[发明专利]在增材制造时的粉末干燥装置

说明书

用于由粉末(5)增材制造三维构件(3)的制造装置(1)，具有提供工作面(21)的制造空间(11)，该制造空间包括构建平台区域(23A)和粉末储存区域(23B)。制造装置(1)还具有：用于产生射束的射束源(51)，用于在构建平台区域(23A)中照射粉末(5)以便逐层地制造构件(3)；粉末储备容器(25)，用于通过工作面(21)中的提供开口(21B)将粉末(5)提供到粉末储存区域(23B)中；和推料装置(19)，用于将粉末从粉末储存区域(23B)运送到构建平台区域中。制造装置(1)还具有气体系统(41)、例如气体循环系统，用于提供干燥气流(40)，干燥气流流经工作面(21)中的提供开口(21B)，用于从粉末(5A)的最上层接收湿气。

技术领域

本发明涉及一种用于基于激光进行增材制造的装置并且尤其涉及提供用于所述增材制造的干燥粉末。本发明还涉及一种用于使粉末干燥的方法，所述粉末用于在增材制造装置中进行构件的增材制造。

背景技术

尤其金属或陶瓷的工件的基于激光的增材制造的基础是通过激光照射使以粉末形式存在的原材料固化。这个方案(也作为选择性激光熔化、粉末床熔铸或激光金属熔铸(LMF)已知)尤其用于(金属)的3D打印的机器中。在EP 2 732 890 Al中公开了用于制造三维产品的示例性机器(在此简称LMF机)。增材制造的优点通常是简单地制造复杂的并且能够个性化地产生的部件。在此，尤其能够实现内部空间中的限定结构和/或优化力流向的结构。

所述粉末的状态尤其对激光与粉末可再现的相互作用具有意义，因为例如在粉末中变化的水含量会导致不同的熔化过程并且因此导致不同地固化的材料结构。粉末的含湿量尤其取决于将粉末装载到LMF机中时的储存条件和天气条件。提高的湿度会导致例如材料的提高的多孔性(参见例如“选择性熔化AlSi10Mg时氢多孔性的形成和降低”，Weingarten等，材料加工技术杂志221(2015)112-12)。此外，粉末的流动性会由于过高的湿度而降低。

已知各种用于干燥粉末的方案。因此将粉末投入机器之前尝试例如借助粉末储存容器中的干燥袋进行干燥。但缺点是在长期储存的情况下干燥剂的作用会降低。此外所述干燥剂还会不经意地到达制造空间中。例如EP 2 992 986 Al公开了在用于制造3D构件的装置的气体或粉末循环中的干燥剂的应用。

此外US 9,156,056 B2公开了一种用于通过加热储备容器使装载在储备容器中的粉末干燥的干燥单元。这个方法的缺点是在所述储备容器尺寸增大的情况下干燥持续时间总是越长。这样降低了所述储备容器中粉末的下述表面相对于储备容器中粉末总体积的比例，所述表面直接暴露在环境中进而能够从所述储备容器中的粉末中导出湿气。

此外EP 3 023 228 A1公开了一种用于在平台上增材制造三维产品的机器，所述机器提供经过所述平台的气流，用于从相互作用区去除例如烟气。由例如DE 10 2010 052206 A1、DE 10 2006 014 835 A1和WO 2010/007394 A1已知其他气体循环配置。

发明内容

基于这些公开的方面的任务是将用于构建用途的粉末的含湿量降到低的(并且如果可能的话在制造期间尽可能恒定的)水平。

至少这些任务中的一个任务通过根据权利要求1的用于由粉末增材制造三维构件的制造装置并且通过根据权利要求11的用于对增材制造的粉末进行干燥的方法解决。在从属权利要求中给出扩展方案。

一方面，用于由粉末增材制造三维构件的制造装置包括：提供工作面的制造空间，所述制造空间包括构建平台区域和粉末储存区域；用于产生射束的射束源，所述射束用于在构建平台区域中照射粉末以便逐层地制造所述构件；粉末储备容器，用于通过工作面中的提供开口将粉末提供到粉末储存区域中；推料装置，用于将所述粉末从粉末储存区域运送到构建平台区域中；和用于提供干燥气流的气体系统，所述干燥气流流经所述工作面中的提供开口，用于从最上层的粉末接收湿气。