用于连续制造成型体的增材制造法和相应的设备制造技术

本发明专利技术提供一种用于借助于增材制造法连续制造成型体(K1

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于连续制造成型体的增材制造法和相应的设备


[0001]本专利技术涉及一种用于连续制造成型体的增材制造法及相应的设备。特别地，本专利技术涉及借助于选择性激光烧结或借助于粘合剂喷射法的制造。

技术介绍

[0002]用于制造成型体、即三维结构或工件的增材制造法包括选择性激光烧结和粘合剂喷射法。为此，激光烧结包括三个基本工艺步骤。在第一步骤中，通过将构建室引入打开的设施的方式来准备用于选择性激光烧结的设施。然后，对构建室充满惰性气体。在第二步骤中，进行实际的激光打印过程，其中，逐层地构建工件的层结构。为此，借助激光辐照粉末状的起始材料，其中，产生烧结工艺。由此能够制造任何三维结构。在第三步骤中，构建室被取出。打印的构件位于用粉末填充的构建室中，并且必须从构建室中取出并进行清洁。为此，能够在第二腔室中用吸尘器手动执行除粉。
[0003]在所描述的三个工艺步骤中，只有第二工艺步骤，即实际激光烧结增加价值，而工艺步骤1和3仅用于预处理和后处理。附加地，还需要人工以执行第一和第三工艺步骤。这导致：所产生的构件变得更加昂贵，并且所用的机器的生产率普遍低。
[0004]因此，本专利技术的一个目的是更有效地设计借助于增材制造法制造成型体的整个工艺。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供具有独立专利权利要求的特征的用于借助于增材制造法连续制造成型体的设备和相应的增材制造法。
[0006]有利的设计方案是从属权利要求的主题。
[0007]因此，根据第一方面，本专利技术提供用于借助于增材制造法连续制造成型体的设备。该设备包括加工区域以及分离装置。加工区域构成用于容纳粉末，其中，在加工区域中借助于增材制造法能够执行将粉末的至少一部分逐层加工成成型体。分离装置包括至少一个分离元件，所述分离元件能够被引入或已经被引入到加工区域中，使得在加工区域中构成腔室。分离装置具有驱动器，所述驱动器构造用于，移动至少一个分离元件，使得腔室在逐层加工期间沿垂直方向从加工区域的处理部段下降至加工区域的提取部段。驱动器还移动至少一个分离元件，使得在加工区域的提取部段中至少部分地从加工区域取出至少一个分离元件，使得露出腔室的下部的腔室，以使制造的成型体从加工区域掉落或滑出。
[0008]根据第二方面，本专利技术提供一种用于连续制造成型体的增材制造法，其中，借助于增材制造法对引入加工区域中的粉末的至少一部分逐层地进行加工以制造成型体。至少一个分离元件被引入到或已经被引入到加工区域中，使得在加工区域中构成腔室。移动至少一个分离元件，使得腔室在逐层加工期间沿垂直方向从加工区域的处理部段下降至加工区域的提取部段。此外，移动至少一个分离元件，使得在加工区域的提取部段中至少部分地从加工区域取出至少一个分离元件，使得露出腔室的下部的腔室，以使制造的成型体从加工
区域掉落或滑出。
[0009]用于借助增材制造法连续制造成型体的设备的特征在于此。因此，该设备不是连续运行以执行批量工艺。能够放弃打开设备并将构建室引入到打开的设施中。特别地，也不需要：在每次印刷过程之后重新用保护气体充满构建室。该设备为了借助于增材制造法连续制造成型体而优选最初装备一次，并且然后能够在没有进一步人工干预的情况下运行。通过连续运行，能够明显更快且更有效地执行激光打印工艺。生产率得到显着改进，并且方法变得更加经济。
[0010]另一优点是：由于连续处理而在成型体完成后不需要人工交互来制造另一成型体。由于处理持续时间长，这是特别有利的，因为例如在操作人员不在场的情况下在夜间完成的处理过程中能够立即继续另一成型体的处理，而没有不必要的空闲时间。
[0011]此外，单个操作员能够毫无问题地操作和监控多个用于制造成型体的这种设备。
[0012]根据用于通过借助于制造工艺方法制造成型体的设备的一个实施方式，该设备经由接口与控制装置连接，操作员能够经由所述控制装置借助于远程访问靠控制该设备。该设备连续地工作，使得在制造过程完成后(必要时除了清洁之外)不需要手动交互来启动另一制造过程。这实现无需在现场即可经由远程访问来控制设备。
[0013]根据用于借助于增材制造法连续制造成型体的设备的一个实施方式，其是垂直设置的设备。可将其理解为：加工区域在垂直方向上通过分离元件分成腔室。在处理区域的上端部处进行构件的创建，例如通过在逐层激光烧结时的辐照或通过在粘合剂喷射中的硬化来创建构件。在下端部处通过以下方式提供制成的成型体：所述成型体从加工区域掉落或滑出。
[0014]根据一个实施方式，用于借助于增材制造法连续制造成型体的设备包括容纳装置，容纳装置构造用于，容纳从加工区域掉落或滑出的成型体。容纳装置例如能够是凹槽，所述凹槽能够从该设备中取出，以便提取成型体并且进一步加工。优选地，能够单独地提取容纳装置，使得不需要打开整个设备。特别地，保护气体保留在激光装置和加工区域的处理部段之间的区域中。
[0015]根据用于借助于增材制造法连续制造成型体的设备的一个实施方式，容纳装置包括输送元件，以便将容纳到的成型体从加工区域运输走。由此进一步改进用于制造成型体的设备的连续运行。因此甚至能够提出：不需要在使用者和设备本身之间进行人工交互。使用者仅必须提取借助于输送元件提供的成型体。不再需要打开设备或设备的元件。
[0016]根据一个实施方式，用于借助于增材制造法连续制造成型体的设备包括后处理装置，所述后处理装置构造用于，对借助于输送元件运输的成型体进行后处理。由此也能够全自动地执行后处理，并且进一步减少所需的人工干预。
[0017]根据用于借助于增材制造法连续制造成型体的设备的一个实施例，后处理装置构造用于，借助于以下方法之一处理成型体：
[0018]‑
借助于喷砂法处理成型体，
[0019]‑
对成型体抛光，
[0020]‑
对成型体打磨，
[0021]‑
对成型体夯实，
[0022]‑
对成型体覆层，
[0023]‑
热处理和
[0024]‑
对成型体着色。
[0025]因此能够在在线技术中制造后检查成型体。
[0026]根据一个实施方式，用于借助于增材制造法连续制造成型体的设备包括粉末输送装置，所述粉末输送装置构造用于，将粉末逐层地输送给加工区域。粉末输送装置与容纳装置耦合连接，以便在成型体掉落或滑出时在容纳装置中累积的粉末至少部分地再次输送给加工区域。因此，在增材制造法中累积的剩余粉末能够在闭合回路中与新粉末混合，并且优选经由在线控制来检查质量，并且在上端部处再次引入到加工区域的处理部段中。
[0027]根据用于借助于增材制造法连续制造成型体的设备的一个实施方式，容纳装置包括至少部分不可穿透的部段、尤其留空板，所述不可穿透的部段构造用于，容纳从加工区域中掉落或滑出的成型体。容纳装置还包括凹槽，所述凹槽构造用于，在成型体掉落或滑出时容纳在容纳装置中累积的且穿过留空板掉落的粉末。由此能够在没有人工干预的情况下执行除粉，使得工作人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于借助于增材制造法连续制造成型体(K1
‑
K7)的设备(100)，所述设备具有：用于容纳粉末的加工区域(2)，其中，在所述加工区域(2)中借助于增材制造法能够将所述粉末的至少一部分逐层加工成所述成型体(K1
‑
K7)；以及具有至少一个分离元件(31a，32a；31b；31c，32c)的分离装置(3)，所述分离元件能够被引入或已经被引入到所述加工区域(2)中，使得在所述加工区域(2)中构造成腔室(21，22)；其中，所述分离装置(3)具有驱动器(33)，所述驱动器构造用于，移动至少一个所述分离元件(31a，32a；31b；31c，32c)，使得
‑
所述腔室(21，22)在逐层加工期间沿垂直方向从所述加工区域(2)的处理部段(B1)下降至所述加工区域(2)的提取部段(B2)，并且
‑
在所述加工区域(2)的所述提取部段(B2)中至少部分地从所述加工区域(2)取出至少一个所述分离元件(31a，32a；31b；31c，32c)，使得露出所述腔室(21，22)的下部的腔室，从而制造的所述成型体(K1
‑
K7)从所述加工区域(2)掉落或滑出。2.根据权利要求1所述的设备(100)，具有容纳装置(4)，所述容纳装置(4)构造用于容纳从所述加工区域(2)掉落或滑出的所述成型体(K1
‑
K7)。3.根据权利要求2所述的设备(100)，其中，所述容纳装置(4)包括输送元件(41)，以便将容纳的成型体(K1
‑
K7)从所述加工区域(2)运输走。4.根据权利要求3所述的设备(100)，还具有后处理装置，所述后处理装置构造用于，将借助于所述输送元件(41)运输的所述成型体(K1
‑
K7)后处理。5.根据权利要求4所述的设备(100)，其中，所述后处理装置构造用于借助于喷砂法对所述成型体(K1
‑
K7)进行加工、抛光、打磨、夯实、覆层，借助于热量进行处理和/或着色。6.根据权利要求2至5中任一项所述的设备(100)，具有粉末输送装置(5)，所述粉末输送装置构造用于将粉末逐层地输送给所述加工区域(2)，其中，所述粉末输送装置(5)与所述容纳装置(4)耦合连接，以便在所述成型体(K1
‑
K7)掉落或滑出时在所述容纳装置(4)中累积的粉末至少部分地再次输送给所述加工区域(2)。7.根据权利要求2至6中任一项所述的设备(100)，其中，所述容纳装置(4)包括留空板(41)，所述留空板构造用于容纳从所述加工区域(2)中掉落或滑出的所述成型体(K1
‑
K7)，并且其中，所述容纳装置(4)还包括凹槽(42)，所述凹槽构造用于，在所述成型体(K1
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K7)掉落或滑出时容纳在所述容纳装置(4)中累积的、且穿过所述留空板(41)掉落的粉...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：