用于添加式地制造三维物体的设备制造技术

本发明专利技术涉及一种用于通过由建造材料构成的层的依次逐层选择性固化来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)，其包括具有适于去除环绕添加式地建造的物体(2)的未固化的建造材料(5)的至少一个建造材料去除单元(4)的建造材料去除装置(3)，其中，所述建造材料去除装置(3)包括界定建造材料去除容积(7)的建造材料去除室(6)，其中所述建造材料去除室(6)布置或能布置在所述物体(2)的上方，其中所述物体(2)能逐渐移动到所述建造材料去除室(6)中，其中所述至少一个建造材料去除单元(4)适于去除未固化的建造材料(5)。

Equipment for the Additive Manufacturing of Three-Dimensional Objects

The invention relates to a device (1) for additionally manufacturing three-dimensional objects (2) by successive selective solidification of layers composed of construction materials, including a construction material removal device (3) having at least one construction material removal unit (4) having an uncured construction material removal unit (5) suitable for removing an object (2) built around the addition type.\uff08 3) includes a construction material removal chamber (6), which defines the removal volume of construction material (7), wherein the construction material removal chamber (6) is arranged or can be arranged above the object (2), wherein the object (2) can gradually move to the construction material removal chamber (6), wherein at least one construction material removal unit (4) is suitable for removing the uncured construction material (5).

【技术实现步骤摘要】
用于添加式地制造三维物体的设备
本专利技术涉及一种用于通过由建造材料构成的层的依次逐层选择性固化来添加式地制造三维物体的设备，该设备包括具有适于去除环绕添加式地制造的物体的未固化的建造材料的至少一个建造材料去除单元的建造材料去除装置。
技术介绍
通常由现有技术已知此类用于添加式地制造(增材制造)三维物体的设备，其中设置了包括至少一个建造材料去除单元的建造材料去除装置。建造材料去除单元用于去除环绕经由设备添加式地制造的一个或多个物体的未固化的建造材料。为了添加式地建造三维物体，将(粉末状的)建造材料选择性地逐层固化，其中产生所谓的“粉末床”，即环绕所述物体的一定体积的未固化的建造材料。当然，术语“环绕(surrounding)”不仅指布置在添加式地建造的物体周围的建造材料，而且指独立于未固化的建造材料的位置的未固化的建造材料，其中在物体制成之后必须在制造过程之后去除该未固化的建造材料。换而言之，术语“环绕”还可以指至少部分地布置在物体的轮廓内部或附着于物体的任意表面上的建造材料。为了从物体去除未固化的建造材料，已知建造材料去除单元或建造材料去除装置，其中例如可经由抽吸装置、特别是抽吸喷枪手动去除未固化的建造材料。取决于物体几何结构和必须从物体去除的未固化的建造材料的体积，去除未固化的建造材料的步骤耗时而且费力。此外，在其中使用共同的抽吸流同时实现大体积——例如整个粉末床——的建造材料去除装置中，建造材料去除装置的效率受到负面影响，因为抽吸流的流速分布在整个粉末床上并且因此将降低。
技术实现思路
一个目的在于提供一种用于添加式地制造三维物体的设备，其中提高了从添加式地建造的物体去除未固化的建造材料的效率。该目的通过根据权利要求1所述的设备创造性地实现。本专利技术的有利实施例记载于从属权利要求。本文所描述的设备为一种用于通过由能借助能量源——例如能量束、特别是激光束或电子束——固化的粉末状的建造材料(“建造材料”)构成的层的依次逐层选择性固化来添加式地制造三维物体(例如，技术结构件)的设备。相应的建造材料可以为金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以是激光束或电子束。相应的设备可以为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。或者，建造材料的依次逐层选择性固化可经由至少一种粘结材料来执行。该粘结材料可使用对应的涂布单元涂布并且例如利用合适的能量源——例如UV光源——进行照射。设备可包括在其运行期间使用的多个功能单元。示例性的功能单元为：过程室；照射装置，其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；和流产生装置，其适于产生具有给定的流动特性——例如给定的流动轮廓、流速等——的至少部分地流经过程室的气态流体流。气态流体流在流经过程室的同时能够携带未固化的颗粒状建造材料，尤其是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物。所述气态流体流典型为惰性的，也就是典型为惰性气体——例如氩气、氮气、二氧化碳等——的流。如上所述，建造材料去除装置用于从添加式地建造的物体去除未固化的建造材料，换言之建造材料去除装置用于“清洁”添加式地建造的物体。术语“未固化的建造材料”指为了形成添加式地建造的物体的至少一个区段或部分而未固化的建造材料。此外，为了形成添加式地建造的物体的至少一个区段而未固化的部分固化的建造材料，特别是建造材料颗粒的团块，例如建造材料溅斑或建造材料颗粒的其它非期望的团块，在本申请的范围内也可称为“未固化的建造材料”。本专利技术基于以下思想：建造材料去除装置包括界定建造材料去除容积的建造材料去除室，其中建造材料去除室布置或可布置在物体的上方，其中物体可逐渐移动到建造材料去除室中，其中所述至少一个建造材料去除单元适于去除未固化的建造材料。根据本专利技术，添加式地建造的物体可以逐渐移动到经由建造材料去除装置提供的建造材料去除室中。术语“逐渐移动”或物体“可逐渐移动”指的是物体不是完全插入去除室中而是物体逐渐移动——例如分步或在连续移动中——到去除室中的任何移动。换而言之，在物体逐渐移动到建造材料去除室中的同时未固化的建造材料能够已经利用本专利技术的建造材料去除装置去除。因而，可定义去除位置，在该去除位置物体至少部分布置在建造材料去除室内部，其中环绕物体的未固化的建造材料随着物体的相应区段(和周围的未固化的建造材料)插入建造材料去除室中而被去除。因此，仅建造材料去除容积的规定部分被同时充填有环绕添加式地建造的物体的未固化的建造材料，其中所产生的建造材料去除流——例如过程气体流——能够夹带有未固化的建造材料并且可以支持规定的流速，因为仅建造材料去除室的规定部分充填有未固化的建造材料。不同于将添加式地建造的物体完全插入建造材料去除室中并由此显著降低流速，位于去除位置的物体至少部分布置在建造材料去除室的内部或逐渐移动到建造材料去除室中。由于建造材料去除室内部的部分布置，未固化的建造材料的仅一部分同时插入建造材料去除室中。必须从建造材料去除室传送出来的未固化的建造材料的体积被限制为建造材料的体积的已经插入建造材料去除室中的部分。因而，相应的流夹带的未固化的建造材料比同时将整个物体(和整个粉末床)插入建造材料去除室中少。因而，提高了将建造材料从建造材料去除室传送出来的效率。通过将物体逐渐移动到建造材料去除室中，可以更有效地使用建造材料去除单元。根据本专利技术的设备的第一优选实施例，可设置移动单元，特别是承载粉末床的承载单元，其适于产生粉末床相对于建造材料去除室的移动，其中由于该移动，移动单元适于将粉末床优选地从下方特别是逆着建造方向逐渐移动到建造材料去除室中，其中可在粉末床至少部分地位于建造材料去除室内部的状态下经由所述至少一个建造材料去除单元连续去除建造材料。因而，可设置适于相对于建造材料去除室移动粉末床、特别是适于将粉末床逐渐插入建造材料去除室中的移动单元。术语“粉末床”指的是例如布置在建造模块中的建造材料的体积，其中在粉末床的内部添加式地建造物体。通过依次逐层施加建造材料并且选择性地固化——例如经由照射——布置在相应层中的建造材料来产生粉末床。因而，保持未固化的建造材料，即所谓的“未固化的建造材料”，紧挨着添加式地建造的物体布置，即环绕添加式地建造的物体。因此，在添加式建造过程完成之后，必须从添加式地建造的物体去除未固化的建造材料。因此，粉末床优选地从下方逐渐移动到建造材料去除室中。由于粉末床逐渐移动到建造材料去除室中，环绕物体的未固化的建造材料可随着未固化的建造材料逐渐插入建造材料去除室中而被连续地去除。换而言之，仅粉末床的规定部分插入建造材料去除室中，其中未固化的建造材料被连续去除，其中优选地将粉末床移动到建造材料去除室中的速度对应于与建造材料去除流将建造材料从建造材料去除室传送出来的能力——例如流速——有关的规定值。粉末床可由承载单元——例如粉末台或建造板——承载，该承载单元可以相对于建造材料去除室移动。承载单元或包括建造室——在制造过程中粉末床布置在该建造室中——的整个建造模块不必被视为建造材料去除装置的一部分。相反，对应的建造模块可与建造材料去除装置联接，以从添加式地建造的物体去除未固化的建造材料。根据本专利技术的设备的另一优选实施例，建造材料去除容积可以是优选地可自动地调节的，特别是经由建造材料去本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过由建造材料构成的层的依次逐层选择性固化来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)，所述设备包括具有至少一个建造材料去除单元(4)的建造材料去除装置(3)，所述至少一个建造材料去除单元适于去除环绕添加式地建造的物体(2)的未固化的建造材料(5)，其特征在于，所述建造材料去除装置(3)包括界定建造材料去除容积(7)的建造材料去除室(6)，其中所述建造材料去除室(6)布置在所述物体(2)的上方或能布置在所述物体(2)的上方，其中所述物体(2)能逐渐移动到所述建造材料去除室(6)中，其中所述至少一个建造材料去除单元(4)适于去除未固化的建造材料(5)。

【技术特征摘要】
2017.12.07 EP 17205989.11.一种用于通过由建造材料构成的层的依次逐层选择性固化来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)，所述设备包括具有至少一个建造材料去除单元(4)的建造材料去除装置(3)，所述至少一个建造材料去除单元适于去除环绕添加式地建造的物体(2)的未固化的建造材料(5)，其特征在于，所述建造材料去除装置(3)包括界定建造材料去除容积(7)的建造材料去除室(6)，其中所述建造材料去除室(6)布置在所述物体(2)的上方或能布置在所述物体(2)的上方，其中所述物体(2)能逐渐移动到所述建造材料去除室(6)中，其中所述至少一个建造材料去除单元(4)适于去除未固化的建造材料(5)。2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于还包括移动单元、特别是承载粉末床(9)的承载单元(10)，其适于产生所述粉末床(9)相对于所述建造材料去除室(6)的移动，其中由于所述移动，所述移动单元适于将所述粉末床(9)优选地从下方特别是逆着建造方向逐渐移动到所述建造材料去除室(6)中，其中能在所述粉末床(9)至少部分地位于所述建造材料去除室(6)内部的状态下经由所述至少一个建造材料去除单元(4)连续去除建造材料。3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述建造材料去除容积(7)是可调节的，特别是能经由所述建造材料去除室(6)的扩大或缩小而优选自动地调节。4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述建造材料去除室(6)的至少一个壁部(17，24)的尺寸是可调节的，特别是能扩大或能缩小。5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于，所述建造材料去除室(6)的所述至少一个壁部(17，24)包括伸缩部分，特别是波纹筒。6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述建造材料去除装置(3)与用于添加式地制造三维物体(2)的设备(1)单独设置或集成在所述设备(1)中。7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述建造材料去除装置(3)布置或能布置在所述设备(1)的过程室(11)的内部或用于粉末模块(8)的开口的上方。8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，根据与物体(2)几何结构有关的参数来调节和/或限定所述建造材料去除室(6)的形状和/或截面，特别是所述形状和/或所述截面是圆柱形或三角形...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·霍夫曼，D·维尼亚斯基，
申请(专利权)人：CL产权管理有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE