CN108202479A - 用于添加式地制造三维物体的设备用的照射装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束固化的建造材料组成的建造材料层来添加式地制造三维物体的设备用的照射装置(1)，包括：能量束产生装置，用于产生能量束；射束偏转装置，用于将由能量束产生装置产生的能量束偏转到确定的入射地点上；通过至少一个光导元件形成的或者包括至少一个这种光导元件的光路；位置检测装置，用于借助于光学测量射束光学地、尤其是以干涉测量方式检测射束偏转装置尤其是相对于参考位置的位置；配属于位置检测装置的测量射束产生装置，用于产生用于光学地检测射束偏转装置的位置的光学测量射束，由测量射束产生装置产生的光学测量射束直接地能耦入或被耦入照射装置的光路中。

Description

用于添加式地制造三维物体的设备用的照射装置
技术领域
本发明涉及一种用于添加式地制造三维物体的设备用的照射装置，所述设备通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束固化的建造材料组成的建造材料层来制造三维物体，其中，照射装置包括：能量束产生装置，其被设置用于产生能量束；射束偏转装置，其被设置用于将由能量束产生装置产生的能量束偏转到确定的入射地点上；以及通过至少一个光导元件形成的或者包括至少一个这种光导元件的光路，其中，能量束产生装置和射束偏转装置通过光路光学地彼此耦合。
背景技术
在三维物体的添加式制造的范围内，相应的照射装置的应用基本上是已知的。
对相应的添加式建造过程来说重要的是，精确地确定属于照射装置的、通常也称为扫描器装置的射束偏转装置相对于建造平面的位置。挑战在于，即使在实施添加式建造过程期间也要保证精确地确定射束偏转装置相对于建造平面的位置。在实施添加式建造过程期间所产生的热量尤其会导致不同的功能部件的一定程度的膨胀，这会导致射束偏转装置相对于建造平面的定位的变化。
为了实施必要时需要的、对射束偏转装置或者必要时对整个照射装置的定位的修正，需要精确地了解射束偏转装置的当前的定位。
发明内容
因此本发明的目的在于，尤其鉴于对射束偏转装置的定位的尽可能精确的检测，给出一种相应改进的照射装置。
该目的通过根据权利要求1所述的照射装置实现。从属于其的权利要求涉及照射装置的可能的实施方案。
此处描述的照射装置是用于添加式地制造三维物体——也就是说尤其是技术构件(Bauteil)或技术构件组——的设备的功能部件。相应的设备在下文中也称为添加式设备。像下文说明的，这种设备可以是用于实施选择性激光烧结过程的设备、也就是说是SLS设备，或者是用于实施选择性激光熔化过程的设备、也就是说SLM设备。
照射装置包括能量束产生装置或者为照射装置分配有这种能量束产生装置。该能量束产生装置或者属于该能量束产生装置的部件可以作为单独的、必要时模块化的、能与照射装置的其它组件/结构组(Baugruppe)连接的组件存在。能量束产生装置被设置用于产生能量束、尤其是激光束，为此能量束产生装置包括相应的能量束产生元件或激光束产生元件，例如形式为激光发生器。
在实施添加式建造过程的框架内，能量束用于选择性地照射以及因此选择性地固化由相应地可固化的、典型地粉末状的建造材料组成的单个的建造材料层。
照射装置还包括如上所述的、典型地也称为扫描器装置的射束偏转装置，或者为照射装置分配有这种射束偏转装置。该射束偏转装置或者属于该射束偏转装置的部件可以作为单独的、必要时模块化的、能与照射装置的其它组件连接的组件存在。射束偏转装置被设置用于将由能量束产生装置产生的能量束偏转到添加式设备的建造平面中的确定的入射地点上，为此射束偏转装置包括合适的、尤其是能以至少一个运动自由度运动地被支承的、例如形式为射束偏转镜的射束偏转元件。射束偏转元件典型地布置或形成在射束偏转装置的、典型地也称为扫描头的结构元件上或中。
因此，射束偏转装置形成耦出点，用于从照射装置中耦合出(光学)射束。像在下文中说明的，然而也可以通过射束偏转装置，将例如被建造平面、尤其是被通过相应的能量输入在建造平面中产生的熔化区域所反射的射束耦入照射装置中。因此，射束偏转装置也形成用于将(光学)射束耦入照射装置中的耦入点。
照射装置还包括光路。能量束产生装置和射束偏转装置被接入光路中并通过光路光学地彼此耦合，从而例如由能量束产生装置产生的能量束能耦入射束偏转装置中并通过该射束偏转装置以本身已知的方式能耦出到添加式设备的建造平面内的确定的入射地点上。
照射装置的特征在于位置检测装置和能配属于或被配属于该位置检测装置的测量射束产生装置。位置检测装置和测量射束产生装置在结构上可以组合，也就是说例如组合在共同的壳体结构中以及能够如此形成一能与照射装置的其它组件连接的、单独的、必要时模块化的、用于检测射束偏转装置的位置的组件。
位置检测装置被设置用于，借助于光学测量射束(“测量射束”)光学地——也就是说尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置——尤其是相对于参考位置——的位置。借助于位置检测装置可以精确地检测射束偏转装置——尤其是相对于参考位置(例如添加式设备的建造平面)——的位置。射束偏转装置的位置(该射束偏转装置的位置当然也可以理解为射束偏转装置——尤其是相对于参考取向——的取向)的检测光学地进行，也就是说基于干涉测量、特别是激光干涉测量、优选是绝对激光干涉测量的原理，其能够实现检测绝对位置。位置检测装置和测量射束产生装置在此能够形成绝对干涉仪，该绝对干涉仪被设置用于检测射束偏转装置的绝对位置。
射束偏转装置尤其被设置用于，将测量射束偏转到至少一个光学测量点(简称为“测量点”)、尤其是三个光学测量点上，尤其是(相应地)偏转到形式为对测量射束进行反射的光学元件——优选凹面镜——的光学测量点上。位置检测装置尤其被设置用于，根据由所述至少一个测量点反射的、测量射束的份额来检测射束偏转装置的位置。在此，例如通过检测测量射束的渡越时间或相位偏移、也就是说尤其是由测量点反射回的测量射束份额来进行对射束偏转装置的位置的检测。在此要提到的是，测量射束——像在所述的激光干涉测量原理中常见的那样——典型地可以包括至少两个不同的波长。此外要提到，原则上能量束产生装置也可以用作或设计为能量束产生装置，从而原则上也可以将由能量束产生装置产生的能量束用作或设计为测量射束。
当然，检测射束偏转装置的位置也可以包括照射装置的、特别是射束偏转装置的不同运行参数，例如单个或多个射束偏转元件(例如相对彼此和/或相对于添加式设备的建造平面)的定向、特别是角位置。
测量射束产生装置被设置用于产生用于光学地——也就是说尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置的位置的测量射束。在此重要的是，由测量射束产生装置产生的测量射束直接地能耦入或被耦入照射装置的光路中。因此，位置检测装置或测量射束产生装置被设置用于，直接地将测量射束耦入照射装置的光路中。即照射装置的光路也用于测量射束。测量射束经过从测量射束产生装置的或位置检测装置的测量射束耦出点开始的光路，并通过射束偏转装置经过照射装置的耦出点从照射装置中耦出。像提到的那样，射束偏转装置尤其被设置用于，将测量射束偏转到至少一个测量点上，尤其是偏转到三个测量点上，尤其是偏转到形式为反射测量射束的光学元件——优选凹面镜——的测量点上。例如由测量点反射的、测量射束的份额通过照射装置的耦入点耦入照射装置中并经过光路直至测量射束产生装置或位置检测装置的测量射束耦入点。
虽然即使由测量射束产生装置能产生的或被产生的测量射束也可以是必要时由能量束产生装置产生的激光束，然而测量射束与由能量束产生装置能产生的或被产生的能量束典型地在至少一个射束参数、尤其是能量强度上有区别。此外，能量束的耦出典型地在时间上与测量射束的耦出错开；因此能量束和测量射束典型地不是同时从照射装置中耦出。
照射装置可以包括一(另外的)检测装置，或者可以为照射装置分配一(另外的)检测装置。所述(另外的)检测装置被设置用于，检测能量束的——尤其在待选择性地固化的或被选择性地固化的建造材料层的熔化区域中产生的——被反射的份额。能量束的被反射的份额通过光路光学地能耦入或被耦入检测装置中。所述(另外的)检测装置可以按照硬件和/或软件的方式被设置用于，鉴于添加式待制造的或被制造的物体的质量、尤其是结构特性来分析能量束的检测到的反射份额。所述(另外的)检测装置为此包括合适的分析算法。这样做的背景是，能量束的反射份额取决于通过相应的能量输入产生的熔化区域的各种参数、尤其是各种几何参数，该熔化区域对添加式待制造的或被制造的物体的构件质量、也就是说特别是结构特性具有关键影响。
如果照射装置包括相应的检测装置或者为照射装置分配有这种相应的检测装置，则测量射束产生装置尤其被设置用于，将测量射束耦入光路的、位于能量束产生装置与所述(另外的)检测装置之间的部段中。在这种情况下，测量射束产生装置布置或形成在能量束产生装置与所述(另外的)检测装置之间。然而也可以设想，测量射束产生装置被设置用于，将测量射束耦入光路的、被连接在检测装置之前/上游的部段中。在这种情况下，测量射束产生装置——至少在观察能量束或测量射束从照射装置中耦出的方向上——以被连接在检测装置之前的方式布置或形成。
通过所述原理实现了在照射装置中射束偏转装置的位置的直接检测。所述原理实现了射束偏转装置的位置的精确检测或射束偏转装置的位置的变化的精确检测。因此，给出了一种尤其鉴于射束偏转装置的定位的精确检测经改进的照射装置。
位置检测装置尤其被设置用于，产生对射束偏转装置——尤其是相对于参考位置——的所检测到的位置进行描述的位置检测信息。相应的位置检测信息能够以数据方式由添加式设备的其它功能部件，尤其是结合对(检测到的)射束偏转装置位置变化的补偿或修正来使用。例如，添加式设备的控制装置——其被设置用于基于对相应的建造材料层的选择性照射进行描述的照射信息来控制借助于照射装置待实施的或者被实施的建造材料层选择性照射——可以被设置用于，根据借助于位置检测装置产生的位置检测信息来改变相应的照射信息，也就是说尤其是使得该照射信息与射束偏转装置——尤其是相对于参考位置——的位置的所检测到的改变相匹配。
像多次提到的，射束偏转装置典型地被设置用于，将测量射束偏转到至少一个测量点上，尤其是偏转到三个测量点上，尤其是偏转到形式为反射测量射束的光学元件——优选凹面镜——的测量点上，以及位置检测装置被设置用于，根据由测量点反射的测量射束来检测射束偏转装置的位置。尤其可以为照射装置分配或能分配包括多个测量点的光学测量点布置结构(简称为“测量点布置结构”)。测量点布置结构可以表现为位置检测装置的(功能上的)组成部件。属于测量点布置结构的测量点相对彼此以规定的空间排布来(相对地)布置或形成。测量点基本上可以占据任意的空间位置。测量点可以布置或形成在共同的平面中或者必要时也可以在不同的空间平面中，只要它们以规定的空间排布来(相对地)相对彼此布置或形成。每个测量点可以用于检测射束偏转装置的确定的位置信息。因此，由相应的测量点反射的测量射束可以分别用于检测射束偏转装置的确定的位置信息。可以借助于位置检测装置由单个的位置信息产生通过相应的位置检测信息描述的、射束偏转装置的绝对位置。
作为在不同的平面内布置或形成相应的测量点的备选，当然也可以，将测量点布置结构的测量点布置或形成在共同的平面中。所述平面例如可以是添加式设备的建造平面。因此测量点例如尤其可以布置或形成在添加式设备的建造平面内，一般来说在添加式设备的过程室内的平面内。测量点可以等距分配地布置或形成在平面中。
本发明还涉及一种用于添加式地制造三维物体——也就是说例如技术构件或技术构件组——的设备(简称为“添加式设备”)，所述设备通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束固化的建造材料组成的建造材料层来制造三维物体。借助于所述设备实施的添加式建造过程在属于所述设备的、典型的可惰性化的过程室中进行。过程室可以形成所述设备的壳体结构的一部分。所述添加式设备可以是SLM设备、也就是说是用于实施选择性激光熔化方法(SLM方法)的设备，或者是SLS设备、也就是说是用于实施选择性激光烧结方法(SLS方法)的设备。相应的待选择性地固化的建造材料层的选择性固化基于和物体相关的建造数据进行。相应的建造数据描述了相应的待添加式制造的物体的几何结构的形状且例如能够包含相应的待制造的物体的“被切片的”CAD数据。
所述添加式设备包括典型地对于实施添加式建造过程所需的功能部件，也就是说尤其是用于依次逐层选择性地照射和随之固化由能固化的建造材料(也就是说尤其是颗粒状或粉末状的金属材料、塑料材料和/或陶瓷材料)组成的建造材料层的照射装置，以及用于在建造平面中形成待固化的建造材料层的覆层装置。建造平面可以是承载装置的典型地(沿竖直方向)可移动地支承的承载元件的表面或者是建造材料层。通常在建造平面中布置或形成至少一个待选择性地固化的或者被选择性地固化的建造材料层。所述设备的特征在于，其包括至少一个如上所述的照射装置。因此所有结合此处描述的照射装置说明的实施方案都类似地适用于所述添加式设备。
添加式设备可以包括控制装置，所述控制装置用于基于对相应的建造材料层的选择性照射进行描述的照射信息来控制借助于照射装置待实施的或被实施的、对相应的建造材料层的照射。控制装置被设置用于，根据借助于位置检测装置产生的位置检测信息来改变照射信息，尤其是使得该照射信息与射束偏转装置——尤其是相对于参考位置——的位置的所检测到的改变相匹配。因此，相应的位置检测信息能够如上所述以数据方式由添加式设备的其它功能部件、也就是说尤其是相应的控制装置用于补偿或修正(检测到的)射束偏转装置位置变化。这具体地例如可以如此实施，即在检测到射束偏转装置的位置沿确定的空间方向变化了确定的量、也就是说例如0.2mm时，进行照射的相应的匹配，从而能量束以沿相应的空间方向错开了相应的量的方式偏转到建造材料层上。
最后要注意的是，射束偏转装置也可以被设置用于，将光学测量射束偏转到待选择性地固化的建造材料层上，以及位置检测装置——尤其是在层厚度检测装置的功能上——可以被设置用于，根据由建造材料层反射的、光学测量射束的份额来(直接地)检测建造材料层的层厚度。如此可以通过简单的方式额外地实现层厚度检测装置。
本发明还涉及一种用于借助于光学测量射束光学地——尤其是以干涉测量方式——检测添加式设备的包括光路的照射装置——尤其是像所述的照射装置——的射束偏转装置——尤其是相对于参考位置——的位置的方法。所述方法的特征在于如下步骤：产生光学测量射束；借助于光学测量射束，尤其是借助于光学测量射束的由测量点反射的份额，光学地——尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置——尤其是相对于参考位置——的位置。根据所述方法，光学测量射束直接地耦入照射装置的光路中。因此，所有结合此处描述的照射装置说明的实施方案都同样适用于所述方法。反之亦然，即所有结合所述方法说明的实施方案都类似地适用于所述照射装置和添加式设备。
根据所述方法，测量射束经过照射装置的光路，尤其是经过属于照射装置的测量射束产生装置或位置检测装置的光路，并通过射束偏转装置经过照射装置的耦出点从照射装置中耦出。射束偏转装置将测量射束偏转到至少一个测量点上，尤其是形式为反射测量射束的光学元件、优选凹面镜的测量点上。由测量点反射的、测量射束的份额通过照射装置的耦入点(再次)耦入照射装置中并经过光路直至位置检测装置。位置检测装置基于测量射束的被反射的份额——也就是说例如通过测量射束的渡越时间或相位偏移——来检测射束偏转装置的位置。测量射束的耦出典型地在时间上与能量束的耦出错开；因此能量束和测量射束典型地不是同时耦出。因此，照射过程和位置检测过程典型地交替地进行；尤其可以在(第一)建造材料层的照射过程之后或者在随后待照射的另外的建造材料层的照射过程之前进行位置检测过程。
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是根据实施例的照射装置的原理图；以及
图2是根据实施例的设备的原理图。
具体实施方式
图1示出根据实施例的照射装置1的原理图。在图1中以透视图示出照射装置1。
照射装置1是用于添加式地制造三维物体3——也就是说尤其是技术构件或技术构件组——的设备2的功能部件。相应的设备2可以是用于实施选择性激光烧结过程的设备、也就是说是SLS设备，或者是用于实施选择性激光熔化过程的设备、也就是说SLM设备。在图2中示出形式为SLM设备的相应的设备2的实施例。
照射装置1包括能量束产生装置4。该能量束产生装置4或者属于该能量束产生装置的部件可以作为单独的、必要时模块化的、能与照射装置1的其它组件连接的组件(未具体标示)存在。能量束产生装置4被设置用于产生能量束5、尤其是激光束。为此，能量束产生装置4包括相应的能量束产生元件或激光束产生元件(未示出)，例如形式为激光发生器。在实施添加式建造过程的框架内，能量束5用于选择性照射以及随之选择性固化由相应地能固化的、典型地粉末状的建造材料6组成的单个的建造材料层(参见图2)。
照射装置1还包括也称为扫描器装置的射束偏转装置7。该射束偏转装置7或者属于该射束偏转装置的部件可以作为单独的、必要时模块化的、能与照射装置1的其它组件连接的组件存在。射束偏转装置7被设置用于将能量束产生装置4产生的能量束5偏转到添加式设备的建造平面中的确定的入射地点上。为此，射束偏转装置7包括合适的、尤其是能以至少一个运动自由度运动地被支承的、例如形式为射束偏转镜的射束偏转元件(未具体标示)。射束偏转元件典型地布置或形成在射束偏转装置7的、典型地也称为扫描头的结构元件8上或中。
射束偏转装置7形成耦出点，用于从照射装置1中耦出(光学)射束。然而也可以通过射束偏转装置7，将例如被建造平面、尤其是被通过相应的能量输入在建造平面中产生的熔化区域所反射的射束耦入照射装置1中。因此，射束偏转装置7也形成用于将(光学)射束耦入照射装置1中的耦入点。
照射装置1还包括(光学的)光路9。显而易见，能量束产生装置4和射束偏转装置7被接入光路9中并通过光路9彼此光学耦合，从而例如由能量束产生装置4产生的能量束5能耦入射束偏转装置7中并通过该射束偏转装置能耦出到添加式设备的建造平面内的确定的入射地点上。
在图1中示出的实施例中，照射装置1的其它备选的功能部件也被接入照射装置1的光路9中。所述功能部件包括聚焦装置11以及检测装置12。聚焦装置11被设置用于调节能量束5的焦点且为此包括多个、尤其是相对彼此可运动地被支承的、光学聚焦元件(未示出)、尤其是透镜元件。检测装置12被设置用于检测能量束5的——尤其在待选择性地固化的或者被选择性地固化的建造材料层的熔化区域中产生的——被反射的份额。能量束5的被反射的份额能通过光路9光学地耦入检测装置中。检测装置12按照硬件和/或软件的方式被设置用于，鉴于待添加式地制造的或被添加式地制造的物体3的品质、尤其是结构特性来分析能量束5的检测到的被反射的份额且为此包括合适的分析算法。
照射装置1还包括位置检测装置13和配属于该位置检测装置的测量射束产生装置14。在示出的实施例中，位置检测装置13和测量射束产生装置14在结构上组合在共同的壳体结构(未具体标示)中以及如此形成一能与照射装置1的其它组件连接的、单独的、必要时模块化的组件。
位置检测装置13被设置用于借助于光学测量射束15光学地——也就是说尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置7——尤其是相对于参考位置——的位置。借助于位置检测装置13可以精确地检测射束偏转装置7——尤其是相对于参考位置(例如添加式设备2的建造平面)——的位置。射束偏转装置7的位置(该射束偏转装置的位置当然也可以理解为射束偏转装置7尤其相对于参考取向的取向)的检测光学地进行，也就是说基于干涉测量、特别是激光干涉测量、优选是绝对激光干涉测量的原理。射束偏转装置7被设置用于将测量射束15偏转到光学测量点16a-16c上，光学测量点尤其是形式为反射测量射束15的光学元件、优选凹面镜。位置检测装置13被设置用于，根据由单数个或复数个测量点16a-16c反射的、测量射束15的份额来检测射束偏转装置7的位置。在此，例如通过检测测量射束15的渡越时间或相位偏移、也就是说尤其是由测量点16a-16c反射回的测量射束15的份额来进行射束偏转装置7的位置的检测。测量射束15典型地包括至少两个不同的波长。
当然，检测射束偏转装置7的位置也可以包括照射装置1的、特别是射束偏转装置7的不同运行参数，例如单个或多个射束偏转元件(例如相对彼此和/或相对于建造平面)的定向、特别是角位置。
测量射束产生装置14被设置用于产生测量射束15。位置检测装置13和测量射束产生装置14能够形成绝对干涉仪。重要的是，测量射束产生装置14被设置用于，将测量射束15直接地耦入照射装置1的光路9中，也就是说，测量射束15直接地能耦入或被耦入照射装置1的光路9中。因此，测量射束产生装置14被设置用于，直接地将测量射束15耦入照射装置1的光路9中。测量射束15经过从测量射束产生装置14的测量射束耦出点17b开始的光路9，并且必要时通过光学偏转元件(未示出)——像反射镜元件、例如平面反射镜元件——偏转并且通过射束偏转装置7经过照射装置1的耦出点从照射装置1中耦出。测量射束15的由测量点16a-16c反射的份额通过照射装置1的耦入点耦入照射装置1中并经过光路9直至位置检测装置13的测量射束耦入点17a。显而易见，测量射束耦入点17a和测量射束耦出点17b可以重合。
在示出的实施例中，测量射束产生装置14被设置用于，将测量射束15耦入光路9的、位于能量束产生装置4与检测装置12之间的部段中，且该测量射束产生装置相应地布置或形成在能量束产生装置4与检测装置12之间。然而也可以设想，将测量射束15耦入光路9的、连接在检测装置12之前的部段中。在这种情况下，测量射束产生装置14——至少在观察能量束或测量射束15从照射装置1中耦出的方向上——以连接在检测装置12之前的方式布置。
测量射束15可以和能量束5一样是激光束。然而测量射束15与能量束5典型地在至少一个射束参数、尤其是能量强度上有区别。此外，能量束5的耦出典型地在时间上与测量射束15的耦出错开；因此能量束5和测量射束15典型地不同时从照射装置1中耦出。
位置检测装置13被设置用于，产生对射束偏转装置7的所检测到的——尤其是相对于参考位置的——位置进行描述的位置检测信息。相应的位置检测信息可以——像下文结合对根据图2的实施例描述的那样——以数据方式由添加式设备2的其它功能部件，尤其是结合对(检测到的)射束偏转装置位置变化的补偿或修正来使用。
根据图1可看出，为照射装置1分配有包括多个测量点16a-16c的光学测量点布置结构16。测量点布置结构16表现为位置检测装置13的(功能上的)组成部件。属于测量点布置结构16的测量点16a-16c以规定的空间排布来(相对地)相对彼此布置。在图1示出的实施例中，测量点16a-16c布置在共同的平面中，该平面可以是添加式设备的建造平面。每个测量点16a-16c可以用于检测射束偏转装置7的确定的位置信息。因此，由相应的测量点16a-16c反射的测量射束15或测量射束份额可以分别用于检测射束偏转装置7的确定的位置信息。可以借助于位置检测装置13由各个位置信息产生通过相应的位置检测信息描述的、射束偏转装置7的绝对位置。
图2示出根据实施例的设备2的原理图。在图2中纯粹示意性地示出设备2。
设备2用于添加式地制造三维物体3——也就是说例如技术构件或技术构件组，所述设备通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由建造材料6组成的建造材料层来制造三维物体，该建造材料能借助于由能量束产生装置4所产生的能量束5来固化。所述设备2是SLM设备、也就是说用于实施选择性激光熔化方法(SLM方法)的设备。因此，能量束5是激光束以及建造材料6尤其是颗粒状或粉末状的金属、例如铝、不锈钢或钛。相应的待固化的建造材料层的选择性固化基于和物体相关的建造数据进行。相应的建造数据描述了相应的待添加式制造的物体3的几何的或几何结构的形状。相应的建造数据例如能够包含待制造的物体3的“被切片的”CAD数据。
设备2包括可惰性化的过程室18。过程室18可以形成设备2的壳体结构(未具体标示)的一部分。在过程室18中布置或形成对于实施添加式建造过程所需的功能部件、也就是说尤其是照射装置1和通过水平定向的双箭头P1示出的、可运动地被支承的覆层装置19，所述覆层装置用于形成建造平面中待固化的建造材料层。
设备2包括结合图1中示出的实施例描述的照射装置1。示出的照射装置1不包括聚焦装置11和检测装置12，以便说明，此处基本上涉及照射装置1的可选的功能部件。用实线示出借助于能量束产生装置4产生的能量束5，用虚线示出借助于测量射束产生装置14产生的测量射束15。如上所述，能量束5的耦出典型地在时间上与测量射束15的耦出错开；因此能量束5和测量射束15典型地不同时从照射装置1中耦出。
设备2包括按照硬件和/或软件的方式运行的控制装置20。控制装置20用于基于对相应的建造材料层的选择性照射进行描述的照射信息来控制借助于照射装置1待实施的或者被实施的、对相应的建造材料层的照射。控制装置20被设置用于，根据借助于位置检测装置13产生的位置检测信息来改变照射信息，也就是说尤其是使得该照射信息与射束偏转装置7——尤其是相对于参考位置——的位置的所检测到的改变相匹配。因此，相应的位置检测信息可以以数据方式由添加式设备2的其它功能部件、也就是说尤其是相应的控制装置20用于补偿或修正(检测到的)射束偏转装置7位置变化。这具体地例如可以如此实施，即在检测到射束偏转装置7的位置沿确定的空间方向变化了确定的量、也就是说例如0.2mm时，进行照射的相应的匹配，从而能量束5以沿相应的空间方向错开了相应的量的方式偏转到待选择性地固化的建造材料层上。
射束偏转装置7可以被设置用于，将光学测量射束15偏转到待选择性地固化的建造材料层上。位置检测装置13——尤其是在层厚度检测装置的功能上——可以被设置用于，根据由建造材料层反射的、光学测量射束15的份额(直接地)检测建造材料层的层厚度。
借助于照射装置1或设备2可以实施一种用于借助于测量射束15光学地——尤其是以干涉测量方式——检测相应的照射装置1的射束偏转装置7——尤其是相对于参考位置——的位置的方法。所述方法的特征在于如下步骤：产生光学测量射束15；借助于光学测量射束15、尤其是借助于由测量点16a-16c反射的光学测量射束15的份额，光学地——尤其是以(绝对)干涉测量方式——检测射束偏转装置7——尤其是相对于参考位置——的位置。根据所述方法，光学测量射束15直接地耦入照射装置1的光路9中。

Claims (14)

1.一种用于添加式地制造三维物体(3)的设备(2)用的照射装置(1)，所述设备通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束(5)固化的建造材料(6)组成的建造材料层来制造三维物体，其中，照射装置(1)包括：能量束产生装置(4)，其被设置用于产生能量束(5)；射束偏转装置(7)，其被设置用于将由能量束产生装置(4)产生的能量束(5)偏转到确定的入射地点上；以及通过至少一个光导元件形成的或者包括至少一个这种光导元件的光路(9)，
其特征在于，
设有位置检测装置(13)，所述位置检测装置被设置用于，借助于光学测量射束(15)光学地——尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置(7)——尤其是相对于参考位置——的位置；以及
设有配属于位置检测装置(13)的测量射束产生装置(14)，所述测量射束产生装置被设置用于产生用于光学地检测射束偏转装置(7)的位置的光学测量射束(15)，其中，由测量射束产生装置(14)产生的光学测量射束(15)直接地能耦入或被耦入照射装置(1)的光路(9)中。
2.根据权利要求1所述的照射装置，其特征在于，能量束产生装置(4)和射束偏转装置(7)通过光路(9)光学地彼此耦合。
3.根据权利要求1或2所述的照射装置，其特征在于，位置检测装置(13)和测量射束产生装置(14)形成绝对干涉仪。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于，位置检测装置(13)被设置用于，产生对射束偏转装置(7)——尤其是相对于参考位置——的所检测到的位置进行描述的位置检测信息。
5.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于，射束偏转装置(7)被设置用于，将光学测量射束(15)偏转到至少一个光学测量点(16a-16c)、尤其是三个光学测量点(16a-16c)上，尤其是偏转到形式为对光学测量射束(15)进行反射的光学元件——优选凹面镜——的光学测量点上；位置检测装置(13)被设置用于，根据由所述至少一个光学测量点(16a-16c)反射的、光学测量射束(15)的份额来检测射束偏转装置(7)的位置。
6.根据权利要求5所述的照射装置，其特征在于包括多个光学测量点(16a-16c)的光学测量点布置结构(16)，其中，属于光学测量点布置结构(16)的光学测量点(16a-16c)相对彼此以规定的空间排布来布置或形成。
7.根据权利要求6所述的照射装置，其特征在于，属于光学测量点布置结构(16)的光学测量点(16a-16c)布置或形成在共同的平面中，尤其是布置或形成在用于添加式地制造三维物体(3)的设备(2)的建造平面内，或者属于光学测量点布置结构(16)的光学测量点(16a-16c)中的至少两个光学测量点布置或形成在不同的平面中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于检测装置(12)，所述检测装置被设置用于，检测能量束(5)的——尤其在待选择性地固化的或被选择性地固化的建造材料层的熔化区域中产生的——被反射的份额，其中，能量束(5)的被反射的份额经由照射装置(1)的光路(9)光学地能耦入或被耦入检测装置(12)中，其中，所述检测装置(12)被设置用于，基于能量束(5)的经由照射装置(1)的光路(9)光学地耦入检测装置(12)中的、被反射的份额来产生对待添加式地制造的或被添加式地制造的三维物体(3)的构件质量进行描述的构件质量信息。
9.根据权利要求8所述的照射装置，其特征在于，测量射束产生装置(14)被设置用于，将光学测量射束(15)耦入照射装置(1)的光路(9)的、位于能量束产生装置(4)与检测装置(12)之间的部段中，或者测量射束产生装置(14)被设置用于，将测量射束(15)耦入照射装置(1)的光路(9)的、被连接在检测装置(12)之前的部段中。
10.一种用于添加式地制造三维物体(3)的设备(2)，所述设备通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束(5)固化的建造材料(6)组成的建造材料层来制造三维物体，其特征在于，所述设备(2)包括根据前述权利要求中任一项所述的照射装置(1)。
11.根据权利要求10所述的设备，其特征在于控制装置，所述控制装置用于基于对相应的建造材料层的选择性照射进行描述的照射信息来控制借助于照射装置(1)待实施的或被实施的、对相应的建造材料层的照射，其中，控制装置被设置用于，根据借助于位置检测装置(13)产生的位置检测信息来改变照射信息，尤其是使得该照射信息与射束偏转装置(7)——尤其是相对于参考位置——的位置的所检测到的改变相匹配。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，能量束产生装置(4)额外地设计为测量射束产生装置(14)，其中，由能量束产生装置(4)产生的能量束(5)设计为测量射束(15)。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，射束偏转装置(7)被设置用于，将光学测量射束(15)偏转到待固化的建造材料层上；以及位置检测装置(13)被设置用于，根据由建造材料层反射的、光学测量射束(15)的份额来检测建造材料层的层厚度。
14.一种用于借助于光学测量射束(15)光学地——尤其是以干涉测量方式——检测设备(2)的包括光路(9)的照射装置(1)——尤其是根据权利要求1至9中任一项所述的照射装置(1)——的射束偏转装置(7)——尤其是相对于参考位置——的位置的方法，所述设备用于通过依次逐层选择性地照射以及随之固化由能借助于能量束(5)固化的建造材料(6)组成的建造材料层来添加式地制造三维物体(3)，所述方法的特征在于如下步骤：
产生光学测量射束(15)；
借助于光学测量射束(15)，尤其是借助于光学测量射束(15)的由至少一个测量点(16a-16c)反射的份额，光学地——尤其是以干涉测量方式——检测射束偏转装置(7)——尤其是相对于参考位置——的位置；
其中，光学测量射束(15)直接地能耦入或被耦入照射装置(1)的光路(9)中。
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