專利名稱：用于再利用來自用于生成式制造三維物品的設備的剩余粉末的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于再利用來自用于生成式制造三維物品的設備的剩余粉末的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
DE 201 07 262 Ul描述一種用以再利用制造三維物品用的粉末的方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括一制造設備，其將粉末材料一層一層地涂覆在支座或一個之前涂覆過的層上，并且將粉末材料通過含能量的輻射固結(jié)在與物品相對應的各位置上。未固結(jié)的剩余粉末從制造設備中經(jīng)由一個輸送管道直接輸入一個與制造設備分開設置的篩選裝置中，該篩選裝置篩選從制造設備供給的剩余粉末。將篩選過的剩余粉末經(jīng)由另一輸送管道輸入一個儲存容器中并且可以重新利用。DE 103 42 883 Al描述一種用于制造三維物品的制造設備，其包括集成的抽吸裝置和集成的或外部的篩選裝置。至今在這種制造設備中采用集成的管道和軟管，它們的凈化是復雜的，并因此在使用不同的粉末材料時弓丨起污染。特別是在含金屬的粉末的情況下出現(xiàn)以下問題，即粉末材料通過氧化等的老化強烈地取決于顆粒大小。但含金屬的粉末的再利用基本上是通用的。作為含金屬的粉末材料考慮任何的金屬及其合金以及與金屬的組分或與非金屬的組分的混合物。此外也可以采用純非金屬的粉末例如塑料粉末。粉末在設備中遭受不同的條件。在待構(gòu)成的物品的附近存在比在制造空間的邊緣上更高的溫度。此外，在制造空間的下面的區(qū)域內(nèi)的粉末比在制造空間的上面的區(qū)域內(nèi)的粉末遭受制造空間中更長時間的熱溫度。此外，在制造空間中，但不在存儲容器和溢流容器中形成凝結(jié)。由于在制造空間中冷凝物形成還產(chǎn)生細成分，它可以沉積于粉末中或粉末上。 此外可以產(chǎn)生一涂層器刀片的磨損。如果現(xiàn)在將新的粉末和已利用的剩余粉末依次輸入儲存容器中，則在儲存容器中形成具有不同的特性的分層。這對制造過程產(chǎn)生不利的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種用于再利用來自用于生成式制造三維物品的設備的剩余粉末的方法和系統(tǒng)，其能夠?qū)崿F(xiàn)制造過程和物品的提高的質(zhì)量以及提高的經(jīng)濟性。通過具有權(quán)利要求1的特征的方法和通過具有權(quán)利要求12的特征的系統(tǒng)達到該目的。有利的進一步構(gòu)成是諸從屬權(quán)利要求的目標。


借助附圖由實施例的描述得出本發(fā)明的其他的特征和實用性。其中
圖1示出用于制造三維物品的制造設備的示意圖；圖2示出與制造設備分開設置的按照本發(fā)明的抽吸裝置；圖3示出與制造設備分開設置的按照本發(fā)明的篩選裝置；圖4示出與制造設備分開設置的按照本發(fā)明的供料裝置；圖5示出按照本發(fā)明的輸送裝置在輸送更換容器時；以及圖6示出按照本發(fā)明的輸送裝置，其包括用于基板和張緊板的適配板。
具體實施例方式以下通過各圖描述一種用于再利用來自用于生成式制造三維物品的設備的剩余粉末的方法和系統(tǒng)。圖1示出一種按照本發(fā)明用于制造三維物品3的制造設備的示意圖，其在實施例中構(gòu)造成激光燒結(jié)設備。激光燒結(jié)設備具有向上敞開的框架1，該框架包括一個處在其中的、沿垂直方向可移動的平板2，其支承待制造的三維物品3?？蚣?和平板2在內(nèi)部確定一個制造空間。平板2與升降機械裝置12連接，該升降機械裝置沿垂直方向移動平板，而使物品3的相應待固結(jié)的層處于一個工作平面4內(nèi)。雖然這在圖1中未示出，可以將一個金屬的基板手工地設置到平板上并且必要時固定或用螺釘固定。這樣的基板連同燒結(jié)的物品3是更加重的。優(yōu)選采用一個零點張緊系統(tǒng)，其中基板通常在底面上具有至少一個心軸或一個銷，在卸料之前必須將該芯軸或銷從張緊系統(tǒng)中升起。此外，設置涂層器5，用以涂覆一層粉末3a。作為粉末3a可以采用全部可激光燒結(jié)的粉末。作為含金屬的粉末材料考慮任何的金屬及其合金以及與金屬的組分或與非金屬的組分的混合物。此外也可以采用純非金屬的粉末例如塑料粉末。首先由儲存容器6供給粉末3a。然后將涂層器5在一預定的高度移到工作平面4內(nèi)，以便粉末3a的層以規(guī)定的高度處在最后已固結(jié)的層的上面。制造設備還具有激光器7，它產(chǎn)生一激光束7a，該激光束通過偏轉(zhuǎn)裝置8聚焦在工作平面4內(nèi)的任意位置。借此激光束7a可以將粉末3a在待制造的物品3的橫截面上選擇性地在與各層相對應的位置上固結(jié)。用附圖標記10表示過程空間，在其中可以設置框架1、平板2、升降機械裝置12和涂層器5。過程空間10的內(nèi)部通過打開門(未示出)是可接近的。附圖標記9表示在過程空間10中的開口，用以引入激光束7a。此外，設置控制裝置11，經(jīng)由該控制裝置以協(xié)調(diào)的方式控制制造設備，以便實施制造過程。在制造設備運行時，在第一步驟中通過升降機械裝置12將平板2 —直移到其上側(cè)處在工作平面4下方的一層厚度處。然后借助于儲存容器6和涂層器5將第一層粉末3a 涂覆到平板2上并使之平整。于是控制裝置11控制偏轉(zhuǎn)裝置8，使偏轉(zhuǎn)的激光束7a可選擇地射在要被固結(jié)的粉末3a的層的各位置。因此在這些位置固結(jié)或燒結(jié)粉末3a。在下一步驟中，通過升降機械裝置12使平板2下降下一層的厚度。通過儲存裝置 6和涂層器5涂覆和平整第二材料層并且借助于激光束7a選擇性地使之固結(jié)。這樣多次地實施上述步驟。直到制成所要求的物品3。圖2示了一個與制造設備分開設置的抽吸裝置13。抽吸裝置13設置在活動的滾輪車上并且具有用于第一更換容器14的容納區(qū)域。第一更換容器14可替換地設置在抽吸裝置13中。抽吸裝置13經(jīng)由柔性的抽吸軟管15將未固結(jié)的剩余粉末3a從制造設備中吸入第一更換容器14中。柔性的抽吸軟管15可以配備有不同的噴嘴，它們匹配于物品3的幾何形狀或剩余粉末3a的待吸取的材料。所示的抽吸裝置13還具有壓縮空氣接頭(未示出)，經(jīng)由該壓縮空氣接頭給抽吸裝置供應壓縮空氣。通常在制造設備中存在壓縮空氣源。 抽吸裝置13為此具有文杜里噴嘴16，該文杜里噴嘴通過壓縮空氣在抽吸軟管15中產(chǎn)生抽吸壓力；該抽吸裝置還具有預濾器和后濾器，以便凈化廢氣。此外抽吸裝置13可以具有集成的秤，用以秤第一更換容器14的重量。因此有可能的是，檢測眼前處在更換容器14中的粉末質(zhì)量。通過抽吸壓力吸取的剩余粉末3a經(jīng)由第一軟管17輸入第一更換容器14中。第一軟管17在其下端可通過快速接合器18連接于第一更換容器14的上部的開口并保證抽吸裝置13和第一更換容器14的防塵密封和氣密的連接。這樣的快速接合器18可以是偏心夾接合器(Kamlock-Kupplung)或其他方式的杠桿臂接合器。第一軟管17的上端通過一軟管卡圈(未示出)固定在文杜里噴嘴16的出口上。圖3示出與制造設備分開設置的篩選裝置19。篩選裝置19類似于抽吸裝置13設置在活動的滾輪車中并且具有用于第二更換容器20的容納區(qū)域。第二更換容器20可替換地設置在篩選裝置19的容納區(qū)域內(nèi)。優(yōu)選第二更換容器20在結(jié)構(gòu)上與第一更換容器14 是相同的。篩選裝置19還具有濾網(wǎng)21、例如振動的金屬絲濾網(wǎng)。濾網(wǎng)21裝入到篩選裝置 19中如同濾網(wǎng)嵌件裝入濾網(wǎng)殼體22中。濾網(wǎng)殼體22包括兩個外殼，它們彼此是可分離的， 以便打開濾網(wǎng)殼體22。篩選裝置19優(yōu)選還具有用以阻止濾網(wǎng)21的阻塞的附加的超聲波發(fā)生器(未示出)、用以排出粗粉末組分的過粗粒排出裝置(未示出)、和用以調(diào)節(jié)供給濾網(wǎng)的粉末量的計量裝置。濾網(wǎng)21在其進口上具有用于第二軟管(未示出)的接頭23。第二軟管在一端上借助于軟管卡圈防塵密封或氣密地與濾網(wǎng)21的接頭23連接。第二軟管的另一端可通過快速接合器連接于第一更換容器14的上部的開口?？焖俳雍掀髋c在抽吸裝置13中采用的快速接合器18是相同的。此外，篩選裝置19具有集成的秤，用以秤第二更換容器14的重量。 因此有可能檢測當前處在交換器14中的粉末質(zhì)量。第三軟管M在一端借助軟管卡圈(未示出)與濾網(wǎng)21的排出口連接。第三軟管 24的另一端可通過快速接合器25與第二更換容器20的上部的開口連接。篩選裝置19篩選從第一更換容器14供給的剩余粉末3a并且供給與制造設備分開設置的第二更換容器20。圖4示出一個與制造設備分開設置的供料裝置沈，用以將篩選過的剩余粉末3a輸入制造設備中。供料裝置沈在上部的區(qū)域內(nèi)具有用于至少一個交換器14、20的容納空間， 其中頭朝上地設置在這里所示的第二更換容器20，從而它們的開口 27指向下方。處于第二更換容器20中的粉末可以借助重力通過各開口 27排出。第二更換容器20又具有閉塞 (未示出)，借此處于其中的粉末3a不可能意外地排出。這樣的閉塞可以構(gòu)成為可旋轉(zhuǎn)的蓋。優(yōu)選地通過制造設備控制該閉塞。此外，優(yōu)選在供料裝置沈上或在更換容器14、20上設置計量裝置，該計量裝置優(yōu)選可以通過制造設備來控制。另外供料裝置26可以具有可替換的噴嘴，該噴嘴連接于第二更換容器20的開口。此外，供料裝置沈可以具有集成的秤，用以秤第二更換容器20的重量。因此有可能檢測當前處在更換容器20中的粉末質(zhì)量。所述的軟管15、17、M是可替換的，因為它們通過軟管卡圈防塵密封或氣密地與抽吸裝置13、篩選裝置19或供料裝置沈連接。代替軟管卡圈，可以使用快速接合器。同樣通過快速接合器18、25實現(xiàn)軟管17J4與更換容器14、20的防塵密封或氣密的連接。將供料裝置沈優(yōu)選這樣地構(gòu)造，使得供料裝置能移動越過篩選裝置19。按這種方式可以將第一更換容器14通過以后描述的輸送裝置頭朝上地定位在供料裝置26中，從而第一更換容器14直接處在篩選裝置19的濾網(wǎng)21的上方。圖5示出輸送裝置觀，用以輸送第一和/或第二更換容器14、20。輸送裝置28構(gòu)成為升降車，它具有高度可調(diào)的叉架，其包括兩個支承臂四。叉架例如通過手搖曲柄(未示出)經(jīng)由鏈傳動向上和向下移動。在兩支承臂四上設置兩個適配件，該適配件具有同軸設置的凹槽30。可選的是，所述凹槽也可以直接在各支承臂四中制出。凹槽30與軸31相對應，它們側(cè)向地安裝在第一和第二更換容器14、20上。當?shù)谝桓鼡Q容器14或第二更換容器 20設置在抽吸裝置13和篩選裝置19的容納區(qū)域內(nèi)時，各支承臂四的凹槽30可以在更換容器14、20的相應的軸31的下面移動。通過手搖曲柄可以升高各支承臂四，從而各支承臂 29的凹槽30與更換容器14、20的相應的軸31嵌接并且升高更換容器14、20。在通過從軟管17J4上松開快速接合器18、25脫開更換容器14、20以后，可以將更換容器14、20通過輸送裝置觀送到下一加工站。同一輸送裝置觀也可以用于輸送基板或張緊系統(tǒng)，如這在圖6中所示。為此，在各支承臂四上設置形式為適配板32的適配器。適配板32可以以不同的定向安裝在各支承臂四上，以便能夠容納各種不同類型的基板和張緊系統(tǒng)。圖6的左邊示出適配板32的第一位置，用以容納一個標準基板，而圖6的右邊示出適配板32的第二位置，用以容納一張緊系統(tǒng)，此時將它繞垂直軸線旋轉(zhuǎn)180°。顯而易見的是，輸送裝置觀的支承臂四還可以具有附加的適配器或同軸設置的凹槽，它們匹配于任何的具有不同的尺寸和形狀的更換容器和基板。用于再利用來自用于生成式制造三維物品3的設備的剩余粉末3a的系統(tǒng)還可以具有用于將篩選過的或未篩選的剩余粉末3a與另一粉末混合的裝置。該另一粉末可以特別是仍未使用的新粉末。用于混合的裝置還可以具有用于粉末混合物的均勻化的裝置或用于剩余粉末或新粉末的均勻化的裝置。除了篩選裝置或混合裝置，用于再利用來自用于生成式制造三維物品3的設備的剩余粉末3a的系統(tǒng)還具有另一用以改變合成的粉末的特性的另一裝置。所述另一裝置可以是用以去除在規(guī)定的顆粒尺寸之下的微粒的裝置。在這種情況下優(yōu)選經(jīng)由篩分實現(xiàn)去除。所述另一裝置可以是一用于針對地改變剩余粉末3a或合成的粉末的化學成分的裝置。在這種情況下優(yōu)選通過氧化物的還原實現(xiàn)化學成分的針對性的改變。所述另一裝置可以是用于針對地改變圍繞剩余粉末3a或合成的粉末的粒子的氣氛的成分或特性的裝置。在這種情況下優(yōu)選通過氣氛中的主氣體的改變和/或通過氣氛中的一含水量和/或氣氛的壓力的改變實現(xiàn)針對性的改變。所述另一裝置可以是一除篩選裝置之外用于從剩余粉末3a或合成的粉末中去除污染物的裝置。優(yōu)選這樣實現(xiàn)污染物的去除，即利用剩余粉末3a或合成的粉末的物理的或化學的特性，以便將其與污染物分離。進一步優(yōu)選的是剩余粉末3a或合成的粉末的物理的或化學的特性包括幾何形狀、密度和/或相對重量、導電性、可磁化性或在規(guī)定的流體介質(zhì)中的溶解度。優(yōu)選在處理步驟之前或以后測量合成的粉末的通過處理步驟待改變的特性。進一步優(yōu)選記錄測量的特性。進一步優(yōu)選作為數(shù)據(jù)組電子地存儲測量的特性。優(yōu)選為合成的粉末配設測量的特性。進一步優(yōu)選將測量的特性存儲在粉末容器上或與其相結(jié)合，或?qū)y量的特性在再利用合成的粉末用于制造三維物品時傳遞給設備的控制裝置。優(yōu)選測量的特性與利用合成的粉末生成式制造的物品3相配置。所述另一裝置按此可以是用以測量剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的特性的裝置。剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的這樣的特性可以特別是顆粒尺寸分布、化學成分、流動性或含水量。可以將剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的測量的特性存儲和記錄在存儲器上。所述另一裝置按此也可以是一種這樣的裝置，該裝置用剩余粉末3a、合成的粉末、 處理過的粉末或新粉末的特性表明第一或第二更換容器14、20的特征。這特別可以通過在第一或第二更換容器14、20上設置條型碼或RFID芯片(無線射頻識別)來實現(xiàn)。在條型碼中和在RFID芯片中存儲剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的特性。所述另一裝置按此也可以是一種這樣的裝置，用于從剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末中借助于篩分或篩濾去除細成分。優(yōu)選這可以通過風力篩分來實現(xiàn)， 亦即氣動地或借助于旋分器。所述另一裝置按此也可以是一種這樣的裝置，用以處理剩余粉末3a、合成的粉末、 處理過的粉末或新粉末。特別是可以這樣實現(xiàn)處理，即使粉末經(jīng)受還原的氣體。所述另一裝置按此也可以是一種這樣的裝置，用以干燥或加濕剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末，以便改變其含水量。所述另一裝置按此也可以是一種這樣的裝置，用于從剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末中去除污染物。這種污染物可以是涂層器5的涂層器刀片的磨損或刷子(未示出)的磨損。另一裝置按此也可以是一種這樣的裝置，用以將例如在條型碼或RFID芯片中存儲的剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的特性傳遞給制造設備。制造設備又可以具有一種這樣的裝置，用于根據(jù)測量的剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的特性改變制造三維物品3的參數(shù)。制造設備可以向使用者發(fā)送相應的信息或警報。用于改變參數(shù)的裝置按選擇可以通過控制裝置11和屬于此類的軟件來實現(xiàn)。一種這樣的參數(shù)可以是激光器功率、激光掃描速度、過程溫度、過程組合或激光器的脈沖的或非脈沖的工作方式。在將這些特性傳遞給制造設備以后，為物品3相應地配置這些特性。用于再利用來自用于生成式制造三維物品3的設備的剩余粉末的系統(tǒng)的運行如下在制造設備在制造空間中已完成三維物品3以后，打開過程空間的門。將第一更換容器14定位于抽吸裝置13的容納空間中，并且將上部的開口通過快速接合器18防塵密封或氣密地與抽吸裝置13連接。通過抽吸裝置13的柔性的抽吸軟管15將未固結(jié)的剩余粉末3a從制造設備中吸入到在抽吸裝置13中定位的第一更換容器14中。緊接著將輸送裝置觀移向抽吸裝置13或反之，而使各支承臂四的凹槽30處在第一更換容器14的相應的軸31的下面。通過手搖曲柄的旋轉(zhuǎn)使各支承臂四升高，從而各支承臂四的凹槽30與第一更換容器14的相應的軸31嵌接并且使第一更換容器14升高。在通過從第一軟管17 上松開快速接合器18而分開第一更換容器14的上部的開口以后，將第一更換容器14通過輸送裝置觀送到篩選裝置19。在篩選裝置19上將第一更換容器14的上部的開口通過快速接合器(未示出)防塵密封或氣密地與第二軟管(未示出)連接。第二更換容器20已通過快速接合器25防塵密封或氣密地與第三軟管M連接。經(jīng)由篩選裝置19的第二軟管供給剩余粉末3a，該篩選裝置通過濾網(wǎng)21篩選剩余粉末3a。計量裝置防止過多的粉末落在濾網(wǎng)上。附加設置的超聲波發(fā)生器在此阻止濾網(wǎng)21 的阻塞。在剩余粉末3a穿過濾網(wǎng)21以后，它通過第三軟管M落入第二更換容器20中。緊接著通過從第三軟管M上松開快速接合器25而分開第二更換容器20的上部的開口，并且將第二更換容器20以如它在第一更換容器14中描述的類似方式通過輸送裝置觀送到供料裝置26。優(yōu)選地現(xiàn)在實現(xiàn)粉末與另一粉末的混合和/或處理步驟以便改變合成的粉末的特性。在各支承臂四上例如通過翻轉(zhuǎn)裝置(未示出)使第二更換容器20頭朝前轉(zhuǎn)動并向上移動，以便將它可以設置在供料裝置26的上面的區(qū)域內(nèi)。同時關(guān)閉第二更換容器20的閉塞，以便無意外地排出粉末?，F(xiàn)在可以將第二更換容器20的開口與另一軟管連接，借此可以將處于其中的剩余粉末3a再供給制造設備。可以通過粉末的重力或氣動地實現(xiàn)從第二更換容器20向制造設備的剩余粉末3a的供給。優(yōu)選地，所述另一軟管在其一端具有間門或閉塞，其可以將軟管與制造設備中的粉末防塵密封或氣密地分開。除了用于剩余粉末3a的篩選或用于剩余粉末3a與另一粉末的混合之外還實施另一處理步驟，以便改變由此合成的粉末的特性。所述另一處理步驟可以是去除在規(guī)定的顆粒尺寸之下的微粒的步驟。在這種情況下優(yōu)選經(jīng)由篩分實現(xiàn)去除。所述另一處理步驟可以是用于針對性地改變剩余粉末3a或合成的粉末的化學成分的步驟。在這種情況下優(yōu)選通過氧化物的還原實現(xiàn)化學成分的針對性的改變。所述另一處理步驟可以是用于針對性地改變圍繞剩余粉末3a或合成的粉末的粒子的氣氛的成分的步驟。在這種情況下，優(yōu)選通過改變氣氛中的主氣體和/或通過改變在氣氛中的含水量實現(xiàn)針對性的改變。所述另一處理步驟可以是除篩選之外用于從剩余粉末3a或合成的粉末中去除污染物的步驟。優(yōu)選這樣實現(xiàn)污染物的去除，即利用剩余粉末3a或合成的粉末的物理的或化學的特性，以便將其與污染物分離。進一步優(yōu)選的是，剩余粉末3a或合成的粉末的物理的或化學的特性包括幾何形狀、密度和/或相對重量、導電性、可磁化性或在規(guī)定的流體介質(zhì)中的溶解度。優(yōu)選在處理步驟之前或以后測量特性，進一步優(yōu)選記錄測量的特性。進一步優(yōu)選測量的特性作為數(shù)據(jù)組電子地存儲。優(yōu)選合成的粉末與測量的特性相配置。進一步優(yōu)選將測量的特性存儲在粉末容器上或與其相結(jié)合，或?qū)y量的特征在再利用合成的粉末用于制造三維物品時傳向設備的一控制裝置。優(yōu)選測量的特性與利用合成的粉末生成式地制造的物品3相配置。特別是在第二更換容器20向供料裝置沈的輸送之前和在剩余粉末3a裝入第二更換容器20以后的任何時候，為了質(zhì)量管理可以實施以下的步驟。這些步驟按此特別包括用以測量剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的特性的步驟，其中該特性特別是篩選過的剩余粉末3a的顆粒形狀、顆粒尺寸分布、化學成分、流動性或含水量；用于通過剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的特性來標明更換容器14、20的步驟，特別是通過在更換容器14、20上設置一存儲所述特性的條型碼或RFID芯片；用于從剩余粉末 3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末中借助于篩分去除細成分的步驟；用以處理剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的步驟、特別是通過借助于氧化物的還原的化學處理；用于從剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末中去除污染物的步驟，這可以磁力地、靜電地或用其他方式來實現(xiàn)；用以將剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末與另一粉末的混合的步驟；以及用于合成的粉末混合物的均勻化的步驟?？梢栽诒Ｗo氣體氣氛中實施該方法或方法的各個步驟，這特別在高的反應性的粉末材料時具有優(yōu)點。在這種情況下優(yōu)選抽吸裝置13、篩選裝置19和/或供料裝置沈具有用于供給或排出保護氣體的接頭?？梢詫⒗绱鎯τ跅l型碼或RFID芯片中的剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的特性傳遞給制造設備。此外可以將物品3與傳遞給制造設備的特性相配置， 控制裝置11可以根據(jù)剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的測量的特性來改變制造三維物品3的參數(shù)。以下發(fā)明提供以下優(yōu)點與制造設備分開設置的包括更換容器14、20的抽吸裝置和篩選裝置13、19能夠?qū)崿F(xiàn)剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的質(zhì)量管理，其可以成本低地和靈活地適應于顧客要求?？梢匀菀椎靥鎿Q或凈化可替換的軟管15、17、對。因此有可能將同一篩選裝置19 和同一抽吸裝置13在軟管15、17、M的替換以后或凈化以后用于不同的制造設備，它們本身使用不同的粉末材料。供料裝置沈的可替換的噴嘴能夠?qū)崿F(xiàn)不同的功能，例如溢流容器的排空，各構(gòu)件的粉末去除，從單獨的粉末容器的輸送等。各更換容器為了質(zhì)量管理能夠?qū)崿F(xiàn)粉末的分類和記錄。此外簡化不同的粉末的輸送和混合以及均勻化。權(quán)利保護范圍并不限于所示的實施例，而它包括其他的變型和修改，只要它們落入通過諸從屬權(quán)利要求確定的范圍內(nèi)。優(yōu)選第一更換容器14與第二更換容器20結(jié)構(gòu)上相同。但這對于本發(fā)明是不重要的，從而更換容器14、20也可以是不同的。代替激光器7可以使用含能量的粒子射線例如一電子射線。不必一定地對粉末3a 進行激光燒結(jié)，而也可以對其進行激光熔化?？梢匀我饨M合在系統(tǒng)中描述的各部件，這樣可以例如抽吸裝置與篩選裝置相結(jié)合。篩選裝置也可以與供料裝置相結(jié)合。
在實施例中通過抽吸裝置實現(xiàn)粉末從制造設備中的去除。或者可以通過粉末的吹出和收集或通過粉末借助其重力的排出實現(xiàn)粉末去除。代替用壓縮空氣也可以通過負壓或電動操作抽吸裝置。不僅對于篩選過的剩余粉末3a，而且對于新粉末或?qū)τ谖春Y選的粉末實現(xiàn)粉末的處理?？梢酝ㄟ^雙重濾網(wǎng)實現(xiàn)細成分從篩選過的剩余粉末3a中的去除；在雙重濾網(wǎng)的上面殘留粗成分，而在雙重濾網(wǎng)的下面沉積細成分。，在它們中間取出篩選過的剩余粉末墨?？梢匀芜x在惰性氣體氣氛中、亦即在保護氣體下實施各個步驟。制造設備并不限于激光燒結(jié)機，而它可以是任意的制造設備，其使用逐層構(gòu)造的方法，例如3D (三維)印刷。公開一種用于再利用來自用于生成式制造三維物品3的設備的剩余粉末3a的方法，其中除了剩余粉末3a的篩選或剩余粉末3a與另一粉末的混合之外，實施用于改變由此合成的粉末的特性的另一處理步驟。另一處理步驟可以包括從剩余粉末3a或合成的粉末通過作為篩出的另一步驟去除污染物，其中可以這樣實現(xiàn)污染物的去除，即利用剩余粉末3a或合成的粉末的物理的或化學的特性，以便將其與污染物分離。物理的或化學的特性可以包括幾何形狀、密度和/或相對重量、導電性、可磁化性或在規(guī)定的流體介質(zhì)中的溶解度。公開一種用于再利用來自用于生成式制造三維物品3的設備的剩余粉末的系統(tǒng)， 其實施一種上述方法。該系統(tǒng)可以具有一個制造設備，其將粉末材料一層一層地涂覆在支座或以前涂覆的層上，并且粉末材料通過含能量的射線固結(jié)在與物品3相對應的位置上； 和與制造設備分開設置的具有第一更換容器14的抽吸裝置13，抽吸裝置13從制造設備中將未固結(jié)的剩余粉末3a吸入第一更換容器中。該系統(tǒng)還可以具有與制造設備分開設置的篩選裝置19，其篩選由第一更換容器14供給的剩余粉末3a并且供給與制造設備分開設置的第二更換容器20。抽吸裝置13可以具有壓縮空氣抽吸器，該壓縮空氣抽吸器包括文杜里噴嘴16和預濾器。篩選裝置19可以具有振動篩21和附加的超聲波發(fā)生器，該超聲波發(fā)生器用以阻止濾網(wǎng)的阻塞。該系統(tǒng)還可以具有與制造設備分開設置的供料裝置沈，用以將剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末輸入制造設置中。供料裝置沈可以具有可替換的噴嘴。抽吸裝置13、篩選裝置19和/或供給裝置沈可以具有集成的秤。該系統(tǒng)還可以具有至少一個可替換的軟管17、24，其將至少一個更換容器14、20連接于抽吸裝置13、 篩選裝置19或供料裝置沈；快速接合器18、25，用于至少一個更換容器20與軟管17J4防塵密封或氣密地連接；和軟管卡圈或快速接合器，用于至少一個軟管17、M與抽吸裝置13、 篩選裝置19或供料裝置沈防塵密封或氣密地連接。該系統(tǒng)還可以具有輸送裝置觀，用以輸送第一和/或第二更換容器20。輸送裝置觀可以具有至少一個適配器30、32，其適用于輸送不僅第一和/或第二更換容器14、20而且待安裝于制造設備中的基板或待安裝于制造設備中的張緊系統(tǒng)，在該張緊系統(tǒng)上構(gòu)成三維物品3。該系統(tǒng)還可以具有用于借助于篩分從剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末中去除細成分的裝置。該系統(tǒng)還可以具有用以處理剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的裝置、特別是通過借助于氧化物的還原進行化學的處理。該系統(tǒng)還可以具有用于從剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末中去除污染物的裝置。該系統(tǒng)還可以具有用于剩余粉末3a、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末與另一粉末混合的裝置。
權(quán)利要求
1.用于再利用來自用于生成式制造三維物品C3)的設備的剩余粉末(3a)的方法，其中除了剩余粉末(3a)的篩選或剩余粉末(3a)與另一粉末的混合之外，實施另一處理步驟，用以改變由此合成的粉末的特性。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述另一處理步驟包括去除、優(yōu)選經(jīng)由篩分去除在規(guī)定的顆粒尺寸之下的顆粒。
3.按照權(quán)利要求1-2之一項所述的方法，其特征在于，所述另一處理步驟包括針對性地改變剩余粉末(3a)或合成的粉末的化學成分。
4.按照權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，化學成分的針對性的改變包括氧化物的還原。
5.按照權(quán)利要求1-4之一項所述的方法，其特征在于，所述另一處理步驟包括優(yōu)選通過改變氣氛中的主氣體或含水量針對性地改變圍繞剩余粉末(3a)或合成的粉末的顆粒的氣氛的成分。
6.按照權(quán)利要求1-5之一項所述的方法，其特征在于，所述另一處理步驟包括從剩余粉末(3a)或合成的粉末中通過作為篩出的另一步驟去除污染物。
7.按照權(quán)利要求1-6之一項所述的方法，其特征在于，在處理步驟之前和/或以后測量特性。
8.按照權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，優(yōu)選通過作為數(shù)據(jù)組的電子存儲來記錄測量的特性。
9.按照權(quán)利要求7-8之一項所述的方法，其特征在于，優(yōu)選通過在粉末容器上的存儲或與該粉末容器相關(guān)聯(lián)，使測量的特性與合成的粉末相配置。
10.按照權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在再利用合成的粉末用于制造三維物品 (3)時，將測量的特性傳遞給設備的控制裝置。
11.按照權(quán)利要求9-10之一項所述的方法，其特征在于，使測量的特性與利用合成的粉末生成式制造的物品( 相配置。
12.用于再利用來自用于生成式制造三維物品(3)的設備的剩余粉末的系統(tǒng)，該系統(tǒng)實施按照上述權(quán)利要求之一項所述的方法。
13.按照權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，還具有用以測量剩余粉末(3a)、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的特性的裝置，特別是用于測量篩選過的剩余粉末(3a)、剩余粉末(3a)、 合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的顆粒大小分布、化學成分、流動性或含水量。
14.按照上述權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，還具有用于以剩余粉末(3a)、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的特性來標記粉末容器(14、20)的裝置，特別是通過在粉末容器(14、20) 上設置存儲有所述特性的條型碼或RFID芯片。
15.按照上述權(quán)利要求13和14之一項所述的系統(tǒng)，還具有用以將剩余粉末(3a)、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的存儲于標記中的特性傳遞給制造設備的裝置，和用于根據(jù)剩余粉末(3a)、合成的粉末、處理過的粉末或新粉末的測量的特性來改變制造三維物品(3)的參數(shù)的裝置。
16.按照上述權(quán)利要求12-15之一項所述的系統(tǒng)，還具有用于合成的粉末混合物的均勻化的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于再利用來自用于生成式制造三維物品(3)的設備的剩余粉末的方法和系統(tǒng)，其中除了剩余粉末(3a)的篩選或剩余粉末(3a)與新粉末的混合之外，實施另一處理步驟用以改變合成的粉末的特性。
文檔編號B29C67/00GK102164735SQ201080002675
公開日2011年8月24日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者H·邁爾, M·謝拉貝亞, M·霍伊格爾, S·帕夫利切克 申請人:Eos有限公司電鍍光纖系統(tǒng)