CN117680822A - 增材制造设备和增材制造方法 - Google Patents

Abstract

本公开实施例公开了增材制造设备和增材制造方法，所述增材制造设备包括：成形室；设置在所述成形室下方的打印平台；光学模块，所述光学模块设置成用于朝向所述打印平台的方向提供增材制造所需的激光束；所述光学模块设置成能够相对于所述打印平台沿竖向方向移动，从而改变所述光学模块与所述打印平台之间的在竖向方向上的距离。

Description

增材制造设备和增材制造方法

技术领域

本公开实施例涉及增材制造技术领域，尤其涉及增材制造设备和增材制造方法。

背景技术

增材制造技术又称3D打印技术，是一种基于数字3D及时模型，通过逐层添加材料来制造三维物体的技术。

选择性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)是一种金属增材制造技术。SLM技术通过使用高功率激光束扫描粉末床，根据数字模型数据逐层熔化金属粉末，从而制造出全密度的金属零件。

超大幅面SLM设备相对于标准的SLM设备具有更大的打印容量，允许在单次打印过程中生产大型结构，并且基于其大型打印容量，通常配备有多个激光源，以加快生产速度和提高效率。这类设备尽管打印尺寸增大，但却依然能够保持高质量和高精度的输出，因此被广泛应用于需要大型、定制且复杂的金属零件的航天、航空、汽车、能源等行业中。

当使用SLM设备进行3D打印时，需要使SLM设备的一些部件甚至是正在被打印的产品进行移动，也就是说，需要移动较大的载荷。然而，较大载荷的移动为设备的可靠性、稳定性、生产精度等多个方面都带来了挑战。

发明内容

有鉴于此，本公开实施例期望提供增材制造设备和增材制造方法。该增材制造设备设计成显著减小了在执行增材制造的过程中移动的载荷并提供了更灵活的打印空间，以更简化的结构提供了更高的制造精度以及更佳的稳定性和可靠性。

本公开实施例的技术方案是这样实现的：

第一方面，本公开实施例提供了一种增材制造设备，所述增材制造设备包括：

成形室；

设置在所述成形室下方的打印平台；

光学模块，所述光学模块设置成用于朝向所述打印平台的方向提供增材制造所需的激光束；

所述光学模块设置成能够相对于所述打印平台沿竖向方向移动，从而改变所述光学模块与所述打印平台之间的在竖向方向上的距离。

在本公开的一些实施例中，所述增材制造设备还包括壳体，其中，

所述成形室和所述打印平台设置在所述壳体内，

所述光学模块连接至所述壳体，并且

所述壳体设置成能够相对于所述打印平台沿竖向方向移动，以改变所述成形室和所述光学模块相对于所述打印平台在竖向方向上的距离。

在本公开的一些实施例中，所述壳体以可拆卸的方式与所述打印平台配合安装。

在本公开的一些实施例中，所述光学模块设置在所述壳体的顶部，并且设置成能够相对于所述壳体沿水平方向移动。

在本公开的一些实施例中，所述增材制造设备还包括用于使所述壳体与所述打印平台之间形成密封的第一密封装置，其中，所述第一密封装置设置成当所述壳体相对于所述打印平台沿所述竖向方向移动时保持所述壳体与所述打印平台之间处于密封状态。

在本公开的一些实施例中，所述增材制造设备还包括用于使所述光学模块与所述壳体之间形成密封的第二密封装置。

第二方面，本公开实施例提供了一种增材制造方法，所述增材制造方法通过使用根据第一方面的增材制造设备执行，所述增材制造方法包括：

在位于成形室下方的打印平台上铺设第一层粉末材料，并利用光学模块提供的激光束执行扫描操作，以使所述第一层粉末材料熔化并形成第一成形层；

使所述光学模块相对于所述打印平台沿竖向方向向上移动；

在所述第一成形层的上表面上铺设第二层粉末材料，并利用所述光学模块提供的激光束执行扫描操作，以使所述第二层粉末材料熔化并形成第二成形层；

逐层重复堆积，直至制造出目标零件。

在本公开的一些实施例中，所述使所述光学模块相对于所述打印平台沿竖向方向向上移动，包括：

使所述增材制造设备的壳体相对于所述打印平台沿竖向方向向上移动，以改变所述成形室和所述光学模块相对于所述打印平台在竖向方向上的距离，其中，所述成形室和所述打印平台设置在所述壳体内，并且所述光学模块连接至所述壳体。

在本公开的一些实施例中，所述利用光学模块提供的激光束执行扫描操作包括：使所述光学模块沿水平方向移动。

在本公开的一些实施例中，在所述利用光学模块提供的激光束执行扫描操作之后，所述方法包括：使所述光学模块沿水平方向移动以将所述目标零件从所述增材制造设备中取出。

本公开实施例提供了增材制造设备和增材制造方法。该增材制造设备可以包括设置在成形室下方的打印平台以及能够相对于打印平台沿竖向方向移动的光学模块。打印平台通过其平坦的上表面支撑打印对象。光学模块通过沿竖向方向移动来改变相对于打印平台的距离，由此实现逐层打印。不同于现有技术中通过移动打印平台来改变光学模块与打印平台之间的距离，本公开实施例提供的增材制造设备仅需要使光学模块移动，而无需打印平台承载着不断增大的半成品目标零件移动，由此显著减小动态载荷。动态载荷的减小可以使增材制造设备设计得更轻便，减小增材制造设备的整体重量，也有利于提高动态载荷的动态响应速度。另外，避免移动打印平台可以增强增材制造过程的稳定性，进而提高制造精度，由此所获得的目标零件的尺寸精度及其他性能例如力学性能也更为优异。

附图说明

图1为常规的SLM设备的示意图；

图2为本公开实施例提供的增材制造设备的截面图；

图3为本公开实施例提供的增材制造设备的一部分的立体图；

图4为本公开实施例提供的增材制造设备的一部分的立体图；

图5为本公开实施例提供的增材制造设备的立体图；

图6为本公开实施例提供的增材制造设备的正视图；

图7为本公开实施例提供的增材制造设备的另一立体图；

图8为本公开实施例提供的增材制造设备的一部分的立体图；

图9为本公开实施例提供的增材制造设备的一部分的正视图；

图10为图9的局部放大图；

图11为本公开实施例提供的增材制造方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参见图1，其示出了常规的SLM设备1的示意图。该SLM设备1可以包括主体腔室101。在主体腔室101中设置有：光学模块102、送粉模块103、承载模块104和铺粉模块105。

承载模块104可以包括基板104A和以可升降的方式支撑基板104A的支撑机构104B。主体腔室101可以被划分为成形室101A和成形缸101B。打印操作在成形室101A中进行。承载模块104、正在被打印的目标零件的半成品以及打印完成的目标零件位于所述成形缸101B内。

送粉模块103可以用于提供粉末材料。铺粉模块105可以用于将送粉模块103提供的粉末材料按照预先设定的厚度铺设在承载模块104上。这里应当说明的是，本公开中提及的“粉末材料”可以包括“金属粉末材料”和“非金属粉末材料”。

光学模块102包括激光发生器102A、透镜102B和窗口102C。激光发生器102A可以用于提供稳定的激光束。透镜102B可以用于改变激光发生器102A提供的激光束的路径，以确保在铺设于承载模块104上的粉末材料中产生精确的融化区域。窗口102C由允许激光透过的材料制成，由此在不影响激光照射粉末材料的同时防止各个光学元件免受飞溅的粉末材料或其他物质的污染。光学模块102设置在承载模块104的基板104A的上方，以从上方朝向承载模块104的基板104A的方向发射激光束。

SLM设备1利用粉末材料在激光束的热作用下完全熔化，经冷却凝固成形的特性快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型。当利用SLM设备1打印目标零件时，主要包括下述步骤：

利用3D打印切片软件对目标零件的三维模型进行切片处理，得到目标零件的分层扫描数据，并导入SLM设备1；

由铺粉模块105根据分层扫描数据将设定厚度的粉末材料铺设在承载模块104的基板104A上；

按照分层扫描数据，由激光发生器102A发射高能量激光束，并经透镜102B改变激光束方向，进而通过聚焦透镜(未示出)聚焦后通过窗口102C选择性地熔化铺设在承载模块104的基板104A上的粉末材料，从而固化成所需的形状；

重复上述过程，逐层建立，直至制造出目标零件。

在逐层激光成形的过程中，激光发生器102A仅能使铺设在基板104A或已固化成形部分最上方的粉末材料层选择性熔化。随后，支撑机构104B驱动基板104A下降一定的距离。该距离可以设置成与即将铺设的粉末材料的厚度相等。在基板104A下降到位之后，铺粉模块105再次将粉末材料铺设在已固化成形部分的最上方，以由激光发生器102A使其选择性地熔化。

对于图1中示出的SLM设备1，由于光学模块102固定地设置在上方，SLM设备1的总高度通常是固定的，能够由SLM设备1制造的零件的最大高度也受限于成形缸101B的最大高度。因此，当制造大尺寸零件时，SLM设备1也必须具有更大的尺寸。此外，由于承载模块104需要驱动正在被制造的零件不断下降，基板104A和支撑机构104B必须具有足够的强度以能够承受不断增大的载荷。相应地，SLM设备的其他部件也需要设计成具有足够的强度以承受不断增大的动态载荷，从而维持整个设备的稳定性和可靠性。这不仅增加了SLM设备1自身的制造成本和整体尺寸，而且也为基板104A的下降精确操控带来了难度。

鉴于上述情况，本公开提出了一种增材制造设备2。该增材制造设备2具有经优化的结构，使得其不仅具有降低的成本，增强的可靠性、稳定性，还能够实现对动态载荷的精确控制，进而提升了制造出的零件的质量。下面参附图对增材制造设备2进行具体说明。

参见图2，其示出了本公开的一些实施例提供的增材制造设备2。该增材制造设备2包括：成形室21、设置在成形室21下方的打印平台22、设置成用于朝向打印平台22的方向提供增材制造所需的激光束的光学模块23。光学模块23设置成能够相对于打印平台22沿竖向方向移动，从而改变光学模块23与打印平台22之间的在竖向方向上的距离。

这里应当说明的是，在本公开的各个实施例中，术语“水平方向”是指与地面平行的方向，术语“竖向方向”是指与地面垂直的方向。

打印平台22沿水平方向设置在成形室21的下方。打印操作在该成形室21中进行。成形室21为打印操作提供稳定的环境。打印平台22具有平坦的上表面，用于通过该上表面支撑制造对象，即粉末材料、目标零件的半成品、打印完成的目标零件等。打印平台22可以设置成在整个增材制造过程中保持位置不变，因而，目标零件也不随打印平台22一起移动。这样，打印平台22可以在整个打印过程中对粉末材料和目标零件提供稳定支撑。尤其是对于大尺寸目标零件来说，这种稳定支撑是非常关键的。

在本公开的一些实施例中，光学模块23可以设置在成形室21的顶部，并且位于打印平台22的上方。例如，在图2中，光学模块23可以设置在成形室21的顶板211的上方。光学模块23也可以设置在相对于成形室21的其他位置。光学模块23可以包括激光发生器231、透镜232和窗口233。透镜232和窗口233设置成可以将激光发生器231提供的激光束按照预定的路径照射到打印平台22上，以使打印平台22上的粉末材料熔化。

不同于常规的增材制造设备中的光学模块，增材制造设备2的光学模块23不是固定地设置，而是设置成能够相对于打印平台22沿竖向方向移动。例如，成形室21的顶板211可以相对于打印平台22沿竖向方向移动，使得光学模块23能够与成形室21的顶板211一同相对于打印平台22沿竖向方向移动，以改变光学模块23相对于打印平台22在竖向方向上的距离。

在增材制造设备2执行打印操作的过程中，当光学模块23发射激光束照射铺设在打印平台22的上表面上的粉末材料层以使其熔化并形成成形层之后，继续在该成形层上铺设粉末材料层并且光学模块23沿竖向方向向上移动一定的高度，以重新聚焦于新铺设的粉末材料并使其熔化而形成另一成形层。增材制造设备2重复上述操作，直至制造获得目标零件。

通过移动光学模块23，一方面可以精确调整光学模块23相对于打印平台22的焦点以使光学模块23处于较佳的打印位置，实现逐层打印，另一方面也可以使光学模块23适用于打印不同高度的目标零件。光学模块23在竖向方向上的移动距离可以根据打印操作的具体情况确定。例如，光学模块23的移动距离可以根据铺设在打印平台或已成形层的上表面上的粉末材料的厚度确定，以使光学模块23移动之后仍能够聚焦于即将被打印的粉末材料。由于光学模块23的重量相比于打印平台和目标零件、特别是相比于大尺寸目标零件，是较小的，因此，光学模块23的移动机制可以设计得更为精密，因为只需要操控相对较轻的光学模块23。这有助于实现更细微的移动调整，从而达到更高的打印分辨率和精度。应当指出的是，本公开实施例提供的增材制造设备2包括但不限于SLM设备。

本公开实施例提供的增材制造设备2可以包括设置在成形室下方的打印平台22以及能够相对于打印平台22沿竖向方向移动的光学模块23。打印平台22通过其平台的上表面支撑打印对象。光学模块23通过沿竖向方向移动来改变相对于打印平台22的距离，由此实现逐层打印。不同于现有技术中通过移动打印平台来改变光学模块与打印平台之间的距离，本公开实施例提供的增材制造设备2仅需要使光学模块23移动，而无需打印平台22承载着不断增大的半成品目标零件移动，由此显著减小动态载荷。动态载荷的减小可以使增材制造设备2设计得更轻便，减小增材制造设备2的整体重量，也有利于提高动态载荷的动态响应速度。另外，避免移动打印平台可以增强增材制造过程的稳定性，进而提高制造精度，由此所获得的目标零件的尺寸精度及其他性能例如力学性能也更为优异。

对本领域技术人员而言，理想的是，对于一台增材制造设备，其在竖向方向上的外形尺寸是可以调整的，即可以根据所要打印的目标零件的高度的不同而不同，甚至在不使用时，可以占用较小的高度空间。

对此，根据本公开的一些实施例，参见图2至图6，增材制造设备2还包括壳体24，成形室21和打印平台22设置在壳体24内，光学模块23连接至壳体24，并且壳体24设置成能够相对于打印平台22沿竖向方向移动，以改变成形室21和光学模块23相对于打印平台22在竖向方向上的距离。

具体地，如图2至图4所示，壳体24可以大致呈T形形状，并且包括沿竖向方向设置的第一部分241和与第一部分241垂直并且位于第一部分241的顶部处的第二部分242，顶板211可以作为壳体24的顶板。第一部分241可以具有由周向壁SW限定的第一腔室241A，使得第一腔室241A的在竖向方向相对的两个端部、即上端部和下端部是敞开的。第二部分242可以具有第二腔室242A，第二腔室242A可以大致由顶板211、中间板212和周向壁CW限定。其中，在第二腔室242A的在竖向方向相对的两个端部处、即在上端部和下端部处分别设置有上开口和下开口，例如第二腔室242A的上开口可以形成在顶板211中，第二腔室242A的下开口可以形成在中间板214中。光学模块23例如可以设置在第二腔室242A内，或设置在第二腔室242A的上方，以由壳体24承载。第一腔室241A的敞开的上端部可以与第二腔室242A的下开口连通，使得第一腔室241A可以与第二腔室242A的连通。

打印平台22可以经由壳体24的第一腔室241A的敞开的下端部进入第一腔室241A。在打印操作开始之前，第二腔室242A与位于第二腔室242A的下开口处的打印平台22共同限定成形室21。在打印操作开始之后，成形室21则由第二腔室242A和与位于第二腔室242A的下开口处的粉末材料层共同限定。在打印过程中，打印操作基本上在第二腔室242A内执行，而目标零件在从半成品到制造完成的整个过程中则完全位于打印平台22与第一腔室241A共同限定的空间内。

壳体24的第一腔室241A在水平方向上的截面可以与打印平台22的在水平方向上的截面相对应，使得当打印平台22进入第一腔室241A之后可以与壳体24的第一腔室241A的内侧壁接合。当使壳体24相对于打印平台22沿竖向方向移动时，打印平台22在第一腔室241A中的位置也在沿竖向方向变化，相应地，第二腔室242A在竖向方向上的位置也在发生变化。参照图5和图6，当壳体24相对于打印平台22沿竖向方向向上移动时，由打印平台22与第一腔室241A共同限定的空间的容积增大，以容纳体积不断增大的目标零件的半成品，最终容纳制造出的目标成品；当壳体24相对于打印平台22沿竖向方向向下移动时，由打印平台22与第一腔室241A共同限定的空间的容积减小。

此外，增材制造设备2还可以包括铺粉模块LA。铺粉模块LA用于铺设粉末材料。在图2中示出的实施例中，铺粉模块LA可以设置在成形室21中，更具体地，设置在第二腔室242A内并且位于第二腔室242A的下开口附近。可以理解的是，铺粉模块LA也可以设置在其他位置，不限于图中的示例。

在增材制造设备2执行打印操作的过程中，壳体24相对于打印平台22沿竖向方向向上移动一定的高度、例如可以移动即将成形的材料层的厚度，以在第一腔室241A内并且在打印平台22的上方预留出一定的打印空间。一旦壳体24移动到位，则保持在当前位置。在此状态下，铺粉模块LA可以在该打印空间内铺设粉末材料以填充该打印空间，其中，铺设的粉末材料的上表面可以与第二腔室242A的下表面齐平。当壳体24移动时，设置在壳体24上的光学模块23也随之共同移动。壳体24的移动距离可以设置成允许光学模块23对最新铺设的粉末材料重新聚焦。光学模块23可以发射激光束照射刚铺设的粉末材料以使其熔化并形成成形层。接下来，增材制造设备2重复上述操作，直至制造获得目标零件。在打印操作的过程中，打印平台22可以保持固定。使打印平台22固定可以增强整个打印过程的稳定性，尤其是对于大尺寸目标零件来说，这种稳定性是非常关键的。由于目标零件不随打印平台22一起移动，因此可以减少由于惯性导致的震动，从而提高打印精度。为了使壳体24能够相对于打印平台22沿竖向方向移动，例如，参见图4，增材制造设备2可以包括用于实现壳体24相对于打印平台22沿竖向方向的移动的辅助件AC。壳体24以能够沿竖向方向移动的方式连接至辅助件AC。作为示例，壳体24可以经由滑块-滑轨机构连接至辅助件AC。当然，可以理解的是，壳体24也可以经由其他类型的机构连接至辅助件AC，只要能实现壳体24相对于打印平台22沿竖向方向移动即可。

通过设置上述壳体24，增材制造设备2不再具有固定的总体高度，而是可以根据所需要制造的目标零件的制造过程逐步调节，并且通过调节壳体24的高度也可以调节光学模块23和成形室21相对于打印平台2的距离。因此，通过设置壳体24可以使增材制造设备2适用于各种大小的打印作业，尤其是在打印大尺寸的目标零件时，可以轻松地对增材制造设备2的打印高度进行扩展。

根据本公开的一些实施例，参见图4，增材制造设备2还包括用于驱动壳体24相对于打印平台22沿竖向方向移动的第一驱动模块D1。第一驱动模块D1例如可以为电动机。在壳体24经由滑块-滑轨机构连接至辅助件AC的示例中，第一驱动模块D1通过驱动滑块-滑轨机构来实现所述壳体24相对于所述打印平台22的移动。

为了使增材制造设备2能够适用于制造更大的尺寸范围的目标零件，根据本公开的一些实施例，壳体24以可拆卸的方式与打印平台22配合安装，由此可以根据目标零件的高度选择适当的壳体24，必要时可以相应地调整打印平台22的高度，例如在增材制造设备2开始操作之前增大或减小固定地支撑打印平台22的支撑件的高度，使得增材制造设备2的应用更为灵活。

根据本公开的一些实施例，参见图2至图7，光学模块23可以设置在壳体24的顶部，并且设置成能够相对于壳体24沿水平方向移动，即，可以使光学模块23相对于壳体24在与地平面平行的平面内移动。光学模块23沿水平方向的移动，一方面，便于光学模块23发射的激光束执行扫描操作，另一方面，便于将制造获得的目标零件从增材制造设备2中取出。下面结合图5和图7进行具体说明。

作为示例，参见图3，光学模块23可以经由滑块-滑轨机构连接至壳体24。

根据本公开的一些实施例，参见图3，增材制造设备2还包括用于驱动光学模块23相对于壳体24沿水平方向移动的第二驱动模块D2。第二驱动模块D2例如可以为电动机。在光学模块23经由滑块-滑轨机构连接至壳体24的示例中，第二驱动模块D2通过驱动滑块-滑轨机构来实现光学模块23相对于所述壳体24的移动。

当增材制造设备2执行打印作业时，参见图2至图5，光学模块23在壳体24的第二部分242上移动至大致位于打印平台22正上方的位置处，以使激光束能够经由第二部分242的第二腔室242A进入第一部分241的第一腔室241A内，并且光学模块23可以在激光束的照射范围能够覆盖打印平台22的整个上表面的范围内移动。当打印作业结束并且已经获得目标零件时，可以使光学模块23沿水平方向移动成在竖向方向上不与打印平台22重合，并且可以使壳体24沿竖向方向向下移动，使得目标零件能够经由壳体24的第二部分242的第二腔室242A的上开口而从成形腔暴露，如图7所示。在此状态下，可以方便地将目标零件从增材制造设备2取走，而不会受到增材制造设备2的干涉。这在制造大尺寸目标零件时，减轻了卸载的工作量。而且，无需在增材制造设备2中设立取件腔，使增材制造设备2的结构更为紧凑。

在图2示出的实施例中，光学模块23和铺粉模块LA分别可以设置成能够沿水平方向移动。当执行铺粉操作时，铺粉模块LA移动至打印平台22的正上方。当铺粉操作结束，铺粉模块LA可以从打印平台22的正上方移开，而由光学模块23移动至打印平台22的正上方以执行激光扫描操作。

根据本公开的一些实施例，参见图8，增材制造设备2还包括用于使壳体24与打印平台22之间形成密封的第一密封装置25，其中，第一密封装置25设置成当壳体24相对于打印平台22沿竖向方向移动时保持壳体24与打印平台22之间处于密封状态。

在图8中示出的实施例中，第一密封装置25可以设置成环形并且可以固定地设置在打印平台22的外周缘处，由此，当打印平台22经由壳体24的第一部分241的敞开的下端部进入第一腔室241A时，打印平台22的外周缘将不会直接与第一腔室241A的内侧壁相接触，而是由设置在打印平台22的外周缘处的第一密封装置25与第一腔室241A的内侧壁相接触。第一密封装置25可以由弹性材料制成，例如可以由橡胶制成。第一密封装置25可以设置成在未受挤压时，其沿水平方向的厚度大于打印平台22的外周缘与第一腔室241A的内侧壁之间的间隙沿水平方向的宽度，由此当第一密封装置25受打印平台22和壳体24的挤压而压缩变形时，可以在第一腔室241A的整个内周方向上填充打印平台22的外周缘与第一腔室241A的内侧壁之间的间隙，从而形成壳体24与打印平台22之间的密封接合，以使成形室21具有密封的底部。在本公开的一些实施例中，壳体24与打印平台22之间的密封为气密密封。通过密封成形室21的底部，避免了因粉末材料或其他杂质经由打印平台22与壳体24之间的间隙泄漏出成形室21而造成对增材制造设备2及其周围环境的污染，并且密封的成形室21更有利于保证目标零件的质量。

根据本公开的一些实施例，第一密封装置25可以设置成在打印平台22经由第一密封装置25与壳体24密封接合的状态下壳体24相对于打印平台22沿竖向方向移动的过程中，被压缩变形的第一密封装置25始终能够填充壳体24与打印平台22之间的间隙，由此能够形成壳体24与打印平台22之间的动态密封。基于此，可以在增材制造设备2的整个操作过程中实现壳体24与打印平台22之间的密封。

根据本公开的一些实施例，参见图9，增材制造设备2还包括用于使光学模块23与壳体24之间形成密封的第二密封装置26。

在图3和图9中示出的实施例中，光学模块23整体上呈倒置的U字形，并且可以包括水平部分234、第一竖向部分235和第二竖向部分236。光学模块23跨至在壳体24的顶部上，其中，光学模块23的激光发生器231、透镜232和窗口233可以设置在光学模块23的水平部分234上，并且光学模块23的水平部分234的底面与第二腔室242A的上端部相接触。第二密封装置26可以设置围绕壳体24的第二腔室242A的上开口设置。下面结合图9和图10中示出的实施例对第二密封装置26进行具体说明，其中，图10为图9中的部分I的局部放大图。

第二密封装置26总体上呈方环形以配合安装至第二腔室242A的方形的上开口。第二密封装置26可以包括支撑构件26A、第一密封圈26B、第二密封圈26C、驱动器26D。

支撑构件26A可以具有呈台阶状的横截面并且可以基于该台阶状的横截面将第二密封装置26划分为第一部分261和第二部分262其中，第一部分261的外周尺寸小于第二部分262的外周尺寸。第一部分261可以伸入第二腔室242A的方形的上开口中，第二部分262则位于第二腔室242A的内部。可以理解的是，第二密封装置26和第二腔室242A的上开口也可以形成为其他形状，并且支撑构件26A也可以形成为具有其他形状的横截面，而不限于上述内容。

第一密封圈26B设置在形成于第一部分261的上表面上的凹槽中。第二密封圈26C设置在形成于第二部分262的上表面上的凹槽中。

驱动器26D设置在第二密封装置26的底部表面上，用于驱动第二密封装置26沿竖向方向在第一位置与第二位置之间移动。在第一位置中，第一密封圈26B和第二密封圈26C的顶部均处于自由状态，而且不与其他部件相接触，并且第一密封圈26B完全位于第二腔室242A的上开口中。在第二位置中，第二密封装置26相对于第一位置沿竖向方向向上移动了一定的距离，使得第一密封圈26B从至少部分地向上伸出，并且第二密封圈26C被支撑构件26A压靠在第二腔室242A上，使得第二密封圈26C的顶部抵靠在第二腔室242A的内壁上，并且发生了一定程度变形。

正如上文所描述的，光学模块23设置成能够沿水平方向移动。在执行打印作业时，光学模块23移动至位于打印平台22正上方的位置处。在此状态下，第二密封装置26可以通过驱动器26D移动至第二位置，使得在第二密封圈26C被支撑构件26A压靠在第二腔室242A上而发生一定程度变形的同时，第一密封圈26B从第二腔室242A的上开口至少部分地向上伸出而被支撑构件26A压靠在光学模块23的下表面上，并且也发生了一定程度的变形。由此，可以围绕第二腔室242A的上开口实现第一密封圈26B与壳体24之间的密封。

当打印作业结束，需要使光学模块23沿水平方向移动离开第二腔室242A的上开口时，第二密封装置26可以通过驱动器26D从第二位置向下移动至第一位置，使得在第二密封圈26C与第二腔室242A分开的同时，第一密封圈26B完全退回至第二腔室242A的上开口中并且因此不再与光学模块23相接触。在此状态下，光学模块23沿水平方向上的移动也不再受到第一密封圈26B的干涉，从而减小了光学模块23移动的阻力，并且避免了因光学模块23与第一密封圈26B之间的摩擦而造成对第一密封圈26B的损伤。

通过将第二密封装置26设置成具有台阶状的截面并设置两个密封圈，提高了第二密封装置26的密封性。即使两个密封圈中的一个密封圈失效，仍能够通过另一个密封圈提供密封。

为了确保第二密封装置26能够起到密封的作用，第二密封装置26可以包括多个驱动器26D。多个驱动器26D设置在支撑构件26A的底面上，并围绕支撑构件26A的周向方向均匀地分布，以对第二密封装置26均匀地施加向上的力使得第二密封装置26能够围绕第二腔室242A的整个上开口提供光学模块23与壳体24之间的密封。

根据本公开的一些实施例，参见图8，增材制造设备2可以还包括固定地设置的支撑模块27，打印平台22固定地设置在支撑模块27的顶部。支撑模块27至少部分地设置在壳体24的第一部分241的第一腔室241A中，从而与壳体24的第一部分241形成成形缸。

正如上文所论述的，由于增材制造设备2中的打印平台22不需要在制造目标零件时发生移动，因此打印平台22可以被固定地支撑。支撑模块27可以具有简单的结构，并且由于不需要承载着载荷沿竖向方向移动，因此不需要将支撑模块27设置成具有笨重的结构以使其具有较大的支承能力。例如，在图8中示出的实施例中，支撑模块27具有由周向壁构成的中空结构，而且，周向壁具有镂空的结构。图8中示出的支撑模块27的周向壁设置成只要具有能够在静态下支撑目标零件的能力即可。这样，可以使增材制造设备2的整体重量减轻，降低了成本。可以了理解的是，图8中仅出于说明的目的示出了支撑模块27的一种示例，支撑模块27也可以采用其他结构，在此不再赘述。

根据本公开的一些实施例，参见图8，增材制造设备2可以还包括设置在打印平台22下方的底板28。打印平台22可以经由支撑模块27固定至底板28。例如支撑模块27可以通过螺钉(图中未示出)固定至底板28。底板28可以通过例如地脚螺栓或防震块固定至地面。因此，通过设置底板28可以提升增材制造设备2稳定性和可靠性。

根据本公开的一些实施例，参见图7，增材制造设备2可以还包括供粉模块SL。所述供粉模块SL用于提供粉末材料。在图7中示出的实施例中，供粉模块SL设置在壳体24的第二部分242上，并且设置在第二部分242的一个端部处，从而不会影响光学模块23沿水平方向的移动。

参见图11，本公开的一些实施例还提供了一种增材制造方法，所述增材制造方法通过使用根据上文描述的增材制造设备2执行，所述方法包括：

S01：在位于成形室21下方的打印平台22上铺设第一层粉末材料，并利用光学模块23提供的激光束执行扫描操作，以使第一层粉末材料熔化并形成第一成形层；

S02：使光学模块23相对于打印平台22沿竖向方向向上移动；

S03：在第一成形层的上表面上铺设第二层粉末材料，并利用光学模块23提供的激光束执行扫描操作，以使第二层粉末材料熔化并形成第二成形层；

S04：逐层重复堆积，直至制造出目标零件。

根据本公开的一些实施例，所述使光学模块23相对于打印平台22沿竖向方向向上移动，包括：

使增材制造设备2的壳体24相对于打印平台22沿竖向方向向上移动，以改变成形室21和光学模块23相对于打印平台22在竖向方向上的距离，其中，成形室21和所述打印平台22设置在壳体24内，并且光学模块23连接至壳体24。

根据本公开的一些实施例，所述利用光学模块23提供的激光束执行扫描操作包括：使光学模块23沿水平方向移动。

根据本公开的一些实施例，在利用光学模块23提供的激光束执行扫描操作之后，该增材制造方法包括：使光学模块23沿水平方向移动以将目标零件从增材制造设备2中取出。

需要说明的是：本公开实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。

以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种增材制造设备，其特征在于，所述增材制造设备包括：

成形室；

设置在所述成形室下方的打印平台；

光学模块，所述光学模块设置成用于朝向所述打印平台的方向提供增材制造所需的激光束；

所述光学模块设置成能够相对于所述打印平台沿竖向方向移动，从而改变所述光学模块与所述打印平台之间的在竖向方向上的距离。

2.根据权利要求1所述的增材制造设备，其特征在于，所述增材制造设备还包括壳体，其中，

所述成形室和所述打印平台设置在所述壳体内，

所述光学模块连接至所述壳体，并且

所述壳体设置成能够相对于所述打印平台沿竖向方向移动，以改变所述成形室和所述光学模块相对于所述打印平台在竖向方向上的距离。

3.根据权利要求2所述的增材制造设备，其特征在于，所述壳体以可拆卸的方式与所述打印平台配合安装。

4.根据权利要求2所述的增材制造设备，其特征在于，所述光学模块设置在所述壳体的顶部，并且设置成能够相对于所述壳体沿水平方向移动。

5.根据权利要求2至4中的任一项所述的增材制造设备，其特征在于，所述增材制造设备还包括用于使所述壳体与所述打印平台之间形成密封的第一密封装置，其中，所述第一密封装置设置成当所述壳体相对于所述打印平台沿所述竖向方向移动时保持所述壳体与所述打印平台之间处于密封状态。

6.根据权利要求2至4中的任一项所述的增材制造设备，其特征在于，所述增材制造设备还包括用于使所述光学模块与所述壳体之间形成密封的第二密封装置。

7.一种增材制造方法，所述增材制造方法通过使用根据权利要求1至6中的任一项所述的增材制造设备执行，其特征在于，所述增材制造方法包括：

在位于成形室下方的打印平台上铺设第一层粉末材料，并利用光学模块提供的激光束执行扫描操作，以使所述第一层粉末材料熔化并形成第一成形层；

使所述光学模块相对于所述打印平台沿竖向方向向上移动；

在所述第一成形层的上表面上铺设第二层粉末材料，并利用所述光学模块提供的激光束执行扫描操作，以使所述第二层粉末材料熔化并形成第二成形层；

逐层重复堆积，直至制造出目标零件。

8.根据权利要求7所述的增材制造方法，其特征在于，所述使所述光学模块相对于所述打印平台沿竖向方向向上移动，包括：

使所述增材制造设备的壳体相对于所述打印平台沿竖向方向向上移动，以改变所述成形室和所述光学模块相对于所述打印平台在竖向方向上的距离，其中，所述成形室和所述打印平台设置在所述壳体内，并且所述光学模块连接至所述壳体。

9.根据权利要求7或8所述的增材制造方法，其特征在于，所述利用光学模块提供的激光束执行扫描操作包括：使所述光学模块沿水平方向移动。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在所述利用光学模块提供的激光束执行扫描操作之后，所述方法包括：使所述光学模块沿水平方向移动以将所述目标零件从所述增材制造设备中取出。