增材制造三维物体的装置制造方法及图纸

一种装置(1)，该装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(4)的层(3)来增材制造三维物体(2)，构建材料(4)的层(3)能够借助于能量源固结，该装置(1)包含施加单元(12)，施加单元(12)适配成经由施加元件(13)在构建平面(7)上施加构建材料(4)，其中，施加单元(12)适配成控制施加元件(13)移动越过构建平面(7)的施加速率，其中，施加单元(12)适配成依据至少一个施加参数控制施加速率。

A device for adding materials to make three-dimensional objects

A device (1) is used to add materials to make three-dimensional objects (2) by irradiating and fixing layers (3) of structural building materials (4) in successive layers selectively. The layer (3) of construction materials (4) can be consolidated by energy source. The device (1) comprises an application unit (12) adapted to apply construction materials (4) on the construction plane (7) via an application element (13), wherein the application unit (12) is adapted The application unit (12) is adapted to control the application rate according to at least one application parameter.

【技术实现步骤摘要】
增材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增材制造三维物体的装置，构建材料的层可以借助于能量束固结，该装置包含施加单元，施加单元适配成经由施加元件在构建平面上施加构建材料。
技术介绍
增材制造三维物体的装置大体从现有技术中知晓，其中构建材料施加到构建平面上/中以被选择性地照射并以此固结。一般，提供具有至少一个施加元件的施加单元，其中，可以移动施加元件以将构建材料传送到构建平面并且经由施加元件在构建平面上的移动将构建材料均匀地分布在构建平面中。进一步，从现有技术中知晓，构建材料在构建平面中的施加质量对于增材制造处理中制造的三维物体的处理质量和/或物体质量是至关重要的。例如，可以设置确定设备，以在施加步骤之后监控已施加在构建平面上的构建材料层的质量，并且比如，如果在构建平面上施加太少构建材料，则可以施加构建材料的另一层以确保在构建平面上施加足够的构建材料。但是，影响施加质量的选项仅限于观察构建材料的先前施加层的施加质量以及将构建材料的另一层施加到先前施加层上，如果没有足够的构建材料施加在构建平面中的话。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种增材制造三维物体的装置，其中，改进了构建材料的施加，特别地，构建材料的分布。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限于从属权利要求。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”)的层来增材制造三维物体(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，相应的装置可以是其中分离地执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。替换性地，可以经由至少一个粘合材料执行构建材料的连续分层选择性固结。粘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、照射设备和流动产生设备，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，流动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)并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充注有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)流。如前所述，本专利技术涉及一种增材制造三维物体的装置，该装置包含施加单元，施加单元提供施加元件，利用施加元件，构建材料可以传送到构建平面并且分布在构建平面中。本专利技术基于下述思想：施加单元适配成控制施加元件移动越过构建平面的施加速率，其中，施加单元适配成依据至少一个施加参数控制施加速率。为了(如，从加料模块)传送“新”的构建材料，在增材制造处理中提供新的构建材料，施加单元使施加元件移动越过构建平面。例如，在施加方向上，新的构建材料可以布置的加料模块的加料平面在构建平面前面，施加元件沿着施加方向移动以从加料平面拾取新的构建材料并将构建材料传送到该平面，经由施加元件(均匀地)分布在该平面中。因此，本专利技术基于下述思想：限定施加元件移动(越过构建平面)的速率的施加速率可以被改变，以直接影响施加在构建平面中的构建材料的施加质量。特别地，如果施加质量不符合限定的质量要求，例如，构建平面中的构建材料未适当分布，则可以减少施加速率。由于施加速率的控制，特别地，减少施加速率，可以更均匀地分布构建材料，因此与利用以相对较高的施加速率移动的相同施加元件施加构建材料相比，实现更高的施加质量。换言之，可以以适于适当地分布构建材料的施加速率来移动施加元件。另一方面，尽可能快地移动施加元件而不减低施加质量，以确保尽可能多地减少增材制造处理的总体处理时间。于是，施加元件可以视所需而缓慢以及尽可能快速地移动，以实现限定的施加质量并尽可能地迅速地完成增材制造处理，特别地，每个施加步骤。例如，如果以限定的加料因子执行施加步骤，该加料因子限定提供施加在构建平面上的构建材料的量，并且不符合限定的施加质量，则可以减少施加速率，以实现符合限定的施加质量的构建材料的施加。另一方面，可以增加施加速率，直到检测到施加质量的减低为止，以确保可以找到快速施加构建材料和适当地符合施加质量之间的折衷。因而，特别是在增加加料因子不会增加施加质量的情境下，减少施加速率可以助力于改进施加质量。因而，可以显著减少施加处理中未固结构建材料的浪费，并且可以提高施加质量。根据本专利技术装置的第一实施例，施加单元可以包含控制单元或者可以与控制单元连接或可连接，控制单元适配成控制施加速率。控制单元可以构建为或理解为内部或外部控制单元，其中，控制单元可以是施加单元的内部控制单元，或者构建为施加单元外部的外部控制单元，并且可以与施加单元连接或可连接。控制单元适配成产生或发送相应(控制)信号，基于该信号可以移动施加元件。特别地，可以经由控制单元限定施加速率。可以的是，分别地，施加参数发送到控制单元或控制单元接收施加参数，其中，控制单元适配成基于施加参数控制施加速率。例如，如果施加参数指示存在施加质量的减低或者构建材料的施加层的施加质量不符合限定的施加质量，则控制单元可以由此控制或调节施加速率以确保在构建平面中施加的构建材料的施加质量符合限定的施加质量。为了使施加元件移动越过构建平面，优选地，施加单元包含驱动单元，特别是马达，驱动单元适配成优选地依据从控制单元接收的至少一个信号，驱动施加元件以施加速率越过构建平面。因而，施加单元可以包含驱动单元，驱动单元与施加元件相互作用以使施加元件移动越过构建平面，以在构建平面中传送和分布构建材料。例如，施加元件可以构建为耙子或类似耙子的涂覆机元件，特别地，涂覆机刮刀，施加元件在加料平面上移动以拾取新的构建材料并使构建材料从加料平面移动(推/拉)到构建平面，其中构建材料(均匀地)分布以在构建板或构建材料的先前施加(和部分固结)层上形成构建材料的新层。依据控制单元发送到驱动单元的控制信号，可以调节或控制施加元件移动越过构建平面的施加速率。如前所述，施加速率对施加质量有直接影响，因为构建平面中构建材料的分布(特别地，构建平面中构建材料的均匀层的施加)很大程度上依据施加元件在构建平面上移动的速率。因此，可以将施加速率减少到限定的施加速率，经由该施加速率，可以实现在增材制造处理中当前存在的境况和条件下构建材料的施加符合限定的施加质量。优选地，施加单元可以适配成自动控制施加速率。例如，施加单元可以接收(即，基于可以确定的施加参数经由控制单元发送的)对应信号，如下面将描述的，其中，可以基于施加参数执行施加速率的自动控制。如果接收到施加质量减低，则可以通过控制单元确定对应的施加参数，其中，可以控制驱动单元，使得由此减少施加元件的施加速率，以确保施加在构建平面上的构建材料适当地分布本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置(1)，所述装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(4)的层(3)来增材制造三维物体(2)，所述构建材料(4)的层(3)能够借助于能量源来被固结，所述装置(1)包含施加单元(12)，所述施加单元(12)适配成经由施加元件(13)在构建平面(7)上施加构建材料(4)，其特征在于，所述施加单元(12)适配成控制所述施加元件(13)移动越过所述构建平面(7)的施加速率，其中，所述施加单元(12)适配成依据至少一个施加参数控制所述施加速率。/n

【技术特征摘要】
20180523 EP 18173911.1;20190214 US 16/276,6131.一种装置(1)，所述装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(4)的层(3)来增材制造三维物体(2)，所述构建材料(4)的层(3)能够借助于能量源来被固结，所述装置(1)包含施加单元(12)，所述施加单元(12)适配成经由施加元件(13)在构建平面(7)上施加构建材料(4)，其特征在于，所述施加单元(12)适配成控制所述施加元件(13)移动越过所述构建平面(7)的施加速率，其中，所述施加单元(12)适配成依据至少一个施加参数控制所述施加速率。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述施加单元包含控制单元(20)，或者与控制单元(20)连接或可连接，所述控制单元(20)适配成控制所述施加速率。


3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述施加单元(12)包含驱动单元(14)，特别是马达，所述驱动单元(14)适配成优选地依据从所述控制单元(20)接收到的至少一个信号，驱动所述施加元件(3)以所述施加速率越过所述构建平面(7)。


4.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲利普·舒曼，丹尼诗·海曼，马克·布劳尔，乔安娜·温德菲尔德尔，蒂莫·沃伊特，
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