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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-10-19
(45)【発行日】2023-10-27
(54)【発明の名称】レーザ製造付加システム及び方法
(51)【国際特許分類】
B29C 64/268 20170101AFI20231020BHJP
B29C 64/135 20170101ALI20231020BHJP
B29C 64/153 20170101ALI20231020BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20231020BHJP
B28B 1/30 20060101ALI20231020BHJP
G02B 5/08 20060101ALI20231020BHJP
G02B 26/10 20060101ALI20231020BHJP
【ＦＩ】
B29C64/268
B29C64/135
B29C64/153
B33Y30/00
B28B1/30
G02B5/08 D
G02B26/10 108
【請求項の数】
7
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2019153597
(22)【出願日】2019-08-26
(65)【公開番号】P2020062874
(43)【公開日】2020-04-23
【審査請求日】2022-08-24
(31)【優先権主張番号】16/112,929
(32)【優先日】2018-08-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】500520743
【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー
【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】オズボーン， ヘイデン エス．
(72)【発明者】
【氏名】ヒリアード， マイケル ティー．
(72)【発明者】
【氏名】カーニー， ロバート エル．
【審査官】▲高▼橋 理絵
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－０６００７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０８－２３８６７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０００－２６３２７１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２１１６５６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ２９Ｃ ６４／００－６４／４０
Ｂ３３Ｙ １０／００－９９／００
Ｂ２８Ｂ １／３０
Ｇ０２Ｂ ５／０８
Ｇ０２Ｂ ２６／１０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
付加製造のためのレーザアセンブリであって、第１の方向に位置合わせされた第１のレーザビームと、
前記第１の方向と位置合わせされて配置された第１の部分反射固定ミラーであって、前記第１のレーザビームの第１の部分を第２の方向に反射し、且つ前記第１のレーザビームの残りの第２の部分を前記第１の方向に通過させる、第１の部分反射固定ミラーと、
前記第１のレーザビームの前記第１の部分の前記第２の方向と位置合わせされて配置された第１の振動ミラーであって、前記第１のレーザビームの前記第１の部分が、前記第１の振動ミラーによって第３の方向に屈折される、第１の振動ミラーと、
前記第１の方向に沿って前記第１のレーザビームの前記第２の部分と位置合わせされて配置された第２の部分反射固定ミラーであって、前記第１のレーザビームの前記第２の部分のうちの第３の部分を第４の方向に反射し、且つ前記第１のレーザビームの残りの第４の部分を前記第１の方向に通過させる、第２の部分反射固定ミラーと
を含み、
前記第２の部分反射固定ミラーの反射率が前記第１の部分反射固定ミラーの反射率よりも高く、前記第１のレーザビームの前記第１の部分と前記第３の部分とが同一の出力量である、レーザアセンブリ。
【請求項2】
前記第１の部分反射固定ミラーが、前記第１のレーザビームの前記第１の方向に対してある角度で配置された表面を有する、請求項１に記載のレーザアセンブリ。
【請求項3】
前記第１のレーザビームの前記第１の方向に対する前記角度が４５度（４５°）であり、前記第１のレーザビームの前記第１の部分の前記第２の方向が前記第１の方向から９０度（９０°）の角度で延びる、請求項２に記載のレーザアセンブリ。
【請求項4】
前記第１のレーザビームの前記第１の部分の前記第２の方向と位置合わせされた第１のレーザシャッターを更に含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のレーザアセンブリ。
【請求項5】
前記第３の方向に屈折した前記第１のレーザビームの前記第１の部分が、床内の材料と位置合わせされる、請求項１から４のいずれか一項に記載のレーザアセンブリ。
【請求項6】
前記材料が、ポリマー粉末、液体樹脂又はセラミック樹脂である、請求項５に記載のレーザアセンブリ。
【請求項7】
前記第１のレーザビームの前記第３の部分の前記第４の方向と位置合わせされて配置された第２の振動ミラーを更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のレーザアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、構成要素の付加製造に関し、より具体的には、付加製造がレーザ光ビームで実施される付加製造に関する。
【背景技術】
【0002】
他の方法では製造が困難な構成要素を製造するために、付加製造プロセスが開発された。付加製造は、部品の生産において多くの利点を提供するとともに、様々な材料からこれらの部品を製造できる設計の自由度を提供する。連続した粉末層又は樹脂層を溶融又は焼結して部品を製造する選択的レーザ焼結といった、付加製造の様々な技術が開発されている。他の付加製造プロセスは、液体樹脂を使用する場合があり、固体材料の溶融堆積を含む場合があり、又は材料のシートの積層体の製造を含む場合がある。
【0003】
ポリマーなどの粉末の選択的レーザ焼結や樹脂のステレオリソグラフィなどの付加製造プロセスを使用する場合、レーザビームの移動距離がポリマー粉末又は樹脂床にわたって増加するにつれ、レーザビームの発散に問題が生じる可能性がある。レーザビームの移動距離が粉末又は樹脂床にわたって増加するにつれ、結果的に製造される部品は、ビルドの品質と容量に制限を有することになる。これらの制限に対処するために、粉末又は樹脂床に印加し、レーザビームの移動を減らすために、追加のレーザビーム源を追加することができるが、追加のレーザ光源を追加すると、粉末又は樹脂床に印加される様々なレーザビーム間での出力変動の発生を伴う製造品質の問題が発生する可能性がある。
【0004】
単一のレーザビーム源により、処理時間が遅くなり、ビルド容量が小さくなる。レーザビームがより長い距離を移動し、ビームの発散が発生した床内の場所では、部品の一部の品質が更に低下する可能性がある。レーザ源の数を増やすには、出力設定と位置の較正が必要となり、ビームの発散の結果として部品のビルド品質が更に低下する可能性がある。
【0005】
生産容量を高め、生産される部品の品質を高める必要がある。構築される部品の品質の向上には、様々な源からの様々なレーザビームの使用による出力変動の発生を減らし、出力設定の較正要求を減らすことで、より一貫した量のエネルギーを床に与えることが含まれる。
【発明の概要】
【0006】
実施例は、第１の方向に位置合わせされた第１のレーザビームと、第１のレーザビームの第１の部分を第２の方向に反射し、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が第１の方向に第１の部分反射固定ミラーを通過する第１の方向と位置合わせされて配置された第１の部分反射固定ミラーとを含む付加製造のためのレーザアセンブリを含む。レーザアセンブリは、第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向と位置合わせされて配置された第１の振動ミラーであって、第１のレーザビームの第１の部分が、第１の振動ミラーによって第３の方向に屈折される、第１の振動ミラーを更に含む。
【0007】
実施例は、第１の方向に位置合わせされた第１のレーザビームと、第１の方向から離間した第６の方向に位置合わせされた第２のレーザビームとを含む付加製造のためのレーザシステムを含む。第１の部分反射固定ミラーは、第１のレーザビームの第１の部分を第２の方向に反射し、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が第１の方向に第１の部分反射固定ミラーを通過する第１の方向と位置合わせされて配置される。第１の振動ミラーは、第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向と位置合わせされて配置され、第１のレーザビームの第１の部分が、第１の振動ミラーによって第３の方向に屈折される。第６の方向と位置合わせされて配置され、第２のレーザビームの第１の部分を第７の方向に反射し、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が、第３の部分反射固定ミラーを第６の方向を通過する、第３の部分反射固定ミラーが更に含まれる。第３の振動ミラーは、第２のレーザビームの第１の部分の第７の方向に位置合わせされて配置され、第２のレーザビームの第１の部分は、第３の振動ミラーによって第８の方向に屈折する。
【0008】
一例は、第１のレーザビームを第１の方向に、第１の方向に位置合わせされた第１の部分反射固定ミラーで、放射するステップを含む付加製造のためのレーザアセンブリを動作させるための方法を含む。この方法は、第１のレーザビームの第１の部分を第２の方向に、第２の方向に位置合わせされた第１の振動ミラーで反射するステップと、第１のレーザビームの第１の部分を、第１の振動ミラーで第３の方向に材料床まで屈折させるステップとを更に含む。方法は、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分を、第１の方向に第１の部分反射固定ミラーを通過させるステップを更に含む。
【0009】
上述の特徴、機能及び利点は、様々な実施形態において単独で実現することができ、又は更に別の実施形態において組み合わせることが可能であるが、それらの更なる詳細は、以下の説明及び図面を参照して理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】第１のレーザビームが第１の方向に延びる付加製造のための第１のレーザビームアセンブリの側面概略図であり、第１の方向に位置合わせされた第１の部分反射固定反射ミラーが、第１のレーザビームの第１の部分を反射する。
【図2】図１の第１のレーザビームアセンブリの概略斜視図であり、第２の部分反射固定ミラーが、第１の部分反射固定反射ミラーを通過する第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分と位置合わせされる。
【図3】付加製造のためのレーザシステムの斜視概略図である。
【図5】付加製造のためにレーザアセンブリを動作させる方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0011】
図１を参照すると、付加製造のためのレーザアセンブリ１０は、二酸化炭素又はネオジムドープイットリウムアルミニウムガーネットＮｄ：Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２「Ｎｄ：ＹＡＧ」レーザなどの第１のレーザ源１４から発する第１のレーザビーム１２を含む。第１のレーザビーム１２は、第１の方向Ｄ１に位置合わせされる。レーザラインキューブビームスプリッタなどの第１の部分反射固定ミラー１６は、第１の方向Ｄ１に位置合わせされて配置され、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８を反射する。第１のレーザビーム１２の第１の部分１８は、第２の方向Ｄ２に延び、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０は、第１の方向Ｄ１に第１の部分反射固定ミラー１６を通過する。
【0012】
第１の部分反射固定ミラー１６は、第１の部分反射固定ミラー１６に衝突しているレーザビームから一定量の出力を反射する。本実施例では、第１の部分反射固定ミラー１６は、第１のレーザビーム１２の５パーセント（５％）及び第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０を反射する。部分反射固定ミラー及び同様に構成されたものは、それぞれ固定量のレーザ出力を反射することになる。指数関数的に減少した残りの第２の部分２０と位置合わされて配置された類似の部分反射固定ミラーは、第１のレーザビーム１２の出力の５パーセント（５％）の同じ固定量の出力を反射するだろう。結果として、第１のレーザビーム１２の減少した出力量を受け取った第１の方向の経路に配置された類似の部分反射固定ミラーは、第１のレーザビーム１２の出力の５パーセント（５％）を反射することができる。特定の部分反射固定ミラーに衝突するレーザビームの出力の量が、部分反射固定ミラーのその構成によって反射される固定量の出力を提供するのに十分である限り、部分反射固定ミラーの類似した構成は、部分反射固定ミラーに衝突するレーザビームの出力に関係なく、同じ固定量の出力を反射することになる。
【0013】
以下は、連続的に配置された部分反射固定ミラーによって反射する固定量のレーザビーム出力を示す表である。この表から分かるように、第１の列は、レーザ源から連続的に配置されたミラーを示し、第２の列は、ミラーを通過するビーム出力レバーを示し、第３の列は、そのミラーから反射されるレーザビームの出力を示し、第４の列は、そのミラーに衝突するレーザビームから反射されるビーム出力のパーセンテージを示す。示されるように、固定量の出力が反射されており、この例では、レーザ源から発せられたレーザビームの出力の５パーセント（５％）である。このように、反射する各出力量は同一であり、レーザビームの経路に沿って配置された同様に構成された部分反射固定ミラーを使用して、材料又は粉末又は樹脂床内の異なる場所に同量の出力を分配する能力が製造業者に提供される。部分反射固定ミラーのこの構成により、付加製造プロセスで材料床に到達する異なるレーザ出力源から発生するレーザビーム出力の較正の必要性と異常発生が減り、これにより、部品の生産品質が向上する。
【0014】
図１及び図２を参照すると、第１の振動ミラー２２は、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８の第２の方向Ｄ２に位置合わせして配置されており、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８は、第１の振動ミラー２２によって屈折されて、後述するように材料床に方向付けられる第３の方向Ｄ３に延びる。レーザアセンブリ１０は、第１のレーザビーム１２の第１の方向Ｄ１に対する角度関係Ａに配置された表面２４を有する第１の部分反射固定ミラー１６を更に含む。第１のレーザビーム１２の第１の方向Ｄ１に対する角度関係Ａは４５度（４５°）であり、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８の第２の方向Ｄ２は、第１の方向Ｄ１から第２の方向Ｄ２に９０度（９０°）延びる。第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０は、第１の方向Ｄに位置合わせした第１の部分反射固定ミラー１６を通過する。
【0015】
第１のレーザシャッター２６は、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８の第２の方向Ｄ２に位置合わせされる。製造者は、本明細書で特定される他のレーザシャッターに適用されるように、第１のレーザシャッター２６を開放位置又は閉鎖位置のいずれかに配置することができる。第１のレーザシャッターが開放位置にある場合、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８が、第１のレーザシャッター２６を通って第１の振動ミラー２２上に延びる。第１のレーザシャッター２６が閉鎖位置にある場合、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８は、第１のレーザシャッター２６通過を阻止され、第１の振動ミラー２２への到達を阻止される。
【0016】
例えば図４に見られるように、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８は、床３０内に配置された材料２８と位置合わせされた第３の方向Ｄ３に屈折する。材料２８は、図４に見られるように、連続層で焼結又はステレオリソグラフィを実行して部品２９を生成する際のポリマー粉末、液体樹脂又はセラミック樹脂といった付加製造で利用される１つ又は多数の材料を含むことができる。他の付加製造技術は、液体樹脂などの材料２８を使用してもよく、固体材料の溶融堆積を含んでもよく、又は液体樹脂若しくは他の材料２８を使用するリザーバを含むことができる床３０内に配置された材料２８にレーザアセンブリ１０によって提供される指向性レーザビーム出力を使用することもある材料シートの積層物体製造を含んでもよい。
【0017】
図２を参照すると、レーザアセンブリは、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０と位置合わせされた第２の部分反射固定ミラー３２を更に含む。第２の部分反射固定ミラー３２は、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４を反射して、第４方向Ｄ４に延び、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８の出力、及び第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４の出力は、同一である。
【0018】
第２の振動ミラー３６は、第１のレーザビーム２０の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４の第４の方向Ｄ４に位置合わせされて配置される。指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４は、第４の方向Ｄ４に延び、第２のレーザシャッター３８が方向Ｄ４に位置合わせされて配置され、第２のレーザシャッター３８が開放位置にある場合に、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４は、第２のレーザシャッター３８を通過する。第１のレーザビーム２０の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分と位置合わせした第２の振動ミラー３６は、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４を、床３０内に配置された材料２８と位置合わせした第５の方向Ｄ５に屈折させる。第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の指数関数的に減少した残りの第４の部分４０は、第２の部分反射固定ミラー３２を第１の方向Ｄ１に通過する。
【0019】
図３及び図４を参照すると、付加製造のためのレーザシステム４２は、第１の方向Ｄ１に位置合わせされた第１のレーザビーム１２と、第１の方向Ｄ１から離間した第６の方向Ｄ６に位置合わせされた第２のレーザビーム源４６から生じる第２のレーザビーム４４とを含む。第１の部分反射固定ミラー１６は、第１の方向Ｄ１に位置合わせされて配置され、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８を反射し、第２の方向Ｄ２に延び、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０は、第１の部分反射固定ミラー１６を第１の方向Ｄ１に通過する。第１の振動ミラー２２は、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８の第２の方向Ｄ２に位置合わせされて配置され、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８は、第１の振動ミラー２２によって第３の方向Ｄ３に屈折する。
【0020】
第３の部分反射固定ミラー４８は、第６の方向Ｄ６に位置合わせされて配置され、第２のレーザビーム４４の第１の部分５０を第７の方向Ｄ７に反射し、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２は、第３の部分反射固定ミラー４８を第６の方向Ｄ６に通過する。この例では、第２のレーザビーム４４の第１の部分５０は、第３のレーザシャッター５４が開放位置にある状態で、第３のレーザシャッター５４を通過し、第２のレーザビーム４４の第１の部分５０が、第３の振動ミラー５６まで延びる。第３の振動ミラー５６は、第２のレーザビーム４４の第１の部分５０の第７の方向Ｄ７に位置合わせされて配置され、第２のレーザビーム４４の第１の部分５０が、第３の振動ミラー５６によって第８の方向Ｄ８に屈折される。
【0021】
第２の部分反射固定ミラー３２は、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第１の方向Ｄ１と位置合わせされる。第２の部分反射固定ミラー３２は、第４の方向Ｄ４に延びる第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４を反射する。第１のレーザビーム１２の第１の部分１８の出力と、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４の出力とは、同一である。床３０内に配置された材料２８に同出力のレーザビームを提供することにより、製造される部品の品質が向上し、較正の必要性が低減し、異なるレーザビーム源からの異なるレーザビームによって導入されうる様々な出力懸念が低下する。
【0022】
第２の振動ミラー３６は、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４の第４の方向Ｄ４に位置合わせされて配置される。第２のレーザシャッター３８は、前述のように、第２の部分反射固定ミラー３２と第２の振動ミラー３６との間に配置される。第２の振動ミラー３６は、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４を、床３０内に配置された材料２８と位置合わせした第５の方向Ｄ５に屈折させる。第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の指数関数的に減少した残りの第４の部分４０は、第１の方向Ｄ１に延びる第２の部分反射固定ミラー３２を通過する。
【0023】
第４の部分反射固定ミラー６０は、第６の方向Ｄ６に延びる第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の第６の方向Ｄ６に位置合わせされる。第４の部分反射固定ミラー６０は、第９の方向Ｄ９に延びる第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の第３の部分６２を反射する。第２のレーザビーム４４の第１の部分５０の出力と、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の第３の部分６２の出力とは、同一であり、部品の良質な生産をもたらす。第４のレーザシャッター６４は、第４の部分反射固定ミラー６０と第４の振動ミラー６６との間に配置され、製造者が、第４の振動ミラー６６に延びる第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の第３の部分６２を許可する又は許可しないように動作し、第４の振動ミラー６６は、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の第３の部分６２の第９の方向Ｄ９に位置合わせされて配置されている。第４の振動ミラー６６は、床３０内に配置された材料２８と位置合わせされた第１０の方向Ｄ１０に、第２のレーザビーム４４の指数的に減少した残りの第２の部分５２の第３の部分６２を屈折させる。第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の指数関数的に減少した残りの第４の部分６８は、第６の方向Ｄ６に延びる第４の部分反射固定ミラー６０を通過する。
【0024】
レーザシステム４２は、第１のレーザビーム１２、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０、及び第１の方向Ｄ１に延びる第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の指数関数的に減少した残りの第４の部分４０を含む。第２のレーザビーム４４、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２、及び第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の指数関数な残りの第４の部分６８は、第６の方向Ｄ６に延びる。レーザビームの第１の方向Ｄ１及び第６の方向Ｄ６は、これらのそれぞれの方向に延び、互いに間隔を空けて延びる。レーザシステム４２のこの構成は、図４に見られるように長さＬの床３０に沿ってレーザビーム源を提供するレーザシステム４２を提供し、床３０内の材料２８に到達する出力は、第１の方向Ｄ１及び第６の方向Ｄ６のそれぞれに沿って均一である。対応する振動ミラーを備えた追加の部分反射固定ミラーは、図３及び図４に示すように、第１の方向Ｄ１及び第６の方向Ｄ６に沿って配置することができ、第１及び第２のレーザ源１４及び４６から床３０の長さＬを更にカバーする。
【0025】
レーザシステム４２は、第１のレーザビーム１２、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０、及び上記のように第１の方向Ｄ１に延びる第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の指数関数的に減少した残りの第４の部分４０を含む。第２のレーザビーム４４、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２、及び第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の指数関数な残りの第４の部分６８は、第６の方向Ｄ６に延びる。第１及び第６の方向は、図３及び図４に見られるように互いに平行に延びる。
【0026】
床３０の幅寸法Ｗに、レーザビーム源を備えた床３０の付加的な範囲を設けることができる。これは、図４及び図５に見られるように、床３０へのレーザビーム出力の幅寸法Ｗの範囲を拡大する第３のレーザ源７０を追加することにより提供することができる。
【0027】
図５を参照すると、付加製造のためのレーザアセンブリ１０を動作させる方法７２は、第１の方向Ｄ１に位置合わせされた第１の部分反射固定ミラー１６で、第1のレーザビーム１２を第１の方向Ｄ１に放射するステップ７４を含む。方法７２は、第２の方向Ｄ２に延びる第１のレーザビーム１２の第１の部分１８を第２の方向Ｄ２に位置合わせした第１の振動ミラー２２で反射するステップ７６を更に含む。方法７２には更に、第１のレーザビーム１２の第１の部分１８を第１の振動ミラー２２で第３の方向Ｄ３に床３０内に配置された材料２８まで屈折させるステップ７８が含まれる。方法７２はまた、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０を第１の方向Ｄ１に第１の部分反射固定ミラー１６を通過させるステップ８０を含む。
【0028】
レーザアセンブリ１０を動作させる方法７２は、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４を、第４の方向Ｄ４に第２の部分反射ミラー３２で第４の方向Ｄ４に位置合わせした第２の振動ミラー３６に反射することを更に含む。方法７２は、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４を、第２の振動ミラー３６で、床３０内に配置された材料２８に屈折させることを更に含み、第１のレーザビーム１２の第１の部分の出力と第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第２の部分２０の第３の部分３４の出力とは同一であり、第１のレーザビーム１２の指数関数的に減少した残りの第４の部分４０を第２の部分反射固定ミラー３２に通過させる。
【0029】
レーザアセンブリ１０を動作させる方法７２は、第２のレーザビーム４４と位置合わせされた第３の部分反射固定ミラー４８で、第６の方向Ｄ６に第２のレーザビーム４４を放出することと、第３の部分反射固定ミラー４８から第２のレーザビーム４４の第１の部分５０を第７の方向Ｄ７に位置合わせされた第３の振動ミラー５６で、第７の方向Ｄ７に反射することと更に含む。方法７２は、第２のレーザビーム４４の第１の部分５０を、第３の振動ミラー５６で第８の方向Ｄ８に、床３０内に配置された材料２８まで屈折させることを更に含む。方法７２は、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した第２の部分５２を、第６の方向Ｄ６に第３の部分反射固定ミラー４８を通過させることと、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の第３の部分６２を、第９方向Ｄ９に、第４の部分反射固定ミラー６０で第９の方向Ｄ９に位置合わせされた第４の振動ミラー６６まで反射することとを更に含む。更に、方法７２には、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した残りの第２の部分５２の第３の部分６２を、第１０の方向Ｄ１０に、第４の振動ミラー６６で床３０内に位置する材料２８まで屈折させることが更に含まれ、第２のレーザビーム４４の第１の部分５０の出力と、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した第２の部分５２の第３の部分６２の出力とは同一である。更に、方法７２は、第２のレーザビーム４４の指数関数的に減少した第２の部分５２の指数関数的に減少した残りの第４の部分６８を、第６の方向Ｄ６に、第４の部分反射固定ミラー６０を通過させることを含む。
【0030】
更に、本開示は、下記の条項による実施形態を含む。
条項１． 付加製造のためのレーザアセンブリであって、
第１の方向に位置合わせされた第１のレーザビームと、
第１のレーザビームの第１の部分を第２の方向に反射し、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が第１の方向に第１の部分反射固定ミラーを通過する第１の方向と位置合わせされて配置された第１の部分反射固定ミラーと、
第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向と位置合わせされて配置された第１の振動ミラーであって、第１のレーザビームの第１の部分が、第１の振動ミラーによって第３の方向に屈折される、第１の振動ミラーと
を含むレーザアセンブリ。
条項２． 第１のレーザビームの第１の方向に対する角度関係で配置された表面を有する第１の部分反射固定ミラーを更に含む、条項１に記載のレーザアセンブリ。
条項３． 第１のレーザビームの第１の方向に対する角度関係が４５度（４５°）であり、第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向が第１の方向から９０度（９０°）延びる、条項２に記載のレーザアセンブリ。
条項４． 第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向と位置合わせされた第１のレーザシャッターを更に含む、条項１に記載のレーザアセンブリ。
条項５． 第３の方向に屈折した第１のレーザビームの第１の部分が、床内の材料と位置合わせされる、条項１に記載のレーザアセンブリ。
条項６． 材料が、ポリマー粉末、液体樹脂又はセラミック樹脂である、条項５に記載のレーザアセンブリ。
条項７． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が、第１の方向に位置合わせされる、条項１に記載のレーザアセンブリ。
条項８． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分と位置合わせされた第２の部分反射固定ミラーを更に含む、条項７に記載のレーザアセンブリ。
条項９． 第２の部分反射固定ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を第４の方向に反射し、第１のレーザビームの第１の部分の出力と、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の出力とが同一である、条項８に記載のレーザアセンブリ。
条項１０． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の前記第３の部分の第４の方向と位置合わせされて配置された第２の振動ミラーを更に含む、条項９に記載のレーザアセンブリ。
条項１１． 第２の振動ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、床内に配置された材料と位置合わせされた第５の方向に屈折させる、条項１０に記載のレーザアセンブリ。
条項１２． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した第４の部分が、第１の方向に第２の部分反射固定ミラーを通過する、条項９に記載のレーザアセンブリ。
条項１３． 付加製造のためのレーザシステムであって、
第１の方向に位置合わせされた第１のレーザビームと、
第１の方向から離間した第６の方向に位置合わせされた第２のレーザビームと
を含み、
第１の部分反射固定ミラーが、第１の方向と位置合わせされて配置され、第１のレーザビームの第１の部分を第２の方向に反射し、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が、第１の部分反射固定ミラーを第１の方向を通過し、
第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向と位置合わせされて配置された第１の振動ミラーであって、第１のレーザビームの第１の部分が、第１の振動ミラーによって第３の方向に屈折される、第１の振動ミラーと、
第３の部分反射固定ミラーが、第６の方向と位置合わせされて配置され、第２のレーザビームの第１の部分を第７の方向に反射し、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が、第３の部分反射固定ミラーを第６の方向を通過し、
第３の振動ミラーが、第２のレーザビームの第１の部分の第７の方向に位置合わせされて配置され、第２のレーザビームの第１の部分が、第３の振動ミラーによって第８の方向に屈折する、レーザシステム。
条項１４． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第１の方向と位置合わせされた第２の部分反射固定ミラー
を更に含み、
第２の部分反射固定ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を第４の方向に反射し、
第１のレーザビームの第１の部分の出力と、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の出力が同一であり、
第２の振動ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の第４の方向に位置合わせされて配置され、
第２の振動ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、床内に配置された材料と位置合わせされた第５の方向に屈折させ、
第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した残りの第４の部分が、第１の方向に第２の部分反射固定ミラーを通過する、条項１３に記載のレーザシステム。
条項１５． 第６の方向に延びる第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第６の方向と位置合わせされた第４の部分反射固定ミラー
を更に含み、
第４の部分反射固定ミラーが、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を第９の方向に反射し、
第２のレーザビームの第１の部分の出力と、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の出力とが同一であり、
第４の振動ミラーが、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の第９の方向に位置合わせされて配置され、
第４の振動ミラーが、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、床内に配置された材料と位置合わせされた第１０の方向に屈折させ、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した残りの第４の部分が、第６の方向に第４の部分反射固定ミラーを通過する、条項１４に記載のレーザシステム。
条項１６． 第１のレーザビーム、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分、及び第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した残りの第４の部分が、第６の方向に延び、
第２のレーザビーム、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分、及び第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した第４の部分が、第６の方向に延び、
第１及び第６方向が、互いに間隔を空けて延びる、条項１５に記載のレーザシステム。
条項１７． 第１レーザビーム、第１レーザビームの指数関数的に減少した残りの第２部分、及び第１レーザビームの指数関数的に減少した残りの第２部分の残りの指数関数的に減少した残りの第４部分が、第１方向に延び、
第２のレーザビーム、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分、及び第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した第４の部分が、第６の方向に延び、
第１及び第６の方向が互いに平行に延びる、条項１５に記載のレーザシステム。
条項１８． 付加製造のためのレーザアセンブリを動作させるための方法であって、
第１の方向に位置合わせされた第１の部分反射固定ミラーで、第１の方向に第１のレーザビームを放射するステップと、
第１のレーザビームの第１の部分を、第２の方向に位置合わせされた第１の振動ミラーで第２の方向に反射するステップと、
第１のレーザビームの第１の部分を、第１の振動ミラーで第３の方向に床内に配置された材料まで屈折させるステップと、
第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分を第１の方向に、第１の部分反射固定ミラーを通過させるステップと
を含む方法。
条項１９． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、第２の部分反射固定ミラーで第４の方向に、第４の方向に位置合わせされた第２の振動ミラーまで反射することと、
第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、第５の方向に第２の振動ミラーで、床内に配置された材料床まで屈折させることであって、第１のレーザビームの第１の部分の出力と、第１のレーザビームの指数関数的に減少した第２の部分の第３の部分の出力とが同一である、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を屈折させることと、
第１のレーザビームの指数関数的に減少した第４の部分を、第２の部分反射固定ミラーを通過させることと
を更に含む、条項１８に記載の方法。
条項２０． 第２のレーザビームを第６の方向に第２のレーザビームと位置合わせされた第３の部分反射固定ミラーで放射することと、
第２のレーザビームの第１の部分を、第３の部分反射固定ミラーから第７の方向に、第７の方向に位置合わせされた第３の振動ミラーで反射することと、
第２のレーザビームの第１の部分を、第３の振動ミラーで第８の方向に床内に配置された材料まで屈折させることと、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した第２の部分を、第６の方向に第３の部分反射固定ミラーを通過させることと、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、第９の方向に第４の部分反射固定ミラーで、第９方向に位置合わせされた第４振動ミラーに反射することと、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、第１０の方向に第４の振動ミラーで床内に配置された材料まで屈折させることであって、第２のレーザビームの第１の部分の出力と、第２のレーザビームの指数関数的に減少した第２の部分の第３の部分の出力とが同一である、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を屈折させることと、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した第２の部分の指数関数的に減少した第４の部分を、第６の方向に第４の部分反射固定ミラーを通過させることと
を更に含む、条項１８に記載の方法。
条項１． 付加製造のためのレーザアセンブリであって、
第１の方向に位置合わせされた第１のレーザビームと、
第１のレーザビームの第１の部分を第２の方向に反射し、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が第１の方向に第１の部分反射固定ミラーを通過する第１の方向と位置合わせされて配置された第１の部分反射固定ミラーと、
第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向と位置合わせされて配置された第１の振動ミラーであって、第１のレーザビームの第１の部分が、第１の振動ミラーによって第３の方向に屈折される、第１の振動ミラーと
を含むレーザアセンブリ。
条項２． 第１のレーザビームの第１の方向に対する角度関係で配置された表面を有する第１の部分反射固定ミラーを更に含む、条項１に記載のレーザアセンブリ。
条項３． 第１のレーザビームの第１の方向に対する角度関係が４５度（４５°）であり、第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向が第１の方向から９０度（９０°）延びる、条項２に記載のレーザアセンブリ。
条項４． 第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向と位置合わせされた第１のレーザシャッターを更に含む、条項１に記載のレーザアセンブリ。
条項５． 第３の方向に屈折した第１のレーザビームの第１の部分が、床内の材料と位置合わせされる、条項１に記載のレーザアセンブリ。
条項６． 材料が、ポリマー粉末、液体樹脂又はセラミック樹脂である、条項５に記載のレーザアセンブリ。
条項７． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が、第１の方向に位置合わせされる、条項１に記載のレーザアセンブリ。
条項８． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分と位置合わせされた第２の部分反射固定ミラーを更に含む、条項７に記載のレーザアセンブリ。
条項９． 第２の部分反射固定ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を第４の方向に反射し、第１のレーザビームの第１の部分の出力と、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の出力とが同一である、条項８に記載のレーザアセンブリ。
条項１０． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の前記第３の部分の第４の方向と位置合わせされて配置された第２の振動ミラーを更に含む、条項９に記載のレーザアセンブリ。
条項１１． 第２の振動ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、床内に配置された材料と位置合わせされた第５の方向に屈折させる、条項１０に記載のレーザアセンブリ。
条項１２． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した第４の部分が、第１の方向に第２の部分反射固定ミラーを通過する、条項９に記載のレーザアセンブリ。
条項１３． 付加製造のためのレーザシステムであって、
第１の方向に位置合わせされた第１のレーザビームと、
第１の方向から離間した第６の方向に位置合わせされた第２のレーザビームと
を含み、
第１の部分反射固定ミラーが、第１の方向と位置合わせされて配置され、第１のレーザビームの第１の部分を第２の方向に反射し、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が、第１の部分反射固定ミラーを第１の方向を通過し、
第１のレーザビームの第１の部分の第２の方向と位置合わせされて配置された第１の振動ミラーであって、第１のレーザビームの第１の部分が、第１の振動ミラーによって第３の方向に屈折される、第１の振動ミラーと、
第３の部分反射固定ミラーが、第６の方向と位置合わせされて配置され、第２のレーザビームの第１の部分を第７の方向に反射し、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分が、第３の部分反射固定ミラーを第６の方向を通過し、
第３の振動ミラーが、第２のレーザビームの第１の部分の第７の方向に位置合わせされて配置され、第２のレーザビームの第１の部分が、第３の振動ミラーによって第８の方向に屈折する、レーザシステム。
条項１４． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第１の方向と位置合わせされた第２の部分反射固定ミラー
を更に含み、
第２の部分反射固定ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を第４の方向に反射し、
第１のレーザビームの第１の部分の出力と、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の出力が同一であり、
第２の振動ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の第４の方向に位置合わせされて配置され、
第２の振動ミラーが、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、床内に配置された材料と位置合わせされた第５の方向に屈折させ、
第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した残りの第４の部分が、第１の方向に第２の部分反射固定ミラーを通過する、条項１３に記載のレーザシステム。
条項１５． 第６の方向に延びる第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第６の方向と位置合わせされた第４の部分反射固定ミラー
を更に含み、
第４の部分反射固定ミラーが、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を第９の方向に反射し、
第２のレーザビームの第１の部分の出力と、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の出力とが同一であり、
第４の振動ミラーが、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分の第９の方向に位置合わせされて配置され、
第４の振動ミラーが、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、床内に配置された材料と位置合わせされた第１０の方向に屈折させ、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した残りの第４の部分が、第６の方向に第４の部分反射固定ミラーを通過する、条項１４に記載のレーザシステム。
条項１６． 第１のレーザビーム、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分、及び第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した残りの第４の部分が、第６の方向に延び、
第２のレーザビーム、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分、及び第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した第４の部分が、第６の方向に延び、
第１及び第６方向が、互いに間隔を空けて延びる、条項１５に記載のレーザシステム。
条項１７． 第１レーザビーム、第１レーザビームの指数関数的に減少した残りの第２部分、及び第１レーザビームの指数関数的に減少した残りの第２部分の残りの指数関数的に減少した残りの第４部分が、第１方向に延び、
第２のレーザビーム、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分、及び第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の指数関数的に減少した第４の部分が、第６の方向に延び、
第１及び第６の方向が互いに平行に延びる、条項１５に記載のレーザシステム。
条項１８． 付加製造のためのレーザアセンブリを動作させるための方法であって、
第１の方向に位置合わせされた第１の部分反射固定ミラーで、第１の方向に第１のレーザビームを放射するステップと、
第１のレーザビームの第１の部分を、第２の方向に位置合わせされた第１の振動ミラーで第２の方向に反射するステップと、
第１のレーザビームの第１の部分を、第１の振動ミラーで第３の方向に床内に配置された材料まで屈折させるステップと、
第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分を第１の方向に、第１の部分反射固定ミラーを通過させるステップと
を含む方法。
条項１９． 第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、第２の部分反射固定ミラーで第４の方向に、第４の方向に位置合わせされた第２の振動ミラーまで反射することと、
第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、第５の方向に第２の振動ミラーで、床内に配置された材料床まで屈折させることであって、第１のレーザビームの第１の部分の出力と、第１のレーザビームの指数関数的に減少した第２の部分の第３の部分の出力とが同一である、第１のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を屈折させることと、
第１のレーザビームの指数関数的に減少した第４の部分を、第２の部分反射固定ミラーを通過させることと
を更に含む、条項１８に記載の方法。
条項２０． 第２のレーザビームを第６の方向に第２のレーザビームと位置合わせされた第３の部分反射固定ミラーで放射することと、
第２のレーザビームの第１の部分を、第３の部分反射固定ミラーから第７の方向に、第７の方向に位置合わせされた第３の振動ミラーで反射することと、
第２のレーザビームの第１の部分を、第３の振動ミラーで第８の方向に床内に配置された材料まで屈折させることと、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した第２の部分を、第６の方向に第３の部分反射固定ミラーを通過させることと、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、第９の方向に第４の部分反射固定ミラーで、第９方向に位置合わせされた第４振動ミラーに反射することと、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を、第１０の方向に第４の振動ミラーで床内に配置された材料まで屈折させることであって、第２のレーザビームの第１の部分の出力と、第２のレーザビームの指数関数的に減少した第２の部分の第３の部分の出力とが同一である、第２のレーザビームの指数関数的に減少した残りの第２の部分の第３の部分を屈折させることと、
第２のレーザビームの指数関数的に減少した第２の部分の指数関数的に減少した第４の部分を、第６の方向に第４の部分反射固定ミラーを通過させることと
を更に含む、条項１８に記載の方法。
【0031】
様々な実施形態がこれまで記載されたが、本開示はそれらに限定されることを意図するものではない。開示された実施形態に対しては、更に添付の特許請求の範囲内にある変形例を作成してもよい。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】