[发明专利]具有连续嵌套密闭室的增材制造设施

说明书

本发明涉及自动和密闭的增材制造设施。所述设施包括密闭室(10)，所述密闭室(10)内安装多个增材制造机器(M1、M2、M3、M4)，每个机器(M1、M2、M3、M4)包括制造腔(12)。所述设施在密闭室(10)内进一步包括：供应设备(18)和供应回路(20)，所述供应设备(18)和供应回路(20)用于向设施中的不同机器(M1、M2、M3、M4)供应增材制造粉末；运送设备(42)，所述运送设备(42)用于运送增材制造容器/托盘组件(C)并且包括至少一个运送腔(44)，所述运送腔(44)在不同机器(M1、M2、M3、M4)之间循环；以及清洗设备(50)，所述清洗设备(50)包括至少一个清洗腔(52)所述清洗腔(52)用于自动地并以密闭方式清洗所述清洗腔(52)中的增材制造托盘。

技术领域

本发明涉及通过使用具有电磁辐射的能量束(例如激光束)和/或粒子束(例如电子束)烧结或熔融粉末颗粒进行粉末基增材制造的领域。

更具体地，本发明涉及包括多个增材制造机器的增材制造设施的密闭以及增材制造托盘在所述设施内的密闭运输。

背景技术

在增材制造机器的制造腔内进行增材制造方法的过程中，在增材制造托盘上沉积第一粉末层，所述增材制造托盘滑动地安装在制造套管内，所述制造套管在制造腔内保持原位。然后，使用上述能量束之一使该第一粉末层以预定模式凝固。然后，使制造托盘在制造套管内降低从而允许沉积和凝固第二粉末层。最后，依次进行降低托盘然后沉积和凝固粉末层的步骤直到沉积和凝固制造待生产部件所需的最后一个粉末层。

增材制造周期结束时，制造的部件通过其基部连接至增材制造托盘，并且制造的部件埋在大量未凝固粉末中。

为了收回制造的部件，需要从机器的制造腔中取出增材制造托盘。优选地，借助于设置在制造套管下方的容器从制造腔中取出增材制造托盘和制造的部件。有利地，所述容器还可以用于回收和运输包围制造的部件的未凝固粉末。

为了进行新的增材制造周期，必须在增材制造机器的制造腔中插入新的干净托盘并且将其放置就位。

当使用多个增材制造机器以工业规模生产部件时，取出和插入增材制造托盘的操作不能由操作者手动进行。

首先，操作者可能会反复受到增材制造粉末的某些成分的毒性的影响。其次，当手动进行时，这些操作太费时间。

因此，如US-6824714中所述，可以使用链式运送机装置以自动方式将空容器/托盘组件运送至增材制造机器的制造腔并且从所述腔中取出使用过的具有制造的部件和包围该部件的未凝固粉末的容器/托盘组件。

根据文献US-6824714中所述的方案的第一个缺点，从机器中取出和运送充满未凝固粉末的容器/托盘组件而没有保护也没有避免未凝固粉末颗粒散布在设施中的装置。

考虑到工业上使用的(特别是用于制造金属部件的)增材制造粉末的某些成分的毒性，US-6824714中所述的方案造成环境危害并且对设施中移动的人群造成健康和安全风险，即使人群穿戴合适的防护设备例如工装、护目镜和面罩。

最后，根据文献US-6824714中所述的方案的另一个缺点，用于插入和取出增材制造容器/托盘组件的自动装置不能维持在增材制造机器的制造腔内进行的增材制造方法所需的惰性气氛或受控气氛。

因此，对于US-6824714中所述的自动方案，需要在每个取出增材制造容器/托盘组件的步骤之后提供惰化或调节制造腔内存在的空气的步骤。从工业观点来看，该空气调节或惰化步骤缩短了增材制造机器有效使用的时间量，因此降低了生产力。

最后，为了符合保护环境和增材制造设施中工作的人群健康的某些规定，还需要改进使用增材制造机器的卫生条件。

发明内容

因此，本发明的目的是克服现有技术中发现的至少一个缺点并且满足上述工业需求。