CN108076636A - 具有加热装置的增材制造装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于制造固体制品的增材制造装置（1），包括激光生成单元（3），原料供应单元（4），容纳原料（6）并且具有暴露于待由激光生成单元（3）在操作时发射的激光束（8）的原料表面（7）的原料容器（5），以及控制单元（9）。加热装置（2）包括用于加热原料表面（7）以形成预加热原料表面（17）的加热表面（12）。激光生成单元（3）设置有引导单元（13）以便根据存储在与所控制单元（9）相关联的存储单元（11）中的固体制品（10）的计算机生成的模型来将激光束（8）引导至预加热原料表面（17）上。由激光生成单元（3）生成的激光束（8）穿过加热表面（12）至预加热原料表面（17）上。

Description

具有加热装置的增材制造装置
技术领域
本发明涉及一种包括加热装置的增材制造装置和用于操作增材制造装置的方法。这种增材制造装置可以被构造为用于制造三维固体制品的选择性烧结装置。
背景技术
选择性烧结装置（如在US4863538A中阐述的实例）包括可选择在目标区域中发射光束以用于从作为原料的粉末生产出固体制品的激光器或者其它定向能量源。粉末以逐层的方式被分配到目标区域中。施加到目标区域中的粉末上的激光束选择性地对粉末进行烧结以生产烧结层。各层以逐步的方式连接在一起直到形成完整部件。该部件嵌入在粉末中直到将其粉末容器中取出并且将其与粉末分开。粉末能够是塑料、金属、陶瓷粉末或者复合材料中的一种。控制机构操作以便移动激光束的目标并且对激光进行调制以便选择性地对分配到仅仅在对设置在限定边界内的粉末进行烧结以生产部件的期望层时搜索到的目标区域中的粉末层进行烧结。控制机构操作激光以便对顺序粉末层进行选择性地烧结，从而生产包括被烧结在一起的多个层的完整部件。该边界与相应层中的部件的横截面相对应。该边界能够由从CAD（计算机辅助设计）或者CAM（计算机辅助制造）软件获得的计算机生成的模型限定。
加热装置能够用在增材制造装置中以用于在使用US4863538A的装置来执行选择性激光烧结方法时加热粉末。烧结是指旨在通过施加热能而将大量松散颗粒（诸如，粉末）转变成固体的任何过程。因此，激光烧结方法是使用激光作为对粉末进行烧结的动力源的增材制造技术。
例如，在WO9208566A1中已经公开了一种用于制造自由形态的固体制品的激光烧结方法。这种激光烧结方法在以增材的方式应用的情况下则可逐层制造自由形态的固体制品。
将粉末逐层转化成固体所需的热能由激光供应。激光束被引导至粉末表面上并且根据预先设定的形状对该表面上的点进行固化，该预先设定的形状通常是通过固体的3D模型的设计而生成的。3D模型由无限多的表面点或者像素组成。通过限定与增材制造装置的工作层相对应的截面平面，截面曲线或者截面平面被生成。如果3D模型是计算机生成的形状，则截面曲线或者截面平面是计算机生成的样条或者平面物体。该平面物体由多个坐标对限定。在使用笛卡尔坐标系的情况下，样条或者平面物体由在x、y方向上限定截面曲线或者截面平面的位置的多个坐标对限定。z方向对于截面曲线而言是恒定的并且与打印机中的层的位置相对应。z坐标随着每层完成而增加。因此，如果达到固体的高度从而达到3D模型的z坐标的最大值，则完全制造出固体。
将粉末转化成固体包括通过激光束的热能进行的颗粒的至少部分局部熔化过程。通过熔化暴露于激光束的层中的颗粒的至少表面，邻近的颗粒形成结合部，一停止供应热能（即，当将激光束引导至层上的另一点时）结合部就固化。如果在将激光束引导至特定表面点上以便熔化最上层的选择部分从而由此生成固体制品的层以前对最上面的粉末层进行预加热，则能够减少热应力和所需的激光功率。根据WO9208566A1，环形辐射加热器被提供用于对粉末表面进行预加热。
然而，激光所提供的热能会导致应力现象。因此，通过激光烧结来制造固体制品会如WO9208566A1所述的导致固体层卷曲和翘曲。这些翘曲和卷曲效应归因于收缩效应和不均匀冷却。不均匀冷却还可能导致层的烧结部分的意外增长。这种意外增长可能导致固体制品的一些尺寸超出最初预见的公差，从而增加废料。
为此，在WO9208566A1中已经想到改善热能在粉末的表面上的分布以及对层进行预加热以减少热应力。已经提出环形加热元件代替多个板形加热表面，板形加热表面不能与用于生成固体制品的粉末筒体的圆形横截面相对应。这种设置特别地预见了具有供激光束不受阻碍地通过的中央开口的截头锥形加热元件。
在文献DE 10 2005 024 790 A1中示出了增材制造装置的另外的现有技术加热装置。该文献示出了由通过使用在20℃的温度下热扩散率大于1.5 * 10-4 m2/s的材料（特别是石墨箔）而具有低的热惰性的材料组成的辐射加热器。中央开口被设置用于允许激光束穿过加热装置到待烧结的粉末的表面上以进行多层烧结过程。维护材料的精确温度以确保三维物体的良好质量的问题已经被认识到并且通过允许快速而准确地调整和控制温度的加热元件而得到解决，然而，一个尚未解决的问题是在粉末表面上提供均匀的温度分布。在文献EP 2839948 A1中还输出了在加热元件中可以预见到用于激光束的功能开口以及用于材料供应并且还用于附加IR辐射源的功能开口。这意味着，加热元件不能在整个粉末表面上提供均匀的热供应。因此，不均匀的温度分布仍然至少会产生被构造为用于材料供应的开口的加热元件的部分。当必须为每层供应新的粉末材料时，该开口不能关闭。此外，用于激光束并且用于IR加热元件的开口未被构造为加热元件。加热元件的加热模块被构造为设置在功能开口之间或者与功能开口相邻的独立的可控加热模块。为此，即使使用了根据EP2839948 A1构造的加热元件，整个粉末表面也不会到达均匀温度。为此，可靠的产品质量还不能通过现有技术加热装置中的任一个而实现。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于改善通过增材制造方法制造的固体制品的产品质量的装置和方法。具体地，本发明的目的是提供一种用于获得具有可预见的物理特性的固体制品的装置和方法。
因此，本发明要解决的问题是在最上面的粉末层的整个粉末表面上提供更均匀的温度分布。传统辐射加热器的使用会导致粉末表面上的温差，该温差能够与目标温度偏离约15摄氏度。
用于制造固体制品的增材制造装置包括激光生成单元（特别是二极管激光生成单元），原料供应单元，容纳原料并且具有暴露于由激光生成单元在操作时发射的激光束的原料表面的原料容器，控制单元，以及用于加热原料表面以便形成预加热原料表面的加热装置。激光生成单元设置有引导单元，该引导单元根据存储在与控制单元相关联的存储单元中的固体制品的计算机生成的模型来将激光引导至预加热原料表面上。由激光生成单元生成的激光束穿过加热表面至预加热原料表面上。对于待透射通过加热装置的加热表面的激光束，加热表面的至少一部分对于激光束具有透光性。换言之，加热表面的至少一部分能透射激光束。因此，加热装置在暴露于激光束的原料表面上连续地延伸。
有利地， 波长能够在紫外光到远红外光的范围内，因此在100 nm到1 mm并且包括1 mm的波长范围内。因此，紫外光的波长在小于100 nm到约380 nm并且包括约380 nm的范围内。因此，远红外光的波长在约30 μm到约1 mm并且包括约1 mm的范围内。
根据优选实施例，波长能够在可见光到中红外光的范围内，因此在约400 nm到30μm并且包括30 μm的波长范围内。因此，可见光的波长在小于400 nm到约750 nm并且包括约750 nm的范围内。因此，中红外光的波长在约3 μm到约30 μm并且包括约30 μm的范围内。在该范围内，能够有利地采用CO2激光。
根据优选实施例，波长能够在可见光到近红外光的范围内，因此在小于400 nm到3μm并且包括3 μm的波长范围内。因此，可见光的波长在小于400 nm到约750 nm并且包括约750 nm的范围内。因此，近红外光的波长在大于750 nm到约3 μm并且包括约3 μm的范围内。
根据特别优选的实施例，波长能够在近红外光的范围内，因此在约750 nm到3 μm并且包括30 μm的波长范围内。
根据特别优选的实施例，波长能够在可见光的范围内，因此在小于约400 nm到750nm并且包括750 nm的波长范围内。
根据实施例，加热表面对于激光束（特别是二极管激光）而言是透明的。具体地，加热表面对于波长范围在300 nm到1100 nm并且包括1100 nm，优选地波长范围在400 nm到950 nm并且包括950 nm，特别地在445 nm到808 nm并且包括808 nm的优选范围内的光而言是透明的。使用可见光谱中的激光的优点在于，其使得增材制造过程期间的光学调整更安全。常规地能够使用二极管激光，该二极管激光能够包括基于以下基础化合物中的任何一种的半导体：AlN、GaN、SiC、InN、BeSe、ZnS、MgS、MgSe、BeTe、ZnSe、AlP、GaP、AlAs、ZnTe、CdSe、GaAs、InP、Si、Ge或者这些材料的组合，诸如，InGaAlP、GaAlAs、InGaAs、InGaAsP。具体地，能够使用蓝色激光。激光的功率通常能够在0.1 W到100 W的范围内。有利地，使用在光谱的蓝色范围内操作的激光。根据特别优选的示例，使用一个或者多个2.3 W的蓝色激光。替代地，能够使用CO2激光，由此，CO2激光的基础化合物是二氧化碳。
根据实施例，加热装置被构造为固体，特别是具有长度和宽度以及高度的板状元件，由此，加热装置的高度小于长度或者宽度，由此，加热装置的长度至少相当于原料容器的长度，并且加热装置的宽度至少相当于原料容器的宽度。加热装置的长度和宽度能够是相同的，特别是当加热装置具有正方形横截面或者长度和宽度与加热装置的直径相当的圆形横截面时。具体地，加热装置能够形成原料容器的盖或者盖子，由此，原料被围在封闭空间中，该封闭空间一方面由原料容器的底部和壁形成并且另一方面由加热装置形成。加热装置能够与原料的表面接触。根据实施例，材料容器能够被构造为受热材料容器。
根据实施例，加热装置能够包含加热元件。加热元件能够基本上沿加热表面的圆周延伸。根据另外的实施例，加热装置能够包含用于加热多个加热表面的加热元件。具体地，能够在对激光束具有透光性的居中设置的加热表面的圆周上设置多个加热表面。根据实施例，加热表面能够由加热元件加热。
根据实施例，加热表面能够包括传感器元件，特别是温度传感器元件，或者加热表面能够是传感器元件。
根据实施例，加热表面与预加热原料表面之间的距离可以小于200 mm。该距离应该足以容纳原料分配单元以用于将来自原料供应容器的原料分配给原料容器以用于生成新一层的原料。原料分配单元能够包括刮刀、正向旋转辊或者反向旋转辊中的一个。原料能够通过在完成固体制品的先前固体层部分之后将原料铺在先前层的原料表面上来进行分配。
根据实施例，加热表面与预加热原料表面之间的距离小于10 mm。因此，使加热表面与原料表面之间的气隙最小化。加热装置或者原料容器能够移动以允许原料分配单元穿过加热表面与预加热原料表面之间，特别是在与原料表面正交的方向上，使得在一层接一层地形成固体制品时，加热表面与预加热原料表面之间的距离大体上保持恒定。具体地，每个加热表面的温度可以基于存在于预加热原料中的温度梯度而变化。具体地，加热表面的温度可以高于预加热原料表面的温度。因此，能够补偿原料容器的壁的热沉效应。通过提供对加热表面中的任何一个的独立温度控制，能够使预加热原料表面的温度大体上保持恒定。具体地，预加热原料表面上的温度的变化可以小于4摄氏度，更具体地小于2摄氏度，更具体地小于1摄氏度。
具体地，原料的边界区域（即，接近原料容器的壁的原料）趋于比核心区域更冷，并且之前烧结的区域趋于更热。为此，当任何区都能够容纳单独的传感器和单独控制的加热元件时，根据在之前描述的实施例中陈述的构造的多区加热装置能够特别有优势。
为此，在一些优选实施例中，加热表面与预加热原料表面之间的距离小于200 mm，有利地小于100 mm，并且特别优选地小于10 mm。因此，在大体上没有损耗的情况下能够将热能从加热表面传递至预加热原料表面。
根据实施例，加热表面包括不粘涂层，诸如，聚四氟乙烯（PTFE）。原料表面能够与加热表面接触。因此，如果在实施例中使用这种构造，则通过由于基本上消除了对流传热而产生的传导和损耗来传输热量。
加热表面能够容纳透明导电氧化物（TCO）、纳米线网络、纳米管或者玻璃材料的组中的元件中的至少一个。根据实施例，加热表面容纳透明导电氧化物，诸如例如，至少用于需要实质上能够透射激光的部分的铟锡氧化物。替代地或者除此之外，加热表面能够容纳纳米线网络。纳米线的结构特别地能够包括导热和/或导电材料，诸如金属。具体地，能够使用包含Ag、Au纳米线的结构。这些纳米线能够嵌入在树脂中以便提高这种树脂的热导率。根据另一变型，能够使用智能移动精密热电装置（也被称为IMAT）作为加热表面。这种IMAT加热表面包括导电透明加热器。用于这种IMAT加热表面的材料能够是碳纳米管。能够获得薄的、重量轻的、透明的加热表面。该表面可以是可伸缩的或者是柔性的，因此，可以适应几何尺寸可变的待使用的固体制品和原料容器。除了其低的片电阻之外，用碳纳米管和金属纳米线制成的导电膜还具有在可见光谱中的光学透光性并且能够形成导电的、几乎完全透明的薄膜，从而测量仅仅约50至100纳米厚。导电膜能够放置在玻璃或者塑料衬底（诸如，PET或者聚碳酸酯衬底）上。
根据实施例，加热表面能够包括玻璃材料，特别是氟化镁（MgF2）、蓝宝石、氟化钙（CaF2）、氟化钡（BaF2）、硒化锌（ZnSe）、硅（Si）、二氧化硅（硅土、SiO2）、硼矽酸盐、锗（Ge）、铱（Ir）、溴化钾（KBr）、氯化钠（NaCl）或者硫化锌玻璃的组中的一种。玻璃材料还能够包括这些材料的组合，特别地，玻璃能够由多层不同成分组成，其中，各层中的至少一层包含之前的句子中命名的一组化合物中的一种。
具体地，上述玻璃材料中的任何一种都可以用于获得对于通过加热表面的CO2激光的高透光率。应该将透光率理解为穿过加热表面的激光的百分比。80%或者更高的透光率意味着至少80%的激光通过加热表面透射。90%的透光率意味着至少90%的激光通过加热表面透射。95%的透光率意味着至少95%的激光通过加热表面透射。激光特别地能够是包括前面提到的基础化合物中的任何一种的CO2激光或者二极管激光。
根据实施例，加热表面能够包括导电膜，例如，包含透明导电氧化物（TCO）、纳米线网络、纳米管或者玻璃材料的组中的材料中的任何一种的导电膜。导电膜还能够放置在弹性聚合物上以便提供可调整加热表面的构造。根据另外的实施例，包含碳纳米管的复丝能够被编织以形成纺织品或者织物加热表面。具体地，加热表面可以根据Tomas Markevicius等人在http://www.imatproject.eu/en/pld/conductive-transparent-film-heater-as-alternative-to-heating-table-towards-new-intelligent-mobile-accurate-thermo-electrical-imat-device-for-structural-conservation-of-paintings/23发布的公开内容“CONDUCTIVE TRANSPARENT FILM HEATER AS ALTERNATIVE TO HEATING TABLE:TOWARDS NEW INTELLIGENT MOBILE ACCURATE THERMO-ELECTRICAL (IMAT) DEVICE FORSTRUCTURAL CONSERVATION OF PAINTINGS”来构造。
根据实施例，加热表面包括与加热表面大体上相对延伸的上表面。该上表面能够包括抗反射涂层，使得激光束能够在不被上表面反射的情况下穿过加热表面。
根据实施例，加热表面包括上表面和下表面，由此，加热表面被夹在上表面和下表面之间。上表面和下表面能够包括抗反射涂层或层，使得激光束能够在不被上表面和下表面反射的情况下穿过加热表面。
根据实施例，能够提供包括加热表面和受热表面的加热装置。受热表面可以由加热装置加热。能够在加热表面与预加热原料表面之间预见到受热表面。受热表面接收来自加热表面的热能，由此，受热表面的温度增加。换言之，受热表面被动地被加热。受热表面能够与原料表面接触并且将从加热表面接收到的热能传输至原料表面以形成预加热原料表面，该预加热原料表面适合通过将激光束施加到预加热原料表面的选择部分来生成一层固体制品。受热表面可以或者可以不能够透射激光。如果受热表面不能够透射激光，则将其放置在激光路径外。
根据实施例，能够通过抵靠加压装置按压原料表面而将压缩力施加到原料上。换言之，原料能够由加压装置压缩。加压装置能够设置在原料供应单元和/或加热装置中。具体地，加压装置能够包括加热表面。在通过加压装置将压力施加到原料上的情况下，加热表面被按压在原料的表面上以生成预压缩预加热原料表面。加压装置能够包括加热表面或者加热装置中的至少一个。
同样，在现有技术中，已经对原料进行了压缩以改善通过增材制造方法制造的固体制品的机械性能。具体地，其目的是降低粉末原料的孔隙率。根据现有技术解决方案，如在Niino、Toshiki等人于2009年在 http://sffsymposium.engr.utexas.edu/Manuscripts/2009/2009-18-Niino.pdf发布的公开内容“Effect of Powder Compactionin Plastic Laser Sintering Fabrication”中所公开的，粉末由用于施加新的粉末层的旋转辊压缩。然而，随着原料的现有技术压缩而报告的缺点是粉末层的表面中的缺陷。现有技术原料的压缩是在激光烧结之前执行的。因此，一旦来自辊的压力被去除，具有弹性性能的粉末便可能至少在某种程度上扩展。由于预测粉末的扩展范围的困难，可能难以预测固体制品的机械性能。由于可以将压力均匀地施加在预加热原料表面上以形成预加热预压缩原料表面这一事实，通过上面所公开的加压装置能够意外地去除这种现有技术缺点。
根据实施例，原料包括粉末。该粉末能够包含在暴露于激光束时发生烧结过程的聚合物，特别是在环境压力条件下表面熔化温度大于170摄氏度的聚酰胺。粉末能够包括聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、高密度聚乙烯（PE-HD）、聚酰胺（PA）或者聚芳醚酮（PEEK）的组中的一种化合物。具体地，粉末能够包含PA11或者PA12或者PEEK的组中的化合物中的一种。粉末能够包含特别地用于增强光的吸收的颜料或者其它添加剂。粉末特别地包含炭黑。此外，粉末能够包含金属，例如，铝。
此外，本发明的目标问题通过操作用于通过增材制造方法来制造固体制品的增材制造装置的方法而解决。为了执行该方法，使用增材制造装置，该增材制造装置包括激光生成单元、原料供应单元、容纳原料并且具有形成可以暴露于由激光生成单元发射的激光束的第一层的原料表面的原料容器、控制单元、以及用于加热原料表面的加热装置。加热装置包括用于加热在原料容器中的原料的表面的加热表面。根据实施例，材料容器能够被构造为受热材料容器。在第一步骤中，通过由加热表面生成的热能来对原料进行预加热以形成预加热原料表面。在第二步骤中，通过激光生成单元来生成激光束。在第三步骤中，引导单元将由激光生成单元发射的激光束引导至预加热原料表面上。根据存储在与控制单元相关联的存储单元中的固体制品的计算机生成的模型在预加热原料表面上引导激光束。通过加热表面将激光束引导至预加热原料表面上，从而在将激光束引导至预加热原料表面上时获得固体制品的第一固体层部分。在至少一个后续步骤中，原料的第二层由原料供应单元供应并且设置在第一层上方。在至少一个可选的进一步后续步骤中，重复在前述步骤中执行的操作直到获得固体制品。
通过将激光束引导至预加热原料表面上，至少能够在暴露于激光束的预加热原料表面的点覆盖的区域中对原料进行烧结或者熔化。随后，对熔化或者烧结的区域进行固化，由此，随后意味着在终止将区域暴露于激光束之后。
激光束能够被暴露于一点达不到一毫秒的时间并且随后被引导至相邻点以对在相邻点处的预加热原料表面进行烧结或者熔化。具体地，激光束以至少50 mm/s，特别是至少100 mm/s ，优选地是至少180 mm/s，特别优选地是至少1000 mm/s 的速度在预加热原料表面上行进。具体地，在该点处的温度比预加热原料表面的温度高至少0.5℃。
根据实施例，原料包含粉末。通过将激光束引导至预加热原料表面上，至少能够在暴露于激光束的预加热原料表面的点覆盖的区域中对原料进行烧结或者熔化。
根据另一实施例，原料能够是液体或者浆体。通过将激光束引导至预加热原料表面上，至少能够在暴露于激光束的预加热原料表面的点覆盖的区域中对原料进行固化。具体地，能够通过将预加热原料暴露于激光束来引起化学反应。
根据实施例，激光束能够暴露于一点达不到一毫秒的时间并且随后被引导至相邻点以对在相邻点处的预加热原料表面进行固化。
有利地，在该点处的温度比预加热原料表面的温度高至少0.5℃。因此，固化、熔化或者烧结过程能够发生，这会在相邻颗粒之间至少部分地产生结合部以便在原料内形成用于生成固体制品的固体表面。
因此，根据实施例中的任何一个实施例的加热装置适合增材制造应用，特别是选择性激光烧结应用。有利地，原料表面的温度，特别是作为用于对固体制品进行建模的源的粉末的温度在原料表面的整个表面上大体上均匀。因此，根据实施例中的任何一个实施例的增材制造装置在相对目标温度具有不到+/- 3摄氏度，优选地不到+/- 2摄氏度，特别优选地不到+/- 1摄氏度的温度变化的精确原料表面温度下工作。
因此，固体制品的质量能够以意想不到且意外的方式得到改善，并且固体制品的特性变得更加能够预测。因此，能够省略当前每个制造的固体制品所要求的单独的测试，以确保在根据目前可用的任何现有技术方法的情况下制造的固体制品符合所需的规格。
附图说明
下面将参照附图更详细地描述本发明。在以下附图中示出了示意性表示：
图1是根据本发明的第一实施例的包括加热装置的增材制造装置的透视图；
图2是根据本发明的第二实施例的加热装置和原料容器的组件的视图；
图3是根据本发明的第三实施例的加热装置的视图；
图4是图3的加热装置的正视图；
图5是根据本发明的第四实施例的增材制造装置的示意图；
图6是根据本发明的第五实施例的增材制造装置的示意图；
图7是根据本发明的第六实施例的增材制造装置的示意图；
图8是根据本发明的第七实施例的增材制造装置的示意图；
图9a是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了用于生成新层的方法的第一步骤；
图9b是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第二步骤；
图9c是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第三步骤；
图9d是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第四步骤；
图9e是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第五步骤；
图9f是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第六步骤；
图9g是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第七步骤。
具体实施方式
图1示出了增材制造装置1的一部分的透视图，包括用于按照增材制造顺序制造固体制品10的增材制造装置的加热装置2。增材制造装置包括激光生成单元3（特别是二极管激光生成单元）、原料供应单元4和容纳原料6的原料容器5。原料6具有暴露于由激光生成单元3在操作时发射的激光束8的原料表面7。激光的操作由控制单元9控制。加热装置2包括加热表面12以便向原料表面7提供热能从而形成预加热原料表面17。激光生成单元3设置有引导单元13以便根据存储在与控制单元9相关联的存储单元11中的固体制品10的计算机生成的模型来将激光束8引导至预加热原料表面17上。因此，引导单元13的操作由控制单元9控制。由激光生成单元3生成的激光束8经过加热表面2到预加热原料表面17上。因此，激光束8通过加热装置2的加热表面12。特别地，加热表面12对于二极管激光的激光束而言是透明的。有利地，加热表面对于波长范围在100 nm到1 mm并且包括1 mm的光而言是透明的。
通过由增材制造装置执行的增材制造方法来生成固体制品10包括以下步骤。原料通过原料供应单元4被供应为厚度小于1 mm的层。根据优选实施例，层的厚度或者高度为约100 μm。原料供应单元4能够包括填充有原料的原料供应容器14。原料供应容器14能够在与包含用于通过增材印刷方法来制造固体制品的原料层的平面正交的方向上移动。原料供应单元4包括用于按照逐步的方式来移动原料供应容器14的底部的驱动单元15。为了生成每个新层，原料供应容器14的底部被向上移动一步使得与新层的厚度相对应的体积被提供至连接原料供应容器14和原料容器5的原料室20。在图1中示出了处于部分打开状态的原料室20，因此，在图中已经省略了原料室20的前壁和覆盖壁，以便示出包括原料供应单元4和原料容器5的原料处理单元的元件。一旦原料供应容器14的底部被向上移动一步，用于第二层的原料则被提供。原料被分配在已经完成增材制造过程的第一层的表面上。原料分配单元16被提供以用于分配原料室19中的原料。原料分配单元16特别地能够被构造为辊。原料分配单元16能够沿原料室19的室底部进行滑动或者滚动移动。因此，原料分配单元16将被供应用于生成第二层的原料的体积推动至原料容器5。原料容器5还能够在与原料室19的室底部正交的方向上移动。具体地，能够预见到用于允许原料容器远离原料室19的底部移动的驱动单元18，这在该图中对应于向下的移动。
加热装置2包括用于加热原料容器5中的原料6的表面7的加热表面12。当加热表面12朝向原料6的表面7延伸时其在图1中是不可见的。通过由加热表面12生成的热能来对原料5进行预加热以便形成预加热原料表面17。根据该实施例的加热装置具有与柱形原料容器的横截面相对应的圆形横截面。在该实施例中，加热装置包含环形加热表面22和加热表面12。加热表面12对于激光束而言是透明的，因此，激光束能够穿过加热表面12。环形加热表面22能够包含辐射加热器或者电阻加热器。由激光生成单元3生成并且发射的激光束8由引导单元13引导至预加热原料表面上。
激光能够以至少50 mm/s的速度行进。这意味着，激光以至少50 mm/s的速度在预加热原料表面上行进并且在接触点处对原料表面进行烧结。
根据存储在与控制单元9相关联的存储单元11中的固体制品10的计算机生成的模型在预加热原料表面17上引导激光束。激光束8行进通过加热表面12到预加热原料表面17上，使得在将激光束8引导至预加热原料表面17上时获得固体制品10的第一固体层20。在至少一个后续步骤中，原料的第二层由原料供应单元供应并且设置在第一层的顶部上。能够重复该后续步骤直到通过将固体层20添加在彼此上来获得固体制品。原料容器5通过驱动单元18连续地向下移动。在完成最后一个固体层之后，固体制品的印刷过程完成。固体制品被嵌入在原料6中。从印刷装置1提取原料容器5；从其去除未使用的原料并且可以将未使用的原料重新装入原料供应容器14中以用于制造另一固体制品。因此，将固体制品10与可能被重新使用的原料6分开。
根据图2、图3和图4所示的实施例，包含加热表面12的加热装置被构造为具有长度26和宽度27以及高度的板元件。加热装置2的高度小于长度26或者宽度27，由此，长度26至少相当于原料容器的长度，并且宽度27至少相当于原料容器的宽度。如图2所示，加热表面12基本上能够与加热装置相当。
根据图3或者图4所示的实施例，加热装置2能够包括多个加热表面12、21、23、24、25。长度26从第一边缘28延伸到第二边缘29。宽度27从第一边缘28延伸到第三边缘30。加热装置2的形状大体上是矩形的。加热装置的高度从加热表面12延伸到上表面32，即，与加热表面12相对的表面。加热表面12能够透射激光束，加热表面21、22（图1）、23、24、25中的任何一个也都能够透射激光束，但不必须是能透射的。每个加热表面能够具有独立的温度控制。具体地，每个加热表面的温度可以基于存在于预加热原料中的温度梯度而变化。具体地，加热表面21、23、24、25的温度可能高于加热表面12的温度。因此，能够补偿原料容器的壁的热沉效应。通过提供对加热表面中的任何一个的独立温度控制，预加热原料表面的温度能够大体上保持恒定。具体地，预加热原料表面上的温度的变化能够小于2摄氏度，更具体地小于1摄氏度。
根据前述实施例中的任何一个实施例，加热表面12与预加热原料表面17之间的距离小于200 mm。术语“距离”应该被理解为在与包含加热表面12的平面正交的方向上测量的距离。原料容器5能够通过驱动单元18在与原料表面7正交的方向上移动，使得加热表面12与预加热原料表面17之间的距离能够保持恒定。具体地，加热表面12和原料表面7彼此平行。根据图中所示的实施例，加热装置2能够相对于原料表面移动。根据前述实施例中的任何一个实施例，加热表面能够包括不粘涂层。根据该变型例，加热表面能够与表面上的原料接触。可以通过传导对原料进行预加热；因此，避免加热原料表面7与加热表面12之间的任何中间大气层。因此，能够进一步降低加热装置的能量消耗。
图5示出了根据本发明的第四实施例的增材制造装置的示意图。与前述实施例中的任何一个实施例具有相同的功能的元件带有相同的附图标记。增材制造装置1包括用于按照增材制造顺序来制造固体制品10的加热装置2。增材制造装置包括激光生成单元3（特别是二极管激光生成单元）、原料供应单元4和容纳原料6的原料容器5。原料6具有暴露于由激光生成单元3在操作时发射的激光束8的原料表面7。激光的操作由控制单元9控制。
加热装置2包括加热表面12以便向原料表面7提供热能从而形成预加热原料表面17。激光生成单元3设置有引导单元13，引导单元13根据存储在与控制单元9相关联的存储单元11中的固体制品10的计算机生成的模型来将激光束8引导至预加热原料表面17上。因此，引导单元13的操作由控制单元9控制。由激光生成单元3生成的激光束8经过加热表面2到预加热原料表面17上。因此，激光束8行进通过加热装置2的加热表面12。具体地，加热表面12对于二极管激光的激光束而言是透明的。有利地，加热表面对于波长范围在100 nm到1mm并且包括1 mm的光而言是透明的。
通过由增材制造装置执行的增材制造方法来生成固体制品10包括以下步骤。原料通过原料供应单元4被供应为厚度小于1 mm的层。根据优选实施例，层的厚度或者高度为约150 μm。原料供应单元4能够包括填充有原料6的原料供应容器14。原料供应容器14或者存储在原料供应容器内的原料6能够在与包含用于通过增材印刷方法来制造固体制品的原料层的平面正交的方向上移动。具体地，能够在原料供应容器中设置活塞形提升单元34。活塞形提升单元34包括原料供应容器的底部和附接至其的杆构件35。包括杆构件35的提升单元34的移动方向用箭头33表示。原料供应单元4包括用于通过致动提升单元34而按照逐步的方式来移动原料供应容器14的底部的驱动单元15。为了生成每个新层，原料供应容器14的底部被向上移动一步使得与新层的厚度相对应的体积被提供至连接原料供应容器14和原料容器5的原料室20。
原料容器和原料供应容器通至原料室，这在图5中被省略。一旦原料供应容器14的底部被向上移动一步，则会提供用于第二层或者后续层的原料。原料被分配在已经完成增材制造过程的第一层或者前一层的表面上。原料分配单元16被设置用于分配原料从而形成新的原料表面7。原料分配单元16特别地能够被构造为辊。原料分配单元16能够沿原料室的室底部进行滑动或者滚动移动。因此，原料分配单元16将被供应用于生成第二层或者随后层的原料的体积推动至原料容器5。原料容器5或者原料6和嵌入原料中的固体制品10的部分还能够在与原料室的室底部36正交的方向上移动，该方向与原料表面7的平面正交。具体地，能够预见到用于允许原料容器5远离原料室的底部移动的驱动单元18，这在图5中被示出为由箭头38指示的向下的移动。
加热装置2包括加热表面12以用于加热原料容器5中的原料6的原料表面7以及原料供应容器14中的原料的原料表面37。加热表面12朝向原料6的原料表面7和原料表面37延伸。通过由加热表面12生成的热能来对原料表面7、37进行预加热以便形成预加热原料表面17。根据该实施例的加热装置2具有与原料容器5和原料供应容器14的横截面相当的矩形横截面。在该实施例中，加热表面2还能够包括例如在根据图2至图4的实施例中所示的环形加热表面或者多个加热表面部分。加热表面12对于激光束而言是透明的，使得激光束能够穿过加热表面12。环形加热表面或者每个加热表面部分能够包含辐射加热器或者电阻加热器。由激光生成单元3生成并且发射的激光束8由引导单元13引导至预加热原料表面上。
激光能够以至少50 mm/s的速度行进。这意味着，激光以至少50 mm/s的速度在预加热原料表面上行进并且在接触点处对预加热原料表面17进行烧结。
根据存储在与控制单元9相关联的存储单元11中的固体制品10的计算机生成的模型在预加热原料表面17上引导激光束。激光束8行进通过加热表面12至预加热原料表面17上，使得在将激光束8引导至预加热原料表面17上时获得固体制品10的第一固体层或者前一固体层20。在至少一个后续步骤中，原料6的第二层或者随后层由原料供应单元供应并且设置在第一层的顶部上。能够重复该后续步骤直到通过将固体层20添加在彼此上来获得固体制品10。原料容器5或者至少其底部36通过驱动单元18连续地向下移动。在完成最后一个固体层之后，固体制品10的增材制造过程完成。固体制品10嵌入在原料6中。能够从增材制造装置1或者嵌入原料6的固体制品10中提取原料容器5。未使用的原料被从原料容器5去除并且可以被重新装入原料供应容器14中以用于制造另一固体制品。因此，固体制品10与可能被重新使用并且因此被循环使用的原料6分开。
图6是根据本发明的第五实施例的增材制造装置的示意图，其在一个方面与图5的实施例不同。根据该实施例的加热装置2具有与原料容器5的横截面相对应的矩形横截面。根据该实施例，原料供应容器14未被加热装置2覆盖。因此，原料供应容器14中的原料表面部分未被预加热。在该实施例中，加热装置2还能够包括例如在根据图2至图4的实施例中所示的环形加热表面或者多个加热表面部分。加热表面12能够透射激光束或者对激光束而言是透明的，使得激光束能够穿过加热表面12。环形加热表面或者每个加热表面部分可以包含辐射加热器或者电阻加热器。由激光生成单元3生成并且发射的激光束8由引导单元13引导至预加热原料表面17上。该实施例的其余构造与图5的实施例相同，因此其参照该实施例，并且根据图5的实施例的描述同样明确地适用于根据图6的实施例并且因此以引用的方式并入。
图7是根据本发明的第六实施例的增材制造装置的示意图，其在一个方面与图5的实施例不同。根据该实施例的加热装置2具有与原料容器5的横截面相对应的矩形横截面。根据该实施例，原料供应容器14由另外的加热装置42覆盖，根据该实施例，该另外的加热装置42与加热装置2分开。在该实施例中，加热装置2还可以包括例如在根据图2至图4的实施例中所示的环形加热表面或者多个加热表面部分。加热表面12对于激光束来说是透明的，使得激光束能够穿过加热表面12。环形加热表面或者加热表面部分以及加热装置42的加热表面52能够包含辐射加热器或者电阻加热器。由激光生成单元3生成并且发射的激光束8由引导单元13引导至预加热原料表面17上。该实施例的其余构造与图5的实施例相同，因此其参照该实施例，并且根据图5的实施例的描述同样明确地适用于根据图7的实施例并且因此以引用的方式并入。除非增材制造装置被构造成使得材料供应容器还可以作为原料容器以用于制造固体制品，否则加热表面52不需要是透明的以供激光束通过，因此，在生产周期完成之后切换作为原料容器和原料供应容器的容器的操作。因此，为了在原料容器5中生产第一固体制品，原料容器5的底部36被连续地降低直到固体制品10完成。从原料容器中取出固体制品10并且能够将新的原料添加至原料容器中的剩余原料。原料容器然后假设原料供应容器的功能，而同时在原料容器14中发起第二固体制品的增材制造过程。容器14的底部34现在处于最高位置并且由驱动单元15降低。该实施例具有下述附加优点：当容器中的每一个已经处于发起增材制造操作或者供应操作的状态时，能够使提升和降低操作的功率要求最小化。
图8是根据本发明的第七实施例的增材制造装置的示意图，其在一个方面与图5的实施例不同。根据该实施例的加热装置2具有与原料容器5的横截面相对应的矩形横截面。根据该实施例，原料供应容器14未被加热装置2覆盖。因此，原料供应容器14中的原料表面部分未被预加热。加热装置2能够朝向和远离原料表面7移动。移动方向由箭头39指示。在该实施例中，加热装置2还能够包括例如在根据图2至图4的实施例中所示的环形加热表面或者多个加热表面部分。加热表面12能够透射激光束或者对于激光束而言是透明的，使得激光束能够穿过加热表面12。环形加热表面或者每个加热表面部分能够包含辐射加热器或者电阻加热器。在操作时，由激光生成单元3生成并且发射的激光束8由引导单元13引导至预加热原料表面17上。在该实施例中未示出激光束8，因为该实施例示出了将新的原料层施加到已经完成增材制造过程的前一层上的时刻。因此，激光束被关闭。加热装置2已经被移动在静置位置中以便允许原料分配单元16在原料表面上经过从而将新的原料层分配在其上。在完成新层的施加之后，加热装置2被降低，因此减小原料表面7与加热表面之间的距离。由此新层被预加热以便变成预加热的原料表面。激光生成单元3被打开使得激光束能够开始烧结操作以便形成固体制品10的新层。该实施例的其余构造与图5的实施例相同，因此其参照该实施例。根据图5的实施例的描述同样明确地适用于根据图8的实施例并且因此以引用的方式并入。
图9a示出了根据本发明的第八实施例的增材制造装置100的示意图。该视图表示通过增材制造装置100来制造固体制品20的固体层的方法中的第一步骤。与前述实施例中的任何一个实施例具有相同的功能的元件带有相同的附图标记。增材制造装置100包括用于按照增材制造顺序来制造固体制品10的加热装置2。增材制造装置包括激光生成单元3（在图9a中被省略、特别是二极管激光生成单元）、原料供应单元4和容纳原料6的原料容器5。原料6具有能够暴露于由激光生成单元在操作时发射的激光束的原料表面7。激光器的操作由控制单元控制，该控制单元在图9a中同样未被示出。
加热装置2包括加热表面12以便在打开时向原料表面7提供热能从而形成预加热原料表面17。根据该实施例的加热表面12由加热元件40加热。图9a示出了刚刚按照增材制造装置的操作顺序完成固体层20的时刻。在该时刻期间可以关闭加热元件。根据当前实施例，加热元件40在打开时将热能传输至加热表面12。因此，加热表面12可以被加热元件40被动地加热。
通过由增材制造装置100执行的增材制造方法来生成固体制品10因此包括：在第一阶段中，在固体制品10的固体层20完成之后，将加热装置2远离预加热原料表面17移动。加热装置的移动由箭头41指示。在该阶段中，增材制造装置100被准备用于将另外的层施加至包含固体层20的原料上。
加热表面12在生成固体层20期间已经与预加热原料表面17接触。因此，在几乎没有对流传热的情况下主要通过传导来执行从加热表面12到预加热原料表面17的热传递。因此，使热损耗最小化并且提高能量效率。
为了生成随后层，必须将新的原料供应到预加热原料表面17上。因此，原料供应单元4被提供。原料供应单元4能够包括填充有原料6的原料供应容器14。在加热装置2的提升移动的同时，新的原料能够由原料供应容器14供应。原料供应容器14容纳具有原料表面37的原料6。原料供应容器14或者存储在原料供应容器内的原料6能够在与包含用于通过增材制造方法来制造固体制品的原料层的平面正交的方向上移动。具体地，能够在原料供应容器14中设置活塞形提升单元34。活塞形提升单元34包括原料供应容器的底部和附接至其的杆构件35。包括杆构件35的提升单元34的移动方向由箭头33表示。原料供应单元4包括用于通过致动提升单元34而按照逐步的方式来移动原料供应容器14的底部的驱动单元15。为了生成每个新层，原料供应容器14的底部被向上移动一步从而将与新层的厚度相对应的体积提供至连接原料供应容器14和原料容器5的原料室20。
原料容器和原料供应容器通至具有底表面43的原料室。一旦原料供应容器14的底部被向上移动一步，则提供用于第二层或者后续层的原料。根据图9a，原料溢出到底表面43上。该原料被分配在已经完成增材制造过程的第一层或者前一层的表面上。原料分配单元16被提供以用于分配原料从而形成新的原料表面7。原料分配单元16能够被构造为推动元件。然而，该图形表示没有将本公开内容限于推动元件。推动元件特别地能够选自由辊、刮刀构成的组中。替代地或者除此之外，还能够提供用于将原料转移到预加热原料表面17的顶部上的任何其它合适的装置。原料分配单元16能够沿图9c所示的原料室的底表面43进行滑动或者滚动移动。
图9b示出了根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了将加热装置从预加热原料表面移除的第二步骤。特别地在如图9b所示的加热装置关闭的情况下，原料表面可以冷却。
厚度小于1 mm的层待通过原料供应单元4施加在原料表面7的顶部上。根据优选实施例，层的厚度或者高度为约200 μm。在图9b中示出了提升单元34的移动的结果。已经提供了存储在原料供应容器14中的原料6中的一部分。在原料分配单元16能够将原料提供至原料容器5之前，必须在原料容器5中提供与新层的体积相对应的体积。该体积通过由水平调整单元44使原料容器5的底部36降低而提供，如箭头38所示。根据该构造，驱动单元18被提供，驱动单元18作用在附接至形成原料容器5的底部36的活塞体46的杆构件45上。
图9c示出了根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第三步骤。原料分配单元16将被供应用于生成第二层或者随后层的原料的体积推动至原料容器5。已经通过水平调整单元44使原料容器5或者原料6和嵌入在原料中的固体制品10的部分在与原料室的室底部36正交的方向上移动，该方向与原料表面7的平面正交。具体地，驱动单元18已经使原料容器5的底部36远离原料室的底部移动，这在图9c中被示出为在图9b所示的阶段期间执行的向下的移动的结果。通过原料分配单元16使由原料容器14供应的原料在原料容器5的方向上移动。该移动的方向由箭头46指示。
图9d是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第四步骤。在该步骤中，推动元件再次远离原料容器5移动，如箭头47所示。加热装置2朝向原料表面7移动，原料表面7现在相当于通过从原料容器14供应新的原料而生成的新的原料表面37，如结合前述步骤所描述的。
图9e是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第五步骤，其中，原料分配单元16的推动元件被移动到图9a或者图9b所示的初始位置中。此外，在图9e中示出，加热装置2的加热表面12定位在原料表面7、37上方。在该阶段中，加热元件40能够已经接通，但是这并不是必须的。在图9e中，所示出的是，包含原料表面7、37的最上面的原料层的厚度比其下面已经完成增材制造方法的层的厚度大。在生成固体制品20的另外的固体层的新周期之前，原料被压紧。通过将加热装置2移动到包含固体制品10的已经完成的部分的原料6的方向上而获得原料的压紧或者压缩。该移动被示出为由箭头49指示的向下的移动。通过对原料进行压缩，能够增加原料密度。具体地，如果原料是粉末，则粉末的密度随着颗粒之间的孔洞的体积的减小而增加。因此，降低了这种粉末的孔隙率。
图9f是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第六步骤，其中，对原料容器6中的原料的压紧或者压缩已经完成。能够打开加热装置2以便生成预加热原料表面17。向加热装置2的加热元件40供给来自介质的热能，如箭头50示意地示出。箭头51示意地示出了介质的放电。该介质能够包括电流、包括磁场或者电场的流、或者流体流中的任何一种。加热装置2包括用于加热原料容器5中的原料6的原料表面7的加热表面12。加热表面12朝向原料6的原料表面7和原料表面37延伸。加热表面能够是加热元件的一部分或者能够是附接至加热元件的单独的薄壁元件。具体地，加热表面可以接收来自加热元件的热能以使得加热表面被动地被加热。
通过由加热表面12生成的热能来对原料表面7、37进行预加热以便形成预加热原料表面17。根据该实施例的加热装置2能够具有与原料容器5和原料供应容器14的横截面相对应的矩形或者圆形横截面。在该实施例中，加热装置2还能够包括例如在根据图2至图4的实施例或者根据图5至图8的实施例中的任何一个实施例中所示的环形加热表面或者多个加热表面部分。
图9g是根据第八实施例的增材制造装置的示意图，其示出了该方法的第七步骤，其中，固体制品的新的固体层20的生成被执行。激光束被引导通过加热装置至预加热原料表面上。因此，预加热原料表面有利地包括对整个原料层进行预加热。通过对原料表面进行预加热，减少了由激光束所提供的能量引入的热应力，由此使得在不能完全避免的情况下能够减少翘曲效应。
根据实施例，加热表面12和加热元件40对于激光束而言是透明的，使得激光束能够穿过加热表面12和加热元件40。加热表面或者每个加热表面部分能够由来自辐射加热器、感应加热器或者电阻加热器的组的加热元件加热。根据实施例，加热元件能够设置在激光束的行进路径外。加热表面12由加热元件加热。根据该实施例，加热元件对于激光束的透明性不是必需的。
由激光生成单元3生成并且发射的激光束8由引导单元13（参见图1、图5至图8）引导至预加热原料表面上。激光能够以至少50 mm/s的速度行进。这意味着，激光以至少50mm/s的速度在预加热原料表面上行进并且在接触点处对预加热原料表面17进行烧结。由激光生成单元3生成的激光束8穿过加热表面2至预加热原料表面17上。因此，激光束8行进通过加热表面12并且可选地通过加热装置2的加热元件40。具体地，加热表面12对于二极管激光的激光束而言是透明的。有利地，加热表面对于波长范围在100 nm到1 mm并且包括1 mm的光而言是透明的。
根据存储在与控制单元9相关联的存储单元11中的固体制品10的计算机生成的模型在预加热原料表面17上引导激光束。激光束8行进通过加热表面12至预加热原料表面17上，使得在将激光束8引导至预加热原料表面17上时获得固体制品10的第一固体层或者前一固体层20。在至少一个后续步骤中，原料6的第二层或者随后层由原料供应单元供应并且设置在第一层上方。能够重复该后续步骤直到通过将固体层20添加在彼此上来获得固体制品10。原料容器5或者至少其底部36通过驱动单元18连续地向下移动。在完成最后一个固体层之后，固体制品10的增材制造过程完成。固体制品10嵌入在原料6中。能够从增材制造装置1或者嵌入原料6的固体制品10中提取原料容器5。未使用的原料从原料容器5中被移除并且可以被重新装入原料供应容器14中以用于制造另一固体制品。因此使固体制品10与可能被重新使用并且因此被循环使用的原料6分开。
对于本领域技术人员应该明显的是，除了已经描述的改进之外的更多的改进在不脱离本文中的发明概念的情况下是可能的。因此，除了在所附权利要求书的范围内之外，本发明的主题并不受到限制。此外，在解释说明书和权利要求书时，应该按照与上下文一致的最广泛方式来解释所有术语。具体地，术语“包括（comprises）”和“包括（comprising）”应该按照非排他性的方式被解释为涉及元件、组件或者步骤，从而指示可以呈现或者利用所引用的元件、组件、或者步骤，或者可以将其与未明确引用的其它元件、组件、或者步骤组合。当说明书和权利要求涉及选自由A、B、C……和N组成的组的元件或者组合物中的至少一种的情况下，应该将文本解释为仅仅需要来自该组的一个元件，而不是A+N、或者B+N等。

Claims (15)

1.一种用于制造固体制品的增材制造装置（1），包括激光生成单元（3）；供应单元（4）；原料容器（5），所述原料容器（5）容纳原料（6）并且具有暴露于待由所述激光生成单元（3）在操作时发射的激光束（8）的原料表面（7）；控制单元（9）；其中，加热装置（2）包括用于加热所述原料表面（7）以便形成预加热原料表面（17）的加热表面（12），其中，所述激光生成单元（3）设置有引导单元（13）以便根据所述固体制品（10）的计算机生成的模型而将所述激光束（8）引导至所述预加热原料表面（17）上，所述模型存储在与所述控制单元（9）相关联的存储单元（11）中，其特征在于，由所述激光生成单元（3）生成的所述激光束（8）穿过所述加热表面（12）至所述预加热原料表面（17）上，其中，所述加热表面（12）在所述原料表面（7）上连续地延伸。
2.根据权利要求1所述的增材制造装置，其中，所述加热表面（12）对于所述激光束（8）而言是透明的或者是能透射的。
3. 根据权利要求1或者2所述的增材制造装置，其中，所述加热表面（12）对于波长范围在100 nm至1 mm并且包括1 mm的光而言是透明的或者是能透射的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的增材制造装置，其中，所述加热表面（12）能够由加热元件（40）加热。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的增材制造装置，其中，所述加热表面（12）与所述预加热原料表面（17）之间的距离小于200 mm。
6.根据前述权利要求中任一项所述的增材制造装置，其中，所述加热表面（2）或者所述原料容器（5）能够移动以便允许原料分配单元（16）在任何方向上在所述加热表面（12）与所述预加热原料表面（17）之间经过。
7.根据前述权利要求中任一项所述的增材制造装置，其中，所述加热表面（12）包括不粘涂层。
8.根据前述权利要求中任一项所述的增材制造装置，其中，所述加热表面（12）包含透明导电氧化物、纳米线网络、纳米管或者玻璃材料的组中的元件中的至少一个。
9.根据前述权利要求中任一项所述的增材制造装置，其中，所述原料（6）包括粉末。
10.根据权利要求9所述的增材制造装置，其中，所述粉末包含聚合物，所述聚合物在暴露于所述激光束时发生烧结过程，其中，所述粉末能够包含聚碳酸酯（PC）、聚甲基丙烯酸甲脂（PMMA）、聚苯乙烯（PS）、高密度聚乙烯（PE-HD）、聚酰胺（PA）或者聚芳醚酮（PEEK）的组中的至少一种化合物。
11.根据前述权利要求中任一项所述的增材制造装置，其中，所述原料（6）能够由加压装置压缩。
12.一种用于操作通过增材制造方法制造固体制品（10）的增材制造装置（1）的方法，所述增材制造装置（1）包括：激光生成单元（3）；原料供应单元（4）；原料容器（5），所述原料容器（5）容纳原料（6）并且具有形成能够暴露于由所述激光生成单元（3）发射的激光束（8）的第一层的原料表面（7）；控制单元（9）；以及用于加热所述原料表面（7）的加热装置（2），其中，所述加热装置（2）包括用于加热所述原料容器（5）中的所述原料的表面的加热表面（12），其中，在第一步骤中，通过由所述加热表面（12）生成的热能预加热所述原料（6）以便形成预加热原料表面（17）；在第二步骤中，通过所述激光生成单元（3）生成激光束（8）；在第三步骤中，引导单元（13）将由所述激光生成单元（3）发射的所述激光束（8）引导至所述预加热原料表面（17）上，其中，根据存储在与所述控制单元（9）相关联的存储单元（11）中的所述固体制品（10）的计算机生成的模型而在所述预加热原料表面（17）上引导所述激光束（8），其特征在于，所述激光束（8）被引导通过所述加热表面（12）至所述预加热原料表面（17）上，使得在将所述激光束（8）引导至所述预加热原料表面（17）上时获得所述固体制品（10）的第一固体层部分；并且在至少一个后续步骤中，所述原料的第二层由所述原料供应单元（4）供应并且设置在所述第一层上方，其中，在至少一个可选的另外的后续步骤中，重复所述前述步骤中执行的所述操作直到获得所述固体制品（10）。
13.根据权利要求12所述的用于操作增材制造装置的方法，其中，通过将所述激光束（8）引导至所述预加热原料表面（17）上，使得至少在由暴露于所述激光束的所述预加热原料表面（17）的点覆盖的区域中对所述原料（6）进行烧结或者固化。
14. 根据权利要求12或者13所述的用于操作增材制造装置的方法，其中，所述激光束（8）以大于100 mm/s的速度在所述预加热原料表面上行进。
15.根据权利要求13或者14所述的用于操作增材制造装置的方法，其中，在所述点处的温度至少比所述预加热原料表面（17）的温度高0.5℃。
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