CN105881896A - 用于制造三维物体的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于通过经由电磁辐射或粒子辐射使粉末状构造材料逐层固结来制造三维物体的装置，其具有：可调节高度的托架，在托架上构建物体，托架的水平尺寸限定构造范围。此外，照射装置设置用于将辐射在构造范围内引导到构造材料的对应于物体横截面的施加层区域上。控制单元控制照射装置以使构造材料的粉末颗粒在辐射撞击到构造材料上的部位处结合在一起。选择性加热装置设计成使得能够在先和/或在后地将构造范围的任何指定局部表面加热到稳态温度，该稳态温度显著高于构造范围的在局部表面以外的至少一部分的温度。控制单元致动选择性加热装置以使局部表面与构造范围的边缘相距预定的最小距离。

Description

用于制造三维物体的装置和方法
技术领域
本发明涉及增材制造装置和方法，特别地涉及用于通过经由施加能量使粉末状构造材料选择性地逐层固结来制造三维物体的装置和方法。
背景技术
这种方法例如被用于快速成型、快速加工或者快速制造。此类方法的示例已知的名称为“选择性激光烧结或者激光熔融”。对此，通过用激光束选择性地照射而使粉末选择性地固结，其中，由激光束引入到材料中的热能被用于使材料完熔融全或者表面熔融，从而使粉末颗粒在接下来的冷却之后连结在一起。除了激光辐射以外，例如也能够使用其它的电磁辐射或者电子束来施加能量。
EP 1583626B1描述了一种装置和一种方法，除了更快的制造速度要求之外，利用所述装置和所述方法还以高精度制造物体。特别地，当使粉末状构造材料层固结以便生成正在生产的物体的横截面时，提出替代地使能量束对准在物体的横截面的不同区域。特别地，在制造过程期间，由热成像摄像头记录待固结的粉末层，并且在分析粉末层中的温度分布之后具体地在粉末层中的各个部位处校正温度。然而，确定由能量束输入能量之后的热能传播的性质和方式所需的计算使得该方法相对复杂。
尤其是当粉末层的温度在能量束撞击到粉末层上之前明显低于通过粉末状材料的熔化而使粉末状材料进行固结所处的温度时，在通过生成分层构造的方法所制造的物体中会产生本应通过EP 1583626B1中的方法而有所减小的应力。因此，尤其是但不仅是金属粉末材料会出现这样的应力问题。
发明内容
因此，本发明所要解决的问题是提供用于制造三维物体的改进装置和改进方法。优选地应该能够以最简单可行的方式生产无应力部分。
通过根据权利要求1所述的装置和根据权利要求13所述的方法来解决该问题。在从属权利要求中描述了本发明的其它改进。在此，也能够通过在下文或从属权利要求中描述的方法特征来进一步改进装置，反之亦然。
根据本发明，一种用于通过经由电磁辐射或者粒子束使粉末状构造材料逐层固结来制造三维物体的装置包括：可调节高度的托架，在所述托架上构建物体，并且所述托架的水平尺寸限定了构造范围；照射装置，其用于将电磁辐射或者粒子辐射在构造范围内引导到构造材料的对应于物体横截面的施加层区域上；以及控制单元，其用于控制照射装置，以使得构造材料的粉末颗粒在电磁辐射或者粒子辐射撞击到构造材料上的部位处结合在一起。特别地，设置有选择性加热装置，所述选择性加热装置设计成使得能够将构造范围的任何指定的局部表面加热到稳态温度。所述稳态温度显著高于构造范围的在所述局部表面以外的至少一部分的温度。控制单元还设计成使其控制选择性加热装置，以使得局部表面与构造范围的边缘相距预定的最小距离d。
在这样的装置中，不需要使整个构造范围升至高温，以便减小熔化的材料与其周围环境尤其是周围的未固结粉末材料之间的温差，并且因此减少了应力开裂。替代地，通过与构造范围的边缘相距最小距离，保护装置免受高温影响，其中，包围正在生产的物体的未固结粉末状构造材料用作隔热体。而且，能够选择性地加热、也就是仅在选定的部位处加热构造范围中的粉末层。
稳态温度能够例如是恰好在供应用于固结的能量之前的未固结构造材料的温度。而且，稳态温度还能够是被调节成使得已经固结的固体横截面只能缓慢冷却的温度。优选地，稳态温度比构造材料的活化温度(即，在所述活化温度下，通过改变粉末的化学和/或物理性质使粉末颗粒结合在一起从而在冷却之后得到固体)低最多200℃，尤其优选地低最多150℃，并且非常优选地低最多100℃。由于将构造材料预加热到尽可能接近活化温度的稳态温度，因此通过照射装置输入的能量主要用于实际的固结处理而并未过多地用于粉末的预加热。由此就能以总体更加可控的方式来实施固结处理。
优选地，控制单元具有数据存储介质，在所述数据存储介质中存储的材料参数值与至少一种构造材料的热特性相关，优选地与多种构造材料的热特性相关。这使其特别地能够根据在装置中使用的构造材料来控制加热处理。进一步优选地，控制单元在操作中(即，在制造过程期间)针对正在使用的构造材料根据存储在所述数据存储介质中的材料参数值来建立与构造范围的边缘相距的最小距离。以这种方式，能够根据包围正在生产的物体的一定量的未固结构造材料的相应隔热性质来设定与构造范围的边缘相距的最小距离。
通常在本发明的语境中，与构造范围的边缘相距的最小距离应当保持为尽可能小，以免不必要地阻塞构造范围中的空间。另一方面，该最小距离应当具有足够的尺寸，以保护装置的其它区域免于因过高的温度应力而受损。
优选地，控制单元在操作中根据待固结的物体横截面的形状建立要选择性加热的局部表面的形状，尤其是其形状和/或尺寸。以这种方式，由选择性加热装置加热的粉末层的表面能够被特别有效地限制到绝对必要的程度，这就提高了能量效率。
而且，控制单元在操作中优选地建立局部表面以使其面积范围大于待固结的物体横截面的面积范围。以这种方式，不仅加热待固结的物体横截面，而且还加热包围待固结的物体横截面的粉末部分，以使得在物体横截面的边缘处从正在固结的部位处消散的热量减少。这同样导致减小热应力和/或防止在物体横截面的边缘处的粉末的不充分固结。
在本发明的一个优选实施例中，选择性加热装置在操作中将电磁辐射尤其是激光辐射和/或粒子辐射引导到构造材料的表面上。以这种方式，能够选择性地加热固结材料且无需使用复杂的附加结构诸如加热管或者加热电阻。而且，能够以高位置选择性实施加热。尤其是当使用激光辐射进行选择性加热并且该激光辐射的波长与照射装置的辐射的波长相同时，只要照射装置也使用激光，就能够将来自于生成固结辐射所用的相同激光源的激光辐射用于选择性加热。
优选地，由容器包围构造范围，另外还设有冷却和/或加热装置以用于冷却和/或加热该容器。由于容器的加热，因此能够附加地将热量供应至粉末状构造材料，使得选择性加热装置的尺寸能够更小。通过包围构造范围的容器的冷却，能够逐渐地带走热量，并且能够保护容器周围的装置免受构造范围中的热量影响。由于冷却，因此能够通过将容器壁冷却至指定的温度值而特别地在容器的周围建立稳定的热条件。而且，由于适当的冷却，因此能够减小与构造范围的边缘相距的上述最小距离。优选地，根据所确定的(即测量或者计算得到的)冷却的冷却参数值来实现这样的减小。
用于制造三维物体的装置还能够具有温度测量装置，所述温度测量装置至少在构造范围的局部区域中、优选地在构造范围的边缘附近执行温度测量。优选地，控制单元能够相应地控制在制造过程期间由选择性加热装置供应的热量，以使得在至少一个操作状态中(也就是不必在一层中的整个制造过程期间，而是在需要时，甚至是暂时的)加热构造范围的局部表面所达到的最小稳态温度比由温度测量装置传送到控制单元的温度高出一预定量。
通过监测温度，由选择性加热装置对构造材料的加热能够特别地调整为适应指定时间时的装置中的特定状态。特别地，控制单元也能够控制选择性加热装置，从而将局部表面加热到最小稳态温度，所述最小稳态温度比由温度测量装置传送到控制单元的温度高出至少300℃，优选地高出至少400℃，尤为优选地高出至少800℃。以这种方式，根据所使用的构造材料，稳态温度能够设定成尽可能接近活化温度。
优选地，控制单元控制选择性加热装置，以使得在将照射装置的电磁辐射或者粒子辐射引导到构造材料上之前/之后，由选择性加热装置将构造范围的局部表面至少加热到稳态温度。以这种方式，能够以更加可控的方式执行构造材料的加热处理和/或构造材料固结之后的冷却处理。在没有选择性加热的情况下，随着照射装置扫过构造范围而在粉末状构造材料中造成的温度变化会更加剧烈且更大。
特别地，控制单元能够控制选择性加热装置，以使得在将照射装置的电磁辐射或粒子辐射引导到构造材料上之后，由选择性加热装置加热构造范围的局部表面，从而使局部表面中的冷却速率比选择性加热装置没有发挥作用的情况下的冷却速率至少低30％，优选地至少低50％，特别优选地至少低70％。通过以这种方式设计的装置，能够在粉末固结之后延迟冷却处理，这特别地用于防止应力开裂。
利用根据本发明的装置，可以得到一种用于通过电磁辐射或者粒子辐射使粉末状构造材料逐层固结来制造三维物体的方法，其中，在可调节高度的托架上构建物体，所述托架的水平尺寸限定了构造范围，并且借助于照射装置将电磁辐射或者粒子辐射在构造范围内引导到构造材料的对应于物体横截面的沉积层区域上，其中，由控制单元控制照射装置，以使得构造材料的粉末颗粒在电磁辐射或者粒子辐射撞击到构造材料上的部位处结合在一起。特别地，利用选择性加热装置，将构造范围的任何指定的局部表面加热到稳态温度，其中，所述稳态温度显著高于构造范围的在所述局部表面以外的至少一部分的温度。在此，控制单元控制选择性加热装置，以使得局部表面与构造范围的边缘相距预定的最小距离d
特别地，能够根据预备试验建立最小距离d，在所述预备试验中，确定在上述处理中使用的构造材料的传热能力。以这种方式，构造材料的加热能够针对正在使用的构造材料具体地调整其特征性热性质。
附图说明
借助附图，根据对示例性实施例的描述，本发明的其它特征和目的将变得显而易见。
图1是根据本发明的用于逐层制造三维物体的装置的示例性实施例的示意性局部截面图，所述装置适用于实施根据本发明的方法；
图2是图1的装置的构造范围的俯视图，其作为示例示出了正在固结的物体横截面；
图3图解了确定粉末状构造材料的传热特性的预备试验。
具体实施方式
在下文中，参照图1，描述了根据本发明的装置100的示例，所述装置100适于实施根据本发明的方法。在装置100中，在容器1中构建物体3，所述容器1在顶部处开口并且具有壁1a。在容器1中布置有托架，所述托架能够沿着竖直方向V运动，所述托架的示意性示出的托架板2在底部处封闭容器1并且因此形成其底部。在附图中未示出构造平台，所述构造平台也可以设置在物体3的最下层和托架板2之间。在图1中，在容器1中正在构建的物体3被示出为处于中间状态，其中，若干横截面30已经固结，物体3由仍未固结并且在附图中示出为透明的粉末状构造材料13包围。
装置100还包括：粉末状构造材料的供应箱11，通过电磁辐射或者粒子辐射能够使粉末状构造材料固结；和施加器12，所述施加器12能够沿着水平方向H运动，以用于将构造材料层施加到构造范围5内的最近固结的物体横截面30及其周围的未固结的构造材料，由容器壁1a界定所述构造范围5。装置100还包括形式为第一辐射源6(诸如激光辐射源)的照射装置，所述第一辐射源6产生激光束7，经由折射装置9将激光束7引导到先前通过施加器12沉积的未固结构造材料层上。另外，设置了选择性加热装置18a、18b，例如由第二辐射源18a和另一个折射装置18b一起形成所述选择性加热装置18a、18b。第二辐射源18a能够发射加热束18c，例如所述加热束18c能够由折射装置18b折射到构造范围5的任何指定的局部表面19上(参见图2)，由容器壁1a界定所述构造范围5。
第二辐射源18a能够产生电磁辐射(具体地可以是激光辐射)，或者能够产生粒子辐射(诸如电子辐射)。在后一种情况中，折射装置18b能够是离子光学器件。如果加热束18c是激光束，则第二辐射源18a能够可选地被省略，并且取代其位置，第一辐射源6能够用于产生加热束18c。为此，与固结束7的光强度相比，随后通过在图1中未示出的辅助光学器件适当地减小光强度。可选地或附加地，还能够经由加热束18c运动穿过构造材料的沉积层的速度来调节由加热束18c引入的热量的多少。
而且，装置100包含控制单元10，所述控制单元10以协同方式控制装置100的各个部件，以便实施构造处理。控制单元能够包含CPU，所述CPU的操作由计算机程序(软件)控制。计算机程序能够独立于装置地存储在存储介质中，所述计算机程序能够从存储介质装载到装置中，尤其是装载到控制单元10中。
折射装置18b设计成使得第二辐射源18a的加热束18c能够被折射到构造范围5的任何指定区域上，特别地能够被仅引导到构造范围5的一个或多个局部表面19上，其中，所有局部表面19的总面积以及特别地一个局部表面19的面积小于构造范围5的面积。特别地，控制装置10能够用于通过改变加热束18c在构造范围5上的撞击点处的能量密度和/或通过改变加热束18c的扫描速度来调节引入的热能量。加热装置18a的尺寸构造成使得可以通过充分聚焦加热束18c和/或充分减缓加热束18c在构造范围5上的运动而至少能够将足够的能量引入到可能已经部分固结的最上方的粉末层中，从而使加热束18c的撞击点处的温度显著高于构造范围5的其它区域的温度。“显著高于”优选地表示加热束18c的撞击点处的粉末状构造材料的温度比构造范围5的没有待制造物体的物体横截面的区域(通常是构造范围5的边界区域)的构造材料的温度至少高400℃，在某些情况下至少高800℃。
在此，活化温度表示因化学和/或物体性能变化而使粉末颗粒结合在一起的温度，例如粉末颗粒完全熔化或者仅表面熔化并且烧结在一起的温度。活化温度因此是限制温度，在所述的限制温度下，构造材料的化学和/或物理结构发生根本改变。
而且，控制装置10中的控制软件控制加热束18c，使得加热束撞击到构造范围5上的撞击点一直与构造范围5的边缘相距最小距离d。在图2中示出了这种情况。在此，在构造范围5内，示出了正在固结的物体横截面30，由局部表面19覆盖所述物体横截面30，其中，由加热束18c进行构造材料的加热。正如能够看见的那样，局部表面19的边缘与构造范围5的边缘相距最小距离d。
为了减小正在制造的物体的应力，优选地试图将局部表面加热到尽可能接近活化温度的稳态温度，即，例如加热到这样的稳态温度，所述稳态温度比构造材料(11)的活化温度低最多200℃，更加优选地低最多150℃并且尤为优选地低最多100℃。然而，以下几点理由说明不能加热至过高的温度：
●温度不应当高到使粉末材料固结。
●温度越高，加热处理消耗的能量越多。
●温度越高，消散到构造范围5的边缘中的热量越多，并且越有可能对用于逐层再生制造的装置的其它部分造成不利影响，在图1中，所述装置是激光烧结或熔融装置。
通过考虑所使用的特定构造材料的散热性能，能够特别地建立这样的稳态温度，粉末状构造材料需要被预加热至所述稳态温度。这是因为由构造材料消散的由固结束7供应的热量越多，就越难利用固结束7实现固结。因此，构造材料的散热性能越好，稳态温度就应该越接近活化温度。
与构造范围5的边缘相距的最小距离d还受到粉末的传热性能的影响。如上文所述，该距离以内的粉末应确保对构造范围50外侧的隔热。因此，未固结粉末状构造材料的传热性能越好，应当选择的最小距离d就越大。
在一个特定实施例中，控制单元10具有数据存储介质，在所述数据存储介质中存储的材料参数值与在一个或多个物体的计划生产中要使用的构造材料的传热性能有关。相应地，在制造过程期间，控制单元10能基于这些材料参数值实现对选择性加热装置18a、18b的控制。
理想地，关于多种构造材料的材料参数或者材料参数值应存储在数据存储介质中，以使得在开始构造处理之前，仅需告知控制单元10所使用的构造材料的类型。
在本发明的一个有利实施例中，在利用装置100制造物体的制造过程之前，在预备测试中确定构造材料的传热能力，以使其能够用于确定(建立)稳态温度和最小距离d。
为了确定粉末状材料的热导率，首先能够使用ASTM D5334-08型的针形探头方法。在此，长形加热源(针形探头)插入到粉末床中并且用恒定的功率加热。同时，记录加热源内部的温度。加热源温度升高地越慢，则样本材料的热导率越高。
作为上述方法的替代方案或者附加方案，能够利用以下关于图3描述的预备试验确定构造材料的传热能力。图3以放大图示出了装置100的容器1以及布置在其中的托架板2。在该托架板2上放置有隔热基部32，加热筒33和量尺34布置在隔热基部32上，量尺34与加热筒33相距限定距离Δ。对于预备试验而言，用构造材料13填充整个容器1直到填充高度Z为止，该填充高度Z与加热筒33的高度一致。接下来，例如通过感应式加热来预先加热加热筒33至温度Tv，所述温度Tv例如比后续实际构造处理中用于构造材料13的期望活化温度低100℃。当然，也能够使用不同的温度Tv，但是温度Tv越接近活化温度，关于实际构造处理期间的构造材料的实际传热能力的预备试验的结果就越精确。
温度检测元件35布置在量尺34中的不同高度处。在图3中，精确示出了这些元件中的三个，但是也能够使用任意指定的其它数量的温度检测元件。在测量筒33加热至温度Tv的加热处理结束之后，使用温度检测元件35根据时间检测温度。温度随时间的变化取决于空间中的构造材料13的传热性能以及量尺34和加热筒33之间的距离Δ。
为了更加精确地测量粉末13的传热性能，多个量尺34还能够布置成与加热元件33相距不同的距离Δ1…Δn。加热元件33例如能够是筒，其高度与在后续构造处理中制造的规模最大的物体的高度基本一致，或者其直径基本等于与后续构造处理中制造的最大规模物体的托架板2平行的最大直径。
作为刚刚描述的预备试验的替代方案或者附加方案，也能够在物体的制造过程期间确定构造材料的热导率。
为此，由热成像摄像头(IR摄像头)或者点式高温计在不同部位处测量最上层粉末层的温度，其检测表面在最上层的粉末层上运动。因为已知在粉末层的哪些位置处利用固结束7实施固结和/或由加热束18c实施预先加热，所以能够使用粉末层的确定温度的点和粉末层的被供应能量的部位之间的距离来获得关于粉末的传热能力的信息。
另外，还能够利用热成像摄像头或者点式高温计具体地确定构造范围5中的一个或者多个部位处的温度并且使加热功率适用于目标区域19的局部当前温度，以用于选择性加热。
通过测量构造范围5中的参考位置处的一个或多个部位处的温度，优选地通过在任何层中都没有固结粉末的位置处测量在构造范围5的边缘的温度，还能够根据获得的测量值调整与构造范围边界相距的最小距离d。以这种方式，特别地，能够保护构造范围5以外的区域免于因太大幅度的温度升高而受损。而且，也能够替代地或者附加地将参考位置处的温度用于控制由选择性加热装置供应到至少一个局部表面19的热量，使得构造范围5的局部表面19被加热到的最小稳态温度比由温度测量装置传送到控制单元10的温度高出一预定量。最小稳态温度比由温度测量装置传送到控制单元10的温度优选地至少高300℃，更加优选地至少高400℃，尤为优选地至少高800℃。
可选地，容器(优选地容器壁)能够设置有加热和/或冷却装置(未示出)。加热装置在此能够实现构造材料的额外加热，从而不需要由加热束18c供应过多的热量。容器1的壁中的冷却装置用来防止容器1的外部的温度升高到过高的值。只要使用于容器的加热束18c的加热功率、最小距离d和冷却的冷却功率相互匹配，就能够实现为稳定的温度分布。
尽管在先前讨论中已经详细描述了激光烧结装置或者激光熔融装置，但是本发明还能够应用于通过能量束的作用使粉末状构造材料固结来制造三维物体的其它装置。例如，还能够通过二维辐射源诸如红外加热器引入用于使粉末固结的能量。另外，还能够使用多个辐射源来进行固结。而且，这不局限于将电磁辐射作为用于使构造材料固结的辐射。替代地，还能够使用粒子辐射诸如电子束。
即使我们始终在上文讨论加热束，但是也可以不通过扫过局部表面19的束将预加热能量供应到构造范围5的局部表面19中。替代地，可以通过二维照射至少一个局部表面19或者通过扫过至少一个局部表面19上的束作用区域来供应预加热能量，所述束作用区域非点状而是替代地具有预定的横向尺寸和形状。例如，能够利用红外辐射器扫描局部表面19。必须将此与现有技术中已知的二维加热系统加以区别，所述二维加热系统虽然能够用于加热整个构造范围中的粉末状构造材料，但是在新施加的粉末层中只能实现微不足道的温度升高。
不仅能在沉积的粉末层中开始固结处理之前用加热束供应能量，而且能与固结处理同时地用加热束供应能量。而且，能够由选择性加热装置照射沉积的粉末层的该局部表面19，其区别在于在其下方的粉末层中已经存在选择性固结的粉末材料。以这种方式，可以避免固结的构造材料的温度过快下降。这样能够防止因已经固结的粉末材料过快冷却以及由此已经固结的物体横截面的各个部分过快冷却而造成开裂。优选地，用选择性加热装置加热的目的是使一个或多个局部表面19中的冷却速率比选择性加热装置18a、18b没有发挥作用的情况下的冷却速率至少低30％、优选地至少低50％、尤为优选地至少低70％。
正如在现有技术中那样，能够附加地利用非选择性的二维加热将构造范围5内的整个粉末层加热到例如150℃的起始温度。
尽管在示例性实施例的以上描述中没有专门提出，但是不仅能够在制造过程中制造一个物体，而且能够在容器1中并行地制造若干个物体。在上述的制造物体的情况下，在选择性加热物体横截面的过程中，这样的程序还能够应用于在制造过程中正在制造的所有其它物体。例如，如果在粉末层中存在若干物体横截面，则在若干物体横截面的区域中、优选地在全部物体横截面的区域中选择性地加热粉末。
从迄今为止所述的内容中显而易见的是，选择性加热优选地在这样的局部表面19中是有意义的，所述局部表面19几乎与新沉积的粉末层中的待固结的一个或多个物体横截面相同。同样地，选择性加热能够局限于一个物体横截面/多个物体横截面中的预期应力最强烈的部分。应认识到的是由选择性加热装置加热的局部表面19优选地在各层之间有所不同。而且，应当注意的是，新沉积的层中的不同的局部表面19(不必指定给不同物体的横截面)不必达到相同的稳态温度。
在另一个可行实施例中，沉积的粉末层的局部表面19的选择性加热被实现为使得在每个选择性加热的局部表面19周围都存在未被选择性加热的粉末层，所述未被选择性加热的粉末层至少具有垂直于局部表面19的边缘的横向尺寸d。以这种方式，在每个被选择性加热的局部表面19周围形成未固结粉末的厚度为d的隔热区域。利用这种技术，例如当并行地制造若干物体时能够降低局部表面19的相互热影响。结果，能够以更加可控的方式实施制造过程。
根据本发明的方法和根据本发明的装置尤其适于金属构造材料。但除此之外，在使用其它的构造材料诸如陶瓷或者塑料粉末尤其是PAEK粉末时也会受益于根据本发明的方法。

Claims (15)

1.一种用于通过经由电磁辐射或者粒子辐射使粉末状构造材料(11)逐层固结来制造三维物体(3)的装置(100)，所述装置具有：
可调节高度的托架(2)，在所述托架上构建物体(3)，并且所述托架的水平尺寸限定了构造范围(5)；
照射装置(6，9)，其用于将电磁辐射或者粒子辐射在所述构造范围(5)内引导到构造材料的对应于物体横截面(30)的施加层区域上；
控制单元(10)，其用于控制所述照射装置(6，9)，以使得构造材料(11)的粉末颗粒在电磁辐射或者粒子辐射撞击到构造材料上的部位处结合在一起，
其特征在于，所述装置具有选择性加热装置(18a，18b)，所述选择性加热装置设计成使得能够将所述构造范围(5)的任何指定的局部表面(19)加热到稳态温度，所述稳态温度显著高于所述构造范围(5)的在所述局部表面(19)以外的至少一部分的温度，其中，所述控制单元(10)设计成使其致动所述选择性加热装置(18a，18b)，以使所述局部表面(19)与所述构造范围(5)的边缘相距预定的最小距离(d)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述稳态温度比构造材料(11)的活化温度低最多200℃，优选地低最多150℃，尤为优选地低最多100℃。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中
所述控制单元(10)具有数据存储介质，在所述数据存储介质中存储的材料参数值与至少一种构造材料的热特性相关，优选地与多种构造材料的热特性相关。
4.根据权利要求3所述的装置，其中：
所述控制单元在操作中针对正在使用的构造材料(11)根据存储在所述数据存储介质中的材料参数值来建立所述最小距离(d)。
5.根据权利要求1至4中的任意一项所述的装置，其中，所述控制单元(10)在操作中根据待固结的物体横截面(30)的形状建立所述局部表面(19)的形状。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的装置，其中，所述控制单元(10)在操作中建立所述局部表面(19)以使其面积范围大于待固结的物体横截面(30)的面积范围。
7.根据权利要求1至6中的任意一项所述的装置，其中，所述选择性加热装置(18a，18b)在操作中将电磁辐射尤其是激光辐射(18c)和/或粒子辐射引导到构造材料(11)的表面上。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述照射装置(6，9)将激光辐射(7)引导到构造材料(11)的表面上并且所述选择性加热装置(18a，18b)的激光辐射(18c)的波长与所述照射装置(6，9)的辐射的波长相同。
9.根据权利要求1至8中的任意一项所述的装置，所述装置还具有包围所述构造范围(5)的容器(1)，其中，所述装置包括用于冷却和/或加热所述容器(1)的冷却和/或加热装置。
10.根据权利要求1至9中的任意一项所述的装置，所述装置优选地在所述构造范围(5)的边缘处设有温度测量装置，其中，所述控制单元(10)在操作中控制由所述选择性加热装置(18a，18b)供应的热量，以使得在至少一个操作状态中加热所述构造范围的局部表面(19)所达到的最小稳态温度比由所述温度测量装置传送到所述控制单元(10)的温度高出一预定量。
11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述控制单元(10)控制所述选择性加热装置，从而将所述局部表面(19)预先加热到最小稳态温度，所述最小稳态温度比由所述温度测量装置传送到所述控制单元(10)的温度高出至少300℃，优选地高出至少400℃，尤为优选地高出至少800℃。
12.根据权利要求1至11中的任意一项所述的装置，其中，所述控制单元(10)致动所述选择性加热装置(18a，18b)，以使得在由所述照射装置(6，9)将电磁辐射或者粒子辐射引导到构造材料上之后由所述选择性加热装置加热所述构造范围(5)的局部表面(19)，从而使所述局部表面(19)中的冷却速率比所述选择性加热装置(18a，18b)没有发挥作用的情况下的冷却速率至少低30％，优选地至少低50％，尤为优选地至少低70％，其中，所述局部表面(19)与所述构造范围(5)的边缘相距预定的最小距离(d)。
13.一种用于经由装置(100)尤其是根据权利要求1至12中的任意一项所述的装置中的电磁辐射或者粒子辐射使粉末状构造材料(11)逐层固结来制造三维物体(3)的方法，
其中，在可调节高度的托架(2)上构建物体(3)，所述托架的水平尺寸限定了构造范围(5)，
其中，借助于照射装置(6，9)将电磁辐射或者粒子辐射在所述构造范围(5)内引导到构造材料的对应于物体横截面(30)的沉积层区域上，
其中，由控制单元(10)控制所述照射装置(6，9)，以使得构造材料(11)的粉末颗粒在电磁辐射或者粒子辐射撞击到构造材料上的部位处结合在一起，
其特征在于，利用选择性加热装置(18a，18b)将所述构造范围(5)的任何指定的局部表面(19)加热到稳态温度，所述稳态温度显著高于所述构造范围(5)的在所述局部表面(19)以外的至少一部分的温度，其中，所述控制单元(10)致动所述选择性加热装置(18a，18b)，以使所述局部表面(19)与所述构造范围(5)的边缘相距预定的最小距离(d)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，根据预备试验建立所述最小距离(d)，在所述预备试验中，确定在所述方法中使用的构造材料(11)的传热能力。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，所述控制单元(10)致动所述选择性加热装置(18a，18b)，以使得在由所述照射装置(6，9)将电磁辐射或者粒子辐射引导到构造材料上之前和/或之后，所述选择性加热装置将所述构造范围(5)的局部表面(19)至少加热至所述稳态温度，其中，所述局部表面(19)与所述构造范围(5)的边缘相距预定的最小距离(d)。
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