2022-700028

特許第６９０３５９０号（以下、「本件特許」という。）の請求項１～９に係る特許についての出願は、２０１６年（平成２８年）１１月１０日（パリ条約による優先権主張外国庁受理 ２０１５年１１月１３日 ドイツ（ＤＥ））の出願であって、令和 ３年 ６月２５日に特許権の設定登録がされ、同年 ７月１４日に特許掲載公報が発行され、その後、令和 ４年 １月１４日にその請求項１～９（全請求項）に係る特許に対して特許異議申立人 福▲崎▼ さおり（以下、「申立人」という。）により特許異議の申立てがされたものである。

１ 甲１－１の記載事項

甲１－１には以下の記載がある。（便宜的に、特殊文字のウムラウトａ、ウムラウトｏ、ウムラウトｕ、エスツェットβについては、それぞれ、［ａｅ］、［ｏｅ］、［ｕｅ］、［ｓｓ］で代替表記する。また、括弧内の翻訳文は、甲１－２を参考として当審が作成したものであり、下線は当審が付した。以下同様。）

「[0001] Die Erfindung betrifft eine Anlage, die eine Werkst[ue]ckerzeugungssektion zur Herstellung von dreidimensionalen Werkst[ue]cken durch Beaufschlagen von Pulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung, insbesondere eine nach einem Laserschmelz-oder Lasersinterverfahren arbeitende Werkst[ue]ckerzeugungssektion umfasst.」

（［０００１］本発明は、粉末層を電磁放射または粒子放射にさらすことによって三次元ワークピースを製造するためのワークピース製造セクション、特にレーザ熔融またはレーザ焼結プロセスに従って動作するワークピース製造セクションを含むシステムに関する。）

「[0002] Das selektive Laserschmelzen oder Lasersintern ist ein generatives Schichtbauverfahren, durch das pulverf[oe]rmige, insbesondere metallische und/oder keramische Rohstoffe zu komplex geformten dreidimensionalen Werkst[ue]cken verarbeitet werden k[oe]nnen. Hierzu wird eine Rohstoffpulverschicht auf einen Tr[ae]ger aufgebracht und in Abh[ae]ngigkeit der gew[ue]nschten Geometrie des zu erstellenden Werkst[ue]cks ortselektiv mit Laserstrahlung beaufschlagt. Die in die Pulverschicht eindringende Laserstrahlung bewirkt eine Erw[ae]rmung und folglich eine Verschmelzung oder Versinterung der Rohstoffpulverpartikel. Anschlie[ss]end werden sukzessiv weitere Rohstoffpulverschichten auf die bereits laserbehandelte Schicht auf dem Tr[ae]ger aufgebracht bis das Werkst[ue]ck die gew[ue]nschte Form und Gr[oe][ss]e hat. Selektives Laserschmelzen oder Lasersintern kann insbesondere zur Herstellung von Prototypen, Werkzeugen, Ersatzteilen oder medizinischen Prothesen, wie zum Beispiel zahn[ae]rztlichen oder orthop[ae]dischen Prothesen, sowie zur Reparatur von Bauteilen anhand von CAD-Daten eingesetzt werden.」

（［０００２］選択的レーザ溶融又はレーザ焼結は、粉末状、特に金属および／またはセラミックの原料を複雑な形状の三次元ワークピースに加工できる生成層構築プロセスである。この目的のために、原料粉末層がキャリアに塗布され、製造されるワークピースの所望の形状に応じて、位置選択的な方法でレーザ光線に曝される。粉末層を透過するレーザ放射は、加熱を引き起こし、その結果、原料粉末粒子の融合または焼結を引き起こす。続いて、ワークピースが所望の形状およびサイズになるまで、さらなる原料粉末層が連続的に適用される。選択的レーザ溶融またはレーザ焼結は、特にプロトタイプ、ツール、交換部品、または歯科または整形外科用プロテーゼなどの医療用プロテーゼの製造、およびＣＡＤデータを使用したコンポーネントの修理に使用できる。）

「[0004] Die Erfindung ist auf die Aufgabe gerichtet, eine Anlage mit einer Werkst[ue]ckerzeugungssektion zur Herstellung von dreidimensionalen Werkst[ue]cken durch Beaufschlagen von Pulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung bereitzustellen, die zur Herstellung gr[oe][ss]erer St[ue]ckzahlen von Werkst[ue]cken geeignet ist und eine effiziente und sichere Nachbehandlung von in einer Baukammer der Werkst[ue]ckerzeugungssektion verarbeitetem Rohstoffpulver erm[oe]glicht.」

（［０００４］本発明は、粉末層を電磁放射または粒子放射にさらすことによって三次元ワークピースを製造するためのワークピース製造セクションをシステムに提供することを目的とし、これは、より多くのワークピースの製造に適しており、効率的であり、ワークピース製造セクションの構築チャンバでの安全な後処理は、原料粉末を処理する。）

「[0005] Diese Aufgabe wird durch eine Anlage mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gel[oe]st.」

（［０００５］この目的は、請求項１の特徴を備えたシステムによって達成される。）

「[0006] Die Anlage umfasst eine Werkst[ue]ckerzeugungssektion zur Herstellung von Werkst[ue]cken durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung, die eine Bestrahlungseinrichtung sowie eine gegen[ue]ber der Umgebungsatmosph[ae]re abdichtbare Prozesskammer mit einem Tr[ae]ger zur Aufnahme eines Rohstoffpulvers sowie eines durch ein generatives Schichtbauverfahren aus dem Rohstoffpulver hergestellten Werkst[ue]cks umfasst.」

（［０００６］このシステムは、原料粉末層を電磁放射または粒子放射にさらすことによってワークピースを製造するためのワークピース製造セクションを含み、ワークピース製造セクションは、照射装置と、原料を保持するためのキャリアで周囲大気から密閉できるプロセスチャンバと、生成層プロセスを使用して原料粉末から作られたワークピースを含む。）

「[0011] Dadurch kann in vorteilhafter Weise verhindert werden, dass in der Baukammer vorhandenes, nicht f[ue]r die Werkst[ue]ckerzeugung verbrauchtes Rohstoffpulver und das in der Baukammer aufgenommene, durch ein generatives Schichtbauverfahren erzeugte Werkst[ue]ck bei der Entnahme der Baukammer aus der Werkst[ue]ckerzeugungssektion unerw[ue]nschten chemischen Reaktionen, beispielsweise Oxidationsreaktionen ausgesetzt werden. Folglich kann die Baukammer unmittelbar nach der Fertigstellung des zu erzeugenden Werkst[ue]cks aus der Werkst[ue]ckerzeugungssektion entnommen werden, da das Werkst[ue]ck und das nicht verbrauchte Rohstoffpulver in der gegen[ue]ber der Umgebungsatmosph[ae]re abgedichteten Baukammer auch au[ss]erhalb der Werkst[ue]ckerzeugungssektion auf eine Temperatur abgek[ue]hlt werden k[oe]nnen, bei der unerw[ue]nschte chemische Reaktionen, wie zum Beispiel Oxidationsreaktionen in sehr viel geringerem Ausma[ss] auftreten. Die Werkst[ue]ckerzeugungssektion kann dann ohne Zeitverlust mit einer Ersatzbaukammer best[ue]ckt und zur Erzeugung eines neuen Werkst[ue]cks eingesetzt werden. Dadurch wird ein besonders effizienter Betrieb der Anlage erm[oe]glicht.」

（［００１１］これは、構築チャンバ内に存在し、ワークピースの生産に使用されない原料粉末、および構築チャンバに受け入れられ、構築チャンバがワークピース製造セクションから取り外されたとき、生成層構築プロセスによって生産されたワークピースが、望ましくない化学反応、例えば酸化反応にさらされるのを有利に防ぐことができる。その結果、周囲の雰囲気から密閉された構築チャンバ内のワークピースと未使用の原料粉末が可能になるため、生産されるワークピースが完成した直後に、構築チャンバをワークピース製造セクションから取り外すことができる。また、ワークピース製造セクションの外側で、たとえば酸化反応などの望ましくない化学反応が遙かに少ない程度で発生する温度まで冷却することもできる。ワークピース製造セクションは、時間を無駄にすることなく交換用の構築チャンバを装備し、新しいワークピースを製造するために使用できる。これにより、システムの特に効率的な運用が可能になる。）

「[0015] Eine Anlage, die mit einer oben beschriebenen Werkst[ue]ckerzeugungssektion, bei der eine Baukammer in einem gegen[ue]ber der Umgebungsatmosph[ae]re abgedichteten Zustand aus der Werkst[ue]ckerzeugungssektion entnehmbar ist, aber auch mit einer herk[oe]mmlichen Werkst[ue]ckerzeugungssektion, d. h. einer Werkst[ue]ckerzeugungssektion, bei der die Baukammer lediglich in einem "offenen" Zustand aus der Werkst[ue]ckerzeugungssektion entnehmbar ist, ausgestattet sein kann, umfasst eine Nachbehandlungssektion. Die Nachbehandlungssektion ist dazu eingerichtet, eine Baukammer zur Aufnahme eines in einer Werkst[ue]ckerzeugungssektion durch Beaufschlagung von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung erzeugten Werkst[ue]cks in einer Wechselstation aufzunehmen. Eine Baukammer, die aus ihrer Betriebsposition in der Werkst[ue]ckerzeugungssektion entnommen wird, ist dann, sobald sie sich in ihrer Wechselposition befindet, in der Wechselstation der Nachbehandlungssektion angeordnet. Ferner kann eine in die Wechselstation der Nachbehandlungssektion gesetzte Ersatzbaukammer, beispielsweise mittels der F[oe]rdereinrichtung der Werkst[ue]ckerzeugungssektion, in die Werkst[ue]ckerzeugungssektion eingefahren und dort f[ue]r einen neuen Bauprozess, d. h. zur Erzeugung eines neuen Werkst[ue]cks genutzt werden.」

（［００１５］上記のワークピース製造セクションを備えたシステムで、周囲の大気に対して密閉された状態でワークピース製造セクションから構築チャンバを取り外すことができるが、従来のワークピース製造セクション、すなわち、ワーク生産セクションでも、構築チャンバが「開」状態でのみワークピース製造セクションから取り外せることができる。ワークピース製造セクションは、後処理セクションを含む。後処理セクションは、交換ステーションでの電磁放射または粒子放射による原料粉末層の曝露によってワークピース製造セクションで生成されたワークピースを受け入れるための構築チャンバを収容するように設定されている。次に、ワークピース製造セクションの操作位置から取り外された構築チャンバは、それがその変更位置にあるとすぐに、後処理セクションの変更ステーションに配置される。さらに、後処理セクションの交換ステーションに配置された交換用構築チャンバは、例えば、ワークピース製造セクションのコンベヤ装置によって、ワークピース製造セクションに移動することができ、そこで、新しい構築プロセス、すなわち、新しいワークピースを生成するために使用できる。

「[0018] In einer vollautomatischen Ausf[ue]hrungsform der Nachbehandlungssektion kann die Transportvorrichtung jedoch auch eine vollautomatisch, beispielsweise unter der Steuerung einer Steuereinheit der Nachbehandlungssektion arbeitende Transportvorrichtung sein. Insbesondere kann die Transportvorrichtung einen Greifer umfassen, der dazu eingerichtet ist, die Baukammer zu greifen und so zwischen den verschiedenen Stationen der Nachbehandlungssektion zu bewegen. Der Greifer kann entlang einer Verfahreinrichtung, die bei beispielsweise in Form eines Schienensystems oder dergleichen ausgebildet sein kann, verfahrbar sein.

（［００１８］しかしながら、後処理セクションの完全自動の実施形態では、輸送装置はまた、例えば、後処理セクションの制御ユニットの制御下にある完全自動輸送装置であり得る。特に、輸送装置は、構築チャンバを把持し、したがってそれを後処理セクションの様々なステーション間で移動させるように設定されたグリッパーを備えることができる。グリッパーは、例えば、レールシステムなどの形態で設計され得る変位装置に沿って変位可能であり得る。）

[0019] Die Nachbehandlungssektion kann ferner eine der Wechselstationen nachgeordnete Parkstation umfassen. Der Aufenthalt der Baukammer in der Parkstation kann dazu genutzt werden, die Baukammer, d. h. das in der Baukammer erzeugte Werkst[ue]ck sowie unverbrauchtes Rohstoffpulver auf eine gew[ue]nschte Temperatur abzuk[ue]hlen. Sobald die Baukammer die Parkstation erreicht hat, ist die Wechselstation zur Aufnahme einer Ersatzbaukammer frei, die dann unmittelbar in ihre Betriebsposition in der Werkst[ue]ckerzeugungssektion [ue]berf[ue]hrt werden kann. Die Parkstation kann beispielsweise seitlich benachbart zu der Wechselstation angeordnet sein. Es ist jedoch auch denkbar, die Parkstation oberhalb der Wechselstation anzuordnen.」

（［００１９］後処理セクションには、交換ステーションの下流にパーキングステーションを含めることもできる。パーキングステーションにおける構築チャンバの滞在は、構築チャンバを開くために使用できる。構築チャンバで生産されたワークピースと未使用の原料粉末を所望の温度に冷却する。構築チャンバがパーキングステーションに到着するとすぐに、交換ステーションは交換用の構築チャンバを自由に収容でき、それをワークピース製造セクションの操作位置に直接移すことができる。パーキングステーションは、例えば、交換ステーションに隣接して横方向に配置することができる。パーキングステーションは、交換ステーションの上に配置することも考えられる。）

「[0021] Der Baukammeraufsatz umfasst vorzugsweise einen Anschluss zur Verbindung des Baukammeraufsatzes mit einer Schutzgasquelle, einer Unterdruckquelle und/oder einer [ue]berdruckquelle verbunden sein. Durch diese Ausgestaltung des Baukammeraufsatzes kann in einem Innenraum des Baukammeraufsatzes, sobald er abdichtend mit der Baukammer verbunden ist, eine Atmosph[ae]re erzeugt werden, die der Atmosph[ae]re in der Baukammer entspricht. Beispielsweise kann innerhalb des Baukammeraufsatzes eine Schutzgasatmosph[ae]re erzeugt werden, die der in der Baukammer vorherrschenden Schutzgasatmosph[ae]re entspricht. Der die Baukammer abdichtend verschlie[ss]ende Deckel kann dann problemlos ge[oe]ffnet werden, sobald der Baukammeraufsatz auf die Baukammer aufgesetzt ist, ohne dass an dem in der Baukammer vorhandenen Werkst[ue]ck oder an in der Baukammer vorhandenem nicht verbrauchten Rohstoffpulver unerw[ue]nschte chemische Reaktionen, wie zum Beispiel Oxidationsreaktionen eintreten.」

（［００２１］構築チャンバアタッチメントは、好ましくは、構築チャンバアタッチメントを保護ガス源、負圧源および／または過圧源に接続するための接続を含む。構築チャンバアタッチメントのこの構成では、構築チャンバに密閉接続されるとすぐに、構築チャンバアタッチメントの内部に雰囲気を生成することができ、その雰囲気は、構築チャンバ内の雰囲気に対応する。例えば、保護ガス雰囲気は、構築チャンバ内で優勢な保護ガス雰囲気に対応する構築チャンバアタッチメント内で生成することができる。構築チャンバを密閉するカバーは、構築チャンバのアタッチメントが構築チャンバに配置されるとすぐに、ワークピースまたは構築チャンバ内の未使用の原料粉末で発生する酸化反応などの望ましくない化学反応なしに、問題なく開くことができる。）

「[0027] In einer halbautomatischen Ausf[ue]hrungsform der Nachbehandlungssektion kann die Entnahmestation eine gegen[ue]ber der Umgebungsatmosph[ae]re abdichtbare Handhabungskammer umfassen, die einen Anschluss zur Verbindung der Handhabungskammer mit einer Schutzgasquelle, einer [ue]berdruckquelle und/oder einer Unterdruckquelle sowie einen Rohstoffpulverauslass umfasst. Dadurch kann in der Handhabungskammer eine Atmosph[ae]re erzeugt werden, die der Atmosph[ae]re in der Baukammer entspricht. Folglich kann die Baukammer aus der Wechselstation entnommen und direkt in die Handhabungskammer der Entnahmestation eingesetzt werden. Sobald in der Handhabungskammer die gew[ue]nschte Atmosph[ae]re aufgebaut ist, kann der Deckel der Baukammer ge[oe]ffnet werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass das in der Baukammer aufgenommene Werkst[ue]ck oder nicht verbrauchtes Rohstoffpulver unerw[ue]nschten chemischen Reaktionen mit der Au[ss]enatmosph[ae]re ausgesetzt wird.」

（［００２７］後処理セクションの半自動実施形態では、除去ステーションは、周囲雰囲気から密閉することができ、ハンドリングチャンバを保護ガス源、正圧源に接続するための接続を含む、ハンドリングチャンバ、または負圧源と原料粉末出口を含むことができる。その結果、構築チャンバ内の雰囲気に対応する雰囲気をハンドリングチャンバ内に生成することができる。その結果、構築チャンバを交換ステーションから取り外して、取り外しステーションのハンドリングチャンバに直接挿入することができる。ハンドリングチャンバ内に所望の雰囲気が形成されるとすぐに、構築チャンバ内に受け入れられたワークピースまたは原料粉末が外気との望ましくない化学反応にさらされるリスクなしに、構築チャンバのカバーを開くことができる。）

「[0028] Ferner umfasst die Handhabungskammer vorzugsweise einen Rohstoffpulverauslass. [ue]ber den Rohstoffpulverauslass kann aus der Baukammer in die Handhabungskammer [ue]berf[ue]hrtes Rohstoffpulver abgef[ue]hrt werden. Der Rohstoffpulverauslass ist vorzugsweise mittels eines Sperrventils verschlie[ss]bar. Bei ge[oe]ffnetem Sperrventil kann dann Rohstoffpulver aus der Handhabungskammer abgelassen werden, wohingegen bei verschlossenem Sperrventil die Rohstoffpulverabfuhr aus der B Handhabungskammer unterbunden wird. Das Sperrventil ist vorzugsweise so gestaltet, dass es in geschlossenem Zustand auch eine Abdichtung der Handhabungskammer gegen[ue]ber der Umgebungsatmosph[ae]re gew[ae]hrleistet.」

（［００２８］さらに、ハンドリングチャンバは、好ましくは、原料粉末出口を含む。構築チャンバから処理室に移送された原料粉末は、原料粉末出口から排出することができる。原料粉末出口は、シャットオフバルブによって閉じることが好ましい。シャットオフバルブが開いているときは、原料粉末をハンドリングチャンバから排出できるが、シャットオフバルブが閉じているときは、原料粉末がハンドリングチャンバから排出されない。シャットオフバルブは、好ましくは、閉鎖状態において、それがまた、ハンドリングチャンバが周囲雰囲気から密閉されることを確実にするよう設計される。）

「[0037] Fig. 1 eine erste Ausf[ue]hrungsform einer Anlage mit einer Werkst[ue]ckerzeugungssektion zur Herstellung von Werkst[ue]cken durch Aufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung sowie einer vollautomatischen Nachbehandlungssektion zeigt,」

（［００３７］図１は、電磁放射または粒子放射で原料粉末層を破壊することによってワークピースを製造するためのワークピース製造セクションと、全自動後処理セクションを備えたシステムの第１の実施形態を示す。）

「[0038] Fig. 2 eine weitere Ausf[ue]hrungsform einer Anlage mit einer Werkst[ue]ckerzeugungssektion zur Herstellung von Werkst[ue]cken durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung und einer vollautomatischen Nachbehandlungssektion zeigt und」

（［００３８］図２は、原料粉末層を電磁放射または粒子放射に曝すことによってワークピースを製造するためのワークピース製造セクションと、全自動後処理セクションとを備えたシステムのさらなる実施形態を示す。）

「[0039] Fig. 3 eine Ausf[ue]hrungsform einer Anlage mit einer Werkst[ue]ckerzeugungssektion zur Herstellung von Werkst[ue]cken durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung und einer halbautomatischen Nachbehandlungssektion zeigt.」

（［００３９］図３は、原料粉末層を電磁放射または粒子放射に曝すことによってワークピースを製造するためのワークピース製造セクションと、半自動後処理セクションとを備えたシステムの実施形態を示す。）

「[0040] In den Fig. 1 und Fig. 2 gezeigte Anlagen 10 umfassen jeweils eine Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 zur Herstellung von Werkst[ue]cken durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung. Die Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 umfasst eine Bestrahlungseinrichtung 14 sowie eine Prozesskammer 16. Die Prozesskammer 16 ist, ebenso wie ein die Prozesskammer 16 umgebender Bereich der Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 gegen[ue]ber der Umgebungsatmosph[ae]re abdichtbar und mit entsprechenden Anschl[ue]ssen versehen, [ue]ber die die Prozesskammer 16 und der sie umgebende Bereich der Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 mit einer Schutzgasquelle, einer Unterdruckquelle und/oder einer [ue]berdruckquelle verbunden werden kann. In der Prozesskammer 16 ist ein Tr[ae]ger 18 angeordnet, der dazu dient, Rohstoffpulver sowie ein durch ein generatives Schichtbauverfahren aus dem Rohstoffpulver hergestelltes Werkst[ue]ck 20 aufzunehmen.」

（［００４０］図１および図２に示されるシステム１０はそれぞれ、原料粉末層を電磁放射または粒子放射にさらすことによってワークピースを製造するためのワークピース製造セクション１２を備える。ワークピース製造セクション１２は、照射装置１４とプロセスチャンバ１６とを備えている。プロセスチャンバ１６は、プロセスチャンバ１６を取り囲むワークピース製造セクション１２の領域のように、周囲雰囲気から密閉することができ、プロセスチャンバ１６およびワークピースの領域を介して対応する接続が提供される。それを取り巻くワークピース製造セクション１２は、保護ガス源、負圧源、および／または過圧源に接続することができる。プロセスチャンバ１６内に、原料粉末と、原料粉末から積層造形法により製造されたワークピース２０とを収容するキャリア１８が配置されている。）

「[0041] Der Tr[ae]ger 18 ist relativ zu der Prozesskammer 16 in vertikaler Richtung nach unten in eine Baukammer 22 verschiebbar. Die Form der Baukammer 22 ist an die Form des Tr[ae]gers 18 angepasst. In dem gezeigten Ausf[ue]hrungsbeispiel ist der Tr[ae]ger 18 kreisf[oe]rmig ausgebildet. Entsprechend hat die Baukammer 22 eine kreiszylindrische Form. Im Betrieb der Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12, d. h. solange sich die Baukammer 22 in ihrer Betriebsposition befindet, in der eine auf den Tr[ae]ger 18 aufgebrachte Rohstoffpulverschicht mittels der Bestrahlungseinrichtung 14 mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung beaufschlagbar ist, ist die Baukammer 22 im Bereich ihrer Oberseite offen, um eine Verschiebung des Tr[ae]gers 18 in die Baukammer 22 zu erm[oe]glichen.」

（［００４１］キャリア１８は、プロセスチャンバ１６に対して垂直方向に下向きに構築チャンバ２２内に変位させることができる。構築チャンバ２２の形状は、キャリア１８の形状に適合されている。示される実施形態では、キャリア１８は円形である。それに対応して、構築チャンバ２２は、円形の円筒形を有する。ワークピース製造セクション１２の運転において、キャリア１８に塗布された原料粉末層が、照射装置１４によって電磁放射または粒子放射に曝されることができるその動作位置にある限り、キャリア１８を構築チャンバ２２内に移動できるように、構築チャンバ２２は、その上側の領域において解放されている。）

「[0042] Die Bestrahlungseinrichtung 14 umfasst eine Strahlungsquelle, vorzugsweise eine Laserquelle, sowie eine optische Einheit, die mit optischen Elementen sowie einer Scaneinheit ausgestattet ist. Wenn von der Strahlungsquelle der Bestrahlungseinrichtung 14 abgegebene elektromagnetische Strahlung oder Teilchenstrahlung ortselektiv [ue]ber eine auf den Tr[ae]ger 18 aufgebrachte Rohstoffpulverschicht gef[ue]hrt wird, bewirkt der dadurch in der Rohstoffpulverschicht verursachte W[ae]rmeeintrag ein Verschmelzen bzw. Versintern einzelner Rohstoffpartikel, wodurch ein schichtweiser Aufbau des Werkst[ue]cks 20 erfolgt. Die schichtweise Aufbringung des Rohstoffpulvers auf den Tr[ae]ger 18 erfolgt mittels einer geeigneten Pulverauftragsvorrichtung (in den Figuren nicht gezeigt).」

（［００４２］照射装置１４は、放射線源、好ましくはレーザ源と、光学素子と走査ユニットを備えた光学ユニットとを備える。照射装置１４の放射源によって放出された電磁放射または粒子放射が、キャリア１８に適用された原料粉末層上を位置選択的に導かれる場合、それによって原料粉末層に生じた入熱は、個々の原料粒子の融合または焼結を引き起こし、その結果、ワークピース２０は層状に構築される。原料粉末は、適切な粉末塗布装置（図には示されていない）によってキャリア１８に層状に塗布される。）

「[0043] Nach Beendigung eines Bauprozesses zur Erzeugung eines Werkst[ue]cks 20 in der Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 wird die Baukammer 22 aus der Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 entnommen. Hierzu wird die Baukammer 22 im Bereich ihrer Oberseite mit einem Deckel 24 verschlossen. Insbesondere wird der Deckel 24 mittels einer Deckelpositionieranordnung 25 aus einer Position seitlich der Baukammer 22 durch eine in den Figuren nicht n[ae]her veranschaulichte Dichtung auf die Oberseite der Baukammer 22 gefahren. Der Betrieb der Deckelpositionieranordnung 25 wird durch eine ebenfalls nicht n[ae]her veranschaulichte Steuereinheit der Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 gesteuert.」

（［００４３］ワークピース製造セクション１２でワークピース２０を製造するための構築プロセスが完了した後、構築チャンバ２２は、ワークピース製造セクション１２から取り外される。この目的のために、構築チャンバ２２は、その上側の領域でカバー２４で閉じられている。特に、カバー２４は、カバー位置決め装置２５によって、図に詳細に示されていないシールを介して、構築チャンバの上側の位置から構築チャンバ２２の側に移動される。カバー位置決め装置２５の動作は、同様にこれ以上詳細には示されていない、ワークピース製造セクション１２の制御ユニットによって制御される。）

「[0044] Der Deckel 24 ist dazu geeignet, die Baukammer 22 gegen[ue]ber der Umgebungsatmosph[ae]re abzudichten, so dass die Baukammer 22 im gegen[ue]ber der Umgebungsatmosph[ae]re abgedichteten Zustand aus ihrer Betriebsposition in eine Wechselposition au[ss]erhalb der Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 [ue]berf[ue]hrbar ist. Die [ue]berf[ue]hrung der Baukammer 22 aus ihrer Betriebsposition in ihre Wechselposition erfolgt mittels einer F[oe]rdereinrichtung 28, die ein F[oe]rderband umfasst und deren Betrieb durch die Steuereinheit der Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 gesteuert wird.」

（［００４４］カバー２４は、構築チャンバ２２を周囲雰囲気から密閉するのに適しており、その結果、構築チャンバ２２は、周囲雰囲気から密閉された状態で、その動作位置からワークピース製造セクション１２の外側の変更位置に移すことができる。構築チャンバ２２のその動作位置からその交換位置への移動は、コンベヤベルトを含み、その動作がワークピース製造セクション１２の制御ユニットによって制御されるコンベヤ装置２８によって行われる。）

「[0045] Ferner umfasst die Anlage 10 eine Nachbehandlungssektion 30, deren Betrieb mittels einer Steuereinheit 31 gesteuert wird. Die Nachbehandlungssektion 30 dient dazu, die Baukammer 22 mit dem in der Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 durch Beaufschlagen von Rohstoffpulverschichten mit elektromagnetischer Strahlung oder Teilchenstrahlung erzeugten Werkst[ue]cks 20 in einer Wechselstation 32 aufzunehmen. Ferner umfasst die Nachbehandlungssektion 30 in den in den Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten vollautomatischen Anlagen 10 eine der Wechselstationen 32 nachgeordnete Parkstation 34, eine der Parkstation 34 nachgeordnete Rotationsstation 36 sowie eine der Rotationsstation 36 nachgeordnete Entnahmestation 38.」

（［００４５］システム１０はまた、後処理セクション３０を含み、その動作は、制御ユニット３１によって制御される。後処理セクション３０は、原料粉末層を交換ステーション３２内で電磁放射または粒子放射にさらすことによって、ワークピース製造セクション１２で製造されたワークピース２０を備えた構築チャンバ２２を収容するために使用される。さらに、図１および２に示される全自動システム１０の後処理セクション３０は、交換ステーション３２の下流のパーキングステーション３４、パーキングステーション３４下流の回転ステーション３６、および回転ステーション３６の下流の取り外しステーション３８を含む。）

「[0046] Die Wechselstation 32, die Parkstation 34, die Rotationsstation 36 und die Entnahmestation 38 sind in der Anlage 10 gem[ae][ss] Fig. 1 jeweils seitlich benachbart zueinander angeordnet. Im Gegensatz dazu ist in der Anlage 10 gem[ae][ss] Fig. 2 die Parkstation 34 oberhalb der Wechselstation 32 positioniert. Ferner ist die Entnahmestation 38 nicht seitlich neben der Rotationsstation 36, sondern zwischen der Rotationsstation 36 und der Parkstation 34 unterhalb der Rotationsstation 36 und der Parkstation 34 angeordnet. Im [ue]brigen entsprechen die Struktur und die Funktionsweise der Anlage 10 gem[ae][ss] Fig. 2 der Struktur und der Funktionsweise der in Fig. 1 dargestellten Anlage 10.」

（［００４６］交換ステーション３２、パーキングステーション３４、回転ステーション３６および取り外しステーション３８はそれぞれ、図１によるシステム１０において互いに横方向に隣接して配置されている。これとは対照的に、図２によるシステム１０では、パーキングステーション３４は、交換ステーション３２の上に配置されている。さらに、取り外しステーション３８は、回転ステーション３６の隣に横方向に配置されていないが、回転ステーション３６と、回転ステーション３６とパーキングステーション３４の下のパーキングステーション３４との間に配置されている。そうでなければ、図２によるシステム１０の構造および動作モードは、図１に示されるシステム１０の構造および動作モードに対応する。）

「[0047] Um die Baukammer 22 zwischen den verschiedenen Stationen 32, 34, 36, 38 der Nachbehandlungssektion 30 zu [ue]berf[ue]hren, ist die Nachbehandlungssektion 30 ferner mit einer Transportvorrichtung 40 versehen. Die Transportvorrichtung 40 umfasst einen in der Fig. 1 jeweils hinter der Baukammer 22 angeordneten und daher nicht erkennbaren Greifer 42, der dazu eingerichtet ist, die Baukammer zu greifen. Der Greifer 42 ist jedoch in der in Fig. 2 veranschaulichten Anlage 10 erkennbar. Mittels einer Verfahreinrichtung 44, die beispielsweise ein Schienensystem umfassen kann, ist der Greifer 42 zwischen den verschiedenen Stationen 32, 34, 36, 38 der Nachbehandlungssektion 30 bewegbar. Folglich kann der Greifer 42 eine in einer der Stationen 32, 34, 36, 38 der Nachbehandlungssektion 30 aufgenommene Baukammer 22 ergreifen und in eine andere Station 32, 34, 36, 38 setzen.」

（［００４７］後処理セクション３０の様々なステーション３２、３４、３６、３８間で構築チャンバ２２を移送するために、後処理セクション３０はまた、輸送装置４０を備えている。輸送装置４０は、図１の各場合において構築チャンバ２２の後ろに配置され、したがって認識できないグリッパー４２を備え、これは、構築チャンバを把持するように設定されている。しかしながら、グリッパー４２は、図２に示されるシステム１０において見ることができる。グリッパー４２は、例えばレールシステムを含むことができる変位装置４４によって、後処理セクション３０の様々なステーション３２、３４、３６、３８の間で移動することができる。その結果、グリッパー４２は、後処理セクション３０のステーション３２、３４、３６、３８の１つで受け取られた構築チャンバ２２を把持し、それを別のステーション３２、３４、３６、３８に配置することができる。）

「[0054] In der Entnahmestation 38 wird der Baukammeraufsatz 46 von der Baukammer 22 gel[oe]st. Anschlie[ss]end kann das Werkst[ue]ck 20 aus der Baukammer 22 entnommen werden. Hierzu wird der das Werkst[ue]ck 20 aufnehmende Tr[ae]ger 18, angetrieben von einem nicht veranschaulichten Motor der Entnahmestation 38, in vertikaler Richtung nach oben gefahren, bis der Tr[ae]ger 18 eine obere Begrenzung der Baukammer 22 bildet. Das Werkst[ue]ck 20 kann dann bequem entnommen werden. Sobald das Werkst[ue]ck 20 von der Baukammer 20 getrennt ist, steht die Baukammer 22 als Ersatzbaukammer zur Verf[ue]gung, die in die Wechselstation 32 der Nachbehandlungssektion 30 eingebracht und von dort wieder die Werkst[ue]ckerzeugungssektion 12 zur[ue]ckgef[ue]hrt werden kann.」

（［００５４］取り外しステーションにおいて、構築チャンバアタッチメント４６は、構築チャンバ２２から取り外される。次に、ワークピース２０を構築チャンバ２２から取り外すことができる。この目的のために、取り外しステーション３８のモーター（図示せず）によって駆動されるワークピース２０を受け入れるキャリア１８は、キャリア１８が構築チャンバ２２の上部境界を形成するまで、垂直方向に上方に移動される。次に、ワークピース２０を容易に取り外すことができる。ワークピース２０が構築チャンバ２０から分離されるとすぐに、構築チャンバ２２は、後処理セクション３０の交換ステーション３２に持ち込まれ、そこからワークピース製造セクション１２に戻ることができる代替の構築チャンバとして利用可能である。）

「

［図：0001384304000001.jpg］

」

（図１）

「

［図：0001384304000002.jpg］

」

（図２）

「

［図：0001384304000003.jpg］

」

（図３）

２ 甲２の記載事項

甲２には以下の記載がある。

「【請求項１】

レーザ焼結装置に用いられる構築チャンバの温度を制御する方法であって、

ａ． 第１の構築チャンバを温度管理ステーションに接続して、該構築チャンバを、前記レーザ焼結装置の動作温度またはそれに近い温度に予熱する工程、

ｂ． 前記構築チャンバを前記温度管理ステーションから外し、前記レーザ焼結装置中に挿入する工程、

続きを表示（全14行）

ｃ． 前記レーザ焼結装置を動作させて、溶融粉末と未溶融粉末からなる部品入りケーキ内に少なくとも１つの部品を形成することによって、構築を完了する工程、

ｄ． 前記レーザ焼結装置から前記構築チャンバを取り出す工程、

ｅ． 前記取り出された構築チャンバを前記温度管理ステーションに接続する工程、

ｆ． 前記構築チャンバの冷却を制御して、該構築チャンバと前記部品入りケーキの温度を、該部品入りケーキを壊してその内の前記少なくとも１つの部品を取り出すことのできる温度まで低下させる工程、

を有してなる方法。

・・・

【請求項４】

前記構築チャンバに選択的に熱を供給して、前記部品入りケーキとその中の前記少なくとも１つの部品の温度を制御可能に低下させることによって、前記部品入りケーキの冷却を制御して、前記少なくとも１つの部品の熱歪みを防ぐ工程をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の方法。

【請求項５】

前記部品入りケーキの周囲の選択された位置で該部品入りケーキの温度をモニタすることによって、該部品入りケーキの冷却を制御する工程をさらに含むことを特徴とする請求項４記載の方法。」

「【０００１】

本発明は、広く、高速試作および製造の方法に関し、より詳しくは、レーザ焼結および最初の部品を構築し終わった後に続いての構築を開始するためにレーザ焼結システムをより迅速に次の準備をする能力に関する。」

「【００１０】

それゆえ、概して、取り外された構築チャンバ内の先の構築サイクル中に形成された部品に悪影響を及ぼさずに別の構築サイクルを迅速に開始できるようにするために、レーザ焼結システムから取り外すことができ、レーザ焼結システムの動作温度でまたはその近くの温度で別の構築チャンバと交換できる取外し可能な構築チャンバを有するレーザ焼結装置および高速試作成形装置が必要とされている。これらの問題は、本発明の設計において解決される。

【課題を解決するための手段】

【００１１】

続きを表示（全13行）

本発明のある態様では、構築の完了後、構築チャンバがプロセス・チャンバから取り外せるようになっており、部品を有する部品入りケーキは構築チャンバ内で冷却することができ、新たな予熱された構築チャンバがレーザ焼結システム中に挿入されるようになっている取外し可能な構築チャンバを有するレーザ焼結装置が提供される。

【００１２】

本発明の別の態様は、交換用構築チャンバが、レーザ焼結システム中に取外しできるように挿入されたらすぐにその後の構築を開始するのに必要な温度またはその近くにあるように、このチャンバの予熱を制御するために、マイクロプロセッサにより制御された温度管理ステーションが交換用構築チャンバに接続可能であることである。

【００１３】

本発明のさらに別の態様は、マイクロプロセッサにより制御された温度管理ステーションが、中に構築された部品を有する部品入りケーキの冷却を制御するように、構築された部品の完成後に、取り出された構築チャンバに接続可能であることである。

【００１４】

本発明のある特徴は、マイクロプロセッサにより制御された温度管理ステーションは、未溶融の粉末とその中で新たに構築された部品を有する部品入りケーキを制御された様式で冷却できるように、取り外された構築チャンバ内の熱の下降傾斜を管理することである。

【００１５】

本発明の別の特徴は、マイクロプロセッサにより制御された温度管理ステーションは、レーザ焼結システム内のプロセス・チャンバへの挿入と連結の直後に新たな構築を開始できるように、構築チャンバをレーザ焼結システムの動作温度またはその近くの温度にするように、レーザ焼結システム中への挿入前に交換用構築チャンバの予熱を管理することである。」

「【００２１】

図１を参照すると、取外し可能な構築チャンバを有するレーザ焼結装置またはシステムが、示されており、概して参照番号１０で表されている。レーザ焼結装置１０は、プロセス・チャンバ１５、関連する支持ハウジング２０、および構築台車３０により支持されている取外し可能な構築チャンバ２５を備えている。構築台車３０は、構築チャンバ２５と共に、支持ハウジング２０中に取外し可能に挿入されている。ある実施の形態において、レーザ焼結装置１０は、構築チャンバ２５を装填位置と構築位置との間で移動するように適合された昇降装置（図１には示されていない）を備えていてよい。ここに用いたように、「構築位置」という用語は、構築台の垂直移動が粉末床に対して実質的に垂直であるような構築台が粉末床に対して適切に位置決めされている構築チャンバ２５の位置を称する。構築位置において、レーザ焼結装置１０は、部品を構築する準備ができている。昇降装置は、水圧または油圧シリンダ、空気圧シリンダ、電気モータなどを備えていて差し支えない。レーザ焼結装置１０は、プロセス・チャンバ１５内でレーザビームを生成し、標的に当てるためのレーザおよび関連する機構を含む関連したレーザ・ユニット４０も備えている。」

「【００２４】

構築チャンバ２５は、可動性構築台（図示せず）を有する構築シリンダ６０（手短に図３参照）を備えている。プロセス・チャンバ１５は、粉末を広げている操作中に過剰の粉末を受け入れるように適合された１つ以上の溢れ受入容器（これも図示せず）を備えていてもよい。動作中、粉末スプレッダーは、粉末を粉末床の表面に亘り広げ、可動性構築台の表面上に個別の粉末層を堆積させて、部品入りケーキを形成する。ここに用いているように、「部品入りケーキ」という用語は、焼結粉末および未溶融粉末を含む、構築台の表面上に堆積された可溶性粉末の層を称する。この構築台は、加工すべき各粉末層の厚さを定義するために、小さな段階、例えば、０．１２５ｍｍずつ、粉末床の下に移動するようにモータ（図示せず）により制御されていてよい。この動きは一方向には限られない。例えば、下方への０．５００ｍｍの動きとその後の上方への０．３７５ｍｍの動きによって、最後の段階から０．１２５ｍｍ低い最終的な下方の位置が得られる。一般に、構築台は、垂直移動の軸（図示せず）に沿って構築シリンダ内で移動可能である。」

「【００２７】

プロセス・チャンバ１５と構築チャンバ２５の連結前に、取外し可能な構築チャンバ２５は、図２に示すように、温度管理ステーション２６に接続されることによって、予熱される。温度管理ステーション２６は、取外し可能な構築チャンバ２５が装置１０のプロセス・チャンバ１５内に挿入されたときに構築を開始するのに要する時間を減少させるために、構築チャンバ２５をレーザ焼結装置１０の動作温度にあるかまたはその近くの温度まで予熱することを制御するマイクロプロセッサを備えている。電力は、適切なコンセントに接続された２２０ボルトの電力供給ライン２７から温度管理ステーション２６に供給される。温度管理ステーション２６のオン／オフ・スイッチ２８が、このユニットへの電気の流れを制御する。電源コード２９は、構築台車３０のコード３１に繋がり、コード３１は、取外し可能な構築チャンバ２５内の構築シリンダ６０の周りに配列された３または４個のバンド・ヒータ４４（１つのみが図３に示されている）およびピストン・ヒータに取り付けられたヒータ（図示せず）への電気エネルギーの流れを制御するコントロール・ボックス３２に繋がっている。バンド・ヒータ４４は、例えば、３個のバンド・ヒータ・システムでは、シリンダ６０の底部から頂部への高さの約３０％、６０％および９０％の位置で構築シリンダ６０の周りに垂直に配列されている。

【００２８】

コントロール・ボックス３２は、各バンド・ヒータの４個のサーミスタ（図示せず）およびピストン・ヒータのサーミスタにより提供される構築シリンダ６０内の部品入りケーキの周囲の周りの温度を示す温度記録のフィードバック、並びにバンド・ヒータが故障したときはいつでも発見するためにバンド・ヒータの各々についての現在の検出情報のフィードバックを提供するために回路基板を備えている。構築シリンダ６０のそれぞれの側にサーミスタが１つ配置されているが、必要に応じて、それより多いか少ないサーミスタを使用しても差し支えない。コントロール・ボックス３２は、高速シリアル・リンクでデータを温度管理ステーション２６内のマイクロプロセッサに送信する。ステーションは、この情報を用いて、ヒータへの電力の供給を制御する。予熱サイクル中、レーザ焼結装置１０をできるだけ早く動作できるように、取外し可能な構築チャンバ２５をできるだけ早く約１３０℃から約１６５℃の範囲の温度に加熱するように電力が供給される。図３に示されるような冷却サイクル中、温度管理ステーション２６は、サーミスタからの検出を用いて、構築された部品のカールや他の熱歪みを避けるために部品入りケーキの制御された冷却を行う。冷却サイクル中、温度管理ステーション２６内のマイクロプロセッサは、ヒータを「つつくように動作させ（ｔｉｃｋｌｅｓ）」バンド・ヒータ４４およびピストン・ヒータを介して構築チャンバに少量の熱を選択的に加えて、部品入りケーキが早く冷めすぎないことを確実にする。抵抗バンド・ヒータにエネルギーを与えるべきときを合図するために、選択されたパラメータがモニタされ、アルゴリズムで用いられる。」

「【００３１】

プロセス・チャンバ１５と構築チャンバ２５が接合された後、レーザビームがレーザ（図示せず）によって発せられ、走査システム（図示せず）を経由して標的表面または区域に向けられる。この走査システムは、一般に、レーザビームを偏向させるガルバノ・ミラーを含む。ここに用いているように、「標的区域」という用語は、部品入りケーキの頂面を称する。レーザ・システムおよびガルバノメータ・システムは通常は、レーザ窓によってプロセス・チャンバ１５から隔てられている。ある実施の形態において、プロセス・チャンバ１５は、部品入りケーキおよび部品入りケーキに隣接した粉末床のある区域を加熱する放射加熱器（図示せず）を１つ以上備えていてよい。レーザビームの偏向と焦点距離は、レーザエネルギーをその層に形成すべき部品の断面に対応する可溶性粉末層の位置に方向付けるために、レーザの変調と共に、制御できるものである。」

「【００４３】

第３の位置決め対の受入部３４ｃは、位置決めボール３５を横の全方向に自由に移動させられる大きすぎる凹部（図示せず）を含む。受入部３４ｃの凹部の側壁と位置決めボール３５の表面との間のクリアランスは、位置決め対の受入部３４ａおよび３４ｂの場合と比べて、比較的大きい。上述したように、位置決め対の受入部３４ｃは、位置決め対の受入部３４ａおよび３４ｂと一緒に水平面を画成するように後壁２２またはその近くに配置されている。支持ハウジング２０への位置決め対の受入部３４ａ、３４ｂおよび３４ｃの配置は、位置決め対の受入部３４ｂの軸が位置決め対の受入部３４ａと交差するという条件で、好みに応じて異なってもよい。」

「【００４６】

部品の完成後、昇降装置３６、３８が下方に動き、構築チャンバ２５がプロセス・チャンバ１５から分かれ、装填位置に下方に動く。新たに形成された部品４５（または一組の部品）が図３の構築シリンダ６０内に示されている。構築チャンバ２５は、支持ハウジング２０から取り出され、電源コード２９を介して温度管理ステーション２６に接続される準備ができている。プロセス・チャンバ１５は、新たに形成された部品４５が、取り出された構築チャンバ２５内で冷却され続けている間に、今では、第２の部品を構築するのに使用できる。ある実施の形態において、構築チャンバ２５の内部空間をカバー４２で囲むことが望ましいであろう。このカバー４２は、制御された速度での部品の冷却を促進するのに役立つであろう。構築チャンバ２５はさらに、部品を、制御された速度で冷却するのに役立つ断熱裏地を備えていてもよい。ある実施の形態において、構築チャンバ２５および／またはカバー４２は、制御された環境における部品の冷却をさらに促進する放射加熱器および／または不活性ガス供給源をさらに含む。これらの両方は、温度管理ステーション２６により制御されている。」

「【図１】

［図：0001384304000004.jpg］

」

「【図２】

［図：0001384304000005.jpg］

」

「【図３】

［図：0001384304000006.jpg］

」

３ 甲３－１の記載事項

甲３－１には以下の記載がある。（括弧内の翻訳文は、甲３－２を参考として当審が作成したものである。）

「[0004] The present invention relates generally to an automated and modular vending machine deploying a 3D printer that may be customized using printer modules and other hardware and software.」

（［０００４］本発明は、一般に、プリンタモジュールおよび他のハードウェアおよびソフトウェアを使用してカスタマイズすることができる３Ｄプリンタを装備した自動化されたモジュール式自動販売機に関する。）

「[0005] The invention comprises apparatus and a method that provides a free standing、 modular 3D printer machine or automated or point-of-sale device, The invention includes printer modules and common interfaces that reduce down time and maintenance costs. In addition, the modules that can be assembled and configured to create an automated vending unit having interfaces making it an interactive retail display of any size that may be linked to users over a number of interfaces.」

（［０００５］本発明は、自立型のモジュール式３Ｄプリンタマシンまたは自動化されたまたはＰＯＳデバイスを提供する装置および方法を含む。本発明は、ダウンタイムおよびメンテナンスコストを削減するプリンタモジュールおよび共通インターフェースを含む。さらに、インターフェースを備えた自動販売ユニットを作成するために組み立ておよび構成できるモジュールにより、多数のインターフェースを介してユーザにリンクできる任意のサイズのインタラクティブな小売ディスプレイとすることができる。）

「[0013] FIGS. 8A-8B illustrate a part storage and retrieval mechanism of the present invention.」

（［００１３］図８Ａ～８Ｂは、本発明の部品の保管および引出しのメカニズムを示す。）

「[0016] This description is not to be taken in a limiting sense, but is made merely for the purpose of illustrating the general principles of the invention. The scope of the invention is defined by the appended claims. In a preferred embodiment, as shown in FIG. 1, the present invention includes a modular vending machine 100 for creating a printed three-dimensional object 101. The vending machine includes an enclosure 102 having an exterior 103 and interior 104. Interior 104 is adapted to receive and house a plurality of modular three-dimensional printers 111-114 in predetermined locations. Each of the modular printers are interchangeable in each of the predetermined positions. This permits printers to be easily located, removed and installed in the device. To facilitate removal and installation of a printer, the vending machine may use a common wiring interface and a common mounting interface at each of the predetermined positions」

（［００１６］この説明は、限定的な意味で取られるべきではなく、本発明の一般的な原理を例示する目的のためのものである。本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲によって定義される。好ましい実施形態では、図１に示すように、本発明は、印刷された３次元オブジェクト１０１を作成するためのモジュール式自動販売機１００を含む。自動販売機は、外部１０３と内部１０４を有する筐体１０２を含む。内部１０４は、所定の位置で複数のモジュール式３次元プリンタ１１１－１１４を収容するように適合されている。各モジュール式プリンタの所定位置の各々において交換可能である。これは、プリンタが容易に配置され、装置の取り外し及び再設置することを可能にする。プリンタの取り外し及び取り付けを容易にするために、自動販売機は、当該所定位置に共通配線と共通のインターフェースを使用することができる。）

「[0017] At least one interface 120 is provided. The interface may be in communication with and or include a processor or other electronics for receiving a build design of an object 101 and to transmit build design instructions to at least one of the modular three-dimensional printers. As shown in FIG. 2, one or more build materials 201-212 are located in the device. To feed the build materials to the printers, at least one manipulator 220 is provided which is in communication with build materials 201-212. Manipulator 220 is adapted to feed the build materials to the modular three-dimensional printers in accordance with the received build design instructions. Once the printing of object 101 is completed, it may first be placed in a section of the device for storage. One method of storing one or more printed objects is to provide one or more storage bins 130-133 that are adapted to receive and store printed objects. The storage section or sections of the device are spaced apart from the one or more printers and prevent users from accessing the printers. This reduces the risk of injury to the user. As shown, the bins may be doors or receptacles that swing open or pivot to allow access to a part while at the same time blocking access to the interior.」

（［００１７］少なくとも１つのインターフェース１２０が設けられている。インターフェースは、通信可能な状態にあり、又はオブジェクト１０１の設計をモジュール式３次元プリンタの内の少なくとも１つに、構築設計指示を送信するためのプロセッサまたは他の電子回路を含むことができる。図２に示すように、１つあるいは複数の構築材料２０１－２１２は装置内に配置されている。構築材料をプリンタに供給するために、少なくとも１つのマニピュレータ２２０は、構築材料２０１－２１２と通信状態で提供されている。マニピュレータ２２０は、受け取った構築設計指示に従って、モジュール式３次元プリンタに構築材料を供給するようになっている。オブジェクト１０１の印刷が完了すると、収納するための装置部分に配置することができる。１つ又は複数の印刷されたオブジェクトを収納する１つの方法は、印刷されたオブジェクトを受けとって収納するように適合された１以上の収納ビン１３０－１３３を提供することである。装置の記憶部は、１つ以上のプリンタから離れて配置され、ユーザがプリンタにアクセスするのを防止する。これは、ユーザへの傷害の危険性を減少させる。図示のように、ビンは内部へのアクセスを阻止しつつ部品へのアクセスを可能にするために開いたり回転したりするドア又は容器であってもよい。）

「[0018] As shown in FIGS. 8A and 8B, a manipulator 800 is provided for positioning one or more storage bins 810-812 in a position to receive a printed object from the printers and to position a bin in the interior for storage. Manipulator 800 may be a gantry or other known mechanical systems of moving objects and is further adapted to move and manipulate a storage bin into a position in which the printed object is placed into a retrieval bin 820 for removal by the user.」

（［００１８］図８Ａおよび８Ｂに示されるように、マニピュレータ８００は、１つまたは複数の収納ビン８１０～８１２をプリンタから印刷されたオブジェクトを受け取る位置と内部においてビンを格納するための位置に配置するために提供される。マニピュレータ８００は、オブジェクトを移動する構台または他の既知の機械的システムであってもよく、さらに、ユーザが取り出すために印刷されたオブジェクトを回収ビン８２０に置く位置に収納ビンを移動および操作するように適合される。）

「[0020] Additional features include the ability to (9) calculate cost from the selected digital part file based on several factors (e.g., material consumption, material color, build time, etc.) and accepting payment before printing, (10) providing the user with a means of ensuring the security of their completed part with a randomly generated passcode, user-selected passcode, physical token, key, etc. at the start of a build or via the remote monitoring application that may be provided to retrieve the completed part, (11) accept a user's digital part file via removable memory (e.g., SD card, USB drive, etc.) and either require that the removable memory be left in the system during the build or download the selected file to a digital storage location within the system to allow the user to remove their media, (12) allow users to perform a 3D scan of a physical part that may then be replicated using the system or provide access to a part file to the user for editing, (13) provide visually-appealing industrial design, including display locations for example parts, (14) print either a user-designed part from removable memory or another source of file submission (e.g., online interface, Bluetooth from phone or PC, etc.) or allow the user to select from a list of parts (with physical models likely displayed in the case) included in the system memory, (15) network with several installed systems to allow users to print from and control a printer on a separate, networked system regardless of the location from which a part file is uploaded, (16) use an easily disconnected interface for power, HCI input signals, and part data transfer, (17) the ability to remove and replace individual 3D printers for service with minimal delay in service for a single printer and no delay in service for the entire system, (18) provide easy access to all systems for maintenance personnel, (19) provide a storage location (either concealed or visible) for maintenance tools, example parts, etc., (20) provide redundancy by including multiple 3D printers to ensure continuous service, and (21) provide a stable, free-standing housing that is safe for users (e.g., no access to high temperatures, mechanical components, chemicals, etc.) and can be constructed on-site and is as mobile as possible without sacrificing stability.」

（［００２０］追加機能には、（９）いくつかの要因（材料消費量、材料の色、ビルド時間など）に基づいて選択したデジタルパーツファイルからコストを計算し、プリント前に支払いを受け入れ、（１０）ビルドの開始時、または取得するために提供されるリモート監視アプリケーションを介して、ランダムに生成されたパスコード、ユーザが選択したパスコード、物理トークン、キーなどを使用して、完成したパーツのセキュリティを確保する手段をユーザに提供し、（１１）リムーバブルメモリ（ＳＤカード、ＵＳＢドライブなど）を介してユーザのデジタルパーツファイルを受け入れ、ユーザがメディアを削除できるように、ビルド中にリムーバブルメモリをシステムに残すか、選択したファイルを内のデジタルストレージの場所にダウンロードする必要があり、（１２）ユーザが物理的なパーツの３Ｄスキャンを実行できるようにし、システムを使用して複製したり、編集のためにパーツファイルへのアクセスをユーザに提供したりできるようにし、（１３）部品などの展示場所を含む、視覚的に魅力的な工業デザインを提供し、（１４）ユーザが設計した部品をリムーバブルメモリまたは別のファイル送信ソース（オンラインインターフェース、電話またはＰＣからのＢｌｕｅｔｏｏｔｈなど）からプリントするか、ユーザが別のことを行えるようにします。システムメモリに含まれるパーツのリスト（ケースに物理モデルが表示される可能性が高い）から選択し、（１５）パーツファイルのアップロード元の場所に関係なく、ユーザが別のネットワーク化されたシステムでプリンタをプリントおよび制御できるようにする、複数のシステムがインストールされたネットワーク、（１６）電源、ＨＣＩ入力信号、およびパーツデータ転送に簡単に切断できるインターフェースを使用し、（１７）単一のプリンタのサービスの遅延を最小限に抑え、システム全体のサービスの遅延をなくして、サービスのために個々の３Ｄプリンタを取り外して交換する機能、（１８）保守担当者がすべてのシステムに簡単にアクセスできるようにし、（１９）メンテナンスツール、サンプルパーツなどの保管場所（隠しまたは表示）を提供し、（２０）継続的なサービスを保証するために複数の３Ｄプリンタを含めることで冗長性を提供し、および（２１）ユーザにとって安全で（たとえば、高温、機械部品、化学薬品などにアクセスできない）、現場で構築でき、安定性を犠牲にすることなく可能な限り移動可能な、安定した自立型のハウジングを提供する、との機能が含まれる。）

「[0031] The system may use any type of 3D printer, although there are more maintenance considerations for nearly every potential system other than standard desktop filament-based fused deposition modeling printers. This includes additive manufacturing processes such as stereolithography, selective laser sintering, selective laser melting, binder jetting 3D printing, material jetting 3D printing, electron beam melting, and other similar systems.」

（［００３１］システムは任意のタイプの３Ｄプリンタを使用できるが、標準のデスクトップフィラメントベースの溶融堆積モデリングプリンタ以外のほぼすべての潜在的なシステムには、より多くのメンテナンスの検討事項がある。これには、ステレオリソグラフィー、選択的レーザ焼結、選択的レーザ溶融、バインダージェット３Ｄプリント、マテリアルジェット３Ｄプリント、電子ビーム溶解、およびその他の同様のシステムなどの付加製造プロセスが含まれる。）

「

［図：0001384304000007.jpg］

」

（図８Ａ、図８Ｂ）

４ 甲４－１の記載事項

甲４－１には以下の記載がある。（括弧内の翻訳文は、甲４－２を参考として当審が作成したものである。また、「・・・」は省略を示す。以下同様。）

「[0001] The present disclosure relates to additive manufacturing technologies for printing or otherwise building three-dimensional (3D) parts and support structures. In particular, the present disclosure relates to systems for removing support structures from 3D parts printed or built with additive manufacturing systems, such as extrusion-based additive manufacturing systems.」

（［０００１］本開示は、三次元（３Ｄ）部品およびサポート構造を印刷または他の方法で構築するための付加製造技術に関する。特に、本開示は、押出ベースの付加製造システムなどの付加製造システムで印刷または構築された３Ｄ部品からサポート構造を除去するためのシステムに関する。）

「[0002] An extrusion-based additive manufacturing system is used to print a 3D part from a digital representation of the 3D part in a layer-by-layer manner by extruding a flowable part material. The part material is extruded through an extrusion tip carried by an extrusion head, and is deposited as a sequence of roads on a substrate in an x-y plane. The extruded part material fuses to previously deposited part material, and solidifies upon a drop in temperature. The position of the extrusion head relative to the substrate is then incremented along a z-axis (perpendicular to the x-y plane), and the process is then repeated to form a 3D part resembling the digital representation.」

（［０００２］押し出しベースの付加製造システムを使用して、流動性部品材料を押し出すことにより、３Ｄ部品のデジタル表現から３Ｄ部品をレイヤーごとにプリントする。成形品の材料は、押し出しヘッドによって運ばれる押し出しチップを通して押し出され、ｘ－ｙ平面の基板上に一連の道路として堆積される。押し出された部品材料は、以前に堆積された部品材料と融合し、温度が下がると固化する。次に、基板に対する押し出しヘッドの位置がｚ軸（ｘ－ｙ平面に垂直）に沿って増分され、このプロセスが繰り返されて、デジタル表現に似た３Ｄ部品が形成される。）

「[0003] Movement of the extrusion head with respect to the substrate is performed under computer control, in accordance with build data that represents the 3D part. The build data is obtained by initially slicing the digital representation of the 3D model into multiple horizontally sliced layers. Then, for each sliced layer, the host computer generates tool paths for depositing roads of the part material to form the 3D part.」

（［０００３］基板に対する押し出しヘッドの移動は、３Ｄ部品を表すビルドデータに従って、コンピュータ制御下で実行される。ビルドデータは、最初に３Ｄモデルのデジタル表現を複数の水平方向にスライスされたレイヤーにスライスすることによって取得される。次に、スライスされたレイヤーごとに、ホストコンピュータは、３Ｄ部品を形成するために部品材料の経路を配置するためのツールパスを生成する。）

「[0004] In fabricating 3D parts by depositing layers of a part material, supporting layers or structures are typically built underneath overhanging portions or in cavities of 3D parts under construction, which are not supported by the part material itself. A support structure may be built utilizing the same deposition techniques by which the part material is deposited. The host computer generates additional geometry acting as a support structure for the overhanging or free-space segments of the 3D part being formed. Support material is then deposited from a second nozzle pursuant to the generated geometry during the build process. The support material adheres to the part material during fabrication, and is removable from the completed 3D part when the build process is complete.」

（［０００４］部品材料の層を堆積することによって３Ｄ部品を製造する場合、支持層または構造は、通常、部品材料自体によって支持されていない、張り出し部分の下または構築中の３Ｄ部品の空洞内に構築される。サポート構造は、部品材料が堆積されるのと同じ堆積技術を利用して構築され得る。ホストコンピュータは、形成される３Ｄ部品のオーバーハングまたはフリースペースセグメントのサポート構造として機能する追加のジオメトリを生成する。次に、ビルドプロセス中に生成されたジオメトリに従って、サポート材料が２番目のノズルから堆積される。サポート材料は、製造中に部品材料に付着し、ビルドプロセスが完了すると、完成した３Ｄ部品から取り外し可能になる。）

「[0005] Support structures for use in printing or building 3D parts in additive manufacturing systems are typically classified in two categories: Break-away support materials and soluble or melt-away support materials. Break-away support materials may be manually broken away from the resulting 3D parts by hand or using tools. In comparison, soluble support materials may be dissolved in aqueous solutions. Typically, optimal dissolution of a soluble support material requires heat and agitation, which is provided in various commercially-available support removal tanks or vessels designed to dissolve supports from additive-manufactured parts.」

（［０００５］付加製造システムで３Ｄ部品を印刷または構築するために使用するサポート構造は、通常、ブレークアウェイサポート材料と可溶性またはメルトアウェイサポート材料の２つのカテゴリに分類される。分離したサポート材料は、手作業またはツールを使用して、結果の３Ｄ部品から手動で分離することができる。比較すると、可溶性サポート材料は水溶液に溶解することができる。通常、可溶性サポート材料の最適な溶解には、熱および攪拌が必要であり、これは、添加剤で製造された部品からサポートを溶解するように設計された様々な市販のサポート除去タンクまたは容器で提供される。）

「[0009] FIG. 1 is a schematic illustration of a support structure removal system of the present disclosure in use with a 3D printing farm of additive manufacturing systems.」

（［０００９］図１は、積層造形システムの３Ｄ印刷ファームで使用されている本開示のサポート構造除去システムの概略図である。）

「[0010] FIG. 2 is a perspective view of the support structure removal system of the present disclosure、 which includes a reservoir tank and multiple removable vessels.」

（［００１０］図２は、本開示のサポート構造除去システムの斜視図であり、これは、貯蔵タンクおよび複数の取り外し可能な容器を含む。）

「[0011] FIG. 3 is a top view of the reservoir tank of the support structure removal system.」

（［００１１］図３は、サポート構造除去システムの貯蔵タンクの上面図である。）

「[0015] FIG. 7 is a schematic illustration of the second alternative support structure removal system in use with a 3D printing farm of additive manufacturing systems and a first robotic mechanism including a robotic arm.」

（［００１５］図７は、積層造形システムの３Ｄ印刷ファームで使用されている第２の代替サポート構造除去システムと、ロボットアームを含む第１のロボット機構との概略図である。）

「[0019] As shown in FIG. 1, support structure removal system 10 is utilized with a 3D printing farm of multiple additive manufacturing systems, referred to as farm 12. In the shown example, farm 12 includes multiple extrusion-based additive manufacturing systems commercially available from Stratasys, Inc., Eden Prairie, MN under the trade designation FORTUS 900mc 3D Production Systems. However, removal system 10 may be used in conjunction with a variety of different additive manufacturing systems that print or otherwise build 3D parts from part materials, along with printing or otherwise building soluble support structures from soluble support materials.・・・」

（［００１９］図１に示すように、サポート構造除去システム１０は、フェーム１２で示される、複数の追加の製造システムの３Ｄ印刷ファームが利用される。図示の例では、ファーム１２は、Stratasys, Inc., Eden Prairie, MN under the trade designation FORTUS 900mc 3D Production Systemsから市販されている多数の押出による積層製造システムを含む。しかしながら、除去システム１０は、プリントまたは他の方法で、印刷に伴ってから３Ｄ部品を構築する、またはそうでないと可溶性サポート材料からの可溶性サポート構造を構築する異なる添加剤製造の様々なシステムと共に使用することができる。・・・）

「[0020] During operation, the additive manufacturing systems of farm 12 individually produce 3D parts 14 and corresponding support structures 15, where each support structure 15 may be built underneath overhanging portions or in cavities of the respective 3D part 14 under construction. The portion of 3D parts 14 and support structures 15 that contain soluble support structures (e.g., as opposed to break-away support structures) may be removed from the additive manufacturing systems and placed in removal system 10 to remove (e.g., dissolve) the soluble support structures 15 from the 3D parts 14. As such, a single removal system 10 may be used in conjunction with multiple additive manufacturing systems.」

（［００２０］動作中、ファーム１２の追加の製造システムは、個々の３Ｄ部品１４および対応するサポート構造１５を生成する（但し、各サポート構造１５は、オーバーハング部の下または構築中の各３Ｄ部品１４のキャビティ内に組み込まれていてもよい。可溶性サポート構造（例えば、剥離サポート構造に対立するものとして）を含む３次元部品１４とサポート構造１５の一部分に追加の製造システムから除去され、除去システム１０に入れて、３Ｄ部品１４から可溶性サポート構造１５を除去する（例えば、溶解する）することができる。そのようなものとして、１つの除去システム１０は、複数の追加の製造システムに関連して使用することができる。）

「[0029] Removal system 10 also includes heat exchanger 39, which is one or more heat exchange elements configured to heat aqueous fluid 26 to one or more desired temperatures to assist in dissolving the soluble support structures. In the shown embodiment, heat exchanger 39 is positioned downstream from supply line 28 and upstream from inlet line 30. However, reservoir tank 16 may also or alternatively include one or more heat exchange elements (e.g., heating coils, not shown) to heat aqueous fluid 26 to the one or more desired temperatures. For example, removal system 10 may include one or more pad heaters secured to the outside of tank walls 20. The use of pad heater(s) on the outside of tank walls 20 is suitable for conductively heating aqueous solution 26 through the walls of reservoir tank 16, while also preventing direct contact between the pad heater(s) and aqueous solution 26. This prevents aqueous solution 26 from damaging the pad heater(s).」

（［００２９］除去システム１０はまた、可溶性サポート構造の溶解を助けるために水性流体システム２６を１つまたは複数の所望の温度に加熱するように構成された１つまたは複数の熱交換要素である熱交換器３９を含む。示されている実施形態では、熱交換器３９は、供給ライン２８の下流および入口ライン３０の上流に配置されている。例えば、除去システム１０は、タンク壁２０の外側に固定された１つまたは複数のパッドヒーターを含み得る。タンク壁２０の外側でのパッドピーターの使用は、リザーバーの壁を通して水溶液２６を伝導的に加熱するのに適している。タンク１６はまた、パッドヒーターと水溶液２６との間の直接接触を防止する。これは、水溶液２６がパッドヒーターを損傷することを防止する。）

「[0058] The support structure removal systems of the present disclosure (e.g., removal systems 10 and 210) may also be incorporated into automated processes. For example, as shown in FIG. 7, system 210 and farm 12 may be operated in an automated manner, such as with one or more robotic mechanisms (e.g., robotic arm 290, which is operated with controller 292). For example, controller 292 (i.e., one or more computer-based controllers) may operate robotic arm 280 to individually insert vessels 218 (containing 3D parts and support structures from farm 12) into reservoir tank 216 in an automated manner, as illustrated by arrow 294. In this embodiment, robotic arm 292 may be calibrated to position each vessel 218 at a preset location within reservoir tank 216 with proper registration. This ensures vessels 218 are properly aligned with their respective magnet assemblies 248 when inserted. Controller 292 also desirably records the locations within reservoir tank 216 that currently retain vessels 218 and the locations that are currently available, and directs robotic arm 290 to insert and remove vessels 218 based on the recorded locations.」

（［００５８］本開示のサポート構造除去システム（例えば、除去システム１０および２１０）ももまた、自動化されたプロセスに組み込まれ得る。例えば、図７に示されるように、システム２１０およびファーム１２は、１つまたは複数のロボット機構（例えば、コントローラ２９２で操作されるロボットアーム２９０）を用いてなど、自動化された方法で操作され得る。例えば、コントローラ２９２（すなわち、１つまたは複数のコンピュータベースのコントローラ）は、ロボットアーム２８０を操作して、矢印で示されるように、自動化された方法で、容器２１８（ファーム１２からの３Ｄ部品およびサポート構造を含む）を貯蔵タンク２１６に個別に挿入することができる。この実施形態では、ロボットアーム２９２は、適切な位置合わせにより、各容器２１８を貯蔵タンク２１６内の事前設定された位置に配置するように較正され得る。これにより、容器２１８は、挿入されたときに、それぞれの磁石アセンブリ２４８と適切に位置合わせされることが保証される。コントローラ２９２はまた、望ましくは、現在容器２１８を保持している貯蔵タンク２１６内の位置および現在利用可能な位置を記録し、記録された位置に基づいて容器２１８を挿入および除去するようロボットアーム２９０に指示する。）

「[0059] Controller 292 also desirably retains information on how long each vessel 218 resides in reservoir tank 216, allowing controller 292 to direct robotic arm 290 to move vessels 218 from reservoir tank 216 to rinsing tank 278 on an individual basis (as illustrated by arrow 296) after residing in aqueous fluid 226 for a suitable period of time.・・・」

（［００５９］また、コントローラ２９２は、各容器２１８が貯蔵タンク２１６内に存在する期間の情報を保持することにより、コントローラ２９２がロボットアーム２９０を誘導して、適当な時間、水性流体２２６に存在した後に容器２１８を貯蔵タンク２１６から個々の基準で（矢印２９６によって例示されるように）洗浄タンク２７８に供給することが可能である。・・・）

「

［図：0001384304000008.jpg］

」

（図１）

「

［図：0001384304000009.jpg］

」

（図２）

「

［図：0001384304000010.jpg］

」

（図３）

「

［図：0001384304000011.jpg］

」

（図７）