[发明专利]用于添加式地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由能借助能量束(4)固化的粉末状建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)，设备(1)包括过程室(8)和被配置为产生至少部分地流过过程室(8)的气态流体流的流产生装置(9)，所述气态流体流在流过过程室(8)时能够夹带未固化的颗粒状建造材料、特别是在设备(1)运行期间产生的烟雾或烟雾残留物，其中，流产生装置(9)包括至少两个单独的流产生单元(13，14)，每个流产生单元都被配置成产生相应的气态流体流。本发明还涉及用于该设备的流产生装置(9)。

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能通过能量束固化的粉末状建造材料层来添加式地制造三维物体的设备，该设备包括过程室和被配置为产生至少部分地流过所述过程室的气态流体流的流产生装置，所述气态流体流在流过所述过程室时能够夹带未固化的颗粒状建造材料、特别是在所述设备的操作期间产生的烟雾或烟雾残留物。

背景技术

用于添加式地制造三维物体的各种设备是广泛已知的，并且可以被实施为例如选择性激光烧结装置、选择性激光熔化装置或选择性电子束熔化装置。

在各添加式制造设备的操作期间，对于要制造的物体质量而言是决定性因素的有效地去除未固化的颗粒状建造材料、特别是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物，而不从粉末床中扬起建造材料颗粒可能是具有挑战性。换句话说，各设备的流产生装置应当被配置成产生气态流体流，所述气态流体流在流经过程室时一方面有效地从过程室去除未固化的建造材料颗粒，另一方面避免从粉末床上扬起建造材料颗粒。这尤其适用于采用高功率能量束、例如功率大于200W的能量束的添加式制造设备。

然而，已知的流产生装置——特别是当采用高功率能量束来照射和固化粉末状建造材料时——有时不能以完全令人满意的方式满足上述挑战。

发明内容

鉴于上述，本发明的目的是提供一种具有改进的流产生装置的用于添加式地制造三维物体的设备，所述改进的流产生装置允许产生在流过过程室时一方面从过程室有效地去除未固化的建造材料颗粒、另一方面避免了从粉末床上扬起材料颗粒的气态流体流。

该目的通过根据权利要求1的用于添加式地制造三维物体的设备来实现。引用权利要求1的权利要求涉及根据权利要求1的设备的可能实施例。

本文描述的设备是用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的粉末状建造材料(“建造材料”)构成的层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。相应的设备可以是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。

该设备包括在其操作期间使用的多个功能单元。示例性功能单元是过程室、被配置为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的照射装置、以及流产生装置，所述流产生装置被配置为产生以给定的流动特性至少部分地流经过程室的气态流体流，所述给定的流动特性例如为给定的流动轮廓、流速等。气态流体流能够在流经过程时夹带未经固化的颗粒状建造材料、特别是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残余物。气态流体流通常是惰性的，即通常是惰性气体——例如氩气、氮气、二氧化碳等——的流。

与现有技术已知的流产生装置相比，本文所述的添加式制造设备的流产生装置包括至少两个独立的流产生单元，每个独立的流产生单元被配置为产生相应的气态流体流。通过包括多个流产生单元，流产生装置以完全令人满意的方式满足上述挑战，即产生在流过过程室时一方面从过程室中有效地除去未固化的建造材料颗粒、并且在另一方面避免从粉末床中扬起建造材料颗粒的气态流体流。提供多个流产生单元确保了由流产生装置产生的气态流体流有效地从处理室中去除未固化的建造材料颗粒，并且避免了从粉末床中扬起建造材料颗粒，即使使用高功率能量束、例如具有大于200W功率的能量束亦是如此，这是由于与仅使用单个流产生单元的已知流产生装置相比，使用至少两个流产生单元的流产生装置的功率谱增强或能够增强。