CN113165078B - 粉末施加装置、用于操作粉末施加装置的方法、以及用于生产三维工件的系统 - Google Patents

粉末施加装置、用于操作粉末施加装置的方法、以及用于生产三维工件的系统 Download PDF

Info

Publication number
CN113165078B
CN113165078B CN201980081109.3A CN201980081109A CN113165078B CN 113165078 B CN113165078 B CN 113165078B CN 201980081109 A CN201980081109 A CN 201980081109A CN 113165078 B CN113165078 B CN 113165078B
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
entrainer
movement
carrier
entrainment elements
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
CN201980081109.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113165078A (zh
Inventor
彼得·克尔纳
拉尔夫·弗兰克
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.)
Nikon Slm Solutions Co ltd
Original Assignee
SLM Solutions Group AG
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 SLM Solutions Group AG filed Critical SLM Solutions Group AG
Publication of CN113165078A publication Critical patent/CN113165078A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113165078B publication Critical patent/CN113165078B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • B22F12/60—Planarisation devices; Compression devices
    • 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
    • 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
    • B22F10/70—Recycling
    • B22F10/73—Recycling of 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
    • 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
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • 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
    • B22F12/60—Planarisation devices; Compression devices
    • B22F12/67—Blades
    • 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
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B29C64/205—Means for applying layers
    • B29C64/214—Doctor blades
    • 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
    • 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
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/32—Process control of the atmosphere, e.g. composition or pressure in a building chamber
    • 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
    • B22F10/70—Recycling
    • B22F10/77—Recycling of gas
    • 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
    • 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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种在通过逐层增材方法来生产三维工件的系统(100)中使用的粉末施加装置(10)，粉末施加装置包括散布元件(12)。散布元件(12)能够在承载器(116)的表面上移动，以将原料粉末施加到承载器(116)的表面上，以通过逐层增材方法来生产工件。粉末施加装置(10)进一步包括粉末夹带器(16)，该粉末夹带器能够在承载器平面(E)上移动并且在面向承载器平面(E)的表面(20)的区域中设置有表面轮廓(22)。表面轮廓(20)包括夹带元件(24a，24b，24c)和通道(26a，26b，26c)。夹带元件(24a，24b，24c)和通道(26a，26b，26c)被成形和布置成使得当粉末夹带器(16)沿第一移动方向(R1)在承载器平面(E)上移动时，由夹带元件(24a，24b，24c)对相对于粉末夹带器(16)在承载器平面(E)上的移动而在粉末夹带器(16)的前方沉积在承载器平面(E)上的粉末状材料进行夹带，并且当粉末夹带器(16)沿与第一移动方向(R1)相反的第二移动方向(R2)在承载器平面(E)上移动时引导所述粉末状材料通过通道(26a，26b，26c)。

Description

粉末施加装置、用于操作粉末施加装置的方法、以及用于生产 三维工件的系统
技术领域
本发明涉及一种粉末施加装置，该粉末施加装置在使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统中使用。此外，本发明涉及一种操作这种粉末施加装置的方法。最后，本发明涉及一种配备有这种粉末施加装置的系统，该系统用于使用逐层生成工艺来生产三维工件。
背景技术
在用于生产三维工件的生成工艺(特别是逐层生成工艺)中，已知的是将原料粉末逐层施加到承载器上，并且通过特定位置的辐照(例如通过熔化熔融或烧结)对该原料粉末进行固化，以便最终获得具有期望形状的工件。可以借助于电磁辐射(特别是激光辐射)或粒子辐射来进行辐照。一旦工件层已经被固化，就将新一层的未处理的原料粉末施加到已经生产的工件层上。为此，可以使用已知的涂布器结构或粉末施加装置。随后，对此时位于最上面且仍未处理的原料粉末层进行辐照。因此，工件是依次地逐层构建的，每一层均限定了工件的横截面区域和/或轮廓。在本文中，也已知的是利用CAD或类似的工件数据，以基本上自动地制造工件。
例如在EP 2 961 549 A1和EP 2 878 402 A1中可以找到已知的用于生产三维工件的装置。在这些文献中描述的装置各自包括承载器，该承载器可以竖直地逐层向下降低。每当一层原料粉末被完全辐照并在施加下一个粉末层之前，始终在这些已知的装置中进行承载器的相应的竖直移动。因此，可以确保辐照单元的焦平面始终位于原料粉末的待固化层(即，最上层)中。此外，这些装置包括连接到气体回路的处理室。气体(特别是惰性气体)可以经由气体入口被供应到处理室。在流过处理室之后，气体经由气体出口从处理室中排出。
粉末施加装置通常用于将原料粉末施加到承载器上。粉末施加装置包括可跨过承载器的表面移动的铺展构件，该铺展构件跨过承载器的表面或已经被施加到承载器的表面上并已经被至少部分地固化的粉末层移动，从而施加新的粉末层。铺展构件可以包括辊子、推动器或适于将原料粉末施加和铺展到承载器上的其它部件。待施加的粉末可以从与粉末施加装置的铺展构件一体形成的粉末储存器中取出，该铺展构件可以跨过承载器的表面移动。然而，可替代地，粉末施加装置可以包括固定的粉末储存器，该粉末储存器例如被定位成与承载器相邻，可跨过承载器移动的铺展构件从该粉末储存器中取出粉末并将粉末散布在承载器的表面上。例如，在EP 2 818 305 B1或WO 2018/029059 A1中描述了一种适合在使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统中使用的粉末施加装置。
CN 107 303 608 A公开了一种用于逐层生成工艺的粉末施加装置。通过使粉末铺展器沿平行于待创建的新粉末层的方向移动并对积聚在新粉末层的网中的粉末进行散布，来创建新的平面粉末层。为此，粉末铺展器在类似于梳子的前侧上形成有叉齿，该叉齿分割具有积聚粉末的网的上部部分，使得用于新一层的粉末在网之间的沟槽中移位，从而创建平坦的粉末层。在粉末铺展器的上侧上运走不能在沟槽中收集的具有积聚粉末的网的多余材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种粉末施加装置，该粉末施加装置适合在使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统中使用，并且该粉末施加装置有助于有效地生产高质量的工件。此外，本发明的目的在于提供一种用于操作粉末施加装置的方法，该粉末施加装置适合在使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统中使用，并且该粉末施加装置有助于有效地生产高质量的工件。最后，本发明的目的在于提供一种配备有这种粉末施加装置的系统，该系统用于借助于逐层生成工艺来生产三维工件。
该目的通过一种粉末施加装置、一种用于操作粉末施加装置的方法、以及一种用于生产三维工件的系统来实现。
在借助于逐层生成工艺来生产三维工件的系统中使用的粉末施加装置包括铺展构件，该铺展构件可以跨过承载器的表面移动，以将用于通过逐层生成工艺来生产工件的原料粉末沉积到承载器的表面上。承载器可以具有水平表面，可以逐层(即，水平层)地将原料粉末施加到该水平表面上。此外，承载器可以被布置成沿竖直方向逐层向下降低。
粉末储存器可以与粉末施加装置的铺展构件一体地形成，该铺展构件可以跨过承载器的表面移动，并且该粉末储存器也可以在粉末施加装置的操作期间跨过承载器的表面移动。通过适当地控制粉末从粉末储存器中排出，可以在铺展构件跨过承载器的表面移动期间将期望量的原料粉末施加到承载器。然而，可替代地，粉末施加装置还可以包括固定的粉末储存器，该粉末储存器例如被布置成与承载器相邻，并且粉末施加装置的铺展构件从该粉末储存器中取出粉末并将粉末散布在承载器的表面上。
待施加到承载器的原料粉末可以是例如金属或陶瓷原料粉末。原料粉末可以具有不同的粒度和粒度分布，这取决于待生产的工件的期望性质。然而，优选地，原料粉末的粒度小于100μm。
此外，粉末施加装置包括可跨过承载器平面移动的粉末夹带器。承载器平面是平行于承载器的表面延伸的平面，并且至少处于承载器的某些操作状态下，例如当承载器处于其最大升起位置时，承载器平面还可以与承载器的表面共面并且至少部分地由承载器的表面限定。附加地或可替代地，承载器平面可以由用于通过逐层生成工艺来生产工件的系统的处理室的底板的区域限定，该区域被布置成与承载器相邻。
在面向承载器平面的表面的区域中，粉末夹带器设置有包括夹带元件和通道的表面轮廓。夹带元件和通道被成形和布置成使得在粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面移动期间，由夹带元件对相对于粉末夹带器跨过承载器平面的移动而在粉末夹带器的前方沉积在承载器平面上的粉末状材料进行夹带。另一方面，在粉末夹带器沿与第一移动方向相反的第二移动方向跨过承载器平面移动期间，沉积在承载器平面上的粉末状材料被引导通过通道。
因此，粉末夹带器能够夹带粉末状材料，该粉末状材料相对于粉末夹带器跨过承载器平面的移动而在粉末夹带器的前方沉积在承载器平面上，并且当粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器的表面移动时能够推动粉末状材料跨过承载器平面。相反，当粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器的表面移动时，相对于粉末夹带器跨过承载器平面的移动而在粉末夹带器的前方沉积在承载器平面上的粉末状材料基本上保持处于其原始位置。因此，粉末夹带器可用于通过使粉末夹带器沿第一移动方向移动而将在承载器平面的区域中积聚在承载器平面上的粉末状材料从该区域中除去。同时，在沿第二移动方向移位期间，防止粉末夹带器将粉末状材料输送到承载器平面的该区域中。
在用于通过逐层生成工艺来生产三维工件的系统的操作期间，由流过处理室的气流携带的粉末和/或冷凝物可以沉积在承载器平面的与处理室的气体出口相邻的区域中。该粉末和/或冷凝物可以通过粉末夹带器沿第一移动方向的移动而借助于粉末夹带器被输送离开承载器平面的所述区域，并且例如被输送到收集室中。同时，当粉末夹带器沿第二移动方向移动时，粉末夹带器的表面轮廓的设计防止粉末和/或冷凝物颗粒以不期望的方式被输送到承载器平面的与气体出口相邻的区域中。
这防止了由于粉末和/或冷凝物在气体出口的区域中积聚在承载器平面上而阻碍通过气体出口的气体流动。这还使得积聚在气体出口的区域中的粉末和/或冷凝物颗粒污染对经由气体出口离开处理室的气流造成的污染最小化。因此，保护气体过滤器免于被过早堵塞，该气体过滤器被布置在连接到气体出口的气体排放管线中，并且用于过滤来自流过气体排放管线的气流的颗粒杂质。因此，粉末施加装置有助于通过逐层生成工艺有效地生产高质量的三维工件。
原则上，铺展构件和粉末夹带器可以彼此独立地设计，并且可以彼此独立地跨过承载器的表面或承载器平面移动。然而，优选地，粉末夹带器被附接到铺展构件，因此在粉末施加装置的操作期间与铺展构件一起移动。例如，粉末夹带器可以沿与粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向和第二移动方向基本上垂直的方向从铺展构件的侧表面延伸。在铺展构件和粉末夹带器的联合移动期间，粉末夹带器沿与粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向和第二移动方向基本上垂直的方向扫掠承载器平面的与承载器相邻的区域。
表面轮廓可以包括多个夹带元件以及被布置在夹带元件之间的多个通道。可替代地，夹带元件可以被设计成通过其形状限定多个通道。设置在粉末夹带器上的表面轮廓的夹带元件的至少一部分可以被设计成相对于粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器平面的移动而在前端的区域中呈锥形。在此，“锥形”也可以理解为夹带元件的具有最小半径的端部的设计。夹带元件的这种设计确保了粉末状材料被引导通过夹带元件进入存在于夹带元件之间的通道中，该粉末状材料相对于粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器平面的移动而在粉末夹带器的前方沉积在承载器平面上。应当理解，当粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面移动时，夹带元件的锥形端形成夹带元件的后端。
相反，夹带元件的至少一部分相对于粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面的移动而在前端的区域中设置有粉末收集部分。结果，相对于粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面的移动而在粉末夹带器的前方沉积在承载器平面上的粉末状材料被夹带元件捕获和携带。应当理解，当粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器平面移动时，夹带元件的设置有粉末收集部分的端部形成夹带元件的后端。
夹带元件的至少一部分可以是V形、楔形和/或钩形的。于是，夹带元件被特别地定向成使得当粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器平面移动时，夹带元件的锥形端相对于粉末夹带器跨过承载器平面的移动方向形成前端。如上所述，这确保了当粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器平面移动时，从夹带元件的锥形端开始并沿着夹带元件的外表面将沉积在承载器平面上的粉末状材料引导到被设置在夹带元件之间的通道中。由夹带元件的外表面限定的通道的通道横截面优选地沿粉末夹带器跨过承载器平面的第二移动方向减小。在一种特别简单的设计形式中，夹带元件的至少一部分以直线的形式形成。
同时，夹带元件被特别地定向成使得当粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面移动时，夹带元件的设置有粉末收集部分的端部相对于粉末夹带器跨过承载器平面的移动方向形成前端。按照这种方式，如上所述，当粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面移动时，沉积在承载器平面上的粉末状材料被夹带元件的粉末收集部分捕获和携带。
在粉末施加装置的优选实施例中，粉末夹带器的表面轮廓包括第一组夹带元件，该第一组夹带元件在与粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向和第二移动方向基本上垂直的方向上彼此相邻地布置成一排。优选地，通道存在于相互相邻的第一组夹带元件之间。于是，相互相邻的第一组夹带元件之间的距离确定夹带元件之间限定的通道的尺寸，并且可以例如根据沉积在承载器平面上的粉末颗粒的粒度、粒度分布和聚集趋势以及根据粉末夹带器跨过承载器平面的移动方向来选择被夹带或者被引导通过通道，并且可能受到处理室中的工艺的影响。可以根据需要选择夹带元件的高度。例如，夹带元件可以被设计得更高(例如独立于跨过承载器平面的铺展构件)，以便在粉末夹带器很少移动的情况下能够夹带更多的粉末。
此外，粉末夹带器的表面轮廓可以包括第二组夹带元件，该第二组夹带元件在与粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向和第二移动方向基本上垂直的方向上彼此相邻地布置成一排。另外，第二组夹带元件优选地相对于粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向被布置在第一组夹带元件的后方，并且至少部分地布置在存在于第一组夹带元件之间的通道中。于是，在粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面移动期间，第一组夹带元件首先遇到沉积在承载器平面上的粉末状材料。然后，粉末状材料的一部分已经被第一组夹带元件(即，特别是其粉末收集部分)捕获并携带。另一方面，最初进入第一组夹带元件之间的通道的粉末状材料在粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面的进一步移动过程中遇到第二组夹带元件。
第二组夹带元件优选地被成形和布置成使得当粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面移动时，第二组夹带元件捕获和夹带进入第一组夹带元件之间的通道的粉末状材料。然后，第二组夹带元件(即，特别是其粉末收集部分)捕获未被第一组夹带元件夹带的粉末状材料。这确保了在粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面移动期间，至少在很大程度上对沉积在承载器平面上的粉末状材料进行携带。
此外，第二组夹带元件优选地被成形和布置成在粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器平面移动时通过通道引导粉末状材料进入通道。换句话说，第二组夹带元件优选地被成形和布置成使得当粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器平面移动时，第二组夹带元件不封闭通道，而是允许粉末状材料通过通道。
相对于粉末夹带器跨过承载器平面的第二移动方向，第二组夹带元件可以被布置在第一组夹带元件的前方。在粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器平面移动期间，第二组夹带元件先于第一组夹带元件遇到沉积在承载器平面上的材料。
然而，可替代地，也可以将粉末夹带器的表面轮廓设计成使得第二组夹带元件相对于粉末夹带器跨过承载器平面的第二移动方向被布置在与第一组夹带元件相同的水平处。在这种情况下，当粉末夹带器沿第二移动方向跨过承载器平面移动时，第一组夹带元件和第二组夹带元件同时遇到沉积在承载器平面上的粉末状材料，使得粉末状材料通过被设置在第一组夹带元件之间的通道被引导通过第二组夹带元件。
在粉末施加装置的优选实施例中，第二组夹带元件被布置成在与粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向和第二移动方向基本上垂直的方向上相对于第一组夹带元件偏移。例如，特别地，第二组夹带元件不仅相对于粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向，而且相对于粉末夹带器跨过承载器平面的第二移动方向被布置在第一组夹带元件的后方，该第二组夹带元件可以被布置成在与第一移动方向和第二移动方向基本上垂直的方向上相对于第一组夹带元件偏移成使得第二组夹带元件被布置在存在于第一组夹带元件中的两个夹带元件之间的每个通道中。
此外，粉末夹带器的表面轮廓可以包括第三组夹带元件。第三组夹带元件可以在与粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向和第二移动方向基本上垂直的方向上彼此相邻地布置成一排。附加地或可替代地，在与第一移动方向和第二移动方向基本上垂直的方向上，第三组夹带元件可以被布置成相对于第一组夹带元件和/或第二组夹带元件偏移。第三组夹带元件相对于粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向可以被布置在第二组夹带元件的后方，至少部分地布置在存在于第二组夹带元件之间的通道中。于是，第三组夹带元件相对于第二组夹带元件实现了与上述的第二组夹带元件相对于第一组夹带元件相同的功能。如果需要或必要，例如取决于其表面积，粉末夹带系统的表面轮廓也可以包括其它组夹带元件。
第一组夹带元件、第二组夹带元件和/或第三组夹带元件可以具有基本上相同的形状。例如，所有的夹带元件可以是基本上钩形的和/或具有相同的尺寸。优选地，第二组夹带元件仅部分地突出到存在于第一组夹带元件之间的通道中，而类似地，第三组夹带元件优选地仅部分地突出到存在于第二组夹带元件之间的通道中。
在粉末施加装置的替代实施例中，第二组夹带元件被完全布置在存在于第一组夹带元件之间的通道中。夹带元件的这种构造例如适合于表面轮廓，在该表面轮廓中，第二组夹带元件相对于粉末夹带器跨过承载器平面的第二移动方向被布置在与第一组夹带元件相同的水平处。
第一组夹带元件和第二组夹带元件可以具有基本相同的基本几何形状。例如，第一组夹带元件和第二组夹带元件可以是V形或楔形的。然而，优选地，第二组夹带元件小于第一组夹带元件。
在用于操作粉末施加装置(适于在借助于逐层生成工艺来生产三维工件的系统中使用)的方法中，使铺展构件跨过承载器的表面移动，以将用于通过逐层生成工艺来生产工件的原料粉末沉积到承载器的表面上。使粉末夹带器跨过承载器平面移动，其中，粉末夹带器在面向承载器平面的表面的区域中设置有表面轮廓。表面轮廓包括夹带元件和通道。夹带元件和通道被成形和布置成使得在粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面移动期间，对相对于粉末夹带器跨过承载器平面的移动而在粉末夹带器的前方沉积在承载器平面上的粉末状材料进行夹带，并且在粉末夹带器沿与第一移动方向相反的第二移动方向跨过承载器平面移动期间引导该粉末状材料通过通道。
在粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器表面移动期间，相对于粉末夹带器跨过承载器平面的移动而在粉末夹带器的前方沉积在承载器平面上的粉末状材料优选地被输送到位于气流临界区域之外的收集室和/或收集区域中。在收集室中，可以收集粉末状材料，然后对该粉末状材料进行处理或处置。
用于使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统包括上述的粉末施加装置。
优选地，设备进一步包括位于气流临界区域之外的收集室和/或收集区域，该收集室和/或收集区域被适配成接纳由粉末夹带器在其沿第一移动方向跨过承载器平面移动期间所夹带的粉末状材料。相对于粉末夹带器沿第一移动方向跨过承载器平面的移动，收集室可以被布置在承载器的后方。
用于生产三维工件的系统可以进一步包括用于接纳过量原料粉末的至少一个溢流室，当铺展构件跨过承载器的表面移动时，由铺展构件夹带该过量原料粉末，并且从承载器的表面将该过量原料粉末推入承载器平面的与承载器相邻的区域中。优选地，该系统包括两个溢流室，这两个溢流室相对于铺展构件跨过承载器的表面的移动被定位在承载器的两侧上。当沿第一移动方向跨过承载器的表面移动时，铺展构件可以将过量原料粉末从承载器的表面输送到第一溢流室中，该第一溢流室相对于铺展构件跨过承载器的表面的第一移动方向被布置在承载器的后方。相反，当沿第二移动方向跨过承载器的表面移动时，铺展构件可以将过量原料粉末从承载器的表面输送到第二溢流室中，该第二溢流室相对于铺展构件跨过承载器的表面的第二移动方向被布置在承载器的前方。
收集室在与粉末夹带器跨过承载器平面的第一移动方向和第二移动方向基本上垂直的方向上可以被布置成与第一溢流室相邻。如果需要的话，收集室和第一溢流室可以由共用的腔室栅格覆盖。然而，优选地，收集室通过分隔件与第一溢流室分离。这使得能够将由粉末夹带器输送到收集室中的粉末状材料与由铺展构件输送到第一溢流室中的过量原料粉末分离。然后，来自收集室的粉末状材料和来自第一溢流室的过量原料粉末可以彼此独立地从处理室中排出。当可以立即重新利用来自第一溢流室的未被污染的过量原料粉末时，来自收集室的粉末状材料可以被处置或处理以供进一步使用。
附图说明
下文中将参考附图对本发明进行更详细的说明，在附图中：
图1示出了用于使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统的相关部件的示意性俯视图，
图2示出了在根据图1的系统的粉末施加装置中使用的粉末夹带器的表面轮廓的第一变型，
图3示出了在根据图1的系统的粉末施加装置中使用的粉末夹带器的表面轮廓的第二变型，
图4示出了在根据图1的系统的粉末施加装置中使用的粉末夹带器的表面轮廓的第三变型。
具体实施方式
图1示出了用于使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统100的相关部件的示意性俯视图。系统100包括处理室102和被布置在处理室102上方的辐照装置(在图1中未示出)。处理室102与周围大气密封，使得如果需要的话，可以在处理室102中建立惰性或反应气体气氛或低于大气压的压力。为此，处理室102被连接到气体回路104。
可以经由气体入口106从气体源108向处理室102供应气体。在流过处理室102之后，气体经由气体出口110从处理室102中排出。为了通过气体回路104输送气体，在气体回路104中布置有例如呈鼓风机形式的输送装置112。经由气体出口110从处理室102中排出的气体可以包含颗粒杂质，诸如粉末颗粒、焊接烟尘颗粒或冷凝物颗粒。因此，在气体回路104中布置有气体过滤器114，在通过气体入口106循环进入处理室102之前，从处理室102中排出的气体通过该气体过滤器并除去颗粒杂质。
在处理室102中设置有承载器116，该承载器用于接纳原料粉末和通过逐层生成工艺由原料粉末生产的工件。承载器116可以相对于处理室102竖直地向下移位进入构建室(未在图1中示出)。可替代地，可以采用相反的配置，其中，承载器116保持静止，而其余部件升起。
粉末施加装置10可以跨过承载器116的表面移动，以将旨在制造工件的原料粉末逐层地施加到承载器116的表面上。粉末施加装置10包括铺展构件12，在粉末施加装置10的操作期间，该铺展构件沿水平方向跨过承载器116的表面或已被施加到承载器116的表面的粉末层移动，从而施加新的粉末层。用于接纳待施加到承载器116的原料粉末的粉末储存器14被集成到粉末施加装置10的铺展构件12中，并因此与铺展构件12一起跨过承载器116的表面移动。
由粉末施加装置10施加到承载器116的原料粉末被选择性地暴露于由辐照装置发射的辐射。由辐照引起的输入到原料粉末的热量引发原料粉末的颗粒的熔化熔融或烧结，因此由原料粉末在承载器116上逐层地构建工件。
辐照装置包括束源，优选地包括激光源，该辐照装置发射波长例如约1064nm的光。辐照装置进一步包括光学元件，诸如扫描单元、聚焦单元和F-θ透镜。扫描单元被适配成在水平平面内(沿x方向和y方向)对掠过顶部原料粉末层的光束进行扫描。聚焦单元被适配成于改变或调节光束的聚焦位置(沿z方向上)。如果需要的话，辐照装置还可以包括多个扫描单元，并且如果需要的话，还可以包括多个辐射源。
此外，粉末施加装置10包括粉末夹带器16。粉末夹带器16被附接到铺展构件12，因此与铺展构件12一起在处理室102中来回移动。然而，由于粉末夹带器16从铺展构件12的侧表面18延伸，粉末夹带器16不像铺展构件12那样在承载器116上扫过或经过，而是跨过承载器平面E。在图1中所示的设备100的实施例中，承载器平面E由处理室102的底板118的与承载器116相邻的部分限定。
在面向承载器平面E的表面20的区域中，粉末夹带器16设置有表面轮廓22。图2至图4示出了形成在粉末夹带器16的表面20上的表面轮廓22的不同变型。表面轮廓22包括多个夹带元件24a、24b、24c以及被布置在夹带元件24a、24b、24c之间的多个通道26a、26b、26c。夹带元件24a、24b、24c和通道26a、26b、26c被成形和布置成使得在粉末夹带器16沿第一移动方向R1跨过承载器平面E移动期间，通过夹带元件24a、24b、24c对相对于粉末夹带器16跨过承载器平面E的移动而在粉末夹带器16的前方沉积在承载器平面E上的粉末状材料M进行夹带。另一方面，在粉末夹带器16沿与第一移动方向R1相反的第二移动方向R2跨过承载器平面E移动期间，沉积在承载器平面E上的粉末状材料M被引导通过通道26a、26b、26c。
图2至图4以箭头P1示出了在粉末夹带器16沿第一移动方向R1跨过承载器平面E移动期间，粉末状材料M相对于表面轮廓22的移动路径。相反，图2至图4中的箭头P2示出了在粉末夹带器16沿第二移动方向R2跨过承载器平面E移动期间粉末状材料M相对于表面轮廓22的移动路径。
积聚在承载器平面E上的位于气体出口110前方的粉末状材料M可以通过使用粉末夹带器16而从承载器平面E的该区域中除去，并且该粉末状材料由粉末夹带器16沿粉末夹带器16的第一移动方向R1推动以跨过承载器平面E。同时，防止粉末夹带器16在沿第二移动方向R2跨过承载器平面E移动期间将沉积在承载器平面E上的粉末状材料M输送到位于气体出口110前方的承载器平面E的区域中。按照这种方式，可以避免粉末状材料M在气体出口110附近的不期望的积聚。
如从图2至图4可以最佳地看出，形成在粉末夹带器16上的夹带元件24a、24b、24c相对于粉末夹带器16沿第二移动方向R2跨过承载器平面E的移动而在前端的区域中呈锥形。结果，在粉末夹带器16沿第二移动方向R2跨过承载器平面E移动期间，粉末状材料M可以被引导通过夹带元件24a、24b、24c进入存在于夹带元件24a、24b、24c之间的通道26a、26b、26c。
相反，夹带元件24a、24b、24c相对于粉末夹带器16沿第一移动方向R1跨过承载器平面E的移动而在前端的区域中设置有粉末收集部分28。在图2和图3中所示的夹带元件24a、24b、24c的情况下，粉末收集部分28分别由夹带元件24a、24b、24c的侧壁限定的空腔形成。相反，图4中所示的夹带元件24a、24b、24c各自具有由弯曲表面形成的粉末收集部分28，当粉末夹带器16沿第一移动方向R1跨过承载器平面E移动时，该粉末收集部分与沉积在承载器平面E上的粉末状材料M接触并因此夹带该粉末状材料。
根据图2的表面轮廓22的夹带元件24a、24b、24c是钩形的，而根据图3的表面轮廓22的夹带元件24a、24b、24c是V形的。相反，根据图4的表面轮廓22的夹带元件24a、24b、24c是楔形的，并且如上所述，这些夹带元件设置有由弯曲表面限定的粉末收集部分28。
在本文中示出的所有三个表面轮廓变型中，夹带元件24a、24b、24c被分成多个组。具体地，图2至图4中所示的表面轮廓22中的每一个包括第一组夹带元件24a，该第一组夹带元件在与粉末夹带器16跨过承载器平面E的第一移动方向R1和第二移动方向R2基本上垂直的方向R3上彼此相邻地布置成一排。与第一移动方向R1和第二移动方向R2垂直的方向R3平行于粉末夹带器16的纵向轴线L延伸。在相互相邻的第一组夹带元件24a之间设置有相应的通道26a。
此外，表面轮廓22中的每一个包括第二组夹带元件24b，该第二组夹带元件在与第一移动方向R1和第二移动方向R2基本上垂直的方向R3上彼此相邻地布置成一排。此外，相对于粉末夹带器16跨过承载器平面E的第一移动方向R1，第二组夹带元件24b被布置在第一组夹带元件24a的后方，至少部分地布置在存在于第一组夹带元件24a之间的通道26a中。
在图2中所示的表面轮廓变型22中，仅第二组夹带元件24b的一部分突出到设置在第一组夹带元件24a之间的通道26a中。相反，在图3和图4中所示的表面轮廓变型中，第二组夹带元件24b分别被完全接纳在存在于第一组夹带元件24a之间的通道26a中。
然而，在图2至图4中所示的所有表面轮廓变型中，第二组夹带元件24b被成形和布置成使得当粉末夹带器16沿第一移动方向R1跨过承载器平面E移动时，该第二组夹带元件捕获并夹带进入第一组夹带元件24a之间的通道26a的粉末状材料M，参见图2至图4中的箭头P1。因此，当粉末夹带器16沿第一移动方向R1跨过承载器平面E移动时，第一组夹带元件24a首先遇到沉积在承载器平面E上的粉末状材料M。然后，粉末状材料M的一部分已经被第一组夹带元件24a(即，特别是其粉末收集部分28)捕获并夹带。另一方面，最初进入第一组夹带元件24a之间的通道26a的粉末状材料M在粉末夹带器16沿第一移动方向R1跨过承载器平面E的进一步移动过程中遇到第二组夹带元件24b，并被第二组夹带元件(即，特别是其粉末收集部分28)捕获和夹带。
此外，第二组夹带元件24b被成形和布置成在粉末夹带器16沿第二移动方向R2跨过承载器平面E移动期间通过通道26a引导粉末状材料M进入通道26a，即，允许粉末状材料M穿过通道26a，参见图2至图4中的箭头P2。
在图2中所示的表面轮廓22中，第一组夹带元件24a相对于粉末夹带器16跨过承载器平面E的第二移动方向R2被布置在第二组夹带元件24b的后方。因此，在粉末夹带器16沿第二移动方向R2跨过承载器平面E移动期间，首先第二组夹带元件24b、然后仅第一组夹带元件24a遇到沉积在承载器平面E上的材料M。相反，图3和图4中所示的表面轮廓22被设计成使得第二组夹带元件24b相对于粉末夹带器16跨过承载器平面E的第二移动方向R2被布置在与第一组夹带元件24a相同的水平处。在这种情况下，当粉末夹带器16沿第二移动方向R2跨过承载器平面E移动时，第一组夹带元件24a和第二组夹带元件24b同时遇到沉积在承载器平面E上的粉末状材料M，使得粉末状材料通过被设置在第一组夹带元件24a之间的通道26a被引导通过第二组夹带元件24b。
在图2中所示的表面轮廓22中，第二组夹带元件24b在与粉末夹带器16跨过承载器平面E的第一移动方向R1和第二移动方向R2基本上垂直的方向R3上被进一步布置成相对于第一组夹带元件24a偏移，因此第二组夹带元件24b突出到存在于两个第一组夹带元件24a之间的每个通道26a中。此外，图2中所示的表面轮廓22包括第三组夹带元件24c。第三组夹带元件24c在与粉末夹带器16跨过承载器平面E的第一移动方向R1和第二移动方向R2基本上垂直的方向R3上彼此相邻地布置成一排，并且相对于第一组夹带元件24a和第二组夹带元件24b偏移。
相对于粉末夹带器16跨过承载器平面E的第一移动方向R1，第三组夹带元件24c被布置在第二组夹带元件24b的后方，并且各自突出到存在于第二组夹带元件24b之间的通道26b中。最后，图2中所示的表面轮廓22包括通道26c，每个通道26c被设置在第三组夹带元件24c中的两个相互相邻的夹带元件之间。每个通道26a被连接到通道26b，并且每个通道26b继而被连接到通道26c，使得在粉末夹带器16沿第二移动方向R2跨过承载器平面E移动期间，沉积在承载器平面E上的材料M可以依次地通过通道26c、26b、26a，参见图2中的箭头P2。
在图2中所示的表面轮廓22中，第一组夹带元件24a、第二组夹带元件24b和第三组夹带元件24c具有相同的形状。相反，根据图3和图4的表面轮廓22中的第一组夹带元件24a和第二组夹带元件24b仅具有相同的基本几何形状，但是具有不同的尺寸。具体地，第二组夹带元件24b小于第一组夹带元件24b。
在系统100的操作期间，由粉末夹带器16在沿第一移动方向R1跨过承载器平面E移动期间夹带的粉末状材料M由粉末夹带器16输送到收集室120中，该收集室相对于粉末夹带器16沿第一移动方向R1跨过承载器平面E的移动被布置在承载器116的后方，并且，在与粉末夹带器16跨过承载器平面E的第一移动方向R1和第二移动方向R2基本上垂直的方向R3上相对于承载器116偏移。因此，收集室120充分远离处理室102的气体出口110。
收集室120被设置成与第一溢流室122相邻。第一溢流室122用于在沿第一移动方向R1跨过承载器116的表面移动期间接纳由铺展构件12从承载器116的表面带走的过量原料粉末。此外，第二溢流室124被设置成用于在沿第二移动方向R2跨过承载器116的表面移动期间接纳由铺展构件12从承载器116的表面运走的过量原料粉末。
收集室120和第一溢流室122由共用的腔室格栅126覆盖。然而，收集室120通过分隔件128与第一溢流室122分离。这使得能够将由粉末夹带器16输送到收集室120中的粉末状材料M与由铺展构件12输送到第一溢流室122中的过量原料粉末分离，并从处理室102中单独排出。然后，可以立即重新利用来自第一溢流室122的未被污染的过量原料粉末。相反，可以对来自收集室120的粉末状材料M可以进行处置或处理以进一步使用。

Claims (16)

1.一种粉末施加装置(10)，所述粉末施加装置在使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统(100)中使用，所述粉末施加装置(10)包括：
-铺展构件(12)，所述铺展构件能够跨过承载器(116)的表面移动，以将用于通过逐层生成方法来生产工件的原料粉末沉积到所述承载器(116)的表面上，以及
-粉末夹带器(16)，所述粉末夹带器能够跨过承载器平面(E)移动，并且在面向所述承载器平面(E)的表面(20)的区域中设置有表面轮廓(22)，所述表面轮廓包括夹带元件(24a，24b，24c)和通道(26a，26b，26c)，所述夹带元件(24a，24b，24c)和所述通道(26a，26b，26c)被成形和布置成使得在所述粉末夹带器(16)沿第一移动方向(R1)跨过所述承载器平面(E)移动期间，由所述夹带元件(24a，24b，24c)对相对于所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的移动而在所述粉末夹带器(16)的前方沉积在所述承载器平面(E)上的粉末状材料进行夹带，并且在所述粉末夹带器(16)沿与所述第一移动方向(R1)相反的第二移动方向(R2)跨过所述承载器平面(E)移动期间引导所述粉末状材料通过所述通道(26a，26b，26c)。
2.根据权利要求1所述的粉末施加装置，
其中，所述粉末夹带器(16)被固定到所述铺展构件(12)。
3.根据权利要求1所述的粉末施加装置，
其中，所述表面轮廓(22)包括多个夹带元件(24a，24b，24c)以及被布置在所述夹带元件(24a，24b，24c)之间的多个通道(26a，26b，26c)，并且其中
-所述夹带元件(24a，24b，24c)的至少一部分被设计成相对于所述粉末夹带器(16)沿所述第二移动方向(R2)跨过所述承载器平面(E)的移动而在前端的区域中呈锥形，和/或
-所述夹带元件(24a，24b，24c)的至少一部分相对于所述粉末夹带器(16)沿所述第一移动方向(R1)跨过所述承载器平面(E)的移动而在前端的区域中设置有粉末收集部分(28)。
4.根据权利要求1所述的粉末施加装置，
其中，所述表面轮廓(22)包括多个夹带元件(24a，24b，24c)以及被布置在所述夹带元件(24a，24b，24c)之间的多个通道(26a，26b，26c)，并且其中，所述夹带元件(24a，24b，24c)的至少一部分是V形、楔形和/或钩形的。
5.根据权利要求1所述的粉末施加装置，
其中，所述粉末夹带器(16)的表面轮廓(22)包括第一组夹带元件(24a)，所述第一组夹带元件在与所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的所述第一移动方向和第二移动方向(R1，R2)基本上垂直的方向(R3)上彼此相邻地布置成一排，其中，在相互相邻的第一组夹带元件(24a)之间存在相应的通道(26a)。
6.根据权利要求5所述的粉末施加装置，
其中，所述粉末夹带器(16)的表面轮廓(22)包括第二组夹带元件(24b)，所述第二组夹带元件在与所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的所述第一移动方向和第二移动方向(R1，R2)基本上垂直的方向(R3)上彼此相邻地布置成一排，并且，相对于所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的所述第一移动方向(R1)，所述第二组夹带元件被布置在所述第一组夹带元件(24a)的后方，并且至少部分地布置在存在于所述第一组夹带元件(24a)之间的通道(26a)中。
7.根据权利要求6所述的粉末施加装置，
其中，所述第二组夹带元件(24b)被成形和布置成使得在所述粉末夹带器(16)沿所述第一移动方向(R1)跨过所述承载器平面(E)移动期间，所述第二组夹带元件捕获和夹带进入所述第一组夹带元件(24a)之间的通道(26a)的粉末状材料。
8.根据权利要求6所述的粉末施加装置，
其中，所述第二组夹带元件(24b)被成形和布置成在所述粉末夹带器(16)沿所述第二移动方向(R2)跨过所述承载器平面(E)移动时通过所述通道(26a)引导粉末状材料进入所述通道(26a)。
9.根据权利要求6所述的粉末施加装置，
其中，
-所述第二组夹带元件(24b)被布置成在与所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的所述第一移动方向和第二移动方向(R1，R2)基本上垂直的方向(R3)上相对于所述第一组夹带元件(24a)偏移，
-所述粉末夹带器(16)的表面轮廓(22)包括第三组夹带元件(24c)，所述第三组夹带元件在与所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的所述第一移动方向和第二移动方向(R1，R2)基本上垂直的方向(R3)上彼此相邻地布置成一排，相对于所述第一组夹带元件和/或第二组夹带元件(24a，24b)偏移，所述第三组夹带元件相对于所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的所述第一移动方向(R1)被布置在所述第二组夹带元件(24b)的后方，至少部分地布置在存在于所述第二组夹带元件(24b)之间的通道(26b)中，
-所述第一组夹带元件(24a)、所述第二组夹带元件(24b)和/或所述第三组夹带元件(24c)具有基本上相同的形状。
10.根据权利要求6所述的粉末施加装置，
其中，
-所述第二组夹带元件(24b)被完全布置在存在于所述第一组夹带元件(24a)之间的通道(26a)中，和/或
-所述第一组夹带元件(24a)和所述第二组夹带元件(24b)具有基本相同的基本几何形状，和/或所述第二组夹带元件(24b)小于所述第一组夹带元件(24a)。
11.根据权利要求2所述的粉末施加装置，
其中，所述粉末夹带器(16)沿与所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的所述第一移动方向和第二移动方向(R1，R2)基本上垂直的方向(R3)从所述铺展构件(12)的侧表面延伸。
12.一种用于操作粉末施加装置(10)的方法，所述粉末施加装置适于在使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统(100)中使用，所述方法包括以下步骤：
-使铺展构件(12)跨过承载器(116)的表面移动，以将用于通过逐层生成方法来生产工件的原料粉末沉积到所述承载器(116)的表面上，以及
-使粉末夹带器(16)跨过承载器平面(E)移动，其中，所述粉末夹带器(16)在面向所述承载器平面(E)的表面(20)的区域中设置有表面轮廓(22)，所述表面轮廓包括夹带元件(24a，24b，24c)和通道(26a，26b，26c)，所述夹带元件(24a，24b，24c)和所述通道(26a，26b，26c)被成形和布置成使得在所述粉末夹带器(16)沿第一移动方向(R1)跨过所述承载器平面(E)移动期间，由所述夹带元件(24a，24b，24c)对相对于所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的移动而在所述粉末夹带器(16)的前方沉积在所述承载器平面(E)上的粉末状材料进行夹带，并且在所述粉末夹带器(16)沿与所述第一移动方向(R1)相反的第二移动方向(R2)跨过所述承载器平面(E)移动期间引导所述粉末状材料通过所述通道(26a，26b，26c)。
13.根据权利要求12所述的方法，
其中，在所述粉末夹带器(16)沿所述第一移动方向(R1)跨过所述承载器(116)的表面移动期间，相对于所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的移动而在所述粉末夹带器(16)的前方沉积在所述承载器平面(E)上的粉末状材料被输送到位于气流临界区域之外的收集室(120)和/或收集区域中。
14.一种用于使用逐层生成工艺来生产三维工件的系统(100)，所述系统包括根据权利要求1所述的粉末施加装置(10)。
15.根据权利要求14所述的系统，
所述系统进一步包括位于气流临界区域之外的收集室(120)和/或收集区域，所述收集室和/或收集区域被适配成接纳由粉末夹带器(16)在其沿第一移动方向(R1)跨过承载器平面(E)移动期间所夹带的粉末状材料。
16.根据权利要求15所述的系统，
其中，所述收集室(120)
-相对于所述粉末夹带器(16)沿所述第一移动方向(R1)跨过所述承载器平面(E)的移动被布置在承载器(116)的后方，和/或
-被布置成在与所述粉末夹带器(16)跨过所述承载器平面(E)的所述第一移动方向和第二移动方向(R1，R2)基本上垂直的方向(R3)上相对于承载器(116)偏移。
CN201980081109.3A 2018-11-12 2019-11-06 粉末施加装置、用于操作粉末施加装置的方法、以及用于生产三维工件的系统 Active CN113165078B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018128242.7 2018-11-12
DE102018128242.7A DE102018128242A1 (de) 2018-11-12 2018-11-12 Pulverauftragsvorrichtung, Verfahren zum Betreiben einer Pulverauftragsvorrichtung und Anlage zur Herstellung eines dreidimensionalen Werkstücks
PCT/EP2019/080384 WO2020099211A1 (de) 2018-11-12 2019-11-06 Pulverauftragsvorrichtung, verfahren zum betreiben einer pulverauftragsvorrichtung und anlage zur herstellung eines dreidimensionalen werkstücks

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113165078A CN113165078A (zh) 2021-07-23
CN113165078B true CN113165078B (zh) 2023-02-28

Family

ID=68470528

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980081109.3A Active CN113165078B (zh) 2018-11-12 2019-11-06 粉末施加装置、用于操作粉末施加装置的方法、以及用于生产三维工件的系统

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220009000A1 (zh)
EP (1) EP3880389B1 (zh)
JP (1) JP7110487B2 (zh)
CN (1) CN113165078B (zh)
DE (1) DE102018128242A1 (zh)
WO (1) WO2020099211A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021107265A1 (de) * 2021-03-23 2022-09-29 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung zur additiven Fertigung von Fertigungsprodukten

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012200161A1 (de) * 2012-01-06 2013-07-11 Evonik Industries Ag Vorrichtung zur schichtweisen Herstellung von dreidimensionalen Objekten
EP2862651A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-22 SLM Solutions GmbH Method and apparatus for producing a large three-dimensional work piece
CN106392069A (zh) * 2015-08-03 2017-02-15 通用电气公司 粉末再循环添加制造设备和方法
CN107042304A (zh) * 2015-10-21 2017-08-15 Slm 方案集团股份公司 包括摄像机的粉末施加机构
WO2018029059A1 (en) * 2016-08-10 2018-02-15 SLM Solutions Group AG Apparatus for producing three-dimensional workpiece comprising a plurality of powder application devices
CN107835737A (zh) * 2015-07-13 2018-03-23 Eos有限公司电镀光纤系统 用于制备三维物体的方法和装置
EP3391981A1 (de) * 2017-04-18 2018-10-24 Heraeus Additive Manufacturing GmbH Kontinuierliche beschichtung von metallbändern durch additive fertigung

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050263934A1 (en) * 2004-05-28 2005-12-01 3D Systems, Inc. Single side feed parked powder wave heating with wave flattener
EP2961549B1 (en) 2013-02-27 2021-03-17 SLM Solutions Group AG Apparatus and method for producing work pieces having a tailored microstructure
EP2818305B1 (en) 2013-06-25 2016-03-23 SLM Solutions GmbH Powder application apparatus and method of operating a powder application apparatus
JP6216881B2 (ja) * 2013-11-14 2017-10-18 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ 単結晶合金部品の積層製造
EP2878402A1 (en) 2013-12-02 2015-06-03 SLM Solutions Group AG Apparatus and method for producing three-dimensional work pieces with a radiation detection device
EP3183108B1 (en) * 2014-08-20 2020-12-09 Etxe-Tar, S.A. Method and system for additive manufacturing using a light beam
DE102015109848A1 (de) * 2015-06-19 2016-12-22 Aconity3D Gmbh PBLS-Anlage
US10583483B2 (en) 2015-10-15 2020-03-10 Arcam Ab Method and apparatus for producing a three-dimensional article
FR3046095B1 (fr) 2015-12-23 2018-01-26 Addup Machine de fabrication additive et procede de fabrication additive mettant en oeuvre une telle machine
CN107303608B (zh) * 2016-04-23 2021-05-25 罗天珍 3d打印用微梳铺粉法及带有梳状刮粉片的打印机
DE102016211799A1 (de) * 2016-06-30 2018-01-04 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zum generativen Herstellen von Werkstücken
EP3542993B1 (en) 2016-11-15 2021-04-21 Tongtai Machine & Tool Co., Ltd. Powder spreader having automatic powder recovery

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012200161A1 (de) * 2012-01-06 2013-07-11 Evonik Industries Ag Vorrichtung zur schichtweisen Herstellung von dreidimensionalen Objekten
EP2862651A1 (en) * 2013-10-15 2015-04-22 SLM Solutions GmbH Method and apparatus for producing a large three-dimensional work piece
CN107835737A (zh) * 2015-07-13 2018-03-23 Eos有限公司电镀光纤系统 用于制备三维物体的方法和装置
CN106392069A (zh) * 2015-08-03 2017-02-15 通用电气公司 粉末再循环添加制造设备和方法
CN107042304A (zh) * 2015-10-21 2017-08-15 Slm 方案集团股份公司 包括摄像机的粉末施加机构
WO2018029059A1 (en) * 2016-08-10 2018-02-15 SLM Solutions Group AG Apparatus for producing three-dimensional workpiece comprising a plurality of powder application devices
EP3391981A1 (de) * 2017-04-18 2018-10-24 Heraeus Additive Manufacturing GmbH Kontinuierliche beschichtung von metallbändern durch additive fertigung

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022507174A (ja) 2022-01-18
DE102018128242A1 (de) 2020-05-14
WO2020099211A1 (de) 2020-05-22
CN113165078A (zh) 2021-07-23
EP3880389A1 (de) 2021-09-22
EP3880389B1 (de) 2024-08-28
US20220009000A1 (en) 2022-01-13
JP7110487B2 (ja) 2022-08-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3450058B1 (en) Powder bed re-coater apparatus
US20210205928A1 (en) Powder bed fusion apparatus
US9931789B2 (en) Method and apparatus for producing a large three-dimensional work piece
US20160059310A1 (en) Apparatus for producing work pieces with an improved gas circuit
US11020763B2 (en) Spacer flow guide for partitioning build chamber of an additive manufacturing system
EP3784426B1 (en) Additive manufacturing system and method
US20190322050A1 (en) Additive manufacturing system and method
US12115721B2 (en) Device and method for generatively producing a three-dimensional object
US11084209B2 (en) Extraction during additive manufacturing
US20190099943A1 (en) Additive manufacturing method and apparatus
EP3434396A1 (en) Pre-fusion laser sintering for metal powder stabilization during additive manufacturing
CN113165078B (zh) 粉末施加装置、用于操作粉末施加装置的方法、以及用于生产三维工件的系统
EP4209332B1 (en) Irradiation device for an apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects
EP3572211B1 (en) Apparatus and method for additively manufacturing three-dimensional objects
EP3640011A1 (en) Apparatus for additively manufacturing three-dimensional objects
US20210379669A1 (en) Device for producing a moulded body
JP7527479B2 (ja) ３次元ワークピースを造形するための照射システムを動作させる方法、照射システムおよび装置

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: 20231226

Address after: Lubeck, Germany

Patentee after: Nikon SLM Solutions Co.,Ltd.

Address before: Lubeck, Germany

Patentee before: SLM SOLUTIONS Group AG

TR01 Transfer of patent right