[发明专利]用于添加式地制造三维物体的设备

说明书

本发明涉及一种通过依次逐层地选择性地照射和固化由能借助能量束(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)，其中设备(1)包括照射装置(5)，所述照射装置适于产生用于照射所述建造材料(3)的至少一个能量束(4)，其中，设有包括至少一个检测单元(11)的安全装置(10)，所述检测单元适于检测通过照射建造材料(3)产生的过程光(12)，其中，安全装置(10)适于根据检测结果控制照射装置(5)。

技术领域

本发明涉及一种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建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备，其中所述设备包括适于产生至少一个用于照射建造材料的能量束的照射装置。

背景技术

从现有技术大致已知通过依次逐层地选择性照射和固化建造材料来制造三维物体的设备，例如选择性激光熔化设备或选择性激光烧结设备。所述设备包括照射装置，所述照射装置适于产生一个或多个能量束，所述能量束可以在建造材料的表面上被引导从而照射并且由此固化建造材料。

由于在添加式制造过程中使用的能量束的高的能量束强度或能量束功率，重要的是确保能量束不能离开设备的其中执行添加式制造过程、特别地其中照射建造材料的过程室。为了确保能量束不能离开过程室，从现有技术已知例如使用壁元件完全封闭过程室。由于能量束仍然可能穿透过程室的封壳，因此已知在过程室的壁中包括安全装置，例如所谓的“射束侦查器(spy)”，其中如果过程室壁中的一个壁被能量束穿透，安全装置适于使能量束关闭。因此，确保了人员不会接触能量束甚至被能量束伤害，因为能量束在能够离开过程室之前被关闭。

但是，仍然要求能量束穿透、例如熔穿过程室的第一(内)壁，以通过安全装置进行检测。此外，能量束仍然可能错位/未对准或被错误引导成使得能量束照射过程室内的设备的部件(例如壁)或功能单元(例如施加单元、流产生单元等)。因此，由于能量束的错误引导或错位，可能对设备的贵重单元造成损害。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种改进的用于添加式地制造三维物体的设备，特别地其中改进了工艺安全性和/或工业安全性。

该目的通过根据权利要求1所述的设备被创造性地实现。本发明的有利实施例遵循从属权利要求。

这里描述的设备是通过依次选择性地逐层固化由能借助能量源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、例如技术结构件的设备，所述能量源例如是能量束，特别是激光束或电子束。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。替代地，建造材料的依次逐层地选择性固化可以通过至少一种粘结材料进行。粘结材料可以利用相应的施加单元来施加，并且例如使用合适的能量源、例如紫外线光源来照射。

该设备可以包括在设备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、以及适于产生至少部分地以给定的流动特性流过过程室的气态流体流的流产生装置，所述给定的流动特性例如是给定的流动轮廓、流动速度等。当流过过程室时，气态流体流能够夹带未固化的微粒状建造材料，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。

如前所述，本发明的设备包括适于产生能量束的照射装置，其中能量束在建造材料的表面被引导以选择性地照射建造材料。本发明的设备所包括的安全装置允许检测通过照射装置产生的能量束是否照射建造材料或者能量束是否被引导到设备的另一结构上，例如过程室壁或设备的功能单元(例如建造材料施加单元)。