CN109878079B - 3d打印装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及采用粉末材料生产三维部件的装置，所述装置通过分层应用粉末材料并通过采用至少一个能量束选择性地照射对应于所述待生产部件的横截面的层上的点以对层上的粉末材料进行部分固化来生产所述三维部件，所述装置包括：用于容纳所述粉末材料的构造容器(1)；对所述粉末材料进行所述分层应用的涂覆装置(2)；用于容纳生产过程中未使用的材料残余物的溢流容器(3)，用于容纳应用过程中未使用的材料残余物以及进一步将所述未使用的材料残余物运输至所述溢流容器(3)的中间容器(4)。本发明还涉及采用上述装置进行生产的方法。

Description

3D打印装置和方法

技术领域

本发明涉及一种采用粉末材料生产三维部件的装置，所述装置通过分层应用粉末材料和采用至少一个能量束(如电子或激光束)选择性地照射对应于待生产部件的横截面的层上的点以使层上的粉末材料至少部分固化来生产三维部件，所述装置包括容纳粉末材料的构造容器或可更换框架、包括对粉末材料进行分层应用的涂覆装置和包括至少一个容纳生产过程中的粉末材料的未使用的材料残余物的溢流容器。根据涂覆装置的操作模式(即仅在一个操作方向上或在两个相反方向上进行分层构造)，所述装置可包括一个或两个溢流容器。这些溢流容器分别在涂覆装置的操作方向上位于构造容器的下游。本发明还涉及在上述装置中采用粉末材料制备三维部件的方法。

背景技术

在增材制造(通常也称为“3D打印”)的情况下，基于计算机生成的控制命令生产三维部件。增材制造的一个特别突出的示例是分别以“选择性激光烧结或激光熔融”而为人们所知。由此，通过用激光束选择性地照射对应于待生产部件的横截面上的点对常规粉末材料上的每一薄层进行选择性固化，重复性地施加常规粉末材料的薄层。原则上，上述过程在保护气体氛围(protective gas atmosphere)和约50℃的温度下进行，通常为约100 ℃，或者也可以是以几百摄氏度作为工艺气氛。

发明内容

本发明的目的是设计更加成本有效的三维部件的粉末材料增材制造。

在上述装置的情况中，根据本发明，该目的通过一种中间容器解决，该中间容器用于容纳应用或涂覆过程的粉末材料中未使用的材料残余物并进一步用于将未使用的材料残余物输送至溢流容器。根据上面已经提到的涂覆装置的操作模式，所述装置可以包括一个、两个或多个溢流容器以及同样的一个、两个或多个中间容器。为简便起见，下面以假设仅有一个中间容器和一个溢流容器的情况进行说明，据此原则上也可以类似地包括多个中间容器和多个溢流容器的布置情形。

未使用的材料残余物是应用过程中的粉末材料的一部分，在构造容器的前一层或底部上或者在构造容器的构造平台上均未用到这些粉末材料来生成层。事实上，是将其引向涂覆装置前作为多余的材料或储备，以有效地防止粉末材料的不足，并在应用过程结束时将其从构造容器中排出。

中间容器容纳涂覆工艺中未使用的材料残余物或一些涂覆工艺中未使用的材料残余物(如果可以，但至少仅部分量的材料残余物)，这些未使用的材料残余物在待生产的部件的整个生产过程中累积。中间容器随后将材料残余物输送到溢流容器，以使其至少部分清空以再次容纳材料残余物从而供再次使用。因此，中间容器的尺寸可以小于溢流容器的尺寸。这是因为后者必须容纳整个生产过程中多个应用过程的未使用的材料残余物，直到完成一个或多个部件的制造。

因此，本发明避免用大的溢流容器捕获每个涂覆过程的材料残余物，溢流容器布置在构造容器之后或至少紧邻构造容器，并且可以响应于构造容器上的维护工作而在该位置上介入。事实上，本发明所追求的原则是，最初仅在中间容器中容纳部分量的材料残余物以及随后将中间容器的材料残余物清空到溢流容器中，材料残余物在整个过程中积累，其中，中间容器就技术过程而言布置在靠近构造容器的位置，而溢流容器可以放置在距离构造容器一定的距离处。因此，可以更快地从构造容器的周围环境中去除涂覆过程中的材料残余物，而在通常情况下该构造容器会承受高温。越快地从高温区域移除粉末材料残余物，其对与热相关的材料的损坏或影响就越小——例如在塑料基粉末作为粉末材料的情况下，这些损坏或影响使其不能被再次作为粉末材料使用。因此，从构造容器中移除粉末材料残余物可以实现高度的再循环，从而使装置的运行成本更低。

因此，仅需要在紧邻构造容器的位置布置小的中间容器而不是大的溢流容器。这样，装置还在构造容器的区域中获得安装空间，这将对设备如加热、隔热等有利。溢流容器也可以布置在装置内部，这样安排例如可以提供更舒适的排空操作或者减少将装置容器从装置中移除的妨碍或者根本不妨碍。

本发明的各种实施方式将在以下进行描述。将中间容器清空到溢流容器中。原则上，来自中间容器的材料残余物可以在纯水平方向和纯垂直方向之间的任意方向上去除。由于材料残余物上的重力作用以及因而在基本垂直的方向上可以实现对中间容器最快清空，由此材料残余物在中间容器内的停留时间非常短。根据本发明的有利实施例，材料残余物的去除可以通过槽形实施例和在溢流容器的方向上倾斜布置中间容器底部的方式来实现。因此，对中间容器的排空可以通过重力驱动材料残余物从中间容器直接或间接地经过另外的槽或管道到溢流容器中而发生。

中间容器的底部可以仅具有单独的倾斜，在此中间容器的输送可以位于例如常规矩形的构造容器的角部区域中。在替代方案中，底部也可以具有两个相同或不同的倾斜部分，这两个部分朝向彼此倾斜，从而中间容器形成漏斗形状。因此可以缩短部分材料残余物的输送路径。在相同倾斜的情况下，则可以将中间容器的输送相对于构造容器的侧面布置在中心，而在不同倾斜的情况下，可以将其偏心布置。使用重力作为材料残余物的输送力为对清空中间容器的排空操作提供了特别简单和坚固的结构，当需要维护时，其可以在不需要移动部件和驱动器的情况下进行处理。

根据本发明的替代实施例，该装置可包括槽形但不一定倾斜的中间容器，以及作用在中间容器中的运输装置。这将为通常将其在构造容器的整个宽度上推入中间容器中的粉末材料残余物提供尽可能大的容纳或供给表面。沿其纵向作用的运输装置可由中间容器倾斜支撑。然而，它也可以不倾斜，这可以提供安装空间优势。在任何情况下，运输装置可确保快速且可靠地从中间容器中移除材料残余物，并因此而可能确保将材料残余物移到装置内部温度较低的区域。

输送装置可以作为单独的集合体布置在中间容器中。在替代方案中，例如当将中间容器实施为振动式输送机时，其本身可以是运输装置的一部分。为此目的，中间容器至少可以是振荡或冲击槽式输送机或摇摆式输送机的槽的一部分，所述振荡或冲击槽式输送机或摇摆式输送机设置为周期性的往复运动，或小幅跳跃，其中材料残余物通过摩擦或通过抛掷以使其在中间容器上滑动而移动。振动式输送机原则上也适用于热产品(hot goods)，并且以设计简单为特点，因为输送机在其输送路径上仅分别包括作为槽或滑槽的中间容器，而没有高度磨损的部件。振动式输送机的驱动装置可以分别与构造容器或处理室间隔开地布置，在装置运行期间对处理室加热，并且因此与该位置处的处理气氛相距一定距离。

原则上，运输装置可以连续或间歇性地运行。根据本发明的另一有利实施例，该装置可包括机械地或流体地驱动的、特别是采用气动式驱动的连续输送机作为运输装置。作为机械的连续输送机，例如分别包括具有织物衬里的橡胶带、纤维带或钢带的传送带或带式输送机可构成输送装置。在替代方案中，气动式驱动的连续输送机可以通过与运输空气混合来改善粉末材料残余物的流动性，可以实现粉末的至少部分流化，或者形成一种可以排除材料残余物的气垫。优选地，可以同时采用运输空气来冷却材料残余物。可以以吹气和吸气的方式来使用运输空气。

根据本发明进一步有利的实施例，该装置可包括螺杆或螺旋式输送机作为运输装置。后者与螺杆输送机的不同之处在于缺少螺旋轴，由此产生更多空间用于容纳中间容器中的材料残余物。两者都提供简单的结构，并且易于维护和具有小的横截面尺寸。优选地，为了在涂覆装置的运动方向上获得中间容器的最大可能的排出宽度，螺杆或螺旋式输送机可以分别包括两个螺杆或线圈，这两个螺杆或线圈平行布置并以相反的方向旋转。因此，中间容器的尺寸可以有两倍的深度的宽度，这有利于在完成涂覆工艺之后在中间容器中无损耗地容纳材料残余物。

根据本发明进一步有利的实施例，该装置可包括链式输送机以作为运输装置，其在中间容器中沿其纵向方向运行。与上述带式输送机类似，它包括牵引装置，该牵引装置在运输方向上连续运行，包括上部和下部运行。可以将其实施为刮板输送机或槽链式输送机。与带式输送机相比，两者都允许将粉末材料残余物通过上部链条供给至下部链条，上部链条空驶返回。因此，可以使中间容器的深度得到完全有利地利用，特别是响应于材料量突增的情况而将材料残余物供给至运输装置时。在替代方案中，也可以设计链式输送机用于双侧去除材料残余物，因为中间板区域中的上部运行也通过在上部和下部运行之间横跨中间容器的纵向延伸部分布置水平中间板而成为负载跨度。当刮板输送机通过横向于输送方向固定在周向牵引链上的从动件运输材料残余物时，在槽链式输送机的情况下牵引链及其横向腹板和/或在其上面实施的从动件一起在输送流中进行完全地运行。因此，槽链式输送机可以提供特别节省空间的设置。

原则上，连续输送机也可以间歇性地运行。因此，在涂覆过程之后，一旦将材料残余物输送到中间容器中，就可以将其投入运行。如果可以，一旦将中间容器完全排空，当进一步的涂覆过程的下一次材料残余物供给时间的间隔足够长时，可以关闭输送装置。

根据本发明的替代实施例，该装置可包括交替操作的输送机作为运输装置。它不进行连续输送，而是以单个间隔的方式输送。因此，也可以将其用于间歇操作并且在其操作期间调试其输送能力。例如，中间容器可以具有多个从动件，这些从动件可以在输送方向上和在相反的方向上来回移动，这些从动件横向地设置在输送方向上从而可以90°角旋转。由于它们在相同路径上以输送方向和以相反的方向运行，因此输送装置在中间容器中占据较小的空间。从而可以将输送装置的体积的尺寸确定为基本上适应材料残余物。

根据交替操作的输送机的进一步有利的实施例，该装置可包括输送元件以作为运输装置，该输送元件在中间容器中沿其纵向方向交替地移动。输送元件可以水平延伸并且包括薄片，薄片向下突出并因此而在输送方向上倾斜。薄片伸入材料残余物中并沿输送方向推动后者。在相反的方向上，薄片滑过粉末材料残余物。此外，例如可以将薄片实施为可以穿过的框架状的。因此，作为对输送元件沿相反方向移动的响应，粉末材料可以穿过薄片，从而不需对其运输。刮刀或薄片作为输送元件仅需要小的安装高度，由此使中间容器的安装空间基本上可完全用于容纳材料残余物。

根据本发明的有利实施例，交替移动的输送元件的驱动装置可以包括连杆，该连杆影响输送元件在输送方向上的较慢的向前运动和在相反方向上的快速的返回运动。这样，利用材料残余物的惯性可以增加输送能力。这是因为，材料残余物在较慢移动的输送方向上完全投入运动。相反，在快速移动的相反方向上，由于其惯性，材料残余物基本上保持不动。

根据本发明的另一有利实施例，驱动器可包括连杆，该连杆在输送方向上降低交替移动的输送元件而在相反方向上使其升高。因此，薄片在输送方向上浸入粉末材料残余物中，从而能够对其进行有效地输送。相反，在相反的方向上，薄片从材料残余物中提起，从而不会移动。因此，输送元件以相同的效率获得更平衡的运动特性，这使得磨损更低。

最后，运输装置可以实现上述输送原理的组合。

根据本发明的另一有利实施例，在中间容器为平坦的实施例的情况中，可以通过中间容器将构造容器从装置中移除。因此，可以在移除之前引导构造容器穿过保护气锁(protective gas lock)，并将溢流容器布置在装置中操作者更容易访问的位置。保护气锁的设置使得对装置的操作更具有成本效益，溢流容器的新布置至少能使操作更舒适。

根据本发明的替代实施例，可以将中间容器实施为能够从操作位置移动到(例如可旋转的和/或可替换的)维修位置，而构造容器则可以按照朝向中间容器的操作位置的方向从装置中移除。因此在生产过程之外，在机器停机时间中，中间容器可以从操作位置移动到维修位置，例如向上移动到处理室的空的空间中，以为移除本来由中间容器阻挡在操作位置的构造容器腾出空间。因此，相比于比空间比所允许的情况，中间容器可以分别朝向底部设计得更深或更大，由此它可以用于例如容纳更大体积的运输装置。

根据本发明的另一有利实施例，该装置可以包括温度锁，用于在中间容器和溢流容器之间建立温差。如在中间容器和溢流容器之间的输送路径中的通道横截面的收缩或条形窗帘等装置，适合作为温度锁。因此可以减少对构造容器和与其相邻布置的中间容器的另一侧的加热。由此，中间容器和溢流容器中的平均最高温度之间的差值可以至少为30℃，优选至少为 50℃，更优选至少为100℃，特别优选至少可达到200℃。这是因为，温度 (特别是溢流容器中的温度)越低，发生的老化效应(例如材料残余物的材料退化)就越少。因此，材料残余物可以在更大程度上作为粉末材料重新使用。

本发明的目的还通过在根据上述实施例之一的装置中采用粉末材料制造三维部件的方法来实现，该方法包括以下重复步骤：

a)在层的构造场中应用所述粉末材料；

b)从所述构造场中移除在步骤a)的应用过程中未使用的粉末材料的材料残余物；

c)通过采用能量束选择性地照射对应于待生产部件的横截面的层上的点，使应用在步骤a)中的所述层的粉末材料部分固化；

其中，在步骤c)之前或者在执行步骤c)期间，在接近所述构造场的区域中对步骤b)中的所述材料残余物进行初始捕获，随后将所述材料残余物导向远离构造场的区域。

在步骤c)的结束后，所述方法重新从在层中应用粉末材料等的步骤a) 开始。

例如，在步骤a)中应用粉末材料可以通过涂覆装置进行，该涂覆装置作为可移动的横梁(beam)，以与对应于规划的层厚的构造场的一定距离移动跨过构造场，并将一部分粉末材料推到自己跟前，并消耗该部分中的大部分。然后，在步骤b)中可以通过将不用于该应用或涂覆步骤的材料残余物推入靠近构造场的容器而方便地将其移除，即在沿着常规矩形构造场一侧的旁边运行。

根据本发明，不会将每个应用过程的材料残余物都输送至用于容纳整个生产过程的所有材料残余物的最终溢流容器中，而是先将其输送至靠近构造场的中间容器中，从中间容器输送到靠近构造场的溢流容器中。到目前为止，对中间容器的容积的设计不是用来容纳在物体的完整生产过程中积累的所有材料残余物，而是仅用于容纳一部分量的残余物。

在有利的情况中，仅将一次根据步骤a)的应用过程的材料残余物暂时容纳在中间容器中。因此，在远离构造场的溢流容器的方向上将所述中间容器排空之前，材料残余物仅在接近构造场的中间容器中获得一小段停留时间，由此，中间容器可以容纳来自接下来的应用过程的材料残余物。在中间容器中临时容纳材料残余物，该中间容器必须靠近构造场，这使得能够将其中的材料残余物系统地传输到距离构造场一定距离的溢流容器中。所述溢流容器优选地位于一个区域中，该区域相对于构造场及其附近的处理气氛是隔离的，因此使其至少不受构造场的高温影响。将未使用的材料残余物收集在那里，以使其不会由于构造场温度的影响而遭受无意地烘烤和/或材料损坏。

因此，至少在构造场温度的实质影响下，本发明避免收集靠近构造场的完整生产过程的所有材料残余物。事实上，它确实追求这样的原则：最初分别捕获应用工艺中的每一次未使用的材料残余物，随后尽可能迅速地将其从构造场的高温工艺气氛中移除，并将其带入至少较冷的环境中。由此显著降低了由于高温的影响导致材料残余物质量降低的风险。由于可以将更大部分的未使用的材料残余物再次用作后续生产工艺中的应用材料，使得根据本发明的方法能够更经济地实施。

附图说明

下面将参考附图，通过示例性实施例对本发明再次进行更为详细的描述。由此，对不同附图中的相同部件采用相同的附图标记。

图1：示出了一种已知的激光烧结或激光熔融装置的示意图；

图2：示出了根据本发明的装置的基本部件的概图；

图3：示出了一种螺杆输送机；

图4：示出了一种链条输送机；

图5：示出了一种交替驱动的输送元件；以及

图6：示出了根据图5中的剖面线A-A的截面图。

具体实施方式

图1中示意性示出的装置是激光烧结或激光熔融装置a1，其本身是已知的。为了产生物体a2，该装置包括处理腔室a3，处理腔室a3包括腔室侧壁a4。在处理腔室a3中布置有构造容器a5，该构造容器a5向顶部开口并且包括侧壁a6。操作平面a7通过构造容器5a的上部开口限定，其中将操作平面a7位于开口内并且可用于产生物体a2的区域确定为构造场a8。

在容器a5中布置有托架a10，托架a10可以在垂直方向V上移动并且基板a11附接到该托架a10上，托架a10朝向底部封闭构造容器a5并因此形成其底部。基板a11可以是平板，其与托架a10分别形成并且固定到托架a10上，或者基板a11可以与托架a10一体地形成。根据所使用的粉末和工艺，也可以将在其上形成物体a2的构造平台a12附接到基板a11上。然而，物体a2也可以在基板a11本身上形成，然后将基板a11用作构造平台。在图1中，要在构造平台a12上的构造容器a5中形成的物体a2在中间状态下示出在操作平面a7的下方，物体a2包括多个固化层，由仍未固化的粉末材料a13环绕。

激光烧结装置a1还包括用于粉末材料a15的存储容器a14和将粉末材料a15施加到构造场a8的涂覆装置a16，粉末材料a15可以通过电磁辐射的方式固化，涂覆装置a16可以在水平方向H上移动。附接到涂覆装置a16 的扫描装置a17也被布置在处理腔室a3中。

激光烧结装置a1进一步包括曝光装置a20，曝光装置a20包括产生激光束a22的激光器a21，激光束a22经由偏转装置a23偏转并且通过耦合窗口(coupling window)a25借助于聚焦装置a24聚焦到操作平面a7上，耦合窗口a25附接在工艺腔a3上侧的侧壁a4上。

激光烧结装置a1进一步包括控制单元a29，通过该控制单元a29以协调的方式控制装置a1的各个部件以执行构造过程。控制单元a29可以包括通过计算机程序(软件)控制其操作的CPU。可以将计算机程序与装置分开地存储在存储介质上，从该存储介质加载到设备中，特别是加载到控制单元中。

在操作期间，最初将载体a10降低到一高度，该高度对应于所需的层的厚度，以便施加粉末层。这样，通过在操作平面a7上移动涂覆装置a16，就施加了一层粉末状的粉末材料a15。为保险起见，涂覆装置a16推动略大于形成该层所需量的粉末材料a15在它前面。涂覆装置a16将预定的过量粉末材料a15推入溢流容器a18中。溢流容器a18在各种情况下都布置在构造容器a5的两侧。粉末材料a15的应用至少发生在待生产的物体a2的整个横截面上，优选跨越整个构造场a8，也因此跨越操作平面a7的可以通过托架a10的垂直运动下降的区域。

随后通过激光束a22扫描待生成的物体a2的横截面，使得粉末材料a15 在对应于要生成的物体a2的横截面的点处固化。重复这些步骤直到完成物体a2并且可以将其从构造空间移走。

响应于涂覆装置a16在操作平面a7上的移位，扫描装置a17与所述涂覆装置一起移位，从而对操作平面a7进行扫描。

在图2中仅示意性地概述了描述本发明所必不可少的、用于制造产品 (即三维物体)的增材制造的装置的部件。该装置包括作为装置的处理室的长方体的构造容器1，该构造容器1用于容纳将被引入各个层中的粉末材料。构造容器1包括作为装置的构造场的表面11，该表面11由构造容器1 的两个纵侧边12和两个窄侧边13所环绕。横梁形的涂覆装置2在两个纵侧边12之间延伸，并且可以在位于构造容器1上的框架14中构造场11上方的延伸方向上水平地前后移动。

粉末材料(未示出)在制造过程中选择性地固化，其中粉末材料由激光束(未示出)选择性地照射以在构造场11上固化，并且因此激光束的冲击表面例如根据预定的照射策略在构造场11上移动。粉末通常用作粉末材料，涂覆装置2在构造容器1的可纵向移动的底部15上用该粉末材料生成层。涂覆装置2从左窄侧边13开始以箭头a的方向至其右窄侧边13将粉末分布在构造场11上。在各种情况下，都借助激光束使新生成的层的粉末的一部分固化。在构造场11中的占主导的温度约为300℃。

在应用过程结束时，涂覆装置2将未使用的粉末材料或粉末分别沿箭头a的方向从右窄侧边13推到具有矩形横截面的槽形中间容器4中。因此，后者紧邻构建容器1，并且因而位于高温占主导的冲击区域中。中间容器4 至少在构造容器1的右窄侧边13上在整个宽度上延伸。其容积对应于涂覆工艺的材料残余物加上安全余量。将中间容器4实施为尽可能平的。其横向宽度和纵向延伸的比值分别定位于以相对高的速度水平地排出的材料残余物的轨迹抛物线或飞行曲线。

中间容器4在其窄侧41上开口，该窄侧41平行于构造容器1的前纵侧边12设置。将材料残余物按照箭头a通过所述窄侧输送到溢流容器3中。溢流容器3的容积设计成用于容纳整个生产过程的所有涂层工艺的材料残余物。中间容器4位于装置中较低的环境温度占优势的区域，从而至少减少了对例如作为粉末材料的聚合物粉末的损坏并且因此提升了对材料残余物的再利用。此外，溢流容器现在可以安置在设备上用户可以非常容易进入的位置。最后，现在也可以在移除方向b上将构造容器1从中间容器4 下方从装置中移除。

中间容器4的平坦构造要求在中间容器4的纵向上沿窄侧41的方向电机驱动地运输材料残余物。图3示出了在两个中间容器4中作为运输装置的第一实施例的螺杆输送机(screw conveyor)5，两个中间容器4在围绕构造场11的框架14上彼此相对地设置。前边的中间容器4示出为没有螺杆输送机，但其需要一个。输送装置包括双螺杆，该双螺杆包括两个输送螺杆(conveyor screws)51，它们在相反的方向上被驱动和彼此接合并且在后中间容器4的上侧超出其窄侧41的位置大致齐平地设置。粉末材料残余物的向下的隐蔽运输(covered delivery)在位于其底侧的突出部52的区域中。螺杆51位于槽53中，槽53的横截面对应于小写字母omega(Ω)的形状，使得每个螺杆51位于壳体中，壳体具有半圆形或U形横截面。槽53与传送螺杆51紧密匹配，从而防止粉末材料残余物逸出并保留在槽53中。在突出部52的延伸中，电动马达54与传送齿轮箱连接在一起作为传送螺杆 51的驱动器。

螺杆输送机5分别提供大的给料或进入表面55，进入表面55大致相当于中间容器4的整个长度和宽度并且利用其深度，相比而言进入表面55的深度较小。由此螺杆输送机5提供构造简单的结构，方便的维护和良好的安装空间。

图4示出了作为运输装置的替代实施例的链式输送机。它位于中间容器4中并且在上侧与中间容器4大致齐平，原则上它也可以如图1或2所示的那样布置。链式输送机6由槽61和电动驱动器64组成，槽61跨越中间容器4的开放的窄侧41并伸出，并且在槽61的纵向边缘62上引导两个平行的圆周链63，建议圆周链63仅分段设置。将肋形的从动件65安装在链条63之间，从动件65横向延伸并且在纵向上拉动链63通过中间容器4。在从动件65之间留有足够的空间，从而使粉末材料残余物可以通过链式输送机6的上部空行程66落入槽61中。在那里，材料残余物由下部负载跨度(未示出)的从动件65输送到窄侧41并且在其后面的突出部中沿着溢流容器3(仅图2)的方向进入底侧输送(未示出)。从动件65可以向外突出或者可以以槽式链式输送机的方式向内导向上部和下部行程之间的空间中。分别以与中间容器4相同的构造高度或深度，产生链63的不同的偏转半径，和在第二种情况中材料残余物与链63的更紧密的接触。

图3和4涉及连续输送机。图5和图6示出了包括交替驱动的平坦输送元件71的运输装置7。其中没有示出图2至图4中的中间容器4，但其尺寸与图3和图4关于突出部72的尺寸类似。用于粉末材料残余物的输送 82布置在突出部72的底侧。电动马达74与齿轮单元75一起确保在中间容器4的纵向延伸方向上进行水平前后移动，以使输送元件71在其与马达74相对的一侧具有轴驱动的线性轴承76，以及在槽78内的纵侧上具有线性滑动轴承77。

条带状薄片横向地沿着输送元件71的运动方向延伸并且在运输装置7 的输送方向y上倾斜，并且从位于底侧的平坦输送元件71上伸出，从而它们可以提供面向电动马达的上侧83和背向电动马达的底侧84(仅图6)。它们的表面包括矩形开口80。当供给粉末材料残余物时，粉末材料残余物穿过开口80并填充槽78。

在图6的剖视图中可以看到的曲柄导向驱动器81将输送元件71设置成在与输送方向y相反的方向上进行突然快速的移动并且在输送方向y上进行较缓慢且均匀的移动。薄片79响应于它们在传送方向y上的均匀移动而将粉末材料带入槽78中并且根据输送元件71的行程长度来输送粉末材料。相反，响应于输送元件71在相反方向上的突然移动，材料由于其质量惯性而被推向薄片79的底侧84。开口80使得材料可以穿过薄片79到达其上侧83。随后输送元件71的较缓慢的移动克服了材料的惯性，并且现在将其在输送方向y上进一步输送从而根据行程长度向输送器82输送。

最后，再次指出，上面详细描述的装置仅是示例性的实施例，本领域技术人员可以在不脱离本发明范围的情况下以各种方式进行修改。不定冠词“一个”的使用并不排除各个特征也可以存在若干次的情况。术语“单元”和“模块”等同样不排除它们也可以由多个子单元组成的情形，这些子单元还可以在空间上分开。

附图标记列表

a1激光烧结或激光熔融装置

a2 物体

a3 工艺腔室

a4 腔室侧壁

a5 构造容器

a6 侧壁

a7 操作平面

a8 构造场

a10 可移动托架

a11 基本平面

a12 构造平台

a13 未固化的粉末材料

a14 存储容器

a15 粉末材料

a16 涂覆装置

a17 扫描装置

a18 溢流容器

a20 曝光装置

a21 激光器

a22 激光束

a23 偏转装置

a24 聚焦装置

a25 耦合窗口

a29 控制单元

1 构造容器

2 涂覆装置

3 溢流容器

4 中间容器

5 螺杆输送机

6 链式输送机

7 运输装置

11 构造场

12 纵侧边

13 窄侧边

14 框架

15 底部

41 窄侧

51 输送螺杆

52 突出部

53 槽

54 马达

55 供给表面

61 槽

62 纵向边缘

63 链

64 马达

65 从动件

66 上部行程

67 突出部

71 输送元件

72 突出部

74 马达

75 齿轮单元

76 线性轴承

77 滑动轴承

78 槽

79 薄片

80 开口

81 曲柄导向驱动器

82 输送

83 上侧

84 底侧

a 运动方向

b 移除方向

H 运动方向

V 运动方向

y 输送方向。

Claims (12)

1.一种采用粉末材料生产三维部件的装置，所述装置通过分层应用粉末材料和通过采用至少一种能量束选择性地照射对应于待生产的所述部件的横截面的层上的点以对所述层的所述粉末材料进行部分固化来生产所述三维部件，所述装置包括：

用于容纳所述粉末材料的构造容器(1)；

用于对所述粉末材料进行所述分层应用的涂覆装置(2)；

用于容纳生产过程中未使用的材料残余物的溢流容器(3)；

其特征在于，还包括中间容器(4)，用于容纳应用过程中所述未使用的材料残余物并进一步将所述未使用的材料残余物传送至所述溢流容器(3)，其中，所述中间容器(4)实施为槽型的，运输装置(5、6、7)作用在所述中间容器(4)中，以及将机械地或流体地驱动的连续输送机(5、6)作为所述运输装置。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间容器(4)倾斜布置。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运输装置是螺杆输送机(5)。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运输装置是带式或链式输送机(6)。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运输装置是交替驱动的输送机(7)。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述运输装置(7)包括输送元件(71)，所述输送元件(71)在所述中间容器(4)内沿着其纵向方向交替地运动。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，通过联动装置驱动所述输送元件(71)在输送方向(y)上的缓慢前进移动和在相反方向上的快速返回移动之间进行交替运动。

8.如权利要求6或7所述的装置，其特征在于，还包括联动装置(81)，所述联动装置(81)在输送方向(y)上使所述交替移动的所述输送元件(71)下降而在相反的方向上使所述输送元件(71)上升。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，可以从所述装置中将所述构造容器(1)从所述中间容器(4)下方移走。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间容器(4)可以在操作位置和服务位置之间移动，以及可以将所述构造容器(1)从所述装置中以朝向所述中间容器(4)的方向移入所述操作位置。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于建立所述中间容器(4)和所述溢流容器(3)之间的温度差的温度锁。

12.一种在根据权利要求1-11中任一项所述的装置中采用粉末材料制造三维部件的方法，包括下列循环步骤：

a)在层的构造场中应用所述粉末材料；

b)从所述构造场中移除在步骤a)的应用过程中未使用的所述粉末材料的材料残余物；

c)通过采用能量束选择性地照射对应于待生产部件的横截面的层上的点，使应用在步骤a)中的所述层的粉末材料部分固化；

其中，在步骤c)之前或者在执行步骤c)期间，首先在接近所述构造场的区域中对步骤b)中的所述材料残余物进行初始捕获，随后通过作为运输装置的机械地或流体地驱动的连续输送机(5、6)将所述材料残余物导向远离构造场的溢流容器(3)。

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