JP2022525459A - 積層造形における混合のための技術および関連するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

いくつかの態様によれば、積層造形装置の望ましくない場所にある材料を検出および／または除去するためのミキサーが提供される。例えば、逆ステレオリソグラフィー装置では、液体フォトポリマーは、積層造形プロセスを妨害し、および／または積層造形プロセスを故障させる可能性がある場所で、積層造形装置の表面に付着して硬化または部分的に硬化し得る。ミキサーは、積層造形装置内の可動構造に連結することができ、その結果、ミキサーは、可動構造に連結されると、積層造形装置内の少なくとも１つの軸に沿って移動することができる。ミキサーは、積層造形装置内の表面から望ましくない材料を検出および／または除去するように構成することができる。

Description

本出願は、「Techniques For Mixing In Additive Fabrication And Related Systems And Methods」と題された、2019年3月15日に出願された米国仮特許出願番号62/818,963の35 U.S.C. § 119(e)に基づく優先権を主張し、参照によりその全体が本明細書に組み入れられる。

積層造形、例えば、３次元（３Ｄ）印刷は、典型的には、構築材料の部分を特定の場所で固化させることによって、オブジェクトを造形する技術を提供する。積層造形技術は、ステレオリソグラフィー、選択的または熱溶解積層法、直接複合材製造（direct composite manufacturing）、オブジェクト積層法、選択相領域堆積、多相ジェット固化、弾道粒子製造、粒子堆積、レーザー焼結またはそれらの組み合わせを含み得る。

多くの積層造形は、所望のオブジェクトの典型的な断面である連続する層を形成することによって部品を構築する。典型的には、各層は、予め形成された層またはオブジェクトが構築される基材のいずれかに付着するように形成される。ステレオリソグラフィーとして知られている積層造形の１つのアプローチでは、固体オブジェクトは、典型的には最初に基材上に、次に別の基材上に、硬化性フォトポリマー樹脂の薄い層を連続的に形成することによって生成される。光などの化学線への曝露は液体樹脂の薄い層を硬化させ、それを強化し予め硬化させた層および基材の底面に付着させる。

いくつかの態様によれば、構築プラットフォーム上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置が提供される。積層造形装置は：コンテナ；コンテナ内に配置され、少なくとも第１の軸に沿って移動するように構成された、ミキサー；ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成された、センサー；少なくとも１つのプロセッサ；および、命令を含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を含む。命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、１以上のアクチュエーターを操作して、ミキサーを第１の軸に沿って移動させる；および、第１の軸に沿ったミキサーの移動中にセンサーによって生成されたセンサーデータに少なくとも部分的に基づいて、積層造形プロセスの故障を検出させる。

いくつかの態様によれば、構築プラットフォーム上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置が提供される。積層造形装置は、構築プラットフォーム；構築プラットフォームの下に配置され、第１の軸に沿って移動するように構成された、ミキサー；ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成された、少なくとも１つのセンサー；少なくとも１つのプロセッサ；および、命令を含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を含む。命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、１以上のアクチュエーターを操作しながら、構築プラットフォームを繰り返し下げて、構築プラットフォームがミキサーに接触するまで、構築プラットフォームの下の第１の軸に沿ってミキサーを移動させ；および、第１の軸に沿ったミキサーの移動中にセンサーによって生成されたセンサーデータに少なくとも部分的に基づいて、積層造形プロセスの故障を検出させる。

いくつかの態様によれば、液体フォトポリマーに光を向けることによって構築表面上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置が提供される。積層造形装置は、液体フォトポリマーを保持するように構成されたコンテナ；コンテナ内に配置され、第１の磁気構成要素を含むミキサー；および、コンテナの下に配置され、少なくとも一つの軸に沿って移動するように構成された可動構造であって、可動構造は、第１の磁気構成要素に連結するように構成された第２の磁気連結構成要素を含み、前記少なくとも一つの軸に沿った可動構造の動きは、前記連結の結果として、前記少なくとも一つの軸に沿ったミキサーの動きを引き起こす、前記可動構造を含む。

いくつかの態様によれば、構築プラットフォーム上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置が提供される。積層造形装置は、コンテナ；コンテナ内に配置され、第１の磁気構成要素を含むミキサー；コンテナの下に配置され、第１の軸に沿って移動するように構成された可動構造であって、可動構造は、第１の磁気構成要素に連結するように構成された第２の磁気構成要素を含む、前記可動構造；ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成されたセンサー；少なくとも１つのプロセッサ；および、命令を含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を含む。命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、第１および第２の磁気構成要素が連結されている間に、１以上のアクチュエーターを操作して、可動構造およびミキサーを第１の軸に沿って移動させる；および、第１の軸に沿ったミキサーの移動中にセンサーによって生成されたセンサーデータに少なくとも部分的に基づいて、積層造形プロセスの故障を検出させる。

いくつかの態様によれば、構築プラットフォーム上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置が提供される。積層造形装置は、構築プラットフォーム；構築プラットフォームの下に配置され、少なくとも１つの磁気構成要素を含むミキサー；ミキサーの下に配置され、第１の軸に沿って移動するように構成された可動構造であって、可動構造は、第１の磁気構成要素に連結するように構成された第２の磁気構成要素を含む、前記可動構造；ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成されたセンサー；少なくとも１つのプロセッサ；および、命令を含む少なくとも１つのコンピュータ可読媒体を含む。命令は、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、構築プラットフォームがミキサーに接触するまで、第１および第２の磁気構成要素が連結されている間、構築プラットフォームの下の第１の軸に沿って可動構造を動かしながら、構築プラットフォームを繰り返し下げさせる；センサーによって生成されたセンサーデータに少なくとも部分的に基づいて、積層造形プロセスの故障を検出させる；および、構築プラットフォームがミキサーと接触している間に、可動構造を第１の軸に沿って移動して、検出された故障を除去させる。

前述の機器および方法の実施形態は、上記または以下でさらに詳細に説明される態様、特徴、および動作の任意の適切な組み合わせで実施され得る。本教示のこれらおよび他の態様、実施形態、および特徴は、添付の図面と併せて以下の説明からより完全に理解することができる。

以下の図を参照して、様々な態様および実施形態を説明する。図は必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではないことを理解されたい。図面では、様々な図に示されている各同一またはほぼ同一の構成要素は、同様の数字で表されている。明確にするために、すべての構成要素がすべての図面でラベル付けされているわけではない。

図１Ａは、いくつかの実施形態による、部品の複数の層を形成するステレオリソグラフィー積層造形装置の概略図を示す。 図１Ｂは、いくつかの実施形態による、部品の複数の層を形成するステレオリソグラフィー積層造形装置の概略図を示す。

図２は、いくつかの実施形態による、ミキサーおよび可動構造を有する積層造形装置の概略図を示す。

図３は、いくつかの実施形態による、ミキサーおよび光学モジュールを含む可動構造を有する積層造形装置の概略図を示す。

図４Ａは、いくつかの実施形態による、積層造形装置用のミキサーの平面図を示す。

図４Ｂは、いくつかの実施形態による、積層造形装置用のミキサーの立面図を示す。

図４Ｃは、いくつかの実施形態による、積層造形装置用のミキサーの斜視図を示す。

図４Ｄは、いくつかの実施形態による、積層造形装置用のミキサーおよび磁気構成要素の斜視図を示す。

図５は、いくつかの実施形態による、積層造形装置の構築プラットフォーム上の破片を検出および／または除去するのに適したプロセスのフローチャートである。

図６は、いくつかの実施形態による、積層造形装置のコンテナ内の破片を検出および／または除去するのに適したプロセスのフローチャートである。

図７は、本発明の態様を実施され得るコンピューティングシステム環境の例を示す。

図８は、いくつかの実施形態による、本発明の態様を実施するのに適したシステムのブロック図である。

上で論じたように、いくつかの積層造形技術は、構築プラットフォーム上に連続する薄い層を形成することによって固体オブジェクトを形成し得る。ステレオリソグラフィーでは、このような層は、フォトポリマー樹脂などの液体フォトポリマーから形成される。光などの化学線（硬化プロセスを開始および／または進展させる放射線）は、フォトポリマー樹脂の選択された部分に向けられ、それによって、それを所望の形状の固体（または半固体）層に硬化させることができる。

一部のステレオリソグラフィー装置は、液体フォトポリマーが保持されているコンテナなど、部品の前の層または構築プラットフォームに追加される表面と接触して固体材料を形成する場合がある。化学線は、液体フォトポリマーコンテナの底部を通して、または液体フォトポリマーの上面に導入され得る。第１のタイプのステレオリソグラフィー装置は、「反転（inverted）ステレオリソグラフィー」または「拘束表面ステレオリソグラフィー」装置と呼ばれることもあるが、本明細書で論じられる技術は、第２のタイプのステレオリソグラフィー装置にも適用され得る。

反転ステレオリソグラフィー装置を操作するいくつかの例では、硬化したフォトポリマーまたは硬化したフォトポリマーの一部は、積層造形プロセス中または後に、コンテナ表面または構築プラットフォームに付着したままである可能性がある。この付着して硬化したフォトポリマーは、光を遮断または散乱するか、固体材料の平坦な層の形成を防げ、部品を変形または破壊するか、積層造形装置に損傷を与えることにより、現在またはその後の積層造形プロセスを妨害する可能性がある。非反転（non-inverted）ステレオリソグラフィー装置では、そのような破片は、表面に付着したままではなく、液体フォトポリマーの上に浮いたままである可能性がある。コンテナ、構築プラットフォーム、または液体フォトポリマー内のこのような破片を自動的に検出して対処することで、造形された部品の品質とユーザーエクスペリエンスの両方を向上させることができる。

本発明者らは、ミキサーを、コンテナおよび／または構築プラットフォームの表面から硬化したフォトポリマーまたは他の破片を除去するように構成されている積層造形装置に磁気的に連結するための技術を認識および評価した。場合によっては、ミキサーを使用して、積層造形装置のさまざまなキャリブレーションまたは印刷の故障を検出することができる。個別に、または任意の適切な組み合わせで行うと、これらの改善は、以下でさらに詳細に説明するように、上記の課題の少なくとも１つを軽減する。

従来の積層造形装置は、ミキサーを動かすように構成された１以上のアクチュエーターに取り付けられたミキサーを有し得る。例えば、ミキサーは、アクチュエーターが動くとき、ミキサーがアクチュエーターへの連結の結果としても動くように、コンテナ内でミキサーを動かすアクチュエーターに機械的に取り付けられ得る。本発明者らは、ミキサーが可動構造に容易に係合および係合解除され得るように、ミキサーを可動構造に連結することが望ましい場合があることを認識し、評価した。例えば、積層造形のいくつかのモードでは、ミキサーも動かさずに可動構造を動かすことが望ましい場合がある。したがって、本発明者らは、積層造形装置内の可動構造にミキサーを取り外し可能に連結するためのシステムを開発した。いくつかの実施形態では、ミキサーと可動構造との間のそのような取り外し可能な連結は、任意の適切な機械的連結手段によって達成することができる（例えば、任意の適切なロック機構、ラッチ、ボールおよびソケットジョイント、タッチおよび／またはプッシュラッチ、および／または作動ラッチ）。

しかしながら、本発明者らは、磁気連結を使用してミキサーを取り外し可能に連結することにより、可動構造が、積層造形装置の機械的複雑さを軽減するか、またはコンテナ内の液体フォトポリマーと接触する任意の構成要素を含み得、それにより、液体フォトポリマーと接触する構成要素とのユーザーの相互作用を制限し得ることをさらに認識し、評価した。場合によっては、可動構造は、例えば、電磁石をアクティブ化または非アクティブ化することによって、１以上の磁石をミキサーに近づけたり遠ざけたりすることによって、ミキサーへの磁気連結を係合および係合解除するように構成され得る。この構成により、ミキサーは必要な場合にのみ可動ステージで移動できる。 一部の構成では、ミキサーが常に係合している場合がある。

いくつかの実施形態では、可動構造は、積層造形プロセス中に液体フォトポリマーを硬化するように構成された光学構成要素を収容する光学ユニットを含み得る。ミキサーを光学ユニットなどの可動構造に取り外し可能に連結することにより、積層造形装置内に必要なアクチュエーターが少なくなり、使用中の機械的故障の機会が減少する。

いくつかの実施形態では、ミキサーと可動構造との間の連結は、ミキサーと可動構造に収容された磁気構成要素を介して達成することができる。コンテナは容易に除去して設置することができ、液体フォトポリマーとのユーザーの接触を制限することができるので、磁気連結は、積層造形装置内のミキサーの設置および保守の複雑さを軽減し得ることがさらに理解され得る。これにより、全体的なユーザーエクスペリエンスが向上するだけでなく、コンテナの取り付けまたは取り外し時にユーザーが積層造形装置を損傷する可能性を減らすことができる。

ステレオリソグラフィー積層造形装置で発生する可能性のある別の問題は、硬化したフォトポリマーまたは他の破片が液体フォトポリマーを汚染するか、さもなければその後の造形が損なわれるような方法で配置される可能性があることである。破片は、例えば、フォトポリマー樹脂内の光を遮断または散乱することによって、または形成される構築プラットフォームまたは部品に付着し、均一な層が形成されるのを防げ、部品を歪めることによって、積層造形プロセスを妨害し得る。極端な場合、破片や以前に形成された部品など、構築プラットフォームに取り付けられた材料は、新しい層または部品を形成する前に検出および除去されない場合、コンテナに損傷を与える可能性がある。いくつかの実施形態では、ミキサーは、液体フォトポリマーから不要な破片を捕らえて除去するように構成されたフィルターを含み得る。液体フォトポリマーは、ミキサーが液体フォトポリマーを通って移動するときに、ミキサーの上面上を流れ、次にフィルターを通って流れ、それによって液体フォトポリマーから破片を除去することができる。

以下は、ミキサーを積層造形装置に磁気的に連結するための技術に関連するさまざまな概念とその実施形態のより詳細な説明である。本明細書で説明される様々な態様は、多数の方法のいずれかで実施され得ることが理解されるべきである。特定の実施例は、例示のみを目的としてここに提供されている。さらに、以下の実施形態で説明される様々な態様は、単独でまたは任意の組合せで使用することができ、本明細書で明示的に説明される組合せに限定されない。

特定のシステムおよび方法が本明細書で説明および示されているが、本明細書に開示される様々な方法、システム、機器、オブジェクト、およびコンピュータ可読媒体の機能は、現在知られている、または今後考案される、積層造形プロセスの故障を検出して除去することが望ましい任意の積層造形技術に適用できることが想定される。

１つの例示的な積層造形技術を説明するために、逆（inverse）ステレオリソグラフィープリンタが図１Ａ～Ｂに示されている。例示的なステレオリソグラフィープリンタ１００は、以前に硬化された層または構築プラットフォームに加えて、部品の層がコンテナの表面と接触して形成されるように、構築プラットフォーム上に下向きの方向に部品を形成する。図１Ａ～Ｂの例では、ステレオリソグラフィープリンタ１００は、構築プラットフォーム１０４、コンテナ１０６、および液体フォトポリマー１１０を含む。下向きの構築面１０４は、液体フォトポリマー１１０で満たされたコンテナ１０６の底面と対向している。コンテナ１０６の底面は、硬くて、非可撓性材料または可撓性フィルムを含む任意の適切な材料で形成することができる。本明細書に記載の構造および方法は、任意のタイプのコンテナで実現することができる。図１Ａは、構築表面１０４上に部品の任意の層を形成する前のステレオリソグラフィープリンタ１００の構成を表す。

図１Ｂに示されるように、部品１１２は、最初の層が構築プラットフォーム１０４に取り付けられた状態で、層状に形成され得る。コンテナの床は、光などの化学線に対して透明である場合があり、これは、コンテナの床上にある液体光硬化性樹脂の薄い層の部分を標的にすることができる。光などの化学線への曝露は液体樹脂の薄い層を硬化させ、それを強化する。層１１４は、それが形成されるとき、以前に形成された層とコンテナ１０６の表面の両方と少なくとも部分的に接触している。硬化樹脂層の上面は、通常、コンテナの透明な床に加えて、構築表面１０４の底面または以前に硬化した樹脂層のいずれかに連結する。層１１４の形成に続いて部品の追加の層を形成するために、コンテナの透明な床と層との間に生じる連結を破壊しなければならない。例えば、層１１４の表面の１以上の部分（または表面全体）は、次の層の形成の前に付着を除去しなければならないように、コンテナに付着させることができる。

ミキサーおよび可動構造を含む例示的な積層造形装置が図２に示されている。いくつかの実施形態によれば、積層造形装置２００は、液体フォトポリマー１１０を保持するように構成されたコンテナ１０６を含み得る。ミキサー２０２は、コンテナ１０６内に配置され、コンテナ１０６の下に配置され得る可動構造２０６の磁気構成要素２０８に連結するための磁気構成要素２０４を含む。いくつかの実施形態では、可動構造２０６は、コンテナ１０６の隣またはコンテナ１０６の上に配置することができる。

図２の例では、１以上の磁気構成要素２０８は、ミキサー２０２の１以上の磁気構成要素２０４とそれぞれ連結および分離するために、軸２１０に沿って上昇および下降することができる。いくつかの実施形態では、磁気構成要素２０８は、軸２１０に沿って磁気構成要素を上昇および下降させるように構成された可動構造２０６内に配置された１以上のアームに機械的に連結され得る。可動構造２０６は、軸２１２に沿って移動するように構成され得、ミキサー２０２に磁気的に連結された場合、ミキサー２０２も軸２１２に沿って移動し得る。ミキサー２０２が可動ステージ２０６に磁気的に連結されていない場合、軸２１２に沿った可動ステージ２０６の動きは、ミキサーの動きを引き起こさない場合がある。いくつかの実施形態では、可動構造２０６は、１以上のアクチュエーターへの機械的連結を介して軸２１２に沿って移動するように構成される。

積層造形装置２００は、リンク２１４を介してミキサー２０２を監視するように構成されたオプションのセンサー２１６をさらに含み得る。リンク２１４は、任意の適切な有線および／または無線通信接続を含み得る。いくつかの実施形態によれば、センサー２１６は、磁気構成要素２０８が上昇または下降したとき、およびミキサー２０２が可動構造２０６に連結されているかどうかを検出するように構成された少なくとも１つのホール効果センサーであり得る。センサー２１６はさらに、ミキサー２０２と可動構造２０６の予期しない分離を検出することに加えて、可動構造２０６から離れるミキサー２０２のわずかな変位を検出することができ得る。そのような検出により、ユーザーは、コンテナまたは構築プラットフォームが、硬化した液体フォトポリマー１１０などの破片を除去するために、ミキサーの追加のパスまたは追加のユーザー介入ステップをいつ必要とするかを決定することができる。積層造形装置２００がセンサー２１６を含まない場合などのいくつかの実施形態では、ユーザーは、積層造形プロセスの前にミキサー２０２が所定の位置にあることを確認するように促され得る。

本明細書で使用される「分離」は、外力によるミキサー２０２と可動構造２０６との間の予期しない係合解除を指す。外力は、構築プラットフォーム１０４またはコンテナ１０６の底部に付着した硬化したフォトポリマーまたは他の破片にミキサーが遭遇することによって引き起こされ得る。硬化したフォトポリマーまたは他の破片が構築プラットフォーム１０４またはコンテナ１０６の底部に強く付着している場合、ミキサー２０２は、付着を乗り越えて硬化したフォトポリマーまたは他の破片を除去することができない場合がある。さらに、分離を引き起こす外力は、液体フォトポリマー１１０に起因する可能性がある。液体フォトポリマー１１０は、ミキサー２０２の動きに抵抗する可能性がある粘性液体であり得る。磁気構成要素２０４と２０８との間の磁気連結が液体フォトポリマー１１０の力を乗り越えるほど強くない場合、またはミキサー２０２が液体フォトポリマー１１０を介してあまりにも速く移動する場合、液体フォトポリマー１１０により分離が起こり得る。

磁気連結力は、ミキサー２０２が液体フォトポリマー１１０を通って移動する間に分離を防ぎ、ミキサー２０２が妥当な速度で移動することを可能にする任意の適切な強度であり得る。いくつかの実施形態では、磁気連結力は、破片の除去を可能にし得る。磁気連結力は、ミキサー２０２の単一のパスでの小さな破片の除去、またはミキサー２０２の複数のパスでの中程度の破片の除去を可能にし得る。他の実施形態では、磁気連結力は、破片の除去を可能にせず、むしろ、任意のサイズの破片に遭遇したときにミキサー２０２が可動構造２０６から分離することを可能にし、その結果、積層造形装置がユーザーに故障を警告し得る。

望ましい連結力は、液体フォトポリマー１１０の粘度、ミキサー２０２が移動することを意図している速度、および／またはいくつかの典型的なまたは「モデル」の破片の予想される付着強度を含むがこれらに限定されない様々な要因に依存し得る。これらの要因は、異なる材料および／または積層造形装置間で異なる場合がある。いくつかの実施形態では、磁気構成要素２０４と２０８との間の磁気連結力は、５Ｎより高くてもよい。液体フォトポリマー１１０の粘度またはミキサー２０２が移動することが意図されている速度がより低いいくつかの実施形態では、磁気連結力は、理想的には５～１５Ｎの間で、ミキサー２０２の速度は、３０～１００ｍｍ／秒の間であり得る。液体フォトポリマー１１０の粘度および／またはミキサー２０２が移動することが意図されている速度がより高い場合、磁気連結力は、理想的には１０～２５Ｎの間で、ミキサー２０２の速度は、８０～１８０ｍｍ／秒の間であり得る。これらに限定されないが、液体フォトポリマー１１０の粘度、ミキサー２０２が移動することを意図している速度、および／またはいくつかの典型的なまたは「モデル」の破片に対する予想される付着強度などの要因に応じて、２５Ｎを超える磁気結合力を実施することもできる。

いくつかの実施形態によれば、センサー２１６は、可動構造２０６によって動かされている間にミキサー２０２に加えられる力を監視するように構成された力センサーであり得るか、またはそれを含み得る。センサー２１６は、可動構造２０６からのミキサー２０２の分離、ならびに可動構造２０６によって移動されるときにミキサー２０２が遭遇する連結のより小さな変動を検出するように構成され得る。センサー２１６は、追加的または代替的に、力が閾値力を超えて感知された場合に混合プロセスの停止をトリガーして、積層造形装置２００への損傷を防止するように構成され得る。

いくつかの実施形態によれば、軸２１２に沿ったミキサー２０２の動きは、本明細書では造形故障として説明される破片を、コンテナ１０６の下面または構築プラットフォーム１０４の表面から除去するのに役立ち得る。予期しない挙動が発生した場合、造形プロセス中、または造形プロセスの前でさえ、造形故障がさまざまな方法で発生する可能性がある。このような挙動には、望ましくない場所に材料が存在することが含まれることが多く、これにより、造形プロセスが意図した方法とは異なる方法で進行する可能性がある。例えば、造形前に構築プラットフォーム１０４上に以前に形成された部品などの固体材料が存在すると、故障を引き起こす可能性がある。なぜなら、積層造形装置は、構築プラットフォームが積層造形装置の特定の場所で平らな表面であるという仮定の下で、構築プラットフォーム上に材料を形成するように構成されているからである。コンテナ１０６の底面が可撓性フィルム、付着した破片、または構築プラットフォーム１０４上に以前に形成された部分で形成されるいくつかの実施形態では、構築プラットフォーム１０４がフィルムに近接するように下げられるとき、構築プラットフォーム１０４にフィルムを穿刺してしまうことがあるかもしれない。

別の例として、硬化または部分的に硬化したフォトポリマーは、造形中の部品または造形中に他の何らかの表面に付着し、それにより、望ましくない場所で追加の材料の硬化を引き起こす。総称して、そのような問題は、本明細書では「故障」と呼ばれることがあるが、予期しない挙動の生成は、積層造形装置自体を直ちに故障させない場合があり、場合によっては、装置を全く故障させない場合さえあることが理解される。場合によっては、たとえば、「故障」によって造形された部品の品質が低下することもあるが、それ以外の場合は造形プロセスを妨げることはない。

軸２１２に沿ったミキサー２０２の動きはまた、液体フォトポリマー１１０を混合するのに役立ち得る。本明細書で使用される液体フォトポリマー１１０の「混合」は、コンテナ１０６内での液体フォトポリマー１１０の再分配を指す。むしろ、本明細書で使用される混合は、液体フォトポリマーの均質化を示す。たとえば、一部の液体フォトポリマーには、時間の経過とともに沈降または凝縮する可能性のある構成要素が含まれている場合がある。そのような構成要素は、セラミック、ガラス、またはワックスなどの複合または粒子状充填剤構成要素を含み得る。一部の液体フォトポリマーには、染料や顔料が含まれている場合があり、これらが沈降して、一貫性のない着色や樹脂品質の低下につながる可能性がある。混合は、液体フォトポリマーの粘度および／または組成を均質化するような方法で液体フォトポリマーを再分配することができる。液体フォトポリマーは、その特性が均一である場合、その体積全体で同様の方法で光に応答するため、積層造形プロセスの前に混合すると、積層造形プロセスの一貫性が向上する可能性がある。

いくつかの実施形態では、ミキサー２０２は、液体が流れるときに生じる自然な動きを速め、液体フォトポリマーの均一な層が印刷プロセスのために準備されることを確実にするために液体フォトポリマーが動かされる再コーティングのプロセスを含むように構成され得る。液体は粘性である可能性があるため、再コーティングは、より迅速な印刷プロセスおよび／またはより均一な印刷層の形で改善を提供し得る。

図３は、可動構造が光学ユニット３０２を含む、積層造形装置３００の例示的な実施形態を示す。光学ユニット３０２は、前述のようにステレオリソグラフィー積層造形プロセスを実行するために、光などの化学線を液体フォトポリマー１１０に向けるために使用され得る。光学ユニット３０２は、参照により完全に本明細書に組み込まれる米国特許出願第１６／１６３，４０３号に記載されるように、２つ以上の軸に沿って移動するようにさらに構成され得る。

光学ユニット３０２は、積層造形装置３００内で２つの目的を果たすことができ、造形プロセスの前または最中にミキサー２０２を移動させて、コンテナ１０６または構築プラットフォーム１０４上の故障に対処するとともに、ミキサーから分離して、積層造形プロセス中に液体フォトポリマー１１０に光を向けて部品１１２を形成するように構成されている。いくつかの実施形態によれば、光学ユニット３０２の多機能性は、積層造形装置３００内に必要なアクチュエーターの数を減らし、装置を単純化し、機械的故障の機会を減らすことができる。

光学ユニット３０２は、光または他の放射が光学ユニット３０２を出るのを可能にする光学窓３０４、光源３０６、および光源３０６から光を操縦するように構成された光学構成要素３０８などの光学構成要素を含み得る。光学構成要素３０８は、ミラー検流計であり得る。光学ユニット３０２は、光源３０６からの光の操縦または集束を支援するための追加の光学構成要素をさらに含み得る。これらの追加の光学構成要素には、ミラー、レンズ、フィルター、検流計、またはそれらの任意の組み合わせが含まれ得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、光学ユニット３０２は、ミキサー２０２の磁気構成要素２０４に連結および分離するために、軸２１０に沿って上昇および下降され得る磁気構成要素２０８をさらに含み得る。光学ユニット３０２はまた、軸２１２に沿って移動することができる。光学ユニット３０２がミキサー２０２に連結されている場合、光学ユニット３０２は軸２１２に沿って移動することができ、それによってミキサー２０２を軸２１２に沿って移動させることができる。

図４Ａ～４Ｄは、いくつかの実施形態による、例示的なミキサーの様々な図を示している。ミキサー４００は、例えば、図２および３に示されるミキサー２０２の例示的な実施であり得る。ミキサー４００は、金属、ガラス、またはＰＶＤＦ、ＰＥＥＫ、またはＰＶＣなどのプラスチックを含むがこれらに限定されない、液体フォトポリマー１１０と接触したときに化学的に不活性であるように構成された任意の適切な材料で形成することができる。図４Ａ～４Ｄの例に示されるように、ミキサー４００は、ミキサー４００の幅に沿って延伸するように構成されたエッジ４０２を含み得る。エッジ４０２は、コンテナ１０６などのコンテナの底面から付着した硬化した液体フォトポリマーなどの故障をこすり落とすために、任意の適切な方法でさらに構成することができる。例えば、エッジ４０２は、エッジ４０２がコンテナ１０６の底面と付着した故障との間にフィットし、付着した故障を底面から分離することができるように、くさび形状であり得る（例えば、そのプロファイル全体にわたって、薄い前縁から厚い本体部分へと厚さが変化する）。いくつかの実施形態では、エッジ４０２は、可撓性プラスチック、ウレタン、またはゴムを含むがこれらに限定されない可撓性材料で形成され得る。

ミキサー４００は、コンテナ１０６の底面を液体フォトポリマー１１０の均一な層で再コーティングするように構成され得るミキサー４００の幅に沿って延伸するエッジ４０４をさらに含み得る。エッジ４０４は、コンテナの底面に近接して延伸するが、それに接触しないように構成することができる。エッジ４０４は、積層造形プロセス中に形成される層の厚さ以上の距離だけ、コンテナ１０６の底面の上に配置することができる。エッジ４０４は、コンテナ１０６の底面の上に、１０～３００μｍの間隔またはそれ以上の距離で配置されてもよい。エッジ４０４はさらに、コンテナ１０６の外側エッジからコンテナ１０６の中心への液体フォトポリマー１１０のウィッキング（wicking）を改善するために角度を付けられ得る。図４Ａ～４Ｄの例では、フィルター４１０がミキサー４００の上面に配置されている。フィルター４１０は、液体フォトポリマー１１０内で緩んでいる硬化したフォトポリマーまたは他の破片を捕らえるように構成することができる。

磁石コンパートメント４０６は、可動構造２０６または光学ユニット３０２への連結を可能にするために任意の適切な方法で配置され得る。図４Ａの例示的な実施形態では、磁石コンパートメント４０６は、ミキサー４００の両端に配置されている。磁石コンパートメント４０６から延伸するのは、パーキング機能４０８である。これらのパーキング機能４０８は、使用されていないときにミキサー４００を「パーキング中」にすることを可能にし得る。すなわち、積層造形プロセス中に、可動構造２０６は、ミキサー４００に連結し、それを所定の位置に移動することができ、パーキング機能４０８は、ミキサー４００を静止状態に保つように積層造形装置と係合することができる。次に、可動構造体２０６は、ミキサー４００から分離され、積層造形プロセスを開始または継続することができるが、ミキサー４００は静止したままであり、積層造形プロセスに干渉することはない。

図４Ｂは、いくつかの実施形態による、ミキサー４００の立面図を示す。ミキサー４００は、ミキサー４００の上面に沿って配置され、ミキサー４００の幅に沿って延伸するエッジ４１２をさらに含んでもよい。エッジ４１２は、構築プラットフォーム１０４の表面から付着した硬化した液体フォトポリマーなどの故障をこすり落とすために任意の適切な方法で構成することができる。例えば、エッジ４１２は、エッジ４１２が構築プラットフォーム１０４と付着した故障との間にフィットし、付着した故障を構築プラットフォーム１０４から分離することができるように、くさび形状であり得る（例えば、そのプロファイル全体にわたって、薄い前縁から厚い本体部分へと厚さが変化する）。

図４Ｃおよび４Ｄは、いくつかの実施形態による、ミキサー４００の上下からのミキサー４００の斜視図を示す。エッジ４０２および４０４の構成の違いは、図４Ｃに見ることができ、エッジ４０２は、コンテナ１０６の底部から故障をこすり落とし、除去するように構成されている。一方、エッジ４０４は、ミキサー４００がコンテナ１０６を通って移動するときに液体フォトポリマーの均一な層を分配するように構成される。いくつかの実施形態では、ミキサー４００は、エッジ４０２、４０４、および／または４１２の選択のうちのいずれか１つのみを含んでもよい。ミキサー４００は、エッジ４０２、４０４、および／または４１２の任意の組み合わせを含み得る。

図４Ｄは、いくつかの実施形態による、上からのミキサー４００の斜視図、および磁石コンパートメント４０６に含まれ得る磁石４１６の例示的な構成を示す。図４Ｄの例では、３つの磁石４１６が各磁石コンパートメント４０６に収容されているが、任意の適切な数の磁石を使用することができる。いくつかの実施形態では、磁気構成要素２０４および２０８を分離するために必要な力は、ミキサーがコンテナ１０６内または構築プラットフォーム１０４上の故障にどれだけの力を加えることができるかを決定し得る。

場合によっては、ミキサー４００と可動構造体２０６との間の分離の可能性を低減するために、または磁気構成要素２０４および２０８を分離するために必要な力を増大させるために、図４Ｄに示すように、交互に極を配置した複数の磁石を使用することが望ましい場合がある。このような配置は、同じ磁極間の磁気反発を利用する。磁気構成要素２０４および２０８が分離イベントにおいて互いにすれ違うようになると、磁気構成要素２０４および２０８内の同じ磁極（すなわち、Ｎ－ＮおよびＳ－Ｓ対）が互いに接近し、それらの間の反発力が増大する。この反発は、磁気構成要素２０４および２０８を完全に連結された状態に戻すのに役立つ可能性がある。

図５は、いくつかの実施形態による、積層造形装置の構築プラットフォーム１０４上の故障を検出して対処するための例示的なプロセス５００のフローチャートである。プロセス５００はまた、液体フォトポリマーを混合および／またはフィルターするように、すなわち、積層造形プロセスの前に液体フォトポリマーを均質化するように動作し得る。動作５０２において、構築プラットフォーム１０４は、ミキサー２０２に向かって１ステップ下がる。動作５０４において、可動構造２０６は、ミキサー２０２に連結されている間、コンテナ１０６を通して少なくとも１つの軸２１２に沿ってミキサー２０２を移動させるために、少なくとも１つの軸２１２に沿って作動される。センサー２１６が、動作５０５において可動構造２０６からのミキサー２０２の分離を検出する場合、積層造形装置は、動作５０６における構築プラットフォーム上の故障についてユーザーに警告することができる。

いくつかの実施形態では、可動構造２０６からのミキサー２０２の分離を検出するのではなく、センサー２１６は、ミキサーにかかる力を検出するように構成され得る。センサー２１６はさらに、ミキサー２０２の経路を監視して、次に、ミキサー２０２が経験する力の変動またはミキサー２０２の動きについてユーザーに警告するように構成され得る。そのような変動は、液体フォトポリマー１１０の異常、またはミキサー２０２が除去できないがミキサー２０２の動きを妨害する故障を示し得る。

センサー２１６が、動作５０５において可動構造２０６からのミキサー２０２の分離を検出せず、構築プラットフォームが、動作５０７で検出され得るようなミキサー２０２の高さに等しい垂直位置に到達していない場合、システムは動作５０２に戻り、構築プラットフォーム１０４をさらに移動させる。代わりに、構築プラットフォームがミキサー２０２の高さに等しい垂直位置に達した場合、構築プラットフォーム１０４上で故障が検出されていないので、積層造形プロセスは、動作５０８で継続され得る。

図６は、いくつかの実施形態による、積層造形装置のコンテナ１０６内の故障を検出して対処するための例示的なプロセス６００のフローチャートである。プロセス６００は、積層造形プロセスの前に、積層造形プロセス中に断続的に、またはオブジェクトの各層の形成後に実行され得る。動作６０２において、ミキサー２０２が可動構造２０６に連結されている間、可動構造は、少なくとも１つの軸に沿って作動されて、ミキサーを少なくとも１つの軸に沿って移動させることができる。センサー２１６が、動作６０３において可動構造２０６からのミキサー２０２の分離を検出しない場合、コンテナ内の故障が検出されていないので、積層造形装置は、動作６０８における積層造形プロセスの次のステップに進むことができる。

センサー２１６が、動作６０３において可動構造２０６からのミキサー２０２の分離を検出する場合、積層造形装置は、動作６０４において、ミキサー２０２と可動構造２０６とを再連結しようと試みることができる。いくつかの実施形態では、可動構造２０６からのミキサー２０２の分離を検出するのではなく、センサー２１６は、閾値力を超えるミキサー上の力を検出するように構成され得る。ミキサー２０２および可動構造２０６が動作６０５で正常に再連結された場合、積層造形装置は動作６０２に戻ることができる。ミキサー２０２および可動構造２０６が正常に再連結しない場合、積層造形装置は、動作６０６におけるコンテナの故障についてユーザーに警告することができる。

図７は、いくつかの実施形態による、本発明の態様を実施するのに適したシステムのブロック図である。システム７００は、積層造形装置による積層造形を実行するための命令を生成するのに適したシステムと、それに続く、オブジェクトを造形するための積層造形装置の操作を示す。例えば、積層造形装置の光学窓上の汚染を識別するための、または上記の様々な技術によって説明されるような積層造形プロセスの故障モードを検出するための命令は、システムによって生成され、積層造形装置に提供され得る。積層造形装置の光学窓上の汚染を識別すること、または積層造形プロセスの故障モードを検出することに関連する様々なパラメータは、汚染を識別したり、故障モードを検出したりするための積層造形装置７２０の命令を生成するとき、コンピュータシステム７１０によって記憶され、アクセスされ得る。

いくつかの実施形態によれば、コンピュータシステム７１０は、積層造形装置内の汚染を識別するための命令を生成するソフトウェアを実行することができる。次に、前記命令は、積層造形装置７２０などの積層造形装置に提供され得、装置によって実行されると、較正プレートの２次元光学スキャンを実行する。そのような命令は、リンク７１５を介して通信することができ、リンク７１５は、任意の適切な有線および／または無線通信接続を含み得る。いくつかの実施形態では、単一のハウジングは、リンク７１５がシステム７００のハウジング内の２つのモジュールを接続する内部リンクであるように、コンピューティング装置７１０および積層造形装置７２０を保持する。

図８は、本明細書で説明される技術を実施することができる適切なコンピューティングシステム環境８００の例を示す。例えば、コンピューティング環境８００は、図７に示されるコンピュータシステム７１０の一部またはすべてを形成することができる。コンピューティングシステム環境８００は、適切なコンピューティング環境の一例にすぎず、本明細書で説明されている技術の使用または機能の範囲に関する制限を示唆することを意図したものではない。また、コンピューティング環境８００は、例示的な操作環境８００に示されている構成要素のいずれか１つまたは組み合わせに関連する依存性または要件を有するものとして解釈されるべきではない。

ここで説明するテクノロジーは、他の多くの汎用または専用コンピューティングシステム環境または構成で動作する。本明細書に記載されている技術での使用に適している可能性がある、よく知られたコンピューティングシステム、環境、および／または構成の例は、限定されず、パーソナルコンピュータ、サーバーコンピュータ、ハンドヘルドまたはラップトップ装置、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサーベースのシステム、セットトップボックス、プログラム可能な家電、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記のシステムまたは装置などを含む分散コンピューティング環境などを含む。

コンピューティング環境は、プログラムモジュールなどのコンピュータ実行可能命令を実行することができる。一般に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実行したり、特定の抽象データ型を実施したりするルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造などが含まれる。本明細書で説明する技術は、通信ネットワークを介してリンクされたリモート処理装置によってタスクが実行される分散コンピューティング環境で実施することもできる。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、メモリストレージ装置を含むローカルとリモートの両方のコンピュータストレージメディアに配置できる。

図８を参照すると、本明細書で説明される技術を実施するための例示的なシステムは、コンピュータ８１０の形の汎用コンピューティング装置を含む。コンピュータ８１０の構成要素は、処理ユニット８２０、システムメモリ８３０、およびシステムメモリを含む様々なシステム構成要素を処理ユニット８２０に連結するシステムバス８２１を含み得るが、これらに限定されない。システムバス８２１は、メモリバスまたはメモリコントローラ、周辺バス、および様々なバスアーキテクチャのいずれかを使用するローカルバスを含む、いくつかのタイプのバス構造のいずれであってもよい。限定ではなく例として、このようなアーキテクチャには、業界標準アーキテクチャ（ＩＳＡ）バス、マイクロチャネルアーキテクチャ（ＭＣＡ）バス、拡張ＩＳＡ（ＥＩＳＡ）バス、ビデオエレクトロニクス標準協会（ＶＥＳＡ）ローカルバス、およびメザニンバスとも呼ばれる周辺機器相互接続（ＰＣＩ）バスが含まれる。

コンピュータ８１０は、通常、様々なコンピュータ可読媒体を含む。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ８１０によってアクセスすることができる任意の利用可能な媒体とすることができ、揮発性および不揮発性媒体、取り外し可能および取り外し不能媒体の両方を含む。限定ではなく例として、コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体および通信媒体を含むことができる。コンピュータ記憶媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータなどの情報を記憶するための任意の方法または技術で実施される揮発性および不揮発性、取り外し可能および取り外し不可能媒体を含む。コンピュータ記憶媒体には、限定されず、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたはその他のメモリテクノロジー、ＣＤ－ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）またはその他の光ディスクストレージ、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスクストレージまたは他の磁気記憶装置、または、所望の情報を格納するために使用することができ、コンピュータ８１０によってアクセスすることができる任意の他の媒体を含む。通信媒体は、通常、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、または他のデータを、搬送波または他のトランスポートメカニズムなどの変調データ信号に具体化し、任意の情報配信媒体を含む。「変調データ信号」という用語は、情報を信号に符号化するような方法で設定または変更されたその特性の１以上を有する信号を意味する。限定ではなく例として、通信媒体には、有線ネットワークまたは直接配線接続などの有線媒体、ならびに音響、ＲＦ、赤外線および他の無線媒体などの無線媒体が含まれる。上記のいずれかの組み合わせも、コンピュータ読み取り可能な媒体の範囲内に含まれるべきである。

システムメモリ８３０は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）８３１およびランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８３２などの揮発性および／または不揮発性メモリの形のコンピュータ記憶媒体を含む。起動時などにコンピュータ８１０内の要素間で情報を転送するのに役立つ基本ルーチンを含む基本入出力システム８３３（ＢＩＯＳ）は、通常、ＲＯＭ８３１に格納されている。ＲＡＭ８３２は、通常、データおよび／またはプログラムモジュールを含み、これらは、処理ユニット８２０によって即座にアクセス可能であり、かつ／または現在操作されている。例として、限定としてではなく図８は、オペレーティングシステム８３４、アプリケーションプログラム８３５、他のプログラムモジュール８３６、およびプログラムデータ８３７を示す。

コンピュータ８１０は、他の取り外し可能／取り外し不可能、揮発性／不揮発性のコンピュータ記憶媒体も含むことができる。一例に過ぎないものとして、図８は、取外し不可能な不揮発性磁気媒体から読み書きするハードディスクドライブ８４１、フラッシュメモリなどの取外し可能な不揮発性メモリ８５２から読み書きするフラッシュドライブ８５１、ＣＤ－ＲＯＭまたは他の光学媒体などの取り外し可能な不揮発性光ディスク８５６から読み取りまたはそこに書き込む光ディスクドライブ８５５を示す。例示的な操作環境で使用することができる他のリムーバブル／非リムーバブル、揮発性／不揮発性のコンピュータ記憶媒体には、これらに限定されないが、磁気テープカセット、フラッシュメモリカード、デジタル多用途ディスク、デジタルビデオテープ、ソリッドステートＲＡＭ、ソリッドステートＲＯＭなどを含む。ハードディスクドライブ８４１は、通常、インターフェース８４０などの取り外し不可能なメモリインターフェースを介してシステムバス８２１に接続される。磁気ディスクドライブ８５１および光ディスクドライブ８５５は、典型的には、インターフェース８５０などの取り外し可能なメモリインターフェースによってシステムバス８２１に接続される。

上記で説明し、図８に示すドライブおよびそれらに関連するコンピュータ記憶媒体は、コンピュータ８１０にコンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、および他のデータのストレージを提供する。図８では、例えば、ハードディスクドライブ８４１は、オペレーティングシステム８４４、アプリケーションプログラム８４５、他のプログラムモジュール８４６、およびプログラムデータ８４７を格納するものとして示されている。これらの構成要素は、オペレーティングシステム８３４、アプリケーションプログラム８３５、他のプログラムモジュール８３６、およびプログラムデータ８３７と同じでも、異なっていてもかまわないことを知るべきである。オペレーティングシステム８４４、アプリケーションプログラム８４５、他のプログラムモジュール８４６、およびプログラムデータ８４７には、少なくとも異なるコピーであることを示すために、ここでは異なる番号が与えられている。ユーザーは、キーボード８６２、および一般にマウス、トラックボール、またはタッチパッドと呼ばれるポインティング装置８６１などの入力装置を介して、コマンドおよび情報をコンピュータ８１０に入力することができる。他の入力装置（図示せず）には、マイクロフォン、ジョイスティック、ゲームパッド、衛星放送受信アンテナ、スキャナなどが含まれ得る。これらおよび他の入力装置は、システムバスに連結されているユーザー入力インターフェース８６０を介して処理ユニット８２０に接続されることが多いが、パラレルポート、ゲームポート、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）などの他のインターフェースおよびバス構造によって接続されてもよい。モニタ８９１または他のタイプのディスプレイ装置も、ビデオインターフェース８９０などのインターフェースを介してシステムバス８２１に接続される。モニタに加えて、コンピュータは、スピーカー８９７およびプリンタ８９６などの他の周辺出力装置も含むことができ、これらは出力周辺インターフェース８９５を介して接続することができる。

コンピュータ８１０は、リモートコンピュータ８８０などの１以上のリモートコンピュータへの論理接続を使用してネットワーク環境で操作することができる。リモートコンピュータ８８０は、パーソナルコンピュータ、サーバ、ルータ、ネットワークＰＣ、ピア装置または他の一般的なネットワークノードであり得、通常、コンピュータ８１０に関して上述した要素の多くまたはすべてを含み、ただし、図８にはメモリ記憶装置８８１のみが示されている。図８に示す論理接続は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）８７１およびワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）８７３を含むが、他のネットワークを含むこともできる。このようなネットワーキング環境は、オフィス、企業全体のコンピュータネットワーク、イントラネット、インターネットでは一般的である。

ＬＡＮネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ８１０は、ネットワークインターフェースまたはアダプタ８７０を介してＬＡＮ８７１に接続される。ＷＡＮネットワーキング環境で使用される場合、コンピュータ８１０は、通常、インターネットなどのＷＡＮ８７３を介して通信を確立するためのモデム８７２または他の手段を含む。モデム８７２は、内蔵でも外付けでもよく、ユーザー入力インターフェース８６０または他の適切なメカニズムを介してシステムバス８２１に接続することができる。ネットワーク化された環境では、コンピュータ８１０またはその一部に関して示されているプログラムモジュールは、リモートメモリストレージ装置に格納され得る。例として、限定としてではなく、図８は、リモートアプリケーションプログラム８８５を、メモリ装置８８１上に常駐するものとして示している。示されたネットワーク接続は例示的であり、コンピュータ間の通信リンクを確立する他の手段が使用されてもよいことが理解されよう。

本明細書で説明する技術の上記の実施形態は、多数の方法のいずれかで実施することができる。例えば、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを使用して実施されてもよい。ソフトウェアで実施する場合、ソフトウェアコードは、単一のコンピュータで提供されるか、複数のコンピュータに分散されているかに関係なく、任意の適切なプロセッサまたはプロセッサのコレクションで実行できる。そのようなプロセッサは、ＣＰＵチップ、ＧＰＵチップ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはコプロセッサなどの名前で当技術分野で知られている市販の集積回路構成要素を含む集積回路構成要素内の１以上のプロセッサとともに、集積回路として実施され得る。あるいは、プロセッサは、ＡＳＩＣなどのカスタム回路、またはプログラマブルロジック装置を構成することから生じるセミカスタム回路で実施されてもよい。さらなる代替として、プロセッサは、市販されているか、セミカスタムであるかカスタムであるかにかかわらず、より大きな回路または半導体装置の一部であってもよい。特定の例として、いくつかの市販のマイクロプロセッサは、それらのコアの１つまたはサブセットがプロセッサを構成できるように複数のコアを持っている。しかしながら、プロセッサは、任意の適切なフォーマットの回路を使用して実施され得る。

さらに、コンピュータは、ラックマウント型コンピュータ、デスクトップ型コンピュータ、ラップトップ型コンピュータ、またはタブレット型コンピュータなど、多くの形態のいずれかで実施できることを理解されたい。さらに、コンピュータは、一般にコンピュータとは見なされないが、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、または他の任意の適切な携帯型または固定型電子装置を含む、適切な処理機能を備えた装置に組み込まれ得る。

また、コンピュータには１つ以上の入力および出力装置がある。これらの装置は、特にユーザーインターフェイスを表示するために使用できる。ユーザーインターフェイスを提供するために使用できる出力装置の例には、出力の視覚的提示のためのプリンタまたはディスプレイ画面、および出力の聴覚的提示のためのスピーカーまたは他の音発生装置が含まれる。ユーザーインターフェイスに使用できる入力装置の例としては、キーボード、マウス、タッチパッド、デジタル化タブレットなどのポインティング装置がある。別の例として、コンピュータは、音声認識を介して、または他の可聴フォーマットで入力情報を受け取ることができる。

そのようなコンピュータは、ローカルエリアネットワークまたは企業ネットワークやインターネットなどのワイドエリアネットワークを含む、任意の適切な形式の１以上のネットワークによって相互接続することができる。そのようなネットワークは、任意の適切な技術に基づくことができ、任意の適切なプロトコルに従って操作することができ、無線ネットワーク、有線ネットワーク、または光ファイバーネットワークを含むことができる。

また、本明細書で概説される様々な方法またはプロセスは、様々なオペレーティングシステムまたはプラットフォームのいずれか１つを採用する１以上のプロセッサで実行可能なソフトウェアとしてコード化されてもよい。さらに、そのようなソフトウェアは、いくつかの適切なプログラミング言語および／またはプログラミングまたはスクリプトツールのいずれかを使用して記述でき、フレームワークまたは仮想マシンで実行される実行可能マシン言語コードまたは中間コードとしてコンパイルすることもできる。

この点で、本発明は、１以上のプログラムで符号化されたコンピュータ可読記憶媒体（または複数のコンピュータ可読媒体）（たとえば、コンピュータメモリ、１以上のフロッピーディスク、コンパクトディスク（ＣＤ）、光ディスク、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、磁気テープ、フラッシュメモリ、フィールドプログラマブルゲートアレイまたはその他の半導体装置の回路構成、またはその他の有形 コンピュータ記憶媒体）として具現化することができ、１以上のコンピュータまたは他のプロセッサ上で実行されるとき、上で議論された本発明の様々な実施形態を実施する方法を実行する。前述の例から明らかなように、コンピュータ可読記憶媒体は、非一時的形式でコンピュータ実行可能命令を提供するのに十分な時間、情報を保持することができる。そのようなコンピュータ可読記憶媒体は、その上に格納されたプログラムが１以上の異なるコンピュータまたは他のプロセッサにロードされて上述の本発明のさまざまな態様を実施できるように、可搬式であり得る。本明細書で使用される場合、「コンピュータ可読記憶媒体」という用語は、製造物（すなわち、製造品）または機械と見なすことができる非一時的なコンピュータ可読媒体のみを包含する。代替的または追加的に、本発明は、伝播信号などのコンピュータ可読記憶媒体以外のコンピュータ可読媒体として具体化されてもよい。

「プログラム」または「ソフトウェア」という用語は、本明細書で使用される場合、一般的な意味で使用され、任意のタイプのコンピュータコードまたはコンピュータ実行可能命令のセットを指す。これは、コンピュータまたは他のプロセッサをプログラムして、上述の本発明の様々な態様を実施するために使用することができる。さらに、この実施形態の一態様によれば、実行時に本発明の方法を実行する１以上のコンピュータプログラムは、単一のコンピュータまたはプロセッサ上に存在する必要がないことを理解されたい。しかし、本発明の様々な態様を実施するために、いくつかの異なるコンピュータまたはプロセッサの間でモジュール方式で分散されてもよい。

コンピュータ実行可能命令は、１以上のコンピュータまたは他の装置によって実行される、プログラムモジュールなどの多くの形式であり得る。一般に、プログラムモジュールには、特定のタスクを実行したり、特定の抽象データ型を実施したりするルーチン、プログラム、オブジェクト、構成要素、データ構造などが含まれる。通常、プログラムモジュールの機能は、さまざまな実施形態で必要に応じて組み合わせたり分散したりすることができる。

また、データ構造は、任意の適切な形式でコンピュータ可読媒体に格納することができる。 説明を簡単にするために、データ構造は、データ構造内の場所を通じて関連するフィールドを有するように示されている場合がある。同様に、そのような関係は、フィールド間の関係を伝えるコンピュータ可読媒体内の場所をフィールドに記憶域に割り当てることによって達成することができる。しかしながら、ポインタ、タグ、またはデータ要素間の関係を確立する他のメカニズムの使用によるものを含む、データ構造のフィールド内の情報間の関係を確立するために、任意の適切なメカニズムを使用することができる。

このように、本発明の少なくとも１つの実施形態のいくつかの態様を説明してきたが、様々な変更、修正、および改善が当業者には容易に思い浮かぶであろうことを理解されたい。

そのような変更、修正、および改善は、この開示の一部であることが意図されており、本発明の精神および範囲内にあることが意図されている。さらに、本発明の利点が示されているが、本明細書に記載されている技術のすべての実施形態が、記載されているすべての利点を含むわけではないことを理解されたい。いくつかの実施形態は、本明細書で有利であると説明された特徴を実施しない場合があり、いくつかの例では、説明された特徴の１以上を実施して、さらなる実施形態を達成することができる。したがって、前述の説明および図面は、例にすぎない。

本明細書で説明する技術の上記の実施形態は、多数の方法のいずれかで実施することができる。例えば、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを使用して実施されてもよい。ソフトウェアで実施する場合、ソフトウェアコードは、単一のコンピュータで提供されるか、複数のコンピュータに分散されているかに関係なく、任意の適切なプロセッサまたはプロセッサのコレクションで実行できる。そのようなプロセッサは、ＣＰＵチップ、ＧＰＵチップ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはコプロセッサなどの名前で当技術分野で知られている市販の集積回路構成要素を含む集積回路構成要素内の１以上のプロセッサとともに、集積回路として実施され得る。あるいは、プロセッサは、ＡＳＩＣなどのカスタム回路、またはプログラマブルロジック装置を構成することから生じるセミカスタム回路で実施されてもよい。さらなる代替として、プロセッサは、市販されているか、セミカスタムであるかカスタムであるかにかかわらず、より大きな回路または半導体装置の一部であってもよい。特定の例として、いくつかの市販のマイクロプロセッサは、それらのコアの１つまたはサブセットがプロセッサを構成できるように複数のコアを持っている。ただし、プロセッサは、任意の適切なフォーマットの回路を使用して実施され得る。

本発明の様々な態様は、単独で、組み合わせて、または前述の実施形態で具体的に説明されていない様々な構成で使用することができる。したがって、その適用において、前述の説明に記載された、または図面に示された構成要素の詳細および構成に限定されない。たとえば、一実施形態で説明された態様は、他の実施形態で説明された態様と任意の方法で組み合わせることができる。

また、本発明は方法として具現化されてもよく、その一例が提供されてきた。この方法の一部として実行される動作は、任意の適切な方法で順序付けることができる。したがって、例示的な実施形態では順次動作として示されているが、いくつかの動作を同時に実行することを含み得る、動作が図示とは異なる順序で実行される実施形態を構築することができる。

さらに、一部のアクションは「ユーザー」が実行したものとして説明されている。「ユーザー」は単一の個人である必要はないことを理解されたい。いくつかの実施形態では、「ユーザー」に起因するアクションは、個人のチームおよび／または個人がコンピュータ支援ツールまたは他のメカニズムと組み合わせて実行することができる。

請求項中の要素を変更するための請求項内での「第１」、「第２」、「第３」などの通常の用語の使用は、それ自体では、ある請求項中の要素の優先順位、優先順位、または順序を他の要素より優先すること、または方法の動作が実行される時間的順序を意味するものではなく、請求項中の要素を区別するために、特定の名前のある請求項中の要素を同じ名前の別の要素と区別するためのラベルとしてのみ使用される（ただし、通常の用語を使用するため）。

また、本明細書で使用される表現および用語は、説明を目的とするものであり、限定と見なされるべきではない。本明細書における「包含している」、「含む」、または「有する」、「含有する」、「包含する」、およびそれらの変形の使用は、その後に列挙される項目およびその均等物ならびに追加の項目を包含することを意味する。

Claims (44)

1. 構築プラットフォーム上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置であって、
   コンテナ；
   コンテナ内に配置され、少なくとも第１の軸に沿って移動するように構成された、ミキサー；
   ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成された、センサー；
   少なくとも１つのプロセッサ；および
   少なくとも１つのコンピュータ可読媒体であって、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、
   １以上のアクチュエーターを操作して、ミキサーを第１の軸に沿って移動させる命令；および
   第１の軸に沿ったミキサーの移動中にセンサーによって生成されたセンサーデータに少なくとも部分的に基づいて、積層造形プロセスの故障を検出させる命令を含む、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体；
   を含む、前記積層造形装置。
2. ミキサーが、第１の端部および第２の端部を有する細長い本体と、細長い本体に沿って第１の端部から第２の端部まで延伸する少なくとも１つのエッジ部材とをさらに含む、請求項１に記載の積層造形装置。
3. 少なくとも１つのエッジ部材が、エッジ部材に近接する表面から破片を除去するように構成される、請求項２に記載の積層造形装置。
4. 少なくとも１つのエッジ部材が、くさび形状である、請求項３に記載の積層造形装置。
5. 命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、故障の検出時に、第１の軸に沿ってミキサーを動かして、検出された故障を除去させることをさらに含む、請求項３に記載の積層造形装置。
6. 命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、故障の検出時にユーザーに警告させることをさらに含む、請求項１に記載の積層造形装置。
7. センサーが、ミキサーに加えられた力を測定するように構成された力センサーである、請求項１に記載の積層造形装置。
8. 故障が、コンテナの表面に付着した材料を含み、故障を検出することは、第１の軸に沿ったミキサーの移動中にセンサーによって測定される力の増加を検出することを含む、請求項７に記載の積層造形装置。
9. コンテナの下に配置された可動構造をさらに含み、可動構造は、ミキサーおよび１以上のアクチュエーターに連結され、１以上のアクチュエーターを操作すると、可動構造への前記連結の結果として、第１の軸に沿ってミキサーの動きが生じる、請求項１に記載の積層造形装置。
10. センサーが、第１のセンサーおよび第２のセンサーを含み、それぞれが、ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成された、請求項１に記載の積層造形装置。
11. 構築プラットフォーム上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置であって、
    構築プラットフォーム；
    構築プラットフォームの下に配置され、第１の軸に沿って移動するように構成された、ミキサー；
    ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成された、少なくとも１つのセンサー；
    少なくとも１つのプロセッサ；および
    少なくとも１つのコンピュータ可読媒体であって、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、
    １以上のアクチュエーターを操作しながら、構築プラットフォームを繰り返し下げて、構築プラットフォームがミキサーに接触するまで、構築プラットフォームの下の第１の軸に沿ってミキサーを移動させる命令；および
    第１の軸に沿ったミキサーの移動中にセンサーによって生成されたセンサーデータに少なくとも部分的に基づいて、積層造形プロセスの故障を検出させる命令を含む、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体；
    を含む、前記積層造形装置。
12. ミキサーが、第１の端部および第２の端部を有する細長い本体と、細長い本体に沿って第１の端部から第２の端部まで延伸する少なくとも１つのエッジ部材とをさらに含む、請求項１１に記載の積層造形装置。
13. 少なくとも１つのエッジ部材が、エッジ部材に近接する表面から破片を除去するように構成される、請求項１２に記載の積層造形装置。
14. 少なくとも１つのエッジ部材が、くさび形状である、請求項１３に記載の積層造形装置。
15. 命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、構築プラットフォームがミキサーと接触している間にミキサーを第１の軸に沿って移動させて、検出された故障を除去させることをさらに含む、請求項１１に記載の積層造形装置。
16. 命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、故障の検出時にユーザーに警告させることをさらに含む、請求項１１に記載の積層造形装置。
17. センサーが、ミキサーに加えられた力を測定するように構成された力センサーである、請求項１１に記載の積層造形装置。
18. 故障が、構築プラットフォームに付着した材料を含み、故障の検出が、第１の軸に沿ったミキサーの移動中にセンサーによって測定された力の増加を検出することを含む、請求項１７に記載の積層造形装置。
19. コンテナの下に配置された可動構造をさらに含み、可動構造は、ミキサーおよび１以上のアクチュエーターに連結され、１以上のアクチュエーターを操作すると、可動構造への連結の結果として、第１の軸に沿ってミキサーの動きが生じる、請求項１１に記載の積層造形装置。
20. センサーが、第１のセンサーおよび第２のセンサーを含み、それぞれが、ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成される、請求項１に記載の積層造形装置。
21. 光を液体フォトポリマーに向けることによって構築表面上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置であって、
    液体フォトポリマーを保持するように構成されたコンテナ；
    コンテナ内に配置され、第１の磁気構成要素を含むミキサー；および
    コンテナの下に配置され、第１の軸に沿って移動するように構成された可動構造であって、可動構造は、第１の磁気構成要素に連結するように構成された第２の磁気連結構成要素を含み、第１の軸に沿った可動構造の動きは、前記連結の結果として、第１の軸に沿ったミキサーの動きを引き起こす、前記可動構造
    を含む、前記積層造形装置。
22. 第２の磁気構成要素が、コンテナに向かって移動し、また、コンテナから離れるように移動し、それによって、それぞれ、第１の磁気構成要素に連結および分離するように構成される、請求項２１に記載の積層造形装置。
23. 可動構造が、光学ユニットを含む、請求項２１に記載の積層造形装置。
24. ミキサーが、第１の端部および第２の端部を有する細長い本体と、細長い本体に沿って第１の端部から第２の端部まで延伸する少なくとも１つのエッジ部材とをさらに含む、請求項２１に記載の積層造形装置。
25. 少なくとも１つのエッジ部材が、少なくとも１つのエッジ部材に近接する表面から破片を除去するように構成される、請求項２４に記載の積層造形装置。
26. 少なくとも１つのエッジ部材が、液体フォトポリマーの均一な層を広げるように構成される、請求項２４に記載の積層造形装置。
27. ミキサーが、少なくとも１つの磁気構成要素を収容するように構成されたハウジングをさらに含み、ハウジングは、細長い本体の第１の端部および第２の端部に配置される、請求項２１に記載の積層造形装置。
28. ミキサーが、ミキサーが使用されていないときにコンテナ内のミキサーの位置を維持するように構成された少なくとも１つの保持アームをさらに含む、請求項２１に記載の積層造形装置。
29. ミキサーがフィルター要素をさらに含む、請求項２１に記載の積層造形装置。
30. フィルター要素が、細長い本体の上面に穴のアレイを含む、請求項２９に記載の積層造形装置。
31. 構築プラットフォーム上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置であって、
    コンテナ；
    コンテナ内に配置され、第１の磁気構成要素を含むミキサー；
    コンテナの下に配置され、第１の軸に沿って移動するように構成された可動構造であって、可動構造は、第１の磁気構成要素に連結するように構成された第２の磁気構成要素を含む、前記可動構造；
    ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成されたセンサー；
    少なくとも１つのプロセッサ；および
    少なくとも１つのコンピュータ可読媒体であって、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、
    第１および第２の磁気構成要素が連結されている間に、１以上のアクチュエーターを操作して、可動構造およびミキサーを第１の軸に沿って移動させる命令；および
    第１の軸に沿ったミキサーの移動中にセンサーによって生成されたセンサーデータに少なくとも部分的に基づいて、積層造形プロセスの故障を検出させる命令を含む、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体；
    を含む、前記積層造形装置。
32. 第２の磁気構成要素は、コンテナに向かって移動し、また、コンテナから離れるように移動し、それによって、それぞれ、第１の磁気構成要素に連結および分離するように構成される、請求項３１に記載の積層造形装置。
33. 可動構造が、光学ユニットを含む、請求項３１に記載の積層造形装置。
34. センサーが、ミキサーおよび可動構造の連結状態を監視するように構成されたホールセンサである、請求項３３に記載の積層造形装置。
35. センサーが、ミキサーが可動構造に連結され、少なくとも１つの軸に沿って移動する間に、ミキサーが受ける力を監視するように構成された力センサーである、請求項３１に記載の積層造形装置。
36. 命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、故障の検出時にユーザーに警告させることをさらに含む、請求項３１に記載の積層造形装置。
37. 命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、ユーザーに警告する前に、故障の検出時にミキサーと可動構造とを再連結させることをさらに含む、請求項３６に記載の積層造形装置。
38. 構築プラットフォーム上に固体材料の層を形成するように構成された積層造形装置であって、
    構築プラットフォーム；
    構築プラットフォームの下に配置され、少なくとも１つの磁気構成要素を含むミキサー；
    ミキサーの下に配置され、第１の軸に沿って移動するように構成された可動構造であって、可動構造は、第１の磁気構成要素に連結するように構成された第２の磁気構成要素を含む、前記可動構造；
    ミキサーの状態を示すセンサーデータを生成するように構成されたセンサー；
    少なくとも１つのプロセッサ；および
    少なくとも１つのコンピュータ可読媒体であって、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、
    構築プラットフォームがミキサーに接触するまで、第１および第２の磁気構成要素が連結されている間、構築プラットフォームの下の第１の軸に沿って可動構造を動かしながら、構築プラットフォームを繰り返し下げさせる命令；
    センサーによって生成されたセンサーデータに少なくとも部分的に基づいて、積層造形プロセスの故障を検出させる命令；および
    構築プラットフォームがミキサーと接触している間に、可動構造を第１の軸に沿って移動して、検出された故障を除去させる命令を含む、前記少なくとも１つのコンピュータ可読媒体；
    を含む、前記積層造形装置。
39. 第２の磁気構成要素が、コンテナに向かって移動し、また、コンテナから離れるように構成され、それによって、それぞれ、第１の磁気構成要素に連結および分離するように構成される、請求項３８に記載の積層造形装置。
40. 可動構造が、光学ユニットを含む、請求項３８に記載の積層造形装置。
41. センサーが、ミキサーおよび可動構造の連結状態を監視するように構成されたホールセンサである、請求項３８に記載の積層造形装置。
42. センサーが、ミキサーが可動構造に連結され、第１の軸に沿って移動する間に、ミキサーが受ける力を監視するように構成された力センサーである、請求項３８に記載の積層造形装置。
43. 命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行されると、故障の検出時にユーザーに警告することをさらに含む、請求項３８に記載の積層造形装置。
44. 命令が、少なくとも１つのプロセッサによって実行されるとき、ユーザーに警告する前に、故障の検出時にミキサーおよび可動構造を再連結することをさらに含む、請求項４３に記載の積層造形装置。

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