用于分層制造三維物體的設(shè)備制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于通過分層地施加和選擇性地固化粉末狀構(gòu)建材料(13)來制造三維物體(2)的模塊化系統(tǒng)(1)，其包含第一模塊(30、34?36；40、41)，其適用于執(zhí)行用于制造三維物體(2)的第一過程；和至少一個(gè)第二和第三模塊(30、34?36；40、41)，其適用于執(zhí)行用于制造三維物體(2)的另外的過程。第一至第三模塊(30、34?36；40、41)構(gòu)成為，使得能夠可選地和可交換地將第二或第三模塊或者這兩者與第一模塊連接，從而它們的殼體彼此直接耦聯(lián)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及一種用于通過將構(gòu)建材料分層地固化到與待制造物體在相應(yīng)層中的橫截面對應(yīng)的部位處來分層制造三維物體的設(shè)備。
技術(shù)介紹
例如在DE102005024790A1中描述一種以名稱“選擇性激光燒結(jié)”已知的用于分層制造三維物體的方法以及一種用于執(zhí)行該方法的相關(guān)設(shè)備。從DE102004057866B4中已知一種用于分層制造三維物體的設(shè)備，其殼體被分為至少兩個(gè)殼體部段。在第一殼體部段中發(fā)生實(shí)際的構(gòu)造過程。第二殼體部段用作為用于已制成的物體的取出站。在US6,383,446B1中描述一種由多個(gè)工作站形成的用于電燒結(jié)的系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施形式中并排設(shè)置有預(yù)熱單元、燒結(jié)單元和冷卻單元并且這些單元相互連接。這些單元能夠通過可封閉的滑塊相互隔離和與外界環(huán)境隔離。根據(jù)所使用的材料和由此得出的運(yùn)行條件(例如構(gòu)造溫度、氣體純度等)和在生產(chǎn)廠中使用的用于分層制造三維物體的設(shè)備的數(shù)量，存在下述需求：現(xiàn)有設(shè)備的配置能夠盡可能靈活地匹配于所要求的條件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于，提供一種用于分層制造三維物體的設(shè)備，該設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對不同條件的靈活匹配。所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)。本專利技術(shù)的改進(jìn)形式分別在從屬權(quán)利要求中給出。由于第一至第三模塊構(gòu)成為，使得能夠可選地并且可交換地將第二或第三模塊或者這兩者與第一模塊連接，從而它們的殼體彼此直接耦聯(lián)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)：各個(gè)工作站靈活地以不同的設(shè)置方式組合并且簡單地相互交換。附圖說明從對實(shí)施例的描述中借助于所附的附圖得出本專利技術(shù)的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。圖1示出根據(jù)本專利技術(shù)的第一實(shí)施形式的用于分層制造三維物體的設(shè)備的示意的、部分以剖視圖示出的視圖；圖2示出根據(jù)第一實(shí)施形式的工作站的不同的設(shè)置方式的示意圖；圖3示出根據(jù)本專利技術(shù)的第二實(shí)施形式的工作站的模塊化構(gòu)建的示意圖。具體實(shí)施方式下面參考圖1描述根據(jù)本專利技術(shù)的第一實(shí)施形式的設(shè)備的實(shí)施例。在圖1中示出的設(shè)備是激光燒結(jié)或激光熔融設(shè)備1。為了構(gòu)建物體2，該設(shè)備包含具有室壁部4的工藝室3。在工藝室3中設(shè)置有具有壁部6的向上敞口的容器5。所述容器構(gòu)成為可更換容器，這意味著，所述容器能夠從工藝室3中取出并且再次裝入該工藝室中。在容器5中設(shè)置有能夠沿豎直方向V移動(dòng)的載體7，在所述載體上安裝基板8，所述基板將可更換容器向下封閉并進(jìn)而形成其底部。基板8能夠是與載體7分開形成的板，該板固定在載體7上，或者該板能夠與載體7一體地形成。根據(jù)所使用的粉末和工藝，能夠在基板8上安裝又一構(gòu)造平臺9，物體2構(gòu)建在該構(gòu)造平臺上。但是物體2也能夠構(gòu)建在基板8本身上，該基板則用作為構(gòu)造平臺。在圖1中示出在容器5中的構(gòu)造平臺9上待形成的物體2在工作平面10之下處于中間狀態(tài)下，該物體具有多個(gè)固化的層并由保持未固化的構(gòu)建材料11包圍。此外，在工藝室3中設(shè)置有用于能夠通過電磁輻射固化的粉末狀構(gòu)建材料13的儲(chǔ)存容器12和用于將構(gòu)建材料13施加到工作平面10上的能夠沿水平方向H移動(dòng)的涂覆機(jī)14。工藝室3的壁部4在其上側(cè)上包含用于固化粉末的輻射的耦合輸入窗口15。激光燒結(jié)設(shè)備1此外包含具有激光器21的曝光裝置20，所述激光器產(chǎn)生激光射束22，所述激光射束經(jīng)由轉(zhuǎn)向設(shè)備23轉(zhuǎn)向并且通過聚焦設(shè)備24經(jīng)由耦合輸入窗口15聚焦到工作平面10上。此外，激光燒結(jié)設(shè)備1包含控制單元29，經(jīng)由所述控制單元將該設(shè)備的各個(gè)組件以協(xié)調(diào)的方式進(jìn)行控制以實(shí)施構(gòu)造工藝。控制單元能夠包含CPU，所述CPU的運(yùn)行通過計(jì)算機(jī)程序(軟件)來控制。根據(jù)本專利技術(shù)，激光燒結(jié)設(shè)備1構(gòu)建為靈活的模塊化系統(tǒng)，所述模塊化系統(tǒng)由各個(gè)模塊組合而成。在此，制造方法的主要功能被分配到不同的工作站上，各工作站靈活地以任意組合的方式相互連接并且能夠相互交換。在此，制造不僅涉及由粉末構(gòu)成的物體的實(shí)際結(jié)構(gòu)，而且也能夠一同包括用于準(zhǔn)備該結(jié)構(gòu)和用于對物體進(jìn)行再加工的所有步驟。工藝室3與包含在所述工藝室中的部件和曝光單元20一起形成生產(chǎn)站30，所述生產(chǎn)站形成模塊化系統(tǒng)的第一模塊。控制單元19能夠安置在與生產(chǎn)站30分開形成的開關(guān)柜31中，開關(guān)柜除了控制以外也承擔(dān)對該設(shè)備的供電。開關(guān)柜31經(jīng)由控制接口32直接耦聯(lián)到生產(chǎn)站30上。其它模塊通過各個(gè)工作站形成，在這些工作站中執(zhí)行與由粉末構(gòu)建物體的直接過程不同的用于制造物體的方法的步驟。這些工作站分別經(jīng)由模塊接口33相互連接和/或與生產(chǎn)站30連接，從而它們的殼體彼此直接耦聯(lián)。圖1作為示例示出兩個(gè)附加的工作站，即拆包站34以及組裝站35，所述拆包站經(jīng)由模塊接口33與生產(chǎn)站30連接，所述組裝站經(jīng)由模塊接口33與組裝站35連接。因此，各個(gè)工作站能夠自由地相互交換并且以任何組合相互連接，這些工作站必須具有限定的模塊接口，借助所述模塊接口能夠?qū)蓚€(gè)相鄰的站的殼體彼此直接耦聯(lián)。每個(gè)模塊接口33包含至少一個(gè)開口，可更換容器5能夠通過所述開口從一個(gè)站被引入另一站；用于將各個(gè)站的殼體彼此直接機(jī)械耦聯(lián)的裝置，該裝置例如能夠形成為具有任意固定機(jī)構(gòu)的連接法蘭；用于將這些站相互電連接的裝置，例如電氣式控制和功率連接器；和可能的用于將這些站相互液壓地和/或氣動(dòng)地連接的裝置、例如液壓式和/或氣動(dòng)式耦合器。控制連接器在此也能夠構(gòu)成為總線耦合器。模塊接口33必須在所有站中彼此兼容，即在每個(gè)站中，機(jī)械尺寸(例如開口的大小和方位、連接法蘭的大小和固定機(jī)構(gòu)的方位)和電氣式、液壓式和氣動(dòng)式連接(控制和功率連接器的尺寸和方位以及液壓式和氣動(dòng)式耦合器的尺寸和方位)都是彼此兼容的。模塊接口33能夠包含元件，借助該元件能夠確定相鄰模塊的定向，例如在所述相鄰模塊之間的在水平和/或豎直方向上的相對位置或者相互間的角度位置。所述定向設(shè)備例如能夠包含球頭對中裝置、導(dǎo)向裝置、止擋件等。模塊接口33此外也能夠包含阻隔部，借助所述阻隔部能夠?qū)⑾鄳?yīng)的工作站與隨后的站氣密地隔離。由此能夠?qū)⒏鱾€(gè)站的氣體空間相互分開，使得例如這些站的僅一部分能夠用保護(hù)氣體淹沒，而其它站暴露于環(huán)境空氣。由此能夠節(jié)省保護(hù)氣體。也能夠在不同的站中使用不同的保護(hù)氣體。如果在兩個(gè)站之間存在兩個(gè)阻隔部，即使這兩個(gè)站相互分開依然能夠保留相應(yīng)的氣氛。在各個(gè)站中存在在附圖中未示出的傳送設(shè)備，借助于所述傳送設(shè)備，可更換容器5能夠穿過模塊接口33的開口從一個(gè)站傳送到鄰接的站中。所述傳送裝置例如能夠通本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于通過分層地施加和選擇性地固化粉末狀構(gòu)建材料(13)來制造三維物體(2)的模塊化系統(tǒng)(1)，該模塊化系統(tǒng)具有：第一模塊(30、34?36；40、41)，用于執(zhí)行用于制造三維物體(2)的第一過程；和至少一個(gè)第二和第三模塊(30、34?36；40、41)，分別用于執(zhí)行用于制造三維物體(2)的另外的過程，其中，所述第一至第三模塊(30、34?36；40、41)構(gòu)成為，使得能夠可選地和可交換地將所述第二或第三模塊或者這兩者與所述第一模塊連接，從而它們的殼體彼此直接耦聯(lián)。

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】2013.11.15 DE 102013223411.21.一種用于通過分層地施加和選擇性地固化粉末狀構(gòu)建材料(13)
來制造三維物體(2)的模塊化系統(tǒng)(1)，該模塊化系統(tǒng)具有：
第一模塊(30、34-36；40、41)，用于執(zhí)行用于制造三維物體(2)
的第一過程；和
至少一個(gè)第二和第三模塊(30、34-36；40、41)，分別用于執(zhí)行
用于制造三維物體(2)的另外的過程，
其中，所述第一至第三模塊(30、34-36；40、41)構(gòu)成為，使得
能夠可選地和可交換地將所述第二或第三模塊或者這兩者與所述第一
模塊連接，從而它們的殼體彼此直接耦聯(lián)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化系統(tǒng)(1)，其中，
所述第一模塊包含用于在構(gòu)造平臺(8、9)上和/或可更換容器(5)
中分層地施加和選擇性地固化所述粉末狀構(gòu)建材料(13)的生產(chǎn)站
(30)，
在所述第一模塊(30)和所述第二和/或第三模塊(34-36)之間
的模塊接口(33)和/或在所述第二和第三模塊(34-36)之間的模塊
接口(33)包含開口，所述構(gòu)造平臺(8、9)和/或所述可更換容器(5)
能夠引導(dǎo)穿過所述開口，并且
所述第一至第三模塊(30、34-36)包含內(nèi)部的傳送裝置，所述傳
送裝置構(gòu)成為，使得所述傳送裝置能夠在所述第一模塊(30)和所述
第二或第三模塊(34-36)之間傳送所述構(gòu)造平臺(8、9)和/或所述
可更換容器(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化系統(tǒng)(1)，其中，所述第二和/
或第三模塊包括：
用于準(zhǔn)備構(gòu)造平臺(8、9)或可更換容器(5)的組裝站(35)；

\t和/或
用于交換構(gòu)造平臺(8、9)或可更換容器(5)的更換站(36)；
和/或
用于從所制成的物體(2)移除保持未固化的粉末(11)的拆包站
(34)；和/或
用于對經(jīng)拆包的物體進(jìn)行再加工的站。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊化系統(tǒng)，其中，
所述第二和第三模塊分別包含一個(gè)用于在構(gòu)造平臺(8、9)上和/
或可更換容器(5)中分層地施加和選擇性地固化所述粉末狀構(gòu)建材料
(13)的生產(chǎn)站(30)，
在所述第一模塊(34-36)和所述第二和/或第三模塊(30)之間
的模塊接口(33)包含開口，所述構(gòu)造平臺(8、9)和/或所述可更換
容器(5)能夠引導(dǎo)穿過所述開口，并且
所述第一至第三模塊(30、34-36)包含內(nèi)部的傳送裝置，所述傳
送裝置構(gòu)成為，使得所述傳送裝置能夠在所述第一模塊(34-36)和所
述第二或第三模塊(30)之間傳送所述構(gòu)造平臺(8、9)和/或所述可
更換容器(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述模塊化系統(tǒng)(1)，其中，所述第一模塊包
含：
用于準(zhǔn)備構(gòu)造平臺(8、9)或可更換容器(5)的組裝站(35)；
和/或
用于交換構(gòu)造平臺(8、9)或可更換容器(35)的更換站(36)；
和/或
用于從所制成的物體(2)移除保持未固化的粉末(11)的拆包站
(34)；和/或
用于對經(jīng)拆包的物體進(jìn)行再加工的站。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5之一所述的模塊化系統(tǒng)(1)，其中，
所述接口(23)在兩個(gè)彼此鄰接的模塊(30、34-36)之間包含阻
隔部，借助所述阻隔部能夠?qū)⑺鰞蓚€(gè)彼此鄰接的模塊(30、34-36)
的氣體空間相互分開。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的模塊化系統(tǒng)(1)，其中，
所述接口(23)在兩個(gè)彼此鄰接...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：M·霍伊格爾，G·法伊，
申請(專利權(quán))人：EOS有限公司電鍍光纖系統(tǒng)，
類型：發(fā)明
國別省市：德國;DE