[发明专利]3D打印方法、3D打印制造设备和用其制造的物件

说明书

本发明涉及一种用于制造物件(30、36)的多材料混合物的3D打印方法以及3D打印制造设备(10)和借助所述方法和制造设备(10)制造的物件(30、36)。按照规定，提供一种用于制造物件(30、36)的多材料混合物的3D打印方法，所述方法包括以下步骤：提供盐粉末和金属粉末并且提供3D打印制造设备(10)。激活3D打印制造设备(10)，其中，所述盐粉末和金属粉末在所述3D打印制造设备(10)中被共同处理，从而制造具有按照用户定义的在盐粉末和金属粉末之间的混合比例的物件(30、36)，其中规定盐粉末份额为10‑40％或50‑80％。此外，还提出一种3D打印制造设备(10)。还提出以该方式制造的物件(30、36)。

技术领域

本发明涉及一种用于制造物件的多材料混合物的3D打印方法以及用于借助激光束熔化利用多材料混合物制造物件的3D打印制造设备和借助所述方法和制造设备制成的物件。

背景技术

增材制造方法在工业生产中越来越被视作成熟的技术。在此，已知多种不同的方法类型，其能够基于事先创建的结构数据实现由无定型材料或形状中性的材料形成三维物件。为此使用的材料可以例如事先以粉末方式提供。除了统称为增材制造方法之外还使用其他概念，以便借助原材料的逐层敷设最终形成物件。除了3D打印的概念之外，这种方法也被称为增材制造或借助快速技术的制造方法。根据被使用方法的基本定向，具有完全熔融的原材料的方案以及利用仅部分熔融的添加剂的方案被视作已知。在此情况下，不同激光技术的使用被普及并且越来越多地成为针对工业应用目的的标准。

在此不断扩展打印制成的物件的应用目的。除了通常直接设计用于在复杂产品中的特定功能的打印部件之外，也越来越多地生产用于工艺中间步骤的物件。在此情况下尤其关注例如这样的产品，所述产品由多种材料或不同结构制成，以便由此要么提供这种混合构件的特定性质，要么确保针对应用目的的特定功能。从现有技术中应引用对此的以下最初示例。

因此由文献DE102016201951A1已知一种混合构件和用于制造混合构件的方法。在此，混合构件部分地由金属并且部分地由电介质构造。混合构件尤其构造为机动车的混合构件的形式。金属组分至少部分具有金属氧化物陶瓷结构，所述金属氧化物陶瓷通过微弧氧化过程形成。金属组分优选具有铝、镁和/或钛。电介质组分优选具有塑料，并且尤其由塑料构造。金属组分和/或电介质组分能够在混合构件中摩擦配合、材料接合和/或形状配合地连接。此外，该发明还涉及一种用于制造上述混合构件的方法，其中，至少金属组分在微弧氧化过程中形成。

由文献EP3184207A1已知一种用于制造多孔构件的方法以及多孔构件本身。尤其公开了用于制造具有可调整的结构的多孔构件的方法，其中，所述构件具有室壁，所述室壁至少部分界定出孔隙。多孔构件在此通过增材制造方法、尤其通过3D打印制造，从而通过室壁和/或孔隙的尺寸和/或定向调整多孔构件的为其应用所期望或所需的物理性质。

通常，这种构件始终受到关注的是，所述构件能够直接或间接地减轻其它方式的成本密集和繁琐的制造工艺。一种应用情况例如是铸造制造方法。对于铸造工艺而言尤其在特定的方案中需要型芯，以便制造复杂的几何形状。除了已经建立的在铸造工艺中作为型芯使用的砂芯之外，还越来越多地需要盐芯。无论是砂芯还是盐芯在此都按照消失模/芯的原理使用，以便在待制造的物件中制造复杂的结构、例如中空腔等。这种物件可以例如是内燃机的发动机缸体。与砂芯相比，盐芯在此提供的优点在于，盐芯在铸造过程之后能够无残留地洗脱，并且具有更高的强度。

迄今这种盐芯借助传统的制造方法、例如铸造方法或压制方法制造。在此，所述方法通常成本高昂，因此盐芯相应地昂贵。此外，在这些传统方法中通常需繁琐地改变几何结构。这通常也意味着由这些传统方法提供较低的设计自由度。在此，尤其模具的制造在这些传统方法中是昂贵且耗时的。而且此类必要模具的改变在此也通常是昂贵且耗时的。