在用于生产三维工件的设备中使用的取出系统技术方案

本发明专利技术涉及在用于生产三维工件的设备中使用的取出系统。一种在通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备(10)中使用的取出系统(26)，包括构造成支撑建造室结构体(25)的支撑结构(28)。建造室结构体(25)包括容纳承载件(16)的建造室(18)，承载件(16)构造成接收通过增材分层工艺由原料粉末生产的三维工件(11)。取出系统(26)的降落机构(30)构造成对建造室(18)施加驱动力，以使建造室(18)相对于承载件(16)下降，直到可以将承载件(16)上接收的三维工件(11)从承载件(16)上移除。

【技术实现步骤摘要】
在用于生产三维工件的设备中使用的取出系统
本专利技术涉及一种在通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备中使用的取出系统。本专利技术还涉及一种操作这种取出系统的方法，以及一种通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的、配备有这种取出系统的设备。
技术介绍
粉末床融合是一种增材分层工艺(additivelayeringprocess)，通过该工艺，可以将粉状原料，特别是金属和/或陶瓷原料，加工成形状复杂的三维工件。为此，将原料粉末层施加在承载件上，并根据待生产工件的所需几何形状以位点选择方式使其经受激光辐射。穿透粉末层的激光辐射导致加热，并因此熔化或熔结原料粉末颗粒。然后，连续将进一步的原料粉末层施加至承载件上已经受激光处理的层上，直到工件具有所需的形状和尺寸。粉末床融合可以用于根据CAD数据生产原型、工具、替换件、高价值部件或医疗假体，例如，牙科或矫形假体。DE202013009787U1中描述了一种适用于通过粉末床融合工艺由粉状原料生产大量模制体的设备。现有技术设备设置有包括辐照装置和加工室的工件生成区段。加工室可以对环境大气密封，并容纳用于接收原料粉末的承载件以及通过增材分层工艺由承载件上的原料粉末生成的工件。承载件能够相对于加工室移置进入建造室，以补偿工件在生成时增加的高度。该建造室可通过盖子对环境大气密封，并在此后可以从靠近加工室的操作位置转移至工件生成区段外的交换位置。从交换位置，建造室进一步转移至后处理和取出区段。在后处理和取出区段，容纳在建造室内的工件被冷却，并且工件最终通过以下方式取出：相对于建造室提升承载件，直到承载件布置成与建造室的上缘(upperrim)大致齐平并且可以将工件从承载件上移除。设备的粉末回收系统用于将多余的原料粉末从建造室和加工室中排出，对排出的粉末进行处理和加工，并最终使粉末回到加工室。
技术实现思路
本专利技术针对下述目的：提供一种在通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备中使用的取出系统，该取出系统特别地适用于可靠地取出大型三维工件。本专利技术还针对下述目的：提供一种操作这种取出系统的方法。最后，本专利技术针对下述目的：提供一种通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的配备有这种取出系统的设备。通过根据本专利技术的取出系统、根据本专利技术的操作取出系统的方法以及根据本专利技术的通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备达到这些目的。在通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备中使用的取出系统包括构造成支撑建造室结构体的支撑结构。建造室结构体包括容纳承载件的建造室。建造室可以例如具有柱形形状，特别地为圆柱形形状。承载件构造成接收通过增材分层工艺由原料粉末生产的三维工件，并且可以例如大致上为板状的。在通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备的工件生产操作期间，可以将原料粉末层施加在建造室结构体的承载件上，并在此后用电磁或粒子辐射选择性地辐照，以导致加热并因此熔融或熔结原料粉末颗粒，从而生成待生成三维工件的第一层。此后，可以使承载件相对于建造室下降，即，可以使承载件下降进入建造室，从而允许施加和辐照进一步的原料粉末层。可以重复这些步骤，直到工件具有所需的形状和尺寸。在工件生成过程完成后，所生成的三维工件被支撑在建造室内的承载件上，通常嵌在残留原料粉末中。然而，也能够想到施加在承载件上但没有用于生成三维工件的残留原料粉末在工件生成过程期间已被移除。基本上，取出系统的建造室结构体可以构造成不可拆卸地适当安装在通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备中。然而，也能够想到将建造室结构体构造成可拆卸地安装在通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备中，使得建造室结构体可以如DE202013009787U1中所述在设备的不同区段之间转移。在优选实施方案中，取出系统适于形成通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备的后处理和取出区段的一部分，在完成工件生成过程后建造室结构体转移至该部分，以取出生成的三维工件。取出系统还包括降落机构，该降落机构构造成对建造室施加驱动力，以使建造室相对于承载件下降，直到能够将承载件上接收的三维工件从承载件上移除。因此，降落机构适于导致建造室相对于承载件向下方的相对运动。在优选的实施方案中，降落机构构造成对建造室施加驱动力，以使建造室相对于承载件在竖直方向上下降。在取出系统中，承载件可以相对于建造室不能移动，即，取出系统可以根本没有配备用于使承载件相对于建造室上升的提升机构。然而，也能够想到除了用于使建造室相对于承载件下降的降落机构以外还为取出系统配备用于使承载件相对于建造室上升的提升机构，例如在需要校正承载件相对于建造室的运动的情况下。通过使建造室相对于承载件下降而不是使承载件相对于建造室上升，可以防止建造室的内表面与承载件的相对外圆周表面之间的原料粉末颗粒的冷凝固。因此，受截留在建造室的内表面和承载件的相对外圆周表面之间的冷凝固粉末颗粒影响甚至被其阻塞的建造室与承载件之间的相对移动的风险可以最小化。因此，可以可靠地取出承载件上接收的三维工件。此外，特别是在取出系统应当用于取出大且重的三维工件的情况下，相比于能够提供足以使承载件和三维工件以及可能还有其上接收的残留原料粉末相对于建造室上升直到可以将三维工件从承载件上移除的驱动力的提升机构，降落机构可以配备强度较小并因此成本效益较高而且维修不太密集的驱动装置。在取出系统的优选实施方案中，降落机构构造成对建造室施加驱动力，以使建造室相对于承载件下降，至少直到构造成承载通过增材分层工艺由原料粉末生产的三维工件的承载件的承载件表面布置成与建造室的上缘大致齐平。这允许不受阻碍地取出三维工件。降落机构可以包括至少一个驱动元件和传递元件。传递元件可以连接至该至少一个驱动元件，并且可以构造成将该至少一个驱动元件产生的驱动力传递至建造室，以使建造室相对于承载件下降。驱动元件可以设计成液压缸的形式。然而，也能够想到采用其它类型的驱动元件，例如，电动马达等。在降落机构设置有多于一个驱动元件的情况下，传递元件优选地连接至所有的驱动元件，以确保将驱动元件产生的驱动力有效地传递至建造室。传递元件可以构造成向建造室的上缘施加压力。例如，传递元件可以适于与建造室的上缘接触，并在此后向下移动，以将建造室相对于承载件向下推。取出系统还可以包括接收盒，该接收盒构造成在使建造室相对于承载件下降时相对于承载件下降，以容纳承载件上接收的三维工件。在取出系统设置有接收盒的情况下，可以将承载件上接收的三维工件从建造室转移至接收盒。在三维工件从建造室中取出后应在接收盒内进行后处理(例如，冷却或机械抛光)的情况下，以及/或者在建造室除了三维工件以外还包含不应以不受控制方式释放至外界的残留原料粉末的情况下，这特别有利。在优选实施方案中，接收盒可以设计成对环境大气密封并设置有至少一个抓握手套的手套箱形式。接收盒可以连接至适合的气氛控制系统，该气氛控制系统适于在接收盒内建立所需的气氛，例如惰性气体气氛。通过该至少一个抓握手套，用户可以通过使接收盒相对于承载件下降来处理接收盒中接收的三维工件和/或残留原料粉末，而无需使三维工件和/或残留原料粉末暴露于环境大气中。设计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在用于通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备(10)中使用的取出系统(26)，所述取出系统(26)包括：‑构造成支撑建造室结构体(25)的支撑结构(28)，所述建造室结构体(25)包括容纳承载件(16)的建造室(18)，所述承载件(16)构造成接收通过增材分层工艺由原料粉末生产的三维工件(11)，以及‑降落机构(30)，构造成对所述建造室(18)施加驱动力，以使所述建造室(18)相对于所述承载件(16)下降，直到能够将所述承载件(16)上接收的三维工件(11)从所述承载件(16)移除。

【技术特征摘要】
2015.11.06 EP 15193412.21.一种在用于通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层来生产三维工件的设备(10)中使用的取出系统(26)，所述取出系统(26)包括：-构造成支撑建造室结构体(25)的支撑结构(28)，所述建造室结构体(25)包括容纳承载件(16)的建造室(18)，所述承载件(16)构造成接收通过增材分层工艺由原料粉末生产的三维工件(11)，以及-降落机构(30)，构造成对所述建造室(18)施加驱动力，以使所述建造室(18)相对于所述承载件(16)下降，直到能够将所述承载件(16)上接收的三维工件(11)从所述承载件(16)移除。2.根据权利要求1所述的取出系统，其中，所述降落机构(30)构造成对所述建造室(18)施加驱动力，以使所述建造室(18)相对于所述承载件(16)下降，至少直到构造成承载通过增材分层工艺由原料粉末生产的三维工件(11)的所述承载件(16)的承载件表面布置成与所述建造室(18)的上缘大致齐平。3.根据权利要求1所述的取出系统，其中，所述降落机构(30)包括至少一个驱动元件(32)和传递元件(34)，所述传递元件(34)连接至所述至少一个驱动元件(32)并构造成将所述至少一个驱动元件(32)产生的驱动力传递至所述建造室(18)，以使所述建造室(18)相对于所述承载件(16)下降。4.根据权利要求3所述的取出系统，其中，所述传递元件(34)构造成对所述建造室(18)的上缘施加压力。5.根据权利要求1所述的取出系统，还包括：-接收盒(36)，构造成当所述建造室(18)相对于所述承载件(16)下降时相对于所述承载件(16)下降，以在所述建造室(18)相对于所述承载件(16)下降时容纳所述承载件(16)上接收的三维工件(11)，特别地，所述接收盒(36)设计成对环境大气密封并且设置有至少一个抓握手套(38)的手套箱的形式。6.根据权利要求5所述的取出系统，其中，所述接收盒(36)连接至所述降落机构(30)，使得当通过所述降落机构(30)提供的驱动力使所述建造室(18)相对于所述承载件(16)下降时，所述接收盒(36)同时相对于所述承载件(16)下降。7.根据权利要求5所述的取出系统，其中，所述接收盒(36)包括设置有开口(42)的底板(40)，所述开口(42)构造成至少允许所述承载件(16)上接收的三维工件(11)容纳于所述接收盒(36)内。8.根据权利要求5所述的取出系统，还包括：-连接机构(46)，构造成在所述建造室(18)相对于所述承载件(16)下降之前将所述建造室(18)密封地连接至所述接收盒(36)。9.根据权利要求5所述的取出系统，还包括：-吸入系统(48)，构造成在所述建造室(18)相对于所述承载件(16)下降期间和/或之后将所述建造室(18)...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡斯滕·胡宾格，托尼·亚当·克洛尔，迪特尔·施瓦策，爱德华·吉泽，
申请(专利权)人：SLM方案集团股份公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE