JP2019085639A - ３次元の物体を付加製造する装置 - Google Patents

３次元の物体を付加製造する装置 Download PDF

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Abstract

【課題】設置、保守、又は修理作業に係る各機能ユニットへのアクセス性を改善した３次元物体の付加製造装置の提供。【解決手段】エネルギービーム（４）によって固化することができる造形材料（３）の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体（２）を付加製造する装置が提供され、装置は、支持構造（５）と、支持構造（５）によって支持されている装置の少なくとも１つの機能ユニット（６，８）とを備え、少なくとも１つの機能ユニット（６，８）は、支持構造（５）に対して可動に支持され、それによって少なくとも１つの機能ユニット（６，８）は、少なくとも１つの機能ユニット（６，８）が支持構造（５）の内側に位置決めされる動作位置と、少なくとも１つの機能ユニット（６，８）が支持構造（５）の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置との間で可動に支持される。【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギービームによって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体を付加製造（積層造形）する装置に関し、この装置は、支持構造と、支持構造によって支持されている少なくとも１つの機能ユニットとを備える。
３次元の物体を付加製造する装置は、概して知られている。それぞれの装置の例示的な実施形態は、たとえば、選択的レーザ焼結装置、選択的レーザ溶融装置、及び選択的電子ビーム溶融装置である。さらに、金属接着剤噴射装置をそれぞれの装置と見なすこともできる。
それぞれの装置は、典型的には、それぞれの装置の複数の機能ユニットを支持する支持構造を備える。支持構造は、複数の支持インターフェースを有する支持フレームとして具現化することができ、支持インターフェースでは、装置の機能ユニット、たとえばプロセスチャンバが支持される。典型的には、各支持インターフェースは、特有の機能ユニットに割り当てられ、したがって機能ユニットは、支持構造の特有の位置に配置される。
従来、それぞれの機能ユニットの支持は、典型的には、支持構造への機能ユニットの固定の取付けを含み、すなわち支持構造によって支持された後、機能ユニットを支持構造に対して動かすことはできない。さらに、それぞれの機能ユニットの固定の取付けは、特有の機能ユニット又は支持インターフェースにアクセスするのが困難になるため、特有の機能ユニット又は装置全体それぞれにおける作業、たとえば設置、保守、又は修理作業を妨害する可能性がある。
本発明の目的は、特に機能ユニット又は装置全体それぞれにおける作業、たとえば設置、保守、又は修理作業に関連してそれぞれの機能ユニットへの改善されたアクセス性を可能にする３次元の物体を付加製造する装置を提供することである。
この目的は、独立請求項１に記載の装置によって実現される。請求項１に従属する請求項は、請求項１に記載の装置の可能な実施形態に関する。
本明細書に記載の装置（以下、「装置」）は、エネルギービームによって直接又は間接的に固化することができる造形材料（造形材料は、たとえば、金属粉末、セラミック粉末、又はポリマー粉末の少なくとも１つを含むことができる）の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体、たとえば技術的構成要素を付加製造する装置である。エネルギービームは、たとえば、電子ビーム、レーザビーム、又は別の光ビーム、たとえばＵＶビームとすることができる。この装置は、たとえば、金属接着剤噴射装置、選択的レーザ焼結装置、選択的レーザ溶融装置、又は選択的電子ビーム溶融装置とすることができる。
この装置は、複数の機能ユニットを備え、各機能ユニットは、装置の動作中に少なくとも１つの特有の機能を有する。したがって、これらの機能ユニットは、装置の動作中に動作可能であり又は動作される。各機能ユニットは、少なくとも１つの機能サブユニットを備えることができる。
この装置は、支持構造を備える。支持構造は、装置の機能ユニットを支持するように構成される。支持構造は、少なくとも１つの機能ユニットを支持するように適合された複数の支持インターフェース、たとえばボルト、孔などの機械的インターフェースをそれぞれ備えることができる。それぞれの機能ユニットは、対応する支持インターフェース、たとえばボルト、孔などの機械的インターフェースを備えることができ、したがって支持構造のそれぞれの支持インターフェースとそれぞれの機能ユニットのそれぞれの支持インターフェースは、協働することができ、その結果、それぞれの機能ユニットは、支持構造によって支持される。
支持構造は、フレーム状、ラック状、又は足場状の空間配置内に配置された複数の相互接続された構造要素、たとえば支柱要素を備えることができる。これらの構造要素の配置は、典型的には、支持構造の少なくとも１つの内部空間又は体積を画定し、その中にそれぞれの機能ユニットを配置することができる。したがって、支持構造は、フレーム状、ラック状、又は足場状の設計を有することができ、したがって支持構造はまた、支持フレーム、支持ラック、又は支持足場として考え又は示すことができる。
支持構造にハウジング要素、たとえばハウジング壁を取り付けることができ、したがって支持構造は、装置のハウジング構造の基本構造を構築することができる。
上述したように、この装置の少なくとも１つの機能ユニットは、支持構造によって支持される。支持構造によって支持されているそれぞれの機能ユニットへのアクセス性を改善するために、機能ユニットの一部又は全部が、それぞれの機能ユニットが支持構造の内側に（完全に）位置決めされる動作位置と、それぞれの機能ユニットが支持構造の外側に少なくとも部分的に、特に完全に位置決めされる保守位置との間で、支持構造に対して可動に支持される。したがって、それぞれの機能ユニットの支持は、それぞれの機能ユニットが支持構造の内側に（完全に）動作可能に位置決めされ、したがって作業を実行するためにまったく又はほとんどアクセス可能でない機能ユニット特有の動作位置と、それぞれの機能ユニットが支持構造の外側に少なくとも部分的に位置決めされ、したがって作業を実行するために容易にアクセス可能である機能ユニット特有の保守位置との間で、支持構造に対するそれぞれの機能ユニットの可動の支持を構成する。言い換えれば、少なくとも１つの少なくとも１つの機能デバイスは、保守位置に位置決めされているとき、保守スタッフによって支持構造の外側からアクセス可能であり、したがって作業、たとえば設置、保守、又は修理作業を容易に実行することができる。
それぞれの機能ユニットは、それぞれの動作位置からそれぞれの保守位置へ、またそれぞれの保守位置からそれぞれの動作位置へ動かすことができ、したがって動作位置と保守位置はどちらも、それぞれの機能ユニットのそれぞれの運動に対する開始位置として考えることができる。その結果、特に特有の機能ユニット又は装置全体それぞれにおける作業、たとえば設置、保守、又は修理作業に関連してそれぞれの機能ユニットへの改善されたアクセス性を有する装置が提供される。
支持構造又は装置はそれぞれ、少なくとも１つの運動軸、たとえば回転軸及び／又は並進軸を備え又は画定し、この運動軸に対して、それぞれの可動に支持された機能ユニットを動かすことができる。したがって、それぞれの機能ユニットの運動は、回転運動及び／又は並進運動とすることができる。
支持構造は、開口を備えることができ、それぞれの機能ユニットは、それぞれの動作位置からそれぞれの保守位置又はその逆へ動くとき、これらの開口を通過することができる。それぞれの開口は、開口を（一時的に）閉鎖又は封止するように構成された閉鎖要素、たとえば蓋要素を備えることができる。したがって、それぞれの開口は時折、すなわちそれぞれの機能ユニットがそれぞれの動作位置からそれぞれの保守位置又はその逆へ動かされる場合にだけ、開放することができる。それぞれの開口は、装置が設置された地面より上に設けることができる。したがって、保守位置は、少なくとも１つの機能ユニットが地面の上に垂れ下がる垂下位置とすることができる。垂下位置は、それぞれの機能ユニットへのアクセス性をさらに改善し、したがってそれぞれの作業をさらに容易にすることができる。
この装置は、動作位置と保守位置との間又はその逆へ機能ユニットの運動を案内する案内デバイスを備えることができる。案内デバイスは、動作位置と保守位置との間に少なくとも部分的に延長可能であり又は延長している少なくとも１つの特に長手方向の案内要素、特にたとえば伸縮式の案内レールを備えることができる。それぞれの案内要素は、運動を案内すべきそれぞれの機能ユニットに設けられた案内要素、たとえばローラ要素、スライダ要素などと協働することができる。
この装置はまた、機能ユニットを動作位置と保守位置との間又はその逆へ少なくとも半自動的に駆動する駆動デバイスを備えることができる。それぞれの駆動デバイスは、典型的には、それぞれの機能ユニットを動作位置と保守位置との間又はその逆へ動かす駆動力を生成するように構成される。それぞれの駆動デバイスは、支持構造及び／又は機能ユニットに設けることができる。それぞれの駆動デバイスは、モータ、たとえば電気モータとして構築することができ、又はそれを備えることができる。
上述したように、この装置は、複数の機能ユニット及び付随する機能サブユニットをそれぞれ備え、各機能ユニット及び機能サブユニットは、装置の動作中に少なくとも１つの特有の機能を有する。機能ユニット及び付随する機能サブユニットの例示的な実施形態は、次のとおりである。
例示的な機能ユニットは、造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することが行われるプロセスチャンバ・ユニット（以下、「プロセスチャンバ」）とすることができる。プロセスチャンバは、内部プロセスチャンバ体積を区切る壁要素又は壁要素部分を備える。
別の例示的な機能ユニットは、装置の造形平面内で選択的に照射及び固化すべき造形材料の層を塗布するように構成された造形材料塗布ユニット、たとえば再被覆ユニットとすることができる。造形材料塗布ユニットは、それぞれの造形材料層を塗布するように装置の造形平面に対して可動に支持される少なくとも１つの機能サブユニット、たとえば再被覆ブレードを備えることができる。
別の例示的な機能ユニットは、造形材料の層のいくつかの部分を少なくとも１つのエネルギービームによって選択的に照射し、それによって固化するように構成された照射ユニットとすることができる。照射ユニットは、エネルギービームを生成するための機能サブユニット、たとえばビーム生成ユニット、及び／又はエネルギービームを造形平面の異なる位置へ偏向させるための機能サブユニット、たとえばビーム偏向ユニットを備えることができる。
別の例示的な機能ユニットは、装置の動作及び／又は装置の動作中に付加造形される３次元の物体に関係する少なくとも１つの化学的及び／又は物理的な数量を検出するように構成された検出ユニットとすることができる。それぞれの数量は、装置のプロセスパラメータ、たとえばプロセスチャンバ内の化学的雰囲気、温度、圧力、プロセスチャンバを通って流れるプロセスガス流の流れ挙動などとすることができる。それぞれの数量はまた、装置の動作中に付加造形される３次元の物体の物体パラメータ、たとえば密度、温度、幾何形状などとすることができる。検出ユニットは、それぞれの数量を検出するための機能サブユニット、たとえばセンサ要素を備えることができる。
別の例示的な機能ユニットは、さらなる機能ユニット又は機能サブユニットそれぞれを支持するように構成された支持ユニットとすることができる。一例として、それぞれの支持ユニットは、造形材料塗布ユニット若しくは造形材料塗布サブユニット、たとえば再被覆ブレードに対する支持、又は照射ユニット若しくは照射ユニットの機能サブユニット、たとえばビーム生成及び／若しくはビーム偏向ユニットに対する支持、又は検出ユニット若しくは検出ユニットの機能サブユニット、たとえばセンサ要素に対する支持とすることができる。
以下から明らかになるように、２つ以上の機能ユニットを互いに接続して、機能ユニットのアセンブリ又はグループを形成することができ、これらの機能ユニットは、別個に取り扱うことができ、すなわち特にそれぞれの動作位置とそれぞれの保守位置との間又はその逆へ別個に動かすことができる。
少なくとも１つの機能ユニットは、少なくとも１つの機能ユニットが保守位置に位置決めされているときに保守スタッフによってアクセス可能な少なくとも１つの保守用開口を備えることができる。保守用開口は、それぞれの機能ユニットの壁要素又は壁要素部分内に設けることができる。したがって、それぞれの機能ユニットの保守用開口は、機能ユニットが保守位置に位置決めされているときに支持構造の外側から少なくともアクセス可能になるように配置される。それぞれの機能ユニットのそれぞれの保守用開口は、好ましくは、機能ユニットが保守位置に位置決めされているとき、支持構造の外側に配置される。それぞれの保守用開口は、装置の動作中に保守用開口を（一時的に）閉鎖又は封止するように構成された少なくとも１つの閉鎖要素、たとえば蓋要素を備えることができる。それぞれの保守用開口は、機能ユニットの動作位置でもアクセス可能な機能ユニットの任意選択のさらなる開口、たとえば前面ドア又は窓から離れている。これは特に、機能ユニットがプロセスチャンバである場合に当てはまる。
上述したように、２つ以上の機能ユニットを互いに接続して、機能ユニットのアセンブリ又はグループを形成することができ、これらの機能ユニットは、別個に取り扱うことができ、すなわち特にそれぞれの動作位置とそれぞれの保守位置との間又はその逆へ別個に動かすことができる。したがって、この装置は、少なくとも２つの機能ユニットを備えることができ、それによって第１の機能ユニットは、支持構造によって支持され、少なくとも１つのさらなる機能ユニットは、第１の機能ユニットによって支持される。第１の機能ユニットは、典型的には、支持構造によって直接支持され、少なくとも１つのさらなる機能ユニットは、支持構造によって第１の機能ユニットを介して間接的に支持される。
この実施形態では、第１の機能ユニットは、支持構造に対して可動に支持することができ、それによって第１の機能ユニットは、第１の機能ユニットが支持構造の内側に位置決めされるそれぞれの動作位置と、第１の機能ユニットが支持構造の外側に少なくとも部分的に位置決めされるそれぞれの保守位置との間で可動に支持される。少なくとも１つのさらなる機能ユニットは、第１の機能ユニットに対して可動に支持することができ、それによって少なくとも１つのさらなる機能ユニットは、少なくとも１つのさらなる機能ユニットが第１の機能ユニットに対して第１の距離及び／又は向きで位置決めされる動作位置と、少なくとも１つのさらなる機能ユニットが第１の機能ユニットに対して第２の距離及び／又は向きで位置決めされる保守位置との間で可動に支持される。したがって、さらなる機能ユニットの運動に対する主な基準システムは、支持構造ではなく第１の機能ユニットである。
それぞれのさらなる機能ユニットの運動もまた、回転運動及び／又は並進運動とすることができる。さらに、さらなる機能ユニットの運動経路は、第１の機能ユニットの運動経路とは異なるものとすることができる。言い換えれば、第１の機能ユニットは、少なくとも１つの第１の運動経路内で可動に支持することができ、少なくとも１つのさらなる機能ユニットは、さらなる運動経路内で可動に支持することができ、それによってさらなる運動経路は、第１の運動経路とは異なる。
第１の機能ユニットは、プロセスチャンバとすることができ、さらなる機能ユニットは、前述の機能ユニットのうちプロセスチャンバ以外の機能ユニットとすることができる。したがって、それぞれのさらなる機能ユニットは、装置の造形平面内に造形材料層を塗布する造形材料塗布ユニット、又は装置の造形平面内に塗布された造形材料層を選択的に照射する照射ユニット、又は装置の動作に関係する少なくとも１つの化学的及び／若しくは物理的な数量、特に装置若しくは装置の動作中に付加造形される３次元の物体の少なくとも１つのプロセスパラメータを検出する検出ユニット、又はさらなる機能ユニット、特に造形材料塗布ユニット、照射ユニット、若しくは検出ユニットを支持する支持ユニットとすることができる。
この装置は、さらなる機能ユニットをそれぞれの第１の位置にロックするロックデバイスを備えることができる。ロックデバイスは、それぞれのさらなる機能ユニットを第１の位置にロックするように構成された好適なロック要素として構築することができ、又はそれを備えることができる。それぞれのロック要素は、それぞれのさらなる機能ユニットの機械的なロックを実施するように構成することができる。さらに、他のロック原理、たとえば磁気的なロックも考えられる。
この装置は、第１の機能ユニットの位置を検出する位置検出デバイスをさらに備えることができる。位置検出デバイスは、第１の機能ユニットの位置を検出するように構成された好適な検出要素として構築することができ、又はそれを備えることができ、検出要素は特に、第１の機能ユニットが動作位置に位置決めされたときを検出するように構成することができる。それぞれの検出要素は、第１の機能ユニットの位置の光学的検出を実施するように構成することができる。さらに、他の検出原理、たとえば電気的検出も考えられる。当然ながら、さらなる機能ユニットの位置を検出するさらなる位置検出ユニットを設けることもできる。
ロックデバイスは、位置検出デバイスに動作可能に接続することができる。ロックデバイスは、第１の機能ユニットが動作位置に位置決めされたことを検出デバイスが検出したとき、少なくとも１つのさらなる機能ユニットを第１の位置にロックするように動作可能とすることができる。第１の機能ユニットが動作位置に位置決めされたことを検出デバイスが検出したときに、さらなる機能ユニットを第１の位置にロックすることで、装置の安全性を高めることができる。
本発明はさらに、上記で指定した装置の少なくとも１つの機能ユニットを支持する支持構造に関する。支持構造は、少なくとも１つの機能ユニットを、少なくとも１つの機能ユニットが支持構造の内側に位置決めされる動作位置と、少なくとも１つの機能ユニットが支持構造の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置との間で可動に支持するように構成される。この装置に関するすべての注釈は、支持構造にも当てはまる。
本発明はさらに、上記で指定した装置の作業、特に保守、修理、又は設置作業を実行する方法に関する。この方法は、支持構造に対して可動に支持されている少なくとも１つの機能ユニットを、少なくとも１つの機能ユニットが支持構造の内側に位置決めされる動作位置から、少なくとも１つの機能ユニットが支持構造の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置へ動かすステップ、及び／又は支持構造に対して可動に支持されている少なくとも１つの機能ユニットを、少なくとも１つの機能ユニットが支持構造の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置から、少なくとも１つの機能ユニットが支持構造の内側に位置決めされる動作位置へ動かすステップを含む。この装置に関するすべての注釈は、方法にも当てはまる。
本発明の例示的な実施形態について、図を参照して説明する。
例示的な実施形態による３次元の物体を付加製造する装置の原理図である。 例示的な実施形態による３次元の物体を付加製造する装置の原理図である。 図１の細部ＩＩＩの拡大図である。
図１は、例示的な実施形態による少なくとも１つのエネルギービーム４、たとえばレーザビームによって固化することができる粉末状の造形材料３、たとえば金属粉末の層を連続して層ごとに選択的に照射し、それに伴って固化することによって３次元の物体２、たとえば技術的構成要素を付加製造する装置１の例示的な実施形態の原理図を示す。装置１は、たとえば、選択的レーザ溶融装置とすることができる。
装置１は、支持構造５を備える。支持構造５は、装置１の機能ユニット６〜８を支持するように構成される。支持構造１は、フレーム状、ラック状、又は足場状の空間配置内に配置された複数の相互接続された構造要素５ａ〜５ｃ、たとえば支柱要素を備えることができる。構造要素５ａ〜５ｃの配置は、支持構造５の内部空間又は体積５ｄを画定し、その中にそれぞれの機能ユニット６〜８を配置することができる。したがって、支持構造５は、フレーム状、ラック状、又は足場状の設計を有しており、したがって、支持フレーム、支持ラック、又は支持足場として考え又は示すことができる。
支持構造５にハウジング要素、たとえばハウジング壁を取り付けることができ、したがって支持構造５は、装置１のハウジング構造の基本構造を構築することができる。
支持構造５によって支持されているそれぞれの機能ユニット６〜１０へのアクセス性を改善するために、機能ユニット６〜１０の一部又は全部が、それぞれの機能ユニット６〜１０が支持構造５の内側に位置決めされる動作位置（図１参照）と、それぞれの機能ユニット６〜１０が支持構造５の外側に少なくとも部分的に、特に完全に位置決めされる保守位置（図２参照）との間で、支持構造５に対して可動に支持される。したがって、それぞれの機能ユニット６〜１０の支持は、それぞれの機能ユニット６〜１０が支持構造５の内側に動作可能に位置決めされ、したがって作業を実行するためにまったく又はほとんどアクセス可能でない機能ユニット特有の動作位置と、それぞれの機能ユニット６〜１０が支持構造５の外側に少なくとも部分的に位置決めされ、したがって作業を実行するために容易にアクセス可能である機能ユニット特有の保守位置との間で、支持構造５に対するそれぞれの機能ユニット６〜１０の可動の支持を構成する。言い換えれば、それぞれの機能デバイス６〜１０は、保守位置に位置決めされているとき、保守スタッフによって支持構造５の外側からアクセス可能であり、したがって作業、たとえば設置、保守、又は修理作業を容易に実行することができる。
両方向の矢印Ａ１によって示すように、それぞれの機能ユニット６〜１０は、それぞれの動作位置からそれぞれの保守位置へ、またそれぞれの保守位置からそれぞれの動作位置へ動かすことができ、したがって動作位置と保守位置はどちらも、それぞれの機能ユニット６〜１０のそれぞれの運動に対する開始位置として考えることができる。
両方向の矢印Ａ１によってやはり示すように、支持構造５又は装置１はそれぞれ、少なくとも１つの運動軸、たとえば並進軸を備え又は画定し、この運動軸に対して、それぞれの可動に支持された機能ユニット６〜１０を動かすことができる。したがって、それぞれの機能ユニットの運動は、並進運動とすることができる。さらに、回転運動も同様に考えられる。
支持構造５は、開口１４を備えることができ、それぞれの機能ユニット６〜１０は、それぞれの動作位置からそれぞれの保守位置又はその逆へ動くとき、開口１４を通過することができる。開口１４は、開口１４を（一時的に）閉鎖又は封止するように構成された閉鎖要素１１、たとえば蓋要素を備えることができる。したがって、開口１４は、時折、すなわちそれぞれの機能ユニット６〜１０がそれぞれの動作位置からそれぞれの保守位置又はその逆へ動かされる場合にだけ、開放することができる。
図１、２から明らかなように、開口１４は、装置１が設置された地面Ｇより上に設けることができる。したがって、保守位置は、機能ユニット６〜１０が地面Ｇの上に垂れ下がる垂下位置とすることができる。
装置１は、動作位置と保守位置との間又はその逆へ機能ユニット６〜１０の運動を案内する案内デバイス１２を備える。案内デバイス１２は、動作位置と保守位置との間に少なくとも部分的に延長可能であり又は延長している長手方向の案内要素１２ａ、特にたとえば伸縮式の案内レールを備えることができる。案内要素１２ａは、運動を案内すべきそれぞれの機能ユニット６〜１０に設けられた案内要素（図示せず）、たとえばローラ要素、スライダ要素などと協働することができる。
装置１はまた、機能ユニット６〜１０を動作位置と保守位置との間又はその逆へ少なくとも半自動的に駆動する駆動デバイス１３（任意選択）を備えることができる。それぞれの駆動デバイス１３は、それぞれの機能ユニット６〜１０を動作位置と保守位置との間又はその逆へ動かす駆動力を生成するように構成され、それぞれの駆動デバイス１３は、モータ、たとえば電気モータとして構築することができ、又はそれを備えることができる。図１、２から明らかなように、それぞれの駆動デバイス１３は、支持構造５を備えることができる。さらに、駆動デバイスに機能ユニット６〜１０を備えることも考えられる。
例示的な実施形態に示すそれぞれの機能ユニット６〜１０の例示的な実施形態は、次のとおりである（図３も参照されたい）。
第１の例示的な機能ユニット６は、造形材料３の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することが行われるプロセスチャンバである。プロセスチャンバは、内部プロセスチャンバ体積６ｅを区切る壁要素６ａ〜６ｄを備える。
別の例示的な機能ユニット７は、装置１の造形平面内で選択的に照射及び固化すべき造形材料３の層を塗布するように構成された造形材料塗布ユニット、たとえば再被覆ユニットである。造形材料塗布ユニットは、それぞれの造形材料層を塗布するように装置１の造形平面に対して可動に支持される少なくとも１つの機能サブユニット、たとえば再被覆ブレード７ａを備える。
別の例示的な機能ユニット８は、造形材料３の層のいくつかの部分にエネルギービーム４を選択的に照射し、それによって固化するように構成された照射ユニットである。照射ユニットは、エネルギービームを生成するための機能サブユニット、たとえばビーム生成ユニット、及び／又はエネルギービームを造形平面の異なる位置へ偏向させるための機能サブユニット、たとえばビーム偏向ユニット８ａを備える。
別の例示的な機能ユニット９は、装置１の動作及び／又は装置１の動作中に付加造形される３次元の物体２に関係する少なくとも１つの化学的及び／又は物理的な数量を検出するように構成された検出ユニットである。それぞれの数量は、装置１のプロセスパラメータ、たとえばプロセスチャンバ内の化学的雰囲気、温度、圧力、プロセスチャンバを通って流れるプロセスガス流の流れ挙動などとすることができる。それぞれの数量はまた、装置１の動作中に付加造形される３次元の物体２の物体パラメータ、たとえば密度、温度、幾何形状などとすることができる。検出ユニットは、それぞれの数量を検出するための機能サブユニット、たとえばセンサ要素９ａを備えることができる。
別の例示的な機能ユニット１０は、さらなる機能ユニット７又は機能サブユニットそれぞれを支持するように構成された支持ユニットである。図１、２の例示的な実施形態によれば、支持ユニットは、造形材料塗布ユニット又は造形材料塗布サブユニット、たとえば再被覆ブレードに対する支持である。
図２、３から明らかなように、機能ユニット６〜１０、すなわち機能ユニット６（プロセスチャンバ）は、機能ユニット６が保守位置に位置決めされているときに保守スタッフによってアクセス可能な保守用開口１５を備えることができる。保守用開口１５は、それぞれの機能ユニット６の壁要素６ｂ内に設けられる。図２、３からはっきりするように、保守用開口１５は、機能ユニット６が保守位置に位置決めされているときに支持構造５の外側から少なくともアクセス可能になるように配置される。保守用開口１５は、機能ユニット６が保守位置に位置決めされているとき、支持構造５の外側に配置される。保守用開口１５はまた、装置１の動作中に保守用開口１５を（一時的に）閉鎖又は封止するように構成された閉鎖要素１６、たとえば蓋要素を備える。
図３は、保守用開口６が、機能ユニットの動作位置でもアクセス可能な機能ユニット６のさらなる開口１７、たとえば前面ドア又は窓から離れていることをはっきりと示している。
図３からやはり明らかなように、２つ以上の機能ユニット６〜１０を互いに接続して、機能ユニット６〜１０のアセンブリ又はグループを形成することができ、機能ユニット６〜１０は、別個に取り扱うことができ、すなわち特にそれぞれの動作位置とそれぞれの保守位置との間又はその逆へ別個に動かすことができる。したがって、第１の機能ユニット、すなわち機能ユニット６は、支持構造５によって直接支持され、さらなる機能ユニット７〜１０は、支持構造５によって第１の機能ユニット６を介して間接的に支持される。
したがって、第１の機能ユニット６は、それぞれの動作位置（図１参照）とそれぞれの保守位置（図２参照）との間で可動に支持される。さらに、矢印Ａ３〜Ａ６によって示すように、少なくとも１つのさらなる機能ユニット７〜１０、たとえば図の機能ユニット８は、第１の機能ユニット６に対して可動に支持することができる。それによって、さらなる機能ユニット８は、さらなる機能ユニット８が第１の機能ユニット６に対して第１の距離及び／又は向きで位置決めされる動作位置（図３参照）と、さらなる機能ユニット８が第１の機能ユニット６に対して第２の距離及び／又は向きで位置決めされる保守位置（図３の破線参照）との間で可動に支持される。したがって、さらなる機能ユニット８の運動に対する主な基準システムは、支持構造５ではなく第１の機能ユニット６である。矢印Ａ３〜Ａ６によってやはり示すように、さらなる機能ユニット８の運動もまた、回転運動及び／又は並進運動とすることができる。したがって、さらなる機能ユニット８の運動経路は、第１の機能ユニット６の運動経路とは異なるものとすることができる。
装置１は、さらなる機能ユニット８をそれぞれの第１の位置にロックするロックデバイス（図示せず）を備えることができる。ロックデバイスは、さらなる機能ユニット８を第１の位置にロックするように構成された好適なロック要素として構築することができ、又はそれを備えることができる。ロック要素は、それぞれのさらなる機能ユニットの機械的なロックを実施するように構成することができる。さらに、他のロック原理、たとえば磁気的なロックも考えられる。
装置１は、第１の機能ユニット６の位置を検出する位置検出デバイス（図示せず）をさらに備えることができる。位置検出デバイスは、第１の機能ユニット６の位置を検出するように構成された好適な検出要素として構築することができ、又はそれを備えることができ、検出要素は特に、第１の機能ユニット６が動作位置に位置決めされたときを検出するように構成することができる。それぞれの検出要素は、第１の機能ユニット６の位置の光学的検出を実施するように構成することができる。さらに、他の検出原理、たとえば電気的検出も考えられる。当然ながら、さらなる機能ユニット８の位置を検出するさらなる位置検出ユニットを設けることもできる。
ロックデバイスは、位置検出デバイスに動作可能に接続することができる。ロックデバイスは、第１の機能ユニット６が動作位置に位置決めされたことを検出デバイスが検出したとき、さらなる機能ユニット８を第１の位置にロックするように動作可能とすることができる。
装置１は、装置１の作業、特に保守、修理、又は設置作業を実行する方法を実施することを可能にする。この方法は、支持構造５に対して可動に支持されている少なくとも１つの機能ユニット６〜１０を、少なくとも１つの機能ユニット６〜１０が支持構造５の内側に位置決めされる動作位置から、少なくとも１つの機能ユニット６〜１０が支持構造５の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置へ動かすステップ、及び／又は支持構造５に対して可動に支持されている少なくとも１つの機能ユニット６〜１０を、少なくとも１つの機能ユニット６〜１０が支持構造５の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置から、少なくとも１つの機能ユニット６〜１０が支持構造５の内側に位置決めされる動作位置へ動かすステップを含む。
１ 装置
２ ３次元の物体
３ 造形材料
４ エネルギービーム
５ 支持構造
５ａ 構造要素
５ｂ 構造要素
５ｃ 構造要素
５ｄ 内部空間又は体積
６ 第１の例示的な機能ユニット
６ａ 壁要素
６ｂ 壁要素
６ｃ 壁要素
６ｄ 壁要素
６ｅ 内部プロセスチャンバ体積
７ 別の例示的な機能ユニット
７ａ 再被覆ブレード
８ 別の例示的な機能ユニット、さらなる機能ユニット
８ａ ビーム偏向ユニット
９ 別の例示的な機能ユニット
９ａ センサ要素
１０ 別の例示的な機能ユニット
１１ 閉鎖要素
１２ 案内デバイス
１２ａ 案内要素
１３ 駆動デバイス
１４ 開口
１５ 保守用開口
１６ 閉鎖要素
１７ 開口
Ｇ 地面

Claims (16)

  1. エネルギービーム（４）によって固化することができる造形材料（３）の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体（２）を付加製造する装置（１）であって、
    − 支持構造（５）と、
    − 前記支持構造（５）によって支持されている前記装置（１）の少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）とを備え、
    − 前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）は、前記支持構造（５）に対して可動に支持され、それによって前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）は、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が前記支持構造（５）の内側に位置決めされる動作位置と、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が前記支持構造（５）の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置との間で可動に支持される、装置。
  2. 前記支持構造（５）は、少なくとも１つの開口（１０）を備え、前記それぞれの機能ユニット（６〜１０）は、それぞれの動作位置からそれぞれの保守位置又はその逆へ動くとき、前記開口（１０）を通過することができる、請求項１に記載の装置。
  3. 前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）は、
    プロセスチャンバ・ユニット、又は
    前記装置（１）の造形平面内に造形材料層を塗布する造形材料塗布ユニット、又は
    前記装置（１）の前記造形平面内に塗布された造形材料層を選択的に照射する照射ユニット、又は
    前記装置（１）の動作に関係する少なくとも１つの化学的及び／若しくは物理的な数量、特に前記装置若しくは前記装置（１）の動作中に付加造形される３次元の物体（２）の少なくとも１つのプロセスパラメータを検出する検出ユニット、又は
    さらなる機能ユニット、特に造形材料塗布ユニット、照射ユニット、若しくは検出ユニットを支持する支持ユニットであり又はこれらを備える、請求項１又は２に記載の装置。
  4. 前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）は、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が前記保守位置に位置決めされているときに保守スタッフによってアクセス可能な少なくとも１つの保守用開口（１５）を備える、請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
  5. 少なくとも２つの機能ユニット（６〜１０）を備え、それによって第１の機能ユニット（６）が、前記支持構造（５）によって支持され、少なくとも１つのさらなる機能ユニット（７〜１０）が、前記第１の機能ユニット（６）によって支持される、請求項１〜４のいずれか一つに記載の装置。
  6. 前記第１の機能ユニット（６）は、前記支持構造（５）に対して可動に支持され、それによって前記第１の機能ユニット（６）は、前記第１の機能ユニット（６）が前記支持構造（５）の内側に位置決めされる動作位置と、前記第１の機能ユニット（６）が前記支持構造（５）の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置との間で可動に支持され、
    前記少なくとも１つのさらなる機能ユニット（７〜１０）は、前記第１の機能ユニット（６）に対して可動に支持され、それによって前記少なくとも１つのさらなる機能ユニット（７〜１０）は、前記少なくとも１つのさらなる機能ユニット（７〜１０）が前記第１の機能ユニット（６）に対して第１の距離及び／又は向きで位置決めされる動作位置と、前記少なくとも１つのさらなる機能ユニット（７〜１０）が前記第１の機能ユニット（６）に対して第２の距離及び／又は向きで位置決めされる保守位置との間で可動に支持される、請求項５に記載の装置。
  7. 前記第１の機能ユニット（６）は、少なくとも１つの第１の運動経路内で可動に支持され、前記少なくとも１つのさらなる機能ユニット（７〜１０）は、さらなる運動経路内で可動に支持され、それによって前記さらなる運動経路は、前記第１の運動経路とは異なる、請求項６に記載の装置。
  8. 前記少なくとも１つのさらなる機能ユニット（７〜１０）を前記第１の位置にロックするロックデバイスを備える、請求項５〜７のいずれか一つに記載の装置。
  9. 前記第１の機能ユニット（６）の位置を検出する位置検出デバイスを備え、それによって前記ロックデバイスは、前記第１の機能ユニット（６）が前記動作位置に位置決めされたことを前記検出デバイスが検出したとき、前記少なくとも１つのさらなる機能ユニット（７〜１０）を前記第１の位置にロックするように動作可能になる、請求項８に記載の装置。
  10. 前記第１の機能ユニット（６）は、プロセスチャンバであり、
    前記少なくとも１つのさらなる機能ユニット（８）は、前記装置の造形平面内に造形材料層を塗布する造形材料塗布ユニット、又は
    前記装置の前記造形平面内に塗布された造形材料層を選択的に照射する照射ユニット、又は
    前記装置の動作に関係する少なくとも１つの化学的及び／若しくは物理的な数量、特に前記装置若しくは前記装置の動作中に付加造形される３次元の物体の少なくとも１つのプロセスパラメータを検出する検出ユニット、又は
    さらなる機能ユニット、特に造形材料塗布ユニット、照射ユニット、若しくは検出ユニットを支持する支持ユニットである、請求項５〜９のいずれか一つに記載の装置。
  11. 動作位置と保守位置との間又はその逆へ前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）の運動を案内する案内デバイス（１２）を備える、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の装置。
  12. 前記案内デバイス（１２）は、前記動作位置と前記保守位置との間に少なくとも部分的に延長可能であり又は延長している少なくとも１つの特に長手方向の案内要素（１２ａ）、特に案内レールを備える、請求項１１に記載の装置。
  13. 前記機能ユニット（６〜１０）を動作位置と保守位置との間又はその逆へ駆動する駆動デバイスを備える、請求項１〜１２のいずれか一つに記載の装置。
  14. 前記保守位置は、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が地面（Ｇ）の上に垂れ下がる垂下位置である、請求項１〜１３のいずれか一つに記載の装置。
  15. 請求項１〜１４のいずれか一つに記載の装置（１）の少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）を支持する支持構造（５）であって、少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）を、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が前記支持構造（５）の内側に位置決めされる動作位置と、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が前記支持構造（５）の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置との間で可動に支持するように構成された支持構造。
  16. 請求項１〜１４のいずれか一つに記載の３次元の物体（２）を付加製造する装置（１）の作業、特に保守、修理、又は設置作業を実行する方法であって、
    前記支持構造（５）に対して可動に支持されている前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）を、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が前記支持構造（５）の内側に位置決めされる動作位置から、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が前記支持構造（５）の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置へ動かすステップ、及び／又は
    前記支持構造（５）に対して可動に支持されている前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）を、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が前記支持構造（５）の外側に少なくとも部分的に位置決めされる保守位置から、前記少なくとも１つの機能ユニット（６〜１０）が前記支持構造（５）の内側に位置決めされる動作位置へ動かすステップを含む方法。
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