JP6927649B2 - 三次元物体の製造方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、高エネルギービームを照射することにより固化できる粉末材料を使用して、一層ずつ三次元物体を製造する方法及び装置に関する。特に、本発明は、少なくとも２つの電子ビームを使用する粉末予熱プロセスに関する。

電磁放射線又は電子の高エネルギービームを照射することにより固化又は融合できる粉末材料を使用して、一層ずつ三次元物体を製造する装置は、例えば米国特許第４８６３５３８号、米国特許第５６４７９３１号及びスウェーデン特許第５２４４６７号から知られている。そのような装置は、例えば、粉末の供給部、垂直に調整可能なプラットフォーム又は作業領域に粉末の層を塗布する手段、及び作業領域にビームを向ける手段を含む。ビームが作業領域上を移動すると、粉末が焼結又は融解して固化する。

高エネルギービームを使用して粉末を溶融又は焼結する場合、粉末の蒸発温度を超えないようにすることが重要であるが、これは、蒸発温度を超えてしまうと粉末は意図した製品を形成する代わりに単に蒸発するからである。米国特許２００５／０１８６５３８号は、この問題に焦点を合わせた方法を開示している。この方法では、粉末の温度を段階的に上げるために、溶融／焼結段階中にレーザービームが同じ粉末ターゲット領域に繰り返し向けられる。このようにして、粉末の温度が高くなりすぎることが回避される。

レーザービームの代わりに電子ビームを使用する場合、状況はいくつかの点で異なる。電子ビームが粉末に当たると、電子ターゲット領域の周囲に電荷分布が発生する。電荷分布密度が臨界限界を超えると、粉末粒子が互いに反発するため、放電が発生する。このような放電の結果、粉末層の構造が破壊される。米国特許２００５／０１８６５３８号による方法を、電子ビームを備えた粉末溶融／焼結装置に適用することは、その方法ではそのような放電を回避するための方法がとられないため、悪い結果となる可能性が高い。

国際公開第２００８／０１３４８３号では、連続する走査線を安全距離で離すことにより、そのような放電を回避する方法が開示されている。ただし、構築領域が増えると、複数の電子ビーム源からの複数の電子ビームを使用する必要があり、放電の問題がさらに複雑になる。

本発明の目的は、粉末材料からの三次元物体の層的生産のための方法及び装置を提供することであり、この方法及び装置は、粉末材料の制御された適切な融合を可能にし、複数の電子ビームの使用に適している。この目的は、それぞれ独立請求項１及び１１で規定される方法及び装置によって達成される。従属請求項は、本発明の有利な実施形態、さらなる発展及び変形を含む。

本発明は、少なくとも２つの電子ビーム源から発せられる少なくとも２つの電子ビームを照射することにより固化することができる粉末材料を使用して、一層ずつ三次元物体を製造する方法に関し、前記方法は、粉末材料を所定の温度間隔ΔＴまで上昇させるために、粉末材料を均一に予熱するという一般的な目的を有する予熱工程を含み、この温度間隔ΔＴは、粉末材料の融解温度よりも低く、そして方法は粉末材料を融合するという一般的な目的を有する固化工程が続き、予熱工程は、予熱粉末層領域（１００）に分布する経路（Ｉ１．１−Ｉ５．２０）に沿って第１の領域（Ｉ）で第１の電子ビームを走査し、経路（ＩＩ１．１−ＩＩ５．２０）に沿って第２の領域（ＩＩ）で第２の電子ビームを走査することにより予熱粉末層領域（１００）を走査するサブ工程を含み、ここで、連続的に走査される経路（ＩＭ．Ｎ、Ｉ（Ｍ＋１）．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ、ＩＩ（Ｍ＋１）．Ｎ）は少なくとも安全距離（ΔＹ）だけ離れており、前記安全距離（ΔＹ）は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の予熱された粉末がそれぞれ前記連続的に走査される経路によって最大電荷密度に到達するのを防ぐように適合され、前記サブ工程は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の前記粉末材料をそれぞれ同時に予熱するときに、前記第１及び第２の電子ビームの予熱を同期させる工程をさらに含み、それにより、前記第１及び第２の電子ビームは、常に少なくとも最小安全距離（ΔＸ）で互いに離れている。

本発明の方法の例示的な利点は、予熱工程により粉末層が均一に加熱され、その後の複数の電子ビームによる固化工程において、溶融金属と粉末との界面に過度の温度勾配が生じることを回避できることである。連続的に走査される経路からの加算効果を防ぐように適合された安全距離と、予熱工程における個別の電子ビーム間の安全距離の使用により、第１の経路の走査中に粉末に蓄積されるエネルギーが、第１の経路の直後に走査される第２の経路の走査中に蓄積されるエネルギーに追加されること、及び／又は別々の電子ビームからの電荷分布が合計されて、粉末粒子が互いに反発し始めるレベルになることを回避することが可能になる。

複数の電子ビームを使用する場合、予熱には、特定の領域を予熱できるという、効率を高める点でさらに有利な効果がある。

粉末の予熱には、例えば加熱要素を使用して粉末床全体を加熱するというかなり明白な代替手段と比較して、いくつかの利点がある。１つの利点は、それ以上の加熱装置が必要ないことである。別の利点は、実際に加熱する必要がある粉末床の部分のみ、すなわち、粉末床の上層の一部のみが実際に加熱できることである。これにより、プロセスが非常に効率的になる。

本発明の方法の第１の例示的な実施形態では、予熱工程は、予熱粉末層領域の第１及び第２の領域を再走査するサブ工程をさらに含む。このようにして、予熱領域の第１及び第２の領域を徐々に均一に加熱することができる。特定の実施形態では、予熱粉末層領域の第１及び第２領域の再走査中にたどる経路は、予熱粉末層領域の以前の走査中にたどった経路に対して間隔距離を空けて変位し、間隔距離は、最小安全距離よりも短い。この方法により、最小安全距離よりも短い距離で経路が物理的に離れている走査パターンを使用する必要がある、つまり、追加のより密接に配置された経路が必要である場合でも、均一に予熱された粉末層領域を得ることができる。

本発明の方法の第２の例示的な実施形態では、第１及び／又は第２のビームの出力は、予熱工程中に増加する。これには、大きな電荷密度及び／又は温度勾配を回避するために、ビーム出力を最初は十分に低いレベルに保つことができるだけでなく、予熱をできるだけ高速化するために粉末の温度が上昇するにつれてビーム出力も増加するという利点がある。本発明の方法の特に有利な変形形態では、第１及び第２のビームの出力は、予熱粉末層領域の連続走査又は再走査間で段階的に増加する。これにより、プロセスの制御が比較的簡単になり、粉末予熱領域を均一に加熱できる。

本発明の方法の第３の例示的な実施形態では、第１及び／又は第２の電子ビームのビーム電流を増加させることにより、ビーム出力が増加する。

特定の実施形態では、経路は実質的に直線及び平行線を形成する。このような経路は、加算効果などを考慮して、経路パターン及び実際に機能する経路走査順序を見つける作業を簡素化する。直線経路と平行経路を使用することも、走査中のビームの制御を簡素化する。プロセスをさらに簡素化するために、特定の実施形態では、経路は一方の端から他方の端まで走査される。

本発明の方法の第４の例示的な実施形態では、予熱粉末層領域は、後続の固化工程で融合される粉末層の対応する部分よりも大きくてもよく、それにより安全マージンを形成してもよい。このような安全マージンにより、周囲を含む製品領域全体が適切に予熱される、つまり、粉末層の温度と導電率が、融合する部品の外縁で急激に変化しないようになる。このような安全マージンがないと、温度勾配が大きすぎたり、電荷密度が大きすぎたりするために問題が発生する可能性がある。

本発明はまた、本発明の方法によって動作するように構成された装置、プログラム要素、コンピュータ可読媒体、及び非一時的なコンピュータプログラム製品に関する。

例示的な一実施形態では、さらなる実施形態は添付の特許請求の範囲で特定されるが、照射により固化することができる粉末材料（５）を使用して一層ずつ三次元物体（３）を製造するための装置（１）が提供される。この装置は、少なくとも第１の電子ビーム及び第２の電子ビームを放出する少なくとも１つの電子ビーム源と、予熱粉末層領域（１００）に分布する経路（Ｉ１．１−Ｉ５．２０）に沿って第１の領域（Ｉ）で第１の電子ビームを走査し、経路（ＩＩ１．１−ＩＩ５．２０）に沿って第２の領域（ＩＩ）で第２の電子ビームを走査することにより予熱粉末層領域（１００）を走査するためのコントローラとを備え、ここで、連続的に走査される経路（ＩＭ．Ｎ、Ｉ（Ｍ＋１）．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ、ＩＩ（Ｍ＋１）．Ｎ）は少なくとも安全距離（ΔＹ）だけ離れており、前記安全距離（ΔＹ）は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の予熱された粉末がそれぞれ前記連続的に走査される経路によって最大電荷密度に到達するのを防ぐように適合され、そしてコントローラは、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の前記粉末材料をそれぞれ同時に予熱するときに、前記第１及び第２の電子ビームの予熱を同期させるためのものであり、それにより、前記第１及び第２の電子ビームは、常に少なくとも最小安全距離（Δ、ΔＸ）で互いに離れている。

別の例示的な実施形態では、プログラム要素に関して、コンピュータ上で実行されたときに、融合される粉末材料の個々の層を連続的に堆積させて真空チャンバ内で物品を形成することにより三次元物品を形成する方法を実装するように構成及び配置されたプログラム要素が提供され、前記方法は、予熱粉末層領域（１００）に分布する経路（Ｉ１．１−Ｉ５．２０）に沿って第１の領域（Ｉ）で第１の電子ビームを走査し、経路（ＩＩ１．１−ＩＩ５．２０）に沿って、第２の領域（ＩＩ）で第２の電子ビームを走査することにより予熱粉末層領域（１００）を走査する工程を含み、ここで、連続的に走査される経路（ＩＭ．Ｎ、Ｉ（Ｍ＋１）．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ、ＩＩ（Ｍ＋１）．Ｎ）は少なくとも安全距離（ΔＹ）だけ離れており、前記安全距離（ΔＹ）は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の予熱された粉末がそれぞれ連続的に走査される経路によって最大電荷密度に到達するのを防ぐように適合され、そして方法は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の前記粉末材料をそれぞれ同時に予熱するときに、前記第１及び第２の電子ビームの予熱を同期させる工程を含み、それにより、前記第１及び第２の電子ビームは、常に少なくとも最小安全距離（Δ、ΔＸ）で互いに離れている。特定の実施形態では、上述のプログラム要素を格納したコンピュータ可読媒体も提供され得る。

以下に示す本発明の説明では、以下の図を参照する。

本発明の方法の第１の実施形態の例を示す。 本発明の方法の第２及び第３の実施形態を示す。 第１の領域における第１の電子ビームからの走査線がどのように配置され得るかの例示的な実施形態を示す。 本発明の装置を適用できる三次元製品を製造するための既知の装置の例を概略図で示す。 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装置１３００の概略ブロック図である。

本発明の理解を容易にするために、いくつかの用語を以下に定義する。本明細書で定義される用語は、本発明に関連する分野の当業者によって一般的に理解される意味を有する。「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」などの用語は、単一のエンティティのみを指すものではなく、特定の例が説明に使用される可能性のある一般的な部類を含む。本明細書の用語は、本発明の特定の実施形態を説明するために使用されるが、それらの使用は、特許請求の範囲で概説される場合を除き、本発明を制限しない。

本明細書で使用する「三次元構造」などの用語は、一般に、特定の目的で使用することが意図された、又は実際に製造された三次元構造（例えば構造材料）を指す。このような構造などは、例えば、三次元ＣＡＤシステムを使用して設計できる。

本明細書で様々な実施形態で使用される「電子ビーム」という用語は、任意の荷電粒子ビームを指す。荷電粒子ビーム源には、電子銃、線形加速器などが含まれる。

図３は、従来技術による自由造形又は積層造形装置３００の例示的な実施形態を示す。前記装置３００は、２つの電子銃３０１、３０２、２つの粉末ホッパー３０６、３０７、開始プレート３１６、構築タンク３１２、粉末分配器３１０、構築プラットフォーム３１４、真空チャンバ３２０及び制御ユニット３４０を含む。図３では、簡単にするために２つのビーム源のみを開示している。当然、本発明を説明するために使用される２つのビーム源と同様の方法で、任意の数のビーム源を使用することができる。２つのビーム源のみを使用して以下に開示される本発明の概念を見て、それらを自分の目的に合う特定の数に適用することは、当業者にとって明らかである。

真空チャンバ３２０は、真空システムによって、又は真空システムを介して真空環境を維持することができ、このシステムは、ターボ分子ポンプ、スクロールポンプ、イオンポンプ、及び１又は複数のバルブを備えてもよく、これらは当業者に周知のため、このコンテキストではこれ以上説明する必要はない。真空システムは、制御ユニット３４０により制御される。別の実施形態では、構築タンクは、周囲空気及び大気圧が提供される密閉可能なチャンバに提供されてもよい。さらに別の例示的な実施形態では、前記構築チャンバは、屋外で提供されてもよい。

電子銃３０１、３０２は、開始プレート３１６上に供給された粉末材料３１８を溶融又は融合するために使用される電子ビームを生成している。制御ユニット３４０は、電子ビーム銃３０１、３０２から放出される電子ビームを制御及び管理するために使用されてもよい。第１の電子ビーム源３０１は第１の電子ビーム３５１を放出してもよく、第２の電子ビーム源３０２は第２の電子ビーム３５２を放出してもよい。第１の電子ビーム３５１は、第１の選択領域１又は第１の領域Ｉを規定する少なくとも第１の極限位置３５１ａと少なくとも第２の極限位置３５１ｂとの間で偏向され得る。第２の電子ビーム３５２は、第２の選択領域２又は第２の領域ＩＩを規定する少なくとも第１の極限位置３５２ａと少なくとも第２の極限位置３５２ｂとの間で偏向され得る。前記第１の電子ビーム３５１の前記第１又は第２の極限位置３５１ａ、３５１ｂの少なくとも１つは、前記第２の電子ビーム３５２の前記少なくとも第１又は第２の極限位置３５２ａ、３５２ｂの１つと重なり、それによって重なり領域３を作ることができる。

少なくとも１つの集束コイル（図示せず）、少なくとも１つの偏向コイル及び電子ビーム電源は、前記制御ユニットに電気的に接続されてもよい。本発明の例示的な実施形態では、前記第１及び第２の電子ビーム源は、約６０ｋＶの加速電圧及び０〜３ｋＷの範囲内のビーム出力を有する集束可能な電子ビームを生成し得る。真空チャンバ内の圧力は、エネルギービーム源３０１、３０２で一層ずつ粉末を融合することにより三次元物品を構築する場合、１ｘ１０−３〜１ｘ１０−６ｍＢａｒの範囲内であり得る。

粉末ホッパー３０６、３０７は、構築タンク３１２内の開始プレート３１６上に供給される粉末材料を含む。粉末材料は、例えば、純金属又はチタン、チタン合金、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｗ合金などの金属合金であってもよい。２つの粉末ホッパーの代わりに、１つの粉末ホッパーを使用できる。粉末供給のための他の設計及び／又は機構、例えば高さ調整可能な床を備えた粉末タンクが使用されてもよい。

粉末分配器３１０は、開始プレート３１６上に粉末材料の薄い層を設けるように配置される。作業サイクル中、構築プラットフォーム３１４は、粉末材料の各層が追加された後、光線銃に対して連続的に下げられる。この移動を可能にするために、本発明の一実施形態では、構築プラットフォーム３１４は、垂直方向、すなわち矢印Ｐで示される方向に移動可能に配置される。これは、構築プラットフォーム３１４が、必要な厚さの第１の粉末材料層が前記開始プレート３１６上に設けられている初期位置で開始することを意味する。粉末材料の第１の層は、他の塗布層よりも厚くてもよい。他の層よりも厚い第１の層で開始する理由は、第１の層が開始プレート上に溶け落ちないようにするためである。その後、構築プラットフォームは、三次元物品の新しい断面の形成のために新しい粉末材料層を設けることに関連して下げられる。構築プラットフォーム３１４を下げるための手段は、例えば、ギア、調整ネジなどを備えたサーボエンジンを介してもよい。

本発明は、少なくとも部分的に、電荷分布密度が以下のパラメータ、すなわちビーム電流、電子速度（加速電圧によって与えられる）、ビーム走査速度、粉末材料及び粉末の電気導電度、すなわち主に粉末粒子間の導電率に依存するという認識に基づいている。後者は、温度、焼結度、粉末粒度／粒度分布などのいくつかのパラメータの関数である。

したがって、所定の粉末、すなわち特定の粒度分布を有する特定の材料の粉末、及び所定の加速電圧について、ビーム電流（したがってビーム出力）及びビーム走査速度を変えることにより、電荷分布に影響を与えることができる。

制御された方法でこれらのパラメータを変更することで粉末の温度を上げることにより、粉末の導電率を徐々に高めることができる。高温の粉末はかなり高い導電率を得て、電荷はすぐに広い領域に拡散し得るので、電荷分布の密度は低くなる。予熱プロセス中に粉末をわずかに焼結させると、この効果が高まる。導電率が十分に高くなったら、粉末を任意の値のビーム電流及びビーム走査速度で融合、すなわち溶融又は完全に焼結することができる。

図１Ａは、本発明の方法の第１の実施形態の例を示している。予熱領域１００は、第１の領域Ｉ及び第２の領域ＩＩを含む。第１の領域Ｉは、第１の電子ビーム源３０１（図示せず）からの第１の電子ビーム３５１で走査され、前記第２の領域ＩＩは、第２の電子ビーム源３０２（図示せず）からの第２の電子ビーム３５２で走査される。製造される三次元物品の断面は１４０で示される。前記三次元物品１４０は、前記第１の領域Ｉ及び第２の領域ＩＩの両方にそれぞれ配置される。図示の例では、第１及び第２の電子ビーム３５１、３５２は、直線走査線で走査される。第１の電子ビーム３５１は、左から右へ、すなわち、ｘ＝０からｘ＝Ｌ／２まで走査することができる。第２の電子ビーム３５２は、左から右へ、すなわち、ｘ＝Ｌ／２からｘ＝Ｌまで走査することができる。

第１の電子ビーム３５１が予熱されている間に第２の電子ビーム３５２がスイッチオフされると、前記第１及び第２の電子ビーム３５１、３５２は互いに干渉することはない。しかしながら、順次予熱は、第１及び第２の電子ビーム３５１、３５２が同時にスイッチオンされ、その第１及び第２の領域Ｉ、ＩＩをそれぞれ同時に予熱する同時予熱ほど時間効率的ではない。

高い電荷分布をもたらす可能性のある第１及び第２の電子ビームの相互干渉を妨げるために、それぞれ前記第１及び第２の領域内で前記粉末材料を同時に予熱する場合、前記第１及び第２の電子ビームの予熱の同期が必要になる場合がある。同期は、前記第１及び第２の電子ビーム３５１及び３５２が常に少なくとも最小安全距離（ΔＸ）で互いに離れるように実行されてもよい。図１Ａでは、前記最小安全距離（ΔＸ）は、前記第１の領域Ｉと前記第２の領域ＩＩとの間の境界１２０に重なる通路として示されている。２つの電子ビーム３５１及び３５２がそれぞれ少なくとも前記最小安全距離によって離れている場合、前記粉末材料の電荷分布の合計は、前記粉末粒子が互いに反発し始める臨界点に到達しない。前記第１及び第２の電子ビームが同時に前記通路内にない場合、すなわち、前記第１及び第２の電子ビーム３５１、３５２の一方のみがそれぞれ前記通路内に許容される場合、電荷分布は制御下にある。

代替実施形態では、前記第１及び第２のビームが常に前記最小安全距離（ΔＸ）よりも大きい距離で離れているという条件で、前記第１及び第２の電子ビーム３５１、３５２を同時に前記通路内に許容することができる。これは、例えば、前記第１の電子ビーム３５１が走査線１であり、同時に前記第２の電子ビーム３５２が走査線５又はそれ以上である場合であり、そのような場合、前記第１及び第２の電子ビーム間の距離は、それらが同時に通路内にあるにもかかわらず、前記最小安全距離（ΔＸ）よりも大きい。

上述のように、第１の電子ビーム３５１は、左から右に、すなわち、ｘ＝０からｘ＝Ｌ／２まで走査することができる。第２の電子ビーム３５２は、左から右に、すなわち、ｘ＝Ｌ／２からｘ＝Ｌまで走査することができる。第１の電子ビーム３５１は、第２の電子ビーム３５２が第２の領域ＩＩで線１の走査を開始する前に第１の領域Ｉで線１の走査を開始することができる、すなわち、第２の電子ビーム３５２は、第１の電子ビーム３５１がＸ＝０とＸ＝Ｌ／２の間にあるが（ΔＸ）で示される上記の通路にはないときに、第２の領域ＩＩで線１に沿って走査を開始することができる。

代替実施形態では、第２の電子ビーム３５２は、第１の電子ビーム３５１が第１の領域Ｉで線１の走査を開始する前に、第２の領域ＩＩで線１の走査を開始することができる、すなわち、第１の電子ビーム３５１は、第２の電子ビーム３５２がＸ＝Ｌ／２とＸ＝Ｌの間のどこかにあるとき、第１の領域Ｉで線１に沿って走査を開始してもよい。

さらに別の例示的な実施形態では、第１の電子ビーム３５１は左から右に走査し、第２の電子ビーム３５２は右から左に走査する。このような場合、電子ビームの位置を制御及び同期して、電子ビームが常に最小安全距離（ΔＸ）よりも互いに離れていることを確実にする必要がある。

さらに別の例示的な実施形態では、前記第１の領域Ｉ及び／又は前記第２の領域ＩＩは、左から右への走査と右から左への走査を交互に行って、第１及び第２の電子ビームが常に少なくとも前記最小安全距離（ΔＸ）によって離れているようにすることができる。

さらに別の例示的な実施形態では、前記第１の領域Ｉは上から下（走査線番号の小さい方から大きい方）に線を走査し、前記第２の領域ＩＩでは、前記線は下から上（走査線番号の大きい方から小さい方）に走査される。

さらに別の例示的な実施形態では、前記第２の電子ビームが５で示される前記第５の線の走査を開始すると同時に、前記第１の電子ビームは、１で示される前記第１の線の走査を開始することができる。

図１Ａでは、予熱領域１００の上部の１番から始まる１５本の走査線が示されている。すべての走査線１〜１５は、破線セクションと実線セクションとで示されている。点線部分は予熱のみを示し、実線は予熱及びその後の三次元物品１４０を形成するための融合を示す。図１Ａでは、三次元物品１４０の外側の広い領域が予熱されている。代替実施形態では、三次元物品１４０を取り囲むより小さな領域が予熱され、前記予熱された領域の外側の領域は、三次元物品１４０の特定の断面について第１及び第２の電子ビーム３５１、３５２の影響を受けない。予熱領域を構築領域全体よりも小さな領域に縮小することにより、製造速度を上げることができる。三次元物品１４０を取り囲むより小さい領域は、三次元物品１４０の実際の断面とは異なる形状、又は三次元物品１４０と同じであるが拡大された形状を有し得る。

図１Ｂは、本発明の方法のさらに２つの例示的な実施形態を示している。図１Ｂでは、第１の電子ビーム３５１は、点Ｐ１で第１の領域Ｉに配置され、第２の電子ビームは、点Ｐ２で第２の領域ＩＩに配置され得る。Ｐ１とＰ２との間の距離はΔで示され、これは最小安全距離である。図１Ｂでは、第１及び第２の電子ビームＰ１、Ｐ２は、番号３の線として例示される同じ線上に配置されてもよい。第１及び第２の電子ビームの同期により、前記第１及び第２の電子ビームの位置に関係なく、前記第１及び第２の電子ビームＰ１、Ｐ２間の距離が常に少なくとも前記最小安全距離Δになることが保証される。しかし、別の例示的な実施形態では、前記第１の電子ビームはＰ３で示される点に配置され、第２の電子ビームはＰ４で示される位置に配置され得る。Ｐ３及びＰ４の両方は、それぞれ前記第１及び第２の領域Ｉ、ＩＩの間の境界に配置されている。

図２は、第１の領域Ｉの第１の電子ビーム３５１からの走査線がどのように配置され得るかについての例示的な実施形態を示し、ここでは放電を生じさせることなく導電率が増加する。ここで、第１の電子ビーム３５１は、粉末を予熱する目的で、固化される粉末床の一部にわたって特定のパターンで分布する経路に沿って走査される。予熱にさらされる粉末床の上層の部分は、予熱粉末層領域１０、又は単に予熱領域１０と示される。参照番号Ｌ／２及びＬｙは、この例では長方形の、前記第１の領域Ｉの予熱領域１０の側面を示す。第１の電子ビーム３５１は、直線及び平行線Ｉ１．１、Ｉ１．２などの左から右、つまりｘ＝０からｘ＝Ｌ／２で示される経路をたどる。線／経路の左側に、各経路のコードが記載されている。線／経路の右側に、経路が走査される順序が示されている。したがって、走査される最初の経路はＩ１．１、次の経路はＩ２．１、その次は経路Ｉ３．１というようになる。そのような連続的に走査される経路は、以下でさらに説明する安全距離ΔＹだけ物理的に離れている。

最小安全距離ΔＸ、Δは、安全距離ΔＹより大きくてもよい。その理由は、２つの同時電子ビームが互いに接近している場合、時間遅延はなく、前記粉末材料中の各電子ビームの周辺の電荷分布の合計だけであるのに対し、連続経路間には時間遅延があり、電荷分布がいくらか減少するためである。

予熱領域１０の寸法、ビーム出力、ビーム走査速度などの特定の条件によっては、均一に予熱された粉末層領域１０を得るため、経路が安全距離ΔＹより小さい距離で物理的に離れている走査パターンを使用する必要がある場合がある。図２は、より密接に配置された追加の経路が必要な場合の例を示している。追加の経路は、コードＩ１．２、Ｉ１．３などで示される。Ｉ１．２０とＩ２．１又はＩ３．２とＩ３．３などの隣接する経路は、間隔δＹで物理的に離れている。図２の線／経路の右側に見られるように、連続した走査経路を安全距離ΔＹだけ離すために、隣接する経路は連続した順序で走査されない。

図２に示す例では、予熱領域１０は５つのサブ領域Ｉ１〜Ｉ５に分割されており、各サブ領域で走査される経路の数は、例えば第１のサブ領域Ｉ１のＩ１．１からＩ１．２０のように２０である。より一般的には、経路はＩＭ．Ｎで表すことができ、ここでＭはサブ領域の数、Ｎはサブ領域Ｍの特定の経路の数である。図２では、Ｍは１から５、Ｎは１から２０であり、合計１００の経路が走査される。Ｍ及びＮの値は、例えば予熱領域１０のサイズ、及び所望の予熱温度及び／又は粉末の所望の予備焼結度に応じて変えることができる。図２では、予熱領域１０は第１の領域Ｉに等しい。

図２の経路走査順序により与えられるように、予熱領域１０はｙ方向に数回、この例では２０回走査される。予熱領域１０が最初に走査されるとき、走査手順は、各サブ領域Ｉ１〜Ｉ５内の第１の経路ＩＭ．１が走査されるというようなものとなる。この最初の工程が終了すると、各サブ領域Ｉ１〜Ｉ５内の第２の経路ＩＭ．２を走査することにより、予熱領域１０が再走査される。次の再走査で各サブ領域Ｉ１〜Ｉ５の第３の経路ＩＭ．３が走査され、以後同様に続く。この手順は、各サブ領域Ｉ１〜Ｉ５のＮ番目の経路を含む１つの単一の走査パターンと見なすことができ、この単一の走査パターンは、単一の走査パターン内のすべての経路の走査が完了したら、間隔δＹに相当する距離だけｙ方向に、つまり図２における下向きに変位する。言い換えれば、再走査の経路は、以前の走査の経路に対して距離δＹだけ平行に変位する。参照Ｎは、予熱領域１０の走査又は再走査の順序を示し、Ｎは１（第１の走査）から始まり、この例では２０（最後の走査）である最大値になる。以下では、Ｎのこの最大値をＮｒと示す。

予熱領域１０の各走査又は再走査は、粉末床の温度を上昇させる効果を有し、その結果、粉末の導電率を上昇させる効果を有する。したがって、ビーム電流を各（再）走査手順の後に増やすことができる。走査間でビーム電流をどれだけ増やすことができるかは、前の走査で導電率をどれだけ高めることができるかによる。

ビームが粉末に当たる位置周辺の電荷密度が、放電が発生する臨界限界を超えないように、ビーム電流、ビーム走査速度、及び走査経路を適合させることが重要である。

任意の走査手順で粉末に発生する電荷密度を記述する一般的な関数は、これらの経路が空間及び時間で十分に離れていない場合、１つの走査経路に沿って生成される電荷密度が別の走査経路に沿って生成される電荷密度の影響を受けるため、時間とビーム位置とのかなり複雑な関数になる。したがって、異なる経路間の加算効果を考慮する必要がある。

図２及び３に示したものと同様に、直線及び平行の走査経路を使用する所定の走査手順では、加算効果の制御がはるかに簡単である。単一の直線経路の場合、電荷密度は割合Ｉ／Ｖｓに依存し、ここで、Ｉはビーム電流、Ｖｓは粉末床に対するビーム走査速度である。この割合が大きすぎると、経路長単位ごとに粉末に多くの電荷が堆積する。生産の観点から、粉末を予熱するのに必要な時間を最小限に抑えるために、効率的な方法で温度を上げることが望ましい。したがって、ビーム電流とビーム速度は、電荷密度の臨界限界を超えることなく、可能な限り大きくする必要がある。ただし、走査経路の周囲に電荷がしばらく残るため、異なる走査間の電荷密度の合計を考慮する必要がある。特定の最小期間ｔ０が経過するまで、ビームが同じ位置、又は同じ位置のすぐ近くに戻らないことが重要である。

したがって、予熱領域１０の所与の経路長に対して、ビーム走査速度は、割合Ｉ／Ｖｓだけでなく、ビームが同じ位置に戻ることができるまでに経過しなければならない時間ｔ０によっても決定される。電荷密度は時間だけでなく以前に走査した位置からの距離とともに減少するため、粉末層の特定の位置を走査できるようになる前に経過しなければならない必要期間は、以前に走査した位置からの距離が大きくなるにつれて減少する。一次近似では、この距離に依存する安全期間ｔｐは、ビーム電流に依存しないと見なされ、次のように設定される。
ｔｐ＝ｔ０−ｋｒ＊ｒ

ここで、ｔ０は、ビームがｔ＝０のときと同じ位置に戻る前に経過しなければならない時間であり、ｒは、ｔ＝０のビーム位置と時間ｔにおける新しい位置との間の距離であり、ｋｒは比例係数である。ここで、ｔｐの値は０〜ｔ０であると想定され、これは、ｒの十分に大きな値に対して加算効果が無視できると見なされることを意味する。

その結果、予熱領域１０の経路の走査は、予熱粉末層領域１０における望ましくない電荷加算効果を回避するために、経路が時間及び／又は空間で十分に離れるように構成されなければならない。これは、上記で説明した電荷加算効果と、２つの経路に沿って蓄積するエネルギー量が足し合わされて局所的に温度が上昇しすぎるエネルギー加算効果との両方に当てはまる。図２のＩ４．２やＩ５．２などの連続的に走査される経路は、連続的に走査される経路間の経過時間が短いため、他の走査経路よりも物理的に大きく離れている必要がある（経路の長さが等しく、個々の経路の走査の開始間の期間が等しい場合）。

与えられたビーム走査速度Ｖｓ、及び与えられた経路の長さＬｘから、必要な距離依存の安全期間ｔｐを安全距離ΔＹに変換することができ、これは実際には最小期間よりも扱いやすい。この距離ΔＹに必要な長さは、ビームがｘ＝０に戻る速さに依存する。したがって、ΔＹは、経路Ｌｘの長さが減少し、ビーム走査速度Ｖｓが増加すると大きくなる。図２では、Ｉ４．２やＩ５．２などの連続的に走査される経路は、安全距離ΔＹで離れている。

上記のように、様々な経路が走査できるようになる前に、一定の時間が経過する必要がある。粉末の予熱に必要な合計時間を短縮するために、ｔｐで設定された「休止期間」の影響を受けない予熱領域１０の部分をビームで走査することが重要である。

以下の例では、次のパラメータが使用される。
Ｌｘ、Ｌｙ＝予熱粉末層領域１０の側面の長さ、
Ｖｓ＝ビーム走査速度、
Ｉ０＝初期ビーム電流、
ΔＩ＝予熱領域１０の再走査間のビーム電流の増加
Ｎｒ＝予熱領域１０が走査される回数、
ΔＹ＝２つの連続的に走査される経路間の距離、安全距離
δＹ＝２つの隣接する経路間の距離、間隔距離

Ｌｘ、Ｌｙの値が与えられた特定の粉末層領域に対して、問題の粉末領域の適切な予熱に必要なＶｓ、Ｉ０、ΔＩ、Ｎｒ、ΔＹ及びδＹの値を経験的に得ることができる。

表１は、特定の粉末層領域（Ｌｘ、Ｌｙ）、特定の加速電圧（６０ｋＶ）、及び特定の市販の粉末（ガス噴霧ＥＬＩ Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）の適切な値Ｖｓ、Ｉ０、ΔＩ、Ｎｒ、ΔＹ、及びδＹの例を示している。

ビームが異なる経路間で「ジャンプ」するのに必要な時間が無視できると仮定し（通常、ビームの「ジャンプ」速度は走査速度よりはるかに大きいため、これは通常は公平な仮定である）、線形関係が有効であると仮定すると、表１のパラメータ値を使用して、Ｌｘ及びＬｙの任意の値に使用できる関係を作成することができる。最も正確な経験値を得るために、これらの値は可能な限り小さい粉末領域を使用して生成する必要がある、つまり、Ｌｘ及びＬｙの値はできるだけ小さくする必要がある。ただし、十分に正確である可能性があるおおよその経験値は、より大きな粉末領域（より大きなＬｘ及びＬｙ）から開始することにより、より速く得ることができる。特定の実施形態では、δＹも完成した三次元製品の表面仕上げに影響するため、Ｌｘ及びＬｙの値とは無関係に同じ値のδＹが使用される。また、Ｌｘ及びＬｙの値に関係なく、問題の粉末領域全体で温度を可能な限り均一に保つために、単位面積あたりに蓄積する総エネルギーが均等に分配されることも重要である。

表１を参照すると、次の関係と制限パラメータが有効である。
ｔ０＝（Ｌｙ／ΔＹ）・Ｌｘ／Ｖｓ、
ｋｒ＝（ｔ０−Ｌｘ／Ｖｓ）／ΔＹ、
ｋ１＝Ｉ０／Ｖｓ、
ｋ２＝ΔＩ／Ｖｓ、及び
ｋ３＝（Ｉ０＋Ｎｒ・ΔＩ）・Ｎｒ／（Ｖｓ・δＹ・２）、
ここで、ｔ０は、ビームが以前に走査された経路（の近く）に戻る前に通過する必要がある最小期間であり（つまり、ｔ０は、ビームが例えば線ＰＭ．ＮからＰＭ．Ｎ＋１へ戻る前に経過しなければならない期間である）、ｋｒは、ビームが以前に走査された経路から距離ΔＹでｘ＝０に戻る前に通過する必要がある期間を決定するために使用される係数であり、ｋ１は、予熱領域１０の最初の走査中に経路の１ミリメートルあたりに蓄積する最大電荷量に比例し、ｋ２は、予熱領域１０の再走査ごとの１ミリメートルの最大電荷蓄積増加に比例し、ｋ３は、粉末表面を特定の温度に保つために必要な１平方ミリメートルあたりの平均エネルギー蓄積に比例する。

ここで、ｔ０及びｋｒは最小値であり、ｋ１及びｋ２は超えてはならない最大値である。係数ｋ３はガイド線値の形式であるが、プロセスを高速化するために超えてはならない最大値と見なすことができる。

これらの制限パラメータの値は、表１で経験的に得られた値を使用して得ることができる。これらの制限パラメータを得た後、δＹがほぼ同じ値に保たれている限り、Ｌｘ及びＬｙの任意の値に対して５つの未知のパラメータＶｓ、Ｉ０、ΔＩ、Ｎｒ、及びΔＹを計算するために使用できる。割合Ｌｙ／ΔＹ及びΔＹ／δＹは整数である必要があるため、注意が必要である。したがって、パラメータは反復的な方法で決定でき、この場合、例えば、Ｌｘは固定されたままで、Ｌｙ及びδＹは多少変化する。

このテキストで与えられた情報に基づいて他のタイプの粉末について、表１に与えられたもののような経験値を得るタスクは、当業者にとって定型作業であると考えることができる。一般的な規則は、ｔ０したがってってｔｐが、粉末の導電率の低下とともに増加することである。したがって、低導電率の粉末では、Ｉｏ及びΔＩの小さな値とともに、Ｌｘ、Ｌｙ、Ｖｓ、Ｎａ、及びΔＹの大きな値が必要になる場合がある。

上述のように、粉末層の予熱は、融合される粉末のすべての部分を囲む長方形の粉末層領域にわたって実行され得る。ただし、生産する製品の形態によっては不必要に大きな粉末領域が加熱される可能性があるため、これは非効率的なアプローチになる場合がある。

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、物品を形成するように互いに融合される粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることにより三次元物品を形成する方法を実施するように構成及び配置されたプログラム要素が提供される。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もよい。コンピュータ可読記憶媒体は、本明細書の他の箇所で説明する制御ユニット８、又は他の別個の異なる制御ユニット、又は望ましい周知の他の同等の装置とすることができる。コンピュータ可読記憶媒体と、中に組み込まれたコンピュータ可読プログラムコード部分を含むことができるプログラム要素とは、さらに非一時的コンピュータプログラム製品内に含まれ得る。これに関するさらなる詳細は、本明細書の他の場所で提供される。

上述のように、本発明の様々な実施形態は、非一時的なコンピュータプログラム製品としてなど、様々な方法で実装され得る。コンピュータプログラム製品には、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、マシンコード、実行可能命令、及び／又は同様のもの（本明細書では、実行可能命令、実行命令、プログラムコード、及び／又は本明細書で交換可能に使用される同様の用語とも呼ばれる）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もよい。そのような非一時的コンピュータ可読記憶媒体には、すべてのコンピュータ可読媒体（揮発性及び不揮発性媒体を含む）が含まれる。

一実施形態では、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、ソリッドステート記憶媒体（ＳＳＳ）（例えば、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）、ソリッドステートカード（ＳＳＣ）、ソリッドステートモジュール（ＳＳＭ））、エンタープライズフラッシュドライブ、磁気テープ、又はその他の非一時的な磁気媒体などを含んでもよい。不揮発性コンピュータ可読記憶媒体はまた、パンチカード、紙テープ、光学マークシート（あるいは穴のパターン又は他の光学的に認識可能な印を持つ他の物理媒体）、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスクコンパクトディスク書き換え可能（ＣＤ−ＲＷ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイディスク（ＢＤ）、その他の非一時的な光学媒体、及び／又はそのようなものも含んでもよい。そのような不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラマブル読み取り専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電気的消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）フラッシュメモリ（シリアル、ＮＡＮＤ、ＮＯＲなど）、マルチメディアメモリカード（ＭＭＣ）、セキュアデジタル（ＳＤ）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（ＣＦ）カード、メモリスティック、及び／又は同様のものも含んでもよい。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）、相変化ランダムアクセスメモリ（ＰＲＡＭ）、強誘電体ランダムアクセスメモリ（ＦｅＲＡＭ）、不揮発性ランダムアクセスメモリ（ＮＶＲＡＭ）、磁気抵抗ランダムアクセスメモリ（ＭＲＡＭ）、抵抗ランダムアクセスメモリ（ＲＲＡＭ）、シリコンオキサイドナイトライドオキサイドシリコンメモリ（ＳＯＮＯＳ）、フローティングジャンクションゲートランダムアクセスメモリ（ＦＪＧ ＲＡＭ）、ミリピードメモリ、レーストラックメモリ、及び／又はそのようなものも含んでもよい。

一実施形態では、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）、ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、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）、拡張データアウトダイナミックランダムアクセスメモリ（ＥＤＯ 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）、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）、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）、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）、ラムバスダイナミックランダムアクセスメモリ（ＲＤＲＡＭ）、ツイントランジスタＲＡＭ（ＴＴＲＡＭ）、サイリスタＲＡＭ（Ｔ−ＲＡＭ）、ゼロキャパシタ（Ｚ−ＲＡＭ）、ラムバスインラインメモリモジュール（ＲＩＭＭ）、デュアルインラインメモリモジュール（ＤＩＭＭ）、シングルインラインメモリモジュール（ＳＩＭＭ）、ビデオランダムアクセスメモリＶＲＡＭ、キャッシュメモリ（様々なレベルを含む）、フラッシュメモリ、レジスタメモリ、及び／又は同様のものを含んでもよい。コンピュータ可読記憶媒体を使用する実施形態を説明する場合、上記のコンピュータ可読記憶媒体の代わりに、又は追加で他のタイプのコンピュータ可読記憶媒体を使用できることを理解されたい。

当然のことながら、本発明の様々な実施形態は、本明細書の他の場所で説明した方法、装置、システム、計算装置、計算エンティティなどとして実装することもできる。したがって、本発明の実施形態は、コンピュータ可読記憶媒体に格納された命令を実行して特定の工程又は動作を実行する装置、システム、計算装置、計算エンティティなどの形をとることができる。しかし、本発明の実施形態は、特定の工程又は動作を実行する完全にハードウェアの実施形態の形をとることもできる。

装置、方法、システム、及びコンピュータプログラム製品のブロック図及びフローチャート図を参照して、様々な実施形態を以下に説明する。ブロック図及びフローチャート図のいずれかの各ブロックはそれぞれ、例えば、計算システム内のプロセッサで実行される論理工程又は動作として、コンピュータプログラム命令によって部分的に実装できることを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、専用コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置などのコンピュータにロードして特別に構成されたマシンを作成し、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置で実行される命令が、フローチャートブロック内で指定された機能を実装するようにすることができる。

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置を特定の方法で機能させることができるコンピュータ可読メモリに格納することもでき、コンピュータ可読メモリに格納された命令は、フローチャートブロック内で指定された機能を実装するためのコンピュータ可読命令を含む製品を生成する。コンピュータプログラム命令は、コンピュータ又は他のプログラム可能なデータ処理装置にロードして、コンピュータ又は他のプログラム可能な装置で一連の動作工程を実行させてコンピュータ実装プロセスを生成することもでき、それによりコンピュータ又は他のプログラム可能な装置で実行される命令は、フローチャートブロック内で指定された機能を実装するための操作を提供できる。

したがって、ブロック図及びフローチャート図のブロックは、指定された機能を実行するための様々な組み合わせ、指定された機能を実行するための操作の組み合わせ、及び指定された機能を実行するためのプログラム命令をサポートする。また、ブロック図の各ブロックとフローチャート図、及びブロック図のブロックとフローチャート図との組み合わせは、指定された機能又は操作を実行する専用ハードウェアベースのコンピュータシステム、又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することができることも理解されたい。

図４は、本発明の様々な実施形態とともに使用できる例示的なシステム１０２０のブロック図である。少なくとも例示された実施形態では、システム１０２０は、１又は複数の中央計算装置１１１０、１又は複数の分散計算装置１１２０、及び１又は複数の分散ハンドヘルド又はモバイル装置１３００を含むことができ、これらはすべて１又は複数のネットワーク１１３０経由で中央サーバ１２００（又は制御ユニット）と通信するように構成されている。図４は様々なシステムエンティティを別個のスタンドアロンエンティティとして示しているが、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又は複数のネットワーク１１３０は、第２世代（２Ｇ）、２．５Ｇ、第３世代（３Ｇ）、及び／又は第４世代（４Ｇ）モバイル通信プロトコルなどいくつかのいずれか１つ以上によって通信をサポートすることができてもよい。より具体的には、１又は複数のネットワーク１１３０は、２Ｇ無線通信プロトコルＩＳ−１３６（ＴＤＭＡ）、ＧＳＭ、及びＩＳ−９５（ＣＤＭＡ）による通信をサポートすることができてもよい。また、例えば、１又は複数のネットワーク１１３０は、２．５Ｇ無線通信プロトコルＧＰＲＳ、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）などによる通信をサポートすることができてもよい。加えて、例えば、１又は複数のネットワーク１１３０は、広帯域符号分割多元接続（ＷＣＤＭＡ）無線アクセス技術を採用するユニバーサル移動電話システム（ＵＭＴＳ）ネットワークなどの３Ｇ無線通信プロトコルによる通信をサポートすることができてもよい。一部の狭帯域ＡＭＰＳ（ＮＡＭＰＳ）及びＴＡＣＳネットワークも、デュアルモード以上のモバイルステーション（デジタル／アナログ又はＴＤＭＡ／ＣＤＭＡ／アナログ電話など）のように、本発明の実施形態から利益を得てもよい。さらに別の例として、システム５の構成要素のそれぞれは、例えば、無線周波数（ＲＦ）、ブルートゥース（商標）、赤外線（ＩｒＤＡ）、あるいは有線又は無線のパーソナルエリアネットワーク（“ＰＡＮ”）、ローカルエリアネットワーク（“ＬＡＮ”）、メトロポリタンエリアネットワーク（“ＭＡＮ”）、ワイドエリアネットワーク（“ＷＡＮ”）などを含む、いくつかの様々な有線又は無線ネットワーク技術などのいずれかなどの技術によって互いに通信するように構成されてもよい。

装置１１１０〜１３００は、同じネットワーク１１３０を介して互いに通信するものとして図４に示されているが、これらの装置は複数の別個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ことに加えて、分散装置１１１０、１１２０、及び／又は１３００は、それ自体でデータを収集及び送信するようにさらに構成されてもよい。様々な実施形態では、装置１１１０、１１２０、及び／又は１３００は、キーパッド、タッチパッド、バーコードスキャナ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）リーダ、インターフェースカード（例：モデムなど）又は受信機などの１又は複数の入力ユニット又は装置を介してデータを受信することができる。装置１１１０、１１２０、及び／又は１３００は、データを１又は複数の揮発性又は不揮発性メモリモジュールに格納し、例えばデータをユーザ操作装置に表示することによって、又は例えば１又は複数のネットワーク１１３０を介してデータを送信することによって、１又は複数の出力ユニット又は装置を介してデータを出力することができる。

様々な実施形態では、サーバ１２００は、本明細書でより具体的に示され説明されるものを含む、本発明の様々な実施形態による１又は複数の機能を実行するための様々なシステムを含む。ただし、サーバ１２００は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、１又は複数の同様の機能を実行するための様々な代替装置を含むことができることを理解されたい。例えば、特定のアプリケーションにとって望ましい場合があるため、特定の実施形態では、サーバ１２００の少なくとも一部は、分散装置１１１０、１１２０、及び／又はハンドヘルド又はモバイル装置１３００上に位置してもよい。以下でさらに詳細に説明するように、少なくとも１つの実施形態では、ハンドヘルド又はモバイル装置１３００は、サーバ１２００と通信する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得る１又は複数のモバイルアプリケーション１３３０を含んでもよく、すべて同様に、以下でさらに詳細に説明する。

図５Ａ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又はバス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、データを受信及び表示するための表示／入力装置１２５０も含まれる。この表示／入力装置１２５０は、例えば、モニタと組み合わせて使用されるキーボード又はポインティング装置であってもよい。サーバ１２００は、メモリ１２２０をさらに含み、メモリ１２２０は、特定の実施形態では、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）１２２６及びランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１２２２の両方を含む。サーバのＲＯＭ１２２６は、サーバ１２００内の要素間で情報を転送するのに役立つ基本ルーチンを含む基本入出力システム１２２４（ＢＩＯＳ）を格納するために使用される。様々なＲＯＭ及びＲＡＭ構成については本明細書で以前に説明した。

さらに、サーバ１２００は、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、又はＣＤ−ＲＯＭディスクなど、様々なコンピュータ可読媒体に情報を保存するための、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、又は光ディスクドライブなどの少なくとも１つの記憶媒体装置又はプログラム記憶媒体２１０を含む。当業者によって理解されるように、これらの記憶媒体装置１２１０のそれぞれは、適切なインターフェースによってシステムバス１２３５に接続される。記憶媒体装置１２１０及びそれらに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に不揮発性記憶媒体を提供する。当業者には理解されるように、上記のコンピュータ可読媒体は、当技術分野で知られている他の任意のタイプのコンピュータ可読媒体に置き換えることができる。このようなメディアには、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、ベルヌーイカートリッジが含まれる。

図示されていないが、一実施形態によれば、記憶媒体装置１２１０及び／又はサーバ１２００のメモリは、サーバ１２００によってアクセス可能な履歴及び／又は現在の配信データ及び配信条件を格納できるデータ記憶媒体装置の機能をさらに提供してもよい。これに関して、記憶媒体装置１２１０は１又は複数のデータベースを備えてもよい。「データベース」という用語は、リレーショナルデータベース、階層型データベース、又はネットワークデータベースなどを介してコンピュータシステムに格納されるレコード又はデータの構造化されたコレクションを指し、限定的に解釈されるべきではない。

例えば、プロセッサ１２３０により実行可能な１又は複数のコンピュータ可読プログラムコード部分を含む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）は、様々な記憶媒体装置１２１０によりＲＡＭ１２２２内に格納されてもよい。そのようなプログラムモジュールは、オペレーティングシステム１２８０も含むことができる。これら及び他の実施形態では、様々なモジュール１４００、１５００、１６００、１７００は、プロセッサ１２３０及びオペレーティングシステム１２８０の支援により、サーバ１２００の動作の特定の側面を制御する。さらに他の実施形態では、本発明の範囲及び性質から逸脱することなく、１又は複数の追加及び／又は代替モジュールも提供できることを理解されたい。

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、１又は複数のグラフィカルユーザインターフェース、レポート、命令、及び／又は通知／アラートを生成するように構成され、すべてシステム１０２０の様々なユーザがアクセス可能及び／又は様々なユーザに送信可能である。特定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、及び／又は通知／アラートは、前述のようにインターネット又は他の実行可能な通信ネットワークを含み得る１又は複数のネットワーク１１３０を介してアクセス可能であってもよい。

様々な実施形態において、モジュール１４００、１５００、１６００、１７００のうちの１又は複数は、代替的に及び／又は追加的に（例えば、複製で）装置１１１０、１１２０、及び／又は１３００のうちの１又は複数にローカルに格納されてもよく、それら装置の１又は複数のプロセッサによって実行されてもよいことも理解されるべきである。様々な実施形態によれば、モジュール１４００、１５００、１６００、１７００は、１又は複数の別個の、リンクされた及び／又はネットワーク化されたデータベースから構成され得る１又は複数のデータベースにデータを送受信し、１又は複数のデータベースに含まれるデータを利用することができる。

また、サーバ１２００内には、１又は複数のネットワーク１１３０の他の要素とのインターフェース及び通信のためのネットワークインターフェース１２６０が配置されている。サーバ１２００の構成要素の１又は複数は、他のサーバ構成要素から地理的に離れて配置され得ることが、当業者によって理解されるであろう。さらに、サーバ１２００の構成要素の１又は複数を組み合わせることができ、及び／又は本明細書で説明する機能を実行する追加の構成要素もサーバに含めることができる。

前記は単一のプロセッサ１２３０を説明しているが、当業者が認識するように、サーバ１２００は、本明細書で説明される機能を実行する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もよい。メモリ１２２０に加えて、プロセッサ１２３０は、データ、コンテンツなどを表示、送信及び／又は受信するための少なくとも１つのインターフェース又は他の手段に接続することもできる。これに関して、以下でさらに詳細に説明するように、インターフェースは、データ、コンテンツなどを送信及び／又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又は他の手段、並びにディスプレイ及び／又はユーザ入力インターフェースを含むことができる少なくとも１つのユーザインターフェースを含むことができる。次に、ユーザ入力インターフェースは、キーパッド、タッチディスプレイ、ジョイスティック又は他の入力装置など、エンティティがユーザからデータを受信できるようにするいくつかの装置のいずれかを含むことができる。

さらに、当業者が認識するように、「サーバ」１２００を参照しているが、本発明の実施形態は、従来定義されたサーバアーキテクチャに限定されない。さらに、本発明の実施形態のシステムは、単一のサーバ、又は同様のネットワークエンティティ又はメインフレームコンピュータシステムに限定されない。本明細書に記載の機能を提供するために互いに連携して動作する１又は複数のネットワークエンティティを含む他の同様のアーキテクチャは、本発明の実施形態の精神及び範囲から逸脱することなく同様に使用できる。例えば、サーバ１２００に関連する本明細書で説明する機能を提供するために互いに協働する２つ以上のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、同様の電子装置、又はハンドヘルドポータブル装置のメッシュネットワークも、本発明の実施形態の精神及び範囲から逸脱することなく同様に使用できる。

様々な実施形態によれば、プロセスの多くの個々の工程は、本明細書に記載のコンピュータシステム及び／又はサーバを利用して実行される場合と実行されない場合があり、コンピュータ実装の程度は、１又は複数の特定のアプリケーションにとって望ましい及び／又は有益なように変化する場合がある。

図５Ｂは、本発明の様々な実施形態とともに使用することができるモバイル装置１３００の例示的な概略図を提供する。モバイル装置１３００は、様々な関係者が操作できる。図５Ｂに示されるように、モバイル装置１３００は、アンテナ１３１２、送信機１３０４（例えば、無線）、受信機１３０６（例えば、無線）、及び送信機１３０４及び受信機１３０６に信号を提供し、それらから信号を受信する処理要素１３０８を含んでもよい。

送信機１３０４及び受信機１３０６にそれぞれ提供され、それらから受信される信号は、サーバ１２００、分散装置１１１０、１１２０などの様々なエンティティ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標準によるシグナリングデータを含み得る。これに関して、モバイル装置１３００は、１又は複数のエアインターフェース規格、通信プロトコル、変調タイプ、及びアクセスタイプで動作することができてもよい。より詳細には、モバイル装置１３００は、いくつかの無線通信規格及びプロトコルのいずれかによって動作してもよい。特定の実施形態では、モバイル装置１３００は、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、及び／又はその他の無線プロトコルなどの複数の無線通信規格及びプロトコルによって動作してもよい。

これらの通信規格及びプロトコルを介して、モバイル装置１３００は、様々な実施形態によれば、非構造化補足サービスデータ（ＵＳＳＤ）、ショートメッセージサービス（ＳＭＳ）、マルチメディアメッセージングサービス（ＭＭＳ）、デュアルトーンマルチフリケンシーシグナリング（ＤＴＭＦ）及び／又は加入者識別モジュールダイアラ（ＳＩＭ ｄｉａｌｅｒ）などの概念を使用して様々な他のエンティティと通信してもよい。モバイル装置１３００は、例えばそのファームウェア、ソフトウェア（例えば、実行可能命令、アプリケーション、プログラムモジュールを含む）、及びオペレーティングシステムへの変更、アドオン、及び更新をダウンロードすることもできる。

一実施形態によれば、モバイル装置１３００は、位置決定装置及び／又は機能を含むことができる。例えば、モバイル装置１３００は、例えば、緯度、経度、高度、ジオコード、コース、及び／又は速度データを取得するように適合されたＧＰＳモジュールを含むことができる。一実施形態では、ＧＰＳモジュールは、視野内の衛星の数とそれらの衛星の相対位置とを識別することにより、エフェメリスデータとして知られていることもあるデータを取得する。

モバイル装置１３００は、（処理要素１３０８に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及び／又は（処理要素３０８に結合された）ユーザ入力インターフェースも含むことができる。ユーザ入力インターフェースは、キーパッド１３１８（ハード又はソフト）、タッチディスプレイ、音声又はモーションインターフェース、又は他の入力装置など、モバイル装置１３００がデータを受信できるようにするいくつかの装置のいずれかを含むことができる。キーパッド１３１８を含む実施形態では、キーパッドは、従来の数字（０−９）及び関連キー（＃、＊）、及びモバイル装置１３００を操作するために使用される他のキーを含む（又は表示させる）ことができ、フルセットの英数字キーを提供するためにアクティブにできるアルファベットキー又はキーセットの完全なセットを含むことができる。入力の提供に加えて、ユーザ入力インターフェースを使用して、例えば、スクリーンセーバー及び／又はスリープモードなどの特定の機能を有効又は無効にすることができる。

モバイル装置１３００は、揮発性記憶媒体又はメモリ１３２２及び／又は不揮発性記憶媒体又はメモリ１３２４も含むことができ、これらは埋め込み可能であり、及び／又は取り外し可能であってもよい。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などであってもよい。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、レジスタメモリなどであってもよい。揮発性及び不揮発性の記憶媒体又はメモリは、モバイル装置１３００の機能を実装するためのデータベース、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、マシンコード、実行可能命令及び／又は同様のものを格納できる。

モバイル装置１３００はまた、カメラ１３２６及びモバイルアプリケーション１３３０のうちの１又は複数を含んでもよい。カメラ１３２６は、様々な実施形態によれば、追加及び／又は代替のデータ収集機能として構成することができ、それにより、１又は複数のアイテムを、カメラを介してモバイル装置１３００によって読み取り、保存、及び／又は送信することができる。モバイルアプリケーション１３３０は、モバイル装置１３００で様々なタスクを実行することができる機能をさらに提供することができる。全体としてモバイル装置１３００及びシステム１０２０の１又は複数のユーザにとって望ましい場合があるように、様々な構成を提供することができる。

本発明は、上述の実施形態によって限定されるものではなく、特許請求の範囲内で様々な方法で修正することができる。例えば、Ｌｘ／Ｖｓの比率が大きい場合、後続の経路を、走査したばかりの経路の近くに配置できる。そのような場合、安全距離ΔＹは、間隔距離δＹに等しく設定されてもよい、すなわち、同じ経路が各再走査で走査される。

さらに、図２に関連して説明した順序とは異なる順序で経路を走査することもできる。例えば、各サブグループの第２の経路（Ｉ１．２、Ｉ２．２など）を走査する前に、各サブグループの第１の経路（Ｉ１．１、Ｉ２．１）を数回走査することができる。場合によっては、特にＬｘ／Ｖｓの割合が大きい場合、間に他の経路を走査せずに同じ経路を数回走査することもできる。

さらに、経路は必ずしも直線で平行である必要はない。ただし、このような経路パターンは、加算効果などを考慮して、経路パターン及び実際に機能する経路走査順序を見つける作業を簡素化する。直線経路と平行経路を使用することも、走査中のビームの制御を簡素化する。

（付記１）
少なくとも２つの電子ビーム源から発せられる少なくとも２つの電子ビームを照射することにより固化することができる粉末材料を使用して、一層ずつ三次元物体を製造する方法であって、前記方法は、
前記粉末材料を所定の温度間隔ΔＴまで上昇させるために、前記粉末材料を均一に予熱する工程であって、この温度間隔ΔＴは、前記粉末材料の融解温度よりも低い工程と、
前記粉末材料を融合する工程とを含み、
前記予熱工程は、
予熱粉末層領域（１００）に分布する経路（Ｉ１．１−Ｉ５．２０）に沿って第１の領域（Ｉ）で第１の電子ビームを走査し、経路（ＩＩ１．１−ＩＩ５．２０）に沿って第２の領域（ＩＩ）で第２の電子ビームを走査することにより予熱粉末層領域（１００）を走査するサブ工程であって、ここで、連続的に走査される経路（ＩＭ．Ｎ、Ｉ（Ｍ＋１）．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ、ＩＩ（Ｍ＋１）．Ｎ）は少なくとも安全距離（ΔＹ）だけ離れており、前記安全距離（ΔＹ）は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の予熱された粉末がそれぞれ前記連続的に走査される経路によって最大電荷密度に到達するのを防ぐように適合されるサブ工程と、
前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の前記粉末材料をそれぞれ同時に予熱するときに、前記第１及び第２の電子ビームの前記予熱工程を同期させるサブ工程であって、それにより、前記第１及び第２の電子ビームは、常に少なくとも最小安全距離（Δ、ΔＸ）で互いに離れているサブ工程と、を含む、方法。

（付記２）
前記予熱工程は、前記予熱粉末層領域（１００）の前記第１及び第２の領域を再走査するサブ工程をさらに含む、付記１に記載の方法。

（付記３）
前記予熱粉末層領域（１００）の再走査中にたどる前記経路は、前記予熱粉末層領域（１００）の以前の走査中にたどった前記経路に対して間隔（δＹ）を空けて変位し、前記間隔距離（δＹ）は前記安全距離（ΔＹ）よりも短い、付記２に記載の方法。

（付記４）
前記第１又は第２のビームの少なくとも一方の出力は前記予熱工程中に増加する、付記１から付記３のいずれか一つに記載の方法。

（付記５）
ビーム電流を増加させることにより、前記第１又は第２のビームの少なくとも一方の前記出力が増加する、付記４に記載の方法。

（付記６）
前記第１又は前記第２のビームの少なくとも一方の前記出力は、前記予熱粉末層領域（１０）の連続走査又は再走査間で段階的に増加する、付記２から付記５のいずれか一つに記載の方法。

（付記７）
ビーム電流を増加させることにより、前記第１又は第２のビームの少なくとも一方の前記出力が増加する、付記６に記載の方法。

（付記８）
前記経路（ＩＭ．Ｎ）は一端（ｘ＝０）から他端（ｘ＝Ｌ／２）まで走査され、前記経路（ＩＩＭ．Ｎ）は一端（ｘ＝Ｌ／２）から他端（Ｘ＝Ｌ）まで走査される、付記１から付記７のいずれか一つに記載の方法。

（付記９）
前記経路（ＩＭ．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ）は実質的に平行である、付記１から付記８のいずれか一つに記載の方法。

（付記１０）
前記経路（ＩＭ．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ）は実質的に直線を形成する、付記１から付記９のいずれか一つに記載の方法。

（付記１１）
前記予熱粉末層領域（１０）は、後続の固化工程で融合される前記粉末層の対応する部分（３）よりも大きく、それにより前記粉末層の対応する部分（３）に対して安全マージン（１２）を形成する、付記１から付記１０のいずれか一つに記載の方法。

（付記１２）
前記工程のうちの少なくとも１つが、少なくとも１つの制御ユニットの利用を介してコンピュータで実施される、付記１から付記１１のいずれか一つに記載の方法。

（付記１３）
少なくとも２つの電子ビームを照射することにより固化できる粉末材料（５）を使用して、三次元物体（３）を一層ずつ製造する装置（１）であって、付記１に記載の方法によって操作される少なくとも１つの制御ユニットを介して構成される、装置（１）。

（付記１４）
コンピュータ可読プログラムコード部分が組み込まれた少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む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、
予熱粉末層領域（１００）に分布する経路（Ｉ１．１−Ｉ５．２０）に沿って第１の領域（Ｉ）で第１の電子ビームを走査し、経路（ＩＩ１．１−ＩＩ５．２０）に沿って第２の領域（ＩＩ）で第２の電子ビームを走査することにより予熱粉末層領域（１００）を走査することであって、ここで、連続的に走査される経路（ＩＭ．Ｎ、Ｉ（Ｍ＋１）．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ、ＩＩ（Ｍ＋１）．Ｎ）は少なくとも安全距離（ΔＹ）だけ離れており、前記安全距離（ΔＹ）は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の予熱された粉末がそれぞれ前記連続的に走査される経路によって最大電荷密度に到達するのを防ぐように適合される、走査することと、
前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の前記粉末材料をそれぞれ同時に予熱するときに、前記第１及び第２の電子ビームの前記予熱を同期させることであって、それにより、前記第１及び第２の電子ビームは、常に少なくとも最小安全距離（Δ、ΔＸ）で互いに離れている、同期させることとのために構成される１又は複数の実行可能部分を含む、コンピュータプログラム製品。

（付記１５）
照射により固化することができる粉末材料（５）を使用して、三次元物体（３）を一層ずつ製造する装置（１）であって、前記装置は、
少なくとも第１の電子ビーム及び第２の電子ビームを放出する少なくとも１つの電子ビーム源と、
前記粉末材料を所定の温度間隔ΔＴまで上昇させるために、前記粉末材料を均一に予熱するように構成されたコントローラとを備え、この温度間隔ΔＴは、前記粉末材料の溶融温度よりも低く、
ここで、前記予熱工程は、
前記予熱粉末層領域（１００）に分布する経路（Ｉ１．１−Ｉ５．２０）に沿って第１の領域（Ｉ）で第１の電子ビームを走査し、経路（ＩＩ１．１−ＩＩ５．２０）に沿って第２の領域（ＩＩ）で第２の電子ビームを走査することにより予熱粉末層領域（１００）を走査するサブ工程であって、ここで、連続的に走査される経路（ＩＭ．Ｎ、Ｉ（Ｍ＋１）．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ、ＩＩ（Ｍ＋１）．Ｎ）は少なくとも安全距離（ΔＹ）だけ離れており、前記安全距離（ΔＹ）は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の予熱された粉末がそれぞれ前記連続的に走査される経路によって最大電荷密度に到達するのを防ぐように適合されるサブ工程と、
前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の前記粉末材料をそれぞれ同時に予熱するときに、前記第１及び第２の電子ビームの前記予熱工程を同期させるサブ工程であって、それにより、前記第１及び第２の電子ビームは、常に少なくとも最小安全距離（Δ、ΔＸ）で互いに離れているサブ工程と、を含む、装置（１）。

（付記１６）
前記第１又は前記第２のビームの少なくとも一方の前記出力は前記予熱工程中に増加する、付記１５に記載の装置。

（付記１７）
前記第１又は前記第２のビームの少なくとも一方の前記出力は連続する走査間で段階的に増加する、付記１５又は付記１６に記載の装置。

（付記１８）
前記第１及び前記第２のビームの少なくとも一方のビーム電流を増加させることにより、前記第１又は前記第２のビームの少なくとも一方の前記出力が増加する、付記１７に記載の装置。

（付記１９）
付記１５から付記１８のいずれか一つに記載の装置であって、
前記コントローラによって実行される前記予熱工程は、前記予熱粉末層領域（１００）の前記第１及び第２の領域を再走査するサブ工程をさらに含み、
前記第１又は前記第２のビームの少なくとも一方の前記出力は、前記予熱粉末層領域（１０）の再走査間で段階的に増加する、装置。

（付記２０）
前記コントローラは、前記粉末材料を融合するようにさらに構成される、付記１５から付記１９のいずれか一つに記載の装置。

Claims (15)

1. 少なくとも２つの電子ビーム源から発せられる少なくとも２つの電子ビームを照射することにより固化することができる粉末材料を使用して、一層ずつ三次元物体を製造する方法であって、前記方法は、
   前記粉末材料を所定の温度まで上昇させるために、前記粉末材料を均一に予熱する予熱工程であって、当該所定の温度は、前記粉末材料の融解温度よりも低い工程と、
   前記粉末材料を融合する工程とを含み、
   前記予熱工程は、
   予熱粉末層領域（１００）に分布する経路（Ｉ１．１−Ｉ５．２０）に沿って第１の領域（Ｉ）で第１の電子ビームを走査し、経路（ＩＩ１．１−ＩＩ５．２０）に沿って第２の領域（ＩＩ）で第２の電子ビームを走査することにより予熱粉末層領域（１００）を走査するサブ工程であって、ここで、連続的に走査される経路（ＩＭ．Ｎ、Ｉ（Ｍ＋１）．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ、ＩＩ（Ｍ＋１）．Ｎ）は少なくとも安全距離（ΔＹ）だけ離れており、前記安全距離（ΔＹ）は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の予熱された粉末がそれぞれ前記連続的に走査される経路によって、それを超えた場合には放電が発生する最大電荷密度に到達するのを防ぐように適合されるサブ工程と、
   前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の前記粉末材料をそれぞれ同時に予熱するときに、前記第１及び第２の電子ビームの前記予熱工程を制御するサブ工程であって、それにより、前記第１及び第２の電子ビームは、常に少なくとも最小安全距離（Δ、ΔＸ）で互いから離れているサブ工程と、を含み、前記最小安全距離（Δ、ΔＸ）は、前記粉末材料の電荷分布の合計が、粉末粒子が互いに反発し始める臨界点に到達しないよう適合されている、
   方法。
2. 前記予熱工程は、前記予熱粉末層領域（１００）の前記第１及び第２の領域を再走査するサブ工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記予熱粉末層領域（１００）の再走査中にたどる前記経路は、前記予熱粉末層領域（１００）の以前の走査中にたどった前記経路に対して間隔距離（δＹ）を空けて変位し、前記間隔距離（δＹ）は前記安全距離（ΔＹ）よりも短い、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１又は第２の電子ビームの少なくとも一方の出力は前記予熱工程中に増加する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記第１又は第２の電子ビームの少なくとも一方の出力は、前記予熱粉末層領域（１０）の連続走査又は再走査間で段階的に増加する、請求項２から請求項４のいずれか一項に記載の方法。
6. ビーム電流を増加させることにより、前記第１又は第２のビームの少なくとも一方の前記出力が増加する、請求項４から請求項５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記経路（ＩＭ．Ｎ）は一端（ｘ＝０）から他端（ｘ＝Ｌ／２）まで走査され、前記経路（ＩＩＭ．Ｎ）は一端（ｘ＝Ｌ／２）から他端（Ｘ＝Ｌ）まで走査される、請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記経路（ＩＭ．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ）は実質的に平行である、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の方法。
9. 前記経路（ＩＭ．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ）は実質的に直線を形成する、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記予熱粉末層領域（１０）は、後続の固化工程で融合される粉末層の対応する部分（３）よりも大きく、それにより前記粉末層の対応する部分（３）に対して安全マージン（１２）を形成する、請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の方法。
11. コンピュータ可読プログラムコード部分が組み込まれた少なくとも１つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体を含む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、コンピュータにより実行された場合に、
    予熱粉末層領域（１００）に分布する経路（Ｉ１．１−Ｉ５．２０）に沿って第１の領域（Ｉ）で第１の電子ビームを走査し、経路（ＩＩ１．１−ＩＩ５．２０）に沿って第２の領域（ＩＩ）で第２の電子ビームを走査することにより予熱粉末層領域（１００）を走査することであって、ここで、連続的に走査される経路（ＩＭ．Ｎ、Ｉ（Ｍ＋１）．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ、ＩＩ（Ｍ＋１）．Ｎ）は少なくとも安全距離（ΔＹ）だけ離れており、前記安全距離（ΔＹ）は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の予熱された粉末がそれぞれ前記連続的に走査される経路によって、それを超えた場合には放電が発生する最大電荷密度に到達するのを防ぐように適合される、走査することと、
    前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の粉末材料をそれぞれ同時に予熱するときに、前記第１及び第２の電子ビームの前記予熱を制御することであって、それにより、前記第１及び第２の電子ビームは、常に少なくとも最小安全距離（Δ、ΔＸ）で互いから離れている、同期させることとのために構成される１又は複数の実行可能部分を含み、前記最小安全距離（Δ、ΔＸ）は、前記粉末材料の電荷分布の合計が、粉末粒子が互いに反発し始める臨界点に到達しないよう適合されている、
    コンピュータプログラム製品。
12. 照射により固化することができる粉末材料（５）を使用して、三次元物体（３）を一層ずつ製造する装置（１）であって、前記装置は、
    少なくとも第１の電子ビーム及び第２の電子ビームを放出する少なくとも１つの電子ビーム源と、
    前記粉末材料を所定の温度まで上昇させるために、前記粉末材料を均一に予熱するように構成されたコントローラとを備え、当該所定の温度は、前記粉末材料の溶融温度よりも低く、
    ここで、前記コントローラは、
    予熱粉末層領域（１００）に分布する経路（Ｉ１．１−Ｉ５．２０）に沿って第１の領域（Ｉ）で第１の電子ビームを走査し、経路（ＩＩ１．１−ＩＩ５．２０）に沿って第２の領域（ＩＩ）で第２の電子ビームを走査することにより予熱粉末層領域（１００）を走査するサブ工程であって、ここで、連続的に走査される経路（ＩＭ．Ｎ、Ｉ（Ｍ＋１）．Ｎ）及び（ＩＩＭ．Ｎ、ＩＩ（Ｍ＋１）．Ｎ）は少なくとも安全距離（ΔＹ）だけ離れており、前記安全距離（ΔＹ）は、前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の予熱された粉末がそれぞれ前記連続的に走査される経路によって、それを超えた場合には放電が発生する最大電荷密度に到達するのを防ぐように適合されるサブ工程と、
    前記第１及び第２の領域（Ｉ、ＩＩ）内の前記粉末材料をそれぞれ同時に予熱するときに、前記第１及び第２の電子ビームの予熱工程を制御するサブ工程であって、それにより、前記第１及び第２の電子ビームは、常に少なくとも最小安全距離（Δ、ΔＸ）で互いにから離れているサブ工程と、を含む前記予熱工程を実行するように構成されており、前記最小安全距離（Δ、ΔＸ）は、前記粉末材料の電荷分布の合計が、粉末粒子が互いに反発し始める臨界点に到達しないよう適合されている、
    装置（１）。
13. 前記コントローラは、前記第１又は第２の電子ビームの少なくとも一方の出力を前記予熱工程中に増加させるように構成されている、請求項１２に記載の装置。
14. 前記コントローラは、前記第１又は第２の電子ビームの少なくとも一方の出力を連続する走査間で段階的に増加させるように構成されている、請求項１２又は請求項１３に記載の装置。
15. 請求項１２から請求項１４のいずれか一項に記載の装置であって、
    前記コントローラは、
    前記予熱粉末層領域（１００）の前記第１及び第２の領域を再走査するサブ工程を実行することで前記予熱工程を実行し、
    前記第１又は第２の電子ビームの少なくとも一方の出力を、前記予熱粉末層領域（１０）の再走査間で段階的に増加させるようにさらに構成されている、装置。

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