[发明专利]用于增材制造的具有可运动的流动部的制造装置和方法

说明书

本发明涉及一种用于增材制造三维物体(a2)的制造装置(a1)和相应的方法，其中，通过以下方式制造物体：逐层地施加构建材料(a15)并且尤其是借助输入辐射能量在每层中的与物体在该层中的横截面相对应的部位(9)处选择性地固化构建材料(a15)，其中，以至少一个作用区域、尤其是能量射束(a22)的辐射作用区域扫描该部位(9)，其中，在运行中可运动的气体入口(30)驶向参考工艺部位(9)和/或对应于参考工艺部位(9)的目标流动区(21)以使工艺气体流过，并且工艺气体经由静止的气体出口(31)排走。

技术领域

本发明涉及一种用于增材制造三维物体的制造装置和用于借助这种制造装置增材制造三维物体的方法，其中，通过以下方式制造物体：逐层地施加构建材料并且尤其是借助输入辐射能量在每层中的与物体在该层中的横截面相对应的部位处选择性地固化构建材料，其中以至少一个作用区域、尤其是能量射束的辐射作用区域扫描或影响该部位。

背景技术

增材制造装置和对应的方法通常具有以下特征，在制造装置中通过固化无形状的构建材料逐层地制造物体。例如可通过例如在激光烧结(“SLS”或“DMLS”)中或激光熔化或电子束熔化中借助用电磁辐射或粒子辐射照射构建材料而将热能输送给构建材料来实现固化。例如在激光烧结或激光熔化时激光束(“激光点”)在构建材料层上的作用区域在该层的与待制造的物体在该层中的物体横截面对应的部位上运动。代替引入能量，也可通过3D打印对施加的构建材料进行选择性的固化，例如通过施加粘接剂或粘结剂来进行。一般来说，本发明涉及与构建材料固化的方式无关地借助分层施加和选择性地固化构建材料制造物体。可使用不同类型的构建材料，尤其是粉末，例如金属粉末、塑料粉末、陶瓷粉末、砂子、填充的或混合的粉末。

在增材制造方法中，在固化过程中通常产生污染物，污染物会进入到构造区之上的工艺腔气氛中。DE 10 2014 209 161 A1涉及到用于制造三维物体的装置，该装置通过能量引入在与待制造的物体在相应层中的横截面相对应的部位处逐层固化构建材料来进行制造。该文献还涉及用于这种装置的控制单元和用于使抽气嘴运动和/或定向的方法。

发明内容

本发明的目的是尽可能有效地抑制尤其是在大型场机器中工艺腔内的污染物。

该目的通过根据本发明的用于增材制造三维物体的制造装置来实现，该制造装置具有用于容纳构建材料的构造容器、在构造容器之上的工艺腔(Prozesskammer)、在构造容器和工艺腔之间的构造区(Baufeld)、至少一个可在工艺腔内运动的气体入口和至少一个静止的气体出口。

构造容器可包括构造平台(Bauplattform)，在运行中构造平台承载待制造的构件和包围的未固化的构建材料。构造容器的打开平面限定(基本上水平的)构造区，构造区是工作平面，构建材料作为单个层在该工作平面中以计量的方式被施加。因此构造区通常大致在构造容器的底面之上延伸。在其上，工艺腔作为空腔位于构造区或工作平面之上，在其中至少有一个涂装设备。

制造装置尤其可包括导引设备，例如激光扫描单元，以控制辐射能量的至少一个能量射束通过工艺腔的至少一个区段照射到构造区上。作为控制基础，在每层中的与物体在该层中的横截面对应的部位用作对辐射能量的规划作用的几何位置。导引设备可将一个或多个指向构造区的能量射束例如通过透明的耦入窗口在工艺腔的上侧耦入。能量射束在构造区上以及构建材料上的射入位置以及构建材料(“实际上”)开始固化的位置称为辐射作用区域。如上所述，可通过不同的方法对构建材料进行选择性的固化。作用区域和辐射作用区域之间的概念差异是，是在没有辐射(此时称为“作用区域”)的情况下还是在使用辐射(此时称为“辐射作用区域”)的情况下选择性地进行固化。在此，本发明不限于辐射能量作为选择性地进行固化的手段。在通过辐射作用区域扫描构建材料时，在辐射作用区域中将辐射作用到构建材料上，使得构建材料的至少一个最上层固化。在此，由于在辐射作用区域中输入能量，构建材料部分地或全部地熔化，由此构建材料的组成部分、例如粉末颗粒彼此连接。在其冷却之后，先前的构建材料此时以固体存在。