JP7723487B2 - オブジェクトを積層造形するためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本開示は、一般に、積層造形、より具体的には、粉末床積層造形のシステム及び方法に関し、より具体的には、組成勾配を有するオブジェクトを作製するために使用される粉末床積層造形システム及び方法に関する。

積層造形は、レイヤードマニュファクチャリング及び3D印刷とも呼ばれ、サブトラクティブマニュファクチャリングとは対照的に、材料を接合してオブジェクトを作成するプロセスである。積層造形には、ラピッドプロトタイピングから最終用途製品の製造まで、様々な用途がある。基本的なレベルでは、積層造形技術は、3Dオブジェクトを形成するために断面的に層ごとに材料を構築するという概念に基づいている。積層造形技術に共通するのは、3Dモデリングソフトウェア（コンピューター支援設計又はCAD）、機械設備、及び層状材料の使用である。CADモデルが作成されると、機械装置はCADファイルからデータを読み込み、目的の層状材料の連続する層を使用して3Dオブジェクトを作成する。

積層造形の1つのカテゴリは、粉末床積層造形である。粉末床積層造形では、粉末床を使用して積層ステップで粉末の層を接合し、3Dオブジェクトを作成する。粉末床積層造形では、粉末床内の粉末の層がオブジェクトの下にある層に接合され、オブジェクトに新しい層が追加される。粉末の新しい層が粉末床内及び以前に形成されたオブジェクトの層の上に堆積され、粉末の新しい層が同様にオブジェクトに接合される。堆積及び接合手順は、オブジェクト上に複数の層を生成して最終的にオブジェクトを形成するために、何度も繰り返される。

積層造形には、従来の製造技術に比べて一定の利点がある。従来の製造技術とは異なり、積層造形は設計の自由度を高め、幾何学的な制約に制限されない。積層造形は、従来の製造技術と比較して、オブジェクトの製造に関連するコストを簡素化及び削減することもできる。ただし、積層造形にはいくつかの欠点がある。例えば、粉末床積層造形では、オブジェクトを形成するために粉末床内の大量の粉末を使用することはない。この未使用の粉末は、無駄な材料を占めるか、収集してリサイクルする必要がある。さらに、従来の粉末床積層造形技術は、組成勾配を有するオブジェクトを製造するのに適していない可能性がある。したがって、当業者は、粉末床積層造形などの改良された積層造形技術を提供するための研究開発努力を継続している。

以下は、本開示による主題の実施例の非網羅的なリストであり、特許請求されてもされなくてもよい。

一例では、オブジェクトを積層造形する開示された方法は、（1）粉末層の構築粉末セクションを形成するために、オブジェクトの構築外形の内側に構築粉末を選択的に堆積させるステップと、（2）粉末層の支持粉末セクションを形成するために、構築外形の外側に支持粉末を選択的に堆積させるステップと、を含む。方法によれば、構築粉末は構築粉末組成を含み、支持粉末は支持粉末組成を含み、構築粉末組成と支持粉末組成は異なる。

一例では、オブジェクトを積層造形する開示された方法は、（1）粉末層の構築粉末セクションを形成するために、オブジェクトの構築外形の内側に構築粉末を選択的に堆積させるステップと、（2）粉末層の構築粉末セクション内で粉末勾配を達成するために、構築粉末の構築粉末組成を選択的に変化させるステップと、（3）粉末層の支持粉末セクションを形成するために、構築外形の外側に支持粉末を選択的に堆積させるステップと、を含む。方法によれば、構築粉末は構築粉末組成を含み、支持粉末は支持粉末組成を含み、構築粉末組成と支持粉末組成は異なる。

一例では、開示された積層造形システムは、粉末層の構築粉末セクションを形成するために構築外形の内側に構築粉末を選択的に堆積させ、粉末層の支持粉末セクションを形成するために構築外形の外側に支持粉末を選択的に堆積させるように構成された粉末堆積装置を含む。構築粉末は、構築粉末組成を含む。支持粉末は、支持粉末組成を含む。構築粉末組成と支持粉末組成は異なる。

開示されたシステム及び方法の他の例は、以下の詳細な説明、添付の図面、及び添付の特許請求の範囲から明らかとされよう。

オブジェクトを積層造形する方法の例の流れ図である。 構築粉末と支持粉末によって粉末層が形成される積層造形システムの例の概略図である。 オブジェクト層が構築粉末から形成される積層造形システムの例の概略図である。 積層造形システムの例の概略図であり、第2の粉末層は、下にある粉末層及びオブジェクト層上の構築粉末及び支持粉末によって形成される。 オブジェクトが完全に形成されている積層造形システムの例の概略図である。 構築外形の例の概略図である。 粉末層の例の概略図である。 粉末層の構築粉末セクションの前に形成された粉末層の支持粉末セクションの例の概略図である。 粉末層の支持粉末セクションの前に形成された粉末層の構築粉末セクションの例の概略図である。 構築粉末を融合することによって形成されたオブジェクト層の例の概略図である。 構築粉末を結合することによって形成されたオブジェクト層の例の概略図である。 下にある粉末層及びオブジェクト層上に形成された第2の粉末層の例の概略図である。 下にあるオブジェクト層上に形成された第2のオブジェクト層の例の概略図である。 積層造形システムの粉末噴霧器の例の概略図である。 積層造形システムの粉末噴霧器の例の概略図である。 積層造形システムのリコータの例の概略図である。 粉末層の構築粉末セクションに形成された粉末勾配の例の概略図である。 積層造形システムの粉末噴霧器の例の概略図である。 下にある粉末層、オブジェクト層、及び支持層上に形成された第2の粉末層の例の概略図である。 下にあるオブジェクト層及び支持層上に形成された第2のオブジェクト層の例の概略図である。 下にある粉末層、オブジェクト層、及び中間支持粉末層上に形成された第2の粉末層の例の概略図である。 下にあるオブジェクト層及び中間支持粉末層上に形成された第2のオブジェクト層の例の概略図である。 バリアが形成されている積層造形システムの例の概略図である。 粉末層がバリアの内側に形成される積層造形システムの例の概略図である。 配線を堆積させることによって形成されたバリアの例の概略図である。 バリアの内側に形成された粉末層の例の概略図である。 支持粉末を結合することによって形成されたバリアの例の概略図である。 バリアの内側に形成された粉末層の例の概略図である。 航空機の製造及び保守点検方法の流れ図である。 航空機の例の概略ブロック図である。

以下の詳細な説明は、本明細書に開示される主題の特定の例を説明する添付の図面を参照する。異なる構造及び動作を有する他の例は、本開示の範囲から逸脱するものではない。同様の参照符号は、異なる図面において同じ形態、要素、又は構成要素を指すことができる。

本明細書で開示された主題の、特許請求されていてもいなくてもよい例示的で非網羅的な例が、以下に提供される。本明細書での「例」への言及は、例に関連して記載された1つ又は複数の形態、構造、要素、構成要素、特性、及び／又は動作ステップが、本明細書で開示された主題の少なくとも1つの態様、実施形態、及び／又は実装形態に含まれることを意味する。したがって、本開示を通じて、「一例」、「別の例」、「1つ又は複数の例」の語句、及び類似の用語は、必ずしもそうではないが、同じ例を参照することができる。さらに、任意の一例を特徴付ける主題は、必ずしもそうではないが、他の例を特徴付ける主題を含むことができる。さらに、任意の一例を特徴付ける主題は、必ずしもそうではないが、他の例を特徴付ける主題と組み合わせることができる。

以下の説明では、開示された概念の完全な理解を提供するために多くの特定の詳細が示されており、それをこれらの詳細の一部又は全部を用いずに実施することができる。他の例では、公知のデバイス及び／又はプロセスの詳細は、開示を不必要に不明瞭にすることを避けるために省略されている。一部の概念は特定の例と関連して説明されるが、これらの例は限定を意図するものではないことが理解されよう。

一般に図1～図28を参照すると、例として、本開示は、オブジェクト100を積層造形する方法1000と、オブジェクト100を積層造形するために使用される積層造形システム200とを対象とする。1つ又は複数の例によれば、方法1000は、積層造形システム200を利用する。特に、方法1000及び積層造形システム200は、オブジェクト100を作製するために使用される粉末床積層造形プロセスの実装である。

オブジェクト100は、積層造形システム200及び方法1000を使用して製造されたオブジェクトを指し、粉末床積層造形プロセスによって製造されている任意の物品、部品、構成要素、又は他の3次元構造を含む。

図2～図5を参照すると、積層造形システム200及び方法1000によれば、1つ又は複数の例では、粉末層106が粉末床144に形成されている（図2）。粉末層106の一部が接合されて、オブジェクト100のオブジェクト層134を形成する（図3）。第2の粉末層126は、粉末床144内に形成され、以前に形成された粉末層106及びオブジェクト層134の上にある（図4）。第2の粉末層126の一部は、第2の粉末層126の下にあるオブジェクト層134に接合されて、新しいオブジェクト層をオブジェクト100に追加する。この形成及び接合手順は、複数のオブジェクト層を形成し、最終的にはオブジェクト100を生成するために何度も繰り返される（図5）。

本開示は、粉末床積層造形によってオブジェクトを作製するために使用される粉末が高価な材料である可能性があり、そのような粉末の無駄を減らすことが望ましいことを認識している。本開示はまた、構築外形の外側の粉末の一部がオブジェクトの断面層を形成するために接合されていないことを認識し、オブジェクトの断面層を形成するために使用される粉末の一部を支持する目的を果たす。本開示は、粉末の未使用部分（オブジェクトを形成するときに接合されない粉末の一部）をリサイクルすることが困難又は面倒である可能性があることをさらに認識する。したがって、積層造形システム200及び方法1000の1つ又は複数の例は、異なるタイプの粉末を選択的に堆積させて粉末層を形成する技術を提供し、その結果、オブジェクト100を作製するために使用される無駄な粉末が減少し、コストが削減され、サイクルタイムが短縮され、プロセス効率が向上する。

図1を参照すると、方法1000は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために、オブジェクト100の構築外形112の内側に構築粉末102を選択的に堆積させるステップ（ブロック1002）を含む。構築粉末102は、オブジェクト100を作成ために層ごとに接合されるのに適した任意の粉末材料を含む。構築粉末102の例には、金属粉末、金属合金粉末、セラミック粉末、ポリマー粉末などが含まれるが、これらに限定されない。

方法1000はまた、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために、構築外形112の外側に支持粉末104を選択的に堆積させるステップ（ブロック1004）を含む。支持粉末104は、構築粉末102に接合されることなく構築粉末102を支持するのに適した任意の粉末材料を含む。支持粉末104の例には、金属粉末、金属合金粉末、セラミック粉末、ポリマー粉末などが含まれるが、これらに限定されない。

構築粉末102は構築粉末組成を含み、支持粉末104は支持粉末組成を含む。構築粉末組成と支持粉末組成は異なる。言い換えれば、構築粉末102及び支持粉末104は、異なるタイプの粉末層状材料である。粉末床144の粉末層106内で異なるタイプの粉末材料を使用することにより、異なる粉末材料を異なる目的に使用することが可能になる。方法1000及び積層造形システム200によれば、構築粉末102は、オブジェクト層134を形成するために使用され、支持粉末104は、オブジェクト層134の形成中に構築粉末102が支持される基礎を提供するために使用される。

構築粉末102の構築粉末組成は、限定されないが、オブジェクト100の所望の材料組成、オブジェクト100の所望の構造特性、オブジェクト100の所望の機能特性、構築粉末102を接合してオブジェクト100を作製するために使用される接合プロセスのタイプなどの様々な要因に基づいて選択される。支持粉末104の支持粉末組成は、限定されないが、リサイクル可能性、コスト、構築粉末102を接合してオブジェクト100を作製するために使用される接合プロセスのタイプなどの様々な要因に基づいて選択される。

1つ又は複数の例では、構築粉末102に使用される粉末材料のタイプは、限定されないが、とりわけ、粉末材料の等方性及び構築粉末102を使用して製造された結果の部品（例えば、オブジェクト100）；結果の部品の印刷されたままの表面粗さ；異なる材料への粉末材料の結合性；様々な化学物質、燃料、及び洗浄剤への暴露能力；粉末材料を不活性環境で保管及び／又は処理する必要があるかどうか；などの他の要因に基づくこともできる。

1つ又は複数の例では、支持粉末104に使用される粉末材料のタイプは、限定されないが、とりわけ、材料を分解又は溶解する能力；形状、温度能力、剛性を維持するための支持粉末104上に形成された支持の能力；などの他の要因に基づくこともできる。

図2～図5及び図9を参照すると、積層造形システム200は、粉末堆積装置202を含む。粉末堆積装置202は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために、構築外形112の内側に構築粉末102を選択的に堆積させるように構成される。粉末堆積装置202はまた、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために、構築外形112の外側に支持粉末104を選択的に堆積させるように構成される。

1つ又は複数の例では、積層造形システム200は、構築チャンバ260及び構築チャンバ260内の構築プラットフォーム262を含む。説明のために、構築チャンバ260の前壁（又は前レール）は、図2～図5では省略されている。構築プラットフォーム262は、粉末床144及び粉末床積層造形プロセスを介して作製されたオブジェクト100（図5）を支持するために提供される。構築チャンバ260は、構築プラットフォーム262に周辺境界を提供する。1つ又は複数の例では、構築チャンバ260は、粉末床144に周辺境界を提供する。1つ又は複数の例では、シール（図示せず）が構築プラットフォーム262及び構築チャンバ260と接触して、構築粉末102及び支持粉末104がオブジェクト100の形成中に構築チャンバ260内に留まるようにする。

例示的な例は、構築チャンバ260及び構築プラットフォーム262は横断面が正方形であると描写しているが、他の例では、構築チャンバ260及び構築プラットフォーム262は、円形、楕円形、長方形などの閉じた断面を有する任意の幾何学的形状を有し得る。

図2及び図6～図9に示されるように、1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために、構築外形112の内側の構築プラットフォーム262上の第1の箇所に構築粉末102を選択的に堆積させる。粉末堆積装置202は、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために、構築外形112の外側の構築プラットフォーム262上の第2の箇所に支持粉末104を選択的に堆積させる。

1つ又は複数の例では、方法1000及び積層造形システム200は、3次元（3D）モデルを2次元（2D）層に変換する。方法1000及び積層造形システム200は、コンピューター数値制御（CNC）蓄積プロセスを利用して、それぞれの2D層の事前にプログラムされた構造形状及び粉末堆積装置202の事前にプログラムされたツールパス（例えば、Gコード）に従って、構築粉末102を第1の箇所に選択的に堆積させ、支持粉末104を第2の箇所に選択的に堆積させる。構築外形112の内側の第1の箇所は、3Dモデルの2D層の構築形状に対応する。

図6を参照すると、構築外形112は、構築粉末102によって形成される領域の限界をマークするか、又は粉末層106の構築粉末セクション108と支持粉末セクション110との間の境界を指す。構築外形112は、任意の2次元形状を有し得る。一般に、構築外形112の2次元形状は、オブジェクト100の関連する断面層（例えば、オブジェクト層134）のオブジェクト外形146に近似するか、又は等しい（図4、図10及び図11）。オブジェクト外形146は、任意の2次元形状を有し得、オブジェクト100の関連する断面層（例えば、オブジェクト層134）の周辺境界を形成する。言い換えれば、構築外形112は、オブジェクト100の関連する断面層のニアネットシェイプに対応する。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000によれば、支持粉末104を選択的に堆積させるステップ（ブロック1004）が、構築粉末102を選択的に堆積させるステップ（ブロック1002）の前に行われる。したがって、1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、図7及び図8に示されるように、構築粉末102が選択的に堆積される前に、支持粉末104を選択的に堆積させるように構成される。これらの例では、粉末層106の支持粉末セクション110の支持粉末境界114は、構築外形112を形成し、粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末境界116は、粉末層106の支持粉末セクション110の支持粉末境界114に隣接する。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000によれば、構築粉末102を選択的に堆積させるステップ（ブロック1002）が、支持粉末104を選択的に堆積させるステップ（ブロック1004）の前に行われる。したがって、1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、図7及び図9に示されるように、支持粉末104が選択的に堆積される前に、構築粉末102を選択的に堆積させるように構成される。これらの例では、粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末境界116は、構築外形112を形成し、粉末層106の支持粉末セクション110の支持粉末境界114は、粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末境界116に隣接する。

他の例では、構築粉末102を選択的に堆積させるステップ（ブロック1002）と、支持粉末104を選択的に堆積させるステップ（ブロック1004）が同時に行われる。したがって、1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、支持粉末104が選択的に堆積される一方で、構築粉末102を選択的に堆積させるように構成される。

構築外形112の内側の第1の箇所に構築粉末102を選択的に堆積させることにより、構築粉末102は、オブジェクト層134（オブジェクト100の断面層）を形成するために必要な場所に配置される。同様に、構築外形112の外側の第2の箇所に支持粉末104を選択的に堆積させることにより、支持粉末104は、オブジェクト100のオブジェクト層134を形成するときに構築粉末102を支持するために必要な場所に配置される。

1つ又は複数の例では、オブジェクト100は、金属合金又は繊維強化樹脂材料などの航空宇宙材料で構成される。したがって、構築粉末102の構築粉末組成は、粉末形態の同じ航空宇宙材料を含み、これは、比較的まれであり、及び／又は高価である可能性がある。支持粉末104は、粉末形態のより豊富な及び／又はより安価な材料から構成される。積層造形システム200及び方法1000によれば、粉末層106を形成するために使用される構築粉末102の量は、オブジェクト層134（例えば、オブジェクト100の断面層）から必要な量に制限され、これは、構築粉末102の無駄な量を減らす。支持粉末104は、その後の使用でオブジェクトを形成するために使用されないので、容易にリサイクルされ得る。支持粉末104がリサイクルできない状況では、支持粉末104の無駄な量に関連するコストは、構築粉末102の無駄な量に関連するコストよりも著しく低い。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000は、オブジェクト層134を形成するために、粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末102を接合するステップ（ブロック1006）を含む。したがって、図2～図5、図10及び図11に示されるように、1つ又は複数の例では、積層造形システム200は、粉末接合装置212を含む。粉末接合装置212は、オブジェクト層134を形成するために、粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末102を接合するように構成される。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000によれば、粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末102を接合するステップ（ブロック1006）は、例えば、エネルギービーム218を使用して、オブジェクト層134を形成するために、構築粉末セクション108の構築粉末102を溶融するステップを含む。したがって、図10に示されるように、1つ又は複数の例では、粉末接合装置212は、指向性エネルギーデバイス252を含む。指向性エネルギーデバイス252は、エネルギービーム218を生成し、エネルギービーム218を構築粉末102に向けるように構成される。エネルギービーム218は、オブジェクト100（例えば、オブジェクト層134）の固体断面層を形成するために、粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末102を融合するのに適している。

構築粉末102を溶融するために指向性エネルギーデバイス252を利用する方法1000及び積層造形システム200の例には、直接金属レーザー焼結（DMLS）、直接金属レーザー溶融（DMLF）、選択的レーザー焼結（SLS）、選択的レーザー融合（SLF）、及び電子ビーム溶融（EBM）が含まれる。これらのプロセスでは、指向性エネルギーデバイス252（例えば、レーザービーム発生器又は電子ビーム発生器）を使用して、構築粉末102を材料の固体層に溶融又は焼結するエネルギービーム218（例えば、レーザービーム又は電子ビーム）を印加する。タイプ融合プロセス、使用される指向性エネルギーデバイス252のタイプ、及び／又は構築粉末102を融合するために使用されるエネルギービーム218のタイプは、構築粉末102の構築粉末組成、製造されているオブジェクト100などの様々な要因に依存し得るが、これらに限定されない。

1つ又は複数の例では、構築粉末102の異なる粉末材料又は異なる粉末組成は、処理パラメータを有し得る。1つ又は複数の例では、コントローラー250（図2～図5）は、エネルギービーム218、指向性エネルギーデバイス252の電力、及び他の構築パラメータを制御するプログラム命令（例えば、コード）に組み込まれた反復プロセスを実行するように構成され、構築粉末102に使用されている粉末成分の特性、量、及び主に溶融点に基づいて処理パラメータを変化させるように構成される。本明細書でより詳細に説明するように、1つ又は複数の例では、構築粉末102の構築粉末組成は、粉末層内に粉末勾配を生成するように、複数の粉末層のうちの所与の1つ内で変化し得る。例えば、粉末層106の構築粉末セクション108を形成する構築粉末102は、様々なパーセンテージの第1成分及び第2成分を含み得る。構築粉末102の第1成分がより多くある（例えば、より大きなパーセンテージ）場合、電力、したがって、構築粉末102を溶融するのに必要な温度は、第2成分がより多くある（例えば、より大きなパーセンテージ）場合よりも低くなり得る。したがって、1つ又は複数の例では、異なる組成比の成分よりも1つの組成比の成分を接合（例えば、溶融及び結合）するために、オブジェクト100の断面層（例えば、オブジェクト層134）の異なるセクションを構築するために、異なる組成比の成分よりも1つの組成比の成分を接合（例えば、溶融及び結合）するのに、より多くの電力及びより高い温度が必要となる場合がある。1つ又は複数の例では、構築粉末102の組成が変化すると、処理パラメータは、コントローラー250及び特定の既知の組成レベルでパラメータが必要とされる値のルックアップテーブルによって繰り返される。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000によれば、粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末102を結合するステップ（ブロック1006）は、例えば、バインダ220を使用して構築粉末セクション108の構築粉末102を結合するステップを含む。したがって、図11に示されるように、1つ又は複数の例では、粉末接合装置212は、バインダ送達デバイス254を含む。バインダ送達デバイス254は、バインダ220を構築粉末102上に堆積させるように構成される。バインダ220は、オブジェクト100（例えば、オブジェクト層134）の固体断面層を形成するために、粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末102を結合するのに適している。

構築粉末102を結合するためにバインダ送達デバイス254を利用する方法1000及び積層造形システム200の例は、バインダ噴射を含む。このプロセスでは、バインダ送達デバイス254（例えば、インクジェットプリントヘッド）が、構築粉末102を材料の固体層に結合するバインダ220（例えば、結合剤）を塗布するために使用される。オブジェクト100が完全に形成された後、オブジェクトは支持粉末104に封入され、硬化して強度を得るために放置される。1つ又は複数の例では、後処理ステップが必要となる場合がある。例えば、オブジェクト100は、機械的特性を改善するため、及び／又は多孔性を低減するために、熱処理される必要があり得る。

図2～図5を参照すると、1つ又は複数の例では、構築プラットフォーム262は、粉末堆積装置202及び粉末接合装置212に対して移動可能である。1つ又は複数の例では、構築プラットフォーム262は、オブジェクト100の連続層が形成されるにつれて、粉末堆積装置202及び粉末接合装置212に対して構築チャンバ260内で垂直に移動する（例えば、下降する）。1つ又は複数の例では、構築プラットフォーム262は、粉末層106が形成されるときに粉末堆積装置202に対して、及び／又はオブジェクト層134が形成されるときに粉末接合装置212に対して水平に移動する。1つ又は複数の例では、構築プラットフォーム262は、粉末層106が形成されるときの粉末堆積装置202に対して、及び／又はオブジェクト層134が形成されるときの粉末接合装置212に対して垂直軸の周りを回転する。

1つ又は複数の例では、積層造形システム200は、構築プラットフォーム262に結合され、構築プラットフォーム262の動きを駆動するように構成された構築プラットフォームアクチュエータ280を含む。1つ又は複数の例では、構築プラットフォームアクチュエータ280は、線形アクチュエータを含むか、又はその形態をとる。1つ又は複数の例では、構築プラットフォームアクチュエータ280は、構築プラットフォーム262に結合されたターンテーブルを含む。

1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、構築プラットフォーム262に対して移動可能である。1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、オブジェクト100の連続する層が形成されるときに、構築プラットフォーム262に対して垂直に移動する（例えば、上昇する）。1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、粉末層106が形成されるときに、構築プラットフォーム262に対して水平に移動する。1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、構築プラットフォーム262上の任意の箇所に構築粉末102及び支持粉末104を堆積させるための多軸移動に対応するための複数の自由度を有する。

1つ又は複数の例では、積層造形システム200は、粉末堆積装置202に結合され、粉末堆積装置202の動きを駆動するように構成された粉末堆積アクチュエータ282を含む。1つ又は複数の例では、粉末堆積アクチュエータ282は、線形アクチュエータ、ロボットアクチュエータアーム（例えば、6軸ロボットアクチュエータアーム）などを含むか、又はその形態をとる。

1つ又は複数の例では、粉末接合装置212は、構築プラットフォーム262に対して移動可能である。1つ又は複数の例では、粉末接合装置212は、オブジェクト100の連続する層が形成されるときに、構築プラットフォーム262に対して垂直に移動する（例えば、上昇する）。1つ又は複数の例では、粉末接合装置212は、オブジェクト層134が形成されるときに、構築プラットフォーム262に対して水平に移動する。1つ又は複数の例では、粉末接合装置212は、構築プラットフォーム262上の任意の箇所で構築粉末102を接合するための多軸移動に対応するための複数の自由度を有する。

1つ又は複数の例では、積層造形システム200は、粉末接合装置212に結合され、粉末接合装置212の動きを駆動するように構成された粉末接合アクチュエータ284を含む。1つ又は複数の例では、粉末接合アクチュエータ284は、線形アクチュエータ、ロボットアクチュエータアーム（例えば、6軸ロボットアクチュエータアーム）などを含むか、又はその形態をとる。

さらに図2～図5を参照すると、1つ又は複数の例では、積層造形システム200は、コントローラー250を含む。コントローラー250は、有線通信及び／又は無線通信など、1つ又は複数の通信回線を介して積層造形システム200の動作構成要素と通信している。1つ又は複数の例では、コントローラー250は、粉末堆積装置202及び粉末接合装置212の動作を制御するためのコマンド信号を生成するように構成される。例えば、コントローラー250は、構築粉末102を連続的に堆積及び接合するために、コントローラー250に格納された所定の計画（例えば、Gコード）に従って、粉末堆積装置202及び粉末接合装置212の動作を選択的に制御する。

1つ又は複数の例では、コントローラー250は、構築外形112の内側の第1の箇所に構築粉末102を選択的に堆積させ、構築外形112の外側の第2の箇所に支持粉末104を選択的に堆積させるために、コントローラー250に格納された構築粉末堆積パターンに従って粉末堆積装置202の動きを選択的に制御するように構成される。1つ又は複数の例では、コントローラー250はまた、構築粉末堆積パターンに沿った異なる箇所に分配される構築粉末102を形成するいくつかの構築粉末成分の組成比を選択的に調整するように構成される。

1つ又は複数の例では、積層造形システム200は、電源310を含む。電源310は、必要に応じて、積層造形システム200の構成要素に電力を供給するように構成される。1つ又は複数の例では、電源310は、単一の電源であり得るか、又は一緒に動作して必要な電力出力を提供する複数の電源を含み得る。あるいは、複数の電源は独立して動作することができ、積層造形システム200の特定の構成要素に個別に電力を供給することができる。電源310は、AC又はDC電源のいずれかであり得るか、又はAC及びDCの組み合わせを利用することができる。

1つ又は複数の例では、コントローラー250は、粉末堆積装置202及び粉末接合装置212の動作を制御するためのコマンド信号を生成するように構成される。図2及び図7～図9に示されるように、コントローラー250からの指示の下で、粉末堆積装置202は、コントローラー250のメモリに格納されたオブジェクト100の3次元コンピューターモデルに従って粉末層106を形成するために、構築粉末102及び支持粉末104を分配しながら構築プラットフォーム262上を横断する。図3、図10及び図11に示されるように、粉末層106が構築プラットフォーム262上に堆積された後、粉末接合装置212が作動され、コントローラー250からの指示の下で、構築粉末102の選択された領域を接合して構築プラットフォーム262上にオブジェクト層134を形成するために構築プラットフォーム262上を横断する。オブジェクト層134の形成後、支持粉末104は、オブジェクト層134の周りに充填されたままである。

1つ又は複数の例では、コントローラー250からの指示の下で、構築プラットフォーム262は、1層の厚さによってインデックス付けされている。図4及び図12に示されるように、コントローラー250からの指示の下で、粉末堆積装置202は、コントローラー250のメモリに格納されたオブジェクト100の3Dコンピューターモデルに従って第2の粉末層126を形成するために、構築粉末102及び支持粉末104を分配しながら構築プラットフォーム262上を横断する。図13に示されるように、第2の粉末層126が構築プラットフォーム262上に堆積された後、粉末接合装置212が作動され、コントローラー250からの指示の下で、構築粉末102の選択された領域を接合して、構築プラットフォーム262上に第2のオブジェクト層148を形成し、第2のオブジェクト層148を以前に形成された下にあるオブジェクト層134に取り付けるために、構築プラットフォーム262上を横断する。第2のオブジェクト層148の形成後、支持粉末104は、オブジェクト層134及び第2のオブジェクト層148の周りに充填されたままである。このプロセスは、図5に示されるように、オブジェクト100が完了するまで、コントローラー250からの指示の下で繰り返される。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000によれば、構築粉末102を選択的に堆積させるステップ（ブロック1002）は、粉末噴霧器204を使用して構築粉末102を選択的に排出するステップを含む。したがって、図2～図5に示すように、1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、粉末噴霧器204を含む。粉末噴霧器204は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために構築粉末102を選択的に堆積させるように構成される。

1つ又は複数の例では、粉末堆積アクチュエータ282は、粉末噴霧器204に結合され、構築プラットフォーム262に対する粉末噴霧器204の動きを駆動するように構成される。1つ又は複数の例では、構築プラットフォーム262に対する粉末噴霧器204の位置及び動きは、コントローラー250からの指示の下で、粉末堆積アクチュエータ282を介して制御される。1つ又は複数の例では、粉末堆積アクチュエータ282は、粉末噴霧器204を、構築粉末102の堆積のために構築プラットフォーム262上の第1の箇所のそれぞれに移動させる。

図14を参照すると、1つ又は複数の例では、粉末噴霧器204は、構築粉末フィーダ222及びノズル208を含む。ノズル208は、構築粉末102が構築粉末フィーダ222からノズル208に移送されるように、構築粉末フィーダ222と体積的に連通している。1つ又は複数の例では、ノズル208は、導管、管などの供給ライン264を介して構築粉末フィーダ222に結合されている。

1つ又は複数の例では、構築粉末フィーダ222は、構築粉末102が重力によって分配されるように重力供給される。1つ又は複数の例では、構築粉末フィーダ222は、構築粉末102が推進剤の力又はアクチュエータの力によって分配されるように駆動供給される。

構築粉末フィーダ222は、構築粉末102を保持し、構築粉末102をノズル208に選択的に分配するように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末フィーダ222は、構築粉末ホッパ268及び構築粉末レギュレータ270を含む。構築粉末ホッパ268は、構築粉末102を格納及び分配するように構成された任意の適切な構造を含む。構築粉末レギュレータ270は、例えば、供給ライン264を介して、構築粉末ホッパ268からノズル208に構築粉末102を選択的に分配するように構成される。

構築粉末レギュレータ270は、構築粉末ホッパ268から分配される構築粉末102の流れを選択的に制御するのに適した任意のタイプのレギュレータを含む。1つ又は複数の例では、構築粉末レギュレータ270は、構築粉末ホッパ268から分配される構築粉末102の量を選択的に制御するように構成される。したがって、構築粉末レギュレータ270は、システム要件に基づいて、ノズル208に構築粉末102を供給することができる。

1つ又は複数の例では、構築粉末レギュレータ270は、構築粉末弁274を含む。構築粉末弁274は、構築粉末ホッパ268からの構築粉末102の流れを調整するように構成される。構築粉末弁274は、選択的に開くか又は選択的に閉じるように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末弁274はバタフライ弁である。

1つ又は複数の例では、構築粉末レギュレータ270は、構築粉末質量センサ276を含む。構築粉末質量センサ276は、構築粉末レギュレータ270を通過する構築粉末102の質量を測定するように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末質量センサ276は、構築粉末弁274を通過する構築粉末102の量を正確に測定できるように、インライン測定を提供する。

1つ又は複数の例では、構築粉末レギュレータ270を通過する構築粉末102の量は、必要に応じて調整され得る。1つ又は複数の例では、構築粉末レギュレータ270の制御は手動で実行される。1つ又は複数の例では、構築粉末レギュレータ270の制御は、コントローラー250から受信された制御信号を介するなどして、自動的に実行される（図2～図5）。

1つ又は複数の例では、構築粉末レギュレータ270は、コントローラー250からの指示の下で能動的に制御され、コントローラー250に格納された所定の計画に従って、所定量の構築粉末102を選択的に分配する。1つ又は複数の例では、構築粉末弁274は、コントローラー250と通信し、コントローラー250によって制御される電子弁である。1つ又は複数の例では、構築粉末質量センサ276は、コントローラー250と通信している。

構築粉末フィーダ222から分配される構築粉末102の量は、いくつかの既知のパラメータ及び値に基づいて決定される。1つ又は複数の例では、構築粉末フィーダ222から分配される構築粉末102の量は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するのに必要な構築粉末102の体積及び構築粉末102の密度に基づく。

1つ又は複数の例では、構築粉末フィーダ222から分配される構築粉末102の量は、構築粉末102によってカバーされる選択された領域（例えば、第1の箇所の選択された1つにある）、粉末層106の層厚（T）、構築粉末102の平均粒子サイズ、及び構築粉末102の平均粒子密度に基づく。これらのパラメータから、第1の箇所の所与の1つで構築粉末セクション108又は構築粉末セクション108の選択された部分を形成するために必要な構築粉末102の質量を決定することができる。構築粉末102の所定の質量が、構築粉末質量センサ276によって測定されるように、構築粉末ホッパ268から分配されると、構築粉末弁274は、コントローラー250からの指示の下で選択的に閉じられる。

1つ又は複数の例では、粉末噴霧器204は、排出レギュレータ286を含む。排出レギュレータ286は、構築粉末102をノズル208に、又はノズル208を通して選択的に送達するように構成される。1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286は、構築粉末102がノズル208を通して送達される速度を選択的に制御するように構成される。したがって、排出レギュレータ286は、システム要件に基づいて、ノズル208を通して構築粉末102を送達することができる。

1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286は、排出弁288を含む。排出弁288は、ノズル208への、又はノズル208を通る構築粉末102の流れを調整するように構成される。排出弁288は、選択的に開く、選択的に閉じる、又は選択的に部分的に開くように構成される。1つ又は複数の例では、排出弁288はバタフライ弁である。1つ又は複数の例では、排出弁288がノズル208に組み込まれている。

1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286は、質量流量センサ278を含む。質量流量センサ278は、排出レギュレータ286を通過する構築粉末102の質量流量を測定するように構成される。1つ又は複数の例では、質量流量センサ278は、排出弁288を通過する構築粉末102の流量を正確に測定できるように、インライン測定を提供する。

1つ又は複数の例では、構築粉末102の流量を、必要に応じて調整することができる。1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286の制御は手動で実行される。1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286の制御は、コントローラー250から受信された制御信号を介するなどして、自動的に実行される（図2～図5）。

1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286は、コントローラー250に格納された所定の計画に従って、所定の流量で構築粉末102を選択的に分配するために、コントローラー250によって能動的に制御される。1つ又は複数の例では、排出弁288は、コントローラー250と通信し、コントローラー250によって制御される電子弁である。1つ又は複数の例では、質量流量センサ278は、コントローラー250と通信している。

ノズル208を通して送達され、したがってノズル208から排出される構築粉末102の流量は、いくつかの既知のパラメータ及び値に基づいて決定される。1つ又は複数の例では、ノズル208から排出される構築粉末102の流量は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために必要な構築粉末102の体積、構築粉末102の密度、ノズル208のサイズ、及び持続時間に基づく。

1つ又は複数の例では、ノズル208から排出される構築粉末102の流量は、構築粉末102によってカバーされる選択された領域（例えば、第1の箇所の選択された1つにある）、粉末層106の層厚（T）、構築粉末102の平均粒子サイズ、構築粉末102の平均粒子密度、ノズル208の出口オリフィスの容積、及び構築粉末セクション108を形成するのに必要な時間に基づく。これらのパラメータから、第1の箇所の所与の1つで構築粉末セクション108又は構築粉末セクション108の選択された部分を形成するために必要な構築粉末102の質量流量を決定することができる。ノズル208からの構築粉末102の排出中、コントローラー250は、質量流量センサ278によって測定されるように、構築粉末102の質量流量を監視する。構築粉末102の測定された質量流量が構築粉末102の所定の質量流量から逸脱する場合、構築粉末102の測定された質量流量及び構築粉末102の所定の質量流量が等しいか、又は許容範囲内にあるように、排出弁288は、例えば、ノズル208の出口オリフィスの容積を調整するために、コントローラー250からの指示の下で選択的に部分的に開かれるか、又は選択的に部分的に閉じられる。

1つ又は複数の例では、ノズル208は、構築粉末102を選択的に排出し、構築粉末102を構築プラットフォーム262に向けるように構成される。1つ又は複数の例では、構築プラットフォーム262に対するノズル208の位置及び動きは、コントローラー250からの指示の下で、粉末堆積アクチュエータ282（図2～図5）を介して制御される。1つ又は複数の例では、粉末堆積アクチュエータ282は、ノズル208を、構築プラットフォーム262上の第1の箇所のそれぞれに、及び構築粉末102の排出のためのノズル208と構築プラットフォーム262との間の選択された（例えば、所望の）距離に移動させる。1つ又は複数の例では、ノズル208は、構築粉末102を排出して粉末層106の構築粉末セクション108又は第1の箇所の選択された1つにおける構築粉末セクション108の選択された部分を形成するために、コントローラー250からの指示の下で、第1の箇所の選択された1つに、選択された距離で所定の時間維持される。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000によれば、支持粉末104を選択的に堆積させるステップ（ブロック1004）は、粉末噴霧器204を使用して支持粉末104を選択的に排出するステップを含む。したがって、図2～図5に示すように、1つ又は複数の例では、粉末噴霧器204は、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために、支持粉末104を選択的に堆積させるように構成される。1つ又は複数の例では、粉末堆積アクチュエータ282は、粉末噴霧器204を、支持粉末104の排出のために構築プラットフォーム262上の第2の箇所のそれぞれに移動させる。

図15を参照すると、1つ又は複数の例では、粉末噴霧器204は、支持粉末フィーダ224を含む。1つ又は複数の例では、ノズル208は、支持粉末104が支持粉末フィーダ224からノズル208に移送されるように、支持粉末フィーダ224と体積的に連通している。1つ又は複数の例では、ノズル208は、供給ライン264を介して支持粉末フィーダ224に結合され、支持粉末104を選択的に排出するように構成される。

1つ又は複数の例では、支持粉末フィーダ224は、支持粉末104が重力によって分配されるように重力供給される。1つ又は複数の例では、支持粉末フィーダ224は、支持粉末104が推進剤の力又はアクチュエータの力によって分配されるように駆動供給される。

支持粉末フィーダ224は、支持粉末104を保持し、支持粉末104をノズル208に選択的に分配するように構成される。1つ又は複数の例では、支持粉末フィーダ224は、支持粉末ホッパ296及び支持粉末レギュレータ298を含む。支持粉末ホッパ296は、支持粉末104を貯蔵及び分配するように構成された任意の適切な構造を含む。支持粉末レギュレータ298は、例えば、供給ライン264を介して、支持粉末ホッパ296からノズル208に支持粉末104を選択的に分配するように構成される。

支持粉末レギュレータ298は、支持粉末ホッパ296から分配される支持粉末104の流れを選択的に制御するのに適した任意のタイプのレギュレータを含む。1つ又は複数の例では、支持粉末レギュレータ298は、支持粉末ホッパ296から分配される支持粉末104の量を選択的に制御するように構成される。したがって、支持粉末レギュレータ298は、システム要件に基づいて、ノズル208に支持粉末104を供給することができる。

1つ又は複数の例では、支持粉末レギュレータ298は、支持粉末弁300を含む。支持粉末弁300は、支持粉末ホッパ296からの支持粉末104の流れを調整するように構成される。支持粉末弁300は、選択的に開くか又は選択的に閉じるように構成される。1つ又は複数の例では、支持粉末弁300はバタフライ弁である。

1つ又は複数の例では、支持粉末レギュレータ298は、支持粉末質量センサ302を含む。支持粉末質量センサ302は、支持粉末レギュレータ298を通過する支持粉末104の質量を測定するように構成される。1つ又は複数の例では、支持粉末質量センサ302は、支持粉末弁300を通過する支持粉末104の量を正確に測定することができるように、インライン測定を提供する。

1つ又は複数の例では、支持粉末レギュレータ298を通過する支持粉末104の量を、必要に応じて調整することができる。1つ又は複数の例では、支持粉末レギュレータ298の制御は手動で実行される。1つ又は複数の例では、支持粉末レギュレータ298の制御は、コントローラー250から受信された制御信号を介するなどして、自動的に実行される（図2～図5）。

1つ又は複数の例では、支持粉末レギュレータ298は、コントローラー250に格納された所定の計画に従って、所定量の支持粉末104を選択的に分配するために、コントローラー250からの指示の下で能動的に制御される。1つ又は複数の例では、支持粉末弁300は、コントローラー250と通信し、コントローラー250によって制御される電子弁である。1つ又は複数の例では、支持粉末質量センサ302は、コントローラー250と通信している。

支持粉末フィーダ224から分配される支持粉末104の量は、いくつかの既知のパラメータ及び値に基づいて決定される。1つ又は複数の例では、支持粉末フィーダ224から分配される支持粉末104の量は、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するのに必要な支持粉末104の体積及び支持粉末の104の密度に基づく。

1つ又は複数の例では、支持粉末フィーダ224から分配される支持粉末104の量は、支持粉末104によって覆われる選択された領域（例えば、第2の箇所の選択された1つにある）、粉末層106の層厚（T）、支持粉末104の平均粒子サイズ、及び支持粉末104の平均粒子密度に基づく。これらのパラメータから、第2の箇所の所与の1つで支持粉末セクション110又は支持粉末セクション110の選択された部分を形成するために必要な支持粉末104の質量を決定することができる。支持粉末104の所定の質量が、支持粉末質量センサ302によって測定されるように、支持粉末ホッパ296から分配されると、支持粉末弁300は、コントローラー250からの指示の下で選択的に閉じられる。

1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286は、支持粉末104をノズル208に、又はノズル208を通して選択的に送達するように構成される。1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286は、支持粉末104がノズル208を通して送達される速度を選択的に制御するように構成される。したがって、排出レギュレータ286は、システム要件に基づいて、ノズル208を通して支持粉末104を送達することができる。

1つ又は複数の例では、排出弁288は、ノズル208への、又はノズル208を通る支持粉末104の流れを調整するように構成される。1つ又は複数の例では、質量流量センサ278は、排出レギュレータ286を通過する支持粉末104の質量流量を測定するように構成される。1つ又は複数の例では、質量流量センサ278は、排出弁288を通過する支持粉末104の流量を正確に測定できるように、インライン測定を提供する。1つ又は複数の例では、支持粉末104の流量を、必要に応じて調整することができる。

1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286は、コントローラー250に格納された所定の計画に従って、所定の流量で支持粉末104を選択的に分配するために、コントローラー250によって能動的に制御される。ノズル208を通して送達され、したがってノズル208から排出される支持粉末104の流量は、いくつかの既知のパラメータ及び値に基づいて決定される。1つ又は複数の例では、ノズル208から排出される支持粉末104の流量は、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために必要な支持粉末104の体積、支持粉末104の密度、ノズル208のサイズ、及び持続時間に基づく。

1つ又は複数の例では、ノズル208から排出される支持粉末104の流量は、支持粉末104によって覆われる選択された領域（例えば、第2の箇所の選択された1つにある）、粉末層106の層厚（T）、支持粉末104の平均粒子サイズ、支持粉末104の平均粒子密度、ノズル208の出口オリフィスの容積、及び支持粉末セクション110を形成するのに必要な時間に基づく。これらのパラメータから、第2の箇所の所与の1つで支持粉末セクション110又は支持粉末セクション110の選択された部分を形成するために必要な支持粉末104の質量流量を決定することができる。ノズル208からの支持粉末104の排出中、コントローラー250は、質量流量センサ278によって測定されるように、支持粉末104の質量流量を監視する。支持粉末104の測定された質量流量が支持粉末104の所定の質量流量から逸脱する場合、支持粉末104の測定された質量流量及び支持粉末104の所定の質量流量が等しいか、又は所定の許容範囲内にあるように、排出弁288は、例えば、ノズル208の出口オリフィスの容積を調整するために、コントローラー250からの指示の下で選択的に部分的に開かれるか、又は選択的に部分的に閉じられる。

1つ又は複数の例では、ノズル208は、支持粉末104を選択的に排出し、支持粉末104を構築プラットフォーム262に向けるように構成される。1つ又は複数の例では、構築プラットフォーム262に対するノズル208の位置及び動きは、コントローラー250からの指示の下で、粉末堆積アクチュエータ282（図2～図5）を介して制御される。1つ又は複数の例では、粉末堆積アクチュエータ282は、ノズル208を、構築プラットフォーム262上の第2の箇所のそれぞれに、及び支持粉末104の排出のためのノズル208と構築プラットフォーム262との間の選択された（例えば、所望の）距離に移動させる。1つ又は複数の例では、ノズル208は、支持粉末104を排出して粉末層106の支持粉末セクション110又は第2の箇所の選択された1つにおける支持粉末セクション110の選択された部分を形成するために、コントローラー250からの指示の下で、第2の箇所の選択された1つに、選択された距離で所定の時間維持される。

ノズル208は、固体粉末材料を排出するように構成された任意の適切な粉末送達ノズルである。1つ又は複数の例では、ノズル208は、単一のオリフィスノズルである。ノズル208は、構築外形112の内側の第1の箇所に構築粉末102の正確かつ精密な配置を提供するように構成される。1つ又は複数の例では、ノズル208は、構築外形112の外側の第2の箇所に支持粉末104の正確かつ精密な配置を提供するように構成される。

構築粉末102は、構築粉末102の正確かつ精密な配置を可能にして、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために、適切な速度でノズル208から排出される。支持粉末104は、支持粉末104の正確かつ精密な配置を可能にして、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために、適切な速度でノズル208から排出される。1つ又は複数の例では、構築粉末102又は支持粉末104が重力によってノズル208から排出されるように、ノズル208に重力が供給される。1つ又は複数の例では、ノズル208は、推進剤の力又はアクチュエータの力によって、構築粉末102又は支持粉末104がノズル208から排出されるように駆動供給される。

1つ又は複数の例では、粉末噴霧器204は、タンク290を含む。タンク290は、ガス推進剤294を保持するように構成された任意の適切な構造を含む。ガス推進剤294は、ノズル208から構築粉末102又は支持粉末104を排出するために、供給ライン264を介して推進剤として使用される加圧ガスである。1つ又は複数の例では、粉末噴霧器204は、推進レギュレータ292を含む。推進レギュレータ292は、ガス推進剤294をタンク290から供給ライン264を介してノズル208に供給するように構成される。

推進レギュレータ292は、流体の出力圧力又は流れを所望の値に制御する任意の圧力又は流れレギュレータを含む。一例として、推進レギュレータ292は弁を含む。1つ又は複数の例では、推進レギュレータ292の出力圧力又は流れを、コントローラー250から受信されたコマンド信号に基づいて調整することができる。

1つ又は複数の例では、ガス推進剤294は、固体粉末材料（例えば、構築粉末102及び支持粉末104）を推進するのに適した任意のガス推進剤である。一例として、ガス推進剤は不活性ガス推進剤である。ガス推進剤を不活性ガス推進剤として選択することにより、粉末材料とガス推進剤との間の化学反応を最小限に抑えるか、又は回避することができる。例として、ガス推進剤は、アルゴン、ヘリウム、及び窒素のうちの少なくとも1つである。

例示的な例では、粉末噴霧器204は、1つのノズル（例えば、ノズル208）及び1つのレギュレータ（例えば、排出レギュレータ286）を使用し、これは、構築粉末102及び支持粉末104を選択的に堆積させるための構築粉末フィーダ222及び支持粉末フィーダ224の両方に関連付けられ、それらによって共有される。しかしながら、他の例では、粉末噴霧器204は、複数のノズル及び／又は複数のレギュレータを含み得、各ノズル及びレギュレータは、構築粉末102及び支持粉末104を選択的に堆積させるための構築粉末フィーダ222又は支持粉末フィーダ224の1つに関連付けられるか、又は専用である。

したがって、粉末噴霧器204の使用は、第2の箇所に粉末層106の構築粉末セクション108及び支持粉末104を形成して、均一な結果を有する粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために、第1の箇所に構築粉末102の正確かつ精密な配置を提供する。1つ又は複数の例では、そのような配置は、粉末拡散デバイス（例えば、ワイパー又はローラー）によってなど、構築粉末102又は支持粉末104を構築プラットフォーム262全体に拡散又は分配する二次ステップの必要性を排除し、これにより処理効率を向上させる。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000に従って、支持粉末104を選択的に堆積させるステップ（ブロック1004）は、リコータ206を使用して支持粉末104を選択的に排出するステップを含む。したがって、図2～図5に示すように、1つ又は複数の例では、粉末堆積装置202は、リコータ206を含む。リコータ206は、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために、支持粉末104を選択的に堆積させるように構成される。

リコータ206は、粉末噴霧器204と比較してより速い堆積速度で、構築外形112の外側の第2の箇所に支持粉末104を選択的に堆積させることができる。したがって、リコータ206を使用して支持粉末104を堆積させると、層ごとの処理時間が短縮される。支持粉末104の堆積速度を上げることは、各粉末層の大部分が支持粉末104によって形成される用途にとって特に好適である。

1つ又は複数の例では、支持粉末104を選択的に堆積させるステップ（ブロック1004）は、粉末層106の支持粉末セクション110の第1の部分を形成するために、リコータ206を使用して支持粉末104を選択的に排出するステップと、粉末層106の支持粉末セクション110の第2の部分を形成するために、粉末噴霧器204を使用して支持粉末104を選択的に排出するステップと、を含む。例えば、リコータ206は、構築外形112から離れた比較的広い領域に支持粉末104を堆積させることができ、粉末噴霧器204は、粉末堆積のより細かい制御が有益である構築外形112に近い比較的小さな領域に支持粉末104を堆積させることができる。

1つ又は複数の例では、粉末堆積アクチュエータ282は、リコータ206に結合され、構築プラットフォーム262に対するリコータ206の動きを駆動するように構成される。構築プラットフォーム262に対するリコータ206の位置及び動きは、コントローラー250からの指示の下で、粉末堆積アクチュエータ282を介して制御される。1つ又は複数の例では、粉末堆積アクチュエータ282は、構築プラットフォーム262上の第2の箇所のそれぞれで支持粉末104を排出するために、構築プラットフォーム262全体にリコータ206を直線的に移動させる。

図16を参照すると、1つ又は複数の例では、リコータ206は、支持粉末フィーダ224及びローラー210を含む。支持粉末フィーダ224は、支持粉末104をローラー210に選択的に分配するように構成される。1つ又は複数の例では、支持粉末フィーダ224からローラー210への支持粉末104の流れは、上記と同様の方法で、支持粉末レギュレータ298によって制御される。

ローラー210は、支持粉末フィーダ224から支持粉末104を収集し、構築プラットフォーム262上の構築外形112の外側の第2の箇所で支持粉末104を選択的に排出して、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するように構成される。1つ又は複数の例では、ローラー210は、円筒形の表面306を有し、支持粉末104を排出しながら円筒軸の周りを回転するように構成される。

1つ又は複数の例では、支持粉末104は、表面306に分散された接着を使用して、ローラー210の表面306上に選択的に維持される。支持粉末104は、接着を解放することによって表面306から選択的に分離される。支持粉末104の分離された粒子は、ローラー210が構築プラットフォーム262を横切って粉末層106の支持粉末セクション110を形成するときに、構築外形112の外側の第2の箇所で、構築プラットフォーム262上に選択的に堆積される。

1つ又は複数の例では、リコータ206は、接着機構304を含む。1つ又は複数の例では、接着機構304は、ローラー210内に配置されているか、又はローラー210の一部である。接着機構304は、コントローラー250からの指示の下で、表面306に垂直な成分を有する接着力を生成するように構成される。支持粉末フィーダ224は、支持粉末104をローラー210の表面306上に堆積させる。接着力は、半径方向内向きに作用して、支持粉末104を表面306上に保持する。

1つ又は複数の例では、接着機構304はまた、支持粉末104が表面306から分離されるように、コントローラー250からの指示の下で、接着力を選択的に解放又はリリースするように構成される。あるいは、又はそれに加えて、1つ又は複数の例では、リコータ206は、放出機構308を含む。1つ又は複数の例では、放出機構308は、ローラー210内に配置されているか、又はローラー210の一部である。放出機構308は、表面306に垂直な成分を有し、コントローラー250からの指示の下で半径方向外向きに作用する放出力を生成するように構成される。放出力は、表面306と支持粉末104との間の接着力に打ち勝ち、局所的に破壊して、支持粉末104を表面306から選択的に分離する。

1つ又は複数の例では、接着機構304は、支持粉末104がコントローラー250からの指示の下で表面306に堆積されるときに、支持粉末104をローラー210の表面306の選択された部分に選択的に付着させるように構成される。表面306の選択された部分は、ローラー210によって横断される構築プラットフォーム262上の第2の箇所の1つに対応する。したがって、ローラー210が構築プラットフォーム262を横切るときに、接着力を除去するか又は放出力を生成することの少なくとも一方によって、表面306に位置する支持粉末104の全体が表面306から分離される。

あるいは、1つ又は複数の例では、接着機構304は、支持粉末104が表面306上に堆積されるときに、支持粉末104をローラーの表面306全体に付着させるように構成される。接着機構304及び／又は放出機構308は、ローラー210が構築プラットフォーム262を横切るときに、構築プラットフォーム262上の第2の箇所の1つに対応する表面306の選択された部分から支持粉末104を選択的に分離するように構成される。したがって、表面306に位置する支持粉末104の選択された部分は、ローラー210が構築プラットフォーム262を横切るときに、接着力を除去するか又は放出力を生成することの少なくとも一方によって、表面306から分離される。

1つ又は複数の例では、接着機構304によって選択的に活性化され、任意選択で選択的に非活性化されて、支持粉末104をローラー210の表面306に付着させる接着力は、磁力、静電力、ファンデルワールス力、真空からの負圧力、ガス流からの正圧力などの少なくとも1つである。同様に、これらの同じ力を、放出機構308によって選択的に活性化及び選択的に非活性化されて、支持粉末104をローラー210の表面306から分離する放出力に使用することができる。上で表現したように、これらの力は、局所的であり、ローラー210の表面306の特定の部分にのみ対応し得るか、又は分散されて、ローラー210の表面306全体に対応し得る。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000は、構築粉末102の構築粉末組成を選択的に制御するステップ（ブロック1008）を含む。したがって、1つ又は複数の例では、粉末噴霧器204は、構築粉末102の構築粉末組成を選択的に制御するように構成される。

1つ又は複数の例では、方法1000によれば、構築粉末102の構築粉末組成を選択的に制御するステップ（ブロック1008）と、構築粉末102を選択的に堆積させるステップ（ブロック1002）が同時に行われる。例えば、構築粉末フィーダ222は、構築粉末102がノズル208から排出されている間に、コントローラー250からの指示の下で、ノズル208に分配される構築粉末102の構築粉末組成を選択的に制御するように構成される。したがって、構築粉末102の構築粉末組成は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために、粉末噴霧器204が構築プラットフォーム262に対して移動して、構築外形112の内側の第1の箇所に構築粉末102を堆積させるときに、リアルタイムで制御され得る。構築粉末102の構築粉末組成のこのリアルタイム制御は、プロセス効率を高め、サイクルタイムを短縮する。

本開示は、1つ又は複数の軸方向に組成勾配を有するオブジェクトを提供することに利点があることを認識している。本開示はまた、従来の製造技術を使用して組成勾配を有するオブジェクトを形成することが困難である可能性があることを認識している。積層造形システム200及び方法1000の1つ又は複数の例は、1つ又は複数の粉末層に粉末勾配を選択的に堆積させる技術を提供し、その結果、オブジェクト100は、オブジェクト100内の所望の物理的特性、化学的特性、電気的特性、熱的特性、及び／又は磁気的特性に基づいて調整できる組成勾配を有する。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、構築粉末102の構築粉末組成を選択的に制御するステップ（ブロック1008）は、粉末層106の構築粉末セクション108内の粉末勾配152（図17）を達成させるために、構築粉末102の構築粉末組成を選択的に変化させるステップを含む。1つ又は複数の例では、構築粉末102は、構築粉末第1成分122と構築粉末第2成分124の混合物を含む（図18）。方法1000によれば、構築粉末102の構築粉末組成を選択的に制御するステップ（ブロック1008）は、粉末層106の構築粉末セクション108内の構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124の組成比を選択的に制御するステップを含む。

図17は、粉末層106の例の構築粉末セクション108において粉末勾配152を形成する構築粉末102の構築粉末第1成分122のパーセンテージ及び構築粉末第2成分124のパーセンテージの組成比の例を示している。粉末勾配152の例示的な例では、粉末層106の構築粉末セクション108の第1の部分は、例えば、100％の構築粉末第2成分124及び0％の構築粉末第1成分122を含む第1の構築粉末組成を有する構築粉末102を含む。構築粉末セクション108の第2の部分は、例えば、0％の構築粉末第2成分124及び100％の構築粉末第1成分122を含む、第2の構築粉末組成を有する構築粉末102を含む。第1のセクションと第2のセクションとの間の構築粉末セクション108の勾配部分は、第1の構築粉末組成と第2の構築粉末組成との間を一軸方向に遷移する組成勾配ゾーンを形成する。

構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124の分布は、図示の例に限定されない。他の例では、粉末勾配152は、1つ又は複数の軸方向に他の任意の組成分布を有し得る。したがって、粉末勾配152を有する粉末層106の構築粉末セクション108の構築粉末102を接合することによって形成されるオブジェクト層134は、粉末勾配152に対応する1つ又は複数の軸方向の組成勾配を含む。さらに、様々な例において、粉末勾配152は、任意の数（例えば、2つ以上）の構築粉末成分のパーセンテージの組成比によって形成される。

例示的な例は、接合されてオブジェクト100の複数のオブジェクト層を形成する複数の連続する粉末層の1つの粉末層を示す。1つ又は複数の例では、複数の粉末層のそれぞれの粉末勾配152は同じであり、その結果、オブジェクト100の組成は、その厚さを通して実質的に同じである。これらの例では、オブジェクト100は、X軸及び／又はY軸に沿った組成勾配を有し得る。1つ又は複数の例では、複数の粉末層のうちの1つ又は複数の粉末勾配152は異なり、その結果、オブジェクト100の組成は、その厚さ全体にわたって変化する。これらの例では、オブジェクト100は、X軸及び／又はY軸並びにZ軸に沿った組成勾配を有し得る。

1つ又は複数の例では、粉末層のそれぞれの構築粉末セクション108は、1つの構築粉末成分のみで構成されるが、構築粉末成分は、連続する粉末層の間で異なる。これらの例では、オブジェクト100は、Z軸に沿った組成勾配を有し得る。

図18を参照すると、1つ又は複数の例では、粉末噴霧器204は、粉末層106の構築粉末セクション108内で粉末勾配152を達成するために、構築粉末102の構築粉末組成を選択的に変化させるように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末フィーダ222は、構築粉末第1成分フィーダ226及び構築粉末第2成分フィーダ228を含む。構築粉末第1成分フィーダ226は、構築粉末第1成分122を選択的に分配するように構成される。構築粉末第2成分フィーダ228は、構築粉末第2成分124を選択的に分配するように構成される。

構築粉末フィーダ222はまた、ミキサー230を含む。ミキサー230は、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124がミキサー230に移送されるように、構築粉末第1成分フィーダ226及び構築粉末第2成分フィーダ228と体積的に連通している。1つ又は複数の例では、ミキサー230は、供給ライン264を介して、構築粉末第1成分フィーダ226及び構築粉末第2成分フィーダ228に結合されている。ミキサー230は、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124を一緒に混合して、所定の構築粉末組成を有する構築粉末102を形成するように構成される。ミキサー230はまた、構築粉末102を含み、構築粉末102をノズル208に選択的に分配するように構成される。

1つ又は複数の例では、方法1000によれば、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124の組成比を選択的に制御するステップ（ブロック1008）は、構築粉末第1成分122の第1の質量を選択的に分配するステップと、構築粉末第2成分124の第2の質量を選択的に分配するステップと、を含む。構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124のそれぞれの所定の質量を選択的に分配することにより、所定の（例えば、所望の）構築粉末組成を有する構築粉末102が提供される。

1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分フィーダ226及び構築粉末第2成分フィーダ228は、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124が重力によって分配されるように重力供給される。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分フィーダ226及び構築粉末第2成分フィーダ228は、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124が推進剤の力又はアクチュエータの力によって分配されるように駆動供給される。

構築粉末第1成分フィーダ226は、構築粉末第1成分122を保持し、構築粉末第1成分122をミキサー230に選択的に分配するように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分フィーダ226は、構築粉末第1成分ホッパ312及び構築粉末第1成分レギュレータ232を含む。構築粉末第1成分ホッパ312は、構築粉末第1成分122を貯蔵及び分配するように構成された任意の適切な構造を含む。構築粉末第1成分レギュレータ232は、例えば、供給ライン264を介して、構築粉末第1成分ホッパ312からミキサー230に構築粉末第1成分122を選択的に分配するように構成される。

構築粉末第1成分レギュレータ232は、構築粉末第1成分ホッパ312から分配される構築粉末第1成分122の流れを選択的に制御するのに適した任意のタイプのレギュレータを含む。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232は、構築粉末第1成分ホッパ312から分配される構築粉末第1成分122の量を選択的に制御するように構成される。したがって、構築粉末第1成分レギュレータ232は、システム要件に基づいて、ミキサー230に構築粉末第1成分122を供給することができる。

1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232は、構築粉末第1成分弁236を含む。構築粉末第1成分弁236は、構築粉末第1成分ホッパ312からの構築粉末第1成分122の流れを調整するように構成される。構築粉末第1成分弁236は、選択的に開くか又は選択的に閉じるように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分弁236はバタフライ弁である。

1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232は、構築粉末第1成分質量センサ238を含む。構築粉末第1成分質量センサ238は、構築粉末第1成分レギュレータ232を通過する構築粉末第1成分122の第1の質量を測定するように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分質量センサ238は、構築粉末第1成分弁236を通過する構築粉末第1成分122の量を正確に測定できるように、インライン測定を提供する。

1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232を通過する構築粉末第1成分122の量を、必要に応じて調整することができる。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232の制御は手動で実行される。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232の制御は、コントローラー250から受信された制御信号を介するなどして、自動的に実行される（図2～図5）。

1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232は、コントローラー250からの指示の下で能動的に制御され、コントローラー250に格納された所定の計画に従って、所定量の構築粉末第1成分122を選択的に分配する。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分弁236は、コントローラー250と通信し、コントローラー250によって制御される電子弁である。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分質量センサ238は、コントローラー250と通信している。

構築粉末第1成分フィーダ226から分配される構築粉末第1成分122の量は、いくつかの既知のパラメータ及び値に基づいて決定される。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分フィーダ226から分配される構築粉末第1成分122の量は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために必要な構築粉末第1成分122の体積及び構築粉末第1成分122の密度に基づく。

1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分フィーダ226から分配される構築粉末第1成分122の量は、構築粉末102によってカバーされる選択された領域（例えば、第1の箇所の選択された1つにある）、粉末層106の層厚（T）、構築粉末第1成分122の平均粒子サイズ、構築粉末第1成分122の平均粒子密度、及び構築粉末102の構築粉末第1成分122のパーセント組成に基づく。これらのパラメータから、第1の箇所の所与の1つで構築粉末セクション108又は構築粉末セクション108の選択された部分を形成するために必要な構築粉末第1成分122の第1の質量を決定することができる。構築粉末第1成分122の所定の第1の質量が、構築粉末第1成分質量センサ238によって測定されるように、構築粉末第1成分ホッパ312から分配されると、構築粉末第1成分弁236は、コントローラー250からの指示の下で選択的に閉じられる。

構築粉末第2成分フィーダ228は、構築粉末第2成分124を保持し、構築粉末第2成分124をミキサー230に選択的に分配するように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分フィーダ228は、構築粉末第2成分ホッパ314及び構築粉末第2成分レギュレータ234を含む。構築粉末第2成分ホッパ314は、構築粉末第2成分124を貯蔵及び分配するように構成された任意の適切な構造を含む。構築粉末第2成分レギュレータ234は、構築粉末第2成分124を、例えば、供給ライン264を介して、構築粉末第2成分ホッパ314からミキサー230に選択的に分配するように構成される。

構築粉末第2成分レギュレータ234は、構築粉末第2成分ホッパ314から分配される構築粉末第2成分124の流れを選択的に制御するのに適した任意のタイプのレギュレータを含む。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分レギュレータ234は、構築粉末第2成分ホッパ314から分配される構築粉末第2成分124の量を選択的に制御するように構成される。したがって、構築粉末第2成分レギュレータ234は、システム要件に基づいて、ミキサー230に構築粉末第2成分124を供給することができる。

1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分レギュレータ234は、構築粉末第2成分弁244を含む。構築粉末第2成分弁244は、構築粉末第2成分ホッパ314からの構築粉末第2成分124の流れを調整するように構成される。構築粉末第2成分弁244は、選択的に開くか又は選択的に閉じるように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分弁244はバタフライ弁である。

1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分レギュレータ234は、構築粉末第2成分質量センサ246を含む。構築粉末第2成分質量センサ246は、構築粉末第2成分レギュレータ234を通過する構築粉末第2成分124の第2の質量を測定するように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分質量センサ246は、構築粉末第2成分弁244を通過する構築粉末第2成分124の量を正確に測定できるように、インライン測定を提供する。

1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分レギュレータ234を通過する構築粉末第2成分124の量を、必要に応じて調整することができる。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分レギュレータ234の制御は手動で実行される。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分レギュレータ234の制御は、コントローラー250から受信された制御信号を介するなどして、自動的に実行される（図2～図5）。

1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分レギュレータ234は、コントローラー250からの指示の下で能動的に制御され、コントローラー250に格納された所定の計画に従って、所定量の構築粉末第2成分124を選択的に分配する。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分弁244は、コントローラー250と通信し、コントローラー250によって制御される電子弁である。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分質量センサ246は、コントローラー250と通信している。

構築粉末第2成分フィーダ228から分配される構築粉末第2成分124の量は、いくつかの既知のパラメータ及び値に基づいて決定される。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分フィーダ228から分配される構築粉末第2成分124の量は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために必要な構築粉末第2成分124の体積及び構築粉末第2成分124の密度に基づく。

1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分フィーダ228から分配される構築粉末第2成分124の量は、構築粉末102によってカバーされる選択された領域（例えば、第1の箇所の選択された1つにある）、粉末層106の層厚（T）、構築粉末第2成分124の平均粒子サイズ、構築粉末第2成分124の平均粒子密度、及び構築粉末102の構築粉末第2成分124のパーセント組成に基づく。これらのパラメータから、第1の箇所の所与の1つで構築粉末セクション108又は構築粉末セクション108の選択された部分を形成するために必要な構築粉末第2成分124の第2の質量を決定することができる。構築粉末第2成分質量センサ246によって測定されるように、構築粉末第2成分124の所定の第2の質量が構築粉末第2成分ホッパ314から分配されると、構築粉末第2成分弁244は、コントローラー250からの指示の下で選択的に閉じられる。

1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124の組成比を選択的に制御するステップ（ブロック1008）は、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124の所定の選択的に制御された組成比よって形成される構築粉末102の質量を監視するステップも含む。構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124によって形成される構築粉末102の質量を監視することは、構築粉末102の実際の構築粉末組成が構築粉末102の所望の（例えば、所定の）構築粉末組成に等しいか、その許容範囲内であるかを検証する品質管理手段として役立つ。

図18に示されるように、1つ又は複数の例では、構築粉末フィーダ222は、ミキサーレギュレータ316を含む。ミキサーレギュレータ316は、構築粉末102をノズル208に選択的に分配するように構成される。1つ又は複数の例では、ミキサーレギュレータ316は、ミキサー弁318を含む。ミキサー弁318は、構築粉末102のノズル208への流れを調整するように構成される。ミキサー弁318は、選択的に開くか又は選択的に閉じるように構成される。1つ又は複数の例では、ミキサー弁318はバタフライ弁である。1つ又は複数の例では、ミキサー弁318は、コントローラー250と通信し、コントローラー250によって制御される電子弁である。

1つ又は複数の例では、ミキサーレギュレータ316は、ミキサー質量センサ320を含む。ミキサー質量センサ320は、ミキサーレギュレータ316を通過する構築粉末102の質量を測定するように構成される。1つ又は複数の例では、ミキサー質量センサ320は、ミキサー弁318を通過する構築粉末102の質量を正確に測定できるように、インライン測定を提供する。1つ又は複数の例では、ミキサー質量センサ320は、コントローラー250と通信している。

1つ又は複数の例では、ミキサー質量センサ320によって測定されるように、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124によって形成される構築粉末102の質量が、ミキサー230から分配される構築粉末102の質量を監視するコントローラー250に提供される（図2～図5）。実際の構築粉末組成を有する構築粉末102の測定された質量が、所定の構築粉末組成を有する構築粉末102の所望の（例えば、所定の）質量から逸脱する場合、構築粉末第1成分レギュレータ232又は構築粉末第2成分レギュレータ234のうちの選択された1つは、構築粉末102の構築粉末組成を調整するために、コントローラー250からの指示の下で、構築粉末第1成分122又は構築粉末第2成分124のうちの1つの追加の質量を選択的に分配して、構築粉末102の測定された質量及び構築粉末102の所望の質量が等しいか、又は許容範囲内であるようにする。

1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124の組成比を選択的に制御するステップ（ブロック1008）はまた、構築粉末第1成分122の第1の質量流量を選択的に制御するステップと、構築粉末第2成分124の第2の質量流量を選択的に制御するステップと、を含む。構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124のそれぞれを所定の質量流量で選択的に分配することにより、所定の（例えば、所望の）構築粉末組成を有する構築粉末102が提供され、構築粉末102の実際の構築粉末組成が、構築粉末102の所望の（例えば、所定の）構築粉末組成の許容範囲に等しいか、又はその許容範囲内にあることを保証する別の品質管理手段として機能する。

図18に示されるように、1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232は、構築粉末第1成分質量流量センサ240を含む。構築粉末第1成分質量流量センサ240は、構築粉末第1成分レギュレータ232を通過する構築粉末第1成分122の第1の質量流量を測定するように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分質量流量センサ240は、構築粉末第1成分弁236を通過する構築粉末第1成分122の第1の質量流量を正確に測定できるように、インライン測定を提供する。

構築粉末第1成分レギュレータ232を介して送達され、したがって、構築粉末第1成分フィーダ226から分配される構築粉末第1成分122の第1の質量流量は、いくつかの既知のパラメータ及び値に基づいて決定される。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分フィーダ226から分配される構築粉末第1成分122の第1の質量流量は、構築粉末第1成分122の第1の質量、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために必要な構築粉末第1成分122の体積、構築粉末第1成分122の密度、構築粉末第1成分弁236のサイズ、及び持続時間に基づく。

1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分フィーダ226から分配される構築粉末第1成分122の第1の質量流量は、構築粉末102の所望の構築粉末組成に必要な構築粉末第1成分122の第1の質量、構築粉末102によってカバーされる選択された領域（例えば、第1の箇所の選択された1つにある）、粉末層106の層厚（T）、構築粉末第1成分122の平均粒子サイズ、構築粉末第1成分122の平均粒子密度、構築粉末第1成分弁236の出口オリフィスの容積、及び構築粉末第1成分122の第1の質量を分配するのに必要な時間に基づく。これらのパラメータから、構築粉末102の所望の構築粉末組成を達成して、第1の箇所の所与の1つで構築粉末セクション108、又は構築粉末セクション108の選択された部分を形成するために必要な構築粉末第1成分122の第1の質量流量を決定することができる。構築粉末第1成分レギュレータ232からの構築粉末第1成分122の排出中、コントローラー250は、構築粉末第1成分質量流量センサ240によって測定されるように、構築粉末第1成分122の質量流量を監視する。構築粉末第1成分122の測定された質量流量が、構築粉末第1成分122の所定の質量流量から逸脱する場合、構築粉末第1成分122の測定された質量流量と構築粉末第1成分122の所定の質量流量が、等しいか、又は許容範囲内にあるように、構築粉末第1成分弁236は、例えば、構築粉末第1成分弁236の出口オリフィスの容積を調整するために、コントローラー250からの指示の下で選択的に部分的に開かれるか、又は選択的に部分的に閉じられる。

1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分レギュレータ234は、構築粉末第2成分質量流量センサ248を含む。構築粉末第2成分質量流量センサ248は、構築粉末第2成分レギュレータ234を通過する構築粉末第1成分122の第2の質量流量を測定するように構成される。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分質量流量センサ248は、構築粉末第2成分弁244を通過する構築粉末第2成分124の第2の質量流量を正確に測定できるように、インライン測定を提供する。

構築粉末第2成分レギュレータ234を介して送達され、したがって構築粉末第2成分フィーダ228から分配される構築粉末第2成分124の第2の質量流量は、いくつかの既知のパラメータ及び値に基づいて決定される。1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分フィーダ228から分配される構築粉末第2成分124の第2の質量流量は、構築粉末第2成分124の第2の質量、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために必要な構築粉末第2成分124の体積、構築粉末第2成分124の密度、構築粉末第2成分弁244のサイズ、及び持続時間に基づく。

1つ又は複数の例では、構築粉末第2成分フィーダ228から分配される構築粉末第2成分124の第2の質量流量は、構築粉末102の所望の構築粉末組成に必要な構築粉末第2成分124の第2の質量、構築粉末102によってカバーされる選択された領域（例えば、第1の箇所の選択された1つにある）、粉末層106の層厚（T）、構築粉末第2成分124の平均粒子サイズ、構築粉末第2成分124の平均粒子密度、構築粉末第2成分弁244の出口オリフィスの容積、及び構築粉末第2成分124の第2の質量を分配するのに必要な時間に基づく。これらのパラメータから、構築粉末102の所望の構築粉末組成を達成して、第1の箇所の所与の1つで構築粉末セクション108、又は構築粉末セクション108の選択された部分を形成するために必要な構築粉末第2成分124の第2の質量流量を決定することができる。構築粉末第2成分レギュレータ234からの構築粉末第2成分124の排出中、コントローラー250は、構築粉末第2成分質量流量センサ248によって測定されるように、構築粉末第2成分124の質量流量を監視する。構築粉末第2成分124の測定された質量流量が、構築粉末第2成分124の所定の質量流量から逸脱する場合、構築粉末第2成分124の測定された質量流量と構築粉末第2成分124の所定の質量流量が、等しいか、又は許容範囲内にあるように、構築粉末第2成分弁244は、例えば、構築粉末第2成分弁244の出口オリフィスの容積を調整するために、コントローラー250からの指示の下で選択的に部分的に開かれるか、又は選択的に部分的に閉じられる。

したがって、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124の質量流量を、必要に応じて調整することができる。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232及び構築粉末第2成分レギュレータ234の制御は、手動で実行される。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232及び構築粉末第2成分レギュレータ234の制御は、コントローラー250から受信された制御信号を介するなどして、自動的に実行される（図2～図5）。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分レギュレータ232及び構築粉末第2成分レギュレータ234は、コントローラー250によって能動的に制御され、コントローラー250に格納された所定の計画に従って、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124を所定の質量流量で選択的に分配する。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分弁236及び構築粉末第2成分弁244は、コントローラー250と通信し、コントローラー250によって制御される電子弁である。1つ又は複数の例では、構築粉末第1成分質量流量センサ240及び構築粉末第2成分質量流量センサ248は、コントローラー250と通信している。

上で表現したように、1つ又は複数の例では、排出レギュレータ286は、構築粉末第1成分122と構築粉末第2成分124の混合物によって形成される構築粉末102が粉末層106の構築粉末セクション108を形成するためにノズル208を通して送達される速度を選択的に制御するように構成される。

したがって、質量及び質量流量を同時に測定及び選択的に制御することの組み合わせは、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために、構築粉末102の構築粉末組成及び構築粉末102の堆積をリアルタイムで制御する。積層造形システム200及び方法1000の1つ又は複数の例示的な実装形態では、粉末層106の所望の層厚（T）及び各構築粉末成分（例えば、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124）のパーセント組成は、コントローラー250への入力として提供される。所与の粉末勾配152について、粉末噴霧器204の事前にプログラムされたツール経路の開始点での各構築粉末成分のパーセント組成（例えば、第1の構築粉末組成）及び粉末噴霧器204の事前にプログラムされたツール経路の終点での各構築粉末成分のパーセント組成（例えば、第2の構築粉末組成）は、コントローラー250への入力として提供される。コントローラー250は、開始点と終了点との間の複数の点について数学的に反復して、構築粉末102の堆積中に勾配ゾーンを通る各構築粉末成分のパーセント組成を提供するように構成される。

1つ又は複数の例では、構築粉末成分のそれぞれの成分質量（例えば、構築粉末第1成分122の第1の質量及び構築粉末第2成分124の第2の質量）は、それらの固有の材料密度ごとの既知の値である。1つ又は複数の例では、様々な構築粉末成分の材料密度は、コントローラー250によってアクセス可能な材料ルックアップテーブルに格納されている。構築粉末102の質量は、構築粉末成分（例えば、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124）の結果として生じる混合物の平均密度を決定するために、堆積前に測定される。構築粉末102の測定された質量に基づいて、構築粉末102の実際の構築粉末組成は所望の（例えば、所定の）構築粉末組成に到達するようにリアルタイムで電子的に調整され得る。構築粉末成分のそれぞれの単位体積あたりの質量は、平均粒子サイズに基づく既知の値であり、排出点（例えば、排出レギュレータ286又はノズル208）での出口体積もまた既知の値である。構築粉末102の質量流量は、堆積中に測定される。フィードバックループは、構築粉末102の測定された質量流量が平均粒子密度と1：1で相関しない場合に、プロセスパラメータを反復するためにコントローラー250によって使用され、その結果、コントローラー250は、所望の構築粉末組成を達成するために、構築粉末成分（例えば、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124）の量を自動的に調整する。

したがって、コントローラー250は、機械学習又は人工知能を利用して、構築粉末102が堆積されて粉末層106の構築粉末セクション108を形成するときに、構築粉末102の構築粉末組成を能動的に制御する。このような能動的制御は、品質管理としても機能する。コントローラー250を使用することにより、自動化された反復プロセスが、例えば、ルックアップテーブルを使用して実行され、最適化された構築パラメータ及び材料組成の両方を、オブジェクト層のそれぞれの構築における任意の瞬間及び／又は任意の時点で決定する。

したがって、1つ又は複数の例では、コントローラー250は、例えば、様々な質量センサ及び質量流量センサからのセンサデータ、並びに構築粉末102の構築粉末組成及び堆積速度を制御するためのいくつかのコマンドを生成するためのフィードバック制御アルゴリズムを使用するフィードバックコントローラーである。例えば、コントローラー250によって実行される、分析モデル及び方程式におけるリアルタイムの計算反復及び調整による質量の検証は、構築粉末102の意図された組成の連続的な品質管理チェックとして機能する。

変化するパラメータの組み合わせは、コントローラー250によって利用される反復多変数フィードバックアルゴリズムを作成する。例として、コントローラー250は、フィードバック制御アルゴリズムの実行中に、以下の関係のうちの1つ又は複数を使用することができる。
M_fp＝（p_p＊Ve）／t

M_fpは、出口オリフィスでの粉末粒子の質量流量である。

p_pは、粉末の粒子の平均密度である。

Veは、粉末の出口オリフィス又は排出オリフィスの容積である。

tは時間である。

一例では、構築粉末102の質量流量は、ノズル208又は排出レギュレータ286の出口（例えば、排出）オリフィスでの構築粉末102の粒子の質量流量に対応する。別の例では、構築粉末成分のいずれか1つの質量流量は、構築粉末成分に関連する構築粉末成分レギュレータの出口（例えば、排出）オリフィスでの構築粉末成分の粒子の質量流量に対応する。

1つ又は複数の例では、粒子の平均密度（p_p）は、粉末を形成する構築粉末成分のパーセント組成に基づいて決定される。
p_p＝（％Wt_m1＊p_m1）＋［1－（％Wt_m1）＊p_m2］

％Wt_m1は、粉末を形成する構築粉末成分の最初のもの（例えば、構築粉末第1成分122）の重量パーセントである。

p_m1は、粉末を形成する構築粉末成分の最初のもの（例えば、構築粉末第1成分122）の粒子の平均密度である。

p_m2は、粉末を形成する構築粉末成分の2番目のもの（例えば、構築粉末第2成分124）の粒子の平均密度である。

例示的な例は、2つの構築粉末成分（例えば、構築粉末第1成分122及び構築粉末第2成分124）の混合物によって形成された構築粉末102を示し、したがって、粉末勾配152は、2つの構築粉末成分のパーセント組成を変化させる勾配ゾーンを含む。他の例では、構築粉末102は、2つ以上の構築粉末成分によって形成され、したがって、粉末勾配152は、2つ以上の構築粉末成分のパーセント組成を変化させる勾配ゾーンを含む。

図18を参照すると、1つ又は複数の例では、構築粉末102は、構築粉末第1成分122、構築粉末第2成分124、及び任意の数の構築粉末追加成分154の混合物を含む。したがって、粉末噴霧器204は、任意の数の構築粉末追加成分154をミキサー230に送達する任意の数の構築粉末追加成分フィーダ322を含む。いくつかの構築粉末追加成分フィーダ322のそれぞれは、上記の機能を実行する構築粉末追加成分ホッパ324及び構築粉末追加成分レギュレータ326を含む。

したがって、フィードバック制御アルゴリズムによって使用される粒子の平均密度（p_p）は、構築粉末追加成分154の数を考慮してスケーラブルである。

そのため、3つの構築粉末成分の場合、平均密度は次のように計算される：
p_p＝（％Wt_m1＊p_m1）＋［1－（％Wt_m1＋％Wt_m3）＊p_m2］＋［1－（％Wt_m1＋％Wt_m2）＊p_m3］

％Wt_m3は、粉末を形成する構築粉末成分の3番目のもの（例えば、1つ又は複数の構築粉末追加成分154）の重量パーセントである。

p_m3は、粉末を形成する構築粉末成分の3番目のもの（例えば、構築粉末追加成分の1つ154）の粒子の平均密度である。

この同じスケーリング手順を、構築粉末102の任意の組成に必要な又は望まれる任意の数の構築粉末成分に適用することができる。

図1を参照すると、方法1000の粉末を堆積及び接合する動作ステップは、複数の連続する粉末層を形成し、複数の連続するオブジェクト層を生成し、そして最終的にはオブジェクト100を形成する（ブロック1010）ために、何度も繰り返され得る。

1つ又は複数の例では、方法1000は、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128を形成するために、オブジェクト100の第2の構築外形132の内側に構築粉末102を選択的に堆積させるステップを含む。方法1000はまた、第2の粉末層126の第2の支持粉末セクション130を形成するために、第2の構築外形132の外側に支持粉末104を選択的に堆積させるステップを含む。方法1000は、第2のオブジェクト層148を形成するために、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128の構築粉末102を接合するステップをさらに含む。

図12及び図13を参照すると、1つ又は複数の例では、粉末噴霧器204（図14、図15及び図18）などの粉末堆積装置202（図2～図5）は、粉末層106の第2の構築粉末セクション128を形成するために、構築粉末102を第2の構築外形132の内側に選択的に堆積させるように構成される。粉末噴霧器204（図14、図15及び図18）及び／又はリコータ206（図16）などの粉末堆積装置202（図2～図5）は、第2の粉末層126の第2の支持粉末セクション130を形成するために、支持粉末104を第2の構築外形132の外側に選択的に堆積させるように構成される。1つ又は複数の例では、指向性エネルギーデバイス252（図10）又はバインダ送達デバイス254（図11）などの粉末接合装置212は、第2のオブジェクト層148を形成するために、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128の構築粉末102を接合するように構成される。

1つ又は複数の例では、構築粉末102及び支持粉末104は、粉末層106に関して上記で説明したものと実質的に同じ方法で、第2の粉末層126を形成するように堆積される。1つ又は複数の例では、第2の粉末層126の構築粉末102は、オブジェクト層134に関して上記で説明したものと実質的に同じ方法で接合されて、第2のオブジェクト層148を形成する。

1つ又は複数の例では、図12及び図13に示されるように、粉末層106の構築外形112及び第2の粉末層126の第2の構築外形132は同じである。したがって、オブジェクト層134のオブジェクト外形146及び第2のオブジェクト層148の第2のオブジェクト外形150は同じである。これらの例では、第2のオブジェクト層148は、以前に形成され、第2のオブジェクト層148の下にあるオブジェクト層134に単一に接合されている。

図19～図22を参照すると、1つ又は複数の例では、構築外形112及び第2の構築外形132は異なる。したがって、オブジェクト層134のオブジェクト外形146及び第2のオブジェクト層148の第2のオブジェクト外形150は異なる。

方法1000によれば、1つ又は複数の例では、第2の構築外形132の内側に構築粉末102を選択的に堆積させるステップは、以前に形成された下にあるオブジェクト層134上に、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128の第1の部分を配置し、そして、以前に形成された下にある粉末層106の支持粉末セクション110上に、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128の第2の部分を配置する。これらの例では、第2のオブジェクト層148の第1の部分は、以前に形成され、第2のオブジェクト層148の第1の部分の下にあるオブジェクト層134に単一に接合され、第2のオブジェクト層148の第2の部分は、粉末層106の下にある支持粉末セクション110によって支持される。

1つ又は複数の例では、粉末層106の支持粉末セクション110の支持粉末104は、第2のオブジェクト層148の第2の部分を適切に支持することができない場合がある。図19及び図20を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000は、支持層136を形成するために、粉末層106の支持粉末セクション110の一部の支持粉末104を固化するステップ（ブロック1012）を含む。方法1000によれば、1つ又は複数の例では、第2の構築外形132の内側に構築粉末102を選択的に堆積させるステップは、以前に形成された下にある支持層136上に、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128の第2の部分を配置し、そして、以前に形成された下にあるオブジェクト層134上に、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128の第1の部分を配置する。これらの例では、第2のオブジェクト層148の第1の部分は、以前に形成され、第2のオブジェクト層148の第1の部分の下にあるオブジェクト層134に単一に接合され、第2のオブジェクト層148の第2の部分は、下にある支持層136によって支持される。支持層136は、好適には、第2のオブジェクト層148の第2の部分を適切に支持することができる安定した固体構造を提供する。

1つ又は複数の例では、第2のオブジェクト層148の第2の部分が、以前に形成され、下にある支持層136と接合されるのを防ぐことが好適であり得る。図21及び図22を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000は、支持層136上に中間支持粉末層138を形成するために、第2の構築外形132の内側に支持粉末104を選択的に堆積させるステップ（ブロック1014）を含む。したがって、中間支持粉末層138を形成するために第2の構築外形132の内側に支持粉末104を選択的に堆積させるステップは、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128を形成するために、第2の構築外形132の内側に構築粉末102を選択的に堆積させるステップの前に行われる。方法1000によれば、第2の構築外形132の内側に支持粉末104を選択的に堆積させるステップは、支持層136上に中間支持粉末層138を配置する。第2の構築外形132の内側に構築粉末102を選択的に堆積させるステップは、以前に形成された下にある中間支持粉末層138上に、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128の第2の部分を配置し、そして、以前に形成された下にあるオブジェクト層134上に、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128の第1の部分を配置する。これらの例では、第2のオブジェクト層148の第1の部分は、以前に形成され、第2のオブジェクト層148の第1の部分の下にあるオブジェクト層134に単一に接合され、第2のオブジェクト層148の第2の部分は、下にある支持層136と中間支持粉末層138との組み合わせによって支持される。中間支持粉末層138は、好適には、第2のオブジェクト層148の第2の部分が、以前に形成され、下にある支持層136と接合されるのを防ぐ。

1つ又は複数の例では、中間支持粉末層138の層厚は、所与の粉末層の層厚の一部である。したがって、支持層136は、連続した上にあるオブジェクト層の一部に構造的支持を提供し、中間支持粉末層138は、オブジェクト100の構築形状を変えることなく、オブジェクト層と支持層136との間に緩衝を提供する。

方法1000によれば、1つ又は複数の例では、構築粉末102の構築粉末組成を選択的に制御するステップ（ブロック1008）は、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128の形成に適用可能である。例えば、構築粉末102の構築粉末組成を選択的に制御するステップ（ブロック1008）と、構築粉末102を選択的に堆積させるステップが、同時に行われる。1つ又は複数の例では、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128を形成するために使用される構築粉末102の構築粉末組成は、粉末層106の構築粉末セクション108に関して上記で説明したものと実質的に同じ方法で制御される。

したがって、1つ又は複数の例では、積層造形システム200及び方法1000の実装は、複数の粉末層のうちの少なくとも1つが組成勾配を有する複数の粉末層を形成するために使用される。1つ又は複数の例では、積層造形システム200及び方法1000の実装は、複数のオブジェクト層のうちの少なくとも1つが組成勾配を有するオブジェクト100の複数の断面オブジェクト層を形成するために使用される。1つ又は複数の例では、積層造形システム200及び方法1000の実装は、オブジェクト100が組成勾配を有するオブジェクト100を作成するために使用される。

1つ又は複数の例では、所与の粉末層内の組成勾配、したがって、所与のオブジェクト層内の組成勾配及びオブジェクト100の組成勾配は、コントローラー250に格納された所定の計画に従って、コントローラー250からの指示の下で制御される。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000は、オブジェクト100の特性データを決定するステップ（ブロック1016）を含む。1つ又は複数の例では、特性データは、オブジェクト100の2次元断面層に対応するオブジェクト100の少なくとも1つの所望の材料特性の2次元分布を表す。例えば、特性データは、オブジェクト100の少なくとも1つの所望の材料特性の分布を表す3次元モデルから取得され、これは、2次元層に変換される。1つ又は複数の例では、特性データは、オブジェクト100の少なくとも1つの所望の材料特性の3次元分布を表す。例えば、特性データは、オブジェクト100の少なくとも1つの所望の材料特性の分布を表す3次元モデルから取得され、これは、複数の2次元層に変換される。1つ又は複数の例では、方法1000は、オブジェクト100を形成するために堆積された複数の粉末層のそれぞれの構築粉末セクションの組成データを決定又は生成するステップ（ブロック1018）を含む。1つ又は複数の例では、組成データは、粉末層の構築粉末セクションの構築粉末組成の2次元分布を表す。構築粉末組成の2次元分布は、オブジェクト100の少なくとも1つの材料特性の2次元分布にマッピングされる。これらの例では、構築粉末102の組成比を選択的に制御するステップ（ブロック1008）は、粉末層の構築粉末セクションの構築粉末組成の2次元分布に従って複数の構築粉末成分の組成比を調整するステップを含む。1つ又は複数の例では、組成データは、オブジェクト100を形成するために堆積された複数の粉末層の構築粉末セクションの構築粉末組成の3次元分布を表す。構築粉末組成の3次元分布は、オブジェクト100の少なくとも1つの材料特性の3次元分布にマッピングされる。これらの例では、構築粉末102の組成比を選択的に制御するステップ（ブロック1008）は、複数の粉末層の構築粉末セクションの構築粉末組成の3次元分布に従って複数の構築粉末成分の組成比を調整するステップを含む。オブジェクト100の少なくとも1つの所望の材料特性は、所与のオブジェクト層内又はオブジェクト100内の所望の物理的特性、化学的特性、電気的特性、熱的特性、及び／又は磁気的特性を含むが、これらに限定されない。

本開示は、粉末床積層造形の特定の用途において、粉末層の領域又は粉末床の体積を減少させることが好適であり得ることを認識している。したがって、積層造形システム200及び方法1000の1つ又は複数の例は、粉末層の領域又は粉末床の体積を減少させる技術を提供し、その結果、粉末層を形成するために必要な粉末の量が減少し、コストが削減され、サイクルタイムが短縮され、プロセス効率が向上する。

図1を参照すると、1つ又は複数の例では、方法1000は、バリア142を形成するステップ（ブロック1020）を含む。バリア142は、粉末層106を含むように構成される。方法1000によれば、1つ又は複数の例では、バリア142は、粉末層106の構築外形112を取り囲むように構成された閉じた断面を含む。1つ又は複数の例では、バリア142は、構築外形112の周囲などの外側になる箇所に配置される。1つ又は複数の例では、バリア142は、構築外形112の少なくとも一部を形成する。

図23及び図24を参照すると、1つ又は複数の例では、積層造形システム200は、バリア形成装置256を含む。バリア形成装置256は、バリア142を形成するように構成される。1つ又は複数の例では、バリア142は、構築プラットフォーム262上に形成される。粉末層106は、バリア142の内側に形成される。言い換えれば、バリア142は、粉末層106に周辺境界を提供する。
1つ又は複数の例では、バリア142を形成するステップ（ブロック1020）は、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために、構築粉末102を選択的に堆積させるステップ（ブロック1002）及び粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために、支持粉末104を選択的に堆積させるステップ（ブロック1004）の前に行われる。

1つ又は複数の例では、粉末層106は、本明細書で上記のように、バリア142によって形成された周囲内に構築粉末102及び支持粉末104を堆積させることによって形成される。これらの例では、支持粉末104（支持粉末セクション110）及び構築粉末102（構築粉末セクション108）からなる粉末層106は、バリア142の内側に位置し、バリア142によって境界をつけられている。これらの例では、粉末層106の支持粉末セクション110は、バリア142と構築外形112との間に位置している。したがって、バリア142の使用は、粉末層106の領域を減少させ、より具体的には、粉末層106の支持粉末セクション110の領域を減少させる。

あるいは、1つ又は複数の例では、粉末層106は、本明細書で上記のように、バリア142によって形成された周囲内に構築粉末102のみを堆積させることによって形成される。これらの例では、構築粉末102のみからなる粉末層106は、バリア142の内側に位置し、バリア142によって境界をつけられている。したがって、バリア142の使用は、粉末層106の領域を減少させ、粉末層106全体を構築粉末102から形成することを可能にすると同時に、無駄になる可能性がある、又はリサイクルを必要とする構築粉末102の未使用量を減少させる。

1つ又は複数の例では、バリア形成装置256は、構築プラットフォーム262に対して移動可能である。1つ又は複数の例では、バリア形成装置256は、オブジェクト100の連続する層が形成されるときに、構築プラットフォーム262に対して垂直に移動する（例えば、上昇する）。1つ又は複数の例では、バリア形成装置256は、バリア142が形成されるときに、構築プラットフォーム262に対して水平に移動する。1つ又は複数の例では、バリア形成装置256は、構築プラットフォーム262上の任意の箇所でバリア142を形成するための多軸移動に対応するための複数の自由度を有する。

1つ又は複数の例では、積層造形システム200は、バリア形成装置256に結合され、バリア形成装置256の動きを駆動するように構成されたバリア形成アクチュエータ272を含む。1つ又は複数の例では、バリア形成アクチュエータ272は、線形アクチュエータ、ロボットアクチュエータアーム（例えば、6軸ロボットアクチュエータアーム）などを含むか、又はその形態をとる。

1つ又は複数の例では、バリア142を形成するステップ（ブロック1020）は、バリア142を形成するために、配線140を選択的に堆積させるステップを含む。したがって、図25及び図26に示されるように、1つ又は複数の例では、バリア形成装置256は、配線堆積デバイス258を含む。配線堆積デバイス258は、配線140を溶融し、液体溶融プールを形成するためにエネルギービームを成長表面に向けながら、配線140を成長表面に分配又は供給するように構成される。配線堆積デバイス258は、コントローラー250からの指示の下で、バリア142を形成するために配線140を溶融プールに供給しながら、成長表面全体に移動する。粉末層106（例えば、初期粉末層）に関連するバリア142を形成する場合、成長表面は、構築プラットフォーム262の表面である。

配線堆積デバイス258は、配線フィードを備えた任意の適切なエネルギー積層造形デバイスを含む。1つ又は複数の例では、配線堆積デバイス258は、配線140を分配するように構成された配線フィーダ、及び溶融プールを形成するためにエネルギービーム（例えば、レーザービーム）を生成及び放射するように構成された指向性エネルギーデバイス（例えば、レーザー）を含む。

配線140は、層状にバリア142を構築するために溶融プールに供給及び溶融されるのに適した任意の固体配線材料を含む。配線140の例には、金属配線、金属合金配線、ポリマー配線などが含まれるが、これらに限定されない。

バリア142内に粉末層106が形成されると、本明細書で上記のようにオブジェクト層134を形成するために、構築粉末102が接合される。この形成及び接合プロセスを何度も繰り返して、複数の連続するバリア層（バリア142の複数の層）を形成し、複数の連続する粉末層を形成し、複数の連続するオブジェクト層を形成し、最終的に、オブジェクト100を形成する。オブジェクト層のそれぞれの形成に続いて、バリア142の連続層は、連続する粉末層を形成する前に、バリア142の以前に形成された下にある層上に形成される。連続する粉末層に関連するバリア142の連続層を形成する場合、成長表面は、バリア142の以前に形成された下にある層の表面である。

1つ又は複数の例では、バリア142を形成するステップ（ブロック1020）は、バリア142を形成するために、粉末層106の支持粉末セクション110の選択された部分の支持粉末104を接合するステップを含む。1つ又は複数の例では、支持粉末104を接合するステップは、例えば、バインダ220を使用して、支持粉末セクション110の選択された部分の支持粉末104を結合するステップを含む。したがって、図27及び図28に示されるように、1つ又は複数の例では、バリア形成装置256は、バインダ送達デバイス254を含む。バインダ送達デバイス254は、バインダ220を支持粉末104上に堆積させるように構成される。バインダ220は、バリア142の固体層を形成するために、粉末層106の支持粉末セクション110の選択された部分の支持粉末104を結合するのに適している。

1つ又は複数の例では、支持粉末104は、例えば、本明細書で上記の粉末堆積装置202を使用して、粉末層106の支持粉末セクション110の少なくとも一部を形成するように堆積される。支持粉末セクション110の選択された部分の支持粉末104は、バインダ送達デバイス254を使用してバリア142を形成するために、バインダ220を介して結合される。バリア142の形成に続いて、構築粉末102は、例えば、本明細書で上記の粉末堆積装置202を使用して、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために堆積される。バリア142内に粉末層106が形成されると、本明細書で上記のようにオブジェクト層134を形成するために、構築粉末102が接合される。この形成及び接合プロセスを何度も繰り返して、複数の連続するバリア層（バリア142の複数の層）を形成し、複数の連続する粉末層を形成し、複数の連続するオブジェクト層を形成し、最終的に、オブジェクト100を形成する。オブジェクト層のそれぞれの形成に続いて、バリア142の連続層は、連続する粉末層を形成する前に、バリア142の以前に形成された下にある層上に形成される。

本開示を通して、粉末層106の構築粉末セクション108を形成するために構築粉末102を堆積させるステップ、粉末層106の支持粉末セクション110を形成するために支持粉末104を堆積させるステップ、及びオブジェクト層134を形成するために構築粉末102を接合するステップに関して記載された方法1000及び積層造形システム200の構成要素の動作ステップの例は、第2の粉末層126の第2の構築粉末セクション128を形成するために構築粉末102を堆積させるステップ、第2の粉末層126の第2の支持粉末セクション130を形成するために支持粉末104を堆積させるステップ、及び第2のオブジェクト層148を形成するために構築粉末102を接合するステップのための動作ステップ及び構成要素に等しく適用可能であるだけでなく、いくつかの連続する粉末層の形成及びいくつかの連続するオブジェクト層の形成に等しく適用可能である。さらに、追加の粉末フィーダ、レギュレータ、ノズル、指向性エネルギーデバイスなどの追加の構成要素は、本開示の範囲から逸脱することなく、積層造形システム200に含まれ得る。

本明細書で説明するように、コントローラー250は、積層造形システム200の様々な構成要素と通信し、及び／又はそれを制御する。1つ又は複数の例では、コントローラー250は、プロセッサ及びメモリを含むコンピューティングデバイスである。メモリは、コンピューター可読メモリ媒体であり得、積層造形システム200の動作に必要なデータを格納するように構成される。コンピューター可読メモリ媒体は、後でプロセッサがアクセスできる情報を格納するために使用できる任意の媒体である。コンピューター可読メモリ媒体は、コンピューターメモリ及びデータ記憶デバイスを含み得る。コンピューターメモリは、高速アクセスメモリであり得、プロセッサによって実行可能なプログラム命令を実行するために使用され得る。コンピューターメモリは、ランダムアクセスメモリ（RAM）、フラッシュメモリ、及び読み取り専用メモリ（ROM）を含み得る。データ記憶デバイスは、物理デバイスであり得、オペレーティングシステム、コンピュータープログラム、プログラムモジュール、及びプログラムデータなど、プロセッサによってアクセスされ得る任意の情報又はコンピュータープログラムを格納するために使用され得る。データ記憶デバイス及びそれらに関連するコンピューター可読メモリ媒体は、コンピューター可読命令、データ構造、プログラムモジュール、及びシステムの他のデータの記憶を提供する。データ記憶デバイスは、フロッピーディスク、ハードディスクドライブ、磁気テープなどの磁気媒体；コンパクトディスク（CD）、デジタルビデオディスク（DVD）、ブルーレイディスクなどの光学媒体；ランダムアクセスメモリ（RAM）、フラッシュメモリ、読み取り専用メモリ（ROM）などのソリッドステートメモリを含み得る。

1つ又は複数の例では、メモリは、積層造形システム200の制御された動作に必要なデータからなるデータパケットを含む。例えば、1つのデータパケットは、粉末堆積装置202の制御に必要なデータを含み得、別のデータパケットは、粉末接合装置の制御に必要なデータを含み得る。プロセッサは、メモリと通信して、積層造形システム200の動作を制御するために必要なデータを検索する。

1つ又は複数の例では、本開示の主題は、他に示されない限り、1つ又は複数のコンピューター又はコンピューターシステムによって実行される行為及び動作の記号表現を参照して説明される。したがって、コンピューター実行と呼ばれることもあるそのような行為及び動作には、構造化された形式でデータを表す電気信号を介した、コントローラー250などの積層造形システム200の1つ又は複数のプロセッサによる操作が含まれることが理解されよう。この操作は、データを変換するか、又はデータを積層造形システム200のメモリ内の特定の箇所に維持し、これは、当業者によく理解されている方法で積層造形システム200の動作を再構成又は変更する。データが維持されるデータ構造は、データの形式によって定義された特定の特性を有するメモリの物理的な箇所である。しかしながら、1つ又は複数の例が前述の文脈で説明されているが、当業者が理解するように、本明細書で説明される行為及び動作のいくつかは、ハードウェア、ソフトウェア、及び／又はファームウェア及び／又はそれらのいくつかの組み合わせで実装され得るという点で、限定することを意味するものではない。

ここで図29及び図30を参照すると、方法1000及び積層造形システム200の例は、図30に概略的に示されるように、図29及び航空機1200の流れ図に示されるように、航空機の製造及び保守点検方法1100の文脈で使用され得る。

図30を参照すると、1つ又は複数の例では、航空機1200は、機体1202、内部1206、及び複数の高レベルシステム1204を含む。高レベルシステム1204の例には、推進システム1208、電気システム1210、油圧システム1212、及び環境システム1214の1つ又は複数が含まれる。他の例では、航空機1200は、通信システム、誘導システムなどの、任意の数の他のタイプのシステムを含み得る。方法1000に従って、積層造形システム200を使用して作成されたオブジェクト100は、構造、アセンブリ、サブアセンブリ、構成要素、部品、又は航空機1200の任意の他の部分、例えば、機体1202の又は内部1206の一部であり得る。

図29を参照すると、方法1100は、製造前に、航空機1200の仕様及び設計（ブロック1102）、並びに材料調達（ブロック1104）を含む。航空機1200の製造中に、構成要素及び部分組立品の製造（ブロック1106）と、航空機1200のシステム統合（ブロック1108）が行われる。その後、航空機1200は、認証及び搬送（ブロック1110）を経て、就航中（ブロック1112）となる。定期的な整備及び保守点検（ブロック1114）は、航空機1200の1つ又は複数のシステムの修正、再構成、改装などを含む。

図29に示される方法1100の各プロセスを、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば、顧客）によって実行することができる。この説明の目的のために、システムインテグレータは、非限定的に、任意の数の宇宙船製造業者及び主要システムの下請業者を含んでもよく、第三者は、非限定的に、任意の数のベンダ、下請業者、及びサプライヤを含んでもよく、オペレータは、航空会社、リース会社、軍部、サービス組織等であってもよい。

本明細書に示され、説明される方法1000及び積層造形システム200の例は、図29に示される流れ図に示される製造及び保守点検方法1100の任意の1つ又は複数の段階の間に使用され得る。一例では、開示された方法1000及び積層造形システム200の実施は、構成要素及び部分組立品の製造（ブロック1106）及び／又はシステム統合（ブロック1108）の一部を形成し得る。例えば、開示された方法1000及び積層造形システム200の実装を使用する航空機1200及び／又はその構成要素のアセンブリは、構成要素及び部分組立品の製造（ブロック1106）に対応し得、航空機1200が就航中（ブロック1112）に構成要素又はサブアセンブリと同様の方法で準備され得る。また、開示された方法1000及び積層造形システム200の実装は、システム統合（ブロック1108）並びに認証及び搬送（ブロック1110）の間に利用され得る。同様に、開示された方法1000及び積層造形システム200の実装は、例えば、限定されないが、航空機1200が就航中（ブロック1112）並びに整備及び保守点検中（ブロック1114）に利用され得る。

航空宇宙（例えば、航空機又は宇宙船）の例が示されているが、本明細書に開示される例及び原理は、自動車産業、建設産業、風力タービン産業、電子産業、並びに他の設計及び製造業などの他の産業に適用され得る。したがって、航空機及び宇宙船に加えて、本明細書に開示される例及び原理は、他のビークル（例えば、陸上ビークル、海上ビークル、建設ビークルなど）、機械、及びスタンドアロン構造で使用されるオブジェクトを形成するために使用される粉末床積層造形プロセスに適用され得る。

本明細書で使用される場合、特定の機能を実行する「ように構成されている」システム、装置、デバイス、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、さらなる変更の後に特定の機能を実行する可能性を単に有するのではなく、実際に変更なしに特定の機能を実行することができる。言い換えれば、特定の機能を実行する「ように構成されている」システム、装置、デバイス、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、特定の機能を実行する目的で具体的に選択され、作成され、実施され、利用され、プログラムされ、及び／又は設計される。本明細書で使用される場合、「ように構成されている」とは、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアがさらなる変更なしに特定の機能を実行することを可能にするシステム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアの既存の特性を表す。この開示の目的のために、特定の機能を実行する「ように構成されている」と記載されたシステム、装置、デバイス、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、追加的又は代替的に、その機能を実行する「ように適合されている」及び／又は「ように機能する」と記載され得る。

他に指示がない限り、「第1の」、「第2の」、「第3の」などの用語は単にラベルとして使用され、これらの用語が参照する項目に順序、位置、又は階層の要件を課すことを意図しない。さらに、例えば「第2の」項目への言及は、例えば「第1の」若しくはより小さい番号の項目、及び／又は「第3の」若しくはより大きい番号の項目などの存在を必要としないか排除するものではない。

本開示の目的のために、「結合された」、「結合する」という用語、及び同様の用語は、接合、リンク、固定、取り付け、接続、通信、又はその他の方法で（例えば、機械的に、電気的、流体的、光学的、電磁的に）互いに関連する2つ以上の要素を参照する。様々な例において、要素は直接的又は間接的に関連付けられ得る。一例として、要素Aは、要素Bに直接関連付けられ得る。別の例として、要素Aは、例えば、別の要素Cを介して、要素Bに間接的に関連付けられ得る。開示された様々な要素間のすべての関連が必ずしも表されているわけではないことが理解されよう。したがって、図に示されたもの以外の結合も存在し得る。

本明細書で使用される場合、「ほぼ」という用語は、依然として所望の機能を実行するか、又は所望の結果を達成する、記載された状態に近いが正確ではない状態を指すか又は表す。一例として、「ほぼ」という用語は、許容可能な所定の許容範囲又は精度の範囲内にある状態を指す。例えば、「ほぼ」という用語は、記載された状態の10％以内にある状態を指す。しかしながら、「ほぼ」という用語は、記載された状態と同じ状態を排除するものではない。

当業者は、上記で参照された図2～図28及び図30に記載及び図示された要素、形態、及び／又は構成要素のいくつかは、そのような組み合わせが本明細書に明示的に示されていない場合でも、図2～図28及び図30に記載及び図示された他の形態、他の図面、及び／又は付随する開示を含む必要なしに、様々な方法で組み合わせられてもよいことを理解されよう。同様に、提示された例に限定されない追加の形態は、本明細書に示され記載された形態の一部又は全部と組み合わせられてもよい。特に明記しない限り、上記の図2～図28及び図30に示されている例の概略図は、例示的な例に関する構造上の制限を意味するものではない。むしろ、1つの例示的な構造が示されているが、構造は、適切な場合に修正され得ることが理解されるべきである。したがって、例示された構造に対して、修正、追加、及び／又は省略が行われてもよい。さらに、当業者は、上記の図2～図28及び図30に記載及び図示されているすべての要素がすべての例に含まれる必要はなく、本明細書に記載のすべての要素が必ずしも各例示的な例に示されているわけではないことを理解されよう。

上記で言及した図1及び図29において、ブロックは、動作、ステップ、及び／又はその一部を表してもよく、様々なブロックを接続する線は、動作又はその一部の特定の順序又は依存関係を意味するものではない。様々な開示された動作間のすべての依存関係が必然的に表されるわけではないことが理解されよう。上記で言及した図1及び図29、並びに本明細書に記載の開示された方法の動作を説明する付随する開示は、動作が実行されるシーケンスを必ず決定するものと解釈されるべきではない。むしろ、1つの例示的な順序が示されているが、動作のシーケンスは、適切なときに変更されてもよいことが理解されるべきである。したがって、図示された動作に対して修正、追加及び／又は省略が行われてもよく、ある動作は異なる順序で実行されても、同時に実行されてもよい。さらに、当業者であれば、説明されたすべての動作が実行される必要はないことを理解されよう。

さらに、本明細書全体を通して、本明細書で使用される形態、利点、又は同様の言語への言及は、本明細書に開示される例で実現され得るすべての形態及び利点が任意の単一の例であるべきである、又はその中にあることを意味するものではない。むしろ、形態及び利点を指す言語は、例に関連して説明された特定の形態、利点、又は特性が少なくとも1つの例に含まれることを意味すると理解される。したがって、本開示全体で使用される形態、利点、及び同様の言語の説明は、必ずしもそうではないが、同じ例を参照することができる。
さらに、本開示は、以下の例に係る実施形態を含む：

例1．オブジェクト（100）を積層造形する方法（1000）であって、方法（1000）は、
粉末層（106）の構築粉末セクション（108）を形成するために、オブジェクト（100）の構築外形（112）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップと、
粉末層（106）の支持粉末セクション（110）を形成するために、構築外形（112）の外側に支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップと、
を含み、
構築粉末（102）は、構築粉末組成を含み、
支持粉末（104）は、支持粉末組成を含み、
構築粉末組成と支持粉末組成は異なる、
方法（1000）。

例2．支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップが、構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップの前に行われ、その結果、
粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の支持粉末境界（114）は、構築外形（112）を形成し、
粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末境界（116）は、粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の支持粉末境界（114）に隣接する、
例1に記載の方法（1000）。

例3．構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップが、支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップの前に行われ、その結果、
粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末境界（116）は、構築外形（112）を形成し、
粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の支持粉末境界（114）は、粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末境界（116）に隣接する、
例1に記載の方法（1000）。

例4．構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップが、粉末噴霧器（204）を使用して構築粉末（102）を選択的に排出するステップを含む、例1に記載の方法（1000）。

例5．支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップが、粉末噴霧器（204）を使用して支持粉末（104）を選択的に排出するステップを含む、例4に記載の方法（1000）。

例6．支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップが、リコータ（206）を使用して支持粉末（104）を選択的に排出するステップを含む、例4に記載の方法（1000）。

例7．構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に制御するステップをさらに含む、例1に記載の方法（1000）。

例8．構築粉末組成を選択的に制御するステップと、構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップが同時に行われる、例7に記載の方法（1000）。

例9．構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に制御するステップが、粉末層（106）の構築粉末セクション（108）内で粉末勾配（152）を達成するために、構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に変化させるステップを含む、例7に記載の方法（1000）。

例10．構築粉末（102）が、構築粉末第1成分（122）と構築粉末第2成分（124）の混合物を含み、
構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に制御するステップが、構築粉末第1成分（122）及び構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に制御するステップを含む、
例7に記載の方法（1000）。

例11．構築粉末第1成分（122）及び構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に制御するステップが、
構築粉末第1成分（122）の第1の質量を測定するステップと、
構築粉末第2成分（124）の第2の質量を測定するステップと、
構築粉末第1成分（122）と構築粉末第2成分（124）の混合物を含む構築粉末（102）の質量を測定するステップと
を含む、例10に記載の方法（1000）。

例12．構築粉末第1成分（122）及び構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に制御するステップが、
構築粉末第1成分（122）の第1の質量流量を選択的に制御するステップと、
構築粉末第2成分（124）の第2の質量流量を選択的に制御するステップと
を含む、例11に記載の方法（1000）。

例13．構築粉末第1成分（122）及び構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に制御するステップが、構築粉末第1成分（122）と構築粉末第2成分（124）の混合物を含む構築粉末（102）の質量流量を測定するステップをさらに含む、例11に記載の方法（1000）。

例14．オブジェクト層（134）を形成するために粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末（102）を接合するステップをさらに含む、例1に記載の方法（1000）。

例15．粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末（102）を接合するステップが、構築粉末セクション（108）の構築粉末（102）を融合するステップを含む、例14に記載の方法（1000）。

例16．粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末（102）を接合するステップが、構築粉末セクション（108）の構築粉末（102）を結合するステップを含む、例14に記載の方法（1000）。

例17．第2の粉末層（126）の第2の構築粉末セクション（128）を形成するために、オブジェクト（100）の第2の構築外形（132）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップと、
第2の粉末層（126）の第2の支持粉末セクション（130）を形成するために、第2の構築外形（132）の外側に支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップと
をさらに含む、例14に記載の方法（1000）。

例18．支持層（136）を形成するために、粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の一部の支持粉末（104）を接合するステップをさらに含み、
構築外形（112）と第2の構築外形（132）は異なり、
オブジェクト（100）の第2の構築外形（132）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップが、支持層（136）上に第2の粉末層（126）の第2の構築粉末セクション（128）の一部を配置し、オブジェクト層（134）上に第2の粉末層（126）の第2の構築粉末セクション（128）の別の部分を配置する、
例17に記載の方法（1000）。

例19．支持層（136）を形成するために、粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の一部の支持粉末（104）を接合するステップと、
第2の構築外形（132）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップの前に、中間支持粉末層（138）を形成するために第2の構築外形（132）の内側に支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップと、
をさらに含み、
オブジェクト（100）の第2の構築外形（132）の内側に支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップは、支持層（136）上に中間支持粉末層（138）を配置し、
オブジェクト（100）の第2の構築外形（132）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップは、中間支持粉末層（138）上に第2の粉末層（126）の第2の構築粉末セクション（128）の一部を配置し、オブジェクト層（134）上に第2の粉末層（126）の第2の構築粉末セクション（128）の別の部分を配置する、
例17に記載の方法（1000）。

例20．構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に制御するステップをさらに含む、例17に記載の方法（1000）。

例21．構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に制御するステップが、粉末層（106）の構築粉末セクション（108）内及び第2の粉末層（126）の第2の構築粉末セクション（128）内の粉末勾配（152）を達成するために構築粉末組成を選択的に変化させるステップを含む、例20に記載の方法（1000）。

例22．構築粉末（102）が、構築粉末第1成分（122）と構築粉末第2成分（124）の混合物を含み、
構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に制御するステップが、構築粉末第1成分（122）及び構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に制御するステップを含む、
例20に記載の方法（1000）。

例23．構築粉末第1成分（122）及び構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に制御するステップが、
構築粉末第1成分（122）の第1の質量を測定するステップと、
構築粉末第2成分（124）の第2の質量を測定するステップと、
構築粉末第1成分（122）と構築粉末第2成分（124）の混合物を含む構築粉末（102）の質量を測定するステップと
を含む、例22に記載の方法（1000）。

例24．構築粉末第1成分（122）及び構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に制御するステップが、
構築粉末第1成分（122）の第1の質量流量を選択的に制御するステップと、
構築粉末第2成分（124）の第2の質量流量を選択的に制御するステップと
を含む、例23に記載の方法（1000）。

例25．構築粉末第1成分（122）及び構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に制御するステップが、構築粉末第1成分（122）と構築粉末第2成分（124）の混合物を含む構築粉末（102）の質量流量を測定するステップをさらに含む、例23に記載の方法（1000）。

例26．閉じた断面を有するバリア（142）を形成するステップをさらに含み、粉末層（106）はバリア（142）によって境界をつけられている、例1に記載の方法（1000）。

例27．バリア（142）を形成するステップが、配線（140）を選択的に堆積させるステップを含む、例26に記載の方法（1000）。

例28．バリア（142）を形成するステップが、粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の一部の支持粉末（104）を接合するステップを含む、例26に記載の方法（1000）。

例29．オブジェクト（100）を積層造形する方法（1000）であって、方法（1000）は、
粉末層（106）の構築粉末セクション（108）を形成するために、オブジェクト（100）の構築外形（112）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップであって、構築粉末（102）は構築粉末組成を含む、ステップと、
粉末層（106）の構築粉末セクション（108）内で粉末勾配（152）を達成するために、構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に変化させるステップと、
粉末層（106）の支持粉末セクション（110）を形成するために、構築外形（112）の外側に支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップであって、支持粉末（104）は支持粉末組成を含む、ステップと、
を含み
構築粉末組成と支持粉末組成は異なる、
方法（1000）。

例30．構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップが、粉末噴霧器（204）を使用して構築粉末（102）を選択的に排出するステップを含み、
支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップが、粉末噴霧器（204）を使用して支持粉末（104）を選択的に排出するステップを含む、
例29に記載の方法（1000）。

例31．構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップが、粉末噴霧器（204）を使用して構築粉末（102）を選択的に排出するステップを含み、
支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップが、リコータ（206）を使用して支持粉末（104）を選択的に排出するステップを含む、
例29に記載の方法（1000）。

例32．構築外形（112）を取り囲むバリア（142）を形成するステップをさらに含み、粉末層（106）はバリア（142）の内側に形成される、例29に記載の方法（1000）。

例33．粉末層（106）の構築粉末セクション（108）を形成するために、構築外形（112）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させ、
粉末層（106）の支持粉末セクション（110）を形成するために、構築外形（112）の外側に支持粉末（104）を選択的に堆積させる
ように構成された粉末堆積装置（202）
を備える積層造形システム（200）であって、
構築粉末（102）は、構築粉末組成を含み、
支持粉末（104）は、支持粉末組成を含み、
構築粉末組成と支持粉末組成は異なる、
積層造形システム（200）。

例34．構築粉末（102）が選択的に堆積される前に、粉末堆積装置（202）が支持粉末（104）を選択的に堆積させるように構成され、その結果、
粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の支持粉末境界（114）は、構築外形（112）を形成し、
粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末境界（116）は、粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の支持粉末境界（114）に隣接する、
例33に記載の積層造形システム（200）。

例35．支持粉末（104）が選択的に堆積される前に、粉末堆積装置（202）が構築粉末（102）を選択的に堆積させるように構成され、その結果、
粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末境界（116）は、構築外形（112）を形成し、
粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の支持粉末境界（114）は、粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末境界（116）に隣接する、
例33に記載の積層造形システム（200）。

例36．粉末堆積装置（202）が、構築粉末（102）を選択的に堆積させるように構成された粉末噴霧器（204）を備え、
粉末噴霧器（204）は、
構築粉末（102）を選択的に分配するように構成された構築粉末フィーダ（222）と、
構築粉末フィーダ（222）に結合され、構築粉末（102）を選択的に排出するように構成されたノズル（208）と、
を備える、
例33に記載の積層造形システム（200）。

例37．粉末噴霧器（204）が、支持粉末（104）を選択的に堆積させるように構成され、支持粉末（104）を選択的に分配するように構成された支持粉末フィーダ（224）をさらに備え、
ノズル（208）が、支持粉末フィーダ（224）に結合され、支持粉末（104）を選択的に排出するように構成される、
例36に記載の積層造形システム（200）。

例38．粉末堆積装置（202）が、支持粉末（104）を選択的に堆積させるように構成されたリコータ（206）を備え、
リコータ（206）は、
支持粉末（104）を選択的に分配するように構成された支持粉末フィーダ（224）と、
支持粉末フィーダ（224）から支持粉末（104）を収集し、支持粉末（104）を選択的に排出するように構成されたローラー（210）と、
を備える、
例36に記載の積層造形システム（200）。

例39．粉末噴霧器（204）が、構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に制御するように構成される、例36に記載の積層造形システム（200）。

例40．粉末噴霧器（204）が、粉末層（106）の構築粉末セクション（108）内で粉末勾配（152）を達成するために、構築粉末（102）の構築粉末組成を選択的に変化させるように構成される、例36に記載の積層造形システム（200）。

例41．構築粉末（102）が、構築粉末第1成分（122）と構築粉末第2成分（124）の混合物を含み、
構築粉末フィーダ（222）は、
構築粉末第1成分（122）を選択的に分配するように構成された構築粉末第1成分フィーダ（226）と、
構築粉末第2成分（124）を選択的に分配するように構成された構築粉末第2成分フィーダ（228）と、
構築粉末第1成分フィーダ（226）及び構築粉末第2成分フィーダ（228）に結合されたミキサー（230）であって、
構築粉末第1成分フィーダ（226）と構築粉末第2成分フィーダ（228）を一緒に混合し、
構築粉末（102）を含み、
構築粉末（102）をノズル（208）に選択的に分配する
ように構成されたミキサー（230）と、
を備える、
例40に記載の積層造形システム（200）。

例42．構築粉末第1成分フィーダ（226）が、ミキサー（230）に含まれる構築粉末（102）中の構築粉末第1成分フィーダ（226）の組成パーセンテージを選択的に制御するように構成された構築粉末第1成分レギュレータ（232）を備え、
構築粉末第2成分フィーダ（228）が、ミキサー（230）に含まれる構築粉末（102）中の構築粉末第2成分フィーダ（228）の組成パーセンテージを選択的に制御するように構成された構築粉末第2成分レギュレータ（234）を備え、
ミキサー（230）が、ノズル（208）に分配される構築粉末（102）の質量流量を選択的に制御するように構成されたミキサーレギュレータ（316）を備える、
例41に記載の積層造形システム（200）。

例43．構築粉末第1成分レギュレータ（232）が、構築粉末第1成分（122）の第1の質量を測定するように構成された構築粉末第1成分質量センサ（238）を備え、
構築粉末第2成分レギュレータ（234）が、構築粉末第2成分（124）の第2の質量を測定するように構成された構築粉末第2成分質量センサ（246）を備え、
ミキサーレギュレータ（316）が、構築粉末（102）の質量を測定するように構成されたミキサー質量センサ（320）を備える、
例42に記載の積層造形システム（200）。

例44．構築粉末第1成分レギュレータ（232）が、構築粉末第1成分（122）の第1の質量流量を測定するように構成された構築粉末第1成分質量流量センサ（240）をさらに備え、
構築粉末第2成分レギュレータ（234）が、構築粉末第2成分（124）の第2の質量流量を測定するように構成された構築粉末第2成分質量流量センサ（248）をさらに備える、
例43に記載の積層造形システム（200）。

例45．ノズル（208）から排出される構築粉末（102）の質量流量を測定し、選択的に制御するように構成された排出レギュレータ（286）をさらに備える、例41に記載の積層造形システム（200）。

例46．構築粉末堆積パターンに従って、粉末噴霧器（204）の動きを選択的に制御し、
構築粉末堆積パターンに沿った異なる箇所でミキサー（230）から分配される構築粉末（102）中の構築粉末第1成分（122）及び構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に調整する
ように構成されたコントローラー（250）をさらに備える、例41に記載の積層造形システム（200）。

例47．粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末（102）を接合するように構成された粉末接合装置（212）をさらに備える、例33に記載の積層造形システム（200）。

例48．粉末接合装置（212）が、粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の一部の支持粉末（104）を接合するように構成される、例47に記載の積層造形システム（200）。

例49．粉末接合装置（212）が、粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末（102）を融合するのに適したエネルギービーム（218）を生成するように構成された指向性エネルギーデバイス（252）を備える、例47に記載の積層造形システム（200）。

例50．粉末接合装置（212）が、粉末層（106）の構築粉末セクション（108）の構築粉末（102）を結合するのに適したバインダ（256）を堆積させるように構成されたバインダ送達デバイス（254）を備える、例47に記載の積層造形システム（200）。

例51．配線（140）を分配してバリア（142）を形成するように構成された配線堆積デバイス（258）をさらに備え、粉末堆積装置（202）は、バリア（142）の内側に支持粉末（104）と構築粉末（102）を選択的に堆積させるように構成される、例47に記載の積層造形システム（200）。

例52．粉末接合装置（212）が、粉末層（106）の支持粉末セクション（110）の一部の支持粉末（104）を結合し、バリア（142）を形成するのに適したバインダ（220）を選択的に堆積させるように構成されたバインダ送達デバイス（254）を備え、
粉末堆積装置（202）が、バリア（142）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させるように構成される、
例47に記載の積層造形システム（200）。

1つの例の記載された形態、利点、及び特性を、1つ又は複数の他の例において任意の適切な方法で組み合わせることができる。関連技術の当業者は、本明細書に記載の例が、特定の例の1つ又は複数の特定の形態又は利点なしで実施され得ることを認識されよう。他の例では、すべての例に存在するとは限らない特定の例で、追加の形態及び利点が認識される場合がある。さらに、方法1000及び積層造形システム200の様々な例が示され、説明されてきたが、明細書を読むと、当業者に変更が生じる可能性がある。本出願は、このような修正を含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。

100 オブジェクト
102 構築粉末
104 支持粉末
106 粉末層
108 構築粉末セクション
110 支持粉末セクション
112 構築外形
114 支持粉末境界
116 構築粉末境界
122 構築粉末第1成分
124 構築粉末第2成分
126 第2の粉末層
128 第2の構築粉末セクション
130 第2の支持粉末セクション
132 第2の構築外形
134 オブジェクト層
136 支持層
138 中間支持粉末層
140 配線
142 バリア
144 粉末床
146 オブジェクト外形
148 第2のオブジェクト層
150 第2のオブジェクト外形
152 粉末勾配
154 構築粉末追加成分
200 積層造形システム
202 粉末堆積装置
204 粉末噴霧器
206 リコータ
208 ノズル
210 ローラー
212 粉末接合装置
218 エネルギービーム
220 バインダ
222 構築粉末フィーダ
224 支持粉末フィーダ
226 構築粉末第1成分フィーダ
228 構築粉末第2成分フィーダ
230 ミキサー
232 構築粉末第1成分レギュレータ
234 構築粉末第2成分レギュレータ
236 構築粉末第1成分弁
238 構築粉末第1成分質量センサ
240 構築粉末第1成分質量流量センサ
244 構築粉末第2成分弁
246 構築粉末第2成分質量センサ
248 構築粉末第2成分質量流量センサ
250 コントローラー
252 指向性エネルギーデバイス
254 バインダ送達デバイス
256 バリア形成装置
258 配線堆積デバイス
260 構築チャンバ
262 構築プラットフォーム
264 供給ライン
268 構築粉末ホッパ
270 構築粉末レギュレータ
272 バリア形成アクチュエータ
274 構築粉末弁
276 構築粉末質量センサ
278 質量流量センサ
280 構築プラットフォームアクチュエータ
282 粉末堆積アクチュエータ
284 粉末接合アクチュエータ
286 排出レギュレータ
288 排出弁
290 タンク
292 推進レギュレータ
294 ガス推進剤
296 支持粉末ホッパ
298 支持粉末レギュレータ
300 支持粉末弁
302 支持粉末質量センサ
304 接着機構
306 表面
308 放出機構
310 電源
312 構築粉末第1成分ホッパ
314 構築粉末第2成分ホッパ
316 ミキサーレギュレータ
318 ミキサー弁
320 ミキサー質量センサ
322 構築粉末追加成分フィーダ
324 構築粉末追加成分ホッパ
326 構築粉末追加成分レギュレータ
1000 方法
1100 保守点検方法
1200 航空機
1202 機体
1204 高レベルシステム
1206 内部
1208 推進システム
1210 電気システム
1212 油圧システム
1214 環境システム

Claims (6)

1. オブジェクト（100）を積層造形する方法（1000）であって、前記方法（1000）は、
   粉末層（106）の構築粉末セクション（108）を形成するために、前記オブジェクト（100）の構築外形（112）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップと、
   前記粉末層（106）の支持粉末セクション（110）を形成するために、前記構築外形（112）の外側に支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップと、
   を含み、
   前記構築粉末（102）は、構築粉末組成を含み、
   前記支持粉末（104）は、支持粉末組成を含み、
   前記構築粉末組成と前記支持粉末組成は異なる、
   前記構築粉末組成を選択的に制御するステップと、前記構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップが同時に行われ、
   前記構築粉末（102）の前記構築粉末組成を選択的に制御するステップが、前記粉末層（106）の前記構築粉末セクション（108）内で粉末勾配（152）を達成するために、前記構築粉末（102）の前記構築粉末組成を選択的に変化させるステップを含み、
   前記構築粉末（102）が、構築粉末第1成分（122）と構築粉末第2成分（124）の混合物を含み、
   前記構築粉末（102）の前記構築粉末組成を選択的に制御するステップが、前記構築粉末第1成分（122）及び前記構築粉末第2成分（124）の組成比を選択的に制御するステップを含み、
   前記構築粉末第1成分（122）及び前記構築粉末第2成分（124）の前記組成比を選択的に制御するステップが、
   前記構築粉末第1成分（122）の第1の質量を測定するステップと、
   前記構築粉末第2成分（124）の第2の質量を測定するステップと、
   前記構築粉末第1成分（122）と前記構築粉末第2成分（124）の前記混合物を含む前記構築粉末（102）の質量を測定するステップと
   を含む、方法（1000）。
2. 前記支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップが、前記構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップの前に行われ、その結果、
   前記粉末層（106）の前記支持粉末セクション（110）の支持粉末境界（114）は、前記構築外形（112）を形成し、
   前記粉末層（106）の前記構築粉末セクション（108）の構築粉末境界（116）は、前記粉末層（106）の前記支持粉末セクション（110）の前記支持粉末境界（114）に隣接する、請求項1に記載の方法（1000）。
3. 前記構築粉末（102）を選択的に堆積させるステップが、前記支持粉末（104）を選択的に堆積させるステップの前に行われ、その結果、
   前記粉末層（106）の前記構築粉末セクション（108）の構築粉末境界（116）は、前記構築外形（112）を形成し、
   前記粉末層（106）の前記支持粉末セクション（110）の支持粉末境界（114）は、前記粉末層（106）の前記構築粉末セクション（108）の前記構築粉末境界（116）に隣接する、請求項1又は2に記載の方法（1000）。
4. 前記構築粉末第1成分（122）及び前記構築粉末第2成分（124）の前記組成比を選択的に制御するステップが、
   前記構築粉末第1成分（122）の第1の質量流量を選択的に制御するステップと、
   前記構築粉末第2成分（124）の第2の質量流量を選択的に制御するステップと
   を更に含む、請求項1に記載の方法（1000）。
5. 粉末層（106）の構築粉末セクション（108）を形成するために、構築外形（112）の内側に構築粉末（102）を選択的に堆積させ、
   前記粉末層（106）の支持粉末セクション（110）を形成するために、前記構築外形（112）の外側に支持粉末（104）を選択的に堆積させる粉末堆積装置（202）を備える積層造形システム（200）であって、
   前記構築粉末（102）は、構築粉末組成を含み、
   前記支持粉末（104）は、支持粉末組成を含み、
   前記構築粉末組成と前記支持粉末組成は異なり、
   前記粉末堆積装置（202）は、前記構築粉末（102）を選択的に堆積させると共に、前記粉末層（106）の前記構築粉末セクション（108）内で粉末勾配（152）を達成するために、前記構築粉末（102）の前記構築粉末組成を選択的に変化させるように構成されるように構成された粉末噴霧器（204）を備え、前記構築粉末組成の選択的制御及び前記構築粉末（102）の選択的堆積は、同時に行われ、
   前記粉末噴霧器（204）は、
   前記構築粉末（102）を選択的に分配するように構成された構築粉末フィーダ（222）と、
   前記構築粉末フィーダ（222）に結合され、前記構築粉末（102）を選択的に排出するように構成されたノズル（208）と、
   を備え、
   前記構築粉末（102）が、構築粉末第1成分（122）と構築粉末第2成分（124）の混合物を含み、
   前記構築粉末フィーダ（222）は、
   前記構築粉末第1成分（122）を選択的に分配するように構成された構築粉末第1成分フィーダ（226）と、
   前記構築粉末第2成分（124）を選択的に分配するように構成された構築粉末第2成分フィーダ（228）と、
   前記構築粉末第1成分フィーダ（226）及び前記構築粉末第2成分フィーダ（228）に結合されたミキサー（230）であって、
   構築粉末第1成分フィーダ（226）と構築粉末第2成分フィーダ（228）を一緒に混合し、
   前記構築粉末（102）を含み、
   前記構築粉末（102）をノズル（208）に選択的に分配する
   ように構成されたミキサー（230）と、
   を備え、
   前記構築粉末第1成分フィーダ（226）が、前記ミキサー（230）に含まれる前記構築粉末（102）中の前記構築粉末第1成分フィーダ（226）の組成パーセンテージを選択的に制御するように構成された構築粉末第1成分レギュレータ（232）を備え、
   前記構築粉末第2成分フィーダ（228）が、前記ミキサー（230）に含まれる前記構築粉末（102）中の前記構築粉末第2成分フィーダ（228）の組成パーセンテージを選択的に制御するように構成された構築粉末第2成分レギュレータ（234）を備え、
   前記ミキサー（230）が、前記ノズル（208）に分配される前記構築粉末（102）の質量流量を選択的に制御するように構成されたミキサーレギュレータ（316）を備える、積層造形システム（200）。
6. 前記構築粉末（102）が選択的に堆積される前に、前記粉末堆積装置（202）は前記支持粉末（104）を選択的に堆積させるように構成され、その結果、
   前記粉末層（106）の前記支持粉末セクション（110）の支持粉末境界（114）は、前記構築外形（112）を形成し、
   前記粉末層（106）の前記構築粉末セクション（108）の構築粉末境界（116）は、前記粉末層（106）の前記支持粉末セクション（110）の前記支持粉末境界（114）に隣接する、請求項5に記載の積層造形システム（200）。