(57)【要約】【課題】３次元の物体を付加製造する装置を動作させる改善された方法を提供する。【解決手段】エネルギービーム（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）を動作させる方法が提供され、造形平面（６）内で少なくとも１つの特にチャンバ状の造形領域（９）を制限する少なくとも１つの壁領域（８、１１、１２）が造形され、物体（２）は、造形領域（９）内で造形され、少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が、エネルギービーム（４）を介して造形領域（９）内で付加造形され、この支持構造（１０、１４〜２０）は、壁領域（８、１１、１２）と造形領域（９）内で造形されつつある少なくとも１つの物体（２）との間に少なくとも部分的に延びる。【選択図】図３
2019065381.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギービーム（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、造形平面（６）内で少なくとも１つの特にチャンバ状の造形領域（９）を制限する少なくとも１つの壁領域（８、１１、１２）が造形され、前記物体（２）が、前記造形領域（９）内で造形される方法において、
少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が、前記エネルギービーム（４）を介して前記造形領域（９）内で付加造形され、前記支持構造（１０、１４〜２０）が、前記壁領域（８、１１、１２）と前記造形領域（９）内で造形されつつある少なくとも１つの物体（２）との間に少なくとも部分的に延びることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記壁領域（８、１１、１２）から造形されている前記物体（２）の方へ少なくとも部分的に延びる少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が造形されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
造形されている前記物体（２）から前記壁領域（８、１１、１２）の方へ延びる少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が造形されることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記壁領域（８、１１、１２）から造形されている前記物体（２）へ延びて前記壁領域（８、１１、１２）を前記物体（２）に結合する少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が造形されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が、支柱状に又は支柱として造形されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
前記壁領域（８、１１、１２）に沿って且つ／又は円周方向に、少なくとも部分的に延びる少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が造形され、特に少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が、弓形として若しくは弓形状・アーチ状に少なくとも部分的に造形され、且つ／又は少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が、円板として若しくは円板状に少なくとも部分的に造形されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
少なくとも１つの湾曲部及び／又は少なくとも１つの分岐を含む少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が造形されることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
少なくとも２つの支持構造（１０、１４〜２０）が、所定の距離をあけて、特に前記２つの支持構造（１０、１４〜２０）間の層の数に応じて、及び／又は高さに応じて、及び／又は造形されている前記物体（２）の形状に応じて造形されることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一つに記載の方法。
【請求項９】
前記造形された物体（２）を前記少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）から分離するための少なくとも１つの所定の破断領域を含む少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が造形されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１０】
少なくとも２つの壁領域（８、１１、１２）が造形され、前記造形領域（９）は、前記２つの壁領域（８、１１、１２）間に囲まれることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１１】
前記壁領域（８、１１、１２）のうち造形されている前記物体（２）から離れる方を向いている側から離れて延びる少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が造形されることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一つに記載の方法。
【請求項１２】
少なくとも１つのエネルギービーム（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、前記装置（１）が、前記少なくとも１つのエネルギービーム（４）を生成するように適合され、かつ前記エネルギービーム（４）を造形平面（６）内に延びるエネルギービーム（４）の経路に沿って案内するように適合された少なくとも１つの照射デバイスを備え、前記照射デバイスが、前記造形平面（６）内で造形材料（３）を照射するように適合され、それにより前記造形平面（６）の少なくとも１つのチャンバ状の造形領域（９）を制限する少なくとも１つの壁領域（８、１１、１２）が造形され、前記物体（２）が、前記造形領域（９）内で造形される、装置において、
前記照射デバイスは、前記造形平面（６）の前記造形領域（９）内で造形材料（３）を照射するように適合され、それにより前記壁領域（８、１１、１２）と前記造形領域（９）内で造形されつつある少なくとも１つの物体（２）との間に延びる少なくとも１つの支持構造（１０、１４〜２０）が付加造形されることを特徴とする装置。
【請求項１３】
前記装置（１）は、請求項１〜１１のいずれか一つに記載の方法を実行するように適合されることを特徴とする、請求項１２に記載の装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギービーム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）する少なくとも１つの装置を動作させる方法に関し、造形平面内で少なくとも１つの造形領域を制限する少なくとも１つの特にチャンバ状の壁領域が造形され、物体はこの造形領域内に造形される。
【背景技術】
【０００２】
そのような装置及びそれぞれの動作方法は、概して、従来技術で知られている。典型的には、装置の造形チャンバに位置する造形板上へ造形材料が塗布され、たとえば造形材料は、コータを介して塗布され、塗布された造形材料の上層（又はエネルギービームが影響するいくつかの上層）が造形平面を形成し、この造形平面は、エネルギービームを介して直接照射することができる。それぞれの層を連続して被覆及び照射することによって、物体が造形される。
【０００３】
より大きい物体又は直径若しくは寸法の変動がより大きい物体を製造する方策に対する絶え間ない探究に基づいて、より大きい物体を特に一体として製造することを可能にするために、装置の造形チャンバは絶えずより大きく作製又は構築されている。そのような大きい造形チャンバ及び大きい造形平面は、すべての物体の製造プロセスで使用されるわけではなく、製造すべき物体が造形平面全体よりはるかに小さい場合、相当量の造形材料が固化されないまま残る。したがって、製造プロセス中に固化されない造形材料は廃棄され、又は再利用しなければならない。
【０００４】
この理由で、利用可能な造形平面全体を物体が造形される造形領域に制限することが知られている。それぞれの造形領域は、造形材料が塗布された可能性のある利用可能な造形平面の残り部分から造形領域を分離する少なくとも１つの壁領域によって制限される。これにより、造形領域内にのみ造形材料を塗布することが可能になる。それぞれの壁領域は、典型的には、物体とともに造形され、それにより壁領域は、３次元の物体が造形される造形材料の体積を収容する。したがって、造形材料はまた、壁領域内又は壁領域を形成する造形材料の最後の層の上に塗布することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
より大きい物体を造形する方策に対する探究に加えて、線条細工、すかし細工等のより繊細な構造を含む物体を製造するための努力が、従来技術でなされている。本発明の目的は、３次元の物体を付加製造する装置を動作させる改善された方法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、請求項１に記載の装置によって本発明で実現される。本発明の有利な実施形態は、従属請求項に準拠する。
【０００７】
本明細書に記載する方法は、エネルギー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（以下、「物体」ともいう。）、たとえば技術的構成要素を付加製造する装置上で実行することができる。それぞれの造形材料は、金属、セラミック、又はポリマーの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。
【０００８】
この方法を実行することができるそれぞれの装置は、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、プロセスチャンバや、プロセス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で選択的に照射するように適合された照射デバイスや、及び所与の流動特性、たとえば所与の流動プロファイル、流速などでプロセス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流れ生成デバイスが挙げられる。ガス状流体流は、プロセスチャンバを通って流れる間に、固化されていない粒状の造形材料、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】
本発明は、少なくとも１つの支持構造がエネルギービームを介して造形領域内で付加造形され、この支持構造が、壁領域と造形領域内で造形されている少なくとも１つの物体との間に少なくとも部分的に延びるという概念に基づいている。支持構造は、壁領域又は造形されている（造形されつつある）物体に接触する必要はない。支持構造は、壁領域と造形されている物体との間に配置することができ、壁領域又は物体に直接接触することなく構造上の支持を追加することができる。言い換えれば、支持構造は、支持構造の一部、特に主要部が、壁領域と造形されている物体との間に延びる限り、任意の形状を構成することができ、又は任意の方向に配置することができる。したがって、造形領域内又は少なくとも１つの壁領域によって囲まれたチャンバ状の造形領域内の造形材料は、壁領域と造形領域内に造形されている少なくとも１つの物体との間に少なくとも部分的に延びる少なくとも１つの支持構造を介して支持することができる。
【００１０】
したがって、少なくとも１つの支持構造を介して、製造プロセスで固化されなかった造形材料の動きなどの材料の動き又はたとえば重力の作用による物体の変形・くずれ・変動などの物体の動きを回避又は低減することができる。したがって、少なくとも１つの支持構造は、壁領域と造形領域内の物体との間の領域に構造上の完全性を追加することによって、造形領域内で造形材料及び造形されている物体を支持する。さらに、少なくとも１つの支持構造を使用して、造形材料の特定の体積を定位置で保持することができ、それは、特定の造形材料の体積を定位置で保持する支持構造によって、滴り落ちる動きなどの造形材料の動きを回避又は低減することができるときである。
【００１１】
したがって、本発明は、物体の繊細な部分に悪影響を与える自重・重荷による重力の作用によって繊細な物体が変形するのを回避するために、造形領域内で造形されている物体並びに粉末状の造形材料を支持することを可能にする。
【００１２】
この方法の第１の実施形態によれば、壁領域から造形されている物体の方へ少なくとも部分的に延びる少なくとも１つの支持構造が造形される。この実施形態によれば、支持構造は、造形領域、すなわち少なくとも１つの壁領域が囲む体積内に付加造形される。支持構造は、壁領域から造形されている物体の方へ延び、支持構造は、造形されている物体に接触する必要はない。言い換えれば、支持構造は、壁領域から造形されている物体の方へ延びる任意の形状を構成することができたり、又は任意の方向に配置することができる。
【００１３】
上述したように、支持構造の配置はまた、物体の形状に応じて配置されると理解することができ、支持構造は、壁領域に面しているすでに造形された物体の表面に本質的に直交して延びることができる。
【００１４】
上記の場合はいずれも、支持構造は、造形されている物体を壁領域に対して支持することを可能にし、それにより物体と壁領域との間の造形材料は、支持構造によって定位置で支持及び保持され、それにより物体に影響する力は、壁領域内へ伝達され、したがって支持構造を介して壁領域によって支持される。当然ながら、この支持構造又は少なくとも１つの他の支持構造はまた、それぞれ造形平面又は造形領域上の造形材料の表面に本質的に直交して少なくとも部分的に延びることができる。特に、壁領域に接触するとともに壁領域から造形されている物体の方へ延びる支持構造を有することが可能である。したがって、支持構造と壁領域との間の固定された連結が提供され、これを使用して、造形領域内の造形材料及び／又は造形領域内の造形されている物体を支持することができる。壁領域から延びることによって、発生した力を壁領域内へ直接伝達することができ、したがって、この力は壁領域によって支持される。
【００１５】
この方法の別の実施形態によれば、造形されている物体から壁領域の方へ延びる少なくとも１つの支持構造が造形される。したがって、支持構造は、造形領域、すなわち少なくとも１つの壁領域が囲む体積内に付加造形される。支持構造は、連続して層ごとに造形されている物体から壁領域の方へ延びるが、この際、支持構造は、壁領域に接触する必要はない。言い換えれば、支持構造は、支持構造の一部、特に主要部が、造形されている物体から壁領域の方へ延びる限り、任意の形状を構成することができるし、又は任意の方向に配置することができる。
【００１６】
前述の方策における支持構造の配置はまた、物体の形状に応じて配置されると理解することができ、支持構造は、すでに造形された物体の表面に対して任意の角度に、たとえば本質的に直交して延びることができ、且つ／又は壁領域に向かって任意の角度で、たとえば壁領域に本質的に直交して配置されることもできる。
【００１７】
上記の場合はいずれも、支持構造は、造形されている物体を壁領域に対して支持することを可能にし、それにより物体と壁領域との間の造形材料は、支持構造を介して定位置で支持及び保持される。当然ながら、この支持構造又は少なくとも１つの他の支持構造はまた、それぞれ造形平面又は造形領域上の造形材料の表面に本質的に直交して少なくとも部分的に延びることができる。特に、物体に接触して物体から壁領域の方へ延びる支持構造を有することが可能である。したがって、支持構造と物体との間の固定された連結が提供され、これを使用して、造形領域内の造形材料及び／又は造形領域内の造形されている物体を造形材料に対して支持することができる。
【００１８】
さらに、少なくとも２つの支持構造を有することが可能であり、１つの支持構造は、壁領域から物体の方へ延び、１つの支持構造は、物体から壁領域の方へ延び、両方の支持構造の自由端は、互いの方を向いている。したがって、壁領域に対する物体の支持をさらに改善することができる。
【００１９】
壁領域から造形されている物体へ延びて壁領域を物体に結合する少なくとも１つの支持構造をさらに造形することができる。したがって、物体は、壁領域から造形されている物体へ延び（又は逆も同様である）、支持構造は、壁領域と物体との間の直接結合を生成する。
【００２０】
したがって、物体は、支持構造を介して壁領域によって直接支持され、物体に影響するように発生した力は、支持構造を介して壁領域へ伝達される。したがって、壁領域に対する物体の相対位置は、物体を壁領域に対して定位置で保持する少なくとも１つの支持構造によって固定されるため、物体の動き、特に造形板又は壁領域に対する動きを低減又は回避することができる。加えて、壁領域を造形されている物体に直接結合する支持構造を介して、造形材料を定位置で保持することができ、それにより滴り落ちる動きなどの造形材料の動きを回避又は低減することができる。
【００２１】
支持構造の形状は、概して、任意に選択することができ、たとえば少なくとも１つの支持構造は、支柱状に又は支柱として造形することができる。したがって、支持構造は、造形材料及び／又は物体が支持されるように配置及び／又は成形することができる。支柱状の形状又は支柱として造形されている支持構造により、支持構造の所定の支持特性が可能になる。
【００２２】
この方法の別の実施形態によれば、壁領域に沿って且つ／又は円周方向に、少なくとも部分的に延びる少なくとも１つの支持構造が造形され、特に少なくとも１つの支持構造が、弓形として若しくは弓形状・アーチ状に少なくとも部分的に造形され、且つ／又は少なくとも１つの支持構造が、円板として若しくは円板状に少なくとも部分的に造形される。したがって、支持構造は、造形領域のより広い角度範囲を覆うように円周方向に延びることができ、支持構造は特に、造形材料を定位置で保持して造形されている物体を支持するように適合することができる。概して、物体は、直接的な支持を介して、たとえば物体をたとえば壁領域に結合する支持構造を介して、直接支持することができる。さらに、たとえば造形材料を定位置で保持して物体を支持する支持構造を有することによって、間接的な支持も可能である。
【００２３】
この実施形態は、わん・すり鉢又はかごの形状など、特に造形材料を保持するように適合された特有の形状を有する支持構造を可能にし、支持構造はまた、格子、たとえば格子かご（ざる）として成形することができる。
【００２４】
上述したように、少なくとも１つの支持構造は、概して、任意の形状に構成することができ、特に少なくとも１つの湾曲部及び／又は少なくとも１つの分岐を含むように造形された少なくとも１つの支持構造を有することが可能である。したがって、支持構造は、支持構造への力の推定若しくは計算される流れ、又は支持構造を介してたとえば壁領域へ伝達される推定若しくは計算される力に関連して、構築又は造形することができる。この少なくとも１つの湾曲部は、たとえば造形材料を収容及び保持する小さいすり鉢又はかごに形成することによって、固化されていない造形材料を定位置で保持するという点で、少なくとも１つの支持構造をさらに改善することができる。また、少なくとも１つの支持構造がたとえば造形平面に対して配置される角度は、任意に選択することができる。有利には、少なくとも１つの支持構造は傾斜しており、たとえば物体の方へ上昇している。
【００２５】
上述したように、湾曲部の任意の組合せ、特にジグザグの形状が可能である。当然ながら、湾曲部及び／又は分岐部の組合せと個々の支持構造の配置及び／又は形状とを任意に組み合わせることができる。
【００２６】
分岐を有する少なくとも１つの部分を含む少なくとも１つの支持構造を有することによって、支持構造を分岐させ、それによって支持構造が影響することができる造形領域内に複数の小領域を有することが可能である。支持構造の湾曲及び／又は分岐は、造形されている物体の特有の形状に関連して選択することができる。さらに、自己補強特性を有する少なくとも１つの支持構造を有することが可能である。したがって、この少なくとも１つの支持構造の少なくとも一部は、その部分自体を補強し、又は同じ支持構造の少なくとも１つの他の部分を補強する。
【００２７】
この方法の別の実施形態によれば、少なくとも２つの支持構造が、特に造形方向に所定の距離をあけて、好ましくは２つの支持構造間の層の数に応じて、及び／又は高さに応じて、及び／又は造形されている物体の形状に応じて造形される。したがって、造形方向に、すなわちそれぞれ造形平面又は塗布された造形材料層に本質的に直交する方向に、複数の支持構造を設けることができ、連続する製造プロセスにおいて、少なくとも２つの支持構造が、たとえば所定の距離をあけて造形される。したがって、一つの距離を画定することができ、その後、次の支持構造が造形領域内に付加造形される。また、層の数を画定することが可能であり、その後、別の支持構造が造形されて、すなわち２つの支持構造間の層の数が画定される。
【００２８】
さらに、製造プロセスで設けられている支持構造の数は、高さに応じたもの、及び／又は造形されている物体の形状に応じたものとすることができる。特に物体の形状を考慮することによって、３次元の物体のそれほど繊細ではない領域に比べて、より繊細な領域は、より多くの支持構造を介して支持することができる。
【００２９】
支持構造、特に造形された物体に直接結合された支持構造の除去を簡略にするために、造形された物体を少なくとも１つの支持構造から分離するための少なくとも１つの所定の破断領域を含む少なくとも１つの支持構造が造形される。したがって、少なくとも１つの所定の破断領域を有する少なくとも１つの支持構造を設けて、造形された物体の除去又は取扱いをそれぞれより容易にし、それにより支持構造、特に造形された物体に直接結合された支持構造は、所定の破断領域を介してより容易に除去することができる。
【００３０】
また、たとえば壁領域との連結をまず破断し、支持構造が物体に取り付けられたままの状態で物体を造形チャンバから取り出すことによって、造形された物体の改善された取り出しを可能にして、複数の破断領域を有することも可能である。その後、支持構造を物体に結合する所定の破断領域を破断して、支持構造を物体から除去することができる。
【００３１】
この方法の別の実施形態によれば、少なくとも２つの壁領域が造形され、造形領域は、２つの壁領域間に囲まれる。したがって、造形領域を制限する２つの壁領域が設けられ、造形領域の内径を画定する特に内壁領域を設けることができる。また、造形領域の外径を画定する外壁領域を設けることができる。したがって、造形領域は、２つの壁領域によって囲まれたチャンバ状になる。２つの壁領域、たとえば環状の壁領域を有することは、中空の物体、たとえば回転対称の物体の製造に関して特に有利である。
【００３２】
さらに、少なくとも１つの壁領域自体を支持構造によって支持することができ、それにより壁領域のうち、たとえば造形されている物体から離れる方を向いている壁領域の側から離れて延びる少なくとも１つの支持構造が造形される。したがって、それぞれの支持構造は、壁領域を支持することができ、特に造形材料が塗布される造形板に又は前に造形された造形材料層に壁領域を結合することができる。壁領域を支持するそれぞれの支持構造は、内壁領域並びに外壁領域に備えることができる。特に、前記支持構造を壁領域から離れて物体の方へ向け、すなわち壁領域を支持する支持構造を造形領域内に配置すること、又は前記支持構造を物体から離れる方へ向け、すなわち支持構造を造形領域の外側に配置することが可能である。
【００３３】
さらに、本発明は、少なくとも１つのエネルギービーム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、少なくとも１つのエネルギービームを生成するように適合され、かつこのエネルギービームを造形平面内に延びるエネルギービームの経路に沿って案内するように適合された少なくとも１つの照射デバイスを備え、照射デバイスは、造形平面内で造形材料を照射するように適合され、それにより造形平面の少なくとも１つのチャンバ状の造形領域を制限する少なくとも１つの壁領域が造形され、物体は、造形領域内で造形され、照射デバイスは、造形平面の造形領域内で造形材料を照射するように適合され、それにより壁領域と造形領域内で造形されている少なくとも１つの物体との間に延びる少なくとも１つの支持構造が付加造形される。
【００３４】
上述した本発明の方法は、本発明の装置上で実行することができる。本発明の方法に関して説明するすべての特徴、詳細、及び利点は、本発明の装置に完全に移行可能であることが自明である。
【００３５】
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】
【００３６】
【図１】本発明の第１の実施形態による装置を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による装置の上面図である。
【図３】図２の断面ＩＩＩ−ＩＩＩを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、少なくとも１つのエネルギービーム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（積層造形）する装置１を示す。便宜上、固化されていない造形材料３のみを参照符号３で示すが、当然ながら、造形された物体２もまた、造形材料３を層ごとに照射及び固化することによって、造形材料３から造形されたものである。
【００３８】
物体２及び造形材料３は、装置１の造形板５上に配置され、造形板５は、造形平面６を画定する。概して、造形平面６全体を利用可能であり、それにより造形材料３を造形平面６上へ塗布することができる。造形材料３の節約のため、造形平面６全体のサイズに比べて小さい３次元の物体２を製造するときは、造形平面６全体を使用するわけではない。図１に示す製造プロセスで現在造形されている（造形されつつある）物体２は、造形平面６全体を必要としないため、後述するように、物体２が造形される領域は制限される。
【００３９】
装置１は、エネルギービーム４を造形平面６内で生成及び案内するように適合され、特にエネルギービーム４を造形平面６内に延びるエネルギービームの経路に沿って案内するように適合された照射デバイス７を備える。したがって、エネルギービーム４は、造形平面６上へ案内され、造形材料３を直接照射し、それによって固化することができる。物体２を製造するために使用される造形材料３の体積を低減させるために、上述したように、造形平面６のうち実際上使用される部分が低減される。造形平面６の使用部分の低減を実現するために、物体２が造形されるチャンバ状の造形領域９を制限する壁領域８が造形される。したがって、造形領域９は、造形材料３を照射し、したがって３次元の物体２を製造するために実際上使用される領域を画定する。
【００４０】
したがって、壁領域８は、エネルギービーム４によって直接照射することができる造形材料３の体積を収容する。言い換えれば、壁領域８によって画定された区域内でのみ、造形平面６上へ造形材料３が塗布され、それにより壁領域８は、物体２とともに連続して造形される。したがって、造形平面６全体が造形材料３で被覆されるわけではなく、壁領域８によって制限された造形領域９のサイズが低減され、したがって造形平面６全体より小さいため、製造プロセス全体にわたって固化されないで残る造形材料３の量を低減させることができる。
【００４１】
物体２の十分な支持を提供するために、造形材料３を照射することができ、それにより固化されていない造形材料３及び物体２を造形領域９内で支持する支持構造１０が造形される。付加造形される支持構造１０のさらなる詳細は、図３に関して以下で説明する。
【００４２】
図２は、本発明の第２の実施形態による装置１の上面図を示す。装置１は概して、図１に示す装置１と同様に造形されるため、同じ部分には同じ数字を使用する。
【００４３】
したがって、図２に示す装置１はまた、造形平面６を上面図に示しており、造形平面６上に物体２が製造されている。造形領域９を制限するために、物体２とともに２つの壁領域１１、１２が付加造形される。したがって、壁領域１１は本質的に、環状の形状を構成し、壁領域１１はまた、造形領域９の内径を画定する内壁領域と見なすことができ、壁領域１２はまた本質的に、環状の形状を構成し、造形領域９の外径を画定する外壁領域と見なすことができる。言い換えれば、壁領域１１、１２は、造形領域９を制限し、それによって造形材料３の体積をチャンバ状に囲む。
【００４４】
壁領域１１、１２は、造形材料３の層を連続して塗布し、塗布された造形材料３の層を選択的に照射することによって、物体２とともに連続して造形される。図２から導出することができるように、造形平面６全体を造形材料３で被覆しなくてはならないわけではなく、壁領域１１、１２によって画定されたより小さい体積の造形材料３が使用されるため、造形材料３を節約することができる。
【００４５】
図３は、図２の例示的な断面ＩＩＩ−ＩＩＩを示す。図３から導出することができるように、造形領域９内に物体２が造形されており、物体２及び造形材料３を造形領域９内で支持するために、複数の支持構造１０が製造プロセスで付加造形される。さらに、造形領域９内の物体２及び造形材料３によって誘起される力を壁領域１１、１２から造形板５へ伝達することによって壁領域１１、１２を支持する２つの支持構造１３が製造される。
【００４６】
図３は、壁領域１２と物体２との間に延びるように造形された支持構造１４をさらに示す。したがって、物体２と壁領域１２との間に配置された造形材料３上へ物体２によって誘起される力は、支持構造１４によって受け取ることができる。図３から導出することができるように、支持構造１４は、支柱状の形状を構成する。
【００４７】
さらに、壁領域１２から物体２の方へ延びる支持構造１５が造形され、支持構造１５は、壁領域１２に直接結合される。支持構造１５に並んで、物体２から壁領域１２の方へ延びる支持構造１６が造形され、支持構造１５、１６、特に支持構造１５、１６の自由端は、互いの方を向いている。
【００４８】
図３は、物体２の周りに円周方向に延びる別の支持構造１７を示し、支持構造１７は、造形材料３のための受け取り室（受け取り場所）を提供して壁領域１２に対する物体２の支持を保証するように湾曲している。支持構造１７は、たとえば、物体２の周りに角度的に、たとえば物体２の周りに全体的に、又は所定の角度範囲、たとえば９０°にわたって延びることができる。別の支持構造１８は、ジグザグの形状を構成して、造形材料３のための複数の受け取り室を提供し、それにより支持構造１８内に受け取られ又は支持構造１８によって支持された造形材料３を定位置で保持することができる。
【００４９】
物体２の反対側、すなわち物体２と壁領域１１との間には、２つの支持構造１９、２０が付加造形され、支持構造１９は、十字状の断面を構成し、部分的には造形平面６に対して平行に延び、部分的には造形平面６に直交して延びる。
【００５０】
支持構造２０は、格子状を構成し、支持構造２０は湾曲しており、それにより支持構造２０は、格子かごを形成する。支持構造２０は、造形材料３を受け取り、それによって物体２を壁領域１１上で支持するように適合される。
【００５１】
当然ながら、支持構造１０、１４〜２０はすべて、特に物体２及び／又は壁領域１１、１２の方へ位置する所定の破断領域を含むことができる。支持構造１０、１４〜２０は例示のみを目的とし、したがって配置、形状、向きなどを任意に変化させることができ、特に図示する個々の支持構造１０、１４〜２０の特徴を任意に組み合わせることができる。本発明の方法は、図１〜３に示す装置１上で実行することができることが自明である。
【符号の説明】
【００５２】
１  装置
２  ３次元の物体
３  造形材料
４  エネルギービーム
５  造形板
６  造形平面
７  照射デバイス
８  壁領域
９  造形領域
１０  支持構造
１１  壁領域
１２  壁領域
１３  支持構造
１４  支持構造
１５  支持構造
１６  支持構造
１７  支持構造
１８  支持構造
１９  支持構造
２０  支持構造
【図１】
2019065381.tif 000003
【図２】
2019065381.tif 000004
【図３】
2019065381.tif 000005