一种计量装置、涂覆机、用于制造三维物体的装置制造方法及图纸

本公开涉及一种计量装置、涂覆机和用于制造三维物体的装置，所述计量装置作为用于如下装置的装配套件或改装套件，所述装置借助于在相应的层中的与待制造的物体的横截面相对应的那些位置处逐层固化粉末形式的构建材料来制造三维物体，其中，所述计量装置具有计量元件，所述计量元件能够围绕轴线旋转，并且适合于以计量方式分配粉末形式的构建材料，其特征在于所述计量元件设计成沿轴线的方向分配局部不同量的粉末。通过本实用新型专利技术的计量装置能够以简单的方式为粉末层的施加提供局部不同量的粉末，并且能够减少施加层所需的粉末量，从而使生产过程更具成本效益和时间效率。

A metering device, coating machine, device for manufacturing three-dimensional objects

The invention relates to a metering device, a coating machine and a device for manufacturing a three-dimensional object. The metering device is an assembly kit or a modification kit for the following devices. The device makes a three-dimensional object by means of a construction material in the form of layer by layer solidified powder at those positions corresponding to the cross section of the object to be manufactured in the corresponding layer, wherein the metering device The metering element can rotate around the axis, and is suitable for distributing the construction materials in the form of powder by metering, which is characterized in that the metering element is designed to distribute local different amounts of powder in the direction of the axis. The metering device of the utility model can provide local different amount of powder for the application of the powder layer in a simple way, and can reduce the amount of powder required for the application layer, so as to make the production process more cost-effective and time efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种计量装置、涂覆机、用于制造三维物体的装置
本技术涉及通过逐层施加粉末形式的构建材料并且选择性地固化所述构建材料来增量地制造三维物体的装置和方法，具体地涉及在所述装置中包含并且在所述方法中使用的用于粉末形式的构建材料的计量装置。
技术介绍
例如，这种装置和方法用于快速原型制造、快速加工或增材制造。这种方法的一个示例称为“选择性激光烧结或激光熔融”。在该方法中，重复施加粉末形式的构建材料的薄层，并且通过用激光束选择性地辐照与待制造物体的横截面相对应的位置而在每层中选择性地固化所述构建材料。为了获得高质量的物体，除其他因素之外重要的是所施加的粉末层作为具有预定厚度(即层厚度)的均匀层被施加，对于以上来说用于层的施加的粉末的精确的计量是必要的。层的施加借助于涂覆机在涂覆方向上在构建区域上方移动来实现。为了精确计量施加层所需的粉末量，从WO02/062560A1中可知，在填充容器的出口开口处设置计量辊。计量辊的表面具有对称布置的槽口，所述槽口沿轴向方向延伸并且可以容纳限定体积的粉末。这使得能够向涂覆机供应限定量的粉末。通常，涂覆机(recoater)在构建区域的宽度上延伸并且沿着构建区域的长度移动以便施加层。以这种方式施加的粉末层通常具有矩形横截面。然而，取决于待制造的物体的几何形状和/或多个待制造的物体在一个构建空间中的布置，如果所施加的粉末层(即涂覆区域(recoatingarea))是非矩形区域，则可能是有利的。这可以通过例如WO2017/009249中公开的涂覆机来实现。涂覆机包括多个存储腔室，这些存储腔室可以彼此独立地分配粉末形式的构建材料。这允许涂覆机还在垂直于其运动方向上分配局部不同量的粉末。利用所述涂覆机，垂直于涂覆方向的粉末计量的精度由存储腔室的数量和所述存储腔室垂直于涂覆机的运动方向的尺寸确定。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种通过逐层施加粉末形式的构建材料并且选择性地固化所述构建材料来增量地制造三维物体的替代的或改进的装置或替代的或改进的方法，具体地涉及一种包含在该装置中并用于该方法的计量装置，通过所述计量装置可以为层施加提供局部不同量的粉末。该目的本技术的计量装置、涂覆机、用于制造三维物体的装置、计量方法和制造三维物体的方法来实现。根据本技术的计量装置作为用于如下装置的装配套件或改装套件，所述装置借助于在相应的层中的与待制造的物体的横截面相对应的那些位置处逐层固化粉末形式的构建材料来制造三维物体。所述计量装置具有计量元件，所述计量元件能够围绕轴线旋转，优选地围绕其自身的轴线旋转，特别优选地围绕具体的其自身的纵向轴线旋转，并且适合于以计量方式分配粉末形式的构建材料，其中所述计量元件设计成沿轴线的方向分配局部不同量的粉末。纵向轴线在此定义为计量元件的沿计量元件的纵向侧延伸的轴线，优选地为中心轴线。由于可以假定由计量元件接收和分配的粉末的密度基本恒定，因此分配的粉末量与分配的粉末体积直接成正比。因此，计量元件设计成除其他之外用于沿轴线的方向分配局部不同体积的粉末。利用这种计量装置，例如能够以简单的方式为粉末层的施加提供局部不同量的粉末。因此，例如，所施加的粉末层的形状可以偏离矩形形状。因此，例如，能够调整涂覆区域(也称为粉末施加区域)，在所述涂覆区域中粉末被施加到构建平台的偏离矩形形状的形状，具体的圆形、椭圆形或其他形状。涂覆区域也可以适应于待制造的物体的几何形状，具体的适应于沿层平行方向的某个层平行物体的横截面和/或沿层平行方向的物体的最大尺寸和/或物体在层平行平面上的二维投影。例如，涂覆区域也可以适应于多个待制造的物体在构建空间中的空间布置。涂覆区域指的是构建区域的构建材料的层施加实际发生或将要一定发生的区域。因此，最大涂覆区域优选地基本上是构建区域。术语“层平行”应理解为平行于所施加的粉末层的方向或平面，即垂直于构建过程进行的方向。这使得例如与(假想的)矩形涂覆区域相比可以减少施加层所需的粉末量，从而使生产过程更具成本效益和时间效率。节省粉末量可能是特别有利的，例如，当使用贵金属粉末或其他相对昂贵类型的粉末时。除了在非矩形涂覆区域中施加粉末之外，例如还可以使用本技术的计量装置在由于由固化过程引起的构建材料的压密而导致的凹陷的位置处提供额外的粉末量。优选地，计量装置包括用于存储粉末形式的构建材料的计量容器，其中优选地，轴线(即计量元件的轴线)可旋转地安装在计量容器上，更优选地安装在计量容器的下部开口上。因此，计量元件的轴线实现为物理上有形的机械元件或元件布置，并且如上所述安装。因此，构建材料可以例如借助于计量元件从计量容器局部不同地被分配，即具有局部变化量的粉末。优选地，计量元件的至少一个表面包括具有限定体积的至少一个凹口，所述至少一个凹口适于接收限定量的粉末。进一步优选地，所述至少一个凹口在沿所述计量元件的轴线的方向的第一区段中从所述所述至少一个表面到凹口的底部的子体积大于在沿所述计量元件的轴线的方向的第二区段中从所述至少一个表面到凹口的底部的子体积。例如，第一区段和第二区段可以是计量元件的表面的在其几何形状和尺寸方面相同的子区域。因此，例如，可以以简单的方式提供用于局部分配不同量粉末的计量装置。所述至少一个凹口优选地基本上沿计量元件的纵向方向，优选地沿计量元件的纵向轴线的方向延伸。凹口可以成形具有角度。所述至少一个凹口优选地设计成在其中心区域比在相对于纵向方向的边缘区域中更深和/或更宽。这意味着至少一个凹口的横向于纵向方向的尺寸优选地在其中心区域中比在相对于其纵向方向的边缘区域中更大。这里，凹口的边缘区域表示凹口的沿着纵向方向的端部区域，即凹口在纵向方向上终止的区域。替代地或另外地，至少一个凹口的深度和/或宽度优选地以连续的方式从中心朝向边缘减小，和/或至少一个凹口优选地具有无棱角、优选地卵形、更优选地纵向的卵形、甚至更优选地椭圆形的轮廓。因此，例如，提供一种计量元件，其在其中心区域中比在相对于纵向方向的边缘区域中分配更大量的粉末。旋转对称的计量元件特别适合作为本技术的计量元件，特别是如果对称轴线或旋转轴线是计量元件的纵向轴线。因此，计量装置优选地包括辊，进一步优选地，所述计量装置设计为辊。优选地，辊包括沿辊的圆周方向布置的至少两个、优选地多于两个的凹口，这些凹口优选地彼此间隔相等的距离。因此，例如，可以通过辊的旋转来实现多个计量步骤。优选地，计量装置还包括擦拭元件，所述擦拭元件用于从至少一个凹口的至少一部分移除粉末形式的构建材料。利用这种擦拭元件，例如，凹口中包含的基本上所有粉末都可以从其中被移除和分配，从而提高粉末计量的准确度，即实际分配的粉末量基本上对应于由凹口的(子)体积指定的粉末量。根据本技术的涂覆机用于装配或改装如下装置，所述装置用于借助于在相应的层中的与待制造的物体的横截面相对应的那些位置处逐层固化粉末形式的构建材料来制造三维物体，所述涂覆机至少包括如上所述的计量装置。涂覆机优选地构造成将由计量装置分配的构建材料沿涂覆方向(即涂覆机的预期运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种计量装置，所述计量装置作为用于如下装置的装配套件或改装套件，所述装置借助于在相应的层中的与待制造的物体的横截面相对应的那些位置处逐层固化粉末形式的构建材料来制造三维物体，/n其中，所述计量装置具有计量元件，所述计量元件能够围绕轴线旋转，并且适合于以计量方式分配粉末形式的构建材料，其特征在于/n所述计量元件设计成沿轴线的方向分配局部不同量的粉末。/n

【技术特征摘要】
1.一种计量装置，所述计量装置作为用于如下装置的装配套件或改装套件，所述装置借助于在相应的层中的与待制造的物体的横截面相对应的那些位置处逐层固化粉末形式的构建材料来制造三维物体，
其中，所述计量装置具有计量元件，所述计量元件能够围绕轴线旋转，并且适合于以计量方式分配粉末形式的构建材料，其特征在于
所述计量元件设计成沿轴线的方向分配局部不同量的粉末。


2.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述计量元件能够围绕其自身的轴线旋转。


3.根据权利要求2所述的计量装置，其特征在于，所述计量元件能够围绕纵向轴线旋转。


4.根据权利要求3所述的计量装置，其特征在于，所述纵向轴线为所述计量元件自身的轴线。


5.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述计量装置包括计量容器，所述计量容器用于存储粉末形式的构建材料。


6.根据权利要求5所述的计量装置，其特征在于，所述轴线可旋转地安装在计量容器上。


7.根据权利要求6所述的计量装置，其特征在于，所述轴线可旋转地安装在计量容器的下部开口上。


8.根据权利要求1所述的计量装置，其特征在于，所述计量元件的至少一个表面包括具有限定体积的至少一个凹口，所述至少一个凹口适于接收限定量的粉末。


9.根据权利要求8所述的计量装置，其特征在于，所述至少一个凹口在沿所述计量元件的轴线的方向的第一区段中从所述至少一个表面到所述至少一个凹口的底部的子体积大于在沿所述计量元件的轴线的方向的第二区段中从所述至少一个表面到所述至少一个凹口的底部的子体积。


10.根据权利要求8所述的计量装置，其特征在于，所述至少一个凹口沿纵向方向延伸。


11.根据权利要求10所述的计量装置，其特征在于，所述至少一个凹口沿着所述计量元件的轴线的方向延伸。


12.根据权利要求10所述的计量装置，其特征在于，所述至少一个凹口设计成在其中心区域中比在相对于纵向方向的边缘区域中更深和/或更宽，和/或所述至少一个凹口的深度和/或宽度以连续的方式从中心朝向边缘减小，和/或其中，所述至少一个凹口具有无棱角的轮廓。


13.根据权利要求12所述的计量装置，其特征在于，所述至少一个凹口具有卵形的轮廓。


14.根据权利要求13所述的计量装置，其特征在于，所述至少一个凹口具有纵向...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·默茨，A·鲍曼，U·施密德，
申请(专利权)人：EOS有限公司电镀光纤系统，
类型：新型
国别省市：德国;DE