KR102137351B1 - 전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102137351B1
KR102137351B1 KR1020197033470A KR20197033470A KR102137351B1 KR 102137351 B1 KR102137351 B1 KR 102137351B1 KR 1020197033470 A KR1020197033470 A KR 1020197033470A KR 20197033470 A KR20197033470 A KR 20197033470A KR 102137351 B1 KR102137351 B1 KR 102137351B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
plasma
discharge chamber
cathode discharge
electron
electron beam
Prior art date
Application number
KR1020197033470A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190130062A (ko
Inventor
마티아스 스벤슨
울릭 정블라드
Original Assignee
아르켐 에이비
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 아르켐 에이비 filed Critical 아르켐 에이비
Publication of KR20190130062A publication Critical patent/KR20190130062A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102137351B1 publication Critical patent/KR102137351B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3178—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation for applying thin layers on objects
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/06—Electron sources; Electron guns
    • H01J37/077—Electron guns using discharge in gases or vapours as electron sources
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/46—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the ray or beam, e.g. electron-optical arrangement
    • H01J29/52—Arrangements for controlling intensity of ray or beam, e.g. for modulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/04—Means for controlling the discharge
    • H01J2237/043—Beam blanking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/31—Processing objects on a macro-scale
    • H01J2237/3128—Melting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/30—Electron or ion beam tubes for processing objects
    • H01J2237/317—Processing objects on a microscale
    • H01J2237/31732—Depositing thin layers on selected microareas

Abstract

본 발명은 플라스마 전자 소스 장치(150)에 관한 것이다. 그 장치는, 플라스마가 발생되는 캐소드 방전 챔버(100), 캐소드 방전 챔버에 설치된 출구 홀(120)로서, 플라스마(107)로부터의 전자가 캐소드 방전 챔버(100)와 애노드(104) 사이에 제공된 가속 필드에 의해 상기 출구 홀로부터 추출되는 것인, 상기 출구 홀, 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스(예를 들어, 전자기 코일(103)), 및 플라스마로부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 플라스마로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스를 스위칭하기 위한 스위칭 메커니즘(190)을 포함한다. 연관된 방법, 특히, 작업대 상에 제공되는 파우더 베드의 적어도 하나의 층의 부분들의 연속하는 용융을 통해 3차원 물품을 형성하도록 장치(150)를 사용하는 방법이 또한 제공된다.

Description

전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR GENERATING ELECTRON BEAMS}
본 발명의 다양한 실시예는 플라스마 전자 소스 장치(plasma electron source apparatus), 펄스형 전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 플라스마 전자 소스 장치의 사용에 관한 것이다.
임의형상 제작(freeform fabrication) 또는 적층 제조(additive manufacturing)는 작업대에 도포되는 파우더 층의 선택된 부분들의 연속하는 용융을 통해 3-차원 물품을 형성하기 위한 방법이다. 이러한 기술에 따른 방법 및 장치는 미국 특허 출원 공개 공보 제2009/0152771호에 개시되어 있다.
그러한 장치는 3-차원 물품이 형성되기로 되어 있는 작업대, 파우더 베드(powder bed)의 형성을 위해 작업대 상에 파우더의 얇은 층을 부설하도록(lay down) 배열된 파우더 디스펜서, 에너지를 파우더에 전달함으로써 파우더의 용융이 일어나게 하는 광선 총, 파우더 베드의 부분들의 용융을 통해 3-차원 물품의 횡단면의 형성을 위하여 파우더 베드 위로 광선 총에 의해 발포되는 광선의 제어를 위한 엘리먼트, 및 3-차원 물품의 연이은 횡단면에 관하여 정보가 저장되는 제어 컴퓨터를 포함할 수 있다. 3-차원 물품은 파우더 디스펜서에 의해 연속하여 부설되는 파우더 층의 연이어 형성된 횡단면들의 연이은 용융을 통해 형성된다.
적층 제조에 있어서 파우더에 에너지를 전달하기 위하여 전자 빔을 사용할 때, 열 분배 및 용융 메커니즘을 제어하기 위해 비교적 고속으로 전자 빔을 온 및 오프 스위칭하는 것이 바람직하다.
스위칭 주파수는 전자 빔이 가열된 금속 필라멘트로부터 발생될 때 필라멘트 재료에 대한 온도 시정수에 의해 제한된다. 고온 필라멘트로부터의 전자 발생을 50㎐보다 더 고속으로 온 및 오프 스위칭하는 것은 불가능하다고 말하지 않기가 곤란하다.
고온 필라멘트 전자 발생의 스위칭 주파수는 소위 트라이오드 설계를 사용함으로써 증가될 수 있다. 트라이오드 설계에 있어서는, 전자 빔을 급속히 온 및 오프 스위칭할 수 있는 그리드가 사용된다. 그렇지만, 트라이오드 설계로는, 가변 전류에 대하여 그리고 공간 및 시간에 걸쳐 포커스 및 강도 안정성에 관하여 양호한 품질로 임의형상 제작에 사용가능한 전자 빔을 형성하는 것이 어려울 수 있다.
전자 빔이 플라스마 소스로부터 발생될 때, 스위칭 주파수는 플라스마를 생성 및 플라스마를 소멸시키기 위한 시간에 의해 제한된다. 또한 그것은 플라스마를 켜고 끄는데 필요로 되는 고전압에 대한 스위칭 시간에 의해 제한된다. 가장 높은 가능한 플라스마 발생 주파수는 이론적으로는 약 10㎒이지만, 실제로는 고전압 구동 전자시스템의 스위칭 시간에 의해 제한된다.
펄스형 전자 빔을 생성하기 위한 기지의 방법은 전자 빔 품질에 영향을 미침이 없이 충분히 높은 펄스 레이트를 가지고 있지 않아서, 적층 제조에서는 문제일 수 있다.
이러한 배경을 가져서, 본 발명의 목적은 종래 기술에서 알려져 있는 것보다 더 고속의 전자 빔 펄스화를 가능하게 하는 방법 및 장치를 제공하는 것이다. 위에서 언급된 목적은 본 명세서에 있는 특허청구범위에 따른 특징에 의해 달성된다.
다양한 실시예에 따르면, 플라스마 전자 소스 장치가 제공된다. 그 장치는 플라스마가 발생되는 캐소드 방전 챔버; 캐소드 방전 챔버에 설치된 출구 홀(exit hole)(플라스마로부터의 전자가 캐소드 방전 챔버와 애노드 사이에 제공된 가속 필드에 의해 상기 출구 홀로부터 추출됨); 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스(plasma confinement device); 및 플라스마로부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 플라스마로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스를 스위칭하기 위한 스위칭 메커니즘을 포함한다.
다양한 실시예에 의하면, 펄스형 전자 빔을 발생시키기 위한 방법이 또한 제공된다. 그 방법은 캐소드 방전 챔버에서 플라스마를 발생시키는 단계; 캐소드 방전 챔버와 애노드 사이에 제공된 가속 필드에 의해 캐소드 방전 챔버에서의 출구 홀로부터 전자를 추출하는 단계; 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스를 제공하는 단계; 및 플라스마로부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 플라스마로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스를 스위칭하는 단계를 포함한다.
다양한 실시예에 의하면, 대안적인 플라스마 전자 소스 장치가 또한 제공된다. 그 장치는 플라스마가 발생되는 캐소드 방전 챔버, 캐소드 방전 챔버(100)에 설치된 출구 홀(120)(플라스마(107)로부터의 전자가 캐소드 방전 챔버(100)와 애노드(104) 사이에 제공된 가속 필드에 의해 상기 출구 홀로부터 추출됨), 캐소드 방전 챔버(100) 내에서 플라스마 구속을 위한 적어도 하나의 수단, 및 플라스마로(107)부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 플라스마(107)로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 플라스마 구속을 위한 적어도 하나의 수단을 스위칭하기 위한 스위칭 수단을 포함한다.
캐소드 방전 챔버 내에서 플라스마 구속을 위한 적어도 하나의 수단은 적어도 하나의 전자기 코일, 적어도 하나의 전자기파 발생기 및/또는 적어도 하나의 빔 제어 플레이트(125)일 수 있다.
플라스마 상의 구속력(confining force)을 제1 값과 제2 값 사이에서 조정하기 위한 파라미터는 캐소드 방전 챔버의 내부 또는 외부에 제공되는 코일을 통하는 전류; 및/또는 캐소드 방전 챔버 내부에 배열되는 플레이트 상의 전압; 및/또는 캐소드 방전 챔버의 내부 또는 외부에 제공되는 전자기파 소스에 의해 발생되는 전자기파의 파장 또는 진폭일 수 있다.
소정 실시예에 있어서, 그러한 파라미터는 캐소드 방전 챔버 내에서 플라스마 구속을 위한 수단을 포함한다. 캐소드 방전 챔버 내에서 플라스마 구속을 위한 수단을 제공하고 그 수단을 펄스형 전자 빔을 달성하기 위해 구속 상태와 비-구속 상태 사이에서 스위칭함으로써 펄스형 전자 빔의 고속 제어를 제공할 것이다.
플라스마 구속을 위한 적어도 하나의 수단은 캐소드 방전 챔버(100)의 내부 및/또는 외부에 배열될 수 있다. 캐소드 방전 챔버의 내부에 플라스마 구속을 위한 수단을 배열함으로써 챔버의 공진 주파수에 영향을 미칠 수 있지만 그것이 컴팩트 솔루션이다. 캐소드 방전 챔버의 외부에 플라스마 구속을 위한 수단을 배열함으로써 캐소드 방전 챔버의 내부에 유사한 수단을 갖는 것에 비해 더 저렴하고 때로는 더 효율적인 솔루션이다. 배열은 또한 플라스마 구속을 위한 수단의 본성에 의존할 수 있다.
다양한 실시예에 있어서, 플라스마 전자 소스로부터의 평균 전자 전류를 변화시키기 위해 플라스마 구속을 위한 적어도 하나의 수단을 통하는 전류의 제1 값의 듀티 사이클을 변화시키기 위한 제어 유닛이 더 제공된다.
이러한 실시예의 이점은 그것이 빔 품질, 즉, 공간 및 시간에 걸친 양호한 포커스 및 강도 안정성과 간섭함이 없이 빔 전력의 용이한 제어를 제공한다는 것이다. 플라스마 구속의 제1 값의 듀티 사이클의 변화시킴은 빔 전력 조절에 매우 효율적인 수단을 위해 제공된다. 빔 전력은 플라스마 구속을 위한 적어도 하나의 수단을 통하는 전류의 제1 값의 듀티 사이클을 제어 메커니즘이 변경할 수 있는 만큼의 고속 차수로 2개의 다른 전력 레벨 사이에서 스위칭될 수 있다. 플라스마는 매우 빨리 생성, 파괴 및/또는 재성형될 수 있다.
다양한 실시예에 있어서, 전자기파 소스는 플라스마를 생성하기 위해 캐소드 방전 챔버의 내부 가스 상에 작용하는 전자기파 전력을 방출하기 위해 제공된다. 일례의 실시예에 있어서, 전자기파 전력은 RF-전력이다. 또 다른 일례의 실시예에 있어서, 전자기파 전력은 마이크로파 전력이다. 플라스마는 플라스마에 대한 공진 주파수를 벗어나도록 파 전력의 파장을 변경함으로써 파괴 또는 생성될 수 있다. 공진 주파수는 캐소드 방전 챔버의 사이즈 및 형상 및 플라스마에서의 분자 유형에 의존할 수 있다.
그러한 실시예의 이점은 플라스마 발생이 스위칭 코일과는 별개이고 독립적이라는 것이다. 또 다른 이점은 전자기파 소스가 플라스마 발생에 효과적인 수단이라는 것이다.
또 다른 예시적 실시예에 있어서, 캐소드 방전 챔버에는 가스를 캐소드 방전 챔버 내로 도입하기 위해 가스 소스에 접속가능한 유입구가 제공된다. 그러한 실시예의 이점은 전자 소스의 수명이 캐소드 방전 챔버 내로 가스의 공급이 존재하는 한 된다는 것이다.
또 다른 예시적 실시예에 있어서, 제1 전류 값과 제2 전류 값 사이에서 스위칭하는 주파수는 100㎐, 1㎑, 또는 100㎑보다 더 높다. 그러한 실시예의 이점은 스위칭 시간이 융해 시정수보다 더 빠르다는 것이다.
또 다른 예시적 실시예에 있어서, 적어도 하나의 전자 빔 제어 플레이트(125)는, 캐소드 방전 챔버(100)의 내부에 설치된 동시에, 플라스마의 적어도 일부분이 전자 빔 제어 플레이트(125)와 출구 홀(120) 사이에 제공되도록 배열되어 있다. 그러한 실시예의 이점은 그것이 전자 방출의 부가적 제어를 위해 제공된다는 것이다. 그 실시예의 또 다른 이점은 그것이 증가된 빔 전력을 위해 제공된다는 것이다. 또 다른 이점은 출구 홀을 통한 전자 빔 누출이 완전히 감축될 수 있다는 것이다. 또 다른 이점은 적어도 하나의 전자 빔 제어 플레이트가 플라스마 발생에 효과적인 수단이라는 것이다.
또 다른 예시적 실시예에 있어서, 전자기 코일(103)은, 캐소드 방전 챔버(100)의 내부에 설치된 동시에, 플라스마의 적어도 일부분이 전자 빔 제어 플레이트(125)와 출구 홀(120) 사이에 제공되도록 배열된 적어도 하나의 전자 빔 제어 플레이트(125)에 의해 대체되어 있다. 그러한 실시예의 이점은 그것이 출구 홀을 통하여 전자를 강제하기 위한 코일이 있는 것보다 더 단순하다는 것이다.
다양한 실시예의 또 다른 태양에 있어서, 본 발명에 의한 플라스마 전자 소스 장치는 작업대 상에 제공되는 파우더 베드의 적어도 하나의 층의 부분들의 연속하는 용융을 통해 3차원 물품을 형성하도록 사용될 수 있으며, 여기서 부분들은 3-차원 물품의 연속하는 횡단면들에 대응한다.
또 다른 실시예에 있어서, 캐소드 방전 챔버에서 플라스마를 발생시키는 단계, 캐소드 방전 챔버와 애노드 사이에 제공된 가속 필드에 의해 캐소드 방전 챔버에서의 출구 홀로부터 전자를 추출하는 단계, 캐소드 방전 챔버 내에서 플라스마 구속을 위한 적어도 하나의 수단을 제공하는 단계, 및 플라스마로부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 플라스마로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 플라스마 구속을 위한 적어도 하나의 수단을 스위칭하는 단계를 포함하는 펄스형 전자 빔 발생 방법이 제공된다.
그 방법은 그 대응하는 장치와 유사한 이점을 갖는다.
본 발명이 수반 도면을 참조하여 비-한정적 방식으로 이하에 더 설명될 것이다. 동일한 참조 부호는 도면의 여러 도의 곳곳에서 대응하는 유사한 부분들을 나타내도록 채용된다.
도 1은 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치의 제1 예시적 실시예의 묘사도;
도 1b는 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치의 제2 예시적 실시예의 묘사도;
도 1c는 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치의 제3 예시적 실시예의 묘사도;
도 2는 평균 전자 빔 전류를 제어하기 위한 가변 듀티 사이클을 갖는 본 발명의 플라스마 전자 소스 장치의 동작의 예시적 실시예의 묘사도;
도 3은 본 발명의 플라스마 전자 소스 장치가 구현될 수 있는 임의형상 제작 또는 적층 제조 장치의 예시적 실시예의 묘사도;
도 4a는 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치의 제4 예시적 실시예의 묘사도;
도 4b는 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치의 제5 예시적 실시예의 묘사도;
도 4c는 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치의 제6 예시적 실시예의 묘사도;
도 5는 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치의 제7 예시적 실시예의 묘사도.
본 발명의 실시예가, 전부는 아니지만, 일부 도시되어 있는 첨부 도면을 참조하여 이제 다양한 실시예가 이후 더 충분하게 설명될 것이다. 실제로, 본 발명의 다양한 실시예는 여러 다른 형태로 구체화될 수 있으며, 여기에서 제시되는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안되며; 오히려 이들 실시예는 본 개시가 적용가능한 법률 요건을 만족하도록 제공되는 것이다.
본 발명의 이해를 용이하게 하기 위해, 소정 수의 용어가 아래에 정의된다. 여기에서 정의되는 용어는 본 발명과 관련 있는 영역의 당업자에 의해 보통 이해되는 의미를 갖는다. 부정 관사 및 정관사 등은 단수형 실체만을 지칭하려는 의도가 아니며, 예시를 위해 사용될 수 있는 특정 예의 그 일반적 부류를 포함한다. 여기에서의 술어는 본 발명의 특정 실시예를 설명하기 위해 사용되지만, 그 용례는, 특허청구범위에서 윤곽이 나타내어진 바와 같은 것을 제외하고는, 본 발명의 범위를 정하는 것이 아니다.
여기에서 사용되는 바와 같은 용어 "3-차원 구조" 등은 일반적으로는 특정 목적으로 사용되려는 의도의 (예를 들어, 구조적 재료 또는 재료들의) 의도된 또는 실제로 제작된 3-차원 구성을 지칭한다. 그러한 구조 등은, 예를 들어, 3-차원 CAD 시스템의 도움으로 설계될 수 있다.
여기에서 사용되는 바와 같은 용어 "전자 빔"은 다양한 실시예에 있어서 어떠한 하전 입자 빔이라도 지칭한다. 하전 입자 빔의 소스는 전자총, 선형 가속기 등을 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 플라스마 전자 소스 장치가 구현될 수 있는 임의형상 제작 또는 적층 제조 장치(300)의 일 실시예를 묘사하고 있다. 장치(300)는 전자총(302); 2개의 파우더 호퍼(306, 307); 스타트 플레이트(316); 빌드 탱크(build tank)(312); 파우더 분배기(310); 빌드 플랫폼(314); 및 진공 챔버(320)를 포함한다.
진공 챔버(320)는 진공 시스템에 의해 진공 환경을 유지할 수 있고, 그 시스템은 당업자에게 주지되어 있어서 이 맥락에서는 더 설명할 필요가 없는 터보-분자 펌프, 스크롤 펌프, 이온 펌프 및 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. 진공 시스템은 제어 유닛에 의해 제어된다.
전자총(302)은 스타트 플레이트(316) 상에 제공되는 파우더 재료(318)를 함께 융해 또는 용융시키도록 사용되는 전자 빔을 발생시키고 있다. 전자총(302)의 적어도 일부는 진공 챔버(320)에 제공될 수 있다. 제어 유닛(340)은 전자 빔 총(302)으로부터 방출되는 전자 빔을 제어 및 관리하는데 사용될 수 있다. 적어도 하나의 포커싱 코일(도시하지 않음), 적어도 하나의 편향 코일 및 전자 빔 발생 수단은 제어 유닛(340)에 전기적으로 접속되어 있을 수 있다. 본 발명의 일례의 실시예에 있어서, 전자총은 약 60㎸의 가속 전압으로 그리고 0-3kW 범위의 빔 전력으로 포커싱가능한 전자 빔을 발생시킨다. 진공 챔버 내 압력은 에너지 빔으로 파우더 층마다 용융시킴으로써 3-차원 물품을 지을 때 10-3 내지 10-6 mBar 범위에 있을 수 있다.
파우더 호퍼(306, 307)는 빌드 탱크(312) 내 스타트 플레이트(316) 상에 제공될 파우더 재료를 포함한다. 파우더 재료는, 예를 들면, 티타늄, 티타늄 합금, 알루미늄, 알루미늄 합금, 스테인리스 강, Co-Cr-W 합금 등과 같이 순금속 또는 금속 합금일 수 있다.
파우더 분배기(310)는 스타트 플레이트(316) 상에 파우더 재료의 얇은 층을 부설하도록 배열되어 있다. 작업 사이클 동안 빌드 플랫폼(314)은 파우더 재료의 각각의 부가된 층 후에 광선 총에 상대적으로 연속하여 하강될 것이다. 이러한 움직임을 가능하게 하기 위해, 빌드 플랫폼(314)은 본 발명의 일 실시예에서는 수직 방향으로, 즉, 화살표(P)에 의해 나타낸 방향으로 움직일 수 있게 배열되어 있다. 이것은 필요한 두께의 제1 파우더 재료 층이 스타트 플레이트(316) 상에 부설된 초기 위치에서 빌드 플랫폼(314)이 시작함을 의미한다. 이후에 빌드 플랫폼은 3-차원 물품의 새로운 횡단면의 형성을 위해 새로운 파우더 재료 층을 부설하는 것과 연관하여 하강된다. 빌드 플랫폼(314)을 하강시키기 위한 수단은, 예를 들면, 기어, 조절 나사 등을 구비한 서보 엔진을 통해서일 수 있다.
3-차원 물품은 파우더 베드의 부분들의 연속하는 용융을 통해 형성되고, 그 부분들은 3-차원 물품의 연속하는 횡단면에 대응하며, 3차원 물품의 모델을 제공하는 단계를 포함한다. 모델은 CAD(Computer Aided Design) 툴을 통해 발생될 수 있다.
제1 파우더 층은 수개의 방법에 따라 작업대 위에 고르게 파우더를 분배함으로써 작업대(316) 상에 제공될 수 있다. 파우더를 분배하는 하나의 방법은 레이크 시스템에 의해 호퍼(306, 307)로부터 떨어져 내려오는 재료를 수집하는 것이다. 레이크는 빌드 탱크 위에서 움직여 그로써 파우더를 스타트 플레이트 위에 분배한다. 레이크의 하위 부분과 이전 파우더 층 또는 스타트 플레이트의 상위 부분 사이의 거리는 스타트 플레이트 위에 분배되는 파우더의 두께를 결정한다. 파우더 층 두께는 빌드 플랫폼(314)의 높이를 조절함으로써 쉽게 조절될 수 있다.
에너지 빔은 작업대(316) 위로 향하여져 제1 파우더 층이 선택된 위치에서 용융되어 3-차원 물품의 제1 횡단면을 형성하도록 야기한다. 에너지 빔은 전자 빔 또는 레이저 빔일 수 있다. 빔은 제어 유닛(도시하지 않음)에 의해 주어진 명령으로부터 작업대(316) 위로 향하여진다. 제어 유닛에는 3-차원 물품의 각각의 층에 대하여 빔 총을 어떻게 제어할지에 관한 명령어가 저장되어 있다.
제1 층이 완성된 후에, 즉, 3-차원 물품의 제1 층을 만들도록 파우더 재료의 용융 후에, 제2 파우더 층이 작업대(316) 상에 제공된다. 제2 파우더 층은 바람직하게는 이전 층에서와 동일한 방식에 따라 분배된다. 단일 레이크 시스템 형태의 파우더 분배기, 즉, 하나의 레이크가 좌측 파우더 호퍼(306) 및 우측 파우더 호퍼(307) 둘 다로부터 떨어져 내려오는 파우더를 잡아내고 있는 경우에서, 그런 레이크는 설계를 변경할 수 있다.
제2 파우더 층을 작업대(316) 상에 분배한 후에, 에너지 빔은 작업대 위로 향하여져 제2 파우더 층이 선택된 위치에서 용융되어 3-차원 물품의 제2 횡단면을 형성하도록 야기한다. 제2 층에서 용융된 부분들은 제1 층의 용융된 부분들에 본딩될 수 있다. 제1 및 제2 층에서 용융된 부분들은 최상위 층에서의 파우더를 융해시킬 뿐만 아니라 최상위 층 바로 아래 층의 두께의 적어도 일부를 재융해시킴으로써 함께 융해될 수 있다.
제1 파우더 층의 선택된 부분들을 용융시킨 후에, 적어도 하나의 제1 이미지가 제1 파우더 층의 적어도 제1 용융 구역 중 캡처링된다.
도 1a는 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치(150)의 제1 예시적 실시예를 묘사하고 있다. 플라스마 전자 소스 장치(150)는 캐소드 방전 챔버(100), 옵션사항인 가스 유입구(101), 출구 홀(120), 전자기 코일(103), 애노드(105) 및 옵션사항인 빔 성형 광학계(105)를 포함한다.
캐소드 방전 챔버(100)에는 캐소드 방전 챔버 내로 가스를 도입하기 위한 가스 유입구(101)가 제공된다. 가스는 예를 들면 아르곤, 헬륨, 네온 또는 크립톤일 수 있다. 캐소드 방전 챔버(100) 내로 도입된 가스는 출구 홀(120)을 통해 누출될 것이다. 출구 홀(120)은 캐소드 방전 챔버(100) 내 제공된 플라스마(107)로부터 전자를 추출하기 위해 제공된다.
도 1b에 묘사된 또 다른 일례의 실시예에 있어서, 플라스마는 캐소드 방전 챔버(100)의 외부 상에 제공된 RF 소스(102)에 의해 발생된다. RF 소스(102)는 RF 신호가 도입되는 코일일 수 있다. RF 전력의 주파수는 10 내지 15㎒일 수 있다. 코일로부터의 RF 전력은 캐소드 방전 챔버(100) 내 가스의 RF 유도 방전을 발생시켜 그로써 전자 및 이온을 포함하는 플라스마(107)를 생성할 것이다. RF 전력은 50 내지 500 와트의 범위에 있을 수 있다.
도 1c에 따른 대안적인 실시예에 있어서, 플라스마(107)는 필라멘트 방전, 즉, 도 1b에 묘사된 바와 같은 RF 소스(102) 대신 이온 및 전자를 갖는 플라스마(107)를 생성하기에 충분히 높은 전압이 캐소드 방전 챔버(100) 내부에 배열된 애노드(130) 및 캐소드(132)에 제공되는 것에 의해 발생된다.
플라스마를 발생시키는 다른 다양한 방법이 존재하는데, 예를 들어 캐소드 방전 챔버 내부 가스에 작용하는 마이크로파에 의해서이다. 중공 캐소드 방전 기술은 또 다른 방법이다. 유전체 배리어 방전은 캐소드 방전 챔버 내에서 플라스마를 생성하는 또 다른 방법이다. 참으로, 여기에서는 특정 기술 및/또는 수단이 설명되고 있을 수 있지만, 본 발명의 범위 및 본질로부터 벗어남이 없이, 플라스마를 생성하기 위한 어떠한 각종 적합한 기술이라도 이 맥락에서 사용될 수 있다.
전자기 코일(103)은 캐소드 방전 챔버(100) 내 플라스마 구속이 산출되도록 제공될 수 있다. 도 1b에서의 예시적 실시예에 있어서, 전자기 코일(103)은 RF 코일(102) 바깥에 제공될 수 있다. 대안적인 실시예에 있어서, 전자기 코일(103)은 캐소드 방전 챔버(100)와 RF 코일(102) 사이에 제공될 수 있다(예시하지 않음). 또 다른 실시예에 있어서, 전자기 코일(103)은 캐소드 방전 챔버(100)의 내부에 제공될 수 있다(예시하지 않음). 전자기 코일(103)에 의해 발생된 캐소드 방전 챔버(100) 내부 자기 필드 강도는 플라스마 구속을 발생시키기 위해 10 내지 300 가우스 범위에 있을 수 있다. 플라스마 구속은 비교적 낮은 가스 압력으로 캐소드 방전 챔버(100)로부터 전자를 추출하기 위해 그리고 전자 추출 효율을 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 캐소드 방전 챔버(100) 내부 필드 강도가 전자기 코일(103)을 통하는 예정된 전류에 의해 발생된 예정된 값 아래이면, 전자 빔(106)을 형성하기에 충분하지 않은 전자가 출구 홀(120)로부터 추출될 수 있다. 그렇지만, 캐소드 방전 챔버(100) 내부 필드 강도가 예정된 값 위이면, 적합한 플라스마 구속이 발생될 수 있고 전자 빔(106)을 형성하도록 전자가 출구 홀(120)로부터 추출될 수 있다. 전자 빔이 형성될 수 있지 않을 때 캐소드 방전 챔버(100) 내부 필드 강도는 0 또는 본질적으로 0 필드 강도일 수 있다. 상수의 신뢰할만한 전자 빔이 캐소드 방전 챔버로부터 추출될 수 있는 필드 강도는 챔버(100)의 사이즈 및 치수 및 캐소드 방전 챔버의 가스 압력에 매우 의존할 수 있다. 15cm의 직경을 갖는 원통형 챔버는 출구 홀(120)로부터 전자를 추출하기 위해 챔버 내부 10 가우스 위의 필드 강도를 필요로 할 수 있다. 더 큰 직경은 상수 가스 압력으로 전자를 추출하기 위해 더 큰 필드 강도를 필요로 할 수 있다. 캐소드 방전 챔버(100) 내부 가스 압력은 10-4 내지 100 mbar 범위에 있을 수 있다.
전자기 코일(103)에서의 플라스마 구속에 사용되는 라디오 주파수는 2 내지 80㎓ 사이에 있을 수 있다. RF 소스 또는 마이크로파 소스의 주파수는 캐소드 방전 챔버의 사이즈 및 형상 및/또는 캐소드 방전 챔버(100) 내부 가스의 공진 주파수, 즉, 챔버의 공진 주파수로 설정될 수 있다.
플라스마(107)는 캐소드 방전 챔버(100)의 중앙에 배열될 수 있다. 일례의 실시예에 있어서는, 캐소드 방전 챔버 내부 플라스마와 출구 홀 사이의 거리가 출구 홀의 직경의 3 내지 4배로 제공될 수 있다.
펄스형 전자 빔은 캐소드 방전 챔버 내부 필드 강도를 온 및 오프 스위칭함으로써, 즉, 코일(103)을 통하는 전류를 온 및 오프 스위칭함으로써 발생될 수 있다. 본질적으로 0인 제1 값으로부터 캐소드 방전 챔버(100) 내부 충분한 필드 강도를 생성하기 위한 제2 값으로 전류를 스위칭하는 것은 그래서 펄스형 전자 빔을 발생시키는데 사용될 수 있다. 스위칭의 주파수는 100㎐, 1㎑ 또는 100㎑보다 더 높을 수 있다. 코일(103)에서의 전류의 스위칭을 하기 위한 스위칭 수단은 코일 전류에 대한 구동기로서 고주파수 전자 회로를 사용함으로써 달성될 수 있으며, 당업자에게 주지되어 있다.
또한 소스의 동작은 플라스마가 각각의 펄스 사이클에 대해 재생성되어야 할 것임을 의미할 것인 바와 같이 플라스마 발생 회로를 스위칭하기보다는 구속 코일(103)을 사용하여 전자 빔의 스위칭이 수행될 때 더 안정적이다.
애노드는 출구 홀 부근에 캐소드 방전 챔버(100)의 외부에 제공될 수 있다. 캐소드 방전 챔버와 애노드 사이에 전압이 인가되고, 전형적으로 캐소드 방전 챔버 상에 제공되는 전위는 -60㎸이고 애노드 상에 제공되는 전위는 접지 전위이다. 이러한 배열에 의해, 전자는 캐소드 방전 챔버(100)와 애노드(104) 사이 가속 필드에서 가속될 것이다. 전위 차를 역전시키는 것은 캐소드 방전 챔버로부터 음의 전자 대신에 양의 이온을 추출할 것이다.
옵션사항인 빔 성형 광학계는 전자 빔을 성형, 스캐닝 및/또는 포커싱하도록 애노드의 하류에 배열될 수 있다.
도 2는 펄스 폭 변조에 의해 평균 전자 빔 전류를 제어하기 위한 가변 듀티 사이클의 일례의 실시예를 도시하고 있다. 더 높은 스위칭 듀티 사이클(도 2에서 좌측에 예시)은 더 낮은 스위칭 듀티 사이클(도 2에서 우측에 예시)에 비해 더 높은 평균 전자 빔 전류를 생성할 것이다. 코일(103)에서의 전류의 온/오프 스위칭 듀티 사이클을 변경하는 것은 캐소드 방전 챔버(100)로부터 추출되는 평균 전자 빔 전류에 영향을 미칠 것이다.
이것은 전자 빔 소스가 플라스마 소스일 때 적층 제조에 유용할 수 있다. 융해 전력은 필요로 되는 것에 의존하여 펄스 듀티 사이클을 위로 또는 아래로 변경함으로써 순시적으로 변경될 수 있다. 융해된 전력의 급속한 제어는 표면 마감, 마이크로 구조 및/또는 기계적 속성에 관하여 더 양호하게 생산되는 물품의 결과를 초래할 수 있다.
위에서 언급된 전자 빔 발생으로는, 고품질 전자 빔(시간에 걸쳐 변하지 않는 전자 빔 강도)을 만드는 것이 훨 쉽다. 캐소드 방전 챔버 내부 플라스마가 온 및 오프 스위칭되지 않으므로, 전자 빔 품질에 대한 플라스마 온 및 오프 스위칭의 영향이 제거되었다. 전자 빔 전류의 변동량이 거의 상수이다. 평균 빔 전류는 코일(103)에서의 전류를 온/오프 스위칭하는 듀티 사이클을 변경함으로써 교번될 수 있다.
도 4a는 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치의 비-한정적 제4 예시적 실시예를 묘사하고 있다. 도 1a에 도시된 바와 같은 제1 예시적 실시예에 대하여 제4 예시적 실시예의 유일한 차이는 부가적 전자 빔 제어 플레이트(125)이다.
전자 빔 제어 플레이트(125)는 캐소드 방전 챔버(100)에 관하여 양 또는 음의 전위로 설정될 수 있다. 전자 빔 제어 플레이트(125) 상에 제공되는 전위는 α±ε㎸의 범위에 있을 수 있고, 여기서 α는 캐소드 방전 챔버 상에 제공되는 전위이고 ε은 캐소드 방전 챔버(100)에 대한 전위 차이다. α는 10 내지 100㎸ 범위에 있을 수 있고 ε은 10 내지 1000V 범위에 있을 수 있다. ε이 -50V인 일례의 실시예에 있어서, 캐소드 방전 챔버 내부 플라스마에서의 전자는 출구 홀(120)을 향하여 강제될 것이다. 온 스위칭되는 전자기 코일(103)은 음인 ε을 갖는 전자 빔 제어 플레이트와 협력한다, 즉, 더 많은 전자가 출구 홀(103)을 통해 강제되어 더 높은 전자 빔 전류를 가능하게 한다.
ε이 +50V인 또 다른 실시예에 있어서, 캐소드 방전 챔버 내부 플라스마에서의 전자는 전자 빔 제어 플레이트(125)를 향하여 강제될 것이다. 오프 스위칭되는 전자기 코일(103)은 양인 ε을 갖는 전자 빔 제어 플레이트와 협력한다, 즉, 전자가 출구 홀(103)을 통해 추출되지 못하게 된다.
도 4b는 본 발명에 따른 플라스마 전자 소스 장치의 제5 예시적 실시예를 묘사하고 있다. 도 1b에 도시된 바와 같은 제2 예시적 실시예에 대하여 제5 예시적 실시예의 유일한 차이는 부가적 전자 빔 제어 플레이트(125)이다.
또 다른 예시적 실시예에 있어서, 코일(103)은, 도 4c에 묘사된 본 발명의 제6 예시적 실시예에서 알 수 있는 바와 같이, 전자 빔 제어 플레이트(125)로 완전히 교체될 수 있다. 출구 홀(103)로부터 전자의 추출은 이 실시예에서는 전자 빔 제어 플레이트(125)의 전위에만 의존할 뿐이다. ε이 음일 때, 플라스마에서의 전자는 출구 홀로 강제된다. ε이 양일 때, 플라스마에서의 전자는 출구 홀을 통해 추출되지 못하게 된다.
또한 플라스마의 전반적 하전 상태는 플라스마 내 전자보다 더 많은 이온에 기인하여 양일 수 있다. 전자 상에 작용하는 플레이트(125)로부터의 전기력은 이온에 의해 차폐될 수 있다. 그러한 경우에 있어서, 플라스마는 양 전압에 의해 출구 홀(129)로 향하여 밀린다.
전자 빔을 온 및 오프 스위칭하기 위해, 전자 빔 제어 플레이트만을 가지면, 즉, 코일(103)이 없으면, ε이 100 내지 10,000V 범위에 있을 필요가 있을 수 있다.
특정 실시예에 있어서는 전자 빔 제어 플레이트(125)가 실질적으로 평면일 수 있는 한편, 도 5에 묘사된 바와 같은 대안적인 실시예에서는 전자 빔 제어 플레이트(125)는 출구 홀(120)을 향하여 아래로 전자를 밀어낼 뿐만 아니라 또한 캐소드 방전 챔버(100)의 중심축을 향하여 전자를 밀어내는 필드를 제공하도록 비-평면일 수 있다. 비-평면 제어 플레이트(125)는 또한 도 4a 및/또는 도 4b에 묘사된 바와 같은 실시예에서 사용될 수 있다. 본 발명의 또 다른 예시적 실시예에 있어서, 제어 플레이트는 출구 홀(120)의 방향으로 그 개구부를 갖는 링일 수 있다. 링 형상의 제어 플레이트를 사용함으로써, 플라스마는 링 상의 전위에 의존하여 홀 내외로 이동될 수도 그리고 링 내에 집중될 수도 있고, 음 전위는 출구 홀(120)을 향하여 플라스마를 강제할 것이고 양 전위는 출구 홀(120)로부터 플라스마를 강제할 것이다. 또한 그것은 위에서 나타낸 바와 같은 동일한 이유로 역전될 수 있다, 즉, 그것은 플라스마의 순간적 전반적 하전 상태에 의존한다.
또한 고속 스위칭은 빔이 제1 위치로부터 제2 위치로 스캐닝될 때 적층 제조에서 빔을 오프 스위칭하는데 유용할 수 있다. 빔은 빔이 그 올바른 융해 또는 가열 위치에 있을 때 온 스위칭된다. 이것은 올바르지 않은 융해 또는 가열이 없는 결과를 초래할 것이다, 즉, 융해는 예정된 위치에서만 일어날 것이다. 예를 들면, 전자 빔 스캐닝 동안 전자 빔이 오프 스위칭될 수 있으므로 파우더 재료 위로 전자 빔을 스캐닝하는 동안 파우더의 가열은 일어나지 않을 수 있다.
작업대 상에 제공되는 파우더 베드의 적어도 하나의 층의 부분들의 연속하는 용융을 통해 3차원 물품을 형성하기 위한 적층 제조의 일례의 실시예(여기서, 부분들은 3-차원 물품의 연속하는 횡단면들에 대응함)에 있어서는, 플라스마 전자 총이 파우더 재료를 용융시키는데 사용된다. 전자 빔 발생은 전자 빔의 스캐닝 동안, 즉, 플라스마 전자 총의 캐소드 방전 챔버의 출구 홀 하류에 제공된 스캐닝 코일의 설정을 변경하는 동안 오프 스위칭된다.
작업대 상에 제공되는 파우더 베드의 적어도 하나의 층의 부분들의 연속하는 용융을 통해 3차원 물품을 형성하기 위한 적층 제조의 또 다른 실시예(여기서, 부분들은 3-차원 물품의 연속하는 횡단면들에 대응함)에 있어서는, 플라스마 전자 총이 파우더 재료를 용융시키는데 사용된다. 평균 빔 전류는 코일(103)에서의 전류를 온/오프 스위칭하는 듀티 사이클을 변경함으로써 교번된다.
본 발명의 또 다른 예시적 실시예에 있어서, 코일(103)에 제공되는 전류는 출구 홀(120)로부터 추출되는 전자의 수를 변경하도록 변경될 수 있다. 코일(103)에서의 전류를 변화시키면 출구 홀(120)로부터 추출되는 전자의 수를 변경할 수 있다. 코일(103)을 통하는 전류의 증가는 전형적으로는 출구 홀(120)을 통하여 추출되는 전자의 수를 증가시킨다. 코일(103)을 통하는 전류를 감소시키는 것은 전형적으로는 출구 홀(120)을 통하여 추출되는 전자의 수를 감소시킨다. 코일(103)을 통하는 전류의 아날로그 변화는 출구 홀(120)로부터 방출되고 있는 전자의 수를 급속히 변경할 수 있다. 유사한 방식으로, 또한 이것은 전자 빔 제어 플레이트에 적용된다, 즉, 전자 빔 제어 플레이트(125)에 인가되는 전위의 변화는 출구 홀(120)로부터 방출되는 전자의 수에 영향을 미칠 수 있다. 위에서 주어진 예들에서와 같이, 출구 홀(120)로부터 방출되는 전자의 수를 변화시키기 위하여, 코일(103)에서만 전류가 변화될 수 있거나 또는 전자 빔 제어 플레이트(125)에만 전위가 변경될 수 있거나 또는 코일(103)에서 전류가 변화될 수 있고 동시에 전자 빔 제어 플레이트(125)에만 전위가 변경될 수 있다.
대안적인 실시예에 있어서는, 펄스형 전자 빔을 산출하도록 코일을 통하는 전류가 온 및 오프 스위칭됨에 따라 동시에 코일을 통하는 전류가 변화된다, 즉, 전자 빔의 각각의 펄스는 코일(103)을 통하는 다른 양의 전류에 기인하여 다른 수의 전자를 포함할 수 있다. 이것은 또한 전자 빔 제어 플레이트에 적용된다, 즉, 전위가 온 및 오프 스위칭됨에 따라 동시에 전위가 변화될 수 있으며, 전위의 2개의 연이은 온 스위칭이 출구 홀(120)을 통해 방출하는 전자의 수를 달성하기 위한 서로 다른 값일 수 있음을 의미한다. 코일 및 전자 빔 제어 플레이트 둘 다 온 및 오프 스위칭됨에 따라 전자 빔 제어 플레이트의 전위를 변화시키는 것 및 코일(103)을 통하는 전류를 변경하는 것의 조합이 또한 가능하다.
플라스마(107)로부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 플라스마(107)로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 플라스마 구속을 위한 적어도 하나의 수단을 스위칭하기 위한 스위칭 수단은 컴퓨터 제어식 신호 발생기(190)일 수 있다. 신호 발생기는 파워 서플라이, 전류 서플라이, 전압 서플라이 및/또는 주파수 서플라이어일 수 있다.
본 발명은 위에서 설명된 실시예들로 한정되지 않으며 많은 수정이 이하의 특허청구범위의 범주 내에서 가능하다. 그러한 수정은, 예를 들어, 레이저 빔과 같은 예시의 전자 빔과는 다른 에너지 빔 소스를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 폴리머 파우더 또는 세라믹 파우더와 같이 금속 파우더 이외의 다른 재료가 사용될 수 있다. 참으로, 당업자는 설명된 문자 그대로는 아닌 방식으로 본 발명의 다양한 실시예를 수정하도록 선행 글에 들어있는 정보를 사용할 수 있을 것이지만, 그럼에도 불구하고 그것들은 실질적으로 동일한 기능을 달성하여 실질적으로 동일한 결과에 도달하므로 첨부된 특허청구범위에 의해 포함된다. 그래서, 본 발명은 개시된 특정 실시예로 한정되는 것이 아니며 수정 및 다른 실시예가 첨부된 특허청구범위 내에 포함되는 것으로 의도된다고 이해되는 것이다. 여기서 특정 용어가 채용되고 있기는 하지만, 그것들은 포괄적이고 설명적인 의미로만 사용되는 것이고 제한의 목적으로는 아니다.

Claims (25)

  1. 플라스마 전자 소스 장치(plasma electron source apparatus)로서,
    플라스마가 발생되는 캐소드 방전 챔버;
    상기 캐소드 방전 챔버에 설치된 출구 홀(exit hole)로서, 상기 플라스마로부터의 전자가 상기 캐소드 방전 챔버와 애노드 사이에 제공된 가속 필드에 의해 상기 출구 홀로부터 추출되는 것인, 상기 출구 홀;
    적어도 하나의 전자기파 발생기를 포함하는 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스(plasma confinement device); 및
    상기 전자기파 발생기의 주파수 및 진폭 중 적어도 하나를 스위칭함으로써, 상기 플라스마로부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 상기 플라스마로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스를 스위칭하도록 구성되는 스위칭 메커니즘을 포함하는, 플라스마 전자 소스 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전자기파 발생기는 상기 플라스마를 생성하기 위해 상기 캐소드 방전 챔버의 내부 가스에 작용하도록 RF 전력 및 마이크로파 전력 중 적어도 하나를 방출하도록 구성되는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스는 상기 캐소드 방전 챔버의 외부에 배열되는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스는 상기 캐소드 방전 챔버의 내부에 배열되는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스는 적어도 하나의 전자기 코일 및 적어도 하나의 전자 빔 제어 플레이트를 포함하는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  6. 제5에 있어서, 상기 적어도 하나의 전자 빔 제어 플레이트는 상기 캐소드 방전 챔버의 내부에 설치되되, 상기 플라스마의 적어도 일부분이 상기 전자 빔 제어 플레이트와 상기 출구 홀 사이에 제공되도록 배열되는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전자 빔 제어 플레이트는 곡선형인 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전자 빔 제어 플레이트는 중심부를 통과하는 개구부를 갖는 환형 구조이고, 상기 개구부는 실질적으로 상기 출구 홀로 향하여 있는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  9. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스는 적어도 하나의 전자기 코일을 포함하고, 상기 스위칭 메커니즘은 상기 적어도 하나의 전자기 코일을 통과하는 전류를 스위칭함으로써 상기 플라스마로부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 상기 플라스마로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스를 스위칭하도록 구성되는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 전자기파 발생기는 상기 캐소드 방전 챔버의 외부에 위치하는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스는 적어도 하나의 전자 빔 제어 플레이트을 포함하고, 상기 스위칭 메커니즘은 상기 플레이트 상에 인가되는 전압을 스위칭함으로써 상기 플라스마로부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 상기 플라스마로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스를 스위칭하도록 구성되는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  12. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스마 전자 소스로부터의 평균 전자 전류를 변화시키기 위해 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스의 듀티 사이클을 변화시키기 위한 제어 유닛을 더 포함하는 플라스마 전자 소스 장치.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐소드 방전 챔버에는 가스를 상기 캐소드 방전 챔버 내로 도입하기 위해 가스 소스에 접속가능한 유입구가 설치되는 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 값과 상기 제2 값 사이에서 스위칭하는 주파수는 100㎐ 보다 더 높은 것인 플라스마 전자 소스 장치.
  15. 작업대 상에 제공되는 파우더 베드(powder bed)의 적어도 하나의 층의 부분들의 연속하는 용융을 통해 3-차원 물품을 형성하도록 제1항에 따른 플라스마 전자 소스 장치를 사용하는 방법으로서, 부분들이 상기 3-차원 물품의 연속하는 횡단면들에 대응하는 것인 방법.
  16. 펄스형 전자 빔을 발생시키기 위한 방법으로서,
    캐소드 방전 챔버에서 플라스마를 발생시키는 단계;
    상기 캐소드 방전 챔버와 애노드 사이에 제공된 가속 필드에 의해 상기 캐소드 방전 챔버의 출구 홀로부터 전자를 추출하는 단계;
    적어도 하나의 전자기파 발생기를 포함하는 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스를 제공하는 단계; 및
    상기 전자기파 발생기의 주파수 및 진폭 중 적어도 하나를 스위칭함으로써, 상기 플라스마로부터의 전자 추출을 허용하는 제1 값과 상기 플라스마로부터의 전자 추출을 금지하는 제2 값 사이에서 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스를 스위칭하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스는 상기 캐소드 방전 챔버의 내부에 위치하는 것인 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 적어도 하나의 플라스마 구속 디바이스는 상기 캐소드 방전 챔버의 외부에 위치하는 것인 방법.
  19. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 플라스마 전자 소스로부터의 평균 전자 전류를 제어하기 위해 상기 제1 값과 상기 제2 값 사이의 스위칭의 듀티 사이클을 변화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 캐소드 방전 챔버의 내부에 존재하고 있는 가스 상에 작용하는 RF 필드에 의해 상기 캐소드 방전 챔버 내에서 상기 플라스마를 발생시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  21. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 가스를 상기 캐소드 방전 챔버 내로 도입하기 위해 가스 소스에 접속가능한 유입구를 상기 캐소드 방전 챔버에 설치하는 단계를 더 포함하는 방법.
  22. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 전자 빔 제어 플레이트와 상기 출구 홀 사이에 상기 플라스마의 적어도 일부분이 제공되도록 배열된 상기 전자 빔 제어 플레이트를 상기 캐소드 방전 챔버의 내부에 설치하는 단계를 더 포함하는 방법.
  23. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출구 홀을 통해 방출되고 있는 전자의 수를 변화시키기 위해 전자기 코일을 통하는 전류를 변화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  24. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 출구 홀을 통해 방출되고 있는 전자의 수를 변화시키기 위해 전자 빔 제어 플레이트에 인가되는 전위를 변화시키는 단계를 더 포함하는 방법.
  25. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 전자기 코일을 통하는 전류를 스위칭하는 단계 및 전자 빔 제어 플레이트의 전압을 스위칭하는 단계 중 적어도 하나의 단계를 더 포함하는 방법.
KR1020197033470A 2012-05-09 2013-04-25 전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 장치 KR102137351B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201261644513P 2012-05-09 2012-05-09
US61/644,513 2012-05-09
US13/828,112 2013-03-14
US13/828,112 US9064671B2 (en) 2012-05-09 2013-03-14 Method and apparatus for generating electron beams
PCT/EP2013/058652 WO2013167391A2 (en) 2012-05-09 2013-04-25 Method and apparatus for generating electron beams

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147030488A Division KR102046560B1 (ko) 2012-05-09 2013-04-25 전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190130062A KR20190130062A (ko) 2019-11-20
KR102137351B1 true KR102137351B1 (ko) 2020-07-23

Family

ID=49548107

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147030488A KR102046560B1 (ko) 2012-05-09 2013-04-25 전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 장치
KR1020197033470A KR102137351B1 (ko) 2012-05-09 2013-04-25 전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147030488A KR102046560B1 (ko) 2012-05-09 2013-04-25 전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 장치

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9064671B2 (ko)
EP (1) EP2847782B1 (ko)
JP (1) JP2015525428A (ko)
KR (2) KR102046560B1 (ko)
CN (1) CN104272425B (ko)
BR (1) BR112014027632A2 (ko)
IN (1) IN2014MN02229A (ko)
RU (1) RU2637509C2 (ko)
WO (1) WO2013167391A2 (ko)

Families Citing this family (96)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009084991A1 (en) 2008-01-03 2009-07-09 Arcam Ab Method and apparatus for producing three-dimensional objects
EP2454039B1 (en) 2009-07-15 2014-09-03 Arcam Ab Method for producing three-dimensional objects
WO2011034985A1 (en) 2009-09-17 2011-03-24 Sciaky, Inc. Electron beam layer manufacturing
US8461474B2 (en) 2010-03-31 2013-06-11 Sciaky, Inc. Raster methodology, apparatus and system for electron beam layer manufacturing using closed loop control
US10189086B2 (en) 2011-12-28 2019-01-29 Arcam Ab Method and apparatus for manufacturing porous three-dimensional articles
EP2797730B2 (en) 2011-12-28 2020-03-04 Arcam Ab Method and apparatus for detecting defects in freeform fabrication
US9064671B2 (en) * 2012-05-09 2015-06-23 Arcam Ab Method and apparatus for generating electron beams
CN104781022B (zh) 2012-11-06 2017-10-17 阿卡姆股份公司 用于加成制造的粉末预处理
DE112013006029T5 (de) 2012-12-17 2015-09-17 Arcam Ab Verfahren und Vorrichtung für additive Fertigung
WO2014095200A1 (en) 2012-12-17 2014-06-26 Arcam Ab Additive manufacturing method and apparatus
US9550207B2 (en) 2013-04-18 2017-01-24 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US9676031B2 (en) 2013-04-23 2017-06-13 Arcam Ab Method and apparatus for forming a three-dimensional article
US9415443B2 (en) 2013-05-23 2016-08-16 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US9468973B2 (en) 2013-06-28 2016-10-18 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US9505057B2 (en) 2013-09-06 2016-11-29 Arcam Ab Powder distribution in additive manufacturing of three-dimensional articles
US9676032B2 (en) 2013-09-20 2017-06-13 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US10434572B2 (en) 2013-12-19 2019-10-08 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US9802253B2 (en) * 2013-12-16 2017-10-31 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US10130993B2 (en) 2013-12-18 2018-11-20 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US9789563B2 (en) 2013-12-20 2017-10-17 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US9789541B2 (en) 2014-03-07 2017-10-17 Arcam Ab Method for additive manufacturing of three-dimensional articles
JP2015168228A (ja) * 2014-03-10 2015-09-28 日本電子株式会社 三次元積層造形装置及び三次元積層造形方法
JP6387635B2 (ja) * 2014-03-17 2018-09-12 株式会社リコー プラズマ発生装置及び表面改質装置
US20150283613A1 (en) 2014-04-02 2015-10-08 Arcam Ab Method for fusing a workpiece
MX355451B (es) 2014-06-20 2018-04-18 Velo3D Inc Aparatos, sistemas y metodos para impresion tridimensional.
US20170203363A1 (en) 2014-07-09 2017-07-20 Applied Materials ,Inc. Layerwise heating, linewise heating, plasma heating and multiple feed materials in additive manufacturing
US9310188B2 (en) * 2014-08-20 2016-04-12 Arcam Ab Energy beam deflection speed verification
JP6612849B2 (ja) * 2014-08-20 2019-11-27 ア−カム アーベー エネルギービーム偏向速度の確認
US20160052056A1 (en) * 2014-08-22 2016-02-25 Arcam Ab Enhanced electron beam generation
WO2016060703A1 (en) * 2014-10-14 2016-04-21 3D Forms, Inc. Additive manufacturing using heated and shaped gas beams
US10786865B2 (en) 2014-12-15 2020-09-29 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US9721755B2 (en) 2015-01-21 2017-08-01 Arcam Ab Method and device for characterizing an electron beam
CN104827033B (zh) * 2015-04-15 2017-10-10 南京航空航天大学 一种电磁冲击在线增强激光熔化沉积金属的装置及方法
US11014161B2 (en) 2015-04-21 2021-05-25 Arcam Ab Method for additive manufacturing
CN107848208A (zh) * 2015-06-19 2018-03-27 应用材料公司 利用静电压实的增材制造
EP3310560A4 (en) * 2015-06-19 2018-12-26 Applied Materials, Inc. Selective depositing of powder in additive manufacturing
US10807187B2 (en) 2015-09-24 2020-10-20 Arcam Ab X-ray calibration standard object
US10220471B2 (en) 2015-10-14 2019-03-05 Lawrence Livermore National Security, Llc Spatter reduction laser scanning strategy in selective laser melting
US10583483B2 (en) 2015-10-15 2020-03-10 Arcam Ab Method and apparatus for producing a three-dimensional article
KR101726833B1 (ko) * 2015-10-28 2017-04-14 조선대학교산학협력단 플라즈마 전자빔을 이용한 철계·비철계 제품 쾌속 생산공정
US10518328B2 (en) 2015-10-30 2019-12-31 Seurat Technologies, Inc. Additive manufacturing system and method
US10065270B2 (en) 2015-11-06 2018-09-04 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing in real time
US10525531B2 (en) 2015-11-17 2020-01-07 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US10610930B2 (en) 2015-11-18 2020-04-07 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
CN108698126A (zh) 2015-12-10 2018-10-23 维洛3D公司 精湛的三维打印
US10744562B2 (en) 2016-01-25 2020-08-18 General Electric Company Additive manufacturing employing a plurality of electron beam sources
US11701819B2 (en) 2016-01-28 2023-07-18 Seurat Technologies, Inc. Additive manufacturing, spatial heat treating system and method
EP3995277A1 (en) 2016-01-29 2022-05-11 Seurat Technologies, Inc. System for additive manufacturing
US10434573B2 (en) 2016-02-18 2019-10-08 Velo3D, Inc. Accurate three-dimensional printing
US11247274B2 (en) 2016-03-11 2022-02-15 Arcam Ab Method and apparatus for forming a three-dimensional article
CN107224595A (zh) * 2016-03-23 2017-10-03 张立秀 一种医疗辐射灭菌设备
EP3243634B1 (en) 2016-03-25 2020-12-23 Technology Research Association for Future Additive Manufacturing Three-dimensional additive fabrication device, and method for controlling three-dimensional additive fabrication device
US20180023550A1 (en) * 2016-04-07 2018-01-25 Busek Co., Inc. Iodine propellant rf ion thruster with rf cathode
US10549348B2 (en) 2016-05-24 2020-02-04 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US11325191B2 (en) 2016-05-24 2022-05-10 Arcam Ab Method for additive manufacturing
US10525547B2 (en) 2016-06-01 2020-01-07 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US11691343B2 (en) 2016-06-29 2023-07-04 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing and three-dimensional printers
EP3492244A1 (en) 2016-06-29 2019-06-05 VELO3D, Inc. Three-dimensional printing system and method for three-dimensional printing
CN106313501B (zh) * 2016-10-20 2018-09-04 西北工业大学 一种直流电脉冲控制的熔滴沉积3d打印装置及打印方法
US10792757B2 (en) 2016-10-25 2020-10-06 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US20180126462A1 (en) 2016-11-07 2018-05-10 Velo3D, Inc. Gas flow in three-dimensional printing
US10987752B2 (en) 2016-12-21 2021-04-27 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
US20180186080A1 (en) 2017-01-05 2018-07-05 Velo3D, Inc. Optics in three-dimensional printing
US10702958B2 (en) 2017-02-22 2020-07-07 General Electric Company Method of manufacturing turbine airfoil and tip component thereof using ceramic core with witness feature
US20180238173A1 (en) * 2017-02-22 2018-08-23 General Electric Company Method of manufacturing turbine airfoil and tip component thereof
US10610933B2 (en) 2017-02-22 2020-04-07 General Electric Company Method of manufacturing turbine airfoil with open tip casting and tip component thereof
US10625342B2 (en) 2017-02-22 2020-04-21 General Electric Company Method of repairing turbine component
US10717130B2 (en) 2017-02-22 2020-07-21 General Electric Company Method of manufacturing turbine airfoil and tip component thereof
US11154956B2 (en) 2017-02-22 2021-10-26 General Electric Company Method of repairing turbine component using ultra-thin plate
US10315252B2 (en) 2017-03-02 2019-06-11 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing of three-dimensional objects
US10449696B2 (en) 2017-03-28 2019-10-22 Velo3D, Inc. Material manipulation in three-dimensional printing
US11059123B2 (en) 2017-04-28 2021-07-13 Arcam Ab Additive manufacturing of three-dimensional articles
JP7136811B2 (ja) 2017-05-11 2022-09-13 シューラット テクノロジーズ，インク． 付加製造のためのパターン化された光の開閉所ビーム・ルーティング
EP3630391A1 (en) 2017-05-22 2020-04-08 Howmedica Osteonics Corp. Device for in-situ fabrication process monitoring and feedback control of an electron beam additive manufacturing process
US11292062B2 (en) 2017-05-30 2022-04-05 Arcam Ab Method and device for producing three-dimensional objects
US11185926B2 (en) 2017-09-29 2021-11-30 Arcam Ab Method and apparatus for additive manufacturing
US10529070B2 (en) 2017-11-10 2020-01-07 Arcam Ab Method and apparatus for detecting electron beam source filament wear
US11072117B2 (en) 2017-11-27 2021-07-27 Arcam Ab Platform device
US10821721B2 (en) 2017-11-27 2020-11-03 Arcam Ab Method for analysing a build layer
US11517975B2 (en) * 2017-12-22 2022-12-06 Arcam Ab Enhanced electron beam generation
US10272525B1 (en) 2017-12-27 2019-04-30 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing systems and methods of their use
US10144176B1 (en) 2018-01-15 2018-12-04 Velo3D, Inc. Three-dimensional printing systems and methods of their use
US11267051B2 (en) 2018-02-27 2022-03-08 Arcam Ab Build tank for an additive manufacturing apparatus
US10800101B2 (en) 2018-02-27 2020-10-13 Arcam Ab Compact build tank for an additive manufacturing apparatus
US11400519B2 (en) 2018-03-29 2022-08-02 Arcam Ab Method and device for distributing powder material
CN108995204A (zh) * 2018-07-09 2018-12-14 杨晓宏 一种熔融惯性喷射组件及增材制造系统
EP3597333A1 (en) 2018-07-19 2020-01-22 Howmedica Osteonics Corporation System and process for in-process electron beam profile and location analyses
CN113226622B (zh) 2018-12-19 2023-02-28 速尔特技术有限公司 使用脉冲调制的激光进行二维打印的增材制造系统
EP3917706A1 (en) * 2019-01-29 2021-12-08 Freemelt Ab Additive manufacturing method and apparatus with beam dump
CN110838427B (zh) * 2019-11-20 2022-04-29 中国航空制造技术研究院 一种用于熔丝增材制造的电子枪装置
GB2602458B (en) * 2020-12-22 2023-01-18 Wayland Additive Ltd Additive manufacturing using powder bed fusion
US11958111B2 (en) 2021-02-22 2024-04-16 General Electric Company Gaseous ionization detectors for monitoring and controlling energy beams used to additively manufacture three-dimensional objects
RU2757210C1 (ru) * 2021-04-01 2021-10-12 Общество С Ограниченной Отвественностью "Эдвансд Пропалшн Системс" Волновой плазменный источник электронов
CN113573454B (zh) * 2021-08-05 2022-03-29 富时精工(南京)有限公司 一种可变磁场约束的等离子体射流装置及其方法
WO2023131791A1 (en) * 2022-01-10 2023-07-13 Renishaw Plc Energy beam exposures in powder bed fusion
JP2024004588A (ja) * 2022-06-29 2024-01-17 日本電子株式会社 ３次元積層造形装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003531034A (ja) * 2000-04-27 2003-10-21 アルカム アーベー 三次元製品を製造する装置及び方法
US20110080093A1 (en) * 2009-10-06 2011-04-07 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and Method for Regulating the Output of a Plasma Electron Beam Source

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4928718B1 (ko) * 1968-11-01 1974-07-29
JPS63200442A (ja) * 1987-02-16 1988-08-18 Shimadzu Corp 電子銃
GB8905073D0 (en) * 1989-03-06 1989-04-19 Nordiko Ltd Ion gun
IT1246682B (it) * 1991-03-04 1994-11-24 Proel Tecnologie Spa Dispositivo a catodo cavo non riscaldato per la generazione dinamica di plasma
JP2764524B2 (ja) * 1993-09-28 1998-06-11 名古屋大学長 ラジカルの制御装置
GB9710380D0 (en) 1997-05-20 1997-07-16 Applied Materials Inc Electron flood apparatus for neutralising charge build-up on a substrate during ion implantation
JP3825933B2 (ja) * 1999-03-10 2006-09-27 株式会社東芝 電子ビーム照射装置およびこの電子ビーム照射装置を用いた電子ビーム描画装置、走査型電子顕微鏡、点光源型ｘ線照射装置
DE10058326C1 (de) 2000-11-24 2002-06-13 Astrium Gmbh Induktiv gekoppelte Hochfrequenz-Elektronenquelle mit reduziertem Leistungsbedarf durch elektrostatischen Einschluss von Elektronen
JP2003149399A (ja) * 2001-11-16 2003-05-21 Toppan Printing Co Ltd 電子銃および放射線硬化型樹脂硬化方法
GB2411763B (en) 2004-03-05 2009-02-18 Thermo Electron Corp Flood gun for charge neutralization
ITMI20050585A1 (it) * 2005-04-07 2006-10-08 Francesco Cino Matacotta Apparato e processo per la generazione accelerazione e propagazione di fasci di elettroni e plasma
US7812329B2 (en) * 2007-12-14 2010-10-12 Cymer, Inc. System managing gas flow between chambers of an extreme ultraviolet (EUV) photolithography apparatus
DE102007056984A1 (de) 2007-11-27 2009-05-28 Eos Gmbh Electro Optical Systems Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts mittels Lasersintern
EP2454039B1 (en) 2009-07-15 2014-09-03 Arcam Ab Method for producing three-dimensional objects
JP5409470B2 (ja) 2010-03-24 2014-02-05 キヤノンアネルバ株式会社 ニュートラライザ及びこれを備えたイオンビーム装置
US9064671B2 (en) * 2012-05-09 2015-06-23 Arcam Ab Method and apparatus for generating electron beams

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003531034A (ja) * 2000-04-27 2003-10-21 アルカム アーベー 三次元製品を製造する装置及び方法
US20110080093A1 (en) * 2009-10-06 2011-04-07 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Apparatus and Method for Regulating the Output of a Plasma Electron Beam Source

Also Published As

Publication number Publication date
US20130300286A1 (en) 2013-11-14
WO2013167391A2 (en) 2013-11-14
KR20150010946A (ko) 2015-01-29
EP2847782B1 (en) 2016-03-16
RU2014141566A (ru) 2016-06-27
CN104272425B (zh) 2016-10-26
US9064671B2 (en) 2015-06-23
WO2013167391A3 (en) 2014-01-03
EP2847782A2 (en) 2015-03-18
IN2014MN02229A (ko) 2015-07-24
KR20190130062A (ko) 2019-11-20
RU2637509C2 (ru) 2017-12-05
CN104272425A (zh) 2015-01-07
BR112014027632A2 (pt) 2018-04-17
KR102046560B1 (ko) 2019-11-19
JP2015525428A (ja) 2015-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102137351B1 (ko) 전자 빔을 발생시키기 위한 방법 및 장치
JP6973721B2 (ja) 荷電粒子ビームを使用した積層造形に関する改善
US9162394B2 (en) Method and device for producing three-dimensional objects
KR101064567B1 (ko) 빔폭 제어 가능한 전자빔 제공 장치
JP2017526815A (ja) レーザ及びプラズマを用いた付加製造
JP2017529239A (ja) レーザ及びガス流を用いた付加製造
CN104520961A (zh) 用于生成带电粒子束的等离子源装置和方法
KR20080059395A (ko) 순차적으로 펄스화된 진행파 가속기
JP6919714B2 (ja) 三次元造形装置及び三次元造形方法
CN103874312A (zh) 一种面向z箍缩的壳层等离子体柱产生方法及其装置
CN110225802A (zh) 带电粒子束操纵装置
US20240058869A1 (en) Additive manufacturing using powder bed fusion
CN105704902A (zh) 一种组合式磁约束线形空心阴极放电装置
Malygin Design and experimental investigation of a second harmonic 20 kW class 28 GHz gyrotron for evaluation of new emitter technologies
EP3493932B1 (en) Electron beam 3d printing machine
CA3203247C (en) Additive manufacturing using powder bed fusion
JP2010248574A (ja) 蒸着装置及び蒸着方法。
Edinger Laser heated electron beam gun optimization to improve additive manufacturing
KR101989847B1 (ko) 플라즈마를 이용한 라인 형태의 전자빔 방출 장치
Prakash et al. Characterization and testing of 30 kV, 60 kW electron optical column for melting applications
JP2014095111A (ja) 成膜装置及び成膜装置の動作方法
Rutkowski et al. Ion sources for induction linac driven heavy ion fusiona

Legal Events

Date Code Title Description
A107 Divisional application of patent
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right