[发明专利]用于三维物体的添加制造的重涂单元、重涂方法、装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通过逐层施涂并选择性地固化成型材料，优选为粉末，来进行三维物体的添加制造的方法和装置，特别涉及包含在装置中并用于该方法的重涂单元以及相应的重涂方法。

背景技术

这种装置和方法例如被用于快速成型，快速模具或添加制造。这种方法的已知的一个例子被称为“选择性激光烧结或激光熔化”。其中，重复地施涂薄层的粉状成型材料，并且通过用激光束选择性地照射与要制造的物体的横截面相对应的位置来选择性地固化每层中的成型材料。

WO 2013/092757 A1描述了一种用于从粉末添加制造三维物体的装置和方法。在一个实施方案中，粉末通过粉末供应装置被施涂到构建区域，所述粉末供应装置包括定量辊并在整个构建区域上移动。所施涂的粉末通过在粉末供应装置之后运动的高度可调节的分配辊拉出而形成均匀层，并且通过后续的压实辊压紧，该压实辊被布置在比分配辊更靠近构建区域的位置，由此减小了层厚度。重涂方向根据辊的次序被预先确定。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过逐层施涂和选择性地固化成型材料的、用于三维物体的、可替代或改进的重涂单元或制造装置或可替代或改进的重涂方法或制造方法，其中，特别优选地，重涂方向可以被改变。

所述目的通过根据权利要求1所述的重涂单元，根据权利要求7所述的重涂器，根据权利要求9所述的制造装置，根据权利要求12所述的重涂方法以及根据权利要求15所述的制造方法而实现。本发明的进一步扩展分别在从属权利要求中指出。其中，所述方法还可以通过装置的以下指示的或在从属权利要求中的特征进一步扩展或反之亦然，或者装置或方法的特征也可以用于彼此进一步扩展。

根据本发明的重涂单元，用于装备和/或改装通过选择性地将成型材料(优选为粉末)逐层固化来进行三维物体的添加制造的装置，其中，装置包括重涂器和固化装置，重涂器可在构建区域上移动，用于在构建区域内施涂成型材料层，固化装置用于在对应于待制造的物体的横截面的位置处选择性地固化所施涂的层，并且所述装置被设计和/或被控制为重复施涂和选择性固化步骤，直到物体制造完成。重涂单元包括至少两个重涂辊以及压实和/或平滑元件，所述重涂辊在第一方向上彼此间隔开，并且在第二方向上延伸，所述第二方向横向于第一方向，优选地，垂直于第一方向；所述压实和/或平滑元件被布置在两个重涂辊之间的所述第一方向上，并且在所述第二方向上延伸。重涂单元被设置为，根据重涂单元在第一方向或其相反方向上的移动，通过布置在相应的移动方向的前面的重涂辊将成型材料拉出为均匀的层，并通过压实和/或平滑元件来压实和/或平滑由布置在前面的重涂辊拉出的层。这样的重涂单元可以例如使得材料层的施涂和压实和/或平滑分别通过各自的元件彼此分开地实现，其中，重涂单元仍然可以在彼此相反的重涂方向上使用。

优选地，压实和/或平滑元件在第一方向上被实质上布置在两个重涂辊的中心。进一步优选地，该压实和/或平滑元件在第一方向上被设计成实质上不对称的方式或以镜对称的方式形成。由此可以例如使得压实和/或平滑效果良好地适应于相应的要求。

优选地，压实和/或平滑元件是刀片(可替代地，也可以为辊，优选为以可旋转的方式被支撑的辊，例如它通过致动器和/或由重涂单元的运动间接地作用而被驱动)，该刀片在所述第二方向和垂直于所述第一方向和第二方向的第三方向上延伸，且该刀片在其位于第三方向上的朝向构建区域的下侧，具有至少一个倾斜的压实和/或平滑平面和/或圆形、优选地为圆柱形段和/或屋顶形状的元件，用于压实和/或平滑所述层。这样的刀片例如是容易实现的压实和/或平滑元件，并且通过刀片的相应的几何形状可以例如使得压实和/或平滑效果适应相应的要求。

优选地，压实和/或平滑元件以可更换的方式被布置在重涂单元中。由此，例如为了清洁和/或维护目的，可以容易地从重涂单元中去除压实和/或平滑元件，和/或在损坏的情况下可以容易地更换它，并且对于每个构建工作，可以使用适应相应构建工作的要求的压实和/或平滑元件。

优选地，压实和/或平滑元件在重涂单元中以手动或可自动调整的方式布置在第三方向上。这例如可以使得构建区域上的压实和/或平滑元件的高度容易适应于相应构建工作的要求。

优选地，两个重涂辊具有相同的直径，和/或在重涂单元中被布置成可以在彼此相反的旋转方向上被驱动。由此可以例如简单地在彼此相反的重涂方向上实现对称的操作。