CN119677605A - 被配置成由打印粉末制造物体的增材制造机器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种增材制造机器(4),其包括:‑制造外壳(49),该制造外壳配备有手套箱(251);‑粉末输送回路(42);‑能量源,该能量源被配置成在制造区域(63)熔融粉末;以及‑收集回路(57),该收集回路被配置成从输送回路(42)收集粉末并将所收集的粉末输送到收集回路(57)的出口,收集回路的出口位于接收区域(281)上方,接收区域(281)不同于制造区域(63)并且被定位成与收集回路(57)的出口相对,并且手套(251)被配置成处理位于外壳(49)中的物体并且到达接收区域(281)。
Description
技术领域
本发明涉及增材制造机器的一般领域,并且尤其涉及增材制造机器中粉末的卸载和装载领域。
背景技术
选择性增材制造涉及通过在增材制造粉末(金属粉末、陶瓷粉末等)的连续层上固结选定区域来生产三维物体。
通常地,增材制造装置包括供应和储存模块,在该供应和储存模块中准备粉末,并且尤其是筛分粉末,然后在粉末使用前将其储存在缓冲料斗中。该装置还包括连接到供应和储存模块的制造机器。粉末从缓冲料斗转移到制造机器,在制造机器中粉末被铺成一层,并且随后被固结以制成三维物体。
一旦制造出物体,已铺展但未固结的粉末可以回收至缓冲料斗以备进一步使用。
当增材制造粉末回收过多而无法使用时,或当用户希望更换粉末的批次时,有必要排放包含在增材剂制造装置中的粉末。
为避免操作者与粉末发生任何接触,并在粉末具有低的最小点火能量(术语也称为缩写EMI)的情况下确保操作安全,通常使用专门用于排放到惰性气氛中的辅助装置,例如手套箱。
然而,这种辅助装置占用了较大的空间。
发明内容
本发明的目的是提出一种比现有技术体积更小的增材制造装置。
在本发明的背景下,该目的借助于增材制造机器实现,该增材制造机器包括:
-制造外壳,该制造外壳被配置成是密封的并配备有带有手套的手套箱,
-输送回路,该输送回路用于将制造粉末输送至用于沉积粉末层的装置,用于沉积粉末层的装置被配置成将粉末在制造外壳中的制造区域上铺展,用于沉积粉末层的装置包括粉末接收表面和粉末入口,粉末入口位于粉末接收表面上方,
-能量源,该能量源被配置成选择性熔融铺展在制造区域中的制造粉末,以及
-抽取回路,该抽取回路被配置成对来自输送回路的粉末进行抽取,并将所抽取的粉末输送到抽取回路的出口,抽取回路的出口位于接收区域上方,
-抽取回路的出口和接收区域位于制造外壳中,该接收区域不同于制造区域并且被定位成与抽取回路的出口相对,手套被配置成处理位于外壳中的物体,并且在外壳封闭时到达接收区域。
抽取回路限定了从装置中取出粉末并且填充置于增材制造腔室中的容器的可能路径。外壳的手套箱中的手套执行两个功能:它们可以处理物体(一旦物体被制造),并且它们可以将粉末重新填充到容器中。因此则不再需要使用专门用于卸载粉末的辅助装置。在这种情况下,减小增材制造装置的体积的问题得到了解决。这种机器还允许较低的制造和维护成本。
这种机器有利地且可选地由以下各种特征单独或组合地进行补充:
-抽取回路被配置成对来自输送回路的外壳外部的一部分的粉末进行抽取;
-接收区域和抽取回路出口相对于外壳固定;
-粉末层沉积装置的粉末接收表面相对于制造区域可移动地安装;
-抽取回路包括连接器,该连接器被配置成将抽取回路和被接收在接收区域中的容器相对于外壳隔离,使得粉末以密封的方式从抽取回路流动到容器;
-连接器被配置成沿着限定抽取回路的出口的导管滑动,并且与被接收在接收区域中的容器的边缘接触;
-抽取回路包括通气口,该通气口被配置成当连接器将抽取回路的内部和容器的内部与外壳隔离时平衡抽取回路内部的压力和抽取回路外部的压力;传感器,该传感器被配置成当容器被接收在接收区域中时检测容器的粉末填充水平;
-抽吸杆,该抽吸杆被配置成吸取位于接收区域中的粉末以及位于制造区域中的粉末。
本发明还涉及一种增材制造设施,其包括上述机器,该设备还包括被配置成准备、筛分和保存粉末的粉末供应模块,供应模块的出口连接到输送回路的入口。
这种设施有利地并且可选地由以下特征进行补充:抽取回路包括连接器,该连接器被配置成将抽取回路和被接收在接收区域中的容器相对于外壳隔离,使得粉末以密封的方式从抽取回路流动到容器。连接器被配置成沿着限定抽取回路的出口的导管滑动,并且与被接收在接收区域中的容器的边缘接触,抽吸杆连接到供应模块的入口。
本发明还涉及一种用于在增材制造机器中重新灌装制造粉末的方法,该增材制造机器包括制造外壳,该机器被配置成在外壳的制造区域由粉末制造物体,外壳配备有带有手套的手套箱,手套被配置成从外壳外部处理物体,外壳被封闭,该方法包括以下步骤:
-从输送回路中抽取粉末,以将所抽取的粉末放置于被接收在外壳的接收区域中的容器中,接收区域不同于制造区域,以及
-从外壳外部用手套封闭容器,容器不是机器的一部分并且被配置成从外壳移除。
这种重新灌装过程有利地且可选地由以下各种特征单独或组合地进行补充:抽取粉末步骤之前的步骤,该步骤涉及移动连接器以相对于外壳隔离粉末抽取回路和容器,定位传感器的步骤,该传感器被配置成检测容器的粉末填充水平,以限定容器的填充水平;
最后,本发明涉及一种用于将制造粉末装载到包括制造外壳的增材制造机器中的方法,该机器被配置成在外壳的制造区域中由粉末制造物体,外壳包括带有手套的手套箱,该手套被配置成从外壳外部处理物体,该方法包括以下步骤:
-将填充有粉末并且气密地密封的容器插入外壳中,该容器被接收在接收区域中,该接收区域不同于制造区域,将外壳密封,
-在外壳封闭的情况下,用手套从外壳外部打开容器,以及
-在外壳封闭的情况下,从容器中抽出粉末,以将该粉末转移至被配置成准备、筛分和储存粉末的粉末供应模块。
附图说明
本发明的其他特征和优点将从下文的描述中显现出来,该描述仅仅是说明性的而非限制性的,并且必须参考附图进行阅读,其中:
图1是根据本发明的实施例的增材制造装置的示意图。
图2至图5是图1所示的增材制造装置的细节的示意图。
图6是根据本发明的实施例的用于装载增材制造粉末的方法的示意图。
图7是根据本发明的实施例的用于重新灌装增材制造粉末的方法的示意图。
具体实施方式
参照图1至图5,示出了增材制造装置1,其包括制造机器4和粉末供应模块2。
制造机器
制造机器4被配置成从打印粉末或制造粉末实施物体的增材制造。
该制造涉及通过在粉状材料(金属粉末、陶瓷粉末等)的连续层上固结选定区域来生产三维物体。固结区域对应于三维物体的连续部段。例如,固结通过用能量源进行的全部或部分选择性熔融而一层一层地进行。
特别地,高功率激光源或电子束源可以用作熔融粉末层的能量源。
制造机器包括外壳49,制造发生在该外壳中。更准确地说,制造发生在位于外壳49中的制造区域63(或打印区域)中。
粉末最初位于腔室49外侧的部分,并且优选地位于打印区域63上方。
例如,制造机器优选在其上部部分可以包括连接至气体排放回路43的抽吸系统41。抽吸系统41具有连接到粉末供应模块2的入口411。抽吸系统41适于在入口411处产生指向抽吸系统41内部的抽吸力。抽吸系统41的入口411连接到制造通路392,该制造通路可以将制造机器连接到准备模块2的出口。气体排放回路43可以包括用于产生抽吸力的真空泵。抽吸系统41可以包括粉末过滤器,使得粉末不会进入气体排放回路43中。抽吸系统41包括能够从气体中分离粉末的装置,例如像旋风分离器。存在其他装置来从气体中分离粉末,例如包括过滤器的过滤箱、循环过滤器或排放箱。抽吸系统41适于接收并储存来自入口411的增材制造粉末。保存的粉末位于第二抽吸系统41的底部处,并且可以经由出口413取出。
替代地,除了抽吸系统41之外或替代地,制造机器可以包括固定的粉末储料器,例如缓冲储料器。
固定的粉末储料器(如有)或抽吸系统41具有位于其下部部分的出口413。
输送回路
制造机器4包括被配置成将粉末从抽吸系统41或固定的储料器运输至粉末层沉积装置的输送回路42。
输送回路42可以包括连接到抽吸系统41的或固定的储料器的出口413的气闸45。气闸45使得可以传输粉末,而外壳49不会与固定的储料器或抽吸系统41连通。这避免了干扰打印腔室中的惰性和压力。根据图1所示的第一实施例,如果需要,输送回路42包括位于气闸45的下游的分流螺杆47。
在第一优选变型中,用于沉积层的装置包括至少一个固定的粉末入口和在该固定的粉末入口下方移动的至少一个可移动的粉末接收表面。
用于沉积粉末层的装置还可以将粉末从可移动的粉末接收表面朝向外壳49内的物体的制造区域63铺展。
在制造区域63中,通过用能量源实现粉末的选择性固结来生产物体。
在该第一变型中,层沉积装置优选地包括左料斗591和右料斗611。分流螺杆47被配置成填充左料斗591和右料斗611。左料斗位于制造区域63的第一侧上,并且右侧料斗位于制造区域63的第二侧上,第二侧相对于穿过制造区域63的水平轴线A与第一侧相对。
层沉积装置包括与每个料斗591和611相对应的计量装置,该计量装置由料斗供给。在每个定量给料器下方运行层沉积装置的可移动的粉末接收表面。
如上所述,每个计量装置形成固定的粉末入口。
如上所述,每个滑动件59、61限定了可移动的粉末接收表面。
每个滑动件59、61被配置成在平行于水平轴线A的横向运动中移动。当计量装置将粉末流递送至在该计量装置下方移动的滑动件时,在该滑动件的上部表面上形成连续的粉末带。在该滑动件于计量装置下方运动的同时,每个滑动件进入外壳49,以将其输送的粉末带放置成与制造区域63相对。
在第二变型中,用于沉积粉末层的装置可以包括外壳49中的至少一个可移动的粉末入口和外壳49中的至少一个固定的粉末接收表面。
在任一变型中,粉末层沉积装置包括滚子或刮刀,两者均被配置成将粉末接收表面上的粉末在制造区域63上铺展。
外壳
三维物体在外壳49中进行制造。外壳49构成制造外壳。外壳49适于以紧密的方式封闭。外壳49包括在其侧壁中的一个侧壁上的门,该门能够以紧密的方式关闭,或者替代地打开以允许操作者接近外壳内部。特别地,操作者可以借助于门将通过增材制造进行制造的物体取出到外壳中。
外壳49优选地包括手套箱。手套箱整合到壁中,并且手套251以密封的方式固定到该壁。手套251是柔性的,使得当外壳49封闭时,操作者可以处理位于该外壳内部的构件。特别地,手套251以此类方式放置和构造,使得操作者可以接近物体的制造区域63并操纵制造的或制造过程中的物体。
抽取回路
制造机器4包括被配置成对来自输送回路42的粉末进行抽取的抽取回路57。
抽取回路57构成了相对于输送回路的附加回路。
输送回路和抽取回路57各自包括彼此面向的开口,使得粉末可以从输送回路转移到抽取回路57。管道可以联结这两个开口,以将粉末从输送回路引导至抽取回路57。
输送回路中的开口可以被控制成关闭或打开,以防止或允许粉末从输送回路转移到抽取回路57。
抽取回路57被配置成将粉末从抽取回路57的开口移动至抽取回路的位于外壳49中的出口573,称为排放出口。因此,抽取回路的开口构成了抽取回路的入口。
抽取回路的开口可以置于外壳49的外部,使得抽取回路57被配置成对来自输送回路42的位于外壳49外部的一部分的粉末进行抽取。
在输送回路42的一部分位于外壳49中的情况下,抽取回路的开口可以位于外壳49内部。
将粉末从输送回路转移至抽取回路57可以在竖直平面或相对于水平平面具有非零坡度的平面内进行。
用于输送粉末的抽取回路57可以包括分流螺杆、单个螺杆或振动斜槽。
此外,抽取回路57可以包括粉末计量装置,以用于控制在抽取回路中输送并经由排放出口573递送的粉末的数量或流速。抽取回路57的排放出口573位于外壳49内部。更准确地说,抽取回路的排放出口573位于接收区域281(位于外壳49中)上方。接收区域281被配置成接收容器28,使得容器的上部边缘位于抽取回路的排放出口573下方。容器28不是机器的一部分,并且被配置成由操作者引入外壳49中或从该外壳移除。容器28旨在容纳打印粉末。接收区域281也被配置成可由手套接近。换句话说,操作者可以移动、打开和/或关闭位于接收区域281中的容器。
有利的是,接收区域281和抽取回路57的出口相对于外壳49固定。
制造机器4可以选择性地包括传感器283,该传感器被配置成在容器28被接收在接收区域281中时检测容器28的粉末填充的水平。传感器位于接收区域281中或靠近该接收区域。传感器是可移动的,使得操作者可以调整传感器的位置。通过调整传感器283的位置以更大程度或更小程度得面向容器28,操作者可以定义期望的填充水平。
传感器283可以为磁性电容或电感类型,尤其是当粉末为金属时。其他类型的传感器可以用于产生信号,该信号的值在罐中的粉末水平达到检测器的水平时发生改变。
当抽取回路57包括粉末计量装置和传感器时,它们可以彼此连接,特别是使得传感器向计量装置发送“容器已满”信号,该计量装置随后停止抽取回路中粉末的输送。
接收区域281可以有利地直接邻近制造区域63。以这种方式,操作者可以凭借被配置成接近制造区域的手套251回收制造的构件或操作抽吸杆53,也可以接近接收区域281。因此,手套251被配置成允许在制造区域中操纵物体并接近接收区域281。
密封的连接器
可选地并且参考图4和图5,抽取回路57可以包括连接器65,该连接器被配置成将抽取回路57和被接收在接收区域中的容器28与外壳49隔离,使得粉末以紧密的方式从抽取回路流向容器。
在容器28位于排放出口573下方的情况下,连接器65可以同时与排放出口573和容器28接触。以这种方式,粉末抽取回路以密封的方式连接到容器的内部。因此,粉末从抽取回路流入容器中,而不会在打印腔室中产生粉末云。这避免了外壳的污染,并且特别是其中包含的光学单元的污染。
更准确地说,连接器65可以被配置成沿着限定排放出口的导管滑动,并与接收在接收区域281中的容器28的边缘接触。特别地,导管可以在竖直方向上定向,使得密封件65在竖直方向上滑动。在容器28位于排放出口573下方的情况下,连接器65可以:
-通过沿导管降低至与容器28的上部边缘接触而将连接器置于关闭构造,或者
-通过沿导管提升至不再与容器28的上部边缘接触而将连接器置于打开构造。
在关闭构造中,通过保持连接器抵靠容器的上部边缘的足够压力而实现必要的密封。
可变形的密封件651可以设置在连接器65和限定排放出口的导管之间。
可变形的密封件655可以设置在连接器65和容器28的上部边缘之间。
在一种变型中,参考图5,抽取回路还包括通气口67,该通气口被配置成当连接器65将抽取回路的内部和容器的内部隔离时平衡抽取回路内部的压力和抽取回路外部的压力。
通气口67位于排放出口573的上游。通气口特别地包括布置在抽取回路的内部容积和外壳49之间的过滤器。当连接器65被抽出时,通气口67可以防止在容器28的水平面上形成粉末云。
粉末回收系统
可选地,制造机器4可以包括用于在制造结束时回收铺展的且未固结的粉末的系统。
回收系统可以包括被配置成将粉末吸出的抽吸管道53。
抽吸管道53包括构成抽吸管道的入口的抽吸嘴533。手套251在该选项中被配置成使得操作者可以操纵抽吸杆53。因此,操作者可以将抽吸嘴533放置在外壳49的不同位置,并吸出位于这些不同位置中的粉末。
粉末在抽吸嘴533的水平处被吸起,并传输至杆的构成抽吸杆53的出口的另一端部。制造装置1可以包括连接到抽吸管道53的出口的第一回收通路531。
参考图1,回收系统还可以包括气闸55,该气闸适于回收沉积在制造区域63上的多余粉末。
制造装置1可以包括第二回收管道551,该第二回收管道连接至气闸55。
气闸55可以在打印腔室不与第二回收通路551连通的情况下传输粉末,以避免在惰性和压力方面干扰打印腔室。
本发明还涵盖一种增材制造装置,该增材制造装置包括刚刚描述的制造机器和被配置成准备、筛分和保存粉末的粉末供应模块,供应模块的出口连接至输送回路的入口。
供应模块
供应模块2在其上部部分包括连接到第一气体排出回路23的第二抽吸系统21。第二抽吸系统21不同于上述第一抽吸系统41。第二抽吸系统21具有入口211和位于第二抽吸系统21的底部处的出口213。第二抽吸系统21适于在入口211处产生指向第二抽吸系统21内部的抽吸力。第一气体排出回路23可以包括用于产生抽吸力的真空泵。第二抽吸系统21适于从入口211接收增材制造粉末并将其储存。保存的粉末位于第二抽吸系统21的底部处,并且可以经由出口213取出。第二抽吸系统21可以包括粉末过滤器,使得粉末不会进入第一排出回路23中。抽吸系统21包括能够将粉末从气体中分离的装置,例如像循环过滤器22。存在其它装置来将粉末与气体分离,比如包括过滤器的过滤箱、旋风分离器或排放箱。
供应模块2包括位于第二抽吸系统21下方的主料斗29。主料斗29是能够保存增材制造粉末的容器。
供应模块2包括位于第二抽吸系统21和主料斗29之间的阀24。处于打开构造的阀24允许粉末穿过,并且处于关闭构造的阀24允许第二抽吸系统21以紧密的方式与主料斗29分离。主料斗29具有适于保存大量制造粉末的截头圆锥形的容积。主料斗29以这种方式定向,即截头圆锥形的轴线是竖直的,并且截头圆锥形的容积在料斗的底部处具有较小的水平截面。主料斗29具有位于主料斗的底部处的出口293。
供应模块2包括位于主料斗29下方的计量装置33。计量装置33使得可以调节粉末向下游传送的流速。计量装置33连接到主料斗的出口293。计量装置33具有位于计量装置33的底部处的出口331。
供应模块2包括位于计量装置33下方的筛网35。筛网35连接到计量装置33的出口331。
计量装置33可以调节粉末传送至筛网35的流速,以使包括在筛网35内的筛网不损坏。
筛网用于过滤粉末的凝聚团块,并将其与容器351内的其余粉末隔离。
供应模块2包括位于筛网35下方的储料器37。储料器37可以是具有适于保存大量制造粉末的截头圆锥形的容积的料斗。该料斗可以定向成使得截头圆锥形的轴线是竖直的,并且截头圆锥形的容积在料斗的底部处具有较小的水平截面。储料器37具有位于储料器的底部处的出口371。
储料器的出口371连接到返回回路391。返回回路391连接储料器37的出口371和抽吸系统21的入口211。第二抽吸系统21可以通过返回回路391将粉末从储料器37抽吸到第二抽吸系统21。
储料器的出口371还连接至制造通路392。制造通路392连接储料器37的出口371和制造机器4,使得包含在储料器37中的粉末能够被转移到制造机器4。
筛网35位于储料器37的正上方,使得包含在储料器37中并传输到制造机器4的粉末在传送到制造机器4之前尽可能晚地进行筛分。
储料器37的容积可以小于主料斗29的容积。储料器37的作用是仅在粉末被输送到制造机器4或输送到第二抽吸系统21之前保存粉末。储料器37可以被描述为缓冲料斗。
主料斗29适用于容纳用于增材制造一个或更多个三维物体所需的制造粉末的大部分。容纳在主料斗29中的粉末旨在被传输到制造机器4。为此目的,主料斗29适于连接到制造机器4,该制造机器被配置成基于位于主料斗29中的粉末额外地制造物体。主料斗29与制造机器的连接是通过粉末穿过计量装置33、筛网35、储料器或缓冲料斗37并最终穿过制造通路392的回路来实现的。
供应模块2包括控制器,该控制器可以将粉末从出口371引导至返回回路391或引导至制造通路392。
供应模块2包括循环系统,该循环系统包括抽吸系统21。
第二抽吸系统21可以通过返回回路391将粉末从储料器37抽吸到第二抽吸系统21。
第一回收通路531连接抽吸管道53的出口和第二抽吸系统21的入口211。
第二回收通路551连接气闸55和第二抽吸系统21的入口211。
制造装置1还可以包括控制器,该控制器适用于以受控方式将粉末从回收系统循环至供应模块的抽吸系统。这种控制器使得可以将粉末从第一回收通路531或从第二回收通路551引导到供应模块。
入口211可以作为供应模块2的入口,适于连接至制造机器4并适于接收位于制造机器4中的粉末。
应该注意的是,制造装置1在通路391、392、531和551的相交处包括足够的阀,以允许或防止说明书中提及的粉末循环。
装载方法
本发明涉及一种用于将制造粉末装载到制造外壳49中的方法,该制造外壳被配置成在外壳49的制造区域63中由粉末制造物体,外壳49配备有带有手套251的手套箱,该手套被配置成从外壳外部处理物体,方法包括以下步骤:
-将填充有粉末并且气密地密封的容器28插入外壳49中,容器28被接收在接收区域281中,接收区域(281)不同于制造区域63,
-将外壳密封,
-在外壳49封闭的情况下,借助于手套251从外壳49外部打开容器28,以及
-在外壳49封闭的情况下,将包含在容器28中的粉末吸出,以将该粉末转移至被配置成准备、筛分和储存粉末的粉末供应模块2。应该注意的是,增材制造机器已经在上文进行了描述,并且包括用于将制造粉末输送到用于沉积粉末层的装置的回路42,用于沉积粉末层的装置被配置成将粉末在制造区域63上铺展,用于沉积粉末层的装置包括粉末接收表面和粉末入口,粉末入口位于粉末接收表面上方。
在该方法中,外壳49被配置成由外壳49内的粉末制造物体,手套被配置成从外壳49外部操纵外壳49内的物体,供应模块被配置成准备、筛分和储存粉末。
以这种方式,可以通过在其中进行制造的外壳将粉末装载到供应模块中。因此,不再需要专门用于装载供应模块的外部外壳:因此减小了装置的整体尺寸。
如上所述的装置1包括制造机器4和供应模块2,第一回收通路531连接抽吸管道53的出口和第二抽吸系统21的入口211,允许根据这些步骤、并且更广泛地根据在图6中重复的下述步骤装载制造粉末。
最初,外壳49是气密地密封的,并且不包含任何容器。
在第一步骤S1期间,调节外壳49内的氧气分数以达到至少18%。特别地,为此目的,氧气传感器可以获取氧气分数的测量值。
在第二步骤S2期间,将外壳49的门打开,并且插入粉末的容器28或插入多个粉末的容器,例如,将粉末的容器放置在接收区域281上。
在第三步骤S3期间,密封外壳49,并将其中的氧气分数调节到至多2%。
在第四步骤S4期间,操作者操纵容器28,并借助于手套251从外壳49外部将该容器打开。
在第五步骤S5期间,操作者借助于手套251从外壳49外部操纵抽吸杆53,以将包含在容器中的粉末吸出,然后将粉末转移到供应模块2。
如果已经插入一个以上的粉末的容器,则重复步骤S4至S5,直到所有插入的容器都是空的。
在第六步骤S6期间,调节外壳内的氧气分数,使其达到至少18%。
在第七步骤S7期间,打开外壳49的门。
在第八步骤S8期间,将一个或更多个填充并封闭的容器从外壳49中取出。
在第九步骤S9期间,将外壳49的门气密地封闭。
一旦粉末到达供应模块2,则可以将其进行筛分并储存在储料器37中。包含在主料斗29中的粉末通过计量装置33被传输到筛网35。筛网35筛分粉末并取出太大的粉末团块和粉末团粒。这些团块被传输到容器351并保存在该容器中。已筛分的粉末穿过筛网35并进入储料器37中(在使用前储存在该储料器中)。
重新灌装的方法
本发明涉及一种用于在增材制造机器中重新灌装制造粉末的方法,该增材制造机器包括制造外壳49,该机器被配置成在外壳49的制造区域63中由粉末制造物品,外壳49配备有带有手套的手套箱251,手套251被配置成从外壳49外部处理物体,外壳49是封闭的,所述方法包括由以下项组成的步骤:
-从输送回路42中抽取粉末,以将抽取的粉末放置在被接收在外壳49的接收区域281中的容器28中,接收区域281不同于制造区域63,以及
-借助于手套251从外壳49外部封闭容器28,容器28不是机器的一部分,并且被配置成从外壳49中取出。
应该注意的是,增材制造机器已经在上文进行了描述,并且包括用于将制造粉末输送到用于沉积粉末层的装置的回路42,用于沉积粉末层的装置被配置成将粉末在制造区域63上铺展,用于沉积粉末层的装置包括粉末接收表面和粉末入口,粉末入口位于粉末接收表面上方。
因此,制造机器4允许未使用的制造粉末根据这些步骤、并且更通常地根据在图7中重复的下述步骤进行重新灌装。
未使用的粉末最初可以位于供应模块2的储料器37中,并运输至制造机器4。最初,外壳49是气密地密封的,并且不包含任何容器。
在第一步骤E1期间,调节外壳49内的氧气分数以达到至少18%。
在第二步骤E2期间,将外壳49的门打开。
在第三步骤E3期间,将一个空的容器或多个空的容器插入外壳49中。容器可以放置在接收区域281中。容器的盖子也被插入。容器可以打开进入。特别是如果容器包含惰性气氛,即具有至多2%氧气和至少98%惰性气体的气体成分,则容器可以是封闭的。
在第四步骤E4中,将外壳49的门气密地封闭。
在第五步骤E5期间,将外壳49中的氧气分数调节到至多2%。
在第六步骤E6期间,执行子步骤的循环。
在第一子步骤E61期间,将空的容器放置在排放出口573下方的接收区域281中。
在第二子步骤E62期间,操作者定位传感器283,该传感器被配置成检测容器的粉末填充的水平,以确定容器的期望填充水平。
在第三子步骤E63中,移动连接器65,以将抽取回路57和被接收在接收区域281中的容器28与箱49的外壳隔离。
在第四子步骤E64中,启动抽取回路,以对制造区域上方的粉末进行抽取,并因此朝向抽取回路的出口排放一定量的粉末。该量小于或等于容器的最大容量。抽取回路的计量装置可以接收来自传感器的信号,以在传感器发出“容器已满”信号时终止填充。
在第五子步骤E65中,使用手套251处理容器及其盖子,以便用盖子封闭容器。操作者用盖子封闭容器。
只要有空的容器和待重新灌装的粉末,则恢复子步骤循环。即当不具有空的容器或粉末可灌装时,子步循环被终止。在这种情况下,执行第七步骤E7。
在第七步骤E7期间,将外壳内的氧气分数调节至达到至少18%。
在第八步骤E8期间,将外壳49的门打开。
在第九步骤E9期间,从外壳49中移除一个或更多个已填充且封闭的容器。
在第十步骤E10期间,将外壳49的门气密地封闭。
应该注意的是,子步骤E62和E63为可选的,并且在制造机器分别包括传感器283和连接器65时有利地执行。还应该注意的是,这种粉末可以在重新灌装之前重新安装。无论待在装置中汇集的粉末的位置如何,都可以经由第二抽吸系统21将粉末输送到主料斗29(步骤P1)。然后,该未使用的粉末可以被筛网35再次筛分。此后,未使用的粉末和重新灌装的粉末被返回到制造机器,并且容器被放置在接收区域中。因此,可以在保护性气氛下将粉末重新包装成操作者可携带的数量,然后储存以供以后重复使用。
Claims (15)
1.一种增材制造机器(4),其包括:
-制造外壳(49),所述制造外壳被配置成是密封的并且配备有带有手套(251)的手套箱,
-输送回路(42),所述输送回路用于将制造粉末输送到用于沉积粉末层的装置,用于沉积粉末层的装置被配置成将粉末在所述制造外壳(49)中的制造区域(63)上铺展,用于沉积粉末层的装置包括粉末接收表面和粉末入口,所述粉末入口位于所述粉末接收表面上方,
-能量源,所述能量源被配置成选择性地熔融铺展在所述制造区域(63)中的制造粉末,以及
-抽取回路(57),所述抽取回路被配置成对来自所述输送回路(42)的粉末进行抽取并将所抽取的粉末输送到所述抽取回路(57)的出口,所述抽取回路的出口位于接收区域(281)上方,
-所述抽取回路(57)的出口和所述接收区域(281)位于所述制造外壳中,所述接收区域(281)不同于所述制造区域(63)并且被定位成与所述抽取回路(57)的出口相对,
所述手套(251)被配置成处理位于所述外壳(49)中的物体并且在所述外壳封闭时到达所述接收区域(281)。
2.根据权利要求1所述的机器,其中,所述抽取回路(57)被配置成对来自所述输送回路(42)的位于所述外壳(49)外部的一部分的粉末进行抽取。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的机器,其中,所述接收区域和所述抽取回路(57)的出口相对于所述外壳(49)固定。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器,其中,所述粉末层沉积装置的粉末接收表面被安装成能够相对于所述制造区域(63)移动。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器,其中,所述抽取回路(57)包括连接器(65),所述连接器(65)被配置成将所述抽取回路(57)和被接收在所述接收区域(281)中的容器(28)相对于所述外壳(49)隔离,使得粉末以密封的方式从所述抽取回路(57)流动到所述容器(28)。
6.根据权利要求5所述的机器,其中,所述连接器(65)被配置成沿着限定所述抽取回路(57)的出口(573)的导管滑动,并且被配置成与被接收在所述接收区域(281)中的所述容器(28)的边缘接触。
7.根据权利要求5或6中任一项所述的机器,其中,所述抽取回路(57)包括通气口(67),所述通气口被被配置成当所述连接器(65)将所述抽取回路(57)的内部和所述容器(28)的内部相对于所述外壳(49)隔离时平衡所述抽取回路(57)内部的压力与所述抽取回路(57)外部的压力。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的机器,其包括传感器(283),所述传感器被配置成当所述容器(28)被接收在所述接收区域(281)中时检测所述容器(28)的粉末填充的水平。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的机器,其包括抽吸杆(53),所述抽吸杆被配置成吸取位于所述接收区域(281)中的粉末以及位于所述制造区域(63)中的粉末。
10.一种增材制造设施,其包括根据权利要求1至9中任一项所述的机器(4),所述装置还包括粉末供应模块(2),所述粉末供应模块被配置成准备、筛分和保存粉末,所述供应模块(2)的出口连接到所述输送回路(42)的入口。
11.根据权利要求10所述的增材制造设施,所述增材制造机器(4)是根据权利要求6所述的机器,所述抽吸杆(53)连接到所述供应模块(2)的入口。
12.一种用于在增材制造机器中重新灌装制造粉末的方法,所述增材制造机器包括制造外壳(49),所述机器被配置成在所述外壳(49)的制造区域(63)中由粉末制造物体,所述外壳(49)配备有带有手套(251)的手套箱,所述手套(251)被配置成从所述外壳(49)外部处理所述物体,所述外壳(49)是封闭的,所述方法包括以下步骤:
-将粉末从输送回路(42)抽取(E64),以将所抽取的粉末放置于被接收在所述外壳(49)的接收区域(281)中的容器(28)中(E64),所述接收区域(281)不同于所述制造区域(63),以及
-将所述容器(28)借助于手套(251)从所述外壳(49)的外部封闭(E65),所述容器(28)不是所述机器的一部分并且被配置成从所述外壳(49)移除。
13.根据权利要求12所述的用于重新灌装粉末的方法,其包括在对所述粉末进行抽取的步骤(E64)之前的步骤(E63),所述步骤(E63)包括移动连接器(65),以便将粉末抽取回路(57)和所述容器(28)相对于所述外壳(49)隔离。
14.根据权利要求12或13所述的方法,其包括定位传感器(283)的步骤(E62),所述传感器被配置成检测所述容器(28)的用粉末填充的水平,以限定所述容器的填充水平。
15.一种用于将制造粉末装载到增材制造机器中的方法,所述增材制造机器包括制造外壳(49),所述机器被配置成在所述外壳(49)的制造区域(63)中由粉末制造物体,所述外壳(49)包括带有手套(251)的手套箱,所述手套(251)被配置成从所述箱外部处理所述物体,所述方法包括以下步骤:
-(S2)将填充有粉末并气密地密封的容器(28)插入所述外壳(49)中,所述容器(28)被接收在接收区域(281)中,所述接收区域(281)不同于所述制造区域(63),
-(S3)将所述外壳(49)密封,
-(S4)在外壳(49)封闭的情况下,从外壳(49)外部通过手套(251)打开容器(28),以及
-(S6)在所述外壳(49)封闭的情况下,将包含在所述容器(28)中的粉末吸出,以将所述粉末转移到被配置成准备、筛分和储存粉末的粉末供应模块(2)。
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