[发明专利]用于以基于粉末床的方式生成式地制造金属组件的装置

说明书

一种用于以基于粉末床的方式生成式地制造金属组件的装置，具有：材料储存池，其用于容纳能够借助于熔化设备被熔化的粉末状金属材料，其中所述材料在材料储存池中形成粉末床；以及表面加工装置，其用于加工粉末床的表面。根据本发明，设置有用于确定粉末床的表面的三维地形的装置，所述装置被构造和配置为使得通过获取表面的表面深度信息确定表面的三维地形，其中用于确定粉末床的表面的三维地形的装置与表面加工装置处于信号传输连接，使得粉末床的表面根据用于确定粉末床的表面的三维地形的装置的表示粉末床的表面的三维地形的输出信号被表面加工装置加工。

技术领域

本发明涉及一种用于以基于粉末床的方式生成式地制造金属组件的装置。

背景技术

又被称3D打印机的这样的装置是众所周知的，其用于构建三维工件。工件的构建在使用至少一个粉末状金属材料的情况下分层地以计算机控制的方式进行。为了构建三维结构，进行物理熔化过程。所述装置尤其适于形成复杂几何结构。

公知的装置具有用于容纳可熔化粉末状金属材料的熔融物的材料储存池，其中材料在材料储存池中形成粉末床，并且借助于熔化设备选择性地根据要生成的组件的横截面被熔化。

另外，公知装置具有用于形成粉末床的表面的刮削元件(Abziehelement)，所述刮削元件是根据刮刀的形式来构造的并且定义刮削棱边。刮削元件布置在可移动载体上，其中该载体被构造为使得刮削棱边为了刮削粉末床的表面而可以相对于所述表面在刮削平面内移动。

在制造组件期间，粉末床的表面在执行熔化过程以前借助于刮削元件被平滑化。紧接着，粉末状金属材料借助于例如由激光器构成的熔化设备根据要制造的组件的横截面选择性地被熔化。

在相应熔化过程以后，为了准备跟随在其后的熔化过程而重新涂覆粉末层，其方式是，附加的粉末被置入到材料储存池中并且借助于刮削元件沿着粉末床的表面被分布和平坦化。为了使粉末床的表面在制造过程中始终位于同一平面内，也就是说，选择性熔化过程同样始终在同一平面内进行，该组件与材料储存池一起被布置在保持装置处，所述保持装置可以垂直于粉末床的表面移动。该保持装置与组件和粉末床一起在每个熔化过程以后都下沉一定幅度，所述幅度对应于在熔化过程中生成的金属层的厚度。

例如由DE 195 33 960 A1和DE 10 2014 222 159 A1公开了用于以基于粉末床的方式生成式地制造金属组件的装置。

由EP 2 942 130 A1也公开了用于以基于粉末床的方式生成式地制造金属组件的装置。

发明内容

本发明所基于的任务是改进用于以基于粉末床的方式生成式地制造金属组件的装置的功能。

该任务通过具有以下特征的本发明来解决：一种用于以基于粉末床的方式生成式地制造金属组件的装置，具有：材料储存池，其用于容纳能够借助于熔化设备被熔化的粉末状金属材料，其中所述材料在材料储存池中形成粉末床；以及表面加工装置，其用于加工粉末床的表面；其中，所述装置具有用于确定粉末床的表面的三维地形的装置，所述装置被构造和配置为使得通过获取表面的表面深度信息确定表面的三维地形；以及用于确定粉末床的表面的三维地形的装置与表面加工装置处于信号传输连接，使得粉末床的表面根据用于确定粉末床的表面的三维地形的装置的表示粉末床的表面的三维地形的输出信号在执行熔化过程以前被表面加工装置加工。

在用金属构建工件时，作为可重塑材料尤其是使用粉末形式的金属，所述金属被容纳在材料储存池中。金属粉末形成粉末床，该粉末床根据要形成的工件或要形成的三维结构而被用激光器或其它熔化设备照射。通过激光辐射，材料被选择性地熔化，其中在已熔化材料硬化时，分层地形成所期望的工件或所期望的三维结构。在某层熔化并硬化以后，为了准备下一层而必须再次提供具有适用于后续熔化过程、尤其是均匀的表面的粉末床。为了使表面平滑化和均匀化，尤其是可以使用刮刀类型的刀具，所述刀具被引导经过粉末表面。