用于添加式地制造三维物体的设备的模块制造技术

本发明专利技术涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量源固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备的模块，其安装或能安装在设备的过程室中并包括模块建造室和模块计量室，设置了能相对至少一个模块建造室壁运动的模块建造板托架和能相对至少一个模块计量室壁运动的模块计量板托架，还包括杠杆装置，杠杆装置以使模块建造板托架的运动引起模块计量板托架反向运动且反之亦然的方式将模块建造板托架与模块计量板托架机械连结。本发明专利技术还提供一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量源固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备及一种用于操作至少一个添加式地制造三维物体的设备的方法。

【技术实现步骤摘要】
用于添加式地制造三维物体的设备的模块
本专利技术涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量源固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备的模块，特别地，该模块能安装或已安装在设备的过程室中，该模块包括模块建造室和模块计量室，其中，设置了能相对于至少一个模块建造室壁运动的模块建造板托架和能相对于至少一个模块计量室壁运动的模块计量板托架。
技术介绍
通常从现有技术已知此类用于添加式地制造三维物体的模块，其用于减小建造室和/或计量室的有效容积以节省模拟过程和/或试验建造过程中的建造材料。通常在设备中执行的制造过程在布置于设备的过程室内部的模块上执行。特别地，设备的若干构件可以与模块的构件联接。例如，适配于驱动主建造板或主建造板托架的驱动装置可以与模块的建造板托架联接。因此，可以经由设备控制相应的建造过程，但模块用于执行建造过程。因此，不必使用比模块大的主建造平面和/或主计量平面。因此，如果仅制造比主建造平面的面积小的部件，则可以节省建造材料。此外，从现有技术已知根据模块建造板的运动来控制模块计量板的运动是有用的。换而言之，经由计量板的运动而提供的建造材料的量取决于基于通过模块建造板的运动产生的“空”容积而需要的建造材料的量。特别地，必须确保经由模块计量板的运动提供足够的建造材料，以至少部分适当地填充通过降低模块建造板而产生的模块建造室中的容积。
技术实现思路
一个目的在于提供一种用于添加式地制造三维物体的设备的模块，其中改善了模块计量板和模块建造板的联接。通过根据权利要求1所述的模块来创造性地实现该目的。本专利技术的有利实施例记载于从属权利要求。本文所描述的模块为一种用于通过依次逐层地选择性固化由能借助能量源——例如，能量束，特别是激光束或电子束——固化的粉末状的建造材料(“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——的设备的模块。相应的建造材料可以为金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以为激光束或电子束。相应的设备可以为例如选择性激光烧结设备、选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。或者，建造材料的依次逐层选择性固化可经由至少一种粘结材料来执行。所述粘结材料可使用对应的施加单元施加并且例如利用合适的能量源——例如UV光源——进行照射。设备可包括在其运行期间使用的多个功能单元。示例性的功能单元为：(主)过程室；照射装置，其适配于使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；和如上所述的流产生装置，其适配于产生具有给定的流动特性——例如，给定的流动轮廓/流动分布、流速等——的至少部分地流经过程室的气态流体流。气态流体流在流经过程室的同时能够携带未固化的建造材料，尤其是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物。所述气态流体流典型为惰性的，也就是典型为惰性气体，例如氩气、氮气、二氧化碳等的流。贯穿本申请使用了术语“模块”和“主”，其中术语“模块”指的是布置在/插入到设备的过程室中的模块。术语“主”指的是模块插入其中的设备的构件。例如，主建造室是设备的建造室，而模块建造室是插入设备的过程室中的模块的建造室。模块自身可包括不同的“子模块”，例如用于接收新建造材料并提供模块计量平面的模块计量室、用于提供模块建造平面并承载在其中添加式地制造物体的粉末床的模块建造室以及用于接收过剩建造材料的模块溢流室。模块可布置在设备的内部。特别地，设备的若干构件可以与模块的构件联接或相互作用。因此，可以经由设备来控制相应的建造过程，而模块用于执行建造过程，或建造过程在由模块提供的模块过程平面上执行。因此，不必使用比模块大的主建造平面和/或主计量平面。因此，如果仅制造比主建造平面的面积小的部件或者例如仅测试设备的参数，则可以节省建造材料。本专利技术基于以下思想：提供一种将模块建造板托架与模块计量板托架机械地连结的杠杆装置，其中模块建造板托架的运动引起模块计量板托架的反向运动，反之亦然。因而，杠杆装置将模块建造板托架与模块计量板托架机械地连结，其中模块建造板托架和模块计量板托架例如可布置在杠杆装置的不同杠杆臂上或与杠杆装置的不同杠杆臂连接。因此，杠杆臂之一沿一个方向的运动引起另一杠杆臂沿相反方向的反向运动，其中附接的板托架沿相反方向运动。当然，杠杆装置的引起两个模块板托架的反向运动的另一种布置也是可行的。本申请的范围内的术语“板托架”指的是承载机构的任何部件或部分，例如引起或有助于建造板或计量板的运动的分配给相应建造板或计量板的承载装置。特别地，承载计量板或建造板的承载元件可以视为“板托架”。为了将模块布置在主过程室的内部，可设置支承结构，例如框架，模块可与该支承结构连接。因而，模块可经由支承结构安装在主过程室的内部。设备可包括设置成将模块与设备连接的安装机构。因此，设备可提供特定的安装机构来连接或接纳模块。或者，设备可提供常规地设置用于接纳主建造模块的安装机构，其中如果相应的建造过程要在模块上进行，则模块可以附接在安装机构上而不是主建造模块上。在安装位置，模块优选地布置成使得模块过程平面位于与主过程平面相同的平面中，特别是主建造模块的主建造平面常规地布置在其中的位置。换而言之，模块安装在过程室中的为用于设备的常规粉末模块——例如，主建造模块——设置的开口中。因而，模块建造平面和模块计量平面位于主过程平面中。本实施例允许使用设备的若干构件，例如建造材料施加装置和照射装置。由于模块位于主过程平面中，所以制造过程可以在无需改变施加装置或照射装置的情况下在模块过程平面上进行。因此，可以制造(与主建造平面相比)小的三维物体和/或可在模块过程平面上测试用于操作设备的新参数，例如过程参数，特别是照射参数或建造材料施加参数，其中可以节省建造材料，因为与使用主计量室和主建造室执行制造过程相比使用了较小体积的建造材料。该模块允许使用减量或更少量的建造材料来执行相应的制造过程，因为模块计量室和模块建造室以及因此模块计量平面和模块建造平面与设备的相应构件(例如，主计量室和主建造室)相比较小。此外，可以在计量模块中——即在模块计量室和模块建造室中——使用与主计量室中不同的建造材料。因此，主计量室和模块计量室可适配于接收不同的或另外的建造材料。因而，可以采用在模块中使用不同的或另外的建造材料的方式而利用设备制造物体，其中可以防止主计量模块或主建造模块被所述不同的或另外的建造材料污染，因为使用所述不同的建造材料的制造过程(完全)是在模块上进行的。这样一来，设备可用于由与当前在主计量模块中使用的建造材料不同的建造材料来制造物体，例如，小批量、参数试验或样品。因而，不必为了使用所述另外的建造材料而清空并清洁主计量模块，而是该模块允许在无需更换主计量模块中的建造材料并清洁主计量模块的情况下在同一设备内使用所述不同的或另外的建造材料。因而，使用与往常不同的建造材料的制造过程可以更有效地进行。为了进一步降低污染的风险，主计量平面和主溢流开口可以例如经由密封主计量平面或主溢流开口的覆盖元件覆盖，以防止所述不同的建造材料进入主计量室或主溢流室。例如，主计量模块可被充填第一建造材料，例如铝。制造过程可以在所述模块上进行，其中物体由接纳在模块计量室中的第二建造材料——例如，钛——建造而成。因此，可以在模块中所用的第二建造材料不污染第一建本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量源(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的模块(5)，特别地，所述模块(5)安装或能安装在设备(1)的过程室(6)中，所述模块(5)包括模块建造室(8)和模块计量室(7)，其中，设置了能相对于至少一个模块建造室壁(13)运动的模块建造板托架(12)和能相对于至少一个模块计量室壁(11)运动的模块计量板托架(10)，其特征在于，所述模块包括杠杆装置(14)，所述杠杆装置以使得所述模块建造板托架(12)的运动引起所述模块计量板托架(10)的反向运动或者所述模块计量板托架(10)的运动引起所述模块建造板托架(12)的反向运动的方式将所述模块建造板托架(12)与所述模块计量板托架(10)机械地连结。

【技术特征摘要】
2017.12.15 EP 17207780.21.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量源(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的模块(5)，特别地，所述模块(5)安装或能安装在设备(1)的过程室(6)中，所述模块(5)包括模块建造室(8)和模块计量室(7)，其中，设置了能相对于至少一个模块建造室壁(13)运动的模块建造板托架(12)和能相对于至少一个模块计量室壁(11)运动的模块计量板托架(10)，其特征在于，所述模块包括杠杆装置(14)，所述杠杆装置以使得所述模块建造板托架(12)的运动引起所述模块计量板托架(10)的反向运动或者所述模块计量板托架(10)的运动引起所述模块建造板托架(12)的反向运动的方式将所述模块建造板托架(12)与所述模块计量板托架(10)机械地连结。2.根据权利要求1所述的模块，其特征在于，所述杠杆装置(14)适于以规定的传动比将所述模块建造板托架(12)的向下运动传递为所述模块计量板托架(10)的向上运动。3.根据权利要求1或2所述的模块，其特征在于，所述模块建造板托架(12)和/或所述模块计量板托架(10)能通过单独的驱动装置或通过所述设备(1)的驱动装置(29)驱动，特别是通过适于驱动所述设备(1)的建造板托架的驱动装置(29)驱动。4.根据权利要求3所述的模块，其特征在于，所述设备(1)的建造板托架通过至少一个支承元件(25)与所述模块建造板托架(12)连接，或者，所述设备(1)的计量板托架通过所述至少一个支承元件(25)与所述模块计量板托架(10)连接。5.根据权利要求4所述的模块，其特征在于，所述模块建造板托架(12)和/或所述模块计量板托架(10)通过至少一个支承元件(25)与所述驱动装置(29)或一驱动装置连接。6.根据权利要求5所述的模块，其特征在于，所述至少一个支承元件(25)被建造为从布置在所述模块(5)的底部(27)中的对应导向套管(26)突出的导向柱。7.根据权利要求4至6中任一项所述的模块，其特征在于，至少两个、优选地四个支承元件(25)——特别是导向柱——被分配给所述模块建造板托架(12)和所述模块计量板托架(10)。8.根据权利要求4至7中任一项所述的模块，其特征在于，被分配给所述模块计量板托架(10)和/或所述模块建造板托架(12)的所述至少两个支承元件(25)通过保持机构(28)连接，所述保持机构优选为保持板。9.根据前述权利要求中任一项所述的模块，其特征在于，所述模块建造板托架(12)通过所述杠杆装置(14)的第一杠杆(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·赫尔佐克，J·斯坦贝格尔，H·哈德莱因，F·舒尔茨，F·施奈德，R·赫莎，M·凯泽，T·加格尔，
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