[发明专利]具有材料突出部分的部件的增材制造的制造装置和方法

说明书

本发明涉及用于增材制造部件(3)的制造装置(1)，每个部件(3)提供至少一个材料突出部分(2)，制造装置(1)具有至少一个建筑平台(4)，特定部件(3)至少可以部分地在建筑平台(4)上增材制造。为了降低材料消耗和制造增材制造部件(3)所需的时间，制造装置(1)具有至少一个优选电可控支撑装置(5)，电可控支撑装置(5)具有至少一个可移动的支撑臂(6)，在特定部件(3)在建筑平台(4)上面增材制造过程中，可移动的支撑臂(6)用于至少暂时地保持设置在支撑臂(6)上的至少一个支撑元件(7、11、12、13、14)。

技术领域

本发明涉及用于部件的增材制造的制造装置，每个部件具有至少一个材料突出部分，制造装置具有至少一个建筑平台，特定部件至少可以部分地在该建筑平台上增材制造。本发明还涉及用于部件的增材制造的方法，每个部件具有至少一个材料突出部分。

背景技术

词句“增材制造”包括用于例如由塑料或金属制造的具有高度复杂几何结构的部件的各种技术。部件的增材制造是通过分层构建部件来区别的。

如果要制造的部件旨在具有横向突出部分(材料突出部分)，横向突出部分设置在建筑平台上方并且距建筑平台有一距离，部件的底部直接在该建筑平台上形成，支撑结构(也就是说附加材料)通常必须设置在建筑平台上，材料突出部分的层累加地沉积在支撑结构上。

在这方面，支撑结构可以特别是同样通过增材制造用与要制造的部件相同的材料来制造或用不同的材料来制造。然而，在制造具有材料突出部分的部件之后，支撑结构或支撑结构的材料必须从完成的部件中移除。通常，几乎在所有具有复杂几何结构的部件的情况下这是必须的。

形成和移除特定的支撑结构延长制造部件所需的时间并且导致附加的材料消耗，附加的材料消耗可能是相当大的，取决于特定部件大小、特定生产导向和特定部件几何结构。由于制造时间的长度总是相关的并且制造材料是非常昂贵的，所以应该采取一切措施以减少制造时间和材料消耗以便降低制造成本。

专利文件US 9 555 582 B2公开用于在打印床上增材制造壁结构的增材制造方法，其中具有不沾表面的支撑件靠近壁结构或者在壁结构的里面定位，并且其中在一个或多个壁上并且在支撑件上累加制造材料层以创建材料突出部分。在构成材料突出部分的材料已经恢复到固态或已经变硬之后移除支撑件。

专利文件US 2017/0 355 141 A1公开通过增材材料沉积形成车型车身的装置。装置具有托架、用于在托架上通过材料的增材沉积构建车型车身的沉积单元以及具有工具架的工具托架，车型车身在托架上形成，沉积单元容纳在工具架中，其中工具托架以容纳在工具架中的沉积单元可以通过相对于托架移动工具架而在五个方向上对准这样的方式设计。

专利文件US 6 682 684 B1公开用于改进分层制造技术以改进物体的表面性质并且缩短支撑结构的制造时间的方法。在主材料沉积之后，在每一层上交替沉积表面改进材料，交替表面改进材料的边缘对应于先前沉积且固化的表面改进材料。提供可移除的支撑结构以便支撑主要材料的沉积。支撑结构为沉积材料提供支撑以形成型腔盖。

专利文件US 2016/0 250 808 A1公开用于使用3D打印机打印三维物体的方法，3D打印机沉积由打印材料制成的堆积层。每一层粘接至形成物体的堆积层中的另一层的至少一部分。提供由材料制成的支撑层，其中支撑层的至少一部分是用不粘材料覆盖的以减少打印材料与不粘材料的粘接并且减少打印材料与支撑层的粘接并且打印材料的层在支撑层上设置在支撑层的下面，包括用不粘材料覆盖的支撑层的一部分。

专利文件WO 2017/025 956 A1公开一种系统，系统具有3D打印机、用于计算打印物体的物体数据的处理器以及用于基于物体数据来控制在构建材料的层中的分配的控制器。3D打印机具有用于在构造物体的构建材料的层中选择性分配的分配单元和用于运送构造物体的分配材料的构建托盘。使用预先制造的支撑结构，其中通过预先制造的支撑结构进行物体的至少一部分的打印。