【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于对在用于生成式制造三维物体的设备的过程气体中携带的颗粒进行后处理的方法和装置以及用于所述方法和设备的过滤器。
技术介绍
1、用于生成式制造三维物体的设备和方法例如在快速原型、快速模具或增材式制造中使用。这种方法的一个例子以名称“选择性激光烧结或激光熔融”已知。这里，重复地施加粉末状构造材料的薄层，并且通过利用激光束选择性地照射与要制造的物体在相应层中的横截面相对应的位置来选择性地固化每个层中的构造材料。
2、在这样制造三维物体时，在从处理腔中导出的过程气体中携带颗粒，当使用金属构造材料时特别是携带金属冷凝物，所述颗粒部分地是高反应性的并且在高温下在强放热的同时发生反应。因此，特别是过程气体中携带的颗粒发生聚集的过滤器的区域中，会发生不受控的过滤器燃烧或粉尘爆炸。例如当为了更换所述一个或多个过滤器打开相应的过滤室时，由此，由于与此相关的空气供应增多而使反应概率提高，此时，加剧地出现上述风险。
3、ep 1 527 807提出，为了从爆炸性粉尘空气混合物中分离粉尘成分，通过使用装载过滤器板所用的增材颗粒来进行惰化。这里，这样来选择增材颗粒的量，使得由这些颗粒与夹带的粉尘形成的混合物至少在达到粉尘容器的上填充位之前不会构成可燃混合物。由碳酸钙和二氧化硅组成的颗粒与铝粉结合被称为增材颗粒。由于使用附加的颗粒，除了要提供所述颗粒以外，还要承受更快地达到上填充位的代价，因此必须更位频繁地清空粉尘容器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是，提供一种
2、所述目的通过一种用于对用于生成式制造三维物体的设备的过程气体中携带的颗粒进行后处理的方法和一种后处理装置实现。这里，所述方法也可以通过下面的装置特征来改进，或者相反，或者说装置的特征也可以相互利用，以便实现改进。
3、在根据本专利技术的用于对在用于生成式制造三维物体的设备的过程气体中携带的颗粒进行后处理的方法中，将颗粒输送给过滤室，给所述颗粒供应氧化剂并引发颗粒与氧化剂的氧化反应。
4、这里，过程气体是指从处理腔中导出的特别是抽出的气体，根据具体制造工艺，所述气体也可以是惰性气体或包括惰性气体。在过程气体中既可以包含构造材料未固化的部分，也可以包含过程副产物，如冷凝物，例如金属冷凝物。这种在过程气体中携带的组成成分统归于术语“颗粒”，这里优选的是，构造材料未固化的部分没有或仅以比在过程气体离开处理腔时包含在过程气体中的量更少的量供应给根据本专利技术的后处理方法。这可以例如借助于旋风分离器来完成，所述旋风分离器有效地至少基本上实现使构造材料未固化的部分从过程副产物中分离。
5、原则上，在本专利技术的范围内，“氧化”是指一种根据广义化学通用定义的反应，即在由电子供体释放电子并由电子受体接受电子的情况下发生的反应。在氧化反应中，作为电子供体的冷凝物颗粒优选向作为电子受体的氧化剂释放电子。特别是通过作为受体的氧、例如空气中的氧或通过作为氧化剂的备选的含氧载体或反应气体来实现氧化反应。这里，氧的形式不限于分子氧，即o2，而是也包括其它形式，例如臭氧，即o3，或其它的含有氧原子的元素化合物和/或分子化合物，所述化合物的氧成分可以用作氧化剂。作为其它氧化剂已知的主要有：过氧化氢h2o2及其加合物，如过碳酸钠、处于高氧化态的过渡金属的含氧阴离子(氧阴离子)，如高锰酸mno4-或重铬酸盐cr2o72-和铬(vi)氧化物(琼斯氧化)、金属离子，如ce4+、贵金属离子，如银和铜的离子、卤代氧酸的阴离子，如溴酸根bro3-和次氯酸盐clo-、硫以及卤素：氟、氯、溴和碘。通过氧化反应，至少充分抑制了颗粒发生燃烧或爆炸的趋势，或者有针对性并且因此受控地使颗粒“燃尽”，即反应消耗颗粒。
6、对于目标氧化反应，这种氧化反应优选由颗粒环境的变化和/或有针对性的能量输入来引发，即，是有意地启动的。为此，例如可以如后面说明的那样，所述将氧化剂和/或冷凝物颗粒和/或未固化的构造材料和/或颗粒环境加热到预定温度。例如与加热颗粒环境相比，这样有针对性地加热颗粒降低了后处理装置中的温度，从而由此防止出现过热。但备选或补充地，除了例如通过管道加热系统、热交换器、对流换热器或红外热辐射器进行加热之外，也可以采用其它形式的用于引发或支持氧化反应的能量输入或对氧化剂和/或颗粒进行影响，这种影响例如通过带有闪光的光化学反应、等离子体、电弧、静电放电或涡流、用于使作为氧化剂的氧原子分裂的催化剂，或通过引入用于使金属冷凝物表面活化的活化剂，或者通过电解来实现。因此，根据本专利技术的方法在基本构思上首先没有设定供应氧化剂和引发氧化反应的步骤的强制性顺序。换句话说，引发也可以在供应氧化剂之前进行，反之亦然。这些方法步骤的顺序可以由相应的实施形式得出。也可以仅利用供应氧化剂来引发氧化反应，以及同样也可以仅利用由前面所述的能量输入源之一供应能量来引发氧化反应，换句话说，通过实施根据本专利技术的方法，在受控的过程副产物氧化意义上，只有上面所述的方法步骤中的一个就足够了。
7、这里要指出的是，根据本专利技术引发氧化反应是指，有针对性地启动或辅助氧化反应。只要反应性颗粒由氧化剂包围，如例如由在携带所述颗粒的过程气体或混入物中的氧成分包围，原则上应可以认定会发生自发的氧化，所述混入物通过供应过程气体和供应装氧化剂通过包含这种成分的环境而产生，这例如是因为用于过滤室的过程气体供应装置或过滤室本身不是气密的或者充满了含有所述成分的气体。但这种氧化主要仅限于通过在颗粒上形成氧化物层导致的钝化，并且仅在很少的情况下，例如在上述打开过滤室和由此所供应的氧含量突然升高的情况下，这种氧化对导致在燃烧形式的放热氧化反应。但此时这种燃烧不受控地进行。但本专利技术的目的是实现受控的氧化反应，通过有针对性地引发氧化反应来触发或辅助这种氧化反应。如果直至有针对性地引发氧化反应之前或直至供应氧化剂之前和/或在启动上述能量输入时所述颗粒都由限制或完全阻止颗粒反应的基本上惰性的气氛所包围，则根据本专利技术的方法特别受控地进行。这例如可以这样来实现，即，携带颗粒的过程气体本身是惰性气体，并且在过程气体的供应装置中和/或在过滤室中，与除了有意供应的氧化剂以外，基本上避免与可能包含在其中的氧化剂发生混合，或者过程气体的供应装置和/或过滤室本身包含惰性气体，例如由此充满惰性气体。如果过程气体本身不是惰性气体，则可以在供应装置和/或过滤室中掺入惰性气体，使得除了有针对性的氧化剂供应以外减少或完全抑制所述颗粒与其颗粒环境的反应。
8、不必设定成使所有颗粒都发生氧化反应，而是可以仅限于由于其尺寸或其表面体积比、其反应特性和/或其含量而构成相应的燃烧或爆炸危险的颗粒。此外，与用于引发氧化反应的能量输入相结合，特别是考虑到进行了加热，颗粒还可能发生凝聚或团聚，直至烧结，通过所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于对在用于生成式制造三维物体的设备(1)的过程气体(50)中携带的颗粒(51)进行后处理的方法，其中，
2.根据权利要求1的方法，其中，将所供应的氧化剂(60)供应给颗粒环境和/或使其处于颗粒环境中。
3.根据权利要求2的方法，其中，以可流动的形式或以气态的形式或以惰性气体的形式提供所述颗粒环境。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以适当的物质状态的形式提供所述氧化剂(60)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，以可流动的或气态的物质状态或以氧气的形式提供所述氧化剂(60)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，给所述颗粒(51)供应相对于颗粒环境的体积比例至少为0.01vol％且最多为20vol％的氧化剂(60)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化剂(60)的体积比例为至少1vol％或至少4vol％，并且最多10vol％或最多6vol％。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述颗粒(51)进行加热。
9.根据权利要求8所述的方法
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述颗粒(51)加热到至少75℃或至少100℃并且最高200℃或最高150℃的温度。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，检测包围所述颗粒(51)的氧化剂含量或氧含量，和/或检测颗粒环境的温度和/或颗粒(51)本身的温度，并对氧化剂供应装置(62、621、622)和/或加热装置(70、71、72)和/或出口(53)的操控施加影响。
12.后处理装置(100、200、300)，用于对在用于生成式制造三维物体的设备的过程气体(50)中携带的颗粒(51)进行后处理，其中，将所述颗粒(51)输送给过滤室(40)，并且所述后处理装置(100、200、300)包括用于将氧化剂(60)供应给所述颗粒(51)的氧化剂供应装置(62、621、622)和引发所述颗粒(51)与氧化剂(60)的氧化反应的器件，其中，所述氧化反应通过能量输入和/或通过引入活化剂和/或通过电解引发。
13.根据权利要求12的后处理装置，其特征在于，所述氧化剂供应装置(62、621、622)配设给过程气体(50)的供应装置(52、521)和/或连接到过滤室(40)上。
14.根据权利要求12或13所述的后处理装置，其特征在于，所述氧化剂供应装置基本上对准过滤室(40)中的至少一个过滤器(41)。
15.根据权利要求12或13所述的后处理装置，其特征在于，设有控制器(80)或闭环控制器，所述控制器或闭环控制器操控所述氧化剂供应装置，使得所述氧化剂供应装置连续地、周期性地或可变地供应氧化剂。
16.根据权利要求15所述的后处理装置，其特征在于，所述后处理装置具有至少一个能量输入源(70、71、72)，所述能量输入源的能量输入从过滤室(40)的外部向过滤室的内腔中进行，和/或在过滤室(40)的内部进行。
17.根据权利要求16所述的后处理装置，其特征在于，所述能量输入从过滤室(40)的外部通过辐射透明的区域(42)进行，和/或在过滤室(40)的内部通过集成到所述至少一个过滤器(41)中的能量输入元件进行。
18.根据权利要求16所述的后处理装置，其特征在于，所述至少一个能量输入源(70、71、72)构造成加热装置，或者通过控制器(80)或闭环控制器操控和/或调节。
19.根据权利要求15所述的后处理装置，其特征在于，设有过程监控装置(90)，过程监控装置监控氧化剂含量，或者监控氧含量、颗粒量和/或温度。
20.根据权利要求19所述的后处理装置，其特征在于，所述控制器(80)在运行中基于过程监控装置(90)操控氧化剂供应装置(62，621、622)和/或能量输入源(70、71、72)和/或出口(53)。
21.用于在根据权利要求1至11中任一项所述的方法中和/或在根据权利要求12至20中任一项所述的装置(100、200、300)中使用的过滤器(41)，其特征在于，所述过滤器(41)包括加热装置(72)，所述加热装置构造成电阻加热器或者金属丝编织物和/或电热丝。
22.用于对在用于生成式制造三维物体的设备(1)的过程气体(50)中携带的颗粒(51)进行后处理的方法，其中，
23.后处理装置(100、200、300)，用于对在用于生成式制造三维物体的设备的过程气体(50)中携带的颗粒(51)进行后处理，其中，将...
【技术特征摘要】
1.用于对在用于生成式制造三维物体的设备(1)的过程气体(50)中携带的颗粒(51)进行后处理的方法，其中，
2.根据权利要求1的方法，其中，将所供应的氧化剂(60)供应给颗粒环境和/或使其处于颗粒环境中。
3.根据权利要求2的方法，其中，以可流动的形式或以气态的形式或以惰性气体的形式提供所述颗粒环境。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，以适当的物质状态的形式提供所述氧化剂(60)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，以可流动的或气态的物质状态或以氧气的形式提供所述氧化剂(60)。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，给所述颗粒(51)供应相对于颗粒环境的体积比例至少为0.01vol％且最多为20vol％的氧化剂(60)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氧化剂(60)的体积比例为至少1vol％或至少4vol％，并且最多10vol％或最多6vol％。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述颗粒(51)进行加热。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述颗粒(51)加热到至少50℃且最高650℃的温度。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将所述颗粒(51)加热到至少75℃或至少100℃并且最高200℃或最高150℃的温度。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，检测包围所述颗粒(51)的氧化剂含量或氧含量，和/或检测颗粒环境的温度和/或颗粒(51)本身的温度，并对氧化剂供应装置(62、621、622)和/或加热装置(70、71、72)和/或出口(53)的操控施加影响。
12.后处理装置(100、200、300)，用于对在用于生成式制造三维物体的设备的过程气体(50)中携带的颗粒(51)进行后处理，其中，将所述颗粒(51)输送给过滤室(40)，并且所述后处理装置(100、200、300)包括用于将氧化剂(60)供应给所述颗粒(51)的氧化剂供应装置(62、621、622)和引发所述颗粒(51)与氧化剂(60)的氧化反应的器件，其中，所述氧化反应通过能量输入和/或通过引入活化剂和/或通过电解引发。
13.根据权利要求12的后处理装置，其特征在于，所述氧化剂供应装置(62、621、622)配设给过程气体(50)的供应装置(52、521)和/或连接到过滤室(40)上。
14.根据权利要求12或13所述的后处理装置，其特征在于，所述氧化剂供应...
【专利技术属性】
技术研发人员：U·克莱因汉斯，P·施特勒贝尔，S·帕夫利切克，J·伦佩尔，
申请(专利权)人：EOS有限公司电镀光纤系统，
类型：发明
国别省市：
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