[发明专利]用于增材制造至少一个成形体的装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于增材制造至少一个成形体(12)的装置(10)及方法，所述装置具有至少一个用于容纳材料的过程空间(14)，成形体(12)能够以所述材料通过增材制造工艺制造，其中，所述过程空间(14)的至少一个局部区域由多个能够彼此相对地至少平移地移动的棒元件(20、21)限定。

这种装置和这种方法已经由专利文献EP 1669143 A1已知。所述装置用于增材制造至少一个成形体并且具有至少一个用于容纳材料的过程空间，成形体能够以所述材料通过增材制造工艺制造或者以所述材料通过增材制造工艺制造成形体。

本发明所要解决的技术问题在于，拓展设计开篇所述类型的装置和方法，使得能够实现特别有利地制造成形体。

所述技术问题通过具有权利要求1所述特征的装置以及具有权利要求14所述特征的方法解决。本发明的具有适宜的扩展设计的有利的设计方案在其余权利要求中给出。

本发明的第一方面涉及一种用于增材制造至少一个成形体的装置。所述装置具有至少一个用于容纳材料的过程空间，成形体能够以所述材料通过增材制造工艺制造或者以所述材料通过增材制造工艺制造成形体。

为了实现特别有利地制造成形体，按照本发明规定，过程空间的至少一个局部区域由多个能够彼此相对地至少平移地移动的棒元件限定。

在增材制造中例如由制造成形体的材料构成材料床。所述材料例如是粉末状的材料、即粉末，从而例如将材料床构造为粉末床。所述增材制造由此可以是基于粉末床的增材制造。在增材制造中例如借助通过射束能量、尤其是激光束的射束能量的选择性的固化在过程空间中逐层地构建、即制造成形体。过程空间例如通常可以是所谓的构造缸或者所谓的材料床室的内部。材料并且由此成形体通常在过程空间中支承在适宜的下沉装置、例如构成所述过程空间的底部的构造板上。构造板例如在制造相应的层之后下沉，以便随后在过程空间中在构造版上并且由此在已经制造的层上布置另外的材料，随即以所述另外的材料制造成形体的另外的层。由此规定了逐层地构建成形体。

例如在增材制造期间通过构造板的下沉增大过程空间的体积。成形体可以说在过程空间中被粉末包围地下沉。通常必须在制造成形体时根据所述成形体的几何特性借助射束能量以所述材料制造并且由此共同产生支承元件、即所谓的支承结构，原因是所述材料床无法在成形体的制造期间始终确保足够的用于支承所述成形体的支承功能。此外由于射束能量，在粉末床和成形体之间和/或仅在成形体自身当中会出现非常高的温度梯度。所述温度梯度会在成形体中造成机械应力，所述机械应力使得在必要时必须有其它支承结构。支承结构通常与构造板和/或与施加在所述构造板上的基板连接。成形体本身通常也与该基板连接。由于支承结构由与成形体相同的材料制造，因此所述支承结构造成了材料消耗的增加。因此支承结构的制造在时间和成本方面是耗费的。

现在能够借助按照本发明的装置避免该问题和缺点，原因是例如使用棒元件，以便在制造成形体时按照要求地支承所述成形体，而不必以所述材料为此制造支承结构成形体。由此能够在时间和成本方面有利地制造成形体。通过使用棒元件能够将过程空间设计为模块化的过程空间或者模块化的构造室，其内部的形状和/或内周侧的形状例如能够变化地或者按照需求地调节，方式是将棒元件彼此相对地移动。尤其能够将棒元件用作简单的支承结构和/或用于影响温度梯度。

过程空间或者所述过程空间的体积例如部分地由底部并且部分地由至少一个侧壁限定。底部、即通常所谓的构造平台例如沿着竖直方向向下限定过程空间，其中，侧壁至少部分地沿着水平方向限定所述过程空间。也被称为构造室的过程空间能够由此固持用于构造成形体的例如粉末状的材料。过程空间通常具有笔直的圆柱的形状。

按照本发明规定，侧壁的和/或底部的至少一个局部区域由棒元件构成，通过彼此相对地移动所述棒元件能够在此按照需求地改变过程空间的形状。如果例如底部完全由棒元件构成，则能够取消上文提到的基板和/或构造板。