JP2018524476A - 空間制御された材料の溶融による付加製造 - Google Patents
空間制御された材料の溶融による付加製造 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018524476A JP2018524476A JP2018501986A JP2018501986A JP2018524476A JP 2018524476 A JP2018524476 A JP 2018524476A JP 2018501986 A JP2018501986 A JP 2018501986A JP 2018501986 A JP2018501986 A JP 2018501986A JP 2018524476 A JP2018524476 A JP 2018524476A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- powder
- laser energy
- laser
- projection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 119
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 238000002844 melting Methods 0.000 title claims description 84
- 230000008018 melting Effects 0.000 title claims description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 66
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 112
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 21
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 17
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 14
- 238000003475 lamination Methods 0.000 claims description 9
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 6
- 241000283070 Equus zebra Species 0.000 claims description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 5
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims description 3
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 claims 3
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 claims 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims 2
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 claims 2
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 claims 1
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 claims 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 description 12
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 9
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 9
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 6
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000000110 selective laser sintering Methods 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 description 1
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001240 Maraging steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 1
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000008570 general process Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002738 metalloids Chemical group 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012768 molten material Substances 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Chemical group 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FROBCXTULYFHEJ-OAHLLOKOSA-N propaquizafop Chemical compound C1=CC(O[C@H](C)C(=O)OCCON=C(C)C)=CC=C1OC1=CN=C(C=C(Cl)C=C2)C2=N1 FROBCXTULYFHEJ-OAHLLOKOSA-N 0.000 description 1
- 239000003870 refractory metal Substances 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004634 thermosetting polymer Substances 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- -1 titanium carbides Chemical class 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
- B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/36—Process control of energy beam parameters
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/36—Process control of energy beam parameters
- B22F10/362—Process control of energy beam parameters for preheating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/40—Radiation means
- B22F12/41—Radiation means characterised by the type, e.g. laser or electron beam
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/40—Radiation means
- B22F12/44—Radiation means characterised by the configuration of the radiation means
- B22F12/45—Two or more
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/264—Arrangements for irradiation
- B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
- B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/10—Formation of a green body
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/36—Process control of energy beam parameters
- B22F10/366—Scanning parameters, e.g. hatch distance or scanning strategy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2203/00—Controlling
- B22F2203/11—Controlling temperature, temperature profile
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/16—Both compacting and sintering in successive or repeated steps
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/0604—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by a combination of beams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/073—Shaping the laser spot
- B23K26/0738—Shaping the laser spot into a linear shape
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
- B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/52—Constituents or additives characterised by their shapes
- C04B2235/5284—Hollow fibers, e.g. nanotubes
- C04B2235/5288—Carbon nanotubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5436—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
- C04B2235/6021—Extrusion moulding
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
- C04B2235/6026—Computer aided shaping, e.g. rapid prototyping
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
- C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
- C04B2235/665—Local sintering, e.g. laser sintering
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/4097—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by using design data to control NC machines, e.g. CAD/CAM
- G05B19/4099—Surface or curve machining, making 3D objects, e.g. desktop manufacturing
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
Abstract
付加製造のための方法および装置が記載されている。付加製造のための方法は、積層面上の材料の層を、概ね線形状を有する少なくとも1つのラインレーザを含むレーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露するステップを含んでよい。ラインレーザの強度は、レーザエネルギーの1回または複数回の投射が積層面を横切るように走査される際、所望されるパターンに従って材料の層の溶融を生じさせるように調整されてよい。
【選択図】図1
【選択図】図1
Description
[0001] 本明細書に記載される態様は、付加製造に関する。
[0002] 選択的レーザ焼結または溶解による付加製造は、粉末層の連続して起こる溶融を利用して三次元の物体を生み出す特定のプロセスを指している。開始するために、薄い粉末層が作業台(度々「積層プラットフォーム」と呼ばれる)の上に分配されることで、少なくとも1つの粉末の層が粉末床を形成する。粉末層の選択された領域がその後、典型的にはレーザビームである指向性のエネルギー源に曝されることによって溶融される。レーザビームの照射パターンがこうして、三次元の物体の断面を形成する。垂直方向に重ねられたそのように形成された断面の連続した溶融を通して部位が積層され、各々の層の溶解の間に、積層プラットフォームが下方に増分され、粉末の新たな層が積層面の上に堆積される。レーザ粉末−溶融の付加製造の一般的なプロセスは、選択的レーザ溶融法(SLM)、選択的レーザ焼結法(SLS)および直接金属レーザ焼結法(DMLS)を含めた複数の用語によって知られており、種々の金属、セラミック、高分子、合金および複合体に適用されてきた。
[0003] SLMにおいて、溶解した材料の液体の軌道は、レーザドットの走査軌跡に沿って形成される。使用され得るレーザ光線の最大の直径は、所望される最小フィーチャーサイズまたは積層されるべき部位の詳細によって制限される。レーザビームスポットサイズとフィーチャー分解能の相互依存性もまた、SLMによって達成可能な積層速度と質を制限する。
[0004] 所望されるフィーチャー分解能に加えてより高いプロセス速度を達成するためにはそれ故、多数のレーザビームを設置する、または積層面を横切るレーザの走査速度を高めることが必須である。1つの機械に組み込むことができる複数のレーザビームの数は、技術的および経済的な実現可能性によって制限される。最大走査速度は、レーザ出力、溶融−プールの安定性および熱伝達によって制限される。
[0005] 一実施形態において、付加製造のための方法は、材料の層をレーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露するステップを含んでおり、レーザエネルギーの1回または複数回の投射のうちの少なくとも1回は、概ね線形状を有するライン投射である。方法はさらに、この材料の層をレーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露することによって、材料の層の少なくとも一部分を溶融させるステップと、材料の層の一部分を所望される形状に溶融させるために材料の層に対するレーザエネルギーの1回または複数回の投射を移動させるステップとを含む。
[0006] 別の実施形態において、付加製造のための方法は、第1の溶解温度を有する第1の材料と、第1の溶解温度を超える第2の溶解温度を有する第2の材料とを有する材料の層を積層面上に設けるステップと、第1および第2の材料をレーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露するステップとを含む。レーザエネルギーの1回または複数回の投射のうちの少なくとも1回は、概ね線形状を有するライン投射であり、第1および第2の材料のレーザエネルギーの投射への暴露は、第1および第2の材料を、第1の溶解温度を超えかつ第2の溶解温度を下回る温度まで加熱する。方法はさらに、第1および第2の材料をレーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露することによって、第1の材料の少なくとも一部分を溶融させるステップを含む。
[0007] さらに別の実施形態において、付加製造のための装置は、積層面と、積層面に材料の層を堆積するように構成された材料堆積システムと、材料の層をレーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露するように構成されたレーザエネルギーの1つまたは複数の熱源とを含む。材料の層のレーザエネルギーの1回または複数回の投射への暴露が、材料の層の少なくとも一部分を溶融させ、レーザエネルギーの1つまたは複数の熱源のうちの少なくとも1つは、概ね線形状を有するライン投射を形成するように構成される。
[0008] 上述の概念および以下で考察される付加的な概念は、本開示はこの点に限定されないため、任意の好適な組み合わせで構成される場合もあり得ることを理解されたい。さらに本開示の他の利点および新たな特徴が、添付の図面と併せて考慮した場合、様々な非限定的な実施形態の以下の詳細な記載から明らかになるであろう。
[0009] 添付の図面は、縮尺通りに描かれることは意図されていない。これらの図面において、種々の図面に例示される各々の同一のまたは概ね同一の構成要素は、同様の数字によって表されてよい。明確にする目的で、全ての構成要素が全ての図面において名前が付けられているわけではない。
[0034] 選択的レーザ溶融(SLM)による付加製造において粉末床上へのレーザエネルギーの空間的および時間的な分配は、このプロセスを適切に制御するために重要である。エネルギー分配を制御することができる手段は、精度、および形成される幾何学形状の達成可能な最小フィーチャーサイズ、その部位の微細構造および密度、ならびに積層速度に直接関係するプロセスの生産性を含めた目的の属性に重大な影響を与える。粉末床へのレーザエネルギーの送達は、レーザの波長、レーザ出力、強度プロファイル、レーザ投射の空間的分配(例えば定格スポットサイズを含むビームプロファイル)、レーザパルス形状、走査速度および走査パターンを含めた属性によって表現することができる。
[0035] しかしながら上記に記載したように、従来技術のレーザの粉末−床付加製造システム、典型的にはSLM機械は、概ね円形のビーム形状(ここでは「ドット」ビームと呼ばれる)を有する1つまたは複数のレーザ熱源のみを利用する。送達されるエネルギーの空間的分配は、レーザビームの強度プロファイルを、例えば「ガウシアン」または「トップハット」プロファイルを有するように「成形する」ことによって修正することができる。現時点における最新のSLM機械は、典型的には20〜200マイクロメートルの範囲内で変動するビーム直径を有する。
[0036] しかしながらそのようなビームプロファイルの高度に局所化された性質は、SLM法によって部位を作製することができる速度を制限する。レーザの走査速度を高めることによってプロセスの積層速度を高めることは、より高いレーザ出力を必要とする。溶解した軌道を形成するのに十分な出力を有する高速走査ビームの結果として生じる溶融プールは、速度の遅い走査ビームと比べて細長くなる。長さと幅の大きな比を有する溶融プールが不安定であることにより、積層面に望ましくない欠陥を生じさせ、このような欠陥が形成されるのは、溶解した軌跡が複数の切片に分断し、その各々が、概ね円筒形の軌跡よりも大きな表面エネルギーを有するためである。そのような欠陥の構造には、(i)溶解した粉末と周辺の粉末の間の高い温度勾配によって生じる不安定性、(ii)冷却作業中の液体軌跡の縮小、および(iii)液体金属の低い粘性に加えて、凝固の時間スケールに対する毛管流の急速な時間スケールに起因する溶解した軌跡の分解が含まれる。十分なエネルギー密度を有するより高速のレーザ走査速度は、より長い溶融プールを招くことになるため、球形を形成せずに凝固することができる溶融プールの形態と構造は、連続する凝固した軌跡が形成されるSLMレーザ走査速度に関する上限を設定する。
[0037] さらにSLMの速度は、入射レーザエネルギーが積層面上で粉末材料の溶解を生じさせる速度によって左右される。この速度は、レーザ出力を高めることによって高めることができ、その結果としてこれはより高速の走査速度を可能にすることができる。しかしながら積層面(すなわちその上にレーザが入射する)から下向きの温度勾配も存在しており、これは積層速度を高めるためにより高い出力密度が送達される場合、結果としてより大きくなることになる。積層面より下の指定された距離のところで(この距離は適切な層の厚さを規定する)粉末の溶解を達成するための要件もまた、積層面からの溶融した材料の蒸発が原因でより多くの熱を失わせる。このような蒸発作用は、蒸気の速さに起因する溶融プールの形状に対する破壊に加えて、エネルギー効率を下げ、表面品質を低下させることになる。
[0038] 本発明者等は、選択的レーザ溶融における高い速度と分解能を同時に達成するために、このような制限を克服する付加製造プロセスを開発した。この新たなプロセスは、より高いレーザ出力と、積層面に送達されるエネルギーの分配の改善された制御を利用することを可能にし、これにより走査速度を高めたり、空間的分解能(すなわち最小限のフィーチャーサイズ)を犠牲にしたりする必要がなくプロセス速度を高める。
[0039] 本明細書に記載される態様は、本明細書ではラインレーザと呼ばれる、エネルギーの1つまたは複数のライン形状のレーザ熱源を利用してエネルギーの特定のパターンによって積層面を走査することによって、粉末層の空間的な選択的溶解を通して、層毎の方式で粉末ー床からの特定の部位の製造に関する。所望される結果に応じて、溶融は、固体状態の範囲内での、または溶解、合体および凝固による、積層面の要素(例えば粉末の粒状体、ワイヤまたはシート)の結合を表す場合がある。これは、材料の溶融がそのラインの長さにわたって空間的に制御されるような方法で行われるが、積層面上へのそのラインの瞬間的な投射の長さ全体、またはその長さのかなりの割合にわたって行われる必要はない。本明細書に記載される一部の態様によると、全体として1本のラインに沿った粉末の溶融は、既存の方法を利用して必要とされるような多数のドット形状のレーザ熱源を別々に制御する必要なしに、溶融した区域の任意の好適な/所望されるパターンを形成するように制御することができる。
[0040] レーザエネルギーの線形熱源、すなわちラインレーザは、その幅より少なくとも10倍大きい、その幅よりも少なくとも100倍大きい、またはその幅よりも少なくとも1000倍大きい長さ寸法を有するように考慮されてよい。例えば一実施形態に従って使用されるラインレーザは、10〜100マイクロメートルに及ぶ幅と、0.1から1ミリメートル、1〜10ミリメートル、1〜10センチメートルまたは1メートルほどの長さにも及ぶ長さとを有する場合がある。特定の実施形態において、長さと幅は、強度がその最大強度の1/e2に達するそれぞれの寸法によって規定されてよい。また粉末床上に投射される際の1つの線形熱源は、より小さな寸法を有する、またはより小さなエネルギー密度を有する2つ以上の線形熱源を重ね合わせることによって達成される場合もある。例えば各々1センチメートルの長さを有する10個の線形熱源を重ね合わせて、10センチメートルの長さの1つの有効熱源を形成することができる、またはその結果、有効な線形熱源の長さはなおも単に1センチメートルだが、そのエネルギー密度は、粉末床上に投射されるラインを構成する10個の線形熱源の合計である。そのような線形熱源の重ね合わせはまた、積層面上にレーザエネルギーの一連の平行線を投射する能力をもたらす場合もあり、そのため平行線の間の強度調整の一例の振幅は、各々の個々のラインの幅寸法にも匹敵する。このようなやり方で、線形熱源の重ね合わせを利用してレーザエネルギーの二次元配列を形成することができる。
[0041] 一部の実施形態によると、ラインレーザに沿ったおよび/またはラインレーザを横切るような平均強度の分配は、局所的な強度がゼロから最大値まで及ぶように、基本的に任意の好適な方式で変更されてよい(「調整される」とも呼ばれる)。積層面に投射される際概ね線形状のレーザ熱源、すなわちラインレーザはそれ故、本明細書では、前記ラインに沿ったおよびラインを横切るようなレーザエネルギーの均一な分配を伴って、上記に定義した長さと幅の比を有する、積層面上に投射される際のレーザエネルギーのパターンとして規定されるのみならず、前記ラインに沿ったおよびラインを横切るようなレーザエネルギーの分配が大きく調整された場合、そういうものとして規定されることになる。前記ラインのエネルギーは、積層面上の材料(例えば粉末)の溶融が、投射に曝される一部の領域では起こらず、材料の溶融が、投射に曝される一部の他の領域では起こるような範囲に調整することができる。調整の一例では、その強度は、特定の領域ではラインの長さに沿ってゼロに設定され得るが、他の領域では、ラインの幅寸法に近似の空間的変化度合いで、強度がゼロから最大値の間に及ぶ場合がある。ラインレーザはそれ故、所与の走査速度で粉末の溶融を達成するのに十分高いエネルギーを有するラインの一部のまたは全ての区画が、ラインのこのような個々の区画をそれ自体をラインとして規定する個別のアスペクト比を持たないような範囲に調整することができる。しかしながら溶融のこのような個々の区画はそれでもなお調整されたラインの区画であり、複数の個別に制御された概ねドット形状のレーザ熱源ではないことを理解されたい。材料の任意の区域の溶融は、材料および周辺部のパラメータに加えて、その区域へのレーザ投射によって伝達されるエネルギー、伝達の期間によって決められるために、溶融のプロセスまたはそれがないことは、調整された強度のみならず、本明細書に記載される他のプロセスパラメータにもよって制御されることを理解することができる。
[0042] 溶融の特殊なケースとして、上記に記載した積層面の複数の小さな区域の同時に行われる溶解は、溶解作用の高い空間的分解能を達成することを可能にし、プロセスの積層速度を高めるためのより高い粉末密度および走査速度の他に、細長くなった溶融プールの不安定性、球形形成に起因する欠陥の形成、および複数のドット熱源が単独で使用される際に生じる高い温度勾配に起因する効率の悪さを含めた現行の方法の制限を克服する。一実施形態において、同時に溶解させることができる粉末床上の別個の場所(すなわちプロセスにおける任意の時点での隔離された溶融プール)数は、複数の個々に制御されたドット熱源の走査によって形成することができる隔離された溶融プールの数をはるかに超えることは顕著である。
[0043] 一実施形態によると、空間的に制御された材料の溶融は、少なくとも1つのラインレーザ熱源を設け、ラインの長さに沿って強度プロファイルを調整し、その一方で、粉末層の加熱、溶解および凝固を空間的に制御するためにこのような調整を積層面にわたる線形プロファイルの挙動と連携させることによって達成されてよい。
[0044] 別の実施形態において、空間的に制御された材料の溶融は、少なくとも1つの概ね円形(ドットの)熱源の走査と連携させて、ラインの長さに沿ってほぼ均一な強度プロファイルを有する少なくとも1つのラインレーザ熱源を走査することによって達成される場合もある。この複数の熱源が、積層面にわたって走査されることで、ラインによって実質的に加熱された領域と、ドット熱源によって実質的に加熱された領域との少なくとも部分的な重なりが生じる場所のみに溶融が起こる。例えばラインは、周辺温度をかなり上回る温度であるが、溶解温度を下回る温度まで粉末を加熱することができ、その後ドットが、溶解温度を上回る温度まで上昇させることができる。このようなケースでは、ドットの平均走査速度は、必ずしもそうである必要はないが、ラインの走査速度より実質的に速く、ラインの長さはドットの直径より実質的に大きくなる場合がある。
[0045] さらに別の実施形態は、異なる溶解温度を有する少なくとも2つの粉末材料の空間的な配列を有し、レーザエネルギー熱源への暴露が、その表面の選択された領域において材料の両方ではなく片方のみを溶解させるように、少なくとも1つの概ね線形の熱源を含むレーザ熱源を走査することによって規定されるレーザエネルギーの空間的分配を実現する積層面の構築を含む。溶解温度は、摂氏10度ほど、摂氏100度ほど、摂氏1000度ほど、または摂氏4000度ほどによって分けられてよい。両方の材料は、金属であってよい、両方がセラミックであってよい、または一方が金属製で他方がセラミックである場合もある。材料はまた、高分子、半導体またはイオン化合物である場合もある。積層面の溶解温度はまた、金属粉末などの第1の金属の一様な組成を堆積させ、その後、例えば共晶組成を形成することによって材料の組み合わせの溶解温度を変えるように作用する第2の材料を局所的に堆積させることによって空間的に変化させることもできる。
[0046] 一実施形態よる付加製造のための装置の概略図が図1に示されている。粉末床4を備えた作業台5が、窓3を備えたチャンバ2の内部に配置され、粉末床をレーザ熱源1に曝すことを可能にする。レーザ熱源、またはレーザ熱源の光路内に位置決めされた他の構成要素は、例えばガントリシステムおよび/または1つまたは複数の反照検流計を含み得るミラーベースのシステムなど、粉末床に対するレーザビーム投射の位置を変えるための手段を含んでおり、これらはチャンバの内部または外側に配置される場合がある。粉末床と交差するレーザエネルギーの調整および/または成形手段は、ビーム調整デバイスと、ライトバルブ(例えば回折格子ライトバルブおよび平面ライトバルブ)とを含む。レーザ熱源からの制御されたエネルギー送達は、局所化された加熱と、それに続く冷却時における粉末層内での選択的な溶融を可能にする。作業台はその後下に下げられ、新たな粉末層が粉末床の頂部に散布される。この実施形態では、粉末層は、作業台の領域内の垂直方向に作動される粉末カートリッジ6から粉末散布機構8を含めたリコーターシステムによって形成される。粉末層の形成の代替の方法は、ノズル機構、インクジェット堆積法、電気−流体力学堆積法または超音波溶着法による粉末の堆積を含む場合がある。その結果三次元の部位が、複数の連続して溶融した断面として作製される(すなわち付加製造される)。この断面は、必ずしもそうでなくてもよいが、平面であり得ることを理解することができる。
[0047] 図2Aは、制御手段を備えたレーザ11に曝された粉末の層10を含む複数の溶融層から三次元の物体を製造するための従来技術の方法を例示している。レーザ熱源11は、層10の上に概ね「ドット」形状の投射12を有する。その後、粉末層を所望される断面内に限定された軌道に沿って「ドット」形状の投射によって走査することによって、層の範囲内での選択的溶融が達成される。
[0048] 図2Bは、粉末の溶融による付加製造に関する一実施形態を広く例示している。粉末層20が、制御手段を備え、層20の上に投射される際概ね線形形状22を有するレ−ザ熱源21に曝される。レーザ熱源21は、ライン投射22の強度分配を調整するための手段を含んでおり、例えば強度をラインに沿って調整する回折格子ライトバルブ(GLV)、または強度をラインに沿ってかつラインを横切るように調整する平面ライトバルブ格子(PLV)などのライトバルブなどである。一例のGLV調整器システムは、一列の動的に作動される高度に反射性のマイクロリボンを利用して、投射されたラインを横切るように出力された光の強度を空間的に制御する能力を利用する。積層面を横切るラインの走査中に、粉末、あるいは繊維またはシートなどの他の材料形態の局所的な溶融を誘導するために、レーザの強度の線形の分配が空間的および時間的に制御される。強度をいかにして調整するかの別の例がこの後に示される。GLVまたはPLV調整は、投射されるラインの強度を調整する単なる2つの手段であり、空間的な光の調整の他の手段が利用される場合もあることは明白である。これらは、レーザを局所的に調整可能な光の透過を有する媒体と交差させ、そうすることでレーザエネルギーの一部のみが、所望される空間パターンでこの媒体の中を通って伝送され、積層面に入射するステップを含んでよい。
[0049] 図3A〜図3Eは、ラインレーザ熱源31(図3E)の投射32の強度プロファイルを、そのようなライン(y方向)に沿って調整することができることを概略的に例示している。代替の一実施形態では、この部位32に投射される際のラインレーザ熱源31の強度プロファイルは、そのようなラインに沿って(y方向)およびそのようなラインを横切るように(x方向)調整することができる。ラインレーザ熱源の強度プロファイルは、I0 30(図3A)における概ね均一な状態から非均一(図3B)な状態まで変更することができる。ここでは、設定のパラメータは、I0 40における層の暴露が粉末の局所的な溶融を生じさせるように選択される。同時に、0またはkI0の強度(この場合kは0から1の間の数字である)によって示されたより低い強度区域(41、42および43)は、対応する区域において粉末が溶融されないようにし、これによりライン投射の隔てられた領域において粉末の選択的な溶融を達成することを可能にする。強度プロファイルの他の例は、矩形および正弦曲線のプロファイル(図3C、図3D)を含む。
[0050] 図4Aは、強度プロファイルの調整と、ラインレーザ走査とを連携させた同時制御によって、積層面上での所望される空間的および時間的強度パターンの形成を可能にすることを例示している。ラインレーザ301は、積層面300上に調整されたライン302を投射する。ライン投射の強度プロファイルはこれにより、x方向のラインの走査と連携するように調整されることで、所望される領域303が溶融される。溶融した領域303の外形のみがこのプロセスによって制御されるのではなく、溶融した領域と、溶融しない領域、例えば304の任意の所望されるパターンを中に形成することができるようなやり方でライン投射の強度プロファイルを調整することができる。図4Bは、時間tの中で、ここではx軸に沿って描かれるそのようなラインの走査作業が、均一な速度で行われる必要がなく、1つの層の走査作業中に交互に前後することさえできることを例示している。この走査運動は、例えば一定の速度と、正弦曲線を描くように変化する速度を合わせたものであってよく、ラインに沿った強度の調整と一致するように行われるため、レーザの投射により複数の個々の溶融プ−ルが存在し、1つまたは複数のそのような走査が完了することで、溶融することが望まれる積層面の全領域の完全な溶融が生じることになる。
[0051] 図5Aおよび図5Cに示されるように、ラインレーザによって走査する際、「チェッカー盤」パターンを使用して、複数の個々の溶融プールを形成する場合がある。この例では、暴露パターンは、各々の層に関して少なくとも2つの段階を含む。最初の段階では、レーザエネルギーは、空間的および時間的に調整され、積層面313上の311として印が付けられた区域のみで溶融が誘発される。第2段階では、断面に応じて必要とされるならば、312として印が付けられた区域に少なくとも部分的な溶融が誘発される。こうして「チェッカー盤」パターンは、断面に応じた暴露領域に関するマスクとしての働きをする。時間的に変動する積層面上のライン投射の位置、投射の幅および投射に沿った強度の分配が、例えば一例のチェッカー盤パターンを達成するように変更されて、所望される最終的な密度および/または微細構造を有する積層面上の物質の溶融が生じるようになる。このようなケースでは、「チェッカー盤」は、局所的な平行な走査ラインの相対的な配向が、付加製造されている部位の連続する断面の中でおよび/またはその間で変更される場合の走査パターンの包括的な表現である。
[0052] 別の例として、図5Bに示されるような「ゼブラ」パターンにおけるエネルギーの送達もまた、溶融プールの形態と構造の制御を可能にする。最初の走査中、溶融は321として印が付けられた区域において誘発される。322として印が付けられた区域における溶融は、1回または複数回のそれに続く走査において誘発され、これは区域321と重なる場合もある。「ドット」レーザ溶解処理とは対照的に、溶融プールの幅は、レーザの「ドット」のサイズによって設定されるのではなく、ラインレーザに沿った強度の調整および走査パラメータによって直接制御される。他の例には、結果として起こる段階に関する暴露プロファイルの重なりを有するパターンが含まれ、これは異なる段階において暴露された領域間でのより均一な統合を可能にする。チェッカー盤パターンとゼブラパターンを記載してきたが、空間的に離れた多くの連続する溶融プール、例えばゼブラパターン(例えば波と、山形紋パターン)などまたはチェッカー盤(例えば杉綾模様パターン)などの交互の小さい不連続な溶融プールのいずれかである他のパターンも同様に可能である。
[0053] 複数のライン熱源の作用が上記に記載される複数段階と同じやり方で連携されるように、複数の段階の効果はより短い時間量において複数の連携されたライン熱源を利用して達成され得ることを理解されたい。
[0054] 図6A〜図6Dは、「ドット」形状と、「ライン」形状のエネルギー熱源の組み合わせを利用する別の実施形態を例示している。1つの例は、粉末をその溶解点のかなりの割合まで加熱する線形状のレーザエネルギーの投射と、急速な局所溶解を引き起こす1つまたは複数の「ドット」形状の熱源とを利用している。一部のケースでは、これはライン投射とドット投射が交差する際に行われる場合もある。代替としてこれは、レーザ熱源が交差せず、粉末が暴露と暴露の間に実質的に冷却されないように短い時間間隔の中でドットレーザとラインレーザによる1つの領域の一連の暴露によって行われる場合もある。図6A〜図6Dに概略的に描かれるように、ライン形状のレーザ熱源201と、ドット形状のレーザ熱源202は共に、粉末床200にエネルギーを送達するために使用される。レーザ熱源のパラメータは、ライン熱源のみによる粉末層の暴露が、粉末をその溶解温度のかなりの割合までにして、溶解作用は、別個に制御されたレーザエネルギー熱源、例えばドット熱源を利用して粉末をさらにその溶解温度まで上昇させることによって空間的に制御されるように選択されてよい。粉末層上での線形投射204と、ドット投射205をより近づいて眺めたもの210が、図6B〜図6Dに示される。ライン投射212とドット投射213の完全な重なり(図6B)によって、ドット投射の少なくとも一部の中で粉末の溶融を生じさせ、投射222と223の部分的な重なり(図6C)は、例えばライン投射とドット投射の両方に暴露される領域の交差部分の少なくとも一部の範囲内で溶融を生じさせる場合がある。上記に説明したように、投射232と233が交差しない場合(図6D)、線形投射232の範囲内では溶融は行われないが、このケースでは、ドット投射が、粉末がライン投射によって生じた上昇した温度から実質的に冷却されないような十分な時間の中でこれより前にライン投射が交差した積層面の特定の領域に交差する場合、このドット投射によって暴露された領域内で溶融を行うことができる。当然のことながら、上述の実施形態におけるライン熱源およびドット熱源の作用は反対にされる場合もあり、例えばドット熱源が、温度を上げるように作用するが、それが溶解点を超えないようにし、調整されたライン熱源が、積層面の特定の領域を溶解させる場合もある。
[0055] 図7A〜図7Eは、積層面700上への調整されたライン投射704を有する少なくとも1つのレーザライン熱源702と、積層面700上への未調整のライン投射703を有する1つのレーザライン熱源701との組み合わせを利用する選択的な粉末溶融に関する別の実施形態を例示している。1つの例は、粉末をその溶解点のかなりの割合まで加熱するためのレーザエネルギーの未調整の線形状の投射と、局所的な溶解を生じさせる1つまたは複数の調整された線形状の投射とを利用している。図6A〜図6Dに関連して上記に記載した実施形態と同様に、これも未調整の線形投射と、調整された線形投射が交差する際に行われる場合があり、または粉末が上昇した温度から実質的に冷却されないような十分な時間の中で未調整の線形投射とは別に行われる場合もある。図7Aに概略的に描かれるように、未調整のライン形状のレーザ熱源701と、調整されたライン形状のレーザ熱源702は共に、エネルギーを粉末床700に送達するのに使用される。レーザ熱源のパラメータは、未調整の線形状の熱源のみによる粉末層の暴露が、粉末をその溶解温度に近づけ、例えば調整されたライン熱源を利用して追加のエネルギーが送達されたならば溶解が行われるように選択されてよい。粉末床上での未調整の線形投射702と調整された線形投射704をより近づいて眺めたもの705が図7B〜図7Eに示される。
[0056] 未調整の線形投射707と、調整された線形投射706が完全に重なることで、未調整の線形投射の中にある調整された線形投射が(図7B)、重なった領域の少なくとも一部の中で粉末の溶融を生じさせる。未調整の線形投射709と、調整された線形投射708が完全に重なることで、調整された線形投射の中にある未調整の線形投射が(図7C)が、重なった領域の少なくとも一部の中で粉末の溶融を生じさせる。投射710と711が部分的に重なる(図7D)ことは、例えばその交差部分の少なくとも一部の中で溶融を生じさせる場合がある。投射713と712が交差しない場合(図7E)、未調整の線形投射712の中で溶融は行われないが、上記に説明したように、このようなケースでは、調整されたライン投射が、粉末が調整された線形投射によって生じた上昇した温度から実質的に冷却されないような十分な時間の中でこれより前に未調整の線形投射が交差した積層面の特定の領域に交差する場合、調整された線形投射712の中で溶融を行うことができる。
[0057] 調整されたラインまたはドットと交差しない粉末に対する未調整の線形投射を、例えば層が溶融した後であるが未溶融の材料の次の層を追加する前に、残留応力を軽減する、またはその微細構造を制御するために積層面を上昇した温度まで加熱するなど、溶融ではなく熱処理のために使用することもできることを理解されたい。
[0058] 図8は、異なる溶解温度を有する粉末などの少なくとも2つの材料の空間的な配列を有する積層面801の構築を含む別の実施形態を例示している。粉末材料P1 804、 805、 807から成る領域と、粉末物質P2 803、 806から成る領域とを備えたそのように構築された積層面がその後、積層面上への線形投射802を利用して少なくとも1つのラインレーザ熱源800によって走査される。所与の出力および走査速度でのレーザエネルギー源への暴露は、粉末材料の両方ではなく一方を溶融させる。図8では、ラインは、積層面を正のx方向に走査する。領域806および807を含めた線形投射の左側にある積層面は既にレーザに暴露されているが、粉末材料P2から成る領域806のみが溶融され、粉末材料P1から成る領域807は暴露により溶融されなかった。領域803および804を含む線形投射の右側に対する積層面の一部は、まだレーザに暴露されておらず、よって全く溶融されない。ひとたびこの領域がレーザに暴露されると、粉末材料P2から成る領域803のみが溶融されることになり、粉末材料P1から成る領域804は、溶融されないままになるであろう。
[0059] 付加的にいくつかの実施形態において、積層面の温度ならびに形態および構造を監視するために1つまたは複数のセンサが使用される場合があり、この情報を利用して、ビームの位置、ビームの強度プロファイル、粉末床の温度および他のパラメータをリアルタイムに制御することができる。感知の手段は、フォトダイオードまたは赤外線カメラ、波動の伝播および反射センサ(例えば超音波、RF)を含む場合がある。センサからの情報は、制御アルゴリズムと組み合わせて、レーザエネルギーの空間的および時間的分配を調整するのに使用されてよい。例えばエネルギーの調整は、所望される表面温度を維持する、閾値の範囲内に温度を維持する、一次溶融ステップの後、空隙をなくすために材料を局所的に溶融させるなどのためにプログラミングされてよい。フィードバック制御スキームは、溶融を受ける領域の近傍(例えば線形暴露パターンの真下またはその周り)での積層面の温度の空間的撮像、レーザ熱源の位置の制御およびレーザ熱源の強度パラメータを含むことで、この部位の各々の層の処理作業中に積層面上に所望される一時的な温度場を確立することができる。別のフィードバック制御スキームを使用して、各々の層の溶融中または溶融後に、積層面の高さを測定することによって溶融層の高さを監視および制御し、レーザ熱源のその後の走査パターンおよび/または次の層内に送達される材料の量を決定する場合もある。所望される一時的な温度場は、例えば溶融されるべき各々の層の所望される断面に対応するようにプログラミングされ、積層プロセスの計算シミュレーションによって伝えることができる。上記に記載した一実施形態によると、少なくとも1つのレーザ熱源、例えばラインレーザ熱源などを使用して、積層面を溶解温度を下回る上昇した温度まで加熱し、ドットなどの第2のレーザ熱源を使用して、所望される空間パターンにおいて溶解させ、上記に挙げた感知および制御手段を利用して、積層面の規定された領域が、所望されるプログラムに従って溶解温度より下に、および溶解温度より上に留まるようにレーザ熱源の強度および位置を調整することができる。
[0060] 特定の実施形態に応じて、積層面に投射される際のレーザラインは、100マイクロメートルほどの長さ、1mmのほどの長さ、10mmほどの長さ、100mmほどの長さ、または1mほどの長さである場合がある。そのようなラインの平均の幅は、1マイクロメートルほどの幅、10マイクロメートルほどの幅、100マイクロメートルほどの幅、1mmほどの幅、10mmほどの幅、または100mmほどの幅である場合がある。そのようなラインの個別に調整することができる一区分(本明細書では「ピクセル」とも呼ばれる)の平均の幅は、1マイクロメートルほど、10マイクロメートルほど、100マイクロメートルほど、1mmほど、10mmほど、または100mmほどである場合があり、そのラインの最大の幅と同じ長さである。強度をラインの長さに沿って調整することができるのみならず、ラインの幅を横切るようにも調整することができる別の実施形態では、ピクセルの長さは、ラインの最大の幅より小さい場合がある。ピクセルは、1マイクロメートルほどの長さ、10マイクロメートルほどの長さ、100マイクロメートルほどの長さ、1mmほどの長さ、10mmほどの長さ、または100mmほどの長さである場合がある。そのようなラインの積層面上に投射される総出力は、1Wほど、10Wほど、100Wほど、1000Wほど、10、000Wほど、100、000Wほど、または1、000、000Wほどである場合がある。そのようなラインの積層面に対する走査速度は、1mm/sほど、10mm/sほど、100mm/sほど、1m/sほど、10m/sほど、100m/sほど、または1000m/sほどである場合がある。材料を加工することが可能な全てのタイプのレーザをライン投射に使用することができ、これに限定するものではないがガスレーザ(例えば一酸化炭素レーザおよび二酸化物レーザ)、化学レーザ(例えばCOILレーザおよびAGILレーザ)、色素レーザ、固体レーザ、とりわけバルクレーザおよびファイバレーザ(例えばNd:YAG、NdCrYAG、Er:YAG)ならびに半導体レーザ(例えばGaN)などである。
[0061] 積層面は、任意の好適な形状を有する場合があることを理解されたい。平均の幅は、10mmほど、100mmほど、1mほど、または10mほどの場合がある。平均の長さは、幅と異なってよく、10mmほどの幅、100mmほどの幅、1mほどの幅、10mほどの幅、または100mほどの幅の場合がある。
[0062] 3Dの部位を形成するためにレーザによって処理するために、金属、セラミック、ポリマー、合金および複合体など種々の材料を積層面に適用することができる。金属は本明細書では、これに限定されるものではないが、ステンレス鋼(例えば316Lおよび17−4)、建築用鋼材(例えばマルエージ鋼300)、軽量金属および合金(チタン、アルミニウム、およびアルミニウムとリチウムの合金)、超合金(例えばニッケルベースの合金、例えばインコネル(Inconel)およびハステロイ(Hastelloy))、硬質で耐火性の金属(例えばタングステンおよびモリブデン)、貴金属(例えば金)、伝熱性および導電性金属(例えば銅および銀)などを指す場合がある。セラミックは本明細書では、これに限定されるものではないが、金属原子、メタロイド原子または非金属原子から成る無機の非金属固体を指す場合がある。例は、炭化物、窒化物およびホウ化物(例えばタングステンとチタンの炭化物、窒化ケイ素および炭化ケイ素ならびに窒化ホウ素)ならびに酸化アルミニウム、酸化亜鉛およびジルコニアなどの酸化物である。ポリマーは本明細書では、これに限定するものではないがホトポリマー、熱可塑性プラスチックおよび熱硬化性ポリマーを指す場合がある。
[0063] 材料が粉末として積層面に塗布されるケースでは、そのような粉末粒子は様々なサイズ、サイズ(および平均サイズ)分布ならびに様々な幾何学形状である場合がある。粉末のサイズ(および平均サイズ)分配は、1〜1000ナノメートル、1〜100マイクロメートル、10マイクロメートルから1mmまで及ぶ場合がある。加えて、ナノ構造体がそのような粉末に加えられる場合があり、すなわち母材は粉末であり、第2の材料は、1〜100nmの範囲内の少なくとも1つの寸法を有する、例えばカーボンナノチューブ(CNT)またはナノ粒子などのナノ構造である。ナノ粒子はそのサイズに起因して抑制された溶解温度/焼結温度を有する場合があるが、それにも関わらずこのようなナノ構造体は、粉末の母材と必ずしも材料が異なる必要はない。
[0064] 本教示を種々の実施形態および実施例と併せて説明してきたが、本教示はそのような実施形態または実施例に限定されることは意図されていない。反対に本教示は、当業者によって理解されるように種々の代替形態、修正形態および等価物を包含している。したがって前述の記載および図面は、単なる一例である。
Claims (56)
- 材料の層を、レーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露するステップであって、前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射のうちの少なくとも1回が概ね線形状を有するライン投射であるステップと、
前記材料の層を前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露することによって、前記材料の層の少なくとも一部分を溶融させるステップと、
前記材料の層の前記一部分を所望される形状に溶融させるために前記材料の層に対する前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射を移動させるステップと
を含む付加製造のための方法。 - 前記ライン投射の強度が、前記ライン投射の長さに沿って一定である、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射を移動させる間、前記ライン投射の長さと幅の少なくとも一方を変化させるステップをさらに含む、請求項2に記載の方法。
- 前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射の少なくとも1回がドット投射である、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射を前記材料の層に対して移動させる間、前記ドット投射を前記ライン投射に対して移動させるステップをさらに含む、請求項4に記載の方法。
- 前記材料の層の前記ライン投射への暴露が、前記材料の層の少なくとも一部分を前記材料の層の溶解温度を下回る第1の温度まで加熱し、前記材料の層の前記ドット投射への暴露が、前記材料の層の前記一部分を前記材料の層の前記溶解温度より高い第2の温度まで加熱する、請求項4に記載の方法。
- 前記ライン投射の長さと、前記ライン投射の幅の少なくとも一方に沿って前記ライン投射の強度を調整するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射が前記材料の層に対して移動される際、前記ライン投射の強度が所望されるパターンに従って調整される、請求項7に記載の方法。
- 前記ライン投射に暴露される領域のおよそ50%未満が、前記材料の層の溶解温度を上回る温度まで加熱されるように、前記ライン投射の強度が調整される、請求項7に記載の方法。
- 前記ライン投射に暴露される領域のおよそ25%からおよそ75%が前記材料の層の溶解温度を上回る温度まで加熱されるように、前記ライン投射の強度が調整される、請求項7に記載の方法。
- 前記材料の層に対してレーザエネルギーの所望される二次元パターンを送達するために、前記ライン投射の強度の調整を前記材料の層に対する前記ライン投射の移動と連携させるステップをさらに含む、請求項7に記載の方法。
- 前記二次元パターンが、ゼブラパターンとチェッカー盤パターンの少なくとも一方である、請求項11に記載の方法。
- 前記ライン投射の強度が、回折格子ライトバルブと、平面ライトバルブ調整器の少なくとも一方を利用して調整される、請求項7に記載の方法。
- 前記材料の層の一部分を溶融させるステップが、前記材料の層の一部分を熔解させるステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記材料の層が、粉末、材料のシートおよび繊維のうちの少なくとも1つを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記粉末が、金属粉末、セラミック粉末および高分子粉末のうちの少なくとも1つを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記材料の層がさらに、粉末と混合されたナノ構造体を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記ナノ構造体が、フラーレン、カーボンナノチューブおよびグラフェンシートのうち少なくとも1つを含む炭素ベースのナノ構造体である、請求項17に記載の方法。
- 前記粉末が、0.01マイクロメータから100マイクロメータの間のサイズを有する、請求項15に記載の方法。
- 前記粉末が、1マイクロメータから100マイクロメータの間のサイズを有する、請求項19に記載の方法。
- 前記粉末が、10マイクロメータから1mmの間のサイズを有する、請求項19に記載の方法。
- 前記材料の層を積層面上に設けるステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記材料の層を設けるステップが、粉末散布システム、インクジェット堆積システム、電気−流体力学堆積システム、または押し出しノズルのうちの少なくとも1つによって前記材料の層を堆積させるステップを含む、請求項22に記載の方法。
- 前記材料の層の少なくとも1つの特性を計測するステップと、計測した前記少なくとも1つの特性に基づいて前記1回または複数回のレーザ投射の強度と、前記1回または複数回のレーザ投射の移動の少なくとも一方を調節するステップとをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記材料の層の前記少なくとも1つの特性が、光学カメラ、光学距離センサ、赤外線センサ、赤外線カメラ、アコースティックエミッションセンサ、X線放出センサまたは超音波放出センサのうちの少なくとも1つによって計測される、請求項24に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの特性が前記材料の層の温度である、請求項25に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの特性が前記材料の層の高さである、請求項25に記載の方法。
- 第1の溶解温度を有する第1の材料と、前記第1の溶解温度を超える第2の溶解温度を有する第2の材料とを有する材料の層を積層面上に設けるステップと、
前記第1および第2の材料をレーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露するステップであって、前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射のうちの少なくとも1回は概ね線形状を有するライン投射であり、前記第1および第2の材料の前記レーザエネルギーの投射への暴露は、前記第1および第2の材料を、前記第1の溶解温度を超え、かつ前記第2の溶解温度を下回る温度まで加熱するステップと、
前記第1および第2の材料を前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露することによって、前記第1の材料の少なくとも一部分を溶融させるステップと
を含む、付加製造のための方法。 - 前記第1および第2の材料が、所望される形状と、所望される組成のうちの少なくとも一方に従って前記積層面上に配置される、請求項28に記載の方法。
- 前記第1および第2の材料が、金属粉末、セラミック粉末および高分子粉末のうちの少なくとも1つを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記第1の材料が金属粉末を含み、前記第2の材料がセラミック粉末を含む、請求項30に記載の方法。
- 前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射を前記材料の層に対して移動させるステップをさらに含む、請求項28に記載の方法。
- 第1および第2の材料の少なくとも一方がナノ構造体を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記ナノ構造体が、フラーレン、カーボンナノチューブおよびグラフェンシートを含む炭素ベースのナノ構造体である、請求項33に記載の方法。
- 前記1および第2の材料の少なくとも一方が、0.01マイクロメータから100マイクロメータの間のサイズを有する粉末粒子を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記粉末が、1から100マイクロメータの間のサイズを有する粒子を含む、請求項35に記載の方法。
- 前記粉末が、10マイクロメータから1mmの間のサイズを有する粒子を含む、請求項35に記載の方法。
- 前記材料の層を前記積層面上に設けるステップが、粉末散布システム、インクジェット堆積システム、電気−流体力学堆積システムまたは押し出しノズルのうちの少なくとも1つによって前記材料の層を堆積させるステップを含む、請求項28に記載の方法。
- 前記第1および第2の材料が前記積層面上に別々に堆積される、請求項38に記載の方法。
- 前記材料の層の少なくとも1つの特性を計測するステップと、計測した少なくとも1つの特性に基づいて前記1回または複数回のレーザ投射の強度の少なくとも1つを調節するステップをさらに含む、請求項28に記載の方法。
- 前記材料の層の少なくとも1つの特性が、光学カメラ、光学距離センサ、赤外線センサ、赤外線カメラ、アコースティックエミッションセンサ、X線放出センサまたは超音波放出センサのうちの少なくとも1つによって計測される、請求項40に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの特性が、前記第1および第2の材料の少なくとも一方の温度である、請求項41に記載の方法。
- 前記少なくとも1つの特性が前記材料の層の高さである、請求項41に記載の方法。
- 積層面と、
前記積層面上に材料の層を堆積させるように構成された材料堆積システムと、
前記材料の層をレーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露するように構成されたレーザエネルギーの1つまたは複数の熱源であって、前記材料の層の前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射への暴露が、前記材料の層の少なくとも一部分を溶融させ、前記レーザエネルギーの1つまたは複数の熱源のうちの少なくとも1つが、概ね線形状を有するライン投射を形成するように構成されるレーザエネルギーの1つまたは複数の熱源と
を備える付加製造のための装置。 - 前記積層面がチャンバ内に封入される、請求項44に記載の装置。
- 前記チャンバが制御された大気を有する、請求項45に記載の装置。
- 前記材料堆積システムが前記チャンバ内に封入される、請求項45に記載の装置。
- 前記レーザエネルギーの1つまたは複数の熱源が、前記チャンバの外側に配置され、前記1つまたは複数の熱源からのレーザエネルギーが、前記チャンバの一面にある窓を通って通過する、請求項45に記載の装置。
- 前記材料堆積システムが、粉末散布システム、インクジェット堆積システム、電気−流体力学堆積システムまたは押し出しノズルのうちの少なくとも1つを備える、請求項44に記載の装置。
- 前記材料堆積システムが、金属材料、セラミック材料、高分子材料および液体材料のうちの少なくとも1つを堆積させるように構成される、請求項44に記載の装置。
- 前記積層面が、前記レーザエネルギーの1つまたは複数の熱源に対して移動可能である、請求項44に記載の装置。
- 前記レーザ熱源の少なくとも1つが、ドット投射を形成するように構成される、請求項44に記載の装置。
- 前記レーザエネルギーの1つまたは複数の熱源のうちの少なくとも1つに対応付けられた強度調整器をさらに備える、請求項44に記載の装置。
- 前記強度調整器が、回折格子ライトバルブと平面ライトバルブ調整器の少なくとも一方を備える、請求項53に記載の装置。
- 第2の積層面をさらに備え、前記レーザエネルギーの1つまたは複数の熱源が、前記積層面と第2の積層面の各々の上にある材料を前記レーザエネルギーの1回または複数回の投射に暴露するように構成され、前記第2の積層面が、前記第1の積層面に対して移動可能である、請求項44に記載の装置。
- 前記レーザエネルギーの1つまたは複数の熱源に対応付けられ、前記積層面に対する前記レーザエネルギーの1つまたは複数の投射の位置を調節するように構成されたミラーベースシステムをさらに備える、請求項44に記載の装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US201562194218P | 2015-07-18 | 2015-07-18 | |
US62/194,218 | 2015-07-18 | ||
PCT/US2016/042860 WO2017015241A1 (en) | 2015-07-18 | 2016-07-18 | Additive manufacturing by spatially controlled material fusion |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018524476A true JP2018524476A (ja) | 2018-08-30 |
Family
ID=57834543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018501986A Pending JP2018524476A (ja) | 2015-07-18 | 2016-07-18 | 空間制御された材料の溶融による付加製造 |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US10919090B2 (ja) |
EP (1) | EP3325192A4 (ja) |
JP (1) | JP2018524476A (ja) |
KR (1) | KR20180033530A (ja) |
CN (1) | CN107921536A (ja) |
AU (3) | AU2016295394B2 (ja) |
BR (1) | BR112018000863A2 (ja) |
CA (1) | CA3031329A1 (ja) |
IL (1) | IL256594A (ja) |
RU (1) | RU2018103772A (ja) |
WO (1) | WO2017015241A1 (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019084824A (ja) * | 2017-11-08 | 2019-06-06 | キヤノン株式会社 | セラミックス造形用粉体およびそれを用いたセラミックスの造形方法 |
JP2019130886A (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 3次元の物体を付加製造する装置 |
JP2019130887A (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 3次元の物体を付加製造する装置 |
JP2020507475A (ja) * | 2017-01-30 | 2020-03-12 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | 構成部品の付加製造方法 |
KR102194694B1 (ko) * | 2019-12-31 | 2020-12-24 | 한국과학기술원 | 3d 프린팅 공정의 열 화상 및 레이저 초음파 통합 검사 시스템 및 이를 구비한 3d 프린팅 시스템 |
JP2021509094A (ja) * | 2017-12-29 | 2021-03-18 | イオス オブ ノース アメリカ、インコーポレイテッド | 光バルブデバイスを使用する積層造形システム |
JP2021045887A (ja) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | 株式会社Screenホールディングス | 3次元造形製造装置、および、3次元造形製造方法 |
JP2021515104A (ja) * | 2018-03-01 | 2021-06-17 | アッドアップ | 振動を使用して可動面の上に粉末を分配するためのデバイスを含む積層造形装置 |
JP7041238B1 (ja) | 2020-12-07 | 2022-03-23 | 株式会社ソディック | 積層造形装置の較正方法及び積層造形装置 |
Families Citing this family (65)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017015241A1 (en) | 2015-07-18 | 2017-01-26 | Vulcanforms Inc. | Additive manufacturing by spatially controlled material fusion |
EP3334696A1 (en) * | 2015-08-13 | 2018-06-20 | Corning Incorporated | Method and system for printing 3d objects |
US10434600B2 (en) | 2015-11-23 | 2019-10-08 | Nlight, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
EP3411170A4 (en) | 2016-01-28 | 2020-02-12 | Seurat Technologies, Inc. | GENERATIVE PRODUCTION, SYSTEM AND METHOD FOR SPACIAL HEAT TREATMENT |
JP6600278B2 (ja) * | 2016-06-07 | 2019-10-30 | 三菱重工業株式会社 | 選択型ビーム積層造形装置及び選択型ビーム積層造形方法 |
US10717230B2 (en) * | 2016-06-16 | 2020-07-21 | Xerox Corporation | Line laser imager for thermoplastic selective laser sintering |
US11691343B2 (en) | 2016-06-29 | 2023-07-04 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional printing and three-dimensional printers |
DE102016121547A1 (de) * | 2016-09-20 | 2018-03-22 | Lilas Gmbh | Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Arbeitsbereichs mit Laserstrahlung, insbesondere 3D-Druck-Vorrichtung |
CN110198828B (zh) * | 2017-01-27 | 2021-08-03 | 惠普发展公司,有限责任合伙企业 | 用于三维打印的方法、***和存储介质 |
US10668534B2 (en) * | 2017-03-06 | 2020-06-02 | General Electric Company | Leg elimination strategy for hatch pattern |
US10828700B2 (en) * | 2017-03-06 | 2020-11-10 | General Electric Company | Triangle hatch pattern for additive manufacturing |
US11077618B2 (en) | 2017-03-22 | 2021-08-03 | Nxt Factory Inc. | Method and apparatus for forming a three-dimensional article by fusion of a powdered medium in a powder bed |
US11207827B2 (en) | 2017-03-29 | 2021-12-28 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Energy dosing for additive manufacturing |
JP6907657B2 (ja) * | 2017-03-31 | 2021-07-21 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形物の製造方法 |
US20180311769A1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | Divergent Technologies, Inc. | Multi-materials and print parameters for additive manufacturing |
EP4035803A1 (en) * | 2017-05-22 | 2022-08-03 | NLIGHT, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
US11407034B2 (en) * | 2017-07-06 | 2022-08-09 | OmniTek Technology Ltda. | Selective laser melting system and method of using same |
US11097350B2 (en) | 2017-07-24 | 2021-08-24 | Raytheon Technologies Corporation | Pre-fusion laser sintering for metal powder stabilization during additive manufacturing |
JP2019059993A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 株式会社Screenホールディングス | 3次元造形製造装置および3次元造形製造方法 |
WO2019058883A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2019-03-28 | 株式会社Screenホールディングス | 3次元造形製造装置および3次元造形製造方法 |
JP6940350B2 (ja) * | 2017-09-25 | 2021-09-29 | 株式会社Screenホールディングス | 3次元造形製造装置および3次元造形製造方法 |
US11084132B2 (en) | 2017-10-26 | 2021-08-10 | General Electric Company | Diode laser fiber array for contour of powder bed fabrication or repair |
EP3493007A1 (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-05 | CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH | Method for operating at least one apparatus for manufacturing of three-dimensional objects |
EP3498401A1 (en) * | 2017-12-18 | 2019-06-19 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of additively manufacturing a component, an apparatus and computer program product |
US11112771B2 (en) * | 2017-12-20 | 2021-09-07 | Moog Inc. | Convolutional neural network evaluation of additive manufacturing images, and additive manufacturing system based thereon |
JP7024394B2 (ja) | 2017-12-26 | 2022-02-24 | 大同特殊鋼株式会社 | 金属粉末材料 |
US10814429B2 (en) | 2018-01-26 | 2020-10-27 | General Electric Company | Systems and methods for dynamic shaping of laser beam profiles for control of micro-structures in additively manufactured metals |
US10821551B2 (en) | 2018-01-26 | 2020-11-03 | General Electronic Company | Systems and methods for dynamic shaping of laser beam profiles in additive manufacturing |
EP3520927B1 (de) * | 2018-01-31 | 2020-07-29 | United Grinding Group Management AG | 3d-drucker mit einem elektronisch ansteuerbaren umformmodul |
US11224943B2 (en) | 2018-03-07 | 2022-01-18 | Divergent Technologies, Inc. | Variable beam geometry laser-based powder bed fusion |
US10875094B2 (en) * | 2018-03-29 | 2020-12-29 | Vulcanforms Inc. | Additive manufacturing systems and methods |
WO2019216228A1 (ja) * | 2018-05-09 | 2019-11-14 | 株式会社ニコン | 造形システム、及び、造形方法 |
AU2019290657A1 (en) * | 2018-06-19 | 2021-02-11 | MELD Manufacturing Corporation | Solid-state methods of joining dissimilar materials and parts and solid-state additive manufacturing of coatings |
EP3597399A1 (en) * | 2018-07-20 | 2020-01-22 | Concept Laser GmbH | Method for additively manufacturing at least one three-dimensional object |
DE102018213675A1 (de) * | 2018-08-14 | 2020-02-20 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Additive Herstellvorrichtung und zugeordnetes additives Herstellverfahren |
CN116638102A (zh) * | 2018-08-24 | 2023-08-25 | 努布鲁有限公司 | 蓝色激光金属增材制造*** |
CN108971491B (zh) * | 2018-08-30 | 2020-07-10 | 佛山瑞鑫通科技有限公司 | 一种金属牙冠的3d打印方法 |
CA3111199A1 (en) * | 2018-09-01 | 2020-03-05 | Nuburu, Inc. | Additive manufacturing system with addressable array of lasers and real time feedback control of each source |
DE112018007986T5 (de) | 2018-10-22 | 2021-05-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Numerische Steuervorrichtung, Vorrichtung zur additiven Fertigung und Verfahren zur Steuerung einer Vorrichtung zur additiven Fertigung |
CN113039057A (zh) * | 2018-11-14 | 2021-06-25 | 应用材料公司 | 增材制造的超声监测 |
US10960607B2 (en) | 2018-12-13 | 2021-03-30 | General Electric Company | Systems and methods for monitoring powder spreading in additive manufacturing systems |
EP3898058A4 (en) | 2018-12-19 | 2022-08-17 | Seurat Technologies, Inc. | ADDITIONAL MANUFACTURING SYSTEM USING A PULSE MODULATED LASER FOR TWO-DIMENSIONAL PRINTING |
JP2022517490A (ja) | 2019-01-23 | 2022-03-09 | ヴァルカンフォームズ インコーポレイテッド | 付加製造用のレーザ制御システム |
KR102368533B1 (ko) * | 2019-04-23 | 2022-03-02 | 주식회사 경동엠텍 | 레이저 소결에 의한 반도체 칩의 접합방법 |
KR102258498B1 (ko) * | 2019-04-23 | 2021-06-01 | 주식회사 경동엠텍 | 레이저 소결에 의한 반도체 칩의 접합방법 |
CN114025899A (zh) | 2019-05-28 | 2022-02-08 | 伏尔肯模型公司 | 用于增材制造***的光纤连接器 |
CN114126842A (zh) | 2019-05-28 | 2022-03-01 | 伏尔肯模型公司 | 用于增材制造的重涂器*** |
FR3097164B1 (fr) * | 2019-06-17 | 2024-05-24 | Beam | Systeme et procede d’ajout de matiere sur une surface determinee d’une piece au moyen d’un faisceau laser oriente par une tete a balayage laser et d’une injection de poudre laterale |
US11581691B2 (en) | 2019-08-16 | 2023-02-14 | University Of Rochester | All-optical, optically addressable liquid crystal-based light valve employing photoswitchable alignment layer for high-power and/or large aperture laser applications |
US20210046586A1 (en) * | 2019-08-16 | 2021-02-18 | University Of Rochester | Additive manufacturing systems and methods |
WO2022010977A2 (en) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | University Of Rochester | Additive manufacturing systems and methods |
EP4025426A4 (en) | 2019-09-04 | 2024-01-03 | Vulcanforms Inc | LASER ARRAY POSITION DETECTION |
DE102019218377A1 (de) * | 2019-11-27 | 2021-05-27 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zum selektiven Bestrahlen einer Pulverschicht in der additiven Herstellung mit einem ersten und einem zweiten Bestrahlungsmuster |
GB201918601D0 (en) * | 2019-12-17 | 2020-01-29 | Renishaw Plc | Powder bed fusion additive manufacturing methods and apparatus |
WO2021167781A1 (en) * | 2020-02-18 | 2021-08-26 | Vulcanforms Inc. | Additive manufacturing systems and related methods utilizing optical phased array beam steering |
US11602891B2 (en) | 2020-09-04 | 2023-03-14 | Vulcanforms Inc. | Defect mitigation for recoating systems for additive manufacturing |
US20220134645A1 (en) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Seiko Epson Corporation | Three-dimensional shaping apparatus |
CN112893764B (zh) * | 2021-01-21 | 2022-04-12 | 大连理工大学 | 一种可用于光纤激光加工的3d打印覆膜硅砂及其制备方法 |
CN117355383A (zh) * | 2021-03-18 | 2024-01-05 | 戴弗根特技术有限公司 | 基于可变波束几何结构能量束的粉末床熔合 |
US20230001639A1 (en) * | 2021-06-30 | 2023-01-05 | General Electric Company | Additive manufacturing using solid state optical deflectors |
CN113618083B (zh) * | 2021-07-07 | 2023-02-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种利用超声冲击调控激光增材制造钛材料组织与性能的方法 |
US20230037200A1 (en) | 2021-07-28 | 2023-02-02 | DePuy Synthes Products, Inc. | 3D-Printed Implants And Methods For 3D Printing Of Implants |
WO2023131791A1 (en) * | 2022-01-10 | 2023-07-13 | Renishaw Plc | Energy beam exposures in powder bed fusion |
US20240017482A1 (en) * | 2022-07-15 | 2024-01-18 | General Electric Company | Additive manufacturing methods and systems |
JP2024062081A (ja) * | 2022-10-24 | 2024-05-09 | 株式会社Screenホールディングス | 3次元造形装置および3次元造形方法 |
Family Cites Families (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0857967A (ja) * | 1994-08-29 | 1996-03-05 | Ricoh Co Ltd | 3次元造形方法 |
WO2000021735A1 (en) * | 1998-10-12 | 2000-04-20 | Dicon A/S | Rapid prototyping apparatus and method of rapid prototyping |
US6710280B2 (en) | 2001-05-22 | 2004-03-23 | The P.O.M. Group | Focusing optics for adaptive deposition in rapid manufacturing |
WO2003085457A1 (fr) | 2002-04-10 | 2003-10-16 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Tete d'exposition, dispositif d'exposition et utilisation |
GB0317387D0 (en) * | 2003-07-25 | 2003-08-27 | Univ Loughborough | Method and apparatus for combining particulate material |
DE102007014683A1 (de) * | 2007-03-27 | 2008-10-09 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
US8048359B2 (en) * | 2008-10-20 | 2011-11-01 | 3D Systems, Inc. | Compensation of actinic radiation intensity profiles for three-dimensional modelers |
JP5604981B2 (ja) * | 2009-05-28 | 2014-10-15 | Jfeスチール株式会社 | 粉末冶金用鉄基混合粉末 |
US10201877B2 (en) * | 2011-10-26 | 2019-02-12 | Titanova Inc | Puddle forming and shaping with primary and secondary lasers |
WO2013136096A1 (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-19 | University Of Exeter | Additive manufacturing |
US8916796B2 (en) * | 2012-06-19 | 2014-12-23 | Intrinsiq Materials, Inc. | Method for depositing and curing nanoparticle-based ink |
JP2014125643A (ja) | 2012-12-25 | 2014-07-07 | Honda Motor Co Ltd | 三次元造形装置および三次元造形方法 |
WO2014144255A2 (en) | 2013-03-15 | 2014-09-18 | Matterfab Corp. | Laser sintering apparatus and methods |
DE102013011676A1 (de) | 2013-07-11 | 2015-01-15 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | Vorrichtung und Verfahren zur generativen Bauteilfertigung |
US10532556B2 (en) | 2013-12-16 | 2020-01-14 | General Electric Company | Control of solidification in laser powder bed fusion additive manufacturing using a diode laser fiber array |
WO2016077250A1 (en) | 2014-11-10 | 2016-05-19 | Velo3D, Inc. | Systems, apparatuses and methods for generating three-dimensional objects with scaffold features |
US10399183B2 (en) | 2015-06-10 | 2019-09-03 | Ipg Photonics Corporation | Multiple beam additive manufacturing |
WO2017015241A1 (en) | 2015-07-18 | 2017-01-26 | Vulcanforms Inc. | Additive manufacturing by spatially controlled material fusion |
ES2940909T3 (es) | 2015-11-16 | 2023-05-12 | Renishaw Plc | Módulo para aparato de fabricación aditiva |
US9956612B1 (en) | 2017-01-13 | 2018-05-01 | General Electric Company | Additive manufacturing using a mobile scan area |
-
2016
- 2016-07-18 WO PCT/US2016/042860 patent/WO2017015241A1/en active Application Filing
- 2016-07-18 CA CA3031329A patent/CA3031329A1/en not_active Abandoned
- 2016-07-18 AU AU2016295394A patent/AU2016295394B2/en active Active
- 2016-07-18 BR BR112018000863-0A patent/BR112018000863A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2016-07-18 EP EP16828388.5A patent/EP3325192A4/en not_active Withdrawn
- 2016-07-18 US US15/745,555 patent/US10919090B2/en active Active
- 2016-07-18 CN CN201680041868.3A patent/CN107921536A/zh active Pending
- 2016-07-18 RU RU2018103772A patent/RU2018103772A/ru not_active Application Discontinuation
- 2016-07-18 JP JP2018501986A patent/JP2018524476A/ja active Pending
- 2016-07-18 KR KR1020187004580A patent/KR20180033530A/ko unknown
-
2017
- 2017-12-26 IL IL256594A patent/IL256594A/en unknown
-
2021
- 2021-01-25 US US17/157,315 patent/US11602792B2/en active Active
- 2021-09-29 AU AU2021240172A patent/AU2021240172B2/en active Active
-
2023
- 2023-01-11 US US18/095,751 patent/US20230219290A1/en active Pending
- 2023-10-11 AU AU2023248119A patent/AU2023248119A1/en active Pending
Cited By (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020507475A (ja) * | 2017-01-30 | 2020-03-12 | シーメンス エナジー インコーポレイテッド | 構成部品の付加製造方法 |
US11359290B2 (en) | 2017-01-30 | 2022-06-14 | Siemens Energy, Inc. | Method of additive manufacturing of components |
JP7256630B2 (ja) | 2017-11-08 | 2023-04-12 | キヤノン株式会社 | セラミックス造形用粉体およびそれを用いたセラミックスの造形方法 |
JP2019084824A (ja) * | 2017-11-08 | 2019-06-06 | キヤノン株式会社 | セラミックス造形用粉体およびそれを用いたセラミックスの造形方法 |
JP2021509094A (ja) * | 2017-12-29 | 2021-03-18 | イオス オブ ノース アメリカ、インコーポレイテッド | 光バルブデバイスを使用する積層造形システム |
JP7267300B2 (ja) | 2017-12-29 | 2023-05-01 | イオス オブ ノース アメリカ、インコーポレイテッド | 光バルブデバイスを使用する積層造形システム |
JP2019130886A (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 3次元の物体を付加製造する装置 |
JP2019130887A (ja) * | 2018-02-01 | 2019-08-08 | コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 3次元の物体を付加製造する装置 |
JP2020199772A (ja) * | 2018-02-01 | 2020-12-17 | コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 3次元の物体を付加製造する装置 |
JP2020203485A (ja) * | 2018-02-01 | 2020-12-24 | コンセプト・レーザー・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 3次元の物体を付加製造する装置 |
JP7271564B2 (ja) | 2018-03-01 | 2023-05-11 | アッドアップ | 振動を使用して可動面の上に粉末を分配するためのデバイスを含む積層造形装置 |
JP2021515104A (ja) * | 2018-03-01 | 2021-06-17 | アッドアップ | 振動を使用して可動面の上に粉末を分配するためのデバイスを含む積層造形装置 |
JP2021045887A (ja) * | 2019-09-18 | 2021-03-25 | 株式会社Screenホールディングス | 3次元造形製造装置、および、3次元造形製造方法 |
KR102194694B1 (ko) * | 2019-12-31 | 2020-12-24 | 한국과학기술원 | 3d 프린팅 공정의 열 화상 및 레이저 초음파 통합 검사 시스템 및 이를 구비한 3d 프린팅 시스템 |
US11472113B2 (en) | 2020-12-07 | 2022-10-18 | Sodick Co., Ltd. | Additive manufacturing apparatus and calibration method thereof |
JP2022090288A (ja) * | 2020-12-07 | 2022-06-17 | 株式会社ソディック | 積層造形装置の較正方法及び積層造形装置 |
JP7041238B1 (ja) | 2020-12-07 | 2022-03-23 | 株式会社ソディック | 積層造形装置の較正方法及び積層造形装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US11602792B2 (en) | 2023-03-14 |
EP3325192A4 (en) | 2019-05-08 |
CA3031329A1 (en) | 2017-01-26 |
WO2017015241A1 (en) | 2017-01-26 |
CN107921536A (zh) | 2018-04-17 |
US20230219290A1 (en) | 2023-07-13 |
BR112018000863A2 (pt) | 2018-09-11 |
AU2023248119A1 (en) | 2023-11-02 |
KR20180033530A (ko) | 2018-04-03 |
AU2021240172B2 (en) | 2023-07-13 |
EP3325192A1 (en) | 2018-05-30 |
US20210170490A1 (en) | 2021-06-10 |
US10919090B2 (en) | 2021-02-16 |
IL256594A (en) | 2018-02-28 |
RU2018103772A (ru) | 2019-08-19 |
US20180207722A1 (en) | 2018-07-26 |
AU2016295394A1 (en) | 2018-01-25 |
AU2016295394B2 (en) | 2021-08-05 |
AU2021240172A1 (en) | 2021-10-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2018524476A (ja) | 空間制御された材料の溶融による付加製造 | |
US10399183B2 (en) | Multiple beam additive manufacturing | |
Zavala-Arredondo et al. | Laser diode area melting for high speed additive manufacturing of metallic components | |
KR102549015B1 (ko) | 고전력 다이오드 기반 적층 가공을 위한 시스템 및 방법 | |
ES2856399T3 (es) | Método y sistema para fabricación aditiva usando un haz de luz | |
US10399146B2 (en) | Contour scanning for additive manufacturing process | |
EP2424706B1 (en) | Additive layer fabrication method | |
EP2424707B1 (en) | Additive layer fabrication method | |
US20140099476A1 (en) | Additive manufacture of turbine component with multiple materials | |
US10722943B2 (en) | Additive manufacturing method | |
EP3116706B1 (en) | Sintering particulate material | |
JP6849800B2 (ja) | 単結晶造形物を作製する方法、使用及び装置 | |
WO2020058722A1 (en) | A powder bed: additive manufacturing | |
CN110621425A (zh) | 用于增材制造的三角形影线图案 | |
JP6857861B2 (ja) | 三次元形状造形物の製造方法 | |
KR102144713B1 (ko) | 광 조사 패턴 제어 가능한 3d 프린팅 장치 및 이를 이용한 3d 프린팅 방법 | |
US20220305561A1 (en) | Method for additively manufacturing three-dimensional components and corresponding device | |
Takagi et al. | A microsphere assembly method with laser microwelding for fabrication of three-dimensional periodic structures | |
WO2024003336A1 (en) | Additive manufacturing process using pulsed laser radiation | |
JP2024521641A (ja) | 光誘導および動的ビーム成形の少なくとも一方を使用したアディティブマニュファクチャリング | |
JP2021185022A (ja) | 3次元焼成物の製作方法 | |
JP2018111849A (ja) | 造形物の製造装置、及び製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180313 |