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CN109693374A - 建造材料施加装置 - Google Patents

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CN109693374A
CN109693374A CN201810047964.XA CN201810047964A CN109693374A CN 109693374 A CN109693374 A CN 109693374A CN 201810047964 A CN201810047964 A CN 201810047964A CN 109693374 A CN109693374 A CN 109693374A
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apply
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CN201810047964.XA
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D·布劳恩罗思
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Original Assignee
CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种用于添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的建造材料施加装置(6)，其适配为在相应设备(1)的建造平面(BP)中施加一定量的建造材料(3)，该建造材料施加装置(6)包括：第一建造材料施加元件(6a)，其在其中第一建造材料施加元件(6a)跨越建造平面(BP)移动的第一运动路径(MP1)和其中第一建造材料施加元件(6a)不跨越建造平面(BP)移动的第二运动路径(MP2)上可移动地被支承；第二建造材料施加元件(6b)，其在其中第二建造材料施加元件(6b)跨越建造平面(BP)移动的第一运动路径(MP1)和其中第二建造材料施加元件(6b)不跨越建造平面(BP)移动的第二运动路径(MP2)上可移动地被支承。

Description

建造材料施加装置
技术领域
本发明涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备的建造材料施加装置，该建造材料施加装置适配为在相应设备的建造平面中施加一定量的建造材料。
背景技术
适配为在用于添加式地制造三维物体的设备——例如，选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备——的建造平面中施加一定量的建造材料的相应建造材料施加装置通常是已知的。
由于建造材料施加过程的效率对于整个添加式制造过程而言意义重大，所以已经提出了不同的建造材料施加策略。
一种已知的建造材料施加策略是在第一位置与第二位置之间跨越相应设备的建造平面反复移动单个建造材料施加元件，即再涂覆元件；建造材料施加元件沿特定运动轨迹从第一位置跨越建造材料朝向第二位置移动，借此施加一定量的建造材料以便形成第一建造材料层，并且沿相同的运动轨迹从第二位置跨越建造平面朝向第一位置回移，借此施加一定量的建造材料以便形成又一建造材料层。
但是，存在对允许在用于添加式地制造三维物体的相应设备的建造平面中高效地施加建造材料的进一步改进的建造材料施加策略的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种建造材料施加装置，其允许在用于添加式地制造三维物体的设备的建造平面中高效地施加建造材料。
该目的通过根据权利要求1所述的建造材料施加装置来实现。从属于权利要求1的权利要求涉及根据权利要求1所述的建造材料施加装置的可能的实施例。
本文描述的建造材料施加装置适配为在用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体——例如，技术结构件——的设备(“设备”)的建造平面中施加一定量——尤其是特定量——的建造材料。因而，建造材料施加装置典型地被分配给相应的设备。通过在相应设备的建造平面中施加一定量的建造材料——其可以是粉末，尤其是金属粉末，形成了建造材料层，该建造材料层要在设备运行期间被选择性地照射和固化。因而，建造材料施加装置适配为在设备的建造平面中施加一定量的建造材料，以便形成要在设备运行期间被选择性地照射和固化的建造材料层。该建造材料施加过程在设备运行期间被重复多次。
建造材料施加装置包括至少两个单独的建造材料施加元件。每个建造材料施加元件可被建造为或包括再涂覆元件，例如再涂覆刮板。因此，建造材料施加装置可被建造为再涂覆装置，该再涂覆装置至少包括被建造为尤其是再涂覆刮板的再涂覆元件或包括尤其是再涂覆刮板的再涂覆元件的第一建造材料施加元件，和被建造为尤其是再涂覆刮板的再涂覆元件或包括尤其是再涂覆刮板的再涂覆元件的第二建造材料施加元件。然而，也可设想建造材料施加装置和相应的建造材料施加元件的其它实施例；照此，建造材料施加元件可被建造为或包括具有至少一个尤其类似于门的开口的建造材料容器，建造材料可经该开口离开容器以便在相应设备的建造平面中施加一定量——尤其是特定量——的建造材料；所述至少一个开口由至少一个封闭元件可控制地封闭。
第一建造材料施加元件沿第一运动路径和第二运动路径可移动地被支承，在所述第一运动路径上第一建造材料施加元件跨越被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面移动，在所述第二运动路径上第一建造材料施加元件不跨越被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面移动。因此，当使第一建造材料施加元件沿第一运动路径移动时，第一建造材料施加元件跨越建造平面移动，使得可以在建造平面中施加一定量的建造材料，并且可以形成要在设备运行期间被选择性地照射和固化的建造材料层。第一运动路径可被视为或表示为沿其在设备的建造平面中施加建造材料的建造材料施加路径。
当使第一建造材料施加元件沿第二运动路径移动时，第一建造材料施加元件不跨越被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面移动，使得无法在被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面中施加一定量的建造材料，并且无法形成要在设备运行期间被选择性地照射和固化的建造材料层。第二运动路径可被视为或表示为沿其不在设备的建造平面中施加建造材料的返回路径。第一建造材料施加元件沿第一运动路径的运动方向可以与第一建造材料施加元件沿第二运动路径的运动方向不同，例如，相反。
同样，第二建造材料施加元件在第一运动路径和第二运动路径上可移动地被支承，在所述第一运动路径上第二建造材料施加元件跨越被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面移动，在所述第二运动路径上第二建造材料施加元件不跨越被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面移动。因此，当使第二建造材料施加元件沿第一运动路径移动时，第二建造材料施加元件跨越建造平面移动，使得可以在建造平面中施加一定量的建造材料并且可以形成要在设备运行期间被选择性地照射和固化的建造材料层。第一运动路径可被视为或表示为沿其在设备的建造平面中施加建造材料的建造材料施加路径。
当使第二建造材料施加元件沿第二运动路径移动时，第二建造材料施加元件不跨越被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面移动，使得无法在被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面中施加一定量的建造材料，并且无法形成要在设备运行期间被选择性地照射和固化的建造材料层。第二运动路径可被视为或表示为沿其不在设备的建造平面中施加建造材料的返回路径。第二建造材料施加元件沿第一运动路径的运动方向可以与第二建造材料施加元件沿第二运动路径的运动方向不同，例如，相反。
通过设置各自在相应的第一和第二运动路径上可移动地被支承的至少两个相应的建造材料施加元件，可以非常高效地在设备的建造平面中施加建造材料。因而，所述建造材料施加装置允许在设备的建造平面中高效施加建造材料。
相应的第一运动路径可以由第一平移运动轴线、尤其是由第一线性运动轴线限定。第一平移运动轴线可以水平地取向。因而，第一运动路径可以是或包括水平地取向的第一平移运动轴线。相应的第二运动路径可以由第二平移运动轴线、尤其是由第二线性运动轴线限定。第二平移运动轴线可以水平地取向。因而，第二运动路径可以是或包括水平地取向的第二平移运动轴线。
建造材料施加元件可借助至少一个驱动单元——例如线性驱动单元，特别是线性电机——沿相应的运动路径移动，该驱动单元适配为产生作用在建造材料施加元件上以便使建造材料施加元件沿相应的运动路径移动的驱动力。至少一个运动和/或位置确定装置——例如，运动和/或位置编码器——可以分别与建造材料施加元件相关联，以便定性和/或定量地确定建造材料施加元件的运动和/或位置。
建造材料施加元件可沿相应的运动路径彼此独立地或依赖地移动。因此，建造材料施加元件可以以相同或不同的运动参数——例如(正或负)加速度、速度等——移动。
如以下将更详细地说明的，建造材料施加装置可包括实施为硬件和/或软件的控制单元，其适配为控制建造材料施加元件的运动。控制单元可与适配为产生作用在建造材料施加元件上以便使建造材料施加元件沿相应的运动路径移动的相应驱动力的相应驱动单元通信。
第一建造材料施加元件的第一运动路径可以与第二建造材料施加元件的第一运动路径相同。或者，第一建造材料施加元件的第一运动路径可以与第二建造材料施加元件的第一运动路径不同，前提是在使相应的建造材料施加元件沿相应的第一运动路径移动的时候可以在被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面中施加建造材料。
同样，第二建造材料施加元件的第二运动路径可以与第二建造材料施加元件的第二运动路径相同。或者，第一建造材料施加元件的第二运动路径可以与第二建造材料施加元件的第二运动路径不同，前提是在使相应的建造材料施加元件沿相应的第二运动路径移动的时候无法在被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面中施加建造材料。
建造材料施加元件沿其可移动地被支承——即，建造材料施加元件可以沿其移动——的相应运动路径典型地由与运动路径有关的开始位置和与运动路径有关的结束位置限定。照此，相应的第一运动路径可在第一运动路径的与运动路径有关的开始位置与第一运动路径的与运动路径有关的结束位置之间延伸，并且相应的第二运动路径可在第二运动路径的与运动路径有关的开始位置与第二运动路径的与运动路径有关的结束位置之间延伸。可能的是，第一或第二运动路径的结束位置可与第二或第一运动路径的开始位置重合，或第二或第一运动路径的结束位置可与第一或第二运动路径的开始位置重合。
相应的第一运动路径的开始位置可(横向地)偏离被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面的第一侧，其中第一运动路径仍包括相应设备的建造平面。换而言之，相应的第一运动路径的开始位置可与被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面的第一(横向)侧在横向上相邻地定位。相应的第一运动路径的开始位置可尤其是位于建造材料供给区域中或其(横向)前方，在相应的建造材料施加元件沿第一运动路径运动期间要在设备的建造平面中施加的一定量的建造材料可从或从所述建造材料供给区域供给。相应的建造材料供给区域可由计量装置——尤其是由计量模块——提供，所述计量模块适配为计量在相应的建造材料施加元件沿第一运动路径运动期间要在设备的建造平面中施加的一定量——尤其是特定量——的建造材料。
相应的第一运动路径的结束位置可(横向地)偏离被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面的第二侧，其中第一运动路径仍包括相应设备的建造平面。设备的建造平面的第二侧可与设备的建造平面的第一侧相对。换而言之，相应的第一运动路径的结束位置可与被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面的第二(横向)侧在横向上相邻地定位。相应的第一运动路径的结束位置可尤其是位于建造材料接收区域中或其(横向)前方，在相应的建造材料施加元件沿第一运动路径运动期间要在设备的建造平面中施加的一定量的建造材料可被接收或接收在所述建造材料接收区域中。相应的建造材料接收区域可由溢流装置——尤其是由溢流模块——提供，所述溢流模块适配为接收在相应的建造材料施加元件沿第一运动路径运动期间未被施加到设备的建造平面中的一定量的建造材料。
如从以上显而易见的，第一或第二建造材料施加元件在沿第一运动路径运动期间可至少部分地跨越相应的建造材料供给区域、建造平面以及至少部分地跨越相应的建造材料接收区域移动。特别地，第一或第二建造材料施加元件在沿第一运动路径运动期间可跨越相应的建造材料供给区域、建造平面和相应的建造材料接收区域移动。因此，相应的第一运动路径可包括跨越相应的建造材料供给区域、建造平面和相应的建造材料接收区域的运动。因而，相应的第一运动路径的开始位置和结束位置典型地布置在包括被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面以及相应的建造材料供给区域和/或建造材料接收区域的平面中。因此，第一运动路径可通过跨越建造平面——优选地跨越相应的建造材料供给区域、建造平面和相应的建造材料接收区域——延伸的线路来表达。
相应的第二运动路径的开始位置可(横向地)偏离被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面的第一侧，其中第二运动路径不包括被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面。相应的第二运动路径的结束位置可(横向地)偏离被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面的第二侧，其中第二运动路径不包括相应设备的建造平面。设备的建造平面的第二侧可与设备的建造平面的第一侧相对。因而，相应的第二运动路径的开始位置和结束位置也可布置在不包括被分配以建造材料施加装置的设备的建造平面的平面中。因此，第二运动路径可通过不跨越建造平面——优选地不跨越相应的建造材料供给区域、建造平面和相应的建造材料接收区域——延伸的线路来表达。
如从以上显而易见的，第一和第二建造材料施加元件的第一运动路径以及第一和第二建造材料施加元件的第二运动路径可在同一水平面中延伸。由此，第一和第二建造材料施加元件的第一运动路径以及第一和第二建造材料施加元件的第二运动路径可在布置于同一水平面中的同时彼此水平地偏离。特别地，第一和第二建造材料施加元件的第一运动路径以及第一和第二建造材料施加元件的第二运动路径可至少部分地平行延伸，前提是第一运动路径跨越建造平面延伸而第二运动路径不跨越建造平面延伸。
如从以上也显而易见的，第一和第二建造材料施加元件的第一运动路径以及第一和第二建造材料施加元件的第二运动路径可在不同水平面中延伸。换而言之，第一和第二建造材料施加元件的第一运动路径以及第一和第二建造材料施加元件的第二运动路径可彼此在竖向上偏离，因为它们布置在不同水平面中，所述平面彼此在竖向上偏离。特别地，第一和第二建造材料施加元件的第一运动路径以及第一和第二建造材料施加元件的第二运动路径可在彼此的上下方延伸，从而引起第一和第二运动路径的在竖向上层叠的布置。
第一建造材料施加元件和第二建造材料施加元件还可沿第三运动路径可移动地被支承，在所述第三运动路径上第一或第二建造材料施加元件从第一运动路径中的一个位置(尤其是第一运动路径的结束位置)移动到第二运动路径中的一个位置(特别是第二运动路径的开始位置)。因而，第三运动路径可以用于使相应的建造材料施加元件从第一运动路径平移到第二运动路径，尤其是从第一运动路径的结束位置移动到第二运动路径的开始位置。第三运动路径可以被视为或表示为用于使相应的建造材料施加元件从第一运动路径平移到第二运动路径的平移路径。第三运动路径可以由第三平移运动轴线——尤其是第三线性运动轴线——限定。
第一建造材料施加元件和/或第二建造材料施加元件也可沿第四运动路径可移动地被支承，在所述第四运动路径上第一和第二建造材料施加元件从第二运动路径中的一个位置(尤其是第二运动路径的结束位置)移动到第一运动路径中的一个位置(特别是第一运动路径的开始位置)。因而，第四运动路径可以用于使相应的建造材料施加元件从第二运动路径平移到第一运动路径，尤其是从第二运动路径的结束位置移动到第一运动路径的开始位置。第四运动路径可以被视为或表示为用于使相应的建造材料施加元件从第二运动路径平移到第一运动路径的平移路径。第四运动路径可以由第四平移运动轴线——尤其是第四线性运动轴线——限定。
第三和第四运动路径可在第一和第二运动路径布置在同一水平面中时水平地取向以便允许建造材料施加元件从第一运动路径平移至第二运动路径，反之亦然。但是，第三和第四运动路径在第一和第二运动路径布置在不同水平面中时不是水平地而是竖直地取向以便允许建造材料施加元件从第一运动路径平移至第二运动路径，反之亦然。
适配为产生作用在建造材料施加元件上以便使建造材料施加元件沿第一和第二运动路径移动的驱动力的驱动单元也可适配为使建造材料施加元件沿第三和/或第四运动路径移动。但是，也可以设置适配为产生作用在建造材料施加元件上以便使建造材料施加元件沿第三和/或第四运动路径移动的驱动力的单独的驱动单元。通常，相应的驱动单元可适配为产生作用在至少一个或多个建造材料施加元件上以便使相应的建造材料施加元件沿一个或多个运动路径移动的驱动力。
如上所述，建造材料施加装置可包括控制单元，该控制单元适配为控制第一建造材料施加元件沿第一运动路径或第二运动路径的运动并且控制第二建造材料施加元件沿第一运动路径或第二运动路径的运动。控制单元也可适配为控制第一建造材料施加元件沿第三和/或第四运动路径的运动并且控制第二建造材料施加元件沿第三和/或第四运动路径的运动。通常，相应的控制单元可适配为控制一个或多个建造材料施加元件沿一个或多个运动路径的运动。
相应的建造材料施加元件的运动可同时执行，即，当第一建造材料施加元件处于运动中时，第二建造材料施加元件也可处于运动中。因而，相应的建造材料施加元件可沿相应的运动路径同时移动。因此，相应的控制单元可适配为至少控制第一建造材料施加元件的运动以使得第一建造材料施加元件和第二建造材料施加元件同时移动。
同样，相应的建造材料施加元件的运动可持续地——即，不中断地——进行。因而，相应的建造材料施加元件可沿相应的运动路径持续地移动。因此，相应的控制单元可适配为至少控制第一建造材料施加元件的运动以使得第一建造材料施加元件和第二建造材料施加元件持续地移动。
建造材料施加装置还可包括适配为实施相应的建造材料施加元件沿相应的运动路径的受引导的运动的引导装置。引导装置可包括：至少一个第一引导元件，所述至少一个第一引导元件适配为实施第一建造材料施加元件和/或第二建造材料施加元件沿第一运动路径的受引导的运动；和/或至少一个第二引导元件，所述至少一个第二引导元件适配为实施第一建造材料施加元件和/或第二建造材料施加元件沿第二运动路径的受引导的运动；和/或至少一个第三引导元件，所述至少一个第三引导元件适配为实施第一建造材料施加元件和/或第二建造材料施加元件沿第三运动路径的受引导的运动；和/或至少一个第四引导元件，所述至少一个第四引导元件适配为实施第一建造材料施加元件和/或第二建造材料施加元件沿第四运动路径的受引导的运动。相应的第一引导元件可限定相应的建造材料施加元件的第一运动路径，相应的第二引导元件可限定相应的建造材料施加元件的第二运动路径，相应的第三引导元件可限定相应的建造材料施加元件的第三运动路径，相应的第四引导元件可限定相应的建造材料施加元件的第四运动路径。
各引导元件也可可移动地被支承。特别地，相应的第三和第四引导元件可在允许使相应的建造材料施加元件从第一运动路径平移到第二运动路径的方向上可移动地被支承，反之亦然。照此，相应的第三和第四引导元件可根据第一和第二运动路径相对于彼此的布置——即，第一和第二运动路径是布置在同一水平面中(并排布置)还是布置在竖向方向上的不同水平面中(层叠布置)——而在水平或竖直方向上可移动地被支承。
每个引导元件可被建造为引导装置，例如导轨等，或可包括相应的引导装置。每个建造材料施加元件可包括至少一个连接界面，例如轴承、滑块等，其适配为提供相应的建造材料施加元件与相应的引导元件或引导装置的、尤其是机械式的连接。
本发明还涉及一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体——例如技术构件——的设备。相应的建造材料可以为粉末状的建造材料；粉末状的建造材料可包括例如金属粉末、陶瓷粉末和聚合物粉末中的至少一者。相应的能量束可以为例如激光束或电子束。相应的设备可以为例如选择性激光烧结设备、选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。
该设备包括可在其运行期间操作的多个功能装置。每个功能装置可包括一定数量的功能元件。第一示例性功能装置是如本文描述的建造材料施加装置。另一示例性功能装置是照射装置，该照射装置适配为使用至少一个能量束——例如电子束或激光束——依次选择性地照射和固化相应由在建造平面中施加的建造材料构成的层，该照射装置包括适配为出射所述至少一个能量束的至少一个束产生元件。
由于该设备包括至少一个如本文描述的建造材料施加装置；因此，与建造材料施加装置有关的所有阐述也适用于该设备，反之亦然。
本发明还涉及一种用于在用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备的建造平面中施加一定量——尤其是特定量——的建造材料的方法。该方法包括以下步骤：
-使第一建造材料施加元件至少沿其中第一建造材料施加元件跨越建造平面移动的第一运动路径和/或沿其中第一建造材料施加元件不跨越建造平面移动的第二运动路径移动，和/或
-使第二建造材料施加元件至少沿其中第二建造材料施加元件跨越建造平面移动的第一运动路径和/或沿其中第二建造材料施加元件不跨越建造平面移动的第二运动路径移动。
可借助如本文描述的建造材料施加装置来实施该方法；因此，与建造材料施加装置有关的所有阐述也适用于该方法。
附图说明
参考附图描述本发明的示例性实施例，其中：
图1示出根据一个示例性实施例的用于添加式地制造三维物体的设备的原理图；
图2-9均示出根据一个示例性实施例的设备的建造材料施加装置的放大视图；以及
图10-17均示出根据一个示例性实施例的设备的建造材料施加装置的放大视图。
具体实施方式
图1示出了根据一个示例性实施例的用于通过依次逐层地选择性照射和随之固化由能借助至少一个能量束4——例如激光束——固化的粉末状建造材料3——例如金属粉末——构成的层来添加式地制造三维物体2——例如技术结构件——的设备1的原理图。设备1可以是例如选择性激光熔化设备。
设备1包括可在其运行期间操作的一定数量的功能装置。每个功能装置可包括多个功能单元。功能装置和设备1的操作分别由中央控制装置(未示出)控制。
第一示例性功能装置为建造板5，该建造板可形成设备1的可分离的建造装置11——尤其是建造模块——的一部分，在设备1运行期间在该建造装置11上发生三维物体2的实际添加式建造。建造板5可限定在其中依次施加建造材料层——这些建造材料层在设备1运行期间被依次选择性地照射和固化——的建造平面BP的空间扩展。
又一示例性功能装置为建造材料施加装置6，例如再涂覆装置，其适配为在建造平面BP中依次施加要在设备1运行期间被依次选择性地照射和固化的由建造材料3构成的层，建造材料施加装置6包括两个可移动地被支承的建造材料施加元件6a、6b，例如再涂覆元件，尤其是再涂覆刮板。
另一功能装置为照射装置7，该照射装置适配为使用至少一个能量束4依次选择性地照射和固化施加在建造平面BP中的由建造材料3构成的相应层。又一功能装置为计量装置8，尤其是计量模块，该计量装置适配为计量在建造材料施加元件6a、6b沿以下将更详细地说明的第一运动路径MP1运动期间在设备1的建造平面BP中施加的特定量的建造材料3。计量装置8设置在设备1的粉末供给区域SR或设备1的过程室10中。计量装置8可与过程室10可分离地联接。
另一功能装置为溢流装置9，尤其是溢流模块，该溢流装置适配为接收在建造材料施加元件6a、6b沿以下将更详细地说明的第一运动路径MP1运动期间未被施加到设备1的建造平面BP中的特定量的建造材料3。溢流装置9设置在设备1的建造材料接收区域RR或设备1的过程室10中。溢流装置9可与过程室10可分离地联接。
如上所述，建造材料施加装置6适配为在设备1的建造平面BP中施加特定量的建造材料3，以便形成要在设备1运行期间被选择性地照射和固化的建造材料层。该建造材料施加过程在设备1运行期间被重复多次。
如从根据图2-17的示例性实施例显而易见的，建造材料施加装置6可包括两个单独的建造材料施加元件6a、6b，即，再涂覆元件，例如再涂覆刮板。然而，也可设想建造材料施加装置6和相应的建造材料施加元件6a、6b的其它实施例；照此，建造材料施加元件6a、6b可被建造为具有至少一个尤其类似于门的开口的建造材料容器(未示出)，建造材料3可经该开口离开容器以便在相应设备1的建造平面BP中施加特定量的建造材料3；所述至少一个开口由至少一个封闭元件可控制地封闭。
如从示出建造材料施加装置6的第一示例性实施例的图2-9显而易见的，第一建造材料施加元件6a在第一平移运动路径MP1(由箭头表示)上可移动地被支承，在所述第一平移运动路径MP1上第一建造材料施加元件6a跨越设备1的建造材料供给区域SR、建造平面BP和建造材料接收区域RR(尤其参见图2-7)。同样，第一建造材料施加元件6a在第二平移运动路径MP2(由箭头表示)上可移动地被支承，在所述第二平移运动路径MP2上第一建造材料施加元件6a不跨越设备1的建造材料供给区域SR、建造平面BP和建造材料接收区域RR移动(参见图9)。如尤其从图2、7-9显而易见的，第一建造材料施加元件6a还在其中第一建造材料施加元件6a相对于第一运动路径MP1和第二运动路径MP2沿横向方向移动的第三平移运动路径MP3(由箭头表示)和其中第一建造材料施加元件6a相对于第一运动路径MP1和第二运动路径MP2沿横向方向移动的第四平移运动路径MP4(由箭头表示)上可移动地被支承。如从图2-9清楚可见的，第一运动路径MP1和第二运动路径MP2是平行的，但相反地定向；同样，第三运动路径MP3和第四运动路径MP4是平行的，但相反地定向。第三运动路径MP3可以被视为是用于使相应的建造材料施加元件6a、6b从第一运动路径MP1移动到第二运动路径MP2的平移路径。第四运动路径MP4可以被视为是用于使相应的建造材料施加元件6a、6b从第二运动路径MP2移动到第一运动路径MP1的平移路径。
如从图2-9还显而易见的，第二建造材料施加元件6b在第一运动路径MP1上可移动地被支承，在所述第一运动路径MP1上第二建造材料施加元件6b跨越设备1的建造材料供给区域SR、建造平面BP和建造材料接收区域RR移动(尤其参见图9)。同样，第二建造材料施加元件6b在第二运动路径MP2(由箭头表示)上可移动地被支承，在所述第二运动路径MP2上第二建造材料施加元件6b不跨越设备1的建造材料供给区域SR、建造平面BP和建造材料接收区域RR移动(参见图2-8)。如尤其从图2、7-9显而易见的，第二建造材料施加元件6b还在其中第二建造材料施加元件6b相对于第一运动路径MP1和第二运动路径MP2沿横向方向移动的第三运动路径MP3和其中第二建造材料施加元件6b相对于第一运动路径MP1和第二运动路径MP2沿横向方向移动的第四运动路径MP4上可移动地被支承。
如从图2-9清楚可见的，第一建造材料施加元件6a的运动路径MP1-MP4可以与第二建造材料施加元件6b的运动路径MP1-MP4相同。
建造材料施加元件6a、6b沿其可移动地被支承——即，建造材料施加元件6a、6b可以沿其移动——的相应运动路径MP1-MP4由与运动路径有关的开始位置MP1S、MP2S、MP3S、MP4S和与运动路径有关的结束位置MP1E、MP2E、MP3E、MP4E限定(参见图2-9)。照此，相应的第一运动路径MP1在开始位置MP1S与结束位置MP1E之间延伸，相应的第二运动路径MP2在开始位置MP2S与结束位置MP2E之间延伸，相应的第三运动路径MP3在开始位置MP3S与结束位置MP3E之间延伸，并且相应的第四运动路径MP4在开始位置MP4S与结束位置MP4E之间延伸。如从图2-9显而易见的，有些开始位置和结束位置重合，例如，第一运动路径MP1或第二运动路径MP2的结束位置MP1E、MP2E与第二运动路径MP2或第一运动路径MP1的开始位置MP1S、MP2S重合。
相应的第一运动路径MP1的开始位置MP1S与建造平面BP的第一侧(右侧)横向地偏离。换而言之，相应的第一运动路径MP1的开始位置MP1S与建造平面BP的第一(横向)侧在横向上相邻地定位。相应的第一运动路径MP1的开始位置MP1S位于建造材料供给区域SR中。这同样适用于相应的第四运动路径MP4的结束位置MP4E。相应的第一运动路径MP1的结束位置MP1E与建造平面BP的第一侧(左侧)横向地偏离。换而言之，相应的第一运动路径MP1的结束位置MP1E与建造平面BP的第二(横向)侧在横向上相邻地定位。相应的第一运动路径MP1的结束位置MP1E位于建造材料接收区域RR中。这同样应用于相应的第三运动路径MP3的开始位置MP3S。因而，相应的第一运动路径MP1的开始位置MP1S和结束位置MP1E布置在包括建造平面BP的平面中。因此，第一运动路径MP1可通过跨越建造平面BP延伸的线路来表达。
相应的第二运动路径MP2的开始位置MP2S也与建造平面BP的第一侧(左侧)横向地偏离。相应的第二运动路径MP2的结束位置MP2E与建造平面BP的第二侧(右侧)(横向地)偏离。但是，第二运动路径MP2不包括建造平面BP。因而，相应的第二运动路径MP2的开始位置MP2S和结束位置MP2E布置在不包括建造平面BP的平面中。因此，第二运动路径MP2可通过不跨越建造平面BP延伸的线路来表达。
因此，第一运动路径MP1和第二运动路径MP2在同一水平面中延伸。但是，第一运动路径MP1和第二运动路径MP2在布置在同一水平面中的同时彼此水平地偏离。换而言之，第一运动路径MP1和第二运动路径MP2平行地延伸，前提是第一运动路径MP1跨越建造平面BP延伸而第二运动路径MP2不跨越建造平面BP延伸。
如从图2-9清楚可见的，当使第一或第二建造材料施加元件6a、6b沿第一运动路径MP1移动时，第一或第二建造材料施加元件6a、6b跨越建造平面BP移动，使得可以在建造平面BP中施加特定量的建造材料3，并且因而可以形成要在设备1运行期间被选择性地照射和固化的建造材料层。因此，第一运动路径MP1可被视为或表示为是其中在建造平面BP中施加建造材料3以便形成相应的建造材料层的建造材料施加路径。
如也从图2-9清楚可见的，当使第一或第二建造材料施加元件6a、6b沿第二运动路径MP2移动时，第一或第二建造材料施加元件6a、6b不跨越建造平面BP移动，使得无法在建造平面BP中施加特定量的建造材料3，并且无法形成要在设备1运行期间被选择性地照射和固化的建造材料层。因此，第二运动路径MP2可被视为或表示为是其中不在建造平面BP中施加建造材料3以便不形成相应的建造材料层的返回路径。
建造材料施加元件6a、6b可借助至少一个驱动单元(未示出)——例如线性驱动单元，特别是线性电机——沿相应的运动路径MP1-MP4移动，该驱动单元适配为产生作用在建造材料施加元件6a、6b上以便使建造材料施加元件6a、6b沿相应的运动路径MP1-MP4移动的驱动力。
建造材料施加装置6可包括实施为硬件和/或软件的控制单元12，该控制单元适配为控制建造材料施加元件6a、6b沿相应的运动路径MP1-MP4的运动。控制单元12可与适配为产生作用在建造材料施加元件6a、6b上以便使建造材料施加元件6a、6b沿相应的运动路径MP1-MP4移动的相应驱动力的相应驱动单元通信。控制单元12适配为控制第一建造材料施加元件6a和第二建造材料施加元件6b的运动，使得第一建造材料施加元件6a和第二建造材料施加元件6b持续地和/或同时地移动。因而，相应的建造材料施加元件6a、6b的运动可持续地和/或同时地进行。
图2-9还示出适配为实施相应的建造材料施加元件6a、6b沿相应的运动路径MP1-MP4的受引导的运动的引导装置14。引导装置14包括：限定第一运动路径MP1的第一引导元件14a，即，一对第一引导元件14a，其适配为实施第一或第二建造材料施加元件6a、6b沿第一运动路径MP1的受引导的运动；限定第二运动路径MP2的第二引导元件14b，即，一对第二引导元件14b，其适配为实施第一或第二建造材料施加元件6a、6b沿第二运动路径MP2的受引导的运动；限定第三运动路径MP3的第三引导元件14c，即，一对第三引导元件14c，其适配为实施第一或第二建造材料施加元件6a、6b沿第三运动路径MP3的受引导的运动；和限定第四运动路径MP4的第四引导元件14d，即，一对第四引导元件14d，其适配为实施第一或第二建造材料施加元件6a、6b沿第四运动路径MP4的受引导的运动。每个引导元件14a、14d可被建造为引导装置，例如导轨等，并且可包括连接界面，该连接界面适配为提供相应的建造材料施加元件6a、6b与相应的引导元件14a-14d或装置的、尤其是机械式的连接。如从图3-5清楚可见的，第三引导元件14c和第四引导元件14d可沿第三运动路径MP3或第四运动路径MP4移动以便使建造材料施加元件6a、6b从第一运动路径MP1移动到第二运动路径MP2，反之亦然。
附图标记为MP3、MP4的双箭头表示第三引导元件14c和第四引导元件14d可以沿两个不同方向移动，即，从相应的开始位置MP3S、MP4S移动到相应的结束位置MP3E、MP4E，反之亦然。第三引导元件14c从结束位置MP3E到开始位置MP3S的运动在图3-5中被示出，第四引导元件14d从结束位置MP4E到开始位置MP4S的运动也在图3-5中被示出。如尤其从图3-5清楚可见的，第三引导元件14c和第四引导元件14d沿运动路径MP3、MP4的运动可以与建造材料施加元件6a、6b沿运动路径MP1、MP2的运动同时进行。
图10-17均示出根据另一示例性实施例的设备1的建造材料施加装置6的放大视图。与图2-9的示例性实施例相比，第一运动路径MP1和第二运动路径MP2不在同一水平面中延伸，而是在不同水平面中延伸。换而言之，第一运动路径MP1和第二运动路径MP2彼此在竖向上偏离，因为它们布置在不同的水平面中，各平面彼此在竖向上偏离。根据图10-17的示例性实施例，第一运动路径MP1和第二运动路径MP2因而在彼此的上下方延伸，从而引起第一运动MP1和第二运动路径MP2的在竖向上层叠的布置。建造材料施加元件6a、6b的运动的原理类似于图2-9的示例性实施例。
如从图11-13显而易见的，第三运动路径MP3和第四运动路径MP4不是水平地而是竖直地取向，以便允许建造材料施加元件6a、6b从第一运动路径MP1平移到第二运动路径MP2，反之亦然。
设备1和建造材料施加装置6分别允许实施在如下设备1的建造平面BP中施加特定量的建造材料3的方法：所述设备1用于在用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束4固化的建造材料3构成的层来添加式地制造三维物体2。该方法包括以下步骤：
-使第一建造材料施加元件6a至少沿其中第一建造材料施加元件6a跨越建造平面BP移动以使得可以形成建造材料层的第一运动路径MP1和/或沿其中第一建造材料施加元件6a不跨越建造平面BP移动以使得无法形成建造材料层的第二运动路径MP2移动，以及
-使第二建造材料施加元件6b至少沿其中第二建造材料施加元件6b跨越建造平面BP移动以使得可以形成建造材料层的第一运动路径MP1和/或沿其中第二建造材料施加元件6b不跨越建造平面BP移动以使得无法形成建造材料层的第二运动路径MP2移动。

Claims (16)

1.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的建造材料施加装置(6)，所述建造材料施加装置(6)适配为在相应的设备(1)的建造平面(BP)中施加一定量的建造材料(3)，所述建造材料施加装置(6)包括：
-第一建造材料施加元件(6a)，所述第一建造材料施加元件(6a)在其中所述第一建造材料施加元件(6a)跨越所述建造平面(BP)移动的第一运动路径(MP1)和其中所述第一建造材料施加元件(6a)不跨越所述建造平面(BP)移动的第二运动路径(MP2)上可移动地被支承；
-第二建造材料施加元件(6b)，所述第二建造材料施加元件(6b)在其中所述第二建造材料施加元件(6b)跨越所述建造平面(BP)移动的第一运动路径(MP1)和其中所述第二建造材料施加元件(6b)不跨越所述建造平面(BP)移动的第二运动路径(MP2)上可移动地被支承。
2.根据权利要求1所述的建造材料施加装置，其中，所述第一运动路径(MP1)在开始位置(MP1S)与结束位置(MP1E)之间延伸，并且所述第二运动路径(MP2)在开始位置(MP2S)与结束位置(MP2E)之间延伸。
3.根据权利要求2所述的建造材料施加装置，其中，所述第一运动路径(MP1)的开始位置(MP1S)横向地偏离所述建造平面(BP)的第一侧，尤其是位于建造材料供给区域(SR)中，在所述建造材料供给区域中供给或能供给要在所述第一建造材料施加元件(6a)或所述第二建造材料施加元件(6b)沿所述第一运动路径(MP1)运动期间在相应设备(1)的建造平面(BP)中施加的一定量的建造材料(3)，并且
所述第一运动路径(MP1)的结束位置(MP1E)横向地偏离所述建造平面(BP)的第二侧，尤其是位于建造材料接收区域(RR)中，在所述建造材料接收区域中接收或能接收在所述第一建造材料施加元件(6a)或所述第二建造材料施加元件(6b)沿所述第一运动路径(MP1)的运动期间未被施加到相应设备(1)的建造平面(BP)中的一定量的建造材料(3)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的建造材料施加装置，其中，所述第一建造材料施加元件(6a)的第一运动路径(MP1)与所述第二建造材料施加元件(6b)的第一运动路径(MP1)相同，或所述第一建造材料施加元件(6a)的第一运动路径(MP1)与所述第二建造材料施加元件(6b)的第一运动路径(MP1)不同，和/或
所述第一建造材料施加元件(6a)的第二运动路径(MP2)与所述第二建造材料施加元件(6b)的第二运动路径(MP2)相同，或所述第一建造材料施加元件(6a)的第二运动路径(MP2)与所述第二建造材料施加元件(6b)的第二运动路径(MP2)不同。
5.根据前述权利要求中任一项所述的建造材料施加装置，其中，所述第一建造材料施加元件(6a)和所述第二建造材料施加元件(6b)的第一运动路径(MP1)与所述第一建造材料施加元件(6a)和所述第二建造材料施加元件(6b)的第二运动路径(MP2)在同一水平面中延伸。
6.根据权利要求5所述的建造材料施加装置，其中，所述第一建造材料施加元件(6a)的第一运动路径(MP1)和所述第二建造材料施加元件(6b)的第一运动路径(MP1)与所述第一建造材料施加元件(6a)的第二运动路径(MP2)和所述第二建造材料施加元件(6b)的第二运动路径(MP2)至少部分地平行延伸。
7.根据前述权利要求中任一项所述的建造材料施加装置，其中，所述第一建造材料施加元件(6a)和所述第二建造材料施加元件(6b)的第一运动路径(MP1)与所述第一建造材料施加元件(6a)和所述第二建造材料施加元件(6b)的第二运动路径(MP2)在不同水平面中延伸。
8.根据前述权利要求中任一项所述的建造材料施加装置，其中，所述第一建造材料施加元件(6a)和/或所述第二建造材料施加元件(6b)还在第三运动路径(MP3)上可移动地被支承，在所述第三运动路径(MP3)上，所述第一建造材料施加元件(6a)或所述第二建造材料施加元件从第一运动路径(MP1)中的一个位置、尤其是第一运动路径(MP1)的结束位置(MP1E)移动到第二运动路径(MP2)中的一个位置、尤其是第二运动路径(MP2)的开始位置(MP2S)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的建造材料施加装置，其中，所述第一建造材料施加元件(6a)和/或所述第二建造材料施加元件(6b)还在第四运动路径(MP4)上可移动地被支承，在所述第四运动路径(MP4)上，所述第一建造材料施加元件(6a)和所述第二建造材料施加元件(6b)从第二运动路径(MP2)中的一个位置、尤其是第二运动路径(MP2)的结束位置(MP2E)移动到第一运动路径(MP1)中的一个位置、尤其是第一运动路径(MP1)的开始位置(MP1S)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的建造材料施加装置，还包括控制单元(12)，所述控制单元适配为至少：
控制所述第一建造材料施加元件(6a)沿第一运动路径(MP1)或第二运动路径(MP2)的运动，以及
控制所述第二建造材料施加元件(6b)沿第一运动路径(MP1)或第二运动路径(MP2)的运动。
11.根据权利要求10所述的建造材料施加装置，其中，所述控制单元(12)适配为至少控制建造材料施加元件(6a，6b)的运动以使得所述第一建造材料施加元件(6a)和所述第二建造材料施加元件(6b)同时移动。
12.根据权利要求10或11所述的建造材料施加装置，其中，所述控制单元(12)适配为至少控制建造材料施加元件(6a，6b)的运动以使得所述第一建造材料施加元件(6a)和所述第二建造材料施加元件(6b)持续地移动。
13.根据前述权利要求中任一项所述的建造材料施加装置，其中，第一运动路径(MP1)和/或第二运动路径(MP2)和/或第三运动路径(MP3)和/或第四运动路径(MP4)是平移运动路径。
14.根据前述权利要求中任一项所述的建造材料施加装置，还包括引导装置(14)，所述引导装置(14)适配为实施所述第一建造材料施加元件(6a)和/或所述第二建造材料施加元件(6b)沿相应的运动路径(MP1-MP4)的受引导的运动，所述引导装置包括：
至少一个第一引导元件，所述至少一个第一引导元件适配为实施所述第一建造材料施加元件(6a)和/或所述第二建造材料施加元件(6b)沿第一运动路径(MP1)的受引导的运动；和/或
至少一个第二引导元件，所述至少一个第二引导元件适配为实施所述第一建造材料施加元件(6a)和/或所述第二建造材料施加元件(6b)沿第二运动路径(MP2)的受引导的运动；
至少一个第三引导元件，所述至少一个第三引导元件适配为实施所述第一建造材料施加元件(6a)和/或所述第二建造材料施加元件(6b)沿第三运动路径(MP3)的受引导的运动；
至少一个第四引导元件，所述至少一个第四引导元件适配为实施所述第一建造材料施加元件(6a)和/或所述第二建造材料施加元件(6b)沿第四运动路径(MP4)的受引导的运动。
15.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)，所述设备(1)包括至少一个根据前述权利要求中任一项所述的建造材料施加装置(6)。
16.一种用于在用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的建造平面(BP)中施加一定量的建造材料(3)的方法，所述方法包括以下步骤：
-使第一建造材料施加元件(6a)沿其中所述第一建造材料施加元件(6a)跨越所述建造平面(BP)移动的第一运动路径(MP1)和/或沿其中所述第一建造材料施加元件(6a)不跨越所述设备(1)的建造平面(BP)移动的第二运动路径(MP2)移动，以及
-使第二建造材料施加元件(6b)沿其中所述第二建造材料施加元件(6b)跨越所述设备(1)的建造平面(BP)移动的第一运动路径(MP1)和/或沿其中所述第二建造材料施加元件(6b)不跨越所述建造平面(BP)移动的第二运动路径(MP2)移动。
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