JP2020001402A

JP2020001402A - ３次元物体を付加的に製造する装置及び設備、その装置用のフィルタユニット

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Publication number: JP2020001402A
Application number: JP2019163724A
Authority: JP
Inventors: アレクサンダー・ホフマン; Hofmann Alexander; クリスティアン・ディラー; Diller Christian; ウルリヒ・アルバヌス; Albanus Ullrich; パヤム・ダネシュヴァー; Daneschwar Payam
Original assignee: CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Current assignee: CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2019-09-09
Publication date: 2020-01-09
Also published as: JP2019022977A; CN109277566B; EP3431258B1; EP3492242B1; US11065813B2; US20210339474A1; CN109277566A; EP3492242A1; EP4049831A1; US11731360B2; CN113732302A; EP3431258B2; EP3431258A1; US20190022940A1; CN113732302B

Abstract

【課題】改善されたフィルタユニットを有する３次元物体を付加的に製造する装置を提供すること。【解決手段】装置１の動作中に生成される粒子４、特に、硬化されていない粒状の造形材料、煙及び煙残留物の中の一つ以上を添加することが可能なプロセスガス流３を生成するように構成されたフロー生成ユニット２と、このプロセスガス流から粒子４を分離するように構成されたフィルタユニット５とを有し、このフィルタユニットは、生成されたプロセスガス流の流路内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのフィルタ部材７を有するフィルタチャンバ６を備え、プロセスガス流内の粒子は、フィルタ部材によってプロセスガスから分離され、フィルタチャンバの粒子出口１１に分離可能に連結された、或いは連結可能である粒子受取チャンバ１３が、粒子を受け取るように構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する装置に関し、この装置は、この装置の動作中に生成される粒子、特に、硬化されていない粒状の造形材料、煙及び煙残留物の中の一つ以上を添加することが可能なプロセスガス流を生成するように構成されたフロー生成ユニットと、このプロセスガス流から粒子を分離するように構成されたフィルタユニットとを有し、このフィルタユニットは、生成されたプロセスガス流の流路内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのフィルタ部材を有するフィルタチャンバを備え、プロセスガス流内の粒子は、このフィルタ部材によってプロセスガスから分離される。

３次元物体を付加的に製造する装置は、それぞれ広く知られており、例えば、選択的レーザ焼結装置、選択的レーザー溶解装置又は選択的電子ビーム融解装置として実現することができる。

各付加的製造装置の動作中に、粉末床から造形材料粒子を上昇させることなく、その装置の動作中に生成されて硬化されていない粒状の造形材料、特に、煙又は煙残留物などの粒子を効率的に除去することは、製造すべき物体の品質にとって決定的な要因であり、難題となり得る。言い換えれば、各装置のフロー生成機器は、プロセスチャンバを通って流れている間に、一方ではプロセスチャンバから、硬化されていない造形材料粒子を効率的に除去し、他方では粉末床からの造形材料粒子の上昇を防止するガス状流体流を生成するように構成されるべきである。それは、特に、高出力のエネルギービーム、例えば、出力が２１０Ｗを超えるエネルギービームを実装する付加的製造装置に当て嵌まる。

更に、各付加的製造装置のフィルタユニットの役割は、プロセスガス内に含まれる粒子又は添加された粒子をプロセスガス流から分離して、清浄なプロセスガスだけをプロセスチャンバ内へ再循環させ、その装置の動作中に生成された粒子を再び添加できることを保証することである。従って、各粒子を含まないプロセスガスだけをプロセスチャンバ内へ流して、プロセスガス内の粒子による造形プロセスの汚染を防止している。プロセスガスから分離された粒子は、典型的には、フィルタ部材上及び／又はフィルタチャンバ内に蓄積する。従って、フィルタ部材及び／又はフィルタチャンバを清浄化又は置換することが必要であり、そのことは、その装置のダウンタイムを引き起こし、製造プロセスを中断しなければならない。従って、フィルタ部材及び／又はフィルタチャンバの時間のかかる清浄化又は交換プロセスを実行しなければならない。

上記に鑑みて、本発明の課題は、ダウンタイムの低減と、フィルタ部材及び／又はフィルタチャンバを清浄化及び／又は置換する労力の低減との中の一つ以上を可能にする改善されたフィルタユニットを有する３次元物体を付加的に製造する装置を提供することである。

この課題は、請求項１に記載の３次元物体を付加的に製造する装置によって達成される。請求項１に従属する請求項は、請求項１に記載の装置の実現可能な実施形態に関する。

本明細書に記載する装置は、エネルギービームを用いて硬化することが可能な粉末状の造形材料（「造形材料」）の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって、３次元物体、例えば、技術的な部品を付加的に製造する装置である。各造形材料は、金属、セラミック又はポリマー粉末とすることができる。各エネルギービームは、レーザビーム又は電子ビームとすることができる。各装置は、例えば、選択的レーザ焼結装置、選択的レーザー溶解装置又は選択的電子ビーム融解装置とすることができる。

本装置は、その動作中に使用される一定数の機能ユニットを備えている。機能ユニットの例は、プロセスチャンバ、プロセスチャンバ内に配置された造形材料層に少なくとも１つのエネルギービームを選択的に照射するように構成された照射機器及び所与の流れ特性、例えば、所与の流れプロファイル、流速などを有する、プロセスチャンバを通って少なくとも部分的に流れるガス状流体流を生成するように構成されたフロー生成機器である。このガス状流体流は、プロセスチャンバを通って流れる間に、本装置の動作中に生成される硬化されていない粒状の造形材料、特に、煙又は煙残留物を添加することが可能である。ガス状流体流は、典型的には、不活性であり、即ち、典型的には、不活性ガス、例えば、アルゴン、窒素、二酸化炭素などの流れである。

本発明は、フィルタチャンバの粒子出口に分離可能に連結された、或いは連結可能であり、プロセスガスから分離された粒子を受け取るように構成された粒子受取チャンバを設けるとの考えに基づいている。従って、本発明は、粒子、特に、硬化されていない粒状の造形材料、煙及び煙残留物の中の一つ以上をプロセスガスから分離するフィルタ部材を提案し、粒子は、フィルタ部材上又はフィルタチャンバ内に蓄積しないで、フィルタチャンバに連結可能な、或いは連結された粒子受取チャンバ内に受け取られる。

これらの粒子は、プロセスガス流を介してフィルタユニット内へ搬送され、フィルタユニット内でフィルタ部材に接触して、プロセスガス流から分離される。粒子は、プロセスガス流から分離された後、粒子受取チャンバ内に到達する、特に、粒子受取チャンバ内へ落下する。そのため、粒子は、フィルタ部材及び／又はフィルタチャンバ内ではなく、粒子受取チャンバ内に蓄積する。従って、フィルタ部材が粒子で一杯にならないか、或いは飽和しないため、フィルタ部材を清浄化及び／又は置換する必要はない。

更に、本発明は、粒子受取チャンバをフィルタチャンバから何時でも分離することができるように、粒子受取チャンバをフィルタチャンバと分離可能に連結することを提案する。従って、フィルタチャンバは、粒子がプロセスガス流から分離される場所に過ぎず、粒子を受け取るためには使用されない。粒子は、フィルタチャンバ内でプロセスガスから分離された後、粒子受取チャンバに到達し、そのため、粒子受取チャンバをフィルタチャンバから分離することができる。粒子受取チャンバが定義された程度にまで満たされた場合、粒子受取チャンバとフィルタチャンバの間の連結部を閉じることができ、例えば、粒子受取チャンバを清浄化して空にするために、粒子受取チャンバをフィルタチャンバから機械的に切り離すことができる。自明であるが、特定の程度にまで満たされた場合に粒子受取チャンバを交換することも可能であり、従って、粒子受取チャンバの相互交換可能なシステムが提供され、特定の程度にまで満杯になるか、或いは満たされた粒子受取チャンバを空の粒子受取チャンバに置き換えることができる。本発明によって、フィルタ部材及び／又はフィルタチャンバを清浄化及び／又は置換する必要性に関係するダウンタイムを低減させること、或いは防止することすら可能である。更に、１つ又は複数の粒子受取チャンバは、本装置と独立して別個に取り扱うことができる別個のユニットとして構成することができる。

特に、２つ以上の粒子受取チャンバを設けることが可能であり、それによって、これらの粒子受取チャンバを順番に、或いは同時に使用することができ、例えば、第１の粒子受取チャンバの充満レベルが予め定義されたレベルに到達すると、第１の粒子受取チャンバへのフィルタチャンバの連結部を閉じることができ、フィルタ部材によって分離された粒子を受け取るために、第２の粒子受取チャンバへのフィルタチャンバの連結部を開くことができる。次に、第１の粒子受取チャンバをフィルタユニットから機械的に切り離して、清浄化及び／又は置換することができる。第１の粒子受取チャンバの清浄化及び／又は置換後に、新しい、或いは清浄化した第１の粒子受取チャンバを再びフィルタユニットに機械的に連結することができ、第２の粒子受取チャンバ内の粒子の充満レベルが予め定義されたレベルに到達すると直ちに、第２の粒子受取チャンバをフィルタチャンバから分離することができて、第１の粒子受取チャンバをフィルタチャンバに連結することができる一方、第２の粒子受取チャンバを機械的に切り離して清浄化及び／又は置換することができる。

本装置の実現可能な実施形態では、粒子受取チャンバは、分離手段、特に、バルブによって、フィルタチャンバから分離可能であり、フィルタチャンバと粒子受取チャンバの間の連結部が閉じられて、それによって、フィルタチャンバ及び粒子受取チャンバは機械的に連結されたままであるか、粒子受取チャンバがフィルタチャンバから機械的に切り離されるという点で粒子受取チャンバが分離可能であるか、或いはその両方である。この実施形態によれば、粒子受取チャンバは、フィルタチャンバの容積と粒子受取チャンバの容積の間の連結部に基づき、フィルタチャンバと分離又は連結することができ、分離手段、例えば、バルブは、それぞれ両方のチャンバ又は容積を互いに分離するために使用することができる。この分離された状態では、粒子受取チャンバは、依然としてフィルタユニットと機械的に連結することができるが、粒子がフィルタチャンバから粒子受取チャンバ内へ進むことはできない。

更に、粒子受取チャンバとフィルタチャンバの分離に加えて、粒子受取チャンバは、フィルタチャンバから機械的に切り離すことができ、従って、フィルタユニットから切り離す、例えば、粒子受取チャンバを清浄化又は空にすることができる位置へ動かすことが可能である。自明であるが、粒子受取チャンバをフィルタチャンバに連結したままで、連結状態と分離状態の異なる状態の両方が実現可能であり、そのため、分離手段が閉状態にある限り、粒子がフィルタチャンバから粒子受取チャンバ内へ進むことができないという点で、粒子受取チャンバは単に機械的に連結されているが、依然として分離されている。分離手段が開状態になり、従って、フィルタチャンバと粒子受取チャンバの間の連結が確立された後、粒子はフィルタチャンバから粒子受取チャンバ内へ進むことができる。

本装置の別の実施形態では、粒子受取チャンバは、フィルタチャンバの下方に位置する。従って、フィルタチャンバ内でフィルタ部材によって分離された粒子は、重力により落下して、フィルタチャンバから粒子受取チャンバ内へ進むことができる。当然のことながら、フィルタチャンバに対して任意の別の位置に粒子受取チャンバを配置することも可能であり、その場合、フィルタ部材によって分離された粒子を粒子受取チャンバ内へ搬送するために、搬送機器が使用される。粒子受取チャンバをフィルタチャンバの下方に配置することによって、重力を使用して、粒子を粒子受取チャンバ内へ追加の労力無しに搬送することが可能である。従って、フィルタチャンバ内の底面側に、例えば、フィルタ部材の下方に、粒子出口を配置することができる。

フィルタユニットが、フィルタ部材によってプロセスガス流から分離された粒子をフィルタチャンバから粒子受取チャンバへ案内するように構成された、特に、漏斗として、或いは漏斗形状に構成された少なくとも１つの粒子案内部材を備えることで、本装置を更に改善することができる。この粒子案内部材は、好ましくは、フィルタ部材から案内部材上へ落下する粒子が粒子出口の方へ案内され、従って、粒子受取チャンバへ動くような形状をしている。好ましくは、粒子案内部材は、漏斗として、或いは漏斗形状に構成され、従って、フィルタ部材の如何なる位置からフィルタチャンバ内に落下する粒子は、フィルタチャンバの粒子出口の方へ傾斜した案内部材の表面上に落下する。加えて、フィルタチャンバ内、特に、案内部材の表面上への粒子の搬送を支援する搬送手段を使用することも可能である。そのような搬送手段は、粒子案内部材を振動させて、粒子を粒子出口の方へ、従って、粒子受取チャンバ内へ動かすことを支援するように構成された振動コンベヤとすることができる。

有利には、このフィルタ部材は、場合によっては、大きな表面を提供し、従って、プロセスガスからの粒子の効果的な分離を保証する円筒形の形状を有する。更に、このフィルタ部材は、フィルタチャンバの粒子出口に面する側に先細りした形状を有することが可能である。このフィルタ部材は、フィルタチャンバ内において、フィルタチャンバのプロセスガス入口と少なくとも１つのプロセスガス出口との間に配置され、従って、フィルタチャンバ内へ流れるプロセスガスは、フィルタチャンバのプロセスガス出口に到達する前にフィルタ部材を通過しなければならない。この実施形態により、全てのプロセスガスがフィルタ部材を通過することを保証することができ、そのため、粒子がプロセスガスから分離され、従って、清浄化されたプロセスガスだけが本装置のプロセスチャンバ内へ再循環される。

本装置の別の好ましい実施形態では、粒子受取チャンバは、少なくとも１つのバルブによって、フィルタユニットの粒子出口に分離不可能な形で連結される。従って、粒子受取チャンバは、少なくとも１つのバルブの開状態に対応して、フィルタチャンバから選択的に分離することができる。バルブを配備することによって、粒子受取チャンバをフィルタチャンバから切り離す時にフィルタチャンバ及び粒子受取チャンバの不活性化を維持することを保証できる。更に、特に、２つ以上の粒子受取チャンバがフィルタチャンバに連結されている場合、フィルタチャンバから粒子受取チャンバ内へ粒子を進めるか否かを制御することができる。

少なくとも１つのバルブがスプリットバルブ、特に、スプリットバタフライバルブであることと、少なくとも２つのディスクバルブが設けられて、第１のディスクバルブが空気圧で制御され、第２のディスクバルブが手動で制御されることとの中の一つ以上が特に好ましい。従って、この少なくとも１つのバルブがスプリットバルブであり、フィルタチャンバの粒子出口と粒子受取チャンバの粒子入口との両方が、このスプリットバルブによって封止されるか、或いは２つの別個のバルブが存在して、これらのバルブの中の１つがフィルタチャンバの粒子出口を封止し、もう１つのバルブが粒子受取チャンバの粒子入口を封止する。２つの別個のバルブを使用する際、フィルタチャンバを封止するバルブは、好ましくは、空気圧で制御され、粒子受取チャンバを封止するバルブは手動で制御される。

粒子受取チャンバが、連結された状態で移動可能であり、特に、駆動可能であることにより、本装置を更に改善することができる。従って、この粒子受取チャンバは、例えば、粒子受取チャンバがフィルタチャンバに連結された位置から、粒子受取チャンバを清浄化又は空にすることができる位置へ動かすことができる。自明であるが、粒子受取チャンバを任意の位置へ動かすことが可能である。特に、粒子受取チャンバは、例えば、一体型の駆動ユニット、例えば、モータによって駆動することができる。従って、粒子受取チャンバが切り離された状態にある時に、即ち、粒子受取チャンバが、割り当てられたフィルタチャンバから分離されて、機械的に切り離されている時に、粒子受取チャンバをフィルタユニットから切り離して動かすことができる。これにより、効率的に清浄化又は空にするプロセスが可能になり、例えば、空の受け取りチャンバをフィルタチャンバへ動かすことができ、特定の程度にまで満たされた粒子受取チャンバは、清浄化のため及び／又は空にするために切り離して動かされる。

本装置の好ましい実施形態では、フィルタユニットの少なくとも１つのプロセスガス出口は、フロー生成ユニットのプロセスガス入口の上流に配置される。従って、フロー生成ユニットは、フィルタユニットに対して吸引プロセスガス流を生成し、プロセスガスは、フィルタユニットを通るように、従って、フィルタユニットのフィルタチャンバ内に配置されたフィルタ部材を通るように吸い込まれる。フィルタ部材を通過したプロセスガスは、フィルタユニットのプロセスガス出口へ流れ、このフィルタユニットのプロセスガス出口は、フィルタユニットの下流に位置するフロー生成ユニットのプロセスガス入口に連結されている。従って、閉じたプロセスガスサイクルを得ることができる。

粒子受取チャンバに連結された、或いは連結可能な不活性化ユニットが設けられ、この不活性化ユニットが、不活性化材料、好ましくは、水又は粉末状の不活性化材料を粒子受取チャンバ内へ添加するように構成されることによって、本装置を更に改善することができる。従って、粒子受取チャンバ内の粒子が不活性化材料により不活性化されるため、プロセスガスから分離された粒子の酸化を防止することができる。この不活性化材料は、粒子受取チャンバ内へ添加することができ、例えば、粒子を濡らすか、或いは湿らせるように、噴霧又は散布することができる。それによって、粒子受取チャンバ内に受け取られた粒子が不活性化されて、例えば、周囲の空気の酸素に接触した粒子が爆発又は爆燃するリスクが低減されるため、粒子受取チャンバの安全な開放を保証することができる。

粒子受取チャンバが、粒子受取チャンバ内の粒子及び／又は不活性化材料の充満レベルを示すように構成された充満レベル・インジケータを備えることによって、上述した実施形態を更に改善することができる。従って、充満レベルを使用者及び／又は制御ユニットに伝えて、粒子受取チャンバを清浄化又は置換する必要があるか否か、或いはその時期を示すことができる。この充満レベル・インジケータの信号に応じて、使用者及び／又は本装置に配備された制御ユニットによって、粒子受取チャンバを清浄化及び／又は置換するプロセスを開始することができる。

更に、本発明は、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する装置のためのフィルタユニット、特に、上述した装置のためのフィルタユニットに関し、このフィルタユニットは、フィルタチャンバの粒子出口に分離可能に連結された、或いは連結可能である、プロセスガスから分離された粒子を受け取るように構成された粒子受取チャンバを備える。本装置に関して記載した全ての特徴の詳細及び利点が、このフィルタユニットに完全に移転することが可能であることは自明である。

本発明は、更に、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する装置、特に、上述した装置を複数備えた、３次元物体を付加的に製造する設備に関し、少なくとも２つのフィルタユニットの粒子出口が、少なくとも１つの共通の粒子受取チャンバに連結された少なくとも１つの共通の粒子案内手段に連結されている。本装置及び／又はフィルタユニットに関して記載した全ての特徴の詳細及び利点が、この設備に完全に移転することが可能であり、その逆も可能であることは自明である。

従って、この設備は、３次元物体を付加的に製造する装置を複数備え、それらの装置は、それぞれ少なくとも１つのフィルタチャンバを有する少なくとも１つのフィルタユニットを備える。このフィルタユニットのフィルタチャンバの粒子出口は、少なくとも１つの共通の粒子案内手段に連結されている。従って、この実施形態によれば、フィルタユニット又はフィルタチャンバの各々に対して別個の粒子受取チャンバを設ける必要はないが、各フィルタチャンバ内でフィルタ部材によって分離された粒子が到達する共通の粒子案内手段を設ける必要がある。共通の粒子案内手段は、共通の粒子受取チャンバに連結されており、異なるフィルタユニットによって濾過された粒子は、この共通の粒子受取チャンバ内に受け取られる。当然のことながら、複数の共通の粒子受取チャンバ及び複数の共通の粒子案内手段を設けることも可能である。従って、フィルタユニットのフィルタチャンバと共通の粒子案内手段の連結は、分離可能又は切り離し可能である必要はないが、各フィルタチャンバの粒子出口の領域内に、各フィルタチャンバを介して共通の粒子案内手段に入る粒子の量を制御する分離手段を有することが好ましい。

好ましくは、共通の粒子受取チャンバは、この場合も、共通の粒子受取チャンバを効率的に清浄化又は空にするプロセスを保証するために、共通の粒子案内手段から分離可能及び切り離し可能である。従って、例えば、粒子受取チャンバ内の粒子が定義された充満レベルに到達するか、或いはそれを超過した場合、共通の粒子受取チャンバを分離して切り離し、共通の粒子受取チャンバの清浄化及び／又は共通の粒子受取チャンバの置換を行なうことが可能である。従って、共通の粒子受取チャンバをその位置で清浄化又は空にする必要はなく、満たされた共通の粒子受取チャンバを別の共通の粒子受取チャンバ、即ち、空の共通粒子受取チャンバに置換することが可能である。

この設備は、更に好ましくは、共通の粒子案内手段の入口と共通の粒子受取チャンバの間に不活性化材料の流れ又は不活性化材料を含む流体の流れを生成するように構成された不活性化ユニットを備える。従って、この実施形態による不活性化ユニットは、フィルタユニットのフィルタチャンバの異なる粒子出口から共通の粒子案内手段に入る粒子に添加することができる不活性化材料を含む流体の流れ又は不活性化材料の流れを生じさせるように構成されるため、粒子を不活性化する工程及び粒子を共通の粒子受取チャンバへ搬送する工程を１つのプロセス工程に一体化することができる。従って、共通の粒子案内手段に入る粒子は、粒子を流れの方向に搬送する不活性化ユニットによって生成される流れによって受け取られると同時に、これらの粒子は、不活性化材料に接触することによって不活性化される。

有利には、本設備に配備された異なる装置のフィルタユニット内で分離された粒子は、生成された不活性化材料の流れを介して搬送される。

本発明の実施例について、図を参照して説明する。これらの図は、概略的な図面である。

一つの実施例による３次元物体を付加的に製造する装置の原理図である。一つの実施例による３次元物体を付加的に製造する装置の細部を図示した図である。一つの実施例による３次元物体を付加的に製造する装置のフィルタユニットを図示した図である。一つの実施例による３次元物体を付加的に製造する装置のフィルタユニットを図示した図である。一つの実施例による３次元物体を付加的に製造する装置を２つ備えた設備を図示した図である。

図１は、エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する装置１を図示している。この装置１は、この装置１の動作中に生成される粒子４、特に、硬化されていない粒状の造形材料、煙及び煙残留物の中の一つ以上を添加することが可能なプロセスガス流３（矢印で示す）を生成するように構成されたフロー生成ユニット２と、このプロセスガス流３から粒子４を分離するように構成されたフィルタユニット５とを備えている。このフィルタユニット５は、生成されたプロセスガス流３の流路内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのフィルタ部材７を有するフィルタチャンバ６を備え、このプロセスガス流３内の粒子４は、フィルタ部材７によってプロセスガス３から分離される。

プロセスガス３は、プロセスガス入口８を介してフィルタチャンバ６に入り、プロセスガス出口９を介してフィルタチャンバ６から出る。図１から見ることができる通り、フィルタ部材７は、フィルタチャンバ６内において、プロセスガス入口８とプロセスガス出口９の間に配置されている。フィルタ部材７は、円筒形の形状を有し、プロセスガス流３によってフィルタチャンバ６内へ搬送された粒子４は、フィルタ部材７に接触し、それによって、プロセスガス流３から分離される。この分離された粒子４は、重力により落下し、ほぼ漏斗形状の粒子案内部材１０の表面に接触する。粒子案内部材１０は、粒子４をフィルタチャンバ６の粒子出口１１へ案内する。フィルタチャンバ６の粒子出口１１は、フィルタユニット５の粒子受取チャンバ１３の粒子入口１２に分離可能に連結されている。

図１は、粒子出口１１の領域内及び粒子入口１２の領域内にバルブ１４が設けられていることを更に図示している。従って、フィルタユニット５のフィルタチャンバ６と粒子受取チャンバ１３の間の連結は、バルブ１４によって切り離すことができる。言い換えれば、バルブ１４の開閉状態は、粒子４が粒子出口１１及び粒子入口１２を介してフィルタチャンバ６から粒子受取チャンバ１３内へ進むことができるか否かを制御する。

図１から更に導き出せる通り、粒子受取チャンバ１３は、フィルタユニット５のフィルタチャンバ６から切り離すことができる（破線１５で示す）。従って、バルブ１４を閉じて、それによって、粒子受取チャンバ１３をフィルタチャンバ６から分離することが可能である。その後、粒子受取チャンバ１３をフィルタユニット５の残り部分から機械的に切り離して取り去ることができ、例えば、粒子受取チャンバ１３を清浄化及び／又は空にするためのステーションへ動かすことができる。

プロセスガス流３を生成するフロー生成ユニット２は、フィルタユニット５の下流に位置する。言い換えれば、フロー生成ユニット２のプロセスガス入口１６は、フィルタユニット５のプロセスガス出口９に連結されている。従って、フロー生成ユニット２は、フィルタユニット５によって粒子４を濯ぎ落としたプロセスガス３のみを取り入れる。従って、この装置１のプロセスチャンバ１７に入るプロセスガス流３は粒子４を含まない。

加えて、図１に図示した装置１は、フィルタユニット５の上側に位置する圧力生成手段１８を備え、フィルタ部材７の内側又は近傍に延びるノズルを備える。この圧力生成手段１８を介して、フィルタ部材７の表面上に蓄積した粒子４を取り除くために、フィルタチャンバ６内に過圧力を生成することが可能である。

図２は、バルブ１４の代替実施例を図示しており、このバルブ１４は、スプリットバタフライバルブとして構成されている。従って、粒子受取チャンバ１３及びフィルタチャンバ６の封止とフィルタユニット５の残り部分からの粒子受取チャンバ１３の機械的な切り離しが、スプリットバタフライバルブとして構成されたバルブ１４に一体化されている。

図３は、上述した装置１を図示しており、この粒子受取チャンバ１３は移動手段１９を備えている。従って、粒子受取チャンバ１３は、移動手段１９によって移動させることが可能であり、特に、移動手段１９に連結されたモータによって駆動可能である。一般的に、粒子受取チャンバ１３の外側に、或いは粒子受取チャンバ１３から切り離して、モータ又は駆動ユニットを配置することが更に可能である。

図４は、別の実施例による装置１を図示している。この装置１は、基本的に、上述した装置１と同様に構成されており、従って、この装置１の同じ構成要素には同じ数字を使用している。上述した装置１と異なり、或いは上述した装置１に加えて、図４に図示された装置１は、粒子受取チャンバ１３に分離可能に連結された不活性化ユニット２０を備えている。この不活性化ユニット２０は、（矢印で示した）不活性化材料２１を粒子受取チャンバ１３内へ添加するように構成されている。この不活性化材料２１は、好ましくは、水であり、粒子受取チャンバ１３内の粒子４を不活性化するように構成された任意の別の不活性化材料２１、例えば、粉末状の不活性化材料を使用することもできる。粒子受取チャンバ１３内の粒子４を不活性化するために、不活性化ユニット２０と粒子受取チャンバ１３の間の連結部内にバルブ１４が設けられている。このバルブ１４の開状態に応じて、不活性化材料２１を粒子受取チャンバ１３内へ添加することができ、例えば、噴霧することができ、粒子４を濡らすか、或いは湿らせることができる。

図４は、粒子受取チャンバ１３内の粒子４及び／又は不活性化材料２１の充満レベルを示すように構成された充満レベル・インジケータ２２を更に図示している。この充満レベル・インジケータ２２によって示される充満レベルは、更に、制御ユニット２３へ送ることができ、従って、制御ユニット２３によって、フィルタユニット５の残り部分から粒子受取チャンバ１３を置換及び／又は分離することの開始など、それに対応するプロセス工程を開始することができる。制御ユニット２３が、バルブ１４の開状態及び製造サイクルに必要な本装置１の任意の別の構成要素を制御できることも自明である。

図５は、２つの装置１を備えた設備２４の例を図示している。当然のことながら、この設備２４は、複数の装置１を備えることができるが、分かり易くするために、この図には２つの装置１のみが図示されている。この設備２４には２つのフィルタユニット５が配備されており、これらのフィルタユニット５のフィルタチャンバ６の粒子出口１１は、共通の粒子案内手段２５に分離可能に連結されている。この共通の粒子案内手段２５は、フィルタユニット５のフィルタチャンバ６から、その粒子出口１１を介して導入されて、共通の粒子案内手段２５内を搬送される粒子４を共通の粒子受取チャンバ２６へ搬送するように構成されている。従って、不活性化材料２１の流れ及び／又は不活性化材料２１を含む流体の流れを生成する不活性化ユニット２０が、この設備２４に配備されている。不活性化材料２１は、共通の粒子案内手段２５内へ添加されて、フィルタユニット５の粒子出口１１を介して共通の粒子案内手段２５内へ導入された粒子４を共通の粒子受取チャンバ２６へ搬送する。それによって、共通の粒子案内手段２５に入る粒子４は、共通の粒子受取チャンバ２６へ搬送されるだけでなく、それと同時に共通の粒子案内手段２５に入ると直ちに不活性化材料２１に接触して不活性化される。

図５は、粒子４及び不活性化材料２１を第２の共通の粒子受取チャンバ２８へ搬送する第２の共通の粒子案内手段２７が設けられていることを図示している。当然のことながら、任意の数の共通の粒子案内手段２５、２７及び共通の粒子受取チャンバ２６、２８を設けることができる。異なる共通の粒子案内手段２５、２７及び異なる共通の粒子受取チャンバ２６、２８を任意の形態で配置及び連結することも可能である。

図１〜５に図示した全ての特徴、利点及び詳細は、任意に相互交換可能であり、全ての実施形態に移転することが可能である。

図１〜５に図示した全ての特徴、利点及び詳細は、任意に相互交換可能であり、全ての実施形態に移転することが可能である。
以下の付記が提案される。
（付記１）
エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する装置（１）であって、
本装置（１）の動作中に生成される粒子（４）、特に、硬化されていない粒状の造形材料、煙及び煙残留物の中の一つ以上を添加することが可能なプロセスガス流（３）を生成するように構成されたフロー生成ユニット（２）と、前記プロセスガス流（３）から粒子（４）を分離するように構成されたフィルタユニット（５）とを有し、
前記フィルタユニット（５）が、前記生成されたプロセスガス流（３）の流路内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのフィルタ部材（７）を有するフィルタチャンバ（６）を備え、
前記プロセスガス流（３）内の粒子（４）が、前記フィルタ部材（７）によってプロセスガス（３）から分離される、
装置において、
前記フィルタチャンバ（６）の粒子出口（１１）に分離可能に連結された、或いは連結可能である、前記プロセスガス（３）から分離された前記粒子（４）を受け取るように構成された粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）を有することを特徴とする装置。
（付記２）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、分離手段、特に、バルブ（１４）によって、前記フィルタチャンバ（６）から分離可能であり、
前記フィルタチャンバ（６）と前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）の間の連結が閉じられ、その状態では、前記フィルタチャンバ（６）及び前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が機械的に連結されたままであることと、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が前記フィルタチャンバ（６）から機械的に切り離されるという点で、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が分離可能であることとの中の一つ以上、
を特徴とする付記１に記載の装置。
（付記３）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が前記フィルタチャンバ（６）の下方に位置することを特徴とする付記１又は２に記載の装置。
（付記４）
前記フィルタユニット（５）が、特に、漏斗として、或いは漏斗形状に構成された少なくとも１つの粒子案内部材（１０）を備え、この粒子案内部材が、前記フィルタ部材（７）によって前記プロセスガス流（３）から分離された粒子（４）を前記フィルタチャンバ（６）から前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）へ、或いは前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）に向けて案内するように構成されていることを特徴とする付記１〜３のいずれか一つに記載の装置。
（付記５）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、少なくとも１つのバルブ（１４）によって、前記フィルタユニット（５）の前記粒子出口（１１）に分離可能に連結されていることを特徴とする付記１〜４のいずれか一つに記載の装置。
（付記６）
前記少なくとも１つのバルブ（１４）がスプリットバルブ、特に、スプリットバタフライバルブであることと、少なくとも２つのディスクバルブが設けられて、第１のディスクバルブが空気圧で制御され、第２のディスクバルブが手動で制御されることとの中の一つ以上を特徴とする付記５に記載の装置。
（付記７）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、切り離された状態で移動可能である、特に、駆動可能であることを特徴とする付記１〜６のいずれか一つに記載の装置。
（付記８）
前記フィルタユニット（５）の少なくとも１つのプロセスガス出口（９）が、前記フロー生成ユニット（２）のプロセスガス入口（１６）の上流に配置されていることを特徴とする付記１〜７のいずれか一つに記載の装置。
（付記９）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）に連結された、或いは連結可能な不活性化ユニット（２０）を有し、この不活性化ユニット（２０）が、不活性化材料（２１）、好ましくは、水を前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）内へ添加するように構成されていることを特徴とする付記１〜８のいずれか一つに記載の装置。
（付記１０）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）内の粒子（４）及び／又は不活性化材料（２１）の充満レベルを示すように構成された充満レベル・インジケータ（２２）を備えることを特徴とする付記９に記載の装置。
（付記１１）
エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する装置（１）のためのフィルタユニット（５）、特に、付記１〜１０のいずれか一つに記載の装置（１）のためのフィルタユニット（５）において、
前記フィルタチャンバ（６）の粒子出口（１１）に分離可能に連結された、或いは連結可能である、前記プロセスガス（３）から分離された前記粒子（４）を受け取るように構成された粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）を有することを特徴とするフィルタユニット（５）。
（付記１２）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、分離手段、特に、バルブ（１４）によって、前記フィルタチャンバ（６）から分離可能であり、
前記フィルタチャンバ（６）と前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）の間の連結が閉じられ、その状態では、前記フィルタチャンバ（６）及び前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が機械的に連結されたままであることと、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が前記フィルタチャンバ（６）から機械的に切り離されるという点で、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が分離可能であることとの中の一つ以上、
を特徴とする付記１１に記載のフィルタユニット（５）。
（付記１３）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が前記フィルタチャンバ（６）の下方に位置することを特徴とする付記１１又は１２に記載のフィルタユニット（５）。
（付記１４）
前記フィルタユニット（５）が、特に、漏斗として、或いは漏斗形状に構成された少なくとも１つの粒子案内部材（１０）を備え、この粒子案内部材が、前記フィルタ部材（７）によって前記プロセスガス流（３）から分離された粒子（４）を前記フィルタチャンバ（６）から前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）へ案内するように構成されていることを特徴とする付記１１〜１３のいずれか一つに記載のフィルタユニット（５）。
（付記１５）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、少なくとも１つのバルブ（１４）によって、前記フィルタユニット（５）の前記粒子出口（１１）に分離可能に連結されていることを特徴とする付記１１〜１４のいずれか一つに記載のフィルタユニット（５）。
（付記１６）
前記少なくとも１つのバルブ（１４）がスプリットバルブ、特に、スプリットバタフライバルブであることと、少なくとも２つのディスクバルブが設けられて、第１のディスクバルブが空気圧で制御され、第２のディスクバルブが手動で制御されることとの中の一つ以上を特徴とする付記１５に記載のフィルタユニット（５）。
（付記１７）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、切り離された状態で移動可能である、特に、駆動可能であることを特徴とする付記１１〜１６のいずれか一つに記載のフィルタユニット（５）。
（付記１８）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）に連結された、或いは連結可能な不活性化ユニット（２０）を有し、前記不活性化ユニット（２０）が、不活性化材料（２１）、好ましくは、水を前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）内へ添加するように構成されていることを特徴とする付記１１〜１６のいずれか一つに記載のフィルタユニット（５）。
（付記１９）
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）内の粒子（４）及び／又は不活性化材料（２１）の充満レベルを示すように構成された充満レベル・インジケータ（２２）を備えることを特徴とする付記１８に記載のフィルタユニット（５）。
（付記２０）
エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する、付記１〜１０のいずれか一つに記載の装置（１）を複数備えた、３次元物体を付加的に製造する設備（２４）であって、
少なくとも２つのフィルタユニット（５）の前記粒子出口（１１）が、少なくとも１つの共通の粒子受取チャンバ（２６、２８）に連結された少なくとも１つの共通の粒子案内手段（２５、２７）に連結されている設備。
（付記２１）
前記共通の粒子案内手段（２５、２７）の入口と前記共通の粒子受取チャンバ（２６、２８）の間に不活性化材料（２１）の流れ又は不活性化材料（２１）を含む流体の流れを生成するように構成された不活性化ユニット（２０）を有することを特徴とする付記２０に記載の設備。
（付記２２）
前記少なくとも２つの装置（１）の前記少なくとも２つのフィルタユニット（５）内で分離された前記粒子（４）が、前記不活性化材料（２１）の流れ又は不活性化材料（２１）を含む前記流体の流れを介して前記共通の粒子受取チャンバ（２６、２８）へ搬送されることを特徴とする付記２１に記載の設備。

Claims

エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する装置（１）であって、
本装置（１）の動作中に生成される粒子（４）、特に、硬化されていない粒状の造形材料、煙及び煙残留物の中の一つ以上を添加することが可能なプロセスガス流（３）を生成するように構成されたフロー生成ユニット（２）と、前記プロセスガス流（３）から粒子（４）を分離するように構成されたフィルタユニット（５）とを有し、
前記フィルタユニット（５）が、前記生成されたプロセスガス流（３）の流路内に少なくとも部分的に配置された少なくとも１つのフィルタ部材（７）を有するフィルタチャンバ（６）を備え、
前記プロセスガス流（３）内の粒子（４）が、前記フィルタ部材（７）によってプロセスガス（３）から分離される、
装置において、
前記フィルタチャンバ（６）の粒子出口（１１）に分離可能に連結された、或いは連結可能である、前記プロセスガス（３）から分離された前記粒子（４）を受け取るように構成された粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）を有することを特徴とする装置。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、分離手段、特に、バルブ（１４）によって、前記フィルタチャンバ（６）から分離可能であり、
前記フィルタチャンバ（６）と前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）の間の連結が閉じられ、その状態では、前記フィルタチャンバ（６）及び前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が機械的に連結されたままであることと、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が前記フィルタチャンバ（６）から機械的に切り離されるという点で、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が分離可能であることとの中の一つ以上、
を特徴とする請求項１に記載の装置。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が前記フィルタチャンバ（６）の下方に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
前記フィルタユニット（５）が、特に、漏斗として、或いは漏斗形状に構成された少なくとも１つの粒子案内部材（１０）を備え、この粒子案内部材が、前記フィルタ部材（７）によって前記プロセスガス流（３）から分離された粒子（４）を前記フィルタチャンバ（６）から前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）へ、或いは前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）に向けて案内するように構成されてい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装置。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、少なくとも１つのバルブ（１４）によって、前記フィルタユニット（５）の前記粒子出口（１１）に分離可能に連結されてい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装置。
前記少なくとも１つのバルブ（１４）がスプリットバルブ、特に、スプリットバタフライバルブであることと、少なくとも２つのディスクバルブが設けられて、第１のディスクバルブが空気圧で制御され、第２のディスクバルブが手動で制御されることとの中の一つ以上を特徴とする請求項５に記載の装置。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、切り離された状態で移動可能である、特に、駆動可能であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置。
前記フィルタユニット（５）の少なくとも１つのプロセスガス出口（９）が、前記フロー生成ユニット（２）のプロセスガス入口（１６）の上流に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の装置。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）に連結された、或いは連結可能な不活性化ユニット（２０）を有し、この不活性化ユニット（２０）が、不活性化材料（２１）、好ましくは、水を前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）内へ添加するように構成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の装置。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）内の粒子（４）及び／又は不活性化材料（２１）の充満レベルを示すように構成された充満レベル・インジケータ（２２）を備えることを特徴とする請求項９に記載の装置。
エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する装置（１）のためのフィルタユニット（５）、特に、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の装置（１）のためのフィルタユニット（５）において、
前記フィルタチャンバ（６）の粒子出口（１１）に分離可能に連結された、或いは連結可能である、前記プロセスガス（３）から分離された前記粒子（４）を受け取るように構成された粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）を有することを特徴とするフィルタユニット（５）。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、分離手段、特に、バルブ（１４）によって、前記フィルタチャンバ（６）から分離可能であり、
前記フィルタチャンバ（６）と前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）の間の連結が閉じられ、その状態では、前記フィルタチャンバ（６）及び前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が機械的に連結されたままであることと、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が前記フィルタチャンバ（６）から機械的に切り離されるという点で、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が分離可能であることとの中の一つ以上、
を特徴とする請求項１１に記載のフィルタユニット（５）。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が前記フィルタチャンバ（６）の下方に位置することを特徴とする請求項１１又は１２に記載のフィルタユニット（５）。
前記フィルタユニット（５）が、特に、漏斗として、或いは漏斗形状に構成された少なくとも１つの粒子案内部材（１０）を備え、この粒子案内部材が、前記フィルタ部材（７）によって前記プロセスガス流（３）から分離された粒子（４）を前記フィルタチャンバ（６）から前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）へ案内するように構成されていることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一つに記載のフィルタユニット（５）。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、少なくとも１つのバルブ（１４）によって、前記フィルタユニット（５）の前記粒子出口（１１）に分離可能に連結されていることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一つに記載のフィルタユニット（５）。
前記少なくとも１つのバルブ（１４）がスプリットバルブ、特に、スプリットバタフライバルブであることと、少なくとも２つのディスクバルブが設けられて、第１のディスクバルブが空気圧で制御され、第２のディスクバルブが手動で制御されることとの中の一つ以上を特徴とする請求項１５に記載のフィルタユニット（５）。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、切り離された状態で移動可能である、特に、駆動可能であることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか一つに記載のフィルタユニット（５）。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）に連結された、或いは連結可能な不活性化ユニット（２０）を有し、前記不活性化ユニット（２０）が、不活性化材料（２１）、好ましくは、水を前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）内へ添加するように構成されていることを特徴とする請求項１１〜１６のいずれか一つに記載のフィルタユニット（５）。
前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）が、前記粒子受取チャンバ（１３、２６、２８）内の粒子（４）及び／又は不活性化材料（２１）の充満レベルを示すように構成された充満レベル・インジケータ（２２）を備えることを特徴とする請求項１８に記載のフィルタユニット（５）。
エネルギービームを用いて硬化させることが可能な造形材料の層を層毎に順次選択的に照射して硬化させることによって３次元物体を付加的に製造する、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の装置（１）を複数備えた、３次元物体を付加的に製造する設備（２４）であって、
少なくとも２つのフィルタユニット（５）の前記粒子出口（１１）が、少なくとも１つの共通の粒子受取チャンバ（２６、２８）に連結された少なくとも１つの共通の粒子案内手段（２５、２７）に連結されている設備。
前記共通の粒子案内手段（２５、２７）の入口と前記共通の粒子受取チャンバ（２６、２８）の間に不活性化材料（２１）の流れ又は不活性化材料（２１）を含む流体の流れを生成するように構成された不活性化ユニット（２０）を有することを特徴とする請求項２０に記載の設備。
前記少なくとも２つの装置（１）の前記少なくとも２つのフィルタユニット（５）内で分離された前記粒子（４）が、前記不活性化材料（２１）の流れ又は不活性化材料（２１）を含む前記流体の流れを介して前記共通の粒子受取チャンバ（２６、２８）へ搬送されることを特徴とする請求項２１に記載の設備。