專利名稱：制造三維成形主體的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及分別根據(jù)權(quán)利要求1和22前序部分中制造三維成形主體的設(shè)備和方法。
本發(fā)明涉及添加劑制造方法，其中從材料粉末中分層堆積復(fù)雜的、三維部件。發(fā)明的應(yīng)用領(lǐng)域除了迅速成型(prototyping)和迅速加工和制造的相關(guān)學(xué)科外，特別還包括系列工具和功能部件的制造。例如，這些包括帶有靠近表面的冷卻通道和另外單獨(dú)部件的注模以及用于化學(xué)工業(yè)、機(jī)械工程、航空器和汽車制造的小系列復(fù)雜功能組件。
背景技術(shù)：
與本發(fā)明相關(guān)的一般制造方法包括在Fraunhofer Gesellschaft的DE19649865C1中公開的激光熔化和在德克薩斯大學(xué)的US4863538中公開的激光燒結(jié)。
在DE19649865C1中公開的激光熔化方法中，從在商業(yè)上得到的、沒有粘結(jié)劑或其他添加成分的單一金屬材料粉末制成部件。為此，材料粉末始終用作堆積平臺(tái)的薄層。按照需要的部件幾何形狀，利用激光束對(duì)該粉末層進(jìn)行局部熔化。激光束能量以這樣方式選擇，即在激光束入射位置上，金屬材料粉末在其整個(gè)層厚上完全熔化。與此同時(shí)，保護(hù)氣體空氣保持在激光束與金屬材料粉末交互作用的區(qū)域上，以避免例如通過氧化而有可能出現(xiàn)的部件瑕疵。已經(jīng)公知的是，采用DE19649865C1中圖1所示設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)該方法。
在可從US4863538中已知的激光燒結(jié)方法中，部件由專門為激光燒結(jié)而開發(fā)的材料粉末中制造，而其中該材料除了含有基材外，還含有一種或更多種添加成分。這些不同的粉末成分在熔點(diǎn)方面不同。在激光燒結(jié)的情況中，材料粉末用在堆積平臺(tái)上作為薄層。根據(jù)部件幾何數(shù)據(jù)，該粉末層用進(jìn)行局部激光束照射。該材料粉末的低熔點(diǎn)成分通過引入到的激光能量熔化，同時(shí)其他成分保持在固體狀態(tài)。借助于熔化粉末成分，該粉末層固定到先前粉末層上。在粉末層堆積后，該堆積平臺(tái)降低一個(gè)粉末層的厚度，同時(shí)新粉末層從存儲(chǔ)容器中攤開。
EOS GmbH Electro Optical Systems提供了激光燒結(jié)裝置，該裝置用來(lái)制造塑料EOSINT P 700和制造沙子EOSINT P 750，該裝置具有加工腔、兩個(gè)激光和兩個(gè)掃描單元。這些裝置的目的是迅速堆積較大體積的部件。
根據(jù)WO/0236331，為了制造相對(duì)較大體積的部件，Concept LaserGmbH提出借助于集中輻射的電磁來(lái)進(jìn)行材料燒結(jié)、去除和/或書寫的設(shè)備，其中在該設(shè)備中，掃描儀布置在掃描儀載體上，其中該載體為符合滑動(dòng)件的形式，并可在堆積平臺(tái)上通過電機(jī)裝置移動(dòng)。
該設(shè)備包括激光制造機(jī)器，該機(jī)器具有用于燒結(jié)、材料去除和/或?qū)懭氲目商鎿Q技術(shù)模塊。在機(jī)器殼體上提供多個(gè)堆積空間。該掃描儀載體在堆積空間之間執(zhí)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而多個(gè)堆積空間可以任何需要順序覆蓋。例如，已經(jīng)提出的是，為了在一個(gè)機(jī)器內(nèi)同時(shí)以及并行地堆積或以其他一些方式加工的四個(gè)部件，以近似正方形的格局提供四個(gè)堆積空間。為此，掃描儀載體需要在堆積空間之間前后移動(dòng)，以在機(jī)器的堆積空間內(nèi)同時(shí)制造多個(gè)部件。
該方案具有的缺點(diǎn)是，由于掃描儀載體的存在，進(jìn)入機(jī)器殼體內(nèi)單獨(dú)堆積空間變得更困難，其中復(fù)合滑動(dòng)件形式的掃描儀載體可由電機(jī)裝置移動(dòng)，并橫向穿過堆積空間而延伸。此外，在單獨(dú)堆積空間內(nèi)動(dòng)作的并行模式意味著，只能當(dāng)成形主體同樣已經(jīng)完成時(shí)，移出完成部件并進(jìn)行新部件的必要轉(zhuǎn)換工作，其中成形主體將與在另外堆積空間內(nèi)的完成部件并行堆積。
由于具有最長(zhǎng)堆積時(shí)間的部件確定了移出和轉(zhuǎn)換工作，因此，這在設(shè)備費(fèi)用上具有負(fù)作用。此外，在制造過程中出現(xiàn)的影響，如溫度和當(dāng)成形主體正堆積時(shí)非出火花，可對(duì)并行進(jìn)行的如涂覆、冷卻等等的另外加工過程產(chǎn)生負(fù)作用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，發(fā)明基于的目的為提供這樣的制造三維成形主體的設(shè)備和方法，其中制造時(shí)間縮短，同時(shí)制造的靈活性和成形主體的質(zhì)量得到提高。
該目的通過根據(jù)專利權(quán)利要求1的設(shè)備和根據(jù)專利權(quán)利要求22的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在附加權(quán)利要求書中描述了發(fā)明的巧妙構(gòu)思和結(jié)構(gòu)。
根據(jù)發(fā)明的設(shè)備明顯地提高了成形主體的制造經(jīng)濟(jì)性。成形主體完全在第一加工腔內(nèi)制造，同時(shí)在至少一個(gè)另外加工腔內(nèi)對(duì)先前制造的成形主體進(jìn)行冷卻和卸載，或者加工腔為后面要制造的成形主體進(jìn)行替換或安裝。由于在成形主體制造后，立即轉(zhuǎn)到下一個(gè)加工腔，因此這樣導(dǎo)致對(duì)光束源容量的充分利用，從而在至少一個(gè)另外加工腔內(nèi)制造出下一個(gè)成形主體。
此外，形成至少兩個(gè)密封鎖定加工腔，可使成形主體利用確定材料在第一加工腔內(nèi)堆積，同時(shí)可在至少一個(gè)另外加工腔內(nèi)利用相同材料粉末或者與第一成形主體不同的材料粉末堆積成形主體。由于需要高度純凈的材料粉末，因此，這種方案在用于化學(xué)技術(shù)中特別重要。
此外，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備具有的優(yōu)點(diǎn)是，由于不需要操作者干預(yù)情況下，對(duì)應(yīng)于加工腔數(shù)目的成形主體可直接連續(xù)制造，因此在不需要操作者情況下可實(shí)現(xiàn)形成粉末層。
另外，至少一個(gè)光束偏轉(zhuǎn)裝置直接定位到加工腔，這樣就為要移出的制造后成形主體提供了對(duì)第二或者另外加工腔的良好可接近性，并為后面需要的加工過程更換或者安裝加工腔。
加工腔密封鎖定結(jié)構(gòu)還具有的優(yōu)點(diǎn)是，在不受即時(shí)旁邊轉(zhuǎn)換加工、冷卻過程、環(huán)境雜質(zhì)等任何影響下，來(lái)制造成形主體。
根據(jù)發(fā)明的最優(yōu)結(jié)構(gòu)，每個(gè)加工腔具有為沒有固結(jié)堆積材料的提取裝置，該提取裝置包括至少一個(gè)阻擋裝置。當(dāng)沒有固結(jié)的堆積材料正在另外加工腔內(nèi)被提取時(shí)，該阻擋裝置阻止堆積材料從此時(shí)正在進(jìn)行成形主體分層堆積的加工腔內(nèi)被提取。在不受相鄰加工腔中加工過程干涉并與之獨(dú)立的情況下進(jìn)行一個(gè)加工腔內(nèi)的加工過程。
另外，把該阻擋裝置布置在相對(duì)于加工腔關(guān)閉的位置上，這樣具有的優(yōu)點(diǎn)是，在單獨(dú)粉末層固結(jié)的加工過程中，維持保護(hù)氣體空氣。這就增加了過程可靠性，與此同時(shí)，確保了保護(hù)氣體只有低水平消耗。
根據(jù)本發(fā)明的另外最優(yōu)結(jié)構(gòu)，為至少兩個(gè)加工腔提供風(fēng)扇，同時(shí)在風(fēng)扇和每個(gè)加工腔之間的提取裝置上設(shè)置至少一個(gè)阻擋裝置。為了降低需要的整個(gè)空間以及成本，例如設(shè)置為至少兩個(gè)加工腔操作的風(fēng)扇。這也能簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。為了密封鎖定加工腔，同時(shí)為了彼此獨(dú)立地操作這些加工腔，在風(fēng)扇和每個(gè)加工腔之間的提取裝置上布置至少一個(gè)阻擋裝置，從而當(dāng)在成形主體已經(jīng)完全制造的加工腔中風(fēng)扇通過抽吸作用而進(jìn)行提取操作時(shí)，同時(shí)另一個(gè)其他加工腔沒有抽吸提取。這就消除了當(dāng)采用共用部件時(shí)加工腔彼此影響的可能性。
該加工腔具有入口，有益的是，該入口每個(gè)都由阻擋裝置關(guān)閉。因此，該阻擋裝置直接分配給加工腔，從而消除了其他破壞影響因素。入口的阻擋裝置可與出口的阻擋裝置一起驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，至少在出口設(shè)置該阻擋裝置，該出口與堆積腔和粉末收集部連通。這就提供了加工腔的密封鎖定。此外，可以提供進(jìn)給開口，該開口在提取加工腔過程中供應(yīng)體積流量，同樣可由阻擋裝置關(guān)閉。優(yōu)選的是，阻擋裝置在出口設(shè)置人工提取裝置。該人工提取裝置用于粉末剩余物的人工提取。因此，可使密封鎖定和風(fēng)扇的利用最優(yōu)化。
優(yōu)選的是，借助于控制和算術(shù)單元，每個(gè)阻擋裝置可為每個(gè)加工腔單獨(dú)或者作為一個(gè)組聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。這就使加工腔自動(dòng)操作同時(shí)制造得到監(jiān)控。
根據(jù)發(fā)明的有益實(shí)施例，阻擋裝置設(shè)計(jì)成為夾緊閥，并優(yōu)選的是氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)。這些夾緊閥具有的優(yōu)點(diǎn)是，實(shí)際上不磨損，同時(shí)具有較短的反應(yīng)時(shí)間。作為氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的替代，還可以提供液壓、電子或者電磁驅(qū)動(dòng)。
另外，為了使每個(gè)加工腔自動(dòng)化，有益的是，對(duì)沒有固結(jié)堆積材料的提取包括隔離裝置和過濾器。這就使沒有熔化和固結(jié)的堆積材料在沒有雜質(zhì)情況下被回收，例如從相鄰加工腔的其他材料中回收，從而就能降低使用材料的數(shù)量，同時(shí)，確保了由于封閉回路而導(dǎo)致加工材料的純度。有益的是，通過篩選等對(duì)從加工腔中取出材料進(jìn)一步加工。該進(jìn)一步處理或者制備可通過設(shè)置在設(shè)備內(nèi)或者在外部的裝置來(lái)提供。在后者的外部選擇情況中，優(yōu)選的是，與隔離設(shè)備形成接口，為此，為了粉末外部?jī)艋爸苽浠蛘哌M(jìn)一步加工，設(shè)置收集容器。
根據(jù)發(fā)明的另外有益結(jié)構(gòu)，提供為至少兩個(gè)加工腔的抽吸風(fēng)扇，該風(fēng)扇在每種情況下與從屬于加工腔隔離設(shè)備連接，用于提出沒有固結(jié)的堆積材料，以及用于加工腔以及優(yōu)選的是堆積平臺(tái)的冷卻。這就使沒有固結(jié)的堆積材料完全隔離，同時(shí)利用共用風(fēng)扇，以維持在相應(yīng)成材林器內(nèi)使用的堆積材料之間的分離。優(yōu)選的是，阻擋裝置設(shè)置在過濾器和隔離裝置靠近加工腔的上游。每個(gè)密封加工腔經(jīng)過朝向光束偏轉(zhuǎn)設(shè)備的可關(guān)閉開口而可接近。如果光束偏轉(zhuǎn)裝置位于另外加工腔內(nèi)，則這就能為該加工腔提供良好的可接近性。
有益的是，靠近開口包括把電磁輻射充分傳遞的區(qū)域，其中該區(qū)域比設(shè)置在接納至少一個(gè)成形主體的提升臺(tái)上的堆積平臺(tái)較大。這樣就為電磁輻射進(jìn)入提供了充足的空間。與此同時(shí)，操作人員可進(jìn)行肉眼檢查并監(jiān)控加工腔。優(yōu)選的是，設(shè)置在可關(guān)閉開口上的透明區(qū)域由玻璃制成，優(yōu)選的是，該玻璃包括兩個(gè)帶有抗反射膜的表面。這樣就能形成光束的最佳入射以及在要堆積粉末層上輻射的最佳沖擊。
為了密封鎖定加工腔，有益的是，供應(yīng)堆積材料的進(jìn)給裝置設(shè)置在至少堆積材料供應(yīng)到加工腔后關(guān)閉加工腔的位置上。該結(jié)構(gòu)就能在堆積材料熔化過程中阻止空氣進(jìn)入而氧化？，并阻止由于另外堆積材料進(jìn)入而堆積沒有確定的橫截面出現(xiàn)。同時(shí)，在成形主體制造后，在對(duì)沒有固結(jié)堆積材料提取過程中，就能阻止要堆積的粉末抽吸到加工腔內(nèi)。
為了在加工腔和由開口封閉蓋子之間密封，設(shè)置密封件。結(jié)果，以簡(jiǎn)單方式形成了密封鎖定的密封件。在粉末層堆積時(shí)，保護(hù)或者惰性氣體供應(yīng)到加工腔內(nèi)，并從該加工腔排出。由封閉加工腔形成的閉合回路和管路鋪設(shè)降低了操作成本。
此外，為了密封鎖定加工腔，有益的是，至少一個(gè)密封件或者部件的密封結(jié)構(gòu)設(shè)置在接納成形主體的載體和圍繞該載體的堆積腔之間。在熔化過程中，加工腔充滿保護(hù)或者惰性氣體，并在超級(jí)大氣壓力下操作，以阻止氧氣進(jìn)入到加工腔內(nèi)。
為了密封鎖定加工腔，有益的是，具有密封環(huán)的環(huán)形槽布置在作為載體一部分的提升臺(tái)上。優(yōu)選的是，該密封環(huán)的直徑設(shè)計(jì)成略微變化，從而由于在成形主體形成過程中加熱的不同高度而形成具有密封接觸的結(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的是，密封環(huán)由比堆積腔圓周壁磨損較大程度的材料制成。結(jié)果，在多次使用后密封環(huán)的簡(jiǎn)單替換足以在堆積腔內(nèi)達(dá)到密封布置。
優(yōu)選的是，堆積腔的圓周壁具有比堆積材料較大的硬度。結(jié)果，能形成較少維修的堆積腔。有益的是，堆積腔表面涂覆，優(yōu)選的是鍍鉻。
另外，有益的是，密封環(huán)或者帶條相鄰設(shè)置在堆積平臺(tái)端面上或者分配給該端面，以形成第一密封件。有益的是，設(shè)計(jì)成氈環(huán)的該帶條具有的優(yōu)點(diǎn)是，能補(bǔ)償在堆積腔圓周壁和堆積平臺(tái)之間的相對(duì)較寬溫度變化。為了提高成形主體的質(zhì)量，對(duì)堆積平臺(tái)加熱，從而導(dǎo)致堆積平臺(tái)和繼電器不同膨脹的溫度差在堆積平臺(tái)和堆積腔圓周壁之間形成，并由帶條補(bǔ)償。
此外，為了密封鎖定加工腔，有益的是，提供設(shè)置在提升臺(tái)的提升桿上的軸密封件。根據(jù)發(fā)明的另外有益結(jié)構(gòu)，設(shè)置相對(duì)于單獨(dú)加工腔布置的光束偏轉(zhuǎn)裝置。由于不論加工腔數(shù)目多少，均采用了共用光束源和共用光束偏轉(zhuǎn)裝置，這就能降低本發(fā)明設(shè)備的成本。
為了使光束偏轉(zhuǎn)裝置簡(jiǎn)單和正確定位，有益的是，提供直線導(dǎo)軌，光束偏轉(zhuǎn)裝置可沿著該導(dǎo)軌移動(dòng)，并可相對(duì)于加工腔精確定位。有益的是，該限定引導(dǎo)件布置在相應(yīng)加工腔上面較低高度上，從而在偏轉(zhuǎn)裝置和要堆積的粉末層之間具有較短距離，從而形成成形主體，特別是獲得較窄寬度的熔化軌跡。
根據(jù)發(fā)明的可選擇結(jié)構(gòu)，至少兩個(gè)加工腔許多于光束偏轉(zhuǎn)裝置移動(dòng)。例如，提供一種轉(zhuǎn)臺(tái)裝置，或者提供多個(gè)成排的加工腔，這些加工腔可相對(duì)于固定光束偏轉(zhuǎn)裝置移動(dòng)。特別在轉(zhuǎn)臺(tái)狀裝置中，能使光束源得到非常高的利用率，并在較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行成形主體的無(wú)監(jiān)督制造。
根據(jù)發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，提供至少兩個(gè)密封鎖定、隔離的加工腔和位于該至少兩個(gè)加工腔內(nèi)的光束源以及光束偏轉(zhuǎn)裝置，這些裝置位于機(jī)器殼體內(nèi)，以形成多腔系統(tǒng)。該設(shè)備具有的優(yōu)點(diǎn)是，確保每個(gè)加工腔自動(dòng)操作的那些部件設(shè)置多個(gè)，而為整個(gè)設(shè)備需要的那些部件只設(shè)置一次。這就能形成這樣的設(shè)備，該設(shè)備使光束源具有較高利用率，與此同時(shí)在制造成本方面具有最優(yōu)化。
具體地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備可實(shí)現(xiàn)制造三維成形主體的工藝過程，其中在第一加工腔內(nèi)進(jìn)行成形主體的完全制造，同時(shí)對(duì)該完成成形主體進(jìn)行冷卻或者卸載，同時(shí)在至少第二加工腔內(nèi)，為另外成形主體的制造而并行進(jìn)行加工腔的轉(zhuǎn)換或者安裝。這就形成了成形主體經(jīng)濟(jì)制造的條件。另外，可以加工不同的材料。該密封鎖定的加工腔能運(yùn)行不同的加工參數(shù)，以滿足堆積、表面質(zhì)量和低應(yīng)力、無(wú)裂縫堆積的特殊需要。
根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)加工腔具有用于保護(hù)或者惰性氣體的至少一個(gè)引入到加工腔內(nèi)的入口和從該加工腔引出的出口。結(jié)果，可根據(jù)堆積該成形主體使用的材料來(lái)供應(yīng)適當(dāng)保護(hù)氣體或者惰性氣體。因此，相應(yīng)的加工腔彼此完全獨(dú)立構(gòu)造，并為制造成形主體而設(shè)定特殊需要。
根據(jù)該方法的有益實(shí)施例，在沒有固結(jié)成形主體的堆積材料提取過程中，或者在已經(jīng)在加工腔內(nèi)制造完成后的成形主體冷卻過程中，用于至少一個(gè)另外加工腔的阻擋裝置保持在關(guān)閉位置。結(jié)果，該加工腔彼此相對(duì)密封鎖定，同時(shí)在相應(yīng)加工腔內(nèi)發(fā)生或者正在進(jìn)行的加工步驟彼此不受影響。這就提高了設(shè)備的利用率，并改進(jìn)了成形主體的質(zhì)量。
在另外附加方法的權(quán)利要求中提出了另外有益實(shí)施例。


根據(jù)在附圖中示出的實(shí)例，描述和解釋了本發(fā)明和另外有益實(shí)施例以及改進(jìn)。根據(jù)本發(fā)明，在描述和附圖中呈現(xiàn)出的特征可本身單獨(dú)使用，或者以任何需要組合中使用。在附圖中具體實(shí)施方式
圖1為根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的示意側(cè)視圖；圖2為在制造成形主體過程中在加工位置加工腔的剖面示意圖；圖3為在成形主體分層堆積后、圖2所示加工腔處于冷卻位置的剖面示意圖；圖4為在成形主體分層堆積后、圖2所示加工腔的剖面示意圖；圖5為穿過具有進(jìn)給裝置的局部剖面示意圖；圖6為兩個(gè)加工腔和相關(guān)部件之間連接的示意圖。
圖1為大致示出了根據(jù)本發(fā)明的一種設(shè)備11，該設(shè)備用于通過對(duì)粉狀堆積材料層進(jìn)行連續(xù)固結(jié)來(lái)制造三維成形主體。例如在DE19649865C1中描述了通過激光熔化制造成形主體。該設(shè)備11包括位于機(jī)架14內(nèi)的光束源16，該光束源例如為固態(tài)激光器的激光器，發(fā)射定向光束。該光束通過光束偏轉(zhuǎn)器18而聚焦，成為在加工腔21內(nèi)工作面上的偏轉(zhuǎn)光束，其中該光束偏轉(zhuǎn)器18例如為一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)鏡(actuable mirror)形式。該光束偏轉(zhuǎn)器18布置成可通過電機(jī)裝置沿著第一加工腔21和另外一個(gè)加工腔24之間的直線導(dǎo)軌移動(dòng)。該光束偏轉(zhuǎn)器18可相對(duì)于加工腔21、24借助于對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)而移動(dòng)到精確位置。此外，機(jī)架14為操作設(shè)備11以及設(shè)定個(gè)別參數(shù)提供控制和算術(shù)單元26，其中的個(gè)別參數(shù)用于在制造成形主體采用的工作過程。
第一加工腔21和至少一個(gè)另外的加工腔21彼此分開布置，同時(shí)彼此密封隔離。
圖2示出了處于完全剖面狀態(tài)下的加工腔21。該加工腔21包括殼體31并可通過開口32而進(jìn)入，其中該開口32可通過至少一個(gè)關(guān)閉元件33而關(guān)閉。優(yōu)選的是，該關(guān)閉元件33設(shè)計(jì)成可轉(zhuǎn)動(dòng)蓋，該蓋通過例如肘節(jié)桿的鎖定元件34來(lái)固定到關(guān)閉位置上。優(yōu)選的是為彈性密封件的密封件36靠近開口32設(shè)置在殼體31上，以密封加工腔21。該關(guān)閉元件33具有對(duì)激光束的電磁輻射進(jìn)行傳遞的區(qū)域37。優(yōu)選的是，采用由玻璃或者石英玻璃制成的窗口38，其中該玻璃或者石英玻璃在頂側(cè)或者底側(cè)具有抗反射涂層。優(yōu)選的是，該關(guān)閉元件33為水冷設(shè)計(jì)。
該加工腔21包括底面41。載體43設(shè)置在堆積腔42內(nèi)，并被引導(dǎo)成它可上下移動(dòng)，該堆積腔42從下面朝該底面41敞開。該載體43包括至少一個(gè)底板44，該底板被驅(qū)動(dòng)，從而可借助于提升桿或者提升軸46來(lái)上下移動(dòng)。為此，例如為齒形帶驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)器47設(shè)置成上下移動(dòng)該固定的提升軸46。載體43的底板44通過流體介質(zhì)冷卻，優(yōu)選的是，至少在層堆積過程中，該介質(zhì)經(jīng)過底板44的冷卻通道流動(dòng)。由機(jī)械性能穩(wěn)定的絕熱材料制成的絕緣層48布置在底板44和載體43的堆積平臺(tái)49之間。這阻止了提升軸46被堆積平臺(tái)49的熱量加熱，同時(shí)相關(guān)效果作用在載體43的定位上。
施加和均勻裝置56把堆積材料施加到堆積腔42內(nèi)，并沿著加工腔21的底面41移動(dòng)。通過對(duì)堆積材料57的有選擇熔化，在成形主體52上堆積了片層。
優(yōu)選的是，該堆積材料57包括金屬或者陶瓷粉末?？刹捎眠m當(dāng)以及用于激光溶化和激光燒結(jié)的其他材料。根據(jù)要形成的成形主體52來(lái)選擇個(gè)別的材料粉末。
在一側(cè)，加工腔21具有入口噴嘴61，該噴嘴用于供應(yīng)保護(hù)氣體或者惰性氣體。在相對(duì)側(cè)，具有抽氣噴嘴或者抽氣開口62，用于去除該供應(yīng)的保護(hù)或者惰性氣體。在制造成形主體過程中，產(chǎn)生保護(hù)或者惰性氣體的層流，以避免在該堆積材料57熔化期間氧化，并保護(hù)在關(guān)閉元件33上的窗口38。優(yōu)選的是，在堆積過程中，例如，密封鎖定加工腔21保持在20hPa的超級(jí)大氣(superatmospheric)壓力，當(dāng)然再明顯高的壓力也是可以的。這意味著對(duì)于任何大氣氧氣是可以在堆積過程中從外界進(jìn)入到加工腔21內(nèi)的。在保護(hù)氣體或者惰性氣體循環(huán)過程中，也可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)冷卻。優(yōu)選的是，對(duì)保護(hù)氣體或者惰性氣體進(jìn)行冷卻或者過濾，以去除在加工腔21外部的堆積材料57殘留顆粒。
優(yōu)選的是，該堆積腔42為圓筒設(shè)計(jì)。也可以提供其他幾何形狀。該載體43或者該載體43的至少一部分與堆積腔42的幾何形狀匹配。在堆積腔42內(nèi)，該載體43相對(duì)于底面41向下移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)分層堆積。堆積腔42的高度與堆積高度或者要堆積成形主體52的最大高度匹配。
堆積腔42的圓周壁83與底面41直接鄰接，并向下延伸，該圓周壁83從底面41中懸掛伸出。至少一個(gè)入口112設(shè)置在該圓周壁83上。該入口112與供給管路111連通，在殼體31外面，該管路111容納過濾器126。周圍空氣經(jīng)由過濾器126和供應(yīng)管路111并通過入口112進(jìn)給到堆積腔42內(nèi)。另外，該堆積腔42在圓周壁83上具有至少一個(gè)出口113，連接到該出口的排放管路114從殼體31引出并敞開于隔離裝置107上。該隔離裝置107的下游為過濾器108，該過濾器對(duì)已經(jīng)經(jīng)由連接管路118排出的體積流量進(jìn)行排放。最好是使入口112和出口113彼此對(duì)齊。也可以在高度和在徑向或者與堆積腔42縱軸成直角的進(jìn)給位置方面，使入口112、出口113彼此相對(duì)偏離。
該堆積平臺(tái)49包括熱板136和冷板132。在熱板136上用虛線示出了加熱元件87。另外，該熱板136包括溫度傳感器(沒有更詳細(xì)示出)。該加熱元件87和溫度傳感器連接到供應(yīng)管路91、92上，該管路依次經(jīng)過提升軸46鋪設(shè)到堆積平臺(tái)49上。嵌入一個(gè)或多個(gè)密封環(huán)82的外圍槽81設(shè)置在該堆積平臺(tái)49的外圓周上；密封環(huán)82的直徑可略微變化，并與安裝狀態(tài)和溫度波動(dòng)相匹配。該密封環(huán)支靠在堆積腔42的圓周壁83上。該密封環(huán)82具有比圓周壁83較低的表面硬度。優(yōu)選的是，該圓周壁83具有這樣的表面硬度，該表面硬度比為成形主體52提供的堆積材料57硬度大。這樣就能確保在長(zhǎng)期使用中對(duì)圓周壁83沒有破壞，同時(shí)只有作為磨損部件的密封環(huán)82必須在維修周期進(jìn)行替換。最好堆積腔42的圓周壁83表面有涂層，例如表面鍍鉻。
該底板44包括水冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)至少在堆積成形主體52時(shí)操作。冷卻液體經(jīng)過冷卻管路86進(jìn)給到冷卻通道，而冷卻管路86通過提升軸46進(jìn)給到底板44。提供的冷卻介質(zhì)優(yōu)選為水。該冷卻使底板44設(shè)定成大致20℃到40℃的恒定溫度。
為了接納成形主體52，該載體43具有基板51，該基板借助于保持裝置和/或定向輔助件固定或者可釋放地位于載體43上。在制造成形主體52開始前，加熱板136加熱到300℃和500℃之間的操作溫度，以使成形主體52以低應(yīng)力堆積，并沒有裂縫。在成形主體52堆積時(shí)，溫度傳感器(沒有更詳細(xì)示出)紀(jì)錄加熱溫度或者操作溫度。
該堆積平臺(tái)49具有冷卻通道101，優(yōu)選的是，該通道穿過整個(gè)堆積平臺(tái)49而橫向延伸?？梢栽O(shè)置一個(gè)或更多冷卻通道101。例如，根據(jù)典型實(shí)施例，示出的冷卻通道位置靠近絕緣層48?？蛇x擇的是，冷卻通道101不僅在加熱元件87正下方延伸，而且也在加熱元件上面和/或者在該加熱元件之間延伸。
在成形主體52的制造完成后，該載體43從圖2中示出的位置降低到第一位置或者冷卻位置121。在圖3中示出了該位置。甚至在載體43下降同時(shí)，來(lái)自外界的體積流量經(jīng)由過濾器126和供應(yīng)管路111進(jìn)給到堆積腔42內(nèi)，并從該堆積腔42經(jīng)由出口113和排放管路114排放。該堆積腔42可早在該階段進(jìn)行冷卻，同時(shí)成形主體進(jìn)行堆積。
該載體43的冷卻位置121以這樣方式設(shè)置，即堆積平臺(tái)42的冷卻通道101與在堆積腔42圓周壁83上至少一個(gè)入口和至少一個(gè)出口對(duì)齊。體積流量經(jīng)由冷卻通道101流動(dòng)，從而對(duì)至少堆積平臺(tái)49進(jìn)行冷卻。該冷卻可通過脈動(dòng)吸入流來(lái)實(shí)現(xiàn)。在成形主體52內(nèi)的冷卻速率由脈沖/停止比率來(lái)確定。優(yōu)選的是，在預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)提供均勻的冷卻，以使成形主體52內(nèi)的內(nèi)部應(yīng)力最小。該冷卻也開始通過體積流量來(lái)提供，該體積流量在數(shù)量上持續(xù)增加或者減少。也可以在增加和減少之間交替進(jìn)行，以得到需要的冷卻速率。該冷卻速率可通過設(shè)置在加熱板136內(nèi)的溫度傳感器來(lái)紀(jì)錄。同時(shí)，成形主體52的殘余溫度可經(jīng)由該溫度傳感器導(dǎo)出。該冷卻位置121一直維持，直到該成形主體52冷卻到例如小于50℃的溫度。與此同時(shí)，底板44可在該冷卻位置121進(jìn)一步冷卻。另外，還可以把冷卻通道或者冷卻管設(shè)置在堆積腔42的圓周壁83附近或者設(shè)置在該堆積腔42的圓周壁83上，這些冷卻通道或者冷卻管也有助于堆積腔42、成形主體52和載體43的冷卻。
在成形主體52被冷卻到需要或者預(yù)定的溫度后，該載體43被運(yùn)送到另外的位置或者抽吸位置128，在圖4中示出了該位置。借助于實(shí)例描述的該抽吸位置128用于去除具體地說(shuō)是抽吸這樣的堆積材料57，其中該堆積材料在成形主體52形成過程中沒有固結(jié)。在經(jīng)過堆積腔42流動(dòng)的抽吸流采用前，堆積腔42被關(guān)閉元件123關(guān)閉。該關(guān)閉元件123具有固定元件124，其中該固定元件124作用在開口32上或者位于該開口上，以把該關(guān)閉元件123牢固地固定到堆積腔124上。優(yōu)選的是，該關(guān)閉元件123為透明設(shè)計(jì)，從而可以監(jiān)控沒有固結(jié)的堆積材料57的抽吸。經(jīng)過堆積腔42流動(dòng)的抽吸流在堆積腔內(nèi)產(chǎn)生渦動(dòng)，其結(jié)果導(dǎo)致沒有固結(jié)的堆積材料57被抽出并進(jìn)入到分離裝置107和過濾器108。另外，與此同時(shí)，抽吸也可使堆積腔42、成形主體52和堆積平臺(tái)49冷卻。此外，可以使空氣經(jīng)由關(guān)閉元件123內(nèi)的至少一個(gè)噴嘴進(jìn)一步供應(yīng)。
堆積材料57的抽出可以恒定體積流量、脈動(dòng)體積流量或者具有增加或者減少質(zhì)量通過量來(lái)操作。在預(yù)定抽吸期間后或者在由操作人員設(shè)定的時(shí)間間隔后，該抽吸結(jié)束。
為了取出成形主體52，關(guān)閉元件123從該堆積腔42移開，同時(shí)載體43移動(dòng)到上面位置，從而該成形主體52至少局部地位于加工腔21的底面41上，以被取出。
圖5示出了經(jīng)由進(jìn)給裝置72把堆積腔57進(jìn)給到加工腔21內(nèi)的典型實(shí)施例。該局部區(qū)段示出了進(jìn)給通道71，該進(jìn)給通道71與收集容器或者存儲(chǔ)容器(沒有更詳細(xì)示出)連通并提供堆積材料57。該進(jìn)給裝置72包括滑動(dòng)件73，優(yōu)選的是，該滑動(dòng)件具有槽狀開口74，在第一位置，該開口使堆積材料57穿過該開口74。在該滑動(dòng)件定位在第二位置時(shí)，存儲(chǔ)在該開口74內(nèi)的堆積材料57經(jīng)由間隙76運(yùn)送到施加和均勻裝置56，接著，在箭頭77指示的往復(fù)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果作用下，該施加和均勻裝置56把該堆積材料57運(yùn)送到堆積腔42內(nèi)。多余的堆積材料57可經(jīng)過切口79排放到一個(gè)容器或者粉末收集部80內(nèi)，該切口設(shè)置在用于施加和均勻裝置往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換點(diǎn)處的底面41上。因此，在堆積材料57引入到堆積腔42內(nèi)后，該底面41基本上沒有堆積材料57。進(jìn)給裝置72的這種結(jié)構(gòu)使堆積材料57一部分一部分地供應(yīng)到加工腔28內(nèi)。而且，由于該進(jìn)給裝置72允許該堆積材料57實(shí)際上在沒有剩余情況下被引入到加工腔21內(nèi)，于是該進(jìn)給裝置72能從一種堆積材料迅速和簡(jiǎn)單地變化到另外的堆積材料57上。與進(jìn)給裝置72結(jié)構(gòu)相關(guān)的其他方案也同樣是可以的。例如，堆積材料57的成部分地供應(yīng)也可借助于可控關(guān)閉元件和傳感元件來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中利用傳感元件來(lái)確定進(jìn)給量。作為上面描述的施加和均勻裝置56的替代方案，也可以象打印處理中那樣采用把堆積材料57引入到堆積腔42內(nèi)的裝置。
下面參照?qǐng)D6來(lái)描述雙腔或者多腔的原理，其中圖6為根據(jù)本發(fā)明設(shè)備11的平面示意圖，同時(shí)也可參照前面的附圖。
每個(gè)加工腔21、24包括過濾器126，純凈的周圍空氣經(jīng)過該過濾器經(jīng)由進(jìn)給管路111進(jìn)給到堆積腔42內(nèi)。排放管路114從堆積腔42排放體積流量，同時(shí)在殼體31外面的該流量進(jìn)給到隔離裝置107。過濾器108連接到隔離裝置107的下游。此外，在每個(gè)情況中的加工腔21、24都包括一個(gè)管路106，該管路把收集在粉末收集部80內(nèi)的堆積材料從殼體31中排放出，并把其輸送到隔離裝置107或者排放管路114。該管路106與殼體31內(nèi)粉末收集部80的出口連通，經(jīng)過該出口，對(duì)不需要的堆積材料57進(jìn)行收集。
每個(gè)加工腔21、24分配給用作關(guān)閉閥門的阻擋裝置176。在優(yōu)選實(shí)施例中，這些阻擋裝置176設(shè)置在排放管路114的出口113和粉末收集部80的出口，排放粉末的管路敞開于這些出口。此外，這些阻擋裝置176可設(shè)置在排放管路114的管路區(qū)段中加工腔21、24與隔離裝置107的上游管路106之間。此外，有益的是，阻擋裝置176也可設(shè)置在噴嘴116的抽吸管路117上，其中該管路117用于人工提取沒有固結(jié)并分送給噴嘴116的堆積材料57。除此之外，為了提高可靠性，可以另外設(shè)置阻擋裝置176。例如，可以在進(jìn)給管路111的入口112設(shè)置阻擋裝置176。另外，還可以在連接管路118設(shè)置阻擋裝置176，在所有情況下，該連接管路118從加工腔21、24開通于風(fēng)扇109，以具有進(jìn)一步的安全功能。
該阻擋裝置176可單獨(dú)驅(qū)動(dòng)或者以功能組結(jié)合驅(qū)動(dòng)，從而該驅(qū)動(dòng)包含在單獨(dú)的工作過程中，如在成形主體形成、載體冷卻以及沒有固結(jié)堆積材料57的提取中。這樣，例如在沒有固結(jié)堆積材料57的提取過程中，或者在加工腔21內(nèi)載體冷卻過程中，通過關(guān)閉加工腔24的阻擋裝置176，確保了加工腔24與加工腔21的密封鎖定。優(yōu)選的是，采用的該阻擋裝置176為具有較長(zhǎng)使用壽命的夾緊閥。
優(yōu)選的是，該阻擋裝置176根據(jù)在堆積腔42內(nèi)的載體43來(lái)驅(qū)動(dòng)。此外，還可以阻擋裝置176的信號(hào)與操作風(fēng)扇109的信號(hào)結(jié)合。優(yōu)選的是，所有阻擋裝置176關(guān)閉在靜止位置，同時(shí)只有需要的阻擋裝置176在加工腔21、24中抽吸和/或冷卻過程中打開。
另外，抽吸管路117具有噴嘴116，該噴嘴用于人工清潔加工腔21、24以及加工腔21、24的周圍，該抽吸管路117敞開于隔離裝置107。
當(dāng)為了通過抽吸作用進(jìn)行人工提取從保持器移開噴嘴116時(shí)，從可自動(dòng)打開風(fēng)扇109的傳感元件使相關(guān)的阻擋裝置176打開，從而噴嘴116容易操作，其中該傳感元件設(shè)置在該噴嘴116上，或者設(shè)置在接納噴嘴116的框架上。其他阻擋裝置176保持關(guān)閉。
優(yōu)選的是，該至少兩個(gè)加工腔21、24此外每個(gè)均均勻隔離的冷卻系統(tǒng)103(圖1)，該系統(tǒng)對(duì)殼體內(nèi)部或者外部的部件進(jìn)行冷卻。
因此，已經(jīng)從堆積腔42排出的空氣/氣體以及排放的堆積材料57均被輸送到隔離裝置107和與其下游連接的過濾器108內(nèi)，其中隔離裝置指定到每個(gè)加工腔21、24。該隔離裝置107包括收集排放的堆積材料57的收集容器。這些被收集的堆積材料57通過濾網(wǎng)凈化并經(jīng)由進(jìn)給裝置輸送到外部制備裝置，其中該濾網(wǎng)布置在隔離裝置108和收集容器之間，從而可隨后使用，用于對(duì)成形主體52進(jìn)行進(jìn)一步分層堆積。為每個(gè)加工腔21、24提供單獨(dú)的抽吸，這樣就可以使用不同的堆積材料，同時(shí)阻止堆積材料的混合或者污染。特別是，阻擋裝置176阻止每個(gè)加工腔21、24形成的相應(yīng)回路相互影響或者相互混合。
此外，優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備具有滅火裝置，該裝置為每個(gè)加工腔21而設(shè)置，并至少部分地集成在相應(yīng)的系統(tǒng)中。在該抽吸系統(tǒng)中具有熱監(jiān)測(cè)元件，該元件監(jiān)測(cè)該抽吸系統(tǒng)中的溫度。限制閥可進(jìn)行設(shè)定并用于堆積材料57，一超過該限制閥，該監(jiān)測(cè)元件就向控制和算術(shù)單元26發(fā)出緊急停止信號(hào)。接著該風(fēng)扇109停止。與此同時(shí)，管路106、114、117、118象過濾器108和隔離裝置107一樣，充滿保護(hù)或者惰性氣體，同時(shí)阻擋裝置176關(guān)閉。這種方法的結(jié)果是，可能燃燒的氧氣由保護(hù)氣體所替代。該滅火裝置具有的優(yōu)點(diǎn)是，在清潔過程后，所有部件均可用于成形主體進(jìn)一步加工。
至少兩個(gè)加工腔21、24與一個(gè)風(fēng)扇109結(jié)合操作。優(yōu)選的是，該風(fēng)扇109設(shè)計(jì)成為徑向風(fēng)扇，并經(jīng)由連接管路118與相應(yīng)的隔離裝置107和加工腔21、24的過濾器108連接。加工腔21、24的這種優(yōu)選設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)以及部件分配、加入阻擋裝置可使每個(gè)加工腔21、24自動(dòng)和密封鎖定。還提供了共用光源16和共用光束偏轉(zhuǎn)裝置18。還以對(duì)應(yīng)于加工腔21、24數(shù)量的另外部件，這樣就能為堆積材料57和保護(hù)或者惰性氣體形成封閉材料回路。
當(dāng)在加工腔21堆積并形成成形主體52時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換工作，或者抽出沒有固結(jié)的堆積材料57和/或在至少一個(gè)另外加工腔24內(nèi)冷卻該成形主體52，同時(shí)相鄰加工腔不受影響。這就使光束源16得到最佳利用。此外，具有不同堆積材料57和制造參數(shù)的不同成形主體52在每個(gè)加工腔21內(nèi)堆積。
上述原理不限于雙腔系統(tǒng)。相反，還可以是彼此相連的三個(gè)或者更多加工腔21、24。在所有情況下，光束偏轉(zhuǎn)裝置18都可相對(duì)于加工腔21、24而設(shè)置，以把轉(zhuǎn)向的光束引導(dǎo)到工作平面內(nèi)的需要位置上?？蛇x擇的是，光束源16和光束偏轉(zhuǎn)裝置18還可以是固定設(shè)計(jì)，而加工腔21、24可以相對(duì)于該光束偏轉(zhuǎn)裝置18移動(dòng)。例如，可以是轉(zhuǎn)臺(tái)形式。在該結(jié)構(gòu)中，光束偏轉(zhuǎn)裝置18和/或輻射源16以及加工腔21、24彼此可互換布置。
權(quán)利要求
1.通過對(duì)粉狀堆積材料(57)多層連續(xù)固結(jié)的制造三維成形主體的設(shè)備，該材料借助于電磁輻射或者粒子輻射來(lái)固結(jié)，在對(duì)應(yīng)于成形主體(52)的相應(yīng)橫截面的位置上，具有形成光束的光束源(16)和用于使該光束偏轉(zhuǎn)到要固結(jié)的層上，在堆積腔(42)內(nèi)具有載體(43)，該堆積腔(42)布置在加工腔(21)內(nèi)，該堆積腔(42)用于接納待形成的成形主體(52)，其特征在于—設(shè)置至少兩個(gè)加工腔(21、24)；—每個(gè)加工腔(21、24)密封鎖定并在所有情況下設(shè)計(jì)成與相鄰的加工腔(24、21)隔開，以及—光束偏轉(zhuǎn)裝置(18)和至少兩個(gè)加工腔(21、24)相對(duì)于彼此位于一處理位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)加工腔(21、24)具有沒有固結(jié)堆積材料(57)的提取裝置，該提取裝置包括至少一個(gè)阻擋裝置(176)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的設(shè)備，其特征在于，風(fēng)扇(109)為至少兩個(gè)加工腔(21、24)而設(shè)置，同時(shí)至少一個(gè)阻擋裝置(176)設(shè)置在位于風(fēng)扇(109)和每個(gè)加工腔(21、24)之間的提取裝置中。
4.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于，該加工腔(21、24)具有至少一個(gè)入口，該入口由阻擋裝置(176)可關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求2到4之一的設(shè)備，其特征在于，阻擋裝置(176)設(shè)置在至少一個(gè)出口上，該出口與堆積腔(42)、粉末收集部(80)以及優(yōu)選還與人工提取的噴嘴(116)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求2到5之一的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)阻擋裝置(176)由控制和算術(shù)單元(26)單獨(dú)或者作為每個(gè)加工腔(21、24)的組聯(lián)合來(lái)驅(qū)動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2到6之一的設(shè)備，其特征在于，阻擋裝置(176)設(shè)計(jì)成夾緊閥，并可優(yōu)選的是氣動(dòng)、電、電磁或者液壓驅(qū)動(dòng)。
8.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于，該加工腔(21、24)被密封封閉，并可通過可關(guān)閉的開口(32)進(jìn)入，該開口朝向光束偏轉(zhuǎn)裝置(18)，并具有傳輸電磁輻射的區(qū)域(37)。
9.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于，進(jìn)給裝置(72)至少在供應(yīng)粉狀堆積材料(57)后處于關(guān)閉加工腔(21、24)的位置上。
10.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于，加工腔(21、24)具有保護(hù)氣體或者惰性氣體的至少一個(gè)引入到加工腔(21、24)內(nèi)的入口噴嘴(61)和至少一個(gè)提取噴嘴(62)，其中該提取噴嘴從加工腔(21、24)引出。
11.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于，至少一個(gè)密封件(82、94、97)設(shè)置在載體(43)和堆積腔(42)的包圍載體(43)的圓周壁(83)之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征在于，該密封件(82)由石墨材料制成。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征在于，堆積腔(42)朝向載體(43)的圓周壁、至少設(shè)置在載體(43)上的密封件(82)或者載體(43)上朝向堆積腔(42)的圓周表面包括材料配對(duì)，該材料配對(duì)在載體(43)的密封件(82)上或者圓周表面上形成磨損。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或13的設(shè)備，其特征在于，堆積腔(42)的圓周壁(83)的表面硬度設(shè)計(jì)成比堆積材料(57)的硬度大。
15.根據(jù)權(quán)利要求11的設(shè)備，其特征在于，與端面(96)相鄰或者靠近的堆積平臺(tái)(49)具有帶條元件(97)，該帶條元件抵靠在堆積腔(42)的圓周壁(83)上，作為密封件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的設(shè)備，其特征在于，該帶條元件設(shè)計(jì)成氈環(huán)。
17.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于，分配給加工腔(21、24)的提取裝置用于沒有固結(jié)堆積材料，該裝置包括至少隔離裝置(107)和過濾器(108)。
18.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于，為至少兩個(gè)加工腔(21、24)設(shè)置風(fēng)扇(109)，該風(fēng)扇始終連接到屬于加工腔(21、24)的隔離裝置(107)和過濾器(108)的下游。
19.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于，每個(gè)加工腔(21、24)包括用于堆積材料(57)的單獨(dú)存儲(chǔ)和進(jìn)給裝置(72)。
20.根據(jù)前面權(quán)利要求之一的設(shè)備，其特征在于，光束偏轉(zhuǎn)裝置(18)可移動(dòng)地設(shè)置在該至少兩個(gè)加工腔(21、24)之間。
21.根據(jù)權(quán)利要求1到20之一的設(shè)備，其特征在于，至少兩個(gè)加工腔(21、24)相對(duì)于光束偏轉(zhuǎn)裝置(18)移動(dòng)。
22.用于制造三維成形主體的方法，特別是利用前面權(quán)利要求之一或者更多設(shè)備制造三維成形主體的方法，其特征在于，在第一加工腔(21)，通過對(duì)粉狀堆積材料(57)的多層進(jìn)行連續(xù)固結(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)分層堆積，其中該堆積材料借助于電磁輻射或者粒子輻射來(lái)固結(jié)，從而制造成形主體(52)，在至少第二加工腔(24)內(nèi)進(jìn)行至少冷卻、沒有固結(jié)堆積材料(57)的提取、完成部件的移出、用于新成形主體(52)制造的轉(zhuǎn)換或設(shè)定。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于，在第一加工腔(21、24)內(nèi)成形主體制造完成后，該光束偏轉(zhuǎn)裝置(18)移動(dòng)到該至少一個(gè)另外的加工腔(21、24)內(nèi)，該加工腔已經(jīng)在先前轉(zhuǎn)換或設(shè)定以用于通過分層堆積制造成形主體(52)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23的方法，其特征在于，至少在制造成形主體(52)的連續(xù)分層固結(jié)過程中，保護(hù)氣體或者惰性氣體流過每個(gè)加工腔(21、24)。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其特征在于，至少在沒有固結(jié)的堆積材料(57)提取或者在加工腔中制成的成形主體(52)冷卻過程中，所述至少一個(gè)另外加工腔(21、24)的阻擋裝置保持在關(guān)閉位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及通過對(duì)粉狀堆積材料(57)層連續(xù)固結(jié)的制造三維成形主體的設(shè)備和方法，該材料借助于電磁輻射或者粒子輻射來(lái)固結(jié)，在對(duì)應(yīng)于成形主體(52)的相應(yīng)橫截面的位置上，具有形成聚集光束的光束源(16)和用于使該聚集光束轉(zhuǎn)向到要固結(jié)的層上的偏轉(zhuǎn)裝置，在堆積腔(42)內(nèi)具有載體(43)，該堆積腔(42)布置在加工腔(21)內(nèi)，該堆積腔(42)用于接納待形成的成形主體(52)，其中通過在每種情況下一個(gè)加工腔(28)，形成至少兩個(gè)工作站(21、24)，該工作站(28)密封鎖定并彼此隔開，以及偏轉(zhuǎn)裝置(18)和至少兩個(gè)工作站(21、24)彼此位于加工位置(與圖1一起公開)。
文檔編號(hào)B22F3/16GK1608832SQ20041007916
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月15日
發(fā)明者馬庫(kù)斯·林德曼, 貝恩德·H·倫茨, 約阿希姆·胡特弗萊斯, 格哈德·哈曼 申請(qǐng)人:特魯普工具機(jī)械有限及兩合公司