[发明专利]用于制造三维物体的设备

说明书

本发明涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化多层由能借助能量束(4)固化的建造材料(3)来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)，其具有构造成产生能量束(4)的照射装置(5)，其中所述能量束(4)沿所述能量束(4)的光束路径(6)传播到建造平面(7)上，其中所述能量束(4)在至少一个固化区(8)中照射建造材料(3)，其中设置了探测装置(11)，所述探测装置构造成探测从与所述固化区(8)相邻的至少一个相邻区(9，10)发出的辐射(12b)或探测从所述固化区(8)发出的辐射(12a)和从相邻区(9，10)发出的辐射(12b)。本发明还涉及用于所述设备的探测装置和保护镜以及用于操作所述设备的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料来添加式地制造三维物体的设备，其具有构造成产生能量束的照射装置，其中能量束沿光束路径传播到建造平面上，其中能量束在至少一个固化区中照射建造材料。

背景技术

由现有技术公知此类设备，其中能量束选择性地照射建造材料层，其中建造材料通过使用能量束的照射来固化。能量束经由照射装置产生并且沿光束路径被引导到建造平面上。换而言之，能量束被选择性地引导到位于建造平面中的建造材料的表面上，其中能量束被引导到其上的建造材料的表面的部分被照射并由此固化。通过相继选择性地照射若干层，添加式地建造了三维物体。能量束沿其被引导的建造平面中的路径称为能量束路径(“写入路径”)，而光束路径指的是能量束沿着其从照射装置、尤其是从照射装置的束源经光学元件行进到建造平面的路径。换而言之，能量束路径是建造平面中的能量束的位置的变化。

此外，由现有技术已知检测固化区中的温度以生成与制造过程的品质、尤其是被照射的建造材料是否适当地固化有关的信息。过程品质和/或在制造过程中建造的物体的结构参数还取决于与固化区相邻的区中的温度。尤其是，如果固化区与相邻区之间的温度梯度超过规定值，则会发生对建造物体的品质的负面影响，例如建造物体的体积中的裂缝。

发明内容

因此，一个目的是提供一种设备，其中改进了制造过程。

该目的通过根据权利要求1所述的设备创造性地实现。本发明的有利实施例记载于从属权利要求。

本文所描述的设备为一种用于通过依次逐层地选择性地照射和固化多层能借助能量束固化的粉末状的建造材料(“建造材料”)来添加式地制造三维物体——例如技术结构件——的设备。相应的建造材料可以是金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以是激光束或电子束。相应的设备可以为例如选择性激光烧结设备、选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。

设备包括在其运行期间使用的若干功能单元。示例性的功能单元为：过程室；照射装置，其构造成使用至少一个能量束选择性地照射设置在过程室中的建造材料层；和流产生装置，其构造成产生以给定的流动特性——例如给定的流动轮廓、流速等——至少部分地流经过程室的气态流体流，例如气体流。所述气态流体流在流经过程室的同时能够携带未固化的建造材料颗粒，尤其是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物。所述气态流体流典型为惰性的，也就是典型为惰性气体例如氩气、氮气、二氧化碳等的流。探测装置可包括扫描单元，其构造成将从建造平面发出的辐射引导到探测装置的至少一个传感器、尤其是摄像机。

本发明基于以下思想：提供了一种探测装置，其构造成探测从邻近固化区定位的至少一个相邻区发出的辐射或探测从固化区发出的辐射以及从相邻区发出的辐射。因此，设备允许探测从与固化区相邻的区发出的辐射，以便产生与制造过程对与固化区中的建造材料相邻的建造材料的影响有关的信息。因此，可以产生与相邻区直接关联的信息，而在现有技术中仅可以获取与固化区有关的信息并推测对与固化区相邻的区的影响。