[发明专利]添加制造方法

说明书

本发明涉及一种添加制造方法。为了提供有效的添加制造方法，根据本发明设想：—将金属粉末(6)层叠地施加到基部表面(B)，基部表面(B)部分地由基板(2)形成，并且部分地由布置在基板(2)上的通孔(2.1、2.5、2.6)中的至少一个插入件(3)形成，并且通过加热而使金属粉末粘合在区域中，从而制造具有连接到至少一个插入件(3)的连接结构(12)的物体(10)，以及—在制造完成之后，每个插入件(3)相对于基板(2)在通孔(2.1、2.5、2.6)内被调节，从而将至少部分连接结构(12)与插入件(3)分离。

技术领域

本发明涉及一种添加制造方法。

背景技术

目前存在各种方法，通过这些方法可以基于设计数据由无定形或中性形状的材料(例如粉末(如果合适的话加入粘合剂)或液体(其有时也包括熔化的固体))来产生三维模型。这些方法也被称为例如“快速成型”、“快速制造”或“快速加工”等共同术语。通常这涉及初始形成步骤，其中起始材料从一开始就是液体形式或暂时液化并在预定位置硬化。在这方面，一种已知的方法是“熔融沉积成型”(FDM)，其中工件由热塑性材料层叠而成。例如将塑料以粉末或者股线的形式供给，通过喷头熔化并以熔化的形式施加，喷头依次施加待生产的物体的单独的、大致水平的层。

此外，已知将粉末状物质(例如塑料)分层施加并通过局部施加或压制的粘合剂选择性使其固化的方法。在其他方法中，例如选择性激光烧结(SMS)，例如借助于刮刀，将粉末分层地施加到基板上。粉末通过合适的聚焦束(例如激光束)被选择性地加热，并由此被烧结。建好一层后，基板稍微降低，然后再施加上新层。在这方面，塑料、陶瓷或金属可以用作粉末。生产过程之后，必须除去未烧结的粉末。在类似的选择性激光熔化(SLM)方法中，通过辐射输入的能量的量是如此之高以致粉末部分地熔化并固化以形成连着的固体。

在许多情况下，除了物体的实际可用形状之外，还必须另外产生将物体连接到基板的支撑结构或连接结构。这些可以是立列、网、支柱或通常垂直延伸的类似的元件。一方面，它们用于在悬垂形状的情况下确保可靠的支撑，并防止物体部件在制造过程中被移位。另一方面，尤其在与高热输入相关联的诸如SLM之类的制造方法的情况下，连接结构确保了从物体到基板的散热，并防止物体在制造期间因温度差异而变形。

一旦物体的制造完成，就必须将其与连接结构一起从基板上移除，为此，基板通常必须从制造装置中移除。所有这些都是手动执行的，因此显著增加了周期时间和生产成本。目前，通常通过更精确的线腐蚀的电火花腐蚀(EDM，放电加工)或机械方式(例如通过锯)来实现物体与基板的手动分离。除了时间消耗以外，还存在线腐蚀的问题，即线在与金属粉末接触时容易破裂。这意味着进一步的延期和成本的增加。由于所指出的问题，诸如SLS(选择性激光烧结)或SLM的方法目前不适合经济批量生产。

US 5,753,274 A公开了一种添加制造方法，其中物体通过层状选择性烧结或粉末状材料的熔化来产生。在这个过程中，使用物体的第一层粘附的预制板作为制造的基础。例如，所述板通过螺纹紧固固定在制造装置的支撑平台上。

CN 204020013 U公开了一种用于3D打印机的喷头的定位方法。在所示的打印机的情况下，物体被建立在塑料板上，塑料板通过夹紧固定在基部平台上。制造完成后，可将塑料板与物体一起从基部平台上取下。

JP H02-128829 A示出了通过光可硬化液体的分层硬化来生产物体的添加制造方法。这里，在柔性基板上进行堆积。在制造过程中，基板以水平方式支撑。在完成制造时，基板被弯曲，从而将其从制造的物体上分离。

US 2014/0178588 A1示出了一种3D打印方法，其中使用FDM将物体印刷到基底上，该基底可以通过环状胶带或通过板形成。在此，所述板具有多个凹部，物体的硬化材料刚好放入所述凹部中，并由此通过强制接合而在板上产生锚固。