[發明專利]用于制造三維物體的設備

有效

• 申請號: 201711136196.7
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN109421275B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: F·措伊爾納;C·迪肯;S·洪策
• 申請（專利權）人: CL產權管理有限公司
• 主分類號: B29C64/386
• 分類號: B29C64/386;B29C64/393;B29C64/153;B22F3/105;C04B35/64;B33Y10/00;B33Y50/00;B33Y50/02
• 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

本發明涉及一種用于通過依次逐層地選擇性照射和固化多層由能借助能量束(4)固化的建造材料(3)來添加式地制造三維物體(2)的設備(1)，其具有構造成產生能量束(4)的照射裝置(5)，其中所述能量束(4)沿所述能量束(4)的光束路徑(6)傳播到建造平面(7)上，其中所述能量束(4)在至少一個固化區(8)中照射建造材料(3)，其中設置了探測裝置(11)，所述探測裝置構造成探測從與所述固化區(8)相鄰的至少一個相鄰區(9，10)發出的輻射(12b)或探測從所述固化區(8)發出的輻射(12a)和從相鄰區(9，10)發出的輻射(12b)。本發明還涉及用于所述設備的探測裝置和保護鏡以及用于操作所述設備的方法。

技術領域

本發明涉及一種用于通過依次逐層地選擇性照射和固化多層能借助能量束固化的建造材料來添加式地制造三維物體的設備，其具有構造成產生能量束的照射裝置，其中能量束沿光束路徑傳播到建造平面上，其中能量束在至少一個固化區中照射建造材料。

背景技術

由現有技術公知此類設備，其中能量束選擇性地照射建造材料層，其中建造材料通過使用能量束的照射來固化。能量束經由照射裝置產生并且沿光束路徑被引導到建造平面上。換而言之，能量束被選擇性地引導到位于建造平面中的建造材料的表面上，其中能量束被引導到其上的建造材料的表面的部分被照射并由此固化。通過相繼選擇性地照射若干層，添加式地建造了三維物體。能量束沿其被引導的建造平面中的路徑稱為能量束路徑(“寫入路徑”)，而光束路徑指的是能量束沿著其從照射裝置、尤其是從照射裝置的束源經光學元件行進到建造平面的路徑。換而言之，能量束路徑是建造平面中的能量束的位置的變化。

此外，由現有技術已知檢測固化區中的溫度以生成與制造過程的品質、尤其是被照射的建造材料是否適當地固化有關的信息。過程品質和/或在制造過程中建造的物體的結構參數還取決于與固化區相鄰的區中的溫度。尤其是，如果固化區與相鄰區之間的溫度梯度超過規定值，則會發生對建造物體的品質的負面影響，例如建造物體的體積中的裂縫。

發明內容

因此，一個目的是提供一種設備，其中改進了制造過程。

該目的通過根據權利要求1所述的設備創造性地實現。本發明的有利實施例記載于從屬權利要求。

本文所描述的設備為一種用于通過依次逐層地選擇性地照射和固化多層能借助能量束固化的粉末狀的建造材料(“建造材料”)來添加式地制造三維物體——例如技術結構件——的設備。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。相應的設備可以為例如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。

設備包括在其運行期間使用的若干功能單元。示例性的功能單元為：過程室；照射裝置，其構造成使用至少一個能量束選擇性地照射設置在過程室中的建造材料層；和流產生裝置，其構造成產生以給定的流動特性——例如給定的流動輪廓、流速等——至少部分地流經過程室的氣態流體流，例如氣體流。所述氣態流體流在流經過程室的同時能夠攜帶未固化的建造材料顆粒，尤其是在設備運行期間產生的煙霧或煙霧殘留物。所述氣態流體流典型為惰性的，也就是典型為惰性氣體例如氬氣、氮氣、二氧化碳等的流。探測裝置可包括掃描單元，其構造成將從建造平面發出的輻射引導到探測裝置的至少一個傳感器、尤其是攝像機。

本發明基于以下思想：提供了一種探測裝置，其構造成探測從鄰近固化區定位的至少一個相鄰區發出的輻射或探測從固化區發出的輻射以及從相鄰區發出的輻射。因此，設備允許探測從與固化區相鄰的區發出的輻射，以便產生與制造過程對與固化區中的建造材料相鄰的建造材料的影響有關的信息。因此，可以產生與相鄰區直接關聯的信息，而在現有技術中僅可以獲取與固化區有關的信息并推測對與固化區相鄰的區的影響。