[发明专利]用于增材制造设备和方法的模块

说明书

一种用于增材制造设备的模块(105)，该模块包括不只一个光学链，每个光学链提供激光束(116)穿过该模块(150)的路线并且包括转向光学器件，该转向光学器件用于使激光束(116)朝向作为逐层增材制造工艺的一部分而待固结的材料(104)转向。该模块(105)被配置成将来自该不只一个光学链的激光束(116)递送穿过该增材制造设备的构建室(101)中的单个窗口(107)。

本发明涉及一种用于增材制造设备的模块，具体地涉及一种包括多个光学链(optical train)的模块，用于以逐层方式形成物体。

用于生产物体的增材制造方法或快速原型成型方法包括使用激光束对材料(诸如金属粉末材料)进行逐层固化。粉末层沉积在构建室中的粉末床上，并且跨越与正被构建的物体的横截面对应的粉末层的部分扫描激光束。激光束将粉末熔化或烧结以便形成固化的层。在对层进行选择性固化之后，粉末床减低了新固化的层的厚度，并且根据需要将另外一层粉末在表面上摊开并固化。

从DE 102005014483中已知使用四个激光束，每个激光束将粉末固化在粉末床的不同象限中。这种布置可以提高构建速度，因为可以用不同激光束同时构建位于不同象限中的物体的不同部分或不同物体。提供四个f-θ透镜作为位于处理室外壳的上壁中的窗口单元。

WO 2014/199134披露了一种具有四个激光器的布置，每个激光器与物理地间隔开的四个光学模块中的一个相关联。每个激光器的扫描区重叠，但不与一个而非所有激光束可以被引导到的粉末床的区域相连以及不与所有四个激光束可以被引导到的中心区域相连。扫描器的性能往往针对激光束的不同位置而变化。例如，如果扫描器包括可旋转反射镜，则反射镜的精度可以根据角度而变化。此外，当光斑移动远离激光束垂直于粉末床的位置时，光斑将变得更椭圆。由于用于单独使每个激光束转向的光学器件必须物理地间隔开，因此针对每个激光束实现特定性能的扫描区可能不与针对其他激光束的对应扫描区重合。通过将扫描器布置成使得每个扫描区小于粉末床的总面积，可以利用其中扫描器可以引导具有特定性能的激光束的、不与其他激光束的对应区域重叠的区域，同时保留了扫描粉末床的未落在重叠区域内的区域的灵活性。

WO 2010/026397提出一种光学模块，该光学模块可以包括两个或更多个光学链(激光穿过的模块内的布置)。因此，模块或许能够将两个或更多个激光束同时递送到处理室中。该文件披露了光学模块具有用于光学链的出口孔并且构建室中的窗口大致为光学链的f-θ透镜的尺寸。

在构建期间，由于模块中的温度变化，激光束被转向到的位置可能偏离期望/命令的位置。在具有用于使多个激光束转向的多个光学链的设备中，由于光学链之间的温度差异，两个光学链之间可能发生差热漂移。这可能导致被不同的激光束熔化的构建体的相邻固化部分不按期望对准。

根据第一方面，提供了一种用于增材制造设备的模块，该模块包括不只一个光学链，每个光学链提供激光束穿过模块的路线并且包括转向光学器件，该转向光学器件用于使激光束朝向待固结的材料转向以作为逐层增材制造工艺的一部分；

其中该模块被配置成将来自该不只一个光学链的激光束递送穿过该增材制造设备的构建室中的单个窗口。

模块可以包括用于将模块附接到增材制造设备的构建室上的一个或多个固定点，因此模块桥接构建室窗口。

模块可以包括不只一个光学链共用的单个孔。

模块可以包括热连接不只一个光学链中的每一个的公共热回路。

公共热回路可以是包括冷却通道的冷却回路。

冷却回路可以在不只一个光学链共用的单个孔附近使模块冷却。

模块可以包括增材构建的外壳。

模块可以包括统一和/或公共和/或集成和/或一体和/或一件式和/或单个和/或共享和/或互连和/或一致的外壳。

每个光学链可以具有相关联的照射体积。每个照射体积可以与一个或多个其他辐射体积重叠区，从而限定照射体积重叠区。