[發明專利]用于通過選擇性地固化層狀施加的構建材料來制造三維對象的方法和設備

有效

• 申請號: 201780035601.8
• 申請日: 2017-05-29
• 公開（公告）號: CN109311228B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: F·P·維斯特;J·格魯貝爾;M·蒂勒曼;D·布赫賓德;J·瓦格納
• 申請（專利權）人: 通快激光與系統工程有限公司
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B22F3/105;B29C64/393;B33Y50/02
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 侯鳴慧

本發明涉及一種用于通過借助作用到構建材料上的射束(30)選擇性地固化層狀施加的構建材料來制造三維對象(12)的設備，所述設備具有至少一個過程腔室(16)，過程腔室具有至少一個布置在XY平面內的構建平臺(17)，在其上產生所述三維對象(12)；用于產生所述射束(30)的輻射源(29)和至少一個用于將射束(30)引導和偏轉到待固化的構建材料上的射束引導元件(33)；過程輔助設備(21)，其在構建平臺(17)上方能夠至少沿XY平面的方向移動，過程輔助設備(21)具有第一模塊和第二模塊(25,26)，其具有位于它們之間的、用于指向所述構建平臺(17)的射束(30)的射束引導區段(27)，并且，每個模塊(25,26)具有至少一個用于輸出所述構建材料的施加裝置(35)和監控裝置(38)，所述監控裝置具有至少一個用于感測所述構建材料的所施加和固化層的傳感器元件(39)。

技術領域

本發明涉及一種用于通過選擇性地固化層狀施加的構建材料來制造三維對象的方法和設備，其中，作用到所施加的構建材料上的射束在構建平臺上產生固化層。

背景技術

由DE 10 2013 021 891 A1已知一種用于3D打印方法的具有加速的移動引導裝置的設備，該設備包括多個打印頭，這些打印頭在XY平面內移動用于選擇性地固化層狀施加的構建材料，以便產生三維對象。為了提高體積生產率，設置并行地進行層施加和打印過程。這些過程同時實施，其方式是：先后依次地布置多個層施加和印刷單元，使得在層施加和印刷單元的共同移動中布設并且選擇性地固化多個層。

從US2015/0273583A1中已知一種激光掃描檢查裝置，其具有多個彼此并排布置的非接觸式傳感器，這些非接觸式傳感器可一起沿著引導組件沿著用于層狀地待構建工件的構建腔室移動。此外，該裝置包括刮削器和定位傳感器。該激光掃描檢查裝置與刮削器一起移動，以便平整并檢測待施加的面。隨后，借助鏡將激光射束偏轉到待固化的層上。在借助激光構建固化層之后，重新移動激光掃描檢查裝置。

由DE 10 2013 109 162 A1已知一種通過選擇性地固化層狀地施加的構建材料來制造三維對象的方法和設備。在此設置，在XY平面內延伸的構建平臺上方設置包括多個功能開口的加熱模塊。在加熱模塊上方設置有輻射源，激光射束通過所述輻射源指向構建平臺。除輻射源之外，還設置加熱模塊并且在旁邊設置用于構建材料的施加裝置。與之相鄰地又設置紅外照射器，以便加熱構建材料或者所產生的層。

為了施加一個層設置，借助IR射束加熱構建平臺或最后所施加的層。隨后，在構建平臺相對于加熱模塊移動運動期間施加構建材料。隨后，該施加的構建材料借助激光射束被固化。

通過構建平臺的相反移動方向產生第二層，并且執行與在第一層的固化時類似的過程。

由WO2012/076205 A1已知一種用于制造三維構件的方法，其中，在無端帶上可以構建多個用于制造多個三維對象的層，其中，沿著無端帶設置多個單層施加設備或所配屬的用于施加激光射束的輻射源，使得并行地進行層施加和曝光或者說構建材料被固化。

由WO2014/199149 A1已知一種用于通過固化在過程腔室中層狀施加到構建平臺上的構建材料來制造三維對象的設備。在此，激光射束分別通過多個光學元件施加到構建平臺的工作區域上。在激光射束之前和之后地分別設置有流動通道，以便產生保護氣流。保護氣流與激光射束的移動方向相反地設置。在該保護氣流設備上，在前和落后地還分別設置有用于使構建材料整平的滑動件。相鄰于構建平臺并且在構建平臺外布置有用于輸出新的待施加構建材料的存儲器。

發明內容

本發明的任務是，提出一種通過選擇性地固化層狀施加的構建材料來制造三維對象的設備和一種用于制造這種三維對象的方法，以便減少過程時間、尤其非生產時間并且在監控所施加的層的質量的同時提高生產率。