本發(fā)明涉及通過(guò)堆疊粉末的連續(xù)層進(jìn)行物體的增材制造(也被稱為3D打印)的領(lǐng)域。

本發(fā)明特別涉及在其操作時(shí)粉末傳播的問(wèn)題。

背景技術(shù)：

在通過(guò)堆疊粉末的連續(xù)層進(jìn)行物體的增材制造的領(lǐng)域中，第一步驟通常將粉末裝載到所使用的機(jī)器中的特殊用途的裝載區(qū)域。在此裝載操作期間操縱粉末時(shí)，粉末傳播的風(fēng)險(xiǎn)很高。在卸載所制造的被未粘結(jié)粉末包圍的物體的最后步驟期間也存在這樣的風(fēng)險(xiǎn)。存在若干與這種粉末傳播有關(guān)的缺點(diǎn)。

首先，排放到大氣中的粉末顆粒會(huì)引起材料的損失，而該材料可能昂貴。其次，這種損失能夠引起不想要的組成變化。例如，在操作的粉末由性質(zhì)不同的粉末的混合物組成的情況下，化學(xué)計(jì)量可能被改變。

粉末傳播也可能是設(shè)備維護(hù)增加的原因。工作環(huán)境中沉積的這些粉末可能攜帶會(huì)使設(shè)備結(jié)垢的材料。因此，具體的維修活動(dòng)可能由于不受控的傳播而變得必要。

最后，粉末傳播可能對(duì)操作人員的健康和安全帶來(lái)風(fēng)險(xiǎn)。例如，被視為危險(xiǎn)的吸入粉末或皮膚接觸粉末對(duì)健康有影響，引起刺激、過(guò)敏、神經(jīng)系統(tǒng)的疾病，甚至癌癥。即使被認(rèn)為是惰性的粉末，換言之，沒(méi)有特異性毒性的粉末，如果它們大量存在的話，則也可能使肺超過(guò)負(fù)荷，這可能與肺纖維化有關(guān)。

現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)公開了諸如集塵設(shè)施的若干解決方案，以使與粉末的傳播或除塵(dusting)的問(wèn)題有關(guān)的安全操縱成為可能。然而，這些解決方案能被改進(jìn)，并且不一定適合于通過(guò)堆疊粉末的連續(xù)層進(jìn)行的增材制造的領(lǐng)域。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了至少部分地克服根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施方式的缺點(diǎn)，本發(fā)明的第一個(gè)目的是一種使用至少一種粉末用于物體的增材制造方法，所述方法依次包括下述步驟：

由所述粉末和可升華材料制造固體塊；

將所述固體塊裝載到增材制造機(jī)器的裝載空間中；

升華所述固體塊中存在的所述材料并回收所述粉末；和

通過(guò)堆疊使用在上一步驟中回收的所述粉末制成的連續(xù)層，增材制造所述物體。

本發(fā)明具有這樣的優(yōu)點(diǎn)：粉末在可升華材料的存在下以制成固體的塊的形式進(jìn)行裝載。含有粉末的塊的固體性質(zhì)防止了粉末在裝載到增材制造機(jī)器中時(shí)傳播，這有利地減少了材料損失、裝載到此機(jī)器中的粉末的不想要的組成變化、設(shè)備安全需求，以及健康風(fēng)險(xiǎn)和安全風(fēng)險(xiǎn)。

本發(fā)明優(yōu)選具有單獨(dú)或組合采取的至少一個(gè)以下附加特征。

所述方法包括下述步驟：在所述物體的增材制造步驟之后，優(yōu)選使用在所述升華步驟期間回收的全部或部分的所述材料，部分或完全涂覆由未粘結(jié)粉末和被該粉末包圍的物體組成的組件，涂層由可升華材料制成。這種特定特征能有助于減少在卸載含有所述物體的組件時(shí)粉末傳播的風(fēng)險(xiǎn)。在這方面，請(qǐng)注意，在不超出本發(fā)明的框架的情況下，另一個(gè)可升華材料源可用于涂層。

為了制造該涂層，所述材料以液體狀態(tài)被施用到所述組件周圍，以通過(guò)毛細(xì)管作用浸漬所述粉末，所述施用通過(guò)直接施用或通過(guò)噴灑進(jìn)行，或者，所述材料借助噴霧器被施用到所述組件周圍，換言之，噴霧器是能夠?qū)⒁后w汽化成小液滴的機(jī)械裝置，這種裝置也被稱為氣溶膠。

在所述涂覆步驟之后，涂覆的組件被從增材制造機(jī)器中取出并且被轉(zhuǎn)移到用于取出所述物體的另一個(gè)工作站，例如，該另一個(gè)工作站是手套箱，粉末的傳播能易于被容納在手套箱內(nèi)。

在所述升華步驟之后，執(zhí)行使用冷阱回收所述升華的材料的步驟。完成這種回收，用于再利用如上所述涂覆目的用的所述材料，和/或用于制造新的固體塊，該新的固體塊將被裝載到增材制造機(jī)器中。

所述可升華材料優(yōu)選是環(huán)十二烷。

根據(jù)第一實(shí)施方式，由所述粉末和所述可升華材料制造所述固體塊的所述步驟如下進(jìn)行：

混合所述粉末和材料，以獲得非粉末材料；

在室溫下壓實(shí)混合物；

熔化在壓實(shí)的混合物的外表面上的所述材料，以在冷卻后獲得具有給定厚度的固體外壁，所述固體塊的外壁界定了內(nèi)空腔，所述粉末和所述材料的混合物的剩余物位于所述內(nèi)空腔中。

根據(jù)第二實(shí)施方式，由所述粉末和所述可升華材料制造所述固體塊的所述步驟如下進(jìn)行：

使用所述材料制造容器，所述容器包括界定內(nèi)空腔的主體和閉合所述內(nèi)空腔的元件；

將粉末引入所述內(nèi)空腔中；

使用所述閉合元件閉合所述內(nèi)空腔。

根據(jù)第三實(shí)施方式，由所述粉末和所述可升華材料制造所述固體塊的所述步驟如下進(jìn)行：

使液體形式的所述材料進(jìn)入模具，并且再將所述粉末倒入容納液體形式的所述材料的模具，或者反之亦然；

冷卻所述材料，以獲得含有所述粉末的材料的固體塊。

根據(jù)第四實(shí)施方式，由所述粉末和所述可升華材料制造所述固體塊的所述步驟如下進(jìn)行：

將所述粉末放入模具；

使用液體形式的材料在外圍浸漬所述粉末至給定厚度，以在冷卻到所述給定厚度以上之后獲得固體外壁，所述固體塊的所述外壁界定了內(nèi)空腔，所述粉末的剩余物位于所述內(nèi)空腔中。

此外，通過(guò)使用以下技術(shù)之一來(lái)完成所述物體的增材制造步驟：

選擇性激光熔化(SLM)或者電子束熔化(EBM)；

選擇性激光燒結(jié)(SLS)或選擇性電子束燒結(jié)；

在介質(zhì)對(duì)高功率能量源的作用下的任何其他類型的粉末固化技術(shù)，其原理是通過(guò)激光束或電子束熔化或燒結(jié)粉末床，或者

將粘合劑投注(projection)到粉末的連續(xù)層上。

優(yōu)選地，所述粉末選自：

金屬粉末，例如，鈦合金、鋁合金、鎳合金、超合金、鋼、不銹鋼、難熔金屬、貴金屬、純金屬或合金化的金屬；

有機(jī)粉末，例如，聚酰胺、聚醚嵌段酰胺、聚苯乙烯、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、含鋁的聚酰胺；

無(wú)機(jī)粉末，例如，石英、陶瓷、硫酸鈣。

明顯地，在不超出本發(fā)明的框架的情況下，這些粉末的混合物是可能的。這同樣適用于可升華材料，如將在下面提到的，可升華材料也能被混合。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是實(shí)施上述方法的增材制造機(jī)器，所述機(jī)器包括：

用于含有所述粉末和所述可升華材料的固體塊的所述裝載空間；

升華所述固體塊中存在的所述材料的裝置；

增材制造模塊；和

回收在所述材料的升華之后回收的粉末并且將它送到所述模塊的裝置。

優(yōu)選地，所述機(jī)器包括回收所述升華的材料的裝置，所述裝置包括所述冷阱。

優(yōu)選地，所述機(jī)器包括涂覆由未粘結(jié)粉末和被這種粉末包圍的物體組成的組件的裝置。

在閱讀以下詳細(xì)的非限制性描述之后，本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征將變得顯而易見(jiàn)。

附圖說(shuō)明

此描述將參考附圖做出，在附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的增材制造機(jī)器的示意圖；

圖2是示意性示出使用上一圖中所示的機(jī)器的物體的增材制造的方法中的不同步驟的圖示；

圖3a至圖3c表示在制造包括粉末和可升華材料的固體塊的第一實(shí)施例中的不同依次步驟；

圖4a至圖4c表示在制造包括粉末和可升華材料的固體塊的第二實(shí)施例中的不同依次步驟；

圖5表示制造包括粉末和可升華材料的固體塊的第三實(shí)施例；

圖6a至圖6b表示在制造包括粉末和可升華材料的固體塊的第四實(shí)施例中的不同依次步驟；

圖7示出用于升華該材料的裝置的第一示例性實(shí)施方式，這些裝置被使用在圖1中的機(jī)器上；

圖8示出用于升華該材料的裝置的第二示例性實(shí)施方式，這些裝置被使用在圖1中的機(jī)器上；

圖9示出安裝在圖1中的機(jī)器上的增材制造模型的第一示例性實(shí)施方式；

圖10示出安裝在圖1中的機(jī)器上的增材制造模型的第二示例性實(shí)施方式；以及

圖11示出用于涂覆包括所制造的物體和圍繞它的未粘結(jié)粉末的組件的裝置的示例性實(shí)施方式，這些裝置被安裝在圖1中的機(jī)器上。

具體實(shí)施方式

首先參考圖1，該圖示出增材制造機(jī)器1(也稱為3D印刷機(jī))，該機(jī)器1符合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。

機(jī)器1配備有外蓋2，該外蓋單件制成或者使用彼此疊加的若干包層元件制成。這些包層元件2還包括用于裝載粉末和用于在制造之后裝載物體的常規(guī)的門(未示出)。

在圖1中，在由包層2界定的空間內(nèi)所表示的所有元件必須被看作形成機(jī)器1的整體部件，機(jī)器1的整體部件能像單件設(shè)備一樣進(jìn)行移位/處理。

機(jī)器1首先包括能夠容納一個(gè)或多個(gè)具有與裝載空間4的形狀互補(bǔ)的形狀的固體塊6的裝載空間4。作為最低限度，固體塊6必須能夠進(jìn)入裝載空間4。

每個(gè)固體塊6可以是實(shí)心或空心的。它含有用于物體的增材制造的粉末P1，和出售形式的可升華材料P2。

根據(jù)將由3D打印制造的物體的所需組成來(lái)確定粉末P1的性質(zhì)。作為非限制性實(shí)例，能夠使用一種以下粉末或至少兩種這些粉末的混合物：

金屬粉末，例如，鈦合金、鋁合金、鎳合金、超合金、鋼、不銹鋼、難熔金屬、貴金屬、純材料(Fe、Cu、Al等)；

有機(jī)粉末，例如，聚酰胺、聚醚嵌段酰胺、聚苯乙烯、聚醚醚酮(PEEK)、聚芳醚酮(PAEK)、含鋁的聚酰胺；

無(wú)機(jī)粉末，例如，石英、陶瓷、硫酸鈣、玻璃。

優(yōu)選地選擇環(huán)十二烷(C₁₂H₂₄)作為可升華材料P2。雖然明顯能夠設(shè)想其他材料，但環(huán)十二烷由于其物理特性而成為本發(fā)明的最佳選擇，其物理特性包括：

在環(huán)境溫度(20℃±5℃)下，它是白色固體至半透明固體的形式；

熔化溫度：58℃～60℃；

沸點(diǎn)：243℃；

蒸氣壓：在20℃下，0.1hPa；

升華焓：在25℃下，63.017～76.400kJ mol^-1；

特別是，環(huán)十二烷具有以下優(yōu)點(diǎn)：

由于其升華能力，在未添加溶劑的情況下汽化；

它可能是具有大尺寸分級(jí)，大于10μm的粉末的形式；

它能被容易地模制以獲得特定形式；

它能通過(guò)噴霧、通過(guò)液滴或者通過(guò)直接分配進(jìn)行施用；

它就像加固劑、粘合劑和涂料一樣起作用；

其升華速率和動(dòng)力學(xué)取決于若干因素，諸如溫度、壓力、密度、材料的結(jié)構(gòu)、厚度、表面情況、化學(xué)組成(在此實(shí)施例中，固定為C₁₂H₂₄)、孔隙率、自由體積等；

它具有急劇加速其升華的因素，諸如溫度上升例如到50℃，或強(qiáng)通風(fēng)和/或真空的形成；

它具有急劇減速其升華的因素，諸如凍結(jié)至-15～-20℃、周圍介質(zhì)的飽和度、冷卻至5～10℃；

在升華之后，它能夠且易于將材料凝結(jié)在冷阱中；

它在升華后不產(chǎn)生任何表面污染。

所有這些優(yōu)點(diǎn)使得此材料完全適于本發(fā)明的實(shí)施，特別是用于制造固體塊6，它的一些實(shí)施例將參考圖3a至圖6b在下面進(jìn)行描述。

而且，增材制造機(jī)器包括使固體塊6中存在的所述材料升華的裝置8。將參考圖7和圖8描述這些裝置8的示例性實(shí)施方式。

機(jī)器1還包括具有經(jīng)典設(shè)計(jì)的增材制造模塊10，它的一些實(shí)施例將參考圖9和圖10在下面進(jìn)行描述。裝置12將被插入在裝置8和模塊10之間。包括例如鼓風(fēng)機(jī)和用于粉末P1的循環(huán)通道的這些裝置12被用于回收在材料P2的升華期間回收的粉末P1，用放置在裝填空間4中的固體塊6執(zhí)行，并且將它送到模塊10。

機(jī)器1還包括回收升華材料的裝置13，這些裝置包括冷阱，以回收固體形式的這種材料P2。

最后，機(jī)器1包括用于涂覆含有未粘結(jié)粉末P1和所獲得的由這種粉末包圍的物體20的組件16的裝置14，和可能的該物體構(gòu)建在其上的托盤或支架。將參考圖11描述這些裝置14的示例性實(shí)施方式。在這方面，請(qǐng)注意，該機(jī)器還可以包括通信裝置22，以將回收的材料P2從裝置13送到涂覆裝置14。

現(xiàn)在參考圖2，該圖示出使用機(jī)器1制造物體20的方法中的步驟的順序。在圖2中，虛線示意性表示機(jī)器1，并且在該虛線內(nèi)示出的所有步驟必須被視為以自動(dòng)方式在機(jī)器內(nèi)實(shí)施。這些步驟通過(guò)遠(yuǎn)離機(jī)器1的控制單元進(jìn)行常規(guī)控制。

該方法以步驟E1開始，以制造固體塊6。在這方面，單個(gè)固體塊6被制造成優(yōu)選具有與機(jī)器裝載空間4的形狀互補(bǔ)的形狀。不過(guò)，若干個(gè)塊6能被制造成在疊置于裝載空間4中時(shí)將具有與此空間的形狀互補(bǔ)的組裝形狀。后一種解決方案具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，特別是在所需的物體的組成能夠改變時(shí)，因?yàn)樵趯⑦@些塊堆疊在機(jī)器裝載空間中之前它變得易于使用不同的粉末制造塊6。

存在用于制造固體塊6的若干可能性?，F(xiàn)將描述四個(gè)示例性實(shí)施方式。然而，應(yīng)注意，這些實(shí)施例可能進(jìn)行組合，參考一些實(shí)施例描述的步驟可被施用到其它實(shí)施例，反之亦然。

首先，參考圖3a至圖3c示出制造固體塊6的第一實(shí)施例。在第一實(shí)施例中，粉末P1是AlSi₁₂，具有約30μm的尺寸分級(jí)的合金?？缮A材料P2是粉末形式的環(huán)十二烷，具有大于100μm的較大尺寸分級(jí)。粉末P1和P2之間的重量比為約50-50。注意這條信息，粉末P2的尺寸分級(jí)不一定大于粉末P1的尺寸分級(jí)，必要的是，所添加的材料P2不是積塵的。然后，其尺寸分級(jí)可以大于或小于所考慮的粉末P1的尺寸分級(jí)。

圖3a中示意性示出的第一步驟由在容器30中在環(huán)境溫度下混合粉末P1和粉末P2組成，以獲得非積塵的混合物。例如通過(guò)吸附或者基于任何其它物理原理，混合粉末P1的顆粒和粉末P2的顆粒。

如圖3b示意性示出，一旦已獲得混合物，則在環(huán)境溫度下壓實(shí)該混合物。進(jìn)行這種壓實(shí)，以獲得實(shí)際上與該塊所需的最終形狀相同的形狀，并且保持足夠的孔隙率以促進(jìn)后續(xù)的材料P2的升華步驟。

如圖3c中示意性示出，制造繼續(xù)在壓實(shí)混合物的外表面上熔化材料P2至給定厚度“EP”的操作。完成這種熔化，使得一旦材料P2熔化于其中的外圍區(qū)已冷卻，固體外壁32擴(kuò)展至給定厚度“EP”以上。

外壁32的固化致使獲得了固體塊6，因此該固體塊6是中空的，其壁32執(zhí)行殼的功能，具有受控制厚度，界定了內(nèi)空腔34，粉末P1和粉末P2的剩余混合物容納在該內(nèi)空腔內(nèi)。

在此制造實(shí)施例中，請(qǐng)注意，外殼壁32可完全由材料P2組成，或者它可以是粉末P1和粉末P2的混合物。

參考圖4a至圖4c示出制造固體塊6的第二實(shí)施例。在第二實(shí)施例中，粉末P1與材料P2滿足與上述第一實(shí)施例的描述中提到的標(biāo)準(zhǔn)相同的標(biāo)準(zhǔn)。

制造開始于使用壓實(shí)粉末的形式的材料P2制造容器36。此容器36包括界定內(nèi)空腔34的主體36a和內(nèi)空腔的閉合元件36b，此元件36b是塞子的形式。容器36b的兩個(gè)未組裝的部件36a和36b示于圖4a。然后，如圖4b所示，粉末P1被引入到內(nèi)空腔34中，并且，由圖4c可見(jiàn)，下一步驟是使用閉合元件36b閉合內(nèi)空腔34。此閉合操作可通過(guò)密封元件36a和36b完成，例如通過(guò)在它們的界面處加熱它們，然后冷卻它們以固化交界區(qū)。

此實(shí)施例的制造過(guò)程是有效的，因?yàn)槿萜?6隨后升華的部分完全圍繞其外周。升華步驟因此能更迅速地完成。

在一個(gè)替代實(shí)施方式中，構(gòu)成固體容器的元件36a和36b可由兩種粉末P1和P2的混合物制成。

參考圖5示出制造固體塊6的第三實(shí)施例。在該第三實(shí)施例中，粉末P1與材料P2滿足與上述第一實(shí)施例的描述中提到的標(biāo)準(zhǔn)相同的標(biāo)準(zhǔn)。

制造開始于使液體形式的材料P2進(jìn)入形成模具的容器30中。然后，粉末P1被倒入此容器中，此粉末通過(guò)毛細(xì)管作用被液相的材料P2浸漬。相反，粉末P1可在材料P2之前被添加到容器30中。然后，將兩相混合以得到均勻的組件。

然后，冷卻材料P2以獲得基于含有粉末P1的材料P2的固體塊6。所獲得的塊6具有使它適合于被直接放置在增材制造機(jī)器的裝載空間中的外部形狀。

關(guān)于第三示例性實(shí)施方式，粉末P1被材料P2完全結(jié)合。粉末P1的傳播風(fēng)險(xiǎn)因而大幅降低，即使固體塊6應(yīng)破裂。

在未超出本發(fā)明的框架的情況下，材料P2制成的外周壁能被放置在圖5 中獲得的組件周圍。

參考圖6a至圖6b示出制造固體塊6的第四實(shí)施例。在該第四實(shí)施例中，粉末P1與材料P2滿足與上述第一實(shí)施例的描述中提到的標(biāo)準(zhǔn)相同的標(biāo)準(zhǔn)。

如圖6a示意性示出的，制造開始于使粉末P1在環(huán)境溫度下進(jìn)入形成模具的容器30中開始。粉末P1然后通過(guò)毛細(xì)管作用在其周圍被使液體形式引入的材料P2浸漬，達(dá)到由“EP”表示的厚度。

完成這種浸漬，使得在材料P2熔化于其中的外圍區(qū)已冷卻之后，固體外壁32則延展至在與圖6b中相同的給定厚度“EP”。外壁32的固化致使獲得了固體塊6，因此該固體塊是空心的，其壁32執(zhí)行殼的功能，具有受控制的厚度，界定了內(nèi)空腔34，剩余粉末P1容納在內(nèi)空腔內(nèi)。在該第四制造實(shí)施例中，請(qǐng)注意，外殼壁32可完全由粉末P1和粉末P2的混合物組成。然后，在未超出本發(fā)明的框架的情況下，僅材料P2制成的外周壁能被放置在圖6b中獲得的組件周圍。

再次考慮圖2，物體20的制造方法中的第二步驟E2由將獲得的固體塊6裝載到機(jī)器1的專用裝載空間中。然后優(yōu)選在此裝載空間內(nèi)進(jìn)行升華步驟E3，以使固體塊6中含有的材料P2升華，并且以在塊6的形成之前回收其初始狀態(tài)下的粉末P1。

升華通過(guò)使用圖7中所示的第一示例性實(shí)施方式的上述裝置8來(lái)常規(guī)完成。這些裝置8首先使用固體塊6被放置在其內(nèi)的升華室40使簡(jiǎn)單的真空升華成為可能。對(duì)于所有升華設(shè)備，室40設(shè)置有用于加熱塊6的加熱裝置42。裝置8還包括裝配有冷卻裝置46和真空泵48的冷凝器44，以在室40和冷凝器44中創(chuàng)建真空。使用本領(lǐng)域技術(shù)人員已知而未在本文進(jìn)一步描述的常規(guī)安裝，材料P2在冷凝器44的外壁上升華，并且然后將此氣相傳送到裝置12，以借助冷阱回收這種材料P2。材料P2以這種方式通過(guò)使用專用裝置12執(zhí)行的步驟E'3中的冷凝進(jìn)行回收。如上所述，一旦以固體形式回收，材料12能被用于制造新的固體塊6和/或用于涂覆在方法結(jié)束時(shí)獲得的組件。

根據(jù)圖8所示的第二實(shí)施方式，裝置8包括用于使惰性氣體通過(guò)不同組件循環(huán)的回路50，這些不同組件與第一實(shí)施例中描述的那些相同或相似，并因此具有相同的附圖標(biāo)記。惰性氣體然后用作連續(xù)循環(huán)的載氣，使得工作能在大氣壓力下完成并且能對(duì)固體塊6連續(xù)起作用。借助于這種被稱為夾帶升華(entrainment sublimation)的技術(shù)，載氣被連續(xù)地再循環(huán)，使得沒(méi)有損失可升華材料。

無(wú)論選擇何種升華技術(shù)，在塊6中的材料12升華時(shí)，粉末P1通過(guò)裝置12進(jìn)行釋放和回收。優(yōu)選地，它恢復(fù)到其粉末性質(zhì)，這有利于獲得優(yōu)質(zhì)物體20。其恢復(fù)的流動(dòng)性(也稱為“可流動(dòng)性”)使它易于被送到增材制造模塊10，物體20的增材制造步驟E4在該增材制造模塊內(nèi)進(jìn)行。

注意，通過(guò)熔化或燒結(jié)的增材制造方法所得到的成分P1和成分P2的分離可以是完全的或者僅是部分的。非常有可能的是，材料P2(在這種情況下，為環(huán)十二烷)的一小部分能在分離步驟后保持與粉末P1相聯(lián)。這隨后將通過(guò)與后續(xù)熔化或燒結(jié)步驟相關(guān)的溫度上升而被消除。因此，在這些條件下，在粉末P1和粉末P2的分離期間的唯一標(biāo)準(zhǔn)是，恢復(fù)粉末P1的必要且足夠的物理參數(shù)(特別是可流動(dòng)性)，使得能夠形成它的層。

僅非常簡(jiǎn)要地說(shuō)明增材制造E4的常規(guī)方面。根據(jù)圖9所示的模塊10的第一示例性實(shí)施方式，應(yīng)用將粘合劑60投注到粉末P1的連續(xù)層上的技術(shù)。這是通過(guò)為模塊10提供粉末P1的儲(chǔ)存器64(充當(dāng)用于沉積粘合劑的基底)來(lái)完成。它還包括圍繞所制造的部件的粉末的團(tuán)塊(volume)66，這個(gè)團(tuán)塊由連續(xù)的多個(gè)層62組成。

該模塊包括用于粘合劑60的噴頭68，和用于下一層的放置的刮板系統(tǒng)70。最后，它包括支撐整個(gè)制造室的托盤72。制造室通過(guò)以已知的方式將回收的粉末P1裝載到儲(chǔ)存器64中進(jìn)行供給。在制造開始后，在零件制造罐中，刮板70執(zhí)行從左到右的掃除運(yùn)動(dòng)，以將粉末的團(tuán)塊收集到儲(chǔ)存器64中，然后在粉末床中將它鋪展幾十微米厚。因此，支承托盤72起始位于“高”位置處，并且，對(duì)于各個(gè)新的層62，其位置通過(guò)增量進(jìn)行降低，使得刮板能夠通過(guò)而粉末的另一個(gè)床能夠形成。對(duì)于如此形成的各個(gè)粉末床，部件通過(guò)添加粘合劑60進(jìn)行固化。物體20被逐層制造，并且最終被未粘結(jié)粉末P1包圍。

圖10中所示的第二示例性實(shí)施方式與第一示例性實(shí)施方式的區(qū)別在于：所用的技術(shù)是選擇性激光熔化或電子束熔化，或選擇性激光燒結(jié)或電子束燒結(jié)。在這兩種情況下，原理是激光束或電子束80、優(yōu)選使用一個(gè)或多個(gè)檢流鏡82來(lái)熔化或燒結(jié)粉末床。

圖2中示意性示出的方法中的下一步驟是完全或部分涂覆含有物體20和未粘結(jié)粉末P1的組件16的步驟E5。如上所述，此涂覆步驟E5通過(guò)使用特殊用途裝置14由給定量的從回收裝置13獲得的材料P2和/或外部輸入以獲得“新”材料來(lái)完成。

支承托盤72被向上移動(dòng)，使得組件16突出到制造罐外部，以在也稱為部分或全部封裝的操作中涂覆組件16。如圖11中示意性示出的，當(dāng)組件16的外表面從罐中出來(lái)時(shí)，材料P2的外周壁90被施用到該組件16的外表面。此外周壁90因此采用部分或完全包囊的形式，該包囊足夠厚以使封裝的組件能沒(méi)有任何風(fēng)險(xiǎn)地移動(dòng)。然而，施用到移動(dòng)組件16的外表面的材料P2優(yōu)選在加熱后被改變?yōu)橐后w狀態(tài)，以通過(guò)毛細(xì)管作用浸漬粉末P1。這能夠通過(guò)使用適當(dāng)?shù)脑O(shè)備94噴灑滴液來(lái)以液相施用，或甚至直接施用，在直接施用中，材料P2的液相被直接且連續(xù)地倒入來(lái)自專用儲(chǔ)存器(未示出)的組件16。另一替代實(shí)施方式由使用噴霧器或作為噴墨施用材料P2組成，以將小液滴汽化或投注到組件16的外表面上。

在圖11的實(shí)施例中，由材料P2制成的外周壁90在組件16的所有外周周圍延伸，除了它的下表面直接接觸支承托盤72。在這種情況下，涂覆的組件16然后被移動(dòng)到掩蔽此組件的未涂覆面的另一個(gè)工作站，或甚至保持此組件16強(qiáng)迫接觸支承托盤72，直到此其它工作站。然而，它也能夠?qū)⒂刹牧螾2制成的另一個(gè)固體初始層放置在制造罐的與支承托盤72接觸的底部上，以最終獲得組件16的總封裝。

在涂覆的組件16已從機(jī)器1中取出后，制造方法通過(guò)取出物體20的步驟E6完成。此步驟E6在涂覆的組件16已被放置在另一個(gè)工作站上、優(yōu)選在手套箱(未示出)中之后實(shí)施。在此步驟E6期間的第一操作是除去涂層90，然后它能被回收用于制造新的固體塊6。在此階段中，物體20被未粘結(jié)粉末P1包圍。因此，此步驟由通過(guò)抽吸或除塵除去未粘結(jié)粉末和然后回收支承托盤72組成，當(dāng)托盤已隨涂覆的組件16移動(dòng)到手套箱中時(shí)，物體已經(jīng)逐步建立在支承托盤上。

明顯地，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)Ρ景l(fā)明進(jìn)行各種修改，如同它已通過(guò)非限制性實(shí)例進(jìn)行描述。