处理气流的方法和操作用于生产三维工件的设备的方法技术

处理气流的方法和操作用于生产三维工件的设备的方法。在对包含可燃和/或反应性颗粒(34)的气流(32)进行处理的方法中，借助于分离装置(36)使包含在气流(32)中的颗粒(34)的至少一部分与气流(32)分离。将借助于分离装置(36)与气流(32)分离的颗粒(34)供应到收集容器(40)。中断向收集容器(40)供应颗粒(34)。将阻燃材料(57)供应到收集容器(40)，以在包含在收集容器(40)中的颗粒(34)上形成阻燃材料(57)的覆盖层。(57)的覆盖层。(57)的覆盖层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】处理气流的方法和操作用于生产三维工件的设备的方法


[0001]本专利技术涉及一种对包含可燃和/或反应性颗粒的气流进行处理的方法。另外，本专利技术涉及一种对用于通过用电磁辐射或粒子辐射照射原材料粉末层来生产三维工件的设备进行操作的方法。

技术介绍

[0002]粉末床熔融(fusion)是一种增材逐层工艺(additive layering process)，通过粉末床熔融可以将粉状的、特别是金属和/或陶瓷的原材料加工成复杂形状的三维工件。为此，原材料粉末层被施加到承载器上并且根据待生产的工件的期望的几何形状以选择位置的方式经受激光辐射。穿透粉末层的激光辐射引起对原材料粉末颗粒的加热并因此将该原材料粉末颗粒熔化或烧结。然后，另外的原材料粉末层继续被施加到承载器上的已经经受辐射处理的层上，直到工件具有期望的形状和大小。粉末床熔融可用于基于CAD数据来生产或修复原型(prototype)、工具、替换零件、高价值部件或医学假体(诸如，例如牙科假体或矫形假体)。
[0003]例如，如在EP 2 992 942 B1中描述的用于通过粉末床熔融来生产三维工件的示例性设备包括处理室，该处理室容纳粉末施加装置，该粉末施加装置用于将原材料粉末层连续地施加到承载器上。提供了照射单元，该照射单元用于选择性地将激光束照射在穿过原材料粉末层上。处理室设置有气体入口和气体出口。气体(例如惰性气体)经由气体入口被供应到处理室。在处理室内，气流吸收颗粒杂质，诸如原材料粉末颗粒和燃烧产物，例如熔烟和烟灰颗粒。离开处理室的气体/颗粒混合物被引导通过将处理室的气体出口连接到处理腔室的气体入口的循环管线。被布置在循环管线中的旋风器和多个过滤器用于在使气流再循环到处理室中之前从气流中去除颗粒杂质。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种对包含可燃和/或反应性颗粒的气流进行处理的方法和一种对通过用电磁辐射或粒子辐射照射原材料粉末层来生产三维工件的设备进行操作的方法，这使得能够可靠且安全地处理包含在气流中的可燃和/或反应性颗粒。
[0005]该目的通过如权利要求1所限定的一种处理气流的方法以及如权利要求13所限定的一种操作用于生产三维工件的设备的方法来实现。
[0006]对包含可燃和/或反应性颗粒的气流进行处理的方法包括借助于分离装置使包含在气流中的颗粒的至少一部分与气流分离的步骤。包含在待处理气流中的可燃和/或反应性颗粒可以包含原材料粉末的颗粒，该原材料粉末在用于通过用电磁辐射或粒子辐射照射原材料粉末层来生产三维工件的设备中被处理。替代地或附加地，可燃和/或反应性颗粒可以包含在用电磁辐射或粒子辐射照射原材料粉末层时产生的燃烧产物，诸如熔烟和/或烟灰颗粒和金属冷凝物。具体地，可燃和/或反应性颗粒可以包含粒径在1μm至100μm的范围内的颗粒，但也可以包含粒径大于100μm的聚团和粒径小于1μm的颗粒。
[0007]分离装置可以包括至少一个过滤器和/或至少一个旋风器。所需的是，分离装置适于使包含在气流中的颗粒与气流分离，使得经净化的气流(即，与进入分离装置的气流相比，包含更少颗粒的气流)离开分离装置。气流优选地为惰性气体流并且可以包含例如氩气或氮气，以防止可燃和/或反应性颗粒的不期望的氧化。具体地，气流可以是通过用电磁辐射或粒子辐射照射原材料粉末层来生产三维工件的设备的处理室进行循环以在处理室内形成惰性气体气氛并从处理室中排出颗粒杂质(诸如原材料粉末颗粒、熔烟和/或烟灰颗粒)的气流。然而，也可以设想，气流是在通过用电磁辐射或粒子辐射照射原材料粉末层来生产三维工件的设备中使用以通过设备的原材料粉末回路输送原材料粉末的气流。
[0008]借助于分离装置与气流分离的颗粒被供应到收集容器。收集容器可以仅连接至一个部件，例如仅连接到分离装置的一个过滤器或一个旋风器。然而，也可以设想，从多个过滤器和/或旋风器分离出来的颗粒被供应到共同的收集容器。例如，收集容器可以以下述方式连接到至少一个过滤器，所述方式即，使得当例如通过“反冲洗”方法周期性地清洁过滤器时，将在引导包含可燃和/或反应性颗粒的气流通过过滤器时在过滤器中捕获的颗粒材料引导到收集容器中。
[0009]中断向收集容器供应颗粒。可以根据需要(即，在任何时间)中断向收集容器供应颗粒。例如，可以通过自动地或手动地关闭阀来实现中断向收集容器供应颗粒，该阀可以被设置在将分离装置连接到收集容器的连接管线中或者设置在收集容器中。对于自动中断向收集容器供应颗粒而言，可以采用控制单元，该控制单元向阀输出关闭信号，以在接收到指示填充水平已经达到第一预定值的信号时中断颗粒从分离装置经由连接管线向收集容器的供应。
[0010]特别是在中断向收集容器供应颗粒之后，供应阻燃材料，以在包含在收集容器中的颗粒上形成阻燃材料的覆盖层。优选地，以下述方式手动地或自动地控制阻燃材料的供应，所述方式即，使得供应到收集容器的阻燃材料的量足以形成覆盖层，该覆盖层可靠地防止和/或控制反应，特别是当收集容器并因此颗粒暴露于氧化介质(诸如空气或其他气体混合物、水、酸混合物等)时包含在收集容器中的可燃和/或反应性颗粒的氧化。因此，能够安全且可靠地处理可燃和/或反应性颗粒。
[0011]优选地，可以选择阻燃材料，并且可以将一定量的阻燃材料供应到收集容器，使得氧化介质向可燃和/或反应性颗粒的扩散被延迟。因此，降低了可燃和/或反应性颗粒暴露于氧化介质的速率。另外，可以选择阻燃材料，并且可以将一定量的阻燃材料供应到收集容器，使得无论覆盖层存在与否都会发生的可燃和/或反应性颗粒例如与氧化介质的反应被延迟或停止。例如，阻燃材料可以熔化并且包封燃烧颗粒，从而保护颗粒免受氧化介质的影响并从颗粒中吸取热量。结果，反应速率降低，并且防止或至少延迟了火蔓延到整个收集容器。
[0012]为了形成可靠地防止和/或控制可燃和/或反应性颗粒的不期望反应的覆盖层，阻燃材料可以以收集容器内的可燃和/或反应性颗粒层的表面积的至少0.1g/cm2的量供应到收集容器，优选地以收集容器内的可燃和/或反应性颗粒层的表面积的至少0.5g/cm2的量供应到收集容器。收集容器内的可燃和/或反应性颗粒层的表面积通常对应于收集容器的在可燃和/或反应性颗粒层的表面的水平处的横截面积。
[0013]基本上，阻燃材料可以从外部阻燃材料源供应到收集容器。然而，也可以设想为收
集容器提供内部阻燃材料贮器，该内部阻燃材料贮器可以被设置在收集容器的上部区域中并且例如可以附接到收集容器的盖。于是，可以通过打开或损坏(例如刺穿)内部阻燃材料贮器来实现将阻燃材料供应到收集容器以在包含在收集容器中的颗粒上形成阻燃材料的覆盖层。
[0014]在处理气流的方法中，可以向收集容器供应固定量的阻燃材料。在这种情况下，可以根据可燃和/或反应性颗粒的性质以及根据收集容器的设计(特别是尺寸)来选择阻燃材料的量，使得能够在包含在收集容器中的颗粒的顶部形成具有足够厚度的覆盖层，并且在收集容器中获得阻燃材料与可燃和/或反应性颗粒的足够的总比率，以确保可靠地防止和/或至少延迟可燃和/或反本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种处理气流(32)的方法，所述气流包含可燃和/或反应性颗粒(34)，所述方法包括：
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借助于分离装置(36)使包含在气流(32)中的颗粒(34)的至少一部分与气流(32)分离；
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将借助于所述分离装置(36)与气流(32)分离的颗粒(34)供应到收集容器(40)；
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中断向所述收集容器(40)供应颗粒(34)；以及
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将阻燃材料(57)供应到所述收集容器(40)，以在包含在所述收集容器(40)中的颗粒(34)上形成阻燃材料(57)的覆盖层。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
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在将阻燃材料(57)供应到所述收集容器之后，用替代收集容器(40)来对所述收集容器(40)进行替换。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，至少当所述收集容器(40)的填充水平已经达到第一预定值时，中断向所述收集容器(40)供应颗粒(34)。4.根据权利要求3所述的方法，其中，借助于至少一个填充水平传感器(48)和/或标尺(50)来确定所述收集容器(40)的填充水平。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述方法还包括：
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在中断向所述收集容器(40)供应颗粒(34)期间，借助于所述分离装置(36)继续使包含在气流(32)中的颗粒(34)的至少一部分与气流(32)分离；以及
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将与气流(32)分离的颗粒(34)暂时储存在临时储存容积(58)中。6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述临时储存容积(58)被设置在所述分离装置(36)中。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述分离装置(36)包含阻燃材料(57)。8.根据权利要求7所述的方法，其中，通过将阻燃材料(57)喷射到过滤器(38)上而使所述分离装置(36)的过滤器(38)涂覆有阻燃材料(57)，特别地，其中，在所述分离装置(36)上游的位置处将用于对所述分离装置(36)的过滤器(38)进行涂覆的阻燃材料(57)引入到向所述分离装置(36)供应的气流(32)中。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中，在清洁所述分离装置(36)的过滤器(38)时，包含在所述分离装置(36)中的阻燃材料(57)的至少一部分从所述分离装置(36)中排出并供应到所述收集容器(40)。10.根据权利要求7至9中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：SLM方案集团股份公司，
类型：发明
国别省市：