施加单元制造技术

本发明专利技术涉及用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料(3)来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的施加单元(4)，其适于将建造材料(3)施加到建造平面(5)和/或建造材料(3)的先前施加的层(6)上，其适于选择性地将建造材料(3)施加到建造平面(5)或先前施加的层(6)的至少一个施加区域(7)上，其中，提供了适于将先前施加到施加元件(8，21)的施加表面(9)上的建造材料(3)传送到施加区域(7)的至少一个施加元件(8，21)，提供了适于调整施加元件(8，21)的施加表面(9)对于建造材料(3)的附着能力和/或建造材料(3)的附着能力的附着单元(10，20，22)。还涉及设备及其操作方法。22)。还涉及设备及其操作方法。22)。还涉及设备及其操作方法。

【技术实现步骤摘要】
施加单元
[0001]本申请是2017年11月22日所提出的申请号为201711171697.9、专利技术名称为“施加单元”的专利技术专利申请的分案申请。


[0002]本专利技术涉及一种用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料来添加式地制造三维物体的设备的施加单元，该施加单元适于将建造材料施加到建造平面和/或先前施加的建造材料层上，其中施加单元适于选择性地将建造材料施加到建造平面或先前施加的层的至少一个施加区域上。

技术介绍

[0003]用于添加式地制造三维物体的这种设备在现有技术中是公知的。相应的设备通常包括至少一个适于产生能量束、例如激光束或电子束的照射装置以照射并从而固化建造材料。通常，在完成了照射工艺步骤、即建造材料层的照射之后，将至少一个新鲜的建造材料层施加到先前固化的层上。
[0004]新鲜的建造材料通常分布在建造平面——即建造材料的表面被布置在其中的、可经由能量束直接照射的平面——中。例如，被施加到建造板上或施加到已建好的物体部分上的当前最上层的建造材料可被视为建造平面，所述建造板即承载未固化的建造材料和已经建好的物体部分的承载装置。因此，例如，当施加多层新鲜建造材料时，可以将建造材料施加到先前固化的建造材料层，以及将新鲜的建造材料施加到未固化的建造材料层上。
[0005]为了将新鲜的建造材料分布在建造平面中，已知多种方法。相应的施加单元可以包括施加元件、特别是耙状施加元件，利用所述施加元件，建造材料被传送并均匀分布在建造平面中。根据这种方法，建造材料均匀地分布在整个建造平面上，其中在未被能量束照射(并且未固化)的区域中，未固化的建造材料保持被浪费或必须被回收。取决于建造平面的占用率，即有效使用的建造平面的面积部分(其中建造材料被照射)与建造平面的整个可用面积之间的比例，未固化的建造材料的量可能是相当大的。
[0006]根据另一种方法，可以提供适于选择性地施加建造材料的施加单元，其中施加单元包括建造材料分配器，所述建造材料分配器适于在建造平面的其中建造材料必须被施加和照射的区域中选择性地分配建造材料。根据该方法的选择性施加需要对建造材料进行特殊处理，因为必须避免建造材料的滴流以确保建造材料选择性地仅施加到期望的区域。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种施加单元，其中建造材料的选择性施加得到改善。
[0008]该目的是通过根据权利要求1的施加单元创造性实现的。本专利技术的有利实施方式是从属权利要求的主题。
[0009]本文描述的施加单元是用于通过依次逐层地选择性照射和固化多层能借助能量束固化的粉末状建造材料(“建造材料”)来添加式地制造三维物体、例如技术结构件的设备
的施加单元。相应的建造材料可以是金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以是激光束或电子束。相应的设备可以是例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。
[0010]该设备可以包括在其运行期间使用的若干功能单元。示例性功能单元是过程室、适于使用至少一个能量束选择性地照射设置在过程室中的建造材料层的照射装置、以及适于产生以给定的流动特性至少部分地流经过程室的气态流体流的流产生装置，所述给定的流动特性例如为给定的流动轮廓、流动速度等。气态流体流能够在流经过程室时夹带未固化的颗粒状建造材料，特别是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物。气态流体流通常是惰性的，即通常是惰性气体例如氩气、氮气、二氧化碳等的流。
[0011]本专利技术是基于以下思想：提供至少一个施加元件，所述施加元件适于将先前施加到施加元件的施加表面上的建造材料传送到施加区域，其中提供了附着单元，所述附着单元适于调整所述施加元件的施加表面对于建造材料的附着能力和/或所述建造材料的附着能力。
[0012]施加单元包括具有施加表面的至少一个施加元件，建造材料可以施加在所述施加表面上。施加元件随后用于将施加到施加表面上的建造材料传送到施加区域，特别是传送到建造平面(例如建造板或先前建造的建造材料层)上。因此，施加到施加表面上的建造材料可以通过使施加表面的建造材料已被施加于其上的对应部分接触(挤压)施加区域而被传送到施加区域。为了确保建造材料的选择性施加，可以调整施加元件的施加表面对于建造材料的附着能力。换句话说，可以调整施加表面的、建造材料能附着到其上的性能，以在施加表面上形成对于建造材料具有不同附着能力的区域。这使得能够在施加表面上形成建造材料可以施加在其上(或保持被施加)的区域。
[0013]例如，施加表面的至少一个区域中的附着能力可以调整成使得可以附着建造材料，和/或施加表面的至少一个区域的附着能力可以调整成使得建造材料不能附着。因此，建造材料在施加元件的施加表面上的选择性附着是可能的，其中与建造材料在施加区域中的预期分布相对应地，建造材料可以选择性地附着到施加元件。因此，要作为(至少部分的)下一层建造材料施加到建造平面上的期望分布或构型的建造材料可以选择性地附着在施加元件的施加表面上，并且随后可以从施加元件传送到施加区域。
[0014]在本申请的范围内的施加区域是指必须施加建造材料的区域，例如，建造平面的区域，特别是建造板或先前建造的建造材料层，特别是要建造的物体的下一层。在本申请范围内施加在建造平面上的建造材料可以经由至少一个能量束直接照射。
[0015]主要地，施加区域对应于建造材料要被照射的区域。例如，施加区域可以对应于要制造的物体的单独层。当然，用于在制造过程中所需要的除待制造物体以外的结构——例如也要通过能量束照射的支承结构——的区域也被称为施加区域，因为建造材料必须被施加照射以形成相应的结构。因此，建造材料可以选择性地仅施加到随后被能量束照射的区域，以确保可以减少或避免剩余的未固化的建造材料。此外，建造材料也可以施加到如前所述的区域周围的区域，例如为了产生物体和/或被照射的结构周围的“粉末床”，其中“粉末床”提供另外的制造可能性。此外，建造材料也可以施加到与任何其它任意区域对应的施加区域。
[0016]根据施加单元的第一实施方式，附着单元可以适于选择性地增加、特别是产生施
加元件的施加表面的附着能力和/或选择性地降低、特别是去除施加元件的施加表面的附着能力。如上所述，可以调整施加元件的施加表面的附着能力，以提供仅选择性地将建造材料附着到施加元件的可能性。
[0017]在第一选择性方案中，施加表面的附着能力可以选择性地增加，使得建造材料可以附着到施加表面的其中附着能力已经增加的相应区域。特别是，附着单元可以产生(显着的)附着能力，因为施加元件的施加表面对于制造过程中使用的建造材料不具有显著的附着能力。因此，施加表面的未受附着单元作用的区域不能粘结或吸附建造材料，而仅施加表面的受附着单元作用的或其中附着能力已被调整、特别是增加的区域能粘结或吸附建造材料(或建造材料可以吸附到那些区域)。
[0018]根据上述实施方式的第二选择性方案，施加表面的附着能力可以选择性地降低，使得建造材料不能附着到施加表面的附着能力已经降低的相应区域。特别是，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料来添加式地制造三维物体的设备，其特征在于，所述设备包括：过程室；照射装置，所述照射装置构造成输出能量束以依次逐层选择性地照射建造材料的顺序层；施加单元，所述施加单元包括施加元件和附着单元，其中所述施加元件包括施加表面，并且其中所述施加元件构造成将先前施加到所述施加表面上的建造材料传送到建造平面的施加区域，所述建造平面包括建造板或建造材料的先前施加的层，并且其中所述附着单元构造成调整所述施加元件的所述施加表面对于建造材料的附着能力和/或建造材料的附着能力，以临时地附着到所述施加表面上，所述建造材料至少部分通过施加在所述施加元件的所述施加表面的区域中的抽吸流或真空临时地附着到所述施加表面上。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，包括：抽吸或真空产生单元，所述抽吸或真空产生单元构造成在所述施加元件的所述施加表面的所述区域中提供所述抽吸流或所述真空。3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述附着单元构造成选择性地在所述施加元件的对应于所述施加区域的至少一个传送区域中增加所述施加元件的所述施加表面的所述附着能力；和/或其中所述附着单元构造成选择性地在所述施加元件的对应于所述施加区域的至少一个区域中降低所述施加元件的所述施加表面的所述附着能力。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：CL产权管理有限公司，
类型：发明
国别省市：