用于添加式地制造三维物体的装置制造方法及图纸

一种用于借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来添加式地制造三维物体(2)的装置(1)，构建材料(3)的层可以借助于能量束(5)来固结，装置(1)包含确定设备(8)，确定设备(8)适配成确定与能量束(5)有关的至少一个参数，其中，确定设备(8)包含至少一个确定单元(9)，至少一个确定单元(9)适配成确定在构建平面(7)处被反射的能量束(5)的反射部分(10)的至少一个第一参数，其中，确定设备(8)适配成确定参考参数与反射部分(10)的至少一个第一参数之间的差异。

Device 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装置
本专利技术涉及一种用于借助于连续分层选择性照射并固结构建材料的层来添加式地制造三维物体的装置，构建材料的层可以借助于能量束来固结，该装置包含适配成确定与能量束有关的至少一个参数的确定设备。
技术介绍
用于添加式地制造三维物体的装置大体从现有技术中已知，其中构建材料被选择性地照射并由此固结(如，经由利用能量束照射)。在这种装置中，能量束在布置于构建平面中的构建材料上被引导，以在构建材料中消耗能量，并由此取决于要被添加式地制造的物体的几何结构来固结构建材料。进一步，从现有技术中已知，由于固结行为受到相应体积的构建材料中消耗的能量的量的显著影响，构建材料中(即，某一体积的构建材料中)消耗的能量的量对于处理质量和物体质量至关重要。因而，例如在添加式地制造处理之前，测量能量束(如，经由通过诸如CCD或CMOS传感器的光学传感器施行的测量)的强度是有益的。这种光学传感器可以布置在装置的构建室中，并且能量束可以被引导到光学传感器上，其中，可以确定强度并因此确定经由能量束消耗的能量。在该已知方法中，不可以将添加式地制造处理中存在的某些性质或条件计入计算中，例如，构建材料的吸收系数，在添加式地制造处理期间产生的、可能在能量束入射于构建材料上之前影响(特别地，吸收)能量束的一部分的残余物，等等。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于添加式地制造三维物体的装置，其中，改进了与能量束有关的参数的确定，特别是与经由能量束在构建材料中消耗的能量有关的参数。该目的通过根据权利要求1的装置创造性地实现。该专利技术的有利实施例受从属权利要求的限制。文中描述的装置是一种用于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，构建材料可以借助于能量束(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，相应的装置可以是其中分离地施行构建材料的施加和构建材料的固结的装置，诸如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、照射设备和流产生设备，照射设备适配成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，流产生设备适配成产生具有给定的流动性质(如，给定流动型线、流动速率等)的至少部分地流动通过处理室的气态流体流。气态流体流在流动通过处理室的同时能够被填充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)的流。如前所述，本专利技术涉及一种用于添加式地制造三维物体的装置，该装置具有确定设备，确定设备适配成确定与添加式地制造处理中使用来固结构建材料的能量束有关的至少一个参数。本专利技术基于如下思想：确定设备包含至少一个确定单元，确定单元适配成确定能量束的反射部分的至少一个第一参数，能量束的反射部分在构建平面处被反射，其中，确定设备适配成确定参考参数与反射部分的至少一个第一参数之间的差异。因而，创造性地实现能量束的反射部分的第一参数可以被确定，以推断构建材料中已消耗的能量的量。例如，在构建平面(即，构建材料布置成被照射从而被固结以形成三维物体的平面(表面))处被反射的能量束的一部分基于能量的量(以及构建平面中被吸收的部分)。基于施行添加式地制造处理的条件，构建材料中消耗的能量(能量束的一部分)的量和在构建材料的表面处反射的能量(能量束的一部分)的量可以变化。本专利技术装置的确定设备可以将与能量束的反射部分有关的第一参数与参考参数比较，并因此确定参考参数与能量束的反射部分的第一参数之间的差异。例如，参考参数可以限定具体(目标)值或诸如区间的数值范围，其中，参考参数与适当的能量值有关，如，为实现限定的固结行为应当在构建材料中消耗的能量。因而，如果能量束的反射部分的第一参数与参考参数匹配，则在构建材料中消耗适当量的能量。如果能量束的反射部分的第一参数与参考参数不同，则可能在构建材料中消耗太多或太少的能量。因而，比如，可以确定构建材料中是否消耗适当量的能量，从而确定构建材料的照射处理和固结处理是否在合适的处理条件下施行，而如果确定有参考参数与能量束的反射部分的第一参数之间的差异，则可以视为需要对处理条件调整，诸如减小或增加能量束的强度。可以限定或可以确定参考参数。例如，特别地，经由对应的确定单元，可以确定参考参数，如下面将描述的。例如，在控制单元中或经由用户界面，还可以限定参考参数。该装置的用户(如，工厂操作员)可以经由用户界面输入参考参数，其中，参考参数可以存储在该装置的对应的控制单元中。还可以输入与添加式地制造处理有关的信息(例如使用什么类型的构建材料)并且使控制单元基于输入的信息确定参考参数。根据本专利技术装置的另一实施例，确定设备可以适配成确定能量束的至少一个反射部分的第一参数，并且适配成确定能量束的初始部分的至少一个第二参数。因而，第一参数与在构建平面处反射的能量束的反射部分有关，第二参数与能量束的初始部分有关。术语“初始部分”可以指代能量束的一部分，其经由对应的能量源产生，其中，在初始部分入射在构建平面上之前确定第二参数，如，“初始”部分指代在能量束入射在构建材料上之前耦合到该装置的光学系统中的能量束的一部分。因此，能量束的初始部分直接与耦合到添加式地制造装置的光学系统中而不与处理室中的处理气体或残余物干涉的能量束有关。特别地，在能量束的初始部分入射在构建平面上之前确定第二参数。因此，可以使用第二参数作为参考参数。可以使用能量束的初始部分的第二参数并将第一参数与第二参数比较，第一参数与能量束的反射部分有关，其中，确定设备可以比较两个参数并因此推断处理条件，特别地，构建平面中布置的构建材料的固结行为。特别地，可以确定入射在构建平面上的能量束在构建材料中被吸收到什么程度以及多少部分的能量束在构建平面处被反射。本专利技术装置的确定设备可以进一步包含至少一个第一确定单元和至少一个第二确定单元，该至少一个第一确定单元适配成确定能量束的至少一个反射部分的第一参数，该至少一个第二确定单元适配成确定能量束的初始部分的至少一个第二参数，其中，确定设备可以适配成确定能量束的至少一个初始部分的第二参数与反射部分的至少一个第一参数之间的差异。因而，可以是，确定设备包含第一确定单元和第二确定单元，其中，第一确定单元被用以确定与能量束的反射部分有关的第一参数。进一步，确定设备包含第二确定单元，以确定与能量束的初始部分有关的第二参数，如前所述。如前所述，能量束的至少一个初始部分的第二参数可以被使用为参考参数或者可以被认为是参考参数。确定设备适配成确定两个参数，即第二参数(参考参数)与第一参数之间的差异。因此，可以比较第一参数和第二参数，并因此确定两个参数之间的差异。优选地，能量束的反射部分的第一参数和/或能量束的初始部分的第二参数是相同类型的参数，例如，能量束的相应部分的能量或者能量束的相应部分的强度(功率)等等。通过将第一参数与第二参数比较，可以确定被引导到构建平面上的被接收在构建材料内，即在构建材料中被吸收的能量束的量。换言之，与能量束的反射部分的第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来添加式地制造三维物体(2)的装置(1)，所述构建材料(3)的层能够借助于能量束(5)来被固结，所述装置(1)包含确定设备(8)，所述确定设备(8)被适配成确定与所述能量束(5)有关的至少一个参数，其特征在于，所述确定设备(8)包含至少一个确定单元(9)，所述至少一个确定单元(9)被适配成确定所述能量束(5)的反射部分(10)的至少一个第一参数，其中，所述确定设备(8)被适配成确定参考参数与所述反射部分(10)的所述至少一个第一参数之间的差异。

【技术特征摘要】
2018.04.27 EP 18169957.01.一种用于借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来添加式地制造三维物体(2)的装置(1)，所述构建材料(3)的层能够借助于能量束(5)来被固结，所述装置(1)包含确定设备(8)，所述确定设备(8)被适配成确定与所述能量束(5)有关的至少一个参数，其特征在于，所述确定设备(8)包含至少一个确定单元(9)，所述至少一个确定单元(9)被适配成确定所述能量束(5)的反射部分(10)的至少一个第一参数，其中，所述确定设备(8)被适配成确定参考参数与所述反射部分(10)的所述至少一个第一参数之间的差异。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，限定或确定所述参考参数。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述确定设备(8)被适配成确定所述能量束(5)的至少一个初始部分(12)的第二参数，并且适配成确定所述能量束(5)的所述反射部分(10)的至少一个第一参数。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述确定设备(8)包含至少一个第一确定单元(9)和至少一个第二确定单元(11)，所述至少一个第一确定单元(9)被适配成确定所述能量束(5)的所述至少一个反射部分(10)的所述第一参数，所述至少一个第二确定单元(11)被适配成确定所述能量束(5)的所述初始部分(12)的所述至少一个第二参数，其中，所述确定设备(8)被适配成确定所述至少一个反射部分(10)的所述第一参数与所述至少一个初始部分(12)的所述第二参数之间的差异。5.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一参数和/或所述第二参数是所述能量束(5)的强度和/或所述构建材料(3)中吸收的吸收强度，或者与所述能量束(5)的强度和/或所述构建材料(3)中吸收的吸收强度有关。6.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述第一参数与布置在所述构建平面(7)中的所述构建材料(3)的形貌信息有关。7.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述确定设备(8)被适配成确定至少一个处理参数，其中，所述确定设备(8)被适配成依据所述处理参数施行所述第一参数的确定。8.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述处理参数是构建材料(3)，特别地，是所述构建材料(3)的吸收系数、和/或所述能量束(5)在所述构建平面(7)上的入射角、和/或所述添加式地制造处理中产生的残余物，或者与构建材料(3)有关，特别地，与所述构建材料(3)的吸收系数、和/或所述能量束(5)在所述构建平面(7)上的入射角、和/或所述添加式地制造处理中产生的残余物有关。9.如权利要求3至8中任一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：托拜厄斯·博克凯斯，泽尔纳·费边，
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