用于增材制造三维物体的装置制造方法及图纸

一种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)的装置(1)，构建材料(3)的层能够借助于经由照射设备(4)产生的能量束(6，6’)固结，其中，照射设备(4)包含适配成引导能量束(6，6’)越过构建平面(9)的至少一个射束引导单元(7，7’)，构建材料(3)施加在构建平面(9)中以被照射，其中，至少一个射束引导单元(7，7’)相对于在构建平面(9)上流动的气体流(13)的流动方向(16)，布置在构建平面(9)中的能量束(6，6’)的作用点(20)(特别地，所有可能的作用点(20))后面。

Device for additive manufacturing of three-dimensional objects

【技术实现步骤摘要】
用于增材制造三维物体的装置
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装置，构建材料的层可以借助于经由照射设备产生的能量束固结，其中，照射设备包含适配成引导能量束越过构建平面的至少一个射束引导单元，构建材料施加在构建平面中以被照射。
技术介绍
用于例如经由施加的构建材料的层的选择性照射增材制造三维物体的装置大体从现有技术中已知。通常，提供一种照射设备，其适配成产生能量束并且经由至少一个射束引导单元将能量束引导到构建平面上，构建材料的当前层施加在构建平面中以被照射。进一步，从现有技术中已知，比如，构建材料的照射产生残余物(诸如，烟灰、烟或闷烟)，该残余物可以经由气体流输送出处理室(即，执行增材制造处理的室)，该气体流经由流动产生单元产生。还可以是，随着可以充注气体流的残余物被运送通过处理室，能量束入射在其上存在残余物的构建平面的区域中，例如，残余物“云”当前定位其上的区域。由于能量束与残余物的相互作用(例如，在烟颗粒或其他类型的残余物处能量束的至少一个部分的散射)，增材制造处理的质量(特别地，照射处理的质量)可能被负面地影响。
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装置，其中，改进了对构建材料的照射，特别地，减少了能量束与存在于处理室中的残余物的相互作用。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从属于从属权利要求。文中描述的装置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)的装置，粉末状构建材料的层可以借助于能量束(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。该装置可以包含在其操作期间使用的数个功能单元。如前所述，示范性功能单元是处理室、照射设备和流动产生单元，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，流动产生单元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。本专利技术基于如下思想：至少一个射束引导单元相对于在构建平面上流动的气体流的流动方向布置在构建平面中的能量束的作用点(特别地，所有可能的作用点)后面。因而，在本专利技术装置的构建平面上流动的气体流的流动方向限定至少一个射束引导单元的布置，其中，射束引导单元可以有利地布置成使得在增材制造处理中(如，在增材制造处理的照射步骤中)产生的残余物经由气体流在构建平面上输送或运送，使得能量束不与经由气体流运送的残余物相互作用。于是，可以将气体流的流动方向加进计算，其中，气体流(特别地，气体流的流动方向)限定方向或路径，在增材制造处理中产生的残余物沿着该方向或路径在构建平面上运送和输送出构建室。于是，可以确定产生的残余物(如，由于对构建材料的照射)的流动路径。在确定残余物的流动路径或流动图案时，可以仅在构建平面的区域中照射构建材料，其中，残余物(当前)不存在。射束引导单元布置成使得能量束入射在经由能量束产生的残余物“后面”的构建平面上，其中，术语“后面”相对于残余物的移动方向(即，气体流的流动方向)限定。术语后面可以理解为相对于气体流的流动方向的上游。于是，射束引导单元可以(在垂直方向上)布置在作用点后面的构建平面上面。根据本专利技术装置，射束引导单元相对于在构建平面上流动的气体流的流动方向布置在构建平面中的能量束的作用点(特别地，所有可能的作用点)后面。在一般的增材制造设备中，如从现有技术已知的，射束引导单元通常布置在构建平面上面(特别地，在构建平面的中心上面)。在该现有技术布置中，能量束很可能与由于利用能量束照射构建材料而产生的残余物相互作用，因为“反向于”气体流的流动方向(相对于射束引导单元的布置)照射的构建材料产生经由气体流朝向构建平面的一部分输送的残余物，射束引导单元布置在构建平面上面。因而，在构建平面的这种区域中，能量束可能与由于利用能量束照射构建材料已产生的残余物相互作用。因此，射束引导单元相对于气体流的流动方向布置在能量束的作用点后面(“上游”)。有利地，该布置允许照射构建材料，其中，由于照射构建材料而产生的残余物经由气体流输送/运送，其中，能量束的作用点在产生并经由气体流输送的残余物“后面”。由于射束引导单元在能量束的“作用点后面”的布置，可以是，能量束入射在构建平面上而不穿过处理室内部的空间，由于照射构建材料而产生的残余物存在于处理室中。换言之，可以将能量束引导到构建平面上，而不与在利用相同的能量束的照射处理中产生的残余物相互作用。特别地，优选的是，射束引导单元可以布置在本专利技术装置中，使得射束引导单元布置在构建平面中的能量束的所有可能的作用点后面。例如，射束引导单元可以布置在构建平面的边缘上面(“构建平面外部”)，其中，引导到构建平面上的能量束将具有相对于气体流的流动方向布置在射束引导单元的位置之前(“下游”)的作用点。因而，能量束可以经由射束引导单元引导，使得作用点在经由能量束产生的残余物“后面”。因此，减少或整个避免在增材制造处理中能量束与产生的残余物的相互作用。本专利技术装置可以进一步改进于，至少一个射束引导单元可以依据气体流的流动方向，布置在构建平面的至少一个部分或者包含构建平面的处理平面上。如前所述，可以将气体流的流动方向加进计算，作为增材制造处理中例如处理室内部产生的气体流的多个可能的参数中的一个，以移除增材制造处理中产生的残余物。通过将气体流的流动方向加进计算，可以确定残余物将移动通过处理室并且移出处理室所沿着的移动图案或移动路径。因而，可以预测经由能量束产生的残余物的位置，因此避免能量束入射在这种残余物上/与这种残余物相互作用。优选地，射束引导单元布置在反向于流动方向面对的构建平面的一侧(或者，在构建平面的一侧的区域上)。因而，通过将能量束引导到构建平面上而产生的残余物将在流动方向上移动，因此允许能量束被引导在残余物“后面”。根据该实施例，至少一个射束引导单元可以布置在面对处理室的一侧的构建平面的一部分或者处理平面的一部分上，气体流在处理室的该一侧送入处理室中或者在构建平面上流动。换言之，可以限定构建平面的至少两侧，其中，气体流从“反向于流动方向面对”的一侧(即，面对气体流从其送入处理室中的处理室的一侧的构建平面的一侧)开始在构建平面上流动。如此，构建平面的另一侧在流动方向上面对，即，面对在气体流从处理室移除的处理室的一侧。“反向于流动方向/在流动方向上面对”的各侧还可以相应地视为进口侧和出口侧或气体进口和气体出口。射束引导单元布置在构建平面的一部分上还可以理解为整个可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置(1)，所述装置(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)，所述构建材料(3)的层能够借助于经由照射设备(4)产生的能量束(6，6’)固结，其中，所述照射设备(4)包含适配成引导所述能量束(6，6’)越过构建平面(9)的至少一个射束引导单元(7，7’)，构建材料(3)施加在所述构建平面(9)中以被照射，其特征在于，所述至少一个射束引导单元(7，7’)相对于在所述构建平面(9)上流动的气体流(13)的流动方向(16)布置在所述构建平面(9)中的所述能量束(6，6’)的作用点(20)后面，特别地，布置在所有可能的作用点(20)后面。/n

【技术特征摘要】
20180725 EP 18185591.71.一种装置(1)，所述装置(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)，所述构建材料(3)的层能够借助于经由照射设备(4)产生的能量束(6，6’)固结，其中，所述照射设备(4)包含适配成引导所述能量束(6，6’)越过构建平面(9)的至少一个射束引导单元(7，7’)，构建材料(3)施加在所述构建平面(9)中以被照射，其特征在于，所述至少一个射束引导单元(7，7’)相对于在所述构建平面(9)上流动的气体流(13)的流动方向(16)布置在所述构建平面(9)中的所述能量束(6，6’)的作用点(20)后面，特别地，布置在所有可能的作用点(20)后面。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，依据所述气体流(13)的所述流动方向(16)，所述至少一个射束引导单元(7，7’)布置在所述构建平面(9)的至少一个部分(22-25)或者包含所述构建平面(9)的处理平面(21)上。


3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述至少一个射束引导单元(7，7’)布置在面对处理室(11)的一侧(17)的所述构建平面(9)的一部分(22-25)或者所述处理平面(21)的一部分(22-25)上，其中所述气体流(13)在所述处理室(11)的一侧(17)被送入所述处理室(11)中或者在所述构建平面(9)上流动。


4.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个射束引导单元(7，7’)相对于分配了所述至少一个射束引导单元(7，7’)的所述构建平面(9)的至少一个部分(22-25)的中心偏心地布置。


5.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述照射设备(4)适配成引导所述能量束(6，6’)越过所述构建平面(9)，其中，所述能量束(6，6’)从所述处理室(11)的一侧(17)入射在所述构建平面(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤尔根·沃纳，
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