CN115135485A - 粉末床的预热 - Google Patents

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Abstract

根据本文的一个或多个实施例，提供了一种用于通过从包括连续形成的粉末层240的粉末床选择性熔融三维产品的层来进行增材制造的装置200。装置200包括具有粉末层面向表面355的加热元件350，其布置在粉末层240上方的粉末层加热位置，使得在从所述粉末层240选择性熔融三维产品的一层之前，从所述加热元件350发射的热辐射加热所述粉末层240的至少一部分。

Description

粉末床的预热
技术领域
本公开总体上涉及通过从包括连续形成的粉末层的粉末床选择性熔融三维产品的层来进行增材制造的装置和方法。
背景技术
在电子束粉末床熔融期间当电子束与粉末床相互作用时，来自电子束的电子可以在粉末床的粉末颗粒中积聚电荷。如果粉末床的电导率太低以至于无法消散由电子束产生的电荷，粉末床将累积电荷达到临界值，此时在粉末颗粒之间的排斥静电力超过重力，导致粉末颗粒从粉末床上悬浮。悬浮的带电粉末颗粒与其他悬浮的带电粉末颗粒相互排斥，因此粉末云可以瞬间散布在整个制造室中。这种现象可以导致增材制造工艺立即失败和终止。
为了降低发生这种情况的风险，可以对粉末床进行预热，以便为随后的熔融和固化步骤准备适当的工艺条件。这种对粉末床进行预热的主要目的是获得半烧结粉末床以增加电和热传导。半烧结粉末床也将更好地抵抗带电粉末的悬浮和散布。
现有技术的问题
在基于电子束粉末床熔融的增材制造中，可能通过以预定的模式对粉末床上扫描电子束点来预热每个新粉末层，该模式被设计为避免在粉末床中积聚过多的电荷。光束扫描速度必须足够高，以便粉末仅加热到半烧结温度，但不会熔化。如果需要，预热扫描模式可以重复多次，以达到粉末床的半烧结状态。一旦粉末床半烧结，电子束就可以开始熔化粉末层，而没有带电粉末悬浮和散布的风险。
这种预热的方式可能对某些金属粉末效果很好，但对于例如具有低电导率和/或小粒度的粉末，找到合适的预热参数可能非常困难，甚至是不可能的。对于小型预热区域也是如此。
这种预热的方式的另一个问题是难以在粉末床中获得均匀程度的半烧结。通过对粉末床直接扫描电子束点进行预热通常将沿着扫描线产生更多的半烧结，而在扫描线之间产生较少的半烧结。
这种预热的方式的另一个问题是，当半烧结粉末通过电子束的直接冲击加热时，其堆积密度变得相当低。这是因为电子束使粉末颗粒在它们半烧结之前移动了一点。粉末床的低堆积密度通常被认为是增材制造的一个缺点，因为它影响建成部件的质量。
因此，需要改进的装置和方法，用于通过从包括连续形成的粉末层的粉末床选择性熔融三维产品的层来增材制造。
发明内容
上述问题通过要求保护装置解决，该装置通过从包括连续形成的粉末层的粉末床选择性地熔融三维产品的层来增材制造。该装置可以包括具有粉末层面向表面的加热元件，该加热元件布置在粉末层上方的粉末层加热位置中，使得在从粉末层选择性熔融三维产品的一层之前从所述加热元件发射的热辐射加热粉末层的至少一部分。在这种增材制造装置中，可以以简单、有效和均匀的方式对粉末层进行预热。粉末层面向表面可以基本上是平坦的并且平行于粉末层的至少一部分，但是其他形状也是可以想象的，只要加热元件可以向粉末层发射热辐射。
在多个实施例中，在从粉末层选择性熔融三维产品的一层之前，加热元件布置成可从粉末层加热位置移动到休止位置。
在多个实施例中，该装置包括布置成分布粉末以形成粉末层的粉末分布构件，其中粉末分布构件布置成在粉末层加热位置和休止位置之间移动加热元件。这减少了可移动致动器的数量。
在多个实施例中，该装置包括加热设备，该加热设备布置为使用IR加热、电阻加热、感应加热、激光束加热、电子束加热(例如通过单独的电子束)和/或通过与加热元件的物理接触的传导加热来加热处于休止位置的加热元件。在多个实施例中，加热元件包括加热设备。
在多个实施例中，加热元件在休止位置被热反射设备包围，从而降低了加热元件的冷却速率。这种热反射设备可以例如包括单层或多层的金属箔。
上述问题通过要求保护的用于加热粉末层的方法进一步解决，该方法与通过从包括连续形成的粉末层的粉末床选择性熔融三维产品的多个层来增材制造相关。该方法可以包括：将具有粉末层面向表面的加热元件布置在粉末层上方的粉末层加热位置；在选择性熔融三维产品的一层之前，用来自所述加热元件的热辐射加热粉末层的至少一部分。这种方法可以用于以简单、有效和均匀的方式预热粉末层。粉末层面向表面可以基本上是平坦的并且平行于粉末层的至少一部分，但是其他形状也是可以想象的，只要加热元件可以向粉末层发射热辐射。
在多个实施例中，该方法包括在从粉末层选择性熔融三维产品的一层之前将加热元件从粉末层加热位置移动到休止位置。
在多个实施例中，使用布置成分布粉末以形成粉末层的粉末分布构件使加热元件在粉末层加热位置和休止位置之间移动。这减少了可移动致动器的数量。
在多个实施例中，该方法包括使用IR加热、电阻加热、感应加热、激光束加热、电子束加热和/或通过与加热元件的物理接触的传导加热来加热处于休止位置的加热元件。
在多个实施例中，加热元件在休止位置被热反射设备包围，从而降低了加热元件的冷却速率。这种热反射设备可以例如包括单层或多层的金属箔。
在多个实施例中，加热元件是绝热的，以防止热损失。
在多个实施例中，加热元件的粉末层面向表面基本上平行于至少一个粉末层的区域，该区域对应于待形成的三维产品的横截面。
在多个实施例中，粉末层加热位置紧邻粉末层，例如在粉末层上方小于20mm，优选小于10mm，以便将均匀的热辐射转移到粉末层。
在多个实施例中，三维产品的选择性熔融使用能量束，优选电子束。能量束也可以是例如激光束。
在多个实施例中，能量束用于加热加热元件，优选地通过加热加热元件的背离粉末层的上表面。
在多个实施例中，加热元件连接到用于测量加热元件的温度的温度传感器。测量的温度可以用作过热保护，和/或用于控制电子束或用于加热加热元件的其他加热系统的反馈。
在多个实施例中，加热元件的上表面具有增加上表面的有效面积的结构。
在多个实施例中，加热元件的上表面涂覆有比加热元件的材料具有更低热辐射效率的材料。
在多个实施例中，加热元件的上表面涂覆有比加热元件的材料具有更低电子发射效率的材料。
在多个实施例中，加热元件电接地，以避免在加热元件中积聚电荷。
在多个实施例中，加热元件的粉末层面向表面具有与粉末床表面基本相同的形状。
在多个实施例中，来自加热元件的热辐射是红外辐射。
在多个实施例中，加热元件包括具有高熔点的材料，例如难熔金属或石墨。
在多个实施例中，至少当加热元件处于粉末层加热位置时，加热元件保持在正电势，例如+60kV。这可以吸引能量束并进一步增加其加热功率，尤其是当能量束是电子束时。
在多个实施例中，加热元件包括薄片或箔。由于质量更小，这可以减少加热加热元件所需的时间和能量。这种薄片或箔优选地布置在某种框架中以用于结构支撑，因为否则薄片或箔可在加热期间变形。
在多个实施例中，加热元件的粉末层面向表面涂覆有比加热元件的材料具有更高热辐射效率的材料。
在多个实施例中，粉末层包括任何种类的粉末材料，例如由纯金属、金属合金、金属间化合物、陶瓷、玻璃、石墨、金刚石、复合材料、聚合物、纳米材料、离子化合物或它们的任何粉末混合物组成的粉末。粉末层可以包括导电材料、半导体材料、绝缘材料或它们的任何混合物。由于粉末层的加热，非特别导电的材料也可用于粉末床熔融。
在多个实施例中，在从粉末层选择性熔融三维产品的一层之后，加热元件还用于加热粉末层。
在多个实施例中，加热在真空中进行。
本发明的范围由权利要求限定，权利要求通过引用并入本部分。通过考虑以下对一个或多个实施例的详细描述，将给本领域技术人员提供对本发明的实施例的更全面理解，以及实现本发明的附加优点。将参考附图，将首先简要描述所述附图。
附图说明
图1示意性地显示了电子束源的一个实施例。
图2-4各自示意性地示出了根据本文描述的一个或多个实施例的通过从包括连续形成的粉末层的粉末床选择性熔融三维产品来增材制造的装置。
图5示意性地示出了根据本文描述的一个或多个实施例的用于加热粉末层的方法，该粉末层与通过从包括连续形成的粉末层的粉末床选择性熔融三维产品来增材制造相关。
通过参考下面的详细描述，将最好地理解本公开的实施例及其优点。应当理解的是，类似的附图标记用于标识在一个或多个附图中示出的类似的元素。
具体实施方式
增材制造和3D打印是指通过将粉末材料层层连接，从3D模型数据制造物体的过程。粉末床熔融意味着在粉末床中构建物体的增材制造或3D打印。粉末薄层由粉末分布构件重复地散布在粉末床上，并由来自能量源的光束将每层熔融成预定的几何形状。在分布下一个粉末层之前，优选将粉末床降低一个粉末层厚度(例如0,020-0,100mm)。能量源可以是例如激光器或电子束源(术语电子束在本文中使用时可以包括任何带电粒子束)。在完成粉末床熔融过程后，熔融物体将嵌入粉末中。构建完成后去除粉末。
本公开总体上涉及用于通过从包括连续形成的粉末层的粉末床选择性熔融三维产品来增材制造的装置和方法。结合附图更详细地呈现了所公开的解决方案的实施例。
图1示意性地显示了电子束源100的实施例。电子束源100包括激光器150，该激光器150适于产生激光束155以加热安装在真空室中的阴极支架系统105中的带电粒子发射器115的背面。带点粒子发射器115在被激光束155辐射时向阳极120的带电粒子通道125中发射电子束130。为了控制电子束130的方向，电子束源100还包括至少一个偏转线圈190。在多个实施例中，激光器150是例如CO2激光器。在操作中，以本身已知的方式在阴极110和阳极120上施加例如60kV范围内的高电压。
如果电子束源100用于电子束粉末床熔融，则电子束130被引导到粉末床140上。图1中示意性示出的电子束源100因此适于使用至少一个偏转线圈190将由阴极110的背热带电粒子发射器115产生的电子束130经由阳极120引导到粉末床140上，从而通过使用电子束130将在粉末床140中的粉末逐层选择性熔融来制造三维产品。
图2示意性地示出了根据本文描述的一个或多个实施例的用于通过从包括连续形成的粉末层240的粉末床选择性熔融三维产品的层来增材制造的装置200。粉末层240可以包括任何种类的粉末材料，诸如由纯金属、金属合金、金属间化合物、陶瓷、玻璃、石墨、金刚石、复合材料、聚合物、纳米材料、离子化合物或它们的任何粉末混合物组成的粉末。粉末层240可以包括导电材料、半导体材料、绝缘材料或它们的任何混合物。
粉末层240是在包含在构建罐245中的粉末床中的顶层。粉末层240可以通过使用重涂器机构从粉末罐220分配粉末来形成，但也可以以其他方式形成。如果使用重涂器机构，它可以例如是粉末层分布构件或重涂器270的形式，其例如可以是用于在粉末床处分布粉末的线性致动器。增材制造装置200还可以包括溢出桶275，其中可以收集溢出粉末。
图2所示的增材制造装置200包括能量束源210。能量束源210可以发射可以用于选择性熔融的任何类型的能量束230。能量束源210可以例如是电子束源，例如图1中示意性示出的电子束源100。在这种情况下，能量束230是电子束。然而，能量束230也可以是例如激光束。增材制造优选在真空室290中发生。
电子束粉末床熔融通常在真空中发生，且电子束可以以几个工艺步骤操作：它可以将粉末层预热到半烧结状态，通过熔化或固化在粉末层中的粉末来熔融粉末，以及向粉末床增加额外的热量，以在整个构建中保持粉末床的预定的温度。这些工艺步骤优选在计算机控制下进行，以达到制造物体的预定质量要求。
在电子束粉末床熔融工艺中，例如金属零件的增材制造工艺，粉末床可以被预热以半烧结粉末，以降低带电粉末随后悬浮的风险并增加在粉末床中的电传导以增加电子从粉末床的传输。为了节省时间，希望采用一种有效的加热方法来预热粉末床，而不会由于在预热期间的荷电而产生粉末颗粒悬浮和散布的风险。通常希望在加热粉末床时使单位面积的功率最大化，以实现粉末床的时间有效加热。一旦粉末床被加热并且粉末被半烧结，粉末静电悬浮和散布的风险就降低了。
在粉末熔融之前对粉末床的加热可以以许多不同的方式进行，例如通过电子束辐射或通过来自热表面的热辐射，诸如红外辐射。通过热辐射加热是在真空室中加热粉末床的有效方式。在加热工艺步骤中，可以用比熔融用于制造三维部件的选定区域中的粉末的总能量更多的总能量照射粉末床。
当使用来自热源的热辐射加热粉末床时，需要实现由热表面的尺寸、形状和位置限定的优化加热区域。这种通过加热表面的加热方法需要考虑时间、表面温度、辐射效率以及辐射热被粉末床吸收的程度。
本公开能够通过来自面向粉末床的加热元件的热辐射来加热粉末床。在增材制造中，希望在粉末床的粉末层的区域熔融或熔化之前以受控方式加热粉末床。通过从加热元件加热粉末床，可以获得工艺温度，从而提供在随后的熔融步骤中需要更少的能量来辐射粉末床以获得固化的材料的优点。加热的其他原因可以是从粉末颗粒中溶解表面氧化物。通过加热粉末床，粉末可以变成半烧结以增加电导率，这有利于在制造工艺的随后熔融步骤中改善电子从电子床的传输。通过加热粉末床，增加了电导率。通过加热粉末床，还可以增加热导率，以便在后续工艺步骤中更有效地熔融粉末。当粉末床已被半烧结时，由于在粉末床中的电传导增加，粉末更不易带静电。因此，在增材制造工艺中，带电粉末颗粒的悬浮和散布的风险将降低。
使用来自加热元件的热辐射而不是使用例如电子束来加热粉末床的优点是来自加热元件的热辐射不会将电荷添加到粉末床中。这意味着粉末床在被热辐射半烧结时保持停滞。另一方面，通过电子束加热增加了电荷，这可以使粉末颗粒在半烧结之前移动，导致半烧结粉末的有效密度降低。在增材制造工艺中，通常希望获得尽可能高的有效密度。
使用加热元件加热粉末床的另一个优点是加热元件还可用于在构建工艺完成后和/或在每层熔融之后加热粉末床。这样，制造的部件的冷却速度可以减慢，这会有利于最终的材料性能。
当加热元件处于粉末床加热位置时，它还可以保护粉末床免于暴露于真空环境中的残余气体。这对于容易吸收污染物的反应性粉末材料可能是有利的，例如钛粉末，其在真空中易于与残余气体分子(例如N2，O2和H2O)反应。
公开了一种有效的粉末床加热方式，加热元件的热表面保持在粉末床上方的适当位置，使得该加热元件的热表面面向粉末床。加热元件可以例如通过电子束在与面向粉末床的热表面相对的上表面上辐射加热元件来加热。
用于加热粉末床的时间段可以基于例如粉末材料特性、随后的制造工艺在什么温度下进行、和/或随后的工艺所需的烧结程度来计算。将加热粉末床的时间减至最少通常是有利的，因为这将减少制造时间。
图3和图4示意性地示出了根据本文描述的一个或多个实施例的用于通过从包括连续形成的粉末层240的粉末床选择性熔融三维产品的层来增材制造的装置200。粉末层240可以包括任何种类的粉末材料，诸如由纯金属、金属合金、金属间化合物、陶瓷、玻璃、石墨、金刚石、复合材料、聚合物、纳米材料、离子化合物或它们的任何粉末混合物组成的粉末。粉末层240可以包括导电材料、半导体材料、绝缘材料或它们的任何混合物。由于公开的粉末层的加热，非特别导电的材料也可用于粉末床熔融。
图3和图4中示意性示出的增材制造装置200类似于图2中示出的增材制造装置200，但还包括在粉末层240上方的粉末层加热位置中布置的加热元件350。粉末层加热位置可以紧邻粉末层240，例如在粉末层240上方小于20mm，优选小于10mm，以便将均匀的热辐射转移到粉末层240。然而，优选地，粉末层加热位置不要太靠近以致加热元件350与粉末层240物理接触，因为这样加热元件350和粉末层240可能相互污染。
加热元件350优选地具有面向粉末层240的粉末层面向表面355，使得从加热元件350发射的热辐射可以在从粉末层240选择性熔融三维产品之前加热粉末层240。加热优选在真空中进行。加热元件350的粉末层面向表面355优选地至少面对粉末层240的与要使用粉末层240形成的三维产品的层的横截面相对应的区域。
加热元件350可以具有几乎任何形状，只要它具有可以朝向粉末层240发射热辐射的粉末层面向表面355。加热元件350可以是例如凹形、凸形、半球形或透镜形。加热元件350也可以具有带孔的形状，例如环、圆环或穿孔体。
加热元件350的粉末层面向表面355可以基本上是平坦的，但它可以具有任何形状，例如肋状或锯齿状。加热元件350的粉末层面向表面355可以平行于粉末层240的至少一部分，但这不是必须的，只要加热元件350可以向粉末层240发射热辐射即可。
加热元件350不必是一体的。加热元件350可以替代地例如包括多个板或片。加热元件350可以例如包括薄片或箔。由于质量更小，这可以减少加热加热元件350所需的时间和能量。这种薄片或箔优选地布置在某种框架中以用于结构支撑，因为否则薄片或箔可能在加热期间变形。
加热元件350可以例如由在加热元件350的上表面352上扫描的能量束230加热，即与粉末层面向表面355相对的表面。可以根据预定的模式控制能量束230的扫描。或者，能量束230可以散焦以覆盖加热元件350的上表面352的大部分区域，在这种情况下，可能不需要在上表面252上扫描能量束230。
加热元件350优选地包括具有高熔点的材料，例如难熔金属或石墨。在多个实施例中，至少当加热元件350处于粉末层加热位置中时，加热元件350保持在正电势，例如+60kV。这可以吸引能量束230并进一步增加其加热功率，尤其是当能量束230是电子束时。
来自加热元件350的热辐射优选地是红外辐射。在多个实施例中，加热元件350的粉末层面向表面355涂覆有具有比加热元件350的材料更高热辐射效率的材料。
加热元件350可以布置成可从粉末层240上方的粉末层加热位置移动到休止位置360、460。休止位置360、460可以是粉末层加热位置一侧的位置，加热元件350可以例如水平地移动到该位置，如图3示意性所示。如果增材制造装置200包括布置成分布粉末以形成新的粉末层240的粉末分布构件270，则粉末分布构件270可以布置成在每个熔融步骤之后还在粉末层加热位置和休止位置360之间移动加热元件350。
或者，可将加热元件350移动到休止位置460，在该位置它用作隔热罩，例如通过向上或向下倾斜或旋转，如图4示意性所示。在这种情况下，当加热元件350处于休止位置460时，加热元件350可以从熔融工艺中收集热量，当加热元件350处于粉末层加热位置时，该热量可以有助于减少加热粉末层240的时间。
为了便于说明，图3和图4显示休止位置360、460直接位于粉末罐220的上方，但在大多数实际情况下，休止位置360、460最好不要位于粉末罐220附近，因为这可能导致对在粉末罐220中的粉末不希望的加热或烧结。
增材制造装置200优选地包括能量束源210，该能量束源210发射能量束230，用于将粉末层240的逐层选择性地熔融成三维产品。在这种情况下，能量束230还可用于加热加热元件350，优选地通过加热加热元件350的背离粉末层240的上表面352。在这种情况下，必须在熔融粉末层240之前将加热元件350移动到休止位置360、460。在三维产品的选择性熔融期间，加热元件350然后优选地移回到粉末层加热位置以加热新的粉末层240，然后返回到休止位置360、460以允许能量束230到达粉末层240以进一步熔融。能量束230优选地是电子束，但也可以使用其他能量束230，例如激光束。
替代地或附加地，加热元件350可以由加热设备380加热，优选地当加热元件350处于休止位置360、460时。加热设备380可以例如被布置成使用IR加热、电阻加热、感应加热、激光束加热、电子束加热和/或通过与加热元件350的物理接触的传导加热来加热处于休止位置360、460的加热元件350。如果加热元件350在休止位置360、460被加热，则优选使用较厚的加热元件350，以使其能够在其移动到粉末层加热位置之前积累更多能量。
在多个实施例中，加热元件350连接到温度传感器，用于测量加热元件350的温度。测得的温度可以用作过热保护，和/或用于控制能量束230或用于加热加热元件350的加热设备380的反馈。也可能使用例如远程高温计或红外相机来测量加热元件350的温度。
加热元件350可以在休止位置360、460被热反射设备包围，从而降低加热元件350的冷却速率。这种热反射设备可以例如是单层或多层金属箔。
在多个实施例中，加热元件350是绝热的，以防止热损失。
加热元件350的上表面352优选地具有增加上表面352的有效面积的结构。替代地或附加地，加热元件350的上表面352可以涂覆有比加热元件350的材料具有更低热辐射效率的材料。替代地或附加地，加热元件350的上表面352可以涂覆有比加热元件350的材料具有更低电子发射效率的材料。在多个实施例中，加热元件350电接地，以避免在加热元件350中积累电荷。在多个实施例中，至少当加热元件350处于粉末层加热位置中时，加热元件350保持在正电势，例如+60kV。这可以吸引能量束230并进一步增加其加热功率，尤其是当能量束230是电子束时。
增材制造装备可以在发生固化工艺的粉末床周围有隔热罩。这些隔热罩防止热量从粉末床消失。将这样的隔热罩与加热元件350结合可以是有利的，以实现粉末层240的有效加热。
如果加热元件350不是一个整体，而是例如包括多个板或片，则它不必作为一个整体可移动到单个休止位置360、460。相反，在这种情况下，加热元件350的不同部分可以移动到不同的休止位置360、460。如果加热元件350被移动到用作隔热罩的休止位置460，则在休止位置460的加热元件350可以被分成隔热罩的不同部分，这些部分被移动到围绕粉末层240的不同休止位置460。
如上所述，加热元件350可以在至少两个位置之间移动。在粉末层加热位置中，加热元件350的上表面352可以被能量束230照射，而粉末层面向表面355用热辐射照射粉末层240。在休止位置360、460中，加热元件350可以远离且不阻挡照射粉末层240的能量束230。因此，当加热元件350处于休止位置360、460时，可能直接用能量束230熔化、熔融和加热粉末层240。当加热元件350处于粉末层加热位置时，可能通过加热元件350利用能量束230间接加热粉末层240。
在一个实施例中，加热元件350通过线性致动器水平移动到粉末层加热位置，如图3示意性所示。这种移动可以在隔热罩保持在原位的情况下完成。加热元件350可以例如布置在粉末层分布构件或重涂器270上，其可以是用于在粉末床处分布粉末的线性致动器。这减少了可移动致动器的数量。
在另一个实施例中，加热元件350移动到休止位置460，在该位置它用作隔热罩，如图4示意性所示。在这种情况下，当加热元件350处于休止位置460时，加热元件350可以从固化工艺中收集热量，当加热元件350处于粉末层加热位置并且被能量束230加热时，该热量有助于减少加热粉末层240的时间。
加热元件350也可以在其移动到粉末层加热位置之前在休止位置360、460中由单独的加热设备380加热。单独的加热设备380可以例如是电气的、电阻的、感应的、导电的、电子束或激光加热源。单独的加热设备380可以不同方式加热加热元件350，例如使用IR加热、电阻加热、感应加热、激光束加热、电子束加热和/或通过与加热元件350物理接触的传导加热。也可以组合来自不同加热源的加热，使得加热元件350可以在休止位置360、460中使用一个热源加热并且在粉末层加热位置中由能量束230加热。在多个实施例中，加热元件350包括加热设备380。
在多个实施例中，加热元件350由用于熔融粉末床的相同能量束230加热。加热可以例如通过能量束230，例如电子束，以散焦模式进行。
图5示意性地示出了用于加热粉末层的方法500，该粉末层与通过从包括连续形成的粉末层240的粉末床选择性熔融三维产品的层来增材制造相关。方法500可以包括：
步骤510：将具有粉末层面向表面355的加热元件350布置在粉末层240上方的粉末层加热位置。
步骤520：在选择性熔融三维产品的一层之前，利用来自所述加热元件350的热辐射加热至少部分粉末层240。
粉末层面向表面355可以基本上是平坦的并且平行于粉末层240的至少一部分，但是其他形状也是可以想象的，只要加热元件350可以向粉末层240发射热辐射。
方法500还可以包括以下至少一项：
步骤530：在从粉末层240选择性熔融三维产品的一层之前，将加热元件350从粉末层加热位置移动到休止位置360、460。
步骤540：使用IR加热、电阻加热、感应加热、激光束加热、电子束加热和/或通过与加热元件350物理接触的传导加热来加热处于休止位置360、460的加热元件350。
步骤550：如果三维产品的选择性熔融使用能量束230(优选电子束)，则使用能量束230加热加热元件350，优选通过加热加热元件350的背离粉末层240的上表面352。能量束230也可以是例如激光束。
步骤560：至少在加热元件350处于粉末层加热位置时，将加热元件350保持在正电势，例如+60kV。这可以吸引能量束230并进一步增加其加热功率，尤其是当能量束230是电子束时。
在多个实施例中，加热元件350使用粉末分布构件270在粉末层加热位置和休止位置360、460之间移动，该粉末分布构件270布置为分布粉末以形成粉末层240。
在多个实施例中，三维产品的选择性熔融使用能量束230，优选电子束。能量束230也可以是例如激光束。
在多个实施例中，来自加热元件350的热辐射是红外辐射。
在多个实施例中，加热元件350包括薄片或箔。
前述公开并非旨在将本发明限制为所公开的精确形式或特定使用领域。可以预期的是，根据本公开，无论是否在本文中明确描述或暗示，对本发明的各种替代实施例和/或修改都是可能的。因此，本发明的范围仅由权利要求限定。

Claims (16)

1.一种用于增材制造的装置(200)，所述增材制造通过从包括连续形成的粉末层(240)的粉末床选择性熔融三维产品的层来进行，所述装置(200)包括具有粉末层面向表面(355)的加热元件(350)，所述加热元件(350)布置在粉末层(240)上方的粉末层加热位置，使得在从所述粉末层(240)选择性熔融三维产品(240)的一层之前从所述加热元件(350)发射的热辐射加热粉末层(240)的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的装置(200)，其特征在于，所述加热元件(350)被布置为在从所述粉末层(240)选择性熔融三维产品的一层之前可从粉末层加热位置移动到休止位置(360、460)。
3.根据权利要求2所述的装置(200)，还包括粉末分布构件(270)，所述粉末分布构件(270)被布置为分布粉末以形成所述粉末层(240)，其中，所述粉末分布构件(270)被布置为在所述粉末层加热位置和所述休止位置(360、460)之间移动所述加热元件(350)。
4.根据权利要求2或3所述的装置(200)，还包括加热设备(380)，所述加热设备(380)被布置为使用IR加热、电阻加热、感应加热、激光束加热、电子束加热和/或通过与所述加热元件(350)物理接触的传导加热来加热处于休止位置(360、460)中的加热元件(350)。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置(200)，其特征在于，三维产品的选择性熔融使用能量束(230)，优选地是电子束。
6.根据权利要求5所述的装置(200)，其特征在于，所述能量束(230)用于加热所述加热元件(350)，优选地通过加热所述加热元件(350)的背所述离粉末层(240)的上表面(352)。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的装置(200)，其特征在于，至少当所述加热元件350处于粉末层加热位置时，所述加热元件(350)保持在正电势。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的装置(200)，其特征在于，所述加热元件(350)包括薄片或箔。
9.一种用于加热粉末层(240)的方法(500)，所述粉末层(240)与通过从包括连续形成的粉末层(240)的粉末床选择性熔融三维产品的层来来增材制造相关，所述方法(500)包括：
在粉末层(240)上方的粉末层加热位置中布置(510)具有粉末层面向表面(355)的加热元件(350)；和
在从所述自粉末层(240)选择性熔融来三维产品的一层之前，用来自所述加热元件(350)的热辐射加热(520)粉末层(240)的至少一部分。
10.根据权利要求9所述的方法(500)，还包括在从所述粉末层(240)选择性熔融三维产品的一层之前，将所述加热元件(350)从粉末层加热位置移动(530)到休止位置(360、460)。
11.根据权利要求10所述的方法(500)，其特征在于，所述加热元件(350)使用布置成分布粉末以形成粉末层(240)的粉末分布构件(270)在所述粉末层加热位置和所述休止位置(360、460)之间移动(240)。
12.根据权利要求10或11所述的方法(500)，还包括使用IR加热、电阻加热、感应加热、激光束加热、电子束加热、和/或通过与所述加热元件(350)物理接触的传导加热来加热(540)在所述休止位置(360、460)中的加热元件(350)。
13.根据权利要求9-12中任一项所述的方法(500)，其特征在于，三维产品的选择性熔融使用能量束(230)，优选地电子束。
14.根据权利要求13所述的方法(500)，还包括使用(550)所述能量束(230)来加热所述加热元件(350)，优选地通过加热所述加热元件(350)的背离所述粉末层(240)的上表面(352)。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的方法(500)，还包括至少在所述加热元件(350)处于所述粉末层加热位置时将所述加热元件(350)保持(560)在正电势。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的方法(500)，其特征在于，所述加热元件(350)包括薄片或箔。
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