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特表2022-532782選択的堆積に基づいた付加製造用の層溶融転写シーケンシング
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2022-07-19
(54)【発明の名称】選択的堆積に基づいた付加製造用の層溶融転写シーケンシング
(51)【国際特許分類】
B29C 64/393 20170101AFI20220711BHJP
B29C 64/153 20170101ALI20220711BHJP
B29C 64/321 20170101ALI20220711BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20220711BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20220711BHJP
B33Y 50/02 20150101ALI20220711BHJP
B29C 64/295 20170101ALI20220711BHJP
【ＦＩ】
B29C64/393
B29C64/153
B29C64/321
B33Y10/00
B33Y30/00
B33Y50/02
B29C64/295
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2021568623
(86)(22)【出願日】2020-05-15
(85)【翻訳文提出日】2022-01-13
(86)【国際出願番号】 US2020033175
(87)【国際公開番号】W WO2020236610
(87)【国際公開日】2020-11-26
(31)【優先権主張番号】62/849,213
(32)【優先日】2019-05-17
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】520233249
【氏名又は名称】エボルブ アディティブ ソリューションズ， インコーポレイテッド
(71)【出願人】
【識別番号】521499963
【氏名又は名称】ファラー ツァイター
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】特許業務法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ファラー ツァイター
(72)【発明者】
【氏名】バッチェルダー ジェイ． サミュエル
(72)【発明者】
【氏名】ブルグ マニッシュ
【テーマコード（参考）】
4F213
【Ｆターム（参考）】
4F213AC04
4F213AR02
4F213AR06
4F213AR12
4F213WA25
4F213WB01
4F213WK01
4F213WK03
4F213WL02
4F213WL34
4F213WL62
4F213WL67
(57)【要約】
静電複写に基づいた付加製造システムによって３次元（３Ｄ）部品を製造する方法は、第１及び第２制御パラメータプロファイルを確立するステップと、溶融転写シーケンスを確立するステップと、溶融転写シーケンスに従って３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上においてｎ＋ｍ層を溶融転写するステップと、を含む。第１及び第２制御パラメータプロファイルは、それぞれ、３Ｄ部品の単一層を溶融転写するべく使用可能な温度及び圧力パラメータの異なる組合せを含む。溶融転写シーケンスは、規定された順序における第１及び第２制御パラメータプロファイルのそれぞれのものの使用を規定している。ｎ＋ｍ層の合計厚さは、熱拡散深さ未満である。溶融転写ステップは、第１制御パラメータプロファイルに従ってｎ層を溶融転写するステップと、ｎ層の溶融転写の後に、第２制御パラメータプロファイルに従ってｍ層を溶融転写するステップと、を含む。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
静電複写に基づいた付加製造システムによって層ごとの方式で３次元（３Ｄ）部品を製造する方法であって、第１制御パラメータプロファイルを確立するステップであって、前記第１制御パラメータプロファイルは、前記３Ｄ部品の単一層を溶融転写するべく使用可能な温度及び圧力パラメータの第１組合せを含む、ステップと、
第２制御パラメータプロファイルを確立するステップであって、前記第２制御パラメータプロファイルは、前記３Ｄ部品の単一層を溶融転写するべく使用可能な温度及び圧力パラメータの第２組合せを含み、前記温度及び圧力パラメータの第２組合せは、前記温度及び圧力パラメータの第１組合せとは異なっている、ステップと、
複数の層を溶融転写するべく使用可能な溶融転写シーケンスを確立するステップであって、前記溶融転写シーケンスは、規定された順序における前記第１制御パラメータプロファイル及び前記第２制御パラメータプロファイルのそれぞれのものの使用を規定している、ステップと、
前記溶融転写シーケンスに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上においてｎ＋ｍ層を溶融転写するステップであって、ｎ及びｍは、それぞれ、正の整数であり、熱エネルギーが、それぞれの層の溶融転写により、前記予め蓄積された層内の熱拡散深さだけ、前記接合領域から前記予め蓄積された層に追加されており、且つ、前記ｎ＋ｍ層の合計厚さは、前記熱拡散深さ未満であり、前記溶融転写ステップは、
前記第１制御パラメータプロファイルに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の前記接合領域上においてｎ層を溶融転写するステップ、及び、
前記ｎ層を溶融転写した後に、前記第２制御パラメータプロファイルに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の前記接合領域上においてｍ層を溶融転写するステップ、を含むステップと、
を有する方法。
【請求項2】
前記第１制御パラメータプロファイルの温度及び圧力パラメータの前記第１組合せは、溶融転写前層ヒーター温度、加熱可能な溶融転写ニップ要素温度、蓄積された部品層ヒーター温度、蓄積された部品層の熱の入射角度、ニップ後冷却エアフローレート、及び加熱可能な溶融転写ニップ要素圧力用の静電複写に基づいた付加製造システム設定を有し、且つ、前記第２制御パラメータプロファイルの温度及び圧力パラメータの前記第２組合せは、溶融転写前層ヒーター温度、加熱可能な溶融転写ニップ要素温度、蓄積された部品層ヒーター温度、ニップ後冷却エアフローレート、及び加熱可能溶融転写ニップ要素圧力用の静電複写に基づいた付加製造システム設定を有する、請求項１及び３～１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項3】
第１制御パラメータプロファイルは、相対的に高い加熱可能溶融転写ニップ要素温度及び相対的に大きなニップ後冷却エアフローレートを含み、且つ、前記第２制御パラメータプロファイルは、中程度の加熱可能溶融転写ニップ要素温度及び相対的に低いニップ後冷却エアフローレートを含む、請求項１、２及び４～１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項4】
ｍ＞１である、請求項１～３及び５～１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項5】
少なくとも１つのｎ層は、層構築エラーによって生成される空洞を含み、且つ、少なくとも１つのｍ層は、前記空洞の少なくとも一部分上において橋又は棚を形成している、請求項１～４及び６～１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項6】
前記第１制御パラメータプロファイルは、相対的に大きな加熱可能溶融転写ニップ要素圧力を含み、且つ、前記第２制御パラメータプロファイルは、相対的に小さな加熱可能溶融転写ニップ要素圧力を含む、請求項１～５及び７～１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項7】
前記熱拡散深さは、約１２５μｍ～約７５０μｍである、請求項１～６及び８～１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項8】
前記熱拡散深さは、ほぼ、前記３Ｄ部品の２４個の蓄積された層の厚さである、請求項１～７及び９～１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項9】
新しい層を前記接合領域上に溶融転写することなしに少なくとも１つの溶融転写パスを実行するステップを更に有する、請求項１～８及び１０～１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項10】
前記溶融転写シーケンスに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の前記接合領域上において別のｎ＋ｍ層を溶融転写するステップを更に有する、請求項１～９及び１１、１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項11】
前記第１制御パラメータプロファイルは、第１カテゴリ内の相対的に高い性能及び第２カテゴリ内の相対的に低い性能を有する層を構築するように構成されており、且つ、前記第２制御パラメータプロファイルは、前記第２カテゴリ内の相対的に高い性能及び前記第１カテゴリ内の相対的に低い性能を有する層を構築するように構成されている、請求項１～１０及び１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項12】
前記第１カテゴリは、３Ｄ部品の破壊強度を有し、且つ、前記第２カテゴリは、橋又は棚形成の品質を有する、請求項１～１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項13】
静電複写に基づいた付加製造システムによって層ごとの方式で３次元（３Ｄ）部品を製造する方法であって、第１制御パラメータプロファイルを確立するステップであって、前記第１制御パラメータプロファイルは、前記３Ｄ部品の単一層を構築するために前記静電複写に基づいた付加製造システムを制御するべく使用可能な温度及び力パラメータの第１組合せを含み、且つ、前記第１制御パラメータプロファイルは、第１カテゴリ内の相対的に高い性能及び第２カテゴリ内の相対的に低い性能を有する層を構築するように構成されている、ステップと、
第２制御パラメータプロファイルを確立するステップであって、前記第２制御パラメータプロファイルは、前記３Ｄ部品の単一層を構築するために前記静電複写に基づいた付加製造システムを制御するべく使用可能な温度及び力パラメータの第２組合せを含み、前記第２制御パラメータプロファイルは、前記第２カテゴリ内の相対的に高い性能及び前記第１カテゴリ内の相対的に低い性能を有する層を構築するように構成されており、且つ、前記温度及び力パラメータの第２組合せは、前記温度及び力パラメータの第１組合せとは異なっている、ステップと、
複数の層を溶融転写するべく使用可能な溶融転写シーケンスを確立するステップであって、前記溶融転写シーケンスは、規定された順序における前記第１制御パラメータプロファイル及び前記第２制御パラメータプロファイルのそれぞれのものの使用を規定しており、前記溶融転写シーケンスは、前記第１制御パラメータプロファイルに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の前記接合領域上においてｎ層を溶融転写するための且つ前記ｎ層の溶融転写の後に前記第２制御パラメータプロファイルに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の前記接合領域上においてｍ層を溶融転写するための命令を有する、ステップと、
前記溶融転写シーケンスに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上においてｎ＋ｍ層を溶融転写するステップであって、ｎ及びｍは、それぞれ正の整数であり、熱エネルギーが、それぞれの層の溶融転写により、前記予め蓄積された層内の熱拡散深さだけ、前記接合領域から前記予め蓄積された層に追加されており、且つ、前記ｎ＋ｍ層の合計厚さは、前記熱拡散深さ未満である、ステップと、
前記溶融転写シーケンスに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の前記接合領域上において別のｎ＋ｍ層を溶融転写するステップと、
を有する方法。
【請求項14】
第１制御パラメータプロファイルは、相対的に高い加熱可能溶融転写ニップ要素温度及び相対的に大きなニップ後冷却エアフローレートを含み、且つ、前記第２制御パラメータプロファイルは、中程度の加熱可能溶融転写ニップ要素温度及び相対的に小さなニップ後冷却エアフローレートを含む、請求項１３及び１５～２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項15】
ｍ＞１である、請求項１３、１４及び１６～２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項16】
少なくとも１つのｎ層は、層構築エラーによって生成された空洞を含み、且つ、少なくとも１つのｍ層は、前記空洞の少なくとも一部分上において橋又は棚を形成している、請求項１３～１５及び１７～２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項17】
第１制御パラメータプロファイルは、相対的に大きな加熱可能溶融転写ニップ要素力を含み、且つ、前記第２制御パラメータプロファイルは、相対的に小さな加熱可能溶融転写ニップ要素力を含む、請求項１３～１６及び１８～２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項18】
前記接合領域上に新しい層を溶融転写することなしに、少なくとも１つの溶融転写パスを実行するステップを更に有する、請求項１３～１７及び１９、２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項19】
前記第１カテゴリは、３Ｄ部品の破壊強度を有し、且つ、前記第２カテゴリは、橋又は棚形成の品質を有する、請求項１３～１８及び２０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項20】
前記ｎ＋ｍ層の第１のものを提供するべく少なくとも１つの静電複写エンジンを使用してパウダー材料を現像するステップと、前記ｎ＋ｍ層の前記第１のものを転送媒体上において支持するステップと、
前記ｎ＋ｍ層の前記第１のものを前記転送媒体を介して溶融転写組立体に搬送するステップと、
溶融転写ニップ要素による溶融転写力の印加の前に、前記ｎ＋ｍ層の前記第１のものを加熱するステップと、
前記溶融転写ニップ要素による前記溶融転写力の印加の後に、前記３Ｄ部品の前記ｎ＋ｍ層の前記第１のもの及び前記予め蓄積された層を冷却するステップと、
を更に有する、請求項１３～１９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項21】
静電複写に基づいた付加製造システムによって層ごとの方式で３次元（３Ｄ）部品を製造する方法であって、第１制御パラメータプロファイルを確立するステップであって、前記第１制御パラメータプロファイルは、前記３Ｄ部品の単一層を溶融転写するべく使用可能なパラメータの第１組合せを含む、ステップと、
第２制御パラメータプロファイルを確立するステップであって、前記第２制御パラメータプロファイルは、パラメータの第２組合せを含み、且つ、前記パラメータの第２組合せは、前記パラメータの第１組合せとは異なっている、ステップと、
ｎ＋ｄ溶融転写組立体パスを伴う前記静電複写に基づいた付加製造システムの溶融転写組立体によって溶融転写組立体パスを実行するべく使用可能な溶融転写シーケンスを確立するステップであって、ｎ及びｄは、それぞれ正の整数であり、前記溶融転写シーケンスは、複数の層を溶融転写するための規定された順序における前記第１制御パラメータプロファイル及び前記第２制御パラメータプロファイルのそれぞれのものの使用を規定している、ステップと、
前記溶融転写シーケンスに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上においてｎ層を溶融転写するステップであって、前記ｎ層は、前記第１制御パラメータプロファイルに従って前記３Ｄ部品の予め蓄積された層の前記接合領域上において溶融転写されている、ステップと、
前記溶融転写シーケンスに従って前記溶融転写組立体を有するｄ非溶融転写パスを実行するステップであって、前記ｄ非溶融転写パスは、前記接合領域上においてなんらの新しい層をも溶融転写しておらず、且つ、前記ｄ非溶融転写パスの少なくとも１つは、前記第２制御パラメータプロファイルを使用して実行されている、ステップと、
を有する方法。
【請求項22】
前記溶融転写シーケンスに従って前記溶融転写組立体によってｄ非溶融転写パスを実行する前記ステップは、前記第２制御パラメータプロファイルに従ってｄ１非溶融転写パスを実行するステップと、
前記第１制御パラメータプロファイル及び前記第２制御パラメータプロファイルの両方とは異なる更なる追加的な制御パラメータプロファイルに従ってｄ２非溶融転写パスを実行するステップと、
を有する、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、すべての国の指定の出願人である米国法人Ｅｖｏｌｖｅ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ，Ｉｎｃ並びにすべての国の指定の発明者である米国市民Ｊ．Ｓａｍｕｅｌ Ｂａｔｃｈｅｌｄｅｒ及び米国市民Ｍａｎｉｓｈ Ｂｏｏｒｕｇｕの名義の下に２０２０年５月１５日にＰＣＴ国際特許出願として出願されており、且つ、２０１９年５月１７日付けで出願された米国仮特許出願第６２／８４９，２１３号に対する優先権を主張するものであり、これらの特許文献の内容は、引用により、そのすべてが本明細書に包含される。
【0002】
本開示は、３次元（３Ｄ）部品の付加製造用のシステム及び方法に関し、且つ、更に詳しくは、３Ｄ部品及びその支持構造を構築するべく選択的に溶融転写される層の特性をシーケンシングするための付加製造システム及びプロセスに関する。
【背景技術】
【0003】
付加製造は、一般に、物体のコンピュータモデルを利用した選択的層堆積により、３次元（３Ｄ）物体を製造するプロセスである。付加製造システムの基本的動作は、３次元コンピュータモデルを薄い断面にスライシングするステップと、この結果を１つ又は複数の付加製造技法を使用して層ごとの方式で３次元構造を製造する機器を製造するための位置データ及び位置データに変換するステップと、から構成されている。付加製造は、熱溶解積層法、インクジェッティング、選択的レーザー焼結、パウダー／バインダジェッティング、電子ビーム溶解、電子写真イメージング、及びステレオリソグラフィプロセスを含む製造の方法に対する多くの異なる方式を伴っている。
【0004】
部品材料の層を堆積させることによって３Ｄ部品を製造する際には、通常、部品材料自体によって支持されてはいない突出した部分の下方において又は構築中の物体の空洞内において支持層又は構造が構築されている。支持構造は、部品材料が堆積されているものと同一の堆積技法を利用して構築することができる。いくつかの例において、ホストコンピュータは、任意選択により、形成されている３Ｄ部品の突出した又は自由空間のセグメント用の且ついくつかのケースにおいては形成されている３Ｄ部品の側壁用の支持構造として機能する更なる形状を生成することができる。支持材料は、製造の際には部品材料に接着し、且つ、印刷プロセスが完了した際には、完成した３Ｄ部分から取り外すことができる。
【0005】
静電複写３Ｄ印刷プロセスにおいて、３Ｄ部品及びその支持構造のデジタル表現のスライスは、電子写真エンジンを使用して印刷又は現像されている。電子写真エンジンは、一般に、３Ｄ部分を構築する際に使用するべく生成された帯電パウダー材料（例えば、ポリマートナー材料）を使用することにより、２Ｄ電子写真印刷プロセスに従って動作している。静電複写エンジンは、通常、光伝導性材料層によって被覆された支持ドラムを使用しており、この場合に、潜在静電画像が、光源による光伝導性層の画像ごとの露光に後続する静電帯電によって形成されている。次いで、潜在静電画像は、現像ステーションに移動され、ここで、３Ｄ部品のスライスを表す帯電パウダー材料の層を形成するべく、ポリマートナーが、光伝導性絶縁体の帯電エリアに又はその代わりに放電エリアに適用されている。現像された層は転送媒体に転送され、これから、層が、３Ｄ部品を構築するべく、熱及び圧力により、予め印刷された層に溶融転写されている。
【0006】
上述の商業的に利用可能である付加製造技法に加えて、新規の付加製造技法が登場しており、この場合には、まず、粒子がイメージングプロセスにおいて選択的に堆積され、これにより、生成される対象の部品のスライスに対応する層が形成されており、次いで、層が互いに接合され、これにより、部品が形成されている。これは、例えば、イメージング及び部品形成が同時に発生している選択的焼結とは対照的な選択的堆積プロセスである。選択的堆積プロセスにおけるイメージングステップは、電子写真術を使用して実行することができる。２次元（２Ｄ）印刷においては、電子写真術（即ち、ゼログラフィ）が、印刷紙などの平坦な基材上において２Ｄ画像を生成するための一般的な技術である。電子写真システムは、光伝導性材料層によって被覆された導電性支持ドラムを含んでおり、この場合には、光源によって光伝導性層を帯電させ、且つ、次いで、画像ごとに露光することにより、潜在静電画像が形成されている。次いで、潜在静電画像は、現像ステーションに移動され、そこで、可視画像を形成するべく、トナーが光伝導性絶縁体の帯電エリアに適用されている。次いで、形成されたトナー画像は、基材（例えば、印刷紙）に転送され、且つ、熱又は圧力により、基材に付着されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示の一態様において、静電複写に基づいた付加製造システムによって層ごとの方式で３次元（３Ｄ）部品を製造する方法は、第１制御パラメータプロファイルを確立するステップと、第２制御パラメータプロファイルを確立するステップと、複数の層を溶融転写するべく使用可能な溶融転写シーケンスを確立するステップと、溶融転写シーケンスに従って３Ｄ部品の予め堆積された層の接合領域上においてｎ＋ｍ層を溶融転写するステップと、を含み、ここで、ｎ及びｍは、それぞれ、正の整数である。第１制御パラメータプロファイルは、３Ｄ部品の単一の層を溶融転写するべく使用可能な温度及び圧力パラメータの第１組合せを含み、第２制御パラメータプロファイルは、３Ｄ部品の単一の層を溶融転写するべく使用可能な温度及び圧力パラメータの第２組合せを含み、且つ、温度及び圧力パラメータの第２組合せは、温度及び圧力パラメータの第１組合せとは異なっている。溶融転写シーケンスは、規定された順序における第１制御パラメータプロファイル及び第２制御パラメータプロファイルのそれぞれのものの使用を規定している。熱エネルギーが、それぞれの層の溶融転写により、接合領域から予め蓄積された層に、予め堆積された層内の熱拡散深さだけ、追加され、且つ、ｎ＋ｍ層の合計厚さは、熱拡散深さ未満である。溶融転写ステップは、第１制御パラメータプロファイルに従って３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上においてｎ層を溶融転写するステップと、ｎ層の溶融転写の後に、第２制御パラメータプロファイルに従って３Ｄ部品の予め堆積された層の接合領域上においてｍ層を溶融転写するステップと、を含む。
【0008】
本開示の別の態様において、静電複写に基づいた付加製造システムによって層ごとの方式で３次元（３Ｄ）部品を製造する方法は、第１制御パラメータプロファイルを確立するステップと、第２制御パラメータプロファイルを確立するステップと、複数の層を溶融転写するべく使用されうる溶融転写シーケンスを確立するステップと、溶融転写シーケンスに従って３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上においてｎ＋ｍ層を溶融転写するステップであって、ここで、ｎ及びｍは、それぞれ、正の整数である、ステップと、溶融転写シーケンスに従って３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上において別のｎ＋ｍ層を溶融転写するステップと、を含む。第１制御パラメータプロファイルは、３Ｄ部品の単一の層を構築するために静電複写に基づいた付加製造システムを制御するべく使用可能な温度及び力パラメータの第１組合せを含み、且つ、第１カテゴリ内の相対的に高い性能及び第２カテゴリ内の相対的に低い性能を有する層を構築するように構成されている。第２制御パラメータプロファイルは、３Ｄ部品の単一の層を構築するために静電複写に基づいた付加製造システムを制御するべく使用可能な温度及び力パラメータの第２組合せを含み、且つ、第２カテゴリ内の相対的に高い性能及び第１カテゴリ内の相対的に低い性能を有する層を構築するように構成されている。温度及び力パラメータの第２組合せは、温度及び力パラメータの第１組合せとは異なっている。溶融転写シーケンスは、規定された順序における第１制御パラメータプロファイル及び第２制御パラメータプロファイルのそれぞれのものの使用を規定しており、且つ、第１制御パラメータプロファイルに従って３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上においてｎ層を溶融転写するための且つｎ層の溶融転写の後に第２制御パラメータプロファイルに従って３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上においてｍ層を溶融転写するための命令を含む。熱エネルギーが、それぞれの溶融転写より、接合領域から予め蓄積された層に、予め蓄積された層内の熱拡散深さだけ、追加され、且つ、ｎ＋ｍ層の合計厚さは、熱拡散深さ未満である。
【0009】
別の態様において、静電複写に基づいた付加製造システムによって層ごとの方式で３次元（３Ｄ）部品を製造する方法は、第１制御パラメータプロファイルを確立するステップと、第２制御パラメータプロファイルを確立するステップと、ｎ＋ｄ溶融転写組立体パスを伴う静電複写に基づいた付加製造システムの溶融転写組立体によって溶融転写組立体パスを実行するべく使用可能な溶融転写シーケンスを確立するステップであって、この場合に、ｎ及びｄは、それぞれ、正の整数である、ステップと、第１制御パラメータプロファイルに従って３Ｄ部品の予め蓄積された層の接合領域上においてｎ層を溶融転写するステップと、ｄ非溶融転写パスの少なくとも１つが第２制御パラメータプロファイルを使用して実行されるように、溶融転写組立体により、ｄ非溶融転写パスを実行するステップと、を含む。第１制御パラメータプロファイルは、３Ｄ部品の単一の層を溶融転写するべく使用可能なパラメータ（例えば、温度及び圧力）の第１組合せを含み、且つ、第２制御パラメータプロファイルは、パラメータの第２組合せを含み、且つ、パラメータの第２組合せは、パラメータの第１組合せとは異なっている。溶融転写シーケンスは、複数の層を溶融転写するための規定された順序における第１制御パラメータプロファイル及び第２制御パラメータプロファイルのそれぞれのものの使用を規定している。ｄ非溶融転写パスは、接合領域上においてなんらの新しい層をも溶融転写していない。
【0010】
この概要は、限定ではなく例示を目的として提供されるものである。本発明のその他の態様については、全体テキスト、請求項、及び添付図面を含む本開示の全体に鑑み、理解することができよう。
【0011】
定義
そうではない旨が規定されていない限り、本明細書において使用されている以下の用語は、以下に提供されている意味を有する。
そうではない旨が規定されていない限り、本明細書において使用されている以下の用語は、以下に提供されている意味を有する。
【0012】
「コポリマ」という用語は、２つ以上のモノマー種を有するポリマーを意味している。
【0013】
「好ましい（ｐｒｅｆｅｒｅｄ）」及び「好ましくは（ｐｒｅｆｅｒａｂｌｙ）」という用語は、特定の状況下において特定の利益を提供しうる本発明の実施形態を意味している。但し、その他の実施形態も、同一又はその他の状況下において好ましいものとなりうる。更には、１つ又は複数の好適な実施形態の記述は、その他の実施形態が有用ではないことを意味するものではなく、且つ、本開示の発明範囲からその他の実施形態を排除することを意図したものではない。
【0014】
「１つの（ａ）」化合物に対する参照は、化合物の単一の分子に限定されるものではなく、化合物の１つ又は複数の分子を意味している。更には、１つ又は複数の分子は、化合物のカテゴリに含まれている限り、同一であってもよく、或いは、そうでなくてもよい。
【0015】
要素の「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」及び「１つ又は複数（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ ｏｆ）」という用語は、相互交換可能に使用されており、且つ、単一の要素及び複数の要素を含む同一の意味を有し、且つ、要素の末尾における添え字「（ｓ）」によっても表されうる。
【0016】
「上方（ａｂｏｖｅ）」、「下方（ｂｅｌｏｗ）」、「上部（ｔｏｐ）」、「下部（ｂｏｔｔｏｍ）」、及びこれらに類似したものなどの方向の向きは、３Ｄ部品の印刷軸に沿った方向その関連において示されている。印刷軸が垂直方向のｚ軸である実施形態においては、層の印刷方向は、垂直方向のｚ軸に沿って上向き方向である。これらの実施形態においては、「上方」、「下方」、「上部」、「下部」という用語、及びこれらに類似したものは、垂直方向のｚ軸に基づいたものである。但し、３Ｄ部品の層が異なる軸に沿って印刷されている実施形態においては、「上方」、「下方」、「上部」、「下部」という用語、並びにこれらに類似したものは、所与の軸との関係におけるものである。
【0017】
「材料を提供する（ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ａ ｍａｔｅｒｉａｌ）」及びこれに類似したものなどの「提供する」という用語は、請求項において記述されている際には、提供される項目の任意の特定の供給又は受取りを必要とすることを意図したものではない。むしろ、「提供する」という用語は、わかりやすさ及び読み易さを目的として、１つ又は複数の請求項の後続の要素において参照されることになる項目を記述するためにのみ使用されている。
【0018】
「選択的堆積」という用語は、粒子の１つ又は複数の層が、時間に伴って熱及び圧力を利用して予め堆積された層に融着される付加製造技法を意味しており、この場合に、粒子は、部品の層を形成するべく１つに融着され、且つ、予め印刷されている層にも融着している。
【0019】
「静電複写」という用語は、表面上において部品、支持構造、又はこれらの両方ものの層の画像を形成するための潜在静電電荷パターンの形成及び利用を意味している。静電複写は、限定を伴うことなしに、潜在画像を形成するべく光エネルギーが使用されている静電複写と、潜在画像を形成するべくイオンが使用されているイオノグラフィ、及び／又は潜在画像を形成するべく電子が使用されている電子ビームイメージングを含む。
【0020】
そうではない旨が規定されていない限り、本明細書において参照されている温度は、大気圧（即ち、一気圧）に基づいたものである。
【0021】
「約（ａｂｏｕｔ）」及び「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語は、本明細書においては、当業者には既知の予想変動（例えば、計測における制限及び可変性）に起因した計測可能値及び範囲との関係において使用されている。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】本開示の実施形態による層ごとの方式で３Ｄ部品及び関連する支持構造を構築する例示用の電子写真に基づいた付加製造システムの単純化された概略正面図である。
【図2】本開示の実施形態による例示用の電子写真エンジンの概略正面図である。
【図3】本開示の実施形態による転送ドラム又はベルトを含む例示用の電子写真エンジンの概略正面図である。
【図4】本開示の実施形態による例示用の層溶融転写組立体の概略正面図である。
【図5】３Ｄ部品の所与の層の構築用の例示用の循環的温度スウィングを概略的に示す温度対深さのグラフである。
【図6】一連の相対的に高温の層溶融転写を通じて成長する構築エラー空洞を概略的に示す３Ｄ部品の断面図である。
【図7】一連の相対的に低温の層溶融転写を通じて橋絡された構築エラー空洞を概略的に示す３Ｄ部品の断面図である。
【図8】本開示の実施形態による異なる溶融転写制御パラメータプロファイルのシーケンスにおいて層を溶融転写する例示用の溶融転写シーケンスに従って構築された３Ｄ部品の概略断面図である。
【図9】本開示の実施形態による溶融転写シーケンスに従って層ごとの方式で３Ｄ部品及び関連する支持構造を構築する例示用の方法のフローチャートである。
【図10A】本開示の実施形態による溶融転写シーケンスに従って層を溶融転写する例示用の方法のフローチャートである。
【図10B】本開示の実施形態による溶融転写シーケンスに従って層を溶融転写する例示用の方法のフローチャートである。
【図10C】本開示の実施形態による溶融転写シーケンスに従って層を溶融転写する例示用の方法のフローチャートである。
【図10D】本開示の実施形態による溶融転写シーケンスに従って層を溶融転写する例示用の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】
【0023】
以上において識別されている図は、本発明の１つ又は複数の実施形態を記述しているが、説明において記述されているように、その他の実施形態も想定されている。すべてのケースにおいて、本開示は、限定ではなく代表例として本発明を提示している。本発明の原理の範囲及び精神に含まれる多数のその他の変更及び実施形態が当業者によって考案されうることを理解されたい。図は、正確な縮尺で描画されていない場合があり、且つ、本発明の用途及び実施形態は、図面には具体的に示されていない特徴、ステップ、及び／又はコンポーネントを含みうる。
【0024】
以下、添付図面を参照し、本開示の実施形態について更に十分に説明する。同一又は類似の参照符号を使用して識別されている要素は、同一又は類似の要素を意味している。但し、本開示の様々な実施形態は、多くの異なる形態において実施することができると共に、本明細書において記述されている実施形態に限定されるものとして解釈してはならない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が十分且つ完全になるように提供されており、且つ、本開示の範囲を当業者に十分に伝達することになる。
【0025】
以下の説明においては、実施形態の十分な理解を提供するべく、特定の詳細が付与されている。但し、当業者は、実施形態がこれらの特定の詳細を伴うことなしに実施されうることを理解している。例えば、不必要な詳細において実施形態を曖昧にしないように、回路、システム、ネットワーク、プロセス、フレーム、支持部、コネクタ、モーター、プロセッサ、及びその他のコンポーネントが、示されていない場合があり、或いは、ブロック図の形態において示されている場合がある。
【0026】
当業者には更に理解されるように、本開示は、例えば、方法、システム、装置、及び／又はコンピュータプログラムとして実施することができる。従って、本開示は、全体的にハードウェア実施形態の、全体的にソフトウェア実施形態の、或いは、ソフトウェア及びハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態を有することができる。本開示のコンピュータプログラム又はソフトウェア態様は、コンピュータ可読媒体又はメモリ内において保存されたコンピュータ可読命令又はコードを有することができる。コントローラの１つ又は複数のプロセッサなどの１つ又は複数のプロセッサ（例えば、中央処理ユニット）によるプログラム命令の実行は、１つ又は複数のプロセッサが本明細書において記述されている１つ又は複数の機能又は方法ステップを実行することを結果的にもたらす。例えば、ハードディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、光ストレージ装置、又は磁気ストレージ装置を含む任意の適切な特許主題の適格なコンピュータ可読媒体又はメモリを利用することができる。このようなコンピュータ可読媒体又はメモリは、単なる一時的な波又は信号を超えたものを構成している。
【0027】
本明細書において言及されているコンピュータ可読媒体又はメモリは、例えば、限定を伴うことなし、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、又は半導体システム、装置、機器、又は電波媒体であってよい。コンピュータ可読媒体の更に具体的な例（すべてを網羅してはいないリスト）は、１つ又は複数のワイヤを有する電気接続、携帯型コンピュータディスケット、ランダム軸メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラム可能な読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバ、及び携帯型コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ－ＲＯＭ）を含むことになろう。プログラムは、例えば、紙又はその他の媒体の光学スキャニングを介して電子的にキャプチャすることが可能であり、次いで、必要に応じて、コンパイルする、解釈する、又はその他の適切な方式で処理することが可能であり、且つ、次いで、コンピュータメモリ内において保存されうることから、コンピュータ使用可能又はコンピュータ可読媒体は、場合によっては、その上部にプログラムが印刷される紙又はその他の適切な媒体でありうることに留意されたい。
【0028】
上述のように、静電複写３Ｄ部品付加製造又は印刷動作において、静電複写エンジンは、静電複写プロセスを使用して帯電パウダー材料（例えば、ポリマートナー）から３Ｄ部品のそれぞれの層を現像している。３Ｄ部品の完成した層は、通常、転送ベルト又はドラムなどの適切な転送媒体に転送される１つの静電複写エンジンによって部品材料から形成された部品部分及び／又は対応する部品部分と見当合わせされた状態にある転送媒体に適用される異なる静電複写エンジンによって支持材料から形成された支持構造部分を含む。或いは、この代わりに、部品部分は、現像され且つ転送媒体上に予め印刷された支持構造部分との見当合わせ状態にある転送媒体に転送されてもよい。更には、複数の層は、逆の印刷順序においてイメージングすることも可能であり、且つ、選択された厚さの積層体を形成するべく、転送媒体上において互いに上下の関係において積層することができる。この結果、層を部品及び／又は支持材料のいくつかの重畳された又は別個の部分から構成することができる。
【0029】
転送媒体は、現像された層又は層の積層体を溶融転写組立体に供給し、そこで、３Ｄ部品及び対応する支持構造を形成するべく、層ごとの方式により、積層体ごとの方式により、又は個々の層と層の積層体の組合せにおいて、３Ｄ構造を形成するべく溶融転写プロセスが実行されている。溶融転写プロセスにおいては、熱及び圧力が、３Ｄ構造の表面を構築するべく、現像された層又は層の積層体を融着している。３Ｄ構造が構築された後に、支持構造は、完成した３Ｄ部品を明らかにするべく、水溶液又は水性分散液中において分解及び崩壊させることができる。
【0030】
本開示の実施形態は、層の熱プロファイル、構築されている部品、及び溶融転写組立体コンポーネントを調節するシステム及び方法を提供している。所与の層の溶融転写サイクルにおける様々な時点及び場所において選択的に且つ制御可能に熱エネルギーを追加するべく且つ熱エネルギーを除去するべく、ヒーター装置及びクーラー装置などの熱流束装置を使用することができる。本開示は、相対的に迅速な且つ効率的な層溶融転写サイクルタイムを促進しつつ、同時に、構築されている部品内における不必要な熱エネルギーの蓄積を低減又は除去することにより、熱リソースの相対的に効率的な使用を許容している。本開示のその他の特徴、態様、及び利益については、添付図面を含む本開示の全体に鑑み、認識することができよう。
【0031】
本開示は、静電複写に基づいた付加製造システムと共に利用されうるが、本開示については、電子写真に基づいた（ＥＰ）付加製造システムとの関連において説明することとする。但し、本開示は、ＥＰに基づいた付加製造システムに限定されるものではなく、且つ、任意の静電複写に基づいた付加製造システムと共に利用することができる。
【0032】
図１は、本開示の実施形態による層ごとの方式で３Ｄ部品及び関連する支持構造を構築する例示用の電子写真に基づいた付加製造システム１０の概略図である。３Ｄ部品及び関連する支持構造を層ごとの方式で構築するものとして示されているが、システム１０は、層の積層体を形成するべく且つ３Ｄ部品及び関連する支持構造を形成するために積層体を溶融転写するべく使用することもできる。
【0033】
図１に示されているように、システム１０は、ＥＰエンジン１２ａ～ｄなどの１２として総合的に参照されている１つ又は複数の電子写真（ＥＰ）エンジンと、転送組立体１４と、少なくとも１つの付勢メカニズム１６と、溶融転写組立体２０と、を含む。システム１０用の適切なコンポーネント及び機能動作の例は、Ｈａｎｓｏｎ他の米国特許第８，８７９，９５７号明細書及び同第８，４８８，９９４号明細書において且つＣｏｍｂ他の米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号明細書及び同第２０１３／０１８６５５８号明細書において開示されているものを含む。
【0034】
ＥＰエンジン１２は、帯電パウダー部品及び支持材料の３Ｄ部品の完成した層を個々にイメージングする又はその他の方法で現像するイメージングエンジンであり、これらは、総合的に２２として参照されている。帯電パウダー部品及び支持材料は、それぞれ、好ましくは、ＥＰエンジン１２の特定のアーキテクチャと共に使用されるように設計されている。いくつかの実施形態において、ＥＰエンジン１２ａ及び１２ｃなどのシステム１０のＥＰエンジン１２の少なくとも１つは、層２２の支持構造部分２２ｓを形成するべく支持材料の層を現像しており、且つ、ＥＰエンジン１２ｂ及び１２ｄなどのＥＰエンジン１２の少なくとも１つは、層２２の部品部分２２ｐを形成するべく部品材料の層を現像している。ＥＰエンジン１２は、形成された部品部分２２ｐ及び支持構造部分２２ｓを転送媒体２４に転送している。いくつかの実施形態において、転送媒体２４は、図１に示されているように、転送ベルトの形態を有する。転送媒体２４は、転送ドラム又はシートなどの転送ベルトの代わりに又はこれに加えて、その他の適切な形態を有することができる。従って、本開示の実施形態は、転送ベルトの形態における転送媒体２４の使用に限定されるものではない。
【0035】
いくつかの実施形態において、システム１０は、完成した層２２を形成するべく協働するＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂなどのＥＰエンジン１２の少なくとも１つのペアを含む。いくつかの実施形態において、ＥＰエンジン１２ｃ及び１２ｄなどのＥＰエンジン１２の更なるペアは、その他の層２２を形成するべく協働することができる。
【0036】
いくつかの実施形態において、所与の層２２の支持構造部分２２ｓを形成するべく構成されているＥＰエンジン１２のそれぞれは、転送ベルト２４のフィード又はイントラック方向３２との関係において層２２の部品部分２２ｐを形成するように構成された対応するＥＰエンジン１２の上流において位置決めされている。従って、例えば、支持構造部分２２ｓを形成するようにそれぞれが構成されたＥＰエンジン１２ａ及び１２ｃは、図１に示されているように、転送ベルト２４のフィード方向３２との関係において部品部分２２ｐを形成するように構成されたその対応するＥＰエンジン１２ｂ及び１２ｄの上流において位置決めされている。代替実施形態において、ＥＰエンジン１２のこの構成は、部品部分２２ｐを形成するＥＰエンジンが、転送ベルト２４のフィード方向３２との関係において支持構造部分２２ｓを形成するように構成された対応するＥＰエンジン１２の上流において配置されうるように、逆転させることができる。従って、例えば、ＥＰエンジン１２ｂは、ＥＰエンジン１２ａの上流において位置決めされてもよく、且つ、ＥＰエンジン１２ｄは、転送ベルト２４のフィード方向３２との関係においてＥＰエンジン１２ｃの上流において位置決めされてもよい。更なる実施形態において、２つ超の材料が利用されている場合に、或いは、異なる材料が大幅に異なる特性を有しており、且つ、相対的に多くのＥＰエンジン１２がその他のもの以外のなんらかの１つ又は複数の材料に専用である、などの場合には、ＥＰエンジン１２の異なるグルーピング（例えば、トリオ、カルテット、など）が可能である。
【0037】
後述するように、現像された層２２は、転送組立体１４の転送媒体２４に転送され、これが、層２２を溶融転写組立体２０に供給している。溶融転写組立体２０は、構築プラットフォーム２８上において層２２を一緒に溶融転写することにより、３Ｄ部品２６ｐ、支持構造２６ｓ、及び／又はその他の特徴を含む３Ｄ構造２６を層ごとの方式で構築するべく動作している。
【0038】
いくつかの実施形態において、転送媒体２４は、図１に示されているように、ベルトを含む。転送媒体２４用の適切な転送ベルトの例は、Ｃｏｍｂ他（米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号明細書及び同第２０１３／０１８６５５８号明細書）において開示されているものを含む。いくつかの実施形態において、ベルト２４は、前部表面２４ａ及び後部表面２４ｂを含み、この場合に、前部表面２４ａは、ＥＰエンジン１２に対向しており、且つ、後部表面２４ｂは、付勢メカニズム１６との接触状態にある。
【0039】
いくつかの実施形態において、転送組立体１４は、例えば、モーター３０及びドライブローラー３３或いはその他の適切なドライブメカニズムを含む１つ又は複数のドライブメカニズムを含み、且つ、フィード方向３２において転送媒体又はベルト２４を駆動するべく動作している。いくつかの実施形態において、転送組立体１４は、ベルト２４用の支持を提供するアイドラローラー３４を含む。図１に示されている例示用の転送組立体１４は、高度に単純化されており、且つ、その他の構成を有することができる。これに加えて、転送組立体１４は、例えば、ベルト２４内において望ましい張力を維持するコンポーネント、層２２を受け入れる表面２４ａから破片を除去するベルトクリーナ、及びその他のコンポーネントなどの図示を単純化するべく図示されてはいない更なるコンポーネントを含むこともできる。
【0040】
また、システム１０は、本明細書において記述されている１つ又は複数の機能を実行するためにシステム１０のコンポーネントを制御するべく、システムのメモリ内において又はシステム１０から離れたメモリ内においてローカルに保存されうる命令を実行するように構成された１つ又は複数のプロセスを表すコントローラ３６をも含む。いくつかの実施形態において、コントローラ３６のプロセッサは、１つ又は複数のコンピュータに基づいたシステムのコンポーネントである。いくつかの実施形態において、コントローラ３６は、１つ又は複数の制御回路、マイクロプロセッサに基づいたエンジン制御システム、フィールドプログラム可能なゲートアレイ（ＦＰＧＡ）などの１つ又は複数のプログラム可能なハードウェアコンポーネント及び／又は本明細書において記述されている１つ又は複数の機能を実行するためにシステム１０のコンポーネントを制御するべく使用されるデジタル的に制御されたラスタ撮像プロセッサシステムを含む。いくつかの実施形態において、コントローラ３６は、例えば、ホストコンピュータ３８から又は別の場所から受け取られた印刷命令に基づいて同期した方式でシステム１０のコンポーネントを制御している。
【0041】
いくつかの実施形態において、コントローラ３６は、システム１０のコンポーネントを有する適切な有線又は無線通信リンク上において通信している。いくつかの実施形態において、コントローラ３６は、ホストコンピュータ３８又はその他のコンピュータ及びサーバーなどの外部装置との間において、例えば、ネットワーク接続（例えば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）接続）上などの適切な有線又は無線通信リンク上において通信している。
【0042】
いくつかの実施形態において、ホストコンピュータ３８は、印刷命令（並びに、その他の動作情報）を提供するべくコントローラ３６と通信するように構成された１つ又は複数のコンピュータに基づいたシステムを含む。例えば、ホストコンピュータ３８は、３Ｄ部品及び支持構造のスライシングされた層に関係する情報をコントローラ３６に転送し、これにより、システム１０が層ごとの方式で層２２を印刷し且つ任意の支持構造を含む３Ｄ部品を形成することを許容することができる。
【0043】
システム１０のコンポーネントは、１つ又は複数のフレーム構造によって保持することができる。これに加えて、システム１０のコンポーネントは、システム１０のコンポーネントが動作の際に周辺光に曝露されることを防止する且つシステムを通じて循環する空気の温度及び湿度の制御を支援する封止可能なハウジング（図示されてはいない）内において保持することもできる。
【0044】
図２は、本開示の例示用の実施形態によるシステム１０のＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂの概略正面図である。図示の実施形態において、ＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂは、導電性ボディ４４と、光伝導性表面４６と、を有する光伝導体ドラム４２などの同一のコンポーネントを含むことができる。導電性ボディ４４は、電気的に接地されうる（或いは、接地以外の特定の電圧にバイアスされうる）且つシャフト４８を中心として回転するように構成されうる（例えば、銅、アルミニウム、すず、又はこれらに類似したものから製造された）導電性ボディである。シャフト４８は、対応する方式で、ドライブモーター５０に接続されており、これは、実質的に一定のレートにおいて矢印５２の方向においてシャフト４８（並びに、光伝導体ドラム４２）を回転させるように構成されている。また、ＥＰエンジン１２の実施形態は、光伝導体ドラム４２を利用するものとして記述及び図示されているが、導電性材料を有するベルト又はその他の適切なボディを光伝導体ドラム４２及び導電性ボディ４４の代わりに利用することもできる。
【0045】
光伝導性表面４６は、導電性ボディ４４の周囲表面の周りにおいて延在する薄膜であり（ドラムとして示されているが、この代わりに、ベルト又はその他の適切なボディでありうる）、且つ、好ましくは、アモルファスシリコン、セレニウム、酸化亜鉛、有機材料、及びこれらに類似したものなどの１つ又複数の光伝導性材料から導出されている。後述するように、表面４６は、３Ｄ部品又は支持構造のスライシングされた層の潜在帯電画像（或いは、ネガティブ画像）を受け取るように、且つ、帯電した又は放電した画像エリアに部品又は支持材料の帯電した粒子を吸着し、これにより、３Ｄ部品２６ｐ又は支持構造２６ｓの層２２を生成するように、構成されている。
【0046】
また、更に図示されているように、例示用のＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂのそれぞれは、電荷インデューサ５４、イメージャ５６、現像ステーション５８、クリーニングステーション６０、及び放電装置６２をも含み、これらのそれぞれは、コントローラ３６との信号通信状態にあってよい。従って、電荷インデューサ５４、イメージャ５６、現像ステーション５８、クリーニングステーション６０、及び放電装置６２は、表面４６用の画像形成組立体を定義している一方で、ドライブモーター５０及びシャフト４８は、方向５２において光伝導体ドラム４２を回転させている。
【0047】
ＥＰエンジン１２は、層２２を現像又は形成するべく、本明細書において６６として総合的に呼称されている帯電粒子材料（例えば、ポリマー又は熱可塑性トナー、セラミック、又は磁気材料、などのような相対的に導電性が乏しいもの）を使用している。いくつかの実施形態においては、ＥＰエンジン１２ａの表面４６用の画像形成組立体は、支持材料６６ｓの支持構造部分２２ｓを形成するべく使用されており、この場合に、支持材料６６ｓの供給源は、キャリア粒子と共に（ＥＰエンジン１２ａの）現像ステーション５８によって保持することができる。同様に、ＥＰエンジン１２ｂの表面４６用の画像形成組立体は、部品材料６６ｐの部品部分２２ｐを形成するべく使用されており、この場合に、部品材料６６ｐの供給源は、キャリア粒子と共に（ＥＰエンジン１２ｂの）現像ステーション５８によって保持することができる。
【0048】
電荷インデューサ５４は、表面４６が電荷インデューサ５４を過ぎて方向５２において回転するのに伴って、表面４６上において均一な静電電荷を生成するように構成されている。電荷インデューサ５４用の適切な装置は、コロトロン、スコロトロン、充電ローラー、及びその他の静電気充電装置を含む。
【0049】
イメージャ５６は、表面４６がイメージャ５６を過ぎて方向５２において回転するのに伴って、表面４６上の均一な静電電荷に向かって電磁放射を選択的に放出するように構成されたデジタル的に制御されたピクセルごとの露光装置である。表面４６に対する電磁放射の選択的な露光は、コントローラ３６によって制御されており、且つ、静電電荷の個別のピクセルごとの場所が除去（即ち、放電）されるようにし、これにより、表面４６上において潜在画像電荷パターンを形成している。
【0050】
イメージャ５６用の適切な装置は、スキャニングレーザー（例えば、ガス又は固体レーザー）光源、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ露光装置、及び２Ｄ電子写真システム内において従来から使用されているその他の露光装置を含む。代替実施形態において、電荷インデューサ５４及びイメージャ５６用の適切な装置は、潜在画像電荷パターンを形成するべく帯電イオン又は電子を表面４６に直接的に選択的に堆積するように構成されたイオン堆積システムを含む。この実施形態によれば、電荷インデューサ５４を除去することができる。いくつかの実施形態において、イメージャ５６によって放出された電磁放射は、表面４６上において形成される潜在画像電荷パターンの電荷の量を制御する強度を有している。従って、本明細書において使用されている「電子写真」という用語は、「静電複写」又は表面上において電荷パターンを生成するプロセスと広く見なすことができる。また、代替肢は、イオノグラフィなどのようなものをも含む。
【0051】
それぞれの現像ステーション５８は、キャリア粒子と共に、部品材料６６ｐ及び支持材料６６ｓの供給源を保持する静電及び磁気現像ステーション又はカートリッジである。現像ステーション５８は、２Ｄ電子写真システムにおいて使用されている単一又はデュアルコンポーネント現像システム及びトナーカートリッジに類似した方式で機能することができる。例えば、それぞれの現像ステーション５８は、部品材料６６ｐ又は支持材料６６ｓ及びキャリア粒子を保持するためのエンクロージャを含むことができる。攪拌された際に、キャリア粒子は、部品材料６６ｐ又は支持材料６６ｓのパウダーを吸着するべく摩擦電荷を生成し、これは、後述するように、吸着されたパウダーを望ましい符号及び大きさに帯電させている。
【0052】
また、それぞれの現像ステーション５８は、コンベア、ファーブラシ、パドルホイール、ローラー、及び／又は磁気ブラシなどの支持材料６６ｐ又は６６ｓの帯電粒子を表面４６に転送するための１つ又は複数の装置を含むこともできる。例えば、（潜在帯電画像を含む）表面４６が方向５２においてイメージャ５６から現像ステーション５８に回転するのに伴って、帯電した部品材料６６ｐ又は支持材料６６ｓは、（利用されている電子写真モードに応じて）帯電エリア現像又は放電エリア現像を利用して表面４６上の潜在画像の適切に帯電した領域に吸着される。これは、光伝導体ドラム４２が方向５２において回転を継続するのに伴って、表面４６上において連続的な層２２ｐ又は２２ｓを生成しており、この場合に、連続的な層２２ｐ又は２２ｓは、３Ｄ部品又は支持構造のデジタル表現の連続的なスライシングされた層に対応している。
【0053】
いくつかの実施形態において、表面４６上の層２２ｐ又は２２ｓの厚さは、表面上の潜在画像電荷パターンの電荷に依存している。従って、層２２ｐ又は２２ｓの厚さは、コントローラ３６を使用した表面上のパターンの電荷の大きさの制御を通じて制御することができる。例えば、コントローラ３６は、例えば、電荷インデューサ５４を制御することにより、イメージャ５６によって放出される電磁放射の強度を制御することにより、或いは、イメージャ５６によって放出される電磁放射に対する表面４６の露光の持続時間を制御することにより、層２２ｐ又は２２ｓの厚さを制御することができる。
【0054】
次いで、連続的な層２２ｐ又は２２ｓは、後述するように層２２ｐ又は２２ｓが光伝導体ドラム４２からベルト２４又は別の転送媒体に連続的に転送される転送領域に、方向５２において表面４６と共に回転している。光伝導体ドラム４２とベルト２４の間の直接的な係合として示されているが、いくつかの好適な実施形態においては、ＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂは、更に後述するように、中間転送ドラム及び／又はベルトを含むこともできる。
【0055】
所与の層２２ｐ又は２２ｓが光伝導体ドラム４２からベルト２４（或いは、中間転送ドラム又はベルト）に転送された後に、ドライブモーター５０及びシャフト４８は、層２２ｐ又は２２ｓを予め保持していた表面４６の領域がクリーニングステーション６０を通過するように、光伝導体ドラム４２を方向５２において回転させることを継続している。クリーニングステーション６０は、部品又は支持材料６６ｐ又は６６ｓの任意の残留した転送されていない部分を除去するように構成されたステーションである。クリーニングステーション６０用の適切な装置は、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、静電クリーナ、真空に基づいたクリーナ、及びこれらの組合せを含む。
【0056】
クリーニングステーション６０を通過した後に、表面４６は、表面４６のクリーニング済みの領域が次のサイクルの開始の前に表面４６上の任意の残留静電電荷を除去するべく放電装置６２を通過するように、方向５２において回転することを継続している。放電装置６２用の適切な装置は、光学システム、高電圧交流コロトロン及び／又はスコロトロン、印加された高電圧交流を有する導電性コアを有する１つ又は複数の回転する誘電体ローラー、及びこれらの組合せを含む。
【0057】
付勢メカニズム１６は、ＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂからベルト２４に層２２ｓ及び２２ｐを静電気によって吸着するべく、ベルト２４を通じて電位を誘発するように構成されている。層２２ｓ及び２２ｐは、それぞれ、プロセスのポイントにおいては、厚さにおいて単一層の増大のみであることから、ＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂからベルト２４への層２２ｓ及び２２ｐの転送には、静電吸着が適している。いくつかの実施形態において、ベルト２４の表面２４ａ上の層２２ｐ又は２２ｓの厚さは、対応する付勢メカニズム１６によってベルトを通じて誘発される電位に依存している。従って、層２２ｐ又は２２ｓの厚さは、付勢メカニズム１６によってベルトを通じて誘発される電位の大きさの制御を通じてコントローラ３６によって制御することができる。
【0058】
コントローラ３６は、好ましくは、ベルト２４のライン速度及び／又は任意の中間転送ドラム又はベルトと同期した同一の回転レートにおいてＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂの光伝導体ドラム４２の回転を制御している。これは、システム１０が、別個の現像装置画像と互いに調整された状態において層２２ｓ及び２２ｐを現像及び転送することを許容している。具体的には、図示のように、層２２ｐのそれぞれの部品は、層２２と総合的に表記されている組み合わせられた部品及び支持材料層を生成するべく、それぞれの支持層２２ｓとの適切な見当合わせ状態においてベルト２４に転送することができる。理解されうるように、層溶融転写組立体２０に転送される層２２のいくつかは、特定の支持構造及び３Ｄ部品形状及び層スライシングに応じて、支持材料６６ｓのみを含んでいてもよく、或いは、部品材料６６ｓのみを含んでいてもよい。
【0059】
一代替実施形態において、部品部分２２ｐ及び支持構造部分２２ｓは、任意選択により、交互に変化する層２２ｓ及び２２ｐなどにより、別個に現像されてもよく且つベルト２４に沿って転送されてもよい。次いで、これらの連続的な交互に変化する層２２ｓ及び２２ｐは、層溶融転写組立体２０に転送されてもよく、そこで、これらは、３Ｄ部品２６ｐ、支持構造２６ｆ、及び／又はその他の構造を含む構造２６を印刷又は構築するべく別個に溶融転写されてもよい。
【0060】
また、更なる一代替実施形態において、ＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂの１つ又は両方は、光伝導体ドラム４２とベルト又は転送媒体２４の間において１つ又は複数の転送ドラム及び／又はベルトを含むこともできる。また、例えば、図３に示されているように、ＥＰエンジン１２ｂは、方向５２とは反対の方向５２ａにおいて回転する中間転送ドラム４２ａを含んでいてもよく、この場合に、ドラム４２は、モーター５０ａの回転パワーの下において回転している。中間転送ドラム４２ａは、光伝導体ドラム４２から現像済みの層２２ｐを受け取るべく光伝導体ドラム４２と係合し、且つ、次いで、受け取られた現像済みの層２２ｐを搬送し、且つ、これらをベルト２４に転送している。
【0061】
ＥＰエンジン１２ａは、光伝導体ドラム４２からベルト２４に現像済みの層２２ｓを搬送するべく中間転送ドラム４２ａの同一の構成を含むことができる。ＥＰエンジン１２ａ及び１２ｂ用のこのような中間転送ドラム又はベルトの使用は、適宜、ベルト２４から光伝導体ドラム４２を断熱するべく有益でありうる。
【0062】
図４は、層溶融転写組立体２０の一実施形態を示している。図示のように、溶融転写組立体２０は、構築プラットフォーム２８と、ニップローラー７０と、溶融転写前ヒーター７２及び７４と、任意選択の溶融転写後ヒーター７６と、エアジェット７８（又は、その他の冷却ユニット）と、を含む。構築プラットフォーム２８は、層ごとの方式で部品層２２ｐから形成された３Ｄ部品２６ｐ及び支持層２２ｓから形成された支持構造２６ｓを含む部品２６を印刷するべく、加熱された組み合わせられた層２２（又は、別個の層２２ｐ及び２２ｓ）を受け取るように構成されたシステム１０のプラットフォーム組立体又はプラテンである。いくつかの実施形態において、構築プラットフォーム２８は、印刷された層２２を受け取るための除去可能な薄膜基材（図示されてはいない）を含んでいてもよく、この場合に、除去可能な薄膜基材は、任意の適切な技法（例えば、真空引き）を使用して構築プラットフォームに圧接状態において抑止することができる。
【0063】
構築プラットフォーム２８は、ガントリ８４又はその他の適切なメカニズムによって支持されており、これは、図１において概略的に示されているように、ｚ軸及びｘ軸（並びに、また、任意選択により、ｙ軸）に沿って構築プラットフォーム２８を運動させるように構成することができる（ｙ軸は、図１のページの内部に且つこれから外部に延在しており、ｚ、ｘ、及びｙ軸は、右手の法則を踏襲して互いに直交している）。ガントリ８４は、図４において破線８６によって示されているように、ニップローラー７０及びその他のコンポーネントとの関係において循環的運動パターンを生成することができる。ガントリ８４の特定の運動パターンは、所与の用途に適する基本的に任意の望ましい経路を辿ることができる。ガントリ８４は、コントローラ３６からのコマンドに基づいてモーター８８によって動作してもよく、この場合に、モーター８８は、電気モーター、油圧系、空圧系、又はこれらに類似したものであってよい。一実施形態において、ガントリ８４は、ｚ及びｘ方向（並びに、任意選択により、ｙ軸方向）において構築プラットフォーム２８の運動を正確に制御する統合型のメカニズムを含みうる。代替実施形態において、ガントリ８４は、例えば、ｚ軸及びｘ軸の両方に沿って運動を生成する第１メカニズム及びｙ軸に沿ってのみ運動を生成する第２メカニズムにより、１つ又は複数の方向において構築プラットフォーム２８の運動をそれぞれが制御する複数の動作自在に結合されたメカニズムを含むことができる。複数のメカニズムの使用は、ガントリ８４が異なる軸に沿った異なる運動分解能を有することを許容することができる。更には、複数のメカニズムの使用は、更なるメカニズムが３未満の軸に沿って動作可能である既存のメカニズムに追加されることを許容することもできる。
【0064】
図示の実施形態において、構築プラットフォーム２８は、加熱要素９０（例えば、電気ヒーター）によって加熱可能でありうる。加熱要素９０については、Ｃｏｍｂ他の米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号明細書及び同第２０１２３／０１８６５５８号明細書において記述されている３Ｄ部品２６ｐ及び／又は支持構造２６ｓの望ましい平均部品温度におけるものなどの、室温（２５℃）超である上昇した温度において構築プラットフォーム２８を加熱及び維持するように構成されている。これは、構築プラットフォーム２８がこの平均部品温度における３Ｄ部品３６ｐ及び／又は支持構造２６ｓの維持を支援することを許容している。
【0065】
ニップローラー７０は、例示用の加熱可能／冷却可能要素又は加熱可能／冷却可能層溶融転写要素であり、これは、ベルト２４の運動によって固定軸を中心として回転するように構成されている。具体的には、ニップコントローラ７０は、ベルト２４がフィード方向３２において回転する状態において、矢印９２の方向において後部表面２２ｓに圧接した状態において回転することができる。図示の実施形態において、ニップローラー７０は、加熱要素９４（例えば、電気ヒーター）によって加熱可能である。加熱要素９４は、層２２用の望ましい転送温度などのような室温（２５℃）超である上昇した温度においてニップローラー７０を加熱及び維持するように構成されている。更なる実施形態において、ニップローラー７０を冷却するべく、エアナイフなどの冷却要素を使用することができる。
【0066】
溶融転写前ヒーター７２は、ニップローラー７０に到達する前に、部品材料６６ｐ及び支持材料６６ｓの溶融温度までなどの層２２の選択された温度にベルト２４上の層２２を加熱するように構成された１つ又は複数の加熱装置（例えば、赤外線ヒーター及び／又は加熱されたエアジェット）を含む。それぞれの層２２は、望ましくは、層２２を意図されている転送温度に加熱するべく十分な滞在時間にわたってヒーター７２のわきを通っている（又は、これを通じて通過している）。溶融転写前ヒーター７４は、ヒーター７２と同一の方式で機能してもよく、且つ、構築プラットフォーム上の３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの上部表面を上昇した温度に、且つ、一実施形態においては、接触の際に層に熱を供給するべく、加熱している。
【0067】
任意選択の溶融転写後ヒーター７６は、ニップローラー７０の下流において且つエアジェット７８の上流において配置されており、且つ、溶融転写された層２２を上昇した温度に加熱するように構成されている。
【0068】
上述のように、いくつかの実施形態において、構築プラットフォーム２８上において部品２６を構築する前に、構築プラットフォーム２８及びニップローラー７０は、その選択された温度に加熱することができる。例えば、構築プラットフォーム２８は、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの平均部品温度に加熱することができる。これとの比較において、ニップローラー７０は、層２２用の望ましい転送温度に加熱されてもよく、これは、ピーク溶融転写温度よりも低温であってもよく、その理由は、（構築材料粒子を１つに融着するべく）ニップ入口が高温となり且つ（ベルト２４に対する接着を低減するべく）ニップ出口が低温となることが望ましいものでありうるからである。
【0069】
図４に更に示されているように、動作の際に、ガントリ８４は、往復運動パターンにおいて（３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓを有する）構築プラットフォーム２８を運動させることができる。具体的には、ガントリ８４は、下方のｘ軸に沿って、ヒーター７４に沿って、或いは、これを通じて、構築プラットフォーム２８を運動させることができる。ヒーター７４は、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの上部表面を部品及び支持材料の転送温度などの上昇した温度に加熱している。Ｃｏｍｂ他の米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号明細書及び同第２０１３／０１８６５５８号明細書において記述されているように、ヒーター７２及び７４は、一貫性を有する溶融転写インターフェイス温度を提供するべく、層２２並びに３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの上部表面をほぼ同一の温度に加熱することができる。或いは、この代わりに、ヒーター７２及び７４は、望ましい溶融転写インターフェイス温度を実現するべく、層２２並びに３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの上部表面を異なる温度に加熱することもできる。
【0070】
継続するベルト２４の回転及び構築プラットフォーム２８の運動は、ｘ軸に沿った適切な見当合わせ状態において、加熱された層２２を３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの加熱された上部表面とアライメントしている。ガントリ８４は、フィード方向３２におけるベルト２４の回転レートと同期したレート（即ち、同一の方向及び速度）において、ｘ軸に沿って構築プラットフォーム２８を運動させることを継続することができる。この結果、ベルト２４の後部表面２４ｂは、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの上部表面に圧接した状態においてベルト２４及び加熱された層２２を摘まむべく、ニップローラー７０の周りにおいて回転することになる。これは、ニップローラー７０の場所において３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの加熱された上部表面の間において加熱された層２２を押圧し、これは、構築表面９６を形成する３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの上部層に加熱された層２２を少なくとも部分的に溶融転写している。
【0071】
溶融転写された層２２がニップローラー７０のニップを通過するのに伴って、ベルト２４は、構築プラットフォーム２８から分離するべく且つ係合解除するべくニップローラー７０の周りを包み込んでいる。これは、溶融転写された層２２をベルト２４から解放し、これにより、溶融転写された層２２が３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓに接着された状態において留まることを許容することを支援している。そのガラス繊維温度超である、但し、溶融温度未満である転送温度において溶融転写インターフェイス温度を維持することは、加熱された層２２が、ベルト２４から容易に解放されるべく十分に低温になりつつ、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓに接着するべく十分に高温になることを許容している。
【0072】
解放の後に、ガントリ８４は、構築ブロック２８をｘ軸に沿って溶融転写後ヒーター７６に運動させることを継続している。次いで、任意選択の溶融転写後ヒーター７６において、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの（溶融転写された層２２を含む）最も上部の層は、融着又は熱硬化後ステップにおいて、熱可塑性に基づいたパウダーの少なくとも溶融温度に加熱することができる。これは、任意選択により、溶融転写された層２２のポリマー分子が、３Ｄ部品２６ｐとの高いレベルのインターフェイスのエンタグルメントを実現するべく迅速に相互拡散するように、溶融転写された層２２の材料を高度に融着可能な状態に加熱している。
【0073】
これに加えて、ガントリ８４が構築プラットフォーム２８を溶融転写後ヒーター７６を過ぎてｘ軸に沿ってエアジェット７８に運動させることを継続するのに伴って、エアジェット７８が、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの上部層に向かって冷却エアを吹き出している。これは、Ｃｏｍｂ他の米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号明細書及び同第２０１３／０１８６５５８号明細書において記述されているように、溶融転写された層２２を平均部品温度まで又はその下方まで能動的に冷却している。
【0074】
３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓを平均部品温度において維持することを支援するべく、いくつかの好適な実施形態において、ヒーター７４及びヒーター７６は、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの最も上部の層のみを加熱するべく動作することができる。例えば、ヒーター７２、７４、及び７６が赤外線放射を放出するように構成されている実施形態においては、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓは、赤外線波長の貫通を最も上部の層内に制限するように構成された熱アブゾーバ及び／又はその他の染料を含むことができる。更には、更に後述するように、部品２６ｐ及び支持構造２６ｓ内への赤外線放射貫通は、蓄積された層内の熱拡散係数に関係する熱拡散深さ（ＤＴＤ）及び蓄積された層内に熱を拡散させるべく加熱された表面が許容されている時間の長さよりも格段に小さいものであってよい。或いは、この代わりに、ヒーター７２、７４、及び７６は、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓの上部表面に跨って加熱された空気を吹き出すように構成することもできる。いずれのケースにおいても、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓ内への熱貫通を制限することは、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓを平均部品温度において維持するべく必要とされる冷却の量を低減しつつ、最も上部の層が十分に溶融転写されることを許容している。
【0075】
次いで、ガントリ８４は、下向きに構築プラットフォーム２８を作動させることができると共に、往復運動する矩形パターン８６を踏襲することにより、ｘ軸に沿った開始位置までｘ軸に沿って戻るように構築プラットフォーム２８を運動させることができる。構築プラットフォーム２８は、望ましくは、次の層２２との適切な見当合わせ状態のための開始位置に到達する。また、いくつかの実施形態において、ガントリ８４は、次の層２２との適切な見当合わせ状態のために構築プラットフォーム２８及び３Ｄ部品２６ｐ／支持構造２６ｓを上方に作動させることもできる。次いで、３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓのそれぞれの残りの層２２ごとに、同一のプロセスを反復することができる。
【0076】
溶融転写動作が完了した後に、結果的に得られた３Ｄ部品２６ｐ及び支持構造２６ｓは、システム１０から除去されてもよく、且つ、１つ又は複数の印刷後動作を経験することができる。例えば、支持構造２６ｓは、水性アルカリ溶液などの水溶性に基づいた溶液を使用して３Ｄ部品２６ｐから犠牲的に除去することができる。この技法の下において、支持構造２６ｓは、溶液中において少なくとも部分的に溶解し、これにより、支持構造２６ｓをハンズフリー方式で３Ｄ部品２６ｐから分離することができる。
【0077】
対照的に、部品材料は、水性アルカリ溶液に対する化学的耐性を有する。これは、水性アルカリ溶液の使用が、３Ｄ部品２６ｐの形状又は品質を劣化させることなしに、犠牲的な支持構造２６ｓを除去するべく利用されることを許容している。この結果、支持構造２６ｓを除去するための適切なシステム及び技法の例は、Ｓｗａｎｓｏｎ他の米国特許第８，４５９，２８０号明細書、Ｈｏｐｋｉｎｓ他の米国特許第８，２４６，８８８号明細書、及びＤｕｎｎ他の米国特許出願公開第２０１１／０１８６０８１号明細書において開示されているものを含み、これらの特許文献内容のそれぞれは、引用により、本開示と矛盾しない程度において包含される。
【0078】
更には、支持構造２６ｓが除去された後に、３Ｄ部品２６ｐは、サンドブラスティング及びボールローリングのような表面処理プロセスなどの１つ又は複数の更なる印刷後プロセスを経験することもできる。適切な表面処理プロセスの例は、Ｐｒｉｅｄｅｍａｎ他の米国特許第８，１２３，９９９号明細書及びＺｉｎｎｉｅｌの米国特許第８，７６５，０４５号明細書において開示されているものを含む。
【0079】
代替実施形態において、溶融転写組立体２０は、空洞を低減するために層を圧縮するべく、潜在的に少なくともある程度の湿気及び溶剤を除去するために層を加熱するべく、且つ／又は引張荷重を支持する薄膜を生成するべく、任意選択の均しローラー又は押圧要素を利用することができる。所与の層２２の均しは、層２２が部品２６の蓄積された層と共に溶融転写される前に発生しうる。
【0080】
３Ｄ部品２６を構築するべく層２２を溶融転写する際に、部品２６の蓄積された層は、それぞれの新しい層２２の溶融転写と関連する循環的温度スイングを経験している。図５は、所与の層２２の溶融転写用のサイクルタイムであるτｌａｙｅｒにおける３Ｄ部品の所与の層の構築の例示用の循環的温度スイングを概略的に示す温度対深さのグラフである。図５に示されているように、垂直方向ｚ軸は、３Ｄ部品２６の蓄積された層内への構築表面９６からの深さを表し、且つ、水平方向軸は、温度を表している。図５のグラフ上においてプロットされている点描された領域１００は、（図５内の左側境界における）相対最小温度Ｔｍｉｎから（図５の右側境界における）相対最大温度Ｔｍａｘまでの３Ｄ部品２６の蓄積された層内の異なる深さにおける循環的温度変動を描いている。部品２６の予め蓄積された層のコア温度Ｔｃｏｒｅが示されており、且つ、構築表面９６から離れた部品２６の予め蓄積された層の大きな部分のバルク温度を表している。
【0081】
一般に、構築プロセスの少なくとも１つの実施形態において、構築表面９６において３Ｄ部品２６の蓄積された層上に溶融転写されるべき層２２は、ヒーター７２などにより、加熱可能な溶融転写ニップ要素７０（例えば、ニップローラー又は別の適切な押圧要素）に搬送されつつ、加熱されている。現時点において、３Ｄ部品２６の蓄積された層は、層２２が搬送されている間に、例えば、ヒーター７４、構築プラットフォームヒーター、などにより、加熱されている。また、加熱可能溶融転写ニップ要素７０も、層２２が搬送されている間に加熱されうる。従って、３Ｄ部品２６の蓄積された層内の温度は、一般に、サイクルタイムτｌａｙｅｒの第１部分が、層２２が加熱可能溶融転写ニップ要素７０に到達する時間を少なくとも通じて発生している状態において、サイクルタイムτｌａｙｅｒの第１部分において増大している。溶融転写後ヒーター７６が使用されている場合には、サイクルタイムτｌａｙｅｒの第１部分は、新たに溶融転写された層２２を有する３Ｄ部品２６の蓄積された層が加熱可能な溶融転写ニップ要素７０を通過した後に且つ３Ｄ部品２６の蓄積された層が溶融転写後ヒーター７６を通過する時点まで、継続することができる。
【0082】
加熱可能な溶融転写ニップ要素７０（並びに、任意の溶融転写後ヒーター７６）を通過した後に、新たに溶融転写された層２２を有する３Ｄ部品２６の蓄積された層は、新しい層２２がちょうど溶融転写された構築表面９６において冷却エアを吹き出すエアジェット７８などにより、冷却されている。従って、３Ｄ部品２６の蓄積された層内の温度は、一般に、サイクルタイムτｌａｙｅｒの最後の部分が、層２２が加熱可能な溶融転写ニップ要素７０及び任意の溶融転写後ヒーター７６を通過した時点の後に発生する状態において、サイクルタイムτｌａｙｅｒの最後の部分において減少している。
【0083】
上述のように、浅い深さにおける図５において示されている領域１００内の温度は、一般に、サイクルタイムτｌａｙｅｒにおいて増大し、次いで、減少している。但し、更なる実施形態においては、溶融転写の前及び／又は後における階段状の加熱及び冷却サイクルの使用などを通じて、相対的に複雑な温度変動が可能であることに留意されたい。更には、サイクルタイムτｌａｙｅｒ及びその他の溶融転写に関係するプロパティ（加熱及び冷却の程度など）は、いくつかの実施形態においては、層の間において変化しうる。
【0084】
３Ｄ部品２６の蓄積された層のコア温度Ｔｃｏｒｅは、大きな深さにおいては実質的に一定の状態に留まることが可能であり、これは、図５においては、最大ｚ軸深さにおいてほぼ線形である領域１００の狭いピークを有する形状により、描かれている。コア温度Ｔｃｏｒｅは、複数の層溶融転写動作に跨って変化しうるが、システム１０によって実行される加熱及び冷却動作に応じて、いくつかの実施形態においては、コア温度Ｔｃｏｒｅは、複数の層溶融転写に跨って、或いは、場合によっては、大部分の又はすべての溶融転写に跨って、実質的に一定のバルク温度において維持することができる。いくつかの実施形態において、コア温度Ｔｃｏｒｅは、最大ｚ軸深さに向かって実質的に線形で降下するなどのように、望ましい深さ依存性変動を有するように維持することができる。
【0085】
熱拡散深さは、次式のとおりであり、
ここでτｌａｙｅｒは、（例えば、３Ｄ部品２６の蓄積された層の加熱及び冷却の間において）表面温度が所与の層の平均温度について正弦波状に変化するためのサイクルタイムであり、且つ、ｋは、部品及び／又は支持構造材料（例えば、ポリマートナー）の熱拡散係数である。層の任意の温度プロファイルは、このような層時間の重畳として表現することが可能であり、且つ、結果的に得られる熱深さは、これらの時間の重み付けされた平均となる。例えば、４．２秒の層時間を有するシステムは、約２．４秒の有効τｌａｙｅｒにおいて、層を加熱することによって０．６秒を消費し、且つ、層を冷却することによって１．８秒を消費している。熱拡散深さＤＴＤは、熱エネルギーが、サイクルタイムτｌａｙｅｒにおいて構築表面９６から３Ｄ部品２６の蓄積された層内に拡散する特性距離を表している。例示用の一実施形態においては、熱拡散深さＤＴＤが２９８μｍ（１１．７ｍｉｌ）となるように、構築材料熱拡散係数は１８０ｍｉｌ２／ｓであり、且つ、サイクルタイムτｌａｙｅｒは２．４秒である。層厚さ（Γ）が２０μｍ（０．８ｍｉｌ）である場合に、この例における熱拡散深さＤＴＤは、約１５層の厚さに相当している。熱拡散深さＤＴＤは、いくつかの実施形態においては、約１２５～７５０μｍの範囲であってよい。
【数1】
【0086】
いくつかの静電複写に基づいた付加製造プロセスにおいて、層の溶融は、沈積プロセスと呼称される場合があり、この場合には、構築されている部品によって経験される所定数の溶融転写圧力が、部品からすべての空洞を実質的に除去している。但し、いくつかの代替プロセスにおいては、部品は、最も最近転送された層において多孔性を有しており（相対的に低い密度を有しており）、これにより、ほぼ１０～２０個の層が部品内に導入されることにより、十分に溶解した状態となる。
【0087】
溶解状態に押圧されたら、トナー粒子の温度が迅速に上昇する。例として、Ｅｄｅｎ Ｐｒａｉｒｉｅ，Ｍｉｎｎｅｓｏｔａに所在するＳｔｒａｔａｓｙｓ，Ｉｎｃ．によって販売されているＡＢＳフィラメント及び溶解可能支持材料の熱拡散係数は、溶解温度においてほぼｋ＝１６０ｍｉｌ２／ｓである。ＥＰ構築プロセスにおいて使用されている例示用のトナー粒子は、直径が約ｓ＝０．８２ｍｉｌ＝２１ミクロンである。１つの粒子直径の距離だけ熱拡散することに関連する熱拡散時間は、０．８２／１６０＝４．２ミリ秒である。
【0088】
溶解したら、層２２の新しいトナー粒子は、流れるのに伴って薄膜として平坦化され、且つ、転送媒体２４に圧接した状態において成型され、これにより、存在する場合にも格段に乏しい気孔を有する圧密化された部品表面が残される。この平坦化プロセスにおいて、新しい層２２の相対的に低い温度（「低温」）のトナー粒子は、（例えば、ニップローラーの形態における）押圧コンポーネント７０及び転送媒体２４により、相対的に高い温度において部品２６の１つ又は複数の予め蓄積された層内に押圧される。部品２６の接合領域の下方において、構築表面９６から離れて配置された部品の少なくともバルク領域は、相対的に低い温度において留まりうる。溶解状態のトナーの層の押圧の別の利点は、トナー粒子の加熱から生じるガス（水蒸気など）が、部品内のトラップされた空洞内ではなく層－ベルトのインターフェイスにおいて存在する傾向を有するという点にある。
【0089】
従って、いくつかの実施形態において、増大する数の後続の層が適用されるのに伴って部品材料の層の漸進的な圧密化が発生する沈積プロセスを使用する代わりに、部品材料の層は、層を迅速に加熱された部品表面内に押圧することにより、適用されるのに伴って完全に圧密化することが可能であり、且つ、次いで冷却することができる。開示されている方法を使用することにより、材料は、インターフェイスに跨って迅速に相互拡散し、且つ、次いで、その組合せが冷却されている。このプロセスにおいては、相対的に乏しい熱が必要とされており、その理由は、熱拡散深さＤＴＤが相対的に浅いからである。但し、この開示されている実施形態は、依然として、沈積プロセスと共に使用することができる。
【0090】
システム１０を支配する制御パラメータの異なる組合せは、構築された３Ｄ部品２６における異なる性能特性を生成する。少なくともいくつかの例において、制御パラメータの組合せは、性能のトレードオフを結果的にもたらし、これらのそれぞれは、正及び負の側面の両方を有する。例えば、層２２が相対的に「高温」において（即ち、相対的に高温の構築表面９６により）溶融転写された場合には、結果的に得られる部品２６内の層の強度は、非常に良好なものになりうるが、「高温」溶融転写から余分な熱を除去するべく、エアジェット７８からの空気冷却衝突速度が相対的に大きくなければならず、これは、棚又は橋様の相対的に脆い構造に障害が発生する傾向を有する。所与の層が予め蓄積された層の接合領域内のギャップ、孔、開口部、又はこれらに類似したものの上部において溶融転写された際に橋絡が発生する。棚化は、所与の層が閾値量超だけ（例えば、層の厚さ超だけ）予め蓄積された層の接合領域から突出した際に発生する。その代わりにエアジェット７８からの構築表面９６上における相対的に中程度の又は低い衝突エア冷却が使用されている場合には、新しい層２２は、ランダムな印刷欠陥上において相対的に良好に棚化又は橋絡しうるが、部品２６のコアが過熱しないようにするべく、溶融転写温度を低減する必要があり、これは、結果的に得られる溶着した部品２６の強度を低減する傾向を有する。溶融転写ニップ要素７０からの相対的に大きな力又は圧力が使用されている場合には、トナー粒子は、密接な接触状態となり、これにより、ポリマーチェーンが長軸方向に沿って移動し且つ相対的に強力な部品を生成することを許容するが、このような大きな溶融転写ニップ要素圧力は、部品２６のコア内のクリープ及びフローを生成する可能性があり、これにより、結果的に得られる部品２６の形状精度の劣化を生成する傾向を有する。その代わりに、相対的に小さな溶融転写ニップ要素圧力が使用されている場合には、結果的に得られる部品２６の形状特徴は、一般に空間内においてその印刷された位置において留まっているが、相対的に小さな圧力は、相対的に弱い部品２６を生成する。
【0091】
図６及び図７は、上述のトレードオフのいくつかの例を示している。図６は、大きな空洞１０４’内への一連のすべての相対的に高温の層溶融転写を通じて成長している構築エラー空洞１０４を概略的に示す３Ｄ部品２６’の断面図である。相対的に高温の層溶融転写に伴って、通常、溶融転写後エアジェット７８からの相対的に高温の冷却エアフローが必要とされている。このような高温の冷却エアフローは、冷却エアの剪断効果を通じて棚及び／又は橋構造に障害が発生するようにしうるエアナイフのように機能する可能性がある。非直観的には、相対的に高い温度で構築された部品２６’におけるこのような空洞拡大効果は、障害を生じやすい傾向を有しうるが、相対的に高温の溶融転写は、一般に、機械的に相対的に強力な層間接合及び結果として得られる部品を生成し、その理由は、適切な部品温度を維持するべく破壊的なレベルのエア冷却がしばしば必要とされるからである。棚及び／又は橋の障害又は大きなサイズに成長した空洞の存在は、結果的に得られる部品２６’の拒絶に結びつきうる。大きな空洞１０４’を有する部品２６’が受け入れ可能である場合にも、大きな空洞１０４’の存在は、部品強度の少なくとも局所的な低減をもたらしうる。
【0092】
図７は、一連のすべての相対的に低温の層溶融転写を通じて橋１０６によって収容又は「治療（ｈｅａｌ）」された構築エラー空洞１０４’’を概略的に示す３Ｄ部品２６’’の断面図である。相対的に低温の層溶融転写によれば、溶融転写後エアジェット７８からの冷却エアフローは、相対的に中程度であることが可能であり、これは、冷却エアの剪断効果を通じて棚及び／又は橋構造に障害が発生するようにしうるエアナイフ効果を回避することができる。従って、相対的に低温で構築された部品２６’は、一般に、平均として、相対的に高温の層溶融転写を有するものよりも弱い層間接合を生成しうる一方で、部品２６’’上の構築欠陥（空洞）１０４’’の全体的な影響は、橋１０６の構造的完全性及び更なる層の後続の溶融転写を維持する能力により、抑制及び治療されている。
【0093】
図６及び図７に示されている部品２６’及び２６’’が全体的に「高温」又は「低温」の層溶融転写を使用して製造された際には、上述のタイプのトレードオフが持続する傾向を有する。但し、複数の層溶融転写に跨って異なる、代替する、又はその他の方法で変化する制御パラメータプロファイルのシーケンスに従って３Ｄ部品を構築することにより、それぞれの制御パラメータの正の側面を実現することができる。この結果、シーケンシングが、正の性能特性を促進しうる且つ特定の制御パラメータプロファイルの負の効果のリスクを低減しうる（一連の相対的に「高温」の層溶融転写において受け入れ不能に大きく成長する構築エラー空洞のリスクを回避するなどの）ブレンドされた性能利益の組を提供している状態において、粗い性能トレードオフを少なくとも部分的に超越することできる。例えば、第１制御パラメータプロファイルは、第１カテゴリにおける相対的に高い性能及び第２カテゴリにおける相対的に低い性能（橋又は棚形成の品質）を有する層（例えば、３Ｄ部品破壊強度又は転送媒体から部品構築表面への層の確実な転送）を構築するように構成されうる一方で、第２制御パラメータプロファイルは、第２カテゴリ内の相対的に高い性能及び第１カテゴリ内の相対的に低い性能を有する層を構築するように構成することができる。プロファイルの制御可能パラメータの数及びタイプ並びに溶融転写シーケンス（例えば、温度及び圧力又は力パラメータ）は、システム１０の加熱、冷却、及び圧力印加要素のタイプ、数、及び場所などに基づいて、所与の電子写真に基づいた付加製造システム１０の特定の構成に応じて変化することになる。更には、所与の制御パラメータプロファイルの個々のパラメータは、一定の値、処方された値の範囲又はウィンドウ、時間依存性多項関数、スルーレート限度、などであることが可能であり、且つ、所与の制御パラメータプロファイルは、（例えば、いくつかのパラメータが一定であり、且つ、その他のものが値の範囲である状態において）異なるタイプのパラメータの組合せを含むことができる。制御パラメータプロファイルは、ターゲット（システム１０の関連するコンポーネント用の開ループ制御パラメータ）又は実際の（検知された）値、或いは、ターゲットと実際の値の組合せを規定することができる。制御パラメータプロファイル内の実際の値の使用は、一般に、システム１０が閉ループセンサフィードバックの関数として実際の値制御を実装するべく使用される検知されたデータを提供するべく適切なセンサを提供することを必要としている。溶融転写シーケンス及び制御パラメータプロファイルは、コントローラ３６によって実装することが可能であり、且つ、コンピュータ又はプロセッサ可読命令を介して実装することができる。
【0094】
例えば、いくつかの実施形態において、溶融転写シーケンスを確立するべく、２つの異なる制御パラメータプロファイルのサイクルを使用することができる。但し、必要に応じて、規則的なパターン（例えば、サイクルが結果的に望ましい数の層を構築するべく再度開始する状態において、それぞれの制御パラメータプロファイルがサイクルとして交互に使用されている）又は相対的に複雑な不規則なパターン（例えば、２つの異なるプロファイルが、シーケンス内のすべての７番目の層ごとに使用される第３プロファイルなどの特定数の層ごとに使用される第３の異なるプロファイルを伴って交互に変化している）を有しうる２つ超の制御パラメータプロファイルのシーケンスを使用することもできる。いくつかの実施形態において、溶融転写シーケンスは、構築表面９６に印加された温度及び圧力が、（例えば、所与の層が相対的に「低温」で溶融転写された場合にも）所与の制御パラメータプロファイルの特定の制御パラメータとは無関係に３Ｄ部品の蓄積された層内において溶着するべく予想されうるように、熱拡散深さＤＴＤよりも小さい、或いは、これよりも格段に小さい、集合的厚さを有する溶融転写シーケンスに従って構築された層を有する複数の３Ｄ部品の層を構築する任意の適切な数の異なる制御パラメータプロファイルの組合せを含むことができる。更には、いくつかの実施形態において、複数の溶融転写シーケンスを確立することが可能であり、且つ、次いで、望ましい数の更なる層溶融転写と共に使用されるべく所与の溶融転写シーケンスを選択することができると共に、望ましい数の所与の層溶融転写共に使用されるべく異なる溶融転写シーケンスを選択することができる。このような異なる溶融転写シーケンスの選択は、支持材料からほとんど又は全体的に製造された層について使用される相対的に単純な溶融転写シーケンス及び構築エラー許容範囲が相対的に厳格である大量の部品材料から製造された層について使用される相対的に複雑な溶融転写シーケンスなどの構築の一部分の特定の特性に対して適合されたシーケンスを許容することができる。更なるいくつかの更なる実施形態において、溶融転写シーケンスは、新しい層が部品構築表面上に溶融転写されないがその他の通常の溶融転写加熱、冷却、及び圧力印加ステップが実行されている１つ又は複数のダミー溶融転写パスが実行されるモードスイッチングを含むことができる。いくつかの用途においては、部品が溶融転写シーケンスの中間において十分に構築されている場合などのように、溶融転写シーケンスが開始されうるが十分には完了されえないことに留意されたい。
【0095】
図８は、異なる溶融転写制御パラメータプロファイルのシーケンスにおいて複数の層２２を構築する例示用の溶融転写シーケンス１２９に従って構築された３Ｄ部品１２６の概略断面図である。第１制御パラメータプロファイルＰ１は、３Ｄ部品１２６の単一層２２を溶融転写するべく使用可能な温度及び圧力（又は力）パラメータの第１組合せを含み、且つ、第２制御パラメータプロファイルＰ２は、３Ｄ部品１２６の単一層２２を溶融転写するべく使用可能な温度及び圧力パラメータの第２組合せを含む。制御パラメータプロファイルＰ１及びＰ２は、それぞれ、システム１０の動作用の制御可能な設定を規定している。それぞれのプロファイルＰ１及びＰ２用の温度パラメータは、（例えば、ヒーター７２及び／又は７４用の）溶融転写前画像ヒーター温度、（例えば、ニップローラー７０用の）加熱可能溶融転写ニップ要素温度、（例えば、ヒーター９０用の）蓄積された部品層ヒーター温度、（例えば、ヒーターの向きに基づいた蓄積された部品層の特定の部分の選択的加熱を提供する）蓄積された部品層ヒーター入射角度、（例えば、ジェット７８からの）ニップ後冷却エアフローレートを含みうる。いくつかの実施形態において、加熱溶融転写ニップ要素温度の範囲は、ニップ要素の外側表面が、後からニップ要素の内部との伝導によって冷却される相対的に高い一時的温度（例えば、約１６０～２８０℃）を有する状態において、約６０～１８０℃又は約１１０～１４０℃であってよい。それぞれの制御パラメータプロファイルＰ１及びＰ２用の圧力又は力パラメータは、（例えば、構築表面９６において印加されるニップローラー７０用の）加熱可能溶融転写ニップ要素圧力を含むことができる。第２制御パラメータプロファイルＰ２の温度及び圧力パラメータの第２組合せは、第１制御パラメータプロファイルＰ１の温度及び圧力パラメータの第１組合せとは異なっているが、差は、単一の異なる温度又は圧力パラメータのみであってもよく、或いは、多くの温度及び／又は圧力パラメータの差であってよい。これに加えて、それぞれの制御パラメータプロファイルＰ１及びＰ２は、層厚さ、１つ又は複数の層材料、及び／又はその他の特性を規定する制御パラメータを含みうるが、いくつかの実施形態において、層厚さは、すべての制御パラメータプロファイルＰ１及びＰ２について基本的に一定であってよい。例えば、層厚さは、いくつかの実施形態においては、５～２２μｍの、或いは、更にその他の実施形態においては、１０～１８μｍの、範囲内において変化しうる。１つ又は複数の層材料との関係において、制御パラメータプロファイルＰ１又はＰ２は、１つ又は複数の層を１つのみの材料に制約することが可能であり、或いは、その材料を排除することができる。
【0096】
溶融転写シーケンス１２９は、３Ｄ部品１２６の層を構築するべく制御パラメータプロファイルＰ１及びＰ２を使用する順序付けされたシーケンスを規定している。図８の例示用の実施形態において概略的に示されているように、ｎ層２２が第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って構築されており、これには、第２制御パラメータプロファイルＰ２に従って構築されたｍ層２２が後続し、これには、個々の第１及び第２制御パラメータプロファイルＰ１及びＰ２に従ってｎ＋ｍ層の反復するシーケンスが後続している。ｎ及びｍの値は、それぞれ、正の整数である。いくつかの実施形態においては、ｎ＝ｍであるが、その他の実施形態においては、ｎ及びｍは異なりうる。ｎ≧１層が相対的に強い熱及び溶融転写後冷却エアフローを有する第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って相対的に高温で構築される前に、３Ｄ部品１２６の複数の層２２が、橋絡又は棚化されるべき空洞などの小さな構築欠陥の相対的に良好な可能性を提供するべく直接的シーケンスにおいて相対的に冷温で構築されるように、第２制御パラメータプロファイルＰ２が相対的に冷温において層を溶融転写する且つｍ＞ｎである例示用のケースにおけるように、いくつかの実施形態においては、ｎ及び／又はｍのいずれか又は両方は、１超であってよい。いくつかの例示用の溶融転写シーケンスにおいて、パターンのポイントは、溶融転写の前に連続的な薄膜として焼結された層２２を周期的に導入するというものであり、これは、予め蓄積された部品層内の欠陥上において橋絡又は棚化することが可能であり、且つ、これにより、結果的に得られる部品が正常に完成する可能性を増大させることができる。焼結は、溶融転写の前に層２２を大幅に加熱することにより、実現することができる。単一層の橋層は、脆い場合があり、従って、溶融転写後冷却エアレートは、これらを吹き飛ばさないように低減する必要があるが、多くの状況において、溶剤及びトラップされたガスが、新たに溶着した層から外部に相対的に良好に離脱することができる（且つ、膨れを回避することができる）ように、部品及び支持材料を相対的にパウダーの形態において転送することが相対的に良好である。別の例として、第１制御パラメータプロファイルＰ１は、相対的に大きな加熱可能溶融転写ニップ要素圧力又は力を含み、且つ、第２制御パラメータプロファイルＰ２は、相対的に小さな加熱可能溶融転写ニップ要素圧力又は力を含み、これは、３Ｄ部品１２６のすべての蓄積された層が、時間に伴って構築表面９６上において合計衝撃平均を低減しつつ、熱拡散深さＤＴＤ内にある際に相対的に高い圧力を経験することを許容している。
【0097】
以下の表は、制御パラメータプロファイル及び関連する溶融転写シーケンスの例示用の実施形態を提供している。これらの例示用の表は、例としてのみ、開示されるものである。多数のその他のプロファイル及びシーケンスが可能である。
【0098】
【表1】
【0099】
【表2】
【0100】
【表3】
【0101】
【表4】
【0102】
図９は、溶融転写シーケンスに従って層ごとの方式で３Ｄ部品２６又は１２６（並びに、関連する支持構造）を構築する方法のフローチャートである。図示の方法によれば、ｘ個の異なる制御パラメータプロファイルＰ１～Ｐｘが確立されており、ここで、ｘは、２以上の整数である（ステップ２００－１～２００－ｘ）。次いで、溶融転写シーケンスが制御パラメータプロファイルＰ１～Ｐｘの少なくとも２つを利用して確立されている。次いで、溶融転写シーケンス（ステップ２０４）に従って複数の層２２を溶融転写するべく、構築イベントが電子写真に基づいた付加製造システム１０によって実行されている。
【0103】
図１０Ａ～図１０Ｄは、溶融転写シーケンスに従って層２２を溶融転写する例示用の方法のフローチャートである。図１０Ａ又は図１０Ｂの図示されている方法は、いずれも、例えば、図９において示されている方法との関連において使用することができる。また、（例えば、３つ超の異なる制御パラメータプロファイルを有する且つ／又は制御パラメータプロファイルの相対的に複雑なシーケンシングを有する）溶融転写シーケンスの更なる実施形態による層溶融転写などの溶融転写シーケンスによる層溶融転写の更なる実施形態も想定されることに留意されたい。
【0104】
図１０Ａに示されている方法においては、ｎ層２２が、第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層の接合領域又は構築表面９６上において溶融転写されており、ここで、ｎは、正の整数である（ステップ３００）。ｎ＞１である場合には、ｎ層２２は、その他の制御パラメータプロファイルがｎ層２２の任意のものの間において層を溶融転写するべく使用されないように、ステップ３００において連続的な方式で第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って溶融転写することができる。次いで、ｍ層２２が、プロファイルＰ１とは異なる第２制御パラメータプロファイルＰ２に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層の接合領域又は構築表面９６上において溶融転写されており、ここで、ｍは、正の整数である（ステップ３０２）。ｍ＞１である場合には、ｍ層２２は、その他の制御パラメータプロファイルがｍ層２２の任意のものの間において層を溶融転写するべく使用されないように、ステップ３０２において連続的な方式で第２制御パラメータプロファイルＰ２に従って溶融転写することができる。熱エネルギーが、ステップ３００及び３０２におけるそれぞれの層２２の溶融転写により、予め蓄積された層内の熱拡散深さＤＴＤだけ、構築表面９６から３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層に追加されている。共に、ステップ３００及び３０２は、溶融転写シーケンス３０４に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層上においてｎ＋ｍ層を溶融転写するステップを伴っている。ｎ＋ｍ層２２の組み合わせられた厚さは、熱拡散深さＤＴＤ未満であってよい。例えば、いくつかの実施形態において、ｎ＋ｍ層の合計厚さは、関係Γ＊（ｎ＋ｍ）＊２＜ＤＴＤを充足することが可能であり、ここで、Γは、層厚さである。
【0105】
溶融転写シーケンス３０４が完了した際に、任意の更なる層が溶融転写されるべく所望されているかどうかを評価するべくクリエが実施されている（ステップ３０６）。望ましい更なる層溶融転写が存在している場合には、方法は、ステップ３００に戻ることが可能であり、且つ、溶融転写シーケンス３０４を反復することができる。代替実施形態においては、更なる層２２を溶融転写するべく、ステップ３０６の後において、異なる溶融転写シーケンス（図１０Ａに図示されてはいない）を使用することができる。更なる層溶融転写が所望されていない場合には、方法は終了しうる。
【0106】
図１０Ｂにおいて示されている方法において、ｎ層２２が第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層の接合領域又は構築表面９６上において溶融転写されており、ここで、ｎは、正の整数である（ステップ３００）。ｎ＞１である場合には、ｎ層２２は、その他の制御パラメータプロファイルがｎ層２２の任意のものの間において層を溶融転写するべく使用されないように、ステップ３００において連続的な方式で第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って溶融転写することができる。次いで、ｍ層２２が、プロファイルＰ１とは異なる第２制御パラメータプロファイルＰ２に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層の接合領域又は構築表面９６上において溶融転写されており、ここで、ｍは、正の整数である（ステップ３０２）。ｍ＞１である場合には、ｍ層２２は、その他の制御パラメータプロファイルがｍ層２２の任意のものの間において層を溶融転写するべく使用されないように、ステップ３０２において連続的な方式で第２制御パラメータプロファイルＰ２に従って溶融転写することができる。次いで、ｑ層２２が、両方のプロファイルＰ１及びＰ２とは異なる第３制御パラメータプロファイルＰ３に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層の接合領域又は構築表面９６上において溶融転写されており、ここでｑは、正の整数である（ステップ３０３）。ｑ＞１である場合には、ｑ層２２は、その他の制御パラメータプロファイルがｑ層２２の任意のものの間において層を溶融転写するべく使用されないように、ステップ３０２において連続的な方式で第３制御パラメータプロファイルＰ３に従って溶融転写することができる。熱エネルギーが、ステップ３００、３０２、及び３０３におけるそれぞれの層２２の溶融転写により、予め蓄積された層内の熱拡散深さＤＴＤだけ、構築表面９６から３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層に追加されている。共に、ステップ３００、３０２、及び３０３は、溶融転写シーケンス３０４’に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層上においてｎ＋ｍ＋ｑ層を溶融転写するステップを伴っている。ｎ＋ｍ＋ｑ層２２の組み合わせられた厚さは、熱拡散深さＤＴＤ未満であってよい。
【0107】
溶融転写シーケンス３０４’が完了した際に、任意の更なる層が溶融転写されるべく所望されているかどうかを評価するべくクエリが実施されている（ステップ３０６）。望ましい更なる層溶融転写が存在している場合には、方法は、ステップ３００に戻ることが可能であり、且つ、溶融転写シーケンス３０４’を反復することができる。代替実施形態において、溶融転写シーケンス３０４’に後続して更なる層２２を溶融転写するべく、ステップ３０６の後に、異なる溶融転写シーケンス（例えば、図１０Ａに示されている溶融転写シーケンス３０４）を使用することができる。更なる層溶融転写が所望されていない場合には、方法は、終了することができる。
【0108】
図１０Ｃにおいて示されている方法においては、ｎ＋ｄ溶融転写組立パスが第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って実施されており、ここで、ｎ及びｄは、それぞれ、正の整数である（ステップ２９９）。ｎ＋ｄ溶融転写パスの一部として、ｎ層２２が第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層の接合領域又は構築表面９６上において溶融転写されている（ステップ３００）。ステップ２９９及び３００の一部として、ｄ溶融転写組立パスが、新しい層２２が接合領域又は構築表面９６上において溶融転写されることなしに、発生している。溶融転写組立体２０の非溶融転写パスは、通常の溶融転写イベントの際に実行される温度及び圧力ステップの大部分又はすべてを伴いうるが、新しい層は溶融転写されておらず、これにより、これらの非溶融転写パスは、部品２６又は１２６の予め蓄積された層に追加されないが、システム１０が、次の層２２の溶融転写の前に１つ又は複数の溶融転写パラメータを調節する、多孔性材料を圧密化することを支援する、且つ、部品２６又は１２６上において相対的に光沢のある上部表面を生成する、などの内容を実行するべく振る舞うことを許容しうるダミーパスに似たものになっている。ｎ＞１である場合には、ｎ層２２は、その他の制御パラメータプロファイルがｎ層２２の任意のものの間において層を溶融転写するべく使用されないように、ステップ３００において連続的な方式で第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って溶融転写することができる。いくつかの実施形態においては、ｄ非溶融転写型溶融転写組立パスがｎ層の溶融転写の後に発生しうる。次いで、ｍ層２２が、プロファイルＰ１とは異なる第２制御パラメータプロファイルＰ２に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層の接合領域又は構築表面９６上において溶融転写されており、ここで、ｍは、正の整数である（ステップ３０２）。ｍ＞１である場合には、ｍ層２２は、その他の制御パラメータプロファイルがｍ層２２の任意のものの間において層を溶融転写するべく使用されないように、ステップ３０２において連続的な方式で第２制御パラメータプロファイルＰ２に従って溶融転写することができる。熱エネルギーが、ステップ３００及び３０２におけるそれぞれの層２２の溶融転写により、予め蓄積された層内の熱拡散深さＤＴＤだけ、構築表面９６から３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層に追加されている。共に、ステップ３００及び３０２は、溶融転写シーケンス３０４’’に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層上においてｎ＋ｍ層を溶融転写するステップを伴っている。ｎ＋ｍ層２２の組み合わせられた厚さは、熱拡散深さＤＴＤ未満であってよい。
【0109】
溶融転写シーケンス３０４’’が完了した際に、任意の更なる層が溶融転写されるべく所望されているかどうかを評価するべくクエリが実施されている（ステップ３０６）。望ましい更なる層溶融転写が存在している場合には、方法は、ステップ２９９に戻ることが可能であり、且つ、溶融転写シーケンス３０４’’を反復することができる。代替実施形態において、溶融転写シーケンス３０４’’に後続して更なる層２２を溶融転写するべく、ステップ３０６の後に、異なる溶融転写シーケンス（例えば、図１０Ｂに示されている溶融転写シーケンス３０４’）を使用することができる。更なる層溶融転写が所望されていない場合には、方法は終了しうる。
【0110】
一般に、制御パラメータプロファイルの間における切り替えには、複数の層サイクルタイムを所要する。例えば、システム１０は、約４５ニュートン（１０ｌｂｆ）／層における溶融転写ニップ要素力を有することができる。接合領域９６における又はその近傍における部品２６又は１２６の蓄積された層の最上部１～２ｍｍ内の温度は、安定するのに、１０～１００溶融転写パス（或いは、層溶融転写）を所要しうる。相対的に低速で変化するパラメータが溶融転写の一部分として変化している場合には、システム１０のプロセスパラメータがターゲットパラメータにキャッチアップすることを許容するべく、遷移状態に（ダミー）非溶融転写パスを提供することができる。従って、層時間又は転送媒体２４から接合領域９６へのなんらの層の実際の転送を伴わない溶融転写イベント又は溶融転写パスの相対的に多くの通過の動作を消費するべく、モードスイッチングを使用することができる。更に詳しくは、これは、層２２を実際に溶融転写する溶融転写組立体２０が相対的に低いバルク温度及び相対的に大きな転送圧力において実行され、且つ、次いで、部品構築表面がわずかにのみ押圧され、画像は転送されず、且つ、蓄積された部品層の最上部１～２ｍｍの平均温度が高い溶融転写組立体パスを有することを許容することができる。これは、システム１０のスループットにおけるある程度の低減のトレードオフを伴って、正確且つ強力な部品を製造することを支援している。
【0111】
図１０Ｄにおいて示されている方法においては、ｎ層２２が第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層の接合領域又は構築表面９６上において溶融転写されており、ここで、ｎは、正の整数である（ステップ３００）。ｎ＞１である場合には、ｎ層２２は、その他の制御パラメータプロファイルがｎ層２２の任意のものの間において層を溶融転写するべく使用されないように、ステップ３００において連続的な方式で第１制御パラメータプロファイルＰ１に従って溶融転写することができる。次いで、溶融転写組立体２０のｄ１非溶融転写パスが、プロファイルＰ１とは異なる第２制御パラメータプロファイルＰ２に従って実行されており、ここで、ｄ１は、正の整数であり（ステップ３０２－１）、これには、個々の制御パラメータプロファイルＰｘに従って実行される溶融転写組立体２０のｘ個の更なる非溶融転写パスｄｘが後続している。熱エネルギーがステップ３００及び３０２－１～３０２ｘにおけるそれぞれの層２２の溶融転写により、予め蓄積された層内の熱拡散深さＤＴＤだけ、構築表面９６から３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層に追加されている。次いで、任意の更なる非溶融転写パスが所望されているかどうかについての決定が下されており（ステップ３０５）、且つ、そうである場合には、方法は、ステップ３０２－１に戻ることができる。共に、ステップ３００、３０２－１～３０２－ｘ、並びに、ステップ３０５に伴う任意の反復は、溶融転写シーケンス３０４’’’に従って３Ｄ部品２６又は１２６の予め蓄積された層上においてｎ層を溶融転写するステップを伴っている。ｎ層２２の組み合わせられた厚さは、熱拡散深さＤＴＤ未満であってよい。
【0112】
溶融転写シーケンス３０４’’’が完了した際に、任意の更なる層が溶融転写されるべく所望されているかどうかを評価するべくクエリが実施されている（ステップ３０６）。望ましい更なる層溶融転写が存在している場合には、方法は、ステップ３００に戻ることが可能であり、且つ、溶融転写シーケンス３０４’’’を反復することができる。代替実施形態において、溶融転写シーケンス３０４’’’に後続して更なる層２２を溶融転写するべく、ステップ３０６の後に、異なる溶融転写シーケンス（例えば、図１０Ｂに示されている溶融転写シーケンス３０４’）を使用することができる。更なる層溶融転写が所望されていない場合には、方法は終了しうる。
【0113】
表５は、制御パラメータプロファイル及び関連する溶融転写シーケンスの更なる例示用の実施形態を提供している。この例示用の表は、例としてのみ開示されるものである。多数のその他のプロファイル及びシーケンスが可能である。表５による一実施形態においては、ｎ＝ｄであり、且つ、ｎは、６であってよい。
【0114】
【表5】
【0115】
上述の方法は、ソフトウェア及び／又はファームウェアにおいて実装することが可能であり、且つ、いくつかの実施形態においては、１つ又は複数のプロセッサを介してシステム１０によって実行することができる。
【0116】
以上、好適な実施形態を参照し、本開示について説明したが、当業者は、本開示の精神及び範囲を逸脱することなしに、形態及び詳細において変更が実施されうることを認識するであろう。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【国際調査報告】