CN107662339A - 用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块 - Google Patents

用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块 Download PDF

Info

Publication number
CN107662339A
CN107662339A CN201710628686.2A CN201710628686A CN107662339A CN 107662339 A CN107662339 A CN 107662339A CN 201710628686 A CN201710628686 A CN 201710628686A CN 107662339 A CN107662339 A CN 107662339A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
flow channel
channel structure
space
bogey
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710628686.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107662339B (zh
Inventor
F·赫尔佐克
F·舒德尔
F·贝希曼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Concept Laser Co ltd
Original Assignee
CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CL Schutzrechtsverwaltung GmbH filed Critical CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Publication of CN107662339A publication Critical patent/CN107662339A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107662339B publication Critical patent/CN107662339B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245Platforms or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/70Recycling
    • B22F10/73Recycling of powder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/30Platforms or substrates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/25Housings, e.g. machine housings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33YADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20Direct sintering or melting
    • B22F10/28Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/165Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/255Enclosures for the building material, e.g. powder containers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307Handling of material to be used in additive manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/35Cleaning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/357Recycling
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

本发明涉及用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块(1),其包括界定了可由粉末状建造材料填充的粉末空间(4)的粉末室(3)以及布置在粉末空间(4)中并在底部侧界定粉末空间(4)的承载装置(6),其中,在至少一个界定了粉末空间的粉末室壁部(5)与承载装置(6)之间形成有至少部分地沿着界定粉末空间的粉末室壁部延伸的间隙空间(8),粉末状建造材料从粉末空间通过间隙空间可以到达位于承载装置(6)下方的粉末模块区域中,间隙空间(8)通入布置或形成在粉末室(3)上的容纳元件(2)的容纳区域(9)中,容纳区域设计为或包括这种设置用于容纳来自间隙空间(8)的建造材料的、尤其是环状环绕的流动通道结构(10)。

Description

用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块
技术领域
本发明涉及一种具有根据权利要求1的前序部分所述的特征的、用于添加式地(additiven)制造三维物体的设备用的粉末模块,所述粉末模块包括粉末室以及承载装置,所述粉末室界定了可由粉末状建造材料填充的粉末空间,所述承载装置布置在粉末空间中,且在底部侧界定所述粉末空间。
背景技术
这种粉末模块例如以建造模块或计量模块的形式作为用于添加式制造三维物体的设备的功能部件已知。在相应的粉末模块中,由构造决定地,在界定了粉末空间的粉末室壁部与承载装置(该承载装置典型地是粉末室板或支承粉末室板的粉末室台)之间形成了沿着界定了粉末空间的粉末室壁部延伸的间隙空间,粉末状建造材料从粉末空间通过间隙空间可以到达位于承载装置下方的粉末模块区域。
到达了承载装置下方的区域中的粉末状建造材料通常被容纳或被收集在容纳容器中并且借助于流动产生装置从该容纳容器去除。由于容纳容器的现有的构造设计,需要极高的流动功率,以便实现从容纳容器去除粉末状建造材料必需的流动速度。
发明内容
本发明的目的在于,给出一种与之相比尤其在高效地去除建造材料方面经改进的、用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块。
该目的通过根据权利要求1所述的、用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块实现。从属于其的权利要求涉及粉末模块的可能的实施形式。
此处描述的粉末模块是用于添加式地制造三维物体的设备的功能部件。相应的设备被设置用于借助于至少一个能量束通过依次逐层地选择性地照射(Belichtung)以及随之而来地固化各个建造材料层来添加式地制造至少一个三维物体(下文中简称为“物体”),建造材料层由可固化的粉末状建造材料(下文中简称为“建造材料”)组成。建造材料可以是金属粉末、塑料粉末和/或陶瓷粉末。金属粉末、塑料粉末和/或陶瓷粉末也可以理解为不同的金属、塑料或陶瓷的粉末混合物。能量束可以是激光束。所述设备相应地可以是用于执行选择性激光熔化工艺(简称SLM工艺)或者选择性激光烧结工艺(简称SLS工艺)的设备,也就是说是选择性激光熔化设备(SLM设备)或者选择性激光烧结设备(SLS设备)。
粉末模块通常可以是任何被设置用于容纳和/或交出建造材料的粉末模块。尤其地,粉末模块可以是一种建造模块,在该建造模块中进行三维物体的真正的添加式建造,并且该建造模块为此在执行添加式制造过程的框架内依次逐层地被待选择性固化的建造材料填充;或者粉末模块可以是一种计量模块,在执行添加式制造过程的框架内通过该计量模块依次逐层地将建造材料定量供给到过程室中;或者粉末模块可以是一种收集模块,在执行添加式制造过程的框架内该收集模块被未固化的建造材料填充。
该粉末模块包括粉末室。粉末室界定了可利用建造材料填充的粉末空间。具体地,粉末空间至少侧向地通过通常设计为空心长方体状或空心圆柱体状的粉末室的壁部(粉末室壁部)来界定。粉末空间在底部侧通过承载装置来界定。承载装置可以是粉末室板或者支承这种粉末室板的粉末室台。承载装置典型地以可相对于粉末室在两个端位置之间、也就是说在(相对于粉末模块的高度的)上方端位置和下方端位置之间运动的方式被支承;承载装置的可运动的支承典型地通过与该承载装置相联接的、尤其是(电动)驱动的驱动装置或执行器装置实现。
在至少一个界定了粉末空间的粉末室壁部与承载装置之间形成了至少部分地沿着界定了粉末空间的粉末室壁部延伸的、尤其是环状地围绕承载装置环绕的间隙空间。建造材料可以从粉末空间通过该间隙空间到达位于承载装置下方的粉末模块区域中。出于构造原因存在的该间隙空间是“泄漏区域”,通过该泄漏区域,尽管可能存在密封元件,建造材料仍可能从粉末空间到达位于承载装置下方的粉末模块区域中。
在此处描述的粉末模块中,间隙空间尤其是直接地通入布置或形成在粉末室处的容纳元件的容纳区域中,即,间隙空间尤其是直接地过渡到布置或形成在粉末室处的容纳元件的容纳区域中。换句话说,间隙空间与容纳元件侧的容纳区域齐平。容纳区域被设计为被设置用于容纳来自间隙空间的建造材料的、尤其是环状环绕的、自封闭的流动通道结构或包括这种流动通道结构。在流动通道结构中可以形成封闭的流动流体循环。在流动技术上在流动流体(其典型地为气体、例如空气)的尽可能最佳的可通流性方面设计流动通道结构。尤其如此选择流动通道结构的结构上的设计,使得需要相对较小的流动功率来实现从容纳区域去除建造材料所必需的流动速度。在此尤其如此选择流动通道结构的结构上的设计,使得在该流动通道结构中可以形成(基本上)层流的流动;流动通道结构典型地不具有使流过该流动通道结构的流动流体出现不期望的涡流的区域。
为了把流动流体引入流动通道结构中,容纳元件典型地包括至少一个连接元件用以连接流动产生装置,该流动产生装置被设置用于产生流过流动通道结构的流体流动(清洁流动)以用于从流动通道结构中去除位于流动通道结构中的建造材料。当然,容纳元件可以包括多个连接元件,其中第一连接元件可以用于把流动流体引导至流动通道结构中,另一个连接元件用于把装载了建造材料的流动流体从流动通道结构中导出。流体流动尤其可以是抽吸流动或者鼓风流动;流动流体相应地可以作为抽吸流动或者鼓风流动而流动。相应地,流动产生装置可以是抽吸装置或鼓风装置。
为了有针对性地影响流动通道结构的可通流性或流动特性,该流动通道结构可以包括至少一个影响流动的流动元件。在最简单的情况下,相应的流动元件可以通过有针对性地改变流动通道结构的横截面几何形状来形成。例如,通过有针对性地改变横截面几何形状,可以(根据文丘里效应)实现流过流动通道结构的流动流体的流动速度的提高或降低。
流动通道结构典型地具有单侧敞开的、例如U形、V形或C形的横截面几何形状。具体地,流动通道结构可以是容纳元件或容纳区域中的槽道状的凹部。流动通道结构典型地向“上”敞开;流动通道结构的开口(通入口)典型地朝向通过粉末室界定的粉末空间。
已经提到,流动通道结构尤其设计为环状环绕的。对此可以理解为,流动通道结构设计为(基本上)例如沿着承载装置或粉末室壁部或位于承载装置和粉末室壁部之间的区域的尺寸、尤其是外部尺寸或内部尺寸延伸。
流动通道结构典型地布置或形成在承载装置下方。
粉末模块可以包括引导元件,该引导元件至少部分地一同界定间隙空间。该引导元件典型地布置或设计为与界定间隙空间的粉末室壁部相对置。引导元件典型地平行于与该引导元件对置的粉末室壁部延伸。引导元件的几何形状与粉末室的几何形状相匹配,从而间隙空间至少部分地形成在引导元件与界定了粉末空间的粉末室壁部之间。
引导元件能以可在关闭位置和打开位置之间(以及反之)相对于流动通道结构或容纳元件运动的方式被支承。在关闭位置中,引导元件,也就是说尤其是引导元件的朝向流动通道结构侧的通入口的关闭部段,如此相对于流动通道结构运动,也就是说尤其是朝着流动通道结构侧的通入口运动,使得建造材料不能侵入流动通道结构中。亦即在关闭位置中,建造材料不能从间隙空间到达容纳元件侧的容纳区域中或者流动通道结构中。在打开位置中,引导元件,也就是说尤其是引导元件的朝向流动通道结构侧的通入口的关闭部段,如此相对于流动通道结构运动,也就是说尤其是从流动通道结构侧的通入口运动离开,使得建造材料可以侵入流动通道结构中。亦即在打开位置中,建造材料能够从间隙空间到达容纳元件侧的容纳区域中或者流动通道结构中。
引导元件的可运动的支承例如可以通过配属于引导元件的、尤其是(电机)驱动的驱动装置或执行器装置来实现。
然而引导元件的可运动的支承也可以通过引导元件与承载装置的运动耦联来实现。引导元件与承载装置的运动耦联例如可以通过把引导元件和承载装置一体形成而实现。引导元件例如可以形成承载装置的棱柱状或圆柱状的突起部。作为一体形成的备选方案,引导元件也可以设计为单独的、尤其是棱柱状或圆柱状的、固定在或可固定在承载装置上的部件。
已经提到了,承载装置典型地在两个端位置之间、也就是说在(相对于粉末模块的高度而言的)上方端位置和下端位置之间相对于粉末室可运动地被支承。在引导元件与承载装置运动耦联的情况下,引导元件的关闭位置典型地对应于承载装置的下方端位置。因此,当承载装置运动到下方端位置中时,引导元件运动到下方端位置中。
如上所述,流动通道结构可以具有朝向间隙空间的通入口。容纳元件或容纳区域可以在至少一个边缘部段的区域中形成有至少一个(成角度地)倾斜地或(凹入地或凸出地)拱曲地延伸的面部段,该边缘部段界定了流动通道结构侧的通入口。界定了通入口的边缘部段的配备了倾斜地或拱曲地延伸的面部段的设计方案是有利的,因为这种设计方案确保了,在流动通道结构外部在间隙空间和流动通道结构之间不会有建造材料积聚。由于边缘部段的倾斜地或拱曲地延伸的造型,建造材料可以根据漏斗原理被“强制”到达流动通道结构中。
引导元件(只要存在的话)尤其可在自由端部的区域内被设计为具有相对于容纳元件的边缘部段侧的面部段镜像相反地(倾斜地或拱曲地)设计的面部段。如此尤其可以在引导元件的关闭位置中实现流动通道结构的(改进的)密封,其保证了流动流体高效地流过流动通道结构,也就是说尤其是阻止了可能装载了建造材料的流动流体从流动通道结构中不期望的排出。
为了减小流动通道结构侧的通入口的大小(净宽度),粉末模块可以包括可放在容纳元件上或者(在粉末模块的安装状态中)被放在容纳元件上的、缩小通入口的盖元件。和界定了流动通道结构侧的通入口的、容纳元件侧的边缘部段类似,盖元件可以在至少一个界定了通入口的边缘部段的区域中设计为具有至少一个(成角度地)倾斜地或(凹入地或凸出地)拱曲地延伸的面部段。相应的盖元件的界定了通入口的边缘部段的、配备了倾斜地或拱曲地延伸的面部段的设计方案是有利的,因为这种设计方案也确保了,在流动通道结构外部在间隙空间和流动通道结构之间不会有建造材料积聚。由于边缘部段的倾斜地或拱曲地延伸的造型,建造材料可以根据漏斗原理被“强制”到达流动通道结构中。
只要存在,则引导元件尤其在自由端部的区域内可以设计为必要时额外地具有相对于盖元件的边缘部段侧的面部段镜像相反地设计的面部段。如此可以尤其在引导元件的关闭位置中实现流动通道结构的(改进的)密封,这样保证了流动流体高效地流过流动通道结构,也就是说尤其是阻止了可能装载了建造材料的流动流体从流动通道结构中不期望的排出。
除了粉末模块外,本发明还涉及一种用于添加式地制造三维物体的设备。尤其是SLS设备或SLM设备的本设备的突出之处在于,其包括至少一个如上所述的粉末模块。因此,所有与粉末模块相关的实施方案都类似地适用于所述设备。
附图说明
根据附图中的实施例进一步描述本发明。附图示出:
图1、2分别是根据实施例的粉末模块的原理图;以及
图3是在图1、2中示出的粉末模块的容纳元件的原理图。
具体实施方式
图1-2分别示出根据实施例的粉末模块1的原理图。在图1、2中,粉末模块1分别以(纵向)剖视图示出。图3以分开的透视图示出在图1、2中示出的粉末模块1的容纳元件2的原理图。
粉末模块1是用于添加式地制造三维物体的设备(未示出)的功能部件。相应的设备被设置用于通过依次逐层选择性地照射并因此固化各个建造材料层来添加式地制造至少一个三维物体,建造材料层由借助于至少一个能量束(未示出)可固化的建造材料(未示出)组成。可固化的建造材料可以例如是金属粉末。金属粉末也可以理解为不同金属的粉末混合物。在此对金属粉末来说适用的是,其也可以是至少一种金属合金的粉末。所述设备总体上可以是用于执行选择性激光熔化工艺(简称SLM工艺)或者选择性激光烧结工艺(简称SLS工艺)的设备,也就是说是选择性激光熔化设备(SLM设备)或者选择性激光烧结设备(SLS设备)。
粉末模块1通常可以是任何一种被设置用于容纳和/或交出建造材料的粉末模块。尤其是,粉末模块1可以是一种建造模块,在该建造模块中进行物体的真正的添加式建造,该建造模块为此在执行添加式制造过程的框架内依次逐层地被以待选择性固化的建造材料填充;或者是一种计量模块,在执行添加式制造过程的框架内通过该计量模块依次逐层地将建造材料定量供给入过程室中;或者是一种收集模块,在执行添加式制造过程的框架内该收集模块被以未固化的建造材料填充。在附图示出的实施例中,粉末模块1是一种建造模块,但随后的阐述不局限于粉末模块1作为建造模块的实施方案。
粉末模块1包括粉末室3。粉末室3界定了可利用建造材料填充的粉末空间4。根据图1、2可看出,粉末空间4在侧面通过通常设计为空心长方体状或空心圆柱体状的粉末室3的粉末室壁部5来界定。粉末空间4在底部侧通过承载装置6界定。承载装置6是支承粉末室板(未示出)的粉末室台。像通过双箭头P1示出的,承载装置6以相对于粉末室3可在两个端位置之间、也就是说在(相对于粉末模块1的高度而言的)上方端位置和在图1中示出的下方端位置之间运动的方式被支承;承载装置6的可运动的支承通过与该承载装置相联接的、尤其是(电机)驱动的驱动装置或执行器装置7来实现。
在界定了粉末空间4的粉末室壁部5与承载装置6之间形成了(沿竖直方向)部分地沿着界定了粉末空间4的粉末室壁部5延伸的、尤其是环状地围绕承载装置6环绕的间隙空间8。建造材料可以从粉末空间4通过间隙空间8到达位于承载装置6下方的粉末模块区域中。间隙空间8是“泄漏区域”,通过该泄漏区域,尽管可能存在密封元件(未示出),建造材料仍可能从粉末空间4到达位于承载装置6下方的粉末模块区域中。
间隙空间8直接地通入在粉末室下方布置在粉末室3处的容纳元件2的容纳区域9中,在附图示出的实施例中,容纳元件2通过螺纹固定方式固定在所述粉末室3上;即间隙空间8直接地过渡到在粉末室下方布置在粉末室3上的容纳元件2的容纳区域9中。尤其根据图3可看出,在附图示出的实施例中,容纳元件2可以通过框架状的容纳元件结构(未具体描述)形成。
容纳元件侧的容纳区域9被设计为或包括这种被设置用于容纳来自间隙空间8的建造材料的、尤其是环状环绕的、本身封闭的流动通道结构10。在流动通道结构10中可以形成封闭的流动流体循环。结合该实施例可以如下地理解“环状环绕”,即流动通道结构10被设计为(基本上)沿着承载装置6的尺寸延伸。根据附图可看出,流动通道结构10是容纳元件2或容纳区域9中的槽道状的凹部。
流动通道结构10在流动技术上被设计为具有流动流体(典型地是气体、例如空气)的尽可能最佳的可通流性。尤其如此选择流动通道结构10的结构上的设计,使得需要相对较小的流动功率来实现从容纳区域9去除建造材料所必需的流动速度。流动通道结构10的结构上的设计尤其能形成(在很大程度上)层流的流动。
为了把流动流体引入到流动通道结构10中,容纳元件2包括连接元件11用以连接至少一个流动产生装置(未示出),该流动产生装置被设置用于产生流过流动通道结构10的流体流动(清洁流动)以用于从流动通道结构10中去除位于流动通道结构10中的建造材料。在附图示出的实施例中,连接元件11布置或形成在容纳区域9的区域中。第一连接元件11可以用于把流动流体引入流动通道结构10中,第二连接元件可以用于把装载了建造材料的流动流体从流动通道结构10中排出。流动流体能以抽吸流动或者鼓风流动的形式流动;相应地,流动产生装置可以是抽吸装置或鼓风装置。
为了有针对性地影响流动通道结构10的可通流性或流动特性,该流动通道结构可以包括影响流动的流动元件(未示出)。在最简单的情况下,相应的流动元件可以通过有针对性地改变流动通道结构10的横截面几何形状来形成。例如,通过有针对性地改变横截面几何形状,可以实现流过流动通道结构10的流动流体的流动速度的提高或降低。
流动通道结构10具有单侧地、也就是说向上敞开的、在附图示出的实施例中(基本上)呈U形的横截面几何形状。流动通道结构10的开口(通入口12)朝向通过粉末室3界定的粉末空间4。
粉末模块1包括引导元件13,该引导元件部分地一同界定间隙空间8。该引导元件13布置或设计为与界定间隙空间8的粉末室壁部5相对置,并平行于该粉末室壁部延伸。引导元件13的几何形状与粉末室3的几何形状相匹配,从而间隙空间8形成在引导元件13和粉末室壁部5之间。
引导元件13以可在图1示出的关闭位置与图2示出的打开位置之间(或者反之)相对于流动通道结构10或容纳元件2运动的方式被支承。在关闭位置中,引导元件13,也就是说尤其是引导元件13的朝向流动通道结构侧的通入口12的关闭部段14,如此相对于流动通道结构10运动,也就是说尤其是朝着流动通道结构侧的通入口12运动,使得建造材料不会侵入到流动通道结构10中。即在关闭位置中,建造材料不能从间隙空间8进入容纳元件侧的容纳区域9中或者流动通道结构10中。在打开位置中,引导元件13,也就是说尤其是朝向流动通道结构侧的通入口12的关闭部段14,如此相对于流动通道结构10运动,也就是说尤其是从流动通道结构侧的通入口12运动离开,使得建造材料可以侵入流动通道结构10中。即在打开位置中,建造材料能够从间隙空间8进入容纳元件侧的容纳区域9中或者流动通道结构10中。
在附图示出的实施例中,引导元件13的可运动的支承通过引导元件13与承载装置6的运动耦联来实现。引导元件13与承载装置6的运动耦联通过把引导元件13和承载装置6一件式形成而实现。引导元件13形成承载装置6的棱柱状或圆柱状的突起部。
已经提到了,承载装置6被支承成可相对于粉末室3在两个端位置之间、也就是说在(相对于粉末模块1的高度而言的)上方端位置和下方端位置之间运动。根据图1可看出,引导元件13的关闭位置对应于承载装置6的(同样在图1中示出的)下方端位置。因此,当承载装置6运动到下方端位置中时,引导元件13运动到关闭位置中。
容纳元件2或容纳区域9在限定出通入口12的边界的边缘部段(未具体描述)的区域中形成有成角度地倾斜延伸的、形式为倒棱的面部段15。边缘部段的配备了倾斜地延伸的面部段的设计方案是有利的,因为这种设计方案确保了,在流动通道结构10的外部在间隙空间8和流动通道结构10之间不会积聚建造材料。由于边缘部段的倾斜地延伸的造型,建造材料可以根据漏斗原理被“强制”到达流动通道结构10中。
引导元件13在自由端部的区域内、也就是说在关闭部段14的区域中形成有相对于容纳元件2的边缘部段侧的面部段15镜像相反地(倾斜地)设计的面部段(未具体描述)。如此可以在引导元件13的关闭位置中实现流动通道结构10的(改进的)密封,这样保证了流动流体高效地流过流动通道结构10。
为了减小流动通道结构侧的通入口12的大小(净宽度),粉末模块1在图中所示的实施例中包括可放在容纳元件2上的或者(在粉末模块1的安装状态中)被放在容纳元件2上的、缩小通入口12的盖元件16。和界定了流动通道结构侧的通入口12的、容纳元件侧的边缘部段类似,盖元件16在界定了通入口12的边缘部段(未具体描述)的区域中被设计为具有成角度地倾斜地延伸的、形式为倒棱的面部段17。盖元件16的配备了倾斜地延伸的面部段17的设计方案是有利的,因为这种设计方案也确保了,在流动通道结构10外部在间隙空间8和流动通道结构10之间不会积聚建造材料。由于边缘部段的倾斜地延伸的造型,建造材料可以根据漏斗原理被“强制”到达流动通道结构10中。
引导元件13在自由端部的区域内、也就是说关闭部段14的区域中,被设计为额外地具有相对于盖元件16的边缘部段侧的面部段17镜像相反地设计的面部段。如此尤其可以在引导元件13的关闭位置中实现流动通道结构10的(进一步改进的)密封,这样保证了流动流体高效地流过流动通道结构10。

Claims (16)

1.一种用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块(1),所述粉末模块包括粉末室(3)以及承载装置(6),所述粉末室界定了能由粉末状的建造材料填充的粉末空间(4),所述承载装置布置在粉末空间(4)中并在底部侧界定所述粉末空间(4),其中,在至少一个界定粉末空间(4)的粉末室壁部(5)与所述承载装置(6)之间形成有至少部分地沿着界定粉末空间(4)的粉末室壁部(5)延伸的间隙空间(8),粉末状的建造材料从粉末空间(4)通过该间隙空间能够到达位于承载装置(6)下方的粉末模块区域中,其特征在于,间隙空间(8)通入布置或形成在粉末室(3)上的容纳元件(2)的容纳区域(9)中,其中,容纳区域(9)被设计成——尤其是环状环绕的——流动通道结构(10)或者包括这种流动通道结构,所述流动通道结构被设置用于容纳来自间隙空间(8)的建造材料。
2.根据权利要求1所述的粉末模块,其特征在于,流动通道结构(10)具有单侧开口的横截面几何形状。
3.根据权利要求1或2所述的粉末模块,其特征在于,流动通道结构(10)被设计为沿着承载装置(6)的尺寸、尤其是外部尺寸或内部尺寸延伸,或者沿着粉末室壁部(5)的尺寸、尤其是外部尺寸或内部尺寸延伸,或者沿着位于承载装置(6)与粉末室壁部(5)之间的区域的尺寸、尤其是外部尺寸或内部尺寸延伸。
4.根据前述权利要求中任一项所述的粉末模块,其特征在于,设有尤其与界定间隙空间(8)的粉末室壁部(5)相对置地布置的引导元件(13),所述引导元件至少部分地界定间隙空间(8)。
5.根据权利要求4所述的粉末模块,其特征在于,引导元件(13)以能在关闭位置和打开位置之间运动的方式被支承,在所述关闭位置中,引导元件(13)如此相对于流动通道结构(10)、尤其是朝着流动通道结构侧的通入口(12)运动,使得粉末状的建造材料不能进入流动通道结构(10)中,在所述打开位置中,引导元件(13)如此相对于流动通道结构(10)运动,使得粉末状建造材料能进入流动通道结构(10)中。
6.根据权利要求4或5所述的粉末模块,其特征在于,引导元件(13)与承载装置(6)运动耦联。
7.根据权利要求6所述的粉末模块,其特征在于,引导元件(13)与承载装置(6)一件式形成。
8.根据权利要求7所述的粉末模块,其特征在于,引导元件(13)形成承载装置(6)的棱柱状或圆柱状的突起部。
9.根据前述权利要求中任一项所述的粉末模块,其特征在于,流动通道结构(10)具有朝向间隙空间(8)的通入口(12),其中,容纳区域(9)在至少一个界定流动通道结构侧的通入口(12)的边缘部段的区域中形成有至少一个倾斜地或拱曲地延伸的面部段(15)。
10.根据权利要求4至8中任一项所述的粉末模块,其特征在于,流动通道结构(10)具有朝向间隙空间(8)的通入口(12),其中,容纳区域(9)在至少一个界定流动通道结构侧的通入口(12)的边缘部段的区域中形成有至少一个倾斜地或拱曲地延伸的面部段(15),引导元件(13)尤其在自由端部的区域内形成有相对于容纳元件(2)的边缘部段侧的面部段镜像相反地设计的面部段。
11.根据前述权利要求中任一项所述的粉末模块,其特征在于,设有放在容纳元件(2)上的或能放在容纳元件(2)上的、使流动通道结构侧的通入口(12)减小的盖元件(16),其中,盖元件(16)在至少一个界定流动通道结构侧的通入口(12)的边缘部段的区域中形成有至少一个倾斜地或拱曲地延伸的面部段(17)。
12.根据权利要求4至10中任一项所述的粉末模块,其特征在于,设有放在容纳元件(2)上的或能放在容纳元件(2)上的、使流动通道结构侧的通入口(12)减小的盖元件(16),其中,盖元件(16)在至少一个界定流动通道结构侧的通入口(12)的边缘部段的区域中形成有至少一个倾斜地或拱曲地延伸的面部段(17),引导元件(13)尤其在自由端部的区域内形成有相对于盖元件(16)的边缘部段侧的面部段(17)镜像相反地设计的面部段。
13.根据前述权利要求中任一项所述的粉末模块,其特征在于,流动通道结构(10)包括至少一个影响流动的、尤其是通过有针对性地改变流动通道结构(10)的横截面几何形状而形成的流动元件。
14.根据前述权利要求中任一项所述的粉末模块,其特征在于,容纳元件(2)包括至少一个用于连接流动产生装置的连接元件(11),该流动产生装置被设置用于产生流过流动通道结构(10)的流体流动、尤其是抽吸流动或者鼓风流动,以用于从流动通道结构(10)中去除容纳在流动通道结构(10)中的粉末状的建造材料。
15.根据前述权利要求中任一项所述的粉末模块,其特征在于,粉末模块(1)是收集模块、建造模块或计量模块。
16.一种用于添加式地制造三维物体的设备,其特征在于,所述设备包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的粉末模块(1)。
CN201710628686.2A 2016-07-29 2017-07-28 用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块 Active CN107662339B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016114058.9 2016-07-29
DE102016114058.9A DE102016114058B4 (de) 2016-07-29 2016-07-29 Pulvermodul für eine Vorrichtung zur additiven Herstellung dreidimensionaler Objekte

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107662339A true CN107662339A (zh) 2018-02-06
CN107662339B CN107662339B (zh) 2021-02-09

Family

ID=58778918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710628686.2A Active CN107662339B (zh) 2016-07-29 2017-07-28 用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10821515B2 (zh)
EP (1) EP3275629B1 (zh)
JP (1) JP6768600B2 (zh)
CN (1) CN107662339B (zh)
DE (1) DE102016114058B4 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109624315A (zh) * 2019-02-28 2019-04-16 西北工业大学 粉末床3d打印装备尺寸可调控平台

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019207049A1 (en) * 2018-04-27 2019-10-31 Freemelt Ab Build compartment with self-sealing design
DE102018129022A1 (de) * 2018-11-19 2020-05-20 AMCM GmbH Radiale Strömung über ein Baufeld
CN109732469B (zh) * 2019-03-13 2020-02-04 烟台工程职业技术学院(烟台市技师学院) 一种搅拌摩擦增材制造机
DE202019103479U1 (de) 2019-06-24 2019-08-27 SLM Solutions Group AG Dichtungssystem

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010045678A1 (en) * 2000-05-25 2001-11-29 Minolta Co., Ltd. Three-dimensional modeling apparatus
US20020090410A1 (en) * 2001-01-11 2002-07-11 Shigeaki Tochimoto Powder material removing apparatus and three dimensional modeling system
US20040084814A1 (en) * 2002-10-31 2004-05-06 Boyd Melissa D. Powder removal system for three-dimensional object fabricator
JP2008106319A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Matsuura Machinery Corp 金属光造形複合加工装置の粉末回収装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002205339A (ja) * 2001-01-11 2002-07-23 Minolta Co Ltd 粉末材料除去装置
JP2002205338A (ja) * 2001-01-11 2002-07-23 Minolta Co Ltd 粉末材料除去装置、および三次元造形システム
DE10158169B4 (de) 2001-11-28 2007-02-08 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Vorrichtung zur Herstellung und/oder Bearbeitung von Bauteilen aus Pulverteilchen
DE10342882A1 (de) * 2003-09-15 2005-05-19 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers
DE10342883B4 (de) 2003-09-15 2007-07-19 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Formkörpers
DE102010006939A1 (de) 2010-02-04 2011-08-04 Voxeljet Technology GmbH, 86167 Vorrichtung zum Herstellen dreidimensionaler Modelle
EP2463081A1 (en) * 2010-12-09 2012-06-13 3M Innovative Properties Co. A system comprising a rapid prototyping device and a material cartridge, a cartridge, and a method of using the system
JP2013049137A (ja) * 2011-08-30 2013-03-14 Sony Corp 除粉装置、造形システム及び造形物の製造方法
DE102012106141B4 (de) * 2012-07-09 2018-04-26 Exone Gmbh Verfahren und vorrichtung zum entpacken eines bauteils
FR2994113B1 (fr) * 2012-07-31 2017-10-06 Michelin & Cie Machine et procede pour la fabrication additive a base de poudre
JP5830148B1 (ja) * 2014-09-05 2015-12-09 株式会社ソディック 積層造形装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010045678A1 (en) * 2000-05-25 2001-11-29 Minolta Co., Ltd. Three-dimensional modeling apparatus
US20020090410A1 (en) * 2001-01-11 2002-07-11 Shigeaki Tochimoto Powder material removing apparatus and three dimensional modeling system
US20040084814A1 (en) * 2002-10-31 2004-05-06 Boyd Melissa D. Powder removal system for three-dimensional object fabricator
JP2008106319A (ja) * 2006-10-26 2008-05-08 Matsuura Machinery Corp 金属光造形複合加工装置の粉末回収装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109624315A (zh) * 2019-02-28 2019-04-16 西北工业大学 粉末床3d打印装备尺寸可调控平台

Also Published As

Publication number Publication date
US10821515B2 (en) 2020-11-03
EP3275629B1 (de) 2020-07-01
US20210046547A1 (en) 2021-02-18
DE102016114058A1 (de) 2018-02-01
US11458543B2 (en) 2022-10-04
DE102016114058B4 (de) 2023-10-05
JP2018016882A (ja) 2018-02-01
JP6768600B2 (ja) 2020-10-14
CN107662339B (zh) 2021-02-09
US20180029128A1 (en) 2018-02-01
EP3275629A1 (de) 2018-01-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107662339A (zh) 用于添加式地制造三维物体的设备用的粉末模块
US10730234B2 (en) Apparatus for additively manufacturing of three-dimensional components
US8895893B2 (en) Process chamber and method for processing a material by a directed beam of electromagnetic radiation, in particular for a laser sintering device
US10046393B2 (en) Three dimensional printer
US10022794B1 (en) Additive manufacturing using a mobile build volume
CN101653827B (zh) 制造三维形状物品的方法和装置及三维形状物品
EP3412382B1 (en) Apparatus with a module for the layered manufacture of a product
US11396135B2 (en) Powder reclamation and cleaning system for an additive manufacturing machine
CN107363259B (zh) 层叠造型装置
US20180200791A1 (en) Dynamically damped recoater
WO2015151313A1 (ja) 積層造形物の製造方法および混合材料
JP6611835B2 (ja) 三次元物体の付加製造のための装置
US11020763B2 (en) Spacer flow guide for partitioning build chamber of an additive manufacturing system
CN108067616B (zh) 层叠造型装置
CN108349161B (zh) 用于制造三维物体的方法和设备
JP2020050959A (ja) 三次元的な物体を付加的に製造するための設備
US20180297283A1 (en) Bottom-up powder conveying mechanism for an l-pbf system, l-pbf system and method for retrofitting and operating an l-pbf system
US20180235837A1 (en) Filling device for filling a medical bag, method for producing such a device and plant for producing fluid-filled medical bags
JP2020037280A (ja) 付加的に製造された三次元的な物体の付加的な製造のための装置用の操作装置
US11230056B2 (en) Lamination molding apparatus
US6460605B1 (en) apparatus for filling of molds with liquidy metals
CN206703433U (zh) 缸体组件及具有其的热流道系统
TW201900290A (zh) 除塵裝置之半圓柱形構造
CN109383027A (zh) 用于添加式地制造三维物体的设备
CN106001493B (zh) 用于过滤熔融金属的装置和方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230712

Address after: German Leigh F ten Fels

Patentee after: Concept laser Co.,Ltd.

Address before: German Leigh F ten Fels

Patentee before: CL SCHUTZRECHTSVERWALTUNGS GmbH