[发明专利]一种用于制造三维物体的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于通过逐层施加和经由能量作用选择性固化粉末状结构材料(11)来制造三维物体(2)的方法，所述方法包含如下步骤：将一层粉末状结构材料(11)施加到载体(6)上或者结构材料的在先涂覆的并且至少选择性固化的层上；利用来自能量源(13)的能量射线(14)扫描所涂覆的层的相应于待制造的物体(2)的横截面的部位，以使得所述粉末状结构材料(11)选择性地固化；以及在利用能量射线(14)扫描期间，沿主流动方向(RG)在所涂覆的层上引导气流(18)。至少在待固化的横截面的一个区域内，使得所述气流(G)的主流动方向(RG)和所述能量射线(14)的扫描方向(RL)彼此协调。

技术领域

本发明涉及一种用于通过引入能量在相应于各个层中待制造的物体的横截面的部位上逐层固化结构材料来制造三维物体的方法和设备。

背景技术

这种方法例如用于快速制样、快速制模和快速制造中。这种方法在“选择性激光烧结或者激光熔化”的名称下是公知的，所述方法的示例以及用于执行所述方法的配属设备在文献DE 195 14 740 C1中有所描述。根据该文献，首先借助于涂料器涂覆一薄层所述粉末状结构材料，接下来通过激光射线的作用在相应于所述物体的相应横截面的部位上使所述粉末状结构材料固化。这两个步骤交替地一直重复，直到待制造的三维物体制造完成。

在此，针对待制造的物体的机械性能可能具有优点的是，激光射线并不总是在同一方向上扫描待固化的部位。与此相应地，DE 10 2007 014 683 A1描述了一种用于制造三维物体的方法，其中使得基本上平行的固化线的方向逐层转动一个预先确定的角度，激光器在这些固化线上扫描粉末层的相应于待制造的物体的横截面的区段。此外，该文献还描述了如下方法，其中所述层的待扫描的区域被分成长形条带并且单个条带通过相继利用激光射线扫描而在横向于条带纵向的方向上被光照射。

在利用激光射线进行辐照时，依据所应用的材料的类型，尤其是在烧结或者熔化金属时，形成飞溅物(Spratzer)、烟雾和蒸汽，它们扩散到结构空间中。为了避免这些污染沉淀在用于激光射线的介入窗口上，DE 198 53 947 A1提出了一种处理室，其中在两个对置的端部上布置有保护气入口和保护气出口，通过它们产生穿过所述处理室定向的保护气流。通过该保护气流，将污物从处理室中除去。

但是，可能导致所述污物进入激光射线的光路中并且通过干扰激光射线对所制造的物体的质量产生不利影响。尤其是，可能使得所制造的物体的机械性能变差。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种用于制造三维物体的方法和设备，其能够避免由受到辐照的材料中所出来的飞溅物、烟雾和/或蒸汽而对所制造的物体的质量产生的不利影响并且尤其是改善所制造的物体的机械性能。

该目的通过本发明的方法、设备以及计算机程序来实现。

通过使得所述能量射线的扫描方向和所述气流的主流动方向彼此协调，能够避免的是，从受辐照的材料中出来的飞溅物、烟雾和/或蒸汽进入激光射线的光学路径中并由此影响所制造的物体的质量并且使其机械性能变差。因此，可以实现的是，制造具有良好机械性能的质量良好的物体。

附图说明

本发明的其他特征和优点由结合附图对实施例的描述来给出。

图1是用于逐层制造三维物体的设备的实施例的示意性的、部分以剖面示出的视图，所述用于逐层制造三维物体的设备适用于执行本发明。

图2是根据本发明的第一种实施方式的激光烧结或激光熔化过程的示意性图示。

图3是用于说明根据第一种实施方式的照射方法的激光烧结装置的工作面的示意性俯视图。

图4是根据第一种实施方式的闭合的轮廓扫描的示意性图示。

图5是用于说明根据本发明的第二种实施方式的照射方法的激光烧结装置的工作面的示意性俯视图。