CN109955481B - 用于添加式地制造三维物体的方法 - Google Patents

用于添加式地制造三维物体的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109955481B
CN109955481B CN201810088153.4A CN201810088153A CN109955481B CN 109955481 B CN109955481 B CN 109955481B CN 201810088153 A CN201810088153 A CN 201810088153A CN 109955481 B CN109955481 B CN 109955481B
Authority
CN
China
Prior art keywords
carrier
carrier element
unit
carrying
built
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810088153.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109955481A (zh
Inventor
D·布劳恩罗思
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Concept Laser Co ltd
Original Assignee
CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CL Schutzrechtsverwaltung GmbH filed Critical CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Publication of CN109955481A publication Critical patent/CN109955481A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109955481B publication Critical patent/CN109955481B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/245—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/30—Platforms or substrates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00—Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001—Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/379—Handling of additively manufactured objects, e.g. using robots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y40/00—Auxiliary operations or equipment, e.g. for material handling
    • B33Y40/20—Post-treatment, e.g. curing, coating or polishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/60—Treatment of workpieces or articles after build-up
    • B22F10/66—Treatment of workpieces or articles after build-up by mechanical means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/70—Gas flow means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
    • B23K26/342—Build-up welding
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明涉及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源固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备和方法，其中提供了适于承载待建造物体(2)的承载单元(5)，其中，至少一个箔状或板片状的承载元件(7)与承载单元(5)可分离地连接，其中所述承载元件(7)提供物体(2)在其上被添加式地建造的表面(10)，其中所述承载元件(7)的至少一部分是至少一个待建造物体(2)的一部分。

Description

用于添加式地制造三维物体的方法
技术领域
本发明涉及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源固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的方法，其中设置了适于承载待建造物体的承载单元。
背景技术
一般而言从现有技术已知通过依次逐层地选择性照射和固化由建造材料构成的层来制造三维物体。典型地，使用能量源来选择性地照射和固化由施加在建造平面中的建造材料构成的层，其中由建造材料构成的层的选择性照射和固化对应于待建造物体的截面。
此外，从现有技术已知在承载元件上添加式地建造物体，该承载元件提供建造材料被依次逐层地施加于其上的表面。由于由建造材料构成的层的照射和固化，物体在承载元件上被制造，特别是与承载元件结合，例如熔化或烧结。在添加式地建造的物体的制造过程已完成之后，典型地，必须从承载元件移除物体，这通常通过从承载元件锯掉物体来完成。物体与承载元件的分离因而是繁琐的并且需要时间和通常地进一步的后期加工，因为与承载元件连接的物体表面需要进行处理以满足规定的物体要求，特别是表面参数，例如表面粗糙度。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种用于制造三维物体的改进的方法，其中需要添加式地建造的物体的较少后期加工。
本文中描述的方法是一种用于添加式地制造三维物体的方法。本发明的方法可以在一种用于通过依次逐层地选择性固化由能借助能量源——例如能量束、特别是激光束或电子束——固化的粉末状的建造材料(“建造材料”)构成的层来添加式地制造三维物体(例如，技术结构件)的相应设备上执行。相应的建造材料可以为金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以为激光束或电子束。相应的设备可以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。或者，建造材料的依次逐层选择性固化可经由至少一种粘结材料来执行。该粘结材料可使用对应的涂布单元涂布并且例如利用合适的能量源——例如UV光源——进行照射。
设备可包括在其运行期间使用的多个功能单元。示例性的功能单元为：过程室；照射装置，其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；和流产生装置，其适于产生以给定的流动特性——例如给定的流动轮廓、流速等——至少部分地流经过程室的气态流体流。气态流体流在流经过程室的同时能够携带未固化的颗粒状建造材料，尤其是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物。所述气态流体流典型地是惰性的，也就是典型为惰性气体——例如氩气、氮气、二氧化碳等——的流。
如上所述，本发明的方法涉及一种三维物体的添加式制造过程，其中改善、特别是降低了对三维物体的后期加工的需求，因为简化了或甚至可以省略每个三维物体与三维物体在其上被添加式地建造的承载元件的分离。特别是，根据本发明，三维物体不必与承载元件分离、特别是从承载元件锯掉，而从承载元件锯掉三维物体需要与切割表面的所需后期加工有关的精力。
本发明是基于以下构思：至少一个箔状或板片状的承载元件与承载单元可分离地连接，其中承载元件提供物体在其上被添加式地建造的表面，其中承载元件的至少一部分是至少一个待建造物体的一部分。因而，根据本发明，使用在其上添加式地建造物体的箔状或板片状的承载元件。承载元件提供能在其上添加式地建造物体的表面。承载元件可以与承载单元连接，特别是可以与承载单元可分离地连接。
因而，在添加式制造过程之前，箔状或板片状的承载元件(“承载元件”)与承载单元连接。随后，承载该承载元件的承载单元可以用于添加式制造过程中，其中物体在由承载元件提供的表面上被添加式地建造。在添加式制造过程完成之后，承载元件可以从承载单元脱离，其中承载元件形成添加式地建造的物体的至少一部分，并且因此不必繁琐地分离物体，特别是不必从承载元件锯掉物体，从而影响特别是物体的底面的表面品质。
例如，可以使用金属箔或金属板片作为与承载单元可分离地连接的承载元件(有利地与添加式地建造的物体的材料相同)。在于其上添加式地建造物体的金属箔或金属板片上，其中在添加式制造过程完成之后，物体可以连同板片/箔一起从承载单元移除。当然，可以从物体除去箔或板片的不需要的部分(其从物体的底面突出)。由于所使用的承载元件呈箔状或板片状并且比较薄，所以可以在不影响物体品质的情况下从物体移除承载元件。特别是，在已从物体移除根据本发明的承载元件之后通常不需要对物体的(底部)表面进行后期加工。
根据本发明的第一实施例，承载单元的至少一个连接装置——特别是连接表面——用于将承载元件与承载单元特别是可分离地连接。如上所述，承载元件以物体能在由承载元件提供的表面上添加式地建造的方式(可分离地)附接在承载单元上或与承载单元连接。承载单元和/或承载元件包括可以用于将承载元件与承载单元连接的一个或多个连接装置。因而，可以使用可以与承载元件可分离地连接的机械稳定的承载单元，例如金属板，其提供添加式制造过程中所需的机械稳定性。由于承载元件如上所述比较薄——因为它被建造为箔状或板片状的承载元件，所以承载单元被用于以规定的程度向承载元件提供机械稳定性。
为了进一步提高承载元件的机械稳定性，承载元件可经由至少一个支承元件被支承，特别是相对于承载单元被支承。因而，所述至少一个支承元件可将承载元件支承在承载单元上，其中所述至少一个支承元件优选地布置在承载元件与承载单元之间。因而，支承元件的至少一个区段与承载元件相接触且支承元件的另一区段与承载单元相接触。所述至少一个支承元件例如可被建造为布置在承载该承载元件的承载单元上的柱状体或支柱。因此，在承载元件处于其中承载元件与承载单元连接的连接状态的情况下，承载元件经由所述至少一个支承元件被支承。此外，所述至少一个支承元件还可包括如上所述的连接装置。
根据本发明的方法的另一实施例，根据物体在承载元件上的位置来规定特别是用于支承承载元件的至少一个支承元件的位置。在承载元件比较薄——例如为薄金属箔或薄金属板片——的情况下，在承载元件上添加式地建造的物体将由于重力而在承载元件上引起力，从而很可能使承载元件变形。为了防止承载元件的变形，提供了支承承载元件的至少一个支承元件。由于添加式地建造的物体将引起重量的规定部分搁靠在承载元件上，所以根据在其上添加式地建造物体的位置来调节所述至少一个支承元件的位置。此外，例如考虑到添加式地建造的物体周围的未固化的建造材料也可在承载元件上引起力，可以根据对承载元件的应力分析来调节所述至少一个支承元件的位置。
所述至少一个承载元件在该承载元件与承载单元连接的情况下可界定承载单元中的至少一个凹部和/或至少部分地接纳在凹部中。因而，在承载元件处于其中承载元件与承载单元(可分离地)连接的连接状态的情况下，承载元件界定承载单元中的一个或多个凹部。因而，承载元件可视为封闭承载元件中的凹部的壁。承载元件可进一步被建造为提供其中承载元件可以至少部分地接纳在凹部中的装置。
因而，所使用的承载单元可包括具有至少一个开口的凹部。因此，承载元件可布置在承载单元上或与承载单元连接，其中承载元件界定设置在承载单元中的凹部。开口将凹部的内部容积与另一容积——例如环境——连接。开口特别是与或能与抽吸单元连接，其中可经由该抽吸单元在凹部中产生负压和/或正压。因而，抽吸单元适于从凹部抽出气体或将气体传送到凹部中以影响凹部中存在的压力。特别是，抽吸单元可适于在凹部中产生负压和/或正压。
界定凹部的承载元件可经由施加于承载单元的凹部中的负压来与承载单元可分离地连接。因而，在承载元件布置在承载单元上或与承载单元连接之后，可以在承载单元的凹部中施加负压，以使连接稳固或建立承载单元与承载元件之间的连接。在添加式制造过程完成之后并且承载元件需要从承载单元脱离时，能通过使气体经由该开口传送到或进入凹部中而使承载单元的凹部中的负压正常化。
此外，承载元件可经由力锁合连接、特别是螺纹连接和/或经由形锁合连接、特别是榫槽连接和/或经由材料结合连接、特别是粘结连接与承载单元可分离地连接。因而，各种将承载元件与承载单元可分离地连接的方式是可以的，其中特别是两种以上不同连接方式的组合是可行的。例如，承载元件可经由至少一种粘结结合与承载单元可分离地连接，其中使用导热的和/或温度稳定的——特别是在200℃以上稳定的——粘结剂。
因而，承载元件可粘附在承载单元上，其中结合可在添加式制造过程完成之后被解除以将承载单元从承载元件脱离，或将承载元件从承载单元脱离。优选地，使用脱粘温度在200℃以上的粘结剂，该粘结剂在添加式制造过程中存在的温度下是稳定的。在添加式制造过程完成之后，可以施加高于脱粘温度的温度，以解除结合并使承载元件从承载单元脱离。
根据本发明的一个优选实施例，根据待建造物体的至少一个几何参数——优选为与物体的底面相关的几何参数——来规定所述至少一个承载元件的尺寸。因而，可以根据待建造物体的至少一个几何参数来选择或调节承载元件的尺寸，例如承载元件的大小，特别是设置用于在其上建造物体的表面的面积。
例如，可以根据物体的底面的几何性质——特别是形状和/或大小——来规定或选择所述至少一个承载元件的尺寸。因此，承载元件可以与物体的底面配合，没有过剩材料用于从接触承载元件的物体表面突出的承载元件。因而，在承载元件从承载单元脱离之后，添加式地建造的物体完成并且不需要任何后期加工。术语“底面”指的是添加式地建造的物体用以与承载元件相接触的表面。典型地，由于物体由下而上建造，所以“底面”指的是物体的底部处的表面。
也可以考虑物体必须在物体托架——例如金属板片——上制造，其中可以以承载元件已与物体托架的期望大小匹配的方式来规定或调节或选择所述至少一个承载元件的大小或至少一个尺寸。例如，如果添加式地建造的物体要在承载物体的矩形金属板片上制造，则可以使用与矩形金属板片的尺寸匹配的承载元件，其中在被用作承载元件的矩形金属板片的顶部上添加式地建造物体。因而，没有过剩材料用于承载元件，并且在与承载单元分离之后不需要繁琐和耗时的后期加工来对物体——特别是物体的底面——进行后处理。
在添加式制造过程正在进行或完成之后，可从承载元件移除——特别是切掉——物体。因而，如果使用与物体的底面的尺寸不是完美或恰好匹配的承载元件，则可移除承载元件的至少一个过剩部分。为了从添加式地建造的物体移除承载元件的过剩部分，可从物体例如切掉或拔掉该过剩部分。
用于本发明的方法中的承载元件可被建造为或可包括至少一个金属箔和/或至少一个金属板片，优选为钛板片或铝板片。如上所述，优选地，对承载元件使用与添加式制造过程中的建造材料相同的材料，至少与用于形成添加式地建造的物体的底面的材料相同的材料。因而，对于承载元件和添加式制造过程中的建造材料可使用相同材料，以实现承载元件与添加式地建造的物体的底面之间的均匀连接。
如上所述，用于本发明的制造过程中的承载元件可以是箔状或板片状的承载元件，其中承载元件优选地沿建造方向延伸0.01mm-2mm，优选地0.05mm-0.15mm。因而，承载元件可具有在0.01mm-2mm、优选地0.05mm-0.15mm的范围内的厚度。因而，可使用(很)薄的金属板片或(很)薄的箔片，其中优选地，以使得能容易地除去承载元件的过剩部分——特别是承载元件的从物体的底面突出的部分——的方式规定或选择承载元件的材料的机械稳定性。
此外，本发明涉及一种用于添加式地制造三维物体的设备的承载单元，其中至少一个箔状或板片状的承载元件与或能与承载单元可分离地连接，其中承载元件提供物体在其上被添加式地建造的表面，其中承载元件的至少一部分是至少一个待建造物体的一部分。
此外，本发明涉及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源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，该设备包括承载单元，特别是如上所述的本发明的承载单元，其中至少一个箔状或板片状的承载元件与或能与承载单元可分离地连接，其中承载元件提供物体在其上被添加式地建造的表面，其中承载元件的至少一部分是至少一个待建造物体的一部分。
当然，关于用于添加式地制造三维物体的本发明的方法所描述的所有细节、特征和优点可全部转移至本发明的承载单元和本发明的设备。特别是，用于添加式地制造三维物体的本发明的方法可优选地使用本发明的承载单元在本发明的设备上执行。
附图说明
参考附图描述本发明的示例性实施例。附图为示意图，其中
图1示出了用于添加式地制造三维物体的本发明的设备；
图2示出了根据第一实施例的用于图1的本发明的设备的本发明的承载单元；以及
图3示出了根据第二实施例的用于图1的本发明的设备的本发明的承载单元。
具体实施方式
图1示出了用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量源——例如激光束4——固化的建造材料3构成的层来添加式地制造三维物体2的设备1。设备1包括承载单元5，该承载单元例如接纳在建造模块11的建造室6中。承载单元5可相对于建造室6的壁8竖直地移动，如箭头9所示。承载单元5用于承载物体2和物体2周围的未固化的建造材料3，即所谓的粉末床。承载单元5可以是框架或支座或者可具有框架状或支座状的形状(适用于所有实施例)。
如从图1可以进一步得知的，承载单元5具有与承载单元5可分离地连接的承载元件7。承载元件7被建造为箔状或板片状的承载元件7(“承载元件7”)，例如被建造为金属箔或金属板片，其特别是沿建造方向延伸0.01mm-2mm，优选地0.05m-0.15mm。承载元件7例如可被建造为薄的铝箔或钛箔，其中承载元件7优选地由与要添加式地建造的物体2的建造材料3相同的材料制成。物体2被添加式地建造在由承载元件7提供的表面10上。表面10可以是承载元件7的顶面。因而，施加在承载元件7的表面10上的第一层建造材料3固化并由此与承载元件7的表面10连接，例如烧结或熔化。
在添加式制造过程完成并且物体2被添加式地建造之后，物体2周围的未固化的建造材料3可以被除去并且承载元件7可以从承载单元5脱离。为了允许从承载单元5脱离，承载单元5和/或承载元件7包括对应的连接装置，例如，承载元件7可经由力锁合连接、特别是螺纹连接和/或经由形锁合连接、特别是榫槽连接和/或经由材料结合连接、特别是粘结连接来与承载单元5可分离地连接。
图2示出了根据第一示例性实施例的承载单元5。承载单元5包括四个连接装置12，其例如被建造为接纳部，对应的螺钉被拧入所述接纳部中。与承载单元5连接的承载元件7包括对应的连接装置13，例如可供对应的螺钉放入以接纳在承载单元5的连接装置12中的通孔。
如从图2可以进一步得知的，承载单元5包括承载元件7可附接于其上的连接表面14。在承载元件7处于附接位置的情况下，承载元件7界定承载单元5中的凹部15。承载单元5还包括将承载单元5中的凹部15的内部容积与抽吸单元17连接的开口16。经由抽吸单元17，可以在承载元件7处于界定凹部15的连接位置的情况下在凹部15中施加负压和/或正压。因而，抽吸单元17在凹部15中产生负压从而在承载元件7上施加将承载元件7压靠在连接表面14上的力，可以加强承载元件7的连接。此外，为了使承载元件7脱离，可以在凹部15中施加正压，从而在承载元件7上施加定向为使承载元件7从连接表面14脱离的力。
此外，承载单元5包括四个支承元件18，用于在承载元件7处于附接位置的情况下支承承载元件7。支承元件18定位在承载元件7的要在其上制造物体2的部分下方。因而，例如在承载元件7是薄箔的情况下，物体2的重量经由支承元件18来支承。当然，搁靠在承载元件7上的未固化的建造材料3也增加了承载元件7的重量。因而，多个支承元件18可以分布在支承承载元件7的承载单元5上。
另外，支承元件18的接触表面14或顶面可以设置有粘结剂，以将承载元件7粘附在承载单元5上。粘结剂优选地是温度稳定的，特别是在200℃以上是温度稳定的。在添加式制造过程已完成之后，粘结剂可以被加热至脱粘温度之上的温度，在脱粘温度之上结合被解除以使承载元件7从承载单元5脱离。
在承载元件7已从承载单元5脱离之后，可从物体2除去承载元件7的从物体2的底面19突出的过剩部分，例如通过从物体2撕掉或拔掉或切掉。
图3示出了根据第二实施例的承载单元5。承载单元5包括接触表面14，承载元件7如上所述与该接触表面可分离地连接，例如粘附，特别是经由对应的粘结剂结合。如从图3可以得知的，关于物体2的几何参数——特别是待建造物体2的底面19的大小和几何性质——规定或选择承载元件7的尺寸。因此，为了在其上建造物体2而设置的承载元件7的表面10与要在承载元件7的表面10的顶部上制造的物体2的底面19配合。换而言之，承载元件7被用作物体2的底部区段，其中物体2被添加式地制造在承载元件7上。因而，在添加式制造过程完成并且物体2已在承载元件7的顶部上制造之后，承载元件7可如上所述从承载单元5脱离。因而，不必对物体2的底面19进行后期加工，因为承载元件7已经形成了物体2的期望部分。
当然，关于各单个实施例描述的所有特征、细节和优点可完全互换。特别是，可以使承载元件7与物体2的尺寸配合并经由支承元件18支承和/或界定凹部15，如图2所示。当然，本发明的方法可以优选地使用在图2、图3中示出的承载单元5在设备1上执行。

Claims (14)

1.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量源固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造物体(2)的方法，其中提供了适于承载所述物体(2)的承载单元(5)，其中，至少一个箔状或板片状的承载元件(7)与所述承载单元(5)可分离地连接，其中所述承载元件(7)提供所述物体(2)在其上被添加式地建造的表面(10)，其中所述承载元件(7)的至少一部分是至少一个物体(2)的一部分，其特征在于，根据所述物体(2)的底面的形状和/或大小来选择或调节所述至少一个承载元件(7)的被设置用于在其上建造所述物体(2)的表面的面积，其中，所述物体(2)被建造在所述承载元件(7)上。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述承载单元(5)的至少一个连接装置(12)用于将所述承载元件(7)与所述承载单元(5)连接。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个承载元件(7)经由至少一个支承元件(18)被支承。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述物体(2)在所述承载元件(7)上的位置来规定至少一个支承元件(18)的位置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述至少一个承载元件(7)连接于所述承载单元(5)的情况下，所述承载元件(7)界定所述承载单元(5)中的至少一个凹部(15)和/或至少部分地接纳在所述凹部(15)中。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用具有包括至少一个开口(16)的凹部(15)的承载单元(5)。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述开口(16)能与抽吸单元(17)连接，其中经由所述抽吸单元(17)在所述凹部(15)中产生负压和/或正压。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述承载元件(7)经由至少一个力锁合连接和/或经由形锁合连接和/或经由材料结合连接与所述承载单元(5)可分离地连接。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述承载元件(7)经由至少一种粘结剂与所述承载单元(5)可分离地连接，其中使用导热的和/或温度稳定的粘结剂。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在添加式制造过程完成之后，从所述承载元件(7)移除所述物体(2)。
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用被建造为或包括至少一个金属箔和/或至少一个金属板片的承载元件(7)。
12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用沿建造方向延伸0.01mm-2mm的承载元件(7)。
13.一种用于添加式地制造物体(2)的设备的承载单元(5)，所述承载单元(5)包括能与所述承载单元(5)可分离地连接的至少一个箔状或板片状的承载元件(7)，其中所述承载元件(7)提供所述物体(2)在其上被添加式地建造的表面(10)，其中所述承载元件(7)的至少一部分是至少一个物体(2)的一部分，其特征在于，根据所述物体(2)的底面的形状和/或大小来选择或调节所述至少一个承载元件(7)的被设置用于在其上建造所述物体(2)的表面的面积，其中，所述物体(2)被建造在所述承载元件(7)上。
14.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量源固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造物体(2)的设备，所述设备包括承载单元(5)，所述承载单元(5)包括能与所述承载单元(5)可分离地连接的至少一个箔状或板片状的承载元件(7)，其中所述承载元件(7)提供所述物体(2)在其上被添加式地建造的表面(10)，其中所述承载元件(7)的至少一部分是至少一个物体(2)的一部分，其特征在于，根据所述物体(2)的底面的形状和/或大小来选择或调节所述至少一个承载元件(7)的被设置用于在其上建造所述物体(2)的表面的面积，其中，所述物体(2)被建造在所述承载元件(7)上。
CN201810088153.4A 2017-12-22 2018-01-30 用于添加式地制造三维物体的方法 Active CN109955481B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17210352.5 2017-12-22
EP17210352.5A EP3501797B1 (en) 2017-12-22 2017-12-22 Method for additively manufacturing of three-dimensional objects

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109955481A CN109955481A (zh) 2019-07-02
CN109955481B true CN109955481B (zh) 2022-06-14

Family

ID=60811909

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810088153.4A Active CN109955481B (zh) 2017-12-22 2018-01-30 用于添加式地制造三维物体的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190193333A1 (zh)
EP (1) EP3501797B1 (zh)
JP (1) JP6697031B2 (zh)
CN (1) CN109955481B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2577618A (en) 2018-08-17 2020-04-01 Kolibri Metals Gmbh Thermal insulation fastening system
IL298916A (en) * 2020-06-10 2023-02-01 Alloy Entpr Inc Methods of joining layered light alloy parts
US11826954B2 (en) * 2020-09-29 2023-11-28 Ford Global Technologies, Llc In-situ decorative wrapping methods for polymeric additively manufactured commodities

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0734842A1 (de) * 1995-03-30 1996-10-02 EOS GmbH ELECTRO OPTICAL SYSTEMS Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
CN102196893A (zh) * 2008-10-30 2011-09-21 Mtt技术有限公司 添加制造设备和方法
WO2013160188A1 (en) * 2012-04-25 2013-10-31 Airbus Operations Gmbh Method for manufacturing a fluid routing component by layer-wise buildup

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0734842A1 (de) * 1995-03-30 1996-10-02 EOS GmbH ELECTRO OPTICAL SYSTEMS Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes
CN102196893A (zh) * 2008-10-30 2011-09-21 Mtt技术有限公司 添加制造设备和方法
WO2013160188A1 (en) * 2012-04-25 2013-10-31 Airbus Operations Gmbh Method for manufacturing a fluid routing component by layer-wise buildup

Also Published As

Publication number Publication date
EP3501797B1 (en) 2021-04-21
CN109955481A (zh) 2019-07-02
EP3501797A1 (en) 2019-06-26
US20190193333A1 (en) 2019-06-27
JP2019111802A (ja) 2019-07-11
JP6697031B2 (ja) 2020-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109955481B (zh) 用于添加式地制造三维物体的方法
JP5632381B2 (ja) 付加製造装置および方法
CN109622954B (zh) 层叠造型装置和层叠造型物的制造方法
US7402219B2 (en) Method and device for the production of a multi-layered three-dimensional component
US11420254B2 (en) Method of forming an object using 3D printing
US20160303798A1 (en) Method and device for manufacturing of three dimensional objects utilizing direct plasma arc
CN107876759B (zh) 增材制造方法
EP3615245A1 (en) Three-dimensional (3d) printing using measured processing effects with feedback to processing parameters
US20120107496A1 (en) Method of generatively manufacturing a three-dimensional object with broaching elements and method of generating a corresponding data set
US20200338818A1 (en) Method and apparatus for additive manufacturing
JPH08281807A (ja) ３次元物体の製造方法および装置
RU2012140050A (ru) Способ изготовления половой доски
TW201936369A (zh) 使用積層製造以形成部件之系統，裝置及方法
TW201936366A (zh) 載台機構、附加製造裝置及附加製造方法
WO2016030654A1 (en) A mould for use in a hot isostatic press
JP2020079449A (ja) 三次元物体の付加的製造方法及び装置
JP2010510874A (ja) 部分的にコーティングされた製品の製造方法および装置
US8389896B2 (en) Rapid prototyping device and method with indirect laser exposure
KR100681535B1 (ko) 분할형 치구를 이용한 확산접합 및 초소성 성형장치
US6273326B1 (en) Method and device for producing a metallic or ceramic body
US20220203454A1 (en) Manufacturing method with additive component production and post-processing
JP2005297273A (ja) 振動溶着装置とその溶着方法
DE102008048298A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Prägen von Mikrostrukturen in Kunststoffoberflächen
CN112658630B (zh) 一种金属零件的增材制造方法
Klosterman et al. Automated fabrication of monolithic ceramics and ceramic matrix composites (CMCs) using a novel rapid prototyping method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230712

Address after: German Leigh F ten Fels

Patentee after: Concept laser Co.,Ltd.

Address before: German Leigh F ten Fels

Patentee before: CL SCHUTZRECHTSVERWALTUNGS GmbH

TR01 Transfer of patent right