CN110065229A - 用于添加式地制造至少一个三维物体的方法 - Google Patents

用于添加式地制造至少一个三维物体的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110065229A
CN110065229A CN201810213226.8A CN201810213226A CN110065229A CN 110065229 A CN110065229 A CN 110065229A CN 201810213226 A CN201810213226 A CN 201810213226A CN 110065229 A CN110065229 A CN 110065229A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
pps1
procedure parameter
ppsn
construction material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810213226.8A
Other languages
English (en)
Inventor
T·德乐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Original Assignee
CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CL Schutzrechtsverwaltung GmbH filed Critical CL Schutzrechtsverwaltung GmbH
Publication of CN110065229A publication Critical patent/CN110065229A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/36—Process control of energy beam parameters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/30—Process control
    • B22F10/38—Process control to achieve specific product aspects, e.g. surface smoothness, density, porosity or hollow structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/80—Data acquisition or data processing
    • B22F10/85—Data acquisition or data processing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
    • B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/10—Formation of a green body
    • B22F10/14—Formation of a green body by jetting of binder onto a bed of metal powder
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/66—Specific sintering techniques, e.g. centrifugal sintering
    • C04B2235/665—Local sintering, e.g. laser sintering
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Producing Shaped Articles From Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造至少一个三维物体的方法，包括以下步骤：提供多个过程参数集，每个都包括允许由建造材料构成的层的选择性固化的多个过程参数，每个都引起相应由建造材料构成的层的基于相应过程参数集而被选择性照射和固化的区域的微结构的特定特性；将至少两个不同过程参数集用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造至少一个三维物体。还涉及用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造至少一个三维物体的设备及用于设备的数据提供单元。

Description

用于添加式地制造至少一个三维物体的方法
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至少一个能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造/增材制造至少一个三维物体的方法。
背景技术
相应方法从添加式制造的领域得知并且包括由能借助能量束固化的建造材料构成的层的特有依次逐层地选择性照射和固化。相应方法的公知示例为选择性电子束熔化方法和选择性激光熔化方法。
在用于添加式地制造相应的三维物体的添加式建造过程中，相应方法典型地使用特定的过程参数集，其包括多个特定的过程参数，例如用于照射和固化相应的由建造材料构成的层的能量束的束参数。换而言之，典型地在用于添加式地制造相应的三维物体的添加式建造过程中仅使用单个过程参数集。
鉴于对不仅具有任意定制的或可任意定制的几何形状而且具有任意定制的或可任意定制的结构特性——即特别是机械特性——的添加式地制造的三维物体的稳定增长的要求，存在对开发允许添加式地制造具有定制的或可定制的结构特性——即特别是机械特性——的三维物体的持续需求。在此情况下，特别是希望针对要在添加式建造过程中被选择性照射并由此固化的每个由建造材料构成的层分别定制所述结构特性。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种用于添加式地制造三维物体的方法，其允许添加式地制造具有定制的或可定制的结构特性——即特别是机械特性——的三维物体。
此目的通过根据权利要求1所述的用于添加式地制造至少一个三维物体的方法来实现。权利要求1的从属权利要求涉及根据权利要求1所述的方法的可能的实施方式。
本文指出的方法是一种用于添加式地制造三维物体的方法。因此，该方法用于添加式地制造三维物体，例如，技术结构件。该方法总体上包括由能借助至少一个能量束固化的至少一种建造材料构成的层的依次逐层地选择性照射和所引起的固化。在该方法的环境下使用的建造材料可以是例如陶瓷材料、金属材料或聚合物材料中的任一者的粉末。在该方法的环境下使用的能量束可以是例如电子束或激光束。因此，该方法可以被实施为例如选择性电子束熔化方法或选择性激光熔化方法。然而，也可设想该方法被实施为例如粘结剂喷射法，特别是金属粘结剂喷射法。
该方法包括提供多个过程参数集并且将所述多个过程参数集中的至少两个不同过程参数集用于添加式地制造要经由该方法添加式地制造的相应的至少一个三维物体的一般步骤。相应的过程参数集可包括以下多组过程参数中的至少一个：束参数，例如束功率、束焦点尺寸、束焦点位置、束速率、相邻照射路径矢量的(横向)距离等；和/或层参数，例如建造材料的晶粒形态(分布)、晶粒取向(分布)、晶粒尺寸(分布)、施加在建造平面中的由建造材料构成的层的厚度，等等。因此，相应的过程参数的示例为：束参数，例如束功率、束焦点尺寸、束速率、相邻照射路径矢量——例如，扫描矢量——的(横向)距离；和/或层参数，诸如建造材料的晶粒形态(分布)、晶粒取向(分布)、晶粒尺寸(分布)、施加在建造平面中的由建造材料构成的层的厚度。
特别地，所述多个过程参数集中的每一个都包括多个过程参数，其允许相应的由建造材料构成的层的其中借助所述至少一个能量束选择性照射它的区域中的相应的由建造材料构成的层的选择性固化；与相应方法的特征一样，根据限定相应的由建造材料构成的层的建造材料要在其中被选择性照射和固化的相应区域的建造数据来执行每个由建造材料构成的层的选择性照射，该建造数据至少与要添加式地制造的三维物体的几何特性相关。因此，在该方法的第一步骤中提供的每个过程参数集将在于添加式建造过程中实施时引起相应的由建造材料构成的层的其中借助所述至少一个能量束选择性照射的区域中的相应的由建造材料构成的层的选择性固化。
更特别地，每个过程参数集引起相应的由建造材料构成的层的基于相应的过程参数集选择性地照射和固化的相应区域的微结构的特定特性。特别地，每个过程参数集都包括多个过程参数的特定组合，其引起相应的由建造材料构成的层的基于相应的过程参数集选择性地照射和固化的区域的微结构的特定特性。因此，每个过程参数集都与相应的由建造材料构成的层的基于相应的过程参数集选择性地照射和固化的相应区域的微结构的特定特性相关联。
每个过程参数集还可以与在照射期间——即，在使用所述至少一个能量束照射时——输入到所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域中的特定能量相关联。因此，每个过程参数集都可以与在照射期间——即，特别是在于照射期间从初始较低的温度水平、特别是常温水平或低于建造材料的熔点的加热前温度水平加热至较高温度水平、特别是建造材料处于熔化阶段中的温度水平时——输入所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域中的特定能量相关联。因此，每个过程参数集也可以与所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域在使用所述至少一个能量束照射时的特定加热行为、特别是所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域在照射期间、即在使用所述至少一个能量束照射时的特定熔化行为——其还包括熔化区域的不同特性，诸如熔池几何形状、熔池尺寸、熔池温度等——相关联。
照此，每个过程参数集可以(进一步)与所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域的特定固化行为、特别是所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域在从较高温度水平——特别是其中建造材料在照射期间、即在使用所述至少一个能量束照射时处于熔化阶段的温度水平冷却至固化期间、即在固化时的较低温度水平时的特定固化行为——相关联。由于所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域的固化行为(实质上)影响所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域中的建造材料的晶粒生长和因此晶粒结构(建造材料的晶粒结构决定三维物体的微结构和微结构特性)，所以每个过程参数集也可以与所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域的特定的晶粒生长和因此晶粒结构相关联。
当然，由建造材料构成的层的所引起的/最终的微结构和微结构特性可以通过其它参数来实现，诸如由建造材料构成的层的化学和/或物理参数，例如密度、温度、含水量等，其中发生添加式制造过程的过程室内的化学和/或物理气氛等。然而，对于给定参数，例如对于由建造材料构成的层的给定化学和/或物理参数、其中发生添加式制造过程的过程室内的化学和/或物理气氛等，每个过程参数集引起相应的由建造材料构成的层的基于相应的过程参数集被选择性地照射和固化的相应区域的微结构的特定特性。
在该方法的第二步骤中，所述多个过程参数集中的至少两个不同过程参数集(即至少一个过程参数彼此不同的两个过程参数集)被用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造相应的三维物体。以这种方式，即通过使用所述多个过程参数集中的至少两个不同过程参数集，其中所述至少两个过程参数集中的每一个都引起相应的由建造材料构成的层的基于相应的过程参数集而被选择性照射和固化的区域的微结构的特定特性，可以协调地实现不同微结构和微结构特性。由于结构特性特别是机械特性实质上通过微结构特性来表征，所以这允许要经由该方法添加式地制造的三维物体的定制的或可定制的结构特性，特别是机械特性。
因此，提供了一种用于添加式地制造三维物体的方法，其允许添加式地制造具有定制的或可定制的结构特性特别是机械特性的三维物体。
如上所述，每个过程参数集也可以引起所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域的特定的晶粒生长和因此晶粒结构或与其相关联。换而言之，每个过程参数集也可以引起所述至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域中的特定的晶粒生长行为特别是特定的优选晶粒生长行为或与其相关联。晶粒生长尤其受输入到建造材料中的能量影响。因此，通过协调地调节输入到建造材料中的能量，可以在至少一个特定方向上协调地调节晶粒生长。因此，通过使用不同过程参数集，可以实现晶粒生长的不同(优选)方向，其也允许引起要添加式地制造的三维物体的定制的或可定制的结构特性特别是机械特性的定制的或可定制的晶粒结构。
作为示例，当增加输入到由建造材料构成的层的特定区域中的能量时，可以实现例如在要添加式地制造的三维物体的建造方向上的优选的晶粒生长。因此，所述多个过程参数集中的至少一个过程参数集可引起要添加式地制造的三维物体的建造方向上的(优选的)晶粒生长。相应的晶粒生长可引起例如沿建造方向(z方向)延伸的较长晶粒。该过程参数集可包括允许特别是参照输入由建造材料构成的层的特定区域中的名义能量来增加输入由建造材料构成的层的特定区域中的能量的过程参数。允许要添加式地制造的三维物体的建造方向上的(优选的)晶粒生长的相应过程参数可以包括例如增加的束功率和/或减小的束焦点尺寸((较)窄的束焦点)和/或减小的束速率和/或增加的相邻照射路径矢量的(横向)距离。可想到引起相同或相似效果的其它过程参数。
作为又一示例，当减少输入到由建造材料构成的层的特定区域中的能量时，可以在横向于要添加式地制造的三维物体的建造方向的方向上实现优选的晶粒生长。因此，所述多个过程参数集中的至少一个过程参数集可引起在横向于要添加式地制造的三维物体的建造方向的方向上的(优选的)晶粒生长。相应的晶粒生长可引起例如沿横向于建造方向的方向(x和/或y方向)的方向延伸的较宽晶粒。该过程参数集可包括允许特别是参照输入到由建造材料构成的层的特定区域中的名义能量来减少输入到由建造材料构成的层的特定区域中的能量的过程参数。允许在横向于要添加式地制造的三维物体的建造方向的方向上的(优选的)晶粒生长的相应过程参数可以包括例如减小的束功率和/或增大的束焦点尺寸((较)宽的束焦点)和/或增加的束速率和/或减小的相邻照射路径矢量的(横向)距离。可想到引起相同或相似效果的其它过程参数。
作为协调地影响晶粒结构或相应晶粒参数、特别是晶粒生长的选择的结果，可以通过使用所述至少两个不同过程参数集来产生其中相邻地设置的晶粒以齿状布置结构设置的(机械)齿状微结构。因此，使用至少两个不同过程参数集可引起(机械)齿状晶粒结构，其中相邻地设置的晶粒以其中它们可至少部分地彼此(机械)接合的齿状布置结构设置。相应的(机械)齿状晶粒结构可理解为晶粒参数如晶粒边界、晶粒尺寸、晶粒形态、晶粒取向等彼此不同的晶粒结构，这些晶粒至少部分地彼此(机械地)接合并且因此由于它们的不同晶粒参数而彼此机械地互锁。相应的(机械)齿状晶粒结构可以显著改善要经由该方法添加式地制造的三维物体的机械特性。
作为协调地影响晶粒结构或晶粒参数、特别是晶粒生长的选择的又一结果，可以通过使用所述至少两个不同过程参数集来产生不具有用于微结构裂缝的微结构滑移面或具有至少比使用仅一个过程参数集的情况更少的用于微结构裂缝的微结构滑移面。因此，使用至少两个不同过程参数集可以引起不具有用于微结构裂缝的微结构滑移面或具有至少比使用仅一个过程参数集的情况更少的用于微结构裂缝的微结构滑移面。通过避免相应的微结构滑移面或至少减少相应微结构滑移面的数量，可以避免或至少减少裂缝形成和裂缝传播，这(也)可以显著改善要经由该方法添加式地制造的三维物体的机械特性。
根据该方法的一个示例性实施例，该方法进一步包括以下步骤：提供用于要借助所述至少一个能量束依次选择性地照射和固化的至少一个由建造材料构成的层的至少一个目标标准；基于所述至少一个目标标准来选择所述多个过程参数集的至少一个过程参数集；以及将所述至少一个所选的过程参数集用于可以借助所述至少一个能量束固化的所述至少一个由建造材料构成的层的选择性照射和固化。因此，通过提供相应的目标标准，可以通过基于目标标准选择的至少一个过程参数集来限定和实施要经由该方法添加式地制造的三维物体的特定目标特性。可通过将特定目标标准与适于实现相应目标标准的过程参数集相关联的实施为硬件和/或软件的查找装置来实施基于给定目标标准而对至少一个合适的过程参数集的选择。相应的查找装置可包括显示过程参数集与所得到的基于相应的过程参数集添加式地制造的三维物体的结构特性之间的不同相关性、依从性等的实验数据。
相应的目标标准可以是或包括例如能量输入标准、固化标准、微结构标准或晶粒结构标准。相应的能量输入标准可指的是在照射期间输入到至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域中的能量的量。相应的固化标准可指至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射的区域在从照射期间的较高温度水平、特别是其中建造材料处于熔化阶段的温度水平冷却至固化期间的较低温度水平时的固化行为。相应的微结构标准可指至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射和固化的区域的微结构和微结构特性。相应的晶粒结构标准可指至少一个由建造材料构成的层的被选择性照射和固化的区域的晶粒参数，诸如晶粒边界、晶粒尺寸、晶粒形态、晶粒取向等。
如从上文显而易见的，相应的目标标准一般可指要经由该方法添加式地制造的三维物体的结构特性，特别是要经由该方法添加式地制造的三维物体的机械特性。特别地，相应的目标标准甚至可指至少为其选择所述至少一个过程参数集的相应的由建造材料构成的层的结构或机械特性。两个方面都对添加式地制造具有定制的或可定制的结构特性、特别是机械特性的三维物体的可能性有贡献。
根据该方法，不同过程参数集可以用于选择性地照射和固化至少一个特定的由建造材料构成的层。因此，多个不同的过程参数集可以用于照射和固化一个(单个)特定的由建造材料构成的层。换而言之，可以在一个(单个)特定的由建造材料构成的层内应用不同的过程参数集。因此，相应的由建造材料构成的层可包括基于第一过程参数集而被照射和固化的第一子区域以及基于至少一个另外的过程参数集而被照射和固化的至少一个另外的子区域。
当然，附加地或替代地，不同的过程参数集可以用于选择性地固化不同的由建造材料构成的层。换而言之，可以在不同的由建造材料构成的层中、特别是(直接)相邻的由建造材料构成的层中应用不同的过程参数集。因此，可以基于至少一个第一过程参数集来照射和固化由建造材料构成的第一层并且可以基于至少一个另外的过程参数集来照射和固化至少一个另外的由建造材料构成的层。
在任意情况下，可以对用于选择性照射和固化至少一个特定的由建造材料构成的层的一个或多个照射路径矢量——例如扫描矢量——使用不同的过程参数集。因此，每个照射路径矢量可包括特定的过程参数集并进而包括特定的过程参数。
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至少一个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。该设备可被实施为例如选择性电子束熔化设备或选择性激光熔化设备。然而，该设备也可被实施为粘结剂喷射设备，特别是金属粘结剂喷射设备。
该设备包括可在其运行期间操作的多个功能和/或结构单元。第一示例性功能和/或结构单元是适配于在设备的建造平面中施加由建造材料构成的层的建造材料施加单元。另一示例性功能和/或结构单元为照射单元，其适合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施加在建造平面中的相应的由建造材料构成的层。
特别地，该设备包括：数据提供单元，其可以是设备的相应功能和/或结构单元的又一示例，该数据提供单元提供多个过程参数集，每个过程参数集都包括允许由建造材料构成的层的选择性固化的多个过程参数；和控制单元，其可以是设备的相应功能和/或结构单元的又一示例，该控制单元用于控制设备的操作，以使得由数据提供单元提供的所述多个过程参数集中的至少两个不同过程参数集用于通过依次逐层地选择性地照射和固化由能借助至少一个能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造至少一个三维物体。数据提供单元可以在设备的内部或外部。内部数据提供单元可以是设备的结构件。外部数据提供单元可以不是设备的结构件。外部数据提供单元可以是特别是移动或便携式用户终端如计算机、智能手机、平板电脑等的可以被分配给设备的控制单元的结构件。在任意情况下，数据提供单元包括至少一个实施为硬件和/或软件的通信接口，其用于与设备的控制单元通信以便向设备的控制单元提供相应的过程参数集。控制单元适合基于相应的过程参数集来操作设备以便执行本文指出的方法。照此，控制单元特别适合布置用于将所述多个过程参数集中的至少两个不同过程参数集用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造至少一个三维物体。与方法相关的所有注释也适用于设备，且反之亦然。
本发明还涉及一种用于如本文指出的设备的相应数据提供单元。该数据提供单元可包括全球或本地数据存储装置。与方法和设备相关的所有注释也适用于数据提供单元，且反之亦然。
附图说明
参考附图描述本发明的示例性实施例，其中：
图1示出了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、3均示出了图1的细节A的原理图；和
图4、5均示出了与图2、3相关的对应的微结构的原理图；以及
图6示出了根据现有技术的对应的微结构的原理图。
具体实施方式
图1示出了根据一个示例性实施例的用于添加式地制造三维物体2的设备1的原理图。设备1适合通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束5固化的建造材料4构成的层3来添加式地制造三维物体2，例如，技术构件。能量束5例如可以是电子束或激光束。设备1因此可被实施为例如选择性电子束熔化设备或选择性激光熔化设备。
设备1包括可在其运行期间操作的多个功能和/或结构单元。第一示例性功能和/或结构单元是适合在设备1的过程室8的建造平面7中施加由建造材料4构成的层3的建造材料施加单元6，例如再涂覆单元。建造材料施加单元6可以相对于建造平面7被可移动地支承，如通过双箭头P1所示。另一示例性功能和/或结构单元为照射单元9，其适合使用至少一个能量束5依次选择性地照射和固化施加在过程室8的建造平面中的相应的由建造材料4构成的层3。另一示例性功能和/或结构单元为用于控制设备1的操作的实施为硬件和/或软件的控制单元11。
设备1还包括数据提供单元10，其可以是设备1的相应功能和/或结构单元的又一示例。数据提供单元10可以在设备1的内部或外部。内部数据提供单元10可以是设备1的结构件。外部数据提供单元可以不是设备1的结构件。外部数据提供单元可以是特别是移动或便携式用户终端如计算机、智能手机、平板电脑等的可以被分配给设备的控制单元的结构件。
数据提供单元10提供多个过程参数集PPS1-PPSn，其均包括允许相应的由建造材料4构成的层3的选择性固化的多个过程参数PP1-PPn。相应的过程参数集PPS1-PPSn可包括以下多组过程参数PP1-PPn中的至少一个：束参数，例如束功率、束焦点尺寸、束焦点位置、束速率、相邻照射路径矢量V1-V4的(横向)距离等，和/或层参数，诸如建造材料4的晶粒形态(分布)、晶粒取向(分布)、晶粒尺寸(分布)，施加在建造平面7中的由建造材料4构成的层3的厚度，等等。因此，相应的过程参数PP1-PPn的示例为束参数，例如束功率、束焦点尺寸、束速率、相邻照射路径矢量V1-V4——例如，扫描矢量——的(横向)距离，和/或层参数，诸如建造材料4的晶粒形态(分布)、晶粒取向(分布)、晶粒尺寸(分布)，施加在建造平面7中的由建造材料4构成的层3的厚度。
特别地，多个过程参数集PPS1-PPSn中的每个过程参数集都包括允许其中建造材料4借助一个能量束5被选择性照射的相应的由建造材料4构成的层3的区域中的相应的由建造材料4构成的层3的选择性固化的多个过程参数PP1-PPn。
更特别地，每个过程参数集PPS1-PPSn都引起相应的由建造材料4构成的层3的基于相应的过程参数集PPS1-PPSn而被选择性照射和固化的相应区域的微结构的特定特性。特别地，每个过程参数集PPS1-PPSn都包括多个过程参数PP1-PPn的特定组合，其引起相应的由建造材料4构成的层3的要基于相应的过程参数集PPS1-PPSn而被选择性照射和固化的区域的微结构的特定特性。因此，每个过程参数集PPS1-PPSn都与相应的由建造材料4构成的层3的基于相应的过程参数集PPS1-PPS而被选择性照射和固化的相应区域的微结构的特定特性相关联。
数据提供单元10包括至少一个实施为硬件和/或软件的通信接口12，其用于与设备1的控制单元11通信以便向设备1的控制单元11提供相应的过程参数集PPS1-PPSn。
控制单元11适合操作设备1以使得由数据提供单元10提供的多个过程参数集PPS1-PPSn中的至少两个不同过程参数集PPS1-PPSn用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束5固化的建造材料4构成的层3来添加式地制造至少一个三维物体2。在此背景下，控制单元11和因此设备1适合执行以下将更详细地指出的方法：
所指出的方法为一种用于添加式地制造三维物体2的方法并且包括由能借助能量束5固化的建造材料构成的层3的依次逐层的选择性照射和所引起的固化。该方法可以被实施为例如选择性电子束熔化方法或选择性激光熔化方法。
该方法包括提供多个相应的过程参数集PPS1–PPSn并且将所述多个过程参数集PPS1–PPSn中的至少两个不同过程参数集PPS1–PPSn用于添加式地制造要经由该方法添加式地制造的相应三维物体2的一般步骤。以这种方式(即通过使用所述多个过程参数集PPS1–PPSn中的至少两个不同过程参数集PPS1–PPSn，其中所述至少两个过程参数集中的每一个都引起相应的由建造材料4构成的层3的基于相应的过程参数集PPS1–PPSn而被选择性照射和固化的区域的微结构的特定特性)，可以协调地实现不同微结构和微结构特性。由于结构特性、即特别是机械特性实质上通过微结构特性来表征，所以这允许要经由该方法添加式地制造的三维物体2的定制的或可定制的结构特性，即特别是机械特性。
该方法从图2、图3显而易见，图2、图3均在例如50μm的给定层厚度的示例性数量为三个的竖向上直接相邻的由建造材料4构成的层3.1-3.3的分解透视图中示出了图1的细节A的原理图。
根据图2的示例性实施例，照射路径矢量V1与第一过程参数集PPS1相关且照射路径矢量V2与第二过程参数集PPS2相关。第一过程参数集PPS1可以包括以下示例性过程参数：束功率：200W，束焦点尺寸：100μm，束速率：1000mm/s，照射路径矢量V1、V2的(横向)距离：0.1mm。第二过程参数集PPS2可以包括以下示例性过程参数：束功率：300W，束焦点尺寸：140μm，束速率：1500mm/s，照射路径矢量V1、V2的(横向)距离：0.12mm。因此，过程参数集PPS1、PPS2有多个过程参数不同。
根据图3的示例性实施例，照射路径矢量V1与第一过程参数集PPS1相关，照射路径矢量V2与第二过程参数集PPS2相关，照射路径矢量V3与第三过程参数集PPS3相关，并且照射路径矢量V4与第四过程参数集PPS4相关。第一过程参数集PPS1可以包括以下示例性过程参数：束功率：200W，束焦点尺寸：100μm，束速率：1000mm/s，照射路径矢量V1、V2的(横向)距离：0.1mm。第二过程参数集PPS2可以包括以下示例性过程参数：束功率：300W，束焦点尺寸：140μm，束速率：1500mm/s，照射路径矢量V1、V2的(横向)距离：0.12mm。第三过程参数集PPS3可以包括以下示例性过程参数：束功率：100W，束焦点尺寸：70μm，束速率：500mm/s，照射路径矢量V1、V2的(横向)距离：0.08mm。第四过程参数集PPS4可以包括以下示例性过程参数：束功率：100W，束焦点尺寸：150μm，束速率：2200mm/s，照射路径矢量V1、V2的(横向)距离：0.15mm。因此，过程参数集PPS1-PPS4有多个过程参数不同。
如从相应的过程参数的差别显而易见的，每个过程参数集PPS1-PPSn也可以与在照射期间(即在使用能量束5进行照射时)输入到由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域中的特定能量相关联。因此，每个过程参数集PPS1-PPSn可以与在照射期间——即，特别是在于照射期间从初始较低的温度水平、特别是常温水平或低于建造材料4的熔点的加热前温度水平加热至较高温度水平、特别是建造材料4处于熔化阶段中的温度水平时——输入到由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域中的特定能量相关联。因此，每个过程参数集PPS1-PPSn也可以与由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域在使用能量束5照射时的特定加热行为、特别是由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域在照射期间、即在使用能量束5照射时的特定熔化行为——其还包括熔化区域的不同特性，诸如熔池几何形状、熔池尺寸、熔池温度等——相关联。
照此，每个过程参数集PPS1-PPSn可以进一步与由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域的特定固化行为相关联，特别是与由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域在从较高温度水平(特别是其中建造材料4在照射期间即在使用能量束5照射时处于熔化阶段的温度水平)冷却至固化期间(即在固化时)的较低温度水平时的特定固化行为相关联。由于由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域的固化行为(实质上)影响由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域中的建造材料4的晶粒生长和因此晶粒结构——建造材料4的晶粒结构决定三维物体2的微结构和微结构特性，所以每个过程参数集PPS1-PPSn也可以与由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域的特定晶粒生长和因此晶粒结构相关联。
当然，最终的由建造材料4构成的层3的微结构和微结构特性可以通过其它参数来实现，其它参数诸如由建造材料4构成的层的化学和/或物理参数(例如密度、温度、含水量/湿度等)、其中发生添加式制造过程的过程室8内的化学和/或物理气氛等。然而，对于给定参数(例如对于由建造材料4构成的层的给定化学和/或物理参数、其中发生添加式制造过程的过程室8内的化学和/或物理气氛等)，每个过程参数集PPS1-PPSn引起相应的由建造材料4构成的层3的基于相应的过程参数集PPS1-PPSn被选择性地照射和固化的相应区域的微结构的特定特性。
如上所述，每个过程参数集PPS1-PPSn可以引起由建造材料4构成的层3的被选择性照射的区域中的特定的晶粒生长行为、特别是特定的优选晶粒生长行为或与其相关联。晶粒生长尤其受输入到建造材料4中的能量影响。因此，通过协调地调节输入到建造材料4中的能量，可以在至少一个特定方向上协调地调节晶粒生长。因此，通过使用不同过程参数集PPS1-PPSn，可以实现晶粒生长的不同(优选)方向，其也允许引起要添加式地制造的三维物体2的定制的或可定制的结构特性(特别是机械特性)的定制的或可定制的晶粒结构。
作为示例，当增加输入到由建造材料4构成的层3中的特定区域中的能量时，可以实现例如在要添加式地制造的三维物体2的建造方向上的优选的晶粒生长。因此，所述多个过程参数集PPS1-PPSn中的至少一个过程参数集PPS1-PPSn可引起三维物体2的建造方向(z方向)上的(优选的)晶粒生长。相应的晶粒生长可引起沿建造方向延伸的较长晶粒。该过程参数集可包括允许增加输入到由建造材料4构成的层3的特定区域中的能量(特别是参照输入到由建造材料4构成的层3的特定区域中的名义能量来增加输入到由建造材料4构成的层3的特定区域中的能量)的过程参数。允许要添加式地制造的三维物体2的建造方向上的(优选的)晶粒生长的相应过程参数可以包括例如增加的束功率和/或减小的束焦点尺寸((较)窄的束焦点)和/或减小的束速率和/或增加的相邻照射路径矢量的(横向)距离。
作为又一示例，当减少输入到由建造材料4构成的层3的特定区域中的能量时，可以在横向于要添加式地制造的三维物体2的建造方向的方向(x和/或y方向)上实现优选的晶粒生长。因此，所述多个过程参数集PPS1-PPSn中的至少一个过程参数集PPS1-PPSn可引起在横向于要添加式地制造的三维物体2的建造方向的方向上的(优选的)晶粒生长。相应的晶粒生长可引起沿横向于建造方向的方向延伸的较宽晶粒。该过程参数集可包括允许特别是参照输入到由建造材料4构成的层3的特定区域中的名义能量来减少输入到由建造材料4构成的层3的特定区域中的能量的过程参数。允许在横向于要添加式地制造的三维物体2的建造方向的方向上的(优选的)晶粒生长的相应过程参数可以包括例如减小的束功率和/或增大的束焦点尺寸((较)宽的束焦点)和/或增加的束速率和/或减小的相邻照射路径矢量的(横向)距离。
作为协调地影响晶粒结构或相应晶粒参数、特别是晶粒生长的选择的结果，可以通过使用所述至少两个不同过程参数集PPS1-PPSn来产生其中相邻地设置的晶粒以齿状布置结构设置的(机械)齿状微结构。因此，使用至少两个不同过程参数集PPS1-PPSn可引起(机械)齿状晶粒结构，其中相邻地设置的晶粒13以其中它们可至少部分地彼此(机械)接合的齿状布置结构设置。相应的(机械)齿状晶粒结构可理解为晶粒参数如晶粒边界、晶粒尺寸、晶粒形态、晶粒取向等彼此不同的晶粒结构，这些晶粒至少部分地彼此(机械)接合并且因此由于它们的不同晶粒参数而彼此机械地互锁。相应的(机械)齿状晶粒结构可以显著改善要经由该方法添加式地制造的三维物体2的机械特性。
相应的(机械)齿状晶粒结构从图4、5显而易见，图4、5均示出与图2、3相关的对应的微结构的原理图，其中与图2相关的微结构的原理图在图4中被示出并且与图3相关的微结构的原理图在图5中被示出。在图4、5中，晶粒结构被表示为竖向柱。
作为协调地影响晶粒结构或晶粒参数、特别是晶粒生长的选择的又一结果，并且如同样从图4、5显而易见的，可以通过使用不同过程参数集PPS1-PPSn来产生不具有用于微结构裂缝的微结构滑移面或具有至少比使用仅一个过程参数集的情况更少的用于微结构裂缝的微结构滑移面。因此，使用不同的过程参数集PPS1-PPSn可以引起不具有用于微结构裂缝的微结构滑移面或具有至少比使用仅一个过程参数集的情况更少的用于微结构裂缝的微结构滑移面。如从图4、5可辨别的，通过避免相应的微结构滑移面或至少减少相应微结构滑移面的数量，可以避免或至少减少裂缝形成和裂缝传播，这可以显著改善要经由该方法添加式地制造的三维物体2的机械特性。
出于比较的目的，图6示出了根据现有技术、即仅使用一个过程参数集的对应的微结构的原理图。如从图6显而易见的，晶粒13全都具有相同形状并且均匀地布置。因此，图6的晶粒结构提供了用于微结构裂缝传播的微结构滑移面。
该方法可进一步包括以下步骤：提供用于要借助能量束5依次选择性照射和固化的至少一个由建造材料4构成的层3的至少一个目标标准；基于目标标准选择所述多个过程参数集PPS1-PPSn中的至少一个过程参数集PPS1-PPSn；以及将所选的过程参数集PPS1-PPSn用于可以借助能量束5固化的所述至少一个由建造材料4构成的层3的选择性照射和固化。因此，通过提供相应的目标标准，可以通过基于目标标准选择的至少一个过程参数集PPS1-PPSn来限定和实施要经由该方法添加式地制造的三维物体2的特定目标特性。可通过将特定目标标准与适于实现相应目标标准的过程参数集PPS1-PPSn相关联的体现为硬件和/或软件的查找装置(未示出)来实施基于给定目标标准对至少一个合适的过程参数集PPS1-PPSn的选择。相应的查找装置可包括显示过程参数集PPS1-PPSn与所得到的基于相应的过程参数集PPS1-PPSn添加式地制造的三维物体2的结构特性之间的不同相关性、依从性等的实验数据。
相应的目标标准可以是或包括例如能量输入标准、固化标准、微结构标准或晶粒结构标准。相应的能量输入标准可指的是在照射期间输入到至少一个由建造材料4构成的层3的被选择性地照射的区域中的能量的量。相应的固化标准可指至少一个由建造材料4构成的层3在从照射期间的较高温度水平特别是其中建造材料4处于熔化阶段的温度水平冷却至固化期间的较低温度水平时的固化行为。相应的微结构标准可指至少一个由建造材料4构成的层3的被选择性照射和固化的区域的微结构和微结构特性。相应的晶粒结构标准可指至少一个由建造材料4构成的层3的被选择性地照射和固化的区域的晶粒参数，诸如晶粒边界、晶粒尺寸、晶粒形态、晶粒取向等。
换而言之，相应的目标标准一般可指要经由该方法添加式地制造的三维物体2的结构特性，特别是要经由该方法添加式地制造的三维物体2的机械特性。相应的目标标准甚至可指至少为其选择所述至少一个过程参数集PPS1-PPSn的相应的由建造材料4构成的层3的结构或机械特性。两个方面都对添加式地制造具有定制的或可定制的结构特性、即特别是机械特性的三维物体2的可能性有贡献。
根据该方法，不同过程参数集PPS1-PPSn可以用于选择性地照射和固化至少一个特定的由建造材料构成的层(参见图2、3)。因此，多个不同的过程参数集PPS1-PPSn可以用于照射和固化一个(单个)特定的由建造材料4构成的层。因此，相应的由建造材料构成的层可包括基于第一过程参数集而被照射和固化的第一子区域以及基于至少一个另外的过程参数集而被照射和固化的至少一个另外的子区域(参见图2、3)。
当然，附加地或替代地，不同的过程参数集PPS1-PPSn可以用于选择性地固化不同的由建造材料4构成的层3。因此，可以基于至少一个第一过程参数集PPSn来照射和固化由建造材料4构成的第一层3并且可以基于至少一个另外的过程参数集PPSn来照射和固化至少一个另外的由建造材料构成的层。
如上所述，可以对用于选择性照射和固化至少一个特定的由建造材料4构成的层3的一个或多个照射路径矢量V1-V4——例如扫描矢量——使用不同的过程参数集PPS1-PPSn。因此，每个照射路径矢量V1-V4可包括特定的过程参数集PPS1-PPSn并进而包括特定的过程参数PPS1-PPn。

Claims (13)

1.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束(5)固化的建造材料(4)构成的层(3)来添加式地制造至少一个三维物体(2)的方法，包括以下步骤：
-提供多个过程参数集(PPS1-PPSn)，每个过程参数集都包括允许由建造材料(4)构成的层(3)的选择性固化的多个过程参数(PP1-PPn)，其中每个过程参数集(PPS1-PPSn)都引起相应的由建造材料(4)构成的层(3)的基于相应的过程参数集(PPS1-PPSn)而被选择性照射和固化的区域的微结构的特定特性；
-将所述多个过程参数集(PPS1-PPSn)中的至少两个不同的过程参数集(PPS1-PPSn)用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束(5)固化的建造材料(4)构成的层(3)来添加式地制造至少一个三维物体(2)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个过程参数集(PPS1-PPSn)中的至少一个过程参数集(PPS1-PPSn)引起在要添加式地制造的三维物体(2)的建造方向上的晶粒生长。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述多个过程参数集(PPS1-PPSn)中的至少一个过程参数集(PPS1-PPSn)引起在横向于要添加式地制造的三维物体(2)的建造方向的方向上的晶粒生长。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过使用所述至少两个不同的过程参数集(PPS1-PPSn)来产生互锁微结构，在所述互锁微结构中相邻地设置的晶粒(13)以互锁布置的方式设置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过使用所述至少两个不同的过程参数集(PPS1-PPSn)来产生如下微结构：该微结构不具有用于微结构裂缝的微结构滑移面，或者具有至少比使用仅一个过程参数集的情况更少的用于微结构裂缝的微结构滑移面。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，进一步包括以下步骤：
-提供用于要借助所述至少一个能量束(5)依次选择性照射和固化的至少一个由建造材料(4)构成的层(3)的至少一个目标标准；
-基于所述至少一个目标标准来选择所述多个过程参数集(PPS1-PPSn)中的至少一个过程参数集(PPS1-PPSn)；
-将所选择的所述至少一个过程参数集(PPS1-PPSn)用于至少一个由能借助至少一个能量束(5)固化的建造材料(4)构成的层(3)的选择性照射和固化。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述目标标准是或指的是能量输入标准、固化标准、微结构标准或晶粒结构标准中的至少一者。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将不同的过程参数集(PPS1-PPSn)用于选择性固化至少一个特定的由建造材料(4)构成的层(3)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将不同的过程参数集(PPS1-PPSn)用于选择性地固化不同的由建造材料(4)构成的层(3)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，对用于选择性地照射和固化至少一个特定的由建造材料(4)构成的层(3)的一个或多个照射路径矢量(V1-V4)使用不同的过程参数集(PPS1-PPSn)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，过程参数集(PPS1-PPSn)包括以下多组过程参数(PPS-PPn)中的至少一者：束参数和层参数。
12.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束(5)固化的建造材料(4)构成的层(3)来添加式地制造至少一个三维物体(2)的设备(1)，所述设备(1)包括：
-提供多个过程参数集(PPS1-PPSn)的数据提供单元(10)，每个过程参数集都包括允许由建造材料(4)构成的层(3)的选择性固化的多个过程参数(PP1-PPn)，其中每个过程参数集(PPS1-PPSn)都引起相应的由建造材料(4)构成的层(3)的基于相应的过程参数集(PPS1-PPSn)而被选择性照射和固化的区域的微结构的特定特性；和
-控制单元(11)，所述控制单元用于控制所述设备(1)的操作以使得所述多个过程参数集(PPS1-PPSn)中的至少两个不同的过程参数集(PPS1-PPSn)用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助至少一个能量束(5)固化的建造材料(4)构成的层来添加式地制造至少一个三维物体(2)。
13.一种用于根据权利要求12所述的设备(1)的数据提供单元(10)，所述数据提供单元(10)包括用于与所述设备(1)的控制单元(11)通信的至少一个接口(12)。
CN201810213226.8A 2018-01-24 2018-03-15 用于添加式地制造至少一个三维物体的方法 Pending CN110065229A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP18153284.7 2018-01-24
EP18153284.7A EP3517276B1 (en) 2018-01-24 2018-01-24 Method for additively manufacturing a three-dimensional object

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110065229A true CN110065229A (zh) 2019-07-30

Family

ID=61027506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810213226.8A Pending CN110065229A (zh) 2018-01-24 2018-03-15 用于添加式地制造至少一个三维物体的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190224750A1 (zh)
EP (2) EP3995293B1 (zh)
JP (1) JP2019127029A (zh)
CN (1) CN110065229A (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3431289A1 (en) * 2017-07-21 2019-01-23 CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH Apparatus for additively manufacturing of three-dimensional objects
JP7234637B2 (ja) * 2019-01-11 2023-03-08 セイコーエプソン株式会社 三次元造形物の製造方法
US11685122B2 (en) * 2019-09-25 2023-06-27 SLM Solutions Group AG Technique for analyzing sensor data in powder bed additive manufacturing
CN113798515A (zh) * 2021-09-17 2021-12-17 成都先进金属材料产业技术研究院股份有限公司 用于实时调控电子束增材制造合金组织的工艺方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2586548A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-01 Alstom Technology Ltd Component or coupon for being used under high thermal and stress load and method for manufacturing such component or coupon
CN104511589A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 阿尔斯通技术有限公司 用于通过添加性激光制造来制造金属部件的方法
CN104755197A (zh) * 2012-11-01 2015-07-01 通用电气公司 增材制造方法和设备
CN105642890A (zh) * 2014-11-28 2016-06-08 通用电器技术有限公司 使用添加式制造工艺制造构件的方法
CN108472729A (zh) * 2015-12-09 2018-08-31 韩国生产技术研究院 可控制微观组织以及析出硬化的利用3d打印的金属材料的立体成型方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2737965A1 (en) * 2012-12-01 2014-06-04 Alstom Technology Ltd Method for manufacturing a metallic component by additive laser manufacturing
US20150064047A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Elwha Llc Systems and methods for additive manufacturing of three dimensional structures
GB201701702D0 (en) * 2017-02-02 2017-03-22 Renishaw Plc Methods and system involving additive manufacturing and additively-manufactured article
US10376960B2 (en) * 2017-01-18 2019-08-13 United Technologies Corporation Grain size control in laser based additive manufacturing of metallic articles

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2586548A1 (en) * 2011-10-31 2013-05-01 Alstom Technology Ltd Component or coupon for being used under high thermal and stress load and method for manufacturing such component or coupon
CN104755197A (zh) * 2012-11-01 2015-07-01 通用电气公司 增材制造方法和设备
CN104511589A (zh) * 2013-09-27 2015-04-15 阿尔斯通技术有限公司 用于通过添加性激光制造来制造金属部件的方法
CN105642890A (zh) * 2014-11-28 2016-06-08 通用电器技术有限公司 使用添加式制造工艺制造构件的方法
CN108472729A (zh) * 2015-12-09 2018-08-31 韩国生产技术研究院 可控制微观组织以及析出硬化的利用3d打印的金属材料的立体成型方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3995293A1 (en) 2022-05-11
EP3995293B1 (en) 2023-07-19
EP3517276B1 (en) 2021-10-13
JP2019127029A (ja) 2019-08-01
EP3517276A1 (en) 2019-07-31
US20190224750A1 (en) 2019-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110065229A (zh) 用于添加式地制造至少一个三维物体的方法
CN104972118B (zh) 三维造型装置和三维形状造型物的制造方法
JP4889266B2 (ja) ３次元形状造形物およびその製造方法
US6694207B2 (en) Selective laser sintering with interleaved fill scan
CN109070455A (zh) 用于生成地制造三维物体的方法和装置
CN107848202B (zh) 用于制造三维物体的方法和装置
CN107223077A (zh) 增材制造方法、处理对象数据的方法、数据载体、对象数据处理器和所制造的对象
CN104511589A (zh) 用于通过添加性激光制造来制造金属部件的方法
WO2016031279A1 (ja) 積層造形用粉体及び積層造形体の製造方法
US20170326792A1 (en) Method, Device, and Recoating Module for Producing a Three-Dimensional Object
WO2016017155A1 (ja) 三次元形状造形物の製造方法および三次元形状造形物
CN104010749A (zh) 用于制备三维物体的方法和装置
JP2004284346A (ja) 粉末光造形または焼結方法を用いた成形品の製造方法
US11396175B2 (en) Method and device for producing a three-dimensional object
KR101883272B1 (ko) 발포금속 제조방법
JP2020019276A (ja) 少なくとも１つの３次元物体を付加製造する方法
US20060119017A1 (en) Method for making ceramic work piece and cermet work piece
JP2020128099A (ja) ３次元の物体を付加製造する方法、照射ユニット、照射ユニットを備える装置、及び非一過性のコンピュータ可読記憶媒体
JP2010184412A (ja) 積層造形用樹脂粉末
CN110370628A (zh) 用于添加式地制造至少一个三维物体的方法
US20210260656A1 (en) Controlled fiber orientation in additive manufactured parts
JP2019203148A (ja) 非調質鋼部材及びその製造方法
EP3578362B1 (en) Method, controller and apparatus for additively manufacturing at least one three-dimensional object
KR20160003521A (ko) 선택적 조성을 갖는 금속분말의 레이저 직접용융과 3차원 성형 자유도를 활용한 경사기능성 부품의 제조방법
JP2015170571A (ja) ３次元積層造形装置及び３次元積層造形方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190730