CN105431279B - 一种用于制造三维物体的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于通过逐层施加和经由能量作用选择性固化粉末状结构材料(11)来制造三维物体(2)的方法，所述方法包含如下步骤：将一层粉末状结构材料(11)施加到载体(6)上或者结构材料的在先涂覆的并且至少选择性固化的层上；利用来自能量源(13)的能量射线(14)扫描所涂覆的层的相应于待制造的物体(2)的横截面的部位，以使得所述粉末状结构材料(11)选择性地固化；以及在利用能量射线(14)扫描期间，沿主流动方向(RG)在所涂覆的层上引导气流(18)。至少在待固化的横截面的一个区域内，使得所述气流(G)的主流动方向(RG)和所述能量射线(14)的扫描方向(RL)彼此协调。

Description

一种用于制造三维物体的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于通过引入能量在相应于各个层中待制造的物体的横截面的部位上逐层固化结构材料来制造三维物体的方法和设备。
背景技术
这种方法例如用于快速制样、快速制模和快速制造中。这种方法在“选择性激光烧结或者激光熔化”的名称下是公知的，所述方法的示例以及用于执行所述方法的配属设备在文献DE 195 14 740 C1中有所描述。根据该文献，首先借助于涂料器涂覆一薄层所述粉末状结构材料，接下来通过激光射线的作用在相应于所述物体的相应横截面的部位上使所述粉末状结构材料固化。这两个步骤交替地一直重复，直到待制造的三维物体制造完成。
在此，针对待制造的物体的机械性能可能具有优点的是，激光射线并不总是在同一方向上扫描待固化的部位。与此相应地，DE 10 2007 014 683 A1描述了一种用于制造三维物体的方法，其中使得基本上平行的固化线的方向逐层转动一个预先确定的角度，激光器在这些固化线上扫描粉末层的相应于待制造的物体的横截面的区段。此外，该文献还描述了如下方法，其中所述层的待扫描的区域被分成长形条带并且单个条带通过相继利用激光射线扫描而在横向于条带纵向的方向上被光照射。
在利用激光射线进行辐照时，依据所应用的材料的类型，尤其是在烧结或者熔化金属时，形成飞溅物(Spratzer)、烟雾和蒸汽，它们扩散到结构空间中。为了避免这些污染沉淀在用于激光射线的介入窗口上，DE 198 53 947 A1提出了一种处理室，其中在两个对置的端部上布置有保护气入口和保护气出口，通过它们产生穿过所述处理室定向的保护气流。通过该保护气流，将污物从处理室中除去。
但是，可能导致所述污物进入激光射线的光路中并且通过干扰激光射线对所制造的物体的质量产生不利影响。尤其是，可能使得所制造的物体的机械性能变差。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种用于制造三维物体的方法和设备，其能够避免由受到辐照的材料中所出来的飞溅物、烟雾和/或蒸汽而对所制造的物体的质量产生的不利影响并且尤其是改善所制造的物体的机械性能。
该目的通过本发明的方法、设备以及计算机程序来实现。
通过使得所述能量射线的扫描方向和所述气流的主流动方向彼此协调，能够避免的是，从受辐照的材料中出来的飞溅物、烟雾和/或蒸汽进入激光射线的光学路径中并由此影响所制造的物体的质量并且使其机械性能变差。因此，可以实现的是，制造具有良好机械性能的质量良好的物体。
附图说明
本发明的其他特征和优点由结合附图对实施例的描述来给出。
图1是用于逐层制造三维物体的设备的实施例的示意性的、部分以剖面示出的视图，所述用于逐层制造三维物体的设备适用于执行本发明。
图2是根据本发明的第一种实施方式的激光烧结或激光熔化过程的示意性图示。
图3是用于说明根据第一种实施方式的照射方法的激光烧结装置的工作面的示意性俯视图。
图4是根据第一种实施方式的闭合的轮廓扫描的示意性图示。
图5是用于说明根据本发明的第二种实施方式的照射方法的激光烧结装置的工作面的示意性俯视图。
图6a)和6b)是根据第二种实施方式通过激光射线扫描待固化的区域的两种可供选择的走向的示意性图示。
图7是根据本发明的第三种实施方式通过激光射线扫描待固化的区域的走向的示意性图示。
图8是用于说明根据本发明的第四种实施方式的照射方法的激光烧结装置的工作面的示意性俯视图。
具体实施方式
下面参考图1描述一种适用于执行根据本发明的方法的设备的一种实施例。图1中所示的设备描述的是一种激光烧结装置或者激光熔化装置。为了构造所述物体2，所述设备包括处理室3，所述处理室通过室壁4与外界隔离并且充当针对所述物体的结构空间。
在所述处理室3中安设有向上敞开的容器5，载体6以基本上平坦的并且基本上平行于结构容器的上棱边地取向的上侧布置在所述容器中。所述载体6用于支持待形成的物体2并且(如图1中所示的那样通过垂直的双箭头V示出地)能够经由(未示出的)高度调整装置在垂直方向上运动。在此，分别如此在垂直方向上调整所述载体6，使得新的待固化的层的上侧处于工作面7内。在图1中，待形成的物体2以中间状态示出，在所述中间状态中，粉末状结构材料的多个层选择性地固化，并且所述物体2被以未固化的方式保持的结构材料8所包围。
此外，激光烧结装置1包括储备容器10和涂料器12，所述储备容器10用于容纳能够通过电磁辐射固化的粉末状结构材料11，所述涂料器12用于将所述结构材料11施加到所述工作面7上。本发明尤其针对金属结构材料具有优点。如图1中通过水平双箭头H所示的那样，所述涂料器12在平行于工作面的水平方向上是可运动的。
此外，所述激光烧结装置1还具有激光器13，所述激光器13产生激光射线14。所述激光射线14经由转向装置15转向并且通过聚焦装置16经由介入窗口17在处理室3的壁内聚焦到预先确定的点上或者直接聚焦在所述工作面7之下。通过转向装置15，能够如此改变所述激光射线14的走向，使得它扫描所涂覆的层的相应于待制造的物体2的横截面的部位。
此外，所述激光烧结装置1包括用于产生气流20的装置，所述气流流经所述工作面7。该装置包括至少一个用于气体的输入装置21、至少一个位于所述工作面7的一侧上的吹气嘴22以及至少一个位于所述工作面7的对置的侧上的吸气嘴23。
最后，设置有控制单元24，经由所述控制单元24，设备组件以协调的方式被控制用于执行构造工艺。所述控制单元20还控制载体6的垂直运动V、所述涂料器12的水平运动H和转向装置15。在此，所述控制单元20这样控制所述转向装置15，使得所述激光射线14扫描所涂覆的层的相应于待制造的物体2的横截面的部位并且在不准备固化的部位上关断或者隐没。所述控制单元也可以依赖于待制造的物体2的几何结构控制所述激光射线14的功率。必要时所述聚焦装置16、所述激光器13的强度和所述用于产生气流20的装置(例如所述气流的接通和关断、其强度、其方向等)也通过所述控制单元24控制。所述控制单元24可以包括CPU，其运行通过计算机程序来控制。
下面参考图1和图2描述根据第一种实施方式的用于制造三维物体的激光烧结装置1的根据本发明的运行。在此，图2放大示出剖面A，其在图1中由虚线框住。
为了施加粉末层，首先将所述载体6降低一定高度，所述高度相应于所希望的层厚度。现在，在应用涂料器12的情况下，涂覆一层粉末状结构材料11。所述施加至少在待制造的物体的整个横截面上实现，优选是在整个结构区域上实现。
接下来，由所述激光射线14扫描待制造的物体的横截面，从而所述粉末状结构材料11在这些部位上得以固化。所述扫描可以在不同的曝光图样中实现。可以在如此选择这些曝光图样，即，使得待制造的物体的歪曲变形(Verzug)最小化。在第一种实施方式中，所述曝光图样像图7a)中所示的那样由彼此平行的线组成，所述线依次在同一方向上被扫描。
一直重复这些步骤，直到所述物体制造完成并且可以从结构空间取出。
在通过激光射线14扫描待固化的区域期间，水平地沿着所述工作面7产生定向的气流。所述气流20的主流动方向RG通过吹气嘴22与吸气嘴23之间的连接线来预定。
根据本发明，所述气流G的主流动方向RG和所述激光射线14的扫描方向RL并不是独立于彼此地选择，而是彼此协调，激光射线沿所述扫描方向RL扫描所涂覆的粉末层。
在图2中所示的示例中示出一种细节图，在所述细节图中所述激光射线14的扫描方向RL从左往右延伸。所述激光射线在介入点30中介入到所述工作面7上。在工作面7中粉末状结构材料11沿扫描方向RL位于所述激光射线14的介入点30之前，所述粉末状结构材料11在通过所述激光射线14抵达时完全或者部分地被熔融或者固化。由此产生带有完全或者部分熔化或者固化的材料31的区域，所述区域绝大部分关于所述扫描方向RL处于所述激光射线的介入点30之后。根据所应用的材料，飞溅物、烟雾和/或蒸汽32从具有完全或者部分熔化或者固化的材料31的该区域中出来。
所述气流20的主流动方向RG在图2中从右往左示出。所述扫描方向RL因此与所述主流动方向RG相反。由此，从具有完全或者部分熔化或者固化的材料31的区域中出来的飞溅物、烟雾和蒸汽32同样向左导出，也就是说远离所述激光射线14。由此，可以避免的是，从受到辐照的材料中出来的飞溅物、烟雾和蒸汽32进入所述激光射线14的光学路径中并且由此影响所制造的物体2的质量并且使得它的机械性能变坏。因此，可以实现的是，制造具有良好机械性能的质量良好的物体。
虽然扫描方向RL和主流动方向RG在图2中所示的相反的定向带来了最好的效果，但是本发明并不仅限于此。
图3示出带有坐标系统的激光烧结装置1的工作面7的俯视图。在此，所述气流20的主流动方向RG沿正的x方向延伸。此外，通过所述激光射线14扫描的不同矢量利用不同的扫描方向RL示出。所述扫描矢量RL分别与正的x轴，也就是说与主流动方向RG的矢量，在数学的正的意义上形成角度γ，其可以是从0到360°(0°≤γ≤360°)。参考图2所描述的布置结构也相应于扫描矢量RL与主流动矢量RG之间的180°的角度(γ＝180°)。但是，非常好的结果可以不仅针对这种情况来实现，而且当扫描矢量RL和主流动矢量R图3示出带有坐标系统的激光烧结装置1的工作面7的俯视图。在此，所述气流20的主流动方向RG沿正的x方向延伸。此外，通过所述激光射线14扫描的不同矢量利用不同的扫描方向RL示出。所述扫描矢量RL分别与正的x轴，也就是说与主流动方向RG的矢量，在数学的正的意义上形成角度γ，其可以是从0到360°(0°≤γ≤360°)。参考图2所描述的布置结构也相应于扫描矢量RL与主流动矢量RG之间的180°的角度(γ＝180°)。但是，非常好的结果可以不仅针对这种情况来实现，而且当扫描矢量RL和主流动矢量RG在向工作面的俯视图中观察形成角度γ时实现，所述角度γ处于90°与270°之间(90°≤γ≤270°)。在这种情况下，所述扫描矢量RL不具有沿所述主流动矢量RG的方向指向的分量。
但是，即使在角度γ小于90°或者大于270°的情况下，其中，所述扫描矢量RL具有沿所述主流动矢量RG的方向指向的分量，仍可以实现良好的效果，只要垂直于所述扫描方向RL的分量足够大，以使飞溅物、烟雾和蒸汽32远离所述激光射线14。优选的工作区域(扫描矢量在图3中以实线示出)处于两个临界角度γ1与γ2之间(γ1≤γ≤γ2)。应该避免0°与γ1之间或者γ2与360°之间的扫描方向RL(该扫描矢量在图3中以虚线示出)。所述临界角度依赖于所应用的粉末的类型、激光器功率、气体的流速和所述设备的其他运行参数。在一般情况下，可以实现物体质量的足够改善的是，当所述扫描矢量RL与所述主流动矢量RG之间的角度γ在到所述工作面7的俯视图中处于22.5°与337.5°之间(22.5°≤γ≤337.5°)。优选地，选择如下范围，所述范围处于45°与315°之间(45°≤γ≤315°)，以更加优选的方式处于60°与300°之间(60°≤γ≤300°)，以还进一步优选的方式处于90°与270°之间(90°≤γ≤270°)。在图3中作为示例示出一种情况，其中将临界角度γ1和γ2选择为γ1＝45°和γ2＝315°。
根据第一种实施方式，所述气流20的主流动方向RG是固定的。借助于控制单元24，所述激光射线14的扫描方向RL被与该固定的主流动方向RG协调。所述协调通过如下方式来实现，即，在曝光图样中如此选择扫描方向RL，使得所述扫描方向RL与主流动方向RG之间的角度在到所述工作面7的俯视图中满足上述角度关系。
图4示意性示出用于扫描闭合的轮廓的示例。所述轮廓在该示例中是六边形，其由六个曝光矢量形成。所述主流动方向RG从左指向右延伸。通常情况下，在一个没有关断或者隐没激光射线的移动(Zug)中扫描这种轮廓。在此，会在所述主流动方向RG上扫描至少一个路段，也就是说在角度γ＝0°的角度情况下，这引起开头所描述的缺点。
根据本发明，所述轮廓可以例如这样被扫描，即，首先扫描所述扫描矢量RL1、RL2和RL3，使得激光射线关断或者隐没，且然后从相同的起始点出发扫描所述扫描矢量RL4、RL5和RL6。在此，所述扫描矢量RL与主流动方向RG之间的角度γ总是处于90°至270°的范围内。可供选择地，也可以首先扫描所述扫描矢量RL1’、RL2’、RL3’、RL4’和RL5’且在所述激光射线关断或者隐没并且返回起始点之后对扫描矢量RL6’进行扫描。在此，所述扫描矢量RL与主流动方向RG之间的角度γ总是处于60°至300°的范围内。
因此，可以具有优点地应用本发明，当利用激光射线的扫描不仅在一个方向上实现而且应用多个扫描方向时。在上下文中利用第一实施方式描述的原理可以应用在任意轮廓曝光上。在此，轮廓曝光的中断和重新启动总是在否则满足条件γ＜γ1或者γ＞γ2时实施。闭合轮廓的多次中断也是可能的，以及轮廓由多于一个折线组成也是可能的。
本发明的第二种实施方式与第一种实施方式的区别在于所应用的曝光图样。相应于一个层中待制造的物体的横截面的、待曝光的区域分成长形的、彼此平行地延伸的条带S，所述条带依次被曝光。在每个条带内部，在彼此平行的矢量V中实现曝光，所述矢量V基本上垂直于条带的纵向。在使条带S曝光时，产生通过激光器固化的区域在向前移动方向RV上的向前推移，也就是沿各单个矢量V依次被曝光的方向。
图5是用于说明第二种实施方式的曝光图样的激光烧结装置1的工作面7的示意性俯视图。在此，如图3中所示的那样，所述气流20的主流动方向RG沿坐标系统的正的x方向延伸。此外，示例性地针对不同的向前移动方向RV，分别示出一个具有其中所包含的矢量V的一个单个条带S。这些向前移动方向RV分别与正的x轴，也就是与主流动方向RG的矢量，在数学的正的意义上形成角度β，其可以是0°至360°(0°≤β≤360°)。在这种情况下，存在四个临界角度，其满足关系β1＜β2＜β3＜β4，其中，应该避免0°与β1之间以及β4与360°之间的范围。
优化的工作范围处于两个临界角度β2与β3(β2≤β≤β3)之间。为了使得各单个矢量V的扫描方向RL与主流动方向之间的角度γ总是遵守第一种实施方式中所给出的范围，如此选择角度β，使得它处于112.5°与247.5°之间(112.5°≤β≤247.5°)的范围内，优选处于135°与225°之间(135°≤β≤225°)的范围内，以更加优选的方式处于150°与210°之间(150°≤β≤210°)的范围内。
在该范围内，各个条带的曝光可以如图6a中所示的那样执行。在那里示出了一条曲线，在所述曲线中，激光射线14的介入点30在所述工作面7的部分上引导。两个相邻的矢量V的扫描方向RL彼此相反。在此，换向区域35(在图6a中虚线示出)位于条带S的待曝光的区域之外。所述激光射线14在这些区域内关断或者隐没。
同样良好适用的是临界角度β1与β2之间(β1≤β≤β2)以及临界角度β3与β4之间(β3≤β≤β4)的两个范围。为了使得各个矢量V的扫描方向RL与主流动方向RG之间的角度γ总是遵守第一种实施方式中所给出的范围，在这种情况下如图6b中所示的那样执行各个条带的曝光。在此，所有的矢量V具有同一扫描方向RL。在此，激光射线在转向到条带S的一侧上之后保持关断或者隐没，直至它再次抵达条带S的对置侧并且重新转向。在此，如此选择针对所有矢量V来说相同的扫描方向RL，即，所述扫描方向具有在负的x方向上的分量，或者换句话说，各单个矢量V的扫描方向RL与主流动方向RG之间的角度γ处于90°与270°之间。当然，所述曝光的这种类型也可以在β2与β3之间的范围内应用。但是，因为在图6a中所示的曝光类型更有效，所以所述曝光优选在β2与β3之间的范围内应用。
针对两个临界角度β1和β4适用同一值，如其在第一种实施方式中针对γ1和γ2所给出的那样，也就是说，针对β1是22.5°，优选45°并且以更加优选的方式是60°，而针对β4是337.5°，优选是315°并且以更加优选的方式是300°。
通过针对不同区域的上面所描述的曝光图样确保，不仅各单个矢量V的扫描方向RL与主流动方向RG之间的角度γ，而且所述向前移动方向RV与主流动方向RG之间的角度β都处于第一种实施方式中所给出的角度范围内。
代替将横截面分成长形的、彼此平行分布的条带S，也可以分成正方形、菱形或者其他几何形状，它们依次被曝光。
本发明的第三种实施方式与第一种和第二种实施方式的区别在于所应用的曝光图样。图7是根据本发明的第三种实施方式通过激光射线扫描待固化的区域的扫描分布的示意图。
在这种情况下，首先如在第一种实施方式中所描述的那样施加和曝光一个层(图7a)。然后，施加和曝光另一层。第二层的扫描方向RL相对于第一层的扫描方向转动一个预先确定的角度(7b)。其它层跟随，其中，所述扫描方向RL在每个层中相对于先前的层的扫描方向转动一个预先确定的角度(图7c-7f)。
所述气流20的主流动方向RG在图7中作为从上往下延伸地示出。在这种情况下，在图7e)中所示的步骤中，所述主流动方向RG和扫描方向RL具有几乎相同的方向。控制单元24可以在这种情况下通过如下方式将扫描方向RL与主流动方向RG协调，使得所述控制单元跳过图7e)中所示的步骤并且根据图7d)中所示的步骤像图7f)中所示的那样地控制曝光。可供选择地，所述控制单元24可以将所述扫描方向RL与所述主流动方向RG协调，从而所述控制单元针对该步骤改变所述扫描方向RL，优选与所设定的扫描方向相反地曝光。
本发明的第四种实施方式涉及多个物体2在一个容器5中的同时制造。图8是激光烧结装置的工作面的示意性俯视图，其中，多个物体(2a-2d)已经部分地固化。根据本发明，在每个步骤中，优选首先曝光在所述主流动方向RG的方向上布置得最远(也就是说，所述物体离所述吸气嘴23最近)的物体，在所示的示例中也就是物体2a。曝光的另一顺序与所述主流动方向RG相反地实现，也就是说接下来是物体2b，然后是物体2c。最后曝光在所述主流动方向RG的方向上布置得最近的物体(也就是说，所述物体离所述吹气嘴23最近)，在所示的示例中就是物体2d。针对各单个物体的曝光，可以应用在第一种至第三种实施方式中所提到的曝光图样中的每一个或者它们的组合。
这些实施方式不仅可以应用在彼此分开的构件上，而且可以应用在所述物体的彼此分开的横截面部分上。同样，可以应用这些实施方式的是，当一个横截面的彼此毗邻的区域被单独地依次曝光时。
所描述的实施方式的特征可以任意地彼此组合。因此，例如可以在第三种实施方式中代替各条线的曝光，如在第一种实施方式中所描述的那样，也应用条带的曝光，如其在第二种实施方式中所描述的那样。在此，向前移动方向RV于是如图7a-7f中所示的那样逐层变化。于是，代替不利的步骤的在第三种实施方式中所描述的排除，于是也可以进行各个矢量的扫描方向的在第二种实施方式中参考图6b所描述的改变。
类似于所描述的实施方式，本发明也可以应用于任意其他的曝光图样，例如应用于棋盘状或者菱形状的曝光图样。也可以在相同的层中或者相同的物体横截面中应用其他曝光图样或者曝光类型，例如每个折线的不适配的轮廓曝光，所述轮廓曝光不适配例如因为所述轮廓曝光基于其曝光参数(能量密度、移动速度等)或者其位置而对于物体的机械性能来说较不重要。
所述激光射线14的扫描方向RL与所述气流20的主流动方向RG之间的根据本发明的协调不必在整个横截面上进行，而是也可以仅仅在待固化的横截面的部分区域内进行，在所述部分区域中质量要求尤其高。在其他区域中，例如在那些构造速度的重要性高于机械性能的区域，可以放弃所述协调。
通过所述控制单元24在预先给定的主流动方向RG的情况下相应地选择所述扫描方向RL来实现上述实施方式中所述激光射线14的扫描方向RL与所述气流20的主流动方向RG之间的协调，而所述控制单元24也可以在预先给定的扫描方向RL的情况下将所述主流动方向RG与所述扫描方向RL协调。这例如可以通过如下方式来实现，使得多个吹气嘴22和多个吸气嘴23环形地布置并且根据所希望的主流动方向RG接通与之相应的喷嘴并且关断其他喷嘴。可供选择地，所述吹气嘴22和所述吸气嘴23也可以布置在一个能转动的载体上，根据所希望的主流动方向RG相应地转动所述载体。所述控制单元24不仅可以改变所述扫描方向RL或者向前移动方向RV，也可以改变所述主流动方向RG，以便使得两者彼此协调。
所述曝光的中断，如其例如在图4中所示的轮廓的扫描中或者在图6b)中所示的曝光走向中所实施的那样，不仅可以通过关断或者隐没所述激光射线来实现，而且可以通过如下方式来实现，即，所述扫描通过激光射线在如下这些部位上以提高的速度实现，即所述速度是足够大的，以致于通过激光射线的能量输入不足以固化所述粉末状结构材料。
用于产生气流的装置在上述实施方式中被描述成所述装置包含吹气嘴和吸气嘴，多个吹气嘴也可以分别相继布置在工作面的一侧上，且多个吸气嘴也可以分别相继布置在工作面的对置侧上。也可以仅仅提供一个或者多个吹气嘴或者仅仅一个或者多个吸气嘴。所述装置可以如此构造，使得气流总是流经整个工作面，或者仅仅所述工作面的一部分被流过。
即使在结合激光烧结装置或者激光熔化装置来描述本发明，本发明并非限制于激光烧结或者激光熔化。本发明可以应用到任何用于通过逐层施加和经由能量作用选择性固化粉末状结构材料来制造三维物体的方法，例如应用到激光涂覆焊接上。因此，例如代替激光器，可以应用发光二极管(LED)、LED阵列、电子射线或者任何其他适用于使所述粉末状结构材料固化的能量源或者辐射源。尤其是，本发明总体涉及仅借助于逐层涂覆和选择性固化粉末状结构材料来制造整个物体。
作为结构材料，可以使用不同类型的粉末，如针对激光烧结或者激光熔化所常见的那样，尤其是金属粉末或者塑料粉末，或者填充的或者混合的粉末。
作为用作气流的气体，优选使用惰性气体，例如氩气或者氮气。但是，本发明也可以应用在代替惰性气体使用过程气体时，所述过程气体与参加工艺过程的材料一起反应，例如用于粉末材料反应性沉积。

Claims (31)

1.一种用于通过逐层施加和经由能量作用选择性固化粉末状结构材料(11)来制造三维物体(2)的方法，所述方法具有如下步骤：
将一层粉末状结构材料(11)施加到设置在处理室(3)中的载体(6)上或者粉末状结构材料的在先涂覆的并且至少选择性固化的层上；
通过经由处理室的壁(4)中的介入窗口(17)引入来自能量源(13)的能量射线(14)扫描所涂覆的层的相应于待制造的物体(2)的横截面的部位，以使得所述粉末状结构材料(11)选择性地固化；以及
在利用所述能量射线(14)扫描期间，沿主流动方向(RG)在所涂覆的层上引导气流(20)；
其特征在于，至少在待固化的横截面的一个区域内将所述能量射线(14)的扫描方向(RL)和所述气流(20)的主流动方向(RG)彼此协调，从而避免从受到辐照的材料中出来的飞溅物、烟雾和蒸汽进入所述能量射线的光学路径中，
将所述能量射线(14)的扫描方向(RL)和所述气流(20)的主流动方向(RG)彼此协调，使得所述能量射线的扫描方向和所述气流的主流动方向之间的角度(γ)处于22.5°与337.5°之间的范围内，所述气流(20)的主流动方向(RG)是固定的，将所述能量射线(14)的扫描方向(RL)与固定的所述主流动方向(RG)协调，和/或依赖于所述能量射线(14)的扫描方向(RL)改变所述气流(20)的主流动方向(RG)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
将相应于待制造的物体(2)的横截面的区域分成多个部分区域(S)，依次曝光所述多个部分区域，
每个部分区域的曝光沿彼此平行的矢量(V)进行，沿向前移动方向(RV)依次曝光所述矢量，
在所述部分区域(S)中的两个相邻的矢量(V)的扫描方向(RL)彼此相反，并且
将所述向前移动方向(RV)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得在所述向前移动方向和所述主流动方向之间的角度(β)处于112.5°与247.5°之间的范围内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
将相应于待制造的物体(2)的横截面的区域分成多个部分区域(S)，依次曝光所述多个部分区域，
每个部分区域的曝光以彼此平行的矢量(V)实现，
在所述部分区域(S)中的所有矢量(V)的扫描方向(RL)是基本上相同的，
将向前移动方向(RV)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得在所述向前移动方向和所述主流动方向之间的角度(β)处于22.5°与337.5°之间，以及
将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得所述扫描方向和所述主流动方向之间的角度大于等于90°。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
将一个层中的至少一个区域的曝光图样相对于先前的层的至少一个区域的曝光图样转动一个预先确定的角度，并且
将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)通过如下方式彼此协调，
使得跳过与所述主流动方向(RG)不匹配的曝光图样并且取而代之地执行下一个设定的曝光图样，或者
改变所述扫描方向(RL)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
将一个层中的至少一个区域的曝光图样相对于先前的层的至少一个区域的曝光图样转动一个预先确定的角度，
将相应于待制造的物体(2)的横截面的区域分成多个部分区域(S)，依次曝光所述多个部分区域，
每个部分区域的曝光以彼此平行的矢量(V)实现，沿向前移动方向(RV)依次曝光所述矢量，并且
将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得当在一个层中在所述向前移动方向(RV)与所述主流动方向(RG)之间的角度(β)处于112.5°与247.5°之间时，在所述层中的一个部分区域(S)中的两个相邻的矢量(V)的扫描方向(RL)是彼此相反的。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
将一个层中的至少一个区域的曝光图样相对于先前的层的至少一个区域的曝光图样转动一个预先确定的角度，
将相应于待制造的物体(2)的横截面的区域分成多个部分区域(S)，依次曝光所述多个部分区域，
每个部分区域的曝光以彼此平行的矢量(V)实现，沿向前移动方向(RV)依次曝光所述矢量，并且
将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得当在一个层中在所述向前移动方向(RV)与所述主流动方向(RG)之间的角度(β)处于22.5°与337.5°之间时，在所述层中的一个部分区域(S)中的所有矢量(V)的扫描方向(RL)是相同的并且将共同的所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得所述共同的扫描方向和所述主流动方向之间的角度处于90°与270°之间。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
将一个层中的至少一个区域的曝光图样相对于先前的层的至少一个区域的曝光图样转动一个预先确定的角度，
将相应于待制造的物体(2)的横截面的区域分成多个部分区域(S)，依次曝光所述多个部分区域，
每个部分区域的曝光以彼此平行的矢量(V)实现，沿向前移动方向(RV)依次曝光所述矢量，
将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得当在一个层中在所述向前移动方向(RV)与所述主流动方向(RG)之间的角度(β)处于0°与60°之间或者300°与360°之间时，跳过所述曝光图样并且取而代之地执行下一个设定的曝光图样，或者改变所述向前移动方向(RV)。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述部分区域是彼此平行的长形条带(S)，
彼此平行的矢量(V)基本上垂直于所述条带的纵向，每个条带的曝光以所述矢量实现。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
将待固化的横截面的多个彼此毗邻或者彼此间隔的部分区域(2a-2d)相继曝光，且
所述部分区域(2a-2d)的曝光顺序与所述主流动方向(RG)相反地实现，从而首先将沿所述主流动方向(RG)的方向布置得最远的部分区域(2a)曝光，并且最后将沿所述主流动方向(RG)的方向布置得最近的部分区域(2b)曝光。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述能量射线(14)的扫描方向(RL)和所述气流(20)的主流动方向(RG)彼此协调，使得所述能量射线的扫描方向和所述气流的主流动方向之间的角度(γ)处于45°与315°之间的范围内。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述能量射线(14)的扫描方向(RL)和所述气流(20)的主流动方向(RG)彼此协调，使得所述能量射线的扫描方向和所述气流的主流动方向之间的角度(γ)处于60°与300°之间的范围内。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述能量射线(14)的扫描方向(RL)和所述气流(20)的主流动方向(RG)彼此协调，使得所述能量射线的扫描方向和所述气流的主流动方向之间的角度(γ)处于90°与270°之间的范围内。
13.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述向前移动方向(RV)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得在所述向前移动方向和所述主流动方向之间的角度(β)处于135°与225°之间的范围内。
14.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述向前移动方向(RV)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得在所述向前移动方向和所述主流动方向之间的角度(β)处于150°与210°之间的范围内。
15.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将向前移动方向(RV)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得在所述向前移动方向和所述主流动方向之间的角度(β)处于45°与315°之间。
16.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将向前移动方向(RV)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得在所述向前移动方向和所述主流动方向之间的角度(β)处于60°与300°之间。
17.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，改变所述扫描方向(RL)，使得所述扫描方向与所设定的扫描方向相反。
18.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得当在一个层中在所述向前移动方向(RV)与所述主流动方向(RG)之间的角度(β)处于135°与225°之间时，在所述层中的一个部分区域(S)中的两个相邻的矢量(V)的扫描方向(RL)是彼此相反的。
19.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得当在一个层中在所述向前移动方向(RV)与所述主流动方向(RG)之间的角度(β)处于150°与210°之间时，在所述层中的一个部分区域(S)中的两个相邻的矢量(V)的扫描方向(RL)是彼此相反的。
20.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得当在一个层中在所述向前移动方向(RV)与所述主流动方向(RG)之间的角度(β)处于45°与315°之间时，在所述层中的一个部分区域(S)中的所有矢量(V)的扫描方向(RL)是相同的。
21.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得当在一个层中在所述向前移动方向(RV)与所述主流动方向(RG)之间的角度(β)处于60°与300°之间时，在所述层中的一个部分区域(S)中的所有矢量(V)的扫描方向(RL)是相同的。
22.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得当在一个层中在所述向前移动方向(RV)与所述主流动方向(RG)之间的角度(β)处于0°与45°之间或者315°与360°之间时，跳过所述曝光图样并且取而代之地执行下一个设定的曝光图样。
23.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，将所述扫描方向(RL)和所述主流动方向(RG)彼此协调，使得当在一个层中在所述向前移动方向(RV)与所述主流动方向(RG)之间的角度(β)处于0°与22.5°之间或者337.5°与360°之间时，跳过所述曝光图样并且取而代之地执行下一个设定的曝光图样。
24.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，改变所述向前移动方向(RV)，使得所述向前移动方向与所设定的向前移动方向相反。
25.一种用于通过逐层施加和经由能量作用选择性固化粉末状结构材料来制造三维物体的设备，所述设备具有：
处理室(3)，所述处理室具有壁(4)和在壁(4)中形成的介入窗口(17)，
载体(6)，所述物体(2)构造在所述载体上，所述载体设置在处理室(3)中；
涂料器(12)，其用于将一层所述粉末状结构材料(11)施加到所述载体上或者施加到所述粉末状结构材料的在先至少选择性地固化的层上；
能量源(13)，其用于将能量射线(14)通过介入窗口(17)引入所述粉末状结构材料(11)的所涂覆的层中；
扫描装置(15、16)，其用于利用所述能量射线(14)扫描所涂覆的层的相应于待制造的物体(2)的横截面的部位，以使得所述粉末状结构材料(11)选择性地固化；
用于在利用所述能量射线(14)扫描期间沿主流动方向(RG)在所涂覆的层上产生气流(20)的装置；以及
控制单元(24)，所述控制单元用于控制层的涂覆和能量的引入；
其特征在于，所述控制单元适配于控制所述设备以执行根据权利要求1至24之一所述的方法。
26.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述用于产生气流(20)的装置包括至少一个吹气嘴(22)和/或至少一个吸气嘴。
27.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，用于产生气流(20)的装置包括多个吹气嘴(22)和/或多个吸气嘴。
28.根据权利要求27所述的设备，其特征在于，所述多个吹气嘴(22)和/或所述多个吸气嘴环形地布置，并且能够选择性地切换，以改变所述气流(20)的主流动方向(RG)。
29.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述用于产生气流(20)的装置能转动地布置，以改变所述气流(20)的主流动方向(RG)。
30.根据权利要求25所述的设备，其特征在于，所述控制单元包括CPU，所述CPU的运行能够通过计算机程序来控制。
31.一种控制单元(24)，所述控制单元用于控制层的涂覆和能量的引入，其中，所述控制单元包括CPU，所述CPU的运行能够通过计算机程序来控制，其特征在于，所述计算机程序能够在其被实施时控制用于通过逐层施加和经由能量作用选择性固化粉末状结构材料来制造三维物体的设备，使得所述设备执行根据权利要求1至24之一所述的方法。
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