用于增材制造三维工件的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于增材制造三维工件(10)的装置(1)，所述装置包括构建室(2)、至少一个打印头(3)、用于接收三维工件(10)的接收装置(4)、用于气态流体(7)的调温和输送的循环空气系统(12)、包括x

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增材制造三维工件的装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种具有根据权利要求1的前序部分特征的用于增材制造三维构件的装置。本专利技术还涉及一种根据权利要求9所述的用于增材制造三维构件的方法。

技术介绍

[0002]在增材制造中或者说在3D打印中，液体或固体材料分层构建为三维工件。例如，可以使用热塑性材料，特别是热塑性塑料，其首先通过加热液化。然后将液体材料选择性地施加到要形成工件的位置处。材料借助冷却再次凝固。
[0003]这种装置包括打印头，原材料在打印头中为打印做好准备。此外，用于在打印头和要在其上形成对象的工作表面之间产生相对运动的轴系统是已知的。在此，能够或者仅使打印头、仅使工作表面运动，或者既使打印头也使工作表面运动。
[0004]一些热塑性材料往往在冷却时会收缩。收缩导致制成的工件的尺寸偏差。为了抵消这一点，已知所谓的具有能加热的构建室的3D打印机，从而能够在打印过程期间使构建室的温度尽可能恒定。同时，存在例如能够伸入构建室的元件并由此改变温度结构。尤其当不对这些元件进行温度调节时，可能会出现冷桥，由此导致了构建室的不均匀的调温，并且可能会导致在待生产的工件或者说构件中的热变形。因此，由于已经出现的热变形，不可能无缺陷地构建待制造的工件或者说构件。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种装置，所述装置使由热塑性材料制成的三维工件的增材制造更高效且进而更为成本有利。
[0006]该目的通过具有权利要求1特征的根据本专利技术的用于增材制造三维工件的装置以及根据权利要求9所述的根据本专利技术的用于增材制造三维工件的方法来实现。
[0007]所建议的用于增材制造三维工件的装置包括：构建室、至少一个打印头、用于接收三维工件的接收装置、用于气态流体的调温和输送的循环空气系统、包括x
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y
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轴系统和z
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轴系统的调节装置，所述x
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y
‑
轴系统具有打印头接收部，其中根据本专利技术，循环空气系统具有用于气态流体的调温和输送的装置、带有与构建室连接的至少两个进气开口的进气装置以及排气装置，其中排气装置集成在z
‑
轴系统中并布置为能借助该z
‑
轴系统调节。
[0008]用于增材制造三维工件的装置也已知为3D打印机或者说打印机。
[0009]通过具有用于气态流体的调温和输送的装置的循环空气系统有利地实现了构建室的调温的优化。因此，根据本专利技术的用于增材制造三维工件的装置抵制了构建室的不均匀的调温并且保证了整个构建室中更均匀的温度结构。
[0010]气态流体能够是空气或有利地是保护气体。
[0011]此外，循环空气系统包括用于气态流体的调温和输送的装置，通过该装置有利地加热了气态流体并将其输送到循环空气系统中。气态流体通过进气装置流入构建室，填充该构建室，环绕待制造的工件流动，并且随后流过集成在z
‑
轴系统中的排气装置。由此，用
于增材制造三维工件的装置的循环空气系统有利地保证了构建室内部均匀的温度结构。
[0012]此外，根据本专利技术的用于增材制造三维工件的装置将轴的z高度上的调节与用于空气循环系统的过程空气的输出相结合。由于这种改变的通风系统，构建室和工件或者说构件一起温度调节得更加恒定。在此，调温有利地显著更均匀，由此工件或者说构件中出现的变形更小。
[0013]尤其有利地实现了用于增材制造三维工件的装置的整个加热系统的效率提升。这尤其是通过阻止构建室内部的冷点或热点来实现，由此有利地达到了工件变形的减小。
[0014]在改进方案中，排气装置具有布置在z
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轴系统的壳体中的空隙。
[0015]由此实现了，气流被引导通过z
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轴，由此也对该z
‑
轴进行了调温。因此，之前未经调温的z
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轴有利地不影响构建室的整体调温。此外，以有利的方式实现了仅仍能够使用一中心Z
‑
轴。
[0016]在改进方案中，排气装置的空隙布置在接收装置下方。
[0017]在优选的改进方案中，进气装置具有通道和带有进气开口的连接装置，其中气态流体能够从用于调温和输送的装置经过进气装置输送到构建室中。
[0018]由此允许了在进气
‑
和排气装置处关于流入气流和流出气流的调节可能性，这能够有利地根据构件进行调整。
[0019]在改进方案中，进气装置的进气开口布置在工件和z
‑
轴系统上方。
[0020]在改进方案中，进气装置的进气开口包括阀。
[0021]通过能调节的进气
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和排气狭缝或者说进气
‑
和排气阀能够有利地实现气流的更好的控制。在此，主要的优点在于，在构建室下方中央排出或者说中央抽吸气态流体或者说过程空气，由此实现了一种提供了均匀的温度控制的气流以及同时在和用于工件的接收装置或者说基底载体的高度调节相同的组件中进行。从之前例如在构建室的底部中有五个穿口，通过根据本专利技术的实施方案仅仍需要一个穿口。同时，z
‑
轴的伸缩轴被调温，且由此有利地不再是冷桥。还能够例如在壳体或者说通风井中敷设用于传感器和线路的电缆，或者说用于加热构建板的电缆。这些功能的集中有利地实现了显著更成本有利的实施，并提高了构建室的进入可能性和维护可能性。由此将有利地使得例如能够将整个构建室从打印机拉出。为此，例如，基底载体被拆除并且z
‑
轴或者说伸缩轴从构建室移出。
[0022]此外，构建室调温的效率整体得到提高，因为由于改变了z
‑
轴而输出了更少的热量。此外，进气口和排气口的布置使引入的热量分布更均匀，由此防止构建室内部出现冷点或热点。此外，如前所述，在构建室中无需其它穿口，由此简化了在维护时构建室的更换。
[0023]在改进方案中，进气装置的进气开口适用于容纳能替换的进气模具，其中进气模具根据工件的几何形状而具有不同的几何形状或者说开口几何形状。
[0024]根据本专利技术提出了一种用于利用根据前述实施例中任一个所述的装置来增材制造三维工件的方法。
附图说明
[0025]从附图和对实施例的描述得到其它优点。
[0026]在此示出：
[0027]图1是根据现有技术的用于增材制造三维工件的装置的图示；
[0028]图2是用于增材制造三维工件的装置连同循环空气系统的图示；
[0029]图3是根据本专利技术的用于增材制造三维工件的装置的第一实施方式的图示；
[0030]图4是根据本专利技术的用于增材制造三维工件的装置的第二实施方式的图示，以及
[0031]图5是进气模具的剖视图。
具体实施方式
[0032]图1示出了从现有技术已知的用于增材制造三维工件10的装置1。所示的装置1，也称为3D打印机或打印机，包括例如被加热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于增材制造三维工件(10)的装置(1)，所述装置包括构建室(2)、至少一个打印头(3)、用于接收三维工件(10)的接收装置(4)、用于气态流体(7)的调温和输送的循环空气系统(12)、包括x
‑
y
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轴系统(15)和z
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轴系统(35)的调节装置(5)，所述x
‑
y
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轴系统具有打印头接收部(25)，其特征在于，所述循环空气系统(12)具有用于气态流体(7)的调温和输送的装置(6)、带有与所述构建室(2)连接的至少两个进气开口(43)的进气装置(40)以及排气装置(50)，其中所述排气装置(50)集成在所述z
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轴系统(35)中并布置为能借助所述z
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轴系统调节。2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述排气装置(50)具有布置在所述z
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轴系统(35)的壳体(36)中的空隙(51)。3.根据权利要求1所述的装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：