[发明专利]用于工件的粉末床基增材制造的、具有多个用于不同粉末类型的计量装置的设备及其运行方法

说明书

本发明涉及一种用于工件(11)的粉末床基增材制造的设备，所述增材制造例如通过选择性激光熔融实现。设置有用于粉末床(13)的容纳装置(12)，其中，粉末床可以通过多个计量装置(其中只显示了一个计量装置)施加。按照本发明规定，每个计量装置(23a)具有计量缝隙(28a)，通过所述计量缝隙可将确定的粉末类型(25)施加到粉末床(13)上。容纳装置(12)和计量装置(23a)按照本发明能够相对彼此移动，因此借助计量缝隙能够用粉末加载粉末床(13)的整个表面(22)。有利地能够将不同的粉末类型计量施加到相同的粉末床(13)上，同时实现设备的较小的结构尺寸。本发明也涉及一种用于运行所述设备的方法。

本发明涉及一种用于工件的粉末床基增材制造的设备，所述设备具有过程室，在所述过程室中设置有用于粉末床的容纳装置。为了能够用粉末填充容纳装置，在所述设备中设置有多个用于不同的粉末类型的计量装置。此外，本发明涉及一种用于运行这种设备的方法。

按照本申请，基于粉末床的增材制造方法(即粉末床基增材制造方法)应该理解为将应当用来制造构件的材料在构件形成期间添加到构件上的方法。在此，构件已经形成其最终造型或者至少接近所述造型。构造材料是粉末状的，其中，通过增材制造方法使用于制造构件的材料逐层地被能量束固化。

为了能够制造构件，针对所选择的增材制造方法提供描述构件的数据(CAD模型)。所述数据被转换为待制造的工件的与制造方法适配的数据，以生成用于制造设备的指令，从而能够在制造设备中运行用于逐步地制造所述工件的适当工艺步骤。为此这样提供所述数据，即提供用于工件的需要分别产生的层(切片，Slices)的几何数据，这也称为切片。工件可以具有偏离构件的造型。例如可以考虑由于制造产生的构件扭曲，所述构件扭曲可以通过工件几何形状的偏差来补偿。工件通常也具有支撑结构，在对构件进行精加工时，所述支撑结构必须被再次移除。

作为增材制造的例子可以列举选择性激光烧结(也称为SLS，Selective LaserSintering)、选择性激光熔融(也称为SLM，Selective Laser Melting)和电子束熔融(也称为EBM，Electron Beam Melting)。这些方法尤其适用于加工形式为粉末的金属材料，通过所述粉末可以制造结构构件。

在SLM、SLS和EBM中，分层地在粉末床中制造构件。分别在粉末床中产生粉末的一层，这层接下来通过能量源(激光或者电子束)在应该形成构件的区域中被局部熔融或者烧结。由此逐步地分层地产生构件并且可以在制造完成之后将构件从粉末床中取出。

本文开头所述类型的设备或者其运行方法例如在US 2015/0352784 A1中描述。为了能够由多种材料通过基于粉末床的增材制造方法逐层地制造工件，建议可围绕用于待产生的粉末床的容纳装置布置多个用于不同的粉末类型的储存容器。所述储存容器提供与待产生的粉末床的表面处于一个水平上的相应的粉末类型的表面。随即可以借助滑动器分别将确定量的粉末从粉末储存器推入粉末床中。由于储存容器的表面必须布置在与粉末床相同的平面上以便借助推移实现计量施加，所以这种用于增材制造的设备具有比只需加工一种粉末类型的设备明显更大的结构空间。

由DE 10 2014 221 885 A1已知，用于基于粉末床的增材制造的设备可以具有多个计量装置，所述计量装置相对于垂直的并且延伸通过容纳装置的中轴线沿径向定向。这些计量装置可以围绕中轴线旋转并且在此将粉末计量施加到粉末床上，所述粉末床具有圆形的表面。由此能够在旋转中多次地计量施加粉末，所述粉末通过分别布置在计量装置之间的激光器分别被固化。

因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于工件的粉末床基增材制造的设备，所述设备将在粉末床中加工多个粉末类型的可能性与紧凑的构型相结合。