CN107835738B - 用于制备三维物体的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种用于通过逐层施加和选择性固化粉末状构造材料(13)制备三维物体(2)的方法包括以下步骤：借助于在工作平面(10)上方移动的涂布机(14)施加所述粉末状构造材料(13)的层(23)，通过借助于发光器(15)引入能量(16)而选择性固化在对应于待制备的物体(2)的横截面的位置处施加的粉末层(23)，和重复所述施加和选择性固化的步骤，直至制成所述物体(2)。对于至少一层、优选多个层且特别优选对于所有层进行施加的步骤如此进行，使得所述涂布机(14)至少两次在待涂布的平面上方移动，而在其间没有借助于所述发光器(15)进行光照，和所述选择性固化的步骤借助于至少两次在所述待光照的平面上方移动的发光器(15)进行，所述发光器发出适合于固化所述构造材料(13)的辐射。

Description

用于制备三维物体的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于通过逐层施加和选择性固化粉末状构造材料制备三维物体的方法和装置。

背景技术

例如在快速成型、快速制模或增材制造中使用这种类型的方法和装置。这样的方法的实例已知为名称“选择性激光烧结或激光熔化”。在此重复地施加粉末状构造材料的薄层并且在每层中通过借助激光束选择性辐射选择性固化构造材料。

DE 10 2012 212 587描述了用于通过激光烧结来逐层制备三维物体的装置和方法，其中待固化的层以两个彼此相继施加的子层的形式来生产，其中在施加这两个粉末子层的步骤之间至少在待制备的物体的边缘区域中不引入用于选择性固化粉末状构造材料的能量。

EP 1 568 472 A1描述了一种用于逐层制备三维物体的方法，其中每个待固化的位置都被多次照射。

发明内容

本发明的目的在于提供用于通过逐层施加和选择性固化粉末状构造材料制备三维物体的改进的方法或者改进的装置。

所述目的通过根据权利要求1所述的方法、根据权利要求11所述的计算机程序、根据权利要求12所述的控制单元或根据权利要求13所述的装置来实现。本发明的改进方案分别在从属权利要求中给出。在此，所述方法和计算机程序还可以通过下文中的或在权利要求书中详述的所述控制单元或装置的特征来改进，反之亦然。

根据本发明的用于通过逐层施加和选择性固化粉末状构造材料制备三维物体的方法包括以下步骤：借助于在工作平面上方移动的涂布机施加粉末状构造材料的层，和通过借助于发出适合于固化所述构造材料的辐射的发光器引入能量，选择性固化在对应于待制备的物体的横截面的位置处施加的粉末层。重复施加和选择性固化的步骤，直至制成所述物体。其中对于至少一层、优选多个层且特别优选对于所有的层如此进行施加的步骤，使得涂布机至少两次在待涂布的平面上方移动，而在其间没有借助于发光器引入能量。对于至少一层、优选多个层且特别优选对于所有层进行选择性固化的步骤如此进行，使得发光器至少(优选正好)两次在待光照的平面上方移动，而在其间没有施加新的构造材料。优选地，将所述发光器配置为成行式发光器。

因此，发光器至少两次在待光照的平面上方移动，其中在其两次移动中的至少一次中、优选两次中引入能量。

因此，本发明将至少两次在待涂布的平面上方移动的涂布机与同样至少两次在待光照的平面上方移动的发光器组合。这两个部件(涂布机和发光器)中的每一个在此都使其移动运动与相应另一个部件的移动运动相协调。根据本发明这由如下实现：在涂布机的两次上方运动之间没有借助于发光器进行能量引入。术语“其间”在此背景下是指位置上的意义。这意味着，在涂布机在其上方移动的每个任意位置，首先进行涂布机的两次上方移动，然后在那里借助于发光器引入能量。

这两个部件的经协调的移动运动尤其可以由此实现，这两者相对于彼此分别相继处于相同的布置中，这意味着，涂布机总是定位在发光器的左侧或者替代地发光器总是定位在涂布机的左侧。由此特别不复杂地实现了这两个部件的移动；这两者在其相应的移动运动中绝不会互相阻挡。

优选地，所述涂布机在其第一次在待涂布的平面上方移动时施加第一粉末子层且在其第二次移动经过时施加第二粉末子层。

由此可以尤其使得层内的垂直温度分布变得均匀且由此改进部件品质。

优选地，在所述涂布机在所述工作平面上方移动之前，改变涂布机在所述工作平面上方的高度，也就是它与工作平面的距离。

由此可以设定所施加的粉末层的所希望的层厚度。

因此本发明一般地还包括用于通过逐层施加和选择性固化粉末状构造材料制备三维物体的方法，所述方法具有以下步骤：借助于在工作平面上方移动的涂布机施加粉末状构造材料的层，选择性固化在对应于待制备的物体的横截面的位置处施加的粉末层，和重复施加和选择性固化的步骤，直至制成所述物体，其中使涂布机在施加层之前升高和/或降低预定高度。

优选地，对于至少一层、优选多个层且特别优选对于所有层进行选择性固化的步骤如此进行，使得借助于所述发光器至少两次引入能量(即尤其在其第一次移动时一次且在其第二次移动时一次)，而在其间没有施加新的构造材料。在此背景下，术语“其间”也是指位置上的意义。这意味着，在发光器在其上方移动的每个任意位置处，首先进行发光器的两次上方移动，然后在那里借助于涂布机施加新的构造材料。

由此例如能够以简单的方式将双涂布和双光照的效果彼此联系，其中这是经协调地进行的并且确保了在构造材料层的每个位置处首先被(尤其两次)涂布并且然后被两次光照。即，对于每个被两次光照的位置确保了在那里先前已经被(尤其两次)涂布。

优选地，在所述发光器在所述工作平面上方移动之前，改变所述发光器在所述工作平面上方(或相对于所述工作平面)的高度，也就是距离。

由此可以将发光器的聚焦平面与待光照的层的瞬时高度(即平面)相匹配。

因此本发明由此还包括用于通过逐层施加和选择性固化粉末状构造材料制备三维物体的方法，所述方法具有以下步骤：借助于在工作平面上方移动的涂布机施加粉末状构造材料的层，借助于在工作平面上方移动的发光器选择性固化在对应于待制备的物体的横截面的位置处施加的粉末层，和重复施加和选择性固化的步骤，直至制成所述物体，其中使发光器在其在工作平面上方移动之前升高和/或降低。

优选地，发光器在其第一次在所述待光照的平面上方移动时预热所述构造材料，而不使所述构造材料固化，和在其第二次在所述待光照的平面上方移动时固化在对应于待制备的物体的横截面的位置处的构造材料。

由此例如用于所施加的粉末层的单独的加热装置可能就是多余的，或者其加热效果可以得到支持。

在这样的预热时，例如可以在对应于待制备物体的横截面的位置处进行预热，然而也可以(替代地或附加地)(尤其选择性地)预热构造材料的平面中的区域，特别是以平衡平面内的温度不均匀性为目的。于是可以简单地平衡在平面内的热量降低。

优选地，所述发光器在其第一次在所述待光照的平面上方移动时仅部分固化在对应于待制备的物体的横截面的位置处的构造材料，和在其第二次在所述待光照的平面上方移动时完全固化在对应于待制备的物体的横截面的位置处的构造材料。“部分固化”在这一具体背景下应理解为，将不充分的(部分)能量引入到对应于待制备的物体的横截面的位置处。这个(部分)能量不足以将粉末状构造材料基本上熔化或熔化而使其在冷却过程中充分(即，如所希望的)强烈固化。在发光器的第二次移动时借助于额外的(部分)能量进行完全熔化，使得这两个(部分)能量基本上相加并且至少对应于在光照过程中完全固化粉末状构造材料所需的能量。

因此由此可以将完全固化构造材料所需的能量分成两次部分光照。

优选地，所述涂布机和所述发光器如此移动，使得在所述工作平面的不同地方同时进行涂布过程和光照过程。

由此可以显著提高处理速度并从而缩短物体的制备时间。

本发明的计算机程序可加载到可编程的控制单元中且包含程序代码工具，以便在所述计算机程序在所述控制单元上实施时，实施根据权利要求1至10之一所述的方法。

由此可行的是，以程序控制的方式来实施本发明的方法。

根据本发明的控制单元被设置用于通过选择性逐层固化构造材料来制备三维物体的装置，其中所述装置包括在工作平面上方可移动的涂布机，用于将所述构造材料的层施加到所述工作平面上，和发光器，用于通过借助于所述发光器引入能量而选择性固化在对应于待制备的物体的横截面的位置处施加的层。配置所述控制单元以如此控制所述装置，使所述装置重复所述施加和选择性固化的步骤，直至制成所述物体，对于至少一层、优选多个层且特别优选对于所有层进行施加的步骤如此进行，使得所述涂布机至少两次在待涂布的平面上方移动，而在其间没有借助于所述发光器引入能量，和所述选择性固化的步骤借助于至少两次在所述待光照的平面上方移动的发光器来进行，所述发光器发出适合于固化所述构造材料的辐射。

由此提供了一种控制单元，所述控制单元能够如下控制用于制备三维物体的装置，使其执行本发明的方法。

根据本发明的用于通过选择性逐层固化构造材料制备三维物体的装置包括：在工作平面上方可移动的涂布机，用于将所述构造材料的层施加到所述工作平面上，和发光器，用于通过借助于所述发光器引入能量而选择性固化在对应于待制备的物体的横截面的位置处施加的层。将所述装置配置为和/或控制为重复所述施加和选择性固化的步骤，直至制成所述物体，对于至少一层、优选多个层且特别优选对于所有层进行施加的步骤如此进行，使得所述涂布机至少两次在待涂布的平面上方移动，而在其间没有借助于所述发光器引入能量，和所述选择性固化的步骤借助于至少两次在所述待光照的平面上方移动的发光器来进行，所述发光器发出适合于固化所述构造材料的辐射。

由此提供了一种能够执行本发明方法的装置。

优选地，所述发光器能够与所述涂布机分开地在所述工作平面上方移动。

由此可以例如以简单的方式将双涂布和双光照彼此组合，而并不相互干扰。

优选地，所述发光器能够与所述涂布机一起在所述工作平面上方移动。

由此所述发光装置和所述涂布机可以同时工作，这提高了处理速度并且从而缩短了物体的制备时间。

附图说明

本发明的其它特征和便利性从借助于附图对实施例的描述中得出。附图不一定成比例地来理解。尤其可以依据是未固化还是已固化的区域来改变层厚度。

图1是示意性的、部分以截面展示的用于逐层制备三维物体的装置的实施例的视图，所述装置适合于执行根据本发明的方法。

图2a至d是根据本发明第一实施方式的方法的流程示意图。

图3a和b是根据本发明第二实施方式的方法的流程示意图。

具体实施方式

下文中参考图1描述装置1的实施例，所述装置适合于执行根据本发明的方法。在图1中所展示的装置是激光烧结或激光熔化装置1。为了构造物体2，所述装置包含具有腔室壁4的处理室3。

在处理室3中安排有向上开放的、具有壁部6的容器5。在容器5中安排有在竖直方向上方可移动的载体7，底板8安置在所述载体处，所述底板向下封闭容器5并且由此构成其底部。底板8可以是与载体7分离地构成的、固定在载体7处的板，或者可以是与载体7一体式构成的。依据所使用的粉末和工艺，可以在底板8上再安置构造平台9，在所述构造平台上构造物体2。但也可以在底板8自身上构造物体2，此时所述底板就用作构造平台。在图1中，待在容器5中在构造平台9上构成的物体2示出为在由容器的上边缘限定的工作平面10以下处于中间状态，所述物体具有多个经固化的层、由保持未固化的构造材料11包围。

激光烧结装置1还包含用于可通过电磁辐射固化的粉末状构造材料13的储备容器12以及在水平方向H上方可移动的、用于将构造材料13施加到工作平面10上的涂布机14。优选地，涂布机14横向于其运动方向经过整个待涂布的区域延伸。

激光烧结装置1还包含同样在水平方向H可移动的发光器15，所述发光器产生聚焦于工作平面10上的激光辐射16。优选将发光器15配置为成行式发光器，所述成行式发光器能够光照横向于其运动方向延伸的线，所述线经过整个待光照的区域延伸。

在处理室中还安排有辐射加热器17用于在所施加的层固化之前将其预热。将辐射加热器例如配置为红外辐射器。

另外，激光烧结装置1包含控制单元18，通过该控制单元，装置1的单独的组成部分被控制以协调的方式用于执行构造过程。控制单元可以包含CPU，其工作通过计算机程序(软件)来控制。计算机程序可以与所述装置分离地储存在储存介质上，所述计算机程序可以从所述储存介质加载到所述装置中、尤其加载到控制单元18中。

在运行中，为了施加粉末层，受限将载体7下降对应于所希望的层厚度的高度。于是，通过涂布机14在工作平面10上的移动，施加粉末状构造材料13的层。施加至少在待制备的物体2的整个横截面上进行，优选在整个构造区域上，即工作平面10的在容器的上部开口之内的区域。所施加的粉末层通过辐射加热器17预热。然后，发光器在经施加且经预热的粉末层的上方移动并且固化在对应于待制备的物体2的横截面的位置处的粉末状构造材料13，其方式为所述发光器选择性地用激光辐射来光照这些位置。一直重复这个步骤，直到物体2完成制备并且能够从构造空间中取出。

根据本发明，施加和固化的步骤如此进行：首先涂布机两次在待涂布的平面上方移动，而其间没有光照，和接着发光器两次在待光照的平面上方移动。

图2示出根据本发明第一实施方式的方法的示意性流程。在图2a至2b中分别在截面图中示意性展示了位于工作平面10中的构造区域的细节。

在施加和选择性固化粉末层20之后，构成待制备的物体2的一部分的、位于所述粉末层中的经固化区域被尚未固化的粉末11包围。在图2a中所示的步骤开始时，涂布机14安排在构造区域10的左侧，发光器15安排在右侧。

首先将载体7下降高度d1。然后，如图2a中所示，借助于涂布机14在第一涂布方向R1上经过构造区域10的移动将构造材料13的具有第一厚度d1的第一粉末层21施加在先前施加且选择性固化的粉末层20上。

在施加第一粉末层21之后，将载体7下降高度d2。接着涂布机14如在图2b中所示在第二涂布方向R2上移动，所述第二涂布方向优选与第一移动方向R1反向。同时，涂布机施加构造材料13的具有第二厚度d2的第二粉末层22。

由此总体上产生了一个待固化的粉末层23，其厚度d等于第一厚度d1和第二厚度d2的和。第一和第二粉末层21、22可以说是一个共同的待固化的总粉末层23的粉末子层。

在施加第一和第二粉末子层21、22的过程中和之后，通过辐射加热器17将所施加的粉末预热。

一旦涂布机14已经两次在构造区域上方移动10并且已经施加了两个粉末子层21、22，而其间没有光照，则发光器如在图2c中所示在第一光照方向R3上在构造区域上方移动并选择性地光照所施加的总粉末层23，所述第一光照方向优选与第二涂布方向R2相同。在此，通过激光辐射16引入的能量的量被设定为，使得粉末状构造材料13不进行完全固化。由此，在所施加的总粉末层23中依据待构造的物体2的结构或者依据同时待构造的物体2的数目，构成至少一个部分固化的粉末区域24。

在第一次部分光照之后，发光器如在图2d中所示地在第二光照方向R4上在构造区域上方移动并选择性光照所施加的总粉末层23，所述第二光照方向优选与第一涂布方向R1相同。在此，通过激光辐射16引入的能量的量被设定为，使得在对应于待制备物体2的横截面的位置处粉末状构造材料13进行完全固化。由此在所施加的总粉末层23中构成了完全固化的粉末区域25，所述粉末区域已经是待构造物体的一部分并且在对待制备物体2或多个待制备物体的第二次部分光照过程中扩展，而在物体2之外保留了未固化的构造材料11。

由此实现了初始状态，重新将载体降低d1，和重复上文描述的步骤，从图2a中所示的步骤开始。替代将载体7两次分别降低d1和d2，还可以将载体仅一次降低总高度d＝d1+d2。然而，于是必须在施加每个粉末子层之后升高或降低涂布机14。例如在图2a中所示的步骤之前不是将载体7降低d1，而是将涂布机14升高d1，使得其以厚度d1施加第一粉末子层21。然后，在图2a和2b中所示的步骤之间，将载体7降低d＝d1+d2，和涂布机14降低d1，以便用厚度d2施加第二粉末子层22。在图2a中所示的下一个步骤之前，必须将涂布机14再次升高d1，从而所述涂布机能够在下一次通过时再度用厚度d1来施加第一粉末子层21。

对于发光器15，在此实施方式中不需要高度调整，因为总粉末层23的表面在发光器15的两次移动经过时位于相同的高度。

即，在此方法中，交替地进行双涂布(图2a、2b，施加两个子层，而其间没有光照)和双光照(图2c、2d，两次部分光照，而其间没有涂布)。

由此可以将双或多涂布与双或多光照的优点以简单的方式彼此组合。

双或多涂布(也就是以两个或更多个彼此相加施加的子层的方式来施加粉末状构造材料的待固化的层，而在其间没有光照)使得能够，与用对应的总厚度施加单一的层相比，在所施加的层的厚度上实现均匀的温度分布。由此可以改进所制备的物体的机械特性。尤其可以改进表面品质，和可以避免收缩坑(橘皮)。

双或多光照(即以两次或更多次彼此相继进行的部分光照的形式来固化粉末状构造材料的待固化的层)同样可以改进所制备的物体的品质：

最简单的可能性在于，将完全固化粉末状构造材料所需的能量分成两个部分，将这两个部分相继引入到层中。通过双光照整体上可以实现比在单光照情况下向层中引入更大的能量量。但是即使在划分本可能由单光照引入的能量量的情况下，通过划分成两个部分产生了例如在层中的温度分布方面和由此产生的所制备物体的更好品质的优点。

替代上文描述的粉末状构造材料的部分或完全固化，通过第一部分光照还可以实现其它效果。

于是发光器可以例如在其第一次在所述待光照的平面上方移动时预热所述构造材料，而不使所述构造材料固化，和在其第二次移动时固化在对应于待制备的物体的横截面的位置处的构造材料。所述预热可以替代或附加于借助于辐射加热器的预热。在此例如可以将整个所施加的层通过发光器加热，其中通过对光照的控制还可以控制在层上的温度分布。替代地，还可以仅预热待固化的区域或者仅预热非待固化的区域，其中还可以保持与待固化的区域的外轮廓的距离或者可以同时加热超出所述外轮廓的边缘。

替代地，发光器可以例如在其第一次在所述待光照的平面上方移动时改变构造材料的吸收率并且在其第二次移动时仅固化在吸收性更强的位置的构造材料。为此，第二部分光照甚至不需要是选择性的。

在图2c中所示的步骤中，发光器15优选在与先前图2b中所示步骤中涂布机14在构造区域上方移动的相同方向R3＝R2上在构造区域上方移动。此外，在图2a中所示的步骤中，涂布机14优选在与先前图2d中所示步骤中发光器15在构造区域上方移动的相同方向R1＝R4上在构造区域上方移动。在此不要求一个模块相应地等待直到另一个模块完全在构造区域上方移动，而是两个模块也可以至少部分同时地在构造区域上方移动。

图3示意性示出根据本发明第二实施方式的方法的流程，所述实施方式与第一实施方式的区别在于，涂布机14和发光器15一起在构造区域上方移动，而不是彼此分开地移动。第一实施方式的所有其它特征也可以转移到第二实施方式。

图3a示出一个方法步骤，其中将在图2b和2c中所示的方法步骤彼此组合。涂布机14已经在一个早先的方法步骤中施加了第一粉末子层21a并且现在在第一移动方向R5上在构造区域上方移动，以便施加第二粉末子层22a。在涂布机14之后，第一粉末子层21a和第二粉末子层22a一起已经构成待选择性固化的总粉末层23a。

在涂布机14仍为了施加第二粉末子层22a而在构造区域上方移动的过程中，在其后方一定距离处，发光器15已经同样在第一移动方向R5上在总粉末层23a的已经完成施加的区域上方移动并且将其选择性光照。在此优选还如此设定通过激光辐射16引入的能量的量，使得没有进行粉末状构造材料13的完全固化，由此在总粉末层23a中构成部分固化的粉末区域24a。

在涂布机14和发光器15之间的距离优选如此选择，使得位于它们之间的粉末能够通过辐射加热器17在施加和光照之间的间隙时间中被充分地预热。

在发光器至少已经在全部待光照的区域、优选全部构造区域上方移动之后，所述发光器在优选与第一移动方向R5反向的第二移动方向R6上重新在构造区域上方移动并且引导第二部分光照通过，如上文相对于图2d所描述的。由此在总粉末层23a中出现了完全固化的粉末区域25a，所述粉末区域已经是待构造物体2的一部分并且在对待制备物体2的第二次部分光照过程中扩展，而在物体2之外保留了未固化的构造材料11。

在发光器15仍为了执行第二次部分光照而在构造区域上方移动的过程中，在其后方一定距离处，涂布机14已经在总粉末层23a的已经完成光照的区域上方移动并且施加用于下一个总粉末层的另一个第一粉末层21b。

发光器15和涂布机14之间的距离例如如此选择，使得施加第一粉末子层21b既不干扰总粉末层23a的通过激光辐射16加热的区域的固化，也不使新施加的粉末受到总粉末层23a的仍热的固化区域25a的不利影响。

在涂布机14至少已经在整个待光照的区域、优选整个构造区域上方移动之后，实现了初始状态，和重复上文描述的方法，以图3a中所示的步骤开始。

当在此实施方式中为了施加粉末子层21、22分别将载体7降低d1和d2时，产生了如下问题，即总粉末层23a的表面在发光器15这两次上方移动时位于不同的高度并且必须后续调整激光辐射的聚焦。

因此，在此实施方式中，载体7优选仅在图3a所示的步骤之前下降总高度d＝d1+d2。在图3b中所示的步骤之前将涂布机14升高d1并且在所述步骤之后再次下降d1。由此分别用厚度d1、d2来施加粉末子层21、22。另一方面，在此，总粉末层23a的高度位置在发光器15的这两次上方移动时保持相同，使得不要求聚焦的后续调整。

替代此，载体可以对于这两个粉末子层21、22分别降低厚度d1、d2并且涂布机在其高度设定方面保持不变。然后优选地，发光器在图3a中所示的步骤之前升高d1并且在图3b中所示的步骤之前下降d1。

这些工作方式的任意组合也是可行的，以确保一方面施加所希望的层厚度且另一方面使总粉末层的表面总是处于激光辐射的聚焦平面中。

即，在此实施方式中，也交替地进行双涂布(图3a、3b的左半部，施加两个子层，而其间没有光照)和双光照(图3a、3b的右半部，两次部分光照，而其间没有涂布)。表述“其间”在此情况下是指构造区域的每个独立的地方。在此实施方式中，在不同的地方，例如同时进行涂布和光照。

因此，可以用第二实施方式来实现与第一实施方式相同的效果。另外可以实现移动的加速，因为涂布机和发光器不是彼此相继而是至少同时地在构造区域上方移动。由此可以减少物体的制备时间并从而降低其成本。

对上文描述的实施方式而言共通的是，涂布机至少两次在待涂布的平面上方移动，而在其间没有借助于发光器引入能量，和借助于发光器至少两次引入能量，而在其间没有施加新的粉末。本发明的方法可以被任意地修改，只要满足这一基本原则。于是发光器和涂布机还可以在待涂布或待光照的平面上方移动多于两次，而在其间没有光照或涂布。

根据上文的实施方式以厚度d1和d2施加了两个粉末子层。这些厚度可以是相同的或彼此不同的。这些厚度还可以是零，也就是说涂布机在此情况下进行一次空运行，而不施加粉末。同样，发光器可以进行一次空运行而不进行光照。

在上文的实施方式中已经描述了，可以使涂布机14和/或发光器15在部分涂布或部分光照之前、即相应地在其在工作平面上方移动之前升高或降低。

无须将本发明应用于构成物体的所有层。然而，可以对这些层中的至少一个、优选对多个层且特别优选对所有层执行本发明。

即使借助于激光烧结或激光熔化装置描述了本发明，但本发明并不受限于激光烧结或激光熔化。本发明可以应用于任意的用于通过粉末状构造材料的逐层施加和通过选择性引入能量而选择性固化来制备三维物体的方法。

发光器可以包括例如一个或多个气体或固体激光器或任何其它类型的激光器，例如像激光二极管、尤其VCSEL(垂直腔表面发射激光器)或VECSEL(垂直外腔表面发射激光器)。总体而言可以使用任何能够用能量作为波或微粒辐射选择性地施加到构造材料层上的装置作为发光器。替代激光器，例如可以使用其它的光源、电子束、或任何适合于固化构造材料的其它能量源或辐射源。

作为构造材料可以使用不同类型的粉末，尤其金属粉末、塑料粉末、陶瓷粉末、砂、填充的或混合的粉末。

Claims (12)

1.用于通过逐层施加和选择性固化粉末状构造材料(13)制备三维物体(2)的方法，所述方法具有以下步骤：

借助于移动经过工作平面(10)的涂布机(14)施加所述粉末状构造材料(13)的层(23)，

通过借助于发出适合于固化所述构造材料(13)的辐射的发光器(15)引入能量(16)，选择性固化在对应于待制备的物体(2)的横截面的位置处施加的粉末层(23)，和

重复所述施加和选择性固化的步骤，直至制成所述物体(2)，

其中对于至少一层或对于多个层或对于所有的层如此进行所述施加的步骤，使得

所述涂布机(14)至少两次在相反方向(R1、R2；R5、R6)上移动经过待涂布的平面，而在其间没有借助于所述发光器(15)引入能量(16)，和

对于至少一层或对于多个层或对于所有层进行选择性固化的步骤如此进行，使得所述发光器(15)至少两次在相反方向(R1、R2；R5、R6)上移动经过待光照的平面，而在其间没有施加新的构造材料(13)；

其中对于至少一层或对于多个层或对于所有层，所述发光器(15)与所述涂布机(14)一起移动经过所述工作平面(10)，使得在所述工作平面的不同地方同时进行涂布过程和光照过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述涂布机(14)

在其第一次移动经过所述待涂布的平面时施加第一粉末子层(21)，和

在其第二次移动经过所述待涂布的平面时施加第二粉末子层(22)。

3.根据权利要求1所述的方法，其中

在所述涂布机(14)移动经过所述工作平面(10)之前，改变所述涂布机(14)在所述工作平面(10)上方的高度。

4.根据权利要求1所述的方法，其中

对于至少一层或对于多个层或对于所有层进行选择性固化的步骤如此进行，使得借助于所述发光器(15)至少两次引入能量(16)，而在其间没有施加新的构造材料(13)。

5.根据权利要求1所述的方法，其中

在所述发光器(15)移动经过所述工作平面之前，改变所述发光器(15)在所述工作平面上方的高度。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述发光器(15)

在其第一次移动经过所述待光照的平面时预热所述构造材料(13)，而不使所述构造材料固化，和

在其第二次移动经过所述待光照的平面时固化在对应于待制备的物体(2)的横截面的位置处的构造材料(13)。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述发光器(15)

在其第一次移动经过所述待光照的平面时仅部分固化在对应于待制备的物体(2)的横截面的位置处的构造材料(13)，和

在其第二次移动经过所述待光照的平面时完全固化在对应于待制备的物体(2)的横截面的位置处的构造材料(13)。

8.根据权利要求1所述的用于制备三维物体(2)的方法，

其中使所述涂布机(14)在施加层之前升高和/或降低预定高度。

9.根据权利要求1所述的用于制备三维物体(2)的方法，

其中使所述发光器(15)在其移动经过所述工作平面之前升高和/或降低。

10.计算机程序，所述计算机程序可加载到可编程的控制单元(18)中，所述计算机程序具有程序代码工具，以便在所述计算机程序在所述控制单元(18)上实施时，实施根据权利要求1至9中任一项所述的方法的所有步骤。

11.用于装置(1)的控制单元(18)，所述装置用于通过选择性逐层固化构造材料(13)制备三维物体(2)，其中所述装置包括：

可移动经过工作平面(10)的涂布机(14)，用于将所述构造材料(13)的层(31)施加到所述工作平面(10)上，和

发光器(15)，用于通过借助于所述发光器(15)引入能量(16)而选择性固化在对应于待制备的物体(2)的横截面的位置处的施加的层(23)，

其中配置所述控制单元(18)以如此控制所述装置，使得所述装置

重复所述施加和选择性固化的步骤，直至制成所述物体(2)，

对于至少一层或对于多个层或对于所有层进行施加的步骤如此进行，使得所述涂布机(14)至少两次移动经过待涂布的平面，而在其间没有借助于所述发光器(15)引入能量(16)，

所述选择性固化的步骤借助于至少两次移动经过待光照的平面的发光器(15)进行，所述发光器发出适合于固化所述构造材料(13)的辐射，和

所述发光器(15)与所述涂布机(14)一起移动经过所述工作平面(10)，使得在所述工作平面的不同地方同时进行涂布过程和光照过程。

12.用于通过选择性逐层固化构造材料(13)制备三维物体(2)的装置(1)，所述装置包括

可移动经过工作平面(10)的涂布机(14)，用于将所述构造材料(13)的层(23)施加到所述工作平面(10)上，和

发光器(15)，用于通过借助于所述发光器(15)引入能量(16)而选择性固化在对应于待制备的物体(2)的横截面的位置处施加的层(23)，

其中将所述装置(1)配置或控制为：

重复所述施加和选择性固化的步骤，直至制成所述物体(2)，

对于至少一层或对于多个层或对于所有层进行施加的步骤如此进行，使得所述涂布机(14)至少两次移动经过待涂布的平面，而在其间没有借助于所述发光器(15)引入能量(16)，和

所述选择性固化的步骤借助于至少两次移动经过待光照的平面的发光器(15)来进行，所述发光器发出适合于固化所述构造材料(13)的辐射，

其中所述发光器(15)能够与所述涂布机(14)一起移动经过所述工作平面(10)，使得在所述工作平面的不同地方同时进行涂布过程和光照过程。

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