特表 2023-548056 付加製造装置

(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】2023-11-15

(54)【発明の名称】付加製造装置

(51)【国際特許分類】

   B22F 12/90 20210101AFI20231108BHJP

   B22F 10/14 20210101ALI20231108BHJP

   B29C 64/165 20170101ALI20231108BHJP

   B29C 64/35 20170101ALI20231108BHJP

   B29C 64/393 20170101ALI20231108BHJP

   B33Y 30/00 20150101ALI20231108BHJP

   B33Y 50/02 20150101ALI20231108BHJP

   B22F 10/68 20210101ALI20231108BHJP

   B22F 10/85 20210101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

B22F12/90

B22F10/14

B29C64/165

B29C64/35

B29C64/393

B33Y30/00

B33Y50/02

B22F10/68

B22F10/85

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023524722

(86)(22)【出願日】2021-11-01

(85)【翻訳文提出日】2023-06-15

(86)【国際出願番号】 US2021057517

(87)【国際公開番号】W WO2022094376

(87)【国際公開日】2022-05-05

(31)【優先権主張番号】63/108,549

(32)【優先日】2020-11-02

(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】390041542

【氏名又は名称】ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ブロンバーグ、ヴァディム

(72)【発明者】

【氏名】スタール、ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ボニーリャ、カルロス、エイチ．

(72)【発明者】

【氏名】ペンダーティ、スリニヴァス

(72)【発明者】

【氏名】アンドリュース、ティモシー、フランシス

(72)【発明者】

【氏名】フルトン、ヴィクター

(72)【発明者】

【氏名】メイヤー、ジェイコブ

【テーマコード（参考）】

4F213

4K018

【Ｆターム（参考）】

4F213AP12

4F213AQ01

4F213AR13

4F213WA25

4F213WB01

4F213WL02

4F213WL52

4F213WL85

4F213WL92

4K018CA07

4K018CA44

(57)【要約】

付加製造装置は、長さを有するプロセスチャンバと、プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、プリントアセンブリと、分配されたバインダパターンを撮像するビジョンシステムと、プリントアセンブリ、第１アクチュエータ、およびビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、を含む。電子制御ユニットはプリントアセンブリに、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、ビルドゾーンを順方向または逆方向に横断させ、プログラムされた堆積パターンから生じる分配されたバインダパターンのビジョンシステムからの画像データを受信し、画像データを分析して、分配されたバインダパターンに異常があるか否かを判定し、分配されたバインダパターンの異常を判定することに応じて、ビルドゾーン上のプリントアセンブリの後続の横断のために、プログラムされた堆積パターンを調整して、異常に対処する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記ビルドゾーン内にバインダを分配するための複数のノズルを含むプリントアセンブリであって、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、
前記ビルドゾーンの分配されたバインダパターンを撮像するように構成されたビジョンシステムと、
前記プリントアセンブリ、前記第１アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記プリントアセンブリに、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを順方向または逆方向に横断させ、
プログラムされた前記堆積パターンから生じる分配された前記バインダパターンの前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、
分配された前記バインダパターンに異常があるかどうかを判定するために、前記画像データを分析し、
分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記異常に対処するために、前記ビルドゾーン上の前記プリントアセンブリの後続の横断のために、プログラムされた前記堆積パターンを調整する、
ように構成されている、
付加製造装置。

【請求項2】

前記プリントアセンブリが前記ビルドゾーンを順方向または逆方向に横断するときに、分配された前記バインダパターンの画像データを補足する、
請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項3】

前記異常は、前記画像データとプログラムされた前記堆積パターンとの比較に基づいて、所定のバインダよりも少ない量が存在する、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層の領域である、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項4】

前記異常は、前記画像データとプログラムされた前記堆積パターンとの比較に基づいて、所定のバインダよりも多い量が存在する、または、バインダが堆積されるべきでない１つ以上の位置でバインダが検出される、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層の領域である、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項5】

プログラムされた前記堆積パターンのマップは、複数の前記ノズルのうちの１つを選択して、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層のピクセルを選択する、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項6】

前記ビルドゾーン上の前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、複数の前記ノズルのうちの選択されたノズルが分配するために画定されるバインダの量を更新することを含む、請求項５に記載の付加製造装置。

【請求項7】

前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、複数の前記ノズルのうちの選択されたノズルのマッピングを更新して、後続のビルド層のピクセルを選択し、前記プリントアセンブリの第１横断中にピクセルの第１選択セットにバインダを分配するようにマッピングされた第１ノズルが、前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの第２横断中にピクセルの第２選択セットにバインダを分配するようにマッピングされる、請求項５に記載の付加製造装置。

【請求項8】

前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、プログラムされた前記堆積パターンで画定された前記ピクセルと複数のジェットノズルとの位置合わせにサブピクセルシフトを実施することを含む、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項9】

前記クリーニングゾーンに配置されたクリーニングステーションをさらに含み、
前記クリーニングステーションは、前記プリントアセンブリの複数の前記ノズルをクリーニングするように構成され、
前記電子制御ユニットは、
分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記プリントアセンブリに、前記クリーニングステーションの１つ以上のクリーニング要素とインターフェイスさせる、
ようにさらに構成されている、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項10】

前記電子制御ユニットは、分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記プリントアセンブリに、前記クリーニングゾーンでパージ動作を実行させる、ようにさらに構成されている、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項11】

前記ビジョンシステムは、電磁放射源、カメラ、赤外線カメラ、またはＸ線撮像デバイスのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項12】

プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記ビルドゾーン内にビルド材料を分配するためのドクターブレードおよびローラのうちの少なくとも一方を含むリコートアセンブリであって、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、
前記ビルドゾーンのビルド材料の分配された層を撮像するように構成されたビジョンシステムと、
前記リコートアセンブリ、前記第２アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記リコートアセンブリに、所定のビルド材料投入パラメータに従って、ビルド材料を分配して、前記ビルドゾーン内にビルド材料の新たな層を形成するように、前記ビルドゾーンを横断させ、
前記ビルドゾーン内の分配された前記ビルド材料の前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、
前記画像データを分析して、分配された前記ビルド材料に異常があるか否かを判定し、
分配された前記ビルド材料の新たな層における異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリによるビルド材料の後続の分配のための修正措置を実施する、
ように構成されている、
付加製造装置。

【請求項13】

前記修正措置は、所定の前記ビルド材料投入パラメータを調整することを含む、請求項１２に記載の付加製造装置。

【請求項14】

所定の前記ビルド材料投入パラメータは、ビルド材料厚さ、過投入量、前記ビルドゾーンを横断するためのリコートアセンブリ速度、前記リコートアセンブリの前記ローラの回転速度、および前記リコートアセンブリの前記ローラの回転方向のうちの少なくとも１つである、請求項１３に記載の付加製造装置。

【請求項15】

前記修正措置は、前記リコートアセンブリに、ビルド材料の新たな層上にプリントアセンブリがバインダを分配する前に、前記新たな層上にビルド材料を再分配させる、ことを含む、請求項１２に記載の付加製造装置。

【請求項16】

前記修正措置は、ビルドを停止することを含む、請求項１２に記載の付加製造装置。

【請求項17】

前記クリーニングゾーンまたは前記サプライゾーンに配置されたクリーニングステーションをさらに含み、
前記クリーニングステーションは、前記リコートアセンブリの前記ドクターブレードおよび前記ローラのうちの少なくとも一方をクリーニングするように構成され、
前記電子制御ユニットは、
分配されたビルド材料の前記新たな層の異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリに、前記クリーニングステーションの１つ以上のクリーニング要素とインターフェイスさせる、
ようにさらに構成されている、請求項１２に記載の付加製造装置。

【請求項18】

前記電子制御ユニットは、
前記リコートアセンブリの前記ローラを駆動するモータの電流引き込み値を受信し、
前記ローラが、所定の前記ビルド材料投入パラメータに従って動作しているか判定し、
前記ローラが所定の前記ビルド材料投入パラメータに従って動作していないと判定した場合、前記リコートアセンブリの前記ローラの異常の存在を判定する、
請求項１２に記載の付加製造装置。

【請求項19】

前記ビジョンシステムが、カメラ、赤外線カメラ、およびＸ線撮像デバイスの少なくとも１つを含む、請求項１２に記載の付加製造装置。

【請求項20】

プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、
前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な前記第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、
硬化反応を刺激するために前記ビルドゾーンのビルド材料及びバインダにエネルギを印加するように構成され、前記プリントアセンブリおよび前記リコートアセンブリのうちの少なくとも一方に結合されている、１つ以上のＩＲランプと、
前記プロセスチャンバのガス温度およびビルド材料表面温度のうちの少なくとも一方を監視するように構成された、１つまたは複数の温度センサと、
前記プリントアセンブリ、前記第１アクチュエータ、前記リコートアセンブリ、前記第２アクチュエータ、１つまたは複数の前記ＩＲランプ、および１つまたは複数の前記温度センサに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記プリントアセンブリまたは前記リコートアセンブリが前記ビルドゾーンを横断するときに、１つまたは複数の前記ＩＲランプに、エネルギを放出させ、
１つまたは複数の前記温度センサから温度値を受信し、
前記温度値が所定の範囲内であるか否か判定し、
前記温度値が前記所定の範囲内でない場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの強度または１つまたは複数の前記ＩＲランプのフローガスレートを調整する、
ように構成されている、
付加製造装置。

【請求項21】

前記温度値が前記所定の範囲を下回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの強度が増加される、請求項２０に記載の付加製造装置。

【請求項22】

前記温度値が前記所定の範囲を上回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの強度が低減される、請求項２０に記載の付加製造装置。

【請求項23】

１つまたは複数の前記ＩＲランプの第１ＩＲランプが前記プリントアセンブリに結合され、
１つまたは複数の前記ＩＲランプの第２ＩＲランプが前記リコートアセンブリに結合されている、
請求項２０に記載の付加製造装置。

【請求項24】

前記電子制御ユニットが、１つまたは複数の前記ＩＲランプの周りのフローガスレートを制御する、請求項２０に記載の付加製造装置。

【請求項25】

１つまたは複数の前記温度センサはガス温度センサであり、
前記電子制御ユニットは、
前記ビルド材料の表面温度値が前記所定の範囲内にないと判定された場合、１または複数の前記ＩＲランプの周りのガスのフローガスレートを調整する、
ようにさらに構成されている、
請求項２４に記載の付加製造装置。

【請求項26】

前記表面温度値が前記所定の範囲を下回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの周りの前記フローガスレートを増加する、請求項２５に記載の付加製造装置。

【請求項27】

前記表面温度値が前記所定の範囲を上回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの周りの前記フローガスレートを低減する、請求項２５に記載の付加製造装置。

【請求項28】

前記プロセスチャンバに流体的に結合された環境制御システムをさらに含み、
プロセスチャンバ温度値が所定のプロセスチャンバ範囲内にないと判定した場合、前記環境制御システムは、加熱されたガスを前記プロセスチャンバに配送する、
請求項２０に記載の付加製造装置。

【請求項29】

前記ビルドゾーンのビルドプラットフォームに熱的に結合されたビルドプレートヒータをさらに含み、
前記ビルド材料表面の前記表面温度の前記温度値が前記所定の範囲を下回ると判定された場合、前記電子制御ユニットは、前記ビルドプレートヒータに、前記ビルドゾーンの前記ビルド材料および前記ビルドプレートに配送される前記エネルギ量を増加させる、
請求項２０に記載の付加製造装置。

【請求項30】

プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバに接続され、前記プロセスチャンバ内の環境条件を制御する１つまたは複数のサブシステムを含む、環境制御システムと、
前記プロセスチャンバの温度、蒸気含有、および前記プロセスチャンバ内のプロセスガス濃度の少なくとも１つを監視するように構成されている１つまたは複数のセンサと、
前記環境制御システムおよび１つまたは複数の前記センサと通信可能に接続されている電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
１つまたは複数の前記センサからセンサデータを受信し、
１つまたは複数の前記センサからの前記センサデータが、ビルド中の前記プロセスチャンバの所定の環境条件セットに対応するか否か判定し、
前記センサデータが前記所定の環境条件セット内でないと判定された場合、前記環境制御システムの１つまたは複数の環境制御の設定を自動的に調整する、
ように構成されている、
付加製造装置。

【請求項31】

前記電子制御ユニットは、
前記センサデータが、前記プロセスチャンバの温度が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの熱交換器を通る前記プロセスチャンバへのフローを開始させ、
前記センサデータが、前記プロセスチャンバの温度が前記所定の環境条件のセットを上回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの前記熱交換器を通る前記プロセスチャンバへのフローを停止させる、
ようにさらに構成されている、
請求項３０に記載の付加製造装置。

【請求項32】

前記電子制御ユニットは、
前記センサデータが、前記蒸気含有が前記所定の環境条件セットを上回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの熱交換器、除湿器、または凝縮器を通るフローを開始させ、
前記センサデータが、前記蒸気含有が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの熱交換器、除湿器、または凝縮器を通るフローを停止させる、
ようにさらに構成されている、
請求項３０に記載の付加製造装置。

【請求項33】

前記電子制御ユニットは、
前記センサデータが、前記プロセスガス濃度が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムのプロセスガスサプライからのフローを開始させ、
前記センサデータが、前記プロセスガス濃度が前記所定の環境条件セットを上回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの前記プロセスガスサプライからのフローを停止させる、
ようにさらに構成されている、
請求項３０に記載の付加製造装置。

【請求項34】

前記プロセスチャンバ内の空中浮遊ビルド材料の濃度を検知するように構成されている微粒子センサをさらに含み、
前記電子制御ユニットは、
前記センサデータが、空中浮遊ビルド材料の前記濃度が前記所定の環境条件セットを上回っていることを示す場合、環境制御システムに、前記環境制御システムの空気濾過システムを開始させ、
前記センサデータが、空中浮遊ビルド材料の前記濃度が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの前記空気濾過システムからのフローを停止させる、
ようにさらに構成されている、
請求項３０に記載の付加製造装置。

【請求項35】

プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記ビルドゾーン内にバインダを分配する複数のノズルを含み、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、
前記ビルドゾーン内にビルド材料を分配するドクターブレードおよびローラの少なくとも一方を含み、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な前記第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、
前記ビルドゾーンを撮像するように構成されているビジョンシステムと、
前記プリントアセンブリ、前記リコートアセンブリ、前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記プリントアセンブリに、第１インターバル中に、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを前記順方向に横断させ、
前記第１インターバルの後の第２インターバルの間に、分配されたバインダパターンの前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、
前記画像データを分析して、前記第２インターバルの間に分配された前記バインダパターンに異常があるか否かを判定し、
プリントアセンブリに、前記第２インターバル中に、プログラムされた前記堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを前記逆方向から横断させ、
前記リコートアセンブリに、所定のビルド材料投入パラメータに従って前記ビルドゾーンにビルド材料の新しい層を形成するために、前記サプライゾーンに供給されたビルド材料を分配する前記逆方向に前記ビルドゾーンを横断させ、前記リコートアセンブリは、前記第２インターバルおよび第３インターバル中に前記ビルドゾーンを横切る前記プリントアセンブリに従い、
前記プリントアセンブリに、前記第３インターバル中に、前記クリーニングゾーンを順方向および逆方向に横断しながら、パージ処理およびワイプ処理の少なくとも一方を実行させる、
ように構成されている、
付加製造装置。

【請求項36】

前記電子制御ユニットは、
第４インターバル中に、ビルド材料の前記新たな層上のプログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記リコートアセンブリに、前記ビルドゾーンを前記順方向に横断させ、前記プリントアセンブリに、前記ビルドゾーンを横断する前記リコートアセンブリに続いて、前記ビルドゾーンを前記順方向に横断させる、
請求項３５に記載の付加製造装置。

【請求項37】

前記電子制御ユニットは、分配された前記バインダパターンにおける前記異常の存在を判定した場合、前記異常に対処するために、前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のために、プログラムされた前記堆積パターンを調整するようにさらに構成されている、請求項３５に記載の付加製造装置。

【請求項38】

前記電子制御ユニットは、分配されたビルド材料の前記新たな層の前記異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリによるビルド材料の後続の分配のための修正措置を実施するようにさらに構成されている、請求項３５に記載の付加製造装置。

【請求項39】

前記電子制御ユニットは、前記プリントアセンブリに、前記第１インターバルと前記第２インターバルとの間の前記複数のノズルのサブピクセルインデックスを実行させるようにさらに構成されている、請求項３５に記載の付加製造装置。

【請求項40】

前記リコートアセンブリが、前記第２および第３のインターバル中に、前記ビルドゾーンを横切るプリントアセンブリに続いて、前記ビルドゾーンを逆方向に横断し始める前に、遅延が実施される、請求項３５に記載の付加製造装置。

【請求項41】

前記プリントアセンブリは、第１速度で前記ビルドゾーンを前記順方向および逆方向に横断する、請求項３５に記載の付加製造装置。

【請求項42】

前記プリントアセンブリは、第２速度で前記クリーニングゾーンを順方向および逆方向に横断し、
前記第２速度は前記第１速度よりも遅い、
請求項３５に記載の付加製造装置。

【請求項43】

硬化反応を刺激するために、ビルドゾーン内のバインダおよびビルド材料にエネルギを印加するように構成されている１つまたは複数のＩＲランプをさらに含み、
１つまたは複数の前記ＩＲランプは、前記プリントアセンブリおよび前記リコートアセンブリのうちの少なくとも一方に結合されている、
請求項３５に記載の付加製造装置。

【請求項44】

２つのＩＲランプが前記リコートアセンブリに結合され、
第１ＩＲランプが前記リコートアセンブリの前向き面に結合され、
第２ＩＲランプが前記リコートアセンブリの後向き面に結合されている、
請求項４３に記載の付加製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は概して、付加製造装置に関し、より具体的には、付加製造装置動作およびそれを使用するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

付加製造装置は、有機または無機パウダーなどのビルド材料からオブジェクトを層状に「ビルド」するために利用され得る。付加製造装置の初期の反復は、３次元オブジェクトをプロトタイピングするために使用された。しかしながら、付加製造テクノロジーが改善されるにつれて、オブジェクトの大規模な商業的製造のために付加製造装置を利用することに対する関心が高まっている。付加製造装置を商業的製造に拡大する１つの問題はマシンの信頼性を維持し、増加させながら、商業的需要を満たすために付加製造装置の処理能力を改善することである。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

したがって、製造処理量および信頼性を向上させる代替付加製造装置およびその構成要素が必要とされている。

【課題を解決するための手段】

【0004】

第１態様Ａ１は、プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、前記ビルドゾーン内にバインダを分配するための複数のノズルを含むプリントアセンブリであって、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、前記ビルドゾーンの分配されたバインダパターンを撮像するように構成されたビジョンシステムと、前記プリントアセンブリ、前記第１アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、を含み、前記電子制御ユニットは、前記プリントアセンブリに、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを順方向または逆方向に横断させ、プログラムされた前記堆積パターンから生じる分配された前記バインダパターンの前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、分配された前記バインダパターンに異常があるかどうかを判定するために、前記画像データを分析し、分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記異常に対処するために、前記ビルドゾーン上の前記プリントアセンブリの後続の横断のために、プログラムされた前記堆積パターンを調整する、ように構成されている、付加製造装置を含む。

【0005】

第２態様Ａ２は、前記プリントアセンブリが前記ビルドゾーンを順方向または逆方向に横断するときに、分配された前記バインダパターンの画像データを補足する、第１態様Ａ１に記載の付加製造装置を含む。

【0006】

第３態様Ａ３は、前記異常は、前記画像データとプログラムされた前記堆積パターンとの比較に基づいて、所定のバインダよりも少ない量が存在する、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層の領域である、第１態様Ａ１～第２態様Ａ２の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0007】

第４態様Ａ４は、前記異常は、前記画像データとプログラムされた前記堆積パターンとの比較に基づいて、所定のバインダよりも多い量が存在する、または、バインダが堆積されるべきでない１つ以上の位置でバインダが検出される、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層の領域である、第１態様Ａ１～第３態様Ａ３の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0008】

第５態様Ａ５は、プログラムされた前記堆積パターンのマップは、複数の前記ノズルのうちの１つを選択して、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層のピクセルを選択する、第１態様Ａ１～第４態様Ａ４の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0009】

第６態様Ａ６は、前記ビルドゾーン上の前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、複数の前記ノズルのうちの選択されたノズルが分配するために画定されるバインダの量を更新することを含む、第５態様Ａ５に記載の付加製造装置を含む。

【0010】

第７態様Ａ７は、前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、複数の前記ノズルのうちの選択されたノズルのマッピングを更新して、後続のビルド層のピクセルを選択し、前記プリントアセンブリの第１横断中にピクセルの第１選択セットにバインダを分配するようにマッピングされた第１ノズルが、前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの第２横断中にピクセルの第２選択セットにバインダを分配するようにマッピングされる、第５態様Ａ５に記載の付加製造装置を含む。

【0011】

第８態様Ａ８前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、プログラムされた前記堆積パターンで画定された前記ピクセルと複数のジェットノズルとの位置合わせにサブピクセルシフトを実施することを含む、第１態様Ａ１～第７態様Ａ７の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0012】

第９態様Ａ９は、前記クリーニングゾーンに配置されたクリーニングステーションをさらに含み、前記クリーニングステーションは、前記プリントアセンブリの複数の前記ノズルをクリーニングするように構成され、前記電子制御ユニットは、分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記プリントアセンブリに、前記クリーニングステーションの１つ以上のクリーニング要素とインターフェイスさせる、ようにさらに構成されている、第１態様Ａ１～第８態様Ａ８の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0013】

第１０態様Ａ１０は、前記電子制御ユニットは、分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記プリントアセンブリに、前記クリーニングゾーンでパージ動作を実行させる、ようにさらに構成されている、第１態様Ａ１～第９態様Ａ９の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0014】

第１１態様Ａ１１は、前記ビジョンシステムは、電磁放射源、カメラ、赤外線カメラ、またはＸ線撮像デバイスのうちの少なくとも１つを含む、第１態様Ａ１～第１０態様Ａ１０の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0015】

第１２態様Ａ１２は、プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、前記ビルドゾーン内にビルド材料を分配するためのドクターブレードおよびローラのうちの少なくとも一方を含むリコートアセンブリであって、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、前記ビルドゾーンのビルド材料の分配された層を撮像するように構成されたビジョンシステムと、前記リコートアセンブリ、前記第２アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、を含み、前記電子制御ユニットは、前記リコートアセンブリに、所定のビルド材料投入パラメータに従って、ビルド材料を分配して、前記ビルドゾーン内にビルド材料の新たな層を形成するように、前記ビルドゾーンを横断させ、前記ビルドゾーン内の分配された前記ビルド材料の前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、前記画像データを分析して、分配された前記ビルド材料に異常があるか否かを判定し、分配された前記ビルド材料の新たな層における異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリによるビルド材料の後続の分配のための修正措置を実施する、ように構成されている、付加製造装置を含む。

【0016】

第１３態様Ａ１３は、前記修正措置は、所定の前記ビルド材料投入パラメータを調整することを含む、第１２態様Ａ１２に記載の付加製造装置を含む。

【0017】

第１４態様Ａ１４は、所定の前記ビルド材料投入パラメータは、ビルド材料厚さ、過投入量、前記ビルドゾーンを横断するためのリコートアセンブリ速度、前記リコートアセンブリの前記ローラの回転速度、および前記リコートアセンブリの前記ローラの回転方向のうちの少なくとも１つである、第１３態様Ａ１３に記載の付加製造装置を含む。

【0018】

第１５態様Ａ１５は、前記修正措置は、前記リコートアセンブリに、ビルド材料の新たな層上にプリントアセンブリがバインダを分配する前に、前記新たな層上にビルド材料を再分配させる、ことを含む、第１２態様Ａ１２～第１４態様Ａ１４の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0019】

第１６態様Ａ１６は、前記修正措置は、ビルドを停止することを含む、第１２態様Ａ１２～第１５態様Ａ１５の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0020】

第１７態様Ａ１７は、前記クリーニングゾーンまたは前記サプライゾーンに配置されたクリーニングステーションをさらに含み、前記クリーニングステーションは、前記リコートアセンブリの前記ドクターブレードおよび前記ローラのうちの少なくとも一方をクリーニングするように構成され、前記電子制御ユニットは、分配されたビルド材料の前記新たな層の異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリに、前記クリーニングステーションの１つ以上のクリーニング要素とインターフェイスさせる、ようにさらに構成されている、第１２態様Ａ１２～第１６態様Ａ１６の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0021】

第１８態様Ａ１８は、前記電子制御ユニットは、前記リコートアセンブリの前記ローラを駆動するモータの電流引き込み値を受信し、前記ローラが、所定の前記ビルド材料投入パラメータに従って動作しているか判定し、前記ローラが所定の前記ビルド材料投入パラメータに従って動作していないと判定した場合、前記リコートアセンブリの前記ローラの異常の存在を判定する、第１２態様Ａ１２～第１７態様Ａ１７の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0022】

第１９態様Ａ１９は、前記ビジョンシステムが、カメラ、赤外線カメラ、およびＸ線撮像デバイスの少なくとも１つを含む、第１２態様Ａ１２～第１８態様Ａ１８の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0023】

第２０態様Ａ２０は、プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な前記第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、硬化反応を刺激するために前記ビルドゾーンのビルド材料及びバインダにエネルギを印加するように構成され、前記プリントアセンブリおよび前記リコートアセンブリのうちの少なくとも一方に結合されている、１つ以上のＩＲランプと、前記プロセスチャンバのガス温度およびビルド材料表面温度のうちの少なくとも一方を監視するように構成された、１つまたは複数の温度センサと、前記プリントアセンブリ、前記第１アクチュエータ、前記リコートアセンブリ、前記第２アクチュエータ、１つまたは複数の前記ＩＲランプ、および１つまたは複数の前記温度センサに通信可能に結合された電子制御ユニットと、を含み、前記電子制御ユニットは、前記プリントアセンブリまたは前記リコートアセンブリが前記ビルドゾーンを横断するときに、１つまたは複数の前記ＩＲランプに、エネルギを放出させ、１つまたは複数の前記温度センサから温度値を受信し、前記温度値が所定の範囲内であるか否か判定し、前記温度値が前記所定の範囲内でない場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの強度または１つまたは複数の前記ＩＲランプのフローガスレートを調整する、ように構成されている、付加製造装置を含む。

【0024】

第２１態様Ａ２１は、前記温度値が前記所定の範囲を下回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの強度が増加される、第２０態様Ａ２０に記載の付加製造装置を含む。

【0025】

第２２態様Ａ２２は、前記温度値が前記所定の範囲を上回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの強度が低減される、第２０態様Ａ２０～第２１態様Ａ２１の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0026】

第２３態様Ａ２３は、１つまたは複数の前記ＩＲランプの第１ＩＲランプが前記プリントアセンブリに結合され、１つまたは複数の前記ＩＲランプの第２ＩＲランプが前記リコートアセンブリに結合されている、第２０態様Ａ２０～第２２態様Ａ２２の何れかにに記載の付加製造装置を含む。

【0027】

第２４態様Ａ２４は、前記電子制御ユニットが、１つまたは複数の前記ＩＲランプの周りのフローガスレートを制御する、第２０態様Ａ２０～第２３態様Ａ２３の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0028】

第２５態様Ａ２５は、１つまたは複数の前記温度センサはガス温度センサであり、前記電子制御ユニットは、前記ビルド材料の表面温度値が前記所定の範囲内にないと判定された場合、１または複数の前記ＩＲランプの周りのガスのフローガスレートを調整する、ようにさらに構成されている、第２０態様Ａ２０～第２４態様Ａ２４の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0029】

第２６態様Ａ２６は、前記表面温度値が前記所定の範囲を下回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの周りの前記フローガスレートを増加する、第２０態様Ａ２０～第２５態様Ａ２５の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0030】

第２７態様Ａ２７は、前記表面温度値が前記所定の範囲を上回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの周りの前記フローガスレートを低減する、第２０態様Ａ２０～第２６態様Ａ２６の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0031】

第２８態様Ａ２８は、前記プロセスチャンバに流体的に結合された環境制御システムをさらに含み、プロセスチャンバ温度値が所定のプロセスチャンバ範囲内にないと判定した場合、前記環境制御システムは、加熱されたガスを前記プロセスチャンバに配送する、第２０態様Ａ２０～第２７態様Ａ２７の何れかに記載の付加製造装置。

【0032】

第２９態様Ａ２９は、前記ビルドゾーンのビルドプラットフォームに熱的に結合されたビルドプレートヒータをさらに含み、前記ビルド材料表面の前記表面温度の前記温度値が前記所定の範囲を下回ると判定された場合、前記電子制御ユニットは、前記ビルドプレートヒータに、前記ビルドゾーンの前記ビルド材料および前記ビルドプレートに配送される前記エネルギ量を増加させる、第２０態様Ａ２０～第２８態様Ａ２８の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0033】

第３０態様Ａ３０は、プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、前記プロセスチャンバに接続され、前記プロセスチャンバ内の環境条件を制御する１つまたは複数のサブシステムを含む、環境制御システムと、前記プロセスチャンバの温度、蒸気含有、および前記プロセスチャンバ内のプロセスガス濃度の少なくとも１つを監視するように構成されている１つまたは複数のセンサと、前記環境制御システムおよび１つまたは複数の前記センサと通信可能に接続されている電子制御ユニットと、を含み、前記電子制御ユニットは、１つまたは複数の前記センサからセンサデータを受信し、１つまたは複数の前記センサからの前記センサデータが、ビルド中の前記プロセスチャンバの所定の環境条件セットに対応するか否か判定し、前記センサデータが前記所定の環境条件セット内でないと判定された場合、前記環境制御システムの１つまたは複数の環境制御の設定を自動的に調整する、ように構成されている、付加製造装置を含む。

【0034】

第３１態様Ａ３１は、前記電子制御ユニットは、前記センサデータが、前記プロセスチャンバの温度が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの熱交換器を通る前記プロセスチャンバへのフローを開始させ、前記センサデータが、前記プロセスチャンバの温度が前記所定の環境条件のセットを上回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの前記熱交換器を通る前記プロセスチャンバへのフローを停止させる、ようにさらに構成されている、第３０態様Ａ３０に記載の付加製造装置を含む。

【0035】

第３２態様Ａ３２は、前記電子制御ユニットは、前記センサデータが、前記蒸気含有が前記所定の環境条件セットを上回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの熱交換器、除湿器、または凝縮器を通るフローを開始させ、前記センサデータが、前記蒸気含有が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの熱交換器、除湿器、または凝縮器を通るフローを停止させる、ようにさらに構成されている、第３０態様Ａ３０～第３１態様Ａ３１の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0036】

第３３態様Ａ３３は、前記電子制御ユニットは、前記センサデータが、前記プロセスガス濃度が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムのプロセスガスサプライからのフローを開始させ、前記センサデータが、前記プロセスガス濃度が前記所定の環境条件セットを上回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの前記プロセスガスサプライからのフローを停止させる、ようにさらに構成されている、第３０態様Ａ３０～第３２態様Ａ３２の何れかに記載の付加製造装置を含む。

【0037】

第３４態様Ａ３４は、前記プロセスチャンバ内の空中浮遊ビルド材料の濃度を検知するように構成されている微粒子センサをさらに含み、前記電子制御ユニットは、前記センサデータが、空中浮遊ビルド材料の前記濃度が前記所定の環境条件セットを上回っていることを示す場合、環境制御システムに、前記環境制御システムの空気濾過システムを開始させ、前記センサデータが、空中浮遊ビルド材料の前記濃度が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの前記空気濾過システムからのフローを停止させる、ようにさらに構成されている、第３０態様Ａ３０～第３３態様Ａ３３の何れに記載の付加製造装置を含む。

【0038】

第３５態様Ａ３５は、プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、前記ビルドゾーン内にバインダを分配する複数のノズルを含み、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、前記ビルドゾーン内にビルド材料を分配するドクターブレードおよびローラの少なくとも一方を含み、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な前記第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、前記ビルドゾーンを撮像するように構成されているビジョンシステムと、前記プリントアセンブリ、前記リコートアセンブリ、前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、を含み、前記電子制御ユニットは、前記プリントアセンブリに、第１インターバル中に、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを前記順方向に横断させ、前記第１インターバルの後の第２インターバルの間に、分配されたバインダパターンの前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、前記画像データを分析して、前記第２インターバルの間に分配された前記バインダパターンに異常があるか否かを判定し、プリントアセンブリに、前記第２インターバル中に、プログラムされた前記堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを前記逆方向から横断させ、前記リコートアセンブリに、所定のビルド材料投入パラメータに従って前記ビルドゾーンにビルド材料の新しい層を形成するために、前記サプライゾーンに供給されたビルド材料を分配する前記逆方向に前記ビルドゾーンを横断させ、前記リコートアセンブリは、前記第２インターバルおよび第３インターバル中に前記ビルドゾーンを横切る前記プリントアセンブリに従い、前記プリントアセンブリに、前記第３インターバル中に、前記クリーニングゾーンを順方向および逆方向に横断しながら、パージ処理およびワイプ処理の少なくとも一方を実行させる、ように構成されている、付加製造装置を含む。

【0039】

第３６態様Ａ３６は、前記電子制御ユニットは、第４インターバル中に、ビルド材料の前記新たな層上のプログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記リコートアセンブリに、前記ビルドゾーンを前記順方向に横断させ、前記プリントアセンブリに、前記ビルドゾーンを横断する前記リコートアセンブリに続いて、前記ビルドゾーンを前記順方向に横断させる、第３５態様Ａ３５に記載の付加製造装置を含む。

【0040】

第３７態様Ａ３７は、前記電子制御ユニットは、分配された前記バインダパターンにおける前記異常の存在を判定した場合、前記異常に対処するために、前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のために、プログラムされた前記堆積パターンを調整するようにさらに構成されている、第３５態様Ａ３５～第３６態様Ａ３６の何れに記載の付加製造装置を含む。

【0041】

第３８態様Ａ３８は、前記電子制御ユニットは、分配されたビルド材料の前記新たな層の前記異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリによるビルド材料の後続の分配のための修正措置を実施するようにさらに構成されている、第３５態様Ａ３５～第３７態様Ａ３７の何れに記載の付加製造装置を含む。

【0042】

第３９態様Ａ３９は、前記電子制御ユニットは、前記プリントアセンブリに、前記第１インターバルと前記第２インターバルとの間の前記複数のノズルのサブピクセルインデックスを実行させるようにさらに構成されている、第３５態様Ａ３５～第３８態様Ａ３８の何れに記載の付加製造装置を含む。

【0043】

第４０態様Ａ４０は、前記リコートアセンブリが、前記第２および第３のインターバル中に、前記ビルドゾーンを横切るプリントアセンブリに続いて、前記ビルドゾーンを逆方向に横断し始める前に、遅延が実施される、第３５態様Ａ３５～第３９態様Ａ３９の何れに記載の付加製造装置を含む。

【0044】

第４１態様Ａ４１は、前記プリントアセンブリは、第１速度で前記ビルドゾーンを前記順方向および逆方向に横断する、第３５態様Ａ３５～第４０態様Ａ４０の何れに記載の付加製造装置を含む。

【0045】

第４２態様Ａ４２は、前記プリントアセンブリは、第２速度で前記クリーニングゾーンを順方向および逆方向に横断し、前記第２速度は前記第１速度よりも遅い、第３５態様Ａ３５～第４１態様Ａ４１の何れに記載の付加製造装置を含む。

【0046】

第４３態様Ａ４３は、硬化反応を刺激するために、ビルドゾーン内のバインダおよびビルド材料にエネルギを印加するように構成されている１つまたは複数のＩＲランプをさらに含み、１つまたは複数の前記ＩＲランプは、前記プリントアセンブリおよび前記リコートアセンブリのうちの少なくとも一方に結合されている、第３５態様Ａ３５～第４２態様Ａ４２の何れに記載の付加製造装置を含む。

【0047】

第４４態様Ａ４４は、２つのＩＲランプが前記リコートアセンブリに結合され、第１ＩＲランプが前記リコートアセンブリの前向き面に結合され、第２ＩＲランプが前記リコートアセンブリの後向き面に結合されている、第４３態様Ａ４３に記載の付加製造装置を含む。

【図面の簡単な説明】

【0048】

【図1A】図１Ａは、本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、製造装置および製造方法を使用して構成要素をビルドするための例示的プロセスフローチャートを描写する。

【図1B】図１Ｂは、本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による製造装置を概略的に示す図である。

【図2】図２は、本明細書に示され、説明される１つ以上の実施形態による製造装置の例示的なアーキテクチャを概略的に示す。

【図3】図３は、本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、信頼性を改善するためのプリント方法を対象とする例示的な方法のフローチャートを示す。

【図4】図４は、本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、信頼性を改善するためのリコート方法を対象とする例示的な方法のフローチャートを示す。

【図5】図５は、本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、ビルド速度を改善するための硬化方法を対象とする例示的な方法のフローチャートを示す。

【図6】図６は、本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、信頼性を改善するための環境制御システム動作方法を対象とする例示的な方法のフローチャートを示す。

【図7】図７は、本明細書に示され、説明される１つまたは複数の実施形態による、ビルドブロック中のプリントアセンブリおよびリコートアセンブリの運動の例示的な概略図を描写する。

【発明を実施するための形態】

【0049】

本明細書に記載される製造装置のさらなる特徴および利点、ならびにその構成要素は以下の詳細な説明に記載され、一部はその説明から当業者に容易に明らかになるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含む、本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識される。

【0050】

前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方は様々な実施形態を説明し、特許請求される主題の性質および特徴を理解するための概要またはフレームワークを提供することが意図されることを理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、本明細書に組み込まれ、その一部を構成する。図面は本明細書に記載される様々な実施形態を示し、説明と共に、特許請求される主題の原理および動作を説明するのに役立つ。

【0051】

ここで、製造装置の実施形態およびその構成要素を詳細に参照するが、その例は添付の図面に示されている。可能な場合は常に、同じまたは同様の部分を指すために、図面全体を通して同じ参照番号が使用される。

【0052】

付加製造器具の一実施形態は、高さ、長さ、および幅を有する容積を画定するプロセスチャンバを備える。長さは、複数の処理ゾーンによって定義される。プロセスチャンバは、プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置されたクリーニングゾーンと、ビルドゾーンと、サプライゾーンとを含む。プロセスチャンバはビルド材料を分配し、付加製造装置内にバインダ材料を堆積させるためのアクチュエータアセンブリを含む。アクチュエータアセンブリは一般に、第１垂直面内でプロセスチャンバの長さに沿って延びる支持体を含むことができる。アクチュエータアセンブリは、ビルド材料を分配するためのリコートアセンブリと、バインダ材料を堆積させるためのプリントアセンブリとをさらに含むことができる。プリントアセンブリは、ビルドゾーン内にバインダ５０を分配するための複数のノズルを含む。プリントアセンブリは、支持体の長さに沿って前後に移動するように構成された第１アクチュエータを介して支持体に移動可能に結合される。プリントヘッドアクチュエータはプリント作動軸を備えることができ、ここで、プリントヘッドアクチュエータはプリント作動軸に沿って双方向に作動可能であり、それによって、プリントヘッドの双方向運動をもたらす。プリントアセンブリは、第１垂直面に平行な第２垂直面に配置される。

【0053】

リコートアセンブリは、ビルドゾーンＢＺ内にビルド材料４０を分配するための１つ以上のドクターブレード及び／又は１つ以上のローラ１４２を含む。リコートアセンブリは、支持体の長さに沿って前後に移動するように構成された第２アクチュエータを介して支持体に移動可能に結合される。リコートアセンブリはリコート作動軸を含むことができ、ここで、リコートアセンブリはリコート作動軸に沿って双方向に作動可能であり、それによって、リコートヘッドの双方向運動をもたらす。リコートアセンブリは、第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されてもよい。リコート作動軸およびプリント作動軸は、同じ軸を共有していてもよく、または互いに並行であってもよく、垂直方向に互いに離間していてもよい。本プリントアセンブリ及びリコートアセンブリの実施形態は、ビルドゾーン内のビルド材料及びバインダにエネルギを印加して硬化反応を刺激するための赤外線ランプのような硬化系を更に含むことができる。アクチュエータアセンブリを含む付加製造装置、付加製造装置およびそれを使用するための方法のためのアクチュエータアセンブリの様々な実施形態が、添付の図面に具体的に言及して本明細書でさらに詳しく説明される。

【0054】

実施形態は、プロセスチャンバ内の環境条件を制御するように構成された環境制御システムをさらに含む。環境制御システムは、プロセスチャンバ内の環境条件を制御するための１つ以上のサブシステムを含むことができる。１つまたは複数のサブシステムは熱交換器、除湿器、凝縮器１８２、またはプロセスチャンバの環境から蒸気を除去することができる同様のシステム、プロセスガスサプライ源、空気濾過システム（たとえば、サイクロン分離器）などを含むことができる。環境制御システムは、１つまたは複数のポート、バルブ、換気コンジットなどを介してプロセスチャンバに結合される。いくつかの実施形態では、環境制御システムが特定のビルドに好ましいプロセスチャンバ内の環境条件を維持するように適合される。例えば、環境制御システムは、圧力、プロセスガス濃度、相対湿度、空気中の蒸気の濃度、空気中のビルドマテリアルの濃度、プロセスチャンバの温度などの動作範囲を含むことができる所定の環境条件のセット内で環境を調整することができる。

【0055】

さらに、本明細書に記載される実施形態はビルドプロセスの信頼性およびスピードを改善するために、プリントアセンブリ、リコートアセンブリ、硬化システム、環境制御システム、およびそれらの相互作用を操作するためのシステムおよび方法をより具体的に開示する。ビルドプロセスの信頼性および速度を改善するために、本明細書に開示される製造装置は、閉ループ制御ループで動作するように構成された１つまたは複数のセンサおよび制御システムをさらに実装する。

【0056】

製造装置の様々な実施形態が、添付の図面を特に参照して、本明細書でさらに詳細に説明される。本明細書に示され、説明される製造装置の実施形態は、３次元および／または非三次元のオブジェクトまたは部分をビルドするように構成され、動作可能であり得ることを理解されたい。

【0057】

範囲は本明細書では「約」１つの特定の値から、および／または「約」別の特定の値までとして表すことができる。そのような範囲が表される場合、別の実施形態は１つの特定の値から、および／または他の特定の値までを含む。同様に、先行詞「約」の使用によって値が近似値として表される場合、特定の値は別の実施形態を形成することが理解されよう。範囲の始点及び終点はそれぞれ他方の点（終点及び始点）との関連において重要な意味を持ち、且つ、当該他方の点とは独立した意味を有している。

【0058】

本明細書で使用される指向性用語、例えば、上、下、右、左、前、後、上面、上方、底面、前方、逆、および戻りは、描かれたような図を参照してのみ行われ、別段の明示的な記載がない限り、絶対的な向きを暗示することを意図しない。

【0059】

特に明示的に記載されない限り、本明細書に記載される任意の方法は、そのステップが特定の順序で実行されることを必要とするものとして解釈されることも、任意の装置特定の向きを必要とするものとして解釈されることも、決して意図されない。したがって、方法クレームが実際にそのステップに従うべき順序を列挙していない場合、または任意の装置クレームが実際に個々の構成要素に対する順序または向きを列挙していない場合、またはステップが特定の順序に限定されるべきであること、または装置の構成要素に対する特定の順序または向きが列挙されていないことが、特許請求の範囲または説明において別段具体的に述べられていない場合、順序または向きがいかなる点においても推論されることは決して意図されていない。これは、ステップの配置、動作フロー、構成要素の順序、または構成要素の向きに関する論理の問題、文法的編成または句読点から導出される平易な意味、および本明細書に記載される実施形態の数またはタイプを含む、解釈のための任意の可能な非明示的基礎に当てはまる。

【0060】

本明細書で使用される場合、単数形「１つ」などは文脈が明らかに別段の指示をしない限り、複数の指示対象を含む。したがって、たとえば、「１つの」コンポーネント７０への言及は文脈が明らかにそうでないことを示さない限り、２つ以上のそのような構成要素を有する態様を含む。

【0061】

本明細書に記載される実施形態は製造装置（例えば、付加製造装置）および製造装置のための構成要素、具体的には、バインダ５０を堆積させるためのプリントアセンブリ、ビルド材料を分配するためのリコートアセンブリ、プロセスチャンバ内の環境を制御するための環境制御システム、およびビルドプロセスの信頼性およびスピードを改善するために電子制御ユニットに動作フィードバックを提供するように構成された１つまたは複数のセンサを対象とする。本明細書に記載の実施形態は、マシンビジョン、パターンテスト、プリントヘッド保守、プリントヘッドインデックスベースの冗長性などを実装して、閉ループ信頼性およびスピード向上処理を確立することができる。本明細書で説明する制御ループは、概して、ビルド動作を検出、分析、および補償するステップを含む。本明細書で開発され、説明される技術は製造に関するものであるが、本技術の態様は２Ｄプリントなどの関連産業に適用され得ることが理解される。

【0062】

図１Ａを参照すると、製造装置１００および製造方法を使用してコンポーネント８０をビルドするための例示的なプロセスフローチャートが示されている。図１Ａは、本明細書に示され、詳細に説明される製造装置１００および製造方法の非限定的な概要を提供することを意図している。装置１００は、制御システム１０によって実行されるビルド命令によって規定されるような１つまたは複数の事前定義された動作を実行するように構成される。

【0063】

本明細書で使用するとき、「ビルド命令」は、コンポーネント８０をビルドするために装置１００の動作を操作するための制御コマンドを指す。ビルド命令は例えば、ビルドされるべきコンポーネント８０の各層のための設計堆積パターンと、コンポーネント８０をビルドするためのモータ、アクチュエータ、プリントアセンブリ、ジェットノズル、および装置１００の様々な他の構成要素の順序付けられた動作を規定する命令を規定する複数の動作制御とによって規定される。ビルド命令は、装置１００の構成要素設計またはモデルおよび機械的仕様に基づいて定義される。例えば、装置１００は、本明細書では「ジェット間隔」と呼ばれる、プリントヘッド内のジェットノズル間の所定の固定間隔を含むことができる

【0064】

装置１００は、コンポーネント８０をビルドするためのビルド命令に従って、層ごとおよびドロップごとにそれぞれ堆積され得るビルド材料４０およびバインダ５０をさらに受け取る。例えば、装置１００はリコートアセンブリ１４０（図１Ｂ）を使用して、ビルドプレート１２０（図１Ｂ）上にパウダー６０の層（本明細書ではビルド材料４０の層とも呼ばれる）を形成し、次いで、ピクセル３１内でプリントアセンブリ１５０（図１Ｂ）を使用して、バインダ５０の１つまたは複数のドロップを堆積させ、それによってボクセル３０を形成することができる。「ビルド材料」は、バインダ５０と、任意にエネルギ源と、組み合わせたときに硬化してコンポーネント８０の一部を形成する、１つ以上の有機及び／又は無機材料を含んでもよい。

【0065】

本明細書で使用するとき、「ピクセル」は装置１００によってプリントされるオブジェクト又は部分の２次元空間部分、特に、ビルドプレート１２０に沿ったその位置決めに対する３次元部分の現在のスライス又は層を指す。各ピクセルは、ビルド命令の設計堆積パターンにおいて定義される画像ピクセルに対応する。画像ピクセルは、ピクセルのデジタル表現である。画像ピクセルは、装置１００のジェットノズルのジェット間隔によって画定される幅を含む。本明細書で使用するとき、「ボクセル」は３次元部分（例えば、コンポーネント８０）の現行の薄片又は層を形成するピクセル内に堆積されたバインダ５０の１つ又は複数のドロップによって画定される、ビルドプレート１２０内のパウダーの３次元空間部分を指す。ボクセルの形状はビルド材料４０（例えば、バインダ５０が堆積されるパウダーの層）を有するバインダ５０のウィッキング及び硬化挙動に依存するので、ボクセルは立方体でなくてもよいことが理解される。

【0066】

バインダ５０はドロップの形態のパウダー６０（例えば、ビルド材料４０）の層内の様々な位置に様々な量で堆積されてもよい。ドロップの位置および量は「設計堆積パターン」において定義され、これはビルドファイルの所望のスライスのパターンを形成する画像ピクセルの集合を指し、装置１００によってパウダー６０の層に適用されたとき、「適用された堆積パターン」を定義する。設計堆積パターンは量（例えば、「ドロップボリューム」）および位置（例えば、パウダー６０の層上のバインダ５０のドロップの中心の位置）を定義するが、適用された堆積パターンは隣り合うピクセルまたはパウダーの下層への重なりを含み得る、パウダーの層を通したバインダ５０の分配を指す。本明細書で使用するとき、「ドロップボリューム」は、一度にジェットから放出されるバインダドロップのボリュームを指す。１つのピクセルに対して複数のドロップを放出することができ、ドロップはボリューム単位で変化する。パウダー６０の１つ以上の層の形成およびバインダ５０の１つ以上のドロップの付着の後、装置１００はコンポーネント８０を形成する。次に、コンポーネント８０を形成するためのより具体的な方法および装置１００の実施形態を詳細に説明する。

【0067】

ここで図１Ｂを参照すると、製造装置１００の一実施形態が概略的に示されている。装置１００は、プロセスチャンバ１０１を含む。プロセスチャンバ１０１は気密封止されたチャンバ、および／または、そうでなければ、環境制御システム１８０（図２）によって制御されるような特定の環境条件下でコンポーネント７０をビルドするための加圧または減圧された（例えば、真空またはその付近に維持された）チャンバであってもよい。プロセスチャンバ１０１は、高さ、長さ、および幅を有する容積によって画定される。長さは、複数の処理ゾーンによって定義される。処理ゾーンは、プロセスチャンバ１０１の長さに沿って（＋／－Ｘ軸に沿って）別個の部分に順次配置されたクリーニングゾーン「ＣＺ」、ビルドゾーン「ＢＺ」、およびサプライゾーン「ＳＺ」を含む。装置１００は、クリーニングステーション１０８と、ビルドプレート１２０と、サプライプラットフォーム１３０と、リコートアセンブリ１４０と、プリントアセンブリ１５０とを含む。クリーニングゾーン「ＣＺ」は、クリーニングステーション１０８及びジェット試験／パージ領域１０９などの製造装置１００の要素を含むことができる。ビルドゾーン「ＢＺ」は、ビルドプレート１２０、ビルドプレートヒータ１２１、ビルドプラットフォームアクチュエータ１２２、およびビルドレセプタクル１２４などの製造装置１００の要素を含み得る。サプライゾーン「ＳＺ」は、上部ビルド材料ホッパー１７０（図２）からビルド材料４０を受け取ることができる下部ビルド材料ホッパー１７２（図２）などの製造装置１００の要素と、下部ビルド材料ホッパー１７２（図２）からビルド材料４０を受け取ることができるサプライプラットフォーム１３０とを含むことができる。

【0068】

リコートアセンブリ１４０およびプリントアセンブリ１５０は、装置１００の支持体１０４に結合され、第１および第２アクチュエータアセンブリ１０２、１０３の作動に応じて支持体１０４に沿って並進するように構成される。例えば、支持体１０４は、１つ以上のアクチュエータアセンブリ１０２、１０３が独立して同時に動作され得る線形アクチュエータであってもよい。いくつかの実施形態では支持体１０４が、垂直断面が長方形または正方形（すなわち、図に示される座標軸のＹ－Ｚ平面における断面）であってもよく、他の実施形態ではレール１０４が、垂直断面が「ｉ」字形（すなわち、図に示される座標軸のＹ－Ｚ平面における断面）であってもよい。第１アクチュエータアセンブリ１０２および第２アクチュエータアセンブリ１０３は、装置１００の作動軸１１６に沿ったプリントアセンブリ１５０およびリコートアセンブリ１４０のそれぞれの独立した制御を容易にするように構成されてもよい。作動軸１１６は本明細書では「長手方向軸」（すなわち、図に示されるように＋／－Ｘ軸に沿って延びる）とも呼ばれる。これにより、リコートアセンブリ１４０およびプリントアセンブリ１５０は装置１００の作動軸１１６を同じ方向および／または逆方向に横断し、リコートアセンブリ１４０およびプリントアセンブリ１５０は、装置１００の作動軸１１６を様々な速度および／または同じ速度で横断することができる。リコートアセンブリ１４０およびプリントアセンブリ１５０の独立した作動および制御は製造プロセス（例えば、付加製造プロセス）の少なくともいくつかのステップが同時に実行されることを可能にし、それによって、製造プロセスの全サイクル時間を、個々のステップごとのサイクル時間の合計よりも短くする。他の実施形態では、装置１００がリコートアセンブリ１４０、プリントアセンブリ１５０などに結合された追加のアクチュエータアセンブリを含むことができる。

【0069】

いくつかの実施形態では、第３のアクチュエータアセンブリ１０５が縦軸（例えば、図に示されるような作動軸１１６、＋／－Ｘ軸）に対して概ね垂直で横軸（例えば、図に示されるような＋／－Ｙ軸に沿って延びる）に沿ったプリントアセンブリ１５０の独立した制御を容易にするようにビルドされ得る。本明細書でより詳しく説明するように、第３のアクチュエータアセンブリ１０５は、本明細書ではインデックスと呼ばれる、横軸に沿ったプリントアセンブリ１５０の微動を提供することができる。第１アクチュエータアセンブリ１０２および第３のアクチュエータアセンブリ１０５は一般に、プリンティングヘッド位置制御アセンブリと呼ばれる。すなわち、プリンティングヘッド位置制御アセンブリは、長手方向軸に沿ってプリンティングヘッドを移動させるように構成された第１アクチュエータアセンブリ１０２と、横方向軸に沿ってプリンティングヘッドを移動させるように構成された第３のアクチュエータアセンブリ１０５とを含む。プリンティングヘッド位置制御アセンブリは、電子制御ユニット１０のような制御システム１０によって生成されるシグナルを介して制御されてもよい。電子制御ユニット１０は、プロセッサ１０ａと、非一時的コンピュータ可読メモリ１０ｂとを含み得る。

【0070】

いくつかの実施形態では、第１アクチュエータアセンブリ１０２が位置センサ１０２ａを含み、第２アクチュエータアセンブリ１０３は電子制御ユニット１０が提供された制御信号に応じてリコートアセンブリ１４０および／またはプリントアセンブリ１５０の位置を追跡することができるように、電子制御ユニット１０に帰還制御信号におけるリコートアセンブリ１４０および／またはプリントアセンブリ１５０の位置情報を提供する位置センサ１０３ａを含む。いくつかの例では、電子制御ユニット１０が位置センサ１０２ａ、１０３ａによって提供される位置情報に基づいて、第１アクチュエータアセンブリ１０２および第２アクチュエータアセンブリ１０３に提供される制御信号を調整することができる。実施形態では位置センサ１０２ａ、１０３ａは第１アクチュエータアセンブリ１０２、第２アクチュエータアセンブリ１０３、および／または支持体１０４に埋め込まれた、または結合された、エンコーダ、超音波センサ、光ベースセンサ、磁気センサなどであり得る。

【0071】

上述のように、本明細書に記載の実施形態では、リコートアセンブリ１４０およびプリントアセンブリ１５０は両方とも、装置１００の作動軸１１６上に（例えば、第２垂直面内に）配置される。したがって、作動軸１１６上のリコートアセンブリ１４０およびプリントアセンブリ１５０の移動は、同じ軸に沿って生じ、したがって、同一直線上にある。この構成では、リコートアセンブリ１４０およびプリントアセンブリ１５０が単一のビルド周期中の様々な時間に、装置１００の作動軸１１６に沿って同じ空間（または同じ空間の一部）を占めることができる。他の実施形態ではリコートアセンブリ１４０、プリントアセンブリ１５０など、作動軸１１６を横断する製造装置１００の構成要素は作動軸１１６を中心とする必要はない。この場合、製造装置１００の構成要素のうちの少なくとも２つは、構成要素が作動軸１１６を横断するときに、構成要素が作動軸１１６に沿って同じまたは重なり合うボリュームを占めることができるように、作動軸１１６に対して配置される。

【0072】

リコートアセンブリ１４０は、サプライプラットフォーム１３０上に設けられたビルド材料４０のサプライ源からビルドプレート１２０上へのビルド材料４０の分配を容易にするように構成される。本明細書でより詳しく説明するように、プリントアセンブリ１５０はプリントアセンブリ１５０が装置１００の作動軸１１６に沿ってＢＺを横断するときに、バインダ材料５０および／または他のジェット可能な構成材料（例えば、インキ、流動媒体、ナノ粒子、蛍光発色性微粒子、焼結助剤、焼結防止助剤など）のビルドプレート１２０上への付着を容易にするように構成される。本明細書に記載される装置１００の実施形態では、装置１００の作動軸１１６が図に示される座標軸の＋／－Ｘ軸に平行である。本明細書に記載の実施形態ではクリーニングステーション１０８、ビルドプレート１２０、およびサプライプラットフォーム１３０は作動軸１１６に沿って直列に配置される。リコートアセンブリ１４０およびプリントアセンブリ１５０はまた、装置１００の作動軸１１６に沿って直列に、かつクリーニングステーション１０８、ビルドプレート１２０、およびサプライプラットフォーム１３０内に並列に配置される。さらに、作動軸１１６の－Ｘ方向の端部に近接して配置されたプリントアセンブリ１５０のホームポジション１５１と、作動軸１１６の＋Ｘ方向の端部に近接して配置されたリコートアセンブリ１４０のホームポジション１５３との間で、リコートアセンブリ１４０およびプリントアセンブリ１５０もまた、装置１００の作動軸１１６に沿って直列に配置される。すなわち、プリントアセンブリ１５０のホームポジション１５１とリコートアセンブリ１４０のホームポジション１５３とは、図に示す座標軸の＋／－Ｘ軸と並行する横方向に離間しており、少なくともビルドプレート１２０とサプライプラットフォーム１３０とがその間に位置している。実施形態では、ビルドプレート１２０（例えば、ＢＺ）は装置１００の作動軸１１６に沿ってクリーニングステーション１０８（例えば、ＣＺ）とサプライプラットフォーム１３０（例えば、ＳＺ）との間に配置される。

【0073】

さらに図１Ｂを参照すると、クリーニングステーション１０８は装置１００の作動軸１１６の一端に近接して配置され、プリントアセンブリ１５０が配置されたホームポジション１５１と同じ位置に配置され、またはビルドプレート１２０上に配置されたビルド材料４０上にバインダ材料５０を堆積する前後に「パーキング」される。クリーニングステーション１０８はプリントアセンブリ１５０のクリーニング、特に、堆積動作の間のプリントアセンブリ１５０の複数のプリントヘッド１５６のクリーニングを容易にするために、１つ以上のクリーニング部を含んでもよい。クリーニングステーション１０８は、例えば、過剰なバインダ材料５０を複数のプリントヘッド１５６から溶解させるためのクリーニング液を含む浸漬ステーション、過剰なバインダ材料５０及び／又はクリーニング液を複数のプリントヘッド１５６から除去するための拭き取りステーション、バインダ堆積パターンを試験するため及び／又はバインダ材料５０及び／又はクリーニング液を複数のプリントヘッド１５６からパージするためのジェット試験／パージ領域１０９、複数のプリントヘッド１５６の複数のジェットノズル１５８の湿気を維持するキャッピングステーション、またはこれらの様々な組み合わせを含み得るが、これらに限定されない。プリントアセンブリ１５０は、第１アクチュエータアセンブリ１０２によってクリーニング部の間で移行されてもよい。いくつかの実施形態では、装置１００がクリーニングステーション１０８および／またはホームポジション１５１に隣接する作動軸１１６の一端に近接して配置されたジェット試験／パージ領域１０９を含むことができる。装置１００のジェット試験／パージ領域１０９はビルドプレート１２０に沿って堆積を行う前に、プリントアセンブリ１５０による材料堆積を容易にするように構成されてもよいことを理解されたい。ジェット試験／パージ領域１０９がジェット試験領域として機能するとき、プリントアセンブリ１５０は、バインダ５０の物質を所定のパターンで分配することができる。分配されたパターンは、その後、ビジョンシステム１４によって捕捉され、電子制御ユニット１０によって分析されて、プリントアセンブリ１５０のノズル１５８またはプリントヘッド１５６に異常があるかどうかを判定することができる。

【0074】

ビルドプレート１２０はビルドプラットフォームアクチュエータ１２２に結合されて、装置１００の作動軸１１６に対して垂直方向（例えば、図に示される座標軸の＋／－Ｚ方向に平行な方向）にビルドプレート１２０を昇降させることを容易にする。ビルドプラットフォームアクチュエータ１２２は例えば、限定するものではないが、機械アクチュエータ、電気機械アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、または垂直方向にビルドプレート１２０に直線運動を付与するのに適した任意の他のアクチュエータとすることができる。好適なアクチュエータとしてはウォーム駆動アクチュエータ、ボールねじアクチュエータ、空気圧ピストン、油圧ピストン、電気機械式リニアアクチュエータなどが挙げられるが、これらに限定されない。ビルドプレート１２０およびビルドプラットフォームアクチュエータ１２２は装置１００の作動軸１１６の下方（すなわち、図に示される座標軸の－Ｚ方向）に位置するビルドレセプタクル１２４内に位置付けられる。装置１００の動作中、ビルドプレート１２０は、バインダ材料５０の各層がビルドプレート１２０上に配置されたビルド材料４０上に堆積された後、ビルドプラットフォームアクチュエータ１２２の動作によってビルドレセプタクル１２４内に後退される。いくつかの実施形態では、ビルドプレート１２０がそれに結合されたビルドプレートヒータ１２１をさらに含むことができる。ビルドプレートヒータ１２１は、ビルドプレート１２０上のビルド材料４０及び／又はバインダ５０にエネルギを印加して、堆積プロセス及び／又は硬化プロセスを容易にする。層内のバインダ５０およびビルド材料４０の硬化が速いほど、新しい層が迅速に連続してプリントされ得るので、装置１００が達成することができる処理能力が高くなる。本明細書で説明するように、装置１００は硬化ブロックを加速するために、ビルドゾーン内のビルド材料４０およびバインダ５０に向けられる他のサプライ源および形態のエネルギを含むこともできる。

【0075】

さらに図１Ｂを参照すると、サプライプラットフォーム１３０はサプライプラットフォームアクチュエータ１３２に結合され、垂直方向（すなわち、図に示される座標軸の＋／－Ｚ方向に平行な方向）に装置１００の作動軸１１６に対してサプライプラットフォーム１３０を上昇および下降させることを容易にする。サプライプラットフォームアクチュエータ１３２は例えば、限定するものではないが、機械アクチュエータ、電気機械アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、または垂直方向にサプライプラットフォーム１３０に直線運動を付与するのに適した任意の他のアクチュエータとすることができる。好適なアクチュエータとしてはウォーム駆動アクチュエータ、ボールねじアクチュエータ、空気圧ピストン、油圧ピストン、電気機械式リニアアクチュエータなどが挙げられるが、これらに限定されない。サプライプラットフォーム１３０およびサプライプラットフォームアクチュエータ１３２は装置１００の作動軸１１６の下方（すなわち、図に示される座標軸の－Ｚ方向）に位置するサプライ容器１３４内に配置される。装置１００の動作中、サプライプラットフォーム１３０は本明細書でさらに詳細に説明するように、ビルド材料４０の層がサプライプラットフォーム１３０からビルドプレート１２０に分配された後、サプライプラットフォームアクチュエータ１３２の作用によって、サプライ容器１３４に対して、装置１００の作動軸１１６に向かって上昇する。しかしながら、他の実施形態では装置１００が例えば、限定するものではないが、ビルド材料ホッパーを用いてビルド材料４０がビルドプレート１２０に供給される実施形態などのサプライプラットフォーム１３０を含まないことを理解されたい。

【0076】

付加製造装置１００の実施形態は、ビルド材料４０及びバインダ５０を加熱及び／又は硬化させるための１つ以上のエネルギ源１６０を含む。実施形態では、リコートアセンブリ１４０および／またはプリントアセンブリ１５０がビルド材料４０およびバインダ５０の硬化および／または相変化を促進するための１つまたは複数のエネルギ源１６０を含むことができる。１つまたは複数のエネルギ源１６０は、赤外線ランプ（ＩＲランプ１６０）、紫外線源、および／または他のタイプのエネルギ源を含むことができる。１つまたは複数のエネルギ源１６０の強度、曝露期間、および他のパラメータは、電子制御ユニット１０、ならびに電力回路、制御回路などの関連ハードウェア構成要素によって制御され得る。図示のように、第１ＩＲランプ１６０Ａはプリントアセンブリ１５０の前方に面する（例えば、＋Ｘ方向に面する）面に結合され、第２ＩＲランプ１６０Ｂはリコートアセンブリ１４０の逆方向に面する（例えば、－Ｘ方向に面する）面に結合され、第３のＩＲランプ１６０Ｃは、リコートアセンブリ１４０の前方に面する面に結合される。

【0077】

製造装置１００は、装置１００の構成要素の動作および環境条件を監視するためのセンサをさらに含む。センサ２０は、電子制御ユニット１０に通信可能に結合される。電子制御ユニット１０はセンサからセンサデータを受信し、センサデータを分析し、ビルドパラメータ補償オンザフライ、ならびにプロセスチャンバ１０１内の環境条件に対する調整などの制御機能を実装するように構成される。センサ２０は１つまたは複数の温度センサ２１（例えば、高温計、熱電対、サーミスタ、または液体もしくは固体もしくは気体温度の表面温度またはバルク温度を測定するように構成された他の種類の温度センサ）、相対湿度センサ２２、プロセスガス濃度センサ２３、電流センサ２４、微粒子センサ２５、力センサ２６、爆発下限（ＬＥＬ）モニタ２７、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）センサ２８、または同様の溶剤蒸気濃度センサ、酸素センサ（Ｏ２センサ）２９などのセンサを含むことができる。センサ２０はプロセスチャンバ１０１内に静的に取り付けられてもよく、またはその中の１つまたは複数の可動アセンブリ（たとえば、プリントアセンブリ１５０、リコートアセンブリ１４０など）に移動可能に結合されてもよいことを理解されたい。移動可能なセンサ２０は製造装置１００の移動する構成要素によって検知が妨げられるのであろう、ビルドプロセスが動作中であるとき、プロセスチャンバ１０１の検知領域の利点を提供することができる。センサ２０の動作は、本明細書に開示されるフローチャートを参照してより詳細に説明される。

【0078】

図１Ｂはビジョンシステム１４（例えば、１４Ａおよび１４Ｂ）の少なくとも２つの実装を示す。ビジョンシステム１４は、これらの２つの位置および構成に限定されないことを理解されたい。製造装置１００は、支持体１０４に結合されたビジョンシステム１４Ａを含むことができる。ビジョンシステム１４Ａは、ビルドプロセス中にビルドゾーンの画像データをキャプチャするために利用される現場監視システムであってもよい。ビジョンシステム１４Ａは代替的に、プリントアセンブリ１５０およびリコートアセンブリ１４０も支持体１０４に沿って移動するときに、支持体に沿って移動することができるように、支持体１０４に移動可能に結合されてもよい。ビジョンシステム１４Ａはプロセスチャンバ１０１内のゾーン（例えば、ＣＺ、ＢＺ、ＳＺ）の様々な角度および視野を捕捉するために、より具体的には、ＢＺ(例えば、ビルドプレート１２０上にビルドされているコンポーネント７０）の画像データを捕捉するために、パン、チルト、および／またはズームすることができる。プリントアセンブリ１５０又はリコートアセンブリ１４０がＢＺを通過する間に撮像されて、分配されたバインダパターン又は新たな層の分配ビルド材料４０に関する異常があるかどうかを判定することができる。

【0079】

いくつかの実施形態では、ビジョンシステム１４がプリントアセンブリ１５０およびリコートアセンブリ１４０のいずれかまたは両方に結合されるビジョンシステム１４Ｂであってもよい。そのような例では、ビジョンシステム１４Ｂがプリントアセンブリ１５０およびリコートアセンブリ１４０がＢＺのパスを完了しているときに、ＢＺの画像データをキャプチャするように構成され得る。プリントアセンブリ１５０およびリコートアセンブリ１４０がＢＺを横断するスピードが増大することにつれて、静止装着型ビジョンシステム１４Ａは、ビルドプレート１２０の完全な視野像を捕捉しなければならない時間が短くなるか、または存在しなくなる。しかしながら、プリントアセンブリ１５０およびリコートアセンブリ１４０の動きとともに、および／またはその周りを移動することができるビジョンシステム１４（１４Ａまたは１４Ｂ）を実装することによって、ビジョンシステム１４Ａまたは１４ＢはＢＺ上のプリントアセンブリ１５０および／またはリコートアセンブリ１４０の通過中に、ＢＺの連続的な遮られていない画像を撮影することが可能であり得る。キャプチャされた画像データはその後、ビルドプレート１２０上のアクティブビルドの完全な画像を展開するために、一緒に組み合わされてもよい。

【0080】

ビジョンシステム１４は、電子制御ユニット１０に通信可能に結合される。ビジョンシステム１４は紫外線波長帯域、可視光波長帯域、または赤外線波長帯域の放射線を検出することができる感知デバイス（例えば、ピクセル）のアレイを有する任意のデバイスであり得る。ビジョンシステム１４は、１つまたは複数のカメラまたはＸ線装置などの他の撮像装置を実装することができる。ビジョンシステム１４は、可視スペクトル、赤外スペクトル、および／または紫外スペクトルにおける電磁放射を検出することに感応する１つまたは複数のカメラを含むことができる。したがって、ビジョンシステム１４はランプ、赤外線放射器、紫外線光源などの電磁放射励起源を含むことができ、この電磁放射励起源は例えば、ビルドゾーンＢＺ内のビルド材料４０およびバインダ５０などの面上に電磁放射を導き、ビルドゾーンＢＺから１つまたは複数のカメラに反射され、ビジョンシステム１４の１つまたは複数のカメラによって捕捉される。いくつかの実施形態では、ランプなどの可視スペクトル光源からの反射光がキャプチャされた画像データのコントラスト解析を通して、バインダ５０のパウダーガウジング、短拡散、欠落領域などを照明することができる。一般に、可視光で捕捉された画像データは大きな欠陥領域を検出するのに有用であるが、小さな欠陥領域を検出するのに他の電磁放射源を使用することができる。いくつかの実施形態では、赤外放射を検出して捕捉するように構成されたビジョンシステム１４を使用して、ビルドゾーンＢＺ内のビルド材料４０およびバインダ５０の熱造影画像を現像することができる。このような場合、熱造影画像を分析して、ビルド材料４０内へのバインダ５０の侵入の深さ、及び／又はビルドゾーンＢＺの可視光線検査を通して見えない他の欠点を判定することができる。いくつかの実施形態では、ビジョンシステム１４が例えば、紫外線によって励起されるビルドゾーンＢＺ内のビルド材料４０およびバインダ５０の画像データを検出および捕捉するように構成されてもよい。紫外線に対するビジョンシステム１４の感受性は、ビルドゾーンＢＺ内のバインダ５０とビルド材料４０との間のコントラストが強化された画像データを提供する。バインダ５０とビルド材料４０との間のコントラストが強調された画像データは、様々な照明源で捕捉された他の画像データと比較して、より高い信号対雑音比を含む。上述の実施形態は画像データをキャプチャし、画像データからビルド内の異常を判定する目的で説明されるが、上述の実施形態はパーツが完全にデパウダ化されているかどうか（例えば、蛍光表面強度が、パウダーが存在するときの閾値よりも大きい）を判定するために、マシンビジョン対応自動デパウダ化において使用され得る。

【0081】

１つ以上のカメラは、任意の解像度を有することができる。１つまたは複数のカメラは、全方位カメラ、またはパノラマカメラであり得る。いくつかの実施形態では、ミラー、魚眼レンズ、または任意の他のタイプのレンズなどの１つまたは複数の光学構成要素が１つまたは複数のカメラの各々に光学的に結合され得る。本明細書で説明する実施形態では、１つまたは複数のカメラが電子制御ユニット１０に画像データを提供することができる。

【0082】

電子制御ユニット１０は分配されたバインダパターンまたは分配されたビルド材料４０の新しい層に対する異常の存在を判定するために、１つまたは複数の画像解析処理を実施することができる。プロセスは、マシンビジョン分析、機械学習アルゴリズム、人工知能ＡＩなどを含むことができる。いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０がビルドプレート１２０上のビルド材料４０の画像データにおける光のレベル（例えば、光強度）の不一致又はコントラストの差に基づいて異常を判定することができる。光量の不一致はリコート層に、例えば、バインダ５０の短い広がり、ガウジング、欠損領域などの不良があることを示してもよい。バインダ堆積パターンに関しては堆積されたバインダパターンを識別するために光量の差を利用することもでき、電子制御ユニット１０は識別された堆積されたバインダパターンを、ビルドの特定の層についての予期された又は予め定義されたバインダパターンと比較することができる。

【0083】

いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０が装置１００の様々なセンサおよびシステムからのフィードバックパラメータのログを維持する。ログは予測解析を開発するために異常が検出される例と共に、電子制御ユニット１０によってコンパイルされ、解析され得る。したがって、電子制御ユニット１０は、オーバータイムによって、異常が発生する前の一連の事象またはセンサ読取値に基づいて、異常が発生する時期を予測することができる。例えば、リコートアセンブリ１４０のローラに関連する電流の層毎の増大が、画像データ内で異常が検出される前に存在する場合、電子制御ユニット１０は異常が発生する前に、予防保守または他の修正手段を実施することができる。例えば、システムが欠陥を検出した場合、第１アクションは欠陥を記録し、装置１００のセンサデータセットを、インスタント層および所定の数の前の層について記録することである。この記録されたデータは、予測分析の開発のために後で使用され得る。

【0084】

プリントアセンブリ１５０は、他の特徴の中でも、支持ブラケット１５２と、プリンティングヘッド１５４と、複数のプリントヘッド１５６とを備える。支持ブラケット１５２は支持体１０４及び装置１００の第１アクチュエータアセンブリ１０２に移動可能に結合され、一方、プリンティングヘッド１５４は支持ブラケット１５２の対向する端部に沿って配置され、横方向に沿ってプリンティングヘッドを動作可能にインデックスするように構成された第３のアクチュエータアセンブリ１０５を介してそれに移動可能に結合される。本明細書でより詳しく説明するように、プリントアセンブリ１５０のプリンティングヘッド１５４は複数のプリントヘッド１５６の２つ以上の列を含むことができ、いくつかの実施形態では、そのうちの少なくとも１つは複数のプリントヘッド１５６の別の列に対して移動可能である。これにより、少なくとも１つの可動プリントヘッド列１５６の相対位置を変化させることによって、ジェット信頼性およびジェット解像度を高めて、製造ブロックの少なくとも材料堆積ステップを実行することが可能になる。

【0085】

しかしながら、いくつかの実施形態では、プリントアセンブリ１５０が複数のジェットノズル１５８を含む複数のプリントヘッド１５６を含む。複数のジェットノズル１５８は長手方向軸を横切る方向に互いに離間されており、第１ジェットノズルから、複数のジェットのうちの第１ジェットに隣接して配置された第２ジェットノズルまでの距離が、ジェット間隔を画定する。

【0086】

さらに図１Ｂを参照すると、製造装置１００は、第１アクチュエータアセンブリ１０２、第３のアクチュエータアセンブリ１０５（本明細書ではまとめてプリンティングヘッド位置制御アセンブリと呼ぶ）、リコートアセンブリ１４０、第２アクチュエータアセンブリ１０３、および／またはプリントアセンブリ１５０に通信可能に結合された制御システム１０をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、制御装置（システム）１０が特に、プリントアセンブリ１５０の１つ以上のアクチュエータに結合されてもよい。本例では制御システム１０が通信コンジット１２を介して装置１００に結合されるが、他の実施形態では制御システム１０が例えば、無線接続を介してなど、様々な他の手段またはシステムを介して装置１００に通信可能に結合され得ることを理解されたい。電子制御ユニット１０と呼ばれることもある制御システム１０は、プロセッサ１０ａと、記憶されたコンピュータ可読および実行可能命令を含む非一時的メモリ１０ｂとを備える。本明細書に記載の動作を含む、装置１００の任意の動作は電子制御ユニット１０のプロセッサ１０ａによって実行されるときに、電子制御ユニット１０の非一時的メモリ１０ｂに記憶されたコンピュータ可読および実行可能命令（たとえば、ビルドされるべきコンポーネント７０の層のためのスライスされたファイルおよび／または堆積パターンを定義するビルド命令、事前定義されたビルド材料投入パラメータ、事前定義された環境条件のセットなど）によって実行され得る。

【0087】

たとえば、第１アクチュエータアセンブリ１０２の１つまたは複数のアクチュエータ（たとえば、機械アクチュエータ、電気機械アクチュエータ、空気圧アクチュエータ、油圧アクチュエータ、ウォーム駆動アクチュエータ、ボールねじアクチュエータ、空気圧ピストン、油圧ピストン、電気機械線形アクチュエータなど）は電子制御ユニット１０のプロセッサ１０ａによって実行されたときに、制御システム１０の非一時的メモリに記憶されたコンピュータ可読および実行可能命令によって作動されて、プリントアセンブリ１５０および／またはリコートアセンブリ１４０を本明細書で説明する方法で移動させることができる。さらに、以下でより詳しく説明するように、非一時的記憶装置１０ｂに記憶されたコンピュータ可読および実行可能命令はプロセッサ１０ａによって実行されると、プリントアセンブリ１５０を移動させる、プリントアセンブリ１５０の１つまたは複数のアクチュエータ１０５を作動させてプリントヘッド１５６の列を移動させる、ビルドプレート１２０内のビルド材料４０（たとえば、パウダーまたは他の材料）上に材料を堆積させる、などのための様々な処理を電子制御ユニット１０に実行させ得る。

【0088】

いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０がさらに、コンピューティングデバイス１５に、随意に、ネットワーク１６を介して、または有線もしくは無線接続などの通信リンクを介して直接的に通信可能に結合され得る。コンピューティングデバイス１５はディスプレイ１５ａ、プロセッシングユニット１５ｂ（例えば、少なくともプロセッサ１０ａ及びメモリを有する）、及びインプットデバイス１５ｃを含むことができ、これらの各々は、共に及び／又はネットワーク１６に通信可能に結合することができる。コンピューティングデバイス１５は、装置１００を用いてコンポーネント７０をビルドするための実行可能命令を生成するなどの処理を実行するように構成され得る。この方法は、ＣＡＤ又は他の関連する３次元製図及びレンダリングシステム並びにスライスエンジン等を実施することができる。スライシングエンジンはコンポーネント７０をビルドするために装置１００によって実行される複数の動き制御動作、パウダー層配置、バインダのための堆積パターンなどを定義するビルド命令にモデルまたは描画をビルドし、処理するためのコンポーネント７０のモデルまたは描画を受信するように構成され得る。スライシングエンジンは、ビルド物が含むべきパウダーの層の数、並びにバインダ５０が分配されるべきパウダーの層内の位置を決定することができる。バインダ５０の堆積形態は、パウダーの層内の特定の位置に分配されるバインダ５０の大きさ（ボリューム）を規定することも含むことができる。

【0089】

いくつかの実施形態では、ネットワーク１６が制御システム１０を通信可能に結合するためにブルートゥース（登録商標）技術を利用するパーソナルエリアネットワークである。他の実施形態では、ネットワーク１６が１つまたは複数のコンピュータネットワーク（たとえば、パーソナルエリアネットワーク、ローカルエリアネットワーク、またはワイドエリアネットワーク）、セルラーネットワーク、衛星ネットワーク、および／または全地球測位システム、ならびにそれらの組合せを含み得る。したがって、制御システム１０および／または装置１００は、ワイヤを介して、ワイドエリアネットワークを介して、ローカルエリアネットワークを介して、パーソナルエリアネットワークを介して、セルラーネットワークを介して、衛星ネットワークを介してなど、ネットワーク１６に通信可能に結合され得る。好適なローカルエリアネットワークは、有線イーサネット（登録商標）および／または例えばＷｉ－Ｆｉなどの無線技術を含むことができる。適切なパーソナルエリアネットワークは例えば、ＩｒＤＡ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＵＳＢ、Ｚ－Ｗａｖｅ、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、および／または他の近距離通信プロトコルなどの無線技術を含み得る。好適なパーソナルエリアネットワークは同様に、例えば、ＵＳＢおよびＦｉｒｅＷｉｒｅ（登録商標）などの有線コンピュータバスを含むことができる。適切なセルラーネットワークはＬＴＥ、ＷｉＭＡＸ、ＵＭＴＳ、ＣＤＭＡ、およびＧＳＭ（登録商標）などの技術を含むが、これらに限定されない。

【0090】

装置１００は、１つまたは複数のコンジットを介してプリントアセンブリ１５０に流体的に結合された１つまたは複数の流体リザーバ１１０、１１２をさらに含む。いくつかの実施形態では、プリントアセンブリ１５０はまた、流体を局所的に貯蔵するための１つまたは複数の局所流体マニホールド１１０Ａおよび１１２Ａを含み得る。特に、１つまたは複数の流体リザーバは、プリントアセンブリ１５０の１つまたは複数の局所流体マニホールド１１０Ａおよび１１２Ａに流体的に結合され得る。この場合、複数のプリントヘッド１５６の各々の複数のジェットノズル１５８は、１つまたは複数の局所流体マニホールド１１０Ａおよび１１２Ａ内に格納された材料と流体連通する。図１Ｂはその中に貯蔵された第１材料１１４を含む第１流体リザーバ１１０と、その中に貯蔵された第２材料１１５を含む第２流体リザーバ１１２とを含むような１つまたは複数の流体リザーバを示し、第１材料１１４は、第２材料１１５とは異なる。第１流体リザーバ１１０は第１コンジット１１１を介して複数のプリントヘッド１５６と流体連通し、第２流体リザーバ１１２は、第２コンジット１１３を介して複数のプリントヘッド１５６と流体連通する。いくつかの実施形態では、第１流体リザーバ１１０および第２流体リザーバ１１２が同じ材料を含有する可能性がある。いくつかの実施形態では、複数のプリントヘッド１５６が複数のプリントヘッド１５６が同じ材料を堆積するように構成されるように、同じ材料を含む単一の流体リザーバに結合されてもよい。

【0091】

本明細書でより詳しく説明するように、いくつかの実施形態では第１流体リザーバ１１０が第２流体リザーバ１１２（すなわち、第２サブセット）とは異なるサブセット（すなわち、第１サブセット）の複数のプリントヘッド１５６に結合され、複数のプリントヘッド１５６は第１材料１１４および第２材料１１５の各々を集合的に受け取って分配するが、プリントアセンブリ１５０の複数のプリントヘッド１５６の各々は第１材料１１４または第２材料１１５のうちの１つを受け取って分配する。他の実施形態では、第１コンジットライン１１１および第２コンジットライン１１３が例えば、マニホールド、バルブなどの結合機構で互いに結合され得る。この例では流体リザーバ１１０、１１２はコンジットライン１１１、１１３を介して結合機構と流体連通しており、結合機構はそれに結合され、プリンティングヘッド１５４に延在する第３のコンジットラインを含む。連結機構は連結機構の作動に応じて複数のプリントヘッド１５６が第１材料１１４または第２材料１１５のうちの１つを受容するように、流体リザーバ１１０、１１２とプリンティングヘッド１５４との間の流体連通を選択的に移行させるように構成され得る。連結メカニズムは複数のプリントヘッド１５６が両方の材料１１４、１１５を同時に受容するように、第１流体リザーバ１１０および第２流体リザーバ１１２とプリントアセンブリ１５０との同時に流体連通を容易にするようにさらに構成され得ることを理解されたい。いくつかの実施形態では、プリントヘッド１５６へのバインダ５０のフローを制御するために、１つまたは複数のバルブ、１つまたは複数のポンプ、または両方がコンジットライン１１１、１１３およびプリントヘッド１５６と流体的に結合され得る。場合によっては、ポンプ及びバルブがプリントヘッド１５６のノズル１５８内の及び／又はそこから分配されるバインダ５０の流れに対する圧の増大を引き起こすように操作されてもよい。このような動作はパージ動作と呼ばれ、ノズル１５８をクリーニングし、プリントヘッド１５６の動作を改善するために利用することができる。

【0092】

ここで図２を参照すると、製造装置１００の例示的な実施形態が示されている。本明細書に記載されるように、製造装置１００は、プロセスチャンバ１０１、支持体１０４、クリーニングステーション１０８、ビルドプレート１２０、サプライプラットフォーム１３０、リコートアセンブリ１４０、プリントアセンブリ１５０、下部ビルド材料ホッパー１７２、続いてサプライプラットフォーム１３０にサプライする上部ビルド材料ホッパー１７０、および環境制御システム１８０を含む。プロセスチャンバ１０１は、クリーニングゾーンＣＺ、ビルドゾーンＢＺ、プロセスチャンバ１０１の長さに沿って個別の部分に順次配置されたサプライゾーンＳＺを含む。プロセスチャンバ１０１はビルド材料４０を分配し、バインダ材料５０を付加製造装置１００に堆積させるためのアクチュエータアセンブリを含む。アクチュエータアセンブリは一般に、第１垂直面内でプロセスチャンバ１０１の長さに沿って（例えば、＋／－Ｘ軸に沿って）延びる支持体１０４を含むことができる。アクチュエータアセンブリは、ビルド材料４０を分配するためのリコートアセンブリ１４０と、バインダ材料５０を堆積させるためのプリントアセンブリ１５０とをさらに含むことができる。プリントアセンブリ１５０は、支持体１０４の長さに沿って前進(Ｆ)（＋Ｘ軸）方向および後進(Ｒ)（－Ｘ軸）方向に移動するように構成された第１アクチュエータ１０２（図１Ｂ）を介して、支持体１０４に移動可能に結合される。プリントアセンブリ１５０は、第１垂直面に平行な第２垂直面に配置される。

【0093】

リコートアセンブリ１４０は１つ以上のドクターブレード１４１（図１Ｂ）および／または１つ以上のローラ１４２（図１Ｂ）などの１つ以上のパウダー展着部材を含み、ＢＺ内のビルドプレート１２０上にビルド材料４０を分配する。１つまたは複数のローラ１４２は、ビルド材料４０を回転および分配するためにモータによって駆動されてもよく、または受動的回転部材であってもよい。いずれにせよ、電流センサ２４を利用して、１つ以上のローラ１４２の回転を監視し、例えば、リコートアセンブリ１４０がＳＺおよびＢＺを横切るときにローラの回転に耐性があるかどうかを判定することができる。いくつかの実施形態では、リコートアセンブリ１４０が１つまたは複数のパウダー展着部材をクリーニングするために接して回転することができるローラブラシ１４３（図１Ｂ）を含む。

【0094】

リコートアセンブリ１４０は、支持体の長さに沿って前進（Ｆ）および後退（Ｒ）に移動するように構成された第２アクチュエータ１０３（図１Ｂ）を介して、支持体１０４に移動可能に結合される。リコートアセンブリ１４０はリコートアセンブリ１４０がリコート作動軸に沿って双方向に作動可能であり、それによってリコートアセンブリ１４０の双方向運動をもたらすリコート作動軸を含むことができる。リコートアセンブリ１４０は、第１垂直面に平行な第２垂直面内に配置される。リコート作動軸およびプリント作動軸は、同じ軸を共有していてもよく、または互いに並行であってもよく、垂直方向に互いに離間していてもよい。

【0095】

ＢＺは、ビルドプレート１２０を含む。ビルドプレート１２０は、プロセスチャンバ１０１に任意選択的に気密されるビルドレセプタクル１２４内に配置されてもよい。サプライゾーンＳＺはサプライプラットフォーム１３０を含み、ビルドゾーンＢＺにわたる分配のためにビルド材料４０をリコートアセンブリ１４０にサプライするように構成される。サプライプラットフォーム１３０は、ビルド材料４０の連続的かつ安定したサプライを提供する１つまたは複数の制御および輸送機構を介して、下部ビルド材料ホッパー１７２に結合され得る。上部ビルド材料ホッパー１７０はビルド材料４０を下部ビルドホッパー１７２内に解放し、ビルド材料４０をサプライプラットフォーム１３０上に移送することができる電気的または空気圧作動バルブ（図示せず）を含むことができる。サプライプラットフォーム１３０上のビルド材料４０はリコートアセンブリ１４０がビルドプレート１２０上を横断するときに、そこからビルドプレート１２０に移送されてもよい。サプライプラットフォーム１３０は、上下に（＋／－Ｚ軸に沿って）作動されてもよく、その結果、下部ビルドホッパー１７２は追加のビルド材料４０をサプライプラットフォーム１３０上に移送することができ（例えば、下の位置にあるとき）、リコートアセンブリ１４０はビルド材料４０をサプライプラットフォーム１３０からビルドプレート１２０に押し出すことができる（例えば、サプライプラットフォーム１３０が上の位置にあるとき）。

【0096】

クリーニングゾーンＣＺは、クリーニングステーション１０８を含む。クリーニングステーション１０８はプリントアセンブリ１５０、特にプリントアセンブリ１５０の複数のプリントヘッド１５６をバインダ堆積動作の間にクリーニングすることを容易にするために、１つまたは複数のクリーニング部を含むことができる。クリーニング部は例えば、過剰なバインダ材料５０を複数のプリントヘッド１５６から溶解するためのクリーニング液を収容する浸漬ステーション、過剰なバインダ材料５０及び／又はクリーニング液を複数のプリントヘッド１５６から除去するための拭き取りステーション、バインダ材料５０をパージするための（例えば、ジェットノズル１５８内にメニスカスを再確立するための）ジェットステーション、及び／又は複数のプリントヘッド１５６からクリーニング液をパージするためのジェットステーション、複数のプリントヘッド１５６の複数のジェットノズル１５８内の湿気を維持するためのキャッピングステーション、又はこれらの様々な組合せを含むことができるが、これらに限定されない。プリントアセンブリ１５０は、第１アクチュエータアセンブリ１０２によってクリーニング部の間で移行されてもよい。いくつかの実施形態では、装置１００がクリーニングステーション１０８および／またはホームポジション１５１（図１Ｂ）に近接する作動軸１１６の一端に近接して配置されたジェット試験／パージ領域１０９（例えば、プリントアセンブリ１５０がパージ処理を実行することができる）を含むことができる。装置１００のジェット試験／パージ領域１０９はビルドプレート１２０に沿って堆積を行う前に、プリントアセンブリ１５０による材料堆積（例えば、パージブロック）を容易にするように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、ジェット試験／パージ領域１０９がジェット試験領域として機能する。そのような例では、プリントアセンブリ１５０が本明細書ではスピット／テストパターンと呼ばれる所定のパターンでバインダ５０材料を分配することができる。例えば、スピット／テストパターンは、対応するジェットノズルによって分配され、個々のジェットノズル間の識別を可能にするような方法で空間的に配置されたバインダ５０の点および／または線の空間的配置を含むことができる。したがって、ビジョンシステム１４によって捕捉され、電子制御ユニット１０によって分析されたときの分配されたパターンはボリューム出力、軌道整列（例えば、真直度）、複数のジェットの個々のジェットノズル１５８間の空間的配置（例えば、ヨー、オフセット、および／またはオーバーラップ）などを含むジェットノズルの健全性などの情報を提供することができる。分配されたパターンは、その後、ビジョンシステム１４によって捕捉され、電子制御ユニット１０によって分析されて、プリントアセンブリ１５０のノズル１５８またはプリントヘッド１５６に異常があるかどうかを判定することができる。電子制御ユニット１０はプリントアセンブリ１５０のノズル１５８またはプリントヘッド１５６に異常があるかどうかを判定するために、分配されたパターンのキャプチャされた画像を履歴画像データまたは予想される分配されたパターンの画像データと比較することができる。

【0097】

製造装置１００は、環境制御システム１８０をさらに含む。環境制御システム１８０は、１つまたは複数のポート、バルブ、換気コンジットなどを介してプロセスチャンバ１０１に結合される。環境制御システム１８０は、プロセスチャンバ１０１内の環境条件を制御するための１つ以上のサブシステムを含む。１つまたは複数のサブシステムは、熱交換器１８１、除湿器および／または凝縮器１８２、プロセスガスサプライ源１８３、空気またはプロセスガス濾過システム１８４などを含むことができる。サブシステムの各々は電子制御ユニット１０が電子的または空気圧的に作動または非作動にすることができる１つまたは複数の制御可能なバルブを含むことができ、その結果、バルブは、閉鎖され得るか、またはサブシステムがプロセスチャンバ１０１と接続または切断される。いくつかの実施形態では、環境制御システム１８０がビルドに好ましいプロセスチャンバ１０１内の環境条件を維持するように適合される。例えば、環境制御システム１８０は、プロセスチャンバ１０１内の圧力、プロセスガス濃度、相対湿度、溶剤蒸気濃度、浮遊ビルド材料４０の濃度、プロセスチャンバ１０１の温度などの動作範囲を含むことができる、所定セットの環境条件内の環境を調整することができる。

【0098】

次に図３～図６を参照すると、製造装置１００の動作の例示的な方法を示すフローチャートが示されている。より具体的には、例示的な方法がコンポーネント７０をビルドする信頼性および速度を改善する閉ループ制御方法を開示する。例えば、一般に、本方法は信頼性を改善し、動作の速度を高めるために、ビルド動作を検出、分析、および補償するステップを含む。図３は、信頼性を改善するためのプリント方法に関連するフローチャートを示す。図４は、信頼性を改善するためのリコート方法に関連するフローチャートを示す。図５は、ビルド速度を改善するための硬化方法に関連するフローチャートを示す。図６は、信頼性を改善するための環境制御システム１８０の動作方法に関連するフローチャートを示す。これらの方法の各々は、制御ロジックとして実装され、電子制御ユニット１０によって実行され得ることを理解されたい。さらに、方法は別々のフローチャートで示されているが、方法は一緒に統合されてもよい。

【0099】

図３を参照すると、フローチャート３００は、ビルド動作の信頼性を改善するための閉ループ制御動作を含むプリント方法を示す。実施形態では、電子制御ユニット１０がコンポーネント７０をビルドするためのビルド命令をプリントアセンブリ１５０にロードする（ブロック３０２）。いくつかの実施形態では、ビルド命令が欠陥ノズル１５８に対処するための画像シフト設定および／またはジェットノズルマッピングなどの補償設定を含む。ビルドプレート１２０内のビルド材料４０の空間部分を画定する複数のピクセルおよび／またはボクセルは装置１００によってビルドされるコンポーネント７０のデジタルビルドファイル（例えば、記憶されたおよび／または電子制御ユニット１０にアップロードされた堆積パターンおよび／または装置１００制御命令を画定する）に基づいて画定され得る。デジタルビルドファイルは、ビルド命令に含まれてもよい。ビルドの層毎のピクセルは、プリントアセンブリ１５０がビルドゾーンＢＺを横切るように構成された軌道に沿って画定されてもよい。電子制御ユニット１０はビルド命令に基づいて、１つまたは複数のジェットノズル１５８を、ビルドゾーンＢＺ内のビルド材料４０上の所定の位置にジェットノズル１５８がバインダ５０の所定のドロップボリュームを堆積させるように、ビルド物の現在の層の軌道および／またはピクセルおよび対応する設計堆積パターンにマッピングすることができる。

【0100】

いくつかの実施形態ではプリントアセンブリ１５０がビルドゾーン内のビルド材料４０上にバインダ５０を堆積し始める以前に、プリントアセンブリ１５０はブロック３０４でクリーニングゾーンＣＺを横断する。本明細書に記載されるいくつかのプロセスは、ターンオーバー時間を低減するために並行して実行され得ることを理解されたい。例えば、ビルド命令をロードすること、プリントアセンブリ１５０のクリーニング動作を実行することなどは、並行して実行され得る。クリーニングゾーンＣＺでは、プリントアセンブリ１５０がクリーニングステーション１０８のワイパ及び／又は他の要素を横断して、ジェットノズル１５８をクリーニングし、及び／又はジェットノズル１５８の各々にメニスカスを確立することができる。いくつかの実施形態では、プリントアセンブリ１５０が例えば、上述したように、ブロック３０６および３０８で説明したように、ジェットノズルの不具合を判定することに応じて、クリーニング動作を実行することができる。プリントアセンブリ１５０はまた、ジェット検査／パージ領域１０９において、スピット／検査パターンを実行することができる（ブロック３０４）。ブロック３０６において、ビジョンシステム１４はスピットパターンを画像化し、分析のために画像データをデジタル化することができる。プリントアセンブリ１５０内に不良ノズル１５８があるかどうかを判定するために、画像データが分析される。電子制御ユニット１０が不良ノズル１５８の存在を判定した場合、ブロック３０８において修正ジェットマッピングを判定することができる。いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０がプリントアセンブリ１５０に、欠陥ジェットノズル１５８の存在を決定することに応じてクリーニング動作を実行させて、欠陥ジェットノズル１５８が層ビルド中に使用から除去され得るように、または欠陥ジェットノズル１５８の影響が最小化され得るように、詰まったノズルなどの欠陥を修正することを試みるか、または修正ジェットマッピングを実装することができる。修正ジェットマッピングは次のビルドパス（例えば、ビルドゾーンＢＺ上のバインダ堆積パス）のための計画された軌道から、次のビルドゾーンＢＺ上の修正された軌道へとジェットノズル１５８を再マッピングすることを含んでもよい。軌道とは、プリントアセンブリ１５０がＢＺを横断するときに、ジェットノズルがビルドゾーンＢＺを横断する経路を指す。修正ジェットマッピングは、欠陥ジェットノズル１５８が存在すると判定したことに応じて、ブロック３１０でプリントアセンブリ１５０の制御動作をアップデートするように実施されてもよい。例えば、ビルドゾーンにわたるプリントアセンブリのその後の横断のためのプログラムされた堆積パターンへの調整は、複数のノズルのうちの選択されたノズルのマッピングを更新して、その後のビルド層のピクセルを選択することを含み得、その結果、プリントアセンブリの第１横断の間にピクセルの第１選択セットにバインダを分配するようにマッピングされた第１ノズルがビルドゾーンにわたるプリントアセンブリの第２横断の間にピクセルの第２選択セットにバインダを分配するようにマッピングされる。いくつかの実施形態では、複数のノズルのうちの選択されたノズルがプリントアセンブリの前の横断においてバインダを分配するようにマッピングされた第１ノズルが、ピクセルが存在しないビルド層の区域にマッピングされるように、後続のビルド層のために再マッピングされてもよい。

【0101】

いくつかの実施形態では、この動作が例えば、プリントアセンブリ１５０がビルドゾーンＢＺを横断し、順方向パス中にバインダ５０を分配する前に、「オンザフライ」で実行されてもよい。「オンザフライ」は層のビルド動作が開始する前に、マシンにロードされた所定の調整ではないビルドの層の上を通過する間に、プリントアセンブリ１５０（またはリコートアセンブリ１４０）の動作を調整することを指す。ブロック３１２において、電子制御ユニット１０はプリントアセンブリ１５０に、ビルド命令によって定義されたプログラムされた堆積パターンおよび修正されたジェットマップなどの任意の修正設定に従ってバインダ５０を分配しながら、ビルドゾーンを前方に横断させる。ブロック３１２におけるアクティビティはプリントアセンブリ１５０およびリコートアセンブリ１４０が衝突しないことを保証するために、リコート処理のブロック４０４におけるアクティビティと同期され得ることに留意されたい。さらに、ブロック３１２における活動は、硬化プロセスのブロック５０２における活動と同期され得ることに留意されたい。

【0102】

プリントアセンブリ１５０がビルドゾーンＢＺの順方向パスを完了すると、ブロック３１４Ａにおいて、プリントアセンブリ１５０のプリントヘッド１５６はバインダ堆積の均一性を改善するために、ビルドゾーンＢＺ上で第２パス（例えば、逆方向パス）を実行する以前に、サブピクセル増分の整数倍でインデックスされ得る。いくつかの実施形態では、プリントアセンブリ１５０がビルドゾーンＢＺの順方向パスを完了すると、順方向パスの完了はリコートアセンブリ１４０がビルドゾーンＢＺ上のパスを実行して、ブロック３１４Ｂでビルド材料４０の新しい層を分配する前に、ビルドプレート１２０を下降させるようにトリガすることができる。いくつかの実施形態では、ブロック３１４Ａおよび３１４Ｂの両方が実行される。いくつかの事例では、ブロック３１４Ａおよび３１４Ｂにおけるプロセスのいずれも実行されない。すなわち、プリントアセンブリ１５０はブロック３１２において、ビルドゾーンＢＺ分配バインダ５０上の順方向パスを完了し、次いで、ブロック３１６に進み、ここで、プリントアセンブリ１５０は、ビルドゾーンＢＺ上の逆方向パスを実行する。さらに、プリントアセンブリ１５０の順方向がビルドゾーンＢＺ上を通過した後にビルドプレート１２０が下げられない場合、プリントアセンブリ１５０の逆方向がビルドゾーンＢＺ上を通過した後にビルドプレート１２０が下げられる。ビルドゾーンＢＺ上を逆方向に通過する間、プリントアセンブリ１５０は本明細書に記載されるようにバインダ５０を分配することができ、またはビルドの層上にさらなるバインダ５０を分配することなくビルドゾーンＢＺを横断することができる。

【0103】

いくつかの実施形態では、プリントアセンブリ１５０がビルドゾーンＢＺの順方向パスおよび／または逆方向パスを完了すると、ビジョンシステム１４はブロック３１８での分析のために、ブロック３１７での分析のためにビルドゾーンＢＺの画像データをキャプチャすることができる。いくつかの実施形態ではプリントアセンブリ１５０がビルドゾーンＢＺの第１順方向パスを完了すると、電子制御ユニット１０は１つまたは複数のセンサからの帰還の解析に応じて、噴出故障の場合にバインダ５０の正確な分量を送達するために後続の順方向パスが必要であると決定することができる。そのような例では、電子制御ユニット１０がプリントアセンブリ１５０をビルドゾーンＢＺのホームポジション１５１側に戻して、任意選択で、１つまたは複数の欠陥のあるジェットノズル１５８が最初のパスと同じ軌道に整列しないように調整されたジェットノズルマッピングを用いて、ビルドゾーンＢＺを通過する順方向のバインダ堆積を繰り返すことができる。

【0104】

ブロック３１６において、電子制御ユニット１０はビルド命令によって定義されたプログラムされた堆積パターンに従ってバインダ５０を分配しながら、プリントアセンブリ１５０にビルドゾーンを逆方向に横断させる。ブロック３１６におけるアクティビティは、硬化処理のブロック５０２におけるアクティビティと、任意選択で、リコート処理のブロック４０４におけるアクティビティと同期され得ることに留意されたい。ブロック３１８において、プリントアセンブリ１５０がビルドゾーンＢＺを逆方向に横断する前後のいずれかにおいて、電子制御ユニット１０は、ブロック３１７においてキャプチャされた画像データを分析して、分配されたバインダパターンにジェット不良又は異常があるかどうかを判定する。分配されたバインダパターンにおける異常の存在の判定に応じて、電子制御ユニット１０はブロック３２０において、異常に対処するために、ビルドゾーン上のプリントアセンブリ１５０のその後の横断のために、ビルド堆積パターンの軌道および／またはピクセルへのジェットノズル１５８のプログラムされたマッピングを調整することができる。ジェットノズルマッピングに対する任意の調整は、ブロック３２２で電子制御ユニット１０およびプリントアセンブリ１５０によって実施されてもよく、その後、ブロック３０２に戻る。ブロック３２２において、ビルドの層と、またはビルドの層のパスとの間のジェットノズルの事前に計画された、例えば、ランダム化されたインデックスが、ビルド命令に実装され得る。例えば、事前に計画されたインデックスは、同じジェットノズルが層間または層のパス間のいずれかで、ビルドゾーンＢＺを横切って同じ軌道を横断しないことを提供し、それによって、ジェットノズルがバインダをその上に分配するビルド物の一部の計画されたランダム化を実施する。この無作為化は、ビルド中にジェットノズルが故障した場合の冗長性のレベルを提供する。不良ジェットノズルが同じ軌道を横断し続けないように、ランダム化はジェットノズルを所定の間隔で異なる軌道にシフト（例えば、インデックス）させるか、または通過させ、したがって、不良ジェットノズルによって引き起こされるいかなる問題も悪化させる。いくつかの調整は例えば、修正ジェットノズルマッピング、前の層または他のジェットノズルクリーニング動作中の欠陥バインダ堆積に対処するために次層を過飽和させるなどのグレースケール修正を含むことができる。他のジェットノズルクリーニング動作は例えば、ブロック３２４に関してより詳しく説明するように、加圧バインダ５０がジェットノズル１５８からジェット試験／パージ領域１０９にパージされる、積極的なパージ動作を含むことができる。いくつかの例では、クリーニングまたは材料パージ動作などのさらなる修正措置がブロック３２４および３２６において、ブロック３２０において分配されたバインダパターンの異常の存在を判定することに応じて、プリントアセンブリ１５０によって完了され得る。同じジェットノズルまたは複数のジェットノズル１５８が他のものよりも頻繁に欠陥があるかまたはクリーニングされる必要があると繰り返し識別される動作では、電子制御ユニット１０が交換または修理が予定され、実施され得るように、オペレータまたは品質監視システムへのジェットノズルおよびフラグジェットノズルに関する問題の頻度の増加を検出し得る。

【0105】

例えば、ブロック３２４で、電子制御ユニット１０は、プリントアセンブリ１５０にクリーニング動作を実行させることができる。クリーニング動作はプリントアセンブリ１５０に、クリーニングゾーンＣＺ内のクリーニングステーション１０８のワイパ及び／又は他のクリーニング要素を横断させることを含んでもよい。例えば、バインダサプライライン１１１および１１３からのバインダ５０のフローを制御するためのプリントヘッドに関連するバルブを閉じ、ノズル１５８を加圧することができる。この動作はプリントアセンブリ１５０がクリーニングステーション１０８のワイパを横断している間に、任意選択的に行われてもよい。ＣＺの横断は、プリントアセンブリ１５０がＢＺを横断する速度よりも速いまたは遅い速度で完了することができる。次いで、バルブはジェット試験／パージ領域１０９へのバインダ５０の迅速なパージが達成され得るように、ブロック３２６で開かれ得る。そのような処理は例えば、分配されたバインダパターンの異常を判定することに応じて、ジェットノズル１５８及びプリントヘッド１５６をクリーニングすることができる。パージおよび／またはクリーニング動作およびそれらのパラメータは、前の層からの画像データの分析に基づいて機械学習に基づいて調整され得る。例えば、クリーニングプロセス中に使用される圧の量、または、ノズル１５８を通るバインダ５０の流れの量が将来のクリーニングプロセスを積極的に改善するように調整され得る。

【0106】

電子制御ユニット１０はバインダ５０の新しい層がビルド命令に従ってビルドゾーンＢＺに堆積されるように規定されるたびに、ブロック３０２～３２２の動作を繰り返すように構成される。

【0107】

さらに、いくつかの実施形態では、プリントアセンブリ１５０がクリーニング動作を受けている間に、任意選択でプリントの直前または直後に、プリントアセンブリ１５０へのバインダ５０のサプライ（たとえば、１つまたは複数の局所流体マニホールド１１０Ａおよび１１２Ａ）がブロック３２８で再充填され得る。さらに、ブロック３３０において、さらなるプリントアセンブリ１５０堆積活動の前に、例えば、減圧を実施して、ブロック３２４に関して説明したパージ動作などの加圧パージ動作に続いて、プリントヘッド内にバインダ５０循環を再確立することができる。ブロック３３２において、電子制御ユニット１０はブロック３１２および／またはブロック３３０における処理に応じて、プリントヘッドバインダサプライ圧力を監視し、それらが許容範囲内にあるかどうかを判定することができる。それらが許容範囲外である場合、電子制御ユニット１０はノズル１５８へのバインダ循環が所定の許容範囲内にあるように、圧力を調整するための修正措置を実施することができる。

【0108】

ここで図４を参照すると、フローチャート４００は、リコート動作の信頼性を改善するための閉ループ制御動作を含むリコート方法を示す。実施形態では、電子制御ユニット１０が、リコートアセンブリ１４０がコンポーネント７０をビルドするためのビルド命令を、ブロック４０２でロードし、これにより、リコートアセンブリ１４０は次回のビルド材料４０の分配のために、ローラおよび／またはドクターブレードの高さおよび横断スピードを構成する。ビルド命令は、ビルド材料４０の新しい層のためのビルド材料の厚さ、および任意選択で、リコートブロック、ビルドゾーンを横断するためのリコートアセンブリスピード、リコートアセンブリ１４０のローラの回転速度、リコートアセンブリ１４０のローラの回転方向などによって良好な被覆を保証するための過量を定義することができる、予め定義されたビルド材料の投入パラメータを含む。電子制御ユニット１０は、ブロック４０２において、パウダーサプライプロセス、投与が完了したかどうかを判定することもできる。投与、パウダーサプライブロックはサプライプラットフォームアクチュエータ１３２を作動させて、サプライプラットフォーム１３０を上方向（例えば、＋Ｚ軸方向）に移動させて、ビルド材料４０をビルドゾーンＢＺに分配するためにリコートアセンブリ１４０に導入することを含む。投与はリコートアセンブリ１４０がホームポジション１５３にあるとき、例えば、ブロック４０２ａで行われる。さらに、投与は、ビルド材料４０の新しい層がリコートアセンブリ１４０によってビルドゾーンＢＺ内に分配される毎に行われる。

【0109】

時々、追加のパウダーサプライプロセスが実行されてもよい。例えば、パウダーサプライセンサがサプライプラットフォーム１３０上のビルド材料４０のレベルが閾値を下回ることを示すとき、電子制御ユニット１０は、サプライプラットフォーム上のビルド材料４０を補充するための１つまたは複数のプロセスを開始することができる。いくつかの実施形態ではブロック４０２ｂにおいて、下部ビルド材料ホッパー１７２はビルド材料をサプライプラットフォーム１３０にサプライすることができる。これは、下部ビルド材料ホッパー１７２に貯蔵されたビルド材料４０がサプライプラットフォーム１３０上に流れることができるように、サプライプラットフォーム１３０をあるレベルまで下げることによって達成することができる。次に、サプライプラットフォーム１３０を再び上昇させて、投与を行うことができる。いくつかの実施形態では、例えば、ブロック４０２ｃにおいて下部ビルド材料ホッパーを補充するために、上部ビルド材料ホッパー１７０を含む材料処理システムが必要とされ、それにより、さらなるビルド材料が下部ビルド材料ホッパー１７２によってサプライプラットフォーム１３０に供給されビルド、投与が行われる。ブロック４０２ｂにおける補充プロセスの頻度は数層毎（例えば、２０～４０層毎）に生じ得るが、個々の層の厚さ、ホッパーのサイズ、およびビルドボックスの断面積にさらに依存する。さらに、ブロック４０２ｃにおける補充プロセスの頻度は１００以上の層がビルドされた後に生じ得る（例えば、～１００～～５００層であるが、個々の層の厚さ、下部および上部ビルド材料ホッパー１７２および１７０の容量にさらに依存し、それは電子制御ユニット１０にホッパー１７２および１７０の現在の充填レベルなどを示すためにセンサで監視され得る）。ブロック４０２ｂおよび４０２ｃにおけるサプライ処理は、ビルド動作中の様々な時点で行われてもよく、リコートアセンブリ１４０がそのホームポジション１５３にある間に実行される必要はないことを理解されたい。

【0110】

投与が完了すると、または投与が行われている間に、電子制御ユニット１０は、ブロック４０４を実行することができる。ブロック４０４において、電子制御ユニット１０はプリントアセンブリ１５０が例えばブロック３１６において、ビルドゾーンＢＺを通過することを開始したか、または完了したと判定し、次いで、ブロック４０６において、リコートアセンブリ１４０に、サプライプラットフォーム１３０上にマウントされたパウダーを押すサプライゾーンＳＺを横断させる。例えば、リコートアセンブリ１４０はプリントアセンブリ１５０が逆方向パスを完了するのを待つことができ、任意選択で、ブロック４０４で追加の遅延を待つことができる。いくつかの実施形態では、環境制御装置（システム）１８０の吸引がリコートアセンブリ１４０で生成され得るように、排気されたバルブを完全にまたは部分的に閉じさせ得る。この吸引は、プロセスチャンバ１０１から収集され、除去されるべき浮遊ビルド材料４０の収集を容易にする。ブロック４０６におけるアクティビティは、硬化プロセスのブロック５０６におけるアクティビティと同期され得ることに留意されたい。いくつかの実施形態では、リコートアセンブリ１４０内のローラブラシ１４３（図１Ｂ）がブロック４０８でリコートアセンブリ１４０がビルドゾーンＢＺを横断する前に、回転してローラ１４２をクリーニングすることができる。いくつかの実施形態では、ローラ１４２がローラブラシ１４３に対して回転してもよい。いくつかの実施形態では、ローラブラシ１４３が、ローラブラシ１４３がローラ１４２をクリーニングすることができるように、ローラ１４２と係合するように移動することができる。

【0111】

いくつかの実施形態ではリコートアセンブリ１４０がビルドゾーンＢＺを横切ってプリントアセンブリ１５０に直接的に追従することができるが、いくつかの例では電子制御ユニット１０がリコートアセンブリ１４０にビルドゾーンＢＺを横切らせてビルド材料４０の新しい層を分配させるまでの遅延を実施することができる。ブロック４１０において、電子制御ユニット１０はリコートアセンブリ１４０にビルドゾーンＢＺを横断させて、ビルド材料４０をその上に（例えば、逆方向Ｒ、－Ｘ軸方向に）分配（例えば、プッシュ）させる。リコートアセンブリ１４０の１つ以上のローラ１４２及び／又はドクターブレード１４１は第１通過（例えば、逆方向）中に、ビルドゾーンＢＺを横切ってビルド材料を押す。ローラ１４２は回転速度および／または方向で回転することができ、回転速度および／または方向はマルチローラシステム内の各ローラについて同じであってもよいし、異なる速度および／または方向であってもよい。ブロック４１０におけるアクティビティは、硬化プロセスのブロック５０６におけるアクティビティと同期され得ることに留意されたい。リコートアセンブリ１４０がビルドゾーンＢＺの反対側（例えば、ＳＺの反対側）の端部に達すると、ブロック４１２において、リコートアセンブリ１４０のローラ及び／又はドクターブレードを持ち上げて、第１パスからビルド材料４０の任意の残留マウンドを越えて（「ホップオーバー」）移動させることができる。

【0112】

電子制御ユニット１０はブロック４１４において、リコートアセンブリ１４０を逆方向にビルドさせ、再度、ビルドゾーンＢＺを（例えば、順方向Ｆに）横断させ、任意の残りのビルド材料４０をビルドゾーンＢＺを横切って押して、新しい層に対して画定されたビルド材料４０の厚さを生成する。ブロック４１４における活動は、硬化プロセスのブロック５１０における予熱プロセスと同期され得ることに留意されたい。ブロック４１６において、電子制御ユニット１０はさらに、リコートアセンブリ１４０にサプライゾーンＳＺを横断させ、任意の残りのビルド材料４０をビルド材料サプライプラットフォーム１３０上に押し戻すか、または任意選択で、サプライプラットフォーム１３０に近接して配置されたビルド材料戻しビン内に押し戻す。

【0113】

電子制御ユニット１０はビルド指示に従って、ビルド材料４０の新しい層がビルドゾーンＢＺに分配されるように規定されるたびに、ブロック４０２～４１６の動作を繰り返すように構成される。

【0114】

なお、上記の説明ではリコートアセンブリ１４０を用いてビルドゾーンＢＺにビルド材料４０を分配させる処理について説明したが、電子制御ユニット１０はリコートの不良検知・修正処理を実施してもよい。ブロック４１８において、電子制御ユニット１０は、所定のビルド材料投与パラメータを含むビルド命令をロードする。電子制御装置（システム）１０はブロック４０２において、リコートアセンブリ１４０へのビルド命令のロードを容易にするか、または本明細書に記載のブロック４２０～４２４の結果に基づいて判定された任意の修正措置に基づいて、ビルド命令をアップデートすることができる。ブロック４２０において、電子制御ユニット１０は図３のブロック３１２及び３１６を参照して説明したように、プリントアセンブリ１５０による順方向パス及び／又は逆方向パスの前又は最中に、ビルドゾーンＢＺのビジョンシステム１４から画像データを捕捉及び受信する。電子制御ユニット１０によって解析されて、リコート内の（例えば、ビルドゾーンＢＺ内に分布された物質の新しい層内の）異常の存在が判定される。加えて、リコートアセンブリ１４０の第１通過中（例えば、逆Ｒの方向）、電子制御ユニット１０はローラ１４２、ドクターブレード１４１に関連する力センサ２６、および／または４２２における他のセンサ上の電流引き込みを監視するように構成された電流センサ２４などの、リコートアセンブリ１４０に関連する１つまたは複数のセンサを監視する。電子制御ユニット１０はまた、リコートアセンブリ１４０に関連する１つ以上のセンサ、例えば、ローラ１４２上の電流引き込みを監視するように構成された電流センサ２４、ドクターブレード１４１に関連する力センサ２６、及び／又はリコートアセンブリ１４０の戻りパス（例えば、順方向パス）中の他のセンサを監視してもよい。

【0115】

電子制御ユニット１０によって受信されたセンサデータおよび／または画像データに応答して、電子制御ユニット１０は、ブロック４２２において、センサデータおよび／または画像データの分析を実行して、分配ビルド材料４０の新しい層における任意の異常の存在を判定する。ブロック４２４において、異常の存在の判定に応答して、電子制御ユニット１０は、修正措置を実施する。修正措置は所定のビルド材料投入パラメータを調整すること、リコートアセンブリ１４０に、ビルド材料４０の新しい層上へのプリントアセンブリ分配バインダ５０の前に、ビルド材料４０を新しい層上に再分配させること、ビルドブロックを停止させること、リコートアセンブリ１４０をクリーニングステーション１０８の１つ以上のクリーニング要素とインターフェイスさせること、等を含むことができる。

【0116】

ここで図５を参照すると、フローチャート５００は硬化ブロックの閉ループ制御動作を含むリコート方法を示しており、バインダ５０の付着および／またはビルド材料４０の分配の間のビルド材料４０および／またはバインダ５０の硬化および／または予熱のスピードを改善する。本明細書で上述したように、製造装置１００はビルド材料４０からの溶剤の硬化プロセスおよび／または蒸発を容易にするために、ＩＲランプ１６０などの１つまたは複数のエネルギ源１６０を含む。いくつかの実施形態では、１つまたは複数のエネルギ源１６０がプリントアセンブリ１５０および／またはリコートアセンブリ１４０に結合され得る。以下の手法は、第１ＩＲランプ１６０Ａがプリントアセンブリ１５０の順方向対向面に結合され、第２ＩＲランプ１６０Ｂがリコートアセンブリ１４０の逆方向対向面に結合される実施形態を説明する。

【0117】

ブロック５０２に移ると、プリントアセンブリ１５０が（例えば、ブロック３１６において）ビルドゾーンＢＺを逆方向に横断するとき、第１ＩＲランプ１６０Ａは、第１高さおよび／またはフローガス１６１Ａのエネルギをビルド材料４０およびビルドゾーンＢＺ内のバインダ５０に印加して、硬化反応および／または相変化を促進する。ブロック５０４において、プリントアセンブリ１５０がブロック３１６においてビルドゾーンＢＺを横断した後、電子制御ユニット１０は任意選択的に、溶剤の蒸発を促進するためにビルドプレート１２０上のビルド物に熱を提供するビルドプレートヒータ１２１を作動させる。他の実施形態では、ビルドプレートヒータ１２１がビルドプレート１２０上のビルドに熱を提供して、ビルドプロセス全体を通して溶剤の蒸発を促進し、断続的に活性化および非活性化されない。ビルドプレートヒータ１２１はビルドプレート１２０がビルド中に所定の温度を維持することができるように、温度設定点の付近で能動的にオン及びオフを繰り返すことができる。いくつかの例では、ビルドが層状に成長することにつれて、ビルドの表面が、ビルドが進行することにつれてビルドプレート１２０の表面からの距離が増加するので、ビルドプレート１２０上のビルド材料４０の表面温度が所定の温度（例えば、所定の範囲内）を維持するように、設定点が増加し得る。

【0118】

いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０がブロック５０６において、環境制御装置１８０に、ＩＲランプ１６０Ｂを通って、またはその周りにガス１６１Ｂを流させて、バインダ蒸気を熱風で置換させ、硬化ブロックを加速させるために、ビルド材料４０およびビルドプレート１２０上のバインダ５０に追加のエネルギ源（例えば、熱源）を提供する。ＩＲランプ１６０Ｂはまた、ブロック５０６での硬化処理を加速するために、ビルド材料４０およびビルドプレート１２０上のバインダ５０にＩＲエネルギを供給してもよい。ＩＲランプ１６０Ａ、１６０Ｂ、および１６０Ｃ、ならびにフローガス１６１Ａ、１６１Ｂ、および１６１Ｃは、ビルド中の様々なタイミングにビルド材料４０およびバインダ５０を硬化または予熱するための熱を導入することを理解されたい。さらに、ＩＲランプ１６０Ｂを通る、またはその周りのフローガス１６１Ｂはランプを冷却し、ランプの寿命を延ばすことができる。さらに、ブロック５０８において、リコートアセンブリ１４０が（例えば、ブロック４１０において）逆方向ＲにビルドゾーンＢＺを横断するとき、第２赤外線ランプ１６０Ｂは、第１高さのエネルギをビルド材料４０及びビルドゾーン内のバインダ５０に印加して、硬化反応及び／又は相変化を促進する。同様に、リコートアセンブリ１４０がビルドゾーンＢＺを順方向Ｆに横断するとき（例えば、サプライゾーンＳＺへの戻りパス中、ブロック４１４において）、第２赤外線ランプ１６０Ｂは第２高さのエネルギをビルド材料４０に印加し、ビルドゾーン内のバインダ５０は、ブロック５１０においてビルド材料４０を予熱する。フローガス１６１ＢはＩＲランプ１６０Ｂの動作に関して論じられるが、各エネルギ源（例えば、各ＩＲランプ１６０Ａ、１６０Ｂ、または１６０Ｃ）はＩＲランプ１６０Ａ、１６０Ｂ、または１６０Ｃ（図１Ｂ）を流れ、またはその周囲にフローガス１６１Ａ、１６１Ｂ、および１６１Ｃ（図１Ｂ）を含み得ることが理解される。

【0119】

電子制御ユニット１０はビルド指示に従って、ビルド材料４０の新しい層がビルドゾーンＢＺに分配されるように規定されるたびに、ブロック５０２～５１０の動作を繰り返すように構成される。

【0120】

前述のブロックはＩＲランプ１６０、フローガス１６１（例えば、ＩＲランプ１６０からの熱によって生成される加熱フローガス）、およびビルドプレートヒータ１２１などの硬化機構を実装するプロセスを説明するが、電子制御ユニット１０は１つまたは複数のエネルギ源１６０が硬化プロセス、相変化、および／または溶剤蒸発を容易にするために必要な加熱を提供していることを保証する閉ループ制御システムを実装することもできる。

【0121】

いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０がブロック５１２において、所定のＩＲランプ１６０のエネルギレベル、フローガス１６１の速度、および／またはプロセスガス温度（例えば、プロセスチャンバ１０１内の平均環境温度）および表面温度範囲（例えば、任意選択で高温計を使用して監視される、ビルドプレート１２０上のビルド材料４０の表面温度）を含むビルドのためのビルド命令をロードする。ブロック５１４において、（例えば、ブロック４０４における）ジェット／リコート遅延の間、またはビルド中の継続的な動作として、電子制御ユニット１０は、１つまたは複数のセンサからのセンサデータを監視する。例えば、電子制御ユニット１０は、プロセスチャンバ１０１内の高温計及び／又はプロセスガス温度を使用して、ビルドゾーンＢＺ内のビルド材料４０の表面温度を受け取ることができる。ブロック５１６ではリコートアセンブリ１４０の最初の通過および戻りがビルドゾーンを通過する間（例えば、ブロック４１０および４１４で）、電子制御ユニット１０はビルドプレート１２０上のビルド材料４０のフローガス１６１温度および／または表面温度を監視する。電子制御ユニット１０はセンサデータを分析して、フローガス１６１の温度（例えば、ＩＲランプ強度およびフローガス１６１の速度の関数であり得る）および表面温度が、ブロック５１８で定義された所定の温度範囲内にあるかどうかを判定する。温度値が所定の範囲内にないとの判定に応答して、電子制御ユニット１０は、１つ以上のＩＲランプ１６０の強度、フローガス１６１の速度、ビルドプレートヒータ１２１のオン／オフサイクル時間、および／または環境システムからの加熱プロセスガスの納期を調整して、温度を上昇または低下させることができる。

【0122】

ここで図６を参照すると、フローチャート６００はリコート動作の信頼性を改善するために（例えば、プロセスチャンバ１０１内の湿度を制御することによって）、および硬化プロセスのより良好な制御を提供するために、閉ループ制御動作を含む環境制御システム方法を示す。本明細書に記載の環境制御システム１８０は、プロセスチャンバ１０１内の環境を制御するための複数のサブシステムを含む。コンポーネント７０のタイプおよびプロセスチャンバ１０１内で使用される材料に応じて、信頼性のあるコンポーネント７０を送達するために、様々な環境条件を満たす必要がある。１つまたは複数のサブシステムは、熱交換器１８１、除湿器または凝縮器１８２、またはプロセスガスから蒸気を除去する他の手段、プロセスガスサプライ１８３、エアフィルトレーションシステム１８４などを含むことができる。サブシステムの各々は電子制御ユニット１０が電子的に作動または停止することができる１つ以上の制御可能なバルブを含むことができ、その結果、バルブは開閉されることができ、またはサブシステムがプロセスチャンバ１０１から接続または切断される。

【0123】

ブロック６０２において、電子制御ユニット１０は、プロセスチャンバ１０１内の環境制御のための環境条件の所定のセットをビルド命令からロードする。所定のセットの環境条件は、所定の温度、相対湿度レベル、溶剤濃度レベル、空中浮遊ビルド材料４０の許容可能な濃度、およびプロセスチャンバ１０１内のガス濃度レベルを含むことができる。

【0124】

電子制御ユニット１０は、ブロック６０４において、環境制御システム１８０内の環境条件の所定のセットをロードする。環境制御システム１８０に所定の環境条件のセットがロードされると、環境制御システム１８０は、所定の条件に従ってプロセスチャンバ１０１を調整することができる。いくつかの実施形態ではビルド中、電子制御ユニット１０はブロック６０６において、プロセスチャンバ１０１への排出バルブを部分的にまたは完全に閉じて、リコートアセンブリ１４０の周囲のプロセスチャンバ１０１内に吸引を生成して、浮遊ビルド材料４０を抽出し、一方、リコートアセンブリ１４０はビルド材料４０の新しい層を分配することができる。ブロック６０６におけるアクティビティは、リコート処理のブロック４０４におけるアクティビティと同期され得ることに留意されたい。ブロック６０８において、電子制御ユニット１０は、加熱されたプロセスガスをプロセスチャンバ１０１内に流す。プロセスチャンバ１０１内の加熱された（または冷却された）プロセスガスは、プロセスチャンバ１０１内の所定の平均温度および／または湿度を維持するようにさらに制御され得る。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される環境制御プロセスが互いに並行して、または順次に行われ得る。ブロック６０８におけるアクティビティは、リコート処理のブロック５０６におけるアクティビティと同期され得ることに留意されたい。

【0125】

ブロック６１０において、リコートアセンブリ１４０の第１パスの間、電子制御ユニット１０は排気バルブを部分的に又は完全に閉鎖状態に維持して、リコートアセンブリ１４０の周りのプロセスチャンバ１０１内の吸引を維持し、その結果、空中のビルド材料４０は、ろ過装置を使用して抽出され、ろ過される。ブロック６１０におけるアクティビティは、リコート処理のブロック４０６におけるアクティビティと同期され得る。リコートアセンブリ１４０がビルドゾーンＢＺを横切ってサプライゾーンＳＺへの戻りパスを完了すると、吸込レベルおよび加熱フローガスは、ブロック６１２で調整され得る。いったん完了すると、ブロック６１４において、加熱フローガスバルブを遮断し、電子制御ユニット１０によってプロセスチャンバ１０１の排気バルブを開くことができる。さらに、プリントアセンブリ１５０が完成すると、ビルドゾーンＢＺ上を通過し、気体の流れが制御部６１６を介して調整される。ブロック６１６におけるアクティビティは、プリント処理のブロック３１２および３１６におけるアクティビティと同期され得る。

【0126】

ビルドプロセスが実行されると、電子制御ユニット１０は、プロセスチャンバ１０１の環境に関するセンサデータを受信する。制御信号および／または環境条件を環境制御システム１８０に提供することに加えて、電子制御ユニット１０はまた、センサデータを監視し、ビルド指示によって定義された所定の範囲内にない環境条件を修正するためのコマンドを生成する。たとえば、ブロック６１８において、電子制御ユニット１０は、１つまたは複数のセンサから１つまたは複数のデータセットを受信することができる。データは、プロセスチャンバ１０１の温度、プロセスチャンバ１０１内の相対湿度、プロセスチャンバ１０１内のプロセスガスの濃度、浮遊ビルド材料４０の濃度、および／またはプロセスチャンバ１０１内の他の条件を示すセンサデータを含むことができる。

【0127】

ブロック６２０において、電子制御ユニット１０は環境条件の所定のセット内にないと判定された環境条件を調整するために、１つまたは複数の修正措置を実施することができる。例えば、電子制御ユニット１０はセンサデータがプロセスチャンバ１０１の温度が所定の環境条件のセットを下回っていることを示す場合、環境制御システム１８０に、環境制御システム１８０の熱交換器からのフローを開始させ、センサデータがプロセスチャンバの温度が所定の環境条件のセットを上回っていることを示す場合、環境制御システム１８０に、環境制御システム１８０の熱交換器からのフローを停止させる。いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０が環境制御システム１８０に、プロセスチャンバ１０１を通る冷却流を開始させて、その中の余剰熱を除去させる。

【0128】

いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０は、センサデータが、相対湿度が事前定義された環境条件のセットを上回ることを示す場合、環境制御システム１８０に、環境制御システム１８０の除湿器からのフローを開始させ、センサデータが、相対湿度が事前定義された環境条件のセットを下回ることを示す場合、環境制御システム１８０に、環境制御システム１８０の除湿器からのフローを停止させる。電子制御ユニット１０はセンサデータが、プロセスガス濃度が所定の環境条件のセットを下回ることを示す場合、環境制御システム１８０に、環境制御システム１８０のプロセスガスサプライからのフローを開始させ、センサデータが、プロセスガス濃度が所定の環境条件のセットを上回ることを示す場合、環境制御システム１８０に、環境制御システム１８０のプロセスガスサプライからのフローを停止させる。

【0129】

同様に、電子制御ユニット１０は、センサデータが、溶剤濃度が所定の環境条件のセット外にあることを示す場合、環境制御システム１８０に、環境制御システム１８０の凝縮器１８２からのフローを開始させ、センサデータが、溶剤濃度が所定の環境条件のセット内にあることを示す場合、環境制御システム１８０に、環境制御システム１８０の凝縮器１８２からのフローを停止させる。いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０が、センサデータが空中ビルド材料４０の濃度が所定の環境条件のセットを上回ることを示す場合、環境制御システム１８０に、環境制御システム１８０の空気濾過システムを起動（開始）させ、センサデータが空中ビルド材料４０の濃度が所定の環境条件のセットを下回ることを示す場合、環境制御システム１８０の空気濾過システムからのフローを環境制御システム１８０に停止させる。

【0130】

いくつかのさらなる実施形態では、ビルド命令がプロセスチャンバ１０１内の環境が不活性環境であるか、または指定されたビルドプロセス中に少なくとも不活性環境として維持されることを必要とし得る。したがって、電子制御ユニット１０はブロック６２２において、環境制御システム１８０に、プロセスチャンバ１０１内の不活性環境を生成および／または維持させることができる。電子制御ユニット１０は、プロセスチャンバ１０１内の酸素レベルを監視して、プロセスチャンバ１０１内の不活性雰囲気を生成および／または維持するように構成された１つまたは複数のＯ２センサを監視することができる。

【0131】

前述のプロセスのステップは本開示の目的を達成しながら、様々な順序で省略され、または実行され得ることを理解されたい。本明細書で説明される機能ブロックおよび／またはフローチャート要素は、機械可読命令に変換され得る。非限定的な例として、機械可読命令は解析される記述的テキスト（例えば、ハイパーテキストマークアップ言語、拡張可能マークアップ言語など）、（ｉｉ）アセンブリ言語、（ｉｉｉ）コンパイラによってソースコードから生成されたオブジェクトコード、（ｉｖ）インタプリタによって実行するための任意の好適なプログラミング言語からのシンタックスを使用して書かれたソースコード、（ｖ）ジャストインタイムコンパイラによってコンパイルおよび実行するためのソースコードなど、任意のプログラミングプロトコルを使用して書かれ得る。代替的に、機械可読命令は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）構成もしくは特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のいずれか、またはそれらの等価物を介して実装される論理などのハードウェア記述言語（ＨＤＬ）で書き込まれ得る。したがって、本明細書で説明する機能は、任意の従来のコンピュータプログラミング言語で、事前にプログラムされたハードウェア要素として、またはハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素との組合せとして実装され得る。

【0132】

ここで図７を参照すると、ビルド処理中のプリントアセンブリ１５０およびリコートアセンブリ１４０の動作の例示的な概略図が示されている。本明細書に記載されるように、付加製造装置１００は、少なくともクリーニングゾーンＣＺ、ビルドゾーンＢＺ、およびプロセスチャンバ１０１の長さに沿って個別の部位に連続的に配置されたサプライゾーンＳＺによって画定される長さを有するプロセスチャンバ１０１を含む。いくつかの実施形態では、本明細書で補助ゾーン（補助ゾーンまたはＡＺ）と呼ばれる追加のゾーンがあってもよい。ＡＺは、ビルド材料４０のオーバーフロービン、またはバインダ堆積試験領域などの他の要素を含むことができる。ただし、付加製造装置１００には必ずしもＡＺが含まれていなくてもよい。付加製造装置１００はまた、第１垂直面内でプロセスチャンバ１０１の長さに沿って延びる支持体、プリントアセンブリ１５０、リコートアセンブリ１４０、ビジョンシステム１４、及び電子制御ユニット１０を含む。プリントアセンブリ１５０は、ビルドゾーン内にバインダ５０を分配するための複数のノズル１５８を含む。プリントアセンブリ１５０は、支持体の長さに沿って前後に移動するように構成され、第１垂直面に平行な第２垂直面に配置された第１アクチュエータを介して、支持体に移動可能に結合される。リコートアセンブリ１４０は、ビルドゾーン内にビルド材料４０を分配するための１つまたは複数のドクターブレード１４１またはローラ１４２を含むことができる。リコートアセンブリ１４０は、支持体の長さに沿って前後に移動するように構成され、第１垂直面に平行な第２垂直面に配置される第２アクチュエータを介して、支持体に移動可能に結合される。さらに、ビジョンシステム１４は、ビルドゾーンを撮像するように構成される。

【0133】

以下のビルドプロセスは、時間間隔（インターバル）Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、およびＴ４を参照して説明される。プラス「＋」記号で示される時間隔は、定義された時間間隔の間のビルドプロセス内のさらなる動きを示すことが意図される。電子制御ユニット１０は、プリントアセンブリ１５０、リコートアセンブリ１４０、第１及び第２アクチュエータ、１つ以上のエネルギ源１６０、及びビジョンシステム１４、並びに本明細書に記載される付加製造装置１００の他の要素に通信可能に結合される。電子制御ユニット１０はプリントアセンブリ１５０に、第１間隔（インターバル）Ｔ１の間に、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダ５０を分配しながら、ビルドゾーンを順方向Ｆ（例えば、サプライゾーンに向かって）に横断させるように構成される。いくつかの例では、電子制御ユニット１０が第１間隔Ｔ１の間にプリントアセンブリ１５０が順方向Ｆにビルドゾーンを横断するとき、またはプリントアセンブリ１５０が順方向Ｆにビルドゾーンの横断を完了するときのいずれかに、分配されたバインダパターンのビジョンシステム１４から画像データを受信する。画像データおよび他のセンサデータはビルドの速度および／または質を調整および改善するために、後続のビルド処理ステップ中に、事後解析または解析のために、電子制御ユニット１０または他の記憶装置のメモリに記録され、記憶され得る。第１間隔Ｔ１に続く第２間隔（インターバル）Ｔ２の間、電子制御ユニット１０はプリントアセンブリ１５０に、第２間隔Ｔ２の間、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダ５０を分配しながら、逆方向（例えば、サプライゾーンから離れる方向）からビルドゾーンを横断させる。第１間隔Ｔ１に続く第２間隔Ｔ２の間、電子制御ユニット１０は、投与されたバインダパターンの画像データをビジョンシステム１４から受信する。いくつかの実施形態では例えば、ビジョンシステム１４がプリントアセンブリ１５０と共に移動するように構成されるか、またはそれに結合される実施形態ではプリントアセンブリ１５０が順方向Ｆにビルドゾーンを横断するとき、分配されたバインダパターンの画像データが第１間隔Ｔ１中に捕捉され得る。他の例ではビジョンシステム１４が、プリントアセンブリ１５０がビルドゾーンの横断を完了すると、分配されたバインダパターンの画像データを捕捉し得る。例えば、プリントアセンブリ１５０がビジョンシステム１４の視野からビルドゾーンまでクリアされると、画像データをキャプチャすることができる。

【0134】

第２間隔Ｔ２および第３間隔（インターバル）Ｔ３の間に、電子制御ユニット１０はリコートアセンブリ１４０に、サプライゾーン内に供給されたビルド材料４０を分配する逆方向（例えば、サプライゾーンから離れる方向）にビルドゾーンを横断させ、所定のビルド材料投入パラメータに従ってビルドゾーン内にビルド材料４０の新しい層を形成させる。リコートアセンブリ１４０は、ビルドゾーンを横切ってプリントアセンブリ１５０に追従する。電子制御ユニット１０はリコートアセンブリ１４０がビルドゾーンを横断するとき、分配されたバインダパターンに異常があるかどうかを判定するために画像データを分析することができる。

【0135】

第３間隔Ｔ３の間に、電子制御ユニット１０はクリーニングゾーンを順方向及び／又は逆方向に横断しながら、プリントアセンブリ１５０にパージ処理又はワイプ処理のうちの少なくとも１つを実行させることができる。プリントアセンブリ１５０はリコートアセンブリ１４０が例えば、第３間隔Ｔ３＋の後半の間に、ビルドゾーンＢＺの逆方向パスを完了すると、クリーニングゾーンＣＺ内で１つまたは複数のクリーニング動作を実行することができる。いくつかの実施形態では、上述のプリントアセンブリ１５０の保守が供給されたバインダパターンの画像データの解析に基づいて実行されてもよい。例えば、クリーニング動作などのプリントアセンブリ１５０の保守は、分配されたバインダパターンに異常があると判定されたときに実行されてもよい。いくつかの実施形態では、プリントアセンブリ１５０内のプリントヘッドの冗長性または横インデックスのジェットが分配されたバインダパターンにおける異常の存在の判定に応じて（例えば、画像データ解析を通じて）実施されてもよい。例えば、画像データの解析は、１つまたは複数のプリントヘッドの１つまたは複数のジェットノズル１５８がビルド材料４０の前の層上のバインダ５０の横断および分配中にバインダ５０を適切に分配することができなかったことを示し得る。

【0136】

第４間隔（インターバル）Ｔ４の間、電子制御ユニット１０はリコートアセンブリ１４０にビルドゾーンを順方向に（例えば、サプライゾーンに向かって）横断させ、プリントアセンブリ１５０にビルドゾーンを順方向に（サプライゾーンに向かって）横断させ、ビルドゾーンを横切ってリコートアセンブリ１４０に続いて、ビルド材料４０の新しい層上にプログラムされた堆積パターンに従ってバインダ５０を分配させる。

【0137】

いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０が分配されたバインダパターンにおける異常の存在を判定することに応じて、ビルドゾーン上でのプリントアセンブリ１５０のその後の横断のためにジェットノズルマッピングを調整するようにさらに構成される。電子制御ユニット１０は、分配ビルド材料４０の新たな層における異常の存在の判定に応じて、リコートアセンブリ１４０によるビルド材料４０のその後の分配のための修正措置を実施するようにさらに構成される。いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０がプリントアセンブリ１５０に、第１間隔Ｔ１と第２間隔Ｔ２との間の複数のノズル１５８のサブピクセルインデックスを実行させる。さらに、いくつかの実施形態では、電子制御ユニット１０がプリントアセンブリ１５０に、第３および第４間隔Ｔ３、Ｔ４の間の複数のノズル１５８のサブピクセルインデックスを実行させる。いくつかの実施形態では、遅延が、リコートアセンブリ１４０が第２および第３間隔Ｔ２およびＴ３の間に、ビルドゾーンを横切るプリントアセンブリ１５０に続いて、ビルドゾーンを逆方向に横断し始めるまでに実施され得る。遅延は、バインダ５０がビルド材料４０に浸漬されること、ビルドプレート１２０が－Ｚ方向に低減されること、プリントアセンブリ１５０がビルドゾーンを取り除くこと、及び／又は同様のことを可能にするように実施されてもよい。

【0138】

プリントアセンブリ１５０の動きを参照すると、プリントアセンブリ１５０は、第１速度で、ビルドゾーンを前後に横断する。いくつかの実施形態ではプリントアセンブリ１５０が第２速度で前進および後進でクリーニングゾーンを横断し、第２速度は第１速度よりも遅い。

【0139】

上記に基づいて、付加製造装置の実施形態が本明細書に記載されることを理解されたい。付加製造装置は、高さ、長さ、及び幅を有する容積を画定するプロセスチャンバ１０１を含むことができる。長さは、複数の処理ゾーンを画定する。プロセスチャンバは、プロセスチャンバ１０１の長さに沿って別個の部分に順次配置されたクリーニングゾーンと、ビルドゾーンと、サプライゾーンとを含む。プロセスチャンバ１０１はビルド材料を分配し、付加製造装置内にバインダ材料を堆積させるためのアクチュエータアセンブリを含む。アクチュエータアセンブリは一般に、第１垂直面内でプロセスチャンバ１０１の長さに沿って延びる支持体を含むことができる。アクチュエータアセンブリは、ビルド材料を分配するためのリコートアセンブリ１４０と、バインダ材料を堆積させるためのプリントアセンブリ１５０とをさらに含むことができる。プリントアセンブリ１５０は、ビルドゾーン内にバインダ５０を分配するための複数のノズル１５８を含む。プリントアセンブリ１５０は、支持体の長さに沿って前後に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、支持体に移動可能に結合される。プリントヘッドアクチュエータはプリント作動軸を備えることができ、ここで、プリントヘッドアクチュエータはプリント作動軸に沿って双方向に作動可能であり、それによって、プリントヘッドの双方向運動をもたらす。プリントアセンブリ１５０は、第１垂直面に平行な第２垂直面に配置される。

【0140】

さらに、本明細書に記載の実施形態は、プリントアセンブリ１５０、リコートアセンブリ１４０、硬化システム、環境制御システム１８０、およびそれらの相互作用を動作させて、構築処理の信頼性およびスピードを改善するためのシステムおよび方法をより具体的に開示する。ビルドプロセスの信頼性および速度を改善するために、本明細書に開示される製造装置は、閉ループ制御ループで動作するように構成された１つまたは複数のセンサおよび制御システムをさらに実装する。

【0141】

特許請求される主題の趣旨および範囲から逸脱することなく、本明細書に記載される実施形態に様々な修正および変形を行うことができることが、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書は、そのような修正および変形が添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内に入ることを条件として、本明細書に記載される様々な実施形態の修正および変形を包含することが意図される。

【0142】

本発明のさらなる態様は、以下の付記の主題によって提供される。
（付記１）
プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記ビルドゾーン内にバインダを分配するための複数のノズルを含むプリントアセンブリであって、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、
前記ビルドゾーンの分配されたバインダパターンを撮像するように構成されたビジョンシステムと、
前記プリントアセンブリ、前記第１アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記プリントアセンブリに、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを順方向または逆方向に横断させ、
プログラムされた前記堆積パターンから生じる分配された前記バインダパターンの前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、
分配された前記バインダパターンに異常があるかどうかを判定するために、前記画像データを分析し、
分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記異常に対処するために、前記ビルドゾーン上の前記プリントアセンブリの後続の横断のために、プログラムされた前記堆積パターンを調整する、
ように構成されている、
付加製造装置。
（付記２）
前記プリントアセンブリが前記ビルドゾーンを順方向または逆方向に横断するときに、分配された前記バインダパターンの画像データを補足する、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記３）
前記異常は、前記画像データとプログラムされた前記堆積パターンとの比較に基づいて、所定のバインダよりも少ない量が存在する、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層の領域である、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記４）
前記異常は、前記画像データとプログラムされた前記堆積パターンとの比較に基づいて、所定のバインダよりも多い量が存在する、または、バインダが堆積されるべきでない１つ以上の位置でバインダが検出される、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層の領域である、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記５）
プログラムされた前記堆積パターンのマップは、複数の前記ノズルのうちの１つを選択して、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層のピクセルを選択する、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記６）
前記ビルドゾーン上の前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、複数の前記ノズルのうちの選択されたノズルが分配するために画定されるバインダの量を更新することを含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記７）
前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、複数の前記ノズルのうちの選択されたノズルのマッピングを更新して、後続のビルド層のピクセルを選択し、前記プリントアセンブリの第１横断中にピクセルの第１選択セットにバインダを分配するようにマッピングされた第１ノズルが、前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの第２横断中にピクセルの第２選択セットにバインダを分配するようにマッピングされる、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記８）
前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、プログラムされた前記堆積パターンで画定された前記ピクセルと複数のジェットノズルとの位置合わせにサブピクセルシフトを実施することを含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記９）
前記クリーニングゾーンに配置されたクリーニングステーションをさらに含み、
前記クリーニングステーションは、前記プリントアセンブリの複数の前記ノズルをクリーニングするように構成され、
前記電子制御ユニットは、
分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記プリントアセンブリに、前記クリーニングステーションの１つ以上のクリーニング要素とインターフェイスさせる、
ようにさらに構成されている、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記１０）
前記電子制御ユニットは、分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記プリントアセンブリに、前記クリーニングゾーンでパージ動作を実行させる、ようにさらに構成されている、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記１１）
前記ビジョンシステムは、電磁放射源、カメラ、赤外線カメラ、またはＸ線撮像デバイスのうちの少なくとも１つを含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記１２）
プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記ビルドゾーン内にビルド材料を分配するためのドクターブレードおよびローラのうちの少なくとも一方を含むリコートアセンブリであって、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、
前記ビルドゾーンのビルド材料の分配された層を撮像するように構成されたビジョンシステムと、
前記リコートアセンブリ、前記第２アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記リコートアセンブリに、所定のビルド材料投入パラメータに従って、ビルド材料を分配して、前記ビルドゾーン内にビルド材料の新たな層を形成するように、前記ビルドゾーンを横断させ、
前記ビルドゾーン内の分配された前記ビルド材料の前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、
前記画像データを分析して、分配された前記ビルド材料に異常があるか否かを判定し、
分配された前記ビルド材料の新たな層における異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリによるビルド材料の後続の分配のための修正措置を実施する、
ように構成されている、
付加製造装置。
（付記１３）
前記修正措置は、所定の前記ビルド材料投入パラメータを調整することを含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記１４）
所定の前記ビルド材料投入パラメータは、ビルド材料厚さ、過投入量、前記ビルドゾーンを横断するためのリコートアセンブリ速度、前記リコートアセンブリの前記ローラの回転速度、および前記リコートアセンブリの前記ローラの回転方向のうちの少なくとも１つである、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記１５）
前記修正措置は、前記リコートアセンブリに、ビルド材料の新たな層上にプリントアセンブリがバインダを分配する前に、前記新たな層上にビルド材料を再分配させる、ことを含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記１６）
前記修正措置は、ビルドを停止することを含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記１７）
前記クリーニングゾーンまたは前記サプライゾーンに配置されたクリーニングステーションをさらに含み、
前記クリーニングステーションは、前記リコートアセンブリの前記ドクターブレードおよび前記ローラのうちの少なくとも一方をクリーニングするように構成され、
前記電子制御ユニットは、
分配されたビルド材料の前記新たな層の異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリに、前記クリーニングステーションの１つ以上のクリーニング要素とインターフェイスさせる、
ようにさらに構成されている、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記１８）
前記電子制御ユニットは、
前記リコートアセンブリの前記ローラを駆動するモータの電流引き込み値を受信し、
前記ローラが、所定の前記ビルド材料投入パラメータに従って動作しているか判定し、
前記ローラが所定の前記ビルド材料投入パラメータに従って動作していないと判定した場合、前記リコートアセンブリの前記ローラの異常の存在を判定する、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記１９）
前記ビジョンシステムが、カメラ、赤外線カメラ、およびＸ線撮像デバイスの少なくとも１つを含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記２０）
プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、
前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な前記第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、
硬化反応を刺激するために前記ビルドゾーンのビルド材料及びバインダにエネルギを印加するように構成され、前記プリントアセンブリおよび前記リコートアセンブリのうちの少なくとも一方に結合されている、１つ以上のＩＲランプと、
前記プロセスチャンバのガス温度およびビルド材料表面温度のうちの少なくとも一方を監視するように構成された、１つまたは複数の温度センサと、
前記プリントアセンブリ、前記第１アクチュエータ、前記リコートアセンブリ、前記第２アクチュエータ、１つまたは複数の前記ＩＲランプ、および１つまたは複数の前記温度センサに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記プリントアセンブリまたは前記リコートアセンブリが前記ビルドゾーンを横断するときに、１つまたは複数の前記ＩＲランプに、エネルギを放出させ、
１つまたは複数の前記温度センサから温度値を受信し、
前記温度値が所定の範囲内であるか否か判定し、
前記温度値が前記所定の範囲内でない場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの強度または１つまたは複数の前記ＩＲランプのフローガスレートを調整する、
ように構成されている、
付加製造装置。
（付記２１）
前記温度値が前記所定の範囲を下回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの強度が増加される、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記２２）
前記温度値が前記所定の範囲を上回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの強度が低減される、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記２３）
１つまたは複数の前記ＩＲランプの第１ＩＲランプが前記プリントアセンブリに結合され、
１つまたは複数の前記ＩＲランプの第２ＩＲランプが前記リコートアセンブリに結合されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記２４）
前記電子制御ユニットが、１つまたは複数の前記ＩＲランプの周りのフローガスレートを制御する、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記２５）
１つまたは複数の前記温度センサはガス温度センサであり、
前記電子制御ユニットは、
前記ビルド材料の表面温度値が前記所定の範囲内にないと判定された場合、１または複数の前記ＩＲランプの周りのガスのフローガスレートを調整する、
ようにさらに構成されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記２６）
前記表面温度値が前記所定の範囲を下回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの周りの前記フローガスレートを増加する、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記２７）
前記表面温度値が前記所定の範囲を上回ると判定された場合、１つまたは複数の前記ＩＲランプの周りの前記フローガスレートを低減する、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記２８）
前記プロセスチャンバに流体的に結合された環境制御システムをさらに含み、
プロセスチャンバ温度値が所定のプロセスチャンバ範囲内にないと判定した場合、前記環境制御システムは、加熱されたガスを前記プロセスチャンバに配送する、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記２９）
前記ビルドゾーンのビルドプラットフォームに熱的に結合されたビルドプレートヒータをさらに含み、
前記ビルド材料表面の前記表面温度の前記温度値が前記所定の範囲を下回ると判定された場合、前記電子制御ユニットは、前記ビルドプレートヒータに、前記ビルドゾーンの前記ビルド材料および前記ビルドプレートに配送される前記エネルギ量を増加させる、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記３０）
プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバに接続され、前記プロセスチャンバ内の環境条件を制御する１つまたは複数のサブシステムを含む、環境制御システムと、
前記プロセスチャンバの温度、蒸気含有、および前記プロセスチャンバ内のプロセスガス濃度の少なくとも１つを監視するように構成されている１つまたは複数のセンサと、
前記環境制御システムおよび１つまたは複数の前記センサと通信可能に接続されている電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
１つまたは複数の前記センサからセンサデータを受信し、
１つまたは複数の前記センサからの前記センサデータが、ビルド中の前記プロセスチャンバの所定の環境条件セットに対応するか否か判定し、
前記センサデータが前記所定の環境条件セット内でないと判定された場合、前記環境制御システムの１つまたは複数の環境制御の設定を自動的に調整する、
ように構成されている、
付加製造装置。
（付記３１）
前記電子制御ユニットは、
前記センサデータが、前記プロセスチャンバの温度が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの熱交換器を通る前記プロセスチャンバへのフローを開始させ、
前記センサデータが、前記プロセスチャンバの温度が前記所定の環境条件のセットを上回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの前記熱交換器を通る前記プロセスチャンバへのフローを停止させる、
ようにさらに構成されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記３２）
前記電子制御ユニットは、
前記センサデータが、前記蒸気含有が前記所定の環境条件セットを上回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの熱交換器、除湿器、または凝縮器を通るフローを開始させ、
前記センサデータが、前記蒸気含有が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの熱交換器、除湿器、または凝縮器を通るフローを停止させる、
ようにさらに構成されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記３３）
前記電子制御ユニットは、
前記センサデータが、前記プロセスガス濃度が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムのプロセスガスサプライからのフローを開始させ、
前記センサデータが、前記プロセスガス濃度が前記所定の環境条件セットを上回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの前記プロセスガスサプライからのフローを停止させる、
ようにさらに構成されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記３４）
前記プロセスチャンバ内の空中浮遊ビルド材料の濃度を検知するように構成されている微粒子センサをさらに含み、
前記電子制御ユニットは、
前記センサデータが、空中浮遊ビルド材料の前記濃度が前記所定の環境条件セットを上回っていることを示す場合、環境制御システムに、前記環境制御システムの空気濾過システムを開始させ、
前記センサデータが、空中浮遊ビルド材料の前記濃度が前記所定の環境条件セットを下回ることを示す場合、前記環境制御システムに、前記環境制御システムの前記空気濾過システムからのフローを停止させる、
ようにさらに構成されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記３５）
プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記ビルドゾーン内にバインダを分配する複数のノズルを含み、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、
前記ビルドゾーン内にビルド材料を分配するドクターブレードおよびローラの少なくとも一方を含み、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な前記第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、
前記ビルドゾーンを撮像するように構成されているビジョンシステムと、
前記プリントアセンブリ、前記リコートアセンブリ、前記第１アクチュエータ、前記第２アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記プリントアセンブリに、第１インターバル中に、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを前記順方向に横断させ、
前記第１インターバルの後の第２インターバルの間に、分配されたバインダパターンの前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、
前記画像データを分析して、前記第２インターバルの間に分配された前記バインダパターンに異常があるか否かを判定し、
プリントアセンブリに、前記第２インターバル中に、プログラムされた前記堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを前記逆方向から横断させ、
前記リコートアセンブリに、所定のビルド材料投入パラメータに従って前記ビルドゾーンにビルド材料の新しい層を形成するために、前記サプライゾーンに供給されたビルド材料を分配する前記逆方向に前記ビルドゾーンを横断させ、前記リコートアセンブリは、前記第２インターバルおよび第３インターバル中に前記ビルドゾーンを横切る前記プリントアセンブリに従い、
前記プリントアセンブリに、前記第３インターバル中に、前記クリーニングゾーンを順方向および逆方向に横断しながら、パージ処理およびワイプ処理の少なくとも一方を実行させる、
ように構成されている、
付加製造装置。
（付記３６）
前記電子制御ユニットは、
第４インターバル中に、ビルド材料の前記新たな層上のプログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記リコートアセンブリに、前記ビルドゾーンを前記順方向に横断させ、前記プリントアセンブリに、前記ビルドゾーンを横断する前記リコートアセンブリに続いて、前記ビルドゾーンを前記順方向に横断させる、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記３７）
前記電子制御ユニットは、分配された前記バインダパターンにおける前記異常の存在を判定した場合、前記異常に対処するために、前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のために、プログラムされた前記堆積パターンを調整するようにさらに構成されている、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記３８）
前記電子制御ユニットは、分配されたビルド材料の前記新たな層の前記異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリによるビルド材料の後続の分配のための修正措置を実施するようにさらに構成されている、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記３９）
前記電子制御ユニットは、前記プリントアセンブリに、前記第１インターバルと前記第２インターバルとの間の前記複数のノズルのサブピクセルインデックスを実行させるようにさらに構成されている、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記４０）
前記リコートアセンブリが、前記第２および第３のインターバル中に、前記ビルドゾーンを横切るプリントアセンブリに続いて、前記ビルドゾーンを逆方向に横断し始める前に、遅延が実施される、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記４１）
前記プリントアセンブリは、第１速度で前記ビルドゾーンを前記順方向および逆方向に横断する、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記４２）
前記プリントアセンブリは、第２速度で前記クリーニングゾーンを順方向および逆方向に横断し、
前記第２速度は前記第１速度よりも遅い、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記４３）
硬化反応を刺激するために、ビルドゾーン内のバインダおよびビルド材料にエネルギを印加するように構成されている１つまたは複数のＩＲランプをさらに含み、
１つまたは複数の前記ＩＲランプは、前記プリントアセンブリおよび前記リコートアセンブリのうちの少なくとも一方に結合されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
（付記４４）
２つのＩＲランプが前記リコートアセンブリに結合され、
第１ＩＲランプが前記リコートアセンブリの前向き面に結合され、
第２ＩＲランプが前記リコートアセンブリの後向き面に結合されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。

【0143】

（関連出願の相互参照）
本明細書は２０２０年１１月２日に出願された「付加製造装置およびその動作方法」と題する米国特許仮出願第６３／１０８，５４９号の利益を主張し、その全体が本明細書に参考として援用される。

【図1A】

【図1B】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【手続補正書】

【提出日】2023-06-15

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記ビルドゾーン内にバインダを分配するための複数のノズルを含むプリントアセンブリであって、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第１アクチュエータを介して、前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、プリントアセンブリと、
前記ビルドゾーンの分配されたバインダパターンを撮像するように構成されたビジョンシステムと、
前記プリントアセンブリ、前記第１アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記プリントアセンブリに、プログラムされた堆積パターンに従ってバインダを分配しながら、前記ビルドゾーンを順方向または逆方向に横断させ、
プログラムされた前記堆積パターンから生じる分配された前記バインダパターンの前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、
分配された前記バインダパターンに異常があるかどうかを判定するために、前記画像データを分析し、
分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記異常に対処するために、前記ビルドゾーン上の前記プリントアセンブリの後続の横断のために、プログラムされた前記堆積パターンを調整する、
ように構成されている、
付加製造装置。

【請求項2】

前記プリントアセンブリが前記ビルドゾーンを順方向または逆方向に横断するときに、分配された前記バインダパターンの画像データを補足する、
請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項3】

前記異常は、前記画像データとプログラムされた前記堆積パターンとの比較に基づいて、所定のバインダよりも少ない量が存在する、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層の領域である、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項4】

前記異常は、前記画像データとプログラムされた前記堆積パターンとの比較に基づいて、所定のバインダよりも多い量が存在する、または、バインダが堆積されるべきでない１つ以上の位置でバインダが検出される、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層の領域である、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項5】

プログラムされた前記堆積パターンのマップは、複数の前記ノズルのうちの１つを選択して、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層のピクセルを選択し、
前記ビルドゾーン上の前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、複数の前記ノズルのうちの選択されたノズルが分配するために画定されるバインダの量を更新することを含む、
請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項6】

プログラムされた前記堆積パターンのマップは、複数の前記ノズルのうちの１つを選択して、前記ビルドゾーンで製造されるビルドのビルド層のピクセルを選択し、
前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、複数の前記ノズルのうちの選択されたノズルのマッピングを更新して、後続のビルド層のピクセルを選択し、前記プリントアセンブリの第１横断中にピクセルの第１選択セットにバインダを分配するようにマッピングされた第１ノズルが、前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの第２横断中にピクセルの第２選択セットにバインダを分配するようにマッピングされる、
請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項7】

前記ビルドゾーン上での前記プリントアセンブリの後続の横断のためにプログラムされた前記堆積パターンを調整することは、プログラムされた前記堆積パターンで画定されたピクセルと複数のジェットノズルとの位置合わせにサブピクセルシフトを実施することを含む、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項8】

前記クリーニングゾーンに配置されたクリーニングステーションをさらに含み、
前記クリーニングステーションは、前記プリントアセンブリの複数の前記ノズルをクリーニングするように構成され、
前記電子制御ユニットは、
分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記プリントアセンブリに、前記クリーニングステーションの１つ以上のクリーニング要素とインターフェイスさせる、
ようにさらに構成されている、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項9】

前記電子制御ユニットは、分配された前記バインダパターンにおける異常の存在を判定した場合、前記プリントアセンブリに、前記クリーニングゾーンでパージ動作を実行させる、ようにさらに構成されている、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項10】

前記ビジョンシステムは、電磁放射源、カメラ、赤外線カメラ、またはＸ線撮像デバイスのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の付加製造装置。

【請求項11】

プロセスチャンバの長さに沿って別個の部分に順次配置された、少なくともクリーニングゾーン、ビルドゾーン、およびサプライゾーンによって画定される前記長さを有するプロセスチャンバと、
第１垂直面において前記プロセスチャンバの長さに沿って延在する支持体と、
前記ビルドゾーン内にビルド材料を分配するためのドクターブレードおよびローラのうちの少なくとも一方を含むリコートアセンブリであって、前記支持体の長さに沿って順方向または逆方向に移動するように構成された第２アクチュエータを介して前記支持体に移動可能に結合され、前記第１垂直面に平行な第２垂直面に配置されている、リコートアセンブリと、
前記ビルドゾーンのビルド材料の分配された層を撮像するように構成されたビジョンシステムと、
前記リコートアセンブリ、前記第２アクチュエータ、および前記ビジョンシステムに通信可能に結合された電子制御ユニットと、
を含み、
前記電子制御ユニットは、
前記リコートアセンブリに、所定のビルド材料投入パラメータに従って、ビルド材料を分配して、前記ビルドゾーン内にビルド材料の新たな層を形成するように、前記ビルドゾーンを横断させ、
前記ビルドゾーン内の分配された前記ビルド材料の前記ビジョンシステムからの画像データを受信し、
前記画像データを分析して、分配された前記ビルド材料に異常があるか否かを判定し、
分配された前記ビルド材料の新たな層における異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリによるビルド材料の後続の分配のための修正措置を実施する、
ように構成されている、
付加製造装置。

【請求項12】

前記修正措置は、所定の前記ビルド材料投入パラメータを調整することを含み、
所定の前記ビルド材料投入パラメータは、ビルド材料厚さ、過投入量、前記ビルドゾーンを横断するためのリコートアセンブリ速度、前記リコートアセンブリの前記ローラの回転速度、および前記リコートアセンブリの前記ローラの回転方向のうちの少なくとも１つである、
請求項１１に記載の付加製造装置。

【請求項13】

前記修正措置は、ビルド材料の新たな層上にプリントアセンブリがバインダを分配する前に、前記リコートアセンブリに、前記新たな層上にビルド材料を再分配させる、または、ビルドを中止させる、ことを含む、請求項１１に記載の付加製造装置。

【請求項14】

前記クリーニングゾーンまたは前記サプライゾーンに配置されたクリーニングステーションをさらに含み、
前記クリーニングステーションは、前記リコートアセンブリの前記ドクターブレードおよび前記ローラのうちの少なくとも一方をクリーニングするように構成され、
前記電子制御ユニットは、
分配されたビルド材料の前記新たな層の異常の存在を判定した場合、前記リコートアセンブリに、前記クリーニングステーションの１つ以上のクリーニング要素とインターフェイスさせる、
ようにさらに構成されている、請求項１１に記載の付加製造装置。

【請求項15】

前記電子制御ユニットは、
前記リコートアセンブリの前記ローラを駆動するモータの電流引き込み値を受信し、
前記ローラが、所定の前記ビルド材料投入パラメータに従って動作しているか判定し、
前記ローラが所定の前記ビルド材料投入パラメータに従って動作していないと判定した場合、前記リコートアセンブリの前記ローラの異常の存在を判定する、
請求項１１に記載の付加製造装置。

【国際調査報告】