CN104010749A - 用于制备三维物体的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过连续逐层固结粉末层的选定区而制造三维物体(2)的装置和方法，所述固结区对应于所述三维物体的连续部段，每一层被分成内部中心部分(22)和外边缘(21)，所述方法包括依次的如下步骤：a)在基材上沉积粉末层；b)使用来自第一能量源的激光束(19)，通过沿着预定路径相对于物体(2)移动所述第一能量源的激光束而熔融所述粉末层的外边缘，以选择性熔融所述层，所述预定路径沿着对应于所述物体的横截面的轮廓的所述外边缘(21)的轮廓；c)使用来自第二能量源的电子束(20)，通过相对于物体移动来自所述第二能量源的电子束，并通过在预定路径上扫描所述中心内部部分(22)，从而熔融粉末层的内部中心部分，以选择性熔融所述层，所述预定路径对应于物体的横截面的内部中心部分(22)；或d)重复步骤a和b N次，以形成熔融材料的相互叠放设置的多个层，由此形成所述物体(2)的外边缘(21)的一部分，然后进行步骤c以熔融对应于N个粉末层的物体(2)的内部中心部分(22)；以及e)重复步骤a至c或a、b和d，直至物体的所有的层固结。

Description

用于制备三维物体的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于通过连续逐层固结粉状材料的层的选定区而制备三维物体的方法和装置，所述固结区对应于三维物体的连续部段。这种基于粉末的制造过程(也称为增材制造)涉及使用电磁辐射(例如激光束)或粒子束(例如电子束)逐层完全或部分烧结或熔化粉末晶粒。
背景技术
能够通过粉末的选择性熔化由粉状材料逐层制备三维物体的工具的一个例子从文献US 4 863 538中已知。这种工具包括含微处理器的控制单元，所述含微处理器的控制单元用于在预先沉积于工具的支持件上的粉状材料的层上控制和引导激光束的能量，以固结所述层的一部分，所述操作逐层重复。将待获得的物体的连续横截面载入微处理器中，所述微处理器控制激光束，以取决于物体的横截面的轮廓而熔化粉末粒子。这种工具允许以良好的公差制备常规制造技术难以制备的复杂物体。然而，由于所述工具使用低功率激光束，其花费长时间来制造物体，因此所述工具经证实仅在制造相当小的原型时可用。
文献US 6 007 764描述了一种解决方法，其用于改进使用激光束逐层地通过粉末的选择性熔化而制得的三维物体的制造。根据所述文献，将用于获得三维物体的粉末(所述粉末由不透明粒子形成)与透明粒子(如二氧化硅粒子，所述粒子促进激光束的能量传输至粉末层中)混合。因此，激光束能够进一步穿透至粉末中，且最后固结的层更好地粘附至预先凝固的那些层。作为一个变体，使用两个激光源，一个预热粉末，另一个熔化粉末粒子。尽管这必定有可能更快速地操作并使用更厚的粉末层，但将不同性质的粒子添加至物体的基底材料的粒子中具有如下风险：不仅改变组成，还改变物体后凝固的机械性质。
最近已开发了发射更强的激光束的电源。然而，已观察到由粉末吸收的能量的量(尤其是如果为金属粉末时)极小，因为激光束的能量的大部分被粉末粒子反射。因此，即使在这种制造过程中使用强激光束，其生产率仍保持较低。
此外，文献WO 01/81031为已知的，所述文献描述了一种用于制造三维物体的装置，所述装置包括用于待构造的物体的支持件、用于在所述支持件上分配连续粉末层的元件，和通过控制单元控制以选择性熔化待制备的物体的横截面的电子枪，所述横截面由连续沉积于所述支持件上的粉末层连续形成。此外，所述装置包括用于检测在粉末层的表面上的温度分配的设备，从而允许控制电子枪的操作参数，以防止温差出现在各个层中，并因此防止获得的物体中的应变。这种基于电子枪的装置有可能施加比上述基于激光的装置的功率更高的功率，因此它们更有效，并具有比基于激光的装置更高的生产率。然而，由于难以聚焦电子束，且由于在电子束的冲击点处的粉末晶粒电荷效应，已观察到使用基于电子枪的装置获得的物体的表面品质比使用基于激光的装置获得的物体的表面品质更差。
此外，文献WO 2004/056510描述了一种使用电子枪通过连续接合熔化粉末床的选定区而制备三维本体的方法。在所述文献中，电子枪的操作原理为，能量转移在同时传播通过选定区的多个熔化区中发生，以形成三维本体的横截面。尽管其允许进一步增加生产率，但如前述文献的装置那样，所述方法不允许获得具有高表面品质的部件。具体地，由于束的电子被高度加速，当它们碰撞粉末层时，它们具有相当大的动能，因此，粉状材料从束的冲击点周围喷射。另外，由于组成电子束的粒子为带电的，因此粉状材料在冲击点处变成带电，因此，粒子趋于围绕所述点移动位置，从而产生具有显著粗糙度或甚至孔隙率的粉末的固结层。
文献EP 2 156 941描述了一种使用激光束或电子束通过熔融粉末粒子而制造空气或油过滤器的方法。所述文献公开了优选使用电子束来制备油过滤器，因为相比于使用激光束，其获得更高的孔隙率，由此有可能捕获油粒子。
此外，用于基于陶瓷或玻璃陶瓷粉末的增材制造的机器由文献EP2 292 357已知，所述机器使用两个激光束，第一未聚焦激光束用于预热粉末，第二聚焦激光束用于熔化粉末。也可使用电子束而不是激光束。实际上获得具有改进机械性质的物体，但并未关注由此制得的物体的表面光洁度。
文献DE 10 2010 0111059也是已知的，所述文献描述了用于基于粉末的增材制造的另一种机器，所述机器包括用于同时逐层熔化粉末层的多个区的两个电子束。实际上获得具有高生产率的三维物体，但仍然未关注由此制得的物体的表面光洁度。
发明内容
本发明的目的在于减少这些缺点，并提供通过选择性熔化粉末而制备三维物体的方法和装置，从而允许以良好的生产率获得具有复杂形状和良好品质的表面光洁度的物体。
本发明的另一目的在于提供通过选择性熔化粉末而制备三维物体的改进方法和快速的高性能装置，从而允许获得具有所需几何形状和良好的机械性质，且不包括制造后的应变或内部张力的物体。
这些目的使用通过连续逐层固结粉末层的选定区而制造三维物体的方法而实现，所述固结区对应于三维物体的连续部段，每一层被分成中心内部部分和外部边界，所述方法包括依次的如下步骤：
a-在支持件上沉积粉末层；
b-借助源自第一能量源的激光束，通过沿着预设路径相对于物体移动所述第一能量源的激光束而熔化所述粉末层的外部边界，以选择性熔化所述层，所述预设路径沿着对应于所述物体的横截面的轮廓的所述外部边界的轮廓；以及
c-借助源自第二能量源的电子束，通过相对于物体移动所述第二能量源的电子束以沿着预设路径在所述中心内部部分上扫描物体，从而熔化所述粉末层的中心内部部分，以选择性熔化所述层，所述预设路径对应于物体的横截面的中心内部部分；或
d-重复步骤a和b N次，以形成熔化材料的多个叠置的层，所述多个叠置的层形成所述物体的外部边界的一部分，然后进行步骤c以熔化对应于N个粉末层的物体的中心内部部分；以及
e-重复步骤a至c或a、b和d，直至物体的所有的层已固结。
更特别地，本发明的方法组合使用利用不同的操作参数的两个不同的能量源，由此允许通过将每个源用于待制备的物体的一部分(即分别的外皮或芯部)而获得在其周边(或外皮)和其体积(或芯部)具有不同表面、机械或冶金学性质的物体。因此，本发明的方法允许使用激光束源固结物体的外皮，尽管所述激光束相当缓慢地移动，但其允许获得具有良好硬度的平滑表面。本发明的方法也允许使用电子束源而更快速地固结物体的芯部，因为电子束比激光束能量更大，且比激光束移动更快速，然而所获得的粗糙度比使用第一源更高。物体的外皮和芯部通过区的连续结合固结而获得，所述区中的一些形成物体的外部周边，且所述区中的其他形成物体的中心内部部分，这些区被逐层限定，并对应于物体的横截面(术语“截面”应理解为意指平行于工作台的水平面)。因此，所述方法是用于制造三维物体，所述三维物体具有复杂几何形状，且对于给定部段，相对于芯部的周边具有小尺寸的周边。
因此，对于每个粉末层，使用移动缓慢的激光束在小厚度上固结物体的周边或外皮，以获得低粗糙度，而由于待固结的区域的小尺寸(其降低至轮廓)，需要使用激光的时间减少。以逐层操作或通过同时凝固多个芯部层，优选同时获得物体的芯部的快速固结，设定电子束的操作参数以增加熔化速率。考虑每个源的能量效率(电子束的效率极高(约90％)，激光束的效率极低(约10％)，组合两个源，使得两个源中的一者制备物体的芯部，另一者制备物体的外皮，从而允许以高速率获得复杂物体。
优选地，对于给定部段，所述外部边界的宽度至多为1mm。
考虑到两个源的速度比，这种外部边界必须非常薄，以有可能通过使用用于周边的缓慢源和用于物体芯部的快速源而选择性熔化粉末层，从而以整体且有效地制造物体。然而，考虑到电子束的直径及其影响区域，所述边界必须足够厚，从而即使在电子束已沿着通过激光束预先加工的周边的边缘经过之后，也允许边界保持其表面性质。
有利地，通过激光束的熔化起始于远离物体中心的区，且通过电子束的熔化起始于接近于物体中心的区。这有可能获得第一固结周边部分，并同时允许两个束保持足够远离以更易于相对于彼此移动两个束，所述第一固结周边部分围绕位于中心且仍未熔化的粉末，并将所述粉末保持在适当位置。
在本发明的某些变体实施方案中，所述方法包括如下另外的步骤：通过激光束熔化设置于中心内部部分中的内部边界或边缘。这允许在物体的芯部获得各种形状和/或各种材料密度。
有利地，由电子束传递的能量与由激光束传递的能量之间的比例为4:1至9:1之间。
因此，系统的能量的大部分施加至部件的芯部。这允许通过使用具有不同功率和移动速度的两个源而选择性熔化粉末层，从而快速有效地制造复杂物体，其中大部分功率源施加至物体的芯部。
优选地，组成所述粉末的粒子具有5至300μm之间的平均直径。
在一个变体实施方案中，所述中心内部部分具有开放结构。这种开放结构可为三维网、蜂窝结构或甚至多孔结构。这有可能降低部件的重量，或有可能使用部件作为热闸以防止热传递等，或甚至有可能使用部件作为其中注射另一产品的基体以改进其性质等。
优选地，所述方法包括使用所述第一或第二能量源中的至少一者预热粉末层的至少一个另外的步骤。这允许在制造过程中减少热梯度，并因此减少制得的物体中的应变。
有利地，所述方法包括通过使用激光束熔化最后的粉末层而精整物体的中心内部部分和外部边界的另外的步骤。这允许获得最后的层(或顶部)在其整个表面上具有良好的粗糙度的物体，并允许例如通过降低外皮中的裂纹数而改进抗疲劳性，或者允许增加热传递。此外，也有可能获得由此制得的物体的强度的改进。
优选地，电子束的具体功率为2至50×106W/cm2之间。
优选地，激光束的具体功率为200至2400kW/cm2之间。
电子束源的更高的能量效率主要是由于其相比于激光源更高的功率。另外，电子束由基于磁场的系统操纵，而激光源由基于固体镜的系统操纵，这意味着电子束可更快速地移动。
本发明的方法可使用金属或陶瓷粉末。在本发明的一个优选变体中，使用金属粉末。这有可能快速制得具有复杂形状和良好的密度，并良好承受各种机械应力的金属部件。
有利地，电子束的聚焦点位于所述粉末层的表面上方。因此粉末层上的束的冲击区域面积大且深度小，由此能够获得快速熔化，并同时防止束深入渗透至之前固结的层中。
优选地，所述三维物体为用于制造轮胎的模具或模具部分。本发明的方法允许形成具有复杂形状的部件，并更特别地推荐用于制造用于轮胎的模具或模具部分，如含有小元件(如刀片或边缘)的模具衬里。
本发明的目的也使用一种装置而实现，所述装置用于通过连续逐层固结粉末层的选定区而制造三维物体，所述区对应于三维物体的连续部段，每一层分成中心内部部分和外部边界，所述装置包括：
-用于支持所述物体的设备；
-分配设备，所述分配装置能够将至少一个粉末层施用至所述支持件，或施用至所述物体的之前固结的层；
-第一能量源，所述第一能量源发射激光束，应用所述源以通过沿着预设路径相对于物体移动所述第一能量源的激光束而熔化所述粉末层的外部边界，从而选择性熔化所述层，所述预设路径沿着对应于物体的横截面的轮廓的所述外部边界的轮廓；
-第二能量源，所述第二能量源发射电子束，应用所述源以通过相对于物体移动所述第二能量源的电子束以沿着预设路径在所述中心内部部分上扫描物体，从而熔化所述粉末层的中心内部部分，以选择性熔化所述层，所述预设路径对应于物体的横截面的中心内部部分；和
-基于微处理器的控制单元，所述基于微处理器的控制单元用于取决于所述物体的几何形状和载入所述控制单元的内存中的移动算法而控制所述束的移动。
有利地，将所述设备和能量源设置于真空室的内部。这有可能在共用的室中有效地分别操作发射电子束和激光束的两个能量源，并同时防止激光熔化过程中的氧化作用和电子色散，并确保抽走在制造物体时由所进行的操作产生的气体。
有利地，本发明的装置包括用于测量粉末层的温度的设备，所述设备连接至所述控制单元。这允许能量源的操作参数得以更精细地调节，并匹配待制造的物体。
表述“激光束源”应理解为意指至少一个这种源，表述“电子束源”应理解为意指至少一个这种源，在本发明的方法和装置中可能组合使用多个源。
附图说明
通过如下描述将更好地理解本发明，如下描述参照如下附图：
-图1为示意性地显示了根据本发明的用于制造三维物体的装置的横截面图；
-图2为物体的俯视图，其示意性地显示了在本发明的装置中使用的两个能量束的冲击区；
-图3a至3c示意性地示出了使用本发明的装置和方法制得的各种物体的俯视图；且
-图4a至4c示意性地示出了根据本发明的变体实施方案，使用本发明的装置和方法固结的各个层的横截面图。
在各个图中，相同或类似的元件给出相同的附图标记。因此，不系统重复它们的描述。此外，应注意，未按照比例显示各个层的厚度、边界或边缘的宽度和辐射束或制得的物体的尺寸，以使附图清晰。
具体实施方式
图1示出了用于制造三维物体2的装置1。装置包括工作台，所述工作台如所示为水平台板3，物体2在所述水平台板3上构造，且水平台板3形成用于物体2的支持件。所述装置也包括用于分配源自位于台板3上方的粉末料斗7的粉末的设备4，所述分配设备能够例如使用刮片5而在台板3上铺展粉末的薄层。通过致动设备(未显示)使刮片5移动，以在水平面中产生交替平移移动，如在台板3上方的双头箭头A所示。因此，刮片5从料斗7的出口下方将粉末铺展成薄层，过剩的粉末由刮片5推入回收托盘6中。在新的粉末铺展循环开始之前，刮片5优选返回至其接近料斗7的出口的初始位置。作为一个变体，也可提供用于压实铺展的粉末层的装置(图中未显示)。因此，在台板3上铺展的粉末层形成层，使用来自能量源的组8的一个或多个能量束选择性熔化所述层。三维物体2通过选择性地熔化或烧结粉末而制得，并通过基于物体的计算机模型叠置层而构造。一个能量束(或多个能量束)由包括物体模型的控制单元9的微处理器操纵，以通过连续熔化或烧结叠置的粉末层而制造物体。在物体制造循环中，在固结每个粉末层之后，有规律地将台板3下降等于经固结的粉末层的厚度的距离。为此，例如通过将台板3的竖直支撑轴10连接至由伺服电动机或步进电动机致动的齿条齿轮机构或螺母螺栓机构，从而将台板3连接至用于驱动由双头箭头B表示的竖直平移移动的机构。
更特别地，根据本发明，装置1包括两个不同的能量源：电子束枪11和激光源12。
激光源12为例如功率为500W或更高的CO2或Nd:YAG激光。激光源1连接至用于操纵电流计镜14的单元13，这允许由源12产生的激光束19取决于由控制单元9传输的信息而相对于物体2取向。激光束可以以约10m/s的速度由控制单元9移动。
电子枪11如已知包括高压电路，所述高压电路产生用于加速由枪的灯丝发射的电子的电压，所述灯丝本身连接至电流源，从而允许灯丝被加热以发射电子。由枪产生的电子束20由偏转线圈16取决于由控制单元9传输的信息而相对于物体2取向。装置1也包括用于聚焦束的线圈15，从而允许电子束相对于物体2的工作区聚焦。电子枪的功率为约3000W，其束可以以约1000m/s的速度移动。
装置1的构件在连接至真空泵18的密封室17内部设置，所述真空泵18在所述室内部保持约10-4-10-6mbar的真空。这种压力水平确保电子枪可恰当操作，并且有可能在通过激光源进行粉末的选择性熔化时防止氧化作用。选择真空泵18，使得其抽气速率足够高，以考虑源自热循环的除气和室17的可能的渗漏率。
室17的壁优选由钢制得，并且足够厚以保护操作者免于X射线，所述壁可能约20至30mm厚。室17还包括检查孔(未显示)，从而允许操作者观察装置内部的各个区，并同时保护他/她免于由电子枪发射的X射线和由激光源发射的光线。
控制单元9控制能量源的能量供应、来自料斗的粉末供应、通过分配设备控制粉末层的分配、台板的移动，并操纵能量源。作为本发明的一个变体，所述装置另外包括用于测量温度的设备，如IR或CCD摄影机，所述设备能够将与粉末层的温度相关的信息传递至控制单元，由此允许在粉末层的选择性熔化的阶段的过程中调节电子枪和激光源的操作参数。
根据本发明，使用源自源12的激光束19逐层固结物体2的外皮或外部边界21，并使用源自枪11的电子束20逐层或多个层同时固结物体2的中心内部部分22或芯部。
如可在图2中更好地看到，激光束19通过起始于内部并向外部边界21的外部移动而连续产生多个边缘(在此处即内部边缘(cordoninterne)21a和外部边缘21b)，从而逐层产生物体的外部边界21。电子束20在位于内部边缘21a的内部的对应于中心内部部分22的粉末层的区域上移动，起始于中心内部部分22的中心处并结束于内部边缘21a附近，电子束20的移动使其更接近于预先通过激光束产生的边缘而移动。电子束20逐层熔化所述部分的芯部，或者通过激光束19在周边上一次熔化N层。
因此，沉积的粉末层借助快速扫描大区域(即层的中心部分的大区域)的电子束快速固结，激光束的移动(尽管确实更慢)在电子束移动的同时本身沿着更短的路径(即所述中心部分的轮廓的路径)。此外，在实验室测试中已观察到，物体的冶金学性质在连接由此获得的物体的外皮和芯部的界面处得以保持。
图3a至3c示出了使用所述装置并根据本发明的方法，通过固结粉末层而产生的各种几何形状。因此，图3a示出了类似于图2的视图，但另外包括围合有限中心内部部分23的内部边界24。内部边界24通过移动激光束19而产生，有限中心内部区23通过在内部边界24内部移动电子束20而产生。内部边界24可通过源自用于产生边界21的相同来源的激光束产生，且边界24与边界21相继产生，或者其可通过源自设置于与第一激光源相同的室中的第二激光源的激光束产生，且在此情况中，边界21和24可同时产生。同样地，当使用同一电子束时，有限中心部分23与中心内部部分22相继产生，或者作为一个变体，两个中心部分22、23通过由不同来源产生的两个电子束同时固结。
图3b和3c示出了类似于图2的视图，但其中通过使用激光束19，产生设置于中心内部部分22中的边缘25、26。因此，图3b示出了连接至外部边界21的长边缘25，且图3c示出了隔离在中心内部部分22内的短边缘26。所述边缘在图中由矩形形状示意性表示，但它们显然有可能通过使用由中心单元9操纵的激光束19而制备为具有其他所需的几何形状。同样地，如上所述，用于产生边缘25、26的激光束可来自与用于产生边界21的激光源相同的激光源或者来自不同的源。
图4a至4c示意性地显示了根据本发明的各个实施方案，使用本发明的装置和方法固结的各个层的横截面图。因此，图4a示出了粉末层的固结，所述粉末层的外部边界21在激光束19的多次经过中制得，所述粉末层的中心内部部分22在电子束20的多次经过中制得。图4b为类似于图4a的视图，但其中使用比前述情况更少次数的电子束经过来固结中心内部部分。图4c示出了一个变体，其中通过连续固结多个粉末层(在所示实施例中为三个层)而制得外部边界，且其中在外部边界21的所有(三个)沉积层已通过激光束固结之后通过电子束固结中心内部部分22。
举例而言，所用的激光束的直径为5μm至100μm之间，所用的电子束的直径为20μm至500μm之间。
本发明的方法所用的粉末为金属粉末(如Ti、Ni/Ti、超合金、铝合金、殷钢、不锈钢、CoCr、马钉钢或其他金属的粉末)或陶瓷粉末。取决于待制备的物体的几何形状和机械性质或表面性质，并取决于目标最终层的厚度，粉末粒子的平均直径可由数微米(例如5μm)变化至300μm。取决于所用的能量束的操作参数，并取决于所用的粉末，粉末层的厚度可由数微米(例如10μm)变化至数百微米(例如500μm)。
控制单元9能够取决于待制备的物体的几何形状而分别控制激光束19和电子束20的致动。因此，应了解，对于某些部段，控制单元9能够仅控制激光束19，以围绕中空中心内部部分产生外部边界，同时电子束20本身处于待命状态。
在不偏离本发明的权利要求书的范围的情况下，可设想本发明的其他变体和实施方案。因此，可使用多个电子束源和/或多个激光束源以根据本发明的方法并使用本发明的装置来熔化粉末层。

Claims (17)

1.用于通过连续逐层固结粉末层的选定区而制造三维物体(2)的方法，所述固结区对应于所述三维物体的连续部段，每一层被分成中心内部部分(22)和外部边界(21)，所述方法包括依次的如下步骤：
a-在支持件上沉积粉末层；
b-借助源自第一能量源的激光束(19)，通过沿着预设路径相对于物体(2)移动所述第一能量源的激光束而熔化所述粉末层的外部边界(21)，以选择性熔化所述层，所述预设路径沿着对应于所述物体的横截面的轮廓的所述外部边界(21)的轮廓；以及
c-借助源自第二能量源的电子束(20)，通过相对于物体(2)移动所述第二能量源的电子束以沿着预设路径在所述中心内部部分(22)上扫描物体，从而熔化粉末层的中心内部部分(22)，以选择性熔化所述层，所述预设路径对应于物体的横截面的中心内部部分；或
d-重复步骤a和b N次，以形成熔化的材料的多个叠置的层，所述多个叠置的层形成所述物体(2)的外部边界(21)的一部分，然后进行步骤c以熔化对应于N个粉末层的物体(2)的中心内部部分(22)；以及
e-重复步骤a至c或a、b和d，直至物体的所有的层已固结。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于给定部段，所述外部边界(21)的宽度至多为1mm。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的方法，其特征在于，通过激光束(19)的熔化起始于远离物体(2)的中心的区，且通过电子束(20)的熔化起始于接近于物体(2)的中心的区。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，其包括如下另外的步骤：通过激光束熔化设置于中心内部部分(22)中的内部边界(24)或边缘(25、26)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，由电子束(20)传递的能量与由激光束(19)传递的能量之间的比例为4:1至9:1之间。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，组成所述粉末的粒子具有5μm至300μm之间的平均直径。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述中心内部部分(22)具有开放结构。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用所述第一能量源或第二能量源中的至少一者预热粉末层的至少一个另外的步骤。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过使用激光束(19)熔化最后的粉末层而精整物体的中心内部部分(22)和外部边界(21)的另外的步骤。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，电子束(20)的具体功率为2×106至50×106W/cm2之间。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，激光束(19)的具体功率为200至2400kW/cm2之间。
12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述粉末为金属粉末。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，电子束(20)的聚焦点位于所述粉末层的表面上方。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述三维物体(2)为用于制造轮胎的模具或模具部分。
15.用于通过连续逐层固结粉末层的选定区而制造三维物体(2)的装置，所述固结区对应于所述三维物体的连续部段，每一层被分成中心内部部分(22)和外部边界(21)，所述装置包括：
-用于支持所述物体(2)的设备；
-分配设备，所述分配设备能够将至少一个粉末层施用至所述支持件，或施用至所述物体(2)的之前固结的层；
-第一能量源，所述第一能量源发射激光束(19)，所述源连接至控制单元(13)，所述控制单元(13)允许使激光束(19)取向，以通过沿着预设路径相对于物体(2)移动所述第一能量源的激光束(19)而熔化所述粉末层的外部边界(21)，从而选择性熔化所述层，所述预设路径沿着对应于物体(2)的横截面的轮廓的所述外部边界(21)的轮廓；
-第二能量源，所述第二能量源发射电子束(20)，所述电子束(20)通过偏转线圈(16)取向，以通过相对于物体(2)移动所述第二能量源的电子束(20)以沿着预设路径在所述中心内部部分(22)上扫描物体，从而熔化所述粉末层的中心内部部分(22)，以选择性熔化所述层，所述预设路径对应于物体的横截面的中心内部部分；和
-基于微处理器的控制单元(9)，所述基于微处理器的控制单元(9)用于取决于所述物体(2)的几何形状和载入所述控制单元(9)的内存中的移动算法而控制所述束的移动。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述设备和能量源设置于连接至真空泵(18)的真空室(17)的内部。
17.根据权利要求15至16中任一项所述的装置，其特征在于，其包括用于测量粉末层的温度的设备，所述设备连接至所述控制单元。
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