[發明專利]工藝腔室和用于吹掃其的方法

有效

• 申請號: 201880068154.0
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN111247268B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 塞克茲·卡亞;馬庫斯·埃芬格
• 申請（專利權）人: 喬治洛德方法研究和開發液化空氣有限公司
• 主分類號: C23C16/44
• 分類號: C23C16/44;H01L21/67;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

一種用于吹掃工藝腔室(1)的方法，該方法至少包括以下步驟：a)將最初包含在該工藝腔室(1)內的氣體的溫度至少升高到第一溫度，b)將處于第二溫度的吹掃氣體引入該工藝腔室(1)中，其中，該第一溫度高于該第二溫度。使用所提供的方法，可以使用比如氮氣和/或氬氣等吹掃氣體以特別低的吹掃氣體消耗和/或使用特別短的吹掃時間來吹掃工藝腔室(1)。這可以通過在吹掃之前升高最初包含在該工藝腔室(1)中的氣體的溫度來實現，因此降低此氣體的密度。

本發明涉及一種工藝腔室和一種用于吹掃其的方法。

幾種工藝在惰性氣氛中進行以抑制不期望的化學反應。例如，在增材制造中就是這種情況。增材制造工藝涵蓋多種應用。根據一些應用，通過提供前體粉末并通過局部地和選擇性地熔化該粉末(例如通過激光)來制造產品。如果對多個粉末層進行此操作，則可以獲得產品。期望在限定的氣氛中進行該工藝。所限定的氣氛可以具有特定濃度的例如氧氣、氮氣、氬氣和/或氦氣和/或可以具有特定的濕度。

例如，氧氣的存在，特別是在熔化過程步驟期間，可能會損害產品的質量，特別是因為粉末會氧化。為了減少或避免此影響，通常在工藝腔室內的惰性氣氛中進行增材制造。對于比如鈦基合金等材料，氮氣的存在也可能是不利的。

而且，高壓釜通常在惰性氣氛下操作。高壓釜是一種工藝腔室，該工藝腔室以對其環境氣密的方式密封并且特別用于產品的熱處理和/或化學處理。

可以通過使用惰性氣體吹掃工藝腔室來獲得工藝腔室內的惰性氣氛。因此，通常將惰性氣體引入工藝腔室，因此置換和替換最初包含在工藝腔室內的氣體。然而，特別是由于粘附效應將氧氣結合在工藝腔室的表面上，特別是只有通過吹掃相當長的吹掃時間才能在工藝腔室中達到小氧氣濃度。為此目的，可能需要特別大量的惰性氣體。例如，在增材制造中，吹掃通常花費40分鐘，其中，消耗的惰性氣體體積理論上等于工藝腔室體積的2或3倍。在實踐中，經常消耗甚至量更大的惰性氣體。特別地，如果在工藝之間不得不頻繁打開工藝腔室，那么因此不得不經常進行吹掃并且長吹掃時間和高氣體消耗是不利的。

因此，本發明的目的是至少部分地克服現有技術中已知的缺點，特別是提供一種工藝腔室和一種用于吹掃其的方法，其中，吹掃時間和/或吹掃氣體消耗是特別低的。

這些目的通過獨立權利要求的特征來解決。從屬權利要求涉及本發明的優選實施例。

提供一種用于吹掃工藝腔室的方法，該方法至少包括以下步驟：

a)將最初包含在該工藝腔室內的氣體的溫度至少升高到第一溫度，

b)將處于第二溫度的吹掃氣體引入該工藝腔室中，其中，該第一溫度高于該第二溫度。

術語“工藝腔室”應理解為涵蓋任何適合于進行比如放置于該工藝腔室內的產品的制造或處理等工藝的體積。優選地，工藝腔室可以氣密的方式密封，使得預定氣氛在工藝腔室內是可調節的。預定氣氛可以包括一種或多種氣體的預定濃度或分壓和/或預定總壓力。而且，預定氣氛可以是真空。特別地，預定氣氛可以是惰性氣氛，其中，氧氣的濃度低于預定值。預定氣氛可以包括氬氣、氦氣、氫氣、氮氣、氧氣、二氧化碳、一氧化碳和/或氨氣，它們各自具有預定濃度或預定分壓。特別地，預定氣氛可以是氬氣和氦氣的混合物、氫氣和氮氣的混合物、氬氣和氧氣的混合物、氬氣和氮氣的混合物、氬氣和氫氣的混合物或氮氣和氦氣的混合物。