JP7267300B2 - 光バルブデバイスを使用する積層造形システム - Google Patents
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Description
Claims (29)
- 構築領域内の材料に作用する、凝固させる放射エネルギー源を使用して、積層造形によって物体を作るための装置であって、
ビーム源を平面ビームに拡大する、光学素子と、
前記平面ビームを受ける、少なくとも1つの回折格子光バルブ(grating light valve:GLV)と、
前記少なくとも1つのGLVによって生成されたビームを拡大するための、ビームエキスパンダと、
前記拡大されたビームを前記ビームエキスパンダから受けて、前記拡大されたビームを構築領域表面に搬送する、スキャンデバイスと、
前記構築領域を露光する前に、歪み補正のために、前記スキャンデバイスからの前記ビームを補正し、前記構築領域を補正された前記ビームに露光する、レンズと、
積層造形により前記物体を構築する際に、個別の層又はスライスを構成するあらかじめ決められた露光の詳細に従って、前記少なくとも1つのGLV及び前記スキャンデバイスを動作させるための、コントローラと、
を含み、
前記ビーム源を拡大する前記光学素子と、前記少なくとも1つのGLVと、前記スキャンデバイスと、前記ビームを補正する前記レンズは、前記装置内に静的に取り付けられた光学トレイン内にある、装置。 - 前記コントローラは、前記装置を操作して、前記構築領域表面を、前記材料の凝固の温度よりも低い温度まで加熱するために、前記GLVを使用する、請求項1に記載の装置。
- 前記装置は、粉末構築材料を使用する選択的レーザ溶融システムである、請求項2に記載の装置。
- 構築領域内の材料に作用する、凝固させる放射エネルギー源を使用して、積層造形によって物体を作るための装置であって、
ビーム源を平面ビームに拡大する、光学素子と、
前記平面ビームを受ける、回折格子光バルブ(GLV)又は平面光バルブ(planar light valve:PLV)である、少なくとも1つの光バルブ(light valve:LV)と、
前記少なくとも1つのLVによって生成されたビームを拡大するための、ビームエキスパンダと、
前記拡大されたビームを前記ビームエキスパンダから受けて、前記拡大されたビームを構築領域表面に向けて搬送する、スキャンデバイスと、
前記構築領域を露光する前に、歪み補正のために、前記スキャンデバイスからの前記ビームを、拡大された作業ビームとして補正し、前記構築領域を補正され拡大された前記作業ビームに露光する、レンズと、
積層造形により前記物体を構築する際に、個別の層又はスライスを構成するあらかじめ決められた露光の詳細に従って、前記光バルブ及び前記スキャンデバイスを動作させるための、コントローラであって、前記コントローラは、前記拡大された作業ビームが、前記スキャンデバイスによる単一のスイープで、前記構築領域表面の実質的に全体にわたって延ばされるモードで、動作させられる、コントローラと、
を含み、
前記ビーム源を拡大する前記光学素子と、前記少なくとも1つのLVと、前記スキャンデバイスと、前記ビームを補正する前記レンズは、前記装置内に静的に取り付けられた光学トレイン内にある、装置。 - 前記コントローラは、前記装置を操作して、前記構築領域表面を、前記材料の凝固の温度よりも低い温度まで加熱するために、前記拡大された作業ビームを使用する、請求項4に記載の装置。
- 前記装置は、粉末構築材料を使用する選択的レーザ溶融システムである、請求項5に記載の装置。
- 長さ及び幅を有する構築領域内の材料に作用する、凝固させる放射エネルギー源を使用して、積層造形によって物体を作るための装置であって、
ビーム源を平面ビームに拡大する、光学素子と、
前記平面ビームを受ける、回折格子光バルブ(GLV)又は平面光バルブ(PLV)である、少なくとも1つの光バルブ(LV)と、
前記少なくとも1つのLVによって生成されたビームを拡大するための、ビームエキスパンダと、
前記拡大されたビームを前記ビームエキスパンダから受けて、前記拡大されたビームを構築領域表面に向けて搬送する、スキャンデバイスと、
前記構築領域を露光する前に、歪み補正のために、前記スキャンデバイスからの前記ビームを補正し、補正された前記ビームを末端から末端までの長さを有する細長い拡大された作業ビームとして、前記構築領域を露光する、レンズと、
積層造形による前記物体を構築する際に、個別の層又はスライスを構成するあらかじめ決められた露光の詳細に従って、前記光バルブ及び前記スキャンデバイスを動作させるための、コントローラであって、前記コントローラは、モードであって、前記モードによって、前記拡大された作業ビームは、前記構築領域の前記長さの方向に沿ってスキャンされるが、しかし前記拡大された作業ビームの前記長さは、前記構築領域の前記幅よりも短く、したがって、前記拡大された作業ビームは、前記構築領域の前記長さの方向に沿った通路で、前記構築領域表面に当てられる、モードで、動作させられる、コントローラと、
を含み、
前記ビーム源を拡大する前記光学素子と、前記少なくとも1つのGLVと、前記スキャンデバイスと、前記ビームを補正する前記レンズは、前記装置内に固定的に取り付けられ、前記構築領域に対して移動しない光学トレイン内にある、装置。 - 前記通路は、あるものから次のものへと隣接しており、層を構築する際に、前記構築領域表面の全域を一緒に覆っている、請求項7に記載の装置。
- 前記通路は、前記拡大された作業ビームが所望の長手方向の通路だけに沿って移動されるように、制御されることができ、それにより、層の構築において、前記構築領域表面の全体に満たない範囲を覆うことができる、請求項7に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記拡大された作業ビームを、ラスタ・スキャン・モードで動作させる、請求項7に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記拡大された作業ビームを、TVモードで動作させる、請求項7に記載の装置。
- 前記スキャンデバイスは、x-yスキャナである、請求項8に記載の装置。
- 長さ及び幅を有する構築領域内の材料に作用する、凝固させる放射エネルギー源を使用して、積層造形によって物体を作る方法であって、
ビーム源を平面ビームに拡大する、光学素子を提供することと、
前記平面ビームを受ける、回折格子光バルブ(GLV)又は平面光バルブ(PLV)である、少なくとも1つの光バルブ(LV)を提供することと、
前記少なくとも1つのLVによって生成されたビームを拡大するための、光学システムを提供することと、
前記拡大されたビームを前記光学システムから受けて、前記拡大されたビームを構築領域表面に向けて搬送する、スキャンデバイスを提供することと、
前記構築領域を露光する前に、レンズを用いて、歪み補正のために、前記スキャンデバイスからの前記ビームを、末端から末端までの長さを有する細長い拡大された作業ビームとして補正することと、
積層造形により前記物体を構築する際に、個別の層又はスライスを構成するあらかじめ決められた露光の詳細に従って、前記光バルブ及び前記スキャンデバイスを動作させることであって、前記動作させることによって、前記拡大された作業ビームは、前記構築領域の前記長さの方向に沿ってスキャンされるが、しかし前記拡大された作業ビームの前記長さは、前記構築領域の前記幅よりも短く、したがって、前記拡大された作業ビームは、前記構築領域の前記長さの方向に沿った通路で、前記構築領域表面に当てられる、動作させることと、
を含み、
前記ビーム源を拡大する前記光学素子と、前記少なくとも1つのGLVと、前記スキャンデバイスと、前記ビームを補正する前記レンズは、積層造形装置内に固定的に取り付けられ、前記構築領域に対して移動しない光学トレイン内にある、方法。 - 前記通路は、あるものから次のものへと隣接しており、層の構築において、前記構築領域表面の範囲を一緒に覆っている、
請求項13に記載の方法。 - 前記通路は、前記拡大された作業ビームが所望の長手方向の通路だけに沿って移動されるように、制御されることができ、それにより、層の構築において、前記構築領域表面の全体に満たない範囲を覆うことができる、請求項13に記載の方法。
- コントローラが、前記拡大された作業ビームを、ラスタ・スキャン・モードで動作させる、請求項13に記載の方法。
- コントローラが、前記拡大された作業ビームを、TVモードで動作させる、請求項13に記載の方法。
- 構築領域内の材料に作用する、凝固させる放射エネルギー源を使用して、3次元物体を製造するための装置であって、前記製造は、製造される前記物体の断面に対応する箇所において、各層ごとに構築材料を凝固させることによって行われる、装置において、
前記凝固させる放射を生成するビーム源と、
前記ビーム源を平面ビームに拡大する、第1の光学素子と、
前記平面ビームを受ける、少なくとも1つの回折格子光バルブ(grating light valve:GLV)と、
前記少なくとも1つのGLVから前記平面ビームを受け、前記少なくとも1つのGLVによって生成されたビームを露光ビームに拡大する第2のビームエキスパンダと、
前記第2のビームエキスパンダから前記露光ビームを受け、前記露光ビームを構築領域表面へ搬送する、スキャンデバイスと、
前記構築領域を露光する前に、歪み補正のために、前記スキャンデバイスからの前記ビームを補正する、レンズと、
製造される前記物体の各層に対応する前記物体の断面に従って、前記構築領域内の連続した各層の材料を凝固させるように、前記少なくとも1つのGLV及び前記スキャンデバイスを動作させる、コントローラと、
を備える、装置。 - 前記コントローラは、前記少なくとも1つのGLVが前記構築領域にわたって延びる露光ビームを生成して前記構築領域表面を前記材料の凝固温度未満に加熱し、その後、前記少なくとも1つのGLVを動作させて凝固露光ビームを生成するように、前記装置を操作する、請求項18に記載の装置。
- 前記装置は、粉末構築材料を使用する選択的レーザ溶融システムである、請求項19に記載の装置。
- 構築領域内の材料に作用する、凝固させる放射エネルギー源を使用して、3次元物体を製造するための装置であって、前記製造は、製造される前記物体の断面に対応する箇所において、各層ごとに構築材料を凝固させることによって行われる、装置において、
レーザビームを生成するレーザと、
前記レーザビームを平面ビームに拡大する、光学素子と、
前記平面ビームを受ける、回折格子光バルブ(GLV)又は平面光バルブ(planar light valve:PLV)である、少なくとも1つの光バルブと、
前記少なくとも1つの光バルブから前記平面ビームを受け、前記少なくとも1つの光バルブによって生成された前記平面ビームを露光ビームに拡大するビームエキスパンダと、
前記ビームエキスパンダから前記露光ビームを受け、前記露光ビームを構築領域表面のほうへ搬送する、スキャンデバイスと、
前記構築領域を露光する前に、歪み補正のために、前記スキャンデバイスからの前記ビームを、拡大された作業ビームとして補正する、レンズと、
製造される前記物体の各層に対応する前記物体の断面に従って、前記構築領域内の連続した各層の材料を凝固させるように、前記光バルブ及び前記スキャンデバイスを動作させるためのコントローラであって、前記コントローラは、前記拡大された作業ビームが、前記スキャンデバイスによる単一のスイープで、前記構築領域表面の実質的に全体にわたって延ばされるモードで、動作させられる、コントローラと、
を備える、装置。 - 前記コントローラは、まず前記拡大された作業ビームが、前記構築領域表面を、前記材料の凝固の温度よりも低い温度まで加熱するように前記装置を操作し、その後、凝固作業ビームを生成するように、前記装置を操作する、請求項21に記載の装置。
- 前記装置は、粉末構築材料を使用する選択的レーザ溶融システムである、請求項22に記載の装置。
- 水平方向の長さ及び横方向の幅を有する構築領域内の粉末材料に作用する、凝固させる放射エネルギー源を使用して、3次元物体を製造するための装置であって、前記製造は、製造される前記物体の断面に対応する箇所において、各層ごとに構築材料を凝固させることによって行われ、前記装置は、前記構築領域上を水平に移動して前記構築領域上に前記粉末材料を広げる、装置において、
ビームを生成するレーザと、
前記ビームを平面ビームに拡大する、光学素子と、
前記平面ビームを受ける、回折格子光バルブ(GLV)又は平面光バルブ(planar light valve:PLV)である、少なくとも1つの光バルブと、
前記少なくとも1つの光バルブから前記平面ビームを受け、前記光バルブによって生成された前記平面ビームを露光ビームに拡大するビームエキスパンダと、
前記ビームエキスパンダから前記露光ビームを受け、前記露光ビームを構築領域表面のほうへ搬送する、スキャンデバイスと、
前記構築領域を露光する前に、歪み補正のために、前記スキャンデバイスからの前記ビームを、末端から末端までの長さを有する細長い拡大された作業ビームとして補正する、レンズと、
製造される前記物体の各層に対応する前記物体の断面に従って、前記構築領域内の連続した各層の材料を凝固させるように、前記光バルブ及び前記スキャンデバイスを動作させるためのコントローラであって、前記コントローラは、前記拡大された作業ビームが、前記拡大された作業ビームの末端から末端までの長さが前記構築領域の幅よりも小さい状態で、前記構築領域の第1の側から別の側まで前記構築領域の水平方向の長さに沿って走査され、それによって前記拡大された作業ビームは前記構築領域の層の水平方向の長さに沿って複数の経路で前記構築領域の表面に印加される、装置。 - 前記複数の経路は、前記構築領域の水平方向の長さに沿った複数の列に沿った経路であり、前記複数の列は、各層で前記構築領域の表面の範囲をともにカバーする、請求項24に記載の装置。
- 前記拡大された作業ビームは、前記構築領域の表面の水平方向の長さよりも短い距離を覆う、少なくともいくつかの経路に沿って移動する、請求項24に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記拡大された作業ビームを、ラスタ・スキャン・モードで動作せる、請求項24に記載の装置。
- 前記コントローラは、前記拡大された作業ビームを、TVモードで動作させる、請求項24に記載の装置。
- 前記スキャンデバイスは、x-yスキャナである、請求項24に記載の装置。
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