[發明專利]運行至少一個用于添加式地制造三維物體的設備的方法

有效

• 申請號: 201710994331.5
• 申請日: 2017-10-23
• 公開（公告）號: CN109278286B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: T·德樂
• 申請（專利權）人: CL產權管理有限公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/20;B22F3/105;B28B1/00;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 上海華誠知識產權代理有限公司 31300
• 代理人: 徐穎聰

本發明涉及一種運行用于通過依次逐層地選擇性照射和固化建造材料層來添加式地制造三維物體(2)的至少一個設備(1)的方法，其中，所述建造材料層由能借助能量束(4)固化的粉末狀建造材料(3)構成，其中，在所述至少一個設備(1)的運行期間產生廢熱能(WTE)，其特征在于，所述廢熱能(WTE)至少部分地用于通過至少一個能量轉換裝置(15)產生電能(EE)或機械能(ME)，并且/或者所述廢熱能(WTE)至少部分地用于運行至少一個熱能消耗裝置。

技術領域

本發明涉及一種運行至少一個通過依次逐層地選擇性照射和固化能借助能量束固化的粉末狀建造材料層來添加式地制造三維物體的設備的方法，其中，在至少一個用于添加式地制造三維物體的設備的運行期間產生廢熱能。

背景技術

通過依次逐層地選擇性照射和隨之而來的固化能借助能量束(例如電子束或激光束)固化的粉末狀建造材料層來添加式地制造三維物體的設備和方法是眾所周知的。這樣的設備和方法例如在選擇性激光燒結過程、選擇性激光熔化過程或選擇性電子束熔化過程中使用。

還已知在相應設備的運行期間和相應方法的應用期間分別產生廢熱能。通常，不利用該廢熱能，因此相應設備的運行和相應方法的應用分別產生實際上“損失”的廢熱能。

發明內容

鑒于上述情況，本發明的目的是，提供一種以相應的有效方式利用在添加式地制造三維物體的相應的設備運行期間所產生的廢熱能的方法以及相應的方法的應用。

該目的通過根據權利要求1所述的運行至少一個用于添加式地制造三維物體的設備的方法來實現。引用權利要求1的權利要求涉及根據權利要求1的方法的可能實施例。

本發明所述的方法涉及運行至少一個用于通過依次逐層地選擇性照射和隨之而來的固化由能借助能量束固化的一般為粉末狀的建造材料構成的建造材料層來添加式地制造三維物體的設備(以下稱為“設備”)，所述三維物體例如為技術部件。相應的建造材料可以是金屬、陶瓷或聚合物粉末。相應的能量束可以是激光束或電子束。相應的設備可以例如是選擇性激光燒結設備、選擇性激光熔化設備或選擇性電子束熔化設備。

該設備具有在其運行期間使用的多個功能單元。一個示例性功能單元是用于使用能量束選擇性地照射建造材料層的照射裝置。以下提及設備的功能單元的其它示例。

設備的至少一個功能單元的運行直接或間接地引起廢熱能(即廢熱)的耗散。因此，在設備的運行期間產生廢熱能。所述廢熱能可以被認為是設備運行的能量副產物。如下面將進一步詳細說明的，廢熱能特別是來自用于選擇性地照射建造材料層的照射裝置、用于加熱容器狀粉末模塊的加熱裝置或用于加熱設備的過程室的加熱單元的運行。參照前序部分中提到的現有技術，術語“廢熱能”特別是指在用于添加式地制造三維物體的設備的運行期間產生的熱能，然而，該熱能不被利用，因此實際上損失掉了。

根據本發明所述的方法，廢熱能不會損失，而是至少部分地被利用。

根據第一選擇，廢熱能至少部分地轉換成電和/或機械能。因此，廢熱能被用于轉換成可由電和/或機械能消耗裝置使用的電和/或機械能。這里，在相應的設備的運行期間所產生的廢熱能傳遞到至少一個能量轉換裝置，在所述能量轉換裝置中所述廢熱能被轉換成能被電和/或機械能消耗裝置使用的電和/或機械能。當然，電和/或機械能可以至少部分地臨時存儲在適當的電和/或機械能存儲裝置中。此外，電和/或機械能可以進一步轉換成其它類型的能量。

根據替代的或附加的第二選擇，廢熱能至少部分地傳遞到至少一個熱能消耗裝置。因此，廢熱能被熱能消耗裝置利用。這里，在相應的設備的運行期間所產生的廢熱能不被轉換，而是傳遞到利用它的至少一個熱能消耗裝置。當然，熱能可以至少部分地臨時存儲在適當的熱能存儲裝置中。

在任何情況中，本發明所述的方法可以顯著地積極地影響運行相應的設備的能量平衡。所述方法提供了分別以有效的方式利用在相應的設備的運行期間所產生的廢熱能的方案和相應的方法的應用。