JP2019507236A - 性能向上した３次元印刷 - Google Patents

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シメオニディス，キモン
シーリンガー，シャーマン
メンデルスバーグ，ルーベン
クリスティアンセン，ダニエル
マーフリー，ザッカリー・ライアン
ラッペン，アラン・リック
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Abstract


本開示は、３Ｄ印刷のための様々な装置、およびシステムである。本開示は、３Ｄ物体の材料特徴および／または変形を制御し、印刷された３Ｄ物体の変形を低減し、そして材料床を平面化する、ステップおよび繰り返しのエネルギー照射プロセスのための、３次元（３Ｄ）印刷方法、装置、ソフトウェアおよびシステムを提供する。
【選択図】図２５

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年１２月１０日出願の米国仮特許出願第６２／２６５，８１７号、および２０１６年４月１日出願の米国仮特許出願第６２／３１７，０７０号（その各々は参照により全体が本明細書に組み込まれる）の優先権を主張する。
３次元（３Ｄ）印刷（例えば、付加製造）は、設計から任意の形状の３次元（３Ｄ）物体を作製するためのプロセスである。設計は、電子的なデータソース、ハードコピー、または物理的構造（例えば、物理的モデル）などのデータソースの形態であってもよい。ハードコピーは３Ｄ物体の２次元表現であってもよい。データソースは電子的な３Ｄモデルであってもよい。３Ｄ印刷は、材料の連続的な層を相互の頂部の上に置いて層状３Ｄ物体（例えば、硬化した材料の）が形成される、付加プロセスを通して達成されてもよい。このプロセスは制御される場合がある（例えば、コンピュータ制御および／または手動制御）。例えば、３Ｄプリンタは工業用ロボットとすることができる。
３Ｄ印刷はカスタムパーツを迅速かつ効率的に生成することができる。３Ｄ印刷プロセスでは、元素金属、金属合金、セラミック、元素炭素、または高分子材料を含む様々な材料を使用することができる。一般的な付加３Ｄ印刷プロセスでは、第１の材料層が形成され、そしてその後に連続的な材料層（またはその一部）が１つずつ付加され、設計された３次元構造（３Ｄ物体）全体が実体化するまで、各々の新しい材料層が予め形成された材料層の上に付加される。
３Ｄモデルは、コンピュータ支援設計パッケージを利用して、または３Ｄスキャナーを介して作り出される場合がある。３Ｄコンピュータグラフィックのための幾何学的なデータを調製する手動モデリングプロセスは、彫刻またはアニメーションなどの造形美術と類似でありうる。３Ｄスキャンは、実際の物体の形状（例えば、さらに外観）のデジタルデータを解析および収集するプロセスである。このデータに基づき、スキャンした物体の３Ｄモデルを生産することができる。３Ｄモデルは、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）を含んでもよい。
現在では多くの付加プロセスが利用可能である。これらは実体化した構造を作り出すために層を堆積する様式が異なる場合がある。これらは設計された構造を生成するために使用される材料が変動する場合がある。一部の方法は、層を生産するために材料を溶融または軟化する。
時々、３Ｄ印刷プロセスの間および／または後に、印刷された３次元（３Ｄ）物体が曲がる、反る、丸まる、巻く、または別の方法で変形する場合がある。かかる変形を回避するために、補助的な支持部が挿入されてもよい。要求された３Ｄ製品（例えば、３Ｄ物体）を生産するために、これらの補助的な支持部は、引き続いて、印刷された３Ｄ物体から取り除かれる場合がある。補助的な支持部の存在は、３Ｄ物体を製造するのに必要なコストおよび／または時間を増大させうる。時々、補助的な支持部の存在のための要件は、所望の３Ｄ物体の形成を妨げ（例えば、阻止）する。例えば、補助的な支持部の存在は、所望の３Ｄ物体の一部としての、特定の吊り構造（例えば、レッジ）および／または空洞の形成を妨げうる。補助的な支持部の存在のための要件は、３Ｄ物体の設計、および／またはそれらのそれぞれの実体化に制約を置きうる。一部の実施形態において、本開示における本発明は変形の程度が低減された、３Ｄ物体の生成を容易にする。一部の実施形態において、本開示における本発明は、減少した数（例えば、不在）の補助的な支持部（例えば、補助的な支持部を有さない）で製造される３Ｄ物体の生成を促進する。一部の実施形態において本開示における本発明は、減少した量の設計および／または製造上の制約を有する３Ｄ物体（本明細書では「低制約３Ｄ物体」と称する）の生成を促進する。一部の実施形態において、３Ｄ物体を形成する層は、大きなタイルを用いて製造される。タイルは、タイル内部に小径のエネルギービーム（例えば、スキャンエネルギービーム）をハッチングすることで形成されうる。タイルは、（例えば実質的に）固定である大径のエネルギービーム（例えば、タイリングエネルギー流束）を照射することで形成されうる。タイルは、低出力エネルギービームで形成される場合があり、この低出力エネルギービームは、一部の実施例では、以前に形成された３Ｄ物体の層（例えば照射される部分の下方に配置される）の一部分を貫通して、これらの層が、（ｉ）底部スキン層材料の固相線温度を上回り、かつ液相線温度を下回る（例えば、液化温度において）、または（ｉｉ）底部スキン層において材料が塑性降伏する、高温に達することを許容する。例えば、以前に形成された層は、３Ｄ物体全体の、３Ｄ物体の吊り構造の、または３Ｄ物体内の隙間天井の、底部スキン層とすることができる。タイルを形成するエネルギービームは、デフォーカスされたビームとすることができる。本開示は、光ディフューザを使用してこうしたビームを形成するための方法を詳述する。
本明細書に記述される一態様は、変形の程度が低減された（例えば、実質的に変形されていない）、３Ｄ物体を生成するための、方法、システム、ソフトウェア、および／または装置である。３Ｄ物体は１つ以上の補助的な支持部を欠くことができる。３Ｄ物体は、１つ以上の補助的な支持部の以前の存在を示す跡を欠くことができる。３Ｄ物体は、広範な３Ｄ物体とすることができる。３Ｄ物体は、大きな３Ｄ物体とすることができる。３Ｄ物体は、大きな吊り構造を備えてもよい（例えば、ワイヤ、レッジ、またはシェルフ）。大きな、とは少なくとも約１０ｃｍの基本的な長さスケール（ＦＬＳ）を有する３Ｄ物体としうる。
しばしば、特定のタイプの微細構造（例えば、少なくとも３Ｄ物体の一部分における）を形成するために３Ｄ物体の微細構造を制御することが望ましい。時には、３Ｄ物体の１つ以上の（例えば、特定の）部分において変動した材料および／または材料微細構造を有する３Ｄ物体を製造することが望ましい。例えば、高密度の中心と多孔ブレードを含むモーターが必要とされる場合がある。本開示は、こうした所望の３Ｄ物体の形成を記述する。一部の実例において、硬化した材料の層の少なくとも一部分が形成される方法（例えば、これはその一部分の材料特性に影響を与えうる）を制御することが望ましい。硬化した材料の層は、少なくとも１つの溶融プールを含んでもよい。一部の実例では、この溶融プールの１つ以上の特徴を制御することが望ましい場合がある。
一部の実例では、３Ｄ物体は、３Ｄ印刷プロセスの間に変形し、材料床から突出する。こうした現象は、顧客の要求に遵守する３Ｄ物体を形成することを困難にする場合がある。また、こうした現象は、予め変形された（例えば、粒子）材料の平面化された層の堆積および／または平準化に負担をかける場合もある。本開示は、材料床の露出した表面からの突出した物体に対処する、方法および装置を詳述する。例えば、それと接触することなく、例えば、予め変形された材料および／または破片を標的表面から離して向ける（例えば、引き寄せるおよび／または操作する）力を使用して、露出した表面材料床を平面化する材料除去部材を用いることによる。
時々、３Ｄ物体を形成しなかった材料床の任意の残りの部分を、印刷された３Ｄ物体から、それが印刷されたのと同一の雰囲気下で、取り除くことが望ましい。例えば、予め変形された材料が酸素および／または水の影響を受けやすい場合、および／あるいは別の方法で周囲環境において高反応性である場合である。本開示は、一の材料からの３Ｄ物体のクリーニングが、３Ｄ物体が形成されるのと同一の環境における残りの部分となることを許容する、方法および装置を詳述する。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（ａ）予め変形された材料を含む材料床を提供することと、（ｂ）少なくとも１ミリ秒の第１の期間の間に実質的に固定である露出した表面の第１の位置に向けられたエネルギービームを使用して材料床の露出した表面を照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第１のタイルを形成することと、（ｃ）エネルギービームを露出した表面の第２の位置に並進移動させることであって、第２の位置は第１の位置とは異なり、エネルギービームは予め変形された材料を変形することなく並進移動する、並進移動させることと、（ｄ）第２の位置において材料床の露出した表面を、少なくとも約１ミリ秒の第２の期間の間に第２の位置において実質的に固定であるエネルギービームで照射して、第２の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第２のタイルを形成することと、を含む。
エネルギービームは、最大で約８０００Ｗ／ｍｍ２の出力密度を有しうる。第１の期間は、実質的に第２の期間と等しくすることができる。第１の期間は、少なくとも１ミリ秒（ｍｓｅｃ）とすることができる。エネルギービームは、少なくとも約１ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、２５０ｍｓｅｃ、または５００ｍｓｅｃの第３の期間の間に並進移動しうる。エネルギービームの断面は、少なくとも約０．１平方ミリメートル（ｍｍ２）、または０．２とすることができる。エネルギービームの直径は、少なくとも約３００マイクロメートルとすることができる。第１の位置と第２の位置との間の距離は、少なくとも約１００マイクロメートル、２００マイクロメートル、または２５０マイクロメートルとすることができる。第２のタイルの水平断面は、第１のタイルの水平断面と少なくとも接触してもよい。接触は、オーバーラップを含んでもよい。第２のタイルの水平断面は、第１のタイルの水平断面と少なくとも部分的にオーバーラップしてもよい。第２のタイルは、第１のタイルと少なくとも約４０％オーバーラップしてもよい。第２のタイルの水平断面は、少なくとも約４０％で第１のタイルの水平断面と（例えば、完全に）オーバーラップしてもよい。本方法は、予め変形された材料の過剰を材料床の露出した表面から取り除く（例えば、気体流れを使用し、そして所望により予め変形された材料を気体流れから（例えば、サイクロン）分離することで）ことで予め変形された材料の層を分注することをさらに含んでもよい。第２のタイルは、第１のタイルと少なくとも接触してもよい。第２のタイルは、第１のタイルと少なくとも部分的にオーバーラップしてもよい。オーバーラップは、少なくとも約４０％とすることができる。オーバーラップは、本明細書に述べる水平断面オーバーラップの任意の値とすることができる。
予め変形された材料は、元素金属、金属合金、セラミック、および元素炭素の同素体からなる群から選択される少なくとも１つの部材としてもよい。変形は融合を含むことができる。融合は焼結または溶融を含むことができる。溶融は、完全溶融を含むことができる。３Ｄ印刷は、周囲圧力にあってもよい。３Ｄ印刷は、大気圧にあってもよい。３Ｄ印刷は、周囲温度にあってもよい。３Ｄ印刷は、室温にあってもよい。３Ｄ印刷は、付加製造を含むことができる。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（ａ）予め変形された材料を含む材料床を提供することと、（ｂ）第１の期間の間に実質的に固定である露出した表面の第１の位置に向けられたエネルギービームを使用して材料床の露出した表面を照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第１のタイルを形成することであって、エネルギービームは最大で約８０００ワット毎平方ミリメートルと出力密度を有する、形成することと、（ｃ）エネルギービームを露出した表面の第２の位置に並進移動させることであって、第２の位置は第１の位置とは異なり、エネルギービームは予め変形された材料を変形することなく並進移動する、並進移動させることと、（ｄ）第２の位置において材料床の露出した表面を、第２の期間の間に第２の位置において実質的に固定であるエネルギービームで照射して、第２の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第２のタイルを形成することと、を含む。
出力密度は、最大で５０００Ｗ／ｍｍ２としてもよい。エネルギービームは、少なくとも約１ミリ秒の期間内で並進移動してもよい。エネルギービームは、少なくとも約１ミリ秒（ｍｓｅｃ）、１０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、２５０ｍｓｅｃ、または５００ｍｓｅｃの期間内で並進移動してもよい。並進移動は、少なくとも約１ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、２５０ｍｓｅｃ、または５００ｍｓｅｃの間とすることができる。エネルギービームの断面は、少なくとも約０．１平方ミリメートル（ｍｍ２）、または０．２とすることができる。エネルギービームの直径は、少なくとも約３００マイクロメートル、５００マイクロメートル、または６００マイクロメートルとすることができる。第１の位置と第２の位置との間の距離は、少なくとも約１００マイクロメートル、２００マイクロメートル、または２５０マイクロメートルとすることができる。第２のタイルは、第１のタイルと少なくとも接触（例えば、接触およびオーバーラップ）してもよい。
実質的に固定とは、エネルギービームのＦＬＳ（例えば、直径）よりも小さい空間的振動を含みうる。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、予め変形された材料を含む材料床を提供することと、（ｃ）第１の期間の間、実質的に固定の、露出した表面の第１の位置に向けられたデフォーカスされたエネルギービームを使用して材料床の露出した表面を照射して第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第１のタイルを形成する、照射することと、（ｄ）デフォーカスされたエネルギービームを露出した表面の第２の位置に並進移動させることであって、第２の位置は第１の位置とは異なり、デフォーカスされたエネルギービームは予め変形された材料を変形することなく並進移動する、並進移動させることと、（ｅ）第２の位置において材料床の露出した表面を、第２の期間の間に第２の位置において実質的に固定であるデフォーカスされたエネルギービームで照射して、第２の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第２のタイルを形成することと、を含む。
デフォーカスされたエネルギービームの直径は、少なくとも約３００マイクロメートルとすることができる。第１の期間と第２の期間の少なくとも一方は少なくとも約１ミリ秒とすることができる。第１の期間は、第２の期間と（例えば、実質的に）等しくすることができる。エネルギービームは、少なくとも約１ミリ秒の第３の期間内で並進移動しうる。第１の位置と第２の位置との間の距離は、少なくとも１００マイクロメートルとすることができる。第２のタイルは、第１のタイルと少なくとも接触してもよい。第２のタイルは、第１のタイルと少なくとも部分的にオーバーラップしてもよい。オーバーラップは、少なくとも約４０％とすることができる。オーバーラップは、本明細書に述べる水平断面オーバーラップの任意の値とすることができる。第１の期間は、少なくとも約１ミリ秒（ｍｓｅｃ）、１０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、２５０ｍｓｅｃ、または５００ｍｓｅｃとすることができる。並進移動は、少なくとも約１ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、２５０ｍｓｅｃ、または５００ｍｓｅｃの間とすることができる。デフォーカスされたエネルギービームの断面は、少なくとも約０．１平方ミリメートル（ｍｍ２）、または０．２とすることができる。デフォーカスされたエネルギービームの直径は、少なくとも約３００マイクロメートルとすることができる。第１の位置と第２の位置との間の距離は、少なくとも約２５０マイクロメートルとすることができる。デフォーカスされたエネルギービームの出力密度は、最大で約６０００Ｗ／ｍｍ２としてもよい。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、予め変形された材料を含む材料床を提供することと、拡散されたエネルギービームを生成するためにエネルギービームを光ディフューザに向けることと、（ｃ）第１の期間の間、実質的に固定の、露出した表面の第１の位置に向けられた拡散されたエネルギービームを使用して材料床の露出した表面を照射して第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第１のタイルを形成する、照射することと、（ｄ）拡散されたエネルギービームを露出した表面の第２の位置に並進移動させることであって、第２の位置は第１の位置とは異なり、並進移動は予め変形された材料を変形しない、並進移動させることと、（ｅ）第２の位置において材料床の露出した表面を、第２の期間の間に第２の位置において実質的に固定である拡散されたエネルギービームで照射して、第２の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第２のタイルを形成することと、を含む。
光ディフューザは、エネルギービームの波面を歪めうる。光ディフューザは、マイクロレンズ（例えば、アレイ）またはデジタルマスクを含みうる。光ディフューザは、ディフューザホイール内に含めることができる。ディフューズされたエネルギービームの直径は、少なくとも約３００マイクロメートルとすることができる。第１の期間と第２の期間の少なくとも一方は少なくとも約１ミリ秒とすることができる。第１の期間は、第２の期間と（例えば、実質的に）等しくすることができる。並進移動は、少なくとも約１ミリ秒の間とすることができる。第１の位置と第２の位置との間の距離は、少なくとも１００マイクロメートルとすることができる。第２のタイルは、第１のタイルと少なくとも接触してもよい。第２のタイルは、第１のタイルと少なくとも部分的にオーバーラップしてもよい。オーバーラップは、少なくとも約４０％とすることができる。オーバーラップは、本明細書に述べる水平断面オーバーラップの任意の値とすることができる。第１の期間は、少なくとも約１ミリ秒（ｍｓｅｃ）、１０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、２５０ｍｓｅｃ、または５００ｍｓｅｃとすることができる。並進移動は、少なくとも約１ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、２５０ｍｓｅｃ、または５００ｍｓｅｃの間とすることができる。ディフューズされたエネルギービームの断面は、少なくとも約０．１平方ミリメートル（ｍｍ２）、または０．２とすることができる。エネルギービームの直径は、少なくとも約３００マイクロメートルとすることができる。第１の位置と第２の位置との間の距離は、少なくとも約１００マイクロメートルとすることができる。ディフューズされたエネルギービームの出力密度は、最大で約７０００Ｗ／ｍｍ２としてもよい。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を包囲するように構成された容器と、露出した表面の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、材料床に隣接して配置される、エネルギー源と、材料床とエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、エネルギービームに、（ｉ）少なくとも１ミリ秒の第１の期間の間に実質的に固定である材料床の露出した表面の第１の位置を照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第１のタイルを形成することと、（ｉｉ）エネルギービームを露出した表面の第２の位置に並進移動させることであって、第２の位置は第１の位置とは異なり、並進移動は予め変形された材料を変形しない、並進移動させることと、（ｉｉｉ）第２の位置において材料床の露出した表面を、少なくとも約１ミリ秒の第２の期間の間に第２の位置において実質的に固定であるエネルギービームで照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して、第１のタイルとオーバーラップする第２のタイルを形成することと、を指示する、１つ以上のコントローラと、を備える。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を包囲するように構成された容器と、露出した表面の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、最大で約８０００ワット毎平方ミリメートルと出力密度を有し、材料床に隣接して配置される、エネルギー源と、材料床とエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、エネルギービームに、（ｉ）第１の期間の間に実質的に固定である材料床の露出した表面の第１の位置を照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第１のタイルを形成することと、（ｉｉ）エネルギービームを露出した表面の第２の位置に並進移動させることであって、第２の位置は第１の位置とは異なり、並進移動は予め変形された材料を変形しない、並進移動させることと、（ｉｉｉ）第２の位置において材料床の露出した表面を、第２の期間の間に第２の位置において実質的に固定であるエネルギービームで照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して、第１のタイルとオーバーラップする第２のタイルを形成することと、を指示する、１つ以上のコントローラと、を備える。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を包囲するように構成された容器と、材料床の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成されたデフォーカスされたエネルギー源であって、材料床に隣接して配置される、デフォーカスされたエネルギー源と、材料床、エネルギー源、および光ディフューザに動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、デフォーカスされたエネルギービームに、（ｉ）第１の期間の間に実質的に固定である材料床の露出した表面の第１の位置を照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第１のタイルを形成することと、（ｉｉ）露出した表面の第２の位置に並進移動させることであって、第２の位置は第１の位置とは異なり、並進移動は予め変形された材料を変形しない、並進移動させることと、（ｉｉｉ）第２の位置において材料床の露出した表面を、第２の期間の間に第２の位置において実質的に固定であるエネルギービームで照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して、第２のタイルを形成することと、を指示する、１つ以上のコントローラと、を備える。例えば、第１のタイルは、第２のタイルと少なくとも接触する。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を包囲するように構成された容器と、エネルギービームの第１の断面を拡散して第１の断面に対して拡散された第２の断面を形成するように構成された光ディフューザと、材料床の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、材料床に隣接して配置される、エネルギー源と、材料床、エネルギー源、および光ディフューザに動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、（例えば、集合的にまたは個々に）（Ｉ）第１の断面を有するエネルギービームに、光ディフューザを通して移動して第１の断面を拡散して第２の断面を形成するように、（ＩＩ）第２の断面を有するエネルギービームに（ｉ）第１の期間の間に実質的に固定である材料床の露出した表面の第１の位置を照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して第１のタイルを形成することと、（ｉｉ）露出した表面の第２の位置に並進移動させることであって、第２の位置は第１の位置とは異なり、並進移動は予め変形された材料を変形しない、並進移動させることと、（ｉｉｉ）第２の位置において材料床の露出した表面を、第２の期間の間に第２の位置において実質的に固定であるエネルギービームで照射して、第１の位置における予め変形された材料を変形した材料に変形して、第１のタイルとオーバーラップする第２のタイルを形成することと、を指示する、１つ以上のコントローラと、を備える。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（Ａ）第１の予め変形された材料を、プラットフォームの上方に配置される硬化した材料の底部スキン層に提供することであって、底部スキン層は３次元物体の一部である、提供することと、（Ｂ）エネルギービームを使用して、（Ｉ）予め変形された材料を３次元物体の一部として変形した材料の第１の部分に変形することであって、この第１の部分は第１の横方向の断面を有している、変形することと、（ＩＩ）（ａ）底部スキン層の一部であって（ｂ）第１の横方向の断面と少なくとも部分的にオーバーラップする第２の横方向の断面を有する第２の部分の温度を、（ｉ）底部スキン層の材料の固相線温度を上回り、かつ液相線温度を下回る、および（ｉｉ）第２の部分において底部スキン層の材料が塑性降伏する温度における、のうちの少なくとも一方である、少なくとも標的温度値まで増大させることと、を含む。
硬化した材料の底部スキン層は、プラットフォームに垂直な方向に沿ってプラットフォームの上方に配置されてもよい。上方とは、真上（例えば、底部スキン層がプラットフォームに接触するように）とすることができる。提供することは、ストリーミングを含むことができる。変形は、底部スキン層の上方、または底部スキン層におけるものとすることができる。変形は、底部スキン層と変形した材料との間の接触形成に先立つものとすることができる。変形は、底部スキン層におけるものとすることができる。第１の断面の中央は、第２の断面の上方（例えば、これと整列して）とすることができる。上方とは、プラットフォームに垂直な方向に沿ったものとすることができる。上方とは、プラットフォームに対向した方向とすることができる。上方とは、重心に対向する方向とすることができる。増大は、閉ループ制御または開ループ制御を使用することを含むことができる。制御は、温度制御を含むことができる。増大は、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を使用することを含むことができる。制御は、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を使用することを含むことができる。増大は、シミュレーションを使用することを含むことができる（例えば、第２の部分の温度は、シミュレーションの支援によって増大しうる）。シミュレーションは、３Ｄ物体の３Ｄ印刷の温度のシミュレーションおよび／または機構のシミュレーションを含むことができる。シミュレーションは、熱機構のシミュレーションを含んでもよい。シミュレーションは、３Ｄ物体の材料特性（例えば、これはユーザによって要求される）を含むことができる。熱機構のシミュレーションは、弾性のシミュレーションまたは塑性のシミュレーションを含むことができる。第２の部分の温度は、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）の支援によって増大する。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（Ａ）予め変形された材料と硬化した材料の底部スキン層を含む材料床を提供することであって、材料床はプラットフォームの上方に配置され、底部スキン層は３次元物体の一部であり、予め変形された材料の少なくとも一区分は底部スキン層の上方に配置される、提供することと、（Ｂ）平面状の層の第１の部分をエネルギービームで照射して、（Ｉ）第１の部分における予め変形された材料を３次元物体の一部として変形した材料に変形することであって、この第１の部分は第１の横方向の断面を有している、変形することと、（ＩＩ）（ａ）底部スキン層の一部であって（ｂ）第１の横方向の断面とオーバーラップする第２の横方向の断面を有する第２の部分の温度を、（ｉ）底部スキン層の材料の固相線温度を上回り、かつ液相線温度を下回る、および（ｉｉ）第２の部分において底部スキン層の材料が塑性降伏する温度における、のうちの少なくとも一方である、少なくとも標的温度値まで増大させることと、を含む。
少なくとも一区分は、材料床の平面状の露出した表面を含むことができる。上方とは、プラットフォームに対向した方向に沿ったものとすることができる。上方とは、底部スキン層がプラットフォームに接触するような、真上とすることができる。変形は、底部スキン層の上方、または底部スキン層におけるものとすることができる。変形は、底部スキン層におけるものとすることができる。第１の断面の中央は、第２の断面の上方とすることができる。上方とは、プラットフォームに垂直な方向に沿ったものとすることができる。上方とは、プラットフォームに対向した方向とすることができる。上方とは、重心に対向する方向とすることができる。増大は、閉ループ温度制御または開ループ温度制御の使用を含むことができる。（例えば、第２の部分の温度は、閉ループ制御または開ループ制御を使用して増大することができる）。増大は、フィードバック制御またはフィードフォワード制御の使用を含むことができる（例えば、第２の部分の温度は、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を使用して増大することができる）。増大は、シミュレーションを使用することを含むことができる。シミュレーションは、３Ｄ印刷の温度のシミュレーションまたは機構のシミュレーションを含むことができる。シミュレーションは、熱機構シミュレーション（例えば、３Ｄ印刷のおよび／または３Ｄ印刷におけるその製造中の３Ｄ物体の）を含みうる。シミュレーションは、要求された３Ｄ物体の材料特性を含むことができる。機構のシミュレーションは、弾性のシミュレーションまたは塑性のシミュレーションを含むことができる。制御は、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を使用することを含むことができる。配置は、予め変形された材料の層を分注する（例えば、予め変形された材料の過剰を、気体流れを使用して材料床の露出した表面から取り除き、そして所望により予め変形された材料を気体流れからサイクロン分離することによって）ことを含みうる。材料床を提供することは、予め変形された材料の過剰を、気体流れを使用して材料床の露出した表面から取り除き、そして所望により予め変形された材料を気体流れからサイクロン分離することによって、予め変形された材料の層を分注することを含みうる。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（ａ）予め変形された材料をプラットフォームの上方に配置される硬化した材料の底部スキン層に提供することであって、底部スキン層は３次元物体の一部である、提供することと、（ｂ）エネルギービームを使用して、予め変形された材料の一部分を、底部スキン層の上方に配置される変形した材料の一部に変形することと、（ｃ）変形した材料の一部分の下方の底部スキン層における３次元物体の温度が、（ｉ）底部スキン層の材料の固相線温度を上回り、かつ液相線温度を下回る、および（ｉｉ）底部スキン層の材料が塑性降伏する温度における、のうちの少なくとも一方となるように、エネルギービームの少なくとも１つの特徴を設定することと、を含む。
変形した材料は、溶融プールとすることができる。本方法は、動作（ｃ）の後に、少なくとも動作（ｂ）を繰り返すことをさらに含んでもよい。本方法は、動作（ｃ）の後に動作（ｂ）を繰り返すことをさらに含んでもよい。部分の下方は、プラットフォームに垂直な方向に沿った、およびプラットフォームに向かった方向とすることができる（例えば、底部スキン層は、プラットフォームに垂直な方向に沿った変形した部分の下方としうる）。少なくとも１つの特徴は、エネルギービームの出力密度、断面積、軌道、速度、焦点、エネルギープロファイル、ドゥエル時間、中断時間、またはフルエンスを含む。配置は、予め変形された材料の過剰を、気体流れを使用して材料床の露出した表面から取り除き、そして予め変形された材料を気体流れからサイクロン分離することによって、予め変形された材料の層を分注することを含むことができる。上方とは、底部スキン層がプラットフォームに接触するような、真上とすることができる。提供することは、ストリーミングを含むことができる。変形は、底部スキン層の上方、または底部スキン層におけるものとすることができる。変形は、底部スキン層と変形した材料との間の接触形成に先立つものとすることができる。変形は、底部スキン層におけるものとすることができる。第１の断面の中央は、第２の断面の上方とすることができる。上方とは、プラットフォームに垂直な方向に沿ったものとすることができる。上方とは、プラットフォームに対向した方向とすることができる。上方とは、重心に対向する方向とすることができる。増大は、閉ループまたは開ループ（例えば、温度）制御を使用することを含むことができる。制御は、エネルギービームの少なくとも１つの特徴（例えば、本明細書に開示するような）のものとすることができる。増大は、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を使用することを含むことができる。増大は、シミュレーションを使用することを含むことができる。シミュレーションは、３Ｄ印刷の温度のシミュレーションまたは機構のシミュレーションを含むことができる。シミュレーションは、熱機構のシミュレーションを含んでもよい。シミュレーションは、要求された３Ｄ物体の材料特性を含むことができる。熱機構のシミュレーションは、弾性のシミュレーションまたは塑性のシミュレーションを含むことができる。制御は、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を使用することを含むことができる。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（ａ）予め変形された材料と硬化した材料の底部スキン層を含む材料床を提供することであって、材料床はプラットフォームの上方に配置され、底部スキン層は３次元物体の一部であり、予め変形された材料の少なくとも一区分は底部スキン層の上方に配置され、上方とはプラットフォームに対向する方向に沿ったものである、提供することと、（ｂ）エネルギービームを使用して予め変形された材料の少なくとも一区分の一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形することと、（ｃ）一部分の下方の底部スキン層における３次元物体の温度が、（ｉ）底部スキン層の材料の固相線温度を上回り、かつ液相線温度を下回る、および（ｉｉ）底部スキン層の材料が塑性降伏する温度における、のうちの少なくとも一方となるように、エネルギービームの少なくとも１つの特徴を設定することと、を含む。
本方法は、動作（ｃ）の後に、少なくとも動作（ｂ）を繰り返すことをさらに含んでもよい。部分の下方は、プラットフォームに垂直な方向に沿った、およびプラットフォームに向かった方向とすることができる。少なくとも一区分は、材料床の平面状の露出した表面を含むことができる。底部スキン層は、（ｉ）３次元物体、（ｉｉ）３次元物体の吊り構造、または（ｉｉｉ）３次元物体の空洞天井、の第１の形成された層とすることができる。底部スキン層は、底部スキン層の底部表面上に半径ＸＹの球を有してもよく、ここで直線ＸＹと底部スキン層の平均層化平面に垂直な方向との間の鋭角は、約４５度〜約９０度の範囲とすることができる。３次元物体の第１の形成された層は、３Ｄ印刷の間はプラットフォームと接続されていなくてもよい。３次元物体の第１の形成された層は、３Ｄ印刷の間はプラットフォームと接続されない（例えば、これに固定されない）ものとすることができる補助的な支持部を含むことができる。３Ｄ印刷の間、３次元物体の第１の形成された層は、２ミリメートル以上離間した補助的な支持特徴部を含んでもよい。３次元物体の吊り構造は、３次元物体またはプラットフォームに接続されない（例えば未接続の）少なくとも１つの側面を含んでもよい。３次元物体の吊り構造は、３次元物体またはプラットフォームに接続されない（例えば未接続の）少なくとも２つの側面を含んでもよい。３次元物体の吊り構造は、３次元物体またはプラットフォームに接続されない（例えば未接続の）少なくとも３つの側面を含んでもよい。吊り構造は、プラットフォームに固定されない補助的な支持部を含むことができる。吊り構造は、２ミリメートル以上離間した補助的な支持特徴部を含むことができる。３次元物体の空洞天井は、３次元物体またはプラットフォームに接続されない少なくとも１つの側面を含んでもよい。３次元物体の空洞天井は、３次元物体またはプラットフォームに接続されない少なくとも２つの側面を含んでもよい。３次元物体の空洞天井は、３次元物体またはプラットフォームに接続されない少なくとも３つの側面を含んでもよい。空洞天井は、プラットフォームに固定されない補助的な支持部を含む。吊り構造は、２ミリメートル以上離間した補助的な支持特徴部を含む。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、プラットフォームおよび３次元物体の一部である硬化した材料の底部スキン層であって、底部スキン層はプラットフォームの上方に配置される、プラットフォームおよび底部スキン層と、予め変形された材料を開口を通してプラットフォームに向けて分注するように構成された材料分注機であって、プラットフォームに隣接して配置される、材料分注機と、プラットフォームにおける、またはこれに隣接する予め変形された材料の少なくとも一部分を変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、プラットフォームに隣接して配置される、エネルギー源と、材料床、材料分注機、およびエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、個々にまたは集合的に、（Ａ）底部スキン層にまたは底部スキン層の上方に予め変形された材料を分注するように材料分注機に指示するように、さらに（Ｂ）（Ｉ）予め変形された材料を変形して底部スキン層にまたは底部スキン層の上方に（例えば、上方とはプラットフォームに対向する方向）、第１の横方向の断面を有する第１の部分を形成するように、そして（ＩＩ）（ａ）底部スキン層の一部であって（ｂ）第１の横方向の断面と少なくとも部分的にオーバーラップする第２の横方向の断面を有する、第２の部分の温度を、（ｉ）底部スキン層の材料の固相線温度を上回り、かつ液相線温度を下回る、および（ｉｉ）第２の位置における底部スキン層の材料が塑性降伏する温度における、のうちの少なくとも一方である、少なくとも標的温度値まで増大させるようにエネルギービームに指示するようにプログラムされる、１つ以上のコントローラと、を備える。
第１の部分は、プラットフォームに垂直な方向に沿った底部スキン層の上方とすることができる。上方とは、底部スキン層がプラットフォームに接触するような、真上とすることができる。上方とは、底部スキン層がプラットフォームに接続および／または接触しないような、非真上とすることができる。底部スキン層は、予め変形された材料によってプラットフォームから分離することができる。底部スキン層は、予め変形された材料の層によってプラットフォームから分離することができる。底部スキン層は、プラットフォームの上方でアンカーレスに浮遊してもよい。底部スキン層は、１つ以上の補助的な支持部を含むことができる。１つ以上の補助的な支持部は、プラットフォームに固定させることができる。１つ以上の補助的な支持部は、プラットフォームの上方でアンカーレスに浮遊してもよい。動作（ｂ）における分注は、ストリーミングを含むことができる。制御は、閉ループ制御または開ループ制御を使用することを含むことができる。増大は、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を使用することを含むことができる。制御は、シミュレーションを使用することを含むことができる。１つ以上のコントローラは、シミュレーションを用いて第２の部分の温度を増大するようにエネルギービームに指示するように、個々にまたは集合的にプログラムすることができる。シミュレーションは、３Ｄ印刷の温度のシミュレーションまたは機構のシミュレーションを含むことができる。シミュレーションは、熱機構のシミュレーションを含んでもよい。シミュレーションは、要求された３Ｄ物体の材料特性を含むことができる。熱機構のシミュレーションは、弾性のシミュレーションまたは塑性のシミュレーションを含むことができる。１つ以上のコントローラは、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を使用して第２の部分の温度を増大するようにエネルギービームに指示するように、個々に、または集合的にプログラムすることができる。本方法は、３次元物体を形成するために変形しなかった予め変形された材料の任意の過剰を分離するサイクロン分離器をさらに含んでもよい。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面、予め変形された材料、および硬化した材料の底部スキン層を含む材料床を支持するように構成された容器であって、予め変形された材料の少なくとも一区分は底部スキン層の上方に配置され、底部スキン層は３次元物体の一部である、容器と、予め変形された材料の少なくとも一区分の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するように構成されたエネルギービームを生成するためのエネルギー源であって、材料床に隣接して配置される、エネルギー源と、材料床、層分注機構、およびエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、個々にまたは集合的に、（Ｉ）予め変形された材料の少なくとも一部分を、第１の横方向の断面を有する、変形した材料の第１の部分に変形するように、そして、（ＩＩ）（ａ）底部スキン層の一部であって（ｂ）第１の横方向の断面とオーバーラップする第２の横方向の断面を有する第２の部分の温度を、（ｉ）底部スキン層の材料の固相線温度を上回り、かつ液相線温度を下回る、および（ｉｉ）第２の位置における底部スキン層の材料が塑性降伏する温度における、のうちの少なくとも一方である、少なくとも標的温度値まで増大させるようにエネルギービームに指示するようにプログラムされる、１つ以上のコントローラと、を備える。
予め変形された材料は、元素金属、金属合金、セラミック、元素炭素の同素体、ポリマー、および樹脂からなる群から選択される少なくとも１つの部材で形成される粒子材料を含んでもよい。予め変形された材料は、元素金属、金属合金、セラミック、および元素炭素の同素体からなる群から選択される少なくとも１つの部材で形成される粒子材料を含んでもよい。（ＩＩ）における増大は、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を使用することを含むことができる。１つ以上のコントローラは、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を使用して第２の部分の温度を増大するようにエネルギービームに指示するように、個々にまたは集合的にプログラムすることができる。（ＩＩ）における増大は、閉ループまたは開ループ（例えば、温度）制御を使用することを含むことができる。１つ以上のコントローラは、閉ループ制御または開ループ制御を使用して第２の部分の温度を増大するようにエネルギービームに指示するように、個々にまたは集合的にプログラムされる。（ＩＩ）における増大は、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を使用することを含むことができる。１つ以上のコントローラは、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を使用して第２の部分の温度を増大するようにエネルギービームに指示するように、個々に、または集合的にプログラムすることができる。材料床は少なくとも、予め変形された材料の過剰を、気体流れを使用して材料床の露出した表面から取り除き、そして予め変形された材料を気体流れからサイクロン分離することによって生成された、予め変形された材料の（例えば、平面状の）層を分注することで形成されうる。変形した材料（例えば、その第１の部分または第２の部分）は、溶融プールを含むことができる。本システムは、（Ｃ）の後に少なくとも（Ｂ）を繰り返すことをさらに含んでもよい。％％％
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、プラットフォームおよびプラットフォームの上方に配置される硬化した材料の底部スキン層と、予め変形された材料を材料分注機の開口を通して標的表面に向けて分注するように構成された材料分注機であって、標的表面に隣接して配置される材料分注機と、標的表面における、またはこれに隣接する予め変形された材料の少なくとも一部分を変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、標的表面に隣接して配置されるエネルギー源と、材料床、およびエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、個々にまたは集合的に、（Ｉ）標的表面またはこれに隣接する予め変形された材料の少なくとも一部分を、底部スキン層の上方に配置される変形した材料に変形するようにエネルギービームに指示するように、さらに（ＩＩ）一部分の下方の底部スキン層における３次元物体の温度が、（ｉ）底部スキン層の材料の固相線温度を上回り、かつ液相線温度を下回る、および（ｉｉ）底部スキン層の材料が塑性降伏する温度における、のうちの少なくとも一方となるように、エネルギービームの少なくとも１つの特徴を制御するように、プログラムされる、１つ以上のコントローラと、を備える。
（Ｉ）における上方とは、変形した材料が底部スキン層と接触するような、真上とすることができる。コントローラは、動作（Ｉ）の繰り返しをさらに指示してもよい。１つ以上のコントローラは、（ＩＩ）に引き続いて（Ｉ）を繰り返すよう、個々にまたは集合的にプログラムされる。上方とは、底部スキン層がプラットフォームに接触するような、真上とすることができる。上方とは、底部スキン層がプラットフォームに接続および／または接触しないような、非真上とすることができる。底部スキン層は、予め変形された材料によってプラットフォームから分離することができる。底部スキン層は、予め変形された材料の層によってプラットフォームから分離することができる。底部スキン層は、プラットフォームの上方でアンカーレスに浮遊してもよい。底部スキン層は、１つ以上の補助的な支持部を含むことができる。１つ以上の補助的な支持部は、プラットフォームに固定させることができる。１つ以上の補助的な支持部は、プラットフォームの上方でアンカーレスに浮遊してもよい。動作（ｂ）における分注は、ストリーミングを含むことができる。制御は、閉ループ制御または開ループ制御を含むことができる。増大は、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を使用することを含むことができる。制御は、シミュレーションを使用することを含むことができる。シミュレーションは、３Ｄ印刷の温度のシミュレーションまたは機構のシミュレーションを含むことができる。シミュレーションは、熱機構のシミュレーションを含んでもよい。シミュレーションは、要求された３Ｄ物体の材料特性を含むことができる。熱機構のシミュレーションは、弾性のシミュレーションまたは塑性のシミュレーションを含むことができる。制御は、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を使用することを含むことができる。本方法は、３次元物体を形成するために変形しなかった予め変形された材料の任意の過剰を分離するサイクロン分離器をさらに含んでもよい。変形した材料は溶融プールを含むことができる。本システムは、動作（ｃ）の後に少なくとも動作（ｂ）を繰り返すことをさらに含んでもよい。部分の下方とは、プラットフォームに垂直に向かう方向に沿ってもよい。底部スキン層は、プラットフォームに垂直な方向に沿った部分の下方としてもよい。少なくとも１つの特徴は、エネルギービームの出力密度、断面積、軌道、速度、焦点、エネルギープロファイル、ドゥエル時間、中断時間、またはフルエンスを含むことができる。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面、予め変形された材料、および硬化した材料の底部スキン層を含む材料床を支持するように構成された容器であって、予め変形された材料の少なくとも一区分は底部スキン層の上方に配置され、底部スキン層は３次元物体の一部である、容器と、予め変形された材料の少なくとも一区分の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、材料床に隣接して配置される、エネルギー源と、材料床、およびエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、個々にまたは集合的に、（Ｉ）予め変形された材料の少なくとも一部分を、変形した材料の第一の部分に変形するように、さらに（ＩＩ）第１の部分の下方の底部スキン層における３次元物体の温度が、（ｉ）底部スキン層の材料の固相線温度を上回り、かつ液相線温度を下回る、および（ｉｉ）底部スキン層の材料が塑性降伏する温度における、のうちの少なくとも一方となるように、エネルギービームの少なくとも１つの特徴を制御するように、プログラムされる、１つ以上のコントローラと、を備える。
部分の下方は、底部スキン層の平均平面に垂直な方向に沿ったものとすることができる。第１の部分の下方とは、底部スキン層に向かってもよい。制御は、エネルギービームの少なくとも１つの特徴を変更することを含むことができる。エネルギービームの少なくとも１つの特徴は、エネルギービームの出力密度、断面積、軌道、速度、焦点、エネルギープロファイル、ドゥエル時間、中断時間、またはフルエンスを含むことができる。動作（ａ）における配置は、予め変形された材料の過剰を、気体流を使用して材料床の露出した表面から取り除き、そして予め変形された材料を気体流からサイクロン分離することによって、予め変形された材料の層を分注することを含むことができる。３Ｄ印刷の間、底部スキン層は、（ｉ）３次元物体、（ｉｉ）３次元物体の吊り構造、または（ｉｉｉ）３次元物体の空洞天井、の第１の形成された層とすることができる。底部スキン層は、底部スキン層の底部表面上に半径ＸＹの球を有してもよく、ここで直線ＸＹと底部スキン層の平均層化平面に垂直な方向との間の鋭角は、約４５度〜約９０度の範囲である。３Ｄ印刷の間、３次元物体の第１の形成された層は、２ミリメートル以上離間した補助的な支持部を含んでもよい。３次元物体の吊り構造は、３次元物体またはプラットフォームに接続されない少なくとも１つの側面を有してもよい。吊り構造は、２ｍｍ以上離間した補助的な支持部を含んでもよい。３次元物体の空洞天井は、３次元物体またはプラットフォームに接続されない少なくとも１つの側面を有してもよい。吊り構造は、２ｍｍ以上離間した補助的な支持部を含んでもよい。
エネルギー源は電磁ビームまたは粒子ビームを含むことができる。電磁ビームは、レーザーを含むことができる。粒子ビームは、電子ビームを含むことができる。予め変形された材料は、固体、半固体、または液体材料を含むことができる。予め変形された材料は、粒子材料を含むことができる。粒子材料は、粉末または小胞を含むことができる。粉末は固体材料を含むことができる。予め変形された材料は、元素金属、金属合金、セラミック、元素炭素の同素体、ポリマー、および樹脂からなる群から選択される少なくとも１つの部材で形成される粒子材料を含んでもよい。予め変形された材料は、元素金属、金属合金、セラミック、および元素炭素の同素体からなる群から選択される少なくとも１つの部材で形成される粒子材料を含んでもよい。予め変形された材料は、ポリマーまたは樹脂を含むことができる。予め変形された材料および底部スキン層は、（例えば、実質的に）同一の材料を含むことができる。予め変形された材料および底部スキン層は、異なる材料を含むことができる。３次元物体は、機能傾斜材料を含むことができる。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（ａ）露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を提供することと、（ｂ）第１の力で、予め変形された材料を露出した表面から材料除去機の内部区画内へと変位させることで露出した表面を平面化することと、（ｃ）第２の力で、予め変形された材料を内部区画から取り除くことと、（ｄ）エネルギービームを使用して、露出した表面の少なくとも一部分を照射して、露出した表面の少なくとも一部分における予め変形された材料を変形した材料に変形することであって、変形した材料は３次元物体の少なくとも一部分である、変形することと、を含む。
予め変形された材料を変位させることは、予め変形された材料を引き寄せることを含むことができる。予め変形された材料を取り除くことは、予め変形された材料を押し出すまたは引き寄せることを含むことができる。第１の力は、力のタイプ、力の方向、および力の量の少なくとも１つにおいて第２の力と異なるものとすることができる。取り除くことは、動作（ｂ）における平面化の後とすることができる。取り除くことは、動作（ｄ）における使用の後とすることができる。動作（ｄ）における取り除くことは、動作（ｄ）における使用と同時としてもよい。第１の力の方向は、第２の力の方向と実質的に垂直としてもよい。第２の力は、第１の力に垂直に向けられてもよい（例えば、走ってもよい）。予め変形された材料は、材料除去機（例えば、材料除去機構）の内部区画において蓄積しうる。蓄積は、動作（ｃ）における除去の間としてもよい。予め変形された材料を取り除く間に、予め変形された材料は、材料除去機の内部区画において蓄積しうる。蓄積は、予め変形された材料を変位（例えば、引き寄せ）動作の間に形成される気体流れから分離することを含むことができる。分離は、サイクロン分離を含むことができる。第１の力の方向は、第２の力の方向と実質的に垂直としてもよい。第１の力は、第１の力源によって生成されてもよい。第２の力は、第２に力源によって生成されてもよい。第１の力源は、第１の開口を介して内部区画に接続されてもよい。第２の力源は、第２の開口を介して内部区画に接続されてもよい。第１の開口は第２の開口と異なってもよい。第１の開口は第２の開口と同一としてもよい。第１の開口と第２の開口の少なくとも一方は、バルブを含んでもよい。第１の力源と第２の力源の少なくとも一方は、バルブによって調節されてもよい。動作（ｃ）で取り除かれた予め変形された材料は、処理されてもよい。処理は、分離および／または再調整を含みうる。動作（ｃ）で取り除かれる予め変形された材料は、リサイクルされてもよい（例えば、材料床を形成するのに使用するために）。本方法は、動作（ｂ）に引き続いて、あるいは動作（ｂ）と同時に、材料床で使用するために予め変形された材料をリサイクルすることをさらに含んでもよい。処理および／またはリサイクルは、３Ｄ印刷の間（例えば、連続的に）としてもよい。予め変形された材料は、３Ｄ印刷の間にリサイクルされてもよい。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（ａ）露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を提供することと、（ｂ）予め変形された材料を露出した表面から材料除去機の内部区画内へと変位させることで露出した表面を平面化することであって、予め変形された材料は露出した表面の平面化の間に内部区画内に蓄積する、平面化することと、（ｃ）エネルギービームを使用して、露出した表面の少なくとも一部分を照射して、露出した表面の少なくとも一部分における予め変形された材料を変形した材料に変形することであって、変形した材料は３次元物体の少なくとも一部分である、変形することと、を含む。
予め変形された材料の蓄積は、変位の間に形成される気体流れから予め変形された材料を分離することを含むことができる。予め変形された材料は、予め変形された材料を露出した表面から変位する間に形成される気体流れから予め変形された材料を分離させることで少なくとも部分的に蓄積しうる。予め変形された材料は、気体流れからサイクロン分離されてもよい。予め変形された材料の変位は、予め変形された材料を引き寄せる（例えば、静電力、磁力、または気体流れを使用して）ことを含みうる。気体流れは、加圧ガスまたは真空としてもよい。例えば、気体流れは、真空源に起因してもよい。材料除去機は、少なくとも露出した表面を平面化する間に露出した表面と接続されていないよい（例えば、分離、および／または接触しない）。材料除去機は、ガス空隙（例えば、本明細書に開示するような任意の空隙）によって露出した表面から分離することができる。変位することは気体流れを含むことができる。予め変形された材料は、内部区画において気体流れから分離されてもよい（例えば、予め変形された材料が内部区画内で蓄積されるにつれて）。露出した表面を平面化する間とは、材料床の露出した表面を１度以上平面化する（例えば、１回以上の平面化動作）間を含むことができる。例えば、露出した表面を平面化する間とは、材料床の１つの露出した表面を平面化する（例えば、材料除去機の単一の平面化動作）間を含むことができる。予め変形された材料の気体流れからの分離は、サイクロン分離を含むことができる。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面および予め変形された材料を含む材料床を支持するように構成された容器と、予め変形された材料を重心とは離れる方向に変位させる第１の力を生成するように構成された第１の力源であって、材料床に隣接して配置される、第１の力源と、予め変形された材料を操作する第２の力を生成するように構成された第２の力源であって、材料床に隣接して配置される、第２の力源と、内部区画を含む材料除去機であって、露出した表面の一部分を変位して（例えば、変位を促進）第１の力を使用することで材料床の露出した表面を平面化するように構成され、第１の力源と第２の力源に動作可能に連結され、材料床に隣接して配置される、材料除去機と、露出した表面の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、材料床に隣接して配置される、エネルギー源と、材料床、材料除去機、第１の力源、第２の力源、およびエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、（ｉ）材料除去機に、少なくとも予め変形された材料を、第１の力を使用することで露出した表面から内部区画に変位することによって露出した表面を平面化するように、（ｉｉ）材料除去機に、第２の力を使用することで予め変形された材料を内部区画から離すよう操作するように、そして（ｉｉｉ）エネルギーソースに、エネルギービームによって予め変形された材料の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するように、指示する、１つ以上のコントローラと、を備える。
動作（ｉ）における平面化は、第１の力を使用して露出した表面から破片を内部区画に追加的に変位することを含むことができる。破片は３次元物体の一部でない変化した材料を含むことができる。内部区画から離すことは、材料除去機から離すことを含むことができる。第１の力は、第２の力と異なってもよい。第１の力は、力のタイプまたは力の量において第２の力と異なるものとすることができる。例えば、第１の力を真空として、第２の力を圧縮空気としてもよい。第１の力源は、第２の力源と異なるものとすることができる。操作は、引き寄せに（例えば、実質的に）垂直な方向とすることができる。第１の力源は、電子力、磁力、加圧ガス、または真空を含むことができる。第２の力源は、電子力、磁力、加圧ガス、または真空を含むことができる。変位は、引き寄せることを含むことができる。操作は、反発または押すことを含むことができる。動作（ｉｉ）は、動作（ｉ）で材料床を平面化した後に、材料床の平面状の露出した表面を形成するために発生しうる。
一部の実施形態において、１つ以上のコントローラは複数のコントローラであり、ここで少なくとも２つの動作（例えば、コントローラ、装置、方法、またはシステムの）は、同一のコントローラによる制御である。例えば、１つ以上のコントローラは複数のコントローラとしてもよく、ここで動作（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）のうちの少なくとも２つは同一のコントローラによる制御である。一部の実施形態において、１つ以上のコントローラは複数のコントローラであり、ここで少なくとも２つの動作（例えば、コントローラ、装置、方法、またはシステムの）は、（例えば、動作可能に連結された）異なるコントローラによって制御される。例えば、１つ以上のコントローラは複数のコントローラとしてもよく、ここで動作（ｉ）、（ｉｉ）および（ｉｉｉ）のうちの少なくとも２つは（例えば、動作可能に連結された）異なるコントローラによる制御である。一部の実施形態において、１つ以上のコントローラは３Ｄ印刷の間にリアルタイムで複数の動作（例えば、コントローラ、装置、方法、またはシステムの）のうちの少なくとも１つに指示する。一部の実施形態において、１つ以上のコントローラは３Ｄ印刷の間にリアルタイムで複数の動作（例えば、コントローラ、装置、方法、またはシステムの）のうちの少なくとも１つに指示する。例えば、１つ以上のコントローラは、３Ｄ印刷の間にリアルタイムで動作（ｉ）、（ｉｉ）、および（ｉｉｉ）のうちの少なくとも１つを指示する。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を含む材料床を支持するように構成された容器と、内部区画を含む材料除去機であって、予め変形された材料の一部分を露出した表面から変位させて材料床の露出した表面を平面化するように構成され、材料床に隣接して配置される、材料除去機と、露出した表面の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、材料床に隣接して配置されるエネルギー源と、材料床、材料除去機、およびエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、（ｉ）材料除去機に、少なくとも予め変形された材料を露出した表面から変位させることで露出した表面を平面化して、内部区画に蓄積するよう、そして（ｉｉ）エネルギー源に、エネルギービームによって予め変形された材料の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するように、指示する、１つ以上のコントローラと、を備える。
蓄積は、材料床の平面状の露出した表面を平面化する間としてもよい。
（ｉ）における平面化は、第１の力を使用することで露出した表面から破片を内部区画に追加的に変位することを含むことができる。破片は３次元物体の一部でない変化した材料を含むことができる。
別の態様では、３Ｄ印刷のための方法は、（ａ）エンクロージャ内に材料床を提供することと、（ｂ）タイリングエネルギー流束を第１の期間の間第１の位置における材料床の露出した表面上に照射して第１の加熱するタイルを形成することであって、タイリングエネルギー流束は第１の加熱するタイルの足跡内で実質的に均一であり、タイリングエネルギー流束は第１の期間内は実質的に固定であり、タイリングエネルギー流束の少なくとも１つの特徴は第１の加熱するタイル内（例えば、その）測定値を使用して決定される、形成することと、を含む。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（ａ）露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を提供することと、（ｂ）予め変形された材料を材料除去機のノズルを通して露出した表面から材料除去機の内部区画内に引き寄せることで露出した表面を平面化することであって、ノズルは調整可能な体積を有する、平面化することと、（ｃ）エネルギービームを使用して露出した表面の少なくとも一部分を変形した材料に変形することであって、変形した材料は３次元物体の少なくとも一部である、変形することと、を含む。
平面化は、材料除去機と材料床の露出した表面との間の接触の不在におけるものとしうる。予め変形された材料は、内部区画において蓄積しうる。蓄積は、引き寄せの間に形成される気体流れから予め変形された材料を分離することを含むことができる。分離は、サイクロン分離とすることができる。引き寄せることは、静電力、磁力、または気体流れを使用することを含むことができる。予め変形された材料は、静電力、磁力、または気体流れを使用して引き寄せられうる。気体流れは、真空または圧縮ガスを含むことができる。調整可能な体積は、ノズルの内部体積とすることができる。ノズルは、少なくとも１つの調整可能部分を含むことができる。部分は、機械的部分とすることができる。ノズルは、少なくとも２つ、３つまたは４つの調整可能部分を含むことができる。ノズルは、ベンチュリノズルを含むことができる。ノズルの調整可能な体積は、非対称とすることができる。本方法は、予め変形された材料が材料床からノズルへと引き寄せられる、体積（例えば、面積および／または深さ）を調節するようノズルを調整することをさらに含んでもよい。本方法は、予め変形された材料が材料床からノズルへと引き寄せられる速度を調節するようノズルを調整することをさらに含んでもよい。本方法は、露出した表面が平面化される忠実度を調節するようノズルを調整することをさらに含んでもよい。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（ａ）露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を提供することと、（ｂ）予め変形された材料を材料除去機のノズルを通して露出した表面から引き寄せることで露出した表面を平面化することであって、引き寄せはノズルの水平方向断面に沿って実質的に等しい引き寄せ力を使用することを含み、ノズルは材料除去機の移動方向に垂直な材料床の幅の少なくとも一部に広がる、平面化することと、（ｃ）エネルギービームを使用して材料床の幅の少なくとも一部分を変形した材料に変形することであって、変形した材料は３次元物体の少なくとも一部である、変形することと、を含む。
材料床の幅の少なくとも一部分は、材料床の幅の５０％、８０％、９０％、または１００％より大きくてもよい。例えば、材料床の幅の少なくとも一部分は、材料床の幅の５０％より大きくてもよい。ノズルを通して引き寄せられる予め変形された材料は、材料除去機の内部区画において蓄積しうる。蓄積は、引き寄せの間に形成されうる気体流れから予め変形された材料を分離することを含むことができる。予め変形された材料は、予め変形された材料を材料除去機のノズルを通して露出した表面から引き寄せる際に形成される気体流れから分離することで、少なくとも部分的に内部区画内に蓄積しうる。分離は、サイクロン分離としてもよい。一部の実施形態において、内部区画の垂直断面は、ノズル開口の水平断面積よりも、少なくとも約３倍、１０倍、３０倍、または５０倍だけ大きい。例えば、内部区画の垂直断面積は、ノズル開口の水平断面積よりも少なくとも３倍だけ大きい。本方法は、予め変形された材料が材料床からノズルへと引き寄せられる体積を調節するよう引き寄せ力を制御することをさらに含んでもよい。本方法は、予め変形された材料が材料床からノズルへと引き寄せられる速度を調節するよう引き寄せ力を制御することをさらに含んでもよい。本方法は、材料除去機が露出した表面を平面化する忠実度を調節するよう引き寄せ力を制御することをさらに含んでもよい。本方法は、材料除去機が露出した表面を平面化する忠実度を調節するよう材料床にわたる材料除去機の並進移動速度を制御することをさらに含んでもよい。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、（ａ）露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を提供することと、（ｂ）予め変形された材料を露出した表面から材料除去機の内部区画内に変位させる（例えば、引き寄せる）ことで露出した表面を平面化することであって、内部区画は狭小化水平断面を有する、平面化することと、（ｃ）エネルギービームを使用して露出した表面の少なくとも一部分を照射して露出した表面の少なくとも一部分における予め変形された材料を変形した材料に変形することであって、変形した材料は３次元物体の少なくとも一部分である、変形することと、を含む。
狭小化水平断面は、材料除去機の移動の方向（例えば、露出した表面に沿った）に（例えば、実質的に）垂直な長軸を有しうる。予め変形された材料は、材料除去機の内部区画において蓄積しうる。材料除去機は、材料床の露出した表面に向けて（例えば、さらに材料床が配置されたプラットフォームに向けて）向けれらた開口を含みうる。開口は、予め変形された材料がそれを通って材料除去機（例えば、さらにその内部区画内に）に入る開口としうる。蓄積は、引き寄せの間に形成されうる気体流れから予め変形された材料を分離することを含むことができる。分離は、サイクロン分離を含んでもよい。材料床は、プラットフォームの上方に配置することができる。狭小化水平断面は、プラットフォームに（例えば、実質的に）水平としてもよい。内部区画は、狭小化（例えば、円錐形）形状（例えば、プラットフォームに平行なその長軸を有する）を含んでもよい。引き寄せは、円錐（例えば、円錐の基部）の大きな垂直断面における位置からとしうる。例えば、引き寄せは、円錐（例えば、円錐の基部）の大きな円形断面における位置からとしうる。狭小化水平断面は、移動の方向に（例えば、実質的に）垂直な軸を有しうる。予め変形された材料は、水平断面に沿って（例えば、実質的に）均質に分散された力を使用して変位される（例えば、ここで、実質的にとは、材料除去機の動作に対して、例えば、結果として生じる露出した表面の平面性に対する）。平面化は、最大で約５００マイクロメートル、３００マイクロメートル、２００マイクロメートル、１５０マイクロメートル、１００マイクロメートル、５０マイクロメートル、３０マイクロメートル、または２０マイクロメートルの高さの誤差範囲内で、材料床の（例えば、実質的に）平面状の露出した表面を形成しうる。例えば、平面化は、最大で約２００マイクロメートルの高さの誤差の範囲内で、材料床の（例えば、実質的に）平面状の露出した表面を形成しうる。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を支持するように構成された容器と、それを通して予め変形された材料が露出した表面から離れて変位される（例えば、引き寄せられる）ノズルを含む材料除去機であって、ノズルは調整可能な体積を含み、材料除去機は材料床に隣接して配置される、材料除去機と、予め変形された材料の一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを投影するように構成されたエネルギー源であって、材料床に隣接して配置される、エネルギー源と、材料床、材料除去機、およびエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、（ｉ）材料除去機に、ノズルの体積を調整するように、（ｉｉ）材料除去機に、露出した表面を平面化するように、（ｉｉｉ）エネルギー源に、エネルギービームで、予め変形された材料の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するように、指示する、１つ以上のコントローラと、を備える。
１つ以上のコントローラは、複数のコントローラとしてもよい。動作（ｉ）、（ｉｉ）、および（ｉｉｉ）のうちの少なくとも２つは、同一のコントローラによって制御されてもよい。動作（ｉ）、（ｉｉ）、および（ｉｉｉ）のうちの少なくとも２つは、（例えば、動作可能に連結される）異なるコントローラによって制御されてもよい。１つ以上のコントローラは、３Ｄ印刷の間にリアルタイムで、動作（ｉ）、（ｉｉ）、および（ｉｉｉ）のうちの少なくとも１つを指示しうる。調整は、３Ｄ印刷の間としてもよい。調整は、３Ｄ印刷の前としてもよい。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を支持するように構成された容器と、予め変形された材料を引き寄せる引き寄せ力を生成するように構成された力源であって、材料床に隣接して配置される力源と、材料除去機の移動方向に垂直な材料床の幅の少なくとも一部分に広がるノズルを含む材料除去機であって、予め変形された材料の一部分を引き寄せることで露出した表面を平面化する、材料除去機と、露出した表面の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、材料床に隣接して配置されるエネルギー源と、材料床、材料除去機、力源、およびエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、（ｉ）材料除去機に、予め変形された材料をノズルを通して露出した表面から、それを通して予め変形された材料が材料除去機構に入るノズル入口開口の水平断面と実質的に等しい引き寄せ力を使用することを含む、引き寄せることで露出した表面を平面化するよう、そして（ｉｉ）エネルギー源に、エネルギービームによって予め変形された材料の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するように、指示する、１つ以上のコントローラと、を備える。
１つ以上のコントローラは、１つのコントローラとしてもよい。１つ以上のコントローラは、複数のコントローラとしてもよい。動作（ｉ）、および（ｉｉ）のそれぞれは、（例えば、動作可能に連結される）異なるコントローラによって制御されてもよい。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を包囲するように構成された容器と、狭小化水平断面を有する内部区画を含む材料除去機であって、予め変形された材料の一部分を露出した表面から引き寄せて材料床の露出した表面を平面化するように構成され、材料床に隣接して配置される、材料除去機と、露出した表面の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成されたエネルギー源であって、材料床に隣接して配置されるエネルギー源と、材料床、材料除去機、およびエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、（ｉ）材料除去機に、予め変形された材料をノズルを通して露出した表面から、ノズルの水平断面に沿って実質的に等しい引き寄せ力を使用することを含む、引き寄せることで露出した表面を平面化するよう、そして（ｉｉ）エネルギー源に、エネルギービームによって予め変形された材料の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するように、指示する、１つ以上のコントローラと、を備える。
１つ以上のコントローラは、１つのコントローラとしてもよい。１つ以上のコントローラは、複数のコントローラとしてもよい。動作（ｉ）、および（ｉｉ）のそれぞれは、（例えば、動作可能に連結される）異なるコントローラによって制御されてもよい。
別の態様では、３次元物体を印刷するための方法は、予め変形された材料を含む材料床をプラットフォームの上方に提供することと、３次元物体の一部として変形した材料の層を生成することであって、生成は材料床の第１の部分を第１のエネルギービームで照射して第１の部分における予め変形された材料を３次元物体の一部として第１の変形した材料に変形し、第１のエネルギービームは第１の軌道に沿って移動する、生成することと、（ｉ）温度および（ｉｉ）第１の変形した材料の形状のうちの少なくとも一方を制御することであって、この制御することはリアルタイム（例えば、第１の変形した材料の形成の間）である、制御することと、を含む。
第１の変形した材料は、溶融プールを含むことができる。本方法は、材料床の第２の部分を第２のエネルギービームで照射して、予め変形された材料を、３次元物体の一部として第２の変形した材料に変形することをさらに含んでもよい。第２のエネルギービームは、第１の軌道とは異なることができる第２の軌道に沿って移動しうる。第２のエネルギービームは、少なくとも１つの特徴によって第１のエネルギービームと異なることができる。少なくとも１つの特徴は、エネルギービームの出力密度、断面積、軌道、速度、焦点、エネルギープロファイル、ドゥエル時間、中断時間、またはフルエンスを含むことができる。制御することは、第１の変形した材料の、（ｉ）温度および（ｉｉ）形状のうちの少なくとも１つを制御することをさらに含んでもよい。制御は、リアルタイム（例えば、第２の変形した材料の形成の間）とすることができる。第２の変形した材料は、溶融プールとすることができる。提供することは、予め変形された材料の過剰を、気体流れを使用して材料床の露出した表面から取り除くことによって（例えば、予め変形された材料を気体流れからサイクロン分離して）、予め変形された材料の層を分注することを含みうる。
別の態様では、３次元物体を印刷するためのシステムは、露出した表面と予め変形された材料を含む材料床を包囲するように構成された容器と、材料床の少なくとも一部分を３次元物体の一部として変形した材料に変形するエネルギービームを生成するように構成された第１のエネルギー源であって、材料床に隣接して配置される、第１のエネルギー源と、材料床、および第１のエネルギー源に動作可能に連結される１つ以上のコントローラであって、（例えば、個々にまたは集合的に）（Ｉ）材料床の第１の位置から第１の変形した材料を生成するように第１のエネルギービームに指示し、第１のエネルギービームは第１の軌道に沿って移動し、そして（ＩＩ）第１の変形した材料の、（ｉ）温度および（ｉｉ）形状のうちの少なくとも一方を制御し、制御はリアルタイム（例えば、３次元物体を形成するための、第１の変形した材料の形成の間）である、１つ以上のコントローラと、を備える。
第１の変形した材料は、第１の溶融プールを含むことができる。本システムは、材料床の少なくとも一部分を、３次元物体の一部として変形した材料へと変形する第２のエネルギービームを生成する第２のエネルギー源をさらに含んでもよい。第２のエネルギー源は、材料床に隣接して配置することができる。１つ以上のコントローラは、第２のエネルギー源にさらに動作可能に連結されてもよい。１つ以上のコントローラは、材料床の第２の部分から第２の変形した材料を生成するように第２のエネルギービームに指示してもよい。材料床の第２の部分は、材料床の第１の部分とは異なるものとすることができる。第２のエネルギービームは、第２の軌道に沿って移動しうる。第２の軌道は、第１の軌道とは異なるものとすることができる。１つ以上のコントローラは、第２の変形した材料の、（ｉ）温度および（ｉｉ）形状のうちの少なくとも１つを制御しうる。制御は、リアルタイム（例えば、３Ｄ物体を形成するための第２の変形した材料の形成の間）とすることができる。第２のエネルギービームは、少なくとも１つの特徴によって第１のエネルギービームと異なることができる。少なくとも１つの特徴は、エネルギービームの出力密度、断面積、軌道、速度、焦点、エネルギープロファイル、ドゥエル時間、中断時間、またはフルエンスを含むことができる。第２の変形した材料は、第２の溶融プール（例えば、第１の溶融プールとは異なる）を含むことができる。
別の態様では、３Ｄ印刷のための方法は、（ａ）エンクロージャ内に材料床を提供することと、（ｂ）タイリングエネルギー流束を第１の期間の間第１の位置における材料床の露出した表面上に照射して第１の加熱するタイルを形成することであって、タイリングエネルギー流束は第１の加熱するタイルの足跡内で実質的に均一であり、タイリングエネルギー流束は第１の期間内は実質的に固定であり、タイリングエネルギー流束の少なくとも１つの特徴は第１の加熱するタイル内（例えば、その）測定値を使用して決定される、形成することと、を含む。
少なくとも１つの特徴は、波長、出力、振幅、軌道、足跡、強度、エネルギー、フルエンス、Ａｎｄｒｅｗ番号、ハッチ間隔、スキャン速度、または充填を含むことができる。測定は、温度測定とすることができる。本方法は、（ｃ）タイリングエネルギー流束を材料床の露出した表面上の第２の位置に並進移動させることと、（ｄ）第２の期間の間タイリングエネルギー流束を照射して第２の加熱するタイルを形成することであって、タイリングエネルギー流束は第２の期間内は実質的に固定である、形成することと、をさらに含む。タイリングエネルギー流束は、第２の加熱するタイル内（例えば、その領域内）において実質的に均一としうる。材料床は、１つ以上の材料層を含んでもよい。材料床は、粉末床としてもよい。材料床は、元素金属、金属合金、セラミック、および元素炭素の同素体からなる群から選択される粒子材料を含んでもよい。第１の加熱するタイルの形状は、第２の加熱するタイルの形状と（例えば、実質的に）同一としてもよい。第１の加熱するタイルの形状は、第２の加熱するタイルの形状とは異なってもよい。第１の加熱するタイルは、第２の加熱するタイルを境界付けてもよい。第２の加熱するタイルは、第１の加熱するタイルと少なくとも部分的にオーバーラップしてもよい。第２の加熱するタイルは、空隙によって第１の加熱するタイルと分離していてもよい。照射することは、加熱することを含むことができる。加熱することは、変形することを実質的に除外してもよい。加熱することは、変形することを含んでもよい。本方法は、第１の加熱するタイル内の材料の少なくとも一区分を変形することをさらに含んでもよい。本方法は、第２の加熱するタイル内の材料の少なくとも一区分を変形することをさらに含んでもよい。変形することは、融合することを含むことができる。融合することは、溶融することまたは焼結することを含んでもよい。材料床の露出した表面は、第１の部分と第２の部分を含む３Ｄ物体の露出した表面を含みうる。本方法は、材料床の露出した表面の上方に配置されるヒートシンクを使用して材料床を冷却することをさらに含んでもよい。冷却は、ステップ（ｂ）の前、間、および／または後としてもよい。冷却は、ステップ（ｃ）の前、間、および／または後としてもよい。エネルギー流束は、第１の位置と第２の位置との間で実質的にオフ（例えば、シャットダウン）されてもよい。エネルギー流束は、少なくとも第１の位置と第２の位置との間で並進移動するときに実質的にオフされてもよい。本方法は、タイリングエネルギー流束とは異なるスキャンエネルギービームを使用して材料床の露出した表面の少なくとも一部分を照射することをさらに含んでもよい。露出した表面の少なくとも一部分は、３Ｄ物体の露出した表面内に配置されうる（例えば、材料床内に埋め込まれる）。スキャンエネルギービームの速さ（例えば、速度）は、少なくとも５０ｍｍ／ｓｅｃとすることができる。タイリングエネルギービームの露出時間（例えば、ドゥエル時間）は、少なくとも１ミリ秒としてもよい。タイリングエネルギービームの単位面積当たり出力（例えば、出力密度）は、最大で約１０００ワット毎平方ミリメートルとしてもよい。タイリングエネルギービームの単位面積当たり出力は、最大で１００００ワット毎平方ミリメートルとしてもよい。タイリングエネルギービームの断面の基本的な長さスケール（本明細書では「ＦＬＳ」と略する）は、少なくとも０．３ミリメートルとしてもよい。スキャンエネルギービームの断面のＦＬＳ（例えば、直径）は、最大で２５０マイクロメートルである。ＦＬＳは、直径、球相当径、境界円の直径、および／または最大高さ、最大幅、および最大長さである。本方法は、第１の加熱するタイルが冷却される速度を制御することをさらに含んでもよい。制御することは、第１の加熱するタイルを結像することを含むことができる。結像することは、スペクトルを分析することを含むことができる。結像することは、画像処理を含むことができる。制御することは、第１の加熱するタイルの温度を感知することを含むことができる。感知することは、結像することを含むことができる。感知することは、スペクトルを分析することを含むことができる。制御することは、フィードバック制御を使用することを含むことができる。制御することは、開ループ制御を使用することを含むことができる。
別の態様では、３Ｄ印刷のための装置は、（ａ）材料床を含むエンクロージャと、（ｂ）材料床の露出した表面を照射して加熱するタイルを形成するタイリングエネルギー流束を生成するタイリングエネルギー源であって、タイリングエネルギー流束は第１の加熱するタイル内では実質的に均一である、タイリングエネルギー源と、（ｃ）エンクロージャとタイリングエネルギー源に動作連結され、第１の期間の間露出した表面の第１の位置を照射して第１の加熱するタイルを形成するコントローラであって、タイリングエネルギー流束は第１の期間内において実質的に固定であり、タイリングエネルギー流束の少なくとも１つの特徴は第１の加熱するタイルの測定値を使用して決定される、コントローラと、を備える。
別の態様では、３Ｄ印刷のための方法は、（ａ）エンクロージャ内に材料床を提供することと、（ｂ）タイリングエネルギー流束を第１の期間の間第１の位置における材料床の露出した表面上に照射して第１の加熱するタイルを形成することであって、照射は第１の期間の間のタイリングエネルギー流束の出力密度を変更することを含み、出力密度の空間的分布はタイルの足跡内（例えば、露出した表面上）で実質的に均一である、形成することと、含む。
照射することは、第１の加熱するタイル内（例えば、タイルの）温度測定値に関連してもよい。本方法は、タイリングエネルギー流束を材料床の露出した表面上の第２の位置に並進移動させることと、タイリングエネルギー流束を第２の期間の間照射してタイリングエネルギー流束で第２の加熱するタイルを形成することであって、タイリングエネルギー流束は、第２の期間の間に、第２の加熱するタイルの領域内で実質的に均一な出力密度を有する、形成することと、をさらに含むことができる。変更することは、出力密度を増大した後に出力密度を低減することを含むことができる。一部の実施形態において、増大と低減の少なくとも一方は制御される。タイリングエネルギー流束は、第１の期間内において実質的に固定とすることができる。タイリングエネルギー流束の少なくとも１つの特徴は、第１の加熱するタイルの測定値を使用して判定されうる。
別の態様では、３Ｄ印刷のための装置は、（ａ）材料床を含むエンクロージャと、（ｂ）第１の期間の間材料床の露出した表面を照射して加熱するタイルを形成するタイリングエネルギー流束を生成するタイリングエネルギー源と、（ｃ）エンクロージャとタイリングエネルギー源とに動作可能に連結され、第１の期間の間露出した表面の第１の位置を照射して第１の加熱するタイルを形成するようにタイリングエネルギービームに指示する、コントローラであって、照射は第１の期間の間にタイリングエネルギー流束の出力密度を変更することを含み、出力密度の空間的分布はタイルの足跡内（例えば、露出した表面上）で実質的に均一である、コントローラと、を備える。
別の態様では、３Ｄ印刷のための方法は、（ａ）エンクロージャ内に材料床を提供することと、（ｂ）タイリングエネルギー流束を第１の期間の間第１の位置における材料床の露出した表面の一部分に照射して第１の加熱するタイルを形成することであって、第１の期間の間のタイリングエネルギー流束の出力密度は、材料床の露出した表面上の第１の加熱するタイルの領域内で実質的に均一であり、形成することは、（ｉ）出力密度ピークまで第１の加熱するタイルの領域にわたってタイリングエネルギー流束の出力密度を単調に増大させること、および（ｉｉ）第１の加熱するタイルの領域にわたってタイリングエネルギー流束の出力密度を単調に低減すること、を含み、第１の加熱するタイルの領域内の２つの点が出力密度ピークに達する時間は、実質的に同時である、形成することと、を含む。
領域は、材料床の露出した表面におけるタイルの断面とすることができる。増大と低減の少なくとも一方は、第１の加熱するタイル内の温度測定値に関連してもよい。第１の加熱するタイル内は、第１の加熱するタイル内の１つ以上の位置を含みうる。第１のタイル内は、第１の加熱するタイルのものとしてもよい。本方法は、タイリングエネルギー流束を材料床の露出した表面上の第２の位置に並進移動させることと、タイリングエネルギー流束を第２の期間の間照射してタイリングエネルギー流束で第２の加熱するタイルを形成することであって、タイリングエネルギー流束は、第２の期間の間に、第２の加熱するタイルの領域内で実質的に均一な出力密度を有する、形成することと、をさらに含むことができる。
別の態様では、３Ｄ印刷のための装置は、（ａ）材料床を含むエンクロージャと、（ｂ）第１の期間の間材料床の露出した表面を照射して加熱するタイルを形成するタイリングエネルギー流束を生成するタイリングエネルギー源であって、第１の期間の間のタイリングエネルギー流束の出力密度は材料床の露出した表面上の第１の加熱するタイルの領域内で実質的に均一である、タイリングエネルギー源と、（ｃ）エンクロージャとタイリングエネルギー源に動作可能に連結され、第１の期間の間材料の露出した表面の第１の位置を照射して加熱するタイルを形成するようにタイリングエネルギービームに指示する、コントローラであって、形成することは、（ｉ）出力密度ピークまで第１の加熱するタイルの領域にわたってタイリングエネルギー流束の出力密度を単調に増大させること、および（ｉｉ）第１の加熱するタイルの領域にわたってタイリングエネルギー流束の出力密度を単調に低減すること、を含み、第１の加熱するタイルの領域内の２つの点が出力密度ピークに達する時間は、実質的に同時である、形成することと、を含む、コントローラと、を備える。
別の態様では、３Ｄ印刷のための方法は、（ａ）エンクロージャ内に材料床を提供することと、（ｂ）材料床の少なくとも一部分を変形して、１つ以上の連続的な溶融プールを形成することで変形した材料を形成することであって、変形した材料は引き続いて硬化して３Ｄ物体の少なくとも一部分として硬化した材料を形成する、形成することと、（ｃ）１つ以上の溶融プールをリアルタイムで制御することと、を含む。
変形することは、第１の加熱するタイル内（例えば、タイル内の様々な位置、またはタイルの）温度測定値に関連してもよい。１つ以上の連続的な溶融プールを制御することは、１つ以上の連続的な溶融プールの体積を制御することを含むことができる。１つ以上の連続的な溶融プールを制御することは、１つ以上の連続的な溶融プールの平均の基本的な長さスケールを制御することを含むことができる。１つ以上の連続的な溶融プールを制御することは、１つ以上の連続的な溶融プールの微細構造を制御することを含むことができる。１つ以上の連続的な溶融プールを制御することは、１つ以上の連続的な溶融プールの冷却速度を制御することを含むことができる。１つ以上の連続的な溶融プールを制御することは、１つ以上の連続的な溶融プールの加熱速度を制御することを含むことができる。１つ以上の連続的な溶融プールを制御することは、１つ以上の連続的な溶融プール内の温度変動を制御することを含むことができる。１つ以上の連続的な溶融プールを制御することは、１つ以上の連続的な溶融プールの全体的な形状を制御することを含むことができる。１つ以上の連続的な溶融プールを制御することは、１つ以上の連続的な溶融プールの断面の全体的な形状を制御することを含むことができる。断面は垂直断面を含むことができる。断面は水平断面を含むことができる。制御することは、１つ以上の連続的な溶融プールの温度を感知することを含むことができる。感知することは、結像すること（例えば、カメラを使用する）を含むことができる。制御することは、感知に基づいて溶融プールの体積を評価することを含むことができる。制御することは、コントローラによって調節することを含むことができる。
別の態様では、タイリングによって３次元物体を生成するための方法は、ａ）予め変形された材料の層を堆積して材料床を形成することと、ｂ）第１の位置において予め変形された材料の層の少なくとも第１の部分に第１のエネルギービームを提供して、第１の部分における予め変形された材料を変形して変形した材料の第１のタイルを形成することと、ｃ）第１のエネルギービームを予め変形された材料の層における第２の位置に移動させることであって、移動は最大で約５００ミリメートル毎秒の速度である、移動することと、ｄ）第１のエネルギービームを第２の位置における予め変形された材料の層の第２の部分に提供して第２の部分における予め変形された材料を変形して変形した第２のタイルを形成することであって、変形した材料の第１のタイルと変形した材料の第２のタイルが硬化して３次元物体の少なくとも一部分を形成する、形成することと、を含む。
移動することは、最大で約２００ミリメートル毎秒の速度とすることができる。移動することは、最大で約１００ミリメートル毎秒の速度とすることができる。移動することは、最大で約５０ミリメートル毎秒の速度とすることができる。移動することは、最大で約３０ミリメートル毎秒の速度とすることができる。第１のエネルギービームは、最大で約５０００ワット毎平方ミリメートルの出力密度を有しうる。第１のエネルギービームは、最大で約３０００ワット毎平方ミリメートルの出力密度を有しうる。第１のエネルギービームは、最大で約１５００ワット毎平方ミリメートルの出力密度を有しうる。第１のエネルギービームは、少なくとも約２００マイクロメートルの直径を有しうる。第１のエネルギービームは、少なくとも約３００マイクロメートルの直径を有しうる。第１のエネルギービームは、少なくとも約４００マイクロメートルの直径を有しうる。
本開示の別の態様は、本明細書に開示の方法を実施するためのシステムを提供する。
本開示の別の態様は、本明細書に開示の方法を実施するための装置を提供する。装置は、１つ以上のコントローラを省略する上記システムのいずれかとすることができる。装置は、１つ以上のコントローラを含む（例えば、これのみを含む）上記システムのいずれかとすることができる。
本開示の別の態様は、本明細書に開示の方法の１つ以上のステップを実施することを指示するコントローラを備える装置を提供しており、ここでコントローラは、装置、システム、および／または機構に動作可能に連結され、本方法の実施を制御する。
本開示の別の態様は、１つ以上のコンピュータプロセッサと、これに連結された非一時的コンピュータ可読媒体とを含む、コンピュータシステムを提供する。非一時コンピュータ可読媒体は、１つ以上のコンピュータプロセッサによって実行されると、上記または本明細書の他の場所に記載される方法のいずれかを実行する、機械実行可能なコードを含む。
本開示の別の態様は、本明細書に開示する方法のいずれかを実行（例えば、実施）するよう３Ｄ印刷手法において使用される機構に指示するようにプログラムされるコントローラを備える１つ以上の３Ｄ物体を印刷するための装置が提供されており、ここでコントローラは機構に動作可能に連結されている。
本開示の別の態様は、プログラム命令が記憶される非一時的コンピュータ可読媒体を含む、コンピュータソフトウェア製品を提供しており、この命令は、コンピュータによって読み取られると、本明細書に開示する方法のいずれかを実行（例えば、実施）するように３Ｄ印刷プロセスにおいて使用される機構に命令するようにコンピュータに指示させ、非一時的コンピュータ可読媒体は、この機構に動作可能に連結される。
本開示の別の態様は、１つ以上のコンピュータプロセッサによって実行されると、本明細書に開示される方法のいずれかを実行する、機械実行可能なコードを含む、非一時的コンピュータ可読媒体を提供する。
本開示の追加的な態様および有利点は、本開示の例示的な実施形態のみが示されかつ記述されている、以下の発明を実施するための形態から当業者には容易に明らかになるであろう。気付くであろうように、本開示は、すべて本開示から逸脱することなく、その他の実施形態および異なる実施形態を含むことができ、かつそのいくつかの詳細は様々な明らかな関連する修正を含むことができる。したがって、図面および記述は、限定的なものではなく、例示的な性質のものと見なされる。
参照による組み込み
本明細書で述べられているすべての出版物、特許、および特許出願は、あたかも各個別の出版物、特許、または特許出願が参照により組み込まれているように具体的かつ個別に示されているのと同一の程度で参照により本明細書に組み込まれる。
本発明の新規な特徴が添付の特許請求の範囲で具体的に説明される。発明の原理が利用されている例示的な実施形態を説明する以下の「発明を実施するための形態」、および添付の図面または図（本明細書では「図＃」または「図＃〜＃」とも）を参照することによって、本発明の特徴および有利点のより良好な理解が得られるであろう。
図１は、３Ｄ印刷システムおよび装置の概略側面図である。
図２は、様々なアパーチャの上面図である。
図３は、３Ｄ物体の概略上面図である。
図４Ａ〜４Ｅは、様々な３Ｄ物体の概略上面図である。
図５Ａ〜５Ｉは、様々な３Ｄ物体の概略上面図である。
図６Ａ〜６Ｇは、様々な３Ｄ物体の概略上面図である。
図７は、経路を図示する。
図８は、様々な経路を図示する。
図９は、光学系を概略的に図示する。
図１０Ａ〜１０Ｂは、材料除去機構の様々な図である。
図１１Ａ〜１１Ｆは、材料除去機構の部品の様々な図である。
図１２Ａ〜１２Ｃは、３Ｄ物体の一部分の様々な概略上面図である。
図１３は、層分注機構とその様々な構成要素の概略側面図である。
図１４は、材料除去機構の概略水平断面図である。
図１５は、様々なノズルの概略垂直断面図である。
図１６は、材料除去機構の概略側面図である。
図１７は、異なる３Ｄ物体の様々な垂直断面図である。
図１８は、３Ｄ物体の水平図である。
図１９は、座標系を概略的に図示する。
図２０Ａ〜２０Ｃは、様々な３Ｄ物体を示す。
図２１Ａ〜２１Ｄは、３Ｄ物体の概略上面図である。
図２２は、１つ以上の３Ｄ物体の形成を促進するようにプログラムされた、または別の方法で構成されたコンピュータ制御システムを概略的に図示する。
図２３は、制御システムのフローチャートを概略的に図示する。
図２４は、様々なエネルギービームおよび／または流束の空間強度プロファイルの概略図である。
図２５は、３Ｄ印刷システムおよび装置の概略側面図である。
図２６は、３Ｄ物体の概略上面図である。
図２７は、３Ｄ平面の概略的な実施例を示す。
図２８Ａ〜図２８Ｃは、粉末除去機構の様々な概略底面図である。
図２９Ａ〜図２９Ｅは、粉末除去機構の様々な概略的底面図である。
図３０は、３Ｄ物体の上面図である。
図３１は、タイリングパターンを図示する。
図３２は、温度依存タイムラインを示す。
図３３は、材料除去機構の概略側面図である。
図３４Ａ〜３４Ｄは、層分注機構とその様々な構成要素の概略側面図である。
図３５Ａ〜３５Ｂは、３Ｄ物体の形成におけるステップを概略的に図示する。
図３６は、３Ｄ物体の実施例を示す。
図３７は、上部から見た、３Ｄ物体の形成におけるステップを概略的に図示する。
図３８は、材料床における３Ｄ物体の概略側面図である。
図３９は、３Ｄ物体の実施例を示す。
図４０は、光学系を概略的に図示する。
図４１は、３Ｄ物体の一部分における断面を概略的に示す。
この中の図面および構成要素は実寸に比例して描かれていない場合がある。本明細書に記述される図面の様々な構成要素は実寸に比例して描かれていない場合がある。
本発明の様々な実施形態を示し、かつ本明細書に記述してきたが、かかる実施形態が単に例示としてのみ提供されていることが当業者には明らかであろう。当業者には本発明から逸脱することなく、多数の変動、変化、および代用が生じる場合がある。本明細書に記述される本発明の実施形態に対する様々な代替を採用してもよいことを理解するべきである。
「ａ（１つの）」、「ａｎ（１つの）」及び「ｔｈｅ（その）」などの用語は、単一のエンティティのみ参照することを意図するものではなく、図示のために使用されうる特定例の一般的な分類を含む。本明細書の用語は、本発明の特定の実施形態を記述するために使用され、その使用は本発明の限界を示すものではない。範囲について記述する場合、かかる範囲は、別の方法で指定しない限り、包括的である。例えば、値１〜値２の範囲とは、包括的であって値１と値２を含むことを意味する。この包括的な範囲は、約値１〜約値２のあらゆる値に及ぶ。
本明細書で使用される場合「「ａｄｊａｃｅｎｔ（隣接）」または「（「ａｄｊａｃｅｎｔ ｔｏ」（隣接する）」という用語は、「「ｎｅｘｔ ｔｏ」（隣に）」、「ａｄｊｏｉｎｉｎｇ」（隣り合う）」、「ｉｎ ｃｏｎｔａｃｔ ｔｏ（接触する）」、および「ｐｒｏｘｉｍｉｔｙ ｔｏ（近接する）」を含む。一部の実例では、隣接とは「上方」または「下方」である場合がある。
本明細書で使用される場合「の間」という用語は、別の方法で指定しない限り、包括的であることを意味する。例えば、ＸとＹとの間とは、本明細書ではＸからＹまでを意味すると理解される。
「動作可能に連結された」または「動作可能に接続された」とは、第２の機構および／または第１の機構の意図された動作を許容するために第２の機構に連結される（または接続される）第１の機構を指す。
３次元印刷（「３Ｄ印刷」とも）は一般に３Ｄ物体を生成するためのプロセスを指す。例えば、３Ｄ印刷は、制御された様式で３Ｄ構造を形成するための材料層の逐次的な付加または材料層（もしくは材料層の一部）の結合を指す場合がある。制御された様式は、自動制御および／または手動制御を含みうる。３Ｄ印刷プロセスでは、３Ｄ物体の少なくとも一部分を逐次的に硬化および形成するために、堆積された材料を変形することができる（例えば、融合する、焼結する、溶融する、結合する、または別の方法で接続する）。融合（例えば、焼結または溶融）、結合、または別の方法で材料を接続することは、本明細書では集合的に、材料を変形する（例えば、粉末材料を変形する）ことを指す。材料を融合することは、材料を溶融または焼結することを含む場合がある。結合することは化学結合することを含むことができる。化学結合は共有結合を含むことができる。３Ｄ印刷の例としては、付加印刷（例えば、１層ごとの印刷、または付加製造）が挙げられる。３Ｄ印刷は、層状製造を含んでもよい。３Ｄ印刷は、高速試作を含んでもよい。３Ｄ印刷は、固体自由形態製造を含んでもよい。３Ｄ印刷は除去印刷（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ ｐｒｉｎｔｉｎｇ）をさらに含みうる。
多くの異なる３Ｄ印刷手法がある。例えば、３Ｄ印刷手法は、押出、ワイヤ、粒状、積層、光重合、または粉末床およびインクジェットヘッド３Ｄ印刷を含むことができる。押出３Ｄ印刷は、ロボキャスティング（ｒｏｂｏ−ｃａｓｔｉｎｇ）、熱溶解積層法（ＦＤＭ）、またはフューズドフィラメントファブリケーション（ｆｕｓｅｄ ｆｉｌａｍｅｎｔ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）（ＦＦＦ）を含むことができる。ワイヤ３Ｄ印刷は、電子ビーム自由形態製造（ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ ｆｒｅｅｆｏｒｍ ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）（ＥＢＦ３）を含むことができる。粒状３Ｄ印刷は、直接金属レーザー焼結法（ＤＭＬＳ）、電子溶融（ＥＢＭ）、選択的レーザー溶融法（ＳＬＭ）、選択的熱焼結法（ＳＨＳ）、または選択的レーザー焼結法（ＳＬＳ）を含むことができる。粉末床およびインクジェットヘッド３Ｄ印刷は石膏３Ｄ印刷（ＰＰ）を含むことができる。積層３Ｄ印刷は、薄膜積層法（ＬＯＭ）を含むことができる。光重合３Ｄ印刷は、ステレオリソグラフィー（ＳＬＡ）、デジタルライトプロセッシング（ＤＬＰ）、または薄膜積層法（ＬＯＭ）を含むことができる。３Ｄ印刷手法は、直接材料堆積（ＤＭＤ）を含むことができる。直接材料堆積は、レーザー金属堆積（ＬＭＤ、レーザー堆積溶接としても知られる）を含んでもよい。３Ｄ印刷手法は、粉末供給、またはワイヤ堆積を含むことができる。
一部の実施形態において、３Ｄ印刷方法は、付加方法であり、この付加方法では、第１層が印刷され、そしてその後に、ある体積の材料が、別個の逐次的な層（またはその部分）として第１層に付加される。一部の実施例において、予め変形された（例えば、粉末）材料の一区分を変形する（例えば、融合（例えば、溶融）する）ことによって、以前の層に追加の逐次的層（またはその一部）それぞれを付加して、引き続いて変形した材料を硬化して３Ｄ物体の少なくとも一部分を形成する。硬化は、能動的に誘発することができ（例えば、冷却によって）、あるいは、介入なく（例えば、周囲との温度平衡によって自然に）発生させることができる。
一部の実施形態において、３Ｄ印刷手法は、半導体デバイス製造で従来使用された方法（例えば、蒸着、エッチング、アニーリング、マスキング、または分子ビームエピタキシー）とは異なる。例えば、３Ｄ印刷手法は、化学蒸着、物理蒸着、または電気化学蒸着などの蒸着法とは異なる可能性がある。一部の実例では、３Ｄ印刷は、半導体デバイス製造で従来使用される方法である１つ以上の印刷手法をさらに含む。例えば、３Ｄ印刷は、蒸着法をさらに含んでもよい。
様々な使用および用途のための３Ｄ物体を形成するために本開示の方法、装置、およびシステムを使用することができる。かかる使用および用途としては、電子機器、電子機器の構成要素（例えば、ケーシング）、機械、機械の部品、工具、移植、人工装具、ファッションアイテム、衣料品、靴、または宝石が挙げられるがこれに限らない。移植は硬組織、軟組織、または硬組織と軟組織との組み合わせに向けられ（例えば、組み込まれる）てもよい。移植は硬組織および／または軟組織との接着を形成する場合がある。機械は、モーターまたはモーターの部品を含んでもよい。機械は車両を含んでもよい。機械は、航空宇宙関係の機械を含んでもよい。機械は、空中輸送機械を含んでもよい。車両は、飛行機、ドローン、自動車、列車、自転車、ボート、またはシャトル（例えば、スペースシャトル）を含んでもよい。機械は衛星またはミサイルを含んでもよい。使用および用途は、上記に列挙した産業および／または製品に関連する３Ｄ物体を含んでもよい。
本開示は、予め変形された材料材料（例えば、粉末材料）から要求された（例えば、所望の）３Ｄ物体を３Ｄ印刷するためのシステム、装置、ソフトウェア、および／または方法を提供する。３Ｄ物体（またはその一部分）を、事前注文、事前設計、事前成形、またはリアルタイム（例えば、３Ｄ印刷のプロセスの間に）で設計することができる。例えば、物体は、３Ｄ印刷の印刷準備プロセスの一部として設計されうる。例えば、物体の様々な部分は、印刷されている物体のその他の部分として設計されうる。リアルタイムは、３Ｄ物体、３Ｄ物体の層、経路に沿ったエネルギービームのドゥエル時間、ハッチ線に沿ったエネルギービームのドゥエル時間、タイルを形成するエネルギービームのドゥエル時間、および溶融プールを形成するエネルギービームのドゥエル時間、のうちの少なくとも１つの形成の間である。
本明細書において理解される予め変形された材料とは、３Ｄ印刷プロセスの間にエネルギービームおよび／または流束によって第１に変形される（つまり、一度変形される）前の材料である。予め変形された材料は、３Ｄ印刷プロセスにおけるその使用の前に、変形された、あるいは変形されなかった、材料としうる。予め変形された材料は、液体、固体、または半固体（例えば、ゲル）の場合がある。予め変形された材料は、粒子材料としてもよい。粒子材料は粉末材料としてもよい。粉末材料は材料の固体粒子を含んでもよい。粒子材料は、小胞（例えば、液体または半固体材料を含む）を含んでもよい。粒子材料は、固体粒子、または半固体粒子を含んでもよい。
印刷した３Ｄ物体の基本的な長さスケール（例えば、直径、球相当径、境界円の直径、または最大高さ、最大幅、および最大長さ；本明細書では「ＦＬＳ」と略する）を少なくとも約５０マイクロメートル（μｍ）、８０μｍ、１００μｍ、１２０μｍ、１５０μｍ、１７０μｍ、２００μｍ、２３０μｍ、２５０μｍ、２７０μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、１ミリメートル（ｍｍ）、１．５ｍｍ、２ｍｍ、５ｍｍ、１センチメートル（ｃｍ），１．５ｃｍ、２ｃｍ、１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０ｃｍ、６０ｃｍ、７０ｃｍ、８０ｃｍ、９０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、３ｍ、４ｍ、５ｍ、１０ｍ、５０ｍ、８０ｍ、または１００ｍとすることができる。印刷した３Ｄ物体のＦＬＳは、最大で約１０００ｍ、５００ｍ、１００ｍ、８０ｍ、５０ｍ、１０ｍ、５ｍ、４ｍ、３ｍ、２ｍ、１ｍ、９０ｃｍ、８０ｃｍ、６０ｃｍ、５０ｃｍ、４０ｃｍ、３０ｃｍ、２０ｃｍ、１０ｃｍ、または５ｃｍとすることができる。一部の事例では、印刷した３Ｄ物体のＦＬＳは、上述のＦＬＳの任意の間としてもよい（例えば、約５０μｍ〜約１０００ｍ、約１２０μｍ〜約１０００ｍ、約１２０μｍ〜約１０ｍ、約２００μｍ〜約１ｍ、または約１５０μｍ〜約１０ｍ）。
一部の実施例では、３Ｄ物体は大きな３Ｄ物体である。一部の実施形態では、３Ｄ物体は、大きな吊り構造を備える（例えば、ワイヤ、レッジ、またはシェルフ）。大きいとは、少なくとも約１センチメートル（ｃｍ）、１．５ｃｍ、２ｃｍ、１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０ｃｍ、６０ｃｍ、７０ｃｍ、８０ｃｍ、９０ｃｍ、１ｍ、２ｍ、３ｍ、４ｍ、５ｍ、１０ｍ、５０ｍ、８０ｍ、または１００ｍの基本的な長さスケールを有する３Ｄ物体としてもよい。吊り構造は、薄い構造としてもよい。吊り構造は、平面状の構造としてもよい（本明細書では「３次元平面」または「３Ｄ平面」と称する）。３Ｄ平面は、比較的大きな表面積に対して比較的小さな幅を有する場合がある。例えば、３Ｄ平面は、大きな水平面に対して小さな高さを有する場合がある。図２７は、平面状の３Ｄ平面の実施例を示す。３Ｄ平面は、平面状、曲面状としてもよく、あるいは、無定形の３Ｄ形状としてもよい。３Ｄ平面は、ストリップ、ブレード、またはレッジとしてもよい。３Ｄ平面は、湾曲を含んでもよい。３Ｄ平面は、湾曲していてもよい。３Ｄ平面は、平面状（例えば、平ら）でもよい。３Ｄ平面は、湾曲したスカーフ（ｃｕｒｖｉｎｇ ｓｃａｒｆ）の形状を有してもよい。
一部の実施形態において、３Ｄ物体は、第１の部分と第２の部分を含む。第１の部分は、１つ、２つ、または３つの側面（例えば、頂部からみたときに）において３Ｄ物体の残部に接続されてもよい。第２の部分は、１つ、２つ、または３つの側面（例えば、頂部からみたときに）において３Ｄ物体の残部に接続されてもよい。例えば、第１の部分と第２の部分は、３Ｄ物体の（例えば、中央の）柱、ポスト、または壁に接続されてもよい。例えば、第１の部分と第２の部分は、３Ｄ物体の一部である外部カバーに接続されてもよい。第１の部分および／または第２の部分は、ワイヤ、または３Ｄ平面であってもよい。第１の部分および／または第２の部分は、ワイヤ、または３Ｄ平面とは異なってもよい。第１の部分および／または第２の部分はブレード（例えば、タービンブレードまたはインペラーブレード）としてもよい。第１の部分は、頂部表面を含んでもよい。頂部とは、プラットフォームから離れる、および／または重力に対向する方向としうる。第２の部分は、底部表面（例えば、底部スキン表面）を含んでもよい。底部とは、プラットフォームに向かう、および／または重力の方向としうる。図４１は、第１の（例えば、頂部）表面４１１０と第２（例えば、底部）表面４１２０の実施例を示す。第１の表面と第２の表面の少なくとも一部分は、空隙によって分離される。第１の表面の少なくとも一部分は、第２の表面の少なくとも一部分によって分離される（例えば、空隙を構成するために）。空隙は、３Ｄ物体の形成の間に、予め変形された材料または変形した（例えば、さらに引き続いて硬化された）材料で充填されてもよい。第２の表面は、底部スキン層としうる。図４１は、第１の表面４１１０を第２の表面４１２０から分離する垂直方向の空隙距離４１４０の実施例を示す。垂直方向の空隙距離は、２つの隣接する３Ｄ平面の間の、本明細書に開示される距離と等しくてもよい。垂直方向の空隙は、本明細書に開示される垂直方向の距離と等しくてもよい。
点Ａは、第１の部分の頂部表面上に属してもよい。点Ｂは、第２の部分の底部表面上に属してもよい。第２の部分は、３Ｄ物体の一部としての空洞天井または吊り構造としてもよい。点Ｂは、点Ａの上方に属してもよい。空隙は、点Ａと点Ｂとの間の（例えば、最短の）距離（例えば、垂直方向距離）としうる。図４１は、点Ａと点Ｂとの間の最短距離ｄＡＢを構成する空隙４１４０の実施例を示す。点Ｂにおいて第２の部分の底部表面に垂直な第１の垂線があってもよい。図４１は、点Ｂにおける表面４１２０に対する第１の垂線４１１２の実施例を示す。第１の垂線４１１２と重力加速度ベクトル４１００の方向（例えば、重力場の方向）との間の距離は、任意の角度γをとしうる。点Ｃは、第２の部分の底部表面上に属してもよい。点Ｃにおける第２の部分の底部表面に対する第２の垂線があってもよい。図４１は、点Ｃにおける表面４１２０に対する第２の垂線４１２２の一例を示す。第２の垂線４１２２と重力加速度ベクトル４１００の方向との間の角度を、任意の角度δとしてもよい。ベクトル４１１１および４１２１は、重力加速度ベクトル４１００に対して平行である。角度γおよびδは、同一であっても異なっていてもよい。重力加速度ベクトル４１００の方向に対する、第１の垂線４１１２および／または第２の垂線４１２２との間の角度は、任意の角度アルファとしてもよい。基板に対する垂線に関する、第１の垂線４１１２および／または第２の垂線４１２２との間の角度は、任意の角度アルファとしてもよい。角度γとδは、任意の角度アルファとしてもよい。例えば、アルファは最大で約４５°、４０°、３０°、２０°、１０°、５°、３°、２°、１°、または０．５°としてもよい。点Ｂと点Ｃとの間の最短距離は、本明細書に述べる補助的な支持特徴部間隔距離の任意の値としてもよい。例えば、最短距離ＢＣ（例えば、ｄＢＣ）は、少なくとも約０．１ミリメートル（ｍｍ）、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、１５ｍｍ、２０ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４００ｍｍ、または５００ｍｍとしてもよい。別の例として、最短距離ＢＣは、最大で５００ｍｍ、４００ｍｍ、３００ｍｍ、２００ｍｍ、１００ｍｍ、５０ｍｍ、４０ｍｍ、３５ｍｍ、３０ｍｍ、２５ｍｍ、２０ｍｍ、１５ｍｍ、１０ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１．５ｍｍ、１ｍｍ、０．５ｍｍ、または０．１ｍｍとしてもよい。図４１は、最短距離ＢＣ（例えば、４１３０、ｄＢＣ）の実施例を示す。
一部の実例において、硬化した材料の層の少なくとも一部分が形成される方法を制御することが望ましい。硬化した材料の層は、複数の溶融プールを含んでもよい。溶融プールのＦＬＳ（例えば、深さ、または直径）は、少なくとも約０．５μｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、または５０μｍとしてもよい。溶融プールのＦＬＳは、最大で約０．５μｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、または５０μｍとしてもよい。溶融プールのＦＬＳは、上述の値の間の任意の値とすることができる。（例えば、約０．５μｍ〜約５０μｍ、約０．５μｍ〜約１０μｍ、約１０μｍ〜約３０μｍ、または約３０ｍμ〜約５０μｍ。
一部の実例において、製造された３Ｄ物体（例えば、またはその一部分）の１つ以上の特徴を制御することが望ましい。例えば、３Ｄ物体の一部として吊り構造（例えば、空洞またはレッジの天井）を制御することが望ましい場合がある。本明細書に記載される３Ｄ印刷方法は、タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギービームの少なくとも一方（ここでは集合的に「照射されたエネルギー」と称する）を利用しうる。タイリングエネルギー流束およびスキャンエネルギービームは、少なくとも１つの照射されたエネルギー特徴によって異なりうる。例えば、タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギービームは、断面が異なる（例えば、タイリングエネルギー流束はスキャンエネルギービームよりも大きな断面を有する）。例えば、タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギービームは、出力密度が異なる（例えば、タイリングエネルギー流束はスキャンエネルギービームよりも小さな出力密度を有する）。例えば、タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギービームは、焦点が異なる（例えば、スキャンエネルギー源はタイリングエネルギー流束よりもよりフォーカスされている）。例えば、タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギービームは、硬化した材料の層を（例えば、直接または間接に）生成する間のそれらの経路軌道において異なる（例えば、タイリングエネルギー流束はタイル軌道の経路に沿って移動するが、スキャンエネルギービームは別の軌道に沿ってハッチングする）。例えば、タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギービームは、３Ｄ物体の一部として変形したおよび／または硬化した材料の層を形成する際にそれらが生成する変形したおよび／または硬化した材料の一部分において異なる（例えば、タイリングエネルギー流束は変形した材料の第１の部分を形成し、スキャンエネルギービームは、接続されても接続されなくてもよく、またはオーバーラップする、変形した材料の第２の部分を形成する）。タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギーの両方はコリメートされる。タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギー源の両方は、同一（例えば、タイプが）のエネルギー源によって生成されうる。タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギー源の両方は、同一（例えば、タイプが）のスキャナーによって指示されうる。タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギー源の両方は、同一（例えば、タイプが）の光学窓を通して移動しうる。
一部の実例では、硬化した材料の層を形成する溶融プールの１つ以上の特徴を制御することが望ましい。特徴は、溶融プールの深さ、微細構造、または溶融プールの微細構造のレパートリーを含みうる。溶融プールの微細構造は、結晶構造、または溶融プール内に含まれる結晶構造のレパートリーを含みうる。一部の実例では、溶融プールの１つ以上の特徴に対する大きな制御は、（ｉ）本明細書において「フラッシュ加熱」と称される技術、（ｉｉ）本明細書において「深部タイリング」と称される技術、（ｉｉｉ）本明細書において「浅部タイリング」と称される技術を利用する。フラッシュ加熱および／または深部タイリング方法により、例えば、局部加熱されたおよび／または変形した材料の冷却により形成される微細構造の制御が可能となる。フラッシュ加熱は、材料床内（例えば、さらに３Ｄ物体内部）における照射されたエネルギーの横方向（例えば、水平方向）の広がりにフォーカスされる。深部タイリングは、照射エネルギーが材料床（例えば、さらに３Ｄ物体内部）を貫通する深さにフォーカスする。照射手法は、フラッシュ加熱または深部タイリングを含みうる。一実施形態において、照射方法は、深部タイリングとフラッシュ加熱の両方を含む（例えば、照射エネルギーが３Ｄ物体の深部へと貫通し、溶融プールの周りに横方向に大きく広がる）。一部の実施例において、大きく、とは、照射エネルギーによって形成される溶融プールの中央から少なくとも約２、３、４、５、６、７、または１０溶融プールの基本的な長さスケール（例えば、直径）離れる。
一部の実施形態において、タイリング方法（例えば、深部タイリングおよび／または浅部タイリング）は、材料床の少なくとも一部分、および／または本明細書において「タイリングエネルギー源」と称される少なくとも１つのエネルギー源を使用する、以前に形成された硬化した材料の領域の加熱を含む。図１４Ｂは、共にプラットフォーム１４１４上に配置される３Ｄ物体を構成する、以前に形成された硬化した材料の層（例えば、１４２５は硬化した材料の層を表す）を照射するエネルギービーム１４１１の実施例を示す。加熱する領域を、１４２０の実施例に概略的に示す。一部の実施形態において、加熱する領域は、変形した材料の領域を含みうる。加熱する領域は、底部スキン層を含みうる。加熱する領域は、熱影響部を含みうる。加熱する領域は、底部スキン層の平行位置が、底部スキン層における材料の固相線温度を上回る高温（例えば、さらに液相線温度またはこれを下回る）に達して、変形する（例えば、焼結または溶融）、液相となる、および／または塑性降伏することを許容しうる。例えば、加熱する領域は、底部スキン層を含む層が、材料の固相線温度を上回る高温（例えば、さらに底部スキン層などの以前に形成された層における材料の液相線温度における、またはこれを下回る）に達して、変形し、液相となる、および／または塑性降伏する（例えば、深部タイリングプロセスにおいて）ことを許容しうる。フラッシュ加熱は、タイリングエネルギービームで行われてもよい。
本明細書で理解されるように、タイルは、タイリングエネルギー流束によって、またはスキャンエネルギービームによって生成される、または加熱される材料（例えば、変形されたおよび／または硬化した）の一部分である。一部の実施例において、タイリングエネルギー源は、タイリングエネルギー流束を生成する。タイリングエネルギー源は、エネルギービームを生成しうる。タイリングエネルギー源は、放射エネルギー源としうる。タイリングエネルギー源は、分散エネルギー源としうる。タイリングエネルギー源は、実質的に均一な（例えば、均質な）エネルギーストリームを生成しうる。タイリングエネルギー源は、少なくともタイルを形成するビーム領域にわたって実質的に均一な（例えば、均質な）エネルギーストリームを生成しうる。タイリングエネルギー源は、実質的に均質なフルエンスを有する断面（例えば、および／または標的表面上の足跡）の少なくとも一部分を含みうる。タイリングエネルギー源によって生成されるエネルギーは、本明細書では「タイリングエネルギー流束」と称する。タイリングエネルギー流束は、３Ｄ物体の一部分（例えば、３Ｄ物体の露出した表面）を加熱しうる。タイリングエネルギー流束は、材料床の一部分を加熱しうる。材料床の一部分は、材料床の露出した表面部分および／または露出していない材料床の深部部分を含みうる。タイリングエネルギー流束による加熱は、少なくともタイルを形成するビーム領域において実質的に均一としうる。一実施例において、材料床は粉末床である。
一実施形態において、タイリングエネルギー流束は、一期間（例えば、所定の期間）の間、標的表面上の一の位置を照射する（例えば、フラッシュ、フレア、光、またはストリーム）。タイリングエネルギー流束（例えば、ビーム）が照射する時間は、本明細書ではタイリングエネルギー流束の「ドゥエル時間」と称する。熱照射は、加熱するタイルから、例えば、材料床の隣接部分までさらに伝達されうる。この期間中（例えば、タイル照射の）、タイリングエネルギー流束は（例えば、実質的に）固定としうる。この期間中、タイリングエネルギーは（例えば、実質的に）並進移動しない（例えば、ラスタ形態でも、ベクトル形態でも）場合がある。この期間中、タイリングエネルギー流束のエネルギー密度は（例えば、実質的に）一定としうる。一部の実施形態において、この期間中、タイリングエネルギー流束のエネルギー密度は変動しうる。変動は予め決められてもよい。変動は、制御されてもよい（例えば、コントローラによっておよび／または手動で）。コントローラは、１つ以上のセンサーによって受信される信号に基づいて変動を決定しうる。コントローラは、アルゴリズムに基づいて変動を決定してもよい。制御された変動は、閉ループ制御または開ループ制御を含んでもよい。例えば、変動は、他の感知された信号の中で、温度および／または結像測定値に基づいて決定されてもよい。変動は、溶融プールＦＬＳ（例えば、サイズ）評価によって決定されてもよい。変動は、形成３Ｄ物体の高さ測定値に基づいて決定されてもよい。
一部の実施形態において、実質的に固定とは、エネルギービームのＦＬＳ（例えば、直径）よりも小さい空間的振動を含む。空間的振動は、（ｉ）エネルギービームの断面の直径、および／または（ｉｉ）標的表面上のエネルギービームの足跡に同等な直径、よりも小さい範囲としうる。例えば、エネルギービームの空間的振動範囲は、（ｉ）エネルギービームの断面の、および／または（ｉｉ）標的表面上のエネルギービームの足跡に同等な直径の、最大で９０％、８０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、１０％、５％、１％または０．５％の直径とすることができる。エネルギービームは、タイリングエネルギー流束および／またはスキャンエネルギービームとしてもよい。空間的振動は、空間における（例えば、標的表面上に対する）振動である。空間的振動は、エネルギービームの（例えば、標的表面に対する）位置における振動としてもよい。空間的振動は、照射されたビームの位置におけるものとしてもよい。空間的振動は、照射されたエネルギーの一般的な移動方向に沿って（例えば、ハッチに沿って、例えば、タイルの経路に沿って）いてもよく、例えば、空間的振動は、照射されたエネルギーの前方移動および後方移動を含んでもよく、例えば、空間的振動は、照射されたエネルギーの一般的な移動方向に平行な軸におけるものとしてもよい。空間的振動は、照射されたエネルギーの一般的移動に垂直な方向に沿った、例えば、照射されたエネルギー（例えば、７０１）の一般的な移動方向に対して横移動（例えば、図７、７０２）としてもよく、例えば、空間的振動は、照射されたエネルギーの一般的な移動方向に垂直な軸におけるものとしてもよい。空間的振動は、照射されたエネルギーの一般的な移動方向と任意の角度（例えば、垂直でも平行でもない）を形成する軸に沿って、例えば、照射されたエネルギーの一般的な移動方向に対して横移動としてもよい。
一実施例において、タイリングエネルギー流束は、標的表面の一の位置を一期間の間（例えば、所定の）照射して、タイリングエネルギー流束の一定または可変出力密度（つまり、単位面積当たり出力）の（例えば、有する）加熱するタイルを形成する。標的表面は、材料床、プラットフォーム、３Ｄ物体（例えば、形成３Ｄ物体）、またはそれらの任意の組み合わせの露出した表面としてもよい。一部の実施形態において、出力密度の変動は、タイリングエネルギー流束の出力密度の初期増大と、その後の出力密度の低減を含む。例えば、変動は、タイリングエネルギー流束の出力密度の初期増大と、その後のプラトー、および引き続いての出力密度の低減を含みうる。タイリングエネルギー流束の出力密度の増大および／または低減は、直線、対数、指数、多項、またはそれらの任意の組み合わせまたは順列としてもよい。プラトーは、（例えば、実質的に）一定のエネルギー密度を含みうる。タイリングエネルギー流束の出力密度の変動（例えば、使用される関数）の様式は、（ｉ）測定値（例えば、１つ以上のセンサーの信号）、（ｉｉ）論理（例えば、シミュレーションによる）、（ｉｉｉ）またはそれらの任意の組み合わせ、による影響を受けうる。タイリングエネルギー流束の出力密度プラトーの期間および／またはピークは、（ｉ）測定値（例えば、１つ以上のセンサーの信号）、（ｉｉ）論理（例えば、シミュレーションによる）、（ｉｉｉ）またはそれらの任意の組み合わせ、による影響を受けうる。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、拡張断面を有する。例えば、タイリングエネルギー流束は、スキャンエネルギービームよりも大きなＦＬＳ（例えば、断面）を有する。タイリングエネルギー流束の断面のＦＬＳは、少なくとも約０．２ミリメートル（ｍｍ）、０．３ｍｍ、０．４ｍｍ、０．５ｍｍ、０．８ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、または５ｍｍとしてもよい。タイリングエネルギー流束の断面のＦＬＳは、上述の値の間の任意の値であってもよい（例えば、０．２ｍｍ〜約５ｍｍ、約０．３ｍｍ〜約２．５ｍｍ、約２．５ｍｍ〜約５ｍｍ）。エネルギービームの断面は、少なくとも約０．１平方ミリメートル（ｍｍ２）、または０．２とすることができる。エネルギービームの直径は、少なくとも約３００マイクロメートル、５００マイクロメートル、または６００マイクロメートルとすることができる。第１の位置と第２の位置との間の距離は、少なくとも約１００マイクロメートル、２００マイクロメートル、または２５０マイクロメートルとすることができる。％％ＦＬＳは、エネルギービームの半値全幅強度において測定されうる。一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束はフォーカスされたエネルギービームである。一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、デフォーカスされたエネルギービームである。タイリングエネルギー流束のエネルギープロファイルは、（例えば、実質的に）均一（例えば、タイルを形成するビームの断面積において）としてもよい。タイリングエネルギー流束のエネルギープロファイルは、露出時間（例えば、本明細書においてタイリング時間、またはドゥエル時間とも称する）の間、（例えば、実質的に）均一としてもよい。タイリングエネルギー流束の露出時間（例えば、標的表面における）は、少なくとも約０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ）、０．５ｍｓｅｃ、１ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、２０ｍｓｅｃ、３０ｍｓｅｃ、４０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、６０ｍｓｅｃ、７０ｍｓｅｃ、８０ｍｓｅｃ、９０ｍｓｅｃ、１００ｍｓｅｃ、２００ｍｓｅｃ、４００ｍｓｅｃ、５００ｍｓｅｃ、１０００ｍｓｅｃ、２５００ｍｓｅｃ、または５０００ｍｓｅｃとしてもよい。タイリングエネルギー流束の露出時間（例えば、標的表面における）は、最大で約１０ｍｓｅｃ、２０ｍｓｅｃ、３０ｍｓｅｃ、４０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、６０ｍｓｅｃ、７０ｍｓｅｃ、８０ｍｓｅｃ、９０ｍｓｅｃ、１００ｍｓｅｃ、２００ｍｓｅｃ、４００ｍｓｅｃ、５００ｍｓｅｃ、１０００ｍｓｅｃ、２５００ｍｓｅｃ、または５０００ｍｓｅｃとしてもよい。露出時間は、上記露出時間の任意の間としてもよい（例えば、約０．１ｍｓｅｃ〜約５０００ｍｓｅｃ、約０．１〜１ｍｓｅｃ、約１ｍｓｅｃ〜約５０ｍｓｅｃ、約５０ｍｓｅｃ〜約１００ｍｓｅｃ、約１００ｍｓｅｃ〜約１０００ｍｓｅｃ、約２０ｍｓｅｃ〜約２００ｍｓｅｃ、または約１０００ｍｓｅｃ〜約５０００ｍｓｅｃ）。露出時間は、ドゥエル時間としてもよい。タイリングエネルギー流束の単位面積当たり出力は、少なくとも約１００ワット毎平方ミリメートル（Ｗ／ｍｍ２）、２００Ｗ／ｍｍ２、３００Ｗ／ｍｍ２、４００Ｗ／ｍｍ２、５００Ｗ／ｍｍ２、６００Ｗ／ｍｍ２、７００Ｗ／ｍｍ２、８００Ｗ／ｍｍ２、９００Ｗ／ｍｍ２、１０００Ｗ／ｍｍ２、２０００Ｗ／ｍｍ２、３０００Ｗ／ｍｍ２、５０００Ｗ／ｍｍ２、または７０００Ｗ／ｍｍ２としてもよい。タイリングエネルギー流束の単位面積当たり出力は、最大で１００Ｗ／ｍｍ２、２００Ｗ／ｍｍ２、３００Ｗ／ｍｍ２、４００Ｗ／ｍｍ２、５００Ｗ／ｍｍ２、６００Ｗ／ｍｍ２、７００Ｗ／ｍｍ２、８００Ｗ／ｍｍ２、９００Ｗ／ｍｍ２、１０００Ｗ／ｍｍ２、２０００Ｗ／ｍｍ２、３０００Ｗ／ｍｍ２、５０００Ｗ／ｍｍ２、７０００Ｗ／ｍｍ２、８０００Ｗ／ｍｍ２、９０００Ｗ／ｍｍ２、または１００００Ｗ／ｍｍ２としてもよい。タイリングエネルギー流束の単位面積当たり出力は、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約１００Ｗ／ｍｍ２〜約３０００Ｗ／ｍｍ２、約１００Ｗ／ｍｍ２〜約５０００Ｗ／ｍｍ２、約１００Ｗ／ｍｍ２〜約９０００Ｗ／ｍｍ２、約１００Ｗ／ｍｍ２〜約５００Ｗ／ｍｍ２、約５００Ｗ／ｍｍ２〜約３０００Ｗ／ｍｍ２、約１０００Ｗ／ｍｍ２〜約７０００Ｗ／ｍｍ２、または約５００Ｗ／ｍｍ２〜約８０００Ｗ／ｍｍ２）。タイリングエネルギー流束は、一のステップかつ繰り返しシーケンスにおいて標的表面に向かってエネルギーストリームを放出しうる。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、タイル形成プロセスを実施するために、一のステップかつ繰り返しシーケンスにおいて標的表面に向かってエネルギーストリームを放出する。タイリングエネルギー流束は、放射熱、電磁放射、荷電粒子放射（例えば、電子ビーム）、またはプラズマビームを含んでもよい。タイリングエネルギー源は、ヒーター（例えば、ラジエータまたはランプ）、電磁放射発生装置（例えば、レーザー）、荷電粒子放射発生装置（例えば、電子銃）、またはプラズマ発生装置を含みうる。タイリングエネルギー源は、ダイオードレーザーを含んでもよい。タイリングエネルギー源は、発光ダイオードアレイ（またはＬＥＤアレイ）を含みうる。タイリングエネルギー源は、本明細書に開示する任意の放射源としうる。タイリングエネルギービームは、本明細書に開示される任意のエネルギービームとしてもよい。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、予め変形された材料、変形した材料、および／または硬化した材料を照射する。予め変形された材料は、材料床（例えば、粉末床）に配置されてもよい。予め変形された材料は、標的表面上に射出されてもよい。一部の実施例において、タイリングエネルギー流束は、標的表面を照射する。タイリングエネルギー流束は、標的表面に向かって移動するに伴って予め変形された材料を追加的に照射してもよい（例えば、直接材料堆積タイプの３Ｄ印刷を使用して）。標的表面は、予め変形された材料、変形した材料、または硬化した材料を含みうる。タイリングエネルギー源は、標的表面上に向ける（例えば、光学系を用いて）タイリングエネルギー流束を生成してもよい。タイリングエネルギー流束は、標的表面の一部分を加熱しうる。タイリングエネルギー流束は、標的表面の一部分（例えば、区分）を変形しうる。タイリングエネルギー流束は、標的表面を予熱してもよい（例えば、その後に、予熱された表面の少なくとも一部分を所望により変形するスキャンエネルギービームを伴う）。タイリングエネルギー流束は、標的表面を後熱しうる（例えば、標的表面の変形の後に）。タイリングエネルギー流束は、標的表面を後熱しうる（例えば、標的表面の冷却速度を低減するために）。加熱は、特定の場所におけるものとしうる（例えば、タイルが予め変形された材料から形成される場所）。
一部の実施例において、タイル形成手順は、タイリングエネルギー流束の広範な露出空間（例えば、標的表面上の広範な足跡）を含む。一部の実施例において、タイル形成手順は、タイリングエネルギー流束の長いドゥエル時間（例えば、露出時間）を含み、このドゥエル時間は、少なくとも約０．５ミリ秒、１ミリ秒、０．５秒、１秒、０．５分、または１分としてもよい。タイリングエネルギー流束は、さらに長い期間（例えば、１時間、または１日）の間標的表面を照射してもよい。原則、タイリングエネルギー流束は、無限のドゥエル時間を有してもよい。タイリングエネルギー流束（例えば、図３６、３６０１）は、長い期間の間低エネルギー流束を放出して、硬化した材料（例えば、３６０２）の予め形成された層の一部分を変形してもよい。硬化した材料のこれらの予め形成された層は、３Ｄ物体体の深部層（例えば、図３６、層３６０３）としてもよい。タイリングエネルギー流束は、変形した材料の層内の一の位置の冷却速度を制御するために低エネルギー流束を放出してもよい。低い冷却速度は、変形された（例えば、溶融された）材料の固化速度（例えば、速度および／または微細構造）を制御しうる。例えば、低い冷却速度は、３Ｄ物体に含まれる層内の特定の位置における結晶（例えば、単一の結晶）の形成を可能にしうる。
一部の実施例において、タイリングエネルギー流束は、一の期間において３Ｄ物体（例えば、３Ｄ物体の露出した表面を含む）の一部分を変形（例えば、溶融）する。一部の実施形態において、変形は、実質的に均一としてもよい（例えば、速度および／または微細構造において）。一部の実施形態において、変形は、変動してもよい（例えば、速度および／または微細構造において）。実質的に均一な加熱は、タイリングエネルギー流束による標的表面（例えば、硬化した材料および／または予め変形された材料の層）の加熱スタンピングに類似する場合がある。熱スタンプ（本明細書では「加熱タイル」とも）の断面は、標的表面上の、タイリングエネルギー流束の足跡に（例えば、実質的に）類似する場合がある。タイリングエネルギー流束による（例えば、実質的に均一な）照射は、標的表面上に加熱タイルを形成しうる。
図１は、タイリングエネルギー流束１１９を放出するタイリングエネルギー源１２２を含む、３Ｄ印刷システムおよび装置の実施例を示す。タイリングエネルギー流束は、光学系（例えば、１１４。例えば、アパーチャ、レンズ、ミラー、または偏向器を含む）および／または光学窓（例えば、１２３）を通して移動して、標的表面を照射してもよい。光学系は、スキャナーを含みうる。標的表面は、スキャンエネルギービーム１０１によって予め変形された材料の少なくとも一部分（例えば、材料床１０４に配置される、またはプラットフォームに向かって流れる）を変形することによって形成された硬化した材料１０６の一部分としてもよい。スキャンエネルギービーム１０１は、エネルギー源１２１によって生成される。生成されたエネルギービームは、光学機構１２０（例えば、スキャナー）および／または光学窓１１５を通して移動してもよい。
一部の実施例において、タイリングエネルギー流束およびスキャンエネルギービームは、同一の光学窓を通しておよび／または同一の光学系を通して移動する。図２５は、タイリングエネルギー流束２５１９はエネルギー源２５２２によって生成されて光学系２５１４を通って移動し、スキャンエネルギー源２５２１は光学系２５２４を通って移動するスキャンエネルギービーム２５０８を生成し、両方とも、材料床の露出した表面２５１９を照射しながら、同一の光学窓２５２３を通って処理チャンバ２５１６内に移動して材料床２５０４から３Ｄ物体２５０６を形成し、材料床が基板２５０９と基部２５０２を含むプラットフォーム上に置かれ、この基板はアクチュエータ２５０５によって垂直方向２５１２に並進移動可能である、実施例を示す。図２５の実施例のタイリングエネルギー流束２５１９は、スキャンエネルギービーム２５０８よりも大きな断面を有する。一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギービームは両方とも、光学系内の異なる構成要素を通る、および／または異なる実例であっても、同一の光学系を通して移動する。一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギービームは、異なる光学系を通して（例えば、そして、同一の光学窓を通して）移動する。タイリングエネルギー流束とスキャンエネルギービームは、同一のまたは異なる光学窓を通して移動してもよい。
一部の実施形態において、放出された放射エネルギー（例えば、図１、１１９）は、アパーチャ、偏向器および／または光学系の他の部分（例えば、図１、１１４に概略的に表される）を通って移動する。時々、アパーチャは、タイリングエネルギー源によって生成される、標的表面に到達するエネルギーの量を制限する。アパーチャ制限は、所望の足跡の形状（例えば、タイルを形成しうる）を形成するために、エネルギービームを編集しうる（例えば、カットオフ、ブロック、遮断、または停止）。エネルギービームの編集は、エネルギービームの足跡の断面の編集を含みうる。制限は、編集されたタイル断面を形成するためにエネルギービームを編集しうる。アパーチャの実施例を、図２の２００、２１０、および２２０に示す。アパーチャは、タイリングエネルギー源（例えば、２０２、２１２、または２２２）からの放出されたタイリングエネルギー流束の一部分のみが標的表面に到達することを許容しうる。アパーチャ孔の実施例を、２０３、２１３、および２２３に表す。アパーチャは、１つの開口または複数の開口を含んでもよい（例えば、２２０の幾何学形状の）。タイリングエネルギー流束の断面を図２、２０１および２０２に見てとれるが、ここで２０２はアパーチャによってブロックされる足跡の一部分であり、セクション２０２はアパーチャを自由に通過するエネルギー流束の一部である。
図９は、３Ｄ印刷システム内の光学機構の実施例を示しており、エネルギー源９０６は、光学窓９０４を通って標的表面９０２（例えば、材料床の露出した表面）上の一の位置にエネルギーを向けるミラー９０５の間を移動する、エネルギーを照射（例えば、エネルギービームを放出）する。また、照射されたエネルギーは、標的表面上に直接投影されてもよく、例えば、照射されたエネルギー（例えば、さらにエネルギービーム）９０１は、エネルギー源９００（例えば、レーザー内などの内部光学機構を含みうる）によって生成されて、標的表面上に直接投影されることができる。
硬化した材料は、プラットフォームの上方に配置される硬化した材料の層の１つ以上の（例えば、２〜３の）少なくとも一部分、および／または材料床に配置される予め変形された材料（例えば、粉末）を含みうる。硬化した材料の１つ以上の層は、形成の間の変形に影響を受けやすい場合も、形成の間の変形に影響を受けにくい場合もある。変形は、曲げ、反り、アーチング、湾曲、ねじれ、丸まり、ひび、またはずれを含みうる。一部の実施例において、１つ以上の硬化した材料の層の少なくとも一部分は、レッジまたは空洞の天井を含みうる。変形は、例えば、形成された３Ｄ物体（またはその一部分）が、変形した材料の冷却プロセスの間に補助的な支持構造を欠くときに生じる場合がある。変形は、例えば、変形した材料の冷却プロセス中に、形成された構造（例えば、３Ｄ物体またはその一部分）が材料床にアンカーレスに浮遊する）ときに生じる場合がある。
タイリングエネルギー流束は、（ｉ）拡張された露出領域、（ｉｉ）拡張された露出時間、（ｉｉｉ）低出力密度（例えば、単位面積当たり出力）または（ｉｖ）平坦な（例えば、トップヘッド）エネルギープロファイルで領域を充填することができる強度プロファイル、を含みうる。拡張されたとは、スキャンエネルギービームとの比較としてもよい。拡張された露出時間は、少なくとも約１ミリ秒であり、最大で１００ミリ秒としてもよい。一部の実施形態において、タイリングエネルギー源のエネルギープロファイルは、ガウスビームまたはラウンドトップビームを除外してもよい。一部の実施形態において、タイリングエネルギー源のエネルギープロファイルは、ガウスビームまたはラウンドトップビームを含みうる。一部の実施形態において、３Ｄプリンタは、第１のスキャンエネルギービームおよび／または第２のスキャンエネルギービームを含む。一部の実施形態において、第１のスキャンエネルギーおよび／または第２のスキャンエネルギーのエネルギープロファイルは、ガウスエネルギービームを含みうる。一部の実施形態において、第１のスキャンエネルギーおよび／または第２のスキャンエネルギーのエネルギープロファイルは、ガウスエネルギービームを除外してもよい。第１のスキャンエネルギーおよび／または第２のスキャンエネルギーは、楕円（例えば、円）または多角形（例えば、本明細書に開示するような）を含む任意の断面形状を有してもよい。スキャンエネルギービームは、直径が少なくとも約５０マイクロメートル（μｍ）、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、または２５０μｍの断面を有してもよい。スキャンエネルギーは、直径が最大で約６０マイクロメートル（μｍ）、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、または２５０μｍの断面を有してもよい。スキャンエネルギーは、直径が上述の値の間の任意の値である断面を有してもよい（例えば、約５０μｍ〜約２５０μｍ、約５０μｍ〜約１５０μｍ、または約１５０μｍ〜約２５０μｍ）。スキャンエネルギービームの出力密度（例えば、単位面積当たり出力）は、少なくとも約５０００Ｗ／ｍｍ２、１００００Ｗ／ｍｍ２、２００００Ｗ／ｍｍ２、３００００Ｗ／ｍｍ２、５００００Ｗ／ｍｍ２、６００００Ｗ／ｍｍ２、７００００Ｗ／ｍｍ２、８００００Ｗ／ｍｍ２、９００００Ｗ／ｍｍ２、または１０００００Ｗ／ｍｍ２としてもよい。スキャンエネルギービームの出力密度は、最大で約５０００Ｗ／ｍｍ２、１００００Ｗ／ｍｍ２、２００００Ｗ／ｍｍ２、３００００Ｗ／ｍｍ２、５００００Ｗ／ｍｍ２、６００００Ｗ／ｍｍ２、７００００Ｗ／ｍｍ２、８００００Ｗ／ｍｍ２、９００００Ｗ／ｍｍ２、または１０００００Ｗ／ｍｍ２としてもよい。スキャンエネルギービームの出力密度は、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約５０００Ｗ／ｍｍ２〜約１０００００Ｗ／ｍｍ２、約１００００Ｗ／ｍｍ２〜約５００００Ｗ／ｍｍ２、または約５００００Ｗ／ｍｍ２〜約１０００００Ｗ／ｍｍ２）。スキャンエネルギービームのスキャン速度は、少なくとも約５０ミリメートル毎秒（ｍｍ／ｓｅｃ）、１００ｍｍ／ｓｅｃ、５００ｍｍ／ｓｅｃ、１０００ｍｍ／ｓｅｃ、２０００ｍｍ／ｓｅｃ、３０００ｍｍ／ｓｅｃ、４０００ｍｍ／ｓｅｃ、または５００００ｍｍ／ｓｅｃとしてもよい。スキャンエネルギービームのスキャン速度は、最大で約５０ｍｍ／ｓｅｃ、１００ｍｍ／ｓｅｃ、５００ｍｍ／ｓｅｃ、１０００ｍｍ／ｓｅｃ、２０００ｍｍ／ｓｅｃ、３０００ｍｍ／ｓｅｃ、４０００ｍｍ／ｓｅｃ、または５００００ｍｍ／ｓｅｃとしてもよい。スキャンエネルギービームのスキャン速度は、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約５０ｍｍ／ｓｅｃ〜約５００００ｍｍ／ｓｅｃ、約５０ｍｍ／ｓｅｃ〜約３０００ｍｍ／ｓｅｃ、または約２０００ｍｍ／ｓｅｃ〜約５００００ｍｍ／ｓｅｃ）。スキャンエネルギービームは、連続的であっても、非連続的であってもよい（例えば、パルシング）。一部の実施形態において、スキャンエネルギービームは、加熱タイリングプロセス（例えば、タイリングエネルギー流束を利用することでタイルを形成する）後の標的表面の縁部における熱損失を補償する。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー源は、スキャンエネルギー源と同一である。一部の実施形態において、タイリングエネルギー源は、スキャンエネルギー源と異なる。図１は、タイリングエネルギー源１２２がスキャンエネルギー源１２１とは異なる、実施例を示す。タイリングエネルギー源は、スキャンエネルギー源と同一、または異なる光学窓を通って移動しうる。図１は、タイリングエネルギー流束が１つの光学窓１２３を通って移動し、スキャンエネルギー１０１が、異なる第２のエネルギー窓１１５を通って移動する、実施例を示す。タイリングエネルギー源および／またはスキャンエネルギー源は、エンクロージャ内、エンクロージャ外（例えば、図１にあるように）、またはエンクロージャの少なくとも１つの壁内に配置することができる。タイリングエネルギー流束および／またはスキャンエネルギービームが通って移動する光学機構は、エンクロージャ内、エンクロージャ外、またはエンクロージャの少なくとも１つの壁内（例えば、図１の、１２３および１１５のように）に配置することができる。
エネルギー流束（例えば、ビーム）のエネルギープロファイルは、ビーム伝播経路に横断する特定の平面におけるエネルギー流束（例えば、ビーム）の空間強度を表しうる。図２４は、エネルギー流束プロファイルの実施例を示す（例えば、エネルギー流束（例えば、ビーム）の中央からの距離の関数としてのエネルギー）。エネルギー流束プロファイル（例えば、エネルギービームプロファイル）は、その断面内の距離の関数としてプロットされたエネルギー流束の出力またはエネルギーとして表されうる（例えば、その伝播経路に垂直）。タイリングエネルギー流束のエネルギー流束プロファイルは、実質的に均一（例えば、均質）としてもよい。エネルギー流束プロファイルは、タイリングエネルギー流束に対応しうる。エネルギービームプロファイルは、第１のスキャンエネルギービームおよび／または第２のスキャンエネルギービームのエネルギープロファイルに対応してもよい。
本システムおよび／または装置は、エネルギー流束プロファイルにおけるあらゆる異常を調整（例えば、滑らかにする、平面化する、または平らにする）エネルギープロファイル変更装置を含みうる。本システムおよび／または装置は、エネルギープロファイルの断面の少なくとも一部分におけるより均一なエネルギー流束プロファイル（例えば、ビームの中心に対して）を作り出すエネルギープロファイル変更装置を含みうる。エネルギープロファイル変更装置は、エネルギー流束（例えば、ビーム）ホモジナイザーを含んでもよい。ホモジナイザーは、ミラーを含むことができる。ミラーは多面化されてもよい。ミラーは、四角形の面を含んでもよい。ミラーは、様々な（例えば、異なる）角度でエネルギー流束を反射し、オリジナルの（例えば、入来）エネルギー流束と比べて、より均一な出力を有するビームをビームプロファイル（例えば、結果として「トップハット」プロファイルになる）の少なくとも一部分（例えば、全体）にわたって作り出しうる。エネルギープロファイル変更装置は、そのオリジナルの非均等に分散されたエネルギー流束プロファイル形状（例えば、ガウシアン形状）の代わりに、エネルギービームの断面（例えば、エネルギー流束プロファイルを形成する）にわたって実質的に均等に分散されたエネルギー流束の出力／エネルギーを出力しうる。エネルギープロファイル変更装置は、エネルギー流束プロファイル整形器（例えば、ビーム整形器）を含んでもよい。エネルギープロファイル変更装置は、エネルギー流束プロファイルに対して一定の（例えば、所定の）形状を作り出してもよい。エネルギープロファイル変更装置は、エネルギー流束の断面に沿ったエネルギー流束プロファイル内に中央に集中したエネルギーを広げうる（例えば、エネルギー流束のＦＬＳ、またはタイルのＦＬＳ（「スタンプ」として知られる））。エネルギープロファイル変更装置は、粒状のエネルギー流束プロファイルを出力しうる。エネルギープロファイル変更装置は、分散ガラスまたは一部が透明なガラスを含んでもよい。ガラスは、すりガラス、乳白ガラス、または白濁ガラスとすることができる。エネルギープロファイル変更装置は、不鮮明なエネルギー流束を生成する場合がある。エネルギープロファイル変更装置は、デフォーカスされたエネルギー流束を生成してもよく、この後に、エネルギープロファイル変更装置に入ったエネルギー流束は、より均質化したエネルギー流束プロファイルを有するエネルギー流束として現れうる。
一部の実施例において、本明細書に開示する装置および／またはシステムは光ディフューザを含む。光拡散は、照射されたビームの波面の歪みを作り出す場合がある。光ディフューザは、デジタル位相マスクを含みうる。光ディフューザは、光を実質的に均質に拡散させてもよい。光ディフューザは、高強度エネルギー（例えば、光）分布を取り除き、エネルギービームおよび／または流束の足跡にわたる光のより均等な分布を形成しうる。光ディフューザは、エネルギービームおよび／または流束の強度を低減しうる（例えば、スクリーンとして機能する）。例えば、光ディフューザは、ガウスプロファイルのエネルギービームをトップハットプロファイルを有するエネルギービームに変更してもよい。光ディフューザは、ディフューザホイールアセンブリを含んでもよい。エネルギープロファイル変更装置は、ディフューザホイール（拡散ホイールとして知られる）を含んでもよい。ディフューザホイールは、フィルターホイールを含んでもよい。ディフューザホイールは、フィルターまたはディフューザを含んでもよい。ディフューザホイールは、複数の光フィルターまたは複数の光ディフューザを含んでもよい。ディフューザホイール内のフィルターおよび／またはディフューザは、直線形、非直線形、またはそれらの任意の組み合わせで配置されてもよい。エネルギープロファイル変更装置および／またはその任意の構成要素は、コントローラによって制御（例えば、監視および／または調節）されてもよく、これに動作可能に連結されてもよい。ディフューザホイールは、エネルギー線（例えば、ビームおよび／または流束）がその間を移動することができる１つ以上のポート（例えば、開口ポートおよび／または出口ポート）を含んでもよい。ディフューザホイールは、パネルを含んでもよい。パネルは、（例えば、全体的にまたは部分的に）エネルギー線をブロックしうる。エネルギープロファイル変更装置は、シャッターホイールを含んでもよい。一部の実施例において、ディフューザホイールは回転する。一部の実施例において、ディフューザホイールはいくつかの位置間で切り替わる（例えば、交互に）。ディフューザホイールの位置は、光フィルターに対応しうる。フィルターは、硬化した材料の層の形成の間に維持されうる。フィルターは、硬化した材料の層の形成の間に変化しうる。ディフューザホイールは、硬化した材料の層の形成の間に位置間で変化しうる（例えば、少なくとも２、３、４、５、６、７つの位置の間で変化する）。ディフューザホイールは、硬化した材料の層の形成の間に一の位置を維持しうる。時々、３Ｄ物体の形成の間、ディフューザホイールのいくつかの位置は使用されない場合がある。時々、３Ｄ物体の形成の間、ディフューザホイールの全ての位置が使用される場合がある。３Ｄ物体の形成の間とは、硬化した材料の層の形成の間を含む。
一部の実施形態において、エネルギープロファイル変更装置は、マイクロレンズアレイを含む。マイクロレンズ（本明細書では「マイクロレンズ（ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ）」とも）は、最大で約５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２５０μｍ、５００μｍ、７５０μｍ、１ｍｍ、５ｍｍまたは１０ｍｍのＦＬＳ（例えば、直径）を有してもよい。マイクロレンズ（本明細書では「マイクロレンズ（ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ）」とも）は、少なくとも約５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２５０μｍ、５００μｍ、７５０μｍ、１ｍｍ、または５ｍｍのＦＬＳを有してもよい。マイクロレンズ（本明細書では「マイクロレンズ（ｍｉｃｒｏｌｅｎｓ）」とも）は、上述の値の間のいずれかの値のＦＬＳを有してもよい（例えば、約５μｍ〜約５ｍｍ、約５μｍ〜約７５０μｍ、約７５０μｍ〜約１ｍｍ、または約１ｍｍ〜約５ｍｍ）。マイクロレンズは、平面表面および／球面凸状表面（例えば、光を屈折させる）を含む要素を含んでもよい。マイクロレンズは、非球面を含んでもよい。マイクロレンズは、光学材料の１つ以上の層を含んでもよい（例えば、設計性能を達成するために）。マイクロレンズは、１つ、２つ、またはそれ以上の平らで平行な表面を含んでもよい。一部の実例では、エネルギープロファイル変更装置のフォーカス動作は、マイクロレンズ（例えば、屈折率分布型（ＧＲＩＮ）レンズ）にわたる屈折率の変動によって取得される。マイクロレンズは、エネルギー流束のフォーカスを許容する、屈折率および／または表面形状の変動を含みうる。マイクロレンズは、一組の同心湾曲表面（例えば、マイクロフレネルレンズ）における屈折によってエネルギー流束をフォーカスしうる。マイクロレンズは、回析（例えば、バイナリーオプティクスマイクロレンズ）によってエネルギー流束をフォーカスしうる。マイクロレンズは、１つ以上の溝を含んでもよい。１つ以上の溝は、段付縁部または多段階を含みうる。溝付縁部または多段階は、所望のエネルギー流束のプロファイル形状の近似を付与しうる。マイクロレンズアレイは、１次、２次、または３次アレイで（例えば、支持基板上に）形成された複数のレンズを含むことができる。個々のマイクロレンズが円形アパーチャを有し、オーバーラップを許容されない場合、これらを六角形アレイに置いて基板の最大被覆率を取得してもよい。エネルギープロファイル変更装置は、非円形アパーチャを含んでもよい（例えば、レンズ間の任意の空隙によって形成される効果を低減するために）。マイクロレンズ（例えば、マイクロレンズアレイ）は、エネルギー流束を標的表面上にフォーカスおよび／または集中させてもよい。
図４０は、発散レンズ４０２０を通して移動する照射されたエネルギービーム４００１を含む光学経路が、引き続いてフォーカスレンズ４０４０によってフォーカスされ、ミラー４０６０によって反射されて標的表面４０００上に投影される、実施例を示す。ミラー４０６０までのその投影からのビーム経路に沿って、１つ以上の光ディフューザ（例えば、４０１０、４０３０、または４０５０）。図４０の４０１２は、ビームを拡散させる様々な（例えば、異なる）角度４０１３に配置される平面を含む光ディフューザの垂直断面図である。図４０の４０１１は、マイクロレンズ４０１４を含む光ディフューザの垂直断面を示す。図４０の４０７０は、様々な光ディフューザ（例えば、４０７１および４０７２）と、照射されたエネルギーが拡散することなく通過することを許容する開口スロット４０７３と、照射されたエネルギーが通過することを許容しない閉スロット４０７４とを含む光ディフューザの断面を示す。ディフューザホイールは、１つ以上のフィルターを含んでもよい。光ディフューザは、照射されたエネルギーの波面の歪みを作り出しうる。
エネルギー流束は、エネルギープロファイルを有する。エネルギー流束（例えば、タイリングエネルギー流束および／またはスキャンエネルギービーム）は、図２４のエネルギー流束プロファイルのいずれかを有してもよく、ここで「中央」とはタイルの中央を示す。エネルギー流束プロファイルは、実質的に均一としてもよい。エネルギー流束プロファイルは、実質的に均一な断面を含んでもよい。エネルギー流束プロファイルは、均一性から偏差してもよい。エネルギー流束プロファイルは、非均一としてもよい。エネルギー流束プロファイルは、タイルの実質的に均一な加熱（例えば、タイル（例えば、そのリムを含む）内の全ての点）を促進する形状を有してもよい。エネルギー流束プロファイルは、タイルの実質的に均一な温度変動（例えば、タイル（例えば、そのリムを含む）内の全ての点）を促進する形状を有してもよい。エネルギー流束プロファイルは、タイルの実質的に均一な相（例えば、タイル（例えば、そのリムを含む）内の全ての点）を促進する形状を有してもよい。例えば、相は、液相または固相とすることができる。実質的に均一とは、実質的に類似、均等、均質、不変、一定、および／または等しいものとしうる。
一実施例において、タイリングエネルギー流束のエネルギー流束プロファイルは、四角形のビームを含む。一部の実例において、タイリングエネルギー流束は、四角形ビームから偏差してもよい。一部の実施例において、タイリングエネルギー流束は、ガウス形状ビーム（例えば、２４０１）を除外する。エネルギー流束（例えば、ビーム）の形状は、その中央からの距離に対するエネルギー流束のエネルギープロファイルとしてもよい。中央とは、エネルギーの足跡、断面、および／またはタイルの中央とすることができる。足跡は、標的表面上としうる。エネルギー流束プロファイルは、１つ以上の平面状のセクションを含みうる。図２４の２４２２は、エネルギープロファイル２４２１の２つの平面状のセクションの実施例である。図２４の２４３２は、エネルギープロファイル２４３１の平面状のセクションの実施例である。図２４の２４４２は、エネルギープロファイル２４４１の２つの平面状のセクションの実施例である。エネルギー流束プロファイルは、段階的に増大および／または低減するセクションを含んでもよい。図２４の２４１０は、段階的に増大するセクション２４１２、および段階的に低減するセクション２４１３を含むエネルギープロファイル２４１１の実施例を示す。エネルギー流束プロファイルは、急激に段階的に増大および／または低減するセクションを含んでもよい。図２４の２４２０は、急激に増大するセクション２４２３、および急激に低減するセクション４２２４を含むエネルギープロファイル２４２１の実施例を示す。エネルギー流束プロファイルは、エネルギー流束プロファイルが平面性から偏差するセクションを含みうる。図２４の２４４０は、平面性から偏差する（例えば、平均流束プロファイル２４４０の距離「ｈ」だけ）セクション２４４３を含むエネルギー流束プロファイルを含むエネルギープロファイル２４４１の実施例を示す。エネルギー流束のエネルギープロファイルは、変動するエネルギー（例えば、出力）プロファイルのセクションを含みうる。変動は、エネルギー流束プロファイルの平均平面状エネルギー（例えば、出力）プロファイルから偏差しうる。図２４の２４５０は、変動する出力セクション２４５２を含むエネルギー流束プロファイル２４５１の実施例を示す。変動セクション２４５２は、平均の平らな出力プロファイルから偏差する。平均の平面状電力プロファイルは、その平面の、平均ベースライン（例えば、図２４のエネルギー流束プロファイル２４５０の「Ｈ」）からの平均出力を使用して、エネルギー流束プロファイル２４５０の＋／−距離「ｈ」によって言及されうる。エネルギー流束プロファイルの平面性からの偏差（例えば、タイプおよび／または量）は、標的表面（例えば、さらに／または材料床）の温度に関連しうる。偏差（例えば、偏差の割合）は、エネルギービームプロファイルの平均の頂部表面に対して計算されうる。偏差割合は、数式１００＊（Ｈ−ｈ）／Ｈ）に従って計算されうるが、ここで記号「＊」は数学的演算「乗算」を示す。一部の実施例において、材料床が５００℃未満の温度である場合、偏差は、最大で１％、５％、１０％、１５％、または２０％としてもよい。一部の実施例において、第１のスキャンエネルギービームおよび／または第２のスキャンエネルギービームは、タイリングエネルギー流束のエネルギー流束プロファイル特徴（例えば、本明細書に詳述するような）を有してもよい。
一部の実施例において、材料床が５００℃未満の温度である場合、偏差は上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約１％〜約２０％、約１０％〜約２０％、または約５％〜約１５％）。材料床は、約５００℃〜約１０００℃未満、偏差は最大で１０％、１５％、２０％、２５％、または３０％としてもよい。材料床が約５００℃未満〜約１０００℃未満である場合、偏差は、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約１０％〜約３０％、約２０％〜約３０％、または約１５％〜約２５％）。材料床が、約１０００℃を上回る場合、偏差は最大で２０％、２５％、３０％、３５％、または４０％としてもよい。材料床が約１０００℃を上回る場合、偏差は、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約２０％〜約４０％、約３０％〜約４０％、または約２５％〜約３５％）。５００℃未満とは、周囲温度、または室温（Ｒ．Ｔ．）を含む。周囲とは、人が一般的に慣れた条件を指す。例えば、周囲圧力は、１気圧としてもよい。周囲温度は、人が一般的に慣れた通常の温度としてもよい。例えば、約０℃〜約５０℃、約１５℃〜約３０℃、約１６℃〜約２６℃、約２０℃〜約２５℃。「室温」とは、限られた空間または限られない空間において測定されてもよい。例えば、「室温」は、部屋、オフィス、工場、車両、容器、または戸外において測定することができる。車両は、車、トラック、バス、航空機、スペースシャトル、宇宙船、船、ボート、または任意のその他の車両としてもよい。室温は、周囲が熱くも寒くも感じない温度の小さな範囲、およそ２４℃を表す。これは２０℃、２５℃、または約２０℃〜約２５℃の間の任意の値を指しうる。
一部の実施例において、タイリングエネルギー流束の断面は、ベクトル形状のスキャンビーム（ＶＳＢ）を含む。エネルギーを流束は、可変エネルギー流束プロファイル形状を含んでもよい。エネルギー流束は、可変断面形状を含んでもよい。エネルギー流束は、実質的非可変エネルギー流束プロファイル形状を含んでもよい。エネルギー流束は、実質的非可変の断面形状を含んでもよい。エネルギー流束（例えば、ＶＳＢ）は、標的表面にわたって（例えば、直接に）ベクトル座標によって特定される１つ以上の位置に並進移動してもよい。エネルギー流束（例えば、ＶＳＢ）は、これらの１つ以上の位置にわたって一度照射しうる。エネルギー流束（例えば、ＶＳＢ）は、位置間を実質的に一度照射しない（または、非常に低い程度まで照射）場合がある
一部の実施例において、タイリングエネルギー流束の断面形状は、（例えば、実質的に）タイルの形状である。タイリングエネルギー流束の断面の形状は、実質的に湾曲を除外しうる。例えば、その断面の縁部またはビームエッジ）としても知られる、タイリングエネルギー流束の断面の周囲は、実質的に湾曲を除外してもよい。タイリングエネルギー流束の縁部の形状は、（例えば、実質的に）非湾曲の周囲を含んでもよい。タイリングエネルギー流束の縁部の形状は、その周囲上の非湾曲側面を含みうる。タイリングエネルギー流束の縁部は、平らなトップビーム（例えば、トップハットビーム）を含むことができる。タイリングエネルギー流束は、その断面内に実質的に均一なエネルギー密度を有してもよい。ビームは、その断面内に実質的に均一なフルエンスを有してもよい。実質的に均一とは、ほぼ均一としてもよい。ビームは、少なくとも１つの（例えば、複数の）回折光学素子、レンズ、偏向器、アパーチャ、またはそれらの任意の組み合わせから形成されうる。標的表面に到達するタイリングエネルギー流束は、ガウスビームを起源としてもよい。標的表面は、材料床の露出した表面および／または３Ｄ物体（またはその一部分）の露出した表面としうる。標的表面は、硬化した材料の層の露出した表面、またはプラットフォームとしうる。タイリングエネルギー流束は、レーザー穴あけ（例えば、プリント回路基板の孔）に使用されるビームを含みうる。タイリングエネルギー流束は、高出力レーザーシステム（例えば、これは強力ビームを生成するために光増幅器のチェーンを使用する）において使用されるエネルギービームのタイプ（例えば、のもの）に類似してもよい。タイリングエネルギー流束は、ベクトル形状ビーム（ＶＳＢ）などの形状エネルギービームを含みうる。タイリングエネルギー流束は、電子チップを生成するためのプロセス（例えば、チップに対応するマスクを作製するための）で使用されるタイプ（例えば、のもの）に類似してもよい。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー源は、３Ｄ物体の露出した表面内のタイル（例えば、図１、１０６）をゆっくりと加熱しうるタイリングエネルギー流束を放出する。ゆっくりとは、スキャンエネルギービームと比較したものとしてもよい。タイルは、タイリングエネルギー流束の断面（例えば、または足跡）に対応しうる。足跡は、標的表面上としうる。放射エネルギー源は、標的表面内のタイル（例えば、３Ｄ物体の、図１、１０６）を（例えば、実質的に）均等に加熱する放射エネルギーを放出しうる。図３は、２つの標的表面３１０、３２０それぞれの上面図の実施例を示す。標的表面３１０は、タイリングエネルギー流束（例えば、３０１）による照射（例えば、加熱）によって形成されたタイルで充填される。標的表面３２０は、タイリングエネルギー流束（例えば、３０４）による照射（例えば、加熱）によって形成されたタイルで充填される。
タイルの寸法（例えば、ＦＬＳ）および／または形状は、標的表面（例えば、粉末材料の層）内、および／または標的表面間（例えば、タイリングエネルギービームによって照射される粉末材料の層）で変動してもよい。タイルの寸法および／または形状における変動は、所望の３Ｄ物体の幾何学的形状、形成される硬化した材料の層の少なくとも一部分の変形、以前に形成された硬化した材料の層の変形、またはそれらの任意の組み合わせに依存しうる。タイルの寸法および／または形状における変動は、硬化した材料の形成層内の所望の変形の程度に依存しうる。所望の変形の程度は、さらなる変形（例えば、以後の層の形成による）に耐えるための硬化した材料（例えば、形成している）の層の能力を考慮しうる。
一部の実施例において、（例えば、低出力密度の）タイリングエネルギー流束による段階的照射は、照射された領域内の硬化した材料の少なくとも一部分（例えば、３０１）を変形（例えば、溶融）させる。一部の実例において、均一に加熱する領域（例えば、３０１）が生成されうる。一部の実例において、均一に変形された（例えば、溶融された）領域は、加熱する領域内に生成されうる。標的表面内のタイルは、逐次的に、非逐次的に、無作為に、または一連で加熱されてもよい。加熱のシーケンスは、単一の標的表面に対して、またはいくつかの標的表面（例えば、形成層、または形成層の一部分）に対して決定されてもよい。図４Ｅは、加熱するタイルを含む２つの表面の実施例を示す。一部の実施例において、タイルの加熱（例えば、生成）のシーケンスは、タイルの番号シーケンスに対応してもよい。加熱シーケンスは、２つの標的表面を検討しうる。例えば、タイル４４４（図４の）が表面４５５上に形成され、タイル４４５が表面４５６上に形成され、その後タイル４４７が表面４５６上に形成された後、タイル４４８を表面４５５上に形成する。
時々、（例えば、そのリムを含む）タイル内の露出した表面の少なくとも一区分を変形するときに、タイリングエネルギー流束が、標的表面における、および／または標的表面の真下における、材料の対応する区分を加熱（例えば、変形）しうる。加熱は、硬化した材料の加熱する層および／または加熱する層（例えば、底部スキン層）の真下にある１つ以上の層が、材料の固相線温度を上回る高温（例えば、その液相線温度における、またはこれを下回る）に達して、変形し（例えば、溶融）、溶解し、液相となる、および／または塑性降伏することを許容しうる。例えば、加熱は、硬化した材料の１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれ以上の層（例えば、露出した層だけではなく、３Ｄ物体内の深部層も）、または底部スキン層に到達する３Ｄ物体の全体（例えば、またはその非支持部）を通ってもよい。例えば、加熱は、予め変形された材料の１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０またはそれ以上の層（例えば、材料床に露出した層だけではなく、材料床内の深部層も）、または材料床の深さ全体を通ってもよい（例えば、材料床の深さ全体を融合する）。３Ｄ物体内のごく初期に形成された硬化した材料の層を、本明細書では「底部スキン」と称する。一部の実施形態において、底部スキン層は、３Ｄ物体の非支持部分におけるごく初期の層である。非支持部分は補助的な支持部によって支持されない場合がある。非支持部は、３Ｄ物体の中央（例えば、コア）に接続されてもよく、あるいは、プラットフォームによって支持またはプラットフォームに固定されなくてもよい。例えば、非支持部分は、吊り構造（例えば、レッジ）または空洞天井としてもよい。
一部の実施形態において、タイルがタイリングエネルギー流束によって加熱されるに伴って、タイル領域内の材料の少なくとも一区分が変形する。変形した材料の区分は、タイルの形状とは異なる形状へと収縮してもよい。図１２Ａは、タイル内の領域が変形する点まで加熱される、加熱するタイル１２１０の実施例を示す。変形した材料は収縮し（１２１１に向かってポイントされる４つの小さな矢印によって示す）、この収縮された区分は、タイル構造１２１０から偏差する。変形の結果、硬化した材料１２１２となる。タイルは、長方形、三角形、六角形、またはそれらの任意の組み合わせとしうる。長方形タイルは、平行四辺形、四辺形、オルソトープ、または正方形（例えば、幾何学的形状）を含みうる。
一部の実施形態において、タイルは、空間充填パターンで配置される。空間充填パターンは、ヘリンボン、積層積み、長手積み、またはバスケット織りパターンを含みうる。タイルは、ポリフォームとしうる。例えば、タイルは、ポリオミノ（つまり、１つ以上の等しい正方形の辺と辺をつなげることで形成される平面状の幾何学的形状）としうる。タイルは、ポリアボロ（つまり、同一の長さの辺に沿ってつなげられた二等辺直角三角形からなる平面状の幾何学的形状であり、ポリタンとしても知られる）としてもよい。タイルは、空間充填ポリゴンの形状を有してもよい。タイルは長方形を含んでもよい。
一部の実施例において、照射されたタイルは、硬化した材料タイルの意図された形状から偏差する。例えば、タイルは、多角形の各縁部において追加の拡張部を含みうる。拡張部は、任意の形状（例えば、幾何学的形状またはランダム形状）を有しうる。拡張部は、縁部の拡張部を有さないタイルに比べて、多角形の縁部においてより大きな熱集中を経験しうる。図１２Ｂは、その縁部（例えば、１２２３）において拡張部を有するタイル１２２０の実施例を示す。図１２Ｂにおけるタイルは、その縁部のそれぞれにおいて小さな形状（例えば、四角形１２２３）を有する、主要な空間充填多角形タイル（例えば、長方形タイル１２１０に類似の）で構成される。拡張した縁部における加熱は、変形した材料（例えば、１２２１）の形状を変更し、所望の多角形形状（例えば、空間充填ポリゴン、１２２２）を有する変形したおよび／または硬化した材料の多角形タイル（またはその形状に近い）の形成を促進しうる。タイルは、多角形形状（例えば、空間充填ポリゴン）を有してもよい。露出した表面内の全てのタイルは、（例えば、実質的に）同一の形状を含んでもよい（例えば、図３）。露出した表面内の少なくとも２つのタイルは、変動した（例えば、異なる）形状を含んでもよい（例えば、図２６、タイル２６０１および２６０２）。
一部の実施例において、タイリングエネルギー流束を使用してタイルが生成される（例えば、所定の温度までおよび／または一定の（例えば、所定の）時間の間加熱される）時間の後、引き続いて、または同時に、スキャンエネルギービームはタイルの縁部に隣接する領域を照射して縁部における熱の集中を増大する。図１２Ｃは、タイリングエネルギー流束によって加熱されたタイル１２３０の実施例を示しており、この縁部は、スキャンエネルギービームによって追加的に加熱され（例えば、渦巻形状の経路１２３３の）より大きな熱密度が多角形タイルの縁部に蓄積（例えば、存在）することを許容する。縁部におけるより大きな熱は、変形した材料（例えば、１２３１）の収縮を少なくとも部分的に低減し、所望の断面形状を有する変形したおよび／または硬化した材料（例えば、１２３２）の多角形タイル（またはこの形状に近い）の形成を許容する。タイルは、湾曲を含んでもよい。タイルは、楕円（例えば、丸い）形状を含みうる。
一部の実例において、タイルは、標的表面において相互に少なくとも部分的にオーバーラップする。時々、タイルは実質的にオーバーラップしうる。オーバーラップする領域は、平均または中央タイル領域の少なくとも約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％または９０％としてもよい。オーバーラップする領域は、平均または中央タイル領域の最大で約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％または９０％としてもよい。オーバーラップする領域は、平均または中央タイル領域の上述の値の任意の間としうる（例えば、約１０％〜約９０％、約１０％〜約５０％、または約４０％〜約９０％）。オーバーラップする領域の割合は、タイリングエネルギー流束の経路に沿って実質的に同一としうる。オーバーラップする領域の割合は、生成された硬化した材料の層において実質的に同一としてもよい。図３０は、それに沿ってタイリングエネルギー流束が移動しうる、相互に部分的にオーバーラップするタイル（例えば、３０３０）を形成する、経路（本明細書では「タイル経路」とも称する。例えば、３０４０）の実施例を示す。矢印３０１０は、タイル経路に沿った方向を示す。矢印３０２０は、タイル経路に垂直な方向を示す。フレーム３０５０における３Ｄ物体は、その上に第２の層（例えば、タイル３０７０を有する）がタイル経路に沿って移動するタイリングエネルギー流束によって生成される底部スキン層３０６０を含む３Ｄ物体の上面図を示しており、このタイル経路の方向は、第２の層（例えば、タイル３０７０を有する）に形成されたラインによって目に見える。フレーム３０５０における３Ｄ物体は、インコネル７１８からなり、その一部分を溶融することによってインコネル粉末床から形成される。オーバーラップする領域の割合は、これらの経路の間のタイル経路に沿って（例えば、方向３０２０に）実質的に同一としうる。オーバーラップする領域の割合は、タイリングエネルギー流束の経路（例えば、タイル経路）とこの経路に垂直に沿って実質的に同一としうる。オーバーラップする領域の割合は、タイリングエネルギー流束の経路に沿って変動しうる。オーバーラップする領域の割合は、タイリングエネルギー流束の経路と経路間に沿って変動しうる。オーバーラップする領域の割合は、タイリングエネルギー流束の経路とこの経路に垂直に沿って変動しうる。オーバーラップする領域の割合は、タイリングエネルギー流束の経路に沿って異なってもよい。オーバーラップする領域の割合は、タイリングエネルギー流束の経路と経路間に沿って異なってもよい。オーバーラップする領域の割合は、タイリングエネルギー流束の経路とこの経路に垂直に沿って異なってもよい。例えば、経路に沿って、タイルは少なくとも約６０％オーバーラップしてもよく、また、経路間またはこの経路に垂直に、タイルは少なくとも約３０％だけオーバーラップしてもよい。時々、タイルは、経路間よりも、経路に沿って多くオーバーラップしうる。時々、タイルは、経路に垂直よりも、経路に沿って多くオーバーラップしうる。時々、タイルは、経路間よりも、経路に沿って少なくオーバーラップしうる。時々、タイルは、経路に垂直よりも、経路に沿って少なくオーバーラップしうる。図３０は、経路に沿って形成されたタイルのオーバーラップが実質的に同一であり、経路に垂直な方向で形成されるタイルのオーバーラップが実質的に同一であり、そして、経路に沿って形成された経路のオーバーラップが経路に垂直な方向に形成されたタイルのオーバーラップとは異なる、実施例を示す。図３０は、経路に沿って形成された経路のオーバーラップが形成されたその経路に垂直に形成されたタイルのオーバーラップよりも大きい、実施例を示す。タイル経路は、エネルギービームについて本明細書に記述する任意の経路としうる（例えば、図８）。
隣接するおよび／またはオーバーラップするタイルは、タイリングエネルギー流束を用いて形成されうる。タイリングエネルギー流束がタイル経路に沿って進むのに伴って標的表面にエネルギーを放出するシーケンスは、ドゥエル時間および中断時間を含みうる。中断は、相対的中断としうる。例えば、中断は、低減された量の照射（例えば、照射がない）がタイリングエネルギー流束によってタイル経路に沿って標的表面に放出される期間を含みうる。図３２は、経時の標的表面の温度プロファイルの２つの実施例を示す。温度プロファイル３２１０において、標的表面の位置３２２０が変形温度Ｔｔを上回る温度にある時間は、標的表面上の一の位置の温度がＴｔを下回る中断時間３２５０よりも大きい。温度プロファイル３２３０において、標的表面の位置３２６０が変形温度Ｔｔを上回る温度にある時間は、標的表面上の一の位置の温度がＴｔを下回る中断時間３２４０よりも小さい。温度プロファイルは、タイリングエネルギー流束がタイル経路に沿って移動する時間の間の標的表面の温度を示す。特定の位置における材料の温度は、タイルが形成されるときのタイリングエネルギー流束の露出時間の間（例えば、ドゥエル時間）、材料の変形温度であるかこれを上回ってもよい。特定の位置における材料の温度は、タイルが形成されない、タイリングエネルギー流束の中断（例えば、「オフタイム」）の間に、材料の変形温度を下回ってもよい。
標的表面の少なくとも一部分は、エネルギー源（例えば、スキャンエネルギービームおよび／またはタイリングエネルギー流束の）によって加熱することができる。材料床の一部分は、標的表面（例えば、予め変形された材料を含む）の少なくとも一部分が変形される温度より大きいかこれに等しい温度まで加熱することができる。例えば、粉末床の一部分を、所与の圧力（例えば、周囲圧力）において、粉末材料の少なくとも一部分が液体状態に変形される温度以上の温度（本明細書では液化温度と称する）まで加熱することができる。液化温度は、所与の圧力（例えば、周囲）において材料全体が液体状態になる液相線温度と等しくすることができる。粉末材料の液化温度は、所与の圧力（例えば、周囲）において粉末材料の少なくとも一部が固相から液相へと移行する温度またはそれより高い温度とすることができる。粉末材料は、固体粒子材料を含む。
経時におけるタイル経路の温度および／またはエネルギープロファイルは、経路が、標的表面のそれぞれの一部分を変形するのには不十分なエネルギーを有するタイリングエネルギー流束で照射される中断を含みうる。例えば、経路は、経路がタイリングエネルギー流束で照射されない中断を含みうる。中断時間の間、タイリングエネルギー流束は、材料床内の他の場所を移動して、物体のタイル経路に沿った標的表面とは異なる一部分を照射しうる。異なる部分は、異なるタイルまたは異なるタイル経路としうる。異なる部分はタイル経路と離れても、または隣接してもよい。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、ドゥエル時間の間に（例えば、実質的に）１つの位置（タイル経路内の）を照射してタイルを形成しうる。一部の実施例において、タイリングエネルギー流束は、中断の間にタイル経路に沿ったままである。一部の実施例において、タイリングエネルギー流束は、第２のドゥエル（例えば、放射）位置に達するまで、中断（例えば、オフタイム）の間並進移動する。例えば、中断時間の間、タイリングエネルギー流束は、材料床内の他の場所を移動して、最近にタイルされた位置とは異なる材料床の一部分を照射しうる。異なる位置は、最近にタイルされた位置（例えば、形成されたばかりのタイル）とは離れた、またはこれに隣接してもよい。タイリングエネルギー流束は、ドゥエル時間の間、形成タイル内の実質的に１つの位置においてドゥエルし、第２のドゥエル（例えば、放射）位置に達するまで中断（例えば、オフタイム）の間並進移動しうる。溶融は、液体状態への完全溶融を含みうる。
中断時間は、最初に形成されたタイルが、タイルの経路に沿って第２のタイルを形成するのに先立って、硬化する（例えば、完全硬化）ことを許容しうる。中断は、第１のタイルの少なくとも露出した表面が、タイルの経路に沿って第２のタイルを形成するのに先立って、硬化する（例えば、その内部が液体状態にある間に）のを許容しうる。中断は、第１のタイルの少なくとも外側リムが、タイルの経路に沿って第２のタイルを形成するのに先立って、硬化するのを許容しうる。中断は、第１のタイルの少なくともオーバーラップした部分の露出した表面が、タイルの経路に沿って第２のタイルを形成するのに先立って、硬化するのを許容しうる。一部の実施例において、ドゥエル時間の間には実質的に中断がない。一部の実施例において、タイリングエネルギー流束のドゥエル時間は連続的である。中断は、タイリングエネルギー流束の低減された量の放射を含みうる。低減した量の放射は、中断の間にタイリングエネルギー流束によって照射される材料床の一部分を変形するには十分でない場合がある。中断は、少なくとも約１ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、５０ｍｓｅｃ、２５０ｍｓｅｃ、または５００ｍｓｅｃ持続させることができる。中断は、上述の期間の間の任意の期間とすることができる（例えば、約１ｍｓｅｃ〜約５００ｍｓｅｃ）。
一部の実施例において、タイリングエネルギー流束によって生成される溶融プール（例えば、大きなＦＬＳを有する）は、スキャンエネルギービームによって生成される溶融プールよりも大きい。大きいとは、水平方向および／または垂直方向におけるものとしうる。タイリングエネルギー流束によって生成される溶融プールは、エネルギービームによって生成される溶融プールのＦＬＳよりも、約１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、７０％、８０％、９０％、または９５％だけ大きいＦＬＳを有しうる。タイリングエネルギー流束によって生成される溶融プールは、上述の値の間の任意の値（例えば、約１０％〜９５％、約１０％〜約６０％、約５０％〜約９５％）だけ、生成された溶融プールのＦＬＳよりも大きいＦＬＳを有しうる。タイリングエネルギー流束は、以前に形成された層の一部分を変形しうる。タイリングエネルギービームは、以前に形成された層（例えば、底部スキン）内にわたる溶融プールを形成しうる。図３６は、インコネル７１８からなる３Ｄ物体の垂直断面の実施例であり、この３Ｄ物体は本明細書に開示する方法によって形成される複数の硬化した材料の層を含み、最後に形成される溶融プール（例えば、３６０５）は、以前に形成された層を、例えば底部スキン層（例えば、３６０６）まで貫通する。図３９Ａ〜３９Ｂは、インコネル７１８から形成される様々な３Ｄ物体の垂直断面の実施例を示しており、この３Ｄ物体は、本明細書に開示される方法によって形成される複数の硬化した材料の層を含む。図３９Ａは、底部スキン層３９１０および第２の層３９１１を含む２層状物体の実施例を示す。図３９Ａの３Ｄ物体における溶融プールは、３Ｄ物体全体が非常に大きな溶融プールから形成されて底部スキン層に達するために、ほとんど目に見えない。図３９Ｂは、底部スキン層３９２０および２つの追加の層３９２１を含む３層状物体の実施例を示す図３９Ｂの３Ｄ物体における溶融プールは、非常に広範で底部スキン層に達する。
一部の実施例において、タイリングエネルギー流束は、タイリングエネルギー流束によって照射される標的層（例えば、予め変形された材料の層）の下方に配置される硬化した材料の１つ以上の予め変形された層（例えば、深部層）内にエネルギーを注入する。１つ以上の深部層へのエネルギーの注入は、これらの深部層を昇温させうる。深部層の加熱は、これらの深部層が応力を放出する（例えば、弾性的および／または塑性的に）ことを許容しうる。例えば、深部層の加熱は、これらの層が応力点を越えて変形するのを許容する。例えば、深部層の加熱は、照射される位置に平行な深部層の位置が固相線温度を上回る高温（例えば、液相線温度またはこれを下回る）に達して、液化し（例えば、部分的に液状になる）、変形し（例えば、溶融）、液相になる（例えば、完全に液状）、および／または塑性降伏する（例えば、応力降伏）のを許容しうる。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、３Ｄ物体を形成する硬化した材料の層（例えば、全ての層）の形成に少なくとも部分的に使用される。一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、３Ｄ物体を形成する硬化した材料の層（例えば、全ての層）の少なくとも一部分の形成に少なくとも部分的に使用される。一部分は、初期部分としうる（例えば、３Ｄ物体の第１の１または２ミリメートルの層）。３Ｄ物体の一定の蓄積された厚さとなりうる部分を、本明細書では「臨界層厚」と称する。一定の臨界層厚は、少なくとも約５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１０００μｍ、１２００μｍ、１５００μｍ、１８００μｍ、または２０００μｍとしうる。臨界層厚は、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約５００μｍ〜約２０００μｍ、５００μｍ〜１０００μｍ、または８００μｍ〜２０００μｍ）。臨界層厚は、それを上回ると、少なくとも追加的に蓄積された硬化した材料の層が３Ｄ物体（またはその一部分）の実質的変形に寄与しないであろう臨界厚としうる。実質的変形とは、３Ｄ物体の意図された目的に対する。少なくとも一部分は補助的な支持部を欠いていてもよい。少なくとも一部分は、その形成の間に材料床内にアンカーレスに浮遊してもよい。
一部の実施形態において、スキャンエネルギービームは、３Ｄ物体を形成する硬化した材料の層（例えば、全ての層）の形成に少なくとも部分的に使用される。一部分は後の部分（例えば、臨界厚を越える）としてもよい。一部の実施形態において、エネルギービームは（例えば、少なくとも部分的に）底部スキン層を形成するのに使用される。一部の実施形態において、エネルギービームは、タイリングエネルギー流束を使用することなく底部スキン層を形成するのに使用される。一部分は、３Ｄ物体の前方の一定の蓄積された厚さからのものとしうる。エネルギービームは、タイリングエネルギー流束と組み合わせて、またはタイリングエネルギー流束の支援なしで、硬化した材料の層を形成する際に使用されうる。
一部の実施例では、スキャンエネルギービームは、タイリングエネルギー流束および／またはスキャンエネルギービームによって作製されるハッチ（例えば、図２１Ａ、２１１２）によって生成されるタイル経路（例えば、図２１Ｃ、２１３２）で充填される領域の少なくとも一部分の周りに硬化した材料の輪郭（例えば、図２１Ｃ、２１３１、または図２１Ａ、２１１１）を形成する。一部の実施例において、スキャンエネルギービームは、標的表面に沿ってハッチに伝播する。輪郭は、閉った線または開いた線（例えば、中断を含む）としうる。輪郭は、連続的な線または非連続的な線としてもよい。輪郭は、内部タイルの形成に先行して、これに代わって、またはこれと同時に形成されてもよい。図２１Ａ〜２１Ｄは、硬化した材料の層の形成における様々なとりうる段階を示す、硬化した材料の層の上面図の実施例を示す。図２１Ａは、輪郭２１１１およびスキャンエネルギービームによって作製されるハッチ（例えば、２１１２）が、タイル経路を形成するのに先立って作製される、実施例を示す。図２１Ｂは、輪郭２１２１、スキャンエネルギービームによって作製されるハッチング（例えば、２１２２）を含む硬化した材料２１２０の完成した層の実施例を示し、タイルはタイリングエネルギー流束（例えば、２１２３）であり得る。図２１Ｃは、輪郭２１３１およびタイリングエネルギー流束によって作製されるタイル（例えば、２１３２）が、ハッチを形成するのに先立って作製される、実施例を示す。図２１Ｄは、輪郭２１４１、スキャンエネルギービームによって作製されるハッチ（例えば、２１４２）、および完成したタイル（例えば、２１４３）および編成されたタイル（例えば、２１４４）を含むタイリングエネルギー流束によって作製されるタイル含む硬化した材料の完成した層２１４０の実施例を示す。タイルの経路は、硬化した材料（例えば、３Ｄ物体モデルの標的スライスに対応する）の標的層の全体を逐次的に充填しうる。一部の実施例において、タイルで充填される領域は、パッチに分離されてもよい。タイル経路は、パッチにおける標的層全体を充填してもよい。パッチは、標的空間の充填のシーケンスを分離してもよい（例えば、３Ｄ物体モデルの標的スライスに対応して）。図２１Ｄは、パッチ充填の実施例を例示するために使用することができる。例えば、パッチＢのタイルが最初に形成された後にパッチＡのタイルが形成され、その後にパッチＣのタイルが形成されて、最後に編成されたパッチ（例えば、２１４４）が続く。図２１Ｄの実施例において、明るいタイルはパッチＡに属し、最も暗いタイルがパッチＣに属し、そして中間のグレーのタイルがパッチＢに属する。タイルの形成は、パッチの組み合わせの任意の順序に従いうる。硬化した材料の層の形成は、輪郭、スキャンエネルギービームによって作製されるハッチ、１つ以上のタイル経路のパッチ、編成されたタイル（例えば、部分的タイル、図２参照）、個々のタイル、またはそれらの順列と組み合わせの形成を含みうる。一部の実施例において、硬化した材料の層の領域の大部分は、タイルから形成される（例えば、図２１Ｂ、２１２３）。タイルは、タイリングエネルギー流束によって形成されうる。一部の実施形態において、層の面積の大部分（例えば、その水平断面）は、層の領域の少なくとも約５１％、６０％、７０％、８０％、９０％、または９５％としてもよい。一部の実施例において、硬化した材料の層の小部分はハッチングによって形成される（例えば、２１２２）。ハッチングは、スキャンエネルギービームによって形成されうる。層の小部分（例えば、その水平断面）は、層の面積の最大で約４９％、４０％、３０％、２０％、１０％、５％、または１％としてもよい。
一部の実施例において、タイルは、幾何学的形状の断面を有する。タイルは、円形、三角形、四角形、長方形、五角形、六角形、それらの部分的形状、および／またはそれらの組み合わせの断面（例えば、水平断面）を含むことができる。タイルは、多角形断面を含むことができる。タイルの断面は、平行四辺形としてもよい。標的表面上のタイルは、任意のタイル形状の組み合わせ（例えば、空間を緊密に充填しうる）を含みうる。例えば、三角形形状のタイルと六角形形状タイルとの組み合わせである。第１の標的表面におけるタイルと、第１の標的表面に隣接する（例えば、上方または下方）第２の標的表面におけるタイルは、実質的に整列してもよい。第１の標的表面におけるタイルと、第１の標的表面に隣接する（例えば、上方または下方）第２の標的表面におけるタイルは、実質的に不整列としてもよい（例えば、面心立方（ＦＣＣ）または六方最密（ＨＣＰ）構成に構成されてもよい）。
一部の実施形態において、タイリング手法は、ステップおよび繰り返しプロセスを含む。一部の実施形態において、タイリング手法は、標的表面の第１の領域を加熱し、標的表面の第２の領域に移動し、そして第２の領域を加熱することを含む。面積加熱は、（例えば、実質的に）移動しない間に領域を照射するタイリングエネルギー流束、またはハッチの間に領域を照射するスキャンエネルギービームを利用しうる。タイリング手法を使用した標的表面の逐次的な加熱は、経路に従ってもよい。経路は、層内のタイルの経路（本明細書では「タイル経路」とも）を含み、これは、一部分（例えば、タイル）が加熱されるシーケンスに対応する。タイルは、方向性経路（例えば、予め設計された経路）に従ってもよい。タイルは、ラスタ化された経路に従ってもよい。加熱は、変形温度未満、変形温度、または変形温度を上回ってもよい。
タイル経路は、線形、直線形、湾曲、千鳥状、確率的、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。シーケンスは、アルゴリズムに従って割り当てられてもよい。アルゴリズムは、乱数発生装置を除外してもよい。アルゴリズムは、本明細書に記載するように除外領域を含んでもよい。図４Ｂは、４２１〜４２４の番号が付されたいくつかのタイル経路のシーケンスの実施例を示す。４２１〜４２４のそれぞれにおける矢印の方向は、個々のタイル（例えば、４０２〜４０８）の単一のファイルが層４０１において加熱（例えば、生成）されるシーケンスを示す。例えば、タイル経路４２１は、タイル４０２が最初に加熱され、タイル４０３、４０４、４０５、４０６、および４０７が次々とシーケンスに形成され、４０８が最後に加熱される（例えば、タイルが単一のファイルで生成された）ことを示す。図４Ｃは、個々の部分（例えば、４０２〜４０８）が層４０１に逐次的に形成される、シーケンスを示す経路４３１の実施例を示す。図４Ｄは、タイル加熱のシーケンスにおける領域を除外する様式で層４０１に生成される個々の部分（例えば、４０２〜４０８）の実施例を示す。タイル形成のシーケンスは、タイル経路としてもよい。除外される領域は、「除外領域」として示されうる。タイル経路は、エネルギービームに対して本明細書に記述される任意の経路としうる。
一部の実施例において、タイルの断面は、逐次的に加熱される。逐次的に加熱するタイルの少なくとも２つ（例えば、逐次的なタイルの全て）が相互に接触する、相互を境界付ける、相互にオーバーラップする、またはそれらの任意の組み合わせとしてもよい。逐次的に生成されたタイルは、それらの縁部の少なくとも１つにおいて相互に接触またはオーバーラップしてもよい。逐次的に加熱するタイルの少なくとも２つ（例えば、材料の逐次的な部分の全て）はオーバーラップしてもよい。逐次的に生成される少なくとも２つのタイル（例えば、逐次的なタイルの全て）は、空隙によって分離されてもよい。生成されるタイルは、無作為または作為シーケンスで形成されうる。生成されるタイルは、除外領域を回避する様式で形成されうる。除外領域は、逐次的に加熱されて、直線上に配置される３つ以上のタイル領域を含んでもよい。除外領域の判定は、少なくとも２つのタイル間の空隙（またはその欠如）の特徴を含んでもよい。空隙特徴は、空隙の高さ、長さ、幅、または体積を含んでもよい。除外領域の判定は、硬化した材料の第１の層の特徴と、以前に形成された任意の硬化した材料の層とを含みうるが、この特徴は、これらの層の、高さ、長さ、幅、体積、形状、または材料を含みうる。除外領域の判定は、第１の層と、以前に形成された任意の層、例えば、エネルギー消費特徴を含みうる。図４Ａは、４０２〜４０８の番号が付された、その上に逐次的なタイルが加熱されて（例えば、生成されて）、それらの縁部（例えば、２つの縁部）の少なくとも１つが相互に接触し、タイルの単一のファイルを含む列を形成する、第１の層４０１の実施例を示す。番号シーケンスはタイルが加熱されたシーケンスを表しており、４０２は層４０１において加熱される第１のタイル、そしてそれぞれ（例えば、４０２の次に４０３、その次に４０４、．．．その次に４０８）の最後に４０８が加熱される。図４Ｄは、タイル４４２〜４５０が、除外領域を欠く様式で加熱される、第１の層４０１の実施例を示しており、番号シーケンスはタイルが配置されたシーケンスを示しており、４４２は層４０１上に形成される最初のタイルであり、４５０が最後のタイルである。
加熱する（例えば、形成された）タイルを含む硬化した材料の層は、それらの加熱のために、対称または非対称の経路（例えば、タイリング経路）を利用しうる。タイリングエネルギー流束は、予め変形された材料の層から、対称または非対称な様式で、タイルを形成しうる。硬化した材料の層の生成の間に、タイリングエネルギー流束は、対称または非対称な様式でタイルを加熱（例えば、形成）しうる。例えば、対称な様式は、変形する材料床の領域の実質的に中央に配置される、点、軸または平面の対称を使用することを含む。図３１は、タイル形成シーケンスの実施例を示す。点の対称シーケンスでは、タイリングは以下の順番：３１１０、３１４０、３１２０、３１５０、３１３０、そして最後に３１６０の順番で形成することができる。ミラー対称シーケンスでは、タイリングは以下の順番：３１１０、３１５０、３１２０、３１４０、３１６０、そして最後に３１３０の順番で形成することができる。回転対称では、タイリングは以下の順番：３１１０、３１５０、３１２０、３１４０、３１６０、そして最後に３１３０の順番で形成することができる。非対称なシーケンスは、全ての方向性経路が単一の方向に向けられるときに（例えば、図８、８１４）形成されうる。方向性非対称タイリングシーケンスでは、タイリングは以下の順番：３１１０、３１２０、３１６０、３１７０、３１３０、３１５０そして最後に３１４０の順番で形成することができる。一部の実施例において、非対称なシーケンスは、曲げられた（例えば、反った）硬化した材料の層（例えば、３Ｄ平面）をもたらす。一部の実施例において、対称なタイリングシーケンスは、実質的に平面状の硬化した材料の層（例えば、３Ｄ平面）をもたらす。対称なタイリングシーケンスの使用は、形成された硬化した材料の層における湾曲（例えば、反り）の量を低減しうる。対称な経路の一実施例は、対向するベクトル経路（例えば、図８、８１５）、または蛇行する経路（例えば、図８、８１０）を含むタイル経路としうる。一部の実施例において、タイル経路は、タイルする領域の縁部から、タイルする領域の中央まで加熱される（例えば、形成される）（例えば、その中央に向かう、形成される硬化した材料の層の縁部）。内側に結合されるタイル経路シーケンスは、結果として生じる硬化した材料の層の湾曲を低減しうる。内側に結合されるタイル経路は、対称または非対称なタイリングシーケンスを含みうる。図３１の実施例における番号３１７０は、内側に結合されるタイル経路シーケンスに従って最後に形成されうるが、タイル３１１０〜３１６０はタイル３１７０の形成に先立って形成されうる。
タイルの加熱（例えば、生成）は、（例えば、実質的に）一の位置において（例えば、低出力密度の）広い断面のタイリングエネルギー流束の照射を利用しうる。代替的または追加的に、タイルの生成は、ハッチに沿って移動してタイルの形状を生成する、（例えば、高出力密度の）狭い断面のエネルギービーム（例えば、スキャンエネルギービーム）を利用しうる。一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束によって、または第１のスキャンエネルギービームによって移動される経路は、第２のスキャンエネルギービームによって（材料の変形温度を下回る温度まで）加熱されうる。第２のスキャンエネルギービームは、変形した材料のタイルを生成するのに使用されるのと同一のスキャンエネルギービームとしうる。第２のスキャンエネルギービームは、変形した材料のタイルを形成するのに使用されるもの（例えば、第１のスキャンエネルギービーム、またはタイリングエネルギー流束）と異なるスキャンエネルギービームとしてもよい。第２のスキャンエネルギービームは、第２のスキャンエネルギー源によって生成されてもよい。第２のスキャンエネルギー源は、第１のスキャンエネルギービームを生成するのに使用されるのと同一のスキャンエネルギー源としてもよく、異なるエネルギー源としてもよい。第２のスキャンエネルギー源は、タイリングエネルギー流束を生成するのに使用されるのと同一のスキャンエネルギー源としてもよく、異なるエネルギー源としてもよい。一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、標的表面の一部分を加熱（ただし変形しない）してもよく、第２のエネルギービームは加熱するタイル内の材料を変形してもよい。事前または事後変形加熱は、標的表面における温度勾配を低減し、変形を低減し、および／または一定の微細構造を生成しうる。第２のスキャンエネルギービームは、実質的にコリメートビーム（例えば、電子ビームまたはレーザー）としてもよい。第２のスキャンエネルギービームは、分散ビームではない場合がある。第２のスキャンエネルギービームは、経路に従いうる。経路は、変形した材料の層の形成の間に（例えば、第１のエネルギービームに類似の様式で）標的表面部分内に内部経路（例えば、方向性経路）を形成しうる。経路は、標的表面に沿って材料充填部分を形成しうる。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束が、標的表面（つまり、タイル）の一部分を変形温度を下回る温度にまで加熱するのに使用される一方、（例えば、第２の）エネルギービームが、これらの標的表面部分（例えば、タイル）における材料を変形するのに使用される。一部の実施形態において、スキャンエネルギービームが、標的表面（つまり、タイル）の一部分を変形温度を下回る温度にまで加熱するのに使用される一方、タイリングエネルギー流束が、これらの標的表面部分（例えば、タイル）における材料を変形するのに使用される。変形温度を下回る温度までの加熱は、一のエネルギー放射による前、他のエネルギー照射による変形の後、および／またはこれと同時としうる。
タイルの断面内のスキャンエネルギービームの経路は、本明細書ではタイル内の「内部経路」として示される。タイルの断面内の内部経路は、タイル経路の形状と実質的に同一の一般的形状のものとしうる（例えば、共に正弦波）。タイル内の内部経路は、タイル経路の形状とは異なる一般的形状のものとしうる（例えば、ベクトル線と正弦波）。図６Ｅは、湾曲した形状に従うタイル６４１内にあり、露出した表面６０１の加熱するタイル６４０内に配置される、内部経路の実施例を示す。図６Ｄは、露出した表面６０１内の加熱するタイル６０２内にあり、その内部経路が非湾曲（例えば、方向性）形状に従う、内部経路の実施例を示す。経路は、渦巻形状、またはランダム形状（例えば、図８、８１１）に従いうる。図６Ｇは、渦巻形状を有する露出した表面６０１の加熱するタイル６０２内の内部経路の実施例を示す（例えば、位置６８０で開始して位置６８１で終了する）。経路は、オーバーラップしてもよく（例えば、図８、８１６）、またはオーバーラップしなくてもよい。経路は、少なくとも１つのオーバーラップを含みうる。経路は、実質的にオーバーラップを欠いてもよい（例えば、図８、８１０）。
スキャンエネルギービームの経路は、微細な経路（例えば、サブ経路）を含んでもよい。微細な経路は、振動経路としてもよい。図７は、スキャンエネルギービーム７０１の経路の実施例である。経路７０１は、振動サブ経路７０２から構成される。振動サブ経路は、ジグザグ経路または正弦経路とすることができる。微細な経路は、湾曲を含んでも、実質的に除外してもよい。
スキャンエネルギービームは、湾曲を含むまたは除外する経路を移動してもよい。図８は、経路の様々な実施例を示す。スキャンエネルギービームは、このタイプの経路のそれぞれにおいて移動してもよい。経路は、実質的に湾曲（例えば、８１２〜８１５）を除外してもよい。経路は、湾曲（例えば、８１０〜８１１）を含んでもよい。経路は、ハッチング（例えば、８１２〜８１５）を含んでもよい。ハッチングは、同一の方向に向けられてもよい（例えば、８１２または８１４）。全ての隣接するハッチングは、対向する方向に向けられてもよい（例えば、８１３または８１５）。ハッチングは、同一の長さを有してもよい（例えば、８１４または８１５）。ハッチングは、変動した長さを有してもよい（例えば、８１２または８１３）。２つの隣接する経路セクション間の間隔は、実質的に同一（例えば、８１０）としても、非同一（例えば、８１１）としてもよい。経路は、繰り返し特徴部（例えば、８１０）、または実質的に非繰り返し（例えば、８１１）を含んでもよい。経路は、非オーバーラップセクション（例えば、８１０）、またはオーバーラップセクション（例えば、８１６）を含んでもよい。タイルは、渦巻連続（例えば、８１６）を含んでもよい。標的表面の非タイルセクション（例えば、図２１Ａ、２１１２）は、本明細書に記述する任意の経路のタイプ（例えば、ハッチタイプ）のスキャンエネルギービームによって照射されうる。
一部の実例において、加熱するタイルが露出した表面のリムを超えることは望ましくない。時々、加熱するタイルが標的表面（例えば、３Ｄ物体の表面）のリムを超える場合、照射されたエネルギー流束は、標的表面に隣接する材料床内の予め変形された材料（例えば、粉末）を加熱しうる。照射した予め変形された材料は、変形および／または３Ｄ物体に接着されてもよい。照射された予め変形された材料は、３Ｄ物体に隣接する（例えば、これに接続されるまたは接続されていない）焼結された構造（例えば、望まない）を形成する場合がある。材料床内の予め変形された材料を加熱することは、予め変形された材料が少なくとも部分的に変形（例えば、溶融、焼結、またはケーク）する原因となる場合がある。
タイリングプロセス（例えば、深部タイリング、浅部傾斜タイリング、またはフラッシュ加熱）は、３Ｄ物体（例えば、吊り平面および／またはワイヤを含む）の露出した層の少なくとも一部分を加熱および／または変形するのに使用されうる。図３は、平面３１０およびワイヤ３２０の上面図の実施例を示す。
一部分の一部（例えば、加熱する部分、または硬化した材料のタイル）は、空隙によって分離される、加熱するタイルごとに接触する、相互にオーバーラップする、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。少なくとも２つのタイルは相互に融合されてもよい。１つのタイルは、第３のタイルとオーバーラップする一方で、空隙によって第２のタイルから分離されてもよい。例えば、全てのタイルが空隙によって相互に分離されてもよい。少なくとも２つの空隙は、実質的に同一であっても異なってもよい（例えば、ＦＬＳにおいて）。同一または異なるとは、長さ、幅、高さ、体積、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。空隙サイズ（例えば、高さ、長さ、および／または幅）は、最大で約３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、または２００μｍとしてもよい。空隙サイズは、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約３０μｍ〜約２００μｍ、約１００μｍ〜約２００μｍ、約３０μｍ〜約１００ｍｍ、約８０ｍｍ〜約１５０ｍｍ）。
一部の実例において、標的表面の一部の加熱プロセスは、（例えば、実質的に）全ての空隙がタイルで充填されるまで続く（例えば、縁部領域を除く。例えば、図３、３０２）。こうしたプロセスを、本明細書では「点描画法」と称する。任意の空隙および／または縁部は、エネルギービーム（例えば、経路に従う）によって充填することができる。点描画法は、除外領域を含んでもよい（例えば、隣接して位置して線を形成する３つの加熱タイルを除外する）。
加熱は、１つ以上のエネルギー源によって行うことができる。エネルギー源の少なくとも２つは、標的表面の一部（例えば、タイル）を、同時、逐次、またはその組み合わせで加熱しうる。少なくとも２つの標的表面の一部は、逐次に加熱することができる。少なくとも２つの標的表面の一部は、（例えば、実質的に）同時に加熱することができる。標的表面の一部の少なくとも２つの加熱の時間および／または空間的シーケンスは、オーバーラップしてもよい。
一部の実施形態において、第２の加熱するタイル領域は、第１の加熱するタイル領域と離れていてもよい。領域は、断面とすることができる。第１のタイルからの熱が、第２のタイルの温度を（例えば、その加熱前に）過失により増大させることがある。第１の標的表面の一部の加熱は、第２のタイルの温度を（例えば、加熱前に）、最大で約０．１％、０．５％、１％、５％、１０％、１５％、または２０％上昇させうる。第１のタイルの加熱は、上述の割合の間の任意の割合（例えば、０．１％〜約２０％、または約０．１％〜約１０％）だけ第２のタイルの温度を上昇させうる（例えば、加熱の前に）。第１のタイルからの熱は、第２のタイルの寸法を過失により変更する場合がある（例えば、長さ、幅、高さおよび／または体積が膨張する）。第１のタイルの加熱は、第２のタイルによって占有される標的表面の形態（例えば、寸法）を（例えば、加熱前に）、最大で約０．１％、０．５％、１％、５％、１０％、１５％、または２０％変更しうる。第１のタイルの加熱は、上述の割合の間の任意の割合（例えば、０．１％〜約２０％、または約０．１％〜約１０％）だけ第２のタイルによって占有される標的表面の形態を変更しうる（例えば、加熱の前に）。タイルは、予め変形された材料、または変形した材料タイルの一部分としてもよい。
一部の実施形態において、３つのタイルのシーケンスで直線（例えば、単一のファイル）に形成されるものはない。３つのタイルは、第１のタイルの加熱の直後に第２のタイルが加熱され、その直後に第３のタイルが加熱されるように、逐次的に加熱する（例えば、変形する）ことができる。一部の実施形態において、３つのタイルのうちの少なくとも２つは、並列に加熱される。一部の実施形態において、３つのタイルのうちの少なくとも２つは、オーバーラップしたシーケンスで加熱される。変形した材料の堆積のオーバーラップシーケンスの実施例は、露出した表面（例えば、層）上に形成される第１のタイルとすることができ、これが形成される間、第２のタイルの形成が始まる。第１のタイルは、その形成を、第２のタイルの形成の、前、間、または後に終了することができる。一部の実施形態において、相互に近接して位置する（例えば、相互に接触する、または相互に空隙を形成する（例えば、本明細書に記述するように）３つ以上のタイルが直線に加熱（さらに／または生成される）シーケンスはない。３つ以上のタイルは、少なくとも４、５、６、７、８、９、１０、５０、または１００タイルを含むことができる。３つ以上のタイルは、上述の値の間の任意の値とすることができる（例えば、４タイル〜１００タイル、５タイル〜１０タイル、１０タイル〜１００タイル、または７タイル〜５０タイル）。本明細書で理解されるように、「間」とは、包括的であることを意味する。３つ以上のタイルは、温度均衡（例えば、環境との）に達したタイルを除外することができる。３つ以上のタイルは、高温タイル（例えば、変形した材料を含む）を含むことができる。３つ以上のタイルは、変形した材料を含み、完全には硬化されない（例えば、固化）タイルを含むことができる。３つ以上のタイルは、硬化した（例えば、固化した）材料に硬化する（例えば、その加熱後に）変形した材料を含むタイルを除外することができる。３つ以上のタイルは、標的表面の高温部分上に配置されるタイルを含むことができる。３つ以上のタイルは、温度均衡に達さなかった露出した標的表面の一部分上に配置されるタイルを含むことができる。３つ以上のタイルは、もはや変形の影響を受けにくい（例えば、十分に冷却されているために）硬化した材料の一部の上に配置されるタイルを除外することができる。一部の実施形態において、除外領域は、２つ以上の逐次的に堆積されたタイル間の直線タイルを含みうる（例えば、２つの逐次的に堆積されたタイルが空隙によって分離されて相互に近接して、相互を境界付けて、または相互にオーバーラップするときに）。本明細書に記載の方法、システム、および／または装置は少なくとも、除外領域外である領域に連続的な（例えば、順々に）加熱するタイルを形成することを目的としうる。一部の実施形態において、除外領域は、相互に隣に逐次的に１つ配置される２つのタイルを含みうる。相互に隣とは、直接的であっても、または間接的であってもよい。例えば、相互に隣とは、直接的に相互に隣を含む。相互に隣とは、タイル面、頂点、またはタイルの縁部の隣を含む。相互に隣とは、ファイル面、頂点、または縁部に接触することを含みうる。相互に隣とは、２つのタイルの間に空隙を有して（例えば、本明細書に開示する任意の空隙値）間接的に相互に隣を含みうる。
一部の実施例において、除外領域は、標的表面の様々な部分の温度、２つ以上の以前に加熱された第１の層タイルのうちの少なくとも１つの加熱からの経過時間、加熱する潜在的領域の温度、２つ以上の以前のタイルのうちの少なくとも１つの加熱する潜在的領域への温度勾配、以前に加熱された２つ以上の部分における温度、第３のタイルによって加熱される露出した領域の変形の受けやすさ、またはそれらの任意の組み合わせに依存する。一部の実施例において、除外領域は加熱する２つ以上のタイルの物質の物理的状態（例えば、液状、一部液状、または固体）に依存する。加熱する（および／または形成する）２つ以上のタイルと第３のタイルは、直線上に位置してもよい。
一部の実施形態において、直線に配置される３つ以上の第１の層のタイルは、層（例えば、露出した表面を含む）を変形させる（例えば、曲げる）。変形は、破壊的（例えば、意図される３Ｄ物体の目的に対して）な場合がある。こうした直線は、第１の層（例えば、３Ｄ物体の少なくとも一部分である硬化した材料の層）に虚弱線を形成しうる（例えば、生成する、作り出す）。一部の実施形態において、直線（例えば、図４Ｄ）とは異なるパターンで第１の層の少なくとも３つの部分を連続的に加熱することは、直線加熱および／または生成パターン（例えば、図４Ａ）に比べて、硬化した材料の層の変形の程度を実質的に減少しうる。一部の実施形態において、直線とは異なるパターンで第１の層の少なくとも３つのタイルを連続的に加熱および／または生成することは、第１の層を実質的に変形（例えば、曲げる）しない。一部の実施形態において、直線とは異なるパターンで第１の層の少なくとも３つの部分を連続的に加熱することは、虚弱線の形成を阻止（または防止）しうる。一部の実施形態において、直線（例えば、単一のファイル）とは異なるパターンで硬化した材料の層の材料の少なくとも３つのタイルを連続的に加熱することは、第１の層を実質的に変形（例えば、曲げる）しない。一部の実施形態において、直線とは異なるパターンで第１の層上の材料の少なくとも３つのタイルを連続的に加熱することは、虚弱線の形成を阻止（または防止）しうる。
図５Ａ〜５Ｆは、点描画法プロセスのバージョンの部品の上面図の実施例を概略的に示す。このバージョンでは、変形した材料のタイルは、変形温度を下回る温度まで加熱する材料のタイル内で形成される。図５Ａは、標的表面（例えば、材料床の露出した層）５０１の実施例を示す。図５Ｂは、材料の変形温度を下回って加熱される標的表面５０１のタイル（例えば、５０２）の実施例を示す。図５Ｃは、加熱するタイル５０２内で変形される材料５０３の一区分の実施例を示す。図５Ｄは、第２の加熱するタイル５０４と、変形した材料５０３の以前に形成されたタイルの実施例を示す。図５Ｅは、加熱するタイル５０４内の変形した材料５０５の第２の区分、第３の加熱するタイル５０６、および変形した材料の以前に形成されたタイル５０３の実施例を示す。図５Ｆは、加熱するタイル５０６内の変形した材料５０７の第３の区分、および変形した材料の以前に形成されたタイル（５０３および５０５）の実施例を示す。図５Ｇは、標的表面５０１上に配置される、以前に形成されたタイル５０３、５０５、および５０７の実施例を示しており、これらのタイルは直線上に配置されない。比較例として、図５Ｈおよび５Ｉは、図５Ａ〜５Ｃに示すプロセスの代替的継続ステップの実施例を示しており、ここで、加熱するタイル（例えば、パッチ）および／または変形した材料の区分は、直線構成で堆積される。図５Ｉは、直線構成に配置された、３つの変形した材料タイル５０３、５０９および５１１の実施例を示す。こうした直線構成は、例えば、区分５０３、５０９、および５１１を通って伝播する、または区分５０３、５０９および５１１に隣接して伝播する、虚弱線を形成しうる。点描画法プロセスの別のバージョンでは、タイルまたは変形した材料は、タイル領域を予熱することなく形成される。
一部の実例において、本方法、システムおよび／または装置は、加熱するタイル内の温度および／または変形した（例えば、溶融した）区分の形状の検知（例えば、測定）を含みうる。温度測定は、リアルタイム温度測定（例えば、３Ｄ物体の形成の間、３Ｄ物体の層の形成の間、またはタイルの形成の間）を含みうる。変形した区分のＦＬＳ（例えば、深さ）は推定しうる（例えば、温度測定値に基づいて）。変形した区分のＦＬＳ（例えば、深さ）の温度測定値および／または推定を用いて、特定の部分において照射されたエネルギーの少なくとも１つの特徴を制御（例えば、調節および／または指示）しうる。少なくとも１つの特徴は、出力、ドゥエル時間、断面、または標的表面上に照射されたエネルギーの足跡を含みうる。制御は、標的深さに達する際の照射されたエネルギー流束の低減（例えば、停止）を含みうる。ドゥエル時間（例えば、露出時間）は、少なくとも数十ミリ秒（例えば、約０．１〜）、または少なくとも数ミリ秒（例えば、約１ｍｓｅｃ〜）としてもよい。露出時間（例えば、ドゥエル時間）は、本明細書に開示する任意のドゥエル時間としうる。制御は、加熱する部分が冷却される速度を考慮しながら照射されたエネルギーを低減（例えば、停止する）ことを含みうる。速度は、周囲温度（例えば、環境温度）に依存しうる。一部分の加熱および／または冷却速度は、所望の微細構造（例えば、特定の領域の）の形成を促進しうる。所望の微細構造は、硬化した材料の層内の領域、または（例えば、実質的に）硬化した材料の全ての層に形成されうる。加熱する（例えば、加熱タイルされる）領域における温度が測定されうる。温度測定は、分光学、視覚的、または公知の材料（例えば、熱電対または温度計）の膨張特性の使用を含みうる。視覚的測定は、カメラ（例えば、ＣＣＤカメラ、またはビデオカメラ）または分光器の使用を含みうる。視覚的測定は、画像処理の使用を含みうる。加熱するタイルの変形は、モニターされてもよい（例えば、視覚的におよび／または電子的に）。タイルの変形区分の全体形状は、モニターされてもよい（例えば、視覚的におよび／またはリアルタイムで）。変形された（されている）区分のＦＬＳを用いて、変形した材料（例えば、溶融プール）の深さおよび／または体積を示してもよい。モニタリング（例えば、タイル内の変形した区分の熱および／またはＦＬＳ）を用いて、タイリングエネルギー源、タイリングエネルギー流束、スキャンエネルギー源、および／またはスキャンエネルギービームの１つ以上のパラメータ（例えば、特徴）を制御してもよい。パラメータは、（ｉ）出力密度、（ｉｉ）ドゥエル時間、（ｉｉｉ）移動速度、または（ｉｖ）断面を含みうる。パラメータは、変形温度を下回る温度までの加熱の間、または変形した材料のタイルを形成する材料の変形の間としうる。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、少なくとも底部スキン層を形成するのに少なくとも部分的に使用される。例えば、タイリングエネルギー流束は、硬化した材料の少なくとも第１の２０、２５、３０、３５、または４０層、または３Ｄ物体内の全ての硬化した材料の全層を形成するのに使用される。硬化した材料の以後の層（例えば、第２の層）は、３Ｄ物体の一部として以前に形成された硬化した材料の層上に（例えば、直接上に）形成される層である。タイリングエネルギー流束は、３Ｄ物体の第２の硬化した材料の層および／または３Ｄ物体の任意の以後の硬化した材料の層を形成するのに少なくとも部分的に使用されうる。一部の実例において、予め変形された（例えば、粉末）材料の層は、硬化した材料（これは３Ｄ物体の一部である）の層の上方（例えば、上）に分注される。
一部の実施形態において、タイリングエネルギー流束は、新たに分注された予め変形された材料の層の少なくとも一部分を変形（例えば、溶融）することで第２の硬化した材料の層を形成する。タイリングエネルギー流束は、新たに堆積された予め変形された材料の層の一部分と、新たに分注された予め変形された材料の層の真下に配置される以前に形成された少なくとも１つの硬化した材料の層の一部分を加熱（例えば、さらに変形）しうる。タイリングエネルギー流束は、新たに堆積された少なくとも１つの予め変形された材料の層の一部分と、新たに分注された予め変形された材料の層の真下に配置される以前に形成された少なくとも１つの硬化した材料層の一部分を変形しうる。以前に形成された層は、底部スキン層を含んでも含まなくてもよい。タイリングエネルギー流束は、少なくとも１つの以前に形成された硬化した材料の層内の硬化した材料の一部分を変形（例えば、溶融）することで、材料床における予め変形された材料の一部分を変形することによって、タイルを加熱（例えば、変形）してもよい。例えば、複数の以前に形成された硬化した材料の層内の硬化した材料の一部分を変形（例えば、溶融）することによる。例えば、タイリングエネルギー流束は、３Ｄ物体の硬化した材料の底部スキン層に配置される硬化した材料の一部分を変形しうる。溶融は、材料の（例えば、液状への）完全溶融とすることができる。
硬化した材料の第１の層は、十分に密な硬化した材料を含みうる。硬化した材料の第１の層は、十分に密ではない（例えば、多孔性）硬化した材料を含みうる。例えば、硬化した材料の第１の層は、孔（例えば、気孔）を含んでもよい。タイリングエネルギー流束は、孔のＦＬＳを低減するのに利用されうる。タイリングエネルギー流束は、孔の数、ＦＬＳ、および／または体積を実質的に低減する（例えば、孔を除去する）のに利用されうる。タイリングエネルギー流束は、硬化した材料の層を硬化して（例えば、実質的に）高密度な硬化した材料の層を提供しうる。例えば、十分に密な硬化した材料の層である。硬化した材料の層の外部表面（例えば、３Ｄ物体の外部表面）は、タイルのパターンを含みうる。例えば、パターンは、チェッカーボードパターンに似ている場合がある。タイリングエネルギー流束は、タイル内の微細構造を変更しうる（例えば、３Ｄ物体の少なくとも一部分を加熱および／または変形することで）。
一部の実例において、一定の量の気孔率を有する３Ｄ物体（またはその一部分）を有することが望ましい。硬化した材料は、最大で約０．０５パーセント（％）、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、または８０％の気孔率を有してもよい。硬化した材料は、少なくとも約０．０５パーセント（％）、０．１％、０．２％、０．３％、０．４％、０．５％、０．６％、０．７％、０．８％、０．９％、１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、１０％、２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、または８０％の気孔率を有してもよい。硬化した材料は、上述の気孔率のいずれかの間の気孔率を有してもよい（例えば、約０．０５％〜約０．２％、約０．０５％〜約０．５％、約０．０５％〜約２０％、約０．０５％〜約５０％、または約３０％〜約８０％）。一部の実例において、気孔は形成された３Ｄ物体を横断してもよい。例えば、気孔は、３Ｄ物体の一の面で開始して３Ｄ物体の対向する面（例えば、底部スキン）で終了してもよい。気孔は、３Ｄ物体の一の面から延びてその３Ｄ物体（例えば、３Ｄ平面）の対向する面で終了する通路を含んでもよい。一部の実例において、気孔は形成された３Ｄ物体を横断しなくてもよい。気孔は、形成された３Ｄ物体において空洞を形成しうる。気孔は、形成された３Ｄ物体（例えば、３Ｄ平面の面）上に空洞を形成しうる。例えば、気孔は３Ｄ平面の一の面上で開始してこの３Ｄ平面の対向する面まで延びなくてもよい。
硬化した材料の第１の層は、第１の平均ＦＬＳを有する連続的に堆積された溶融プールから本来形成されうる。硬化した材料の第１の層の少なくとも一部分を引き続いて加熱および／または変形するタイリングエネルギー流束は、硬化した材料の第１の層の微細構造を変形しうる（例えば、溶融プールのＦＬＳ、溶融プール配向、溶融プールにわたる金属密度分布、粒子（例えば、溶融プール）境界に対する元素偏析の程度、材料相、冶金学的相、材料空隙率、結晶相、結晶構造、またはそれらの任意の組み合わせの変更）。例えば、硬化した材料の第１の層が第１の平均ＦＬＳを有する連続的に堆積された溶融プールから本来形成されるとき、タイリングエネルギー流束（硬化した材料の第１の層の少なくとも一部分を引き続いて加熱および／または変形する）は、第１の層中に新たに形成された溶融プールが第１の平均ＦＬＳ（例えば、本来の溶融プールＦＬＳ）よりも大きいように第１の層の微細構造を変更しうる。大きいとは、溶融プールの第１の平均ＦＬＳより少なくとも１．５＊、２＊、３＊、５＊、１０＊、２０＊、または５０＊だけ大きいものとしうる。一部の実例において、第１の層は、タイリングエネルギー流束による引き続きの加熱の後に単一の溶融プールを実質的に含みうる。３Ｄ物体は、３Ｄ平面またはワイヤとしてもよい。
硬化した材料の以後の層は、タイリングエネルギー流束、エネルギービーム、またはそれらの任意の組み合わせを使用することで形成されうる。一部の実施例において、硬化した材料の層を形成するバルク領域は、タイリングエネルギー流束（例えば、大きな断面のエネルギー流束）を使用して形成され、そして、細かい機構がエネルギービーム（例えば、小さな断面のエネルギービーム）を使用して形成される。エネルギービームおよび／または流束は、フォーカスされてもデフォーカスされてもよい。
硬化した材料は、実質的に平面状（例えば、平ら）であってもよく、または、タイリングエネルギー流束によるその形成および／または加熱の後に湾曲してもよい。湾曲は、正でも負でもよい。湾曲は、本明細書に開示される湾曲および／または湾曲の半径の任意の値としてもよい。湾曲は、硬化した材料の層のものとしてもよく、その一部分のもの（例えば、単一のタイルの）としてもよい。硬化した材料の層をタイリングエネルギー流束で加熱することは、この層（またはその一部分）に湾曲を導入する場合がある。照射されたエネルギーによる硬化した材料（またはその一部分）の層の加熱様式は、湾曲の程度および／または方向に影響を及ぼしうる。照射されたエネルギーによる硬化した材料（またはその一部分）の層の加熱様式は、硬化した材料（またはその一部分）の頂部表面における応力に影響を及ぼしうる。硬化した材料（またはその一部分）の層の加熱様式は、粉末層の高さ、粉末層の密度、照射されたエネルギーのドゥエル時間、照射されたエネルギーの出力密度、材料床（例えば、またはその露出した表面）の温度、硬化した材料の層の温度、底部スキン層の温度、またはそれらに任意の組み合わせの制御および／または変更を含みうる。制御は、加熱する（例えば、タイルする）領域の、または加熱する領域の近傍における領域の、または底部スキン層における温度に依存しうる。一部の実施例において、近傍とは、溶融プールの中央から最大で約２、３、４、５、６、７、または１０溶融プールＦＬＳ（例えば、直径）離れている。制御は、溶融プールのＦＬＳに依存しうる。照射されたエネルギーは、タイリングエネルギー流束またはスキャンエネルギービームを含みうる。
一部の実例において、予め変形された材料の層は、実質的に固定の高さを有しうる。時々、タイリングエネルギー流束および／またはエネルギービームは、予め変形された材料のいくつかの実質的に固定の高さの層を同時に変形しうる。時々、実質的に固定の高さの予め変形された材料のいくつかの層は、材料床に逐次的に堆積された後に、一度の照射されたエネルギーの一のスキャンにおいて粉末材料の複数の層の一部分を変形するエネルギーを照射される。このような様式で、予め変形された材料のいくつかの層は共に変形されうる（本明細書では「深部変形」と称される）。深部変形は、深部溶融（例えば、深部溶接）を含むことができる。深部変形は、深部タイリングを含みうる。複数の予め変形された材料の層は、単一の材料のタイプの、または異なる材料のものとしうる。
図３５Ａは、深部変形の実施例を示す。照射されたエネルギー３５０１は、材料床の一部分（例えば、予め変形された材料３５０３の層で形成される）を変形して溶融プール３５０２を形成しうるが、この溶融プールは、予め変形された材料のいくつかの層にわたる。図３５Ｂに示す実施例において、予め変形された材料の層は、プラットフォーム３５０４の上方に配置される。図３５Ａに示す実施例において、予め変形された材料の層は、プラットフォーム３５１４の上方に配置される。
図３５Ｂは、浅部変形の実施例を示す。一部の実施形態において、複数の予め変形された材料の層は逐次的に堆積され、頂部層（または所望により少なくとも２、３の頂部層）が変形されるが、ここで底部層はゆるく（つまり、密でない）、流動性のままである（例えば、流動性粉末材料）。このプロセスは、本明細書では「浅部変形」と称される。浅部変形は、浅部溶融を含みうる。図３５Ｂは、浅部変形の実施例を示す。照射されたエネルギー３５１１は、材料床の一部分（例えば、予め変形された材料（例えば、３５１３）の層で形成される）を変形して溶融プール３５１２を形成しうるが、この溶融プールは予め変形された材料（例えば、３５１３）の最上層内に限られる。浅部タイリングは、底部スキン層の塑性変形を除外し、深部タイリングは少なくとも、固相線温度を上回る高温に達すること、変形（例えば、溶融）、液相になること、および／または底部スキン層の塑性降伏（例えば、変形）を含む。一部の実施形態において、深部タイリングは、底部スキン層の変形も含む。
浅部変形は、短いドゥエル時間、および／または照射されたエネルギーの低出力密度（例えば、短い露出時間）によって実施されうる。浅部変形の間の露出時間は、少なくとも約０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ）、０．５ｍｓｅｃ、１ｍｓｅｃ、３ｍｓｅｃ、５ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、２０ｍｓｅｃ、３０ｍｓｅｃ、４０ｍｓｅｃ、または５０ｍｓｅｃとしてもよい。浅部変形の間の露出時間は、最大で約３ｍｓｅｃ、５ｍｓｅｃ、１０ｍｓｅｃ、２０ｍｓｅｃ、３０ｍｓｅｃ、４０ｍｓｅｃ、または５０ｍｓｅｃとしてもよい。露出時間は、上記露出時間の任意の間としてもよい（例えば、約０．１ｍｓｅｃ〜約５０ｍｓｅｃ、約０．１〜約１ｍｓｅｃ、約１ｍｓｅｃ〜約１０ｍｓｅｃ、約１０ｍｓｅｃ〜約１０ｍｓｅｃ、約１ｍｓｅｃ〜約１ｍｓｅｃ、または約１ｍｓｅｃ〜約２０ｍｓｅｃ）。
深部変形は、長いドゥエル時間、および／またはタイリングエネルギー流束および／またはスキャンエネルギービームの高出力密度（例えば、短い露出時間）によって実施されうる。深部変形の間の露出時間は、少なくとも約５０ｍｓｅｃ、６０ｍｓｅｃ、７０ｍｓｅｃ、８０ｍｓｅｃ、９０ｍｓｅｃ、１００ｍｓｅｃ、２００ｍｓｅｃ、４００ｍｓｅｃ、５００ｍｓｅｃ、１０００ｍｓｅｃ、２５００ｍｓｅｃ、または５０００ｍｓｅｃとしてもよい。深部変形の間の露出時間は、最大で約６０ｍｓｅｃ、７０ｍｓｅｃ、８０ｍｓｅｃ、９０ｍｓｅｃ、１００ｍｓｅｃ、２００ｍｓｅｃ、４００ｍｓｅｃ、５００ｍｓｅｃ、１０００ｍｓｅｃ、２５００ｍｓｅｃ、または５０００ｍｓｅｃとしてもよい。露出時間は、上記露出時間の任意の間としてもよい（例えば、約５０ｍｓｅｃ〜約５０００ｍｓｅｃ、約１００ｍｓｅｃ〜約２００ｍｓｅｃ、約５０ｍｓｅｃ〜約４００ｍｓｅｃ、約１００ｍｓｅｃ〜約１０００ｍｓｅｃ、または約１０００ｍｓｅｃ〜約５０００ｍｓｅｃ）。
１つ以上の予め変形された材料（またはその一部分）の層の加熱様式は、予め変形された材料層の高さ、予め変形された材料層の密度、照射されたエネルギーのドゥエル時間、照射されたエネルギーの出力密度、材料床の温度、またはそれらの任意の組み合わせの制御および／または変更を含みうる。材料床の温度は、材料床の露出した表面の温度、材料床の底部（例えば、プラットフォームにおける）の温度、平均の材料床温度、中央の材料床温度、またはそれらの任意の組み合わせを含みうる。制御は、加熱する（例えば、タイルする）材料床の領域における、または加熱する領域の近傍における領域の、温度に依存しうる。近傍とは、タイルのＦＬＳの最大で約２、３、４、５、６、７、８、９、または１０倍としてもよい。
照射エネルギー（例えば、ビームおよび／または流束）の制御は、底部スキンの温度が標的温度に達したときに標的領域の照射を実質的に止める（例えば、停止する）ことを含みうる。標的温度は、材料（例えば、予め変形された、または硬化された）が固相線温度を上回る高温に達する、変形（例えば、再変形、例えば再溶融）する、液相になる、および／または塑性降伏する温度を含んでもよい。照射エネルギーの制御は、底部スキンの温度が標的温度に達したときに標的領域に供給される（例えば、注入される）エネルギーを実質的に低減することを含みうる。照射されたエネルギーの制御は、エネルギービームおよび／または流束のエネルギープロファイルをそれぞれ変更することを含みうる。制御は、底部スキン層からより離れた（例えば、本明細書に開示される臨界層厚を越えて）層と比べて底部スキン層に近い層に対して異なってもよい（例えば、変動してもよい）。制御は、照射されたエネルギーのオンオフを含みうる。制御は、照射されたエネルギーの、単位面積当たり出力、断面、焦点、出力を低減することを含みうる。制御は、照射されたエネルギーの少なくとも１つの特性を変更することを含みうるが、この特性は、照射されたエネルギーの、出力、単位面積当たり出力、断面、エネルギープロファイル、焦点、スキャン速度、パルス周波数（該当する場合）、ドゥエル時間を含みうる。「オフ」時間の間（例えば、中断）、エネルギービームおよび／または流束の出力および／または単位面積当たり出力は、「オン」時間（例えば、ドゥエル時間）におけるその値と比べて実質的に低減されうる。実質的にとは、標的表面における材料の変形に対するものとしうる。中断の間、照射されたエネルギーは、タイルされた領域から、タイルされた領域とは実質的に離れた材料床内の異なる領域に移転されうる（実施例１を参照）。ドゥエル時間の間、照射されたエネルギーはちょうどタイルされた領域に隣接する位置に（例えば、タイル経路の一部として）戻るよう移転されうる。
本明細書において理解されるように：材料の固相線温度は、所与の圧力において材料が固体状態になる温度である。材料の液化温度は、所与の圧力において予め変形された材料の少なくとも一部が固相から液相へと移行する温度である。液化温度は、所与の圧力において材料全体が液体状態になる液相線温度と等しい。
図３７は、標的表面の上面図の実施例を示す。図３７の実施例におけるタイルの経路は、タイル３７０２、３７０４、および３７０６〜３７１１を含む。照射されたエネルギーによって形成される第１のタイルは３７０２であり、第１のドゥエル時間の間、第１の中断の間、照射されたエネルギーは位置３７０３に移転し、第２のドゥエル時間の間、照射されたエネルギーはタイル経路および形成されたタイル３７０４に戻って移転し、第２の中断の間、照射されたエネルギーは位置３７０５に移転し、第３のドゥエル時間の間、照射されたエネルギーはタイル経路および形成されたタイル３７０６に戻って移転する。中断の間、照射されたエネルギーは、タイル経路から離れた移転位置（例えば、３７０３）において材料床を加熱および／または変形しうる。照射されたエネルギーは、第１のタイル経路の形成の間に中断時間を使用することで２つの離れたタイル経路を形成し、第２のタイル経路を形成してもよい。タイルの第１の経路の中断は、タイルの第２の経路において照射されたエネルギーのドゥエル時間とすることができる。
時々、硬化した材料は、粉末床の露出した表面から突出しうる。図３８は、プラットフォーム３８１１の上方に位置する材料床３８１０内の硬化した材料３８００の実施例を示す。材料床３８１０は、露出した表面３８１２を含む。硬化した材料３８００は、位置３８１４において露出した表面３８１２から突出する。突出の領域（例えば、その水平断面）は、照射されたエネルギーからマスクされてもよい。一部の実例において、照射されたエネルギーは、突出した硬化した材料を含む領域（例えば、その水平断面）を照射しない場合がある。一部の実例において、照射されたエネルギーは、突出した物体がない（例えば、突出した物体を含まない）材料床の露出した表面を照射しうる。一部の実例において、照射されたエネルギーは、突出した物体を含む領域を照射せず、突出した物体がない材料床の露出した表面を照射しうる。照射されたエネルギーが移動する経路は、突出した硬化した材料の領域を除外しうる。突出領域の除外は、照射されたエネルギーが予め変形された材料の層における一部分を変形する前に行うことができる。突出領域の除外は、リアルタイムで行うことができる（例えば、照射されたエネルギーが予め変形された材料の層における一部分を変形する間（本明細書では「動的経路調整」と称する）に行うことができる。エネルギービームおよび／または流束の経路は、照射されたエネルギーが材料床の露出した表面に沿って移動するのに伴って動的に調整することができる。経路の調整は、突出する物体の（例えば、光学的）検知を考慮しうる。例えば、リアルタイム（例えば、さらにｉｎ ｓｉｔｕで）光学検知は、２０１６年２月１８日出願の米国仮特許出願第６２／２９７，０６７号と、２０１６年９月２９日出願の米国仮特許出願第６２／４０１，５３４号（共に参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に開示される。
標的表面のタイリングは、ステップおよび繰り返しシーケンスに従ってもよい。標的表面のタイリングは、ステップおよび標的表面における材料の変形温度を下回る温度へのタイル加熱プロセスに従ってもよい。標的表面のタイリングは、ステップおよびタイル変形（例えば、充填）プロセスに従ってもよい。「ステップ」とは、第１のタイルから第２のタイルまでの距離（例えば、図３の標的表面３１０の実施例に「ｄ」で示される距離）を示し得る。距離は、硬化した材料の層内で一定としてもよい。時々、距離は層内で変動してもよい。「繰り返し」は、タイルした領域（例えば、図３の標的表面３１０の実施例に示されるタイル３０１）による標的表面の繰り返しの加熱（例えば、変形）を示しうる。
フラッシュ加熱および／または深部タイリングプロセスは、少なくとも１つの硬化した材料の層の変形を調節しうる。フラッシュ加熱および／または深部タイリングプロセスは、少なくとも１つの硬化した材料の層の変形の大きさを低減しうる。フラッシュ加熱および／または深部タイリングプロセスは、少なくとも１つの硬化した材料の層の変形を、一定の条件において増大しうる（例えば、所望の方向に）。例えば、フラッシュ加熱および／または深部タイリングプロセスは、負に反った少なくとも１つの硬化した材料（例えば、負の湾曲を含む、図１７、１７１２、層番号６）を形成しうる。負に反った物体の形成方法の例は、２０１５年１１月６日出願の米国仮特許出願号第６２／２５２，３３０号、２０１６年９月１９日出願の米国仮特許出願号第６２／３９６，５８４号、および２０１６年１０月３１日出願のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ１６／５９７８１号（３つ全ては参照により全体が本明細書に組み込まれる）に見出すことができる。一定の条件とは、３Ｄ物体の幾何学的形状、硬化した材料の少なくとも１つの層の幾何学的形状、照射エネルギーの出力、照射されたエネルギーのドゥエル時間（例えば、タイルを作製するための）、または照射されたエネルギーの速度（例えば、経路に沿った）を含みうる。
硬化した材料の層は、湾曲を有する場合がある。湾曲は、材料床のプラットフォームおよび／または露出した表面に対して正または負とすることができる。図１７は、様々な層状構造の垂直断面の実施例を示す。例えば、層状構造１７１２は、その底部からプラットフォーム１７１８に結合している体積（例えば、体積の垂直断面における面積）が凸状物体１７１９であるために負の湾曲を有する、番号６の層を含む。１７１２の層番号５は、負の湾曲を有する。１７１２の層番号６は、１７１２の層番号５よりも大きな負の湾曲を有する（例えば、より大きな負の値の湾曲を有する）。１７１２の層番号４は、（例えば、実質的に）ゼロである湾曲を有する。１７１４の層番号６は、正の湾曲を有する。１７１２の層番号６は、１７１２の層番号５、１７１２の層番号４、および１７１４の層番号６よりも大きい負の湾曲を有する。
一部の実施形態では、３Ｄ物体内の全ての層の湾曲は、最大約０．０２ミリメートル−１（つまり、１／ミリメートル）である。一部の実施形態において、３Ｄ物体内の層は、実質的に平面状（例えば、平ら）である。一部の実施形態において、硬化した材料の層の全ては、少なくとも約ゼロ（つまり、実質的に平面状の層）〜最大で約０．０２ミリメートル−１の湾曲を有することができる。湾曲は、最大で約−０．０５ｍｍ−１、−０．０４ｍｍ−１、−０．０２ｍｍ−１、−０．０１ｍｍ−１、−０．００５ｍｍ−１、−０．００１ｍｍ−１、実質的に０ｍｍ−１、０．００１ｍｍ−１、０．００５ｍｍ−１、０．０１ｍｍ−１、０．０２ｍｍ−１、０．０４ｍｍ−１、または０．０５ｍｍ−１とすることができる。湾曲は、上述の湾曲値の間の任意の値とすることができる（例えば、約−０．０５ｍｍ−１〜約０．０５ｍｍ−１、約−０．０２ｍｍ−１〜約０．００５ｍｍ−１、約−０．０５ｍｍ−１〜実質的にゼロまたは約実質的にゼロ〜約０．０５ｍｍ−１）。湾曲は、表面の湾曲を指す場合がある。表面は、硬化した材料の層（例えば、第１の層）とすることができる。表面は、３Ｄ物体（またはその任意の層）のものとしてもよい。
一点における曲線の曲率半径「ｒ」は、その点において曲線に最も近似する円弧（例えば、図１７の１７１６）の半径の大きさである。湾曲の半径は、湾曲の逆数である。３Ｄ曲線（本明細書では「空間曲線」とも）の事例では、湾曲の半径は湾曲ベクトルの長さである。湾曲ベクトルは、特定の方向を有する湾曲からなることができる（例えば、湾曲の半径の逆数）。例えば、特定の方向は、プラットフォームへの方向（例えば、本明細書では負の湾曲として示される）、またはプラットフォームから離れる方向（例えば、本明細書では正の湾曲として示される）とすることができる。例えば、特定の方向は、重力場に向かう方向（例えば、本明細書では負の湾曲として示される）、または重力場に対向する方向（例えば、本明細書では正の湾曲として示される）とすることができる。曲線（本明細書では「曲線（ｃｕｒｖｅｄ ｌｉｎｅ）」とも）は、直線であることを要しない線に類似した物体とすることができる。線は、湾曲が実質的にゼロである、曲線の特別な事例とすることができる。実質的にゼロの湾曲の線は、実質的に無限の湾曲半径を有する。湾曲は、湾曲した平面の断面を表しうる。線は、平らな（例えば、平面状の）平面の断面を表しうる。曲線は、２次元（例えば、平面の垂直断面）、または３次元（例えば、平面の湾曲）とすることができる。
一部の実施形態において、タイルの冷却は、冷却部材（例えば、ヒートシンク）を加熱する領域に導入することを含む。図１は、材料床１０４の露出した（例えば、頂部）表面１１９の上方に配置される冷却部材１１３の実施例を示す。冷却部材は、垂直方向、水平方向、または角度を有して並進移動可能としうる（例えば、（例えば、平面状または複合）。並進移動は、手動でおよび／またはコントローラによって制御してもよい。並進移動は、３Ｄ印刷の間としてもよい。冷却部材はコントローラに動作可能に連結してもよい。タイリングエネルギー源（例えば、図１、１１４）、第１のスキャンエネルギー源、第２のスキャンエネルギー源、および／または冷却部材は、垂直方向に、水平方向に、または角度を有して（例えば、平面状または複合）並進移動可能としてもよい。並進移動は、手動でおよび／またはコントローラによって制御してもよい。並進移動は、少なくとも３Ｄ印刷の一部分の間としてもよい。一部の実施形態において、エネルギー源は固定である。タイリングエネルギー源、第１のスキャンエネルギー源、および／または第２のスキャンエネルギー源は、コントローラに動作可能に連結されてもよい。タイリングエネルギー源、第１のスキャンエネルギー源、第２のスキャンエネルギー源、および／または冷却部材は、スキャナーによって並進移動されてもよい。冷却部材は、露出した３Ｄ物体（例えば、硬化した材料の露出した層）の一定の部分における熱の蓄積を制御（例えば、防止）しうる。特定の領域における標的表面上のタイルの加熱は、露出した３Ｄ物体（例えば、硬化した材料の露出した層）の一定の部分における熱の蓄積を制御（例えば、調節）しうる。
フラッシュ加熱、深部タイリング、および／または浅部タイリング方法は、材料床の予熱をさらに含んでもよい。材料床の予熱は、その後に、タイリングエネルギー流束および／またはスキャンエネルギービーム（例えば、第１および／または第２の）の支援によって標的表面の露出した表面の少なくとも一部分を変形するのに必要な電力が小さくなりうる。材料床の予熱および／または冷却は、材料床の、上方、下方、および／または側方からとしうる。冷却部材は、材料床の温度を維持すること、および／または材料床および／または（例えば、３Ｄ物体の任意の空洞内の）内で予め変形された材料の変形（例えば、融合または割れ）を防止するのを支援しうる。
制御は、閉ループ制御、または開ループ制御（例えば、アルゴリズムを含むエネルギー計算に基づく）を含みうる。閉ループ制御は、フィードバック制御またはフィードフォワード制御を含んでもよい。アルゴリズムは、１つ以上の温度測定値（例えば、本明細書に開示されるような）、計測測定値、３Ｄ物体の少なくとも一部の幾何学的形状、３Ｄ物体の少なくとも一部の熱消費／コンダクタンスプロファイル、またはそれらの任意の組み合わせを考慮しうる。コントローラは、照射エネルギーおよび／またはエネルギービームを変調しうる。アルゴリズムは、最終の３Ｄ物体の任意の歪みを補償するために、物体の事前補正（つまり、物体の印刷前補正、ＯＰＣ）を考慮しうる。アルゴリズムは、補正的に変形した物体を形成するための命令を含んでもよい。アルゴリズムは、所望の３Ｄ物体のモデルに適用される修正を含みうる。修正（例えば、物体の印刷前補正などの補正変形）の例は、２０１５年１０月９日出願の米国特許仮出願第６２／２３９，８０５号、および２０１６年５月２７日出願のＰＣＴ出願ＰＣＴ／ＵＳ１６／３４８５７号（共に、参照により本明細書に全体が組み込まれる）に見出すことができる。制御は、米国特許仮出願第６２／２９７，０６７号および米国特許仮出願第６２／４０１，５３４号（共に参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に開示される任意の制御としうる。
本明細書に記述する１つ以上の３Ｄ物体を生成するための方法は、予め変形された材料（例えば、粉末）の層をエンクロージャ内に堆積することと、（例えば、照射）エネルギーを材料の層の一部分に（例えば、経路に従って）提供することと、予め変形された材料の層の一部分の少なくともセクションを変形してエネルギーを利用することで変形しｔ材料を形成することと、所望により、変形した材料を硬化した材料に硬化することを許容することと、所望により、ステップａ）〜ｄ）を繰り返して１つ以上の３Ｄ物体を生成することと、を含みうる。エンクロージャは、プラットフォーム（例えば、基板および／または基部）を含みうる。エンクロージャは、容器を含みうる。３Ｄ物体は、プラットフォームに隣接（例えば、上方に）して印刷されてもよい。予め変形された材料は、材料分注システムによってエンクロージャ内に堆積されて、エンクロージャ内に予め変形された材料の層を形成してもよい。堆積された材料は、平準化機構によって平準化されてもよい。エンクロージャ内の予め変形された材料の堆積は、材料床を形成しうる。平準化機構は、平準化機構が材料床の露出した表面と接触しない平準化ステップを含みうる。材料分注システムは、１つ以上の分注器（例えば、図１、１１６）を含みうる。材料分注システムは、少なくとも１つの材料（例えば、バルク）貯蔵部を含みうる。材料は、層分注機構（例えば、リコータ）によって堆積されうる。層分注機構は、粉末床（例えば、粉末床の頂部表面）と接触することなく分注された材料を平準化しうる。層分注機構は、２０１５年６月１９日出願の「ＡＰＰＡＲＡＴＵＳＥＳ， ＳＹＳＴＥＭＳ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ３Ｄ ＰＲＩＮＴＩＮＧ」と称された特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ１５／３６８０２号（参照によってその全体が本明細書に組み込まれる）に開示される、任意の層分注機構（例えば、図１、１１６）、材料除去機構（例えば、１１８）、および／または平準化機構（例えば、１１７）を含みうる。層分注機構は材料分注機構、材料平準化機構、材料除去機構、またはそれらの任意の組み合わせを含みうる。一部の実施形態において、予め変形された材料は、同一の動作の間に（例えば、材料床内の材料の層を平準化するときに）層分注機構によって逐次的に付加されて平準化されてもよい。例えば、層分注機構の材料床に沿った前進の間に、層分注機が材料を材料床内に分注（または形成する）するが、この分注された材料は引き続いて平準化され（例えば、材料床の頂部表面に接触することなく）、さらなる材料が分注され（例えば、層分注機構が材料床に沿って並進移動するのに伴って）、さらなる材料が引き続いて平準化されるなど。層分注機構は、材料床の１つの横方向のスイープを完了するに伴って１つ、２つ、またはそれ以上の材料分注ステップを実行することができる。層分注機構は、材料床の１つの横方向のスイープを完了するに伴って１つ、２つ、またはそれ以上の材料平準化ステップを実行することができる。層分注機構は、材料床の１つの横方向のスイープを完了するに伴って１つ、２つ、またはそれ以上の材料除去ステップを実行することができる。層分注機構は、材料床の１つの横方向のスイープを完了するに伴って１つ、２つ、またはそれ以上の材料分注ステップを実行することができる。材料床の横方向のスイープは、材料床の１つの縁部から材料床の対向する（例えば、横方向に対向する）縁部までの、材料床のスイープとすることができる。
図１は、材料分注機構１１６、平準化機構１１７、および材料除去機構１１８を含む層分注機構の実施例を示す（１１６および１１８の白い矢印は、予め変形された材料が材料床１０４に流入／材料床１０４から流出する方向を示す）。図１３は、材料分注機構１３０５、平準化機構（１３０６と１３０４を含む）、および材料除去機構１３０３を含む層分注機構の実施例を示しており、ここで、３つの機構１３０５、１３０６と１３０４、および１３０３は接続される（例えば、１３０１および１３０２）。層除去機構および／または層分注機構は、１つ以上のノズルを含んでもよい。図１３の実施例において、１３１２は、３つの開口１３１４、１３１５および１３１６の開口を含むノズルの実施例を図示しており、開口を通って、材料（例えば、予め変形された材料）がノズル内に引き寄せられうる（例えば、引かれる、または流れる）（例えば、矢印１３１７、１３１８および１３１９に沿って）。材料の層除去機構内への流れは、層流を含みうる。材料床から層除去機構はの材料の流れは、上方方向（例えば、重心に反する、および／またはプラットフォームから離れる）としてもよい。
層分注機構は、１つ以上の開口を含む材料（例えば、粉末）除去機構（例えば、１３０３）を含みうる。１つ以上の開口は、ノズルに含まれてもよい。ノズルは、調整可能な開口（例えば、コントローラによって調節される）を含んでもよい。材料床の露出した表面に対するノズル開口の高さは、調整可能としてもよい（例えば、コントローラによって調節される）。材料除去機構は、材料が少なくとも一次的に蓄積する貯蔵部を含みうる。抜き出された材料は、材料除去機構によって抜き出される予め変形された材料を含みうる。抜き出された材料は、３Ｄ物体を形成しなかった変形した材料を含みうる。図１４は、これを通って材料が材料床１４０７から貯蔵部１４０３に流れるノズル１４０４を含む、材料除去機構の実施例を示す。図１４の実施例において、貯蔵部は、チャネル（例えば、管）１４０２を通して引き寄せ力源１４０１（真空ポンプなど）に接続される。ノズル本体の少なくとも一部分は調整可能としうる。一部の実施形態において、ノズル本体の少なくとも一部は、垂直方向、水平方向、または角度を有した方向（例えば、材料床の露出した表面、および／または構築プラットフォームに対して）に調整可能である。ノズルは、１つまたは２つの厚みのある部分（例えば、そのうちの少なくとも１つは移動可能である）から形成されうる。厚みのある部分は、材料除去機構の移動軸に平行に配置され、少なくとも１つの厚みのあるセクションの最大許容移動（例えば、１４０５および／または１４０６に沿った）にわたる２つの対向する側壁によって、ノズルの内部体積が密封される（例えば、空隙を形成することなく）ことを許容しうる。材料除去機構（例えば、ノズルおよび内部貯蔵部を含む）は、垂直方向、水平方向、および／または角度を有して（例えば、角度１４０９）並進移動しうる。並進移動は、３Ｄ印刷の少なくとも一部の前、後、および／または間としうる（例えば、材料床の露出した表面を平面化するために）。図１４の実施例において、ノズル本体の１つまたは２つの部品は、矢印１４０５および１４０６によって示されるように、垂直方向、水平方向、または角度を有した方向（例えば、材料床の露出した表面、および／または構築プラットフォームに対して）に調整可能である。ノズルは、調整可能な開口（例えば、コントローラによって制御される）を含んでもよい。材料床の露出した表面に対するノズル開口の高さは、調整可能としてもよい（例えば、コントローラによってコントロールされる）。材料除去機構は、材料（材料除去機構によって抜き出される）が少なくとも一次的に蓄積しうる貯蔵部を含みうる。制御は、調節および／または指示を含んでもよい。
材料除去機構の開口（例えば、その断面）のＦＬＳ（例えば、ノズル直径）は、少なくとも約０．１ｍｍ、０．４ｍｍ、０．７ｍｍ、０．９ｍｍ、１．１ｍｍ、１．３ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、または１０ｍｍとしてもよい。材料除去機構の開口のＦＬＳ（例えば、ノズルの直径）は、最大で約０．１ｍｍ、０．４ｍｍ、０．７ｍｍ、０．９ｍｍ、１．１ｍｍ、１．３ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、または１０ｍｍとしうる。材料除去機構の開口のＦＬＳ（例えば、ノズルの直径）は、上述の値の間の任意の値としうる（例えば、約０．１ｍｍ〜約７ｍｍ、約０．１ｍｍ〜約０．６ｍｍ、約０．６ｍｍ〜約０．９ｍｍ、約０．９ｍｍ〜約３ｍｍ、または約３ｍｍ〜約１０ｍｍ）。
ノズルは、それを通って材料が材料床（例えば、１４０８）からノズルへと（例えば、矢印１４０４に沿って）入る、材料入口開口を含みうる。ノズルは、ベンチュリノズルとすることができる。開口は、狭い部分（例えば、「ボトルネック」）を含みうる。しばしば、狭い部分は、ノズルの入口にある（例えば、図１５、１５２０）。時々、狭い部分は、開口から離れている（例えば、図１４、１４０８、狭い開口は「ｄ１」で示される）。時々、開口のＦＬＳ（例えば、直径）は、ノズル内の狭い部分のＦＬＳよりも大きい。時々、開口のＦＬＳはノズルの狭い部分である。狭い部分のＦＬＳは、一定であっても変動してもよい。狭い部分のＦＬＳは、機械的、電子的、熱的、油圧的、磁気的、またはそれらの任意の組み合わせで変動しうる。
ノズルは、対称としても非対称としてもよい。ノズルの垂直方向および／または水平方向の断面は、非対称としてもよい。例えば、ノズル内部の垂直方向の断面はその非対称性を表しうる。非対称は、ノズルが構成される材料におけるものとすることができる。非対称は、少なくとも１つの対称軸の欠如によって顕在化することができる。例えば、ｎ個の折り畳まれた回転軸の欠如である（例えば、Ｃｎ対称軸の欠如であり、ここでｎは少なくとも２、３、または４）。例えば、少なくとも１つの対称平面の欠如である。例えば、反転対称の欠如である。一部の実施形態において、ノズルは、対称平面を含むが、回転対称を欠く。一部の実施形態において、ノズルは回転対称軸と対称平面の両方を欠く。対称の軸は、材料床の露出した表面の平均表面に対して、構築プラットフォームに対して、または重力の方向に垂直な平面に対して、実質的に垂直としうる。対称の軸は、材料床の露出した表面の平均表面に対して、構築プラットフォームに対して、重力の方向に垂直な平面に対して、またはそれらの任意の組み合わせに対して、０度〜９０度の角度を有してもよい。ノズルは、曲げ形状を有してもよい。ノズルは、屈曲した形状を有することができる。曲げ形状は、関数に従ってもよい。関数は、指数または対数としうる。関数は、円または放物線の一部としうる。曲げ形状は、おおよそ文字「Ｌ」または「Ｊ」に似せることができる。曲げ形状は、滑らかな曲げ形状とすることができる。曲げ形状は、湾曲した形状とすることができる。図１５は、様々なノズル１５０１、１５０３、１５０５、１５１１、１５１３、および１４１５の垂直断面の実施例を示す。一部の実施例において、材料は、ノズルの内外へと流れる。矢印１５０２、１５０４、１５０６、１５１２、１５１４および１５１６は、材料が材料床（例えば、それぞれ１５０７または１５１７）から適切なノズルへと流れる方向の実施例を示す。ノズル１５０５と１５１５は、ノズルの対称な断面と、それぞれ矢印１５０６および１５１６に沿った対称ミラー軸との実施例を示す。ノズル１５０３、１５０１は、対称軸を欠く断面としての、ノズルの非対称断面の実施例を示す。ノズルは、水平方向および／または垂直方向の長いノズル（例えば、真空ノズル）としうる。ノズルは、対称としても非対称としてもよい。対称軸は、ノズルの水平方向および／または垂直方向の断面としうる。図１５は、垂直断面として図示するノズルの実施例を示す。ノズル１５０３は、垂直方向に長いノズルの実施例を示す。ノズル１５１５の対称軸は、矢印１５１６に沿わせることができる。ノズルは、真空ノズルとしうる。ノズルは、その動作（例えば、吸込み）の間に層流または乱流を含みうる。ノズルの２つの側面（例えば、ノズルの２つの垂直側面）間の層流の大きさは、同一とすることも異なるものとすることもできる。非対称なノズルの２つの側面（例えば、ノズルの２つの非対称な垂直側面）間の層流の大きさは、同一とすることも異なるものとすることもできる。ノズル内の気体流れ（例えば、その動作の間の）は、層流を含みうる。ノズル内の気体流れ（例えば、その動作の間の）は、乱れを含みうる。露出した表面とノズル入口との間の気体流れ（例えば、その動作の間の）は、層流を含みうる。露出した表面とノズル入口との間の気体流れ（例えば、その動作の間の）は、乱れを含みうる。乱れは所望の乱れとしうる。ノズル内の気体の流量（例えば、吸込み力）は、粒子材料（例えば、粉末床を形成する粒子）のサイズおよび／または質量に依存しうる。
一部の実施形態において、予め変形された材料（例えば、粉末）は、力を利用して材料除去機構の開口ポートまで引き寄せられ、実質的に水平方向の流れで材料床の上方を流れる。図３３は、材料除去機構の実施例を示しており、予め変形された材料の開口ポート３３００に向かう水平流Ｓ１を示す。材料床の上方における予め変形された材料の実質的に水平な流れは、材料床の位置に対するものとしうる（例えば、相対速度）。材料除去部材の開口ポートに向かう実質的に水平方向の流れの相対速度（例えば、速さ）は、少なくとも０．５メートル毎秒（ｍ／ｓｅｃ）、１ｍ／ｓｅｃ、２ｍ／ｓｅｃ、３ｍ／ｓｅｃ、４ｍ／ｓｅｃ、５ｍ／ｓｅｃ、６ｍ／ｓｅｃ、７ｍ／ｓｅｃ、８ｍ／ｓｅｃ、９ｍ／ｓｅｃ、１０ｍ／ｓｅｃ、２０ｍ／ｓｅｃ、３０ｍ／ｓｅｃ、４０ｍ／ｓｅｃ、または５０ｍ／ｓｅｃとしうる。材料除去部材の開口ポートに向かう実質的に水平方向の流れの相対速度は、上述の速度値の間の任意の速度としてもよい（例えば、約０．５ｍ／ｓｅｃ〜約５０ｍ／ｓｅｃ、約１．５ｍ／ｓｅｃ〜約３ｍ／ｓｅｃ、約３ｍ／ｓｅｃ〜約６ｍ／ｓｅｃ、約６ｍ／ｓｅｃ〜約１０ｍ／ｓｅｃ、または約１０ｍ／ｓｅｃ〜約５０ｍ／ｓｅｃ）。
一部の実施形態において、粒子材料（例えば、粉末）は、材料除去機構の開口ポートまで引き寄せられ、実質的に垂直方向の流れで材料床の上方の一の位置に向かって流れる。図３３は、材料除去機構の実施例を示しており、予め変形された材料の開口ポート３３００に向かう垂直流Ｓ２を示す。材料除去部材の開口ポートに向かう実質的に垂直方向の流れの速度は、少なくとも３０メートル毎秒（ｍ／ｓｅｃ）、４０ｍ／ｓｅｃ、５０ｍ／ｓｅｃ、６０ｍ／ｓｅｃ、７０ｍ／ｓｅｃ、８０ｍ／ｓｅｃ、９０ｍ／ｓｅｃ、１００ｍ／ｓｅｃ、２００ｍ／ｓｅｃ、３００ｍ／ｓｅｃ、４００ｍ／ｓｅｃ、５００ｍ／ｓｅｃ、６００ｍ／ｓｅｃ、または７００ｍ／ｓｅｃとしてもよい。材料除去部材の開口ポートに向かう実質的に垂直方向の流れの相対速度は、上述の速度値の間の任意の速度としてもよい（例えば、約３０ｍ／ｓｅｃ〜約７００ｍ／ｓｅｃ、約３０ｍ／ｓｅｃ〜約６０ｍ／ｓｅｃ、約６０ｍ／ｓｅｃ〜約５００ｍ／ｓｅｃ、約６０ｍ／ｓｅｃ〜約１００ｍ／ｓｅｃ、または約１００ｍ／ｓｅｃ〜約７００ｍ／ｓｅｃ）。
一部の実施形態において、垂直方向の流れの速度は、水平方向の流れの速度よりも大きい。垂直方向の流れの速度は、水平方向の流れの速度よりも、少なくとも約１．５＊、２＊、２．５＊、３＊、４＊、５＊、６＊、または１０＊（つまり、倍）だけ大きくてもよい。垂直方向の流れの速度は、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、水平方向の流れの速度の、約１．５＊〜約１０＊、約１．５＊〜約２．５＊、約２．５＊〜約５＊、または約５＊〜約１０＊（つまり、倍）。
予め変形された（例えば、粉末）材料の（例えば、真空）ノズル内への（例えば、層）流は、低圧力の領域を作り出す場合があり、これは次に、予め変形された（例えば、粒子）材料上に作用する（例えば、材料床の露出した表面において）水平方向の力となりうる、垂直方向の力を生成しうる。ノズルの動作のために、材料床（例えば、その露出した表面）における予め変形された材料は、ベルヌーイ原理を前提としうる。
一部の実施形態において、ノズルは、空隙によって材料床の露出した表面から分離される（例えば、垂直方向距離、図３３、３３１２）。空隙は気体を含んでもよい。気体は、大気の空隙としうる。ノズルの開口ポートの空隙および／またはＦＬＳの程度（例えば、直径）は、変更可能（例えば、３Ｄ印刷の前、後、および／または間）としうる。例えば、ノズル開口ポートのこの変更は、材料除去機構の動作の間に生じうる。例えば、この変更は、３Ｄ印刷の開始の前に生じうる。例えば、この変更は、３Ｄ物体の形成の間に生じうる。例えば、この変更は、硬化した材料の層の形成の間に生じうる。例えば、この変更は、予め変形された（例えば、粉末）材料の層の一部分を変形した後に生じうる。例えば、この変更は、予め変形された材料の以後の層の堆積の前に生じうる。例えば、この変更は、層分注機構（例えば、材料除去機構がその一部である）の材料床の露出した表面に沿った前進の間に生じうる。前進は、材料床の露出した表面に平行としてもよい。前進は、横方向の前進（例えば、材料床の一の側面から材料床の対向する側面まで）としてもよい。一部の実施形態において、ノズルの開口ポートの空隙および／またはＦＬＳ（例えば、直径）の程度は、３Ｄ物体、硬化した材料の層、変形した材料、またはそれらの任意の組み合わせの形成の、前、後、および／または間に変化しないものとしうる。ノズルの開口ポートの空隙および／またはＦＬＳ（例えば、直径）の程度は、３Ｄ物体、硬化した材料の層、変形した材料、またはそれらの任意の組み合わせの形成の間に変化しないものとしうる。標的表面の露出した表面からノズルの入口開口（例えば、３３１２）の空隙の垂直方向距離は、少なくとも０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ，、８ｍｍ、９ｍｍ、または１０ｍｍとしてもよい。粉末床の露出した表面からの空隙の垂直方向距離は、最大で約０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１０ｍｍ、または２０ｍｍであってもよい。粉末床の露出した表面からの空隙の垂直方向距離は、上述の値の間の任意の値であってもよい（例えば、約０．０５ｍｍ〜約２０ｍｍ、約０．０５ｍｍ〜約０．５ｍｍ、約０．２ｍｍ〜約３ｍｍ、約０．１ｍｍ〜約１０ｍｍ、または約３ｍｍ〜約２０ｍｍ）。
材料除去機構の速さ（例えば、速度）は、変更してもよい。予め変形された（例えば、粉末）材料が材料除去システムによって材料床から取り除かれる速さは、変更しうる。材料床に配置された予め変形された材料（例えば、粉末）上の材料除去機構によって（例えば、ノズルを通して）かけられる力は、変更しうる。変更は、３Ｄ物体、硬化した材料の層、変形した材料、またはそれらの任意の組み合わせの形成の、前、後、および／または間としうる。変更は、３Ｄ物体、硬化した材料の層、変形した材料、またはそれらの任意の組み合わせの形成の間としうる。
図２８Ａ〜Ｃおよび図２９Ａ〜Ｅは、材料除去機構の一部として予め変形された材料を取り除くための様々な機構の底面図を概略的に図示する。図２８Ａは、細長い材料入口開口ポート２８１２を有する材料除去機構２８１１の底面図を概略的に図示しており、この材料除去機構は、２８１５でチャネル２８１４に接続され、これを通して予め変形された材料が材料除去機構を出る。図２８Ｂは、複数の予め変形された材料（例えば、粉末）入口開口ポート（例えば、２８２２）のマニホールド（例えば、２８２３）を有する材料除去部材の底面図を概略的に図示する。図２８Ｃは、材料入口開口ポート（例えば、２８３２）、および材料出口開口ポート（例えば、２８３３）を有する統合された分注除去部材を概略的に図示する。材料除去機構の他の例は、特許出願番号ＰＣＴ／ＵＳ１５／３６８０２号（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に見出すことができる。
図２９Ａは、細長い材料入口開口ポート２９１２と三角形の水平断面２９１１を有する内部区画とを有する材料除去機構の底面図を概略的に図示する。図２９Ｂは、複数の予め変形された材料の入口開口ポート（例えば、２９２２）と卵様の断面２９２１を有する内部区画とを有する材料除去部材の底面図を概略的に図示する。図２９Ｃは、複数の予め変形された材料（例えば、粉末）の入口開口ポート（例えば、２９３２）と台形の水平断面２９３１を有する内部区画とを有する材料除去部材の底面図を概略的に図示する。図２９Ｄは、予め変形された材料の入口開口ポート（２９４２）と狭小化らせん（例えば、狭小化ねじ）の断面２９４１を有する内部区画とを有する材料除去部材の底面図を概略的に図示する。一部の実施形態では、断面は水平断面である。一部の実施例では、水平断面は、標的表面の幅または長さに（およそ）わたる（例えば、図２７）。一部の実施例では、水平断面は、標的表面の幅または長さ未満（およそ）である。一部の実施例では、水平断面は、標的表面の幅または長さを（およそ）越える。図２９Ｅは、予め変形された材料の入口開口ポート（２９５２）と管状らせん（例えば、アルキメデスねじ）の水平断面２９４１を有する内部区画とを有する材料除去部材の底面図を概略的に図示する。
ノズルは、水平方向に長いノズル（例えば、真空ノズル）としてもよい。長いノズルとは、本明細書では細長いノズルと称されうる。図２８Ａは、水平方向に細長い材料入口ポート２８１２を有する、水平方向の細長いノズルの実施例を示す。一部の実施例では、ノズルは材料床の幅または長さの少なくとも一部分にわたる。一部の実施例では、ノズルは材料床の幅または長さ未満にわたる。図２７は、幅と長さの実施例を示す。ノズルは、材料床のおよそ幅または長さにわたってもよい。ノズルは、対称としても非対称としてもよい。対称軸は、水平方向および／または垂直方向（例えば、プラットフォームに実質的に平行）としうる。
材料除去部材開口ポート（例えば、ノズル入口）の断面は、長方形（例えば、２９１２、２９３２）、または楕円体状（例えば、２９２２）としうる。長方形の開口は、四角形としてもよい。楕円体状の開口は、円としてもよい（例えば、２８３２）。材料除去部材開口ポート（例えば、ノズル入口）の断面は、湾曲（例えば、湾曲した縁部）または直線（例えば、直線の縁部）を含みうる。開口ポートの断面のＦＬＳ（例えば、幅対長さ）は、少なくとも１：２、１：１０、１：１００、１：１０００、１：１０００、または１：１００００のアスペクト比を有しうる。
材料除去部材は、コネクタを含んでもよい。コネクタは、電源（本明細書では「電源コネクタ」と称する）へのものとしてもい。コネクタは、貯蔵部へのものとしてもよい。コネクタは、貯蔵部への、および電源接続への両方としうる。図２８Ｂは、コネクタ２８２５の実施例を示す。電源は、気体流れ（例えば、加圧ガス、または真空）、静電力、および／または磁力としてもよい。コネクタは、流体接続（例えば、予め変形された材料が貫流するように）を許容しうる。図２８Ｃは、流体接続２８３４（例えば、電源への）の実施例を示す。コネクタは、予め変形された材料および／または小ビットの変形した材料が貫流することを許容しうる（例えば、図２８Ｂ、２８２４）。コネクタは、気体の貫流を許容しうる。コネクタは、チャネル（例えば、図２８Ａ、２８１４）への接続を含んでもよい。チャネル（例えば、管）は、可撓性であっても非可撓性であってもよい。コネクタの実施例を２８１５、２８２５、２８３５、２９１５、２９２５、２９３５、２９４５および２９５５に示す。チャネルの実施例を２８１４、２８２４、２８３４、２９１４、２９２４、２９３４、２９４４、および２９５４に示す。
一部の実施例において、材料除去部材は、内部区画を含む。内部区画は、予め変形された材料の集合区画としてもよい。例えば、内部区画は、粉末の集合区画、または液体の集合区画としてもよい。内部区画は、電源に（例えば、コネクタおよびチャネルを介して）接続（例えば、流体接続）してもよい。内部区画は、コネクタを含んでもよい。図２８Ａは、コネクタ２８１５の実施例を示す。内部区画は、１つ以上のノズルに（例えば、流体）接続してもよい。内部区画は、１つ以上のノズルに、および電源および／または貯蔵部に（例えば、流体）接続してもよい。内部区画は、対称でも非対称でもよい。対称または非対称とは、水平方向および／または垂直方向としうる。内部区画は、円柱、円錐、ボックス、楕円体、卵、または渦巻形状を含みうる。断面（例えば、水平方向および／または垂直方向）は、三角形（例えば、２９１１）、楕円体、長方形（例えば、２８１１）、平行四辺形、台形（例えば、２９３１）、卵断面（例えば、２９２１）、渦巻断面（例えば、２９４１または２９５１）、星形、鎌型、または三日月形を含みうる。断面（例えば、水平方向および／または垂直方向）は、凹状形状または凸状形状を含みうる。図２８Ｂは、長方形の断面を有する内部区画２８２１の実施例を示す。内部区画の長軸は、プラットフォームと実質的に平行としてもよい。内部区画の短軸は、プラットフォームと実質的に垂直としてもよい。内部区画は、湾曲を含んでもよい。内部区画は、湾曲した平面を含んでもよい。内部区画は、平面状の（例えば、非湾曲の、または平らな）平面を含んでもよい。内部区画の水平断面は、対称（例えば、長方形）または非対称（例えば、三角形）としうる。内部区画は、コネクタ（例えば２９１５）．）に向かって広くなってもよい（例えば、２９１６）。内部区画は、コネクタから離れるほど狭くなってもよい（例えば、２９１３）。内部区画の形状は、その水平方向の広がりに沿った材料除去部材のノズルによる予め変形された材料の実質的に均一な除去（例えば、吸込み）を許容しうる。内部区画の内部形状は、コネクタから遠位位置に向かって狭くなってもよい。狭小化は、段階的であっても非段階的であってもよい。狭小化は、直線的、対数的、または指数的としてもよい。材料除去部材の内部区画は、区画内の予め変形された材料の移動を許容する形状を有してもよい。区画内の予め変形された材料の移動は、層状移動または湾曲移動を含みうる。湾曲移動は、渦巻移動を含みうる。湾曲移動は、らせん状移動を含みうる。内部区画は、らせん、渦巻、またはねじの形状を有しうる。ねじは、狭小化ねじ、円柱状ねじ、またはそれらの任意の組み合わせ（例えば、家庭用ねじ、またはアルキメデスねじ）としてもよい。下方から見ると、ノズルの開口ポートは内部区画と水平方向にオーバーラップしてもよく（例えば、例えば、図２８Ａに示されるように下方に集中）、オーバーラップしなくてもよい。一部の実施形態において、ノズルの開口ポートは、空隙（例えば、図３３、３３１３）によって内部区画から水平方向に分離されている。電力源、貯蔵部、および／または内部区画は、固定、または材料床に対して並進移動してもよい。材料除去機構（またはその任意の構成要素）は、材料床に対して並進移動しうる。例えば、材料除去機構を固定とし、材料床を並進移動させてもよい。例えば、材料除去機構を並進移動させ、材料床を固定としてもよい。例えば、材料除去機構と材料床の両方は、並進移動しうる（例えば、同一の方向に、対向する方向におよび／または異なる速度で）。
一部の実施形態において、内部区画、開口ポート、および／またはノズルの形状は、電源に向かって移動するにつれて予め変形された材料の乱れを低減する。内部区画、開口ポート、および／またはノズルの形状は、電源に向かって移動するにつれて予め変形された材料の乱れを実質的に防止しうる。内部区画、開口ポート、および／またはノズルの形状は、電源に向かって移動するにつれて予め変形された材料の渦巻および／またはらせん状の流れを促進しうる。内部区画、開口ポート、および／またはノズルの形状は、電源に向かって移動するにつれて予め変形された材料の層流を促進しうる。
一部の実施形態において、材料床からの予め変形された材料は、材料入口ポートを通して材料除去機構内に移転する。移転は、引き寄せ力（例えば、真空、静電力、および／または磁力）によって誘発されうる。移転は、能動的に誘導されうる。能動誘導は、気体流れ（例えば、正または負の）、磁力、および／または静電力によるものとしうる。入口ポート（例えば、ノズル開口）を通って入る移転した予め変形された材料は、内部区画内に移動しうる。移転した予め変形された材料は、内部区画を通り、電源に向かって移動しうる。移転した予め変形された材料は、開口（例えば、入口）ポートを通り、電源に向かって移動しうる。移転した予め変形された材料は、開口（例えば、入口）ポートを通り電源に向かって、貯蔵部内へと移動しうる。移転された予め変形された材料は、貯蔵部において蓄積しうる。貯蔵部内の移転された予め変形された材料は、リサイクルおよび再使用されて（例えば、材料分注機構によって）、材料床の少なくとも一部分を提供しうる。リサイクルは、３Ｄ物体、硬化した材料の層、変形した材料、またはそれらの任意の組み合わせの形成の、前、後、および／または間としうる。貯蔵部は、材料除去部材の、水平方向上方、同一平面上、または入口開口ポート（例えば、ノズル入口開口）の下方に配置することができる。
材料除去機構の複数の開口ポート（例えば、材料入口ポート、またはノズル開口ポート）は、グループに（例えば、２８２３）、アレイに、単一のファイルに（例えば、２９３２）、千鳥状ファイル（例えば、２９２３および２９２４）、無作為に、またはそれらの任意の組み合わせに配置されうる。材料除去機構の開口ポートは、単一の開口ポートとしても、複数の開口ポートとしてもよい。
一部の実施形態において、予め変形された材料は、材料除去機構の内部区画において蓄積する。それを通って材料が材料除去機構に入る開口ポートは、予め変形された材料が内部区画に蓄積する位置から離れていてもよい。離れるとは、垂直方向および／または水平方向に離れる場合がある。離れるとは遠くてもよい。離れるとは、予め変形された材料がそれが入った開口ポートに戻って流れる（例えば、さらに材料床内に戻る）のを実質的に防止する位置としうる。離れるとは、予め変形された材料が内部区画内に閉じ込められ、材料床に逆戻り（例えば、開口ポートを通って）しないようにする位置としうる。離れるとは、予め変形された材料が貯蔵部内に流れるのを許容する位置としうる。図３３は、それを通って予め変形された材料が内側３３０１に材料除去機構３３０３の内部区画に向かって流れるノズル３３０２を有する材料除去機構の側面図の実施例を示す。ただし、ノズル３３０２は、任意のノズル（例えば図１５）を表す一例である。図３３に示す実施例では、予め変形された材料は、接続３３０５に向かって流動（例えば、渦巻運動３３０４）している。接続は、内部区画を貯蔵部３３０７に（例えば、チャネル（例えば、ホース）３３０６を通して）接続することができる。接続は、内部区画を力源３３０９に（例えば、チャネル（例えば、ホース）３３１０を通して）接続することができる。ただし、内部区画３３１０は、任意の内部区画（例えば、図２８Ａ〜Ｃ、または図２９Ａ〜Ｅ）を表す一例である。力源は、内部区画に、貯蔵部に、または両方に接続することができる。貯蔵部は、内部区画に直接、または間接に接続することができる。内部区画は、ノズルに直接、または間接に接続することができる。一部の実施例において、ノズルは、それを通して予め変形された材料が材料除去機構に入る入口ポート３３００を有する。材料除去機構は、材料床（例えば、３３１５）の露出した表面から空隙（例えば、３３１２）によって分離されうる。一部の実施例において、材料除去機構は、材料床に接触する。例えば、開口ポートは材料床の露出した表面に接触しうる。材料除去機構は、材料床に沿って並進移動しうる（例えば、３３１４）。例えば、一部の実施形態において、材料除去機構の内部区画における予め変形された材料（例えば、さらに／または破片）は、材料分注機構が標的表面（例えば、材料床）によって占有される領域の外側にある間に抜き出される（例えば、第２の力源を使用して）。第１の力源は、内部区画における予め変形された材料（例えば、さらに／または破片）を（例えば、実質的に）抜き出さないように選択されうる。一部の実施形態において、内部区画の寸法および／または形状は、平面化の間に標的表面から抜き出される予め変形された材料（例えば、さらに／または破片）が第１の力源による抜き出し動作に過大な負担をかけないように選択される。一部の実施形態において、第２の力（例えば、さらに／または第２の力源）は、平面化の間に標的表面から抜き出される予め変形された材料（例えば、さらに／または破片）が第１の力源による抜き出し動作に過大な負担をかけないように選択される。一部の実施形態において、第１の力（例えば、さらに／または第１の力源）は、平面化の間に標的表面から抜き出される予め変形された材料（例えば、さらに／または破片）が第１の力源による抜き出し動作に過大な負担をかけいないように選択される。第２の力は、圧縮され、低減された圧力を含みうる。例えば、力源がポンプ（例えば、蠕動ポンプ）であるとき、ポンプはその一方の端部で気体を加圧し、他方の端部において圧力を低減する。１つのポンプ端部（例えば、加圧ガスを形成する）は、他方のポンプ端部が内部区画の他方側面（例えば、１０２９）に動作可能に連結される間に内部区画の一方側面（例えば、１０２８）に動作可能に連結されうる。連結は、直接としても間接としてもよい。
図１０Ａは、垂直方向、水平方向、および／または角度を有して並進移動することができる材料除去機構１００１の側面図の実施例を示す（例えば、１００２）。標的表面１００３からの予め変形された材料および／または破片は、点線の矢印によって図示されるように、力源１００４（例えば、真空ポンプ）によってノズル１００６を通って内部区画１００５内に引き寄せられる。引き寄せられた予め変形された材料および／または破片は、材料除去部材の平面化動作中に内部区画１００７の一部分に蓄積する。材料除去機構による少なくとも１度の平面化動作の後に、蓄積された予め変形された材料および／または破片を取り除くことができる。これらの除去は、例えば、入口開口（例えば、１００８）を通して注入され、出口開口（例えば、この入口開口に対向する）を通して排出される加圧ガスなどの第２の力源（例えば、１０１０）を利用して、蓄積された予め変形された材料がチャネル（例えば、１００９）を通して流出するのを許容しうる。
図１０Ｂは、垂直方向、水平方向に従って、および／または角度１００２を有して並進移動することができる材料除去機構１０２０の正面図の実施例を示す。標的表面１０２３からの予め変形された材料および／または破片は、上方をポイントする点線の矢印によって図示されるように、力源１０２４によってノズル１０２６を通って内部区画１０２５内に引き寄せられる。材料除去機構による少なくとも１度の平面化動作の後に、蓄積された予め変形された材料および／または破片を取り除くことができる。これらの除去は、例えば、入口開口（例えば、１０２８）を通して注入され、出口開口（例えば１０２９、例えば、この入口開口に対向する）を通して排出される加圧ガスなどの第２の力源（例えば、１０３０）を利用して、蓄積された予め変形された材料がチャネル（例えば、１０３１）を通して流出するのを許容しうる。これらの除去は、所望によりまたは追加的に、蓄積された予め変形された材料を内部区画から取り除く（例えば、またはこの除去を支援する）、第２の力源に対向する（例えば、タイプおよび／または量が）第３の力源を利用しうる。例えば、第３の力源は、（例えば、直接的または間接的に）開口１０２９に連結されてもよい。排出された予め変形された材料および／または破片は、処理ステーション１０３２で処理されうる。処理ステーションは、分離、分類、または再調整を含みうる。例えば、分離（例えば、材料セパレータを使用）されてもよい。材料セパレータは、フィルター（例えば、ふるいおよび／または膜）、分離カラム、および／またはサイクロンセパレータを含みうる。例えば、材料タイプおよび／またはサイズで分類されうる。例えば、ガス中材料（例えば、液体または粒子）材料を分類する気体分級装置を使用することで分類されうる。例えば、気流分級装置を使用する。例えば、粉末気体分級装置を使用する。再調整は、任意の粒子材料上に形成される酸化物層の除去を含みうる。再調整は、物理的および／または化学的再調整を含みうる。物理的再調整は、焼灼、スパッタリング、ブラスト、または機械加工を含みうる。化学的再調整は、還元を含みうる。排出された（および／または処理された）予め変形された材料は、貯蔵部１０３３内に蓄積しうる。貯蔵部１０３３内の蓄積された材料は、３Ｄ印刷においてリサイクルおよび／または再使用されてもよい（例えば、材料分注機構によって）。
材料除去機構は、所望により平衡チャンバ（例えば、側面図１０１１および正面図１０３１に示すように）を含んでもよい。均衡チャンバは、均衡チャンバ内の気圧が（例えば、実質的に）その側面の一方（例えば、３３５５）からその対向する側面（例えば、１０３４）まで等しくなるように均衡させて、材料除去部材が予め変形された材料を標的表面から引き寄せるときに、この予め変形された材料上にかけられる力が（ｉ）材料分注機構ノズル（例えば、１０３６）開口の幅（例えば、１０３６）、および／または（ｉｉ）標的表面（例えば、１０２３）の幅に沿って（例えば、実質的に）等しくなるようにしうる。
力源は、１つ以上の開口を通して内部区画に接続されうる（例えば、所望により平衡チャンバを通して）。接続は、剛性および／または可撓性のチャネルを通してもよい。チャネルは、狭小化するまたは一定の断面を有しうる。接続は、１つ以上のスリットを通してもよい。開口は、（例えば、実質的に）一定および／または変動してもよい。例えば、力源に近い位置は、力源から遠く離れた位置よりも、狭い開口を有しうる。
図１１Ａは、チャネル１１０３を通して材料除去機構のチャンバ１１０２（例えば、均衡チャンバ、または内部区画）に接続される力源１１０１の正面図の実施例を示す。引き寄せされる材料および／または気体の流れを、図１１Ａにおける点線の矢印で概略的に示す。チャンバは、流線形（例えば、１１０２）を含みうる。上方に流れる気体および／または材料は、１つ（例えば、図１１Ｂ、１１２１）またはそれ以上（例えば、図１１Ｄ、１１４１）の材料および／気体開口を通して、標的表面および／または重心に対向する方向で上方に流れうる。材料および／または気体開口はスリットとしてもよい。１つ以上の材料および／または気体開口は、（ｉ）ノズルの開口（例えば、図１０、１０１２）、（ｉｉ）内部区画（例えば、１００５）と圧力均衡チャンバ（例えば、１０１１）との間の開口（例えば、１０１３）、（ｉｉｉ）気体均衡チャンバ（例えば、１０１１）と力源（例えば、１００４）との間の開口（例えば、１０１４）、（ｉｖ）内部区画（例えば、図１４、１４０３）と力源（例えば、１４０１）との間の開口（例えば、圧力均衡チャンバがない場合）、としてもよい。
図１１Ｃは、複数のチャネル（例えば、１１３３）を通して材料除去機構のチャンバ１１３２（例えば、均衡チャンバ、または内部区画）に接続される力源１１３１の正面図の実施例を示す。引き寄せされる材料および／または気体の流れを、図１１Ｃにおける点線の矢印で概略的に示す。チャネルの断面は長方形（例えば、１１２１、例えば、四角形）、または楕円体状（例えば、丸形、例えば、１１４１）としてもよい。チャネルの断面は、楕円体状としてもよい。図１１Ｄは、断面が等しい材料および／または気体開口の底部図の実施例を示す。図１１Ｆは、断面が等しくない材料および／または気体開口の底部図の実施例を示す。力源は、１つ（例えば、１１０４）またはそれ以上（例えば、１１３４）の開口を含んでもよい。力源は、チャネルの束に接続されてもよい。図１１Ｅは、チャネルの束の断面１１４２の実施例を示す。束内のチャネルは、力源からさらに離れて分離されて、材料除去機構の内部区画および／または圧力平衡チャンバに接続（例えば、別々に）されてもよい。図１１Ｅは、チャネルの束が接続される出口開口１１６３を有する力源１１６１の実施例を示しており、このチャネルは、分離され（例えば、１１６４）、材料および／または気体開口１１６５内の内部区画または圧力平衡チャンバ１１６２にそれぞれ接続される。図１１Ｅにおいて、材料および／または気体開口は、断面が変動する。図１１Ｆは、断面が変動する材料および／または気体開口の底面図である。気体均衡チャンバおよび／または変動位置、および／または材料および／または気体開口の形状（例えば、ＦＬＳ）は、ノズル開口に沿った均質な圧力分布を促進しうる。ノズル入口開口（例えば、図２９Ａ、２９１２）の水平断面の領域は、材料除去機構（例えば、図３３、３３０３）の内部区画の垂直断面の少なくとも約２倍（「＊」）、３＊、５＊、１０＊、１５＊、３０＊、または５０＊だけ大きい。ノズル入口開口を、例えば、図３３の３３００に示す。
一部の実施形態において、内部区画は、１つ以上の力源に接続することができる。例えば、内部区画は、２つの力源に接続することができる。例えば、内部区画は、真空源に、および加圧空気源に接続することができる。内部区画内に引き寄せされる変形した材料は、そこに残すことができる。（例えば、そこに閉じ込める）。例えば、湾曲した表面３３２０は、予め変形された材料を内部区画内に集中させるのを促進しうる。この集中された材料は、以後の予め変形された材料が内部区画に入ることを妨げることを最小限にする（例えば、無くす）ように配置されてもよい。一部の実施形態において、内部区画に入る予め変形された材料（および／または破片）は、内部区画の体積の最大で約５０％、４０％、２０％，１０％、または１０％を占める。一部の実施形態において、予め変形された材料は、第１の力源を使用して内部区画の内部に引き寄せられ、そして、第１の力源とはその強度および／またはタイプが異なる第２の力源を使用して内部区画から抜き出される。予め変形された材料（および／または破片）の内部区画からの抜き出しは、材料除去機構による標的表面の平面化動作の間、前、および／または後とすることができる。例えば、材料除去機構は、真空を使用して粉末材料を吸い込む間に粉末床層を平面化し得るが、この吸い込まれた粉末材料は内部区画内に蓄積し、平面化動作後に、加圧空気が内部区画内に流入し（例えば、ノズル開口をブロックして、またはブロックせずに）、蓄積された粉末材料を（例えば、開口３３０５を通して）抜き出す。加圧空気は、出口開口（例えば、３３０５）に向かって向けられてもよい。一部の実施形態において、蓄積された粉末材料が内部区画から取り除かれた後、材料除去機構は吸込みおよび新たな粉末材料の層の平面化の準備が整う。
一部の実施形態において、材料除去機構の動作は、予め変形された材料（例えば、粒子材料）を、１つ以上のフィルターを使用することなく気体（例えば、変形された材料が担持される）気体から分離することを含む。例えば、材料除去機構の動作は、渦分離（例えば、サイクロンを使用する）を含むことができる。例えば、材料除去機構の動作は、遠心分離（例えば、サイクロンを使用する）を含むことができる。図１６は、材料除去機構の内部区画１６２５の実施例を示す。一部の実施形態において、材料除去部材の内部区画は、サイクロンを含む。一部の実施形態において、材料除去機構は、サイクロンセパレータを含む。一部の実施形態において、材料除去機構は、サイクロン分離を含む。材料除去機構の動作は、重力分離を含むことができる。材料除去機構の動作は、予め変形された材料および／または破片（例えば、材料除去機構の内部区画における）の回転を含むことができる。
一部の実施形態において、力源に引き寄せされる予め変形された材料は、材料除去機構の内部区画の底部に置かれる。底部は、重心に向かってもよく、および／または標的表面に向かってもよい。力源は、内部区画に接続されうる（例えば、頂部位置、例えば、１６２４において）真空源とすることができる。予め変形された材料は、標的表面（例えば、１１２０）からノズル（例えば、１６０１）を通って内部区画（例えば、１６２５）に吸い込まれうる。予め変形された材料と共に内部区画（例えば、１６１５）内に吸い込まれる気体は、回転速度内で回転してサイクロンを形成しうる。内部区画は、標的表面に垂直なその長軸、および／または標的表面（例えば、１６２０）に向かってポイントするその狭い端部を有するコーンを含みうる。代替的には、内部区画は、標的表面に平行なその長軸とエンクロージャの側壁に向かってポイントするその狭い端部を有するコーンを含みうる。気体は、サイクロンの長軸に沿ってらせん状パターンで内部区画内を流れうる。プロセスの間、サイクロン内に吸い込まれる予め変形された材料（および／または破片）は、サイクロン（例えば、１６１４）の壁において集中し、その底部（例えば、１６２０）に引き寄せられてそこに蓄積しうる。蓄積された予め変形された材料（例えば、さらに／または破片）は、サイクロンの底部から取り除かれてもよい。例えば、材料床における予め変形された材料の層の１度以上の平面化動作の後に、サイクロンの底部が開き、内部の蓄積された予め変形された材料（例えば、および／または破片）が抜き出されてもよい。一部の実施例において、材料除去部材の内部区画に入る予め変形された材料は、第１の速さのものであり、コネクタ１６２４を通して内部区画に接続される力源（例えば、１６１０）に向かって引き寄せされる。コネクタまでの途中で、予め変形された材料は、内部区画においてその速さを失い、サイクロンの底部に凝結しうる。一部の実施例において、ノズルから材料除去部材の内部区画に入る気体材料は、第１の速さのものであり、コネクタ１６２４を通して内部区画に接続される力源（例えば、１６１０）に向かって引き寄せされる。コネクタまでの途中で、気体材料は、例えば、内部区画の断面の膨張によって（例えば、直径１１２２は直径１６２１よりも小さい）内部区画においてその速さを失いうる。出口開口から離れたそれらに対して、出口開口（例えば、１６２４）に近いサイクロンの部分の間の体積差を増大させるために、所望による障害（例えば、１６１６）をおいてもよい。
一部の実施例において、第２の気流は、所望による気体開口ポート（例えば、１６１７）からサイクロン（例えば、１６２３）へと流入することができる。気体開口ポートは、ノズルに隣接して配置されうる（例えば、移動方向（例えば、１６０３）に対してノズルの同一の側面に）。気体開口ポートは、ノズルが配置される方向とは異なる、移動方向に対する方向に配置されうる。第２の気流は、内部区画壁（例えば、１６１４）の内部表面の焼灼を低減しうる。第２の気流は、内部区画の壁からサイクロンの狭い端部（例えば、それが収集される）に向かって予め変形された材料を押し出しうる。第２
層分注機構は、平面化（例えば、平坦化）機構を含んでもよい。平面化機構は、平準化機構（例えば、図１３、１３０６および１３０４）または材料除去機構（例えば、１３０３）を含んでもよい。層分注機構は材料分注機構（例えば、図１３、１３０５）および平面化機構を備えてもよい。層分注機構は移動可能であってもよい（例えば、方向１３００に）。層分注機構は、水平に、垂直に、または角度を有して移動可能であってもよい。層分注機構は、手動でまたは自動で（例えば、コントローラによって制御される）移動可能であってもよい。層分注機構の移動はプログラム可能であってもよい。層分注機構の移動は予め決められていてもよい。層分注機構の移動はアルゴリズムに依存してもよい。層分注機構は、材料床の一方の端部から対向する端部まで横方向に（例えば、実質的に）移動して、材料床またはプラットフォームの露出した表面上の平面化した予め変形された材料の層の配置を実施しうる。
一部の実施例では、層分注機構は、少なくとも１つの材料分注機構および少なくとも１つの平面化機構を備える。少なくとも１つの材料分注機構および少なくとも１つの平面化機構は、接続されていてもよく、または接続されていなくてもよい。平準化機構のブレードは、先細りとしてもよい。先細りのブレードの例は、ＰＣＴ／ＵＳ１５／３６８０２号（参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）に開示される。
材料分注機構は、平面化機構（例えば、剪断ブレードおよび／または真空吸引）と協調して、および／または平面化機構と独立して動作することができる。時々、材料分注機構（例えば、粉末分注機）は、材料床に沿って（例えば、横方向に）前進するのに伴って、材料除去機構より前に進む、平準化機構より前に進む。時々、材料分注機構は、材料床に沿って前進するのに伴って、材料除去機構より前に進みうる。時々、材料分注機構は、材料床に沿って前進するのに伴って、平準化機構より前に進みうる。平面化機構は、材料除去機構および／または平準化機構をさらに含んでもよい。材料分注機構またはその任意の部分（例えば、その内部貯蔵部）は、自由に振動しうる。振動は、１つ以上の振動器によって誘発されうる。材料分注機構またはその任意の部分は、平面化機構を実質的に振動させることなく振動しうる。材料分注機構またはその任意の部分は、材料除去機構および／または平準化機構を実質的に振動させることなく振動しうる。材料分注機構は、コンプライアント取り付けによって平面化機構に接続されてもよい。コンプライアント取り付けは、平面化機構が材料分注機構に取り付けられるおよび／またはこれから分離することを許容しうる。図３４Ａ〜Ｄは、コンプライアント取り付けによって付着される（例えば、図３４Ａ、３４１２および３４１４、および図３４Ｂ、３４２２および３４２４）、平面化機構（例えば、材料除去機構３４１３、または平準化機構３４２３）に付着される材料分注機構（例えば、３４１１）を含む層分注機構の側面の実施例を示す。一部の実施例において、コンプライアント取り付けは、相互に絡み合っている２つの別個の部品を含む。図３４Ｄは、コンプライアント取り付けの２つの構成の実施例を示しており、第１は３４４２と３４４４を含み、第２は３４４６と３４４８を含む。平面化機構が２つの構成要素（例えば、平準化機構と材料除去機構）を含む実施形態では、構成要素の少なくとも１つはコンプライアント取り付けによって接続されうる。例えば、構成要素のそれぞれの１つは、コンプライアント取り付けによって接続されてもよく（例えば、図３４Ｄ）、または構成要素の１つがコンプライアント取り付けによって接続されてもよい（例えば、図３４Ｃ）。
図３４Ａは、コンプライアント取り付け３４１２および３４１４によって材料除去機構３４１３に接続される材料分注機構３４１１を含む層分注機構の実施例を示しており、この層分注機構は材料床３４１５の上方に配置される。図３４Ｂは、コンプライアント取り付け３４２２および３４２４によって平準化機構３４２３に接続される材料分注機構３４２１を含む層分注機構の実施例を示しており、この層分注機構は材料床３４２５の上方に配置される。図３４Ｃは、コンプライアント取り付け３４３２および３４３４によって平準化機構３４３３に接続され、次に（例えば、直接に）材料除去部材３４３７に接続される（例えば、３４３６）材料分注機構３４３１を含む層分注機構の実施例を示しており、この層分注機構は材料床３４３５の上方に配置される。図３４Ｄは、コンプライアント取り付け３４４２および３４４４によって平準化機構３４４３に接続され、次にコンプライアント取り付け３４４６および３４４８によって材料除去機構３４４７に接続される材料分注機構３４４１を含む層分注機構の実施例を示しており、この層分注機構は材料床３４４５の上方に配置される。
層分注機構の様々な構成要素の機能の間の距離は、本明細書では「機能間距離」と称される。機能間距離は、少なくとも約１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、または１０００μｍとすることができる。機能間距離は、最大で約１０００μｍ、９００μｍ、８００μｍ、７００μｍ、６０μｍ，５００μｍ、４５０μｍ、４００μｍ、３５０μｍ、３００μｍ、２５０μｍ、２００μｍ、または１５０μｍとすることができる。機能間距離は、上述の値の間の任意の値とすることができる（例えば、約１００μｍ〜約１０００μｍ、１００μｍ〜約５００μｍ、３００μｍ〜約６００μｍ、５００μｍ〜約１０００μｍ）。一部の実施例において、平準化機構のブレード（例えば、その先端部）と材料除去機構の開口ポートと間の距離は、機能間距離と等しい。一部の実施例において、平準化機構のブレード（例えば、その先端部）と材料分注機構（または材料落下の）の開口ポートと間の距離は、機能間距離と等しい。一部の実施例において、材料分注機構機構（または材料落下）と材料除去機構の開口ポートと間の距離は、機能間距離と等しい。材料落下（例えば、図１３、１３０７）は、材料が材料分注機構から開口ポート（例えば、出口開口ポート）を通ってプラットフォームに向かって分注されるときに（例えば、材料床に向かって）形成される。層分注機構の構成要素（例えば、材料分注機構、材料除去機構、および／または平準化機構）は、均等または不均等に離間することができる。例えば、ブレード（例えば、その先端部）、材料除去機構の入口開口ポート、および材料分注機構の出口開口ポートは、均等または不均等に離間されうる。
材料除去機構を通して力源によってかけられる力は、予め変形された材料（例えば、粉末粒子）の少なくとも一部分を材料床から持ち上げ（浮揚する）、材料除去機構の入口ポート（例えば、ノズル入口）に向かって移動（例えば、流入）しうる。リフトされた予め変形された材料（または、時々、望まない変形した材料）は、材料除去機構内（例えば、内部区画内および／またはノズル内）をさらに移動（例えば、流動）しうる。流入は、持ち上げられた予め変形された材料の層状、乱状、または湾曲移動を含みうる。流入は、貯蔵部に向かうものとしうる。流入は、力源に向かうものとしうる。材料床の露出した表面と材料除去機構の入口ポート（例えば、ノズル入口）との間の空隙は、予め変形された材料セクション（例えば、粒子材料）の平均ＦＬＳおよび／または質量に依存しうる。材料床の露出した表面と材料除去機構（例えば、ノズル入口）の入口ポートとの間の空隙は、粒子材料の平均ＦＬＳおよび／または質量に依存しうる。内部区画および／またはノズルの構造は、予め変形された材料の材料床からの均一な除去を可能にする。一部の実施例において、力源によって生成される力の量および／または材料除去機構の内部区画および／またはノズルを通したその分布は、予め変形された材料の材料床からの均一な除去を可能にする。例えば、内部区画および／またはノズルの構造は、予め変形された材料はの材料床からの均一な吸い込みを許容する。内部区画および／またはノズルの構造は、予め変形された材料の材料除去機構への流入の速さに影響を与えうる。力源によって生成される力の量および／または材料除去機構の内部区画および／またはノズルを通したその分布は、入口ポートに沿ったおよび／または材料床に沿った流入速さの均質性に影響を与えうる。
材料床の実質的に平面状の露出した表面は、露出した表面の予め変形された材料（例えば、粉末）の実質的に均一な高さを含みうる。層分注機構（例えば、平準化機構）は、材料床の露出した層にわたって材料の均一な高さ（例えば、粉末の均一な高さ）を提供し、床の一部分が相互に少なくとも約１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、または１０ｍｍ分離し、最大で約１０ｍｍ、９ｍｍ，８ｍｍ、７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、４００μｍ、３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、９０μｍ、８０μｍ、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、または１０μｍの高さの偏差を有するようにすることができる。層分注機構は、材料床の露出した層にわたる材料の均一性を提供し、材料床の一部分が相互に上述の高さの間の任意の値だけ（例えば、約１ｍｍ〜約１０ｍｍ）分離し、約１０ｍｍ〜約１０μｍの高さの偏差を有するようにすることができる。層分注機構は、理想的な平面性と比べて、材料床（例えば、水平平面）の露出した層の平面の均一性からの、最大で約２０％、１０％、５％、２％、１％または０．５％の偏差を達成しうる。層分注機構は、材料床（例えば、水平平面）の露出した層の平面の均一性からの、最大で約１５０μｍ、１３０μｍ、１００μｍ、７０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２μｍ、１０μｍ、または５μｍの偏差を達成しうる。層分注機構は、材料床の露出した層の平面の均一性からの、上述の値のいずれかの間の偏差を達成しうる（例えば、約５μｍ〜約１５０μｍ、約５μｍ〜約５０μｍ、約３０μｍ〜約１００μｍ、または約１００μｍ〜約１５０μｍ）。
材料除去機構は、材料床の少なくとも露出した表面の少なくとも一部分（例えば、全体）を除去しうる。少なくとも一部分は、指定の位置（例えば、手動でまたはコントローラによって制御される）としてもよい。例えば、材料除去機構は、第１の予め変形された材料を含む材料床内にくぼみ（例えば、空所）を形成してもよく、このくぼみは、引き続いて第２の予め変形された材料の層またはサブ層で充填されてもよい。第２の予め変形された材料は、第１の予め変形された材料と実質的に同一であっても、異なってもよい。サブ層は、その高さおよび／または水平断面に関して層よりも小さくてもよい。
層分注機構（例えば、材料除去機構）は、局所的に異なる微細構造を有する３Ｄ物体の形成を促進しうる。局所的に異なる微細構造は、異なる層間、または所与の層内とすることができる。例えば、３Ｄ物体内の層の少なくとも一部分は、同一の層内の別の一部分と、その微細構造の観点から異なる場合がある。微細構造の差異は、上記に列挙されるいずれかの差異としうる。
一部の実施形態において、３Ｄ物体は、印刷後プロセスの使用を示す表面特徴を欠く。一部の実施形態において、３Ｄ物体は、印刷後プロセスの使用を示す表面特徴を含む。印刷後プロセスは、トリミングプロセス（例えば、補助的な支持部をトリミングするための）を含んでもよい。トリミングプロセスは、エネルギービーム（例えば、レーザー）、機械的、または化学的トリミングによる焼灼を含んでもよい。トリミングプロセスは、３Ｄ印刷プロセス（例えば、予め変形された材料を使用する）の完了後に実施される動作であってもよい。トリミングプロセスは３Ｄ印刷プロセスとは分離した動作であってもよい。トリミングは切断すること（例えば、ピアシングソーを使用する）を含んでもよい。トリミングは磨くまたはブラストすることを含んでもよい。ブラストは固体ブラスト、気体ブラスト、または液体ブラストを含むことができる。固体ブラストはサンドブラストを含むことができる。気体ブラストはエアブラストを含むことができる。液体ブラストはウォーターブラストを含むことができる。ブラストは機械ブラストを含むことができる。
一部の実施形態において、３Ｄ物体の冷却は、冷却剤、または冷却機構（例えば、図１、１１３）の使用を含む。冷却機構は、能動的または受動的としてもよい。冷却は、ＰＣＴ／ＵＳ１６／５９７８１号およびＵ．Ｓ．６２／２５２，３３０号（共に参照によってその全体が本明細書に組み込まれる）に開示される任意の冷却機構または冷却剤を含みうる。
一部の実例において、１つ、２つ、またはそれ以上の３Ｄ物体が材料床（例えば、単一の材料床、同一の材料床）内に生成されうる。複数の３Ｄ物体は、同時または逐次的に材料床内で生成されてもよい。例えば、少なくとも２つの３Ｄ物体は並べて生成される。例えば、少なくとも２つの３Ｄ物体は、他方の頂部に一方が生成されてもよい。例えば、材料床内に生成される少なくとも２つの３Ｄ物体は、それらの間に空隙（例えば、予め変形された材料で充填された空隙）を有してもよい。例えば、材料床内に生成される少なくとも２つの３Ｄ物体は、相互に接触して（例えば、かつ接続されない）もよい。一部の実施形態において、３Ｄ物体は、他方の上方に独立して構築される。材料床内の複数の３Ｄ物体の生成は、３Ｄ物体の連続的な生成を許容しうる。
孔のＦＬＳは調節可能であってもよく、または固定されていてもよい。一部の実施形態において、ステージはメッシュを含む。メッシュは移動可能であってもよい。メッシュの移動は手動で制御されてもよく、または自動で（例えば、コントローラによって）制御されてもよい。２つ以上のメッシュの相互に関する相対的な位置は、少なくとも予め変形された材料が孔を通過する割合を決定する場合がある。孔のＦＬＳは電気的に制御されてもよい。孔の基本的な長さスケールは熱的に制御されてもよい。メッシュは加熱されてもよく、または冷却されてもよい。ステージは振動してもよい（例えば、制御可能に振動）。ステージの温度および／または振動は手動で制御されてもよく、またはコントローラによって制御されてもよい。ステージの孔は、ステージの温度および／または電荷の関数として収縮することができ、または拡大することができる。ステージは導電性とすることができる。メッシュは、基準メッシュ番号５０、７０、９０、１００、１２０、１４０、１７０、２００、２３０、２７０、３２５、５５０、または６２５のメッシュを備えてもよい。メッシュは、上述のメッシュ番号のいずれかの間の基準メッシュ番号のメッシュを備えてもよい（例えば、５０〜６２５、５０〜２３０、２３０〜６２５、または１００〜３２５）。基準メッシュ番号は、米国標準であっても、またはタイラー標準であってもよい。２つのメッシュは、予め変形された材料が孔を通過することができない少なくとも１つの位置を有してもよい。２つのメッシュは、最大量の材料が孔を通過することができる少なくとも１つの位置を有してもよい。２つのメッシュは、同一とすることができ、または異なることができる。２つのメッシュ内の孔のサイズは、同一とすることができ、または異なることができる。２つのメッシュ内の孔の形状は、同一とすることができ、または異なることができる。孔の形状は本明細書に記述される任意の孔形状とすることができる。
一部の実施形態において、３Ｄ物体は硬化した材料の層を含む。３Ｄ物体の層状構造は実質的に繰り返しの層状構造とすることができる。一部の実施例において、層状構造の各層は、約５マイクロメートル（μｍ）以上の平均層厚さを有する。一部の実施例において、層状構造の各層は、約１０００マイクロメートル（μｍ）以下の平均層厚さを有する。層状構造は、連続的固化溶融プールの個々の層を備えることができる。層は、変形した材料の液滴または連続的なストリームを堆積することで形成することができる連続的固化溶融プールのうちの少なくとも２つは、粒子配向の変動、材料密度の変動、粒子境界に対する化合物偏析の程度の変動、粒子境界に対する元素偏析の程度の変動の変動、材料相の変動、冶金学的相の変動、材料空隙率の変動、結晶相の変動、および結晶構造の変動から成る群から選択される実質的に繰り返しの材料変動を備えることができる。連続的固化溶融プールのうちの少なくとも１つは結晶を含むことができる。結晶は単結晶を含むことができる。層状構造は３次元印刷プロセスの間の溶融プールの固化を示す１つ以上の特徴部を含むことができる。層状構造は３次元印刷プロセス（例えば本明細書に開示する）の使用を示す特徴部を含むことができる。３次元印刷プロセスは選択的レーザー溶融法を含むことができる。一部の実施形態において、３次元物体の基本的な長さスケールは少なくとも約１２０マイクロメートルとすることができる。
一部の実施形態において、硬化した材料（またはその一部分）の層は、少なくとも約５０ μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００ μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、または１０００μｍの厚さを有する。一部の実施例において、硬化した材料層（またはその一部分）は、最大で約１０００μｍ、９００μｍ、８００μｍ、７００μｍ、６０μｍ、５００μｍ、４５０μｍ、４００μｍ、３５０μｍ、３００μｍ、２５０μｍ、２００μｍ、１５０μｍ、１００μｍ、７５μｍ、または５０μｍの厚さを有する。硬化した材料層（またはその一部分）は、上述の層厚さの値の任意の値を有してもよい（例えば、約５０μｍ〜約１０００μｍ、約５００μｍ〜約８００μｍ、約３００μｍ〜約６００μｍ、約３００μｍ〜約９００μｍ、または約５０μｍ〜約２００μｍ）。一部の実例では、底部スキン層は、以後の層よりも薄くてもよい。一部の実例では、底部スキン層は、以後の層よりも厚くてもよい。底部スキン層は、硬化した材料に対して本明細書で開示される任意の値を有しうる。一部の実例において、タイル経路を含む層は、タイル経路（例えば、エネルギービームによって形成される）を使用せずに形成される層よりも薄い。一部の実例において、タイル経路を含む層は、タイル経路（例えば、エネルギービームによって形成される）を使用せずに形成される層よりも厚い。
材料（例えば、予め変形された材料、変形した材料および／または硬化した材料）は、元素金属、金属合金、セラミック、または非晶質の元素炭素の同素体を備えうる。元素炭素の同素体は、非晶質炭素、グラファイト、グラフェン、ダイヤモンド、またはフラーレンを含んでもよい。フラーレンは、球状、楕円体状、線形、および管状フラーレンから成る群から選択されてもよい。フラーレンは、バッキーボールまたはカーボンナノチューブを含んでもよい。セラミック材料は、セメントを含んでもよい。セラミック材料は、アルミナを含んでもよい。材料は、砂、ガラス、または石を含んでもよい。一部の実施形態では、材料は、有機材料（例えば、ポリマーまたは樹脂）を含んでもよい。有機材料は、炭化水素を含んでもよい。ポリマーは、スチレンを含んでもよい。有機材料は、炭素原子および水素原子を含んでもよい。有機材料は、炭素原子および酸素原子を含んでもよい。有機材料は、炭素原子および窒素原子を含んでもよい。有機材料は、炭素原子および硫黄原子を含んでもよい。一部の実施形態では、材料は、有機材料を除外してもよい。材料は、固体または液体を含んでもよい。一部の実施形態では、材料は、ケイ素系材料、例えばケイ素系ポリマーまたは樹脂を含んでもよい。材料は、有機ケイ素系材料を含んでもよい。材料は、ケイ素原子および水素原子を含んでもよい。材料は、ケイ素原子および炭素原子を含んでもよい。一部の実施形態では、材料は、シリコン系材料を除外してもよい。固体材料は粉末材料を含んでもよい。粉末材料は、コーティング（例えば、有機材料（例えば、プラスチックコーティング）などの有機コーティング）によってコーティングされていてもよい。材料は、有機材料を欠いていてもよい。液体材料は、リアクタ、小胞、または液滴内へと区画化されてもよい。区画化された材料は１つ以上の層内に区画化されてもよい。材料は、第２の材料を含む合成材料であってもよい。第２の材料は強化材料（例えば、ファイバーを形成するもの）とすることができる。強化材料は、炭素繊維、Ｋｅｖｌａｒ（登録商標）、Ｔｗａｒｏｎ（登録商標）、超高分子量ポリエチレン、またはガラス繊維を含んでもよい。材料は粉末（例えば、粒状材料）またはワイヤを含むことができる。
材料は粉末材料を含んでもよい。材料は固体材料を含んでもよい。材料は、１つ以上の粒子またはクラスタを含んでもよい。本明細書で使用される場合、「粉末」という用語は、一般に細かい粒子を有する固体を指す。粉末は「粒子材料」とも称される場合がある。粉末は粒状材料であってもよい。粉末粒子は、微粒子を含んでもよい。粉末粒子は、ナノ粒子を含んでもよい。一部の実施例において、粉末は、少なくとも約５ナノメートル（ｎｍ）、１０ｎｍ、２０ｎｍ，３０ｎｍ、４０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、または１００μｍの平均の基本的な長さスケールを有する。粉末を含む粒子は、最大でも約１００μｍ、８０μｍ、７５μｍ、７０μｍ、６５μｍ、６０μｍ、５５μｍ、５０μｍ、４５μｍ、４０μｍ、３５μｍ、３０μｍ、２５μｍ、２０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、５μｍ、１μｍ、５００ｎｍ、４００ｎｍ、３００ｎｍ、２００ｎｍ、１００ｎｍ、５０ｎｍ、４０ｎｍ、３０ｎｍ、２０ｎｍ、１０ｎｍ、または５ｎｍの平均基本的長さスケールを有してもよい。一部の事例において、粉末は、上に列挙した平均粒径の基本的な長さスケールの任意の値の間の平均の基本的な長さスケールを有してもよい（例えば、約５ｎｍ〜約１００μｍ、約１μｍ〜約１００μｍ、約１５μｍ〜約４５μｍ、約５μｍ〜約８０μｍ、約２０μｍ〜約８０μｍ、または約５００ｎｍ〜約５０μｍ）。
粉末は個々の粒子から成ることができる。個々の粒子は、球状、楕円体状、角柱状、立方体状、または不規則な形状とすることができる。粒子は基本的な長さスケールを有することができる。粉末は均質な形状の粒子混合物から成ることができ、すべての粒子は実質的に同一の形状で、かつ基本的な長さスケールの分布が最大でも１％、５％、８％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、５０％、６０％、または７０％以内の基本的な長さスケールの程度である。一部の事例では、粉末は異質の混合物とすることができ、粒子は変動可能な形状および／または基本的な長さスケールの程度を有する。
層の少なくとも部分は、引き続いて硬化した（例えば固化した）した３Ｄ物体の少なくとも一区分（本明細書では「一部分」または「一部」も使用する）を形成しうる変形した材料に変形することができる。時々、変形されたまたは硬化した材料の層は、３Ｄ物体の断面（例えば、水平断面）を含む場合がある。時々、変形したまたは硬化した材料の層は、３Ｄ物体の断面からの偏差を含みうる。偏差は、垂直または水平方向方向の偏差を含みうる。予め変形された材料は、粉末材料としてもよい。予め変形された材料層（またはその一部分）は、少なくともも約０．１マイクロメートル（μｍ）、０．５μｍ、１．０μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、または１０００μｍの厚さ（例えば、層の高さ）を有することができる。予め変形された材料層（またはその一部）は、最大で、約１０００μｍ、９００μｍ、８００μｍ、７００μｍ、６０μｍ、５００μｍ、４５０μｍ、４００μｍ、３５０μｍ、３００μｍ、２５０μｍ、２００μｍ、１５０μｍ、１００μｍ、７５μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、５μｍ、１μｍ、または０．５μｍの厚みを有することができる。予め変形された材料の層（またはその一部分）は、上述の層の厚さの値の間の任意の値を有してもよい（例えば、約０．１μｍ〜約１０００μｍ、約１μｍ〜約８００μｍ、約２０μｍ〜約６００μｍ、約３０μｍ〜約３００μｍ、または約１０μｍ〜約１０００μｍ）。
一部の実施形態において、材料床内の少なくとも１つの層の材料組成物は、材料床における少なくとも１つの他の層内の材料組成物とは異なる。差（例えば変動）は、結晶または粒子構造における差を含んでもよい。変動は、粒子配向の変動、材料密度の変動、粒子境界に対する化合物偏析の程度の変動、粒子境界に対する元素偏析の程度の変動の変動、材料相の変動、冶金学的相の変動、材料空隙率の変動、結晶相の変動、または結晶構造の変動を含んでもよい。印刷された物体の微細構造は、平面構造、セル構造、柱状デンドライト構造、または等軸デンドライト構造を備えてもよい。
一部の実施例において、材料床における少なくとも１つの層の予め変形された材料は、材料床における少なくとも１つ他の層内の予め変形された材料のＦＬＳとは、その粒子（例えば、粉末粒子）のＦＬＳが異なっている。層は、２つ以上の材料タイプを任意の組み合わせで含んでもよい。例えば、２つ以上の元素金属、２つ以上の金属合金、２つ以上のセラミック、２つ以上の元素炭素の同素体。例えば、元素金属と金属合金、元素金属とセラミック、元素金属と元素炭素の同素体、金属合金とセラミック、金属合金と元素炭素の同素体、セラミックと元素炭素の同素体。一部の実施形態において、３Ｄ印刷プロセスの間に堆積した予め変形された材料のすべての層は、同一の材料組成物のものである。一部の実例では、金属合金は材料床の少なくとも一部分を変形するプロセスの間にｉｎ ｓｉｔｕで形成される。一部の実例では、金属合金は材料床の少なくとも一部分を変形するプロセスの間にｉｎ ｓｉｔｕで形成されない。一部の実例では、金属合金は材料床の少なくとも一部分を変形するプロセスの前に形成される。多数の（例えば混合物）予め変形された（例えば、粉末）材料において、１つの予め変形された材料は、支持部（つまり、支持粉末）として、絶縁体として、冷却部材として（例えば、ヒートシンク）、またはそれらの任意の組み合わせとして使用されてもよい。冷却部材は、第６２／２５２，３３０号、Ｕ．Ｓ．第６２／３１７，０７０号、第６２／３９６，５８４号、ＰＣＴ／ＵＳ１５／３６８０２号、またはＰＣＴ／ＵＳ１６／５９７８１号（これらの全ては参照により全体が本明細書に組み込まれる）に開示されるいずれかの冷却部材とすることができる。
一部の実例では、材料床における隣接する構成要素は１つ以上の介在層によって相互に分離される。一例では、第１層が第２層と直接接触するとき、第１層は第２層に隣接する。別の例では、第１層が少なくとも１つの層（例えば、第３層）によって第２層から分離されるとき、第１層は第２層に隣接する。介在層は本明細書で開示される任意の層サイズとしうる。
時々、予め変形された材料は、材料が所望の、および／または別の方法で予め決められた、３Ｄ物体の材料となるように選ばれる。一部の事例では、３Ｄ物体の層は単一のタイプの材料を含む。例えば、３Ｄ物体の層は単一の元素金属タイプ、または単一の金属合金タイプを含むことができる。一部の実施例では、３Ｄ物体内の層は、いくつかのタイプの材料（例えば、元素金属と合金、合金とセラミック、合金と元素炭素の同素体）を含んでもよい。特定の実施形態では、各タイプの材料はそのタイプの単一の部材のみを備える。例えば、元素金属の単一の部材（例えば、鉄）、金属合金の単一の部材（例えば、ステンレス鋼）、セラミック材料の単一の部材（例えば、炭化ケイ素もしくは炭化タングステン）、または元素炭素の単一の部材（例えば、同素体）（例えば、グラファイト）。一部の事例では、３Ｄ物体の層は２つ以上のタイプの材料を含む。一部の事例では、３Ｄ物体の層は１つの材料タイプの２つ以上の部材を含む。
元素金属は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、遷移金属、希土類元素金属、または別の金属とすることができる。アルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、またはフランシウムとすることができる。アルカリ土類金属は、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、またはラジウムとすることができる。遷移金属は、スカンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、イットリウム、ジルコニウム、白金、金、ラザフォージウム、ドブニウム、シーボーギウム、ボーリウム、ハシウム、マイトネリウム、ウンウンビウム、ニオブ、イリジウム、モリブデン、テクネチウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、またはオスミウムとすることができる。遷移金属は水銀とすることができる。希土類金属はランタニドまたはアクチニドとすることができる。ランタニド金属は、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユーロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、またはルテチウムとすることができる。アクチニド金属は、アクチニウム、トリウム、プロトアクチニウム、ウラン、ネプツニウム、プルトニウム、アメリシウム、キュリウム、バークリウム、カリホルニウム、アインスタイニウム、フェルミウム、メンデレビウム、ノーベリウム、またはローレンシウムとすることができる。他の金属は、アルミニウム、ガリウム、インジウム、スズ、タリウム、鉛、またはビスマスとすることができる。
金属合金は、鉄系合金、ニッケル系合金、コバルト系合金、クロム系合金、コバルト−クロム系合金、チタン系合金、マグネシウム系合金、銅系合金、またはこれらの任意の組み合わせとすることができる。合金は耐酸化性または耐腐食性合金を含んでもよい。合金は超合金（例えば、インコネル）を含んでもよい。超合金は、インコネル６００、６１７、６２５、６９０、７１８、またはＸ−７５０を含んでもよい。金属（例えば、合金または元素）は、航空宇宙（航空宇宙超合金）、ジェットエンジン、ミサイル、自動車、海洋、機関車、衛星、軍事、石油および天然ガス、エネルギー生成、半導体、ファッション、建築、農業、印刷、または医療を含む産業での用途のために使用される合金を含んでもよい。金属（例えば、合金または元素金属）は、デバイス、医療機器（ヒト用および獣医用）、医療機器、携帯電話、半導体機器、発電機、エンジン、ピストン、電子機器（例えば、電子回路）、電子装置、農業用装置、モーター、ギヤ、トランスミッション、通信装置、コンピュータ装置（例えば、ラップトップ、携帯電話、ｉ−ｐａｄ（登録商標））、空調、発電機、家具、楽器、美術、宝石、調理器具、またはスポーツ用品を含む製品のために使用される合金を含んでもよい。金属（例えば、合金または元素金属）は、移植または人工装具を含むヒトに対するまたは獣医用の用途の製品に使用される合金を含んでもよい。金属合金は、ヒトのまたは獣医の手術、移植（例えば、歯の）、または人工装具を含む分野での用途に使用される合金を含んでもよい。
合金は、超合金を含んでもよい。合金は、高性能合金を含んでもよい。合金は、優れた機械的強度、熱クリープ変形に対する耐性、良好な表面安定性、耐腐食性、および酸化に対する耐性のうちの少なくとも１つを呈する合金を含んでもよい。合金は、面心立方オーステナイト結晶構造を含んでもよい。合金は、Ｈａｓｔｅｌｌｏｙ、Ｉｎｃｏｎｅｌ、Ｗａｓｐａｌｏｐｙ、Ｒｅｎｅ合金（例えば、Ｒｅｎｅ−８０、Ｒｅｎｅ−７７、Ｒｅｎｅ−２２０、またはＲｅｎｅ−４１）、Ｈａｙｎｅｓ合金（例えば、Ｈａｙｎｅｓ ２８２）、Ｉｎｃｏｌｏｙ、ＭＰ９８Ｔ、ＴＭＳ合金、ＭＴＥＫ（例えば、ＭＴＥＫグレードＭＡＲ−Ｍ−２４７、ＭＡＲ−Ｍ−５０９、ＭＡＲ−Ｍ−Ｒ４１、またはＭＡＲ−Ｍ−Ｘ−４５）、またはＣＭＳＸ（例えば、ＣＭＳＸ−３、またはＣＭＳＸ−４）を含んでもよい。合金は、単一の結晶合金とすることができる。
一部の実例では、鉄合金としては、エリンバー、フェルニコ、フェロアロイ、インバー、鉄水素化物、コバール、銑鉄、スタバロイ（ステンレス鋼）、または鋼が挙げられる。一部の実例では、金属合金は鋼である。フェロアロイは、フェロボロン、フェロセリウム、フェロクロム、フェロマグネシウム、フェロマンガン、フェロモリブデン、フェロニッケル、フェロホスホル、フェロシリコン、フェロチタン、フェロウラン、またはフェロバナジウムを含んでもよい。鉄合金は鋳鉄または銑鉄を含んでもよい。鋼は、ブラット鋼、クロモリ、るつぼ鋼、ダマスカス鋼、ハッドフィールド鋼、高速度鋼、ＨＳＬＡ鋼、マルエージング鋼（例えば、Ｍ３００）、レイノルズ５３１、ケイ素鋼、バネ鋼、ステンレス鋼、工具鋼、耐候性鋼、またはウーツ鋼を含んでもよい。高速度鋼はマシェット鋼を含んでもよい。ステンレス鋼はＡＬ−６ＸＮ、アロイ２０、ｃｅｌｅｓｔｒｉｕｍ、マリングレードステンレス、マルテンサイトステンレス鋼、サージカルステンレス鋼、またはＺｅｒｏｎ １００を含んでもよい。工具鋼はシルバースチールを含んでもよい。鋼は、ステンレス鋼、ニッケル鋼、ニッケル−クロム鋼、モリブデン鋼、クロム鋼、クロム−バナジウム鋼、タングステン鋼、ニッケル−クロム−モリブデン鋼、またはケイ素マンガン鋼を含んでもよい。鋼は、４４０Ｆ、４１０、３１２、４３０、４４０Ａ、４４０Ｂ、４４０Ｃ、３０４、３０５、３０４Ｌ、３０４Ｌ、３０１、３０４ＬＮ、３０１ＬＮ、２３０４、３１６、３１６Ｌ、３１６ＬＮ、３１７Ｌ、２２０５、４０９、９０４Ｌ、３２１、２５４ＳＭＯ、３１６Ｔｉ、３２１Ｈ、１７−４、１５−５、４２０、または３０４Ｈなどの任意の米国自動車技術者協会（ＳＡＥ）グレードのものから成ってもよい。鋼は、オーステナイト、スーパーオーステナイト、フェライト、マルテンサイト、二相、および析出硬化型マルテンサイトから成る群から選択される少なくとも１つの結晶構造のステンレス鋼を含んでもよい。二相ステンレス鋼は、リーン二相、スタンダード二相、スーパー二相、またはハイパー二相であってもよい。ステンレス鋼は、サージカルグレードステンレス鋼、例えば、オーステナイト３１６、マルテンサイト４２０、またはマルテンサイト４４０）を含んでもよい。オーステナイト３１６ステンレス鋼は、３１６ＬＶＭを含んでもよい。鋼は、１７−４析出硬化型鋼（タイプ６３０、クロム−銅析出硬化型ステンレス鋼、１７−４ＰＨ鋼としても知られる）を含んでもよい。
チタン系合金は、α合金、ニアα合金、αおよびβ合金、またはβ合金を含んでもよい。チタン合金は１、２、２Ｈ、３、４、５、６、７、７Ｈ、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１６Ｈ、１７、１８、１９、２０、２１、２、２３、２４、２５、２６、２６Ｈ、２７、２８、２９、３０、３１、３２、３３、３４、３５、３６、３７、３８、またはこれ以上のグレードを含んでもよい。一部の実例では、チタン系合金は、Ｔｉ−６Ａｌ−４ＶまたはＴｉ−６Ａｌ−７Ｎｂを含む。
ニッケル合金は、アルニコ、アルメル、クロメル、白銅、フェロニッケル、洋銀、ハステロイ、インコネル、モネル金属、ニクロム、ニッケル−炭素、ナイクロシル、ナイシル、ニチノール、ハステロイＸ、コバルトクロム、または磁気的「軟性」合金を含んでもよい。軟磁性合金は、ミューメタル、パーマロイ、スーパーマロイ、または真鍮を含んでもよい。真鍮は、ニッケル水素、ステンレス、またはコインシルバーを含んでもよい。コバルト合金は、Ｍｅｇａｌｌｉｕｍ、ステライト（例えば、タロナイト）、Ｕｌｔｉｍｅｔ、またはビタリウムを含んでもよい。クロム合金は、水酸化クロム、またはニクロムを含んでもよい。
アルミニウム合金は、ＡＡ−８０００、Ａｌ−Ｌｉ（アルミニウム−リチウム）、アルニコ、ジュラルミン、Ｈｉｄｕｍｉｎｉｕｍ、Ｋｒｙｒｏｎ Ｍａｇｎａｌｉｕｍ、ナンベ、スカンジウム−アルミニウム、またはＹ合金を含んでもよい。マグネシウム合金は、エレクトロン、マグノックス、またはＴ−Ｍｇ−Ａｌ−Ｚｎ（Ｂｅｒｇｍａｎ相）合金であってもよい。
銅合金は、ヒ素銅、ベリリウム銅、ビロン、真鍮、青銅、コンスタンタン、水素化銅、銅−タングステン、コリント青銅、キュニフェ、白銅、シンバル合金、デバルダ合金、エレクトラム、ヘパテゾ、ホイスラー合金、マンガニン、モリブドカルコス、洋白、ノルディック・ゴールド、赤銅、またはトゥンバガを含んでもよい。真鍮は、カラミン黄銅、チャイニーズシルバー、ダッチメタル、ギルディングメタル、マンツメタル、金色銅、プリンスメタル、またはトムバックを含んでもよい。青銅は、アルミニウム青銅、ヒ青銅、ベルメタル、フィレンツェ青銅、Ｇｕａｎｉｎ、ガンメタル、グリュシデュール、リン青銅、オルモル、またはスペキュラム合金を含んでもよい。銅合金は、高温の銅合金（例えば、ＧＲＣｏｐ−８４）としてもよい。
一部の実施例では、材料（例えば粉末材料）は材料を含み、その構成物質（例えば、原子または分子）がそれらの外殻電子を容易に失い、結果として電子の流動自在なクラウドがそれらのそうでなければ固体である配設の中にもたらされる。一部の実施例において、材料は、高い電気伝導率、低い電気抵抗率、高い熱伝導度、または高い密度（例えば、周囲温度（例えば、室温、または２０℃において測定される））に特徴付けられる。高い電気伝導率は少なくとも約１＊１０５ジーメンス毎メートル（Ｓ／ｍ）、５＊１０５Ｓ／ｍ、１×＊１０６Ｓ／ｍ、５×＊１０６Ｓ／ｍ、１＊１０７Ｓ／ｍ、５＊１０７Ｓ／ｍ、または１＊１０８Ｓ／ｍとすることができる。記号「＊」は数学的演算「かける」または「乗算」を示す。高い熱伝導度は、上述の熱伝導度値の間の任意の値とすることができる（例えば、１＊１０５Ｓ／ｍ〜約１＊１０８Ｓ／ｍ）。低い電気抵抗率は最大でも約１＊１０−５オームかけるメートル（Ω＊ｍ）、５＊１０−６Ω＊ｍ、１＊１０−６Ω＊ｍ、５＊１０−７Ω＊ｍ、１＊１０−７Ω＊ｍ、５＊１０−８、または１＊１０−８Ω＊ｍであってもよい。低い電気抵抗率は、上述の電気抵抗率の間の任意の値とすることができる（例えば、約１×１０−５Ω＊ｍ〜約１×１０−８Ω＊ｍ）。高い熱伝導度は、少なくとも約２０ワット毎メートル毎ケルビン（Ｗ／ＭＫ）、５０Ｗ／ＭＫ、１００Ｗ／ＭＫ、１５０Ｗ／ＭＫ、２００Ｗ／ＭＫ、２０５Ｗ／ＭＫ、３００Ｗ／ＭＫ、３５０Ｗ／ＭＫ、４００Ｗ／ＭＫ、４５０Ｗ／ＭＫ、５００Ｗ／ＭＫ、５５０Ｗ／ＭＫ、６００Ｗ／ＭＫ、７００Ｗ／ＭＫ、８００Ｗ／ＭＫ、９００Ｗ／ＭＫ、または１０００Ｗ／ＭＫであってもよい。高い熱伝導度は、上述の熱伝導度値の間の任意の値とすることができる（例えば、約２０Ｗ／ｍｋ〜約１０００Ｗ／ｍｋ）。高い密度は、少なくとも約１．５グラム毎立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３）、２ｇ／ｃｍ３、３ｇ／ｃｍ３、４ｇ／ｃｍ３、５ｇ／ｃｍ３、６ｇ／ｃｍ３、７ｇ／ｃｍ３、８ｇ／ｃｍ３、９ｇ／ｃｍ３、１０ｇ／ｃｍ３、１１ｇ／ｃｍ３、１２ｇ／ｃｍ３、１３ｇ／ｃｍ３、１４ｇ／ｃｍ３、１５ｇ／ｃｍ３、１６ｇ／ｃｍ３、１７ｇ／ｃｍ３、１８ｇ／ｃｍ３、１９ｇ／ｃｍ３、２０ｇ／ｃｍ３、または２５ｇ／ｃｍ３であってもよい。高い密度は、上述の密度値の間の任意の値とすることができる（例えば、約１ｇ／ｃｍ３〜約２５ｇ／ｃｍ３）。
一部の実施例において金属材料（例えば、元素金属または金属合金）は、例えば、酸素、イオウ、または窒素などの少量の非金属材料含む。一部の事例では、金属材料は微量の非金属材料を含む。微量は、最大でも約１０００００百万分率（ｐｐｍ）、１００００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、４００ｐｐｍ、２００ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、５０ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、５ｐｐｍ、または１ｐｐｍ（重量基準で、ｗ／ｗ）の非金属材料とすることができる。微量は、少なくとも約１０ｐｐｔ、１００ｐｐｔ、１ｐｐｂ、５ｐｐｂ、１０ｐｐｂ、５０ｐｐｂ、１００ｐｐｂ、２００ｐｐｂ、４００ｐｐｂ、５００ｐｐｂ、１０００ｐｐｂ、１ｐｐｍ、１０ｐｐｍ、１００ｐｐｍ、５００ｐｐｍ、１０００ｐｐｍ、または１００００ｐｐｍ（重量基準で、ｗ／ｗ）の非金属材料を含むことができる。微量は、上述の微量の間の任意の値（例えば、約１０兆分率（ｐｐｔ）〜約１０００００ｐｐｍ、約１ｐｐｂ〜約１０００００ｐｐｍ、約１ｐｐｍ〜約１００００ｐｐｍ、または約１ｐｐｂ〜約１０００ｐｐｍとすることができる。
３Ｄ物体の中の１つ以上の層は実質的に平面状（例えば、平ら）としてもよい。層の平面性は実質的に均一としてもよい。特定の位置における層の高さを平均平面と比較してもよい。平均平面は、硬化した材料の層の表面の最上部の最小二乗平面適合によって画定されうる。平均平面は、硬化した材料の層の頂部表面上の各点において材料高さを平均化することによって計算される平面であってもよい。硬化した材料の平面状の層の表面における任意の点からの偏差は、硬化した材料の層の高さ（例えば、厚さ）の最大で２０％、１５％、１０％、５％、３％、１％、または０．５％としてもよい。実質的に平面状の１つ以上の層は大きい湾曲の半径を有してもよい。図１７は、湾曲の半径を有する、平面状の層（層番号１〜４）および非平面状の層（例えば、層番号５〜６）を備える３Ｄ物体１７１２の垂直断面の実施例を示す。図１７の１７１６と１７１７は、湾曲の半径「ｒ」を有する円１７１５上の湾曲した層の重層である。１つ以上の層は表面の湾曲半径に等しい湾曲の半径を有してもよい。湾曲の半径は、無限に等しくてもよい（例えば、層が平面状であるとき）。層表面（例えば、３Ｄ物体の全ての層）の湾曲の半径は、少なくとも約０．１センチメートル（ｃｍ）、０．２ｃｍ、０．３ｃｍ、０．４ｃｍ、０．５ｃｍ、０．６ｃｍ、０．７ｃｍ、０．８ｃｍ、０．９ｃｍ、１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、２０ｃｍ、３０ｃｍ、４０ｃｍ、５０ｃｍ、６０ｃｍ、７０ｃｍ、８０ｃｍ、９０ｃｍ、１メートル（ｍ）、１．５ｍ、２ｍ、２．５ｍ、３ｍ、３．５ｍ、４ｍ、４．５ｍ、５ｍ、１０ｍ、１５ｍ、２０ｍ、２５ｍ、３０ｍ、５０ｍ、または１００ｍの値を有してもよい。層表面（例えば、３Ｄ物体の全ての層）の湾曲の半径は、湾曲の半径の上述の値のいずれかの間の任意の値を有してもよい（例えば、約１０ｃｍ〜約９０ｍ、約５０ｃｍ〜約１０ｍ、約５ｃｍ〜約１ｍ、約５０ｃｍ〜約５ｍ、約５ｃｍ〜無限、または約４０ｃｍ〜約５０ｍ）。一部の実施形態において、湾曲の無限半径を有する層は、平面状の層である。一部の実施例において、１つ以上の層は、３Ｄ物体の平面のセクション中に含まれてもよく、あるいは、平面状の３Ｄ物体（例えば、平らな平面）でもよい。一部の実例において、３Ｄ物体の中の少なくとも１つの層は、本明細書に記述される湾曲の半径を有する。
一部の実施例において、３Ｄ物体は、層状３Ｄ構造の層化平面Ｎを備える。３Ｄ物体は、３Ｄ物体の表面上に属する点Ｘおよび点Ｙを備えてもよく、ＸはＹから少なくとも約１０．５ミリメートル以上離間している。図１８は、３Ｄ物体の表面上の点ＸとＹの実施例を示す。一部の実施形態では、ＸはＹから本明細書に開示する補助的な支持特徴部間隔距離だけ離間している。一部の実施例において、Ｘを中心とする半径ＸＹの球は、１つ以上の補助的な支持特徴部の存在または除去を示す１つ以上の補助的な支持部または１つ以上の補助的な支持部の跡が無い。一部の実施形態では、ＹはＸから少なくとも約１０．５ミリメートル以上離間している。一部の実施例において、直線ＸＹとＮに垂直な方向との間の鋭角は約４５度〜約９０度であってもよい。直線ＸＹと層化平面に垂直な方向との間の鋭角は本明細書に開示する鋭角アルファの値であってもよい。直線ＸＹとＮに垂直な方向との間の角が９０度より大きいとき、余角を考慮する。層構造は、本明細書に記述される３Ｄ印刷のために使用される任意の材料を含んでもよい。３Ｄ構造の各層は単一の材料または複数の材料で作成することができる。しばしば層の一部は１つの材料を含んでもよく、別の一部は第１の材料とは異なる第２の材料を含んでもよい。３Ｄ物体の層は複合材料から成る場合がある。３Ｄ物体は複合材料から成る場合がある。３Ｄ物体は、機能傾斜材料を含んでもよい。
一部の実施形態では、生成された３Ｄ物体は、３Ｄ物体（例えば、要求された３Ｄ物体）のモデルと比べて少なくとも約５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ、５５μｍ、６０μｍ、６５μｍ、７０μｍ、７５μｍ、８０μｍ、８５μｍ、９０μｍ、９５μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、６００μｍ、７００μｍ、８００μｍ、９００μｍ、１０００μｍ、１１００μｍ、または１５００μｍ、の精度で生成される。一部の実施形態では、生成された３Ｄ物体は、３Ｄ物体のモデルと比べて最大で約５μｍ，１０μｍ，１５μｍ，２０μｍ，２５μｍ，３０μｍ，３５μｍ，４０μｍ，４５μｍ，５０μｍ，５５μｍ，６０μｍ，６５μｍ，７０μｍ，７５μｍ，８０μｍ，８５μｍ，９０μｍ，９５μｍ，１００μｍ，１５０μｍ，２００μｍ，２５０μｍ，３００μｍ，４００μｍ，５００μｍ，６００μｍ，７００μｍ，８００μｍ，９００μｍ，１０００μｍ，１１００μｍ，または１５００μｍの精度で生成される。３Ｄ物体のモデルと比べて、生成された３Ｄ物体は、上述の値の間の任意の精度値で生成されてもよい（例えば、約５μｍ〜約１００μｍ、約１５μｍ〜約３５μｍ、約１００μｍ〜約１５００μｍ、約５μｍ〜約１５００μｍ、約４００μｍ〜約６００μｍ）。
一部の状況では、変形した材料の硬化した層は変形する（例えば、３Ｄ印刷の間および／または後）。例えば、変形は、硬化した材料の均一な平面状の層からの高さの偏差の原因となる。硬化した材料の層の平面状の表面の高さの均一性（例えば、平均の表面の高さからの偏差）は、少なくとも約１００μｍ、９０μｍ、８０μｍ、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、または５μｍとしてもよい。硬化した材料の層の平面状の表面の高さの均一性は、最大で約１００μｍ、９０μｍ、８０、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、または５μｍとしてもよい。硬化した材料の層の平面状の表面の高さの均一性は、上述の高さ偏差の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約１００μｍ〜約５μｍ、約５０μｍ〜約５μｍ、約３０μｍ〜約５μｍ、または約２０μｍ〜約５μｍ）。例えば、高さの均一性は、３Ｄ印刷の高さの精度の均一性に含まれる。一部の実施形態では、３Ｄ物体の解像度は、少なくとも約１００ドット毎インチ（ｄｐｉ）、３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉ、２４００ｄｐｉ、３６００ｄｐｉ、または４８００ｄｐｉである。一部の実施形態では、３Ｄ物体の解像度は、最大で約１００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ、６００ｄｐｉ、１２００ｄｐｉ、２４００ｄｐｉ、３６００ｄｐｉ、または４８００ｄｉｐである。３Ｄ物体の解像度は、上述の値の間の任意の値（例えば、１００ｄｐｉ〜４８００ｄｐｉ、３００ｄｐｉ〜２４００ｄｐｉ、または６００ｄｐｉ〜４８００ｄｐｉ）としてもよい。
一部の実施形態では、硬化した材料の層の高さの均一性は、少なくとも約約１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、または１０ｍｍの幅または長さ、少なくとも１０ｍｍ、９ｍｍ、８ｍｍ、７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、４００μｍ、３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、９０μｍ、８０μｍ、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、または１０μｍの高さの偏差を有する層表面の一部分にわたって存続する。一部の実施形態において、硬化した材料の層の高さの均一性は、最大で約１０ｍｍ、９ｍｍ、８ｍｍ、７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、４００μｍ、３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、９０μｍ、８０、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、または１０μｍの幅または長さを有する標的表面の一部分にわたって存続する。硬化した材料の層の高さの均一性は、上述の幅の値または長さの値の間の任意の値の幅または長さを有する（例えば、約１０ｍｍ〜約１０μｍ、約１０ｍｍ〜約１００μｍ、または約５ｍｍ〜約５００μｍ）、標的表面の一部にわたって存続しうる。
硬化した材料および／またはその任意の部品（例えば、硬化した材料の層）の特徴は、以下の測定手法のいずれかによって測定することができる。例えば、ＦＬＳ値（例えば、幅）、高さの均一性、補助的な支持部の空間、および／または３Ｄ物体およびその任意の構成要素（例えば、硬化した材料の層）の層の湾曲の半径は、以下の測定手法のいずれかによって測定されうる。開口ポートのＦＬＳは、以下の１つ以上の測定手法によって測定されうる。測定手法は、顕微鏡法（例えば、本明細書に記載の顕微鏡法）を含みうる。測定手法は、座標測定器（ＣＭＭ）、測定プロジェクタ、ビジョン測定システム、および／またはゲージを含みうる。ゲージは、ゲージ間隔計（例えば、キャリバー）とすることができる。ゲージは、通り止まり（ｇｏ−ｎｏ−ｇｏ）ゲージとすることができる。測定手法は、キャリバー（例えば、バーニアキャリバー）、正のレンズ、干渉計、またはレーザー（例えば、トラッカー）を含みうる。測定手法は、接触的方法または非接触的方法によるものを含んでもよい。測定手法は、１つ以上のセンサー（例えば、光学センサーおよび／または測定センサー）を備えてもよい。測定手法は、計測測定装置（例えば、計測センサーを使用する）を備えてもよい。測定は、モーターエンコーダ（例えば、回転および／または直線形）を含みうる。測定手法は、電磁ビーム（例えば、可視またはＩＲ）の使用を含んでもよい。顕微鏡法は、超音波または核磁気共鳴を含みうる。顕微鏡法は、光学顕微鏡を含みうる。顕微鏡法は、電磁、電子、または近位プローブ顕微鏡を含みうる。電子顕微鏡は、スキャン、トンネル、Ｘ線、フォト、またはオージェ電子顕微鏡を含みうる。電磁顕微鏡は、共焦点顕微鏡、立体鏡顕微鏡、または複合顕微鏡を含みうる。顕微鏡法は、倒立顕微鏡および／または非倒立顕微鏡を含みうる。近位プローブ顕微鏡は、原子間力顕微鏡、走査トンネル顕微鏡、または本明細書に記述する任意のその他の顕微鏡を含みうる。顕微鏡測定は画像分析システムの使用を含みうる。測定は、周囲温度（例えば、室温）において行われてもよい。
３Ｄ物体の微細構造（例えば、溶融プールの）は、顕微鏡法（例えば、本明細書に記述する任意の顕微鏡法）によって測定しうる。微細構造は、接触的方法または非接触的方法によって測定されてもよい。微細構造は、電磁ビーム（例えば、可視またはＩＲ）を使用して測定されてもよい。微細構造測定は、デンドライトアーム間隔および／または第２のデンドライトアーム間隔を評価することを含みうる（例えば、顕微鏡を使用する）。顕微鏡測定は画像分析システムの使用を含みうる。測定は、周囲温度（例えば、室温）において行われてもよい。
チャンバに関連する様々な距離は、以下の測定技術のいずれかを使用して測定することができる。チャンバ内の様々な距離は、以下の測定技術のいずれかを使用して測定することができる。例えば、空隙距離（例えば、冷却部材から材料床の露出した表面まで）は、以下の測定技術のいずれかを使用して測定しうる。測定技術は、干渉法および／またはクロマティック共焦点測定を含みうる。測定技術は、少なくとも１つのモーターエンコーダ（回転、直線）を含みうる。測定技術は、１つ以上のセンサー（例えば、光学センサーおよび／または測定センサー）を備えてもよい。測定技術は、少なくとも１つの誘導性センサーを含みうる。測定技術は、電磁ビーム（例えば、可視またはＩＲ）を含んでもよい。測定は、周囲温度（例えば、室温）において行われてもよい。
本明細書に記述する方法は、相互から約１ｍｍ〜約１０ｍｍの距離だけ分離した、分注された材料を含む露出した表面の一部分が、約１００μｍｍ〜約５μｍの高さ偏差を有するような、材料床の露出した表面（例えば、粉末床の頂部）にわたる表面均一性を提供することができる。本明細書に記述する方法は、少なくとも１つの平面（例えば、水平平面）で、材料床の露出した表面（例えば、材料床の頂部）で作り出される平均平面（例えば、水平平面）と比較して最大で約２０％、１０％、５％、２％、１％、または０．５％の予め変形された材料（例えば、粉末）の層の平面の均一性からの偏差を達成しうる。高さの偏差は１つ以上のセンサー（例えば、光学センサー）を使用することで測定することができる。
３Ｄ物体は、様々な用途のために好適である場合がある様々な表面粗さプロファイル有することができる。表面粗さは、実表面の垂直な方向のベクトルの理想形態からの偏差であってもよい。表面粗さは粗さプロファイルの算術平均として測定されうる（以下「Ｒａ」と記す）。一部の実施例において、形成された３Ｄ物体は、最大で約３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、７５μｍ、５０μｍ、４５μｍ、４０μｍ、３５μｍ、３０μｍ、２５μｍ、２０μｍ、１５μｍ、１０μｍ、７μｍ、または５μｍのＲａ値を有することができる。３Ｄ物体は、上述のＲａ値のいずれかの間のＲａ値を有することができる（例えば、約３００μｍ〜約５μｍ、約３００μｍ〜約４０μｍ、約１００μｍ〜約５μｍ、または約１００μｍ〜約２０μｍ）。Ｒａ値は、接触的方法または非接触的方法によって測定されてもよい。Ｒａ値は、粗さ測定器によって、および／または顕微鏡法（例えば、本明細書に記述される任意の顕微鏡法）によって測定されてもよい。測定は、周囲温度（例えば、室温）において行われてもよい。粗さは、接触的方法または非接触的方法によって測定されてもよい。粗さの測定は、１つ以上のセンサー（例えば、光学センサー）を備えてもよい。粗さ測定は、計測測定装置（例えば、計測センサーを使用する）を備えてもよい。粗さは、電磁ビーム（例えば、可視またはＩＲ）を使用して測定されてもよい。
３Ｄ物体は、変形した材料（例えば、融合した、焼結した、溶融した、連結した、または別の方法で接続された粉末材料）を起源とする固体材料の連続的な層（例えば、連続的な断面）から成ってもよい。変形された予め変形された材料は、その変形の一部として硬化した（例えば、固化した）材料に接続されてもよい。硬化した材料は、同一の層、または別の層（例えば、以前に形成された硬化した材料の層）の中に属してもよい。一部の実施例では、硬化した材料は３Ｄ物体の未接続の部品を含み、これは引き続いて新しく変形した（例えば、予め変形された材料を融合する、焼結する、溶融する、結合する、または別の方法で接続することによって）材料によって接続される。
生成された（すなわち、形成された）３Ｄ物体の断面（例えば、垂直断面）は、層化した堆積を示す微細構造または粒子構造を明らかにする場合がある。理論に束縛されるものではないが、変形された粉末材料の固化に起因して微細構造または粒子構造を生じる場合があり、これは３Ｄ印刷方法では典型的であり、かつ／または３Ｄ印刷方法を示す。例えば、断面は、固化した溶融プールを示すさざ波または波に似ている微細構造を明らかにする場合があり、これは３Ｄ印刷プロセスの間に形成される場合がある。固化溶融プールの繰り返し層状構造は、部品が印刷された配向を明らかにする場合がある。断面は、実質的に繰り返し微細構造または粒子構造を明らかにする場合がある。微細構造または粒子構造は、材料組成物、粒子配向、材料密度、粒子境界への化合物偏析または元素偏析の程度、材料相、冶金学的相、結晶相、結晶構造、材料空隙率、またはこれらの任意の組み合わせの実質的に繰り返しの変動を含んでもよい。微細構造または粒子構造は、層化した溶融プールの実質的に繰り返しの固化を含んでもよい。硬化した材料の層は、少なくとも約０．５μｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、４０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ、１５０μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、４５０μｍ、または５００μｍの平均の層の高さを有してもよい。硬化した材料の層は、最大で約５００μｍ、４５０μｍ、４００μｍ、３５０μｍ、３００μｍ、２５０μｍ、２００μｍ、１５０μｍ、１００μｍ、９０μｍ，８０μｍ、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、または１０μｍの平均層サイズを有してもよい。硬化した材料の層は、上述の層高さの値の間の任意の値の平均層高さを有してもよい（例えば、約０．５μｍ〜約５００μｍ、約１５μｍ〜約５０μｍ、約５μｍ〜約１５０μｍ、約２０μｍ〜約１００μｍ、または約１０μｍ〜約８０μｍ）。
材料床（例えば、粉末）内の予め変形された材料は、３Ｄ物体への支持を提供するように構成することができる。例えば、予め変形された材料は、それから３Ｄ物体が生成される同一のタイプの、異なるタイプの、またはそれらの任意の組み合わせのものとしてもよい。一部の実例では、流動性の低い予め変形された材料（例えば、粉末）は、流動性の高い予め変形された材料より良好に３Ｄ物体を支持することができる。とりわけ、不均一なサイズの粒子の、または相互に引力を有する粒子の、比較的小さい粒子から成る粒子材料を用いて流動性の低い粉末を達成することができる。予め変形された材料は、流動性が、低くても、中程度でも、または高くてもよい。予め変形された材料は、適用された１５キロパスカルの（ｋＰａ）力に応答して少なくとも約１％、２％、３％、４％、５％、６％、７％、８％、９％、または１０％の圧縮性を有してもよい。予め変形された材料は、適用された１５キロパスカルの（ｋＰａ）力に応答して、最大で約９％、８％、７％、６％、５％、４．５％、４．０％、３．５％、３．０％、２．５％、２．０％、１．５％、１．０％、または０．５％の圧縮性を有してもよい。予め変形された材料は、少なくとも約１００ミリジュール（ｍＪ）、２００ｍＪ、３００ｍＪ、４００ｍＪ、４５０ｍＪ、５００ｍＪ、５５０ｍＪ、６００ｍＪ、６５０ｍＪ、７００ｍＪ、７５０ｍＪ、８００ｍＪ、または９００ｍＪの基本流動エネルギーを有してもよい。予め変形された材料は、最大で、約２００ｍＪ、３００ｍＪ、４００ｍＪ、４５０ｍＪ、５００ｍＪ、５５０ｍＪ、６００ｍＪ、６５０ｍＪ、７００ｍＪ、７５０ｍＪ、８００ｍＪ、９００ｍＪ、または１０００ｍＪの基本流動エネルギーを有してもよい。予め変形された材料は、上記に列挙した値の間の基本流動エネルギーを有してもよい（例えば、約１００ｍｊ〜約１０００ｍＪ、約１００ｍｊ〜約６００ｍＪ、または約５００ｍｊ〜約１０００ｍＪ）。予め変形された材料は、少なくとも約１．０ミリジュール毎グラム（ｍＪ／ｇ）、１．５ｍＪ／ｇ、２．０ｍＪ／ｇ、２．５ｍＪ／ｇ、３．０ｍＪ／ｇ、３．５ｍＪ／ｇ、４．０ｍＪ／ｇ、４．５ｍＪ／ｇ、または５．０ｍＪ／ｇの比エネルギーを有してもよい。予め変形された材料は、最大で５．０ｍＪ／ｇ、４．５ｍＪ／ｇ、４．０ｍＪ／ｇ、３．５ｍＪ／ｇ、３．０ｍＪ／ｇ、２．５ｍＪ／ｇ、２．０ｍＪ／ｇ、１．５ｍＪ／ｇ、または１．０ｍＪ／ｇの比エネルギーを有してもよい。粉末は、上記比エネルギーの値のいずれかの間の比エネルギーを有してもよい（例えば、約１．０ｍＪ／ｇ〜約５．０ｍＪ／ｇ、約３．０ｍＪ／ｇ〜約５ｍＪ／ｇ、または約１．０ｍＪ／ｇ〜約３．５ｍＪ／ｇ）。
一部の実施形態では、３Ｄ物体は１つ以上の補助特徴部を含む。補助特徴部は、材料（例えば、粉末）床によって支持することができる。本明細書で使用される場合、「補助特徴部」という用語は、一般に、印刷された３Ｄ物体の一部であるが、所望の、意図された、設計された、注文された、モデルされた、または最終的な３Ｄ物体の一部ではない特徴部を指す。補助特徴部（例えば、補助的な支持部）は、３Ｄ物体の形成の間および／または後に構造的な支持を提供する場合がある。補助特徴部は形成されている３Ｄ物体からエネルギーを取り除くことができるようにする場合がある。補助特徴部の例には、放熱フィン、ワイヤ、アンカー、ハンドル、支持部、ピラー、柱、枠、足掛り、足場、フランジ、突起、突出部、繰り形（モールディングとして知られる）、または他の安定化特徴部が含まれる。一部の実例では、補助的な支持部は３Ｄ物体またはその一部を包囲する足場である。足場は、軽く焼結した、または軽く融合した粉末材料を含んでもよい。３Ｄ物体は材料床（例えば、粉末床）によって支持することができ、かつ基部、基板、材料床を収容する容器、またはエンクロージャの底部に接触しない補助特徴部を有することができる。完全にまたは部分的に形成された状態の３Ｄ部品（３Ｄ物体）を、材料床によって完全に支持することができる（例えば、基板、基部、材料床を収容する容器、またはエンクロージャに接触することなくアンカーレスに懸架する）。完全にまたは部分的に形成された状態の３Ｄ物体を、材料床によって完全に支持することができる（例えば、材料床以外のいかなるものにも接触することなく）。完全にまたは部分的に形成された状態の３Ｄ物体を、いかなる追加的な支持構造の上にも置くことなく、材料床内で懸架させることができる。一部の事例では、完全にまたは部分的に形成された状態（すなわち、初期の段階）の３Ｄ物体を材料床内で自在に浮遊することができる。一部の実施例において、３Ｄ物体は、材料床を画定する（例えば、形成の間に）プラットフォームおよび／または壁に固定（例えば、接続）されない場合がある。３Ｄ物体は、材料床を画定する（例えば、形成の間に）プラットフォームおよび／または壁に触れる（例えば、接触）しない場合がある。３Ｄ物体は材料床内でアンカーレスに懸架（例えば、浮遊）される。足場は、最大で１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、５ｍｍ、または１０ｍｍの継続的に焼結された（例えば、軽く焼結された）構造を含みうる。足場は、少なくとも１ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、５ｍｍ、または１０ｍｍの継続的に焼結された構造を含みうる。足場は、上述の寸法のいずれかの間の寸法を有する継続的に焼結された構造を含みうる（例えば、約１ｍｍ〜約１０ｍｍ、または約１ｍｍ〜約５ｍｍ）。一部の実施例では、３Ｄ物体は支持足場を有さずに印刷されうる。支持足場は、３Ｄ物体を包み込みうる。支持足場は、材料床内でアンカーレスに浮遊しうる。足場は軽く焼結した構造を備えてもよい。
一部の実施形態において、印刷された３Ｄ物体は、（ｉ）補助的な支持部を使用することなく、（ｉｉ）低減した量の補助的な支持部を使用して、または（ｉｉｉ）離間している補助的な支持部を使用して印刷される。一部の実施形態では、印刷された３Ｄ物体は、１つ以上の補助的な支持部、または補助的な支持特徴部の存在もしくは除去を示す補助的な支持部の跡を欠いていてもよい。３Ｄ物体は１つ以上の補助的な支持部、および取り除かれた（例えば、３Ｄ物体の生成に引き続いて、またはこれと同時に）１つ以上の補助特徴部の跡（基部構造を含む）を欠いていてもよい。一部の実施形態において、印刷された３Ｄ物体は単一の補助的な支持部の跡を備える。単一の補助特徴部（例えば、補助的な支持部または補助構造）は、プラットフォーム（例えば、基部、基板などの構築プラットフォーム）、または型であってもよい。補助的な支持部は、プラットフォームまたは型に接着（例えば、さらに固定）されてもよい。３Ｄ物体は１つ以上の補助構造部に属する跡を含んでもよい。３Ｄ物体は補助特徴部に属する２つ以上の跡を含んでもよい。３Ｄ物体は補助的な支持部に関する跡を欠いていてもよい。３Ｄ物体は補助的な支持部を欠いていてもよい。跡は、粒子配向の変動、層化配向の変動、層化厚さの変動、材料密度の変動、粒子境界への化合物偏析の程度の変動、材料空隙率の変動、粒子境界への元素偏析の程度の変動、材料相の変動、冶金学的相の変動、結晶相の変動、または結晶構造の変動を含んでもよく、ここで変動は３Ｄ物体の幾何学的形状のみによっては作り出されない場合があり、ひいては取り除かれた補助的な支持部の以前の存在を示す場合がある。支持の幾何学的形状によって生成された３Ｄ物体の上に変動が強制される場合がある。一部の実例では、印刷された物体の３Ｄ構造は、補助的な支持部によって（例えば、型によって）力を受ける場合がある。例えば、跡は、補助的な支持部を含まない、３Ｄ物体の幾何学的形状によって説明されない不連続の点としてもよい（例えば、切断またはトリミングにより形成される）。跡は、補助的な支持部（例えば、型）を含まない３Ｄ物体の幾何学的形状によって説明することができない表面特徴部である場合がある。２つ以上の補助特徴部または補助的な支持特徴部の跡は、少なくとも１．５ミリメートル（ｍｍ）、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、５ｍｍ、５．５ｍｍ、６ｍｍ、６．５ｍｍ、７ｍｍ、７．５ｍｍ、８ｍｍ、８．５ｍｍ、９ｍｍ、９．５ｍｍ、１０ｍｍ、１０．５ｍｍ、１１ｍｍ、１１．５ｍｍ、１２ｍｍ、１２．５ｍｍ、１３ｍｍ、１３．５ｍｍ、１４ｍｍ、１４．５ｍｍ、１５ｍｍ、１５．５ｍｍ、１６ｍｍ、２０ｍｍ、２０．５ｍｍ、２１ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３０．５ｍｍ、３１ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４０．５ｍｍ、４１ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、または５００ｍｍの距離の間隔だけ離間していてもよい。２つ以上の補助的な支持特徴部または補助的な支持特徴部の跡は、最大で１．５ｍｍ、２ｍｍ、２．５ｍｍ、３ｍｍ、３．５ｍｍ、４ｍｍ、４．５ｍｍ、５ｍｍ、５．５ｍｍ、６ｍｍ、６．５ｍｍ、７ｍｍ、７．５ｍｍ、８ｍｍ、８．５ｍｍ、９ｍｍ、９．５ｍｍ、１０ｍｍ、１０．５ｍｍ、１１ｍｍ、１１．５ｍｍ、１２ｍｍ、１２．５ｍｍ、１３ｍｍ、１３．５ｍｍ、１４ｍｍ、１４．５ｍｍ、１５ｍｍ、１５．５ｍｍ、１６ｍｍ、２０ｍｍ、２０．５ｍｍ、２１ｍｍ、２５ｍｍ、３０ｍｍ、３０．５ｍｍ、３１ｍｍ、３５ｍｍ、４０ｍｍ、４０．５ｍｍ、４１ｍｍ、４５ｍｍ、５０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、２００ｍｍ、３００ｍｍ、または５００ｍｍの距離の間隔だけ離間していてもよい。２つ以上の補助的な支持特徴部または補助的な支持特徴部の跡は、上述の補助的な支持部空間の値の間の任意の値の距離の間隔だけ離間していてもよい（例えば、約１．５ｍｍ〜５００ｍｍ、２ｍｍ〜１００ｍｍ、１５ｍｍ〜５０ｍｍ、または４５ｍｍ〜２００ｍｍ）。本明細書では「補助的な支持特徴部間隔距離」と総称する。
３Ｄ物体は、１つ以上の補助的な支持特徴部、または１つ以上の補助的な支持特徴部の存在または除去を示す１つ以上の補助的な支持特徴部の跡を欠いている３Ｄ印刷プロセスを示す層状構造を備える。３Ｄ物体は、１つ、２つ、または３つ以上の補助的な支持部の跡を含む３Ｄ印刷プロセスを示す層状構造を備えうる。支持部または支持部の跡は３Ｄ物体の表面上とすることができる。補助的な支持部または支持部の跡は、外部表面上、内部表面上（例えば、３Ｄ物体の中の空洞）、またはその両方とすることができる。層状構造は、層化平面を有することができる。１つの実施例では、３Ｄ物体内に存在する２つの補助的な支持特徴部もしくは補助的な支持特徴部の跡は補助特徴部間隔距離だけ離間していてもよい。２つの補助的な支持部または補助的な支持部の跡を結ぶ直線と、層化平面に垂直な方向との間の鋭角（すなわち、鋭い角）アルファは、少なくとも約４５度（°）、５０°、５５°、６０°、６５°、７０°、７５°、８０°、または８５°であってもよい。２つの補助的な支持部または補助的な支持部の跡を結ぶ直線と、層化平面に垂直な方向との間の鋭角アルファは、最大で約９０°、８５°、８０°、７５°、７０°、６５°、６０°、５５°、５０°、または４５°であってもよい。２つの補助的な支持部または補助的な支持部の跡を結ぶ直線と、層化平面に垂直な方向との間の鋭角アルファは、上述の角度の間の任意の角度範囲としてもよい（例えば、約４５度（°）〜約９０°約６０°〜約９０°、約７５°〜約９０°、約８０°〜約９０°、約８５°〜約９０°）。。２つの補助的な支持部または補助的な支持部の跡を結ぶ直線と、層化平面に垂直な方向との間の鋭角アルファは、約８７°〜約９０°であってもよい。層化平面の実施例は、それぞれ平面状である層１〜６を含む３Ｄ物体１７１１の垂直断面を示す図１７に見て取ることができる。図１７の概略的実施例において、層の層化平面は、層とすることができる。例えば、層１は、層と層１の層化平面の両方に対応しうる。層が平面状でない場合（例えば、図１７、３Ｄ物体１７１２の層５）、層化平面は層の平均平面でありうる。２つの補助的な支持部または補助的な支持部の跡は、同一の表面上とすることができる。同一の表面は、外部表面または内部表面（例えば、３Ｄ物体内の空洞の表面）とすることができる。２つの補助的な支持部または補助的な支持部の跡を結ぶ最短の直線と層化平面に垂直な方向との間の角が９０度より大きいとき、余角を考慮することができる。一部の実施形態では、任意の２つの補助的な支持部または補助的な支持部の跡は補助特徴部間隔距離だけ離間している。
図２０Ｃは、実質的に平面状でプラットフォーム２００３に平行な硬化した材料の層（例えば、層化平面２００５を有する）で形成された露出した表面２００１を備える３Ｄ物体の実施例を示す。図２０Ｃは、タイルされた３Ｄ物体（例えば、ボックス）をもたらす、実質的に平面状でプラットフォーム２００３に平行な硬化した材料の層（例えば、層化平面２００６を有する）で形成された露出した表面２００２を備える３Ｄ物体の実施例を示す。その形成の間にタイルされた３Ｄ物体として形成された３Ｄ物体は、露出した表面２００４と、３Ｄ物体の露出した表面２００４と鋭角アルファを形成する層化平面への垂線２００８を有する硬化した材料の層（例えば、層化平面２００７を有する）とを有する３Ｄ物体として、表面２００９上に平らに置かれるものとして示されている。図２０Ａと２０Ｂは、層化平面（例えば、２０２０）を有する層に配置される固化した溶融プールの層を備える３Ｄ物体を示す。図１９は、座標系における垂直断面を示す。線１９０４は、プラットフォームの頂部表面の垂直断面を表す。線１９０３は、平均層化平面への垂線を表す。線１９０２は、プラットフォームの頂部表面への垂線を表す。線１９０１は、重力場の方向を表す。図１９の角度アルファは、層化平面の垂線と頂部プラットフォーム表面との間に形成される。
一部の実例において、１つ以上の補助特徴部は、３Ｄ物体に固有であり、要求された３Ｄ物体を生成するのに必要な時間を増大する場合がある。要求された３Ｄ物体の使用または分配の前に、１つ以上の補助特徴部が取り除かれる可能性がある。補助特徴部に対する必要性を除去することによって、３次元部品の生成に関連付けられた時間およびコストを減少することができる。一部の実施例では、補助的な支持部の数が減少している、または１つ以上の補助的な支持部が無く、少ない量の材料で済む３Ｄ印刷プロセスを提供し、材料の無駄の量が少なく、および／または市販の３Ｄ印刷プロセスと比べて少ないエネルギーで済む。少ない量とは、少なくとも約１．１、１．３、１．５、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０だけ小さいとすることができる。少ない量とは、上記値の間の任意の値だけ小さくてもよい（例えば、約１．１〜約１０、または約１．５〜約５）。
一部の実施例では、３Ｄ物体は補助特徴部を有して形成される。一部の実施例では、３Ｄ物体は、材料床を収容する容器（例えば、容器の側面および／または底部）と接触して（例えば、ただし固定されない）形成されうる。補助特徴部の断面の最も長い寸法は、最大で約５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、または１０００ｎｍ、１μｍ、３μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、７００μｍ、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、または３００ｍｍとすることができる。補助特徴部の断面の最も長い寸法は、少なくとも約５０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、４００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、７００ｎｍ、８００ｎｍ、９００ｎｍ、または１０００ｎｍ、１μｍ、３μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、４００μｍ、５００μｍ、７００μｍ、１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍ、または３００ｍｍとすることができる。補助特徴部の断面の最も長い寸法は、上述の値の間の任意の値（例えば、約５０ｎｍ〜約３００ｍｍ、約５μｍ〜約１０ｍｍ、約５０ｎｍ〜約１０ｍｍ、または約５ｍｍ〜約３００ｍｍ）とすることができる。
３Ｄ物体の少なくとも一部分を材料床内に沈ませることができる。３Ｄ物体の少なくとも一部分を材料床内の予め変形された材料でで包囲する（例えば、浸す）ことができる。３Ｄ物体の少なくとも一部分を実質的に沈む（例えば、垂直移動）ことなく予め変形された材料材料中に置くことができる。実質的に沈むことが無いことは、層厚さの、最大で、約４０％、２０％、１０％、５％、または１％が沈む（例えば、垂直移動する）量とすることができる。実質的に沈むことが無いことは、最大でも約１００μｍ、３０μｍ、１０μｍ、３μｍ、または１μｍの量とすることができる。３Ｄ物体の少なくとも一部分を実質的な移動（例えば、水平移動、角度を有する移動）無しに予め変形された材料内に置くことができる。実質的な移動が無いことは、最大で、１００μｍ、３０μｍ、１０μｍ、３μｍ、または１μｍの量とすることができる。３Ｄ物体が材料床内に沈むまたは浸されるとき、３Ｄ物体を基板上に置くことができる。
図１は、本明細書に開示する３Ｄ印刷プロセスを使用して３Ｄ物体を生成するために使用することができるシステムの実施例を図示する。システムはエンクロージャ（例えば、１０７）を含むことができる。システム内の構成要素の少なくとも一区分をチャンバ内で包囲することができる。気体環境（つまり、大気）を作り出すためにチャンバの少なくとも一区分を少なくとも１つの気体で満たすことができる。気体は不活性気体（例えば、アルゴン、ネオン、ヘリウム、窒素）とすることができる。チャンバを別の気体または気体の混合物で満たすことができる。気体は非反応性気体（例えば、不活性気体）とすることができる。気体環境は、アルゴン、窒素、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、水素、一酸化炭素、または二酸化炭素を含むことができる。気体は、超高純度ガスとすることができる。例えば、超高純度ガスは、少なくとも約９９％、９９．９％、９９．９９％、または９９．９９９％の純度とすることができる。気体は、約２ｐｐｍ未満の酸素、約３ｐｐｍ未満の水分、約１ｐｐｍ未満の炭化水素、または約６ｐｐｍ未満の窒素を含んでもよい。一部の実施例では、チャンバ内の圧力は、少なくとも約１０−７Ｔｏｒｒ、１０−６Ｔｏｒｒ、１０−５Ｔｏｒｒ、１０−４Ｔｏｒｒ、１０−３Ｔｏｒｒ、１０−２Ｔｏｒｒ、１０−１Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒ、１００Ｔｏｒｒ、１ｂａｒ、２ｂａｒ、３ｂａｒ、４ｂａｒ、５ｂａｒ、１０ｂａｒ、２０ｂａｒ、３０ｂａｒ、４０ｂａｒ、５０ｂａｒ、１００ｂａｒ、２００ｂａｒ、３００ｂａｒ、４００ｂａｒ、５００ｂａｒ、１０００ｂａｒ以上である。一部の実施例では、チャンバ内の圧力は、少なくとも１００Ｔｏｒｒ、２００Ｔｏｒｒ、３００Ｔｏｒｒ、４００Ｔｏｒｒ、５００Ｔｏｒｒ、６００Ｔｏｒｒ、７００Ｔｏｒｒ、７２０Ｔｏｒｒ、７４０Ｔｏｒｒ、７５０Ｔｏｒｒ、７６０Ｔｏｒｒ、９００Ｔｏｒｒ、１０００Ｔｏｒｒ、１１００Ｔｏｒｒ、１２００Ｔｏｒｒである。一部の実施例では、チャンバ内の圧力は、最大で約１０−７Ｔｏｒｒ、１０−６Ｔｏｒｒ、１０−５Ｔｏｒｒ、または１０−４Ｔｏｒｒ、１０−３Ｔｏｒｒ、１０−２Ｔｏｒｒ、１０−１Ｔｏｒｒ、１Ｔｏｒｒ、１０Ｔｏｒｒ、１００Ｔｏｒｒ、２００Ｔｏｒｒ、３００Ｔｏｒｒ、４００Ｔｏｒｒ、５００Ｔｏｒｒ、６００Ｔｏｒｒ、７００Ｔｏｒｒ、７２０Ｔｏｒｒ、７４０Ｔｏｒｒ、７５０Ｔｏｒｒ、７６０Ｔｏｒｒ、９００Ｔｏｒｒ、１０００Ｔｏｒｒ、１１００Ｔｏｒｒ、または１２００Ｔｏｒｒである。チャンバ内の圧力は、上述の圧力値のいずれかの間の範囲とすることができる（例えば、約１０−７Ｔｏｒｒ〜約１２００Ｔｏｒｒ、約１０−７Ｔｏｒｒ〜約１Ｔｏｒｒ、約１Ｔｏｒｒ〜約１２００Ｔｏｒｒ、または約１０−２Ｔｏｒｒ〜約１０Ｔｏｒｒ）。圧力は、圧力ゲージによって測定することができる。圧力は周囲温度（例えば、室温）において測定することができる。一部の事例では、チャンバ内の圧力は標準大気圧とすることができる。一部の事例では、チャンバ内の圧力は、大気圧（例えば、周囲圧力）とすることができる。一部の実施例では、チャンバは真空圧力下とすることができる。一部の実施例では、チャンバは正の圧力下とすることができる（つまり、周囲圧力を上回る）。エンクロージャ内の圧力は、少なくとも３Ｄ印刷プロセスの間（例えば、３Ｄ印刷全体の間）、一定の値でありうる。一部の実施形態において、３Ｄ印刷は、（例えば、実質的に）一定の圧力で行われる。一定の圧力は、３Ｄ印刷の間の材料床内の圧力勾配を除外する。
エンクロージャ（例えば、チャンバ）内の酸素濃度および／または湿度を最小化する（例えば、所定の閾値より低い）ことができる。例えば、チャンバの気体組成物は、最大で約１００十億分率（ｐｐｂ）、１０ｐｐｂ、１ｐｐｂ、０．１ｐｐｂ、０．０１ｐｐｂ、０．００１ｐｐｂ、１００百万分率（ｐｐｍ）、１０ｐｐｍ、１ｐｐｍ、０．１ｐｐｍ、０．０１ｐｐｍ、または０．００１ｐｐｍのレベルの酸素および／または湿度を含有することができる。チャンバの気体組成物は、上述の値のいずれかの間の酸素および／または湿度のレベルを含有することができる（例えば、約１００ｐｐｂ〜約０．００１ｐｐｍ、約１ｐｐｂ〜約０．０１ｐｐｍ、または約１ｐｐｍ〜約０．１ｐｐｍ）。ガス組成物は、１つ以上のセンサー（例えば、酸素および／または湿度センサー）による大きさとしうる。一部の事例では、３Ｄ物体の印刷時または印刷後にチャンバを開けることができる。チャンバを開けたとき、酸素および／または湿度を含有する周囲空気がチャンバ内に入る可能性がある。例えば、チャンバが開いている間不活性気体を流すこと（例えば、周囲空気が入るのを防ぐため）によって、または粉体床の表面の上に載る重い気体（例えば、アルゴン）を流すことによってチャンバ内の１つ以上の構成要素の空気への露出を低減することができる。一部の事例では、チャンバが開いている間、表面上の酸素および／または湿度を吸収する構成要素を密封することができる。一部の実施形態において、チャンバは、１つ以上のロードロックチャンバの使用によって外部環境に最小限に露出される。ロードロックチャンバにおいて、気体のパージは、チャンバガス体積に比べて小さな気体体積で行われうる（例えば、１１６）。
チャンバ内の気体がチャンバからチャンバの外側の環境への比較的低い漏れ速度を有するようにチャンバを構成することができる。一部の事例では、漏れ速度を最大でも約１００ミリトール／分（ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ）、５０ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、２５ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、１５ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、１０ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、５ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、１ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、０．５ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、０．１ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、０．０５ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、０．０１ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、０．００５ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、０．００１ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、０．０００５ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、または０．０００１ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎとすることができる。漏れ速度は上述の漏れ速度のいずれかの間としうる（例えば、約０．０００１ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ〜約１００ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、約１ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ〜約１００ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ、または約１ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ〜約１００ｍＴｏｒｒ／ｍｉｎ）。漏れ速度は１つ以上の圧力ゲージおよび／またはセンサーによって（例えば、周囲温度において）測定されうる。エンクロージャは、チャンバの内側からチャンバの外側の環境への気体の漏れ速度が低く（例えば、一定のレベル未満）なるように密封することができる。密封は、ピストン上のＯリング、ゴムシール、金属シール、ロードロック、またはべローズを備えることができる。一部の事例ではチャンバは指定の漏れ速度より高い漏れを検知するように（例えば、少なくとも１つのセンサーを使用することによって）構成されたコントローラを有することができる。センサーはコントローラに連結されてもよい。一部の実例において、コントローラは特定および／または制御する（例えば、指示および／または調節）。例えば、コントローラは所与の時間間隔にわたるチャンバ内の圧力の減少を検知することによって漏れを識別することができる場合がある。
一部の実施例では、圧力システムはエンクロージャおよび／または材料除去機構と流体連通する。圧力システムは、エンクロージャおよび／または材料除去機構内の圧力を調節するために構成することができる。一部の実施例では、機械式ポンプ、回転ベーンポンプ、ターボ分子ポンプ、イオンポンプ、クライオポンプ、および拡散ポンプから選択される圧力システムは１つ以上の真空ポンプを含む。真空ポンプは、本明細書に開示するいずれのポンプとしてもよい。圧力システムは、圧力を測定し、圧力システムの１つ以上の真空ポンプの支援により圧力を調節することができるコントローラへその圧力を中継するための圧力センサーを含むことができる。圧力センサーを制御システムに動作可能に連結することができる。圧力は、電子的または手動で制御することができる（例えば、３Ｄ印刷の間、前、または後）。圧力は、エンクロージャ、および／または材料除去機構において測定しうる。例えば、圧力は、（ｉ）ノズルのちょうど外側、（ｉｉ）内部貯蔵部内、および／または（ｉｉｉ）材料除去機構のノズル内、で測定することができる。圧力は、材料除去機構を力発生装置（例えば、圧力ポンプ）に連結するチャネルに沿って測定することができる。
一部の実施例において、本明細書に記述されるシステムおよび／または装置の構成要素は、３Ｄ物体を生成するように適合および構成される。３Ｄ印刷プロセスを通して３Ｄ物体を生成することができる。材料の第１の層は、プラットフォームに隣接して提供することができる。基部は、３Ｄ物体の以前に形成された層、または材料の層または床がその上に広げられる、保持される、定置される、もしくは支持される任意の他の表面とすることができる。３Ｄ物体の第１の層の形成の事例では、基部を用いずに、１つ以上の補助的な支持特徴部（例えば、ロッド）を用いずに、または材料以外の支持構造（例えば、材料床内の）も用いずに材料床内に第１の材料層を形成することができる。これに続く層の少なくとも１つの部分を以前に形成された層の少なくとも一部分に溶融、焼結、融合、結合、および／または別の方法で接続して、これに続く層を形成することができる。一部の実例では、変形され、かつ引き続いて硬化した材料へと硬化された、以前に形成された層の少なくとも一部分は、３Ｄ物体を形成するための基部として作用する。一部の事例では第１層は基部の少なくとも一部分を備える。材料の材料は、本明細書に記述されるあらゆる材料とすることができる。材料層は、均質もしくは異質なサイズおよび／または形状の粒子を含むことができる。
本明細書に記述するシステムおよび／または装置は、少なくとも１つのエネルギー源を含んでもよい（例えば、第１のスキャンエネルギーを生成するスキャンエネルギー源、第２のスキャンエネルギー。例えば、タイリングエネルギー流束を生成するタイリングエネルギー源）。一部の事例において、本システムは、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、３０、１００、３００、１０００またはそれ以上のエネルギー流束（例えば、ビーム）および／またはソースを備えることができる。本システムはエネルギー源（例えば、レーザーダイオードアレイ）および／または流束のアレイを備えることができる。代替的、または追加的に、標的表面、材料床、３Ｄ物体（またはその一部）、またはそれらの任意の組み合わせを、加熱機構によって加熱してもよい。加熱機構は、分散されたエネルギービームを備えてもよい。一部の事例において、少なくとも１つのエネルギー源は、単一の（例えば、第１の）エネルギー源である。
エネルギー源は、エネルギーを区域（例えば、限られた区域）へ送達するように構成されたエネルギー源とすることができる。エネルギー源は、エネルギーを限られた区域へ放射熱伝達を通して送達することができる。エネルギー源は、エネルギーを投影することができる（例えば、熱エネルギー、および／またはエネルギービーム）。エネルギー（例えば、ビーム）は、材料床の少なくとも一部分とインタラクトすることができる。エネルギーは、材料が変形される前、間、および／または後に材料床の一部分を加熱することができる。エネルギーは、３Ｄ物体の形成の間に少なくとも３Ｄ物体の一区分を任意の点において加熱することができる。代替的または追加的に、材料床は、エネルギーを放射する（例えば、放射熱および／またはエネルギービーム）加熱機構によって加熱されてもよい。エネルギーは、エネルギービームおよび／または分散エネルギー（例えば、ラジエータまたはランプ）を含んでもよい。放射性熱は、ランプ、ストリップヒーター（例えば、マイカストリップヒーター、またはその任意の組み合わせ）、加熱ロッド（例えば、石英ロッド）、またはラジエータ（例えば、パネルラジエータ）を含む分散エネルギー源（例えば、加熱機構）によって投射されてもよい。加熱機構は、インダクタンスヒーターを備えてもよい。加熱機構は、抵抗器（例えば、可変抵抗器）を備えてもよい。抵抗器は、バリスタまたはレオスタットを備えてもよい。多数の抵抗器は、直列、並列、またはそれらの組み合わせで構成されてもよい。一部の事例では、システムは単一の（例えば、第１の）エネルギー源を有することができる。エネルギー源は、エネルギーを区域（例えば、限られた区域）へ送達するように構成されたエネルギー源とすることができる。エネルギー源は、エネルギーを限られた区域へ放射熱伝達を通して送達することができる（例えば、本明細書に記述されるように）。
一部の実施例において、エネルギービームは、電磁、または荷電ビームを含む放射を含む。エネルギービームは、電磁、電子、陽電子、陽子、プラズマ、またはイオン放射を含む放射を含んでもよい。電磁粒子ビームは、マイクロ波、赤外線、紫外線、または可視放射を含んでもよい。エネルギービームは、電磁エネルギービーム、電子ビーム、粒子ビーム、またはイオンビームを含んでもよい。イオンビームはカチオンまたはアニオンを含んでもよい。粒子ビームはラジカルを含んでもよい。電磁粒子ビームは、レーザービームを含んでもよい。エネルギービームは、プラズマを含んでもよい。エネルギー源はレーザー源を含んでもよい。エネルギー源は電子ガンをを含んでもよい。エネルギー源は、エネルギーを点または区域に送達する能力を有するエネルギー源を含んでもよい。一部の実施形態では、エネルギー源はレーザー源である。レーザー源は、ＣＯ２、Ｎｄ：ＹＡＧ、ネオジウム（例えば、ネオジウムガラス）、イッテルビウム、またはエキシマレーザーを含んでもよい。レーザーは、ファイバレーザーとしてもよい。エネルギー源は、エネルギーを点または区域に送達する能力を有するエネルギー源を含んでもよい。エネルギー源（例えば、第１のスキャンエネルギー源）は、少なくとも約５０ジュール／ｃｍ２（Ｊ／ｃｍ２）、１００Ｊ／ｃｍ２、２００Ｊ／ｃｍ２、３００Ｊ／ｃｍ２、４００Ｊ／ｃｍ２、５００Ｊ／ｃｍ２、６００Ｊ／ｃｍ２、７００Ｊ／ｃｍ２、８００Ｊ／ｃｍ２、１０００Ｊ／ｃｍ２、１５００Ｊ／ｃｍ２、２０００Ｊ／ｃｍ２、２５００Ｊ／ｃｍ２、３０００Ｊ／ｃｍ２、３５００Ｊ／ｃｍ２、４０００Ｊ／ｃｍ２、４５００Ｊ／ｃｍ２、または５０００Ｊ／ｃｍ２のエネルギー強度を有するエネルギービームを提供することができる。エネルギー源（例えば、第１のスキャンエネルギー源）は、最大で約５０ジュール／ｃｍ２、１００Ｊ／ｃｍ２、２００Ｊ／ｃｍ２、３００Ｊ／ｃｍ２、４００Ｊ／ｃｍ２、５００Ｊ／ｃｍ２、６００Ｊ／ｃｍ２、７００Ｊ／ｃｍ２、８００Ｊ／ｃｍ２、１０００Ｊ／ｃｍ２、５００Ｊ／ｃｍ２、１０００Ｊ／ｃｍ２、１５００Ｊ／ｃｍ２、２０００Ｊ／ｃｍ２、２５００Ｊ／ｃｍ２、３０００Ｊ／ｃｍ２、３５００Ｊ／ｃｍ２、４０００Ｊ／ｃｍ２、４５００Ｊ／ｃｍ２、または５０００Ｊ／ｃｍ２のエネルギー強度を有するエネルギービームを提供することができる。エネルギーソース（例えば、第１のスキャンエネルギー源）は、上述の値の間の値のエネルギー強度を有するエネルギービームを提供することができる（例えば、約５０Ｊ／ｃｍ２〜約５０００Ｊ／ｃｍ２、約２００Ｊ／ｃｍ２〜約１５００Ｊ／ｃｍ２、約１５００Ｊ／ｃｍ２〜約２５００Ｊ／ｃｍ２、約１００Ｊ／ｃｍ２〜約３０００Ｊ／ｃｍ２、または約２５００Ｊ／ｃｍ２〜約５０００Ｊ／ｃｍ２）。一実施例では、レーザー（例えば、第１のスキャンエネルギー源）は、少なくとも約１００ナノメートル（ｎｍ）、４００ｎｍ、５００ｎｍ、７５０ｎｍ、１０００ｎｍ、１０１０ｎｍ、１０２０ｎｍ、１０３０ｎｍ、１０４０ｎｍ、１０５０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１０７０ｎｍ、１０８０ｎｍ、１０９０ｎｍ、１１００ｎｍ、１２００ｎｍ、１５００ｎｍ、１６００ｎｍ、１７００ｎｍ、１８００ｎｍ、１９００ｎｍ、または２０００ｎｍのピーク波長で光エネルギーを提供することができる。一実施例では、レーザーは、最大で約２０００ｎｍ、１９００ｎｍ、１８００ｎｍ、１７００ｎｍ、１６００ｎｍ、１５００ｎｍ、１２００ｎｍ、１１００ｎｍ、１０９０ｎｍ、１０８０ｎｍ、１０７０ｎｍ、１０６０ｎｍ、１０５０ｎｍ、１０４０ｎｍ、１０３０ｎｍ、１０２０ｎｍ、１０１０ｎｍ、１０００ｎｍ、７５０ｎｍ、５００ｎｍ、４００ｎｍ、または１００ｎｍのピーク波長で光エネルギーを提供することができる。レーザーは、上述のピーク波長値のいずれかの値の間のピーク波長で光エネルギーを提供することができる（例えば、約１００ｎｍ〜約２０００ｎｍ、約５００ｎｍ〜約１５００ｎｍ、または約１０００ｎｍ〜約１１００ｎｍ）。エネルギー源（例えば、レーザー）は、少なくとも約０．５ワット（Ｗ）、１Ｗ、２Ｗ、３Ｗ、４Ｗ、５Ｗ、１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗ、５０Ｗ、６０Ｗ、７０Ｗ、８０Ｗ、９０Ｗ、１００Ｗ、１２０Ｗ、１５０Ｗ、２００Ｗ、２５０Ｗ、３００Ｗ、３５０Ｗ、４００Ｗ、５００Ｗ、７５０Ｗ、８００Ｗ、９００Ｗ、１０００Ｗ、１５００Ｗ、２０００Ｗ、３０００Ｗ、または４０００Ｗの出力を有してもよい。エネルギー源は、最大で約０．５Ｗ、１Ｗ、２Ｗ、３Ｗ、４Ｗ、５Ｗ、１０Ｗ、２０Ｗ、３０Ｗ、４０Ｗ、５０Ｗ、６０Ｗ、７０Ｗ、８０Ｗ、９０Ｗ、１００Ｗ、１２０Ｗ、１５０Ｗ、２００Ｗ、２５０Ｗ、３００Ｗ、３５０Ｗ、４００Ｗ、５００Ｗ、７５０Ｗ、８００Ｗ、９００Ｗ、１０００Ｗ、１５００、２０００Ｗ、３０００Ｗ、または４０００Ｗの出力を有してもよい。エネルギー源は、上述のレーザー出力値のいずれかの間の出力を有してもよい（例えば約０．５Ｗ〜約１００Ｗ、約１Ｗ〜約１０Ｗ、約１００Ｗ〜約１０００Ｗ、または約１０００Ｗ〜約４０００Ｗ）。第１のエネルギー源（例えば、第１のスキャンエネルギービームを生成する）は、第２のエネルギー源（例えば、第２のスキャンエネルギービームを生成する）の少なくとも１つの特徴を有しうる。タイリングエネルギー流束は、エネルギービームについて本明細書に記述する少なくとも１つの特徴を有しうる。タイリングエネルギー流束は、スキャンエネルギービームと比べて同一のエネルギー源または異なるエネルギー源から生成されてもよい。タイリングエネルギー流束は、スキャンエネルギービームと比べて少ない出力密度のものとしうる。少ない出力は、約０．２５、０．５、０．７５、または１倍だけとしうる。スキャンエネルギービームは、タイリングエネルギー流束とは独立してまたは同時に（例えば、３Ｄ印刷の間）動作してもよい。一部の実施例において、スキャンエネルギービームとタイリングエネルギー流束は、２つのモジュール（例えば、異なるモジュール）でそれぞれ動作する同一のエネルギー源によって生成される。
エネルギー源からのエネルギービームは、標的表面に投射する、またはこれに垂直に向けることができる。エネルギー源からのエネルギービームは、標的表面に対して平行から垂直の値内の鋭角に向けることができる。エネルギービームは、特定の期間の間、予め変形されたおよび／または変形した材料に向けることができる。予め変形された材料および／または変形した材料は、エネルギービームからエネルギーを吸収することができ、そして結果として、材料床の局所化された領域の温度が増加する可能性がある。エネルギービームを、標的表面に対して並進移動する（例えば、スキャナーを用いて）ことができるように、移動可能にすることができる。時々、照射されたエネルギーのエネルギー源は、標的表面に対して並進移動することができるように移動可能である。時々、照射されたエネルギーのエネルギー源は固定である。エネルギー源の少なくとも２つ（例えば、全て）は、同一のスキャナーと共に移動可能とすることができる。エネルギービームの少なくとも２つ（例えば、全て）は、同一のスキャナーと共に移動可能とすることができる。少なくとも２つのエネルギー源および／またはビームは、互いに独立して並進移動させることができる。一部の事例において、少なくとも２つのエネルギー源および／またはビームは、異なる速度（例えば、速さ）で並進移動することができる。一部の事例において、エネルギー源および／またはビームの少なくとも２つは、少なくとも１つの異なる特徴を備えることができる。照射されたエネルギーの特徴は、波長、電力、振幅、軌道、足跡、強度、エネルギー、フルエンス、Ａｎｄｒｅｗ番号、ハッチ間隔、スキャン速度、または充電を含んでもよい。荷電は、電荷および／または磁荷とすることができる。Ａｎｄｒｅｗ番号は、そのハッチ間隔とその速さ（例えば、スキャン速度）の積算において照射エネルギーの出力に比例する。Ａｎｄｒｅｗ番号は時々、照射エネルギーの領域充填出力と称される。
エネルギー源は、エネルギー源の列、または行列とすることができる（例えば、レーザーダイオード）。列、または行例内のエネルギー源のそれぞれは、エネルギービームを独立してオフおよびオンにすることができるように、独立して制御（例えば、制御機構によって）することができる。列または行列内のエネルギー源の少なくともの一部を、エネルギー源の少なくとも２つ（例えば全部）を同時にオフおよびオンにすることができるように集合的に制御することができる。一部の実施形態において、行列または列内の少なくとも２つのエネルギー源の単位面積当たりエネルギー（または強度）を独立して変調することができる（例えば、制御機構またはシステムによって）。時々、行列または列内のエネルギー源の少なくとも２つ（例えば、全て）の単位面積当たりエネルギーは同時に変調される（例えば、制御機構によって）。エネルギー源は、エネルギー源の機械的移動、１つ以上の調節可能な反射鏡、および／または１つ以上の多角形光スキャナーによって、標的表面に沿ってスキャンすることができる。エネルギー源は、ＤＬＰモジュレータ、１次元スキャナー、２次元スキャナー、またはそれらの任意の組み合わせを使用してエネルギーを投影することができる。標的表面および／またはソース表面は、垂直方向、水平方向、または角度を有して並進移動することができる（例えば、平面状または複合）。
エネルギー源は、変調器を含むことができる。エネルギー源によって照射されたエネルギーを変調することができる。変調器は、振幅変調器、位相変調器、または偏光変調器を含むことができる。変調は、エネルギービームの強度を変更してもよい。変調は、エネルギー源に供給される電流を変更してもよい（例えば、直接変調）。変調は、照射されたエネルギー（例えば、外部光変調器などの外部変調）に影響を与える場合がある。変調は、直接変調（例えば、変調器による）を含んでもよい。変調は、外部変調器を含んでもよい。変調器は、音響光学変調器または電気光学変調器を含むことができる。変調器は、吸収性変調器または屈折性変調器を含むことができる。変調は、エネルギービームを変調するのに使用される材料の吸収係数を変更してもよい。変調は、エネルギービームを変調するのに使用される材料の屈折率を変更してもよい。
一部の実施例において、照射されたエネルギーは、標的表面に対して並進移動することができるように標的表面に対して移動可能である。スキャナーは、検流計スキャナー、多角形、メカニカルステージ（例えば、Ｘ−Ｙステージ）、圧電素子、ジンバル、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。検流計は、ミラーを備えてもよい。スキャナーは、変調器を備えてもよい。スキャナーは、ポリゴンミラーを備えてもよい。スキャナーは、２つ以上のエネルギー源および／またはビームに対して同一とすることができる。少なくとも２つ（例えば、それぞれ）のエネルギー源および／またはビームは、別個のスキャナーを有してもよい。エネルギー源は、互いに独立して並進移動させることができる。一部の事例において、少なくとも２つの照射されたエネルギー（例えば、スキャンエネルギービームとタイリングエネルギー流束）は、異なる速度で、異なる軌道に沿って、および／または異なる経路に沿って（例えば、硬化した材料の層の形成の間に）並進移動することができる。例えば、スキャンエネルギービームの移動は、タイリングエネルギー流束の移動に比べて高速（例えば、高率）としてもよい。一部の実施形態において、本明細書に開示されるシステムおよび／または装置は、１つ以上のシャッター（例えば、安全シャッター）を備える。検流計スキャナーは、２軸検流計スキャナーを備えてもよい。スキャナーは、変調器を備えてもよい（例えば、本明細書に記述するように）。エネルギー源は、ＤＬＰモジュレータ、１次元スキャナー、２次元スキャナー、またはそれらの任意の組み合わせを使用してエネルギーを投影してそれを並進移動させることができる。エネルギー源は、固定または並進移動可能とすることができる。照射されたエネルギーは、垂直方向、水平方向、または角度を有して並進移動することができる（例えば、平面状または複合）。スキャナーを、エネルギー源から標的表面（例えば、材料床の露出した表面）上の所定の位置へとエネルギーを向けるように構成された光学系の中に含めることができる。コントローラは、光学系の支援により照射されたエネルギーの軌道を制御するようにプログラムすることができる。コントローラは、変形した材料を形成するための、エネルギー源から材料へのエネルギーの供給（例えば、標的表面における）を調節することができる。
一部の実施形態において、層分注機構は、材料を分注し、粉末を材料床内で平準化し、分配し、広げ、かつ／または取り除く。層分注機構は、（ｉ）材料分注機構、（ｉｉ）材料除去機構、および（ｉｉｉ）材料平準化機構のうちの少なくとも１つ、２つ、または３つを含みうる。層分注機構はコントローラによって制御されてもよい。層分注機構の少なくとも一部（例えば、一部分および／または構成要素）は、温度調節されうる（例えば、加熱される、温度維持される、または冷却される）。層分注機構内の少なくとも１つの構成要素は、加熱されても冷却されてもよい。材料（例えば、粉末および／または変形した材料）と接触する層分注機構内の少なくとも１つの構成要素は、加熱されても冷却されてもよい。層分注機構の移動はプログラム可能であってもよい。層分注機構の移動は予め決められていてもよい。層分注機構の移動はアルゴリズムに依存してもよい（例えば、３Ｄ物体のモデルを考慮する）。
一部の実施形態において、層分注機構またはその任意の構成要素は、交換可能、除去可能、除去不能、または交換不能である。層分注機構（例えば、その任意の構成要素）は交換可能な部品を備えてもよい。層分注機構は、標的表面にわたって材料を分布させうる。層分注機構またはその任意の構成要素（例えば、平坦化機構）は、少なくとも互いに約１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、または１０ｍｍだけ分離した標的表面（例えば、分注した材料を含む）の一部分が、最大で約１０ｍｍ、９ｍｍ、８ｍｍ、７ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、１ｍｍ、５００μｍ、４００μｍ、３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、９０μｍ、８０、７０μｍ、６０μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍの、または１０μｍまたは上述の高さ偏差値の間（例えば、約１０μｍ〜約１０ｍｍ、約１０μｍ〜約１ｍｍ、約５０μｍ〜約１００μｍ、約４０μｍ〜約２００μｍ、または約１０μｍ〜約２００μｍ）の任意の値の、高さの偏差を有するように、標的表面（例えば、材料床の露出した表面）にわたる予め変形された材料（例えば、粉末）の均一性を提供することができる。層分注機構は、少なくとも１つの平面（例えば、水平平面）で、標的表面（例えば、粉末床の頂部）において作り出される平均平面（例えば、水平平面）と比較して最大で約２０％、１０％、５％、２％、１％、または０．５％の標的表面の平面の均一性からの偏差を達成しうる。層分注機構によって分注された層は、実質的に平面状（例えば、平ら）としうる。平面化機構によって平準化された露出した表面は、実質的に平面状（例えば、平ら）としうる。平準化および／または材料除去機構によって平準化された露出した表面は、実質的に平面状（例えば、平ら）としうる。
一部の実施例において、層分注機構の少なくとも２つの構成要素（例えば、材料分注機構、平準化部材、および／または材料除去部材）は、個別にまたは共同で制御される。共同制御は、同時制御を含みうる。個別制御は、非同時制御としうる。個別制御は、分離制御としうる。層分注機構の少なくとも１つの構成要素は、移動方向に対して他の構成要素に従う。層分注機構が材料床の端部に達したとき、または粉末床の端部に先行したとき、移動の方向を切り替える場合がある。しばしば、切り替えは、層分注機構の構成要素の相対的位置の一致した変更を含む場合がある。しばしば、切り替えは、層分注機構の構成要素の相対的位置の一致した変更を含まない場合がある。層分注機構およびその構成要素は、Ｕ．Ｓ．６２／３１７，０７０号またはＰＣＴ／ＵＳ１５／３６８０２号（ともに全体が参照により本明細書に組み込まれる）に開示されるもののいずれかとしうる。
一部の実施例において、本明細書に開示のシステム、および／または装置は、材料除去機構を含む。材料除去機構は、ＰＣＴ／ＵＳ１５／３６８０２号（全体が参照により本明細書に組み込まれる）に開示される任意の材料除去機構としうる。材料除去機構は、材料分注機構および／または材料平準化機構に連結しうる。材料除去機構は、材料床に隣接して（例えば、上方、下方、またはその側方に）配置することができる。材料除去機構は、水平方向に、垂直方向に、または角度を有して並進移動可能であってもよい。粉末除去機構は移動可能であってもよい。除去機構は、手動でおよび／または自動で（例えば、コントローラによって制御される）移動可能であってもよい。材料除去機構の移動はプログラム可能であってもよい。材料除去機構の移動は予め決められていてもよい。粉末除去機構の移動はアルゴリズムに依存してもよい。
一部の実施例において、材料除去機構は、材料入口開口ポートと材料出口開口ポートとを含む。材料入口ポートおよび材料出口ポートは同一の開口であってもよい。材料入口ポートおよび材料出口ポートは異なる開口であってもよい。材料入口ポートおよび材料出口ポートは空間的に分離されていてもよい。空間的分離は、材料除去機構の外部表面上であってもよい。空間的分離は、材料除去機構の表面領域上であってもよい。材料入口ポートおよび材料出口ポートは接続されていてもよい。材料入口ポートおよび材料出口ポートは材料除去機構内で接続されていてもよい。接続は材料除去機構内の内部空洞であってもよい。
一部の実施形態において、材料除去機構は、材料を材料床（例えば、その露出した表面）から材料除去機構（例えば、貯蔵部）に向かって移動させる力を含む。移動は、抗重力様式および／または上方方向としうる。材料除去機構は、陰圧（例えば、真空）、静電気力、電気力、磁力または物理的力を備えてもよい。一部の実施例において、材料除去機構は、材料が取り除かれる間に標的表面に接触しない。例えば、材料除去機構は、気体空隙によって標的表面から分離される。材料分注機構は、材料を標的表面から出して材料除去機構の入口開口内に移動させる負の圧力（例えば、真空）を含みうる。材料分注機構は、材料を標的表面から出して材料除去機構の入口開口内に移動させる正の圧力（例えば、気体流れ）を含みうる。気体は本明細書で開示される任意の気体を含んでもよい。気体は材料床内に残っている予め変形された材料（例えば、粉末）の流動化を支援する場合がある。取り除かれた材料はリサイクルされ、そして材料分注機構によってソース表面中へと再適用されてもよい。予め変形された材料は材料除去システムの動作を通して連続的にリサイクルされてもよい。予め変形された材料は、材料の各層が取り除かれた（例えば、ソース表面から）後にリサイクルされてもよい。予め変形された材料は、材料のいくつかの層が取り除かれた後にリサイクルされてもよい。予め変形された材料は、各３Ｄ物体が印刷された後リサイクルされてもよい。
本明細書に記述する材料除去機構のいずれかは、貯蔵部から材料分注機構に予め変形された材料を送達するように構成された予め変形された材料の貯蔵部および／または機構の貯蔵部を含むことができる。貯蔵部内の予め変形された材料を取り扱うことができる。取り扱いは、加熱すること、冷却すること、所定の温度を維持すること、篩にかけること、濾過すること、充填すること、または流動化すること（例えば、気体を用いて）を含んでもよい。予め変形された材料の層それぞれが堆積および／または平準化された後、構築サイクルの終了時、および／または思いついたときに貯蔵部を空にすることができる。材料除去機構の動作の間に貯蔵部を連続的に空にすることができる。時々、材料除去機構は貯蔵部を有しない。時々、材料除去機構は（例えば、流動的に）貯蔵部に接続される。時々、材料除去機構は外部貯蔵部および／または材料分注機構へと導く材料除去（例えば、吸込み）チャネルを構成する。材料除去および／または分注機構は、内部貯蔵部および／または開口ポートを含みうる。材料分注機構および／または材料除去機構の貯蔵部は、任意の形状のものとすることができる。例えば、貯蔵部は、管（例えば、可撓性または硬質の）とすることができる貯蔵部は、漏斗とすることができる貯蔵部は、長方形断面または円錐状断面を有することができる。貯蔵部は、無定形形状を有することができる。
材料除去機構は１つ以上の吸込みノズルを含んでもよい。吸込みノズルは本明細書に記述されるいずれかのノズルを備えてもよい。ノズルは、本明細書に記述される単一の開口または複数の開口から成ってもよい。開口は、垂直方向に平準化されていてもよく、または平準化されていなくてもよい。開口は、垂直方向に整列されていてもよく、または整列されていなくてもよい（例えば、図１３、１３１７、１３１８、および１３１９）。一部の実施例では、複数の開口のうちの少なくとも２つは整列されていなくてもよい。複数の吸込みノズルは、表面（例えば、ソース表面）に対して、同一の高さ、または異なる高さで整列されていてもよい（例えば、垂直高さ）。異なる高さのノズルは、吸込みデバイス内でパターンを形成してもよく、または無作為に置かれてもよい。ノズルは１つのタイプであってもよく、または異なるタイプであってもよい。材料除去機構（例えば、吸込みデバイス）は、例えば、ノズルの側面に隣接して湾曲した表面を備えてもよい（例えば、図３３、３３２０）。ノズルを通して（例えば、３３０１に沿って）入る予め変形された材料は湾曲した表面において収集されてもよい。ノズルはコーンを備えてもよい。コーンは収束型コーンであっても、または発散型コーンであってもよい。
一実施例において、材料除去機構は、動作の方向に対して平準化機構（例えば、ローラー）より前に横方向に移動する。一実施例において、材料除去機構は、動作の方向に対して平準化機構より後に横方向に移動してもよい。材料除去機構は、平準化機構と一体化（例えば、電子的および／または機械的）されてもよい。材料除去機構は、（例えば、可逆的に）平準化機構（例えば、図３４Ｄ、３４４３および３４４７）に接続されてもよい。材料除去機構は平準化機構と接続されていなくてもよい。
一部の実施形態において、材料除去機構と材料分注機構は、１つの機構に一体化される（例えば、図２８Ｃ）。例えば、材料分注機構の出口開口ポートと材料除去機構の材料入口ポートは、単一の機械的構成要素に一体化されてもよい。例えば、２つのポートタイプは、単一のファイル内に配置されうる。例えば、２つのポートタイプは、交換可能に配置されうる。材料除去機構は材料入口ポート（例えば、吸込みデバイスまたはノズル）の列を備えてもよい。列内のポート（例えば、材料入口ポートおよび／または出口ポート）は、等間隔または非等間隔に離間してもよい。列内のポートは最大で約０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、または５ｍｍ離間していてもよい。列内のポートは少なくとも約０．１ｍｍ、０．３ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、１．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、または５ｍｍ離間していてもよい。列内のポートは、上述の空間のいずれかの間離間していてもよい（例えば、約０．１ｍｍ〜約５ｍｍ、約０．１ｍｍ〜約２ｍｍ、約１．５ｍｍ〜約５ｍｍ）。
一部の実施形態において、１つ以上のセンサー（少なくとも１つのセンサー）は、材料床の露出した表面および／または３Ｄ物体またはその任意の部分の露出した表面の位相を検知する。センサーは、標的表面上に堆積される材料の量を検知することができる。センサーは、近接センサーとすることができる。例えば、センサーは、材料床の露出した表面上に堆積された予め変形された材料の量を検知することができる。センサーは、標的表面上に堆積された材料の物理的状態（例えば、液体または固体（例えば、粉末またはバルク）の物理的状態を検知することができる。センサーは、標的表面上に堆積された予め変形された材料の結晶性を検知することができる。センサーは材料分注機構によって堆積された予め変形された材料の量を検知することができる。センサーは、平準化機構によって移転された量を検知することができる。センサーは、予め変形された材料の温度を検知することができる。例えば、センサーは、材料分注機構内の、および／または材料床内の、材料の温度を検知してもよい。センサーは、その変形の間および／または後に、材料の温度を検知してもよい（例えば、リアルタイムで）。センサーは、エンクロージャ（例えば、チャンバ）の中の大気の温度および／または圧力を検知してもよい。センサーは、１つ以上の位置において材料（例えば、粉末）床の温度を検知してもよい。センサーによる検知は、３Ｄ印刷の前、後、および／または間とすることができる（例えば、リアルタイムで）。
一部の実施形態において、少なくとも１つのセンサーは制御システム（例えば、コンピュータ制御システム）に動作可能に連結される。センサーは、光学センサー、音響センサー、振動センサー、化学センサー、電気センサー、磁気センサー、流動性センサー、動作センサー、速度センサー、位置センサー、圧力センサー、力センサー、密度センサー、距離センサー、または近接センサーを含んでもよい。センサーは、温度センサー、重量センサー、材料（例えば、粉末）レベルセンサー、計測センサー、気体センサー、または湿度センサーを含んでもよい。計測センサーは、測定センサー（例えば、高さ、長さ、幅、角度、および／または体積）を含んでもよい。例えば、計測センサーは高さセンサーとすることができる。計測センサーは、磁気、加速、配向、または光学センサーを含んでもよい。センサーは、音（例えば、音響）、磁気、電子、または電磁信号を送信および／または受信してもよい。電磁粒子信号は、可視、赤外線、紫外線、超音波、無線波、またはマイクロ波信号を含んでもよい。計測センサーは、タイル（例えば、この計測特性）を測定してもよい。計測センサーは、空隙を測定してもよい。計測センサーは、材料の層の少なくとも一部分を測定してもよい。材料の層は、予め変形された材料（例えば、粉末）、変形した材料、または硬化した材料としてもよい。計測センサーは、３Ｄ物体の少なくとも一部分を測定してもよい。気体センサーは、本明細書で詳述した気体のいずれかを検知する場合がある。距離センサーは、計測センサーの１つのタイプとすることができる。距離センサーは、光学センサー、または静電容量センサーを含んでもよい。温度センサーは、ボロメーター、バイメタル板、熱量計、排気温度ゲージ、火炎検出、ガードンゲージ、ゴーレイセル、熱流束センサー、赤外線温度計、マイクロボロメータ、マイクロ波放射計、放射収支計、水晶温度計、抵抗温度検出器、抵抗温度計、シリコンバンドギャップ温度センサー、特殊センサーマイクロ波画像装置、温度ゲージ、サーミスタ、熱電対、温度計、またはパイロメーターを含んでもよい。温度センサーは、光学センサーを含んでもよい。温度センサーは、画像処理を含んでもよい。温度センサーは、カメラ（例えば、ＩＲカメラ、ＣＣＤカメラ）を含んでもよい。圧力センサーは、自記気圧計、気圧計、ブースト計、ブルドン管真空計、熱フィラメント電離真空計、電離真空計、マクラウド真空計、振動Ｕ字管、恒久型ダウンホール圧力計、ピエゾメータ、ピラニ真空計、圧力センサー、圧力計、触覚センサー、または時間圧力計を含んでもよい。位置センサーは、生長計、静電容量式変位センサー、静電容量検知、自由落下センサー、重力計、ジャイロセンサー、衝撃センサー、傾斜計、集積回路圧電センサー、レーザー距離計、レーザー表面速度計、ライダー、リニアエンコーダー、リニア可変差動トランス（ＬＶＤＴ）、液体静電容量傾斜計、走行距離計、光電センサー、圧電加速度計、レートセンサー、回転エンコーダー、回転式可変差動トランス、セルシン、衝撃検出器、衝撃データロガー、チルトセンサー、タコメーター、超音波厚さゲージ、可変リラクタンスセンサー、または速度レシーバーを含んでもよい。光学センサーは、電荷結合素子、比色計、密着型センサー、電気光学センサー、赤外線センサー、力学インダクタンス検出器、発光ダイオード（例えば、光センサー）、光アドレス指定可能な電位差センサー、ニコルス放射計、光ファイバーセンサー、光学位置センサー、光検知器、フォトダイオード、光電子増倍管、フォトトランジスタ、光電センサー、光イオン化検出器、光電子増倍管、フォトレジスタ、光電スイッチ、光電管、シンチレーション計数管、シャック−ハルトマン、単一光子アバランシェダイオード、超伝導ナノワイヤ型単一光子検出器、超伝導転移端センサー、可視光光子計数器、または波面センサーを含んでもよい。材料内のまたは材料に隣接した１つ以上の重量センサーによって材料床の重量をモニターすることができる。例えば、材料床内の重量センサーを材料床の底部につけることができる。重量センサーは、エンクロージャの底部（例えば、図１、１１１）とその上に基部（例えば、図１、１０２）または材料床（例えば、図１、１０４）が配置されうる基板（例えば、図１、１０９）との間につけることができる。重量センサーをエンクロージャの底部と、その上に材料床が配置されうる基部との間につけることができる。重量センサーをエンクロージャの底部と材料床との間につけることができる。重量センサーは圧力センサーを備えることができる。重量センサーは、バネ秤、圧力式秤、ニューマチックスケール、または秤を備えてもよい。圧力センサーの少なくとも一部分を材料床の底部表面上に露出することができる。一部の事例では、重量センサーは底部ロードセルを備えることができる。底部ロードセルはロードセルに隣接する予め変形された材料からの圧力を検知することができる。別の実施例では、材料床の上方、下方、または側面へなどのように材料床に隣接して１つ以上のセンサー（例えば、光学センサーまたは光学レベルセンサー）を提供することができる。一部の実施例において、１つ以上のセンサーは、予め変形された材料のレベル（例えば、高さまたは体積）を感知することができる。予め変形された材料のレベルセンサーは、材料分注機構（例えば、粉末分注機）と連通することができる。代替的にまたは追加的に、材料床を含む構造体の重量をモニターすることによって材料床の重量をモニターするようにセンサーを構成することができる。１つ以上の位置センサー（例えば、高さセンサー）は基板に対する材料床の高さを測定することができる。位置センサーは光学センサーとすることができる。位置センサーは、１つ以上のエネルギービーム（例えば、レーザーまたは電子ビーム）と材料（例えば、粉末）の表面との間の距離を判定することができる。１つ以上のセンサーは、制御システム（例えば、プロセッサ、コンピュータ）に接続されてもよい。
本明細書に開示するシステムおよび／または装置は、１つ以上のアクチュエータを含んでもよい。アクチュエータはモーターを含んでもよい。モーターはサーボモーターを含んでもよい。サーボモーターは、作動リニアリードスクリュー駆動モーターを含んでもよい。モーターは、ベルト駆動モーターを含んでもよい。モーターは、ロータリーエンコーダーを含んでもよい。装置および／またはシステムは、スイッチを含んでもよい。スイッチは、ホーミングスイッチまたはリミットスイッチを含みうる。モーターはアクチュエータを含んでもよい。アクチュエータは、リニアアクチュエータを含んでもよい。モーターは、ベルト駆動アクチュエータを含んでもよい。モーターは、リードスクリュー駆動アクチュエータを含んでもよい。本明細書に開示するシステムおよび／または装置は、１つ以上のピストンを含んでもよい。
一部の実施例では、圧力システムは１つ以上のポンプを含む。１つ以上のポンプは容積式ポンプを含んでもよい。容積式ポンプは、ロータリー型容積式ポンプ、往復動型容積式ポンプ、または線形型容積式ポンプを含んでもよい。容積式ポンプは、ロータリーローブポンプ、プログレッシブキャビティポンプ、ロータリーギアポンプ、ピストンポンプ、ダイアフラムポンプ、スクリューポンプ、ギアポンプ、油圧ポンプ、ロータリーベーンポンプ、再生（渦流）ポンプ、蠕動ポンプ、ロープポンプ、またはフレキシブルインペラを含んでもよい。ロータリー容積式ポンプは、ギアポンプ、スクリューポンプ、またはロータリーベーンポンプを含んでもよい。往復動ポンプは、プランジャーポンプ、ダイアフラムポンプ、ピストンポンプ、容量型ポンプ、またはラジアルピストンポンプを含む。ポンプは、バルブレスポンプ、蒸気ポンプ、重力ポンプ、エダクタージェットポンプ、混合流ポンプ、ベローポンプ、軸流ポンプ、遠心ポンプ、速度ポンプ、油圧ラムポンプ、衝撃ポンプ、ロープポンプ、圧縮空気駆動ダブルダイアフラムポンプ、トリプルスタイルプランジャーポンプ、プランジャーポンプ、蠕動ポンプ、ルーツタイプポンプ、プログレッシブキャビティポンプ、スクリューポンプ、またはギアポンプを含んでもよい。ポンプは真空ポンプとしてもよい。１つ以上の真空ポンプは、ロータリーベーンポンプ、ダイアフラムポンプ、液体リングポンプ、ピストンポンプ、スクロールポンプ、スクリューポンプ、バンケル（Ｗａｎｋｅｌ）ポンプ、エクスターナルベーンポンプ、ルーツブロワー、多段ルーツポンプ、テプラー（Ｔｏｅｐｌｅｒ）ポンプ、またはローブポンプを含んでもよい。１つ以上の真空ポンプは、運動量移送ポンプ、再生ポンプ、溜め込み式ポンプ、ベンチュリ真空ポンプ、または蒸気エジェクターを含んでもよい。圧力システムはスロットルバルブなどのバルブを含むことができる。
本明細書に記載のシステム、装置、および／または方法は、材料リサイクル機構を含むことができる。リサイクル機構は、未使用の予め変形された材料を収集し、この未使用の予め変形された材料を貯蔵部に戻すことができる。貯蔵部は、材料分注機構（例えば、材料分注貯蔵部）の、または材料分注機構に供給するバルク貯蔵部に対するものとすることができる。未使用の予め変形された材料は、３Ｄ物体の少なくとも一部分を形成するのに使用されなかった材料としてもよい。平準化機構および／または材料除去機構によって材料床から取り除かれる予め変形された材料の少なくとも一区分は、リサイクルシステムによって回復することができる。引き続いて３Ｄ物体を形成するために変形しなかった材料床内の材料の少なくとも一区分は、リサイクルシステムによって回復することができる。真空ノズル（例えば、材料床の縁部に位置させることができる）は、未使用の予め変形された材料を収集することができる。未使用の予め変形された材料は、真空なしで材料床から取り除くことができる。未使用の予め変形された（例えば、粉末）材料は、材料床から手動で取り除くことができる。未使用の予め変形された材料は、陽圧によって（例えば、未使用の材料を脱離することで）材料床から取り除くことができる。材料床から活発に押す（例えば、機械的に、または陽圧の加圧気体を使用して）ことによって、未使用の予め変形された材料を材料床から取り除くことができる。未使用の予め変形された材料は、材料除去機構によって材料床から取り除くことができる。未使用の予め変形された材料は、力源を利用することで材料床から取り除くことができる。気体流れは、未使用の予め変形された材料を真空ノズルに向けることができる。材料収集機構（例えば、シャベル）は未使用の材料を材料床から出るように（および所望によりリサイクリング機構に入るように）向けることができる。リサイクリング機構は、貯蔵部に戻った粒子のサイズ範囲を制御するための１つ以上のフィルターを備えることができる。一部の事例では、ベンチュリスカベンジングノズルが未使用の材料を収集することができる。ノズルが材料粒子で詰まらないように、ノズルは高いアスペクト比（例えば、少なくとも約２：１、５：１、１０：１、２０：１、３０：１、４０：１、または１００：１）を有することができる。一部の実施形態では、材料は、材料床から１つ以上の排出貯蔵部の中へと材料を排出する１つ以上の排出ポートを通して排出機構によって収集されてもよい。１つ以上の排出貯蔵部内の材料は再使用されてもよい（例えば、濾過および／またはさらなる処理の後）。
一部の事例では、未使用の材料は、材料床内の３Ｄ物体を囲むことができる。未使用の材料を３Ｄ物体から実質的に取り除くことができる。一部の実施形態において、未使用の材料は、３Ｄ物体が印刷される環境（例えば、大気および／またはエンクロージャ）において３Ｄ物体から取り除かれる。一部の実施形態において、未使用の材料は、３Ｄ物体が印刷されるものとは異なる環境（例えば、大気および／またはエンクロージャ）において３Ｄ物体から取り除かれる。未使用の材料を、本明細書では「残りの部分」と称する。実質的に取り除くとは、取り除いた後の３Ｄ物体の表面を最大で２０％、１５％、１０％、８％、６％、４％、２％、１％、０．５％、または０．１％約覆っている材料を指す場合がある。実質的に取り除くとは、材料床内に配置されたすべての材料および３Ｄ印刷プロセスの最後に材料として残っているすべての材料（すなわち、残りの部分）を、残りの部分の重量の最大で約１０％、３％、１％、０．３％、または０．１％を除いて取り除くことを指す場合がある。実質的に取り除くとは、すべての残りの部分を、印刷された３Ｄ物体の重量の最大で約５０％、１０％、３％、１％、０．３％、または０．１％を除いて取り除くことを指す場合がある。材料床を通して掘り出すことなしに３Ｄ物体を取り出すことができるように未使用の材料を取り除くことができる。例えば、未使用の材料は、材料床に隣接して構築される１つ以上の真空ポート（例えば、ノズル）により、未使用の材料の残りの部分を払いのけることにより、３Ｄ物体を未使用の材料から持ち上げることにより、未使用の材料を３Ｄ物体から離して流すことにより（例えば、未使用の材料が出ることができる材料床の側面上または底部上の出口開口ポートを開くことで）、材料床から吸い出すことができる。未使用の材料を抜き出した後、３Ｄ物体を取り除くことができ、また未使用の材料を将来の構築で使用するために材料貯蔵部へと再循環することができる。未使用の材料は、Ｕ．Ｓ．６２／３１７，０７０号およびＰＣＴ／ＵＳ１５／３６８０２号（それぞれは、参照によりその全体が本明細書似組み込まれる）に開示されるものなどの、３Ｄ物体をクリーニングするためのシステムおよび装置によって３Ｄ物体から取り除くことができる。
一部の実施形態において、最終的な材料層を冷却したすぐ後に３Ｄ物体の最終的形態が取り出される。冷却のすぐ後とは、最大で約１日、１２時間（ｈ）、６ｈ、５ｈ、４ｈ、３ｈ、２ｈ、１ｈ、３０分、１５分、５分、２４０ｓ、２２０ｓ、２００ｓ、１８０ｓ、１６０ｓ、１４０ｓ、１２０ｓ、１００ｓ、８０ｓ、６０ｓ、４０ｓ、２０ｓ、１０ｓ、９ｓ、８ｓ、７ｓ、６ｓ、５ｓ、４ｓ、３ｓ、２ｓ、または１ｓであってもよい。冷却のすぐ後とは、任意の上述の時間値の間（例えば、約１ｓ〜約１日、約１ｓ〜約１時間、約３０分〜約１日、または約２０ｓ〜約２４０ｓ）としてもよい。一部の事例では、冷却は、アルゴン、窒素、ヘリウム、ネオン、クリプトン、キセノン、水素、一酸化炭素、二酸化炭素、または酸素を含む冷やされた気体または気体混合物を使用する対流による能動冷却を含む方法によって生じてもよい。冷却は、人が３Ｄ物体を処理することができる温度にまで冷却するものとしうる。冷却は、処理温度までの冷却としうる。任意の上述の時間期間の間（例えば、約１２ｈ〜約１ｓ、約１２ｈ〜約３０分、約１ｈ〜約１ｓ、または約３０分〜約４０ｓ）の時間期間の間に３Ｄ物体を取り出すことができる。
一部の実施形態において、生成された３Ｄ物体は、その取り出し後はさらなる加工をごくわずかしか必要としない、または全く必要としない。一部の実施例では、減少したさらなる加工またはさらなる加工が無いことにより、市販の３Ｄ印刷に比べて、少ない量のエネルギーおよび／または無駄が少なくて済む３Ｄ印刷プロセスが提供される。少ない量とは、少なくとも約１．１、１．３、１．５、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０だけ小さいとすることができる。少ない量とは、上述の値の間の任意の値だけ小さくてもよい（例えば、約１．１〜約１０、または約１．５〜約５）。さらなる加工は本明細書で開示されるようなトリミングを含む場合がある。さらなる加工は磨くこと（例えば、サンドすること）を含む場合がある。例えば、一部の事例では、生成された３Ｄ物体を取り出し、そして変形した材料および／または補助特徴部を取り除くことなく仕上げすることができる。硬化（例えば、固化）した材料から成る３次元部品が、材料床から実質的な変形なしに３Ｄ物体を取り除くことを許容するのに好適な取り扱い温度になったとき、３Ｄ物体を取り出すことができる。取り扱い温度は３Ｄ物体を包装するために好適な温度とすることができる。取り扱い温度は、最高で約１２０℃、１００℃、８０℃、６０℃、４０℃、３０℃、２５℃、または２０℃とすることができる。取り扱い温度は、上述の温度値の間の任意の値（例えば、約１２０℃〜約２０℃）とすることができる。
本明細書で提供される方法およびシステムは、結果として３Ｄ物体の迅速かつ効率的な形成をもたらすことができる。一部の事例において、３Ｄ物体は少なくとも約０．１平方センチメートル毎秒（ｃｍ２／ｓｅｃ）、０．５ｃｍ２／ｓｅｃ、１．０ｃｍ２／ｓｅｃ、１．５ｃｍ２／ｓｅｃ、２．０ｃｍ２／ｓｅｃ、２．５ｃｍ２／ｓｅｃ、５ｃｍ２／ｓｅｃ、１０ｃｍ２ｓｅｃ、１５ｃｍ２／ｓｅｃ、２０ｃｍ２／ｓｅｃ、３０ｃｍ２／ｓｅｃ、５０ｃｍ２／ｓｅｃ、７０ｃｍ２／ｓｅｃ、８０ｃｍ２／ｓｅｃ、９０ｃｍ２／ｓｅｃ、１００ｃｍ２／ｓｅｃ、または１２０ｃｍ２／ｓｅｃとすることができる。一部の事例において、３Ｄ物体は、上記速度の間の速度で輸送される（例えば約０．１ｃｍ２／ｓｅｃ〜約１２０ｃｍ２／ｓｅｃ、約１．５ｃｍ２／ｓｅｃ〜約８０ｃｍ２／ｓｅｃ、または約１．０ｃｍ２／ｓｅｃ〜約１００ｃｍ２／ｓｅｃ）。一部の実施例では、３Ｄ部品は、その形成の直後に追加的な加工および／または操作無しに本明細書に定められた精度値を有する。
一部の実施形態において、１つ以上の３Ｄ物体（例えば、３Ｄ物体のストック）が顧客に供給される。顧客は、個人、企業、組織、政府、非営利組織、会社、病院、医師、技術者、リテーラ、任意のその他のエンティティ、または個人とすることができる。顧客は、３Ｄ物体の受け取りに関心のある者、および／または３Ｄ物体を注文した者としうる。顧客は３Ｄ物体の形成のための要求を提出することができる。顧客は３Ｄ物体と引き換えに価値のある品物を提供することができる。顧客は３Ｄ物体に対する設計またはモデルを提供することができる。顧客はステレオリソグラフィー（ＳＴＬ）ファイルの形態の設計を提供することができる。顧客は、設計を任意の他の数値的または物理的形態の３Ｄ物体の形状および寸法の定義とすることができる、設計を提供することができる。一部の事例では、顧客は、生成される物体の設計としての３Ｄモデル、スケッチ、または画像を提供することができる。３Ｄ物体を付加生成するために設計を印刷システムによって使用することができる指示へと変形することができる。顧客は特定の材料または材料の群から（例えば、本明細書に記述する材料）３Ｄ物体を形成するための要求をさらに提供することができる。一部の事例では、設計は補助特徴部または補助的な支持特徴部の任意の過去の存在の跡を含まない場合がある。
一実施形態において、顧客の要求に応答して、３Ｄ物体は、本明細書に記載の印刷方法、システムおよび／または装置で、顧客によって特定される１つ以上の材料を使用して形成される。３Ｄ物体を引き続いて顧客へ納品することができる。３Ｄ物体は、補助特徴部（例えば、補助的な支持特徴部の存在もしくは除去を示すもの）を生成または除去することなく形成することができる。補助特徴部を、３Ｄ物体が３Ｄ印刷の間にシフトする、変形する、または移動するのを防止する支持特徴部とすることができる。
一部の実例において、３Ｄ物体の意図された寸法は、３Ｄ物体のモデル設計に由来する。顧客のために生成される３Ｄ物体（例えば、固化材料）は、意図される寸法から最大で約０．５ミクロン（μｍ）、１μｍ、３μｍ、１０μｍ、３０μｍ、１００μｍ、３００μｍ以下の平均偏差値を有することができる。偏差は、上述の値の間の任意の値とすることができる（例えば、約０．５μｍ〜約３００μｍ、約１０μｍ〜約５０μｍ、約１５μｍ〜約８５μｍ、約５μｍ〜約４５μｍ、または約１５μｍ〜約３５μｍ）。３Ｄ物体は、特定の方向における意図される寸法からの偏差を、式Ｄｖ＋Ｌ／Ｋｄｖに依存して有することができ、式中Ｄｖは偏差値であり、Ｌは特定の方向における３Ｄ物体の長さであり、ＫＤｖは定数である。Ｄｖは、最大で約３００μｍ、２００μｍ、１００μｍ、５０μｍ、４０μｍ、３０μｍ、２０μｍ、１０μｍ、５μｍ、１μｍ、または０．５μｍの値を有することができる。Ｄｖは、少なくとも約０．５μｍ、１μｍ、３μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍ、５０μｍ、７０μｍ、１００μｍ、または３００μｍの値を有することができる。Ｄｖは、上述の値の間の任意の値を有することができる（例えば、約０．５μｍ〜約３００μｍ、約１０μｍ〜約５０μｍ、約１５μｍ〜約８５μｍ、約５μｍ〜約４５μｍ、または約１５μｍ〜約３５μｍ）。Ｋｄｖは、最大で約３０００、２５００、２０００、１５００、１０００、または５００の値を有することができる。Ｋｄｖは、少なくとも約５００、１０００、１５００、２０００、２５００、または３０００の値を有することができる。ｋｄｖは、上述の値の間の任意の値を有することができる（例えば、約３０００〜約５００、約１０００〜約２５００、約５００〜約２０００、約１０００〜約３０００、または約１０００〜約２５００）。
本システムおよび／または装置は、制御機構（例えば、コントローラ）を含むことができる。本明細書に開示する方法、システム、および／または装置は、本明細書に記述する３Ｄプリンタの１つ以上の構成要素を制御するコントローラ機構を組み込んでもよい。コントローラは、システム、装置、および／またはそれらのそれぞれの構成要素（例えば、エネルギー源）のいずれかに連結されたコンピュータ処理ユニット（例えば、コンピュータ）を備えてもよい。有線接続および／または無線接続を通してコンピュータを動作可能に連結することができる。一部の事例では、コンピュータを搭載することができる。ユーザーデバイスは、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、または別のコンピューティングデバイスとすることができる。コントローラはクラウドコンピュータシステムおよび／またはサーバと通信することができる。単位面積当たり出力でエネルギーを標的表面の少なくとも一部分に適用するようにエネルギー源に選択的に指示するようにコントローラをプログラムすることができる。コントローラは、エネルギー源が単位面積当たり出力でエネルギーを標的表面の少なくとも一部分に適用するように明確に表現するように構成されたスキャナーと通信することができる。
コントローラは、層分注機構および／またはその構成要素のいずれかを制御してもよい。コントローラはプラットフォームを制御してもよい。制御は、移動の速度（速さ）を制御する（例えば、指示するおよび／または調節する）ことを含んでもよい。移動は、水平方向に、垂直方向に、および／または角度を有してもよい。コントローラは、材料除去機構、材料分注機構、および／またはエンクロージャ（例えば、チャンバ）における圧力のレベル（例えば、真空、周囲、または陽圧）を制御しうる。圧力レベル（例えば、真空、周囲、または陽圧）は一定であってもまたは変動してもよい。圧力レベルは手動でおよび／またはコントローラによってオンにしてもよく、またオフにしてもよい。コントローラは、力発生機構を制御してもよい。例えば、コントローラは、力発生機構によって生成される、磁力、電気力、空気力、および／物理力の量を制御しうる。例えば、コントローラは、力発生機構によって生成される、磁力および／電荷の極性タイプを制御しうる。コントローラは、力が生成されるタイミングと頻度を制御しうる。コントローラは、並進移動機構の移動の方向および／または速度を制御しうる。コントローラは、冷却部材（例えば、外部および／または内部）を制御してもよい。一部の実施形態において、外部冷却部材は並進移動可能としてもよい。層分注機構またはその構成要素のいずれかの移動は予め決められていてもよい。層分注機構またはその構成要素のいずれかの移動はアルゴリズムに依存してもよい。制御は手動および／または自動としてもよい。制御は、プログラムされるおよび／または思いついたときに実施されてもよい。制御は、アルゴリズムに従ってもよい。アルゴリズムは、印刷アルゴリズム、または運動制御アルゴリズムを含んでもよい。アルゴリズムは、３Ｄ物体のモデルを考慮してもよい。
コントローラは処理ユニットを備えてもよい。処理ユニットは、中央としてもよい。処理ユニットは、中央処理ユニット（本明細書では「ＣＰＵ」）を備えてもよい。コントローラまたは制御機構（例えば、コンピュータシステムを含む）は、本開示の方法を実施するようプログラムされてもよい。コントローラは、本明細書に開示されるシステムおよび／または装置の少なくとも１つの構成要素を制御してもよい。図２２は、本明細書に提供される方法によって３Ｄ物体の形成を容易にするようにプログラムされた、または別の方法で構成されたコンピュータシステム２２００の実施例を概略的に示す。コンピュータシステム２２００は、例えば、調整力、並進移動、加熱、冷却、および／または粉末床の温度の維持、プロセスパラメータ（例えば、チャンバ圧力）、エネルギー源がスキャンするルート、冷却部材の位置および／または温度、選択された場所へ発射されるエネルギーの量の適用、またはそれらの任意の組み合わせなどの、本開示の印刷方法、装置、およびシステムの様々な特徴を制御（例えば、指示および／または調節）することができる。コンピュータシステム２２０１は、本開示の３Ｄ印刷システムまたは装置などの印刷システムまたは装置の一部とすることができ、またはこれらと通信することができる。コンピュータは、本明細書に開示する１つ以上の機構、および／またはその任意の一部に連結されてもよい。例えば、コンピュータは、１つ以上のセンサー、バルブ、スイッチ、モーター、ポンプ、またはそれらの任意の組み合わせに連結されてもよい。
制御は、調節、モニター、制限、限定、管理、抑制、監督、指示、誘導、操作、または変調を含みうる。コントローラは、本明細書に開示するように、１つ以上の装置、システムおよび／またはそれらの部品に動作可能に連結することができる。コントローラおよびコンピュータシステムは、特許出願番号６２／２９７，０６７号、６２／４０１，５３４号、６２／２５２，３３０号、６２／３９６，５８４号またはＰＣＴ／ＵＳ１６／５９７８１（これらは全て参照による本明細書に組み込まれる）に開示されるいずれかのものとすることができる。
コンピュータシステム２２００は、処理ユニット２２０６（本明細書では「プロセッサ」、「コンピュータ」および「コンピュータプロセッサ」も使用される）を含むことができる。コンピュータシステムは、メモリまたは記憶場所２２０２（例えば、ランダムアクセスメモリ、読み取り専用メモリ、フラッシュメモリ）、電子ストレージユニット２２０４（例えば、ハードディスク）、１つ以上の他のシステムと通信するための通信インターフェース２２０３（例えば、ネットワークアダプタ）、ならびにキャッシュ、その他のメモリ、データストレージ、および／または電子ディスプレイアダプタなどの周辺機器２２０５も含みうる。メモリ２２０２、ストレージユニット２２０４、インターフェース２２０３、および周辺機器２２０５は、コミュニケーションバス（固定ライン）を通してマザーボードなどの処理ユニット２２０６と通信する。ストレージユニットは、データを保存するためのデータストレージユニット（またはデータレポジトリ）とすることができる。通信インターフェースの支援により、コンピュータシステムをコンピュータネットワーク（「ネットワーク」）２２０１と動作可能に連結することができる。ネットワークは、インターネット、インターネットおよび／またはエクストラネット、またはインターネットと通信するイントラネットおよび／またはエクストラネットとすることができる。一部の事例では、ネットワークは遠隔通信および／またはデータネットワークである。ネットワークは、クラウドコンピューティングなどの分散コンピューティングを可能にすることができる１つ以上のコンピュータサーバを含むことができる。ネットワークは、一部の事例ではコンピュータシステムの支援により、ピアツーピアネットワークを実装することができ、これはコンピュータシステムに連結されたデバイスがクライアントまたはサーバとして振る舞うことを可能にしうる。
処理ユニットは機械可読指示のシーケンスを実行することができ、これはプログラムまたはソフトウェア内で具象化することができる。命令をメモリ２２０２などの記憶場所内に保存してもよい。命令を処理ユニットに向けることができ、これは引き続いて本開示の方法を実施するように処理ユニットをプログラムまたは別の方法で構成する。処理ユニットによって実施される動作の例は、フェッチ、デコード、実行、およびライトバックを含むことができる。処理ユニットは、命令を解釈および／または実行してもよい。プロセッサは、マイクロプロセッサ、データプロセッサ、中央処理ユニット（ＣＰＵ）、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、コプロセッサ、ネットワークプロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、コントローラ、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、チップセット、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはその任意の組み合わせを含みうる。処理ユニットは、集積回路などの、回路の一部とすることができる。システム２２００の１つ以上の他の構成要素を回路内に含むことができる。
ストレージユニット２２０４は、ドライバー、ライブラリ、および保存したプログラムなどのファイルを保存することができる。ストレージユニットは、例えば、ユーザの好みおよびユーザプログラムなどのユーザデータを保存することができる。一部の事例では、コンピュータシステムは、イントラネットまたはインターネットを通してコンピュータシステムと通信するリモートサーバ上に位置付けられたものなどの、コンピュータシステムの外部にある１つ以上の追加的なデータストレージユニットを含むことができる。
コンピュータシステムはネットワークを通して１つ以上のリモートコンピュータシステムと通信することができる。例えば、コンピュータシステムはユーザ（例えば、オペレーター）のリモートコンピュータシステムと通信することができる。リモートコンピュータシステムの実施例としては、パーソナルコンピュータ（例えば、ポータブルＰＣ）、スレートＰＣもしくはタブレットＰＣ（例えば、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ｉＰａｄ、Ｓａｍｓｕｎｇ（登録商標）Ｇａｌａｘｙ Ｔａｂ（登録商標））、電話、スマートフォン（例えば、Ａｐｐｌｅ（登録商標）ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ使用可能デバイス、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙ（登録商標））、または携帯情報端末が挙げられる。ユーザはネットワークを介してコンピュータシステムにアクセスすることができる。
本明細書に記述される方法は、例えば、メモリ２２０２または電子ストレージユニット２２０４上などのコンピュータシステムの電子的保存場所に保存された機械（例えば、コンピュータプロセッサ）実施可能なコードによって実施することができる。機械実施可能コードまたは機械可読コードをソフトウェアの形態で提供することができる。使用している間に、プロセッサ２２０６はコード実行することができる。一部の事例では、コードをストレージユニットから取り出して、プロセッサによるアクセス準備を整えるためにメモリに保存することができる。一部の状況では、電子ストレージユニットを除外することができ、機械実行可能な命令はメモリに保存される。
コードをプリコンパイルし、かつ機械で使用するために構成することができ、コードを実行するためにプロセッサを適合させ、またはランタイムの間にコンパイルすることができる。コードをプリコンパイルしてまたはコンパイルしたままの様式で実行することができるように、選択することができるプログラミング言語でコードを供給することができる。
処理ユニットは、１つ以上のコアを含んでもよい。コンピュータシステムは、単一のコアプロセッサ、マルチコアプロセッサ、または並列処理のための複数のプロセッサを備えてもよい。処理ユニットは、１つ以上の中央処理ユニット（ＣＰＵ）および／またはグラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）備えてもよい。複数のコアは、物理的ユニット（例えば、中央処理ユニット、またはグラフィック処理ユニット）内に配置されてもよい。処理ユニットは、１つ以上の処理ユニットを含んでもよい。物理的ユニットは、単一の物理的ユニットとしてもよい。物理的ユニットは、ダイとしてもよい。物理的ユニットは、キャッシュコヒーレンシ回路を備えてもよい。複数のコアは、極めて近接して配置されてもよい。物理的ユニットは、集積回路チップを備えてもよい。集積回路は、１つ以上のトランジスタを備えてもよい。集積回路チップは、少なくとも２億個のトランジスタ（ＢＴ）、０．５ＢＴ、１ＢＴ、２ＢＴ、３ＢＴ、５ＢＴ、６ＢＴ、７ＢＴ、８ＢＴ、９ＢＴ、１０ＢＴ、１５ＢＴ、２０ＢＴ、２５ＢＴ、３０ＢＴ、４０ＢＴ、または５０ＢＴを備えてもよい。集積回路チップは、最大で７ＢＴ、８ＢＴ、９ＢＴ、１０ＢＴ、１５ＢＴ、２０ＢＴ、２５ＢＴ、３０ＢＴ、４０ＢＴ、５０ＢＴ、７０ＢＴ、または１００ＢＴを備えてもよい。集積回路チップは、上述の数の間の任意の数のトランジスタを含んでもよい（例えば、約０．２ＢＴ〜約１００ＢＴ、約１ＢＴ〜約８ＢＴ、約８ＢＴ〜約４０ＢＴ、または約４０ＢＴ〜約１００ＢＴ）。集積回路チップは、少なくとも約５０ｍｍ２、６０ｍｍ２、７０ｍｍ２、８０ｍｍ２、９０ｍｍ２、１００ｍｍ２、２００ｍｍ２、３００ｍｍ２、４００ｍｍ２、５００ｍｍ２、６００ｍｍ２、７００ｍｍ２、または８００ｍｍ２の面積を有してもよい。集積回路チップは、最大で５０ｍｍ２、６０ｍｍ２、７０ｍｍ２、８０ｍｍ２、９０ｍｍ２、１００ｍｍ２、２００ｍｍ２、３００ｍｍ２、４００ｍｍ２、５００ｍｍ２、６００ｍｍ２、７００ｍｍ２、または８００ｍｍ２の面積を有してもよい。集積回路チップは、上述の値の間の任意の値の面積を有してもよい（例えば、約５０ｍｍ２〜約８００ｍｍ２、約５０ｍｍ２〜約５００ｍｍ２、または約５００ｍｍ２〜約８００ｍｍ２）。極めて近接していることで、コア間を移動する通信信号の実質的保存が可能となる。極めて近接していることで、信号劣化が減少しうる。本明細書において理解されるコアは、独立した中央処理能力を有するコンピューティング構成要素である。コンピューティングシステムは、多数のコアを備え、これは、単一のコンピューティング構成要素上に配置される。多数のコアは、２つ以上の独立した中央処理ユニットを含んでもよい。独立した中央処理ユニットは、プログラム命令を読み取り、実行するユニットを構成してもよい。多数のコアは、並列コアとすることができる。多数のコアは、並列して機能することができる。多数のコアは、少なくとも２、１０、４０、１００、４００、１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、または１００００コアを含んでもよい。多数のコアは、最大で１０００、２０００、３０００、４０００、５０００、６０００、７０００、８０００、９０００、１００００、または４００００コアを含んでもよい。多数のコアは、上述の数の間の任意の数のコアを含んでもよい（例えば、２〜４００００、２〜４００、４００〜４０００、２０００〜４０００、または４０００〜１００００コア）。プロセッサは、データ送信（例えば、一方のコアから他方への）において低レイテンシを含みうる。レイテンシとは、プロセッサ内の物理的変化（例えば、信号）の原因と結果との間の時間遅延を意味する場合がある。レイテンシとは、ソース（例えば、第１のコア）がパケットを受信する宛先（例えば、第２のコア）に送信してからの経過時間（２点のレイテンシとも称する）を意味する場合がある。１点のレイテンシは、ソース（例えば、第１のコア）がパケット（例えば、信号）をパケットを受信する宛先（例えば、第２のコア）に送信してから、そして宛先がソースにパケットを送り返してからの経過時間を意味する場合がある（例えば、往復するパケット）。レイテンシは、大きな数の浮動小数点演算毎秒（ＦＬＯＰＳ）を許容するのに十分に低いものとしてもよい。ＦＬＯＰＳの数は、少なくとも約１テラＦｌｏｐｓ（Ｔ−ＦＬＯＰＳ）、２Ｔ−ＦＬＯＰＳ、３Ｔ−ＦＬＯＰＳ、５Ｔ−ＦＬＯＰＳ、６Ｔ−ＦＬＯＰＳ、７Ｔ−ＦＬＯＰＳ、８Ｔ−ＦＬＯＰＳ、９Ｔ−ＦＬＯＰＳ、または１０Ｔ−ＦＬＯＰＳとしてもよい。ＦＬＯＰＳの数は、最大で約５Ｔ−ＦＬＯＰＳ、６Ｔ−ＦＬＯＰＳ、７Ｔ−ＦＬＯＰＳ、８Ｔ−ＦＬＯＰＳ、９Ｔ−ＦＬＯＰＳ、１０Ｔ−ＦＬＯＰＳ、２０Ｔ−ＦＬＯＰＳ、または３０Ｔ−ＦＬＯＰＳとしてもよい。ＦＬＯＰＳの数は、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約１Ｔ−ＦＬＯＰ〜約３０Ｔ−ＦＬＯＰ、約４Ｔ−ＦＬＯＰＳ〜約１０Ｔ−ＦＬＯＰＳ、約１Ｔ−ＦＬＯＰＳ〜約１０−Ｔ−ＦＬＯＰＳ、または約１０Ｔ−ＦＬＯＰＳ〜約３０Ｔ−ＦＬＯＰＳ）。ＦＬＯＰＳは、ベンチマークに従って測定することができる。ベンチマークは、ＨＰＣチャレンジベンチマークとしてもよい。ベンチマークは、数学的演算（例えば、線形方程式などの算式）、グラフィカル演算（例えば、レンダリング）、または暗号化／復号ベンチマークを含んでもよい。ベンチマークは、高性能ＬＩＮＰＡＣＫ、行列乗算（例えば、ＤＧＥＭＭ）、メモリへの／メモリからの持続型メモリ帯域幅（例えば、ＳＴＲＥＡＭ）、行列転置速度測定（例えば、ＰＴＲＡＮＳ）、ランダムアクセス高速フーリエ変換速度（例えば、一般化されたクーリー−テューキアルゴリズムを使用した大きな１次元ベクトル上）、または通信帯域幅およびレイテンシ（例えば、効率的な帯域幅／レイテンシベンチマークに基づくＭＰＩ中心の性能測定）。ＬＩＮＰＡＣＫは、デジタルコンピュータ上で数値線形代数を行うためのソフトウェアライブラリを指す。ＤＧＥＭＭは、倍精度行列乗算を指す。ＳＴＲＥＡＭ。ＰＴＲＡＮＳ。ＭＰＩはメッセージパッシングインターフェースを指す。
コンピュータシステムは、ハイパースレッディングテクノロジーを含んでもよい。コンピュータシステムは、統合された変形、照明、トライアングルセットアップ、トライアングルクリッピング、レンダリングエンジン、またはその任意の組み合わせを有する、チッププロセッサを含んでもよい。レンダリングエンジンは、少なくとも約１０ミリオンポリゴン毎秒で処理する能力を有してもよい。レンダリングエンジンは、少なくとも約１０ミリオン計算毎秒で処理する能力を有してもよい。一例として、ＧＰＵは、Ｎｖｉｄｉａ、ＡＴＩ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ、Ｓ３ Ｇｒａｐｈｉｃｓ、Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｉｃｒｏ Ｄｅｖｉｃｅｓ（ＡＭＤ）、またはＭａｔｒｏｘのＧＰＵを含んでもよい。処理ユニットは、行列またはベクトルを含むアルゴリズムを処理することができる場合がある。コアは、複合命令セットコンピューティングコア（ＣＩＳＣ）、または縮小命令セットコンピューティング（ＲＩＳＣ）を備えてもよい。
コンピュータシステムは、再プログラム可能な（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））電子チップを含んでもよい。例えば、ＦＰＧＡは、Ｔａｂｕｌａ、Ａｌｔｅｒａ、またはＸｉｌｉｎｘ ＦＰＧＡを含んでもよい。電子チップは、１つ以上のプログラム可能な論理ブロック（例えば、列）を備えてもよい。論理ブロックは、組み合わせ関数、論理ゲート、またはそれらの任意の組み合わせを計算しうる。コンピュータシステムは、カスタムハードウェアを含んでもよい。カスタムハードウェアは、アルゴリズムを備えてもよい。
コンピュータシステムは、構成可能な計算、部分的再構成可能な計算、再構成可能な計算、またはそれらの任意の組み合わせを含んでもよい。コンピュータシステムは、ＦＰＧＡを含んでもよい。コンピュータシステムは、アルゴリズムを実行する集積回路を含んでもよい。例えば、再構成可能なコンピューティングシステムは、ＦＰＧＡ、ＣＰＵ、ＧＰＵ、またはマルチコアマイクロプロセッサを備えてもよい。再構成可能な計算システムは、高性能再構成可能計算アーキテクチャ（ＨＰＲＣ）を備えてもよい。部分的再構成可能な計算は、モジュールベースの部分的再構成、または差分ベースの部分的再構成を含んでもよい。
コンピューティングシステムは、アルゴリズム（例えば、制御アルゴリズム）を実行する集積回路を含みうる。物理的ユニット（例えば、内部のキャッシュコヒーレンシ回路）は、少なくとも約０．１ギガビット毎秒（Ｇｂｉｔ／ｓ）、０．５Ｇｂｉｔ／ｓ、１Ｇｂｉｔ／ｓ、２Ｇｂｉｔ／ｓ、５Ｇｂｉｔ／ｓ、６Ｇｂｉｔ／ｓ、７Ｇｂｉｔ／ｓ、８Ｇｂｉｔ／ｓ、９Ｇｂｉｔ／ｓ、１０Ｇｂｉｔ／ｓ、または５０Ｇｂｉｔ／ｓのクロックタイムを有してもよい。物理的ユニットは、上述の値の間の任意の値のクロックタイムを有してもよい（例えば、約０．１Ｇｂｉｔ／ｓ〜約５０Ｇｂｉｔ／ｓ、または約５Ｇｂｉｔ／ｓ〜約１０Ｇｂｉｔ／ｓ）。物理的ユニットは、最大で０．１マイクロ秒（μｓ）、１μｓ、１０μｓ、１００μｓ、または１ミリ秒（ｍｓｅｃ）でアルゴリズム出力を生産してもよい。物理的ユニットは、上記時間の間の任意の時間で、アルゴリズム出力を生成してもよい（例えば、約０．１μｓ〜約１ｍｓｅｃ、約０．１μｓ〜約１００μｓ、約０．１μｓ〜約１０μｓ）。一部の実例において、コントローラは、計算、リアルタイム測定、またはそれらの任意の組み合わせを用いてエネルギービームを調節してもよい。一部の実例において、リアルタイム測定（例えば、温度測定）は、少なくとも約０．１ＫＨｚ、１ＫＨｚ、１０ＫＨｚ、１００ＫＨｚ、１０００ＫＨｚ、または１００００ＫＨｚの速度で入力を提供してもよい。一部の実例において、リアルタイム測定は、上記の任意の間の速度で入力を提供してもよい（例えば、約０．１ＫＨｚ〜約１００００ＫＨｚ、約０．１ＫＨｚ〜約１０００ＫＨｚ、または約１０００ＫＨｚ〜約１００００ＫＨｚ）。処理ユニットのメモリ帯域幅は、少なくとも約１ギガバイト毎秒（Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ）、１０Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、１００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、２００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、３００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、４００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、５００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、６００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、７００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、８００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、９００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、または１０００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓとしてもよい。処理ユニットのメモリ帯域幅は、最大で約１ギガバイト毎秒（Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ）、１０Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、１００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、２００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、３００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、４００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、５００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、６００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、７００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、８００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、９００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、または１０００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓとしてもよい。処理ユニットのメモリ帯域幅は、上述の値の間の任意の値としてもよい（例えば、約１Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ〜約１０００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、約１００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ〜約５００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、約５００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ〜約１０００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ、または約２００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ〜約４００Ｇｂｙｔｅｓ／ｓ）。
コンピュータシステムなどの、本明細書に提供されるシステム、装置、および／または方法の態様は、プログラミング中に埋め込むことができる。技術の様々な態様は、あるタイプの機械可読媒体内に維持されまたは具象化される、典型的には機械（またはプロセッサ）実行可能なコードおよび／または関連付けられたデータの形態の「製品」、「物品」または「製造物」として考えられうる。機械実行可能なコードをメモリ（例えば、読み出し専用メモリ、ランダムアクセスメモリ、フラッシュメモリ）またはハードディスクなどの電子ストレージユニット内に保存することができる。ストレージは、不揮発性記憶媒体を含んでもよい。「ストレージ」タイプ媒体は、様々な半導体メモリ、テープドライブ、ディスクドライブ、および同様のものなどの、コンピュータ、プロセッサ、もしくは同様のものまたはその関連するモジュールの任意のまたはすべての有形メモリを含むことができ、これはソフトウェアプログラミングのためにいつでも非一次的ストレージを提供する。
メモリは、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）、同期ダイナミックランダムアクセスメモリ（ＳＤＲＡＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＦＲＡＭ（登録商標））、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、プログラム可能な読み出し専用メモリ（ＰＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）、電子的消去可能な読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、フラッシュメモリ、またはそれらの任意の組み合わせを含みうる。フラッシュメモリは、否定ＡＮＤ（ＮＡＮＤ）またはＮＯＲ論理ゲートを含んでもよい。ストレージは、ハードディスク（例えば、磁気ディスク、光ディスク、磁気光ディスク、ソリッドステートスディスク等）、コンパクトディスク（ＣＤ）、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、フロッピーディスク、カートリッジ、磁気テープ、および／またはその他のタイプのコンピュータ可読媒体を、対応するデバイスと共に含みうる。
時々、ソフトウェアの全てまたは一部は、インターネットまたは種々のその他の電子通信を介して通信する場合がある。こうした通信は、例えば、一方のコンピュータまたはプロセッサから、他方の、例えば、管理サーバまたはホストコンピュータからアプリケーションサーバのコンピュータプラットフォームへのローディングを可能にしうる。従って、ソフトウェア要素を持ちうる別のタイプの媒体は、ローカルデバイスの間にわたって使用される物理インターフェースなどの、有線、および光地上ネットワークを通した、および種々のエアリンクを介した、光波、電気波および電磁波を含む。有線もしくは無線リンク、光リンク、または同様なものなどの、かかる波を伝える物理的要素も、ソフトウェアを持つ媒体と考えられる場合がある。本明細書で使用される場合、非一次的、有形「ストレージ」媒体と制約されない限り、コンピュータまたは機械「可読媒体」というような用語は、プロセッサに実行のために指示を提供するのに関わる任意の媒体を指す。
したがって、コンピュータ実行可能コードなどの機械可読媒体は、有形ストレージ媒体、搬送波媒体、または物理的伝送媒体が挙げられるがこれに限らない多くの形態を取りうる。例えば、不揮発性記憶媒体は、例えば、図示されるデータベースを実装するのに使用されうる、任意のコンピュータまたは同様のものなどの任意の記憶装置などの、光ディスクまたは磁気ディスクを含む。揮発性記憶媒体は、かかるコンピュータプラットフォームの主メモリなどの、動的メモリを含む。有形伝送媒体は、コンピュータシステム内のバスを備えるワイヤを含む、同軸ケーブル、ワイヤ（例えば、銅ワイヤ）、および／または光ファイバーを含む。搬送波伝送媒体は、無線周波数（ＲＦ）および赤外線（ＩＲ）データ通信の間に生成されるもののような、電気信号もしくは電磁信号、または音波もしくは光波の形態を取りうる。したがって、コンピュータ可読媒体の一般的な形態としては、例えば、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、磁気テープ、任意の他の磁気媒体、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、もしくはＤＶＤ−ＲＯＭ、任意の他の光媒体、パンチカード、紙テープ、任意の他の孔のパターンを用いた物理的ストレージ媒体、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、およびＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨ−ＥＰＲＯＭ、任意の他のメモリーチップもしくはカートリッジ、搬送波輸送データもしくは指示、ケーブルもしくは搬送波などのリンク輸送、またはコンピュータがこれからプログラムコードおよび／またはデータを読み出しうる任意の他の媒体が挙げられる。メモリおよび／またはストレージは、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）メモリスティック、またはハードディスクなどの、装置の外部および／または装置から取り外し可能な記憶装置を含んでもよい。コンピュータ可読媒体のこれらの形態の多くは、プロセッサへの実行するための１つ以上の指示の１つ以上のシーケンスの搬送に関与している場合がある。
コンピュータシステムは、例えば、印刷される３Ｄ物体のモデル設計またはグラフィック表現を提供するためのユーザインターフェース（ＵＩ）を備える電子ディスプレイを含むか、またはこれと通信することができる。ＵＩの実施例としては、グラフィカルユーザーインターフェース（ＧＵＩ）およびウェブベースのユーザーインターフェースが挙げられるが、これに限らない。コンピュータシステムは３Ｄ印刷システムの様々な態様をモニターおよび／または制御することができる。制御は手動であってもよく、および／またはプログラムされていてもよい。制御は事前プログラムされているフィードバック機構に頼ってもよい。フィードバック機構は、制御ユニット（すなわち、制御システムまたは制御機構、例えば、コンピュータ）に接続されたセンサー（本明細書に記述される）からの入力に頼ってもよい。コンピュータシステムは３Ｄ印刷システムの動作の様々な態様に関する履歴データを保存してもよい。履歴データを所定の時間および／または思いついたときに取り出してもよい。履歴データにオペレータおよび／またはユーザがアクセスしてもよい。履歴データおよび／または動作データをディスプレイユニットなどの出力ユニットに提供してもよい。出力ユニット（例えば、モニター）は３Ｄ印刷システムの様々なパラメータを（本明細書に記述されるように）リアルタイムで、または遅延した時間で出力してもよい。出力ユニットは現在の３Ｄ印刷される物体、注文された３Ｄ印刷される物体、またはその両方を出力してもよい。出力ユニットは３Ｄ印刷される物体の印刷の進捗を出力してもよい。出力ユニットは、３Ｄ物体の印刷における合計時間、残り時間、および延長した時間のうちの少なくとも１つを出力してもよい。出力ユニットはセンサーのステータス、その読取値、および／またはその較正もしくはメンテナンスのための時間を出力してもよい（例えば、表示、音声、および／または印刷）。出力ユニットは、使用される材料のタイプ、ならびに予め変形された材料の温度および流動性などの様々な材料の特徴を出力してもよい。出力ユニットは、酸素の量、水、および印刷チャンバ（すなわち、３Ｄ物体が印刷されるチャンバ）内の圧力を出力してもよい。コンピュータは３Ｄ印刷システム、方法、およびまたは物体の様々なパラメータを含むレポートを、所定の時間において、要求に応じて（例えば、オペレータからの）、または思いついたときに生成してもよい。出力ユニットは、スクリーン、プリンタ、またはスピーカーを含んでもよい。制御システムは、レポートを提供してもよい。レポートは、所望により出力ユニットによって出力されるもとして列挙される任意の項目を含んでもよい。
本明細書に記述されるシステムおよび／または装置（例えば、コントローラ）、および／またはそれらの任意の構成要素は、出力デバイスおよび／または入力デバイスを備えてもよい。入力デバイスは、キーボード、タッチパッド、またはマイクロフォンを含んでもよい。出力デバイスは、感覚出力デバイスであってもよい。出力デバイスは、視覚デバイス、触覚デバイス、またはオーディオ機器を含んでもよい。オーディオ機器は、拡声器を含んでもよい。視覚的出力デバイスは、画面および／または印刷されたハードコピー（例えば、紙）を含んでもよい。出力デバイスは、プリンタを含んでもよい。入力デバイスは、カメラ、マイクロフォン、キーボード、またはタッチ画面を含んでもよい。本明細書に記述されるシステムおよび／または装置（例えば、コントローラ）、および／またはそれらの任意の構成要素は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）技術を含みうる。本明細書に記述されるシステムおよび／または装置（例えば、コントローラ）、および／またはそれらの任意の構成要素は、通信ポートを含みうる。通信ポートは、シリアルポートまたはパラレルポートとしてもよい。通信ポートは、ユニバーサルシリアルバスポート（つまり、ＵＳＢ）としてもよい。本明細書に記述されるシステムおよび／または装置（例えば、コントローラ）、および／またはそれらの任意の構成要素は、ＵＳＢポートを含みうる。ＵＳＢは、マイクロまたはミニＵＳＢとすることができる。ＵＳＢポートは、００ｈ、０１ｈ、０２ｈ、０３ｈ、０５ｈ、０６ｈ、０７ｈ、０８ｈ、０９ｈ、０Ａｈ、０Ｂｈ、０Ｄｈ、０Ｅｈ、０Ｆｈ、１０ｈ、１１ｈ、ＤＣｈ、Ｅ０ｈ、ＥＦｈ、ＦＥｈ，、またはＦＦｈを含むデバイスクラスに関連してもよい。本明細書に記述されるシステムおよび／または装置（例えば、コントローラ）、および／またはそれらの任意の構成要素は、プラグおよび／またはソケット（例えば、電気、ＡＣ電力、ＤＣ電力）を含んでもよい。本明細書に記述されるシステムおよび／または装置（例えば、コントローラ）、および／またはそれらの任意の構成要素は、アダプタ（例えば、ＡＣ電力アダプタおよび／またはＤＣ電力アダプタ）を含んでもよい。本明細書に記述されるシステムおよび／または装置（例えば、コントローラ）、および／またはそれらの任意の構成要素は、電力コネクタを含みうる。電力コネクタは、電気コネクタとすることができる。電力コネクタは、磁力的に結合された（例えば、付着された）電力コネクタを含んでもよい。電力コネクタは、ドックコネクタとすることができる。コネクタは、データコネクタおよび電力コネクタとすることができる。コネクタは、ピンを含んでもよい。コネクタは、少なくとも１０、１５、１８、２０、２２、２４、２６、２８、３０、４０、４２、４５、５０、５５、８０、または１００個のピンを含んでもよい。
本明細書に開示されるシステム、方法、および／または装置は、３Ｄ物体の要求を受信すること（例えば、顧客から）を含みうる。要求は、所望の３Ｄ物体のモデル（例えば、ＣＡＤ）を含むことができる。代替的または追加的に、所望の３Ｄ物体のモデルが生成されうる。モデルは、３Ｄ印刷命令を生成するのに使用されてもよい。３Ｄ印刷命令は、３Ｄモデルを除外してもよい。３Ｄ印刷命令は、３Ｄモデルに基づいてもよい。３Ｄ印刷命令は、３Ｄモデルを考慮してもよい。３Ｄ印刷命令は、シミュレーションに基づいてもよい。３Ｄ印刷命令は、３Ｄモデルを使用してもよい。３Ｄ印刷命令は、３Ｄモデルを考慮したアルゴリズム（例えば、ソフトウェアに埋め込まれた）の使用を含みうる。アルゴリズムは、モデルからの偏差を考慮してもよい。偏差は、補正偏差の場合がある。補正偏差は、３Ｄ物体の少なくとも一部分が、３Ｄモデルからの偏差として印刷される、そして、硬化時には、３Ｄ物体の少なくとも一部分（および／または３Ｄ物体全体）が所望の３Ｄ物体のモデルから実質的に偏差しないようにするものであってもよい。印刷命令は、所望の３Ｄ物体を印刷するのに使用されうる。印刷される３Ｄ物体は、要求された３Ｄ物体に実質的に対応しうる。一部の実施形態において、３Ｄ印刷命令を形成するのに使用されるアルゴリズムは、フィードバック制御ループ（例えば、閉ループ）を除外する。３Ｄ印刷命令は、生成された３Ｄ物体（例えば、３Ｄ物体の測定値）またはその一部の計測値を考慮することを除外しうる。一部の実施形態において、３Ｄ印刷命令は、開ループ制御を含んでもよい。アルゴリズムは履歴（例えば、経験的）データを使用してもよい。経験的データは、特徴的構造のものとしてもよい（例えば、所望の３Ｄ物体内に含まれる）。特徴的構造は、実質的に３Ｄ物体の少なくとも一部分に類似してもよい。経験的データは、以前に取得されてもよい。一部の実施形態では、アルゴリズムは、理論的モデルを使用する場合がある。アルゴリズムは、エネルギー流れ（例えば、熱流）のモデルを使用してもよい。変更されたモデルを使用した３Ｄ物体の生成は、反復プロセスを除外してもよい。３Ｄ物体の生成は、３Ｄモデル（例えば、ＣＡＤ）の変更を含まず、新たな一組の３Ｄ印刷命令を生成する。一部の実施形態では、アルゴリズムは、３Ｄ印刷プロセスに関与する少なくとも１つの構成要素（例えば、エネルギービーム）によって受信される命令を変更するのに使用される。一部の実施形態では、アルゴリズムは、３Ｄモデルを変更しない。アルゴリズムは、所望の３Ｄ物体またはその一部分の印刷に対する一般的なアプローチを含みうる。一部の実施形態では、アルゴリズムは、所望の３Ｄ物体の印刷に基づく３Ｄ印刷命令の変更、印刷された３Ｄ物体中の誤差の測定、および印刷命令の修正に基づかない。一部の実施形態では、アルゴリズムは、所望の３Ｄ物体および印刷された３Ｄ物体を考慮する（例えば、リアルタイムで）反復プロセスに基づかない。アルゴリズムは、所望の３Ｄ物体の印刷の間の１つ以上の誤差の推定に基づいてもよい。アルゴリズムは、予想される誤差を考慮するそれぞれの３Ｄ印刷命令の生成を通して推定された誤差を補正することに基づいてもよい。このような様式で、アルゴリズムは、誤差の生成を回避しうる。アルゴリズムは、所望の３Ｄ物体の印刷の間の１つ以上の誤差の推定に基づいてもよく、予測される誤差を考慮するそれぞれの３Ｄ印刷命令の生成を通してこれらを補正し、ひいては誤差の生成を回避する。誤差は、所望の３Ｄ物体のモデルからの偏差を含んでもよい。推定は、シミュレーション、モデリング、および／または履歴データ（例えば、代表的な構造または構造セグメントの）に基づいてもよい。図２３は、本明細書に記述される３Ｄ印刷システムおよび／または装置によって実行される３Ｄ印刷プロセスステップを表現するフローチャートの実施例を示す。所望の３Ｄ物体は、ステップ２３０１で要求される。３Ｄモデルが、ステップ２３０２において提供される、または生成される。ステップ２３０４は、３Ｄ物体に対する印刷命令の生成を示しており、モデルとアルゴリズムの両方が利用されている。３Ｄ物体は、引き続いてステップ２３０５で印刷命令を使用して生成される。所望の３Ｄ物体が、ステップ２３０６で送達される。矢印２３０７は、ステップ２３０１からステップ２３０６への実行の方向を示す。逆の供給矢印の不在は、フィードバック制御ループが無いことを表す。
［実施例］
以下は本開示の方法の例示的かつ非限定的な実施例である。
実施例１
２５ｃｍ×２５ｃｍ×３０ｃｍの容器内で、周囲温度および周囲圧力にて、平均粒子サイズ３２μｍのインコネル７１８粉末を粉末床を収容する容器内に堆積した。容器を、周囲温度および周囲圧力にて、エンクロージャ内に配置した。エンクロージャをアルゴンガス（Ａｒ）で５分間パージした。粉末床を収容する容器内で、粉末床の露出した表面の上方に、平均粒子サイズ０．０５ｍｍの粉末材料の平面状の層を置いた。以下のように、２００Ｗファイバー１０６０ｎｍレーザービームは、粉末床内でアンカーレスに懸架する実質的に平らな表面を製造した。粉末床の露出した表面を断面直径０．４ｍｍのデフォーカスされたガウシスポットで約１００ミリ秒照射して、溶融粉末の第１のタイルを形成した。第１のタイルを形成した後、レーザービームを、このタイルとは離れた粉末床上の別のスポットに移動させた。さらに５秒（例えば、中断）以上後、レーザービームを第１のタイルの近傍に戻し、溶融粉末の第２のタイルを形成した。中断の間、第１のタイルの溶融材料を冷却した。第１のタイルの中央と第２のタイルの中央との間の距離は、約０．１ｍｍ〜約０．２ｍｍの間であり、オーバーラップするタイルを形成した。こうしたタイルを連続的に形成することで、１つの層を有する長方形の３Ｄ物体を製造した。８ｍｍｘ２０ｍｍと測定された長方形の３Ｄ物体（ボックス）は、図３９Ａに図示する高さを有した。３Ｄ物体を垂直方向に断面し、その垂直方向断面の一部分を２メガ画素電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラで結像したが、垂直断面のこの一部分を、図３９Ａの実施例に示す。
実施例２
実施例１で形成した層に続いて、粉末材料の第２の平面状の層を、周囲温度および周囲圧力で、アルゴン下で粉末床（１つの層状３Ｄ物体を含む）の露出した表面上に堆積した。堆積された平面状の粉末層は、０．０５の平均の高さを有していた。２００Ｗで１０６０ｎｍのレーザービームは、実施例１の第１の層上に実質的に平らな表面を製造し、３Ｄ物体の一部として第２の層を形成したが、この３Ｄ物体は、第１の層の形成について上述したように、粉末床内でアンカーレスに懸架した。こうしたタイルを連続的に形成することで、長方形の３Ｄ物体を製造した。第１の層上に堆積された第２の層の一部分を、図３０の３０５０の上面図に示す。第２の層を形成するタイルを３０７０に示すが、この第２の層は第１の層３０６０上に堆積される。８ｍｍｘ２０ｍｍと測定された長方形の３Ｄ物体（ボックス）は、図３９Ａに図示する高さを有した。３Ｄ物体を垂直方向に断面し、その垂直方向断面の一部分を２メガ画素ＣＣＤカメラで結像したが、垂直断面のこの一部分を、図３９Ｂの実施例に示す。
実施例３
実施例２で形成した層に続いて、粉末材料の第３の平面状の層を、周囲温度および周囲圧力で、アルゴン下で粉末床（１つの層状３Ｄ物体を含む）の露出した表面上に堆積した。堆積された平面状の粉末層は、０．０５の平均の高さを有していた。２００Ｗで１０６０ｎｍのレーザービームは、実施例２の第２の層上に実質的に平らな表面を製造し、３Ｄ物体の一部として第３の層を形成したが、この３Ｄ物体は、第２の層および第１の層の形成について上述したように、粉末床内でアンカーレスに懸架した。こうしたタイルを連続的に形成することで、長方形の３Ｄ物体を製造した。８ｍｍｘ２０ｍｍと測定された長方形の３Ｄ物体（ボックス）は、図３６に図示する高さを有した。３Ｄ物体を垂直方向に断面し、その垂直方向断面の一部分を２メガ画素ＣＣＤカメラで結像したが、垂直断面のこの一部分を、図３６の実施例、３６１０に示す。
本発明の好ましい実施形態を示し、かつ記述してきたが、かかる実施形態が単に例示としてのみ提供されていることが当業者には明らかであろう。本明細書の中に提供されている具体的な実施例によって本発明を制限することは意図されていない。上述の明細書を参照して本発明を記述してきたが、本明細書の実施形態の記述および図示は、限定的な感覚で解釈されることを意味しない。今や、当業者は本発明から逸脱することなく、多数の変動、変化、および代用を生じるであろう。さらに、本発明のすべての態様は、本明細書で説明する様々な条件および変数に依存する具体的な図示、構成、または相対的な比率に限定されないことを理解するべきである。本発明を実施する上で、本明細書に記述される本発明の実施形態に対する様々な代替を採用してもよいことを理解するべきである。したがって、本発明が任意のかかる代替、修正、変動、またはこれと均等なものも包含するべきであることが想定される。後に続く特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、かつこれらの特許請求の範囲およびその均等物の範囲の中の方法および構造がこれによって包含されることが意図される。

Claims (27)

  1. ３次元物体を印刷するための方法であって、
    （Ａ）予備変形された材料を、プラットフォームの上方に配置される硬化した材料の底部スキン層に提供する工程であって、前記底部スキン層は前記３次元物体の一部であり、
    （Ｂ）エネルギービームを使用して、
    （Ｉ）前記予備変形された材料を、前記３次元物体の一部として、変形した材料の第１の部分に変形する工程であって、前記第１の部分は横方向の第１の断面を有し、
    （ＩＩ）（ａ）前記底部スキン層の一部であって、かつ（ｂ）前記第１の断面と少なくとも部分的にオーバーラップする横方向の第２の断面を有する第２の部分の温度を、（ｉ）前記底部スキン層の材料の固相温度を上回り、かつ液相温度を下回る温度、および（ｉｉ）前記第２の部分における前記底部スキン層の材料が塑性降伏する温度、のうちの少なくとも一方とする標的温度値まで少なくとも上昇させる工程と、を含む方法。
  2. 前記第１の断面の中央は前記第２の断面の上方である、請求項１に記載の方法。
  3. 前記硬化した材料の底部スキン層は、前記プラットフォームに垂直な方向に沿って前記プラットフォームの上方に配置される、請求項１に記載の方法。
  4. 前記第２の部分の前記温度は、シミュレーションによって上昇する、請求項１に記載の方法。
  5. 前記シミュレーションは、前記３次元物体を印刷するための温度シミュレーションまたは機構シミュレーションを含む、請求項４に記載の方法。
  6. 前記シミュレーションは、熱機構シミュレーションを含む、請求項４に記載の方法。
  7. 前記シミュレーションは、前記３次元物体の材料特性を含む、請求項４に記載の方法。
  8. 前記第２の部分の前記温度は、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、または、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）によって上昇する、請求項４に記載の方法。
  9. ３次元物体を印刷するための方法であって、
    （Ａ）予備変形された材料と硬化した材料の底部スキン層とを含む材料床を提供する工程であって、前記材料床はプラットフォームの上方に配置され、前記底部スキン層は前記３次元物体の一部であり、前記予備変形された材料の少なくとも一部は前記底部スキン層の上方に配置され、
    （Ｂ）平面状の層の第１の部分をエネルギービームで照射して、
    （Ｉ）前記第１の部分における前記予備変形された材料を、前記３次元物体の一部として、変形した材料に変形する工程であって、前記第１の部分は横方向の第１の断面を有し、
    （ＩＩ）（ａ）前記底部スキン層の一部であって、かつ（ｂ）前記第１の断面とオーバーラップする横方向の第２の断面を有する第２の部分の温度を、（ｉ）前記底部スキン層の材料の固相温度を上回り、かつ液相温度を下回る温度、および（ｉｉ）前記第２の部分における前記底部スキン層の材料が塑性降伏する温度、のうちの少なくとも一方とする標的温度値まで少なくとも上昇させる工程と、を含む方法。
  10. 前記第２の部分の前記温度は、フィードバック制御またはフィードフォワード制御に基づいて上昇する、請求項９に記載の方法。
  11. 前記第２の部分の前記温度は、閉ループ制御または開ループ制御に基づいて上昇する、請求項９に記載の方法。
  12. 前記制御は、グラフィカル処理ユニット（ＧＰＵ）、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、特定用途向け命令セットプロセッサ（ＡＳＩＰ）、プログラマブルロジックデバイス（ＰＬＤ）、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）に基づく、請求項１１に記載の方法。
  13. 前記材料床を提供する工程は、前記予備変形された材料の余剰分を、気体流れを使用して前記材料床の露出した表面から取り除き、前記予備変形された材料を前記気体流れからサイクロン分離することによって、前記予備変形された材料の層を分注する工程を含む、請求項９に記載の方法。
  14. ３次元物体を印刷するための方法であって、
    （ａ）予備変形された材料を、プラットフォームの上方に配置される硬化した材料の底部スキン層に提供する工程であって、前記底部スキン層は前記３次元物体の一部であり、
    （ｂ）エネルギービームを使用して前記予備変形された材料の一部分を、前記底部スキン層の上方に配置される変形した材料の一部分に変形する工程と、
    （ｃ）前記変形した材料の一部分の下方に配される前記底部スキン層における前記３次元物体の温度が、（ｉ）前記底部スキン層の材料の固相温度を上回り、かつ液相温度を下回る温度、および（ｉｉ）前記底部スキン層の材料が塑性降伏する温度、のうちの少なくとも一方となるように、前記エネルギービームを設定する工程と、を含む方法。
  15. 前記変形した材料は溶融プールである、請求項１４に記載の方法。
  16. 工程（ｃ）に引き続いて工程（ｂ）を繰り返す工程をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
  17. 前記底部スキン層は、前記プラットフォームに垂直な方向に沿って前記変形した部分の下方に配される、請求項１４に記載の方法。
  18. 前記エネルギービームにおいて、前記エネルギービームの出力密度、断面積、軌道、速度、焦点、エネルギープロファイル、ドゥエル時間、中断時間、またはフルエンスが設定される、請求項１４に記載の方法。
  19. 前記予備変形された材料は、元素金属、金属合金、セラミック、および元素炭素の同素体からなる群から選択される少なくとも１つの部材で形成される粒子材料を含む、請求項１４に記載の方法。
  20. ３次元物体を印刷するための方法であって、
    （ａ）予備変形された材料と硬化した材料の底部スキン層とを含む材料床を提供する工程であって、前記材料床はプラットフォームの上方に配置され、前記底部スキン層は前記３次元物体の一部であり、前記予備変形された材料の少なくとも一部は前記底部スキン層の上方に配置され、前記上方とは前記プラットフォームに対向する方向に沿ったものであり、
    （ｂ）エネルギービームを使用して前記予備変形された材料の少なくとも一部を、前記３次元物体の一部として変形した材料に変形する工程と、
    （ｃ）前記変形した材料の一部分の下方に配される前記底部スキン層における前記３次元物体の温度が、（ｉ）前記底部スキン層の材料の固相温度を上回り、かつ液相温度を下回る温度、および（ｉｉ）前記底部スキン層の材料が塑性降伏する温度、のうちの少なくとも一方となるように、前記エネルギービームを設定する工程と、を含む方法。
  21. 前記底部スキン層は、（ｉ）前記３次元物体、（ｉｉ）前記３次元物体の吊り構造、または（ｉｉｉ）前記３次元物体の空洞天井、において形成された第１の層である、請求項２０に記載の方法。
  22. 前記底部スキン層は、前記底部スキン層の底部表面上に半径ＸＹの球を有し、直線ＸＹと前記底部スキン層の平均層化平面に垂直な方向との間の角度は、約４５度〜約９０度の範囲である、請求項２１に記載の方法。
  23. 前記３次元物体の前記第１の層は、前記３次元物体を印刷している間において、２ミリメートル以上離間した補助的な支持特徴部を含む、請求項２２に記載の方法。
  24. 前記３次元物体の前記吊り構造は、前記３次元物体または前記プラットフォームから接続されていない少なくとも１つの側面を有する、請求項２２の記載の方法。
  25. 前記吊り構造は、２ミリメートル以上離間した補助的な支持特徴部を備える、請求項２２に記載の方法。
  26. 前記３次元物体の前記空洞天井は、前記３次元物体または前記プラットフォームから接続されていない少なくとも１つの側面を有する、請求項２２の記載の方法。
  27. 前記吊り構造は、２ミリメートル以上離間した補助的な支持部を備える、請求項２２に記載の方法。
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