本发明专利技术涉及一种通过逐层施加构造材料和由至少一个命中构造材料的跟随送进方向(12)的光束(15)局部选择性固化构造材料来增材式制造三维构件的方法，命中的光束的照射轨迹(10)在送进期间偏离于尤其是直的送进中心线M，所述照射轨迹(10)在三个点P1、P2和P3处依次横穿至少一个平行于M或对应于M的线P，使得适用的是：P2在送进方向上比P1更靠前，并且P3位于P1和P2之间，与P1的距离为p1并且与P2的距离为p2，其中：p2/p1≥2.0；优选p2/p1≥3.5。优选p2/p1≥3.5。优选p2/p1≥3.5。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材式制造三维构件的方法以及相应的设备
[0001]本专利技术涉及一种通过逐层施加构造材料和局部选择性固化构造材料来增材式制造三维构件的方法。本专利技术还涉及一种用于增材式制造三维构件的制造设备和一种用于这种制造设备的相应的照射单元。
技术介绍
[0002]通过逐层施加和局部选择性固化构造材料来增材式制造三维构件的方法和相应的设备基本上是由现有技术已知的。通常设有至少一个相应的涂布单元，以用于逐层施加。通常提供至少一个相应的照射单元(例如包括至少一个激光器)，以用于局部选择性固化。
[0003]通常，用于局部选择性固化的光束的命中点沿线性轨迹(必要时沿交替的方向)移动。这导致构造材料(粉末)点状熔化并且接下来固化，这又会导致会引起应力的结果。
[0004]此外，由现有技术、尤其是由EP 2 893 994 Al、EP 1 583 628 Bl和DE 10 2012 202 487 Al中已知的是，在非直线的路径上移动光束的命中点。例如这在EP 2 839 994 Al中这样来实现，即，给照射曲线(照射轨迹)的线性前进运动叠加一个垂直于所述线性前进运动的项，从而尤其是实现正弦形的照射曲线。
[0005]在EP 1 583 628 B1中，给线性的向前方向叠加干涉项，使得根据实施形式实现照射轨迹螺旋状的走势并且由此命中的光束部分地也反向于送进方向运动(局部观察)。DE 10 2012 202 487 Al(根据一个实施形式)也记载了螺旋状的走势，这里是摆线的形式。
[0006]US 2017/0341145 Al记载了一种在使用激光器的增材式制造方法中所谓的“搅拌”(“stirring”)。在图2中示出不太精确地称为“圆形”(“cicular”)或“椭圆形”(“elliptical”)的轨迹。但所谓的“椭圆”轨迹不是真正的椭圆轨迹或者没有形成椭圆，而是由圆形的部段和较长的部段组成。尤其是在具有较长的直线部段的设计方案中，可以预期的是，在直线部段(分段地多次被通过的部段)区域内，会出现较为局部化的热量入。
[0007]与现有技术水平相比，在减少尤其是引起应力的不规则性方面被认为是需要进一步改进的。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的是，提出一种用于增材式制造三维构件的方法以及相应的制造设备和相应的照射单元，在所述方法、设备和照射单元中，尤其是可以进一步减少引起应力的不规则性。此外，特别是还应实现尽可能短的构造时间。
[0009]所述目的特别是通过根据权利要求1的主题来实现。
[0010]所述目的(根据本专利技术的第一方面)尤其是通过一种用于通过逐层施加构造材料和通过由至少一个命中构造材料的(与送进方向有偏差地跟随送进方向的)光束来局部选择性固化构造材料而增材式制造三维构件的方法来实现，命中的光束的照射轨迹(即尤其是所述光束的命中点或命中区域的轨迹)在送进期间偏离于尤其是直的送进中心线M，照射轨迹在三个点P1、P2和P3处依次地(按所述时间顺序：先是P1，然后是P2，此后是P3)横穿至
少一个平行于M或对应于M的线，使得适用的是：
[0011]‑
P2在送进方向上比P1更靠前，并且
[0012]‑
P3位于P1和P2之间，与P1的距离为p1并且与P2的距离为p2，其中，p2/p1≥2.0；优选p2/p1≥2.5；更优选p2/p1≥3.0；更优选p2/p1≥3.5；更优选p2/p1≥4.0或甚至p2/p1≥5.0。
[0013]优选适用的是：p2/p1>3.0；更优选p2/p1≥3.1；更优选p2/p1≥3.5；更优选p2/p1≥3.6。备选或附加地，优选适用的是，与M的偏差的至少一个最大值尤其是照射轨迹在P1和P2之间的(包含该最大值的)部段中是点状的最大值和/或至少一个这种最大值是长度为l的(直)线形的最大值(或参与构成这种线形的最大值)，对于所述长度适用的是：l<0.33；优选l≤0.32，更优选l≤0.30
×
(p1+p2)，更优选l≤0.20
×
(p1+p2)，必要时l≤0.10
×
(p1+p2)和/或至少一个这种最大值是长度为l的(直)线形的最大值(或参与构成这种线形的最大值)，对于所述长度适用的是：l≤0.375
×
p2；优选l≤0.325
×
p2，更优选l≤0.200
×
p2，必要时l≤0.150
×
p2。至少一个上述条件特别优选地适用于多个最大值、例如适用于所有最大值的至少50％、或所有最大值的至少75％、或所有这样的最大值(分别关于P1和P2之间的相配部段)。点状的最大值尤其是指不在任何直线部段的端部之内(并且也不构成所述端部)的最大值。线形的最大值尤其是指构成直的部段或由这样的部段组成的最大值。此时，相应的长度l尤其应是直的部段的两个端部之间的长度(所述端部又这样来定义，即，所述轨迹离开直的走势或者所述走势结束)。在这个意义上的(子)部段(所述部段具有至少一个这样的端部，在所述端部处，所述轨迹没有偏离于直的走势或所述走势没有结束)对于确定线形最大值或长度l尤其不应是决定性的。
[0014]此外，由于照射轨迹的(至少局部地，尤其是在与M的偏差的一个最大值的区域中)非直线(或至少只构成较短的直线部段)的走势，可以(尤其是沿横向于送进方向的方向)更为均匀地进行热输入。尤其是避免了长的直线部段，如在US 2017/0341145 Al中在图2B中所示的直线部段，并且避免了与此相关的(在横向上)较为局部化的热输入。因此，可以减少不希望的应力。
[0015]与M的偏差的、尤其是照射轨迹在P1和P2之间的(包含最大值的)部段中的最大值优选是一个弯曲部段的组成部分。这尤其应是指，相应考察的点不是直线的组成部分。曲率可以是连续的(例如对于圆弧中或椭圆的一个部段)。但也可以设想采用不连续的形状(如例如对于三角形的顶点)。在这方面，曲率也可以趋近无限的(但优选不应为零，即根本不存在)。
[0016](在相应最大值的区域的)曲率半径优选为≤10mm，更优选为≤1mm，必要时为≤800μm或≤500μm。
[0017]在一些实施形式中，所述照射轨迹不具有与M平行的直线的部段。可选地，照射轨迹根本不具有直线的部段。
[0018]如果照射轨迹具有直线部段，这些直线部段(总共)优选构成照射轨迹(或其长度，尤其是在照射轨迹假想的拉直状态下)的小于80％，更优选小于50％，必要时小于25％或小于10％的和/或照射轨迹(或其长度，尤其是在照射轨迹假想的拉直状态)的大于2％。
[0019]如果照射轨迹具有直线部段，则其中至少一个(必要时多个或所有)直线部段优选比下面还要详细说明的固化轨迹的宽度或在下面还要详细说明的包络线之间的距离(尤其
是当它们彼此平行且直线地延伸时)要短，尤其是最大是其0.5倍或最大是其0.25倍。
[0020]如果照射轨迹具有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.通过逐层施加构造材料和由至少一个命中构造材料的跟随送进方向(12)的光束(15)局部选择性固化构造材料来增材式制造三维构件的方法，命中的光束(15)的照射轨迹(10)在送进期间偏离于尤其是直的送进中心线M，所述照射轨迹(10)在三个点P1、P2和P3处依次横穿至少一个平行于M或对应于M的线(L、M、T)，使得适用的是：
‑
P2在送进方向上比P1更靠前，并且
‑
P3位于P1和P2之间，与P1的距离为p1并且与P2的距离为p2，其中：p2/p1>3.0；优选p2/p1≥3.5，与M的偏差的在照射轨迹的在P1和P2之间的部段中的至少一个最大值是一个点状的最大值和/或至少一个所述最大值是长度为l的线形的最大值，对于所述线形最大值适用的是：l≤0.30
×
(p1+p2)，优选l≤0.20
×
(p1+p2)。2.通过逐层施加构造材料和由至少一个命中构造材料的跟随送进方向(12)的光束(15)局部选择性固化构造材料来增材式制造三维构件的方法，特别是根据权利要求1所述方法，其中，命中的光束(15)的照射轨迹(10)在送进期间偏离于尤其是直的送进中心线M，其中与M的偏差经过至少两个至少局部的最大值s1和s2，在数值上适用的是：s1≠s2。3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，照射轨迹(10)这样延伸，即，使得定义出分离线，所述照射轨迹包括通过所述分离线T相互分开的第一照射轨迹部段和第二照射轨迹部段，所述照射轨迹的反向点优选位于所述分离线上和/或第二照射轨迹部段的形状优选对应于第一照射轨迹部段的形状，但第二照射轨迹部段小于第一照射轨迹部段，所述分离线T优选隔开间距地平行于M延伸，尤其是这样延伸，即，使得在T的一侧的至少一个最大值R1大于在T的另一侧的至少一个最大值R2。4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述照射轨迹(10)分段地构成圆弧，尤其是构成半圆，和/或所述照射轨迹(10)分段地构成椭圆弧，尤其是构成半椭圆。5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述照射轨迹(10)分段地是直的，尤其是构成三角形。6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述照射轨迹(10)与M的第一个交点和与M的相应再下一个交点之间的间距保持恒定。7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述照射轨迹的第一个反向点(A)和相应下一个这种反向点(C)之间的间距保持恒定，在第一个反向点处，所述照射轨迹的方向平行于送进方向延伸的分量发生符号变换，在所述下一个这种反向点处中，符号变换是相同的。8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在P3和P2之间存在至少一个另外的、优选至少两个另外的、更优选至少三个另外的所述照射轨迹横穿线P、尤其是横穿M的点。9.根据上述权利要求2至8中任一项所述的方法，其中，在s1和s2之间，参照送进方向...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：AM金属有限公司，
类型：发明
国别省市：
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