通过增材制造生产物体的方法和设备技术

方法(401、501、601)包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过增材制造生产物体的方法和设备


[0001]根据第一方面，本公开涉及用于使用一设备通过增材制造来生产物体的方法。
[0002]根据第二方面，本公开涉及用于通过增材制造来制造物体的设备。

技术介绍

[0003]3D打印或增材制造是指用于制造三维物体的多种不同工艺中的任何一种，其中在计算机控制下结合或固化材料以创建三维物体，其中通常是逐层地将材料添加在一起。
[0004]NL2013860公开了一种用于打印三维物体的设备，其中该设备包括：
[0005]‑
加工室，所述加工室用于接收粉末材料熔池，其中所述粉末材料熔池的水平表面限定物体加工区域；
[0006]‑
固化装置，所述固化装置用于在所述水平表面上固化所述材料的选择性层部分；
[0007]‑
用于流体流的取出装置，所述取出装置连接到所述加工室并且被布置成用于取出源自所述粉末材料熔池的粉末材料。
[0008]已知设备的挑战之一是如何实现相对大的制造输出。

技术实现思路

[0009]本公开的目的是提供用于通过增材制造来生产物体的设备和方法，该设备和方法允许实现相对大的制造输出。
[0010]该目的通过根据本公开的方法使用包括以下装置的设备来实现：
[0011]‑
控制装置，所述控制装置被布置成用于：
[0012]‑
控制所述取出装置以实现取出源自所述粉末材料熔池的粉末材料的取出速率；和/或
[0013]‑
控制分离装置以实现对源自所述粉末材料熔池的所述粉末材料的过滤和/或筛分的分离速率。
[0014]控制取出装置以实现取出速率和/或控制分离装置以实现分离速率有利于避免或至少显著降低影响设备性能并由此抑制相对大的制造输出的风险。本公开至少部分地依赖于以下见解：源自粉末材料熔池的粉末材料的相对大的取出速率可能影响下游过程的性能，所述下游过程例如是由用于处理所取出的粉末材料的分离装置(诸如过滤装置或筛分装置)进行的筛分或过滤。然而，相对大的取出速率对于实现在完成所述物体的制造之后用于取出源自所述粉末材料熔池的所述粉末材料的相对短的时间段而言是有吸引力的。在所述物体的制造期间，相对大的取出速率对于所述粉末材料在所述制造期间的重新使用的同时保持由所述设备所包括的所述粉末材料的体积相对较小而言具有吸引力。
[0015]通过设置控制装置，源自粉末材料熔池的所述粉末材料的取出速率可以相对高，同时避免或至少显著降低对下游过程产生负面影响的风险。这可以有利于在用于构建物体的后续构建工作之间允许相对短的时间段。用于构建物体的后续构建工作之间的相对短的时间段有利于实现设备的相对大的制造输出。此外，相对大的取出速率可以允许在相对短
的时间段内重新使用所取出的材料，并由此避免需要储存相对较大体积的所述粉末材料。
[0016]可以由作为设备的一部分的装置执行下游过程。或者，可以由联接到设备的辅助装备来执行下游过程。在又一实施例中，可以通过作为设备的一部分的装置与辅助装备的组合来执行下游过程。
[0017]根据本公开的第一方面的方法包括以下步骤：
[0018]‑
接收步骤，在加工室中接收粉末材料熔池，其中所述粉末材料熔池的水平表面限定物体加工区域；
[0019]‑
固化步骤，通过固化装置在所述水平表面上固化所述粉末材料熔池的选择性层部分；
[0020]‑
取出步骤，通过取出装置取出源自所述粉末材料熔池的粉末材料；
[0021]‑
控制步骤，通过控制装置：
[0022]‑
控制所述取出装置以实现取出源自所述粉末材料熔池的粉末材料的取出速率；和/或
[0023]‑
控制分离装置以实现对源自所述粉末材料熔池的所述粉末材料的过滤和/或筛分的分离速率。
[0024]通过控制所述取出速率和/或所述分离速率，可以实现对源自加工室的所述粉末材料的相对高的取出速率，同时避免或至少显著降低对下游过程产生负面影响的风险。这有利于在用于构建物体的后续构建工作之间允许相对短的时间段。此外，相对大的取出速率可以允许在相对短的时间段内重新使用所取出的材料，并由此避免需要储存相对较大体积的所述粉末材料。
[0025]根据本公开的第一方面的方法的另一优点是，通过控制取出速率可以控制下游过程的性能。本公开进一步至少部分地依赖于如下见解，取出速率可能对可以被回收并被重新用于通过增材制造来制造物体的其他制造过程的粉末的量具有影响。特别是注意到，相对高的取出速率可能对诸如过滤过程或筛分过程之类的分离过程产生负面影响，例如导致对诸如过滤装置或筛分装置之类的分离装置的堵塞，并由此减少对粉末材料的回收。或者，相对高的取出速率可能会降低下游过程的效率，并导致粉末材料被收集在所述设备中的不希望的位置。
[0026]在本公开的上下文中，分离装置是被布置成用于将源自所述粉末材料熔池的粉末材料分离成至少两个部分的装置。优选地，所述至少两个部分中的第一部分可以有利地重新用于通过增材制造来生产物体。优选地，所述至少两个部分中的第二部分包括不能直接重新用于通过增材制造来生产物体的粉末材料。例如，第二部分可能需要额外的处理步骤以满足用于通过增材制造来生产物体的要求。
[0027]可以想到的是，在一个实施例中，第一部分或第二部分基本上为零，优选地为零。在该实施例中，所述分离装置被布置成用于将源自所述粉末材料熔池的粉末材料与运输所述粉末材料的载体(例如，空气)分离。
[0028]分离装置被布置成用于实现分离速率，其中可以通过被所述分离装置分离的所述粉末材料的体积流量和/或被所述分离装置分离的所述粉末材料的质量流量来限定分离速率。被所述分离装置分离的所述粉末材料的体积流量至少包括与所述第一部分相关的第一体积流量和与所述第二部分相关的第二体积流量。被所述分离装置分离的所述粉末材料的
质量流量至少包括与所述第一部分相关的第一质量流量和与所述第二部分相关的第二质量流量。
[0029]优选地，在所述控制步骤期间，控制所述取出装置以使得所述取出速率被维持为低于上限取出速率，和/或控制所述分离装置以使得所述分离速率被维持为低于上限分离速率，优选地被维持为低于上限分离水平。这有利于避免或至少显著降低对下游过程产生负面影响的风险。特别地，超过上限取出速率的取出速率可能导致在不太有利的状况下(例如，高于上限分离速率)执行下游过程，或者可能导致下游过程被中断。例如由于作为下游过程的一部分的分离装置(诸如，筛分装置或过滤装置)的堵塞而发生中断。
[0030]如果所述分离速率高于所述取出速率，则是有利的。这有利于避免或至少显著降低影响设备性能并由此抑制相对大的制造输出的风险。
[0031]如果在所述控制步骤期间，控制所述取出装置以实现预定的取出速率、和/或控制所述分离装置以实现预定的分离速率，则是有益的。预定的取出速率和/或预定的分离速率对于实现和/或维持对源自所述粉末材料熔池的粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于通过增材制造生产物体(2)的方法(401、501、601)，其中，所述方法(401、501、601)包括以下步骤：
‑
接收步骤(403、503、603)，在加工室(3)中接收粉末材料熔池(4)，其中所述粉末材料熔池(4)的水平表面(L)限定物体加工区域；
‑
固化步骤(405、505、605)，通过固化装置(7)在所述水平表面(L)上固化所述粉末材料熔池(4)的选择性层部分；
‑
取出步骤(407、507、607)，通过取出装置(27)取出源自所述粉末材料熔池(4)的粉末材料；
‑
控制步骤(411、511、611)，通过控制装置(31)：控制所述取出装置(27)以实现取出源自所述粉末材料熔池(4)的粉末材料的取出速率；和/或控制分离装置以实现对源自所述粉末材料熔池(4)的所述粉末材料的过滤和/或筛分的分离速率。2.根据权利要求1所述的方法(401、501、601)，其中，在所述控制步骤(411、511)期间，控制所述取出装置以使得所述取出速率被维持为低于上限取出速率，和/或控制所述分离装置以使得所述分离速率被维持为低于上限分离速率。3.根据权利要求1或2所述的方法(401、501、601)，其中，在所述控制步骤(411、511)期间，控制所述取出装置以实现预定的取出速率，和/或控制所述分离装置以实现预定的分离速率。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(401、501、601)，其中，所述方法进一步包括以下步骤：
‑
确定步骤(409、509、609)，通过确定装置(29)确定对由所述取出装置(27)在所述取出步骤(407、507、607)期间实现的、取出源自所述粉末材料熔池(4)所述粉末材料的所述取出速率的量度、和/或通过所述确定装置确定对由所述分离装置实现的所述分离速率的量度，所述分离装置被布置成用于过滤和/或筛分源自所述粉末材料熔池(4)的所述粉末材料；其中，所述控制步骤(411、511、611)进一步包括由所述控制装置(31)控制以下项中的至少一项：
‑
在考虑对所述取出速率的被确定的量度和/或考虑对所述分离速率的被确定的量度的情况下，由所述取出装置实现的所述取出速率；和
‑
在考虑对所述取出速率的被确定的量度和/或考虑对所述分离速率的被确定的量度的情况下，由所述分离装置实现的所述分离速率。5.根据权利要求4所述的方法(401、501、601)，其中，在所述确定步骤(409、509、609)期间，对所述粉末材料的所述取出速率的所述量度是以下项中的至少一项：
‑
由所述取出装置(27)取出的所述粉末材料的体积流量；
‑
由所述取出装置(27)取出的所述粉末材料的质量流量。6.根据权利要求5所述的方法(401、501、601)，其中，在所述确定步骤(409、509、609)期间，由以下项中的至少一项确定所述质量流量：
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确定所述加工室的重量的随时间变化的量度；
‑
确定储存容器的重量的随时间变化的量度，其中所述储存容器在所述取出步骤期间
接收取出的所述粉末材料；
‑
确定所述分离装置的重量的随时间变化的量度，其中所述分离装置在所述取出步骤期间过滤和/或筛分源自所述粉末材料熔池的被取出的所述粉末材料。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法(501)，其中，所述方法进一步包括以下步骤：
‑
评估步骤(513)，通过评估装置评估所述取出速率的被确定的量度对应于低于阈值取出速率的取出速率；和
‑
停止由所述取出装置对源自所述粉末材料熔池的所述粉末材料的所述取出。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(401、501、601)，其中，在所述取出步骤(407、507、607)期间，所述取出装置生成用于所述取出的气流，并且其中在所述控制步骤期间，控制所述气流以控制所述取出速率。9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法(601)，其中，所述方法(601)进一步包括以下步骤：
‑
另外的取出步骤(615)，通过另外的取出装置(37)另外取出源自所述粉末材料熔池的粉末材料；
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另外的确定步骤(617)，通过另外的确定装置(39)另外确定对由所述另外的取出装置在所述另外的取出步骤(615)期间实现的、另外取出源自所述粉末材料熔池的所述粉末材料的另外的取出速率的量度；
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另外的控制步骤(619)，在考虑所确定的另外的取出速率的情况下，通过另外的控制装置(41)另外控制所述另外的取出速率。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法(401、501、601)，其中，在所述取出步骤(407、507、607)和/或所述另外的取出步骤(615)期间，通过所述取出装置(27)和/或所述另外的取出装置(37)从所述加工室取出所述粉末材料。11.根据权利要求4或从属于权利要求4的权利要求所述的方法，其中，在所述确定步骤期间：
‑
通过确定所述分离装置的重量的随时间变化的量度，以及通过确定以下项中的至少一项，来确定所述分离速率：
‑
所述加工室的重量的随时间变化的量度；
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储存容器的重量的随时间变化的量度，其中所述分离装置在所述取出步骤期间过滤和/或筛分源自所述粉末材料熔池的被取出的所述粉末材料；其中所述储存容器在所述取出步骤期间接收被取出的所述粉末材料。12.一种用于通过增材制造来生产物体(2)的设备(1、101、201、301)，所述设备(1、101、201、301)包括：
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加工室(3)，所述加工室用于接收粉末材料熔池(4)，其中所述粉末材料熔池(4)的水平表面(L)限定物体加工区域；
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固化装置(7)，所述固化装置用于在所述水平表面(L)上固化所述材料的选择性层部分；
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用于流体流的取出装置(27)，所述取出装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯文，
申请(专利权)人：添加剂工业有限公司，
类型：发明
国别省市：