[发明专利]用于制造三维物体的方法和装置

说明书

通过分层涂覆和选择性固化构建材料(15)来制造三维物体(2)的方法，其包括在构建区域(8)内的构建基座(10,11,12)上涂覆构建材料(15)层的步骤，和通过固化涂覆层中对应于所述物体(2)在所述层中的横截面的区域来选择性地固化涂覆层的步骤，以便在所述层中产生固化区域。重复所述涂覆和选择性固化的步骤，直到完成所述三维物体(2)。在制造所述三维物体(2)期间，对子区域进行至少一次后处理，其中所述子区域仅为固化区域的预定部分。所述子区域实质上位于所述固化区域内。

技术领域

本发明涉及用于通过分层涂覆和选择性固化构建材料来制造三维物体的方法和装置。

背景技术

这种方法和装置被用于例如快速原型机制造、快速模具制造和增材制造。这种方法的一个例子被称为“选择性激光烧结”或“选择性激光熔化”。在本文中，粉末状构建材料的薄层在构建区域内被重复涂覆，并且每层中的构建材料通过使用激光束的辐照而被选择性地固化，即构建材料在这些位置被部分熔化或完全熔化，并且固化形成固体材料。

文献DE 195 14 740 C1描述了一种通过使用激光烧结或激光熔化来制造三维物体的方法以及用于实施该方法的装置。

在许多情况下，仅通过分层涂覆和选择性固化构建材料来制造具有所需性质的三维物体是非常艰巨的或不可能的。

在文献DE 10 2009 051 551 A1中，公开了一种用于物体的分层构造的形成制造方法，其中执行激光诱导或等离子体诱导对所述物体的层施加压力，以增加强度和减少微孔隙率。

在文献WO2013/127655A1中，描述了一种通过以分层方式固化粉末来制造三维物体的方法，其中通过使用电子束加热一个层的至少一个未精确限定的子区域，以便改善所述层的机械性能。

文献DE 10 2012 014 841 A1示出了一种用于通过使用电磁辐射以分层方式固化构建材料来制造三维物体的装置，其中所述装置包括用于平滑已经固化的层的区域的研磨设备。

文献DE 100 28 063 A1公开了一种用于通过使用电磁辐射通过分层固化构建材料来制造工件的方法，其中根据所述工件的最终形状对固化的材料层的横向周边进行滚齿处理。

发明内容

本发明的目的之一是提供用于通过分层涂覆和选择性固化构建材料来制造三维物体的改进的方法或改进的装置。在这方面，特别优选的是能够快速地和/或有效地使零件具有特定的部件特性。

所述目的通过根据权利要求1的方法、根据权利要求2的方法、根据权利要求13的计算机程序、根据权利要求14的控制设备，以及根据权利要求15的装置来实现。一个权利要求类别的从属权利要求中指定的特征，和属于一个权利要求类别的与主题相关的特征，以及在下面的描述中阐明的特征，也可以被理解为对每个其他权利要求类别的主题的细化。

根据本发明的一个实施例的发明方法是通过分层涂覆和选择性固化构建材料来制造三维物体的方法。所述方法包括在构建区域内涂覆构建材料层的步骤。所述方法包括通过固化涂覆层中对应于所述物体在所述层中的横截面的区域来选择性地固化涂覆层的步骤，以便在所述层中形成固化区域。重复所述涂覆和选择性固化的步骤，直到完成三维物体。在本文中，在制造三维物体期间，对子区域进行至少一次后处理，所述子区域仅为固化区域的预定部分(特别也是在下文中：预先固化的区域的预定部分)，其中所述子区域实质上位于所述固化区域内。以这种方式，例如，可以实现三维物体内部的子区域中的性质的修改，这对于完成的三维物体的后处理是无法实现的，其中所述子区域的大小，所述子区域在三维物体内的位置，以及材料性质的修改的实质和程度是预先确定的。