用于增材制造的具有闸门的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于尤其基于粉末床的增材制造的方法的设备(100)，所述设备包括建造空间壁部(1)，所述建造空间壁部限定建造空间(BR)并且设计用于：将建造空间(BR)与外部区域(AB)分离，其中建造空间壁部(1)具有闸门(2)，所述闸门设计用于：将要逐层建造的构件(10)在增材制造期间从建造空间(BR)至少部分地通过闸门(2)引导到外部区域(AB)中，使得构件(10)能够沿着至少一个引导方向(FR)超出建造空间(BR)的尺寸建造。此外，描述一种相应的方法，所述方法包括：在建造空间(BR)中提供要逐层制造的构件(10)的第一部段(10A)；和逐层地建造连接于第一部段(10A)的第二部段(10B)，其中将构件10的已经建造的子部段逐层地从建造空间(BR)通过闸门(2)引导到外部区域(AB)中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材制造的具有闸门的设备
本专利技术涉及一种用于尤其基于粉磨床增材制造构件的设备以及一种包括该设备的设施。此外，描述一种用于增材制造构件的相应的方法以及一种相应制造的或可相应制造的构件。构件能够设为用于在流体机械中使用，优选在燃气轮机中使用。尤其优选地，本专利技术还涉及具有尤其大的长宽比的构件或可在大的长度上增材建造的构件。
技术介绍
生成式的或增材的制造方法例如是激光堆焊(LMD)或选择性激光熔化(SLM)。用于借助于选择性激光熔化来增材建造构件的方法例如从EP2910362A1中已知。为了例如借助于SLM从粉磨床中制造构件，将粉磨床例如借助激光束根据相应的CAD文件的设计来辐照。增材生产方法已经证实为对复杂的或繁琐或精细设计的构件，例如轻质结构，是尤其有利的。增材生产尤其由于尤其短链的工艺步骤而是更有利的，其中相应的构件的制造或生产步骤能够直接基于CAD文件进行。此外，增材生产对于研发或制造原型是尤其有利的，所述原型例如出于成本原因借助于传统的减材生产或切削生产或浇铸方法不能够或不能够有效地制造。当前，构件的设计，尤其关于其尺寸方面，通过市售的设施的设计而受到限制，所述设施尤其仅提供有限的建造空间。当前可用的SLM设施大多具有固定的建造空间大小。用于建造空间或制造空间的典型的尺寸例如为250mm×250mm×250mm。该建造空间大小例如能够通过建造平台的大小或面积(共同)确定。当前，相应的制造设施在任何情况下都限制于大约1000mm×1000mm×1000mm的结构体积。然而尤其在制造长的或主要沿着一条轴线扩展的构件时，不需要完整的建造空间面积。因此，必须将非常多的粉末用于制造相应的构件，并且尤其设置在建造空间中或者在其中运动。此外，仅所提出的粉末的一小部分对于真正建造构件是必需的。这为增材制造技术的主要缺点，因为粉末不仅是昂贵的，而且任何不必要地(另外地)应用粉末对于构件和方法能够是不利的。尤其地，不加工成构件的粉末对于每个增材制造工艺而言通过制造条件受到热负荷，例如通过激光，这能够导致老化过程从而导致粉末的物理特性的变差。此外，例如必须储备大量粉末，其中粉末的质量在每次(重新)加热建造空间中的粉末时通过部分氧化和/或通过吸收空气湿气能够变差。这尤其在增材制造部件时对于在涡轮机的热气路径中使用是关键的，在那里少量的氧气例如已经能够阻碍构成期望的或所需要的材料相(例如镍基或钴基超合金的γ或γ’相)。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是，提出一种手段，借助所述手段能够尤其简单地实现在至少一个方向上具有尤其大的长宽比的构件。所述目的通过独立权利要求的主题来实现。有利的设计方案是从属权利要求的主题。本专利技术的一个方面涉及用于增材制造一个或多个构件的设备。尤其地，设备涉及用于基于粉末床制造的设备。设备包括建造空间壁部，所述建造空间壁部至少部分地限定建造空间、例如相应的制造设施的建造空间。建造空间壁部能够是建造空间的子壁。建造空间壁部优选设计用于：将建造空间与外部区域分离和/或限定粉末床的几何形状，其中建造空间壁部具有闸门，所述闸门又设计用于：将要逐层建造的或制造的构件在增材制造期间从建造空间至少部分地通过闸门引导到外部区域中，使得要建造的构件沿着至少一个引导方向超出建造空间的规格或尺寸建造。所述引导优选地沿着引导方向进行。外部区域优选是在建造空间之外的区域，所述区域例如持久地暴露于环境气氛并且优选不暴露于工艺或制造气氛，例如惰性气体。通过所述设备，能够有利地实现连续地和/或无中断地增材建造构件或一系列构件，其中构件或其子部段能够在增材建造期间自动地从建造空间中出闸。由此，通常能够有利地相应简化构件的增材制造，尤其基于粉末床的制造，从而决定性地改进增材生产技术。在一个设计方案中，建造空间壁部侧向地或沿着建造空间的环周限定建造空间。所述环周方向例如能够垂直于构件的建造方向设置或伸展。建造空间壁部还具有尤其可封闭的开口，通过所述开口能够将要逐层建造的构件引导到外部区域中。在一个设计方案中，闸门构成用于：将至少部分地设置在开口中的构件在增材制造期间相对于用于构件的初始材料，尤其粉末，以及相对于制造气氛密封或密闭。所述设计方案尤其适合于，将粉末保持在设施中，以及适当地防止初始材料与环境气氛接触。在一个设计方案中，设备具有引导件，所述引导件设计用于：将要逐层建造的构件在增材制造期间沿着引导方向从建造空间引导到外部区域中，其中引导方向与通过方法的建造方向限定的方向围成在30°和60°之间的角度。根据该设计方案，描述的“出闸”能够尤其适宜地实现。尤其地，构件或其子区域的引出或出闸关于引导方向能够限制于相对于建造方向大于90°的角度范围(或者相应的空间角度范围)。这尤其适用于基于粉末床的制造方法，所述制造方法具有限定的建造方向。在一个设计方案中，引导件用作为用于支撑构件的子部段的支撑装置，所述子部段在增材制造期间已经引出到外部区域中。在一个设计方案中，引导件构成用于：相应地支撑子部段。在一个设计方案中，设备包括平台，尤其辅助平台，所述平台设计用于：在借助于描述的设备逐层建造的开始阶段中用作为基底，其中平台还构成用于：从建造空间通过闸门引导到外部区域中。在一个设计方案中，设备还包括固定装置，所述固定装置构成用于：将已经预制的、然而例如还要逐层建造的构件为了逐层建造而固定在建造空间中。本专利技术的另一方面涉及一种用于增材制造的设施，所述设施包括或限定建造空间，和用于例如由粉末床固化或建造构件的固化装置(Verfestigungeinrichtung)，以及用于涂覆用于逐层建造的初始材料的层的滑块。本专利技术的另一方面涉及用于在设施中尤其基于粉末床增材制造构件的方法，所述方法包括：在建造空间中提供要逐层制造的构件的第一部段，和随后逐层建造连接于第一部段的第二部段，其中尤其一旦在第一部段即将超过建造空间的尺寸，构件的已经建造的子部段就逐层地从建造空间通过闸门引导(引出)到外部空间中。表述“逐层地”在引出子部段的上下文中表示：用于引导相应的子部段的所述引导件逐步地或逐层地运动。在一个设计方案中，构件的第一部段尤其在平台上在建造空间中逐层地建造，而在此不将构件的子部段引导到外部区域中。在一个设计方案中，构件的第一部段是预制部件。在一个设计方案中，构件的已经从建造空间引出到外部区域中的子部段逐层地由引导件或支撑装置沿着引导方向引导，并且逐层地转移或换位以引导或支撑构件，这优选在方法的覆层期间，例如借助于所述滑块来转移或换位。对此，设备能够包括相应的机器人臂或抓具。在一个设计方案中，对构件在增材制造期间设有预设断裂结构，所述预设断裂结构例如包括穿孔或空腔，使得构件的已经从建造空间引出到外部区域中的子部段能够为了连续的逐层建造与构件分离，例如垂直于引导方向分离。通过所述设计方案，有利地能够在建造步骤或工艺之内建造近似无限数量的构件，而不必中断该方法。在一个设计方案中，为了连续逐层建造而连续地将用于构件的新的初始材料输送给建造空间。该设计方案同样能够有利地实现尽可能连贯的和连续的增材建造。本专利技术的另一方面涉及一种构件，所述构件根据该方法制造和/或可根据该方法制造，其中构件具有至少3:1的长宽比。与此相应地，构件的纵轴线适当地沿着引导方向定向。在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于增材制造的设备(100)，所述设备包括：建造空间壁部(1)，所述建造空间壁部限定建造空间(BR)并且设计用于：将所述建造空间(BR)与外部区域(AB)分离，其中所述建造空间壁部(1)具有闸门(2)，所述闸门设计用于：将要逐层建造的构件(10)在增材制造期间从所述建造空间(BR)至少部分地通过所述闸门(2)引导到外部区域(AB)中，使得所述构件(10)能够沿着至少一个引导方向(FR)超出所述建造空间(BR)的尺寸建造。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.09 DE 102016207896.81.一种用于增材制造的设备(100)，所述设备包括：建造空间壁部(1)，所述建造空间壁部限定建造空间(BR)并且设计用于：将所述建造空间(BR)与外部区域(AB)分离，其中所述建造空间壁部(1)具有闸门(2)，所述闸门设计用于：将要逐层建造的构件(10)在增材制造期间从所述建造空间(BR)至少部分地通过所述闸门(2)引导到外部区域(AB)中，使得所述构件(10)能够沿着至少一个引导方向(FR)超出所述建造空间(BR)的尺寸建造。2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中所述建造空间壁部(1)侧向地限定所述建造空间(BR)，并且其中所述建造空间壁部(1)具有开口(6)，通过所述开口能够将所述构件(10)引导到所述外部区域(AB)中。3.根据权利要求2所述的设备(100)，其中所述闸门(2)构成用于：将至少部分地设置在所述开口(6)中的构件(10)在所述增材制造期间相对于用于所述构件(10)的初始材料(5)密封以及相对于制造气氛密封。4.根据上述权利要求中任一项所述的设备(100)，所述设备具有引导件(9)，所述引导件设计用于：将所述构件(10)在所述增材制造期间沿着所述引导方向(FR)从所述建造空间(BR)引导到所述外部区域(AB)中，其中所述引导方向(FR)与通过所述方法的建造方向(AR)限定的方向围成30°和60°之间的角度。5.根据权利要求4所述的设备(100)，其中所述引导件(9)用作为支撑装置并且构成用于：支撑所述构件(10)的子部段，所述子部段在所述增材制造期间已经引出到所述外部区域(AB)中。6.根据上述权利要求中任一项所述的设备(100)，所述设备还包括平台(3)，所述平台设计用于：在逐层建造所述构件的开始阶段中用作为基底，其中所述平台(3)还构成用于：从所述建造空间(BR)通过所述闸门(2)引导到所述外部区域(A...

【专利技术属性】
技术研发人员：米夏埃尔·奥特，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE