CN110576605A - 用于增材制造至少一个三维物体的方法 - Google Patents

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Abstract

用于借助于构建材料层的连续分层选择性照射和固结来增材制造至少一个三维物体的方法，每个层包含将要借助于至少一个能量束照射和固结的至少一个照射区域，基于至少一个照射参数组形成相应照射区域的连续分层选择性照射和固结，导致到照射区域中的特定量值的能量输入，使用第一和另外照射参数组，第一照射参数组允许到第一层的照射区域中的第一量值的能量输入，导致第一层的照射区域与直接设置在第一层下面的第二层的选择性照射和固结的区域连接，另外照射参数组允许到第一层的照射区域中的另外量值的能量输入，导致第一层的照射区域与直接设置在第一层下面的第二层和直接设置在第二层下面的至少一个另外层的选择性照射和固结的区域连接。

Description

用于增材制造至少一个三维物体的方法
技术领域
本发明涉及一种用于借助于构建材料层的连续分层选择性照射和固结来增材制造至少一个三维物体的方法，此中每个构建材料层包含将要借助于至少一个能量束照射和固结的至少一个照射区域，此中基于至少一个照射参数组来施行相应照射区域的连续分层选择性照射和固结，导致到相应构建材料层的照射区域中的特定量值的能量输入，此中至少一个照射参数组包含至少一个照射参数。
背景技术
用于增材制造至少一个三维物体的相应方法(比如，可以实施为选择性电子束熔化工艺或选择性激光熔化工艺)从增材制造的技术领域中已知。
已知一目标是增加用于增材制造三维物体的相应方法的效率，即，特别地，增加增材制造三维物体的构建速率。相应地，增加效率或构建速率的一个方式是相应地实施特定的照射办法或照射策略。
在这方面，相应地提出了各种有前景的照射办法或照射策略。然而，存在相对于用于增材制造三维物体的相应方法的效率，即，特别地，相对于增材制造三维物体的速率，来进一步开发用于增材制造三维物体的方法的持续需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于增材制造至少一个三维物体的方法，该方法允许增加增材制造至少一个三维物体的效率，即，特别地，允许增加增材制造至少一个三维物体的速率。
该目的通过根据独立权利要求的用于增材制造至少一个三维物体的方法来实现。依据独立权利要求的权利要求涉及根据独立权利要求的方法的可能实施例。
文中描述的方法是一种用于借助于构建材料层(即，构建材料的层)的连续分层选择性照射和固结来增材制造至少一个三维物体(“物体”)的方法。构建材料可以是陶瓷、聚合物或金属。构建材料可以提供为粉末。比如，能量束可以是电子束或激光束。将要被选择性地照射和固结的构建材料层连续地施加在用于增材制造至少一个三维物体、被用于施行该方法的装置的构建平面中。因而，通过用于增材制造至少一个三维物体的装置，该方法可施行或者被施行。
比如，该方法可以实施为选择性激光烧结方法、选择性激光熔化方法或选择性电子束熔化方法。然而，比如，还可以想到该方法是粘合剂喷射方法，特别地，金属粘合剂喷射方法。因而，比如，用于施行该方法的装置可以具化为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。然而，比如，还可以想到，用于施行该方法的装置具化为粘合剂喷射装置，特别地，金属粘合剂喷射装置。
根据该方法，每个构建材料层包含将要借助于至少一个能量束照射和固结的至少一个照射区域。在相应构建材料层中，相应照射区域一般对应于将要增材制造的物体的横截面。
基于至少一个照射参数组来施行相应照射区域的连续分层选择性照射和固结。于是，至少一个照射参数组被用于照射和固结相应构建材料层的照射区域，相应构建材料层的照射区域将要被选择性地照射和固结，用于增材制造物体。
相应照射参数组包含至少一个照射参数。照射参数可以是或者包含被用于照射相应照射区域的能量束的至少一个能量束参数。相应能量束参数可以是或者包含下述参数中的至少一个：能量束的强度或功率，能量束的强度分布，能量束的(横截面)形状，能量束的焦点大小或光斑大小，能量束的焦点位置或光斑位置，能量束移动越过照射区域所根据的能量束路径，能量束沿着相应能量束路径移动越过照射区域所用的速度，相应能量束路径之间的几何关系，特别地，相应能量束路径的相对取向，相应能量束路径之间的距离，相应能量束路径的重叠程度等。可以想到其他能量束参数。
每个照射参数组导致到相应构建材料层的照射区域中的特定量值的能量输入。换言之，特定照射参数组相应的相应照射参数或能量束参数的组合与到相应构建材料层的照射区域中的特定量值的能量输入关联。如从下面将会显而易见的，到相应构建材料层的照射区域中的能量输入的量值导致相应构建材料层的照射区域相应的结合和固结，并且还导致相应构建材料层的照射区域与先前选择性照射和固结的至少一个构建材料层的照射区域相应的结合和连接。
根据该方法，第一照射参数组和至少一个另外照射参数组被用于增材制造物体。于是，与现有技术中已知的方法对照，文中描述的方法相应地实施照射办法或照射策略，包含使用至少两个不同的照射参数组。照射参数组在其到将要被选择性地照射和固结的相应构建材料层的照射区域中的能量输入的相应量值上不同。因为到将要被选择性照射和固结的相应构建材料层的照射区域中的能量输入的量值与相应照射参数组中相应地限定的相应照射参数或能量束参数关联，所以，相应地，照射参数组一般在至少一个照射参数或能量束参数上不同。
根据该方法，第一照射参数组允许到第一构建材料层的照射区域中的第一量值的能量输入，导致第一构建材料层的照射区域与直接设置在第一构建材料层下面的第二构建材料层的选择性照射和固结的区域连接。根据该方法，至少一个另外照射参数组允许到第一构建材料层的照射区域中的另外量值的能量输入，导致第一构建材料层的照射区域与直接设置在第一构建材料层下面的第二构建材料层和直接设置在第二构建材料层下面的至少一个另外构建材料层的选择性照射和固结的区域连接。
于是，照射参数组特别是在其到相应构建材料层的照射区域中的相应能量输入的穿透深度上不同，此中与至少一个另外照射参数组相比，第一照射参数组一般具有到相应构建材料层的照射区域中的较小的能量输入的穿透深度。这导致当使用第一照射参数组时，仅直接设置在彼此顶上的两个构建材料层相应地结合和连接，而当使用至少一个另外照射参数组时，直接设置在彼此顶上的至少三个构建材料层相应地结合和连接。
结果是，照射区域的特定子区域可以不在每一构建材料层中照射，而是仅在每第n层(n是整数)中照射，因为当照射另外构建材料层(如，特别地，下一构建材料层)时通过使用至少一个另外照射参数组，可以完成竖向邻近设置的构建材料层的所需竖向结合或连接。换言之，可以仅部分地照射一些照射区域，此中基于第一照射参数组来施行部分照射，因为当照射另外构建材料层时，通过使用至少一个另外照射参数组，可以完成竖向邻近设置的构建材料层的所需竖向结合或连接，这是因为至少一个另外照射参数组允许结合和连接竖向邻近设置的至少三个构建材料层。
如从上面显而易见的，另外照射参数组可以包含，与第一照射参数组相比，导致到相应构建材料层的照射区域中的更高的能量输入(特别地，更高的能量输入的穿透深度)的至少一个照射参数。因而，另外照射参数组可以相应地包含，与第一照射参数组相应的照射参数和能量束参数的组合相比，导致到相应构建材料层的照射区域中的更高的能量输入(更高的能量输入的穿透深度)的照射参数和能量束参数的组合。只作为示例，至少一个另外照射参数组可以使用与第一照射参数组的能量束相比具有更高的能量束强度或能量束功率的能量束。
如还从上面显而易见的，第一照射参数组可以应用/使用在每一构建材料层中，而至少一个另外照射参数组可以不应用/使用在每一构建材料层中。作为示例，至少一个另外照射参数组可以仅应用在每隔一个构建材料层中。在哪个构建材料层使用哪个相应照射参数组的决策一般基于相应照射参数组可以/应要输入到相应构建材料层的照射区域中的能量输入(即，特别地，可以/应要利用相应照射参数组结合并连接的竖向邻近设置的构建材料层的编号)而做出。
由于不必要求利用相同的照射参数组照射每一照射区域，特别是，可以选择不在每一构建材料层中而是仅在每第n层中将要被照射的照射区域的特定子区域，因为当照射另外构建材料层(如，特别地，下一构建材料层)时通过使用至少一个另外照射参数组，可以完成竖向邻近设置的构建材料层的所需竖向结合或连接，文中描述的方法相应地实施照射办法或照射策略，可以显著增加增材制造至少一个物体的效率，特别地，增加增材制造至少一个物体的速率。
该方法可以包含下述步骤：基于至少一个划分标准，将至少一个构建材料层的照射区域划分成至少一个第一子区域和至少一个另外子区域，此中利用第一照射参数组照射至少一个第一子区域，利用另外照射参数组照射至少一个另外子区域，反之亦然。将相应照射区域划分成相应第一子区域和另外子区域可以是用于将相应照射参数组分配给相应子区域的先决条件，即，用于相应地选择将要利用第一照射参数组或者至少一个另外照射参数组照射的子区域的先决条件。可以基于实现划分标准的划分算法来施行相应照射区域的划分。相应划分算法可以在具化为硬件和/或软件的控制单元中实施。
划分标准可以指代在相应构建材料层的相应照射区域或者相应照射区域的子区域中的物体的结构特性，特别地，机械特性。于是，可以基于在相应层中的物体的所需结构特性将照射区域划分成至少两个子区域。
比如，该或一相应结构特性可以是或者可以指示在相应构建材料层的相应照射区域或者照射区域的子区域中的物体的机械稳定性。只作为示例，第一子区域可以对应于要求(更)高机械稳定性的照射区域的部分，因而对应于要求(更)高机械稳定性的物体的部分，而另外子区域可以对应于要求(更)低机械稳定性的照射区域的部分，因而对应于要求(更)低机械稳定性的物体的部分，反之亦然。于是，关于物体的特定负载情况-比如，相应负载情况可以在基于计算机的负载模拟中产生-包含具备潜在重要部分的子区域的照射区域可以被检测并且与包含较少重要部分或非重要部分的子区域划分开。包含潜在重要部分的相应子区域可以分配有允许产生对于相应部分中的物体的负载情况的合适的结构特性(如，(更)高致密化程度)的照射参数组。因而可以利用允许产生对于相应部分中的物体的负载情况合适的结构特性(如，(更)高致密化程度)的照射参数组照射包含潜在重要部分的相应子区域。
该或一划分标准可以附加地或替代地指代在相应构建材料层的相应照射区域或者相应照射区域的子区域中的物体的几何特性。于是，可以基于在相应层中的物体的所需几何特性将照射区域划分成相应子区域。
比如，该或一相应几何特性可以是或者可以指示在相应构建材料层的照射区域或者相应照射区域的子区域中的物体的悬垂部分。只作为示例，第一子区域可以对应于形成悬垂部分或形成悬垂部分的一部分的照射区域的部分，因而对应于形成悬垂部分或形成悬垂部分的一部分的物体的部分，而另外子区域可以对应于不形成悬垂部分或不形成悬垂部分的一部分的照射区域的部分，因而对应于不形成悬垂部分或不形成悬垂部分的一部分的物体的部分，反之亦然。悬垂部分将要理解为设置在松散构建材料的未固结部分(即，直接在相应构建材料层下面的构建材料层的未固结部分)上面的部分。相应悬垂部分一般界定将要增材制造的物体的外边界或外轮廓。包含悬垂部分的相应子区域可以分配有允许产生悬垂部分的照射参数组。因而可以利用允许产生悬垂部分的照射参数组来照射包含悬垂部分的相应子区域。
该或一几何特性(还)可以是或者(还)可以指示在相应构建材料层的相应照射区域或者相应照射区域的子区域中的物体的尺寸，如，物体的长度和/或宽度，该尺寸高于或低于可预定义或预定义的尺寸阈值，如，可预定义或预定义的长度阈值，和/或，可预定义或预定义的宽度阈值。只作为示例，第一子区域可以对应于具有低于相应阈值的尺寸(如，长度和/或宽度)的照射区域的部分，因而对应于具有低于相应阈值的尺寸(如，长度和/或宽度)的物体的部分，而第二子区域可以对应于具有等于或高于相应阈值的尺寸(如，长度和/或宽度)的照射区域的部分，因而对应于具有等于或高于相应阈值的尺寸(如，长度和/或宽度)的物体的部分，反之亦然。包含高于或低于相应阈值的尺寸的相应子区域可以分配有允许产生高于或低于相应阈值的相应尺寸的照射参数组。因而可以利用允许产生高于或低于相应阈值的相应尺寸的照射参数组来照射包含高于或低于相应阈值的尺寸的相应子区域。
比如，该或一几何特性(还)可以是或者(还)可以指示在相应构建材料层的相应照射区域或者相应照射区域的子区域中的物体的自由露出的外轮廓部分，或者，(还)可以是或者(还)可以指示在相应构建材料层的相应照射区域或者相应照射区域的子区域中的物体的核部分。只作为示例，第一子区域可以对应于形成物体的自由露出的外轮廓(即，物体的壳或皮)的照射区域的部分，因而对应于形成物体的自由露出的外轮廓(即，物体的壳或皮)的物体的部分，而另外子区域可以对应于不形成物体的自由露出的外轮廓而是形成物体的核的照射区域的部分，因而对应于不形成物体的自由露出的外轮廓而是形成物体的核的物体的部分，反之亦然。包含物体的自由露出的外轮廓区段的相应子区域可以分配有允许产生物体的自由露出的外轮廓的照射参数组，因而可以利用允许产生物体的自由露出的外轮廓的照射参数组来照射。包含物体的核部分的相应子区域可以分配有允许产生物体的核部分的照射参数组，因而可以利用允许产生物体的核部分的照射参数组来照射。
因而，文中描述的方法可以容易地相应地实施为所谓的核壳照射办法或策略，或者实施在所谓的核壳照射办法或策略中，其中，物体的自由露出的外轮廓区段(壳区段)可以分配有特定照射参数组(如，第一照射参数组)并且利用特定照射参数组照射，物体的核部分可以分配有不同的特定照射参数组(如，至少一个另外照射参数组)并且利用不同的特定照射参数组照射。
本发明进一步涉及一种具化为硬件和/或软件的控制单元，用于借助于构建材料层的连续分层选择性照射和固结来增材制造至少一个三维物体的装置，此中每个构建材料层包含将要借助于至少一个能量束照射和固结的至少一个照射区域。控制单元构造成按照文中描述的方法控制相应照射区域的连续分层选择性照射和固结。
因而，特别地，控制单元构造成，基于至少一个照射参数组来控制相应照射区域的连续分层选择性照射和固结，导致到相应构建材料层的照射区域中的特定量值的能量输入，此中至少一个照射参数组包含至少一个照射参数，此中使用第一照射参数组和至少一个另外照射参数组，此中第一照射参数组允许到第一构建材料层的照射区域中的第一量值的能量输入，导致第一构建材料层的照射区域与直接设置在第一构建材料层下面的第二构建材料层的选择性照射和固结的区域相应的结合和连接，并且至少一个另外照射参数组允许到第一构建材料层的照射区域中的另外量值的能量输入，导致第一构建材料层的照射区域与直接设置在第一构建材料层下面的第二构建材料层和直接设置在第二构建材料层下面的至少一个另外构建材料层的选择性照射和固结的区域相应的结合和连接。
本发明进一步涉及一种用于借助于构建材料层的连续分层选择性照射和固结来增材制造至少一个三维物体的装置，此中每个构建材料层包含将要借助于至少一个能量束照射和固结的至少一个照射区域。该装置包含文中描述的控制单元或与控制单元连接。
该装置可以是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。然而，比如，还可以想到该装置是粘合剂喷射装置，特别地，金属粘合剂喷射装置。
该装置包含在其操作期间可操作或者被操作的数个功能和/或结构单元。每个功能和/或结构单元可以包含数个功能和/或结构子单元。示范性功能和/或结构单元是构建材料施加单元、照射单元、承载单元和相应控制单元，构建材料施加单元构造成施加将要被选择性地照射和固结的一定量值的构建材料到该装置的构建平面中，以便在构建平面中形成构建材料层，照射单元构造成利用至少一个能量束选择性地照射并以此固结构建材料层，承载单元用于承载构建材料层和将要增材制造的三维物体。
关于该方法的所有注释也适用于该控制单元和/或该装置。
附图说明
参考附图描述本发明的示范性实施例，此中；
图1示出根据示范性实施例的用于增材制造三维物体的装置的原理图；
图2、图3示出能够利用根据示范性实施例的方法制造的示范性物体的原理图；
图4至图6每个皆示出按照根据示范性实施例的方法将要被选择性地照射和固结的构建材料层的原理图；以及
图7至图9每个皆示出按照根据另一示范性实施例的方法将要被选择性地照射和固结的构建材料层的原理图。
具体实施方式
图1示出装置1的示范性实施例的原理图，该装置1用于借助于粉末状构建材料4(如，金属粉末)的构建材料层3的连续分层选择性照射和伴随的固结来增材制造三维物体2(如，技术性部件)，根据示范性实施例，这可以借助于至少一个能量束5来固结。比如，能量束5可以是电子束或激光束。因而，比如，装置1可以具化为选择性电子束熔化装置或具化为选择性激光熔化装置。
装置1包含在其操作期间可操作或者被操作的数个功能和/或结构单元。每个功能和/或结构单元可以包含数个功能和/或结构子单元。功能和/或结构单元和装置1的操作分别由具化为硬件和/或软件的(中央)控制单元6控制。
装置1的示范性功能和/或结构单元是构建材料施加单元7、照射单元8和控制单元6。
构建材料施加单元7构造成在装置1的构建平面BP中施加一定量值的构建材料4，以便产生相应构建材料层3，在增材制造三维物体2期间，构建材料层3将要被选择性地照射和固结。构建材料施加单元7可以包含构建材料施加元件9，比如，构建材料施加元件9可以具化为刀片状的重涂布元件。构建材料施加元件9可移动地支撑在装置1的处理室10内；构建材料施加元件9可以移动越过构建平面BP，以便在构建平面BP中施加一定量值的加料构建材料4，且以便产生相应构建材料层3，在增材制造三维物体2期间，构建材料层3将要被选择性地照射和固结。越过构建平面BP的构建材料施加元件9的示范性运动由双箭头P1指示。可以将驱动单元(未示出)分配给构建材料施加单元7，以便产生用于使构建材料施加元件9移动越过构建平面BP的驱动力。
照射单元8构造成利用至少一个能量束5选择性地照射并以此固结相应构建材料层3，构建材料层3已通过构建材料施加单元7施加在装置1的构建平面BP中。照射单元8可以包含射束产生单元(未示出)和射束偏转单元(未示出)(如，扫描单元)，射束产生单元构造成产生至少一个能量束5，射束偏转单元构造成将至少一个能量束5偏转到构建平面BP内的各种位置。
控制单元6构造成实施用于增材制造三维物体2的方法，在图2、图3中给出了相应物体2的示例，图2、图3每个皆示出能够利用该方法制造的示范性物体2的原理图，此中，图2示出物体2的立体图，图3示出物体2的正视图(未描绘围绕物体2的松散构建材料4)。
根据该方法，每个构建材料层3包含将要借助于至少一个能量束5照射和固结的至少一个照射区域IA。相应照射区域IA对应于物体2的横截面，即，对应于相应构建材料层3中的物体2的横截面。
图4至图6每个皆示出按照根据示范性实施例的方法包含在增材制造物体2期间将要被选择性地照射和固结的照射区域IA的构建材料层3的原理图。图4至图6以俯视图示出相应构建材料层3。
图2、图3和图4至图6通过构建材料层3的编号关联，此中第一构建材料层3(即，顶上构建材料层3)编号为3.1，直接设置在第一构建材料层3.1下面的第二构建材料层编号为3.2，直接设置在第二构建材料层3.2下面的第三构建材料层编号为3.3，等等。
基于至少一个照射参数组IPS来施行相应照射区域IA的连续分层选择性照射和固结。照射参数组IPS包含至少一个照射参数。照射参数可以是或者包含被用于照射相应照射区域IA的能量束5的至少一个能量束参数。相应能量束参数可以是或者包含下述参数中的至少一个：能量束5的强度或功率，能量束5的强度分布，能量束5的(横截面)形状，能量束5的焦点大小或光斑大小，能量束5的焦点位置或光斑位置，能量束5移动越过照射区域IA所根据的能量束路径，能量束沿着相应能量束路径移动越过照射区域所用的速度，相应能量束路径之间的几何关系，特别地，相应能量束路径的相对取向，相应能量束路径之间的距离，相应能量束路径的重叠程度等。
每个照射参数组IPS导致到将要被选择性地照射和固结的相应构建材料层3的照射区域IA中的特定量值的能量输入。因而，特定照射参数组IPS相应的相应照射参数或能量束参数的组合与到相应构建材料层3的照射区域IA中的特定量值的能量输入关联。到相应构建材料层3的照射区域IA中的能量输入的量值导致相应构建材料层3的照射区域IA相应的结合和固结，并且还导致相应构建材料层3的照射区域IA与先前选择性照射和固结的至少一个构建材料层3的照射区域IA相应的结合和连接。
根据该方法的示范性实施例，第一照射参数组IPS1和第二照射参数组IPS2(第二照射参数组IPS2表示多个另外照射参数组)被用于增材制造物体2。照射参数组IPS1，IPS2在其到将要被选择性地照射和固结的相应构建材料层3的照射区域中IA的能量输入的相应量值上不同。因为到将要被选择性照射和固结的相应构建材料层3的照射区域IA中的能量输入的量值与相应照射参数组中相应地限定的相应照射参数或能量束参数关联，所以，相应地，照射参数组IPS1,IPS2一般在至少一个照射参数或能量束参数上不同。
第一照射参数组IPS1允许到第一构建材料层3.1的照射区域IA中的第一量值的能量输入，导致第一构建材料层3.1的照射区域IA与直接设置在第一构建材料层3.1下面的第二构建材料层3.2的选择性照射和固结的区域连接。由第一照射参数组IPS1提供的能量输入由图3中的左箭头指示。
第二照射参数组IPS2允许到第一构建材料层3.1的照射区域IA中的更高量值的能量输入，导致第一构建材料层3.1的照射区域IA与第二构建材料层3.2和至少第三构建材料层3.3的选择性照射和固结的区域连接。由第二照射参数组IPS2提供的能量输入由图3中的右箭头指示。
于是，照射参数组IPS1，IPS2特别是在其到相应第一构建材料层3.1的照射区域IA中的相应能量输入的穿透深度上不同，此中与第二照射参数组IPS2相比，第一照射参数组IPS1具有较小的能量输入的穿透深度(由图3中箭头的长度指示)。这导致当使用第一照射参数组IPS1时，仅直接设置在彼此顶上的两个构建材料层3相应地结合和连接，而当使用第二照射参数组IPS2时，直接设置在彼此顶上的至少三个构建材料层3相应地结合和连接(由图3中箭头的长度指示)。
结果是，照射区域IA的特定子区域SA1，SA2可以不在每一构建材料层3中照射，而是仅在每一第n层(n是整数)中照射，因为当照射另外构建材料层3(如，特别地，下一构建材料层3)时通过使用第二照射参数组IPS2，可以完成竖向邻近设置的构建材料层3的所需竖向结合或连接(参见图4至图6和图7至图9)。换言之，可以仅部分地照射一些照射区域IA，此中基于第一照射参数组IPS1施行部分照射，因为当照射另外构建材料层3时通过使用第二照射参数组IPS2，可以完成竖向邻近设置的构建材料层3的所需竖向结合或连接，这是因为第二照射参数组IPS2允许结合和连接竖向邻近设置的至少三个构建材料层3。
因而第二照射参数组IPS2包含照射参数，与第一照射参数组IPS1相比，该照射参数导致到相应构建材料层3的照射区域IA中的更高的能量输入(特别地，更高的能量输入的穿透深度)。因而，第二照射参数组IPS2包含，与第一照射参数组IPS1相应的照射参数和能量束参数的组合相比，导致到相应构建材料层3的照射区域IA中的更高的能量输入(特别地，更高的能量输入的穿透深度)的照射参数和能量束参数的组合。比如，第二照射参数组IPS2可以使用与第一照射参数组IPS1的能量束5相比具有更高的能量束强度或能量束功率的能量束5。
如从示出三个构建材料层3.1至3.3的照射区域IA的图4至图6中显而易见的，第一照射参数组IPS1(利用第一阴影线指示)可以应用/使用在每一构建材料层3中，而第二照射参数组IPS2(利用第二阴影线指示)可以不应用/使用在每一构建材料层3中。如从图4至图6中显而易见的，第二照射参数组IPS2可以仅应用在每隔一个构建材料层3中。
由于不必要求利用相同的照射参数组IPS照射每一照射区域IA，特别是，可以选择不在每一构建材料层3中而是仅在每第n层中将要被照射的照射区域IA的特定子区域SA1，SA2，因为当照射另外构建材料层3(如，特别地，下一构建材料层3)时通过使用第二照射参数组IPS2，可以完成竖向邻近设置的构建材料层3的所需竖向结合或连接，该方法相应地实施照射办法或照射策略，可以显著增加增材制造物体2的效率，特别地，增材制造物体2的速率。
如由照射区域IA的相应子区域SA1，SA2指示的，该方法可以包含下述步骤：基于至少一个划分标准，将构建材料层3的照射区域IA至少划分成前述第一子区域SA1和前述第二子区域SA2，此中利用第一照射参数组IPS照射第一子区域SA1，利用第二照射参数组IPS2照射第二子区域SA2(参见图4至图6和图7至图9)。将相应照射区域IA划分成相应第一子区域SA1和第二子区域SA2可以是用于将相应照射参数组IPS1，IPS2分配给相应子区域SA1，SA2的先决条件，即，用于相应地选择将要利用第一照射参数组IPS1或者第二照射参数组IPS2照射的子区域SA1，SA2的先决条件。基于实现划分标准的划分算法来施行相应照射区域IA的划分。相应划分算法可以在具化为硬件和/或软件的控制单元6中实施。
划分标准可以指代在相应构建材料层3的相应照射区域IA或者相应照射区域IA的子区域SA1，SA2中的物体2的结构特性，即，特别地，机械特性。于是，可以基于在相应层中的物体2的所需结构特性将照射区域IA划分成至少两个子区域SA1，SA2。
结构特性可以是或者可以指示在相应构建材料层3的相应照射区域IA或者照射区域IA的子区域SA1，SA2中的物体2的机械稳定性。在图4至图6的示范性实施例中，第一子区域SA1可以对应于要求(更)高机械稳定性的照射区域IA的部分，因而对应于要求(更)高机械稳定性的物体2的部分，而第二子区域SA2可以对应于要求(更)低机械稳定性的照射区域IA的部分，因而对应于要求(更)低机械稳定性的物体2的部分，反之亦然。于是，关于物体2的特定负载情况，包含具备潜在重要部分的子区域SA1、SA2的照射区域IA可以被检测并且与包含较少重要部分或非重要部分的子区域SA1，SA2划分。包含潜在重要部分的相应子区域SA1，SA2分配有允许产生合适的结构特性(如，(更)高致密化程度)的照射参数组IPS。因而利用允许产生合适的结构特性(如，(更)高致密化程度)的照射参数组IPS(如，第一照射参数组IPS1)照射包含潜在重要部分的相应子区域SA1，SA2。
该或一划分标准可以附加地或替代地指代在相应构建材料层3的相应照射区域IA或者相应照射区域IA的子区域SA1，SA2中的物体2的几何特性。于是，可以基于在相应层中的物体2的所需几何特性，将照射区域IA划分成相应子区域SA1，SA2。
如从图4至图6中显而易见的，几何特性可以是或者可以指示在相应构建材料层3的相应照射区域IA的子区域SA1，SA2中的物体2的悬垂部分OS。在图4至图6的示范性实施例中，第一子区域SA1可以对应于形成悬垂部分OS的一部分的照射区域IA的部分，因而对应于形成悬垂部分OS的一部分的物体2的部分，而第二子区域SA2对应于不形成悬垂部分OS的一部分的照射区域IA的部分，因而对应于不形成悬垂部分OS的一部分的物体2的部分。包含悬垂部分OS的第一子区域SA1分配有允许产生悬垂部分OS的照射参数组IPS1。因而利用允许产生悬垂部分OS的第一照射参数组IPS1照射包含悬垂部分OS的第一子区域SA1。
图7至图9每个皆示出按照根据另一示范性实施例的方法包含将要被选择性地照射和固结的照射区域IA的构建材料层3的原理图。图7至图9以俯视图示出相应构建材料层3。
如从图7至图9中显而易见的，相应几何特性还可以是或者还可以指示在相应构建材料层3的相应照射区域IA的相应子区域SA1，SA2中的物体2的尺寸，如，物体2的长度和/或宽度，该尺寸高于或低于可预定义或预定义的尺寸阈值，如，可预定义或预定义的长度阈值，和/或，可预定义或预定义的宽度阈值。在图7至图9的示范性实施例中，第一子区域SA1对应于具有低于相应阈值的尺寸(如，长度和/或宽度)的照射区域IA的部分，因而对应于具有低于相应阈值的尺寸(如，长度和/或宽度)的物体2的部分，而第二子区域SA2对应于具有等于或高于相应阈值的尺寸(如，长度和/或宽度)的照射区域IA的部分，因而对应于具有等于或高于相应阈值的尺寸(如，长度和/或宽度)的物体2的部分。在该实施例中，包含低于相应阈值的尺寸的第一子区域SA1可以分配有允许产生低于相应阈值的相应尺寸的第一照射参数组IPS1。在该实施例中，利用允许产生高于相应阈值的相应尺寸的第二照射参数组IPS2照射包含高于或低于相应阈值的尺寸的第二子区域SA2。
如从图7至图9中还显而易见的，相应几何特性还可以是或者可以指示在相应构建材料层3的相应照射区域IA中的物体2的自由露出的外轮廓区段OC，或者，还可以是或者可以指示在相应构建材料层3的相应照射区域IA中的物体2的核部分CS。在图7至图9的示范性实施例中，第一子区域SA1对应于形成物体2的自由露出的外轮廓OC(即，物体2的壳或皮)的照射区域IA的部分，因而对应于形成物体2的自由露出的外轮廓OC(即，物体2的壳或皮)的物体2的部分，而第二子区域SA2对应于不形成物体2的自由露出的外轮廓OC而是形成物体2的核部分CS的照射区域IA的部分，因而对应于不形成物体2的自由露出的外轮廓OC而是形成物体2的核部分CS的物体2的部分。包含物体2的自由露出的外轮廓区段OC的第一子区域SA1分配有允许产生物体2的自由露出的外轮廓OC的第一照射参数组IPS1，因而利用允许产生物体2的自由露出的外轮廓OC的第一照射参数组IPS1照射。包含物体2的核部分CS的第二子区域SA2分配有允许产生物体2的核部分的第二照射参数组IPS2，因而可以利用允许产生物体2的核部分的照射参数组照射。
因而图7至图9的实施例示出，该方法可以容易地实施为所谓的核壳照射办法或策略，或者实施在所谓的核壳照射办法或策略中，其中，物体2的自由露出的外轮廓区段OC可以分配有特定照射参数组(如，第一照射参数组IPS1)并且利用特定照射参数组照射，物体2的核部分可以分配有不同的特定照射参数组(如，第二照射参数组IPS2)并且利用不同的特定照射参数组照射。
特定实施例的上下文中提到的单个、多个或所有特征也可以应用于其它实施例。于是，特定实施例的上下文中提到的可以与另一特定实施例的至少一个特征组合。
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：
1.一种用于借助于构建材料层(3)的连续分层选择性照射和固结来增材制造至少一个三维物体(2)的方法，其特征在于，其中每个构建材料层(3)包含将要借助于至少一个能量束(5)来被照射和固结的至少一个照射区域(IA)，其中
基于至少一个照射参数组(IPS)来施行相应照射区域(IA)的所述连续分层选择性照射和固结，导致到相应构建材料层(3)的所述照射区域(IA)中的特定量值的能量输入，其中所述至少一个照射参数组(IPS)包含至少一个照射参数，其中
第一照射参数组(IPS1)和至少一个另外照射参数组(IPS2)被使用，其中
所述第一照射参数组(IPS1)允许到第一构建材料层(3)的照射区域(IA)中的第一量值的能量输入，导致所述第一构建材料层(3)的所述照射区域(IA)与直接设置在所述第一构建材料层(3)下面的第二构建材料层(3)的选择性照射和固结的区域连接，以及
所述至少一个另外照射参数组(IPS2)允许到第一构建材料层(3)的照射区域(IA)中的另外量值的能量输入，导致所述第一构建材料层(3)的所述照射区域(IA)与直接设置在所述第一构建材料层(3)下面的第二构建材料层(3)和直接设置在所述第二构建材料层(3)下面的至少一个另外构建材料层(3)的所述选择性照射和固结的区域连接。
2.如条项1所述的方法，其特征在于，包含，基于至少一个划分标准，将至少一个构建材料层(3)的照射区域(IA)划分成至少一个第一子区域(SA1)和至少一个另外子区域(SA2)，此中
利用所述第一照射参数组(IPS1)照射所述至少一个第一子区域(SA1)，以及
利用所述另外照射参数组(IPS2)照射所述至少一个另外子区域(SA2)，反之亦然。
3.如条项2所述的方法，其特征在于，所述划分标准指代在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中将要被增材制造的所述三维物体(2)的结构特性。
4.如条项3所述的方法，其特征在于，所述结构特性是或者指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的机械稳定性。
5.如条项2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述划分标准指代在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中将要被增材制造的所述三维物体(2)的几何特性。
6.如条项5所述的方法，其特征在于，所述几何特性是或者指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的悬垂部分(OS)。
7.如条项5或6所述的方法，其特征在于，所述几何特性是或者指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的尺寸高于或低于可预定义或预定义的阈值，特别地，所述尺寸是所述三维物体(2)的长度和/或宽度。
8.如条项5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述几何特性是或者指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的自由露出的外轮廓区段(OC)，或者，指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的核部分(CS)。
9.如在前条项中任一项所述的方法，其特征在于，所述另外照射参数组(IPS2)包含，与所述第一照射参数组(IPS1)相比，导致到相应构建材料层(3)的所述照射区域(IA)中的更高能量输入的至少一个照射参数，特别地，导致到所述相应构建材料层(3)的所述照射区域(IA)中的更高所述能量输入的穿透深度的至少一个照射参数，反之亦然。
10.如在前条项中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一照射参数组(IPS1)应用在每一构建材料层(3)中，并且其中，所述另外照射参数组(IPS2)不应用在每一构建材料层(3)中。
11.如条项10所述的方法，其特征在于，所述至少一个另外照射参数组(IPS2)仅应用在每隔一个构建材料层(3)中。
12.一种控制单元(6)，其特征在于，所述控制单元(6)用于借助于构建材料层(3)的连续分层选择性照射和固结来增材制造至少一个三维物体(2)的装置(1)，其中每个构建材料层(3)包含将要借助于至少一个能量束(5)被照射和固结的至少一个照射区域(IA)，此中
所述控制单元(6)被构造成按照如在前条项中任一项所述的方法来控制相应照射区域(IA)的连续分层选择性照射和固结。
13.一种用于借助于构建材料层(3)的连续分层选择性照射和固结来增材制造至少一个三维物体(2)的装置(1)，其特征在于，其中每个构建材料层(3)包含将要借助于至少一个能量束(5)来被照射和固结的至少一个照射区域(IA)，所述装置(1)包含如条项12所述的控制单元(6)。

Claims (10)

1.一种用于借助于构建材料层(3)的连续分层选择性照射和固结来增材制造至少一个三维物体(2)的方法，其特征在于，其中每个构建材料层(3)包含将要借助于至少一个能量束(5)来被照射和固结的至少一个照射区域(IA)，其中
基于至少一个照射参数组(IPS)来施行相应照射区域(IA)的所述连续分层选择性照射和固结，导致到相应构建材料层(3)的所述照射区域(IA)中的特定量值的能量输入，其中所述至少一个照射参数组(IPS)包含至少一个照射参数，其中
第一照射参数组(IPS1)和至少一个另外照射参数组(IPS2)被使用，其中
所述第一照射参数组(IPS1)允许到第一构建材料层(3)的照射区域(IA)中的第一量值的能量输入，导致所述第一构建材料层(3)的所述照射区域(IA)与直接设置在所述第一构建材料层(3)下面的第二构建材料层(3)的选择性照射和固结的区域连接，以及
所述至少一个另外照射参数组(IPS2)允许到第一构建材料层(3)的照射区域(IA)中的另外量值的能量输入，导致所述第一构建材料层(3)的所述照射区域(IA)与直接设置在所述第一构建材料层(3)下面的第二构建材料层(3)和直接设置在所述第二构建材料层(3)下面的至少一个另外构建材料层(3)的所述选择性照射和固结的区域连接。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，包含，基于至少一个划分标准，将至少一个构建材料层(3)的照射区域(IA)划分成至少一个第一子区域(SA1)和至少一个另外子区域(SA2)，此中
利用所述第一照射参数组(IPS1)照射所述至少一个第一子区域(SA1)，以及
利用所述另外照射参数组(IPS2)照射所述至少一个另外子区域(SA2)，反之亦然。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述划分标准指代在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中将要被增材制造的所述三维物体(2)的结构特性。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述结构特性是或者指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的机械稳定性。
5.如权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述划分标准指代在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中将要被增材制造的所述三维物体(2)的几何特性。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述几何特性是或者指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的悬垂部分(OS)。
7.如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述几何特性是或者指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的尺寸高于或低于可预定义或预定义的阈值，特别地，所述尺寸是所述三维物体(2)的长度和/或宽度。
8.如权利要求5至7中任一项所述的方法，其特征在于，所述几何特性是或者指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的自由露出的外轮廓区段(OC)，或者，指示在所述相应构建材料层(3)的所述相应子区域(SA)中的所述三维物体(2)的核部分(CS)。
9.如在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述另外照射参数组(IPS2)包含，与所述第一照射参数组(IPS1)相比，导致到相应构建材料层(3)的所述照射区域(IA)中的更高能量输入的至少一个照射参数，特别地，导致到所述相应构建材料层(3)的所述照射区域(IA)中的更高所述能量输入的穿透深度的至少一个照射参数，反之亦然。
10.如在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一照射参数组(IPS1)应用在每一构建材料层(3)中，并且其中，所述另外照射参数组(IPS2)不应用在每一构建材料层(3)中。
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