CN114144252A - 粉末供给系统、操作粉末供给系统的方法和用于生产三维工件的设备 - Google Patents

粉末供给系统、操作粉末供给系统的方法和用于生产三维工件的设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在设备(100)中使用的粉末供给系统(1)，该设备用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末(a)的层进行辐照来生产三维工件。该粉末供给系统(1)包括：回路管线(7)，该回路管线被构造成传导气体流(9)；输送装置(19)，该输送装置被构造成通过回路管线(7)输送气体流(9)；粉末剂量器(8)，该粉末剂量器被构造成将所需剂量的原料粉末(4)引入到流动通过回路管线(7)的气体流(9)中；测量单元(15)，该测量单元被构造成在粉末剂量器(8)的下游的位置处测量回路管线(7)中的压力和体积流量中的至少一个；以及控制单元(40)，该控制单元被构造成基于由测量单元(15)测量的压力值和体积流量值中的至少一个来控制粉末剂量器(8)，使得由测量单元(15)测量的压力值和体积流量值中的至少一个在预定的范围内。

Description

粉末供给系统、操作粉末供给系统的方法和用于生产三维工 件的设备
技术领域
本发明涉及一种用于在如下设备中使用的粉末供给系统以及一种操作这种粉末供给系统的方法，该设备用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末的层进行辐照来生产三维工件。此外，本发明涉及一种用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末的层进行辐照来生产三维工件的设备。
背景技术
粉末床熔融是增材分层工艺，通过该工艺可以将粉状的，特别是金属和/或陶瓷的原料加工成复杂形状的三维工件。为此，原料粉末层被施加到载体上，并根据要生产的工件的所需几何形状以位置选择性的方式经受激光辐射。穿透粉末层的激光辐射引起加热，并因此使原料粉末颗粒熔化或烧结。然后，进一步的原料粉末层被连续地施加到载体上的已经经受激光处理的层上，直到工件具有所需的形状和尺寸。同样的程序也可以用于修复给定的工件，例如修复具有缺失部段的工件。在这种情况下，粉末可能仅被施加到缺失部段并在缺失部段处经受激光辐射。基于CAD数据，粉末床熔融可用于原型、工具、更换部件、高价值部件或诸如医疗假体(例如，牙科假体或矫形假体)的生产或修复。
如EP 3 023 227B1中所述的用于通过粉末床熔融来生产三维工件的示例性设备包括容纳粉末施加装置的加工室，该粉末施加装置用于连续地将原料粉末的层施加到载体上。辐照单元被设置用于将激光光束选择性地辐照穿过原料粉末层。原料粉末通过粉末入口供给到加工室。
发明内容
本发明的目的是提供一种粉末供给系统，该粉末供给系统使得能够可靠地控制原料粉末到如下设备的加工室的供给，该设备用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末的层进行辐照来生产三维工件。本发明的目的在于提供一种操作这种粉末供给系统的方法和一种用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末的层进行辐照来生产三维工件的设备，该设备配备有这种粉末供给系统。
用于在如下设备中使用的粉末供给系统包括被构造成传导气体流的回路管线，该设备用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末的层进行辐照来生产三维工件。流动通过回路管线的气体可以是空气、氮气、惰性气体或惰性气体的组合物。回路管线可以包括直管、弯管、阀、软管等。回路管线可以形成闭合回路。回路管线可以具有预定的流体阻力。此外，粉末供给系统包括输送装置，该输送装置被构造成将气体流输送通过回路管线。
粉末供给系统还包括粉末剂量器，该粉末剂量器被构造成将所需剂量的原料粉末引入到流动通过回路管线的气体流中。原料粉末可以包括金属粉末、金属合金粉末、陶瓷粉末和/或塑料材料(例如聚合物或其他)粉末。原料粉末可以具有任何合适的颗粒尺寸或颗粒尺寸分布。粉末剂量器可以包括剂量开口，该剂量开口连接到回路管线。此外，粉末剂量器可包括第一粉末阀，该第一粉末阀适于打开或关闭剂量开口，以准许或阻止将原料粉末引入到回路管线中，即引入到流动通过回路管线的气体流中。优选地，第一粉末阀设置有连续可变的流动横截面，使得经由剂量开口引入到流动通过回路管线的气体流中的粉末的量可以连续地变化。
粉末供给系统还包括测量单元。测量单元被构造成在粉末剂量器的下游的位置处测量回路管线中的压力和体积流量中的至少一个。测量单元可以被构造成在粉末剂量器的下游的位置处专门测量回路管线中的压力。替代地，测量单元可以被构造成在粉末剂量器的下游的位置处专门测量回路管线中的体积流量。然而，也可以想到，测量单元被构造成测量粉末剂量器的下游的回路管线中的压力和体积流量。在本申请的上下文中，表述“下游”和“上游”是指气体流通过回路管线的流动方向。
粉末供给系统还包括控制单元，该控制单元被构造成基于由测量单元测量的压力值和体积流量值中的至少一个来控制粉末剂量器。控制单元可以包括计算机、数据存储单元和程序存储介质。例如，测量单元被构造成基于测量的压力值和/或测量的体积流量值来产生第一测量信号，并将该信号输出到控制单元。在这种情况下，控制单元可以被构造成基于测量的压力值和/或测量的体积流量值来控制粉末剂量器，控制单元可以从第一测量信号中导出测量的压力值和/或测量的体积流量值。
当气体/原料粉末混合物流被输送通过回路管线时，要克服的回路管线和设置在该回路管线中的部件的流体阻力根据负载(即存在于气体/原料粉末混合物流中的原料粉末颗粒的量)而变化。因此，在输送装置的输送速率保持恒定的情况下，由测量单元测量的压力值和/或体积流量值根据每次通过粉末剂量器引入到气体流中的粉末的量而变化/变化。
具体地，在输送装置的操作期间，在回路管线中建立负压(即低于大气压的压力)的情况下，在气体流中的粉末负载增加的情况下，由测量单元测量的绝对压力值减小(由于输送装置的功率增加)。此外，由于气体流中的粉末负载的增加引起的输送装置的功率的增加导致由测量单元测量的体积流量值的增加。相反，在气体流中的粉末负载减小的情况下，由测量单元测量的压力值增加(由于输送装置的功率减小)。此外，由于气体流中的粉末负载的减小引起的输送装置的功率的减小导致由测量单元测量的体积流量值的减小。换言之，在气体流中的粉末负载增加的情况下，负压增加(假设较低的绝对压力值)并且体积流量也增加，而在气体流中的粉末负载减小的情况下，负压减小(假设较高的绝对压力值)并且体积流量也减小。
在本文所述的粉末供给系统中，因此，输送装置可以以预设的输送速率操作，该预设的输送速率例如可以对应于要通过回路管线输送的气体流的所需体积流量。特别地，输送装置的功率和因此的输送速率可以保持恒定，使得可以省去对输送装置的随时间变化的控制。根据由测量单元测量的压力值和/或体积流量值对粉末剂量器进行控制使得能够设定被输送通过回路管线的粉末的量，而不受操作故障的影响，该操作故障导致绝对的压降，即回路管线中的负压增加(例如从500mbar到300mbar)和/或导致诸如突然的体积流量增加(例如输送装置或设置在回路管线中的其他部件的部分堵塞)。结果，对用于生产三维工件的设备的加工室的粉末供给可以保持在所需水平，并因此是特别可靠的。
例如，控制单元可以被构造成控制粉末剂量器，以将原料粉末按剂量供给到流动通过回路管线的气体流中，使得由测量单元测量的压力值和/或体积流量值在预定范围内。特别地，压力值和/或体积流量值可以在预定的压力范围和/或预定的体积流量范围内，该预定的压力范围和/或预定的体积流量范围根据输送装置的设计、具体地根据输送装置的功率来确定。预定的压力范围和/或预定的体积流量范围可以由用户指定，以确保足够量的粉末被供给到用于生产三维工件的设备的加工室中，同时防止回路管线和设置在该回路管线中的部件因原料粉末而过载。
例如，对于包括输送装置的粉末供给系统，该输送装置被构造成产生吞吐量，使得测量的(绝对)压力值介于大气压(1atm)至100mbar的压力之间，预定的压力范围可在100mbar至1atm的范围内，例如在800mbar至900mbar的范围内。然而，根据输送装置和回路管线的设计，预定的压力范围也可能不同，例如预定的压力范围为600mbar至800mbar。
粉末供给系统还可以包括旋风分离器，该旋风分离器被构造成将通过粉末剂量器引入到气体流中的原料粉末与气体流分离。旋风分离器可以连接到或定位在粉末剂量器的下游的回路管线中。旋风分离器可以包括进口，该进口使得能够将气体/原料粉末混合物切向地注射到锥形分离室中。在分离室内，可以加速气体/原料粉末混合物的旋转流，使得离心力将原料粉末颗粒压在分离室的内壁上。结果，粉末颗粒被减速，并从由重力驱动的旋转流中掉落。粉末颗粒可以经由设置在旋风分离器的下部分的区域中的粉末出口从旋风分离器中排出。然而，从粉末颗粒中分离出来的气体可以经由旋风分离器的气体出口被引导回到回路管线中，该气体出口可以被设置在旋风分离器的上部分中。
旋风分离器还可以被构造成将原料粉末供给到用于生产三维工件的设备的加工室中。例如，旋风分离器的粉末出口可以连接到加工室的粉末入口，该粉末入口又可以连接到粉末施加装置，该粉末施加装置被构造成将原料粉末施加到容纳在加工室内的载体上。为了将由旋风分离器供给的原料粉末按剂量供给到加工室中，第二粉末阀可以设置在连接管线中，该连接管线将旋风分离器的粉末出口连接到加工室的粉末入口。优选地，第二粉末阀设置有连续可变的流动横截面，使得供给到加工室中的粉末的量可以连续地变化。
测量单元可以被构造成在旋风分离器的下游的位置处测量回路管线中的压力和体积流量中的至少一个。然后，可以操作测量单元来测量通过旋风分离器从原料粉末中分离出来的气体的压力和/或体积流量。
在一个示例中，控制单元被构造成控制粉末剂量器，以增加引入到流动通过回路管线的气体流中的原料粉末的剂量，直到由测量单元测量的压力值和体积流量值中的至少一个达到预定阈值。预定阈值可以是与通过回路管线的原料粉末的最佳质量流量对应的压力值。具体地，预定阈值可以对应于预定的压力范围的下限。然而，预定阈值也可以是与通过回路管线的原料粉末的最佳质量流量对应的体积流量值，并且可以对应于预定的体积流量范围的上限。
控制单元可以被构造成控制粉末剂量器，以按剂量供给被引入到流动通过回路管线的气体流中的原料粉末，使得由测量单元测量的压力值和/或体积流量值中的至少一个在达到预定阈值之后，大致保持恒定。具体地，粉末剂量器可以由控制单元控制，使得在达到粉末供给系统的稳定操作状态之后，通过回路管线的原料粉末的最佳质量流量被保持。在原料粉末的最佳质量流量流动通过回路管线的情况下，达到粉末的高质量流量，并因此达到粉末供给系统的高效率。同时，仍然防止回路管线和/或设置在该回路管线中的部件的堵塞。因此，通过回路管线的原料粉末的最佳质量流量是可以达到的最大质量流量，同时仍然省略回路管线和/或设置在该回路管线中的部件的堵塞。
例如，控制单元可以被构造成控制粉末剂量器，以在第一时间点处不将粉末引入到流动通过回路管线的气体流中，并且将由测量单元在第一时间点处测量的压力值和体积流量值中的至少一个存储为参考压力值和参考体积流量值中的至少一个。在第一时间点处测量的存储为参考压力值的压力值取决于输送装置的功率(即输送速率)。类似地，在第一时间点处测量的存储为参考体积流量值的体积流量值也取决于输送装置的功率(即输送速率)。因此，可以针对输送装置的不同输送速率来确定不同的参考压力值和/或参考体积流量值。因此，参考压力值和/或参考体积流量值可以与输送装置的对应的功率或输送速率相关联地存储。例如，控制单元可以被构造成将参考压力值和/或参考体积流量值存储在存储单元中，该存储单元包括在控制单元中。参考压力值和/或参考体积流量值与回路管线的流体阻力(例如，当不将粉末引入到流动通过回路管线的气体流中时，回路管线和设置在该回路管线中的部件的流体阻力)相关联。
控制单元还可以被构造成控制粉末剂量器，以在迟于第一时间点的第二时间点处不将粉末引入到流动通过回路管线的气体流中。控制单元可以被构造成将由测量单元在第二时间点处测量的压力值存储为比较压力值。类似地，控制单元可以被构造成将由测量单元在第二时间点处测量的体积流量值存储为比较体积流量值。与参考压力值和/或参考体积流量值一样，比较压力值和/或比较体积流量值也取决于输送装置的功率(即输送速率)。因此，可以针对输送装置的不同输送速率来确定不同的比较压力值和/或比较体积流量值。因此，比较压力值和/或比较体积流量值可以与输送装置的对应的功率或输送速率相关联地存储。
控制单元还可以被构造成将由测量单元在第二时间点处测量的压力值和体积流量值中的至少一个(即比较压力值和/或比较体积流量值)与参考压力值和参考体积流量值中的至少一个的对应值进行比较。优选地，将在输送装置的输送速率保持恒定时所确定的参考压力值和比较压力值进行比较。类似地，可以将在输送装置的输送速率保持恒定时所确定的参考体积流量值和比较体积流量值进行比较。
这使得能够将回路管线和设置在该回路管线中的部件在第一时间点处的流体阻力与回路管线和设置在该回路管线中的部件在第二时间点处的流体阻力进行比较。在比较结果为低的压力差和/或低的体积流量差的情况下，回路管线和设置在该回路管线中的部件的流体阻力在第一时间点和第二时间点之间没有太大变化。这指示整个系统的正常运行。相反，在比较结果为高的压力差和/或高的体积流量差的情况下，这可能指示系统内存在故障。例如，设置在回路管线中的部件可能在第二时间点处被堵塞或损坏，从而导致流体阻力的增加。在过滤器设置在回路管线中的情况下，高的压力差和/或高的体积流量差可能指示过滤器的堵塞，并可以用作用于清洁过滤器的触发器。
控制单元被构造成容忍比较压力值与参考压力值的一定偏差和/或比较体积流量值与参考体积流量值的一定偏差。然而，优选地，控制单元被构造成在由测量单元在第二时间点处测量的压力值与参考压力值之间的差超过预定阈值的情况下来输出警告信号。类似地，控制单元可以被构造成在由测量单元在第二时间点处测量的体积流量值与参考体积流量值之间的差超过预定阈值的情况下来输出警告信号。由控制单元输出的警告信号可以是视觉信号或音频信号。然而，还可以想到，控制单元在比较压力值与参考压力值之间的差和/或比较体积流量值与参考体积流量值之间的差超过预定阈值的情况下来自动地中断粉末供给系统的操作。
通过将比较压力值与参考压力值进行比较而获得的压力差可以与特定事件相关联。类似地，通过将比较体积流量值与参考体积流量值进行比较而获得的体积流量值差可以与特定事件相关联。例如，不同的压力差和/或不同的体积流量差可以与不同的事件相关联。第一压力差和/或第一体积流量差可能与堵塞的过滤器相关联。第二压力差和/或第二体积流量差可能与管中的破裂相关联。第三压力差和/或第三体积流量差可能与旋风分离器的故障相关联。控制单元可以被构造成根据通过将比较压力值与参考压力值进行比较而获得的压力差来输出与事件相关联的信号。类似地，控制单元可以被构造成根据通过将比较体积流量值与参考体积流量值进行比较而获得的体积流量差来输出与事件相关联的信号。
还可以想到，控制单元被构造成控制粉末剂量器，以在迟于第二时间点的一个或多个第三时间点处不将粉末引入到流动通过回路管线的气体流中。控制单元可以被构造成将由测量单元在一个或多个第三时间点处测量的压力值和体积流量值中的至少一个存储为至少一个另外的比较压力值和/或至少一个另外的比较体积流量值。控制单元还可以被构造成将由测量单元在一个或多个第三时间点处测量的一个或多个压力值与参考压力值和/或在较早的时间点(例如第二时间点或较早的第三时间点)处测量的压力值进行比较。类似地，控制单元可以被构造成将由测量单元在一个或多个第三时间点处测量的一个或多个体积流量值与参考体积流量值和/或在较早的时间点(例如第二时间点或较早的第三时间点)处测量的体积流量值进行比较。这使得能够追踪随时间变化的流体阻力。流体阻力随时间的变化也可能与一个或多个事件相关联。
如上所述，通过将参考压力值与比较压力值和/或至少一个另外的比较压力值进行比较而获得的压力差和/或通过将至少一个另外的比较压力值与在较早的时间点处测量的比较压力值或另外的比较压力值进行比较而获得的压力差可用作用于粉末供给系统的正常运行或故障的指示和/或用作用于特定维护过程(例如清洁设置在回路管线中的过滤器)的触发器。然而，控制单元也可以被构造成调节由测量单元测量的压力值的预定的压力范围和/或预定阈值。例如，在第二时间点处测量的压力值比在第一时间点处测量的压力值低100mbar的情况下，预定阈值和/或预定范围可以增加90mbar。这可以补偿所观察到的流体阻力的变化，同时仍然保持进入到用于生产三维工件的设备的加工室中的原料粉末的所需供给。
如上所述，通过将参考体积流量值与比较体积流量值和/或至少一个另外的比较体积流量值进行比较而获得的体积流量差和/或通过将至少一个另外的比较体积流量值与在较早的时间点处测量的比较体积流量值或另外的比较体积流量值进行比较而获得的体积流量差可用作用于粉末供给系统的正常运行或故障的指示和/或用作用于特定维护过程(例如清洁设置在回路管线中的过滤器)的触发器。然而，控制单元也可以被构造成调节由测量单元测量的体积流量值的预定的体积流量范围和/或预定阈值。
输送装置可以被设计为呈真空泵的形式。此外，输送装置可以在粉末剂量器的上游的位置处连接到回路管线。附加地或替代地，输送装置可以在测量单元的下游的位置处连接到回路管线。特别地，输送装置可以沿着流动通过回路管线的气体流的流动方向定位在测量单元和粉末剂量器之间。
在一个示例中，粉末供给系统还包括过滤器单元，该过滤器单元被构造成从流动通过回路管线的气体流中过滤原料粉末颗粒。优选地，过滤器单元连接到测量单元的上游的回路管线。附加地或替代地，过滤器单元可以在旋风分离器的下游的位置处连接到回路管线。过滤器单元可以包括过滤器，该过滤器被构造成从气体流中过滤残留的原料粉末颗粒，残留的原料粉末颗粒仍然漂浮在离开旋风分离器的气体出口的气体流中。过滤器可以是可更换的过滤器。过滤器单元确保测量单元和输送装置被供给有清洁的气体流，在清洁的气体流中保持尽可能低的粉末负载。结果，可以防止测量单元的故障和输送装置的损害。
粉末供给系统还可以包括至少一个另外的测量单元，至少一个另外的测量单元被构造成测量回路管线中的压力和体积流量中的至少一个。特别地，另外的测量单元可以被构造成在过滤器单元的上游、旋风分离器的上游或粉末剂量器的上游的位置处测量回路管线中的压力和体积流量中的至少一个。然而，也可以想到，粉末供给系统设置有多个另外的测量单元，多个另外的测量单元设置在回路管线中的不同位置处，例如设置在过滤器单元的上游、旋风分离器的上游和/或粉末剂量器的上游。
控制单元可以被构造成基于由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的压力值来控制粉末剂量器。例如，控制单元可以被构造成基于由测量单元测量的压力值和由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的压力值两者来控制粉末剂量器，以补偿回路管线内的压力变化。
替代地或附加地，控制单元可以被构造成将由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的压力值与由测量单元测量的压力值进行比较和/或将由多个另外的测量单元测量的多个另外的压力值彼此进行比较。将由测量单元测量的压力值与由一个或多个另外的测量单元测量的一个或多个另外的压力值进行比较使得能够对压力变化进行定位，特别是对回路管线内的压力下降进行定位。因此，将由测量单元测量的压力值与由一个或多个另外的测量单元测量的一个或多个另外的压力值进行比较可用于对粉末供给系统的故障部件进行定位。
控制单元可以被构造成基于由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的压力值与由测量单元测量的压力值的比较来指示粉末供给系统的故障部件的位置。为了指示粉末供给系统的故障部件的位置，控制单元还可以依赖于由多个另外的测量单元测量的多个另外的压力值彼此之间的比较。例如，控制单元可以被构造成输出指示故障，特别是指示输送装置、过滤器单元或粉末供给系统的任何其他部件的堵塞的相应信号。
控制单元还可以被构造成基于由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的体积流量值来控制粉末剂量器。例如，控制单元可以被构造成基于由测量单元测量的体积流量值和由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的体积流量值两者来控制粉末剂量器，以补偿回路管线内的体积流量变化。
替代地或附加地，控制单元可以被构造成将由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的体积流量值与由测量单元测量的体积流量值进行比较和/或将由多个另外的测量单元测量的多个另外的体积流量值彼此进行比较。将由测量单元测量的体积流量值与由一个或多个另外的测量单元测量的一个或多个另外的体积流量值进行比较使得能够对体积流量变化进行定位，特别是对回路管线内的突然的体积流量增加进行定位。因此，将由测量单元测量的体积流量值与由一个或多个另外的测量单元测量的一个或多个另外的体积流量值进行比较可用于对粉末供给系统的故障部件进行定位。
控制单元可以被构造成基于由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的体积流量值与由测量单元测量的体积流量值的比较来指示粉末供给系统的故障部件的位置。为了指示粉末供给系统的故障部件的位置，控制单元还可以依赖于由多个另外的测量单元测量的多个另外的体积流量值彼此之间的比较。
测量单元可以包括压力传感器和流速传感器中的至少一个。作为流速传感器的替代或附加，还可以采用体积流量传感器。具体地，在测量单元被供给有清洁的气体的情况下，压力传感器可以被设计为呈气体压力传感器的形式。类似地，流速传感器可以被设计为呈气体流速传感器的形式，和/或体积流量传感器可以被设计为呈气体体积流量传感器的形式。在特定的优选实施例中，流速传感器可以被设计为呈热丝风速计的形式。
至少一个另外的测量单元可以包括压力传感器和流速传感器中的至少一个。再次作为流速传感器的替代或附加，可以采用体积流量传感器。在另外的测量单元被供给有清洁的气体的情况下，压力传感器可以被设计为呈气体压力传感器的形式，流速传感器可以被设计为呈气体流速传感器的形式，和/或体积流量传感器可以被设计为呈气体体积流量传感器的形式。然而，在另外的测量单元被供给有包含粉末颗粒的气体的情况下，压力传感器、流速传感器和/或体积流量传感器应当被构造成在另外的测量单元的位置处测量流动通过回路管线的气体/颗粒混合物的压力、流速和/或体积流量。
操作用于在如下设备中使用的粉末供给系统的方法包括将气体流输送通过回路管线的步骤，该设备用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末的层进行辐照来生产三维工件。通过粉末剂量器将所需剂量的原料粉末引入到流动通过回路管线的气体流中。测量单元在粉末剂量器的下游的位置处测量回路管线中的压力和体积流量中的至少一个。基于由测量单元测量的压力值和体积流量值中的至少一个来控制通过粉末剂量器引入到流动通过回路管线的气体流中的原料粉末的剂量，使得由测量单元测量的压力值和体积流量值中的至少一个在预定的范围内。
通过粉末剂量器引入到气体流中的原料可以通过旋风分离器从气体流中分离出来。另外，旋风分离器可以将原料粉末供给到用于生产三维工件的设备的加工室中。测量单元可以在粉末剂量器的下游的位置处测量回路管线中的压力和体积流量中的至少一个。
替代地或附加地，可以增加引入到流动通过回路管线的气体流中的原料粉末的剂量，直到由测量单元测量的压力值和体积流量值中的至少一个达到预定阈值。还可以想到，控制引入到流动通过回路管线的气体流中的原料粉末的剂量，使得由测量单元测量的压力值和体积流量值中的至少一个在达到预定阈值之后，大致保持恒定。
控制引入到流动通过回路管线的气体流中的原料粉末的剂量的步骤可以包括在第一时间点处不将粉末引入到流动通过回路管线的气体流中，并且将由测量单元在第一时间点处测量的压力值和体积流量值中的至少一个存储为参考压力值和参考体积流量值中的至少一个。此外，可以想到，控制引入到流动通过回路管线的气体流中的原料粉末的剂量的步骤包括在迟于第一时间点的第二时间点处不将粉末引入到流动通过回路管线的气体流中，并且特别地将在第二时间点处测量的压力值和体积流量值中的至少一个存储为比较压力值和比较体积流量值中的至少一个。
将由测量单元在第二时间点处测量的压力值(即比较压力值)与参考压力值进行比较。替代地或附加地，将由测量单元在第二时间点处测量的体积流量值(即比较体积流量值)与参考体积流量值进行比较。在由测量单元在第二时间点处测量的压力值与参考压力值之间的差超过预定阈值的情况下，可以输出警告信号。在由测量单元在第二时间点处测量的体积流量值与参考体积流量值之间的差超过预定阈值的情况下，也可以输出警告信号。
至少沿着回路管线的长度的一部分的负载有原料粉末颗粒的气体流可以借助于输送装置通过回路管线输送，该输送装置被设计为呈真空泵的形式和/或在粉末计量器的上游和/或测量单元的下游的位置处连接到回路管线。原料粉末颗粒可以通过过滤器单元从流动通过回路管线的气体流中过滤，该过滤器单元可以连接到测量单元的上游和/或旋风分离器的下游的回路管线。
操作粉末供给系统的方法还可以包括通过至少一个另外的测量单元在至少一个另外的位置处测量回路管线中的压力和体积流量中的至少一个。至少一个另外的位置可以是过滤器单元的上游的位置、旋风分离器的上游的位置和/或粉末剂量器的上游的位置。
该方法还可以包括基于由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的压力值来控制通过粉末剂量器引入到流动通过回路管线的气体流中的原料粉末的剂量的步骤。可以将由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的压力值与由测量单元测量的压力值进行比较。然而，还可以想到，将由多个另外的测量单元测量的多个另外的压力值彼此进行比较。可以基于由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的压力值与由测量单元测量的压力值的比较和/或基于由多个另外的测量单元测量的多个另外的压力值的彼此之间的比较来指示粉末供应系统的故障部件的位置。
该方法还可以包括基于由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的体积流量值来控制通过粉末剂量器引入到流动通过回路管线的气体流中的原料粉末的剂量的步骤。可以将由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的体积流量值与由测量单元测量的体积流量值进行比较。然而，还可以想到，将由多个另外的测量单元测量的多个另外的体积流量值彼此进行比较。可以基于由至少一个另外的测量单元测量的至少一个另外的体积流量值与由测量单元测量的体积流量值的比较和/或基于由多个另外的测量单元测量的多个另外的体积流量值的彼此之间的比较来指示粉末供应系统的故障部件的位置。
用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末的层进行辐照来生产三维工件的设备包括如上所述的粉末供给系统。该设备还可以包括加工室，该加工室被供给有来自粉末供给系统的旋风分离器的原料粉末。粉末施加装置可以布置在加工室中，并可以用于将原料粉末施加到载体上。该设备还可以包括辐照系统，该辐照系统用于将辐射光束(特别是激光光束)选择性地辐照到施加到载体上的原料粉末上。
附图说明
本发明的优选实施例将参照所附的示意图更详细地描述，在附图中
图1示出了用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末的层进行辐照来生产三维工件的设备，该设备配备有粉末供给系统；
图2示出了用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末的层进行辐照来生产三维工件的设备，该设备配备有替代的粉末供给系统；以及
图3示出了在粉末供给系统的操作期间，指示图1和图2所示的粉末供给系统的输送装置的各种操作范围、图1所示的粉末供给系统的粉末剂量器的优选控制曲线、以及图1所示的粉末供给系统的回路管线中出现的流体阻力的范围的示意图。
具体实施方式
图1和图2示出了用于通过增材分层工艺来生产三维工件的设备100。该设备包括载体2和粉末施加装置3，该粉末施加装置用于将原料粉末4施加到载体2上。载体2和粉末施加装置被容纳在加工室11内，该加工室可与环境气氛(即加工室11周围的环境)密封。设备100还包括辐照装置5，该辐照装置用于将电磁辐射或粒子辐射选择性地辐照到施加到载体2上的原料粉末4上。
通过粉末供给系统1向加工室11(即粉末施加装置3)供给原料粉末4，该粉末供给系统将在下文更详细地描述。粉末供给系统1包括粉末存储器6，供给到加工室11的原料粉末4存储在该粉末存储器中。粉末存储器6经由粉末剂量器8连接到回路管线7。回路管线7传导气体流9，该气体流借助于输送装置19沿着图1中箭头所示的方向被输送通过回路管线7。在图1所示的示例性粉末供给系统1中，输送装置19被设计为呈真空泵的形式。粉末剂量器8被构造成将所需剂量的原料粉末4引入到流动通过回路管线7的气体流9中。特别地，粉末剂量器8包括第一粉末阀21，该第一粉末阀设置有连续可变的流动横截面，使得经由粉末剂量器8的剂量开口23引入到流动通过回路管线7的气体流9中的粉末4的量可以连续地变化。第一粉末阀21也可以被设计为呈主轴的形式。
流动通过粉末剂量器8的下游的回路管线7的原料粉末/气体混合物被输送到旋风分离器10。旋风分离器10包括进口20，该进口使得能够将气体/原料粉末混合物切向地注射到锥形分离室22中。从气体/原料粉末混合物的建立在锥形分离室22内的旋转流中掉落的粉末颗粒4经由设置在旋风分离器10的下部分的区域中的粉末出口24从旋风分离器10中排出。这些粉末颗粒4经由将旋风分离器10的粉末出口24连接到加工室11的粉末入口28的连接管线26被供给到加工室11，即粉末施加装置3。第二粉末阀30被设置在连接管线26中。与粉末计量器8的第一粉末阀21一样，第二粉末阀30也设置有连续可变的流动横截面，使得从旋风分离器10的粉末出口24供给到加工室11的粉末4的量可以连续地变化。第二粉末阀30也可以被设计为呈主轴的形式。从旋风分离器10中的粉末颗粒4中分离出来的气体经由旋风分离器10的气体出口32被引导回到回路管线7中，该气体出口被设置在旋风分离器10的上部分中。
由于离开旋风分离器10的气体出口32的气体流9可能包含残留的原料粉末颗粒4，因此过滤器单元14被设置在旋风分离器10的下游的回路管线7中。过滤器单元14包括可更换的过滤器13，该过滤器被构造成从气体流32中过滤残留的原料粉末颗粒4，残留的原料粉末颗粒漂浮在离开旋风分离器10的气体出口32的气体流9中。
粉末供给系统1还包括测量单元15，该测量单元被构造成在旋风分离器10的下游的位置处测量回路管线7中的压力和体积流量中的至少一个。测量单元15被设置在过滤器单元14的下游的回路管线7中，使得测量单元15被供给有清洁的气体流9，在清洁的气体流中保持尽可能低的粉末负载。输送装置19被设置在测量单元15下游并且因此也在过滤器单元14下游的回路管线7中。因此，输送装置19也被供给有清洁的气体流9。因此，可靠地防止了气体流9中的残留的粉末颗粒4对测量单元15所执行的测量的干扰和/或输送装置19的堵塞。
粉末供给系统1还设置有多个另外的测量单元16、17、18，这些测量单元被设置在回路管线7中的不同位置处。特别地，另外的测量单元16、17、18被构造成在过滤器单元14的上游、旋风分离器10的上游和粉末剂量器18的上游的位置处测量回路管线17中的压力和体积流量中的至少一个。
最后，粉末供给系统1包括控制单元40。控制单元40控制粉末计量器8的操作，并因此控制通过粉末计量器8引入气体流9的原料粉末4的量。另外，控制单元40用于控制输送装置19的操作。
在图1的布置中，粉末供给系统1的测量单元15配备有压力传感器15a。由于测量单元15被供给有清洁的气体9，因此压力传感器15a被设计为呈气体压力传感器的形式。另外的测量单元16、17、18配备有压力传感器16a、17a、18a。设置在被供给有清洁的气体9的另外的测量单元18中的压力传感器18a也被设计为呈气体压力传感器的形式。相反，设置在另外的测量单元16、17中的压力传感器16a、17a被构造成检测气体/粉末颗粒混合物的压力。
相反，在图2的布置中，粉末供给系统1的测量单元15配备有流速传感器15b。由于测量单元15被供给有清洁的气体9，则流速传感器15b被设计为呈气体流速传感器的形式。另外的测量单元16、17、18配备有流速传感器16b、17b、18b。设置在被供给有清洁的气体9的另外的测量单元18中的流速传感器18b也被设计为呈气体流速传感器的形式。相反，设置在另外的测量单元16、17中的流速传感器16a、17a被构造成检测气体/粉末颗粒混合物的流速。
在图中未示出的粉末供给系统1的另一实施例中，测量单元15可以配备有压力传感器15a和流速传感器15b两者。类似地，另外的测量单元16、17、18也可以配备有压力传感器16a、17a、18a和流速传感器16b、17b、18b两者。
图3示出了根据时间(即粉末供给系统1的操作时间)绘制了由输送装置19提供的与输送装置19的输送速率对应的真空或负压、由输送装置19的操作引起的流速、和粉末剂量器8的优选控制曲线的示意图。此外，图3的示意图示出了当气体/原料粉末混合物流被输送通过回路管线7时要克服的回路管线7和设置在该回路管线中的部件的流体阻力的范围。
在不包含任何原料粉末4的清洁的气体流9被输送通过回路管线7的情况下，在本文所述的粉末供给系统1的示例性实施例中，输送装置19必须操作，以提供该输送装置的最大负压的30％的参考负压和/或在输送装置16的操作期间可达到的最大流速的30％的参考流速，以克服回路管线7和设置在该回路管线中的部件的流体阻力。这在图3的示意图中由左栏指示。回路管线7和设置在该回路管线中的部件的流体阻力取决于多个参数，例如回路管线7的管的直径和长度、管的弯曲角度、过滤器13的孔隙率等。由输送装置19提供的参考负压和/或参考流速可以存储在控制单元40中。
如果用于通过回路管线7输送清洁的气体流9所需的实际负压和/或实际流速偏离参考负压和/或参考流速，这指示粉末供给系统1的部件发生故障，从而导致总流体阻力的变化，如在图3的示意图中由左边的第二栏指示。例如，在实际负压和/或实际流速低于参考负压和/或参考流速的情况下，这可以指示由于回路管线7中或设置在回路管线7中的部件中的泄漏而导致的总流体阻力的减小。相反，在输送装置19的实际负压和/或实际流速高于参考负压和/或参考流速的情况下，这可以指示由于回路管线7或设置在回路管线7中的部件开始堵塞而导致的总流体阻力的增加。
在粉末供给系统1的操作期间，由输送装置19提供的负压可被预设为例如该输送装置的最大负压的60％。替代地或附加地，由输送装置19提供的流速可被预设为例如在输送装置19的操作期间可达到的最大流速的60％。在图3的示意图中由左边的第三栏指示流体阻力的优选范围，该流体阻力由输送装置19通过回路管线7输送到气体流9中的粉末4的剂量而引起，该输送装置提供最大负压的60％的负压和/或最大流速的60％的流速。
将负压增加到最大负压的85％和/或将流速增加到最大流速的85％是可能的，而不会堵塞系统。流体阻力的对应范围在图3的示意图中由左边的第四栏指示。然而，如果负压超过最大负压的85％和/或流速超过最大流速的85％，则回路管线7和/或粉末供给系统1的设置在回路管线7中的部件中的至少一个被原料粉末4堵塞。在这种情况下，流体阻力的对应范围在图3的示意图中由左边的第五栏表示。
在粉末供给系统1的正常操作期间，控制单元40控制输送装置19，使得由输送装置19提供的负压和/或流速被预设并保持恒定。例如，将负压设定为最大负压的60％和/或将流速设定为最大流速的60％。因此，由测量单元15和另外的测量单元16、17、18测量的压力值和/或流速值(并因此为体积流量值)直接取决于借助于输送装置19输送通过回路管线7的气体流9的粉末负载。具体地，由测量单元15和另外的测量单元16、17、18测量的压力值和/或流速值(体积流量值)直接取决于每次借助于输送装置8引入到气体流9中的粉末的量。在气体流16中的粉末负载增加的情况下，由测量单元15和另外的测量单元16、17和18测量的负压值和/或流速(体积流量)值增加，而在气体流中的粉末负载减少的情况下，由测量单元15和另外的测量单元16、17、18测量的负压值和/或流速(体积流量)值减小。
这使得控制单元40能够基于由测量单元15测量的压力值和/或流速(体积流量)值来控制粉末剂量器8。然而，在控制粉末剂量器8的操作时，控制单元40也可以考虑由另外的测量单元16、17、18测量的压力值和/或流速(体积流量)值，例如以补偿回路管线7内的压力和/或流速(体积流量)变化。特别地，控制单元40根据图3所示的控制曲线来控制粉末剂量器8。
在粉末供给系统1启动时，控制单元40控制粉末剂量器8，以增加引入到流动通过回路管线7的气体流9中的原料粉末4的剂量，直到由测量单元15测量的压力值和/或流速(体积流量)值达到预定阈值。在由测量单元15测量的压力值和/或流速(体积流量)值已达到预定阈值之后，控制单元40控制粉末剂量器8，以保持引入到流动通过回路管线7的气体流9中的原料4的剂量恒定。
优选地，由测量单元15测量的压力值的预定阈值和/或由测量单元15测量的流速(体积流量)值的预定阈值对应于通过回路管线7的原料粉末4的最佳质量流量。在图3的控制曲线中，最佳质量流量由在压力值初始增加和随后可能超过压力值的预定阈值的不可避免的压力波动之后达到的稳态压力值和/或由在流速(体积流量)值初始增加和随后可能超过流速(体积流量)值的预定阈值的不可避免的流速(体积流量))值波动之后达到的稳态流速(体积流量)值随后来表示。
因此，控制单元40控制粉末剂量器8，以将原料粉末4按剂量供给到流动通过回路管线7的气体流9中，使得由测量单元15测量的压力值在预定范围内，该预定范围在图3的示例控制曲线中由初始压力值和压力值的预定阈值之间的范围来表示。然而，再次应当注意，在初始压力增加之后的压力波动期间，由测量单元15测量的压力值可能超过压力值的预定阈值。
替代地或附加地，控制单元40控制粉末剂量器8，以将原料粉末4按剂量供给到流动通过回路管线7的气体流9中，使得由测量单元15测量的流速(体积流量)值在预定范围内，在图3的示例控制曲线中，该预定范围由初始流速(体积流量)值和流速(体积流量)值的预定阈值之间的范围来表示。然而，再次应当注意，在初始流速(体积流量)增加之后的流速(体积流量)波动期间，由测量单元15测量的流速(体积流量)值可能超过流速(体积流量)值的预定阈值。
除了控制粉末供给系统1的正常操作之外，控制单元40还被构造成执行关于粉末供给系统1的部件的可操作性的多个诊断功能。例如，控制单元40可以控制粉末剂量器8，以在第一时间点处不将粉末引入到流动通过回路管线7的气体流9中，并且将由测量单元15在第一时间点处测量的压力值和流速(体积流量)值中的至少一个存储为参考压力值和参考流速(体积流量)值中的至少一个。控制单元40还可以控制粉末剂量器8，以在迟于第一时间点的第二时间点处不将粉末引入到流动通过回路管线7的气体流9中，并且将由测量单元15在第二时间点处测量的压力值和流速(体积流量)值中的至少一个存储为比较压力值和比较流速(体积流量)值中的至少一个。
由于参考压力值和比较压力值均取决于输送装置19的输送速率，则在输送装置19的输送速率保持恒定的情况下测量参考压力值和比较压力值。此外，参考流速(体积流量)值和比较流速(体积流量)值均取决于输送装置19的输送速率。因此，也在输送装置19的输送速率保持不变的情况下测量参考流速(体积流量)值和比较流速(体积流量)。
然后，控制单元40可以将由测量单元15在第二时间点处测量的压力值(即比较压力值)与参考压力值进行比较。替代地或附加地，控制单元40可以将由测量单元15在第二时间点处测量的流速(体积流量)值(即比较流速(体积流量)值)与参考流速(体积流量)值进行比较。在比较结果为低的压力差和/或低的流速(体积流量)差的情况下，回路管线7和设置在该回路管线中的部件的流体阻力在第一时间点和第二时间点之间没有太大变化。这指示整个系统的正常运行。相反，在比较结果为高的压力差和/或高的流速(体积流量)差的情况下，这可能指示系统1内存在故障。例如，设置在回路管线7中的部件(特别是过滤器单元14的过滤器13)可能在第二时间点处被堵塞或损坏，从而导致流体阻力的增加。
控制单元40被构造成容忍比较压力值与参考压力值的一定偏差，但在由测量单元15在第二时间点处测量的压力值与参考压力值之间的差超过预定阈值的情况下输出警告信号和/或中断粉末供给系统1的操作。替代地或附加地，控制单元40被构造成容忍比较流速(体积流量)值与参考流速(体积流量)值的一定偏差，但在由测量单元15在第二时间点处测量的流速(体积流量)值与参考流速(体积流量)值之间的差超过预定阈值的情况下输出警告信号和/或中断粉末供给系统1的操作。控制单元40还可以将不同的压力差和/或不同的流速(体积流量)差与不同的事件相关联，并向用户输出对应的信息。
此外，控制单元40可以控制粉末剂量器8，以在迟于第二时间点的一个或多个第三时间点处不将粉末引入到7流动通过回路管线的气体流9中，并且将由测量单元15在一个或多个第三时间点处测量的一个或多个压力值存储为至少一个另外的比较压力值。替代地或附加地，控制单元40将由测量单元15在一个或多个第三时间点处测量的一个或多个流速(体积流量)值存储为至少一个另外的比较流速(体积流量)值。
控制单元40可以使用至少一个另外的比较压力值和/或至少一个另外的比较流速(体积流量)值来追踪由测量单元15测量的压力值和/或流速(体积流量)值随时间的变化，而不将原料粉末4供给到流动通过回路管线7的气体流9中，并因此追踪回路管线7和设置在该回路管线中的部件的流体阻力。此外，控制单元40可以根据回路管线7和设置在该回路管线中的部件的实际流体阻力来调节由测量单元15测量的压力值和/或流速(体积流量)值的预定范围和/或预定阈值，以保持进入到用于生产三维工件的设备100的加工室11中的原料粉末4的所需供给恒定。
控制单元40还可以将由另外的测量单元16、17、18测量的另外的压力值与由测量单元15测量的压力值进行比较和/或将由另外的测量单元测量的另外的压力值彼此进行比较。替代地或附加地，控制单元40还可以将由另外的测量单元16、17、18测量的另外的流速(体积流量)值与由测量单元15测量的流速(体积流量)值进行比较和/或将由另外的测量单元测量的另外的流速(体积流量)值彼此进行比较。
基于该比较，控制单元40可以对回路管线7内的突然的压力变化和/或突然的流速(体积流量)变化进行定位，并因此将该突然的压力变化和/或该突然的流速(体积流量)变化与粉末供给系统1的特定部件相关联。例如，由另外的测量单元16测量的另外的压力值与由测量单元15测量的压力值之间的突然下降和/或由另外的测量单元16测量的另外的流速(体积流量)值与由测量单元15测量的流速(体积流量)值之间的突然下降指示过滤器单元14的过滤器13的堵塞，并因此可以用作用于清洁过滤器13的触发器。控制单元40可以向用户输出合适的信号，该信号指示在粉末供给系统1内的故障部件或需要维护的部件的位置。

Claims (19)

1.特别地用于在设备(100)中使用的粉末供给系统(1)，所述设备用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末(4)的层进行辐照来生产三维工件，所述粉末供给系统(1)包括：
回路管线(7)，所述回路管线被构造成传导气体流(9)；
输送装置(19)，所述输送装置被构造成将所述气体流(9)输送通过所述回路管线(7)；
粉末剂量器(8)，所述粉末剂量器被构造成将所需剂量的原料粉末(4)引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中；
测量单元(15)，所述测量单元被构造成在所述粉末剂量器(8)的下游的位置处测量所述回路管线(7)中的压力和体积流量中的至少一个；以及
控制单元(40)，所述控制单元被构造成基于由所述测量单元(15)测量的压力值和体积流量值中的至少一个来控制所述粉末剂量器(8)，使得由所述测量单元(15)测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个在预定的范围内。
2.根据权利要求1所述的粉末供给系统，所述粉末供给系统还包括旋风分离器(10)，所述旋风分离器被构造成将通过所述粉末剂量器(8)引入到所述气体流(9)中的所述原料粉末(4)与所述气体流(9)分离，并且将所述原料粉末(4)供给到所述设备(100)的加工室(11)，其中，所述测量单元(15)特别地被构造成在所述旋风分离器(10)的下游的位置处测量所述回路管线(7)中的所述压力和所述体积流量中的所述至少一个。
3.根据权利要求1或2所述的粉末供给系统，其中，所述控制单元(40)被构造成控制所述粉末剂量器(8)，以增加引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中的原料粉末(4)的剂量，直到由所述测量单元(15)测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个达到预定阈值。
4.根据权利要求3所述的粉末供给系统，其中，所述控制单元(40)被构造成控制所述粉末剂量器(8)，以按剂量供给被引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中的所述原料粉末(4)，使得由所述测量单元(15)测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个在达到所述预定阈值之后，大致保持恒定。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的粉末供给系统，其中，所述控制单元(40)被构造成
控制所述粉末剂量器(8)，以在第一时间点处不将粉末引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中，
将由所述测量单元(15)在所述第一时间点处测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个存储为参考压力值和参考体积流量值中的至少一个，
控制所述粉末剂量器(8)，以在迟于所述第一时间点的第二时间点处不将粉末引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中，以及
将由所述测量单元(15)在所述第二时间点处测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个与所述参考压力值和所述参考体积流量值中的所述至少一个的对应值进行比较。
6.根据权利要求5所述的粉末供给系统，其中，所述控制单元(40)被构造成在由所述测量单元(15)在所述第二时间点处测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个与所述参考压力值和所述参考体积流量值中的所述至少一个的对应值之间的差超过预定阈值的情况下输出警告信号。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的粉末供给系统，其中，所述输送装置(19)被设计为呈真空泵的形式和/或在所述粉末计量器(8)的上游和/或所述测量单元(15)的下游的位置处连接到所述回路管线(7)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的粉末供给系统，所述粉末供给系统还包括过滤器单元(14)，所述过滤器单元被构造成从流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中过滤原料粉末颗粒，其中，所述过滤器单元(14)特别地连接到所述测量单元(15)的上游和/或所述旋风分离器(10)的下游的所述回路管线(7)。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的粉末供给系统，所述粉末供给系统还包括至少一个另外的测量单元(16，17，18)，所述至少一个另外的测量单元被构造成特别地在所述过滤器单元(14)的上游、所述旋风分离器(10)的上游和/或所述粉末剂量器(8)的上游的位置处测量所述回路管线(7)中的所述压力和所述体积流量中的至少一个。
10.根据权利要求9所述的粉末供给系统，其中，所述控制单元(40)被构造成：
基于由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的至少一个另外的压力值来控制所述粉末剂量器(8)，和/或
将由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的所述至少一个另外的压力值与由所述测量单元(15)测量的所述压力值进行比较和/或将由多个另外的测量单元(16，17，18)测量的多个另外的压力值彼此进行比较，和/或
基于由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的所述至少一个另外的压力值与由所述测量单元(15)测量的所述压力值的比较来指示所述粉末供给系统(1)的故障部件的位置。
11.根据权利要求9或10所述的粉末供给系统，其中，所述控制单元(40)被构造成：
基于由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的至少一个另外的体积流量值来控制所述粉末剂量器(8)，和/或
将由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的所述至少一个另外的体积流量值与由所述测量单元(15)测量的所述体积流量值进行比较和/或将由多个另外的测量单元(16，17，18)测量的多个另外的体积流量值彼此进行比较，和/或
基于由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的所述至少一个另外的体积流量值与由所述测量单元(15)测量的所述体积流量值的比较来指示所述粉末供给系统(1)的故障部件的位置。
12.根据权利要求1至8中任一项所述的粉末供给系统，
其中，所述测量单元(15)包括压力传感器(15a)和流速传感器(15b)中的至少一个，和/或
其中，所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)包括压力传感器(16a，17a，18a)和流速传感器(16b，17b，18b)中的至少一个。
13.一种操作用于在设备(100)中使用的粉末供给系统(1)的方法，所述设备用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末(4)的层进行辐照来生产三维工件，所述方法包括：
将气体流(9)输送通过回路管线(7)；
通过粉末剂量器(8)将所需剂量的原料粉末(4)引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中；
通过测量单元(15)在所述粉末剂量器(8)的下游的位置处测量所述回路管线(7)中的压力和体积流量中的至少一个；以及
基于由所述测量单元(15)测量的压力值和体积流量值中的至少一个来控制通过所述粉末剂量器(8)引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中的原料粉末(4)的剂量，使得由所述测量单元(15)测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个在预定的范围内。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，
通过旋风分离器(10)将通过所述粉末剂量器(8)引入到所述气体流(9)中的所述原料粉末(4)与所述气体流(9)分离，并将所述原料粉末供给到所述设备(100)的加工室(11)中；和/或
增加引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中的原料粉末(4)的剂量，直到由所述测量单元(15)测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个达到预定阈值；和/或
在由所述测量单元(15)测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个达到所述预定阈值之后，将引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中的原料粉末(4)的剂量保持恒定。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中，控制引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中的原料粉末(4)的剂量的步骤包括：
在第一时间点处不将粉末引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中；
将由所述测量单元(15)在所述第一时间点处测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个存储为参考压力值和参考体积流量值中的至少一个；
在迟于所述第一时间点的第二时间点处不将粉末引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中；以及
将由所述测量单元(15)在所述第二时间点处测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个与所述参考压力值和所述参考体积流量值中的所述至少一个的对应值进行比较；并且可选地
在由所述测量单元(15)在所述第二时间点处测量的所述压力值和所述体积流量值中的所述至少一个与所述参考压力值和所述参考体积流量值中的所述至少一个的对应值之间的差超过预定阈值的情况下输出警告信号。
16.根据权利要求13至15中任一项所述的方法，所述方法还包括通过至少一个另外的测量单元(16，17，18)在至少一个另外的位置处，特别地在过滤器单元(14)的上游、所述旋风分离器(10)的上游和/或所述粉末剂量器(8)的上游的位置处测量所述回路管线(7)中的所述压力和所述体积流量中的至少一个。
17.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括
基于由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的至少一个另外的压力值来控制通过所述粉末剂量器(8)引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中的原料粉末(4)的剂量，和/或
将由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的所述至少一个另外的压力值与由所述测量单元(15)测量的所述压力值进行比较，和/或
基于由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的所述至少一个另外的压力值与由所述测量单元(15)测量的所述压力值的比较来指示所述粉末供给系统(1)的故障部件的位置。
18.根据权利要求16或17所述的方法，所述方法还包括
基于由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的至少一个另外的体积流量值来控制通过所述粉末剂量器(8)引入到流动通过所述回路管线(7)的所述气体流(9)中的原料粉末(4)的剂量，和/或
将由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的所述至少一个另外的体积流量值与由所述测量单元(15)测量的所述体积流量值进行比较，和/或
基于由所述至少一个另外的测量单元(16，17，18)测量的所述至少一个另外的体积流量值与由所述测量单元(15)测量的所述体积流量值的比较来指示所述粉末供给系统(1)的故障部件的位置。
19.一种用于通过用电磁辐射或粒子辐射对原料粉末(4)的层进行辐照来生产三维工件的设备(100)，所述设备包括根据权利要求1至10中任一项所述的粉末供给系统。
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