TW201929979A - 具有旋轉式粉體床的積層製造系統 - Google Patents

Abstract

本發明揭示一種用於建置部件（11）之處理機（10），其包括：支撐裝置（26），其包括支撐表面（26B）；驅動裝置（28），其移動該支撐裝置（26）以便沿著移動方向（25）而移動該支撐表面（26B）上之特定位置；粉體供應裝置（18），其將粉體（12）供應至移動的該支撐裝置（26）以形成粉體層（13）；照射裝置（22），其用能量束（22D）照射該粉體層（13）之至少一部分以在第一時段期間自該粉體層（13）形成該部件（11）之至少一部分；及量測裝置（20），其在第二時段期間量測該部件（11）之至少一部分。該照射裝置（22）用該能量束（22D）照射該粉體層（13）之該第一時段及該量測裝置（22）進行量測之該第二時段重疊。

Description

具有旋轉式粉體床的積層製造系統

本發明係關於一種用於建置部件之處理機以及一種用於自粉體製造三維物件之積層製造系統。

當前三維列印系統在列印部件之大小（移動塊狀物的過大大小）或可製造物件之速度或兩者上受限。以另一樣式陳述，當前三維列印系統為相對緩慢的，具有低輸貫量，對於操作為昂貴的，且可僅製造相對小的部件。

因此，存在從未結束之搜尋以增大三維列印系統之輸貫量且減小操作成本。

本發明具體實例係針對一種用於建置一部件之處理機。在一個具體實例中，該處理機包括：(i)一支撐裝置，其具有一支撐表面；(ii)一驅動裝置，其移動該支撐裝置以便沿著一移動方向移動該支撐表面上之一特定位置；(iii)一粉體供應裝置，其將一粉體供應至該移動支撐裝置以形成一粉體層；(iv)一照射裝置，其用一能量束照射該粉體層之至少一部分以在一第一時段期間自該粉體層形成該部件之至少一部分；及(v)一量測裝置，其在一第二時段期間量測該部件的至少一部分。在此具體實例中，該照射裝置用該能量束照射該粉體層之該第一時段的至少一部分及該量測裝置進行量測之該第二時段的至少一部分重疊。

作為概述，因為第一時段及第二時段至少部分重疊，所以多個操作正同步發生，且每一部件可更快且更高效地製造。

該量測裝置可在該第二時段期間量測該粉體層之至少一部分。

該照射裝置可沿著與該支撐表面之一移動方向交叉之一掃掠方向掃掠該能量束。

該支撐裝置之該移動方向可包括圍繞一旋轉軸線的一旋轉方向。另外，該旋轉軸線可穿過該支撐表面。

該照射裝置可沿著與該旋轉方向交叉之一方向掃掠該能量束。

該照射裝置可配置於沿著與該旋轉方向交叉之一照射裝置方向遠離該旋轉軸線的一位置處。

該量測裝置可配置於沿著與該旋轉方向交叉之一量測裝置方向遠離該旋轉軸線的一位置處。

該照射裝置可配置於沿著一照射裝置方向遠離該旋轉軸線之一位置處，該照射裝置方向與該旋轉方向交叉且沿著該旋轉方向與該量測裝置隔開。

另外，該處理機可包括一預加熱裝置，其在遠離一照射區定位之一預加熱區中預加熱一粉體，在該照射區處，藉由該照射裝置發射之該能量束沿著該移動方向導引於該粉體處。在一個具體實例中，該預加熱裝置沿著該移動方向配置於該粉體供應裝置與該照射裝置之間。

在一個具體實例中，第一時段之至少部分與預加熱裝置預加熱粉體之一第三時段的至少部分重疊。另外或替代地，第二時段之至少部分與預加熱裝置預加熱粉體之第三時段的至少部分重疊。

照射裝置可包括複數個照射系統，該等照射系統用該能量束照射該粉體層。在一個具體實例中，該等照射系統沿著與該移動方向交叉之一方向配置。

在一個具體實例中，該粉體在遠離用該能量束照射之一照射區的一冷卻區中冷卻，該能量束係藉由該照射裝置沿著該移動方向發射。該粉體冷卻之該冷卻區可沿著該移動方向配置於該照射裝置與該粉體供應裝置之間。

該支撐表面可包括複數個支撐區。在此具體實例中，可在每一支撐區中製造一獨立部件。此外，複數個支撐區可沿著移動方向配置。該支撐表面可面向第一方向，且驅動裝置可驅動該支撐裝置以便沿著與至少該第一方向交叉之第二方向移動支撐表面上之特定位置。

該粉體供應裝置可沿著與該第一方向交叉之一表面形成粉體之一層。

在一個具體實例中，第一時段之至少部分與粉體供應裝置形成粉體層之一第三時段的至少部分重疊。另外或替代地，第三時段之至少部分與預加熱裝置預加熱粉體之第四時段的至少部分重疊。另外或替代地，第二時段之至少部分與粉體供應裝置沈積/形成粉體層之第三時段的至少部分重疊。

在一個具體實例中，該照射裝置用一帶電粒子束照射該層。

在另一具體實例中，該處理機包括：（i）一支撐裝置，其具有一支撐表面；(ii)一驅動裝置，其驅動該支撐裝置以便沿著一移動方向移動該支撐表面上之一特定位置；（iii）一粉體供應裝置，其將一粉體供應至移動之該支撐裝置且形成一粉體層；及（iv）一照射裝置，其用一能量束照射該粉體層以自該粉體層形成一建置部件。在此具體實例中，該照射裝置改變一照射位置，在該照射位置處，該能量束沿著與該移動方向交叉之一方向經照射至該粉體層。

該驅動裝置可驅動該支撐裝置以便圍繞一旋轉軸線旋轉，且該照射裝置沿著與該旋轉軸線交叉之一方向改變該照射位置。

在又一具體實例中，該處理機包括：（i）一支撐裝置，其包括一支撐表面；(ii)一驅動裝置，其驅動該支撐裝置以便沿著一移動方向移動該支撐表面上之一特定位置；（iii）一粉體供應裝置，其將一粉體供應至移動之該支撐裝置且形成一粉體層；及（iv）一照射裝置包括複數個照射系統，該等照射系統用一能量束照射該層以自該粉體層形成一建置部件。在此具體實例中，該等照射系統沿著與該移動方向交叉之一方向配置。

該驅動裝置可驅動該支撐裝置以便圍繞一旋轉軸線旋轉，且該等照射系統可沿著與該旋轉軸線交叉之一方向配置。

再一具體實例係針對一種用於自粉體製造三維物件之積層製造系統。在此具體實例中，該積層製造系統包括：（i）一粉體床；(ii)一粉體沈積器，其將該粉體沈積於該粉體床上；及（iii）一移動器，其在該粉體沈積器將該粉體沈積於該粉體床上同時使該粉體床及該粉體沈積器中之至少一者旋轉。

舉例而言，該移動器可在該粉體沈積器將該粉體沈積於該粉體床上同時相對於該粉體沈積器旋轉該粉體床。

該積層製造系統可包括一照射裝置，該照射裝置產生一照射束，該照射束導引於該粉體床上之該粉體處以將該粉體之至少一部分熔融在一起以形成該三維物件之至少一部分。在此具體實例中，該移動器可相對於該照射裝置旋轉該粉體床。該照射裝置可包括相對於該粉體床經徑向掃描的一照射源。

在一個具體實例中，該粉體沈積器可橫向於該旋轉粉體床移動。舉例而言，該粉體沈積器可越過該旋轉粉體床線性地移動。

該積層製造系統可包括預加熱該粉體之一預加熱裝置。在此具體實例中，該移動器可相對於該預加熱裝置旋轉該粉體床。

該移動器可在該粉體沈積器將該粉體沈積於該粉體床上同時以實質上恆定角速度旋轉該粉體床。

在一個具體實例中，該粉體床包括一彎曲支撐表面，該彎曲支撐表面經彎曲以匹配該照射束的該形狀。

在又一具體實例中，該積層製造系統包括：一材料床；一材料沈積器，其將熔融材料沈積於該材料床上以形成該物件；及一移動器，其在該材料沈積器將該熔融材料沈積於該材料床上同時使該材料床及該材料沈積器中之至少一者圍繞一旋轉軸線旋轉。

在再一具體實例中，本發明具體實例係針對一種用於建置一部件之處理機，該處理機包括：（i）一支撐裝置，其包括一支撐表面；(ii)一驅動裝置，其移動該支撐裝置以便沿著一移動方向移動該支撐表面上之一特定位置；（iii）一粉體供應裝置，其將一粉體供應至該移動支撐裝置以在一粉體供應時間期間形成一粉體層；及（iv）一照射裝置，其用一能量束照射該粉體層之至少一部分以在一照射時間期間自該粉體層形成該部件之至少一部分；且其中該粉體供應時間之至少部分及該照射時間重疊。

該照射裝置可沿著與該支撐表面之一移動方向交叉之一掃掠方向掃掠該能量束。該支撐裝置之該移動方向可包括圍繞一旋轉軸線的一旋轉方向。該旋轉軸線可穿過該支撐表面。該照射裝置可沿著與該旋轉方向交叉之一方向掃掠該能量束。該照射裝置可沿著與該旋轉方向交叉之一照射裝置方向遠離該旋轉軸線定位。該量測裝置可沿著與該旋轉方向交叉之一量測裝置方向遠離該旋轉軸線定位。該照射裝置可沿著一照射裝置方向遠離該旋轉軸線定位，該照射裝置方向與該旋轉方向交叉且沿著旋轉方向與量測裝置隔開。另外，該處理機可包括一預加熱裝置，其在遠離一照射區定位之一預加熱區中預加熱一粉體，在該照射區處，藉由該照射裝置發射之該能量束沿著該移動方向導引於該粉體處。

在另一具體實例中，該處理機包括：一支撐裝置，其包括一非平坦支撐表面；一粉體供應裝置，其將一粉體供應至該支撐裝置且形成一彎曲粉體層；及一照射裝置，其用一能量束照射該層以自該粉體層形成一建置部件。在一個版本中，該非平坦支撐表面具有一曲率。該照射裝置可沿著掃掠方向掃掠該能量束，且其中該彎曲支撐表面在該能量束穿過之一平面中包括一曲率。

圖1A為處理機10之具體實例之簡化側視圖，該處理機可用以製造一或多個三維物件11（說明為框）。如本文中所提供，處理機10可為諸如三維列印機之積層製造系統，在該積層製造系統中，粉體12（說明為小型圓）在一連串粉體層13中結合、熔融、固化及/或融合在一起（說明為水平虛線）以製造一或多個三維物件11。在圖1A中，物件11包括複數個小型正方形，其表示結合粉體層13以形成物件11。

用處理機10製造之三維物件11之類型可為幾乎任何形狀或幾何形狀。作為非排他性實例，三維物件11可為金屬部件，或另一類型之部件，例如，樹脂（塑膠）部件或陶瓷部件等。三維物件11亦可被稱作「建置部件」。

結合及/或融合在一起之粉體12的類型可發生變化以適宜於物件11的所需性質。作為非排他性實例，粉體12可包括用於金屬三維列印之粉體顆粒。替代地，粉體12可為金屬粉體、非金屬粉體、塑膠、聚合物、玻璃、陶瓷粉體，或對於所屬領域中具通常知識者已知的任何其他材料。粉體12亦可被稱作「材料」。

在某些具體實例中，處理機10包括(i)粉體床總成14；(ii)預加熱裝置16（說明為框）；(iii)粉體供應裝置18（說明為框）；(iv)量測裝置20（說明為框）；（v）照射裝置22（說明為框）；及(vi)控制系統24，前述各者協作以製造每一個三維物件11。此等組件中每一者之設計可依照本文中所提供之教示發生變化。應注意到，處理機10之組件的位置可不同於說明於圖1A中之位置。另外，應注意，處理機10可包括相較於圖1A中所說明更多組件或更少組件。

圖1B為圖1A之粉體床總成14之一部分及三維物件11的簡化俯視圖。圖1B亦說明(i)預加熱裝置16（說明為框）及預加熱區16A（藉由虛線說明），其表示粉體12正由於加熱裝置16預加熱的區域；(ii)粉體供應裝置18（說明為框）及沈積區18A（以幻圖說明），該沈積區表示粉體12正藉由粉體供應裝置18經添加至粉體床總成14的區域；(iii)量測裝置20（說明為框）及量測區20A（以幻圖表示），該量測區表示粉體12及/或物件11正由量測裝置20量測的區域；及(iv)照射裝置22（說明為框）及照射區22A，其表示粉體12藉由照射裝置22經照射且融合在一起的區域。應注意，此等區可不同於說明於圖1B中之非排他性實例而隔開。

作為概述，參看圖1A及圖1B，在某些具體實例中，處理機10經獨特地設計使得在正形成之物件11與預加熱裝置16、粉體供應裝置18、量測裝置20及照射裝置22中之每一者之間存在沿著移動方向25的實質上恆定相對運動（藉由箭頭說明）。移動方向25可包括圍繞支撐旋轉軸線26D的旋轉方向。藉由此設計，粉體12可相對快速地沈積並融合。此情形允許物件11之更快速形成、處理機10之增大的輸貫量及物件11的減小之成本。

本文中提供處理機10的數個不同設計。在說明於圖1A及圖1B中之具體實例中，粉體床總成14包括(i)在正形成同時支撐粉體12及物件11之支撐裝置26，及(ii)裝置移動器28（例如，一或多個致動器），其沿著支撐移動方向26A相對於預加熱裝置16（及預加熱區16A）、粉體供應裝置18（及沈積區18A）、量測裝置20（及量測區20A）及照射裝置22（及照射區22A）選擇性地移動支撐裝置26。藉由本設計，裝置移動器28移動支撐裝置26，使得支撐裝置26之特定裝置沿著支撐移動方向26A移動。裝置移動器28可沿著移動方向26A相對於支撐裝置移動以下各者中之至少一者：預加熱裝置16（及預加熱區16A）、粉體供應裝置18（及沈積區18A）、量測裝置20（及量測區20A）及照射裝置22（及照射區22A）。

應注意，處理機10可在真空環境中操作。替代地，處理機10可在諸如惰性氣體（例如，氮氣或氬氣）環境之非真空環境中操作。

在一個具體實例中，支撐裝置26相對於預加熱裝置16、粉體供應裝置18、量測裝置20及照射裝置22以恆定徑向速度移動（例如，旋轉）。此情形允許處理機10之組件之剩餘部分的幾乎全部在支撐裝置26移動同時被固定。因為支撐裝置26正恆定地移動，所以物件11可更快速地製造。在此具體實例中，過多移動部件、大的力及粉體12於支撐裝置26上之緩慢層沈積的問題藉由利用旋轉支撐裝置26來解決。支撐裝置26之徑向速度可為恆定速度。

在說明於圖1A及圖1B中之簡化示意圖中，支撐裝置26包括支撐表面26B及支撐側壁26C。在此具體實例中，支撐表面26B經平坦盤形塑形，且支撐側壁26C經管狀塑形且自支撐表面26B之周邊向上延伸。替代地，可利用支撐表面26B及支撐件側壁26C之其他形狀。應注意，支撐裝置26說明為圖1A中的切開圖。在一些具體實例中，支撐表面26B作為活塞相對於支撐側壁26C移動，該支撐側壁26C充當活塞之氣缸壁。支撐表面26B之形狀可能並非圓形形狀，其亦可為矩形形狀或多邊形形狀。另外，支撐側壁26C之形狀可能並非管形，該形狀可為矩形柱狀或多邊形柱狀。

裝置移動器28可沿著支撐移動方向26A以實質上恆定或可變角速度移動支撐裝置26。作為替代之非排他性實例，裝置移動器28可沿著支撐移動方向26A以至少大約2、5、10、20、30、60或大於60轉/分鐘（revolutions per minute；RPM）的實質恆定角速度移動支撐裝置26。如本文中所使用，術語「實質上恆定之角速度」應意謂變化隨時間小於5%的速度。在一個具體實例中，術語「實質上恆定之角速度」應意謂自目標速度變化低於0.1%的速度。裝置移動器28亦可被稱作「驅動裝置」。

在一個具體實例中，裝置移動器28在旋轉方向（例如，支撐移動方向26A）上旋轉支撐裝置26，該旋轉方向具有穿過支撐表面26B之支撐旋轉軸線26D（例如，圍繞圖1A中之Z軸）。另外或替代地，裝置移動器28可以可變速度或以步進或其他方式移動支撐裝置26。支撐旋轉軸線26D可與重力方向對準，且可圍繞重力方向與傾斜方向對準。

圖1A中，裝置移動器28包括馬達28A（亦即，旋轉馬達）及裝置連接器28B（亦即，硬質細桿軸），該裝置連接器將馬達28A固定地連接至粉體床26。在其他具體實例中，裝置連接器28B可包括傳輸傳動裝置，諸如至少一個齒輪、傳動帶、鏈條或摩擦驅動器。

在一個具體實例中，支撐表面26A面向第一方向（例如，沿著Z軸），且裝置移動器28驅動支撐裝置26以便沿著與第一方向交叉之第二方向（例如，支撐移動方向26A）移動支撐表面上26A上的特定位置。

用以製造物件11之粉體12在一系列粉體層13中沈積於支撐裝置26上。取決於處理機10之設計，具有粉體12之支撐裝置26可為極重的。藉由本設計，此大質量可以恆定或實質上恆定速度旋轉以避免加速度及減速度，且所需要運動在除整個曝光製程開始且結束外無非向心加速度情況下為大型質量的連續旋轉。藉由本設計，粉體床26之旋轉運動消除對用以移動粉體床26之線性馬達的需要。曝光製程可在運動為恆定速度運動的時段期間執行。

在一個具體實例中，粉體床26具有在中心之軸線或至少「非列印」區30（說明為圓），使得部件11可為極大的（粉體床之直徑），其中約束為，部件具有中空中心，或其必須小於粉體床26的半徑。替代地，粉體床26可經移動以消除非列印區30。舉例而言，粉體床26之軸線26D可遠離中心配置。

預加熱裝置16在該預加熱區16A中選擇性地預加熱粉體12，該粉體已在預加熱時間期間沈積於支撐裝置26上。以另一樣式陳述，預加熱裝置16可用以使粉體床26中之粉體12達到所要預加熱溫度。在某些具體實例中，當正建置之物件11移動通過預加熱區16A時，預加熱裝置16在預加熱區16A中加熱粉體12。

在一個具體實例中，預加熱裝置16沿著預加熱軸線（方向）16B延伸，且沿著移動方向26A配置於粉體供應裝置18與照射裝置22之間。另外，預加熱軸線16B與移動方向26A交叉，且橫向於旋轉軸線26D。藉由此設計，預加熱區16A定位於沈積區18A與照射區22A之間，且預加熱裝置16可在沿著移動方向25遠離照射區22A之預加熱區16A中預加熱粉體12。圖1B中，預加熱區16A說明為遠離照射區22A。然而，此等區16A、22A之相對定位可不同於說明於圖1B中的相對定位。另外，區16A、22A之相對大小可不同於說明於圖1B中的相對大小。舉例而言，預加熱區16A可遠遠大於照射區22A。舉例而言，此等區16A、22A可彼此鄰接。預加熱裝置16之數目可為一或多個。

預加熱裝置16之設計及所要預加熱溫度可發生變化。在一個具體實例中，預加熱裝置16可包括可將一或多個預加熱束16C導引於粉體12處的一或多個預加熱能量源16C。若利用一個預加熱源16C，則預加熱束16D可沿著預加熱軸線16B徑向操控以在預加熱區16A中加熱粉體12。替代地，多個預加熱源16C可經定位以加熱預加熱區16A。作為替代性之非排他性實例，每一預加熱能量源16C可為電子束系統、汞燈、紅外雷射、經加熱空氣供應源、熱輻射系統、可見波長光學系統或微波光學系統。所要預加熱溫度可為用於列印中之粉體材料之熔融溫度的50%、75%、90%或95%。應理解，不同粉體具有不同熔點，且因此具有不同所要預加熱點。作為非排他性實例，所要預加熱溫度可為至少攝氏300、500、700、900或1000度。預加熱軸線16B可能並非一條直線。

粉體供應裝置18在沈積時間（亦被稱作「粉體沈積時間」）期間將粉體12沈積於支撐裝置26上。在某些具體實例中，在支撐裝置26正經旋轉以在支撐裝置26上形成粉體層同時，粉體供應裝置18將粉體12供應至定位於沈積區18A中的支撐裝置26。在一個具體實例中，粉體供應裝置18沿著粉體供應軸線（方向）18B延伸，且沿著移動方向26A配置於量測裝置20與預加熱裝置16之間。另外，粉體供應軸線18B與移動方向26A交叉，且橫向於旋轉軸線26D。在一個具體實例中，粉體供應裝置18包括：保留粉體12之一或多個貯器（圖中未示）；及一粉體移動器（圖中未示），其將粉體12自貯器移動至支撐裝置26上方之沈積區18A。粉體供應軸線18B可能並非一條直線。粉體供應裝置18之數目可為一或多個。

藉由本設計，粉體供應裝置18在每一旋轉期間沿著粉體床26之支撐表面26B形成粉體12之個別層13，且支撐表面26B與支撐移動方向26A及支撐旋轉軸線26D交叉。

一旦粉體12之一層已藉由照射裝置22熔融，便有必要的是藉由粉體供應裝置18儘可能均勻且均一地沈積粉體12之另一（後續）層13。在旋轉支撐裝置26之狀況下，沈積可藉由正利用之多個隔開式粉體沈積器18發生於多個不同方位處。

量測裝置20在量測時間期間檢驗並監視量測區18A中熔融（融合）層及粉體12之沈積。以另一樣式陳述，在支撐裝置26及粉體12正經移動同時，量測裝置20量測粉體12之至少一部分及部件11之一部分。在一個具體實例中，量測裝置20沿著與旋轉方向26D交叉之量測裝置軸線（方向）20B配置於遠離旋轉軸線26D的位置處。量測裝置20可檢驗僅粉體層之至少部分，可檢驗僅部件11之至少部分或兩者。量測裝置20之數目可為一或多個。量測裝置軸線20B可能並非一條直線。在此設計中，量測裝置20配置於照射裝置22與粉體供應裝置18之間（粉體供應裝置上游），然而，量測裝置20可沿著移動方向26A配置於粉體供應裝置18下游，可配置於粉體供應裝置18與預加熱裝置16之間，或可配置於預加熱裝置16下游。量測裝置20可以光學方式、電方式或實體方式檢驗粉體層13或建置部件中之至少一者。

作為非排他性實例，量測裝置20可包括一或多個光學元件，諸如均一照明裝置、條紋照明裝置、在一或多個波長起作用之攝影機、透鏡、干涉計或光偵測器；或非光學量測裝置，諸如，超音波、渦電流或電容性感測器。

照射裝置22在照射時間期間選擇性地加熱並熔融照射區22A中之粉體12，該粉體已沈積於支撐裝置26上以形成物件11。更具體而言，在正移動粉體床26及物件11同時，照射裝置22依序暴露粉體12以依序形成物件11之每一層13。照射裝置22至少基於關於待建置之物件11之資料而選擇性地照射粉體12。資料可對應於電腦輔助設計（computer-aided design；CAD）模型資料。照射裝置22之數目可為一或多個。

在一個具體實例中，照射裝置22沿著照射軸線（方向）22B延伸，且沿著移動方向26A配置於預加熱裝置16與量測裝置20之間。另外，照射軸線22B與移動方向26A交叉，且橫向於旋轉軸線26D。照射裝置22之設計及所要照射溫度可發生變化。在一個具體實例中，照射裝置22可包括將一或多個照射（能量）束22D導引於粉體12處的一或多個照射能量源22C（「照射系統」）。若利用照射能量源22C，則照射束22D可經徑向操控以照射粉體照射區22A。藉由此設計，照射裝置22可經控制以沿著與支撐表面26B之移動方向25交叉的掃掠方向（例如，沿著照射軸線22B）掃掠能量束22D。替代地，多個能量源22C可經定位以沿著照射軸線22B照射該照射區22A，其中每一能量源具有獨立能量束22D。在此具體實例中，複數個照射系統22C沿著與移動方向26A交叉之方向（例如，照射軸線22B）配置。多個照射裝置（多個能量源22C）可沿著移動方向26A或與移動方向26A交叉地配置。

作為替代性之非排他性實例，照射能量源22C中之每一者可為產生帶電粒子束之電子束系統、產生雷射束之雷射束系統、電子束、產生帶電粒子束的離子束系統或放電電弧，且所要照射溫度可為至少攝氏1000、1400、1700、2000或高於2000度。在另一具體實例中，照射能量源22C中之每一者可經設計以產生帶電粒子束、紅外光束、可見光束或微波光束，且所要照射溫度可為用於列印中之粉體材料之熔融溫度的至少50%、75%、90%或95%。應理解，不同粉體具有不同熔點，且因此具有不同所要預加熱點。照射能量源22C可為產生雷射束之雷射束系統。

如本文所提供，照射裝置22可配置於沿著與旋轉方向26A交叉之照射裝置方向（例如，照射軸線22B）遠離旋轉軸線26D的位置處。另外，照射裝置22沿著旋轉方向26A與量測裝置22隔開。

控制系統24控制處理機10之組件以藉由分層地連續添加粉體12而自電腦輔助設計（CAD）模型建置三維物件11。控制系統24可包括一或多個處理器24A及一或多個電子儲存器裝置24B。

控制系統24可包括例如中央處理單元（Central Processing Unit；CPU）、圖形處理單元（Graphics Processing Unit；GPU）及記憶體。控制系統24充當藉由CPU執行電腦程式控制處理機10之操作的裝置。此電腦程式為用於使得控制系統24（例如，CPU）執行待藉由控制系統24執行之稍後描述之操作（即，執行該操作）的電腦程式。即，此電腦程式為用於使得控制系統24起作用以使得處理機10將執行稍後描述之操作的電腦程式。藉由CPU執行之電腦程式可記錄於包括在控制系統24中之記憶體（即，記錄媒體）中，或建置於控制系統24中或外部附接至控制系統24之任意儲存媒體中，例如，硬碟或半導體記憶體中。替代地，CPU可下載電腦程式以經由網路介面由控制系統24外部之裝置執行。另外，例如，控制系統24可能並不安置於處理機10內部，且可配置為處理機10外部之伺服器或類似者。在此狀況下，控制系統24及處理機10可經由諸如有線通信（纜線通信）之通信管線、無線通信或網路連接。在藉由有線連接實體地連接狀況下，有可能經由網路使用以下串行連接或並行連接：IEEE1394、RS-232x、RS-422、RS-423、RS-485、USB等或10BASE-T、100BASE-TX、1000BASE-T或類似者。另外，當使用無線電進行連接時，可使用諸如IEEE 802.1x、OFDM或類似者之無線電波，諸如藍牙（註冊商標）、紅外線、光學通信及類似者之無線電波。在此狀況下，控制系統24及處理機10可經組態以能夠經由通信管線或網路傳輸並接收各種類型之資訊。另外，控制系統24可能能夠經由通信管線及網路傳輸諸如命令及控制參數之資訊至處理機10。處理機10可包括接收裝置（接收器），其經由通信管線或網路自控制系統24接收諸如命令及控制參數的資訊。作為用於記錄藉由CPU執行之電腦程式的記錄媒體，可係CD-ROM，CD-R，CD-RW，軟性磁碟，MO，DVD-ROM，DVD-RAM，DVD-R，DVD+R，DVD-RW，諸如磁碟及磁帶之磁性媒體（諸如DVD+RW及Blu-ray（註冊商標）），諸如光碟、磁性光碟、USB記憶體或類似者之半導體存儲器，及能夠儲存其他程式之媒體。除儲存於記錄媒體中且經分佈之程式外，程式包括藉由經由諸如網際網路之網路線下載而分佈的形式。另外，記錄媒體包括能夠記錄程式之裝置，例如，以程式可以軟體、韌體或類似者之形式執行的狀態安裝之通用或專用裝置。此外，包括於程式中之每一處理及功能可藉由程式軟體執行，該程式軟體可藉由電腦執行，或每一部分之處理可藉由諸如預定閘陣列（FPGA、ASIC）之硬體或程式軟體執行，且實現硬體元件之部分的部分硬體模組可以混合形式實施。

另外，視需要，處理機10可包括冷卻器裝置31（說明為框），其在藉由照射裝置22融合之後對冷卻器區31A（說明為幻圖）中之粉體床26上的粉體12冷卻。在一個具體實例中，冷卻器裝置31沿著冷卻器軸線31B延伸，且沿著移動方向26A配置於量測裝置20與粉體供應裝置18之間。藉由此設計，冷卻器裝置31冷卻沿著移動方向26A遠離照射區22A之冷卻器區31A中的粉體12。另外，冷卻器區31A可沿著移動方向26A配置於照射裝置22之照射區22A與粉體供應裝置15之供應區18A之間。冷卻器軸線31B可能並非一條直線。

作為非排他性實例，冷卻器裝置31可利用輻射、傳導及/或對流來將新熔融材料（例如，金屬）冷卻至所要溫度。

在圖1A中之非排他性實例中，預加熱裝置16、粉體沈積器18、量測裝置20、照射裝置22及冷卻器裝置31可固定在一起且藉由共同組件殼體32保持。此等組件可統稱為頂部總成。替代地，此等組件中之一或多者可藉由一或多個獨立殼體保持。在此設計中，共同組件殼體32可沿著移動方向26A或移動方向26A之相對方向旋轉。在此情形下，支撐裝置26可為固定的，或可沿著移動方向移動（旋轉）。預加熱裝置16、粉體沈積器18、量測裝置20、照射裝置22及冷卻器裝置31中之至少一者可在與移動方向26A交叉的方向上可移動。

參看圖1A及圖1B，支撐床26為易於論述可作為鐘面提及。在此具體實例中，在12點鐘，暴露使用照射裝置22發生。請注意，支撐床26之局部行進速率相較於中心處在邊緣處更快，因此可需要多個照射能量源22B之定位的調整。在合適旋轉角處，即在鐘面上的1:30，藉由量測裝置20進行之量測（說明於圖1A中）可發生。量測裝置20僅需要跨過粉體床26之半徑，而非在其他方法中跨過粉體床12的整個面積。

在約2:30，冷卻器裝置31可冷卻粉體床26上之粉體12。在約3:15，粉體沈積器18可經定位以將粉體12沈積於粉體床26上。過量粉體12可經由離心力或藉由粉體沈積器18之設計而被驅離旋轉粉體床26之邊緣。在某些具體實例中，粉體沈積器18之沈積速率為徑向相依的。若需要，沈積度量衡可經添加，繼之以補充粉體沈積系統，該補充粉體沈積系統可使用來自粉體度量衡系統之回饋以在需要時選擇性地添加或移除粉體。

接著，在約5點鐘，藉由預加熱裝置16進行之預加熱可發生。

如上文所提供，(i)預加熱裝置16在預加熱時間期間在預加熱區16A中預加熱粉體12；(ii)粉體沈積器18在沈積時間期間將粉體12沈積於沈積區18A中的粉體床26上；(iii)量測裝置20在量測時間期間量測該量測區20A中之粉體12；(iv)照射裝置22在照射時間期間照射該照射區22A中之粉體12；且（v）冷卻器裝置31在冷卻器時間期間冷卻該冷卻器區31A中的粉體12。應注意，預加熱時間、沈積時間、量測時間、照射時間及/或冷卻器時間中之任一者可被稱作第一時段、第二時段、第三時段、第四時段及/或第五時段。預加熱裝置16、粉體沈積器18、量測裝置20、照射裝置22及冷卻器裝置31之數目可為多個。在此情形下，例如，另一照射裝置可定位於6:00，另一量測裝置可定位於7:30，另一冷卻器裝置可定位於8:30，另一粉體沈積器可定位於9:15，且另一預加熱裝置可定位於11點鐘。

亦應注意，藉由本文中提供之獨特設計，多個操作可同時（同步）執行以改良處理機10之輸貫量。以另一樣式陳述，預加熱時間、沈積時間、量測時間、照射時間及冷卻時間中之一或多者針對粉體12之層13的任何給定處理時間上部分或完全重疊，以改良處理機10之輸貫量。舉例而言，此等時間中之兩個、三個、四個或所有五個可部分或完全重疊。

更具體而言，(i)預加熱時間可與沈積時間、量測時間、照射時間及/或冷卻時間至少部分重疊；（ii）沈積時間可與預加熱時間、量測時間、照射時間及/或冷卻時間至少部分重疊；(iii)量測時間可與沈積時間、預加熱時間、照射時間及/或冷卻時間至少部分重疊；(iv)照射時間可與沈積時間、量測時間、預加熱時間及/或冷卻時間至少部分重疊；及/或（v）冷卻時間可與預加熱時間、沈積時間、量測時間及/或照射時間至少部分重疊。

作為第一實例，(i)在第一時段期間，照射裝置22用照射束22C照射粉體層，(ii)在第二時段期間，量測裝置20量測物件11/粉體12之至少部分，且(iii)第一時段及第二時段至少部分重疊。另外，在第三時段期間，預加熱裝置16預加熱粉體12，且第三時段與第一時段及第二時段至少部分重疊。替代地，在第三時段期間，粉體沈積器18沈積粉體12，且第三時段與第一時段及第二時段至少部分地重疊。仍替代地，第三時段之至少部分與預加熱裝置對粉體預加熱之第四時段的至少部分可重疊。

另外或替代地，第二時段之至少部分與粉體供應裝置形成粉體層之第三時段的至少部分可重疊。在某些具體實例中，針對最大輸貫量，部件11（或多個部件11）覆蓋支撐表面26B之最大面積，且沈積時間、預加熱時間、量測時間、照射時間及冷卻時間之全部為實質上連續且同步的；亦即，沈積、預加熱、量測、照射及冷卻製程在最大量之部件製造時間期間並行地執行。

在一個具體實例中，(i)照射裝置22在第一時段期間照射粉體12之至少一部分以自粉體12之層13形成部件11之至少一部分；(ii)驅動裝置28驅動支撐裝置26以便沿著移動方向26A移動支撐表面26B上之特定位置；(iii)粉體供應裝置18將粉體12供應至支撐裝置26，該支撐裝置移動且形成粉體層13；及(iv)照射裝置22用能量束22D照射層13以自粉體層13形成建置部件11。在此具體實例中，照射裝置22改變照射位置，在該照射位置處，使能量束22D沿著與移動方向26A交叉之方向（照射軸線22B）照射至粉體層13。另外，驅動裝置28可驅動支撐裝置26以便圍繞旋轉軸線26D旋轉，且照射裝置22可沿著正交於旋轉軸線26D之方向（照射軸線22B）改變照射位置。

在另一具體實例中，處理機10包括：(i)具有支撐表面26B之支撐裝置26；(ii)驅動裝置28，其驅動支撐裝置26以便沿著移動方向26A移動支撐表面26B上之特定位置；(iii)粉體供應裝置18，其將粉體12供應至支撐裝置26，該支撐裝置移動並形成粉體層13；及(iv)包括複數個照射系統22C之照射裝置22，該等照射系統用能量束22D照射層13以自粉體層13形成建置部件11。在此具體實例中，照射系統22C沿著與移動方向26A交叉之方向（例如，照射軸線22B）配置。

應注意，圖1B說明，所有必需步驟可在粉體床26之旋轉循環的一半內發生。此情形意謂，包括另一預加熱裝置、粉體沈積器、量測裝置及照射裝置之完整第二系統（圖中未示）可添加於旋轉循環之另一半上以允許針對粉體床26之同一旋轉速度兩倍高的三維列印速率。另外，組件之配置可經壓縮以在必要時添加完整之第三系統（圖中未示）或三個以上系統。替代地，對於「單一系統」具體實例，區域16A、18A、20A、22A、31A之大小可經增大以覆蓋支撐表面26B之較大部分或實質全部。

亦應注意，以上步驟中之一些或全部正於粉體床26之不同部件上同步地發生，使得三維列印之工作循環為100%，且一直存在正發生之預加熱、粉體沈積、量測及/或照射中的一或多者。添加第二（或第三）列印區將有效工作循環推動至200%（或300%）。

使用此處理機10之最低效方式為在一時間使用僅一個物件11，該時間並不利用粉體床26之整個圓餅形暴露區。在此狀況下，物件11依序自暴露轉至度量衡，至沈積至預加熱，且接著重複。然而，即使在此最低效操作模式下，部件製造速度仍與更傳統系統相當。

若更大部件或多個部件同步地製造，則系統可在幾乎100%工作循環上運轉，其中一些或全部階段並行地發生，從而致使大的輸貫量及工具利用改良。

在某些具體實例中，粉體床26可經由精細螺距螺桿或某等效方法以連續速率沿著支撐旋轉軸線26D藉由裝置移動器28向下移動。藉由此設計，粉體12之最近（頂部）層與粉體沈積器18（及另一頂部總成）之間的高度33對於整個製程可保持實質上恆定。替代地，粉體床12可在每一旋轉時以步降樣式向下移動，此舉可導致粉體床12中一個徑向位置處不連續的可能性。如本文所使用，「實質上恆定」應意謂，高度33發生變化小於為三之因數，此係由於每一粉體層之典型厚度小於一公釐。在另一具體實例中，「實質上恆定」應意謂，高度33在製造製程期間發生變化低於高度33之10%。

仍替代地，頂部總成可包括殼體移動器34，該殼體移動器在粉體12正經沈積以維持所要高度同時以連續（或步進）速率向上移動頂部總成（或其一部分）。殼體移動器34可包括一或多個致動器。殼體移動器34及/或裝置移動器28可被稱作第一移動器或第二移動器。

儘管圓柱形粉體床26之直徑將遠大於可經製造之部件11的大小（除在中心處可具有孔之部件外），但旋轉式粉體床26之大小並非相較於能夠列印相同最大大小之矩形粉體床26需要的大小大得多之大小。該情形係因為旋轉式方法具有固定佔據面積，同時粉體床之線性平移在暴露區之所有側上需要空間從而沿著單一軸線進行掃描。

如本文所提供，在某些具體實例中，本發明具體實例之優勢的非排他性實例為，本文中提供之旋轉粉體床26系統最初需要僅一個移動部件即粉體床26，而其他組件（預加熱裝置16、粉體供應裝置18、量測裝置20、照射裝置22）皆為固定的，從而使得整個系統更簡單。又，基於旋轉之粉體床26系統的輸貫量高得多，此係由於步驟並行而非串行地執行。

應注意，說明於圖1A及圖1B中之處理機10可經設計使得(i)粉體床26圍繞Z軸旋轉且沿著Z軸移動以維持所要高度33；或(ii)粉體床26圍繞Z軸旋轉，且組件殼體32及頂部總成僅沿著Z軸移動以維持所要高度33。在某些具體實例中，可進行感測以向一個組件指派Z向移動且向另一組件指派旋轉。

圖2為用於製造物件11之處理機210之另一具體實例的簡化側視圖。在此具體實例中，三維列印機210包括(i)粉體床226；(ii)預加熱裝置216（說明為框）；(iii)粉體沈積器218（說明為框）；(iv)量測裝置220（說明為框）；（v）照射裝置222（說明為框）；(vi)冷卻器裝置231；及(vii)控制系統224，前述各者稍微類似於上述對應組件。然而，在此具體實例中，粉體床總成214之粉體床226為靜止的，且處理機210包括殼體移動器234，其相對於粉體床226移動組件殼體232與預加熱裝置216、粉體沈積器218、量測裝置220、照射裝置222及冷卻器裝置231。

作為非排他性實例，殼體移動器234可圍繞旋轉軸線236（例如，圍繞Z軸）以恆定或可變速度旋轉組件殼體232與預加熱裝置216、粉體沈積器218、量測裝置220、照射裝置222及冷卻器裝置231（統稱為「頂部總成」）。另外或可替代地，殼體移動器234可沿著旋轉軸線236以步進式方式移動組件殼體232與預加熱裝置216、粉體沈積器218、量測裝置220、照射裝置222及冷卻器裝置231。

應注意，圖2之處理機210可經設計使得(i)頂部總成圍繞Z軸旋轉且沿著Z軸移動以藉由殼體移動器234維持所要高度233；或(ii)頂部總成圍繞Z軸旋轉，且粉體床226僅藉由裝置移動器228沿著Z軸移動以維持所要高度233。在某些具體實例中，可進行感測以向一個組件指派Z向移動且向另一組件指派旋轉。殼體移動器234及/或裝置移動器238可被稱作第一移動器或第二移動器。

圖3為處理機310之另一具體實例的簡化俯視圖。在此具體實例中，處理機310經設計以實質上同步地製造多個物件311。可並行地製造之物件311的數目可根據物件311之類型及處理機310之設計來製造。在說明於圖3中之非排他性具體實例中，同步地製造六個物件311。替代地，可同步地製造多於六個或少於六個物件311。

在說明於圖3中之具體實例中，物件311中之每一者為相同設計。替代地，例如，處理機310可經控制，使得同步地製造一或多個不同類型之物件311。

在說明於圖3中之具體實例中，三維列印機310包括(i)粉體床326；(ii)預加熱裝置316（以幻圖說明）；(iii)粉體沈積器318（以幻圖說明）；(iv)量測裝置320（以幻圖說明）；（v）照射裝置322（以幻圖說明）；及(vii)控制系統324，前述各者稍微類似於上述對應組件。然而，在此具體實例中，粉體床326可包括支撐表面326B及定位於支撐表面326B上且藉由該支撐表面支撐的複數個隔開式建置腔室326E（例如，六個）。在此具體實例中，建置腔室326E中之每一者與側壁326G一起界定獨立支撐區326F用於正製造之每一獨立部件311。另外，在此具體實例中，獨立建置腔室326E定位於大型共同支撐表面326B上。另外，複數個建置腔室326E可沿著移動方向325配置。

在圖3中，單一部件311在每一建置腔室326E中製造。替代地，一個以上部件311可建置於每一建置腔室326E中。類似地，又在圖1之設計中，一個以上部件11可實質上同步地建置於支撐裝置26中。

仍替代地，粉體床326之支撐表面326B可經劃分以包括複數個支撐區326F，其中每一支撐區326F支撐獨立物件311。藉由此設計，支撐區326F可鄰接於彼此，且僅在共同粉體床326上實體地隔開（且並非藉由壁隔開）。在此設計中，複數個支撐區326F亦沿著移動方向325配置。

在一個具體實例中，三維列印機310可經設計使得粉體床326相對於預加熱裝置316、粉體沈積器318、量測裝置320及照射裝置322旋轉（例如，以實質上恆定速率）。在此具體實例中，建置用於金屬部件311之大容量三維列印的實用且低成本三維列印機310的問題藉由提供支撐多個支撐區326F之旋轉粉體床326來提供。

替代地，三維列印機310可經設計使得預加熱裝置316、粉體沈積器318、量測裝置320及照射裝置322相對於粉體床326及多個支撐區326F旋轉（例如，以實質上恆定速率）。

應注意，在此具體實例中，照射裝置322包括沿著照射軸線322B定位之多個（例如，三個）獨立照射能量源322C。在此具體實例中，能量源322C中之每一者產生獨立照射束（圖中未示）。在替代具體實例中，能量源322C可為雷射或電子射束。在所展示之具體實例中，三個能量源322C配置成線，使得其一起可覆蓋每一支撐區326F之全寬。因為暴露區域覆蓋所要建置容量之整個徑向尺寸，所以所需建置容量中之各點可藉由能量束中之至少一者達成。在一替代性具體實例中，在較低輸貫量為可接受之處，可使用單一能量源322C，其中束沿著與旋轉軸線交叉之照射軸線322B在徑向（掃掠）方向上操控。在另一替代性具體實例中，具有用以覆蓋所要部件半徑之足夠束偏轉寬度的單一能量源322C可暴露建置容量內之各點。

在一些具體實例中，對於每一建置腔室326E，側壁326G包圍可經垂直地移動之「升降器平台」（支撐區326F）。製造以升降器（支撐區326）置放於側壁326G之頂部附近開始。隨著每一建置腔室326E在粉體沈積器318下面移動（旋轉），粉體沈積器318將較佳薄金屬粉體層沈積於每一建置腔室326E中。在適當時間，每一建置腔室326E中之升降器平台（支撐區326F）以一個層厚度步降，使得下一粉體層可經恰當地分佈。

在一些具體實例中，實質上平面表面（圖中未示）定位於建置腔室326E之側壁326G之間，以防止非所要粉體在壁326G外部落下。在替代性具體實例中，粉體沈積器318包括特徵，該等特徵允許粉體分佈在適當時間開始並停止，使得粉體之實質全部沈積於建置腔室326E內部。

當建置腔室326E為充滿的且部件311經充分建置時，支撐表面326B可即刻停止，且機器人可將充滿腔室326E交換為空的腔室。在新部件311之製造在空的腔室326E中開始同時，充滿腔室326E可經移動至用於新部件311之受控退火或逐漸冷卻之不同方位，。取決於針對特定應用之要求，所有建置腔室326E可同時「經循環」，或循環可經交錯至實質相等間隔的時間。

在一個具體實例中，離散建置腔室326E可藉由機器人（圖中未示）（潛在地經由氣塞）在部件311可以受控方式緩慢地冷卻之旋轉式可轉動且輔助腔室之間移動，該等腔室可經排氣至大氣，及/或該等腔室可與空的建置腔室326E交換用於後續製造處理。

每一建置腔室326E之形狀可為正方形、長方形、圓柱形、梯形或環形之扇區。

藉由說明於圖3中之設計，三維列印機310需要來回運動，因此輸貫量可經最大化，且許多部件311可在獨立建置腔室326E中經並行地建置。

圖4為處理機410之再一具體實例之一部分的簡化俯視圖。在此具體實例中，處理機410包括：(i)粉體床426；(ii)粉體沈積器418；及(iii)照射裝置422，前述各者稍微類似於上述對應組件。應注意，處理機410可包括為了清楚已自圖4省略的預加熱裝置、量測裝置、冷卻器裝置及控制系統。粉體沈積器418、照射裝置422、預加熱裝置、冷卻器裝置及量測裝置可統稱為頂部總成。

在此具體實例中，建置用於一或多個金屬部件411（說明為框）之三維列印的實用及低成本三維列印機410的問題藉由提供旋轉粉體床426解決，且隨著粉體床426圍繞平行於Z軸的旋轉軸線426D在移動方向425上旋轉，粉體沈積器418越過粉體床426線性地移動。部件411建置於圓柱狀粉體床426中。

在一個具體實例中，粉體床426包括：具有升降器平台之支撐平面426B，該升降器平台可沿著旋轉軸線426D（例如，平行於Z軸）垂直地移動；及圓柱形側壁426C，其包圍「升降器平台」。藉由此設計，製造開始於支撐表面426B（升降器）置放於側壁426C之頂部附近。粉體沈積器418越過粉體床426平移，從而越過支撐表面426B散佈薄的粉體層。

在圖4中，照射裝置422導引照射束422D以融合粉體從而形成部件411。在此具體實例中，照射裝置422包括沿著照射軸線422B定位之多個（例如，三個）獨立照射能量源422C（各自說明為實線圓）。在此具體實例中，能量源422C中之每一者產生獨立照射束422D（藉由虛線圓說明）。在所展示之具體實例中，三個能量源422C沿著照射軸線422B（橫向於旋轉軸線426D）配置成線，使得其一起可至少覆蓋支撐表面426B之半徑。另外，三個能量源422C在此具體實例中實質上彼此相切，且照射束422D正重疊。因為照射束422D覆蓋粉體床426之整個半徑，但粉體床426中之各點可藉由照射束422D中之至少一者達成。此情形防止粉體床426之旋轉中心處的暴露「盲點」。

在一替代性具體實例中，在較低輸貫量為可接受之處，可使用單一能量源，其中束在徑向方向上操控以在徑向方向上smay。在此具體實例中，束平行於照射軸線422B經掃描，該照射軸線橫向於旋轉軸線426D且與移動方向交叉。在另一替代性具體實例中，具有用以覆蓋所要部件半徑之足夠光束偏轉寬度的單一能量源可暴露建置容量內之各點。

粉體沈積器418越過粉體床426之頂部分佈粉體。在此具體實例中，粉體沈積器418包括粉體散佈器419A及粉體移動器總成419B，該粉體移動器總成橫向於粉體床426線性地移動粉體散佈器419A。

在此具體實例中，粉體散佈器419A將粉體沈積於粉體床426上。在一些具體實例中，粉體散佈器419A包含特徵，該等特徵控制粉體分佈區域之寬度以使自圓柱粉體床426外部掉落的粉體最小化或防止粉體掉落。在其他具體實例中，側壁426C可包括延伸至粉體散佈區域之隅角中的凸緣，其中凸緣防止過量粉體自圓柱粉體床426外部散佈。

在粉體床426及粉體沈積器418一起圍繞旋轉軸線426D旋轉同時，粉體移動器總成419B相對於粉體床426線性地移動粉體散佈器419A。在一個具體實例中，粉體移動器總成419B包括一對隔開式致動器419C（例如，線性致動器）及一對隔開式線性導塊419D（以幻圖說明），該對線性導塊橫向（垂直）於旋轉軸線426D及粉體床426沿著Y軸移動粉體散佈器419A。粉體散佈器419A可越過粉體床426移動至在圖4之頂部處以點線展示之空的「停駐空間」419C。

在粉體散佈器419A停駐於旋轉系統之相對側處之後，照射裝置422可經給予能量以選擇性地熔融或融合適當粉體為固體部件411。

在又一具體實例中，粉體床426可為矩形，且固持較大體積之粉體，但最大部件容量經約束至矩形粉體床426內的圓柱形體積容量。

藉由此設計，因為粉體床426相對於照射裝置422旋轉，所以有可能的是在不需要任何加速或減速時間情況下到達部件容量中之各點。此特徵提供優於先前技術系統之實質輸貫量改良。因為僅掃描部件為具有相對低質量之粉體散佈器419A，所以高加速度可用以維持高輸貫量。

此外，因為粉體散佈器419A相對於粉體床426以線性樣式移動，所以粉體可易於在平坦且薄的層中分佈。此情形避免旋轉中心處粉體之過量或缺少。

在另一具體實例中，處理機410（i）可包括一個以上照射裝置422及一個以上暴露區域（照射區）；及/或(ii)多個部件411可一次性製造於粉體床426上以增大輸貫量。舉例而言，處理機410可包括界定兩個暴露區域之兩個照射裝置422或界定三個暴露區域之三個照射裝置422。

在某些具體實例中，(i)粉體床426及整個粉體沈積器418相對於照射裝置422、預加熱裝置、冷卻器裝置及/或量測裝置圍繞旋轉軸線426D以實質上恆定速度旋轉，且(ii)粉體沈積器418在粉體散佈操作期間相對於粉體床426線性地移動。替代地，(i)粉體床426圍繞旋轉軸線426D相對於粉體沈積器418、照射裝置422、預加熱裝置、冷卻器裝置及/或量測裝置以實質恆定速度旋轉，且(ii)粉體沈積器418在粉體散佈操作期間相對於照射裝置422、預加熱裝置、冷卻器裝置及/或量測裝置線性地移動。

另外，在又一具體實例中(i)粉體床426為靜止的，(ii)照射裝置422、預加熱裝置、冷卻器裝置及/或量測裝置圍繞旋轉軸線426D相對於粉體床426旋轉，且(iii)粉體沈積器418在粉體散佈操作期間相對於靜止粉體床426橫向於旋轉軸線426D線性地移動。

在某些具體實例中，粉體床426或頂部總成在進行列印同時沿著Z軸連續地移動以維持實質恆定高度。替代地，粉體床426或頂部總成可沿著Z軸以類步進樣式移動。作為另一替代例，粉體床426或頂部總成可逐漸向下傾斜至下一列印位準。

粉體床426為靜止的且頂部總成經旋轉之具體實例可具有以下益處：(i)消除表面處之熔融金屬及乾燥粉體且在列印表面下方粉體床的未使用粉體與進展中之部件之變化混合物上之離心力；(ii)消除粉體床之Z向步進使粉體/熔融金屬/部件凝聚物真實地不受干擾；(iii)Z向移動控制相較於大規模且生長之粉體床藉由輕得多且恆定質量頂部總成情況下更容易；(iv)頂部總成可結束一個完整旋轉，接著對於20度旋轉不進行任何操作，接著開始新層；此將在步進點處分佈且可能平均任何非連續或冶金差異，且例如每一層將進一步遠離20度地開始；（v）需要至粉體床之更容易冷卻系統連接（若存在）；(vi)減小旋轉部件及Z向移動的控制複雜度：旋轉粉體床恆定地獲得質量但其需要穩定旋轉速度及穩定Z向移動（或均一Z步進距離），使得控制系統必須針對其進行調整：(vii)旋轉頂部總成輕得多且為粗略恆定的質量（依據粉體補充為連續的抑或週期性的）；(viii)可能簡化量測系統，此係因為每一事項相對於粉體床426之固定層量測。在一個具體實例中，無線通信及電池組可用於旋轉頂部總成中。另外，列印可週期性地暫停以補充電力（經由電容器）及粉體。替代地，若暫停將引入建置不連續，則連續列印可經執行，且電可能藉由連續電感充電或另一非接觸式方法供應，且粉體料斗可經連續地補充。

如上文所提供，在一個具體實例中，粉體床426沿著旋轉軸線426D移動，且頂部總成以恆定角速度圍繞旋轉軸線426D旋轉。若粉體床426以恆定速度沿著旋轉軸線426D移動，則粉體床426與頂部總成之間的相對運動將經螺旋塑形（亦即，螺旋）。在一個具體實例中，部件411中之平坦表面可經傾斜以與粉體床426之軌道匹配，或旋轉軸線426D可相對於Z軸輕微傾斜，使得部件411之暴露表面仍為平面的。

在一個具體實例中，粉體沈積器418經設計以將粉體連續地饋入至粉體床426。在此具體實例中，粉體沈積器418可包括粉體料斗（圖中未示），其具有在旋轉頂部總成上之覆蓋旋轉軸線426D（中心區）之漏斗及直接在漏斗上方終止之非旋轉饋入器（圖中未示）（例如，螺桿驅動、傳送帶等）。若中心區歸因於需要其他組件而不可用，則環狀漏斗將總是在靜止離軸饋料器點下在其環形開口中具有一個、至少一個點。在此等具體實例中之兩者中，有利的是使得大型及重質粉體供應機制為靜止的且將粉體饋入至旋轉頂部總成中。

若照射束422D之每一行之「熔融區」為近似線性的，則其可與螺旋表面之稍微傾斜徑向表面對準。螺旋表面是否為平坦的並不重要，只要螺旋表面具有足夠筆直之徑向線段。亦有可能的是，一些具體實例可將螺旋粉體表面看作「近似平坦的」，此係由於粉體層厚度相較於部件大小、粉體床大小及能量束焦深為小的。

圖5為用於形成三維部件511之處理機510的再一具體實例之一部分的簡化俯視圖。在此具體實例中，處理機510包括稍微類似於上述對應組件的(i)粉體床526；(ii)粉體沈積器518；及(iii)照射裝置522。應注意，處理機510可包括為了清楚已自圖5省略的預加熱裝置、冷卻器裝置、量測裝置及控制系統。粉體沈積器518、照射裝置522、預加熱裝置、冷卻器裝置及量測裝置可被統稱為頂部總成。

在說明於圖5中之具體實例中，粉體床526包括大型支撐平台527A及定位於支撐平台527A上之一或多個建置腔室527B（說明僅一個）。在一個具體實例中，在每一部件511正經建置時，支撐平台527A固持且支撐每一建置腔室527B。舉例而言，支撐平台527A可經盤形塑形或矩形塑形。

在圖5中，建置腔室527B含有金屬粉體，該金屬粉體根據所要部件幾何形狀經選擇性融合或熔融。可使建置腔室527B之大小、形狀及設計發生變化。在圖5中，建置腔室527B通常經環形塑形，且包括(i)管狀腔室內壁527C，(ii)管狀腔室外壁527D，及(iii)在腔室壁527C、527D之間延伸的環盤狀支撐表面527E。

在此具體實例中，支撐表面527E可充當環形「升降器平台」，其可相對於腔室壁527C、527D垂直地移動。在某些具體實例中，製造以升降器527E置放於腔室壁527C、527D之頂部附近開始。粉體沈積器518在建置腔室527B與粉體沈積器518之間的相對移動期間沈積較佳薄的金屬粉體層至建置腔室527B中。在部件511之製造期間，升降器支撐表面527E可每轉緩慢降低一個層厚度，使得下一粉體層可恰當地以連續樣式分佈。以此方式，替代建置部件作為薄的並行平面層之堆疊，部件建置成自身盤旋許多次的連續螺旋層。

在說明於圖5中之具體實例中，支撐平台527A及建置腔室527B可在製造製程期間相對於頂部總成之至少一部分藉由一移動器（圖中未示）以實質上恆定速度在旋轉方向525上圍繞旋轉軸線526D旋轉。替代地，頂部總成之至少一部分可相對於支撐平台527A及建置腔室527B旋轉。仍替代地，替代支撐表面527E包括向下移動之升降器平台，支撐平台527A可經控制以在製造期間沿著旋轉軸線526D向下移動及/或頂部總成可經控制以在製造期間沿著旋轉軸線526D向上移動。

藉由本發明設計，建置用於金屬部件511之大容量3D列印之實用且低成本三維列印機510的問題藉由提供旋轉轉動件527A來解決，該旋轉轉動件支撐適合於多種小型部件511或適配於環形區中之個別大型部件之連續沈積的大型環形建置腔室527B。

在圖5中，照射裝置522再次包括沿著照射軸線522B定位之多個（例如，三個）獨立照射能量源522C（各自說明為圓）。在此具體實例中，三個能量源522C沿著照射軸線522B配置成一線，使得其一起可覆蓋建置腔室527B之整個徑向寬度。因為暴露區域覆蓋所要建置容量之整個徑向尺寸，所以所需建置容量中之各點可藉由照射束中之至少一者達成。替代地，單一照射能量源522C可與掃描照射束一起利用。

如本文中所提供，此處理機510不需要來回運動（無轉動運動），因此輸貫量可經最大化。許多部件511可並行地建置於建置腔室527B中。適配於環形形狀內之極大部件可予以製造。存在需要具有中心孔洞之大型修圓部件的許多應用，因此此能力在一些應用（諸如，噴氣式引擎）中可為有價值的。

圖6為處理機610之再一具體實例之一部分的簡化側視說明。在此具體實例中，處理機610包括(i)支撐粉體611之粉體床626；及(ii)照射裝置622。應注意，處理機610可包括為了清楚已自圖6省略的粉體沈積器、預加熱裝置、冷卻器裝置、量測裝置及控制系統。粉體沈積器、照射裝置622、預加熱裝置、冷卻器裝置及量測裝置可被統稱為頂部總成。

在此具體實例中，照射裝置622產生照射能量束622D以選擇性地加熱每一後續粉體層613中之粉體611以形成部件。在圖6之具體實例中，能量束622D可經選擇性地操控至錐形工作空間內之任何方向。在圖6中，能量束622D之所有三個可能方向藉由三個箭頭表示。

另外，在圖6中，粉體床626之支撐表面626B經獨特地設計以具有凹入彎曲形狀。因此，每一粉體層613將具有彎曲形狀。

如本文中所提供，於平面粉體表面處越過大角度掃描能量束622D將產生聚焦誤差，此係因為自偏轉中心至粉體之距離以偏轉角之餘弦改變。為了避免聚焦誤差，在展示於圖6中之系統的一個具體實例中，支撐表面626B及每一粉體層613具有球形，該球形具有在能量束622D之偏轉中心623處的球體中心。因此，能量束622D恰當地聚焦於粉體611之球面表面之各點處，且能量束622D在粉體層613處具有恆定射束光點形狀。在圖6中，粉體611在以束偏轉中心623為中心之凹入支撐表面626B上散佈。對於具有如圖6中所說明之單一照射能量源之處理機610，粉體611可在單一凹入支撐表面626B上方散佈。替代地，對於具有多個照射能量源之處理機610，粉體611可視情況在多個彎曲表面上散佈，每一彎曲表面各自定中心於各別能量源之偏轉中心623上。

對於使用進入及離開頁面之粉體床626（或行）的線性掃描之處理機610的替代性具體實例，彎曲支撐表面626B將為圓柱形狀。替代地，對於粉體床626圍繞旋轉軸線旋轉之具體實例，彎曲表面支撐表面626B將經設計以具有球形。

在此等具體實例中，彎曲支撐表面626B之大小及形狀經設計以對應於（i）頂部粉體層613處能量束622D的束偏轉，及(ii)能量束622D與粉體層613之間的類型或相對移動。以另一樣式陳述，彎曲支撐表面626B之大小及形狀經設計使得能量束622D在能量束622D與粉體層613之間的相對移動期間具有至頂部粉體層613之實質恆定焦距。如本文所使用，術語實質上恆定焦距應意謂小於5%的焦距變化。在替代性具體實例中，術語實質上恆定焦距應意謂不超過10%、5%、4%、3%、2%或1%之焦距改變。

在圖6中，建置具有藉由大的束偏轉角引起之焦距變化之三維列印機610的問題藉由提供至少一個圓柱或球形碗狀支撐表面626B解決，該圓柱或球形碗狀支撐表面維持針對照射能量束622D之恆定焦距。換言之，圖6之具體實例包含：包括非平坦（例如，彎曲）支撐表面之支撐裝置、將粉體供應至支撐裝置且形成彎曲粉體層之粉體供應裝置，及照射彎曲粉體層之照射裝置。在此情形下，照射裝置在包括掃掠方向之至少一掃掠平面（圖6之紙平面）中掃掠能量束。且彎曲支撐表面在掃掠平面中包括一曲率。非平坦支撐表面可為具有多邊形形狀（由彼此交叉之複數條直線構成的形狀）之部分。

圖7A為處理機710之再一具體實例之一部分的簡化側視說明。在此具體實例中，處理機710包括(i)支撐粉體711之粉體床726；及(ii)照射裝置722。應注意，處理機710可包括為了清楚已自圖7A省略的粉體沈積器、預加熱裝置、冷卻器裝置、量測裝置及控制系統。粉體沈積器、照射裝置722、預加熱裝置及量測裝置可被統稱為頂部總成。

在此具體實例中，照射裝置722包括各自產生獨立照射能量束722D之多個（例如，三個）照射能量源722C，該獨立照射能量束可經操控（掃描）以選擇性地加熱每一後續粉體層713中的粉體711以形成部件。在圖7A中，每一能量束722D可貫穿自各別能量源722C發散之錐形工作空間可控制地操控。在圖7中，每一能量束722D之可能方向各自藉由三個箭頭表示。

在圖7A中，粉體床726之支撐表面726B經獨特地設計以具有三個凹入彎曲狀區726E。以另一樣式陳述，支撐表面726B包括用於每一照射能量源722C之獨立彎曲狀區726E。因此，每一粉體層713將具有微凹彎曲形狀。

如上文所提供，越過大角度掃描每一能量束722D在粉體711之表面為平坦平面情況下將產生聚焦誤差，此係因為自偏轉中心至粉體711之距離將以偏轉角之餘弦改變。然而，在說明於圖7中之具體實例中，粉體711在三個突起之彎曲支撐表面726B上散佈，且每一能量束722D之偏轉中心與粉體711之表面之間的距離為恆定的，因此不存在顯著聚焦誤差。

在某些具體實例中，諸如粉體支撐表面726B正以類似於前述具體實例之方式旋轉的系統，可更實際的是越過單一彎曲球面表面分佈粉體。在此狀況下，提供每一能量束722D之行可在垂直方向上彼此偏移，以使每一能量束722D之聚焦表面與粉體表面更緊密地對準。換言之，粉體711之表面之形狀並不精準地匹配至每一能量束722D之焦距，但自最佳焦點之偏差相對於每一能量束722D之焦深足夠小，使得恰當部件幾何形狀可形成於粉體711中。

說明於圖7A中之處理機710可與線性掃描粉體床726或旋轉粉體床726一起使用。對於旋轉系統，可較佳的是越過粉體床726之半徑而非其直徑分佈多個行。在此狀況下，粉體床之旋轉軸將係在圖式之右側邊緣處。

在此等具體實例中，彎曲支撐區726E之大小及形狀經設計以對應於(i)頂部粉體層713處每一能量束722D的束偏轉，及(ii)能量束722D與粉體層713之間的相對移動之類型。以另一樣式陳述，每一彎曲支撐區726E之大小及形狀經設計使得能量束722D在能量束722D與粉體層713之間的相對移動期間在頂部粉體層713處具有實質恆定焦距。以另一樣式陳述，支撐區726E之形狀且能量束722D之位置關聯至支撐區726E與能量束722D之間的相對移動之類型，使得能量束722D在頂部粉體層713處具有實質恆定焦距。

舉例而言，圖7B為彎曲支撐區726E經塑形成線性列之支撐床726的俯視圖。在此具體實例中，在維持實質上恆定焦距同時，存在粉體床726與照射裝置722（說明於圖7A中）之間的沿著移動軸線725之線性相對移動。每一束722D（說明於圖7A中）之掃掠（掃描）方向723在圖7B中以雙頭箭頭說明。

替代地，例如，圖7C為彎曲支撐區726E塑形成環形列之支撐床726的俯視圖。在此具體實例中，在維持實質恆定焦距同時，存在粉體床726與照射裝置722（說明於圖7A中）之間的沿著移動軸線725之旋轉相對移動。每一束722D（說明於圖7A中）之掃掠（掃描）方向723以圖7C中之雙頭箭頭說明。

如本文所提供，維持恆定焦距將藉由控制畸變及束光點大小來改良部件品質。

回看圖7A，在此具體實例中，(i)粉體床726具有非平坦支撐區（支撐表面）726E，(ii)粉體供應裝置（圖7A中未展示）供應粉體711至粉體床716以形成彎曲粉體層713；及(iii)照射裝置722用能量束722D照射層713以自粉體層713形成建置部件（圖7A中未展示）。在此具體實例中，非平坦支撐表面726E可具有曲率。另外，照射裝置722可沿著掃掠方向723來回掃掠能量束722D，且其中彎曲支撐表面726E包括能量束722D穿過之平面中的曲率。

圖8為處理機810之再一具體實例之一部分的簡化側視說明。在此具體實例中，處理機810包括稍微類似於上文描述且說明於圖7A中之對應組件的(i)支撐粉體811之粉體床826；及(ii)照射裝置822。應注意，處理機810可包括為了清楚已自圖8省略的粉體沈積器、預加熱裝置、冷卻器裝置、量測裝置及控制系統。粉體沈積器、照射裝置822、預加熱裝置及量測裝置可被統稱為頂部總成。

在此具體實例中，照射裝置822包括各自產生獨立照射能量束822D之多個（例如，三個）照射能量源822C，該獨立照射能量束可經操控（掃描）以選擇性地加熱每一後續粉體層813中的粉體811以形成部件。在圖8中，每一能量束822D可貫穿自各別能量源822C發散之錐形工作空間可控制地操控。在圖8中，每一能量束822D之可能方向各自藉由三個箭頭表示。

圖8中，粉體床826之支撐表面826B經獨特地設計以具有大的凹入曲面。以另一樣式陳述，支撐表面826B經彎曲塑形。

如上文所提供，越過大角度掃描每一能量束822D在粉體811之表面為平坦平面情況下將產生聚焦誤差，此係因為自偏轉中心至粉體811之距離將以偏轉角之餘弦改變。然而，在說明於圖8中之具體實例中，粉體811散佈於彎曲支撐表面726B上，且照射能量源822C相對於彼此傾斜，使得每一能量束822D之偏轉中心與粉體811之表面之間的距離為實質上恆定的，使得不存在顯著聚焦誤差。

在說明於圖8中之具體實例中，粉體支撐表面826B正以類似於先前描述之具體實例的方式旋轉，且粉體811越過單一彎曲球體表面826B分佈。在此狀況下，提供每一能量束822D之行可在垂直方向上彼此偏移（且成角度）以使每一能量束822D之聚焦表面與粉體表面更緊密地對準。換言之，粉體811之表面之形狀並不精準地匹配至每一能量束822D之焦距，但自最佳焦點之偏差相對於每一能量束822D之焦深足夠小，使得恰當部件幾何形狀可形成於粉體811中。

說明於圖8中之處理機810可與線性掃描粉體床826或旋轉粉體床826一起使用。在此等具體實例中，彎曲支撐表面826B之大小及形狀經設計，且照射能量源822C經定向並定位，(i)使得每一能量束822D在頂部粉體層813處具有實質恆定焦距，且(ii)與能量束822D與粉體層813之間的相對移動類型匹配。以另一樣式陳述，支撐區826E之形狀且能量束822D之位置關聯至支撐區826E與能量束822D之間的相對移動之類型，使得能量束822D在頂部粉體層813處具有實質恆定焦距。

圖9為用於製造三維部件911之處理機910之又一具體實例之一部分的簡化側視透視說明。在此具體實例中，處理機910為送絲三維列印機，其包括(i)支撐三維部件911之材料床總成914；及(ii)材料沈積器950。

在圖9中，材料床總成914包括材料床926及圍繞支撐旋轉軸線926D旋轉材料床926的裝置移動器928。

另外，在圖9中，材料沈積器950包括(i)照射裝置952，其產生照射能量束954；及(ii)絲源956，其提供絲958的連續饋入。在此具體實例中，照射能量束954照射且熔融絲958以形成熔融材料960，其沈積於材料床926上以製造部件911。

如本文中所提供，藉由三維列印製造高精度旋轉對稱部件911之問題具有使用以下各者來解決：旋轉材料床926（建置平台）、供應絲958之絲源956（供絲機構）及用於熔融絲958的照射能量束954。

在一個具體實例中，隨著材料床926圍繞旋轉軸線926D旋轉，材料沈積器950可提供熔融材料960以形成部件911。另外，材料沈積器950（照射裝置952及絲源956）可藉由沈積器移動器964相對於旋轉材料床926橫向地移動（例如，沿著箭頭962）以建置部件911。另外，材料床926及/或材料沈積器950可垂直地移動（例如，藉由移動器928、964中之一者）以維持材料沈積器950與部件911之間的所要高度。

替代地，沈積器移動器964可經設計以圍繞旋轉軸線旋轉材料沈積器950且相對於靜止材料床926橫向於旋轉軸線移動材料沈積器950。仍替代地，沈積器移動器964可經設計以相對於材料床926圍繞旋轉軸線旋轉材料沈積器950，且材料床926可藉由裝置移動器928橫向於旋轉軸線移動。

修圓之實質上旋轉對稱的部件911可藉由旋轉材料床926且藉由使用能量束954熔融導線饋線958而沈積金屬來建置。基本操作類似於正常金屬切割車床，除「工具」正沈積金屬960而非移除金屬外。

所屬領域中具通常知識者將認識到，本發明具體實例之以下詳細描述僅為說明性的且並不意欲以任何方式為限制性的。本發明具體實例之其他具體實例將易於向所屬領域中具通常知識者建議自身。現將詳細參考如說明於附圖中的本發明具體實例之實施。

為了清楚，並未展示且描述本文中所描述之實施的所有例行特徵。當然，應瞭解，在任何此類實際實施之發展中，必須進行眾多實施特定之決策以便達成開發者之特定目標，諸如符合應用相關及業務相關約束，且應瞭解，此等特定目標將在實施之間及開發者之間不同。此外，應瞭解，此類開發努力可為複雜且耗時的，但儘管如此仍將為受益於本發明的所屬領域中具通常知識者的例行工程化任務。

10‧‧‧處理機

11‧‧‧三維物件/建置部件

12‧‧‧粉體

13‧‧‧粉體層

14‧‧‧粉體床總成

16‧‧‧預加熱裝置

16A‧‧‧預加熱區

16B‧‧‧預加熱軸線（方向）

16C‧‧‧預加熱能量源/預加熱源

16D‧‧‧預加熱束

18‧‧‧粉體沈積器

18A‧‧‧沈積區

18B‧‧‧粉體供應軸線（方向）

20‧‧‧量測裝置

20A‧‧‧量測區

20B‧‧‧量測裝置軸線（方向）

22‧‧‧照射裝置

22A‧‧‧照射區

22B‧‧‧照射軸線（方向）

22C‧‧‧照射能量源

22D‧‧‧照射（能量）束

24‧‧‧控制系統

24A‧‧‧處理器

24B‧‧‧電子儲存器裝置

25‧‧‧移動方向

26‧‧‧粉體床/支撐床

26A‧‧‧移動方向

26B‧‧‧支撐表面

26C‧‧‧支撐側壁

26D‧‧‧軸線

28‧‧‧裝置移動器

28A‧‧‧馬達

28B‧‧‧裝置連接器

30‧‧‧「非列印」區

31‧‧‧冷卻器裝置

31A‧‧‧冷卻器區

31B‧‧‧冷卻器軸線

32‧‧‧共同組件殼體

33‧‧‧高度

34‧‧‧殼體移動器

210‧‧‧處理機

214‧‧‧粉體床總成

216‧‧‧預加熱裝置

218‧‧‧粉體沈積器

220‧‧‧量測裝置

222‧‧‧照射裝置

224‧‧‧控制系統

226‧‧‧粉體床

228‧‧‧裝置移動器

231‧‧‧冷卻器裝置

232‧‧‧組件殼體

233‧‧‧高度

234‧‧‧殼體移動器

236‧‧‧旋轉軸線

310‧‧‧處理機/三維印表機

311‧‧‧物件

316‧‧‧預加熱裝置

318‧‧‧粉體沈積器

320‧‧‧量測裝置

322‧‧‧照射裝置

322B‧‧‧照射軸線

322C‧‧‧獨立照射能量源/單一能量源

324‧‧‧控制系統

325‧‧‧移動方向

326‧‧‧粉體床

326B‧‧‧支撐表面

326E‧‧‧隔開式建置腔室

326F‧‧‧獨立支撐區

326G‧‧‧側壁

410‧‧‧處理機/三維列印機

411‧‧‧金屬部件

418‧‧‧粉體沈積器

419A‧‧‧粉體散佈器

419B‧‧‧粉體移動器總成

419C‧‧‧致動器/「停駐空間」

419D‧‧‧線性導塊

422‧‧‧照射裝置

422B‧‧‧照射軸線

422C‧‧‧照射能量源

422D‧‧‧獨立照射束

425‧‧‧移動方向

426‧‧‧粉體床

426B‧‧‧支撐平面

426C‧‧‧圓柱形側壁

426D‧‧‧旋轉軸線

510‧‧‧處理機

511‧‧‧三維部件

518‧‧‧粉體沈積器

522‧‧‧照射裝置

522B‧‧‧照射軸線

522C‧‧‧能量源

525‧‧‧旋轉方向

526‧‧‧粉體床

527A‧‧‧支撐平台

527B‧‧‧建置腔室

527C‧‧‧管狀腔室內壁

527D‧‧‧管狀腔室外壁

527E‧‧‧環盤狀支撐表面

610‧‧‧處理機

611‧‧‧支撐粉體

613‧‧‧後續粉體層

622‧‧‧照射裝置

622D‧‧‧能量束

623‧‧‧束偏轉中心

626‧‧‧粉體床

626B‧‧‧支撐表面

710‧‧‧處理機

711‧‧‧支撐粉體

713‧‧‧後續粉體層/彎曲粉體層

722‧‧‧照射裝置

722D‧‧‧獨立照射能量束

722C‧‧‧照射能量源

723‧‧‧掃掠（掃描）方向

725‧‧‧移動軸線

726‧‧‧線性掃描粉體床/旋轉粉體床

726B‧‧‧支撐表面

726E‧‧‧凹入彎曲狀區/彎曲支撐區

810‧‧‧處理機

811‧‧‧支撐粉體

813‧‧‧後續粉體層

822‧‧‧照射裝置

822C‧‧‧照射能量源

822D‧‧‧獨立照射能量束

826‧‧‧線性掃描粉體床/旋轉粉體床

826B‧‧‧支撐表面/單一彎曲球體表面

910‧‧‧處理機

911‧‧‧三維部件

914‧‧‧材料床總成

926‧‧‧旋轉材料床

926D‧‧‧支撐旋轉軸線

928‧‧‧裝置移動器

950‧‧‧材料沈積器

952‧‧‧照射裝置

954‧‧‧照射能量束

956‧‧‧絲源

958‧‧‧連續絲饋入

960‧‧‧熔融材料

962‧‧‧箭頭

964‧‧‧沈積器移動器

此具體實例之新穎特徵以及具體實例自身關於其結構及操作兩者將自結合隨附描述進行之附圖最佳地理解，其中類似參考標號指類似部件，且其中：

圖1A為具有本發明具體實例之特徵之處理機的具體實例之簡化側視圖；

圖1B為圖1A之處理機之一部分的簡化俯視圖；

圖2為具有本發明具體實例之特徵之處理機之另一具體實例的簡化側視圖；

圖3為具有本發明具體實例之特徵之處理機之另一具體實例的一部分之簡化俯視圖；

圖4為具有本發明具體實例之特徵之處理機的再一具體實例之一部分的簡化俯視圖；

圖5為具有本發明具體實例之特徵之處理機之又一具體實例的一部分之簡化俯視圖；

圖6為具有本發明具體實例之特徵之處理機之另一具體實例的一部分之簡化側視圖；

圖7A為具有本發明具體實例之特徵之處理機之再一具體實例的一部分之簡化側視圖；

圖7B及圖7C為替代性粉體床之俯視圖；

圖8為具有本發明具體實例之特徵之處理機之再一具體實例的一部分之簡化側視圖；且

圖9為具有本發明具體實例之特徵之處理機之再一具體實例的一部分之簡化側視圖。

Claims (68)

1. 一種用於建置部件之處理機，該處理機包含： 支撐裝置，其包括支撐表面； 驅動裝置，其移動該支撐裝置以便沿著移動方向而移動該支撐表面上之特定位置； 粉體供應裝置，其將粉體供應至該移動支撐裝置以形成粉體層； 照射裝置，其用能量束照射該粉體層之至少一部分以在第一時段期間自該粉體層形成該部件之至少一部分；及 量測裝置，其在第二時段期間量測該部件之至少一部分， 其中該照射裝置用該能量束照射該粉體層之該第一時段的至少部分及該量測裝置進行量測之該第二時段的至少部分重疊。
2. 如請求項1所述之處理機，其中該量測裝置在該第二時段期間量測該粉體層之至少一部分。
3. 如請求項1或2所述之處理機，其中該照射裝置沿著與該支撐表面之移動方向交叉的掃掠方向掃掠該能量束。
4. 如請求項1至3中任一項所述之處理機，其中該支撐裝置之移動方向包括圍繞旋轉軸線的旋轉方向。
5. 如請求項4所述之處理機，其中該旋轉軸線穿過該支撐表面。
6. 如請求項4或5所述之處理機，其中該照射裝置沿著與該旋轉方向交叉之方向掃掠該能量束。
7. 如請求項4至6中任一項所述之處理機，其中該照射裝置配置於沿著與該旋轉方向交叉之照射裝置方向遠離該旋轉軸線的位置處。
8. 如請求項4至6中任一項所述之處理機，其中該量測裝置配置於沿著與該旋轉方向交叉之量測裝置方向遠離該旋轉軸線的位置處。
9. 如請求項8所述之處理機，其中該照射裝置配置於沿著照射裝置方向遠離該旋轉軸線之位置處，該照射裝置方向與該旋轉方向交叉且沿著該旋轉方向與該量測裝置隔開。
10. 如請求項1至9中任一項所述之處理機，其進一步包含 預加熱裝置，其在遠離照射區定位之預加熱區中預加熱粉體，在該照射區處，藉由該照射裝置發射之該能量束沿著該移動方向導引於該粉體處。
11. 如請求項10所述之處理機，其中該預加熱裝置沿著該移動方向配置於該粉體供應裝置與該照射裝置之間。
12. 如請求項10或11所述之處理機，其中該第一時段之至少部分及該預加熱裝置預加熱該粉體之第三時段的至少部分重疊。
13. 如請求項10至12中任一項所述之處理機，其中該第二時段之至少部分及該預加熱裝置預加熱該粉體之第三時段的至少部分重疊。
14. 如請求項1至13中任一項所述之處理機，其中該照射裝置包括複數個照射系統，該等照射系統用該能量束照射該粉體層。
15. 如請求項14所述之處理機，其中該等照射系統沿著與該移動方向交叉之方向配置。
16. 如請求項1至15中任一項所述之處理機，其在遠離用該能量束照射之照射區的冷卻區中冷卻粉體，該能量束係藉由該照射裝置沿著該移動方向發射。
17. 如請求項16所述之處理機，其中該粉體冷卻之該冷卻區沿著該移動方向配置於該照射裝置與該粉體供應裝置之間。
18. 如請求項1至17中任一項所述之處理機，其中該支撐表面包括複數個支撐區。
19. 如請求項18所述之處理機，其中該等支撐區沿著移動方向配置。
20. 如請求項1至19中任一項所述之處理機，其中 該支撐表面面向第一方向，且 該驅動裝置驅動該支撐裝置以便沿著與至少該第一方向交叉之第二方向移動該支撐表面上之該特定位置。
21. 如請求項20所述之處理機，其中該粉體供應裝置沿著與該第一方向交叉之表面形成粉體之一層。
22. 如請求項1至21中任一項所述之處理機，其中該第一時段之至少部分及該粉體供應裝置形成該粉體層之第四時段的至少部分重疊。
23. 如請求項22所述之處理機，其中該第四時段之至少部分及該預加熱裝置預加熱該粉體之第三時段的至少部分重疊。
24. 如請求項22或23所述之處理機，其中該第二時段之至少部分及該粉體供應裝置形成該粉體層之第四時段的至少部分重疊。
25. 如請求項1至24中任一項所述之處理機，其中該照射裝置用帶電粒子束照射該層。
26. 如請求項1至25中任一項所述之處理機，其中該照射裝置用雷射束照射該層。
27. 一種處理機，其包含： 支撐裝置，其包括支撐表面； 驅動裝置，其驅動該支撐裝置以便沿著移動方向移動該支撐表面上之特定位置； 粉體供應裝置，其將粉體供應至移動之該支撐裝置且形成粉體層；及 照射裝置，其用能量束照射該層以自該粉體層形成建置部件， 其中該照射裝置改變照射位置，在該照射位置處，該能量束沿著與該移動方向交叉之方向經照射至該粉體層。
28. 如請求項27所述之處理機，其中 該驅動裝置驅動該支撐裝置以便圍繞旋轉軸線旋轉，且 該照射裝置沿著與該旋轉軸線交叉之方向改變該照射位置。
29. 如請求項27或28所述之處理機，其中粉體經供應之時間的至少一部分及該照射束經照射之時間的至少一部分重疊。
30. 如請求項27至29中任一項所述之處理機，其中該能量束正照射該粉體層之第一時段的至少部分及該粉體供應裝置正供應粉體之第二時段的至少部分重疊。
31. 如請求項27至30中任一項所述之處理機，其進一步包含 預加熱裝置，其在遠離照射區定位之預加熱區中預加熱粉體，在該照射區處，藉由該照射裝置發射之該能量束沿著該移動方向導引於該粉體處。
32. 如請求項31所述之處理機，其中該預加熱裝置沿著該移動方向配置於該粉體供應裝置與該照射裝置之間。
33. 如請求項30至32中任一項所述之處理機，其中該能量束正照射該粉體層之第一時段的至少部分及該預加熱裝置預加熱該粉體之第三時段的至少部分重疊。
34. 如請求項30至33中任一項所述之處理機，其中該粉體供應裝置正供應粉體之第二時段的至少部分及該預加熱裝置預加熱該粉體之第三時段的至少部分重疊。
35. 如請求項27至34中任一項所述之處理機，其中該照射裝置包括複數個照射系統，該等照射系統用該能量束照射該粉體層。
36. 如請求項35所述之處理機，其中該等照射系統沿著與該移動方向交叉之方向配置。
37. 如請求項27至36中任一項所述之處理機，其在遠離用該能量束照射之照射區的冷卻區中冷卻粉體，該能量束係藉由該照射裝置沿著該移動方向發射。
38. 如請求項37所述之處理機，其中該粉體冷卻之該冷卻區沿著該移動方向配置於該照射裝置與該粉體供應裝置之間。
39. 一種處理機，其包含： 支撐裝置，其包括支撐表面； 驅動裝置，其驅動該支撐裝置以便沿著移動方向移動該支撐表面上之特定位置； 粉體供應裝置，其將粉體供應至移動之該支撐裝置且形成粉體層；及 照射裝置，其包括複數個照射系統，該等照射系統用能量束照射該層以自該粉體層形成建置部件， 其中該等照射系統沿著與該移動方向交叉之方向配置。
40. 如請求項39所述之處理機，其中 該驅動裝置驅動該支撐裝置以便圍繞旋轉軸線旋轉，且 該等照射系統沿著與該旋轉軸線交叉之方向配置。
41. 一種用於自粉體製造三維物件之積層製造系統，該積層製造系統包含： 粉體床； 粉體沈積器，其將該粉體沈積於該粉體床上；及 第一移動器，其在該粉體沈積器將該粉體沈積於該粉體床上同時使該粉體床及該粉體沈積器中之至少一者圍繞旋轉軸線旋轉。
42. 如請求項41所述之積層製造系統，其進一步包含第二移動器，該第二移動器在該粉體沈積器將該粉體沈積於該粉體床上同時沿著該旋轉軸線移動該粉體床及該沈積器中之至少一者。
43. 如請求項41所述之積層製造系統，其進一步包含第二移動器，該第二移動器在該粉體床將該粉體沈積於該粉體床上同時橫向於該旋轉軸線移動該粉體床，以維持該粉體床與該粉體床沈積器之間的實質恆定高度。
44. 如請求項41所述之積層製造系統，其中該第一移動器在該粉體沈積器將該粉體沈積於該粉體床上同時相對於該粉體沈積器圍繞該旋轉軸線旋轉該粉體床。
45. 如請求項41所述之積層製造系統，其進一步包含照射裝置，該照射裝置產生照射束，該照射束導引於該粉體床上之該粉體處以將該粉體之至少一部分熔融在一起以形成該三維物件之至少一部分，其中該第一移動器相對於該照射裝置旋轉該粉體床。
46. 如請求項41所述之積層製造系統，其中該照射裝置包括相對於該粉體床經徑向掃描的照射源。
47. 如請求項41所述之積層製造系統，其中該粉體沈積器越過該旋轉粉體床線性地移動。
48. 如請求項41所述之積層製造系統，其進一步包含預加熱該粉體之預加熱裝置，且其中該第一移動器相對於該預加熱裝置旋轉該粉體床。
49. 如請求項41所述之積層製造系統，其中該第一移動器在該粉體沈積器將該粉體沈積於該粉體床上同時以實質上恆定速度旋轉該粉體床。
50. 如請求項41所述之積層製造系統，其進一步包含照射能量源，該照射能量源在該粉體床處產生具有形狀之照射束，其中該粉體床包括彎曲支撐表面，該彎曲支撐表面經彎曲以對應於該粉體床處該照射束的該形狀。
51. 一種用於自材料製造三維物件之積層製造系統，該積層製造系統包含： 材料床； 材料沈積器，其將熔融材料沈積於該材料床上以形成該物件；及 移動器，其在該材料沈積器將該熔融材料沈積於該材料床上同時使該材料床及該材料沈積器中之至少一者圍繞旋轉軸線旋轉。
52. 如請求項51所述之積層製造系統，其中該沈積器為送絲及能量束。
53. 如請求項52所述之積層製造系統，其中該能量束為帶電粒子束。
54. 如請求項52所述之積層製造系統，其中該帶電粒子束係電子束。
55. 如請求項51至54中任一項所述之積層製造系統，其中第二移動器在平行於該旋轉軸線之第一方向上移動該材料床及該材料沈積器中之至少一者。
56. 如請求項55所述之積層製造系統，其中第三移動器在垂直於該第一方向及該旋轉軸線兩者之第二方向上移動該材料床及該材料沈積器中之至少一者。
57. 一種用於建置一部件之處理機，該處理機包含： 支撐裝置，其包括支撐表面； 驅動裝置，其移動該支撐裝置以便沿著移動方向移動該支撐表面上之特定位置； 粉體供應裝置，其將粉體供應至該移動支撐裝置以在粉體供應時間期間形成粉體層；及 照射裝置，其用能量束照射該粉體層之至少一部分以在照射時間期間自該粉體層形成該部件之至少一部分；且 其中該粉體供應時間之至少部分及該照射時間重疊。
58. 如請求項57所述之處理機，其中該照射裝置沿著與該支撐表面之移動方向交叉的掃掠方向掃掠該能量束。
59. 如請求項57及58中任一項所述之處理機，其中該支撐裝置之移動方向包括圍繞旋轉軸線的旋轉方向。
60. 如請求項59所述之處理機，其中該旋轉軸線穿過該支撐表面。
61. 如請求項59或60所述之處理機，其中該照射裝置沿著與該旋轉方向交叉之方向掃掠該能量束。
62. 如請求項59至61中任一項所述之處理機，其中該照射裝置配置於沿著與該旋轉方向交叉之照射裝置方向遠離該旋轉軸的位置處。
63. 如請求項59至61中任一項所述之處理機，其中該量測裝置配置於沿著與該旋轉方向交叉之量測裝置方向遠離該旋轉軸線的位置處。
64. 如請求項63所述之處理機，其中該照射裝置配置於沿著一照射裝置方向遠離該旋轉軸線之位置處，該照射裝置方向與該旋轉方向交叉且沿著該旋轉方向與該量測裝置隔開。
65. 如請求項57至64中任一項所述之處理機，其進一步包含 預加熱裝置，其在遠離照射區定位之預加熱區中預加熱粉體，在該照射區處，藉由該照射裝置發射之該能量束沿著該移動方向導引於該粉體處。
66. 一種處理機，其包含： 支撐裝置，其包括非平坦支撐表面； 粉體供應裝置，其將粉體供應至該支撐裝置且形成彎曲粉體層；及 照射裝置，其用能量束照射該層以自該粉體層形成建置部件。
67. 如請求項66所述之處理機，其中該非平坦支撐表面具有曲率。
68. 如請求項67所述之處理機，其中該照射裝置沿著掃掠方向掃掠該能量束，且其中該彎曲支撐表面在該能量束穿過之平面中包括曲率。