添加式地制造三维物体的装置制造方法及图纸

一种借助连续分层选择性照射并固结构建材料(3)层来添加式地制造三维物体(2)的装置，构建材料(3)层可借助能量源固结，装置(1)包含施加单元(6)，其在至少一个承载元件(9)上施加构建材料(3)，至少一个承载元件(9)承载施加到承载元件(9)上的构建材料(3)，照射设备(4)至少部分固结至少一个壁元件(20，21)的至少一部分，和/或设置壁构建单元(17)，其构建界定承载元件(9a)承载的构建材料体积(22)的至少一个壁元件(20，21)，设置第一壁构建元件(18)和第二壁构建元件(19)，第一壁构建元件(18)和第二壁构建元件(19)至少部分地布置在承载元件(9)承载的构建材料体积(22)旁边，特别地，以门架形状。

A device for adding three-dimensional objects

A device for additive manufacturing of three-dimensional objects (2) by means of continuous layered selective irradiation and fixation of structural building materials (3) layer, the building materials (3) layer can be consolidated by means of energy source, the device (1) includes an application unit (6), which applies construction materials (3) to at least one load-bearing element (9), at least one load-bearing element (9) carries construction materials (3) applied to the load-bearing element (9), and the irradiation device (4) At least partially consolidated at least a portion of at least one wall element (20, 21), and / or provided with a wall construction unit (17), which constructs at least one wall element (20, 21) defining the volume of construction material (22) carried by the bearing element (9a), provided with a first wall construction element (18) and a second wall construction element (19), wherein the first wall construction element (18) and the second wall construction element (19) are at least partially disposed at the bearing The element (9) carries a volume of construction material (22) next to, in particular, a gantry shape.

【技术实现步骤摘要】
添加式地制造三维物体的装置
本专利技术涉及一种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源固结，其中，该装置包含施加单元，施加单元适配成在至少一个承载元件上施加构建材料，至少一个承载元件适配成承载施加到承载元件上的构建材料。
技术介绍
通常从现有技术中已知通过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，例如，选择性激光熔化装置或选择性激光烧结装置。一般，构建材料被分层施加并选择性地照射，以形成将要被添加式地构建的物体的对应层。构建材料的层施加在适配成承载构建材料的至少一个承载元件上。通过连续地施加被选择性照射的构建材料的层，可以构建三维物体。进一步，从现有技术中已知，施加步骤需要不能照射构建材料的时间。例如，可以经由施加单元(例如，涂布机刮刀)施加构建材料，其中，布置在构建平面中的构建材料在施加单元将构建材料施加到构建平面上时不能被照射。因而，必需施加构建材料并交替地照射所施加的构建材料。相应的承载元件和/或构建平面常常是圆形或矩形的，这导致构建材料的高消耗，特别地，如果将要构建仅使用构建平面的较小区域的中空物体或弯曲物体的话。例如，旋转对称的中空三维物体(诸如构建在矩形构建平面中的涡轮壳体)仅使用构建材料被直接照射和固结的构建平面的区域的较小部分。相应地，构建平面或构建室容积的其余部分被被废弃或必须后处理和再循环的未固结构建材料填充。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种添加式地制造三维物体的改进装置，特别地，一种构建材料的施加可以更加有效地施行的装置。该目的通过根据权利要求1的装置创造性地实现。本专利技术的有利实施例受从属权利要求限制。文中描述的装置是一种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，构建材料的层可以借助于能量源，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。替换性地，可以经由至少一个结合材料(bindermaterial)施行构建材料的连续分层选择性固结。结合材料可以利用对应的施加单元施加，并且例如利用合适的能量源(如UV光源)照射。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安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未固结颗粒状构建材料(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，本专利技术装置进一步包含施加单元，施加单元适配成在至少一个承载元件上施加构建材料。本申请范围内的承载元件可以设置可以在其上施加构建材料的任意表面。因而，可以将构建材料的至少一层施加到承载元件上，即，可以在承载元件上设置构建平面，构建平面中布置有可以经由至少一个能量束直接照射的构建材料的层。本专利技术基于以下思想：照射设备适配成至少部分地固结至少一个壁元件的至少一部分，和/或，设置壁构建单元，壁构建单元适配成构建界定承载元件所承载的构建材料体积的至少一个壁元件，其中，设置第一壁构建元件和第二壁构建元件，其中，第一壁构建元件和第二壁构建元件(特别地，以门架形状)至少部分地布置在承载元件所承载的构建材料体积旁边。根据本专利技术装置，可以设置适配成构建至少一个壁元件的壁构建单元，至少一个壁元件界定承载元件所承载的构建材料体积。承载元件可以构建为承载构建材料体积的环形盘，例如环形板。为了将承载元件所承载的构建材料保持就位，可以经由壁构建单元构建至少一个壁元件。例如，壁构建单元可以构建界定承载元件上的构建材料体积的两个(圆形)壁，或者，可以设置两个壁构建单元，其中，每个壁构建单元构建承载元件上的一个壁。因而，施加在承载元件上并被承载元件承载的构建材料体积通过壁元件保持就位，从而可以准确地施行增材制造处理。附加地或替换性地，还可以使照射设备至少部分地固结至少一个壁元件的至少一部分。因而，对经由壁构建单元产生至少一个壁元件来说附加地或替换性地，可以经由照射设备构建至少一个壁元件，或者，可以经由照射设备支撑至少一个壁元件的构建处理。例如，至少一个壁构建单元可以仅被用以暂时稳定构建平面的对应区段中的构建材料，在对应区段中，照射设备被用以照射和固结至少一个壁元件。还可以组合构建至少一个壁元件的各个构建方法。例如，可以设置第一照射元件，用于照射构建材料以构建三维物体，其中，第一照射元件还可以被用以照射构建材料以构建至少一个壁元件。进一步，可以设置至少一个第二照射元件，如，相应地，至少一个第二照射元件设配成产生具有相对较低功率或强度的能量束，用于构建壁元件，而第一照射元件被用以构建物体。有利地，第一壁构建元件和第二壁构建元件(特别地，以门架形状)至少部分地布置在承载元件所承载的构建材料体积旁边。因而，第一壁构建元件和第二壁构建元件可以布置成基本上垂直于承载元件，并且可以布置在承载元件旁边，其中，第一壁构建元件和第二壁构建元件可以布置在不同半径上。第一壁构建元件和第二壁构建元件可以被理解为围绕承载元件布置的门架的立柱(承载设备延伸经过门架的开口)，其中，由于施加单元与承载元件之间的旋转运动，承载元件移动经过门架的开口。优选地，施加单元适配成施加至少一个弧形构建材料层。因而，施加单元可以将构建材料施加到至少一个承载元件上(或，施加到承载元件所承载的构建材料的至少一个先前施加的层上)，其中，构建材料的层的形状或构建材料的层的横截面不限于矩形或圆形的构建材料层，如从现有技术中所已知的。代之，施加单元可以施加之后可以被选择性地照射和固结的构建材料的弧形(例如，环形)层。通过提供施加弧形层的能力，可以将构建平面调整为必须在增材制造处理中制造的三维物体的形状。例如，可以更加有效地制造中空零件或弯曲零件，因为三维物体不必在仅使用较小部分的圆形或矩形构建平面中制造。例如，通过施加构建材料的弧形(特别地，盘形)层，相应地，可以利用减少量的被废弃或必须再回收的未固结构建材料来制造旋转对称部件。除了旋转对称部件之外，比如，还可以更加有效地制造包含一定对称性的部件，诸如具有多边形横截面(如五边形、六边形或八边形横截面)的部件。还可以使弧形部件更加有效地制造，其可以在弧形内侧制造。根据本专利技术的实施例，承载元件可以至少部分是盘形的，并且可以在第一半径与第二半径之间延伸。因而，承载元件可以构建成至少部分盘形，例如，环形盘，其中，承载元件可以在第一半径与第二半径之间延伸。第一半径可以从承载元件的中心延伸到内边缘或内壁，其中，第二半径可以从承载元件的中心延伸到承载元件的外边缘或外壁。因此，承载元件可以构建为环形盘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种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，所述构建材料(3)的层可以借助于能量源来被固结，其中，所述装置(1)包含施加单元(6)，所述施加单元(6)被适配成在至少一个承载元件(9)上施加构建材料(3)，所述至少一个承载元件(9)被适配成承载被施加到所述承载元件(9)上的构建材料(3)，其特征在于，所述照射设备(4)被适配成至少部分地固结至少一个壁元件(20，21)的至少一部分，并且/或者，设置壁构建单元(17)，所述壁构建单元(17)被适配成构建界定由所述承载元件(9a)所承载的构建材料体积(22)的至少一个壁元件(20，21)，其中，设置第一壁构建元件(18)和第二壁构建元件(19)，其中，所述第一壁构建元件(18)和所述第二壁构建元件(19)至少部分地布置在由所述承载元件(9)所承载的构建材料体积(22)旁边，特别地，以门架形状至少部分地布置在由所述承载元件(9)所承载的构建材料体积(22)旁边。/n

【技术特征摘要】
20180507 EP 18171086.41.一种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，所述构建材料(3)的层可以借助于能量源来被固结，其中，所述装置(1)包含施加单元(6)，所述施加单元(6)被适配成在至少一个承载元件(9)上施加构建材料(3)，所述至少一个承载元件(9)被适配成承载被施加到所述承载元件(9)上的构建材料(3)，其特征在于，所述照射设备(4)被适配成至少部分地固结至少一个壁元件(20，21)的至少一部分，并且/或者，设置壁构建单元(17)，所述壁构建单元(17)被适配成构建界定由所述承载元件(9a)所承载的构建材料体积(22)的至少一个壁元件(20，21)，其中，设置第一壁构建元件(18)和第二壁构建元件(19)，其中，所述第一壁构建元件(18)和所述第二壁构建元件(19)至少部分地布置在由所述承载元件(9)所承载的构建材料体积(22)旁边，特别地，以门架形状至少部分地布置在由所述承载元件(9)所承载的构建材料体积(22)旁边。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述施加单元(6)被适配成施加至少一个弧形构建材料层。


3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述承载元件(9)至少部分是盘形的，并且在第一半径(10)与第二半径(11)之间延伸。


4.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，驱动设备(13)被适配成在所述施加单元(6)与所述承载元件(9)之间产生相对运动。


5.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述驱动设备(13)被...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·文尼亚斯基，
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