JP2019177698A - 生成的に形成すべき３次元物体を支持するための支持構造を製造するための方法 - Google Patents
生成的に形成すべき３次元物体を支持するための支持構造を製造するための方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】製造された支持構造の、簡単で場合によっては自動化可能な撤去に関し、改善された、相応の支持構造の製造方法を提示する。【解決手段】本発明は、支持構造（２）上の、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成すべき３次元物体（３）を、少なくとも部分的に支持するための少なくとも１つの支持要素（１１）を含む支持構造（２）を製造するための方法に関し、これに関しては少なくとも１つの支持要素（１１）に少なくとも１つの作用構造が形成され、作用構造において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされる。【選択図】図２
Description
本発明は、支持構造上で、エネルギービームを用いて硬化可能な造形材料から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成すべき３次元物体を、少なくとも部分的に支持するための、少なくとも１つの支持要素を含む支持構造を製造するための方法に関する。
それぞれの３次元物体の生成的形成の枠内での、支持構造上で生成的に形成すべき３次元物体を支持するための相応の支持構造（時おりサポート構造とも言う）の使用が知られている。
相応の支持構造は、それぞれ生成的に形成すべき３次元物体の構成要素ではなく、生成的に形成される３次元物体の形成完了後に撤去される。
支持構造の撤去は、今日まで純粋に機械的に行われており、典型的には、機械によってまたは場合によってはそれどころか手作業で実施すべき複数の作業ステップを必要とする。相応の支持構造の幾何的・構造的形態が個別または比較的複雑であることに基づき、プロセス技術的な観点では、自動化可能な撤去を経済的に実現することはほぼ無理である。
これに対して本発明の基礎となる課題は、とりわけ、製造された支持構造の簡単で場合によっては自動化可能な撤去に関して改善された、相応の支持構造の製造方法を提示することである。
この課題は請求項１に基づく方法によって解決される。請求項１の従属請求項は、この方法の特別な実施形態に関している。この課題はさらに請求項７に基づく支持構造によって解決される。
本明細書で（最初に）説明する方法は、一般的には、支持構造上で生成的に形成すべき３次元物体を少なくとも部分的に支持するための、つまり少なくとも１つの部分領域を支持するための支持構造（サポート構造）の製造に用いられる。支持構造は、このために少なくとも１つの、典型的には複数の支持要素を含んでいる。支持構造または相応の支持要素は、基本的に任意の幾何的形態を有することができる。単一の、複数の、またはすべての支持要素は、そのそれぞれの幾何的形態が互いに同じであってよく、相似していてよく、または異なっていてよい。相応の支持要素は、例えば細長い、つまり例えば小棒状もしくは棒状の形態を、または平面的な、つまり例えば小板状の形態を有することができる。
一般的に支持構造または支持要素の幾何的形態は、少なくとも部分的には、支持構造上で生成的に形成すべき３次元物体（以下、略して「物体」と言う）のうち支持構造によって支持すべき物体部分の幾何的・構造的形態を考慮して選択されている。
以下ではことに、支持構造の好ましい生成的形成を説明するが、しかしながら本方法によって製造され得る支持構造は、原理的には、例えば鋳造プロセスのような非生成的製造プロセスを介しても製造することができる。
それゆえ本方法によって製造すべき支持構造は、好ましくは、支持構造によって少なくとも部分的に支持すべき物体に対応した、エネルギービームを用いた、硬化可能な造形材料から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成される。
硬化すべき造形材料層の連続的で選択的な硬化は、造形データに基づいて行われる。相応の造形データは一般的に、それぞれ生成的に製造すべき支持構造または支持構造によって少なくとも部分的に支持すべきもしくは少なくとも部分的に支持構造上で生成的に形成すべき物体の、幾何的なまたは幾何的・構造的な形態を表している。相応の造形データは例えば、製造すべき支持構造もしくは支持構造によって少なくとも部分的に支持すべき物体のＣＡＤデータであることができ、またはそのようなＣＡＤデータを内容として含むことができる。
支持構造の生成的製造は、少なくとも１つの放射線発生機構によって発生させた少なくとも１つのエネルギービームを用いた、硬化可能な造形材料から成る個々の造形材料層の連続的で選択的な硬化による、少なくとも１つの３次元物体の生成的製造のための装置を用いて行われる。この装置は、生成的造形プロセスを実施するために典型的で必要な機能コンポーネント、つまりとりわけ、造形材料、とりわけ金属粉末、プラスチック粉末、またはセラミック粉末から成る個々の造形材料層を選択的に硬化するためのエネルギービーム、とりわけレーザビームまたは電子ビームを発生させるための放射線発生機構と、造形面に硬化すべき造形材料層を形成するための積層機構とを含んでいる。造形面は、キャリア機構の典型的には（鉛直方向に）移動可能に据えられたキャリア要素の表面であるか、または既に硬化された造形材料層であることができる。
本方法によれば、基本的には支持構造の製造の種類に関係なく、少なくとも１つの支持要素に作用構造が形成され、この作用構造において、支持構造からの電気化学的または電気的な材料除去が起き得るかまたは起こされる。支持構造からの電気化学的または電気的な材料除去は、支持構造からの電気化学的または電気的な材料除去のための少なくとも１つの措置の実施の枠内で行うことができる。支持構造からの電気化学的または電気的な材料除去のための少なくとも１つの措置の実施は、生成的に形成または製造された物体からの、本方法により製造された支持構造の撤去方法の枠内で行うことができる。
電気化学的な材料除去（英語 ｅｌｅｃｔｒｏ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ、略してＥＣＭ）、したがって電気化学的な材料除去のための措置は、電圧源を用い、除去すべきまたは撤去すべき要素、本願では支持構造または支持構造の相応の支持要素に電圧を印加するという原理をベースとする。除去すべき要素をとりわけ第１の電極として、例えば陽極として、および除去工具を対向電極として、例えば陰極として接続することができる。除去すべき要素および除去工具を、電気伝導性の電解質、例えば食塩水中に据える。除去すべき要素と除去工具との間には、例えば０．０１〜１ｍｍの隙間を調整するのが典型的である。相応に高い電圧の際に生じる、除去すべき要素と除去工具との間の電流フローにより、除去すべき要素からイオン成分が溶出し、これにより、除去すべき要素からの材料除去が生じる。
電気的な材料除去、したがって電気的な材料除去のための措置は、類似の原理をベースとしており、ただし、除去すべき要素および除去工具を電気伝導性の電解質中ではなく、まったく（またはほとんど）電気伝導性でない誘電体、例えば油中に据える。除去すべき要素と除去工具との間の放電によって生じるスパークにより、除去すべき要素からの材料除去が行われる。
両方の場合には、除去すべき要素がある程度の電気伝導性を有している。したがって除去すべき要素は、金属製の造形材料から形成されるのが典型的である。これに応じて、支持構造を金属製の造形材料、つまり例えばアルミニウムもしくはアルミニウム合金または鉄もしくは鉄合金、とりわけスチールをベースとする造形材料から製造することが有用である。
相応の支持要素に相応の作用構造を形成することにより（この作用構造は、それぞれの支持要素の露出している外面で形成されるのが典型的である）、電気化学的または電気的な材料除去（「電気化学的または電気的な作用」）が（好ましくは）支持構造の支持要素において起こる。したがって電気化学的または電気的な材料除去が、好ましくは支持構造において起こり、これにより、大量生産にも適した比較的簡単で自動化可能な様式で、支持構造を撤去することができる。支持構造上で生成的に形成された物体は、その典型的に
は閉じたおよび／または比較的小さい表面により、まったくまたはほとんど損なわれない。
は閉じたおよび／または比較的小さい表面により、まったくまたはほとんど損なわれない。
したがって、とりわけ製造された支持構造の簡単で場合によっては自動化可能な撤去に関して改善された、相応の支持構造の製造方法を提示している。
言及したように支持構造は、エネルギービームを用いた、上記のまたはある硬化可能な造形材料から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成されるのが好ましい。特に効率的な一実施形態は、相応の作用構造を、支持構造の生成的形成と同時に生成的に形成する。相応の作用構造の生成的形成は、加えて作用構造の幾何的形態自由度を最大限に開く。
作用構造としては、基本的には、電気化学的または電気的な材料除去のための相応の措置の実施の枠内で、電気化学的または電気的な材料除去が（好ましくは）起き得るあらゆる幾何的形態要素が考慮される。
支持要素の表面の相応の「凹凸」において、それぞれの電界の集中が生じ、この電界の集中が、電気化学的または電気的な作用が起きる要因であり、かつ電気化学的または電気的な材料除去を促進するので、作用構造は一般的に、それぞれの支持要素の断面を的確に減弱または増強することで形成することができる。支持要素は、その本来の支持機能を保証し、しかしながらこれに加え、電気化学的または電気的な作用のためのできるだけ大きな作用面を提供する幾何的形態を有している。
作用構造として、例えば開口部、凹部、隆起部、突出部（先端）、または開口部、凹部、隆起部、突出部（先端）を画定している領域、とりわけエッジを、相応の支持要素の表面または中に形成することができる。作用構造として、支持要素のある特定の粗さを形成してもよい。それゆえ作用構造を、支持要素のある特定の規則的または不規則的な３次元の表面構造化によって形成することができる。もちろん、支持要素に複数の幾何的に異なる作用構造を形成することができる。
作用構造として、とりわけ開放気孔状でセル状の構造（セル構造）を形成することも考えられる。それゆえ支持構造または支持要素を少なくとも部分的に、流動性の作動媒体、つまり例えば電解質または誘電体によって濡れ可能または貫流可能なとりわけ開放気孔状でセル状の構造（泡構造）を備えて製造することができる。ここでは支持要素またはそれぞれの作用構造は、とりわけ、セル状の構造を形成している壁要素によって存在している。
本発明はさらに、支持構造上で生成的に形成すべき３次元物体を少なくとも部分的に支持するための、上述の方法に基づいて製造された支持構造に関する。支持構造の製造方法に関連するすべての説明が、相似して支持構造に当てはまる。
さらに本発明は、エネルギービームを用いた、硬化可能な造形材料から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化による、少なくとも１つの３次元物体の生成的製造方法に関する。この方法は第１のステップで、支持構造上で生成的に形成すべき３次元物体を少なくとも部分的に支持するための、少なくとも１つの支持要素を含む支持構造の生成的形成が、とりわけ上述の方法に基づいて行われることを特色とし、これに関しては支持構造が、エネルギービームを用いた、硬化可能な造形材料から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成され、その際、少なくとも１つの支持要素に作用構造が形成され、この作用構造において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされる。場合によっては第１のステップと同時に実施可能であるかまたは実施されるさらなるステップで
、製造すべき物体の生成的形成が行われ、これに関しては物体の少なくとも１つの部分領域が支持構造上で形成される。
、製造すべき物体の生成的形成が行われ、これに関しては物体の少なくとも１つの部分領域が支持構造上で形成される。
３次元物体の製造方法の枠内でも相応の支持構造が形成または製造されるので、とりわけ３次元物体の生成的な形成または製造に関係している支持構造の製造方法に関連するすべての説明が、相似して当てはまる。
支持構造と物体が、少なくとも部分的に、とりわけ完全に、同じとりわけ金属製の硬化可能な造形材料から形成または製造されることが有用である。支持構造と物体を少なくとも部分的に、とりわけ完全に同じ造形材料から形成することは、生成的造形プロセスまたはそれに関連する準備プロセスもしくは後処理プロセス、例えば硬化すべき造形材料の造形チャンバーもしくはプロセスチャンバー内への供給または硬化していない造形材料の造形チャンバーもしくはプロセスチャンバーからの排出もしくは再処理もしくは再使用を、かなり容易にする。相応の金属製の造形材料は、言及したように例えばアルミニウムもしくはアルミニウム合金または鉄もしくは鉄合金、とりわけスチールである。
製造すべき物体が、複数の別個の物体部分を含むべき場合、支持構造を少なくとも部分的に、第１の物体部分と少なくとも１つのさらなる物体部分との間に形成することができる。この少なくとも２つの物体部分は、例えば任意の空間軸に対して互いに隣接するよう配置することができ、つまり例えば鉛直軸に対して上下に配置することができる。
第１の物体部分は、少なくとも１つの第１の形状結合要素、例えば突出部を備えて形成することができ、かつさらなる物体部分は、第１の形状結合要素に対応する少なくとも１つの形状結合要素（対向形状結合要素）、例えばくぼみを備えて形成することができ、その際の支持構造は、第１の物体部分とさらなる物体部分との間に形成することができ、したがって、それぞれの形状結合要素は、支持構造を撤去した後で、形状結合式の結合を形成しながら互いに相互作用し、つまり例えば互いに噛み合う。相応の形状結合式の結合は、それぞれの物体部分を互いに対してある程度は移動可能にすることを許し得る。
本発明はさらに、３次元物体を製造するための上述の方法に基づいて製造された３次元物体に関する。３次元物体を製造するための上述の方法に関連するすべての説明が、相似して３次元物体に当てはまる。
そのうえ本発明は、３次元物体の製造方法に基づいて製造された３次元物体からの、支持構造の製造方法に基づいて製造された支持構造の撤去方法に関する。この方法は、支持構造からの電気化学的または電気的な材料除去のための少なくとも１つの措置を実施することを特色とし、これに関しては電気化学的または電気的な材料除去が（好ましくは）少なくとも１つの作用構造において起き得るかまたは起こされる。
この方法は、相応に製造された支持構造を撤去するために用いられるので、支持構造の製造方法に関連するすべての説明が、相似して当てはまる。
とりわけ電気化学的な材料除去のための措置は、とりわけ自動化可能であるかまたは自動化された電気化学的な除去プロセスであることができる。このために用いられる電流強度（面積当たり）は、例えば０．１〜５Ａ／ｍｍ２との間の範囲内にあることができる。とりわけ電気的な材料除去のための措置は、とりわけ自動化可能であるかまたは自動化された電気的な除去プロセス、とりわけスパークエロージョンプロセスであることができる。このために用いられる電流強度（面積当たり）も、例えば０．１〜５Ａ／ｍｍ２との間の範囲内にあることができる。
支持構造は、電気化学的または電気的な材料除去のための措置により、完全に撤去することができ、または部分的にのみ撤去することができる。後者の場合、支持構造のうち、支持構造の減弱も意味する部分的な撤去の後に残っている部分は、別個の、例えば機械的なおよび／または放射線に基づく材料除去によって撤去することができる。このように、例えば時間が減らされたおよび／または例えばそれぞれの措置で選択される電圧を介して制御可能な除去強度が減らされた、支持構造の部分的な撤去しか引き起こさない電気化学的または電気的な材料除去のための措置を実施することにより、この措置によって物体からの材料除去も起こってしまうのを防ぐことができる。
図での例示的実施形態に基づいて本発明をより詳しく説明する。
図１は、支持構造２上で生成的に形成すべき３次元物体３（図２、図３を参照）を少なくとも部分的に支持するための、つまり少なくとも１つの部分領域を支持するための支持構造２の製造方法を実施するための装置１の原理図を示している。
装置１は、放射線発生機構５によって発生させたエネルギービーム６を用いた、硬化可能な造形材料４から成る造形材料層の選択的な硬化による支持構造２の生成的製造にも、放射線発生機構５によって発生させたエネルギービーム６を用いた、上記のまたはある硬化可能な造形材料４から成る造形材料層の選択的な硬化による、支持構造２によって少なくとも部分的に支持すべき物体３の、つまり典型的には技術的部品または技術的部品群の生成的製造にも用いられる。
それぞれ硬化すべき造形材料層の連続的で選択的な硬化は、造形データに基づいて行われる。相応の造形データは一般的に、生成的に形成すべき支持構造２または少なくとも部分的に支持構造２上で生成的に形成すべき物体３の、幾何的なまたは幾何的・構造的な形態を表している。相応の造形データは例えば、製造すべき支持構造２もしくは物体３のＣＡＤデータであることができ、またはそのようなＣＡＤデータを内容として含むことができる。
水平に向いた矢印によって示唆したように移動可能に据えられた積層機構７を用いて形成された硬化すべき造形材料層の選択的な硬化は、以下のように行われる。すなわち、放射線発生機構５によって発生させたエネルギービーム６が、場合によってはビーム偏向機構またはスキャナー機構（示されていない）を介して、選択的に、造形面内の造形材料層のうち、生成的に製造すべき支持構造２または生成的に製造すべき物体３のそれぞれの層に関する断面幾何形状に対応した特定の硬化すべき領域に導かれる。造形面は、既に硬化された造形材料層であるか、またはキャリア機構１０の典型的には（鉛直方向に）移動可能に据えられたキャリア要素９の表面もしくは上面であることができる。
造形材料層の形成および選択的な硬化は、装置１の造形チャンバー８内で行われる。造
形チャンバー８内は、典型的には保護ガス雰囲気、つまり例えばアルゴン雰囲気または窒素雰囲気に支配されている。
形チャンバー８内は、典型的には保護ガス雰囲気、つまり例えばアルゴン雰囲気または窒素雰囲気に支配されている。
放射線発生機構５によって発生させたエネルギービーム６は、電磁放射線、つまりレーザビーム、略してレーザである。それゆえ放射線発生機構５は、レーザビームを発生させるためのレーザ発生機構である。したがって装置１は、３次元物体を生成的に製造するための選択的レーザ焼結プロセスを実施するための選択的レーザ焼結装置、略してＳＬＳ装置であるか、または３次元物体を生成的に製造するための選択的レーザ溶融プロセスを実施するための選択的レーザ溶融装置、略してＳＬＭ装置であることができる。
硬化可能な造形材料３は、エネルギービーム６を用いて硬化可能な金属粉末、つまり例えばアルミニウム粉末またはスチール粉末である。
装置１を用いて製造可能であるかまたは製造された支持構造２は、特定の幾何的形態の複数の支持要素１１を含んでいる。単一の、複数の、またはすべての支持要素１１は、そのそれぞれの幾何的形態が互いに同じであってよく、相似していてよく、または異なっていてよい。図１〜図４に示した例示的実施形態では、支持要素１１は、細長い、つまり小棒状または棒状の幾何的形態を有している。図５に示した例示的実施形態では、支持要素１１は、平面的な、つまり小板状の形態を有している。
一般的に支持構造２または支持要素１１の幾何的形態は、支持構造２上で生成的に形成すべき物体３のうち支持構造２によって支持すべき物体部分の幾何的・構造的形態を考慮して選択されている（図２を参照）。支持構造２は、物体３の外輪郭の一部分をかたどっている。
支持構造２の生成的形成の枠内で、単一の、複数の、またはすべての支持要素１１に作用構造１２が形成され、この作用構造１２において、支持構造２からの電気化学的または電気的な材料除去が起き得るかまたは起こされる。支持構造２からの電気化学的または電気的な材料除去は、支持構造２からの電気化学的または電気的な材料除去のための少なくとも１つの措置の実施の枠内で行われる。支持構造２からの電気化学的または電気的な材料除去のための少なくとも１つの措置の実施は、物体３からの支持構造２の撤去方法の枠内で行うことができる。
電気化学的な材料除去、したがって電気化学的な材料除去のための措置は、電圧源を用い、除去すべきまたは撤去すべき支持構造２または支持構造２の相応の支持要素１１に電圧を用いて印加するという原理をベースとする。支持構造２をとりわけ第１の電極として、例えば陽極として、および除去工具を対向電極として、例えば陰極として接続することができる。支持構造２および除去工具を、電気伝導性の電解質、例えば食塩水中に据える。支持構造２と除去工具との間には、例えば０．０１〜１ｍｍの隙間を調整する。相応に高い電圧の際に生じる、支持構造２と除去工具との間の、例えば０．１〜５Ａ／ｍｍ２との間の範囲内の電流フローにより、支持構造２からイオン成分が溶出し、これにより、支持構造２からの材料除去が生じる。
電気的な材料除去、したがって電気的な材料除去のための措置は、類似の原理をベースとしており、ただし、支持構造２および除去工具を電気伝導性の電解質中ではなく、まったく（またはほとんど）電気伝導性でない誘電体、例えば油中に据える。支持構造２と除去工具との間の放電によって生じるスパークにより、支持構造２からの材料除去が行われる。
両方の場合には、支持構造２のある程度の電気伝導性が必要であり、したがって支持構
造２は、言及したように金属製の造形材料から形成されている。
造２は、言及したように金属製の造形材料から形成されている。
支持要素１１に相応の作用構造１２を形成することにより（この作用構造１２は、それぞれの支持要素１１の露出している外面で形成されるのが典型的である）、電気化学的または電気的な材料除去（「電気化学的または電気的な作用」）が支持構造２の支持要素１１において起こる。したがって電気化学的または電気的な材料除去が、好ましくは支持構造２において起こり、これにより、大量生産にも適した比較的簡単で自動化可能な様式で、支持構造２を撤去することができる。支持構造２上で生成的に形成された物体３は、その典型的には閉じたおよび／または比較的小さい表面により、まったくまたはほとんど損なわれない。
相応の作用構造１２は、支持構造２と同時に生成的に形成されるのが典型的である。相応の作用構造１２の生成的形成は、作用構造１２の幾何的形態自由度を最大限に開く。
作用構造１２としては、電気化学的または電気的な材料除去のための相応の措置の実施の枠内で、電気化学的または電気的な材料除去が（好ましくは）起き得るあらゆる幾何的形態要素が考慮される。
図４、図５に基づいて明らかなのは、支持要素１１の表面の相応の「凹凸」において、それぞれの電界の集中が生じ、この電界の集中が、電気化学的もしくは電気的な作用が起きる要因であり、または電気化学的もしくは電気的な材料除去を促進するので、作用構造１２が、それぞれの支持要素１１のとりわけ断面を的確に減弱または増強することで形成できることである。支持要素１１は、その本来の支持機能を保証し、しかしながらこれに加え、電気化学的または電気的な作用のためのできるだけ大きな作用面を提供する幾何的形態を有している。
図４に基づいてさらに明らかなのは、相応の作用構造１２として、開口部、凹部、隆起部、突出部（先端）、または開口部、凹部、隆起部、突出部（先端）を画定している領域、とりわけエッジを、支持要素１１の表面または中に形成できることである。それゆえ作用構造１２を、支持要素１１のある特定の規則的または不規則的な３次元の表面構造化によって形成することができる。
図５に基づき、平面的な支持構造２の場合、相応の作用構造１２として、ここでは小板状の個々の支持要素１１の間の結合領域または結合橋絡部を形成してもよいことが明らかである。
図には示していないが、支持構造２または支持要素１１を、流動性の作動媒体、つまり例えば電解質または誘電体によって濡れ可能または貫流可能なとりわけ開放気孔状でセル状の構造（泡構造）を備えて製造することも考えられる。ここでは支持要素１１またはそれぞれの作用構造１２は、とりわけ、セル状の構造を形成している壁要素によって存在しているであろう。
図２に示した例示的実施形態では、支持構造２上での物体３の生成的な形成または製造を示している。図２に示した例示的実施形態により、一般的には、エネルギービーム６を用いた、硬化可能な造形材料４から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化による、物体３の生成的製造方法を分かりやすく示している。この方法は第１のステップで、支持構造２上で生成的に形成すべき物体３を少なくとも部分的に支持するための、少なくとも１つの支持要素１１を含む支持構造２の生成的形成が行われること、を特色とし、これに関しては支持構造２が、エネルギービーム６を用いた、硬化可能な造形材料４から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成され、その際、少なくとも１つの支持
要素１１に作用構造１２が形成され、この作用構造１２において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされる。場合によっては第１のステップと同時に実施可能であるかまたは実施されるさらなるステップで、製造すべき物体３の生成的形成が行われ、これに関しては物体３の少なくとも１つの部分領域が支持構造２上で形成される。
要素１１に作用構造１２が形成され、この作用構造１２において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされる。場合によっては第１のステップと同時に実施可能であるかまたは実施されるさらなるステップで、製造すべき物体３の生成的形成が行われ、これに関しては物体３の少なくとも１つの部分領域が支持構造２上で形成される。
支持構造２と物体３が、完全に、同じ硬化可能な造形材料４から形成または製造されることが有用である。支持構造２と物体３を完全に同じ造形材料４から形成することは、生成的造形プロセスまたはそれに関連する準備プロセスもしくは後処理プロセス、例えば硬化すべき造形材料４の造形チャンバー８内への供給または硬化していない造形材料４の造形チャンバー８からの排出もしくは再処理もしくは再使用を、かなり容易にする。
図３に示した例示的実施形態に基づき、製造すべき物体３が、複数の別個の物体部分３ａ、３ｂを含み得ることが明らかである。この場合、支持構造２を少なくとも部分的に、第１の物体部分３ａとさらなる物体部分３ｂとの間に形成することができる。図３に示した例示的実施形態では、物体部分３ａ、３ｂは、空間軸、ここでは鉛直軸に対して互いに隣接するよう、または上下に配置されている。
図３では下側の第１の物体部分３ａは、この例示的実施形態ではアンダーカットの突出部の形での形状結合要素１３を備えて形成されており、図では上側のさらなる物体部分３ｂは、形状結合要素１３に対応しており、この例示的実施形態ではアンダーカットのくぼみの形での形状結合要素１４（対向形状結合要素）を備えて形成されている。支持構造２は、第１の物体部分３ａとさらなる物体部分３ｂとの間に形成されており、したがって、それぞれの形状結合要素１３、１４は、支持構造２を撤去した後で、形状結合式の結合を形成しながら互いに相互作用し、つまり噛み合う。このように形成された形状結合式の結合は、それぞれの物体部分３ａ、３ｂを互いに対してある程度は移動可能にすることを許し得る。
すべての例示的実施形態に、支持構造２を撤去するため、物体３からの支持構造２の撤去方法が実行されることが当てはまる。この方法は、支持構造２からの電気化学的または電気的な材料除去のための少なくとも１つの措置を実施することを特色とし、これに関しては電気化学的または電気的な材料除去が（好ましくは）少なくとも１つの作用構造１２において起き得るかまたは起こされる。
とりわけ電気化学的な材料除去のための措置は、とりわけ自動化可能であるかまたは自動化された電気化学的な除去プロセスであることができる。このために用いられる電流強度（面積当たり）は、例えば０．１〜５Ａ／ｍｍ２との間の範囲内にあることができる。とりわけ電気的な材料除去のための措置は、とりわけ自動化可能であるかまたは自動化された電気的な除去プロセス、とりわけスパークエロージョンプロセスであることができる。このために用いられる電流強度（面積当たり）も、例えば０．１〜５Ａ／ｍｍ２との間の範囲内にあることができる。
支持構造２は、電気化学的または電気的な材料除去のための措置により、完全に撤去することができ、または部分的にのみ撤去することができる。後者の場合、支持構造２のうち、支持構造２の減弱も意味する部分的な撤去の後に残っている部分は、別個の、例えば機械的なおよび／または放射線に基づく材料除去によって撤去することができる。このように、例えば時間が減らされたおよび／または例えば言及した電圧を介して制御可能な除去強度が減らされた、支持構造２の部分的な撤去しか引き起こさない電気化学的または電気的な材料除去のための措置を実施することにより、この措置によって物体３からの材料除去も起こってしまうのを防ぐことができる。
以上の内容から以下の内容が提案される。
（付記１）
支持構造（２）上で、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成すべき３次元物体（３）を少なくとも部分的に支持するための、少なくとも１つの支持要素（１１）を含む前記支持構造（２）を製造するための方法において、
少なくとも１つの支持要素（１１）に少なくとも１つの作用構造（１２）が形成され、前記作用構造（１２）において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされることを特徴とする方法。
（付記２）
前記支持構造（２）が、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成されることを特徴とする付記１に記載の方法。
（付記３）
少なくとも１つの前記作用構造（１２）が、とりわけ前記支持構造（２）の前記生成的製造と同時に生成的に形成されることを特徴とする付記１または２に記載の方法。
（付記４）
作用構造（１２）として、少なくとも１つの開口部および／または少なくとも１つの凹部および／または少なくとも１つの突出部が、支持要素（１１）の表面または中に形成されることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の方法。
（付記５）
作用構造（１２）として、とりわけ開放気孔状のセル構造が形成されることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の方法。
（付記６）
前記支持構造（２）が、金属製の材料から形成されることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の方法。
（付記７）
付記１〜６のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造されていることを特徴とする、支持構造（２）上で生成的に形成すべき３次元物体（３）を少なくとも部分的に支持するための支持構造（２）。
（付記８）
エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化による、少なくとも１つの３次元物体（３）の生成的な製造のための方法において、以下のステップ、すなわち
‐ とりわけ付記２〜６のいずれか一つに記載の方法に基づき、支持構造（２）上で生成的に形成すべき前記３次元物体（３）を少なくとも部分的に支持するための、少なくとも１つの支持要素（１１）を含む前記支持構造（２）を形成するステップであって、前記支持構造（２）が、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成され、その際、少なくとも１つの支持要素（１１）に作用構造（１２）が形成され、前記作用構造（１２）において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされるステップ、
‐ 前記３次元物体（３）の少なくとも１つの部分領域が前記支持構造（２）上で形成される、製造すべき前記３次元物体（３）を生成的に形成するステップ、
を特徴とする方法。
（付記９）
前記支持構造（２）と前記３次元物体（３）が、少なくとも部分的に、とりわけ完全に、同じ、とりわけ金属製の硬化可能な造形材料（４）から製造されることを特徴とする付記８に記載の方法。
（付記１０）
前記支持構造（２）が少なくとも部分的に、第１の物体部分（３ａ）と少なくとも１つ
のさらなる物体部分（３ｂ）との間に形成されることを特徴とする付記８または９に記載の方法。
（付記１１）
前記第１の物体部分（３ａ）が、少なくとも１つの第１の形状結合要素（１３）を備えて形成され、かつさらなる物体部分（３ｂ）が、前記第１の形状結合要素（１３）に対応する少なくとも１つの形状結合要素（１４）を備えて形成され、前記支持構造（２）が、前記第１の物体部分と前記さらなる物体部分（３ａ、３ｂ）との間に形成され、したがって、それぞれの前記形状結合要素（１３、１４）が、前記支持構造（２）を撤去した後で、形状結合式の結合を形成しながら互いに相互作用することを特徴とする付記１０に記載の方法。
（付記１２）
前記作用構造（１２）が、とりわけ前記支持構造（２）の前記生成的製造と同時に生成的に形成されることを特徴とする付記９〜１１のいずれか一つに記載の方法。
（付記１３）
作用構造（１２）として、少なくとも１つの開口部および／または少なくとも１つの凹部および／または少なくとも１つのとりわけ尖った突出部が、支持要素（１１）の表面または中に形成されることを特徴とする付記９〜１２のいずれか一つに記載の方法。
（付記１４）
作用構造（１２）として、とりわけ開放気孔状のセル構造が形成されることを特徴とする付記９〜１３のいずれか一つに記載の方法。
（付記１５）
付記９〜１４のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造されていることを特徴とする３次元物体（３）。
（付記１６）
付記８〜１４のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造された３次元物体（３）から、付記１〜６のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造された支持構造（２）を撤去するための方法において、
前記支持構造（２）からの電気化学的または電気的な材料除去のための少なくとも１つの措置が実施され、その際、電気化学的または電気的な材料除去が、少なくとも１つの作用構造（１２）において起き得るかまたは起こされることを特徴とする方法。
（付記１７）
電気化学的な材料除去のための措置が、とりわけ自動化された電気化学的な除去プロセスを含み、かつ電気的な材料除去のための前記措置が、とりわけ自動化された電気的な除去プロセス、とりわけスパークエロージョンプロセスを含むことを特徴とする付記１６に記載の方法。
（付記１８）
前記支持構造（２）が、電気化学的もしくは電気的な材料除去のための前記措置により完全に撤去されるか、または前記支持構造（２）が、電気化学的もしくは電気的な材料除去のための前記措置により部分的にのみ撤去され、かつ前記支持構造（２）のうち、前記部分的な撤去の後に残っている部分が、機械的なおよび／または放射線に基づく材料除去によって撤去されることを特徴とする付記１６または１７に記載の方法。
以上の内容から以下の内容が提案される。
（付記１）
支持構造（２）上で、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成すべき３次元物体（３）を少なくとも部分的に支持するための、少なくとも１つの支持要素（１１）を含む前記支持構造（２）を製造するための方法において、
少なくとも１つの支持要素（１１）に少なくとも１つの作用構造（１２）が形成され、前記作用構造（１２）において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされることを特徴とする方法。
（付記２）
前記支持構造（２）が、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成されることを特徴とする付記１に記載の方法。
（付記３）
少なくとも１つの前記作用構造（１２）が、とりわけ前記支持構造（２）の前記生成的製造と同時に生成的に形成されることを特徴とする付記１または２に記載の方法。
（付記４）
作用構造（１２）として、少なくとも１つの開口部および／または少なくとも１つの凹部および／または少なくとも１つの突出部が、支持要素（１１）の表面または中に形成されることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の方法。
（付記５）
作用構造（１２）として、とりわけ開放気孔状のセル構造が形成されることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の方法。
（付記６）
前記支持構造（２）が、金属製の材料から形成されることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の方法。
（付記７）
付記１〜６のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造されていることを特徴とする、支持構造（２）上で生成的に形成すべき３次元物体（３）を少なくとも部分的に支持するための支持構造（２）。
（付記８）
エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化による、少なくとも１つの３次元物体（３）の生成的な製造のための方法において、以下のステップ、すなわち
‐ とりわけ付記２〜６のいずれか一つに記載の方法に基づき、支持構造（２）上で生成的に形成すべき前記３次元物体（３）を少なくとも部分的に支持するための、少なくとも１つの支持要素（１１）を含む前記支持構造（２）を形成するステップであって、前記支持構造（２）が、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成され、その際、少なくとも１つの支持要素（１１）に作用構造（１２）が形成され、前記作用構造（１２）において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされるステップ、
‐ 前記３次元物体（３）の少なくとも１つの部分領域が前記支持構造（２）上で形成される、製造すべき前記３次元物体（３）を生成的に形成するステップ、
を特徴とする方法。
（付記９）
前記支持構造（２）と前記３次元物体（３）が、少なくとも部分的に、とりわけ完全に、同じ、とりわけ金属製の硬化可能な造形材料（４）から製造されることを特徴とする付記８に記載の方法。
（付記１０）
前記支持構造（２）が少なくとも部分的に、第１の物体部分（３ａ）と少なくとも１つ
のさらなる物体部分（３ｂ）との間に形成されることを特徴とする付記８または９に記載の方法。
（付記１１）
前記第１の物体部分（３ａ）が、少なくとも１つの第１の形状結合要素（１３）を備えて形成され、かつさらなる物体部分（３ｂ）が、前記第１の形状結合要素（１３）に対応する少なくとも１つの形状結合要素（１４）を備えて形成され、前記支持構造（２）が、前記第１の物体部分と前記さらなる物体部分（３ａ、３ｂ）との間に形成され、したがって、それぞれの前記形状結合要素（１３、１４）が、前記支持構造（２）を撤去した後で、形状結合式の結合を形成しながら互いに相互作用することを特徴とする付記１０に記載の方法。
（付記１２）
前記作用構造（１２）が、とりわけ前記支持構造（２）の前記生成的製造と同時に生成的に形成されることを特徴とする付記９〜１１のいずれか一つに記載の方法。
（付記１３）
作用構造（１２）として、少なくとも１つの開口部および／または少なくとも１つの凹部および／または少なくとも１つのとりわけ尖った突出部が、支持要素（１１）の表面または中に形成されることを特徴とする付記９〜１２のいずれか一つに記載の方法。
（付記１４）
作用構造（１２）として、とりわけ開放気孔状のセル構造が形成されることを特徴とする付記９〜１３のいずれか一つに記載の方法。
（付記１５）
付記９〜１４のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造されていることを特徴とする３次元物体（３）。
（付記１６）
付記８〜１４のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造された３次元物体（３）から、付記１〜６のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造された支持構造（２）を撤去するための方法において、
前記支持構造（２）からの電気化学的または電気的な材料除去のための少なくとも１つの措置が実施され、その際、電気化学的または電気的な材料除去が、少なくとも１つの作用構造（１２）において起き得るかまたは起こされることを特徴とする方法。
（付記１７）
電気化学的な材料除去のための措置が、とりわけ自動化された電気化学的な除去プロセスを含み、かつ電気的な材料除去のための前記措置が、とりわけ自動化された電気的な除去プロセス、とりわけスパークエロージョンプロセスを含むことを特徴とする付記１６に記載の方法。
（付記１８）
前記支持構造（２）が、電気化学的もしくは電気的な材料除去のための前記措置により完全に撤去されるか、または前記支持構造（２）が、電気化学的もしくは電気的な材料除去のための前記措置により部分的にのみ撤去され、かつ前記支持構造（２）のうち、前記部分的な撤去の後に残っている部分が、機械的なおよび／または放射線に基づく材料除去によって撤去されることを特徴とする付記１６または１７に記載の方法。
１ 装置
２ 支持構造
３ 物体
３ａ、３ｂ 物体部分
４ 造形材料
５ 放射線発生機構
６ エネルギービーム
７ 積層機構
８ 造形チャンバー
９ キャリア要素
１０ キャリア機構
１１ 支持要素
１２ 作用構造
１３ 形状結合要素
１４ 形状結合要素
２ 支持構造
３ 物体
３ａ、３ｂ 物体部分
４ 造形材料
５ 放射線発生機構
６ エネルギービーム
７ 積層機構
８ 造形チャンバー
９ キャリア要素
１０ キャリア機構
１１ 支持要素
１２ 作用構造
１３ 形状結合要素
１４ 形状結合要素
Claims (16)
- 支持構造（２）上で、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成すべき３次元物体（３）を少なくとも部分的に支持するための、少なくとも１つの支持要素（１１）を含む前記支持構造（２）を製造するための方法において、
少なくとも１つの支持要素（１１）に少なくとも１つの作用構造（１２）が形成され、前記作用構造（１２）において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされることを特徴とする方法。 - 前記支持構造（２）が、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 少なくとも１つの前記作用構造（１２）が、とりわけ前記支持構造（２）の前記生成的製造と同時に生成的に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
- 作用構造（１２）として、少なくとも１つの開口部および／または少なくとも１つの凹部および／または少なくとも１つの突出部が、支持要素（１１）の表面または中に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
- 作用構造（１２）として、とりわけ開放気孔状のセル構造が形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
- 前記支持構造（２）が、金属製の材料から形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
- 請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造されていることを特徴とする、支持構造（２）上で生成的に形成すべき３次元物体（３）を少なくとも部分的に支持するための支持構造（２）。
- エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化による、少なくとも１つの３次元物体（３）の生成的な製造のための方法において、以下のステップ、すなわち
‐ とりわけ請求項２〜６のいずれか一つに記載の方法に基づき、支持構造（２）上で生成的に形成すべき前記３次元物体（３）を少なくとも部分的に支持するための、少なくとも１つの支持要素（１１）を含む前記支持構造（２）を形成するステップであって、前記支持構造（２）が、エネルギービーム（６）を用いて硬化可能な造形材料（４）から成る造形材料層の連続的で選択的な硬化によって生成的に形成され、その際、少なくとも１つの支持要素（１１）に作用構造（１２）が形成され、前記作用構造（１２）において、電気化学的な材料除去が起き得るかまたは起こされるステップ、
‐ 前記３次元物体（３）の少なくとも１つの部分領域が前記支持構造（２）上で形成される、製造すべき前記３次元物体（３）を生成的に形成するステップ、
を特徴とする方法。 - 前記支持構造（２）と前記３次元物体（３）が、少なくとも部分的に、とりわけ完全に、同じ、とりわけ金属製の硬化可能な造形材料（４）から製造されることを特徴とする請求項８に記載の方法。
- 前記支持構造（２）が少なくとも部分的に、第１の物体部分（３ａ）と少なくとも１つ
のさらなる物体部分（３ｂ）との間に形成されることを特徴とする請求項８または９に記載の方法。 - 前記第１の物体部分（３ａ）が、少なくとも１つの第１の形状結合要素（１３）を備えて形成され、かつさらなる物体部分（３ｂ）が、前記第１の形状結合要素（１３）に対応する少なくとも１つの形状結合要素（１４）を備えて形成され、前記支持構造（２）が、前記第１の物体部分と前記さらなる物体部分（３ａ、３ｂ）との間に形成され、したがって、それぞれの前記形状結合要素（１３、１４）が、前記支持構造（２）を撤去した後で、形状結合式の結合を形成しながら互いに相互作用することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
- 前記作用構造（１２）が、とりわけ前記支持構造（２）の前記生成的製造と同時に生成的に形成されることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一つに記載の方法。
- 作用構造（１２）として、少なくとも１つの開口部および／または少なくとも１つの凹部および／または少なくとも１つのとりわけ尖った突出部が、支持要素（１１）の表面または中に形成されることを特徴とする請求項９〜１２のいずれか一つに記載の方法。
- 作用構造（１２）として、とりわけ開放気孔状のセル構造が形成されることを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一つに記載の方法。
- 請求項９〜１４のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造されていることを特徴とする３次元物体（３）。
- 請求項８〜１４のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造された３次元物体（３）から、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法に基づいて製造された支持構造（２）を撤去するための方法において、
前記支持構造（２）からの電気化学的または電気的な材料除去のための少なくとも１つの措置が実施され、その際、電気化学的または電気的な材料除去が、少なくとも１つの作用構造（１２）において起き得るかまたは起こされることを特徴とする方法。
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