增材制造三维物体的装置制造方法及图纸

一种装置(1)，该装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，构建材料(3)的层能够借助于能量源(4)固结，该装置(1)包括流动产生设备(8)，流动产生设备(8)适配成在处理室(6)内产生气体流(9，9’)，气体流(9，9’)能够充注有增材制造处理中产生的残余物(10)，其中，设置有确定单元(13，13’)，确定单元(13，13’)适配成确定与气体流(9，9’)中含有的残余物(10)关联的至少一个残余物信息，特别地，残余物(10)的量和/或残余物(10)的浓度。

A device for adding materials to make three-dimensional objects

A device (1) is used to fabricate three-dimensional objects (2) by continuously irradiating and fixing the layers of structural building materials (3) in layers. The layer of building materials (3) can be consolidated by means of energy sources (4). The device (1) includes a flow generating device (8). The flow generating device (8) is adapted to generate gas body flow (9,9 ') in the treatment room (6), and the gas flow (9,9') can be filled with additive The residue (10) generated in the manufacturing process is provided with a determination unit (13, 13 ') adapted to determine at least one residue information associated with the residue (10) contained in the gas flow (9, 9'), in particular, the amount of the residue (10) and / or the concentration of the residue (10).

【技术实现步骤摘要】
增材制造三维物体的装置
本专利技术涉及一种借助于连续分层选择性照射并固结构建材料的层来增材制造三维物体的装置，构建材料的层可以借助于能量源固结，该装置包含流动产生设备，流动产生设备适配成在处理室内产生气体流，气体流能够充注有增材制造处理中产生的残余物。
技术介绍
增材制造三维物体的装置大体从现有技术中知晓。一般，构建材料连续地并且分层地施加并且(如，经由利用能量源所产生的射线照射)选择性地固结。为了在执行增材制造处理的处理室内提供限定的处理气体环境，具备流动产生设备用于在处理室内产生气体流是有益的，其中，气体流可以充注或加载有增材制造处理中产生的残余物。特别地，制造处理中(特别地，在构建材料的照射期间)产生的旋起的构建材料颗粒或烟雾颗粒可以经由气体流输送到处理室外，以避免残余物影响处理质量和/或物体质量。进一步，从现有技术中知晓残余物会负面影响增材制造处理，尽管流动产生设备产生处理气体流以将残余物输送出处理室，但是，可能产生比可以经由气体流输送出处理室更多的残余物。在这种情境下，不能完全确保残余物被适当地从要在该处照射构建材料的区域输送走。剩余残余物可能影响增材制造处理，例如，通过与能量源所发出的射线诸如能量束(特别地，激光束或电子束)相互作用。能量源与残余物的相互作用可能招致经由能量源提供的射线的吸收或衍射，因此，在具体构建材料体积中不会消耗适当量的能量。在该情况下，残余物的存在对固结处理有负面影响，因为构建材料中消耗了错误量的能量，即，能量比适当地固结构建材料所要求的少。比如，在增材制造处理中“产生”的可能残余物还可能涉及已经存在于增材制造处理中的残余物(如，存在于处理室中，而非确切地产生)，诸如灰尘颗粒或抬升/旋起的构建材料。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种增材制造三维物体的装置，其中，改进了将残余物输送出处理室。该目的通过根据权利要求1的装置创造性地实现。本专利技术的有利实施例受限于从属权利要求。文中描述的装置是一种借助于连续选择性分层固结粉末状构建材料(“构建材料”)的层来增材制造三维物体(如，技术性部件)的装置，构建材料可以借助于能量源如能量束(特别地，激光束或电子束)来固结。相应的构建材料可以是金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以是激光束或电子束。比如，相应的装置可以是其中分离地执行构建材料的施加和构建材料的固结的装置，诸如选择性激光烧结装置、选择性激光熔化装置或选择性电子束熔化装置。替换性地，可以经由至少一个粘合材料执行构建材料的连续分层选择性固结。粘合材料可以利用对应的施加单元施加，并且例如利用合适的能量源(如UV光源)照射。该装置可以包含在其操作期间使用的数个功能单元。示范性的功能单元是处理室、照射设备和流动产生设备(如前所述)，照射设备适配成利用至少一个能量束来选择性地照射安置在处理室中的构建材料层，流动产生设备适配成产生具有给定流动性质(如，给定流动型线、流动速率等)并至少部分地流动通过处理室的气态流体流。气态流体流在流动通过处理室的同时能够被充注有未固结颗粒状构建材料(特别地，在设备操作期间产生的烟雾或烟雾残余物)。气态流体流一般是惰性的，即，一般是惰性气体(如，氩、氮、二氧化碳等)流。本专利技术基于下述思想：提供一种确定单元，确定单元适配成确定与气体流中含有的残余物关联的至少一个残余物信息，特别地，气体流中的残余物的量和/或残余物的浓度。因而，创造性地实现了可以经由本专利技术装置的确定单元确定残余物信息。残余物信息与增材制造处理中产生(或存在)并含有在气体流(即，气体流充注有残余物)中的残余物关联。确定至少一个残余物信息允许分别验证增材制造处理中当前是否产生了残余物或产生了多少残余物或者当前是否经由处理气体流输送了残余物或输送了多少残余物。特别地，可以监控处理气体流是否能够充注有比当前产生并经由处理气体流输送的残余物多的残余物。因而，如果气体流已经饱和，则可以得出总结：并非增材制造处理中产生或存在的所有残余物都可以经由气体流输送并因此适当地从处理室去除。于是，增材制造处理的控制可以至少部分地基于经由确定单元确定的至少一个残余物信息。例如，流动产生设备可以包含至少一个气体流，至少一个气体流分配到构建平面的至少一部分，在该处构建材料经由能量束(诸如激光束或电子束)直接照射，如前所述。依据残余物信息，可以决定，增材制造处理中当前产生的残余物是否可能对处理质量或物体质量有影响，或者是否可以经由气体流适当地从处理室去除残余物。当然，残余物信息可以包含关于气体流中含有的残余物的多条(不同)信息，例如，气体流中残余物的量和/或残余物的浓度和/或残余物的颗粒大小等等。根据本专利技术装置的第一实施例，可以设置控制单元，控制单元适配成依据至少一个残余物信息来控制至少一个流动参数，特别地，气体流的流速。根据该实施例，可以控制经由流动产生设备产生的气体流，例如，通过控制(物理上)限定气体流的流动参数。于是，可以依据经由确定单元确定的残余物信息来控制气体流。例如，如果确定气体流中残余物仅有少量或相对较低量的残余物或较低浓度的残余物，则控制单元可以适配成对应地设定至少一个流动参数，例如，减少或降低气体流的塑料，而如果确定气体流中有相对高量的残余物或高浓度的残余物，则控制单元可以适配成对应地设定至少一个流动参数，例如，增加气体流的流速，以确保可以从处理室中适当地去除气体流中相对较高量的残余物或相对较高浓度的残余物。换言之，基于残余物信息，特别地，基于确定为当前加载在气体流中的残余物的量和/或残余物的浓度，可以总结增材制造处理中当前产生的残余物的量。基于该总结，可以控制或改变气体流，以此，比如如果增材制造处理中产生更多残余物则适当地增加流速，比如如果产生更少残余物，则减少流速。特别地，这允许，对应于增材制造处理中对去除残余物的当前需要，控制(即适配)气体流。当然，可以经由控制单元控制与将残余物去除/输送出处理室的能力关联的任何其他任意参数，诸如气体流的流动速率、气体流的温度或者比如产生气体流的具体区域。进一步，该控制单元或一个控制单元可以适配成依据残余物信息来调节与装置上执行的增材制造处理关联的至少一个处理参数，特别地，照射参数。因而，如前所述，可以使分离的控制单元或相同的控制单元适配成调节至少一个处理参数。术语“处理参数”可以指代影响装置上执行的增材制造处理的任何参数，特别地，增材制造装置的参数。示范性处理参数可以是照射参数，诸如能量源(特别地，能量束)的强度和/或功率。因此，可以依据所确定的残余物信息调节至少一个处理参数。例如，如果经由本专利技术确定单元确定的残余物信息指示增材制造处理的当前处理步骤中产生相对较高量的残余物，则可以由此调节处理参数以确保构建材料的适当固结，例如，通过调节能量源的强度和/或功率来确保构建材料中消耗适当量的能量。于是，可以的是，控制单元可以依据残余物信息控制增材制造处理。控制单元可以进一步适配成依据残余物信息至少暂时中断制造处理，特别地，至少一个照射处理。于是，因为增材制造处理中当前产生的残余物的量不能从处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置(1)，所述装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，所述构建材料(3)的层能够借助于能量源(4)来被固结，所述装置(1)包括流动产生设备(8)，所述流动产生设备(8)适配成在处理室(6)内产生气体流(9，9’)，所述气体流(9，9’)能够充注有增材制造处理中产生的残余物(10)，其特征在于：确定单元(13，13’)适配成确定与所述气体流(9，9’)中含有的所述残余物(10)关联的至少一个残余物信息，特别地，残余物(10)的量和/或残余物(10)的浓度。/n

【技术特征摘要】
20180523 EP 18173920.2;20190214 US 16/276,6001.一种装置(1)，所述装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，所述构建材料(3)的层能够借助于能量源(4)来被固结，所述装置(1)包括流动产生设备(8)，所述流动产生设备(8)适配成在处理室(6)内产生气体流(9，9’)，所述气体流(9，9’)能够充注有增材制造处理中产生的残余物(10)，其特征在于：确定单元(13，13’)适配成确定与所述气体流(9，9’)中含有的所述残余物(10)关联的至少一个残余物信息，特别地，残余物(10)的量和/或残余物(10)的浓度。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：控制单元(17)适配成依据所述至少一个残余物信息来控制至少一个流动参数，特别地，所述气体流(9，9’)的流速。


3.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)或控制单元(17)适配成依据所述残余物信息，来调节与所述装置(1)上执行的增材制造处理关联的至少一个处理参数，特别地，照射参数。


4.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成依据所述残余物信息至少暂时中断所述制造处理，特别地，至少一个照射处理。


5.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成产生和/或接收至少一个残余物阈值，其中，所述控制单元(17)适配成在所述残余物信息符合或超过所述残余物阈值的情况下调节至少一个处理参数，特别地，中断至少一个制造处理，并且其...

【专利技术属性】
技术研发人员：赫尔·于尔根·维尔纳，本杰明·滚特尔，
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