本发明涉及一种用于通过依次逐层地选择地照射和因此依次逐层地选择地固化由能借助于能量束固化的建造材料构成的建造材料层添加式地制造三维物体的设备，包括流动装置，流动装置被设置用于形成至少在部分区段上/局部地沿着设备的至少一个功能部件流动的第一流体流，第一流体流被加载或能被加载由过程决定地产生的、尤其是颗粒状的杂质。
背景技术：
用于添加式地制造三维物体的设备基本上是已知的。也已知的是，相应的设备包括流动装置，它被设置用于形成尤其是回路状地沿着设备的至少一个功能部件流动的流体流。流体流尤其用于从设备的过程室中除去由过程决定地产生的、尤其是颗粒状的杂质–在此通常是所谓的烟颗粒或阴燃颗粒。由流动装置形成的流体流沿着其流动路径被加载与过程有关地产生的杂质，并且——尤其是在从过程室中流出之后——含有相应的由过程决定地产生的杂质。
被加载相应的杂质的流体流通常沿着设备的确定的功能部件流动。研究显示，通过沿着功能部件流动的、被加载相应的杂质的流体流可以在功能部件上形成沉积物，沉积物可以不利地影响功能部件的各自的功能。例如导引流动的功能部件、也就是说例如管状的流动导引元件的流动横截面可以由于相应的沉积物被减小并且流动特性由此受到不利的影响。
技术实现要素：
本发明基于的任务是，给出一种尤其是在防止或减少在功能部件上相应的沉积物方面改进的、用于添加式地制造三维物体的设备。
这个任务通过一种根据权利要求1所述的用于添加式地制造三维物体的设备解决。所属的从属权利要求涉及设备的可能的实施方式。
在这里描述的设备(“设备”)被设置用于通过依次逐层地选择地照射和因此依次逐层地选择地固化在对应于要制造的物体的与层相关的横截面的区域中由可固化的建造材料构成的建造材料层，来添加式地制造三维物体，也就是说例如技术结构件或技术结构件组。建造材料可以是颗粒状的或粉末状的金属-，塑料-和/或陶瓷材料。选择地固化各个要选择地固化的建造材料层基于与物体相关的建造数据来实施。相应的建造数据描述分别要添加式制造的物体的几何结构上的设计和例如可以包含要添加式制造的物体的“被切片的”cad数据。设备可以被设计成slm设备，也就是说用于实施选择性激光熔化方法(slm方法)的设备，或者被设计成sls设备，也就是说用于实施选择性激光烧结方法(sls方法)的设备。也可以设想，设备被设计成sebs设备，也就是说用于实施选择性电子束熔化方法(sebs方法)的设备。
设备包括用于实施添加式建造过程通常需要的功能部件。属于该功能部件的尤其是覆层装置和照射装置。覆层装置被设置用于在设备的建造平面中形成要选择地照射的或要选择地固化的建造材料层，在该建造平面中实施依次逐层地选择地照射和因此依次逐层地选择地固化由能借助于能量束固化的建造材料构成的建造材料层，和为此通常包括相对于建造平面被可运动地支承的、尤其是刀片状的或刀片形的覆层元件。照射装置被设置用于选择地照射在设备的建造平面中的要选择地固化的建造材料层和为此通常包括辐射产生装置——它被设置用于产生能量束，和必要时射束偏转装置——它被设置用于将能量束偏转到各个建造材料层的各自的要选择地照射或要选择地固化的区域上。
设备此外包括流动装置，它被设置用于形成至少局部地/在部分区段上沿着设备的至少一个功能部件流动的第一流体流，也就是说通常第一气体流，第一流体流被加载或可被加载由过程决定地产生的、尤其是颗粒状的杂质。流体流沿着设备的功能部件的流动——如在下面得出的那样——可以理解为，流体流至少局部地沿着各自的功能部件的外表面和/或内表面流动。为了形成流体流，流动装置通常包括流动产生装置，也就是说例如鼓风或抽吸装置。流动产生装置被设置用于形成具有确定的流动特性、也就是说例如确定的流动速度和确定的流动轮廓(流动剖面)的流体流。如在下面得出的那样，设备的相应的功能部件尤其可以是管状的或管形的流动导引元件。相应的流动导引元件可以形成限定流体流的流动路径的流动导向结构的组成部分，该流动导向结构被或可被流体流穿流过。
流体流尤其用于从设备的过程室中除去由过程决定地产生的、尤其是颗粒状的杂质(“杂质”)–在此通常是所谓的烟颗粒或阴燃颗粒。提到的流动导向结构由此通常一方面与设备的过程室的流动入口和另一方面与设备的过程室的流动出口连接，因此流体流流动通过该过程室，其中，流体流被加载相应的杂质。因此一般适用的是，由流动装置形成的第一流体流沿着其流动路径被加载由过程决定地产生的杂质并且——尤其是在从过程室中流出之后——含有相应的由过程决定地产生的杂质。
为了解决开头描述的问题(即通过沿着功能部件流动的、被加载相应杂质的第一流体流可以在功能部件上形成沉积物，该沉积物可以不利地影响功能部件的各自的功能)，流动装置被设置用于附加地形成第二流体流，也就是说通常气体流。流动装置在此被设置用于如此地形成第二流体流，即，使得第二流体流在第一流体流和设备的至少一个功能部件之间至少局部地直接地沿着设备的至少一个功能部件的表面流动。流动装置因此被设置用于形成对第一和第二流体流至少在部分区段上沿着设备的各自的功能部件的相应的流动导向。当然，相应的功能部件可以附加地至少局部地配设防止形成相应沉积物的表面光洁度。
通过在含有由过程决定地产生的杂质的第一流体流和相应功能部件的表面之间有针对性地“中间插入”不含有或与第一流体流相比含有(显著)较少的由过程决定地产生的杂质的第二流体流，相应的杂质在各自的功能部件上沉积的可能性被抑制或被减小。第二流体流可以被称为或被看作为“防护流”或“屏蔽流”，因为其保护各自的功能部件不受在第一流体流中含有的杂质的沉积物的影响或屏蔽各自的功能部件不受在第一流体流中含有的杂质的沉积物的影响。第二流体流就此而言也可以被看作为被分配给各自的功能部件的“地毯”或“窗帘”，其保证相应的防护或屏蔽作用。
提到的流动导向结构因此至少局部地被两个不同的流体流穿流过，其中，第一流体流含有相应的杂质，第二流体流相比之下不含有杂质或含有较少的杂质。由于第二流体流——如提到的那样——直接地沿着各自的功能部件的表面流动，因此第二流体流防止或减小在各自的功能部件上沉积的可能性。为了防止或减少第二流体流中的杂质的沉积，可以这样地在流动技术方面引导第二流体流，即使得第二流体流不流动经过该过程室，也就是说不流经相应的杂质(基本上)产生的地方；因此第二流体流可以在过程室之后才与第一流体流汇聚。但是也可能的是第二流体流至少局部地也流经过程室。第二流体流因此可以必要时仅仅沿着过程室的确定的区段、尤其是过程室的这样的区段流动，在该区段中通常(可能)形成相应的沉积物。第二流体流的相应的局部的流动可以通过第二流体流在过程室的相应区段的区域中的有针对性的流入或注入来实现。上面的描述当然也类似地适用于在这里提到的全部功能部件。
已经与第一流体流相关联地提到，第一流体流可以至少局部地沿着各自的功能部件的外表面和/或内表面流动。如提到的那样，相同的情况也适用于第二流体流。流动装置因此可以被设置用于形成第一和第二流体流，它们分别沿着设备的至少一个功能部件的尤其是暴露的外表面和/或沿着设备的所述至少一个功能部件或设备的另一个功能部件的内表面流动，条件是，第二流体流至少局部地直接地沿着各自的功能部件的表面流动。由此一般地得出，各自的功能部件可以具有至少一个外表面以及必要时至少一个内表面。通常(基本上)限定各自的功能部件的几何外观的各自的功能部件的外表面包括至少一个外表面区段，第一和第二流体流沿着该外表面区段流动或可以沿其流动。只要存在，各自的功能部件的内表面包括至少一个内表面区段，第一和第二流体流可以沿着该内表面区段流动。各自的功能部件的内表面限定出第一和第二流体流至少局部地流动经过或能流动经过的内腔。
第一和/或第二流体流的特性、也就是说例如化学和/或物理特性以及流动技术方面的特性可以依赖于可能的沉积物的化学和/或物理特性——也就是说尤其是依赖于在第一流体流中含有的杂质的化学和/或物理特性——进行选择。例如具有第一化学和/或物理特性的杂质的沉积可以通过第二流体流的确定的第一流动特性来防止，而具有第二化学和/或物理特性的杂质的沉积可以通过第二流体流的确定的第二流动特性来防止。
各自的功能部件可以至少局部地——尤其是完全地——具有扁平的几何形状，或至少局部地——尤其是完全地——具有圆柱状的或圆柱形的几何形状，或至少局部地——尤其是完全地——具有中空圆柱状的或中空圆柱形的几何形状。
具体地，设备的相应的功能部件例如可以是包括流动内腔的、尤其是管状的或管形的、也被称为流动管的流动导引元件，其中，流动内腔可以至少局部地被第一和第二流体流穿流过，或者是光学装置的包括流动面的光学元件，也就是说例如光学透镜或防护玻璃装置的防护玻璃，能量束经由该防护玻璃被引入过程室中，其中，流动面可以由第一和第二流体流在上面流过，或者是限定设备的过程室的过程室壁，其中，过程室壁可以至少部分地由第一和第二流体流在上面流过。设备的功能部件一般地也可以是被分配给或能被分配给设备的外围装置，例如过滤装置、建造材料储存器装置、取出装置(拆包装置)，等等。一般地涉及在其上可以形成相应的沉积物的每个功能部件。
第一流体流和第二流体流可以在至少一个涉及各自的流体流的流动特性的流动参数——尤其是在流动速度——上有差异。通过不同的流动参数可以减小第一和第二流体流混合的可能性。理想地，第一和第二流体流关于它们的流动方向平行地流动并且尽可能少地混合。这样，特别可靠地提供第二流体流的描述的防护或屏蔽作用。
第一流体流例如可以(基本上)线性地流动，第二流体流可以至少局部地、尤其是完全地围绕第一流体流地流动。第二流体流尤其可以螺旋状地或螺旋形地(“螺旋状地”)流动——对此也可以理解为蜗旋状地或蜗形地流动的第二流体流；螺旋状地流动的第二流体流因此可以至少局部地螺旋状地围绕第一流体流地流动。第一和第二流体流的流动方向在所有情况下通常是相同的。螺旋状地流动的第二流体流例如可以通过喷嘴元件的合适的、也就是说尤其是成角度地倾斜的布置来实现。对于具有中空圆柱状的几何设计的功能部件的示例，例如管状的流动导引元件，第一流体流例如可以在中央流过功能部件，而第二流体流至少局部地螺旋状地、围绕第一流体流地、在第一流体流和功能部件的通过其内周限定的表面之间流动。
第一流体流和第二流体流也可以在涉及各自的流体流的至少一个物理特性的物理参数——尤其是在密度——上有差异。通过不同的物理参数也可以减小第一和第二流体流混合的可能性。如提到的那样，在理想的情况下，第一和第二流体流关于它们的流动方向平行地流动并且尽可能少地混合。这样，特别可靠地提供了第二流体流的描述的防护或屏蔽作用。对于功能部件的平表面的示例，第二流体流例如可以具有比第一流体流更高的密度，因此第二流体流优选直接地沿着各自的功能部件的表面流动。
流动装置可以具有包括多个喷嘴元件的喷嘴装置。至少一个第一喷嘴元件或至少一个第一喷嘴元件组可以被设置用于形成第一流体流，至少一个第二喷嘴元件或至少一个第二喷嘴元件组可以被设置用于形成第二流体流。通过布置和定向各自的喷嘴元件或喷嘴元件组——它们当然可以在各自的喷嘴(横截面)几何形状上有差异，可以有针对性地产生两个平行地流动的流体流。各自的喷嘴元件的布置、定向和喷嘴(横截面)几何形状可以依赖于在第一流体流中含有的杂质的化学和/或物理特性来选择。通过各自的喷嘴元件或喷嘴元件组的合适的、也就是说尤其是成角度地倾斜的布置可以形成第一和第二流体流的不同的流动，如提到的那样，尤其是螺旋状地流动的第二流体流。
如提到的那样，流动装置可以被设置用于形成回路状地沿着设备的至少一个功能部件流动的流体流。在此各自的第一和第二喷嘴元件或各自的第一和第二喷嘴元件组可以被布置或构造在通过回路状地流动的流体流形成的流动回路的相同的或不同的区段上。对于过程室作为相应的功能部件的示例，形成第二流体流的喷嘴元件或喷嘴元件组可以至少局部地布置在过程室中。这样可能的是，使第二流体流在过程室中与第一流体流汇聚。形成第二流体流的喷嘴元件或喷嘴元件组也可以备选地布置在过程室之前或之后。这样可能的是，使第二流体流在过程室之前或之后与第一流体流汇聚。
第一和第二流体流通常分别是惰性的。因此第一和第二流体流可以分别通过惰性的流动流体或流动气体形成。相应的流动流体例如可以是氩气、二氧化碳或氮气。
本发明此外涉及一种用于运行用于通过依次逐层地选择地照射和因此依次逐层地选择地固化由能借助于能量束固化的建造材料构成的建造材料层添加式地制造三维物体的设备的方法，其中，通过流动装置形成的第一流体流——尤其是回路状地——沿着设备的至少一个功能部件流动，其中，第一流体流被加载由过程决定地产生的、尤其是颗粒状的杂质。该方法的特征由此在于，通过流动装置附加地形成第二流体流，其中，第二流体流在第一流体流和设备的至少一个功能部件之间直接地沿着设备的至少一个功能部件的表面流动。与设备相关联的全部的描述类似地适用于该方法。
此外，本发明涉及一种用于防护功能部件、尤其是如描述的设备的功能部件不受在功能部件上、尤其是在表面的区域中附着的、尤其是颗粒状的杂质的影响的方法，其中，第一流体流——尤其是回路状地——沿着功能部件流动，其中，第一流体流被加载尤其是颗粒状的杂质。该方法的突出之处在于，附加地形成第二流体流，其中，第二流体流在第一流体流和至少一个功能部件之间直接地沿着至少一个功能部件的表面流动。与设备相关联的全部的描述类似地适用于该方法。
附图说明
本发明借助于在附图图示中的实施例进行详细解释。在此示出:
图1，2各是按照一个实施例的设备的原理图；
图3-6各是在图1中示出的细节a的放大的视图。
具体实施方式
图1–类似情况适用于图2–示出按照一个实施例的设备1的原理图。设备1用于通过依次逐层地选择地照射和因此依次逐层地选择地固化由可借助于能量束4、也就是说尤其是激光束固化的建造材料3——也就是说例如金属粉末——构成的建造材料层，来添加式地制造三维物体2，也就是说尤其是技术结构件或技术结构件组。选择地固化各自的要固化的建造材料层基于与物体相关的建造数据来实施。相应的建造数据描述分别要添加式地制造的物体2的几何上的或几何结构上的设计并且例如可以包含要制造的物体2的“被切片的”cad数据。设备1例如可以被设计成激光-
设备1包括用于实施添加式建造过程需要的功能部件；在图1中例如示出覆层装置5和照射装置6。覆层装置5被设置用于在设备1的建造平面或建造区中形成要选择地照射的或要选择地固化的建造材料层，并且为此包括相对于设备1的建造平面可运动地被支承的、尤其是刀片状的或刀片形的覆层元件(没有详细标示)。照射装置6被设置用于选择地照射在设备1的建造平面中的要选择地固化的建造材料层，并且为此包括射束产生装置(没有示出)——其被设置用于产生能量束4、必要时射束偏转装置(没有示出)——其被设置用于将由射束产生装置产生的能量束4偏转到要选择地固化的建造材料层的要照射的区域上，以及各种不同的光学元件，例如滤波器元件、物镜元件、透镜元件，等等。
在图1中此外示出计量模块7、建造模块8和溢流模块9，它们被对接在设备1的可惰性化的过程室10的下部区域上。所述的模块也可以形成设备1的过程室10的下部区域。
设备1此外包括流动装置11。流动装置11被设置用于形成——尤其是回路状地——沿着设备1的至少一个功能部件流动的、惰性的第一流体流fs1，也就是说第一惰性气体流，它被加载或能被加载由过程决定地产生的、尤其是颗粒状的杂质。第一流体流fs1用于从设备1的过程室10中除去由过程决定地产生的、尤其是颗粒状的杂质，在此通常是所谓的烟颗粒或阴燃颗粒。第一流体流fs1因此沿着其流动路径被加载由过程决定地产生的杂质并且——尤其是在从过程室10出来之后——含有相应的由过程决定地产生的杂质。
流动装置11为了形成第一流体流fs1包括流动产生装置17，也就是说例如鼓风装置或抽吸装置。流动产生装置17被设置用于形成具有确定的流动特性、也就是说例如确定的流动速度和确定的流动轮廓(流动剖面)的流体流。
第一流体流fs1在过程室10内的流动通过实线示出的箭头说明。第一流体流fs1沿着设备1的功能部件流动可以理解为，第一流体流fs1至少在部分区段上沿着各自的功能部件的外表面和/或内表面流动。
在图1中示出的实施例中，第一流体流fs1从流动装置11出发首先通过管状的流动导引元件12一直流动到过程室侧的流入区域13，第一流体流fs1经由该流入区域流入过程室10中。第一流体流fs1然后在过程室10内沿着各自的界定过程室10的过程室壁10a，10b，10c流动，其中，过程室壁10a形成过程室10的顶盖，过程室壁10b形成过程室10的侧壁，过程室壁10c形成过程室10的底部，一直流动到过程室侧的流出区域14，第一流体流fs1经由该流出区域从过程室10中流出。第一流体流fs1然后通过另一管状的流动导引元件15经由过滤装置16流动返回到流动装置11，该过滤装置被设置用于从第一流体流fs1中过滤出相应的杂质。各个流动导引元件12，15形成限定第一流体流fs1的流动路径的流动导向结构的组成部分。
如在下面得出的那样，在图1中示出的实施例中，相应的功能部件尤其为流动导引元件12、15、过程室壁10a、10b、10c和形成防护玻璃装置(没有标示)的组成部分的防护玻璃18，能量束4经由该防护玻璃进入过程室10中。
沿着功能部件流动的、被加载相应的杂质的第一流体流fs1可以在功能部件上形成沉积物，该沉积物可以不利地影响功能部件的各自的功能，为了解决这个问题，流动装置11附加地被设置用于形成通过虚线示出的箭头说明的、惰性的第二流体流fs2，也就是说通常第二惰性气体流。流动装置11在此被设置用于如此地形成第二流体流fs2，即第二流体流在第一流体流fs1和各自的功能部件之间直接地沿着各自的功能部件的表面流动。第二流体流fs2可以被称为或被看作为“防护流”或“屏蔽流”，因为第二流体流防护各自的功能部件免受在第一流体流fs1中含有的杂质的沉积物的影响或屏蔽各自的功能部件不受在第一流体流fs1中含有的杂质的沉积物的影响。第二流体流fs2就此而言可以被看作为被分配给各自的功能部件的“地毯”或“窗帘”，它保证相应的防护或屏蔽作用。
因此对于在图1中示出的实施例适用的是，第二流体流fs2在第一流体流fs1和界定流动导引元件12、15的流动导引元件壁之间流动(参见图2，3)，在第一流体流fs1和界定过程室10的过程室壁10a、10b、10c之间以及在防护玻璃装置的区域中在第一流体流fs1和防护玻璃18之间流动。
提到的流动导向结构因此被两个不同的流体流fs1，fs2穿流，其中，第一流体流fs1含有相应的杂质(的主要部分)，第二流体流fs2相比之下不含有杂质或含有较少的杂质。由于第二流体流fs2直接地沿着各自的功能部件的表面流动，因此第二流体流防止或减小了在各自的功能部件上的沉积物的可能性。
对于在图2中示出的实施例适用的是，第二流体流仅仅局部地沿着限定过程室10的过程室壁10a，10b，10c中的至少一个过程室壁的确定的区段流动–在图2中示出的实施例中示例性地仅仅局部地在过程室壁10a的防护玻璃18的区域中流动。
包括多个喷嘴元件19的喷嘴装置(没有标示)可以属于流动装置11。喷嘴装置通常被布置或构造在过程室侧的流入区域13中。第一喷嘴元件19或第一喷嘴元件组可以被设置用于形成第一流体流fs1，第二喷嘴元件19或第二喷嘴元件组被设置用于形成第二流体流fs2。通过布置和定向各自的喷嘴元件或喷嘴元件组——它们在各自的喷嘴(横截面)几何形状上可以有差异，可以有针对性地/目的明确地产生两个平行地流动的流体流fs1，fs2。
相应的喷嘴元件19在图中2示出。喷嘴元件19允许第二流体流fs2的有针对性的/目的明确的局部的流入或注入。
对于全部实施例适用的是，第一流体流fs1和第二流体流fs2在至少一个涉及各自的流体流fs1，fs2的流动特性的流动参数——尤其是在流动速度——上可以有差异。通过不同的流动参数可以减小第一和第二流体流fs1，fs2混合的可能性。理想地，如在图3–6中指示的那样，第一和第二流体流fs1，fs2平行地相互并排地流动并且尽可能少地混合。
第一流体流fs1和第二流体流fs2也可以在至少一个涉及各自的流体流fs1，fs2的物理特性的物理参数——尤其是在密度——上有差异。通过不同的物理参数也可以减小第一和第二流体流fs1，fs2混合的可能性。如提到的那样，第一和第二流体流fs1、fs2平行地相互并排地流动并且尽可能少地混合。
图3，4示出在图1中示出的细节a的放大的视图。细节a涉及流动导引元件15的一个区段，该流动导引元件在图3中在纵剖视图中示出，在图4中在横剖视图中示出。
借助于图3，4可以看见，第一流体流fs1在中央流过流动导引元件15。第二流体流fs2在第一流体流fs1和限定流动导引元件15的流动空间的流动导引元件壁之间直接地沿着该流动导引元件壁流动。第一流体流fs1具有圆盘形的流动横截面，第二流体流fs2具有围绕该圆盘形的流动横截面的环状的流动横截面。第一和第二流体流fs1，fs2的流动方向是相同的。
图5，6示出在图1中示出的细节a在一种变型中的放大的视图。细节a也涉及流动导引元件15的一个区段，该流动导引元件在图5中在纵剖视图中示出，在图6中在横剖视图中示出。
借助于图5，6可以看见，第一流体流fs1在中央流过流动导引元件15。第二流体流fs2在第一流体流fs1和限定流动导引元件15的流动空间的流动导引元件壁之间直接地沿着该流动导引元件壁流动。第一流体流fs1具有圆盘形的流动横截面，第二流体流fs2围绕第一流体流fs1螺旋状地或螺旋形地流动。形成第二流体流fs2的螺旋状的流动例如可以通过相应的喷嘴元件19的合适的、也就是说尤其是关于流动导引元件15的中央轴线成角度地倾斜的布置来实现。第一和第二流体流fs1，fs2的流动方向是相同的。
借助于在图1，2中示出的设备1可以实现一种用于运行设备1的方法，该设备用于通过依次逐层地选择地照射和因此依次逐层地选择地固化由能借助于能量束4固化的建造材料3构成的建造材料层来添加式地制造三维物体2。按照该方法，通过流动装置11形成的第一流体流fs1沿着设备1的至少一个功能部件流动，其中，第一流体流fs1被加载由过程决定地产生的、尤其是颗粒状的杂质。通过流动装置11附加地形成第二流体流fs2，其中，第二流体流fs2在第一流体流fs1和设备1的至少一个功能部件之间直接地沿着设备1的至少一个功能部件的表面流动。
此外可以实现一种用于防护功能部件——尤其是如描述的设备1的功能部件——不受尤其是在表面的区域中附着在功能部件上的、尤其是颗粒状的杂质的影响的方法，其中，第一流体流fs1——尤其是回路状地——沿着功能部件流动，其中，第一流体流fs1被加载有尤其是颗粒状的杂质。该方法的特征由此在于，附加地形成第二流体流fs2，其中，第二流体流fs2在第一流体流fs1和至少一个功能部件之间直接地沿着至少一个功能部件的表面流动。