CN110406106B - 用于逐层地制造三维构件的加工机 - Google Patents

用于逐层地制造三维构件的加工机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于通过照射粉末床(5)来逐层地制造三维构件(2)的加工机(1)，该加工机包括：具有用于施加所述粉末床(5)的承载板(6)的过程腔室(4)，以及至少具有三个扫描器装置(8a‑c)的照射装置(7)，所述扫描器装置分别构造为用于将一激光射束(3a‑c)二维地偏转到所述粉末床(5)的三个相互重叠的粉末床区域(9a‑c)中的一个粉末床区域上。第一扫描器装置和优选第二扫描器装置(8a,8b)以到所述加工机(1)的加工平面(BE)的第一间距(A1)布置，并且第三扫描器装置(8c)以到所述加工平面(BE)的不同于所述第一间距的第二间距(A2)布置。

Description

用于逐层地制造三维构件的加工机
技术领域
本发明涉及一种用于通过照射粉末床来逐层地制造三维构件的加工机，该加工机包括：具有用于施加粉末床的承载板的过程腔室；以及，具有至少三个扫描器装置的照射装置，所述扫描器装置分别构造为用于将一激光射束二维地偏转到粉末床的三个相互重叠的粉末床区域之一上。
背景技术
在用于逐层增材制造三维构件的加工机中处理材料，其方式是：在过程腔室中将粉末床的粉末层(金属、陶瓷、热塑性塑料)施加到承载板(也称为基板)上并且用至少一个(聚焦的)激光射束照射和在此选择性地固化。如果相应的粉末层被激光射束熔化，则称为激光金属熔合(LMF)或选择性激光熔化(SLM)。如果粉末层仅用激光射束烧结，则称为选择性激光烧结(SLS)。在照射粉末层之后，降低承载板并且施加新的粉末层和重新局部固化，直至产生三维构件。
在二维偏转激光射束期间待覆盖的角度范围和因此用激光射束照射的粉末床区域越大，则这种加工机的被用于二维地偏转激光射束的扫描器装置在技术上越费事。因此，能够有意义的是，使用多个扫描器装置用于照射多个不重叠的粉末床区域，以便增大粉末床的可加工面。
在DE 10 2005 14 483 A1中说明了一种用于制造物体的设备，在该设备中使用照射装置，该照射装置具有多个可控制的子系统，所述子系统具有至少一个激光辐射源和相应的用于激光辐射源的目标装置，其中，所述目标装置可以包括扫描器装置。照射装置的各子系统被分配给在载体组件上的构造区的相应区段，使得多个子系统能够被用于在构造区的这些区段中同时进行照射。
熔化或烧结粉末层材料的过程较慢，从而希望的是减少曝光或照射时间。为了与待制造构件的形状无关地缩短曝光时间，可以借助多个扫描器装置或借助多个激光源并行地照射粉末床的至少部分重叠的粉末区域。已经证明为特别有利的是，照射的粉末床区域尽可能完全地彼此重叠，使得每个扫描器装置都可以顾及到粉末床在加工平面中的每个地点。
在DE 10 2013 103 006 A1中说明了一种用于逐层地增材制造物体的设备，该设备包括用于接收平坦区中的材料的载体以及用于至少两个激光射束的至少两个相应的扫描器。整个平坦区被两个扫描器中的每一个所共有。至少一个扫描器相对于平坦区倾斜并且设有透镜，该透镜这样地布置，使得该透镜产生相对于扫描器倾斜的焦平面。由于焦平面的倾斜布置，这种设备的校准是费事的。
为了避免在校准方面的问题，其焦平面通常平行于承载板或加工平面定向的两个或更多个扫描器装置能够以相对彼此尽可能小的间距大致布置在粉末床上方中心处。如在DE 10 2016 222 261.6中所说明地，例如可以将三个扫描器装置布置在粉末床中心上方的正三角形的顶点处。在扫描器装置的这种布置中，一方面，被照射的粉末床区域存在大的重叠，另一方面，被相应扫描器装置在粉末床外遮盖的角度范围很小。
Renishaw公司在网站：
“http://www.renishaw.com/en/pioneering-productivity-in-additive-manufa cturing--43150”上宣传一种用于制造三维构件的加工机，在该加工机中，四对数控的镜以矩形布置方式安装在一个共同的电流计壳体中，该电流计壳体已经通过增材制造产生。
DE 10 2014 005 916 A1公开了一种用于制造三维物体的设备，该设备具有至少四个扫描器，它们这样布置并且可这样移动，使得构造区的每个地点都能以来自至少三个扫描器的辐射同时照射到。这些扫描器可单个地、共同地、成对地或成组地高度可变地、尤其是在Z方向上可移动地布置。
在US2016/0136730 A1中描述了一种用于增材制造的设备，该设备具有光学装置，该光学装置具有多个可相互独立控制的光学元件或者说组件。在一示例中，该光学装置具有多个在竖直方向上下布置的光学组件，它们分别具有固定在杆上的镜。这些光学组件布置在相互错开的两行中。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种具有至少三个扫描器装置的尽可能紧凑的几何布置的加工机。
该任务根据本发明通过开头所述类型的加工机来解决，在该加工机中，第一扫描器装置和优选第二扫描器装置布置成与加工机的加工平面相隔第一间距并且尤其布置在一个共同的平面中，并且在该加工机中，第三扫描器装置布置成与加工平面相隔不同于第一间距的(恒定的或固定的)第二间距。因此，第三扫描器装置以与承载板或者与加工平面的(恒定的或固定的)(工作)间距布置在粉末床的上侧上，该(工作)间距与第一扫描器装置和通常也第二扫描器装置到承载板或者加工平面的(恒定的或固定的)(工作)间距不同。通常，第一和第二扫描器装置布置在一个共同的平面中，即布置成与加工平面相隔相同的(第一)间距。第三扫描器装置可以比第一和第二扫描器装置布置得离加工平面较远，但是，相反的情况也是可能的。必要时，所有三个扫描器装置也能够以到加工平面的不同(恒定的或固定的)间距布置。扫描器装置位置固定地布置在加工机中，即，扫描器装置的位置并且尤其是其与加工平面的间距不能改变。
通过选择不同的间距，与在三个扫描器装置布置在一个共同平面中的情况相比，可以实现三个扫描器装置、更确切地说从这三个扫描器装置射出的三个激光射束的更紧凑的布置，因为能够避免扫描器装置的构件、例如用于扫描器装置的扫描镜的旋转驱动器与激光射束的光路的碰撞。从扫描器装置射出并且对准粉末床的三个激光射束在此理想地布置在等边三角形的顶点处。通过上面进一步所说明的规定出不同间距可以减小三角形顶点之间的间距，由此增加了三个扫描器装置的布置的包装密度或者说紧凑性。
在一个实施方式中，用于二维地偏转三个激光射束的三个扫描器装置分别具有第一扫描镜，第一扫描镜具有用于使第一扫描镜绕着第一旋转轴线旋转的第一旋转驱动器和用于使第一扫描镜或第二扫描镜绕着第二旋转轴线旋转的第二旋转驱动器。扫描器装置可以构造为用于将同一个扫描镜借助两个旋转驱动器绕着两个旋转轴线旋转，如通常在MEMS(微机电)扫描器装置中的情况。下面说明以下情况，其中，各扫描器装置具有两个扫描镜。然而，易于理解地，下面的实施方式通常也相应地适用于第一种情况。
照射到各第一扫描镜的激光射束被第一扫描镜偏转到第二扫描镜，激光射束从该第二扫描镜朝向粉末床或者平行于承载板延伸的加工平面的方向定向。各第二扫描镜的旋转轴线通常平行于加工机的加工平面或承载板延伸。第一和第二扫描镜的旋转轴线可以相对彼此垂直地定向，然而，通常有利的是，各扫描器装置的相应第一和第二扫描镜的旋转轴线相互围成的角度稍微偏离90°。两个2D电流计扫描镜的旋转轴线的这种倾斜主要用于能够基于激光射束的更陡的入射角将第二扫描镜与在旋转轴线成90°角度定向时的情况相比构造得略微窄些。以这种方式可以减小扫描器装置的惯性矩，并且使整个系统更具有动态性。
旋转驱动器尤其在电流计扫描器的情况下沿着第一和第二扫描镜的相应旋转轴线延伸，并且具有基本上柱体的几何形状，其中，旋转驱动器的柱体轴线与旋转轴线重合。为了在使用两个扫描器装置时产生尽可能大的包装密度，即为了实现两个激光射束以尽可能小的间距从照射装置射出，有利的是，第二扫描镜的旋转驱动器并且因此两个旋转轴线也相对彼此平行地定向并且具体而言通常在平行于加工平面的共同平面中。在此，第一和第二扫描器装置或者它们的扫描镜尤其可以相对于一平面镜像对称地布置，该平面垂直于加工平面且平行于两个第二旋转轴线。
在另一实施方式中，在到加工平面中的投影中，供应至第一扫描器装置的第一激光射束或供应至第二扫描器装置的第二激光射束和第三扫描器装置的两个旋转驱动器中的至少一个重叠。尽管在到加工平面中的投影中的重叠，但可以通过选择扫描器装置与加工平面之间的不同间距来避免碰撞，因为第一和第二扫描器装置的激光射束在第三扫描器装置的旋转驱动器下方或上方传播。因此，第三扫描器装置，更确切地说从该第三扫描器装置射出的激光射束能够在两个从第一扫描器装置和第二扫描器装置射出的第一和第二激光射束之间居中地从照射装置射出。三个激光射束尤其可以在具有最小边长的等边三角形的三个顶点处从照射装置射出。
在一个扩展方式中，第一扫描器装置的第二扫描镜的旋转轴线和第二扫描器装置的第二扫描镜的旋转轴线相对彼此平行地定向，其中，第三扫描器装置的第二扫描镜的旋转轴线优选垂直于第一和第二扫描器装置的第二扫描镜的旋转轴线定向。如上面已经说明地，如果所有三个扫描器装置布置在一个共同平面内，在该实施方式中，第三扫描器装置的第二扫描镜的沿第二旋转轴线延伸的旋转驱动器会与第一激光射束或第二激光射束的光束路径重叠。
在一个扩展方式中，照射装置具有用于将第一激光射束供应至第一扫描器装置的第一射束供应装置和用于将第二激光射束供应至第二扫描器装置的第二射束供应装置，其中，两个射束供应装置优选构造为用于将第一和第二激光射束平行定向地供应至第一和第二扫描器装置。所述射束供应装置通常用于将各激光射束从所属的激光源供应至对应的扫描器装置。三个激光射束通常由三个激光源产生，这三个激光源通常是相同类型的。
射束供应装置例如可以构造为管状的并且具有在照射装置壳体中形成的开口，在该壳体中布置有三个扫描器装置的扫描镜。第一激光射束优选平行于第一扫描器装置的第二扫描镜的旋转轴线被供应至第一扫描器装置。相应地，第二激光射束也优选平行于第二扫描器装置的第二扫描镜的旋转轴线被供应给第二扫描器装置。在此，第一和第二激光射束优选从与相应的第二扫描镜的旋转驱动器相反的一侧供应，即两个激光射束并不沿着两个旋转驱动器沿第二旋转轴线的空间延伸尺度延伸。这是有利的，因为否则会发生激光射束和相应的旋转驱动器或者说马达的径向向外突出的构件、例如编码器等之间的碰撞。
在一个扩展方式中，照射装置具有第三射束供应装置，用于将第三激光射束供应至第三扫描器装置，该第三射束供应装置优选构造为用于将第三激光射束垂直于第一和第二激光射束定向地供应至第三扫描器装置。第三射束供应装置将第三激光射束优选平行于第三扫描器装置的第二扫描镜的旋转轴线供应至第三扫描器装置。与在第一和第二射束供应装置的情况下一样，第三激光射束也优选从与第三射束供应装置的第二扫描镜的旋转驱动器相反的一侧供应，即第三激光射束并不沿着第二旋转驱动器沿第二旋转轴线的空间延伸尺度延伸。
在另一实施方式中，第一和第二射束供应装置具有第一聚焦装置和第二聚焦装置并且第三射束供应装置具有第三聚焦装置，用于将相应的激光射束聚焦到加工平面内。通过第三扫描器装置相对于第一和第二扫描器装置错开，第三扫描器装置到粉末床上侧面或加工平面的间距不同于第一和第二扫描器装置与加工平面的间距。有利的是，在聚焦时补偿第三激光射束与第一和第二激光射束相比的不同射束路径，以便产生所有三个激光射束在粉末床上的相同的成像比例和相同聚焦直径，即三个聚焦装置到粉末床或加工平面的(光学)间距分别相等。
三个聚焦装置在最简单的情况下是三个相同结构类型或具有相同焦距的聚焦透镜。第三聚焦透镜在此通常以这样的间距布置在第三聚焦装置的扫描镜之前，该间距与第一和第二聚焦透镜到第一和第二扫描器装置的相应扫描镜的间距不同。这样地选择间距差，使得该间距差补偿第三扫描器装置相对于第一和第二扫描器装置的错开。如果是这种情况，则第三扫描器装置的空间分辨率仅略微减小/增大(小于10％)。因为呈电流计马达形式的现代旋转驱动器的角度和位置分辨率非常高，所以在该数量级中的分辨率改变实际上可忽略不计。易于理解地，替代于或附加于选择聚焦透镜的不同间距，也可以将聚焦透镜的焦距选择得不同。然而，选择不同焦距导致不同成像比例，并且从而导致三个激光射束在加工平面内的不同焦点直径。
除聚焦装置外，射束供应装置也可以具有一个或多个焦点位置修正装置，所述焦点位置修正装置能够实现焦点位置的动态修正。这样的修正通常是必要的，因为各激光射束的焦点位置在借助扫描镜偏转时(不使用F/Theta镜头的情况下)位于球面上并且因此并不准确地位于粉末床的上侧面上或加工平面上。为了补偿焦点位置关于相应粉末床区域的(垂直于加工平面或粉末床的)变化，可以进行焦点位置修正，在焦点位置修正时，例如通过聚焦透镜沿相应激光射束的射束方向的快速补偿运动来修正球面偏差，这导致焦点位置快速移动。可运动或可移位的透镜能够集成到上面所说明的聚焦装置中。
在另一实施方式中，照射装置包括壳体，该壳体具有用于供三个扫描器装置的三个激光射束朝向加工平面方向射出的共同的出口。如上面已经说明地，从壳体射出的三个激光射束在到加工平面中的投影中优选形成等边三角形的三个顶点。
附图说明
由说明书和附图得到本发明的其它优点。同样地，上述特征和还进一步列举的特征可以单独使用或以多个任意组合使用。所示出和说明的实施方式不应被理解为最终的穷举，而是具有用于描述本发明的示例性的特征。附图示出了：
图1用于逐层地制造三维构件的加工机的一个实施例的示意图，
图2根据图1中II-II线剖开的在图1所示的加工机的剖视图。
图3a布置在一个共同平面中的三个扫描器装置的示图，
图3b图3a的三个扫描器装置的示图，其中，第三扫描器装置相对于第一和第二扫描器装置错开地布置，
图4从下侧看的具有图3b的三个扫描器装置的照射装置的壳体的示图，
图5在侧视图中示出图4的照射装置的示图，
图6a,b各具有唯一的扫描镜的三个扫描器装置的俯视图和侧视图，所述三个扫描器装置布置在一个共同的平面中，以及
图7a,b图6a,b的三个扫描器装置的俯视图和侧视图，其中，第三扫描器装置相对于第一和第二扫描器装置错开地布置。
在下面对附图的描述中，对于相同或功能相同的构件使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出用于借助三个激光射束3a-c逐层地增材制造三维构件2的加工机1的示例性结构。加工机1包括过程腔室4，在该过程腔室中，粉末床5(金属、陶瓷、热塑性塑料)被施加到承载板6上。粉末床5、更确切地说粉末床5的一相应粉末层被三个激光射束3a-c选择性地熔化并且随后固化，以便产生三维构件2的一个层。随后，将承载板6降低并且施加新的粉末层并且重新固化，直到完全制造出三维构件2。
在粉末床5上方安装有照射装置7，该照射装置具有三个扫描器装置8a-c，用于将三个激光射束3a-c中的各一个激光射束二维地偏转到相应的粉末床区域9a-c上，其中，三个粉末床区域9a-c近似完全重叠。如在图1中以点划线示出，在所示的三个激光射束3a-c的示例中，整个粉末床5的表面、即在承载板6上的整个加工区域能够用三个扫描器装置9a-c中的每一个扫描。如在图1中以虚线示出地，照射装置7通过窗与过程腔室4分开。控制装置10用于操控照射装置7或者说三个扫描器装置8a-c，以便制造三维构件2。
如在图1中也可看到，第一扫描器装置8a和第二扫描器装置8b布置在共同的平面E中，该平面平行于承载板6延伸并且布置成与过程腔室4的加工平面BE相隔第一间距A1。所述共同的平面E构成XYZ坐标系的XY平面。第三扫描器装置8c相对于所述共同的平面E错开地布置。在所示的示例中，第三扫描器装置8c布置成与第一和第二扫描器装置8a，8b相比与承载板6或者说加工平面BE相隔较远间距A2。易于理解地，第一和第二扫描器装置8a，8b并非完全处于共同的平面E中。布置在共同的平面E中被理解为，两个扫描器装置8a，8b布置在加工平面BE上方的相同高度处(即与加工平面BE的间距A1相同)。
如在图2中可以看到的，在到共同的平面E中的投影中，三个扫描器装置8a-c布置成三角形。更确切地说，从三个扫描器装置8a-c朝向粉末床5的方向射出的三个激光射束3a-c形成等边三角形的三个顶点。第一激光射束3a和第二激光射束3b平行定向地分别射入到第一扫描器装置8a和第二扫描器装置8b中。第三激光射束3c垂直于第一和第二激光射束3a，3b定向地供应至第三扫描器装置8c。
第三扫描器装置8c相对于平面E以及第一和第二扫描器装置8a，8b的错开使得能够实现三个激光射束3a-c在等边三角形的三个顶点处如图2中所示地射出，这在三个扫描器装置全部布置在共同平面内的情况下是不可能的，如下面根据图3a，b阐明的那样。
如图3a,b中所示，第一扫描器装置8a具有在第一激光射束3a的射束路径中的第一扫描镜11a和在第一激光射束3a的射束路径中的第二扫描镜12a。相应地，第二扫描器装置8b和第三扫描器装置8c也分别具有第一扫描镜11b,11c和第二扫描镜12b,12c。为了各第一扫描镜11a-c的旋转，三个扫描器装置8a-c分别具有第一旋转驱动器13a-c，该第一旋转驱动器将固定在该第一旋转驱动器13a-c上的第一扫描镜11a-c绕着相应的第一旋转轴线D1a-D1c旋转。相应地，三个扫描器装置8a-c也分别具有第二旋转驱动器14a-c，以便使相应的第二扫描镜12a-c绕着第二旋转轴线D2a-D2c旋转。旋转驱动器13a-c,14a-c基本上构造为柱体的，其中，柱体轴线与相应的旋转轴线D1a-D1c,D2a-D2c重合。
在图3a所示的照射装置7中，三个扫描器装置8a-c布置在图1所示的共同的平面E中，而在图3b所示的照射装置7中，第三扫描器装置8c相对于共同的平面E错开地布置，如在图1中所示那样。如在图3a中可看到，在三个扫描器装置8a-c布置在共同的平面E中的情况下，第三扫描器装置8c的第二扫描镜12c的第二旋转驱动器14c切断第一激光射束3a，即该第一激光射束与第二旋转驱动器14c碰撞。在图3b所示的照射装置7中不是这种情况，因为第三扫描器装置8c和因此第二旋转驱动器14c相对于共同的平面E错开地布置。在图3b所示的照射装置7中，第一激光射束3a不与第三扫描器装置8c的第二扫描镜12c的第二旋转驱动器14c碰撞，尽管该第二旋转驱动器在到加工平面BE上的投影中与第一激光射束3a重叠。
三个扫描器装置8a-c的特别紧凑的结构形式在图3b中通过以下方式实现，第一扫描器装置8a的第二扫描镜12a的第二旋转轴D2a和第二扫描器装置8b的第二扫描镜12b的第二旋转轴线D2b相对彼此平行地定向并且相互紧邻地布置。在此，第一和第二扫描器装置8a，8b的两个第一扫描镜11a，11b与以点划线简示的镜像平面SE隔得较远，第一和第二扫描器装置8a，8b相对于该镜像平面镜像对称地布置。为了产生等边三角形的尽可能小的边长——三个激光射束3a-c在该等边三角形的顶点处从照射装置7射出，第三扫描器装置8c的第二扫描镜12c的第二旋转轴线D2c垂直于第一和第二扫描器装置8a,8b的第二扫描镜12a,12b的旋转轴线D2a,D2b延伸。
为了将第一激光射束3a供应至第一扫描器装置8a，照射装置7具有第一射束供应装置15a，如在图4中所示那样。相应地，照射装置7还具有第二射束供应装置15b，用于将第二激光射束3b供应至第二扫描器装置8b，以及具有第三射束供应装置15c，用于将第三激光射束3c供应至第三扫描器装置8c。三个射束供应装置15a-c构造为管状的并且固定在照射装置7的壳体16上。在壳体16中的用于附接射束供应装置15a-c的三个开口17a-c处分别安装有聚焦透镜18a-c，如也在图3a,b中所示那样。用于将三个激光射束3a-c聚焦在加工平面BE中的三个聚焦透镜18a-c的焦距相一致。第一和第二聚焦透镜18a,18b相对于加工平面BE的间距相一致，而第三聚焦透镜18c相对于加工平面BE的间距这样地匹配，使得该间距补偿第三扫描器装置8c到加工平面BE的工作间距A2与第一和第二扫描器装置8a,8b到加工平面BE的工作间距A1之间的差，以使得所有三个激光射束3a-c以相同的成像比例和大致相同的焦点直径聚焦到粉末床5或者说加工平面BE上。如在图4中也可看到，照射装置7的壳体16具有用于所有三个激光射束3a-c的共同的出口19，三个激光射束在等边三角形的顶点处从该共同的出口朝向粉末床5方向从壳体16射出。
三个射束供应装置15a-c构造为用于将各激光射束3a-c分别平行于相应的第二扫描镜12a-c的旋转轴线D2a-D2c供应至所属的扫描器装置8a-c并且更具体而言从与相应的第二旋转驱动器14a-c相反的一侧，使得各激光射束3a-c不沿着相应的第二旋转驱动器14a-c传播并且能够避免碰撞。各射束供应装置15a-c将所属的激光射束3a-c从未图示出的三个激光源中的一个激光源引导至相应的扫描器装置8a-c，所述三个激光源同样属于加工机1。
如根据在侧视图中示出照射装置7的图5可看到，第一扫描镜11a-c的各旋转轴线D1a-c不垂直于第二扫描镜12a-c的相应第二旋转轴D2a-c定向，而是呈偏离90°的角度α，该角度在所示的示例中约为80°，即略微偏离90°，以便能够基于相应的激光射束3a-c的更陡的入射角而将相应的第二扫描镜12a-c构型得略微小些并且由此减小该第二扫描镜的惯性矩。因此，三个第一扫描镜11a-c的三个第一旋转轴线D1a-c不平行于XYZ坐标系的Z方向延伸。
总之，在上面所说明的三个扫描器装置8a-c的布置中，可以实现被照射的粉末床区域9a-c的高度重叠，这使得能够实现在加工机1中显著更灵活和更快地照射粉末床5来制造三维构件2。这也适用于相应的扫描器装置8a-c仅具有唯一(第一)扫描镜11a-c的情况，该(第一)扫描镜能够借助两个旋转驱动器绕着两个旋转轴线D1a-c,D2a-c旋转或倾斜，如在下面根据图6a，b和图7a，b阐明的那样。
为了简化示图，在图6a，b和图7a，b中，对三个扫描器装置8a-c分别仅示出三个扫描镜11a-c，即省略了用于使各扫描镜11a-c绕着在该情况中相对彼此垂直的旋转轴线D1a-c，D2a-c旋转的旋转驱动器13a-c，14a-c的示图。旋转驱动器13a-c，14a-c例如可以集成到相应的共同的板状壳体中，该壳体在侧面突出超过在图6a，b或图7a，b中所示的三个扫描镜8a-c。如上面已经说明地，第一激光射束3a和第二激光射束3b平行定向地分别射入到第一扫描器装置8a和第二扫描器装置8b中。第三激光射束3c垂直于第一和第二激光射束3a，3b定向地供应至第三扫描器装置8c。
在图6a,b所示的示图中，三个扫描器装置8a-c以三角形布置在共同的平面E中。虽然在图6a,b所示的布置中，供应至第一扫描器装置8a的第一激光射束3a不与第三扫描器装置8c的(未图示出的)旋转驱动器13c,14c或壳体重叠，但是由于相应的壳体或旋转驱动器13a-c，14a-c所需的安装空间，使得第三扫描器装置8c到第一和第二扫描器装置8a，b的间距较大。在图6a,b中所示的布置中，从三个扫描器装置8a-c朝向粉末床5的方向射出的三个激光射束3a-c构成三角形的顶点，然而，该三角形具有较大的边长，使得在图6a中所示的三个圆形的粉末床区域9a-c具有的在粉末床5上不重叠的面积部分较大。
在图7a,b中所示的扫描器装置8a-c的布置中，第三扫描器装置8c或相应的扫描镜11c从共同平面E错开地布置，使得第三扫描器装置8c的旋转驱动器13c,14c和壳体不但不与第一激光射束3a重叠，而且也可以减小第三扫描器装置8a在X方向上与第一和第二扫描器装置8a，b的间距。在图7a所示的示图中，第三扫描器装置8a在到加工平面BE的投影中与第三激光射束3c重叠。在图7a,b中所示的布置中，三角形——所述三角形的顶点是从三个扫面装置8a-c朝向粉末床5的方向射出的三个激光射束3a-c——的边长比在图6a,b所示的布置中短。如根据图6a和图7a之间的比较可看到，以这种方式也能够在仅具有唯一的扫描镜11a-c的扫描器装置8a-c的情况下提高三个粉末床区9a-c的重叠。

Claims (9)

1.一种用于通过照射粉末床(5)来逐层地制造三维构件(2)的加工机(1)，该加工机包括：
-过程腔室(4)，该过程腔室具有用于施加粉末床(5)的承载板(6)，
-照射装置(7)，该照射装置至少具有三个扫描器装置(8a-c)，所述扫描器装置分别构造为用于将一激光射束(3a-c)二维地偏转到粉末床(5)的三个相互重叠的粉末床区域(9a-c)中的一个粉末床区域上，
其特征在于，
第一扫描器装置(8a)布置成与加工机(1)的加工平面(BE)相隔第一间距(A1)，并且第三扫描器装置(8c)布置成与该加工平面(BE)相隔不同于所述第一间距的第二间距(A2)，
用于二维偏转三个激光射束(3a-c)的三个扫描器装置(8a-c)各自具有第一扫描镜(11a-c)，第一扫描镜具有用于使该第一扫描镜(11a-c)绕着第一旋转轴线(D1a-c)旋转的第一旋转驱动器(13a-c)和具有用于使该第一扫描镜(11a-c)或一第二扫描镜(12a-c)绕着第二旋转轴线(D2a-c)旋转的第二旋转驱动器(14a-c)，
第一扫描器装置(8a)的第二扫描镜(12a)的旋转轴线(D2a)和第二扫描器装置(8b)的第二扫描镜(12b)的旋转轴线(D2b)相对彼此平行地定向，其中，第三扫描器装置(8c)的第二扫描镜(12c)的旋转轴线(D2c)垂直于第一扫描器装置和第二扫描器装置的第二扫描镜的旋转轴线定向。
2.按照权利要求1所述的加工机，在该加工机中，供应至第一扫描器装置(8a)的第一激光射束(3a)或供应至第二扫描器装置(8b)的第二激光射束(3b)和第三扫描器装置(8c )的两个旋转驱动器(14c)中的至少一个旋转驱动器在到加工平面(BE)中的投影中相互重叠。
3.按照前述权利要求中任一项所述的加工机，在该加工机中，照射装置(7)具有用于将第一激光射束(3a)供应至第一扫描器装置(8a)的第一射束供应装置(15a)和用于将第二激光射束(3b)供应至第二扫描器装置(8b)的第二射束供应装置(15b)。
4.按照权利要求3所述的加工机，在该加工机中，照射装置(7)具有第三射束供应装置(15c)，用于将第三激光射束(3c)供应至第三扫描器装置(8c)。
5.按照权利要求4所述的加工机，在该加工机中，第一射束供应装置和第二射束供应装置(15a,15b)具有第一聚焦装置(17a)和第二聚焦装置(17b)并且第三射束供应装置(15c)具有第三聚焦装置(17c)，用于将相应的激光射束(3a-c)聚焦到加工平面(BE)中。
6.按照权利要求1或2所述的加工机，在该加工机中，照射装置(7)包括壳体(16)，所述壳体具有用于供三个扫描器装置(8a-c)的三个激光射束(3a-c)朝向加工平面(BE)的方向射出的共同的出口(19)。
7.根据权利要求1或2所述的加工机，在该加工机中，第二扫描器装置(8b)布置成与加工机(1)的加工平面(BE)相隔第一间距(A1)。
8.根据权利要求3所述的加工机，在该加工机中，第一射束供应装置和第二射束供应装置构造为用于将第一激光射束和第二激光射束以平行定向的方式供应至第一扫描器装置和第二扫描器装置。
9.根据权利要求4所述的加工机，在该加工机中，第三射束供应装置构造为用于将第三激光射束(3c)以垂直于第一激光射束和第二激光射束定向的方式供应至第三扫描器装置(8c)。
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