用于生产三维工件的装置和方法与流程

1.本发明总体上涉及一种工艺腔室、设备、模块化系统、方法，特别是包括在设备中的安全装置和定位系统，以及用于生产三维工件和/或在生产三维工件时使用的系统。


背景技术：

2.在增材层(additive layer)方法中，工件通过生成一系列固化和相互联接的工件层来逐层生产。这些工艺可通过原材料的类型和/或为了生产工件而固化所述原材料的方式来区分。
3.例如，粉末床熔融是一种增材层工艺，通过该工艺可将粉状原材料，特别是金属和/或陶瓷原材料加工成复杂形状的三维工件。为此，将原材料粉末层施加到载体上，且根据待生产的工件的所需几何形状以位置选择的方式使原材料粉末层经受例如激光辐射。激光辐射穿透粉末层而引起加热，从而使原材料粉末颗粒熔化或烧结。然后，进一步将原材料粉末层连续地施加到载体上已经经受激光加工的层上，直到工件具有所需的形状和尺寸为止。选择性激光熔化或激光烧结特别地可用于基于cad数据生产原型、工具、替换零件或医疗假体(例如，牙齿或矫形假体)。
4.另一方面，熔融沉积成型或材料喷射代表了不同类型的增材层工艺。在这种情况下，未固化的原材料供应到一种类型的打印头，该打印头将所述材料沉积到载体上，然后在载体上固化。
5.增材层构造方法的重要参数是所生产的工件的质量。此外，生产效率至关重要，例如在保持生产周期尽可能短的意义上说。例如，已知有多种策略可用于加速单个工件层的生产。然而，当生产大型工件时，已知的解决方案并不总是能达到所需的效率和/或质量。
6.因此，本发明的目的特别是在(特别是大型)工件的增材层生产期间提高效率，同时保持足够的质量水平。
7.在独立权利要求中陈述了本发明。在从属权利要求中概述了本发明的优选实施例。


技术实现要素：

8.我们描述一种用于通过增材层构造方法来生产三维工件的设备，该设备包括：载体，载体适合于接收用于生产三维工件的材料；材料供应单元，材料供应单元适合于向载体供应材料和/或向位于载体的顶部上的先前材料层供应材料；层沉积机构，层沉积机构用于使所供应的材料形成为位于载体的顶部上的材料层和/或形成为位于载体的顶部上的先前材料层上的材料层；固化装置，固化装置适合于固化供应到载体的材料和/或固化供应到位于载体的顶部上的先前材料层的材料，以生产三维工件；气体供应单元，气体供应单元适合于将保护气体供应到由固化装置固化的材料层的区域；工艺腔室，工艺腔室包括气体供应单元和固化装置；移动单元，移动单元适合于使工艺腔室相对于载体移动；以及定位系统，定位系统适合于确定工艺腔室相对于载体的位置，其中，工艺腔室进一步包括以下一个或
多个：气流装置，气流装置适合于在由固化装置固化的材料层的区域的表面上方形成气流；加热单元，加热单元适合于加热供应到载体上的材料；以及安全装置或安全装置的一部分，安全装置或安全装置的一部分适合于在设备操作期间防止工艺排放物释放到工艺腔室的周围，其中，工艺腔室的气流装置、加热单元和安全装置或安全装置的一部分中的至少一项适合于独立于工艺腔室的移动方向操作。
9.在一些示例中，工艺腔室包括材料供应单元和开口；材料供应单元包括端部部分，特别是大体环形形状的端部部分，端部部分位于工艺腔室的第一侧处，其中，材料供应单元适合于通过端部部分将材料供应到载体，在载体上材料由工艺腔室加工以生产三维工件，以及开口位于工艺腔室的第一侧处，以用于加工被供应到载体上的材料来生产三维工件，其中，端部部分围绕开口。
10.如本公开全文关于各示例性实现方式所描述的工艺腔室通常可涉及可移动工艺腔室。特别地，这使得能够生产大型工件，由此工艺腔室移动到不同位置以加工要生产工件的材料。
11.在一些示例中，根据一些实现方式可应用的大体环形形状的端部部分由此可包括大体圆形形状的端部部分、大体椭圆形形状的端部部分或大体卵形形状的端部部分。
12.大体环形形状的端部部分使得能够从所述环形形状的部分将材料供应到载体上，即，材料不是从由端部部分包围的中心位置供应，而是仅从布置有端部部分的边缘区域供应。
13.工艺腔室的第一侧可以与工艺腔室的底侧相关。
14.在一些示例中，位于工艺腔室的第一侧处的开口可包括大体圆形的开口。
15.特别有利的是提供如下材料供应单元，该材料供应单元包括大体环形形状的端部部分，大体环形形状的端部部分位于工艺腔室第一侧处，材料从该端部部分供应到载体上，在载体上材料由工艺腔室加工以生产三维工件。这是因为将材料从环形形状的端部部分供应到载体上，可使得材料能够以全方向的方式供应到载体上，特别是工艺腔室在载体上方没有优先移动方向，不会在该移动期间将材料供应到载体上。由此，环形形状的端部部分可优于例如矩形的端部部分，因为在矩形的端部部分的情况下，可能无法实现材料从端部部分的所有部位均匀地分布到载体上，特别是从这种矩形的端部部分的任何角落均匀地分布到载体上。这在将一层材料供应到载体上时，可导致不规则性，而当使用环形形状的端部部分时，可避免该不规则性。
16.此外，如上所述，当工艺腔室在载体上方移动时，环形形状的端部部分防止存在优先方向。
17.在一些示例中，由材料供应单元供应到载体上的材料可以是粉状材料，特别是金属和/或陶瓷原材料。在一些示例中，可通过使用例如打印头打印材料而将材料供应到载体上，打印头将材料沉积到载体上，然后材料在载体上固化(例如在将材料沉积到载体上时或在将材料沉积到载体上之后自动固化)，或者随后使用其他装置例如固化装置来固化材料，固化装置可使用例如辐射(例如激光)或粒子束来固化材料。
18.在本公开全文中，工艺腔室可以是可移动工艺腔室。
19.在一些示例中，材料供应单元包括钟形形状的结构，通过钟形形状的结构能够将材料供应到载体，并且其中，端部部分形成钟形形状的结构的端部。
20.由此，钟形形状的结构可指的是材料供应单元从工艺腔室的第一侧向工艺腔室的第二侧逐渐变窄，工艺腔室的第二侧与第一侧相对。由此，从第一侧到第二侧的逐渐变窄可包括第一逐渐变窄程度，随后是第二逐渐变窄程度，由此材料供应单元的第二逐渐变窄程度高于第一逐渐变窄程度(即，材料供应单元的逐渐变窄加快)。不同的逐渐变窄程度产生了钟形形状的结构。
21.在一些示例中，在材料供应单元的端部部分，逐渐变窄可忽略不计或变为零。换句话说，当工艺腔室放置在载体上时，材料供应单元可使得材料能够通过端部部分供应到载体，端部部分大体垂直于载体对齐。
22.在一些示例中，可提供存储材料的容器，由此，在通过端部部分将材料供应到载体之前，可将材料从容器提供到材料供应单元。考虑到钟形形状的材料供应单元，材料可通过端部部分的不同部段以均匀的方式供应到载体。特别地，当材料布置在钟形形状的材料供应单元内时，由于材料的自重而可实现这种均匀供应，从而使得材料在钟形形状的材料供应单元内均匀分布，特别是在端部部分内均匀分布，材料从端部部分供应到载体。有利地，可避免或减少供应到载体的材料的任何不规则性。
23.在一些示例中，工艺腔室包括多壁结构，并且其中，在多壁结构的第一壁和第二壁之间形成第一空腔，第一空腔包括在材料供应单元中或联接到材料供应单元。多壁结构可以在工艺腔室的第一侧处(即，提供了工艺腔室的开口的位置)开口。
24.提供多壁结构可特别有利，因为可能不需要与工艺腔室的壁结构分开的材料供应单元，且材料供应单元可基于工艺腔室的多壁结构的形状，以明确限定、均匀的方式向载体提供材料。
25.我们进一步描述一种设备，特别是如上所述的设备，其中工艺腔室包括多壁结构，该设备用于通过增材层构造方法来生产三维工件，工艺腔室包括气体抽取单元和/或气体引入单元，其中，在多壁结构的第三壁和第四壁之间形成第二空腔，其中，第二空腔布置成沿着远离工艺腔室的中心部分的方向位于第一空腔的径向外侧，并且其中，第二空腔包括在气体抽取单元和/或气体引入单元中，或者第二空腔联接到气体抽取单元和/或气体引入单元，气体抽取单元和/或气体引入单元配置成从工艺腔室的中心部分抽取气体和/或给工艺腔室的中心部分引入气体。这可能特别有利，因为保护气体可从工艺腔室的内部被抽取，由此第二空腔提供密封效果。此外，通过在多壁结构的第三壁和第四壁之间设置第二空腔，由此第二空腔包括在气体抽取单元中或联接到气体抽取单元，使得从工艺腔室的内部抽取气体例如保护气体，不会影响已沉积到载体上的材料层，且当工艺腔室在载体上方移动时，在工艺腔室的壁到达所述材料之前，材料层可被加工以生产三维工件。附加地或替代地，设置气体抽取单元和/或气体引入单元可能特别有利，因为气体抽取单元和/或气体引入单元可用于调节和/或均衡工艺腔室中的压力。
26.在一些示例中，第二壁与第三壁成一体(即，相同)。
27.在一些示例中，在多壁结构的第五壁和第六壁之间形成第三空腔，并且其中，工艺气体(例如，保护气体)通过第三空腔引入到工艺腔室中和/或从工艺腔室抽取出去。第三空腔可基于工艺腔室的内壁形成。
28.第五壁和/或第六壁可与多壁结构的上述任意壁成一体(即，相同)。
29.在一些示例中，固化装置包括辐射(例如激光)和/或粒子源。在一些示例中，固化
装置可包括光学模块，例如，包括一个或多个可偏转反射镜的波束控制光学器件。应当理解，工艺腔室可包括光学模块和辐射源，光学模块布置在工艺腔室处，辐射源远离工艺腔室，辐射源通过辐射导体连接工艺腔室。当涉及包括固化装置的工艺腔室时，这意味着工艺腔室还可仅包括用于将辐射引导到材料的光学模块。
30.在工艺腔室中设置材料供应单元和固化装置可有利地使得材料能够在载体的顶部上相对快速地沉积和固化。
31.在一些示例中，固化装置通常平行于位于工艺腔室的第一侧处的开口布置。
32.在一些示例中，固化装置偏离工艺腔室的中心轴线，其中，中心轴线定义成垂直于由工艺腔室的开口限定的平面且穿过开口的中心点。由此，在一些示例中，固化装置可相对于工艺腔室的开口倾斜(和/或相对于载体倾斜，待加工的材料供应到载体上)。
33.当材料供应单元包括钟形形状的结构时，设置偏离工艺腔室的中心轴线的固化装置可能特别有利，通过布置在工艺腔室上方的容器向钟形形状的结构提供用于生产三维工件的待加工材料。由此，固化装置相对于工艺腔室的中心轴线的偏移，可使得这种容器能够居中地布置在固化装置上方，从而可确保从容器到材料供应单元的对称形式的材料供应，从而能够使材料供应单元内的材料均匀分布，特别是材料供应单元的端部部分处的材料均匀分布。这可使得材料能够沿着端部部分的整个圆周以均匀的方式从端部部分提供到载体。
34.在一些示例中，层沉积机构布置在工艺腔室的第一侧处，且适合于使所供应的材料形成为位于载体的顶部上的材料层。由此，层沉积机构可使得由材料供应单元沉积在载体上的材料能够平滑。在一些示例中，层沉积机构包括层沉积唇和/或层沉积刷和/或层沉积叶片。
35.在一些示例中，层沉积机构布置成邻近第一空腔(即，与第一空腔直接相邻或相距在小距离内)且位于第一空腔的径向内侧(即，朝向工艺腔室的中心)，以用于通过层沉积机构控制通过第一空腔向载体供应材料。这意味着层沉积机构可布置在材料供应单元的端部部分和位于工艺腔室的第一侧处的开口之间。
36.这可能特别有利，因为层沉积机构还可用于防止材料从材料供应单元中不希望地流出去。这可通过夹紧效应来实现，由于材料的颗粒之间存在大量接触点，使得夹紧效应可出现在层沉积机构和第一空腔之间的间隙中。此外，可被夹在该间隙中的材料还可防止气体离开工艺腔室。
37.在一些示例中，设备进一步包括第一密封件，第一密封件布置在工艺腔室的第一侧处且布置在端部部分和开口之间，以用于在使用工艺腔室时产生第一气体涡流。这可能特别有利，因为第一气体涡流使得工艺腔室的内部的工艺气体泄漏(保护气体泄漏)能够减少。气体抽取单元可布置成位于第一密封件的径向外侧，使得可从工艺腔室的内部行进且穿过设置在材料供应单元的第一腔室中的颗粒的气体能够通过限定的真空被抽取。
38.在一些示例中，设备进一步包括第二密封件，第二密封件布置在工艺腔室的第一侧处且位于第二空腔的径向外侧。由此，第二密封件可布置成与第二空腔直接相邻，或者可布置在与第二空腔相距的预定距离内。在工艺腔室的使用期间，第二密封件可导致产生额外的气体涡流，这可有利地防止来自工艺腔室周围的过多气体通过气体抽取单元被抽取，气体抽取单元布置成位于第一密封件的径向外侧。
39.在一些示例中，设备进一步包括第三密封件，第三密封件布置在工艺腔室的第一侧处且位于材料供应单元的端部部分的径向外侧，以用于在使用工艺腔室时产生第二气体涡流。
40.每个气体涡流可减慢气流，直至在工艺腔室的不同区域之间仅可出现减少的气流。由此，这些区域可限定成由第一密封件和第二密封件分离以及由工艺腔室的内部和不同的空腔分开。
41.在一些示例中，材料供应单元包括材料供给几何结构，材料供给几何结构适合于在材料供应单元的端部部分中均匀地分布待供应到载体的材料。由此，材料供给几何结构可包括圆柱形形状、三角形形状或自由形状。材料供给几何结构适合于沿着材料供应单元的整个圆周提供相同或大体相同的材料高度。这可有利地使得沿着材料供应单元的整个圆周，特别是在材料供应单元的端部部分中能够实现相同或大体相同的压力条件。当特别是在载体上沿着不同方向移动工艺腔室时，这可以在将材料供应到载体上时能够实现均匀分布。
42.在一些示例中，设备进一步包括环形形状的筛网，环形形状的筛网联接到材料供应单元或与材料供应单元成一体，其中，筛网适合于在材料供应单元的端部部分中均匀地分布待供应到载体的材料。这可进一步使得材料能够沿着材料供应单元的整个圆周均匀分布，特别是在端部部分中均匀分布。
43.在一些示例中，第一空腔包括分段，分段用于通过端部部分的不同部段向载体提供不同材料。在一些示例中，分段可导致产生两个到四个部段。应当理解，可提供由于分段而产生的其他数量的部段。由材料供应单元向载体供应材料可以是全方向供应，且在一些示例中，可改变工艺腔室内的(保护)气流，使得由于工艺腔室在载体上方移动，可由此向载体供应材料。分段可有利地使得在材料供应过程期间能够向载体供应不同的材料。例如，这可通过工艺腔室在载体上方以特定的方向移动且将材料供应到载体来实现，材料布置在一个部段中，该部段放置在工艺腔室的一侧，其中工艺腔室是移动的。附加地或替代地，工艺腔室可以以特定的方向旋转，使得能够沉积被存储在特定的一个(或多个)部段中的材料。
44.因此，在一些示例中，可根据工艺腔室在载体上方的移动方向，将材料从端部部分的不同部段中的一个部段供应到载体。这可使得在载体的特定区域处能够简单地改变待供应到载体的材料。
45.在设备的一些示例中，具有第一颗粒尺寸的第一材料能够通过不同部段中的第一部段供应到载体，且具有第二颗粒尺寸的第二材料能够通过不同部段中的第二部段供应到载体，第二颗粒尺寸不同于第一尺寸，其中，第二部段不同于第一部段。
46.因此，可以在载体的不同区域上提供不同的材料，从而可将材料用于不同的目的。在一些示例中，材料可用于生产三维工件。替代地或附加地，在一些示例中，不同的材料可用于填充载体上方的特定体积，从而不对该材料进行加工以生产三维工件。替代地或附加地，在一些示例中，特定材料可用于隔离(例如，热隔离和/或电隔离)目的。
47.在设备的一些示例中，其中，工艺腔室包括气流装置时，气流装置布置在工艺腔室的第一侧处且包括工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元(例如工艺气体抽吸单元)，工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元彼此相对布置，以用于分别将工艺气体(例如保护气体)引入到工艺腔室中和将工艺气体(例如保护气体)从工艺腔室抽取出去(以在载体上流动)，
并且其中，设备进一步包括移动机构，移动机构适合于改变工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元在工艺腔室的第一侧处的位置。考虑到沉积到载体上的材料的全方向供应和固化过程，这可能特别有利。由此，移动机构可沿着材料供应单元的端部部分来改变工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元的位置。由此，工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元可各自布置在材料供应单元的端部部分的径向内侧。
48.在一些示例中，气流装置可包括一个或多个喷嘴，一个或多个喷嘴作为气流引入单元，特别是用于在待固化的材料层的表面区域上方大体单向地引入气体。气流装置还可包括例如一个或多个流动矫直器，一个或多个流动矫直器用于建立层流形式的单向流动。
49.在一些示例中，设备进一步包括大体圆形的结构，大体圆形的结构包括凹槽，其中，结构布置成位于工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元的径向内侧、朝向工艺腔室的中心部分，并且其中，包括凹槽的结构适合于将工艺气体从工艺气体引入单元引导到工艺气体抽取单元。在一些示例中，设备进一步包括大体半圆形的部段，大体半圆形的部段配置成在防止工艺气体进入工艺腔室的内部部分的位置处覆盖凹槽。半圆形部段可以在平行于工艺腔室的开口的平面内旋转，从而可调节气流方向，特别是动态地调节气流方向。在一些示例中，由此工艺腔室可以在材料供应和/或固化工艺期间沿着所有方向移动，在一些示例中，由此可调节气流使之与工艺腔室在载体上方的移动方向连续地相反。由此，(大体)圆形的形状可包括(大体)椭圆形的形状或(大体)卵形的形状。
50.在一些示例中，设备进一步包括颗粒收集器，颗粒收集器适合于收集供应到载体上的材料的颗粒，但是这些颗粒不包括在待生产的三维工件中。由此，不包括在待生产的三维工件中的颗粒可涉及例如飞溅的颗粒，特别是来自固化工艺但是在所述固化工艺期间被喷射出来的颗粒。颗粒收集器可包括铲板。在一些示例中，颗粒收集器可以以镰刀状的方式布置，并水平地布置在工艺气体抽取单元的前面且布置成位于工艺气体抽取单元的径向内侧。由此，颗粒收集器可特别地收集氧化物颗粒、过大颗粒和其他来自增材制造工艺的残留物。这些颗粒和残留物可通过使工艺腔室旋转以倾斜颗粒收集器来从颗粒收集器去除，特别是在与材料沉积到载体上以生产三维工件的区域不同的区域中从颗粒收集器去除。
51.如上所述，在一些示例中，颗粒收集器布置成邻近工艺气体抽取单元(即，与工艺气体抽取单元直接相邻或相距在一定距离内)且位于工艺气体抽取单元的径向内侧。由此，在一些示例中，颗粒收集器可与气体抽取单元和/或气体引入单元一起移动(特别是可平行于工艺腔室的开口的平面旋转)。附加地或替代地，颗粒收集器可布置成邻近气体引入单元。
52.在一些示例中，设备进一步包括工艺气体过滤器，工艺气体过滤器(i)布置成邻近工艺气体抽取单元(即，与工艺气体抽取单元直接相邻或相距在一定距离内)且位于工艺气体抽取单元的径向内侧和/或(ii)与工艺气体抽取单元成一体。由此，在一些示例中，工艺气体过滤器可布置在颗粒收集器的正上方。气体过滤器可有利地使得能够直接在工艺腔室处从工艺气体过滤小颗粒和/或材料(例如粉末)沉积物和/或冷凝物。因此，在工艺腔室外部的另一过滤器可能多余。
53.我们进一步描述一种工艺腔室，特别是如根据上述一个或多个示例所述的工艺腔室，工艺腔室用于通过增材层构造方法来生产三维工件，工艺腔室包括加热单元(例如，辐射加热单元或照射单元)，加热单元布置成(i)位于工艺腔室的内部部分内和/或(ii)位于
材料供应单元的环形形状的端部部分的径向内侧和/或在径向外侧毗邻材料供应单元的环形形状的端部部分(即，邻近环形形状的端部部分且与环形形状的端部部分共享共同的边界)或邻近材料供应单元的环形形状的端部部分(即，邻近环形形状的端部部分且在加热单元和环形形状的端部部分之间具有间隙)，其中，加热单元(例如，辐射加热单元或照射单元)适合于加热供应到载体上材料。在一些示例中，加热单元(例如，辐射加热单元或照射单元)可具有圆形或大体圆形的形状。由此，(大体)圆形的形状可包括(大体)椭圆形的形状或(大体)卵形的形状。在一些示例中，加热单元(例如，辐射加热单元或照射单元)可与工艺腔室的中心轴线同轴地对齐，其中，中心轴线定义成垂直于由工艺腔室的开口限定的平面且穿过开口的中心点。这可有利地使得能够被加工以生产三维工件的材料进行均匀(或梯度)加热(特别是固化之前的预加热和/或固化之后的后加热)。在一些示例中，加热单元(例如，辐射加热单元或照射单元)可包括以下一个或多个：一个或多个红外光源、一个或多个激光二极管、一个或多个垂直腔面发射激光器、一个或多个uv光源、一个或多个led、其他类型的激光器和一个或多个感应加热器件。
54.例如，加热单元可用于在固化之前(例如，使用激光烧结或激光熔化)预加热材料(例如，金属粉末)，以便：提高温度水平以能够降低用于驱动固化装置的电压供应，和/或干燥材料(例如，粉末)，和/或增加材料(例如，粉末)颗粒(烧结柱)之间的附着力，来钝化反应性材料和/或减少材料在工艺腔室外部的湍流和流动和/或(特别是在激光熔化工艺中)减少工艺腔室内的烟雾或颗粒传输和/或减小用于生产三维工件的材料椎体，因为由此产生的粉末沉积可使沿着三维工件的生产方向的材料锥角更陡峭。
55.在一些示例中，加热单元(例如，辐射加热单元或照射单元)可以在工艺腔室的内部部分内移动。特别地，在一些示例中，加热单元(例如，辐射加热单元或辐照单元)可以在工艺腔室的内部部分内以圆形的方式移动。
56.在一些示例中，工艺腔室进一步包括一个或多个管道，一个或多个管道用于在工艺腔室的外围布置一个或多个传感器，以用于在使用工艺腔室生产三维工件期间获得工艺参数。这可能特别有利，因为可以在工艺期间或之后调节工艺参数，特别是在使用增材层构造方法形成三维工件的单个层的工艺期间或之后调节工艺参数。
57.我们进一步描述一种用于通过增材层构造方法来生产三维工件的设备，该设备包括载体、根据如本文所述的任何一个示例的工艺腔室和移动单元(或者位于主定位单元和工艺腔室之间的附加的外部移动装置)，载体适合于接收用于通过增材层构造方法来生产三维工件的材料；移动单元(或者位于主定位单元和工艺腔室之间的附加的外部移动装置)适合于使工艺腔室相对于载体移动以使工艺腔室与载体的不同部段相对地定位。
58.我们进一步描述如上所述的设备，该设备包括：工艺腔室，工艺腔室包括一个或多个管道；以及一个或多个传感器，一个或多个传感器适合于感测工艺腔室相对于载体的位置，其中，设备适合于基于感测到的工艺腔室相对于载体的位置来生成传感器信号，并且其中，移动单元适合于基于传感器信号而使工艺腔室相对于载体移动。这可有利地使得能够改善载体上的位置，材料被供应在该位置处和/或在该位置处材料由工艺腔室固化。
59.移动单元例如可包括笛卡尔坐标型机器人、六轴机器人、七轴机器人、scara机器人或作为六足机器人的并联机械手。
60.我们进一步描述一种与上述工艺腔室或设备一起使用的模块化系统，其中，模块
化系统包括：(例如，大体平坦的)底座模块，底座模块包括一个或多个第一元件(例如，一个或多个凹槽和/或一个或多个突出部)，一个或多个第一元件位于底座模块的表面上；一个或多个衬底模块，一个或多个衬底模块用于在所述衬底模块的第一表面上接收用于通过增材层构造方法来生产三维工件的待加工材料，其中，所述衬底模块包括一个或多个第二元件(例如，一个或多个凹槽和/或一个或多个突出部)，一个或多个第二元件位于衬底模块的第二表面上，其中，第一表面与第二表面相对，其中，突出部所述第二元件的形状适合于与底座模块的所述第一元件配合，以用于临时固定底座模块与一个或多个衬底模块；以及一个或多个模块化元件，一个或多个模块化元件用于(i)当材料被一个或多个衬底模块接收时支撑材料和/或(ii)将材料限制在一个或多个衬底模块上的区域中和/或(iii)支撑衬底模块，其中，所述模块化元件包括一个或多个第三元件(例如，一个或多个凹槽和/或一个或多个突出部)，其中，所述第三元件的形状适合于与底座模块的所述第一元件配合，以用于临时将一个或多个模块化元件固定到底座模块上。由此，模块化系统可使得在生产三维工件的工艺期间能够具有灵活性。特别地，当材料由一个或多个衬底模块接收时，支撑材料可使得在制造工艺期间能够补偿作用在已加工的材料上的一些力。将材料限制在一个或多个衬底模块上的区域中，使得在对材料进行加工以生产三维工件之前能够减少供应到载体所需的材料量。同样地，支撑衬底模块，特别地可使得在对材料进行加工以生产三维工件之前能够减少供应到载体所需的材料量。
61.我们进一步描述一种系统，系统包括根据如本文所述的一个或多个示例性实现方式的设备和根据如本文所述的一个或多个示例性实现方式的模块化系统。
62.在一些示例中，底座模块和/或一个或多个衬底模块包括一个或多个可密封开口，一个或多个可密封开口用于接收一个或多个模块化元件，并且其中，根据通过增材层构造方法生产三维工件的状态(例如，构建高度)，一个或多个模块化元件能够升高以用于材料的所述支撑和/或材料的所述限制和/或一个或多个衬底模块的支撑。调节模块化元件的高度可使得能够减少生产三维工件所需的材料量，因为模块化元件可根据三维工件的生产高度而升高。
63.在一些示例中，模块化系统包括第一所述底座模块和第二所述底座模块，其中，第一底座模块包括底座模块突出部，且第二底座模块包括底座模块凹槽，底座模块凹槽的形状适合于与底座模块突出部配合，以用于临时使第一底座模块和第二底座模块彼此固定。这可有利地使得能够提供更大的区域，在该更大的区域上生产三维工件。
64.我们进一步描述一种通过增材层制造技术来生产三维工件的方法，方法包括：提供根据上述示例中的一个所述的模块化系统；根据基于待生产的三维工件的形状来加工材料的位置，将一个或多个衬底模块布置在底座模块的一个或多个位置上；在一个或多个衬底模块上提供材料，特别是使用在本文中根据所描述的示例中的一个所述的工艺腔室或设备来提供材料；以及通过增材层制造技术加工材料以生产三维工件。
65.在一些示例中，方法进一步包括：在(i)底座模块的一个或多个第一元件中的一个或多个以及(ii)一个或多个衬底模块中的一个或多个中的一者或两者上提供一个或多个模块化元件以：当在一个或多个衬底模块上提供材料时，支撑材料，和/或当在一个或多个衬底模块上提供材料时，将材料限制在一个或多个衬底模块上的区域中，和/或支撑所述衬底模块，以用于随后由衬底模块接收材料。
66.在一些示例中，方法进一步：根据通过增材层制造技术生产的三维工件的构建高度的增加，将所述模块化元件布置在先前布置的模块化元件的顶部上。
67.在一些示例中，方法进一步包括：在提供用于生产三维工件的材料之前，在由模块化系统限制的预定体积中提供置换(displacement)材料。这可进一步使得能够减少生产三维工件所需的材料量。
68.我们进一步描述一种与根据所描述的示例中的一个所述的工艺腔室一起使用的安全控制装置，其中，工艺腔室包括固化装置，其中，安全控制装置包括：传感器，传感器适合于感测工艺腔室和/或布置有工艺腔室的壳体的状态，以及控制单元，控制单元适合于控制固化装置，其中，控制单元联接到传感器，并且其中，控制单元适合于防止源自于固化装置的辐射和/或粒子(当固化装置包括颗粒源时)被释放，和/或适合于当传感器感测到状态满足预定条件时关闭固化装置。因此，安全控制装置可有利地使得能够减少或消除可能源自于从固化装置释放的辐射和/或粒子对人员的任何危险。
69.在一些示例中，预定条件包括工艺腔室的开口没有被覆盖(例如没有被载体覆盖)。当工艺腔室的开口没有被覆盖时，可防止固化装置释放辐射和/或可以关闭固化装置。
70.在一些示例中，工艺腔室的开口没有被覆盖包括：从载体提升工艺腔室(例如从载体提升，在载体上使用增材层构造技术来加工材料以生产三维工件，和/或从根据如本文所述的示例性实现方式的模块化系统的一个或多个组件或部件上提升)和/或工艺腔室相对于载体的方位改变。由此，工艺腔室相对于载体的方位改变可涉及工艺腔室的倾斜。
71.在一些示例中，传感器包括加速度计。加速度计可用于确定工艺腔室的方位何时相对于载体改变。
72.在一些示例中，传感器包括压力传感器，压力传感器适合于感测布置有工艺腔室的壳体中的压力变化，并且其中，预定条件包括压力变化。特别地，可确定壳体内的压力降低，这可能是由壳体打开导致，当壳体打开时可防止固化装置释放辐射，和/或可关闭固化装置。附加地或替代地，可确定壳体内的压力增加，这可能是由壳体关闭导致，且当气体由例如工艺腔室的气体引入单元引入壳体时，工艺腔室的开口没有被覆盖。当壳体中的压力增加时，可防止固化装置释放辐射和/或粒子，和/或可关闭固化装置。
73.在一些示例中，安全控制装置进一步包括门开关，门开关联接到控制单元，其中，门开关适合于检测布置有工艺腔室的壳体的门何时打开，并且其中，预定条件包括门打开。因此，每当人员要进入壳体时，可防止固化装置释放辐射和/或粒子，和/或可关闭固化装置。
74.在一些示例中，控制单元能够联接到在壳体内操作的机器人装置，特别地，控制单元能够联接到如上所述的移动单元，其中，控制单元适合于当门开关检测到壳体的门打开时，控制或影响机器人装置的移动或移动能力，特别是控制或影响移动单元的移动或移动能力。影响机器人装置的移动能力可包括：降低机器人装置可移动的最大速度，和/或防止机器人装置能够移动到某些位置，由于机器人装置的物理尺寸而使得机器人装置可以在理论上到达这些位置。因此，可防止机器人装置接触到进入壳体的人员。
75.在一些示例中，传感器包括距离传感器，距离传感器适合于确定工艺腔室和载体之间的距离，并且其中，预定条件包括超过工艺腔室和载体之间的最小距离，当超过工艺腔室和载体之间的最小距离时，控制单元防止源自于固化装置的辐射和/或粒子被释放和/或
关闭固化装置。这可进一步提高可进入壳体的任何人员的安全性，工艺腔室在壳体中操作。
76.在一些示例中，安全控制装置进一步包括加工单元，加工单元适合于基于源自于固化装置的辐射(和/或粒子)反射离开载体来确定辐射何时能够离开由工艺腔室限制的体积，并且其中，预定条件包括辐射能够离开所述体积。这可进一步提高可进入壳体的任何人员的安全性，工艺腔室在壳体中操作。
77.在一些示例中，传感器布置在工艺腔室上。为了确定工艺腔室的状态，这可能特别有利。特别地，在传感器包括距离传感器的示例中，可精确地确定工艺腔室和载体之间的距离。
78.我们进一步描述一种定位系统，特别地，其中根据一个或多个所描述的示例，定位系统包括在如本文所述的设备中或联接到该设备，其中，定位系统包括：一个或多个定位单元，一个或多个定位单元适合于布置在载体的边缘区域的限定位置处；以及一个或多个测量传感器，一个或多个测量传感器适合于布置在工艺腔室上和/或布置在相对于工艺腔室的限定位置处(例如，布置在用于移动工艺腔室的移动单元上)；其中，工艺腔室的位置能够由定位系统基于一个或多个测量传感器的信号来确定和/或校正。在一些示例中，定位单元和测量传感器的形状适合于容纳彼此。因此，定位系统使得能够精确地确定工艺腔室的位置，从而可精确地确定用于生产三维工件的材料供应到载体上的位置和/或材料被固化的位置。例如，当在三维工件的生产期间可能需要补偿温度波动或其他错误的工艺参数时，这可能特别有利。
79.在一些示例中，定位系统可用于确定和/或校正多个工艺腔室的位置。
80.在一些示例中，所述定位单元包括三个板，每个板垂直于另外两个板布置，以形成具有两个敞开侧和敞开顶部的布置，并且其中，工艺腔室的位置能够基于接触所述定位单元的相应的一个或多个板的一个或多个测量传感器来确定和/或校正。这可使得能够确定和/或校正工艺腔室在所有三个维度上的位置。
81.在一些示例中，定位系统配置成基于接触所述定位单元的各个相应板的三个测量传感器来确定工艺腔室相对于载体的倾斜度。由此，可确定和/或校正工艺腔室的方位。由此，在一些示例中，可确定工艺腔室在定位单元上的哪个位置，例如确定工艺腔室在定位单元的壁上的哪个位置，测量传感器接触定位单元。附加地或替代地，特别地可使用六个测量传感器来确定工艺腔室相对于载体的倾斜度。
82.由此，根据一些示例，接触可涉及触觉接触。
83.在一些示例中，一个或多个定位单元能够沿着垂直于所述载体的方向升高。这可能特别有利，因为一个或多个定位单元中的一个或多个可根据三维工件的生产状态而升高或降低，例如根据三维工件的构建高度而升高或降低。
84.在一些示例中，一旦确定和/或校正工艺腔室的位置，则工艺腔室适合于在平行于载体的平面内执行大体圆形的移动，从所述定位单元移动到预定位置，在预定位置处，材料由材料供应单元供应和/或由固化装置加工。从定位单元开始到预定位置的大体圆形的移动使得能够非常精确地移动，因此使得能够非常精确地确定位置，在该位置处，材料由材料供应单元供应和/或由固化装置加工。
85.在一些示例中，定位单元包括光源，光源适合于给参考线和/或参考平面生成一个或多个光束，参考线和/或参考平面用作工艺腔室的位置和/或方位的参考；并且其中，一个
或多个传感器包括一个或多个光检测器，特别是激光辐射检测器；其中，工艺腔室相对于参考线和/或参考平面的位置和/或方位能够由定位系统基于检测一个或多个光束的光检测器来确定和/或校正。在使用一个或多个激光辐射检测器的示例性实现方式中，可检测由激光引起的效应。
86.由此，一个或多个光检测器可配置成检测一个或两个维度上的位置(根据设备和组件的形状，特别是根据一个或多个工艺腔室的形状)。
87.由此，设备可有利地使得能够给一个或多个工艺腔室和/或一个或多个工艺腔室可联接到的一个或多个机械手(例如机器人)定义参考坐标系，以提高工艺腔室的定位精度。这在包括如本文所述的工艺腔室的示例性实现方式中可能特别有利，因为可以以更高的位置精度执行用于生产三维工件的材料(和/或置换材料等)的供应和/或固化。这可进一步确保在增材层制造工艺期间供应和/或固化材料时很少有或没有不规则性。附加地或替代地，基于明确定义的参考坐标系增加的定位精度可进一步使得模块化系统的模块能够更精确地定位在所需位置。附加地或替代地，基于明确定义的参考坐标系增加的定位精度还可改进关于何时满足上述预定条件的确定，以使用安全控制装置来防止源自于固化装置的辐射和/或粒子被释放和/或关闭固化装置。附加地或替代地，根据如本文所述的示例性实现方式，基于明确定义的参考坐标系增加的定位精度可与定位系统一起以协同的方式工作。
88.在一些示例中，设备适合于基于使工艺腔室移动的移动单元，基于所述确定来改变工艺腔室相对于参考线和/或参考平面的位置和/或方位。这可使得工艺腔室的定位精度能够提高，特别是在供应和/或固化用于生产三维工件的材料时，工艺腔室的定位精度能够提高。
89.在一些示例中，设备适合于基于所述确定来执行与固化装置相关的坐标变换，以用于通过增材层构造方法来生产三维工件，这可使得能够精确地确定工艺腔室的位置和/或方位。由此，可调节在材料层上扫描光束(辐射束和/或粒子束)的坐标，通过增材层构造方法对材料层进行加工以生产三维工件。由此，固化装置可考虑到固化装置可以在空间中相对于例如模块化系统的载体或组件倾斜，从而可调节使用固化装置对材料层的暴露。可以在扫描仪中执行误差校正，扫描仪用于在材料层的表面上扫描固化装置的光束。
90.在一些示例中，光源包括用于生成线性激光束轮廓的激光光源。由此，特别地，设备可包括多边形扫描仪，多边形扫描仪适合于从线性激光束轮廓生成参考线和/或参考平面。由此可以用激光光源定义精确的参考坐标系。
91.在一些示例中，设备包括多个工艺腔室，其中，设备适合于给多个参考平面生成光束。由此，每个工艺腔室可与各个对应的参考坐标系相关，从而使得能够高精度地确定每个工艺腔室的位置和/或方位。由此，工艺腔室的数量可与参考平面的数量相同或不同。
92.在一些示例中，光源和/或一个或多个光检测器能够在三个维度上移动。这可能特别有利，以例如根据用于生产三维工件的制造状态(例如，构建高度)来改变参考坐标系的位置。根据设备和/或组件(特别是工艺腔室和/或移动单元)的形状，为了设备的灵活性，优选地，光源和一个或多个光检测器均可移动。
93.在一些示例中，当多个光检测器布置在壳体上或联接到壳体时，基于一个或多个光束从工艺腔室朝向光检测器的反射，来确定工艺腔室相对于一个或多个参考线的位置
和/或方位。通过使用例如两个或更多个光束源
‑
检测器组合，可将光束在检测器上的相对位移与工艺腔室(例如，处理腔室)沿着x
‑
y轴的倾斜度以及从工艺腔室到检测器的距离进行比较，从而使得能够高精度地确定工艺腔室的位置和/或方位。
94.我们进一步描述一种用于生产三维工件的设备，该设备包括：载体，载体适合于接收用于生产三维工件的材料；多个移动生产单元，特别地，每个移动生产单元包括根据如本文所述的一个或多个示例性实现方式的工艺腔室，其中，第一所述移动生产单元包括固化装置，固化装置适合于在载体上生产固化材料层，以通过增材层构造方法来生产工件，其中，第二所述移动生产单元和/或第三所述移动生产单元和/或第四所述移动生产单元包括材料供应单元，材料供应单元适合于向载体和/或固化装置供应材料，其中，第二移动生产单元和/或第三移动生产单元和/或第四移动生产单元中的一个或多个包括气体供应系统，气体供应系统适合于向由固化装置照射的区域供应保护气体，并且其中，第二移动生产单元和/或第三移动生产单元和/或第四移动生产单元包括层沉积机构，层沉积机构用于使所供应的材料形成为位于载体的顶部上的材料层；其中，第二移动生产单元、第三移动生产单元和第四移动生产单元不包括所述固化装置；其中，设备进一步包括：多个移动单元，其中，每个移动单元适合于使各个对应的移动生产单元相对于载体移动，以使移动生产单元与载体的不同部段相对地定位。
95.由此，可使用上述设备实现特别是大型工件的增材层生产期间的效率，同时保持足够水平的质量/精度。由此，设备可与一个或多个工艺腔室的示例性实现方式组合，设备包括工艺腔室，其中一个或多个传感器包括在设备、模块化系统、安全装置、安全控制装置中，设备特别地包括光源和一个或多个光检测器以及如本文所述的定位系统，这可使得当使用增材层制造技术生产三维工件时能够实现更高的效率和精度。
96.在一些示例中，设备进一步包括：感测单元，感测单元适合于生成与移动生产单元和载体的相对布置相关的传感器信号；以及控制单元，控制单元配置成除了通过移动单元对移动生产单元进行定位之外，还提供至少一个精细定位功能，以基于由感测单元生成的传感器信号来补偿与移动生产单元和载体的期望相对布置的偏移。这可使得当使用增材层制造技术生产三维工件时能够实现更高的效率和精度。
97.在一些示例中，设备可配置成(例如，通过一个或多个机器人)在限定的位置处放置和/或去除根据如本文所述的示例性实现方式的模块化系统的组件。
98.如本文所述的工艺腔室、设备、模块化系统、方法、安全装置、安全控制装置、定位系统和用于生产三维工件和/或在生产三维工件时使用的设备的任何一个或多个示例性实现方式可以以任何组合进行组合。
99.此外，在如本文所述的工艺腔室、设备、模块化系统、方法、安全装置、安全控制装置、定位系统和用于生产三维工件和/或在生产三维工件时使用的设备的任何一个或多个示例性实现方式中，可实现和/或使用多个移动生产单元(特别是工艺腔室)，由此不同的移动生产单元可以在不同的水平(即，在特别是具有不同高度的不同材料层上)操作和/或在不同的载体上操作。由此，特别地，根据基于三维工件的形状的三维工件生产状态，不同的材料供应和/或固化工艺可同时或连续地发生。附加地或替代地，可同时制备多个三维工件。
100.提供如本文所述的，特别是如上所述的示例性实现方式，其中，使用多个移动生产
单元，可进一步提高生产一个或多个三维工件时的效率。
101.应当注意，在本公开全文中列举的对载体的任何引用，其中，当描述用于生产三维工件和/或在生产三维工件时使用的工艺腔室、设备、系统、方法等的任何示例时，载体例如被称为参考平面或通常被称为参考高度和/或参考位置，载体同样可涉及通常指的是基本参考平面的参照物，替代地或附加地，参照物可由底座板(模块)和/或模块化系统的其他组件和模块限定给载体，和/或由生产三维工件的待加工材料(例如，粉末材料层，粉末材料层的高度可被考虑，因为粉末材料层的高度可以在增材层制造工艺期间发生变化)来限定给载体。
102.还应当注意，在本公开全文中列举的对工艺腔室的任何引用同样可涉及对移动生产单元的引用，反之亦然。
103.还应当注意，在本文所述的示例性实现方式中，安全装置和安全控制装置可集成到单个装置中。
附图说明
104.现在，将参考附图仅以示例的方式进一步描述本发明的这些和其他方面，其中，相同的附图标记表示相同的部件，且在附图中：
105.图1a至图1c示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室的示意性图示的横截面侧视图；
106.图2示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室的示意性图示的横截面侧视图；
107.图3示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室的示意性图示的横截面侧视图；
108.图4示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的粉末环形室的示意性图示的横截面俯视图；
109.图5示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室的示意性图示的横截面俯视图；
110.图6a至图6c示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室的示意性图示的横截面侧视图；
111.图7示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的模块的示意性图示的透视图；
112.图8示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的衬底座板模块的示意性图示的透视图；
113.图9示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的底座模块的示意性图示的透视图；
114.图10示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的位移模块的示意性图示的透视图；
115.图11示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的支撑模块的示意性图示的透视图；
116.图12示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的底座板模块的结构的示意
性图示；
117.图13示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的衬底座板模块的布置的示意性图示；
118.图14示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺步骤的布置的示意性图示；
119.图15示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的在制造工艺期间定位模块的示意性图示；
120.图16示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的位移模块的布置的示意性图示；
121.图17示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的与另一工艺步骤相关的布置的示意性图示；
122.图18示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的与另一工艺步骤相关的布置的示意性图示；
123.图19示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的方法的流程图；
124.图20示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的安全设置的示意性图示；
125.图21示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的另一安全设置的示意性图示；
126.图22示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的另一安全设置的示意性图示；
127.图23示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的定位系统的示意性图示的横截面侧视图；
128.图24示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的定位系统的示意性图示的俯视图；
129.图25示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的用于生成用于位置确定的参考平面的系统的示意性图示；
130.图26示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的参考平面的布置的示意性图示；
131.图27a和图27b示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的参考线的布置的示意性图示；
132.图28示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的设备的示意性图示的俯视图；以及
133.图29示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的设备的示意性图示的横截面侧视图。
具体实施方式
134.根据本公开的一些方面总体上涉及一种工艺腔室，该工艺腔室可用于通过增材层构造方法来生产三维工件。
135.通常地，由于工艺腔室的尺寸要考虑待生产的部件和组件的尺寸，因此通过增材层构造方法来生产特别是金属部件和组件的系统和装置迄今为止受到限制。已存在这样的
方法，其中基于工艺腔室的设施可通过线性运动学而移动，因此可生产相当大型的组件。如本文所述的不同实现方式的示例，可用于这样的方法以及使不同种类的运动学用于移动工艺腔室的概念。如本文所述的工艺腔室的示例性实现方式可特别地在工艺腔室布置在工业机器人或其他空间灵活的处理设备上时使用。
136.根据本公开的示例性实现方式提出了针对例如在移动运动学中使用的移动工艺腔室的设计的解决方案。如本文所述的示例性实现方式可用于粉末涂覆、工艺气流、惰性气体保护、工艺气体过滤和喷涂粒子去除中的一个或多个。可以使全方向涂覆成为可能。
137.特别地，根据如本文所述的示例性实现方式的工艺腔室可用于执行“选择性激光熔化”工艺和/或“激光粉末床熔融”。工艺腔室可给各类问题提供解决方案，这将在下文中进一步进行详细描述。
138.图1a至图1c示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室1的不同配置100、110、120的示意性图示的横截面侧视图。由此，工艺腔室1的形状可以在配置100、110和120之间有所不同。
139.工艺腔室1通常可以是圆形。特别是对于全方向涂覆，圆形可以是优选的。该结构通常可以是类似于钟形的形状，在本示例中，该结构可定位在粉末床4上，相距限定的距离。
140.在本示例中，光束源2布置在工艺腔室1的顶部上。在本示例中，光束可以是(熔融或)熔化激光束5，光束被引导到粉末床4上，以加工沉积在载体3的工作表面上的粉末层。
141.如可在图1a至图1c中看到的，光学布置可以在不同的配置100、110和120之间变化。如可从不同的配置100、110和120看到的，激光束5的光束偏转单元和/或光束源2通常可垂直于工作表面而布置在工艺腔室上，或者可横向偏移和/或可以以限定的角度安装。
142.图2示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室1的示意性图示的横截面侧视图。图2所描绘的工艺腔室的细节可应用于图1a至图1c所示的工艺腔室的任何一般形状。
143.对于工艺腔室1，可提供单壁或多壁结构。在多壁设计的情况下，间隔壁可以在壁之间形成空腔。
144.在本示例中，空腔44形成在中间壁40和内壁42之间。
145.在一些示例中，气体抽取单元7设置在外壁46和中间壁40之间，气体抽取单元7可从工艺腔室1的内部去除保护气体。
146.在本示例中，在中间壁40和内壁42之间，通过从各个侧引入粉末材料来形成圆周性粉末柱6。
147.另一壁15可用于工艺气体(例如，保护气体)的供应和排放。该附加壁可位于内侧，如虚线所指示的。
148.在图2中，示出了示例性涂覆机构。嵌入在工艺腔室的底部的层沉积唇/刷/叶片11可通过使工艺腔室相对于粉末床移动来使粉末床平滑。在本示例中，粉末柱6和涂覆装置(层沉积唇/刷/叶片11)之间的最小距离可防止金属粉末的无意流出。粉末颗粒之间的大量接触点可以在该窄间隙中产生夹紧效应，夹紧效应可防止粉末无意地从空腔44中流出。夹紧的粉末还可用作防止气体从工艺腔室泄漏的密封件。
149.在本示例中，可设置密封唇12、工艺气体引入单元9和工艺气体抽取单元10。此外，可设置颗粒收集器14，颗粒收集器14可用于收集例如氧化物颗粒13，这将在下文中进一步
进行详细描述。
150.在本示例中，附图标记8指示激光束5使粉末材料熔化以生产三维工件的位置。
151.图3示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室1的示意性图示的横截面侧视图。图3描绘了图2所示的工艺腔室的放大部分。各类功能使得能够在工艺腔室内保护/密封工艺气体(例如，保护气体)。
152.在本示例中，密封唇12和涂覆几何结构(层沉积唇/刷/叶片11)形成多个气体涡流区域(19和20)，气体涡流区域可用于减少从工艺腔室的内部泄漏到外部环境中的工艺气体。这使得腔室或钟形内部中的气体能够特别纯净。
153.在涂覆几何结构(层沉积唇/刷/叶片11)和第一密封唇12之间，第一涡流区域由工艺气体形成，且由相邻的粉末柱6相对于外部密封。剩余的工艺气体可能已经行进以在粉末颗粒之间穿过，再次撞击密封唇。在本示例中，在该密封唇后方，具有阀/烧结插入件/其他抽吸出口18，利用阀/烧结插入件/其他抽吸出口18，可通过限定的负压抽吸剩余的工艺气体。
154.在本示例中，外部密封唇形成最终涡流区域20，最终涡流区域20防止通过抽吸出口18从环境中抽吸过多气体。涡流区域可通过湍流使气流减慢到这样的程度，即在这些区域之间只能出现显著降低的气体体积流。
155.在本示例中，设置筛网21和气体过滤单元16，这将在下文中进一步进行详细描述。附图标记17指示粉状材料可从端部部分(在本示例中，空腔)沉积到载体上的位置。
156.图4示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的粉末环形室400的示意性图示的横截面俯视图。描绘了用于供应和均匀化粉末材料的不同方式。
157.供应到工艺腔室的间隔壁(空腔)中的粉末可与工艺腔室的中心轴线同轴或横向偏移(如通过图4中的附图标记22所描绘的)。
158.用于供应和均匀化粉末材料的第一种方式涉及材料供给几何结构。在本示例中，在同轴布置的情况下，但是特别是在横向布置的情况下，粉末引导几何结构23设置在内部的工艺腔室壁之间，这使得粉末材料能够沿着圆周均匀分布。这些几何结构可以是圆柱形、三角形或自由形状。均匀分布可以在粉末供应机构的所有点处产生相同的粉末柱高度，以沿着所有圆周方向实现相同的压力条件。进而，这可确保可以在材料被固化的平面上，沿着所有方向尽可能均匀地施加。
159.在本示例中，还设置有分段24，以将不同的材料提供到载体上，在本示例中将粉状材料25和26提供到载体上，这将在下文中进一步进行详细描述。
160.如图3所描绘的，用于供应和均匀化粉末材料的第二种方式涉及筛网分布。第二种方式可作为用于供应和均匀化粉末材料的第一种方式的替代或附加来提供。在本示例中，在积聚了粉末的空腔内，圆形筛网21布置在粉末柱的上方。筛网可设计成穿孔片、金属丝网、编织件、磨碎器的形式，还可设计成粗孔板，或使用例如金属材料的其他设计。筛网还可增强粉末在工艺腔室的间隔墙(空腔)中的限定且均匀的积聚。
161.如上所述，根据一些示例，不同类型的材料或不同的粉末材料可通过工艺腔室供应到载体上。在本示例中，粉末柱所在的工艺腔室的空腔可被分段，使得不同的粉末材料可沉积在构造平面/载体上的限定点处。分段24可以在两个到四个部分(或另一数量的部分)中进行，在一些示例中，每个部分可用不同的粉末材料25和26来填充。在一些示例中，每个
部分可提供一种类型的材料，该材料不同于在任何其他部分中提供的材料。
162.工艺腔室可设计成全方向涂覆，且工艺气流还可旋转。然后可通过使工艺腔室在粉末床上的构造平面中移动来进行涂覆。
163.因此，在涂覆工艺期间可发生材料变化，如下：通过仅移动工艺腔室，使得待暴露的材料的粉末柱随着工艺腔室的前部沿着移动方向移动，从而使用该粉末进行涂覆，和/或通过沿着处理装置(即机械手，例如机械臂)的移动方向对齐腔室(通过转动)，它们产生相同的效果。
164.在材料配对方面，可使用不同的金属材料。由此可实现多材料组件/工件的构造。
165.在填充材料方面，除了多材料构造的目的之外或作为多材料构造的目的的替代，腔室分段的一个目的还可以是一方面区分作为填充材料的粉末，另一方面区分作为构造材料以用于生产三维工件/组件的粉末。构造材料可应用于要固化粉末以生产组件的任何地方。在不发生组件的构建的粉末床区域中，可应用其他粉末，例如较粗颗粒的金属粉末、陶瓷粉末、玻璃粉末等。该填充粉末不参与固化工艺，而是可实施支撑和绝缘工作。填充粉末可重复使用。例如，可减少构造工艺所需的合格金属粉末的量以降低成本。
166.例如，不同颗粒尺寸的粉末还可用于更精确地加工边缘区域中的(相对)小颗粒26和更快速地加工与边缘区域不同的表面区域中的(相对)大颗粒25。大颗粒25还可用于减少灰尘，因为大颗粒25较大的重量意味着大颗粒25不易于由流动的气体打旋。
167.图5示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室的示意性图示500的横截面俯视图。
168.在该示例性工艺腔室中，提供气流控制。在本示例中，在工艺腔室的内部，工艺气体引入单元9和工艺气体抽取单元10均位于圆周圆形引导件(移动机构28)上。具有凹槽的结构29(例如，一种穿孔板)可沿着圆周定位在工艺气体引入单元9和工艺气体抽取单元10的前方。在本示例中，半圆形分段27在工艺气体不应该逸出的点处(在给定的时间点)覆盖该穿孔板结构。可以在未覆盖的点处引入或抽吸气体。通过旋转这些半圆形分段和相关联的工艺气体引入单元9和工艺气体抽取单元10，可动态地调节工艺气流的方向。因此，在层沉积和/或固化工艺期间，工艺腔室可以在粉末床平面内沿着所有方向移动，同时工艺气流可继续被连续对齐，例如，沿着与用于移动工艺腔室的机械手的外部移动相反的方向(特别是在固化工艺期间)。
169.在本示例中，通过颗粒收集器14(例如，叶片板)可收集在工件制造工艺期间形成的氧化物颗粒13、过大的颗粒和来自增材制造工艺的其他固体喷射物，颗粒收集器14可以是月牙形状且水平地放置在工艺气体抽取单元10的前方。在本示例中，颗粒保留在颗粒收集器上的实际层上以用于构造工艺，且设置成在各个层完成之后，通过枢转工艺腔室来倾斜颗粒收集器，以基于颗粒从颗粒收集器的滑落来使颗粒到达粉末床外部。这些颗粒可被收集到指定的容器中。
170.在本示例中，通过气体过滤器16可以在工艺腔室处直接将不希望的小颗粒、烟雾、冷凝物等从工艺气体中过滤出去，气体过滤器16直接定位在工艺气流的工艺气体抽取单元10的前方且定位在颗粒收集器14的上方。该过滤器可定期被清洁，或者可通过倾斜与颗粒收集器14一起被清洁，该定期清洁由根据特定测量的污染程度的控制来支持。粉末床外部的气体临时逆流或压力波动也代表过滤器的附加或替代的清洁选择。向下打开工艺气体抽
取单元可附加地或替代地用于颗粒清理。
171.附图标记30描绘了粉末材料层已被固化的区域。
172.图6a示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室600的示意性图示的横截面侧视图。
173.在本示例中，工艺腔室600包括加热单元31(例如，辐射加热单元或照射单元)。在钟形工艺腔室内，加热单元31可用于加热粉末床或以其他方式影响材料加工区域。
174.加热单元可采用不同的形状。一个优选的形状可以是圆形形状。
175.加热单元可与工艺激光器同轴地对齐，从而均匀地或以分级的方式加热或照射材料加工区域。
176.加热单元可包括红外发射器、激光二极管、vcsel、uv发射器、led和其他类型的激光器中的一个或多个。
177.加热单元可自由地安装在工艺腔室中或集成到壁中。
178.加热单元可以是一个或多个连续的一体式热源，和/或分段的例如单独可控的热源。热源可固定，还可以在工艺腔室内移动。例如，在工艺腔室内部该移动可以是圆形移动。
179.除了辐射变体之外或者作为辐射变体的替代，可使用一个或多个感应加热装置。
180.在本示例中，在工艺腔室的外围，从外部到工艺腔室(在本示例中，钟形形状)的内部设置有管道32，以能够在生产三维工件时使用一个或多个传感器33或传感器系统从工艺腔室的内部获得关于工艺或工艺条件的值。
181.相对于现有技术系统的优点是：特别是在整个构建区域周围应用粉末，使得全方向涂覆成为可能(可能不需要中心涂覆器)。此外，多壁结构可使得能够抽取工艺气体，工艺气体可被腔室中的轻微超压向外推动。这可使得工艺气体气氛能够保持特别清洁。此外，在工艺腔室下方设计有多个小涡流区域，可使得泄漏率能够比较低。此外，旋转气体引入和抽取单元可使得气流能够一直根据工艺腔室的移动方向对齐。此外，与现有技术的想法相比，颗粒收集器可捕获废品，而不是将废品集成到待构建的部件中。集成的气体过滤器可消除对外部过滤器的需要。此外，特别地，辐射加热可使得对腔室中和粉末床上的温度平衡能够产生局部影响。此外，粉末分布几何结构可确保粉末柱均匀地循环。
182.上述所有内容可使得高效地生产高质量的三维工件。
183.图6b示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室602的示意性图示的横截面侧视图。在本示例中，环形形状的加热单元604设置在工艺腔室的底部部分。加热单元604可以是一个或多个连续的一体式热源，和/或分段的例如单独可控的热源。加热单元可包括红外发射器、激光二极管、vcsel、uv发射器、led、感应辐射源和其他类型的辐射源和/或粒子发射源中的一个或多个。在本示例中，加热单元604布置成位于其他部件的径向外侧，特别是位于供应粉末(或另一材料)的空腔的径向外侧。
184.环形形状的加热单元604可用于加热金属粉末，以用于以下一个或多个目的：在电压降低的情况下提高(用于固化材料的固化单元/装置)的温度水平，干燥粉末，增加粉末颗粒(烧结柱)之间的附着力以钝化活性粉末和/或减少工艺腔室外部的粉末的湍流和流动，和/或减少在slm工艺中工艺腔室内的焊接烟尘或颗粒飞行，和/或减小用于三维工件组装的供应材料锥体，因为所产生的粉末沉积可使沿着三维工件组装方向的材料沉积角度更陡峭。
185.图6c示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的工艺腔室606的示意性图示的横截面侧视图。工艺腔室606通常与工艺腔室602相同，由此，工艺腔室606包括两个加热单元604，一个加热单元位于供应粉末(或另一材料)的空腔的径向外侧且一个加热单元位于供应粉末(或另一材料)的空腔的径向内侧。
186.应当理解，工艺腔室600、602和606中的两个或所有工艺腔室的组件可组合。工艺腔室600、602和606中的每个工艺腔室的组件及其任何组合可与其他图中的任何一个或多个图所描绘的工艺腔室的一个或多个组件组合。
187.使用根据如本文所述的示例性实现方式的模块化系统，可进一步提高用于生产三维工件的效率。
188.工艺腔室可附接到机器人或机械臂以执行增材制造工艺。除此以外，设计的目的可以是构造大体积的增材组件，同时对于生产布置保持最大可能的灵活性。可考虑以下因素。
189.根据构造顺序(例如，对于大型组件)，移动生产单元(可包括工艺腔室)可消耗更多的空间。这可能需要对安装空间进行灵活组合的解决方案，以实现制造场地尺寸的整体减小。
190.此外，在具有大构造体积的生产顺序的情况下，可能需要相应地向该工艺供应更多的粉末。为了减少必要的采购成本且避免粉末老化，可能需要减少所需的粉末量的解决方案。
191.此外，工艺的封装以及因此在工艺中使用保护气体可使得能够减少外部负面影响对工艺的影响。
192.此外，激光束熔化工艺所需的支撑体积可取决于例如待生产的组件的形状、方位和尺寸。可通过适当的措施来实现支撑量的减少，从而提高经济效率(通过节省时间和材料)。
193.以上内容可形成用于描述以下示例性实现方式的起点，利用这些示例性实现方式，特别是根据上述工艺腔室，三维工件的生产效率可进一步提高，以增强基于工艺腔室实现效率提高。示例性实现方式包括用于工艺组件的模块化设计的合适配置，这些配置可灵活地补充，例如根据构造进度来补充。由此产生的技术优势一方面实现了当使用移动生产单元(包括工艺腔室)时，减少资源消耗的潜力(例如，通过使用较小量的粉末来构造组件或者减小支撑体积)，还可提高生产工件时的效率(特别是当可使用某些组件部件或模块，由此可能不需要将材料沉积在由组件或模块填充的相应区域时)。另一方面，在此描述的方法使得设计灵活的安装空间成为可能，灵活的安装空间例如可根据待生产的工件的形状来设计。
194.除了将模块化系统用于移动生产单元之外，还可想象：模块化系统可用于当前存在的制造场地和技术。
195.描述了一种过程，通过该过程，可将取决于构造顺序(例如，组件的形状、对齐)的灵活的安装空间布置主要地(但非排他地)用于移动生产单元。
196.图7至图11示出了在生产三维工件的工艺中使用的不同模块。
197.图7描绘了具有不同联接方向的不同壁模块700。示出了密封本体壁模块702、密封元件壁模块704、具有顶侧706和底侧708的定位单元壁模块、具有顶侧710和底侧712的夹紧
单元。
198.图8描绘了衬底座板模块800。在本示例中，衬底座板模块800包括定位单元衬底座板802、衬底座板804和夹紧单元衬底座板806。
199.图9描绘了底座(板)模块900。在本示例中，底座(板)模块900包括夹紧单元底座板902、定位单元底座板904和插头连接元件906(插头连接元件906可基于例如用于连接不同底座(板)模块的形式封闭)。
200.图10描绘了位移模块1000。在本示例中，位移模块1000包括位移夹紧单元顶部1002、位移定位单元顶部1004、位移定位单元底部1006和位移夹紧单元底部1008。
201.图11描绘了支撑模块1100。在本示例中，支撑模块1100包括衬底座板模块800和位移模块1000。
202.模块的各个特征和特性的说明在下面使用示例性和优选的工艺流程来呈现。为此，按时间升序选择各个工艺步骤(工艺时间随图像的数字增加而增加)，且在图12至图18中以示例的形式呈现。
203.在优选的实现方式中，制造工艺首先从底座板模块的布置开始。这些元件代表移动制造/生产单元要执行的制造工艺的最底部的组件，且起到地基(例如，大厅地板)和上方的工艺组件(粉末、组件等)之间的空间分隔作用。
204.板的布置遵循由用户选择的自动或手动布置，且例如可取决于待生产的工件。该过程实现的优点是底座(板)模块可紧贴工件轮廓放置，从而节省空间且实现灵活布置。这还表现为用于生产粉末床的粉末材料的使用减少，且因此粉末暴露导致粉末老化的粉末量较低。
205.图12示出了以组装方式组装的底座(板)模块的示例性结构1200的示意性图示。
206.在本示例中，夹紧单元底座板902包括夹紧布置。在本示例中，定位单元底座板904和插头连接元件906包括形式封闭。
207.相邻的底座(板)模块之间的连接例如可通过形式封闭(即，正锁定)、力封闭或不同连接技术的组合(例如形式封闭和力封闭的组合)来实现。
208.图12示出了上侧的底座(板)模块的优选正方形形状。然而，还可想象使用其他合适的形状(例如，星形形状)，这些形状可例如根据工件任务和/或可用空间来设计。在形状不是正方形形状的情况下，可能需要至少部分地确保底座(板)模块和布置在底座(板)模块上方的衬底座板模块连续地无间隙布置，使得连续的组件结构成为可能(例如，在相邻的底座板模块之间)。
209.图13示出了衬底座板模块的布置1300的示意性图示。
210.衬底座板模块可以以下侧(见图8)连接到在下面的底座板模块，例如通过力和形式闭合连接。在优选变体中，底座板模块在以直角网格运行的功能元件上具有合适的配对物，以用于保持和固定位于底座板模块上的衬底板元件。图12示出了这些元件作为定位单元(例如，形式封闭，即正锁)和夹紧单元(例如，夹紧装置)的示例。可选择任何其他合适的连接形式。
211.在此应该注意，在本示例中使用的接合/连接技术能够临时固定，使得一方面在(制造)工艺期间避免彼此连接的模块无意地移位，另一方面在用于生产工件的制造工艺之后仍然能够简单地使模块彼此分开。
212.在本示例中，上侧的衬底板模块(见图13)优选地也具有正方形形状。衬底板模块的数量和位置优选地遵循工件形状和/或构建任务的选定的初始层。
213.图14示出了工艺步骤的布置1400的示意性图示，其中，在本示例中，分别具有相邻的衬底板模块的不同区域彼此分开地出现，在该区域上，工件层可彼此分开地制备(至少在初始时可彼此分开地制备)。
214.在图14中，示出了粉末材料1402，基于粉末材料1402制备固化层n 1404。
215.随着工件的构造进行，可沿着层轮廓且根据粉末应用而形成粉末锥体。例如，粉末可选择性地应用(例如，通过合适的粉末应用机构，例如，如上所述，使用如本文所述的工艺腔室)，以减少所使用的粉末的体积。这可导致形成多个粉末椎体(见图14)。可能需要以这样的方式选择粉末应用，使得在粉末暴露之前(沿着块体材料的锥体)待固化的粉末区域不会滑动。这可通过在工件或层边界之外更强地延伸粉末应用区域来确保。
216.可能还需要选择底座板模块的选择布置(见图9)，使得粉末材料可完全保留在底座板模块上。由此，粉末材料可覆盖衬底板模块(见图14)。
217.如果工艺(从底座板模块的顶部开始)已经进展到使得当前层n的高度超过壁模块、位移模块和/或支撑模块的高度，则在以下布置中可考虑所提到的模块(如果适合)。在优选变体中，这些模块的定位不是预先进行计划，以在移动固化和涂覆(材料供应)单元的分层工艺期间不对作用半径引起任何限制。另一方面，底座板模块的布置还可确定尺寸(在材料层供应和加工之前)，以使生产单元能够在相关工艺区域或衬底板模块上方任意定位。如果在层构建之前已经布置壁模块，则这可具有工艺区域的密集边界的优点(例如，用于在该夹紧的“盆”中引入保护气体)。此外，还可考虑在工艺之前和期间定位的壁模块、位移模块和/或支撑模块的组合。
218.图15示出了用于在制造工艺期间定位模块的优选变体的示意性图示1500。
219.在本示例中，如箭头1502所示来添加壁模块。进一步指示工艺区域1504，在工艺区域1504粉末已被去除。
220.在一些示例中，在将所示的壁和支撑模块应用在预期位置之前，可能首先需要在这些点处(如果适合)去除粉末材料，以暴露底座板元件下面的功能元件，且能够例如将壁模块与相应的底座板模块连接。在当前层或生产单元的构建工艺没有发生的情况下(例如，可能由于工件的尺寸)，还可选择性地执行粉末去除和模块定位，以避免工艺中断且减少非生产时间。粉末去除(例如，使用真空抽吸方式)和模块加工可使用合适的机械手(例如，一个或多个机器人)来执行。
221.在应用了所提到的和针对每种情况所预期的模块之后，可用粉末材料填充留空的间隙中的粉末床，使得下一层n+1也能进行均匀的层应用。在一些示例中，为此所需的粉末供应可通过移动生产单元来执行，或者可通过另一机械手(例如，一个或多个附加机器人)来实现。
222.图16示出了布置1600的示意性图示，其中尤其使用位移模块。
223.通过使用位移模块，材料填充工艺可能需要更少的粉末材料，而壁模块还可减少所形成的材料锥体。使用位移模块，可使制造工艺更加高效。
224.在图16中，还示出了在两个先前分开的构造区域之间使用的支撑模块。在这些区域上，可根据所示的示例性构造进度进行缩短的支撑结构的构造。
225.图17示出了根据如本文所述的一些示例的与另一工艺步骤相关的布置1700的示意性图示。
226.描绘了固化层n+1(1702)。还示出了构建的支撑结构1704(属于层n+1)。
227.这意味着可能不再需要基于衬底板水平面来设置支撑结构，从而减少了不必要的材料消耗和工艺时间。
228.图18示出了根据如本文所述的一些示例的与另一工艺步骤相关的布置1800的示意性图示。然后，由此在图17所示的工艺步骤之后，下一层n+2(如在示例中提供的)可以在支撑结构上延伸以遵循先前限定的工件或层形状。
229.层结构可继续，直到下一个壁模块、位移模块和/或支撑模块，下一个壁模块、位移模块和/或支撑模块可放置在现有模块上且可重复上述工艺。在优选变体中，在相应模块的顶部上可找到与在底座板模块的顶部上已经使用的功能元件或连接技术相同的功能元件或连接技术。
230.根据构造进度，随后的层结构和模块布置可重复，直到最后一层已经完全暴露并因此固化。
231.在一些示例中，该过程可能需要通过如下事实来补充，该事实即，高于一定高度，例如剪切应力就可作用在壁模块上(例如，由于粉末质量压在壁模块上)，从而可使用增材加固模块(未示出)。在优选形式中，增材加固模块可以是板状形状，并基于上述连接技术在多个壁模块的上侧彼此连接。这种中间板部件还可在上侧具有相应的连接元件，使得下一个壁模块随后可连接到中间板部件的顶部。
232.例如，壁模块、位移模块和/或支撑模块的形状和尺寸可由构造任务或可用空间调节。在一个构造工艺中，还可想象不同尺寸的组合，使得例如通过使用位移模块，可大大减少粉末材料间隙的尺寸和数量。
233.除了如上所述的位移模块之外，块体材料(例如，具有“球形”形状)还可用于执行“位移功能”。除了位移模块之外，块状材料还可用于填充剩余的中间区域(例如，由于缺乏空间，导致无法使用位移模块)且进一步减少粉末消耗。在一些示例中，在制造工艺之后，该块体材料可再次与粉末分开，且优选地通过块状材料与粉末材料相比大得多的分级，例如通过筛分工艺，将块状材料供给到后续工艺。
234.在另一变体中，位移模块还可由单独的实心“杆”(未示出)代替，从衬底板开始且根据工艺的进度，沿着组装方向逐层驱动实心“杆”通过衬底和/或底座板模块中的密封开口(例如，通过底部凹槽)。除了位移模块之外，还可使用这些杆。这些杆还可与上述块体材料组合，通过我们的处理，无需使用一个或多个位移模块。
235.上述模块等特别有利于提供用于生产三维工件的高效工艺。
236.工艺同样可适合于其他材料成形技术，例如印刷技术。
237.图19示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的方法1900的流程图。
238.在步骤s1902中，提供(根据如本文所述的任何一个示例性实现方式的)模块化系统。
239.在步骤s1904中，基于待生产的三维工件的形状，根据待加工的材料的位置，将一个或多个衬底模块布置在底座板模块的一个或多个位置上。
240.在步骤s1906中，在一个或多个衬底模块上提供材料。
241.在步骤s1908中，通过增材层制造技术加工材料以生产三维工件。
242.在方法1900中，可使用工艺步骤，该工艺步骤根据图13至图18所示的任何一个或多个布置，使用图7至图11所示的一个或多个模块。
243.由此，在一些示例中，方法1900可特别包括使用根据通常如本文所述的示例性实现方式的工艺腔室。
244.即使在具有大型构造场地且没有直接机器外壳的slm系统中，也可能需要保证激光安全或通常的辐射安全，且可能需要排除释放的(激光)辐射对人类的任何危险/危害。然而，与此同时，可能需要保证进入工艺空间，以能够在发生任何故障的情况下或甚至按计划进入工作区域。
245.本文描述的示例性实现方式使得能够检测从结构上屏蔽的工艺/工作区域的开口(授权或未授权)和/或检测工艺腔室相对于粉末床的位置(和/或方位)的变化，这种开口或变化可导致人员受到例如自由激光辐射的威胁(例如，由于粉末床升降和/或工艺腔室相对于工艺平面倾斜)。例如基于该检测，可锁定来自一个或多个激光器的激光释放，或者可执行一个或多个激光器的完全关闭。
246.本文描述的示例性实现方式涉及用于制造系统和场地的安全(控制)装置，其中工艺腔室(如上所述)可自由移动，且不存在环境的结构屏蔽，或者在结构屏蔽的情况下，必须保护人员能够进入内部空间，例如免受自由激光辐射。
247.在工艺区域相对于环境从结构上进行屏蔽的情况下，例如通过单独的空间、柔性腔室或波纹管，可监测内部压力，且当屏蔽被打开(授权或未授权)时出现压力下降的情况下，可关闭一个或多个激光器或可阻止激光释放。
248.图20示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的安全设置的示意性图示。
249.如可以看到的，移动生产单元布置在机械手上，在本示例中，布置在机械臂上。整个布置放在壳体2002内。壳体2002的内部压力表示为p1，p1等于x，内部压力p1大于壳体2002的外部压力，外部压力表示为p0。
250.在本示例中，图20的上图的左下侧的箭头指示在壳体2002关闭的范围内的结构密封。图20的中间部分的大箭头指示壳体2002随后打开，如图20的下图所示。结果，压力p1降低，导致以下一个或两个：激光器关闭和机械臂停止移动(或以其他方式影响，例如，限制移动的程度)。p1的降低是由于气体从壳体的内部离开壳体2002到达壳体的外部。
251.除了作为上述压力监测之外或作为作为上述压力监测的替代，可设置门开关(例如，按钮开关和/或磁性开关)，其中，当开关被激活或开关的另一条件改变时，导致以下一个或两个：激光器关闭和机械臂停止移动(或以其他方式影响，例如，限制移动的程度)。
252.如上所述，根据满足了特定条件，可停止机械臂移动(或以其他方式影响，例如，限制移动的程度)。因此，此外，一个或多个工业机器人的移动可联接到安全(控制)装置，由此，例如，可限制和/或减慢一个或多个机器人在空间中的移动。
253.附加地或替代地，例如，如果不设置结构屏蔽，则可通过至少一个传感器监测工艺腔室(移动生产单元)和粉末床之间的距离，且可检测工艺腔室从粉末床的升降。然后可关闭一个或多个激光器，使得没有自由激光辐射进入环境。
254.这在图21中予以描绘，图21大体示出了用于在工艺腔室倾斜时防止激光进入环境的机构。在本示例中，基于距离传感器感测到从工艺腔室的第一侧到构建层的距离不再与
工艺腔室从工艺腔室的另一侧到构件层的距离相同，检测工艺腔室相对于构建层倾斜。由此在本示例中，传感器在工艺腔室上大体相同的高度处布置在工艺腔室的相对侧上。应当理解，替代地，传感器可以在工艺腔室的不同侧布置在不同的高度，且当工艺腔室倾斜时，从一个传感器到构建层的距离变化与从另一个传感器到构建层的距离变化相比可以不同，这使得能够检测工艺腔室的倾斜度。本领域技术人员将知道其他可能性。
255.上述一个或多个传感器可电感性地和/或电容性地和/或基于信号(例如，超声信号)的运行时间来监测距离。
256.上述一个或多个传感器可定位在工艺腔室的外部和/或内部。
257.在一些示例中，上述监测可与一个或多个激光器的一个或多个偏转单元的位置查询组合，利用该位置查询连同末端执行器的位置，可计算激光辐射或反射是否可以在该位置逸出。
258.图22示出了这样的布置，其中，基于激光束从构建层的偏转，可确定辐射是否能够离开工艺腔室。如图所示，该功能可与上述距离传感器组合。可使用与任何一个或多个安全机构的组合。
259.在监测工艺腔室中的内部压力的示例中，该压力监测可基于一个或多个传感器来执行，一个或多个传感器用于监测区域(例如，在壳体和/或工艺腔室内)泄漏，从而传感器的值可用于安全电路。
260.使用一个或多个传感器
‑
检测工艺腔室到构建层的距离变化的单个传感器，同样可用于检测工艺腔室不再被覆盖或通常不再被构建层覆盖)以监测工艺腔室的距离/位置/方位，从而可使得在没有激光保护舱或类似的激光安全结构屏蔽的情况下能够基于机器人生产大型组件，从而节省这种壳体的成本，且使得在工件尺寸方面能够具有更大的灵活性。此外，如果省略整个工作区域的完整壳体，则可大大简化粉末的去除和工件的进一步运输。
261.此外，当在多机器人设置中直接在工艺腔室使用一个或多个传感器时，只有不在工艺腔室的正确位置的一个或多个激光器可被选择性地关闭，从而生产率仅受到最低限度的限制。
262.假定在如本文所述的增材制造工艺中使用的移动生产单元/工艺腔室可由机械手(例如，机械臂)移动，设备使得能够生产具有大体积的增材工件，同时确保与生产布置相关的高度灵活性。
263.与该概念的实现方式相关的挑战包括确保满足特别是激光束熔化要求的工艺精度。对于当前常见的层高(例如，50μm)、机械手(例如，机器人)或其上安装的生产单元的层相关定位可出现公差，这可能对生产结果造成负面影响。
264.本文描述的示例性实现方式使得在增材制造工艺之前或期间能够利用移动生产单元来定位机械手。在一些示例中，在工艺流程中，首先应该在层平面中的正确位置处和衬底板(载体)正上方的正确构建高度处进行起始层的正确构建。例如，在偶数距离下(例如，在多个n层之后)，移动生产单元的位置校正或校准可能需要再次由本文所述的定位系统执行。例如，如果可能需要补偿温度波动或其他误差变量，则可能需要这种校正或校准。
265.描述了一种用于定位机械手(例如，机器人)或其上安装的移动生产单元的过程，由此在一些示例中，在增材制造工艺期间可执行定位。由此，特别是与光学系统相比，相对更经济有效的触觉测量系统可接管这些位置检查和位置校正任务。
266.图23示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的定位系统2300的横截面侧视图的示意性图示。
267.在本示例中，定位系统2300包括机器人2302，机器人2302联接到相应的移动生产单元2304。应当理解，定位系统还可用于只有一个或不同数量的机器人/移动生产单元的系统中。
268.此外，在本示例中，多个测量传感器2306布置在每个移动生产单元2304上。用于接收测量传感器2306的接收装置2308设置在每个移动生产单元2304上。
269.在本示例中，定位单元2310布置在载体(衬底板2316)的边缘区域的限定位置处。与各个定位单元2310相关的定位方向2312由竖直箭头指示。
270.为了说明目的，图23中还描绘了粉状材料2314以及不同的工件层2318。
271.在本示例中，在时间m处示出了两个移动生产单元，两个移动生产单元位于在下一层n暴露之前所示的工艺序列中。在层n暴露之前，在制造工艺的这个时候，生产单元可移动到相应的定位单元，以检查生产单元的正确绝对位置，且如果需要，校正这些绝对位置的值。为此，定位单元布置在衬底板的边缘区域的一侧上。
272.这些定位单元的分布或数量例如取决于移动生产单元可接触这些定位单元的能力。在一些示例中，可能需要确保机械手(例如，机器人)在给定时间点可到达至少一个定位单元。然而，在一些示例中，当优化移动生产单元的行进路径时，该数量可显著增加。可能还需要考虑到在定位过程期间，移动生产单元不会阻碍彼此的行进路径。
273.应当理解，移动生产单元不可能同时经历定位/校正过程，而是在不同的时间点经历定位/校正过程。
274.在本示例中，测量传感器沿着三个空间方向(根据笛卡尔坐标系)直接布置在生产单元上，且形成定位单元的配对物。
275.图24示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的定位系统2300的布置的俯视图的示意性图示。
276.在图24中，还示出了无人驾驶运输系统2402、各个机器人的定位轴线2404以及无人驾驶运输系统和机器人的定位方向2406。
277.如可从图23和图24看到的，在该变体中，定位单元在本示例中由高精度地制造且彼此垂直的单独板组成。在本示例中，该布置沿着层平面向顶部和两侧开口，使得行进到一个或多个定位单元的测量传感器(安装在移动生产单元上)能够定位。例如，通过至少一个测量传感器与定位单元的相对壁的触觉接触(同时或单独地)，可确定至少一个绝对值，且如果需要，可执行位置校正(例如，在偏离正确的初始值的情况下)。在移动生产单元具有倾斜度误差的情况下，优选地可使用沿着三个空间方向布置的三个测量传感器，以检查倾斜度设置，且如果需要，校正倾斜度设置。
278.此外，可想象定位单元可安装在高精度主轴上，使得定位单元可沿着工件的构建方向移动。例如，这些定位单元中的一个或多个可根据用于制造三维工件的工艺的进度而移动。这可能是优选，例如，在可能仅希望沿着安装方向存在位置偏差的情况下，且如果需要，以另一种方式对层内的位置偏差进行校正(例如，通过其他工艺组件进行位置校正)。在一些示例中，在这样的位置校正之后，机械手(例如，机器人)可以在圆形路径中(从定位单元开始)移动到限定位置，以暴露用于供应和/或固化材料以生产工件的材料层。在一些示
例中，在机械手具有串联运动学结构的情况下，对于这种移动形式，可能需要较少数量的轴线同时移动，由此可减少位置误差(例如，基于公差)。
279.因此，定位系统使得能够使用移动生产单元/工艺腔室，基于移动生产单元/工艺腔室(其附接到机械手上)的明确限定的位置确定和/或校正来高质量地供应和/或固化材料。这可使得能够更高效地供应和/或固化材料，同时保持所生产工件的高质量。
280.特别地，在多材料激光束熔化中，通过使用包括使用如上所述的定位系统的工艺，可很大程度或完全避免在制造工艺之后执行的粉末制备步骤的使用(从工艺中分离混合粉末)。
281.如上关于各个示例性实现方式所述的，移动生产单元(例如，包括工艺腔室或与工艺腔室集成)可通过机械手(例如，工业机器人)移动。由此，移动生产单元可附接到末端执行器(例如，机器人的最后一个运动学构件)。
282.除了用于光束整形和偏转的光学器件之外，移动生产单元还可包括材料(例如，粉末)供应单元。移动生产单元相对于粉末床表面的位置可确定粉末床上激光辐射的强度以及所应用的粉末层的高度。即使是几μm的偏差或几度的倾斜，也可导致工件质量的显著偏差。
283.然而，由于机器人的绝对定位精度可能不足以保持移动生产单元相对于粉末床的准确位置，因此在一些示例中，可能需要使用外部测量装置来记录和控制位置。
284.如本文所述的示例性实现方式可用于定义用于任何数量的机器人的参考坐标系，以增加移动生产单元的定位精度。
285.如本文所述的示例性实现方式基于使用例如激光辐射来生成参考平面和/或线。这些平面和/或线由检测器检测且可确定与移动生产单元的相对位置。在一些示例中，使用该信息可通过闭环控制来校正移动生产单元或扫描场的位置。
286.在下文中，描述了用于生成和使用参考平面和线的示例。
287.图25示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的用于生成用于位置确定的参考平面的系统2500的示意性图示。
288.在本示例中，参考平面总是平行于粉末床表面。在本示例中，平面由具有适当光学器件的激光器2502生成，以生成线性光束轮廓。用于生成参考平面的另一种可能的设计可以是通过多边形扫描仪将点状激光束偏转成直线束。
289.在本示例中激光器2502生成激光部段2504，在本示例中激光部段2504可由检测器2508和2510检测，在本示例中检测器2508和2510布置在移动产生单元2506上。
290.在本示例中，由位于比零水平面2518高特定高度h处的检测器2508和2510检测激光束2512(生产三维工件的待加工材料层可布置在该水平面处)。指示激光束在检测器水平面上的焦点2514和移动产生单元2506相对于参考平面的倾斜度2516。
291.如上所述，粉末床上方的参考平面的高度可以改变，使得参考平面的位置可表示粉末层的目标位置。
292.在一些示例中，参考平面和移动生产单元的相对位置可通过移动生产单元处的合适的检测器来连续地检测。例如，ccd芯片或位置感侧装置(psd)可用作检测器。
293.在一些示例中，移动生产单元的定位可分成两个步骤进行：可假定机器人的定位精度足以将参考平面带入检测器的可视范围内(在一些示例中，检测范围可以是具有例如
约5
‑
10mm的边缘长度的矩形表面)。如果检测到参考平面，则可通过闭环控制以参考平面和移动生产单元之间的相对位置作为控制参数来进行精细定位。
294.该位置可通过构建腔室的移动和/或通过扫描场的坐标变换来校正。如果参考平面由一个以上检测器检测到，则除了沿着z轴线的位置之外，还可根据参考平面在检测器的空间坐标系中的相对位置来计算移动生产单元围绕相应轴线的倾斜度(参见图25的右侧)。
295.在一些示例中，如果使用一个以上移动产生单元，则可能需要确保参考平面的获取不受另一移动产生单元的干扰。
296.图26示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的参考平面的布置2600的示意性图示。由此，可使用布置2600以同时生成多个参考平面。
297.在本示例中，给第一机器人2602、第二机器人2604和第三机器人2606生成第一参考平面2608和第二参考平面2610。在图26中未示出各个光束中存在的物体对参考平面造成的阴影。
298.在本示例中，检测器2508布置在移动生产单元的顶部(在机器人的端部)部分处。
299.图27a和图27b示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的参考线的布置2700的示意性图示。
300.在图27a中，检测器2508布置在移动生产单元2506上，使得定位可以在x
‑
y平面中发生。由此，移动生产单元2506通过机器人2702在构造平面2704上方移动。在本示例中，通过支架2710限定线性轴线2708，由此线性轴线2708用于限定参考线2706。
301.在图27b中，两个或更多个检测器布置在线性轴线上，且在本示例中接收以固定角度反射的激光辐射(或其他类型的辐射)。当激光束撞击检测器时，通过移动激光束的位置，可确定沿着x
‑
y平面的位置、距离和倾斜度。
302.如可从图27a和图27b所示的示例看到的，用于参考线的激光束源可使用线性轴线的组合沿着任意x
‑
y
‑
z轴线组合移动。图27a和图27b的示例示出了运动学使得移动能够沿着x
‑
y平面进行。由此，在一些示例中，参考线的定位精度可能需要足够高，因为激光束在检测器水平面上的焦点2514可代表目标位置。
303.在图27a中，激光束源可移动地安装在线性轴线上，检测器位于移动生产单元上。通过这种设置，可确定x
‑
y平面中的位置偏差。
304.如上所述，图27b示出了线性轴线上的检测器和激光束源。在本示例中，激光束由合适的光学元件以固定角度从移动生产单元反射到检测器。通过使用两个或更多个光束源
‑
检测器组合，光束在检测器上的相对位移可与移动生产单元沿着x
‑
y轴线的倾斜度以及移动生产单元到检测器的距离进行比较。
305.本文描述的解决方案的任何组合可确定移动生产单元的位置。
306.其中使用一个或多个参考平面和/或线的系统/设备的示例性实现方式特别优于基于相机的系统。在基于相机的系统中，精度随着与传感器相距的距离的增加而降低。因此，在基于相机的系统中，定位通常不够精确。如本文所述，其中使用一个或多个参考平面和/或线的系统/设备的示例性实现方式还可特别优于激光
‑
跟踪器系统，因为激光
‑
跟踪器系统相对昂贵，由此为了精确确定机器人的位置，目前在激光
‑
跟踪器系统中需要四个跟踪器。
307.有利地，在如本文所述的使用一个或多个参考平面和/或线的系统/设备的示例性
实现方式中，测量变量的获取以及控制相对简单；与其他定位系统相比，多个机器人系统的集成也很容易实现。
308.图28示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的设备2800的示意性图示的俯视图。
309.在本示例中，设备2800包括两个机器人2302a和2302b。
310.在本示例中，机器人2302a包括固化单元2808。
311.在本示例中，机器人2302b包括层供应单元2812。
312.机器人的定位轴线2404在图28中描绘。
313.提供无人驾驶运输系统2402，机器人2302b布置在无人驾驶运输系统2402上。机器人2302a布置在相应的无人驾驶运输系统上。指示无人驾驶运输系统的定位方向2406。
314.在本示例中，设备2800进一步包括工艺气体管道(或通道)2810，通过工艺气体管道(或通道)2810，可将工艺气体(例如，保护气体)提供给构造区域，在构造区域中生产三维工件。
315.在本示例中，图28示出了粉末层n(2802)、工件(2804)的已固化层n和粉末层n+1(2806)。
316.图28中描绘的不同单元的其他功能组合是可能的。例如，第一移动生产单元包括固化装置，固化装置适合于在载体上生产固化材料层，以通过增材层构造方法来生产工件，第二移动生产单元和/或第三移动生产单元和/或第四移动生产单元包括材料供应单元，材料供应单元适合于向载体和/或固化装置供应材料，其中，第二移动生产单元和/或第三移动生产单元和/或第四移动生产单元包括气体供应系统，气体供应系统适合于向由固化装置照射的区域供应保护气体，并且其中，第二移动生产单元和/或第三移动生产单元和/或第四移动生产单元包括层沉积机构，层沉积机构用于使所供应的材料形成为位于载体的顶部上的材料层；其中，第二移动生产单元、第三移动生产单元和第四移动生产单元不包括所述固化装置。其他组合也是可能的。
317.图29示出了根据如本文所述的一些示例性实现方式的设备2900的示意性图示的横截面侧视图。
318.在本示例中，设备2900包括两个机器人，两个机器人分别具有第一机械臂2908和第二机械臂2906。
319.在本示例中，设备2900进一步包括颗粒收集器2910。
320.在本示例中，第一移动生产单元包括联接模块2912，以将机械臂2908联接到固化单元2808a和层供应/沉积单元2812a。在本示例中，第二移动生产单元包括联接模块2904，以便将机械臂2906联接到固化单元2808b和层供应/沉积单元2812b。
321.由此，固化单元2808a和2808b可以是辐射单元。
322.在图29中，还示出了辐射束2902、固化层2318、衬底板2316、粉末材料2314和工艺气流2914。
323.以下示例也包含在本公开中且可全部或部分地并入实施例中。
324.1、一种用于通过增材层构造方法来生产三维工件的工艺腔室，工艺腔室包括：
325.材料供应单元，材料供应单元包括大体环形形状的端部部分，大体环形形状的端部部分位于工艺腔室的第一侧处，其中，材料供应单元适合于通过端部部分将材料供应到
载体，在载体上材料由工艺腔室加工以生产三维工件，以及
326.开口，开口位于工艺腔室的第一侧处，通过工艺腔室加工被供应到载体上的材料以生产三维工件，
327.其中，大体环形形状的端部部分围绕开口。
328.2、根据条款1所述的工艺腔室，其中，材料供应单元包括钟形形状的结构，通过钟形形状的结构能够将材料供应到载体，并且其中，端部部分形成钟形形状的结构的端部。
329.3、根据条款1或2所述的工艺腔室，其中，工艺腔室包括多壁结构，并且其中，在多壁结构的第一壁和第二壁之间形成第一空腔，第一空腔包括在材料供应单元中或联接到材料供应单元。
330.4、特别是根据条款3所述的工艺腔室，工艺腔室用于通过增材层构造方法来生产三维工件，工艺腔室包括气体抽取单元和/或气体引入单元，其中，在多壁结构的第三壁和第四壁之间形成第二空腔，其中，第二空腔布置成沿着远离工艺腔室的中心部分的方向位于第一空腔的径向外侧，并且其中，第二空腔包括在气体抽取单元和/或气体引入单元中，或者第二空腔联接到气体抽取单元和/或气体引入单元，气体抽取单元和/或气体引入单元配置成从工艺腔室的中心部分抽取气体和/或给工艺腔室的中心部分引入气体。
331.5、根据条款4在从属于条款3时所述的工艺腔室，其中，第二壁与第三壁成一体。
332.7、根据条款3至5中任一项所述的工艺腔室，其中，在多壁结构的第五壁和第六壁之间形成第三空腔，并且其中，工艺气体通过第三空腔引入到工艺腔室中和/或从工艺腔室抽取出去。
333.7、根据前述任意条款所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括固化装置，固化装置适合于固化供应到载体的材料以生产三维工件。
334.8、根据条款7所述的工艺腔室，其中，固化装置偏离工艺腔室的中心轴线，其中，中心轴线定义成垂直于由工艺腔室的开口限定的平面且穿过开口的中心点。
335.9、根据前述任意条款所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括层沉积机构，层沉积机构布置在工艺腔室的第一侧处，且适合于使所供应的材料形成为位于载体的顶部上的材料层。
336.10、根据条款9在从属于条款3时所述的工艺腔室，其中，层沉积机构布置成邻近第一空腔且位于第一空腔的径向内侧，以用于通过层沉积机构控制通过第一空腔向载体供应材料。
337.11、根据前述任意条款所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括第一密封件，第一密封件布置在工艺腔室的第一侧处且布置在端部部分和开口之间，以用于在使用工艺腔室时产生第一气体涡流。
338.12、根据条款4或条款5至11中任一项在从属于条款4时所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括第二密封件，第二密封件布置在工艺腔室的第一侧处且位于第二空腔的径向外侧。
339.13、根据前述任意条款所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括第三密封件，第三密封件布置在工艺腔室的第一侧处且位于材料供应单元的端部部分的径向外侧，以用于在使用工艺腔室时产生第二气体涡流。
340.14、根据前述任意条款所述的工艺腔室，其中，材料供应单元包括材料供给几何结
构，材料供给几何结构适合于在端部部分中均匀地分布待供应到载体的材料。
341.15、根据前述任意条款所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括环形形状的筛网，环形形状的筛网联接到材料供应单元或与材料供应单元成一体，其中，筛网适合于在端部部分中均匀地分布待供应到载体的材料。
342.16、根据条款3或条款4至15中任一项在从属于条款3时所述的工艺腔室，其中，第一空腔包括分段，分段用于通过端部部分的不同部段向载体提供不同材料。
343.17、根据条款16所述的工艺腔室，其中，根据工艺腔室在载体上方的移动方向，能够将材料从端部部分的不同部段中的一个部段供应到载体。
344.18、根据条款16或17所述的工艺腔室，其中，具有第一颗粒尺寸的第一材料能够通过不同部段中的第一部段供应到载体，且具有第二颗粒尺寸的第二材料能够通过不同部段中的第二部段供应到载体，第二颗粒尺寸不同于第一尺寸，其中，第二部段不同于第一部段。
345.19、根据前述任意条款所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括：
346.工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元，工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元彼此相对地布置在工艺腔室的第一侧处，以用于分别将工艺气体引入到工艺腔室中和将工艺气体从工艺腔室抽取出去，以及
347.移动机构，移动机构适合于改变工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元在工艺腔室的第一侧处的位置。
348.20、根据条款19所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括大体圆形的结构，大体圆形的结构包括凹槽，其中，该结构布置成位于工艺气体引入单元和工艺气体抽取单元的径向内侧、朝向工艺腔室的中心部分，并且其中，包括凹槽的该结构适合于将工艺气体从工艺气体引入单元引导到工艺气体抽取单元。
349.21、根据条款2所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括大体半圆形的部段，大体半圆形的部段配置成在防止工艺气体进入工艺腔室的内部部分的位置处覆盖凹槽。
350.22、根据前述任意条款所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括颗粒收集器，颗粒收集器适合于收集供应到载体上的材料的颗粒，但是颗粒不包括在待生产的三维工件中。
351.23、根据条款22在从属于条款19至21中任一项时所述的工艺腔室，其中，颗粒收集器布置成邻近工艺气体抽取单元且位于工艺气体抽取单元的径向内侧。
352.24、根据条款19至21中任一项或者条款22或23在从属于条款19时所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括工艺气体过滤器，工艺气体过滤器(i)布置成邻近工艺气体抽取单元且位于工艺气体抽取单元的径向内侧和/或(ii)与工艺气体抽取单元成一体。
353.25、根据前述任意条款所述的工艺腔室，用于通过增材层构造方法来生产三维工件，工艺腔室包括加热单元，加热单元布置成(i)位于工艺腔室的内部部分内和/或(ii)位于材料供应单元的环形形状的端部部分的径向内侧和/或在径向外侧毗邻或邻近材料供应单元的环形形状的端部部分，
354.其中，加热单元适合于加热供应到载体上的材料。
355.26、根据条款25所述的工艺腔室，其中，加热单元具有大体圆形的形状。
356.27、根据条款25或26所述的工艺腔室，其中，加热单元与工艺腔室的中心轴线同轴地对齐，其中，中心轴线定义成垂直于由工艺腔室的开口限定的平面且穿过开口的中心点。
357.28、根据条款25至27中任一项所述的工艺腔室，其中，加热单元能够在工艺腔室的内部部分内移动。
358.29、根据前述任意条款所述的工艺腔室，工艺腔室进一步包括一个或多个管道，一个或多个管道用于在工艺腔室的外围布置一个或多个传感器，以用于在使用工艺腔室生产三维工件期间获得工艺参数。
359.30、一种用于通过增材层构造方法来生产三维工件的设备，设备包括：
360.载体，载体适合于接收用于通过增材层构造方法来生产三维工件的材料；根据前述条款中任一项所述的工艺腔室；以及
361.移动单元，移动单元适合于使工艺腔室相对于载体移动，以将工艺腔室与载体的不同部段相对地定位。
362.31、根据条款30所述的设备，设备包括：
363.条款29的工艺腔室，以及
364.一个或多个传感器，一个或多个传感器适合于感测工艺腔室相对于载体的位置，
365.其中，设备适合于基于工艺腔室相对于载体的感测位置来生成传感器信号，以及
366.其中，移动单元适合于基于传感器信号而使工艺腔室相对于载体移动。
367.32、一种模块化系统，模块化系统用于与根据条款1至29中任一项所述的工艺腔室或根据条款30或31所述的设备一起使用，其中，模块化系统包括：
368.底座模块，底座模块包括一个或多个第一元件，一个或多个第一元件位于底座模块的表面上；
369.一个或多个衬底模块，一个或多个衬底模块用于在所述衬底模块的第一表面上接收用于通过增材层构造方法来生产三维工件的待加工材料，其中，所述衬底模块包括一个或多个第二元件，一个或多个第二元件位于衬底模块的第二表面上，其中，第一表面与第二表面相对，其中，所述第二元件的形状适合于与底座模块的所述第一元件配合，以用于临时固定底座模块与一个或多个衬底模块；以及
370.一个或多个模块化元件，一个或多个模块化元件用于(i)当材料被一个或多个衬底模块接收时支撑材料和/或(ii)将材料限制在一个或多个衬底模块上的区域中和/或(iii)支撑衬底模块，其中，所述模块化元件包括一个或多个第三元件，其中，所述第三元件的形状适合于与底座模块的所述第一元件配合，以用于临时将一个或多个模块化元件固定到底座模块上。
371.33、根据条款32所述的模块化系统，其中，底座模块和/或一个或多个衬底模块包括一个或多个可密封开口，一个或多个可密封开口用于接收一个或多个模块化元件，并且其中，根据通过增材层构造方法生产三维工件的状态，一个或多个模块化元件能够升高以用于材料的所述支撑和/或材料的所述限制和/或一个或多个衬底模块的支撑。
372.34、根据条款32或33所述的模块化系统，模块化系统包括第一所述底座模块和第二所述底座模块，其中，第一底座模块包括底座模块突出部，且第二底座模块包括底座模块凹槽，底座模块凹槽的形状适合于与底座模块突出部配合，以用于临时使第一底座模块和第二底座模块彼此固定。
373.35、一种用于通过增材层制造技术来生产三维工件的方法，方法包括：
374.提供根据条款32至34中任一项所述的模块化系统；
375.根据基于待生产的三维工件的形状来加工材料的位置，将一个或多个衬底模块布置在底座模块的一个或多个位置上；
376.在一个或多个衬底模块上提供材料，特别是使用根据条款1至29中任一项所述的工艺腔室或者条款30或31所述的设备来提供材料；以及
377.通过增材层制造技术加工材料以生产三维工件。
378.36、根据条款35所述的方法，方法进一步包括在(i)底座模块的一个或多个第一元件中的一个或多个以及(ii)一个或多个衬底模块中的一个或多个中的一者或两者上提供一个或多个模块化元件以：
379.当在一个或多个衬底模块上提供材料时，支撑材料，和/或
380.当在一个或多个衬底模块上提供材料时，将材料限制在一个或多个衬底模块上的区域中，和/或
381.支撑所述衬底模块，以用于随后由衬底模块接收材料。
382.37、根据条款35或36所述的方法，方法进一步包括：根据通过增材层制造技术生产的三维工件的构建高度的增加，将所述模块化元件布置在先前布置的模块化元件的顶部上。
383.38、根据条款35至37中任一项所述的方法，方法进一步包括：在提供用于生产三维工件的材料之前，在由模块化系统限制的预定体积中提供置换材料。
384.39、一种用于与根据条款7或8所述的工艺腔室一起使用的安全装置，其中，安全装置包括：
385.传感器，传感器适合于感测工艺腔室和/或布置有工艺腔室的壳体的状态，以及
386.控制单元，控制单元适合于控制固化装置，
387.其中，控制单元联接到传感器，以及
388.其中，控制单元适合于防止源自于固化装置的辐射和/或粒子被释放，和/或适合于当传感器感测到状态满足预定条件时关闭固化装置。
389.40、根据条款39所述的安全装置，其中，预定条件包括工艺腔室的开口没有被覆盖。
390.41、根据条款40所述的安全装置，其中，工艺腔室的开口没有被覆盖包括：工艺腔室被提升和/或工艺腔室相对于载体的方位改变。
391.42、根据条款39至41中任一项所述的安全装置，其中，传感器包括加速度计。
392.43、根据条款39至42中任一项所述的安全装置，其中，传感器包括压力传感器，压力传感器适合于感测布置有工艺腔室的壳体中的压力变化，并且其中，预定条件包括压力变化。
393.44、根据条款39至43中任一项所述的安全装置，安全装置进一步包括门开关，门开关联接到控制单元，
394.其中，门开关适合于检测布置有工艺腔室的壳体的门何时打开，并且其中，预定条件包括门打开。
395.45、根据条款44所述的安全装置，其中，控制单元能够联接到在壳体内操作的机器人装置，特别地，控制单元能够联接到条款30或31所述的移动单元，其中，控制单元适合于当门开关检测到壳体的门打开时，控制或影响机器人装置的移动或移动能力，特别是控制
或影响移动单元的移动或移动能力。
396.46、根据条款39至45中任一项所述的安全装置，其中，传感器包括距离传感器，距离传感器适合于确定工艺腔室和载体之间的距离，并且其中，预定条件包括超过工艺腔室和载体之间的最小距离，当超过工艺腔室和载体之间的最小距离时，控制单元防止源自于固化装置的辐射和/或粒子被释放和/或关闭固化装置。
397.47、根据条款39至46中任一项所述的安全装置，安全装置进一步包括加工单元，加工单元适合于基于源自于固化装置的辐射反射离开载体来确定辐射何时能够离开由工艺腔室限制的体积，并且其中，预定条件包括辐射能够离开所述体积。
398.48、根据条款39至47中任一项所述的安全装置，其中，传感器布置在工艺腔室上。
399.49、一种用于确定和/或校正移动生产单元的位置的定位系统，特别是用于确定和/或校正根据条款1至29中任一项所述的工艺腔室相对于载体的定位系统，定位系统适合于接收由移动生产单元加工的材料，其中，定位系统包括：
400.一个或多个定位单元，一个或多个定位单元适合于布置在载体的边缘区域的限定位置处和/或布置在与载体相距预定距离的位置内；以及
401.一个或多个测量传感器，一个或多个测量传感器适合于布置在移动生产单元上和/或布置在相对于移动生产单元的限定位置处；
402.其中，所述定位单元和所述测量传感器的形状适合于容纳彼此，以及
403.其中，移动生产单元的位置能够由定位系统基于测量传感器布置在移动生产单元上并在位于所述限定位置的定位单元处被接收来确定和/或校正。
404.50、根据条款49所述的定位系统，其中，所述定位单元包括三个板，每个板垂直于另外两个板布置，以形成具有两个敞开侧和敞开顶部的布置，并且其中，移动生产单元的位置能够基于接触所述定位单元的相应的一个或多个板的一个或多个测量传感器来确定和/或校正。
405.51、根据条款49或50所述的定位系统，定位系统配置成基于接触所述定位单元的各个对应的板的三个测量传感器来确定移动生产单元相对于载体的倾斜度。
406.52、根据条款49至51中任一项所述的定位系统，其中，一个或多个定位单元能够沿着垂直于所述载体的方向升高。
407.53、一种系统，系统包括：
408.根据条款49至52中任一项所述的定位系统；以及
409.所述移动生产单元，其中，移动生产单元包括固化装置；
410.其中，一旦确定和/或校正移动生产单元的位置，移动生产单元适合于在平行于载体的平面内执行大体圆形的移动，从所述定位单元移动到预定位置，在预定位置处，材料由移动生产单元供应和/或由固化装置加工。
411.54、一种系统，系统包括：
412.移动生产单元，移动生产单元特别地包括根据条款1至29中任一项所述的工艺腔室，移动生产单元适合于通过增材层构造方法来生产三维工件；
413.移动单元，移动单元联接到移动生产单元且适合于使移动生产单元移动；
414.光源，光源适合于给参考线和/或参考平面生成一个或多个光束，参考线和/或参考平面用作移动生产单元的位置和/或方位的参考；以及
415.一个或多个光检测器，特别是激光辐射检测器，一个或多个光检测器布置在(i)移动生产单元和/或(ii)布置有移动生产单元的壳体中或者联接到(i)移动生产单元和/或(ii)布置有移动生产单元的壳体；
416.其中，光检测器适合于检测一个或多个光束，以及
417.其中，系统适合于基于检测一个或多个光束的光检测器来确定移动生产单元相对于参考线和/或参考平面的位置和/或方位。
418.55、根据条款54所述的系统，其中，系统适合于基于使移动生产单元移动的移动单元，基于所述确定来改变移动生产单元相对于参考线和/或参考平面的位置和/或方位。
419.56、根据条款54或55所述的系统，其中，系统适合于基于所述确定来执行与固化装置相关的坐标变换，以用于通过增材层构造方法来生产三维工件。
420.57、根据条款54至56中任一项所述的系统，其中，光源包括激光光源，激光光源用于生成线性激光束轮廓。
421.58、根据条款57所述的系统，系统进一步包括多边形扫描仪，多边形扫描仪适合于从线性激光束轮廓生成参考线和/或参考平面。
422.59、根据条款54至58中任一项所述的系统，系统包括多个移动生产单元，其中，系统适合于给多个参考平面生成光束。
423.60、根据条款54至59中任一项所述的系统，其中，光源和/或一个或多个光检测器能够在三个维度上移动。
424.61、根据条款54至60中任一项所述的系统，其中，当多个光检测器布置在壳体上或联接到壳体时，基于一个或多个光束从移动生产单元朝向光检测器的反射，来确定移动生产单元相对于一个或多个参考线的位置和/或方位。
425.62、一种用于生产三维工件的设备，设备包括：
426.载体，载体适合于接收用于生产三维工件的材料；
427.多个移动生产单元，特别地，每个移动生产单元包括根据条款1至29中任一项所述的工艺腔室，
428.其中，第一所述移动生产单元包括固化装置，固化装置适合于在载体上生产固化材料层，以通过增材层构造方法来生产工件，
429.其中，第二所述移动生产单元和/或第三所述移动生产单元和/或第四所述移动生产单元包括材料供应单元，材料供应单元适合于向载体和/或固化装置供应材料，
430.其中，第二移动生产单元和/或第三移动生产单元和/或第四移动生产单元包括气体供应系统，气体供应系统适合于向由固化装置照射的区域供应保护气体，以及
431.其中，第二移动生产单元和/或第三移动生产单元和/或第四移动生产单元包括层沉积机构，层沉积机构用于使所供应的材料形成为位于载体的顶部上的材料层；
432.其中，第二移动生产单元、第三移动生产单元和第四移动生产单元不包括所述固化装置；
433.其中，设备进一步包括：
434.多个移动单元，其中，每个移动单元适合于使各个对应的移动生产单元相对于载体移动，以使移动生产单元与载体的不同部段相对地定位。
435.63、根据条款62所述的设备，设备进一步包括：
436.感测单元，感测单元适合于生成与移动生产单元和载体的相对布置相关的传感器信号；以及
437.控制单元，控制单元配置成除了通过移动单元对移动生产单元进行定位之外，还提供至少一个精细定位功能，以基于由感测单元生成的传感器信号来补偿与移动生产单元和载体的期望相对布置的偏移。
438.毫无疑问，技术人员会想到许多其他有效的替代方案。应当理解，本发明不限于所描述的实施例和示例性实现方式，且包含对于本领域技术人员来说显而易见的且落入所附权利要求的范围内的修改。