[发明专利]用于生成式制造三维物体的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于通过逐层施加和固化至少一种建造材料来制造三维物体(2、10)和制造边界区域(8、9、18)的方法，其中，利用第一生成式制造方法以第一建造材料为基础来制造所述三维物体(2、10)，并利用与第一生成式制造方法不同的第二生成式制造方法以第二建造材料为基础制造边界区域，第一生成式制造方法包括以下步骤：向建造底座(11、12)上或向之前已经施加的层上施加第一建造材料层；在相应层中与物体(2、10)的横截面相对应的位置处选择性地使所施加的层固化；并且重复施加和选择性固化的步骤，直至所述物体(2、10)完成。这样来执行所述第一生成式制造方法和第二生成式制造方法，使得边界区域至少局部地包围所述物体。

技术领域

本发明涉及一种用于通过逐层施加和选择性地固化建造材料、优选是粉末来生成式制造三维物体的设备和方法。

背景技术

这种类型的设备和方法例如在快速原型法、快速制模法和增材制造法中使用。这种方法的一个例子以名称“选择性激光烧结或激光熔化”已知。这里重复地施加粉末状的建造材料的薄层并通过利用激光射束选择性地照射而选择性地固化每个层中的建造材料。

这种方法例如由EP 0 737 130 B1已知。这里逐层地这样选择性固化粉末状的建造材料，使得连同所述物体还制成包围所述物体的容器壁。这样形成的物体可以在制造完成后与所述容器中周围的未固化的粉末一起从设备中取出。

此外，在DE 102006026756 B4中加载了一种用于制造大型成形件的方法，其中首先制造成形件的两个边界壁，然后利用材料填充中间空间。壁部的制作这里通过喷嘴上的材料输出来实现。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种备选的或改进的设备或备选的或改进的方法，用于通过逐层施加和选择性固化建造材料来生成式地制造三维的物体。本发明的目的特别是，经济地和/或时间上高效地执行这种物体、特别是例如具有大尺寸的物体的制造。

所述目的通过根据本发明的方法和根据本发明的设备以及通过根据本发明的控制单元来实现。这里，所述方法也可以通过下面的或在从属权利要求中说明的所述设备或控制单元的特征来改进，或相应地反之亦然。

根据本发明的方法适于通过逐层施加和固化建造材料来制造三维物体和建立边界区域。这里，利用第一生成式制造方法以第一建造材料为基础来制造所述三维物体，并利用与第一生成式制造方法不同的第二生成式制造方法以第二建造材料为基础建立边界区域。这里，第一生成式制造方法包括以下步骤：

向建造底座上或向之前已经施加的层上施加一层第一建造材料，

选择性地在相应层中与所述物体的横截面相对应的位置处使所施加的层固化，并且

重复所述施加和选择性固化的步骤，直至物体完成。

这里，这样来执行所述第一生成式制造方法和第二生成式制造方法，使得边界区域至少局部地包围所述物体。

边界区域是指与要制造的物体分开的物体。它将在其中建造所述要制造的物体的建造空间限定为一个简单的几何结构，所述几何结构具有所述要制造的物体的最大尺寸。边界区域可以以框架的形式与所述要制造的物体分开并且优选在制造过程之后没有残留地从所述要制造的物体上除去。边界区域可以用狭义上的增材制造法制造或者由例如预制的部段逐层地建造，所述预制的部段又可以包括更小的建造块。因此，在本发明的范围内，“生成式制造方法”也包括这样的情况：将多个本身不是由生成式制造方法制造的、而是例如通过铸造或铣削法制造的元件组合成所述边界区域。边界区域的形状因此受到所形成的体积元件的分层方式或模块式接合方式的影响。边界区域或其各个元件的形状通常是通过CAD模型预先确定的。

根据本发明，边界区域的各部段或模块的连接不是必须通过粘合、结块或熔合来建立，而是也可以设计成符合力锁合(力配合)和/或形锁合(形状配合)原理。此外，所述部段或模块的制造也包括为此采用成形刀具。