[发明专利]包括加热系统的用于生产三维工件的设备

说明书

一种用于生产三维工件的设备(10)，包括：适于接收原料粉末层的承载器(14)；控制单元(48)；辐照系统(16)，适于从烧结/熔化辐射发射平面(18)有选择地对施加到承载器(14)上的原料粉末层辐照电磁或粒子辐射，其中，控制单元(48)适于对辐照系统(16)的操作进行控制，使得将原料粉末加热至允许烧结和/或熔化原料粉末以生成三维工件层的第一温度(T1)；以及加热系统(28)，适于从不同于烧结/熔化辐射发射平面(18)的加热辐射发射平面(30a、30b)有选择地对施加到承载器(14)上的原料粉末层辐照电磁或粒子辐射，其中，控制单元(48)适于对加热系统(28)的操作进行控制，使得将原料粉末加热至比第一温度(T1)低的第二温度(T2)。

技术领域

本发明涉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设备。此外，本发明涉及一种用于操作这类设备的方法。

背景技术

粉末床融合(powder bed fusion，粉末床熔融)是一种增材逐层工艺(additivelayering process)，通过该工艺，粉状原料，特别是金属和/或陶瓷原料，可以加工成形状复杂的三维工件。为此，将原料粉末层施加到承载器(carrier,承载部件)上，并根据待生产工件的期望几何结构使原料粉末层以位点选择性(site selective)方式经受激光辐射。穿透到粉末层中的激光辐射导致加热原料粉末颗粒，并因此熔化或烧结原料粉末颗粒。然后向承载器上已经受激光处理的层依次地施加其他原料粉末层，直到工件具有期望的形状和大小。在CAD数据的基础上，选择性激光熔化或激光烧结可以特别地用于生产原型(prototype，样机)、工具、替换部件或医学假体，例如假牙或矫形假体。

EP 2 859 973 A1描述了一种用于通过用电磁或粒子辐射有选择地辐照原料粉末生产三维工件的设备的粉末加工布置，其中，承载器元件包括：适于在原料粉末层被用电磁或粒子辐射有选择地辐照时承载原料粉末层的构造区段(build section)，以及适于在原料粉末层被用电磁或粒子辐射有选择地辐照之前承载原料粉末层的至少一个转移区段。加热装置适于在将承载器元件的转移区段所承载的原料粉末施加至承载器元件的构造区段之前对该原料粉末进行预加热，以形成待用电磁或粒子辐射有选择地辐照的原料粉末层。

此外，EP 2 878 409 A1公开了一种用于控制用于生产三维工件的设备并包括第一辐照单元和第二辐照单元的辐照系统的方法和装置。在适于接收原料粉末层的承载器的表面上限定第一辐照区域和第二辐照区域。在第一辐照区域施加到承载器上的原料粉末层由第一辐照单元辐照，其中，对第一辐照单元的操作进行控制，使得对原料粉末进行预加热。此后，通过第二辐照单元辐照在第一辐照区域施加到承载器上的原料粉末层，其中，对第二辐照单元的操作进行控制，使得将原料粉末加热至允许烧结和/或熔化原料粉末以生成三维工件层的温度。当第一辐照单元辐照在第一辐照区域施加到承载器上的原料粉末层时，在第二辐照区域施加到承载器上的原料粉末层由第二辐照单元辐照。此外，当第一辐照单元辐照在第二辐照区域施加到承载器上的原料粉末层时，在第一辐照区域施加到承载器上的原料粉末层由第二辐照单元辐照。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通过用电磁或粒子辐射辐照原料粉末层生产三维工件的设备，该设备允许生产特别高质量的三维工件。此外，本发明的目的在于提供一种用于操作这类设备的方法。

通过如下所述的设备以及如下所述的方法达到该目的。

一种用于生产三维工件的设备，包括：

-适于接收原料粉末层的承载器，

-控制单元，

-辐照系统，适于从烧结/熔化辐射发射平面有选择地对施加到所述承载器上的所述原料粉末层辐照电磁或粒子辐射，其中，所述控制单元适于对所述辐照系统的操作进行控制，使得将所述原料粉末加热至允许烧结和/或熔化所述原料粉末以生成三维工件层的第一温度，以及