JP7116226B2 - 3次元の物体を付加製造するプラント - Google Patents
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Description
適合された少なくとも1つの装置、及び/若しくは付加製造プロセスの少なくとも1つの後処理ステップを実行するように適合された少なくとも1つの装置を備える。
料は、金属、セラミック、又はポリマーの粉末とすることができる。それぞれの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。それぞれの装置は、たとえば、選択的レーザ焼結装置、選択的レーザ溶融装置、又は選択的電子ビーム溶融装置とすることができる。
に関連する様々な加熱デバイス及び/又は様々な冷却デバイスを有することができ、それによって各加熱デバイスは様々な加熱要素を備えることができ、各冷却デバイスは様々な冷却要素を備えることができることが自明である。当然ながら、様々な冷却要素及び/又は加熱要素は、流体及び/又は装置の少なくとも1つの構成要素を、任意に、又は要求に応じて、それぞれ調温するように割り当てることができる。
ように、温度プロファイルを規定することができるか、又は温度制御ユニットを使用することができることを提案する。したがって、温度プロファイル内の様々な温度値は、製造プロセス又は前処理ステップ若しくは後処理ステップに関し、それによって規定の標的温度への調温が、処理時間及び/又は処理ステップに応じて実行される。したがって、異なる処理時間及び/又は異なる処理ステップに対して、温度プロファイル内に異なる標的温度を規定することができ、したがって温度制御ユニットは、造形プロセスに相関して温度を制御し、特に特定の処理ステップ内の特有の温度変化を補償することが可能である。当然ながら、装置の異なる構成要素又は流体又は造形材料を異なる温度値に調温すること、言い換えれば異なる構成要素又は流体又は造形材料に対して異なる温度プロファイルをもたせることも可能である。
とも1つの構成要素に沿って且つ/又はそこを通って流れる特に循環流体流を制御するように適合された少なくとも1つの流れデバイスを備える。この流れデバイスは、装置の構成要素に沿って且つ/又はそこを通って流れる流体流を生成することが可能であり、それによって流体は、調温流体及び/又は調温ガス、特にプロセスガスとすることができる。具体的には、プロセスガス、たとえばアルゴンを使用して、少なくとも1つの構成要素及び/又は造形材料を調温することが可能である。
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を付加製造する造形装置3を備える。当然ながら、付加製造プロセスの少なくとも1つの前処理ステップを実行するように適合された装置3及び/又は付加製造プロセスの少なくとも1つの後処理ステップを実行するように適合された装置3としたり、有したりすることも可能である。造形装置3に関して以下に説明するすべての詳細、特徴、及び利点は、前処理ステップ、後処理ステップを有する他の装置3にも完全に移行可能である。
受け取るように適合される。さらに、光学デバイス17に温度センサ30が割り当てられる。温度センサ30は、光学デバイス17の温度を直接感知するように適合される。受け取った情報に応じて、温度制御ユニット19は、熱トランスフォーマ18を制御し、したがって光学デバイス17の事前定義された加熱又は冷却が実行可能になる。特に、造形材料4を溶融させるために高い融点が必要とされる製造プロセスに関して、エネルギービームに対する影響を回避するために、光学デバイス17上へ高い温度が伝達されないことを保証しなければならない。
2 3次元の物体
3 造形装置
4 造形材料
5 エネルギービーム
6 第1の温度制御ユニット
7 流体
8 チャンバ
9 温度センサ
10 湿度センサ
11 流れデバイス
12 熱交換器
13 湿度制御ユニット
14 チャネル
15 加熱デバイス
16 冷却デバイス
17 光学デバイス
18 熱トランスフォーマ
19 第2の温度制御ユニット
20 造形チャンバ
21 基板キャリア
22 第3の温度制御ユニット
23 チャネル
24 チャネル
25 測定デバイス
26 第2の流れデバイス
27 流体
28 第4の温度制御ユニット
29 フィルタユニット
30 温度センサ
31 追加の温度センサ
32 温度制御ユニット
Claims (13)
- 3次元の物体(2)を付加製造するプラント(1)であって、
エネルギービーム(5)によって固化することができる粉末状の造形材料(4)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)を付加製造する少なくとも1つの造形装置(3)、及び/又は付加製造プロセスの少なくとも1つの後処理ステップを実行するように適合された少なくとも1つの後処理装置(3)、並びに、
前記少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)の少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)に沿って且つ/又はそこを通って流れる流体(7、27)のパラメータを制御するように適合された少なくとも2つの温度制御ユニット(6、19、22、28)を備え、
前記少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)のうちの第1の要素の集合は、前記前記少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)のうちの第2の要素の集合から取り外し、又は取り付け可能となっており、前記第1の要素の集合に沿って且つ/又はそこを通って流れる流体(7、27)のパラメータが、前記第1の要素の集合が前記第2の要素の集合から取り外しされた状態、及び前記第1の要素の集合が前記第2の要素の集合に取り付けられた状態の両方の状態において、前記第2の要素の集合に沿って且つ/又はそこを通って流れる流体(7、27)のパラメータとは独立に制御可能であり、
前記少なくとも2つの温度制御ユニット(6、19、22、28)は、前記流体(7、27)、及び/又は前記少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)の少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)を規定の温度プロファイルに関して調温するように適合されており、前記温度プロファイルは、エネルギービーム出力及び/又は露出時間に応じて規定されている
プラント。 - 少なくとも1つの加熱デバイス(15)が、前記少なくとも2つの温度制御ユニット(6、19、22、28)に関連付けられるとともに、少なくとも1つの加熱要素を備え、且つ/又は、少なくとも1つの冷却デバイス(16)が、前記少なくとも2つの温度制御ユニット(6、19、22、28)に関連付けられるとともに、少なくとも1つの冷却要素を備える請求項1に記載のプラント。
- 前記加熱デバイス(15)及び/又は前記冷却デバイス(16)は、少なくとも1つの熱交換器(12)及び/若しくは少なくとも1つの熱トランスフォーマ(18)であるか、又は少なくとも1つの熱交換器(12)及び/若しくは少なくとも1つの熱トランスフォーマ(18)を備える請求項2に記載のプラント。
- 前記少なくとも1つの熱トランスフォーマ(18)がペルティエ素子を有している請求項3に記載のプラント。
- 前記少なくとも2つの温度制御ユニット(6、19、22、28)は、少なくとも1つの規定の処理時間及び/又は少なくとも1つの処理ステップに依存する前記温度プロファイルに応じて、前記流体(7、27)の温度及び/又は前記造形装置(3)及び/又は前記後処理装置(3)の少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)の温度を少なくとも1つの規定の標的温度値に制御するように適合される請求項1~請求項4のいずれか一項に記載のプラント。
- 前記温度プロファイルは、流体温度、及び/又は前記少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)の少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)の温度に応じて規定されることを特徴とする、請求項1~請求項5のいずれか一項に記載のプラント。
- 少なくとも1つのパイプ及び/若しくはチャネル(14、23、24)並びに/又は熱交換器(12)及び/若しくは熱トランスフォーマ(18)が、基板キャリア(21)内に、及び/又は前記少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)のチャンバ(8、20)を画定する壁内に配置される請求項6に記載のプラント。
- 前記少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)の少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)に沿って且つ/又はそこを通って流れる流体流を制御するように適合された流れデバイス(11、26)を有する請求項1~請求項7のいずれか一項に記載のプラント。
- 前記流体(7、27)は、調温流体(7、27)及び/又は調温ガス、特にプロセスガスである請求項1~請求項8のいずれか一項に記載のプラント。
- 前記少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)の少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)の湿度を制御し、且つ/又は前記流体(7、27)の湿度を制御し、且つ/又は前記造形材料(4)の湿度を制御するように適合された湿度制御ユニット(13)を有する請求項1~請求項9のいずれか一項に記載のプラント。
- 前記少なくとも2つの温度制御ユニット(6、19、22、28)は、少なくとも1つの温度センサ(9)及び/又は少なくとも1つの湿度センサ(10)の少なくとも1つの情報を処理するように適合される請求項1~請求項10のいずれか一項に記載のプラント。
- エネルギービーム(5)によって固化することができる粉末状の造形材料(4)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)を付加製造する方法であって、付加製造プロセスの少なくとも1つの後処理ステップを実行する少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)の、少なくとも1つの構成要素(8、17、20、21)に沿って且つ/又はそこを通って流れる流体流、特に循環流体流が生成される方法において、
前記少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)の少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)に沿って且つ/若しくはそこを通って流れる流体(7、27)、並びに/又は前記少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)の少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)の温度が少なくとも2つの温度制御ユニット(6、19、22、28)によって制御され、
前記少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)のうちの第1の要素の集合は、前記前記少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)のうちの第2の要素の集合から取り外し、又は取り付け可能となっており、前記第1の要素の集合に沿って且つ/又はそこを通って流れる流体(7、27)のパラメータが、前記第1の要素の集合が前記第2の要素の集合から取り外しされた状態、及び前記第1の要素の集合が前記第2の要素の集合に取り付けられた状態の両方の状態において、前記第2の要素の集合に沿って且つ/又はそこを通って流れる流体(7、27)のパラメータとは独立に制御可能であり、
前記少なくとも2つの温度制御ユニット(6、19、22、28)が、前記流体(7、27)、及び/又は前記少なくとも1つの造形装置(3)及び/又は後処理装置(3)の少なくとも2つの構成要素(8、17、20、21)を規定の温度プロファイルに関して調温するように適合され、前記温度プロファイルは、エネルギービーム出力及び/又は露出時間に応じて規定されている方法。 - 請求項1~11のいずれか一項に記載のように構成された、3次元の物体(2)を付加製造するプラントに関して実行される請求項12に記載の方法。
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