(57)【要約】      （修正有）【課題】粒子状汚染物質の堆積を防止又は減少できる三次元積層造形物の製造装置を提供する。【解決手段】三次元の対象物の積層造形的な製造の為の装置（１）であって、装置（１）の少なくとも一つの機能コンポーネントに少なくとも部分的に沿って流れる第一の流体流を形成するために設けられている流れ装置（１１）を有し、この第一の流体流が、プロセスによって発生する、特に粒子状の汚染物質を載せられていることが可能、又は載せられている装置において、流れ装置（１１）が、第二の流体流（ＦＳ２）の形成の為に設けられており、第二の流体流（ＦＳ２）は、第一の流体流（ＦＳ１）と、装置（１）の少なくとも一つの機能コンポーネントの間を、少なくとも部分的に、装置（１）の少なくとも一つの機能コンポーネントの表面に直接沿って流れる。【選択図】図１
2020073718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー照射（４）によって硬化可能な構成材料（３）からなる構成材料層の、漸次的、層ごと、選択的な露光と、これに伴い現れる漸次的、層ごと、選択的な硬化による、三次元の対象物の積層造形的な製造の為の装置（１）であって、
少なくとも一つの機能コンポーネントを備える、プロセスチャンバー（１０）と
第一の流体流（ＦＳ１）と第二の流体流（ＦＳ２）を形成する流れ装置（１１）であって、前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記第二の流体流（ＦＳ２）は同じ流入領域（１３）から前記プロセスチャンバー（１０）に入り、別の同じ流出領域（１４）で前記プロセスチャンバー（１０）を出て、前記第一の流体流（ＦＳ１）は前記プロセスチャンバー（１０）から生じた粒子状の汚染物質を運び、前記第二の流体流（ＦＳ２）は前記少なくとも一つの機能コンポーネントの表面に沿って流れて、前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記少なくとも一つの機能コンポーネントの表面とを分ける、流れ装置（１１）と、を備える装置（１）。
【請求項２】
前記少なくとも一つの機能コンポーネントの表面は、内表面及び外表面の少なくとも一つを備え、前記第二の流体流（ＦＳ２）は前記内表面及び外表面の少なくとも一つに沿って流れて前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記内表面及び外表面の少なくとも一つとを分ける、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記少なくとも一つの機能コンポーネントの表面は少なくとも部分的に、平坦な幾何形態を有するか、シリンダー状の又はシリンダー形状の幾何形態を有するか、もしくは中空シリンダー状の又は中空シリンダー形状の幾何形態を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも一つの機能コンポーネントの表面は、流れ内部空間を有する管状の又は管形状の流れ案内要素（１２，１５）であり、前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記第二の流体流（ＦＳ２）は前記流れ内部空間を貫流する、請求項１から３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも一つの機能コンポーネントの表面は、光学装置の光学要素であり、前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記第二の流体流（ＦＳ２）は前記光学要素の上を流れる、請求項１から４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも一つの前記機能コンポーネントの表面は、前記プロセスチャンバー（１０）を画成するプロセスチャンバー壁部（１０−１０ｃ）である、請求項１から５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記第二の流体流（ＦＳ２）は、流れ速度において異なっている、請求項１から６の何れか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記第二の流体流（ＦＳ２）は、密度において異なっている、請求項１から７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記流れ装置（１１）が、前記第二の流体流（ＦＳ２）を螺旋状又はスパイラル状に流れさせる、請求項１から８のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置（１）は、前記流れ装置（１１）に付設された複数のノズル要素を有するノズル装置を備え、少なくとも一つの第一のノズル要素が前記第一の流体流（ＦＳ１）を形成し、少なくとも一つの第二のノズル要素が、前記第二の流体流（ＦＳ２）を形成する、請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記流れ装置（１１）は、前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記第二の流体流（ＦＳ２）を流れ循環として流し、前記流れ循環は前記流れ装置（１１）から流れて、前記少なくとも一つの前記機能コンポーネントの表面に沿って流れて、前記流れ装置（１１）に戻り、前記少なくとも一つの第一のノズル要素及び前記少なくとも一つの第二のノズル要素が、前記流れ循環の同じ部分、又は異なる部分に設けられている、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第一の流体流（ＦＳ１）及び前記第二の流体流（ＦＳ２）が不活性である、請求項１から１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
エネルギー照射（４）によって硬化可能な構成材料（３）から成る構成材料層の、漸次的、層ごと、かつ選択的な露光と、これに伴って現れる漸次的、層ごと、かつ選択的な硬化による三次元の対象物の積層造形的な製造の為の装置（１）の運転の方法であって、流れ装置（１１）は第一の流体流（ＦＳ１）及び第二の流体流（ＦＳ２）を、同じ流入領域（１３）からプロセスチャンバー（１０）に入れて、別の同じ流出領域（１４）で前記プロセスチャンバー（１０）から出して、前記第一の流体流（ＦＳ１）は前記プロセスチャンバー（１０）から生じた粒子状の汚染物質を運び、前記第二の流体流（ＦＳ２）は少なくとも一つの機能コンポーネントの表面に沿って流れて前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記少なくとも一つの機能コンポーネントの表面とを分ける、方法。
【請求項１４】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の装置（１）の機能コンポーネントの表面を汚染物質の付着から保護する方法であって、流れ装置（１１）が第一の流体流（ＦＳ１）及び第二の流体流（ＦＳ２）を同じ流入領域（１３）からプロセスチャンバー（１０）に入れて、別の同じ流出領域（１４）で前記プロセスチャンバー（１０）から出して、前記第一の流体流（ＦＳ１）は前記プロセスチャンバー（１０）から生じた粒子状の汚染物質を運び、前記第二の流体流（ＦＳ２）は少なくとも一つの機能コンポーネントの表面に沿って流れて前記第一の流体流（ＦＳ１）と前記少なくとも一つの機能コンポーネントの表面とを分ける、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
三次元の対象物の積層造形的な製造の為の装置。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、エネルギー照射によって硬化可能な材料からなる構成材料層の、漸次的、層ごと、選択的な露光と、これに伴い現れる漸次的、層ごと、選択的な硬化による三次元の対象物の積層造形的な製造の為の装置であって、流れ装置を有するものに関する。この流れ装置は、装置の少なくとも一つの機能コンポーネントに沿って少なくとも部分的に流れる第一の流体流の形成の為に設けられている。流体流は、プロセスに従い発生する、特に粒子状の汚染物質を載せられることが可能、又は載せられている。
【０００３】
三次元の対象物の積層造形的な製造の為の装置は、基本的に公知である。相応する装置は、流れ装置を有する。これは、装置の少なくとも一つの機能コンポーネントに沿って、特に循環して流れる流体流の形成の為に設けられている。流体流は、特に、プロセスに応じて発生する、特に粒子状の汚染物質（ここでは典型的には、いわゆる煙粒、又はスモーク粒である）を、装置のプロセスチャンバーから引き離すために使用される。流れ装置によって形成される流体流は、その流れ経路に沿って、プロセスによって発生する汚染物質を載せられ、そして特に、プロセスチャンバーから出た後、相応するプロセスによって発生する汚染物質を含む。
【０００４】
相応する汚染物質を載せられた流体流は、典型的には、装置の所定の機能コンポーネントに沿って流れる。実験は、機能コンポーネントには、これに沿って流れる、相応して汚染物質を載せられた流体流によって堆積が形成されることが可能であり、この堆積は、その（機能コンポーネントの）各機能を損なう恐れがあることを示した。例えば、流れを案内する機能コンポーネントの流れ断面は、つまり例えば環状の流れ案内要素の流れ断面は、相応する堆積によって減少され、そして流体特性がこれにより損なわれる恐れがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、特に、機能コンポーネントの相応する堆積の防止又は減少に関して改善された、三次元の対象物の積層造形的な製造の為の装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に記載の三次元の対象物の積層造形的な製造の為の装置によって解決される。これに従属する請求項は、当該装置の可能な実施形に関する。
【０００７】
ここに記載する装置（「装置」）は、製造すべき対象物の層に関する断面に相当する領域における、硬化可能な構成材料からなる構成材料層の、漸次的、層ごと、選択的な露光と、これに伴い現れる漸次的、層ごと、選択的な硬化による、三次元の対象物、つまり例えば、技術的な部材、又は技術的な部材群の積層造形的な製造の為に使用される。構成材料は、粒子状、又は粒子形状の金属粉、プラスチック粉、及び／又はセラミック粉であり得る。選択的に硬化すべき各構成材料層の選択的な硬化は、対象に関する構成データに基づいて行われる。相応する構成データは、積層造形的に製造すべき各対象物の幾何構造的形態を表し、そして例えば、積層造形的に製造すべき対象物の「スライス式の」ＣＡＤデータを含むことができる。装置は、ＳＬＭ装置として、つまり選択的レーザー溶融法（ＳＬＭ法）の実施の為の装置、又はＳＬＳ装置として、つまり選択的レーザー焼結法（ＳＬＳ法）の実施の為の装置として形成されていることが可能である。ＳＥＢＳ装置、つまり選択的電子照射溶融法（ＳＥＢＳ法）の実施の為の装置として形成されていることも考え得る。
【０００８】
装置は、積層造形的な構成過程の実施の為、典型的に必要な複数の機能コンポーネントを有している。この為、特に層形成装置と露光装置が挙げられる。層形成装置は、装置の構成面（この中で、エネルギー照射によって硬化可能な構成材料からなる構成材料層の、漸次的、層ごと、選択的な露光と、これに伴う漸次的、層ごと、選択的な硬化が行われる）において、選択的に露光すべき、又は選択的に硬化すべき構成材料層の形成の為に設けられており、そして、この為、典型的には、構成面に対して移動可能に支承された、特に刃部状、又は刃部形状の層形成要素を有する。露光装置は、装置の構成面における、選択的に硬化すべき構成材料層の選択的な露光の為に設けられており、この為、典型的には照射発生装置を有する。この照射発生装置は、エネルギー照射の発生の為に設けられている。そして場合によっては、照射転向装置を有する。これは、選択的に露光すべき、又は降下すべき各構成材料層の各領域へのエネルギー照射の転向の為に設けられている。
【０００９】
装置は、更に、流れ装置を有する。これは、装置の少なくとも一つの機能コンポーネントに少なくとも部分的に沿って流れる第一の流体流、つまり典型的には第一のガス流の形成の為に設けられている。流体流（ガス流）は、プロセスに応じて発生する、特に粉末状の汚染物質を載せられることが可能、又は載せられている。装置の機能コンポーネントに沿った流体流の流れは、以下に説明されるように、流体流が、少なくとも部分的に、各機能コンポーネントの外側面、及び／又は内側面に沿って流れることと解されよう。流体流の形成の為に、流れ装置は、典型的には、流れ発生装置、つまり例えば、ファン装置、又は吸引装置を有する。流れ発生装置は、所定の流体特性、つまり例えば、所定の流れ速度、及び所定の流れプロファイルを有する流体流を形成するために設けられている。以下に記載するように、装置の相応する機能コンポーネントは、特に、管状の、又は管形状の流れ案内要素であることが可能である。相応する流れ案内要素は、流体流の流れ経路を定義する、流体流によって貫流可能な、又は貫流される流れ案内構造の構成要素を形成する。
【００１０】
流体流は、特に、プロセスに応じて発生する、特に粉末状の汚染物質（「汚染物質」）（ここでは典型的にはいわゆる煙粉末、又はスモーク粉末である）を、装置のプロセスチャンバーから引き離すために用いられる。上述した流れ案内構造は、よって、典型的には、一方で装置のプロセスチャンバーの流れ入口と、そして他方で、装置のプロセスチャンバーの流れ出口と接続されているので、流体流は、プロセスチャンバーを通って流れ（貫流し）、その際、相応する汚染物質を載せられる。一般的に、流れ装置によって形成される第一の流体流は、その流れ経路に沿って、プロセスに応じて発生する汚染物質を載せられ、そして特にプロセスチャンバーから出た後、相応してプロセスに応じて発生する汚染物質を含むと言える。
【００１１】
冒頭に記載した問題（機能コンポーネントに、これに沿って流れる、相応して汚染物質を載せた第一の流体流によって、堆積が形成する可能性があるという問題、この問題は、機能コンポーネントの各機能を損ない得る）を克服するために、流れ装置は、追加的に、第二の流体流の形成の為、つまり典型的にはガス流の形成の為に設けられている。流れ装置は、その際、第二の流体流を、これが第一の流体流と、装置の少なくとも一つの機能コンポーネントの間を、すくなくとも部分的に、装置の少なくとも一つの機能コンポーネントの表面に沿って流れるよう形成するために設けられている。よって流れ装置は、装置の各機能コンポーネントに少なくとも部分的に沿った第一及び第二の流体流の相応する流れ案内を形成するために設けられている。当然、相応する機能コンポーネントは、追加的に、少なくとも部分的に、相応する堆積の形跡を防止する表面状態を与えられていることが可能である。
【００１２】
第一の流体流と比較して（明らかに）少ない汚染物質（プロセスに基づいて発生する汚染物質）を含む、若しくは含まない第二の流体流を、プロセスに基づいて発生する汚染物質を含む第一の流体流と各機能コンポーネントの間に、意図的に「中間接続」することによって、相応する汚染物質が各機能コンポーネントに堆積する可能性が防止され、又は減少されている。第二の流体流は、「保護流」、又は「シールド流」と称され、又はそのように見られることが可能である。これらは、各機能コンポーネントを第一の流体流に含まれる汚染物質の堆積から保護し、又は第一の流体流に含まれる汚染物質の堆積からシールドするからである。第二の流体流は、その限りにおいて、各機能コンポーネントに割り当て、相応する保護作用、シールド作用を補償する「カーペット」又は「カーテン」と見られることも可能である。
【００１３】
上述した流れ案内構造は、よって、少なくとも部分的に二つの異なる流体流によって貫流される。その際、第一の流体流は、相応する汚染物質を含み、そして第二の流体流は比較的少ない汚染物質を含むか、又は含まない。第二の流体流が、上述したように、各機能コンポーネントの表面に直接沿って流れることによって、これらは、各機能コンポーネントに堆積が生ずる可能性を防止する、又は減少する。第二の流体流の中で汚染物質の堆積を防止する、又は減少するために、これは、プロセスチャンバー、つまり相応する汚染物質が（実質的に）生ずる場所を貫流しない。これによって第二の流体流は、プロセスチャンバーの後に初めて第一の流体流と合わせられる。しかしまた、第二の流体流は、プロセスチャンバーを少なくとも部分的に貫流することも可能である。第二の流体流は、つまり場合によっては、プロセスチャンバーの所定の部分にのみ沿って流れる、特に、プロセスチャンバーの、相応する堆積が典型的に形成される（であろう）箇所にのみ沿って流れることが可能である。第二の流体流の相応する部分的な流れは、プロセスチャンバーの各部分の領域内の第二の流体流の意図的な流入、又は流れ込みによって実現されることが可能である。上述の説明は、当然、全ての該当する機能コンポーネントに対しても同様である。
【００１４】
第一の流体流と関連して、これが、少なくとも部分的に、各機能コンポーネントの外側面、及び／又は内側面に沿って流れることが可能であることを述べた。上述したように第二の流体流に対しても同様である。流れ装置は、よって、第一及び第二の流体流（これは、第二の流体流が少なくとも部分的に、各機能コンポーネントの表面に直接沿って流れるという前提で、装置の別の機能コンポーネントの、又は装置の少なくとも一つの機能コンポーネントの、特に自由な外側面に沿って、及び／又は装置の少なくとも一つの機能コンポーネントの内側面に沿って流れる）の形成の為に設けられていることが可能である。これから一般的に、各機能コンポーネントが、少なくとも一つの外側面、及び場合によっては少なくとも一つの内側面を有することが可能であるということが生ずる。典型的には（実質的に）、各機能コンポーネントの外側の幾何形状を定義する、各機能コンポーネントの外側面が、少なくとも一つの外側面部分を有する。これに沿って第一の流体流及び第二の流体流が流れる、又は流れることが可能である。各機能のコンポーネントの内側面は（存在する場合）、少なくとも一つの内側面部分を有する。これに沿って第一及び第二の流体流が流れることが可能である。各機能コンポーネントの内側面は、第一及び第二の流体流によって少なくとも部分的に貫流可能な、又は貫流される内側空間を画成することが可能である。
【００１５】
第一及び／又は第二の流体流の特性、つまり例えば、化学的、及び／又は物理的特性、及び流れ技術的特性は、可能な堆積の化学的、及び／又は物理的特性に応じて、つまり特に、第一の流体流に含まれる汚染物質の化学的、及び／又は物理的特性に応じて選択されていることが可能である。例えば、第一の化学的、及び／又は物理的特性の汚染物質の堆積は、第二の流体流の所定の第一の流体特性によって防止されることが可能である。他方で、第二の化学的特性、及び／又は物理的特性の汚染物質の堆積は、第二の流体流の所定の第二の流体特性によって防止されることが可能である。
【００１６】
各機能コンポーネントは、少なくとも部分的に、特に完全に、平坦な幾何形状、又は少なくとも部分的に、又は完全に、シリンダー状、又はシリンダー形状の幾何形状、又は少なくとも部分的に、特に完全に、中空シリンダー状、又は中空シリンダー形状の幾何形状を有することが可能である。
【００１７】
具体的には、装置の相応する機能コンポーネントは、例えば、一つの流れ内部空間を有する、特に管状、又は管形状の、流れ管とも称されるべき流れ案内要素であることが可能である。その際、流れ内部空間は、少なくとも部分的に、第一及び第二の流体流によって貫流可能であり、又は、一つの流れ面を有する光学的要素であり、つまり例えば、光学的なレンズであり、又は光学的装置の保護ガラス装置の保護ガラスである（これを介して、プロセスチャンバー内へのエネルギー照射が行われる）。その際、第一及び第二の流体流の流れ面は、過剰流れが可能であり、又は装置のプロセスチャンバーを画成するプロセスチャンバー壁部であり、その際、プロセスチャンバー壁部は、少なくとも部分的に第一及び第二の流体流が過剰に流れることが可能である。装置の機能コンポーネントは、一般的に、装置に割り当てられた、又は付設された周辺装置であることが可能である。これは例えば、フィルター装置、構成材料提供装置、包装装置等である。一般的に、相応する堆積が形成する可能性がある各機能コンポーネントが挙げられている。
【００１８】
第一の流体流及び第二の流体流は、各流体流の流体特性に関する少なくとも一つの流れパラメーター、特に流れ速度が異なっている。異なる流れパラメーターによって、第一及び第二の流体流の混合の可能性が減少されることが可能である。理想的には、第一及び第二の流体流は、その流れ方向が平行に流れ、そしてできる限り混ざり合わない。そのようにして、上述した第二の流体流の保護作用、又はシールド作用が特に信頼性高く与えられている。
【００１９】
第一の流体流は、例えば、（基本的に）直線状に流れることが可能である。第二の流体流は、第一の流体流を、少なくとも部分的に、特に完全に取り囲み、回りを流れることが可能である。特に、第二の流体流は、螺旋状、又は螺旋形状に（「螺旋状に」）流れることが可能である（これはまた、スパイラル状、又はスパイラル形状に流れる第二の流体流とも解し得る）。螺旋状に流れる第二の流体流は、よって、第一の流体流を少なくとも部分的に螺旋状に取り囲んで、回りを流れることが可能である。第一及び第二の流体流の流れ方向は、いずれにせよ典型的には同じである。螺旋状に流れる第二の流体流は、例えば、適当な、つまり特に、角度を有し傾斜した複数のノズル要素の配置によって実現されていることが可能である。例えば管状の流れ案内要素のような、中空シリンダー状の幾何形状を有する機能コンポーネントの例に対しては、第一の流体流が、例えば、機能コンポーネントを通って中央を流れることが可能であり、他方で、第二の流体流は、少なくとも部分的に螺旋状に、第一の流体流を取り囲むように第一の流体流と、機能コンポーネントの、その内周によって定義される表面の間を流れることが可能である。
【００２０】
第一の流体流と第二の流体流は、各流体流の物理的特性に関する物理的なパラメーター、特に密度が異なっていることも可能である。異なる物理的パラメーターによっても、第一及び第二の流体流の混合の可能性が減少されることができる。上述したように、第一及び第二の流体流は、その流れ方向に関して、理想的には平行であり、そしてできる限り混ざらない。その様にして、第二の流体流の、上述した保護作用、又はシールド作用が特に信頼性高く実現されている。機能コンポーネントの平坦な表面の例に対して、第二の流体流は、例えば、第一の流体流よりも高い密度を有し得る。よって、第二の流体流は、好ましくは直接、各機能コンポーネントの表面に沿って流れる。
【００２１】
流れ装置には、複数のノズル要素を有するノズル装置が付設されていることが可能である。少なくとも一つの第一のノズル要素、又は第一のノズル要素の少なくとも一つのグループが、第一の流体流の形成の為に設けられていることが可能であり、そして少なくとも一つの第二のノズル要素、又は第二のノズル要素の少なくとも一つのグループが、第二の流体流の形成の為に設けられている。各ノズル要素、又はノズル要素群（これらは当然、各ノズル（断面）形状が異なっていることも可能である）の配置及び向きによって、意図的に平行して流れる二つの流体流が発生させられることが可能である。各ノズル要素の配置、向き、及びノズル（断面）形状は、第一の流体流に含まれる汚染物質の化学的、及び／又は物理的特性に応じて選択されていることが可能である。適当な、つまり特に、角度を有し傾斜した、各ノズル要素、又はノズル要素群の配置によって、第一及び第二の流体流の異なる流れが、上述したように特に螺旋状に流れる第二の流体流が形成されることが可能である。
【００２２】
上述したように、流れ装置は、装置の少なくとも一つの機能コンポーネントに沿って循環して流れる流体流の形成の為に設けられていることが可能である。その際、各第一及び第二のノズル要素、又は各第一及び第二のノズル要素群は、循環して流れる流体流によって形成される流れ循環の同じ部分、又は異なる部分に配置され、又は形成されていることが可能である。相応する機能コンポーネントとしてプロセスチャンバーを使用する例に対しては、第二の流体流を形成するノズル要素、又はノズル要素群が、少なくとも部分的にプロセスチャンバー内に配置されていることが可能である。その様にして、第二の流体流が、プロセスチャンバー内で第一の流体流と合わせられることが可能である。第二の流体流を形成するノズル要素、又はノズル要素群は、代替的に、プロセスチャンバーの前、又は後ろに配置されていることが可能である。そのようにして、第二の流体流が、プロセスチャンバーの前、又は後で第一の流体流と合わせられることが可能である。
【００２３】
第一及び第二の流体流は、典型的には其々不活性である。よって、第一及び第二の流体流は、其々、不活性な流れ流体によって、又は流れガスによって形成されていることが可能である。相応する流れ流体は、例えばアルゴン、二酸化炭素、又は窒素であることが可能である。
【００２４】
本発明は、更に、エネルギー照射によって硬化可能な構成材料からなる構成材料層の、漸次的、層ごと、選択的な露光と、これに伴って現れる漸次的、層ごと、選択的な硬化による三次元の対象物の積層造形的な製造の為の装置の運転の為の方法に関する。その際、流れ装置によって形成される、第一の流体流は、特に循環して、装置の少なくとも一つの機能コンポーネントに沿って流れ、その際、第一の流体流は、プロセスに基づいて発生する、特に粉末形状の汚染物質を載せられる。本方法は、流れ装置を介して、追加的に第二の流体流が形成される点において際立っている。その際、第二の流体流は、第一の流体流と、装置の少なくとも一つの機能コンポーネントの間を、装置の少なくとも一つの機能コンポーネントの表面に直接沿って流れる。装置と関連する全ての説明は、この方法にも同様に有効である。
【００２５】
更に、本発明は、機能コンポーネントの保護の為の方法、特に上述したような装置の機能コンポーネントを、これに堆積する、特に表面の領域において堆積する、特に粉末状の汚染物質に対する保護の為の方法に関する。その際、第一の流体流は、特に循環して、機能コンポーネントに沿って流れ、その際、第一の流体流は、特に粉末状の汚染物質を載せられている。当該方法は、追加的に、第二の流体流が形成される点において際立っており、その際、第二の流体流は、第一の流体流と、少なくとも一つの機能コンポーネントの間を、少なくとも一つの機能コンポーネントの表面に直接沿って流れる。装置と関連する全ての説明は、この方法にも同様に有効である。
【００２６】
本発明を、以下に図面中の実施例に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例に従う装置の原理図
【図２】実施例に従う装置の原理図
【図３】図１に示された詳細Ａの拡大図
【図４】図１に示された詳細Ａの拡大図
【図５】図１に示された詳細Ａの拡大図
【図６】図１に示された詳細Ａの拡大図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
図１（図２も同様である）は、実施例に係る装置１の原理図を示す。装置１は、三次元の対象物２の、つまり技術的な部材、又は技術的な部材群の積層造形的な製造に使用される。この積層造形的な製造は、エネルギー照射４、特にレーザー線照射によって硬化可能な構成材料３、つまり例えば金属粉の漸次的、層状、かつ選択的な露光と、これにともなう漸次的、層状、かつ選択的な硬化によって行われるものである。硬化すべき構成材料層の選択的な硬化は、対象物に関する構成データに基づいて行われる。相応する構成データは、積層造形的に製造すべき対象物２の幾何学的、又は幾何・構造的な形態を表し、そして例えば製造すべき対象物２の「スライス式の」ＣＡＤデータを含み得る。装置１は、例えば、Ｌａｓｅｒ−ＣＵＳＩＮＧＲ装置として、つまり選択的なレーザー溶融法（ＳＬＭ法）の実施の為の装置として形成されていることが可能である。
【００２９】
装置１は、積層造形的な構成過程の実施の為に必要な機能コンポーネントを有する。図１には、例えば層形成装置５と露光装置６が示されている。層形成装置５は、装置１のある構成面内で、又はある構成フィールド中で選択的に露光すべき、又は選択的に硬化すべき構成材料層の形成の為に設けられている。この為、層形成装置５は、装置１の構成面に対して移動可能に支承される、特に刃状、又は刃形状の層形成要素（詳細には図示せず）を有している。露光装置６は、装置１の構成面内で選択的に硬化すべき構成材料の選択的な露光の為に設けられている。この為、露光装置６は、照射発生装置（図示せず）を有する。この照射発生装置は、エネルギー照射４の発生の為に設けられている。更に露光装置６は、場合によっては照射転向装置（図示せず）を有する。この照射転向装置は、照射発生装置によって発生されたエネルギー照射４を、選択的に硬化すべき構成材料層の露光すべき領域へと転向するために設けられている。そして露光装置６は更に、種々の光学的要素（例えばフィルター要素、対物レンズ要素、レンズ要素等）を有する。
【００３０】
図１には、更に、調量モジュール７、構成モジュール８、及びオーバーフローモジュール９が表されている。これらは、装置１の不活性化可能なプロセスチャンバー１０の下側の領域に連結されている。上述したモジュールは、装置１のプロセスチャンバー１０の下側の領域を形成することも可能である。
【００３１】
装置１は、更に流れ装置１１を有する。流れ装置１１は、装置１の少なくとも一つの機能コンポーネントに沿って、特に循環する、不活性の第一の流体流ＦＳ１，つまり第一の不活性ガス流の形成の為に設けられている。不活性ガス流は、プロセスに応じて発生する、特に粉末状の汚染物質を載せることができる、又はこれを載せられている。第一の流体流ＦＳ１は、プロセスに応じて発生する、特に粉末状の汚染物質（ここでは典型的には上述した煙粉（独語：Ｒａｕｃｈｐａｒｔｉｋｅｌ）、又はスモーク粉（独語：Ｓｃｈｍａｕｃｈｐａｒｔｉｋｅｌ）である）を、装置１のプロセスチャンバー１０から引き離すために設けられている。第一の流体流ＦＳ１は、つまり、その流れ経路に沿って、プロセスに起因して発生する汚染物質を載せられ、そして特に、プロセスチャンバー１０から出た後、相応してプロセスに起因して発生する汚染物質を含む。
【００３２】
流れ装置１１は、第一の流体流ＦＳ１の形成の為に、流れ発生装置１７、つまり例えば、ファン、又は吸引装置を有する。流れ発生装置１７は、所定の流れ特性、つまり例えば所定の流れ速度と所定の流れプロフィルを有する流体流を形成するために設けられている。
【００３３】
プロセスチャンバー１０内での第一の流体流ＦＳ１の流れは、実線で表された矢印によって見て取ることができる。装置１の機能コンポーネントに沿った第一の流体流ＦＳ１の流れは、第一の流体流ＦＳ１が少なくとも部分的に、各機能コンポーネントの外側面及び／又は内側面に沿って流れることと理解される。
【００３４】
図１に示された実施例においては、第一の流体流ＦＳ１は、流れ装置１１から出発して、まず環状の流れ案内要素１２を通って、プロセスチャンバー側の流入領域１２へと流れる。この流入領域を介して、第一の流体流ＦＳ１がプロセスチャンバー１０内へと流れ込む。流体流ＦＳ１は、その後、プロセスチャンバー１０内で、プロセスチャンバー１０を画成するプロセスチャンバー壁部１０ａ，１０ｂ，１０ｃに沿って、プロセスチャンバー側の流出領域１４まで流れる。その際、プロセスチャンバー壁部１０ａは、プロセスチャンバー１０のカバー部を、プロセスチャンバー壁部１０ｂは、プロセスチャンバー１０の側壁を、そしてプロセスチャンバー１０ｃは、プロセスチャンバー１０の底部を形成する。流出領域１４を介して第一の流体流ＦＳ１はプロセスチャンバー１０から流出する。第一の流体流ＦＳ１は、その後、別の管状の流れ案内要素１５を通って、フィルター１６を介して、流れ装置１１まで戻って流れる。フィルター装置１６は、第一の流体流ＦＳ１から相応する汚染物質をフィルタリングするために設けられている。各流れ案内要素１２，１５は、第一の流体流ＦＳ１の流れ経路を定義する流れ案内構造の構成要素である。
【００３５】
図１に示される実施例において、相応する機能コンポーネントは、特に、各流れ案内要素１２，１５、プロセスチャンバー壁部１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、及び保護ガラス装置（図示せず）を形成する保護ガラス１８である。これを介して、プロセスチャンバー１０内へのエネルギー照射４の進入が行われる。
【００３６】
これに沿って流れる、相応する汚染物質を載せた第一の流体流ＦＳ１による堆積（この堆積はその（機能コンポーネントの）各機能を損ない得る）が形成することが可能であるという問題を解消するために、流れ装置１１が、追加的に、破線で表された矢印によって示唆されている不活性の第二の流体流ＦＳ２の形成の為、つまり典型的には第二の不活性ガス流の形成の為に設けられている。流れ装置１１は、その際、第二の流体流ＦＳ２が、第一の流体流ＦＳ１と、各機能コンポーネントの間を、各機能コンポーネントの表面に直接沿って流れるよう、第二の流体流ＦＳ２を形成するよう設けられている。第二の流体流ＦＳ２は、「保護流」、又は「シールド流」と称される、又は見られることが可能である。というのは、これらは、各機能コンポーネントを、第一の流体流ＦＳ１に含まれる汚染物質の堆積から保護し、又は第一の流体流ＦＳ１に含まれる汚染物質の堆積に対してシールドするからである。第二の流体流ＦＳ２は、各機能コンポーネントに付設される「カーペット（独語：Ｔｅｐｐｉｃｈ）」、又は「カーテン（独語：Ｖｏｒｈａｎｇ）」と見られることが可能である。これは、相応する保護作用、又はシールド作用を発揮する。
【００３７】
よって、図１に示された実施例に対しては、第二の流体流ＦＳ２が、第一の流体流ＦＳ１と、流れ案内要素１２，１５を画成する流れ案内要素壁部の間を流れ（図２，３参照）、第一の流体流ＦＳ１と、プロセスチャンバー１０を画成するプロセスチャンバー壁部１０ａ，１０ｂの間、及び第一の流体流ＦＳ１と保護ガラス１８の間の保護ガラス装置の領域を流れるということが当てはまる。
【００３８】
上述した流れ案内構造は、よって、二つの異なる流体流ＦＳ１，ＦＳ２により貫流され、その際、第一の流体流ＦＳ１は、相応する汚染物質（の主たる部分）を含み、そして第二の流体流ＦＳ２は、比較するとより少ない汚染部室を含むか、又は含まない。第二の流体流ＦＳ２が、各機能コンポーネントの表面に直接沿って流れることによって、これは、各機能コンポーネントに堆積が起こる可能性を防止する、又は減少する。
【００３９】
図２に示された実施例に対しては、第二の流体流が、部分的にのみ、プロセスチャンバー１０を画成するプロセスチャンバー壁部１０ａ，１０ｂ，１０ｃの少なくとも一つの所定の部分に沿って（図２に示された実施例では例示的に、プロセスチャンバー壁部１０ａの保護ガラスの領域内に部分的にのみ）流れると言える。
【００４０】
流れ装置１１には、複数のノズル要素１９を有するノズル装置（図示せず）が付設されていることが可能である。ノズル装置は、典型的には、プロセスチャンバー側の流入領域１３内に設けられている、又は形成されている。第一のノズル要素１９、又は第一のノズル要素のグループは、第一の流体流ＦＳ１の形成の為に設けられていることが可能であり、第二のノズル要素１９、又は第二のノズル要素のグループは、第二の流体流ＦＳ２の形成の為に設けられていることが可能である。各ノズル要素、又はノズル要素群（これらは各ノズル（断面）形状において異なっていることが可能である）を設けるため、又は形成するために、平行に流れる二つの流体流が意図的に発生されることが可能である。
【００４１】
相応するノズル要素１９は、図２に示されている。ノズル要素１９は、第二の流体流ＦＳ２の意図的かつ局所的な流入、又は流れ込みを可能とする。
【００４２】
全ての実施例に対して、第一の流体流ＦＳ１と、第二の流体流ＦＳ２は、各流体流ＦＳ１、ＦＳ２の流れ特性に関する少なくとも一つの流れパラメーター、特に流れ速度が異なっていることが可能であると言える。異なる流れパラメーターによって、第一及び第二の流体流ＦＳ１、ＦＳ２の混合の可能性が減少されることが可能である。理想的には、第一及び第二の流体流ＦＳ１、ＦＳ２は（図３−６に示されているように）、互いに平行に相並んで流れており、ほとんど混ざることが無い（可能な限り少ない程度だけ混ざる）。
【００４３】
第一の流体流ＦＳ１と第二の流体流ＦＳ２は、各流体流ＦＳ１、ＦＳ２の物理特性に関する少なくとも一つの物理パラメーター、特に密度が異なっている。異なる物理的なパラメーターによっても、第一及び第二の流体流ＦＳ１、ＦＳ２の混合の可能性が減少されることが可能である。上述したように、第一及び第二の流体流ＦＳ１，ＦＳ２は、平行に相並んで流れており、ほとんど混合しない。
【００４４】
図３，４は、図１に示された詳細部Ａの拡大図を示す。詳細Ａは、流れ案内要素１５の一部に関する。これは、図３において、長手方法断面図として、そして図４において横断方向断面図として表されている。
【００４５】
図３，４から、第一の流体流ＦＳ１が中央で流れ案内要素１５を通って流れることが見て取れる。第二の流体流ＦＳ２は、第一の流体流ＦＳ１と、流れ案内要素１５の流れ空間を画成する流れ案内要素壁部の間を直接これに沿って流れる。第一の流体流ＦＳ１は、円盤形状の流れ横断面を、第二の流体流ＦＳ２は、これを取り囲むリング状の流れ横断面を有する。第一及び第二の流体流ＦＳ１，ＦＳ２の流れ方向は同じである。
【００４６】
図５，６は、図１に示された一つのバリエーションの詳細Ａの拡大図を示す。詳細Ａは、ここでもまた、流れ案内要素１５の一部に関する。これは、図５において長手方向断面図として、そして図６において横断方向断面図として表されている。
【００４７】
図５，６から、第一の流体流ＦＳ１が中央で流れ案内要素１５を通って延在するのが見て取れる。第二の流体流ＦＳ２は、第一の流体流ＦＳ１と、流れ案内要素１５の流れ空間を画成する流れ案内要素壁部の間を、これに沿って直接流れる。流体流ＦＳ１は、円盤形状の流れ横断面を有し、第二の流体流ＦＳ２は、第一の流体流ＦＳ１の周りを螺旋状、又は螺旋形状に流れる。第二の流体流ＦＳ２の螺旋状の流れの形成は、相応するノズル要素１９の、例えば適当な配置、つまり流れ案内要素１５の中央軸に関して角度を有し傾斜させられた配置によって可能である。第一及び第二の流体流ＦＳ１，ＦＳ２の流れ方向は、同じである。
【００４８】
図１，２に示された装置１によって、エネルギー照射４によって硬化可能な構成材料３からなる構成材料層の、漸次的、層ごと、かつ選択的な露光と、これに伴い現れる、漸次的、層ごと、かつ選択的な硬化による三次元の対象物２の積層造形的な製造の為の装置１の運転の為の方法が組み込まれることが可能である。方法に従い、流れ装置１１を介して形成される第一の流体流ＦＳ１は、装置１の少なくとも一つの機能コンポーネントに沿って流れ、その際、第一の流体流ＦＳ１は、プロセスに基づいて発生する、特に粒子状の汚染物質を載せられている。流れ装置１１を介して、追加的に第二の流体流ＦＳ２が形成され、その際、第二の流体流ＦＳ２は、第一の流体流ＦＳ１と、装置１の少なくとも一つの機能コンポーネントの間を、少なくとも一つの機能コンポーネントの表面に直接沿って流れる。
【００４９】
更に、機能コンポーネントの保護の為の方法、特に、上述したような装置１の機能コンポーネントの保護の為の方法は、これに、特に表面の領域で付着する、特に粒子状の汚染物質からの保護の方法が組み込まれることが可能である。その際、第一の流体流ＦＳ１は、特に循環して、機能コンポーネントに沿って流れる。その際、第一の流体流ＦＳ１は、特に粒子状の汚染物質を載せられている。本方法は、追加的に第二の流体流ＦＳ２が形成され、その際、第二の流体流ＦＳ２が、第一の流体流ＦＳ１と、少なくとも一つの機能コンポーネントの間を、少なくとも一つの機能コンポーネントの表面に直接沿って流れる点で際立っている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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