CN116600971A - 资源管理***和具有该资源管理***的增材制造设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种资源管理***(39),用于管理资源材料和/或资源物品向用于增材制造的多组至少两个增材制造机器(3)的供应,其中,资源管理***(39)包括控制单元(41),该控制单元(41)被配置为接收指示对增材制造机器(3)中的任一增材制造机器(3)的资源材料和/或资源物品的需求的信号,其中,控制单元(39)被配置为根据用于解决需求冲突的预先确定的优先级排序方案来调度需求的资源材料和/或资源物品的供应。
Description
本公开涉及资源管理***和具有这样的资源管理***的增材制造设备。特别地,本公开涉及用于工业规模的批量生产的增材制造设备,其中,增材制造设备包括用于三维工件的并行增材制造的多个增材制造机器。更特别地,增材制造机器优选地被配置为应用激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,LPBF)作为增材制造技术。
三维工件的增材制造通常被称为3D打印。增材制造的具体形式是激光粉末床熔融(LPBF),其中一层的原材料粉末暴露于高能电磁辐射束,诸如,例如激光束或粒子束,用于选择性地烧结和/或熔化原材料粉末的颗粒。通过逐层顺序地烧结和/或熔化原材料粉末来制造三维工件。
与诸如模制的传统制造技术相比,单个三维工件的增材制造消耗相当多的时间。因此,在3D打印的早期,增材制造仅应用于原型制作或应用于少量单个零件。然而,由于增材制造提供了设计和生产不能被其他传统制造技术使用的部件的可能性,因此需要将增材制造用于工业规模的批量生产。在过去几十年中,增材制造的发展已经在一定程度上减少了每层生产时间,例如通过并行使用若干激光器。然而,每层生产时间的减少是有限的。因此,为了将增材制造用于工业规模的批量生产,必须并行制造部件。例如,可以将数百或数千个较小的部件排列成密集堆积的部件排列,从而形成最大限度地使用可用生产量的三维工件。然而,最大可用生产量也是有限的。为了将增材制造用于甚至更多的并行处理,增材制造设备可以包括多个增材制造机器或处理室。并行运行的增材制造机器的数量原则上是无限的。
由于每个增材制造过程需要某些资源材料和/或资源物品,因此为每个增材制造机器单独地提供用于资源材料和/或资源物品的供应的必要基础设施可能是低效的。典型的资源材料是,例如,每个制造机器需要被供应的一种或多种类型的原材料粉末。此外,每个增材制造机器需要至少一个激光光源和保护气体供应装置来作为资源材料和/或资源物品。术语“资源材料和/或资源物品”应广义地理解为针对生产过程,增材制造机器需要被供应的一切。例如,资源物品可以是用于移动构建室的公共运输***中的运输槽。向多个增材制造机器提供用于资源材料和/或资源物品供应的公共基础设施通常可能是有效的。然而,用于资源材料和/或资源物品供应的这样的公共基础设施可能需要对供应进行特定管理。例如,US 2018/0021855A1公开了一种用于管理包括多个机器的增材制造设备中的粉末供应的方法。
US 2018/0021855 A1建议将如US 7,887,316中公开的每个增材制造机器的内部回收***替换为用于所有增材制造机器的公共粉末回收***。
US 2018/0021855 A1中提出的公共粉末回收***具有以下问题:当两个增材制造机器请求粉末并且公共粉末回收***仅配备为一次仅向一个增材制造机器供应粉末时,可能出现需求冲突。因此,US 2018/0021855A1中描述的***不能以最大效率和灵活性进行操作。例如,一台机器中的重要粉末供应可能不会开始,直到对另一台机器的不太重要的粉末供应正在进行。
因此,本公开的目的是提供一种资源管理***,该资源管理***用于管理资源材料和/或资源物品向用于增材制造的多组至少两个增材制造机器的供应,该资源管理***比现有技术中已知的***更加有效和灵活。
根据本公开的第一方面,提供了一种资源管理***,该资源管理***用于管理资源材料和/或资源物品向用于增材制造的多组至少两个增材制造机器的供应,其中,资源管理***包括控制单元,该控制单元被配置为接收指示对增材制造机器中的任一增材制造机器的资源材料和/或资源物品的需求的信号,其中,控制单元被配置为根据用于解决需求冲突的预先确定的优先级排序方案来调度需求的资源材料和/或资源物品的供应。
术语“资源材料和/或资源物品”应被广义地理解为包括一种或多种原材料粉末、来自一个或多个公共激光光源的激光、来自公共保护气体源的保护气体、来自公共基板仓库的基板、来自公共构建室仓库的构建室、用于任何上述资源材料/物品的公共运输***中的运输槽、公共储存***中的冷却槽(例如构建室仓库站中的槽)、公共拆包站中的拆包槽、来自公共检修源(例如自动检修、清洁和/或校准设备或操作人员)的检修(时间)槽、和/或用于公共预处理和/或后处理***中的必要预处理和/或后处理的槽(例如其他常规处理机器中的槽,诸如喷砂、锯切、抛光、蚀刻、铣削、加热、高压养护、镀锌、涂覆等)。根据本公开的基于需求的资源管理***更灵活,从而根据需要将需求的资源材料和/或资源物品供应到各个增材制造机器。在需求冲突的情况下,根据预先确定的优先级排序方案对需求的资源材料和/或资源物品的供应进行调度提高了效率,这是因为冲突的需求可以根据预先确定的标准进行排序。例如,可以给予正在进行的构建作业的供应比将要开始的构建作业更高的优先级。作为另一示例,在作业完成之后拆包工件的请求可以具有比向增材制造机器提供构建室以开始新的作业更低的优先级。
可选地,资源管理***还可以包括供应***,该供应***用于以由控制单元调度的方式将至少一种需求的资源材料和/或资源物品供应到增材制造机器。例如,供应***可以包括用于向增材制造机器供应原材料粉末的公共真空输送管道***。可替代地或另外地,供应***可以包括将公共保护气体源连接到增材制造机器的公共保护气体管道***。可替代地或另外地,供应***可以包括公共光导***(例如光纤线路),该公共光导***将公共激光源连接到一个或多个增材制造机器。可替代地或另外地,供应***可以包括用于将基板和/或构建室运输到公共构建室仓库站和/或公共拆包站/从公共构建室仓库站和/或公共拆包站运输的运输***。
可选地,供应***可以被配置为将至少一种需求的资源材料和/或资源物品一次供应到小于增材制造机器的总数量的若干增材制造机器,特别是一次仅供应到一个增材制造机器中。这允许不太复杂且分布式的供应基础设施。由于增材制造的处理时间通常比供应资源材料和/或资源物品的时间高至少一个数量级,因此允许并行供应的更复杂的供应***可能导致供应***的低效使用。应当注意,某些资源材料和/或资源物品相当容易并行供应,诸如保护气体。对于那些资源材料和/或资源物品,供应***优选地被配置为一次并行地向两个或更多个增材制造机器供应需求的资源材料和/或资源物品。由于对那些资源材料和/或资源物品的需求冲突不太可能发生,因此根据预先确定的优先级排序方案的调度对于那些资源材料和/或资源物品不太重要。
可选地,优先级排序方案可以基于在增材制造机器的当前操作状态下对需求的资源材料和/或资源物品供应不足的后果的当前严重程度排名。例如,如果向制造过程(构建作业)当前正在其中进行的特定增材制造机器的原材料粉末供应不足将导致作业终止,则这种终止的成本可能远高于另一机器中新的生产过程的延迟开始。作为另一示例,某些资源材料和/或资源物品的供应(诸如在作业之前和之后的构建室交换)可能需要机器停止和/或由操作人员手动干预。如果在夜间或周末接收到这种需求,则无论如何当没有操作人员在场时,供应不足的严重程度排名可能低于正常工作时间。因此,优先级排序方案可以取决于不同的因素,诸如白天、资源材料和/或资源物品的可用性、供应不足的严重程度和/或预测或优化方案。例如,控制单元可以用机器学习算法来编程以优化资源需求的调度。
可选地,控制单元可以被配置为在以下累积条件(cumulative conditions)下停止对增材制造机器中的第一增材制造机器的正在进行的供应,以开始对增材制造机器中的第二增材制造机器的供应:
–在不停止对第一室的正在进行的供应的情况下,对第二增材制造机器供应不足是不能避免的,以及
–对第二增材制造机器供应不足的当前严重程度排名高于预先确定的第一严重程度阈值,以及
–对第一增材制造机器供应不足的当前严重程度排名低于预先确定的第二严重程度阈值。
第一严重程度阈值和第二严重程度阈值可以独立地设置为不同的严重程度级别或相同的严重程度级别。严重程度级别可以在连续或不连续标度上确定。在相当简单的优先级排序方案中,严重程度可以被分组为“高严重程度”、“中等严重程度”和“低严重程度”。因此,优先级排序对于高严重程度可以是“高优先级”,对于中等严重程度可以是“中等优先级”,并且对于低严重程度可以是“低优先级”。在该示例中,如果控制单元接收到由于高严重程度排名而导致的高优先级的供应需求,则如果这是不能避免的,则停止正在进行的较低优先级的供应。
例如,如果公共真空管道***当前用于填充机器的粉末缓冲器以开始新作业,则控制单元可以停止正在进行的填充过程,以优先重新填充当前正在进行的作业中的另一机器的粉末缓冲器,以便防止正在进行的构建作业终止。
可选地,资源材料可以是用于在增材制造机器上的增材制造过程中通过电磁辐射或粒子辐射进行照射的至少一种原材料粉末,并且其中,资源物品是具有载体的构建室,在该载体上,能够在增材制造机器上从至少一种原材料粉末来生产出三维工件。优选地,至少一种类型的原材料粉末通过真空管道***从公共原材料粉末罐进行分配。在并行使用不同类型的原材料粉末的情况下,针对每种类型的原材料粉末可能需要单独的管道罐和真空管道***。可替代地,粉末可以经由输送到机器的筒进行分配,优选地使用与用于构建室的运输***相同的运输***。特别地,粉末筒可以被设计为构建室。用于三维工件的每个构建作业可能需要具有新基板的新载体,工件在新基板上生产。可以存在能够重复用于许多构建作业的构建室和载体的库存或仓库。对于每个构建作业,构建室的载体可以配备有新的基板。
可选地,资源材料可以是用于在增材制造机器上的增材制造过程中通过电磁辐射或粒子辐射进行照射的至少两种原材料粉末,其中,至少两种原材料粉末包括第一原材料粉末和第二原材料粉末,其中,第一原材料粉末和第二原材料粉末的材料类型和/或颗粒尺寸彼此不同,其中,供应***构被配置为将第一原材料粉末和第二原材料粉末分别供应到增材制造机器。由此,增材制造机器中的一个或多个增材制造机器能够制造包括两种或更多种不同材料的三维工件。
可选地,资源管理***还可以包括激光供应***,该激光供应***用于以由控制单元调度的方式将由一个或多个激光光源生成的激光供应到增材制造机器,优选地考虑到在预处理、后处理和检修期间不需要激光辐射。应当注意,由激光光学器件引导到粉末床的激光可以包括在构建作业期间的若干激光空闲时间(laser-idle-times),例如,当新粉末层沉积在粉末床上时,和/或在矢量舱口(vector hatches)的照射之间(“跳跃”)和/或在单个矢量的照射之间(“天空书写(skywriting)”)。当并非增材制造机器的所有激光光学器件都可以将它们相应的照射光束偏转到整个粉末床时,可能发生照射时间不能均匀地分布到所有激光光学器件,导致一个或多个激光光学器件的激光空闲时间。用于一个或多个增材制造机器的公共激光光源(包括一个或多个相同或不同的激光源)可以比为各个增材制造机器单独提供激光光源更有效。如果在生产设备处可用,也可以向其他激光加工机器(如激光切割机、激光焊接机、激光标记机等)提供来自公共激光光源的激光。考虑到它们的激光空闲时间,由公共激光光源提供的激光可以被分配到不同的增材制造机器或不同的激光光学器件。附加地或可替代地,例如,通过在空间上(例如,利用分束器)和/或在时间上(例如,利用脉冲激光光源)分离激光,激光可以同时或准同时分布到不同的增材制造机器或不同的光学单元。然而,如果公共激光光源的激光在一个或多个增材制造机器之间共享,则总的可用光功率可能不足以同时满足特定激光的所有需求。因此,控制单元可以被配置为根据用于解决激光需求冲突的预先确定的优先级方案来调度需求的激光的供应。该优先级方案可以与用于供应原材料粉末的优先级方案相同或不同。公共激光光源可以包括具有不同波长的激光光源,例如“红外”、“红色”、“绿色”和/或“蓝色”激光光源。在具有不同材料的制造过程中,对于不同材料使用具有不同波长的激光可能是有利的。在优选实施例中,增材制造机器可以包括至少一个适用于处理宽范围的材料的第一激光光源(例如“红色”或“红外”激光光源),以及至少一个适用于处理较为不常见的材料的第二激光光源(例如“绿色”或“蓝色”激光光源),其中,第一激光光源和第二激光光源的使用适合于由增材制造机器之间的资源管理***调度。可替代地或另外地,公共激光光源可以包括具有不同功率和/或操作模式(例如,连续波模式或脉冲模式)的激光光源。
根据本公开的第二方面,提供了一种增材制造设备,其中,该增材制造设备包括:
–多组至少两个增材制造机器,用于三维工件的并行增材制造,以及
–如前所述的资源管理***,用于管理资源材料和/或资源物品向多组至少两个增材制造机器的供应。
可选地,增材制造设备还可以包括拆包站,该拆包站用于从构建室拆下三维工件并从三维工件上去除残留原材料粉末。优选地,增材制造设备包括公共运输***,该公共运输***用于将构建室从任一增材制造机器运输到拆包站。
可选地,增材制造设备还可以包括用于多个构建室的并行预处理和/或后处理的构建室仓库站。例如,作为预处理,构建室及其载体可以被预热到期望的操作温度以开始新的构建作业。在完成的构建也做之后的构建室的典型后处理可以是受控冷却,该受控冷却包括受控地加热以防止冷却过程过快。一方面,冷却过程过快可能导致刚刚制造的三维工件的不期望的材料应力。另一方面,冷却过程过慢增加了每个工件的总制造时间和成本。因此,控制单元可以根据优先级排序方案针对预处理和/或后处理调度构建室仓库站中的需求的空置槽。优先级排序方案可以取决于特定传感器输出,例如温度传感器输出。例如,第一机器和第二机器都在完成作业之后在构建室仓库站中为其构建室请求冷却槽。第一构建室中的温度传感器可以指示比第二构建室中的温度传感器更高的温度。如果在构建室仓库站中当前仅有一个槽可用,则可以优先考虑较热的构建室。根据构建室仓库站中的其他构建室的温度,控制单元可以释放较冷的构建室的槽,以允许较热的构建室的冷却。可选地,可以考虑从构建文件确定的不同构建作业的热变形趋势。因为工件质量劣化的严重程度可能高于新的构建作业的延迟开始,所以冷却过程可以被给予高于任何预热过程的优先级。因此,如果需要释放构建室仓库站中的槽用于冷却过程,则可以停止预热过程。
可选地,增材制造机器中的至少一个增材制造机器可以包括内部原材料粉末回收***,其中,内部原材料粉末回收***被配置为在正在进行的制造过程(构建作业)期间直接回收残留原材料粉末。在正在进行的制造过程期间直接回收机器内的残留原材料粉末对于更有效地使用机器是有利的。由于原材料粉末的每一层需要在分层过程期间从每一层刮掉大量的过量原材料粉末,因此内部原材料粉末回收***显著地增加了机器的生产能力。具有内部原材料粉末回收***的机器需要越来越少的原材料粉末再填充,因此向资源管理***发送越来越少的需求。然而,内部原材料粉末回收***可能使机器对原材料粉末的需求预测性较差,这增加了需求冲突和需求冲突解决的机会。
可选地,增材制造机器中的至少一个增材制造机器包括用于缓冲原材料粉末的至少一个原材料粉末缓冲器,其中,至少一个原材料粉末缓冲器包括填充水平检测器,该填充水平检测器被配置为触发指示对作为资源材料的原材料粉末的需求的信号。优选地,至少一个原材料粉末缓冲器可以被配置为在正在进行的制造过程期间从内部原材料粉末回收***直接接收回收的残留原材料粉末。因此,一方面原材料粉末缓冲器可以经由公共原材料粉末运输***(例如,真空管道***)而被再填充,该公共原材料粉末运输***将原材料粉末罐与该设备的增材制造机器的各个原材料粉末缓冲器连接。另一方面,每个原材料粉末缓冲器可以在正在进行的制造过程期间由每个机器的内部原材料粉末回收***直接再填充。填充水平检测器可以包括一个或多个传感器,例如,在原材料粉末缓冲器处或原材料粉末缓冲器中的特定竖直位置处的一个或多个光敏传感器。为了检测原材料粉末消耗的速率,可以在不同的竖直位置处设置两个或更多个传感器。将来的原材料粉末需求可以由控制单元根据用于解决需求冲突的预先确定优先级排序方案来预测并因此调度。可替代地或另外地,资源管理***可以为用户提供可选择的选项以设置回收比例(recyclingfraction),或者提供能选择的操作模式而不直接回收,即,仅使用新鲜原材料粉末。优选地,用户甚至可以能够要求新鲜原材料粉末必须源自新鲜原材料粉末的单次装料。
可选地,资源管理***还可以被配置为对增材制造机器中的任一增材制造机器的资源材料和/或资源物品的一个或多个需求进行预测,并且根据用于解决需求冲突的预先确定的优先级排序方案来重新安排所预测的资源材料和/或资源物品的需求的供应。例如,资源管理***可以访问构建数据(即,构建文件),基于该构建数据正在制造或计划制造三维工件。任何相关的机器参数和/或操作状态和/或操作模式也可以是已知的。
因此,资源管理***可以能够预测哪个机器在什么时间将需要哪个资源。此外,资源管理***还可以能够预测从哪个时间点开始哪个机器将不再需要哪个资源。因此,可以根据用于解决预测需求冲突的预先确定的优先级排序方案来重新安排所预测的资源材料和/或资源物品的需求的供应。例如,可以命令机器排出其回收的残留原材料粉末,用于在下一个构建作业之前被供应新的新鲜原材料粉末的满载,以便避免在下一个构建作业期间的任何需求。另一个示例可以是预测很快就需要冷却槽,但是那时在构建室仓库站中将没有槽可用。因此,资源管理***可能需要将尚未完全预热的(即,“冷的”)构建室从构建室仓库站运输到机器并在机器中对其进行预热。这清空了预计需要的槽。另一示例是预测在周末期间完成构建作业,此时,此后没有工作人员可以清洁机器。构建作业的速度、故障风险和/或质量可以由资源管理***相应地调整,或者反之亦然,需要更高质量、更低故障风险和/或更长构建时间的那些构建作业可以被调度为在周末运行。由于某些构建作业可能需要某些重新配置和检修工作(例如过滤器更换),因此可以通过调度在其间不需要或需要较少重新配置和检修工作的构建作业组来最小化这种重新配置和检修工作,例如使用相同的原材料粉末来节省过滤器更换的数量。此外,因为预处理和后处理相似或相同,所以机器上并行的相似或相同的构建作业可以成组调度。
根据本发明的第三方面,提供了一种用于管理资源材料和/或资源物品向用于增材制造的多组至少两个增材制造机器的供应的方法,其中,所述方法包括:
–接收指示对增材制造机器中的任一增材制造机器的资源材料和/或资源物品的需求的信号,以及
–根据用于解决需求冲突的预先确定的优先级排序方案来调度需求的资源材料和/或资源物品的供应。
可选地,该方法还可以包括,通过操作人员的请求输入手动地或者基于传感器检测或传感器测量自动地触发指示对资源材料和/或资源物品的需求的信号。操作人员可以为资源材料和/或资源物品的供应的自动触发请求设置各种参数和阈值水平。
可选地,优先级排序方案可以基于在增材制造机器的当前操作状态下对需求的资源材料和/或资源物品供应不足的后果的当前严重程度排名。例如,如果对原材料粉末供应不足将导致正在进行的构建作业终止,则当前严重程度排名可以是最高的。因此,例如,优先级排序方案将优先向当前正在制造工件的机器供应原材料粉末,而不是向机器供应原材料粉末以开始新的构建作业。
可选地,供应的调度可以包括,在以下累积条件下,停止对增材制造机器中的第一增材制造机器的正在进行的供应,以开始对增材制造机器中的第二增材制造机器的供应:
–在不停止对第一增材制造机器的正在进行的供应的情况下,对第二增材制造机器供应不足是不能避免的,以及
–对第二增材制造机器供应不足的当前严重程度排名高于预先确定的第一严重程度阈值,以及
–对第一增材制造机器供应不足的当前严重程度排名低于预先确定的第二严重程度阈值。例如,第一机器的原材料缓冲器当前填充有原材料粉末以开始新的构建作业。在该填充过程期间,另一个当前制造的第二机器可能需要供应新的原材料粉末以继续正在进行的制造过程。由于当前正在进行的制造过程终止的严重程度排名高于新制造过程开始的延迟,因此停止第一机器的原材料缓冲器的填充,以便向第二机器供应原材料粉末,从而防止第二机器中当前正在进行的制造过程终止。
可选地,该方法还可以包括在正在进行的制造过程期间直接回收残留原材料粉末。如上所述,这提高了使用可用原材料粉末的整体效率,并增加了设置有内部粉末回收***的每个机器的容量。
可选地,该方法还可以包括:
–将用于增材制造机器中的至少一个增材制造机器的原材料粉末缓冲在至少一个增材制造机器的原材料粉末缓冲器中,
–监测原材料粉末缓冲器的填充水平,以及
–触发指示至少一个增材制造机器对作为资源材料的原材料粉末的需求的信号。
可选地,该方法还可以包括在至少一个增材制造机器上的正在进行的制造过程期间将残留原材料粉末直接回收到相关联的原材料粉末缓冲器中。可替代地或另外地,用户可以设定回收比例或完全暂停直接回收,即,仅用新鲜原材料粉末制造。优选地,用户甚至可能要求新鲜原材料粉末必须源自新鲜原材料粉末的单次装料。
可选地,该方法还可以包括对增材制造机器中的任一增材制造机器的资源材料和/或资源物品的一个或多个需求进行预测,并且根据用于解决需求冲突的预先确定的优先级排序方案来重新安排所预测的资源材料和/或资源物品的需求的供应。任何相关的机器参数和/或操作状态和/或操作模式可以是已知的。另外,包含在构建数据中的所有信息(即,构建文件)都是可访问的,基于该信息正在制造或计划制造三维工件。
因此,可以预测哪个机器在什么时间将需要哪个资源。此外,可以预测从哪个时间点开始哪个机器不再需要哪个资源。因此,可以根据用于解决预测需求冲突的预先确定的优先级排序方案来重新安排所预测的资源材料和/或资源物品的需求的供应。例如,可以命令机器排出其回收的残留原材料粉末,用于在下一个构建作业之前被供应新的新鲜原材料粉末的满载,以便避免在下一个构建作业期间的任何需求。另一个示例可以是预测很快就需要冷却槽,但是那时在构建室仓库站中将没有槽可用。因此,资源管理***可能需要将尚未完全预热的(即,“冷的”)构建室从构建室仓库站运输到机器并在机器中对其进行预热。这清空了预计需要的槽。另一示例是预测在周末期间完成构建作业,此时,此后没有工作人员可以清洁机器。构建作业的速度、故障风险和/或质量可以由资源管理***相应地调整,或者反之亦然,需要更高质量、更低故障风险和/或更长构建时间的那些构建作业可以被调度为在周末运行。由于某些构建作业可能需要某些重新配置和检修工作(例如过滤器更换),因此可以通过调度在其间不需要或需要较少重新配置和检修工作的构建作业组来最小化这种重新配置和检修工作,例如使用相同的原材料粉末来节省过滤器更换的数量。此外,因为预处理和后处理相似或相同,所以机器上并行的相似或相同的构建作业可以成组调度。
现在将参考以下附图通过示例的方式描述本公开的更多的实施例,其中:
图1示出了根据本公开的增材制造设备的示例的立体图;
图2示出了图1的增材制造设备的俯视图;
图3是根据本公开的资源管理***的仪表板显示器的示例的示意图;图4示出了根据本发明的增材制造设备的构建室仓库站的示例的立体图;以及
图5是根据本公开的增材制造设备的另一示例的示意图。
图1和图2示出了增材制造设备1,其包括多个五个增材制造机器3。请注意,对于该示例,五个机器3的数量是任意选择的,并且增材制造设备1可以包括任何数量n≥2的增材制造机器3。在某些方面,增材制造机器3中的一些或全部可以彼此相同或不同。如图1和图2所示的并行配置的相同的增材制造机器3的优点可以有利于以工业规模在批量生产中执行大量增材制造。如果增材制造机器3中的一个能够在单个构建作业中并行制造数百个部件,则增材制造设备1能够并行制造数千个部件。如果增材制造机器3中的一个、一些或全部在某些方面彼此不同,则增材制造设备1可以更通用以用于生产更宽范围的产品。例如,增材制造机器3中的一个或一些可以能够制造包括两种不同材料的部件。
增材制造机器3平行地位于升高的平台上并且以成排的配置彼此间隔开,以便允许操作人员接近每个增材制造机器3。增材制造设备1还包括用于将资源材料和/或资源物品供应到增材制造机器3的供应***7。作为供应***7的一部分,运输***9沿着成排的增材制造机器3延伸,以便将构建室11运输到增材制造机器3并且从增材制造机器3运输构建室11。平台5的升高允许在平台5下方的水平处往返于增材制造机器4的运输和/或具有高构建室11的机器3的安装,而不需要基础工作。因此,高度大于80厘米的构建室11可以用于增材制造机器3。在图1和图2中,一个构建室11当前示出为在去往或离开增材制造机器3中的一个的路径上。运输***9能够在线性轨道上沿着成排的增材制造机器3运输构建室11。运输***9还被配置为竖直地上下移动和定位构建室11。此外,运输***9能够将构建室11运输到增材制造机器3中,以用于将它们安装到增材制造机器3的处理室。
增材制造设备1还包括拆包站13,其也可以被称为粉末去除站。拆包站13用于在完成的构建作业之后打开构建室11,以便从制造的工件去除任何未熔化或未烧结的原材料粉末。在对残留原材料粉末进行收集、筛分、过滤、干燥和/或其他处理之后,这样的残留原材料粉末可以被回收和再使用。如图1和图2所示,拆包站13可以位于运输***9的线性轨道的一端处。在运输***9的线性轨道的另一端,增材制造设备1还可以包括用于在构建作业之前和/或之后存储和缓冲构建室11的构建室仓库站15。所示出的在运输***9的端部处的定位仅是示例。优选地,可以考虑机器3的数量和布置来进行定位,以提供最佳的运输路线。可以提供若干拆包站13和若干仓库站15。构建室仓库站15可以用于构建室11的预处理和/或后处理。例如,构建室11可以在它们被运输到增材制造机器3以用于下一构建作业之前被加热到处理温度。可替代地或另外地,在制造过程之后,可以在构建室仓库站15处以受控的方式冷却构建室11。受控冷却过程可以包括加热构建室11,以便减慢冷却时间,以避免制造的工件中的热诱导结构应力。可替代地或另外地,操作人员可以使用远程控制终端(例如,个人计算机)来监测和控制一些或所有增材制造机器(优选地,整个制造设施)的构建作业。
增材制造设备1还包括公共原材料粉末供应装置17,原材料粉末从该公共原材料粉末供应装置经由真空管道***19输送到增材制造机器3。公共原材料粉末供应器17包括原材料粉末罐和可选的过滤器和/或筛网,用于在输送到增材制造机器3之前净化原材料粉末。原材料粉末罐可以填充有来自外部源的新的原材料粉末和/或来自拆包站13的回收的原材料粉末。增材制造机器3中的一个、一些或全部可以包括内部回收***,该内部回收***用于回收在制造过程期间超过每一层沉积量而使用的原材料粉末。可替代地或另外地,增材制造机器3中的一个、一些或全部的过量原材料粉末可以经由真空管道***19的一个或多个返回管线经由公共原材料粉末源而被回收。真空管道***19可以包括一个或多个抽吸泵,用于提供负压以驱动气流通过承载原材料粉末的真空管道***19。增材制造设备1包括公共保护气体源,例如氮气或氩气,以向增材制造机器3供应保护气体。增材制造机器3可以均包括用于增材制造的一个或多个处理室。在图1和图2所示的示例中,每个增材制造机器3包括正好一个处理室。在可以开始增材构建作业之前,构建室11必须从下方安装到增材制造机器3的处理室。站在任何一个增材制造机器3处的平台5上的操作人员能够通过窗口21观察相应增材制造机器3的处理室。增材制造机器3可以包括监测和控制终端23,该监测和控制终端包括显示器25和输入装置。操作人员可以使用增材制造机器3的监测和控制终端23来针对相应的增材制造机器3单独地监测和控制构建作业。
增材制造设备1的完整生产循环从一个或多个构建室11的组装开始,该一个或多个构建室是用于增材制造过程的资源物品。构建室11包括底板封装形式的载体、周向侧壁和盖。载体包括顶部基板,工件稍后在该顶部基板上构建或“生长”。此外,载体包括加热元件和用于从下方临时固定载体的固定点。载体能在周向侧壁内轴向移动,并且可以锁定在底部位置中。因此,载体从下方密封地封闭构建室11。盖用于在顶部密封地封闭构建室11。盖包括保护气体连接器,用于连接到保护气体源,以便在需要时在构建室11中提供足够的保护气体气氛。
一旦载体、周向侧壁和盖组装在一起,构建室11在构建室仓库站15中被预热。一旦构建室11被预热到预先确定或设定的处理温度,构建室11就准备好被分配并运输到增材制造机器3中的一个。根据本发明的一可选方案,还可以预热增材制造机器3中的构建室13而不是构建室仓库站15。尽管机器中的预热可能需要更长的时间,但是机器3中的预热可以由资源管理***命令,例如,如果构建室仓库站15中的槽需要用于具有更高优先级的动作,诸如冷却。当构建室11到达相应的增材制造机器3时,其被定位在机器3的处理室下方。然后取下盖子,并且周向侧壁可以从下方密封地附接到处理室。处理室朝向构建室打开,并且载体向上移动到顶部位置。由此,原材料粉末的第一层可以通过进料器沉积在基板上,用于在处理室中进行增材制造。所描述的对接过程仅是示例。构建室13和/或处理室也可以以不同的方式打开和关闭。特别地,构建室盖和处理室盖可以共同移动和/或构建室盖可以在处理室内部移动。
当处理室中普遍存在足够的保护气体气氛时,原材料粉末的连续逐层照射过程开始。在一层的每次激光照射完成之后,载体在构建室11的周向侧壁内逐步向下移动一层厚度。然后通过进料器在先前照射的层上沉积新的层,使得待照射的顶层总是在处理室中的相同轴向位置处。因此,所制造的工件“生长”至从下方附接到处理室的构建室11中。在构建作业结束时,构建室11填充有制造的工件和所有层的残留的未熔化或未烧结的原材料粉末。应当注意,新层的沉积需要过量的原材料粉末,该原材料粉末被刮刀刮掉以实现期望厚度的平面层。过量的原材料粉末可以在机器3的内部回收***和/或设备1的公共回收***中回收。可选地,循环粉末可以以固定或可变比率与新鲜粉末混合,优选地以使用预先确定的最小量的新鲜粉末的比率混合。在机器3的内部回收***的情况下,过量的原材料粉末被筛分并运输回到机器3的原材料粉末缓冲器中,进料器从该原材料粉末缓冲器获得用于新层沉积的原材料粉末。在设备1的公共回收***的情况下,过量的原材料粉末经由真空管路***19被输送回公共原材料粉末供应器17的公共原材料粉末罐。机器3的原材料粉末缓冲器连接到真空管道***19,以填充新的和/或回收的原材料粉末。
一旦构建作业完成,就关闭处理室以在其中保持保护气体气氛以用于随后的构建作业。构建室向下移动以与处理室分离,并且盖被放回到周向侧壁上以在顶部关闭构建室并尽可能多地将保护气体气氛保持在其中。可以手动地或自动地清洁处理室的残留原材料粉末,以进行随后的构建作业。优选地,建立与气体供应的连接以确保在冷却期间有足够的保护气氛。
在构建作业之后,构建室11需要以受控的方式冷却,并且请求构建室仓库站15中的冷却槽。一旦构建室仓库站15中的冷却槽可用,构建室11就被运输到构建室仓库站15,其中载体从下方固定在停放位中。停放的载体中的加热元件由此是可控的,以控制冷却持续时间,从而降低工件中温度诱导的材料应力的风险。
一旦构建室11被充分冷却,构建室11就准备好在拆包站13中被打开。一旦拆包站13中的拆包台上的拆包槽可用,构建室11就被运输到拆包站13。在拆包站13中,载体以与构建室仓库站15的停放位中基本相同的方式从下方固定到拆包台。与构建室仓库站15相比,拆包台位于密封的拆包室中,以防止任何原材料粉末泄漏。一旦载体固定到拆包台,包括盖的周向侧壁向上移动并“拉离”工件。然后,工件周围残留的未熔化和未烧结的原材料粉末掉落并冲洗到拆包站13的底部收集盆中。为了尽可能多地从工件上去除残留的未熔化和未烧结的原材料粉末,可以在拆包室中摇动、振动和/或旋转拆包台。应当注意,工件的底层优选地熔化/烧结到基板,使得工件一体地连接到作为载体的一部分的基板。
在构建室11拆包之后,包括盖的周向侧壁可以被放回到载体上,以允许通过运输***9运输并在运输期间保护工件。一旦构建室11已经离开拆包站13,构建室11被再次拆卸,并且基板与载体分离,以便取回工件用于进一步的外部常规处理,诸如喷砂、铣削、加热、高压养护(autoclaving)、镀锌、涂覆等。
清空的构建室11可以重复使用并重新组装,以用于增材制造设备1的下一个完整的生产循环。每个生产周期需要更换的构建室11的唯一部分是需要安装在载体上的基板。单个、一些或所有构建作业可以作为所谓的“无支撑”构建作业来执行。这意味着工件以不产生与基板的连接的方式生产,使得工件“漂浮”在原材料粉末上。在这种情况下,不必更换基板和/或可以完全省去基板的使用。当在没有基板的情况下运行时,构建室11可以具有特定的设计,特别是载体。无支撑构建作业还可能需要使用不同的拆包站,例如包括工件夹持器和/或筛,特别是振动筛,用于不处理具有残留粉末的工件。资源管理***可以考虑各个构建作业的必要拆包要求。
为了并行地协调和管理具有多个构建室11和增材制造机器3的增材制造设备1的生产周期,增材制造设备1还包括在可编程逻辑控制器(PLC)、工业PC(IPC)、服务器或用于控制增材制造设备1的供应***7的另一种计算机装置上实现的软件或应用程序形式的资源管理***(在图1和图2中不可见)。用于资源管理***的输入和输出选项可以以仪表板(参见图3)的形式显示在任何显示器25和/或另一静止或移动计算机装置(例如平板电脑或智能手机)的显示器上。仪表板可以被实现为可通过使用普通互联网浏览器应用程序来显示的基于网络的应用程序。在硬件方面,资源管理***包括控制单元,该控制单元被配置为接收指示对增材制造机器3中的任一增材制造机器3的资源材料和/或资源物品的需求的信号。控制单元还被配置为根据用于解决需求冲突的预先确定的优先级排序方案来调度所需的资源材料(例如原材料粉末、公共激光、保护气体)和/或资源物品(例如构建室11、运输槽、冷却槽、预热槽、拆包槽)的供应。要应用的优先级排序方案的任何参数或设置可以由操作人员使用所显示的仪表板来设置。控制单元还可以被配置为在仪表板上向操作人员传达要显示的要求、状态、错误消息、传感器测量或任何其他监测信息。
图3示出了在显示器25和/或另一静止或移动计算机装置的显示器中的任何一个上向操作人员显示的仪表板27的示例。仪表板27包括关于被称为“PRS粉末去除站”的拆包站13的状态、关于被称为“/>BCM构建圆筒库”的构建室仓库站15的状态以及关于被称为“/>800M1-M5”的各个增材制造机器3的状态的信息概览。构建室11被称为“构建圆筒”。仪表板可以包括用于各个站和机器的图形状态表示,例如以颜色代码的形式,例如交通灯。特别地,一些或所有图形状态表示可以与站13、15和机器3上的物理状态表示(例如,信号灯)相匹配。
从仪表板27可以看出,所有增材制造机器M1至M5这里都是相同类型的,其在构建作业期间在尺寸为500×280毫米的粉末床上同时使用四个激光器。构建室11具有850毫米的高度。构建速率可以是170cm3/h或更高。在图3中作为示例示出的情况下,机器M2和M3具有当前正在进行的构建作业,而机器M1、M4和M5已经完成构建作业。机器M1、M4和M5中的构建室11将制造的工件保持在其中,并且准备好移动到构建室仓库站15以进行冷却。操作人员现在可以通过按下相应的请求按钮27(例如,在显示仪表板29的平板电脑的触摸屏上)来触发对冷却槽的请求。可替代地,资源管理***可以自动触发请求并调度执行。在需求冲突的情况下需要执行调度。例如,构建室仓库站15(BCM构建圆筒库)当前仅具有一个空槽可用于另一冷却过程。资源管理***可以优先将机器M1、M4或M5中的一个构建室11(例如M1)移动到构建室仓库站15中的空槽。
然后,原则上,资源管理***有两种选择来分配一次仅能够运输一个构建室11的运输***9的下一个槽。第一种选择是将准备好拆包的构建室仓库站15中的构建室11移动到拆包站13(“PRS粉末去除站”),以便释放构建室仓库站15中的另一个槽。第二种选择是移动构建室仓库站15中预热的构建室11,该构建室11准备好被分配给当时空的机器M1。第二种选择更有效,这是因为第一种选择将延迟机器M1中新构建作业的开始。该决策过程由应用于解决需求冲突(例如,在这种情况下是关于运输槽)的优先级方案预先确定。
一旦构建室被移动到机器M1,就将准备好拆包的构建室仓库站15中的构建室11移动到拆包站13,这是因为构建室仓库站15中没有构建室11被完全预热并准备好被分配给新的构建作业。然后,构建室仓库站15中的两个冷却槽对于机器M4和M5中的构建室11是空闲的,然后相应地被移动到构建室仓库站15。
资源管理***还管理和显示原材料粉末供应或分配。在如图3所示的情况下,机器M1、M4和M5具有满的原材料粉末缓冲器,并且没有对原材料粉末供应的当前需求。然而,机器M2和M3具有低填充水平或空的原材料粉末缓冲器,并且因此具有对原材料粉末供应的冲突的需求。供应***7可以一次仅能够向一个机器供应原材料粉末。机器M3的原材料粉末缓冲器当前正在被填充,如状态显示“装载…”所示。如果机器M2的当前供应不足将导致机器M2中正在进行的构建作业终止,则资源管理***可以决定停止机器M3的填充过程以开始填充机器M2。因此,可以防止昂贵的作业终止。如果然后机器M3的当前供应不足将导致机器M3中正在进行的构建作业终止,则资源管理***可以决定停止机器M2的填充过程以再次开始填充机器M3。
图4更详细地示出了构建室仓库站15。如图4所示,构建室仓库站15包括六个停放位31,以便一次容纳六个构建室11。构建室11能自动地安装到停放位31。构建室仓库站15连接到用于接收和发送构建室11的运输***9。一旦构建室11安装到停放位31,控制单元就能够控制构建室11的载体(即,底板封装件)中的加热元件。从上面看,每个停放位31包括保护气体供应装置33,以便在构建室11的较长时段的冷却、预热和/或停放期间提供足够的保护气体气氛。氮气或氩气可以例如用作保护气体。
图5示出了增材制造设备1的另一示例,其包括标记为M1、M2、M3和M4的四个不同的增材制造机器3。存在用于所有增材制造机器3和站13、15的中央公共保护气体源35。保护气体在循环管道***中循环,以经由保护气体供应装置36供给到所有机器3中,并在公共过滤器单元37中过滤。可以在各个增材制造机器3中提供具有相同或不同效率的附加过滤器38,即,机器M1和M4中的大过滤器单元38和M3中的小过滤器单元38。公共过滤器单元37和单独的过滤器单元38可以包括多个过滤器,特别是用于过滤不同的材料成分。也可以使用多于一个的保护气体回路。特别地,针对每种原料成分可以使用一个气体回路,由此防止过滤器中的关键材料组合。包括控制单元41的资源管理***39无线地或有线地连接到每个机器3的内部控制模块43。资源管理***39的控制单元41被配置为协调和管理增材制造设备1的供应***7。存在如何实现资源管理***39与控制模块43之间的通信的若干种选择。在第一种选择中,资源管理***39可以从控制模块43接收未处理的数据和控制信号,以供资源管理***39解释和评估。在第二种选择中,控制模块43单独地处理和评估它们的数据和传感器信号,并且仅向资源管理***39发送对资源材料和/或资源物品的需求。在优选的第三种选择中,控制模块43单独处理它们的数据和传感器信号,并将它们转发到资源管理***39以供资源管理***39进行评估和优先级排序。这里的供应***7包括用于运输构建室11的运输***9、具有四个停放位31的构建室仓库站15、具有一个拆包台的拆包站13、用于输送工件和接收新的构建室11或载体的终端中心45、激光供应***47、以及用于提供两种不同种类的原材料粉末的公共原材料粉末供应装置17。两种类型的原材料粉末可以通过它们的材料类型和/或颗粒尺寸而彼此不同。材料类型可以是任何类型的金属、陶瓷、塑料和/或矿物。因此,在一个构建作业中可以使用不同的材料。例如,可以制造包括两种不同材料的工件。作为另一个示例,塑料可以用作相对便宜且轻的填充或桥接材料,其可以稍后被烧掉,或者陶瓷可以用作涂层。
在图5中作为示例示出的增材制造设备1的四个机器3在某些方面彼此不同,以展示增材制造设备1的通用性。机器M1包括在处理室51的顶部处的四个激光光学器件49和两个内部激光光源53。机器M1还包括在处理室51的一侧处的一个原材料粉末缓冲器55。被定位在原材料粉末缓冲器55下方的进料器57可以填充有来自原材料粉末缓冲器55的原材料粉末。进料器57能水平移动,以在被定位在处理室51下方的构建室11的载体上沉积和刮擦原材料粉末层。在沉积每一层之后刮除的过量原材料粉末被进料器57推入收集盆59中。过量的原材料粉末在构建作业期间经由内部回收***61直接回收到原材料粉末缓冲器55。
激光供应***47用于为机器M2、M3和M4提供激光,其中仅机器M3包括附加的内部激光光源53。激光供应***47的一个或多个公共激光光源的激光通过光导***65(例如光纤线)被引导到机器M2、M3和M4。激光供应***47可以提供波长、功率、偏振、脉动和/或振幅分布不同的不同类型的激光。
机器M2不连接到公共原材料粉末供应装置17,而是包括可更换的原材料粉末筒67,进料器57从该可更换的原材料粉末筒填充以用于分层过程。过量的原材料粉末可以被吸出(未示出)或捕捉在可更换的原材料粉末仓(未示出)中。原材料粉末筒67和/或原材料粉末仓可以使用与构建室11相同的运输***9。特别地,原材料粉末筒67和/或原材料粉末仓可以被设计为构建室。
机器M3和M4能够处理两种不同种类的原材料粉末。因此,机器M3和M4均包括两个原材料粉末缓冲器55,以分别缓冲两种不同的原材料粉末。然而,过量的原材料粉末包括两种原材料粉末类型的混合物。机器M3包括内部回收***61,该内部回收***能够至少部分地分离过量原材料粉末的两种组分,以用于再填充两个原材料粉末缓冲器55。内部回收***61可以被实现为回收所有过量的原材料粉末。在替代实施例中,内部回收***61可以被实现为回收过量的原材料粉末的一种组分的一定比例,而其余的过量材料粉末在公共回收单元68中分离。在另一替代实施例中,内部回收***61可以被实现为回收过量的原材料粉末的每种组分的一定比例,而其余的过量材料粉末在公共回收单元68中分离。这里设置公共回收单元68用于分离机器M3和M4的过量原材料粉末的两种组分。公共回收单单元68供给用于分别储存两种不同的原材料粉末的两个单独的原材料粉末罐69。原材料粉末罐69用于经由真空管道***19向机器M1、M3和M4的原材料粉末缓冲器55再填充适当类型的新的和/或回收的原材料粉末。
如先前结合图1至图4所示的实施例所解释的,具有控制单元41的资源管理***39被配置为,通过仪表板27的手动操作人员输入和/或由传感器检测或传感器测量自动触发,接收指示对增材制造机器中的任一增材制造机器的资源材料和/或资源物品的需求的信号。例如,原材料粉末缓冲器55可以包括填充水平检测器,以指示再填充的需求。控制单元41还被配置为根据如上所述的用于解决需求冲突的预先确定的优先级排序方案来调度所需资源材料和/或资源物品的供应。
附图标记列表
1 增材制造设备
3 增材制造机器
5 平台
7 供应***
9 运输***
11 构建室
13 拆包站
15 构建室仓库站
17 公共原材料粉末供应装置
19 真空管道***
21 窗口
23 控制终端
25 显示器
27 请求按钮
29 仪表板
31 停放位
33 保护气体供应装置
35 公共保护气体源
36 保护气体供应装置
37 公共过滤器单元
38 单独的过滤器单元
39 资源管理***
41 控制单元
43 内部控制模块
45 运输中心
47 激光供应***
49 激光光学器件
51 处理室
53 内部激光光源
55 原材料粉末缓冲器
57 进料器
59 收集盆
61 内部原材料粉末回收***
65 光导***
67 原材料粉末筒
68 公共原材料粉末回收***
69 原材料粉末罐
Claims (21)
1.一种用于管理资源材料和/或资源物品向用于增材制造的多组至少两个增材制造机器(3)的供应的资源管理***(39),其中,所述资源管理***(39)包括控制单元(41),所述控制单元(41)被配置为接收指示对增材制造机器(3)中的任一增材制造机器(3)的资源材料和/或资源物品的需求的信号,其中,控制单元(39)被配置为根据用于解决需求冲突的预先确定的优先级排序方案来调度需求的资源材料和/或资源物品的供应。
2.根据权利要求1所述的资源管理***(39),还包括供应***(7),所述供应***(7)用于以由所述控制单元(41)调度的方式将至少一种需求的资源材料和/或资源物品供应到所述增材制造机器(3)。
3.根据权利要求2所述的资源管理***(39),其中,所述供应***(7)被配置为将所述至少一种需求的资源材料和/或资源物品一次供应到小于增材制造机器的总数量的若干增材制造机器,特别是一次仅供应到所述增材制造机器(3)中的一个增材制造机器(3)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的资源管理***(39),其中,所述优先级排序方案基于在所述增材制造机器(3)的当前操作状态下对需求的资源材料和/或资源物品供应不足的后果的当前严重程度排名。
5.根据权利要求4所述的资源管理***(39),其中,所述控制单元(41)被配置为在以下累积条件下停止对所述增材制造机器(3)中的第一增材制造机器(3)的正在进行的供应,以开始对所述增材制造机器(3)中的第二增材制造机器(3)的供应:
-在不停止对所述第一增材制造机器(3)的正在进行的供应的情况下,对所述第二增材制造机器(3)供应不足是不能避免的,以及
-对所述第二增材制造机器供应不足的当前严重程度排名高于预先确定的第一严重程度阈值,以及
-对所述第一增材制造机器供应不足的当前严重程度排名低于预先确定的第二严重程度阈值。
6.根据前述权利要求中任一项所述的资源管理***(39),其中,所述资源材料是用于在所述增材制造机器(3)上的增材制造过程中通过电磁辐射或粒子辐射进行照射的至少一种原材料粉末,并且其中,所述资源物品是具有载体的构建室(11),在所述载体上,能够在所述增材制造机器(3)上通过增材制造从至少一种资源材料粉末生产出三维工件。
7.根据前述权利要求中任一项所述的资源管理***(39),其中,所述资源材料是用于在所述增材制造机器(3)上的增材制造过程中通过电磁辐射或粒子辐射进行照射的至少两种原材料粉末,其中,所述至少两种原材料粉末包括第一原材料粉末和第二原材料粉末,其中,所述第一原材料粉末和所述第二原材料粉末的材料类型和/或颗粒尺寸彼此不同,其中,所述供应***(7)被配置为将所述第一原材料粉末和所述第二原材料粉末分别供应到所述增材制造机器(3)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的资源管理***(39),还包括激光供应***(47),所述激光供应***(47)用于以由所述控制单元(41)调度的方式将由一个或多个激光光源生成的激光供应到所述增材制造机器(3)。
9.一种增材制造设备(1),包括:
-多组至少两个增材制造机器(3),用于三维工件的并行增材制造,以及
-根据前述权利要求中任一项所述的资源管理***(39),用于管理资源材料和/或资源物品向所述多组至少两个增材制造机器(3)的供应。
10.根据权利要求9所述的增材制造设备(1),还包括拆包站(13),所述拆包站(13)用于从构建室(11)中拆下三维工件并从所述三维工件上去除残留原材料粉末。
11.根据权利要求9或10所述的增材制造设备(1),还包括用于多个构建室(11)的并行预处理和/或后处理的构建室仓库站(15)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的增材制造设备(1),其中,所述增材制造机器(3)中的至少一个增材制造机器(3)包括内部原材料粉末回收***(61),其中,所述内部原材料粉末回收***(61)被配置为在正在进行的制造过程期间直接回收残留原材料粉末。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的增材制造设备(1),其中,所述增材制造机器(3)中的至少一个增材制造机器(3)包括用于缓冲原材料粉末的至少一个原材料粉末缓冲器(55),其中,所述至少一个原材料粉末缓冲器(55)包括填充水平检测器,所述填充水平检测器被配置为触发指示对作为资源材料的原材料粉末的需求的信号。
14.根据权利要求13所述的增材制造设备(1),其中,所述至少一个原材料粉末缓冲器(55)被配置为在正在进行的制造过程期间接收直接回收的残留原材料粉末。
15.一种用于管理资源材料和/或资源物品向用于增材制造的多组至少两个增材制造机器(3)的供应的方法,其中,所述方法包括:
-接收指示对增材制造机器(3)中的任一增材制造机器(3)的资源材料和/或资源物品的需求的信号,以及
-根据用于解决需求冲突的预先确定的优先级排序方案来调度需求的资源材料和/或资源物品的供应。
16.根据权利要求15所述的方法,还包括通过操作人员的请求输入手动地或者基于传感器检测或传感器测量自动地触发指示对资源材料和/或资源物品的需求的信号。
17.根据权利要求15或16所述的方法,其中,所述优先级排序方案基于在所述增材制造机器(3)的当前操作状态下对需求的资源材料和/或资源物品供应不足的后果的当前严重程度排名。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法,其中,调度所述供应包括在以下累积条件下停止对所述增材制造机器(3)中的第一增材制造机器(3)的正在进行的供应,以开始对所述增材制造机器(3)中的第二增材制造机器(3)的供应:
-在不停止对所述第一增材制造机器(3)的正在进行的供应的情况下,对所述第二增材制造机器(3)供应不足是不能避免的,以及
-对所述第二增材制造机器(3)供应不足的当前严重程度排名高于预先确定的第一严重程度阈值,以及
-对所述第一增材制造机器(3)供应不足的当前严重程度排名低于预先确定的第二严重程度阈值。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法,还包括在正在进行的制造过程期间直接回收残留原材料粉末。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的方法,还包括:
-将用于所述增材制造机器(3)中的至少一个增材制造机器(3)的原材料粉末缓冲在所述至少一个增材制造机器的原材料粉末缓冲器(55)中,
-监测所述原材料粉末缓冲器(55)的填充水平,以及
-触发指示所述至少一个增材制造机器(3)对作为资源材料的原材料粉末的需求的信号。
21.根据权利要求20所述的方法,还包括在所述至少一个增材制造机器(3)的正在进行的制造过程期间将残留原材料粉末直接回收到相关联的原材料粉末缓冲器(55)中。
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