CN104729439B - 具有高精度3d打印功能的坐标测量机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及借助坐标测量机(10)构建物体(25)的方法、具有高精度3D打印功能的坐标测量机以及计算机程序产品，其中该坐标测量机具有至少一个控制单元和一个驱动单元，以控制仪器支架(19)相对于基座(12)的移动，并且该仪器支架(19)被实施为承载能够按各自独立的或组合的方式尤其是模块化地附接的至少一个测量传感器和至少一个生产工具(21a、21b)。在本方法的范围内，根据代表物体的数字模型数据，执行对由仪器支架(19)承载的生产工具(21a、21b)的受控引导且尤其是对准，并且借助生产工具(21a和21b)来执行基于各生产工具位置和尤其是生产工具对准进行受控的精确定位的材料施放和/或材料固定，尤其是其中通过逐层施放和/或逐层固定材料来构建物体(25)。

Description

具有高精度3D打印功能的坐标测量机
技术领域
本发明涉及一种利用坐标测量机(CMM)构建物体的方法以及为此所设置的坐标测量机。
背景技术
在很多的技术应用领域，需要高精度地测量物体的表面，并借此对物体本身进行测量。这尤其适用于制造业，对于制造工业来说，对工件表面的测量和检测是十分重要的，并且还尤其用于质量控制。
对于这些应用来说，通常使用坐标测量机，坐标测量机能够精确测量物体表面的几何形状，通常具有微米级精度。待测物体可以例如是发动机组，变速器和工具。已知坐标测量机通过产生力学接触和扫描表面来对表面进行测量。例如在专利文献DE43 25 337或DE 43 25 347中描述的龙门式测量机。另一个系统是基于对连接臂的使用，该连接臂的测量传感器设置在多部件臂(multipart arm)的末端，能够沿着表面移动。这种类型的连接臂被例如描述在专利文献US 5,402,582或EP 1 474 650中。
在现有技术中，触感传感器是在这种坐标测量装置中使用的标准测量传感器，所述触感传感器例如由安装在测量杆上的红宝石球组成。当坐标测量机被设计为用于在相互垂直的X、Y和Z三个方向进行三维测量时，在扫描过程中通过切换元件或路径测量元件来确定触感传感器的偏转。根据切换点或偏转路径计算接触的位置，从而计算表面坐标。
为了根据测量数据重建表面轮廓，必须考虑传感器自身的机械尺寸及其在与物体表面接触过程中的定位。实施的传感器具有已知几何形状的测量触点，几何形状典型的是球形，或者用于特殊应用的椭圆体形，典型的是具有几毫米数量级的(主)半径。与本发明相关的术语“测量触点”通常被理解为任意形状和尺寸的(触感)测量传感器，其中该测量触点不必一定要(但能够)具有渐细形尖端。原始数据是借助坐标测量机利用触感传感器测量得到的，其描述了测量触点(例如测量触点中心)的位置坐标。
此外，尤其利用光学传感器的非接触式测量方法在现有技术中是已知的。借助这种光学传感器，利用发射的测量光束，尤其是激光光束，可以非常准确地测量表面形貌。利用光学测量传感器测量表面轮廓时的分辨率能够显著高于使用触觉测量传感器时的分辨率。在此期间引入到使用坐标测量机的测量技术中的光学传感器，是例如基于发射到物体表面的激光进行的干涉测量(EP 2 037 214)。基于白光干涉的方法(DE 10 2005 061 464)以及光谱共焦方法(FR 273 8343)也已被提出了。
在工件的测量和制造方法中存在一个缺点，即当已完成制造的工件的构造尺寸偏离预额定值和容差时，该工件通常被认为是次品，并且因而将被废弃。在利用坐标测量机的测量阶段的范围内，通常不能对制造过程进行进一步干预，并且因而不能对工件进行相应的调整。这样的测量通常在完成工件后进行。换句话：完成的产品在这个测量阶段不能再一次改动，而是被认为是以正确的或有缺陷的方式来完成的。返工有缺陷的工件只有在此情况下需要大量额外的努力来实现。
在此情况下工件制造本身存在另一个缺陷。因此，例如工件形状和/或尺寸相对很小的变化可能就需要与制造过程相对应的更大的成本消耗(例如，用于这种目的所需的工具)。例如，如果在测量过程中重复地出现制造出的产品不能与规格相对应的情况(例如，由于工具的缺陷)，就会急切需要对工具进行复杂且耗时的调整。
此外，在工件制造方面应注意到，该工件制造在需要保持同样的高制造精度时通常伴随有极低的灵活性。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于工件制造的装置和相应的方法，该装置具有精确的监控能力，这对于制造精度具有进步性。
此外，本发明的目的在于提供一种相应的装置，借助于该装置可进行可变且灵活的工件制造，其中提供一种改进的制造精度，尤其是其中提供制造阶段的精确监控能力。
该目的通过本发明第一方面的特征来完成。以替代的或有利的方式改进的本发明的这些特征，可以从本发明其它方面中得到。
本发明涉及一种坐标测量机(CMM)，其可以进行三维物体的结构建立。在此情况下，该结构建立通过逐层(layer-by-layer)材料施放和/或材料固定来执行。除了在利用测量传感器的机器的测量空间内的高精度测量的测量模式之外，CMM还具有相应的用于物体构建的可执行物体构建模式，测量传感器可以由CMM的仪器支架来承载(典型地对应于CMM的测量头)，其中生产工具，例如打印头由用于材料施放和/或材料固定的仪器支架来承载。因此，在仪器支架上设置用于该目的的生产工具，并且该生产工具可以自由地定位、引导，并且尤其可以自由地对准，例如，如果CMM具有可枢转仪器支架，在测量空间内借助于机器结构(引导和驱动)。因此，生产工具可以达到对应于借助CMM用于点测量的测量传感器定位的定位精度并且可以以这种高精度来进行物体构建。
为了借助于材料施放构建物体，例如，喷射出由液态或可喷射材料(例如，塑料或金属)制成的第一层-尤其是在特定的干燥时间之后-将另一层材料施放到该第一层上。以此方式重复该操作直至根据已有物体模型完成该物体。优选选择对每个施放的材料和/或次数直到施放新的一层，使得在各层之间形成坚固连接并且因此完整的物体是可产生的。
替代地-例如，如果要形成两个非粘聚的结构-施放的次数可以以这样的方式设置，使得没有造成材料连接并且提供两个连接层，可能接触，但是结构上不相连(分离的)，即相应的施放暂停，例如。
生产工具优选配置有用于材料施放的喷嘴，通过喷嘴，材料可以被喷射出，其中层厚度和/或平面材料分布的均匀性可以通过特定实施方式的喷嘴和通过喷嘴的材料的喷射速度来限定。此外，层厚度还与材料施放过程中的仪器支架(即，生产工具的仪器支架)的引导速度有关。材料供给可以经由连接到喷嘴和存储容器的供给通道建立，存储容器中存储有材料。
辐射发射器作为生产工具设置在仪器支架上，例如，用于借助于材料固定进行物体构建。在这种情况下辐射源也可以位于仪器支架上。替代地，发射器能够发射的辐射借助于光导例如光纤，从外部源引导发射器。
对于材料固定，将要固定的材料(通过该材料制造出物体)被提供在薄层中，例如，在CMM的测量空间内，尤其是在基座上。在这种情况下，材料例如是塑料粉末或粘性塑料液体。例如UV(紫外光)辐射或激光辐射导出的辐射，射入在材料薄层上，借此材料局部固定或固化在辐射入射的区域(至少部分固化，使得下面的层能够永久连接到第一层)。在这种情况下会发生，例如塑料液体的UV(紫外光)交联(借助于UV(紫外光)辐射的作用)或粉末颗粒的融合(借助于激光辐射的作用)。接下来，将另一层施放到已经被辐射的层上并且相应地依次被辐射以进行固定。
根据本发明，还可以将两种方法组合，其中尤其是首先施放材料以及随后将其固定。
因此，本发明涉及一种借助于坐标测量机构建物体的方法，其中坐标测量机具有至少一个控制单元和一个驱动单元，用于控制仪器支架相对于基座的移动。仪器支架被实施为承载至少一个测量传感器和生产工具，这些测量传感器和生产工具是模块化地连接的，尤其是以单独或组合的方式模块化地连接。在本方法的范围内，根据表示物体的数字模型数据，借助于生产工具执行对仪器支架在这种情况下承载的生产工具的控制引导以及特别是对准，以及被与每个生产工具位置以及特别是生产工具对准的控制的精确定位的材料施放和/或固定，尤其是其中通过逐层材料施放和/或固定进行物体的构建。
在本发明的范围内，此外尤其是，进行表面扫描，借助于测量传感器对至少一个测量点进行位置确定，测量传感器由仪器支架承载，尤其是设置在生产工具上，尤其是其中测量传感器被实施为触感传感器或光学传感器。因此，提供典型地用于被讨论的这种类型的坐标测量机物体的高精度表面测量。因此，连接到CMM结构的测量传感器在这种情况下可以借助于驱动单元和控制单元以微米精度(±1-10μm)进行定位。
可用于执行位置确定的测量点在这种情况下尤其体现为：
·至少被部分构建的物体的表面点，其中根据测量点的位置和物体的数字模型，以自动控制的方式，改进构建物体范围内的材料施放，特别是校正，或者
·样品物体的表面点，其中根据样品物体的测量，产生和/或更新数字模型数据，或者
·已知参照物的表面点，其中在本方法的范围内，进行更新步骤，根据确定的参考体的测量点的位置进行仪器支架位置的参照。
对于本发明的物体构建的精度，根据本发明的一个实施方式，通过精确定位的材料施放和/或固定进行物体构建，精度对应于由坐标测量机(微米精度)执行的表面扫描范围内的至少一个测量点的位置确定，尤其对应于生产工具的定位精度。尤其是，以对应于测量传感器的定位精度或坐标测量机的测量精度的精度进行材料施放和/或固定。
以这样的方式，为由施放和/或固定材料的物体制备提供很高尺寸和很高的结构精度，其中，此外可以根据每个数字模型数据的选择从一组不同物体中灵活选择任意物体。在这种情况下，任何时间都可以有每个制备物体的变化，而没有任何精度损失。
在本发明另一个实施方式的范围内，借助生产工具通过材料粗略施放构建物体基础结构，并且通过至少部分构建的基础结构的表面改进的精度定位进行物体基础结构的改进。
因此，制备物体有两个阶段。首先，进行基础结构的粗制备，由于是粗制备相比较来说则更加快速，以及然后进行相应的基础结构的更精确的改进。这些处理步骤都是根据数字模型数据来进行的。
尤其是，在改进的基础结构的范围内，借助于生产工具对精确的表面结构进行材料或替代材料的精确定位精细施放，尤其是其中生产工具被实施为打印头或具有打印头，和/或借助于改进工具进行表面磨削(ablation)，尤其是铣刀(milling tool)或加工激光，其中仪器支架或生产工具承载改进工具。
尤其是，粗略施放打印单元用于粗略施放以及精细施放打印单元用于精细施放，其中粗略施放打印单元和精细施放打印单元设置在仪表支架上，或者生产工具具有粗略施放打印单元和精细施放打印单元。在此情况下，尤其是根据被执行的施放，可以自动改变打印单元的应用。
因此，可以提供不同的用于物体的构建和改进的方法。尤其是，在构建完基础结构之后，通过以更精的，即更准确的形式的材料施放，可以进一步进行构建和/或因此最终完成。在这种情况下，例如，可以优化表面性能，例如，在粗糙度方面或表面材料方面。此外，可以以这样方式精确制备更小尺寸的物体结构部件。
在构建了基础结构之后还可以进行材料磨削。例如，材料施放过程中产生的不准确-例如，通过测量已经制备好的基础机构来识别-因此，可以被减少或去除。此外，材料磨削还可以是有计划的制造过程的一部分，例如，从而能够更有效地(更快速地)产生特定的物体结构。
借助打印头或打印单元通过材料施放的物体构建的另一个方面-根据本发明特定实施方式-涉及打印过程的加速，通过主动冷却施放的材料，尤其是施放的液体塑料。为此，仪器支架或打印头具有冷却喷嘴，借助于该冷却喷嘴，冷空气吹入到施放材料并且因此对材料进行冷却。因此，刚刚施放的塑料层可以更快速的冷却，使得例如可以更快速地施放接下来的层。冷却喷嘴可以例如通过用于CMM操作的任何情形下获得的压缩空气来供给。
根据本发明的一个特定实施方式，在本方法的范围内，进行特定对准中的限定坯料体定位以及相对于基座并且在测量空间内的定位，测量空间由仪器支架的移动(即通过坐标测量机的结构化设计)来限定，尤其是其中借助于可连接到仪器支架或生产工具的输送工具进行定位。借助于生产工具通过在坯料体上精确定位材料施放来构建物体。
因此，例如，物体的基础结构可被放置制备在基座上，并且借助受控的材料施放能够制成物体。因此，尤其是可以在相对较短的时间内产生大体积的物体。此外，例如坯料体可以体现为中空体，借此材料能够依次节省并且能够优化(例如，减少)产生物体的重量或可以改进重量分布。
这样的坯料体例如可以在开始打印步骤或物体构建步骤之前进行，借助于CMM工作台上的输送工具。该输送工具连接到或被提供在用于该目的的仪器支架上，或者还可以由打印头提供。输送工具这样被实施使得尤其模块化地连接到仪器支架或生产工具上。输送工具可被实施为，例如夹紧件和/或可以根据机械的或磁的承载或连接机构，或者根据部分真空原理的承载或连接机构。相应的坯料体可以被放置和保持用于这个目的，例如在CMM的边缘，由输送工具接收(即运走)，并且以预定以及在预定对准内放置在CMM工作台上。很明显，不同尺寸和形状的这样的坯料体都已备好。
根据一个特定实施方式，依靠对基础结构的构建和改进的执行对准仪器支架，其方式使得生产工具或改进工具在工作对准中以限定的方式进行对准，其用于与物体表面相关的材料施放或用于表面改进，尤其是其中仪器支架承载至少两个打印头。在此情况下，尤其是垂直于表面或要制备的表面对准每个工具。
在本方法的范围内，根据本发明的另一个实施方式，生产工具沿着限定路径来引导，其中根据数字模型数据得出该路径。
使用坐标测量机执行根据上述实施方式之一的方法，尤其是根据由用于坐标测量机的本发明接下来的实施方式之一执行。
因此，本发明附加地涉及具有至少一个控制单元和一个驱动单元的坐标测量机，用于控制仪器支架相对于基座的移动，其中，仪器支架被实施为承载至少一个测量传感器，并且其中通过接触表面，借助于仪器支架在这种情况下承载的测量传感器，坐标测量机提供表面扫描模式，以用于确定表面上至少一个测量点的位置。
根据本发明，仪器支架此外被实施为承载进行材料施放和/或材料固定的生产工具。此外，坐标测量机还提供物体构建模式，限定为在其范围内，根据数字模型数据进行控制，在这种情况下承载的至少生产工具可以被引导并且尤其是被对准，并且借助生产工具，依靠每个生产工具位置并且特别是生产工具对准，可以以精确定位的方式施放和/或固定材料，使得通过尤其是被控制单元控制的执行物体构建模式，可以根据数字模型数据构建物体，特别是逐层地。
在此情况下，数字模型数据尤其是由相应的存储单元提供，其中该存储单元被实施为，例如服务器单元，并且该数据是可传输到服务器单元以及从服务器单元传输(例如，通过互联网)，或者其中存储单元体现为数据云。替代地或可附加地，存储单元还可以与坐标测量机相关联并且该数据可以直接提供在其中。
根据本发明的一个特定实施方式，生产工具体现为用于进行材料施放的打印头，和/或作为激光发射器，用于发送激光束进行材料固定，尤其是通过激光烧结。因此可以借助于打印头喷出材料，例如，喷射。例如，通过将激光束发射到要固化的材料上，例如，塑料粉末，材料可以被熔化，并且因此通过下面的冷却来凝聚和固化。
根据本发明坐标测量机的另一个特定实施方式，生产工具具有粗略施放打印单元和精细施放打印单元，以及还尤其是具有测量传感器。在执行物体构建模式过程中，尤其是在此情况下，-在物体构建模式的第一阶段-利用粗略施放打印单元子制备物体的基础结构，以及-在物体构建模式的第二阶段-借助精细施放打印单元进行基础结构的表面改进。
对于能够达到的构建物体的精度，根据本发明的一个实施方式，生产工具可以被引导和定位，尤其是对准，以测量传感器在表面扫描模式范围内提供的定位精度。因此生产工具，例如打印头，可以被引导和放置，以典型地用于坐标测量机的CMM精度，借此要构建的物体可实施为相应的(尺寸和形状)精度。例如，可以设置或接近生产工具位置，以一定的位置不确定性(相对于CMM坐标系统)＜50μm，尤其＜10μm。
对于用以构建物体的可能实施方式来说，根据一个实施方式，限定的坯料体能够以一定对准放置，并且相对于基座以及在测量空间内定位，测量空间由仪器支架的移动来限定，其中借助在坯料体上精确定位材料施放来构建物体，尤其是逐层施放材料。
根据本发明的一个特定实施方式，仪器支架还被实施为承载尤其是模块化地安装的改进工具，尤其是铣刀或加工激光，并且坐标测量机具有限定在其范围中的物体改进模式，尤其是通过执行该坐标测量机，借助于仪器支架承载的改进工具以控制的方式对物体表面进行处理，尤其是其中能够磨削材料。
根据本发明的另一特定实施方式，生产工具具有测量传感器，和/或体现为改进工具的改进单元，和/或冷却喷嘴(借助于冷空气流喷出用于更快速的施放材料冷却)。替代地或附加地，仪器支架体现为围绕至少一个轴线进行枢转和/或被实施为同时承载至少测量传感器和生产工具。
尤其是，在本发明的范围内，通过执行表面扫描模式，可以至少部分地产生数字模型数据。
对于用于构建物体的材料供给，根据本发明的一个优选实施方式，坐标测量机具有材料输送装置，用于提供和/或输送构建物体用材料，尤其是为管状通道结构和/或控温管道布置，尤其是其中材料输送装置连接到生产工具，并且因此提供用于材料施放的生产工具的材料供给，和/或其中材料输送装置具有减小散热的隔离或阻挡装置，尤其是热辐射。
本发明还附加地涉及存储在计算机可读载体中的计算机程序产品，用于控制或执行上述的方法，尤其是计算机程序产品在前述坐标测量机的控制和处理单元中执行。
附图说明
以下仅根据单独的示例性实施方式，更详细地描述根据本发明的方法和根据本发明的装置，这些示意性地描述在附图中，其中，还描述了本发明的其它优点。具体在附图中：
图1示出了根据本发明的具有打印头的龙门式坐标测量机的第一实施方式；
图2示出了根据本发明的具有可枢转仪器支架的坐标测量机的另一实施方式；
图3示出了根据本发明的坐标测量机的另一实施方式；
图4示出了用于根据本发明的坐标测量机的打印头的根据本发明的实施方式；
图5示出了根据本发明的坐标测量机的另一实施方式；以及
图6示出了根据实施为Delta测量机(delta MM)的根据本发明的坐标测量机的另一实施方式。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的例如构造成龙门式坐标测量机的坐标测量机10(CMM)。
坐标测量机10具有基座12，龙门架14以可在纵向(Y方向)上移动的方式设置在基座12上。龙门架14具有两个龙门支柱，桥接部15以及杆或Z柱体18，其中龙门支柱通过桥接部15在它们的上端部处相互连接。
在桥接部15上设置有滑块16，该滑块可沿着桥接部15移动，即可在连接两个龙门支柱的空间方向(X方向)上移动。Z柱体18可在第三空间方向(Z方向)上移动并且在滑块16的容纳部中引导。为了这样在Z方向上运动，Z柱体18在轴承中引导，轴承是滑块16的组件。尤其是，三个空间方向X、Y和Z相互垂直地取向，尽管这并不是本发明的先决条件。
坐标测量机10被构造用于以三维方式构建物体25，并且还用于确定物体25上的一个或多个测量点，因此坐标测量机具有三个具有驱动器的线性导轨，以使得仪器支架19能够在三个空间方向X、Y和Z上相对于基座12进行移动，仪器支架19设置在Z柱体18的朝向基座12的下部自由端处。
每个线性驱动具有用于在所属引导方向上确定位置的相关的测量元件，例如，用于分别在X、Y或Z方向上确定位置的三个测量杆。
仪器支架19被实施为模块化地接收至少一个测量传感器，其中测量传感器例如可被实施为光学传感器或触感传感器，用于确定物体25上测量点的位置。在此情况下，光学传感器能够对物体25上的测量点进行非接触式距离确定，而触感传感器则建立对物体表面的机械接触。
根据本发明的替代实施方式，仪器支架19被实施为可围绕至少一个轴枢转的仪器支架19(参照图2)。
还可以想到的是，在测量传感器中集成微型调整装置，该微型调整装置例如为压电驱动器或扫描镜形式。在此情况下，例如发光测头(测量传感器)可能轻微的谐振也是允许的。
对于坐标测量机10的实施方式来说，本发明并不限制其为图1所示的龙门式结构。任何能够利用光学传感器对物体进行表面测量的已知类型的坐标测量机都适合于本发明(参照图5-6)。
坐标测量机10此外还具有控制和处理单元(＝控制单元；未示出)，控制和处理单元具有处理器。借助于控制和处理单元，尤其使坐标测量机10的驱动器被启动并且测量数据被存储和处理。控制和处理单元优选被实施为能够以全自动方式测量物体表面。
为了使用户直接进行干预或控制，控制和处理单元还可以连接到用户控制台，尤其是以无线的方式，例如通过无线电或WLAN(无线局域网)连接到用户控制台。
根据本发明，仪器支架19被实施为用于接收打印头20。在根据示出的本发明的实施方式中，这样的这种打印头20设置在仪器支架19上。借助于该打印头20，物体25可被“打印”，即物体25可以(尤其是逐层地)被构建或被建造。
为此，打印头20被移动到特定的打印位置(借助于导轨和驱动器)并且可以例如在此位置施放用于生成物体25的材料。在仪器支架沿着预定打印路径移动的过程中尤其连续地施放材料。用于仪器支架19或打印头20定位的打印位置或打印路径例如根据待制造的物体25的数字模型来确定，并且由控制和处理单元来控制其方式。材料的施放也可以由该单元来控制。尤其是材料施放(例如通过喷射)的流量和喷射压力以及仪器支架19的移动速度都在过程中被控制。
物体25例如直接被打印在坐标测量机10的工作台(即基座)上，其中工作台具有特别适用于该材料的(防粘贴)涂层。替代地，承载层或承载物(坯料体被放置或能够放置在基座上，并且物体25被构建在该承载部上。
其中能够例如如此逐层构建物体25，即，施放第一(基部)层，该第一层的厚度与打印头20的材料供应量以及打印头20的相对运动速度(相当于物体25)有关，然后在特定的时间延迟后在该第一层上施放下一层。在这种情况下，可以以这样的方式选择时间延迟，即，第一层已经稍微“干燥”，尤其是开始稍微硬化或交联，但是还未实现在第一层和下一层之间产生连接(例如通过化学反应或物理作用)，并且因此可以制造耐久坚固和一体化的物体25。
为了实现前述的物体25的打印(＝构建)，坐标测量机10具有相应的打印模式(＝物体构建模式)，在执行打印模式的过程中，打印头20固定到仪器支架19上。打印头20可以模块化地固定到仪器支架19上或者从仪器支架上移除。因此，打印头20例如可更换为测量传感器，并且可以以相应的测量模式测量物体25。为了在仪器支架19上更换工具，可以设置具有用于不同工具的多个容纳部的更换台。
因此根据本发明，任意的三维几何形状(＝工件，物体)，尤其是具有底切的形状，都可以利用坐标测量机10来制造。
图2示出了根据本发明的坐标测量机10的另一个实施方式。与图1类似，这种情形涉及龙门式机床具有基座12，龙门式支柱，桥接部15和Z柱体18。此外，还设置有引导和驱动单元，用于提供仪器支架19相对于基座12在三个方向(X、Y和Z方向)上的移动。
其中，仪器支架19实施为可枢转的，其中两个打印单元21a和21b设置在该仪器支架上以用于施放材料。作为替代，该两个打印单元21a和21b可被组合成同一打印头(这里未示出)，使得打印头设置在仪器支架19上，并且打印单元21a和21b尤其以可枢转的方式设置在该打印头上。
两个打印单元21a和21b为粗略施放打印单元21a和精细施放打印单元21b，其中物体25的基础结构可借助于粗略施放打印单元21a构建或打印，即该物体可借助于该粗略施放打印单元21a以粗略方式来制造(预加工)。例如在制造了基础结构之后，待制造的物体25仍然要最后细化，以满足期望的精度要求。为此，利用精细施放打印单元21b执行相应的精细施放步骤，其中尤其是物体25的表面和/或细小的结构，即已经存在的物体25的基础结构的表面和/或细小的结构，可以进行调整并以更高的精度进行确定。
粗略施放打印单元21a为此尤其具有如此的设计，即，相比于精细施放打印单元21b，一方面，材料供应量(每单位时间可以排出的材料)更多，但是因此导致在根据位置进行材料施放时精度较低。
在此情况下，打印单元具有例如不同的喷嘴横截面(＝打印单元上材料的出口孔)和/或被施以不同压力，即材料以不同的压力被导出和排出各打印单元。
根据过程步骤(粗略施放或精细施放)，用于该步骤的各打印单元21a或21b被对准成，使得材料以相对于基座12的预定的角度被施放。根据物体25的构建步骤，每个打印喷嘴尤其以相对于物体25已经产生的表面的限定的角度(尤其是垂直地)来对准。
通过两个打印单元21a和21b而获得的不同的精细施放等级，一方面，可以快速构建物体25的基础结构，并且此外，也可以通过精细施放形成具有相对低粗糙度的表面。因此，还能够使制造物体的形状精度得以显著提高，这是因为能够减少或避免尤其是热收缩作用(通过施放后的材料冷却所引起的)。
根据特定实施方式(这里未示出)，精细施放打印单元21b的材料出口可以被构造为球形，以便实现均匀且尽可能全面的材料分布。
此外，设置材料容器30或材料储存器30，制造物体25的材料已被保存或存储在其中。该供料单元30通过材料引导装置31(例如绝热和/或控温软管)连接到坐标测量机10。坐标测量机10具有用于输送材料的管道32，该管道连接到仪器支架19，从而将材料从供料单元30经由仪器支架19输送到打印头或各打印单元21a和21b。管道32能够被引导穿过滑块16(如这里所示的)，使得在Z柱体18移动的过程中，管道32也相应地在Z方向被一同带动。
为此这样设计打印头或打印单元21a和21b，使得在设置打印头或打印单元21a和21b的情况下，在仪器支架和打印单元之间存在用于材料输送的连接。例如，为此可以提供模块化可拆卸的插入式系统。
通过提供在结构上与CMM 10分离(基本上只通过材料引导装置31建立连接)的材料容器30，将有利地减少或完全避免因待施放的(在材料容器30中的)原材料的加温而可能被引入到CMM 10的装置结构上的热量。因此，能够相应地减少或完全避免热相关的定位误差。
根据替代的实施方式，管道32直接连接到打印头或各打印单元21a和21b，并且因此能够直接提供材料，即，不需要通过仪器支架19的输送来实现。
此外，软管通道31以这样的方式悬挂，并且相对于基座12被主动或被动地带动(尤其类似于Z柱体18的移动)，使得CMM 10因此承受尽可能小的重量，并且因此由于材料供应所导致的、与仪器支架19精确定位相关的误差影响能保持为尽可能小，尤其是能够被避免。
具有两个打印单元21a和21b的打印头尤其是具有转换机构，借助于该转换机构，可控制和转换材料流动的路径，即，朝向粗略施放打印头21a或朝向精细施放打印头21b的材料流动路径。另外，仪器支架(打印单元21a和21b直接设置在该仪器支架上)可具有相应的材料流控制单元。
供料单元30和/或坐标测量机10针对材料输送而尤其具有电子可控输送装置，尤其是泵。
例如，经冷却后可固化的液态塑料(例如聚合物或聚合物混合物)或液态金属被用作构建物体25的材料。液化的程度，即材料的粘度能够例如通过限定的材料加温来设定。这尤其根据所形成的物体25要实现的属性或形状来设定。
本发明并不限定于上述利用坐标测量机借助于材料施放的物体生成构建，而是还涉及借助于替代方法的用于物体构建的坐标测量机，诸如，例如有选择地进行激光烧结或例如借助于UV(紫外光)辐射实现局部材料硬化。
CMM 10的仪器支架19例如配备有激光发射器，用于进行激光烧结，例如，这样激光束可以与点精确对准并且沿着路径引导。此外，附加地设置一种单元，用于以薄的粉末层来提供材料，例如利用刮刀。因此，薄的粉末层尤其在整个表面区域中产生，并且随后借助于激光局部固化，即，颗粒局部烧结或熔焊。通过重复地以彼此叠置构建方式进行(例如，通过最后固化的结构的下沉)这些步骤，可以由此制造出工件。例如，聚酰胺，塑料涂层的型砂，或者金属或陶瓷粉末都可以用作粉末状原材料。
激光发射器的辐射源可以例如设置在外部，即不设置在CMM 10上，其中激光辐射借助于光纤被引导到仪器支架19上的激光发射器上。
针对局部材料固化，例如在仪器支架19上相应地设置UV(紫外光)辐射源，UV辐射源的辐射可以位置精确地对准并且可以聚焦。此外，制造材料例如作为液体存在于容器中，使得例如UV辐射可以与液体相互作用。类似地，与激光烧结过程中的逐层构建相类似，其中材料的逐层固化也可以借助于局部入射的UV辐射的辐射来完成，并且因此物体能够通过由液体组成的固化材料的逐层浸入和UV固化制造出来。
图3示出了根据本发明的坐标测量机10的另一个实施方式。与图1和2类似，这里的坐标测量及也是具有基座12，龙门式支柱，桥接部15和套杆18(＝Z柱体)的龙门式测量机。此外，还设置有引导和驱动单元，用于提供仪器支架19相对于基座12在三个方向(X、Y和Z方向)上的移动。
此外，提供供料单元30，该工料单元设置有通向CMM 10的供料通道31。供料通道31连接到套杆18，使得打印材料能够在套杆18内部被引向仪器支架19。替代地(但是这里未示出)，可以在合适的位置将供料通道31连接到龙门架结构14，其中龙门架结构14、滑块16以及套杆18都具有用于材料的引导系统，并且这些引导系统以这样的方式交互，使得材料可以在这些结构的内部被引导到仪器支架，尤其是在这些结构的任意相互位置情况下。
仪器支架19以这样的方式来实施，使得材料还可以借助于用于该目的的材料输送装置被引导到打印头20，并且可以经由用于物体构建的打印单元21进行施放。
打印头20还额外地具有触感传感器22。利用该传感器22，物体25或物体25上的单个测量点通过接触以及接触过程中对测量探头22的位置确定来进行测量。
可以例如执行这种对物体25的测量，以便检测物体25的尺寸并且将该尺寸与物体25的目标数据进行比较。该目标数据可以例如通过物体25的数学模型来提供。因此，在物体25的生成构建过程中，可以对已经制造出的形状和尺寸进行评价。这优选在单个中间步骤中进行，即在物体25被制造成限定等级时进行，然后利用传感器22进行物体25的测量，并且随后根据测量数据和目标数据的对比进一步构建物体和/或在已经至少部分制造出的物体25上进行校正(例如，通过由改进工具进行材料铣削或额外施放)。
通过对物体25的这种测量，能够不断地监测并提高生成物体25的尺寸精度。
根据替代实施方式(这里未示出)，作为对触感传感器22的替代或补充，打印头20具有以非接触方式测量的光学传感器，借助于该光学传感器可以进行物体的测量。例如，干涉测量传感器，线性扫描仪，或者三角测量传感器都可以作为光学传感器。
代表物体的点云能够尤其通过对物体表面的扫描接触而较快地产生，由此物体的结构、形状和尺寸可以以非常准确确定的方式提供。因此，还可以由光学传感器来检验关于物体构建的过程。
此外，借助于对物体的精确光学探测，可以通过测量数据来生成被扫描物体的数字模型(例如CAD模型)，并且可以根据该数字模型打印出相应的物体。因此，根据本发明具有这样功能的坐标测量机10可以使得物体探测、生成数字模型以及根据数字模型制成相应物体整合为一体，并且因此该坐标测量机可用作任意物体的3D拷贝机。例如，可以将要拷贝的物体放置在基座12的第一区域中，并且可以在基座的第二区域中构建物体，该物体尤其是在形状和尺寸方面相对应。为此，首先对所提供的(要拷贝的)物体进行光学扫描，并且随后在另一位置通过施放材料进行构建。
物体拷贝能够尤其利用备选的比例进行制备，即大于或小于原始物体。为此，数字模型能够以所期望的倍数进行缩放。
此外，在制备3D拷贝件之前，可以进行模型数据的修改，借此也可以制造匹配的物体3D拷贝件。
图4是示出了用于根据本发明坐标测量机的打印头20的实施方式。该打印头20设置在CMM的仪器支架19上，该打印头能够通过电机驱动而相对于仪器支架绕轴线A进行枢转。
打印头20具有三个工具，即第一打印单元21a、第二打印单元21b和测量探头22。根据替代实施方式，打印头20还可以以这样的方式设计，使得其可以承载两个或多于三个的工具。此外，打印头20的工具设置在工具载体23上，工具载体23连接到打印头基部24。工具载体23的这种设置使得其可以围绕轴线B相对于打印头基部24进行枢转。
利用这样的打印头20，可以通过工具载体23的适当枢转，分别将工具移动到使用位置上，该工具用于待执行的处理步骤(例如，物体构建或物体测量)。例如，在示出的工具载体23的对准中，通过利用第一打印单元21a进行材料施放可以进行物体构建。将工具载体23围绕轴线B(逆时针)旋转120°，则测量探头22可以移动到使用位置，并且可以进行物体的测量。
针对向两个打印单元21a和21b供应材料，打印头20以这样的方式被实施，使得材料可以在打印头壳体内部被引导至打印单元21a和21b，尤其是通过软管通道，软管通道在示出的安装状态下连接到仪器支架19并且也连接到打印单元21a和21b。
图5示出了根据本发明坐标测量机40(CMM)的另一个实施方式。其中，CMM 40具有基座42和用于提供测量头19(＝仪器支架19)相对于基座42的移动的结构部件44、46、48。为此，结构部件44、46、48可以借助于驱动单元(未示出)相对于彼此进行移动，驱动单元连接到结构部件44、46、48。
打印头20设置在仪器支架19上，其中这里是刚性连接，但是根据替代实施方式，可以实施为以可枢转的方式设置在仪器支架19上的布置或者实施为可枢转打印头(参照图2至图4以及图6)。打印头20具有喷嘴，通过该喷嘴进行物体构建的材料施放。在此情况下，物体25可以根据已有的三维模型，例如CAD模型进行打印。例如物体数据存在于CMM 10的存储单元中。在此情况下，逐层施放材料以制造物体25，从而通过产生的层的整体来表示形成的物体25。
通过喷嘴施放的制造材料(例如，被预处理用于物体制造的液态塑料或塑料颗粒)，已经保持在CMM 40底座44内的合适容器中，并且借助于内部输送系统经由其它结构部件46、48到达仪器支架19。为此，输送系统尤其具有柔性软管连接和至少一个压力生成器，例如泵。
此外，CMM 40具有参照物27，在测量空间内的参照物27的位置以及其形状和尺寸精确已知，并且尤其被存储在CMM 40的存储单元中。通过测量该参照物27，可以例如在测量之前或测量过程中来校正或补偿CMM 10的测量误差和测量头19(仪器支架)的位置。测量传感器替代地设置在打印头20的测量头19上，或者附加地设置在打印头20上，以用于这样的参考测量。为此，测量传感器被实施为例如测量探头或非接触式测量的(光学)传感器。
参照物27尤其是可以以这样的方式连接到CMM 40(或者也可以设置为与CMM40结构上分离)，从而提供参照物27相对于CMM坐标系统的稳定的相对位置，其中尤其是以温度不变的方式定位和/或构造。参照物27和/或其固定件(容纳单元)，还有尤其是CMM 40的至少部分基座42，可以例如由微晶玻璃(在特定温度范围内不随温度变化的材料)来制造。如果由于材料施放在CMM 40上可能产生热效应，那么这样的设置还提供稳定的参照物。
此外，上述参照步骤可以在物体25的制造步骤之前和/或过程中进行，其中尤其是中断逐层构建并且在特定时间间隔内对参照物27进行测量，使得形成的物体25的质量特性不会由于构建操作的中断而被不利地影响。
借助于参照物27的测量，引导轴和测量头19(＝仪器支架)的位置参考，尤其在机器部件44、46、48的热产生和与其相关的温度变化方面是有利的。液态材料或金属(液态材料或金属通常在相对于周围温度显著提高的温度条件下被提供和施放)的施放可以导致部件44、46、48和/或测量头19的显著的温度提高，并且因此引起至少一个部件的热膨胀，并且因而引起定位误差。例如可在相关部件上设置温度传感器，以用于测量和监控CMM 40上的温度。
根据本发明的特定实施方式，在一定的施放时间或特定的机器操作时间后，可以进行参照物27的测量(尤其是自动地)，其中得到参照物27的测量数据并且将这些数据与仪器支架19或仪器支架19上的测量传感器的目标定位进行比较，根据该比较，对机器部件44、46、48相互之间的相对位置进行再次校准或定位。因此，能够补偿热测量误差。相应地也能够提供物体制造的精度。
作为在特定时间之后进行的这种方式的备选，还可以根据由温度传感器提供的信息进行校准。例如，如果超过临界温度值(例如，针对精确引导或针对机器部件形状的临界温度值)，因此可以自动对参照物27进行测量和相应地系统定位。
图6示出了根据本发明的坐标测量机50的另一个实施方式，该坐标测量机具有Delta机器人51，作为移动仪器支架19(＝测量头)的单元(“Delta测量机”，deltaMM 50)。
Delta机器人51具有承载机器人底盘54(也是固定的)的固定框架53，和三个臂56，也称为运动链。框架53通常实施为实体结构，而为了更好的可视化在这里仅示意性示出。
Delta机器人51的每个臂56都具有两个部分58、59，一方面，这两个部分通过接合部60相互连接，并且它们还通过每个接合部附加地连接到固定底盘54和仪器支架19上。
例如通过设置在机器人底盘54上的电机可以实现仪器支架19的移动，连接到仪器支架19上的电缆长度是可以借助于该电机进行调节和改变的。为此，典型地为每个臂56提供相应的电机和仪器支架19的电缆连接。替代地，可以借助于液压系统以限定的方式移动仪器支架19。
具有Delta机器人的坐标测量机的其它通常已知的实施方式例如，由欧洲专利申请号EP 12183806.4(2012年9月11日提交申请)中可知。
仪器支架19被实施为承载测量传感器，打印单元，或如这里所示具有测量传感器22和打印单元21的打印头20。此外，仪器支架19被实施为这样的方式，使得测量传感器、打印头，或其它工具可进行能够模块化替换。根据上面的实施方式，设置在打印头20上的传感器和/或工具可以被实施为围绕多个轴枢转。
通过柔性中空管线55在这里确保从机器人底盘54朝着打印头20向仪器支架19引导材料。根据替代的实施方式，沿着一个或多个臂53，借助于相应地提供的管线和接合点或者每个机器接合点60上的柔性管线连接片，进行材料输送。借助相应的中空管线还能够实现在机器人底盘54处的材料供给。
此外，Delta测量机50具有控制和处理单元，用于控制物体的构建操作(＝物体25的逐层打印)或测量操作，以及例如用于处理物体测量过程中探测到的数据。在物体构建模式中，因此打印头20通过控制和处理单元的控制的方式沿着预定路径被引导(例如，该路径可根据物体25的数学模型导出)。在这种情况下，为制造物体25提供的具有限定厚度的层被打印出来(优选地为此施放在工作台上-未示出)。在施放的材料被固化后通常结束物体25的主要制造步骤。例如，可以在特定持续时间之后在常规室温条件下结束该固化(材料与室内空气的化学反应)。替代地或可附加地，打印的物体25可以调温用于特定持续时间的最优固化，例如在炉内限定的温度和/或在限定的空气。
输送工具(未示出)，尤其是抓取工具，被固定到仪器支架19，以用于移动物体25和/或输送该物体。打印的物体25可以借此被抓取或例如放置在炉具(未示出)内进行固化。借助于这种抓取件，例如，通常任意的物体25(无论是否为复制的样品)，利用Delta测量机50测量该样品，或者通过打印制造该物体25(例如，样品的拷贝)-可以在测量空间内从第一位置和取向移动到第二位置和取向。

Claims (36)

1.一种坐标测量机(10、40、50)，该坐标测量机具有至少一个控制单元和一个驱动单元，以用于控制仪器支架(19)相对于基座(12、42)的移动，其中，
●所述仪器支架(19)被构造为承载至少一个测量传感器(22)，并且
●所述坐标测量机(10、40、50)提供表面扫描模式，该表面扫描模式通过借助由所述仪器支架(19)所承载的测量传感器(22)扫描所述表面来确定表面上至少一个测量点的位置，
其特征在于，
●所述仪器支架(19)此外被构造用于承载生产工具(20、21、21a、21b)，所述生产工具(20、21、21a、21b)被构造用于施放和/或固定材料，并且
●所述坐标测量机(10、40、50)提供物体构建模式，该物体构建模式被限定成在所述物体构件模式的范围内通过根据数字模型数据进行控制，至少
□由所述仪器支架(19)承载的所述生产工具(20、21、21a、21b)能够被引导，并且
□借助于所述生产工具(20、21、21a、21b)，根据每个生产工具位置，能够以精确定位的方式施放和/或固定材料，
从而使得通过执行所述物体的构建模式，能够根据所述数字模型数据来构建所述物体(25)，由此所述生产工具(20、21、21a、21b)能够以在所述表面扫描模式的范围内针对所述测量传感器(22)所提供的定位精度来引导和定位。
2.根据权利要求1所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
所述生产工具(20、21、21a、21b)实施为：
●被构造用于进行材料施放的打印头(20、21、21a、21b)，和/或
●激光发射器，该激光发射器用于发送激光束来固定材料。
3.根据权利要求1或2所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
所述生产工具(20)具有粗略施放打印单元(21a)和精细施放打印单元(21b)。
4.根据权利要求1所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
●限定的坯料体能够以相对于基座(12、42)的特定的对准和定位被放置在测量空间内，所述测量空间通过所述仪器支架(19)的移动性来限定，所述物体(25)能够通过将材料精确定位地施放到坯料体上来构建，
并且/或者
●能够至少部分地通过执行所述表面扫描模式来产生所述数字模型数据。
5.根据权利要求1所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
●所述仪器支架(19)还被实施为用于承载改进工具，并且
●所述坐标测量机(10、40、50)具有物体改进模式，该物体改进模式被限定成，在所述物体改进模式范围内，能够借助由所述仪器支架(19)承载的改进工具对物体表面进行受控加工，和/或
●所述生产工具(20)具有：
□所述测量传感器(22)，和/或
□体现为改进单元的所述改进工具，和/或
□冷却喷嘴，
并且/或者
●所述仪器支架(19)
□被实施为能够围绕至少一个轴(A、B、X、Y、Z)枢转，和/或
□被构造用于同时承载至少所述测量传感器(22)和所述生产工具(20、21、21a、21b)。
6.根据权利要求1所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
所述坐标测量机(10、40、50)具有材料输送装置(18、31、32、55)，该材料输送装置用于提供构建所述物体(25)所用的材料。
7.根据权利要求1所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
由所述仪器支架(19)承载的所述生产工具(20、21、21a、21b)能够被对准。
8.根据权利要求7所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
借助于所述生产工具(20、21、21a、21b)，根据每个生产工具对准，能够以精确定位的方式施放和/或固定材料。
9.根据权利要求1所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
以由所述控制单元控制的方式执行所述物体的构建模式。
10.根据权利要求2所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
通过激光烧结来固定材料。
11.根据权利要求3所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
所述生产工具(20)具有测量传感器(22)。
12.根据权利要求3所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
在执行物体构建模式的过程中，
●在所述物体构建模式的第一阶段，利用所述粗略施放打印单元(21a)来制造所述物体(25)的基础结构，并且
●在所述物体构建模式的第二阶段，借助于所述精细施放打印单元(21b)进行所述基础结构的表面调整。
13.根据权利要求1所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
所述生产工具(20、21、21a、21b)能够以在所述表面扫描模式的范围内针对所述测量传感器(22)所提供的定位精度来对准。
14.根据权利要求4所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
所述物体(25)能够通过将材料以逐层施放的方式施放到坯料体上来构建。
15.根据权利要求5所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
通过执行所述物体改进模式，能够借助由所述仪器支架(19)承载的改进工具对物体表面进行受控加工。
16.根据权利要求5所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
对物体表面进行材料磨削。
17.根据权利要求6所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
该材料输送装置(18、31、32、55)是管状通道结构(31、32)和/或控温管道布置。
18.根据权利要求6所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
所述材料输送装置(18、31、32、55)
●连接到所述生产工具(20、21、21a、21b)，并且因此为所述生产工具(20、21、21a、21b)供应所述材料，以进行材料施放，和/或
●具有关于减少散热的隔离或阻挡装置。
19.根据权利要求18所述的坐标测量机(10、40、50)，其特征在于，
所述隔离或阻挡装置是关于减少热辐射的。
20.一种借助于坐标测量机(10、40、50)构建物体(25)的方法，其中
●所述坐标测量机(10、40、50)具有至少一个控制单元和一个驱动单元，以用于控制仪器支架(19)相对于基座(12、42)的移动，并且
●所述仪器支架(19)被实施为用于承载至少一个测量传感器(22)和至少一个生产工具(20、21、21a、21b)，所述至少一个测量传感器和至少一个生产工具都能够以各自独立的或组合的方式模块化地附接，并且
其中在所述方法的范围内，根据代表所述物体(25)的数字模型数据，
●执行在这种情况下由所述仪器支架(19)承载的所述生产工具(20、21、21a、21b)的受控引导，并且
●借助所述生产工具(20、21、21a、21b)，根据每个生产工具位置执行受控的精确定位的材料施放和/或材料固定，由此通过以精确定位方式施放和/或固定材料，以对应于在由所述坐标测量机执行的表面扫描的范围内的至少一个测量点的位置确定的精度，以针对所述生产工具(20、21、21a、21b)的相应定位精度来构建所述物体(25)。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
执行表面扫描，其中借助于由所述仪器支架(19)所承载的所述测量传感器(22)对至少一个测量点进行位置确定。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，
●所述测量点体现为至少被部分构建的所述物体(25)的表面点，并且根据所述测量点的位置和所述物体(25)的数字模型数据，以自动控制的方式来调整在构建所述物体(25)的范围内的材料施放，或者
●所述测量点体现为样品物体的表面点，并且所述数字模型数据根据对所述样品物体的测量来产生和/或更新，或者
●所述测量点体现为先前已知参照物(27)的表面点，并且在所述方法的范围内，进行更新步骤，并根据在所述参照物(27)上确定的所述测量点的位置来实现所述仪器支架位置的参照。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
●将限定的坯料体以特定的对准以及相对于所述基座(12、42)且在测量空间内进行定位，该测量空间通过移动所述仪器支架(19)进行限定，并且
●通过借助所述生产工具(20、21、21a、21b)在所述坯料体上以精确定位的方式施放材料来构建所述物体(25),和/或
●沿着限定的路径引导所述生产工具(20、21、21a、21b)，其中该路径根据所述数字模型数据得出，和/或
●所述坐标测量机(10、40、50)根据权利要求1至19中任一项构成。
24.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
●通过借助所述生产工具(20、21、21a、21b)进行材料粗略施放来构建所述物体(25)的基础结构，以及
●通过至少部分构建的所述基础结构的精确定位的表面改进来调整所述物体(25)的基础结构。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，
●设置粗略施放打印单元(21a)以用于粗略施放，并且设置精细施放打印单元(21b)以用于精细施放，其中
□所述粗略施放打印单元(21a)和所述精细施放打印单元(21b)设置在所述仪器支架(19)上，或者
□所述生产工具(20)具有所述粗略施放打印单元(21a)和所述精细施放打印单元(21b)，和/或
●根据对所述基础结构的构建或调整过程来对准所述仪器支架(19)，使得所述生产工具(20、21、21a、21b)或所述改进工具在针对所述材料施放或所述表面改进而设置的工作对准中相对于物体表面以限定的方式进行对准。
26.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
其中在所述方法的范围内，根据代表所述物体(25)的数字模型数据，
●执行在这种情况下由所述仪器支架(19)承载的所述生产工具(20、21、21a、21b)的受控引导和对准，并且
●借助所述生产工具(20、21、21a、21b)，根据每个生产工具的位置对准执行受控的精确定位的材料施放和/或材料固定。
27.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，
通过逐层地施放和/或固定材料来构建所述物体(25)。
28.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，
所述测量传感器(22)设置在所述生产工具(20、21、21a、21b)上。
29.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，
所述测量传感器(22)被构造为触感传感器或光学传感器。
30.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，
根据所述测量点的位置和所述物体(25)的数字模型数据，以自动控制的方式来校正在构建所述物体(25)范围内的材料施放。
31.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，
借助于设在所述仪器支架或生产工具上的输送工具执行所述限定的坯料体的定位。
32.根据权利要求24所述的方法，其特征在于，
在调整所述基础结构的范围内，
●以精确定位的方式精细施放所述材料以便借助所述生产工具(20、21、21a、21b)来精确地进行表面结构化处理，和/或
●借助改进工具进行表面磨削，其中所述仪器支架或所述生产工具承载所述改进工具。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，
所述生产工具(20、21、21a、21b)被构造为打印头(20、21、21a、21b)或者具有至少一个打印头(20、21、21a、21b)。
34.根据权利要求32所述的方法，其特征在于，
借助铣刀或加工激光进行表面磨削。
35.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，
根据执行的所述施放过程来自动改变所述打印单元(21a、21b)的使用。
36.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，
所述仪器支架(19)承载有至少两个打印头(20、21)。
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