストレージを提供する。当業者にわかるであろうように、上記のコンピュータ可読媒体を当技術分野で知られた他の任意のタイプのコンピュータ可読媒体で置き換えることができるであろう。かかる媒体は、例えば、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、およびベルヌーイカートリッジを含む。

図示されないが、ある実施形態によれば、サーバ１２００のストレージデバイス１２１０および／またはメモリは、サーバ１２００によってアクセスされてよい過去および／または現在の配信データならびに配信条件を記憶しうる、データストレージデバイスの機能をさらに提供してよい。この点に関して、ストレージデバイス１２１０は、１つ以上のデータベースを備えてよい。用語「データベース」は、例えば、関係データベース、階層的データベース、またはネットワークデータベースを介してコンピュータシステムに記憶された記録またはデータの構造化されたコレクションを指し、かくして、限定的な仕方で解釈されるべきではない。

例えば、プロセッサ１２３０によって実行可能な１つ以上のコンピュータ可読プログラムコード部分を備えるいくつかのプログラムモジュール（例えば、例示的なモジュール１４００〜１７００）が様々なストレージデバイス１２１０によって、およびＲＡＭ１２２２内に記憶されてよい。かかるプログラムモジュールは、オペレーティングシステム１２８０も含んでよい。これらおよび他の実施形態では、様々なモジュール１４００、１５００、１６００、１７００がプロセッサ１２３０およびオペレーティングシステム１２８０を活用してサーバ１２００の動作のいくつかの態様を制御する。さらに他の実施形態では、本発明の範囲および特質から逸脱することなく、１つ以上の追加および／または代わりのモジュールも提供されてよいことを理解すべきである。

様々な実施形態において、プログラムモジュール１４００、１５００、１６００、１７００は、サーバ１２００によって実行されて、すべてがシステム１０２０の様々なユーザにアクセス可能および／または送信可能な、１つ以上のグラフィカルユーザインターフェース、レポート、命令、および／または通知／警告を発生させるように構成される。いくつかの実施形態において、ユーザインターフェース、レポート、命令、および／または通知／警告は、先に考察されたように、インターネットまたは他の実行可能な通信ネットワークを含んでよい、１つ以上のネットワーク１１３０を介してアクセス可能であってよい。

様々な実施形態において、同様に理解すべきは、モジュール１４００、１５００、１６００、１７００の１つ以上が、代わりにおよび／または追加的に（例えば、２通りに）、デバイス１１１０、１１２０、および／または１３００の１つ以上に局所的に記憶されてよく、それらの１つ以上のプロセッサによって実行されてよいことである。様々な実施形態によれば、モジュール１４００、１５００、１６００、１７００は、１つ以上の分離した、リンクされた、および／またはネットワーク化されたデータベースから構成されてもよい、１つ以上のデータベースへデータを送信し、それらからデータを受信して、それらに含まれたデータを活用してよい。

同様にサーバ１２００内に位置するのは、１つ以上のネットワーク１１３０の他の要素とインターフェースして通信するためのネットワークインターフェース１２６０である。サーバ１２００構成要素の１つ以上が他のサーバ構成要素から地理的に離れて位置してよいことが当業者に理解されよう。そのうえ、サーバ１２００構成要素の１つ以上が組み合わされてよく、および／または本明細書に記載される機能を行う追加の構成要素がサーバ中に含まれてもよい。

以上は、単一のプロセッサ１２３０を記載するが、当業者にわかるように、サーバ１２００は、本明細書に記載される機能を行うために互いに連携して動作する複数のプロセッサを備えてよい。メモリ１２２０に加えて、プロセッサ１２３０もデータ、コンテンツもしくは同様のものを表示、送信および／または受信するための少なくとも１つのインターフェースもしくは他の手段に接続できる。この点に関して、インターフェース（単数または複数）は、以下にさらに詳細に記載されるように、データ、コンテンツもしくは同様のものを送信および／または受信するための少なくとも１つの通信インターフェースもしくは他の手段、ならびにディスプレイおよび／またはユーザ入力インターフェースを含みうる少なくとも１つのユーザインターフェースを含むことができる。ユーザ入力インターフェースが、次には、エンティティがユーザからデータを受信することを許容するいくつかのデバイスのいずれか、例えば、キーパッド、タッチディスプレイ、ジョイスティックまたは他の入力デバイスを備えることができる。

理解されるであろうように、処理要素３０５は、いくつかの異なる方法で具現化されてよい。例えば、処理要素またはプロセッサは、１つ以上のコンプレックスプログラマブルロジックデバイス（ＣＰＬＤ：ｃｏｍｐｌｅｘ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）、マイクロプロセッサ、マルチコアプロセッサ、共処理エンティティ、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ−ｓｅｔ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、および／またはコントローラとして具現化されてよい。さらに、処理要素は、１つ以上の他の処理デバイスまたは回路素子として具現化されてもよい。回路素子という用語は、完全にハードウェアの実施形態またはハードウェアとコンピュータプログラム製品との組み合わせを指してよい。従って、処理要素は、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ：ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｌｏｇｉｃ ａｒｒａｙ）、ハードウェアアクセラレータ、他の回路素子、および／または同様のものとして具現化されてよい。それゆえに理解されるであろうように、処理要素は、特定の使用のために構成されるか、あるいは、揮発性もしくは不揮発性媒体に記憶されるかまたは別の方法で処理要素にアクセス可能な命令を実行するように構成されてよい。かくして、ハードウェアもしくはコンピュータプログラム製品によって、またはそれらの組み合わせによって構成されるかどうかに係わらず、処理要素は、適宜に構成されたときに本発明の実施形態に従ってステップまたは動作を行うことが可能であってよい。

なおさらに、「サーバ」１２００が言及されるが、当業者にわかるように、本発明の実施形態は、従来から定義されているサーバアーキテクチャには限定されない。なおさらに、本発明の実施形態のシステムは、単一のサーバ、もしくは同様のネットワークエンティティまたはメインフレームコンピュータシステムには限定されない。本明細書に記載される機能性を提供するために、互いに連携して動作する１つ以上のネットワークエンティティを含んだ他の同様のアーキテクチャが本発明の実施形態の趣旨および範囲から逸脱することなく同様に用いられてもよい。例えば、サーバ１２００と関連して本明細書に記載される機能性を提供するために互いに協力する、２つ以上のパーソナルコンピュータ（ＰＣ：ｐｅｒｓｏｎａｌ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、同様の電子デバイス、またはハンドヘルドポータブルデバイスのメッシュネットワークが本発明の実施形態の趣旨および範囲から逸脱することなく同様に用いられてよい。

様々な実施形態によれば、プロセスの多くの個別のステップは、本明細書に記載されるコンピュータシステムおよび／またはサーバを利用して実施されても、されなくてもよく、コンピュータ実装の度合いは、１つ以上の特定の用途に所望されうるおよび／または有益でありうるように変化してよい。

図９Ｂは、本発明の様々な実施形態と併せて用いることができるモバイルデバイス１３００を表す例示的な概略図を示す。様々な当事者によってモバイルデバイス１３００を操作できる。図９Ｂに示されるように、モバイルデバイス１３００は、アンテナ１３１２、送信機１３０４（例えば、無線機）、受信機１３０６（例えば、無線機）、および信号を、それぞれ、送信機１３０４へ供給し、受信機１３０６から受信する処理要素１３０８を含んでよい。

それぞれ、送信機１３０４へ供給され、受信機１３０６から受信される信号は、様々なエンティティ、例えば、サーバ１２００、分散したデバイス１１１０、１１２０および／または同様のものと通信するために適用可能な無線システムのエアインターフェース規格によるシグナリングデータを含んでよい。この点に関して、モバイルデバイス１３００は、１つ以上のエアインターフェース規格、通信プロトコル、変調型、およびアクセス型を用いて動作することが可能でありうる。より詳しくは、モバイルデバイス１３００は、いくつかの無線通信規格およびプロトコルのいずれかに従って動作してよい。特定の実施形態では、モバイルデバイス１３００は、複数の無線通信規格およびプロトコル、例えば、ＧＰＲＳ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ２０００、１ｘＲＴＴ、ＷＣＤＭＡ、ＴＤ−ＳＣＤＭＡ、ＬＴＥ、Ｅ−ＵＴＲＡＮ、ＥＶＤＯ、ＨＳＰＡ、ＨＳＤＰＡ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、ＵＷＢ、ＩＲプロトコル、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコル、ＵＳＢプロトコル、および／または他の任意の無線プロトコルに従って動作してよい。

これらの通信規格およびプロトコルを介して、モバイルデバイス１３００は、様々な実施形態によれば、アンストラクチャードサプリメンタリサービスデータ（ＵＳＳＤ：Ｕｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｓｅｒｖｉｃｅ ｄａｔａ）、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ：Ｓｈｏｒｔ Ｍｅｓｓａｇｅ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ：Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｍｅｓｓａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｉｃｅ）、デュアルトーン多重周波数シグナリング（ＤＴＭＦ：Ｄｕａｌ−Ｔｏｎｅ Ｍｕｌｔｉ−Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）、および／またはサブスクライバアイデンティティモジュールダイアラ（ＳＩＭ ｄｉａｌｅｒ：Ｓｕｂｓｃｒｉｂｅｒ Ｉｄｅｎｔｉｔｙ Ｍｏｄｕｌｅ Dｉａｌｅｒ）などのコンセプトを用いて様々な他のエンティティと通信してよい。モバイルデバイス１３００は、例として、そのファームウェア、（例えば、実行可能な命令、アプリケーション、プログラムモジュールを含んだ）ソフトウェア、およびオペレーティングシステムに対する変更、アドオン、ならびにアップデートをダウンロードすることもできる。

一実施形態によれば、モバイルデバイス１３００は、位置決定デバイスおよび／または機能性を含んでよい。例えば、モバイルデバイス１３００は、例えば、緯度、経度、高度、ジオコード、コース、および／または速度データを取得するようになっているＧＰＳモジュールを含んでよい。一実施形態において、ＧＰＳモジュールは、視野内の衛星の数およびそれらの衛星の相対的位置を特定することによって、時には天体位置表データとして知られる、データを取得する。

モバイルデバイス１３００は、（処理要素１３０８へ結合されたディスプレイ１３１６を含むことができる）ユーザインターフェース、および／または（処理要素３０８へ結合された）ユーザ入力インターフェースも備えてよい。ユーザ入力インターフェースは、モバイルデバイス１３００がデータを受信することを許容するいくつかのデバイス、例えば、キーパッド１３１８（ハードまたはソフト）、タッチディスプイ、音声もしくはモーションインターフェース、または他の入力デバイスのいずれかを備えることができる。キーパッド１３１８を含んだ実施形態では、キーパッドは、従来の数字（０〜９）および関連するキー（＃，＊）、ならびにモバイルデバイス１３００を操作するために用いられる他のキーを含む（またはそれらの表示を生じさせる）ことができて、英文字キーの完全なセットまたは英数字キーの完全なセットを提供するためにアクティブ化されてよいキーのセットを含んでよい。入力を供給するのに加えて、例えば、スクリーンセーバおよび／またはスリープモードのような、いくつかの機能をアクティブ化または非アクティブ化するためにユーザ入力インターフェースを用いることができる。

モバイルデバイス１３００は、エンベデッドとすることができ、および／またはリムーバブルであってよい、揮発性ストレージもしくはメモリ１３２２、および／または不揮発性ストレージもしくはメモリ１３２４も含むことができる。例えば、不揮発性メモリは、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＭＭＣ、ＳＤメモリカード、メモリスティック、ＣＢＲＡＭ、ＰＲＡＭ、ＦｅＲＡＭ、ＲＲＡＭ、ＳＯＮＯＳ、レーストラックメモリ、および／または同様のものであってよい。揮発性メモリは、ＲＡＭ、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＦＰＭ ＤＲＡＭ、ＥＤＯ ＤＲＡＭ、ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ，ＤＤＲ２ ＳＤＲＡＭ、ＤＤＲ３ ＳＤＲＡＭ、ＲＤＲＡＭ、ＲＩＭＭ、ＤＩＭＭ，ＳＩＭＭ、ＶＲＡＭ、キャッシュメモリ、レジスタメモリ、および／または同様のものであってよい。揮発性および不揮発性ストレージまたはメモリは、モバイルデバイス１３００の機能を実装するためにデータベース、データベースインスタンス、データベースマッピングシステム、データ、アプリケーション、プログラム、プログラムモジュール、スクリプト、ソースコード、オブジェクトコード、バイトコード、コンパイル済みコード、解釈済みコード、機械語、実行可能な命令、および／または同様のものを記憶できる。

モバイルデバイス１３００は、カメラ１３２６およびモバイルアプリケーション１３３０のうちの１つ以上も含むことができる。カメラ１３２６は、様々な実施形態によれば、追加および／または代わりのデータ収集機能として構成されてよく、それによって１つ以上の項目がモバイルデバイス１３００によりカメラを介して読み出し、記憶、および／または送信されてよい。モバイルアプリケーション１３３０は、様々なタスクがモバイルデバイス１３００によりそれを介して行われてよい機能をさらに提供してよい。モバイルデバイス１３００および全体としてのシステム１０２０の１人以上のユーザに所望されうるように、様々な構成が提供されてよい。

上記のシステムおよび方法の多くのバリエーションが可能であること、および上記の実施形態からの逸脱が可能であるが、依然として請求項の範囲内にあることが理解されよう。本明細書に述べられ、先の記載および関連する図面に提示された教示の利益を享受する、本発明の多くの修正および他の実施形態がこれらの発明に関係する分野における当業者に想起されるであろう。かかる修正は、例えば、互いに重なるアクセラレータ電圧範囲を有する第１および第２のプロセス・ステップを含んでよい。範囲は、部分的に互いに重なるが、依然としてそれぞれ第１および第２のプロセス・ステップのための第１および第２のアクセラレータ電圧が互いにアクセラレータ電圧の所定の値より大きく異なるように選ばれてよい。それゆえに、本発明は、開示された特定の実施形態に限定されないこと、ならびに修正および他の実施形態が添付された請求項の範囲内に含まれるように意図されることを理解すべきである。本明細書では特定の用語が採用されるが、それらの用語は、一般的かつ説明的な意味で用いられるに過ぎず、限定を目的とするものではない。
以上の開示から以下の付記が提案される。
（付記１）
３次元物品を形成するために共に溶融される粉末材料の個々の層を継続的に積層することを通じて前記物品を形成するための方法であって、前記方法は、
前記粉末材料の加熱または溶融のうちの少なくとも１つのために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源を設けるステップであって、前記電子ビーム源が陰極および陽極を備える、ステップと、
前記３次元物品の前記形成中に前記陰極と前記陽極との間のアクセラレータ電圧を少なくとも第１および第２の所定の値の間で変化させるステップと、
前記３次元物品の前記形成が第１の段階にあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加するステップと、
前記３次元物品の前記形成が第２の段階にあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加するステップであって、前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値が前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値とは少なくとも１０ｋＶ異なる、ステップと
を備える、方法。
（付記２）
前記第１の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、前記粉末の溶融に用いられる第２のプロセス・ステップである、
前記第１の段階は、前記粉末の溶融に用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、すでに溶融された粉末の後熱処理に用いられる第２のプロセス・ステップである、
前記第１の段階は、前記粉末の溶融に用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、すでに溶融された粉末の再融解に用いられる第２のプロセス・ステップである、
前記第１の段階は、前記３次元物品の内側領域の溶融に用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、前記３次元物品のコンターの溶融に用いられる第２のプロセス・ステップである、
前記第１の段階は、ソリッド構造を形成するために用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、ネット構造に用いられる第２のプロセス・ステップである、
前記第１の段階は、第１のタイプのマイクロ構造に用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、第２のタイプのマイクロ構造に用いられる第２のプロセス・ステップである、
前記第１の段階は、前記３次元物品のための支持構造を形成するために用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、前記３次元物品を形成するために用いられる第２のプロセス・ステップである、
前記第１の段階は、中心融解スポットに用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、少なくとも１つの周辺加熱スポットに用いられる第２のプロセス・ステップである、
前記第１の段階は、中心融解スポットに用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、同心円状加熱スポットに用いられる第２のプロセス・ステップである、
前記第１の段階は、中心融解スポットに用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、少なくとも部分的に重なる加熱スポットに用いられる第２のプロセス・ステップである、あるいは、
前記第１の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの部分であり、前記第２の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの他の部分である、
付記１に記載の方法。
（付記３）
前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値は、前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値とは少なくとも２５ｋＶ異なる、付記１に記載の方法。
（付記４）
前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値は、前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値とは少なくとも５０ｋＶ異なる、付記１に記載の方法。
（付記５）
前記陰極と前記陽極との間の前記第１または前記第２のアクセラレータ電圧の少なくとも一方は、前記電子ビームの偏向角の関数として変化する、付記１に記載の方法。
（付記６）
前記陰極と前記陽極との間の前記第１または前記第２のアクセラレータ電圧の少なくとも一方は、すでに溶融された３次元物品の厚さの関数として変化する、付記１に記載の方法。
（付記７）
前記すでに溶融された３次元物品の前記厚さは、粉末の層上の前記電子ビームのスポットの直下の厚さである、付記６に記載の方法。
（付記８）
前記厚さは、溶融された粉末層の総数の前記厚さである、付記６に記載の方法。
（付記９）
前記厚さは、均質に共に溶融された粉末層の途切れない全体の厚さである、付記６に記載の方法。
（付記１０）
前記関数は、線形関数、多項式関数、または指数関数からなる群の少なくとも１つである、付記５に記載の方法。
（付記１１）
少なくとも１つの走査線は、前記第１および第２の所定のアクセラレータ電圧を備える、付記１に記載の方法。
（付記１２）
第１の位置において前記第１の所定のアクセラレータ電圧および第２の位置において前記第２の所定のアクセラレータ電圧を供給するステップであって、前記第１および第２の位置は、前記３次元物品の単一の層において互いに側方に分離される、ステップと、
前記第１および第２の位置において前記電子ビームを少なくとも一度スイッチオンおよびオフするステップと
をさらに備える、付記１に記載の方法。
（付記１３）
前記電子ビームのスイッチングオンおよびオフの周波数は、一定であるかまたは変化するのいずれかである、付記１２に記載の方法。
（付記１４）
前記少なくとも１つの電子ビーム源は、第１の電子ビーム源および第２の電子ビーム源を備え、
前記第１のアクセラレータ電圧は、前記第１の電子ビーム源から発し、前記第２のアクセラレータ電圧は、前記第２の電子ビーム源から発する、
付記１に記載の方法。
（付記１５）
前記第１のアクセラレータ電圧は、第１の所定の期間にわたって前記第１の電子ビーム源から発し、
前記第２のアクセラレータ電圧は、第２の所定の期間にわたって前記第２の電子ビーム源から発し、
前記第１および第２の所定の期間は、重ならない、
付記１４に記載の方法。
（付記１６）
前記第１の所定の期間中に第１の位置において前記第１の所定のアクセラレータ電圧を供給するステップと、
前記第２の所定の期間中に第２の位置において前記第２の所定のアクセラレータ電圧を供給するステップと、
前記第１および第２の位置の各々において少なくとも一度前記電子ビームをスイッチオンおよびオフするステップと
をさらに備える、付記１５に記載の方法。
（付記１７）
前記第１および第２の位置は、前記３次元物品の単一の層において互いに側方に分離される、付記１６に記載の方法。
（付記１８）
前記電子ビームのスイッチイングオンおよびオフの周波数は、一定であるかまたは変化するのいずれかである、付記１６に記載の方法。
（付記１９）
前記陰極と前記陽極との間の前記第１または前記第２のアクセラレータ電圧の一方は、前記電子ビームの偏向角の関数として変化し、
前記陰極と前記陽極との間の前記第１または前記第２のアクセラレータ電圧の他方は、すでに溶融された３次元物品の厚さの関数として変化する、
付記１に記載の方法。
（付記２０）
前記電子ビーム源は、グリッドをさらに備え、
グリッド電圧は、前記３次元物品の前記形成中に前記陰極と前記陽極との間の前記アクセラレータ電圧が少なくとも前記第１および前記第２の所定の値の間で変化するにつれて、それと同期して変化する、
付記１に記載の方法。
（付記２１）
前記第１の段階は、中心融解スポットに用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、同心円状加熱スポットに用いられる第２のプロセス・ステップであり、
前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値は、２ｋＶ未満である、
付記１に記載の方法。
（付記２２）
前記第１の段階は、中心融解スポットに用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、少なくとも部分的に重なる加熱スポットに用いられる第２のプロセス・ステップであり、
前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値は、２ｋＶ未満である、
付記１に記載の方法。
（付記２３）
前記第１の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの部分であり、前記第２の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる前記第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの他の部分であり、
前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値は、２ｋＶ未満である、
付記１に記載の方法。
（付記２４）
前記アクセラレータ電圧の前記第１および前記第２の所定の値の間のスイッチング周波数は、走査速度の関数として可変である、付記２３に記載の方法。
（付記２５）
３次元物品を形成するために粉末材料の個々の層を継続的に積層して溶融させることを
通じて前記物品を形成するための装置であって、前記装置は、
前記粉末材料の加熱または溶融のうちの少なくとも１つのために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源であって、陰極および陽極を備える、前記少なくとも１つの電子ビーム源と、および
少なくとも１つの制御ユニットと、を備え、前記少なくとも１つの制御ユニットは、
前記３次元物品の前記形成中に前記陰極と前記陽極との間のアクセラレータ電圧を少なくとも第１および第２の所定の値の間で変化させ、
前記３次元物品の前記形成が第１の段階にあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加し、
前記３次元物品の前記形成が第２の段階にあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加し、前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値が前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値とは少なくとも１０ｋＶ異なる、
ように構成される、装置。
（付記２６）
前記電子ビーム源は、グリッドをさらに備え、
グリッド電圧は、前記３次元物品の前記形成中に前記陰極と前記陽極との間の前記アクセラレータ電圧が少なくとも前記第１および前記第２の所定の値の間で変化するにつれて、それと同期して変化する、
付記２５に記載の装置。
（付記２７）
前記少なくとも１つの電子ビーム源は、第１の電子ビーム源および第２の電子ビーム源を備え、
前記第１のアクセラレータ電圧は、前記第１の電子ビーム源から発し、前記第２のアクセラレータ電圧は、前記第２の電子ビーム源から発する、
付記２５に記載の装置。
（付記２８）
前記第１のアクセラレータ電圧は、第１の所定の期間にわたって前記第１の電子ビーム源から発し、
前記第２のアクセラレータ電圧は、第２の所定の期間にわたって前記第２の電子ビーム源から発し、
前記第１および第２の所定の期間は、重ならない、
付記２７に記載の装置。
（付記２９）
前記第１の所定のアクセラレータ電圧は、前記第１の所定の期間中に第１の位置において供給され、
前記第２の所定のアクセラレータ電圧は、前記第２の所定の期間中に第２の位置において供給され、
前記電子ビームは、前記第１および第２の位置の各々において少なくとも一度スイッチオンおよびオフしている、付記２８に記載の装置。
（付記３０）
前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値は、前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値とは少なくとも２５ｋＶ異なる、付記２５に記載の装置。
（付記３１）
前記第１の段階は、第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、第２のプロセス・ステップである、付記２５に記載の装置。
（付記３２）
前記第１の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの部分であり、前記第２の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる前記第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの他の部分である、請
求項２５に記載の装置。
（付記３３）
前記アクセラレータ電圧の前記第１および前記第２の所定の値の間のスイッチング周波数は、走査速度の関数として可変である、付記３２に記載の装置。
（付記３４）
非一時的コンピュータ可読記憶媒体において具現化されたコンピュータ可読プログラムコード部分を有する少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータ可読プログラムコード部分は、
粉末材料の加熱または溶融のうちの少なくとも１つのために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源を制御し、前記電子ビーム源が陰極および陽極を備えることと、
３次元物品を形成するために共に溶融される粉末材料の個々の層を継続的に積層することによって形成される前記物品の形成中に前記陰極と前記陽極との間のアクセラレータ電圧を少なくとも第１および第２の所定の値の間で変化させ、前記アクセラレータ電圧の第１の値が前記アクセラレータ電圧の第２の値とは少なくとも１０ｋＶ異なることと
のために構成された、少なくとも１つの実行可能な部分を備える、コンピュータプログラム製品。
（付記３５）
前記少なくとも１つの実行可能な部分は、
前記３次元物品の前記形成が第１のプロセス・ステップにあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加することと、
前記３次元物品の前記形成が第２のプロセス・ステップにあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加し、前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値が前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値とは少なくとも１０ｋＶ異なることと
のためにさらに構成される、付記３４に記載のコンピュータプログラム製品。
（付記３６）
前記少なくとも１つの電子ビーム源は、第１の電子ビーム源および第２の電子ビーム源を備え、
前記少なくとも１つの実行可能な部分は、
前記第１のアクセラレータ電圧が第１の所定の期間にわたって第１の位置において前記第１の電子ビーム源から発することを確実にすることと、
前記第２のアクセラレータ電圧が第２の所定の期間にわたって第２の位置において前記第２の電子ビーム源から発することを確実にし、前記第１および第２の所定の期間が重ならないことと、
前記第１および第２の位置の各々において少なくとも一度前記電子ビームをスイッチオンおよびオフすることと
のためにさらに構成される、付記３５に記載のコンピュータプログラム製品。
（付記３７）
前記少なくとも１つの実行可能な部分は、
前記３次元物品の前記形成が溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの部分にあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加することと、
前記３次元物品の前記形成が溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる前記第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの他の部分にあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加し、前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値が前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値とは少なくとも１０ｋＶ異なることと
のためにさらに構成される、
付記３４に記載のコンピュータプログラム製品。
（付記３８）
前記アクセラレータ電圧の前記第１および前記第２の所定の値の間のスイッチング周波数は、走査速度の関数として可変である、付記３７に記載のコンピュータプログラム製品。

Claims (11)

1. ３次元物品を形成するために共に溶融される粉末材料の個々の層を継続的に積層することを通じて前記３次元物品を形成するための方法であって、前記方法は、
   前記粉末材料の加熱または溶融のうちの少なくとも１つのために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源を設けるステップであって、前記電子ビーム源が陰極および陽極を備える、ステップと、
   前記３次元物品の前記形成中に前記陰極と前記陽極との間のアクセラレータ電圧を少なくとも第１の所定の値と第２の所定の値との間で変化させるステップと、
   前記３次元物品の前記形成が第１の段階にあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加するステップと、
   前記３次元物品の前記形成が第２の段階にあるときに前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値を前記陰極と前記陽極との間に印加するステップであって、前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値が前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値とは少なくとも１０ｋＶ異なる、ステップと
   を備え、
   前記第１の段階は、前記３次元物品の内側領域の溶融に用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、前記３次元物品のコンターの溶融に用いられる第２のプロセス・ステップである、
   前記第１の段階は、ソリッド構造の形成に用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、ネット構造の形成に用いられる第２のプロセス・ステップである、
   前記第１の段階は、第１のタイプのマイクロ構造に用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、第２のタイプのマイクロ構造に用いられる第２のプロセス・ステップである、
   前記第１の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、溶融されていない粉末の溶融に用いられる第２のプロセス・ステップである、
   前記第１の段階は、中心融解スポットに用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、少なくとも１つの周辺加熱スポットに用いられる第２のプロセス・ステップである、
   前記第１の段階は、中心融解スポットに用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、同心円状加熱スポットに用いられる第２のプロセス・ステップである、
   前記第１の段階は、中心融解スポットに用いられる第１のプロセス・ステップであり、前記第２の段階は、少なくとも部分的に重なる加熱スポットに用いられる第２のプロセス・ステップである、あるいは、
   前記第１の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの部分であり、前記第２の段階は、溶融されていない粉末の予備加熱に用いられる第１のプロセス・ステップの少なくとも１つの他の部分であり、
   前記方法は、前記溶融されていない粉末の溶融を含む、
   方法。
2. 前記アクセラレータ電圧の前記第１の所定の値は、前記アクセラレータ電圧の前記第２の所定の値とは少なくとも２５ｋＶ異なる、請求項１に記載の方法。
3. 前記陰極と前記陽極との間の第１または第２のアクセラレータ電圧の少なくとも一方は、前記電子ビームの偏向角の関数として変化する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記陰極と前記陽極との間の第１または第２のアクセラレータ電圧の少なくとも一方は、すでに溶融された３次元物品の厚さの関数として変化する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
5. 前記すでに溶融された３次元物品の前記厚さは、粉末の層上の前記電子ビームのスポットの直下の厚さ、溶融された粉末層の総数の前記厚さ又は、均質に共に溶融された粉末層の途切れない全体の厚さの１つである、請求項４に記載の方法。
6. 前記関数は、線形関数、多項式関数、または指数関数からなる群の少なくとも１つである、請求項３に記載の方法。
7. 第１の位置において前記第１の所定のアクセラレータ電圧および第２の位置において前記第２の所定のアクセラレータ電圧を供給するステップであって、前記第１および第２の位置は、前記３次元物品の単一の層において互いに側方に分離される、ステップと、
   前記第１および第２の位置において前記電子ビームを少なくとも一度スイッチオンおよびオフするステップと
   をさらに備える、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの電子ビーム源は、第１の電子ビーム源および第２の電子ビーム源を備え、
   第１のアクセラレータ電圧は、前記第１の電子ビーム源から発し、第２のアクセラレータ電圧は、前記第２の電子ビーム源から発する、
   請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の方法。
9. 第１のアクセラレータ電圧は、第１の所定の期間にわたって前記第１の電子ビーム源から発し、
   第２のアクセラレータ電圧は、第２の所定の期間にわたって前記第２の電子ビーム源から発し、
   前記第１の所定の期間および第２の所定の期間は、重ならない、
   請求項８に記載の方法。
10. 前記電子ビーム源は、グリッドをさらに備え、
    グリッド電圧は、前記３次元物品の前記形成中に前記陰極と前記陽極との間の前記アクセラレータ電圧が少なくとも前記第１および前記第２の所定の値の間で変化するにつれて、それと同期して変化する、
    請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の方法。
11. ３次元物品を形成するために粉末材料の個々の層を継続的に積層して溶融させることを通じて前記３次元物品を形成するための装置であって、前記装置は、
    前記粉末材料の加熱または溶融のうちの少なくとも１つのために電子ビームを放射する少なくとも１つの電子ビーム源であって、陰極および陽極を備える、前記少なくとも１つの電子ビーム源と、および
    少なくとも１つの制御ユニットと、を備え、前記少なくとも１つの制御ユニットは、請求項１〜請求項１０の何れか１項に記載の方法を実行するように構成される、
    装置。

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