[发明专利]粉末模块

说明书

本发明提供一种用于添加式地制造三维物体的设备的粉末模块(1、15、24)，所述粉末模块包括限定出可填充呈粉末形式的建造材料(4)的粉末空间(3)的粉末室(2)和在粉末空间的顶部限定粉末空间(3)的盖(5)，其中，粉末模块(1、15、24)包括构造用于在粉末空间(3)内部分散建造材料(4)的至少一个均衡单元(7)。本发明还提供一种用于通过依次地和选择性地将由呈粉末形式的建造材料(4)构成的层暴露于能量束和与之结合的依次和选择性地固化由建造材料(4)构成的层的被暴露部分来添加式地制造三维物体的设备。

技术领域

本发明涉及一种用于添加式地制造三维物体的设备的粉末模块，该粉末模块包括限定出可填充呈粉末形式的建造材料的粉末空间的粉末室，和在顶侧限定粉末空间的盖。

背景技术

这种类型的粉末模块是本领域中公知的并且已经建立。在本发明的情景中，粉末模块是指用于将建造材料转移至用于添加式地制造的设备的过程室中的计量模块以及用于收集从过程室转移的过剩的建造材料的溢流模块。粉末模块可包含呈粉末形式的建造材料，建造材料容纳在粉末空间中。粉末空间由粉末室的壁部和底面限定出，粉末空间在顶侧由盖或顶盖盖住。此外，此类粉末模块优选包括用于将建造材料填充到粉末空间中的填充单元。典型地，此类填充单元布置在顶盖附近，该顶盖在粉末空间的顶部限定粉末空间。填充单元从而被构造成向粉末空间填充或再填充建造材料，从而该粉末模块可在建造材料已(部分)消耗之后再利用。因此，如果建造材料的填充料位已降到预定填充料位以下时，操作者可通过填充单元填充或再填充建造材料。

通常，经由填充单元填充到粉末空间中的建造材料分配不均匀，因为涌入粉末空间中的建造材料通常经顶盖上的一个孔或开口注入并积聚在粉末空间内部的一个位置处。建造材料积聚在粉末空间中的位置取决于开口的几何形状和位置。这通常导致建造材料在粉末空间内部的不均匀的例如圆锥状或锥形形状的积聚。因此，粉末空间不能有效利用，因为建造材料在粉末空间内部并未均匀地分配，而是积聚在锥形堆上。因此，由于并非整个容积均可被用于储存建造材料，粉末空间的容积被浪费。换言之，粉末空间并未完全充满建造材料，因为粉末空间的顶部部分仅包含圆锥状堆的顶部。这导致空闲容积，因此，未有效利用粉末空间的整个容积。

为克服这一问题，现有技术中建议具有可移动元件，该可移动元件在底部界定该粉末空间，借此，可移动元件承载储存在粉末空间内部的建造材料。可移动元件可向上和向下移动，从而建造材料可推挤顶盖，并且因此圆锥状或锥形建造材料堆可被部分地均衡化。

不利地，在建造材料推挤顶盖之后，建造材料的分配仍不均匀。此外，建造材料被不均匀地推动和压紧。此外，归因于使建造材料推挤顶盖的进一步步骤，粉末空间不能全部利用，因为仍有一部分粉末空间必须保持可用以在粉末空间内部移动该可移动元件并推动建造材料挤压顶盖。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种构造成在粉末空间内部更均匀地分配建造材料的粉末模块。

该目的通过根据权利要求1所述的粉末模块来实现。

本文描述的设备是用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的粉末状建造材料(“建造材料”)构成的层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、陶瓷或聚合物粉末。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多个功能单元。示例性功能单元是过程室、构造成用至少一个能量束选择性地照射放置在过程室中的建造材料层的照射单元、以及构造成产生至少局部地流经过程室的具有给定流动特性——例如给定流动分布/轮廓、流速等——的气态流体流的流产生单元。在流经过程室时，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。