CN109693386A - 用于添加式地制造三维物体的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及这样一种设备：该设备用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束在设备的过程室(5)内部固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体，其中该设备包括抽吸装置(2)，该抽吸装置适配为从设备的过程室(5)局部地抽吸能够夹带在制造过程中产生的颗粒和/或残留物的过程气体，其中，抽吸装置(2)包括限定内抽吸容积(8)的基体(7)和围绕抽吸机构(9)的旋转轴线(10)——特别是中心轴线——被可旋转地支承的抽吸机构(9)，其中抽吸机构(9)适配为通过围绕旋转轴线(10)旋转而在内抽吸容积(8)内产生过程气体的抽吸流(4)。

Description

用于添加式地制造三维物体的设备

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在设备的过程室内部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，其中该设备包括抽吸装置，该抽吸装置适配为从设备的过程室局部地吸入能够夹带/携带有在制造过程中产生的颗粒和/或残留物的过程气体。

背景技术

添加式的制造设备在现有技术中是众所周知的，其包括照射装置，该照射装置适配为产生用于选择性地照射布置在建造平面中的建造材料层以选择性地固化建造材料的能量束。由于建造材料的照射，产生颗粒和/或残留物，例如烟气、烟雾和阴燃物，或例如建造材料的颗粒，例如在制造过程中搅起或部分地蒸发的建造材料的颗粒。这些残留物可以经由过程气体流——特别是能够携带有相应的颗粒和/或残留物的过程气体的抽吸流——被引导离开过程室。为了从过程室清除残留物，需要比较大的过程气体的流量，其流经整个过程室并且例如在整个建造平面上方携带残留物。本申请的范围内的术语“建造平面”指的是可以使用能量束直接进行照射的建造材料的平面。

此外，已知的设备典型地包括用于过程室的惰化的惰化装置，其中过程气体流入过程室中，从而置换过程室内部的环境气体，例如空气。作为过程气体，例如，可以使用诸如氩气的惰性气体来置换环境空气，特别是包含于环境空气中的危害制造构成的氧。为了达到或保持规定的过程品质要求，典型地需要进行规定程度的惰化。例如，可能需要用过程气体以约99％的水平置换环境空气。因此，过程室的惰化耗时并且成本高，因为为了置换过程室中的环境空气，需要体积比过程室的体积大得多的过程气体流入过程室中以逐渐置换环境空气。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种允许更快和/或更节省成本的达到和维持过程/工艺要求的方式的设备。

该目的通过根据权利要求1所述的设备创造性地实现。本发明的有利实施例记载于从属权利要求。

本文所描述的设备为一种用于通过依次逐层地选择性地照射和固化由能借助能量束固化的粉末状的建造材料(“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。相应的建造材料可以是金属、陶瓷或聚合物粉末。相应的能量束可以是激光束或电子束。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。

该设备包括在其运行期间使用的若干功能单元。示例性的功能单元为：过程室；照射装置，其适配为使用至少一个能量束选择性地照射布置在过程室中的建造材料层。为了产生能量束，可使用适配为可以被引导到建造平面上的、特别是聚焦的能量束的任何束源。束源的示例性实施例可以为激光束源，诸如激光二极管，和电子束源。

本发明基于以下思想：提供了一种抽吸装置，其适配为从过程室局部地抽吸过程气体，其中过程气体能够夹带残留物，借此可以将残留物经由通过抽吸装置产生的过程气体的抽吸流从过程室输送出来。通过局部地产生过程气体的抽吸流并且因此从过程室局部地抽吸过程气体，不必在整个过程室中或整个建造平面上产生过程气体流，但可以在过程气体的抽吸流在其中有效的过程室的区域或容积中限制将其中产生过程气体的抽吸流的过程室的区域或容积。通过减小其中需要引导残留物离开的容积，可以减少为了产生过程气体的抽吸流所做出的努力，例如时间和成本。因此，仅须部分地满足预定的惰化水平，其中过程室的其余部分不必以相同水平进行惰化，而是保持比部分地满足的预定惰化要求低的水平。

所产生的过程气体的抽吸流例如为局部流经过程室的气态流体流，其具有特定流动特性，例如给定流动轮廓、流速等。所述气态流体流能够在流经过程室的同时夹带残留物，例如(未固化的)颗粒状建造材料，尤其是在设备运行期间产生的烟雾或烟雾残留物。所述气态流体流典型为惰性的，也就是典型为惰性气体，例如氩气、氮气、二氧化碳等。

本发明还提出抽吸装置包括限定内抽吸容积的基体和围绕抽吸机构的旋转轴线——特别是中心轴线——被可旋转地支承的抽吸机构，其中抽吸机构适配为通过围绕旋转轴线旋转而在内抽吸容积内产生过程气体的抽吸流。因而，通过围绕旋转轴线旋转，抽吸机构适配为对在内抽吸容积附近——即抽吸装置附近——的容积中延伸的内抽吸容积中的过程气体产生局部抽吸效应，其中相应容积中的过程气体被抽吸机构抽吸并且因此可以被引导离开过程室。因此，抽吸装置能够在内抽吸容积周围——例如下方——的容积中产生局部抽吸效应以从过程室抽出气体。

其中基体限定内抽吸容积的抽吸装置的结构允许能量束直接照射建造材料，特别是抽吸装置下方的建造材料，其中能量束可以经过或被引导通过内抽吸容积并由此经过抽吸装置的基体。例如，抽吸装置的基体包括圆环形和/或环形，其中能量束经过或被引导通过由基体围出的内抽吸容积。因此，可以根据能量束的移动来移动抽吸装置，特别是连同能量束一起移动抽吸装置，或如果能量束被保持在恒定位置，则抽吸装置也可被保持在恒定位置，其中建造平面相对于抽吸装置和能量束移动，如稍后将更详细地描述的。

通过围绕旋转轴线旋转，抽吸机构产生过程气体的抽吸流和/或增强由单独的流产生单元产生的过程气体的抽吸流的作用。因此，抽吸机构可以由分别产生的流过抽吸机构的过程气体的抽吸流间接驱动。替换地或附加地，抽吸机构可以例如由诸如电(动)机的驱动装置直接驱动，由此自身产生过程气体的抽吸流。在任何情况下，抽吸机构均将过程气体特别是引导到基体中，并由此实现夹带来自过程室的残留物的过程气体的去除。

抽吸装置的基体优选地部分容纳抽吸机构，例如，基体包括其中抽吸机构被可旋转地支承在基体上的形状。例如，基体可包括面向内抽吸容积或C形截面的环形狭缝，其中C形的开口指向基体或内抽吸容积的中心。因而，所产生的过程气体的抽吸流可从内抽吸容积(径向地)流入基体的开口中，抽吸机构被可旋转地支承在该开口中，从而允许所产生的过程气体的抽吸流流经或流过抽吸机构，由此将过程气体的抽吸流引导到基体中，特别是由基体提供的抽吸通道中。旋转轴线——特别是抽吸机构的中心轴线——例如可以为在内抽吸容积的视图和/或抽吸机构的布置中对称的对称轴线。例如，抽吸装置的基体可基本上包括环形，其中中心轴线延伸通过该环形的中心。

根据该设备的第一实施例，抽吸装置可以适配为从受限区域——特别是在其中借助能量束直接照射建造材料的固化区——抽吸过程气体。本实施例允许在受限区域中产生过程气体的抽吸流。特别地，受限区域可以是其中使用能量束来直接照射建造材料的固化区。固化区也可以称为“熔池”，即建造平面中能量束直接照射建造材料以例如通过至少部分地熔化建造材料来固化建造材料的一个区域。通过限制或减小其中通过抽吸装置抽吸过程气体的容积，与用于在整个过程室中产生过程气体的抽吸流的抽吸装置相比可以减小要求抽吸装置产生的过程气体的所需流量。因此，可以选择规模较小的相应单元，例如流产生单元。此外，该设备可允许仅在固化区或基本上包含固化区的受限区域中产生过程气体的抽吸流，借此可以避免对在过程室的其余部分中产生过程气体的抽吸流的需求。

为了确保从受限区适当地除去残留物，抽吸装置可以定位成使得受限区位于内抽吸容积附近，特别是下方。因此，所产生的过程气体的抽吸流在受限区中的作用在于，可以经由过程气体的抽吸流除去夹带由受限区中产生——即位于其中——的残留物的过程气体。因此，抽吸装置可靠近建造平面的受限区域——特别是固化区——上方定位。

该设备的进一步改进之处可以在于，抽吸机构适配为将由抽吸装置产生的过程气体流引导到由基体提供——特别是穿过基体延伸——的抽吸通道中，其中抽吸通道与抽吸装置的至少一个过程气体排出部相连接。因此，由抽吸装置产生的过程气体的抽吸流经由抽吸机构被引导并且朝向过程气体排出部被引导到抽吸通道中，该过程气体排出部例如将过程气体从过程室引出。抽吸通道由基体提供(设置在基体上)，例如其附接在基体上，优选地穿过基体延伸，其中抽吸装置的基体包括抽吸通道和/或过程气体排出部。过程气体排出部用于与一结构——例如，将过程气体的抽吸流从过程室引出到例如后处理单元(如过滤器单元)的另一通道——相连接。

此外，过程气体排出部可以与适配为产生过程气体的抽吸流的流产生单元相连接，并且因此经过程气体排出部和抽吸通道抽吸过程气体。所产生的过程气体的抽吸流也可用于驱动抽吸机构，从而允许将过程气体从受限区域经内抽吸容积抽吸到抽吸通道中，并经过程气体排出部从过程室排出到例如后处理单元中。

设备的另一实施例提出，抽吸机构包括围绕旋转轴线被可旋转地支承的多个叶片，其中各叶片适配为将过程气体从受限区域经由内抽吸容积——特别是朝向过程气体排出部——传送到抽吸通道中。叶片通常可以包括任意形状，例如关于对过程气体的抽吸流的流动特性实现的作用而选择的形状。例如，每个叶片可布置在规定攻角(倾斜度)下，例如布置在相对于包含旋转轴线的平面的规定角度下，其中附加地或替代地，也可以将各叶片布置在相对于与包含旋转轴线的平面基本上垂直的平面的规定角度下。另外，每个叶片可以包括至少一个弯曲的叶片区域，即一个形成为凹陷的叶片区域和/或一个形成为凸起的叶片区域。附加地或替代地，至少一个叶片的至少一个区域可包括翼状。

该设备的进一步改进之处可以在于，抽吸通道的直径是恒定的或沿抽吸装置的周向(圆周)变化，特别是抽吸通道可包括环形或蜗形形状。尤其通过设置沿抽吸装置的周向变化的抽吸通道的直径，特别是蜗形形状，确保了抽吸通道内部的增加的过程气体量被适当地传送到过程气体排出部。抽吸通道内部的过程气体量增加，因为过程气体在抽吸装置的圆周周围从内抽吸容积流入穿过抽吸机构的抽吸通道中。因此，过程气体的量在抽吸通道中随着径向流入抽吸通道中的过程气体随后在抽吸通道内被引导而朝向过程气体排出部增加。因此，抽吸通道的直径可朝向过程气体排出部增加以适当地接收在抽吸通道内部被引导的逐渐(例如，恒定)增加的过程气体的量。

抽吸机构可由流过抽吸机构——特别是流过至少一个叶片——的过程气体的抽吸流间接驱动，和/或抽吸机构可由驱动单元——特别是电机——直接驱动。根据第一替代方案，抽吸装置可包括产生流经抽吸装置的过程气体的抽吸流的足量流产生单元或可与该足量流产生单元相连接。过程气体的抽吸流通过经内抽吸容积流过抽吸机构并流入抽吸装置的抽吸通道中来驱动抽吸机构，由此使抽吸装置围绕旋转轴线旋转。根据上述实施例的第二替代方案，可向抽吸装置分配单独的驱动单元或抽吸装置可包括相应的驱动单元，其中驱动单元直接(或经由传动装置)驱动抽吸机构，由此使它旋转。抽吸机构的被驱动旋转可以用于通过使抽吸机构对布置在内抽吸容积和/或与内抽吸容积相邻的容积中的过程气体产生抽吸作用来产生过程气体的抽吸流。当然，通过设置例如布置在过程气体排出部下游的流产生单元和直接驱动抽吸机构的驱动单元，也可以对两个替代方案进行组合。

该设备可以通过设置与抽吸装置相连接的惰化装置来进一步改进，其中惰化装置包括至少一个过程气体出口，特别是至少一个喷嘴和/或至少一个狭缝，其适配为将过程气体的惰化流的至少一部分引导到过程室的受限区域。因此，设置了惰化装置，其适配为将过程气体的惰化流(典型为新鲜的过程气体)引导到过程室的受限区域，特别是建造平面的固化区。该实施例允许过程室的局部惰化，其中过程室的其余部分不必充填过程气体，因为局部惰化确保了例如与过程品质有关的过程要求——特别是对固化区中的环境空气的置换——通过使过程气体经由过程气体的惰化流部分地流到受限区上来满足。因此，局部惰化实现了过程气体的节省，因为仅需部分地满足过程要求，特别是预定的惰化水平，即与受限区中的残留杂质——如氧——的量有关的过程要求，其中过程室的其余部分惰化至较低惰化水平(可容忍更多杂质)即可。

因此，惰化装置包括至少一个过程气体出口，换而言之为可以供过程气体的惰化流流经的开口。所述至少一个过程气体出口例如可形成为喷嘴和/或狭缝等。所述至少一个过程气体出口的布置可允许过程气体定向流动到相应的受限区域，特别是相对于建造平面或旋转轴线成可以任意选择的角度——例如在30°与70°之间，优选地45°——定向。此外，至少一个过程气体出口的开口直径可以关于过程气体流经至少一个过程气体出口的所需流量来选择。当然，过程气体出口的数量和过程气体出口在惰化装置上的分布可以任意地选择，特别是可以对称。此外，例如，通过改变至少一个过程气体出口的开口的大小(流动面积)或通过改变过程气体的惰化流的压力——特别是至少一个过程气体出口处所存在的压力，可以改变过程气体流经至少一个过程气体出口的流量。

有利地，该设备包括布置在至少一个过程气体出口上游的蓄压器，其中该蓄压器适配为在压力下储存过程气体的惰化流。蓄压器例如可布置在适配为产生过程气体的惰化流的流产生单元的下游，其中过程气体的惰化流被引导到蓄压器中并且在压力下储存。也可以使用抽吸机构来产生过程气体的惰化流，如以下将详细描述的。术语“上游”和“下游”指的是过程气体流相对于相应结构的流动方向，例如第一构件中的过程气体流已经经过布置在第一构件上游的第二构件。典型地，将过程气体的惰化流引导到蓄压器中的结构——例如引导过程气体的通道——的直径大于至少一个过程气体出口的开口的直径，其中过程气体的惰化流的流动面积减小，从而引起蓄压器内部的压力上升。因而，从至少一个过程气体出口流出的过程气体的惰化流包括减小的气流直径，并且因此更快和更有目标性地流向受限区域。

优选地，惰化装置包括与蓄压器相连接或连通——特别是布置在蓄压器上——的多个过程气体出口，其中在压力下储存在蓄压器中的过程气体的惰化流经由过程气体出口被引导到受限区域。蓄压器上的过程气体出口的布置可以是任意的，特别是对称的。流经单个过程气体出口的过程气体的单个惰化子流在受限区域中——特别是在固化区中——被添加至过程气体的惰化流。此外，多个过程气体出口可布置成使得所形成的过程气体流可被朝向旋转轴线引导，特别是朝向旋转轴线上的位于惰化装置下方——特别是在抽吸装置布置在惰化装置下方的情况下位于内抽吸容积下方——的点/部位引导。

根据设备的另一实施例，内抽吸容积可包括对称形状，特别是旋转对称形状，优选为环形。因而，环形的中心轴线可限定抽吸机构的旋转轴线。内抽吸容积的对称形状确保了过程气体的抽吸流可以恒定地并且基本上独立于抽吸装置的位置和/或移动方向产生。不对称的内抽吸容积以及由此过程气体的不对称抽吸流将引起特别是受限区中不平等或侧向地变化的过程特性。因而，将需要对过程气体的抽吸流的主动控制或调节。因此，内抽吸容积的对称形状允许产生过程气体的基本上对称的抽吸流。因而，抽吸装置沿不同方向的移动对过程气体的抽吸流产生相同作用。因此，蓄压器也可包括对称形状。

此外，抽吸装置和建造平面可相对于彼此移动。在第一替代方案中，抽吸装置可与能量束(的斑点)在建造平面上的当前位置对应地相对于建造平面移动，其中能量束投射到由抽吸装置的基体封闭的内抽吸容积中。因而，抽吸装置可与能量束定位在一起并且因此相对于建造平面移动以在受限区——例如其中能量束当前直接照射建造材料的固化区——中产生过程气体的抽吸流。换而言之，抽吸装置跟随能量束在建造平面上沿其被引导的能量束路径，从而允许与建造材料的照射同时产生过程气体的抽吸流并且因此能够在它们被产生时传送在制造过程中产生的残留物。因而，通过提供局部受限的惰化，可以确保适当地满足固化区中的规定过程要求，其中过程室的其余部分不必处于同样高的惰化水平。以规定程度——例如，保留5％的环境空气或杂质——置换过程室的其余部分中的环境空气就足够了，其中可实现例如99％或更高的局部惰化。

根据另一替代方案，抽吸装置可以——特别是连同适配为产生能量束的照射装置一起——被固定到位。换而言之，抽吸装置可相对于能量束被固定到位。根据该替代方案，建造平面可相对于能量束和抽吸装置移动，其中抽吸装置适配为在受限区域中——特别是在固化区中——产生过程气体的抽吸流。因而，能量束和抽吸装置的相对位置被固定，其中建造平面可相对于能量束和抽吸装置两者移动。当然，建造平面与抽吸装置和能量束之间的移动的组合也是可以的。

优选地，惰化装置和抽吸装置形成一组合模块。特别地，惰化装置可布置在抽吸装置的顶部上，其中蓄压器连接到抽吸装置的基体，特别是惰化装置和抽吸装置可一体地建造。当然，抽吸装置也可布置在惰化装置的顶部上。借助于该实施例，惰化装置可包括用于将组合模块与工作头连接的至少一个紧固装置。组合模块适配为产生从惰化装置的至少一个过程气体出口流出到受限区域中、由此流经由抽吸装置的基体围出的内抽吸容积的过程气体的惰化流。此外，组合模块适配为产生从受限区域抽吸气体的过程气体的抽吸流，其中过程气体的抽吸流从受限区域流经内抽吸容积，并且由抽吸机构引导到抽吸通道中并经由过程气体排出部从抽吸通道被移除。

该设备的进一步改进之处可以在于，抽吸装置和/或惰化装置和照射装置的至少一部分安装在设备的工作头上，其中抽吸装置和/或惰化装置包括用于将抽吸装置和/或惰化装置安装在工作头上的至少一个紧固装置。因此，由抽吸装置和惰化装置形成的组合模块可附接在工作头上。本申请的范围内的工作头是被分配给设备的结构，其中制造过程所需的至少一个——典型地多个——构件可以被安装在一起，例如可以一起移动或定位在一起。例如，工作头可包括用于惰化装置和抽吸装置的紧固装置。因而，通过在制造过程中定位工作头，附接在工作头上的装置也可定位，其中各装置保持固定的相对位置。此外，可以设置多于一个的抽吸装置和多于一个的惰化装置。因而，可以使用可以在过程室内部被独立地移动的多个工作头。

该设备的进一步改进之处可以在于，过程气体的惰化流和过程气体的抽吸流在封闭的气体回路中流动，其中过程气体的惰化流经由至少一个过程气体出口进入过程室的受限区域。过程气体由流经内抽吸容积的过程气体的抽吸流从受限区域被抽吸，并经由抽吸机构被引导到抽吸通道中。过程气体的抽吸流在抽吸通道内被引向过程气体排出部。与“抽吸流”和“惰化流”有关的压力可关于过程室中存在的过程参数、特别是过程室内部的环境压力进行定义。

在本申请的范围内，经由惰化装置流入过程室中的过程气体可被视为典型地包含新鲜过程气体并且局部地流入过程室中以实现过程室内部的至少一个相应区域的惰化的过程气体的惰化流。此外，过程气体的抽吸流称为局部地从过程室抽吸的过程气体流，其典型地包含夹带残留物的过程气体。取决于设备的具体结构，整个过程气体流可流入闭合的气体回路中，其中过程气体作为过程气体的惰化流流入过程室中，从而实现相应区域的局部惰化。同时，通过产生流经内抽吸容积并且通过抽吸机构被朝向过程气体排出部引导至抽吸通道中的过程气体的抽吸流，来从过程室、特别是从过程室的受限区域除去过程气体。

过程气体排出部例如可连接到流产生单元和/或过滤器单元，所述适配为过滤(分离)来自过程气体的抽吸流的残留物并由此清洁过程气体的抽吸流。清洁的过程气体随后可以被回收并作为过程气体的惰化流供给到受限区域中。因此，过程气体排出部可以与惰化装置的蓄压器的过程气体进口(例如，与插置的过滤器单元和/或流产生单元)连接。

因而，形成了封闭的过程气体回路。为了提供在过程气体回路中流动的过程气体，可以设置产生过程气体的惰化流和/或产生过程气体的抽吸流的单独的流产生单元。如上面已经说明的，抽吸机构可以由驱动单元驱动并且因此引起过程气体流动，其中从过程室除去的过程气体作为过程气体的抽吸流流动，并且(在充分清洁——例如过滤——之后)可以再次作为流经蓄压器和至少一个过程气体出口的过程气体的惰化流供给到过程室中。当然，至少一个流产生单元和经由抽吸机构(由驱动单元驱动或由气流驱动)产生过程气体的抽吸流的组合也是可行的。

此外，本发明涉及一种用于添加式地制造三维物体的设备、特别是如上所述的设备的抽吸装置，其中该抽吸装置适配为能够从设备的过程室局部地抽吸能够夹带在制造过程中产生的颗粒和/或残留物的过程气体，其中抽吸装置包括限定内抽吸容积的基体和围绕抽吸机构的旋转轴线——特别是中心轴线——被可旋转地支承的抽吸机构，其中抽吸机构适配为通过围绕旋转轴线旋转来在内抽吸容积内产生过程气体的抽吸流。

此外，本发明涉及一种用于添加式地制造三维物体的设备、特别是如上所述的设备的惰化装置，其中惰化装置包括至少一个过程气体出口，特别是至少一个喷嘴和/或至少一个狭缝，其适配为将过程气体的惰化流的至少一部分引导到过程室的受限区域。

当然，关于设备所描述的所有优点、细节和优点可转移至抽吸装置和惰化装置。

附图说明

参考附图描述本发明的示例性实施例。附图为示意图，其中

图1示出了本发明的设备的一个模块的透视图；

图2示出了图1的模块的顶视图；

图3示出了图1、2的模块的截面图III-III；以及

图4示出了图1-3的模块的截面图IV-IV。

具体实施方式

图1示出了用于添加式地制造三维物体(未示出)的设备的组合模块1。组合模块1包括抽吸装置2和惰化装置3，其中抽吸装置2和惰化装置3构成组合模块1，即被一体地建造。

抽吸装置2适配为产生过程气体的抽吸流4，其中从设备的过程室5的受限区域——例如在其中由设备的照射装置(未示出)产生的能量束直接照射布置在建造平面6的固化区中的建造材料的固化区——抽吸过程气体。过程气体能够夹带在制造过程中产生的颗粒和/或残留物，例如烟雾和建造材料颗粒。

抽吸装置2(参见图1、2)包括限定例如旋转对称的内抽吸容积8的基体7。此外，抽吸机构9围绕旋转轴线10——例如抽吸机构9的中心轴线(对称轴线)——被可旋转地支承。基体7包括C形截面(参见图3)，其中C形截面的开口被布置为面向内抽吸容积8的环形狭缝。抽吸机构9布置在基体7的C形形状中，特别是借助枢转轴承被支承。

抽吸机构9适配为通过围绕旋转轴线10旋转来在内抽吸容积8内产生过程气体的抽吸流4。因而，过程气体可以由于通过抽吸机构9围绕旋转轴线10的旋转而产生的抽吸作用而从过程室5被抽吸，从而允许——特别是从其中能量束直接照射建造材料的固化区——传送夹带来自建造平面6的残留物的过程气体。能量束(未示出)可以经过内抽吸容积8，以例如沿着旋转轴线10照射建造平面6中的建造材料。

抽吸机构9包括围绕旋转轴线10对称地布置的多个叶片11。叶片11是弯曲的，特别是呈翼状，并且关于包含旋转轴线10的平面成一角度布置，其中抽吸机构9围绕旋转轴线10的旋转引起过程气体的抽吸流4被引导到抽吸通道12中。抽吸通道12由基体7提供，特别是抽吸通道12穿过基体7延伸。抽吸通道12的直径13沿抽吸装置2——特别是基体7——的周向逐渐——例如恒定地——增大。因而，抽吸通道12包括考虑了在抽吸通道12中被引导的过程气体的量增加的蜗形形状，因为过程气体沿抽吸机构9的内周恒定地供给到抽吸通道12中。抽吸通道12朝向过程气体排出部20延伸，该过程气体排出部用于引导经由过程气体的抽吸流4输送的过程气体离开，并且将过程气体的抽吸流4从过程室引出到例如设备的过滤器单元(未示出)或环境中。

因此，可以从其中能量束直接照射建造材料的固化区输送过程气体，其中过程气体借助抽吸流4被传送通过内抽吸容积8并且借助抽吸机构9引导到抽吸通道12中并且引向过程气体排出部20。

此外，产生惰化流14，该惰化流经由过程气体进口15供给到例如布置在抽吸装置2的顶部上的惰化装置3的蓄压器16中。惰化装置3还包括多个——例如8个——过程气体出口17，其与旋转轴线10成规定角度——例如45°——布置，以将过程气体的惰化流14朝向旋转轴线10引导到抽吸装置2下方的受限区域中(参见图3)。过程气体出口17例如被建造为喷嘴，其中过程气体出口17的直径比过程气体进口15的直径小得多，从而引起流动面积的减小，流动面积的减小导致储存在蓄压器16中的过程气体的惰化流14的压力的上升。因而，从单个的过程气体出口17流来的惰化子流18包括较小的直径，其中过程气体更快和更有目标性地流向受限区域，特别是建造平面6中的固化区。

根据该示例性实施例的受限区域位于内抽吸容积8下方，其中组合模块靠近建造平面6上方定位，从而确保借助过程气体的抽吸流4从过程室5除去在制造过程中——特别是在固化区中——产生的残留物。此外，过程气体的惰化流14确保了受限区域的惰化。由于受限区域的位置随着能量束在建造平面6上的当前位置而变化，所以组合模块1可移动地布置。因而，组合模块1可以根据能量束的当前位置而移动到建造平面上方的相应位置。特别地，组合模块1可以跟随能量束在建造平面6中沿其被引导的束路径。

换而言之，建造平面6和组合模块1可例如通过使组合模块1相对于建造平面6移动或反之或两种移动的组合而相对于彼此移动。因而，组合模块1可以特别是与能量束的当前位置对应地移动，以便确保可以利用过程气体的抽吸流4来将由于照射建造材料而产生的残留物——如烟雾和阴燃物——输送离开，其中过程气体经由内抽吸容积8被抽吸并且经由抽吸机构9被引导到抽吸通道12中并被引向过程气体排出部20。

经由多个过程气体出口17被引向受限区域——特别是建造平面6的固化区——的过程气体的惰化流14由此也连同组合模块1一起移动，其中可以确保固化区的惰化。当然，也可以将组合模块1例如连同设备的照射单元一起固定就位，并且使建造平面6可相对于照射装置——特别是能量束的相应位置——和组合模块1移动。

照射装置3还包括用于将组合模块1紧固在设备的一结构上——例如承载照射装置(未示出)和组合模块1的工作头上——的紧固元件19。

也可以使惰化流14和抽吸流形成封闭的过程气体回路，其中从过程室经由过程气体的抽吸流4抽吸的过程气体从过程气体排出部20输送出来并且例如被供给到过滤器单元中，在该过滤器单元中可以从过程气体的抽吸流4除去残留物。经过滤的过程气体随后可以经由过程气体的惰化流14被供给回过程室中并被供给到过程气体进口15中，由此流入蓄压器16中，过程气体的惰化流14可以在蓄压器16中被分割为多股子流18并经过程气体出口17引向受限区域。

Claims (15)

1.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备，所述建造材料能借助能量束在所述设备的过程室(5)内部固化，其中所述设备包括抽吸装置(2)，所述抽吸装置适配为从所述设备的所述过程室(5)局部地抽吸能够夹带在制造过程中产生的颗粒和/或残留物的过程气体，其特征在于，所述抽吸装置(2)包括抽吸机构(9)和限定内抽吸容积(8)的基体(7)，所述抽吸机构(9)围绕所述抽吸机构(9)的旋转轴线(10)——特别是中心轴线——被可旋转地支承，其中所述抽吸机构(9)适配为通过围绕所述旋转轴线(10)旋转而在所述内抽吸容积(8)内产生过程气体的抽吸流(4)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述抽吸装置(2)适配为从受限区域——特别是在其中借助能量束直接照射建造材料的建造平面(6)的固化区——抽吸过程气体。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述抽吸机构(9)适配为将由所述抽吸装置(2)产生的过程气体的抽吸流(4)引导到由所述基体(7)提供的、特别是穿过所述基体(7)延伸的抽吸通道(12)中，其中所述抽吸通道(12)与至少一个过程气体排出部(20)相连接。

4.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述抽吸机构(9)包括围绕所述旋转轴线(10)被可旋转地支承的多个叶片(11)，其中所述叶片(11)适配为将过程气体从受限区域经由所述内抽吸容积(8)——特别是朝向所述过程气体排出部(20)——传送到抽吸通道(12)中。

5.根据权利要求3或4所述的设备，其特征在于，所述抽吸通道(12)的直径(13)是恒定的或沿所述抽吸装置(2)的周向变化，特别是所述抽吸通道(12)包括蜗形形状。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述抽吸机构(9)通过由所述抽吸装置(2)产生的过程气体的抽吸流(4)驱动，和/或所述抽吸机构(9)由驱动单元、特别是电机驱动。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备包括与所述抽吸装置(2)相连接的惰化装置(3)，其中所述惰化装置(3)包括至少一个过程气体出口(17)，特别是至少一个喷嘴和/或至少一个狭缝，所述至少一个过程气体出口适配为将过程气体的惰化流(14)的至少一部分引导到所述过程室(5)的受限区域。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述设备包括布置在所述至少一个过程气体出口(17)上游的蓄压器(16)，其中所述蓄压器(16)适配为在压力下储存过程气体的惰化流(14)。

9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述惰化装置(3)包括与所述蓄压器(16)相连接——特别是布置在所述蓄压器(16)上——的多个过程气体出口(17)，其中在压力下储存在所述蓄压器(16)中的过程气体的惰化流(14)经由所述过程气体出口(17)被引导到所述受限区域。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述内抽吸容积(8)包括对称形状，特别是旋转对称的形状，优选为环形。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述抽吸装置(2)和建造平面(6)能相对于彼此移动。

12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述抽吸装置(2)和/或惰化装置(3)和照射装置的至少一部分安装在所述设备的工作头上，其中所述抽吸装置(2)和/或所述惰化装置(3)包括用于将所述抽吸装置(2)和/或所述惰化装置(3)安装在所述工作头上的至少一个紧固装置(19)。

13.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，惰化装置(3)和所述抽吸装置(2)构成组合模块(1)。

14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述过程气体的惰化流(14)和所述过程气体的抽吸流(4)在封闭的气体回路中流动，其中所述过程气体的惰化流(14)经由至少一个过程气体出口(17)进入所述过程室(5)的受限区域，并且所述过程气体的抽吸流(4)经由所述抽吸机构(9)从所述受限区域经抽吸通道(12)被抽吸到所述过程气体排出部(20)。

15.一种用于添加式地制造三维物体的设备、特别是根据前述权利要求中任一项所述的设备的抽吸装置(2)，其中所述抽吸装置(2)适配为从所述设备的过程室(5)局部地抽吸能够夹带在制造过程中产生的颗粒和/或残留物的过程气体，其特征在于，所述抽吸装置(2)包括限定内抽吸容积(8)的基体(7)和抽吸机构(9)，所述抽吸机构(9)围绕所述抽吸机构(9)的旋转轴线(10)——特别是中心轴线——被可旋转地支承，其中所述抽吸机构(9)适配为通过围绕所述旋转轴线(10)旋转来在所述内抽吸容积(8)内产生过程气体的抽吸流(4)。