[发明专利]用于添加式地制造三维物体的设备

说明书

本发明涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化多层能借助能量束(4)固化的建造材料(3)而添加式地制造三维物体(2)的设备(1、15)，其中，所述能量束(4)通过照射装置(6)被引导到建造平面(5)上，所述设备包括适于确定在制造过程中发射的辐射(12)的光谱信息的评估单元(11)。本发明还涉及一种用于所述设备(1、15)的评估单元(11)以及一种用于操作至少一个所述设备(1、15)的方法。

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多层能借助能量束固化的建造材料而添加式地制造三维物体的设备，其中，能量束通过照射装置被引导到建造平面上。

背景技术

在现有技术中，已知添加式制造设备包括适于产生和引导至少一个能量束的照射装置。能量束被引导到布置在建造平面上的建造材料的表面上，其中，能量束沿能量束路径行进。通过沿能量束路径行进，至少一个固化区域被限定出，建造材料在该固化区域中被能量束直接照射并且从而建造材料的各层被选择性地照射。通过依次照射多个层而建造三维物体。

此外，从现有技术已知探测从建造平面例如从固化区域发射的辐射。通过探测辐射，可产生例如与过程和物体的品质相关的信息。例如，能够探测或测量固化区域的温度。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种允许产生较大范围信息的设备。

该目的通过根据权利要求1的设备创新性地实现。本发明的优选实施方案记载在从属权利要求中。

本文中描述的设备是一种通过依次逐层地选择性照射和固化多层能借助能量束固化的粉末状建造材料(“建造材料”)而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。示例性的功能单元是过程室、适于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、以及适于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、流动速率等至少局部地流动经过过程室。在流动经过过程室时，所述气态流体流能够夹带在设备运行期间产生的未固化的建造材料颗粒、尤其是烟雾或烟雾残余物。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。

本发明是基于这样的理念，即提供适于确定在制造过程中发射的辐射的光谱信息的评估单元。因此，能够利用在制造过程中产生的辐射的光谱信息例如光谱组成来获得与影响制造过程的参数相关的信息。例如，这样的参数是建造材料的组成、尤其是杂质或组成的局部变化，和/或建造材料的湿度。通过评估在制造过程中发射的辐射的光谱，能够核实满足了过程和/或物体的品质要求。因此，在制造过程中发射的辐射的光谱信息得以确定并可被进一步处理以例如评估建造材料和/或待被制造的物体的具体特性。特别地，如将在下文中详细描述的那样，能够评估发射辐射的材料的组成。

在本申请的范围中，在制造过程中发射的辐射被理解为从用于添加式地制造三维物体的设备的过程室内的位置例如建造平面发出的任何辐射。术语“发射”或“发射的”包括可能从体积、位置或平面发出的所有可能方式的辐射，例如但不限于在表面处的反射或来自表面或来自建造材料的体积的热辐射。因此，光谱信息例如可从用于照射建造材料并在固化区域中反射的能量束(能量束的被反射部分)获得以及从通过消耗建造材料的体积中的能量所产生的由此加热建造材料的热辐射获得。

特别地，所发射的辐射的光谱的组成可被评估以获得与所述组成和/或与制造过程中建造材料的固化品质相关的信息。在本申请的范围中，术语“光谱”是指构成辐射的全部不同波长。所发射的辐射的光谱根据影响制造过程的不同过程参数而变化。因此，通过确定所发射的辐射的光谱信息能够评估光谱信息，例如从所确定的光谱信息推导出制造过程中存在的至少一个过程参数。