用于添加式地制造三维物体的设备制造技术

本发明专利技术涉及用于通过依次逐层地选择性地照射和固化由能够借助能量束(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体的设备(1)，包括：第一检测装置(15)，其适配为尤其在设备运行期间检测至少一个第一过程参数(P1)，并且产生包括与所检测到的第一过程参数有关的信息的第一数据组(DS1)；至少一个第二检测装置(16)，其适配为尤其在设备运行期间检测至少一个第二过程参数(P2)，并且产生包括与所检测到的第二过程参数有关的信息的至少一个第二数据组(DS2)；数据处理装置(18)，其适配为关联第一数据组和至少一个第二数据组以允许确定所检测到的第一过程参数和所检测到的至少一个第二过程参数之间的相关性，尤其是依从关系。

Equipment for Additive Manufacturing of Three-Dimensional Objects

The invention relates to a device (1) for additionally manufacturing three-dimensional objects by selectively irradiating and solidifying layers of building materials (3) that can be solidified by an energy beam (4) layer by layer, including a first detection device (15) adapted to detect at least one first process parameter (P1) especially during the operation of the device, and generating and including the detected first process parameters. The first data group (DS1) of the number-related information; at least one second detection device (16) adapted to detect at least one second process parameter (P2) especially during the operation of the device, and generate at least one second data group (DS2) including information related to the detected second process parameter; and a data processing device (18) adapted to associate the first data group and at least one second data group. Data sets allow for determining the correlation, especially compliance, between the detected first process parameters and at least one detected second process parameters.

【技术实现步骤摘要】
用于添加式地制造三维物体的设备
本专利技术涉及用于通过依次逐层地选择性地照射和固化可借助能量束固化的建造材料层来添加式地制造三维物体的设备，所述设备包括第一检测装置和至少一个另外的检测装置，所述第一检测装置适配为检测尤其是在设备的运行期间的至少一个第一过程/工艺参数，并且产生包括与所检测到的第一过程参数有关的信息的第一数据组；所述至少一个另外的检测装置适配为检测尤其是在设备的运行期间的至少一个第二过程参数，并且产生包括与所检测到的第二过程参数有关的信息的至少一个第二数据组。
技术介绍
用于添加式制造三维物体的相应设备已广为人知，并且可以实施为例如选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。还已知的是，相应的设备包括适配为检测设备运行期间的各种过程参数的各种检测装置。这些检测装置适配为产生包括/包含与所检测到的相应的过程参数有关的信息的数据组。在设备运行期间，各个数据组可在实施用于监控添加式建造过程——尤其是过程质量——的质量监控过程中使用。迄今为止，各个数据组被分别地——即，以孤立的方式——观察。然而，(单个)相应的数据组中所给出的信息可能不足以在设备运行期间实现对添加式建造过程——尤其是过程质量——的完整、全面监控。
技术实现思路
鉴于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种允许实现在设备运行期间对添加式建造过程——尤其是过程质量——的改进监控的用于添加式地制造三维物体的设备。该目的通过根据独立权利要求1所述的用于添加式地制造三维物体的设备来实现。从属权利要求涉及根据独立权利要求1所述的设备的可能的实施例。本文所描述的设备为一种用于借助依次逐层地选择性地照射和固化由可借助能量束固化的典型为粉末状的建造材料(“建造材料”)构成的层来添加式地制造三维物体——例如技术结构件——的设备。相应的建造材料可以是例如金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的建造材料可以包括具有(化学性能上)不同的材料的材料混合物。相应的能量束可以为例如激光束或电子束。相应的设备可以为例如选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。所述设备包括在其运行期间使用的多个结构和/或功能装置。示例性的结构和/或功能装置为：设备的包括过程体积/容积和建造平面的过程室，所述建造平面即为在其中发生通过选择性照射和固化建造材料层来添加式地建造待被添加式地制造的三维物体的平面；建造材料施加装置，所述建造材料施加装置适配为在设备的建造平面中施加待被选择性地照射和固化的(确定的)建造材料层；照射装置，其可包括射束产生装置和/或射束偏转或扫描装置，所述照射装置适配为利用至少一个能量束选择性地照射设置在过程室中的建造材料层；流产生装置，所述流产生装置适配为产生以给定的流动特性——例如，给定的流动轮廓、流速等——至少部分地流经过程室的典型为惰性的气态流体流，所述流体流在流经过程室的同时能够携带未固化或部分地固化的建造材料，尤其是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物；过滤装置，所述过滤装置适配为对携带有建造材料的气态流体流进行过滤，即，适配为通过过滤从气态流体流中移除建造材料。所述设备还包括多个——即，至少两个——实施为硬件和/或软件的检测装置，所述检测装置分别适配为检测尤其可在设备运行期间检测的至少一个过程参数。各个检测装置分别适配为相应地产生包括所检测到的相应过程参数或与所检测到的相应过程参数有关的信息的数据组。下文进一步给出相应的检测装置的示例性实施例。照此，所述设备可包括第一检测装置和至少一个第二检测装置，所述第一检测装置适配为尤其在设备运行期间检测至少一个第一过程参数，并且相应地产生包括第一过程参数或与所检测到的第一过程参数有关的信息的第一数据组；所述第二检测装置适配为尤其在设备运行期间检测至少一个第二过程参数，并且相应地产生包括第二过程参数或与所检测到的第二过程参数有关的信息的至少一个第二数据组。借助或能够借助第一检测装置检测的第一过程参数典型地为与借助或能够借助第二检测装置检测的第二过程参数不同的过程参数。换而言之，第一过程参数典型地涉及与第二过程参数不同的量/参数。设备还包括实施为硬件和/或软件的数据处理装置，例如计算装置，其适配为关联第一数据组和所述至少一个第二数据组以允许确定所检测到的第一过程参数和所检测到的第二过程参数之间的相关性，尤其是依从关系。因此，数据处理装置适配为进行特殊数据处理，以允许关联由设备的不同检测装置产生的相应数据组。因此，第一数据组中所包含的第一过程参数或多个第一过程参数可与第二数据组中所包含的第二过程参数或多个第二过程参数相关联。相应数据组的数据关联使得能够确定、发现、识别或观察不同过程参数之间的相关性——尤其是依从关系，并且由此实现相应地分析和评估由设备的不同检测装置产生的相应过程参数和数据组的特殊方式。这允许确定、发现、识别和观察所检测的第一过程参数和所检测的第二过程参数之间的相关性。尤其是，可以确定第一过程参数对第二过程参数的可能或真实的影响以及第一过程参数的改变对第二过程参数的可能或真实的改变的可能或真实的影响。如根据下文对第一和第二过程参数的示例的描述而明显的是，示例性的第一过程参数可以是或者指的是设备的过程室内的气氛的至少一个化学参数和/或物理参数。照此，第一过程参数可以与过程室中的气氛的化学组分的特定气体部分——例如，氧气部分——的浓度有关。第二过程参数可以是或者指的是在设备运行期间在其内发生对建造材料层的选择性照射和固化的至少一个固化区域——尤其是在其内建造材料借助照射被加热至其熔点以上且随后通过冷却至其熔点以下而固化的熔化区域——的至少一个化学参数和/或几何参数和/或物理参数。因此，相应数据组以及第一和第二过程参数的数据关联使得能够确定、发现、识别或观察过程室中的气氛的化学参数和/或物理参数(作为第一过程参数的示例)与至少一个固化区域的化学参数和/或几何参数和/或物理参数(作为第二过程参数的示例)之间的相关性——尤其是依从关系。这适用于所有其它第一和第二过程参数，尤其是下文提及到的第一和第二过程参数。因此，例如，还可以确定作为第一过程参数的另一个示例的流经设备的过程室的气态流体流的化学参数和/或物理参数与作为第二过程参数的示例的至少一个固化区域的化学参数和/或几何参数和/或物理参数之间的相关性。相应地与过程参数各自的相关性或依从关系有关的知识或认识允许实现在设备运行期间对添加式建造过程——尤其是过程质量——的改进监控。因此，各个数据组的数据关联允许在设备运行期间实现对添加式建造过程——尤其是过程质量——的更全面的监控和了解。对添加式建造过程的更全面的监控和了解允许实现对过程参数的改进调整，从而改进过程质量和零件质量。设备还可包括实施为硬件和/或软件的数据分析和/或评估装置(“评估装置”)，其适配为分析和/或评估所关联的第一和第二数据组以确定所检测的第一过程参数和所检测的至少一个第二过程参数之间的相关性，尤其是依从关系。评估装置典型地被分配给数据关联装置。评估装置可包括多个数据分析和/或评估算法，该算法适配为分析和/或评估相应的关联数据组以确定、发现、识别或观察所检测的第一和第二过程参数之间的相关性，尤其是依从关系。在下文中，给出第一和第二过程参数的示例。第一过程参数可以是或者指的是设备的过程室内的气氛的至少一个化学本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于通过依次逐层地选择性地照射和固化由能够借助能量束(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体的设备(1)，所述设备包括：‑第一检测装置(15)，所述第一检测装置(15)适配为尤其在设备(1)运行期间检测至少一个第一过程参数(P1)，并且产生包括与所检测到的第一过程参数(P1)有关的信息的第一数据组(DS1)；‑至少一个第二检测装置(16)，所述至少一个第二检测装置(16)适配为尤其在设备(1)运行期间检测至少一个第二过程参数(P2)，并且产生包括与所检测到的第二过程参数(P2)有关的信息的至少一个第二数据组(DS2)；其特征在于，所述设备还包括‑数据处理装置(18)，所述数据处理装置(18)适配为关联所述第一数据组(DS1)和所述至少一个第二数据组(DS2)以允许确定所检测到的第一过程参数(P1)和所检测到的至少一个第二过程参数(P2)之间的相关性，尤其是依从关系。

【技术特征摘要】
2017.08.07 EP 17185195.91.用于通过依次逐层地选择性地照射和固化由能够借助能量束(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体的设备(1)，所述设备包括：-第一检测装置(15)，所述第一检测装置(15)适配为尤其在设备(1)运行期间检测至少一个第一过程参数(P1)，并且产生包括与所检测到的第一过程参数(P1)有关的信息的第一数据组(DS1)；-至少一个第二检测装置(16)，所述至少一个第二检测装置(16)适配为尤其在设备(1)运行期间检测至少一个第二过程参数(P2)，并且产生包括与所检测到的第二过程参数(P2)有关的信息的至少一个第二数据组(DS2)；其特征在于，所述设备还包括-数据处理装置(18)，所述数据处理装置(18)适配为关联所述第一数据组(DS1)和所述至少一个第二数据组(DS2)以允许确定所检测到的第一过程参数(P1)和所检测到的至少一个第二过程参数(P2)之间的相关性，尤其是依从关系。2.根据权利要求1所述的设备，还包括数据评估装置(19)，所述数据评估装置(19)适配为评估所关联的第一和第二数据组(DS1、DS2)以确定所检测到的第一过程参数(P1)和所检测到的至少一个第二过程参数(P2)之间的相关性，尤其是依从关系。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中，所述第一过程参数(P1)是或指的是：设备(1)的过程室(5)内的气氛的至少一个化学和/或物理参数；和/或设备(1)的功能装置的至少一个化学和/或物理参数；和/或流经设备(1)的过程室(5)的气态流体流的至少一个化学和/或物理参数；和/或未固化或已固化的建造材料(3)——尤其是建造材料层的未固化或已固化的部分——的至少一个化学和/或物理参数；和/或用于选择性地照射建造材料层的能量束(4)的至少一个参数；和/或设备(1)的功能装置的至少一个运行参数。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述第一检测装置(15)包括至少一个检测元件、尤其是传感器元件，所述检测元件适于检测：设备(1)的过程室(5)内的气氛的至少一个化学和/或物理参数；和/或设备(1)的功能装置的至少一个化学和/或物理参数；和/或流经设备(1)的过程室(5)的气态流体流的至少一个化学和/或物理参数；和/或未固化或已固化的建造材料(3)——尤其是建造材料层的未固化或已固化的部分——的至少一个化学和/或物理参数；和/或用于选择性地照射建造材料层的能量束(4)的至少一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·贝希曼，T·伯克斯，P·舒曼，A·波普，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