用于添加式地制造三维物体的方法技术

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(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备和方法，其中提供了适于承载待建造物体(2)的承载单元(5)，其中，至少一个箔状或板片状的承载元件(7)与承载单元(5)可分离地连接，其中所述承载元件(7)提供物体(2)在其上被添加式地建造的表面(10)，其中所述承载元件(7)的至少一部分是至少一个待建造物体(2)的一部分。

A Method for Additive Manufacturing of Three-Dimensional Objects

【技术实现步骤摘要】
用于添加式地制造三维物体的方法
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方法，其中设置了适于承载待建造物体的承载单元。
技术介绍
一般而言从现有技术已知通过依次逐层地选择性照射和固化由建造材料构成的层来制造三维物体。典型地，使用能量源来选择性地照射和固化由施加在建造平面中的建造材料构成的层，其中由建造材料构成的层的选择性照射和固化对应于待建造物体的截面。此外，从现有技术已知在承载元件上添加式地建造物体，该承载元件提供建造材料被依次逐层地施加于其上的表面。由于由建造材料构成的层的照射和固化，物体在承载元件上被制造，特别是与承载元件结合，例如熔化或烧结。在添加式地建造的物体的制造过程已完成之后，典型地，必须从承载元件移除物体，这通常通过从承载元件锯掉物体来完成。物体与承载元件的分离因而是繁琐的并且需要时间和通常地进一步的后期加工，因为与承载元件连接的物体表面需要进行处理以满足规定的物体要求，特别是表面参数，例如表面粗糙度。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种用于制造三维物体的改进的方法，其中需要添加式地建造的物体的较少后期加工。通过根据权利要求1所述的方法来创造性地实现该目的。本专利技术的有利实施方式记载于从属权利要求。本文中描述的方法是一种用于添加式地制造三维物体的方法。本专利技术的方法可以在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)的相应设备上执行。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。该粘结材料可使用对应的涂布单元涂布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：过程室；照射装置，其适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；和流产生装置，其适于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颗粒状建造材料，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地是惰性的，也就是典型为惰性气体——例如氩气、氮气、二氧化碳等——的流。如上所述，本专利技术的方法涉及一种三维物体的添加式制造过程，其中改善、特别是降低了对三维物体的后期加工的需求，因为简化了或甚至可以省略每个三维物体与三维物体在其上被添加式地建造的承载元件的分离。特别是，根据本专利技术，三维物体不必与承载元件分离、特别是从承载元件锯掉，而从承载元件锯掉三维物体需要与切割表面的所需后期加工有关的精力。本专利技术是基于以下构思：至少一个箔状或板片状的承载元件与承载单元可分离地连接，其中承载元件提供物体在其上被添加式地建造的表面，其中承载元件的至少一部分是至少一个待建造物体的一部分。因而，根据本专利技术，使用在其上添加式地建造物体的箔状或板片状的承载元件。承载元件提供能在其上添加式地建造物体的表面。承载元件可以与承载单元连接，特别是可以与承载单元可分离地连接。因而，在添加式制造过程之前，箔状或板片状的承载元件(“承载元件”)与承载单元连接。随后，承载该承载元件的承载单元可以用于添加式制造过程中，其中物体在由承载元件提供的表面上被添加式地建造。在添加式制造过程完成之后，承载元件可以从承载单元脱离，其中承载元件形成添加式地建造的物体的至少一部分，并且因此不必繁琐地分离物体，特别是不必从承载元件锯掉物体，从而影响特别是物体的底面的表面品质。例如，可以使用金属箔或金属板片作为与承载单元可分离地连接的承载元件(有利地与添加式地建造的物体的材料相同)。在于其上添加式地建造物体的金属箔或金属板片上，其中在添加式制造过程完成之后，物体可以连同板片/箔一起从承载单元移除。当然，可以从物体除去箔或板片的不需要的部分(其从物体的底面突出)。由于所使用的承载元件呈箔状或板片状并且比较薄，所以可以在不影响物体品质的情况下从物体移除承载元件。特别是，在已从物体移除根据本专利技术的承载元件之后通常不需要对物体的(底部)表面进行后期加工。根据本专利技术的第一实施例，承载单元的至少一个连接装置——特别是连接表面——用于将承载元件与承载单元特别是可分离地连接。如上所述，承载元件以物体能在由承载元件提供的表面上添加式地建造的方式(可分离地)附接在承载单元上或与承载单元连接。承载单元和/或承载元件包括可以用于将承载元件与承载单元连接的一个或多个连接装置。因而，可以使用可以与承载元件可分离地连接的机械稳定的承载单元，例如金属板，其提供添加式制造过程中所需的机械稳定性。由于承载元件如上所述比较薄——因为它被建造为箔状或板片状的承载元件，所以承载单元被用于以规定的程度向承载元件提供机械稳定性。为了进一步提高承载元件的机械稳定性，承载元件可经由至少一个支承元件被支承，特别是相对于承载单元被支承。因而，所述至少一个支承元件可将承载元件支承在承载单元上，其中所述至少一个支承元件优选地布置在承载元件与承载单元之间。因而，支承元件的至少一个区段与承载元件相接触且支承元件的另一区段与承载单元相接触。所述至少一个支承元件例如可被建造为布置在承载该承载元件的承载单元上的柱状体或支柱。因此，在承载元件处于其中承载元件与承载单元连接的连接状态的情况下，承载元件经由所述至少一个支承元件被支承。此外，所述至少一个支承元件还可包括如上所述的连接装置。根据本专利技术的方法的另一实施例，根据物体在承载元件上的位置来规定特别是用于支承承载元件的至少一个支承元件的位置。在承载元件比较薄——例如为薄金属箔或薄金属板片——的情况下，在承载元件上添加式地建造的物体将由于重力而在承载元件上引起力，从而很可能使承载元件变形。为了防止承载元件的变形，提供了支承承载元件的至少一个支承元件。由于添加式地建造的物体将引起重量的规定部分搁靠在承载元件上，所以根据在其上添加式地建造物体的位置来调节所述至少一个支承元件的位置。此外，例如考虑到添加式地建造的物体周围的未固化的建造材料也可在承载元件上引起力，可以根据对承载元件的应力分析来调节所述至少一个支承元件的位置。所述至少一个承载元件在该承载元件与承载单元连接的情况下可界定承载单元中的至少一个凹部和/或至少部分地接纳在凹部中。因而，在承载元件处于其中承载元件与承载单元(可分离地)连接的连接状态的情况下，承载元件界定承载单元中的一个或多个凹部。因而，承载元件可视为封闭承载元件中的凹部的壁。承载元件可进一步被建造为提供其中承载元件可以至少部分地接纳在凹部中的装置。因而，所使用的承载单元可包括具有至少一个开口的凹部。因此，承载元件可布置在承载单元上或与承载单元连接，其中承载元件界定设置在承载单元中的凹部。开口将凹部的内部容积与另一容积——例如环境——连接。开口特别是与或能与抽吸单元连接，其中可经由该抽吸单元在凹部中产生负压和/或正压。因而，抽吸单元适于从凹部抽出气体本文档来自技高网...

【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)的方法，其中提供了适于承载待建造物体(2)的承载单元(5)，其特征在于，至少一个箔状或板片状的承载元件(7)与所述承载单元(5)可分离地连接，其中所述承载元件(7)提供物体(2)在其上被添加式地建造的表面(10)，其中所述承载元件(7)的至少一部分是至少一个待建造物体(2)的一部分。

【技术特征摘要】
2017.12.22 EP 17210352.51.一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(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的方法，其中提供了适于承载待建造物体(2)的承载单元(5)，其特征在于，至少一个箔状或板片状的承载元件(7)与所述承载单元(5)可分离地连接，其中所述承载元件(7)提供物体(2)在其上被添加式地建造的表面(10)，其中所述承载元件(7)的至少一部分是至少一个待建造物体(2)的一部分。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述承载单元(5)的至少一个连接装置(12，13，14)——特别是连接表面(14)——用于将所述承载元件(7)与所述承载单元(5)连接，特别是可分离地连接。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个承载元件(7)经由至少一个支承元件(18)被支承，特别是相对于所述承载单元(5)被支承。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据所述物体(2)在所述承载元件(7)上的位置来规定特别是用于支承所述承载元件(7)的至少一个支承元件(18)的位置。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述至少一个承载元件(7)连接于所述承载单元(5)的情况下，所述承载元件(7)界定所述承载单元(5)中的至少一个凹部(15)和/或至少部分地接纳在所述凹部(15)中。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，使用具有包括至少一个开口(16)的凹部(15)的承载单元(5)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述开口(16)与或能与抽吸单元(17)连接，其中经由所述抽吸单元(17)在所述凹部(15)中产生负压和/或正压。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述承载元件(7)经由力锁合连接、特别是螺纹连...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·布劳恩罗思，
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