[发明专利]添加式地制造三维物体的设备

说明书

本发明涉及用于通过依次逐层地选择性照射和固化由可借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备，其具有构造成产生能够夹带在设备的运行期间产生的颗粒、尤其是未固化的建造材料微粒和/或烟雾和/或闷烧残余物的过程气体的流的流产生单元；和构造成从过程气体流中分离颗粒的过滤器单元，过滤器单元包括具有至少部分布置在产生的过程气体流的流动路径中的至少一个过滤器元件的过滤器室，过程气体流中的颗粒通过过滤器元件从过程气体中分离，颗粒接收室以可隔离的方式连接至或可连接至过滤器室的颗粒出口并构造成接收从过程气体分离的颗粒。本发明还涉及过滤器单元和用于添加式地制造三维物体的设施。

技术领域

本发明涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由可借助能量束固化的建造材料构成的层而添加式地制造三维物体的设备，其中，所述设备具有构造成产生能够夹带在设备运行期间产生的颗粒——尤其是未固化的建造材料微粒和/或烟雾和/或闷烧残余物——的过程气体的流的流产生单元，和构造成从过程气体的流中分离出颗粒的过滤器单元，其中，所述过滤器单元包括过滤器室，所述过滤器室具有至少一个过滤器元件，所述至少一个过滤器元件至少部分地布置在所产生的过程气体的流的流动路径中，其中，过程气体的流中的颗粒通过过滤器元件从过程气体中被分离出。

背景技术

用于添加式地制造三维物体的设备是公知的，并且可例如以选择性激光烧结设备、选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备的形式实施。

在相应的添加式制造设备的运行期间，在不从粉末床提升建造材料颗粒的情况下对颗粒——如在设备运行期间产生的未固化的建造材料微粒尤其其烟雾或闷烧残余物——的有效去除可能是一种挑战，这是待制造物体的品质的决定性因素。换言之，相应的设备的流产生装置应被构造成产生气态流体流，所述气态流体流在流动经过过程室时一方面能从过程室有效去除未固化的建造材料颗粒，而另一方面能避免将建造材料颗粒从粉末床提升。这尤其适用于实施高功率能量束例如具有210W以上的功率的能量束的添加式制造设备。

此外，相应的添加式制造设备的过滤器单元的一个任务是将过程气体中包含或夹带的颗粒从过程气体的流中分离出以确保仅清洁的过程气体被再循环至过程室中，并能再次夹带设备运行期间产生的颗粒。因此，仅不夹带所述颗粒的过程气体才能被引流至过程室，从而避免过程气体中的颗粒污染建造过程。从过程气体分离出的颗粒通常积聚在过滤器元件上和/或过滤器室中。因此，过滤器元件和/或过滤器室必须进行清洁或替换，清洁或替换换导致设备停工，在停工期间，制造过程不得不暂停。因此，不得不执行过滤器元件和/或过滤器室的耗时的清洁或替换过程。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于添加式地制造三维物体的设备，其具有改进的过滤器单元，从而允许缩短停工时间和/或减少清洁和/或更换过滤器元件和/或过滤器室的耗力。

该目的通过根据权利要求1的用于添加式地制造三维物体的设备实现。权利要求1的从属权利要求涉及根据权利要求1的设备的可能的多个实施例。

本文中描述的设备是用于通过依次逐层地选择性照射和固化由可借助能量束固化的粉末状建造材料(“建造材料”)构成的层来添加式地制造三维物体例如技术构件的设备。所述建造材料可以是金属粉末、陶瓷粉末或聚合物粉末。所述能量束可以是激光束或电子束。所述设备例如可以是选择性激光烧结设备、选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。

该设备包括在其运行期间使用的若干功能单元。示例性功能单元是过程室、构造成利用至少一个能量束选择性地照射布置在过程室中的建造材料层的照射装置以及构造成产生气态流体流的流产生装置，所述气态流体流以给定的流动特性——例如给定的流动分布、流动速率等——至少部分地流动经过过程室。在流动经过过程室时，所述气态流体流能够夹杂在设备运行期间产生的未固化的建造材料颗粒，尤其是烟雾或闷烧残余物。所述气态流体流通常是惰性的，即通常是惰性气体例如氩气、氮气、二氧化碳等的流。