[发明专利]用于添加式地制造三维物体的设施

说明书

本发明涉及用于添加式地制造三维物体(2)的设施(1)，包括：用于通过依次逐层地选择性地照射和固化由能借助能量束(5)固化的粉末状建造材料(4)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的至少一个建造设备(3)，和/或适于执行添加式制造过程的至少一个预处理步骤的至少一个设备(3)，和/或适于执行添加式制造过程的至少一个后处理步骤的至少一个设备(3)，其中包括至少一个控制单元(6，19，22，28)，其适于控制在设备(3)的至少一个部件(8，17，20，21)旁侧流动和/或流经设备(3)的至少一个部件(8，17，20，21)的流体(7，27)的参数。

技术领域

本发明涉及一种用于制造三维物体的设施，该设施包括至少一个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构成的层来添加式地制造三维物体的设备，和/或至少一个适于执行添加式制造过程的至少一个预处理步骤的设备，和/或至少一个适于执行添加式制造过程的至少一个后处理步骤的设备。

背景技术

这种设施在现有技术中是众所周知的，其中至少一个设备使用能量束(例如激光束)来添加式地制造三维物体。激光束逐层并且选择性地照射粉末状建造材料以固化粉末状建造材料。通常，惰性气体循环通过设备的腔室，该惰性气体也冷却正在制造的物体，并且当惰性气体沿着部件的旁侧或通过部件流动时，进一步冷却设备的各种部件。惰性气体的某些参数，例如惰性气体和设备的部件的温度以及所制造的物体的温度在制造过程期间变化。而且，温度的变化尤其取决于能量束的功率或在材料中沉积的能量。

由于过程气体通常在封闭回路中循环，所以在制造过程中产生的热量不能耗散。热量被传递到整个设备中并传递到设备的相邻部件。因此，惰性气体和部件的温度在制造过程中变化，并且在不同的制造过程之间变化。此外，沉积的能量以及各种部件的温度升高尤其取决于物体的几何形状、暴露时间，并且特别地在建造过程期间变化。这导致了不稳定的过程/工艺参数或过程/工艺条件，从而导致所制造的物体的偏差和不完美。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种用于制造三维物体的设施，其中制造过程的工艺条件更加稳定。

该目的通过根据权利要求1所述的用于制造三维物体的设施来创造性地实现。

本发明的设施包括至少一个控制单元，该控制单元适于控制在设备的至少一个部件的旁侧流动和/或流经设备的至少一个部件的流体的参数。因此，可以经由控制单元来控制从设备的至少一个部件的旁侧流过和/或流经设备的至少一个部件的流体的某些参数。控制单元适于控制流体的任何任意参数，例如控制单元适于控制流体的(物理)流动特性，例如流速、湿度、温度或流量。

根据优选实施例，设施包括至少一个温度控制单元，该温度控制单元适于控制沿设备的至少一个部件的旁侧和/或通过设备的至少一个部件流动的流体的温度，和/或至少一个温度控制单元适于控制设备的至少一个部件的温度。本发明的设施建议借助温度控制单元通过对沿着设备的至少一个部件的旁侧和/或通过设备的至少一个部件流动的流体进行调温，或者附加地或替代地通过对设备的至少一个部件进行调温来控制温度。

这里描述的设备是用于通过依次逐层地选择性地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——例如技术部件——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。

该设备包括在其运行期间使用的多个功能单元。示例性的功能单元是过程室、适于使用至少一个能量束来选择性地照射布置在过程室中的建造材料层的照射装置、以及适于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的流产生装置，所述流动特性例如是给定的流动分布/轮廓、流动速度等。气态流体流在流经过程室时能够夹带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。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。