Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

JP6990506B2 - 三次元印刷のための方法及び装置 - Google Patents

三次元印刷のための方法及び装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6990506B2
JP6990506B2 JP2016226850A JP2016226850A JP6990506B2 JP 6990506 B2 JP6990506 B2 JP 6990506B2 JP 2016226850 A JP2016226850 A JP 2016226850A JP 2016226850 A JP2016226850 A JP 2016226850A JP 6990506 B2 JP6990506 B2 JP 6990506B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control mechanism
polarization
laser energy
substrate
controller
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
JP2016226850A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017149132A (ja
Inventor
マシュー ルシア,
ジェフリー エイチ. ハント,
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
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 Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of JP2017149132A publication Critical patent/JP2017149132A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6990506B2 publication Critical patent/JP6990506B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y10/00Processes of additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/03Observing, e.g. monitoring, the workpiece
    • B23K26/032Observing, e.g. monitoring, the workpiece using optical means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342Build-up welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/264Arrangements for irradiation
    • B29C64/268Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive 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
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y40/00Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE 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
    • B33Y50/00Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2025/00Use of polymers of vinyl-aromatic compounds or derivatives thereof as moulding material
    • B29K2025/04Polymers of styrene
    • B29K2025/06PS, i.e. polystyrene
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/25Solid
    • B29K2105/251Particles, powder or granules

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)

Description

本開示の態様は概して、三次元印刷のための方法及び装置に関する。付加製造としても知られている三次元(3D)印刷は、三次元物体を合成するために使用される様々なプロセスのいずれかである。3D印刷では、コンピュータ制御のもとに、材料の連続層が載置される。上記の物体は、ほとんどあらゆる形状又は幾何形状のものであってよく、3Dモデル又はその他の電子データソースから生産される。3D印刷の一例は、選択的レーザ焼結である。選択的レーザ焼結においては、レーザが基材に向けて方向付けられ、レーザエネルギーが基材に吸収されると、基材が溶解する。基材は、再凝固すること、ひいては、所望の形状又は構成を形成することが可能である。材料が溶解する程度は、レーザの出力及び強度に大いに依拠する。緻密な物体の製造を支援するためには、レーザエネルギーを小領域内にとどめる必要がある。更に、材料界面におけるレーザスポットのサイズとレーザの滞留時間との間の関係は、非線形であり、製造の精度に更に影響を与える。
従来型の手法は、レーザを1つの場所に固定し、基材が載っているステージをレーザに対して移動させることによって、上記の問題を克服しようとしている。かかる手法は、上記の製造の精度に関する問題の一部を未然に防ぐが、固定されたレーザはいくつかの欠点をもたらす。とりわけ、ステージがレーザに対して前後に往復運動しなければならないことから、製造されうる被加工物のサイズは、ステージのサイズ、及びこのステージが内部で移動するために使用できる領域のサイズによって限定される。更に、3D印刷工程中にステージが移動しうる速度によって、製造のスピードが限定される。
上記に基づき、3D印刷のための方法及び装置の改良が必要である。
本開示は概して、3D印刷のための方法及び装置に関する。装置は、静止している被加工物ステージと、被加工物ステージ上の種々の場所にレーザエネルギーを方向付けるよう適合した、光学アセンブリとを含む。光学アセンブリは、強度制御機構、偏光機構、形状制御機構、及び、被加工物ステージに向けてレーザエネルギーを方向付けるよう構成されたビームステアリング機構のうちの一又は複数を含む。方法は、レーザから被加工物ステージに向けてエネルギービームを方向付けると共に、エネルギービームの方向を調整することか、エネルギービームの強度を調整することか、エネルギービームの形状を調整することか、又は、エネルギービームの偏光を調整することを含む。
一態様では、三次元印刷装置は、上にある基材を支持するための被加工物支持体と、基材にレーザエネルギーを供給するためのレーザと、基材の画像を捕捉するための画像デバイスと、画像デバイスから画像データを受信するためのコントローラと、コントローラに連結され、かつ、コントローラからの指令を受信するよう適合した、光学アセンブリとを備える。光学アセンブリは、形状制御機構と、偏光機構と、強度制御機構とを備える。
別の態様では、三次元印刷装置は、上にある基材を支持するための被加工物支持体と、基材にレーザエネルギーを供給するためのレーザと、基材の画像を捕捉するための画像デバイスと、画像デバイスから画像データを受信するためのコントローラと、コントローラに連結され、かつ、コントローラからの指令を受信するよう適合した、光学アセンブリとを備える。光学アセンブリは、複数の作動可能な鏡を備えるビームステアリング機構と、一又は複数の回転可能なハウジングであって、各々が、レーザエネルギーを受け入れるために各々に形成された円形開口を有するハウジングを備える、形状制御機構と、一又は複数の回転可能な偏光感応要素を備える偏光機構と、強度制御機構とを備える。
別の態様では、3D印刷工程中にレーザを調整する方法は、印刷ソースから静止している被加工物支持体上の基材へと、レーザエネルギーを方向付けることと、基材上のレーザエネルギーの衝突場所の画像を捕捉することと、捕捉された画像の画像データをコントローラに提供することとを含む。コントローラが画像データを受信することに応じて、印刷ソースの一又は複数のパラメータを調整するために、コントローラから印刷ソースに指令が提供され、印刷ソースの一又は複数のパラメータが調整される。
本開示の上述の特徴を詳細に理解しうるように、上記で簡単に要約されている本開示のより具体的な説明が、態様を参照することによって得られる。一部の態様は付随する図面に示されている。しかし、付随する図面は例示的な態様しか示しておらず、従って、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な態様も許容しうることに、留意されたい。
本開示の一態様による3D印刷装置の概略斜視図である。 本開示の一態様によるエネルギー源の概略図である。 本開示の別の態様によるエネルギー源の概略図である。 本開示の別の態様によるビームステアリング機構の概略図である。 本開示の一態様による強度制御機構の概略図である。 本開示の一態様による形状制御機構の概略図である。 本開示の一態様による形状制御機構の図の部分概略図である。 3D印刷プロセス中にレーザエネルギーを調整するための方法のフロー図である。理解を容易にするため、可能な場合には、複数の図に共通する同一の要素を指し示すために同一の参照番号を使用した。一態様の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の態様に有益に組み込まれうると想定される。
本開示は概して、3D印刷のための方法及び装置に関する。装置は、静止している被加工物ステージと、被加工物ステージ上の種々の場所にレーザエネルギーを方向付けるよう適合した、光学アセンブリとを含む。光学アセンブリは、強度制御機構、偏光機構、形状制御機構、及び、被加工物ステージに向けてレーザエネルギーを方向付けるよう構成されたビームステアリング機構のうちの一又は複数を含む。方法は、レーザから被加工物ステージに向けてエネルギービームを方向付けると共に、エネルギービームの方向を調整することか、エネルギービームの強度を調整することか、エネルギービームの形状を調整することか、又は、エネルギービームの偏光を調整することを含む。
図1は、本開示の一態様による3D印刷装置100の概略斜視図である。3D印刷装置100は、被加工物支持体102と、被加工物支持体102に隣接する、一又は複数の材料送りカートリッジ104a、104b(2つが図示されている)とを含む。印刷ソース106、及び、カメラなどの画像デバイス108は、上方に位置付けられ、被加工物支持体102に向けて方向付けられる。コントローラ110は、3D印刷工程中の構成要素の制御を支援するために、印刷ソース106及び画像デバイス108を含む、3D印刷装置100の構成要素に連結される。
一又は複数の材料送りカートリッジ104a、104bの各々は、3D物体を形成する基材113を貯蔵するための容器111を含む。一例では、基材113は、様々な材料の中でも特に、ナイロン及びポリスチレンを含むポリマー、鋼、チタニウム、又はその他の合金などの金属、並びにセラミックといった、金属又はセラミックのうちの一又は複数を含みうる。基材113は、約20ミクロンから約70ミクロンまでの粒径を有する粉末でありうる。一又は複数の材料送りカートリッジ104a、104bは、アクチュエータ(図示せず)によって垂直に駆動される、作動可能なフロアプレート112を含む。フロアプレート112の作動により、材料送りカートリッジ104a、104bにおいて基材113の高さが上昇する。基材113が上昇位置にある状態で、送りローラ114は、長手方向に(X軸方向に)移動して、材料送りカートリッジ104a又は104bから被加工物支持体102へと基材113を押すか、又は運ぶ。被加工物支持体102の上側支持面は、基材113が移されると、移された基材113を受け入れ、ひいては、被加工物支持体102の上側表面を材料送りカートリッジ104a、104bと共平面に維持するために、垂直に、例えば下向きに作動するよう適合している。更に、被加工物支持体102の垂直作動により、被加工物支持体102の上側表面が定位置に維持されて、3D物体の製造中の一貫性保持が支援される。一例では、被加工物支持面は、送りローラ114による再送り毎に約0.002インチから約0.008インチずつ、漸次下降しうる。
動作中に、レーザエネルギー115は、印刷ソース106から被加工物支持体102へと方向付けられる。被加工物支持体102上に配置される基材は、レーザエネルギー115によって選択的に溶かされ、再凝固が可能になる。印刷ソース106は、被加工物支持体の表面全体のあらゆる場所にレーザエネルギーを方向付け、ひいては、処理中に被加工物支持体102が静止したままであること、それによって、従来型の装置及び技法の製造スピードの問題の多くを克服することを可能にするよう、適合している。画像デバイス108は、被加工物支持体102に向けて方向付けられ、被加工物支持体102、並びに被加工物支持体102上のレーザエネルギー接触場所の画像を捕捉する。画像デバイス108からのデータは、被加工物支持体102上の基材113の一貫した処理を支援するために、コントローラ110に送信される。画像デバイス108からデータの受信に応じて、コントローラ110は、印刷ソース106のパラメータに一又は複数の調整を行いうる。
図1は3D印刷装置100の一態様を示しているが、その他の態様も想定される。例えば、3D印刷装置100は1を上回る数の画像デバイス108を含みうると想定される。加えて、印刷ソース106は、被加工物支持体102の上方に位置付けられ、被加工物支持体102の中心に配置されうるか、又は中心を外れて位置付けられうると、想定される。印刷ソース106が中心を外れて位置付けられる一態様では、画像デバイス108は被加工物支持体の中心の上方に位置付けられうると、想定される。
図2Aは、本開示の一態様による印刷ソース206aの概略図である。印刷ソース206aは、図1の印刷ソース106に類似しており、それと置換可能に利用されうる。印刷ソース206aは、光学アセンブリ216と、高出力炭酸ガスレーザなどのレーザ217とを含む。レーザ217の出力レベルは、種々の組成の基材に順応するよう調整されうると想定される。一例では、レーザ217は、約1ワットから約10ワットの出力レベルを有しうるが、その他の出力レベルも想定される。追加的又は代替的には、レーザの振幅プロファイルは、プロファイルが出力印加におけるホールのギャップを含まないように、選択されうる。例えば、振幅プロファイルは、ガウシアン、ローレンツ、トップハット、又は類似のものでありうる。光学アセンブリ216は、レーザ217からレーザエネルギー115を受容し、このレーザエネルギー115を図1に示す被加工物支持体102に向けて方向付けるよう適合している。光学アセンブリ216は、一又は複数のビームステアリング機構220と、形状制御機構221と、偏光機構222と、強度制御機構223とを含む。形状制御機構221、偏光機構222、及び強度制御機構223は、任意の連続順序で配置されてよく、図2Aに示す順序に限定されないことに、留意されたい。印刷ソース206aの一又は複数の構成要素は、それぞれの構成要素の制御を支援するために、コントローラ110に連結されうる。
ビームステアリング機構220は、接続ロッド226を通じてアクチュエータ225に連結された第1の鏡224を含む。アクチュエータ225は、接続ロッド226、ひいては鏡224を回転させて、X-Z平面においてレーザエネルギー115が鏡224に反射する方向を変える。同様に、ビームステアリング機構220は、接続ロッド229を介してアクチュエータ228に連結された第2の鏡227も含む。アクチュエータ228は、接続ロッド229の長手方向軸の周囲で鏡227を回転させて、Y-X平面においてレーザエネルギー115が鏡227に反射する方向を変える。アクチュエータ225、228は、コントローラ110に接続され、コントローラ110から受信した指令に応じて鏡224、227の位置を調整する。ビームステアリング機構220を使用することで、印刷ソース206aに対して被加工物支持体102を移動させることなく、レーザエネルギー115が被加工物支持面の全ての領域に方向付けられうる。
作動中に、レーザエネルギー115が光学アセンブリ216を通って被加工物支持体102(図1参照)へと進むにつれて、その途上で、ビームステアリング機構220、形状制御機構221、偏光機構222、及び強度制御機構223の各々は、レーザエネルギー115の一又は複数の特性を調整する。特性を調整することで、基材113の処理の改善が支援され、3D印刷された物体の精度の向上がもたらされる。形状制御機構221、偏光機構222、及び強度制御機構223は、レーザエネルギー115が被加工物支持体102上の種々の場所に方向付けられる際の軌道、ビーム経路長、ビーム強度、及びビーム形状の変化を補償し、ひいては、レーザエネルギー115が被加工物支持体102に対して移動する際の、被加工物支持体102上での基材113の一貫した処理を支援する。デジタルマイクロミラーデバイスなどの類似の種類のミラーデバイス又はレンズデバイスが、コントローラ110から受信した指令に応じてレーザエネルギー115を方向付けるために、追加的又は代替的に利用されうると、想定される。
図2Bは、本開示の別の態様による印刷ソース206bの概略図である。印刷ソース206bは、印刷ソース206aに類似している。しかし、印刷ソース206bの光学アセンブリ216は、ビームステアリング機構を含まない。その代わりに、印刷ソース206bを支持するために、方向マウント230が利用される。コントローラ110(図2A参照)から信号を受信することに応じて、印刷ソース206a全体が、レーザエネルギー115を所望の場所に方向付けるために移動する。方向マウント230は、中にレーザ217と光学アセンブリ216とを収納しているハウジング233に連結される。方向マウント230は、Y-X平面でのハウジング233の回転運動を支援するための第1連結部231と、Y-Z平面でのハウジング233の回転運動を支援するための第2連結部232とを含む。ハウジング233の動きは、レーザエネルギー115の軌道変更をもたらす。第1連結部231及び第2連結部232は、第1連結部231及び第2連結部232の作動を支援するために、アクチュエータ234に連結されうる。代替的には、アクチュエータ234は、第1連結部231及び第2連結部232の各々の中に包含されうる。第1連結部231及び第2連結部232は、任意で、ボール継手又はその他の類似の多方向連結に置き換えられうると、想定される。
図2Cは、本開示の別の態様によるビームステアリング機構236の概略図である。一又は複数のビームステアリング機構236が、図2Aに示すビームステアリング機構220に加えて、又はビームステアリング機構220の代替物として、使用されうる。ビームステアリング機構236は、入射を方向付けし直すために液晶の非並列電気-光学効果を利用する、ステアリング可能な電気-エバネセント光リフラクタである。出射は、一又は複数のプリズム電極(水平)、又は電極及び取り出しプリズム(垂直)のいずれかを用いて、電圧調整可能なスネルの法則の屈折を介して、ステアリングされる。一例では、レーザエネルギーは、矢印237で示すようにビームステアリング機構に入り、印加される電圧に応じて、矢印238a又は238bで示すように、或いはそれらの矢印の間の任意の軌道に、方向付けし直されうる。電圧の印加は、コントローラ110(図1参照)によって制御されうる。図2Cは、非機械的なビームステアリングデバイスの一態様を示しているが、その他の非機械的なビームステアリングデバイスも考えられうることに、留意されたい。
図3Aは、本開示の一態様による強度制御機構323の概略図である。強度制御機構323は、強度制御機構223に類似しており、強度制御機構223と置換可能に使用されうる。強度制御機構323は、一又は複数の(2つが図示されている)調整可能偏光ユニット340a、340bを含む。調整可能偏光ユニット340a、340bの各々は、偏光感応要素342が内部に固定されているハウジング341を含む。偏光感応要素342は、その径方向外側のエッジに形成された、又はかかるエッジに連結された、ギア歯343を有しうる。ギア歯343は、各偏光感応要素342の回転を支援するために、アクチュエータ345によって駆動されるそれぞれの駆動ギア344に係合する。一例では、各偏光感応エレメント342は、二分の一波長板又は四分の一波長板などの一又は複数の波長板又は偏光器を含んでよく、かかる波長板又は偏光器は、所定の量の放射がそれらを通ることを可能にするために、選択的に回転しうる。加えて、調整可能偏光ユニット340a、340bの各ハウジング341は、所望に応じて各偏光感応要素342を光経路外に選択的に移動させるために、アクチュエータ346に連結されうる。
図3Aは強度制御機構の一例を示しているが、その他の例も想定される。例えば、レーザエネルギー115の強度を制御するために、調整可能偏光ユニット340a、340bのうちの一又は複数が、円形可変光フィルタなどの可変光フィルタ、又は、交差偏光器/ポケットセルの組み合わせといった、他の電気-光学システムに置き換えられうると、想定される。追加的又は代替的には、レーザエネルギー115の強度は、レーザ217に対する出力印加の調整によって制御されうると、想定される。
レーザエネルギー115の強度の調整は、基材の一貫した処理を促進する。処理中にレーザエネルギーは被加工物支持体102周辺に方向付けられることから、様々な変数の中でも特にレーザエネルギーの経路長は、常に変化し続け、ゆえに、被加工物支持体上の各場所に提供されるレーザエネルギーの正確な量に影響を与える。しかし、レーザエネルギー115の強度は調整されて、被加工物支持体102の全体領域のあらゆる場所に、均一な出力印加をもたらしうる。上述したように、レーザエネルギーの強度は、画像デバイス108からのフィードバック、及びコントローラ110からの指令に応じて、調整されうる。ゆえに、コントローラ110によって指示されるレーザエネルギー115の強度の調整が、処理中のレーザエネルギー115の経路長又はその他の変数の変化による強度の変化を補償する。強度調整は、レーザエネルギー115の強度を増大させるか、減少させるかのいずれかに利用されうると、想定される。
図2に示す偏光機構222などの偏光機構は、図3Aに示す強度制御機構323の構造に類似する構造を有しうる。偏光機構222の一又は複数の偏光感応要素は、レーザエネルギー115に対する所望の偏光を提供するよう製造されうる。一例では、偏光機構222及び強度制御機構323が単一ユニット内に組み合わされうるか、又は、単一のユニットによってそれぞれの機能が実施されうると、想定される。別の態様では、偏光機構は、軸方向に位置合わせされた、複数の回転可能な偏光感応要素を含みうる。
レーザエネルギー115の偏光の調整は、基材の一貫した処理を促進し、ひいては、3D物体のより正確な製造をもたらす。レーザエネルギー115が基材の周辺で移動して、物体を形成するにつれて、基材の表面に対するレーザエネルギーの偏光は、レーザエネルギー115の非正規衝突によって変動しうる。衝突における変動は吸収差をもたらすことがあり、吸収差は、一貫しない処理につながり、ひいては印刷された物品の品質に影響を与える。例えば、(入射面に対して垂直であるか、平行であるような)S偏光及びP偏光は、吸収及び/又は反射率のレベルに差異があり、ゆえに、補正されなければ一貫しない処理をもたらしうる。
図3Bは、本開示の一態様による形状制御機構350の概略図である。形状制御機構350は、形状制御機構221の代わりに使用されうる。形状制御機構350は、一又は複数の(2つが図示されている)ビーム成形デバイス351a、351bを含む。各ビーム成形デバイス351a,351bは、円形開口353が形成されているハウジング352を含む。各円形開口353は、ハウジング352の一平面がレーザエネルギー115に対して垂直である場合にレーザエネルギー115の通過を可能にするよう、サイズ決定される。ビーム成形デバイス351a、351bは、接続ロッド355を介してハウジング352に連結されたアクチュエータ354も含む。アクチュエータ354は、ハウジング352の平面配向を調整するために、ハウジング352を接続ロッド355の回転軸の周囲で回転させるよう適合している。この様態では、形状制御機構350は、異なる軸の周囲で回転する複数の回転可能なハウジング352を備える。
形状制御機構が存在しない場合、円形ビームプロファイルが、高角度の入射角で基材113上に楕円形状の照光をもたらし、ひいては、照射された領域上での平均出力を低下させる。形状制御機構350は、3D印刷工程中に、ビームプロファイルを調整して、基材113上での円形状の照光の一貫保持を支援する。一例では、ハウジング352の平面配向の調整により、円形開口353が、レーザエネルギー115に対して垂直な平面における楕円形状を画定することになる。レーザエネルギー115が部分的に回転したハウジング352を通過するにつれて、レーザエネルギー115の一部分は、ハウジング352によって遮断され、楕円形又は非円形の断面形状を有するレーザエネルギー115のビームをもたらす。この楕円形状又は非円形状は、比較的高角度の入射角に関しても、照射面上のビームプロファイルが円形になるように選択される。
ビーム成形デバイス351a、351bのアクチュエータ354は、異なる軸の周囲での回転を支援して、ビーム形状の調整に対するより良好な制御を提供するために、互いに対して90度の角度に位置付けられる。90度以外の角度も利用されうると、想定される。一例では、ビーム成形デバイス351aのハウジング352がY軸の周囲で回転する一方、ビーム成形デバイス351bのハウジング352は、Z軸の周囲で回転する。ハウジング352は、レーザエネルギー115によって供給されるエネルギーに耐えるに適する材料で形成されうる。
レーザエネルギー115のビーム形状の調整は、基材の一貫した処理を促進する。処理中に、レーザエネルギー115と基材との間の入射角は、レーザエネルギー115が基材の端から端まで移動するにつれて、変動することになる。入射角が増大すると、レーザエネルギー115は、円形状ではなく楕円形状で基材上に投射され、基材の不正確で一貫しない処理をもたらす。形状制御機構350が、一貫した処理を支援するために、レーザエネルギー115のビームの形状を調整する一方、強度制御機構323は、基材113への一貫したエネルギー供給を支援するために、形状制御機構350による部分的なエネルギー遮断を補償しうる。
図3Cは、本開示の別の態様による形状制御機構360の図の部分概略図である。形状制御機構360は、形状制御機構350に加えて、又は形状制御機構350の代替物として、使用されうる。形状制御機構は、円形レンズ支持体362内に配置された楕円形状レンズ361を含む。レンズ支持体362は、その径方向外側エッジに連結されたギア歯363を含む。レンズ支持体362は、ハウジング364内に回転可能に位置付けられる。レンズ支持体362、ひいては楕円形状レンズ361は、アクチュエータ365を介し、ギア歯363に係合しているギア366を通じて、回転するよう駆動される。
楕円形状レンズ361は、単一方向に光を合焦させるよう構成される。例えば、ハウジング364の平面(例えばZ軸)に対して垂直に進む光は、X軸にのみ合焦し、Y軸には合焦しないことがある。かかる一方向性の合焦は、ビーム形状の変化を可能にし、ひいては、基材上でのビーム投射形状の変化を補正する。更に、楕円形状レンズ361を利用することで、楕円形状レンズ361が、ビームの部分を遮断することなくビーム形状を変化させ、それにより、ビーム形状の変化に起因する強度補正を軽減するという、追加的な利点が提供されうる。所望のビーム形状を生成するために、一又は複数の連続楕円レンズが利用されうる。追加的又は代替的には、形状制御機構は、所定の強度プロファイルを生成するよう最適化された、他の特定のレンズ形状を含みうる。
図4は、3D印刷プロセス中にレーザエネルギーを調整するための方法470のフロー図である。方法470は、工程471において始まる。工程471では、レーザからのレーザエネルギーが、基材へと方向付けられて、基材を溶解させる。レーザエネルギーは、被加工物の形成を支援するために、コントローラによる指定の通りに基材上の特定の場所へと方向付けられる。レーザエネルギーが方向付けられている間に、工程472において、画像デバイスが、基材状の衝突場所の画像を捕捉する。工程472では、捕捉された画像のデータがコントローラに提供される。データの受信に応じて、コントローラは、画像データを解析し、受信したデータに基づく一又は複数の計算を実施する。例えば、コントローラは、入射角、ビーム経路長、基材との接触場所におけるビーム形状、接触場所におけるビームの偏光、及び、接触場所におけるビームの推定強度を、決定しうる。
その後工程474において、コントローラは、印刷ソースに指令を提供しうる。指令は、ビームの所望の形状、位置、強度、偏光などを実現して、基材の一貫した処理を支援するために、印刷ソースに一又は複数の調整を指示する。工程475において、指令の受信に応じて、印刷ソースの調整が実施される。例えば、ビームステアリング機構、形状制御機構、偏光機構、及び強度制御機構などの、印刷ソースの光学アセンブリの一又は複数の構成要素が調整されうる。その後、方法470は工程471に戻ってよく、レーザエネルギーは、基材上の同じ場所又は新たな場所へと方向付けられ、ひいては、所望の物体が3D印刷されうる。この様態では、方法470は、閉ループ関数であり、ゆえに、3D印刷工程中の制御及び精度の増大を支援する。閉ループ伝達関数は、画像デバイスによる出力時に測定される。出力信号波形は、閉ループ伝達関数、及び、コントローラによって提供される入力信号波形から、計算されうる。
更に、本開示は下記の条項による例を含む。
条項1.三次元印刷装置であって、上にある基材を支持するための被加工物支持体と、基材にレーザエネルギーを供給するためのレーザと、基材の画像を捕捉するための画像デバイスと、画像デバイスから画像データを受信するためのコントローラと、コントローラに連結され、かつ、コントローラから指令を受信するよう適合した光学アセンブリとを備え、光学アセンブリは、形状制御機構と、偏光機構と、強度制御機構とを備える、三次元印刷装置。
条項2.被加工物支持体は静止している、条項1に記載の三次元印刷装置。
条項3.光学アセンブリは、ビームステアリング機構を更に備える、条項1に記載の三次元印刷装置。
条項4.ビームステアリング機構は複数の回転可能な鏡を備える、条項3に記載の三次元印刷装置。
条項5.複数の回転可能な鏡は2つの鏡であり、2つの鏡は垂直な軸の周囲で回転可能である、条項4に記載の三次元印刷装置。
条項6.ビームステアリング機構は、ステアリング可能な電気-エバネセント光リフラクタを備える、条項3に記載の三次元印刷装置。
条項7.形状制御機構と、偏光機構と、強度制御機構は、コントローラが受信した指令に応じて調整可能である、条項1に記載の三次元印刷装置。
条項8.偏光機構は、一又は複数の回転可能な偏光感応要素を備える、条項1に記載の三次元印刷装置。
条項9.一又は複数の回転可能な偏光感応要素は、軸方向に位置合わせされた、複数の回転可能な偏光感応要素である、条項8に記載の三次元印刷装置。
条項10.一又は複数の回転可能な偏光感応要素は、二分の一波長板又は四分の一波長板を備える、条項8に記載の三次元印刷装置。
条項11.形状制御機構は、一又は複数の回転可能なハウジングであって、各々が、レーザエネルギーを受け入れるために各々に形成された円形開口を有するハウジングを備える、条項1に記載の三次元印刷装置。
条項12.形状制御機構は、異なる軸の周囲で回転する複数の回転可能なハウジングを備える、条項11に記載の三次元印刷装置。
条項13.形状制御機構は楕円形状レンズを備える、条項11に記載の三次元印刷装置。
条項14.三次元印刷装置であって、上にある基材を支持するための被加工物支持体と、基材にレーザエネルギーを供給するためのレーザと、基材の画像を捕捉するための画像デバイスと、画像デバイスから画像データを受信するためのコントローラと、コントローラに連結され、かつ、コントローラから指令を受信するよう適合した光学アセンブリとを備え、光学アセンブリは、複数の作動可能な鏡を備えるビームステアリング機構と、一又は複数の回転可能なハウジングであって、各々が、レーザエネルギーを受け入れるために各々に形成された円形開口を有するハウジングを備える、形状制御機構と、一又は複数の回転可能な偏光感応要素を備える偏光機構と、強度制御機構とを備える、三次元印刷装置。
条項15.ビームステアリング機構の作動可能な鏡は回転可能である、条項14に記載の三次元印刷装置。
条項16.形状制御機構は、異なる軸の周囲で回転する複数の回転可能なハウジングを備える、条項15に記載の三次元印刷装置。
条項17.一又は複数の回転可能な偏光感応要素は、二分の一波長板又は四分の一波長板を備える、条項16に記載の三次元印刷装置。
条項18.3D印刷工程中にレーザを調整する方法であって、印刷ソースから静止している被加工物支持体上の基材へと、レーザエネルギーを方向付けることと、基材上のレーザエネルギーの衝突場所の画像を捕捉することと、捕捉された画像の画像データをコントローラに提供することと、コントローラが画像データを受信することに応じて、印刷ソースの一又は複数のパラメータを調整するために、コントローラから印刷ソースに指令を提供することと、印刷ソースの一又は複数のパラメータを調整することとを含む、方法。
条項19.印刷ソースの一又は複数のパラメータを調整することは、強度制御機構を調整することと、偏光機構を調整することと、形状制御機構を調整することとを含む、条項18に記載の方法。
条項20.ビームステアリング機構を調整することを更に含む、条項19に記載の方法。
本開示の態様は、専らハードウェアの態様、専らソフトウェアの態様(ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどを含む)、又は、ソフトウェアとハードウェアの態様を組み合わせる態様という形態をとりうる。本開示の態様は、コンピュータプログラム製品において具現化されうる。コンピュータプログラム製品は、本開示の態様をプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読プログラム指令を有する、コンピュータ可読記憶媒体(複数可)を含みうる。
コンピュータ可読記憶媒体は、指令実行デバイスが使用するための指令を保持し、記憶することが可能な、有形デバイスでありうる。コンピュータ可読記憶媒体は、限定するわけではないが例としては、電子記憶デバイス、磁気記憶デバイス、光記憶デバイス、電磁記憶デバイス、半導体記憶デバイス、またはこれらの任意の好適な組み合わせでありうる。コンピュータ可読記憶媒体のより具体的な非網羅的リストは、ポータブルコンピュータディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM)、読出し専用メモリ(ROM)、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ(EPROM又はフラッシュメモリ)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、ポータブルコンパクトディスク読出し専用メモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、メモリスティック、フロッピーディスク、パンチカードまたは指令が記録されている溝内の隆起構造などの機械的にエンコードされたデバイス、及び、これらの任意の好適な組み合わせを、含む。コンピュータ可読記憶媒体とは、本書においては、それ自体が、電波又はその他の自由に伝播する電磁波、導波管又はその他の伝送媒体を通って伝播する電磁波(光ファイバケーブルを通過する光パルスなど)、或いは、ワイヤを通って伝送される電気信号といった、一時的信号であると、解釈されるべきではない。
本開示の動作を実行するためのコンピュータ可読プログラム指令は、アセンブラ指令、命令セットアーキテクチャ(ISA)指令、機械指令、機械依存指令、マイクロコード、ファームウェア指令、状態設定データ、或いは、C++などのようなオブジェクト指向型プログラミング言語、及び、「C」プログラミング言語又は類似のプログラミング言語などの従来的な手続き型プログラミング言語を含む、一又は複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで書かれた、ソースコード若しくはオブジェクトコードでありうる。
本開示の態様は、本開示の態様による方法、装置、及びコンピュータプログラム製品のフロー図及び/またはブロック図を参照して、本書で説明されている。フロー図及び/又はブロック図の各ブロック、並びに、フロー図及び/またはブロック図における複数のブロックの組み合わせは、コンピュータ可読プログラム指令によって実装可能であると、理解されよう。
上記のコンピュータ可読プログラム指令は、機械を生産するために、汎用コンピュータ、又は特殊用途コンピュータのプロセッサ、或いはその他のプログラマブルデータ処理装置に提供されてよく、それにより、コンピュータのプロセッサ又はその他のプログラマブルデータ処理装置を介して実行を行うこれらの指令が、フロー図及び/又はブロック図のブロック(複数可)内に特定されている機能/作用を実装するための手段を作り出す。上述のコントローラは、1つのかかるコンピュータである。上記のコンピュータ可読プログラム指令は更に、特定の様態で機能するために、コンピュータ、プログラマブルデータ処理装置、及び/又はその他のデバイスに命令を下すことが可能なコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてよく、それにより、指令が記憶されているコンピュータ可読記憶媒体は、フロー図及び/またはブロック図のブロック(複数可)内に特定されている機能/作用の態様を実装する指令を含む製品を含む。
図におけるフロー図及びブロック図は、本開示の様々な態様によるシステム、方法及びコンピュータプログラム製品の実現可能な実行形態の、アーキテクチャ、機能、及び動作を示している。これに関して、フロー図又はブロック図の各ブロックは、特定の論理機能(複数可)を実装するための一又は複数の実行可能指令を含む、指令のモジュール、セグメント、又は部分を表わしうる。一部の代替的実行形態においては、ブロック内に記述されている機能は、図に記載の順序から外れて発現しうる。例えば、連続して示されている2つのブロックは、含まれる機能に応じて、実際にはほぼ同時に実行されうるか、又は、ブロックは時に逆順に実行されることもある。ブロック図及び/又はフロー図の各ブロック、並びに、ブロック図及び/又はフロー図のブロックの組み合わせは、特定の機能又は作用を実施する特殊用途ハードウェアベースのシステムによって実装されうるか、或いは、特殊用途ハードウェアとコンピュータ指令との組み合わせによって実行されうることにも、留意されたい。
本書に記載の態様の利点は、3D印刷される構成要素、特に航空機部品などの比較的大型の構成要素の、印刷スピードの増大を含む。更に、本書に記載の態様が静止している被加工物支持体を利用することから、3D印刷工程に必要なフロアスペースが最小化され、可動支持体向けの整備が不要になる。
以上の説明は本開示の態様を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱しなければ、本開示の他の態様及び更なる態様が考案されてよく、本開示の範囲は以下の特許請求の範囲によって定められる。

Claims (7)

  1. 三次元印刷装置(100)であって、該三次元印刷装置は、
    上にある基材(113)を支持するための、静止している被加工物支持体(102)と、
    前記基材にレーザエネルギー(115)を供給するためのレーザ(217)と、
    前記基材の画像を捕捉するための画像デバイス(108)と、
    前記画像デバイスから画像データを受信するためのコントローラ(110)と、
    前記コントローラに連結され、かつ、前記コントローラから指令を受信するよう適合した光学アセンブリ(216)とを備え、前記光学アセンブリは、
    ビームステアリング機構(220)と、
    形状制御機構(350)と、
    偏光機構(222)と、
    強度制御機構(223)とを備える、三次元印刷装置(100)。
  2. 前記ビームステアリング機構と、前記形状制御機構と、前記偏光機構と、前記強度制御機構とが、前記コントローラから受信した前記指令に応じて調整可能である、請求項1に記載の三次元印刷装置。
  3. 記ビームステアリング機構は、2つの回転可能な鏡(224、227)を備え、当該2つの鏡は垂直な軸の周囲で回転可能である、請求項1又は2に記載の三次元印刷装置。
  4. 前記ビームステアリング機構は、ステアリング可能な電気-エバネセント光リフラクタを備える、請求項1からのいずれか一項に記載の三次元印刷装置。
  5. 前記偏光機構は、一又は複数の回転可能な偏光感応要素を備えており、
    前記一又は複数の回転可能な偏光感応要素が、軸方向に位置合わせされた、複数の回転可能な偏光感応要素であることと、
    前記一又は複数の回転可能な偏光感応要素が、二分の一波長板又は四分の一波長板を備えていることの、少なくとも一方である、請求項1に記載の三次元印刷装置。
  6. 前記形状制御機構は、一又は複数の回転可能なハウジングであって、各々が、前記レーザエネルギーを受け入れるために各々に形成された円形開口を有するハウジングを備えており、
    前記形状制御機構が、異なる軸の周囲で回転する複数の回転可能なハウジングを備えていること、
    前記形状制御機構が楕円形状レンズを備えていることの、少なくとも一方である、請求項1に記載の三次元印刷装置。
  7. 3D印刷工程中にレーザ(271)を調整する方法であって、該方法は、
    印刷ソース(106)から静止している被加工物支持体(102)上の基材(113)へと、レーザエネルギーを方向づけること(471)と、
    前記基材上の前記レーザエネルギーの衝突場所の画像を捕捉すること(472)と、
    捕捉された前記画像の画像データをコントローラ(110)に提供すること(473)と、
    前記コントローラが前記画像データを受信することに応じて、前記印刷ソースの一又は複数のパラメータを調整するために、前記コントローラから前記印刷ソースに指令を提供すること(474)と、
    前記印刷ソースの一又は複数のパラメータを調整すること(475)とを含み、
    前記印刷ソースの前記一又は複数のパラメータを調整することは、
    ビームステアリング機構(220)を調整することと、
    強度制御機構(223)を調整することと、
    偏光機構(222)を調整することと、
    形状制御機構(350)を調整することとを含む、方法。
JP2016226850A 2015-11-25 2016-11-22 三次元印刷のための方法及び装置 Active JP6990506B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/952,055 US10688733B2 (en) 2015-11-25 2015-11-25 Method and apparatus for three-dimensional printing
US14/952,055 2015-11-25

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017149132A JP2017149132A (ja) 2017-08-31
JP6990506B2 true JP6990506B2 (ja) 2022-01-12

Family

ID=58719926

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016226850A Active JP6990506B2 (ja) 2015-11-25 2016-11-22 三次元印刷のための方法及び装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10688733B2 (ja)
JP (1) JP6990506B2 (ja)
CN (1) CN106945272B (ja)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10220471B2 (en) * 2015-10-14 2019-03-05 Lawrence Livermore National Security, Llc Spatter reduction laser scanning strategy in selective laser melting
WO2018080507A1 (en) * 2016-10-27 2018-05-03 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Recoater for 3d printers
US10814429B2 (en) * 2018-01-26 2020-10-27 General Electric Company Systems and methods for dynamic shaping of laser beam profiles for control of micro-structures in additively manufactured metals
US10821551B2 (en) * 2018-01-26 2020-11-03 General Electronic Company Systems and methods for dynamic shaping of laser beam profiles in additive manufacturing
CN110361868B (zh) * 2018-03-26 2020-10-09 上海微电子装备(集团)股份有限公司 一种激光光束的调制装置、激光封装设备及加工方法
CN110405204B (zh) * 2018-04-28 2021-09-10 深圳市裕展精密科技有限公司 异质金属件的制备方法
EP3983152B1 (en) * 2019-06-13 2024-07-17 Nikon SLM Solutions AG Apparatus and method for producing a three-dimensional work piece
WO2021234973A1 (ja) * 2020-05-22 2021-11-25 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 積層造形における造形品質評価方法、積層造形システム、情報処理装置およびそのプログラム
CN111730861A (zh) * 2020-06-30 2020-10-02 北京闻亭泰科技术发展有限公司 一种基于数字光处理的3d打印激光处理模块
CN116348223A (zh) 2020-10-02 2023-06-27 Slm方案集团股份公司 操作辐照系统的方法、辐照系统和具有偏振控制的用于生产三维工件的设备
EP4005707A1 (en) * 2020-11-24 2022-06-01 Rolls-Royce Corporation Occulting device for optical system in additive manufacturing systems
WO2023076570A1 (en) * 2021-10-28 2023-05-04 Align Technology, Inc. Systems and methods for post-processing additively manufactured objects

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002210835A (ja) 2001-01-24 2002-07-31 Matsushita Electric Works Ltd 光ビームの偏向制御方法及び光造形装置
JP2004306612A (ja) 2003-04-09 2004-11-04 Three D Syst Inc サーマルイメージ・フィードバックを用いた焼結
JP2015530285A (ja) 2012-07-27 2015-10-15 フェニックス システム 積層を利用して三次元立体物を製造する装置及び製造方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4863538A (en) 1986-10-17 1989-09-05 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus for producing parts by selective sintering
US5155324A (en) 1986-10-17 1992-10-13 Deckard Carl R Method for selective laser sintering with layerwise cross-scanning
US5121329A (en) 1989-10-30 1992-06-09 Stratasys, Inc. Apparatus and method for creating three-dimensional objects
US5198159A (en) * 1990-10-09 1993-03-30 Matsushita Electric Works, Ltd. Process of fabricating three-dimensional objects from a light curable resin liquid
US5393482A (en) * 1993-10-20 1995-02-28 United Technologies Corporation Method for performing multiple beam laser sintering employing focussed and defocussed laser beams
DE102007008988A1 (de) * 2007-02-23 2008-08-28 Airbus Deutschland Gmbh Rumpf eines Luft-oder Raumfahrzeugs und ein entsprechendes Luft-oder Raumfahrzeug
JP5234315B2 (ja) * 2007-12-03 2013-07-10 ソニー株式会社 光造形装置および光造形方法
JP5801558B2 (ja) * 2008-02-26 2015-10-28 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 多光子露光システム
JP5301217B2 (ja) 2008-08-22 2013-09-25 パナソニック株式会社 三次元形状造形物の製造方法およびその製造装置
WO2011034985A1 (en) 2009-09-17 2011-03-24 Sciaky, Inc. Electron beam layer manufacturing
DE112011101779T5 (de) 2010-05-25 2013-03-14 Panasonic Corporation Metallpulver zum selektiven Lasersintern, Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formgegenstands unter Verwendung desselben und davon erhaltener dreidimensionaler Formgegenstand
WO2014200581A2 (en) * 2013-03-14 2014-12-18 The Government Of The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy Non-mechanical beam steering tracking system
US10198420B2 (en) 2013-06-15 2019-02-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Telling interactive, self-directed stories with spreadsheets
GB201317974D0 (en) * 2013-09-19 2013-11-27 Materialise Nv System and method for calibrating a laser scanning system
US10086566B2 (en) * 2014-01-02 2018-10-02 Old World Labs Apparatus for production of three-dimensional objects by stereolithography
KR101590774B1 (ko) * 2014-10-16 2016-02-19 한국생산기술연구원 단방향으로 회전하는 폴리곤미러를 구비하는 입체조형장비의 헤드장치 및 이를 이용하는 조형평면의 스캐닝방법 및 이를 이용하는 입체조형장치.
CN104785779B (zh) * 2015-03-20 2017-08-18 徐州奕创光电科技有限公司 一种激光扫描头、三维打印装置及打印方法
US10131095B2 (en) * 2015-08-05 2018-11-20 Formlabs, Inc. Techniques of additive fabrication using an aspheric lens and related systems and methods

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002210835A (ja) 2001-01-24 2002-07-31 Matsushita Electric Works Ltd 光ビームの偏向制御方法及び光造形装置
JP2004306612A (ja) 2003-04-09 2004-11-04 Three D Syst Inc サーマルイメージ・フィードバックを用いた焼結
JP2015530285A (ja) 2012-07-27 2015-10-15 フェニックス システム 積層を利用して三次元立体物を製造する装置及び製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106945272A (zh) 2017-07-14
US10688733B2 (en) 2020-06-23
CN106945272B (zh) 2020-08-14
US20170144371A1 (en) 2017-05-25
JP2017149132A (ja) 2017-08-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6990506B2 (ja) 三次元印刷のための方法及び装置
JP4873191B2 (ja) レーザービームを用いた材料の穿孔および除去装置
US11980970B2 (en) Visible laser additive manufacturing
JP3645262B2 (ja) 多重ビームレーザ焼結
US20120267345A1 (en) Method of manufacturing a component
JP4204810B2 (ja) レーザビーム送出システム
JP5015326B2 (ja) 三次元物体の製造方法
TWI659821B (zh) 具有改良的光學單元之立體平版印刷機
US20130175243A1 (en) Laser Drilling and Trepanning Device
JP2019536635A (ja) 直接金属レーザ溶接の冷却速度制御のためのインラインレーザスキャナ
KR20180016596A (ko) 빔 디렉터
JP2004514053A (ja) 電磁放射線束によって焼結、物質除去および/またはラベリングを行う装置およびその装置を操作する方法
KR20160107298A (ko) 표면을 레이저 가공하기 위한 가공 장치 및 방법
TW201026420A (en) Method and apparatus for forming grooves in the surface of a polymer layer
KR20150126603A (ko) 테이퍼 제어를 위한 빔 각도 및 작업물 이동의 공조
JP2010522977A5 (ja)
KR20120004426A (ko) 개선된 레이저 가공 방법 및 장치
CN108115289A (zh) 一种激光加工装置及激光加工方法
KR102375235B1 (ko) 레이저 가공 시스템 및 방법
KR20200129726A (ko) 세라믹 임플란트 레이저 가공 장치
US20230092230A1 (en) Laser processing machine, laser processing system, rotator unit apparatus, laser processing method, and method for producing probe card
WO2020012771A1 (ja) レーザ加工装置、レーザ加工方法及び成膜マスクの製造方法
CN117715717A (zh) 使用光转向和/或动态波束整形进行增材制造
JP2019098373A (ja) 付加加工用ヘッド
SU1798090A1 (en) Method of and device for laser treatment of dielectric materials

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191115

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201207

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201215

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210525

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210824

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6990506

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150