用于增材制造三维物体的设备制造技术

一种设备(1)，用于借助于构建材料(3)的层的连续分层选择性照射和固结来增材制造三维物体(2，2’)，构建材料(3)的层能够借助于能量源固结，设备(1)包含适配成在设备(1)的处理室(5)内部产生气体流(7，7’)的流动产生装置(6)，其中，流动产生装置(6)适配成控制与气体流(7，7’)的成分相关的至少一个参数。

Equipment for manufacturing three-dimensional objects with additive

【技术实现步骤摘要】
用于增材制造三维物体的设备
本专利技术涉及一种用于借助于构建材料的层的连续分层选择性照射和固结来增材制造三维物体的设备，构建材料的层可以借助于能量源固结，该设备包含适配成在设备的处理室内部产生气体流的流动产生装置。
技术介绍
从现有技术中大体已知用于增材制造三维物体的设备，其中构建材料可以选择性地固结，以按分层连续方式形成三维物体。一般，提供流动产生装置用于在设备的处理室(即，执行增材制造处理的室)内部产生气体流。通常，气体流是或者包含惰性气体，用于使处理室内部成惰性的，并且用于将在增材制造处理中产生的残余物输送出处理室，以避免这种残留物负面地影响增材制造处理。因而，在现有技术中使用流动产生装置，以将气体流中的杂质(诸如，气态成分)减少到最小，该杂质可能与处理室内部的构建材料(诸如，氧)反应。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于增材制造三维物体的设备，其中，改进了气体流的供给。该目的通过根据权利要求1的设备创造性地实现。本专利技术的有利实施例从属于从属权利要求。文中描述的设备是一种用于借助于粉末状构建材料(“构建材料”)的各层的连续选择性分层固结来增材制造三维物体(如，技术性部件)的设备，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。相应构建材料可以是金属、陶瓷或聚合物粉末。相应能量束可以是激光束或电子束。比如，相应设备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设备，诸如选择性激光烧结设备、选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。替代地，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。该设备可以包含在其操作期间使用的数个功能单元。示范性功能单元是处理室、照射装置和流动产生单元，照射装置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，流动产生装置如前所述适配成产生具有给定流动性质(如，给定流动轮廓、流动速度等)并至少部分地流经处理室的气态流体流。气态流体流在流经处理室的同时，尤其能够被充注有未固结颗粒状构建材料(特别地，在装置操作期间产生的烟或烟残余物)。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。本专利技术基于下述思想：流动产生装置适配成控制与气体流的成分相关的至少一个参数。在本申请的范围中的“参数”也可以称之为环境参数，因为该参数与流经处理室的气体流的成分直接相关，因此，控制或限定处理室内部的环境。因而，创造性地实现可以通过控制与气体流的成分相关的至少一个参数来调整或控制气体流的成分。相应地，可以经由流动产生装置直接影响气体流如何组成或者直接影响的气体流的若干成分。因此，流动产生装置可以包含适配成控制参数的控制单元，或者可以与这种控制单元连接。例如，流动产生装置可以从控制单元接收相应信号，使得流动产生装置适配成控制气体流的成分。如前所述，气体流可以包含若干成分，特别地，惰性气体，诸如氩或氮或二氧化碳。比如，还可以是，流动产生装置可以添加可以与构建材料相互作用或反应的其他成分。因而，代替仅仅净化惰性气体(即，从气体流去除除了惰性气体以外的所有其他成分)，创造性地实现可以具体地添加或从气体流去除(气态)聚集物。因此，可以调整气体流的成分，以实现气体流(例如，气体流的成分)对增材制造处理的所需影响。例如，随着构件材料在增材制造处理中被选择性地固结，具有限定成分(如，包含至少一个成分的特定浓度)的气体流可以影响构建材料的固结行为。通过控制参数并以此控制气体流的成分，可以直接影响在固结处理中构建材料的固结行为。进一步，通过控制参数，可以控制在增材制造处理中增材构建的三维物体的性质，因为气体流的成分同样限定三维物体的(机械或化学)性质。于是，通过控制气体流的成分(如，通过将特定成分添加到气体流，因此，将成分添加到构建材料在其下固结的环境)，可以精确地控制物体的性质(诸如，物体的延展性或硬度)。优选地，流动产生装置可以适配成控制气体流的化学成分，特别地，适配成调整气体流的限定化学成分。如前所述，流动产生装置可以包含将成分添加到气体流或从气体流去除以调整或控制气体流的化学成分的手段。有利地，流动产生装置可以适配成调整气体流的限定化学成分，例如，用于实现三维物体的限定性质需要的气体流的化学成分。可以在增材制造处理中控制氧的比率(例如，使用钛(合金)作为构建材料)。还可以在气体流中使用氮，例如，如果使用钢作为构建材料的话。比如，通过控制增材制造处理中氧的比率，可以定制物体的性质(诸如，延展性、硬度或拉伸强度)。通过在气体流中提供低氧含量，可以增加物体的延展性，而可以使用更高的氧含量，以实现物体的更高硬度。因而，通过调整气体流的化学成分，可以实现物体的具体定制的机械或化学性质。本专利技术设备可以进一步改进于，流动产生装置可以适配成控制气体流的至少一个成分(特别地，气态成分)的浓度。因此，本专利技术设备的流动产生装置可以适配成控制气体流的至少一个成分的浓度，例如，增加成分关于整个气体流的浓度。因而，可以将气态成分添加到气体流(即，添加到处理室内部的环境)，以此增加相应成分的量或比率。还可以减少气体流的气态成分(例如，通过将其他成分添加到气体流)，并且以此替换需要减少的成分。还可以停止将气态成分添加到气体流(或减少气体流中气态成分的浓度)，并且利用缺少相应气态成分的气体流冲洗处理室。根据本专利技术设备的另一实施例，流动产生装置可以适配成时间上和/或空间上控制参数，特别地，气体流的至少一个成分的浓度。因此，可以改变气体流的成分(特别地，气体流的至少一个成分随时间的浓度)，其中，替代地或附加地，可以局部地控制参数，即，对于处理室内部的两个不同位置或区域，不同地改变或控制参数。通过时间上控制参数(即，时间上控制气体流的成分)，对于限定时间段(如，时间窗口)，可以调整气体流的限定(化学)成分，例如，对于物体的一部分(例如，限定数目的层)的增材制造处理(特别地，照射处理步骤)。例如，可以增加气体流的至少一个成分的浓度，用于照射至少一个层，其中，在已照射层之后，可以再次减少相应成分的浓度。通过空间上控制参数(即，局部地控制处理室内部的气体流的成分)，可以对于处理室内部的特定区域或在处理室内部的特定区域中调整气体流的限定(化学)成分。因而，对于物体的同一层的不同区域，可以产生不同环境，使得物体的不同区域在不同条件下(特别地，在不同环境下)制造。因而，物体的机械性质还可以局部地变化，允许物体的局部地“定制的”性质。流动产生装置可以有利地适配成，对于构建材料的至少两个层，不同地控制参数，特别地，气体流的至少一个成分的浓度。因而，可以时间上和/或局部地改变气体流的成分，使得在不同条件下(特别地，在不同环境下)照射构建材料的至少两个层，造成与至少两个层相关的那些区域中的物体的不同(机械)性质。例如，利用包含第一成分的气体流照射物体的第一区段，而利用包含第二成分的气体流照射物体的第二区段。因而，物体的第一区段将包含第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备(1)，所述设备(1)用于借助于构建材料(3)的层的连续分层选择性照射和固结来增材制造三维物体(2，2’)，所述构建材料(3)的层能够借助于能量源固结，所述设备(1)包含适配成在所述设备(1)的处理室(5)内部产生气体流(7，7’)的流动产生装置(6)，其特征在于，所述流动产生装置(6)适配成控制与所述气体流(7，7’)的成分相关的至少一个参数。/n

【技术特征摘要】
20180727 EP 18186172.51.一种设备(1)，所述设备(1)用于借助于构建材料(3)的层的连续分层选择性照射和固结来增材制造三维物体(2，2’)，所述构建材料(3)的层能够借助于能量源固结，所述设备(1)包含适配成在所述设备(1)的处理室(5)内部产生气体流(7，7’)的流动产生装置(6)，其特征在于，所述流动产生装置(6)适配成控制与所述气体流(7，7’)的成分相关的至少一个参数。


2.如权利要求2所述的设备，其特征在于，其中所述流动产生装置(6)适配成控制所述气体流(7，7’)的化学成分，特别地，调整所述气体流(7，7’)的限定化学成分。


3.如在前权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，其中所述流动产生装置(6)适配成控制所述气体流(7，7’)的至少一个成分的浓度，特别地，气态成分的浓度。


4.如在前权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，其中所述流动产生装置(6)适配成时间上和/或空间上控制所述参数，特别地，所述气体流(7，7’)的至少一个成分的所述浓度。


5.如在前权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，其中所述流动产生装置(6)适配成，对于构建材料(3)的至...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·普罗伯斯特，彼得·埃皮尔，约亨·马尔，约翰尼斯·斯特雷纳，丹尼尔·隆美尔，
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