[發(fā)明專利]用于添加式地制造三維物體的設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711182497.3
• 申請日: 2017-11-23
• 公開（公告）號: CN109532008A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: F·皮爾茲韋格;F·措伊爾納
• 申請（專利權(quán)）人: CL產(chǎn)權(quán)管理有限公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/20;B29C64/268;B29C64/245;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 金林輝;吳鵬

本發(fā)明涉及一種通過依次逐層地選擇性照射和固化建造材料(15)層來添加式地制造三維物體(14)的設(shè)備(13)，所述建造材料能借助能量束(16)固化，其中，所述設(shè)備(13)包括測量單元(1)，所述測量單元被配置為測量由射束產(chǎn)生單元產(chǎn)生的能量束(16)的路徑速度，其中測量單元(1)包括在限定距離(5)處的測量位置(3，4)的至少兩個(gè)測量裝置(9，10)。本發(fā)明還涉及用于該設(shè)備的測量單元，以及用于操作該設(shè)備的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種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的設(shè)備，所述建造材料能借助能量束固化，其中該設(shè)備包括測量單元，所述測量單元被構(gòu)造成測量由射束產(chǎn)生單元產(chǎn)生的能量束的路徑速度。

背景技術(shù)

從現(xiàn)有技術(shù)中已知用于添加式地制造三維物體的設(shè)備和方法，其中能量束選擇性地照射并因此固化建造材料層。為了確保達(dá)到限定的過程質(zhì)量，需要監(jiān)測各種過程參數(shù)。例如，可以調(diào)節(jié)能量束的速度來調(diào)節(jié)通過能量束輸入到建造材料中的能量，并且修改設(shè)備的“寫入速度”以及因此照射建造材料層所需的時(shí)間。

為了確定能量束的速度，通常在樣品上、特別是金屬片上照射一條線，其中確定照射所述線所需的時(shí)間和線的長度。因此，能量束的速度或路徑速度可分別基于線的長度和照射該線所需的時(shí)間來測量或計(jì)算。不利的是，當(dāng)在樣品上所照射的線的開始和結(jié)束處偏轉(zhuǎn)能量束時(shí)，金屬板的照射費(fèi)力并且由于加速時(shí)間和減速時(shí)間而不精確。

因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種設(shè)備，其中能量束的速度或路徑速度的測量得到改善。

發(fā)明內(nèi)容

所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。所述設(shè)備的有利實(shí)施例受從屬權(quán)利要求的限制。

本文描述的設(shè)備是用于通過依次逐層選擇性地照射和固化由粉末狀建造材料(“建造材料”)構(gòu)成的層來添加式地制造三維物體、例如技術(shù)結(jié)構(gòu)件的設(shè)備，所述建造材料能通過能量束固化。相應(yīng)的建造材料可以是金屬、陶瓷或聚合物粉末。相應(yīng)的能量束可以是激光束或電子束。相應(yīng)的設(shè)備可以是例如選擇性激光燒結(jié)設(shè)備、選擇性激光熔化設(shè)備或選擇性電子束熔化設(shè)備。能量束經(jīng)由掃描單元或射束偏轉(zhuǎn)單元偏轉(zhuǎn)，其中能量束可以被引導(dǎo)使得可以照射出相應(yīng)的建造材料層的選擇性照射。

該設(shè)備包括在其操作期間使用的多個(gè)功能單元。示例性的功能單元是過程室、被配置為使用至少一個(gè)能量束選擇性地照射布置在過程室中的建造材料層的照射裝置、以及被配置為產(chǎn)生以給定的流動(dòng)特性至少部分地流經(jīng)過程室的氣態(tài)流體流的流產(chǎn)生裝置，所述流動(dòng)特性例如為給定的流動(dòng)輪廓、流動(dòng)速度等。當(dāng)流經(jīng)過程室時(shí)，氣態(tài)流體流能夠夾帶未固化的顆粒狀建造材料，特別是在設(shè)備操作期間產(chǎn)生的煙霧或煙霧殘留物。氣態(tài)流體流通常是惰性的，即通常是惰性氣體——例如氬氣、氮?dú)狻⒍趸嫉取牧鳌?/p>

本發(fā)明基于這樣的思想：測量單元包括至少兩個(gè)測量裝置，所述測量裝置(相對于彼此)位于限定距離處的測量位置中。因此，能量束可以沿著路徑移動(dòng)，其中能量束的路徑速度可以基于能量束在至少兩個(gè)測量位置之間(的路徑)行進(jìn)的時(shí)間來確定。特別地，能量束行進(jìn)的路徑是連接兩個(gè)測量位置的線。因?yàn)檫@兩個(gè)測量位置位于限定的距離處，所以能量束行進(jìn)的路徑的長度被設(shè)定，使得路徑速度的確定減少到對能量束從第一測量位置行進(jìn)到第二測量位置所需要的時(shí)間的測量。

因此，不需要照射樣本——其中需要測量樣本上的路徑長度和照射樣本所需的時(shí)間。由于路徑的長度已經(jīng)由至少兩個(gè)測量位置設(shè)定，因此能量束可以沿著包含所述至少兩個(gè)測量位置的路徑恒定地移動(dòng)，使得能量束的加速時(shí)間和減速時(shí)間不會(huì)篡改(偽造)路徑速度的確定。