三维打印机制造技术

本发明专利技术涉及一种三维打印机(1)。在该三维打印机中，局部化的粉末流被沉积在构建表面(3)上。该三维打印机(1)包括静电电荷检测器(7；71，72)，以用于测量粉末流的静电电荷的特性，该特性例如为粉末流的静电电荷或者粉末流的每单位时间的静电电荷。所述检测器(7；71，72)使得能够防止由静电电荷的积聚而引起的爆炸。本发明专利技术还涉及一种用于通过积层来进行三维打印的方法。

3D printer

The invention relates to a three-dimensional printer (1). In the 3D printer, localized powder flow is deposited on the construction surface (3). The three-dimensional printer (1) includes an electrostatic charge detector (7; 71, 72) for measuring the characteristics of the electrostatic charge of the powder stream, such as the electrostatic charge of the powder stream or the electrostatic charge per unit time of the powder stream. The detector (7, 71, 72) makes it possible to prevent explosions caused by accumulation of electrostatic charges. The invention also relates to a method for three-dimensional printing by stacking.

【技术实现步骤摘要】
三维打印机
根据第一方面，本专利技术涉及一种用于通过积层来制造部件的三维打印机。根据第二方面，本专利技术涉及一种三维打印方法。
技术介绍
WO2016044876A1描述了一种三维打印系统。在该三维打印系统中，局部化的(localised)粉末流被沉积在构建表面上。在该构建表面，能量束加热粉末并使其熔化以形成物体。当使用其中局部化的粉末流被沉积在构建表面上的三维打印系统时，专利技术人已经观察到爆炸和烟雾排放。这些爆炸和烟雾排放是危险源。而且，它们迫使三维打印过程停止，这浪费了生产时间，并且失去正打印的部件。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种其中局部化的粉末流被沉积在构建表面上并且具有较低的爆炸和烟雾排放风险的三维打印系统。根据第一方面，本专利技术涉及一种用于通过积层来制造部件的三维打印机，该打印机包括：·构建表面；·供给装置，该供给装置被布置成将粉末流供应到构建表面，并且包括通向构建表面的第一供给管；·用于将能量束传输到构建表面的装置；·用于使构建表面和供给装置发生相对移动的移动装置，其特征在于，所述打印机进一步包括静电电荷检测器，所述静电电荷检测器被布置成测量所述粉末流的静电电荷的特性。专利技术人已经能够将爆炸和烟雾排放归因于粉末颗粒的静电电荷。被布置成测量所述粉末流的静电电荷特性的静电电荷检测器使得能够确定粉末的静电电荷或者相关特性，并且因此能够采取措施来防止爆炸和烟雾排放。例如，这些措施可以包括停止打印和/或发出警报信号。例如，静电电荷的特性可以是粉末流的静电电荷、粉末流的每单位时间的静电电荷或者粉末流的静电电荷密度。应当注意的是，WO2016044876A1认为粉末颗粒的静电电荷是有利的。根据该文献，通过以与粉末颗粒的电荷相反的电荷来使构建表面充电，能够防止粉末颗粒在构建表面上滚动。本专利技术涉及一种三维打印机，即，一种用于三维打印的打印机，该三维打印机用于通过积层来制造部件(被称为积层制造)。在本专利技术的一个实施例中，在构建表面和供给装置相对移动期间，粉末在稍微高于构建表面处离开供给装置。在所述能量束接触构建表面之前或在所述能量束已经接触到所述表面之后，粉末被能量束加热。所述粉末的温度升高并且所述粉末与被预先沉积和加热的粉末材料粘合以形成物体。在制造物体的过程开始时，第一供给管将粉末直接供应到构建表面上。优选地，当已经产生物体的第一层时，构建表面相对于第一供给管向下移动，或者所述供给管相对于构建表面向上移动。因此，第一供给管将粉末输送到刚被打印的物体的层上的构建表面，以便继续制造物体。移动装置可以移动以下各项中的一个：构建表面、供给装置、供给装置的一部分、第一供给管和第二供给管。在本专利技术的一个实施例中，供给装置是用于从容器输送粉末的装置。优选地，供给装置以局部化的方式在构建表面上方供应粉末流。此外，优选地，随着通过供给装置来供应所述粉末，能量束能够将粉末熔合在一起。优选地，静电电荷检测器允许全部粉末流穿过。例如，不存在阻塞一些粉末流的过滤器。在本专利技术的一个实施例中，构建表面由三维打印机的板的顶部形成。有利地，静电电荷检测器包括管道，该管道被布置成使得粉末流中的至少一些从其中穿过，优选地，该管道被布置成使得全部粉末流从其中穿过。这意味着测量电荷不会使制造物体的过程停止，因为不会导致粉末流流通的延迟。在本专利技术的一个实施例中，管道包括被连接到静电计的笼，例如法拉第笼(Faradaycage)。有利地，该三维打印机进一步包括输出单元，该输出单元被布置成提供关于所测量的粉末流的静电电荷的特性的信息。例如，输出单元可以是指示灯、发声器或者显示器，如果静电电荷或每单位时间的静电电荷超过预定阈值，则指示灯亮起，发声器启动(setoff)，所述显示器显示由关于所测量的粉末流的静电电荷的特性的信息确定的一条数据。有利地，输出单元包括到计算设备的输出。借助于输出单元，关于所测量的粉末流的静电电荷的特性的信息被传输到所述计算设备。因此，所述计算设备可以监测所测量的粉末流的静电电荷的特性。有利地，三维打印机进一步包括控制单元，该控制单元被电连接到静电电荷检测器并且被布置成：当所测量的静电电荷的特性满足预定条件时，停止由三维打印机执行的打印过程。这使得如果存在爆炸的风险则能够停止打印过程。例如，预定条件可以是自制造物体的过程开始起总电荷超过阈值或者瞬时电荷密度超过阈值。有利地，三维打印机包括计数器，该计数器被布置成确定自计数器复位起所测量的粉末流的总电荷。这使得能够防止积聚在打印室中的静电电荷超过特定的阈值。有利地，静电电荷检测器被布置成测量粉末流的每单位时间的静电电荷。有利地，所述粉末包括金属。粉末可以完全是金属，或者粉末可以包括金属和非金属。有利地，能量束是电子束或激光束。例如，三维打印机可以是电子束制造类型的三维打印机。有利地，静电电荷检测器位于第一供给管和构建表面之间，优选地在第一供给管的一个端部处。这免除了为了实施本专利技术而大幅度修改现有打印机的需要。有利地，三维打印机包括粉末容器，并且静电电荷检测器位于通向构建表面的第一供给管的一部分或一个端部和所述容器之间。除了第一供给管和构建表面之间的第一静电电荷检测器之外或者替代第一供给管和构建表面之间的第一静电电荷检测器，在相对于粉末流通而言的更上游处可以设置有静电电荷检测器。有利地，供给装置包括通向构建表面的第二供给管，第一供给管被设置成将粉末流的第一部分输送到构建表面，第二供给管被设置成将粉末流的第二部分输送到构建表面。优选地，粉末流的第一部分和第二部分形成整个粉末流。供给装置可以包括三个、四个或更多个通向构建表面的供给管，每个供给管输送粉末流的一部分。优选地，供给管被布置成使得从供给管出来的粉末束汇聚。因此，静电电荷检测器优选地包括多个部分，每个部分被布置成测量粉末流的一部分的静电电荷的特性。因此，在本专利技术的一个实施例中能够确定全部的粉末流的静电电荷的特性。优选地，静电电荷检测器包括第一部分和第二部分，第一部分被布置成测量粉末流的第一部分的静电电荷的特性，第二部分被布置成测量粉末流的第二部分的静电电荷的特性。优选地，第一供给管和第二供给管在接合部处汇合，接合部通过第三供给管被连接到容器，静电电荷检测器被布置成对所述第三供给管中的粉末流进行测量。这使得能够除了对粉末流的每个部分进行测量之外或者代替对粉末流的每个部分进行测量而具有中心测量。根据第二方面，本专利技术提出了一种用于通过积层来进行三维打印的方法，包括如下步骤：(a)经由包括通向构建表面的第一供给管的供给装置向构建表面供应粉末流；(b)移动构建表面和/或供给装置，以便使构建表面和供给装置发生相对移动；(c)将能量束传输到构建表面，其特征在于，所述方法包括测量所述粉末流的静电电荷的特性。优选地，该方法包括采取措施以防止爆炸和烟雾排放。优选地，上述步骤是同步的。对于该设备所提及的优点经适当变通后适用于该方法。附图说明通过参照附图阅读以下详细描述，本专利技术的其它特征和优点将变得明显，在附图中：-图1示出了根据本专利技术的第一实施例的三维打印机；-图2示出了根据本专利技术的第二实施例的三维打印机；以及-图3示出了根据本专利技术的第三实施例的三维打印机。具体实施方式将通过具体实施例并且参照附图对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不限于这些具体实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过积层来制造部件(2)的三维打印机(1)，所述打印机包括：·构建表面(3)；·供给装置，所述供给装置被布置成将粉末流供应到所述构建表面(3)，并且包括通向所述构建表面(3)的第一供给管(41)；·用于将能量束(6)传输到所述构建表面(3)的装置(5)；·用于使所述构建表面(3)和所述供给装置发生相对移动的移动装置(10)，其特征在于，所述打印机进一步包括静电电荷检测器(7；71，72)，所述静电电荷检测器被布置成测量所述粉末流的静电电荷的特性。

【技术特征摘要】
2017.03.30 BE BE2017/52171.一种用于通过积层来制造部件(2)的三维打印机(1)，所述打印机包括：·构建表面(3)；·供给装置，所述供给装置被布置成将粉末流供应到所述构建表面(3)，并且包括通向所述构建表面(3)的第一供给管(41)；·用于将能量束(6)传输到所述构建表面(3)的装置(5)；·用于使所述构建表面(3)和所述供给装置发生相对移动的移动装置(10)，其特征在于，所述打印机进一步包括静电电荷检测器(7；71，72)，所述静电电荷检测器被布置成测量所述粉末流的静电电荷的特性。2.根据前一项权利要求所述的三维打印机(1)，其特征在于，所述静电电荷检测器(7；71，72)包括管道，所述管道被布置成使得至少一些粉末流从其中穿过，优选地，所述管道被布置成使得全部的粉末流从其中穿过。3.根据前述权利要求中任一项所述的三维打印机(1)，其特征在于，所述打印机进一步包括输出单元，所述输出单元被布置成提供关于所测量的所述粉末流的静电电荷的特性的信息。4.根据前一项权利要求所述的三维打印机(1)，其特征在于，所述输出单元包括到计算设备的输出。5.根据前述权利要求中任一项所述的三维打印机(1)，其特征在于，所述打印机进一步包括控制单元，所述控制单元被电连接到所述静电电荷检测器(7；71，72)并且被布置成：当所测量的静电电荷的特性满足预定条件时，使由所述三维打印机(1)执行的打印过程停止。6.根据前述权利要求中任一项所述的三维打印机(1)，其特征在于，所述打印机包括计数器，所述计数器被布置成确定自所述计数器复位起所测量的所述粉末流的总电荷。7.根据前述权利要求中任一项所述的三维打印机(1)，其特征在于，所述静电电荷检测器(7；71，72)被布置成测量所述粉末流的每单位时间的电荷。8.根据前述权利要求中任一项所述的三维打印机(1)，其特征在于，所述粉末包括金属。9.根据前述权利要求中任一项所述的三维打印机(1)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：劳伦特·舒斯特，E·恩格尔伯特，
申请(专利权)人：赛峰航空助推器有限公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE