(57)【要約】      （修正有）【課題】モジュール投与板及びモジュール造形板の結合が改善された、３次元の物体を付加製造する装置向けのモジュールを提供すること。【解決手段】モジュール（５）は、モジュール造形チャンバ（８）及びモジュール投与チャンバ（７）を備え、少なくとも１つのモジュール造形チャンバ壁（１３）に対して可動のモジュール造形板キャリア（１２）及び少なくとも１つのモジュール投与チャンバ壁（１１）に対して可動のモジュール投与板キャリア（１０）が提供され、モジュール造形板キャリア（１２）をモジュール投与板キャリア（１０）に機械的につなぎ合わせるレバーデバイス（１４）が提供され、モジュール造形板キャリア（１２）が動くと、モジュール投与板キャリア（１０）が反対方向に動き、前記モジュール投与板キャリア（１０）が動くと、前記モジュール造形板キャリア（１２）が反対方向に動く。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー源（４）によって固化することができる造形材料（３）の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体（２）を付加製造する装置（１）用のモジュール（５）であって、特に前記モジュール（５）は、装置（１）の処理チャンバ（６）内に取り付け可能であるか又は取り付けられており、前記モジュール（５）は、モジュール造形チャンバ（８）及びモジュール投与チャンバ（７）を備え、少なくとも１つのモジュール造形チャンバ壁（１３）に対して可動のモジュール造形板キャリア（１２）及び少なくとも１つのモジュール投与チャンバ壁（１１）に対して可動のモジュール投与板キャリア（１０）が提供される当該モジュールにおいて、
前記モジュール造形板キャリア（１２）を前記モジュール投与板キャリア（１０）に機械的につなぎ合わせるレバーデバイス（１４）を有し、前記モジュール造形板キャリア（１２）が動くと、前記モジュール投与板キャリア（１０）が反対方向に動き、前記モジュール投与板キャリア（１０）が動くと、前記モジュール造形板キャリア（１２）が反対方向に動くことを特徴とするモジュール。
【請求項２】
前記レバーデバイス（１４）は、前記モジュール造形板キャリア（１２）の下向きの動きを前記モジュール投与板キャリア（１０）の上向きの動きに、所定の伝達比で伝達するように適合されていることを特徴とする請求項１に記載のモジュール。
【請求項３】
前記モジュール造形板キャリア（１２）及び／又は前記モジュール投与板キャリア（１０）は、別個の駆動デバイス又は前記装置（１）の駆動デバイス（２９）、特に前記装置（１）の造形板キャリアを駆動するように適合された駆動デバイス（２９）を介して駆動可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載のモジュール。
【請求項４】
前記装置（１）の前記造形板キャリアは、少なくとも１つの支持要素（２５）を介して前記モジュール造形板キャリア（１２）に連結され、又は前記装置（１）の投与板キャリアが、前記少なくとも１つの支持要素（２５）を介して前記モジュール投与板キャリア（１０）に連結されていることを特徴とする請求項３に記載のモジュール。
【請求項５】
前記モジュール造形板キャリア（１２）及び／又は前記モジュール投与板キャリア（１０）は、少なくとも１つの支持要素（２５）を介して前記駆動デバイス（２９）又は１つの駆動デバイス（２９）に連結されていることを特徴とする請求項４に記載のモジュール。
【請求項６】
前記少なくとも１つの支持要素（２５）は、前記モジュール（５）の底部（２７）内に配置された対応するガイドブッシュ（２６）から突出する案内柱として構築されていることを特徴とする請求項５に記載のモジュール。
【請求項７】
少なくとも２つ、好ましくは４つの支持要素（２５）、特に案内柱が、前記モジュール造形板キャリア（１２）及び前記モジュール投与板キャリア（１０）に割り当てられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項８】
前記モジュール投与板キャリア（１０）及び／又は前記モジュール造形板キャリア（１２）に割り当てられた前記少なくとも２つの支持要素（２５）は、保持手段（２８）、好ましくは保持板を介して連結されていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項９】
前記モジュール造形板キャリア（１２）は、前記レバーデバイス（１４）の第１のレバー（１８）を介して前記モジュール投与板キャリア（１０）に連結されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１０】
前記第１のレバー（１８）の旋回点（１９）は、前記モジュール造形板キャリア（１２）の中心と前記モジュール投与板キャリア（１０）の中心との間に、好ましくは中心に配置されていることを特徴とする請求項９に記載のモジュール。
【請求項１１】
前記第１のレバー（１８）を前記モジュール造形板キャリア（１２）又は前記モジュール投与板キャリア（１０）に旋回可能に連結させるように適合された少なくとも２つの第２のレバー（２０、２１）を有することを特徴とする請求項９又は１０に記載のモジュール。
【請求項１２】
余分な造形材料（３）を受け取るように適合されたモジュール溢流チャンバ（９）を有し、前記モジュール溢流チャンバ（９）は、前記モジュール（５）に着脱可能に、特に交換可能に連結されていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のモジュール。
【請求項１３】
エネルギー源（４）によって固化することができる造形材料（３）の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体（２）を付加製造する装置（１）であって、特に前記装置（１）の造形チャンバ及び／又は投与チャンバの体積を低減させるために、前記装置（１）の処理チャンバ（６）内に配置可能であり又は配置されているモジュール（５）を備え、前記モジュール（５）は、モジュール造形チャンバ（８）及びモジュール投与チャンバ（７）を備え、前記モジュール造形チャンバ（８）は、少なくとも１つのモジュール造形チャンバ壁（１３）に対して可動のモジュール造形板キャリア（１２）を備え、前記モジュール投与チャンバ（７）は、少なくとも１つのモジュール投与チャンバ壁（１１）に対して可動のモジュール投与板キャリア（１０）を備える当該装置において、
前記モジュール造形板キャリア（１２）を前記モジュール投与板キャリア（１０）に機械的につなぎ合わせるレバーデバイス（１４）を有し、前記モジュール造形板キャリア（１２）が動くと、前記モジュール投与板キャリア（１０）が反対方向に動き、前記モジュール投与板キャリア（１０）が動くと、前記モジュール造形板キャリア（１２）が反対方向に動くことを特徴とする装置。
【請求項１４】
エネルギー源（４）によって固化することができる造形材料（３）の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体（２）を付加製造する少なくとも１つの装置（１）を動作させる方法であって、特に前記装置（１）の造形チャンバ及び／又は投与チャンバの体積を低減させるために、モジュール（５）、特に請求項１〜１４のいずれか１項に記載のモジュール（５）が、前記装置（１）の処理チャンバ（６）内に配置され、前記モジュール（５）は、モジュール造形チャンバ（８）及びモジュール投与チャンバ（７）を備え、前記モジュール造形チャンバ（８）は、少なくとも１つのモジュール造形チャンバ壁（１３）に対して可動のモジュール造形板キャリア（１２）を備え、前記モジュール投与チャンバ（７）は、少なくとも１つのモジュール投与チャンバ壁（１１）に対して可動のモジュール投与板キャリア（１０）を備える当該方法において、
前記モジュール造形板キャリア（１２）の動きが、レバーデバイス（１４）を介して前記モジュール投与板キャリア（１０）の動きに機械的につなぎ合わされ、前記モジュール造形板キャリア（１２）が動くと、前記モジュール投与板キャリア（１０）が反対方向に動き、前記モジュール投与板キャリア（１０）が動くと、前記モジュール造形板キャリア（１２）が反対方向に動くことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー源によって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体を付加製造（積層造形）する装置用のモジュールに関し、特にこのモジュールは、装置の処理チャンバ内に取り付け可能であり又は取り付けられており、このモジュールは、モジュール造形チャンバ及びモジュール投与チャンバを備え、少なくとも１つのモジュール造形チャンバ壁に対して可動のモジュール造形板キャリア及び少なくとも１つのモジュール投与チャンバ壁に対して可動のモジュール投与板キャリアが提供される。
【背景技術】
【０００２】
たとえばシミュレーション・プロセス及び／又は試験造形プロセスで造形チャンバ及び／又は投与チャンバの有効体積を低減させて造形材料を節約するために使用される３次元の物体を付加製造するモジュールは、従来技術から概して知られている。
【０００３】
通常は装置内で実行される製造プロセスが、装置の処理チャンバ内に配置されたモジュール上で実行される。特に、装置のいくつかの構成要素は、モジュールの構成要素に結合することができる。たとえば、マスタ造形板又はマスタ造形板キャリアを駆動するように適合された駆動デバイスを、モジュールの造形板キャリアに結合することができる。したがって、この装置を介して対応する造形プロセスを制御することができるが、この造形プロセスを実行するためにモジュールが使用される。したがって、モジュールより大きいマスタ造形平面及び／又はマスタ投与平面を使用する必要はない。したがって、マスタ造形平面の面積に比べて小さい部品だけが製造される場合、造形材料を節約することができる。
【０００４】
さらに、モジュール造形板の動きに応じてモジュール投与板の動きを制御することが有用であることが、従来技術から知られている。言い換えれば、投与板の動きを介して提供される造形材料の量は、モジュール造形板の動きによって生成される「空の」体積に基づいて必要とされる造形材料の量に依存する。特に、モジュール造形板を下げることによって生成されるモジュール造形チャンバ内の体積を少なくとも適切に充填するのに十分な造形材料が、モジュール投与板の動きを介して提供されることを確実にする必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
目的は、モジュール投与板及びモジュール造形板の結合が改善された、３次元の物体を付加製造する装置用のモジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、本発明によれば、請求項１に記載のモジュールによって実現される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に準拠する。
【０００７】
本明細書に記載のモジュールは、エネルギー源、たとえばエネルギービーム、特にレーザビーム又は電子ビームによって固化することができる粉末状の造形材料（「造形材料」）の層を連続して選択的に層ごとに固化することによって３次元の物体、たとえば技術的構成要素を付加製造する装置用のモジュールである。それぞれの造形材料は、金属、セラミック、又はポリマー粉末とすることができる。それぞれのエネルギービームは、レーザビーム又は電子ビームとすることができる。それぞれの装置は、たとえば、選択的レーザ焼結装置、選択的レーザ溶融装置、又は選択的電子ビーム溶融装置とすることができる。別法として、造形材料を連続して層ごとに選択的に固化することは、少なくとも１つの結合材料を介して実行することができる。結合材料は、対応する塗布ユニットによって塗布することができ、たとえば適したエネルギー源、たとえばＵＶ光源によって照射することができる。
【０００８】
この装置は、その動作中に使用される複数の機能ユニットを備えることができる。例示的な機能ユニットには、（マスタ）処理チャンバ、処理チャンバ内に配置された造形材料層を少なくとも１つのエネルギービームによって選択的に照射するように適合された照射デバイス、及び所与の流れ特性、たとえば所与の流れプロファイル、流速などで処理チャンバを通って少なくとも部分的に流れるガス状流体流を生成するように適合された前述の流れ生成デバイスが挙げられる。ガス状流体流は、処理チャンバを通って流れる間に、固化されていない粒子状の造形材料、特に装置の動作中に生成される煙又は煙残留物で充填することが可能である。ガス状流体流は、典型的には不活性であり、すなわち典型的には、不活性ガス、たとえばアルゴン、窒素、二酸化炭素などの流れである。
【０００９】
本出願全体にわたって、「モジュール」及び「マスタ」という用語が使用され、「モジュール」という用語は、装置の処理チャンバ内へ配置／挿入されたモジュールを指す。「マスタ」という用語は、モジュールが中に挿入された装置の構成要素を指す。たとえば、マスタ造形チャンバは、装置の造形チャンバであり、モジュール造形チャンバは、装置の処理チャンバ内へ挿入されたモジュールの造形チャンバである。
【００１０】
モジュール自体は、新しい造形材料を受け取り、モジュール投与平面を提供するためのモジュール投与チャンバ、モジュール造形平面を提供し、物体が付加製造される粉末床を運搬するためのモジュール造形チャンバ、及び余分な造形材料を受け取るためのモジュール溢流チャンバなど、様々な「サブモジュール」を備えることができる。モジュールは、装置内に配置することができる。特に、装置のいくつかの構成要素は、モジュールの構成要素と結合又は相互作用することができる。したがって、この装置を介して対応する造形プロセスを制御することができるが、この造形プロセスを実行するためにそれぞれモジュールが使用され、又は造形プロセスはそれぞれ、モジュールによって提供されるモジュール処理平面上で実行される。したがって、モジュールより大きいマスタ造形平面及び／又はマスタ投与平面を使用する必要はない。したがって、マスタ造形平面の面積に比べて小さい部品だけが製造される場合、又は装置のたとえばパラメータが試験される場合、造形材料を節約することができる。
【００１１】
本発明は、モジュール造形板キャリアをモジュール投与板キャリアに機械的につなぎ合わせるレバーデバイスが提供され、それによってモジュール造形板キャリアが動くと、モジュール投与板キャリアが反対方向に動き、モジュール投与板キャリアが動くと、モジュール造形板キャリアが反対方向に動くという概念に基づいている。したがって、レバーデバイスは、モジュール板キャリアをモジュール投与板キャリアに機械的につなぎ合わせ、モジュール造形板キャリア及びモジュール投与板キャリアは、たとえば、レバーデバイスの異なるレバーアーム上に配置することができ、又はレバーデバイスの異なるレバーアームに連結させることができる。したがって、レバーアームの一方が１つの方向に動くと、他方のレバーアームが反対方向に動き、付属する板キャリアは、反対方向に動く。当然ながら、２つのモジュール板キャリアを反対方向に動かすレバーデバイスの別の配置も実行可能である。
【００１２】
本出願の範囲内で、「板キャリア」という用語は、それぞれの造形板又は投与板に割り当てられて造形板又は投与板の動きに起因又は寄与する運搬機構、たとえば運搬デバイスの任意の部品又は部分を指す。特に、投与板又は造形板を運搬する運搬要素は、「板キャリア」と見なすことができる。
【００１３】
マスタ処理チャンバ内にモジュールを配置するために、支持構造、たとえばフレームを提供することができ、そこにモジュールを連結させることができる。したがって、モジュールは、支持構造を介してマスタ処理チャンバ内に取り付けることができる。この装置は、モジュールを装置に連結させるように提供された取り付け手段を備えることができる。したがって、この装置は、それぞれモジュールを連結又は収容するための特有の取り付け手段を提供することができる。別法として、この装置は、マスタ造形モジュールを受け取るために通常は提供される取り付け手段を提供することができ、対応する製造プロセスをモジュール上で実行する場合、このモジュールは、マスタ造形モジュールではなく取り付け手段に取り付けることができる。
【００１４】
取り付け位置で、モジュールは、好ましくは、モジュール処理平面がマスタ処理平面と同じ平面内に位置決めされるように、特にマスタ造形モジュールのマスタ造形平面が通常は配置される位置に位置決めされるように配置される。言い換えれば、モジュールは、装置、たとえばマスタ造形モジュール用の通常の粉末モジュールに対して提供された処理チャンバ内の開口部内に取り付けられる。したがって、モジュール造形平面及びモジュール投与平面は、マスタ処理平面内に位置決めされる。この実施形態では、造形材料塗布デバイス及び照射デバイスなどの装置のいくつかの構成要素を使用することが可能である。モジュールがマスタ処理平面内に位置決めされるため、塗布デバイス又は照射デバイスを変更する必要なく、モジュール処理平面上で製造プロセスを実行することができる。
【００１５】
したがって、（マスタ造形平面に比べて）小さい３次元の物体を製造することができ、且つ／又は装置を動作させるための新しいパラメータ、たとえば処理パラメータ、特に照射パラメータ若しくは造形材料塗布パラメータをモジュール処理平面上で試験することができ、マスタ投与チャンバ及びマスタ造形チャンバを使用して製造プロセスを実行した場合に比べてより小さい体積の造形材料が使用されるため、造形材料を節約することができる。モジュール投与チャンバ及びモジュール造形チャンバ、したがってモジュール投与平面及びモジュール造形平面は、装置の対応する構成要素（たとえば、マスタ投与チャンバ及びマスタ造形チャンバ）に比べてより小さいため、このモジュールにより、造形材料の量を低減させて対応する製造プロセスを実行することが可能になる。
【００１６】
さらに、投与モジュール内、すなわちモジュール投与チャンバ及びモジュール造形チャンバ内で、マスタ投与チャンバ内とは異なる造形材料を使用することが可能である。したがって、マスタ投与チャンバ及びモジュール投与チャンバは、異なる造形材料を受け取るように適合することができる。したがって、モジュール内で異なる造形材料を使用する装置によって物体を製造することが可能になり、異なる造形材料を使用する製造プロセスがモジュール上で（完全に）実行されるため、異なる造形材料によるマスタ投与モジュール又はマスタ造形モジュールの汚染を防止することができる。そうすることによって、装置は、マスタ投与モジュール内で現在使用されている造形材料とは異なる造形材料から、物体、たとえば少量のもの、パラメータ試験物、又は試作品を製造するために使用することができる。したがって、異なる造形材料を使用するためにマスタ投与モジュールを空にして清浄にする必要はなくなり、このモジュールにより、マスタ投与モジュール内の造形材料を変更してマスタ投与モジュールを清浄にする必要なく、同じ装置内で異なる造形材料を使用することが可能になる。したがって、通常とは異なる造形材料を使用する製造プロセスをより効率的に実行することができる。
【００１７】
汚染のリスクをさらに低減させるために、たとえばマスタ投与平面又はマスタ溢流開口部を封止するカバー要素を介して、マスタ投与平面及びマスタ溢流開口部を覆い、異なる造形材料がマスタ投与チャンバ又はマスタ溢流チャンバに入るのを防止することができる。たとえば、マスタ投与モジュールは、第１の造形材料、たとえばアルミニウムで充填することができる。モジュール上では製造プロセスを実行することができ、モジュール投与チャンバ内に受け取られた第２の造形材料、たとえばチタンから物体が造形される。したがって、製造プロセスは、モジュール内で使用された第２の造形材料が第１の造形材料を汚染することなく、モジュール上で実行することができる。好ましくは、製造プロセスがモジュール上で実行されるとき、マスタ投与平面及びマスタ溢流平面は覆われている。
【００１８】
モジュール投与平面がマスタ投与平面と同じ平面、すなわちマスタ処理平面内に配置されるため、塗布デバイス、特に装置の被覆ブレードを製造プロセスで使用して、モジュール投与チャンバによってモジュール投与平面内にモジュール投与板キャリアを介して提供される新しい造形材料を持ち上げることができる（モジュール投与板キャリアが上向きに動くことで、モジュール投与板キャリアによって運搬される造形材料を動かし、それによってより多くの新しい造形材料を提供する）。造形材料は、塗布デバイスを介してモジュール造形平面へ運ばれ、モジュール造形平面内に散布することができる。余分な造形材料は、モジュール溢流チャンバの開口部内へさらに放出されるが、マスタ溢流モジュールを使用して余分な造形材料を放出することも可能である。
【００１９】
造形材料は、装置内にモジュールを取り付ける前に、モジュール投与チャンバ内へ充填することができる。したがって、モジュール投与チャンバは、封止リッドなどの適した封止要素によって封止することができる。モジュールが装置の処理チャンバ内に適切に取り付けられ、モジュール処理平面がマスタ処理平面と同じ平面内に配置されたとき、リッドを取り外して、モジュール投与チャンバ内に受け取られた造形材料へのアクセスを与えることができる。
【００２０】
また、モジュールが取り付け位置、すなわち装置内にある状態で、造形材料をモジュール投与チャンバ内へ充填することも可能である。造形材料は、モジュール投与チャンバ内へ手動で、たとえばグローブボックスを介して充填することができる。さらに、マスタ投与チャンバ内へ造形材料を再充填するために通常は提供される装置の造形材料再充填ユニットを使用して、モジュール投与チャンバ内へ造形材料を再充填することもできる。装置の造形材料再充填ユニットは、モジュール投与チャンバ内へ造形材料を直接再充填するように適合することができ、又は造形材料再充填ユニットは、マスタ投与チャンバ内へ造形材料を再充填するように適合することができ、マスタ投与チャンバからモジュール投与チャンバ内へ造形材料を運ぶために、装置の塗布デバイスが使用される。
【００２１】
レバーデバイスは、モジュール造形板キャリアの動きに応じて、モジュール投与板キャリアの所定の動きを可能にし、又はモジュール投与板キャリアの動きに応じて、モジュール造形板キャリアの所定の動きを可能にする。モジュール投与板キャリア又はモジュール造形板キャリアが取り付けられ又は連結されたそれぞれのレバーアームの長さに応じて、一方のモジュール板キャリアの動きが、他方のモジュール板キャリアの動きに伝達される。特に、モジュール板キャリアは、レバーデバイスを介した結合のため、反対方向に動かされる。モジュール板キャリアの一方が一方向に動かされる場合、他方のモジュール板キャリアは反対方向に動かされる。
【００２２】
モジュールの好ましい実施形態によれば、レバーデバイスは、モジュール造形板キャリアの下向きの動きをモジュール投与板キャリアの上向きの動きに、所定の伝達比で伝達するように適合され、モジュール投与板キャリアの下向きの動きをモジュール造形板キャリアの上向きの動きに、所定の伝達比で伝達するように適合される。前述したように、２つのモジュール板キャリアが取り付けられ又は連結されたレバーデバイスの特有の構造、特にレバーアームの長さの比に応じて、モジュール造形板キャリアの下向きの動きが、モジュール投与板キャリアの上向きの動きに伝達される。また、モジュール投与板キャリアを駆動し、レバーデバイスを介してモジュール投与板キャリアの動きをモジュール造形板キャリアの動きに伝達させることも可能であることが自明である。したがって、モジュール投与板キャリアは上向きに動かされ、その結果、モジュール造形板キャリアは反対方向に下向きに動かされる。
【００２３】
モジュール投与板キャリアの上向きの動きは、どれだけの造形材料がモジュール造形平面上へ塗布されるために提供されるかを画定する。モジュール造形平面体積は、モジュール造形チャンバ内でモジュール造形板キャリアを下げることによって生成され、３次元の物体の実際の付加蓄積は、モジュール造形平面内で行われる。モジュール造形板キャリアが下げられると、「空」の体積が生成され、この体積を、モジュール投与板キャリアの上向きの動きによって提供される造形材料で充填することができる。提供された造形材料は、たとえば、適した造形材料塗布ユニット、たとえば被覆ユニットなど、又は再被覆ブレードを備えるものを介して、モジュール造形平面上へ塗布することができる。
【００２４】
モジュールのレバーデバイスは、モジュール造形板キャリアをモジュール投与板キャリアに連結させる第１のレバーをさらに備えることができる。したがって、この連結は、両方のモジュール板キャリアを連結させる第１のレバーを介して、前述したように、モジュール板キャリアの一方が動かされた場合、モジュール投与板キャリア及びモジュール造形板キャリアが反対方向に動かされるように実現される。
【００２５】
第１のレバーは、第１のレバーの旋回点がモジュール造形板キャリアとモジュール投与板キャリアとの間、特にモジュール造形板キャリアの中心とモジュール投与板キャリアの中心との間に位置するように配置することができ、旋回点は、好ましくは、中心に、すなわちモジュール造形板キャリアとモジュール投与板キャリアとの間の中心に配置される。第１のレバーの旋回点の位置、及びそれに関してモジュール板キャリアが連結されたレバーアームのそれぞれの長さに応じて、伝達比が調整可能である。したがって、旋回点の位置及びレバーアームの長さに応じて、モジュール板キャリアの一方の所定の動き経路長が、他方のモジュール板キャリアの対応する動き経路長を生じさせる。第１のレバーの旋回点の位置を変更する代わりに、レバーアームの長さを独立して調整することができる。たとえば、被駆動側、すなわち駆動デバイスに連結された側のレバーアームの長さは、他方のレバーアームの長さより長く又は短くすることができる。
【００２６】
また、モジュール投与板キャリアによって運搬されるモジュール投与板を有することも可能であり、モジュール投与板は、モジュール造形板キャリアによって運搬されるモジュール造形板の面積とは異なる面積を有する。特に、モジュール投与板の面積は、モジュール造形板より１．３〜１．８倍、特に１．５倍大きいことが好ましい。したがって、造形平面上への造形材料の切れ目のない塗布が実行可能であることを確実にするのに十分な造形材料を、モジュール投与板を介して提供することができるため、造形材料の適切な塗布を保証することができる。
【００２７】
さらに、モジュール投与板を介して提供される造形材料の必要な量が、モジュール投与板の面積を介して定義されるため、所定の伝達比の調整を省略することができる。当然ながら、モジュール投与板及びモジュール造形板に同じ面積（又は他の任意の面積）を与え、モジュール投与板がモジュール造形板より１．３倍〜１．８倍、特に１．５倍多く動かされるように、それに対応してレバーアームの長さを調整することも可能である。
【００２８】
加えて、モジュールは、好ましくは、第１のレバーをモジュール造形板キャリア又はモジュール投与板キャリアに旋回可能に連結させるように適合された２つの第２のレバーを備える。したがって、第２のレバーはそれぞれ、第１のレバー及びモジュール板キャリアの一方に旋回可能に連結される。第２のレバーとモジュール板キャリア及び／又は第１のレバーとの連結は、ヒンジとして構築することができ、すなわち第１のレバーを第２のレバーに連結させ、第２のレバーをそれぞれのモジュール板キャリアに連結させるために、ヒンジを使用することができる。モジュール板キャリア並びに第１及び第２のレバーの個々の連結を旋回可能にすることによって、束縛力を回避することができる。
【００２９】
したがって、第１のレバー及び本質的に第１のレバーから上向きに延びる２つの第２のレバーがＵ字状に配置されるため、レバーデバイスの幾何形状を「Ｕ字」と呼ぶことができる。当然ながら、レバーデバイスの幾何形状又は第２のレバー及び第１のレバーの互いに対する配置は、モジュール板キャリアの位置とともに変化する。
【００３０】
モジュール造形板キャリア及び／又はモジュール投与板キャリアを駆動するために、異なる構成又は態様も実行可能である。たとえば、モジュール造形板キャリア及び／又はモジュール投与板キャリアは、別個の駆動デバイスによって、又は装置の駆動デバイス、特に装置のマスタ造形板キャリアを駆動するように適合された駆動デバイスを介して駆動することができる。第１の代替形態によれば、たとえばモジュールの一部と見なすことができる別個の駆動デバイスを提供することができ、且つ／又はモジュールは、別個の駆動デバイスと着脱可能に連結させることができる。
【００３１】
他の代替形態によれば、モジュールは、装置のマスタ板キャリアを駆動するように適合された駆動デバイスに結合することができる。好ましくは、モジュール造形板キャリアは、マスタ造形板キャリアを駆動するように適合された駆動デバイスを介して駆動可能であり、その結果生じるモジュール造形板キャリアの動きは、前述したように、レバーデバイスを介してモジュール投与板キャリアへ伝達される。言い換えれば、装置に提供される駆動デバイス、たとえばマスタ造形板又はマスタ投与板を駆動するために提供される駆動デバイスは、モジュールに連結させることができ、モジュール板キャリアの動きは、装置の対応する駆動デバイス、すなわち対応するマスタ板キャリアに割り当てられた駆動デバイスによって制御することができる。したがって、モジュールは、装置の対応する制御ユニットを介して制御することができ、たとえば装置の駆動デバイスは、モジュール造形板キャリアを（直接）駆動するために使用され、モジュール投与板キャリアの動きは、レバーデバイスを介して提供される。当然ながら、マスタ投与板キャリアを駆動するように適合された装置の対応する駆動デバイスによって、モジュール投与板キャリアを（直接）駆動することも可能である。
【００３２】
モジュールは、装置の造形板キャリア（マスタ造形板キャリア）が少なくとも１つの支持要素を介してモジュール造形板キャリアに連結され、又は装置の投与板キャリア（マスタ投与板キャリア）が少なくとも１つの支持要素を介してモジュール投与板キャリアに連結されるように、さらに改善することができる。したがって、少なくとも１つの支持要素を提供することができ、特にモジュールは、少なくとも１つの支持要素を備えることができ、支持要素は、それぞれのマスタ板キャリアを対応するモジュール板キャリアに連結させ、好ましくはマスタ造形板キャリアは、少なくとも１つの支持要素を介してモジュール造形板キャリアに連結される。好ましくは、それぞれの板キャリアの安定した配置及び動きを確実にするために、２つ以上の支持要素を提供することができる。
【００３３】
別法として、第１のレバーデバイスの第１のレバーは、対応する駆動デバイス、たとえばマスタ板キャリア、たとえばマスタ投与板キャリア又はマスタ造形板キャリアを駆動するために提供された装置の駆動デバイスによって駆動することができる。前述したように、第１のレバーは、モジュール板キャリアの一方が動くと、他方のモジュール板キャリアが反対方向に動くように、モジュール板キャリアの動きを互いに連結させる。対応する駆動デバイスは、第１のレバー又は第２のレバーのうちの一方に連結させることができ、第１のレバーの直接駆動により、両方の板キャリアをそれぞれ駆動又は位置決めすることができる。したがって、装置の駆動デバイス（たとえばマスタ板キャリアを駆動するために提供される）を第１のレバーに直接結合するように、少なくとも１つの支持要素を提供することができる。したがって、支持要素は、モジュール板キャリア及びマスタ板キャリアに結合する必要はないが、支持要素が駆動デバイスを第１のレバーに結合することも可能である。
【００３４】
別法として、少なくとも１つの支持要素は、モジュール造形板キャリア又はモジュール投与板キャリアをその駆動デバイス又は別の駆動デバイスに連結させるために提供することができる。たとえば、モジュール造形板キャリアは、支持要素を介して、マスタ造形板キャリアを駆動するように適合された装置の駆動デバイスに連結させることができる。したがって、支持要素は、それぞれのモジュール板キャリアを、対応するマスタ板キャリアを駆動するように適合された装置の駆動デバイスに（直接）連結させるために提供することができる。
【００３５】
少なくとも１つの支持要素は、モジュールの底部内に配置された対応するガイドブッシュから突出する案内柱として構築することができる。案内柱とガイドブッシュの相互作用により、支持要素、したがって対応するモジュール板キャリアの所定の案内された動きが可能になる。したがって、支持要素の動きは、モジュールの底部、たとえば底板に一体化又は付着されたガイドブッシュを介して案内される。
【００３６】
別の実施形態によれば、モジュールは、モジュール造形板キャリア及びモジュール投与板キャリアそれぞれに割り当てられた少なくとも２つ、好ましくは４つの支持要素、特に案内柱を備えることができる。したがって、モジュール投与板キャリアの案内柱は、ガイドブッシュを配置することができるモジュールの底部から突出することができる。複数の案内柱、すなわち支持要素を提供することによって、モジュール板キャリアの特に安定した配置及び動きが実行可能になる。
【００３７】
さらに、モジュールは、モジュール投与板キャリア及び／又はモジュール造形板キャリアに対して設計された少なくとも２つの支持要素を連結させる保持手段を備えることができる。したがって、好ましくはそれぞれのモジュール板キャリアに割り当てられた少なくとも２つ、特にすべての支持要素を連結させる保持板として構築された保持手段を提供することができる。また、少なくとも２つの支持要素を連結させる保持手段をモジュール投与板キャリアに割り当て、少なくとも２つの支持要素を連結させる別の保持手段をモジュール造形板キャリアに割り当てることも可能である。それぞれの支持要素を連結させる保持手段は、モジュールの構成の安定性をさらに高める。保持手段は、好ましくは、モジュールの底部の他方の側に配置され、処理平面とは反対側でガイドブッシュから突き出る支持要素の自由端を連結させ、処理平面は、製造プロセスが行われる平面であり、特に投与平面及び造形平面が配置される平面である。
【００３８】
モジュールの別の実施形態によれば、余分な造形材料を受け取るように適合された溢流チャンバを提供することができ、溢流チャンバは、モジュールに着脱可能、特に交換可能に連結される。モジュール投与平面からモジュール造形平面上へ造形材料を塗布するとき、余分な造形材料がモジュール溢流チャンバ内へ運ばれる。モジュール溢流チャンバは、たとえばモジュール溢流チャンバが満杯になった場合、又はたとえば異なる造形材料を使用して別の製造プロセスが開始された場合、取り外すことができ、特に交換することができる。
【００３９】
さらに、本発明は、エネルギー源によって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体を付加製造する装置に関し、この装置は、特に装置の造形チャンバ及び／又は投与チャンバの体積を低減させるために、装置の処理チャンバ内に配置可能であり又は配置されているモジュールを備え、このモジュールは、モジュール造形チャンバ及びモジュール投与チャンバを備え、モジュール造形チャンバは、少なくとも１つのモジュール造形チャンバ壁に対して可動のモジュール造形板キャリアを備え、モジュール投与チャンバは、少なくとも１つのモジュール投与チャンバ壁に対して可動のモジュール投与板キャリアを備え、モジュール造形板キャリアをモジュール投与板キャリアに機械的につなぎ合わせるレバーデバイスが提供され、モジュール造形板キャリアが動くと、モジュール投与板キャリアが反対方向に動き、モジュール投与板キャリアが動くと、モジュール造形板キャリアが反対方向に動く。
【００４０】
加えて、本発明は、エネルギー源によって固化することができる造形材料の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体を付加製造する少なくとも１つの装置を動作させる方法に関し、特に装置の造形チャンバ及び／又は投与チャンバの体積を低減させるために、モジュール、特に上述した本発明のモジュールが、装置の処理チャンバ内に配置され、このモジュールは、モジュール造形チャンバ及びモジュール投与チャンバを備え、モジュール造形チャンバは、少なくとも１つのモジュール造形チャンバ壁に対して可動のモジュール造形板キャリアを備え、モジュール投与チャンバは、少なくとも１つのモジュール投与チャンバ壁に対して可動のモジュール投与板キャリアを備え、モジュール造形板キャリアの動きが、レバーデバイスを介してモジュール投与板キャリアの動きに機械的につなぎ合わされ、モジュール板キャリアが動くと、モジュール投与板キャリアが反対方向に動き、モジュール投与板キャリアが動くと、モジュール板キャリアが反対方向に動く。
【００４１】
本発明のモジュールに関して記載するすべての特徴、利点、及び詳細は、本発明の装置及び本発明の方法に完全に移行可能であることが自明である。
【００４２】
本発明の例示的な実施形態について、図を参照して説明する。これらの図は概略図である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の装置内に本発明のモジュールが配置された装置を示す図である。
【図２】図１からの装置の詳細を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
図１は、エネルギー源４、たとえばレーザビームによって固化することができる造形材料３の層を連続して層ごとに選択的に照射及び固化することによって３次元の物体２を付加製造する装置１を示す。装置１は、装置１内、特に装置１の処理チャンバ６内に着脱可能に配置された別個のモジュール５を備える。モジュール５の詳細は、後に図２に関して説明する。図１から導出することができるように、モジュール５は、装置１の造形モジュール（図示せず）を受け取るために通常は提供される開口部３３内に配置される。通常の製造プロセスでは、造形モジュールは造形平面を提供し、造形平面内で造形材料３を照射して物体２を付加製造することができる。利用可能な造形平面のサイズ全体を必要としない製造プロセスの場合、たとえば小さい部品、試作品を製造する場合、又は照射パラメータ若しくは造形材料塗布パラメータなどの処理パラメータを試験する場合、造形モジュールではなくモジュール５を装置１内へ挿入することができる。
【００４５】
したがって、モジュール投与平面３１及びモジュール造形平面３２が、装置１のマスタ処理平面３４内に位置し、特に通常の製造プロセスでマスタ造形平面が位置決めされる位置にくる。マスタ処理平面３４は、装置１内で付加製造プロセスが実行される平面であり、マスタ処理平面３４は、図１に示すように、とりわけ、マスタ投与モジュールを受け取るための開口部３８及びマスタ溢流モジュールを受け取るための開口部３９を介して、マスタ投与平面、マスタ造形平面、及びマスタ溢流開口部を備えることができる。開口部３８、３９は、例示的且つ任意選択であると理解されるべきである。
【００４６】
図２から導出することができるように、モジュール５は、モジュール投与チャンバ７及びモジュール造形チャンバ８及びモジュール溢流チャンバ９（任意選択）を備える。モジュール溢流チャンバ９は、たとえばモジュール溢流チャンバ９が余分な造形材料３で満杯になった場合にモジュール溢流チャンバ９を交換するために、モジュール５から着脱可能である。モジュール溢流チャンバ９の代わりに、装置１のマスタ溢流チャンバを使用することも可能である。
【００４７】
言い換えれば、モジュール５は、装置１内で使用され、装置１の処理チャンバ６を底側で部分的に区切り、モジュール５は、装置１のマスタ投与チャンバ及びマスタ造形チャンバに比べて小さい、特に８０〜９５％、好ましくは９０％小さいモジュール投与チャンバ７及びモジュール造形チャンバ８を提供する。より小さいモジュール造形チャンバ８及びより小さいモジュール投与チャンバ７を提供することによって、たとえば新しいパラメータが試験される場合、又は他の製造プロセスのシミュレーションが実行される場合、造形材料３を節約することができる。シミュレーションという用語は特に、付加製造プロセスをより小さい規模で実行することを指すことができる。
【００４８】
図２からさらに導出することができるように、モジュール投与板キャリア１０がモジュール投与チャンバ７内に配置され、モジュール投与板キャリア１０は、モジュール投与チャンバ７、特にモジュール投与チャンバ壁１１に対して特に上下に相対的に可動であり、又は言い換えればモジュール投与平面３１に向かう方若しくはモジュール投与平面３１から離れる方へ相対的に可動である。したがって、モジュール造形チャンバ８は、モジュール造形チャンバ８内にモジュール造形板キャリア１２を受け取り、モジュール造形板キャリア１２は、モジュール造形チャンバ８に対して可動であり、特にモジュール造形チャンバ壁１３に対して特に上下に相対的に可動であり、又は言い換えればモジュール造形平面３２に向かう方若しくはモジュール造形平面３２から離れる方へ相対的に可動である。
【００４９】
モジュール５は、モジュール造形板キャリア１２をモジュール投与板キャリア１０に機械的につなぎ合わせるレバーデバイス１４をさらに備える。したがって、矢印１５によって示すように、モジュール造形板キャリア１２が特に下向きに動くと、矢印３５によって示すように、それに対応してモジュール投与板キャリア１０が動き、特にそれに対応して上向きに動く。当然ながら、レバーデバイス１４をモジュール板キャリア１０、１２に連結させる代わりに、レバーデバイス１４をモジュール投与板１６及び／又はモジュール造形板１７に直接連結させることも可能である。
【００５０】
モジュール板キャリア１０、１２の反対の動きを提供するために、レバーデバイス１４は、旋回点１９の周りで旋回可能に配置された第１のレバー１８を備え、たとえば第１のレバー１８は、ヒンジ３６を介してモジュール５の構造上で支持することができる。旋回点１９は、たとえば、モジュール投与板キャリア１０及びモジュール造形板キャリア１２の中心間に配置される。旋回点１９の位置及び第１のレバー１８のレバーアーム２０、２１の長さに応じて、モジュール造形板キャリア１２及びモジュール投与板キャリア１０の動きの伝達比を調整することができる。
【００５１】
レバーデバイス１４は、たとえばヒンジ２４を介してモジュール造形板キャリア１２及びモジュール投与板キャリア１０を第１のレバー１８に連結させる２つの第２のレバー２２、２３をさらに備え、特に第２のレバーアーム２２、２３はそれぞれ、第１のヒンジ２４を介して第１のレバー１８に結合され、第２のヒンジ２４を介して対応するモジュール板キャリア１０、１２に結合される。言い換えれば、矢印１５によって示すように、モジュール造形板１２の下向きの動きは、第２のレバー２３を介して第１のレバー１８の第１のレバーアーム２１に伝達され、したがって矢印３７によって示すように、旋回点１９の周りの旋回運動が誘起される。したがって、第１のレバー１８は、第１のレバー１８に本質的に直交する旋回軸の周りに旋回可能に取り付けられ、旋回軸は、ヒンジ３６を通過する。
【００５２】
旋回点１９の周りの第１のレバー１８の旋回運動は、第１のレバー１８のレバーアーム２０に伝達される。レバーアーム２０の動きは、第２のレバー２２を介してモジュール投与板キャリア１０の動きに伝達される。したがって、モジュール投与板キャリア１０は、反対方向（矢印３５によって示すように、矢印１５とは逆）に動き、モジュール投与板キャリア１０の動きの経路長とモジュール造形板キャリア１２の動き経路長との比は、レバーアーム２０、２１の長さ又は旋回点１９の位置にそれぞれ依存する。
【００５３】
モジュール投与板キャリア１０及びモジュール造形板キャリア１２は、支持要素２５、たとえば４つの案内柱それぞれを介して支持され、案内柱２５は、モジュール５の底板２７に配置されたガイドブッシュ２６内を案内される。さらに、モジュール投与チャンバ７に割り当てられた支持要素２５の自由端を連結させる保持手段、たとえば保持板２８が提供される。
【００５４】
モジュール造形板キャリア１０の被駆動運動を提供するために、モジュール造形チャンバ８に割り当てられた支持要素２５は、駆動デバイス２９に連結される。駆動デバイス２９は、マスタ造形板キャリア（図示せず）を駆動するように適合された装置１の駆動デバイスである。言い換えれば、装置１の制御ユニットを使用して、装置１の正常又は通常の動作モードではマスタ造形板キャリアを駆動する駆動デバイス２９を制御することができる。それぞれの駆動デバイスは、モジュール造形チャンバ８に割り当てられた支持要素２５を介して連結され、駆動デバイス２９をモジュール造形板キャリア１２に連結させ、それによりモジュール造形板キャリア１２を矢印１５の方向に動かすことができ、特に下げることができる（又はその反対）。モジュール造形板キャリア１２の被駆動運動は、上述したように、レバーデバイス１４を介してモジュール投与板キャリア１０の反対の動きに伝達される。別法として、駆動デバイス２９をモジュール造形板キャリア１２に連結させるのではなく、駆動デバイス２９を第１のレバー１８に連結させることも可能である。
【００５５】
図２からさらに導出することができるように、モジュール投与板１６の面積は、モジュール造形板１７の面積より大きく、特に１．５倍大きい。モジュール投与板１６がモジュール造形平面１７より大きく構築された状態で、被覆器３０を介してモジュール投与平面３１からモジュール造形平面３２上へ運ぶのに十分な造形材料が提供されることが保証される。
【符号の説明】
【００５６】
１  装置
２  ３次元の物体
３  造形材料
４  エネルギー源
５  モジュール
６  処理チャンバ
７  モジュール投与チャンバ
８  モジュール造形チャンバ
９  モジュール溢流チャンバ
１０  モジュール投与板キャリア
１１  モジュール投与チャンバ壁
１２  モジュール造形板キャリア
１３  モジュール造形チャンバ壁
１４  レバーデバイス
１５  モジュール造形板キャリア１２の下向きの動き
１６  モジュール投与板
１７  モジュール造形板
１８  第１のレバー
１９  旋回点
２０  レバーアーム
２１  レバーアーム
２２  第２のレバー、第２のレバーアーム
２３  第２のレバー、第２のレバーアーム
２４  ヒンジ
２５  支持要素、案内柱
２６  ガイドブッシュ
２７  底板
２８  保持手段、保持板
２９  駆動デバイス
３０  被覆器
３１  モジュール投与平面
３２  モジュール造形平面
３３  開口部
３４  マスタ処理平面
３５  モジュール投与板キャリア１０の上向きの動き
３６  ヒンジ
３７  旋回点１９の周りの旋回運動
３８  開口部
３９  開口部
【図１】
2019107877.tif 000003
【図２】
2019107877.tif 000004