(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】付加製造装置及び環境制御方法
(51)【国際特許分類】
B29C 64/364 20170101AFI20231108BHJP
B29C 64/386 20170101ALI20231108BHJP
B33Y 50/00 20150101ALI20231108BHJP
B33Y 30/00 20150101ALI20231108BHJP
B33Y 10/00 20150101ALI20231108BHJP
B29C 64/153 20170101ALI20231108BHJP
【ＦＩ】
B29C64/364
B29C64/386
B33Y50/00
B33Y30/00
B33Y10/00
B29C64/153
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023526446
(86)(22)【出願日】2021-10-27
(85)【翻訳文提出日】2023-06-26
(86)【国際出願番号】 US2021056789
(87)【国際公開番号】W WO2022093916
(87)【国際公開日】2022-05-05
(31)【優先権主張番号】63/107,161
(32)【優先日】2020-10-29
(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】ペンドゥルティ、シュリーニヴァス
(72)【発明者】
【氏名】ボニージャ、カルロス エイチ．
(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】リウ、チェン
(72)【発明者】
【氏名】シビヤ、キャシディ シー．
【テーマコード（参考）】
4F213
【Ｆターム（参考）】
4F213AP02
4F213AP05
4F213AR02
4F213AR08
4F213WA25
4F213WB01
4F213WL02
4F213WL12
4F213WL67
4F213WL85
4F213WL87
4F213WL96
(57)【要約】
様々な実施形態によれば、付加製造装置は、プリントヘッドと、リコートヘッドと、プリントヘッドおよびリコートヘッドが結合される直線運動ステージと、を取り囲むプロセスチャンバを含む。プリントヘッドおよびリコートヘッドはビルドマテリアルおよびバインダマテリアルを堆積させることによって３次元物体をビルドするために、プロセスチャンバ内で動作する。付加製造装置はプロセスチャンバから第１蒸気含有を有するガスストリームを受け取り、ガスストリームに第２蒸気含有をプロセスチャンバに提供するために、プロセスチャンバに流体結合されたコンデンサシステムをさらに備える。第２蒸気含有は、第１蒸気含有よりも少ない。加えて、付加製造装置はブロワ、プロセスチャンバ、およびコンデンサを含む閉ループを通してガスストリームを流すために、プロセスチャンバおよびコンデンサに流体結合されたブロワを備える。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
プリントヘッドと、リコートヘッドと、前記プリントヘッドと前記リコートヘッドとが結合される直線運動ステージと、を取り囲むプロセスチャンバであって、前記プリントヘッドおよびリコートヘッドは、前記プロセスチャンバ内で動作して、ビルドマテリアルおよびバインダマテリアルを堆積させることによって３次元物体をビルドする前記プロセスチャンバと、前記プロセスチャンバから第１蒸気含有を有するガスストリームを受け入れ、第２蒸気含有を有するガスストリームを前記プロセスチャンバに提供するために、前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンデンサシステムであって、第２蒸気含有が第１蒸気含有より少ない、前記コンデンサシステムと、
ブロワ、前記プロセスチャンバ、および前記コンデンサシステムを含む閉ループを通してガスストリームを流すために、前記プロセスチャンバおよび前記コンデンサシステムに流体的に結合された前記ブロワと、
を含む、付加製造装置。
【請求項2】
前記コンデンサシステムおよび前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンセントレータ、をさらに含む、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項3】
前記閉ループを通るガスストリームの流路に沿ったＶＯＣ（揮発性有機化合物）センサ、をさらに含む、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項4】
前記閉ループを通るガスストリームの流路に沿ったＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、をさらに含む、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項5】
前記プロセスチャンバからガスストリームを受け取り、前記ブロワにガスストリームを提供するために、前記閉ループ内に配置された粒子分離システム、をさらに含み、
前記粒子分離システムは、ガスストリームから粒子を除去するように構成されている、
請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項6】
前記粒子分離システムは、複数のアレイに配置されている複数のサイクロンセパレータを含む、請求項５に記載の付加製造装置。
【請求項7】
前記複数のサイクロンセパレータは、１２以上のサイクロンセパレータを含む、請求項６に記載の付加製造装置。
【請求項8】
２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを用いて測定した場合、前記粒子分離システム上の圧力降下が約１．５ｐｓｉより小さい、請求項５に記載の付加製造装置。
【請求項9】
プリントヘッドと、リコートヘッドと、前記プリントヘッドと前記リコートヘッドとが結合される直線運動ステージと、を取り囲むプロセスチャンバであって、前記プリントヘッドおよびリコートヘッドは、前記プロセスチャンバ内で動作して、ビルドマテリアルおよびバインダマテリアルを堆積させることによって３次元物体をビルドする、前記プロセスチャンバと、前記プロセスチャンバ内に配置された複数の第１センサであって、複数の前記第１センサは、少なくとも温度センサおよび圧力センサを備える、複数の前記第１センサと、
前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを受け取るために前記プロセスチャンバに流体的に結合された粒子分離システムであって、前記粒子分離システムが、粒子含有ストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、粒子が低減されたストリームを生成する、前記粒子分離システムと、
前記粒子分離システムに流体的に結合されて、前記粒子分離システムからの粒子が低減されたストリームを受け入れるフィルタであって、前記フィルタが、粒子が低減されたストリームからさらに粒子を除去して、クリーンガスストリームを提供する前記フィルタと、
前記クリーンガスストリームを受け取るブロワと、
前記クリーンガスストリームを冷却する温度制御ユニットと、
コンデンサシステムと、
前記プロセスチャンバの外部であって、流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前であって、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記温度制御ユニット、および前記コンデンサシステムの後に配置された複数の第２センサであって、複数の前記第２センサは、少なくとも温度センサ、圧力センサ、ならびに、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）センサ、ＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、湿度センサ、および蒸気センサのうちの１つまたは複数を備える、複数の前記第２センサと、
を含み、
前記プロセスチャンバ、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記コンデンサシステム、及び前記温度制御ユニットは、閉ループを形成する、
付加製造装置。
【請求項10】
前記フィルタは、ＨＥＰＡ（高効率微粒子エア）フィルタである、請求項９に記載の付加製造装置。
【請求項11】
前記粒子分離システムと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第１バルブと、前記流体再循環経路に沿って前記ブロワと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第２バルブと、
をさらに含み、
前記第１バルブおよび前記第２バルブを閉じることにより、前記ＨＥＰＡフィルタを前記閉ループから流体的に隔離する、
請求項１０に記載の付加製造装置。
【請求項12】
前記コンデンサシステムは、前記流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前であって、前記ポンプの後に配置されている、請求項９に記載の付加製造装置。
【請求項13】
温度制御ユニットは熱交換器を含み、前記コンデンサシステムは、前記クリーンガスストリームを前記熱交換器に渡す、
請求項９に記載の付加製造装置。
【請求項14】
前記コンデンサシステムを前記流体再循環経路に沿って迂回させることができるバルブ、をさらに含む、請求項９に記載の付加製造装置。
【請求項15】
前記クリーンガスストリームが不活性ガスを含む、請求項９に記載の付加製造装置。
【請求項16】
前記プロセスチャンバ内の環境は不活性である、請求項９に記載の付加製造装置。
【請求項17】
前記プロセスチャンバは、前記クリーンガスストリームを前記プロセスチャンバに入れる入口ディフューザを含み、前記入口ディフューザは前記クリーンガスストリームの流速を低減する、
請求項９に記載の付加製造装置。
【請求項18】
プロセスチャンバ内の環境制御方法であって、前記プロセスチャンバ内に配置された少なくとも１つのセンサから前記プロセスチャンバ内の温度、圧力、および蒸気含有に関する情報を受信し、
前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを除去し、
前記粒子含有ストリームから粒子を分離してクリーンガスストリームを提供し、
前記プロセスチャンバ内の所定の温度、圧力、および蒸気含有を達成するために、受信した前記情報に基づいて、前記クリーンガスストリームの温度、蒸気含有、またはその両方を低減し、
前記クリーンガスストリームをプロセスチャンバ内にポンピングする、
環境制御方法。
【請求項19】
前記粒子含有ストリームから前記粒子を分離することは、粒子分離システム、ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方を通して前記粒子含有ストリームを導くことを含む、請求項１８に記載の環境制御方法。
【請求項20】
前記プロセスチャンバの外部に配置された圧力センサから、前記クリーンガスストリームの圧力に関する情報を受信し、前記クリーンガスストリームの圧力と前記プロセスチャンバ内の圧力との差に基づいて、前記粒子分離システム、前記ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方における誤差を識別する、
請求項１８に記載の環境制御方法。
【請求項21】
前記クリーンガスストリームは酸素を実質的に含まない、請求項１８に記載の環境制御方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本明細書は概して、付加製造装置及びその使用方法に関し、より詳細には、環境システムを含む付加製造装置及びその使用方法に関する。
【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マテリアルから物体を層状に「ビルド」するために利用され得る。化学反応性パウダーなどの一部のビルドマテリアルは、プリントのために不活性雰囲気を必要とする。さらに、付加製造処理中の安定したバウンダリ状態は、反復可能な処理を可能にする。例えば、ビルドエリア内の温度、湿度、酸素含有、粒子含有、ならびに圧力および流量の変動は、対象物の品質に影響を与え、化学反応性パウダーが使用されるときに危険な状況を引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
したがって、ビルドエリア内の環境を注意深く制御することができる付加製造装置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、プリントヘッドと、リコートヘッドと、前記プリントヘッドと前記リコートヘッドとが結合される直線運動ステージと、を取り囲むプロセスチャンバであって、前記プリントヘッドおよびリコートヘッドは、前記プロセスチャンバ内で動作して、ビルドマテリアルおよびバインダマテリアルを堆積させることによって３次元物体をビルドする前記プロセスチャンバと、前記プロセスチャンバから第１蒸気含有を有するガスストリームを受け入れ、第２蒸気含有を有するガスストリームを前記プロセスチャンバに提供するために、前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンデンサシステムであって、第２蒸気含有が第１蒸気含有より少ない、前記コンデンサシステムと、ブロワ、前記プロセスチャンバ、および前記コンデンサシステムを含む閉ループを通してガスストリームを流すために、前記プロセスチャンバおよび前記コンデンサシステムに流体的に結合された前記ブロワと、を含む、付加製造装置を含む。
【0005】
第２態様Ａ２は、前記コンデンサシステムおよび前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンセントレータ、をさらに含む、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、前記閉ループを通るガスストリームの流路に沿ったＶＯＣ（揮発性有機化合物）センサ、をさらに含む、第１態様Ａ１または第２態様Ａ２に記載の付加製造装置を含む。
【0007】
第４態様Ａ４は、前記閉ループを通るガスストリームの流路に沿ったＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、をさらに含む、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、前記プロセスチャンバからガスストリームを受け取り、前記ブロワにガスストリームを提供するために、前記閉ループ内に配置された粒子分離システム、をさらに含み、前記粒子分離システムは、ガスストリームから粒子を除去するように構成されている、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、前記粒子分離システムは、複数のアレイに配置されている複数のサイクロンセパレータを含む、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、前記複数のサイクロンセパレータは、１２以上のサイクロンセパレータを含む、第６態様Ａ６に記載の付加製造装置を含む。
【0011】
第８態様Ａ８は、２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを用いて測定した場合、前記粒子分離システム上の圧力降下が約１．５ｐｓｉより小さい、第５態様Ａ５～第７態様Ａ７に記載の付加製造装置を含む。
【0012】
第９態様Ａ９は、プリントヘッドと、リコートヘッドと、前記プリントヘッドと前記リコートヘッドとが結合される直線運動ステージと、を取り囲むプロセスチャンバであって、前記プリントヘッドおよびリコートヘッドは、前記プロセスチャンバ内で動作して、ビルドマテリアルおよびバインダマテリアルを堆積させることによって３次元物体をビルドする、前記プロセスチャンバと、前記プロセスチャンバ内に配置された複数の第１センサであって、複数の前記第１センサは、少なくとも温度センサおよび圧力センサを備える、複数の前記第１センサと、前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを受け取るために前記プロセスチャンバに流体的に結合された粒子分離システムであって、前記粒子分離システムが、粒子含有ストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、粒子が低減されたストリームを生成する、前記粒子分離システムと、前記粒子分離システムに流体的に結合されて、前記粒子分離システムからの粒子が低減されたストリームを受け入れるフィルタであって、前記フィルタが、粒子が低減されたストリームからさらに粒子を除去して、クリーンガスストリームを提供する前記フィルタと、前記クリーンガスストリームを受け取るブロワと、前記クリーンガスストリームを冷却する温度制御ユニットと、コンデンサシステムと、前記プロセスチャンバの外部であって、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記温度制御ユニット、および前記コンデンサシステムの後であって、流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前に配置された複数の第２センサであって、複数の前記第２センサは、少なくとも温度センサ、圧力センサ、ならびに、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）センサ、ＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、湿度センサ、および蒸気センサのうちの１つまたは複数を備える、複数の前記第２センサと、を含み、前記プロセスチャンバ、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記コンデンサシステム、及び前記温度制御ユニットは、閉ループを形成する、付加製造装置を含む。
【0013】
第１０態様Ａ１０は、前記フィルタは、ＨＥＰＡ（高効率微粒子エア）フィルタである、第９態様Ａ９に記載の付加製造装置を含む。
【0014】
第１１態様Ａ１１は、前記粒子分離システムと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第１バルブと、前記流体再循環経路に沿って前記ブロワと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第２バルブと、をさらに含み、前記第１バルブおよび前記第２バルブを閉じることにより、前記ＨＥＰＡフィルタを前記閉ループから流体的に隔離する、第９態様Ａ９または第１０態様Ａ１０に記載の付加製造装置を含む。
【0015】
第１２態様Ａ１２は、前記コンデンサシステムは、前記流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前であって、前記ポンプの後に配置されている、第９態様Ａ９～第１１態様Ａ１１の何れかに記載の付加製造装置を含む。
【0016】
第１３態様Ａ１３は、温度制御ユニットは熱交換器を含み、前記コンデンサシステムは、前記クリーンガスストリームを前記熱交換器に渡す、第９態様Ａ９～第１２態様Ａ１２の何れかに記載の付加製造装置を含む。
【0017】
第１４態様Ａ１４は、前記コンデンサシステムを前記流体再循環経路に沿って迂回させることができるバルブ、をさらに含む、第９態様Ａ９～第１３態様Ａ１３の何れかに記載の付加製造装置を含む。
【0018】
第１５態様Ａ１５は、前記クリーンガスストリームが不活性ガスを含む、第９態様Ａ９～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、前記プロセスチャンバ内の環境は不活性である、第９態様Ａ９～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、前記プロセスチャンバは、前記クリーンガスストリームを前記プロセスチャンバに入れる入口ディフューザを含み、前記入口ディフューザは前記クリーンガスストリームの流速を低減する、第９態様Ａ９～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、プロセスチャンバ内の環境制御方法であって、前記プロセスチャンバ内に配置された少なくとも１つのセンサから前記プロセスチャンバ内の温度、圧力、および蒸気含有に関する情報を受信し、前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを除去し、前記粒子含有ストリームから粒子を分離してクリーンガスストリームを提供し、前記プロセスチャンバ内の所定の温度、圧力、および蒸気含有を達成するために、受信した前記情報に基づいて、前記クリーンガスストリームの温度、蒸気含有、またはその両方を低減し、前記クリーンガスストリームをプロセスチャンバ内にポンピングする、環境制御方法を含む。
【0022】
第１９態様Ａ１９は、前記粒子含有ストリームから前記粒子を分離することは、粒子分離システム、ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方を通して前記粒子含有ストリームを導くことを含む、第１８態様Ａ１８に記載の環境制御方法を含む。
【0023】
第２０態様Ａ２０は、前記プロセスチャンバの外部に配置された圧力センサから、前記クリーンガスストリームの圧力に関する情報を受信し、前記クリーンガスストリームの圧力と前記プロセスチャンバ内の圧力との差に基づいて、前記粒子分離システム、前記ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方における誤差を識別する、第１８態様Ａ１８または第１９態様Ａ１９に記載の環境制御方法を含む。
【0024】
第２１態様Ａ２１は、前記クリーンガスストリームは酸素を実質的に含まない、第１８態様Ａ１８～第２１態様Ａ２１の何れかに記載の環境制御方法を含む。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【発明を実施するための形態】
【0026】
本明細書に記載される付加製造装置、その構成要素、およびその使用方法のさらなる特徴および効果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。
【0027】
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。
【0028】
以下、添付図面を参照して、付加製造装置およびその構成要素の実施形態について詳しく説明する。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。付加製造装置は、付加製造装置のプロセスチャンバ内の環境を監視および管理する閉ループ環境システムを含むことができる。閉ループ環境システムは、プロセスチャンバ内の環境が不活性状態と非不活性状態との間で変換され、物体のビルド中および異なる物体のビルド間の状態に維持されることを可能にすることができる。このように、付加製造装置はプロセスチャンバの雰囲気が不活性である場合に、化学反応性のビルドマテリアルを用いて、安定したバウンダリを維持しつつ、ビルドマテリアルをビルドすることができる。付加製造装置およびその使用方法の様々な実施形態が、添付の図面に具体的に関連して本明細書でさらに詳しく説明される。
【0029】
本明細書で使用される指向性用語、例えば、上、下、右、左、前、後、トップ、ボトム、上方、下方、は描かれた図を参照するだけであり、別段の明示的な記載がない限り、絶対的な向きを意味することを意図しない。接続参照（例えば、取り付けられ、結合され、接続され、接合される）は広く解釈されるべきであり、特に明記しない限り、要素の集合体間の中間部材と、要素間の相対移動とを含むことができる。したがって、接続参照は、２つの要素が直接接続され、互いに固定された関係にあることを必ずしも推測しない。例示的な図面は例示のみを目的としており、本明細書に添付される図面に反映される寸法、位置、順序、および相対的なサイズは、変更することができる。
【0030】
用語「結合された」、「固定された」、「取り付けられた」などは、本明細書で別段の指定がない限り、直接結合、固定、または取り付け、ならびに１つまたは複数の中間構成要素または特徴を介した間接結合、固定、または取り付けの両方を指す。
【0031】
単数形「１つの」などは文脈が明らかに別段の指示をしない限り、複数の参照を含む。
【0032】
本明細書および特許請求の範囲の全体にわたって本明細書で使用される近似言語は、それが関連する基本機能の変化をもたらすことなく許容可能に変化し得る任意の定量的表現を修正するために適用される。したがって、「約」、「およそ」、および「実質的に」などの用語によって修飾された値は、指定された正確な値に限定されるべきではない。少なくともいくつかの事例では、近似言語が値を測定するための機器の精度、または構成要素および／もしくはシステムをビルドもしくは製造するための方法もしくは機械の精度に対応し得る。例えば、近似言語は、１０パーセントのマージン内にあることを指し得る。
【0033】
本明細書および特許請求の範囲の全体にわたって、範囲の限定は組み合わされ、交換され、そのような範囲は文脈または言語が別段の指示をしない限り、その中に含まれるすべての部分範囲を含み、特定される。例えば、本明細書に開示されるすべての範囲は終点を含み、終点は、互いに独立して組み合わせ可能である。
【0034】
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。
【0035】
ここで図１を参照すると、付加製造装置１００の実施形態が概略的に示されている。装置１００は、クリーニングステーション１１０と、ビルドプラットフォーム１２０と、アクチュエータアセンブリ１０２とを含む。装置１００は、任意選択で、サプライプラットフォーム１３０を含むことができる。アクチュエータアセンブリ１０２は、とりわけ、ビルドマテリアル４００を分配するためのリコートヘッド１４０と、バインダマテリアル５００を堆積させるためのプリントヘッド１５０とを備える。実施形態では、リコートヘッド１４０が本明細書でさらに詳しく説明するように、バインダマテリアル５００を硬化させるためのエネルギ源をさらに備えることができる。アクチュエータアセンブリ１０２は、装置１００の作動軸１１６に沿ったリコートヘッド１４０およびプリントヘッド１５０の独立した制御を容易にするように構成されてもよい。これにより、リコートヘッド１４０およびプリントヘッド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することができ、リコートヘッド１４０およびプリントヘッド１５０は、装置１００の作動軸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。リコートヘッド１４０およびプリントヘッド１５０の独立した作動および制御は、付加製造処理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、付加製造処理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。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。リコートヘッド１４０、プリントヘッド１５０など、作動軸１１６を横断する付加製造装置１００の構成要素は、作動軸１１６の中心にある必要はないことを理解されたい。しかしながら、本明細書に記載される実施形態では、付加製造装置１００の構成要素の少なくとも２つは構成要素が作動軸を横断するとき、構成要素が適切に制御されない場合、作動軸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。
【0036】
図１に示す実施形態では、装置１００がクリーニングステーション１１０と、ビルドプラットフォーム１２０と、サプライプラットフォーム１３０と、アクチュエータアセンブリ１０２とを含む。しかしながら、他の実施形態では装置１００が例えば、これに限定されないが、ビルドマテリアルホッパを用いてビルドマテリアルがビルドプラットフォーム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。図１に示される実施形態ではクリーニングステーション１１０、ビルドプラットフォーム１２０、およびサプライプラットフォーム１３０は作動軸１１６の－Ｘ方向の端部に近接して位置するプリントヘッド１５０のプリントホームポジション１５８と、作動軸１１６の＋Ｘ方向の端部に近接して位置するリコートヘッド１４０のリコートホームポジション１４８との間で、装置１００の作動軸１１６に沿って直列に配置される。すなわち、プリントホームポジション１５８とリコートホームポジション１４８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、クリーニングステーション１１０、ビルドプラットフォーム１２０、及びサプライプラットフォーム１３０はこれらの間に位置している。本明細書に記載の実施形態では、ビルドプラットフォーム１２０が装置１００の作動軸１１６に沿ってクリーニングステーション１１０とサプライプラットフォーム１３０との間に配置される。
【0037】
クリーニングステーション１１０は、装置１００の作動軸１１６の一端に近接して配置され、プリントヘッド１５０が配置されているプリントホームポジション１５８と同じ位置に配置され、ビルドプラットフォーム１２０上に配置されたビルドマテリアル４００上にバインダマテリアル５００を堆積させる前後に「パーキング」される。クリーニングステーション１１０は堆積動作間のプリントヘッド１５０のクリーニングを容易にするために、１つまたは複数のクリーニング部（図示せず）を含むことができる。クリーニング部は例えば、限定するものではないが、余分なバインダマテリアルをプリントヘッド１５０上で溶解するためのクリーニング液を含む浸漬ステーション、余分なバインダマテリアルおよび余分なビルドマテリアルをプリントヘッド１５０から除去するためのワイプステーション、プリントヘッド１５０からバインダマテリアルおよび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、プリントヘッド１５０のノズル内の湿気を維持するためのパークステーション、またはそれらの様々な組合せを含むことができる。プリントヘッド１５０は、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。
【0038】
ビルドプラットフォーム１２０はビルドプラットフォームアクチュエータ１２２を備えるリフトシステム８００に結合され、装置１００の作動軸１１６に対して、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）にビルドプラットフォーム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ラットフォーム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。ビルドプラットフォーム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内に配置される。装置１００の動作中、ビルドプラットフォーム１２０は、バインダマテリアル５００の各層がビルドプラットフォーム１２０上に位置するビルドマテリアル４００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。
【0039】
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を備えるリフトシステム８００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を昇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レセプタクル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、ビルドマテリアル４００の層がサプライプラットフォーム１３０からビルドプラットフォーム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の動作によって、サプライレセプタクル１３４に対して、装置１００の作動軸１１６に向かって上昇する。
【0040】
ここで図１および図２Ａを参照すると、図２Ａは、図１の付加製造装置１００のアクチュエータアセンブリ１０２を概略的に示す。アクチュエータアセンブリ１０２は一般に、リコートヘッド１４０、プリントヘッド１５０、リコートヘッドアクチュエータ１４４、プリントヘッドアクチュエータ１５４、および支持体１８２を備える。本明細書に記載の実施形態では、支持体１８２が装置１００の作動軸１１６（図１）に平行な水平方向（すなわち、図に示される座標軸の＋／－Ｘ方向に平行な方向）に延在する。図１に示すように、アクチュエータアセンブリ１０２がクリーニングステーション１１０、ビルドプラットフォーム１２０、およびサプライプラットフォーム１３０の上に組み立てられると、支持体１８２は、少なくともクリーニングステーション１１０からサプライプラットフォーム１３０を越えて水平方向に延びる。
【0041】
一実施形態では、支持体１８２が水平方向に延在するレール１８０の側面である。例えば、一実施形態では、レール１８０の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）であってよく、長方形または正方形の側面が支持体１８２を形成する。しかしながら、他の実施形態が企図され、可能であることを理解されたい。例えば、限定するものではないが、レール１８０は八角形などの他の断面形状を有することができ、支持体１８２はレール１８０のファセットの１つの表面である。実施形態では、支持体１８２が垂直面（例えば、図に示される座標軸のＸ－Ｚ面に平行な面）に配置される。しかしながら、他の実施形態では、支持体１８２が垂直面以外の面に配置されることを理解されたい。
【0042】
本明細書に記載の実施形態では、リコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４が支持体１８２に結合される。
【0043】
本明細書に記載の実施形態ではリコートヘッドアクチュエータ１４４がリコート作動軸１４６に沿って双方向に作動可能であり、プリントヘッドアクチュエータ１５４はプリント作動軸１５６に沿って双方向に作動可能である。すなわち、リコート作動軸１４６およびプリント作動軸１５６は、それぞれ、リコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４がそれに沿って作動可能である軸を規定する。実施形態では、リコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４が互いに独立して双方向に作動可能である。リコート作動軸１４６及びプリント作動軸１５６は横方向に延び、装置１００の作動軸１１６（図１）と並行である。本明細書に記載の実施形態では、リコート作動軸１４６とプリント作動軸１５６とは同一直線上にある。この構成により、リコートヘッド１４０及びプリントヘッド１５０は、リコート作動軸１４６及びプリント作動軸１５６が同じ線に沿って位置するので、装置１００の作動軸１１６に沿って異なる時間に同じ空間（又は同じ空間の一部）を占めることができる。図２Ａ～図２Ｃに示すアクチュエータアセンブリ１０２の実施形態では、リコート作動軸１４６およびプリント作動軸１５６が同じ垂直面内に位置する。支持体１８２が垂直面に配置される実施形態では、リコート作動軸１４６およびプリント作動軸１５６が図２Ａ～図２Ｃに示すように、支持体１８２の垂直面に平行な垂直面に配置される。しかし、リコート作動軸１４６およびプリント作動軸１５６が、支持体１８２の平面と非平行な垂直面内に位置する実施形態など、他の実施形態が企図され、考えられることを理解されたい。
【0044】
本明細書に記載の実施形態ではリコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４が例えば、限定はしないが、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、液圧アクチュエータ、または直線運動を提供するのに適した任意の他のアクチュエータであってもよい。好適なアクチュエータとしては限定するものではないが、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。特定の一実施形態では、リコートヘッドアクチュエータ１４４及びプリントヘッドアクチュエータ１５４がペンシルベニア州ピッツバーグのＡｅｒｏｔｅｃｈ（登録商標）Ｉｎｃ．によって製造されたリニアアクチュエータ、例えばＰＲＯ２２５ＬＭメカニカルベアリングリニアモータステージである。
【0045】
例えば、アクチュエータアセンブリ１０２は、レール１８０の支持体１８２に取り付けられたガイド１８４を備えてもよい。リコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４はリコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４がガイド１８４の長さを独立して横断できるように、レール１８０に移動可能に結合されてもよい。実施形態では、リコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４を横断する原動力が例えばブラシレスサーボモータなどの直接駆動リニアモータによって供給される。
【0046】
実施形態では、リコートヘッドアクチュエータ１４４、プリントヘッドアクチュエータ１５４、およびガイド１８４は例えば、リコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４がＰＲＯ２２５ＬＭ機械式軸受、リニアモータステージと同様であるときなどに、レール１８０に取り付けられる密着サブシステムであってもよい。しかし、リコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４がそれぞれリコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４を形成するために、レール１８０上に個々に組み立てられる多数の構成要素を備える実施形態など、他の実施形態が企図され、考えられることを理解されたい。
【0047】
さらに図２Ａ～図２Ｃを参照すると、リコートヘッド１４０はリコートヘッドアクチュエータ１４４に結合され、その結果、リコートヘッド１４０は付加製造装置１００の作動軸１１６（図１）に近接して位置する。したがって、リコート作動軸１４６に沿ったリコートヘッドアクチュエータ１４４の双方向作動は、付加製造装置１００の作動軸１１６上のリコートヘッド１４０の双方向運動に影響を及ぼす。図２Ａ～図２Ｃに示すアクチュエータアセンブリ１０２の実施形態ではリコートヘッド１４０がストラット２１２を用いてリコートヘッドアクチュエータ１４４に結合され、その結果、リコートヘッド１４０は支持体１８２から片持ちされ、付加製造装置１００の作動軸１１６（図１）上に位置決めされる。リコートヘッド１４０を支持体１８２から片持ち式にすることにより、リコートヘッドアクチュエータ１４４およびガイド１８４を、例えば、付加製造装置１００のビルドプラットフォーム１２０から離間させることができ、それにより、リコートヘッドアクチュエータ１４４、ガイド１８４、および関連する電子部品がビルドマテリアル４００で汚されまたは汚染される可能性が低減される。これにより、リコートヘッドアクチュエータの保守期間が長くなり、リコートヘッドアクチュエータの耐用年数が長くなり、マシンダウンタイムが短くなり、リコートヘッドアクチュエータ１４４の汚れによるビルド誤差が低減する。加えて、リコートヘッドアクチュエータ１４４を装置１００のビルドプラットフォーム１２０から離間させることにより、ビルドプラットフォーム１２０およびサプライプラットフォーム１３０への視覚的および物理的なアクセスを改善することができ、保守の容易さを改善し、付加製造工程の（人間の観察、カメラシステムなどからの）より良好な視覚的観察を可能にする。本明細書で説明するいくつかの実施形態では、リコートヘッド１４０がリコート作動軸１４６および作動軸１１６に直交する方向に固定され得る（すなわち、＋／－Ｚ軸に沿って固定され、および／または＋／－Ｙ軸に沿って固定され得る）。
【0048】
実施形態では、リコートヘッド１４０がリコートヘッドアクチュエータ１４４に旋回可能に結合され得る。例えば、限定するものではないが、図２Ａ～図２Ｃに示すアクチュエータアセンブリ１０２の実施形態ではストラット２１２がリコートヘッド１４０に結合され、ピボット点２１４でリコートヘッドアクチュエータ１４４に旋回可能に結合される。これにより、リコートヘッド１４０をリコートヘッドアクチュエータ１４４に対して装置１００の作動軸１１６（図１）から離れるように旋回させることができ、例えば、リコートヘッド１４０の下に配置された装置の構成要素（例えば、ビルドレセプタクル、サプライレセプタクルなど）の保守または取り外しが容易になる。実施形態では、ピボット点２１４がリコートヘッド１４０の自動旋回を容易にするために、モータなどのアクチュエータを含むことができる。実施形態では、別個のアクチュエータ（図示せず）をリコートヘッド１４０とリコートヘッドアクチュエータ１４４との間に設けて、リコートヘッド１４０の自動旋回を容易にすることができる。図２Ｃはストラット２１２とリコートヘッドアクチュエータ１４４との間に配置されたピボット点２１４を示すが、他の実施形態、例えば、ピボット点２１４がストラット２１２とリコートヘッド１４０との間に配置された実施形態が企図され、考えられることを理解されたい。
【0049】
さらに図２Ａ～図２Ｃを参照すると、プリントヘッド１５０はプリントヘッドアクチュエータ１５４に結合され、その結果、プリントヘッド１５０は付加製造装置１００の作動軸１１６（図２）に近接して位置する。したがって、プリント作動軸１５６に沿ったプリントヘッドアクチュエータ１５４の双方向作動は、付加製造装置１００の作動軸１１６上のプリントヘッド１５０の双方向動作に影響を及ぼす。図２Ａ～図２Ｃに示されるアクチュエータアセンブリ１０２の実施形態ではプリントヘッド１５０がストラット２１６を用いてプリントヘッドアクチュエータ１５４に結合され、その結果、プリントヘッド１５０は支持体１８２から片持ちされ、付加製造装置１００の作動軸１１６（図１）上に位置決めされる。プリントヘッド１５０を支持体１８２から片持ち式にすることにより、プリントヘッドアクチュエータ１５４およびガイド１８４を、例えば、付加製造装置１００のビルドプラットフォーム１２０から離間させることができ、それにより、プリントヘッドアクチュエータ１５４、ガイド１８４、および関連する電子部品がビルドマテリアル４００で汚染されるか、または他の方法で汚染される可能性が低減される。これにより、プリントヘッドアクチュエータの保守間隔が長くなり、プリントヘッドアクチュエータの耐用年数が長くなり、マシンのダウンタイムが短くなり、プリントヘッドアクチュエータ１５４の汚れによるビルドミスが減少する。加えて、プリントヘッドアクチュエータ１５４を装置１００のビルドプラットフォーム１２０から離間させることにより、ビルドプラットフォーム１２０およびサプライプラットフォーム１３０への視覚的および物理的なアクセスを改善することができ、保守の容易さを改善し、付加製造工程の（人間の観察、カメラシステムなどからの）より良好な視覚的観察を可能にする。本明細書で説明するいくつかの実施形態では、プリントヘッド１５０がリコート作動軸１４６および作動軸１１６に直交する方向に固定され得る（すなわち、＋／－Ｚ軸に沿って固定され、および／または＋／－Ｙ軸に沿って固定され得る）。
【0050】
実施形態では、プリントヘッド１５０がプリントヘッドアクチュエータ１５４に旋回可能に結合され得る。例えば、限定するものではないが、図２Ａ～図２Ｃに示すアクチュエータアセンブリ１０２の実施形態ではストラット２１６がプリントヘッド１５０に結合され、ピボット点２１８でプリントヘッドアクチュエータ１５４に旋回可能に結合される。これにより、プリントヘッド１５０をプリントヘッドアクチュエータ１５４に対して装置１００の作動軸１１６（図１）から離れるように旋回させて、例えば、プリントヘッド１５０の下に配置された装置の構成要素（例えば、ビルドレセプタクル、サプライレセプタクルなど）の保守または取り外しを容易にすることができる。実施形態では、ピボット点２１８がプリントヘッド１５０の自動旋回を容易にするために、モータなどのアクチュエータを含むことができる。実施形態では、プリントヘッド１５０とプリントヘッドアクチュエータ１５４との間に別個のアクチュエータ（図示せず）を設けて、プリントヘッド１５０の自動旋回を容易にすることができる。図２Ｂはストラット２１６とプリントヘッドアクチュエータ１５４との間に配置されたピボット点２１８を示すが、他の実施形態、例えば、ピボット点２１８がストラット２１６とプリントヘッド１５０との間に配置された実施形態が企図され、考えられることを理解されたい。
【0051】
実施形態では、リコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４がビルドレセプタクル１２４の上に重なる。したがって、リコートヘッドアクチュエータ１４４（および取り付けられたリコートヘッド１４０）およびプリントヘッドアクチュエータ１５４（および取り付けられたプリントヘッド１５０）の可動域もまた、ビルドレセプタクル１２４の上で重複する。実施形態では、リコートヘッドアクチュエータ（および取り付けられたリコートヘッド１４０）の可動域がプリントヘッドアクチュエータ１５４（および取り付けられたプリントヘッド１５０）の可動域よりも大きい。これは、例えば、装置１００がビルドレセプタクル１２４とリコートホームポジション１４８との間に配置されたサプライレセプタクル１３４を含む場合に当てはまる。しかしながら、他の実施形態が企図され、可能であることを理解されたい。例えば、実施形態（図示せず）では、リコートヘッドアクチュエータ１４４およびプリントヘッドアクチュエータ１５４が装置１００の作動軸１１６の全長に沿って重なり合うことができる。これらの実施形態では、リコートヘッドアクチュエータ１４４（および取り付けられたリコートヘッド１４０）およびプリントヘッドアクチュエータ１５４（および取り付けられたプリントヘッド１５０）の可動域が装置１００の作動軸１１６にわたって同一の広がりを有する。
【0052】
上述のように、本明細書に記載の実施形態では、リコートヘッド１４０およびプリントヘッド１５０は両方とも、装置１００の作動軸１１６上に配置される。したがって、リコートヘッド１４０およびプリントヘッド１５０の作動軸１１６上での移動は、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、リコートヘッド１４０およびプリントヘッド１５０が単一のビルドサイクル中の様々な時間に、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。リコートヘッド１４０およびプリントヘッド１５０は装置１００の作動軸１１６に沿って同時に、同じ方向に、および／または反対方向に、同じ速度で、または異なった速度で、協調して移動することができる。これにより、順に、分配工程（本明細書ではリコート工程とも称される）、堆積工程（本明細書ではプリント工程とも称される）、硬化（または加熱）工程、および／またはクリーニング工程などの付加製造工程の個々の工程を、重複するサイクル時間で行うことが可能になる。例えば、分配ステップはクリーニングステップが完了している間に開始されてもよく、堆積ステップは分配ステップが完了している間に開始されてもよく、及び／又はクリーニングステップは分配ステップが完了している間に開始されてもよい。これは、付加製造装置１００の全サイクル時間を、分配サイクル時間（本明細書ではリコートサイクル時間とも参照される）、堆積サイクル時間（本明細書ではプリントサイクル時間とも参照される）、および／またはクリーニングサイクル時間の合計よりも短くすることができる。
【0053】
アクチュエータアセンブリ（図示せず）の他の実施形態は例えば、アクチュエータアセンブリ１０２の代替として、図１に示される付加製造装置１００の実施形態において実施され得る。したがって、アクチュエータアセンブリの他の実施形態を利用して、図１～図２Ｃに関して本明細書で説明したのと同様の方法でビルドプラットフォーム１２０上に物体をビルドすることができることを理解されたい。
【0054】
ここで図１～図２Ｃを参照すると、本明細書に記載の実施形態では、プリントヘッド１５０がプリントヘッド１５０の下面（すなわち、ビルドプラットフォーム１２０に面するプリントヘッド１５０の面）に配置されたノズルアレイ１７２を通して、ビルドプラットフォーム１２０上に分配されたビルドマテリアル４００の層上にバインダマテリアル５００を堆積させることができる。実施形態では、ノズル１７２のアレイが図に示される座標軸のＸＹ平面内に空間的に分布される。いくつかの実施形態では、プリントヘッドはまた、ビルドされる部品の幾何学的形状を画定してもよい。実施形態ではノズル１７２が圧電プリントノズルであってもよく、この場合、プリントヘッド１５０は圧電プリントヘッドである。代替の実施形態ではノズル１７２がサーマルプリントノズルであってもよく、この場合、プリントヘッド１５０はサーマルプリントヘッドである。代替の実施形態では、ノズル１７２が噴霧ノズルであってもよい。
【0055】
ノズル１７２に加えて、いくつかの実施形態では、プリントヘッド１５０がビルドプラットフォーム１２０上に分配されたビルドマテリアル４００および／またはビルドプラットフォーム１２０上に堆積されたバインダマテリアル５００の特性を検出するための１つまたは複数のセンサ（図示せず）をさらに備えることができる。センサの例としてはカメラ、熱検出器、高温計、形状測定器、超音波検出器などの画像センサが挙げられるが、これらに限定されない。これらの実施形態では、センサからのシグナルを付加製造装置の制御システム（本明細書でさらに詳しく説明する）にフィードバックして、付加製造装置の１つまたは複数の機能のフィードバック制御を容易にすることができる。
【0056】
代替的に又は追加的に、プリントヘッド１５０は、少なくとも１つのエネルギ源（図示せず）を含むことができる。エネルギ源は、ビルドプラットフォーム１２０上に分配されたビルドマテリアル４００上に堆積されたバインダマテリアル５００を硬化させる（又は硬化を少なくとも開始させる）のに適した電磁波の波長又は波長の範囲を放出することができる。例えば、エネルギ源は、ビルドプラットフォーム１２０上に分配されたビルドマテリアル４００上に予め堆積されたバインダマテリアル５００を硬化させるのに適した赤外線又は紫外線放射の波長を発する赤外線ヒーター又は紫外線ランプを含むことができる。エネルギ源が赤外線ヒーターである場合、エネルギ源はまた、それがサプライプラットフォーム１３０からビルドプラットフォーム１２０に分配されるときにビルドマテリアル４００を予熱することができ、それは、後に堆積されるバインダマテリアル５００の硬化を促進するのを助けることができる。
【0057】
本明細書で述べるように、リコートヘッド１４０は付加製造装置１００において、ビルドマテリアル４００を分配するために、より具体的には、ビルドマテリアル４００をサプライプラットフォーム１３０からビルドプラットフォーム１２０に分配するために使用される。すなわち、リコートヘッド１４０は、ビルドプラットフォーム１２０をビルドマテリアル４００で「リコート」するために使用される。リコートヘッド１４０はサプライプラットフォーム１３０からビルドプラットフォーム１２０へのビルドマテリアル４００の分配を容易にするために、ローラ、ブレード、またはワイパのうちの少なくとも１つを含み得ることが企図される。
【0058】
ビルドマテリアルは一般に、展延性または流動性であるパウダーマテリアルを含む。適切なパウダーマテリアルのカテゴリーには、限定するものではないが、乾燥パウダーマテリアルおよび湿潤パウダーマテリアル（例えば、スラリー中に混入されたパウダーマテリアル）が含まれる。いくつかの実施形態では、ビルドマテリアルがバインダマテリアルと一緒に結合することができる。いくつかの実施形態では、ビルドマテリアルが焼結などによって互いに融着することもできる。実施形態において、ビルドマテリアルは例えば、セラミックパウダー、金属パウダー、ガラスパウダー、炭素パウダー、砂、セメント、リン酸カルシウムパウダー、及びこれらの様々な組み合わせを含むが、これらに限定されない無機パウダーマテリアルであってもよい。実施形態ではビルドマテリアルが例えば、限定するものではないが、プラスチックパウダー、ポリマーパウダー、せっけん、食品から形成されたパウダー（すなわち、食用パウダー）、及びこれらの様々な組み合わせを含む有機パウダーマテリアルを含むことができる。実施形態では、ビルドマテリアルがステンレス鋼（例えば、ＳＳ３１６、１７－４、ＨＫ－３０および３０４パウダー）、鋼（例えば、４１４０、４６０５、８６２０、および工具鋼パウダー）、銅合金、ニッケル合金（例えば、Ｒｅｎｅ ６５）、または他の合金パウダーであってもよい。いくつかの実施形態では、ビルドマテリアルが医薬品であるか、または医薬品を含有する場合などに、ビルドマテリアルは薬学的に活性な成分であってもよい（または薬学的に活性な成分を含む）。実施形態において、ビルドマテリアルは、無機パウダーマテリアルと有機パウダーマテリアルとの組み合わせであってもよい。いくつかの実施形態では、ビルドマテリアルがアルミニウムまたはチタンパウダーなどの化学反応性または可燃性パウダーであってもよい。
【0059】
ビルドマテリアルは、サイズが均一であってもよく、またはサイズが不均一であってもよい。実施形態ではビルドマテリアルが例えば、限定するものではないが、二峰性または三峰性のパウダーサイズ分布などのパウダーサイズ分布を有することができる。実施形態において、ビルドマテリアルは、ナノ粒子であってもよく、またはナノ粒子を含んでもよい。
【0060】
ビルドマテリアルは、規則的または不規則的な形状であってもよく、異なるアスペクト比または同じアスペクト比を有する可能性がある。例えば、ビルドマテリアルは、小球体もしくは顆粒の形態をとってもよく、または小棒もしくは繊維のような形状であってもよい。
【0061】
実施形態では、ビルドマテリアルを第２マテリアルで被覆することができる。例えば、限定するものではないが、ビルドマテリアルはろう、重合体、又はビルドマテリアルを（バインダと一緒に）結合するのを助ける別のマテリアルで被覆されてもよい。代替的に又は追加的に、ビルドマテリアルはビルドマテリアルの融着を促進するために、焼結剤及び／又は合金化剤で被覆されてもよい。
【0062】
バインダマテリアルは放射エネルギー硬化性であり、かつバインダマテリアルが硬化状態にあるときにビルドマテリアルを接着または結合することができる物質を含むことができる。本明細書で使用するとき、用語「放射エネルギー硬化性」は、特定の波長及びエネルギーの放射エネルギーの印加に応答して凝固する任意のマテリアルを指す。例えば、前記バインダマテリアルは光開始剤化合物を含む公知の光重合樹脂を含み、前記樹脂を液体状から固体状に変化させることができる。あるいは、バインダマテリアルが放射エネルギの印加によって蒸発させることができる溶剤を含む物質を含むことができる。未硬化バインダマテリアルは固形（例えば、粒状）形態、ペーストもしくはスラリを含む液状形態、またはプリントヘッドと相溶性の低粘性液状で提供されてもよい。バインダビルドはビルドマテリアルの焼結中のような更なる加工中に、ガス抜き又は燃焼除去することができるように選択することができる。いくつかの実施形態では、バインダマテリアルが米国特許出願公開第２０１８／００７１８２０号「バインダジェット付加製造技術において使用するための可逆バインダ」に記載されており、ニューヨーク州シェネクタディのゼネラルエレクトリック社に譲渡されている。しかしながら、様々なバインダマテリアルの組合せを含む、他のバインダマテリアルが企図され、考えられることを理解されたい。
【0063】
実施形態では、リコートヘッド１４０が少なくとも１つのエネルギ源をさらに備えることができる。これらの実施形態では、エネルギ源がビルドプラットフォーム１２０上に分配されたビルドマテリアル４００上に堆積されたバインダマテリアル５００を硬化させる（又は硬化を少なくとも開始させる）のに適した波長又は波長域の電磁波を放射することができる。例えば、エネルギ源は、ビルドプラットフォーム１２０上に分配されたビルドマテリアル４００上に予め堆積されたバインダマテリアル５００を硬化させるのに適した赤外線又は紫外線をそれぞれ放射する赤外線ヒーター又は紫外線ランプを含むことができる。エネルギ源が赤外線ヒーターである場合、エネルギ源はまた、それがサプライプラットフォーム１３０からビルドプラットフォーム１２０に分配されるときにビルドマテリアル４００を予熱することができ、それは、後に堆積されるバインダマテリアル５００の硬化を促進するのを助けることができる。
【0064】
いくつかの実施形態では、リコートヘッド１４０がビルドプラットフォーム１２０上に分散されたビルドマテリアル４００および／またはビルドプラットフォーム１２０上に堆積されたバインダマテリアル５００の特性を検出するための少なくとも１つのセンサなど、少なくとも１つのセンサをさらに備え得る。センサの例としてはカメラ、熱検出器、高温計、形状測定器、超音波検出器などの画像センサが挙げられるが、これらに限定されない。これらの実施形態では、センサからのシグナルを付加製造装置の制御システム（本明細書でさらに詳しく説明する）にフィードバックして、付加製造装置の１つまたは複数の機能のフィードバック制御を容易にすることができる。
【0065】
ここで図１および図３を参照すると、図３は、図２Ａ～図２Ｃに示されるようなアクチュエータアセンブリを用いて図１の付加製造装置１００を制御するための制御システム２００の一部を概略的に示す。制御システム２００は、リコートヘッドアクチュエータ１４４、プリントヘッドアクチュエータ１５４、ビルドプラットフォームアクチュエータ１２２、およびサプライプラットフォームアクチュエータ１３２に通信可能に結合される。制御システム２００はまた、プリントヘッド１５０およびリコートヘッド１４０に通信可能に結合され得る。プロセスアクセサリ、プロセスアクセサリアクチュエータ、およびセンサ（図示せず）などの追加のアクセサリまたは構成要素が含まれる実施形態では、制御システム２００はまた、追加の構成要素に通信可能に結合され得る。本明細書で説明する実施形態では、制御システム２００がメモリ２０４に通信可能に結合されたプロセッサ２０２を備える。プロセッサ２０２は例えば、メモリ２０４に記憶されたコンピュータ可読および実行可能命令を受信し、実行するように構成された、中央処理ユニットなどの任意の処理構成要素を含み得る。本明細書に記載の実施形態では、制御システム２００のプロセッサ２０２がリコートヘッドアクチュエータ１４４、プリントヘッドアクチュエータ１５４、ビルドプラットフォームアクチュエータ１２２、サプライプラットフォームアクチュエータ１３２、および任意の追加の構成要素（含まれる場合）に制御シグナルを提供するように構成される。プロセッサ２０２はまた、プリントヘッド１５０およびリコートヘッド１４０に制御シグナルを提供する（それによって作動させる）ように構成されてもよい。制御システム２００はまた、リコートヘッド１４０の１つまたは複数のセンサからシグナルを受信し、これらのシグナルに基づいて、リコートヘッドアクチュエータ１４４、プリントヘッドアクチュエータ１５４、ビルドプラットフォームアクチュエータ１２２、サプライプラットフォームアクチュエータ１３２、プリントヘッド１５０、および／またはリコートヘッド１４０のうちの１つまたは複数を作動させるように構成され得る。
【0066】
本明細書に記載の実施形態では、付加製造装置１００を制御するためのコンピュータ可読および実行可能命令が制御システム２００のメモリ２０４に記憶される。メモリ２０４は、非一時的なコンピュータ可読メモリである。メモリ２０４は例えば、限定はしないが、揮発性および／または不揮発性メモリとして構成することができ、したがって、ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ、および／または他のタイプのランダムアクセスメモリを含む）、フラッシュメモリ、レジスタ、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、および／または他のタイプの記憶構成要素を含むことができる。
【0067】
図１を参照すると、付加製造装置１００は、ビルドサイクルの開始時に概略的に示されている。本明細書で使用するとき、用語「ビルドサイクル」は、ビルドプラットフォーム１２０上にオブジェクトの単一層をビルドするプロセスを指す。本明細書で説明する実施形態では、「ビルドサイクル」がサプライプラットフォーム１３０を上昇させること、ビルドプラットフォーム１２０を下降させること、サプライプラットフォーム１３０からビルドプラットフォーム１２０にビルドマテリアル４００の新しい層を分配すること、ビルドプラットフォーム１２０上に分配されたビルドマテリアル４００の新しい層上にバインダマテリアル５００を堆積させること、および任意選択でプリントヘッド１５０をクリーニングすることのそれぞれの１回の反復を含むことができる。
【0068】
図１はビルドマテリアル４００をビルドレセプタクル１２４のビルドプラットフォーム１２０に供給するために、アクチュエータアセンブリ１０２のリコートヘッド１４０と共に使用されるサプライレセプタクル１３４を備える付加製造装置１００を示すが、他の実施形態が企図され、考えられることを理解されたい。例えば、実施形態では、装置１００がサプライレセプタクルの代わりにビルドマテリアルホッパを含むことができる。そのような実施形態では、ビルドマテリアルホッパがリコートヘッドアクチュエータ１４４に結合されるか、またはビルドプラットフォーム１２０の上に固定されてもよい。さらに、図１は図２Ａ～図２Ｃに示されるようなアクチュエータアセンブリを備える付加製造装置１００を示すが、アクチュエータアセンブリの他の構成が企図され、考えられることを理解されたい。
【0069】
さらに、本明細書に記載される様々な実施形態はパウダーベッド上にバインダマテリアルを堆積させるプリントヘッドに関して説明されるが、他の付加製造様式が企図され、考えられることを理解されたい。例えば、本明細書に記載のプリントヘッドは、レーザー又は他のエネルギビーム又は他の圧密装置と置き換えることができる。
【0070】
前述の記述は、付加製造装置の構成要素の様々な実施形態およびそれを使用するための方法を含む。プリントヘッドアクチュエータ１５４およびリコートヘッドアクチュエータ１４４に結合された、プリントヘッド１５０、リコートヘッド１４０、および直線運動ステージを含む、これらの構成要素の様々な組合せが、閉ループ環境システムによって制御されるプロセスチャンバ内に提供されることを理解されたい。環境システムは、プロセスチャンバが不活性状態（例えば、化学反応性パウダーをビルドマテリアルとして使用することができる）と非不活性状態との間で変更されることを可能にする。したがって、付加製造システムの様々な実施形態はより広範囲のビルドマテリアルを使用することを可能にし、また、ビルドマテリアル間の精度を高めることができる、プロセスチャンバ内の周囲の追加の制御を可能にする。
【0071】
様々な実施形態において、特定の成分は、互いに「上流」または「下流」であると記載される。本明細書で使用するとき、用語「上流」は、プロセスチャンバへの出口に向かう方向に移動すること、又は流体フローの方向の流路に沿った別の構成要素と比較してプロセスチャンバの出口に比較的近い構成要素を指す。「上流」と併せて使用される「下流」という用語は、別の構成要素と比較して、プロセスチャンバの入口に向かう方向、またはプロセスチャンバの入口に比較的近い方向を指す。一般に、環境システムを通る流体フローは、上流から下流までである。本明細書で使用するとき、用語「直接」は「上流」又は「下流」と併せて使用されるとき、介在する構成要素を通過することなく、ガスフローが第１構成要素から第２構成要素に流れる配置を指す。しかしながら、ガスフローは、構成要素間の直接的な関係に影響を及ぼすことなく、１つ以上のセンサによって、または１つ以上のバルブを通過し得ることが企図される。
【0072】
例示として図４および図５を参照すると、付加製造装置の環境システム４０１、５０１の実施形態が概略的に示されている。概して、環境システム４０１、５０１は、プリントヘッド１５０、リコートヘッド１４０、および直線運動ステージ４２０を囲むプロセスチャンバ３００を含む。直線運動ステージ４２０は上述のように、プリントヘッドアクチュエータ１５４およびリコートヘッドアクチュエータ１４４に結合される。プリントヘッド１５０及びリコートヘッド１４０は上述のように、ビルドマテリアル４００及びバインダマテリアル５００を堆積させることによって３次元物体をビルドするために、プロセスチャンバ３００内で動作する。環境システム４０１、５０１には、環境システム４０１、５０１の閉ループを構成する様々な構成要素との間のガスフローを制御するように動作可能で一般的かつ集合的にバルブ４０と参照される、または参照番号４０に続いてアルファベットのインジケータ（例えば、４０ａ、４０ｂなど）によって個々に参照される多数のバルブが存在する。さらに、センサ４４と総称されるか、または参照番号４４に続いてアルファベットのインジケータ（例えば、４４ａ、４４ｂなど）によって個々に参照される、いくつかのセンサが、環境システムの閉ループ全体の様々な点に位置する。実施形態では、バルブ４０のうちの１つまたは複数がセンサ４４のうちの１つまたは複数によって制御システム（図２の制御システム２００など）に提供される情報に基づいて動作され得る。
【0073】
以下の説明では、閉ループ環境システム全体にわたって配置されたセンサ４４は、センサ４４が示される各位置に１つまたは複数のセンサを含むことができる。好適なセンサは、限定ではなく例として、圧力センサ、温度センサ、湿度センサ、蒸気センサ、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）センサ、爆発下限（ＬＥＬ）センサ、酸素センサなどを含むことができる。
【0074】
図４および図５に示すように、粒子分離システム４０２は、プロセスチャンバ３００に流体的に結合されて、プロセスチャンバ３００から粒子含有ストリームを受け取る。例えば、実施形態では、バルブ４０ａおよび４０ｂが開かれると、バインダマテリアル５００およびクリーニング液の揮発によって生成されたビルドマテリアル４００および水蒸気および／または溶剤蒸気の粒子を含むガスストリームがプロセスチャンバ３００から抽出される。
【0075】
図４及び図５において、バルブ４０ａは、リコートヘッド１４０と粒子分離システム４０２との間に配置されている。バルブ４０ａは、リコートヘッド１４０に結合されたバキュームシステムなどを介して、リコートヘッド１４０によって受け取られるガスフローを制御するために使用することができる。実施形態では、バキューム装置が約２０立方フィート／分（ＣＦＭ）を超える流量でリコートヘッド１４０を通してガスフローを引き込む。したがって、バキュームシステムはリコートヘッド１４０の入口に結合された管を含むことができ、これは、リコートヘッド１４０を通してガスフローを引き込み、リコートヘッド１４０がビルド表面またはパウダーで覆われた任意の他の表面上を通過する間にビルドマテリアルを乱すことによってエアロゾル化されるビルドマテリアルを除去する。バキュームシステムは特定の実施形態に応じて変更することができるが、プロセスチャンバ３００内でエアロゾル化または流動化されるビルドマテリアルを除去することが有効であることを条件とする。使用に適したバキュームシステムの１つの実例は２０２０年５月２２日に出願された「バキュームを含む付加製造リコートアセンブリおよびその使用方法」と題された特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０／３４２０４にさらに詳しく記載されており、その内容は引用により本明細書に組み込まれる。いくつかの実施形態ではリコートヘッド１４０がそのようなバキュームシステムを含まなくてもよく、したがって、そのような実施形態ではバルブ４０ａは含まれなくてもよいことが企図される。実施形態ではバルブ４０ａがリコートヘッド１４０からのガスフローが、他のタイプのバルブを使用することができるが、オン、オフ、または調節されることを可能にする絞りバルブである。
【0076】
別のバルブであるバルブ４０ｂはプロセスチャンバ３００からのガスフローを制御するために、プロセスチャンバ３００と粒子分離システム４０２との間に配置される。実施形態ではバルブ４０ｂがプロセスチャンバ３００からのガスフローをオンにし、オフにし、または調整することを可能にする絞りバルブであるが、他のタイプのバルブを使用することができることが企図される。
【0077】
図４および図５に示すように、含まれる場合、バルブ４０ａを通るフローは、粒子分離システム４０２の上流でバルブ４０ｂを通るフローと合流する。実施形態では、ベンチュリ（図示せず）がバルブ４０ａを通るフローがバルブ４０ｂを通るフローに合流する流路に含まれる。含まれる場合、ベンチュリはベンチュリのスロートに低圧領域を生成し、これは、リコートヘッド１４０からの吸気流を駆動するのに効果的である。実施形態では、ベンチュリが例えば、リコートヘッド１４０のボリュームおよびリコートヘッド１４０を通して引き込まれるガスの吸入流に基づいて変化し得る、環境システムの最低流量を満たすように選択される幾何学的形状を有する。
【0078】
少なくとも１つのセンサ４４ａは、粒子分離システム４０２のすぐ上流に配置される。単一のセンサ４４ａが示されているが、任意の数のセンサ４４を粒子分離システム４０２の上流の流路に沿って配置することができることが企図される。例えば、いくつかの実施形態では、センサ４４ａが温度センサ、圧力センサ、またはその両方を含むことができる。温度センサは粒子含有ストリームの温度を測定し、一方、圧力センサは、粒子含有ストリームの圧力を測定する。含まれる場合、圧力センサから受信される情報は、漏れが環境システムの閉ループ内に存在するかどうかを決定するために使用され得る。
【0079】
粒子分離システム４０２は粒子の少なくとも一部を分離して取り出し、粒子をマテリアルハンドリングシステム４０３に送る。実施形態では、バルブ４０ｃが環境システムからマテリアルハンドリングシステム４０３への粒子のフローを制御する。以下でより詳細に説明するように、バルブ４０ｃは実施形態ではオン位置にあるときに粒子が粒子分離システム４０２からマテリアルハンドリングシステム４０３に通過することを可能にし、オフ位置にあるときに粒子が粒子分離システム４０２からマテリアルハンドリングシステム４０３に通過することを防止する、オン／オフバルブである。しかしながら、他のタイプのバルブが使用されてもよい。粒子分離システム４０２による粒子含有ストリームからの粒子の少なくとも一部の分離は、粒子分離システム４０２に流体的に結合されたフィルタ４０４に通される粒子が低減されたストリームをもたらす。実施形態では粒子分離システム４０２が図６～図８のいずれか１つに示され、説明される粒子分離システムであるが、特定の実施形態に応じて、他の粒子分離システムが使用されてもよいことが企図される。
【0080】
様々な実施形態では、粒子分離システム４０２が粒子含有ストリーム中の粒子の約５０重量％超、７５重量％超、８０重量％超、８５重量％超、９０重量％超、９５重量％超、又は更には９７重量％超を除去するのに有効である。実施形態では、粒子分離システム４０２が約５．０ミクロン（μｍ）より大きい、約４．０μｍより大きい、約３．５μｍより大きい、約３．０μｍより大きい、約２．５μｍより大きい、約２．０μｍより大きい、約１．５μｍより大きい、又は更には約１．０μｍより大きい粒子を粒子含有ストリームから分離する。したがって、実施形態では、粒子分離システム４０２が粒子含有ストリームから粒子の大部分を除去することによって、フィルタ４０４への負荷を低減する。
【0081】
図４および図５に示すように、実施形態では、センサ４４ｂが粒子分離システム４０２とフィルタ４０４との間の流路に沿って配置される。単一のセンサ４４ｂが示されているが、粒子分離システム４０２とフィルタ４０４との間の流路に沿って任意の数のセンサ４４を配置することができることが企図される。例えば、いくつかの実施形態では、センサ４４ｂが温度センサ、圧力センサ、またはその両方を含むことができる。特定の一実施形態では、圧力センサおよび温度センサが粒子分離システム４０２とフィルタ４０４との間に配置される。別の実施形態では、圧力センサが粒子分離システム４０２とフィルタ４０４との間にある。センサ４４ｂが圧力センサを含む場合、それを使用して、環境システムの閉ループ内に漏れが存在するかどうかを決定することができる。追加的または代替的に、（センサ４４ａが圧力センサを含むとき）センサ４４ａと併せて、センサ４４ｂからの情報を使用して、粒子分離システム４０２に問題が存在するかどうかを決定することができる。そのような問題はたとえば、予想よりも大きい圧力降下（たとえば、センサ４４ａによって感知される圧力とセンサ４４ｂによって感知される圧力との間の圧力差）（たとえば、しきい値圧力差）によって示され得る。
【0082】
実施形態では、フィルタ４０４が高効率微粒子エア（ＨＥＰＡ）フィルタ（米国エネルギー省によって定義される）である。例えば、実施形態では、フィルタ４０４が直径が０．３μｍである粒子の少なくとも９９．９７％を除去することができるＨＥＰＡフィルタである。他のタイプのフィルタを使用することができるが、ただし、それらは還元粒子流から残留粒子を除去することができる。例えば、より大きな粒径を有するビルドマテリアルが使用される場合、他のタイプのフィルタが使用されてもよい。追加的にまたは代替的に、利用可能な圧力降下および流量などの他のシステム構成要素および要件に応じて、異なるタイプのフィルタを使用することができる。実施形態において、ビルドマテリアル４００は３．５μｍ以上のｄ１０を有し、ＨＥＰＡフィルタがフィルタ４０４として使用される。様々な実施形態では、フィルタ４０４が低減された粒子流からビルドマテリアル４００の残りの粒子を除去し、クリーンガスストリームを提供する。
【0083】
図４および図５に示されるように、実施形態では、バルブ４０ｄおよび４０ｅがフィルタ４０４が流体的に隔離されることを可能にするために、フィルタ４０４のすぐ上流およびすぐ下流にそれぞれ設けられる。したがって、そのような実施形態では、フィルタ４０４が環境システム４０１、５０１内のガスが閉ループから漏出することを可能にすることなく、除去、クリーニング、または交換することができる。実施形態ではバルブ４０ｄおよび４０ｅが手動オン／オフバルブであり、これはガスがフィルタ４０４を通って流れることができるオン位置と、オペレータによってガスがフィルタ４０４を通って流れることが防止されるオフ位置との間で動作することができる。しかしながら、自動バルブを含む他のタイプのバルブが企図され、可能である。
【0084】
図４および図５に示されるように、フィルタ４０４は、ブロワ４０６に流体的に結合される。図４および図５は単一のブロワ４０６のみを含むものとして示されているが、実施形態では１つまたは複数の追加のブロワが含まれてもよいことが企図される。例えば、粒子分離システム４０２は、ブロワを含んでもよい。図４ではフィルタ４０４がクリーンガスストリームをブロワ４０６に直接通すが、図５ではクリーンガスストリームの少なくとも一部がブロワ４０６に供給される前に除湿器５０２（以下でより詳細に説明する）を通過する。ブロワ４０６は、環境システムを通してクリーンガスストリームを循環させる。ブロワ４０６としてはＨＲＤ ２Ｔ ＦＵ ＡＴＥＸ（ＴＭ）として入手可能なもの、例えば、エレクトロエアシステムズ社（独国）から入手可能な可変周波数駆動（ＶＦＤ）を有するＨＲＤ ２Ｔ ＦＵ－９５／２．２、またはＶＦＤと連結されたエアーテックバキューム社から入手可能な３ＴＡシリーズ遠心ブロワを含むが、これらに限定されない、いくつかの市販のブロワのいずれか１つを含むことができる。システムが必要とする圧力および流量を提供できるならば、他のブロワを使用してもよい。例えば、実施形態では、ブロワ４０６が環境システムを通って流れるガスに対して、７０ｍｂａｒ以上、７５ｍｂａｒ以上、８０ｍｂａｒ以上、さらには８５ｍｂａｒ以上の駆動圧力を提供する。ブロワ４０６はまた、例えば、ブロワ特性速度、断熱効率、出力、最大フローレートに基づいて選択されてもよい。ブロワ４０６の選択は粒子分離システム４０２およびフィルタ４０４を含むが、これらに限定されない、システム内の他の構成要素の選択に影響を与えることができ、影響を与えることを理解されたい。特に、ベンチュリ、粒子分離システム４０２およびフィルタ４０４を含む、システム内の様々な構成要素にわたる許容可能な圧力降下は、ブロワ４０６の圧力公差に依存する。
【0085】
本明細書ではブロワ４０６の上流に配置されるものとして説明されるが、実施形態では除湿器５０２がブロワ４０６の下流に配置され得ることが企図される。構成要素の順序は、選択された特定の構成要素、ならびに他のシステム動作パラメータに応じて変化し得ることを諒解されたい。例えば、バインダおよびクリーニング液からの蒸気に対して不活性であるブロワの使用は、そこから蒸気を抽出する必要なく、ガスをブロワに通すことを可能にすることができる。さらに、プロセスチャンバ内で使用される蒸気含有および特定のガスが燃焼リスクをもたらさない実施形態、および／またはブロワが凝縮環境で動作しない実施形態はそこから蒸気を抽出する必要なしに、ガスがブロワを通過することを可能にすることができる。したがって、ガスは、環境、動作パラメータ、ガス含有、および選択される特定のブロワに応じて、ブロワの上流または下流で調整または処理され得ることを理解されたい。
【0086】
図４に示される実施形態などの実施形態では、センサ４４ｃがフィルタ４０４とブロワ４０６との間の流路に沿って配置される。例えば、センサ４４ｃは、フィルタ４０４及びバルブ４０ｅの下流側であって、ブロワ４０６の上流側に配置されている。単一のセンサ４４ｃが示されているが、任意の数のセンサ４４をフィルタ４０４とブロワ４０６との間の流路に沿って配置することができることが企図される。例えば、いくつかの実施形態では、センサ４４ｃが温度センサ、圧力センサ、またはその両方を含むことができる。特定の一実施形態では、圧力センサおよび温度センサがフィルタ４０４とブロワ４０６との間に配置される。
【0087】
実施形態では、センサ４４ｂおよび４４ｃはそれぞれ、圧力センサを含む。したがって、センサ４４ｂおよび４４ｃは一緒に、フィルタ４０４の容量に関する情報を提供することができ、また、フィルタ４０４がいつ交換を必要とするかを示すことができる。
【0088】
図４に示される実施形態では、ブロワ４０６からのクリーンガスストリームが場合によってはコンセントレータ４０８に送られてもよい。コンセントレータ４０８は、含まれる場合、蒸気（例えば、クリーニング液及び／又はバインダマテリアル５００から放出された蒸気）をクリーンガスストリーム中に濃縮して、コンデンサシステム４１０を通過するガスストリームの量を減少させる。例えば、コンセントレータ４０８はクリーンガスストリーム中に存在する蒸気を、約５０％（ｖ／ｖ）未満のボリュームに濃縮することができ、これはコンデンサシステム４１０に送られ、一方、クリーンガスストリームの残りのボリュームはコンデンサシステム４１０の下流のポイントでループに戻される。したがって、含まれる場合、コンセントレータ４０８は、システムの全体的な効率を改善することができる。コンセントレータ４０８が含まれ、使用される場合、バルブ４０ｆおよび４０ｇはクリーンガスストリームを強制的にコンセントレータ４０８を通過させるために閉じられ得、バルブ４０ｓはコンセントレータ４０８との流体連通を可能にするために開かれ得る。
【0089】
図４に示すように、センサ４４ｄは、ブロワ４０６の下流に配置されている。実施形態では単一のセンサ４４ｄとして示されているが、センサ４４ｄは圧力センサ、温度センサ、および／または湿度センサを含むことができる。いくつかの実施形態では、湿度センサの代わりにＶＯＣまたはＬＥＬセンサを使用することができる。したがって、実施形態では圧力センサ、温度センサ、およびＶＯＣセンサはブロワ４０６のすぐ下流に配置される。実施形態では、圧力センサ、温度センサ、およびＬＥＬセンサがブロワ４０６のすぐ下流に配置される。実施形態では、圧力センサ、温度センサ、および湿度センサがブロワ４０６のすぐ下流に配置される。センサ４４ｄからの情報は例えば、バルブ４０ｆ、バルブ４０ｇ、またはバルブ４０ｆおよび４０ｇの両方を閉じるべきかどうか、およびブロワ４０６を出るクリーンガスストリームの経路を変更するためにバルブ４０ｓを開くべきかどうかを決定するために使用することができる。例えば、湿度センサ、ＶＯＣセンサ、ＬＥＬセンサ、および温度センサのうちの１つまたは複数からの情報を使用して、クリーンガスストリームが温度Ｔ１およびＶ１の蒸気濃度を有すること、ならびにクリーンガスストリーム（例えば、Ｖｔｈｒｅｓｈｏｌｄが蒸気のしきい値レベルであるＶ１＞Ｖｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）中に望ましくないレベルの蒸気が存在することを決定することができる。したがって、バルブ４０ｆ、４０ｇ、および／または４０ｓはクリーンガスストリームがコンセントレータ４０８を通って流れるように調整され得る（例えば、バルブ４０ｆおよび４０ｇが閉じられ、バルブ４０ｓが開かれる）。あるいは、湿度センサ、ＶＯＣセンサ、ＬＥＬセンサ、および温度センサのうちの１つまたは複数からの情報を使用して、クリーンガスストリームが温度Ｔ１およびＶ１の蒸気濃度を有すること、およびクリーンガスストリーム中に存在する蒸気の濃度が許容可能であること（例えば、Ｖ１≦Ｖｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を決定することができる。したがって、バルブ４０ｆ、４０ｇ、および／または４０ｓはクリーンガスストリームがコンセントレータ４０８を迂回するように調整され得る（例えば、バルブ４０ｆおよび／または４０ｇが開かれ、バルブ４０ｓが閉じられる）。加えて、または代替的に、コンセントレータ４０８およびバルブ４０ｓが存在しないとき、湿度センサ、ＶＯＣセンサ、ＬＥＬセンサ、および温度センサのうちの１つまたは複数からの情報を使用して、クリーンガスストリームが温度Ｔ１およびＶ１の蒸気濃度を有すること、クリーンガスストリーム中に存在する蒸気の濃度が許容可能であること（例えば、Ｖ１≦Ｖｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）を決定することができ、バルブ４０ｆおよび／または４０ｇを調整して（例えば、バルブ４０ｆを閉じ、バルブ４０ｇを開く）、クリーンガスストリームにコンデンサシステム４１０を迂回させることができる。追加的にまたは代替的に、コンセントレータ４０８およびバルブ４０ｓが存在しないとき、湿度センサ、ＶＯＣセンサ、ＬＥＬセンサ、および温度センサのうちの１つまたは複数からの情報を使用して、クリーンガスストリームが温度Ｔ１およびＶ１の蒸気濃度を有し、クリーンガスストリーム（例えば、Ｖ１＞Ｖｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）中に望ましくない水準の蒸気が存在することを決定することができ、バルブ４０ｆおよび／または４０ｇを調整して（例えば、バルブ４０ｆを開き、バルブ４０ｇを閉じて）、クリーンガスストリームをコンデンサシステム４１０に流すことができる。
【0090】
実施形態では、バルブ４０ｆおよび４０ｇの一方または両方がクリーンガスストリームのフローをオンにする、クリーンガスストリームのフローをオフにする、またはクリーンガスストリームのフローを調整するために使用され得る絞りバルブである。したがって、バルブ４０ｆおよび４０ｇの動作の前述の説明は単にバルブを開閉することを指すが、コンセントレータおよび／またはコンデンサシステムを通るクリーンガスストリームのフローは絞りバルブの使用を通してさらに制御され得ることを理解されたい。しかしながら、他のタイプのバルブも可能であり、企図される。
【0091】
コンセントレータ４０８が含まれない実施形態ではまたはコンセントレータ４０８が含まれ、迂回されるとき、クリーンガスストリームはブロワ４０６からコンデンサシステム４１０に通される。コンデンサシステム４１０は様々な実施形態では凝縮ユニットおよび蒸発器コイルを含み、限定ではなく例示として、クリーニングステーション１１０（図１）内のクリーニング液によって周囲に放出される水および他の溶剤の蒸気、ならびにプロセスチャンバ内で堆積および硬化されるバインダマテリアルからの蒸気を含む、クリーンガスストリームから蒸気を抽出するように動作可能である。コンデンサシステム４１０は、一例および限定として、Ｔｒａｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓによって製造され、Ｔｒａｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから市販されているものなど、市販のＨＶＡＣシステムで従来使用されている空調機であり得る。実施形態では、コンデンサシステム４１０が２．５トン以上の市販のＨＶＡＣシステム、例えば、三菱電機トレーンＨＶＡＣ ＵＳ ＬＬＣ（Ｓｕｗａｎｅｅ、ＧＡ）からのＰＵＹ－Ａ３０ＮＨＡ７凝縮ユニット、およびＣｏｉｌｍａｓｔｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｍｏｓｃｏｗ、ＴＮ）からのＤＸＧ０７Ｃ１５蒸発器コイルであり得る。
【0092】
コンデンサシステム４１０はクリーンガスストリームから蒸気を除去し、実施形態では流体（例えば、凝縮蒸気）をクリーニング流体リザーバ４１２に提供し、ここで、流体はクリーニング流体再循環ループ（図示せず）を通して再循環され得る。他の実施形態では、凝縮された蒸気がシステムから除去され得るか、または廃棄物リザーバ（図示せず）に送られ得る。実施形態では、凝縮蒸気が再循環および／または廃棄物リザーバへの送出のために、分離、クリーニング、および／または処理することができる。凝縮蒸気を処理する他の方法も考えられる。蒸気が除去されたクリーンガスストリームは、その後、コンデンサシステム４１０から任意の加熱コイル４１４に送られる。
【0093】
実施形態では、センサ４４ｅがコンデンサシステム４１０のすぐ下流の経路に配置される。実施形態では単一のセンサ４４ｅとして示されているが、センサ４４ｅは圧力センサおよび／または温度センサを含むことができる。センサ４４ｅからの情報はコンデンサシステム４１０からのクリーンガスストリームの圧力に関する情報、および／またはコンデンサシステム４１０からのクリーンガスストリームの温度に関する情報を含むことができ、これは、例えば、環境システムの閉ループ内の漏れを識別するために、コンデンサシステム４１０との機能的問題を識別するために、などに使用することができる。温度センサがセンサ４４ｅとして含まれる実施形態では、センサからの情報が含まれる場合、加熱コイル４１４の１つまたは複数のパラメータを調整するために使用され得る。実施形態では、コンデンサシステム４１０から受け取ったクリーンガスストリームがＴ２＜Ｔ１であり、Ｖ２＜Ｖ１であれば、Ｖ２の蒸気濃度およびＴ２の温度を有する。したがって、コンデンサシステムは第１蒸気含有Ｖ１を有するガスストリームをプロセスチャンバから受け取り、ガスストリームに第２蒸気含有Ｖ２をプロセスチャンバに提供する。
【0094】
含まれる場合、加熱コイル４１４は、クリーンガスストリームの温度を上昇させるために使用されてもよい。例えば、コンデンサシステム４１０からのクリーンガスストリームが予想よりも低い（例えば、閾値温度よりも低い）温度を有する場合、加熱コイル４１４は、クリーンガスストリームを所望の温度まで上昇させるように調整することができる。好適な加熱コイル４１４の一例は、Ｔｅｍｐｃｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｈｅａｔｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｗｏｏｄ Ｄａｌｅ、ＩＬ）からモデル番号ＣＳＦ００１３１として市販されているフィン付きトリップヒータである。加熱コイル４１４から、含まれる場合、クリーンガスストリームはプレナム４１６に流れる。したがって、実施形態では、加熱コイル４１４を出るクリーンガスストリームがＴ３＞Ｔ２であり、Ｖ３≒Ｖ２であれば、Ｖ３の蒸気濃度およびＴ３の温度を有する。
【0095】
図４に示される実施形態はブロワ４０６、任意選択のコンセントレータ４０８、コンデンサシステム４１０、および任意選択の加熱コイル４１４を含むが、フィルタ４０４を出るクリーンガスストリームを処理および調整するために他の構成要素が使用され得ることが企図される。例えば、図５に示す実施形態では、環境システム５０１が除湿器５０２と、ブロワ４０６と、熱交換器５０４とを含む。
【0096】
図５において、バルブ４０ｅは、フィルタ４０４のすぐ下流に配置されている。センサ４４ｉは、バルブ４０ｅの下流に配置されている。実施形態では単一のセンサ４４ｉとして示されているが、センサ４４ｉは圧力センサ、湿度センサ、ＶＯＣセンサ、および／またはＬＥＬセンサを含むことができる。実施形態では、センサ４４ｉが圧力センサおよび湿度センサを含む。実施形態では、センサ４４ｉが圧力センサおよびＶＯＣセンサを含む。実施形態では、センサ４４ｉが圧力センサおよびＬＥＬセンサを含む。センサ４４ｉからの情報はフィルタ４０４からのクリーンガスストリームの圧力および／またはクリーンガスストリームの蒸気含有に関する情報を含むことができ、この情報蒸気含有は例えば、クリーンガスストリームが温度Ｔ１および蒸気含有Ｖ１を有すること、およびクリーンガスストリームが除湿器５０２に迂回されるべきか、またはブロワ４０６に直接的に送られるべきかを決定するために使用することができる。実施形態では、バルブ４０ｆおよび４０ｑがセンサ４４ｉからの情報に基づいて、クリーンガスストリームを方向付けるように動作され得る。
【0097】
例えば、実施形態では、クリーンガスストリームの蒸気含有が所望よりも大きいことを示すセンサ４４ｉからの情報に応じて（例えば、Ｖｔｈｒｅｓｈｏｌｄがしきい蒸気含有である場合に、Ｖ１＞Ｖｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）、バルブ４０ｆを閉じ、バルブ４０ｑを開いて、クリーンガスストリームを除湿器５０２に流すことができる。別の実施形態として、実施形態では、クリーンガスストリームの蒸気含有が所望の範囲（例えば、Ｖ１≦Ｖｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）内にあることを示すセンサ４４ｉからの情報に応じて、バルブ４０ｆを開くことができ、バルブ４０ｑを閉じて、クリーンガスストリームを除湿器５０２を迂回させ、ブロワ４０６に流すことができる。実施形態ではバルブ４０ｆおよび４０ｑがクリーンガスストリームが流路に沿って通過することを可能にするかまたは防止するオン／オフバルブであるが、他のタイプのバルブも可能であり、企図される。
【0098】
除湿器５０２は、実施形態ではクリーンガスストリームから蒸気または水分を除去するように動作可能である。いくつかの実施形態では、除湿器がＴｒｏｔｅｃ、Ｇｍｂｈ（Ｈｅｉｎｓｂｅｒｇ、ドイツ）から市販されているＴＴＲ－４００Ｄ（ＴＭ）デシカント除湿器などの、デシカントベースの除湿器である。冷却ベースの除湿器を含む他のタイプの除湿器は、実施形態に従って許容可能な範囲内に閉ループシステムの湿度を維持することができるという条件で、実施形態において使用されてもよい。しかしながら、比較的大量の水分がクリーンガスストリームから除去されるべき（例えば、約１ｋｇ／時より大きい）実施形態では、乾燥剤ベースの除湿器が改善された水分除去を提供し得る。実施形態では、除湿器５０２を出るクリーンガスストリームが蒸気含有Ｖ２を有し、Ｖ２＜Ｖ１である。
【0099】
クリーンガスストリームが除湿器５０２を通過（または迂回）した後、クリーンガスストリームはブロワ４０６に流れる。実施形態では、センサ４４ｊがブロワ４０６のすぐ上流に配置される。実施形態では単一のセンサ４４ｊとして示されているが、センサ４４ｊは圧力センサ、温度センサ、および／または酸素センサを含むことができる。実施形態では、センサ４４ｊが圧力センサと、温度センサと、一対の酸素センサとを含む。
【0100】
図５ではブロワ４０６に続いて、クリーンガスストリームはセンサ４４ｅ（図４に関して上述した）を通過して熱交換器５０４に流れる。熱交換器５０４は例えば、所望の温度を達成するためにクリーンガスストリームから除去されるべき推定熱負荷に基づいて選択される。実施形態では、熱負荷がプロセスチャンバ３００内の熱、ブロワ４０６からの熱、および除湿器５０２からの熱に基づいて推定することができ、クリーンガスストリーム（例えば、エア、Ｎ２、またはアルゴン）に含まれるガスの種類に基づいて変化させることができる。使用に適した市販の熱交換器５０４の一例は、Ｂｅｃｋｅｒ ＧｍｂＨ（ドイツ）から入手可能なＲＶ １．１７－０－１１４．１２である。実施形態では、熱交換器５０４が冷却器（図示せず）に結合される。したがって、熱交換器５０４は冷却装置と連動して、クリーンガスストリームから熱を除去し、冷却装置を通ってシステムから流出するように動作する。様々な実施形態では熱交換器５０４がクリーンガスストリームから熱を除去するために使用されるが（例えば、クリーンガスストリームの温度を低下させる）、実施形態では熱交換器５０４が冷却器を通して熱水を流し、熱水からクリーンガスストリームに熱を伝達することなどによって、クリーンガスストリームを加熱する（例えば、クリーンガスストリームの温度を上昇させる）ために使用され得ることが企図される。
【0101】
熱交換器からの下流では、バルブ４０ｐおよび４０ｒがクリーンガスストリームのフローをブロワ４０６に戻すか、またはプレナム４１６に向けるように動作する。例えば、バルブ４０ｐを閉じ、バルブ４０ｒを開いて、クリーンガスストリームを熱交換器５０４からブロワ４０６に再循環させることができる。そのような再循環は例えば、ガスがプロセスチャンバ、粒子セパレータ、およびフィルタを迂回することを可能にすることによって、ブロワが過熱するのを防止することができる。あるいは、バルブ４０ｐを開き、バルブ４０ｒを閉じて、クリーンガスストリームをプレナム４１６に向けることができる。実施形態では、バルブ４０ｒがブロワ４０６へのクリーンガスストリームの逆流を調整または防止する絞りバルブである。したがって、実施形態では、バルブ４０ｐおよび４０ｒがクリーンガスストリームの一部がブロワ４０６に再循環され得る一方で、クリーンガスストリームの残りがプレナム４１６に通されるように、開くことができる。そのような構成は例えば、システムが、必要とされる速度よりも速い速度でブロワを運転することを補償することを可能にすることができる。実施形態では、バルブ４０ｐがクリーンガスストリームのフローが流路に沿って流れることを可能にするか、または防止するように動作するオン／オフバルブである。いくつかの実施形態では、バルブ４０ｐおよび４０ｒの一方または両方がセンサ４４ｆから受信した情報に応答して動作することができる。
【0102】
図４に示される実施形態では、センサ４４ｆがプレナム４１６の上流で、加熱コイル４１４（含まれる場合）またはコンデンサシステム４１０の下流に配置される。図５の実施形態では、センサ４４ｆが熱交換器５０４の下流に配置される。センサ４４ｆは、クリーンガスストリームがプロセスチャンバ３００への供給に適しているかどうかを判定する最終チェックセンサである。実施形態では単一のセンサ４４ｆとして示されているが、センサ４４ｆは圧力センサ、温度センサ、湿度センサ、および／または酸素センサを含むことができる。いくつかの実施形態では、湿度センサの代わりにＶＯＣまたはＬＥＬセンサを使用することができる。したがって、実施形態では、センサ４４ｆが温度センサ、圧力センサ、酸素センサ、および湿度センサを含む。実施形態において、センサ４４ｆは、温度センサと、圧力センサと、酸素センサと、ＶＯＣセンサとを含む。実施形態において、センサ４４ｆは、温度センサ、圧力センサ、酸素センサ、及びＬＥＬセンサを含む。実施形態では、センサ４４ｆが温度センサ、圧力センサ、および湿度センサを含む。実施形態において、センサ４４ｆは、温度センサと、圧力センサと、ＶＯＣセンサとを含む。実施形態では、センサ４４ｆが温度センサと、圧力センサと、ＬＥＬセンサとを含む。センサの他の組み合わせが考えられ、可能である。
【0103】
図４および図５の両方に示されるように、リリーフバルブ４０ｈは、プレナム４１６の上流の流路に沿って配置される。リリーフバルブ４０ｈはプロセスチャンバ３００の過剰加圧を防止するために必要とされ得るように、あるボリュームのクリーンガスストリームが環境システム４０１、５０１から排出されることを可能にする。実施形態では、リリーフバルブ４０ｈが圧力が閾値圧力レベルを超えると開く機械バルブである。例えば、プロセスチャンバの壁は特定の圧力に耐えるように設計され、閾値圧力レベルはプロセスチャンバの限界に基づいて設定され得る。したがって、圧力がブロワの下流の閾値圧力レベルを超えると、リリーフバルブ４０ｈが開き、システム全体の圧力が低下する。
【0104】
プレナム４１６は、クリーンガスストリームのフローを直線運動ステージ４２０、並びにプリントヘッド１５０及びリコートヘッド１４０に提供する。特に、様々な実施形態では、直線運動ステージ４２０がバルブ４０ｉおよび流量計４２ａを介してプレナム４１６に結合される。実施形態ではバルブ４０ｉはピンチバルブであるが、他のタイプのバルブも考えられ、可能である。直線運動ステージ４２０に流れるクリーンガスストリームは直線運動ステージ４２０に正圧を提供し、これは、汚染物質（例えば、ビルドマテリアル）が直線運動ステージ４２０のキャビティに入るのを防ぐことができる。
【0105】
プリントヘッド１５０は、バルブ４０ｊおよび４０ｋならびに流量計４２ｂおよび４２ｃを介してプレナム４１６に結合される。実施形態では、バルブ４０ｊおよび流量計４２ｂがプレナム４１６とプリントヘッド１５０内のマニホールドとの間の流路に沿って配置され、プリントヘッド基板などを含むプリントヘッド１５０内の電子機器を冷却するためのガスフローを提供する。バルブ４０ｋおよび流量計４２ｃは実施形態ではプレナム４１６と、クリーンガスストリームをプリントヘッド１５０上に配置されたＩＲランプを横切って流すガスフロー出口との間の流路に沿って配置され、ＩＲランプを冷却し、および／または汚染物質などからＩＲランプの周囲のキャビティをパージする。プリントヘッドがＩＲランプを含まない実施形態では、バルブ４０ｋおよび流量計４２ｃが省略されてもよいことが企図される。実施形態ではバルブ４０ｊおよび４０ｋはピンチバルブであるが、他のタイプのバルブが企図され、可能である。しかしながら、ピンチバルブの使用は、バルブ４０ｊおよび４０ｋが所定の流量を可能にするように精密に制御されることを可能にする。流量は例えば、プリントヘッド１５０上に配置されたＩＲランプの個数、ＩＲランプの発熱量等に依存する。実施形態では、プリントヘッド１５０内の電子機器を冷却するために使用されるクリーンガスストリームのフローは約１０立方フィート／分（ＣＦＭ）～約１５ＣＦＭである。実施形態において、ＩＲランプを冷却するためのクリーンガスストリームのフローは、ランプ当たり約３ＣＦＭ～約５ＣＦＭである。
【0106】
リコートヘッド１４０は図４および図５の両方に示されるように、バルブ４０ｌおよび流量計４２ｄを介してプレナム４１６に結合される。特に、クリーンエアストリームはバルブ４０ｌを通ってリコートヘッド１４０に送られ、リコートヘッド１４０上に配置されたＩＲランプを横切ってクリーンガスストリームを流すガスフロー出口に送られて、ＩＲランプを冷却し、および／または汚染物質などからＩＲランプの周囲のキャビティをパージする。リコートヘッドが赤外線ランプを含まない実施形態では、バルブ４０ｌおよび流量計４２ｄを省略することができることが企図される。実施形態ではバルブ４０ｌはピンチバルブであるが、他のタイプのバルブも考えられ、可能である。上述のように、ピンチバルブを使用することにより、バルブ４０ｌを精密に制御して所定の流量を可能にすることができる。流量は例えば、リコートヘッド１４０に設置されるＩＲランプの個数や、ＩＲランプの発熱量等に依存する。実施形態において、電子機器を冷却するために使用されるフローは、約１０ＣＦＭ～約１５ＣＦＭである。実施形態において、ＩＲランプを冷却するためのクリーンガスストリームのフローは、ランプ当たり約３ＣＦＭ～約５ＣＦＭである。
【0107】
クリーンガスストリームは直線運動ステージ４２０、プリントヘッド１５０、およびリコートヘッド１４０を通ってプロセスチャンバ３００に入るが、実施形態ではプレナム４１６はまた、クリーンガスストリームの別個のフローをプロセスチャンバ３００に提供する。実施形態において、流量計４２ｅおよびバルブ４０ｍは、プレナム４１６とプロセスチャンバ３００との間に配置される。バルブ４０ｍの下流には、排気へのガスフローを可能にするかまたは防止するために、バルブ４０ｎが含まれる。実施形態ではバルブ４０ｍおよび４０ｎの一方または両方が絞りバルブであるが、他のタイプのバルブも可能であり、企図される。バルブ４０ｍおよび４０ｎの両方が開いているとき、プレナム４１６からのクリーンガスストリームの少なくとも一部は、バルブを通ってシステムから出る。クリーンガスストリームの残りのフローは、入口を通ってプロセスチャンバ３００に入る。
【0108】
図４および５は、不活性空気圧４２２および／または非不活性空気圧４２４からのフレッシュガスフローを制御するマスフローコントローラ４１８をさらに示す。実施形態では、マスフローコントローラ４１８がバルブ４０ｍを通過して流れるクリーンガスストリームに添加され、プロセスチャンバ３００に提供されるフレッシュガスの量を制御する。フレッシュガスは例えば、プロセスチャンバ３００内の環境が不活性環境に移行されているとき、プロセスチャンバ３００内の環境が非不活性環境に移行されているとき、またはプレナム４１６に到達するクリーンガスストリームが環境システムの閉ループ内の圧力を維持するのに不十分であるときに加えられてもよい。
【0109】
様々な実施形態では、プロセスチャンバ３００への入口がディフューザ（図示せず）に結合される。他の入口構造も可能であるが、ディフューザの使用はパウダーベッドの真上のガスフローに悪影響を及ぼすことなく、圧力降下を最小限に抑え、プロセスチャンバ内へのガスの均一なフローを可能にすることができる。例えば、実施形態では、プロセスチャンバ３００への入口がパウダーベッドの垂直方向上方（例えば、図１の＋Ｚ方向）に配置され、パウダーベッドの約２インチ内のガスストリームの速度が約１メートル毎秒（ｍ／ｓ）未満であるように、パウダーベッドから十分に離間されてもよい。例えば、実施形態では２００ＣＦＭ～３２０ＣＦＭでチャンバに入るガス（例えば、空気またはアルゴン）のフローのためのパウダーベッドの２インチ以内のガスの最大速度は１ｍ／ｓ未満、０．９ｍ／ｓ未満、または０．８５ｍ／ｓ未満である。加えて、実施形態では、プロセスチャンバ３００への入口がプロセスチャンバ３００の一方の側に向かって（例えば、図１のクリーニングステーション１１０の上に）配置されて、ビルドマテリアル４００が存在するプロセスチャンバ３００内の領域から入口フローをさらに分離することができる。入口の位置および形態は特定の実施形態に応じて変更することができるが、実施形態では入口がビルドマテリアル４００が存在する領域から物理的に離れており、プロセスチャンバ３００内で流動化されるビルドマテリアルの量を低減することができる。
【0110】
図４および図５に示すように、実施形態では、プロセスチャンバ３００が少なくとも１つのセンサ４４ｇを含む。図４および図５には単一のセンサとして示されているが、実施形態ではセンサ４４ｇが例えば、１つまたは複数の温度センサ、１つまたは複数の圧力センサ、１つまたは複数の酸素センサ、１つまたは複数の湿度センサ、１つまたは複数のＶＯＣセンサ、１つまたは複数のＬＥＬセンサ、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。実施形態では、プロセスチャンバ３００が少なくとも温度センサおよび圧力センサを含む。一実施形態では、プロセスチャンバ３００が少なくとも２つの圧力センサ、少なくとも２つの酸素センサ、４つの温度センサ、および湿度センサ、ＶＯＣセンサ、またはＬＥＬセンサを含む。プロセスチャンバ３００内のセンサの各々の特定の位置は、特定の実施形態に応じて変更することができる。例えば、プロセスチャンバ３００内のセンサの位置は、含まれるセンサの数、含まれるセンサのタイプ、含まれるセンサの感度などに応じて変化し得る。実施形態では、プロセスチャンバ３００内の温度センサがパウダーベッドから約２インチを超えて離間している。
【0111】
実施形態では、センサ４４ｇがプロセスチャンバ３００内の環境を変更するために必要とされ得るような、閉ループ環境システム４０１、５０１内の１つまたは複数のパラメータを変更するために使用され得る、プロセスチャンバ３００内の環境に関する情報を提供することができる。例えば、実施形態によれば、プロセスチャンバ３００は、約２５℃～約４０℃、または２７℃～約３５℃の温度、約１５％～約４０％の相対湿度、および約０ｍｂａｒ～約２０ｍｂａｒの圧力に維持され得る。実施形態によれば、プロセスチャンバ３００は、不活性状態にあるとき２ボリューム％未満、非不活性状態にあるとき約１５ボリューム％～約２２ボリューム％の酸素含有を有することができる。プロセスチャンバ３００内の特定の動作パラメータは特定の実施形態に応じて変化し得るが、本明細書で説明する環境システムの様々な構成要素は付加製造装置の動作中に特定の動作パラメータを達成し、維持するように共に動作することを理解されたい。動作パラメータ、したがってプロセスチャンバ３００内の環境のそのような維持は例えば、閉ループに沿った異なる位置に配置されたセンサ４４の使用、および特定の実施形態に応じて、バルブ４０のうちの１つまたは複数を調整して、環境システムの構成要素のうちの１つまたは複数へのガスフローを制御するために、および／またはブロワ４０６、コンセントレータ４０８、コンデンサシステム４１０、加熱コイル４１４、除湿器５０２、および／または熱交換器５０４の動作パラメータを調整するために、センサ４４からの情報を使用することによって達成することができる。センサ４４からの情報（例えば、情報）の受信及び処理、並びに環境システム４０１、５０１内でどのような調節を行うかの決定は、制御システム２００によって、又は付加製造装置の一部として含まれる別のコンピューティングデバイスによって行うことができることを理解されたい。
【0112】
さらに、実施形態では、閉ループに沿った異なる位置に配置されたセンサ４４のうちの１つまたは複数からの情報を使用して、環境システムの状態に関する警告を生成することができる。例えば、センサのうちの１つからの情報は最初に（例えば、制御システム２００によって）使用されて、バルブのうちの１つ以上を調整して、環境システムに対する調整を行うことができる。調節に続いて、１つ以上のセンサからの情報が環境システムが所定の範囲外にあることを示し続ける場合、制御システム２００は、警告を生成したり、付加製造装置の動作を休止したりすることができる。
【0113】
図４および図５に示される実施形態では、様々なセンサ４４およびバルブ４０が説明された。実施形態では、特定の実施形態に応じて、環境システム全体にわたって追加のセンサ４４およびバルブ４０が含まれてもよいことが企図される。さらに、実施形態では、図４および図５に記載されるセンサ４４およびバルブ４０のうちの１つまたは複数が省略され得る。センサ４４及びバルブ４０は、上述したもの以外のタイプのものであってもよい。例えば、オン／オフバルブとして説明されたバルブ４０はスロットルバルブであってもよく、逆もまた同様であり、センサ４４は、本明細書に開示される様々なタイプのセンサのうちの任意の１つまたは複数を含むことができる。実施形態では、バルブ４０がステンレス鋼で作製され、バルブ４０の各々の故障位置を制御するために、スプリングリターンアクチュエータと結合され得る。さらに、実施形態では、バルブ４０の位置に関するフィードバックを制御システム２００に提供するために、バルブのうちの１つまたは複数がデバイス（たとえば、位置センサ）に結合される。
【0114】
環境システム４０１、５０１の閉ループは、システム内の各構成要素を隣接する構成要素に流体的に結合するチューブまたはパイプをさらに含む。実施形態では、チューブをステンレス鋼または別の非反応性マテリアルで作製することができる。バルブ４０と共に、チューブは、システム全体の圧力損失を最小限に抑えるような大きさにされる。実施形態では、チューブサイズはまた、例えば、パウダー搬送のための流量、埋め込まれたセンサ／デバイス選択などに依存し得る。
【0115】
ここで図６～図７を参照すると、粒子分離システム４０２の様々な実施形態が示されている。図６および図７において、粒子分離システム４０２は、少なくとも第１入口マニホールド６０２ａおよび第２入口マニホールド６０２ｂを含む。本明細書に記載されるように、入口マニホールドは、参照番号６０２によって包括的におよび／または集合的に示されてもよく、または参照番号６０２に続いてアルファベット識別子によって具体的に参照されてもよい。図６の実施形態は、２つの入口マニホールド６０２ａおよび６０２ｂを含む。図７の実施形態はまた、２つの入口マニホールド６０２ａおよび６０２ｂを含むが、それらは両方とも図７では不明瞭であり、図示されていない。特定の実施形態に応じて、より多くのまたはより少ない数の入口マニホールドを含めることができることが企図される。さらに、長方形の断面を有するものとして図６に示されているが、実施形態では入口マニホールド６０２が予想される流量およびボリューム、ならびに粒子分離システム４０２を粒子含有ストリームの流入源に接続する配管態様および製造上の考慮事項に応じて、以下でより詳細に説明するように、単一のマニホールドが複数のサイクロンへのガスフローを提供するという条件で、任意の形状の断面を有することができることが企図される。
【0116】
様々な実施形態では、粒子分離システム４０２が少なくとも第１排気マニホールド６０４ａおよび第２排気マニホールド６０４ｂをさらに備える。本明細書に記載されるように、排気マニホールドは、参照番号６０４によって包括的におよび／または集合的に示されてもよく、または参照番号６０４に続いてアルファベット識別子によって具体的に参照されてもよい。図６および図７の実施形態はそれぞれ、２つの排気マニホールド６０４ａおよび６０４ｂを含む。特定の実施形態に応じて、より多くのまたはより少ない排気マニホールドを含めることができることが企図される。実施形態では、排気マニホールド６０４の数が入口マニホールド６０２の数に等しい。さらに、長方形の断面を有するものとして図６に、および台形の断面を有するものとして図７に示すが、実施形態では予想される流量およびボリュームならびに粒子分離システム４０２を粒子が低減されたストリームの受容手段に接続する配管態様および製造の考慮事項に応じて、以下でより詳細に説明するように、単一のマニホールドが複数のサイクロンからガスフローを受容する場合、排気マニホールド６０４が任意の形状の断面を有することができることが企図される。
【0117】
実施形態では、入口マニホールド６０２が排気マニホールド６０４の垂直下方（例えば、－Ｚ方向）に位置する。複数のサイクロンセパレータ６０５が、流体流路に沿って各入口マニホールド６０２と対応する排気マニホールド６０４との間に配置される。様々な実施形態において、複数のサイクロンセパレータ６０５は、複数のアレイ６０６に配置される。本明細書で説明するように、アレイは、総称的におよび／またはまとめて参照番号６０６によって示され得るか、または参照番号６０６によって具体的に示され、その後にアルファベット識別子が続くことがある。図６の実施形態は８つのアレイ６０６ａ、６０６ｂ、６０６ｃ、６０６ｄ、６０６ｅ、６０６ｆ、６０６ｇ、および６０６ｈを含み、４つのアレイは各入口マニホールド６０２とその対応する排気マニホールド６０４との間に配置され、図７の実施形態は２つのアレイ６０６ａおよび６０６ｂを含み、１つのアレイは各入口マニホールド６０２とその対応する排気マニホールド６０４との間に配置される。実施形態では、各アレイ６０６が対応する入口マニホールド６０２及び排気マニホールド６０４の長さに沿って配置されたサイクロンセパレータ６０５の実質的に直線状の配置である。図６では各アレイ内のサイクロンセパレータ６０５は直線状に配置され、図７では各アレイ内のサイクロンセパレータ６０５は直線軸に沿って互い違いに配置されている。各サイクロンセパレータ６０５が入口マニホールド６０２および排気マニホールド６０４に流体的に結合されるのであれば、各アレイ内のサイクロンセパレータ６０５の他の配置が企図される。
【0118】
実施形態では、複数のアレイ６０６が対応する入口マニホールド６０２および排気マニホールド６０４に結合された他のアレイに対して平行に配置される。例えば、図６において、アレイ６０６ａおよびアレイ６０６ｂは、他方に対して平行に配置される。同様に、図７において、アレイ６０６ａおよびアレイ６０６ｂは、他方に対して平行に配置される。入口マニホールド６０２および排気マニホールド６０４に対するアレイ６０６の並列配置は、複数のアレイ６０６が入口マニホールド６０２を通って流れる等しいボリュームのガスストリームを受け取ることを可能にする。しかしながら、実施形態では、１つまたは複数のアレイ６０６が他のアレイ６０６とは異なるボリュームのガスストリームを受容し得ることが企図される。
【0119】
特定の実施形態に応じて、任意の数の入口マニホールド、出口マニホールド、およびサイクロンセパレータのアレイを含めることができることが企図される。さらに、各アレイは、任意の数の個々のサイクロンセパレータを含み得ることが企図される。例えば、各アレイ６０６は、５個以上のサイクロンセパレータ、６個以上のサイクロンセパレータ、８個以上のサイクロンセパレータ、１０個以上のサイクロンセパレータ、１２個以上のサイクロンセパレータ、または１５個以上のサイクロンセパレータを含んでもよい。実施形態において、粒子分離システムにおけるサイクロンセパレータの総数は、１２個以上、１５個以上、１８個以上、２０個以上、またはさらには２５個以上のサイクロンセパレータである。粒子分離システム４０２に含まれる全サイクロンセパレータの個数は例えば、粒子分離システム上の許容圧力降下、分離する目標粒子径、ならびに付加製造装置１００の製造および寸法の考慮事項に応じて変化し得る。例えば、以下でより詳細に説明するように、圧力降下を低減するためにサイクロンセパレータの数を増やすことが望ましい場合があるが、空間的考慮事項は実際に含めることができる数を制限する場合がある。実施形態において、複数のサイクロンセパレータの各々は、実質的に等しいボリュームのガスストリームを受け取る。
【0120】
図８は、本明細書に記載の粒子分離システム４０２での使用に適したサイクロンセパレータ６０５の一実施形態の断面図である。図８に示されるように、各サイクロンセパレータ６０５は、粒子含有ストリームのための１つ以上の入口８０２と、粒子が低減されたストリームのための出口８０４と、粒子出口８０６と、セパレータ本体８１０によって境界付けられた内部分離チャンバ８０８とを含む。セパレータ本体８１０は、第１端部８１２と、第２端部８１４と、それらの間に延在する周壁８１６とを有する。周壁８１６は軸対称形状を有し、中心軸８１８を有する分離チャンバ８０８を画定する。粒子収集コンテナ７０６は最終的な廃棄のために分離された粒子を収集し、サイクロンセパレータ６０５の第２端部８１４にクロージャを提供するために提供される。図７に示されるように、粒子収集コンテナ７０６はアレイ６０６内の様々なサイクロンセパレータ６０５、および実施形態では複数のアレイ６０６によって共有される共通の粒子収集コンテナ７０６である。周壁８１６の軸対称形状は、円筒形、切頭円錐形、および他の回転形状を含む。本明細書ではサイクロンセパレータ６０５として説明するが、本明細書で説明する粒子分離システム４０２では他のタイプのセパレータを利用することもできる。
【0121】
また、図８には、セパレータ本体８１０の周壁８１６の軸対称形状が示されており、その内面が分離チャンバ８０８を画定している。図示の実施形態では、周壁が円筒形部分８２０と、円錐状または切頭円錐部分８２２とを有する。これは分離チャンバ８０８に先細の収束形状を提供し、これは入ってくる粒子含有ストリームの循環流を加速して、粒子の分離を向上させる。
【0122】
図６～図８を参照すると、動作時には図７に示すように、入ってくる粒子含有ストリームの全てが、共通の流体入口７０２を通って粒子分離システム４０２に入る。流体入口７０２は図６には示されていないが、流体入口は図７に示されるのと同様の様式で、図６の粒子分離システムに結合され得ることが企図される。図４および図５に示されるように、流体入口７０２は例えば、プロセスチャンバ３００およびリコートヘッド１４０から粒子含有ストリームを受け取るために、チューブまたはパイプに連結されてもよい。流体入口７０２は入口マニホールド６０２と流体連通しており、実施形態では、粒子含有ストリームのフローは流体入口７０２で分割されて、入口マニホールド６０２の各々を通るフローを提供する。具体的には、あるボリュームの粒子含有ストリームが入口マニホールド６０２の各々に流入する。粒子含有ストリームのボリュームの一部は、対応する入口マニホールド６０２または他の供給源から入口８０２を通ってサイクロンセパレータ６０５の各々に入る。実施形態では、入口８０２がセパレータ本体８１０の内側円筒壁に接する螺旋（平面）入口の形態をとることができる。特定の実施形態に応じて、他の入口構成（例えば、螺旋状入口）を使用することができる。実施形態において、入口における粒子含有ストリームの速度は、５ｍ／ｓ以上、１０ｍ／ｓ以上、１２ｍ／ｓ以上、または１５ｍ／ｓ以上である。実施形態において、入口での粒子含有ストリームの速度は、５ｍ／ｓ～２０ｍ／ｓである。次いで、流入するフローは、セパレータ本体８１０の第１端部８１２の近く、またはそれに隣接して分離チャンバ８０８に入る。粒子含有ストリームＰのフローは、入口８０２から分離チャンバの背面を横切ってページに入り、次いで、螺旋経路で分離チャンバ８０８の内部を循環し始め、次いで、流入空気の連続的なフローによって前方に拍動されて、セパレータ本体の第２端部８１４に向かって徐々に移動する。この螺旋状のフローパターンは、懸濁粒子を分離チャンバ８０８の壁に向かって半径方向外向きに押しやる傾向がある。
【0123】
図８に示す構成では、分離チャンバ８０８がセパレータ本体８１０の第１端部８１２付近の円筒形部分８２０と、セパレータ本体８１０の第２端部８１４付近のテーパ状の円錐部分８２２とを含む。円錐部分８２２の使用による分離チャンバ８０８の先細りは、フローを加速し、懸濁粒子を分離チャンバ８０８の壁に向かって半径方向外向きに方向付けるのに役立つ。出口８０４は第１端部８１２の近くにあるので、分離チャンバ８０８内を循環する気流は最終的に第２端部８１４に達し、第１端部８１２に向かって曲がる。分離チャンバ８０８の周壁に向かって半径方向外向きに投げられた懸濁粒子は出口８０４に向かって曲がることができず、したがって懸濁液から落ち、図７に見られるように、セパレータ本体８１０の第２端部８１４を囲む粒子収集コンテナ７０６内に堆積される。渦ファインダ８２４は出口８０４から軸方向内側に延在し、入口８０２からの流入流と出口８０４を通る流出流との間の分離を維持するのを助ける。
【0124】
図８の実施形態では、出口８０４が分離された粒子を粒子収集コンテナ７０６に方向付ける際に重力を利用するために、垂直に上方に、すなわち、重力とは反対の方向に配向されてもよい。しかしながら、パイプおよび他の設置の考慮事項に応じて、いくつかの状況では、垂直以外の角度でサイクロンセパレータ６０５を配向し、垂直上方以外の位置で出口８０４を配向することが望ましい場合がある。
【0125】
あるボリュームの粒子が低減されたストリームはサイクロンセパレータ６０５から出口８０４を通って排気マニホールド６０４に流れ、これは１つ以上のアレイ６０６内のサイクロンセパレータ６０５から粒子が低減されたストリームのボリュームを収集する。排気マニホールド６０４から、粒子が低減されたストリームのボリュームは、サイクロンセパレータ６０５を出て、流体出口７０４に流れる。流体入口７０２と同様に、流体出口７０４は図６では省略されているが、流体出口７０４は図７に示されているのと同様の方法で、図６の粒子分離システム４０２に結合することができることを理解されたい。様々な排気マニホールド６０４からの粒子が低減されたストリームのボリュームは、流体出口７０４内で組み合わされ、フィルタ４０４などの環境システム内の次の構成要素に粒子が低減されたストリームを提供する。
【0126】
上述のように、環境システムで使用される特定の粒子分離システム４０２は、特定のシステム要件に応じて変化することができる。実施形態では、粒子分離システム４０２が粒子分離システムにわたる圧力降下および／または粒子分離システム４０２のカットサイズに少なくとも部分的に基づいて選択される。本明細書で使用するとき、用語「圧力降下」は、同じガス含有、熱吸収、及びブロワ速度に対する静圧降下、すなわち、粒子分離システム上の静圧降下を指す。本明細書で上述したように、動作中、粒子分離システム４０２上の圧力降下は粒子分離システム４０２のすぐ上流の粒子含有ストリームの測定圧力を（例えば、センサ４４ａを使用して）、粒子分離システムのすぐ下流の粒子が低減されたストリームの測定静圧と（例えば、センサ４４ｂを使用して）比較することによって得ることができる。実施形態において、圧降下は、２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスフローを使用して測定される。実施形態において、粒子分離システム４０２は、１．５ｐｓｉ以下、１．０ｐｓｉ以下、０．５ｐｓｉ以下、または０．３ｐｓｉ以下の最大圧力降下を有する。実施形態において、粒子分離システム４０２は、約０．５ｐｓｉ～約０．３ｐｓｉの最大圧力降下を有する。環境システム内の他の構成要素に応じて、より大きな圧力降下が企図され、可能である。
【0127】
いくつかの実施形態では、粒子分離システムにわたる圧力降下がブロワによって許容される最大圧力降下の約３０％以下、約２５％以下、または約２０％以下である。実施形態では、粒子分離システムがＡＳＴＭ Ｆ５５８－１３に従って測定して、約２００ＡＷ未満、約１９５ＡＷ未満、または約１９０ＡＷ未満のエアワット（ＡＷ）を有する。
【0128】
圧力降下を制御するために使用することができる他のパラメータの中でも、粒子分離システム４０２内のサイクロンセパレータ６０５の総数の増加は分離チャンバ８０８内の第１端部８１２から測定されるサイクロンセパレータ６０５の総高さ（Ｈ）の、分離チャンバ８０８内の最も狭い直径に対する、円筒形部分８２０の直径（Ｄ）（例えば、Ｈ／Ｄ）に対する比を増加させることができるように、圧力降下を減少させることができると考えられる。実施形態において、Ｈ／Ｄの比は、４．０以上、４．１以上、４．２以上、４．３以上、４．４以上、または４．５以上である。実施形態において、各サイクロンセパレータ６０５の高さＨは、１．０ｍ以下、０．９ｍ以下、０．８ｍ以下、０．７ｍ以下、０．６ｍ以下、０．５ｍ以下、または０．４ｍ以下である。実施形態において、各サイクロンセパレータの高さＨは、０．１ｍ以上、０．２ｍ以上、０．３ｍ以上、または０．４ｍ以上である。実施形態において、直径（Ｄ）は、０．２５ｍ以下、０．２ｍ以下、０．１５ｍ以下、または０．１ｍ以下である。実施形態において、直径（Ｄ）は、０．０５ｍ以上、０．１ｍ以上、０．１５ｍ以上、または０．２ｍ以上である。
【0129】
本明細書で使用するとき、用語「カットサイズ」は、０．５のフラクション効率で分離される粒径を指す。実施形態において、粒子分離システム４０２は、５μｍ以上のカットサイズを有する。言い換えれば、実施形態では、粒子分離システム４０２が５μｍ以上の粒径を有する粒子の９５％超、９９％超、またはさらには９９．５％超を分離する。実施形態において、粒子分離システム４０２は、３．５μｍ以上のカットサイズを有する。言い換えれば、実施形態において、粒子分離システム４０２は、３．５μｍ以上の粒径を有する粒子の９５％超、９９％超、またはさらには９９．５％超を分離する。実施形態では、粒子分離システム４０２がＭｕｓｃｈｅｌｋｎａｕｔｚ法を使用して計算されるように、１μｍ以上のカットサイズを有する。言い換えれば、実施形態では、粒子分離システム４０２が１μｍ以上の粒径を有する粒子の９５％超、９９％超、またはさらには９９．５％超を分離する。他の切断寸法も考えられ、例えば、付加製造装置１００に使用されるビルドマテリアル４００に応じて変更することができる。実施形態において、カットサイズは粒子分離システム４０２に入り、粒子分離システム４０２を出る粒子の粒子サイズ分布を比較することによって決定することができる（例えば、粒子分離システム４０２を通過する粒子の粒子サイズ分布を決定する）。粒子サイズ分布は、ＡＳＴＭ Ｂ８２２に従って光散乱法を用いて測定することができる。粒子サイズ分布は例えば、Ｍｉｃｒｏｔｒａｃ Ｉｎｃ（Ｍｏｎｔｇｏｍｅｒｙｖｉｌｌｅ、ＰＡ）から入手可能なＳ３５００粒径分析器を用いて測定することができる。
【0130】
上述のように、粒子分離システム４０２によってガスフローから分離された粒子は、粒子収集コンテナ７０６（図６では省略）に収集される。図７に示されるように、複数のサイクロンセパレータ６０５は、共通の粒子収集コンテナ７０６に結合される。実施形態において、１つ以上のアレイ６０６のためのサイクロンセパレータ６０５は、共通の粒子収集コンテナ７０６に連結され得る。さらに、各粒子分離システム４０２は、１つ以上の粒子収集コンテナ７０６を含むことができる。例えば、図７に示されるように、粒子分離システム４０２は２つの粒子収集コンテナ７０６を含むが、実施形態では単一の粒子収集コンテナを使用することができ、または３つ以上の粒子収集コンテナ７０６を使用することができる。追加の粒子収集コンテナを含むことは各粒子収集コンテナに結合されるサイクロンセパレータ６０５の数を制限することができ、それによって「クロストーク」を低減するが、以下でより詳細に説明するように、追加の粒子収集コンテナはより多くのバルブおよびアクチュエータをもたらし、その制御の複雑さを増大させることができることも理解されたい。
【0131】
様々な実施形態では、粒子分離システム４０２が付加製造装置１００によって実行されるような付加製造処理を使用して製造することができる。付加製造法の使用は、より多数のサイクロンセパレータ６０５およびより複雑な流路を粒子分離システム４０２に組み込むことを可能にすることができる。他の効果は、付加製造工程を用いて粒子分離システム４０２をプリントすることによって実現することができる。
【0132】
実施形態では、粒子収集コンテナ７０６が粒子収集コンテナ７０６の出口７０９に向かって粒子を案内するための少なくとも１つの傾斜面を有する。粒子収集コンテナ７０６があるボリュームの粒子を保持することができるのであれば、粒子収集コンテナ７０６の他の形状も考えられ、可能である。実施形態では、粒子収集コンテナ７０６内のボリュームが完全なビルドのために付加製造装置によって使用されるビルドマテリアルのボリュームの約１０％以上である。実施形態では粒子収集コンテナ７０６の出口７０９が粒子収集コンテナ７０６の底面に配置されるが、他の構成も可能であり、企図される。出口７０９は粒子収集コンテナ７０６をバルブ４０ｃに結合し、これは、図４および図５のマテリアルハンドリングシステム４０３などのマテリアルハンドリングシステムに粒子を戻すことを可能にするように動作可能である。
【0133】
実施形態では、バルブ４０ｃがバルブ４０ｃを通って粒子が流れる開状態と、バルブ４０ｃを通って粒子が流れることが防止される閉鎖状態との間でバルブ４０ｃを移動させるように構成されたアクチュエータ（図示せず）に結合される。バルブ４０ｃが閉じられると、粒子は粒子収集コンテナ７０６内に集まることができる。
【0134】
図７では、粒子収集コンテナ７０６がバルブ４０ｃを介してコンジット７０８に流体連結される。実施形態では、コンジット７０８がバルブ４０ｃとバルブ７１２との間に延在する。実施形態では、コンジット７０８がバルブ７１２に近接する第２直径よりも大きい、バルブ４０ｃに近接する第１直径を有する。したがって、実施形態では、コンジット７０８がバルブ４０ｃとバルブ７１２との間のその長さに沿って直径が減少する。しかしながら、いくつかの実施形態では、コンジット７０８が実質的に一定のボリュームを有し得ることが企図される。
【0135】
実施形態では、粒子がバルブ７１２を通って流れる開状態と、粒子がバルブ７１２を通って流れることを防止される閉鎖状態との間で、バルブ７１２を移動させるように構成されたアクチュエータ（図示せず）にバルブ７１２が結合される。バルブ７１２が閉じられると、バルブ７１２を通ってコンジット７０８に入る粒子は、コンジット７０８に集まる。
【0136】
コンジット７０８は、バルブ７１２を介して粒子コンベヤ７１０に流体連結される。実施形態では粒子分離システム４０２と共に、粒子コンベヤ７１０は粒子ハンドリングシステムを形成することができる。実施形態では、粒子コンベヤ７１０がガスの流動化流が流れるチューブまたはパイプである。実施形態では、ガスの流動化流が粒子コンベヤ７１０に入る粒子を同伴し、それらをマテリアルハンドリングシステム４０３に運ぶ。いくつかの実施形態では、粒子分離システム４０２からマテリアルハンドリングシステム４０３への粒子の戻しはバルブ４０ｃおよび７１２に少なくとも部分的に起因する圧の低下を生じさせることなく、付加製造装置１００の通常動作中（例えば、物体がビルドされている間）に行うことができる。
【0137】
例えば、実施形態では、バルブ４０ｃおよび７１２が粒子分離システム４０２と粒子コンベヤ７１０との間に圧力ロックを生成するために（例えば、それらの対応するアクチュエータを通して）動作され得る。バルブ４０ｃおよび７１２ならびにそれらの対応するアクチュエータの動作は例えば、図２に示す制御装置２００によって、またはアクチュエータおよびバルブに通信可能に結合された別のコンピューティングデバイスによって制御することができる。付加製造装置１００は上述したように、物体をビルドしているものとする。さらに、バルブ４０ｃおよび７１２が閉鎖位置にあり、粒子収集コンテナ７０６とコンジット７０８との間に粒子のフローがなく、コンジット７０８と粒子コンベヤ７１０との間に粒子のフローがないと仮定する。したがって、コンジット７０８は、粒子収集コンテナ７０６および粒子コンベヤ７１０から流体的に隔離される。ガスストリームは、粒子分離システム４０２の下流にある粒子コンベヤを通って導かれる。付加製造装置の動作中、粒子含有ストリームは、詳しく上述したように、複数のサイクロンセパレータ６０５の中に導かれる。特に、粒子含有ストリームは、流体入口７０２及び入口マニホールド６０２を通って複数のサイクロンセパレータ６０５に導かれる。少なくともいくつかの粒子は、粒子含有ストリームから分離されて、粒子分離システム４０２から排出マニホールド６０４および流体出口７０４を通って導かれる、粒子が低減されたストリームを生成する。粒子含有ストリームから分離された少なくともいくつかの粒子は上記で詳細に説明したように、粒子収集コンテナ７０６に向けられる。バルブ４０ｃが閉鎖位置にある状態で、粒子は粒子収集コンテナ７０６内に蓄積される。
【0138】
実施形態では、バルブ４０ｃが粒子収集コンテナ７０６をコンジット７０８と流体的に結合し、粒子が収集コンテナからコンジット７０８内に流れることを可能にするように開かれる。実施形態では、コンジット７０８が重力が粒子収集コンテナ７０６からコンジット７０８への粒子のフローを補助するように、バルブ４０ｃの垂直下方にある。バルブ７１２を閉じると、粒子がコンジット７０８内に蓄積する。
【0139】
あるボリュームの粒子がコンジット７０８内に蓄積した後、バルブ４０ｃが閉じられ、粒子収集コンテナ７０６をコンジット７０８から流体的に隔離する。粒子分離装置４０２からの粒子は、付加製造装置の動作が継続することにつれて、粒子収集コンテナ７０６内に再度蓄積される。バルブ４０ｃが閉じられると、バルブ７１２が開かれて、コンジット内の粒子が粒子コンベヤ７１０のガスストリームに入ることが可能になる。様々な実施形態において、バルブ４０ｃは閉じられ、バルブ７１２は、粒子含有ストリームを複数のサイクロンセパレータ６０５に導く間に開かれる。言い換えれば、粒子分離システム４０２は、コンジット７０８から粒子コンベヤ７１０へ粒子が流れる間、継続的な動作状態にある。
【0140】
実施形態では、バルブ７１２がコンジット７０８が空になり、コンジット７０８に以前に収集された粒子が粒子コンベヤ７１０を通過するガスストリームに渡されるまで、開位置に留まる。コンジット７０８が空になると、バルブ７１２は閉じられる。次に、バルブ４０ｃを再び開いて、粒子収集コンテナ７０６からの追加の粒子をコンジット７０８に流入させることができる。様々な実施形態において、バルブ７１２は閉じられ、バルブ４０ｃは、粒子含有ストリームを複数のサイクロンセパレータ６０５に導く間に開かれる。言い換えれば、粒子分離システム４０２は、粒子収集コンテナ７０６からコンジット７０８へ粒子が流れる間、継続的な動作状態にある。
【0141】
粒子分離システム４０２は粒子収集コンテナからコンジット７０８への、およびコンジット７０８から粒子コンベヤ７１０へ粒子が流れる間、継続的な動作にあるが、様々な実施形態ではバルブ４０ｃおよびバルブ７１２のうちの少なくとも１つは粒子含有ストリームを複数のサイクロンセパレータ６０５に導く間、閉じられていることを理解されたい。言い換えれば、バルブ４０ｃおよび７１２のうちの少なくとも１つは、粒子分離システム４０２、具体的には複数のサイクロンセパレータ６０５を粒子コンベヤ７１０から流体的に隔離するために閉じたままである。粒子コンベヤ７１０からの粒子分離システム４０２の流体分離は、粒子分離システム４０２内、したがって環境システム内の圧力を維持する。
【0142】
環境システムを含む付加製造装置を詳述したが、実施形態において、環境システムは付加製造装置の動作を可能にするか、または改善するために使用され得ることを理解されたい。特に、本明細書に記載の様々な実施形態の環境システムが付加製造装置に組み込まれる場合、環境システムは不活性環境を含む安定な環境を確立および維持することができ、これにより、例えば、付加製造装置を化学的に反応性のビルドマテリアルと併せて使用することができる。例えば、実施形態では、本明細書に記載の環境システムが付加製造装置の動作中にプロセスチャンバ内の環境を注意深く制御することを可能にする。
【0143】
実施形態では付加製造装置、具体的には環境システムはプロセスチャンバ内の環境を非不活性環境から不活性環境に変換するように動作することができる。このような実施形態では、該方法が付加製造システム内の選択された電子部品をパワーダウンすることを含む。選択された電気部品は例えば、危険な環境での使用が認定されていない電気部品を含むことができる。これらの電気部品は限定ではなく例として、約５Ｖ以上で動作し、プロセスチャンバ内に配置される非Ａｔｅｘ（非爆発性雰囲気）電気部品を含むことができる。
【0144】
次に、反応性パウダーを付加製造システムのパウダーサプライに添加することを含む。例えば、リコートヘッド１４０に結合されたビルドサプライプラットフォーム又はホッパにチタニウム又はアルミパウダーを加えることができる。実施形態において、反応性パウダーは、マテリアルハンドリングシステム４０３などのマテリアルハンドリングシステムによってビルドサプライプラットフォームまたはホッパに供給することができる。
【0145】
該方法は、付加製造システムの環境システム内の少なくとも１つのバルブを開いて、環境システムからガスを排出することを可能にすることをさらに含む。実施形態では、バルブ４０ｎ（図４および図５）がガスが環境システムから排出されることを可能にするために開かれてもよい。
【0146】
次に、付加製造装置内のプロセスチャンバをプロセスチャンバの周囲から隔離する。実施形態では、例えば、プロセスチャンバを囲むインターロックを係合させて、プロセスチャンバを密封することができる。
【0147】
プロセスチャンバが密閉されると、不活性ガスがプロセスチャンバ内に導入され得る。例えば、マスフローコントローラ４１８は不活性空気圧４２２からのフレッシュガスフローを可能にして、不活性ガス（例えば、窒素またはアルゴン）のフローをプロセスチャンバに提供することができる。実施形態において、不活性ガスフローは、約５～約１０ＣＦＭなどの低速で提供されてもよい。
【0148】
様々な実施形態において、ブロワ４０６は、環境システム内の酸素含有を低減するために作動される。例えば、ブロワは環境システム内でガスを循環させるために、約５０ＣＦＭ以下の速度で動作させることができる。実施形態では、ブロワ４０６および不活性空気圧４２２が環境システム内のすべての酸素センサが環境システム内の酸素含有が特定の反応性パウダーの所定の閾値量以下であることを示すまで、このように動作する。例えば、実施形態では、ブロワ４０６および不活性空気圧４２２が環境システム全体の酸素含有が約２ボリューム％未満になるまで作動される。言い換えれば、実施形態では、環境制御システム内の酸素含有に関する情報が環境制御システム内の酸素センサから受信される。環境制御システム内の酸素含有が閾値を下回るとの決定に応答して、少なくとも１つのバルブ（例えば、バルブ４０ｎ）が閉じられる。
【0149】
実施形態では、プロセスチャンバ内の酸素含有が維持される。例えば、所望の酸素含有に達したとき、実施形態では排気バルブ（例えば、バルブ４０ｎ）はガスが環境システムから出るのを防ぐために閉じられ得る。
【0150】
最後に、環境システム内の不活性ガス（例えば、不活性空気圧）および１つのバルブ（例えば、バルブ４０ｎ）の入口は、プロセスチャンバ内の所定の圧力を得るように調節される。
【0151】
プロセスチャンバ内の環境が所望の酸素含有および圧力になると、付加製造装置は、リコートヘッドを用いて、プロセスチャンバ内のビルド面上に反応性パウダーの層を堆積させ、反応性パウダーの層上にバインダ液を選択的に噴霧して、３次元物体の層を融着させるように動作することができる。実施形態では不活性化プロセスの開始時にパワーダウンされた電気構成要素（例えば、非Ａｔｅｘ構成要素）はプロセスチャンバが所望の酸素含有および圧力にあるときにパワーアップされ得る。ブロワ４０６の速度は、約１５０ＣＦＭまたは２００ＣＦＭ以上に増加させることができる。ブロワの速度がプロセスチャンバ３００内の所望の環境を維持することができるならば、他の速度が適切であり得る。実施形態では、環境システム内に配置された１つまたは複数の酸素センサを使用して、環境システム全体の酸素含有を監視することができる。３次元対象物をビルドするための付加製造装置の動作中、制御システム（例えば、制御システム２００）は環境システム（例えば、ブロワ、コンデンサ、熱交換器など）内の１つ以上の構成要素の様々なバルブおよび／またはパラメータを調整して、プロセスチャンバ内の環境内の蒸気含有、温度、および酸素含有を維持することができることを理解されたい。
【0152】
実施形態では付加製造装置が不活性状態（例えば、プロセスチャンバ内の環境が不活性環境である）にあるとき、環境システム内の構成要素はプロセスチャンバ内の環境を非不活性環境に変換するように動作され得る。例えば、実施形態では、選択された電気構成要素（例えば、上述の非Ａｔｅｘ構成要素）がパワーダウンされ、環境システム内の少なくとも１つのバルブが開かれて、ガスが排出されることを可能にし、非不活性空気圧４２４が非不活性ガスをプロセスチャンバにポンプで送り込む（ポンピングする）ために使用される。いくつかの実施形態では、ビルドが不活性環境で完了した後、ブロワを数分間運転して、環境システム内のガスが完全に濾過されたことを確実にし、それによって、反応性パウダーが付加製造装置の周囲の環境に排出されないことを確実にすることができる。不活性化プロセスにおけるように、非不活性空気圧およびブロワは、所定の酸素含有に達するまで、プロセスチャンバおよび環境システム内に非不活性ガスを流すように動作される。
【0153】
本明細書で説明する実施形態では、いくつかの構成要素が環境システムに含まれるものとして説明される。付加製造装置内の他の構成要素によって、ビルドマテリアルによって、または付加製造装置によってビルドされた３次元物体の特定の品質を達成するために必要とされ得るような、プロセスチャンバ内の環境が所定の許容範囲内で制御され得ることを条件として、追加の、またはより少ない構成要素が含まれ得ることが企図される。したがって、異なるタイプのバルブおよびセンサを使用することができ、本明細書で説明するセンサ、バルブ、および構成要素は、環境システム全体にわたって様々な位置に配置され得ることを諒解されたい。
【0154】
上記に基づいて、環境システムおよびそれを含む付加製造装置の様々な実施形態は、付加製造装置が反応性および非反応性マテリアルの両方を使用してプリントし、不活性および非不活性雰囲気中で動作することを可能にすることができることを理解されたい。さらに、本明細書に記載される様々な実施形態はビルドマテリアルが捕捉され、再利用されることを可能にし、環境システム内のガスが再循環されて、運用コストを低減することを可能にする。選択された特定の実施形態に応じて、他の利点を実現することができる。
【0155】
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。
【0156】
（付記１）
プリントヘッドと、リコートヘッドと、前記プリントヘッドと前記リコートヘッドとが結合される直線運動ステージと、を取り囲むプロセスチャンバであって、前記プリントヘッドおよびリコートヘッドは、前記プロセスチャンバ内で動作して、ビルドマテリアルおよびバインダマテリアルを堆積させることによって３次元物体をビルドする前記プロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバから第１蒸気含有を有するガスストリームを受け入れ、第２蒸気含有を有するガスストリームを前記プロセスチャンバに提供するために、前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンデンサシステムであって、第２蒸気含有が第１蒸気含有より少ない、前記コンデンサシステムと、
ブロワ、前記プロセスチャンバ、および前記コンデンサシステムを含む閉ループを通してガスストリームを流すために、前記プロセスチャンバおよび前記コンデンサシステムに流体的に結合された前記ブロワと、
を含む、付加製造装置。
プリントヘッドと、リコートヘッドと、前記プリントヘッドと前記リコートヘッドとが結合される直線運動ステージと、を取り囲むプロセスチャンバであって、前記プリントヘッドおよびリコートヘッドは、前記プロセスチャンバ内で動作して、ビルドマテリアルおよびバインダマテリアルを堆積させることによって３次元物体をビルドする前記プロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバから第１蒸気含有を有するガスストリームを受け入れ、第２蒸気含有を有するガスストリームを前記プロセスチャンバに提供するために、前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンデンサシステムであって、第２蒸気含有が第１蒸気含有より少ない、前記コンデンサシステムと、
ブロワ、前記プロセスチャンバ、および前記コンデンサシステムを含む閉ループを通してガスストリームを流すために、前記プロセスチャンバおよび前記コンデンサシステムに流体的に結合された前記ブロワと、
を含む、付加製造装置。
【0157】
（付記２）
前記コンデンサシステムおよび前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンセントレータ、
をさらに含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記コンデンサシステムおよび前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンセントレータ、
をさらに含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0158】
（付記３）
前記閉ループを通るガスストリームの流路に沿ったＶＯＣ（揮発性有機化合物）センサ、
をさらに含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記閉ループを通るガスストリームの流路に沿ったＶＯＣ（揮発性有機化合物）センサ、
をさらに含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0159】
（付記４）
前記閉ループを通るガスストリームの流路に沿ったＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、
をさらに含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記閉ループを通るガスストリームの流路に沿ったＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、
をさらに含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0160】
（付記５）
前記プロセスチャンバからガスストリームを受け取り、前記ブロワにガスストリームを提供するために、前記閉ループ内に配置された粒子分離システム、
をさらに含み、
前記粒子分離システムは、ガスストリームから粒子を除去するように構成されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記プロセスチャンバからガスストリームを受け取り、前記ブロワにガスストリームを提供するために、前記閉ループ内に配置された粒子分離システム、
をさらに含み、
前記粒子分離システムは、ガスストリームから粒子を除去するように構成されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0161】
（付記６）
前記粒子分離システムは、複数のアレイに配置されている複数のサイクロンセパレータを含む、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記粒子分離システムは、複数のアレイに配置されている複数のサイクロンセパレータを含む、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0162】
（付記７）
前記複数のサイクロンセパレータは、１２以上のサイクロンセパレータを含む、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記複数のサイクロンセパレータは、１２以上のサイクロンセパレータを含む、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0163】
（付記８）
２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを用いて測定した場合、前記粒子分離システム上の圧力降下が約１．５ｐｓｉより小さい、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを用いて測定した場合、前記粒子分離システム上の圧力降下が約１．５ｐｓｉより小さい、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0164】
（付記９）
【0165】
プリントヘッドと、リコートヘッドと、前記プリントヘッドと前記リコートヘッドとが結合される直線運動ステージと、を取り囲むプロセスチャンバであって、前記プリントヘッドおよびリコートヘッドは、前記プロセスチャンバ内で動作して、ビルドマテリアルおよびバインダマテリアルを堆積させることによって３次元物体をビルドする、前記プロセスチャンバと、
前記プロセスチャンバ内に配置された複数の第１センサであって、複数の前記第１センサは、少なくとも温度センサおよび圧力センサを備える、複数の前記第１センサと、
前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを受け取るために前記プロセスチャンバに流体的に結合された粒子分離システムであって、前記粒子分離システムが、粒子含有ストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、粒子が低減されたストリームを生成する、前記粒子分離システムと、
前記粒子分離システムに流体的に結合されて、前記粒子分離システムからの粒子が低減されたストリームを受け入れるフィルタであって、前記フィルタが、粒子が低減されたストリームからさらに粒子を除去して、クリーンガスストリームを提供する前記フィルタと、
前記クリーンガスストリームを受け取るブロワと、
前記クリーンガスストリームを冷却する温度制御ユニットと、
コンデンサシステムと、
前記プロセスチャンバの外部であって、流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前であって、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記温度制御ユニット、および前記コンデンサシステムの後に配置された複数の第２センサであって、複数の前記第２センサは、少なくとも温度センサ、圧力センサ、ならびに、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）センサ、ＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、湿度センサ、および蒸気センサのうちの１つまたは複数を備える、複数の前記第２センサと、
を含み、
前記プロセスチャンバ、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記コンデンサシステム、及び前記温度制御ユニットは、閉ループを形成する、
付加製造装置。
前記プロセスチャンバ内に配置された複数の第１センサであって、複数の前記第１センサは、少なくとも温度センサおよび圧力センサを備える、複数の前記第１センサと、
前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを受け取るために前記プロセスチャンバに流体的に結合された粒子分離システムであって、前記粒子分離システムが、粒子含有ストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、粒子が低減されたストリームを生成する、前記粒子分離システムと、
前記粒子分離システムに流体的に結合されて、前記粒子分離システムからの粒子が低減されたストリームを受け入れるフィルタであって、前記フィルタが、粒子が低減されたストリームからさらに粒子を除去して、クリーンガスストリームを提供する前記フィルタと、
前記クリーンガスストリームを受け取るブロワと、
前記クリーンガスストリームを冷却する温度制御ユニットと、
コンデンサシステムと、
前記プロセスチャンバの外部であって、流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前であって、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記温度制御ユニット、および前記コンデンサシステムの後に配置された複数の第２センサであって、複数の前記第２センサは、少なくとも温度センサ、圧力センサ、ならびに、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）センサ、ＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、湿度センサ、および蒸気センサのうちの１つまたは複数を備える、複数の前記第２センサと、
を含み、
前記プロセスチャンバ、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記コンデンサシステム、及び前記温度制御ユニットは、閉ループを形成する、
付加製造装置。
【0166】
（付記１０）
前記フィルタは、ＨＥＰＡ（高効率微粒子エア）フィルタである、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記フィルタは、ＨＥＰＡ（高効率微粒子エア）フィルタである、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0167】
（付記１１）
前記粒子分離システムと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第１バルブと、
前記流体再循環経路に沿って前記ブロワと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第２バルブと、
をさらに含み、
前記第１バルブおよび前記第２バルブを閉じることにより、前記ＨＥＰＡフィルタを前記閉ループから流体的に隔離する、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記粒子分離システムと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第１バルブと、
前記流体再循環経路に沿って前記ブロワと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第２バルブと、
をさらに含み、
前記第１バルブおよび前記第２バルブを閉じることにより、前記ＨＥＰＡフィルタを前記閉ループから流体的に隔離する、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0168】
（付記１２）
前記コンデンサシステムは、前記流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前であって、前記ポンプの後に配置されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記コンデンサシステムは、前記流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前であって、前記ポンプの後に配置されている、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0169】
（付記１３）
温度制御ユニットは熱交換器を含み、
前記コンデンサシステムは、前記クリーンガスストリームを前記熱交換器に渡す、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
温度制御ユニットは熱交換器を含み、
前記コンデンサシステムは、前記クリーンガスストリームを前記熱交換器に渡す、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0170】
（付記１４）
前記コンデンサシステムを前記流体再循環経路に沿って迂回させることができるバルブ、
をさらに含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記コンデンサシステムを前記流体再循環経路に沿って迂回させることができるバルブ、
をさらに含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0171】
（付記１５）
前記クリーンガスストリームが不活性ガスを含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記クリーンガスストリームが不活性ガスを含む、上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0172】
（付記１６）
前記プロセスチャンバ内の環境は不活性である、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記プロセスチャンバ内の環境は不活性である、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0173】
（付記１７）
前記プロセスチャンバは、前記クリーンガスストリームを前記プロセスチャンバに入れる入口ディフューザを含み、
前記入口ディフューザは前記クリーンガスストリームの流速を低減する、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
前記プロセスチャンバは、前記クリーンガスストリームを前記プロセスチャンバに入れる入口ディフューザを含み、
前記入口ディフューザは前記クリーンガスストリームの流速を低減する、
上記付記の何れかに記載の付加製造装置。
【0174】
（付記１８）
プロセスチャンバ内の環境制御方法であって、
前記プロセスチャンバ内に配置された少なくとも１つのセンサから前記プロセスチャンバ内の温度、圧力、および蒸気含有に関する情報を受信し、
前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを除去し、
前記粒子含有ストリームから粒子を分離してクリーンガスストリームを提供し、
前記プロセスチャンバ内の所定の温度、圧力、および蒸気含有を達成するために、受信した前記情報に基づいて、前記クリーンガスストリームの温度、蒸気含有、またはその両方を低減し、
前記クリーンガスストリームをプロセスチャンバ内にポンピングする、
環境制御方法。
プロセスチャンバ内の環境制御方法であって、
前記プロセスチャンバ内に配置された少なくとも１つのセンサから前記プロセスチャンバ内の温度、圧力、および蒸気含有に関する情報を受信し、
前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを除去し、
前記粒子含有ストリームから粒子を分離してクリーンガスストリームを提供し、
前記プロセスチャンバ内の所定の温度、圧力、および蒸気含有を達成するために、受信した前記情報に基づいて、前記クリーンガスストリームの温度、蒸気含有、またはその両方を低減し、
前記クリーンガスストリームをプロセスチャンバ内にポンピングする、
環境制御方法。
【0175】
（付記１９）
前記粒子含有ストリームから前記粒子を分離することは、粒子分離システム、ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方を通して前記粒子含有ストリームを導くことを含む、
上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
前記粒子含有ストリームから前記粒子を分離することは、粒子分離システム、ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方を通して前記粒子含有ストリームを導くことを含む、
上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
【0176】
（付記２０）
前記プロセスチャンバの外部に配置された圧力センサから、前記クリーンガスストリームの圧力に関する情報を受信し、
前記クリーンガスストリームの圧力と前記プロセスチャンバ内の圧力との差に基づいて、前記粒子分離システム、前記ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方における誤差を識別する、
上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
前記プロセスチャンバの外部に配置された圧力センサから、前記クリーンガスストリームの圧力に関する情報を受信し、
前記クリーンガスストリームの圧力と前記プロセスチャンバ内の圧力との差に基づいて、前記粒子分離システム、前記ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方における誤差を識別する、
上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
【0177】
（付記２１）
前記クリーンガスストリームは酸素を実質的に含まない、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
前記クリーンガスストリームは酸素を実質的に含まない、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
【0178】
（付記２２）
前記プロセスチャンバから前記粒子含有ストリームを除去することは、前記プロセスチャンバの出口ポートを通して前記粒子含有ストリームを除去することを含む、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
前記プロセスチャンバから前記粒子含有ストリームを除去することは、前記プロセスチャンバの出口ポートを通して前記粒子含有ストリームを除去することを含む、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
【0179】
（付記２３）
前記プロセスチャンバから前記粒子含有ストリームを除去することは、前記プロセスチャンバで動作するリコートヘッドを介して前記粒子含有ストリームを除去することを含む、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
前記プロセスチャンバから前記粒子含有ストリームを除去することは、前記プロセスチャンバで動作するリコートヘッドを介して前記粒子含有ストリームを除去することを含む、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
【0180】
（付記２４）
前記プロセスチャンバと除湿器との間に配置された湿度センサから、前記クリーンガスストリームの湿度レベルに関する情報を受信し、前記プロセスチャンバに配置された前記湿度センサから受信した前記プロセスチャンバ内の前記湿度レベルに関する情報と、前記クリーンガスストリームの前記湿度レベルとに基づいて、前記クリーンガスストリームが前記除湿器を迂回できるように、少なくとも１つのバルブを作動させることと、をさらに含む、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
前記プロセスチャンバと除湿器との間に配置された湿度センサから、前記クリーンガスストリームの湿度レベルに関する情報を受信し、前記プロセスチャンバに配置された前記湿度センサから受信した前記プロセスチャンバ内の前記湿度レベルに関する情報と、前記クリーンガスストリームの前記湿度レベルとに基づいて、前記クリーンガスストリームが前記除湿器を迂回できるように、少なくとも１つのバルブを作動させることと、をさらに含む、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
【0181】
（付記２５）
前記プロセスチャンバに前記クリーンガスストリームをポンピングすることは、所定のボリュームのクリーンガスストリームがプロセスチャンバに入ることを可能にする絞りバルブの作動を含む、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
前記プロセスチャンバに前記クリーンガスストリームをポンピングすることは、所定のボリュームのクリーンガスストリームがプロセスチャンバに入ることを可能にする絞りバルブの作動を含む、上記付記の何れかに記載の環境制御方法。
【0182】
（付記２６）
付加製造システムを動作させる方法であって、付加製造システムの選択された電子部品の電源を切断し、付加製造システムのパウダーに反応性パウダーを加え、環境制御システムからガスを排出できるように、付加製造システムの環境制御システムの少なくとも１つのバルブを開き、付加製造システムのプロセスチャンバをプロセスチャンバの周囲から隔離し、プロセスチャンバに不活性ガスを導入し、環境制御システムの酸素含有を低減するために、環境制御システムのブロワを作動させ、プロセスチャンバの所定の圧力を得るために、不活性ガスの入口および少なくとも１つのバルブを調節する、方法。
付加製造システムを動作させる方法であって、付加製造システムの選択された電子部品の電源を切断し、付加製造システムのパウダーに反応性パウダーを加え、環境制御システムからガスを排出できるように、付加製造システムの環境制御システムの少なくとも１つのバルブを開き、付加製造システムのプロセスチャンバをプロセスチャンバの周囲から隔離し、プロセスチャンバに不活性ガスを導入し、環境制御システムの酸素含有を低減するために、環境制御システムのブロワを作動させ、プロセスチャンバの所定の圧力を得るために、不活性ガスの入口および少なくとも１つのバルブを調節する、方法。
【0183】
（付記２７）
環境制御システムの酸素センサから、環境制御システムの酸素含有に関する情報を受信し、環境制御システムの酸素含有が閾値を下回ると判定した場合、少なくとも１つのバルブを閉じる、ことをさらに含む、上記付記の何れかに記載の方法。
環境制御システムの酸素センサから、環境制御システムの酸素含有に関する情報を受信し、環境制御システムの酸素含有が閾値を下回ると判定した場合、少なくとも１つのバルブを閉じる、ことをさらに含む、上記付記の何れかに記載の方法。
【0184】
（付記２８）
選択された電気部品が、危険な環境での使用が認定されていない電気部品を含む、上記付記の何れかに記載の方法。
選択された電気部品が、危険な環境での使用が認定されていない電気部品を含む、上記付記の何れかに記載の方法。
【0185】
（付記２９）
プロセスチャンバに配置された酸素センサから、プロセスチャンバの酸素含有に関する情報を受信し、プロセスチャンバの酸素含有を維持する、ことをさらに含む、上記付記の何れかに記載の方法。
プロセスチャンバに配置された酸素センサから、プロセスチャンバの酸素含有に関する情報を受信し、プロセスチャンバの酸素含有を維持する、ことをさらに含む、上記付記の何れかに記載の方法。
【0186】
（付記３０）
リコートヘッドを備えたプロセスチャンバのビルド面上へリコートヘッドで反応性パウダーの層を堆積し、反応性パウダーの層上にバインダ液を選択的に噴霧して３次元物体の層を融着させる、ことをさらに含む、上記付記の何れかに記載の方法。
リコートヘッドを備えたプロセスチャンバのビルド面上へリコートヘッドで反応性パウダーの層を堆積し、反応性パウダーの層上にバインダ液を選択的に噴霧して３次元物体の層を融着させる、ことをさらに含む、上記付記の何れかに記載の方法。
【0187】
（付記３１）
ガスストリームから粒子を除去するための粒子分離システムであって、入口マニホールドと、排気マニホールドと、入口マニホールドと流体連通する流体入口と、排気マニホールドと流体連通する流体出口と、入口マニホールドと排気マニホールドとの間に配置されたサイクロンセパレータの少なくとも１つのアレイを含む複数のサイクロンセパレータと、を含む粒子分離システム。
ガスストリームから粒子を除去するための粒子分離システムであって、入口マニホールドと、排気マニホールドと、入口マニホールドと流体連通する流体入口と、排気マニホールドと流体連通する流体出口と、入口マニホールドと排気マニホールドとの間に配置されたサイクロンセパレータの少なくとも１つのアレイを含む複数のサイクロンセパレータと、を含む粒子分離システム。
【0188】
（付記３２）
ガスストリームから粒子を除去するための粒子分離システムであって、第１入口マニホールドおよび第２入口マニホールドと、第１排気マニホールドおよび第２排気マニホールドと、第１入口マニホールドおよび第２入口マニホールドと流体連通する流体入口と、第１排気マニホールドおよび第２排気マニホールドと流体連通する流体出口と、サイクロンセパレータの第１アレイとサイクロンセパレータの第２アレイとを備える複数のサイクロンセパレータと、を含み、サイクロンセパレータの第１アレイは第１入口マニホールドと第１排気マニホールドとの間に配置され、サイクロンセパレータの第２アレイは第２入口マニホールドと第２排気マニホールドとの間に配置されている、粒子分離システム。
ガスストリームから粒子を除去するための粒子分離システムであって、第１入口マニホールドおよび第２入口マニホールドと、第１排気マニホールドおよび第２排気マニホールドと、第１入口マニホールドおよび第２入口マニホールドと流体連通する流体入口と、第１排気マニホールドおよび第２排気マニホールドと流体連通する流体出口と、サイクロンセパレータの第１アレイとサイクロンセパレータの第２アレイとを備える複数のサイクロンセパレータと、を含み、サイクロンセパレータの第１アレイは第１入口マニホールドと第１排気マニホールドとの間に配置され、サイクロンセパレータの第２アレイは第２入口マニホールドと第２排気マニホールドとの間に配置されている、粒子分離システム。
【0189】
（付記３３）
複数のサイクロンセパレータの各々が、等しいボリュームのガスストリームを受け取る、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
複数のサイクロンセパレータの各々が、等しいボリュームのガスストリームを受け取る、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
【0190】
（付記３４）
前記複数のサイクロンセパレータが、粒子が低減されたストリームを生成し、粒子が低減されたストリームを流体出口に送達する、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
前記複数のサイクロンセパレータが、粒子が低減されたストリームを生成し、粒子が低減されたストリームを流体出口に送達する、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
【0191】
（付記３５）
サイクロンセパレータの第１アレイおよびサイクロンセパレータの第２アレイが並列に配置されている、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
サイクロンセパレータの第１アレイおよびサイクロンセパレータの第２アレイが並列に配置されている、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
【0192】
（付記３６）
収集コンテナをさらに備え、複数のサイクロンセパレータが、粒子を収集コンテナに送達する、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
収集コンテナをさらに備え、複数のサイクロンセパレータが、粒子を収集コンテナに送達する、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
【0193】
（付記３７）
コンジットおよび第１バルブをさらに備え、収集コンテナが、第１バルブを介してコンジットに流体的に結合されている、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
コンジットおよび第１バルブをさらに備え、収集コンテナが、第１バルブを介してコンジットに流体的に結合されている、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
【0194】
（付記３８）
上記付記の何れかに記載の粒子分離システムと、粒子コンベヤと、を含み、コンジットが第２バルブを介して粒子コンベヤに流体的に結合されている、粒子ハンドリングシステム。
上記付記の何れかに記載の粒子分離システムと、粒子コンベヤと、を含み、コンジットが第２バルブを介して粒子コンベヤに流体的に結合されている、粒子ハンドリングシステム。
【0195】
（付記３９）
第１収集コンテナおよび第２収集コンテナをさらに含み、サイクロンセパレータの第１アレイが粒子を第１収集コンテナに送達し、サイクロンセパレータの第２アレイが、粒子を第２収集コンテナに送達する、上記付記の何れかに記載の粒子ハンドリングシステム。
第１収集コンテナおよび第２収集コンテナをさらに含み、サイクロンセパレータの第１アレイが粒子を第１収集コンテナに送達し、サイクロンセパレータの第２アレイが、粒子を第２収集コンテナに送達する、上記付記の何れかに記載の粒子ハンドリングシステム。
【0196】
（付記４０）
粒子分離システムをわたる圧力降下が、２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを用いて測定した場合、０．５ｐｓｉより小さい、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
粒子分離システムをわたる圧力降下が、２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを用いて測定した場合、０．５ｐｓｉより小さい、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
【0197】
（付記４１）
粒子分離システムをわたる圧力降下が、２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを用いて測定した場合、０．３ｐｓｉより小さい、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
粒子分離システムをわたる圧力降下が、２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを用いて測定した場合、０．３ｐｓｉより小さい、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
【0198】
（付記４２）
複数のサイクロンセパレータが、１５を超えるサイクロンセパレータを含む、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
複数のサイクロンセパレータが、１５を超えるサイクロンセパレータを含む、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
【0199】
（付記４３）
複数のサイクロンセパレータは、２０を超えるサイクロンセパレータを含む、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
複数のサイクロンセパレータは、２０を超えるサイクロンセパレータを含む、上記付記の何れかに記載の粒子分離システム。
【0200】
（付記４４）
粒子含有ガスストリームから粒子を除去する方法であって、
上記付記の何れかに記載の粒子分離システムに粒子含有ガスストリームを流入し、
第１入口マニホールドに流体的に結合されたサイクロンセパレータの第１アレイを使用して、第１ボリュームの粒子含有ガスストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、第１ボリュームの粒子が低減されたガスストリームを生成し、
第２入口マニホールドに流体的に結合されたサイクロンセパレータの第２アレイを使用して、第２ボリュームの粒子含有ガスストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、第２ボリュームの粒子が低減されたガスストリームを生成し、
サイクロンセパレータの第１アレイに結合された第１排気マニホールドに第１ボリュームの粒子が低減されたガスストリームを送達し、
サイクロンセパレータの第２アレイに結合された第２排気マニホールドに第２ボリュームの粒子が低減されたガスストリームを送達し、
第１排気マニホールドおよび第２排気マニホールドに結合された流体出口を介して粒子分離システムから粒子が低減されたガスストリームを除去する、
方法。
粒子含有ガスストリームから粒子を除去する方法であって、
上記付記の何れかに記載の粒子分離システムに粒子含有ガスストリームを流入し、
第１入口マニホールドに流体的に結合されたサイクロンセパレータの第１アレイを使用して、第１ボリュームの粒子含有ガスストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、第１ボリュームの粒子が低減されたガスストリームを生成し、
第２入口マニホールドに流体的に結合されたサイクロンセパレータの第２アレイを使用して、第２ボリュームの粒子含有ガスストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、第２ボリュームの粒子が低減されたガスストリームを生成し、
サイクロンセパレータの第１アレイに結合された第１排気マニホールドに第１ボリュームの粒子が低減されたガスストリームを送達し、
サイクロンセパレータの第２アレイに結合された第２排気マニホールドに第２ボリュームの粒子が低減されたガスストリームを送達し、
第１排気マニホールドおよび第２排気マニホールドに結合された流体出口を介して粒子分離システムから粒子が低減されたガスストリームを除去する、
方法。
【0201】
（付記４５）
サイクロンセパレータの第１アレイに流体的に結合された第１収集コンテナに、第１ボリュームの粒子含有ガスストリームから分離された少なくともいくつかの粒子を収集し、サイクロンセパレータの第２アレイに流体的に結合された第２収集コンテナに、粒子含有ガスストリームの第２ボリュームから分離された少なくともいくつかの粒子を収集する、ことをさらに含む、上記付記の何れかに記載の方法。
サイクロンセパレータの第１アレイに流体的に結合された第１収集コンテナに、第１ボリュームの粒子含有ガスストリームから分離された少なくともいくつかの粒子を収集し、サイクロンセパレータの第２アレイに流体的に結合された第２収集コンテナに、粒子含有ガスストリームの第２ボリュームから分離された少なくともいくつかの粒子を収集する、ことをさらに含む、上記付記の何れかに記載の方法。
【0202】
（付記４６）
複数のサイクロンセパレータの各々が、等しいボリュームのガスストリームを受け取る、上記付記の何れかに記載の方法。
複数のサイクロンセパレータの各々が、等しいボリュームのガスストリームを受け取る、上記付記の何れかに記載の方法。
【0203】
（付記４７）
サイクロンセパレータの第１アレイおよびサイクロンセパレータの第２アレイが並列に配置されている、上記付記の何れかに記載の方法。
サイクロンセパレータの第１アレイおよびサイクロンセパレータの第２アレイが並列に配置されている、上記付記の何れかに記載の方法。
【0204】
（付記４８）
２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスフローを用いて測定した場合、粒子分離システムをわたる圧力降下が０．５ｐｓｉより小さい、上記付記の何れかに記載の方法。
２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスフローを用いて測定した場合、粒子分離システムをわたる圧力降下が０．５ｐｓｉより小さい、上記付記の何れかに記載の方法。
【0205】
（付記４９）
２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスフローを用いて測定した場合、粒子分離システムをわたる圧力降下が０．３ｐｓｉより小さい、上記付記の何れかに記載の方法。
２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスフローを用いて測定した場合、粒子分離システムをわたる圧力降下が０．３ｐｓｉより小さい、上記付記の何れかに記載の方法。
【0206】
（付記５０）
複数のサイクロンセパレータが、１５を超えるサイクロンセパレータを含む、上記付記の何れかに記載の方法。
複数のサイクロンセパレータが、１５を超えるサイクロンセパレータを含む、上記付記の何れかに記載の方法。
【0207】
（付記５１）
複数のサイクロンセパレータは、２０を超えるサイクロンセパレータを含む、上記付記の何れかに記載の方法。
複数のサイクロンセパレータは、２０を超えるサイクロンセパレータを含む、上記付記の何れかに記載の方法。
【0208】
（付記５２）
粒子含有ガスストリームから粒子を収集する方法であって、
上記付記の何れかに記載の粒子分離システムから下流の粒子コンベヤを通してガスストリームを導き、
前記粒子分離システムは、さらに、収集コンテナに結合された第１バルブと、第１バルブを介して収集コンテナに流体的に結合されたコンジットと、コンジットを粒子コンベヤに連結する第２バルブと、を含み、
第１および第２バルブを閉じて、コンジットを収集コンテナおよび粒子コンベヤから流体的に隔離し、
流体入口および入口マニホールドを介して複数のサイクロンセパレータに粒子含有ガスストリームを導き、
粒子含有ガスストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、粒子が低減されたガスストリームを生成し、
少なくともいくつかの粒子を収集コンテナに導き、
収集コンテナの少なくともいくつかの粒子がコンジットに流れることを可能にするために第１バルブを開く、
方法。
粒子含有ガスストリームから粒子を収集する方法であって、
上記付記の何れかに記載の粒子分離システムから下流の粒子コンベヤを通してガスストリームを導き、
前記粒子分離システムは、さらに、収集コンテナに結合された第１バルブと、第１バルブを介して収集コンテナに流体的に結合されたコンジットと、コンジットを粒子コンベヤに連結する第２バルブと、を含み、
第１および第２バルブを閉じて、コンジットを収集コンテナおよび粒子コンベヤから流体的に隔離し、
流体入口および入口マニホールドを介して複数のサイクロンセパレータに粒子含有ガスストリームを導き、
粒子含有ガスストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、粒子が低減されたガスストリームを生成し、
少なくともいくつかの粒子を収集コンテナに導き、
収集コンテナの少なくともいくつかの粒子がコンジットに流れることを可能にするために第１バルブを開く、
方法。
【0209】
（付記５３）
収集コンテナをコンジットから流体的に隔離するために第１バルブを閉鎖し、
コンジットの少なくともいくつかの粒子が粒子コンベヤのガスストリームに入ることを可能にするために、第２バルブを開放し、
第１バルブの閉鎖および第２バルブの開放は、粒子含有ガスストリームを複数のサイクロンセパレータに導く間に生じる、
上記付記の何れかに記載の方法。
収集コンテナをコンジットから流体的に隔離するために第１バルブを閉鎖し、
コンジットの少なくともいくつかの粒子が粒子コンベヤのガスストリームに入ることを可能にするために、第２バルブを開放し、
第１バルブの閉鎖および第２バルブの開放は、粒子含有ガスストリームを複数のサイクロンセパレータに導く間に生じる、
上記付記の何れかに記載の方法。
【0210】
（付記５４）
第２バルブを閉鎖して、コンジットを粒子コンベヤから流体的に隔離し、
収集コンテナの少なくともいくつかの粒子がコンジットに流入することを可能にするために第１バルブを開放し、
第２バルブの閉鎖および第１バルブの開放が、粒子含有ガスストリームを複数のサイクロンセパレータに導く間に生じる、
上記付記の何れかに記載の方法。
第２バルブを閉鎖して、コンジットを粒子コンベヤから流体的に隔離し、
収集コンテナの少なくともいくつかの粒子がコンジットに流入することを可能にするために第１バルブを開放し、
第２バルブの閉鎖および第１バルブの開放が、粒子含有ガスストリームを複数のサイクロンセパレータに導く間に生じる、
上記付記の何れかに記載の方法。
【0211】
（付記５５）
前記第１バルブおよび前記第２バルブのうちの少なくとも一方が、粒子含有ガスストリームを複数のサイクロンセパレータに導く間に閉じられる、上記付記の何れかに記載の方法。
前記第１バルブおよび前記第２バルブのうちの少なくとも一方が、粒子含有ガスストリームを複数のサイクロンセパレータに導く間に閉じられる、上記付記の何れかに記載の方法。
【0212】
（付記５６）
粒子含有ガスストリームを複数のサイクロンセパレータに導くことは、粒子分離システムと流体連通しているブロワを動作させることを含み、
粒子分離システムの圧力降下は、２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを使用して測定される、ブロワによって許容される最高圧力降下の約２０％より小さい、上記付記の何れかに記載の方法。
粒子含有ガスストリームを複数のサイクロンセパレータに導くことは、粒子分離システムと流体連通しているブロワを動作させることを含み、
粒子分離システムの圧力降下は、２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを使用して測定される、ブロワによって許容される最高圧力降下の約２０％より小さい、上記付記の何れかに記載の方法。
【0213】
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。
【0214】
（関連出願の相互参照）
本明細書は２０２０年１０月２９日に出願され、「環境システムを含む付加製造装置およびその使用方法」と題された米国仮特許出願第６３／１０７，１６１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。
本明細書は２０２０年１０月２９日に出願され、「環境システムを含む付加製造装置およびその使用方法」と題された米国仮特許出願第６３／１０７，１６１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1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-26
【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】
プリントヘッドと、リコートヘッドと、前記プリントヘッドと前記リコートヘッドとが結合される直線運動ステージと、を取り囲むプロセスチャンバであって、前記プリントヘッドおよびリコートヘッドは、前記プロセスチャンバ内で動作して、ビルドマテリアルおよびバインダマテリアルを堆積させることによって３次元物体をビルドする前記プロセスチャンバと、前記プロセスチャンバから第１蒸気含有を有するガスストリームを受け入れ、第２蒸気含有を有するガスストリームを前記プロセスチャンバに提供するために、前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンデンサシステムであって、第２蒸気含有が第１蒸気含有より少ない、前記コンデンサシステムと、
ブロワ、前記プロセスチャンバ、および前記コンデンサシステムを含む閉ループを通してガスストリームを流すために、前記プロセスチャンバおよび前記コンデンサシステムに流体的に結合された前記ブロワと、
を含む、付加製造装置。
【請求項2】
前記コンデンサシステムおよび前記プロセスチャンバに流体的に結合されたコンセントレータ、をさらに含む、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項3】
前記閉ループを通るガスストリームの流路に沿ったＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、をさらに含む、請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項4】
前記プロセスチャンバからガスストリームを受け取り、前記ブロワにガスストリームを提供するために、前記閉ループ内に配置された粒子分離システム、をさらに含み、
前記粒子分離システムは、ガスストリームから粒子を除去するように構成されている、
請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項5】
前記粒子分離システムは、複数のアレイに配置されている複数のサイクロンセパレータを含み、前記複数のサイクロンセパレータは、１２以上のサイクロンセパレータを含む、
請求項４に記載の付加製造装置。
【請求項6】
２３０ＣＦＭのエアまたはＮ２ガスのフローを用いて測定した場合、前記粒子分離システム上の圧力降下が約１．５ｐｓｉより小さい、請求項４に記載の付加製造装置。
【請求項7】
前記プロセスチャンバ内に配置された複数の第１センサであって、複数の前記第１センサは、少なくとも温度センサおよび圧力センサを備える、複数の前記第１センサと、前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを受け取るために前記プロセスチャンバに流体的に結合された粒子分離システムであって、前記粒子分離システムが、粒子含有ストリームから少なくともいくつかの粒子を分離して、粒子が低減されたストリームを生成する、前記粒子分離システムと、
前記粒子分離システムに流体的に結合されて、前記粒子分離システムからの粒子が低減されたストリームを受け入れるフィルタであって、前記フィルタが、粒子が低減されたストリームからさらに粒子を除去して、クリーンガスストリームを提供する前記フィルタと、
前記クリーンガスストリームを冷却する温度制御ユニットと、
前記プロセスチャンバの外部であって、流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前であって、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記温度制御ユニット、および前記コンデンサシステムの後に配置された複数の第２センサであって、複数の前記第２センサは、少なくとも温度センサ、圧力センサ、ならびに、ＬＥＬ（下限爆発限界）センサ、湿度センサ、および蒸気センサのうちの１つまたは複数を備える、複数の前記第２センサと、
を含み、
前記プロセスチャンバ、前記粒子分離システム、前記フィルタ、前記ブロワ、前記コンデンサシステム、及び前記温度制御ユニットは、閉ループを形成する、
請求項１に記載の付加製造装置。
【請求項8】
前記フィルタは、ＨＥＰＡ（高効率微粒子エア）フィルタであり、前記粒子分離システムと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第１バルブと、
前記流体再循環経路に沿って前記ブロワと前記ＨＥＰＡフィルタとの間に配置された第２バルブと、
をさらに含み、
前記第１バルブおよび前記第２バルブを閉じることにより、前記ＨＥＰＡフィルタを前記閉ループから流体的に隔離する、
請求項７に記載の付加製造装置。
【請求項9】
前記コンデンサシステムは、前記流体再循環経路に沿って前記プロセスチャンバの前であって、ポンプの後に配置されている、請求項７に記載の付加製造装置。
【請求項10】
温度制御ユニットは熱交換器を含み、前記コンデンサシステムは、前記クリーンガスストリームを前記熱交換器に渡す、
請求項７に記載の付加製造装置。
【請求項11】
前記コンデンサシステムを前記流体再循環経路に沿って迂回させることができるバルブ、をさらに含む、請求項７に記載の付加製造装置。
【請求項12】
前記プロセスチャンバは、前記クリーンガスストリームを前記プロセスチャンバに入れる入口ディフューザを含み、前記入口ディフューザは前記クリーンガスストリームの流速を低減する、
請求項７に記載の付加製造装置。
【請求項13】
プロセスチャンバ内の環境制御方法であって、前記プロセスチャンバ内に配置された少なくとも１つのセンサから前記プロセスチャンバ内の温度、圧力、および蒸気含有に関する情報を受信し、
前記プロセスチャンバから粒子含有ストリームを除去し、
前記粒子含有ストリームから粒子を分離してクリーンガスストリームを提供し、
前記プロセスチャンバ内の所定の温度、圧力、および蒸気含有を達成するために、受信した前記情報に基づいて、前記クリーンガスストリームの温度、蒸気含有、またはその両方を調整し、
前記クリーンガスストリームをプロセスチャンバ内にポンピングする、
環境制御方法。
【請求項14】
前記粒子含有ストリームから前記粒子を分離することは、粒子分離システム、ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方を通して前記粒子含有ストリームを導くことを含む、請求項１３に記載の環境制御方法。
【請求項15】
前記プロセスチャンバの外部に配置された圧力センサから、前記クリーンガスストリームの圧力に関する情報を受信し、前記クリーンガスストリームの圧力と前記プロセスチャンバ内の圧力との差に基づいて、前記粒子分離システム、前記ＨＥＰＡフィルタ、またはその両方における誤差を識別する、
請求項１４に記載の環境制御方法。
【国際調査報告】