CN109605739B - 用于添加式地制造三维物体的设备的粉末模块装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于添加式地制造三维物体的设备的粉末模块装置，包括：粉末模块，其包括构造成接收粉末状建造材料的粉末模块基体，粉末模块基体包括多个壁元件，所述壁元件界定用于接收建造材料的建造材料接收容积和用于将建造材料导入建造材料接收容积中的开口；盖，其包括盖基体，盖基体构造成与粉末模块基体连接以便在粉末模块装置的封闭状态下封闭粉末模块基体的开口；和密封装置，其构造成在粉末模块装置的封闭状态下在粉末模块与盖之间密封，密封装置包括至少一个可膨胀密封元件，可膨胀密封元件包括至少一个可膨胀容积，可膨胀容积能至少部分地充填有尤其是经加压的膨胀介质以便使可膨胀密封元件从第一膨胀状态膨胀为第二膨胀状态。

Description

用于添加式地制造三维物体的设备的粉末模块装置

技术领域

本发明涉及用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的粉末状建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备的粉末模块装置。

背景技术

通常有现有技术公知的用于添加式地制造三维物体的设备的粉末模块装置。相应的粉末模块装置构造成接收粉末状建造材料并且可实施为例如提供要在添加式制造过程期间依次逐层地选择性照射和固化的建造材料的计量模块装置、提供粉末状建造材料在添加式制造过程期间在其中被依次逐层地选择性照射和固化的建造平面的建造模块装置、以及接收在添加式制造过程期间未被选择性照射和固化的建造材料的溢流模块装置。

相应的粉末模块装置通常包括构造成接收粉末状建造材料的粉末模块基体。相应的粉末模块基体包括界定用于接纳粉末状建造材料的建造材料接收容积的多个壁元件和用于将粉末状建造材料导入建造材料接收容积中的开口。相应的粉末模块装置还可包括盖。相应的盖包括盖基体，其构造成与粉末模块基体连接以便在粉末模块装置的封闭状态下封闭开口。

考虑到在相应的粉末模块基体的接收容积内产生和维持惰性气氛，希望在粉末模块装置的封闭状态下粉末模块与相关联的盖之间的可靠密封。该密封应当尤其允许在添加式制造设备的不同处理站之间输送相应的粉末模块装置而不危害粉末模块基体的接收容积内的惰性气氛。

发明内容

本发明的目的是提供一种粉末模块装置，其允许在粉末模块装置的封闭状态下粉末模块与相关联的盖之间的可靠密封。

该目的通过根据权利要求1所述的粉末模块装置来实现。从属于权利要求1的权利要求涉及根据权利要求1所述的粉末模块装置的可能的实施例。

这里指出的粉末模块装置可用于添加式制造工艺如选择性激光烧结工艺、选择性激光熔化工艺或选择性电子束熔化工艺中，其中粉末状建造材料（“建造材料”）如粉末状陶瓷、金属或聚合物借助至少一个能量束如激光束或电子束被依次逐层地照射并由此固化。因此，该粉末模块装置典型地被分配给用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备（“添加式制造设备”）。相应的添加式制造设备能实施为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。

如从接下来对粉末模块装置的功能构件的详述将显而易见的，粉末模块装置通常构造成接收建造材料，即粉末模块装置能被充装建造材料并且建造材料能从粉末模块装置排出。作为一个示例性实施例，粉末模块装置例如可实施为构造成在添加式制造过程期间计量供给要被依次逐层地选择性照射和固化的建造材料的计量模块装置、构造成在添加式制造过程期间限定建造材料在其中被依次逐层地选择性照射和固化的建造平面的建造模块装置、或构造成在添加式制造过程期间接收未被选择性照射和固化的建造材料的溢流模块装置。

粉末模块装置包括三个主要功能构件：粉末模块、盖和密封装置。

粉末模块包括构造成接收建造材料的粉末模块基体。粉末模块基体包括若干壁元件，尤其是底壁元件——其可实施为以可竖直移动的方式被支承的承载元件——和至少一个侧壁元件，所述壁元件界定用于接收特定量的建造材料的建造材料接收容积——其也可被当作或表示为建造材料接收室——和用于将建造材料导入建造材料接收容积中的开口。粉末模块基体可具有长方体或类似于长方体的几何基本形状。长方体或类似于长方体形状的粉末模块基体的开口通常设置在粉末模块基体的正面，尤其在粉末模块装置附接到添加式制造设备上、尤其与添加式制造设备对接时与添加式制造设备的过程室对向的正面。开口的上述布置以类似方式适用于与长方体或类似于长方体的基本形状不同的几何基本形状。

盖包括盖基体，其构造成尤其可分离地与粉末模块基体连接以便在粉末模块装置的封闭状态下（物理地）封闭粉末模块基体的开口。盖基体可具有板或类似于板的几何基本形状。在任意情况下，盖基体的几何基本形状适配于粉末模块基体的几何基本形状以便允许封闭粉末模块基体的开口。

在粉末模块装置的封闭状态下，盖基体的主平面通常被布置成平行于粉末模块基体的底壁元件。由此，盖基体的壁部面对粉末模块基体的、界定建造材料接收容积的壁部，尤其是侧壁元件。

密封装置构造成在粉末模块装置的封闭状态下在粉末模块与盖之间尤其不透流体地密封。密封装置包括至少一个可膨胀密封元件（“密封元件”）。由于密封元件是可膨胀的，所以它由可膨胀密封材料——即具有可膨胀特性的密封材料，例如弹性体——制成。密封元件包括至少一个可膨胀容积，其至少部分地以可控制方式充填有尤其经加压的膨胀介质，例如气体和/或液体，以便使密封元件从第一膨胀状态膨胀为第二膨胀状态。换句话说，可膨胀容积能被充填膨胀介质以便允许密封元件的容积的受控增大，并且相应地，膨胀介质能从可膨胀容积被抽出以便允许密封元件的容积的受控减小。通过在粉末模块装置的封闭状态下使可膨胀容积和密封元件膨胀，能提供粉末模块与盖之间的尤其不透流体的密封。可膨胀容积的充填和抽出过程通常由体现为硬件和/或软件的控制单元控制，该控制单元构造成半自动或自动控制可膨胀容积的半自动或自动充填和抽出膨胀介质的过程。

通常，密封元件在第一膨胀状态下不提供粉末模块与盖之间的尤其不透流体的密封并且在第二膨胀状态下提供粉末模块与盖之间的尤其不透流体的密封。因此，可膨胀容积和密封元件在第一膨胀状态下比在第二膨胀状态下膨胀得少。尤其是，在第一膨胀状态下，可膨胀容积和密封元件不膨胀或与第二膨胀状态相比膨胀得较少以便不提供粉末模块与盖之间的密封。在第二膨胀状态下，可膨胀容积和密封元件膨胀或与第一膨胀状态相比膨胀得较多以便提供粉末模块与盖之间的密封。因此，其中可膨胀容积与第二膨胀状态相比较小的第一膨胀状态通常指的是不提供粉末模块与盖之间的尤其不透流体的密封的未密封状态，并且其中可膨胀容积与第一膨胀状态相比较大的第二膨胀状态通常指的是提供粉末模块与盖之间的尤其不透流体的密封的密封状态。

密封装置在粉末模块装置的封闭状态下提供粉末模块与相关联的盖之间的可靠密封。密封装置允许在粉末模块基体的建造材料接收容积内产生和维持惰性气氛。尤其是，密封装置允许在添加式制造设备或包括至少一个添加式制造设备的添加式制造设施的不同处理站之间输送粉末模块装置而不危害粉末模块基体的建造材料接收容积内的惰性气氛。

如上所述，膨胀介质可以是气体或液体。在第一种情况下，所述至少一个可膨胀容积可充填有气态膨胀介质，由此可膨胀容积的第一充填状态对应于可膨胀密封元件的第一膨胀状态并且可膨胀容积的第二充填状态对应于可膨胀密封元件的第二膨胀状态。相应的气态膨胀介质可以是惰性气体，例如氩气、二氧化碳、氮气等。在第二种情况下，所述至少一个可膨胀容积可充填有液态膨胀介质，由此可膨胀容积的第一充填状态对应于可膨胀密封元件的第一膨胀状态并且可膨胀容积的第二充填状态对应于可膨胀密封元件的第二膨胀状态。相应的液态介质可以是无机或有机液体，例如水、油等。

该或至少一个相应的密封元件可附接到盖基体上或与盖基体连接。由此，密封元件可被接纳在盖基体的至少一个——尤其是沟状的——接纳部中，该接纳部构造成接纳密封元件。将密封元件接纳在盖基体的接纳部中通常包括密封元件尤其不可分离的在盖基体上的附接或与盖基体的连接。就这一点而言，可设想任何将密封元件化学地和/或物理地附接在盖基体上的方式。仅作为一个示例，密封元件可被夹固、胶粘或焊接在盖基体上。密封元件可包括允许密封元件在盖基体上的牢固的附接或与盖基体的连接的不同附接部或连接部。

盖基体的接纳部可至少部分地沿盖基体的外周——尤其盖基体的在粉末模块装置的封闭状态下与粉末模块基体的壁元件的壁部对向的壁部——延伸。因此，被接纳在相应接纳部中的密封元件可至少部分地沿盖基体的外周延伸。

该或另一密封元件（也）可附接在粉末模块基体上或与其连接。由此，它可被接纳在粉末模块基体的至少一个尤其沟状的接纳部中，该接纳部构造成接纳密封元件。将密封元件接纳在粉末模块基体的接纳部中通常包括密封元件尤其不可分离的在粉末模块基体上的附接或与粉末模块基体的连接。就这一点而言，可设想任何将密封元件化学地和/或物理地附接在粉末模块基体上的方式。仅作为一个示例，密封元件可被夹固、胶粘或焊接在粉末模块基体上。密封元件可包括允许密封元件在粉末模块基体上的牢固的附接或与其的连接的不同附接部或连接部。

粉末模块基体的接纳部可至少部分地沿粉末模块基体的内周——尤其是粉末模块基体的侧壁元件的在粉末模块装置的封闭状态下与盖基体的壁部对向的壁部——延伸。因此，被接纳在相应接纳部中的密封元件可至少部分地沿粉末模块基体的内周延伸。

盖基体和/或粉末模块基体可包括——尤其在盖基体或粉末模块基体内延伸的——流动通道结构。可完全集成在盖基体和/或粉末模块基体内的流动通道结构可限定出用于往来于可膨胀容积的膨胀介质的流动路径，即用于密封元件的充填或抽出期间的膨胀介质的流动路径。流动通道结构可包括用于将流动通道结构与密封元件的可膨胀容积连接的第一连接部和用于将流动通道结构与用于向可膨胀容积充填膨胀介质或从其抽出膨胀介质的充填装置（如压缩机、泵等）连接的第二连接部。因此，第一连接部可与密封元件的可膨胀容积连通并且第二连接部可与用于向可膨胀容积充填膨胀介质或从其抽出膨胀介质的充填装置连通。

在流动通道结构设置在盖基体内的情况下，第二连接部可设置在盖基体的操纵部，例如抓握或握持部，该操纵部构造成与用于手动、半自动或自动操纵盖基体的操纵装置如机械手协作。

在相应流动通道结构的第一连接部和第二连接部之间可配置有至少一个阀装置。该阀装置可包括至少一个阀元件，该阀元件在不可以对密封元件的可膨胀容积充填膨胀介质的第一操作状态或封闭状态——即尤其是第一取向和/或位置——与可以对密封元件的可膨胀容积充填膨胀介质——即尤其是第二取向和/或位置——之间被可移动地支承。在第二操作状态下，阀元件以这样的方式取向和/或定位，即它形成用于膨胀介质经过阀装置的通道以便允许密封元件的可膨胀容积的充填或抽出。

阀装置可包括具有不同功能的不同端口。阀装置的第一端口可被设想用于施加尤其经加压的控制介质以尤其克服至少一个弹簧元件将所述至少一个阀元件朝向第一操作状态移动/驱促的力而移动阀元件。因此，控制介质——例如控制气体或控制液体——可经由第一端口流入阀装置中以便将阀元件从第一操作状态移动到第二操作状态。控制介质可从用于对可膨胀容积充填或抽出膨胀介质的充填装置或用于供给控制介质的单独的供给装置如压缩机、泵等提供。

阀装置的第二端口可被设想用于导入膨胀介质以使密封元件膨胀。因此，膨胀介质可经由第二端口流入阀装置中以便以上述方式改变密封元件的容积，即使密封元件处于第一或第二膨胀状态。通常，当阀元件移动到其中用于膨胀介质从阀装置通过的通路形成的第二操作状态时，膨胀介质将仅经由第二端口导入。

粉末模块装置可包括多个密封元件。至少一个密封元件可接纳在粉末模块基体的相应接纳部中并且至少一个另外的密封元件可接纳在盖基体的相应接纳部中。在任意情况下，多个密封元件在粉末模块装置的封闭状态下可尤其以平行或类似于层叠的布置方式上下配置。可通过设置多个——尤其是独立的——密封元件来提高密封装置的密封效率和操作安全性。

本发明还涉及一种用于如上所述的粉末模块装置的盖。该盖包括盖基体，盖基体构造成与粉末模块装置的粉末模块基体连接以便在粉末模块装置的封闭状态下封闭粉末模块基体的开口。该盖包括构造成在粉末模块装置的封闭状态下在粉末模块与盖之间——尤其是不透流体地——密封的密封装置，该密封装置包括至少一个密封元件，该密封元件包括可至少部分地充填有膨胀介质以便使可膨胀密封元件从第一膨胀状态膨胀为第二膨胀状态的至少一个可膨胀容积。涉及粉末模块装置的所有注释以类似方式适用于盖。

此外，本发明涉及一种用于借助依次逐层地选择性照射和固化由可借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体——例如技术构件——的设备。该设备可实施为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。该设备具有在其运行期间使用的多个功能和/或结构单元。一个示例性功能单元是用于使用能量束选择性地照射设置在设备的过程室内的建造平面中的建造材料层的照射装置。

该设备包括至少一个如以上指出的粉末模块装置。该至少一个粉末模块装置包括第一盖。第一盖包括盖基体，该盖基体构造成与粉末模块基体连接以便在粉末模块装置的封闭状态下封闭粉末模块基体的开口。粉末模块装置还包括密封装置，其构造成在粉末模块装置的封闭状态下在粉末模块与第一盖之间尤其不透流体地密封。密封装置包括至少一个可膨胀密封元件。该可膨胀密封元件包括至少一个可膨胀容积，其可至少部分地充填有尤其经加压的膨胀介质以便使可膨胀密封元件从第一膨胀状态膨胀为第二膨胀状态。

替代地或附加地，该设备包括至少一个第二盖。第二盖包括盖基体，该盖基体构造成尤其在限定对接界面——粉末模块装置能在该对接界面处与设备的机器框架对接——的粉末模块对接部与设备的机器框架连接，以便尤其在限定对接界面——粉末模块装置能在该对接界面处与设备的机器框架对接——的粉末模块对接部封闭设备的机器框架中的开口。第二盖包括密封装置，该密封装置构造成在设备的机器框架的封闭状态下在设备的机器框架与第二盖之间尤其不透流体地密封。密封装置包括至少一个可膨胀密封元件。该可膨胀密封元件包括至少一个可膨胀容积，其可至少部分地充填有膨胀介质以便使可膨胀密封元件从第一膨胀状态膨胀为第二膨胀状态。

第一和第二盖元件可具有相同的技术构型，即可至少在功能方面是等同的。也可以的是第一和第二盖元件可具有相同的几何构型，即可至少在几何结构方面是等同的。因此，第一盖和第二盖可以是可互换的。

第一盖和第二盖两者用于——尤其协作——以提供在设备的机器框架处——即在通常是或包括设备的过程室的底部中的开口的粉末模块对接部——对接的粉末模块装置与设备的过程室之间的尤其不透流体的可密封锁定（双锁定）。由此，分配给粉末模块装置——即粉末模块装置的区域中——的第一锁定可由第一盖建立并且分配给设备的机器框架——即设备的机器框架的区域中——的第二锁定可由第二盖建立。

当粉末模块装置处于对接位置时，第二盖可配置在第一盖的上方。因此，第一盖和第二盖可采用平行或类似于叠层的布置配置。在任意情况下，第一盖可与或与粉末模块（基体）连接并且第二盖可与或与设备的机器框架连接。

涉及粉末模块装置的所有注释以类似方式适用于添加式制造设备。

本发明还涉及一种用于将如上所述的粉末模块装置与如上所述的设备对接的方法。该方法包括以下步骤：

a）将粉末模块装置配置在对接位置，在该对接位置粉末模块装置与设备的机器框架对接，

b）将设置有粉末模块装置的第一盖与粉末模块装置分离并移除，以及

c）将第二盖与设备的机器框架分离并移除以便开启从粉末模块基体的建造材料接收容积到设备的过程室的通路。

步骤b）和c）可同时或采用不同次序执行。所有步骤至少可以以半自动方式执行。

本发明还涉及一种用于从如上所述的设备分离如上所述的粉末模块装置的方法。该方法包括以下步骤：

a）将设置有粉末模块装置的第一盖与配置在对接位置的粉末模块装置连接，在对接位置粉末模块装置与设备的机器框架对接；

b）将第二盖与设备的机器框架连接以便封闭从粉末模块基体的建造材料接收容积到设备的过程室的通路；以及

c）从对接位置移除配置在对接位置的粉末模块装置，在该对接位置粉末模块装置与设备的机器框架对接。

步骤a）和b）可同时或以不同次序执行。所有步骤至少可以以半自动方式执行。

涉及粉末模块装置和设备的所有注释以类似方式适用于所述方法。

附图说明

参考附图描述本发明的示例性实施例，其中：

图1、2各自示出根据一个示例性实施例的粉末模块装置的原理图；

图3、4各自示出图1的细节III的放大图；

图5、6各自示出根据一个示例性实施例的粉末模块装置的阀装置的放大图；以及

图7示出根据一个示例性实施例的用于添加式地制造三维物体的设备的原理图。

具体实施方式

图1示出了根据一个示例性实施例的用于通过依次逐层地选择性照射和随之固化由能借助能量束固化的粉末状建造材料2构成的层来添加式地制造三维物体——例如技术结构件——的设备的粉末模块装置1的原理图。图1在剖视图中示出了粉末模块装置1。

粉末模块装置1可用于添加式制造工艺如选择性激光烧结工艺、选择性激光熔化工艺或选择性电子束熔化工艺中，其中粉末状建造材料2如粉末状陶瓷、金属或聚合物借助至少一个能量束如激光束或电子束被依次逐层地照射并由此固化。因此，粉末模块装置1被分配给添加式制造设备（未示出），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。

如从图1、2显而易见，粉末模块装置1通常构造成接收建造材料2，即粉末模块装置1能被充装建造材料2并且建造材料2能从粉末模块装置1排出。作为一个具体实施例，粉末模块装置1可实施为构造成在添加式制造过程期间计量供给要被依次逐层地选择性照射和固化的建造材料2的计量模块装置、构造成在添加式制造过程期间限定建造材料2在其中被依次逐层地选择性照射和固化的建造平面的建造模块装置、或构造成在添加式制造过程期间接收未被选择性照射和固化的建造材料2的溢流模块装置。

粉末模块装置1包括三个主要功能构件：粉末模块3、盖4和密封装置5。

粉末模块3包括构造成接收建造材料2的粉末模块基体6。粉末模块基体6包括多个壁元件，即底壁元件7，其可实施为以可竖直移动的方式被支承的承载元件，和至少一个侧壁元件8，其界定用于接收特定量的建造材料2的建造材料接收容积9或建造材料接收室并且界定用于将建造材料2导入建造材料接收容积9中的开口10。根据附图所示的示例性实施例，粉末模块基体6具有长方体或类似于长方体的几何基本形状。粉末模块基体6的开口10设置在粉末模块基体6的在粉末模块装置1附接到添加式制造设备上时与添加式制造设备的过程室（未示出）对向的正面。

盖4包括盖基体11，其构造成尤其可分离地与粉末模块基体6连接以便在粉末模块装置1的封闭状态下（物理地）封闭粉末模块基体6的开口10（参见图1、2）。根据附图所示的示例性实施例，盖基体11具有板或类似于板的几何基本形状。盖基体11的几何基本形状适配于粉末模块基体6的几何基本形状以便允许封闭粉末模块基体6的开口10。

如从图1、2可辨别的，盖基体11的主平面被布置成在粉末模块装置1的封闭状态下平行于粉末模块基体6的底壁元件7。由此，盖基体11的壁部与界定建造材料接收容积9的壁部——也就是说粉末模块基体6的侧壁元件8的壁部——对向。

密封装置5构造成在粉末模块装置1的封闭状态下在粉末模块3与盖4之间尤其不透流体地密封。密封装置5包括由具有可膨胀特性的可膨胀密封材料——即密封材料，例如弹性体——制成的可膨胀密封元件12。密封元件12包括至少一个可膨胀容积13，其至少部分地以可控制方式充填有尤其经加压的膨胀介质，例如气体和/或液体，以便使密封元件12从第一膨胀状态（参见图3）膨胀为第二膨胀状态（参见图4）。换句话说，可膨胀容积13能被充填膨胀介质以便允许密封元件12的容积的受控增大并且膨胀介质能从可膨胀容积13被抽出以便允许密封元件12的容积的受控减小。通过在粉末模块装置1的封闭状态下分别使可膨胀容积13和密封元件12膨胀，能在粉末模块3与盖4之间提供尤其不透流体的密封。可膨胀容积13的充填和抽出过程由体现为硬件和/或软件的控制单元（未示出）控制，该控制单元构造成半自动或自动控制可膨胀容积13的半自动或自动充填和抽出膨胀介质的过程。

密封元件12在第一膨胀状态下不在粉末模块3与盖4之间尤其不透流体地密封并且在第二膨胀状态下在粉末模块3与盖4之间尤其不透流体地密封。如从图3、4可辨别的，可膨胀容积13和密封元件12在第一膨胀状态下比在第二膨胀状态下膨胀得少。其中可膨胀容积13与第二膨胀状态相比较小的第一膨胀状态指的是不提供粉末模块3与盖4之间的尤其不透流体的密封的未密封状态，并且其中可膨胀容积13与第一膨胀状态相比较大的第二膨胀状态指的是提供粉末模块3与盖4之间的尤其不透流体的密封的密封状态。

根据该图所示的实施例，膨胀介质是气态的。因此，可膨胀介质13充填或可充填有气态膨胀介质，例如氩气、二氧化碳、氮气。由此，可膨胀容积13的第一充填状态（参见图1）对应于可膨胀密封元件12的第一膨胀状态并且可膨胀容积13的第二充填状态（参见图2）对应于可膨胀密封元件12的第二膨胀状态。

根据图1所示的实施例，密封元件12附接在盖基体11上或与其连接。由此，它被接纳在盖基体11的至少一个尤其沟状的接纳部14中，该接纳部14构造成接纳密封元件12。盖基体11的接纳部14沿盖基体11的外周——尤其盖基体11的在粉末模块装置1的封闭状态下与粉末模块基体6的侧壁元件8的壁部对向的壁部——延伸。将密封元件12接纳在盖基体11的接纳部14中包括密封元件12在盖基体11上的或与盖基体11的——尤其不可分离的——附接或连接。仅作为一个示例，密封元件12可被夹固、胶粘或焊接在盖基体11上。

根据图2所示的实施例，密封元件12附接在粉末模块基体6上或与其连接。由此，它被接纳在粉末模块基体6的尤其沟状的接纳部15中，该接纳部15构造成接纳密封元件12。粉末模块基体6的接纳部15沿粉末模块基体6的内周——尤其粉末模块基体6的侧壁元件8的在粉末模块装置1的封闭状态下与盖基体11的壁部对向的壁部——延伸。将密封元件12接纳在粉末模块基体6的接纳部15中包括密封元件12在粉末模块基体6上的或与粉末模块基体6的——尤其不可分离的——附接或连接。仅作为一个示例，密封元件12可被夹固、胶粘或焊接在粉末模块基体6上。

如从图1-4可辨别的，盖基体11或粉末模块基体6包括在盖基体11或粉末模块基体6内延伸的流动通道结构16、17。分别完全集成在盖基体11或粉末模块基体6内的流动通道结构16、17提供用于往来于可膨胀容积13的膨胀介质的流动路径，即用于密封元件12的充填或抽出期间的膨胀介质的流动路径。流动通道结构16、17包括用于将流动通道结构16、17与密封元件12的可膨胀容积13连接的第一连接部28和用于将流动通道结构16、17与用于将可膨胀容积13充填或抽出膨胀介质的充填装置（未示出）如压缩机、泵等连接的第二连接部30、31。因此，第一连接部28与密封元件12的可膨胀容积13连通并且第二连接部30、31与用于将可膨胀容积13充填或抽出膨胀介质的充填装置连通。

在其中流动通道结构16设置在盖基体11内的图1、3、4的实施例中，第二连接部30、31设置在盖基体11的操纵部，例如抓握或握持部，其构造成与用于手动、半自动或自动操纵盖基体11的操纵装置（未示出）如机械手协作。

在图1、2的两个实施例中，在相应流动通道结构16、17的第一连接部28和第二连接部30、31之间配置有阀装置23。

图5、6在剖视图中示出相应阀装置23的一个示例性实施例。如从图5、6可辨别的，阀装置23包括阀元件24，其在不可以对可膨胀容积13充填膨胀介质的第一操作或封闭状态（参见图5）与可以对密封元件12的可膨胀容积13充填膨胀介质的第二操作或打开状态（参见图6）之间被可移动地支承。在第二操作状态下，阀元件24以这样的方式取向和/或定位，即它形成用于膨胀介质经过阀装置24以便允许密封元件12的可膨胀容积13的充填或抽出。

如从图5、6可辨别的，阀装置23包括具有不同功能的不同端口。阀装置23的第一端口25可被设想用于施加尤其经加压的控制介质以克服弹簧元件26将阀元件24朝向第一操作状态移动/驱促的力而移动阀元件24。因此，控制介质——例如控制气体或控制液体——可经由第一端口25流入阀装置中以便将阀元件24从第一操作状态移动到第二操作状态。控制介质可从用于对可膨胀容积13充填或抽出膨胀介质的充填装置或用于供给控制介质的单独的供给装置如压缩机、泵等提供。

阀装置23的第二端口27被设想用于导入膨胀介质以使密封元件13从第二膨胀状态膨胀为第一膨胀状态。因此，膨胀介质可经由第二端口27流入阀装置23中以便改变密封元件12的容积，即，使密封元件12处于第一或第二膨胀状态。当阀元件24移动到其中用于膨胀介质从阀装置23通过的通路形成的第二操作状态时，膨胀介质能/将仅经由第二端口27导入。

尽管图中未示出，但粉末模块装置1可包括多个密封元件12。至少一个密封元件12可被接纳在粉末模块基体6的相应接纳部15中并且至少一个另外的密封元件12可被接纳在盖基体11的相应接纳部14中。在任意情况下，多个密封元件12在粉末模块装置1的封闭状态下可上下配置。

图7示出根据一个示例性实施例的用于添加式地制造三维物体的设备18的原理图。图7示出包括设备18的过程室19的一部分的设备18的截面剖视图。

该设备包括至少一个粉末模块装置1。粉末模块装置1对应于图1所示的粉末模块装置。粉末模块装置1可实施为建造模块。

粉末模块装置1包括第一盖4。第一盖4包括盖基体11，其构造成与粉末模块基体6连接以便在粉末模块装置1的封闭状态下封闭粉末模块基体6的开口。粉末模块装置1还包括如在根据图1的粉末模块装置1的上下文中指出的密封装置5。

该设备还包括至少一个第二盖4。第二盖4包括盖基体11，其构造成尤其在限定对接界面——在该对接界面粉末模块装置1可与设备18的机器框架20对接——的粉末模块对接部21与设备18的机器框架20连接，以便尤其在粉末模块对接部21处封闭设备18的机器框架20的开口22。第二盖4被构造为第一盖4并且因此包括密封装置5。密封装置5构造成在设备18的机器框架20的封闭状态下在设备18的机器框架20与第二盖4之间尤其不透流体地密封。密封装置5包括至少一个可膨胀密封元件12。可膨胀密封元件12包括至少一个可膨胀容积13，其可至少部分地充填有膨胀介质以便使可膨胀密封元件12从第一膨胀状态膨胀为第二膨胀状态。

第一盖和第二盖4两者用于——尤其协作/共同作用——以提供在设备18的机器框架21处——即在通常是或包括设备18的过程室19的底部中的开口的粉末模块对接部21处——对接的粉末模块装置1与设备18的过程室19之间的尤其不透流体的可密封锁定（双锁定）。如从图7可辨别的，分配给粉末模块装置1——即在粉末模块装置1的区域中——的第一锁定可由第一盖4建立，并且分配给设备18的机器框架20——即在设备18的机器框架20的区域中——的第二锁定可由第二盖4建立。

图7示出，当粉末模块装置1处于对接位置时，第二盖4可配置在第一盖4的上方。因此，第一盖和第二盖4能采用平行或类似于叠层的布置方式配置。由此，第一盖4与或可与粉末模块3（基体6）连接并且第二盖4与或可与设备18的机器框架20连接。

设备18允许实施用于将粉末模块装置1与设备18对接的方法。该方法包括以下步骤：

a）将粉末模块装置1配置在对接位置，在该对接位置它与设备18的机器框架20对接，

b）将设置有粉末模块装置1的第一盖4与粉末模块装置1分离并移除，以及

c）将第二盖4与设备18的机器框架20分离并移除以便开启从粉末模块基体6的建造材料接收容积到设备18的过程室19的通路。

步骤b）和c）可同时或采用不同次序执行。所有步骤至少可以以半自动方式执行。

设备18还允许实施用于从设备18分离粉末模块装置1的方法。该方法包括以下步骤：

a）将设置有粉末模块装置1的第一盖4与配置在对接位置的粉末模块装置1连接，在该对接位置粉末模块装置1对接在设备18的机器框架20处；

b）将第二盖4与设备18的机器框架20连接以便封闭从粉末模块基体6的建造材料接收容积9到设备18的过程室19的通路；以及

c）从对接位置移除配置在对接位置的粉末模块装置1，在该对接位置粉末模块装置1对接在设备18的机器框架20处。

步骤a）和b）可同时或以不同次序执行。所有步骤至少可以以半自动方式执行。

Claims (18)

1.一种用于通过依次逐层地选择性照射和用能量束固化粉末状建造材料（2）构成的层来添加式地制造三维物体的设备的粉末模块装置（1），包括：

粉末模块（3），其包括构造成接收粉末状建造材料（2）的粉末模块基体（6），所述粉末模块基体包括底壁元件（7）和至少一个侧壁元件（8），所述壁元件界定用于接收粉末状建造材料（2）的建造材料接收容积（9）和用于将粉末状建造材料（2）导入所述建造材料接收容积（9）中的开口（10）；

盖（4），其包括盖基体（11），所述盖基体构造成与所述粉末模块基体（6）连接以便在所述粉末模块装置（1）的封闭状态下封闭所述粉末模块基体（6）的所述开口（10）；和

密封装置（5），其构造成在所述粉末模块装置（1）的封闭状态下在所述粉末模块（3）与所述盖（4）之间提供不透流体的密封，所述密封装置（5）包括至少一个可膨胀密封元件（12），所述可膨胀密封元件（12）包括至少一个可膨胀容积（13），所述可膨胀容积能至少部分地充填经加压的膨胀介质以便使所述可膨胀密封元件（12）从第一膨胀状态膨胀为第二膨胀状态；其中

所述至少一个密封元件（12）与所述盖基体（11）连接，由此所述至少一个密封元件（12）被接纳在所述盖基体（11）的至少一个沟状的接纳部（14）中，所述接纳部（14）构造成接纳所述可膨胀密封元件（12）；和/或其中

所述至少一个密封元件（12）与所述粉末模块基体（6）连接，由此所述至少一个密封元件（12）被接纳在所述粉末模块基体（6）的至少一个沟状的接纳部（15）中，所述接纳部（15）构造成接纳所述可膨胀密封元件（12）。

2.根据权利要求1所述的粉末模块装置，其中，所述至少一个可膨胀密封元件（12）在所述第一膨胀状态下不在所述粉末模块（3）与所述盖（4）之间提供不透流体的密封，并且在所述第二膨胀状态下在所述粉末模块（3）与所述盖（4）之间提供不透流体的密封。

3.根据权利要求1或2所述的粉末模块装置，其中，所述至少一个可膨胀容积（13）能充填有气态膨胀介质，由此所述可膨胀容积（13）的第一充填状态对应于所述可膨胀密封元件（12）的所述第一膨胀状态并且所述可膨胀容积（13）的第二充填状态对应于所述可膨胀密封元件（12）的所述第二膨胀状态。

4.根据权利要求1所述的粉末模块装置，其中，所述接纳部（14）至少部分地沿所述盖基体（11）的外周延伸。

5.根据权利要求4所述的粉末模块装置，其中，所述接纳部（14）至少部分地沿所述盖基体（11）的在所述粉末模块装置（1）的封闭状态下与所述粉末模块基体（6）的壁元件的壁部对向的壁部延伸。

6.根据权利要求1所述的粉末模块装置，其中，所述接纳部（15）至少部分地沿所述粉末模块基体（6）的内周延伸。

7.根据权利要求6所述的粉末模块装置，其中，所述接纳部（15）至少部分地沿所述粉末模块基体（6）的侧壁元件（8）的在所述粉末模块装置（1）的封闭状态下与所述盖基体（11）的壁部对向的壁部延伸。

8.根据权利要求1所述的粉末模块装置，其中，所述盖基体（11）和/或所述粉末模块基体（6）包括在所述盖基体（11）或所述粉末模块基体（6）内延伸的流动通道结构（16，17），所述流动通道结构（16，17）包括用于将所述流动通道结构（16，17）与所述可膨胀密封元件（12）的可膨胀容积（13）连接的第一连接部（28）和用于将所述流动通道结构（16，17）与用于对所述密封元件（12）的所述可膨胀容积（13）充填或抽出膨胀介质的充填装置连接的第二连接部（30、31）。

9.根据权利要求8所述的粉末模块装置，其中，所述第二连接部（30、31）设置在所述盖基体（11）的构造成与用于操纵所述盖基体（11）的操纵装置协作的操纵部。

10.根据权利要求8所述的粉末模块装置，其中，在所述流动通道结构（16，17）的所述第一连接部（28）和所述第二连接部（30、31）之间配置有至少一个阀装置（23），所述阀装置（23）包括至少一个阀元件（24），所述至少一个阀元件在其中不可以对所述可膨胀密封元件（12）的所述可膨胀容积（13）充填膨胀介质的第一操作状态与其中可以充填所述可膨胀密封元件（12）的所述可膨胀容积（13）的第二操作状态之间被可移动地支承。

11.根据权利要求10所述的粉末模块装置，其中，所述阀装置（23）包括用于施加经加压的控制介质以克服至少一个弹簧元件（26）的将所述至少一个阀元件（24）朝向所述第一操作状态移动/驱促的力而移动所述阀元件（24）的第一端口（25）。

12.根据权利要求10所述的粉末模块装置，其中，所述阀装置（23）包括用于导入所述膨胀介质以使所述可膨胀密封元件（12）膨胀的第二端口（27）。

13.根据权利要求1或2所述的粉末模块装置，包括在所述粉末模块装置（1）的封闭状态下彼此上下配置的多个可膨胀密封元件（12）。

14.一种用于根据前述权利要求中任一项所述的粉末模块装置（1）的盖（4），所述盖（4）包括盖基体（11），所述盖基体构造成与所述粉末模块基体（6）连接以便在所述粉末模块装置（1）的封闭状态下封闭所述粉末模块基体（6）的所述开口（10）；所述盖（4）包括构造成在所述粉末模块装置（1）的封闭状态下在所述粉末模块（3）与所述盖（4）之间提供不透流体的密封的密封装置（5），所述密封装置（5）包括至少一个可膨胀密封元件（12），所述可膨胀密封元件（12）包括至少一个可膨胀容积（13），所述可膨胀容积能至少部分地充填有膨胀介质以便使所述可膨胀密封元件（12）从第一膨胀状态膨胀为第二膨胀状态。

15.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的粉末状建造材料（2）构成的层来添加式地制造三维物体的设备（18），包括：

至少一个根据权利要求1-13中任一项所述的粉末模块装置（1），所述至少一个粉末模块装置（1）包括第一盖（4）；和/或

至少一个第二盖（4），所述第二盖（4）包括盖基体（11），所述盖基体构造成在限定对接界面——粉末模块装置（1）能在该对接界面与所述设备（18）的机器框架（20）对接——的粉末模块对接部（21）处与所述设备（18）的机器框架（20）连接，以便在所述粉末模块对接部（21）处封闭所述设备（18）的所述机器框架（20）中的开口（22），所述第二盖（4）包括构造成在所述设备（18）的所述机器框架（20）的封闭状态下在所述设备（18）的所述机器框架（20）与所述第二盖（4）之间提供不透流体的密封的密封装置（5），所述密封装置（5）包括至少一个可膨胀密封元件（12），所述可膨胀密封元件（12）包括至少一个可膨胀容积（13），所述可膨胀容积能至少部分地充填有膨胀介质以便使所述可膨胀密封元件（12）从第一膨胀状态膨胀为第二膨胀状态。

16.根据权利要求15所述的设备，其中，当所述粉末模块装置（1）处于其与所述设备（18）的所述机器框架（20）对接的对接位置时，所述第二盖（4）以平行布置方式配置在所述第一盖（4）的上方。

17.一种用于将根据权利要求1-13中任一项所述的粉末模块装置（1）与根据权利要求15或16所述的设备（18）对接的方法，所述方法包括以下步骤：

a）将粉末模块装置（1）配置在对接位置，在所述对接位置所述粉末模块装置（1）与所述设备（18）的所述机器框架（20）对接，

b）将设置有所述粉末模块装置（1）的所述第一盖（4）与所述粉末模块装置（1）分离并移除，以及

c）将所述第二盖（4）与所述设备（18）的所述机器框架（20）分离并移除以便开启从所述粉末模块基体（6）的所述建造材料接收容积（9）到所述设备（18）的过程室（19）的通路。

18.一种用于将根据权利要求1-13中任一项所述的粉末模块装置（1）与根据权利要求15或16所述的设备（18）分离的方法，所述方法包括以下步骤：

a）将设置有所述粉末模块装置（1）的所述第一盖（4）与配置在对接位置的所述粉末模块装置（1）连接，在所述对接位置所述粉末模块装置（1）与所述设备（18）的所述机器框架（20）对接；

b）将所述第二盖（4）与所述设备（18）的所述机器框架连接以便封闭从所述粉末模块基体（6）的所述建造材料接收容积（9）到所述设备（18）的过程室（19）的通路；以及

c）从对接位置移除配置在所述对接位置的所述粉末模块装置（1），在所述对接位置所述粉末模块装置与所述设备（18）的所述机器框架（20）对接。

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