三次元の物体を層状に製造するための装置と方法及びモールド
【課題】粉末状のポリマーから成るモールドを形成するためのレーザ焼結方法において、ポリマー材料がレーザの焦点における局所的な温度ピークによって損傷することを解決する手段を提供する。
【解決手段】レーザビーム２がスキャンシステム４によって粉末表面５に偏向される前に、適切なビーム成形装置３によって変形されるようにする。ビーム成形装置３としては屈折型ビーム成形器、ホモジナイザ等を用いることが出来る。
【解決手段】レーザビーム２がスキャンシステム４によって粉末表面５に偏向される前に、適切なビーム成形装置３によって変形されるようにする。ビーム成形装置３としては屈折型ビーム成形器、ホモジナイザ等を用いることが出来る。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元の物体を層状に製造するための装置と方法、並びにこの装置又は方法により製造されるモールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロトタイプを迅速に準備することが最近頻繁に課される課題である。これを実現する方法として、ラピッドプロトタイピング（Rapid Prototyping）／ラピッドマニュファクチャリング（Rapid Manufacturing）又は積層造形法（Additive Fabrication）が挙げられる。特に適している方法は、粉末状の原材料を基礎として、また選択性の溶融及び硬化によって所望の構造が層状に製造されるものである。そのような方法においては、溶融された領域を包囲する粉体層が十分な支持効果を提供するので、張り出し部及びアンダーカットにおける支持構造を省略することができる。同様に、支持部を除去する後処理も省略される。この方法は小ロット生産にも適している。製造空間温度は、製造プロセス中に層状に製造される構造体に変形が生じない選定される。
【０００３】
ラピッドプロトタイピング／ラピッドマニュファクチャリングに非常に良く適している方法は選択性のレーザ焼結（粉末造形；Selective Laser Sintering）である。粉末状のポリマーから成るモールドを形成するためのレーザ焼結方法（ラピッドプロトタイピング）は特許明細書US 6136948及びWO 96/06881（いずれもDTM社による出願）に詳細に記載されている。その用途のために多数のポリマー及びコポリマー、例えばポリアセテート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、イオノマー及びポリアミドが必要とされる。
【０００４】
上述の方法における問題は、ポリマー材料がレーザの焦点における局所的な温度ピークによって損傷することである。局所的な温度ピークはポリマーの分子鎖を破壊する虞がある。更には処理時に、ポリマー材料の成分がレーザの焦点における温度ピークによって放出されることがある。放出された物質はプロセスを妨害する。何故ならば、それらの物質はレンズ又はパイロメータのような重要な構成部材に堆積し、またそれらの機能に障害を生じさせるからである。レーザエネルギを単に低下させることは問題の解決にとって有用ではない。何故ならば、そのようにレーザエネルギを低下した場合には、粉末材料を高速に十分に溶融するためには、十分なエネルギが供給されないからである。この措置によってプロセス時間が著しく延長される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】US 6136948
【特許文献２】WO 96/06881
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の課題は、レーザ焼結プロセスを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
装置に関しては、装置がビーム成形システムを備えていることによって課題を解決する。
【０００８】
方法に関しては、ポリマー粉末の選択性の溶融又は焼結をレーザによって行い、焦点における出力密度に関するレーザの最大値が焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満であることによって課題を解決する。
【０００９】
モールドに関しては、モールドが本発明による装置又は本発明による方法によってポリマー粉末から製造されることによって課題を解決する。
【発明の効果】
【００１０】
驚くべきことに、この問題はレーザの焦点における適切な出力密度分布もしくはエネルギ密度分布によって解決できることが分かった。
【００１１】
本発明の第１の対象は、少なくともレーザを備えている、三次元の物体を層状に製造するための装置であり、この装置はビーム成形システムを備えている。有利には、ビーム成形システムによって、焦点における出力密度に関する最大値が焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満、有利には２０％未満、特に有利には１０未満に調整される。
【００１２】
驚くべきことに、レーザの焦点における出力密度の最大値が全体の焦点にわたる出力密度に関する値を５０％以上上回らないように出力密度分布が構成される場合には、それによって分子量減成を回避できることが分かった。レーザビームに関して一般的なほぼガウス形状のレーザ出力分布（電磁界の振幅は伝播軸との距離が大きくなるに連れ指数的に低下する）はこの要求を満たすものではなく、むしろ分子量減成が観測される。特に本発明による装置は、ビーム成形システムを設けるだけで、コーティング装置における比較的大規模な改造を行う必要なく、本発明による利点を達成することができるという利点を有している。
【００１３】
基本的には、当業者には公知であるあらゆるビーム成形システムが本発明による装置に適しており、また有利にはその種のビーム成形システムは屈折型ビーム成形器（Refraktiven Beam Shaper）及び／又はホモジナイザである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による装置の一つの実施の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明による装置の一つの実施の形態が図１に示されている。つまり、物体を層状に製造するための装置は製造容器９を備えている。この製造容器内では、実質的に平坦であり、且つ、製造容器の上端に対して実質的に平行に配向されている上面を備えている支持体７が配置されている。支持体７は製造すべき物体６を支持するために構成されている。支持体７を（図示していない）高さ調整装置によって垂直方向に移動させることができる。粉末材料が供給及び硬化される平面は作業平面５を形成する。レーザ１からはレーザビーム２が送出され、このレーザビーム２がスキャンシステム４によって粉末表面５に偏向される前に、適切な装置３によって変形される。
【００１６】
製造容器の温度を調整することができる、及び／又は、製造容器を不活性ガス、例えばアルゴンでもって不活性化することができる。
【００１７】
本発明の別の対象は、ポリマー粉末から三次元の物体を層状に製造するための方法であり、この方法においてはポリマー粉末の選択性の溶融又は焼結がレーザによって行われ、焦点における出力密度に関するレーザの最大値は焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満である。有利には、焦点における出力密度に関する最大値は焦点における出力密度の平均値を超えて２０％未満、特に有利には１０％未満である。
【００１８】
本発明による方法においては、焦点における出力密度分布が特にビーム成形器によって調整され、有利には上記において述べたように装置内のビーム成形器によって調整され、特に有利には屈折型ビーム成形器及び／又はホモジナイザを用いたビーム成形が行われる。
【００１９】
基本的には、当業者には公知であるいずれのポリマー粉末も本発明による装置又は本発明による方法への使用に適している。適しているものとして、特に熱可塑性材料及び熱弾性材料、例えばポリエチレン（PE，HDPE，LDPE）、ポリプロピレン（PP）、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルエステル、ポリエーテルエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリアルキレンテレフタレート、特にポリエチレンテレフタレート（PET）及びポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリビニルアセタール、ポリビニルクロライド（PVC）、ポリフェニレンオキシド（PPO）、ポリオキシメチレン（POM）、ポリスチロール（PS）、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン（ABS）、ポリカーボネート（PC）、ポリエーテルスルフォン、サーモプラスチックポリウレタン（TPU）、ポリアリールエーテルケトン、特にポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリエーテルケトンケトン（PEKK）、ポリエーテルケトン（PEK）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（PEEKK）、ポリアリールエーテルエーテルエーテルケトン（PEEEK）又はポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（PEKEKK）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリアリーレンスルフィド、特にポリフェニレンスルフィド（PPS）、サーモプラスチックポリイミド（PI）、ポリアミドイミド（PAI）、ポリビニリデンフルオライド、並びに、それらの熱可塑性材料のコポリマー、例えばポリアリールエーテルケトン（PAEK）／ポリアリールエーテルスルホン（PAES）−コポリマー、混合物および／またはポリマーブレンド、が挙げられる。特に有利には、ポリマー粉末は少なくとも一つのポリアミド、特にポリアミド１２を含んでいる。
【００２０】
通常の場合、動作時には先ず、製造すべき物体６の形状に関するデータがコンピュータにおいて構造プログラム等に基づいて作成又は記憶される。それらのデータは物体の製造のために、物体がその寸法に比べて薄い水平方向の複数の層に分割され、例えばデータセットの形態の形状データ、例えばＣＡＤデータがそれら複数の層の各々に対して準備されるように処理される。各層に関するデータの作成及び処理を各層の製造前に行なうことができるか、又は各層の製造と同時に行なうこともできる。
【００２１】
続いて、先ず、製造プラットフォーム７が高さ調整装置を用いて、製造プラットフォーム７の表面が製造空間の表面を有する平面に位置している一番高い位置にまで運ばれ、続いて、第１の材料層の所定の厚さの値分だけ降下され、それにより、生じた区間内では凹み領域が形成されており、この凹み領域は側方ではその区間の壁によって境界付けられており、下方では製造プラットフォーム７の表面によって境界付けられている。更には、例えばアプリケータ８を用いて、硬化すべき材料の第１の層が所定の層厚でもって、前述の区間及び製造プラットフォーム７によって形成されている中空室又は凹み領域内に形成され、必要に応じて加熱装置によって適切な動作温度、例えば１００℃から３６０℃、有利には１２０℃から２００℃、特に有利には１４０℃から１６０℃に加熱される。続いて制御ユニット４は、偏向された光ビーム２が連続的に層のあらゆる箇所に入射し、その入射箇所において材料を焼結または溶融させるように偏向装置を制御する。そのようにして、先ず固い基底層を形成することができる。第２のステップにおいては、製造プラットフォーム７が高さ調節装置を用いて一つの層の厚さ分だけ降下され、アプリケータ８を用いて、その降下によって生じる区間における凹み領域内に第２の材料層が形成され、必要に応じて再び加熱装置によって加熱される。
【００２２】
一つの実施の形態においては、偏向された光ビーム２が前述の区間の内面に接している材料層の領域上にのみ入射し、その入射箇所において材料層が焼結により硬化するように、制御ユニット４によって偏向方向が制御される。材料層の硬化によって、約２ｍｍから１０ｍｍの壁厚を有する第１のリング状の壁層が生じ、この壁層は層の残存する粉末材料を完全に包囲している。従って制御装置のこの部分は、各層における物体の形成と同時に、製造すべき物体６を包囲している容器壁を形成するための装置を表している。
【００２３】
上記と同じやり方で、次の層の層厚の分だけ製造プラットフォーム７を降下し、材料を供給し、また加熱を行なった後に、物体６自体の製造を開始することができる。続いて、制御ユニットに記憶されている、製造すべき物体６の座標に応じて硬化されるべき層の位置に偏向された光ビーム２が入射するように、制御ユニット４は偏向装置を制御する。後続の層においても同様のプロセスが実施される。焼結されていない残存する材料と共に物体を包囲し、従って製造プラットフォーム７の降下時に作業台の下への材料の流出を阻止する容器壁の形態のリング状の壁領域が所望のように製造されると、物体の各層において前述の装置を用いて、リング状の壁層がその下にあるリング状の壁層の上に焼結される。EP 1037739に応じた交換容器又は固定式に取り付けられている容器が使用される場合には、壁の作成を省略することができる。
【００２４】
冷却後に製造された物体を装置から取り出すことができる。
【００２５】
本発明による装置でもって任意のモールドも簡単に製造することができる。従って、本発明による装置又は本発明による方法を用いてポリマー粉末から製造されたモールドも同様に本発明の対象である。特に有利には、本発明により製造されたモールドはISO307（Schott社 AVS Pro、溶媒 酸性ｍ−クレゾール、容積測定法、二重測定、溶解温度１００℃、溶解時間２ｈ、ポリマー濃度５ｇ／ｌ、測定温度２５℃）に準拠する、溶液粘度を有しており、この溶液粘度は使用されるポリマー粉末の溶液粘度に比べて１０％以上小さくはない。
【００２６】
更なる説明がなくとも、当業者であれば上記の記載を最も広範な範囲において利用できることが分かる。従って、有利な実施の形態及び有利な実施例は例示的に開示されたものに過ぎず、何らかの制限を課す開示として理解されるべきではない。
【００２７】
以下では、複数の例に基づき本発明を詳細に説明する。本発明の代替的な実施の形態は同様のやり方で得られる。
【００２８】
例：
本発明の範囲においては、表１に挙げた複数の測定方式が使用され、それらの測定方式は、技術的に可能である限りにおいて、使用される材料の特性の検出にも得られた生産物に関する特性の検出にも使用される。
【表１】
【００２９】
いずれの例においても、DE19747309に準拠する、後縮合できないポリアミド１２（PA12）粉末が表１に挙げた粉末特性値を用いて処理される。いずれの例も以下の説明及び図１に応じて処理される。製造チャンバ９は１５５℃で１８０分間予熱される。その後、製造チャンバ内の温度が高められ、それにより粉末表面の温度は１６８℃になる。最初の照射の前に、４０の層が照射無しで形成される。本発明によるものではない例においては、レーザ１からレーザビーム２がスキャンシステム４を用いて、（１６８℃に）温度調整され（アルゴンにより）不活性化された粉末表面５に偏向される。本発明による例においては、レーザビーム２がスキャンシステム４を用いて、（１６８℃に）温度調整され（アルゴンにより）不活性化された粉末表面５に偏向される前に、レーザビーム２が先ず適切な装置３を用いて変形される。
【００３０】
照射すべきコンポーネントは製造フィールドの中心に位置決めされる。一辺の長さが５０ｍｍの正方形の面が輪郭照射無しで溶融される。その後、製造プラットフォーム７が０．１５ｍｍだけ降下され、コーティング装置８によって新たな粉体層が１００ｍｍ／ｓの速度で塗布される。それらのステップは三次元コンポーネント６の高さが６ｍｍになるまで繰り返される。照射の終了後には、装置の加熱素子がスイッチオフされて冷却フェーズが開始される前に、更に４０の別の層が形成される。一つの層に対してその都度必要とされる時間は、全体の製造プロセスの間に４０秒を下回る。
【００３１】
少なくとも１２時間の冷却時間後にコンポーネントが取り出され、付着している粉末が取り除かれる。コンポーネントの中心にあるコアからは、更なる検査のためのサンプルが取り出される。このサンプルの溶液粘度が、ISO307（検査装置 Schott社 AVS Pro、溶媒 酸性ｍ−クレゾール、容積測定法、二重測定、溶解温度１００℃、溶解時間２ｈ、ポリマー濃度５ｇ／ｌ）に準拠して求められる。そのようにして求められた溶液粘度はポリマーの分子質量に関する尺度を表す。
【００３２】
ここで、レーザの焦点における出力密度分布は、全ての例において、ISO13694に準拠するPRIMES有限会社のFocusMonitorを用いて測定される。レーザ出力はISO11554に準拠して、Coherent Deutschland有限会社のLM-1000を用いて測定され、ここでは平均的な出力が表される。レーザビームの焦点は製造フィールドの中心において、ISO11146（二次モーメント法）に準拠して測定される。検査装置はその都度、粉末表面の高さにある焦点直径が０．３ｍｍであるように構成される。出力密度の平均値は、レーザ出力がレーザ焦点の面積によって除算されることによって求められる。測定は実験室において２３℃／５０％の大気湿度で実施される。例におけるレーザの出力制御は制御装置を用いて行なわれ、この制御装置はPWM方式で動作するものであり、これによってレーザのパルス状の出力が生じる。
【００３３】
例１（本発明によるものではない）
レーザ（ＣＯ2、波長１０．６μｍ）として、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Synrad社のDC-5電源装置とを用いる、Universal Laser Systems社のULR-50を使用する。スキャナは、Scanlab社のvarioSCAN 60を用いるpowerSCAN 50を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力２０．６Ｗ、スキャン速度１１４４ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる平均出力密度２９．１ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は６４．３ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５５が求められる。
【００３４】
例２（本発明によるものではない）
ここでは、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Heim Electronic社のDL1600電源装置とRaylase社のSS-20スキャナとを用いる、Optotools社のOTF150-30-0.2ダイオードレーザ（波長９８０ｎｍ）を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザエネルギのより良い吸収のために、PA12粉末に０．１％Printex Alphaを混合する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力５２．６Ｗ、スキャン速度２９２２ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度７４．４ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は１８４．８ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５４が求められる。
【００３５】
例３（本発明によるものではない）
ここでは、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Heim Electronic社のDL1600電源装置と、Raylase社のSS-10スキャナとを用いる、IPG社のELR-100-1550ファイバレーザ（波長１５５０ｎｍ）を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザエネルギのより良い吸収のために、PA12粉末に０．１％Printex Alphaを混合する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力４２．１Ｗ、スキャン速度２３３８ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度５９．６ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は１４４．２ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５５が求められる。
【００３６】
例４（本発明）
レーザとして、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001（PWMクロック周波数２ｋＨｚ，デューティ比４０％）と、Synrad社のDC-5電源装置とを用いる、Universal Laser Systems社のULR-50を使用する。レーザビームをMolTech有限会社のpiShaper 7_7_10.6を用いて変形する。レーザビームの変形後に、このレーザビームをScanlab社のvarioSCAN 60を用いるpowerSCAN 50スキャナによって粉末表面へと偏向する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力２０．４Ｗ、スキャン速度１１３３ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度２８．８ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は３０．５ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５８が求められる。
【００３７】
例５（本発明）
ここでは、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Heim Electronic社のDL1600電源装置とを用いる、Optotools社のOTF150-30-0.2ダイオードレーザ（波長９８０ｎｍ）を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザビームをMolTech有限会社のpiShaper 6_6_TiSを用いて変形し、続いてRaylase社のSS-20スキャナを用いて粉末表面に偏向する。レーザエネルギのより良い吸収のために、PA12粉末に０．１％Printex Alphaを混合する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力５２．５Ｗ、スキャン速度２９１６ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度７４．３ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は７８．１ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５８が求められる。
【００３８】
例６（本発明）
ここでは、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Heim Electronic社のDL1600電源装置とを用いる、IPG社のELR-100-1550ファイバレーザ（波長１５５０ｎｍ）を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザビームをMolTech有限会社のpiShaper 6_6_1550を用いて変形し、続いてRaylase社のSS-10スキャナを用いて粉末表面に偏向する。レーザエネルギのより良い吸収のために、PA12粉末に０．１％Printex Alphaを混合する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力４２．０Ｗ、スキャン速度２３３３ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度５９．４ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は６２．５ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５８が求められる。
【００３９】
例７（本発明）
レーザとして、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001（PWMクロック周波数２ｋＨｚ，デューティ比４０％）を用いる、Universal Laser Systems社のULR-50を使用する。レーザビームをLaser Components有限会社のBeam Shapers TH-205-A-Y-Aを用いて変形する。レーザビームの変形後に、このレーザビームをScanlab社のvarioSCAN 60を用いるpowerSCAN 50スキャナによって粉末表面へと偏向する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力２０．５Ｗ、スキャン速度１１３８ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度２９．０ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は３０．５ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５９が求められる。
【００４０】
例８（本発明）
レーザとして、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001（PWMクロック周波数２ｋＨｚ，デューティ比４０％）を用いる、Universal Laser Systems社のULR-50を使用する。レーザビームをLaser Components有限会社のRD-202-A-Y-Aを用いて均一化し、Laser Components有限会社のBeam Shapers TH-205-A-Y-Aを用いて変形する。レーザビームの変形後に、このレーザビームをScanlab社のvarioSCAN 60を用いるpowerSCAN 50スキャナによって粉末表面へと偏向する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力２０．３Ｗ、スキャン速度１１４４ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度２８．７ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は２９．５ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．６が求められる。
【００４１】
ビーム変形によって、レーザの焦点における著しく均一な出力密度分布を達成することができる。出力ピークを回避することによって、溶液粘度によって測定される、分子量減成を回避もしくは低減することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三次元の物体を層状に製造するための装置と方法、並びにこの装置又は方法により製造されるモールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロトタイプを迅速に準備することが最近頻繁に課される課題である。これを実現する方法として、ラピッドプロトタイピング（Rapid Prototyping）／ラピッドマニュファクチャリング（Rapid Manufacturing）又は積層造形法（Additive Fabrication）が挙げられる。特に適している方法は、粉末状の原材料を基礎として、また選択性の溶融及び硬化によって所望の構造が層状に製造されるものである。そのような方法においては、溶融された領域を包囲する粉体層が十分な支持効果を提供するので、張り出し部及びアンダーカットにおける支持構造を省略することができる。同様に、支持部を除去する後処理も省略される。この方法は小ロット生産にも適している。製造空間温度は、製造プロセス中に層状に製造される構造体に変形が生じない選定される。
【０００３】
ラピッドプロトタイピング／ラピッドマニュファクチャリングに非常に良く適している方法は選択性のレーザ焼結（粉末造形；Selective Laser Sintering）である。粉末状のポリマーから成るモールドを形成するためのレーザ焼結方法（ラピッドプロトタイピング）は特許明細書US 6136948及びWO 96/06881（いずれもDTM社による出願）に詳細に記載されている。その用途のために多数のポリマー及びコポリマー、例えばポリアセテート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレン、ポリエチレン、イオノマー及びポリアミドが必要とされる。
【０００４】
上述の方法における問題は、ポリマー材料がレーザの焦点における局所的な温度ピークによって損傷することである。局所的な温度ピークはポリマーの分子鎖を破壊する虞がある。更には処理時に、ポリマー材料の成分がレーザの焦点における温度ピークによって放出されることがある。放出された物質はプロセスを妨害する。何故ならば、それらの物質はレンズ又はパイロメータのような重要な構成部材に堆積し、またそれらの機能に障害を生じさせるからである。レーザエネルギを単に低下させることは問題の解決にとって有用ではない。何故ならば、そのようにレーザエネルギを低下した場合には、粉末材料を高速に十分に溶融するためには、十分なエネルギが供給されないからである。この措置によってプロセス時間が著しく延長される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】US 6136948
【特許文献２】WO 96/06881
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の課題は、レーザ焼結プロセスを改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
装置に関しては、装置がビーム成形システムを備えていることによって課題を解決する。
【０００８】
方法に関しては、ポリマー粉末の選択性の溶融又は焼結をレーザによって行い、焦点における出力密度に関するレーザの最大値が焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満であることによって課題を解決する。
【０００９】
モールドに関しては、モールドが本発明による装置又は本発明による方法によってポリマー粉末から製造されることによって課題を解決する。
【発明の効果】
【００１０】
驚くべきことに、この問題はレーザの焦点における適切な出力密度分布もしくはエネルギ密度分布によって解決できることが分かった。
【００１１】
本発明の第１の対象は、少なくともレーザを備えている、三次元の物体を層状に製造するための装置であり、この装置はビーム成形システムを備えている。有利には、ビーム成形システムによって、焦点における出力密度に関する最大値が焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満、有利には２０％未満、特に有利には１０未満に調整される。
【００１２】
驚くべきことに、レーザの焦点における出力密度の最大値が全体の焦点にわたる出力密度に関する値を５０％以上上回らないように出力密度分布が構成される場合には、それによって分子量減成を回避できることが分かった。レーザビームに関して一般的なほぼガウス形状のレーザ出力分布（電磁界の振幅は伝播軸との距離が大きくなるに連れ指数的に低下する）はこの要求を満たすものではなく、むしろ分子量減成が観測される。特に本発明による装置は、ビーム成形システムを設けるだけで、コーティング装置における比較的大規模な改造を行う必要なく、本発明による利点を達成することができるという利点を有している。
【００１３】
基本的には、当業者には公知であるあらゆるビーム成形システムが本発明による装置に適しており、また有利にはその種のビーム成形システムは屈折型ビーム成形器（Refraktiven Beam Shaper）及び／又はホモジナイザである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明による装置の一つの実施の形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明による装置の一つの実施の形態が図１に示されている。つまり、物体を層状に製造するための装置は製造容器９を備えている。この製造容器内では、実質的に平坦であり、且つ、製造容器の上端に対して実質的に平行に配向されている上面を備えている支持体７が配置されている。支持体７は製造すべき物体６を支持するために構成されている。支持体７を（図示していない）高さ調整装置によって垂直方向に移動させることができる。粉末材料が供給及び硬化される平面は作業平面５を形成する。レーザ１からはレーザビーム２が送出され、このレーザビーム２がスキャンシステム４によって粉末表面５に偏向される前に、適切な装置３によって変形される。
【００１６】
製造容器の温度を調整することができる、及び／又は、製造容器を不活性ガス、例えばアルゴンでもって不活性化することができる。
【００１７】
本発明の別の対象は、ポリマー粉末から三次元の物体を層状に製造するための方法であり、この方法においてはポリマー粉末の選択性の溶融又は焼結がレーザによって行われ、焦点における出力密度に関するレーザの最大値は焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満である。有利には、焦点における出力密度に関する最大値は焦点における出力密度の平均値を超えて２０％未満、特に有利には１０％未満である。
【００１８】
本発明による方法においては、焦点における出力密度分布が特にビーム成形器によって調整され、有利には上記において述べたように装置内のビーム成形器によって調整され、特に有利には屈折型ビーム成形器及び／又はホモジナイザを用いたビーム成形が行われる。
【００１９】
基本的には、当業者には公知であるいずれのポリマー粉末も本発明による装置又は本発明による方法への使用に適している。適しているものとして、特に熱可塑性材料及び熱弾性材料、例えばポリエチレン（PE，HDPE，LDPE）、ポリプロピレン（PP）、ポリアミド、ポリエステル、ポリエステルエステル、ポリエーテルエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリアセタール、ポリアルキレンテレフタレート、特にポリエチレンテレフタレート（PET）及びポリブチレンテレフタレート（PBT）、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、ポリビニルアセタール、ポリビニルクロライド（PVC）、ポリフェニレンオキシド（PPO）、ポリオキシメチレン（POM）、ポリスチロール（PS）、アクリルニトリル−ブタジエン−スチレン（ABS）、ポリカーボネート（PC）、ポリエーテルスルフォン、サーモプラスチックポリウレタン（TPU）、ポリアリールエーテルケトン、特にポリエーテルエーテルケトン（PEEK）、ポリエーテルケトンケトン（PEKK）、ポリエーテルケトン（PEK）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（PEEKK）、ポリアリールエーテルエーテルエーテルケトン（PEEEK）又はポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（PEKEKK）、ポリエーテルイミド（PEI）、ポリアリーレンスルフィド、特にポリフェニレンスルフィド（PPS）、サーモプラスチックポリイミド（PI）、ポリアミドイミド（PAI）、ポリビニリデンフルオライド、並びに、それらの熱可塑性材料のコポリマー、例えばポリアリールエーテルケトン（PAEK）／ポリアリールエーテルスルホン（PAES）−コポリマー、混合物および／またはポリマーブレンド、が挙げられる。特に有利には、ポリマー粉末は少なくとも一つのポリアミド、特にポリアミド１２を含んでいる。
【００２０】
通常の場合、動作時には先ず、製造すべき物体６の形状に関するデータがコンピュータにおいて構造プログラム等に基づいて作成又は記憶される。それらのデータは物体の製造のために、物体がその寸法に比べて薄い水平方向の複数の層に分割され、例えばデータセットの形態の形状データ、例えばＣＡＤデータがそれら複数の層の各々に対して準備されるように処理される。各層に関するデータの作成及び処理を各層の製造前に行なうことができるか、又は各層の製造と同時に行なうこともできる。
【００２１】
続いて、先ず、製造プラットフォーム７が高さ調整装置を用いて、製造プラットフォーム７の表面が製造空間の表面を有する平面に位置している一番高い位置にまで運ばれ、続いて、第１の材料層の所定の厚さの値分だけ降下され、それにより、生じた区間内では凹み領域が形成されており、この凹み領域は側方ではその区間の壁によって境界付けられており、下方では製造プラットフォーム７の表面によって境界付けられている。更には、例えばアプリケータ８を用いて、硬化すべき材料の第１の層が所定の層厚でもって、前述の区間及び製造プラットフォーム７によって形成されている中空室又は凹み領域内に形成され、必要に応じて加熱装置によって適切な動作温度、例えば１００℃から３６０℃、有利には１２０℃から２００℃、特に有利には１４０℃から１６０℃に加熱される。続いて制御ユニット４は、偏向された光ビーム２が連続的に層のあらゆる箇所に入射し、その入射箇所において材料を焼結または溶融させるように偏向装置を制御する。そのようにして、先ず固い基底層を形成することができる。第２のステップにおいては、製造プラットフォーム７が高さ調節装置を用いて一つの層の厚さ分だけ降下され、アプリケータ８を用いて、その降下によって生じる区間における凹み領域内に第２の材料層が形成され、必要に応じて再び加熱装置によって加熱される。
【００２２】
一つの実施の形態においては、偏向された光ビーム２が前述の区間の内面に接している材料層の領域上にのみ入射し、その入射箇所において材料層が焼結により硬化するように、制御ユニット４によって偏向方向が制御される。材料層の硬化によって、約２ｍｍから１０ｍｍの壁厚を有する第１のリング状の壁層が生じ、この壁層は層の残存する粉末材料を完全に包囲している。従って制御装置のこの部分は、各層における物体の形成と同時に、製造すべき物体６を包囲している容器壁を形成するための装置を表している。
【００２３】
上記と同じやり方で、次の層の層厚の分だけ製造プラットフォーム７を降下し、材料を供給し、また加熱を行なった後に、物体６自体の製造を開始することができる。続いて、制御ユニットに記憶されている、製造すべき物体６の座標に応じて硬化されるべき層の位置に偏向された光ビーム２が入射するように、制御ユニット４は偏向装置を制御する。後続の層においても同様のプロセスが実施される。焼結されていない残存する材料と共に物体を包囲し、従って製造プラットフォーム７の降下時に作業台の下への材料の流出を阻止する容器壁の形態のリング状の壁領域が所望のように製造されると、物体の各層において前述の装置を用いて、リング状の壁層がその下にあるリング状の壁層の上に焼結される。EP 1037739に応じた交換容器又は固定式に取り付けられている容器が使用される場合には、壁の作成を省略することができる。
【００２４】
冷却後に製造された物体を装置から取り出すことができる。
【００２５】
本発明による装置でもって任意のモールドも簡単に製造することができる。従って、本発明による装置又は本発明による方法を用いてポリマー粉末から製造されたモールドも同様に本発明の対象である。特に有利には、本発明により製造されたモールドはISO307（Schott社 AVS Pro、溶媒 酸性ｍ−クレゾール、容積測定法、二重測定、溶解温度１００℃、溶解時間２ｈ、ポリマー濃度５ｇ／ｌ、測定温度２５℃）に準拠する、溶液粘度を有しており、この溶液粘度は使用されるポリマー粉末の溶液粘度に比べて１０％以上小さくはない。
【００２６】
更なる説明がなくとも、当業者であれば上記の記載を最も広範な範囲において利用できることが分かる。従って、有利な実施の形態及び有利な実施例は例示的に開示されたものに過ぎず、何らかの制限を課す開示として理解されるべきではない。
【００２７】
以下では、複数の例に基づき本発明を詳細に説明する。本発明の代替的な実施の形態は同様のやり方で得られる。
【００２８】
例：
本発明の範囲においては、表１に挙げた複数の測定方式が使用され、それらの測定方式は、技術的に可能である限りにおいて、使用される材料の特性の検出にも得られた生産物に関する特性の検出にも使用される。
【表１】
【００２９】
いずれの例においても、DE19747309に準拠する、後縮合できないポリアミド１２（PA12）粉末が表１に挙げた粉末特性値を用いて処理される。いずれの例も以下の説明及び図１に応じて処理される。製造チャンバ９は１５５℃で１８０分間予熱される。その後、製造チャンバ内の温度が高められ、それにより粉末表面の温度は１６８℃になる。最初の照射の前に、４０の層が照射無しで形成される。本発明によるものではない例においては、レーザ１からレーザビーム２がスキャンシステム４を用いて、（１６８℃に）温度調整され（アルゴンにより）不活性化された粉末表面５に偏向される。本発明による例においては、レーザビーム２がスキャンシステム４を用いて、（１６８℃に）温度調整され（アルゴンにより）不活性化された粉末表面５に偏向される前に、レーザビーム２が先ず適切な装置３を用いて変形される。
【００３０】
照射すべきコンポーネントは製造フィールドの中心に位置決めされる。一辺の長さが５０ｍｍの正方形の面が輪郭照射無しで溶融される。その後、製造プラットフォーム７が０．１５ｍｍだけ降下され、コーティング装置８によって新たな粉体層が１００ｍｍ／ｓの速度で塗布される。それらのステップは三次元コンポーネント６の高さが６ｍｍになるまで繰り返される。照射の終了後には、装置の加熱素子がスイッチオフされて冷却フェーズが開始される前に、更に４０の別の層が形成される。一つの層に対してその都度必要とされる時間は、全体の製造プロセスの間に４０秒を下回る。
【００３１】
少なくとも１２時間の冷却時間後にコンポーネントが取り出され、付着している粉末が取り除かれる。コンポーネントの中心にあるコアからは、更なる検査のためのサンプルが取り出される。このサンプルの溶液粘度が、ISO307（検査装置 Schott社 AVS Pro、溶媒 酸性ｍ−クレゾール、容積測定法、二重測定、溶解温度１００℃、溶解時間２ｈ、ポリマー濃度５ｇ／ｌ）に準拠して求められる。そのようにして求められた溶液粘度はポリマーの分子質量に関する尺度を表す。
【００３２】
ここで、レーザの焦点における出力密度分布は、全ての例において、ISO13694に準拠するPRIMES有限会社のFocusMonitorを用いて測定される。レーザ出力はISO11554に準拠して、Coherent Deutschland有限会社のLM-1000を用いて測定され、ここでは平均的な出力が表される。レーザビームの焦点は製造フィールドの中心において、ISO11146（二次モーメント法）に準拠して測定される。検査装置はその都度、粉末表面の高さにある焦点直径が０．３ｍｍであるように構成される。出力密度の平均値は、レーザ出力がレーザ焦点の面積によって除算されることによって求められる。測定は実験室において２３℃／５０％の大気湿度で実施される。例におけるレーザの出力制御は制御装置を用いて行なわれ、この制御装置はPWM方式で動作するものであり、これによってレーザのパルス状の出力が生じる。
【００３３】
例１（本発明によるものではない）
レーザ（ＣＯ2、波長１０．６μｍ）として、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Synrad社のDC-5電源装置とを用いる、Universal Laser Systems社のULR-50を使用する。スキャナは、Scanlab社のvarioSCAN 60を用いるpowerSCAN 50を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力２０．６Ｗ、スキャン速度１１４４ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる平均出力密度２９．１ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は６４．３ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５５が求められる。
【００３４】
例２（本発明によるものではない）
ここでは、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Heim Electronic社のDL1600電源装置とRaylase社のSS-20スキャナとを用いる、Optotools社のOTF150-30-0.2ダイオードレーザ（波長９８０ｎｍ）を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザエネルギのより良い吸収のために、PA12粉末に０．１％Printex Alphaを混合する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力５２．６Ｗ、スキャン速度２９２２ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度７４．４ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は１８４．８ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５４が求められる。
【００３５】
例３（本発明によるものではない）
ここでは、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Heim Electronic社のDL1600電源装置と、Raylase社のSS-10スキャナとを用いる、IPG社のELR-100-1550ファイバレーザ（波長１５５０ｎｍ）を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザエネルギのより良い吸収のために、PA12粉末に０．１％Printex Alphaを混合する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力４２．１Ｗ、スキャン速度２３３８ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度５９．６ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は１４４．２ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５５が求められる。
【００３６】
例４（本発明）
レーザとして、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001（PWMクロック周波数２ｋＨｚ，デューティ比４０％）と、Synrad社のDC-5電源装置とを用いる、Universal Laser Systems社のULR-50を使用する。レーザビームをMolTech有限会社のpiShaper 7_7_10.6を用いて変形する。レーザビームの変形後に、このレーザビームをScanlab社のvarioSCAN 60を用いるpowerSCAN 50スキャナによって粉末表面へと偏向する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力２０．４Ｗ、スキャン速度１１３３ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度２８．８ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は３０．５ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５８が求められる。
【００３７】
例５（本発明）
ここでは、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Heim Electronic社のDL1600電源装置とを用いる、Optotools社のOTF150-30-0.2ダイオードレーザ（波長９８０ｎｍ）を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザビームをMolTech有限会社のpiShaper 6_6_TiSを用いて変形し、続いてRaylase社のSS-20スキャナを用いて粉末表面に偏向する。レーザエネルギのより良い吸収のために、PA12粉末に０．１％Printex Alphaを混合する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力５２．５Ｗ、スキャン速度２９１６ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度７４．３ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は７８．１ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５８が求められる。
【００３８】
例６（本発明）
ここでは、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001と、Heim Electronic社のDL1600電源装置とを用いる、IPG社のELR-100-1550ファイバレーザ（波長１５５０ｎｍ）を使用する。PWMのクロック周波数は２ｋＨｚであり、デューティ比は４０％である。レーザビームをMolTech有限会社のpiShaper 6_6_1550を用いて変形し、続いてRaylase社のSS-10スキャナを用いて粉末表面に偏向する。レーザエネルギのより良い吸収のために、PA12粉末に０．１％Printex Alphaを混合する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力４２．０Ｗ、スキャン速度２３３３ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度５９．４ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は６２．５ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５８が求められる。
【００３９】
例７（本発明）
レーザとして、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001（PWMクロック周波数２ｋＨｚ，デューティ比４０％）を用いる、Universal Laser Systems社のULR-50を使用する。レーザビームをLaser Components有限会社のBeam Shapers TH-205-A-Y-Aを用いて変形する。レーザビームの変形後に、このレーザビームをScanlab社のvarioSCAN 60を用いるpowerSCAN 50スキャナによって粉末表面へと偏向する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力２０．５Ｗ、スキャン速度１１３８ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度２９．０ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は３０．５ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．５９が求められる。
【００４０】
例８（本発明）
レーザとして、MCA Micro Controller Applications社のレーザマルチコントローラLCT3001（PWMクロック周波数２ｋＨｚ，デューティ比４０％）を用いる、Universal Laser Systems社のULR-50を使用する。レーザビームをLaser Components有限会社のRD-202-A-Y-Aを用いて均一化し、Laser Components有限会社のBeam Shapers TH-205-A-Y-Aを用いて変形する。レーザビームの変形後に、このレーザビームをScanlab社のvarioSCAN 60を用いるpowerSCAN 50スキャナによって粉末表面へと偏向する。レーザの照射エネルギは６０ｍＪ／ｍｍ2（レーザ出力２０．３Ｗ、スキャン速度１１４４ｍｍ／ｓ、照射線間隔０．３ｍｍ）である。全体の焦点にわたる出力密度２８．７ｋW／ｃｍ2が測定された。出力密度の最大値は２９．５ｋW／ｃｍ2である。コンポーネントサンプルの溶液粘度はISO307に準拠して１．６が求められる。
【００４１】
ビーム変形によって、レーザの焦点における著しく均一な出力密度分布を達成することができる。出力ピークを回避することによって、溶液粘度によって測定される、分子量減成を回避もしくは低減することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともレーザを備えている、三次元の物体を層状に製造するための装置において、
該装置はビーム成形システムを備えていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記ビーム成形システムは焦点における出力密度に関する最大値を、焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満に調整する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ビーム成形システムは、屈折型ビーム成形器及び／又はホモジナイザである、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
ポリマー粉末から三次元の物体を層状に製造するための方法において、
前記ポリマー粉末の選択性の溶融又は焼結をレーザによって行い、焦点における出力密度に関するレーザの最大値は焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満であることを特徴とする、方法。
【請求項５】
前記焦点における出力密度に関する最大値は、前記焦点における出力密度の平均値を超えて２０％未満である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記焦点における出力密度に関する最大値は、前記焦点における出力密度の平均値を超えて１０％未満である、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記焦点における出力密度分布をビーム変形によって調整する、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ビーム変形を屈折型ビーム成形器及び／又はホモジナイザを用いて行なう、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置又は請求項４乃至８のいずれか一項に記載の方法を用いてポリマー粉末から製造されることを特徴とする、モールド。
【請求項１０】
ISO307に準拠して、使用されるポリマー粉末に比べて１０％以上小さくない溶液粘度を有する、請求項９に記載のモールド。
【請求項１】
少なくともレーザを備えている、三次元の物体を層状に製造するための装置において、
該装置はビーム成形システムを備えていることを特徴とする、装置。
【請求項２】
前記ビーム成形システムは焦点における出力密度に関する最大値を、焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満に調整する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ビーム成形システムは、屈折型ビーム成形器及び／又はホモジナイザである、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
ポリマー粉末から三次元の物体を層状に製造するための方法において、
前記ポリマー粉末の選択性の溶融又は焼結をレーザによって行い、焦点における出力密度に関するレーザの最大値は焦点における出力密度の平均値を超えて５０％未満であることを特徴とする、方法。
【請求項５】
前記焦点における出力密度に関する最大値は、前記焦点における出力密度の平均値を超えて２０％未満である、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記焦点における出力密度に関する最大値は、前記焦点における出力密度の平均値を超えて１０％未満である、請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記焦点における出力密度分布をビーム変形によって調整する、請求項４乃至６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記ビーム変形を屈折型ビーム成形器及び／又はホモジナイザを用いて行なう、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の装置又は請求項４乃至８のいずれか一項に記載の方法を用いてポリマー粉末から製造されることを特徴とする、モールド。
【請求項１０】
ISO307に準拠して、使用されるポリマー粉末に比べて１０％以上小さくない溶液粘度を有する、請求項９に記載のモールド。
【図１】
【公開番号】特開２０１３−２２９６５（Ｐ２０１３−２２９６５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６３１３６（Ｐ２０１２−１６３１３６）
【出願日】平成２４年７月２３日（２０１２．７．２３）
【出願人】（５０１０７３８６２）エボニック デグサ ゲーエムベーハー (837)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｒｅｌｌｉｎｇｈａｕｓｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ １−１１， Ｄ−４５１２８ Ｅｓｓｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月２３日（２０１２．７．２３）
【出願人】（５０１０７３８６２）エボニック デグサ ゲーエムベーハー (837)
【氏名又は名称原語表記】Ｅｖｏｎｉｋ Ｄｅｇｕｓｓａ ＧｍｂＨ
【住所又は居所原語表記】Ｒｅｌｌｉｎｇｈａｕｓｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ １−１１， Ｄ−４５１２８ Ｅｓｓｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ
【Ｆターム（参考）】
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