用于增材制造工艺的粉末贮存器的制作方法

文档序号:41150565发布日期:2025-03-04 17:34阅读:89来源:国知局

本发明涉及根据粉末床熔融工艺的增材制造。更详细地,本发明涉及用于在粉末床工艺中使用的一种粉末储存设备,即所谓的“粉末贮存器”。粉末贮存器至少包括安装在支撑框架中的粉末容器(简称“容器”)。


背景技术:

1、通常所说的粉末床熔融工艺是一种增材制造工艺。在此工艺中,粉末层是一层一层地施加在前一层的顶部上的,以在支撑板上形成粉末床。在施加新的粉末层之前,已施加层的一部分经受辐射,这通过熔化、烧结、熔融和/或焊接或任何类似工艺,使一层的粉末颗粒的一部分粘附到彼此以及粘附到先前施加的层。粉末床熔融工艺可以被认为是在相应的一系列粉末层上熔融待制造工件的一系列横截面,从而形成工件。这种熔融是通过使用辐射束扫描该横截面而获得的。本文中,我们使用术语“粉末床熔融工艺”作为代表,该术语包括允许通过施加辐射到粉末床的要被粘附的那些部分以选择性地粘附粉末床的部分的所有其他工艺,而不管粘附是否是通过熔融、熔化、焊接、烧结等获得的。粉末床熔融工艺不限于但允许——与大多数其他增材制造工艺不同——通过选择性地熔融金属粉末颗粒来制造金属工件。已经发表了许多关于粉末床熔融工艺的不同方面和变型的综述文章。其中至少一部分的概述由yi zhang、yeon-gil jung和jing zhang在multiscale modeling ofadditively manufactured metals:application to laser powder bed fusion process(additive manufacturing materials and technologies)(elsevier,amsterdam,2020,isbn 978-0128196007)中提供。

2、粉末颗粒通常具有亚微米直径,并且必须在明确的条件下储存,通常储存在惰性气体环境或真空环境中,因为粉末的氧化会导致较低的工件质量。

3、wo 2021/123782 a1涉及一种用于增材制造工艺的联接系统。联接系统包括导管,导管用于在粉末贮存器和增材制造工艺的其他部件之间传递材料。导管包括经由可延伸的中间部分连接的第一部分和第二部分。致动器可操作地作用于导管的至少一部分,以延伸或收缩中间部分来控制导管的长度。这允许将联接系统与粉末贮存器的粉末释放开口联接,和将联接系统与粉末贮存器的粉末释放开口断开联接。联接系统包括机械支撑部,该机械支撑部具有四个锥形销,四个锥形销向上延伸并且配置为被粉末贮存器的支撑结构的配对通孔接收。

4、wo 2016/046539 a2的作者提出一种用于将金属粉末从制造地点运输到增材制造(am)机器的粉末贮存器。贮存器具有用于容纳粉末的压力容器、用于为压力容器提供物理保护的保护框架,且贮存器安装在工业标准托盘系统上以允许使用叉车。压力容器包括上部分、下部分和可移除的盖。上部分是中空圆筒,下部分是中空截头圆锥。在截头圆锥的底端处是具有出口控制阀的出口管。出口管具有用于将出口管连接到am机器的凸缘。在中空圆筒的顶部上是可移除的盖,该可移除的盖允许一旦移除了该盖,就可以填充压力容器。然后,盖被密封地螺栓连接到中空圆筒的上周边。压力容器中的环境由数据记录装置监测,这些数据记录装置连接到具有gsm收发器的通信模块。远程监测站轮询该通信模块,从而触发传感器读数通过通信模块的传输。这些传感器读数由压力传感器、氧气传感器、湿度传感器、应变计、加速度计、温度传感器和gps位置传感器提供。


技术实现思路

1、本发明待解决的问题是提供一种改进的粉末贮存器,该粉末贮存器用于储存和输送在粉末床熔融工艺中使用的粉末。

2、在独立权利要求中描述了该问题的解决方案。从属权利要求涉及本发明的其他改进。

3、本发明基于一系列观察。首先,注意到在增材制造工厂中使用许多不同粉末贮存器来在不同制造阶段处理粉末,不同制造阶段中仅其中一种制造阶段是熔融工艺。例如,一旦熔融完成,工件必须从其所嵌入的粉末床中分离,并且如此获得的粉末优选地准备用于在粉末床熔融工艺中再使用。此外,用于准备再使用的站(回收站)必须具有至少三种粉末贮存器,包括源贮存器、回收粉末贮存器和废弃物贮存器。同样,am机器除了粉末源贮存器之外还具有粉末溢流贮存器,并且通常还具有废弃物贮存器和缓冲贮存器。本发明允许使用单一类型的贮存器代替所有这些不同的贮存器。

4、更详细地,用于在增材制造工艺(“am工艺”)中处理粉末的粉末贮存器可以包括粉末容器,本文中也简称为“容器”。该容器本质上是围封有用于储存粉末的容器容积(即容器的容积)的外壳(容器壁的集)。如通常的,容器具有底部、至少一个侧壁、和顶部。

5、容器,优选地,具有粉末入口和/或粉末出口。粉末入口优选地是容器中的开口,即外壳中的开口,粉末入口配置为从粉末源接收粉末,例如,经由粉末供应管线。粉末入口优选地位于容器的上部分,例如,在容器的上半部,优选地在容器的上三分之一、上四分之一、上五分之一和/或上十分之一处。在优选的示例中,粉末入口位于容器的顶部。相应地,粉末出口可以位于粉末入口的下方,即在容器的下部分,例如,在容器的下半部,优选地在容器的下三分之一、下四分之一、下五分之一和/或下十分之一处。在优选的示例中,粉末出口位于容器的底部。如通常的,术语“上”和“下”是指容器的正常取向,如人们可以预期的容器在正常使用期间的取向,这里也称为“第一取向”。如将在以下更详细解释的,容器可以可旋转地被支撑,例如,进入第二取向,该第二取向可以是例如相对于第一取向的倒置取向、即所谓的“颠倒”取向。通过旋转容器例如180°±αh可以获得这种倒置取向,其中“±αh”表示区间[180°-|αh|;180°+|αh|]是可接受的,并且其中αh∈{30°,20°,15°,10°,5°,2.5°,1°,0},并且其中αh的更小绝对值是优选的。旋转的轴线优选地至少近似地水平,即至少近似地垂直于竖直方向。至少近似地水平在此意味着,在[-αh,αh]的区间内的与水平的偏差是可接受的。底部的至少一部分优选地是圆锥或截头圆锥。圆锥或截头圆锥的开口角β相应地优选在48°和62°之间(β∈[48°,62°]),更优选地在50°和60°之间(β∈[50°,60°]),甚至更优选地在51°和58°之间(β∈[51°,58°])。特别优选的开口角是β=54°±1°(β∈[53°,55°])。这些开口角是优选的,因为不需要机械驱动的粉末输送或流体化装置,如振动器、粉末刮刀等,来从容器中完全移除粉末,同时最大化容器容积。

6、如通常的,“上”和“下”是参考重力方向限定的方向(下是平行于重力方向的,上是相反方向,即反平行方向)。提及“顶部”或“底部”假设了在正常操作期间观察到的相应部件的取向。在正常操作期间,粉末入口通常位于容器的中心上方(大多数在容器的顶部),并且粉末出口通常位于容器的中心下方(大多数在底部)。容器的底部是容器的向下界定容器容积的部分。容器的顶部是容器的向上界定容器容积的部分。侧壁连接容器底部和容器顶部。

7、优选地,粉末贮存器包括用于确定n个可观察量的集的n个传感器的集n,其中n是大于或等于二的整数,即,n∈{2,3,4,…,nmax}。对nmax没有理论限制,但实际上可以假设nmax是小的两位数(例如,20)。如已经指出的,nmax的更大数字是可以的,例如100、1000或10000,甚至更高的数字,但目前不会预期这种高数量的传感器,至少不会有传感器设备的过度冗余。

8、n个传感器的集n可以至少包括以下传感器列表中的一个传感器,优选多个传感器:用于测量容器容积中的压力的容器压力传感器、用于测量容器对框架施加的力的力传感器(例如应变计)、粉末水平传感器、用于测量粉末入口阀的上游的压力的压力传感器、用于测量粉末出口阀的下游的压力的压力传感器、用于测量容器容积与粉末入口阀的上游空间之间的压力差的差压传感器、用于测量容器容积与粉末出口阀的下游空间之间的压力差的差压传感器、用于至少确定容器容积和/或粉末入口阀的上游空间和/或粉末出口阀的下游空间中的气体的气体成分的分压和/或浓度的气体浓度传感器。这些传感器中的每个传感器都提供信息,该信息使得能够监测粉末储存在容器中和/或粉末输送进入容器或输送出容器的条件。力传感器可以用来确定容器中的粉末的量,并且可以通过分析随时间变化的力和/或通过确定容器和其中的粉末的质心来确定由于容器的振动导致的粉末紧化的程度。在集n包括粉末水平传感器的情况下,集n优选地包括至少一个上粉末水平传感器和/或至少一个下粉末水平传感器。上粉末水平传感器优选地位于粉末容器的上部分,例如在粉末容器的上三分之一、上四分之一、上五分之一、上六分之一、上七分之一、上八分之一、上九分之一、上十分之一或上二十分之一处,并且配置为确定粉末容器中的粉末水平是否高于(包括处于)或低于上粉末水平传感器的位置。类似地,下粉末水平传感器优选地位于粉末容器的下部分,例如在粉末容器的下三分之一、下四分之一、下五分之一、下六分之一、下七分之一、下八分之一、下九分之一、下十分之一或下二十分之一处,并且配置为确定粉末容器中的粉末水平是否高于(包括处于)或低于下粉末水平传感器的位置。

9、上粉末水平传感器和下粉末水平传感器,使得能够在上粉末传感器提供指示粉末水平处于或高于上阈值的传感器信号的情况下,通过关闭进入粉末容器的粉末流,有效地防止粉末溢流,该上阈值可以例如是上粉末水平传感器位置。

10、下粉末水平传感器,使得能够确保通过粉末容器的底部处的粉末出口的粉末流不被中断。例如,在下粉末传感器提供指示粉末水平低于给定下阈值的传感器信号的情况下,从粉末容器抽取粉末的制造过程可以被减慢或完全中断。下阈值可以是下粉末水平传感器位置。

11、粉末水平传感器的传感器信号可以用作交叉检查,例如用来验证由力传感器提供的信号。

12、仅为了避免不确定性,通常存在多种类型的粉末水平传感器。例如,距离测量装置可以确定距离测量装置与容器中的粉末的顶层之间的空隙。距离的增加反映了粉末水平的降低。在示例中,例如可以通过光学距离测量装置和/或声学距离测量装置(包括超声波)测量距离。在另一示例中,粉末水平传感器仅确定粉末水平是否低于或高于(包括处于)预定水平。这样的粉末水平传感器可以包括光栅传感器、电容传感器等。不言而喻,所有这些不同类型的粉末水平传感器可以组合以获得准确、可靠和/或冗余的测量。

13、粉末贮存器还可以包括多端口连接器,该多端口连接器配置为在am工艺中与粉末处理设备的相应配对连接器连接。可选的多端口连接器可以是具有多个端口的插头或插座连接器。至少一个端口可以包括多端口连接器的电触头。此外,多端口连接器可以包括流体端口,例如,加压气体端口和/或真空端口。多端口连接器也可以包括用于连接波导、例如光纤波导的波导端口。像通常的,多端口连接器被理解为插头-插座连接的具有至少两个、优选地甚至更高数量的端口的插头连接器或插座连接器。每个端口配置为在am工艺中提供或促进与粉末处理设备的相应配对连接器的相应配对端口之间的流体交换、数据交换和/或能量交换。流体端口可以包括气体端口,如加压空气端口、真空端口、惰性气体供应端口等。能量交换可以通过电源线端子(电气端口)来获得,也可以通过线圈进行感应联接(感应端口)甚至通过旋转联接来获得。加压气体也可以用作能量源(加压流体端口)。数据交换可以通过电磁信号(包括光信号)来获得,该电磁信号(包括光信号)可以经由电缆和/或波导传输。相应的电缆可以具有配置为多端口连接器的电气端口的端子,并且波导可以具有波导端口。

14、在优选示例中,传感器的集n中的第一传感器优选地经由第一测量线与多端口连接器的第一端口连接。如通常的,连接器的端口是使得能够将电(例如,电压信号)或流体或电磁波(例如,光)传输到配对连接器的相应端口的端子等。在纯电连接器的情况下,每个端口将由连接器的触头表示。我们使用术语“端口”作为“触头”的通称,以也包括流体连接或波导连接。

15、更详细地,第一测量线的第一端可以连接到第一传感器,并且第一测量线的第二端可以连接到多端口连接器的第一端口。因此,一旦多端口连接器连接到am机器或任何其他粉末处理机器(本文中统称为“粉末处理站”)中的该多端口连接器的对应部件(本文中称为“配对连接器”),相应的粉末处理站就可以读取第一传感器的传感器信号(第一传感器信号)。

16、类似地,传感器的集n中的第二传感器可以经由第二测量线与多端口连接器的第二端口连接。更详细地,第二测量线的第一端可以连接到第二传感器,并且第二测量线的第二端可以连接到多端口连接器的第二端口。

17、仅为了避免不确定性,用于测量由容器或导管限定的容积(也称为空间)中的压力的压力传感器,具有与该容积处于流体连通的至少一个流体开口和/或至少部分地位于所述容积中。在这个意义上,压力传感器可以配置为测量容积中的压力。例如,用于测量容器容积中的压力的容器压力传感器,因此优选地配置为测量容器的容积中的压力。在另一示例中,假设粉末入口阀是关闭的,并且任何阀都具有可以在打开位置和关闭位置之间移动从而打开或关闭阀的阀构件,用于测量粉末入口阀的上游的压力的压力传感器,是优选地配置为测量由粉末入口阀构件在下游方向上界定的容积中的压力的压力传感器。用于测量粉末出口阀的下游的压力的压力传感器,优选地配置为测量由粉末出口阀的阀构件在上游方向上界定的容积中的压力(在粉末出口阀是关闭的情况下)。差压传感器优选地配置为测量两个容积之间的压力差。例如,假设粉末出口阀是关闭的,用于测量容器容积与粉末出口阀的下游空间之间的压力差的差压传感器,可以与容器容积和由粉末出口阀的阀构件在上游方向上界定的空间的容积处于流体连通。

18、总结来说,粉末贮存器可以包括n个传感器的集n。至少n个传感器的集n中的m个传感器的子集m(m≤n),优选地,n个传感器的集n中的每个传感器,经由单独的测量线连接到多端口连接器的单独触头。从而,提高了粉末贮存器的操作安全性。

19、端口的编号,仅为了避免不确定性,不一定遵循多端口连接器的端口编号的任何惯例或标准。本文中的端口编号仅是用以区分不同端口的语言措施。电线被连接如通常的意味着,在相应的触头之间建立电接触。类似地,如果可以经由连接分别建立流体流动或粉末流动,则流体管线或粉末管线被连接。例如,传感器的“信号输出”触头可以与相应测量线的第一端电连接(电接触)。所述测量线的第二端可以与相应端口的端子电连接。测量线因此可以是导电线缆。

20、在优选示例中,粉末贮存器还可以包括第一致动器,该第一致动器用于驱动粉末贮存器的第一机械功能。例如,第一致动器可以驱动阀构件、混合器等。这些致动器的示例将在下面进一步提供。

21、在特别优选的示例中,粉末贮存器还可以包括第二致动器,该第二致动器用于驱动粉末贮存器的第二机械功能。在示例中,第二致动器可以驱动另一阀构件、另一混合器等。换言之,控制第一致动器和/或第二致动器使得能够操作粉末贮存器的机械装置,例如粉末入口阀和/或粉末出口阀。仅为了语言简洁,我们假设单个致动器驱动单个机械装置。但这应包括单个致动器驱动多个机械装置,以及多个致动器共同驱动单个机械装置或多个致动器驱动任意数量的机械装置。

22、例如,粉末贮存器可以至少包括粉末入口阀,该粉末入口阀具有粉末入口阀入口和粉末入口阀出口,其中,粉末入口阀出口连接到容器的粉末入口。如已经解释的,可以设置致动器以将粉末入口阀的阀构件从打开位置移动到关闭位置和/或从关闭位置移动到打开位置。通常这样的阀致动器是电磁驱动器,但本发明不限于此。其他示例是气动致动器。

23、此外,或替代地,粉末贮存器还可以包括粉末出口阀,该粉末出口阀具有粉末出口阀入口和粉末出口阀出口。粉末出口阀入口优选地连接到容器的粉末出口。在粉末传递的背景下,相关领域的技术人员如通常的来理解“连接”,即粉末可以通过容器的粉末出口流动到粉末出口阀入口,并且在阀打开的情况下流动到粉末出口阀出口。在阀关闭的情况下,当然,粉末流被中断。

24、概括地,粉末贮存器可以包括第一致动器控制线,该第一致动器控制线具有第一端和第二端,其中,第一致动器连接到第一致动器控制线的第一端。具有第一端和第二端的第二致动器控制线可以连接到第二致动器。更一般地,粉末贮存器可以包括l个致动器的集l,其中每个致动器被配置为驱动机械功能。优选地,l个致动器的集l中的每个致动器都连接到相应控制线的第一端。因此,可以存在l条控制线的集c,其中每条控制线连接不同的致动器。换言之,第i致动器可以连接到第i控制线的第一端

25、粉末贮存器可以包括用于驱动粉末贮存器的机械装置的l个致动器的集l,其中,l∈n\{0,1},并且其中,至少l个致动器的集l中的k个致动器的子集k中的每个致动器,即k≤l,k∈{1,2,3,4,…,nmax},都经由单独的致动器控制线连接到多端口连接器的单独触头。

26、例如,具有粉末入口流动路径的粉末入口阀可以附接到容器的粉末入口,该粉末入口阀具有粉末入口阀入口和粉末入口阀出口。粉末入口阀的入口阀构件可以相对于粉末入口阀的阀座可移动地被支撑,并且可以配置为在关闭位置与打开位置之间移动,其中,在入口阀构件处于其关闭位置的情况下,粉末入口阀被入口阀构件关闭,并且在入口阀构件处于其打开位置的情况下,粉末入口阀打开。入口阀构件可以联接到l个致动器的集l中的至少一个致动器,优选地联接到k个致动器的子集k。换言之,l个致动器的集l中的至少一个致动器可以配置为在关闭位置与打开位置之间移动粉末入口阀的入口阀构件。

27、例如,具有粉末出口流动路径的粉末出口阀可以附接到容器的粉末出口,该粉末出口阀具有粉末出口阀入口和粉末出口阀出口。粉末出口阀的出口阀构件可以相对于粉末出口阀的阀座可移动地被支撑,并且可以配置为在关闭位置与打开位置之间移动,其中,在出口阀构件处于其关闭位置的情况下,粉末出口阀被出口阀构件关闭,并且在出口阀构件处于其打开位置的情况下,粉末出口阀打开。出口阀构件可以联接到l个致动器的集l中的至少一个致动器,优选地联接到k个致动器的子集k。换言之,l个致动器的集l中的至少一个致动器可以配置为在关闭位置与打开位置之间移动粉末入口阀的出口阀构件。

28、在示例中,漏斗可以与容器的粉末入口和/或粉末出口连接。在示例中,漏斗可以连接到容器的粉末入口,其中,可选的粉末入口阀可以位于漏斗与容器容积之间。类似地,漏斗可以连接到容器的粉末出口,其中,粉末出口阀可以位于漏斗与容器容积之间。因此,如果相应的阀打开,则在容器容积和漏斗之间建立了流体连通,并且如果相应的阀关闭,则该流体连通被中断。但相应的连接在本文中通常被认为提供了流体连通,但是如果相应的阀处于关闭状态,所述流体连通可以被中断。

29、可选的漏斗中的每个漏斗使得能够经由相应的开口容易地再填充容器。在优选示例中,漏斗可移除地连接到容器的粉末入口和/或粉末出口。仅为了避免误解,漏斗通常被理解为具有入口端和出口端的导管,其中,入口端的横截面积显著大于出口端的横截面积。显著更大意指入口开口的自由直径增加了导管壁厚度的两倍以上。在优选示例中,入口开口的横截面积ai大于出口开口的横截面积a0的x倍,即ai≥x·a0,其中,x∈{1.1,1.25,1.5,2,2.5,3,4,5,10}。

30、优选地,粉末贮存器包括容器支撑结构。容器支撑结构可以例如是框架,该框架支撑并优选地保护粉末容器。例如,运输装置,如滚轮、车轮等,可以附接到容器支撑结构。

31、在优选示例中,容器支撑结构包括旋转轴承,该旋转轴承可旋转地支撑容器。这样的旋转可以使得容器处于倒置取向、即所谓的“颠倒”取向,该倒置取向将粉末入口转换为粉末出口(和/或反之亦然),以及使得打破容器中的粘附粉末的团。因此旋转轴承使得能够使用粉末入口作为粉末出口,反之亦然,即单个粉末开口是足够的,从而减少了潜在的泄漏和昂贵阀的数量。仅为了语言一致性,我们将把容器的这种双向可用的粉末开口也称为“粉末入口”。

32、在第一“正常”取向,粉末入口可以用于将粉末倒入容器容积(例如,经由可选的漏斗)。在倒置的“颠倒”取向,同一粉末入口可以用作粉末出口。因此,单个粉末入口可以是足够的。旋转轴承优选地可以具有至少基本水平取向的旋转轴线。其中,“几乎水平”表示水平是优选的,但是只要在容器旋转进入倒置取向的情况下,该旋转使得能够经由粉末入口释放容器中的粉末,任何偏差都可以接受。如通常的,“水平取向”意味着旋转轴线至少基本垂直于竖直方向,如果容器支撑结构按正常操作期间所预期的取向。至少基本垂直应表示正交性是优选,但在一定角度内的偏差±αh可以接受。αh的示例值是30°,20°,10°,5°,2.5°,和1°,即αh∈{30°,20°,10°,5°,2.5°,1°,0°}。可接受偏差αh在实践中取决于容器的形状。只要在容器处于其第二取向的情况下,至少基本所有的粉末都从粉末入口流出,相应的偏差αh是可接受的,即使它大于上述示例值之一。

33、在优选示例中,漏斗由容器支撑结构支撑,并且该漏斗包括联接件,在容器处于其第一取向(所谓的“正常”取向)的情况下,该联接件将漏斗的下开口连接到粉末入口,并且在容器旋转出第一取向的情况下,该联接件不将漏斗的下开口连接到粉末入口。

34、在优选示例中,容器支撑结构可以包括锁定机构,该锁定机构配置为可释放地阻止容器相对于容器支撑结构的旋转。锁定机构因此使得能够防止容器的意外旋转,例如,在第一(“正常”)取向和/或第二(“倒置”或“颠倒”)取向的意外旋转。锁定机构可以通过容器和容器支撑结构之间的可释放的形状配合锁定和/或通过可释放的夹紧机构来阻止旋转。此外或替代地,粉末贮存器可以包括用于使容器相对于容器支撑结构旋转的致动器。致动器优选地包括自阻传动装置,其也可以称为自锁传动装置。这样的传动装置的示例是自锁蜗杆传动装置(参见introduction to worm gearing,james k.simonelli;geartechnology,1993年第2卷,第34至40页)。

35、在优选示例中,容器具有格栅或至少具有格栅条,该格栅或格栅条在容器容积中延伸。这样的格栅或格栅条有助于在旋转容器时打破容器中的潜在的粉末聚集体。从而增强了粉末从容器连续和完全地移除。

36、在另一示例中,粉末贮存器可以包括被可旋转支撑的容器支撑结构。例如,支撑框架可以可旋转地支撑容器支撑结构。容器支撑结构可以至少具有底部,并且优选地具有至少一个侧支撑部,例如附接到支撑结构底部的侧壁和/或至少一个柱。粉末容器可以可移除地放置在容器支撑结构的底部。换言之,容器支撑结构的底部可以配置为接收粉末容器的底部,因此优选地也支撑粉末容器,例如粉末桶。这样的粉末容器可以经受标准化,即粉末桶可以是根据一些行业标准的桶。侧支撑部可以配置为,例如在旋转容器支撑结构期间,支撑容器,例如以防止容器相对于支撑结构的底部倾斜。因此,在本技术的公开范围内,包括尚未安装粉末容器或粉末容器已移除的粉末贮存器。这样的粉末贮存器可以被视为粉末贮存器的前身。

37、在优选示例中,容器支撑结构还可以包括粉末移除漏斗。例如,粉末移除漏斗(本文中也简称为移除漏斗)可以可移动地附接到可旋转的容器支撑结构的另一部分,例如,附接到可旋转的容器支撑结构的侧支撑部。粉末移除漏斗的入口端优选地面向支撑结构的底部。可移动附接的示例可以是铰链,该铰链使得能够将粉末移除漏斗相对于侧支撑部枢转。另外的示例可以是线性轴承,该线性轴承使得能够将粉末移除漏斗相对于侧支撑部平移。可移动地支撑粉末移除漏斗的两个示例也可以结合使用。在任何情况下,粉末移除漏斗可以至少具有第一位置和/或第一取向,在该第一位置和/或第一取向,在支撑结构的底部处于其最低位置的情况下,粉末移除漏斗位于支撑结构的底部的正上方,优选地也可以具有第二位置和/或第二取向,在该第二位置和/或第二取向,粉末出口漏斗不在支撑结构的底部的正上方(假设底部仍然处于其最低位置),因此释放了用于将粉末容器移动到支撑结构的底部上的路径。可移动附接使得能够至少将粉末出口漏斗在第一位置和/或第一取向与第二位置和/或第二取向之间移动。仅为了避免不确定性,需要指出的是,“正上方”在此背景下不是指粉末移除漏斗与支撑结构的底部之间的距离,而是表示粉末移除漏斗在垂直于由支撑结构底部提供的表面的方向上的投影会在支撑结构的底部上提供粉末移除漏斗的图像,该支撑结构底部配置为接收粉末容器。为了提供生动的示例:可以假设支撑结构底部是水平取向的,并且处于其最低位置,那么“正上方”意味着竖直向下的投影将移除漏斗投影在支撑结构底部上(假设移除漏斗和支撑结构底部之间没有其他表面)。

38、在操作中,支撑结构最初可以取向成,使得支撑结构底部,即支撑结构的底部,位于其最低位置。粉末移除漏斗优选地移动进入以下位置,在该位置释放了粉末容器到支撑结构底部的路径,即路径不被粉末移除漏斗阻挡。例如,粉末移除漏斗可以处于其第二位置和/或第二取向。接下来,粉末容器,例如标准化的粉末桶,可以移动到支撑结构的底部上。容器的顶部盖,可以在将容器移动到容器支撑结构的底部之前或之后移除,从而打开容器的顶部开口。因此,容器的顶部开口优选地是打开的,并且优选地向上取向(在支撑结构底部仍然处于其最低位置的情况下)。

39、随后,通过将粉末移除漏斗移动进入其第一位置和/或第一取向,粉末移除漏斗可以通过其入口端附接到容器的顶部开口。优选地,粉末移除漏斗在其入口侧具有垫圈,该垫圈提供与容器的至少粉末紧密密封。由此,粉末移除漏斗和容器容积经由容器开口处于流体连通,但在粉末移除漏斗处于其第一位置和/或第一取向的情况下,粉末不会通过粉末移除漏斗和粉末容器之间的间隙意外地释放。

40、在优选示例中,粉末移除漏斗的可移动附接至少在第一位置和/或第一取向被阻止,从而将粉末容器固定在其相对于被可旋转支撑的支撑结构的位置和取向。换言之,在粉末移除漏斗处于其第一位置和/或第一取向的情况下,粉末移除漏斗可以将容器夹紧抵靠支撑结构底部。

41、由此,通过使支撑结构旋转,可以使相对于支撑结构保持在位的粉末容器倒置。现在粉末容器的顶部开口指向下,并且粉末可以向下倒入粉末移除漏斗的入口开口。这样的粉末可以因此经由粉末移除漏斗的出口被取出,并且可以经由可选的粉末导管被提供到粉末泄放点。

42、由此,在粉末出口漏斗的出口端尚未被连接的情况下,优选地将粉末出口漏斗的出口端连接到粉末移除导管,粉末移除导管用于将粉末输送到粉末泄放点。粉末泄放点的示例可以是增材制造机器和/或粉末回收设备和/或粉末填充站等。

43、优选地,漏斗出口阀可以位于粉末出口漏斗的粉末出口端。这使得能够在旋转支撑结构之后连接粉末泄放点。在粉末出口阀是打开的情况下,粉末可以流出粉末出口端,例如,流入可选的粉末移除导管。在粉末出口阀是关闭的情况下,即使移除导管未被连接,移除漏斗与环境之间也没有流体连通。因此,可以在没有让约束性粉末移除导管附接到支撑结构的情况下根据需要旋转支撑结构。

44、如果要从粉末贮存器中移除粉末容器,可以再次旋转支撑结构,例如,直到底部再次处于其最低位置。粉末移除漏斗可以移动进入其第二位置和/或第二取向,并且从而释放粉末容器且解放用于将粉末容器移除出支撑结构的路径。一旦被移除,另一个(或同一个)粉末容器可以再次放置在支撑结构底部上。

45、要注意的是,我们上面假设支撑结构底部必须处于其最低位置以插入或移除粉末容器,并且在该最低位置底部至少基本平行于水平面取向。但这些特征都不是必需的。甚至可能有利的是,底部在插入或移除粉末容器期间不平行于水平面和/或不处于其最低位置。在这种情况下,粉末容器可以在被移入和/或移出支撑结构时滑过支撑结构的侧支撑部。这甚至可以是必需的,例如,在房间天花板太低而不能将粉末容器竖直地提升进入和/或提升出容器支撑结构的情况下。以上,术语“最低位置”仅用于使描述更加生动,无论它出现在哪里都可以被“粉末容器移除位置”替换,其中,在粉末容器移除位置,支撑结构底部优选地在粉末移除漏斗下方,而在倒置位置,粉末移除漏斗出口端优选地在支撑结构底部下方。但是,需要注意的是,支撑结构底部的最低位置是粉末容器移除位置的优选示例。

46、此外,我们假设,在第二位置和/或第二取向,粉末移除漏斗不位于支撑结构底部的正上方。这也不是必需的。所有需要的是,在将粉末移除漏斗从其第一位置和/或第一定位移动到其第二位置和/或第二定位时,释放出用于插入和/或移除粉末容器的路径。

47、优选地,粉末贮存器可以具有惰性气体进气端口。粉末贮存器还可以具有减压阀,该减压阀具有高压入口和低压出口,并且容器可以包括惰性气体入口开口。惰性气体进气端口优选地与减压阀的高压入口处于流体连通,并且减压阀的低压出口优选地与惰性气体开口处于流体连通。因此,经由惰性气体进气连接器(惰性气体进气端口)提供给容器的压力在容器附近被下降到预定压力。因此从减压阀到容器的惰性气体开口的管线的长度可以很短,并且可以具有很小的直径。这有助于降低成本。此外,提供给给定粉末贮存器的容器的压力不会变化。通过粉末贮存器的该设计,从本质上排除了容器经受高于规定的压力,这可以导致容器爆炸和/或粉末释放,这是至关重要的,因为用于am机器的亚微米粉末可以进入人体肺部。

48、优选地,惰性气体控制阀可以位于气体管线中,该气体管线提供惰性气体端口与容器的惰性气体入口之间的流体连通。例如,减压阀的高压输入可以连接到惰性气体控制阀的出口,并且惰性气体控制阀的入口可以与惰性气体入口端口处于流体连通(通过相应的导管)。替代地,惰性气体入口端口可以连接到减压阀的入口,并且减压阀的出口可以连接到惰性气体控制阀的入口。惰性气体控制阀的出口与容器的惰性气体入口处于流体连通。这两种选择都进一步提高了操作安全性。

49、特别优选的是,在惰性气体控制阀具有惰性气体控制阀致动器的情况下,其中惰性气体控制阀致动器是l个致动器的集l中的k个致动器的子集k的成员。这使得能够通过粉末贮存器处理站避免容器中的意外压力上升或下降,在粉末贮存器处理站的配对连接器的相应端口(即,惰性气体阀致动器控制端口)简单地省略或未连接到贮存器处理站的控制器的情况下。

50、优选地,粉末贮存器包括气体移除端口。气体移除端口优选地经由气体移除控制阀与容器容积处于流体连通。更精确地,容器可以包括气体移除出口,并且气体移除出口可以经由气体移除管线的第一部分与气体移除控制阀的入口开口连接。气体移除控制阀的出口可以通过气体移除管线的第二部分与气体移除端口连接。换言之,气体移除端口可以配置为从容器取出气体,并且可以通过打开气体移除控制阀来关闭和打开。气体移除控制阀可以具有气体移除控制阀构件,该气体移除控制阀构件联接到l个致动器的集l中的k个致动器的子集k中的控制器。这也使得能够防止粉末贮存器处理站中的气体移除控制阀的意外操作,在粉末贮存器处理站中的配对连接器的相应端口简单地未连接到相应的控制器或被完全省略的情况下。气体移除端口可以用于,例如通过将真空泵或任何其他低压源联接到气体移除端口并打开气体移除控制阀来降低容器中的气体压力。对粉末和/或am工艺有害的气体,如水蒸气(湿气)和/或氧气,可以经由气体移除端口从容器中移除。在经由惰性气体入口用惰性气体充填容器时,也可以打开气体移除控制阀,以使得能够将气体经由气体移除端口按压出(或吸出)容器。

51、在优选示例中,粉末贮存器包括压力传感器,该压力传感器配置为确定气体移除控制阀上游和/或下游的气体压力。此外,或替代地,粉末贮存器可以包括差压传感器,该差压传感器配置为测量气体移除管线的第一部分和第二部分之间的压力差。压力传感器和/或差压传感器优选地是n个传感器的集n中的子集m的成员。

52、优选地,气体移除端口连接传感器连接到气体移除端口连接传感器线的第一端。气体移除端口连接传感器线的第二端可以连接到多端口连接器的端口。换言之,气体移除端口连接传感器也优选地是n个传感器的集n中的子集m的成员。

53、在优选示例中,粉末贮存器可以包括支撑框架,这可以被理解为容器支撑结构的优选示例。容器支撑结构可以具有用于附接到起重机的安装部和/或用于接收叉车的尖头(叉子齿或齿)的接收部。优选地,容器位于容器支撑结构内部,并且因此至少在一定程度上被框架结构保护而免于例如由于碰撞导致的机械损坏。多端口连接器可以附接到容器支撑结构和/或容器,并且优选地不延伸超出容器支撑结构的轮廓。从而连接器也被容器支撑结构保护。多端口连接器的端口优选地面向外,从而便于将多端口连接器连接到粉末处理站的配对连接器。

54、粉末贮存器可以优选地包括至少一个锁定轴。锁定轴可以相对于容器可旋转地被支撑。这并不意味着相应的轴承直接安装到容器,尽管相应的轴承可以直接安装到容器,但是锁定轴的旋转是相对于容器的坐标系的。在优选示例中,支撑锁定轴的轴承安装到(可选的)容器支撑结构,例如,安装到容器支撑结构的底部部分。锁定轴具有近端和远端。本文中,近端比远端更靠近容器。在优选示例中,远端与容器的底部和/或容器的侧壁朝向至少基本相同的方向(在角度±α内,并且α∈{30°,20°,10°,5°,2.5°,1°,0°})。锁定构件可以扭矩传递地联接到锁定轴的远端。另外地,联接构件优选地联接到锁定轴以传递轴向力。优选地,锁定轴由锁定轴致动器驱动。锁定轴使得粉末容器与粉末处理站能够互锁。这增加了粉末贮存器的操作安全性,因为可以简单地避免粉末贮存器在地震和/或冲击的情况下从粉末贮存器支撑部上掉落,例如,由于叉车等。在优选示例中,锁定构件相对于锁定轴的旋转轴线具有破碎的旋转对称性。这种破碎的对称性使得在将粉末贮存器定位在粉末贮存器支撑部上和/或在粉末贮存器支撑部中时,能够将锁定构件插入锁定构件开口,并且能够通过旋转锁定轴提供锁定构件与限定锁定构件开口的结构之间的形状配合锁定。在另一示例中,锁定构件可以是螺纹件,该螺纹件可以通过旋转锁定轴来接合到粉末贮存器支撑部的配合螺纹件中。在两个示例中,通过形状配合锁定,防止锁定轴并且因此粉末贮存器的远离粉末贮存器支撑部的轴向移动。锁定轴致动器优选地是l个传感器的集l中的子集k的成员。

55、上述特征共同有助于提高粉末贮存器的操作安全性。例如,因为在粉末处理站由于传感器读数的误读而错误地打开阀,所导致的意外粉末释放可以避免,因为只有那些打算在相应的粉末处理站中读取的传感器才能被相应的处理站读取。类似地,在特定的粉末处理站中不需要的、配对多端口连接器的致动器控制端口,可以被省略或保持未连接。例如,在气体压力调整站和/或气体混合物调整站中,不需要打开或关闭粉末入口阀或粉末出口阀。在这种站中,将接触(经由相应的管线)与驱动相应阀构件的致动器连接的端口的配对端口,简单地不连接到粉末处理站的控制器。因此,由于软件错误等导致的意外粉末释放本质上被避免。类似地,在其他粉末处理站中,会连接到不需要执行相应粉末处理站的任务的传感器和/或致动器的、多端口连接器的配对端口,优选地被省略和/或不连接到相应粉末处理站的控制器。

56、如已经明显的,控制线优选地是导电线缆,但不限于此。例如,在致动器是液压地(即通过加压流体)控制/操作的情况下,取决于流体,控制线可以是液压管线或气动管线。控制线的目的是,优选地经由多端口连接器的端口,将相应的致动器与am粉末处理站的控制器连接,am粉末处理站是用于处理粉末的设备和/或粉末贮存器服务站的同义词,该粉末为提供到粉末贮存器或从粉末贮存器提供或储存在粉末贮存器中的粉末。

57、粉末处理站可以是配置为使用粉末进行am的任何机器,即am设备本身,但也可以是用于从粉末床中移除工件的工件移除站、和/或粉末回收站、和/或粉末贮存器再填充站、和/或用于调整容器中气体组成和/或压力的站,仅在此举几例。简而言之,用来在am制造环境中提供、准备或收集粉末的任何设备都是粉末处理站,也被称为粉末处理机器或粉末处理设备。

58、上文使用术语“被连接”或“连接”来表示两个部件连接在一起以提供隐含于部件的功能。例如,在两个导管连接的情况下,相应的连接提供流体连通,即流体或粉末可以从两个导管中的第一导管流入另一个导管(除非流动被关闭的阀阻挡)。类似地,两个电触头的连接允许两个触头之间电流的流动。波导连接提供了将电磁波从第一波导传播到所连接的另一个波导的能力,等等。传动装置可以连接,例如输入轴和输出轴。上文术语“线”被用作涵盖了术语电缆、导管和波导的上位词,并且可以被“电缆和/或导管和/或波导”替换。所有三个示例都能够实现从线的第一端传输功率和/或信息到线的另一端。

59、术语“端口”在本文中被用作连接器的电气端子、流体端子(流体端口)和/或波导端口的上位词。端口可以,但不一定需要,集成在相应的连接器中。多端口连接器具有至少两个端口,这些端口可以是不同类型的。但至少两个端口不一定是不同类型。多端口连接器可以具有第一数量的电气端子(电气端口)、第二数量的流体端口和第三数量的波导端口,但并非所有这些端口都必然连接到相应的线。

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