用于添加式地制造三维物体的设备用的照射装置制造方法及图纸

一种用于通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束固化的建造材料组成的建造材料层来添加式地制造三维物体的设备用的照射装置(1)，包括：能量束产生装置，用于产生能量束；射束偏转装置，用于将由能量束产生装置产生的能量束偏转到确定的入射地点上；通过至少一个光导元件形成的或者包括至少一个这种光导元件的光路；位置检测装置，用于借助于光学测量射束光学地、尤其是以干涉测量方式检测射束偏转装置尤其是相对于参考位置的位置；配属于位置检测装置的测量射束产生装置，用于产生用于光学地检测射束偏转装置的位置的光学测量射束，由测量射束产生装置产生的光学测量射束直接地能耦入或被耦入照射装置的光路中。

An illuminating device for equipment for making three-dimensional objects in additions

An illuminating device (1) used to create a three-dimensional object (1) for the manufacture of a three-dimensional object by a layer by layer selectively irradiating and subsequently solidifying a building material that can be solidified by the energy beam solidifying material. The energy beam generating device is used to produce an energy beam; a beam deflecting device is used to use energy. The energy beam produced by the beam generation device is deflected to the determined incident location; a light path formed by at least one optical guide element or at least one of these optical elements; the position detection device is used for the optical measurement of the optical beam of the beam, especially the interferometric square measuring beam deflection device, especially relative to the beam deflection device. At the position of the reference position; a measuring beam generating device belonging to a position detection device for producing an optical measuring beam for the position of a beam deflection device, which is directly coupled into or coupled to the optical path of the illuminating device by the measurement beam generation device.

【技术实现步骤摘要】
用于添加式地制造三维物体的设备用的照射装置
本专利技术涉及一种用于添加式地制造三维物体的设备用的照射装置，所述设备通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束固化的建造材料组成的建造材料层来制造三维物体，其中，照射装置包括：能量束产生装置，其被设置用于产生能量束；射束偏转装置，其被设置用于将由能量束产生装置产生的能量束偏转到确定的入射地点上；以及通过至少一个光导元件形成的或者包括至少一个这种光导元件的光路，其中，能量束产生装置和射束偏转装置通过光路光学地彼此耦合。
技术介绍
在三维物体的添加式制造的范围内，相应的照射装置的应用基本上是已知的。对相应的添加式建造过程来说重要的是，精确地确定属于照射装置的、通常也称为扫描器装置的射束偏转装置相对于建造平面的位置。挑战在于，即使在实施添加式建造过程期间也要保证精确地确定射束偏转装置相对于建造平面的位置。在实施添加式建造过程期间所产生的热量尤其会导致不同的功能部件的一定程度的膨胀，这会导致射束偏转装置相对于建造平面的定位的变化。为了实施必要时需要的、对射束偏转装置或者必要时对整个照射装置的定位的修正，需要精确地了解射束偏转装置的当前的定位。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于，尤其鉴于对射束偏转装置的定位的尽可能精确的检测，给出一种相应改进的照射装置。该目的通过根据权利要求1所述的照射装置实现。从属于其的权利要求涉及照射装置的可能的实施方案。此处描述的照射装置是用于添加式地制造三维物体——也就是说尤其是技术构件(Bauteil)或技术构件组——的设备的功能部件。相应的设备在下文中也称为添加式设备。像下文说明的，这种设备可以是用于实施选择性激光烧结过程的设备、也就是说是SLS设备，或者是用于实施选择性激光熔化过程的设备、也就是说SLM设备。照射装置包括能量束产生装置或者为照射装置分配有这种能量束产生装置。该能量束产生装置或者属于该能量束产生装置的部件可以作为单独的、必要时模块化的、能与照射装置的其它组件/结构组(Baugruppe)连接的组件存在。能量束产生装置被设置用于产生能量束、尤其是激光束，为此能量束产生装置包括相应的能量束产生元件或激光束产生元件，例如形式为激光发生器。在实施添加式建造过程的框架内，能量束用于选择性地照射以及因此选择性地固化由相应地可固化的、典型地粉末状的建造材料组成的单个的建造材料层。照射装置还包括如上所述的、典型地也称为扫描器装置的射束偏转装置，或者为照射装置分配有这种射束偏转装置。该射束偏转装置或者属于该射束偏转装置的部件可以作为单独的、必要时模块化的、能与照射装置的其它组件连接的组件存在。射束偏转装置被设置用于将由能量束产生装置产生的能量束偏转到添加式设备的建造平面中的确定的入射地点上，为此射束偏转装置包括合适的、尤其是能以至少一个运动自由度运动地被支承的、例如形式为射束偏转镜的射束偏转元件。射束偏转元件典型地布置或形成在射束偏转装置的、典型地也称为扫描头的结构元件上或中。因此，射束偏转装置形成耦出点，用于从照射装置中耦合出(光学)射束。像在下文中说明的，然而也可以通过射束偏转装置，将例如被建造平面、尤其是被通过相应的能量输入在建造平面中产生的熔化区域所反射的射束耦入照射装置中。因此，射束偏转装置也形成用于将(光学)射束耦入照射装置中的耦入点。照射装置还包括光路。能量束产生装置和射束偏转装置被接入光路中并通过光路光学地彼此耦合，从而例如由能量束产生装置产生的能量束能耦入射束偏转装置中并通过该射束偏转装置以本身已知的方式能耦出到添加式设备的建造平面内的确定的入射地点上。照射装置的特征在于位置检测装置和能配属于或被配属于该位置检测装置的测量射束产生装置。位置检测装置和测量射束产生装置在结构上可以组合，也就是说例如组合在共同的壳体结构中以及能够如此形成一能与照射装置的其它组件连接的、单独的、必要时模块化的、用于检测射束偏转装置的位置的组件。位置检测装置被设置用于，借助于光学测量射束(“测量射束”)光学地——也就是说尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置——尤其是相对于参考位置——的位置。借助于位置检测装置可以精确地检测射束偏转装置——尤其是相对于参考位置(例如添加式设备的建造平面)——的位置。射束偏转装置的位置(该射束偏转装置的位置当然也可以理解为射束偏转装置——尤其是相对于参考取向——的取向)的检测光学地进行，也就是说基于干涉测量、特别是激光干涉测量、优选是绝对激光干涉测量的原理，其能够实现检测绝对位置。位置检测装置和测量射束产生装置在此能够形成绝对干涉仪，该绝对干涉仪被设置用于检测射束偏转装置的绝对位置。射束偏转装置尤其被设置用于，将测量射束偏转到至少一个光学测量点(简称为“测量点”)、尤其是三个光学测量点上，尤其是(相应地)偏转到形式为对测量射束进行反射的光学元件——优选凹面镜——的光学测量点上。位置检测装置尤其被设置用于，根据由所述至少一个测量点反射的、测量射束的份额来检测射束偏转装置的位置。在此，例如通过检测测量射束的渡越时间或相位偏移、也就是说尤其是由测量点反射回的测量射束份额来进行对射束偏转装置的位置的检测。在此要提到的是，测量射束——像在所述的激光干涉测量原理中常见的那样——典型地可以包括至少两个不同的波长。此外要提到，原则上能量束产生装置也可以用作或设计为能量束产生装置，从而原则上也可以将由能量束产生装置产生的能量束用作或设计为测量射束。当然，检测射束偏转装置的位置也可以包括照射装置的、特别是射束偏转装置的不同运行参数，例如单个或多个射束偏转元件(例如相对彼此和/或相对于添加式设备的建造平面)的定向、特别是角位置。测量射束产生装置被设置用于产生用于光学地——也就是说尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置的位置的测量射束。在此重要的是，由测量射束产生装置产生的测量射束直接地能耦入或被耦入照射装置的光路中。因此，位置检测装置或测量射束产生装置被设置用于，直接地将测量射束耦入照射装置的光路中。即照射装置的光路也用于测量射束。测量射束经过从测量射束产生装置的或位置检测装置的测量射束耦出点开始的光路，并通过射束偏转装置经过照射装置的耦出点从照射装置中耦出。像提到的那样，射束偏转装置尤其被设置用于，将测量射束偏转到至少一个测量点上，尤其是偏转到三个测量点上，尤其是偏转到形式为反射测量射束的光学元件——优选凹面镜——的测量点上。例如由测量点反射的、测量射束的份额通过照射装置的耦入点耦入照射装置中并经过光路直至测量射束产生装置或位置检测装置的测量射束耦入点。虽然即使由测量射束产生装置能产生的或被产生的测量射束也可以是必要时由能量束产生装置产生的激光束，然而测量射束与由能量束产生装置能产生的或被产生的能量束典型地在至少一个射束参数、尤其是能量强度上有区别。此外，能量束的耦出典型地在时间上与测量射束的耦出错开；因此能量束和测量射束典型地不是同时从照射装置中耦出。照射装置可以包括一(另外的)检测装置，或者可以为照射装置分配一(另外的)检测装置。所述(另外的)检测装置被设置用于，检测能量束的——尤其在待选择性地固化的或被选择性地固化的建造材料层的熔化区域中产生的——被反射的份额。能量束的被反射的份额通过光路光学地能耦入或被耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于添加式地制造三维物体(3)的设备(2)用的照射装置(1)，所述设备通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束(5)固化的建造材料(6)组成的建造材料层来制造三维物体，其中，照射装置(1)包括：能量束产生装置(4)，其被设置用于产生能量束(5)；射束偏转装置(7)，其被设置用于将由能量束产生装置(4)产生的能量束(5)偏转到确定的入射地点上；以及通过至少一个光导元件形成的或者包括至少一个这种光导元件的光路(9)，其特征在于，设有位置检测装置(13)，所述位置检测装置被设置用于，借助于光学测量射束(15)光学地——尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置(7)——尤其是相对于参考位置——的位置；以及设有配属于位置检测装置(13)的测量射束产生装置(14)，所述测量射束产生装置被设置用于产生用于光学地检测射束偏转装置(7)的位置的光学测量射束(15)，其中，由测量射束产生装置(14)产生的光学测量射束(15)直接地能耦入或被耦入照射装置(1)的光路(9)中。

【技术特征摘要】
2016.12.16 DE 102016124695.61.一种用于添加式地制造三维物体(3)的设备(2)用的照射装置(1)，所述设备通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束(5)固化的建造材料(6)组成的建造材料层来制造三维物体，其中，照射装置(1)包括：能量束产生装置(4)，其被设置用于产生能量束(5)；射束偏转装置(7)，其被设置用于将由能量束产生装置(4)产生的能量束(5)偏转到确定的入射地点上；以及通过至少一个光导元件形成的或者包括至少一个这种光导元件的光路(9)，其特征在于，设有位置检测装置(13)，所述位置检测装置被设置用于，借助于光学测量射束(15)光学地——尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置(7)——尤其是相对于参考位置——的位置；以及设有配属于位置检测装置(13)的测量射束产生装置(14)，所述测量射束产生装置被设置用于产生用于光学地检测射束偏转装置(7)的位置的光学测量射束(15)，其中，由测量射束产生装置(14)产生的光学测量射束(15)直接地能耦入或被耦入照射装置(1)的光路(9)中。2.根据权利要求1所述的照射装置，其特征在于，能量束产生装置(4)和射束偏转装置(7)通过光路(9)光学地彼此耦合。3.根据权利要求1或2所述的照射装置，其特征在于，位置检测装置(13)和测量射束产生装置(14)形成绝对干涉仪。4.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于，位置检测装置(13)被设置用于，产生对射束偏转装置(7)——尤其是相对于参考位置——的所检测到的位置进行描述的位置检测信息。5.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于，射束偏转装置(7)被设置用于，将光学测量射束(15)偏转到至少一个光学测量点(16a-16c)、尤其是三个光学测量点(16a-16c)上，尤其是偏转到形式为对光学测量射束(15)进行反射的光学元件——优选凹面镜——的光学测量点上；位置检测装置(13)被设置用于，根据由所述至少一个光学测量点(16a-16c)反射的、光学测量射束(15)的份额来检测射束偏转装置(7)的位置。6.根据权利要求5所述的照射装置，其特征在于包括多个光学测量点(16a-16c)的光学测量点布置结构(16)，其中，属于光学测量点布置结构(16)的光学测量点(16a-16c)相对彼此以规定的空间排布来布置或形成。7.根据权利要求6所述的照射装置，其特征在于，属于光学测量点布置结构(16)的光学测量点(16a-16c)布置或形成在共同的平面中，尤其是布置或形成在用于添加式地制造三维物体(3)的设备(2)的建造平面内，或者属于光学测量点布置结构(16)的光学测量点(16a-16c)中的至少两个光学测量点布置或形成在不同的平面中。8.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于检测装置(12)，所述检测装置被设置用于，检测能量束(5)的——尤其在...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯坦贝格尔，T·德乐，C·迪勒，MC·埃伯特，
申请(专利权)人：CL产权管理有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE