[发明专利]用于制造成型体的设备

说明书

本发明涉及一种用于在处理室(8)中对材料粉末进行逐层重熔以形成成型体(2)的设备。该设备包括用于层状结构的载体(14)和辐照装置(40、42)，辐照装置用于根据成型体(2)的与待制造的成型体层(7)相关联的横截面区域来辐照粉末。设置有包括平滑滑动件(15)的粉末层平整和平滑装置(13)，用于使载体(14)上相应量的材料粉末均匀化，并且设置有包括吸嘴(35)的抽吸装置，用于抽吸处理烟气。吸嘴(35)通过电机驱动在处理室(8)中可移动。吸嘴耦接至平滑滑动件(15)用于共同移动，并且在共同移动期间可以在抽吸模式下工作，其中辐照装置(40、42)处于活动状态，用于对粉末进行辐照。

技术领域

本发明涉及一种用于通过在处理室中由粉末状的材料，特别是金属的或陶瓷的材料逐层堆积来制造成型体的设备，所述设备包括

-处理控制装置，

-用于层堆积的载体，

-辐照装置，用于利用辐射，特别是聚焦的激光辐射，在成型体的与当前正在载体上部制备的材料粉末层相关联的成型体横截面区域内，对该材料粉末层进行辐照，使该横截面区域内的材料粉末通过加热而熔融或可能烧结，

-平整和平滑装置，用于制备随后待在载体上辐照的材料粉末层，其中该平整和平滑装置包括至少一个以电机驱动而可移动的平滑滑动件，用于使载体上一定数量的材料粉末均匀化及平整化，以形成材料粉末层，并且包括

-抽吸装置，其包括用于从处理室抽吸处理烟气的吸嘴装置，

其中，吸嘴装置的至少一个吸嘴借助于驱动装置在处理室中可移动，并且其中，吸嘴在移动期间可以在抽吸模式下工作，而辐照装置处于活动状态，用于辐照当前正在载体上制备的相关的材料粉末层。

本发明特别涉及选择性激光熔化领域，并且就方法和设备而言，本发明基于例如在WO 2010/068327 A1、DE 199 05 067 A1、DE 101 12 591 A1、WO 98/24574 A、WO 2006/024373 A2、WO 2017/084781 A1和DE 10 2006 014 835 A1中所描述的技术。

近年来，“选择性激光熔化”、“选择性粉末熔化”、“选择性激光烧结”等类似术语已被众所周知是用于生产甚至是具有相对复杂几何形状的对象的有效方法，这些方法通常以术语“快速原型制作”或“快速制造”或“3D打印”来概括，它们基本上是基于以下原理：

根据说明数据，例如CAD数据或由此得出的几何描述数据，通过局部选择性辐照来固化或融化物体的与各个层相关联的横截面图案相对应的原材料，由处理室中的载体上的细颗粒粉末状原材料逐层堆积出待制造的物体。通常通过激光辐射来实现辐照，其中借助于控制装置，基于待制造的物体的相关的几何描述数据，对辐照装置的使光束偏转的偏转装置进行控制。控制信息通常由微机来处理和提供。

激光束在当前正在载体上部制备的原材料粉末层上绘制与该层相关联的对象的横截面图案，以便根据横截面图案对原材料进行选择性熔化。之后，下一个材料粉末层的制备通常从最后在某些区域通过辐照选择性熔化的那层开始，然后再以上述方式再次进行辐照处理。由此逐层形成物体，其中连续制造的横截面层熔合在一起，使得它们彼此粘附。各种金属和合金可以用作粉末材料，包括例如钢、钛、金、钽、铝、铬镍铁合金等。陶瓷材料粉末也可用于选择性激光熔化。此外，几乎所有可以想象到的物体形状都可以使用选择性激光熔化的方法来制造，这使其适用于生产复杂形状、机器元件、假肢、首饰等。

通常通过相应地降低形成载体的平台来进行相对于光束源或光束偏转装置的层高度的相应设置，在平台上逐层地建立物体。在选择性激光熔化的情况下，对所使用的材料粉末的辐照通常是在惰性气体气氛下，例如氩气气氛下进行的，特别是为了抑制氧化作用。众所周知，在实施选择性激光熔化方法期间，通过在处理室的一侧注入惰性气体，用惰性气体连续吹扫处理室，然后在处理室壳体的另一侧适度抽吸惰性气体。必要时，在过滤之后，可以将所抽吸的惰性气体再次引入处理室的回路中。