[发明专利]用于逐层地增材制造构件的方法和对应的计算机程序载体

说明书

在一种用于借助至少两个能够二维偏转经过相同粉末床区域(8)的激光射束(3a,3b)在粉末床(5)中逐层地增材制造构件(2)的方法、尤其LMF或SLS方法中，所述激光射束的投射到粉末床(5)上的激光焦斑分别调设或能够调设为小于或等于300μm、优选200μm、特别优选100μm的尺寸，其中，能够由所述激光射束(3a,3b)中的每个制成待在所述粉末床区域(8)中制造的构件(2)，根据本发明，待在所述粉末床区域(8)中制造的构件(2)的每个单个的、延伸经过多个层的、相对于所述粉末床(5)成直角或近似成直角地定向的表面轮廓(9a)和/或待在所述粉末床区域(8)中制造的构件(2)的每个单个的、延伸经过多个层的、相对于所述粉末床(5)不平行或不近似平行地定向的表面轮廓(9a)仅由所述激光射束(3a,3b)之一制造。

技术领域

本发明涉及一种方法、尤其LMF(LaserMetal Fusion)或SLS(Selective LaserSintering)方法，用于借助至少两个能够二维偏转经过相同粉末床区域的激光射束在粉末床中逐层地增材制造构件，所述激光射束的投射到粉末床上的激光焦斑分别调设到或能够调设到小于或等于300μm、优选200μm、特别优选100μm的尺寸，其中，激光射束中的每个激光射束都能制成待在粉末床区域中制造的构件，本发明也涉及对应的计算机程序载体。

背景技术

这种方法例如通过DE 10 2013 103 006 A1已知。

在用于逐层地增材制造构件的机器中，通过在过程腔室中将粉末层(金属、陶瓷、热塑性塑料)施加到基底板上并且用激光射束固化的方式来处理材料。所述材料可以是反应性的、例如在与氧气接触中迅速氧化的钛或铝，或者可以是相对惰性的、例如不锈钢。如果粉末层用激光射束熔化，则称为激光金属熔合(LMF)或选择性激光熔化(SLM)。如果粉末层仅用激光射束烧结，则称为选择性激光烧结(SLS)。随后，将基底板降低一个粉末层厚度并且施加一个新的粉末层并且重新固化，直至已制成三维构件。通常，以对应扫描器使用多个激光射束，以便沿X和Y轴增大可能的构造空间，该构造空间在唯一扫描器的情况下会被该扫描器的扫描范围限制，其中，不排除扫描器的交叠的工作区域(例如，DE 10 2005 014483 A1)。根据EP 2 875 897 A1，构件的(表面)轮廓的熔化在两个激光射束工作区域的交叠区域中由一个激光射束开始，并且然后由其它扫描器继续。

此外，在用于增材制造的方法中还已知所谓的壳-芯策略，其中，用具有小焦点直径(例如100μm)的第一激光射束将构件的(精细)轮廓(“壳”)熔化并且用至少一个第二激光射束将构件的内部区域(“芯”)基于较大的聚焦直径(例如500μm)并从而基于随之而来的增大的激光能量相对于第一激光射束加速地熔化。可选地，芯区域不按照每个粉末层熔化，而是用第二激光射束一次熔化两个或更多个粉末层。根据DE 19818469A1，第一激光射束的直径可以是0.01至1.0mm、尤其0.1至0.3mm，并且第二激光射束的直径可以是0.3至50mm，尤其2至10mm。

由开头所述的DE 10 2013 103 006 A1已知一种用于借助多个激光射束逐层地增材制造构件的机器。该机器针对每个激光射束分别包括一个扫描器，用于使相应的激光射束扫描经过粉末床，该机器还包括能够逐步降低的载体，所述载体用于使得能够实现相继的层制造周期并且用于接收粉末床。这些激光射束是相同的并且可以分别扫描相同的粉末床区域，使得所述激光射束中的每个激光射束都能够制造待在该粉末床区域中制造的构件的每个部分。激光射束的投射到位于焦平面内的粉末床上的焦斑具有通常约为70μm的直径。通过多个彼此交叠的激光射束，满足较大的公共粉末床区域，使得单个部件的不同区段可以同时和彼此邻接地通过这些激光射束制造。在此，当激光射束没有精确地彼此校准或激光射束在构造时间期间经受不同的漂移时，这在由这些激光射束共同制造的表面轮廓中导致表面粗糙度增加，因为激光射束的熔化轨迹以该不精确性相对彼此错开。

发明内容

与此相对地，本发明所基于的任务是，改进开头所述类型的方法，使得构件可以在表面轮廓中无错位地、即以在整个表面轮廓上相同的精度被制造。