用于添加式地制造三维物体的设备的照射装置 |
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| 申请号 | CN201711373410.0 | 申请日 | 2017-12-19 | 公开(公告)号 | CN109676918A | 公开(公告)日 | 2019-04-26 |
| 申请人 | CL产权管理有限公司; | 发明人 | F·舒德尔; P·庞蒂勒-许穆拉; B·艾肯伯格; | ||||
| 摘要 | 一种用于通过依次逐层地选择性照射和 固化 由能借助 能量 束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备的照射装置，其适合于借助至少一个能量束依次逐层地选择性照射和固化由建造材料构成的层，照射装置包括：分别适合于产生具有给定射束特性的至少一个能量束的多个射束产生单元，每个射束产生单元均能与或与至少一个射束引导元件联接；多个射束引导元件，特别是射束引导 纤维 ，每个射束引导元件均能与或与至少一个射束产生单元联接并能与或与至少一个照射头联接；至少一个照射头，其能与或与多个射束引导元件联接，并包括适合于单独地 修改 通过相应的射束引导元件耦合到照射头中的每个能量束的射束特性的至少一个射束修改单元。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束(4)固化的建造材料(3)构成的层来添加式地制造三维物体(2)的设备(1)的照射装置(6)，所述照射装置(6)适合于借助至少一个能量束(4)依次逐层地选择性照射和固化由建造材料(3)构成的层，所述照射装置(6)包括： |
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| 说明书全文 | 用于添加式地制造三维物体的设备的照射装置技术领域[0001] 本发明涉及用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备的照射装置，所述照射装置适合于借助至少一个能量束选择性地照射和固化由建造材料构成的层。 背景技术[0002] 适合于借助至少一个能量束选择性地照射和固化由建造材料构成的层的相应照射装置是用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备的一个主要功能构件。因此，相应的照射装置在添加式制造的领域中通常是已知的。 [0003] 迄今为止，相应的照射装置包括例如呈扫描单元的形状的射束偏转单元，其适合于使能量射束偏转到建造平面——即在添加式制造过程期间在其内发生由能借助能量束固化的建造材料构成的层的依次选择性照射和固化的平面——上。相应的射束偏转单元可相对于建造平面精确地定位，以便确保特定的照射结果和因此固化结果。 [0004] 鉴于相应建造平面的尺寸和相应照射装置的功能例如在实施不同的照射方法或照射策略方面稳步提高，存在对研发改进的照射装置的需求。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种改进的用于添加式地制造三维物体的设备的照射装置。 [0007] 本文中描述的照射装置典型地被分配给用于通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的粉末状建造材料构成的层来添加式地制造三维物体的设备(“添加式制造设备”)。照此，该照射装置适合于结合添加式制造设备的操作选择性地照射固化由建造材料构成的层，所述添加式制造设备通过依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体。 [0008] 照射装置包括多个射束产生单元。射束产生单元的数量可以任意选择。每个射束产生单元适合于产生具有给定射束特性的至少一个能量束。能量束可以是例如激光束；因此，射束产生单元可适合于产生至少一个激光束。射束产生单元代表用于产生至少一个能量束的照射装置的构件，所述至少一个能量束用于在照射装置或被分配照射装置的添加式制造设备的运行期间依次逐层地选择性照射和固化由建造材料构成的层。 [0009] 每个射束产生单元可与或与至少一个射束引导元件联接；因此，每个射束产生单元包括用于与射束引导元件或射束引导元件的(第一)联接界面联接的合适的联接界面。 [0010] 如从下文对照射装置的可能的实施例的描述将变得显而易见的，该照射装置可包括具有相同的技术规格的多个射束产生单元，从而使得各射束产生单元适合于产生具有(基本上)相同的射束特性的能量束，或者该照射装置可包括具有不同的技术规格——例如操作参数——的多个射束产生单元，，从而使得各射束产生单元适合于产生具有不同射束特性的能量束。照此，第一射束产生单元可适合于产生具有与由至少一个另外的射束产生单元产生的至少一个能量束的给定射束特性不同的给定射束特性的至少一个能量束。如上所述，这可起因于不同射束产生单元的不同操作参数；例如第一射束产生单元可在第一功率水平下操作，第二射束产生单元可在例如与第一功率水平不同的第二功率水平下操作。换而言之，射束产生单元可适合于产生具有不同射束特性的能量束。 [0011] 至少一个射束产生单元可被建造为或可包括激光二极管单元。因此，射束产生单元不是必须被实施为是具有相关联的射束偏转单元的“常规”纤维激光器，而是可被实施为二极管激光器或激光二极管。尤其可以的是，使用至少两个不同的激光二极管，使得每个激光二极管可产生具有特定射束特性的能量束。 [0012] 照射装置还包括多个射束引导元件，例如射束引导纤维或(光)波导纤维。射束引导元件代表照射装置的用于将由射束产生单元产生的相应能量束引导到照射装置的照射头的构件。照此，每个射束引导元件可与或与至少一个射束产生单元联接并且可与或与照射装置的照射头联接。每个射束引导元件可经由第一联接界面可与/与至少一个射束产生单元联接或与其联接并且可经由第二联接界面与照射头联接或与其联接。因此，每个射束引导元件可包括适合于将射束引导元件与射束产生单元联接的第一联接界面和适合于将射束引导元件与照射头联接的第二联接界面。相应的第一和第二联接界面两者都可被建造为或包括光耦合元件，例如同轴连接器，诸如SMA连接器。射束引导元件与(多个)射束产生单元和照射头的联接可被实施为可分离或不可分离的联接。 [0013] 照射装置还包括至少一个照射头。照射头可与或与多个射束引导元件联接；因此，照射头包括用于与射束引导元件或射束引导元件的(第二)联接界面联接的合适的联接界面。因此，由射束产生单元产生并由射束引导元件引导到照射头的能量束可被输入到照射头中。被输入到照射头中的能量束可至少部分地结合在照射头中以形成合成能量束，该合成能量束从照射头朝向建造平面——即在添加式制造过程期间在其内发生由能借助能量束固化的建造材料构成的层的依次选择性照射和固化的平面——输出并且因此可用于照射建造材料。 [0014] 照射头包括至少一个射束修改单元。如从下文将显而易见的，射束修改单元也可被表示为射束成像单元。射束修改单元适合于单独地修改通过相应的射束引导元件耦合到照射头中的每个能量束的射束特性，并且因此单独地修改由照射头输出的合成能量束的射束特性。因此，射束修改单元可单独地修改用于在照射装置或被分配以照射装置的添加式制造设备的运行期间照射和固化由建造材料构成的层的能量束的射束特性，例如耦合在照射头中的每个能量束的光斑规格/尺寸、光斑焦点位置、(横向)光斑位置。因此，用于照射和固化由建造材料构成的层的照射头的能量输出——其可以是如上所述的合成能量束——可被任意地控制成使得能实施不同的照射方法或照射策略。 [0015] 被输入到照射头和射束修改单元中的每个能量束典型地在其自身的射束路径或光路中穿越射束修改单元。因此，射束修改单元可包括多个独立的——典型地平行的——射束路径或光路，其中射束路径的数量可对应于分别输入到照射头和射束修改单元中的能量束的数量。 [0016] 照射头典型地包括壳体或壳体结构。壳体可以是可独立地操纵的结构单元。壳体包括适合于容纳照射头的上述子构件——即尤其是联接界面和射束修改单元——的(内部)容纳空间。 [0017] 射束修改单元可尤其适合于单独地修改通过相应的射束引导元件耦合到照射头中的每个能量束的光斑规格——特别是光斑形状、光斑大小——和/或相对于建造平面的光斑焦点位置和/或相对于基准轴线的(横向)光斑位置。相应的基准轴线可以是射束修改单元的光学布置结构的光轴。通过修改光斑规格和/或光斑焦点位置和/或相对于基准轴线的(横向)光斑位置，可单独地/分别控制输入到建造平面中的能量并且因此可实施任意的照射策略。作为示例，通过修改光斑规格和/或光斑焦点位置和/或相对于基准轴线的(横向)光斑位置，可实施多个能量束的至少一次重叠，其中可通过射束修改单元来控制重叠程度。由于可单独地控制输入到建造平面中的能量，所以也可实现建造平面或建造平面的至少一个子区域的受控回火，所述受控回火例如通过(未熔化的)建造材料的受控加热和/或(熔化的)建造材料的冷却来进行。 [0018] 射束修改单元可包括光学布置结构。该光学布置结构可适合于修改穿越光学布置结构的能量束的射束特性。该光学布置结构可包括相对于光学布置结构的光轴布置的一定数量的——特别是多个——光学元件。相应的光学元件可布置在相对于光学布置结构的光轴的不同轴向位置处；因此，相应的光学元件可相对于光学布置结构的光轴同轴地布置，即尤其是布置在光学布置结构的光轴中或平行于该光轴。每个光学元件可被建造为或可包括透射式光学透镜。相应的光学透镜可以是(双)凸透镜，即会聚透镜，或(双)凹透镜，即发散透镜。 [0019] 如上所述，输入到照射头和射束修改单元中的每个能量束典型地在其自身的射束路径或光路中穿越光学布置结构。因此，光学布置结构可包括多个独立的——典型地平行的——射束路径或光路，其中射束路径的数量可对应于分别输入到照射头和射束修改单元中的能量束的数量。 [0020] 光学布置结构可采用不同方式构成。照此，光学布置结构可以不适合于产生中间焦点或可适合于产生中间焦点。 [0021] 在第一示例性构型中，光学布置结构不适合于产生中间焦点。在此构型中，光学布置结构可包括相对于光学布置结构的光轴特别是同轴地布置的多个光学元件。由此，第一光学元件可被建造为或包括(双)凸透镜，关于穿过光学布置结构的能量束的延伸方向或穿过光学布置结构的能量束的光路(直接)设置在第一光学元件之后的第二光学元件可被建造为或可包括(双)凹透镜，关于穿过光学布置结构的能量束的延伸方向或穿过光学布置结构的能量束的光路(直接)设置在第二光学元件之后的第三光学元件可被建造为或可包括(双)凸透镜，并且关于穿过光学布置结构的能量束的延伸方向或穿过光学布置结构的能量束的光路(直接)设置在第三光学元件之后的第四光学元件可被建造为或可包括(双)凸透镜。上述布置结构为示范性质，即光学布置结构还可包括具有相同或相似光学特性的光学元件的其它布置结构。 [0022] 光学元件的这种特定布置结构允许将能量束在建造平面中成像并且因此在建造平面中产生能量束的图像。只要可布置在包括一定数量的列和/或行的阵列中的射束引导元件的布置结构的空间扩展比光学布置结构的数值孔径要小，射束引导元件——即尤其是射束引导元件的面向建造平面的端部——就可在建造平面上成像。可通过调节第四光学元件中的原束的直径来修改照射建造平面的合成能量束的光斑规格，尤其是光斑直径。也可通过照射头和/或建造平面在光学布置结构的焦平面外的相对运动来修改合成能量束的光斑规格——尤其是光斑直径——以及能量束的重叠。因此，通过修改第四光学元件中的原束的直径和建造平面相对于光学布置结构的焦平面的位置，能实现不同的光斑规格和重叠程度。 [0023] 在第二示例性构型中，光学布置结构适合于产生中间焦点。同样，在此构型中，光学布置结构可包括相对于光学布置结构的光轴特别是同轴地布置的多个光学元件。由此，第一光学元件可被建造为或可包括(双)凸透镜，关于穿过光学布置结构的能量束的延伸方向或穿过光学布置结构的能量束的光路(直接)设置在第一光学元件之后的第二光学元件可被建造为或可包括适合于在相对于第一光学元件的特定图像距离处生成能量束的中间图像的光圈元件，例如遮光元件，关于穿过光学布置结构的能量束的延伸方向或穿过光学布置结构的能量束的光路(直接)设置在第二光学元件之后的第三光学元件可被建造为或可包括(双)凸透镜，并且关于穿过光学布置结构的能量束的延伸方向或穿过光学布置结构的能量束的光路(直接)设置在第三光学元件之后的第四光学元件可被建造为或可包括(双)凸透镜。上述布置结构为示范性质，即光学布置结构还可包括具有相同或相似光学特性的光学元件的其它布置结构。 [0024] 光学元件的这种特定布置结构允许使能量束在虚拟中间图像中成像。由此，通过修改图像距离和/或光圈元件的开口的大小，可以改变射束引导元件的输出部的大小，即，使大小加大或减小。虚拟中间图像可以以与第一构型中生成的图像相同的方式使用；因此，相应的注释以类似方式适用，使得通过修改第四光学元件中的原束的直径和建造平面相对于光学布置结构的焦平面的位置，能实现不同的光斑规格和重叠程度。 [0025] 光学布置结构的至少一个光学元件可相对于至少一个另外的光学元件被活动地支承。使光学元件相对于彼此移动并由此协调地改变各光学元件之间的距离可提高单独地修改通过相应的射束引导元件耦合到照射头中的能量束的射束特性和合成能量束的射束特性的可能性。所述至少一个被活动地支承的光学元件的活动支承可借助驱动单元——尤其是线性驱动单元——来实施，所述驱动单元适合于产生使所述至少一个被活动地支承的光学元件沿尤其是线性的运动轴线移动的驱动力。该运动轴线可与光学布置结构的光轴重合。驱动单元可被建造为或可包括适合于产生相应的驱动力的电机，特别是电动机。 [0026] 前面提到，射束引导元件可布置在一个阵列中。因此，射束引导元件可在其中射束引导元件相对于彼此成特殊空间关系布置或分组的的阵列布置结构中与照射头联接。该阵列布置结构可包括射束引导元件——即尤其是相应的射束引导元件的端部——布置在至少一行和/或至少一列中。因此，相应的阵列布置结构可包括其中布置有多个射束引导元件——即特别是相应的射束引导元件的端部——的至少一行和/或其中布置有多个射束引导元件——即尤其是相应的射束引导元件的端部——的至少一列。因此，射束引导元件——即尤其是相应的射束引导元件的端部——可布置在相对于光学布置结构的光轴的不同径向位置。 [0027] 本发明还涉及用于如上文指出的照射装置的照射头。该照射头可与多个射束引导元件联接。该照射头包括至少一个射束修改单元，该射束修改单元适合于单独地修改通过相应的射束引导元件耦合到照射头中的每个能量束的射束特性，例如光斑规格(形状、大小等)、光斑焦点位置、相对于基准轴线的(横向)光斑位置等。涉及照射装置的所有注释以类似方式适用于照射头。 [0028] 本发明还涉及一种用于借助依次逐层地选择性照射和固化由能借助能量束固化的建造材料构成的层来添加式地制造三维物体——例如技术结构件——的设备(“添加式制造设备”)，所述建造材料可包括例如金属粉末、陶瓷粉末和聚合物粉末中的至少一者。该设备包括如以上指出的至少一个照射装置。相应的设备可以是例如金属粘结剂喷射设备、选择性激光烧结设备、选择性激光熔化设备或选择性电子束熔化设备。涉及照射装置的所有注释以类似方式适用于添加式制造设备。 [0029] 该添加式制造设备包括可在其运行期间操作的一定数量的功能单元。每个功能装置可包括多个功能单元。示例性功能装置为建造材料施加装置(例如再涂覆装置)和照射装置，所述建造材料施加装置构造成例如在设备的过程室的建造平面中施加待被选择性地照射和固化的由建造材料构成的层，所述照射装置构造成使用至少一个能量束选择性地照射和固化由建造材料构成的层的一部分的。如上所述，该或至少一个照射装置是如以上指出的照射装置。 [0030] 照射头可相对于添加式制造设备的建造平面被活动地支承。活动支承可包括照射头在至少一个运动自由度上的平移和/或旋转运动。特别地，照射头可在相对于设备的建造平面的至少三个不同的运动轴线/维度上被活动地支承。在此情况下，添加式制造设备可包括固定的建造平面，其中照射头尤其是在竖直方向(z方向)上相对于建造平面被活动地支承。照射头的活动支承可借助至少一个驱动单元来实施，所述至少一个驱动单元适合于产生在至少一个运动自由度上——即尤其是沿着至少一个运动轴线——移动照射头的驱动力。该运动轴线可与水平轴线(x轴和/或y轴)或竖直轴线(z轴)重合。驱动单元可被建造为或可包括适合于产生相应的驱动力的电机，特别是电动机。 [0031] 添加式制造设备可包括尤其是模块化的建造单元，该建造单元可包括适合于在设备的建造平面中施加建造材料的建造材料施加装置，和至少一个如上文指出的照射装置。建造单元可被活动地支承在相对于添加式制造设备的建造平面的至少三个不同的轴线/维度上。 附图说明 [0032] 参考附图描述本发明的示例性实施例，其中： [0033] 图1示出根据一个示例性实施例的用于添加式地制造三维物体的设备的原理图； [0034] 图2示出图1的照射装置的放大视图； [0035] 图3-6分别示出根据一个示例性实施例的射束修改单元的光学布置结构的原理图；以及 [0036] 图7示出根据一个示例性实施例的照射头的原理图。 具体实施方式[0037] 图1示出了根据一个示例性实施例的用于通过依次逐层地选择性照射和随之固化由能借助至少一个能量束4固化的粉末状建造材料3——例如金属粉末——构成的层来添加式地制造三维物体2——例如技术结构件——的设备1的原理图。设备1可以是例如选择性激光熔化设备。 [0038] 设备1包括可在其运行期间操作的一定数量的功能装置。每个功能装置可包括多个功能单元。功能装置和设备的操作分别由控制装置(未示出)控制。 [0039] 设备1的示例性功能装置为建造材料施加装置5——例如涂覆装置——和照射装置6。建造材料施加装置5构造成在设备1的建造平面E中施加由建造材料3构成的层，各层在物体2的添加式建造期间被选择性地照射和固化。照射装置6构造成在物体2的添加式制造期间使用至少一个能量束4选择性地照射和固化由建造材料3构成的层的一部分。 [0040] 照射装置6包括多个射束产生单元7a-7c。每个射束产生单元7a-7c适合于产生具有给定射束特性的至少一个能量束4a-4c。由于在附图给出的示例性实施例中能量束为激光束，所以每个射束产生单元7a-7c适合于产生至少一个激光束。每个射束产生单元7a-7c可以是激光二极管。可以使用至少两个不同的激光二极管，使得每个激光二极管可产生具有特定射束特性的能量束4a-4c。 [0041] 每个射束产生单元7a-7c与射束引导元件8a-8c联接；因此，每个射束产生单元7a-7c包括用于与射束引导元件8a-8c或射束引导元件8a-8c的(第一)联接界面(未示出)联接的合适的联接界面(未示出)。 [0042] 因此，照射装置6还包括多个射束引导元件8a-8c，例如分别具有输出部8a’-8c’的射束引导纤维或(光)波导纤维。每个射束引导元件8a-8c与射束产生单元7a-7c联接并且与照射装置6的照射头9联接。每个射束引导元件8a-8c可经由第一联接界面(未示出)与射束产生单元7a-7c联接并且经由第二联接界面(未示出)与照射头9联接。第二联接界面设置有射束引导元件8a-8c的相应输出部8a’-8c’。每个射束引导元件8a-8c因此可包括适合于将射束引导元件8a-8c与射束产生单元7a-7c联接的第一联接界面(未示出)和适合于将射束引导元件8a-8c与照射头9联接的第二联接界面(未示出)。相应的联接界面可被建造为或包括光学联接元件，例如同轴连接器，诸如SMA连接器。 [0043] 因此，照射装置6还包括照射头9。照射头9与射束引导元件8a-8c联接；因此，照射头9包括用于与射束引导元件8a-8c或射束引导元件8a-8c的(第二)联接界面联接的合适的联接界面(未示出)。因此，由射束产生单元7a-7c产生并由射束引导元件8a-8c引导到照射头9的能量束4a-4c可被输入到照射头9中。被输入到照射头9中的能量束4a-4c可至少部分地与照射头组合，以形成合成能量束4，该合成能量束4从照射头9朝向建造平面E输出并且因此可用于照射建造材料3。 [0044] 照射头9可相对于设备1的建造平面E被活动地支承。活动支承可包括照射头9在至少一个运动自由度上的平移和/或旋转运动。特别地，照射头9可在相对于设备1的建造平面E的至少三个不同的运动轴线/维度上被活动地支承。在此情况下，设备1可包括固定的建造平面E，其中照射头9尤其是在竖直方向(z方向)上相对于建造平面E被活动地支承。照射头9的活动支承可借助至少一个驱动单元(未示出)来实施，所述至少一个驱动单元适合于产生在至少一个运动自由度上——即尤其是沿至少一个运动轴线——移动照射头9的驱动力。该运动轴线可与水平轴线(x轴和/或y轴)或竖直轴线(z轴)重合。驱动单元可被建造为或可包括适合于产生相应的驱动力的电机，特别是电动机。 [0045] 照射头9相应地包括壳体11或壳体结构。壳体11是可分开操纵的结构单元。壳体11包括适合于容纳照射头9的子构件的(内部)容纳空间12。 [0046] 照射头9包括射束修改单元10。射束修改单元10容纳在壳体11中。射束修改单元10适合于单独地修改通过相应的射束引导元件8a-8c耦合到照射头9中的每个能量束4a-4c的射束特性并且因此单独地修改由照射头9输出的合成能量束4a-4c的射束特性。因此，射束修改单元10可单独地修改用于在照射装置6和设备1的运行期间分别照射和固化由建造材料3构成的层的能量束4a-4c的射束特性，例如耦合在照射头9中的每个能量束4a-4c的光斑规格、光斑焦点位置、(横向)光斑位置。因此，用于照射和固化由建造材料3构成的层的照射头9的能量输出——其可以是如上所述的合成能量束4——可被任意地控制成使得能实施不同的照射方法或照射策略。 [0047] 射束修改单元10尤其是适合于单独地修改通过相应的射束引导元件8a-8c耦合到照射头9中的每个能量束4a-4c的光斑规格——特别是光斑形状、光斑大小等——和/或相对于建造平面E的光斑焦点位置和/或相对于基准轴线的(横向)光斑位置。相应的基准轴线可以是射束修改单元10的光学布置结构13的光轴A(参见图3-6)。通过修改光斑规格和/或光斑焦点位置和/或相对于基准轴线的(横向)光斑位置，可单独地控制输入到建造平面E中的能量并且因此可实施任意的照射策略。作为示例，通过修改光斑规格和/或光斑焦点位置和/或相对于基准轴线的(横向)光斑位置，可实施多个能量束4a-4c的重叠，其中可通过射束修改单元10来控制重叠程度。由于可单独地控制输入到建造平面E中的能量，所以也可实现建造平面E或建造平面E的至少一个子区域的例如通过实施(未熔化的)建造材料3的受控加热和/或(熔化的)建造材料3的冷却来进行的受控的回火。 [0048] 图2示出图1的照射装置6的放大视图。如从图2可辨别的，输入到照射头9和射束修改单元10中的每个能量束4a-4c典型地在其自身的射束路径或光路中穿越射束修改单元10。因此，射束修改单元10包括一定数量的独立的——典型地平行的——射束路径或光路。 [0049] 射束修改单元10包括光学布置结构13。光学布置结构13适合于修改分别穿越光学布置结构和射束修改单元10的能量束4a-4c的射束特性。光学布置结构13包括相对于光学布置结构13的光轴A布置的多个光学元件14a-14d。每个光学元件14a-14d可被建造为透射式光学透镜，即相应的光学透镜可以是(双)凸透镜，即会聚透镜，或(双)凹透镜，即发散透镜。 [0050] 图3-6均示出根据一个示例性实施例的射束修改单元10的光学布置结构13的原理图。 [0051] 如从图3-6可辨别的，输入到照射头9和射束修改单元10中的每个能量束4a-4c分别在其自身的射束路径或光路中穿越光学布置结构13。如从图3-6还可辨别的，相应的光学元件14a-14d同轴地布置在光学布置结构13的光轴A的不同轴向位置处。照射头9的输入部与第一光学元件14a之间的距离由d1表示，第一光学元件14a与第二光学元件14b之间的距离由d2表示，第二光学元件14b与第三光学元件14c之间的距离由d3表示，第三光学元件14c与第四光学元件14d之间的距离由d4表示。第四光学元件14d与建造平面E之间的距离由d5表示。 [0052] 光学布置结构13可采用不同方式构成；示例性构型在图3-6中给出。 [0053] 在图3、4中给出的第一示例性构型中，光学布置结构13不适合于产生中间焦点。如从图3、4显而易见的，图3的实施例与图4的实施例的差别在于第二光学元件14b和第三光学元件14c的轴向位置以及因此光学元件14a-14d之间的距离。 [0054] 在根据图3、4的示例性构型中，光学布置结构13包括相对于光学布置结构13的光轴A同轴地布置的多个光学元件14a-14d，其中第一光学元件14a被建造为(双)凸透镜，关于穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的延伸方向或穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的光路直接设置在第一光学元件14a之后的第二光学元件14b被建造为(双)凹透镜，关于穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的延伸方向或穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的光路直接设置在第二光学元件14b之后的第三光学元件14c被建造为(双)凸透镜，并且关于穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的延伸方向或穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的光路直接设置在第三光学元件14c之后的第四光学元件14d被建造为(双)凸透镜。 [0055] 根据图3、4的光学元件14a-14d的这种特定布置结构允许使能量束4a-4c在建造平面E中成像并且因此在建造平面E中产生能量束4a-4c的图像。可通过调节第四光学元件14d中的原束的直径来修改照射建造平面E的合成能量束4的光斑规格，尤其是光斑直径。也可通过照射头9和/或建造平面E在光学布置结构13的焦平面外的相对运动来修改合成能量束4的光斑规格——尤其是光斑直径——以及能量束4a-4c的重叠。因此，通过修改第四光学元件14d中的原束的直径和建造平面E相对于光学布置结构13的焦平面的位置，能实现不同的光斑规格和重叠程度。 [0056] 在图5、6中给出的第二示例性构型中，光学布置结构13不适合于产生中间焦点IF。如从图5、6显而易见的，图5的实施例与图6的实施例的差别在于第二光学元件14b和第三光学元件14c的轴向位置以及因此光学元件14a-14d之间的距离。 [0057] 在根据图5、6的示例性构型中，光学布置结构13适合于产生中间焦点IF。同样，在此构型中，光学布置结构13包括相对于光学布置结构13的光轴A同轴地布置的多个光学元件14a-14d，其中第一光学元件14a被建造为(双)凸透镜，关于穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的延伸方向或穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的光路直接设置在第一光学元件14a之后的第二光学元件14b被建造为适合于在相对于第一光学元件14a的特定图像距离b处生成能量束4a-4c的虚拟中间图像II的光圈元件，例如遮光元件，关于穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的延伸方向或穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的光路直接设置在第二光学元件14b之后的第三光学元件14c被建造为(双)凸透镜，并且关于穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的延伸方向或穿过光学布置结构13的能量束4a-4c的光路直接设置在第三光学元件13d之后的第四光学元件14d被建造为(双)凸透镜。 [0058] 光学元件14a-14d的这种特定布置结构允许使能量束4a-4c在(所述)虚拟中间图像II中成像。由此，通过修改图像距离b和/或光圈元件(第二光学元件14b)的开口的大小，可以(虚拟地)改变射束引导元件8a-8c的输出部8a’-8c’的大小，即，使大小(虚拟地)加大或减小。虚拟中间图像II可以以与根据图3、4的第一构型中生成的图像相同的方式被使用；因此，相应的注释以类似方式适用，使得通过修改第四光学元件14d中的原束的直径和建造平面E相对于光学布置结构13的焦平面的位置，能实现不同的光斑规格和重叠程度。 [0059] 如从图3-6显而易见的，光学布置结构13的至少一个光学元件14a-14d可相对于至少一个另外的光学元件14a-14d被活动地支承。使光学元件14a-14d相对于彼此移动并由此协调地改变光学元件14a-14d之间的距离可相应地提高修改耦合到照射头9中的能量束4a-4c的射束特性和合成能量束4的射束特性的可能性。所述至少一个被活动地支承的光学元件14a-14d的活动支承可借助驱动单元(未示出)——尤其是线性驱动单元——来实施，所述驱动单元适合于产生使所述至少一个被活动地支承的光学元件14a-14d沿着尤其是线性的运动轴线移动的驱动力。该运动轴线可与光学布置结构13的光轴A重合。驱动单元可被建造为或可包括适合于产生相应的驱动力的电机，特别是电动机。 [0060] 图7示出根据一个示例性实施例的照射头9的原理图。 [0061] 如从图7可辨别的，射束引导元件8可在其中射束引导元件8相对于彼此成特殊空间关系布置或分组的阵列布置结构(图7示出示例性阵列布置结构)中与照射头9联接。该阵列布置结构可包括射束引导元件8——即尤其是相应的射束引导元件8的端部——布置在至少一行和/或至少一列中的布置。因此，相应的阵列布置结构可包括其中布置有多个射束引导元件8——即特别是相应的射束引导元件的端部——的至少一行和/或其中布置有多个射束引导元件8——即尤其是相应的射束引导元件8的端部——的至少一列。因此，射束引导元件8——即尤其是相应的射束引导元件8的端部——可布置在相对于光学布置结构13的光轴A的不同径向位置。 [0062] 在任意情况下，照射装置6可包括具有相同的技术规格的一定数量的射束产生单元7a-7c，从而使得射束产生单元7a-7c适合于产生具有(基本上)相同的射束特性的能量束4a-4c，或者照射装置6可包括具有不同的技术规格(例如操作参数)的一定数量的射束产生单元7a-7c，从而使得射束产生单元7a-7c适合于产生具有不同射束特性的能量束4a-4c。照此，第一射束产生单元7a-7c可适合于产生具有与由至少一个另外的射束产生单元7a-7c产生的至少一个能量束4a-4c的给定射束特性不同的给定射束特性的至少一个能量束4a-4c。 如上所述，这可起因于不同射束产生单元的不同操作参数；例如第一射束产生单元7a-7c可在第一功率水平下操作，第二射束产生单元7a-7c可在例如与第一功率水平不同的第二功率水平下操作。 [0063] 根据图中给出的示例性实施例，射束产生单元7a-7c的数量为3个；然而，射束产生单元的数量可任意地选择并且因此可以不是3个。 [0064] 虽然图中未示出，设备1也可包括尤其是模块化的建造单元(未示出)，该建造单元包括适合于在设备1的建造平面E中施加建造材料的建造材料施加装置，和照射装置6，该建造单元在相对于设备1的建造平面E的至少三个不同运动轴线/维度上被活动地支承。 |
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