CN110524878A - 增材制造三维物体的装置 - Google Patents

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Abstract

一种装置(1)，该装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，构建材料(3)的层能够借助于能量源(4)固结，该装置(1)包括流动产生设备(8)，流动产生设备(8)适配成在处理室(6)内产生气体流(9，9’)，气体流(9，9’)能够充注有增材制造处理中产生的残余物(10)，其中，设置有确定单元(13，13’)，确定单元(13，13’)适配成确定与气体流(9，9’)中含有的残余物(10)关联的至少一个残余物信息，特别地，残余物(10)的量和/或残余物(10)的浓度。

Description

增材制造三维物体的装置
技术领域
本发明涉及一种借助于连续分层选择性照射并固结构建材料的层来增材制造三维物体的装置，构建材料的层可以借助于能量源固结，该装置包含流动产生设备，流动产生设备适配成在处理室内产生气体流，气体流能够充注有增材制造处理中产生的残余物。
背景技术
增材制造三维物体的装置大体从现有技术中知晓。一般，构建材料连续地并且分层地施加并且(如，经由利用能量源所产生的射线照射)选择性地固结。为了在执行增材制造处理的处理室内提供限定的处理气体环境，具备流动产生设备用于在处理室内产生气体流是有益的，其中，气体流可以充注或加载有增材制造处理中产生的残余物。特别地，制造处理中(特别地，在构建材料的照射期间)产生的旋起的构建材料颗粒或烟雾颗粒可以经由气体流输送到处理室外，以避免残余物影响处理质量和/或物体质量。
进一步，从现有技术中知晓残余物会负面影响增材制造处理，尽管流动产生设备产生处理气体流以将残余物输送出处理室，但是，可能产生比可以经由气体流输送出处理室更多的残余物。在这种情境下，不能完全确保残余物被适当地从要在该处照射构建材料的区域输送走。剩余残余物可能影响增材制造处理，例如，通过与能量源所发出的射线诸如能量束(特别地，激光束或电子束)相互作用。能量源与残余物的相互作用可能招致经由能量源提供的射线的吸收或衍射，因此，在具体构建材料体积中不会消耗适当量的能量。在该情况下，残余物的存在对固结处理有负面影响，因为构建材料中消耗了错误量的能量，即，能量比适当地固结构建材料所要求的少。
比如，在增材制造处理中“产生”的可能残余物还可能涉及已经存在于增材制造处理中的残余物(如，存在于处理室中，而非确切地产生)，诸如灰尘颗粒或抬升/旋起的构建材料。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种增材制造三维物体的装置，其中，改进了将残余物输送出处理室。
该目的通过根据权利要求1的装置创造性地实现。本发明的有利实施例受限于从属权利要求。
文中描述的装置是一种借助于连续选择性分层固结粉末状构建材料(“构建材料”)的层来增材制造三维物体(如，技术性部件)的装置，构建材料可以借助于能量源如能量束(特别地，激光束或电子束)来固结。相应的构建材料可以是金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以是激光束或电子束。比如，相应的装置可以是其中分离地执行构建材料的施加和构建材料的固结的装置，诸如选择性激光烧结装置、选择性激光熔化装置或选择性电子束熔化装置。替换性地，可以经由至少一个粘合材料执行构建材料的连续分层选择性固结。粘合材料可以利用对应的施加单元施加，并且例如利用合适的能量源(如UV光源)照射。
该装置可以包含在其操作期间使用的数个功能单元。示范性的功能单元是处理室、照射设备和流动产生设备(如前所述)，照射设备适配成利用至少一个能量束来选择性地照射安置在处理室中的构建材料层，流动产生设备适配成产生具有给定流动性质(如，给定流动型线、流动速率等)并至少部分地流动通过处理室的气态流体流。气态流体流在流动通过处理室的同时能够被充注有未固结颗粒状构建材料(特别地，在设备操作期间产生的烟雾或烟雾残余物)。气态流体流一般是惰性的，即，一般是惰性气体(如，氩、氮、二氧化碳等)流。
本发明基于下述思想：提供一种确定单元，确定单元适配成确定与气体流中含有的残余物关联的至少一个残余物信息，特别地，气体流中的残余物的量和/或残余物的浓度。因而，创造性地实现了可以经由本发明装置的确定单元确定残余物信息。残余物信息与增材制造处理中产生(或存在)并含有在气体流(即，气体流充注有残余物)中的残余物关联。
确定至少一个残余物信息允许分别验证增材制造处理中当前是否产生了残余物或产生了多少残余物或者当前是否经由处理气体流输送了残余物或输送了多少残余物。特别地，可以监控处理气体流是否能够充注有比当前产生并经由处理气体流输送的残余物多的残余物。因而，如果气体流已经饱和，则可以得出总结：并非增材制造处理中产生或存在的所有残余物都可以经由气体流输送并因此适当地从处理室去除。
于是，增材制造处理的控制可以至少部分地基于经由确定单元确定的至少一个残余物信息。例如，流动产生设备可以包含至少一个气体流，至少一个气体流分配到构建平面的至少一部分，在该处构建材料经由能量束(诸如激光束或电子束)直接照射，如前所述。依据残余物信息，可以决定，增材制造处理中当前产生的残余物是否可能对处理质量或物体质量有影响，或者是否可以经由气体流适当地从处理室去除残余物。
当然，残余物信息可以包含关于气体流中含有的残余物的多条(不同)信息，例如，气体流中残余物的量和/或残余物的浓度和/或残余物的颗粒大小等等。
根据本发明装置的第一实施例，可以设置控制单元，控制单元适配成依据至少一个残余物信息来控制至少一个流动参数，特别地，气体流的流速。根据该实施例，可以控制经由流动产生设备产生的气体流，例如，通过控制(物理上)限定气体流的流动参数。于是，可以依据经由确定单元确定的残余物信息来控制气体流。例如，如果确定气体流中残余物仅有少量或相对较低量的残余物或较低浓度的残余物，则控制单元可以适配成对应地设定至少一个流动参数，例如，减少或降低气体流的塑料，而如果确定气体流中有相对高量的残余物或高浓度的残余物，则控制单元可以适配成对应地设定至少一个流动参数，例如，增加气体流的流速，以确保可以从处理室中适当地去除气体流中相对较高量的残余物或相对较高浓度的残余物。
换言之，基于残余物信息，特别地，基于确定为当前加载在气体流中的残余物的量和/或残余物的浓度，可以总结增材制造处理中当前产生的残余物的量。基于该总结，可以控制或改变气体流，以此，比如如果增材制造处理中产生更多残余物则适当地增加流速，比如如果产生更少残余物，则减少流速。特别地，这允许，对应于增材制造处理中对去除残余物的当前需要，控制(即适配)气体流。当然，可以经由控制单元控制与将残余物去除/输送出处理室的能力关联的任何其他任意参数，诸如气体流的流动速率、气体流的温度或者比如产生气体流的具体区域。
进一步，该控制单元或一个控制单元可以适配成依据残余物信息来调节与装置上执行的增材制造处理关联的至少一个处理参数，特别地，照射参数。因而，如前所述，可以使分离的控制单元或相同的控制单元适配成调节至少一个处理参数。术语“处理参数”可以指代影响装置上执行的增材制造处理的任何参数，特别地，增材制造装置的参数。示范性处理参数可以是照射参数，诸如能量源(特别地，能量束)的强度和/或功率。因此，可以依据所确定的残余物信息调节至少一个处理参数。例如，如果经由本发明确定单元确定的残余物信息指示增材制造处理的当前处理步骤中产生相对较高量的残余物，则可以由此调节处理参数以确保构建材料的适当固结，例如，通过调节能量源的强度和/或功率来确保构建材料中消耗适当量的能量。
于是，可以的是，控制单元可以依据残余物信息控制增材制造处理。控制单元可以进一步适配成依据残余物信息至少暂时中断制造处理，特别地，至少一个照射处理。于是，因为增材制造处理中当前产生的残余物的量不能从处理室输送和去除(例如，由于气体流已经饱和)，如果残余物信息指示当前不能确保构建材料的适当照射，则增材制造处理可以暂时中断或停止。于是，可以出现能量源所发出的射线(例如能量束)与所产生的残余物之间的相互作用，这可能减低处理质量或物体质量。在这种情境下，其中残余物信息指示残余物对增材制造处理可能有影响，控制单元可以暂时中断至少一个照射处理，例如，直到确保残余物的适当去除或残余物信息指示处理室中存在的残余物已减少为止。
因而，特别地，控制单元可以中断增材制造处理，即至少一个照射处理，直到(例如连续地或在预定时间段内)经由确定单元确定的残余物信息指示增材制造处理中存在的残余物允许构建材料的适当照射为止。当然，在确定单元将指示残余物的量或残余物的浓度允许适当照射处理的残余物信息确定为确保残余物从增材制造处理去除之后，可以继续增材制造处理，特别地，至少一个照射处理。
为了改进增材制造处理的控制，控制单元可以进一步适配成产生和/或接收至少一个残余物阈值，其中，控制单元可以适配成在残余物信息符合或超过残余物阈值的情况下调节至少一个处理参数，特别地，中断至少一个制造处理，并且其中，控制单元适配成在残余物信息在残余物阈值以下的情况下继续增材制造处理，特别地，照射处理。当然，术语“超过”和“以下”可以根据所确定的残余物信息的类型而变化。特别地，可以的是，控制单元可以适配成在残余物信息符合残余物阈值或降至残余物阈值以下的情况下，调节至少一个处理参数，并且控制单元适配成在残余物信息超过残余物阈值的情况下继续增材制造处理。
大体上，残余物信息可以与增材制造处理中产生的残余物的量或者气体流中残余物的浓度关联。在该情况下，如前所述，可以控制增材制造处理，其中，如果残余物信息符合或超过残余物阈值，则控制单元可以中断至少一个制造处理。比如，如果残余物的量或残余物的浓度超过对应阈值，则可能对增材制造处理有影响。因此，控制单元必须适配成控制至少一个处理参数，特别地，中断至少制造处理，直到残余物的量或残余物的浓度再次降至残余物阈值以下。在残余物的量或残余物的浓度再次在残余物阈值以下之后，控制单元可以适配成继续增材制造处理，特别地，照射处理。
当然，残余物阈值可以是具体数值，或者可以限定为数值的间隔或范围。例如，残余物阈值可以限定残余物信息的范围，诸如对于执行增材制造处理能够接受的残余物的量的范围或浓度的范围。残余物阈值还可以限定具体数值，在具体数值以上(或以下)，不可能适当执行增材制造处理。
本发明装置还可以进一步改进于，控制单元可以适配成依据残余物信息中断增材制造处理，其中，在完成至少一个工作包(特别地，至少一个扫描矢量和/或至少一个岛部和/或至少一条和/或至少一个层)之后中断增材制造处理。因而，可以在经由控制单元中断增材制造处理之前完成当前在执行的工作包，例如，当前被照射的工作包。这允许确保工作包不仅部分地照射，而且已开始的每个工作包将在中断制造处理之前完成。
术语“工作包”可以限定增材制造处理期间必须执行的具体任务或具体任务组，特别地，构建材料的照射。因而，工作包可以包含至少一个扫描矢量或者可以是至少一个扫描矢量，能量束沿着扫描矢量被引导以照射构建材料。工作包还可以包含岛部或者是岛部，岛部要理解为待照射的具体区域或层的一部分。工作包可以进一步包含一条和/或构建材料的至少一个层。于是，可以在控制单元中断增材制造处理之前完成增材制造装置上当前执行的工作包。
根据本发明装置的另一实施例，确定单元可以包含至少一个传感器，传感器适配成测量通过一定量气体(特别地，一定量气体流)的光的传播，以基于该传播和/或散射光的检测来确定残余物信息。因而，至少一个传感器被用以测量射线，特别地光的传播或光的散射，并基于测量的数值确定残余物信息。因为残余物的量或残余物的浓度分别与传播通过气体流的光的强度相关或与散射光的强度关联，由于经过气体流的光在气体流充注有的残余物中含有的颗粒处被吸收或散射，所以，可以基于该传播和/或散射光的检测来确定残余物信息。因此，比如，传感器可以构建为任意光学传感器，其适配成产生与入射在传感器上的光的强度有关的信号，诸如CCD传感器或CMOS传感器。
如前所述，该装置(特别地，确定单元)可以包含至少一个传感器。至少一个传感器可以布置在至少一个气体出口处，其中，气体流通过气体出口流出装置的处理室和/或至少一个传感器可以布置在保护玻璃下面。术语“保护玻璃”可以指代能量源经过其联接到处理室中以照射构建材料的任何结构。因此，该申请范围内的保护玻璃可以指代可以被能量源所发出的射线(诸如能量束，特别地，激光束)穿过的处理室的任何边界。
一般，保护玻璃被用以保护能量源免受处理室内的气体环境的影响，诸如增材制造处理中产生的残余物或热力影响，诸如通过照射构建材料产生的热量。术语“玻璃”就材料而言不限约保护玻璃。保护玻璃例如可以由合成材料构建或包含合成材料，诸如PMMA。术语“保护玻璃下面”可以指代传感器布置在保护玻璃旁边，例如，在扫描单元旁边，优选地，直接布置在保护玻璃下面或者布置在远离保护玻璃的限定距离处。因此，传感器可以与气体流隔开，即，与气体流流动通过的区域相比在处理室的另一区域中。保护玻璃可以限制处理室，例如形成处理室的壁部段或顶部段，其中，传感器邻近保护玻璃。
布置在至少一个气体出口处的至少一个传感器可以被用以测量流动通过气体出口的处理气体流充注有的残余物的含量。因此，比如，可以产生残余物信息，可以就残余物而言指示气体流的饱和度。如前所述，还可以具备至少一个传感器或布置在保护玻璃下面的另一传感器。因为保护玻璃是从能量源发出的射线通过其联接到处理室中的结构，所以，至关重要的是，保护玻璃下面的区域，即，保护玻璃和构建平面之间的区域使射线自由地达到构建平面并在构建平面中适当地消耗能量。
例如，经由布置在至少一个气体出口处的至少一个传感器产生的残余物信息可以被用以控制增材制造处理，特别地，控制至少一个处理参数。还可以控制流动产生设备，例如通过改变或调节至少一个流动参数，例如，气体流的流速。布置在保护玻璃下面的至少一个传感器可以被用以导出与当前执行的增材制造处理关联的、在处理要求的限定窗口内的信息。例如，如果布置在保护玻璃下面的传感器指示处理气体中残余物的量或浓度是临界的，则可能出现对处理质量和物体质量有负面影响。
因而，依据布置在保护玻璃下面的传感器所测量的数值，可以得出对物体质量和/或处理质量的直接总结，并且可以认为增材制造处理的中断是必要的，例如，如果测量到具体量或浓度，特别地，在残余物阈值以上。于是，特别地，控制单元可以适配成依据经由不同传感器测量的数值来不同地控制增材制造处理。
根据本发明装置的另一实施例，可以设置至少两个确定单元，确定单元可以分配到至少两个不同出口，其中，流动产生设备适配成引导至少两个不同气体流在构建平面的不同区域上流动通过至少两个不同出口。于是，不仅可以产生一个气体流，而且可以产生至少两个不同气体流，至少两个不同气体流可以在构建平面的不同区域上流动。两个不同气体流可以从不同或相同进口流动到至少两个不同出口，优选地，至少两个不同出口布置在构建平面附近的不同位置。因为两个不同确定单元分配到至少两个不同出口，所以，可以独立地确定针对装置的至少两个不同出口中的每一个的残余物信息。这允许在不同区域中划分构建平面，其中气体流可以在上述不同区域上流动以从所述区域去除增材制造处理中产生的残余物。依据每个区域中产生的残余物，可以独立地针对每个区域产生独立的残余物信息。
优选地，控制单元可以适配成依据经由至少两个不同确定单元确定的不同残余物信息来控制至少一个处理参数和/或至少两个不同流。因而，可以的是，控制单元可以依据经由所分配的确定单元产生的独立的残余物信息来控制如前所述所产生的、在构建平面的不同区域上流动的两个不同流的流动参数。
例如，第一确定单元可以分配到第一区域，第一气体流在第一区域上从第一进口流动到第一出口。进一步，第二确定单元被设置并分配到第二区域，第二气体流在第二区域上从第二进口流动到第二出口。每个确定单元(即，第一确定单元和第二确定单元)分别确定针对第一区域或第二区域的残余物信息。当然，每个确定单元可以包含至少一个传感器，传感器可以分别布置在第一出口或第二出口处，和/或，至少一个传感器可以布置在保护玻璃下面，如前所述。依据增材制造处理期间待照射的构建材料的当前层的照射图案，可以的是，必须照射的区域/结构不均等地分布在第一区域和第二区域上。因而，可能必须不同地控制第一气体流和第二气体流，以确保从处理室适当地去除第一区域和第二区域上产生的残余物。
例如，如果仅要在第一区域中照射较小区域(与在第二区域中待照射的区域相比)，则可以控制第一气体流，使得第一气体流以相对较低的流速流动(与第二区域相比)。于是，第一确定单元可以由此调节第一流动参数。第二确定单元还确定针对在第二区域上流动的第二气体流的残余物信息。如在该示例中，第二区域包含比第一区域中更多的待照射结构，第二区域中比第一区域中产生更多的残余物。因而，第二确定单元可以(基于所确定的残余物信息)控制第二流动参数，使得第二气体流可以以相对较高的流速流动(与第一区域相比)。于是，控制单元可以独立地控制构建平面的每个区域中的流速，即，流动参数。
当然，还可以针对至少两个区域不同地控制至少一个处理参数。因而，如前所述，如果该区域中产生的残余物符合或超过残余物阈值，则可以分别在至少两个区域中的一个中中断增材制造处理或照射处理。虽然在相应区域中中断照射处理，但是，至少只要其他区域中的残余物信息停留在残余物阈值以下，就可以在至少一个其他区域中继续照射处理。一旦第一区域中确定的残余物信息再次在残余物阈值以下，就可以在第一区域中继续照射处理。
控制单元可以进一步适配成将残余物信息存储在数据存储设备中。术语“数据存储设备”可以指代适配成存储残余物信息的任何存储设备，诸如闪存盘或硬盘驱动器等等。特别地，出于质量管理的目的，可以将残余物信息存储在数据存储设备中并且再次从数据存储设备读取残余物信息。
控制单元可以进一步适配成产生图形，特别地，增材制造处理中构建的三维物体的三维图形，该三维图形在空间上解析残余物信息。因而，可以在空间上解析与增材制造处理期间构建的三维物体有关的残余物信息。因此，可以将残余物信息与三维物体中的不同部分或不同位置关联。例如，关联三维物体的区域或部分，其中残余物信息指示气体流中残余物的量或浓度超过预定值，特别地，超过或符合残余物阈值。如前所述，依据残余物信息，对物体质量或处理质量的影响可能存在于增材制造处理中。
因而，控制单元可以进一步适配成，基于残余物信息(特别地，基于三维图形)来指示后处理(特别地，非破坏性分析处理)是否是必要的。于是，如前所述，可以建立残余物信息和三维物体的三维图形之间的直接关系，其中，三维图形在空间上解析三维物体的增材制造处理中确定的残余物信息。
如果在物体的一个位置(在三维图形中)，残余物信息指示气体流充注有的残余物符合或超过残余物阈值，则可能对物体质量和/或处理质量有影响。在该情况下，可以认为非破坏性分析处理是必要的，以验证增材制造处理期间在物体的对应位置或部分中是否出现对物体质量的负面影响，其中，残余物信息例如指示气体流充满了残余物。由此，可以执行非破坏性分析处理，诸如计算机断层成像，以验证三维物体中是否存在缺陷。
此外，本发明涉及一种用于增材制造三维物体的装置(特别地，如前所述的本发明装置)的流动产生设备，其中，设置有确定单元，确定单元适配成确定与气体流中含有的残余物关联的至少一个残余物信息，特别地，气体流中的残余物的量和/或残余物的浓度。
进一步，本发明涉及一种用于操作至少一个装置(特别地，如前所述的本发明装置)的方法，该装置借助于连续分层选择性照射并固结构建材料的层来增材制造三维物体，构建材料的层可以借助于能量源固结，其中，在装置的处理室中产生气体流，气体流能够充注有增材制造处理中产生的残余物，其中，确定与气体流中含有的残余物关联的气体流的至少一个残余物信息，特别地，残余物的量。
当然，参照本发明装置描述的所有特征、细节和优点能够完全转移到本发明流动产生设备和本发明方法。
附图说明
参考附图描述本发明的示范性实施例。附图是示意性示图，其中
图1示出本发明装置的侧视图；
图2以俯视图示出图1的本发明装置；
图3示出图1的横截面图III-III；以及
图4示出图1的横截面图IV-IV。
具体实施方式
图1示出借助于连续分层选择性照射并固结构建材料3的层来增材制造三维物体2的装置1，构建材料3的层可以借助于能量源4固结。该示范性实施例中的能量源4构建为照射设备，适配成在装置1的处理室6中(特别地，在构建平面7上)产生和引导能量束5，其中构建材料3分层布置以增材构建物体2。
装置1进一步包含流动产生设备8，流动产生设备8适配成产生气体流9，该气体特别地是处理气体，诸如惰性气体，如氩。气体流9能够充注有残余物10，诸如烟雾或燃烟或旋起的构建材料颗粒等等。因此，残余物10可以输送出处理室2，因为在至少一个进口11和至少一个出口12之间产生气体流9并且可以充注有残余物10，以沿着流动方向将残余物10输送出处理室6。
装置1包含确定单元13，确定单元13适配成确定与气体流9中含有的残余物10关联的至少一个残余物信息，其中，优选地，确定单元13适配成确定气体流9中的残余物10的量和/或残余物10的浓度。换言之，可以经由确定单元13确定与装置1上执行的增材制造处理中产生的残余物10关联的残余物信息。为了确定残余物信息，确定单元13包含两个传感器14，15或者与之连接，其中，传感器14布置在出口12处，并且传感器15布置在保护玻璃16附近，保护玻璃16保护能量源4免受处理室6内的环境影响。保护玻璃16例如可以构建为透明玻璃，例如由PMMA制成，可以经过该透明玻璃在构建平面7上透射和引导能量束5。下面参照图3、图4描述传感器14，15的具体设立。
确定单元13与控制单元17连接，控制单元17适配成依据经由确定单元13确定的确定残余物信息来控制至少一个流动参数，例如，气体流9的流速。换言之，可以依据与增材制造处理中产生的残余物10关联的残余物信息来调节气体流9。例如，依据气体流9中残余物10的浓度或气体流9中残余物10的量，控制单元17适配成调节气体流9，例如，经由流产生设备8产生的气体流9的流速。
进一步，控制单元17进一步适配成依据残余物信息来调节与装置1上执行的增材制造处理关联的至少一个处理参数。因此，具体地，控制单元17适配成调节照射参数，基于照射参数，经由能量源4在构建平面7上产生和引导能量束5。特别地，可以经由控制单元17调节照射参数，诸如能量束5的强度和/或功率或者扫描速度或者写入时间或者影响构建平面7中的构建材料3的体积中消耗的能量的其他参数。因此，保证在构建材料3内消耗适当量的能量。
进一步，控制单元17适配成依据残余物信息暂时中断照射处理。例如，如果超过或符合残余物阈值(经由控制单元17产生和/或接收)，则控制单元17适配成暂时中断照射处理。例如，如果气体流9中残余物10的量或气体流9中残余物10的浓度超过残余物阈值，并因此不能保证在构建平面7中对构建材料3的适当照射，控制单元17可以暂时中断照射处理，直到通过经由气体流9将残余物10输送出处理室6来减少处理室6中存在的残余物10为止。
附加地，可以在完成至少一个工作包(例如至少一个层或该层的至少一部分，诸如扫描矢量和/或至少一个岛部和/或至少一条)之后中断增材制造处理。因而，可以在照射处理停止之前完成相应结构。
在两个传感器14，15分配到确定单元13时，可以在处理室6内具备两个区段，在其中残余物信息被确定。例如，如果传感器14确定残余物信息，则可以经由控制单元17控制增材制造处理和流产生设备8，以减少增材制造处理中产生并存在于处理室6中的残余物10。如前所述，如果残余物10超过残余物阈值，例如，如果指示气体流9饱和并且不能充注有更多残余物10从而不能从处理室6适当地去除残余物10，则必须中断照射处理。
然而，如果经由布置在保护玻璃16下面的传感器15产生的残余物信息指示残余物10存在于保护玻璃16的区域内或保护玻璃16下面，则可以立即认为增材制造处理的中断是必要的，因为残余物10遍布处理室6并且在能量束5朝向构建平面7传播通过处理室6时影响能量束5。再次，在两种情况下，在残余物信息再次降至残余物阈值以下之后，可以继续增材制造处理。
控制单元17进一步与数据存储设备18连接，残余物信息可以存储在数据存储设备18中，从中可以再次读取残余物信息，例如，出于质量管理的目的。特别地，控制单元17适配成产生图形并将图形存储在数据存储设备18中，其中，图形可以是三维物体2的三维图形，该图形在空间上解析与物体2有关的残余物信息。因而，控制单元17适配成，基于残余物信息(特别地，基于存储在数据存储18中的三维图形)来指示后处理(特别地，非破坏性分析处理)是否是必要的。例如，如果三维图形指示物体2的至少一部分，其中经由确定单元13确定的残余物信息指示残余物10在处理室6中存在到限定程度，特别地，在残余物阈值以上，则可以总结对物体质量可能有影响，其中，认为后处理是必要的，以验证物体2是否出现缺点。
图2示出本发明装置1的俯视图，其中，相同数字被用于相同部分。根据图2中描绘的情境的流产生设备8包含两个进口11，11’和两个出口12，12’，其中，产生两个气体流9，9’，在构建平面7的两个区域19，19’上流动。根据图2的装置1进一步包含两个确定单元13，13’，其适配成确定与相应区域19，19’中产生的残余物10关联的残余物信息。因此，传感器14，14’布置在出口12，12’处。
控制单元17尤其适配成基于经由独立的确定单元13，13’确定的残余物信息，独立地控制在区域19，19’上流动的气体流9，9’的流动参数。例如，在构建平面7上(特别地，在第一区域19上)引导第一气体流9，其中，确定单元13确定与在第一个区域19上流动的气体流9中存在的残余物10关联的残余物信息(使用传感器14)。类似地，确定单元13’适配成确定与在第二区域19’上流动的气体流9’中含有的残余物10关联的残余物信息(使用传感器14’)。
依据独立的残余物信息，控制单元17可以调节流动参数，比如，使得与气体流9’相比，气体流9可以以其他流动参数流动。在图2中描绘的示范性实施例中，第一区域19中的照射图案20远小于区域19’中的照射图案20’。因而，区域19中产生的残余物10少于区域19’中产生的残余物10，因为与在区域19’中相比，能量束5在区域19中照射构建材料3的较小区域。因此，控制单元17调节气体流9，9’的流速，使得与区域19中的气体流9相比，气体流9’流动得更快。
当然，控制单元17还适配成，独立地控制不同区域19，19’的处理参数。例如，如果残余物信息指示区域19’中存在的残余物10超过残余物阈值，则可以在区域19’中中断照射处理，而只要残余物信息指示区域19中存在的残余物10在残余物阈值以下，就可以在区域19中继续照射处理。一旦残余物信息指示再次在残余物阈值以下，就可以继续区域19’中的照射处理。
图3示出传感器14，15，如前所述，例如，布置在出口12，12’处。传感器14，15适配成产生和发出传感器信号21，传感器信号21传播通过气体流9，9’并且在反射器22处反射，因此被朝向传感器14，15送回。依据传感器14，15所接收的传感器信号21的强度，可以确定气体流9，9’中含有的残余物10的量和/或浓度。在该构造中，可以将从传感器14，15发出的初始信号21与传感器14，15所接收的信号21相比。因而，可以确定在气体流9，9’中含有的残余物10处吸收或散射的信号的一部分。因为由于残余物10而损失的信号21的部分与气体流9，9’中残余物10的量和/或浓度关联，所以，残余物信息可以指示残余物10的量和/或浓度。
图4示出针对传感器14，15的替换方法，其中，传感器信号21聚焦在获得残余物10的气体流9，9’上。同时，可以被认为是传感器信号的散射光22的强度经由传感器14，15测量，以确定残余物信息，特别地，以确定气体流9，9’中的残余物10的量和/或气体流9，9’中残余物10的浓度。因为在残余物10处反射的散射光22的强度与气体流9，9’中残余物10的量和/或浓度关联，所以，残余物信息可以指示残余物10的量和/或浓度。
不言而喻，本发明方法可以在本发明装置1上执行，优选地，使用本发明流动产生设备8。
本发明的各种特征，方面和优点也可以体现在以下条项中描述的各种技术方案中，这些方案可以以任何组合方式组合：
1.一种装置(1)，所述装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，所述构建材料(3)的层能够借助于能量源(4)来被固结，所述装置(1)包括流动产生设备(8)，所述流动产生设备(8)适配成在处理室(6)内产生气体流(9，9’)，所述气体流(9，9’)能够充注有增材制造处理中产生的残余物(10)，其特征在于：确定单元(13，13’)适配成确定与所述气体流(9，9’)中含有的所述残余物(10)关联的至少一个残余物信息，特别地，残余物(10)的量和/或残余物(10)的浓度。
2.如条项1所述的装置，其特征在于：控制单元(17)适配成依据所述至少一个残余物信息来控制至少一个流动参数，特别地，所述气体流(9，9’)的流速。
3.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)或控制单元(17)适配成依据所述残余物信息，来调节与所述装置(1)上执行的增材制造处理关联的至少一个处理参数，特别地，照射参数。
4.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成依据所述残余物信息至少暂时中断所述制造处理，特别地，至少一个照射处理。
5.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成产生和/或接收至少一个残余物阈值，其中，所述控制单元(17)适配成在所述残余物信息符合或超过所述残余物阈值的情况下调节至少一个处理参数，特别地，中断至少一个制造处理，并且其中，所述控制单元(17)适配成在所述残余物信息在所述残余物阈值以下的情况下继续所述增材制造处理，特别地，所述照射处理。
6.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成依据所述残余物信息中断所述增材制造处理，其中，在完成至少一个工作包之后，特别地，在完成至少一个扫描矢量和/或至少一个岛部和/或至少一个条和/或至少一个层之后，中断所述增材制造处理。
7.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，所述确定单元(13，13’)包含至少一个传感器(14，14’，15)，所述至少一个传感器(14，14’，15)适配成测量通过一定量气体的光的传播，以基于传播和/或散射光的检测来确定所述残余物信息。
8.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个传感器(14，14’，15)布置在至少一个气体出口(12，12’)处，其中，所述气体流(9，9’)通过所述气体出口(12，12’)流出所述装置(1)的所述处理室(6)和/或至少一个传感器(14，14’，15)布置在保护玻璃(16)下面。
9.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，至少两个确定单元(13，13’)分配到至少两个不同出口(12，12’)，其中，所述流动产生设备(8)适配成引导至少两个不同气体流(9，9’)在构建平面(7)的不同区域(19，19’)上流动通过所述至少两个不同出口(12，12’)。
10.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成依据经由不同的所述至少两个确定单元(13，13’)确定的不同的所述残余物信息，控制所述至少一个处理参数和/或所述两个不同气体流(9，9')。
11.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成将所述残余物信息存储在数据存储设备(18)中。
12.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成产生图形，特别地，所述三维物体(2)的三维图形，在空间上解析所述残余物信息。
13.如在前条项中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成基于所述残余物信息，特别地，基于所述三维图形，指示后处理是否是必要的，特别地，非破坏性分析处理是否是必要的。
14.一种流动产生设备(8)，所述流动产生设备(8)用于增材制造三维物体(2)的装置(1)，特别地，所述装置(1)是如在前权利要求中任一项所述的装置(1)，其特征在于：确定单元(13，13’)适配成确定与所述气体流(9，9’)中含有的残余物(10)关联的至少一个残余物信息，特别地，残余物(10)的量。
15.一种用于操作至少一个装置(1)的方法，所述至少一个装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，所述构建材料(3)的层能够借助于能量源(4)来被固结，特别地，所述装置(1)是如权利要求1至13中任一项所述的装置(1)，其中，在所述装置(1)的处理室(6)中产生气体流(9，9’)，所述气体流(9，9’)能够充注有所述增材制造处理中产生的残余物(10)，其特征在于，确定与所述气体流(9，9’)中含有的所述残余物(10)关联的所述气体流(9，9’)的至少一个残余物信息，特别地，残余物(10)的量。

Claims (10)

1.一种装置(1)，所述装置(1)借助于连续分层选择性照射并固结构建材料(3)的层来增材制造三维物体(2)，所述构建材料(3)的层能够借助于能量源(4)来被固结，所述装置(1)包括流动产生设备(8)，所述流动产生设备(8)适配成在处理室(6)内产生气体流(9，9’)，所述气体流(9，9’)能够充注有增材制造处理中产生的残余物(10)，其特征在于：确定单元(13，13’)适配成确定与所述气体流(9，9’)中含有的所述残余物(10)关联的至少一个残余物信息，特别地，残余物(10)的量和/或残余物(10)的浓度。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于：控制单元(17)适配成依据所述至少一个残余物信息来控制至少一个流动参数，特别地，所述气体流(9，9’)的流速。
3.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)或控制单元(17)适配成依据所述残余物信息，来调节与所述装置(1)上执行的增材制造处理关联的至少一个处理参数，特别地，照射参数。
4.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成依据所述残余物信息至少暂时中断所述制造处理，特别地，至少一个照射处理。
5.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成产生和/或接收至少一个残余物阈值，其中，所述控制单元(17)适配成在所述残余物信息符合或超过所述残余物阈值的情况下调节至少一个处理参数，特别地，中断至少一个制造处理，并且其中，所述控制单元(17)适配成在所述残余物信息在所述残余物阈值以下的情况下继续所述增材制造处理，特别地，所述照射处理。
6.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成依据所述残余物信息中断所述增材制造处理，其中，在完成至少一个工作包之后，特别地，在完成至少一个扫描矢量和/或至少一个岛部和/或至少一个条和/或至少一个层之后，中断所述增材制造处理。
7.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述确定单元(13，13’)包含至少一个传感器(14，14’，15)，所述至少一个传感器(14，14’，15)适配成测量通过一定量气体的光的传播，以基于传播和/或散射光的检测来确定所述残余物信息。
8.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，至少一个传感器(14，14’，15)布置在至少一个气体出口(12，12’)处，其中，所述气体流(9，9’)通过所述气体出口(12，12’)流出所述装置(1)的所述处理室(6)和/或至少一个传感器(14，14’，15)布置在保护玻璃(16)下面。
9.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，至少两个确定单元(13，13’)分配到至少两个不同出口(12，12’)，其中，所述流动产生设备(8)适配成引导至少两个不同气体流(9，9’)在构建平面(7)的不同区域(19，19’)上流动通过所述至少两个不同出口(12，12’)。
10.如在前权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述控制单元(17)适配成依据经由不同的所述至少两个确定单元(13，13’)确定的不同的所述残余物信息，控制所述至少一个处理参数和/或所述两个不同气体流(9，9')。
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