[發明專利]用于添加式地制造三維物體的設施

在審

• 申請號: 201711458102.8
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN109664504A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: C·迪勒;F·貝希曼;J·斯坦貝格爾;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;B29C64/393;B29C64/20;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 吳鵬;金林輝

本發明涉及用于添加式地制造三維物體(2)的設施(1)，包括：用于通過依次逐層地選擇性地照射和固化由能借助能量束(5)固化的粉末狀建造材料(4)構成的層來添加式地制造三維物體(2)的至少一個建造設備(3)，和/或適于執行添加式制造過程的至少一個預處理步驟的至少一個設備(3)，和/或適于執行添加式制造過程的至少一個后處理步驟的至少一個設備(3)，其中包括至少一個控制單元(6，19，22，28)，其適于控制在設備(3)的至少一個部件(8，17，20，21)旁側流動和/或流經設備(3)的至少一個部件(8，17，20，21)的流體(7，27)的參數。

技術領域

本發明涉及一種用于制造三維物體的設施，該設施包括至少一個用于通過依次逐層地選擇性照射和固化由能借助能量束固化的粉末狀建造材料構成的層來添加式地制造三維物體的設備，和/或至少一個適于執行添加式制造過程的至少一個預處理步驟的設備，和/或至少一個適于執行添加式制造過程的至少一個后處理步驟的設備。

背景技術

這種設施在現有技術中是眾所周知的，其中至少一個設備使用能量束(例如激光束)來添加式地制造三維物體。激光束逐層并且選擇性地照射粉末狀建造材料以固化粉末狀建造材料。通常，惰性氣體循環通過設備的腔室，該惰性氣體也冷卻正在制造的物體，并且當惰性氣體沿著部件的旁側或通過部件流動時，進一步冷卻設備的各種部件。惰性氣體的某些參數，例如惰性氣體和設備的部件的溫度以及所制造的物體的溫度在制造過程期間變化。而且，溫度的變化尤其取決于能量束的功率或在材料中沉積的能量。

由于過程氣體通常在封閉回路中循環，所以在制造過程中產生的熱量不能耗散。熱量被傳遞到整個設備中并傳遞到設備的相鄰部件。因此，惰性氣體和部件的溫度在制造過程中變化，并且在不同的制造過程之間變化。此外，沉積的能量以及各種部件的溫度升高尤其取決于物體的幾何形狀、暴露時間，并且特別地在建造過程期間變化。這導致了不穩定的過程/工藝參數或過程/工藝條件，從而導致所制造的物體的偏差和不完美。

發明內容

因此，本發明的目的是提出一種用于制造三維物體的設施，其中制造過程的工藝條件更加穩定。

該目的通過根據權利要求1所述的用于制造三維物體的設施來創造性地實現。

本發明的設施包括至少一個控制單元，該控制單元適于控制在設備的至少一個部件的旁側流動和/或流經設備的至少一個部件的流體的參數。因此，可以經由控制單元來控制從設備的至少一個部件的旁側流過和/或流經設備的至少一個部件的流體的某些參數。控制單元適于控制流體的任何任意參數，例如控制單元適于控制流體的(物理)流動特性，例如流速、濕度、溫度或流量。

根據優選實施例，設施包括至少一個溫度控制單元，該溫度控制單元適于控制沿設備的至少一個部件的旁側和/或通過設備的至少一個部件流動的流體的溫度，和/或至少一個溫度控制單元適于控制設備的至少一個部件的溫度。本發明的設施建議借助溫度控制單元通過對沿著設備的至少一個部件的旁側和/或通過設備的至少一個部件流動的流體進行調溫，或者附加地或替代地通過對設備的至少一個部件進行調溫來控制溫度。

這里描述的設備是用于通過依次逐層地選擇性地照射和固化由能借助能量束固化的粉末狀建造材料(“建造材料”)構成的層來添加式地制造三維物體——例如技術部件——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。相應的設備可以是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。

該設備包括在其運行期間使用的多個功能單元。示例性的功能單元是過程室、適于使用至少一個能量束來選擇性地照射布置在過程室中的建造材料層的照射裝置、以及適于產生以給定的流動特性至少部分地流經過程室的氣態流體流的流產生裝置，所述流動特性例如是給定的流動分布/輪廓、流動速度等。氣態流體流在流經過程室時能夠夾帶未固化的顆粒狀建造材料，特別是在設備運行期間產生的煙霧或煙霧殘留物。氣態流體流通常是惰性的，即通常是惰性氣體——例如氬氣、氮氣、二氧化碳等——的流。