CN117836076A - 用于将原料粉末分配到多个增材制造机器的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种用于将原料粉末从原料粉末(6)的储存器(7)分配到用于增材制造的至少两个的多个增材制造机器(3)的系统(5)，该系统(5)包括至少一个气流驱动器(11)和至少两个输送管线(15)，该至少两个输送管线(15)用于通过由该至少一个气流驱动器(11)驱动的气流将该原料粉末(6)输送到该至少两个增材制造机器(3)，其特征在于，该系统还包括用于向该至少两个输送管线(15)进给该原料粉末(6)的进给歧管，其中，该进给歧管(30)被配置和布置为借助于至少两个截止阀(37)的控制选择性地将该原料粉末(6)引导到该至少两个输送管线(15)中的一个中，其中，该至少两个截止阀(37)中的每一个布置在该进给歧管(30)处并且被配置为选择性地关闭和打开以选择性地向该至少两个输送管线(15)进给该原料粉末(6)。

Description

用于将原料粉末分配到多个增材制造机器的系统和方法
技术领域
本公开涉及一种用于将原料粉末从原料粉末的储存器分配到至少两个的多个增材制造机器的系统和方法。具体地，本公开涉及用于工业规模的批量生产(serialproduction)的增材制造设施，其中，增材制造设施包括用于三维工件的并行增材制造的多个增材制造机器。更具体地，增材制造机器优选地被配置为应用激光粉末床熔融(LPBF)作为用于生产金属工件的增材制造技术。
背景技术
三维工件的增材制造通常称为3D打印。增材制造的具体形式是激光粉末床熔融(LPBF)，在LPBF中，原料粉末层暴露于高能电磁辐射束，例如，激光束或粒子束，以选择性地烧结和/或熔化原料粉末的颗粒。通过逐层依次烧结和/或熔化原料粉末而制造三维工件。
与模塑等常规制造技术相比，单个三维工件的增材制造消耗的时间要多得多。因此，在3D打印的早期，增材制造仅应用于原型制作或少量的单个件。然而，由于增材制造提供了设计和生产其他常规制造技术无法使用的组件的可能性，因此存在使用增材制造进行工业规模的批量生产的需求。过去几十年增材制造的发展已经例如通过并行使用若干激光器在一定程度上减少了每层的生产时间。然而，每层生产时间的减少是有限的。因此，为了将增材制造用于工业规模的批量生产，必须并行制造组件。例如，可以将数百或数千个的多个较小的组件布置成组件的密集排列，从而形成最大限度地利用可用生产量的三维工件。然而，最大可用产量也是有限的。为了将增材制造用于更加并行的处理，增材制造设施可以包括多个增材制造机器或处理腔室。并行运行的增材制造机器的数量原则上是不受限的。
由于每个增材制造过程都可能需要供应原料粉末，因此为每个增材制造机器单独提供用于供应原料粉末的必要基础设施是低效的。更高效的是提供用于向多个增材制造机器供应原料粉末的公共基础设施。例如，US2018/0021855A1公开了一种用于管理包括多个机器的增材制造设施中的粉末供应的方法。US7,296,599B2A1描述了一种用于从粉末供应容器向单个激光烧结系统的气动粉末传送的方法和设备，其中，粉末供应容器被加压以将粉末压入供应管线中。DE202019106061U1描述了另一种用于单个增材制造机器的粉末输送系统。
已知粉末输送系统的问题是确保将限定流速的原料粉末稳定地分配到增材制造机器，并且降低由于原料粉末的磨蚀性质而导致的堵塞和阀磨损的风险。
发明内容
因此，本公开的目的是提供一种系统和方法，用于将限定流速的原料粉末从原料粉末的储存器更稳定地分配到用于增材制造的至少两个的多个增材制造机器，并具有降低的堵塞和阀磨损的风险。
该问题的解决方案由独立权利要求的主题给出。优选实施例可以从从属权利要求、说明书和附图中推导出来。
根据本公开的第一方面，提供了一种用于将原料粉末从原料粉末的储存器分配到用于增材制造的至少两个的多个增材制造机器的系统，该系统包括至少一个气流驱动器和至少两个输送管线，该至少两个输送管线用于通过由该至少一个气流驱动器驱动的气流将原料粉末输送到该至少两个增材制造机器，其特征在于，该系统还包括用于向该至少两个输送管线进给原料粉末的进给歧管，其中，进给歧管被配置和布置为借助于至少两个截止阀的控制选择性地将原料粉末引导到该至少两个输送管线中的一个中，其中，该至少两个截止阀中的每一个布置在进给歧管处并且被配置为选择性地关闭和打开以选择性地向该至少两个输送管线进给原料粉末。
这意味着进给歧管不是输送管线的一部分，这允许通过气流经过输送管线输送原料粉末，而在通往增材制造机器的路径上(即，进给歧管的下游和增材制造机器的上游)没有分支或阀。
可选地，进给歧管可以包括用于从储存器接收原料粉末的歧管入口、分成至少两个歧管分支的管道分叉以及至少两个歧管出口，每个歧管出口与至少两个输送管线中的一个连接，其中，该至少两个歧管分支中的每一个将歧管入口连接到该至少两个歧管出口中的一个，其中，至少两个截止阀中的每一个与该至少两个歧管分支中的一个相关联并布置在该至少两个歧管分支中的该一个处，并且至少两个截止阀中的每一个被配置为选择性地关闭和打开关联的歧管分支。
可选地，管道分叉可以被配置为位于比至少两个歧管出口更高的高度处，使得原料粉末主要通过重力被运送通过至少两个歧管分支。因此，原料粉末优选地通过进给歧管落入和/或滑入到输送管线中的气流中。另外，任意输送管线中的气流可以提供文丘里抽吸效应(Venturi suction effect)，以将原料粉末吸出所连接的歧管出口。输送管线的横截面可以在所连接的歧管出口处稍微减小，以增加文丘里抽吸效应。可替代性地或附加地，由至少一个气流驱动器驱动的气流可以被部分地或完全地引导通过歧管分支，以通过进给歧管输送原料粉末。
可选地，进给歧管可以被配置为布置在至少两个输送管线中的每一个的区段的上方，并且其中，每个歧管出口基本上从上方通入到至少两个输送管线中的一个的该区段中。由此，原料粉末能够沿着输送管线落入气流中。优选地，至少两个输送管线中的每一个的区段在进给歧管下方基本水平地延伸。优选地，至少歧管分支的区段基本上竖直地延伸。
可选地，进给歧管形成为利用平行于沿着输送管线的输送方向的动量分量将原料粉末喷射(eject)到至少两个输送管线中。这里，输送方向是气流方向。因此，歧管分支可以在歧管出口处的底部区段处弯曲和/或倾斜，使得原料粉末的平均动量矢量优选地不垂直于气流方向，而是在进入气流之前已经包括平行于气流的动量分量。这具有的进一步的优点在于，气流不太可能在歧管出口处进入歧管分支并将原料粉末向上推回。
可选地，进给歧管可以包括n≥2个歧管分支，其中，并且其中，歧管分支在管道分叉处以相对于歧管入口的中心竖直轴的n重旋转对称的方式连接到歧管入口。这是非常紧凑且优选的设计，有利于在歧管分支间均匀分配原料粉末。与星形腿类似，歧管分支可以从管道分叉侧向且向下延伸。
可选地，进给歧管可以包括至少两个歧管分支，其中，该至少两个歧管分支中的每一个包括倾斜区段，该倾斜区段优选地相对于歧管入口的中心竖直轴倾斜20至70度。因此，原料粉末可以在重力的驱动下沿着倾斜区段滑动。优选地，截止阀可以布置在倾斜区段处。
可选地，进给歧管可以包括至少两个歧管分支，该至少两个歧管分支具有范围从管道分叉到至少两个输送管线的相同管道长度。这有利于在歧管分支间均匀分配原料粉末。
可选地，至少两个输送管线中的每一个的区段可以平行地布置在进给歧管下方。这对于紧凑有序的系统设计是有利的。
可选地，至少两个截止阀中的每一个可以是蝶阀。可替代地或附加地，至少两个截止阀中的一个或多个可以是另一种类的阀，例如，电磁阀、球阀、闸阀、活塞阀、针阀、夹管阀，或其他阀类型。至少两个截止阀中的每一个可以包括用于致动阀体的阀马达。
可选地，至少两个截止阀中的每一个可以布置在进给歧管的至少两个歧管分支中的一个的倾斜区段处，并且包括阀体，该阀体可围绕基本垂直于歧管分支的倾斜区段的纵向轴的致动器轴致动，其中，致动器轴和歧管分支的倾斜区段的纵向轴跨越相对于虚拟竖直平面倾斜的虚拟平面。这对于截止阀的紧凑布置是有利的。可选地，致动器轴还可以相对于虚拟水平面倾斜。这是因为原料粉末优选地沿着歧管分支的倾斜区段滑动的事实。
可选地，该系统还可以包括配料单元，其中，该配料单元包括用于将受控的原料粉末流从储存器的出口输送到歧管入口的输送机构。优选地，配料单元可以包括螺旋输送机，其中，螺旋输送机被布置和配置为将原料粉末从储存器出口处的第一位置输送到歧管入口处的第二位置，其中，第二位置在比第一位置更高的高度处，和/或其中，第二位置水平上远离第一位置。可替代地或附加地，配料单元可以包括另一种类的输送机，例如，传送带或抖动式滑槽。
可选地，至少两个截止阀可以被配置为一次仅打开至少两个截止阀中的一个。这使得稳定恒定的气流的控制变得更容易，从而可以实现更稳定的原料粉末流。如果不同的增材制造机器间存在需求冲突，则资源管理系统可以管理原料粉末一次仅到增材制造机器中的一个的顺序分配。
可选地，至少两个截止阀可以布置为相比于至少两个输送管线，更靠近进给歧管的管道分叉。阀到管道分叉的距离越大，截止阀关闭时，管道分支中积聚的原料粉末就越多。为了使歧管分支中积聚的原料粉末的体积保持最小，阀到管道分叉的距离优选地选择为尽可能小，优选地小于2米，更优选地小于1米，最优选地小于50厘米。
可选地，至少两个截止阀中的所有到进给歧管的管道分叉的距离可以相同。这有利于确保当截止阀关闭时，积聚在歧管分支中的原料粉末的体积对于所有歧管分支基本上相同。可选地，该距离可以限定歧管容积，该歧管容积用于容纳当至少两个截止阀中的每一个关闭时停留在至少两个截止阀中的每一个的阀体上的限定量的原料粉末。
可选地，系统还可以包括抖动单元，该抖动单元用于例如通过超声和/或气动和/或电振动来抖动和/或振动进给歧管，以促进原料粉末通过进给歧管落下。这有利于防止残留的原料粉末在进给歧管内的堵塞、结块和/或积聚。
可选地，系统可以包括用于促进原料粉末通过进给歧管落下的替代或附加的装置，例如，用于将气体吹入到进给歧管中积聚的粉末中的一个或多个喷嘴，和/或一个或多个搅拌器。
可选地，进给歧管可以包括至少一个振动衰减元件，该至少一个振动衰减元件用于衰减从进给歧管到至少两个输送管线和/或朝向储存器的振动传播。优选地，至少一个振动衰减元件在抖动单元产生的振动的传播方面将进给歧管与连接到进给歧管的系统的其他部件“解耦”，以便防止或至少减少这些振动传播到系统的其他部件中。
可选地，至少两个输送管线可以在进给歧管的下游和至少两个增材制造机器的上游没有气流调节阀。这是非常有益的，因为至少两个输送管线输送该路径上的大部分原料粉末，该路径上的任何气流调节阀的磨损将由于原料粉末的磨蚀性质将很高。
可选地，至少两个输送管线可以是气流循环回路的一部分，其中，气流驱动器被配置为驱动在气流循环回路中循环的气流。优选地，至少两个输送管线是气流循环回路的连接到气流驱动器的平行管线。
可选地，系统还可以包括至少两个气流调节阀，其中，该至少两个气流调节阀中的每一个与至少两个输送管线中的一个相关联以选择性地调节关联的输送管线中的气流，其中，该至少两个气流调节阀布置在至少两个增材制造机器的下游和进给歧管的上游。因此，该至少两个气流调节阀优选地布置在平行的气体返回管线中，该气体返回管线朝向气流驱动器返回气流。优选地，对于每个输送管线，可以有一条具有气流调节阀的平行气体返回管线。在增材制造机器处，原料粉末优选地通过分离器(例如，旋风分离器或真空输送机)与气流分离，以便填充增材制造机器的原料粉末缓冲器。因此，在朝向气流驱动器引导回气流的气体返回管线中，原料粉末的量大大减少。因此，气体返回管线中的气流调节阀较少遭受原料粉末的磨料磨损。附加的颗粒过滤器可以位于泵的上游和/或泵的入口处。
在至少两个气流调节阀的下游，平行的气体返回管线可以接合到泵入口管线中，该泵入口管线连接到用作气流驱动器的气泵的吸入侧。气泵的压力侧可以经由泵出口管线连接到平行的输送管线，从而闭合气流循环回路。为了保护气泵免受返回气流中残留量的原料粉末的影响，可以在泵入口管线处布置真空输送机或其他分离器装置，用于将残留量的原料粉末与返回气流分离。这种残留量的原料粉末可以被筛分并回收以重填原料粉末的储存器。另外，原料粉末的储存器还可以用新鲜原料粉末和/或未在增材制造机器中烧结或熔化的回收的原料粉末重填。
根据本公开的第二方面，提供了一种增材制造设施，包括：
-至少两个的多个增材制造机器，用于三维工件的并行增材制造，以及
-如上所述的系统，用于将原料粉末从原料粉末的储存器分配到该至少两个增材制造机器。
可选地，增材制造设施还包括具有气流驱动器的气流循环回路，其中，气流驱动器被配置为驱动在气流循环回路中循环的气流，其中，系统的至少两个输送管线是气流循环回路的平行管线。
根据本公开的第三方面，提供了一种用于将原料粉末从原料粉末的储存器分配到用于三维工件的并行增材制造的至少两个的多个增材制造机器的方法，该方法包括：
-选择性地调节至少两个输送管线中的气流，其中，该至少两个输送管线中的每一个与该至少两个增材制造机器中的一个相关联，以通过气流将原料粉末输送到关联的增材制造机器，
-选择性地打开和关闭进给歧管的至少两个截止阀，其中，每个截止阀与该至少两个输送管线中的一个相关联，以选择性地让原料粉末落入关联的输送管线中的气流中。
方法可以以硬件形式实现为上述系统或设施的一部分的控制装置，和/或以计算机装置上可执行的软件程序的形式实现为上述系统或设施的一部分。
可选地，在打开至少两个截止阀中的任意一个之前，可以选择性地调节气流。由此，若原料粉末在没有气流的情况下进入了输送管线，这可能导致因原料粉末积聚在输送管线中的堵塞。而是，原料粉末应该优选地落入当前气流中以被立即带走，从而确保原料粉末不会停留在输送管线内。
可选地，可以通过至少两个气流调节阀选择性地调节气流，其中，该至少两个气流调节阀中的每一个与至少两个输送管线中的一个相关联，以选择性地调节关联的输送管线中的气流，其中，该至少两个气流调节阀布置在至少两个增材制造机器的下游和进给歧管的上游。控制装置和/或经编程的计算机装置可以与该至少两个气流调节阀中的每一个无线地或有线地信号连接以单独地控制该至少两个气流调节阀。
可选地，可以选择性地调节气流以一次仅允许至少两个输送管线中的一个中的气流。因此，由气流驱动器驱动的气流不必适应输送管线中的平行气流。这有利于提供通过输送管线的限定气流的稳定且均匀的分布。
可选地，一次仅打开至少两个截止阀中的一个，这优选地是两个截止阀中与当前具有气流的输送管线相关联的截止阀。控制装置和/或经编程的计算机装置可以与至少两个截止阀中的每一个无线地或有线地连接以单独地控制该至少两个截止阀。优选地，控制装置和/或经编程的计算机装置与信号连接到气流调节阀的控制装置和/或经编程的计算机装置相同。相同的控制装置和/或经编程的计算机装置可以用于控制配料单元和/或抖动单元。
可以在系统内使用不同种类的传感器(例如，氧传感器、压力传感器、流量传感器或任何其他合适的传感器)来控制气流和/或其他系统参数。传感器可以连接到控制器。压力传感器可以用于检测堵塞或泄漏。流量传感器，特别是位于泵下游的流量传感器，可以用于与要运送的粉末的量和种类相关地调节泵输出。控制变量可以是泵速度、泵流量、计量能力和/或泵两端的压差。
在优选实施例中，每个输送管线可以包括氧传感器、压力传感器或流量传感器中的至少一个，具体地，每个输送管线可以至少包括压力传感器和/或流量传感器。利用这种布置，可以容易地检测到系统的故障，例如，控制器可以监测传感器值并将传感器值与预期值和/或阈值进行比较。例如，在打开关联的截止阀以将原料粉末进给到输送管线中之前，控制器可以验证是否在输送管线中测量到气流。控制器可以向操作者用信号通知任何故障和/或禁止系统的操作。
附图说明
现在将参考以下附图通过示例的方式描述本公开的另外的实施例，在附图中：
图1示出了根据本公开的增材制造设施的示例的示意表示；
图2示出了根据本公开的用于分配原料粉末的系统的示例的透视图；
图3示出了图2所示系统的俯视图；
图4示出了图3所示系统沿平面A-A的剖视图；以及
图5a和图5b示出了图3所示系统沿平面B-B的两个剖视图。
具体实施方式
图1示出了增材制造设施1，增材制造设施1包括用于三维工件的并行增材制造的六个增材制造机器3。增材制造设施1还包括系统5，系统5用于将原料粉末6从储存器7分配到增材制造机器3。增材制造设施1还包括气流循环回路9，气流循环回路9用于将原料粉末6气动运送到增材制造机器3。气流循环回路9中的气流由气泵形式的气流驱动器11驱动。气流循环回路9的泵出口管线13连接到气泵11的压力出口并且分成6个平行的输送管线15。每个输送管线15通向分离器17，分离器17与增材制造机器3中的每一个相关联并布置在该每一个增材制造机器3处。分离器17可以是旋风分离器，用于从气流中提取原料粉末6以填充关联的增材制造机器3的原料缓冲器。
在分离器17的下游，气体返回管线19(即，用于六个分离器17中的每一个的总共六个平行的气体返回管线19)朝向气流调节阀21返回气流，其中，每个气流调节阀21布置在气体返回管线19中的一个管线的端部。在气流调节阀21的下游，气流汇入泵入口管线23中。在泵入口管线23将气流引导到气泵11的吸入入口中之前，真空输送机25布置在泵入口管线23处，以分离气流中残留量的原料粉末。这种分离出的残余量的原料粉末在筛子27中被筛分并回收以重填储存器7。
储存器7是料斗形式的容器。储存器7可以经由筛子27被填充，和/或从新鲜原料粉末供应部29和/或从原料粉末回收系统31接收原生原料粉末。原料粉末回收系统31可以接收在增材制造过程期间在增材制造机器3中未被烧结或熔化并且被回收以重新使用的原料粉末(由图1中的双虚线指示)。
用于在六个输送管线15间分配原料粉末6的系统5包括配料单元27和进给歧管30。这里，配料单元27是布置在储存器7下方的螺旋输送机，用于接收从储存器7的底部出口落下的原料粉末6，并以限定的速率朝向进给歧管30的歧管入口32向上侧向输送原料粉末6。在歧管入口32下方，进给歧管30包括管道分叉33，其中，进给歧管30分成六个歧管分支35。每个歧管分支35配备有截止阀37，以选择性地允许原料粉末落下和/或滑过歧管分支35进一步向下进入输送管线15中的气流中。在进给歧管30的底部处，每个歧管分支35包括进入输送管线15中的一个管线的歧管出口38。原料粉末基本上因重力主要从进给歧管30的顶部处的歧管入口32落下，经过进给歧管30到达进给歧管30的底部处的歧管出口37。
系统5还包括抖动单元39，用于抖动和/或振动进给歧管30，以促进原料粉末通过进给歧管30落下。
系统5还包括控制单元41，控制单元41包括与以下中的至少一个、一些或全部信号连接(图1中的单点线)的硬连线的和/或软件编程的控制器：气流调节阀21、截止阀37、配料单元28和抖动单元39。控制单元41被配置为控制气流调节阀21，以一次仅允许一个选定的输送管线15中的气流。一旦在选定的输送管线15中建立了稳定的气流，控制单元41就被配置为打开如下歧管分支35中的该截止阀37：该歧管分支35通过其歧管出口38连接到该选定的输送管线15，使得原料粉末6可以落入选定的输送管线15的气流中，以向关联的增材制造机器3进给原料粉末6。
图2至图5a和图5b所示的实施例示出了在现实中优选实现的系统5。控制单元41和抖动单元39在图2至图5a和图5b中未示出。六个输送管线15在共同的基本水平的xy平面中沿y方向彼此平行延伸，并且从泵出口管线13分支。进给歧管30竖直地布置在输送管线15的平行布置的上方。配料单元28包括螺旋输送机，该螺旋输送机沿相对于竖直z轴倾斜的轴R延伸。螺旋输送机从储存器7的底部出口(图2中未示出)接收原料粉末6，并将原料粉末沿轴R倾斜向上输送到进给歧管30的顶部处的歧管入口32(参见图4)。原料粉末6以受控方式以限定的运送速率被输送通过配料单元28。控制单元41控制驱动螺旋输送机的配料单元马达43。
原料粉末落入歧管入口32中并进一步向下进入进给歧管30，进给歧管30在管道分叉33处分成六个歧管分支35。如图3中可以看出的，管道分叉33包括相对于歧管入口32的竖直中心轴的六重旋转对称。歧管分支35以上倾斜区段45从管道分叉33分出，并弯曲到下竖直区段47中，该下竖直区段47竖直地布置在关联的输送管线15上方。歧管分支35在其歧管出口38处从上方终止于各自的输送管线中，其中，歧管分支35在气流方向(即，y方向)上弯曲或倾斜，以在原料粉末6落入输送管线15中的气流中之前，给予原料粉末6在气流方向(y方向)上的动量分量。
每个歧管分支35在其上倾斜区段45处配备有截止阀37。优选地，截止阀37是围绕致动器轴C被致动的蝶阀。阀体51(参见图5b)是可围绕致动器轴C致动的，致动器轴C基本上垂直于倾斜区段45的纵向轴D延伸。致动器轴C和倾斜区段45的纵向轴D跨越虚拟平面CD，该虚拟平面CD相对于虚拟竖直平面(例如，zx或xz)倾斜。由此，能够以更加紧凑的方式布置截止阀37。此外，致动器轴C围绕轴D稍微旋转具有的优点在于，原料粉末可以在打开的阀体51下方滑动。因此，打开的阀体51造成的障碍较少(参见图5b)。在这方面，理想的是水平轴C，但是这将需要更多的横向空间，这将增加截止阀37到管道分叉33的距离。因此，致动器轴C相对于竖直zD平面围绕轴D旋转10到80度是有利的折衷。
在歧管入口32处以及在歧管分支35的每个竖直区段47处，进给歧管30包括柔性管道区段形式的振动衰减元件49，以便在振动方面使进给歧管30与配料单元28(图2至图5a和图5b中未示出)和连接的输送管线15解耦。由此，由抖动单元39产生的振动不会从进给歧管30未经衰减地朝向配料单元28和/或输送管线15传递。
从图3中可以看出，歧管分支35的竖直区段47布置在虚拟水平六边形的角处。该虚拟水平六边形以大约的角度γ旋转，该角度相对于输送管线15中的气流方向y为大约19.11度。由此，六个输送管线15可以布置成两组的三个输送管线15，彼此之间具有相同的距离h。
原料粉末6通过系统5的运送在图4以及图5a和图5b的剖视图中示出。如果所有六个截止阀37都关闭，则在通过配料单元28进行填充时，进给歧管25充满原料直至歧管入口32。如图5b所示，打开截止阀37中的一个允许原料粉末沿着歧管分支35落入和/或滑动到输送管线15中的气流中，在输送管线15中，气流立即将原料粉末朝向增材制造机器3运载。截止阀37到管道分叉33的距离限定歧管分支35的倾斜区段45内的一定容积，只要关联的截止阀37关闭，该容积就保持填充有原料粉末。为了保持该容积最小，截止阀37被布置为尽可能靠近管道分叉33。
附图标记列表
1 增材制造设施
3 增材制造机器
5 用于分配原料粉末的系统
6 原料粉末
7 储存器
9 气体循环回路
11 气流驱动器
13 泵出口管线
15 输送管线
17 分离器
19 气体返回管线
21 气流调节阀
23 泵入口管线
25 真空输送机
27 筛子
28 配料单元
29 新鲜原料粉末供应部
30 进给歧管
31 原料粉末回收系统
32 歧管入口
33 管道分叉
35 歧管分支
37 截止阀
38 歧管出口
39 抖动单元
41 控制单元
43 配料单元马达
45 歧管分支的倾斜区段
47 歧管分支的竖直区段
49 振动衰减元件
51 阀体
γ 角
h 距离

Claims (25)

1.一种用于将原料粉末从原料粉末(6)的储存器(7)分配到用于增材制造的至少两个的多个增材制造机器(3)的系统(5)，所述系统(5)包括至少一个气流驱动器(11)和至少两个输送管线(15)，所述至少两个输送管线(15)用于通过由所述至少一个气流驱动器(11)驱动的气流将所述原料粉末(6)输送到至少两个增材制造机器(3)，其特征在于，
所述系统还包括用于向所述至少两个输送管线(15)进给所述原料粉末(6)的进给歧管(30)，其中，所述进给歧管(30)被配置和布置为借助于至少两个截止阀(37)的控制选择性地将所述原料粉末(6)引导到所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)中，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个布置在所述进给歧管(30)处并且被配置为选择性地关闭和打开以选择性地向所述至少两个输送管线(15)进给所述原料粉末(6)。
2.根据权利要求1所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)包括用于从所述储存器(7)接收所述原料粉末(5)的歧管入口(32)、分成至少两个歧管分支(35)的管道分叉(33)、以及各自与所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)连接的至少两个歧管出口(38)，其中，所述至少两个歧管分支(35)中的每一个将所述歧管入口(32)连接到所述至少两个歧管出口(38)中的一个歧管出口(38)，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个与所述至少两个歧管分支(35)中的一个歧管分支(35)相关联并布置在该一个歧管分支(35)处，并且所述至少两个截止阀(37)中的每一个被配置为选择性地关闭和打开关联的歧管分支(35)。
3.根据权利要求2所述的系统(5)，其中，所述管道分叉(33)被配置为位于比所述至少两个歧管出口(38)更高的高度处，使得所述原料粉末(6)主要通过重力被运送通过所述至少两个歧管分支(35)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)被配置为布置在所述至少两个输送管线(15)中的每一个输送管线(15)的区段的上方，并且其中，每个歧管出口(38)基本上从上方通入到所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)的所述区段中。
5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)形成为利用平行于沿着所述输送管线(15)的输送方向(y)的动量分量将所述原料粉末(6)喷射到所述至少两个输送管线(15)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)包括分成至少两个歧管分支(35)的管道分叉(33)，其中，所述至少两个歧管分支(35)中的每一个包括倾斜区段(45)，优选地，所述倾斜区段(45)相对于所述歧管入口(32)的中心竖直轴倾斜20至70度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个输送管线(15)中的每一个的区段基本上平行地布置在所述进给歧管(30)下方。
8.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个是蝶阀。
9.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)中的每一个布置在所述进给歧管(30)的至少两个歧管分支(35)中的一个歧管分支(35)的倾斜区段(45)处，并且包括阀体(51)，所述阀体(51)能够围绕基本垂直于所述歧管分支(35)的倾斜区段(45)的纵向轴(D)的致动器轴(C)而致动，其中，所述致动器轴(C)和所述歧管分支(35)的倾斜区段(45)的纵向轴(D)跨越虚拟平面(CD)，该虚拟平面(CD)相对于虚拟的竖直平面(zD)倾斜。
10.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，还包括配料单元(28)，其中，所述配料单元(28)包括用于将受控的原料粉末(6)流从所述储存器(7)的出口输送到歧管入口(32)的输送机构。
11.根据权利要求13所述的系统(5)，其中，所述配料单元(28)包括螺旋输送机，其中，所述螺旋输送机被布置和配置为将所述原料粉末(6)从所述储存器(7)出口处的第一位置输送到所述歧管入口(32)处的第二位置，其中，所述第二位置在比所述第一位置更高的高度处，和/或其中，所述第二位置水平上远离所述第一位置。
12.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)被配置为一次仅打开所述至少两个截止阀(37)中的一个。
13.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个截止阀(37)布置为相比于所述至少两个输送管线(15)，更靠近所述进给歧管(30)的管道分叉(33)。
14.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，还包括抖动单元(39)，所述抖动单元(39)用于抖动和/或振动所述进给歧管(30)，以促进所述原料粉末(6)通过所述进给歧管(30)落下。
15.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述进给歧管(30)包括至少一个振动衰减元件(49)，所述至少一个振动衰减元件(49)用于衰减振动从所述进给歧管(30)向所述至少两个输送管线(15)和/或朝向所述储存器(7)的传播。
16.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个输送管线(15)在所述进给歧管(30)的下游和所述至少两个增材制造机器(3)的上游没有气流调节阀(21)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，其中，所述至少两个输送管线(15)是气流循环回路(9)的部分，其中，所述气流驱动器(11)被配置为驱动在所述气流循环回路(9)中循环的气流。
18.根据前述权利要求中任一项所述的系统(5)，还包括至少两个气流调节阀(21)，其中，所述至少两个气流调节阀(21)中的每一个与所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)相关联，以选择性地调节关联的输送管线(15)中的气流，其中，所述至少两个气流调节阀(21)布置在至少两个增材制造机器(3)的下游和所述进给歧管(30)的上游。
19.一种增材制造设施(1)，包括：
-至少两个的多个增材制造机器(3)，用于三维工件的并行增材制造，以及
-根据前述权利要求中任一项所述的系统，用于将原料粉末从原料粉末的储存器(7)分配到至少两个增材制造机器(3)。
20.一种用于将原料粉末(6)从原料粉末的储存器(7)分配到用于三维工件的并行增材制造的至少两个的多个增材制造机器(3)的方法，所述方法包括：
-选择性地调节至少两个输送管线(15)中的气流，其中，所述至少两个输送管线(15)中的每一个与所述至少两个增材制造机器(3)中的一个增材制造机器(3)相关联，以通过所述气流将原料粉末(6)输送到关联的增材制造机器(3)，
-选择性地打开和关闭进给歧管(30)的至少两个截止阀(37)，其中，每个截止阀(37)与所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)相关联，以选择性地让原料粉末落入关联的输送管线(15)中的气流中。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，在打开所述至少两个截止阀(37)中的任意一个之前，选择性地调节所述气流。
22.根据权利要求20或21所述的方法，其中，通过至少两个气流调节阀(21)选择性地调节所述气流，其中，所述至少两个气流调节阀(21)中的每一个与所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)相关联，以选择性地调节关联的输送管线(15)中的气流，其中，所述至少两个气流调节阀(21)布置在所述至少两个增材制造机器(3)的下游和所述进给歧管(30)的上游。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的方法，其中，选择性地调节气流以一次仅允许所述至少两个输送管线(15)中的一个输送管线(15)中的气流。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的方法，其中，一次仅打开所述至少两个截止阀(37)中的一个截止阀(37)，优选地，该一个截止阀(37)是与当前具有气流的输送管线(15)相关联的截止阀(37)。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的方法，其中，将关联的输送管线(15)中的气流调节为基本恒定。
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