[发明专利]用于添加式地制造三维物体的设备

说明书

本发明涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助被引导到设备的过程室的内部的能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备，所述设备包括确定装置，所述确定装置布置在所述过程室的内部并且适于确定所述能量束的至少一个参数，所述确定装置优选地适于在添加式制造过程中、特别是在添加式制造过程的过程步骤期间确定所述能量束的至少一个参数，在所述过程步骤中，所述建造材料被施加到所述设备的建造平面上。本发明还涉及一种确定装置和用于操作至少一个用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助被引导到设备的过程室内部的能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备。

背景技术

一般从现有技术得知用于经由依次逐层地选择性照射建造材料来添加式地制造/增材制造三维物体的设备。此类设备使用例如能量束来选择性地照射由建造材料构成的层，该建造材料由于归因于使用能量束进行照射的能量消耗而固化。为了实现规定的物体品质和过程品质，还已知必须监测能量束的参数，例如光学参数。

典型地，使用确定装置来监测能量束的参数，例如布置在过程室——即其中发生添加式制造过程的腔室——的外部的摄像机，其中该确定装置监视其中能量束直接照射建造材料的建造平面。为了验证光学参数是否被适当地调节，可以执行试验照射，其中将规定图案例如照射到金属板片上。此后，可以监测图案的品质，以验证是否适当地满足物体品质和/或过程品质。

所述试验照射是消耗时间和精力的并且此外在添加式制造过程期间无法执行，因为试验样本——例如金属板片——必须插入到过程室中并且此后移除以分析所照射的图案。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于添加式地制造三维物体的设备，其中改善了物体和/或过程品质，特别是改善了对能量束的至少一个参数的确定。

该目的通过根据权利要求1所述的设备创造性地实现。本发明的有利实施例记载于从属权利要求。

本文所描述的设备为一种用于通过依次逐层地选择性固化由能借助能量源——例如，能量束，特别是激光束或电子束——固化的粉末状的建造材料(“建造材料”)构成的层来添加式地制造三维物体——例如，技术结构件——的设备。相应的建造材料可以为金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以为激光束或电子束。相应的设备可以是建造材料的施加和建造材料的固化分别在其中执行的设备，比方说，例如选择性激光烧结设备、选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。

设备可包括在其运行期间使用的多个功能单元。示例性的功能单元为：过程室；照射装置，其适配于使用至少一个激光束选择性地照射设置在过程室中的建造材料层；和流产生装置，其适配于产生具有给定的流动特性——例如，给定的流动轮廓/分布、流速等——的至少局部地流经过程室的气态流体流。气态流体流在流经过程室的同时能够携带未固化的建造材料颗粒，尤其是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物。所述气态流体流典型为惰性的，也就是典型为惰性气体，例如氩气、氮气、二氧化碳等的流。

如前所述，本发明的设备包括设置用于确定能量束的至少一个参数的确定装置。当然，根据所确定的参数，可以对添加式制造过程进行多项调节。例如，能量束的焦点位置与建造材料中消耗的能量直接相关。如果添加式制造过程中发生焦点位置的偏离，特别是与标称焦点位置的偏离，则使用不同能量(单位面积)照射建造平面的区域或不同层或其一部分。这引起物体上的不均匀，例如物体的不均匀的机械特性。因此，确定装置设置用于确定物体的参数，例如交点位置，以确保特别是在添加式制造过程期间适当地满足参数的规定标称值。