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CN107457988B - 用于生成式制造三维物体的设备和方法 - Google Patents

用于生成式制造三维物体的设备和方法 Download PDF

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CN107457988B CN201710416841.4A CN201710416841A CN107457988B CN 107457988 B CN107457988 B CN 107457988B CN 201710416841 A CN201710416841 A CN 201710416841A CN 107457988 B CN107457988 B CN 107457988B
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Abstract

本发明涉及一种用于通过逐层施加和固化至少一种建造材料来制造三维物体(2、10)和制造边界区域(8、9、18)的方法，其中，利用第一生成式制造方法以第一建造材料为基础来制造所述三维物体(2、10)，并利用与第一生成式制造方法不同的第二生成式制造方法以第二建造材料为基础制造边界区域，第一生成式制造方法包括以下步骤：向建造底座(11、12)上或向之前已经施加的层上施加第一建造材料层；在相应层中与物体(2、10)的横截面相对应的位置处选择性地使所施加的层固化；并且重复施加和选择性固化的步骤，直至所述物体(2、10)完成。这样来执行所述第一生成式制造方法和第二生成式制造方法，使得边界区域至少局部地包围所述物体。

Description

用于生成式制造三维物体的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于通过逐层施加和选择性地固化建造材料、优选是粉末来生成式制造三维物体的设备和方法。
背景技术
这种类型的设备和方法例如在快速原型法、快速制模法和增材制造法中使用。这种方法的一个例子以名称“选择性激光烧结或激光熔化”已知。这里重复地施加粉末状的建造材料的薄层并通过利用激光射束选择性地照射而选择性地固化每个层中的建造材料。
这种方法例如由EP 0 737 130 B1已知。这里逐层地这样选择性固化粉末状的建造材料，使得连同所述物体还制成包围所述物体的容器壁。这样形成的物体可以在制造完成后与所述容器中周围的未固化的粉末一起从设备中取出。
此外，在DE 102006026756 B4中加载了一种用于制造大型成形件的方法，其中首先制造成形件的两个边界壁，然后利用材料填充中间空间。壁部的制作这里通过喷嘴上的材料输出来实现。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种备选的或改进的设备或备选的或改进的方法，用于通过逐层施加和选择性固化建造材料来生成式地制造三维的物体。本发明的目的特别是，经济地和/或时间上高效地执行这种物体、特别是例如具有大尺寸的物体的制造。
所述目的通过根据本发明的方法和根据本发明的设备以及通过根据本发明的控制单元来实现。这里，所述方法也可以通过下面的或在从属权利要求中说明的所述设备或控制单元的特征来改进，或相应地反之亦然。
根据本发明的方法适于通过逐层施加和固化建造材料来制造三维物体和建立边界区域。这里，利用第一生成式制造方法以第一建造材料为基础来制造所述三维物体，并利用与第一生成式制造方法不同的第二生成式制造方法以第二建造材料为基础建立边界区域。这里，第一生成式制造方法包括以下步骤：
向建造底座上或向之前已经施加的层上施加一层第一建造材料，
选择性地在相应层中与所述物体的横截面相对应的位置处使所施加的层固化，并且
重复所述施加和选择性固化的步骤，直至物体完成。
这里，这样来执行所述第一生成式制造方法和第二生成式制造方法，使得边界区域至少局部地包围所述物体。
边界区域是指与要制造的物体分开的物体。它将在其中建造所述要制造的物体的建造空间限定为一个简单的几何结构，所述几何结构具有所述要制造的物体的最大尺寸。边界区域可以以框架的形式与所述要制造的物体分开并且优选在制造过程之后没有残留地从所述要制造的物体上除去。边界区域可以用狭义上的增材制造法制造或者由例如预制的部段逐层地建造，所述预制的部段又可以包括更小的建造块。因此，在本发明的范围内，“生成式制造方法”也包括这样的情况：将多个本身不是由生成式制造方法制造的、而是例如通过铸造或铣削法制造的元件组合成所述边界区域。边界区域的形状因此受到所形成的体积元件的分层方式或模块式接合方式的影响。边界区域或其各个元件的形状通常是通过CAD模型预先确定的。
根据本发明，边界区域的各部段或模块的连接不是必须通过粘合、结块或熔合来建立，而是也可以设计成符合力锁合(力配合)和/或形锁合(形状配合)原理。此外，所述部段或模块的制造也包括为此采用成形刀具。
这里，“局部地包围”是指，边界区域沿至少两个空间方向包围物体，其中，这种包围涉及物体的一个或多个层或任意选择的横截面，优选涉及所有层或横截面。所述物体也可以在所有三个空间方向上由边界区域包围，类似地也可以是指部分三维地或完全地包围物体。但“包围”并不是指，物体的所有外表面直接与边界区域邻接。而是在物体和边界区域之间的中间空间中也存在未固化的第一建造材料。
由此例如可以，逐层地至少部分地在由边界区域限定的面中执行第一建造材料的材料施加。这特别是对于大型的要制造的物体主要实现了，可以降低为物体提供的建造材料的量并且可以缩短制造时间，这在时间效率和成本效率上对于制造过程都是有利的。
第一生成式制造方法与第二生成式制造方法的区别优选在于，第一和第二建造材料的施加利用不同的方法进行和/或第一和第二建造材料的固化利用不同的方法进行。由此例如可以用快速(特别是比第一制造方法快)的制造方法来制造边界区域，而不会对所述物体的质量产生不利影响。
第二生成式制造方法优选包括以下步骤：
向建造底座上或之前施加的层上在相应的层中与边界区域的横截面相对应的位置处选择性地施加一层第二建造材料，
使所施加的层固化，以及
重复所述选择性施加和固化的步骤，直至边界区域完成。由此例如可以以简单和快速的方式和形式来制造边界区域。
原则上，第一建造材料和第二建造材料可以是相同的、即一致的。第一建造材料和第二建造材料优选是不同的。由此例如可以采用(特别是与第一建造材料相比)经济和/或能快速处理的第二建造材料来制造边界区域。
第一生成式制造方法和第二生成式制造方法优选至少在时间上同时或相互交替地执行。这例如加速了所述物体的制造过程，因为基本上可以省去用于制造边界区域的长的等待时间。
第一生成式制造方法和第二生成式制造方法优选这样执行，使得边界区域在至少两个空间方向上、优选在平行于层的x方向和平行于层的y方向上基本上完全包围所述物体。由此例如用于形成要制造的物体的第一建造材料的每一层的施加都可以限制在尽可能小的面上。
根据第一生成式制造方法施加第一建造材料层优选基本上仅在通过边界区域限定的面上进行。所述边界区域因此例如可以形成用于要制造的物体的建造容器并且第二建造材料层的材料施加因此可以在空间上受限制地在边界区域内部的一个面上进行。因此，例如可以减少所需的第一建造材料的量。
在完成所述三维物体之后，优选将所述三维物体从边界区域中移出和/或将边界区域从所述物体上除去。由此例如可以对所制造的物体进行后处理。
第一生成式制造方法优选包括使用电磁辐射或粒子辐射的源的基于粉末床的方法和/或第二生成式制造方法包括不是基于粉末床的方法、特别是熔融沉积成型法。因此，能够例如以良好的质量和高的细节精度制造所述物体，而能够经济且时间效率高地制造边界区域。熔融沉积成型法这里例如使得可以暴露地、即没有外壳地建造边界区域。
根据本发明的用于通过逐层施加和固化至少一种建造材料来制造三维物体和边界区域的设备构造成，利用第一生成式制造方法以第一建造材料为基础来制造所述三维物体，并利用与第一生成式制造方法不同的第二生成式制造方法以第二建造材料为基础制造所述边界区域。所述设备为了执行第一生成式制造方法而包括：第一涂覆装置，所述第一涂覆装置在运行中向建造底座上或向之前已经施加的层上施加一层第一建造材料；和第一固化装置，所述第一固化装置在运行中在相应层中与所述物体的横截面相对应的位置处执行对所施加的层的选择性固化。所述设备还构造成，重复执行施加和选择性固化的步骤，直至所述物体完成。所述设备在运行中这样来执行所述第一生成式制造方法和第二生成式制造方法，使得边界区域至少局部地包围所述物体。由此，例如提供了这样一种设备，利用该设备能够实施根据本发明的方法。
所述设备优选包括至少一个第二涂覆装置和/或至少一个第二固化装置，以便根据第二生成式制造方法施加和/或固化第二建造材料。由此例如可以基本上同时地执行第一建造材料和第二建造材料的材料施加和/或固化。
所述设备优选包括至少一个抽吸装置。由此例如可以通过气流将所形成的过程副产品、如例如飞溅物、烟尘和蒸汽从固化区域中导出。
所述涂覆装置和/或固化装置和/或抽吸装置优选能运动地设置在所述设备中。由此例如可以并行地、即在不同位置处同时地执行材料施加和/或材料的(选择性)固化和/或过程副产品的吸出。
原则上，所述设备可以包括一个单一的建造底座，用于建造所述三维物体。优选的是，所述设备包括第一建造底座，用于建造三维物体，以及包括至少一个第二建造底座，用于建造边界区域。由此，为了实现更好的稳定性可以直接在第一建造底座上制造所述物体，从而建造材料在固化时会粘附到第一建造底座上并且使要制造的物体与第一建造底座连接。
用于根据本发明的设备的控制单元构造成和/或编程为，控制所述设备，使得所述设备适于执行根据本发明的方法。由此，例如可以提供这样一种控制装置，所述控制装置能够控制用于制造三维物体的设备，使得该设备自动执行根据本发明的方法。
附图说明
本发明的其他特征和有利特性由根据附图对实施例的说明得出。
图1示出根据本发明的第一实施例的用于生成式制造三维物体连同边界区域的设备的示意性的、部分剖视示出并且部分透视的视图，
图2a和2b示出在执行根据本发明的方法的一个实施例时要制造的物体的透视图或示意图，
图3a和3b示出根据本发明的设备中的建造平台的第二实施形式的示意图，
图4示出根据本发明的设备中的建造平台的第三实施形式的示意图，
图5在根据本发明的方法的一个改进方案中边界区域的改进方案的示意图，
图6a和6b示出在根据本发明的方法的一个实施例范围内的边界区域的第二改进方案的示意图或透视图。
具体实施方式
下面参考图1说明本发明的第一实施形式。在图1中示出的设备1是改装的激光烧结设备或激光熔化设备。
设有基板11作为用于建造物体2和边界区域18的建造底座。根据所使用的具体建造材料和工艺，也可以在基板11上安装建造平台12作为建造底座，在所述建造平台上构造所述物体2。但所述物体2和边界区域18也可以在基板11本身上构造，所述基板此时用作建造底座。
在图1中示出要在建造平台12上形成的、处于中间状态的物体2，所述物体具有多个以固化的层，所述物体由保持未固化的第一建造材料12包围。边界区域18围绕所述物体2形成，从而所述边界区域限定一个空间，要形成的物体2和包围该物体的保持未固化的建造材料13位于所述空间中。通过边界区域18限定的空间这里向下通过建造平台12封闭。因此，边界区域18在x方向和y方向上基本上完全包围要构成的物体2，其中x-y平面定义为这样的平面，该平面平行于(选择性)固化的层延伸。笛卡尔坐标系的z方向因此定义为建造过程进行的方向。x-y平面优选基本上在水平平面内延伸，而z方向基本上是竖直方向。
所述设备1还包括在图1中没有详细示出的、用于能通过电磁辐射固化的粉末状第一建造材料的第一存储容器和第一涂覆装置16，用于将第一建造材料施加到建造平台12上或已经施加的第一建造材料层上。第一涂覆装置16这样设置在所述设备1中，使得第一涂覆装置能在平行于层的x-y平面中以及沿z方向移动。未示出的存储容器同样可以移动地设置在设备1中和/或与涂覆装置16一体地构成。
设备1还包括照射装置20，所述照射装置具有激光器21，该激光器产生激光射束22，所述激光射束通过转向装置23转向到并通过聚焦装置24汇聚到所施加的第一建造材料的层上。照射装置20这里可以设计成和/或在改进的激光烧结设备1中设置成，使得激光射束可以在所有层中都朝物体横截面的所有要照射的区域上转向并汇聚。备选于此，照射装置20也可以沿z方向和/或在平行于x-y平面的平面内移动地设置在设备1中。
所述设备1可选地在激光射束22到达所施加的第一固化材料层的位置的第一侧包括第一喷嘴14，并且在到达的激光射束22的与第一喷嘴14相对置的一侧包括第二喷嘴15。喷嘴14、15构造成，在固化位置处产生气流19。
所述设备1还包括在图1中没有详细示出的第二存储容器，第二存储容器用于能通过冷却硬化的第二建造材料，例如蜡或热塑性塑料或热塑性弹性体。在设备1中还设置有构造成材料输出喷嘴116的第二涂覆装置，用于将第二建造材料施加到建造平台12上或已施加的第二建造材料层上。所述材料输出喷嘴116这样设置在设备1中，使得所述材料输出喷嘴在平行于层的x-y平面中以及在z方向上能够移动。第二存储容器同样可以能移动地设置在设备1中或者与材料输出喷嘴116一体地构成。
此外，所述经改动的激光烧结设备1还包括控制单元29，通过所述控制单元以协调的方式控制所述设备1的各个部件，以便执行建造过程。备选地，控制单元也可以部分或完全地安装在所述设备之外。所述控制单元可以包含CPU，所述CPU的运行通过计算机程序(软件)控制。所述计算机程序可以与设备分开地存储在存储介质上，所述计算机程序能由存储介质装载到所述设备、特别是所述控制单元中。
在运行中，用于施加第二建造材料层的材料输出喷嘴116移动到在相应的层中对应于边界区域18的横截面的位置处，并且由此将可成形的、例如加热的第二建造材料施加到建造底座上或施加到之前已经施加的第二建造材料层上。所施加的第二建造材料层例如通过接下来的冷却而硬化并由此构成边界区域18的一个横截面。材料施加这里优选在平行于x-y平面的施加平面中进行，使得所施加的层定义施加平面中的一个面，这个面具有闭合的边界并且所述边界通过所施加的第二建造材料层构成。
接下来，涂覆装置16向存储容器移动并从存储容器中接收足够施加一层的量的第一建造材料。然后，所述涂覆装置移动到通过边界区域18的硬化的层包围的面上并在所述面处向建造底座或此前已经存在的粉末层上施加一薄层粉末状的建造材料。这种施加至少在要制造的物体2的整个横截面上进行、优选在整个通过边界区域18包围的面上进行。然后，由激光射束22扫描要制造的物体2的横截面，从而粉末状的建造材料在对应于要制造的物体2的横截面的位置处通过由辐射引入的热能而部分或完全熔化。在冷却之后，被扫描的位置此时一起作为相应的层中的物体横截面存在。
在所述物体横截面的固化期间，可选地通过喷嘴14、15产生水平定向的气流19，其方式是，气体从喷嘴14流出并由喷嘴15抽吸。喷嘴14、15这里在激光射束的到达位置的侧面与激光射束一起在所施加的层上移动，从而通过气流19从固化区域中导出由于粉末部分或完全熔化而产生的过程副产物、如例如飞溅物、烟尘或蒸汽。
这里，施加第一建造材料层不必一直等到第二建造材料的整个层完全施加和硬化。相反，一旦第二建造材料所施加的层的一个第一部分已经硬化，就可以开始根据构建三维物体2的第一制造方法进行层施加。材料输出喷嘴116因此在施加平面中移动，并且涂覆装置16隔开一定距离地跟随材料输出喷嘴，所述距离主要取决于所施加的第二建造材料的层的硬化时间。激光射束22和喷嘴14、15同样在施加平面中跟随涂覆装置16。特别是完整施加了在第一建造材料的一个层之前，就已经可以开始对第一建造材料进行固化。
在施加和固化边界区域18和物体2的一个层之后，材料输出喷嘴116、涂覆装置16、喷嘴14、15以及必要时还有照射装置20抬高对应于希望的层厚的高度。
一直重复这些步骤，直至建造完成所述物体2和边界区域18。接下来，将所述物体2从边界区域18和所述设备1中取出。
这里不是一定必要的是，第一和第二建造材料的一个层的层厚是相同大小的。相反，所施加的第二建造材料层也可以比第一建造材料层更厚。在这种情况下，使第二建造材料的一个层在对应于边界区域18的位置处固化，然后施加一定数量的第一建造材料层并分别使这些层在对应于物体2的横截面的位置处固化，其中第一建造材料层的数量这样选择，使得制成一个物体区域，所述物体区域基本上相当于所施加的第二建造材料层的垂直于该层的尺寸。
在物体2具有简单的几何结构、如例如在图2a中示出的几何结构时，可以在完成物体2之后简单地从物体上去除边界区域18。但为了除去边界区域18，也可以完全或部分地破坏所述边界区域，例如通过机械式地分离(例如锯开、打碎、喷射)，或者通过化学过程使边界区域分解。
图2a作为要制造的物体2示出直的、向上和向下敞开的圆柱体10，所述圆柱体由保持未固化的粉末状建造材料13包围。圆柱体10和保持未固化的第一建造材料13处于另外两个的圆柱体8、9之间，这两个另外的圆柱体构成边界区域18。这三个圆柱体8、9、10这里设置成，使得它们的轴线在直线Z上重合。
图2b示出圆柱体8、9、10沿图2a中的线A-A的水平剖面的示意图。圆柱体8、9、10分别具有内直径a1、b1或r1和外直径a2、b2或r2，其中有，a1<a2<r1<r2<b1<b2。圆柱体8、9、10的厚度因此是a1-a2或b1-b2或r1-r2。
根据图2a在所述设备1中设有两个材料输出喷嘴116、117。在运行中，第一材料输出喷嘴116在施加平面中沿顺时针方向沿具有内直径b1和外直径b2的第一圆环移动并在这里施加第二建造材料层。第二材料输出喷嘴117同时与第一材料输出喷嘴116并行地在施加平面中沿顺时针方向沿具有内直径a1和外直径a2的圆环移动并在这里施加第二建造材料层。一旦所施加的第二建造材料硬化，则涂覆装置16在施加平面中沿顺时针方向在通过材料输出喷嘴116、117施加的圆环8、9之间施加第一建造材料层。接下来，在具有内直径r1和外直径r2的圆环的区域内使所施加的粉末层固化。材料输出喷嘴116、117、涂覆装置16、照射装置20和喷嘴14、15因此在同心的圆上沿顺时针方向绕直线Z移动。在移动完整的一周而施加并固化了圆柱体8、9、10的一层之后，所述各装置向上移动一个层厚的量。一直重复这些步骤，直至物体2和边界区域18建造完成。这里所述各装置也可以沿逆时针方向运动。
由圆柱体8、9形成的边界区域18因此具有这样的几何结构，所述几何结构与要形成的圆柱体10、即要制造的物体2相适配。
在建造底座的根据图3a和3b的第二实施形式中，在基板11上，在建造平台12的旁边安装至少一个第二建造平台120。图3a示出具有两个第二建造平台120的实施形式。但根据图3b，也可以设有具有凹部的第二建造平台120，第一建造平台12配合安装到所述凹部中。三维的物体2这里在建造平台12上制造，而边界区域18在建造平台120上制造。在建造过程之后，可以分开地将完成的三维物体2和边界区域18从所述设备1中取出，而不必事先使物体2和/或边界区域18从建造平台12或120上分开。
在建造底座的根据图4的第三实施形式中，在建造平台12中设置通道15。这些通道15这里建立边界区域18的内部区域与外部区域之间的连接。这里通道15位于边界区域18内部的开口至少部分地设置在保持未固化的第一建造材料的区域内。通道15位于外部区域中的开口能够连接到在图4中未示出的材料抽吸装置上。
在建造完成三维物体2之后，通过通道15将包围所述物体2的未固化的粉末13从边界区域18的内部区域中吸出，并且接着从所述设备和/或所述边界区域18中取出完成的物体2。
此外，在图4中示出的通道15也可以用于吹入气流，以便除去包围完成的物体2的未固化的粉末13。此外，也可以将第一数量的通道用作吹入通道，而将第二数量的通道用作吸出通道。
建造底座的第二和第三实施形式也可以相互组合。这样，例如可以在第二建造平台120中设置通道15，或者通道15延伸经过第一建造平台12和第二建造平台120。此外，基板11也可以具有通道15。
根据在图5中示出的本发明的改进方案，在完成物体2之后，向上封闭边界区域18。为此，用第二制造方法在边界区域18上形成由第二建造材料构成的覆盖部118，优选在完成的物体2的最上层与覆盖部118之间具有一层或多层未固化的粉末。完成的物体2和包围该物体的保持未固化的粉末13因此位于一个基本上完全封闭的罩壳中。通过将建造平台12从基板11上拆下，可以将所述罩壳中的物体2连同未固化的粉末13从所述设备1中取出。
根据本发明的在图6a中示出的另一个改进方案，边界区域也可以由层状部段201、202、203、204、205、206形成，这些层状部段优选是预制的。类似于图2a和2b，所述要制造的物体是圆柱体10，所述圆柱体由保持未固化的粉末状建造材料13包围。在图2a和2b中示出的边界区域的内部的圆柱体8由层状部段201、203、205形成，而外部的圆柱体9由层状部段202、204、206形成。这些部段设计成具有高度h的环，其中，所述高度h优选对应于多个、例如10个、50个或500个物体层。各个部段也可以具有不同的高度。
为了由层状部段建造边界区域，例如可以设有图6b中示出的机械手300。所述机械手作为内边界区域或外边界区域分别定位一个内环和一个外环。在图6b中，圆形部段201和203以及202和204分别已经彼此相叠地布置。机械手200此时将部段205放置到部段203上。然后将部段206放置到部段204上，并在由此在部段205和206之间形成的建造空间中建造圆柱体10的另一个部分，直至精确或大致达到边界区域的当前高度水平。如图6b所示，层状部段205在其底部上具有销210。这些销与设置在层状部段203上侧中的凹部构成形锁合的连接。
各层状部段也可以通过其他形式的形锁合连接或通过力锁合连接而连接。这种连接优选设计成可分开的，从而由各部段构成的边界区域能够简单地拆开。
在上面所述的实施形式中，材料输出喷嘴、涂覆装置、气体喷嘴和可选地还有照射装置能运动地设置在所述设备中并且在建造过程中随着逐层进展沿竖直方向向上运动和/或在水平平面内在一个层上运动。但也可以将建造基座设置在能竖直运动的支承件上并且在建造过程中随着逐层进展沿竖直方向向下降低和/或建造底座设置成能在水平平面中运动并且能在材料输出喷嘴、涂覆装置、气体喷嘴和照射装置下方水平移动。
也可以采用所述用于制造三维物体和边界区域的设备的其他改动方案。这样，所述设备可以还包含处理腔，所述处理腔向外是热和/或气体密封地隔绝的并且在所述处理腔中连同边界区域制造所述三维物体。
所述设备也可以在没有通过气体喷嘴构成的抽吸装置的情况下运行。
也可以在设备1中仅设有一个涂覆装置和/或一个固化装置。第一和第二建造材料的层此时可以利用相同的涂覆装置施加和/或利用相同的固化装置固化和/或选择性固化。
此外，所述设备也可以包括辐射加热装置，所述辐射加热装置用于将已施加的建造材料加热到工作温度。辐射加热装置例如可以构造成红外辐射器。
此外，材料抽吸装置也可以在建造完成物体之后从上面将保持未固化的第一建造材料从边界区域中除去。
尽管是根据改动的激光烧结设备或激光熔化设备说明了本发明，但第一制造方法并不局限于激光烧结或激光熔化。本发明可以采用用于通过逐层施加和选择性固化粉末状或液态的建造材料来生成式地制造三维物体的任意方法。
在第一制造方法中使用的照射装置例如可以包括一个或多个气体或固体激光器，或者包括任意其他形式的激光器，如例如激光二极管、特别是VCSEL(垂直空腔表面发射激光器)或(垂直外腔表面发射激光器)，或者包括一排所述激光器。一般而言，可采用任意能够选择性地向第一建造材料的层中作为电磁辐射或粒子辐射引入能量的装置作为照射装置。替代激光器例如也可以使用适于使第一建造材料固化的其他光源、电子射束或任意其他的能量或辐射源。也可以不使射束偏转，而是采用利用能移动的阵列照射器进行的照射。本发明也可以采用以下方式：掩模烧结，其中采用延展的光源和掩模；或高速烧结(HSS)，其中在第一建造材料上选择性地施加一种材料，这种材料提高(吸收烧结)或降低(抑制烧结)相应位置处的辐射吸收率，然后非选择性地大面积或利用能移动的阵列照射器进行照射。
替代引入能量，所施加的第一建造材料的选择性固化也可以通过3D打印进行，例如通过施加粘合剂来进行。一般而言，本发明涉及生成式地用第一制造方法通过逐层施加和选择性固化第一建造材料来制造物体，而与第一建造材料固化的方式和形式无关。
作为第一建造材料可以使用不同的材料，优选是粉末、特别是金属粉末、塑料粉末、陶瓷粉末、沙、经填充或混合的粉末。
此外，利用第一制造方法能够在所述设备中同时制造多个物体。
第二制造方法也可以不同于所述的熔融沉积成型法。本发明可以采用用于通过逐层施加和固化第二建造材料来生成式制造边界区域的任意方法。这里优选采用这样的第二制造方法，所述制造方法能够在没有外壳的情况下制造边界区域，就是说第二制造方法优选是一种暴露式构建的方法。
第二建造材料的施加和固化步骤这里可以集成在一个步骤中进行，例如通过选择性地熔融施加材料，所述材料在此期间或直接在下一个施加工序中自行固化。根据所使用的第二建造材料和第二制造方法，也可以设有第二固化装置，用于使所施加的第二建造材料层固化。
第一和第二制造方法的区别在施加建造材料层的步骤和/或在于使所施加的层固化的步骤。这里，第一和第二建造材料可以是相同的。但也可以使用第一建造材料和与第一建造材料不同的第二建造材料，此时，各建造材料例如在其化学材料组成上是不同的和/或在其颗粒大小上和/或在其颗粒大小分布上和/或在其聚集态上和/或在其密度上是不同的。一般而言，第一和第二建造材料优选具有至少一个能将它们明确区分开的化学和/或物理特性。
第一和第二制造方法可以如上面的实施形式中记载的那样同时执行，就是说，施加和固化第一和第二建造材料的步骤同时进行。但这两个制造方法也可以仅在时间上同时地或相互交替地执行。

Claims (17)

1.用于通过逐层施加和固化至少一种建造材料来制造三维物体(2、10)和制造边界区域(8、9、18)的方法，其中，利用第一生成式制造方法以第一建造材料为基础来制造所述三维物体(2、10)，并利用与第一生成式制造方法不同的第二生成式制造方法以第二建造材料为基础制造边界区域(8、9、18)，第一生成式制造方法包括以下步骤：
向建造底座(11、12)上或向之前已经施加的层上施加一个第一建造材料层，
在相应层中与所述物体(2、10)的横截面相对应的位置处选择性地使所施加的层固化，并且
重复所述施加和选择性固化的步骤，直至所述物体(2、10)建造完成，以及
这样来执行所述第一生成式制造方法和第二生成式制造方法，使得边界区域(8、9、18)至少局部地包围所述物体(2、10)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，第一生成式制造方法与第二生成式制造方法的区别在于，第一建造材料和第二建造材料的施加利用不同的方法进行和/或第一建造材料和第二建造材料的固化利用不同的方法进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第二生成式制造方法包括以下步骤：
向建造底座(11、12、120)上或向之前施加的层上在相应的层中与边界区域(8、9、18)的横截面相对应的位置处选择性地施加一个第二建造材料层，
使所施加的层固化，以及
重复所述选择性施加和固化的步骤，直至边界区域完成。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第一建造材料和第二建造材料是不同的。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第一生成式制造方法和第二生成式制造方法至少在时间上同时或相互交替地执行。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，这样执行第一生成式制造方法和第二生成式制造方法，使得边界区域(8、9、18)在至少两个空间方向上完全包围所述物体(2、10)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，这样执行第一生成式制造方法和第二生成式制造方法，使得边界区域(8、9、18)在与层平行的x方向和与层平行的y方向上完全包围所述物体(2、10)。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，根据第一生成式制造方法来施加第一建造材料层仅在通过边界区域(8、9、18)限定的面上进行。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在建造完成所述三维的物体之后，将所述三维的物体(2、10)从边界区域(8、9、18)中移出和/或将所述边界区域(8、9、18)从所述物体(2、10)上除去。
10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第一生成式制造方法包括使用电磁辐射(22)源或粒子辐射源的基于粉末床的方法和/或第二生成式制造方法包括不是基于粉末床的方法。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，第二生成式制造方法包括熔融沉积成型法。
12.用于通过逐层施加和固化至少一种建造材料来制造三维物体(2、10)和边界区域(8、9、18)的设备，
所述设备构造成，利用第一生成式制造方法以第一建造材料为基础来制造所述三维物体(2、10)，并利用与第一生成式制造方法不同的第二生成式制造方法以第二建造材料为基础制造所述边界区域(8、9、18)，
所述设备(1)为了执行第一生成式制造方法而包括：
第一涂覆装置(16)，所述第一涂覆装置在运行中向建造底座(11、12)上或向之前已经施加的层上施加一个第一建造材料层，和
第一固化装置(20)，所述第一固化装置在运行中在相应层中与所述物体(2、10)的横截面相对应的位置处执行对所施加的层的选择性固化，并且
所述设备(1)还构造成，重复执行所述施加和选择性固化的步骤，直至所述物体(2、10)建造完成，并且，
所述设备(1)在运行中这样来执行所述第一生成式制造方法和第二生成式制造方法，使得边界区域(8、9、18)至少局部地包围所述物体(2、10)。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述设备(1)包括至少一个第二涂覆装置(116、117)和/或至少一个第二固化装置，以便根据第二生成式制造方法施加和/或固化第二建造材料。
14.根据权利要求12或13所述的设备，其中，所述设备(1)包括至少一个抽吸装置(14、15)。
15.根据权利要求12或13所述的设备，其中，所述涂覆装置(16、116、117)和/或固化装置(20)和/或抽吸装置(14、15)能运动地设置在所述设备(1)中。
16.根据权利要求12或13所述的设备，其中，所述设备(1)包括第一建造底座(12)用于建造所述三维物体(2、10)，以及包括至少一个第二建造底座(120)，用于建造边界区域(8、9、18)。
17.用于根据权利要求12至16之一所述的设备的控制单元，其中，所述控制单元(29)构造成和/或编程为，控制所述设备(1)，使得所述设备适于执行根据权利要求1至11之一所述的方法。
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