CN108568970A - 用于添加式地制造三维物体的设备用的照射装置 - Google Patents

用于添加式地制造三维物体的设备用的照射装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于添加式地制造三维物体(2)的设备(1)用的照射装置(6)，该照射装置包括：至少一个能量束产生装置(7)，其被设置用于产生能量束(4)；与能量束产生装置(7)光学耦合或能光学耦合的至少一个光导纤维(8)，该至少一个光导纤维被设置用于将至少一个耦入光导纤维中的能量束(4)在光导纤维(8)的耦入区域(8a)与光导纤维(8)的耦出区域(8b)之间传导，其中，光导纤维(8)包括多个纤维芯(15)，其中，在每个纤维芯(15)中都耦入或能耦入至少一个能量束(4)。

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，该照射装置包括：至少一个能量束产生装置，该至少一个能量束产生装置被设置用于产生能量束；和与能量束产生装置光学耦合或能光学耦合的至少一个光导纤维，该至少一个光导纤维被设置用于在光导纤维的耦入区域与光导纤维的耦出区域之间传导至少一个耦入光导纤维中的能量束。
背景技术
用于添加式地制造三维物体的设备已知地包括照射装置，该照射装置包括能量束产生装置和与该能量束产生装置光学耦合的光导纤维。该能量束产生装置被设置用于产生能量束，光导纤维被设置用于在光导纤维的耦入区域与光导纤维的耦出区域之间传导至少一个耦入该光导纤维中的能量束。
同样已知的是，尤其在例如构件质量和过程质量、效率、生产能力等方面持续改进或改善相应的设备。在此，相应的设备的各个照射装置的配置、尤其是相应的光导纤维的配置也越来越重要。
发明内容
因此本发明的目的是，尤其在用于添加式地制造三维物体的设备的构件质量和过程质量、效率以及生产能力的改进方面给出一种用于添加式地制造三维物体的设备用的改进的照射装置。
上述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照射装置来实现。从属权利要求涉及该照射装置的可能的实施形式。上述目的还通过根据权利要求15所述的包括至少一个相应的照射装置的用于添加式地制造三维物体的设备来实现。
在此描述的照射装置典型地是用于添加式地制造三维物体的设备(简称为“设备”)的组成部分。借助于相应的设备可以通过依次逐层选择性地照射和因此依次逐层选择性地固化在对应于待制造的三维物体的与层相关的横截面的区域中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建造待制造的三维物体。相应的设备例如可以被设计成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，或被设计成SLS设备、也就是说用于实施选择性激光烧结方法(SLS方法)的设备。也可以设想，相应的设备被设计成SEBS设备、也就是说用于实施选择性电子束熔化方法(SEBS方法)的设备。
相应的设备包括对于实施添加式建造过程通常需要的功能部件。属于该功能部件的除了覆层装置之外还有相应的照射装置，该覆层装置被设置用于在设备的建造平面中形成待选择性地照射或者待选择性地固化的建造材料层，在该建造平面中实现依次逐层选择性地照射和随之依次逐层选择性地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，该建造材料例如是陶瓷粉末、塑料粉末或金属粉末，该照射装置一般被设置用于在设备的建造平面中选择性地照射待选择性地固化的建造材料层。
照射装置包括作为重要的组成部分的至少一个能量束产生装置和至少一个与能量束产生装置光学耦合的或能光学耦合的光导纤维。该能量束产生装置被设置用于产生能量束——在此该能量束典型地是激光束。光导纤维被设置用于在光导纤维的耦入区域与光导纤维的耦出区域之间传导至少一个耦入该光导纤维中的能量束。能量束产生装置与光导纤维的光学耦合实现了将由能量束产生装置产生的能量辐射、也就是说尤其是由能量束产生装置产生的能量束耦入光导纤维中。此外，该光导纤维可以与射束偏转装置(扫描器装置)耦合。照射装置与射束偏转装置的光学耦合实现了将能量辐射、也就是说尤其是至少一个通过光导纤维传导的能量束从光导纤维中耦入射束偏转装置中。因此光导纤维可以在能量束产生装置与射束偏转装置之间连接地布置或构造，该射束偏转装置在可能的情况下也是照射装置的组成部分。
光导纤维包括多个纤维芯，其中，在每个纤维芯中都耦入或能耦入至少一个能量束。该光导纤维就此可以被称为或被视为多芯纤维。每个纤维芯由光导材料、例如玻璃纤维材料形成，并因此具有光导性能；每个纤维芯因此被称为或被视为光导纤维(内部)的单独的光导体元件。每个纤维芯包括纤维芯耦入区域和纤维芯耦出区域，能量束通过该纤维芯耦入区域耦入或能耦入各个纤维芯中，耦入各个纤维芯中的能量束通过该纤维芯耦出区域从各个纤维芯中耦出或能耦出。各自的纤维芯耦入区域典型地形成光导纤维的耦入区域的一部分，各自的纤维芯耦出区域典型地形成光导纤维的耦出区域的一部分。
光导纤维典型地具有线缆状的或线缆形的、即通常为长形的几何构造。各自的纤维芯典型地具有纤维状的或纤维形的、即通常为长形的几何构造。纤维芯的各自的横截面几何形状典型地显著小于光导纤维的横截面几何形状，从而纤维芯可以容易地布置或构造在光导纤维的内部。纤维芯在光导纤维内部的(位置稳定的)布置结构可以例如通过将纤维芯嵌入到形成光导纤维的光导纤维材料、例如塑料材料中实现。
通过形成具有多个单独的纤维芯的光导纤维实现了，多个如下文所述的必要时在至少一个能量束参数方面、例如在强度方面不同的能量束能耦入该光导纤维中，或者多个必要时在至少一个能量束参数方面不同的能量束能从该光导纤维或从照射装置中耦出。以这种方式可以利用同一个光导纤维实现整体从照射装置中耦出或能耦出的能量辐射的可变的或变化的轮廓。这在整体上实现了有针对性地和有效地使用经由能量束产生装置耦入光导纤维中的能量辐射；如在下文中所述，特别实现了：例如有针对性地预热处理和/或后热处理待选择性地固化的或被选择性地固化的建造材料层以及有针对性地产生确定的辐射轮廓。由此改进了照射装置，从中尤其得到：该照射装置实现了配置有这种照射装置的设备的改进的构件质量和过程质量、效率、生产能力。通过由多个纤维芯给出的、使多个能量束从光导纤维中耦出的可能性——能从光导纤维中耦出的能量束的最大数量相当于纤维芯的数量——使照射装置实现了更高的建造率。
在至少一个光导纤维与至少一个能量束产生装置的耦合方面，原则上存在两种可能的变型；所述至少一个光导纤维可以直接地或间接地、即在中间连接至少一个构件或至少一个构件组的情况下与所述至少一个能量束产生装置耦合或能耦合。
使光导纤维直接地与能量束产生装置光学耦合或能光学耦合的变型尤其包含如下可能性：使得光导纤维与多个能量束产生装置光学耦合或能光学耦合，其中，光导纤维的每个纤维芯都与多个能量束产生装置中的至少一个确定的能量束产生装置光学耦合或能光学耦合。因此在每个纤维芯中都耦入或能耦入从与纤维芯光学耦合或能光学耦合的能量束产生装置中发出的能量束。
由各个能量束产生装置产生的各个能量束可以在至少一个能量束参数、亦即例如强度方面区分。以这种方式实现了，多个可能情况下在至少一个能量束参数方面不同的能量束耦入光导纤维中，或多个可能情况下在至少一个能量束参数方面不同的能量束从光导纤维中或从照射装置中耦出。与光导纤维光学耦合或能光学耦合的各个能量束产生装置可以尤其在通过能量束产生装置相应产生的能量束的射束特性方面单独或独特地如此形成，使得具有确定的能量束特性的能量束可以经由每个能量束产生装置耦入光导纤维中。
光导纤维间接地与能量束产生装置光学耦合或能光学耦合的变型包含如下可能性：使得光导纤维在中间连接至少一个能量束分配装置的情况下与所述至少一个能量束产生装置光学耦合或能光学耦合，该至少一个能量束分配装置被设置用于将耦入能量束分配装置中的能量束分成多个能量束。能量束分配装置典型地包括至少一个、尤其是光学的能量束分配元件。相应的能量束分配元件可以是例如光学的分束器(体)。在此，光导纤维的每个纤维芯都与能量束分配装置的至少一个耦出区域光学耦合或能光学耦合，能量束从该至少一个耦出区域中耦出或能耦出，其中，在每个纤维芯中都耦入或能耦入从能量束分配装置的、与纤维芯耦合或能耦合的耦出区域中耦出的能量束。
能量束分配装置可以被设置用于，将能量束分成多个、可能情况下在至少一个能量束参数方面、如上所述例如在强度方面不同的能量束。以这种方式(利用唯一一个能量束产生装置就已经)实现了，多个、可能情况下在至少一个能量束参数方面不同的能量束能耦入光导纤维中，或者多个、可能情况下在至少一个能量束参数方面不同的能量束可以从光导纤维或者说从照射装置中耦出。例如通过适合地对能量束分配面覆层则可以如此形成能量束分配装置，使得通过能量束分配装置原则上能将不同的能量束耦入光导纤维中。
从上述的实施方案中得出，在至少两个纤维芯中耦入或能耦入不同的能量束、也就是说具有不同的能量束特性的能量束。例如一个能量束或者说具有第一能量束特性、尤其是第一强度的能量束能耦入第一纤维芯中或者第一纤维芯组中，一个能量束或者说具有与第一能量束特性不同的能量束特性、尤其是与第一强度不同的强度的能量束能耦入至少一个另外的纤维芯或者另外的纤维芯组中。
和各个能量束直接地或间接地耦入光导纤维的各个纤维芯中无关地，纤维芯可以具有相同的或不同的纤维芯几何形状、尤其是纤维芯横截面几何形状。因此，通过各个纤维芯耦出或能耦出的能量束可以具有相同的或不同的能量束几何形状、尤其是能量束直径(焦斑)或者能量束横截面。通过设置不同纤维芯几何形状的纤维芯可以有针对性地影响从光导纤维中(整体)耦出或能耦出的能量辐射的性能。
纤维芯能以在光导纤维的——尤其是圆形的或近似圆形的、例如椭圆形的——横截面上对称或非对称分布的方式布置。尤其对于具有圆形的或近似圆形的横截面的光导纤维的实施形式，可以设想至少一个第一纤维芯布置在光导纤维(关于对称轴或中心轴)的中心处，其它纤维芯布置在光导纤维的中心之外。因此，基于具有圆形的或者近似圆形的横截面的光导纤维，纤维芯能布置在关于光导纤维的对称轴或中心轴的不同的径向位置上。例如，第一数量的纤维芯、亦即至少一个纤维芯可以布置在中心，也就是说布置在光导纤维的对称轴或者中心轴中或该对称轴或中心轴的区域中，第二数量的纤维芯、亦也就是说尤其是多个纤维芯尤其对称地围绕第一数量的纤维芯分布地布置。通过纤维芯(必要时具有不同的纤维芯几何形状)的这种布置结构，可以有针对性地影响从光导纤维中(整体)耦出或能耦出的能量辐射的性能。
和其相对于光导纤维的对称轴或中心轴的各个布置结构无关地，纤维芯能以相对彼此等距分布的方式布置。因此，每个纤维芯相对于每个与其直接相邻布置的纤维芯的间距可以是相同的。相应地，从各个纤维芯中耦出或能耦出的能量束或焦斑的间距也是相同的，这引起从照射装置中整体耦出或能耦出的能量辐射的均匀的特性，进而引起照射装置的更加均匀的辐射性能。同样实现了在横截面上能量辐射从照射装置中的面耦出。
如上所述，可以将能量束独特地耦入光导纤维的纤维芯中或将具有不同的能量束特性、尤其是不同强度的能量束独特地耦入光导纤维的纤维芯中。照射装置可以为此包括以硬件方式或软件方式实施的控制装置，该控制装置被设置用于控制能量束或对耦入或能耦入光导纤维的纤维芯中的能量束的能量束特性进行控制，或者可以为照射装置配设相应的控制装置。控制装置在控制技术方面尤其与照射装置的相应的能量束产生装置共同作用，以便用于控制能量束或对从该能量束产生装置中耦出或能耦出的能量束的能量束特性进行控制。
控制装置例如可以被设置用于，通过对能量束的或对耦入或能耦入纤维芯中的能量束的能量束特性、尤其是强度的规定的——尤其是在地点上和/或在时间上的——控制，形成从照射装置中整体耦出或能耦出的能量辐射的规定的轮廓、尤其是强度轮廓。以这种方式，也就是说尤其通过独特地控制耦入或能耦入纤维芯中的能量束的强度，原则上可以产生(近似)任意的轮廓(“射束成形”)并将其从光导纤维中耦出，从而仅示例性地示出高斯分布、逆高斯分布、平顶分布(Top-Hat-Profile)。
控制装置还可以被设置用于，通过对能量束的或对耦入或能耦入光导纤维的纤维芯中的能量束的能量束特性的规定的——尤其是在地点上和/或在时间上的——控制，形成从照射装置中整体耦出或能耦出的能量辐射的确定的照射模式。以这种方式原则上可以产生(近似)任意的照射模式。相应的照射模式可以基于实现确定的照射策略、即例如所谓的跟踪策略或摇摆策略，根据所述跟踪策略使得第二能量束跟随第一能量束，并且借助于该跟踪策略可以实现被选择性地固化的建造材料层的后热处理，根据所述摇摆策略使能量束围绕建造材料层的确定的待照射的区域运动。通过相应的照射模式或照射策略可以普遍实现对于建造材料层的确定的待照射的区域的单次照射或多次照射。
已经指出的是，利用光导纤维可以实现对待选择性地固化的或被选择性地固化的建造材料层的预热处理和/或后热处理。控制装置可以为此被设置用于，通过对能量束的或对耦入或能耦入光导纤维的纤维芯中的能量束的能量束特性的规定的控制，通过从至少一个第一纤维芯中耦出或能耦出的至少一个第一能量束实现选择性地照射和随之选择性地固化建造材料层，并通过从至少一个另外的纤维芯中耦出或能耦出的另一能量束实现至少在部分区段上预热处理待选择性地固化的建造材料层和/或至少在部分区段上后热处理被选择性地固化的建造材料层。用于选择性地照射和随之选择性地固化建造材料层的能量束可以例如从关于光导纤维的横截面几何形状居中地或中央地布置的至少一个纤维芯中耦出，用于预热处理待选择性地固化的建造材料层或用于后热处理被选择性地固化的建造材料层的所述能量束或一能量束可以从关于光导纤维的横截面几何形状远离中心地或偏离中心地布置的至少一个纤维芯中耦出。
除了照射装置之外，本发明还涉及一种用于通过依次逐层选择性地照射和随之依次逐层选择性地固化建造材料层来添加式地制造三维物体的设备，该建造材料层由能借助于能量束固化的建造材料组成。该设备包括至少一个如上所述的照射装置，从而结合该照射装置的所有的实施方案也类似地适用于该设备。该设备尤其可以是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，或可以是SLS设备、也就是说用于实施选择性激光烧结方法(SLS方法)的设备。原则上也可以设想，该设备是SEBS设备、也就是说用于实施选择性电子束熔化方法(SEBS方法)的设备。
附图说明
根据在附图中的实施例详细描述本发明。在此：
图1、2各在示意性视图中示出根据一个实施例的设备的原理图；
图3至8各在横截面视图中示出根据一个实施例的光导纤维的原理图。
具体实施方式
图1、2各在示意性视图中示出根据一个实施例的设备1的原理图。
在图1、2中示出的设备1用于通过依次逐层选择性地照射和随之依次逐层选择性地固化由能借助于至少一个能量束4、也就是说尤其是激光束固化的建造材料3、也就是说例如金属粉末组成的建造材料层来添加式地制造三维物体2、也就是说尤其是技术构件或技术构件组。选择性固化各个待固化的建造材料层基于与物体相关的建造数据来实现。相应的建造数据描述分别待添加式地制造的物体2的几何的或几何结构的设计，并可以包含待制造的物体2的例如“切片的”CAD数据。该设备1可以例如设计为设备、也就是说用于实施选择性激光熔化方法(SLM方法)的设备。
设备1包括为了实施添加式建造过程所需的功能部件；在图1、2中例如分别示出覆层装置5和照射装置6。
覆层装置5被设置用于在设备1的建造平面E中形成待选择性地照射的或待选择性地固化的建造材料层，并为此包括——如通过各个双向箭头P1表示的——以能相对于设备1的建造平面E运动的方式被支承的、尤其刀片式的或者说刀片状的覆层元件(未详细示出)。
照射装置6被设置用于在设备1的建造平面E中选择性地照射待选择性地固化的建造材料层，并为此包括至少一个能量束产生装置7、与至少一个能量束产生装置7光学耦合的光导纤维8、与光导纤维8光学耦合的聚焦装置9(可选)、以及与聚焦装置9光学耦合的射束偏转装置10(扫描器装置)。各自的能量束产生装置7被设置用于产生能量束4，光导纤维8被设置用于将从能量束产生装置7中耦入该光导纤维中的能量束4在光导纤维8的耦入区域8a与耦出区域8b之间传导，聚焦装置9被设置用于对耦入该聚焦装置中的能量束4聚焦，射束偏转装置10被设置用于将耦入该射束偏转装置中的能量束4偏转到待选择性地照射的或待选择性地固化的建造材料层的待照射的区域上。虽然在图1、2中示意性地通过直线连接，但是照射装置6的所述组件通常直接地彼此耦合。
在图1、2中还示出计量模块11、建造模块12和溢流模块13，这些模块对接在设备1的可惰性化的过程室14的下部区域上。所述模块11、12、13也可以形成设备1的过程室14的下部区域。
在图1中示出多个能量束产生装置7，在图2中示出一个(唯一的)能量束产生装置7，各个能量束产生装置7与光导纤维8的光学耦合实现了将由各个能量束产生装置7产生的能量束4耦入光导纤维8中。
光导纤维8包括多个、也就是说在图1、2中示例性的三个纤维芯15.1-15.3、在其余的附图中示例性的七个纤维芯15.1-15.7，其中，在每个纤维芯15中耦入或能耦入至少一个能量束4。光导纤维8还可以被称为多芯纤维。每个纤维芯15由光导材料、也就是说例如玻璃纤维材料制成，并因此具有光导特性；每个纤维芯15因此可被视为光导纤维8(内)的单独的光导元件。每个纤维芯15都包括纤维芯耦入区域(未示出)和纤维芯耦出区域，能量束4通过纤维芯耦入区域耦入或能耦入各自的纤维芯15中，而耦入各自的纤维芯15中的能量束4通过该纤维芯耦出区域从各自的纤维芯15中耦出或能耦出。各自的纤维芯耦入区域形成光导纤维8的耦入区域8a的所述部分或一部分，各自的纤维芯耦出区域形成光导纤维8的耦出区域8b的所述部分或一部分。
光导纤维8具有缆线状或缆线形的、也就是说通常为长形的几何构造。各个纤维芯15具有纤维状或纤维形的、也就是说通常为长形的几何构造。纤维芯15的各自的横截面几何形状显著小于光导纤维8的横截面几何形状，从而纤维芯15可以容易地布置或构造在光导纤维8的内部。
通过形成具有多个单独的纤维芯15的光导纤维8实现了，可以将多个能量束4耦入光导纤维8中或者从光导纤维8中并进而从照射装置6中耦出多个能量束4。以这种方式可以借助同一个光导纤维8实现从照射装置6中整体耦出或能耦出的能量辐射的可变的或变化的轮廓。
在光导纤维8与相应的能量束产生装置7的耦合方面原则上存在两种可能的变型；光导纤维8可以如图1中所示直接地或者如图2中所示间接地与能量束产生装置7耦合或能耦合。
光导纤维8直接地与能量束产生装置7光学耦合的变型如在图1中所示包含如下可能性，即光导纤维8与多个能量束产生装置7光学耦合。在此可以看出，光导纤维8的每个纤维芯15都与确定的能量束产生装置7光学耦合。因此在每个纤维芯15中都耦入从与该纤维芯光学耦合的能量束产生装置7出来的能量束4。
由各个能量束产生装置7产生的各个能量束4可以在至少一个能量束参数方面、也就是说例如强度方面有区别。因此可以实现，在光导纤维8中耦入多个、可能情况下在至少一个能量束参数方面不同的能量束4，或者从光导纤维8中耦出多个、可能情况下在至少一个能量束参数方面不同的能量束4。因此，与光导纤维8光学耦合的能量束产生装置7可以尤其在射束特性方面单独地或独特地如此形成通过该能量束产生装置分别产生的能量束4，使得通过每个能量束产生装置7可以将具有确定的能量束特性的能量束4耦入光导纤维8中。
光导纤维8间接地与能量束产生装置7光学耦合的变型包含在图2中示出的如下可能性，即在中间连接能量束分配装置16的情况下使光导纤维8与能量束产生装置7光学耦合。能量束分配装置16被设置用于将耦入能量束分配装置中的能量束4分成多个能量束4，并为此包括——尤其是光学的——能量束分配元件(未示出)，该能量束分配元件可以是例如光学的分束器(体)。在此，光导纤维8的每个纤维芯15都与能量束分配装置16的耦出区域(未画出)光学耦合，能量束4从该耦出区域中耦出或能耦出。因此，从能量束分配装置16的、与纤维芯耦合的耦出区域中耦出的能量束4耦入每个纤维芯15中。
能量束分配装置16可以被设置用于，将能量束4分成多个在至少一个能量束参数、即如所述的例如强度方面不同的能量束4。如在图2中所示，以这种方式通过唯一一个能量束产生装置7就已经可以实现：多个在至少一个能量束参数方面不同的能量束4耦入光导纤维8中，或者多个在至少一个能量束参数方面不同的能量束4从光导纤维8或照射装置6中耦出。能量束分配装置16可以例如通过对能量束分配面的适合的覆层如此构造，使得原则上不同的能量束4能通过该能量束分配面耦入光导纤维8中。
因此，不同的能量束4、也就是说具有不同的能量束特性的能量束4可以耦入光导纤维8的至少两个纤维芯15中。例如具有第一能量束特性、尤其是第一强度的能量束4可以耦入第一纤维芯15中，具有与第一能量束特性不同的能量束特性、尤其是与第一强度不同的强度的能量束4可以耦入至少一个另外的纤维芯15中。
图3-8分别在横截面视图中示出根据一个实施例的光导纤维8的原理图。如上所述，在图3-8中示出的光导纤维8示例性地具有七个纤维芯15(15.1-15.7)。要说明的是，在图3-8中被以线条填充地示出的各个纤维芯15处于如下状态中，在该状态中能量束4从其中耦出，没有被以线条填充地示出的各个纤维芯15处于如下状态中，在该状态中没有能量束4从其中耦出。还要说明的是，分别通过箭头P2表示从照射装置6中整体耦出的能量辐射的偏转方向和扫描方向。
根据图3-8可以看出，光导纤维8的纤维芯15可以具有相同的纤维芯(横截面)几何形状；因此，通过各个纤维芯15耦出的能量束4具有相同的能量束几何形状、尤其是能量束直径(焦斑)或能量束横截面。然而原则上也可实现的是，光导纤维8的纤维芯15具有不同的纤维芯(横截面)几何形状；因此，通过各个纤维芯15耦出的能量束4具有不同的能量束几何形状、尤其是不同的能量束直径(焦斑)或能量束横截面。
根据图3-8还可以看出，纤维芯15能以在光导纤维8的在此示例性的圆形的横截面上对称分布的方式布置。在图3-8中分别示出具有圆形横截面的光导纤维8的实施例，其中，在光导纤维8的(关于对称轴或中心轴的)中心处布置有第一纤维芯15.1；而在光导纤维8的中心之外布置有其它纤维芯15.2-15.7。因此，纤维芯15.1和纤维芯15.2-15.7布置在关于光导纤维8的对称轴或中心轴的不同的径向位置上。第一纤维芯15.1布置在中心处、即布置在光导纤维8的对称轴或中心轴中或该对称轴或中心轴的区域中，其余的纤维芯15.2-15.7以围绕纤维芯15.1对称分布的方式布置。
还根据图3-8可以看出，纤维芯15.1-15.7以相对彼此等距分布的方式布置。在图3-8中，每个纤维芯15.1-15.7相对于每个直接地与其相邻地布置的纤维芯15.1-15.7的间距相同。纤维芯15.1-15.7具体例如可以以大约200μm的间距相对彼此布置。
如上所述，各个能量束4或具有不同的能量束特性、也就是说例如不同的强度的各个能量束4可以耦入光导纤维8的纤维芯15.1-15.7中。照射装置6或设备1为此包括以硬件方式或以软件方式实施的控制装置17，该控制装置被设置用于控制能量束4或者说耦入或能耦入光导纤维8的纤维芯15.1-15.7中的能量束4的能量束特性。在图1、2中示出的控制装置17在控制技术方面尤其与照射装置6的能量束产生装置7共同作用，以便控制能量束4或者说从能量束产生装置中耦出或能耦出的能量束4的能量束特性。
控制装置17可以被设置用于，通过对能量束4或者说耦入纤维芯15.1-15.7中的能量束4的能量束特性、尤其是强度的规定的——尤其是在地点上和/或在时间上的——控制，形成从照射装置6中整体耦出或能耦出的能量束4的规定的轮廓、尤其是强度轮廓。以这种方式，也就是说尤其通过独特地控制被耦入纤维芯15.1-15.7中的能量束4的强度，可以产生不同的轮廓(“射束成形”)并使其从光导纤维8中耦出，从而仅示例性地示出高斯分布、逆高斯分布、平顶分布。
控制装置17还可以被设置用于，通过对能量束4的或者说对耦入光导纤维8的纤维芯15.1-15.7中的能量束4的能量束特性的规定的——尤其是在地点上和/或在时间上的——控制，形成从照射装置6中整体耦出或能耦出的能量辐射的确定的照射模式。以这种方式可以产生不同的照射模式。相应的照射模式可以作为实现确定的照射策略、即例如所谓的跟踪策略或摇摆策略的基础，根据所述跟踪策略使得第二能量束4跟随第一能量束4，根据所述摇摆策略使能量束4围绕建造材料层的确定的待照射的区域运动。借助于相应的照射策略可以例如实现预热处理待选择性地固化的建造材料层或后热处理被选择性地固化的建造材料层。
在图4中示例性表示跟踪策略的实现，这是因为从纤维芯15.7中耦出的能量束4跟随从纤维芯15.1中耦出的能量束4。借助于跟踪策略可以实现对被选择性地固化的建造材料层的后热处理。
在图6中示出摇摆策略的实现，这是因为从纤维芯15.1、15.3和15.5中耦出的能量束4——例如通过与纤维芯15.1、15.3和15.5耦合的能量束产生装置7的交替运行——围绕确定的待照射的区域运动。
通过相应的照射模式或照射策略一般也可以实现确定的待照射的区域的单次或多次照射。
根据图5、7、8可以看出，控制装置17可以被设置用于，通过对能量束4的或者说对耦入光导纤维8的纤维芯15.1-15.7中的能量束4的能量束特性的规定的控制，通过从至少一个第一纤维芯15.1中耦出的至少一个第一能量束4实现选择性地照射和随之选择性地固化建造材料层，并通过从至少一个另外的纤维芯15.3、15.4、15.6、15.7中耦出的另一能量束4实现至少在部分区段上预热处理待选择性地固化的建造材料层和/或至少在部分区段上后热处理被选择性地固化的建造材料层。在图5、7、8中，用于选择性地照射和随之选择性地固化建造材料层的能量束4从关于光导纤维8的横截面几何形状居中地或中央地布置的纤维芯15.1中耦出，用于预热处理待选择性地固化的建造材料层或后热处理被选择性地固化的建造材料层的能量束4在图5、7、8中从关于光导纤维8的横截面几何形状远离中心地或偏离中心地布置的纤维芯15.3、15.4、15.6、15.7中耦出；图5具体地示出后热处理过程，其从纤维芯15.1、15.6、15.7相对于扫描方向、参见箭头P2的布置结构中得到，图7、8分别示出预热处理过程，其从纤维芯15.1、15.3、15.4相对于扫描方向、参见箭头P2的布置结构中得到。

Claims (15)

1.一种用于添加式地制造三维物体(2)的设备(1)用的照射装置(6)，该照射装置包括：
-至少一个能量束产生装置(7)，该至少一个能量束产生装置被设置用于产生能量束(4)；
-与能量束产生装置(7)光学耦合或能光学耦合的至少一个光导纤维(8)，该至少一个光导纤维被设置用于将至少一个耦入光导纤维中的能量束(4)在光导纤维(8)的耦入区域(8a)与光导纤维(8)的耦出区域(8b)之间传导，其特征在于，
光导纤维(8)包括多个纤维芯(15)，其中，在每个纤维芯(15)中都耦入或能耦入至少一个能量束(4)。
2.根据权利要求1所述的照射装置，其特征在于，所述至少一个光导纤维(8)直接地与所述至少一个能量束产生装置(7)光学耦合或能光学耦合。
3.根据权利要求2所述的照射装置，其特征在于，设有多个能量束产生装置(7)，其中，光导纤维(8)的每个纤维芯(15)都与至少一个能量束产生装置(7)光学耦合或能光学耦合，其中，在每个纤维芯(15)中都耦入或能耦入从与纤维芯耦合或能耦合的能量束产生装置(7)中耦出的能量束(4)。
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，至少一个光导纤维(8)或所述至少一个光导纤维(8)在中间连接至少一个能量束分配装置(16)的情况下间接地与所述至少一个能量束产生装置(7)光学耦合或能光学耦合，该至少一个能量束分配装置被设置用于将耦入能量束分配装置中的能量束(4)分成多个能量束(4)。
5.根据权利要求4所述的照射装置，其特征在于，光导纤维(8)的每个纤维芯(15)都与能量束分配装置(16)的至少一个耦出区域光学耦合或能光学耦合，能量束(4)从该至少一个耦出区域中耦出或能耦出，其中，在每个纤维芯(15)中都耦入或能耦入从能量束分配装置(16)的、与纤维芯耦合或能耦合的耦出区域中耦出的能量束(4)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于，纤维芯(15)具有相同的或不同的纤维芯几何形状、尤其是纤维芯横截面几何形状。
7.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于，纤维芯(15)以在光导纤维(8)的——尤其是圆形的或近似圆形的——横截面上对称或非对称分布的方式布置。
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，基于具有圆形的或近似圆形的横截面的光导纤维(8)，纤维芯(15)布置在关于光导纤维(8)的中心轴的不同的径向位置上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于，纤维芯(15)以相对彼此等距分布的方式布置。
10.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于，在至少两个纤维芯(15)中耦入或能耦入具有不同的能量束特性的不同的能量束(4)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的照射装置，其特征在于，设有控制装置(17)，该控制装置被设置用于控制能量束(4)和/或用于控制耦入或能耦入光导纤维(8)的纤维芯(15)中的能量束(4)的能量束特性。
12.根据权利要求11所述的照射装置，其特征在于，控制装置(17)被设置用于，通过对耦入或能耦入光导纤维(8)的纤维芯(15)中的能量束(4)的能量束特性的规定的控制，形成从照射装置(6)中整体耦出或能耦出的能量辐射的规定的轮廓、尤其是能量辐射强度轮廓。
13.根据权利要求11或12所述的照射装置，其特征在于，控制装置(17)被设置用于，通过对耦入或能耦入光导纤维的纤维芯中的能量束的能量束特性的规定的——尤其是在地点上和/或在时间上的——控制，形成确定的照射模式。
14.根据权利要求12或13所述的照射装置，其特征在于，控制装置被设置用于，通过对耦入或能耦入光导纤维(8)的纤维芯(15)中的能量束(4)的能量束特性的规定的控制，通过从至少一个第一纤维芯(15)中耦出或能耦出的能量束(4)实现选择性地照射和随之选择性地固化建造材料层，并通过从至少一个另外的纤维芯(15)中耦出或能耦出的另一能量束(4)实现至少在部分区段上预热处理待选择性地固化的建造材料层和/或至少在部分区段上后热处理被选择性地固化的建造材料层。
15.一种用于通过依次逐层选择性地照射和随之依次逐层选择性地固化建造材料层来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)，该建造材料层由能借助于能量束(4)固化的建造材料(3)组成，该设备具有至少一个根据前述权利要求中任一项所述的照射装置(6)。
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