[发明专利]用于在可运动的烧结平台上制造物品的激光烧结技术

说明书

技术领域

本技术涉及用于激光烧结以用于制造物品并且更具体地用于在可运动的烧结平台上制造物品的设备和方法。

背景技术

激光熔融(也称为激光烧结)是一种从也称为给料的粉末材料制造物品的熟知的方法。常规地已知的激光烧结设备包括烧结平台，通过提供给料的连续层而在该烧结平台上逐层构建物品，其中，每个层由激光束在该层的所选区域处熔融。

待制造的物品被表示为三维计算机模型(以下称为3D模型)，例如CAD (计算机辅助设计)模型。3D模型被呈现为分隔在彼此上下叠置的平行平面中的一系列部分。每个部分包含关于待制造的项目的区段的信息。

在常规技术中，在烧结平台的表面上，施加具有例如20至40微米的预定厚度的第一层给料。随后，来自激光源的激光束在第一层的表面上方扫描，使得给料在第一层的所选区域中(即，人们希望构建物品的区段的地方)熔融并熔合在一起。进行激光熔融的区域需要定位在激光束的作用区(即，激光束能通过准确且充分地熔融给料而进行可接受的烧结的地方)内。在本文中，由于激光束的有限的扫描范围，作用区的空间延伸是有限的。因此，获得对应于3D模型的一个部分的第一构建区段。

烧结平台接着向下运动，并且施加第二层给料。第二层的表面位于激光束的作用区内。激光束在第二层的表面上方扫描，以形成对应于3D模型的第二部分的第二构建区段。此外，扫描的激光束也导致第一构建区段与第二构建区段的熔合。

该方法针对3D模型的其它连续的部分被类似地重复。因此，激光烧结设备逐层地形成给料的区段。给料的每个连续层的表面位于激光束的作用区中。这样，物品的整个几何形状通过连续构建的区段的形成而构建起来。

然而，如上所述的常规激光烧结可用于构建尺寸使得待制造的物品的表面能容纳在激光束的作用区内的物品。例如，在常规地已知的激光烧结技术中，作用区为在施加的给料层的表面上大约250×250平方毫米。因此，烧结表面严重受限于激光束的作用区。该缺点由激光束偏转导致并且是激光烧结领域熟知的。试图在给料层上烧结具有较大表面积的物体导致激光束质量的劣化，结果导致物品的低劣品质。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种其中烧结区不受激光束的作用区限制的激光烧结技术。因此，通过该激光烧结技术能容易地制造具有较大表面积的物品。

该目的由权利要求1的设备和权利要求11的方法实现。有利的改进形式由从属权利要求显现。

本发明提供了一种激光烧结设备，其包括激光源和烧结平台。激光源将激光束投射在平面上，并且还执行激光束的方向上的改变，如此以限定在该平面上的作用区。

如本文针对本发明所用，“作用区”可被定义为在该平面上的区域，使得激光源能够在作用区内的任何随意的地方投射激光束，从而使在该随意的地方的给料可以被充分地且精确地熔融，以便熔合而获得基本上准确的所需几何形状。

烧结平台通过将给料的层支撑在烧结平台的至少一部分上而提供烧结区。烧结平台布置成使得至少烧结区的第一区域位于作用区内并且至少烧结区的第二区域位于作用区之外。烧结平台为能够运动的，使得第二区域的至少一部分取代在作用区内的第一区域的至少一部分，即，在烧结平台的运动期间或之后，第二区域的至少一部分取代在作用区内的第一区域的至少一部分。因此，烧结区不受激光束的作用区的限制，并且具有较大表面积的物品能通过本技术来容易地制造。

在一个实施例中，激光烧结设备包括旋转模块，以使烧结平台以绕基本上平行于所述平面的水平轴线的旋转运动和/或以绕基本上垂直于所述平面的竖直轴线的旋转运动而运动。因此，通过简单地旋转烧结平台，第二区域的一部分取代在作用区内的第一区域的一部分。这样的旋转运动需要简单的机构，并且因此，激光烧结设备具有简化的构造。

在另一个实施例中，激光烧结设备包括平移模块，以沿着基本上平行于所述平面的平移轴线实现烧结平台的平移运动。因此，通过简单地平移烧结平台，第二区域的一部分取代在作用区内的第一区域的一部分。这样的平移运动需要简单的机构，并且因此，激光烧结设备具有简化的构造。

在另一个实施例中，激光烧结设备包括回缩模块，以沿着基本上垂直于所述平面的回缩轴线实现烧结平台的回缩运动。因此，作为回缩运动的结果，给料的连续层被容纳在烧结平台上，并且仍然将烧结区的至少一部分保持在作用区内。