(57)【要約】【課題】不活性プロセス環境を得る際の労力が低減される、三次元的な物体を付加的に製造するための装置を提供すること。【解決手段】エネルギー源を用いて凝固化されることが可能な造形材料の層の連続的で層ごとの選択的な照射及び凝固化によって三次元的な物体を付加的に製造するための装置１であって、当該装置１、粉体モジュール１９の粉体チャンバの少なくとも１つの開口部１０〜１２が配置されたプロセスチャンバ２を含んでいる、前記装置において、少なくとも１つのシールユニット１５を含む少なくとも１つのシール装置１４が、閉鎖された位置と開放された位置の間で可動であり、シール装置１４が、プロセスチャンバ２における少なくとも１つの開口部１０〜１２を閉鎖された位置における少なくとも１つのシールユニット１５によってシールするように適合されている。【選択図】図１
2019093698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー源を用いて凝固化されることが可能な造形材料の層の連続的で層ごとの選択的な照射及び凝固化によって三次元的な物体を付加的に製造するための装置（１，２２）であって、当該装置（１，２２）が、粉体モジュール（９，１９，２０）の粉体チャンバの少なくとも１つの開口部（１０〜１２）が配置されたプロセスチャンバ（２）を含んでいる、前記装置において、
少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）を含む少なくとも１つのシール装置（１４）が、閉鎖された位置と開放された位置の間で可動であり、前記シール装置（１４）が、前記プロセスチャンバ（２）における前記少なくとも１つの開口部（１０〜１２）を前記閉鎖された位置における前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）によってシールするように適合されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）が、不活性化された状態の前記プロセスチャンバ（２）と共に前記開放された位置と前記閉鎖された位置の間で可動であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記装置（１，２２）の前記プロセスチャンバ（２）における前記少なくとも１つの開口部（１０〜１２）と分離可能に結合されているか、又は結合可能な少なくとも１つのモジュール（９，１９，２０）が設けられており、該モジュール（９，１９，２０）の結合状態が、前記閉鎖された位置において前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）と交換可能であり、前記モジュール（９，１９，２０）が、前記開放された位置において前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）を備えた前記プロセスチャンバ（２）からアクセス可能であることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）が、前記プロセスチャンバ（２）の底側を画成するチャンバ要素に配置された前記少なくとも１つの開口部（１０〜１２）を覆うことによって前記プロセスチャンバ（２）をシールするように適合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）が、前記開放された位置から前記閉鎖された位置へ下降されるか、旋回されるか、又は線形に移動されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）が、前記閉鎖された位置において前記少なくとも１つの開口部（１０〜１２）を覆う少なくとも１つのプレート状のシール要素（１６，２４）を含んでいることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）が、互いに対して相対的に移動可能な少なくとも２つのシール要素（１６，２４）を含んでおり、該少なくとも２つのシール要素（１６，２４）が、前記開放された位置において前記シールユニット（１５，２３）でもって少なくとも部分的に重ねて配置されているか、又は前記シールユニット（１５，２３）が、前記開放された位置と前記閉鎖された位置の間で移動することで変形可能な少なくとも１つのシール要素（１６，２４）を含んでいることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記シール装置（１４）が、少なくとも２つの開口部（１０〜１２）を閉鎖するために適合されたシール要素（１６，２４）を有する共通のシールユニット（１５，２３）として構成された少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）を含んでいること、及び／又は前記シール装置（１４）が、異なる開口部（１０〜１２）、特にモジュール（９，１９，２０）の異なるタイプに割り当てられた少なくとも２つのシール要素（１６，２４）を有する少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）を含んでいることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
少なくとも１つのチャンバ分離部（２１）によって分離されている少なくとも１つの第１のプロセスチャンバ範囲（３）及び少なくとも１つの第２のプロセスチャンバ範囲（４）が設けられており、前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）が、前記閉鎖された位置において前記第１のプロセスチャンバ範囲（３）に少なくとも部分的に配置されているとともに、前記開放された位置において前記第２のプロセスチャンバ範囲（４）に少なくとも部分的に配置されているか、又はこの逆であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
造形平面が前記第１のプロセスチャンバ範囲（３）に配置されているとともに、少なくとも１つの工具キャリアのための運動範囲が前記第２のプロセスチャンバ範囲（４）に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）が、前記少なくとも１つの工具キャリア（２６）の移動平面の下方に配置されていることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの開口部（１０〜１２）が、少なくとも１つの配量モジュール（１９）、少なくとも１つの造形モジュール（２０）又は少なくとも１つのオーバーフローモジュール（９）に割り当てられていることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
エネルギー源を用いて凝固化されることが可能な造形材料の層の連続的で層ごとの選択的な照射及び凝固化によって三次元的な物体を付加的に製造する装置（１，２２）のためのシール装置（１４）であって、前記装置（１，２２）が、粉体モジュール（９，１９，２０）の粉体チャンバの少なくとも１つの開口部（１０〜１２）が配置されたプロセスチャンバ（２）を含む、特に請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置である、前記シール装置において、
少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）が、閉鎖された位置と開放された位置の間で可動であり、前記シール装置（１４）が、前記プロセスチャンバ（２）における前記少なくとも１つの開口部（１０〜１２）を前記閉鎖された位置における前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）によってシールするように適合されていることを特徴とするシール要素。
【請求項１４】
エネルギー源を用いて凝固化されることが可能な造形材料の層の連続的で層ごとの選択的な照射及び凝固化によって三次元的な物体を付加的に製造するための装置（１，２２）、特に請求項１〜１２のいずれか１項に記載の装置（１，２２）を動作させる方法であって、当該装置（１，２２）がプロセスチャンバ（２）を含んでいる、前記方法において、
閉鎖された位置と開放された位置の間で可動である、少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）を含む少なくとも１つのシール装置（１４）が、前記プロセスチャンバ（２）における前記少なくとも１つの開口部（１０〜１２）を前記閉鎖された位置における前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）によってシールすることを特徴とする方法。
【請求項１５】
以下のステップ：
−前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）を前記閉鎖された位置へ移動させるステップと、
−プロセスチャンバ（２）を有する前記装置（１，２２）に分離して結合されるか、又は結合可能な前記少なくとも１つのモジュール（９，１９，２０）の結合状態を不活性化された状態において変更するステップと、
−前記少なくとも１つのシールユニット（１５，２３）を前記開放された位置へ移動させるステップと
によって特徴付けられた、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エネルギー源を用いて凝固化されることが可能な造形材料の層の連続的で層ごとの選択的な照射及び凝固化によって三次元的な物体を付加的に製造（積層造形）するための装置（以下、単に「装置」という場合がある。）であって、当該装置が、粉体モジュールの粉体チャンバの少なくとも１つの開口部が配置されたプロセスチャンバを含んでいる、前記装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
付加的な製造プロセスが行われるプロセスチャンバを含む、三次元的な物体を製造するためのこのような装置は、一般的に従来技術から知られている。特に、プロセスチャンバは、例えばレーザビーム又は電子ビームのようなエネルギー源によって凝固化され得る造形材料を提供する造形平面を含んでいる。例えば、造形平面は、造形材料を搬送する高さ調整可能な搬送要素を有する搬送装置を含む粉体モジュール、特に造形モジュールによって提供される。搬送装置は、搬送要素によって搬送される造形材料がプロセスチャンバのプロセス平面、例えばプロセスチャンバの底部プレートにおける開口部を介してプロセスチャンバからアクセス可能であるように位置決めされている。
【０００３】
典型的には、粉体モジュールとプロセスチャンバの間の結合は、プロセスチャンバ内のプロセスガスとプロセスチャンバを包囲する環境空気の間の気体交換を阻止するために環境に対してシールしている。例えば造形プロセスが終了した後、粉体モジュールが交換されなければならない場合には、プロセスチャンバと粉体モジュールの間の結合が解除され、通常は、プロセスチャンバ内の不活性化された雰囲気、特にプロセスガスが失われる。他の造形プロセスに先立ってプロセスチャンバを不活性化するために、プロセスガスをプロセスチャンバ内へ流入させる必要がある。したがって、不活性化プロセスには手間を要する。なぜなら、プロセスチャンバを不活性化するために時間及びプロセスガスを要するためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
課題は、不活性プロセス環境を得る際の労力が低減される、三次元的な物体を付加的に製造するための装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題は、本発明により、請求項１による装置によって達成される。本発明の有利な実施例は、従属請求項の主題である。
【０００６】
ここで述べられる装置は、エネルギー源、例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凝固化され得る粉末化された造形材料（「造形材料」）の層の連続的で選択的な層ごとの凝固化によって、三次元的な物体、例えば技術的な構成要素を付加的に製造するための装置である。各造形材料は、金属、セラミック又はポリマの粉末であり得る。各エネルギービームは、レーザビーム又は電子ビームであり得る。各装置は、例えば、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であり得る。これに代えて、造形材料の連続的で層ごとの選択的な凝固化は、少なくとも１つの結合材によって行われることが可能である。結合材は、対応する塗布ユニットによって塗布され、例えば適当なエネルギー源、例えば紫外線源によって照射され得る。
【０００７】
装置は、その動作中に動作される複数の機能ユニットを含むことが可能である。典型的な機能ユニットは、プロセスチャンバ、及び少なくとも１つのエネルギービームによって、プロセスチャンバ内に配置された造形材料層を選択的に照射するように適合された照射装置、及び上述のように所定の流れ特性、例えば所定の流れプロファイル、流速などをもってプロセスチャンバを少なくとも部分的に流通する気体状の流体を発生させるために適合された流れ発生装置である。気体状の流体の流れは、プロセスチャンバを通って流れつつ、凝固化されていない微粒子状の造形材料、特に装置の動作中に生じるスモーク又はスモーク残滓を帯びることができる。気体状の流体の流れは、典型的には不活性の、すなわち典型的には不活性ガス、例えばアルゴン、窒素、二酸化炭素などの流れである。
【０００８】
本発明は、少なくとも１つのシール要素を含む少なくとも１つのシール装置が、閉鎖された位置と開放された位置の間で可動であり、シール装置、閉鎖された位置において、プロセスチャンバにおける少なくとも１つの開口部を少なくとも１つのシールユニットによってシールするように適合されているというアイデアに基づくものである。さらに、シール装置は、プロセスチャンバにおける開口部を開放された位置における少なくとも１つのシールユニットによって開放するようにも適合されている。シールユニットを閉鎖された位置と開放された位置の間で移動させることが可能であり、シールユニットの位置に依存して、プロセスチャンバにおける開口部にアクセス可能であるか、又はアクセス不能である。換言すれば、プロセスチャンバにおける開口部は、開放された位置において、シールユニットによってのみアクセス可能である。閉鎖された位置におけるシールユニットによって、プロセスチャンバの開口部がシールされ、したがってアクセス不能である。開口部内に設けられた表面、例えば配量平面、造形平面又はオーバーフロー開口部は、シールユニットが閉鎖された位置にある場合に、シールユニットによって覆われる。開放された位置におけるシールユニットによって、少なくとも１つの開口部が、開口部に配置された表面が例えば開口部に配置された造形材料を照射するためにプロセスチャンバ内からアクセス可能であるように少なくとも部分的に露出されている。
【０００９】
したがって、プロセスチャンバにおける開口部にアクセス可能であるか否かのコントロールは、シールユニットの対応する移動によって行われることができる。閉鎖された位置におけるシールユニットによって、プロセスチャンバの開口部が環境に対してシールされる。これにより、プロセスチャンバ内への環境空気流を伴うことなく、開口部に、特に開口部の下方に割り当てられているか、又は取り付けられているモジュールの分離が可能となる。環境空気がプロセスチャンバ内へ流入するのを阻止するために、プロセスチャンバにおける開口部は、モジュールの分離に先立ってシールされることが可能である。  
【００１０】
有利には、モジュールがそれぞれ分離又は交換されるときには、プロセスチャンバは不活性化される必要はない。これに代えて、プロセスチャンバ内のプロセス条件、特に雰囲気は不活性に維持されることができる。なぜなら、環境とプロセスチャンバの内部の間の気体交換が、プロセスチャンバにおける開口部をシールユニットによってシールすることで回避されるためである。したがって、プロセスチャンバを不活性化するために通常必要な時間と、プロセスチャンバ内で環境空気を置換するためにプロセスチャンバ内へ流入される必要があるプロセスガスとを節約することが可能である。したがって、装置において行われる製造プロセスはより効率的に行われることが可能である。なぜなら、製造サイクルが向上するためである。
【００１１】
好ましくは、少なくとも１つのシールユニットが、不活性化された状態におけるプロセスチャンバと共に開放された位置と閉鎖された位置の間で可動である。本願の範囲における「不活性化された状態」は、プロセスチャンバがプロセスガス、好ましくは不活性ガスによって所定の度合いまで満たされる状態をいう。さらに、不活性化された状態は、環境との気体交換が不可能な状態、すなわち、製造プロセスが行われるプロセス条件がプロセスチャンバの内部に適合する状態をいう。装置の上述の実施例によれば、シールユニットが閉鎖された位置から開放された位置へ切り換えられるとともにこの逆に切り換えられることができる一方、プロセスチャンバは、不活性化された状態に維持される。ドア、メンテナンスフラップ又は保守点検ドアとは異なり、開放された位置と閉鎖された位置の間でのシールユニットの移動は、不活性化レベルに関してプロセス条件に影響を与えない。
【００１２】
当然、対応するモジュールが装置、特にプロセスチャンバから取り外され、シールユニットが閉鎖された位置から開放された位置へ移動すると、プロセスチャンバにおける開口部は、露出されることができ、したがって、周囲環境との気体交換が可能である。装置の好ましい実施例によれば、プロセスチャンバにおける開口部は、モジュールがプロセスチャンバに結合されていない限り覆われたままである。対応するモデルがプロセスチャンバにおける開口部へ結合された後、シールユニットは、モジュール内の体積が装置のプロセスチャンバからアクセス可能であるように閉鎖された位置から開放された位置へ再び移動することができる。
【００１３】
したがって、少なくとも１つのモジュールは、装置のプロセスチャンバにおける少なくとも１つの開口部と分離可能に結合されているか、又は結合可能であり、モジュールの結合状態は、閉鎖された位置において少なくとも１つのシールユニットと交換可能であり、モジュールは、開放された位置において少なくとも１つのシールユニットを備えたプロセスチャンバからアクセス可能である。開放された位置におけるシールユニットによって、プロセスチャンバにおける開口部がプロセスチャンバからアクセス可能である。アクセス可能なプロセスチャンバにおける開口部により、プロセスチャンバにおける開口部に割り当てられたモジュールとの相互作用が可能である。  
【００１４】
例えば、プロセスチャンバにおける開口部に配置された配量モジュールは、塗布ユニットが配量モジュールによって提供される配量平面から造形材料を連行するとともに造形材料を搬送するように、開口部を介して造形材料を提供することが可能である。加えて、プロセスチャンバにおける開口部に配置された造形モジュールは、エネルギー源、例えばレーザビーム又は電子ビームのようなエネルギービームによって直接照射され得る造形平面を提供することが可能である。閉鎖された位置におけるシールユニットによって、各開口部が覆われており、したがってプロセスチャンバからアクセス不能である。これに代えて、プロセスチャンバは環境に対してシールされており、各モジュールをプロセスチャンバから取り外すことが可能である。換言すれば、各モジュールは、プロセスチャンバにおける開口部を結合された状態でシールする。モジュールを装置のプロセスチャンバから分離するために、シールユニットは、開口部をシールする閉鎖された位置へ移動する。その後、シールタスクがシールユニットにより実行されるため、モジュールをプロセスチャンバから取り外すことが可能である。
【００１５】
装置他の実施例によれば、少なくとも１つのシールユニットは、プロセスチャンバの底側を画成するチャンバ要素に配置された少なくとも１つの開口部を覆うプロセスチャンバをシールするために適合されている。チャンバ要素は、例えばプロセスチャンバにおける少なくとも１つの開口部を提供するフレーム又はプレートとして構成されることができる。チャンバ要素は、プロセス平面、すなわち製造プロセスが行われる平面、例えば造形平面及び／又は配量平面を含むことが可能である。配量モジュール又は造形モジュールのような少なくとも１つのモジュール、特に粉体モジュールは、例えば造形プレート又は配量プレートを駆動するように対応する搬送装置によって、対応する造形材料が例えばプロセス平面の一部とみなされ得る配量平面又は造形平面としてのプロセス平面に位置決めされることができるように、装置に配置されることが可能である。シールユニットによってプロセス平面をシールすることで、粉体モジュールの各平面も覆われる。換言すれば、シールユニットは、各粉体モジュールの上方に配置され、各粉体チャンバがプロセスチャンバからアクセス可能なプロセスチャンバの開口部を覆う。
【００１６】
装置のシール装置の少なくとも１つのシールユニットは、開放された位置から閉鎖された位置へ異なる経路で移動することが可能である。好ましくは、シールユニットは、開放された位置から閉鎖された位置へ下降されるか、旋回されるか、又は線形に移動する。したがって、ガイド要素、例えばシールユニットが移動可能に沿うバー、ヒンジ又はレールのようなシールユニットを移動させるための対応する手段が装置、特にプロセスチャンバに設けられている。好ましくは、シールユニットは、製造プロセスが影響を受けない閉鎖された位置に配置されることができ、例えば、シールユニットは、プロセスチャンバの外部の位置へ、又は塗布ユニットのような装置の他の構成要素若しくは照射装置によって発生されるエネルギービームが通過する必要がない範囲へ移動することが可能である。
【００１７】
一般的に、少なくとも１つのシールユニットは、任意の形状を含むことができ、特に少なくとも１つのシールユニットは、閉鎖された位置において少なくとも１つの開口部を覆う少なくとも１つのプレート状のシール要素を含むことが可能である。この少なくとも１つのシール要素は、移動し、プロセスチャンバにおける開口部を覆うシールユニットの一部とみなされることができる。シール要素は、開口部の断面に関して構成されることができ、特に、シール要素は長方形であり得る。
【００１８】
装置の別の一実施例によれば、少なくとも１つのシールユニットが互いに対して相対的に移動可能な少なくとも２つのシール要素を含んでいることが提案され、この少なくとも２つのシール要素は、好ましくは開放された位置においてシールユニットと共に少なくとも部分的に重ねて配置されている。したがって、少なくとも２つのシール要素を含むシールユニットは、互いに対して移動可能な複数のシール要素で構成されることが可能である。シールユニットは、薄板又はパネルとして構成されるシール要素を含むことが可能である。開放された位置と閉鎖された位置の間でのシールユニットの移動は、「カーテン」の開放運動又は閉鎖運動に相当し得る。さらに、シールユニットは、２つのシール要素が互いに対して相対的に移動するため、閉鎖された位置への移動によって（望遠鏡のように）伸縮されることが可能である。さらに、シール要素は、閉鎖された位置への移動によって引き離され、開放された位置への移動によって共に押される多重の波形部を含むベローのように構成されることが可能である。
【００１９】
装置は、シール装置が、少なくとも２つの開口部を閉鎖するために適合されたシール要素を有する共通のシールユニットとして構成された少なくとも１つのシールユニットを含んでいるように、及び／又はシール装置が、異なる開口部、特にモジュールの異なるタイプに割り当てられた少なくとも２つのシール要素を有する少なくとも１つのシールユニットを含んでいるように改善されることが可能である。したがって、シール装置は、１つより多くの開口部を同時にシールするのに適合された共通のシール要素を有する共通のシールユニットとして機能する少なくとも１つのシールユニットを含むことが可能である。例えば、共通のシール要素は、配量平面及び造形平面（並びにオーバーフローモジュールのための開口部）を同時に覆うためにプロセス平面にわたって移動可能なプレートとして構成されることが可能である。さらに、各シール装置は、異なる開口部、特にモジュールの異なるタイプに割り当てられた２つの異なるシール要素を有するシールユニットを含むことが可能である。このようなシールユニットは、配量モジュールに割り当てられ、配量平面にわたって移動するように適合された第１のシール要素と、造形平面を覆う造形モジュールにわたって移動可能な他のシール要素とを含むことが可能である。当然、両アプローチを組み合わせることが可能であり、共通のシール要素は、プロセス平面における２つの開口部を同時に覆うために用いられ、シール要素を有する他のシールユニットは、プロセスチャンバにおける他の開口部を覆ったり、露出するために用いられる。
【００２０】
本発明の他の一実施例によれば、少なくとも１つのチャンバ分離部によって分離されている少なくとも１つの第１のプロセスチャンバ範囲及び少なくとも１つの第２のプロセスチャンバ範囲を設けることができ、少なくとも１つのシールユニットは、閉鎖された位置において第１のプロセスチャンバ範囲に少なくとも部分的に配置されているとともに、開放された位置において第２のプロセスチャンバ範囲に少なくとも部分的に配置されているか、又はこの逆である。この実施例によれば、シールユニット、又は特にシール要素は、プロセスチャンバ範囲、すなわち実際の製造プロセスが行われる第１のプロセスチャンバ範囲から移動されることが可能である。シールユニットを移動させるか、又は物体が構成されるプロセスチャンバ範囲からシール要素のみを移動させることで、シールユニットにより影響を受けることなく、製造プロセスを行うことが可能である。したがって、プロセスチャンバにおける割り当てられた開口部が閉鎖される必要があるときに、シールユニットは第１のプロセスチャンバ範囲へ挿入される。
【００２１】
さらに、造形平面は、第１のプロセスチャンバ範囲に配置されることができるとともに、少なくとも１つの工具キャリアのための運動範囲が第２のプロセスチャンバ範囲に配置されることが可能である。したがって、第２のプロセスチャンバ範囲は、少なくとも１つの工具キャリアが移動可能であり、シール要素がプロセスチャンバにおける少なくとも１つの開口部をシールするために用いられていないときにシール要素が「駐留」され得る領域である。さらに、少なくとも１つのシールユニットは、少なくとも１つの工具キャリアの移動平面の下方に配置されている。したがって、工具キャリアは、シールユニットから独立して、特に開放された位置又は閉鎖された位置に配置されるシールユニットから独立して移動することが可能である。これにより、シールユニットと工具キャリアの独立した移動が可能となる。当然、シールユニットが開放された位置にある場合には、工具キャリアは、造形平面若しくは配量平面又は閉鎖された位置におけるシールユニットによって覆われるプロセス平面の他の部分と相互作用するだけであり得る。
【００２２】
少なくとも１つの開口部は、少なくとも１つの配量モジュール又は少なくとも１つの造形モジュール又は少なくとも１つのオーバーフローモジュールに割り当てられることが可能である。各モジュールは、開口部の範囲においてプロセスチャンバに取り付けられることができ、特に各モジュールを所定の位置に保持するフレームに取り付けられることが可能である。好ましくは、プロセス平面は、３つの開口部を備えたプロセスチャンバの底部プレートとして構成されており、１つの開口部が配量モジュールのために設けられ、１つの開口部が造形モジュールのために設けられ、１つの開口部がオーバーフローモジュールのために設けられている。これらモジュールのうち１つが装置から分離される必要があり、例えば交換される場合、製造プロセスが終了し、造形モジュールを装置から分離する必要がある場合には、シールユニットは、環境空気がプロセスチャンバ内へ入ることがないようにプロセス平面をシールする。したがって、新たな造形モジュールを結合した後、シールユニットは、開放された位置へ移動することが可能である。
【００２３】
そのほか、方法は、エネルギー源を用いて凝固化されることが可能な造形材料の層の連続的で層ごとの選択的な照射及び凝固化によって三次元的な物体を付加的に製造する装置のためのシール装置であって、装置が、粉体モジュールの粉体チャンバの少なくとも１つの開口部が配置されたプロセスチャンバを含む、特に上述の本発明による装置である、前記シール装置に関するものであり、その際、少なくとも１つのシールユニットは、閉鎖された位置と開放された位置の間で可動であり、シール装置が、プロセスチャンバにおける少なくとも１つの開口部を閉鎖された位置における少なくとも１つのシールユニットによってシールするように適合されている。
【００２４】
さらに、本発明は、エネルギー源を用いて凝固化されることが可能な造形材料の層の連続的で層ごとの選択的な照射及び凝固化によって三次元的な物体を付加的に製造する少なくとも１つの装置、特に上述の本発明による装置を動作させる方法に関するものであって、その際、装置がプロセスチャンバを含み、閉鎖された位置と開放された位置の間で可動な少なくとも１つのシールユニットが設けられており、シール装置は、プロセスチャンバにおける少なくとも１つの開口部を閉鎖された位置における少なくとも１つのシールユニットによってシールする。
【００２５】
上記方法は、以下のステップ：
−少なくとも１つのシールユニットを閉鎖された位置へ移動させるステップと、
−プロセスチャンバを有する装置に分離して結合されるか、又は結合可能な前記少なくとも１つのモジュールの結合状態を不活性化された状態において変更するステップと、
−少なくとも１つのシールユニットを開放された位置へ移動させるステップとを含むことができる。
【００２６】
モジュールが交換される必要があるか、新たなモジュールを装置に取り付ける必要がある場合には、方法の第１のステップにおいて、少なくとも１つのシールユニットが閉鎖された位置へ移動することが可能である。プロセスチャンバにおける１つより多くの開口部を覆う共通のシールユニットが用いられるか否か、又は交換される必要があるモジュールに割り当てられた開口部が特定のシールユニットに割り当てられるか否かに依存して、他の開口部が開放されたままであり得るか、又は共通のシールユニットによってもシールされる。
【００２７】
シールユニットが閉鎖された位置へもたらされ、プロセスチャンバにおける開口部がシールユニットによってシールされた後、少なくとも１つのモジュールの結合状態を変更することが可能である。これは、シールユニットによってシールが行われた後にモジュールが取り外されることができるように、装置にあらかじめ結合されたモジュールであり得る。これに代えて、現在は装置に結合されていないモジュールの結合状態は、前記モジュールが閉鎖位置におけるシールユニットを有する装置に取り付けられ得るように変更されることが可能である。
【００２８】
モジュールと装置の間の結合が確立された後、又は他のモジュールが対応する開口部に取り付けられる場合には、この開口部に割り当てられたシールユニットは、プロセスチャンバから開口部への、したがってモジュールへのアクセスを許容する開放された位置へ再び移動することが可能である。
【００２９】
当然、本発明による装置について述べた全ての詳細、特徴及び利点は、本発明によるシール要素及び本発明による方法へ完全に転換可能であり、またその逆も可能である。
【００３０】
本発明の典型的な実施例が図面に記載されている。図面は概略的な図示である。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】開放された位置におけるシールユニットを有する本発明による装置の平面図である。
【図２】閉鎖された位置におけるシールユニットを有する図１の装置を示す図である。
【図３】図１の装置の斜視図である。
【図４】図２の装置の斜視図である。
【図５】第２の実施例による、工具キャリアを有する図１の装置を示す図である。
【図６】第３の実施例による本発明の装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１には、エネルギー源によって凝固化され得る造形材料の層の連続的で層ごとの選択的な照射及び凝固化によって三次元的な物体を付加的に製造するための装置１が示されている。装置１は、第１のプロセスチャンバ範囲３と第２のプロセスチャンバ範囲４に細分されたプロセスチャンバ２を含んでいる。第１のプロセスチャンバ範囲３は、付加的な製造プロセスが行われる、すなわち物体が付加的に造形される範囲である。第１のプロセスチャンバ範囲３は、配量平面６、造形平面７及びオーバーフロー開口部８を有するプロセス平面５を含んでいる。造形材料の層ごとの塗布のために、工具キャリア２６、特に塗布ユニット（図５）が、配量平面６に配置される造形材料を連行するために配量平面６にわたって移動する。塗布ユニットは、造形平面７に配置された造形材料を選択的に層ごとに照射することで物体が付加的に構成される造形平面７へ造形材料を搬送することが可能である。過剰な造形材料は、オーバーフロー開口部８へ更に搬送され、オーバーフローモジュール９（図３、図４）へ処分されることが可能である。
【００３３】
図１から分かるように、配量平面６、造形平面７及びオーバーフロー開口部８は、プロセスチャンバ２のプロセス平面５における対応する開口部１０，１１，１２に配置されている。換言すれば、開口部１０，１１，１２は、プロセスチャンバ２内の雰囲気がプロセスチャンバ２の周囲の環境１３と気体交換しないように、配量平面６、造形平面７及びオーバーフローモジュール９によってシールされている。
【００３４】
装置１は、長方形のプレートとして構成されたシール要素１６を有するシールユニット１５を含むシール装置１４を更に含んでいる。シール要素１６は、レールとして構成された２つのガイド要素１７に沿って、移動可能であり、特に駆動ユニット（不図示）によって駆動可能である。したがって、シール要素１６は、矢印１８の方向へ、第２のプロセスチャンバ範囲４から第１のプロセスチャンバ範囲３へ、及びその逆に移動可能である。図１にはシールユニット１５の開放された位置が図示されており、破線の輪郭部１９は、シールユニット１５、特にシール要素１６の閉鎖された位置が示している。
【００３５】
シール要素１６が矢印１８の方向へ移動すると、シール要素１６は、図１に図示された開放された位置から図２に図示された閉鎖された位置への間で移動することが可能である。図２には、閉鎖された位置においてシール要素１６が配量平面６、造形平面７及びオーバーフロー開口部８（破線で図示されている）を覆うこと、したがって、プロセスチャンバ２のプロセス平面５、特に第１のプロセスチャンバ範囲３における開口部１０，１１，１２を覆うことが更に示されている。環境１３に対して覆われ、シールされたプロセスチャンバ２の開口部１０〜１２によって、各開口部１０〜１２へ挿入されるモジュールが取り外されることでき、したがって装置１から分離されることが可能である。
【００３６】
図３から分かるように、プロセス平面５は、配量モジュール１９、造形モジュール２０及びオーバーフローモジュール９が挿入されているプレートとして構成されている。したがって、配量モジュール１９は配量平面６を提供し、造形モジュール２０は造形平面７を提供し、オーバーフローモジュール９はオーバーフロー開口部８を提供する。図３には、シール要素１６が第２のプロセスチャンバ範囲４内へ格納された、開放された位置におけるプレート状のシール要素１６が示されており、プロセスチャンバ２の第１のプロセスチャンバ範囲３において、プロセスチャンバ２から開口部１０〜１２がアクセス可能となっている。換言すれば、装置の工具は、第１のプロセスチャンバ範囲３内から配量平面６、造形平面７及びオーバーフロー開口部８にアクセス可能である。図３には、第１のプロセスチャンバ範囲３及び第２のプロセスチャンバ範囲４がチャンバ分離部２１によって分割されていることが更に示されている。
【００３７】
さらに、図４を参照すると、矢印１８は、図４に示されているように、シール要素１６が閉鎖された位置へ移動することが可能であることを示しており、これにより、この閉鎖された位置では、シール要素１６が、環境１３に対して第１のプロセスチャンバ範囲３をシールして開口部１０〜１２をシールする。図４に図示されているように、閉鎖された位置では、モジュール９，１９，２０は、プロセスチャンバ２における開口部１０〜１２を開放することなく装置１から取り外されることが可能である。なぜなら、開口部１０〜１２はシール要素１６によってシールされているためである。したがって、モジュール９，１９，２０の交換は、プロセスチャンバ２内の雰囲気の不活性化レベルを低減することなく可能である。それゆえ、プロセスガス及びプロセス時間が節約される。なぜなら、プロセスチャンバ２は、モジュール９，１９，２０が交換される必要があるときでも、例えばモジュール９，１９，２０が交換された後でも、不活性化される必要がないためである。したがって、プロセスチャンバ２は、製造プロセスが終了し、対応する造形モジュール２０及び／又は配量モジュール１９が交換される必要があるとしても、不活性のままであることが可能である。
【００３８】
図５には、配量平面６が第１のプロセスチャンバ範囲３に配置されているとともに、少なくとも１つの工具キャリア２６のための運動範囲が第２のプロセスチャンバ範囲４に配置されていることが示されている。したがって、第２のプロセスチャンバ範囲４は、少なくとも１つの工具キャリア２６が移動可能な範囲であり、シール要素１６がプロセスチャンバ２における少なくとも１つの開口部１０〜１２をシールするために用いられていないときにシール要素１６が「駐留」され得る領域である。本実施例における少なくとも１つのシールユニット１５は、少なくとも１つの工具キャリア２６の移動平面の下方に配置されている。したがって、例えばコータ、特にコーティングブレードである工具キャリア２６は、シールユニット１５から独立して、特に開放された位置又は閉鎖された位置に配置されるシールユニット１５から独立して移動することが可能である。これにより、シールユニット１５と工具キャリア２６の独立した移動が可能となる。当然、工具キャリア２６は、造形平面７、配量平面６、又はシールユニット１５が開放された位置にあるときに閉鎖位置においてシールユニット１５によって覆われるプロセス平面５の他の部分と相互作用することのみが可能である。
【００３９】
図６には、第３の実施例による装置２２が示されている。装置２２も、配量平面６、造形平面７及びオーバーフロー開口部８のための開口部１０〜１２を含む、プロセス平面５が配置されたプロセスチャンバ２を含んでいる。図１〜図４に図示された装置１とは異なり、装置２２は、複数のシール要素２４を有するシールユニット２３を有するシール装置１４を含んでいる。シール要素は、２つのシール要素がそれぞれ可動に結合されるように配置されている。したがって、シール要素２４は、図５に図示された開放された位置から破線の輪郭部２５として図示された閉鎖された位置へ移動することが可能である。
【００４０】
換言すれば、シール要素２４は、単一の（ｓｉｎｇｌｅ）シール要素２４が（望遠鏡のように）伸縮されて、「カーテン」のように移動することが可能である。したがって、シール要素２４は、互いに対して相対的に移動可能な薄板又はパネルとみなされることができる。開放された位置から閉鎖された位置へシールユニット２３を後退させるために、単一のシール要素２４は、プロセス平面５における開口部１０〜１２の解放と共に押される必要がある。
【００４１】
自明なように、単一の実施例に関して記載された全ての詳細、特徴及び利点は、完全に転嫁可能である。特に、全ての実施例は、任意に組み合わされることができる。さらに、共通のシールユニット１５，２３に代えて、１つの開口部１０〜１２又は２つの開口部１０〜１２に割り当てられた少なくとも１つのシールユニットを設けることが可能である。当然、装置１，２２は、本発明による方法を実施することに適合されている。
【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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