【課題を解決するための手段】
【0006】
この課題は請求項1に沿った設備によって解決される。これに従属する請求項はこの設備の特別な実施形態に関する。
【0007】
本明細書の中で説明される設備は、三次元物体の生成的な製造の枠内で使用されるかまたは使用されたモジュール状機能ユニットの貯蔵、すなわち特に中間貯蔵のために使われる。この設備はそれゆえに貯蔵設備と呼ばれ得るかまたは見なされ得る。
【0008】
機能ユニットとは、一般的に、一つの一体的にモジュール状に構成されている構成群、特に直方体状の幾何的形状であると理解され、それは三次元物体の生成的な製造の枠内で、一つまたは複数の生成的な造形プロセスのために定められた課題または機能を受け持つ。相応する一つの機能ユニットのこのモジュール状の構成は、機能ユニットの個別の取り扱いを可能にし、この個別の取り扱いとは特に貯蔵設備のその他の構成要素から独立して機能ユニットを取り扱うこと、または、貯蔵設備と三次元物体の生成的な製造のための施設との結合において、機能ユニットをこのような施設の種々の構成要素、すなわち特に、施設に属するところの三次元物体の生成的な製造のための設備から独立して取り扱うことと理解される。
【0009】
以下に、相応する機能ユニットの可能な3つの実施形態を例として列挙する。以下の列挙は完結したものではない。
【0010】
第1の例示的実施形態では機能ユニットは造形モジュールとして形成されていてもよい。このような造形モジュールは少なくとも一つの、造形モジュールの基本体に対して相対的に移動可能に、特に高さの調整が可能に支承されている、それの上で少なくとも一つの三次元物体の生成的な構築が行われ得る造形プレートまたは支承プレートを含む。造形モジュールは、三次元物体の生成的な製造の枠内で、特に一つの生成的な造形プロセスの実施中に、生成的な製造するべき三次元物体の貯蔵のために使われる。
【0011】
第2の例示的実施形態では機能ユニットは配量モジュールとして形成されることができる。このような配量モジュールは、少なくとも一つの、三次元物体の生成的な製造の枠内で、固化させる構成材料を収容するために設けられた、典型的にはチャンバー状の収容スペースと、場合によっては、三次元物体の生成的な製造の枠内で、固化させる構成材料を収容スペースから特定量配量するための配量装置とを含む。配量モジュールは、三次元物体の生成的な製造の枠内で、特に、固化させるための構成材料を特定量供給(配量)するために使われ、この固化させるための構成材料は、三次元物体の生成的な製造のための設備の造形平面上に、層形成装置を用いて、規定された構成材料層が形成されることで、均等に配分される。
【0012】
第3の例示的実施形態では機能ユニットはオーバーフローモジュールとして形成されている。このようなオーバーフローモジュールは、少なくとも一つの、三次元物体の生成的な製造の枠内で固化されなかった構成材料を収容するために設けられた、典型的にはチャンバー状の収容スペースを含む。このオーバーフローモジュールは三次元物体の生成的な製造の枠内では特に、固化されなかった、生成的な製造のための設備の造形チャンバーまたはプロセスチャンバーから除去するべきまたは除去された構成材料を収容するために使われる。
【0013】
構成材料は、好ましくは金属の粉末、すなわち例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の粉末、鉄の合金(鋼)の粉末、チタンまたはチタン合金の粉末等である。しかしながら構成材料がプラスチックの粉末、すなわち例えばポリエチレンテレフタラート(PET)の粉末、またはセラミックの粉末、すなわち例えば酸化アルミニウムの粉末であることも考えられる。
【0014】
この貯蔵設備は、中心的な構成部分として、少なくとも一つの貯蔵装置と、少なくとも一つの、貯蔵装置に割り当てられるかまたは割り当てられたハンドリング装置を含む。
【0015】
この貯蔵装置は、相応する機能ユニットの本来の貯蔵に使われる。このためにこの貯蔵装置は、それぞれ少なくとも一つの機能ユニットの貯蔵のために設けられている、複数の貯蔵セクションを含む。少なくとも一つの相応の機能ユニットを貯蔵するための一つの貯蔵スペースは、それぞれの貯蔵セクションによって空間的に境界付けされている。
【0016】
この貯蔵装置は、複数の列および/または段に配置された貯蔵セクションを持つ、一つの棚状の構造を持つことができる。一つの特定の数量および配置に相応して列状および/または段状に配置された貯蔵セクションは一つの棚状構成要素を形成することができる。複数の相応する棚状構成要素は、貯蔵装置をできる限りコンパクトに形成するために、また貯蔵装置の貯蔵または収容能力をできる限り最適に利用するために、特定の配置に、隣接しておよび/または上下に重ねられて配置されることができる。このために複数の棚状構成要素は、例えば一つの円弧に沿って円筒状に隣接して配置されることができる。
【0017】
個々の、複数のまたはすべての貯蔵セクションは空間的に内壁によって規定されることができる。相応する内壁とは、特に水平または垂直に方向付けられたまたは延びる内壁のことである。少なくとも一つの内壁は、少なくとも一つの移動の自由度内において、少なくとも一つの他の内壁に対して相対的に移動可能に、すなわち特に摺動可能に支承されていて、その結果、少なくとも一つの移動可能に支承されている内壁と少なくとも一つの他の内壁とによって空間的に境界付けされている貯蔵セクションは、少なくとも一つの移動可能に支承されている内壁の少なくとも一つの他の内壁に対する相対的な移動によって、その空間的な寸法を変更可能である。貯蔵装置の可変性をこのようにして高めることができる。加えて、貯蔵装置の貯蔵容量または収容能力をできる限り最適に利用するための、別の可能性が生じる。
【0018】
ハンドリング装置は個々のまたは複数の機能ユニットの取り扱いに使われる。このためにこのハンドリング装置は相応に、少なくとも一つの機能ユニットの取り扱いのために、部分的もしくは完全自動化が可能であるようにまたは部分的もしくは完全に自動化されて設けられている。相応する機能ユニットの取り扱いは、特に、少なくとも一つの機能ユニットを一つの特定の貯蔵セクション内に挿入もしくは配置し方向付けること、および/または少なくとも一つの、一つの特定の貯蔵セクション内に配置されている機能ユニットを、この特定のもしくは一般的に一つの特定の貯蔵セクションから取り出すことを含む。
【0019】
このハンドリング装置は、少なくとも一つのハンドリング構成要素または把持構成要素を含む把持装置として形成されることができるか、または少なくとも一つのそのような把持装置を含むことができる。相応する把持構成要素は、典型的には少なくとも一つの移動の自由度内で移動可能に支承されている。把持構成要素の移動の自由度は並進的および/または回転的な移動の自由度であり得る。基本的に、少なくとも2つの異なった移動の自由度内において、把持構成要素が組み合わされた運動、すなわち例えば組み合わせされた並進的および回転的な運動が可能である。
【0020】
把持装置は具体的に、例えば少なくともリフト状に第1の、典型的には垂直な、運動軸(並進軸)に沿って移動可能に支承されている把持構成要素を含むことができる。この把持構成要素は、少なくとも一つの別の、典型的には水平な、運動軸(並進軸)において移動可能に支承され得る。基本的に一つの相応の把持装置は、ロボット(産業用ロボット)として履行され得る。このようなロボットは典型的には、複数の、少なくとも一つの移動の自由度内を移動可能に支承されているロボットアームを含む。少なくとも一つのロボットアームは少なくとも一つの移動の自由度内を移動可能に支承されている少なくとも一つの把持構成要素を含む。
【0021】
このハンドリング装置は全体として(も)、基本的に、少なくとも一つの移動の自由度内を(貯蔵装置に対して相対的に)移動可能に支承され得る。代替として、このハンドリング装置は、固定的に、すなわち貯蔵装置に対して相対的に不動に支承されていることも可能である。
【0022】
この貯蔵設備の可能な一つの発展形態は、少なくとも一つの貯蔵セクションに一つの検出装置が割り当て得るかまたは割り当てられていることを考慮している。検出装置は、典型的には少なくとも一つの、ハードウェア的および/またはソフトウェア的に履行される検出構成要素を含む。一つの、それぞれ適したハードウェア的および/またはソフトウェア的に履行される検出構成要素を用いて備えた検出装置を介して、さまざまな検出パラメータを検出でき、これは貯蔵設備の機能性と実行性を明確に高める。相応の検出装置で検出されたすべての検出パラメータは、場合によっては無線の、データ網またはコミュニケーション網を介して少なくとも一つのコミュニケーション相手、すなわち例えば三次元物体の生成的な製造のための施設の中央制御装置に伝達され得る。
【0023】
この、または一つの検出装置は例えばそれぞれの貯蔵セクション内に配置されている機能ユニットを検出するために設けられ得る。これにより、相応に設けられた検出装置を介して、一つの特定の貯蔵セクション内に、一つの機能ユニットが貯蔵されているかどうかを検出することが可能である。一つの特定の貯蔵セクション内で検出された機能ユニットの場合は、さらに具体的にどのような種類の機能ユニットであるのかを検出することができる。さらに加えて、貯蔵装置のどのような貯蔵容量が空いているか、または使われているか、およびどのような機能ユニット(複数)がどの貯蔵セクション内にあるかを検出できる。一つの特定の貯蔵セクション内に配置された機能ユニットまたはそれらの種類の検出は、例えば光学的にすなわち特に光学的スキャン過程を用いて、または機械的にすなわち特に貯蔵設備上に作用する機能ユニットの重量を検出することを用いて実施され得る。
【0024】
この、または一つの(別の)検出装置は、例えば(また)少なくとも一つの状態パラメータ、特に、それぞれの貯蔵セクション内に配置されている一つの機能ユニットの少なくとも一つの機能構成要素の機能能力の検出のために設けられ得る。それによれば、相応に設けられた検出装置を介して、特定の状態パラメータ、すなわち特に特定の機能構成要素の機能能力を検出することができる。造形モジュールの例では、例えば移動可能に支承された造形プレートに規定どおりの機能能力が与えられているどうかを検出することができる。このためにこの検出装置は、例えば適した制御情報を、移動可能に支承された造形プレートと連結されている駆動装置に伝達して、例えば、制御情報によって決定された駆動条件下で、場所的におよび/または時間的に引き起こされた造形プレートの移動の検出(監視)を実施することができる。検出された造形プレートの移動は、造形プレートの移動可能な貯蔵の機能能力への帰結的推測を可能にする。
【0025】
この、または別の検出装置は、例えば、それぞれの貯蔵セクション内に配置されている一つの機能ユニットの、一つの、特に少なくとも部分的に構成材料で充填されている、収容スペース内の、少なくとも一つの、特に物理的な状態パラメータの検出のために(も)設けられ得る。それによれば、相応に設けられた検出装置を介して、特定の、すなわち特に物理的な状態パラメータ、すなわち例えば、機能ユニット側の収容スペース内の気圧、圧力、湿度、温度等が検出可能である。それによれば、配量モジュールまたはオーバーフローモジュールの例では、例えばどのような気圧、圧力、湿度、温度等が、それぞれの収容スペース内に既存しているかを検出することができる。検出された収容スペース内の状態パラメータは、特に、機能ユニット内にある構成材料の質または加工の可能性または再利用の可能性について帰結的推測を可能にする。相応の状態パラメータの検出は、適した、例えば測定ゾンデ状に形成された検出構成要素を用いて実施することができ、これらの検出構成要素は、このために設けられた機能ユニット側のインターフェースを介して、相応の状態パラメータを検出する。機能ユニット側のインターフェースは例えば機能ユニット側の収容スペース上および/または内への一つの到達口によって実現され得る。
【0026】
この、または一つの別の検出装置は、例えば(また)、それぞれの貯蔵セクション内に配置されている一つの機能ユニット内の収容スペース内の構成材料の充填状態の検出のために設けられ得る。それによれば、相応に設けられた検出装置を介して、機能ユニット側の収容スペース内にある構成材料の充填状態を検出することが可能である。それによれば、配量モジュールまたはオーバーフローモジュールの例では、どのような充填状態がそれぞれの収容スペース内に既存しているかが検出可能である。検出された充填状態は、特に、配量モジュールまたはオーバーフローモジュールの充填またはこれを空にすることの必要性の帰結的推測を可能にする。ここでも相応の充填状態の検出は、適した、例えば測定ゾンデ状に形成された検出構成要素を用いて実施することができ、これらの検出構成要素は、このために設けられた機能ユニット側のインターフェースを介して、相応の充填状態を検出する。機能ユニット側のインターフェースはここでもまた例えば機能ユニット側の収容スペース上および/または内への一つの到達口によって実現され得る。
【0027】
最終的に、この、または別の検出装置は、例えば、それぞれの貯蔵セクション内に配置されている一つの機能ユニットの収容スペース内に収容されている構成材料の、一つの、特に物理的な状態パラメータの検出のために(も)設けられ得る。それによれば、相応に設けられた検出装置を介して、一つの機能ユニット側の収容スペース内にある一つの構成材料の、一般的に特定のすなわち特に物理的な状態パラメータ、すなわち例えば密度、湿度、温度等を検出することが可能である。それによれば、配量モジュールまたはオーバーフローモジュールの例では、例えば、どのような密度、湿度、温度等が構成材料に対して既存しているかが検出可能である。検出された収容スペース内の状態パラメータは、特に機能ユニット内にある構成材料の質または加工の可能性または再利用の可能性について帰結的推測を可能にする。相応の状態パラメータの検出はまたもや、適した、例えば測定ゾンデ状に形成された検出構成要素を用いて実施することができ、これらの検出構成要素は、このために設けられた機能ユニット側のインターフェースを介して、相応の状態パラメータを検出する。機能ユニット側のインターフェースはまたもや、例えば機能ユニット側の収容スペース上および/または内への一つの到達口によって実現され得る。
【0028】
相応に設けられた検出装置を介して検出され得る検出パラメータに鑑みて、この貯蔵装置はさらに特定の装置を含むことが可能であるか、または少なくともそのような装置とデータ的に連結され得て、そのような装置を介してそれぞれ検出された検出パラメータに左右されて、例えば機能ユニット側の収容スペース内にある構成材料の質または加工の可能性または再利用の可能性に影響を与えるために、特定の処置を講じることができる。
【0029】
例えば、少なくとも一つの貯蔵セクションに温度調節装置が割り当て得るかまたは割り当てられていることができ、この温度調節装置は、それぞれの貯蔵セクション内に配置されている機能ユニットの、少なくとも一つの、特に少なくとも部分的に構成材料で充填されている収容スペースの温度調節のために、および/またはそれぞれの貯蔵セクション内に配置されている機能ユニットの収容スペース内に収容されている構成材料の温度調節のために設けられている。この、そこでは典型的には暖めることと理解されるところの、そのつどの温度調節は、例えば機能ユニットの(直接的な)温度調節を介しておよび/または機能ユニット側に設けられている温度調節手段すなわち例えば加熱要素の制御(活性化)を介して実施され得る。機能ユニットの温度調節のためにこの温度調節装置は、適した接続手段またはインターフェースを介して一つの相応に温度調節された温調液を、例えば機能ユニット側の温度調節配管構造内に搬入させ得る。機能ユニット側に設けられている温度調節手段の制御(活性化)のためにこの温度調節装置は、適した接続手段またはインターフェースを介して、そこでは単純な電気供給も考えられる、制御情報をそれぞれの機能ユニット側に設けられている温度調節手段に伝達することができる。
【0030】
さらに、少なくとも一つの貯蔵セクションに、それぞれの貯蔵セクション内に配置されている一つの機能ユニットの、少なくとも一つの、特に少なくとも部分的に構成材料で充填されている収容スペースの不活性化のために設けられている、不活性化装置が割り当て得るかまたは割り当てられていることができる。この不活性化装置は、一つの収容スペースの不活性化のために、適した接続手段もしくはインターフェースを介して、またこれらと接続可能なもしくは接続された吸引装置を介して、例えば空気のような不活性ではない気体もしくは気体の混合を収容スペースから吸引することができ、および/またはこれらと接続可能なもしくは接続された送風装置を介して、例えばアルゴン、二酸化炭素、窒素等のような不活性な気体もしくは気体の混合を収容スペースに供給することができる。
【0031】
さらに少なくとも一つの貯蔵セクションには、それぞれの貯蔵セクション内に配置されている一つの機能ユニットの少なくとも一つの収容スペースを構成材料で充填するために設けられている、一つの充填装置が割り当て得るかもしくは割り当てられていることができ、および/または、それぞれの貯蔵セクション内に配置されている一つの機能ユニットの中の少なくとも一つの収容スペース中にある構成材料を空にするために設けられている、排出装置が割り当て得るかもしくは割り当てられていることができる。充填装置は収容スペース、例えば配量モジュールの収容スペースの充填のために、適した接続手段またはインターフェースを介して、およびこれらと接続可能なまたは接続された搬送装置を介して、構成材料を収容スペース内に搬入することができる。排出装置は、一つの収容スペース、例えばオーバーフローモジュールの収容スペースを空にするために、適した接続手段またはインターフェースを介して、およびこれらと接続可能なまたは接続された吸引装置を介して、構成材料を収容スペースから吸引することができる。
【0032】
少なくとも一つの貯蔵セクションには、貯蔵セクション内に配置されている機能ユニットの定位置固定のために設けられている、固定装置が割り当て得るかまたは割り当てられていることができる。相応の固定装置は、貯蔵セクション内に配置されている機能ユニットの定位置固定の、または定位置安定の貯蔵を可能にし、またこうして貯蔵装置の確実性を高める。この固定装置は、少なくとも一つの、特に機械的におよび/または磁力的に作用する固定要素、例えば機械的なピン、突出部等の形状、または磁化可能なもしくは磁力的な磁力要素の形状の固定要素を含むことができ、この固定要素は、固定状態では、この機能ユニットが定位置に固定されてそれぞれの貯蔵セクション内に配置されているように、固定すべき機能ユニット上に作用する。当然なことに、機能ユニット側に、符合する、特に機械的または磁力的な対向固定要素が、例えば機械的な固定ピンの受け口の形でまたは磁化可能なもしくは磁力的な磁力要素の形で設けられ得る。
【0033】
上に挙げられた装置、すなわち温度調節装置、不活性化装置、充填装置、排出装置、または固定装置の少なくとも一つの作動を制御するために、この貯蔵設備は制御装置を含むことができる。この制御装置は特に、挙げられている、個々の、複数のまたはすべての装置の作動を制御するために設けられる。制御は、少なくとも一つの検出装置を介して検出された検出パラメータに基づいて行われ得る。例えば温度調節装置の作動の制御は、構成材料を相応に温度調節するために、検出された構成材料の温度に左右されて実施され得る。相応に例えば不活性化装置の作動の制御は、収容スペースを相応に不活性化するために、機能ユニット側の収容スペース内で検出された気圧および/または検出された圧力に左右されて実施され得る。
【0034】
さらに本発明は三次元物体の生成的な製造のための施設に関する。この施設は、少なくとも一つの、すなわち場合によっては複数の、前述されているような、三次元物体の生成的な製造の枠内で使用されるモジュール状機能ユニットの貯蔵設備、および少なくとも一つの、すなわち場合によっては複数の、少なくとも一つのエネルギー光線またはレーザ光線を用いて固化が可能な構成材料からなる構成材料層を、連続して、層状に、選択的に固化することによって三次元物体を生成的な製造するための設備を含む。後者の設備は、個々の、固化が可能な構成材料からなる構成材料層を層ごとに、選択的に固化するための、少なくとも一つのエネルギー光線またはレーザ光線を発生させるための、少なくとも一つの装置を含む。後者の設備は、選択的レーザ溶融装置(SLM装置)または選択的レーザ焼結装置(SLS装置)であり得る。この貯蔵設備と関連したすべての実施形態は、この施設に相応するものと見なされる。
【0035】
この施設内での貯蔵設備の構成または統合に関しては、少なくとも一つの、三次元物体の生成的な製造の枠内で使用するモジュール状機能ユニットを貯蔵するための設備が、少なくとも一つの三次元物体の生成的な製造のための設備に前置接続または後置接続されていることが可能である。具体的には一つの貯蔵設備、例えば、生成的な造形プロセスの準備のための、一つの準備ステーション(ハンドリングステーション)の貯蔵設備または生成的な造形プロセスの後処理のため、すなわち特に生成的な製造された三次元物体を「取り出す」ための、後処理ステーション(ハンドリングステーションまたは取り出しステーション)の貯蔵設備が配置され得る。
【0036】
この施設が複数の個別の貯蔵設備を含むならば、機能ユニットを必要に応じて、個別の貯蔵設備の間を往復して運搬するために、個別の貯蔵設備の間に運搬装置すなわち例えば場合によっては不活性化が可能な、トンネル状の運搬システムまたは線路システムが設けられ得る。
【0037】
本発明を図面の例示的実施形態を参照してより詳細に説明する。