操作至少一个用于添加式地制造三维物体的装置的方法制造方法及图纸

一种用于操作至少一个装置(1)的方法，装置(1)用于借助于连续分层选择性照射和固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，能够借助于至少一个能量束(4)固结构建材料(3)的层，其中，能够沿着布置在构建平面(6)中的至少一个限定束路径(9)引导能量束(4)，以照射构建材料(3)，其中，依据与至少一个限定束路径(9)的长度有关和/或与要被照射的至少一层的至少一个区域(10，13)的几何形状有关的至少一个参数，沿着限定束路径(9)或沿着替代束路径(12)引导能量束(4)。

Method of operating at least one device for additive manufacturing of three-dimensional objects

【技术实现步骤摘要】
操作至少一个用于添加式地制造三维物体的装置的方法
本专利技术涉及一种用于操作至少一个用于借助于连续分层选择性照射和固结构建材料的层来添加式地制造三维物体的装置的方法，可以借助于至少一个能量束固结构建材料的层，其中，可以沿着布置在构建平面中的至少一个限定束路径来引导能量束，以照射构建材料。
技术介绍
用于添加式地制造三维物体的装置及用于操作该装置的方法通常从现有技术中知晓。一般，诸如激光束或电子束的能量源被用以选择性照射并由此固结构建材料的层。由于分层选择性照射和固结若干层，连续构建三维物体。进一步，知晓，必须被选择性照射的单层的照射或者必须被照射的这种层的至少一个区域一般基于三维物体的物体数据。换言之，在增材制造处理中制造的物体限定必须被照射的构建材料每层的区域。在这些区域中的一些区域中，例如，依据形状，可以限定能量束路径(“限定束路径”)，引导能量束沿着该能量束被引导以照射构建材料。优选地，可以沿着允许减少三维物体中的热应力并积极地影响构建材料的固结行为的限定路径来引导能量束。在一些区域中，例如，关于三维物体的精细结构或精致部分，限定束路径的限定是困难的，因为要被照射的区域可能变得相对较小或者限定束路径可能变得相对较短。因而，限定束路径的限定可能是困难的，或者，可能导致束路径太短而不能被适当地照射。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于操作至少一个用于添加式地制造三维物体的装置的方法，其中，改进精细结构和/或精致部分的照射。该目的通过根据权利要求1的方法创造性地实现。该专利技术的有利实施例从属于从属权利要求。文中描述的方法是一种用于操作借助于连续选择性分层固结粉末状构建材料(“构建材料”)的层来添加式地制造三维物体(如，技术性部件)的装置的方法，构建材料可以借助于能量源(如，能量束，特别地，激光束或电子束)来固结。相应的构建材料可以是金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以是激光束或电子束。比如，相应的装置可以是选择性激光烧结装置、选择性激光熔化装置或选择性电子束熔化装置。该装置可以包含在其操作期间使用的数个功能单元。示范性的功能单元是处理室、照射设备和流动产生设备，照射设备适于利用至少一个能量束来选择性地照射布置在处理室中的构建材料层的照射设备，流动产生设备适于产生具有给定流动性质(如，给定流动型线、流动速率等)的气态流体流。在流动经过处理室时，气态流体流能够被充注有未固结颗粒构建材料(特别地，在设备操作期间产生的烟雾或烟雾残余物)。气态流体流一般是惰性的，即，一般是惰性气体(如，氩、氮、二氧化碳等)流。如前所述，该专利技术涉及一种用于操作至少一个用于添加式地制造三维物体的装置的方法，其中，可以在构建平面(其中构建材料的表面布置成要被照射)中引导能量束，以照射构建材料。该专利技术基于下述构思：依据与至少一个限定束路径的长度有关和/或与要被照射的至少一层的至少一个区域的几何形状有关的至少一个参数，沿着限定束路径或沿着替代束路径引导能量束。根据该专利技术，可以不沿着限定束路径引导能量束，而可以沿着替代束路径引导能量束。沿着限定束路径还是沿着替代束路径来引导能量束的决定取决于至少一个参数。至少一个参数与至少一个限定束路径的长度和/或要被照射的至少一层的至少一个区域的几何形状有关。因而，依据该参数，例如，依据至少一个限定束路径的长度，可以沿着限定束路径或沿着替代束路径引导能量束。例如，增材制造处理期间必须被照射的至少一层的至少一个区域的几何形状可以包含多个结构或精致区域，其中引导能量束以照射所述区域所沿着的限定束路径的长度包含限定长度，其中，可以通过沿着限定束路径引导能量束来影响物体质量和/或处理质量(特别地，构建材料的固结行为)。于是，可以沿着替代束路径引导能量束，其中，与沿着限定束路径照射相同的区域被照射，但使用另一路径，即替代束路径。因而，替代束路径不同于限定束路径，但是通过沿着替代束路径引导能量束来照射相同区域。束路径也可以被理解为照射矢量、照射图案(的部分)或扫描路径。可以依据物体数据来限定限定束路径，例如，通过(均匀地)将必须被照射的区域划分成限定束路径，其中必须沿着限定束路径引导能量束以照射相应区域中的构建材料。例如，在限定束路径将会太短的区域中(特别地，关于三维物体的精致部分或精细结构)，可以使用替代束路径代替限定束路径，其中，可以相对于除了限定束路径之外必须被照射的区域布置替代束路径，以允许改进构建材料的照射。因而，代替具备多个较短的限定束路径，可以使用较少的替代束路径，如下方将会描述的。根据本专利技术的第一实施例，依据至少两个相邻限定束路径的束路径长度，可以沿着至少两个相邻限定束路径引导至少一个能量束，或者，可以沿着替代束路径引导能量束，其中，至少两个相邻限定束路径和替代束路径被分配到构建平面的相同部位。于是，代替利用沿着至少两个相邻限定束路径引导的能量束照射所述部位，可以沿着替代束路径引导能量束，替代束路径被分配到布置在构建平面中的构建材料的相同部位。特别地，如果沿着至少两个相邻限定束路径引导能量束，则，通过沿着替代束路径引导能量束，照射与要被照射的构建材料相同的部位。因为可以相对于区域或部位更加有利地布置替代束路径，所以，改进布置在该部位中的构建材料的照射。例如，代替照射两个短的相邻束路径，可以照射一个相对较长的替代束路径。进一步，如果至少两个相邻限定束路径的束路径长度低于或匹配限定束路径长度，则，可以沿着替代束路径引导能量束。根据该实施例，可以限定特别的限定束路径长度，诸如用于限定束路径长度的阈值。如果至少两个相邻限定束路径的束路径长度匹配该阈值或者束路径长度低于该阈值，则，可以使用替代束路径代替限定束路径。于是，可以决定使用限定束路径还是替代束路径，因为这是例如经由接收物体数据(特别地，切片数据)并产生限定束路径或者替代束路径的控制单元来限定，基于至少两个相邻限定束路径的长度。特别地，如果至少两个相邻限定束路径的束路径长度太短(与阈值相比)，则，可以使用替代束路径，即可以沿着替代束路径引导能量束。替代束路径可以延伸经过至少两个相邻限定束路径的限定点(特别地，中心)。如前所述，至少两个相邻限定束路径被分配到的区域是用于对应的替代束路径的相同区域，替代射束路径被用作两个相邻限定束路径的替代物。因为如将会被覆盖的，通过经由沿着替代束路径引导的能量束照射来覆盖构建平面的相同区域，所以，如果基于两个相邻限定束路径执行照射，则，替代束路径需要达到延伸经过至少两个相邻限定束路径的限定程度。因此，替代束路径可以延伸经过至少两个相邻限定束路径中的每一个的限定点，优选地，中心。特别优选地，相对于在增材制造处理中使用的能量束的斑点尺寸来选择至少两个相邻限定束路径的限定束路径长度(阈值，如前所述)。于是，如果至少两个相邻限定束路径的束路径长度短于或匹配斑点尺寸，则，可以使用替代束路径，可以沿着连接至少两个相邻限定束路径的替代束路径来引导能量束。通过将替代束路径限定成延伸经过至少两个相邻限定束路径中的每一个的中心，将要通过沿着替代束路径引导能量束来适当地照射至少两个相邻限定束路径被分配到的相应区域。根据该专利技术方法的另一实施例，至少两个相邻限定束路径至少部分地平行布置。因而，至少两个相邻限定束路径被分配到的区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于操作至少一个装置(1)的方法，所述装置(1)用于借助于连续分层选择性照射和固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，能够借助于至少一个能量束(4)固结所述构建材料(3)的所述层，其中，能够沿着布置在构建平面(6)中的至少一个限定束路径(9)引导所述能量束(4)，以照射构建材料(3)，其特征在于，依据与所述至少一个限定束路径(9)的长度有关和/或与要被照射的至少一层的至少一个区域(10，13)的几何形状有关的至少一个参数，沿着所述限定束路径(9)或沿着替代束路径(12)引导所述能量束(4)。

【技术特征摘要】
2018.04.13 EP 18167378.11.一种用于操作至少一个装置(1)的方法，所述装置(1)用于借助于连续分层选择性照射和固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，能够借助于至少一个能量束(4)固结所述构建材料(3)的所述层，其中，能够沿着布置在构建平面(6)中的至少一个限定束路径(9)引导所述能量束(4)，以照射构建材料(3)，其特征在于，依据与所述至少一个限定束路径(9)的长度有关和/或与要被照射的至少一层的至少一个区域(10，13)的几何形状有关的至少一个参数，沿着所述限定束路径(9)或沿着替代束路径(12)引导所述能量束(4)。2.如在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，依据至少两个相邻限定束路径(9)的束路径长度，沿着所述至少两个相邻限定束路径(9)引导所述至少一个能量束(4)，或者，沿着替代束路径(12)引导所述能量束(4)，其中，所述至少两个相邻限定束路径(9)和所述替代束路径(12)被分配到所述构建平面(6)的相同区域(10，13)。3.如在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果所述至少两个相邻限定束路径(9)的所述束路径长度低于或匹配限定束路径长度(11)，则沿着所述替代束路径(12)引导所述能量束(4)。4.如在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述替代束路径(12)延伸经过所述至少两个相邻限定束路径(9)的限定点，特别地，中心(14)。5.如在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述替代束路径(12)连接所述至少两个相邻限定束路径(9)，特别地，多个相邻限定束路径(9)，的所述中心(14)。6.如在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少两个相邻限定束路径(9)至少部分地平行布置。7.如在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个限定束路径(9)和所述替代束路径(12)围成限定角度(15)。8.如在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒂莫·沃格特，斯特凡·布鲁斯克，于尔根·维尔纳，
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