[发明专利]增材制造系统和用于构件的增材制造的方法

说明书

一种用于构件的增材制造的系统，包括粉末容器、构造平台、下降驱动器和能量输入设备，所述粉末容器被设计成接收作为待制造的构件的起始材料的粉状材料，构造平台安装在粉末容器中并且安装成围绕转动轴相对于粉末容器转动，下降驱动器被设计成在粉末容器中递进地或连续地降低构造平台，能量输入设备布置在粉末容器中的开口上方并且被设计成在所述材料的表面上进行引入至粉末容器中的粉状材料的局部选择性地融化或硬化。构造平台可以相对于可转动底座的转动轴倾斜一斜角。

技术领域

本发明涉及用于构件的增材制造的系统和用于构件的增材制造的方法，其中可以在制造过程中改善半成品构件的空间定位，特别涉及用于生产在航空产业中具有改进的材料性质的构件的方法。

背景技术

立体光刻法(SLA)、选择性激光烧结(SLS)和选择激光融化(SLM)属于一组生产性制造方法并且还大致称为3D打印方法。在这种情况下，基于几何模型生成数据集，所述数据集用于专用生产性制造系统，所述专用生产性制造系统用于从诸如液体和粉末的非晶态材料生成具有预定形状的物体，非晶态材料借助于化学和/或物理过程中性地成形为半成品，半成品诸如为带状、线状、或条带状材料。3D打印方法使用增材过程，其中起始材料有序地建造在层中以形成预定形状。

3D打印方法当前广泛地用于生成样本或快速产品生产(RPD)，其中根据需要，资源高效过程链用于个性化构件的小规模的和大规模的系列生产。3D打印方法在如下方面具有多种用途，土木工程、建筑、牙科、工具制造、移植、工业设计、汽车产业和航空产业。

3D打印机和特别激光烧结装置都使用计算机辅助构造系统(计算机辅助设计，CAD)和光束系统，基于CAD系统提供的数字制造模型，所述光束系统执行待打印的物体的生产性层构造。待打印的物体的三维CAD模型经历如下的制备过程，此处所述制备过程被执行以生成光束系统所需要的控制数据并且被认为是切割。在该过程中，CAD模型被数字地分解成预定均一厚度的层，所述层与光束系统的构造方向正交，所述层然后形成用于控制光束系统中的在起始材料表面上的能量的光束的基础。常规的层分解算法在镶嵌表面模型上构造CAD模型，在这种情况下，这导致限定两个模型截面之间的切割的多个闭合曲线或表面多边形，模型截面是连续的以垂直方式通过光束系统的构造方向。

该种类的表面模型可以存储例如为STL格式，这对于立体光刻法是常见的并且描述了成具有非结构化三角形结构的原始数据的形式的待打印的三维物体的表面几何形状。光束系统读取表面模型数据并且在SLA、SLS或SLM制造方法中将所述数据转换成用于激光束的对应的控制模式。

当制造复杂的三维构件时，诸如SLA、SLS或SLM的3D打印方法导致在几何形状和结构方面的极大的设计自由。在这种情况下，期望通过更有效地执行制造步骤来加速制造构件。

在现有技术中的各种方法处理基于构造台部的转动运动的3D打印过程：DE 102013 210 242 A1公开了用于使用罐成形粉末层支撑件的选择激光融化的系统，罐成形粉末层支撑件可以在粉末层生产过程中转动。DE 10 2009 046 440 A1公开了用于构件的生产性制造的装置，包括可下降支撑板和在支撑板上方转动的材料供应单元。DE 102 35 434A1公开了用于三维物体的分层生产性制造的装置，包括可转动构造区域。US2008/0109102A1和US2004/0265413A1每个都公开了包括可转动构造平台的3D打印装置。WO2015/139094A1公开了用于构件的生产性制造的计算机控制系统，计算机控制系统包括安装在可硬化液体中的机器臂并且包括在其上安装以转动和倾斜的构造平台。

发明内容

本发明处理的一个问题是发现用于物体的生产性制造的更高效的解决方案，特别是该制造方法，借助于选择性激光烧结方法、选择激光融化方法或立体光刻法，所述物体从粉状起始材料生成。

用于构件的增材制造的具有根据权利要求1所述的特征的系统、用于构件的增材制造的具有根据权利要求9所述的特征的方法和具有根据权利要求15所述的特征的非易失性计算机可读存储介质解决该问题和其它问题。