[发明专利]用于逐层制造三维物体的设备和方法

说明书

本发明涉及一种用于在与相应层中的待制造物体(2)的横截面对应的位置上通过逐层固化构造材料(13)来制造三维物体(2)的设备(1)，所述设备包括用于在所施加的构造材料(13)层的上方产生气流的通风装置(31、32、34、35)，该通风装置包括用于将气流导入设备中的喷嘴元件(40)。所述喷嘴元件(40)包括具有气体流入侧(44)和气体流出侧(46)的主体(41)并且包括多个通道(42)，这些通道从气体流入侧(44)到气体流出侧(46)贯穿主体、在气体流入侧(44)上具有流入开口(45)并且在气体流出侧(46)上具有流出开口(47)并且通过壁(43)彼此分开。所述通道(42)的长度这样选择，使得在其中在气体流出侧(46)上形成层状流。

本申请是名称为“用于逐层制造三维物体的设备和方法”、国际申请日为2015年3月27日、国际申请号为PCT/EP2015/056722、国家申请号为201580016176.9的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于通过在与待制造物体相应层中的横截面相对应的位置上逐层固化构造材料来逐层制造三维物体的设备和方法。

背景技术

用于逐层制造三维物体的方法包括例如选择性激光烧结或激光熔融。在此，逐层施加并且通过激光辐射选择性固化粉末状的构造材料。

DE19649865C1描述了一种用于通过在处理室中逐层施加并且选择性固化金属材料粉末来制造成型体的方法。在该处理室的一侧设有保护气体入口，在另一侧设有保护气体出口。通过所述保护气体入口和保护气体出口在被施加的粉末上方形成层状的保护气体流，以避免材料表面的氧化。

DE19853947C1描述了一种用于选择性激光熔融的处理室，在该处理室的侧壁中设有用于保护气体的流入开口和流出开口，该保护气体穿流处理室。

在这两种情况下，通过滑阀实现从相对于保护气体流位于上游的粉末存储器逐层施加粉末。该粉末存储器和用于构造物体的工作平面并排设置，并且处理室与此相应地是扁长的，在保护气体流到达被施加的粉末层之前，该保护气体流已经穿流了一大半处理室，因此容易实现在所施加的粉末层上方的保护气体流是层状的。

在以其它方式、例如从设置在工作平面上方的粉末存储器施加粉末层的用于逐层制造三维物体的设备中，不具有用于气流的如此长的流入路径。在此，气流基本上仅覆盖在其上构造物体的工作平面。在此较难实现气流在整个所施加的粉末层上方是层状的。

在一种申请人内部已知的设备中，气体经由通道被引导至处理室的一个侧壁并且通过包括多个并排的孔的孔板导入处理室中。在另一侧上气体再次被吸走。在此，在孔板的上游的导流板能够帮助改进气流的层流性。但如此产生的气流具有不均匀性和涡流。

通过将能量引入到待固化的粉末上，可能在粉末表面上产生飞溅物、烟雾、气体和/或蒸汽，它们能够吸收或折射激光束。由此产生的局部照射误差可能不利地影响待制造物体的质量。

在申请人内部已知的所述设备中出现的不均匀性和涡流导致在粉末表面上形成的烟雾、气体和/或蒸汽不均匀地运走。由于由此产生的照射误差以及在保护气体流中出现的可扬起待固化粉末的紊流，待制造物体的质量可能受到影响。

发明内容

本发明的任务在于，提供一种用于通过逐层施加并且选择性固化构造材料来逐层制造三维物体的设备和方法，其中，引导经过所施加的构造材料层上方的气流的层流性得到改进。

该任务通过根据权利要求1的设备、根据权利要求10的方法、根据权利要求11的喷嘴元件、根据权利要求14的通风装置和根据权利要求15的喷嘴元件应用来解决。本发明的扩展方案由各从属权利要求给出。在此，该方法也可通过设备的下面的或在各从属权利要求中给出的特征进一步扩展，反之亦然。