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技術 三次元物品の付加製造

出願人 ア-カムアーベー
発明者 エクベルグクリスティアン
出願日 2017年5月30日 (2年11ヶ月経過) 出願番号 2018-559868
公開日 2019年9月12日 (7ヶ月経過) 公開番号 2019-526145
状態 不明
技術分野
  • -
主要キーワード ビームスキャン速度 粉末ホッパー 制御電子部品 ペッド カソード要素 位置決定デバイス 高モード バルクキャパシタ
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題・解決手段

物品を形成するように互いに融着された粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって三次元物品を形成するための方法であって、電子ビーム放射する少なくとも1つの電子ビーム源を粉末材料を加熱または融着するステップのうちの少なくとも1つに対して設けるステップであって、電子ビーム源がカソードアノード、およびカソードとアノードとの間のウェーネルトカップを備えるステップと、ガードリングがウェーネルトカップの開口よりも大きい開口を有するウェーネルトカップのすぐ近くでウェーネルトカップとアノードとの間にガードリングを設けるステップと、ガードリングにウェーネルトカップおよびカソードよりも高い負電圧を設けることによって三次元物品を形成するときにカソードおよび/またはウェーネルトカップを真空アーク放電エネルギ電流から保護するステップとを含む方法が提供される。

概要

背景

フリーフォーム製造または付加製造は、ワークテーブルに施された粉末層の選択された部分を連続的に融着させることによって三次元物品を形成する手法である。

付加製造装置は三次元物品が形成されるワークテーブルと、粉末床を形成するためにワークテーブル上に粉末薄層を置くように構成された粉末ディスペンサまたは粉末分配器と、粉末にエネルギーを供給し、それによって粉末の融合が起こる高エネルギービームと、粉末床の一部の融合による三次元物品の断面の形成のために粉末床の上のエネルギービームによって発せられるエネルギーを制御する要素と、三次元物品の連続する断面に関する情報が記憶される制御コンピュータとを備えることができる。三次元物品は、粉末ディスペンサによって連続的に置かれた、連続的に形成された粉末層の断面の連続的な融合によって形成される。

付加製造において、短い製造時間および高品質最終製品が最も重要である。最終製品の所望の材料特性は、溶融プロセスを制御する能力に依存し得る。

EBM(Electron Beam Melting)は、付加製造の一種であり、電子加速コラム内の電子放出カソードは、電子ビーム発生源であり、電子ビーム発生源は、動力物質溶融するためのエネルギービームとして作用している。1つの課題は、カソードと、ウェーネルトカップに接続された制御電子部品がEBM機で発生し得る高放電電流に非常に敏感であることである。放電電流は、カソードとアノードとの間の加速電場を橋渡しする汚染粒子によって誘発される真空アーク放電の結果である。汚染粒子は、融合プロセスから蒸発した材料、および/または他の理由で真空チャンバ内に存在する汚染粒子であってもよい。放電電流は、カソード要素および/またはウェーネルトカップ電子部品破壊し、付加製造工程を停止させる。

概要

物品を形成するように互いに融着された粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって三次元物品を形成するための方法であって、電子ビーム放射する少なくとも1つの電子ビーム源を粉末材料を加熱または融着するステップのうちの少なくとも1つに対して設けるステップであって、電子ビーム源がカソード、アノード、およびカソードとアノードとの間のウェーネルトカップを備えるステップと、ガードリングがウェーネルトカップの開口よりも大きい開口を有するウェーネルトカップのすぐ近くでウェーネルトカップとアノードとの間にガードリングを設けるステップと、ガードリングにウェーネルトカップおよびカソードよりも高い負電圧を設けることによって三次元物品を形成するときにカソードおよび/またはウェーネルトカップを真空アーク放電エネルギ電流から保護するステップとを含む方法が提供される。

目的

本発明の目的は、EBM付加機械のカソード要素および/またはウェーネルトカップ電子部品を破壊することを防止する方法および装置を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
- 件
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請求項1

物品を形成するために共にに融合される粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって三次元物品を形成する方法であって、前記粉末材料を加熱または融着することの少なくとも一方のために電子ビームを放出する少なくとも1つの電子ビーム源を提供し、前記電子ビーム源は、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に位置決めされたウェーネルトカップとを含む、工程と、前記ウェーネルトカップと前記アノードの間の、前記ウェーネルトカップの近接するガードリングを提供し、前記ガードリングは、前記ウェーネルトカップの開口より大きい開口を有する、工程と、前記ウェーネルトカップおよび前記カソードの負電圧よりも高い負電圧を前記ガードリングに与えることにより、三次元物品形成時に前記カソードまたは前記ウェーネルトカップの少なくとも一方を真空アーク放電エネルギー電流から保護する工程と、を含む方法。

請求項2

ガードリング電圧は、カソード電圧を基準として固定される、請求項1に記載の方法。

請求項3

ガードリング電圧は、グリッドカップ電圧と同期しており、前記ガードリング電圧は、前記グリッドカップ電圧よりも常時200〜400V負である、請求項1に記載の方法。

請求項4

前記ガードリングは、真空アーク放電の間、固定されたガードリング電圧を維持する専用の電気回路に接続される、請求項1に記載の方法。

請求項5

前記ウェーネルトカップにおける開口の中心を前記ガードリングにおける開口の中心と位置合わせするステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。

請求項6

請求項1に記載の方法であって、そこに列挙されたステップのうちの1つまたは複数は、少なくとも1つの制御部またはプロセッサを介してコンピュータで実施される、方法。

請求項7

コンピュータ可読プログラムコード部分を具現化した少なくとも1つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータプログラムプロダクトであって、前記コンピュータ可読プログラムコード部分は、粉末材料を加熱または融着することの少なくとも一方のために電子ビーム源を放出する少なくとも1つの電子ビーム源を提供し、前記電子ビーム源は、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に位置決めされたウェーネルトカップとを備えることと、前記ウェーネルトカップと前記アノードの間の、前記ウェーネルトカップに近接するガードリングを提供し、前記ガードリングは、前記ウェーネルトカップの開口より大きい開口を有することと、前記ウェーネルトカップおよび前記カソードの負の電圧よりも高い負の電圧を前記ガードリングに与えることによって、三次元物品を形成するときに前記カソードおよび/または前記ウェーネルトカップを真空アーク放電エネルギー電流から保護することと、のために構成された少なくとも1つの実行可能部分を備える、コンピュータプログラムプロダクト。

請求項8

前記少なくとも1つの実行可能部分は、ガードリング電圧がカソード電圧に対して固定されるように構成される、請求項7に記載のコンピュータプログラムプロダクト。

請求項9

前記少なくとも1つの実行可能部分は、ガードリング電圧がグリッドカップ電圧と同期し、前記ガードリング電圧が前記グリッドカップ電圧よりも常時200〜400V負になるように構成される、請求項7に記載のコンピュータプログラムプロダクト。

請求項10

前記ガードリングは、真空アーク放電の間、固定されたガードリング電圧を維持するために専用の電気回路に接続される、請求項7に記載のコンピュータプログラムプロダクト。

請求項11

前記少なくとも1つの実行可能部分は、前記ウェーネルトカップ内の開口の中心を前記ガードリング内の開口の中心と位置合わせするように構成される、請求項7に記載のコンピュータプログラムプロダクト。

請求項12

三次元物品の連続する断面に対応する、ワークテーブル上に提供される少なくとも1つの粉末層の部分の連続する融着によって三次元物品を形成するための付加製造装置であって、粉末材料を加熱または融着する少なくとも1つのために電子ビームを放出する少なくとも1つの電子ビーム源であって、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間のウェーネルトカップを備える、電子ビーム源と、前記ウェーネルトカップと前記アノードとの間に位置し、前記ウェーネルトカップに近接するガードリングであって、前記ウェーネルトカップのアパーチャよりも大きい開口を有するガードリングと、を備え、前記三次元物品を形成するときに、前記カソードまたは前記ウェーネルトカップの少なくとも一方を真空アーク放電エネルギー電流から保護するために、前記ガードリングに前記ウェーネルトカップより高い負電圧が与えられる、装置。

請求項13

前記ガードリングは、真空アーク放電の間、固定されたガードリング電圧を維持するために専用の電気回路に接続される、請求項12に記載の装置。

請求項14

ガードリング電圧がグリッドカップ電圧よりも常時200〜400V負であるように、前記ガードリング電圧を前記グリッドカップ電圧と同期させる同期ユニットをさらに備える、請求項12に記載の装置。

請求項15

前記ウェーネルトカップにおける開口の中心は、前記ガードリングにおける開口の中心と位置合わせされる、請求項12に記載の装置。

技術分野

0001

粉末材料の個々の層を連続的に融着することによる三次元物品の付加製造方法に関する。

背景技術

0002

フリーフォーム製造または付加製造は、ワークテーブルに施された粉末層の選択された部分を連続的に融着させることによって三次元物品を形成する手法である。

0003

付加製造装置は三次元物品が形成されるワークテーブルと、粉末床を形成するためにワークテーブル上に粉末薄層を置くように構成された粉末ディスペンサまたは粉末分配器と、粉末にエネルギーを供給し、それによって粉末の融合が起こる高エネルギービームと、粉末床の一部の融合による三次元物品の断面の形成のために粉末床の上のエネルギービームによって発せられるエネルギーを制御する要素と、三次元物品の連続する断面に関する情報が記憶される制御コンピュータとを備えることができる。三次元物品は、粉末ディスペンサによって連続的に置かれた、連続的に形成された粉末層の断面の連続的な融合によって形成される。

0004

付加製造において、短い製造時間および高品質最終製品が最も重要である。最終製品の所望の材料特性は、溶融プロセスを制御する能力に依存し得る。

0005

EBM(Electron Beam Melting)は、付加製造の一種であり、電子加速コラム内の電子放出カソードは、電子ビーム発生源であり、電子ビーム発生源は、動力物質溶融するためのエネルギービームとして作用している。1つの課題は、カソードと、ウェーネルトカップに接続された制御電子部品がEBM機で発生し得る高放電電流に非常に敏感であることである。放電電流は、カソードとアノードとの間の加速電場を橋渡しする汚染粒子によって誘発される真空アーク放電の結果である。汚染粒子は、融合プロセスから蒸発した材料、および/または他の理由で真空チャンバ内に存在する汚染粒子であってもよい。放電電流は、カソード要素および/またはウェーネルトカップ電子部品破壊し、付加製造工程を停止させる。

0006

本発明の目的は、EBM付加機械のカソード要素および/またはウェーネルトカップ電子部品を破壊することを防止する方法および装置を提供することである。この目的は、本明細書で提供される特許請求の範囲の特徴によって達成される。

0007

本発明の第1の態様では、物品を形成するために共に融合される粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって三次元物品を形成する方法であって、前記粉末材料を加熱または融着することの少なくとも一方のために電子ビームを放出する少なくとも1つの電子ビーム源を提供し、前記電子ビーム源は、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に位置決めされたウェーネルトカップとを含む、工程と、前記ウェーネルトカップと前記アノードの間の、前記ウェーネルトカップの近接するガードリングを提供し、前記ガードリングは、前記ウェーネルトカップの開口より大きい開口を有する、工程と、前記ウェーネルトカップおよび前記カソードの負電圧よりも高い負電圧を前記ガードリングに与えることにより、三次元物品形成時に前記カソードおよび/または前記ウェーネルトカップを真空アーク放電エネルギー電流から保護する工程と、を含む方法が提供される。

0008

カソードおよび/またはウェーネルトカップに接続されたカソードおよび電子部品が真空アーク放電電流から保護され、これが付加製造工程の信頼性を大幅に改善し得ることが、例示的な、非限定的な長所である。

0009

ガードリング電圧は、カソード電圧を基準として固定される。この実施形態の例示的な利点は、実施が簡単かつ安価であることである。

0010

ガードリング電圧は、グリッドカップ電圧と同期しているので、ガードリング電圧は、グリッドカップ電圧よりも常時200〜400V負である。この実施形態の例示的な効果は、ガードリング電圧の影響が全ての電子ビーム電流に対して等しいことである。

0011

ガードリングは、真空アーク放電の間、固定されたガードリング電圧を維持する専用の電気回路に接続される。この実施形態の例示的な長所は、真空アーク放電の間、一定時間後に、真空アーク放電がガードリングからカソードおよび/またはウェーネルトカップに切り替わるのを防止することである。電気回路は、その最も単純な形態では十分に大きなキャパシタンスを有するキャパシタとすることができる。

0012

本発明の各種例示的実施形態では、前記方法は、ウェーネルトカップの開口の中心をガードリングの開口の中心と位置合わせするステップをさらに含む。この実施形態の例示的な利点は、ガードリングが全方向に等しく影響を及ぼすことである。

0013

本発明の別の態様では、物品を形成するために共に融合される粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって三次元物品を形成する方法を実施するように構成および配置されるプログラムエレメントが提供され、前記方法は、粉末材料を加熱または融着することの少なくとも一方のために電子ビーム源を放出する少なくとも1つの電子ビーム源を提供し、前記電子ビーム源は、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に位置決めされたウェーネルトカップとを備える、ステップと、前記ウェーネルトカップと前記アノードの間の、前記ウェーネルトカップに近接するガードリングを提供し、前記ガードリングは、前記ウェーネルトカップの開口より大きい開口を有する、ステップと、を備え、前記三次元物品を形成するときに、前記カソードおよび/または前記ウェーネルトカップを真空アーク放電エネルギー電流から保護するために、前記ガードリングに前記ウェーネルトカップより高い負電圧が与えられる。

0014

本発明の別の態様では、コンピュータ可読プログラムコード部分を具現化した少なくとも1つの非一時的コンピュータ可読記憶媒体を備えるコンピュータプログラムプロダクトであって、前記コンピュータ可読プログラムコード部分は、粉末材料を加熱または融着することの少なくとも一方のために電子ビーム源を放出する少なくとも1つの電子ビーム源を提供し、前記電子ビーム源は、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間に位置決めされたウェーネルトカップとを備えることと、前記ウェーネルトカップと前記アノードの間の、前記ウェーネルトカップに近接するガードリングを提供し、前記ガードリングは、前記ウェーネルトカップの開口より大きい開口を有することと、前記ウェーネルトカップおよび前記カソードの負の電圧よりも高い負の電圧を前記ガードリングに与えることによって、三次元物品を形成するときに前記カソードおよび/または前記ウェーネルトカップを真空アーク放電エネルギー電流から保護することと、のために構成された少なくとも1つの実行可能部分を備える、コンピュータプログラムプロダクトが提供される。

0015

本発明のさらに別の態様では、三次元物品の連続する断面に対応する、ワークテーブル上に提供される少なくとも1つの粉末層の部分の連続する融着によって三次元物品を形成するための付加製造装置であって、粉末材料を加熱または融着する少なくとも1つのために電子ビームを放出する少なくとも1つの電子ビーム源であって、カソードと、アノードと、前記カソードと前記アノードとの間のウェーネルトカップを備える、電子ビーム源と、前記ウェーネルトカップと前記アノードとの間に位置し、前記ウェーネルトカップに近接するガードリングであって、前記ウェーネルトカップのアパーチャよりも大きい開口を有するガードリングと、を備え、前記三次元物品を形成するときに、前記カソードおよび/または前記ウェーネルトカップを真空アーク放電エネルギー電流から保護するために、前記ガードリングに前記ウェーネルトカップより高い負電圧が与えられる、付加製造装置が提供される。

0016

本明細書に記載される全ての例および例示的な実施形態は本質的に非限定的であり、したがって、本明細書に記載される本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。さらに、本明細書で説明される利点は、特定の例示的な実施形態に関して識別された場合でさえ、必ずしもそのような限定的な形で解釈されるべきではない。

図面の簡単な説明

0017

以上、本発明を一般的な用語で説明したが、必ずしも一定の縮尺で描かれていない添付の図面を参照する。

0018

図1は、本発明による電子ビーム源の例示的な実施形態を概略断面側面図で示す。
図2は、図1による電子ビーム源を有することができる三次元生成物を生成するための装置の例示的実施形態を概略図で示す。
図3は、本発明による方法の例示的な実施形態の概略的なフローチャートを示す。
図4は、様々な実施形態による例示的なシステム1020のブロック図である。
図5Aは、様々な実施形態による、サーバ1200の概略ブロック図である。
図5Bは、様々な実施形態による例示的なモバイルデバイス1300の概略ブロック図である。

実施例

0019

本発明の様々な実施形態は、添付の図面を参照して以下により完全に説明され、添付の図面では本発明のいくつかの実施形態が示されているが、必ずしも全てではない。実際、本発明の実施形態は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書で説明される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、本開示が適用可能な法的要件を満たすように提供される。別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は、本発明が関係する当業者によって一般に知られており、理解されるものと同じ意味を有する。用語「または」は、本明細書では他に示さない限り、代替の意味および接続の意味の両方で使用される。同じ参照符号は、全体を通して同じ要素を指す。

0020

さらに、本発明の理解を容易にするために、いくつかの用語を以下に定義する。本明細書で定義される用語は、本発明に関連する分野の通常の技能に理解される意味を有する。「1つの(a)」、「1つの(an)」および「その(the)」などの用語は、単数エンティティのみを指すようには意図されず、特定の例が例示のために使用され得る一般的なクラスを含む。本明細書の用語は、本発明の特定の実施形態を説明するために使用されるが、それらの使用は、特許請求の範囲に概説されている場合を除いて、本発明を限定しない。

0021

本明細書で使用される「三次元構造」などの用語は、一般に、特定の目的で使用されることが意図される、または実際に製造される(例えば、構造材料(単数または複数)の)三次元構成を指す。このような構造等は、例えば、三次元CADシステムを用いて設計することができる。

0022

本明細書で様々な実施形態で使用される「電子ビーム」という用語は、任意の荷電粒子ビームを指す。荷電粒子ビーム源は、電子銃リニア加速機などを含むことができる。

0023

「ウェーネルトカップ」および「グリッドカップ」という用語は、同じ意味を有し、本明細書では互換的に使用される。

0024

図2は、本発明による方法を実施することができるフリーフォーム製造または付加製造装置21の実施形態を示す。

0025

装置21は、電子ビーム銃6と、偏向コイル7と、2つの粉末ホッパー4、14と、構築プラットフォーム2と、構築タンク10と、粉末分配器28と、粉末床5と、真空チャンバ20とを備える。

0026

真空チャンバ20は、真空システムを介して真空環境を維持することができ、このシステムは、ターボ分子ポンプスクロールポンプイオンポンプ、および当業者には周知の1つまたは複数の弁を備えることができ、したがって、この文脈ではさらなる説明を必要としない。真空システムは、制御部8によって制御される。

0027

電子ビーム銃6は、粉末の予熱、構築プラットフォーム2上に提供された粉末材料の融解または融合、またはすでに融合された粉末材料の後熱処理のために使用される電子ビームを生成する。電子ビーム銃6の少なくとも一部は、真空チャンバ20内に設けられていてもよい。制御部8は、電子ビーム銃6から放出される電子ビームを制御および管理するために使用することができる。少なくとも1つの集束コイル(図示せず)、少なくとも1つの偏向コイル7、非点収差矯正用の任意のコイル(図示せず)および電子ビーム電源(図示せず)は、制御部8に電気的に接続されることができる。本発明の例示的実施形態では、電子ビーム銃6は、約15〜60kVの加速電圧および3〜10kWの範囲のビームパワーを有する集束可能な電子ビームを生成することができる。真空チャンバ内の圧力は、エネルギビームで粉末を層ごとに融着させることによって三次元物品を構築する場合、10−3ミリバール以下であってもよい。

0028

粉末ホッパー4、14は、構築槽10内の構築プラットフォーム2上に設けられる粉末材料を構成する。粉末材料は、例えば、チタンチタン合金アルミニウムアルミニウム合金ステンレススチール、Co−Cr合金ニッケルベース超合金などの純金属または金属合金であってもよい。

0029

粉末分配器28は、構築プラットフォーム2上に粉末材料の薄層を置くように配置されている。作業サイクルの間、構築プラットフォーム2は、真空チャンバ内の固定点に対して連続的に下げられる。この動きを可能にするために、構築プラットフォーム2は、上下方向、すなわち矢印Pで示される方向に移動可能に配置され、これは、構築プラットフォーム2が所要の厚さの第1の粉末材料層が敷設された最初の位置から始まることを意味する。構築プラットフォーム2を下降させるための手段は、例えば、ギア調整ネジ等を備えたサーボモータを介してもよい。サーボモータは、制御部8に接続されてもよい。

0030

電子ビームは、構築プラットフォーム2上に向けられ、第1の粉末層を選択された位置で融合させて、三次元物品3の第1の断面を形成する。ビームは、制御部8によって与えられる指示から構築プラットフォーム2上に向けられる。制御部8には、三次元物品の各層について電子ビームをどのように制御するかの命令が格納されている。三次元物品3の第1の層は、粉末床5内の、または任意の開始板16上の、取り外し可能であってもよい構築プラットフォーム2上に構築されてもよい。開始板16は、構築プラットフォーム2上に直接、または構築プラットフォーム2上に設けられた粉末床5の上に配置することができる。

0031

第1の層が終了した後、すなわち、三次元物品の第1の層を作るための粉末材料の融解が終了した後、第2の粉末層は、構築プラットフォーム2上に提供される。第2の層の厚さは、構築プラットフォームが第1の層が構築された位置に対して下げられる距離によって決定され得る。第2の粉末層は、様々な実施形態において、前の層と同じ様式に従って分配される。しかし、同じ付加製造機械において、粉末を作業テーブル上に分配するための代替方法があり得る。例えば、第1の層は、第1の粉末分配器28を介して提供されてもよく、第2の層は、別の粉末分配器によって提供されてもよい。粉体分配器デザインは、制御部8からの指示に従って自動的に変更される。単一のレーキシステムの形態の粉末分配器28、すなわち、1つのレーキが左の粉末ホッパー4および右の粉末ホッパー14の両方から落下する粉末を捕捉する場合、レーキ自体は、デザインを変更することができる。

0032

第2の粉末層を構築プラットフォーム上に分配した後、エネルギービームは、ワークテーブル上に向けられ、第2の粉末層を選択された位置で融合させて、三次元物品の第2の断面を形成する。第2の層の融合部分は、第1の層の融合部分に接合することができる。第1および第2の層の融合部分は、最上層の粉末を融解するだけでなく、最上層の直下層の厚さの少なくとも一部を再融解することによっても共に融解することができる。

0033

場合によっては、電子が粉末床5に衝突するときに粉末中に生じる電荷分布を考慮する必要がある。電荷分布密度は、以下のパラメータに依存する:ビーム電流電子速度ビームスキャン速度、粉末材料および粉末の電気伝導率、すなわち主に粉末粒子間の電気伝導率。後者は、温度、焼結度、および粉末粒径粒径分布の非限定的な例のような、いくつかのパラメータの関数である。

0034

したがって、所与の粉末、すなわち、所与の粒度分布および所与の加速電圧を有する所与の材料の粉末に対して、ビーム電流(したがってビームパワー)およびビーム走査速度を変化させることによって、電荷分布に影響を及ぼすことが可能である。

0035

制御された方法でこれらのパラメータを変えることによって、粉末の導電率は、粉末の温度を上昇させることによって徐々に増加させることができる。高温を有する粉末は、かなり高い導電率を得て、電荷が広い領域にわたって迅速に拡散することができるので、電荷分布の密度が低くなる。この効果は、予熱工程中に粉末をわずかに焼結させることができる場合に高められる。導電率が十分に高くなると、所定の値のビーム電流およびビーム走査速度で、粉末を融合、すなわち溶融または完全に焼結することができる。

0036

図1は、本発明による電子ビーム源100の例示的な実施形態を概略断面側面図で示す。電子ビーム源100は、カソード101、グリッドカップまたはウェーネルトカップ102、ガードリング103、およびアノード104を含む。負の電圧にあるカソード101で放出された電子106は、アノード104に向かって加速され、最終的に目標面に向かって加速される。グリッドカップ102は、カソード101から所定の間隔を隔てて配置されている。カソード101は、カソードを加熱するために使用され得る別個電源を備え得、ここで、カソード101は、熱電子放出によって電子を放出する。

0037

カソード101とアノード104との間には、加速電圧160が設けられている。加速電圧160は、カソード101から放出された電子をアノード104に向かって加速させ、電子ビーム106を確立する。電子ビーム106は、付加製造プロセスにおける粉末層であり得る基板表面に衝突し得る。電子ビームを案内し、集束させるために、少なくとも1つの集束コイルおよび少なくとも1つの偏向コイルをさらに配置することができる。

0038

電子ビーム源100では、カソード101とアノード104との間にグリッドカップ102が設けられている。グリッドカップ102は、開口112を有する板として配置することができる。開口112は、カソード101と位置合わせすることができる。グリッドカップ102内の開口112の大きさは、グリッドカップ102の位置における電子ビーム106の断面に対応する。

0039

グリッドカップ電圧180は、グリッドカップ102とカソード101との間に提供されてもよく、負のブロッキング電圧と全電力電圧との間で調整されてもよく、それにより、電子ビーム電流を0−最大電子ビーム電流間で調整してもよい。図1において、カソード101は、−20kVから−100kVの負の電圧を与えられ得る。

0040

グリッドカップ電圧180は、負のブロッキング電圧と全電力電圧との間で変化させることができる。第2の制御部150は、加速電圧160およびガードリング電圧170と同様に、電子ビーム電流を所望の値に調整するために、グリッドカップ電圧180を制御することができる。第2の制御部150は、制御部8に関連して物理的に別個の制御部であってもよいし、制御部8に一体化されていてもよい。

0041

アノードは、グラウンド電圧に設定されてもよい。ターゲット表面118は、接地電圧または正電圧に設定することができる。電子ビーム源100は、実際の電子ビーム電流を検出する手段を備えることもできる。ターゲット表面上の電子ビーム電流を検出する手段の一例は、加速電圧160を供給する高電圧源の実際の負荷を検出することである。カソードが−60kVの固定された負の電圧で提供される場合、負のブロッキング電圧は、約−61kVであり得、すなわち、ウェーネルトカップ102自身は、グリッドカップ102によって電子をブロッキングするために−61kVに設定される。負のブロッキング電圧を下げ始めると、カソードから放出された電子の一部は、グリッドカップ102を通過することができる。この例示的な実施形態におけるグリッドカップ電圧を−6lkVから−60kVの間で変化させることによって、カソードに−60kVの固定負電圧が与えられる場合、電子ビーム電流は、0mA−最大電子ビーム電流から変化し得、これはカソード101の所定のサイズおよび形状、ならびにグリッドカップ102内の開口の所定のサイズおよび形状について、25mAであり得る。他の加速電圧および/またはカソード101の他のサイズ、形状および放射率、および/またはグリッドカップ102内の開口の他のサイズおよび形状は、例示された25mAよりも高いまたは低い最大限の電子ビーム電流に影響を及ぼし得る。

0042

ガードリング103は、ウェーネルトカップ102とアノード104との間に、ウェーネルトカップ102のごく近くに配置することができる。ガードリング103は、カソード101および/またはウェーネルトカップ102からの負圧放電アークをガードリング103に向かっておよび上に発散させるために、ウェーネルトカップ102よりも負の電圧をより多く備えることができる。図1において、ガードリング103が存在しない場合、アノード104とカソード101との間に予備放電チャネル107が存在してもよい。しかし、ガードリング103がウェーネルトカップ102よりも負の電圧に配置されている場合には、アノード104とガードリング103との間に分流された放電チャネル108が存在し得る。ガードリング電圧170は、任意の取り得る真空放電中に、ウェーネルトカップ102およびカソード101に対するその相対電圧を維持するのに充分な大きさのバルクキャパシタンス105に固定および接続されることができる。ガードリング電圧170は、アノード104からカソード101および/またはウェーネルトカップ102への発現予備放電アークチャネル107を、アノード104からガードリング103への分岐された放電チャネル108に引き付け、分岐させる電界強度を制御するものである。

0043

ガードリング開口114は、カソード101からの電子放出を制御する電界を妨害しないために、ウェーネルトカップ開口112よりいくらか大きい必要がある。例示的な実施形態では、ガードリング103内の開口114は、ウェーネルトカップ102の開口112よりも10%大きくてもよい。例示的な実施形態では、ウェーネルトカップ102は、3mmの開口112を有することができ、ガードリング103は、3.3mmの開口114を有することができる。

0044

グリッドカップ電圧が−6lkV〜60kVの間で変化する場合、ガードリング電圧は、固定値に設定される場合、約−61.5kVである必要がある。あるいは、ガードリング電圧170は、グリッドカップ電圧180と同期されてもよく、常時、グリッドカップ電圧180よりも低い電圧−200〜−400に設定されてもよい。

0045

アノード104に向かうガードリングとウェーネルトカップとの間の間隔は、数ミリメートルであってもよい。

0046

図3は、物品を形成するために互いに融着された粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって三次元物品を形成するための例示的な実施形態の概略フローチャートを示す。

0047

第1のステップ310において、粉末材料を加熱または融着する少なくとも1つのための電子ビームを放出するための少なくとも1つの電子ビーム源が提供され、電子ビーム源は、カソード、アノード、およびカソードとアノードとの間のウェーネルトカップを含む。

0048

第2のステップ320において、ウェーネルトカップとアノードとの間でウェーネルトカップに近接するガードリングが設けられ、ガードリングは、ウェーネルトカップの開口より大きい開口を有する。

0049

第3のステップ330において、カソードおよび/またはウェーネルトカップは、ウェーネルトカップおよびカソードよりも高い負の電圧をガードリングに与えることによって、三次元物品を形成するときに、真空アーク放電エネルギー電流から保護される。

0050

本発明の別の態様では、コンピュータ上で実行されたときに、物品を形成するように融合された粉末材料の個々の層を連続的に堆積させることによって三次元物品を形成する方法を実施するように構成および配置されるプログラムエレメントであって、加熱および/または粉末材料を融合するための電子ビームを放出する少なくとも1つの電子ビーム源を提供するステップであって、電子ビーム源は、カソードと、アノードと、カソードとアノードとの間のグリッドカップとを備え、電子ビーム源が第1の処理ステップにあるときに、第1のモードで電子ビーム源を制御し、三次元物品の形成が第2の処理ステップにあるときに、第2のモードで電子ビーム源を制御し、電子ビーム源からの電子ビーム電流が第1のモードでフィードフォワードモードで制御され、第2のモードで電子ビーム電流がフィードバックモードで制御されるステップを含む、プログラムエレメントが提供される。プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体にインストールすることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、制御部8、制御部150、または別の別個の異なる制御部とすることができる。コンピュータ可読記憶媒体およびプログラム要素は、その中に具現化されたコンピュータ可読プログラムコード部分を含むことができ、さらに、非一時的コンピュータプログラム製品内に含むことができる。これらの特徴および構成に関するさらなる詳細は、以下に順に提供される。

0051

上述したように、本発明の様々な実施形態は、非一時的なコンピュータプログラム製品を含む様々な方法で実施することができる。コンピュータプログラム製品は、アプリケーション、プログラム、プログラムモジュールスクリプトソースコード、プログラムコード、オブジェクトコードバイトコードコンパイルされたコード、解釈されたコード、マシンコード、実行可能な命令、および/または同等物(本明細書では実行可能な命令、実行のための命令、プログラムコード、および/または本明細書では互換的に使用される同様の用語とも呼ばれる)を記憶する非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。そのような非一時的なコンピュータ可読記憶媒体は、すべてのコンピュータ可読媒体揮発性および不揮発性媒体を含む)を含む。

0052

一実施形態では、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、フロッピーディスクフレキシブルディスクハードディスクソリッドステートストレージSSS)(例えば、ソリッドステートドライブSSD)、ソリッドステートカード(SSC)、ソリッドステートモジュール(SSM))、エンタープライズフラッシュドライブ磁気テープ、または任意の他の非一時的磁気媒体などを含むことができる。不揮発性のコンピュータ可読記憶媒体は、パンチカード紙テープ光学マークシート(または穴のパターンまたは他の光学的に認識可能な印を有する任意の他の物理媒体)、コンパクトディスク読み取り専用メモリCD−ROM)、コンパクトディスクコンパクトディスク書き換え可能(CD−RW)、デジタル多用途ディスク(DVD)、ブルーレイディスク(BD)、任意の他の非一時的な光学媒体などを含むこともできる。このような不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、読み出し専用メモリ(ROM)、プログラマブル読み出し専用メモリPROM)、消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ(EEPROM)、フラッシュメモリ(例えば、シリアルNANDNORなど)、マルチメディアメモリカード(MMC)、セキュアデジタル(SD)メモリカードスマートメディアカード、コンパクトフラッシュ(CF)カード、メモリスティックなどを含むこともできる。さらに、不揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、導電性ブリッジグラダムアクセスメモリCBRAM)、相変化ランダムアクセスメモリ(PRAM)、強誘電体ランダムアクセスメモリ(FeRAM)、不揮発性ランダムアクセスメモリ(NVRAM)、磁気抵抗ランダムアクセスメモリMRAM)、抵抗ランダムアクセスメモリ(RRAM)、窒化ケイ素酸化物シリコンメモリ(SONOS)、フローティング接合ゲートランダムアクセスメモリ(FJGRAM)、ミリペッドメモリ、レーストラックメモリなどを含むこともできる。

0053

一実施形態では、揮発性コンピュータ可読記憶媒体は、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリDRAM)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、高速ページモードダイナミックランダムアクセスメモリ(FPM DRAM)、拡張データアウトダイミックランダムアクセスメモリ(EDODRAM)、シンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ(SDRAM)、ダブルデータレートシンクロナスダイナミックランダムアクセスメモリ(DDR SDRAM)、ダブルデータレートタイプ2同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(DDR2 SDRAM)、ダブルデータレートタイプ3同期ダイナミックランダムアクセスメモリ(DDR3 SDRAM)、ラムバスダイナミックランダムアクセスメモリ(RDRAM)、ツイントランジスタRAM(TTRAM)、サイリスタRAM(T−RAM)、ゼロキャパシタ(Z−RAM)、ラムバスインラインメモリモジュール(REVIM)、デュアルインラインメモリモジュール(DIMM)、シングルインラインメモリモジュールSIMM)、ビデオ・ランダムアクセスメモリVRAM、キャッシュメモリ(様々なレベルを含む)、フラッシュメモリ、レジスタメモリ、および/またはこれらのメモリなどを含むことができる。コンピュータ可読記憶媒体を使用する実施形態が説明される場合、他のタイプのコンピュータ可読記憶媒体が上述のコンピュータ可読記憶媒体の代わりに使用されてもよいし、またはそれに加えて使用されてもよいことが理解されるのであろう。

0054

当然のことながら、本発明の様々な実施形態は、本明細書の他の箇所で説明したように、方法、装置、システム、コンピューティングデバイスコンピューティングエンティティ、および/または同様のものとして実装することもできる。したがって、本発明の実施形態は特定のステップまたは動作を実行するために、コンピュータ可読記憶媒体に格納された命令を実行する装置、システム、コンピューティングデバイス、コンピューティングエンティティ、および/または同様のもの形態をとることができる。しかし、本発明の実施形態は、特定のステップまたは動作を実行する全体的にハードウェアの実施形態の形態をとることもできる。

0055

様々な実施形態は、装置、方法、システム、およびコンピュータプログラム製品のブロック図およびフローチャート図を参照して以下に説明される。ブロック図およびフローチャート図のいずれかの各ブロックは、それぞれ、コンピュータプログラム命令によって、例えば、コンピューティングシステム内のプロセッサ上で実行される論理ステップまたはオペレーションとして、部分的に実装されてもよいことを理解されたい。これらのコンピュータプログラム命令は、専用コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置などのコンピュータにロードして、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置上で実行する命令が1つまたは複数のフローチャートブロックで指定された機能を実装するように、具体的構成されたマシンを生成することができる。

0056

これらのコンピュータプログラム命令は、コンピュータ可読メモリに格納された命令が1つまたは複数のフローチャートブロックで指定された機能を実装するためのコンピュータ可読命令を含む製品を生成するように、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置に特定の方法で機能するように指示することができるコンピュータ可読メモリに格納することもできる。コンピュータプログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブルデータ処理装置にロードして、コンピュータまたは他のプログラマブル装置一連動作ステップを実行させ、コンピュータまたは他のプログラマブル装置で実行する命令が1つまたは複数のフローチャートブロックで指定された機能を実装するための動作を提供するように、コンピュータ実装プロセスを生成することもできる。

0057

したがって、ブロック図およびフローチャートのブロックは、指定された機能を実行するための様々な組み合わせ、指定された機能を実行するための作業の組み合わせ、および指定された機能を実行するためのプログラム命令サポートする。ブロック図およびフローチャートの各ブロック、ならびにブロック図およびフローチャートのブロックの組み合わせは、指定された機能または動作を実行する専用ハードウェアベースコンピュータシステム、または専用ハードウェアおよびコンピュータ命令の組み合わせによって実施することができることも理解されたい。

0058

図4は、本発明の様々な実施形態と併せて使用することができる例示的なシステム1020のブロック図である。少なくとも図示の実施形態では、システム1020が1つまたは複数の中央コンピューティングデバイス1110、1つまたは複数の分散型コンピューティングデバイス1120、および1つまたは複数のハンドヘルドまたはモバイルデバイス1300を含むことができ、これらはすべて、1つまたは複数のネットワーク1130を介して中央サーバ1200(または制御部)と通信するように構成される。図4は、様々なシステムエンティティを別個のスタンドアロンエンティティとして示すが、様々な実施形態はこの特定のアーキテクチャに限定されない。

0059

本発明の様々な実施形態によれば、1つまたは複数のネットワーク1130は、いくつかの第2世代(2G)、2.5G、第3世代(3G)、および/または第4世代(4G)モバイル通信プロトコルなどのうちの任意の1つまたは複数に従って通信をサポートすることができる。より詳細には、1つまたは複数のネットワーク1130は、2G無線通信プロトコルIS136(TDMA)、GSM登録商標)、およびIS−95(CDMA)に従って通信をサポートすることができる。また、例えば、1つ以上のネットワーク1130は、2.5G無線通信プロトコルGPRS、Enhanced Data GSM Environment(EDGE)などに従って通信をサポートすることができる。さらに、例えば、1つまたは複数のネットワーク1130は、広帯域符号分割多元接続(WCDMA(登録商標))無線アクセス技術を使用するUniversal Mobile Telephone System(UMTS)ネットワークなどの3G無線通信プロトコルに従って通信をサポートすることができる。いくつかの狭帯域AMPS(AMPS)、ならびにTACS、ネットワーク(単数または複数)も、二重またはより高モード移動局(例えば、デジタル/アナログまたはTDMA CDMAアナログ電話)と同様に、本発明の実施形態から利益を得ることができる。さらに別の例として、システム1020のコンポーネントの各々は、例えば、無線周波数(RF)、Bluetooth(登録商標)、赤外線(IrDA)、または有線もしくは無線パーソナルエリアネットワーク(「PAN」)、ローカルエリアネットワーク(「LAN」)、メトロポリタンエリアネットワーク(「MAN」)、ワイドエリアネットワーク(「WAN」)などを含む、いくつかの異なる有線もしくは無線ネットワーキング技法のいずれかなどの技法に従って互いに通信するように構成され得る。

0060

装置1110‐1300は、同じネットワーク1130を介して互いに通信するものとして図4に示されているが、これらの装置は、同様に、複数の別個のネットワークを介して通信することができる。

0061

一実施形態によれば、サーバ1200からデータを受信することに加えて、分散型デバイス1110、1120、および/または1300は、それ自体でデータを収集および送信するようにさらに構成され得る。様々な実施形態では、装置1110、1120、および/または1300は、キーパッドタッチパッドバーコードスキャナ、無線周波数識別(RFID)リーダインターフェースカード(例えば、モデムなど)またはレシーバなどの1つまたは複数の入力ユニットまたは装置を介してデータを受信することが可能であり得る。装置1110、1120、および/または1300は、さらに、データを1つまたは複数の揮発性または不揮発性メモリモジュールに格納し、1つまたは複数の出力ユニットまたは装置を介して、たとえば、装置を操作するユーザにデータを表示することによって、またはたとえば、1つまたは複数のネットワーク1130を介してデータを送信することによって、データを出力することができる。

0062

種実施形態では、サーバ1200は、本明細書でより具体的に示され説明されるものを含む、本発明の各種実施形態による1つまたは複数の機能を実行するための各種システムを含む。しかし、サーバ1200は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、1つまたは複数の同様の機能を実行するための様々な代替デバイスを含むことができることを理解されたい。例えば、サーバ1200の少なくとも一部は、特定の実施形態においては特定のアプリケーションにとって望ましいように、分散デバイス1110、1120、および/またはハンドヘルドデバイスもしくはモバイルデバイス1300上に配置することができる。以下でさらに詳細に説明するように、少なくとも1つの実施形態では、ハンドヘルドデバイスまたはモバイルデバイス1300は、すべて以下でさらに詳細に説明するように、サーバ1200との通信のためのユーザインターフェースを提供するように構成することができる1つまたは複数のモバイルアプリケーション1330を含むことができる。

0063

図5Aは、様々な実施形態によるサーバ1200の概略図である。サーバ1200は、システムインターフェースまたはバス1235を介してサーバ内の他の要素と通信するプロセッサ1230を含む。サーバ1200には、データを受信し、表示するための表示/入力装置1250も含まれる。この表示/入力装置1250は、例えば、モニタと組み合わせて使用されるキーボードまたはポインティングデバイスであってもよい。サーバ1200は、メモリ1220をさらに含み、メモリ1220は、好ましくは読み出し専用メモリ(ROM)1226およびランダムアクセスメモリ(RAM)1222の両方を含む。サーバのROM1226は、サーバ1200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BIOS(basicinput/output system)1224を格納するために使用される。各種ROMおよびRAM構成は、本明細書で前に説明されている。

0064

さらに、サーバ1200は、ハードディスク、リムーバブル磁気ディスク、またはCD−ROMディスクなどの様々なコンピュータ可読媒体上に情報を記憶するための、ハードディスクドライブフロッピーディスクドライブCDROMドライブ、または光ディスクドライブなどの少なくとも1つの記憶装置またはプログラム記憶装置210を含む。当業者によって理解されるように、これらの記憶装置1210の各々は、適切なインターフェースによってシステムバス1235に接続される。記憶装置1210およびそれに関連するコンピュータ可読媒体は、パーソナルコンピュータのための不揮発性記憶装置を提供する。当業者によって理解されるように、上述のコンピュータ可読媒体は、当技術分野で知られている任意の他のタイプのコンピュータ可読媒体によって置き換えることができる。そのような媒体は、例えば、磁気カセットフラッシュメモリカードデジタルビデオディスク、およびベルヌーイカートリッジを含む。

0065

図示されていないが、一実施形態によれば、サーバ1200の記憶装置1210および/またはメモリは、データ記憶装置の機能をさらに提供することができ、データ記憶装置は、サーバによってアクセスされ得る履歴および/または現在の配信データおよび配信条件を記憶することができる。この点に関して、記憶装置1210は、1つ以上のデータベースを含むことができる。「データベース」という用語は、リレーショナルデータベース階層データベース、またはネットワークデータベースなどを介して、コンピュータ・システムに格納される記録またはデータの構造化コレクションを指し、したがって、限定的に解釈されるべきではない。

0066

例えば、プロセッサ1230によって実行可能な1つまたは複数のコンピュータ可読プログラムコード部分を含むいくつかのプログラムモジュール(例えば、例示的なモジュール1400〜1700)は、様々な記憶装置1210によってRAM1222内に格納され得る。このようなプログラムモジュールは、オペレーティングシステム1280も含むことができる。これらの実施形態および他の実施形態では、様々なモジュール1400、1500、1600、1700は、プロセッサ1230およびオペレーティングシステム1280の支援により、サーバ1200の動作の特定の態様を制御する。さらに他の実施形態では、本発明の範囲および性質から逸脱することなく、1つまたは複数の追加のおよび/または代替のモジュールが提供されてもよいことを理解されたい。

0067

様々な実施形態では、プログラムモジュール1400、1500、1600、1700は、サーバ1200によって実行され、システム1020の様々なユーザにすべてアクセス可能および/または送信可能な1つまたは複数のグラフィカルユーザインターフェースレポート、命令、および/または報知/警告を生成するように構成される。特定の実施形態では、ユーザインターフェース、レポート、指示、および/または通知/警告は、前述のように、インターネットまたは他の実現可能な通信ネットワークを含み得る1つまたは複数のネットワーク1130を介してアクセス可能であり得る。

0068

様々な実施形態では、モジュール1400、1500、1600、1700のうちの1つまたは複数は、装置1110、1120および/または1300のうちの1つまたは複数にローカルに格納され、そのうちの1つまたは複数のプロセッサによって実行されてもよいことを、代替的におよび/または追加的に(たとえば、重複して)理解されたい。様々な実施形態によれば、モジュール1400、1500、1600、1700は、1つまたは複数の別個の、リンクされた、および/またはネットワーク化されたデータベースから構成され得る、1つまたは複数のデータベースに含まれるデータにデータを送信し、そこからデータを受信し、およびそこに含まれるデータを利用することができる。

0069

また、サーバ1200内には、1つ以上のネットワーク1130の他の要素とインターフェース接続し、通信するためのネットワークインターフェース1260が配置される。サーバ1200の構成要素のうちの1つまたは複数は、他のサーバ構成要素から地理的に遠隔に配置されてもよいことは当業者によって理解されるのであろう。さらに、サーバ1060の構成要素のうちの1つまたは複数を組み合わせることができ、および/または本明細書で説明する機能を実行する追加の構成要素をサーバに含めることもできる。

0070

上記では単一のプロセッサ1230について説明したが、当業者が認識するように、サーバ1200は、本明細書で説明する機能を実行するために互いに関連して動作する複数のプロセッサを含むことができる。メモリ1220に加えて、プロセッサ1230は、データ、コンテンツなどを表示、送信、および/または受信するための少なくとも1つのインタフェースまたは他の手段に接続することもできる。この点に関して、インターフェースは、少なくとも1つの通信インターフェース、またはデータ、コンテンツなどを送信および/または受信するための他の手段、ならびに、以下でさらに詳細に説明されるように、表示および/またはユーザ入力インターフェースを含むことができる少なくとも1つのユーザインターフェースを含むことができる。次に、ユーザ入力インターフェースは、キーパッド、タッチディスプレイジョイスティック、または他の入力デバイスなど、エンティティがユーザからデータを受信することを可能にするいくつかのデバイスのうちの任意のデバイスを備えることができる。

0071

さらに、当業者が認識するように、「サーバ」1200を参照するが、本発明の実施形態は、伝統的に定義されたサーバアーキテクチャに限定されない。さらに、本発明の実施形態のシステムは、単一のサーバ、または類似のネットワークエンティティまたはメインフレームコンピュータシステムに限定されない。本明細書で説明される機能を提供するために互いに関連して動作する1つまたは複数のネットワークエンティティを含む他の類似のアーキテクチャも、本発明の実施形態の精神および範囲から逸脱することなく同様に使用することができる。例えば、2つ以上のパーソナルコンピュータ(PC)、類似の電子デバイス、またはハンドヘルドポータブルデバイスメッシュネットワークは互いに協働して、サーバ1200に関連して本明細書で説明される機能を提供し、同様に、本発明の実施形態の精神および範囲から逸脱することなく使用され得る。

0072

様々な実施形態によれば、プロセスの多くの個々のステップは、本明細書で説明されるコンピュータシステムおよび/またはサーバを利用して実行されてもよく、または実行されなくてもよく、コンピュータの実装の程度は、1つまたは複数の特定のアプリケーションにとって望ましいおよび/または有益であり得るように、変化してもよい。

0073

図5Bは、本発明の様々な実施形態と併せて使用することができるモバイルデバイス1300の例示的な概略図を提供する。モバイルデバイス1300は、様々な当事者によって操作され得る。図5Bに示されるように、モバイルデバイス1300は、アンテナ1312と、送信機1304(例えば、無線)と、受信機1306(例えば、無線)と、送信機1304および受信機1306それぞれに信号を提供し、そこから信号を受信する処理要素1308とを含み得る。

0074

送信機1304および受信機1306にそれぞれ供給され、そこから受信される信号は、サーバ1200、分散型デバイス1110、1120などの様々なエンティティと通信するための適用可能なワイヤレスシステムエアインターフェース規格に従ったシグナリングデータを含むことができる。この点に関して、モバイルデバイス1300は、1つまたは複数の無線インターフェース規格通信プロトコル変調タイプ、およびアクセスタイプで動作することが可能であり得る。より詳細には、モバイルデバイス1300がいくつかのワイヤレス通信規格およびプロトコルのいずれかに従って動作する。特定の実施形態では、モバイルデバイス1300は、GPRS、UMTS、CDMA2000、1xRTT、WCDMA、TD−SCDMA、LTE、EUTRAN、EVDO、HSPA、HSDPA、Wi−Fi、WiMAX、UWB、IRプロトコル、Bluetoothプロトコル、USBプロトコル、および/または任意の他の無線プロトコルなどの複数の無線通信規格およびプロトコルに従って動作することができる。

0075

これらの通信標準およびプロトコルを介して、モバイルデバイス1300は各種実施形態によれば、非構造化補足サービスデータ(USSD)、ショートメッセージサービス(SMS)、マルチメディアメッセージングサービスMMS)、デュアルトーンマルチ周波数信号(DTMF)、および/または加入者識別モジュールダイアラ(SIMダイアラ)などの概念を使用して、各種他のエンティティと通信することができる。モバイルデバイス1300は、例えば、そのファームウェアソフトウェア(例えば、実行可能命令、アプリケーション、プログラムモジュールを含む)、およびオペレーティングシステムに変化、追加、および更新ダウンロードすることもできる。

0076

一実施形態によれば、モバイルデバイス1300は、位置決定デバイスおよび/または機能を含むことができる。例えば、モバイルデバイス1300は、例えば、緯度経度、高度、ジオコードコース、および/または速度データを取得するように適合されたGPSモジュールを含み得る。一実施形態では、GPSモジュールは、視野内の衛星の数およびそれらの衛星の相対位置を識別することによって、エフェメリスデータとして知られることがあるデータを取得する。

0077

モバイルデバイス1300は、また、ユーザインターフェース(処理要素1308に結合された表示1316を含むことができる)および/またはユーザ入力インターフェース(処理要素1308に結合された)を備えることができる。ユーザ入力インタフェースは、モバイルデバイス1300がデータを受信することを可能にするいくつかの装置(例えば、キーパッド1318(ハードまたはソフト)、タッチディスプレイ、音声またはモーションインタフェース、または他の入力装置)のうちのいずれかを備え得る。キーパッド1318を含む実施形態では、キーパッドは、従来の数字(0〜9)および関連するキー(#、*)と、モバイルデバイス1300を操作するために使用される他のキーとを含む(またはその表示を引き起こす)ことができ、フルセットアルファベットキーまたはフルセットのアルファニューメリックキーを提供するために起動され得るキーのセットを含むことができる。入力を提供することに加えて、ユーザ入力インターフェースは、例えば、スクリーンセーバおよび/またはスリープモードなどの特定の機能をアクティブ化または非アクティブ化するために使用することができる。

0078

モバイルデバイス1300は、揮発性記憶またはメモリ1322および/または不揮発性記憶またはメモリ1324も含むことができ、それらは埋め込むことができ、および/または取り外し可能であってもよい。例えば、不揮発性メモリは、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、フラッシュメモリ、MMC、SDメモリカード、メモリスティック、CBRAM、PRAM、FeRAM、RRAM、SONOS、レーストラックメモリなどであってもよい。揮発性メモリは、RAM、DRAM、SRAM、FPM DRAM、EDODRAM、SDRAM、DDR SDRAM、DDR2 SDRAM、DDR3 SDRAM、RDRAM、RIMM、DIMM、SIMM、VRAM、キャッシュメモリ、レジスタメモリなどとすることができる。揮発性および不揮発性の記憶またはメモリは、モバイルデバイス1300の機能を実装するために、データベース、データベースインスタンスデータベースマッピングシステム、データ、アプリケーション、プログラム、プログラムモジュール、スクリプト、ソースコード、オブジェクトコード、バイトコード、コンパイルされたコード、解釈されたコード、マシンコード、実行可能な命令などを格納することができる。

0079

モバイルデバイス1300は、また、カメラ1326およびモバイルアプリケーション1330のうちの1つ以上を含み得る。カメラ1326は、様々な実施形態に従って、追加および/または代替のデータ収集機能として構成されてもよく、それによって、1つ以上のアイテムは、カメラを介してモバイルデバイス1300によって読み取られ、格納され、および/または送信されてもよい。モバイルアプリケーション1330は、さらに、モバイルデバイス1300を用いて様々なタスクを実行することができる機能を提供することができる。モバイルデバイス1300およびシステム1020の1人または複数のユーザにとって望ましくあり得るように、全体として様々な構成が提供され得る。

0080

上記のシステムおよび方法の多くの変形が可能であり、上記の実施形態からの逸脱が可能であるが、それでもなお特許請求の範囲内にあることが理解される。上記説明および関連付けられる図面に提示される教示から恩恵を受ける本発明に関連する分野の当業者ならば、本明細書に示される本発明の多くの変更形態および他の実施形態を思い付こう。したがって、本発明は開示される特定の実施形態に限定されるべきではなく、変更形態および他の実施形態が添付の特許請求の範囲内に包含されることを意図されることを理解されたい。このような変更は、例えば、例示した単一電子ビーム源の代わりに複数のエネルギービーム源を使用することを含むことができる。さらに、本明細書では、特定の用語が用いられているが、それらは一般的および説明的な意味でのみ用いられており、限定を目的としたものではない。

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