本發(fā)明涉及一種用于制造三維物體的裝置，所述裝置通過在與要制造的物體在相應(yīng)層中的橫截面相對應(yīng)的位置處逐層地通過引入能量固化構(gòu)造材料來進行制造。此外，本發(fā)明還涉及一種用于所述裝置的控制單元和一種用于對抽氣嘴進行運動和/或定向的方法。

背景技術(shù)：

這種類型的方法例如用于快速原型、快速制模或快速制造。在文獻DE 195 14 740 C1中記載了這種以名稱“選擇性激光燒結(jié)或激光熔化”已知的方法以及用于執(zhí)行所述方法的相關(guān)裝置的一個例子。根據(jù)該文獻，首先通過涂布機施加一薄層粉末狀的構(gòu)造材料并接著在對應(yīng)于所述物體的相應(yīng)橫截面的位置處通激光射束的作用使構(gòu)造材料固化，就是說熔化和/或熔合，并且發(fā)生硬化，以形成材料復(fù)合體。固化位置因此也可以稱為熔化位置。這兩個步驟，即施加和固化交替地重復(fù)，直至要制造的三維物體完成。

在用激光射束照射時，根據(jù)所使用的材料的具體類型，特別是在燒結(jié)或熔化金屬粉末時，會出現(xiàn)飛濺物、煙塵、濃煙、蒸汽和/或氣體，它們傳播到處理腔中。這些物質(zhì)可能對制造過程產(chǎn)生干擾作用，例如由于它們會干擾激光射束的傳播，凝結(jié)到用于激光射束的入射窗上或沉積在粉末層朝向激光射束的表面上或中，并且在固化后面的物體部位時構(gòu)成干擾性的影響，這種影響會降低所制造的物體的質(zhì)量，或者會對后面的層的施加產(chǎn)生不利影響。

為了從處理腔中除去這些污物，DE 198 53 947 C1提出了一種處理腔，其中，在兩個相對置的端部上設(shè)置保護氣體入口和保護氣體出口，通過所述保護氣體入口和保護氣體出口產(chǎn)生通過處理腔的、方向確定的保護氣體流。此外，在這個專利中，在較高的、用于入射激光射束的入射窗位于其蓋面中的區(qū)域的側(cè)面中設(shè)置另外的用于保護氣體的進入口。通過這些進入口進入的保護氣體流針對污物保護入射窗。

在WO 92/08592 A1中以一種實施形式記載了一種激光燒結(jié)裝置，其中，氣流沿激光射束的入射方向從上面被引導(dǎo)到所施加的粉末層上并且在側(cè)面通過環(huán)形氣嘴吸走，所述環(huán)形氣嘴包圍構(gòu)造所述物體的整個工作平面。

DE 196 49 865 C1記載了一種用于制造成型體的方法，其中，在一個實施形式中，通過跟隨激光射束運動的吹入噴嘴在熔化位置上導(dǎo)入位置受限的保護氣體流，在所述熔化位置處，通過激光射束使粉末熔化。

目前，激光燒結(jié)裝置具有較大的、例如在400x400mm的數(shù)量級的構(gòu)造區(qū)，在所述構(gòu)造區(qū)上施加并固化粉末層。對于這種尺寸的構(gòu)造區(qū)，較大和較重的顆?？赡軣o法通過氣流完全運走，而是會在運送通過處理腔期間沉積到粉末層的表面上。這種顆粒在施加和固化后面的粉末層時仍構(gòu)成干擾性的、會降低所制成的物體的質(zhì)量的影響因素。

此外還可能出現(xiàn)的是，例如上述類型的顆粒還積存在激光燒結(jié)裝置內(nèi)腔的其他區(qū)域中并且這種污染物隨著時間會影響激光燒結(jié)裝置的運行。這種積存例如會在發(fā)生在上面所述的入射窗上。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種用于制造三維物體的改進的裝置和改進的方法。這里，特別優(yōu)選地應(yīng)改善對干擾性顆粒的抽吸效果。這種改進例如可能在于，能夠可靠地吸走在固化構(gòu)造材料時出現(xiàn)的、較大和較重的顆粒，由此改善制造完成的物體的質(zhì)量或者可以簡化所述裝置的運行。另一個改進之處可能在于，即使對于大的構(gòu)造區(qū)和/或在裝置內(nèi)腔的遠離構(gòu)造區(qū)的區(qū)域上，也能實現(xiàn)對干擾性顆粒有效的抽吸作用。

所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1的裝置、根據(jù)權(quán)利要求11的控制單元和根據(jù)權(quán)利要求13的方法來實現(xiàn)。此外，所述目的還通過根據(jù)權(quán)利要求12的裝備套件(例如能夠用于對現(xiàn)有裝置進行改裝)、根據(jù)權(quán)利要求14的方法和根據(jù)權(quán)利要求15的計算機程序來實現(xiàn)。本發(fā)明的改進方案分別在從屬權(quán)利要求中給出。這里所述各方法相互間分別能通過下面的或者在從屬權(quán)利要求中給出的所述裝置的特征來擴展，反之亦然。此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置特別是可以利用根據(jù)本發(fā)明的控制單元和相應(yīng)的擴充組件來擴展。

根據(jù)本發(fā)明的原則主要包括以下觀點：

a)替代目前為止在現(xiàn)有技術(shù)中使用的固定安裝的、即不可運動的抽氣嘴，現(xiàn)在抽氣嘴活動地設(shè)置在所述裝置中。

b)所述活動的抽氣嘴的運動或定向根據(jù)一定數(shù)量的基準位置來控制或調(diào)節(jié)地進行。所述基準位置設(shè)置在裝置內(nèi)部并且也可以稱為基準位置。因此，為了控制或調(diào)節(jié)抽氣嘴的運動或定向，要求事先定義一個或多個所述基準位置?？梢詫Ⅻc狀或面狀(例如圓形或橢圓形地繞一個點設(shè)置)的位置用作基準位置或(同義的)基準位置，但其他二維或三維的形狀也可以用作基準位置，例如線形的位置。這種基準位置為抽氣嘴的運動或定向提供了一種空間的或二維相關(guān)的坐標，借助于所述坐標能夠有目的或有效地進行所述運動或定向。

這可以根據(jù)本發(fā)明的一個在下面沒有詳細說明的應(yīng)用示例來執(zhí)行。所述活動的抽氣嘴在所述裝置運行期間，就是說在制造三維物體期間，用于在構(gòu)造區(qū)上抽吸走顆粒。在制造過程結(jié)束后，所述抽吸嘴有目的地繼續(xù)向上移動，以便對裝置的入射窗進行抽吸并由此清除污物。為此，裝置內(nèi)腔中任意預(yù)先定義的、即確定的位置可以用作用于控制或調(diào)節(jié)抽氣嘴的運動或定向的基準位置，根據(jù)所述位置來協(xié)調(diào)所述運動或定向。

對于這種控制或調(diào)節(jié)可以使用唯一一個基準位置，但也可以使用多個(兩個或更多個)基準位置。第一種情況對于基準位置定義較為簡單，后面一種情況能實現(xiàn)抽氣嘴在空間中較為精確的定向。

基準位置優(yōu)選包括工作平面中的至少一個當前的基準固化位置。就是說，與上面所述的應(yīng)用示例不同，至少一個基準位置位于工作平面上(就是說位于預(yù)先確定的平面上，并且是通常在其上形成上面所述顆粒的平面并且應(yīng)吸走顆粒的平面)并且是(當前的)固化位置。這例如可能意味著，當前的基準固化位置在時間分布上分別處于另外的位置，即(例如在選擇性激光燒結(jié)中)處于激光射束當前到達工作平面上的位置。對于抽氣嘴的位置或定向這意味著，抽氣嘴例如能連續(xù)地(或者也可以逐步地)調(diào)整并且此時其位置和定向總是與相應(yīng)當前的(基準)固化位置相關(guān)聯(lián)。

備選或補充地，根據(jù)本發(fā)明的裝置也可以構(gòu)造成，使得當前的基準固化位置由當前的固化區(qū)域中定義。這里優(yōu)選將與抽氣嘴的當前位置隔開最遠的固化位置定義為當前固化區(qū)域的當前基準固化位置。這意味著，所定義的用作抽氣嘴的運動或定向的基準位置的當前基準固化位置不是必須是當前發(fā)生固化的位置。這里選定的基準固化位置而是規(guī)定了這樣的坐標，由該坐標可以導(dǎo)出，抽氣嘴與當前固化區(qū)域的背離抽氣嘴的(外)邊緣距離多遠，就是說，抽氣嘴與顆?？赡艿纳l(fā)(Emission)位置之間存在怎樣的最大距離，抽氣嘴應(yīng)從所述排放位置吸走顆粒。

特別優(yōu)選的是，根據(jù)本發(fā)明的裝置構(gòu)造成，使得所述裝置在運行中確保，(至少在預(yù)先確定的時間段內(nèi))抽氣嘴與所述數(shù)量的基準位置中的至少一個基準位置的距離不超過和/或不低于預(yù)定的(即預(yù)先確定的)距離值。就是說，所述距離值可以用作上限和/或下限。所述距離值優(yōu)選選擇成，使得抽氣嘴以其正常的抽吸功率特別是在構(gòu)造區(qū)上產(chǎn)生抽吸效果的最佳狀態(tài)。當盡可能基本上吸走所有形成干擾的顆粒并同時不會例如由于氣體渦旋在粉末表面上產(chǎn)生干擾效果的同時，實現(xiàn)了這種最佳狀態(tài)。發(fā)明人在這種情況下發(fā)現(xiàn)，對于上面所述的最佳狀態(tài)而言特別有利的是，在選擇性激光燒結(jié)裝置中，所述距離值的上限優(yōu)選為100mm，特別優(yōu)選為80mm，并且特別優(yōu)選為50mm。同樣對于上述最佳狀態(tài)而言，下限可以接近0mm，但優(yōu)選大于或等于5mm、特別優(yōu)選大于或等于10mm。

附圖說明

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點由根據(jù)附圖對實施例的說明得出。

圖1是用于逐層制造三維物體的裝置的示意性的部分剖開示出的視圖，所述裝置適于實施本發(fā)明；

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第一實施形式的活動的抽氣嘴的示意性透視圖，用于說明根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施形式，

圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第二實施形式的活動抽氣嘴的示意性透視圖，

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第三實施形式的活動抽氣嘴的示意性透視圖，

圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第四實施形式的活動抽氣嘴的示意性透視圖，

圖6示出用于使第四實施形式的抽氣嘴運動的三腳懸掛裝置的示意性透視圖，

圖7示出根據(jù)本發(fā)明的第五實施形式的活動抽氣嘴的示意性透視圖，

圖8示出工作平面上方的氣流的速度分布的示意圖，

圖9示出從上面觀察帶有根據(jù)第二實施形式的活動抽氣嘴的構(gòu)造區(qū)的示意圖，用于示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第二實施形式，

圖10示出從上面觀察構(gòu)造區(qū)的示意圖，用于示出根據(jù)本發(fā)明的方法的第三實施形式。

具體實施方式

下面參考圖1說明根據(jù)本發(fā)明的一個實施形式的裝置1。在圖1中示出的裝置是激光燒結(jié)或激光熔化裝置1。為了構(gòu)造物體2，所述裝置包括帶有腔壁4的處理腔3。

在處理腔3中設(shè)置有向上敞開的容器5，所述容器具有壁部6。在容器5中設(shè)置能沿豎直方向V運動的支承件7，在所述支承件上安裝基板8，所述基板向下封閉容器5并由此構(gòu)成容器的底部?；?可以是與支承件7分開構(gòu)成的板件，所述板件固定在支承件7上，或者基板可以與支承件7一體地構(gòu)成。根據(jù)所使用的粉末和工藝，還可以在基板8上安裝構(gòu)造平臺9，在所述構(gòu)造平臺上構(gòu)造物體2。但所述物體2也可以在基板8本身上構(gòu)造，此時基板用作構(gòu)造平臺。在圖1中，在容器5中，要在構(gòu)造平臺9上構(gòu)造的物體2在工作平面10的下方以帶有多個已固化的層的中間狀態(tài)示出，所述物體由保持未固化的構(gòu)造材料11包圍。

激光燒結(jié)裝置1還包括用于能通過電磁輻射固化的構(gòu)造材料13的存儲容器12和能沿水平方向H運動的涂布機14，用于將構(gòu)造材料13施加到工作平面10上。在處理腔的上側(cè)，處理腔3的壁部4包括用于固化粉末13的激光射束22的入射窗15。

激光燒結(jié)裝置1還包括照射裝置20，所述照射裝置具有激光器21，所述激光器21產(chǎn)生激光射束22，所述激光射束通過轉(zhuǎn)向裝置23轉(zhuǎn)向并通過聚焦裝置24經(jīng)由入射窗15聚焦到工作平面10上。

此外，所述激光燒結(jié)裝置1還包括控制單元29，通過所述控制單元以協(xié)調(diào)的方式控制所述裝置1的各個組成部件，以便執(zhí)行構(gòu)造過程?？刂茊卧梢园–PU，所述CPU的運行通過計算機程序(軟件)控制。

為了在處理腔3中產(chǎn)生(優(yōu)選層狀的)氣流33，激光燒結(jié)裝置1還包括氣體供應(yīng)通道31、進氣嘴32、抽氣嘴34和氣體導(dǎo)出通道35。氣體供應(yīng)和導(dǎo)出也可以由控制單元29控制。由處理腔3中吸出的氣體可以輸送給(未示出的)過濾裝置，而經(jīng)過濾的氣體可以通過氣體供應(yīng)通道31再次輸送給處理腔3，由此形成了具有閉合氣體回路的循環(huán)空氣系統(tǒng)。替代僅設(shè)置一個進氣嘴32和一個抽氣嘴34，也可以分別設(shè)置多個進氣嘴和多個抽氣嘴。

在運行中，首先使支承件7降低優(yōu)選對應(yīng)于希望的層厚的高度，以便施加一個粉末層。在使用涂布機14的情況下，現(xiàn)在涂覆一層粉末狀的構(gòu)造材料13。至少在要制造的物體2的整個橫截面上、優(yōu)選在整個構(gòu)造區(qū)10上進行涂覆。接著，用激光射束22掃描要制造的物體2的橫截面，從而粉末狀的構(gòu)造材料13在這些位置處固化。重復(fù)這些步驟，直至物體2制造完成并可以從構(gòu)造室中取出。

在構(gòu)造物體2期間，將氣體、優(yōu)選是保護氣體、例如氬氣和/或氮氣通過進氣嘴32導(dǎo)入處理腔并通過抽氣嘴34重新從處理腔中吸出。

根據(jù)本發(fā)明，至少一個抽氣嘴活動地設(shè)置成，使得所述抽氣嘴可以分別被帶到所施加的正在通過激光射束固化的粉末層區(qū)域的附近。

圖2示意性地示出抽氣嘴34a的活動的布置形式的第一實施形式。在該實施形式中，抽氣嘴34a安裝在涂布機14上，就是說，與涂布機14機械地連接，并且可以與涂布機14一起在工作平面10和施加在工作平面上的粉末層上移動。這種運動這里沿平行于工作平面的第一方向(x方向)往復(fù)進行。抽氣嘴34a在第一方向上具有抽氣口36a。在垂直于第一方向、但同樣平行于工作平面10的第二方向(y方向)上，抽氣嘴34a具有接近在涂布機的整個寬度上并由此接近在整個構(gòu)造區(qū)上延伸的寬度，就是說，在工作平面10的位于容器5上部的開口之內(nèi)的區(qū)域上延伸。抽氣口36a接近在抽氣嘴34a的整個寬度上延伸。

抽氣嘴34a特別是可以與涂布機14一起移動，使得抽氣嘴總是位于當前的固化位置的附近，所述當前固化位置在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以被用作基準位置。這里工作平面10中的激光射束剛好到達粉末、加熱粉末并使其固化的位置可以稱為當前固化位置，即正在形成污物，如噴濺物、煙塵、濃煙、蒸汽和/或氣體的位置。換而言之，根據(jù)當前固化位置這樣控制抽氣嘴的運動和/或定向，使得特別是不會超過固化位置和與抽氣嘴之間的預(yù)定距離，這里，所述預(yù)定距離小于構(gòu)造區(qū)的尺寸。

與行進通過整個處理腔的氣流相比，利用活動的抽氣嘴34a也可以將較大和較重的顆粒有效地從處理腔中吸出，所述顆粒否則在運送通過處理腔期間可能會沉積在粉末層上。為了能夠利用行進通過整個處理腔的氣流運走這種顆粒，必須提高氣流的流量和/或速度，這可能會干擾已施加的粉末層的表面。通過根據(jù)當前固化位置來控制活動的抽氣嘴34a，以氣流較小的流量和/或較小的速度就已經(jīng)可以有效地吸走所述顆粒，由此避免了對已施加的粉末層的表面產(chǎn)生干擾。此外，抽吸在整個構(gòu)造區(qū)(容器5的整個上部開口)上以接近保持相同的抽吸強度進行，從而避免了所構(gòu)造的物體2的質(zhì)量與位置相關(guān)的差別。

通過將抽氣嘴與涂布機(特別是通過將抽氣嘴安裝在涂布機上)機械地連接來實現(xiàn)抽氣嘴活動的布置形式還具有其他優(yōu)點。

例如以往已經(jīng)在激光燒結(jié)裝置中存在能與涂布機一起在整個構(gòu)造區(qū)上移動的裝置，從而不需要為了使抽氣嘴運動設(shè)置附加的運動裝置。這在制造所述裝置時減少了耗費和成本。

此外，涂層和照射例如可以并行地在一個工序中執(zhí)行，就是說，在施加粉末層期間已經(jīng)在沿行駛方向在涂布機后面的已經(jīng)施加并平整的區(qū)域內(nèi)進行粉末的固化。由此縮短了物體的制造時間。

為了避免構(gòu)造區(qū)(特別是由涂布機當前施加的粉末層)的表面發(fā)生不希望的改變，工作平面10可以在涂覆之后略微向下移動。備選或補充地，固化可以在工作平面的在涂布機“后面”的區(qū)域內(nèi)進行，就是說，沿涂布機的涂覆方向跟隨涂布機進行。

但本發(fā)明并不局限于抽氣嘴與涂布機一起運動。抽氣嘴在工作平面上的運動也可以獨立于涂布機進行。

圖3示意性示出抽氣嘴34b活動的布置形式的第二實施形式。在該實施形式中，抽氣嘴34b能夠自由運動地安裝在處理腔中。這里，抽氣嘴能夠執(zhí)行沿平行于工作平面的x方向和y方向的運動并且能夠繞這里垂直于工作平面10的軸線旋轉(zhuǎn)任意的角度α。也可以繞平行于工作平面10的軸線旋轉(zhuǎn)任意的角度(未示出)，就是說，可以沿朝向工作平面10的方向旋轉(zhuǎn)或遠離工作平面10向上旋轉(zhuǎn)。由此抽氣嘴可以以任意的定向被帶到構(gòu)造區(qū)的任意位置。由此，抽氣嘴34b和其抽氣口36b的寬度不必再接近在構(gòu)造區(qū)的整個寬度上延伸，而是可以明顯更小。

例如可以通過安裝在具有必要的運動自由度的擺臂上實現(xiàn)抽氣嘴34b的可自由運動性。

圖4示意性示出抽氣嘴34c活動的布置形式的第三實施形式。在該實施形式中，進氣嘴32c和抽氣嘴34c彼此朝向地安裝在能直線行駛的門架系統(tǒng)40上。門架系統(tǒng)40可以使各氣嘴彼此平行地并且以可變的或保持不變的彼此間的距離沿平行于工作平面的x方向和y方向運動。由此可以實現(xiàn)，能將各氣嘴帶動構(gòu)造區(qū)的任意位置，但仍保持它們的定向和它們相互間的距離，并由此保持各氣嘴之間氣流的相對方向和大小。在這個實施形式中，各氣嘴32c、34c的寬度也可以明顯小于構(gòu)造區(qū)10的寬度。

圖5示意性示出抽氣嘴34d活動的布置形式的第四實施形式。在這個實施形式中，抽氣嘴34d構(gòu)造成環(huán)形氣嘴34d，所述環(huán)形氣嘴沿其內(nèi)周具有抽氣口36d。由此，對稱地從環(huán)形氣嘴34d的中心出發(fā)朝所有側(cè)面抽吸氣體。這種環(huán)形氣嘴34d優(yōu)選這樣相對于激光射束22運動，使得激光射束22總是接近處于環(huán)形氣嘴34d的中心。

圖6示意性示出環(huán)形氣嘴34d在三腳結(jié)構(gòu)41上的懸掛結(jié)構(gòu)。所述三腳結(jié)構(gòu)包括三個在其長度上可變的支腿41a、41b、41c，這些支腿例如能按伸縮原理或通過缸-活塞組合收縮或伸出。也可以對三腳結(jié)構(gòu)41采用鉸接的平行四邊形導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，由此能特別簡單地實現(xiàn)對環(huán)形氣嘴34d的平行導(dǎo)向。所述支腿41a、41b、41c在其一個端部上與環(huán)形氣嘴34d連接，但在其另一個端部上在空間中位置固定地、但能擺動地錨固。通過協(xié)調(diào)地改變?nèi)齻€支腿41a、41b和41c的尺寸設(shè)置，環(huán)形氣嘴34d可以與工作平面10平行地在構(gòu)造區(qū)上運動。

在上面所述的各實施形式中示出了這樣一些情況，在這些情況下，分別將各單個抽氣嘴設(shè)置成活動的。但在每個所述實施形式中也可以將兩個或更多個抽氣嘴相互耦合或設(shè)置成能不相互獨立地運動。

作為例子，圖7示出抽氣嘴活動的布置形式的第五實施形式。在這個實施形式中，將兩個抽氣嘴34e和34f安裝在一個涂布機14上并使其朝涂布機14的兩個移動方向定向。這里，例如在涂布機沿一個方向移動時，抽氣嘴34e和34f之一可以被激活，而在沿相反的方向移動時，另一個抽氣嘴被激活。由此，即使對于設(shè)計成用于沿兩個移動方向施加粉末層的涂布機，也可以實現(xiàn)并行地實施涂覆和照射。備選地，例如當在涂布機14的兩側(cè)同時在工作平面中進行固化時，兩個抽氣嘴34e、34f可以同時運行。

在所有上面所述的實施形式中，進氣嘴32和/或抽氣嘴34可以分別構(gòu)造成，使得氣流的速度與在工作平面上方的高度相關(guān)。

圖8示出氣流在工作平面10上方的速度分布的示意圖。在粉末表面附近速度較低，由此不會有粉末被吹走或吸走。在使用輕金屬粉末、例如鋁時，這是特別重要的。向上、即從工作平面10朝抽氣嘴(類似地朝進氣嘴)方向的延續(xù)分布中，速度提高，從而例如能夠可靠地吸走噴濺物。這樣的速度分布例如可以這樣來實現(xiàn)，進氣嘴32和/或抽氣嘴34包括垂直地相互疊置的通道，所述通道彼此不同地構(gòu)成和/或不同地用高氣壓或低氣壓加載。

在上面所述的實施形式中描述的實現(xiàn)抽氣嘴的運動的單元僅起到例子的作用并且并不構(gòu)成限制。這些單元也可以在不同實施形式之間交換。由此，例如在圖4中示出的并且在第三實施形式中描述的門架40也可以用于使如在圖5中示出的并在第四實施形式中說明的環(huán)形抽氣嘴運動，或者在圖7中示出并在第四實施形式中說明的三腳結(jié)構(gòu)也可以用于使如在圖4中示出并在第三實施形式中說明的由進氣嘴32和抽氣嘴34組成的組合結(jié)構(gòu)移動。在每個實施形式中都可以采用不同的適于使抽氣嘴在整個構(gòu)造區(qū)上運動的裝置(致動器)。

由于涂布機14的運動由控制單元29控制，當抽氣嘴安裝在涂布機14上時，抽氣嘴34的運動也由控制單元29控制。即使當抽氣嘴34沒有機械地與涂布機14連接時，抽氣嘴34的運動也可以由控制單元29控制或調(diào)節(jié)。由于控制單元29也控制照射裝置20并且由此確定當前和將來的固化位置，控制單元29可以根據(jù)作為基準位置的所述固化位置來控制或調(diào)節(jié)抽氣嘴34的運動。如果抽氣嘴34由單獨的控制單元控制或調(diào)節(jié)，則為此目的由控制單元29將關(guān)于相應(yīng)固化位置的信息發(fā)送給所述單獨的控制單元。

圖9示出從上面觀察帶有根據(jù)第二實施形式的活動抽氣嘴34b(見圖3)的構(gòu)造區(qū)10的示意圖，以便說明根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施形式。

在工作平面10上的當前層中，物體2在固化區(qū)域43中逐漸固化。為此，固化區(qū)域43分成輪廓45和所謂的照射區(qū)47a-i或固化區(qū)47a-i，在這些照射區(qū)中例如根據(jù)附圖標記47a-i按字母順序a至i執(zhí)行固化。這種固化沿掃描矢量49進行，所述掃描矢量這里示意性地在當前的第一固化區(qū)47a中示出。在這里所示的狀態(tài)下，在第一固化區(qū)47a中的固化位置51處發(fā)生固化。抽氣嘴34b的運動或定向因此可以根據(jù)(按根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施形式，見上文)這種作為基準固化位置51的固化位置51沿掃描矢量49的分布進行，并且例如以分布間距d₃連續(xù)或逐步地跟隨所述分布。

第一固化區(qū)47a具有一個固化位置53，該固化位置當前沒有固化，但在所述方法的第二實施形式中應(yīng)替代固化位置51用作基準固化位置53：這個基準固化位置53是當前固化區(qū)47a中與抽吸嘴34b當前的位置相距最遠的位置。就是說，抽吸嘴34b的抽吸作用必須一直作用到所述基準固化位置53，以便能夠形成充分的抽吸作用。因此，這樣調(diào)整抽氣嘴34b的位置和/或定向，使得抽氣嘴34b與基準固化位置53的距離d₂不超過預(yù)定的距離值，所述預(yù)定的距離值例如為100mm、特別優(yōu)選地為80mm、進一步特別優(yōu)選地為50mm。在另一側(cè)，抽氣嘴34b和當前固化區(qū)的朝向該抽氣嘴的邊緣之間的距離d₁也不應(yīng)小于另一個預(yù)定的距離值。特別是必須避免使抽氣嘴34b伸入當前固化區(qū)47a中，因為否則抽氣嘴會妨礙固化過程。相同的規(guī)則優(yōu)選也適用于在根據(jù)本發(fā)明的方法的第一實施例中的上述分布間距d₃。

第二實施形式提供了這樣的優(yōu)點，即，不是必須始終引導(dǎo)抽氣嘴34b運動，而是可以在固化區(qū)中的固化過程期間使抽氣嘴固定在一個或多個位置中。

圖10用于說明根據(jù)本發(fā)明的方法的第三實施形式。這里構(gòu)造區(qū)10分成多個(這里三個)構(gòu)造分區(qū)10a、10b、10c。第一構(gòu)造分區(qū)10a沿第一距離d₄從構(gòu)造區(qū)10的第一(左)邊緣55a一直延伸到第一邊界線55b，所述第一邊界線這里平行于第一邊緣55a延伸。第二構(gòu)造分區(qū)10b從第一邊界線55b沿第二距離d₄’已知延伸到第二邊界線55c(該邊界線這里也平行于第一邊界線55b定向)，然后在第二邊界線上，第三構(gòu)造分區(qū)10c沿第三距離d₄”一直延伸到構(gòu)造區(qū)10的第二(右)邊緣。在當前實施例中，第一、第二和第三距離d₄、d₄’、d₄”是相同大小的。要制造的物體2在這里所存在的層中在所有三個構(gòu)造分區(qū)10a、10b、10c上延伸，構(gòu)造分區(qū)10a、10b、10c在物體2中的該層中限定固化區(qū)47a’、47b’、47c’。

在所述方法的第三實施形式中，活動的抽氣嘴(未示出)、優(yōu)選是以其抽吸作用覆蓋構(gòu)造區(qū)10(即垂直于距離d₄、d₄’、d₄”的延伸方向)的整個寬度的抽氣嘴根據(jù)作為基準位置55a、55b、55c、55d的所述邊緣55a、55d和邊界線55b、55c移動。例如為此可以使用抽氣嘴34a。距離d₄、d₄’、d₄”這里優(yōu)選這樣確定，使得所述距離的值與針對所述方法的第二實施形式已經(jīng)說明的所述預(yù)定的距離值相對應(yīng)。因此，在該第三實施形式中，相應(yīng)的抽氣嘴也可以暫時固定在一個位置處地運行，例如(并且優(yōu)選地)對于每個構(gòu)造分區(qū)10a、10b、10c或固化區(qū)47a’、47b’、47c’固定在一個位置處。

對于其他方面，只要可能，不同實施形式的特征也可以相互組合。

盡管前面是根據(jù)激光燒結(jié)或激光熔化裝置來說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于激光燒結(jié)或激光熔化。本發(fā)明可以應(yīng)用于任意用于通過逐層施加和選擇性固化構(gòu)造材料來制造三維物體的方法，在這些方法中，使用了對氣體、特別是保護氣體的抽吸。

激光器可以包括氣體或固體激光器或激光二極管。一般而言，可以使用任意能夠選擇性地向構(gòu)造材料層上施加能量的裝置。替代激光器例如可以使用適用于使構(gòu)造材料固化的其他光源、電子射束或任意其他的能量源或輻射源。本發(fā)明也可以用于選擇性的掩模(Mask)燒結(jié)，其中采用延展的光源和掩模，本發(fā)明也可以應(yīng)用于吸收性燒結(jié)或抑制性燒結(jié)。

替代引入能量，所涂覆的構(gòu)造材料的選擇性固化也可以通過3D打印來實現(xiàn)，例如通過施加粘合劑。一般而言，本發(fā)明涉及一種與構(gòu)造材料固化的形式和方式無關(guān)地通過逐層施加和選擇固化構(gòu)造材料來制造物體的方法。

在使用粉末作為構(gòu)造材料時，可以使用不同類型的粉末，特別是金屬粉末、塑料粉末、陶瓷粉末、砂礫、經(jīng)填充或混合的粉末。根據(jù)具體使用的構(gòu)造材料采用這樣的氣體作為保護氣體，所述氣體基本上不會與構(gòu)造材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，例如對于塑料粉末，優(yōu)選采用氮氣，或者對于金屬粉末，優(yōu)選采用氬氣和/或氮氣。