CN106457691A - 用于3d打印机的涂覆设备组合单元和施加两层粒状构建材料的方法 - Google Patents

用于3d打印机的涂覆设备组合单元和施加两层粒状构建材料的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种3D打印机的涂覆设备组合单元(1)，包括：涂覆设备(3)，涂覆设备(3)具有容器(17)，容器(17)限定了通向用于输出粒状构建材料的开口的用于容纳所述粒状构建材料的内腔；和刮抹构件(15a)，刮抹构件(15a)形成向下定向的刮抹表面并且被配置成刮抹从开口输出的粒状构建材料，以由此抹平和/或压紧输出的粒状材料。所述涂覆设备组合单元(1)还包括设定装置(13)，设定装置(13)被配置成可变地设定刮抹构件(15a)的倾斜角度。

Description

用于3D打印机的涂覆设备组合单元和施加两层粒状构建材料 的方法
本发明涉及3D打印机的涂覆设备组合单元、具有这种涂覆设备组合单元的3D打印机以及施加两层粒状构建材料的方法。
已知各种增材制造工艺(generative Herstellungsverfahren)(且因此已知各种类型的3D打印机)。
一些增材制造工艺具有以下共同步骤：
(1)首先，将粒状材料施加在构建范围的整个表面上，使得形成未固化的粒状材料层。
(2)例如通过选择性地打印处理剂(例如结合剂)(可选择地，例如，通过激光烧结)，来将所施加的未固化的粒状材料层选择性地固化在预定部分区域。
(3)重复步骤(1)和(2)以制造期望的部件。基于此目的，在新的层被施加到整个表面上之前，部件被成层地构筑在其上的构建平台可以例如被降低相应的一个层的厚度(可选择地，涂覆设备和打印设备可以例如被分别升高相应的一个层的厚度)。
(4)最后，由疏松的、未固化的粒状材料支撑和围绕的所制造的部件可以被取出。
部件在其内被制造的构建空间可以例如由所谓的构建箱(也称为“作业箱”)界定。此类型的构建箱可以具有在向上的方向是敞口的且在垂直方向上延伸的圆周壁结构(例如由四个垂直的侧壁形成)，当从上面看时，该构建箱可以例如形成为矩形。高度可调的构建平台可以被容纳在构建箱中。在此方面，构建平台之上的以及垂直的圆周壁结构之间的空间可以例如至少有助于形成构建空间。构建空间的上部区域可以例如被称为构建范围。这样的构建箱的示例例如被描述在DE 10 2009 056 696 A1中。
具有涂覆设备(也称为“再涂覆机”)的涂覆设备组合单元通常用在上面的步骤(1)中。已知多种涂覆设备组合单元用在3D打印机中，通过这些涂覆设备组合单元，粒状构建材料可以以整个表面上呈均匀层的形式被施加到构建范围(也称为构建表面或构建区域)上。
一种类型的涂覆设备组合单元使用辊(简称：“辊涂设备”)，首先一定量的粒状构建材料被铺到辊前面，然后水平移动辊横跨构建范围以将粒状构建材料以均匀层的形式施加到构建范围上。在此方面，辊子可以以与运行方向相反地转动。难以使用辊涂设备来实现长度大的涂覆设备组合单元。
类似种类的涂覆设备组合单元使用振荡刃片来代替辊。例如，DE10117875C1公开了以下方法：在振荡刃片前铺放粒状材料，随后借助于以转动或枢转运动方式振荡的振荡刃片来将粒状材料施加到待涂覆的区域。
另一种类型的涂覆设备组合单元(所谓的具有“容器涂覆设备”例如“狭缝涂覆设备”的涂覆设备组合单元)使用具有容器的涂覆设备，容器可移位地横穿构建范围并界定用于容纳粒状构建材料的内腔，内腔通向用于将粒状构建材料输出到构建范围上的开口。涂覆设备可以是长形的，例如横跨或覆盖矩形构建范围的长度或宽度。开口随后可以被设置为纵向狭缝。因而，涂覆设备可以被水平移动横穿构建范围且同时将粒状构建材料从开口输出到构建范围上以由此将均匀层施加到构建范围的整个表面上。
在上面的步骤(2)中，可以例如使用具有打印头的打印设备，将处理剂以受控的方式施加到之前施加的构建材料层的子区域上。处理剂有助于(立即和/或随后)固化子区域内的构建材料层。例如，处理剂可以是结合剂，例如多组分结合剂的结合剂组分。
可选择地，激光可以例如被用在上面的步骤(2)中以例如通过烧结或熔融子区域内的构建材料来固化先前施加的构建材料层的子区域。
本发明涉及第二类型的涂覆设备组合单元，简单地说是具有“容器涂覆设备”例如“狭缝涂覆设备”的涂覆设备组合单元。
此类型的涂覆设备可以例如被设置有振动设备，粒状材料可以通过该振动设备被振动，以影响例如支持粒状构建材料的流动或滴流行为或粒状构建材料从开口的排放。此类型的振动设备可以例如由摇动设备形成，容器的至少壁部分通过该摇动设备被振动或被受到摇动运动以影响粒状构建材料的排放。
此外，此类型的涂覆设备组合单元可以例如在容器内部被设置有迷宫式结构，这样的迷宫式结构可以防止当涂覆设备静止时构建材料流出/逸出。
而且，此类型的涂覆设备组合单元可以例如被设置有刮抹构件，施加到构建范围的构建材料可以通过该构件被刮抹以压紧构建材料和/或使构建材料齐平。
从DE 10 2009 056 689 A1中已知具有“狭缝涂覆设备”的涂覆设备组合单元的示例。参见例如其图17到20。
可以认为本发明的基本问题是提供一种具有扩展适用范围的、包括“容器涂覆设备”的3D打印机的涂覆设备组合单元。
本发明提供了如权利要求1所述的用于3D打印机的涂覆设备组合单元。该涂覆设备组合单元的进一步实施方式被在从属权利要求2至21中说明。权利要求22说明了包括相应的涂覆设备组合单元的3D打印机以及权利要求23说明了施加两层粒状构建材料的方法。
根据各种实施方式，例如可以提供以下涂覆设备组合单元：可以借助于适当地设定涂覆设备的刮抹构件的倾斜角度来适当地调节施加的粒状构建材料层的压紧度，由此最后可以具体地设定部件(诸如型芯和/或铸造模具)的一个或多个特征。
根据各种实施方式，例如可以提供以下涂覆设备组合单元：各种构建材料成分可以以均匀层的方式可靠地施加在构建范围内/上，和/或可以通过调节涂覆设备的刮抹构件的倾斜角度来适当地压紧各种构建材料成分，使得最后可以使用涂覆设备组合单元来处理多种不同的构建材料成分。
根据各种实施方式，例如可以提供以下涂覆设备组合单元：可以借助于涂覆设备的刮抹构件在构建作业期间的倾斜角度的变化来具体地改变待制造的部件和/或待建立的层复合物内的压紧度，以在一个构建作业中制造具有不同压紧度区域的部件和/或具有不同压紧度的若干部件。
根据各种实施方式，例如可以提供以下涂覆设备组合单元：可以通过调节或重新调节涂覆设备的刮抹构件在构建作业期间的倾斜角度来施加恒定质量和/或恒定压紧的多个构建材料层，使得能够例如以简单且安全的方式在长的构建作业和/或多个构建作业期间得到恒定质量和/或恒定压紧。
根据各种实施方式，例如可以提供以下涂覆设备组合单元：可以在短时间段内施加均匀且适当压紧的构建材料层。根据各种实施方式，例如，可以在涂覆设备的去程期间和回程期间设定各自适当的倾斜角度，使得能够在不影响所施加的层的质量的情况下进行双向涂覆。
在这方面，在本申请的意义内，粒状构建材料可以被理解成包括至少一种粒状材料(例如，砂(粒)，例如铸造用砂，和/或金属颗粒和/或合成材料的颗粒)的构建材料。构建材料也可以包括若干不同类型的粒状材料，诸如新砂和回收砂的混合物或精砂和粗砂的混合物或两种不同类型的砂的混合物等。此外，构建材料可以包括至少一种液体组分，例如结合剂组分，例如活化剂，和/或一种或多种固体和/或液体添加剂。在构建材料包含结合剂组分的情况下，可以借助于打印设备将其它的结合剂组分(诸如呋喃树脂等)选择性地打印到之前施加的构建材料层上，以便使该层在预定区域固化。基于待制造的部件(例如铸造模具或型芯)和/或各部件的使用目的，可以使用专为此目的而制备的构建材料成分。在这方面，构建材料成分可以由所使用的组分的数量以及由构建材料(混合物)中所包含的组分的各自的类型和各自的份数限定，例如(在固体的情况下)包括各自的粒径。
根据不同的实施方式，一种用于3D打印机的涂覆设备组合单元可以包括：
涂覆设备(例如“容器涂覆设备”，例如“狭缝涂覆设备”，其能够水平地横穿构建范围移位并且被配置成在该横穿构建范围的水平移动期间将粒状构建材料从开口连续地输出到构建范围)，该涂覆设备包括：容器，容器限定了通向用于输出粒状构建材料(例如在构建范围上/内或在构建空间上/内)的开口的用于容纳粒状构建材料的内腔；和刮抹构件，刮抹构件形成向下定向的刮抹表面(例如朝向构建范围或构建空间)并且被配置成使用刮抹表面来刮抹从开口输出的构建材料，由此抹平和/或压紧所输出的粒状材料，和
设定装置，设定装置被配置成可变地设定刮抹表面的倾斜角度，例如被配置成以固定的方式可变地设定倾斜角度和/或被配置成可变地设定和保持/固定倾斜角度(在对应的设定中)(例如，在横穿构建范围的去程的至少大部分或主要部分或者在横穿构建范围的整个去程期间)。
涂覆设备例如可以在水平方向上移位横穿构建范围。例如，为此，涂覆设备可以(例如借助于涂覆设备所附接的滑动件)沿着直线引导结构移位。
容器例如可以以长形的方式形成，例如，其纵向轴线沿与涂覆设备能够移位的方向垂直的水平方向延伸。在这方面，开口例如可以形成为纵向狭缝，开口的纵向轴线沿与涂覆设备能够移位的方向垂直的水平方向延伸和/或平行于容器的纵向延伸。
容器的横截面例如可以向下渐缩，例如横截面可以是漏斗形状。
容器例如可以在向上方向上是敞口的。第二容器例如可以布置在该容器的上方。
开口或纵向狭缝例如可以位于容器的下端部，即，例如位于涂覆设备的面向构建范围的端部，且例如可以朝向构建范围向下定向。
构建范围例如可以由构建平台和/或构件箱(还称为“作业箱”)限定，可以/在增材制造工艺中借助于3D打印机在构建范围上或内构建部件。构建箱例如可以容纳可调节高度的构建平台，可调节高度的构建平台在增材制造工艺期间(或者，在所谓的“构建作业”期间)逐渐降低。用于高度调节的驱动器例如可以直接设置在构件箱内(“沿着行程”)或者例如以静止的方式(“固定安装”)设置在3D打印机内。构件箱例如可以通过辊式输送机和/或通过其自身的集成在构件箱内的行进驱动器来移位出入3D打印机。例如，构件箱可以如初始说明地设置，例如如DE 10 2009 056 696 A1中说明的。
下文提供的信息适用于一个刮抹构件和两个或更多个刮抹构件两者，即，适用于对应的刮抹构件。
刮抹构件例如可以由容器(例如由容器的下侧)共同形成，或者例如形成为单独的构件并且可以附接于涂覆设备，例如附接于涂覆设备的承载件结构或附接于容器。如果刮抹构件作为单独的构件附接于涂覆设备，则刮抹构件例如可以以固定或可移动(例如枢转)的方式附接于涂覆设备。在第一种情况下，刮抹构件能够借助于涂覆设备的移动(例如借助于涂覆设备的枢转运动)来移动，以设定刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度。在第二种情况下，刮抹构件能够直接移动并因而自身移动，以设定刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度。
为了抹平和/或压紧构件材料，刮抹构件例如沿行进方向配置在开口后方，例如倾斜度向后减小或倾斜度沿行进方向上升。倾斜角度例如可以是锐角，例如小于或等于5°的角度，例如小于或等于4°的角度，例如小于或等于3°的角度，例如小于或等于2°的角度，例如小于或等于1°的角度。
涂覆设备例如可以仅包括一个刮抹构件，而涂覆设备组合单元以单向方式操作。涂覆设备例如可以包括两个刮抹构件，而涂覆设备组合单元以双向方式操作。在后者的情况下，刮抹构件例如可以布置在开口的(例如在横方向上的)相对侧边上，且例如借助于设定装置，各刮抹构件的倾斜角度可以是可变地调节的。在后者的情况下，各刮抹构件可以以各自的刮抹表面共面的方式布置。
刮抹构件的刮抹表面例如可以以实质上平面的方式配置。例如，刮抹构件可以为长形形状，例如其可以与容器的纵向大致平行地延伸，例如大致沿着容器的整个狭缝延伸。例如，刮抹构件可以形成为刮抹棒/条和/或形成为刮抹刃片。刮抹构件例如可以由金属制成，例如由钢制成。
刮抹构件例如可以布置在开口的下方，例如在竖直方向上布置在开口下方，例如，距开口有(小的)竖直距离。换言之，刮抹构件可以布置在容器内部空间的外部或下方，例如容器的外部或下方。刮抹构件例如可以被配置成在水平方向上侧向地挨着开口。
设定装置例如可以与涂覆设备一起横穿构建范围移位。
设定装置例如可以被配置成相对于静止的基准面(例如相对于水平表面和/或与构建平台平行的表面和/或与构建范围平行的表面和/或与最后施加的层平行的表面)可变地设定刮抹表面的倾斜角度。倾斜角度例如可以是锐角。
根据不同的实施方式，设定装置例如可以包括能够改变刮抹表面的倾斜角度的驱动器。术语驱动器例如指的是非手动驱动器。例如，驱动器可以被配置成使刮抹构件直接或间接地移动，例如被配置成使刮抹构件枢转。
根据各种实施方式，驱动器例如可以是直线驱动器或者转动或枢转驱动器。换言之，例如，驱动器发出平移动作或产生该平移动作(该平移动作进而可以用于/转换成使闭合元件和/或涂覆设备枢转)，或者发出至少一整圈或小于一整圈的转矩。
根据各种实施方式，驱动器例如可以选自由以下构成的组：液压驱动器、气动驱动器、电动驱动器及其组合。
根据各种实施方式，驱动器例如可以被配置成直接借助于该驱动器自身来可变地设定刮抹表面的倾斜角度。对于这点，例如驱动器可以被设置为电动驱动器。因而，驱动器例如可以被配置成将刮抹构件和/或涂覆设备保持在对应的位置，例如枢转位置。
根据各种实施方式，设定装置例如还包括限位止动器，限位止动器被配置成将由驱动器产生的移动(例如刮抹构件和/或涂覆设备的移动)限制到特定程度以由此设定刮抹表面的倾斜角度。例如，可以使用限位止动器来设定刮抹构件和/或涂覆设备的枢转范围，例如竖直枢转范围。
根据各种实施方式，限位止动器例如可以可变地调节，使得能够通过调节限位止动器来设定刮抹表面的倾斜角度。在这方面，限位止动器例如可以是可手动或电动调节的。
根据各种实施方式，设定装置例如可以被形成为枢转设备，该枢转设备被配置成使刮抹构件(直接地或间接地)枢转，以由此设定刮抹表面的倾斜角度。例如，刮抹构件可以绕着固定的枢转轴线和/或外部枢转轴线或主体自身的枢转轴线和/或例如与涂覆设备的纵向轴线平行和/或与涂覆设备的行进方向垂直的水平枢转轴线和/或在竖直枢转范围内和/或借助于上述驱动器枢转。
根据各种实施方式，枢转设备例如可以被配置成使涂覆设备枢转以由此使刮抹构件枢转，以由此设定刮抹表面的倾斜角度。因而，例如，整个涂覆设备可以绕着主体自身的枢转轴线枢转，以设定刮抹表面的倾斜角度，或者涂覆设备可以形成为枢转的涂覆设备。例如，涂覆设备可以绕着固定的枢转轴线和/或主体自身的枢转轴线和/或例如与涂覆设备的纵向轴线平行和/或与涂覆设备的行进方向垂直的水平枢转轴线和/或在竖直枢转范围内和/或借助于上述驱动器枢转。
根据各种实施方式，涂覆设备组合单元例如还可以包括轴承块，涂覆设备可枢转地支撑于轴承块，例如涂覆设备的端面例如借助于耳轴/枢转销可枢转地支撑于轴承块。轴承块例如可以与涂覆设备一起移位。涂覆设备的另一端面可以借助于另一轴承块被枢转地支撑。上述驱动器例如可以安装于轴承块，例如安装在轴承块与涂覆设备之间。
根据各种实施方式，涂覆设备组合单元例如还可以包括直线引导结构，轴承支撑件能够沿着该直线引导结构例如沿水平方向(例如横穿构建范围或构建空间)移位。
根据各种实施方式，涂覆设备组合单元例如还可以包括控制单元(例如“控制器”和/或电子控制单元)，控制单元连接到设定装置，例如连接到驱动器和/或连接到限位止动器，控制单元被配置成以如下方式控制设定装置：例如在构建作业之前和/或在构建作业期间，设定装置设定/调节倾斜角度，例如将倾斜角度设定和/或重新调节为初始值，例如以用于适当的压紧/抹平，即，控制单元借助于设定装置来设定倾斜角度。换言之，(使用设定装置)以控制的方式设定倾斜角度，例如以被驱动器控制的方式。
根据各种实施方式，控制单元例如可以被配置成例如基于存储在控制单元中的各自的相关联的参数或参数集合(例如包括驱动器参数和/或枢转角度)、根据所使用/采用的粒状材料成分和/或一个或多个环境条件(例如空气湿度和/或环境温度和/或环境压力)和/或期望的压紧度(例如待施加的层和/或待制造的部件的期望的压紧度)来将倾斜角度设定为初始值。所使用/采用的粒状材料成分和/或一个或多个环境条件和/或期望的压紧度例如可以借助于3D打印机的操作站(例如借助于操作面板)来被提供到控制单元。所使用/采用的粒状材料成分和/或一个或多个环境条件例如可以通过相应的传感器自动检测并可以向控制单元传送。
根据各种实施方式，涂覆设备组合单元例如还可以包括倾斜度传感器，倾斜度传感器被配置成测量表示刮抹表面的当前倾斜角度的值。倾斜度传感器例如可以包括一个或多个加速度传感器。应当理解的是，也可以使用任何其它合适的倾斜度传感器。倾斜度传感器例如可以安装于涂覆设备，例如安装于涂覆设备的承载件结构或安装于刮抹构件自身。
倾斜度传感器例如可以连接到控制单元，以将测量的值传送至控制单元。
控制单元例如可以被配置成基于由倾斜度传感器测量的值来设定倾斜角度，例如将倾斜角度设定和/或重新调节为初始值(例如借助于控制或调整/反馈控制)。控制单元例如可以被配置成基于由倾斜度传感器检测的值并根据所使用/采用的粒状材料成分和/或一个或多个环境条件和/或期望的压紧度来将倾斜角度设定为初始值。在这方面，例如，倾斜度传感器可以用于监测和/或定向和/或确定零点。使用倾斜度传感器，例如能够防止例如归因于磨耗和磨损和/或温度变化而造成的设定/实际倾斜角度偏离期望的倾斜角度。
根据各种实施方式，涂覆设备组合单元例如还可以包括密度传感器，密度传感器被配置成测量表示所施加的层的密度(例如层的压紧度)的值。密度传感器例如可以包括朝向构建范围的一个或多个光学传感器，该光学传感器光学地扫描施加的构建材料层的至少部分区域，由此(例如通过确定层的孔隙率)推得关于压紧度的结论。应当理解，也可以使用其它合适的密度传感器。
密度传感器例如可以安装于承载件结构。密度传感器例如可以连接到上述控制单元中的任一者以将检测的值传送到控制单元。
控制单元例如可以被配置成：例如在构建作业(＝在相关联的构建空间内制造一个或多个部件)期间、基于由密度传感器检测的值来设定例如重新调节倾斜角度(例如在与希望的密度值(例如设定值)或密度值范围存在预定偏离的情况下)，例如被配置成将密度调整到设定值和/或根据所检测的密度值来改变倾斜角度设定值和/或减少干扰变量。干扰变量例如可以是构建材料成分的变化(例如其粒度的变化)和/或一个或多个环境条件的变化。空气湿度和/或温度例如可以在一个构建作业或若干个构建作业期间显著变化，和/或例如由具有混合容器(例如包括搅拌单元)的涂覆设备供送单元提供的构建材料成分可以显著变化，这可以分别影响利用特定倾斜角度实现的压紧。这种变化或压紧偏离可以由密度传感器检测，控制单元可以例如通过密度调整或密度控制来相应地对此进行响应。可选择地或另外地，如果借助于密度传感器检测到与希望的密度值或密度值范围存在预定偏离，则控制单元可以输出警报和/或中断构建作业和/或停止构建作业。
以下例如可以适应于根据各种实施方式的涂覆设备组合单元：
涂覆设备可以形成为双向涂覆设备，双向涂覆设备被配置成在涂覆设备的去程期间和回程(例如在两个直接连续的行程中的每一个)期间输出构建材料，
涂覆设备可以在开口的两个相对侧边分别包括刮抹构件，使得能够使用刮抹构件中的第一刮抹构件来刮抹在去程期间从开口输出的粒状构建材料，以及可以使用刮抹构件中的第二刮抹构件来刮抹在回程期间从开口输出的粒状构建材料，以及
设定装置可以被配置成为去程设定第一刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度(还例如位置)以用于抹平和/或压紧输出的粒状构建材料，并且被配置成为回程设定第二刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度(还例如位置)以用于抹平和/或压紧输出的粒状构建材料。
因而，设定装置例如可以被配置成分别设定刮抹构件的倾斜角度，其中刮抹构件在行进方向上位于后方以在两个直接连续行程期间抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料。
例如，涂覆设备组合单元可以包括控制单元(例如如上述形成的控制单元)，控制单元被配置成以如下方式控制设定装置：在去程期间设定第一刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度(还例如位置)以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料，并且在回程期间设定第二刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度(还例如位置)以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料。
根据各种实施方式，设定装置例如可以被配置成一起调节第一刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度和第二刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度，即，如果调节一个刮抹表面的角度，则另一个刮抹表面的角度也被调节。
根据不同的实施方式，设定装置例如可以被配置成使涂覆设备在去程期间沿第一方向枢转，从而设定第一刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度以用于抹平和/或压紧输出的粒状构建材料，并且被配置成使涂覆设备在回程期间沿与第一方向相反的第二方向枢转，从而设定第二刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料。
例如，涂覆设备组合单元可以包括控制单元(例如如上述形成的控制单元)，控制单元被配置成以如下方式控制设定装置：在去程期间使涂覆设备沿第一方向枢转以由此设定第一刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料，并且在回程期间使涂覆设备沿与第一方向相反的第二方向枢转以由此设定第二刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料。
根据不同的实施方式，一种3D打印机(或“3D打印设施”)，其例如可以包括如上述形成的涂覆设备组合单元。
例如，若干个3D打印机可以形成3D打印机组合单元。
例如，(对应的)3D打印机还可以包括：
打印设备，其用于选择性地和控制地输出处理剂，该打印设备被配置成在之前施加的构建材料层的预定子区域上打印处理剂(借助于打印设备输出的处理剂有助于选择性固化并且例如可以是多组分结合剂的结合剂组分、包括在构建材料内或添加到构建材料的其它结合剂组分)；和/或
供送单元，其集成在3D打印机内，借助于该供送单元，能够新鲜地制备构建材料并将供送材料供送到涂覆设备，和/或
一个或多个构建平台和/或构件箱，其限定了对应的构建范围。
打印设备例如可以水平地移位，例如，打印设备沿与至少一个涂覆设备能够沿着移位的方向垂直的方向移位。打印设备例如可以被配置成服务于若干个构建范围。打印设备例如还可以沿至少一个涂覆设备能够沿着移位的方向移位，使得打印设备能够以曲折路径(例如以U的形状)行进横穿一个构建范围或多个构建范围。
可选择地，例如可以选择性地固化对应的构建材料层，例如，借助于激光烧结(所谓的“选择性激光烧结”)。
供送单元例如可以包括：混合容器，其具有搅拌单元；和一个或多个存储容器，对应的粒状材料能够从该一个或多个存储容器供送到混合容器。例如，具有搅拌单元的混合容器和一个或多个存储容器可以在竖直方向上配置在至少一个构建范围的上方。此外，混合容器例如可以通过计量泵连接到液体容器，由此液体组分能够被供送到混合容器。混合容器例如可以具有分配轴/管道，通过该分配轴/管道，涂覆设备能够在移动到填充位置时被填充有新鲜制备的构建材料。
根据不同的实施方式，可以提供一种两层(例如更多层)粒状构建材料的施加方法，其中：
使包括了具有填充有粒状构建材料并且通向用于输出粒状构建材料的开口的内腔的容器的涂覆设备在第一行程期间沿第一方向移动横穿构建范围以形成第一层的构建材料，
使用形成面向构建范围的刮抹表面的第一刮抹构件来刮抹在第一行程期间从开口输出的粒状构建材料，以使用刮抹表面抹平和/或压紧所输出的粒状材料，
使涂覆设备在第二行程期间沿第二方向(例如，与第一方向相反)移动横穿构建范围以形成第二层的构建材料，
使用形成面向构建范围的刮抹表面的第二刮抹构件来刮抹在第二行程期间从开口输出的粒状构建材料，以使用刮抹表面抹平和/或压紧输出的粒状材料，
使涂覆设备在第一行程期间(例如以控制的方式)沿第一方向枢转，以由此设定(例如以固定的方式设定和/或设定并保持)第一刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度以用于抹平和/或压紧输出的粒状构建材料，以及
使涂覆设备在第二行程期间(例如以控制的方式)沿第二方向枢转，以由此设定(例如以固定的方式设定和/或设定并保持)第二刮抹构件的刮抹表面的倾斜角度以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料。
所述方法例如可以是增材制造工艺的一部分。
在有两个或更多个刮抹构件和涂覆设备枢转的情况下，在上述实施方式中，涂覆设备可以被沿两个方向偏转或枢转相同的量和/或竖直的枢转范围可以被竖直线平分。
本发明的示例性但非限制性的实施方式在附图中示出并在下文中详细说明。
图1示出了根据一实施方式的涂覆设备组合单元的侧视图，
图1a示出了图1的侧视图的放大部分，
图2示出了根据图1的涂覆设备组合单元的端面的透视图，
图3示出了根据图2的端面的另一透视图，
图4示出了根据图1的涂覆设备组合单元的截面透视图，
图5示出了根据图1的涂覆设备组合单元的截面透视图，
图6示出了在第一纵向位置处穿过图1的涂覆设备组合单元的截面图，
图7示出了在第二纵向位置处穿过根据图1的涂覆设备组合单元的截面图，
图8a示出了涂覆设备组合单元在闭合设备打开的状态下的另一截面图，
图8b示出了涂覆设备组合单元在闭合设备闭合的状态下的另一截面图，
图9示出了用于在根据本发明的涂覆设备组合单元中使用的闭合构件在闭合构件打开的状态下的截面图，
图10示出了根据图1的侧视图的另一放大部分，
图11示出了根据一实施方式的3D打印机(已省略了安装壳体和供送单元)，
图12示出了根据图11的3D打印机，此时具有安装壳体的主要部分和具有一体的供送单元，
图13和图14分别示出了包括第一3D打印机和第二3D打印机的3D打印机组合单元的从上方看时的俯视图和透视图。
图15a至图15c示出了根据另一实施方式的涂覆设备组合单元的不同的视图，以及
图16a至16d示出了根据不同实施方式的涂覆设备组合单元。
在下面详细的描述中，参考被引入到本文中的且通过图示显示了具体实施方式的附图，根据附图可以施行本发明。为此，关于附图中描述的方位使用术语“上”、“下”、“前”、“后”等。由于实施方式的各部件可以在许多不同的方向上定位，因而表示不同方向的术语起到说明的作用且并不该以任何方式被限制。
应理解，可以采用其他实施方式且可以在不偏离本发明的保护范围的情况下做出结构或逻辑的改变。理所当然地，除非另外规定，否则本文描述的多个示例性实施方式的特征可以被组合。因而，下面的详细描述不应该以限制性的意义被理解，且本发明的保护范围应该由所附权利要求界定。
在此描述中，诸如“连接”、“附接”或“偶联”的术语可以被用于描述直接和间接连接两者、直接或间接附接以及直接或间接偶联。
在附图中，相同或类似的构件在合适的地方由相同的附图标记提供。
图1示出了根据本发明的第一实施方式的涂覆设备组合单元1的侧视图。
例如，这里涂覆设备组合单元设置有两个涂覆设备3、5。应当理解，可选择地，涂覆设备组合单元1可以仅配备有能够类似地适用下述特征的一个涂覆设备3或者配备有能够类似地适用下述特征的多个涂覆设备(即，不限于具有两个涂覆设备的涂覆设备组合单元)。
这里示出的涂覆设备组合单元1包括第一涂覆设备3和第二涂覆设备5。以下，将主要说明第一涂覆设备3，在这方面提到的特征可以类似地适用于第二涂覆设备5。
第一涂覆设备3和第二涂覆设备5例如可以通过底板7被牢固地连接，使得它们能够一起移位横穿相应的构建范围。在该情况下，各涂覆设备均有一个端面固定于底板7(例如被底板7支撑)。另一方面，底板7可以沿着将与图1的投影平面垂直地延伸的直线引导结构(未示出)移位。
另外，第一涂覆设备3的另一端面例如可以附接于另一底板9。另一方面，底板9可以沿着另一直线引导结构(也未示出)移位。第二涂覆设备5的另一端面也可以固定于另一底板(未示出)。
如图1所示，第一涂覆设备3和第二涂覆设备5两者例如可以形成为长形，其各自的纵向轴线与移动方向垂直地延伸。此外，第一涂覆设备3和第二涂覆设备5两者可以被依次设置在纵向上。
图2和图3均示出了根据图1的涂覆设备组合单元的端面的透视图。
如图2和图3所示，第一涂覆设备3的背离第二涂覆设备5的自由端例如可以通过轴承块11附接于底板9。类似地，涂覆设备3例如可以通过另一轴承块固定于底板7。
涂覆设备3例如可以例如借助于枢轴销12枢转地安装于对应的轴承块11。这使得涂覆设备3能够绕着与涂覆设备3的纵向轴线平行地延伸的水平枢轴轴线枢转，以设定借助于枢转设备13附接于涂覆设备3的一个或多个刮抹构件15a和15b的倾斜角度。
例如，这里枢转设备13设置有：液压驱动器13a，其布置在轴承块11与第一涂覆设备3之间；和可电动调节的限位止动系统13b，其可变地限制涂覆设备向左和向右的枢转角度。还参见图1b。在这方面，例如，涂覆设备3可以沿第一方向枢转第一行程(“去程”)和沿第二方向枢转第二行程(“回程”)。
刮抹构件15a和15b例如被设置为刮抹条/棒，且例如可以由钢制成。刮抹构件15a和15b还可以被称为刃片。
如图2所示，刮抹构件15a和15b例如形成(大致形成平面状的)向下定向的刮抹表面。可以通过设定刮抹构件15a和15b的各自的刮抹表面的倾斜角度来设定期望的粒状材料的压紧度。在这方面，该涂覆设备3形成为双向涂覆设备，例如，其可以在去程期间和回程期间在双向上涂覆，并且其可以适当地压紧输出粒状材料。
应当理解，所说的涂覆设备组合单元还可以形成为单向涂覆设备组合单元，在这种情况下可以省略一个刃片。
如图4至图7所示，涂覆设备3例如可以包括第一下部容器17、(可选的)第二上部容器19和承载件结构。
承载件结构例如可以包括一个或多个承载件21a、21b，承载件21a、21b与移动方向横向地延伸或者准确地说沿涂覆设备的纵向延伸，承载件21a、21b可以沿着涂覆设备的纵向由沿横向的若干个管或棒21c连接。如图3所示，承载件21a、21b的至少一个端面例如可以连接到连接板21e。
第一容器17和第二容器19例如可以均具有长形形状。
例如，第一容器17的截面为向下渐缩的形状，例如漏斗形状。第一容器17的下端具有纵向狭缝(未做附图标记)。第一容器17的上端例如可以是敞口的，并可以与可选的第二容器19的下部的开口端连接。例如，第一容器17可以沿着纵向被一个或多个加强构件17c加强。
例如，第一容器17被实施为振动/摇动容器，其一个侧壁17a(这里为右侧壁)可以受到使用振动/摇动设备产生的振动/摇动运动以使容纳在容器17内的粒状构建材料振动。
例如，这里第一容器17的一侧(这里为右侧壁17a)通过振动设备23连接到承载件结构21b，而另一侧(这里为左侧壁17b)通过减振设备25连接到承载件结构21a。例如参见图6。
如所示的，振动设备23例如可以包括轴23a，轴23a通过偏心轮23c连接到偏心杆23b，偏心杆23b连接到第一容器17的一侧。例如，可以在涂覆设备的纵向上依次设置若干个偏心杆23b和/或偏心轮23c。例如参见图10。
减振设备25例如可以包括：减振构件25b，其附接于承载件结构21a；和突出部25a，其连接到第一容器17的另一侧或由第一容器17的另一侧形成并且被减振构件25b支撑。例如，可以在涂覆设备的纵向上依次设置若干个减振设备25，即，第一容器可以沿着涂覆设备的纵向在若干个位置处连接到承载件结构。
(可选的)第二容器19的截面例如可以具有矩形形状。这里，第二容器用作为第一容器提供构建材料的所谓的充料容器。分配构件19a(这里是分配蜗杆)例如可以被容纳在第二容器内。第二容器19可以刚性地连接到承载件结构和/或可以由承载件结构形成/被承载件结构限制。
在示出的示例性实施方式中，第一容器17和第二容器19处于彼此振动脱离的状态。
如还能够从图4至图7看到的(还参见图10)，承载件结构可以例如包括在容器17的两侧上沿着涂覆设备的纵向方向的一个或多个肋状物21d，这些肋状物21d以实质上刚性的方式连接到承载件21a和21b，并在所述肋状物21d上固定刮抹构件15a和15b，例如在使用相应的挡架29a和29b(其例如通过对应的中间部件(未做附图标记)固定于肋状物)的情况下以例如实质上刚性的方式与第一容器17振动脱离。
在第一刮抹构件15上方且在纵向狭缝下方(即，在第一刮抹构件15a与第一容器17之间)例如可以配置有可选的第一闭合构件31a。例如，该可选的第一闭合构件31a在向下方向上被第一刮抹构件的上侧包围，另外，在侧向侧被挡架29a包围并且在向上方向上被中间部件(未做附图标记)包围。第一闭合构件31a在与涂覆设备3的纵向垂直且与穿过纵向狭缝的假想竖直平面垂直的方向上是自由的(frei)。
类似地，可选的第二闭合构件31b可以配置在第二刮抹构件15b上方且在纵向狭缝下方，即，位于第二刮抹构件15b与第一容器17之间。该第二闭合构件31b例如在向下方向上被第二刮抹构件15b的上侧包围、在侧向侧被挡架29b包围并且在向上方向上被中间部件(未做附图标记)包围。第二闭合构件31b在与涂覆设备3的纵向垂直且与穿过纵向狭缝的假想竖直平面垂直的方向上是自由的。
对应的闭合构件31a、31b例如可以以固定的方式(例如通过粘合)连接到相关联的刮抹构件和/或相关联的挡架和/或相关联的中间部件。
例如形成为长形的两个闭合构件31a和31b一起形成可选的闭合设备31，闭合设备31被配置成选择性地闭合容器17的用于输出粒状构建材料的开口。在图4至图7中，示出了闭合构件31a和31b处于其对应的打开状态。
闭合构件31a和31b在其对应的闭合状态下可以部分地选择性地覆盖开口(例如，在对应的闭合构件侧向扩张之后)，使得闭合构件31a和31b一起闭合开口。
如图8a、图8b和图9所示，第一闭合构件31a和第二闭合构件31b例如可以分别包括第一中空主体和第二中空主体，其中这两个中空主体中的每一个均具有由可变形部分35限定的内腔33(参见图9)，其中这两个中空主体以可变形部分彼此面对的方式(参见图8a)配置在开口的相对侧边上，两个中空主体中的每一个均被配置成在可变形部分处由引入的压力流体导致向外变形，从而扩张内腔，使得两个可变形部分可以朝向彼此移动并可以彼此接触，从而闭合开口(参见图8b)。如图8b所示，对于这点，两个闭合构件31a、31b中的每一个均部分地覆盖开口。这里，至少一个闭合构件31a、31b或者至少是至少一个闭合构件31a、31b的可变形部分例如由柔韧的弹性硅材料制成并且包括密封面，该密封面被配置成在闭合设备的闭合状态下密封对偶面。在这方面，密封面形成于可变形部分处。根据示出的实施方式，对偶面也由可变形部分形成。
如图8a、图8b和图9所示，在开口未覆盖的情况下，可变形部分35例如可以向内弯曲，并且可以被供给到中空主体的压力流体向外弯曲以闭合开口。
如由图8a和图8b建议的，闭合设备31例如还可以包括流体管线结构F(虚线)，对应的闭合构件31a、31b通过流体管线结构F与压力流体源流体相通。
流体管线结构F例如可以形成为软管管线结构，例如至少部分地形成为拖曳软管管线结构。软管管线结构可以分别包括第一软管管线Fa和第二软管管线Fb，其中对应的软管管线例如可以在相关联的闭合构件31a、31b的端面连接到相关联的闭合构件31a、31b。
这里，压力流体源例如包括：压缩空气罐P，其例如形成为固定罐；和阀V，其例如可以安装在压缩空气罐P与闭合构件之间的流体管线F上。
如图8a和图8b进一步建议的，闭合设备31例如还可以包括控制单元C，控制单元C被配置成借助于至少一个闭合构件31a、31b来以控制的方式选择性地闭合开口。
在这方面，例如控制单元连接到阀V并且被配置成控制阀V以如下方式闭合开口：压力流体源将压力流体供送到至少一个中空主体31a，使得该至少一个中空主体31a在其可变形部分35处发生变形，从而闭合开口。
在图8a中，阀是闭合的(结果，闭合设备是打开的)，而在图8b中，阀是打开的(结果，闭合设备是闭合的)。
控制单元C例如可以被配置成：如果分派给涂覆设备3的构建作业结束和/或中断则闭合闭合设备31，和/或在免涂覆行程期间和/或在免涂覆行程阶段期间(例如在前进和/或后继的行程阶段)至少暂时地闭合涂覆设备3的闭合设备31，和/或在涂覆设备3的停止位置闭合涂覆设备的闭合设备31，和/或至少暂时地闭合涂覆设备3的闭合设备31以用于清理涂覆设备。
可变形部分例如可以由对应的闭合构件的上述侧向自由部分形成。
根据不同的实施方式，以这种方式构成的闭合构件例如还可以被称为可膨胀式密封构件。
不言而喻，在示出的实施方式的示例性变型中，可以仅设置一个闭合构件31a来代替两个闭合构件31a和31b，在闭合设备的闭合状态下该一个闭合构件31完全覆盖开口。此外，作为进一步的可选方案，闭合设备例如可以包括一个或多个滑动件/滑动元件。
应当注意，图1所示的涂覆设备组合单元可以包括各涂覆设备3和5用的单独的闭合设备，使得能够独立地和选择性地闭合对应的涂覆设备的开口。
在涂覆设备3与涂覆设备5一起设置的情况下，可以借助于相关联的闭合设备来闭合先完成构建作业的涂覆设备(例如，至少直到另一涂覆设备的构建作业完成之前)。
图11示出了根据本发明的一个实施方式的3D打印机100，其中未示出安装壳体，以使得能够看见安装框架140。
如图11所示，上述涂覆设备组合单元1例如可以被用于3D打印机100。对于这点，附图标记103示出了至少一个涂覆设备3的直线引导结构。
除了涂覆设备组合单元1(这里例如包括第一涂覆设备3和第二涂覆设备5)以外，3D打印机100例如可以包括具有打印头130的打印设备，该打印设备被配置成在之前施加的构建材料层的预定局部区域上打印处理剂。
打印头130例如可以水平地(例如在与至少一个涂覆设备3、5能够例如沿着第一打印头直线引导结构131移位的方向垂直的方向上)移位。
在这方面，打印头130例如可以被配置成服务于若干个(这里为两个)构建范围。
打印头130例如还可以在至少一个涂覆设备3、5能够移位的方向上移位，使得打印头130可以以曲折路径(例如以U的形状)行进横穿构建范围或总的构建范围。出于此目的，打印头130例如可以沿着第二打印头直线引导结构132移位。
作为打印设备的可选方案，例如可以选择性地固化对应的构建材料层，例如，使用激光烧结(所谓的“选择性激光烧结”)。
如图11所示(还参见图12)，3D打印机100例如可以包括一个或多个构建区域B1和B2(这里例如为两个区域)，该构建区域例如分别由对应的构建平台112(参见图12)和/或对应的构件箱110和120限定，构件箱110和120正定位在3D打印机内处于其构建位置。
使用相关联的提升驱动器(这里，例如使用安装-固定提升驱动器114)，对应的构建平台112例如可以是可调节高度的。
如所示的，第一构件箱110例如可以通过第一辊式输送机116移位进入3D打印机和移位出3D打印机，第二构件箱120例如可以通过第二辊式输送机126移位进入3D打印机和移位出3D打印机。
图12示出了图11的3D打印机100，此时具有大部分的安装壳体150和具有成一体的涂覆设备的供送单元160。
如图12所示，3D打印机100例如还可以包括集成在3D打印机内的涂覆设备的供送单元160，借助于涂覆设备的供送单元160，能够新鲜地制备构建材料并将构建材料供送到(对应的)涂覆设备内。
图示出了两个充料容器，其存储对应的粒状材料并可以以配料的方式将粒状材料供送到具有搅拌单元(未示出)的混合容器内。
图12中省略了安装壳体150的一部分和第一构件箱100的一部分，以使构建平台112和配置在构建平台112上的构建材料层的堆叠可见。
在图12中涂覆设备3、5向后移位，打印头130位于右手侧的端面。
图12还示出了第一构建区域B1和第二构建区域B2如何由第一构件箱和第二构件箱分别形成。
附图标记170示出了共用的操作站。
附图标记116和126表示对应的供送设备，这里例如采用辊式输送机的形式，借助于供送设备，能够使对应的构件箱移动到其在3D打印机内的构件箱构建位置。
图13和图14分别示出了3D打印机组合单元200的从上方看时的平面图和透视图，3D打印机组合单元200分别包括第一3D打印机100和第二3D打印机100’。
这两个3D打印机例如可以被像参照图11和图12说明的3D打印机100那样地配置。
如图13和图14所示，第一3D打印机100和第二3D打印机100’可以以用于引入构件箱的引入开口彼此相对的方式彼此邻近地配置。轨道系统210例如可以在两个3D打印机之间延伸，共用的传输设备220能够沿着轨道系统210移位。传输设备220可以被第一3D打印机100和第二3D打印机100’两者使用，以便为对应的3D打印机配备一个或多个构件箱。
另外，一个或多个可选的部件可以被沿着轨道系统配置，例如构件箱存放库230，其能够保持一个或多个构件箱可用；和/或微波炉240，其可以容纳构件箱以使包含在其中的部件(进一步)固化；和/或开包站250，在开包站250处，能够将包含在构件箱内的部件从松的、未固化的粒状材料释放，如此例如能够被以自动的方式“开包”。对于这点，附图标记260表示可选的部件存放库，使用两个3D打印机中的一者借助于增材制造工艺制造的开包的部件(这里例如是铸造模具和/或型芯)能够被放置存储在部件存放库内。
图15a至图15c示出了根据另一实施方式的3D打印机的涂覆设备组合单元1的不同的图。
如所示的，涂覆设备组合单元1可以包括：涂覆设备3，其具有限定了用于容纳粒状构建材料PM的内腔的容器17，该内腔通向用于输出粒状构建材料的开口；和至少一个刮抹构件(这里为两个)15a、15b，其形成向下定向的刮抹表面并且被配置成使用刮抹表面来刮抹从开口输出的构建材料，从而抹平和/或压紧输出的粒状材料；和设定装置13，其被配置成可变地设定(对应的)刮抹表面的倾斜角度α。
应当理解，可选择地，这里被示例性地配置为双向涂覆设备组合单元的涂覆设备组合单元1可以形成为单向涂覆设备组合单元。
如所示的，设定装置13例如可以包括驱动器13a，能够借助于驱动器13a来改变(对应的)刮抹表面的倾斜角度α。这里，驱动器例如被配置为液压直线驱动器。无需说明的是，也可以使用替代的驱动器。
如所示的，设定装置13例如还可以包括具有至少一个限位止动器13b的限位止动结构，该至少一个限位止动器13b被配置成将由驱动器13a产生的运动(这里，例如，涂覆设备枢转运动)限制到特定程度，以由此设定(对应的)刮抹表面的倾斜角度α。限位止动器13b可以可变地调节，使得能够通过调节限位止动器来可变地调节刮抹表面的倾斜角度α。限位止动器13b例如可以是可电动调节的。无需说明的是，可选择地，驱动器13b例如可以被配置成借助于驱动器自身来直接调节(对应的)刮抹表面的倾斜角度α。
根据示出的实施方式，设定装置例如形成为以下枢转设备：该枢转设备被配置成使涂覆设备3枢转，从而使(对应的)刮抹构件15a枢转，并由此设定刮抹表面的倾斜角度α。无需说明的是，可选择地，例如仅(对应的)刮抹构件15a可以被枢转，从而设定刮抹表面的(相关联的)倾斜角度(α)。
如图15b和15c图示的，根据本实施方式的涂覆设备3被配置为可枢转的涂覆设备。如图15a所示，为此，涂覆设备组合单元1例如还可以包括至少一个轴承块11，涂覆设备3例如借助于枢轴销12被该至少一个轴承块11可枢转地支撑。如由图15a进一步图示的，涂覆设备组合单元1例如还可以包括至少一个直线引导结构103，涂覆设备3能够与轴承块11一起沿着该至少一个直线引导结构103沿着双箭头移位。如图15a进一步图示的，涂覆设备组合单元1例如可以横穿构建空间B1移位，这里构建空间B1例如由构件箱110限定。可选择地，构建空间当然可以(仅)由其上方的构建平台限定。
如图15b所示，涂覆设备组合单元1例如可以包括可选的用于以控制的方式选择性地闭合开口的闭合设备31。
如图15b进一步图示的，该至少一个刮抹构件15a、15b例如可以由容器共同形成，例如，由容器的向下突出并且在开口下方延伸的部分共同形成。无需说明的是，可选择地，该至少一个刮抹构件15a、15b例如可以由单独的构件形成。
如图15a进一步图示的，涂覆设备组合单元1例如还可以包括控制单元C，控制单元C连接到设定装置13，例如连接到驱动器13a和/或限位止动器13b。
控制单元被配置成以如下方式控制设定装置13：例如在构建作业期间，设定装置13设定/调节(对应的)倾斜角度α以用于抹平和/或压紧输出的构建材料，例如将倾斜角度α设定和/或重新调节为(对应的)初始值。
如图15a提出的，例如控制单元C中可以存储有例如若干不同的参数或参数集合P1至P15，示出的参数集合的特征分别在于使用的粒状材料成分和/或一个或多个环境条件和/或期望的压紧度。例如，参数集合P1可以表示第一粒状材料成分，其将用于在特定的环境条件的情况下施加具有期望的第一压紧度(例如“高”压紧度)的层。例如，参数集合P2可以表示第一粒状材料成分，将借助于该粒状材料成分在特定的环境条件下施加具有期望的第二压紧度(例如“低”压紧度)的层。例如，参数集合P3可以表示第二粒状材料成分，将借助于该粒状材料成分在特定的环境条件下施加具有期望的第一压紧度的层，等等。使用者例如可以在操作站对于粒状材料成分和/或一个或多个环境条件和/或期望的压紧度指示对应的值或者做出对应的选择，由此控制器C选择相关联的参数或参数集合。于是，控制单元C可以基于所选择的参数集合、按照粒状材料成分和/或一个或多个环境条件和/或期望的压紧度来将(对应的)倾斜角度α设定为初始值。
如图15a进一步提出的，可选地，控制单元C例如可以被提供有由未示出的倾斜度传感器检测的当前/实际倾斜角度α。在这方面，控制单元还可以被配置成例如至少在开始基于由倾斜度传感器检测的值设定倾斜角度α(例如，通过控制和/或调整)。由此，能够准确地设定倾斜角度，并且能够通过控制器检测例如归因于磨耗和磨损和/或温度变化引起的设定偏差。倾斜角度传感器例如可以包括一个或多个加速度传感器。在图7中，例如，倾斜角度传感器Sα附接于承载件结构。应当理解，倾斜角度传感器Sα还可以以其它方式配置和/或可以放置在其它位置，例如放置在刮抹构件自身上。
如图15a进一步提出的，可选地，控制单元C例如可以被提供有由未示出的密度传感器检测的当前密度值ρ(分别与施加的层的密度和压紧度有关)。在这方面，控制单元还可以被配置成基于由密度传感器检测的值来设定例如重新调节倾斜角度α(例如，通过控制和/或调整)。由此，例如能够控制以避免或者至少检测到：归因于干扰值(例如构建材料混合物的粒径变化)而造成的压紧度变化(因而可能会制造出有缺陷的部件)。然后，控制器可以输出警报和/或中断构建作业和/或进行密度调整或密度控制(例如通过改变倾斜角度来使(偏离的)密度值接近设定值)。密度传感器例如可以包括一个或多个光学传感器，该光学传感器光学地扫描施加的层的至少部分区域，以由此推得层的密度程度。在图7中，该光学传感器Sρ例如附接于涂覆设备的承载件结构。当然，密度传感器Sρ可以以其它方式配置和/或可以放置在其它位置，例如放置在刮抹构件或轴承块上。
密度传感器和倾斜角度传感器例如可以一起设置或者例如可以仅设置这两个传感器中的一者。根据一个简单的实施方式，还可以不设置这两个传感器。在这种情况下，对应的参数集合例如可以仅包括驱动器参数，例如转动驱动器的转动角度。
应当注意，参数集合中的一者或多者还可以使得在构建作业期间压紧度随意变化，以便例如制造具有不同刚度区域的部件。
如图15b和图15c所示，涂覆设备3例如可以形成为被配置成在涂覆设备的去程和回程期间输出构建材料的双向涂覆设备，其中涂覆设备3在开口的两个相对侧边包括刮抹构件15a、15b，使得能够使用第一刮抹构件15a刮抹在去程期间(图15c)从开口输出的粒状构建材料；以及能够使用第二刮抹构件15b刮抹在回程期间(图15b)从开口输出的粒状构建材料，并且其中设定装置13被配置成设定第一刮抹构件15a的刮抹表面的倾斜角度α以用于抹平和/或压紧在去程期间输出的粒状构建材料；以及设定第二刮抹构件15b的刮抹表面的倾斜角度α以用于抹平和/或压紧在回程期间输出的粒状构建材料。
对于这点，设定装置13被控制单元C以如下方式控制：设定装置13使涂覆设备3在去程期间沿第一方向(这里为向左)枢转，以由此设定第一刮抹构件15a的刮抹表面的倾斜角度α以用于抹平和/或压紧输出的粒状构建材料；以及使涂覆设备3在回程期间沿与第一方向相反的第二方向(这里为向右)枢转，以由此设定第二刮抹构件15b的刮抹表面的倾斜角度α以用于抹平和/或压紧输出的粒状构建材料。
另外，如图15b和图15c所示，以下可以应用于两层粒状构建材料的施加方法：
使包括了具有填充有粒状构建材料PM并且通向用于输出粒状构建材料的开口的内腔的容器17的涂覆设备3在第一行程期间(参见图15c)沿第一方向移动横穿构建范围以形成第一层的构建材料，
使用形成面向构建范围的刮抹表面的第一刮抹构件15a来刮抹在第一行程期间从开口输出的粒状构建材料，以使用刮抹表面抹平和/或压紧所输出的粒状材料，
使涂覆设备3在第二行程期间沿第二方向移动横穿构建范围(参见图15b)以形成第二层的构建材料，
使用形成面向构建范围的刮抹表面的第二刮抹构件15b来刮抹在第二行程期间从开口输出的粒状构建材料，以使用刮抹表面抹平和/或压紧所输出的粒状材料，
使涂覆设备3在第一行程期间沿第一方向枢转，以由此设定第一刮抹构件15a的刮抹表面的倾斜角度α以用于抹平和/或压紧输出的粒状构建材料，以及
使涂覆设备3在第二行程期间沿第二方向枢转，以由此设定第二刮抹构件15b的刮抹表面的倾斜角度α以用于抹平和/或压紧输出的粒状构建材料。
图16a至图16d示出了根据不同实施方式的涂覆设备组合单元。
图16a所示的涂覆设备组合单元以与图15a所示的涂覆设备组合单元类似的方式构成，这是为什么不对其进行详细说明的原因。如所示的，根据本实施方式的涂覆设备组合单元1可以包括包括了一个或多个刮抹构件15a、15b的“容器涂覆设备”3(例如“狭缝涂覆设备”)。涂覆设备组合单元1还包括被配置成可变地设定(对应的)刮抹表面的倾斜角度的设定装置13。这里，设定装置13例如包括直线驱动器13a(例如液压直线驱动器)和具有至少一个限位止动器13b的限位止动结构。可以手动地或借助于电动驱动器来设定限位止动器13b并进而设定倾斜角度。
图16b示出了根据另一实施方式的涂覆设备组合单元。如所示的，根据本实施方式的涂覆设备组合单元1例如可以包括包括了一个或多个刮抹构件15a、15b的“容器涂覆设备”3(例如“狭缝涂覆设备”)。涂覆设备组合单元1还包括被配置成可变地设定(对应的)刮抹表面的倾斜角度的设定装置13。这里，设定装置13例如包括输出扭矩的枢转驱动器、和具有至少一个限位止动器13b的限位止动结构。可以手动地或借助于电动驱动器来设定限位止动器13b并进而设定倾斜角度。
图16c示出了根据另一实施方式的涂覆设备组合单元。如所示的，根据本实施方式的涂覆设备组合单元1例如可以包括包括了一个或多个刮抹构件15a、15b的“容器涂覆设备”3(例如“狭缝涂覆设备”)。涂覆设备组合单元1还包括被配置成可变地设定(对应的)刮抹表面的倾斜角度的设定装置13。这里，设定装置13例如包括直线驱动器13a(例如电动直线驱动器)。根据本实施方式，不需要限位止动结构。根据本实施方式，可以借助于驱动器13a来直接设定倾斜角度。
图16d示出了根据另一实施方式的涂覆设备组合单元。如所示的，根据本实施方式的涂覆设备组合单元1例如可以包括包括了一个或多个刮抹构件15a、15b的“容器涂覆设备”3(例如“狭缝涂覆设备”)。涂覆设备组合单元1还包括被配置成可变地设定(对应的)刮抹表面的倾斜角度的设定装置13。这里，设定装置13例如包括枢转驱动器13a(例如电动枢转驱动器)。根据本实施方式，不需要限位止动结构。根据本实施方式，可以借助于驱动器13a来直接设定倾斜角度。
如所示的，在各说明的实施方式中涂覆设备3例如可以被设置为可枢转的涂覆设备。为此，涂覆设备3例如可以以其至少一个端面以枢转的方式(例如使用枢轴销12)附接于轴承块11。
因而，在所说明的四个实施方式中的每一个中，设定装置13可以被设置为枢转设备，该枢转设备被配置成使涂覆设备3枢转从而使至少一个刮抹构件15a枢转，由此来设定刮抹表面的倾斜角度。
在所说明的四个实施方式中的每一个中，涂覆设备组合单元1例如可以包括直线引导结构(未示出)，涂覆设备3和/或轴承块11能够沿着直线引导结构移位，例如在图16至图16d中从左向右移位。
在所说明的四个实施方式中的每一个中，涂覆设备组合单元1还可以包括如权利要求中说明的控制单元。

Claims (23)

1.一种用于3D打印机(100)的涂覆设备组合单元(1)，包括：
涂覆设备(3)，所述涂覆设备(3)具有容器(17)和刮抹构件(15a)，所述容器(17)限定了用于容纳粒状构建材料(PM)的内腔，所述内腔通向用于输出所述粒状构建材料的开口，所述刮抹构件(15a)形成向下定向的刮抹表面并且被配置成使用所述刮抹表面来刮抹从所述开口输出的构建材料，由此抹平和/或压紧所输出的粒状材料，
其特征在于，
设定装置(13)，所述设定装置(13)被配置成可变地设定所述刮抹表面的倾斜角度(α)。
2.如权利要求1所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述设定装置(13)包括能够改变所述刮抹表面的倾斜角度(α)的驱动器(13a)。
3.如权利要求2所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述驱动器(13a)为直线驱动器或者枢转或转动驱动器。
4.如权利要求2或3所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述驱动器(13a)选自由液压驱动器、气动驱动器、电动驱动器及其组合组成的组。
5.如权利要求2至4中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述驱动器(13a)被配置成直接使用所述驱动器自身来可变地设定所述刮抹表面的倾斜角度(α)。
6.如权利要求2至5中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述设定装置(13)还包括限位止动器(13b)，所述限位止动器(13b)被配置成将由所述驱动器(13a)产生的移动限制到特定程度以由此设定所述刮抹表面的倾斜角度(α)。
7.如权利要求6所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述限位止动器(13b)能够可变地调节，使得能够通过调节所述限位止动器可变地调节所述刮抹表面的倾斜角度(α)。
8.如权利要求7所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述限位止动器(13b)可电动调节。
9.如权利要求1至8中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述设定装置(13)被形成为枢转设备，所述枢转设备被配置成使所述刮抹构件(15a)枢转，由此设定所述刮抹表面的倾斜角度(α)。
10.如权利要求9所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述枢转设备被配置成使所述涂覆设备(3)枢转，由此使所述刮抹构件(15a)枢转且由此设定所述刮抹表面的倾斜角度(α)。
11.如前述权利要求中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)，还包括轴承块(11)，所述涂覆设备(3)被可枢转地支撑于所述轴承块(11)。
12.如前述权利要求中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)，还包括直线引导结构(103)，所述涂覆设备(3)和/或根据权利要求11所述的轴承块(11)能够沿着所述直线引导结构(103)移位。
13.如前述权利要求中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)，还包括控制单元(C)，所述控制单元(C)连接到所述设定装置(13)，例如连接到所述驱动器(13a)和/或连接到所述限位止动器(13b)，且所述控制单元(C)被配置成以如下方式控制所述设定装置：例如在构建作业期间，所述设定装置设定/调节所述倾斜角度(α)，例如将所述倾斜角度(α)设定和/或重新调节为初始值。
14.如权利要求13所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述控制单元(C)被配置成例如基于存储在所述控制单元中的各相关联的参数或参数集合来根据所使用的粒状材料成分和/或一种或多种环境条件和/或期望的压紧度将所述倾斜角度(α)设定为初始值。
15.如前述权利要求中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)，还包括：
倾斜度传感器(Sα)，所述倾斜度传感器(Sα)被配置成测量表示所述刮抹表面的当前倾斜角度(α)的值。
16.如权利要求15所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述倾斜度传感器(Sα)连接到如权利要求13或14所述的控制单元(C)，且其中所述控制单元还被配置成基于由所述倾斜度传感器测得的值来设定所述倾斜角度(α)，例如将所述倾斜角度(α)设定和/或重新调节为初始值。
17.如前述权利要求中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)，还包括：
密度传感器(Sρ)，所述密度传感器(Sρ)被配置成测量表示所施加的层的密度的值。
18.如权利要求17所述的涂覆设备组合单元(1)，其特征在于，所述密度传感器(Sρ)连接到如权利要求13、14或16中任一项所述的控制单元(C)，且其中所述控制单元还被配置成基于由所述密度传感器(Sρ)测得的值来设定所述倾斜角度(α)，例如重新调节所述倾斜角度(α)，以便例如将密度调整到期望值和/或根据所测得的密度值来改变所述倾斜角度的期望值和/或减少干扰值。
19.如前述权利要求中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)，其中：
所述涂覆设备(3)形成为双向涂覆设备，所述双向涂覆设备被配置成在所述涂覆设备的去程期间和回程期间均输出构建材料，
所述涂覆设备(3)在所述开口的两个相对侧边分别包括刮抹构件(15a、15b)，使得能够在所述去程期间使用所述刮抹构件中的第一刮抹构件刮抹从所述开口输出的粒状构建材料，以及能够在所述回程期间使用所述刮抹构件中的第二刮抹构件刮抹从所述开口输出的粒状构建材料，以及
所述设定装置(13)被配置成：为去程设定所述第一刮抹构件(15a)的刮抹表面的倾斜角度(α)以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料；以及，为回程设定所述第二刮抹构件(15b)的刮抹表面的倾斜角度(α)以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料。
20.如权利要求19所述的涂覆设备组合单元(1)，其特征在于，所述设定装置(13)被配置成一起调节所述第一刮抹构件(15a)的所述刮抹表面的倾斜角度(α)和所述第二刮抹构件(15b)的所述刮抹表面的倾斜角度(α)。
21.如权利要求19或20所述的涂覆设备组合单元(1)，其中所述设定装置(13)被配置成：使所述涂覆设备(3)在所述去程期间沿第一方向枢转，从而设定所述第一刮抹构件(15a)的所述刮抹表面的倾斜角度(α)以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料；以及，使所述涂覆设备(3)在所述回程期间沿与所述第一方向相反的第二方向枢转，从而设定所述第二刮抹构件(15b)的所述刮抹表面的倾斜角度(α)以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料。
22.一种3D打印机(100)，包括如前述权利要求中任一项所述的涂覆设备组合单元(1)。
23.一种施加两层粒状构建材料的方法，其中，
使涂覆设备(3)在第一行程期间沿第一方向在构建范围上移动以形成由构建材料所组成的第一层，所述涂覆设备(3)包括具有填充有粒状构建材料(PM)并且通向用于输出所述粒状构建材料的开口的内腔的容器(17)，
使用形成有面向所述构建范围的刮抹表面的第一刮抹构件(15a)来刮抹在所述第一行程期间从所述开口输出的粒状构建材料，以使用所述刮抹表面抹平和/或压紧所输出的粒状材料，
使涂覆设备(3)在第二行程期间沿第二方向在所述构建范围上移动以形成由构建材料所组成的第二层，
使用形成有面向所述构建范围的刮抹表面的第二刮抹构件(15b)来刮抹在所述第二行程期间从所述开口输出的粒状构建材料，以使用所述刮抹表面抹平和/或压紧所输出的粒状材料，
使所述涂覆设备(3)在所述第一行程期间沿第一方向枢转，以由此设定所述第一刮抹构件(15a)的所述刮抹表面的倾斜角度(α)以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料，以及
使所述涂覆设备(3)在所述第二行程期间沿第二方向枢转，以由此设定所述第二刮抹构件(15b)的所述刮抹表面的倾斜角度(α)以用于抹平和/或压紧所输出的粒状构建材料。
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