專利名稱：使用創(chuàng)成制造方法制造三維物體的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用創(chuàng)成制造方法(generative manufacturingmethod)制造三維物體的裝置和方法。
在創(chuàng)成制造方法中，例如，選擇性激光燒結(jié)、立體光刻(stereolithography)、LOM法(疊層物體制造)、FDM法(熔融沉積成形)、三維打印(用膠水或通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，特別是通過(guò)使用包括粘結(jié)劑/硬化劑的多組分系統(tǒng)或通過(guò)熔化熱塑性塑料，將粉末狀材料固化)，通過(guò)應(yīng)用在對(duì)應(yīng)于物體截面的位置上相互連接的堆積材料層，逐層制造三維物體。
通過(guò)激光選區(qū)燒結(jié)逐層制造三維物體的一種裝置，例如，參見(jiàn)EP0734842。其中，將第一層粉末材料應(yīng)用到已經(jīng)下降的支座上，并在對(duì)應(yīng)物體的位置上照射，從而將材料燒結(jié)在一起。接著，支座下降，將第二層材料應(yīng)用到上述第一層材料上并重新進(jìn)行選區(qū)燒結(jié)，使其結(jié)合在第一層上。這樣逐層制成物體。
在此應(yīng)用中，使用的堆積材料層沒(méi)有涉及到容器底部與支座之間空隙中材料自流動(dòng)，例如，在DE19957370中描述的。
在制造物體時(shí)，現(xiàn)有技術(shù)激光燒結(jié)機(jī)執(zhí)行基本步驟，像按串聯(lián)順序的配料、形成層、回火和照射，或者原則上這些步驟僅有部分是并行的。這種方法在一段長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)沒(méi)有材料凝固。與從可用激光功率以及所凝固材料感光度得出的理論最大生產(chǎn)率相比，機(jī)器的生產(chǎn)率減小。上述其它創(chuàng)成制造方法中公知的一些類似部分也應(yīng)用于此裝置中。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提高逐層制造三維物體裝置的生產(chǎn)速率以及提高相應(yīng)方法的生產(chǎn)率。
上述目的是通過(guò)權(quán)利要求1所述的裝置以及權(quán)利要求17所述的方法實(shí)現(xiàn)的。
其它發(fā)展在相關(guān)權(quán)利要求中說(shuō)明。
從實(shí)施例的說(shuō)明并結(jié)合附圖將得到本發(fā)明的其它特征和實(shí)用性。
在附圖中

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施例裝置的側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明第二實(shí)施例裝置的頂視圖；圖3是本發(fā)明第二實(shí)施例裝置的透視圖；圖4是本發(fā)明第三實(shí)施例裝置的頂視圖；圖5是本發(fā)明第三實(shí)施例裝置的透視圖。
第一實(shí)施例圖1表示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的逐層制造三維物體裝置的剖視圖。該裝置包括不必要是圓形截面的堆積區(qū)。這是由堆積容器4形成的，堆積容器4具有外邊界面17和內(nèi)邊界面16，并在頂部開(kāi)口。由于提供了內(nèi)邊界面16，使外邊界面17形成的堆積空間包括一個(gè)空腔。堆積平臺(tái)6作為堆積容器4的下邊界，并且其設(shè)計(jì)成可以完全填充內(nèi)邊界面16與外邊界面17之間的區(qū)域。堆積平臺(tái)6在其內(nèi)邊緣具有密封19，用于密封內(nèi)邊界面16與堆積平臺(tái)6之間的間隙。堆積平臺(tái)6在其外邊緣具有密封18，用于密封外邊界面17與堆積平臺(tái)6之間的間隙。提供內(nèi)邊界面16并不是必不可少的。如果僅有外邊界面17，則堆積容器4不包括其中心的空腔，堆積平臺(tái)6不包括其中心的孔。
堆積平臺(tái)6連接到垂直驅(qū)動(dòng)器15，使堆積平臺(tái)6沿垂直方向上下運(yùn)動(dòng)。整個(gè)堆積容器4連接到驅(qū)動(dòng)器20，使堆積容器4繞其旋轉(zhuǎn)軸線3運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)軸線3與堆積容器4的對(duì)稱軸相同。堆積容器4與驅(qū)動(dòng)器20之間的連接設(shè)計(jì)成，緊靠堆積容器4下面可以拆卸，從而將堆積容器4從堆積區(qū)2卸下。
材料施加裝置7用于添加應(yīng)用到堆積平臺(tái)上的材料，位于堆積容器4上方。此材料施加裝置在徑向到達(dá)堆積容器的最大半徑延伸處。包括激光器21和偏轉(zhuǎn)單元22的固化裝置位于材料施加裝置7上方。偏轉(zhuǎn)單元適合于將激光束引導(dǎo)到固化區(qū)11內(nèi)的任意位置。優(yōu)選地，偏轉(zhuǎn)單元是一臺(tái)XY掃描儀。固化區(qū)11是堆積區(qū)2內(nèi)的一個(gè)子區(qū)，它相對(duì)于材料施加裝置的位置是固定的并位于材料施加裝置沉積層的高度上。
如圖1所示，激光器21、偏轉(zhuǎn)單元22、垂直驅(qū)動(dòng)器15和驅(qū)動(dòng)器20連接到控制器23。并且，圖1表示被未固化材料25包圍的物體24。
下面描述第一實(shí)施例裝置的操作。首先，堆積平臺(tái)6的定位，使其頂表面與堆積容器4的上邊緣平齊。接著，控制器23啟動(dòng)堆積容器4的運(yùn)動(dòng)，堆積容器4的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)驅(qū)動(dòng)器20繞旋轉(zhuǎn)軸線3以勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)材料施加裝置7將待固化的材料施加到堆積平臺(tái)6。接著啟動(dòng)激光器的照射過(guò)程。激光器將靜止固化區(qū)11內(nèi)的選擇位置處的材料固化，在此下方堆積容器4是運(yùn)動(dòng)的。材料施加裝置7施加材料是按如下方式進(jìn)行的當(dāng)施加的材料層進(jìn)入被激光照射所覆蓋的固化區(qū)11，施加的層具有預(yù)定厚度d。并且這可以在控制器不參與的情況下自動(dòng)進(jìn)行。此外，控制器23控制垂直驅(qū)動(dòng)器15的方式是，在堆積容器轉(zhuǎn)過(guò)一整圈時(shí)，堆積平臺(tái)被下降有層厚度d的量。在堆積容器4的每圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，向固化區(qū)11以外的位置施加的材料在固化區(qū)11內(nèi)固化。
此實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)是，在對(duì)所生產(chǎn)的物體的一個(gè)表面區(qū)施加的材料固化過(guò)程中，向所生產(chǎn)的物體的其它表面區(qū)域施加新的材料。通過(guò)將材料施加與材料固化過(guò)程并行進(jìn)行，在制造物體時(shí)提高了生產(chǎn)率。因此不存在進(jìn)行配料、沉積和回火以及不固化的非生產(chǎn)時(shí)間。并且，材料施加裝置7相對(duì)于堆積容器4的相對(duì)運(yùn)動(dòng)在所有時(shí)刻僅是一個(gè)方向。由此除了得到較好溫度性以外，導(dǎo)致很多優(yōu)點(diǎn)，例如，方法的較高安全性和較高精度以及零件沒(méi)有翹曲和應(yīng)力。并且，所制造的物體尺寸和數(shù)量不受偏轉(zhuǎn)單元覆蓋區(qū)域的限制。因此，該裝置適合于生產(chǎn)大量的具有相同性質(zhì)的零件。
第二實(shí)施例第二實(shí)施例與第一實(shí)施例的不同之處在于具有幾個(gè)固化裝置1和幾個(gè)材料施加裝置7。并且，每個(gè)固化裝置指定給一個(gè)材料施加裝置7以及堆積區(qū)2內(nèi)的一個(gè)固化區(qū)。
圖2表示裝置的頂視圖，作為一個(gè)例子具有4個(gè)固化區(qū)11、12、13、14，每個(gè)固化區(qū)分別處于材料施加裝置7和8以及材料施加裝置8和9以及材料施加裝置9和10以及材料施加裝置10和7之間。
本發(fā)明第二實(shí)施例裝置的操作與第一實(shí)施例裝置的操作的不同在于，在所有固化區(qū)內(nèi)施加的材料層同時(shí)固化。例如，在圖2所示的裝置中，材料施加裝置7施加的材料在固化區(qū)11固化，材料施加裝置8施加的材料在固化區(qū)12固化，材料施加裝置9施加的材料在固化區(qū)13固化，材料施加裝置10施加的材料在固化區(qū)14固化。并且，每個(gè)材料施加裝置沉積的材料層厚為d。如果一般n表示存在的固化區(qū)數(shù)量，則在堆積容器旋轉(zhuǎn)一圈的過(guò)程中，堆積平臺(tái)必須下降n倍的層厚n×d，如圖3所示n＝4。出于簡(jiǎn)化圖解的原因，圖3僅表示一個(gè)固化裝置1。
與第一實(shí)施例相比，使用本發(fā)明第二實(shí)施例進(jìn)一步提高了生產(chǎn)率，因?yàn)槎逊e材料在所生產(chǎn)的物體的幾個(gè)區(qū)域內(nèi)同時(shí)固化。
第一和第二實(shí)施例的第一變型第一或第二實(shí)施例裝置的第一變型包括驅(qū)動(dòng)器20，它能在堆積容器旋轉(zhuǎn)過(guò)程中步進(jìn)地或連續(xù)地改變旋轉(zhuǎn)速度。
在第一實(shí)施例裝置的第一變型的運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)不固化的施加層材料越過(guò)固化區(qū)11時(shí)，增大堆積容器繞旋轉(zhuǎn)軸線3的旋轉(zhuǎn)速度。這樣，由于縮短了不固化堆積材料的旋轉(zhuǎn)時(shí)間，從而提高了生產(chǎn)速率。
優(yōu)選地，根據(jù)要固化的施加層部分區(qū)域的范圍而改變堆積容器的旋轉(zhuǎn)速度。結(jié)果，實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度是根據(jù)施加層選擇固化的一個(gè)固化區(qū)內(nèi)最大部分區(qū)域的范圍而確定的。如果將此最大可能旋轉(zhuǎn)速率設(shè)定為堆積容器的旋轉(zhuǎn)速度，則獲得生產(chǎn)速率提高。
第一和第二實(shí)施例的第二變型在第二變型中，操作模式變型如下，材料施加裝置沉積的層厚d變化。當(dāng)這樣做時(shí)，堆積平臺(tái)6的下降速度適合于堆積區(qū)2部分區(qū)域沉積的層厚d’。結(jié)果，層厚可以適合于堆積零件的局部幾何需求。例如，如果局部需要提高細(xì)節(jié)的分辨率，就可以應(yīng)用厚度減小的一層或幾層。因此可以優(yōu)化制造過(guò)程。
第一和第二實(shí)施例的第三變型在本發(fā)明第一或第二實(shí)施例裝置的第三變型中，驅(qū)動(dòng)器20不連接到堆積容器4，而是連接到固化裝置1和材料施加裝置7、8、9、10。因此在運(yùn)動(dòng)時(shí)，堆積容器4保持其位置，同時(shí)驅(qū)動(dòng)器20引導(dǎo)固化裝置1和材料施加裝置7、8、9、10相對(duì)于堆積容器4繞旋轉(zhuǎn)軸線3運(yùn)動(dòng)。當(dāng)然，固化裝置1和材料施加裝置7、8、9、10以及堆積容器4可以彼此相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
第一或第二實(shí)施例的第四變型在第一和第二實(shí)施例的第四變型中，堆積平臺(tái)不是連續(xù)下降，而是步進(jìn)式下降。這意味著，例如，在完成固化后執(zhí)行下降。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，由于施加層平行于水平面而簡(jiǎn)化激光束聚焦到固化層上。
第三實(shí)施例圖4和5表示本發(fā)明第三實(shí)施例。第三實(shí)施例與第二實(shí)施例的不同在于，堆積容器4替換為多個(gè)堆積容器。在圖4和5中，堆積區(qū)代表四個(gè)堆積容器4a、4b、4c、4d。每個(gè)堆積容器4a、4b、4c、4d分別包括堆積平臺(tái)6a、6b、6c、6d，并分別具有外邊界面17、內(nèi)邊界面16和側(cè)邊界面26。在每種情況下，堆積平臺(tái)6a、6b、6c、6d分別作為堆積容器4a、4b、4c、4d的下邊界，并在外邊界面17、內(nèi)邊界面16和側(cè)邊界面26之間伸展。堆積平臺(tái)和邊界面之間的間隙按與上面實(shí)施例相似的密封方式密封。單個(gè)堆積容器的水平截面可以具有任何形狀并不必要相同。
從圖4中可以看出，將堆積材料施加到堆積容器4a、4b、4c、4d的材料施加裝置7、8、9、10排列在旋轉(zhuǎn)軸線3周圍。優(yōu)選地，材料施加裝置的數(shù)量對(duì)應(yīng)于堆積容器的數(shù)量。幾個(gè)偏轉(zhuǎn)單元22和/或激光器21位于材料施加裝置7、8、9、10上方。并且，每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元能將激光束引導(dǎo)到為偏轉(zhuǎn)單元指定的固化區(qū)內(nèi)任何位置。這里，每個(gè)偏轉(zhuǎn)單元指定到堆積區(qū)2內(nèi)的一個(gè)固化區(qū)。優(yōu)選地，堆積容器的數(shù)量對(duì)應(yīng)于固化區(qū)的數(shù)量。圖4表示具有四個(gè)固化區(qū)11、12、13、14的裝置的頂視圖，其中每個(gè)固化區(qū)分別位于材料施加裝置7和8以及材料施加裝置8和9以及材料施加裝置9和10以及材料施加裝置10和7之間。
每個(gè)堆積平臺(tái)6a、6b、6c、6d分別連接到垂直驅(qū)動(dòng)器15a、15b、15c、15d，這未在圖中表示，從而使堆積平臺(tái)沿垂直方向上下運(yùn)動(dòng)。這里，在每種情況下，垂直驅(qū)動(dòng)器與堆積容器之間的連接可以從緊靠堆積容器下面拆卸，使每個(gè)堆積容器從堆積區(qū)2上卸下，而與其它堆積容器無(wú)關(guān)。為了簡(jiǎn)化裝置也可以使用單一的垂直驅(qū)動(dòng)器15，所有堆積平臺(tái)6a、6b、6c、6d都連接在其上面。所有堆積容器4a、4b、4c、4d連接到驅(qū)動(dòng)器20，使堆積容器4a、4b、4c、4d彼此同步地繞旋轉(zhuǎn)軸線3運(yùn)動(dòng)。激光器21、偏轉(zhuǎn)單元22、垂直驅(qū)動(dòng)器15a、15b、15c、15d和驅(qū)動(dòng)器20連接到控制器23。
下面說(shuō)明第三實(shí)施例裝置的操作。在控制器23作用下，驅(qū)動(dòng)器20驅(qū)動(dòng)堆積容器4a、4b、4c、4d繞旋轉(zhuǎn)軸線3同步勻速運(yùn)動(dòng)。材料施加裝置7、8、9、10供應(yīng)將在堆積平臺(tái)6a、6b、6c、6d上固化的材料。如同第二實(shí)施例，施加的材料層在所有固化區(qū)同時(shí)固化。例如在圖4所示裝置中，材料施加裝置7施加的材料在固化區(qū)11固化，材料施加裝置8施加的材料在固化區(qū)12固化，材料施加裝置9施加的材料在固化區(qū)13固化，材料施加裝置10施加的材料在固化區(qū)14固化。這里，每個(gè)材料施加裝置沉積的材料層厚為d?；诖嗽?，驅(qū)動(dòng)器15a、15b、15c、15d的受控制方式如下，在相關(guān)堆積容器轉(zhuǎn)過(guò)一圈過(guò)程中每個(gè)堆積平臺(tái)6a、6b、6c、6d下降層厚的4倍4×d。如果一般用n表示現(xiàn)有固化區(qū)數(shù)量，則各個(gè)堆積平臺(tái)必須在相關(guān)堆積容器轉(zhuǎn)過(guò)一圈過(guò)程中下降n倍層厚n×d。
第三實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)來(lái)自于增大的靈活性。裝置可以在僅有一部分堆積容器下運(yùn)行，甚至僅有一個(gè)堆積容器。這可以減小堆積體積，以便適合于要固化的零件的尺寸。因此，所使用的未固化前的原料數(shù)量減少。這對(duì)于加工熱塑性塑料特別重要。其中，未被使用的原料可以重新使用。但是，由于熱破壞，需要使用新鮮材料作為混合物才可能使用。由此得到的另外優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于先完成的單個(gè)零件，可以卸下相關(guān)的堆積容器，并先替換成新的堆積容器，接著在新的堆積容器中開(kāi)始新零件的堆積，同時(shí)在其余堆積容器中的零件堆積完成。這可以使生產(chǎn)率提高。
第三實(shí)施例的第一變型可選擇的是，堆積平臺(tái)不是連續(xù)下降，而是步進(jìn)式下降。這意味著，例如，在所有固化區(qū)完成固化之后執(zhí)行下降。這樣做的優(yōu)點(diǎn)是，由于施加層平行于水平面而簡(jiǎn)化了激光束在固化層上的聚焦。
第三實(shí)施例的第二變型在第三實(shí)施例的第二變型中，施加層的層厚可以在不同堆積容器中設(shè)定成不同值。這可以結(jié)合不同堆積容器中堆積平臺(tái)的不同下降速度。從而不同層厚的物體可以并行制造。
第三實(shí)施例的第三變型與上述第一和第二實(shí)施例的第二變型類似，改變材料施加裝置在一個(gè)堆積容器或幾個(gè)堆積容器內(nèi)沉積的層厚d也是可以的。層厚可以適合于堆積零件的局部幾何需求，例如，當(dāng)局部需要提高細(xì)節(jié)的分辨率時(shí)。因此可以優(yōu)化制造過(guò)程。
第三實(shí)施例的第四變型在第四變型中，堆積容器不相對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸線3旋轉(zhuǎn)。相反，引導(dǎo)驅(qū)動(dòng)器27僅是在繞旋轉(zhuǎn)軸線3的封閉但不必須是圓形的路線上同步引導(dǎo)堆積容器。如果裝置具有n個(gè)材料施加裝置以及n個(gè)固化區(qū)，路線優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于有n個(gè)角的多邊形邊界?？梢赃x擇的是，每個(gè)堆積容器還繞旋轉(zhuǎn)軸線3或著繞旋轉(zhuǎn)軸線3’在其路線上旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)軸線3’平行于旋轉(zhuǎn)軸線3并穿過(guò)堆積容器。
第三實(shí)施例的第五變型與上述第一變型類似，在第三實(shí)施例的第五變型中，裝置包括驅(qū)動(dòng)器20，驅(qū)動(dòng)器20能在堆積容器旋轉(zhuǎn)過(guò)程中步進(jìn)地或連續(xù)地改變旋轉(zhuǎn)速度。因此，實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度適合于施加層選擇固化的一個(gè)固化區(qū)內(nèi)最大部分區(qū)域的范圍。如果將此最大可能旋轉(zhuǎn)速率設(shè)定為堆積容器的旋轉(zhuǎn)速度，則獲得生產(chǎn)速率提高。
第三實(shí)施例的第六變型與上述第三變型類似，在第三實(shí)施例的第六變型中，驅(qū)動(dòng)器20不連接到堆積容器4a、4b、4c、4d，而是連接到偏轉(zhuǎn)單元22和材料施加裝置7、8、9、10。因此，在運(yùn)行過(guò)程中，堆積容器4a、4b、4c、4d保持在其位置上，同時(shí)驅(qū)動(dòng)器20驅(qū)動(dòng)偏轉(zhuǎn)單元22和材料施加裝置7、8、9、10繞旋轉(zhuǎn)軸線3旋轉(zhuǎn)。當(dāng)然，偏轉(zhuǎn)單元22和材料施加裝置7、8、9、10以及堆積容器4a、4b、4c、4d彼此相對(duì)旋轉(zhuǎn)也是可以的。
當(dāng)然，第三實(shí)施例的不同變型的任意組合也是可以的。
在所有實(shí)施例中，替代激光器和偏轉(zhuǎn)單元，也可以使用其它照射源，例如，電子束、微波照射、具有蔭罩的燈、LED和其它發(fā)光陣列，等等，或者其它固化裝置，例如粘結(jié)劑和膠水施加裝置。
并且，上述裝置和上述方法可以用于不同的創(chuàng)成制造方法，例如，特別是聚合物的選擇性激光燒結(jié)、立體光刻(stereolithography)、LOM法(疊層物體制造)、FDM法(熔融沉積成形)、三維打印(用膠水或通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，特別是通過(guò)使用包括粘結(jié)劑/硬化劑的多組分系統(tǒng)或通過(guò)熔化熱塑性塑料，將粉末狀材料固化)，通過(guò)應(yīng)用在對(duì)應(yīng)于物體截面的位置上施加并相互連接堆積材料層，逐層制造三維物體。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)創(chuàng)成制造方法制造三維物體的設(shè)備，其特征在于物體是由堆積材料逐層制造的，所述設(shè)備具有支座(4)；材料施加裝置(7)，用于將堆積材料逐層施加到支座(4)上或者先前已經(jīng)施加的層上；以及裝置(1)，用于將施加的層與先前在固化區(qū)(11)內(nèi)施加的層互相結(jié)合，其特征在于支座(4)和材料施加裝置(7)相對(duì)于彼此可以運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式使得在施加的層與先前施加的層互相結(jié)合過(guò)程中，先前施加的層和材料施加裝置(7)相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)。
2.一種通過(guò)創(chuàng)成制造方法制造三維物體的設(shè)備，其中物體是由堆積材料逐層制造的，所述設(shè)備具有支座(4)；材料施加裝置(7)，用于將堆積材料逐層施加到支座(4)上或者先前已經(jīng)施加的層上；以及裝置(1)，用于將施加的層與先前在固化區(qū)(11)內(nèi)施加的層互相結(jié)合，其特征在于支座(4)和材料施加裝置(7)相對(duì)于彼此可以運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式使得施加的層與先前施加的層互相結(jié)合是在不中斷材料供應(yīng)的條件下進(jìn)行的。
3.一種通過(guò)創(chuàng)成制造方法制造三維物體的設(shè)備，其中物體是由堆積材料逐層制造的，所述設(shè)備具有支座(4)；材料施加裝置(7)，用于將堆積材料逐層施加到支座(4)上或者先前已經(jīng)施加的層上；以及裝置(1)，用于將施加的層與先前在固化區(qū)(11)內(nèi)施加的層互相結(jié)合，其特征在于支座(4)和材料施加裝置(7)相對(duì)于彼此可以運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式是相對(duì)運(yùn)動(dòng)僅在一個(gè)方向發(fā)生，并且在施加材料過(guò)程中，支座(4)和材料施加裝置(7)相對(duì)彼此運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式是相對(duì)運(yùn)動(dòng)僅在一個(gè)方向發(fā)生。
4.如權(quán)利要求1到3中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于支座(4)相對(duì)于材料施加裝置(7)執(zhí)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)并沿旋轉(zhuǎn)軸線方向前進(jìn)。
5.如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其特征在于前進(jìn)連續(xù)地執(zhí)行或是步進(jìn)方式進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求4或5所述的設(shè)備，其特征在于支座(4)和材料施加裝置是可以運(yùn)動(dòng)的，運(yùn)動(dòng)方式是當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)一整圈時(shí)支座離開(kāi)材料施加裝置一層厚度的距離。
7.如權(quán)利要求1到6中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于支座(4)運(yùn)動(dòng)，材料施加裝置(7)和使層互相結(jié)合的裝置(1)靜止。
8.如權(quán)利要求1到6中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于支座(4)靜止，材料施加裝置(7)和使層互相結(jié)合的裝置(1)運(yùn)動(dòng)。
9.如權(quán)利要求4到8中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于沿旋轉(zhuǎn)軸線方向的速度和/或前進(jìn)量是可調(diào)的。
10.如權(quán)利要求4到9中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的圓周速度是可調(diào)的。
11.如權(quán)利要求4到10中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于具有多個(gè)固化區(qū)(11)。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其特征在于具有多個(gè)支座(4)。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于支座的前進(jìn)量是獨(dú)立控制的。
14.如權(quán)利要求11到13中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于支座沿非圓形路線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)具有n個(gè)支座時(shí)，優(yōu)選的非圓形路線是具有n個(gè)角的多邊形。
15.如權(quán)利要求11到14中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于具有多個(gè)材料施加裝置(7)。
16.如權(quán)利要求11到15中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于對(duì)每個(gè)固化區(qū)(11)分配一個(gè)將施加的層與先前施加的層互相結(jié)合的裝置(1)。
17.如權(quán)利要求1到16中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于堆積材料是粉末狀的，并且將堆積材料施加的層與先前施加的層互相結(jié)合的裝置(1)優(yōu)選的是用于燒結(jié)粉末的激光器，或者是用于通過(guò)膠水固化粉末的裝置。
18.如權(quán)利要求1到17中的一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于支座(4)是用于裝堆積材料的容器一部分。
19.一種通過(guò)創(chuàng)成制造方法制造三維物體的方法，其中利用材料施加裝置(7)將堆積材料層施加到支座(4)上或先前施加的層上，并將施加的層與先前施加的層互相結(jié)合，從而由堆積材料逐層制造物體，其特征在于支座(4)和材料施加裝置(7)相對(duì)于彼此可以運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式使得在施加的層與先前施加的層互相結(jié)合時(shí)，先前施加的層和材料施加裝置(7)相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)。
20.一種通過(guò)創(chuàng)成制造方法制造三維物體的方法，其中利用材料施加裝置(7)將堆積材料層施加到支座(4)上或先前施加的層上，并將施加的層與先前施加的層互相結(jié)合，從而由堆積材料逐層制造物體，其特征在于支座(4)和材料施加裝置(7)相對(duì)于彼此可以運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式使得施加的層與先前施加的層互相結(jié)合，是在不中斷材料供應(yīng)的條件下進(jìn)行的。
21.一種通過(guò)創(chuàng)成制造方法制造三維物體的方法，其中利用材料施加裝置(7)將堆積材料層施加到支座(4)上或先前施加的層上，并將施加的層與先前施加的層互相結(jié)合，從而由堆積材料逐層制造物體，其特征在于支座(4)和材料施加裝置(7)相對(duì)于彼此可以運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式使得相對(duì)運(yùn)動(dòng)僅在一個(gè)方向發(fā)生，并且在施加材料過(guò)程中，支座(4)和材料施加裝置(7)相對(duì)彼此運(yùn)動(dòng)。
22.如權(quán)利要求19到21中的一項(xiàng)所述的方法，具有以下步驟(a)逐層施加堆積材料；以及(b)將一層施加的堆積材料與先前施加的一層堆積材料相互結(jié)合，其特征在于步驟(a)和(b)是同時(shí)執(zhí)行的，但總是在不同區(qū)域執(zhí)行。
23.如權(quán)利要求19到22中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于至少同時(shí)制造兩個(gè)物體。
24.如權(quán)利要求19到23中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于使用如權(quán)利要求1到18中的一項(xiàng)所述的設(shè)備。
25.如權(quán)利要求19到24中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于材料施加裝置(7)和支座(4)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)按如下方式進(jìn)行支座上的一個(gè)點(diǎn)沿螺旋路線運(yùn)動(dòng)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，其特征在于一圈螺旋線是圓形的、n個(gè)角的多邊形，橢圓形或不規(guī)則彎曲形。
27.如權(quán)利要求25或26所述的方法，其特征在于一部分螺紋路線沿螺旋軸線方向直線延伸。
28.如權(quán)利要求19到27中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于堆積材料層具有在堆積區(qū)可變的厚度。
29.如權(quán)利要求19到28中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于創(chuàng)成制造三維物體的方法是激光燒結(jié)法或3D打印法。
全文摘要
本發(fā)明提供一種通過(guò)選擇性固化液體或粉末狀可固化堆積材料逐層創(chuàng)成制造三維物體的設(shè)備和方法。其中制造物體的堆積區(qū)(2)相對(duì)于施加堆積材料層的材料施加裝置(7)以及固化裝置(1)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，材料施加裝置(7)和固化裝置(1)可以在堆積區(qū)內(nèi)不同位置同時(shí)使用。
文檔編號(hào)B23K26/34GK1678448SQ03820984
公開(kāi)日2005年10月5日 申請(qǐng)日期2003年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2002年8月2日
發(fā)明者T·馬特斯 申請(qǐng)人:Eos有限公司電鍍光纖系統(tǒng)