CN109514850B - 施加单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料(3)来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的施加单元(4)，其适于将建造材料(3)施加到建造平面(5)和/或建造材料(3)的先前施加的层(6)上，其适于选择性地将建造材料(3)施加到建造平面(5)或先前施加的层(6)的至少一个施加区域(7)上，其中，提供了适于将先前施加到施加元件(8，21)的施加表面(9)上的建造材料(3)传送到施加区域(7)的至少一个施加元件(8，21)，提供了适于调整施加元件(8，21)的施加表面(9)对于建造材料(3)的附着能力和/或建造材料(3)的附着能力的附着单元(10，20，22)。还涉及设备及其操作方法。

Description

施加单元
技术领域
本发明涉及一种用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料来添加式地制造三维物体的设备的施加单元，该施加单元适于将建造材料施加到建造平面和/或先前施加的建造材料层上，其中施加单元适于选择性地将建造材料施加到建造平面或先前施加的层的至少一个施加区域上。
背景技术
用于添加式地制造三维物体的这种设备在现有技术中是公知的。相应的设备通常包括至少一个适于产生能量束、例如激光束或电子束的照射装置以照射并从而固化建造材料。通常，在完成了照射工艺步骤、即建造材料层的照射之后，将至少一个新鲜的建造材料层施加到先前固化的层上。
新鲜的建造材料通常分布在建造平面——即建造材料的表面被布置在其中的、可经由能量束直接照射的平面——中。例如，被施加到建造板上或施加到已建好的物体部分上的当前最上层的建造材料可被视为建造平面，所述建造板即承载未固化的建造材料和已经建好的物体部分的承载装置。因此，例如，当施加多层新鲜建造材料时，可以将建造材料施加到先前固化的建造材料层，以及将新鲜的建造材料施加到未固化的建造材料层上。
为了将新鲜的建造材料分布在建造平面中，已知多种方法。相应的施加单元可以包括施加元件、特别是耙状施加元件，利用所述施加元件，建造材料被传送并均匀分布在建造平面中。根据这种方法，建造材料均匀地分布在整个建造平面上，其中在未被能量束照射(并且未固化)的区域中，未固化的建造材料保持被浪费或必须被回收。取决于建造平面的占用率，即有效使用的建造平面的面积部分(其中建造材料被照射)与建造平面的整个可用面积之间的比例，未固化的建造材料的量可能是相当大的。
根据另一种方法，可以提供适于选择性地施加建造材料的施加单元，其中施加单元包括建造材料分配器，所述建造材料分配器适于在建造平面的其中建造材料必须被施加和照射的区域中选择性地分配建造材料。根据该方法的选择性施加需要对建造材料进行特殊处理，因为必须避免建造材料的滴流以确保建造材料选择性地仅施加到期望的区域。
发明内容
本发明的目的是提供一种施加单元，其中建造材料的选择性施加得到改善。
该目的是通过根据权利要求1的施加单元创造性实现的。本发明的有利实施方式是从属权利要求的主题。
本文描述的施加单元是用于通过依次逐层地选择性照射和固化多层能借助能量束固化的粉末状建造材料(“建造材料”)来添加式地制造三维物体、例如技术结构件的设备的施加单元。相应的建造材料可以是金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以是激光束或电子束。相应的设备可以是例如选择性激光烧结设备、选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。
该设备可以包括在其运行期间使用的若干功能单元。示例性功能单元是过程室、适于使用至少一个能量束选择性地照射设置在过程室中的建造材料层的照射装置、以及适于产生以给定的流动特性至少部分地流经过程室的气态流体流的流产生装置，所述给定的流动特性例如为给定的流动轮廓、流动速度等。气态流体流能够在流经过程室时夹带未固化的颗粒状建造材料，特别是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物。气态流体流通常是惰性的，即通常是惰性气体例如氩气、氮气、二氧化碳等的流。
本发明是基于以下思想：提供至少一个施加元件，所述施加元件适于将先前施加到施加元件的施加表面上的建造材料传送到施加区域，其中提供了附着单元，所述附着单元适于调整所述施加元件的施加表面对于建造材料的附着能力和/或所述建造材料的附着能力。
施加单元包括具有施加表面的至少一个施加元件，建造材料可以施加在所述施加表面上。施加元件随后用于将施加到施加表面上的建造材料传送到施加区域，特别是传送到建造平面(例如建造板或先前建造的建造材料层)上。因此，施加到施加表面上的建造材料可以通过使施加表面的建造材料已被施加于其上的对应部分接触(挤压)施加区域而被传送到施加区域。为了确保建造材料的选择性施加，可以调整施加元件的施加表面对于建造材料的附着能力。换句话说，可以调整施加表面的、建造材料能附着到其上的性能，以在施加表面上形成对于建造材料具有不同附着能力的区域。这使得能够在施加表面上形成建造材料可以施加在其上(或保持被施加)的区域。
例如，施加表面的至少一个区域中的附着能力可以调整成使得可以附着建造材料，和/或施加表面的至少一个区域的附着能力可以调整成使得建造材料不能附着。因此，建造材料在施加元件的施加表面上的选择性附着是可能的，其中与建造材料在施加区域中的预期分布相对应地，建造材料可以选择性地附着到施加元件。因此，要作为(至少部分的)下一层建造材料施加到建造平面上的期望分布或构型的建造材料可以选择性地附着在施加元件的施加表面上，并且随后可以从施加元件传送到施加区域。
在本申请的范围内的施加区域是指必须施加建造材料的区域，例如，建造平面的区域，特别是建造板或先前建造的建造材料层，特别是要建造的物体的下一层。在本申请范围内施加在建造平面上的建造材料可以经由至少一个能量束直接照射。
主要地，施加区域对应于建造材料要被照射的区域。例如，施加区域可以对应于要制造的物体的单独层。当然，用于在制造过程中所需要的除待制造物体以外的结构——例如也要通过能量束照射的支承结构——的区域也被称为施加区域，因为建造材料必须被施加照射以形成相应的结构。因此，建造材料可以选择性地仅施加到随后被能量束照射的区域，以确保可以减少或避免剩余的未固化的建造材料。此外，建造材料也可以施加到如前所述的区域周围的区域，例如为了产生物体和/或被照射的结构周围的“粉末床”，其中“粉末床”提供另外的制造可能性。此外，建造材料也可以施加到与任何其它任意区域对应的施加区域。
根据施加单元的第一实施方式，附着单元可以适于选择性地增加、特别是产生施加元件的施加表面的附着能力和/或选择性地降低、特别是去除施加元件的施加表面的附着能力。如上所述，可以调整施加元件的施加表面的附着能力，以提供仅选择性地将建造材料附着到施加元件的可能性。
在第一选择性方案中，施加表面的附着能力可以选择性地增加，使得建造材料可以附着到施加表面的其中附着能力已经增加的相应区域。特别是，附着单元可以产生(显着的)附着能力，因为施加元件的施加表面对于制造过程中使用的建造材料不具有显著的附着能力。因此，施加表面的未受附着单元作用的区域不能粘结或吸附建造材料，而仅施加表面的受附着单元作用的或其中附着能力已被调整、特别是增加的区域能粘结或吸附建造材料(或建造材料可以吸附到那些区域)。
根据上述实施方式的第二选择性方案，施加表面的附着能力可以选择性地降低，使得建造材料不能附着到施加表面的附着能力已经降低的相应区域。特别是，附着单元可以从施加表面的相应区域(基本上)去除任何附着能力，使得施加元件的施加表面在已经受附着单元作用的区域中不会保留对于建造材料的任何(显著的)附着能力。因此，施加表面的已经使用了附着单元的区域不能粘结或吸附建造材料，而是施加表面的仅未通过附着单元作用的或其中附着能力未通过附着单元调整、特别是去除的区域可以粘结或吸附建造材料(或建造材料可以吸附到这些区域)。
例如，取决于必须施加到建造平面上的(至少一部分)下一层建造材料，附着单元可以调整施加表面的附着能力，使得根据要被施加的下一层建造材料的形状，建造材料粘附到施加表面或从施加表面上去除。例如通过具有不同作用机理的两个附着单元的、第一选择性方案和第二选择性方案的任意组合是可行的。
可以改进施加单元，使得附着单元可以适于在施加元件的与施加区域对应的至少一个传送区域中选择性地增加施加元件的施加表面的附着能力。根据本实施方式，附着单元用于选择性地增加施加表面的附着能力，使得附着到施加表面上的建造材料的图案对应于要施加到施加区域的建造材料的图案。
例如，附着单元可以在施加元件与建造材料接触之前调整施加元件的施加表面对于建造材料的附着能力。因此，与施加表面接触的建造材料在附着单元调整施加表面的附着能力后，相应地仅粘附或附着到附着能力已增加的区域。这允许建造材料到施加元件上的选择性附着和选择性施加。当施加元件用于传送施加到施加表面的建造材料时，建造材料到施加区域的选择性施加是可能的。当然，如果施加区域大于施加表面，则施加区域可以被细分为至少两个部分，所述至少两个部分可以被组合以形成施加区域，其中所述至少两个部分可以例如依次地被应用到施加区域。
根据施加单元的另一实施方式，附着单元可以适于在施加元件的与施加区域互补的至少一个互补区域中选择性地降低施加元件的施加表面的附着能力。因此，附着单元可在施加表面与建造材料接触之前作用于施加元件的施加表面。由于附着单元在施加表面上的作用，建造材料仅相应地粘附或附着到未受附着单元作用的区域。换句话说，附着单元选择性地降低施加表面的附着能力，其中建造材料不能粘附到附着单元已经调整附着能力的区域。
因此，根据本实施方式的施加元件提供了可以通过附着单元选择性地降低的显著的附着能力。建造材料也可以施加到施加元件的整个施加表面上，其中在建造材料已经施加到施加表面之后，附着单元用于选择性地降低施加表面的附着能力，其中建造材料在未受附着单元作用的区域中保持附着到施加表面。因此，附着单元可用于在与要被施加到施加区域的(至少部分的)下一层结构互补的区域中选择性地降低施加表面的附着能力。因此，附着单元作用于施加表面，使得被作用的区域形成施加区域(或其至少一部分)的“负者(negative)”。该区域未受附着单元作用，其中建造材料粘附到与(至少部分的)施加区域对应的施加表面上(或仍然附着到其上)。
此外，附着能力可以被动地调整，特别是通过接触压力和/或先前照射建造材料层的剩余热/余热。因此，施加表面的附着能力可以被动地调整，其中，特别是不需要用于调整附着能力的其它装置。例如，附着能力可由于施加在附着于施加表面的建造材料上的力或压力的变化而改变。因此，附着于施加表面的建造材料可以传送到施加区域，其中附着于施加表面的建造材料层被传送到施加区域，例如，从施加表面分离或去除并从而施加到施加区域。可以通过向附着的建造材料施加规定的力或规定的压力和/或通过引入热能并由此削弱或松动建造材料在施加表面上的附着力，来进行或至少支持附着于施加表面的建造材料的分离或去除。
例如，通过使施加元件以规定的力抵靠施加区域移动或通过在施加区域上产生规定的压力，可以削弱或去除施加表面对于建造材料的附着能力，使得可以去除附着的建造材料。此外，可以使用先前已被照射(并固化)的施加区域中的建造材料层的热能来削弱或松动附着于施加表面的建造材料的粘结。
另外地或替换地，附着单元可以适于主动地调整附着能力，特别是通过加电(带电，charging)和/或磁化和/或粘结和/或加热来调整附着能力。换句话说，附着单元可以主动地改变或调整施加元件的施加表面和/或建造材料的附着能力。特别是，可以提供至少一种用于主动调整附着能力的装置。
例如，加电装置适于对施加表面选择性加电，使得建造材料仅可选择性地附着到施加表面。优选地，使用对应的建造材料，其可以通过选择性地调整施加表面的电荷而选择性地附着。也可以使附着单元选择性地使施加表面和/或建造材料磁化(或去磁化)，使得对于建造材料的附着能力在相应的被作用的区域中改变。
主动调整附着能力的另一种方式是例如使用附着剂、特别是UV硬化附着剂将建造材料粘结到施加表面上。因此，相应的粘结材料、例如附着剂可以在建造材料应附着的区域中施加到施加表面上，或者替代性地，粘结材料例如附着剂可以施加到整个施加表面，其中在施加表面的不应附着建造材料的区域中，粘结材料可以在施加表面与建造材料接触之前被硬化。通过这样做，建造材料不能附着到附着材料已经硬化的区域，而是只能附着到粘结材料未硬化的区域。附着剂的硬化优选可以通过加热和/或照射，特别是UV照射、例如UV激光束来执行。此外，附着单元可以包括用于热和/或化学地调整施加表面和/或建造材料的附着能力的相应的装置。
此外，附着能力的主动调整(例如经由加电、调温等)可以执行成使得施加表面的受附着单元作用的区域对于建造材料的附着能力(或建造材料的附着能力)可以增加或降低，特别是产生或去除。
还可能的是，附着单元适于通过产生施加在施加元件的施加表面的区域中的抽吸流或真空来调整施加元件的施加表面对于建造材料的附着能力。因此，建造材料可以通过施加在施加元件的施加表面的区域中的抽吸流或真空临时地附着到施加元件的施加表面。施加元件的施加表面可以设置有例如布置成阵列等的开口，使得抽吸流或真空分别可以与建造材料相互作用，从而使得建造材料可以附着到施加表面。抽吸流或真空分别可由分配给附着单元的抽吸流产生单元例如抽吸泵或真空产生单元例如真空泵产生。相应的抽吸流产生单元或真空产生单元的操作以及相应的操作参数，特别是影响由抽吸流或真空产生的附着力的操作参数，可以分别由抽吸流产生单元或真空产生单元的控制单元控制。
优选地，所述至少一个施加区域可以基本上等于要建造的物体的相应层的截面和/或至少一个支承结构的相应层的截面，所述支承结构特别是壁或支承元件。如上所述，施加区域优选地对应于建造材料要被照射的建造平面的区域，并且用于除了待制造物体之外的结构诸如支承结构的区域也被称为施加区域。此外，建造材料也可以施加到如上所述区域周围的区域，例如为了产生要被照射的物体和/或结构周围的支承件或“粉末床”，其中支承件或“粉末床”由未固化的建造材料建造成并提供另外的制造可能性。换句话说，施加区域还可以包括要被能量束直接照射的区域周围的区域。
根据施加单元的另一实施方式，施加元件可以具有板状形状，或具有旋转对称形状和/或可以被构造为滚子，特别是圆柱滚子。施加元件因此可以具有旋转对称形状，例如为滚筒，和/或施加元件可以被构造为滚子，其中，如前所述，建造材料可以施加到施加元件的施加表面上，并且随后从施加表面传送到施加区域。施加元件的施加表面可以至少部分地由施加元件的外壳表面、特别是圆柱滚子或滚筒的外壳表面形成。替代地，施加元件可以具有板状形状，其中建造材料可以选择性地施加到施加元件的施加表面、特别是板的区段上，并随后压到施加区域上。施加表面可以布置在板状施加元件的底侧，或者施加元件可以在将建造材料传送到施加区域上之前转动。特别是，施加元件可以包括板，建造材料部分地施加到所述板上，例如施加到底侧的至少一部分上。随后，板可以用作压印件，使得建造材料例如在压力下被传送到施加区域。
有利地，使用旋转对称的施加元件例如圆柱滚子使得能够连续施加建造材料，其中施加元件可以被设置为转动，其中建造材料可以选择性地施加到施加元件的施加表面上并且连续地从施加元件的施加表面传送到施加区域。
移动方向或施加方向可以任意选择。例如，要建造的物体、特别是建造平面(例如载有物体的建造板)可以相对于施加单元移动，和/或施加单元可相对于要建造的物体移动。施加单元相对于要建造的物体的移动可以例如在X和/或Y方向上执行，所述X和/或Y方向可以被定义为基本上平行于建造板的至少一个边缘。此外，在施加步骤期间或两个施加步骤之间移动方向的改变也是可能的。因此，施加元件可以在施加步骤期间或两个施加步骤之间绕(主)轴转动。因此，施加步骤可以在不同的施加方向上执行，例如可以在第一施加方向上执行一个施加步骤，并且可以在不同的施加方向上执行后续的施加步骤，所述不同的施加方向例如垂直于第一施加方向。
施加元件还可以适于通过施加元件的滚翻运动来选择性地施加建造材料，其中施加元件因为提供了滚翻运动而可相对于建造平面和/或先前施加的建造材料层移动。施加元件可以枢转，使得施加元件可以执行相对于建造平面和/或先前施加的建造材料层的滚翻运动。如前所述，由于滚翻运动，可以将建造材料施加到施加元件的施加表面上，并且同时使用施加元件的外周的另一部分将先前施加在施加表面上的建造材料传送到施加区域。
因此，建造材料在施加元件的外周的第一部分中被施加到施加表面上，其中施加元件在滚翻运动中移动。由于滚翻运动，施加表面以及与施加表面(外壳表面)一起的先前施加的建造材料围绕施加元件的转动轴线转动。因此，先前施加的建造材料与通常但不一定设置在施加元件下方的施加区域接触。换句话说，施加元件可以在建造平面上和/或先前施加的建造材料层上类似于油漆滚筒刷地滚动，从而将先前选择性地施加的建造材料层施加到施加区域上。
根据施加单元的另一个实施方式，可以提供建造材料供给单元，该建造材料供给单元适于将建造材料施加到施加元件上，特别是通过供应与施加元件的施加表面直接接触的建造材料。因此，建造材料供给单元用于使未固化的建造材料与施加表面接触，所述施加表面先前已经通过附着单元处理或待通过附着单元进行处理，这取决于附着单元的作用机理。例如，建造材料供给单元可以布置在施加元件上方，其中建造材料例如由于重力被引导到施加表面上。因此，由于施加表面的附着能力，建造材料被施加到施加表面上。
如上所述的施加单元可以进一步改进，使得施加元件相对于建造材料供给单元可移动地、特别是可转动地布置。由于所引起的施加元件的滚翻运动，建造材料可以被供应并施加到相对于建造材料供给单元移动的施加表面上。在建造材料已经施加到施加表面上之后，相应的施加的建造材料层与施加区域接触，由此建造材料被排出并施加到该施加区域。施加表面的相应区域然后再次与建造材料供给单元接触，再次接收选择性地施加到施加表面上的新鲜的建造材料。因此，连续的施加过程是可行的。
施加的建造材料层的层厚度可以根据施加参数来调整，特别是对应于施加元件与施加区域或建造材料供给单元之间的接触压力和/或对应于施加元件的转速来调整。通过调整相应的施加参数，可以调整在施加表面上和施加区域中所形成的建造材料的层厚度。因此，当建造材料施加到施加元件的施加表面上时，施加元件和建造材料供给单元之间的接触压力可以变化。此外，在将建造材料排出到施加区域时，可以改变施加元件和施加区域之间的接触压力。
建造材料供给单元和施加元件可以形成为组合模块。优选地，施加元件和建造材料供给单元以及附着单元形成组合模块。
此外，可以提供状态调整(修整，conditioning)单元，其适于修整、特别是清洁施加单元，特别是施加元件。状态调整单元用于恢复施加元件、特别是施加元件的施加表面的初始状态。状态调整单元可以用于清洁施加表面，例如在建造材料传送到施加区域之后移除仍粘附到施加表面的建造材料。状态调整单元还可以用于在用附着单元处理之前准备施加表面，例如将施加表面恢复到规定的条件。因此，施加表面的各种参数可以通过状态调整单元、例如电荷调整，和/或施加表面可被(去)磁化，和/或至少一个表面状态可以恢复，和/或可以去除先前执行的施加步骤剩余的残留物、例如附着剂残留物。
此外，本发明涉及一种用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料来添加式地制造三维物体的设备，该设备包括至少一个施加单元，所述施加单元适于将建造材料施加到建造平面和/或先前施加的建造材料层上，其中施加单元适于选择性地将建造材料施加到建造平面或先前施加的层的至少一个施加区域上，其中至少一个施加元件适于将先前施加到施加元件的施加表面上的建造材料传送到施加区域，其中提供了附着单元，其适于调整施加元件的施加表面对于建造材料的附着能力和/或建造材料的附着能力。
此外，本发明涉及一种用于操作用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料来添加式地制造三维物体的设备的方法，其中建造材料被选择性地施加到建造平面或先前施加的层的至少一个施加区域上，其中调整施加元件的施加表面对于建造材料的附着能力和/或建造材料的附着能力。
显而易见的是，关于本发明的施加单元描述的所有特征、细节和优点完全可转移到本发明的设备和本发明的方法。特别是，本发明的方法可以在本发明的设备上执行和/或使用本发明的施加单元执行。
附图说明
参照附图说明本发明的示例性实施例。附图是示意性的，其中：
图1示出了根据本发明的第一实施例的创造性设备；
图2示出了图1的创造性设备的俯视图；
图3示出了根据本发明的第二实施例的创造性设备；
图4示出了根据本发明的第三实施例的创造性设备。
具体实施方式
图1示出了用于通过依次照射和固化能通过能量束固化的(未固化的)建造材料3的层来添加式地制造三维物体2的设备1。设备1包括施加单元4，所述施加单元4适于将建造材料3施加到建造平面5和/或建造材料3的先前施加的层6上。
施加单元4适于将未固化的建造材料3选择性地施加到建造平面5的施加区域7上(根据该实施例，建造平面5与先前建造的层6重合)。施加单元4还包括施加元件8，所述施加元件8包括施加表面9，该施加表面基本上是施加元件8的外壳表面，其例如被构造为圆柱滚子或滚筒。因此，建造材料3可以施加到施加元件8的施加表面9，并且随后被传送到建造平面5的施加区域7。
换句话说，未固化的建造材料3可以选择性地施加到为施加元件8的外壳表面的施加表面9上，并被排出到先前建造的物体2的顶层6上。为了选择性地将建造材料3施加到施加表面9，施加单元4包括附着单元10，该附着单元10适于调整施加元件8的施加表面9对于建造材料3的附着能力。附着单元10还可以适于调整建造材料3的附着能力。
根据本发明的该实施例，附着单元10适于通过产生能量束11(例如激光束)来改变施加表面9的电荷，并且将产生的能量束11选择性地引导到施加表面9上从而调整在施加表面9的不同区域中施加表面9对于建造材料3的附着能力。由附着单元10产生的能量束11不能与通过设备1的照射装置(未示出)产生的用于照射和固化建造平面5中的建造材料的能量束(未示出)混淆。
施加单元4还包括将建造材料3供给到施加元件8的建造材料供给单元11。特别是，建造材料供给单元11使建造材料3与施加表面9直接接触，特别是与施加表面9的已经通过附着单元10处理过的一部分接触。根据附着单元10已执行的对附着能力的调整，建造材料3选择性地附着到施加元件8的施加表面9。换句话说，附着单元10增加(或降低)在施加表面9的至少一个区域中施加表面9对于建造材料3的附着能力，该至少一个区域与必须施加到物体2的先前建造的层6上的建造材料3的下一层相对应(或互补)。因此，建造材料3只能(或不能)附着到由附着单元10处理过的区域上。
施加元件8围绕转动轴线12枢转并可转动地安装。因此，施加元件8可转动地移动(如箭头13所示)。施加单元4可在X、Y和Z方向上平移移动(由箭头14-16表示)。因此，由于施加元件8的滚翻运动，附着到施加表面9上的建造材料3可以排出到先前建造的物体2的顶层6上、即施加区域7中。
施加单元4还包括用于恢复施加元件8、特别是施加元件8的施加表面9的初始状态的状态调整单元17。状态调整单元17用于清洁施加表面9，例如通过在将建造材料3传送到施加区域7之后去除仍然粘附于施加表面9的建造材料3。状态调整单元17还用于在施加表面9再次使用附着单元10处理之前准备施加表面9，例如，状态调整单元17将施加表面9的电荷状态恢复到初始状态，例如恢复到“不带电”。
施加单元4被建造为组合模块，其中施加元件8、附着单元10、建造材料供给单元11和状态调整单元17形成相对于载有先前建造的物体2的建造板18可横向移动(由箭头14-16表示)的组合模块。
图2以俯视图示出了图1的设备1。从图2可以得出，附着单元10调整施加表面9的附着能力，使得建造材料3仅附着在传送区域19中，在传送区域中，附着单元10增加了施加单元9对于建造材料3的附着能力。为了排出附着的建造材料3，施加单元4可以横向移动(由箭头14-16所示)，以使配置在传送区域19中的建造材料3与施加区域7接触，即到物体2的顶层6上。
通过使用先前建造的层6的剩余热，将配置在传送区域19中的建造材料3从施加表面9剥离，因为剩余热会热力地弱化施加表面9的相应的传送区域19的附着能力。此外，施加单元4，特别是传送区域19可以被压在顶层6上以施加规定的压力，使得布置在传送区域19中的建造材料3被相应地施加到顶层6或施加区域7上。
图3示出了根据本发明的第二实施例的创造性设备1。根据图3所示的设备1的总体设置类似于如图1、图2所示的创造性设备1的第一实施例。因此，相同的附图标记用于相同的部件。
与图1、图2所示的设备1不同，在图3中示出的设备1包括适于选择性地降低施加元件8的施加表面9的附着能力附着单元10。施加单元4还包括第二附着单元20，所述第二附着单元20适于在施加表面9通过第二附着单元20时均匀地改变施加表面9的附着能力，例如适于均匀地增加或降低施加表面9的附着能力。随后，附着单元10用于改变施加表面9对于建造材料3的附着能力。
例如，第二附着单元20在施加表面9通过第二附着单元20时均匀地提高整个施加表面9对于建造材料3的附着能力。随后，当通过附着单元10时，附着单元10在与传送区域19(期望建造材料3的区域)互补的区域中选择性地降低施加单元9对于建造材料3的附着能力。建造材料3因此附着到传送区域19，因为附着单元20均匀地增加了附着能力；但建造材料不能附着到互补区域，因为通过附着单元10再次降低了附着能力。
因此，图3所示的施加单元4或创造性设备1的基本功能遵循如参照图1和图2所述的原理。
图4示出了根据本发明的第二实施例的创造性设备1。与图1-3所示的设备1不同的是，图4所示的设备1包括附着单元22，所述附着单元适于选择性地增加或降低施加元件21的施加表面9的附着能力。施加元件21被构造成板，其中建造材料3被施加到施加元件21的底侧。换句话说，施加表面9位于板状施加元件21的底侧。为了将建造材料3施加到施加表面9，提供了一建造材料供给单元23，所述建造材料供给单元23适于选择性地将建造材料施加到施加表面9的传送区域19。
图4所示的创造性设备1的附着单元22的基本功能遵循如关于图1-3描述的原理。还可能的是，转动施加元件21使得建造材料3通过建造材料供给单元23施加到顶侧，并且随后施加元件21再转动。
施加到施加元件21的施加表面9上的建造材料3可以被传送到物体2的施加区域7。因此，可以将施加元件21相应地压到物体2或建造平面6上。因此，布置在施加表面9上的建造材料3的层可以“压印”到施加区域上。
即使没有在图中示出，附着单元10、20、22可以适于通过产生施加在施加元件8的施加表面9的区域中的抽吸流或真空来调整施加元件8的施加表面9对于建造材料3的附着能力。因此，建造材料3可以通过施加在施加元件8的施加表面9的区域中的抽吸流或真空来临时地附着到施加元件8的施加表面9上。施加元件8的施加表面9可以设置有例如布置成阵列等的开口(未示出)，使得抽吸流或真空可以相应地与建造材料3相互作用，从而使建造材料3可以附着到施加表面9。抽吸流或真空可以相应地由分配给附着单元10、20、22的抽吸流产生单元(未示出)或真空产生单元(未示出)产生，所述抽吸流产生单元例如为抽吸泵，所述真空产生单元例如为真空泵。相应的抽吸流产生单元或真空产生单元的操作以及相应的操作参数、特别是影响由抽吸流或真空产生的附着力的操作参数可以相应地由抽吸流产生单元或真空产生单元的控制单元(未示出)来控制。

Claims (24)

1.一种用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料(3)来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的施加单元(4)，所述施加单元(4)适于将建造材料(3)施加到建造平面(5)和/或建造材料(3)的先前施加的层(6)上，其中所述施加单元(4)适于选择性地将建造材料(3)施加到建造平面(5)或先前施加的层(6)的至少一个施加区域(7)上，其特征在于，所述施加单元具有至少一个施加元件(8，21)，所述施加元件适于将先前施加到施加元件(8，21)的施加表面(9)上的建造材料(3)传送到施加区域(7)，其中提供了附着单元(10，20，22)，所述附着单元适于调整所述施加元件(8，21)的施加表面(9)对于建造材料(3)的附着能力，所述附着单元适于通过产生施加在所述施加元件(8，21)的施加表面(9)的区域中的抽吸流或真空来调整所述施加元件(8，21)的施加表面(9)对于建造材料(3)的附着能力。
2.根据权利要求1所述的施加单元，其特征在于，所述附着单元(10，20，22)适于选择性地增加所述施加元件(8，21)的施加表面(9)的附着能力，和/或选择性地降低所述施加元件(8，21)的施加表面(9)的附着能力。
3.根据权利要求2所述的施加单元，其特征在于，所述附着单元(10，20，22)适于选择性地产生所述施加元件(8，21)的施加表面(9)的附着能力，和/或选择性地去除所述施加元件(8，21)的施加表面(9)的附着能力。
4.根据权利要求2所述的施加单元，其特征在于，所述附着单元(10，20，22)适于选择性地在所述施加元件(8，21)的对应于所述施加区域(7)的至少一个传送区域(19)中增加所述施加元件(8，21)的施加表面(9)的附着能力。
5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的施加单元，其特征在于，所述附着单元(10，20，22)适于选择性地在所述施加元件(8，21)的与所述施加区域(7)互补的至少一个互补区域中降低所述施加元件(8，21)的施加表面(9)的附着能力。
6.根据前述权利要求1-4中任一项所述的施加单元，其特征在于，所述附着能力能被动地调整，和/或所述附着单元(10，20，22)适于主动地调整所述附着能力。
7.根据权利要求6所述的施加单元，其特征在于，所述附着能力能通过接触压力和/或建造材料(3)的先前照射的层的剩余热来被动地调整，和/或所述附着单元(10，20，22)适于通过加电和/或磁化和/或粘结和/或加热来主动地调整所述附着能力。
8.根据前述权利要求1-4中任一项所述的施加单元，其特征在于，所述至少一个施加区域(7)基本上等于要建造的三维物体(2)的相应层的截面和/或至少一个支承结构的相应层的截面。
9.根据权利要求8所述的施加单元，其特征在于，所述支承结构是壁或支承元件。
10.根据前述权利要求1-4中任一项所述的施加单元，其特征在于，所述施加元件具有板状形状，或所述施加元件(8，21)具有旋转对称形状和/或被构造为滚子。
11.根据权利要求10所述的施加单元，其特征在于，所述滚子是圆柱滚子。
12.根据前述权利要求1-4中任一项所述的施加单元，其特征在于，所述施加元件(8，21)适于经由所述施加元件(8，21)的滚翻运动来选择性地施加建造材料(3)，其中所述施加元件(8，21)因为提供了滚翻运动而能相对于建造平面(5)和/或建造材料(3)的先前施加的层(6)移动。
13.根据前述权利要求1-4中任一项所述的施加单元，其特征在于，所述施加单元具有建造材料供给单元(11，23)，其适于将建造材料(3)施加到所述施加元件(8，21)上。
14.根据权利要求13所述的施加单元，其特征在于，所述建造材料供给单元(11，23)适于通过供应与所述施加元件(8，21)的施加表面(9)直接接触的建造材料(3)将建造材料(3)施加到所述施加元件(8，21)上。
15.根据权利要求13所述的施加单元，其特征在于，所述施加元件(8，21)相对于所述建造材料供给单元(11，23)能移动地布置。
16.根据权利要求15所述的施加单元，其特征在于，所述施加元件(8，21)相对于所述建造材料供给单元(11，23)能转动地布置。
17.根据前述权利要求1-4中任一项所述的施加单元，其特征在于，施加在所述施加表面(9)上和/或所述施加区域(7)上的各层建造材料(3)的层厚度能根据至少一个施加参数来调整。
18.根据权利要求17所述的施加单元，其特征在于，施加在所述施加表面(9)上和/或所述施加区域(7)上的各层建造材料(3)的层厚度能对应于所述施加元件(8，21)与所述施加区域(7)和/或所述建造材料供给单元(11，23)之间的接触压力和/或对应于所述施加元件(8，21)的转速来调整。
19.根据前述权利要求1-4中任一项所述的施加单元，其特征在于，所述施加单元具有状态调整单元(17)，其适于修整所述施加单元(4)。
20.根据权利要求19所述的施加单元，其特征在于，所述状态调整单元(17)适于清洁所述施加元件(8，21)的施加表面(9)。
21.一种用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料(3)来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)，该设备(1)包括至少一个施加单元(4)，所述施加单元适于将建造材料(3)施加到建造平面(5)和/或建造材料(3)的先前施加的层(6)上，其中，所述施加单元(4)适于选择性地将建造材料(3)施加到建造平面(5)或先前施加的层(6)的至少一个施加区域(7)上，其中至少一个施加元件(8，21)适于将先前施加到施加元件(8，21)的施加表面(9)上的建造材料(3)传送到施加区域(7)，其中，提供了附着单元(10，20，22)，其适于通过产生施加在所述施加元件(8，21)的施加表面(9)的区域中的抽吸流或真空来调整所述施加元件(8，21)的施加表面(9)对于建造材料(3)的附着能力。
22.根据权利要求21所述的设备，其特征在于，所述至少一个施加单元(4)是根据权利要求1至4中任一项所述的施加单元(4)。
23.一种用于操作用于通过依次照射和固化多层能借助能量束固化的建造材料(3)来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的方法，其中建造材料(3)被选择性地施加到建造平面(5)或先前施加的层(6)的至少一个施加区域(7)上，其特征在于，通过产生施加在施加元件(8，21)的施加表面(9)的区域中的抽吸流或真空来调整所述施加元件(8，21)的施加表面(9)对于建造材料(3)的附着能力。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述方法使用根据权利要求21所述的设备。
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