CN108472875B - 用于通过位置选择地固化原料粉末制造成型体的成型制造设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于通过位置选择地固化原料粉末成为连续的区域来制造成型体的成型制造设备，包括：处理空间，其包括用于要处理的原料粉末的粉末入口和用于剩余的原料粉末的粉末出口；能连接在粉末入口上的粉末供应装置；以及能连接在粉末出口上的粉末再处理装置，粉末供应装置和粉末再处理装置组合成作为更换模块构成的组件，所述更换模块具有连接接口，这些连接接口与处理空间的粉末入口和粉末出口的相关的连接接口连接兼容，从而剩余的粉末一方面从处理空间中穿过其粉末出口能够通过至少一个输入接口输送给粉末再处理装置，并且另一方面由粉末再处理装置处理的原料粉末能够通过所述至少一个输出接口穿过粉末入口输送给处理空间。

Description

用于通过位置选择地固化原料粉末制造成型体的成型制造 设备

技术领域

本发明涉及一种用于通过位置选择地固化原料粉末成为连续的区域来制造成型体的成型制造设备，包括：

·处理空间，所述处理空间包括用于要处理的原料粉末的粉末入口和用于剩余的原料粉末的粉末出口；

·连接在粉末入口上的或能连接在粉末入口上的粉末供应装置，用于在处理空间提供中原料粉末；以及

·连接在粉末出口上的或能连接在粉末出口上的粉末再处理装置，用于从剩余的原料粉末中回收要处理的原料粉末。

背景技术

本发明尤其涉及一种用于按照选择性的激光熔化或选择性的激光烧结的原理来制造成型体的成型制造设备。针对涉及选择性的激光熔化领域的现有技术可以例如参阅DE199 05 067 A1、DE 101 12 591 A1、WO 98/24574 A、DE 10 2009 038 165 A1、DE 10 2012221 641 A1和EP 20 52 845 A2。

已知，利用选择性的激光熔化的方法能够对应于对应的成型体的几何描述数据通过由金属的或陶瓷的原料粉末制成的层式的结构制造成型体、例如机器部件、工具、假肢、装饰件等，其中，在制造过程中依次相叠地施加多个粉末层并且每个粉末层在施加下一个粉末层之前以通常调焦的激光束在对应于成型体的模型的选择的横截面区域的预定的区域中被加热，从而原料粉末在照射的区域中重熔成连续地固化的区段。在此，激光束分别对应于成型体的选择的横截面区域的几何描述数据或必要时由此导出的关于相应的粉末层的数据引导。原料粉末在选择性的激光熔化中通常作为无结合剂并且无熔剂的、金属的、陶瓷的或混合金属/陶瓷的原料粉末施加并且通过激光束加热到熔化温度，其中，这样选择激光束的能量，使得原料粉末在激光束的入射位置上在其整个层厚上尽可能完全熔化。在激光束和原料粉末之间的相互作用的区域上通常维持保护气体氛围、例如氩气氛围。

开头所述类型的装置例如由EP 2 052 845 A2已知。该已知的装置是成型制造设备，该成型制造设备按照选择性的激光熔化的原理起作用。该成型制造设备具有粉末再处理装置或粉末回收装置，用于从处理空间中回收未使用的剩余的原料粉末。粉末回收装置具有粉末排出装置和粉末收集装置，所述粉末排出装置用于从处理空间中排出粉末，所述粉末收集装置用于收集从处理空间中排出的粉末，其中，粉末回收装置这样构造并且连接在处理空间上，使得在向外封闭的区域中在保护气体氛围中可实施粉末回收。已知的成型制造设备的粉末排出装置具有粉末吸出装置，所述粉末吸出装置包括伸入处理空间中的吸入鼻，所述吸入鼻的吸入开口可引导至处理空间内的不同的位置。粉末回收装置具有筛出装置，借助所述筛出装置能够拦住来自成型制造设备的较早的成型制造过程的未使用的剩余的原料粉末的粗的成分，其中，通过筛选的较细的粉末到达瓶状的收集容器中，所述收集容器与筛出装置可分离并且可连接到处理空间的粉末入口接口上。在已知的成型制造设备中，粉末入口接口处于处理空间壳体的上侧上。原料粉末能够从那里引入处理空间中的粉末层准备装置的储备盒中。

由EP 20 52 845 A2已知的将要处理的原料粉末的送料通过上面的处理空间接口引入层准备装置的粉末贮备器皿中的原理被由DE 10 2012 221 641 A1已知的成型制造设备省去。后者装备有粉末输送装置，在所述粉末输送装置中，粉末入口以其进入入口设置在处理空间的底部中。该已知的粉末输送装置的粉末输送装置具有将粉末入口与原料粉末储备装置连接的输送通道，所述输送通道包括在其中纵向设置的粉末输送蜗杆，用于将原料粉末输送至处理空间的粉末入口。类似的设计也在按照DE 10 2009 038 165 A1的成型制造设备中实现。

按照现有技术的以上所述的成型制造设备在制造不同的成型体时通常被证实为在其功能方面是可靠的。

此外，例如在EP 20 52 845 A2中已经提到由多种原料粉末制造成型体的可能性。完全存在对这样的成型体需求：所述成型体具有由不同的原料材料制成的区，可能是不同的金属或彼此交替的由金属和陶瓷制成的区等。这样的成型体可以例如是装饰件、齿替代件、超过滤系统等。在此，通常需要使不同的区的材料不混合。这表示，在制造第一区之后，成型制造设备的完整的引导粉末的系统必须清除之前的原料粉末，直至在成型制造过程中可以使用用于成型体的下一个区的与之不同的原料粉末。这样的操作方式在利用集成的粉末再处理装置的成型制造设备中是困难的，因为尤其粉末再处理装置的不同的构件的净化通常难以除去之前用于构造过程的粉末并且这是耗费的。

发明内容

本发明的任务是，提供一种开头所述类型的成型制造设备，其以相对小的耗费能够实现在构造过程中的粉末更换，从而能够满足对分别使用的粉末的材料统一性的高的要求。

为了解决该任务，按照本发明提供一种开头所述类型的成型制造设备，其特征在于，粉末供应装置和粉末再处理装置组合成构成为更换模块的组件，所述更换模块具有连接接口、即至少一个输入接口和至少一个输出接口，这些连接接口与处理空间的粉末入口和粉末出口的相关的连接接口连接兼容，从而一方面剩余的粉末从处理空间中穿过其粉末出口能够通过至少一个输入接口输送给粉末再处理装置，并且另一方面由粉末再处理装置处理的原料粉末能够通过所述至少一个输出接口穿过粉末入口输送给处理空间，其中，所述粉末供应装置包括输送机构，其中，当输送机构是输送蜗杆装置时，所述输送蜗杆装置穿过更换模块的输出接口和在更换模块的连接位置中与所述输出接口连接的配置给处理空间的连接接口，并且其中，当更换模块与成型制造设备分离时，输送蜗杆保留在更换模块上。

更换模块能够与成型制造设备分开-并且被相同类型的更换模块代替，所述更换模块例如预备用于处理与撤离的更换模块的原料粉末例如在材料或/和粒度分布方面不同的原料粉末。在此，在对更换模块更换之前考虑，将全部的处于处理空间中的原料粉末从处理空间中排出、尤其是完全引入更换模块中，从而在连接下一个更换模块之后，没有来自前面的成型制造步骤的原料粉末的残余可能再导致污染。从处理空间清除原料粉末通常可能是相对容易的，因为处理空间通常具有清楚明了的几何结构，从而处理空间的每个位置能够由粉末吸出装置、例如粉末吸入软管达到。

按照本发明的设计，粉末供应装置和粉末再处理装置的通常较复杂的并且互连的几何结构对此是没有问题的，因为这些构件组合在更换模块中并且相应的更换模块总是能够以相同的原料粉末运行，从而在更换模块中不需要耗费的净化过程。

按照本发明的一种特别优选的实施形式，相应的更换模块从分离位置能够运送到确定的连接位置中，在所述分离位置中，所述更换模块与成型制造设备分离，在所述连接位置中，所述更换模块这样集成到成型制造设备中，使得彼此相配的连接接口彼此连接或能连接。在此，按照一种特别优选的变型的布置结构可以这样设置，使得所有彼此相配的连接接口在更换模块从分离位置到连接位置中的过渡中自动正确地彼此连接。在此，这些连接接口这样相互进入连接，使得它们提供对于粉末运动所需的在更换模块和处理空间之间的向外良好密封的过渡。在本发明的范围中，在更换模块到连接位置中的过渡中的自动正确的连接的设计也能够转用到其他的供应线路的连接，例如电流传输接口、数据传输接口、保护气体导向接口、水导向接口等的正确的连接。

在更换模块中的粉末再处理装置优选具有筛出装置、例如超声筛出装置，尤其是用于拦住来自处理空间的剩余的原料粉末的粗成分。这样的粗成分可能在构造过程中产生，例如当熔化溅液到达粉末床中并且在那里相应导致多个粉粒的熔结时，所述粉粒然后形成提到的粗成分。如果这在粉末床的如下区域中发生：所述区域不成为成型体的区域并且因此包含剩余的原料粉末，则相关的粗成分最后到达粉末再处理装置或筛出装置，以便在那里被分离。

在更换模块的连接位置中，筛出装置在输出侧连接在输出接口上，从而筛出的原料粉末穿过输出接口能够输送给处理空间的粉末入口作为要处理的原料粉末。适宜地，按照本发明的一种进一步构成，在筛出装置和输出接口之间设置用于筛出的原料粉末的缓冲容器，从而总是在处理空间中存在用于相应的粉末层准备的足够的储备。尤其是提出，输送机构连接于筛出装置下游，所述输送机构用于将筛出的粉末输送至处理空间的粉末入口，其中，这样的输送机构此外可以是更换模块的部分或/和成型制造设备的部分。尤其是当输送机构是输送蜗杆装置时，可以设置，所述输送蜗杆装置穿过更换模块的输出接口和在更换模块的连接位置中与输出接口连接的配置给处理空间的连接接口。当更换模块与成型制造设备分离时，输送蜗杆优选保留在更换模块上。

例如颗粒尺寸测量装置、优选光学的颗粒尺寸测量装置可以连接于筛出装置下游，所述颗粒尺寸测量装置的测量结果尤其是用于筛出的粉末的粒度分布的自动的检测。如果粒度分布以显著的方式变化，则机器控制装置可以例如放出警报信号，所述警报信号要求将具有相关的粒度的粉末引入处理，从而至少大致再次达到要输送给处理空间的粉末的希望的粒度分布。对此参阅WO 2014/167100 A1，其内容通过参考应该包括到本申请的公开内容中。粒度分布的补偿可以很大程度上自动化。

按照本发明的一种同样优选的实施形式，更换模块具有连接于输入接口下游的粉末收集容器，用于接纳来自处理空间的剩余的原料粉末和相同的材料的必要时附加地引入的新粉末储备。在这里可涉及具有相对大的接纳容积的主罐，在所述主罐中总是应该接纳足够的粉末以用于相关的构造过程。

按照本发明的最后所述实施形式的一种变型，粉末收集容器可以在更换模块的确定的连接位置中比处理空间的粉末出口更低地设置，从而剩余的粉末从处理空间的粉末出口出来在重力辅助下可以到达粉末收集容器中。优选处理空间的粉末出口处于处理空间壳体的底部中，从而粉末收集容器基本上完全设置在处理空间下方。

按照包括粉末收集容器的本发明的所述实施形式的一种进一步构成提出，粉末收集容器具有粉末出口，并且在粉末收集容器的粉末出口和筛出装置的粉末入口之间设置输送装置，用于将原料粉末从粉末收集容器输送至筛出装置。借此实现，在成型制造设备的进行的运行中，根据需要使一再筛出的原料粉末能够到达缓冲容器中，以便由此输送给处理空间。

用于将原料粉末从粉末收集容器输送至筛出装置的输送装置可以例如是气流输送装置、尤其是包括气流回路的保护气流输送装置，所述气流输送装置设置用于借助气流输送原料粉末。按照本发明的一种变型，这样的气流输送装置可以在输出侧具有分离器、优选旋风分离器，所述分离器设置用于将原料粉末从气流中分离出并且输送给筛出装置。备选或附加地，输送装置也可具有螺旋输送装置或类似物。

本发明的一种同样优选的实施形式的特征在于，处理空间的粉末出口或/和处理空间的粉末入口在处理空间底部通入。这是也能够实现原料粉末操作的措施，在所述原料粉末操作中，处理空间不会不必要地在难以达到的位置上沾染以原料粉末，从而净化处理空间以除去粉末能够以相对小的耗费实现。

此外提出，更换模块具有滑轮和必要时导轮并且因此在滑轮上可移动，以便运送到确定的连接位置或分离位置中。借此，更换模块的运动可以是非常简单的。

此外提出，设置保护气体输送装置并且更换模块的由粉末流经的全部的构件借助保护气体输送装置能够以保护气体、例如氩气吹扫，从而构件在保护气体氛围下可运行。此外可设置保护气体设备，其设置用于不仅吹扫处理空间而且吹扫在其上分别连接的更换模块和可能的其他构件。

可以设置自动的密封装置，所述密封装置在连接接口上起作用，以便使相关的接头在那里向外密封，从而更换模块和处理空间在去耦更换模块时向外封闭并且尽可能阻止外部空气的无意的渗入。

按照本发明的成型制造设备的附加的进一步构成涉及吹扫装置的设置，所述吹扫装置用于在构造过程期间以吹扫气体吹扫处理空间，其中，吹扫装置的全部的可能倾向于收集固体颗粒、例如来自吹扫气体的工艺烟冷凝物的构件安装在更换模块中。由吹扫气体流经的过滤装置和产生吹扫气流的气体输送装置可能属于这些构件。最后提到的更换模块可以是单独的、仅用于该目的设置的更换模块。然而，在此优选涉及这样的更换模块：所述更换模块也包含粉末供应装置和粉末再处理装置。优选吹扫装置设置用于，使吹扫气体在吹扫气体回路中流动，所述吹扫气体回路串联地具有处理空间、气体输送装置和过滤装置。

本发明的另一种优选的实施形式包括用于借助气流在构造过程结束之后或开始之前从处理空间中吸出剩余的原料粉末的吸出装置，其中，必要时也将单独的输送泵并且吸出装置的必要时单独的粉末分离器安装在更换模块中。

因此，对于该进一步构成也说明本发明的上级的方面，即，尽可能多的可能以原料粉末沾染并且不容易净化的构件被安装在更换模块中，从而在更换模块从成型制造设备去除之后在成型制造设备上剩下保留的构件能够以简单的方式快速净化和/或能够以简单的和快速的方式替换，例如平滑滑动件或其构件和吸出装置的吸出操作机构(吸出软管)。

该发明思想还可以进一步发展，其方式为，处理空间室也如此可替换并且例如是更换模块的部分。在该情况中，在处理空间和更换模块之间的所述接口此外能够被不间断的连续的线路代替。在该情况中此外适宜的是，如下设置，即处理空间室能够容易地从在其上邻接的或与此组合的构件(例如照射装置或用于构造平台的提升驱动装置或/和用于平滑滑动件的驱动装置)分离。另一方面也可设置，平滑滑动件和其驱动装置保留在处理空间室中。此外可设想一种变型，其中，用于构造平台的提升驱动装置或/和包含构造平台的构造缸也一起可更换并且必要时是更换模块的成分。

这样例如在图5中示意性示出的构件连同处理空间可能是更换模块的组成部分。申请人保留，将尤其处理空间室的可连同更换性的以上提到的扩大的发明方面在分案申请中继续进行或/和通过在本申请中对其指向的权利要求予以考虑。

根据本发明的另一有利的方面，所述更换模块具有数据处理装置，所述数据处理装置能够与在成型制造设备中的控制装置此外通讯，以便将更换模块的状态通知发射给控制装置并且必要时从后者获得控制信息。控制装置于是能够在控制构造过程时考虑所述信息。状态通知可例如是在更换模块中储备的原料粉末的类型、量和/或粒度的说明。

此外，本发明的主题是用于按照本发明的成型制造设备的更换模块。该更换模块包括粉末供应装置和以上已经所述类型的粉末再处理装置。此外，更换模块也可以包含其他的、关于更换模块被说明为属于所述更换模块的所有特征。

按照本发明的成型制造设备优选装备有用于不同的原料粉末的多个同类的更换模块，其中，这些更换模块彼此可替换地可集成到成型制造设备中。

附图说明

接着参考附图借助实施例进一步解释本发明。

图1示出包括处于连接位置中的更换模块的按照本发明的成型制造设备；

图2示出包括在分离位置中与成型制造设备分离的更换模块的图1的设备；

图3a-3c示出图1和图2的更换模块的前视图、侧视图和后视图；

图4示出更换模块的引导粉末的或引导气体的主构件在处理空间上接近确定的连接位置的位置中的示意的剖面图；

图5类似按照图4的剖面图地示出按照本发明的更换模块的引导粉末的或引导气体的主构件的另一种实施形式在处理空间上接近确定的连接位置的位置中的剖面图；

图6示出更换模块的类似按照图3c的视图的后视图，所述更换模块可包含在图5中示出的构件。

具体实施方式

按照图1和图2，按照本发明的成型制造设备具有用于不同的构件的壳体，所述壳体主要用于处理空间，所述处理空间具有前面的处理空间门2，在所述处理空间门中设置两个观察窗4和两个穿透部6，其中，这些穿透部6由在图中不可看出的干预手套向外密封(手套箱原理)。处理空间门2可以在构造过程结束之后打开，以便能够将制造的成型体连同基底板从处理空间中移除，成型体构造在所述基底板上。

纯平屏幕8用于不同的信息的视觉的显示并且必要时也用于传输处理空间内部的借助摄像机接收的图像。成型制造设备的壳体处于滑轮10上，从而成型制造设备可因此容易地调度。成型制造设备的不同的各构件(例如程序计算机、保护气体瓶、用于选择性的激光熔化的激光装置的供电构件等)处于壳体门12、14后面。此外，壳体包含用于原料粉末的选择性的重熔的照射设备。按照选择性的激光熔化方法在构建成型体时的基本上的操作方式可从关于现有技术的开头所述文件得出，其内容应通过参考被包含在本申请中。

在由原料粉末对成型体的层式构建中，通常在每个粉末层上积累粉末材料，所述粉末材料不处于如下区域中：所述区域成为成型体的部分并且因此作为剩余的粉末材料被保留下来。此外，即使在之前在其下面准备好的粉末层或基础结构板上准备每个单独粉末层时也积累有剩余的原料粉末，所述原料粉末在本发明的范围中被输送给更换模块中的再处理装置。

在图1中，更换模块16在其在成型制造设备的壳体中的连接位置中示出，其中，配置给用于更换模块16的接纳空间的封闭门18在打开的状态中示出。

更换模块16也处于滑轮20上，从而其能够以简单的方式从在图1中示出的确定的连接位置拉出并且能够被运送到分离位置中，如这例如在图2中示出的那样。在更换模块16的壳体中的空隙24中的扶手杆22允许将更换模块16推入连接位置中并且将更换模块16以简单的方式从连接位置中拉出。

在图2、图3b和图3c中，以26示意性表示连接接口组。该连接接口组26在更换模块16推入确定的连接位置中时自动进入连接配置中，从而更换模块16和成型制造设备的彼此相配的连接接口此外自动地正确地彼此连接。可设置机械的导向装置，所述导向装置将更换模块16在推入到壳体中时引导到连接位置中。优选也设置闭锁机构、例如电磁的闭锁机构(未示出)，该闭锁机构对更换模块在接近连接位置时牵拉并且将其固定在连接位置中。

在图4中，更换模块16的基本上内部的引导气体或引导粉末的各构件在更换模块16接近确定的连接位置的位置中时相对于成型制造设备另外示出，其中，成型制造设备另外通过在图4中示意性表示的处理空间代表，因为成型制造设备的其他的各构件、例如照射设备等不用于解释本发明。

在处理空间28中存在以本身已知的方式逐步在构造缸体中或类似装置中可下降的构造平台30，成型体逐渐由原料粉末层通过对相应的层的位置选择性的照射构造在所述构造平台上。每个粉末层在如下区域中重熔：所述区域对应于成型体的配置给相应的层的横截面区域。为了准备接着要照射的原料粉末层，将原料粉末通过处理空间底部中的粉末入口32输送给处理空间28。在图4中以34表示的平滑滑动件可以按照图4从左向右并且从右向左来回运动，以便带动在粉末入口32处引入处理空间28中的原料粉末并且在构造平台30上或由前述粉末准备步骤留下的并且已经照射的粉末层上光滑地拉动所述原料粉末，从而以这种方式准备好用于下一个照射和重熔过程的新的粉末层。平滑滑动件34能够至少在其在图4中向右运动时在即将要达到粉末入口32之前受控制地抬起并且在扫过粉末入口32之后再次下降，从而所述平滑滑动件在其在图4中向左运动时能够带走原料粉末的相应的超过处理空间底部29向上伸出的量，以便借此能够准备好下一个粉末层。平滑滑动件34能够以对应的方式再次在其向右运动时带动在此堆积的剩余的原料粉末并且使其在前面滑动，从而这些剩余的粉末能够到达优选缝隙形的粉末出口36中，所述粉末出口同样设置在处理空间底部29中。平滑滑动件34或至少平滑滑动件34的与原料粉末接触或倾向于粉末附着的元件优选是可易于更换的。

粉末出口36通过连接导向件38与连接接口40连接。粉末入口32通过连接导向区段42与连接接口44连接。如在图4中可看出的那样，配置给粉末出口36的连接接口40能够与更换模块16的输入接口46连接，反之，当更换模块16被运送到确定的连接位置中时，配置给粉末入口32的连接接口44能够与输出接口48同时连接。在图4中示出即将要达到连接位置之前的状态。

在输入接口46上，收集容器50连接在更换模块16上，所述收集容器构成包括用于原料粉末的相对大的接纳容积的主罐。收集容器50的连接于输入接口46下游的输入端52处于其最高的位置上，反之，输出侧54处于收集容器50的最低的位置上，并且更确切地说是收集容器50的圆锥形向下变细的区域中。收集容器50的输出侧54通入螺旋输送装置56中，所述螺旋输送装置将在收集容器的排出口54上离开收集容器50的粉末朝图4中向右的方向运输至气流输送装置62的粉末输送装置60。

气流输送装置62具有气体回路，所述气体回路包括输送气流的泵64、连接于泵64下游的缓冲器66和旋风分离器68。气流输送装置的所述构件通过气流导向元件70相互连接成回路。

在气流输送装置62的输送运行中，通过箭头表示的气流分别带动在粉末输送装置60上存在的原料粉末并且将其引导至旋风分离器68，以便将所述原料粉末从气流中分离。泵64用于维持气流。

由旋风分离器68分离的原料粉末通过中间罐72到达以超声筛出装置76的形式的粉末再处理装置74，在所述粉末再处理装置中，输送的原料粉末的粗成分被拦住并且导出到容器78中。在容器78中聚集的粉末以其粗粒状的形状通常不进一步用于成型制造设备中的成型制造。

经过筛出装置76的细粒的粉末到达中间罐80中，所述粉末从该中间罐出来输送给螺旋输送装置82，所述螺旋输送装置将通过筛出过程再处理的原料粉末输送给处理空间的粉末入口32。

在图中未示出的自动的密封机构，一旦更换模块16从确定的连接位置中运动出，则该密封机构使各接口40、44、46、48优选自动向外密封。在气体输送装置62中，优选保护气体、尤其是氩气借助泵64在循环中被抽吸。

下面参照本发明的另一个实施例，所述实施例在图5和图6中示出。本发明的该另一个实施例具有本发明的已经参考图1-4解释的第一实施例的全部的特征，其中，为了其标识分别使用在各图中的相同的附图标记。因此，为了解释在这两个实施例中存在的特征能够参考第一实施例的前述的说明。接着，参考图5和图6解释第二实施例的相对于第一实施例添加的特征。

本发明在布置方面的一个重要的方面是，如也在第二实施例中呈现的那样，全部的关联用于制造成型体的构造过程由原料粉末沾染的过滤器构件、泵构件和用于粉末的收集或储备容器的布置结构优选安装在一个共同的更换模块中，从而在构造过程完全结束之后，基本上全部的原料粉末能够留在更换模块中并且另外与更换模块一起从成型制造设备中去除。应该借此实现，成型制造设备此外并且尤其是处理空间以及从处理空间引导至用于相关的更换模块的连接接口的并且关联成型体的制造必要时与粉末微粒接触的线路根据需要简单并且快速地被净化并且因此能够为用于由必要时另一种原料粉末制造成型体的下一个构造过程做准备。于是能够在没有大的延迟的情况下使相关的其他的原料粉末的另一个更换模块在成型制造设备中使用。

处理空间28设置用于，其在构造过程期间由保护气体、例如氩气连续吹扫并且为此集成到保护气体回路中。从处理空间28中导出的包括处于外面的连接接口92的导向件90属于保护气体回路的构件，所述连接接口用于更换模块16a的与此连接兼容的连接接口94。对于更换模块16a而言，连接接口94是输入接口，第一导向件96从所述输入接口引导至预滤器98，以便为从处理空间28中吸出的保护气体清除粗粒状的沾染微粒、例如粉末小粒、冷凝物聚集物、灰尘微粒或类似物。在输出侧，预滤器98通过线路100与精细过滤器、例如HEPA过滤器连接，所述精细过滤器用于将经过预滤器的超细颗粒从保护气体回路中滤出。精细过滤器在输出侧与气体输送泵104连接，所述气体输送泵用于维持在保护气体回路中的气流。泵104通过线路106与输出接口108连接，所述输出接口与用于至处理空间28的保护气体输送的气体入口接口110连接兼容。导向件112将接口110与处理空间28的内部连接。一旦更换模块被推入到其在成型制造设备中的确定的连接位置中，彼此相配的连接接口92、94或108、110也自动地以正确的方式并且向外密封地相互连接。

在对构造过程的预备中，处理空间于是能够在关闭其处理空间门以及保护气体回路的其他的构件90至112之后首先被抽真空。为此，所述泵104可用作为真空泵，为此，于是借助调节阀组件(未示出)在泵输出侧上必须使输送的空气向外分支。如果保护气体回路的抽真空充分多地进展，则能够通过改变阀调节首先将保护气体的储备从保护气体源(例如压力瓶)引入保护气体回路中，其中，保护气体能够最后在借助泵104对阀组件的对应的调节之后循环地在保护气体回路中循环。保护气体在保护气体回路中的循环在构造过程实施期间进行。在该构造过程中可能产生过程烟，所述过程烟冷凝并且留下固体颗粒，所述固体颗粒被保护气流带动。必要时扬起的粉粒也可到达保护气体回路中并且同样沾染保护气体。如提到的那样，过滤器98、102用于将这样的污物从保护气体中滤出，从而净化的保护气体最后能够再次被引回处理空间28中。

以114在图5中表示粉末吸出装置的柔性的软管，所述软管设置在处理空间28中，以便借此将原料粉末尤其是在完成成型体之后从处理空间中与保护气流一起吸出。在此可涉及在构造平台上包围制造的成型体的剩余的粉末或涉及在处理空间28中或在连接引导件38或42中还保留其他的原料粉末。吸出软管即使在还关闭的处理空间门2中也可以由操作人员由手引导。操作人员能够为此穿过手套干预开口6(参考图1和图2)干预到在其上密封的手套中并且借此抓住吸出软管14并且使其运动。吸出软管114通过连接引导件116与处于外面的输出接口118连接，所述输出接口本身与更换模块16a上的互补的接口120连接兼容。在更换模块16a上的接口120通过更换模块16a中的线路122与在图5中处于背景中的并且不可看出的为了维持保护气体流的泵连接，粉末分离器、优选旋风分离器(同样在图5中不可看出)连接于所述泵上游。由粉末分离器从保护气流中分离的粉末到达主罐50中并且可因此在下一个成型体的构造过程中使用。保护气体通过包括相关的连接接口12的对应的线路引回处理空间28中。在吸出软管114上连接的泵和连接于下游的分离器可以是泵64和分离器68的结构型式。吸出软管114能够被快速并且容易地更换。按照粉末吸出装置的一种变型，粉末吸出软管可以作为可延伸的或可覆盖的软管这样设置在对应设计的线路122上，使得其同样是更换模块16a的构件并且可穿过接口118导入处理空间28中或优选从处理空间中向外密封地拉出。当所述更换模块从其连接位置中被去除时，粉末吸出软管在该情况中保留在更换模块上。粉末吸出装置的基本的构造和工作原理是已知的，例如由已经提到的EP 2 052 845 A2已知。

在按照图5的实施例中，粉末吸出装置的全部的关键地要由粉末净化的构件同样设置在更换模块16a中，从而在使用粉末吸出软管114的情况下在充分谨慎的粉末吸出过程之后，基本上全部的粉末也都在更换模块16a中。成型制造设备的全部的与粉末接触的各元件此外、尤其是处理空间28于是能够被非常简单地快速并且彻底地净化并且因此在使用另一种更换模块的情况下准备用于以必要时另一种原料粉末的下一个构造过程。

在图6中还表示在更换模块16a上的供电接口130和数据线路接口132，当更换模块16a到达其在成型制造设备中的确定的连接位置中时，所述供电接口和数据线路接口与成型制造设备的对应连接兼容的供电接口和数据线路接口此外自动到达正确的连接配置中。通过供电接口130和在其上连接的线路，更换模块16a的电的消耗器、如泵、输送蜗杆、筛出设备等被供以电能。

数据线路接口132与更换模块16a中的电子的数据处理装置处于连接中，更换模块的特性数据和必要时其他的信息存储在所述数据处理装置中。

在成型制造设备上设置与数据线路接口132连接兼容的数据线路接口，所述数据线路接口通过相关的数据传输线路与成型制造设备的控制装置连接。在建立这些数据线路接口之间的数据传输连接之后，成型制造设备的控制装置能够从更换模块16a的数据处理装置中读取数据并且调节到对于相关的更换模块16a运行要注意的特点。这些特点可以尤其是涉及与在更换模块中储备的原料粉末有关的构造过程控制等。

按照一种备选的实施形式可设置，更换模块的数据处理装置和成型制造设备的控制装置之间数据传输无线、例如经由无线电或调制的IR辐射或类似物实现。

在处理空间上必要时可设置隔离室，所述隔离室能够实现物体从处理空间中或到处理空间中的取出或引入，而不会破坏处理空间中的保护气体氛围。

Claims (29)

1.用于通过位置选择地固化原料粉末成为连续的区域来制造成型体的成型制造设备，包括：

-处理空间(28)，所述处理空间包括用于要处理的原料粉末的第一粉末入口(32)和用于剩余的原料粉末的第一粉末出口(36)；

-能连接在第一粉末入口(32)上的粉末供应装置(80)，用于提供处理空间(28)中的原料粉末；以及

-能连接在第一粉末出口(36)上的粉末再处理装置(74)，用于从剩余的原料粉末中回收要处理的原料粉末，其特征在于，

所述粉末供应装置(80)和粉末再处理装置(74)组合成构成为第一更换模块的组件，所述第一更换模块具有至少一个输入接口(46)和至少一个输出接口(48)，所述至少一个输入接口与处理空间(28)的第一粉末出口(36)的相关的第一连接接口(40)连接兼容并且所述至少一个输出接口与处理空间(28)的第一粉末入口(32)的相关的第二连接接口(44)连接兼容，从而一方面剩余的粉末能从处理空间(28)中穿过该处理空间的第一粉末出口(36)通过所述至少一个输入接口(46)输送给粉末再处理装置(74)，并且另一方面由粉末再处理装置(74)处理的原料粉末能通过所述至少一个输出接口(48)穿过该处理空间的第一粉末入口(32)输送给处理空间(28)，其中，所述粉末供应装置(80)包括输送机构(82)，其中，当输送机构(82)是输送蜗杆装置时，所述输送蜗杆装置穿过第一更换模块的输出接口(48)和在第一更换模块的连接位置中与所述输出接口(48)连接的配置给处理空间(28)的第二连接接口，并且当第一更换模块与成型制造设备分离时，输送蜗杆保留在第一更换模块上。

2.按照权利要求1所述的成型制造设备，其特征在于，所述第一更换模块能从分离位置被运送到确定的连接位置中，其中，第一更换模块在连接位置中集成到成型制造设备中，使得彼此相配的第一连接接口(40)和输入接口(46)彼此能连接并且彼此相配的第二连接接口(44)和输出接口(48)彼此能连接。

3.按照权利要求2所述的成型制造设备，其特征在于，采用如下布置结构：彼此相配的第一连接接口(40)和输入接口(46)在第一更换模块从分离位置到连接位置中的过渡中自动正确地彼此连接，并且彼此相配的第二连接接口(44)和输出接口(48)在第一更换模块从分离位置到连接位置中的过渡中自动正确地彼此连接。

4.按照权利要求1至3之一所述的成型制造设备，其特征在于，在第一更换模块中的粉末再处理装置(74)具有筛出装置(76)，用于拦住来自处理空间(28)的剩余的原料粉末的粗成分，并且筛出装置(76)在输出侧能连接在输出接口(48)上，从而筛出的原料粉末能穿过输出接口(48)作为要处理的原料粉末被输送给处理空间(28)的第一粉末入口(32)。

5.按照权利要求4所述的成型制造设备，其特征在于，所述筛出装置(76)是能借助超声被激励振动的超声筛出装置。

6.按照权利要求4所述的成型制造设备，其特征在于，所述筛出装置(76)在输出侧在中间连接缓冲容器的情况下能连接在输出接口(48)上。

7.按照权利要求4所述的成型制造设备，其特征在于，所述输送机构(82)连接于筛出装置(76)下游，所述输送机构用于将筛出的粉末输送至处理空间(28)的第一粉末入口(32)。

8.按照权利要求1至3之一所述的成型制造设备，其特征在于，所述第一更换模块具有连接于输入接口(46)下游的粉末收集容器(50)，用于接纳来自处理空间(28)的剩余的原料粉末(51)。

9.按照权利要求8所述的成型制造设备，其特征在于，粉末收集容器(50)具有第二粉末出口(54)并且在粉末收集容器(50)的第二粉末出口(54)和粉末再处理装置(74)的第二粉末入口(53)之间设置有输送装置(62)，用于将原料粉末(51)从粉末收集容器(50)输送至粉末再处理装置(74)。

10.按照权利要求9所述的成型制造设备，其特征在于，所述输送装置(62)包括气流输送装置，所述气流输送装置设置用于借助气流输送原料粉末，其中，气流输送装置(62)具有分离器(68)，所述分离器设置用于将原料粉末从气流中分离并且输送给粉末再处理装置(74)。

11.按照权利要求10所述的成型制造设备，其特征在于，所述气流输送装置是保护气流输送装置。

12.按照权利要求10所述的成型制造设备，其特征在于，所述气流输送装置是具有气流循环的气流输送装置。

13.按照权利要求10所述的成型制造设备，其特征在于，所述分离器(68)是旋风分离器。

14.按照权利要求1至3之一所述的成型制造设备，其特征在于，处理空间(28)的第一粉末出口(36)或/和处理空间(28)的第一粉末入口(32)在处理空间底部(29)中通入。

15.按照权利要求1至3之一所述的成型制造设备，其特征在于，所述成型制造设备包括保护气体输送装置，并且第一更换模块的由粉末流经的全部构件能够借助保护气体输送装置以保护气体吹扫，从而各所述构件能够在保护气体氛围下运行。

16.按照权利要求15所述的成型制造设备，其特征在于，所述保护气体是氩气。

17.按照权利要求1至3之一所述的成型制造设备，其特征在于，存在多个同类的第一更换模块，其中，各第一更换模块彼此可替换地能够与成型制造设备在确定的连接位置中组合。

18.按照权利要求17所述的成型制造设备，其特征在于，所述多个同类的第一更换模块用于不同的原料粉末材料。

19.按照权利要求1至3之一所述的成型制造设备，其特征在于，该成型制造设备包括用于以吹扫气体吹扫通过处理空间(28)的吹扫装置，其中，吹扫装置具有下面的特征：

用于吹扫气体进入处理空间(28)中的气体入口，

用于吹扫气体从处理空间(28)中导出的气体出口，

连接于气体出口下游的过滤装置(98、102)和与过滤装置(98、102)串联设置的气体输送装置(104)，

气体导向系统，所述气体导向系统包括气体出口、过滤装置(98、102)和气体输送装置(104)，

其中，过滤装置(98、102)和气体输送装置(104)安装在第二更换模块中，并且气体导向系统具有配置给气体出口的在处理空间侧的第三连接接口(92)和与该第三连接接口可脱开地连接的在第二更换模块侧的第四连接接口(94)，其中，第二更换模块能从分离位置出来被运送到确定的连接位置中，从而所述第二更换模块在连接位置中集成到成型制造设备中，使得气体导向系统的第三连接接口(92)和第四连接接口(94)彼此能连接。

20.按照权利要求19所述的成型制造设备，其特征在于，所述吹扫气体是保护气体。

21.按照权利要求19所述的成型制造设备，其特征在于，所述气体输送装置(104)设置在过滤装置(98、102)的输出侧。

22.按照权利要求19所述的成型制造设备，其特征在于，所述气体输送装置(104)是泵。

23.按照权利要求19所述的成型制造设备，其特征在于，所述第二更换模块与包括粉末供应装置(80)和粉末再处理装置(74)的第一更换模块相同。

24.按照权利要求19所述的成型制造设备，其特征在于，所述气体导向系统包括串联连接于气体输送装置(104)和过滤装置下游的在第二更换模块侧的第五连接接口(108)和与所述第五连接接口在第二更换模块的确定的连接位置中可脱开地连接的配置给处理空间(28)的气体入口的在处理空间侧的第六连接接口(110)，并且气体导向系统设置用于在第二更换模块的确定的连接位置中形成包围处理空间(28)的吹扫气体回路，从而在吹扫装置的吹扫运行中，气体输送装置(104)能够循环地在吹扫气体回路中输送吹扫气体并且吹扫气体在此流经过滤装置(98、102)，以便被清除污物。

25.按照权利要求19至24之一所述的成型制造设备，其特征在于，该成型制造设备包括用于借助气流在构造过程结束之后或开始之前从处理空间(28)中吸出多余的原料粉末的吸出装置，其中，吸出装置包括在处理空间(28)中设置的或可引入的吸出操作机构(114)、连接在吸出操作机构上的用于产生气流的输送泵和用于从气流中分离原料粉末的分离器，其中，所述输送泵和分离器安装在第二更换模块中，所述第二更换模块也包含粉末供应装置(80)和粉末再处理装置(74)，其中，分离器设置用于使从气流中分离的原料粉末对于粉末再处理装置(74)适用。

26.按照权利要求25所述的成型制造设备，其特征在于，所述吸出操作机构(114)以柔性的软管的形式构成。

27.按照权利要求19至24之一所述的成型制造设备，其特征在于，所述第二更换模块包含数据处理装置，在所述数据处理装置中存储第二更换模块的特性数据或/和状态数据，并且成型制造设备具有控制装置，所述控制装置能够与第二更换模块的数据处理装置置于数据传输连接中，以便由此读取特性数据或/和状态数据并且在控制成型制造设备时考虑所述特性数据或/和状态数据。

28.按照权利要求27所述的成型制造设备，其特征在于，所述第二更换模块的特性数据或/和状态数据是在第二更换模块中储备的原料粉末的类型和/或量。

29.用于按照权利要求1至28之一所述的成型制造设备的更换模块，包含粉末供应装置(80)和粉末再处理装置(74)，所述粉末供应装置用于提供原料粉末，以用于借助成型制造设备在构造过程中制造成型体，所述粉末再处理装置用于再处理在构造过程中堆积的剩余的原料粉末。

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