1.本發(fā)明涉及一種用于沉積粒狀材料以進(jìn)行增材制造的設(shè)備和方法。本發(fā)明適用于在粒狀材料床上實(shí)施采用選擇性燒結(jié)、選擇性熔化或選擇性噴射粘結(jié)劑的增材制造方法，粒狀材料為聚合物粉末、金屬粉末、沙子或陶瓷粉末。
2.這些增材制造方法的原理在于，通過(guò)熔化、燒結(jié)或噴射粘結(jié)劑，將粒狀材料的顆粒選擇性地聚結(jié)在限定厚度的層中，該層被沉積在先前已經(jīng)經(jīng)受相同的選擇性聚結(jié)過(guò)程的粒狀材料層上。術(shù)語(yǔ)“聚結(jié)”在此被認(rèn)為是廣義的，所考慮的不同方法在經(jīng)受選擇性效應(yīng)的顆粒之間產(chǎn)生非常不同的結(jié)合性質(zhì)。
3.所述層的選擇性聚結(jié)部分結(jié)合到前一層的選擇性聚結(jié)部分，并且作為制造方法的主題的部件因此通過(guò)連續(xù)層的分層來(lái)制造。然后從粒狀材料床中取出成品部件。
4.這些方法需要在每次選擇性熔化、燒結(jié)或噴射粘結(jié)劑之前，在材料床上沉積厚度受控的粒狀材料層。


背景技術(shù)：

5.涉及現(xiàn)有技術(shù)的圖1表示這種方法的示意性實(shí)施方式。部件（110）是通過(guò)在粒狀材料床（120）中選擇性地聚結(jié)顆粒而使連續(xù)層分層制成的。例如，通過(guò)燒結(jié)、通過(guò)將粒狀材料床的層中的區(qū)域暴露于激光輻射（130）來(lái)完成選擇性聚結(jié)，激光輻射在粒狀材料床（120）上的運(yùn)動(dòng)根據(jù)限定的路徑來(lái)控制。
6.粒狀材料床放置在板（125）上，板通過(guò)受控的千斤頂（例如，螺旋千斤頂或直線馬達(dá)）可豎直移動(dòng)。
7.最初，板（125）位于工作臺(tái)（142）的等高處。料斗（140）內(nèi)儲(chǔ)備有粒狀材料。
8.通過(guò)未示出的方式，粒狀材料堆（141）由料斗（140）分配到工作臺(tái)（142）上。
9.板（125）下降，下降高度為要形成的層的厚度，刮刀（145）平行于板（125）的表面移動(dòng)，推動(dòng)材料堆（141）在板的表面上以均勻的層厚分布材料堆。
10.聚結(jié)裝置（130）開(kāi)始工作并選擇性地將部件的層聚結(jié)在已沉積的層中。
11.然后，板（125）再次下降一個(gè)層厚。料斗（140）輸送新的材料堆，新的材料堆通過(guò)刮刀（145）分布在前一層上，以此類推，直到部件（110）被制作完成。
12.根據(jù)這種方法及其變型，沉積粒狀材料層的操作，特別是但不排他地當(dāng)材料床的表面重要時(shí)，不易獲得厚度均勻的層。
13.材料堆（141）起始推動(dòng)和分布均較分布結(jié)束時(shí)更難，因此層不直接具有均勻厚度。刮刀（145）在其返回過(guò)程中使層厚均均，在返回過(guò)程中，必須沉積比所需的更多的材料數(shù)量以得到均勻的層厚。
14.即使此數(shù)量的剩余材料是可回收的，也必須提供用于此回收的裝置，這樣會(huì)使機(jī)器變得復(fù)雜并增加其成本。
[0015] 這種沉積材料層的方法不適于使用圓柱運(yùn)動(dòng)學(xué)的增材制造機(jī)器。文件us 2015/0306819給出了這種機(jī)器的示例。
[0016]
圖2，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的另一實(shí)施方式，材料層通過(guò)移動(dòng)料斗（240）沉積。刮刀（245）放置在料斗的前面或后面。
[0017]
根據(jù)示例性實(shí)施方式，料斗（240）在其下部開(kāi)口附近包括帶有凹口的圓筒（250），圓筒由步進(jìn)馬達(dá)（未表示出）驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)。在沉積層之前，料斗填充有必要數(shù)量的材料，所述數(shù)量等于或略大于沉積層所需的材料數(shù)量。
[0018]
因此，當(dāng)料斗在材料床上方運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過(guò)控制帶凹口的圓筒（250）的旋轉(zhuǎn)，控制沉積材料的數(shù)量、或更具體地是其流量來(lái)獲得均勻的沉積層。
[0019]
然而，如果此設(shè)備能控制在料斗的運(yùn)動(dòng)方向（此圖中的方向x）上沉積的材料數(shù)量，則在平行于板（125）、垂直于料斗的運(yùn)動(dòng)方向的方向y上的層的均勻性取決于粒狀材料在重力作用下的下落條件。刮刀（245）在此相同方向（y）上的均等效應(yīng)受到限制，刮刀與料斗在相同的方向上移動(dòng)。
[0020]
此外，在生產(chǎn)的部件沿z軸包括不同材料時(shí)（這是增材制造方法所允許的），有必要沉積不同材料的連續(xù)層。
[0021]
在每次更換材料時(shí)，需要對(duì)料斗進(jìn)行徹底清潔，去除先前沉積在料斗中的材料，特別是殘留在定量給送圓筒（250）周圍的凹口中的材料。這些清潔操作繁瑣且延長(zhǎng)了生產(chǎn)部件的時(shí)間。
[0022]
粒狀材料在料斗中的流動(dòng)取決于以下因素：
??
材料的性質(zhì)及其顆粒尺寸；
??
料斗的內(nèi)壁與材料的摩擦系數(shù)；
??
料斗的底部處開(kāi)口的表面；
??
料斗的底部處錐體的角度。
[0023]
所有這些參數(shù)相互作用限定卸料模式和流速?？傊?，當(dāng)料斗高且窄、并且卸料錐體的頂部處的角度小時(shí)，卸料條件更為有利。另外，料斗的底部處開(kāi)口的表面越小，即具有小直徑的開(kāi)口，錐體的頂部處的角度應(yīng)越小，以確保材料的均勻流動(dòng)。
[0024]
按照后一種原理設(shè)計(jì)的、適用于在增材制造方法中沉積粒狀材料層的料斗表現(xiàn)出顯著的豎直尺寸，從而影響機(jī)器設(shè)計(jì)。
[0025] 另外，卸料料斗的一般設(shè)計(jì)原則記載了卸載大體積材料的情況，實(shí)際操作中，所述體積為數(shù)十立方米（m3），特別地例如詹尼克
·a·
w、猶他州工程實(shí)驗(yàn)站的“固體的儲(chǔ)存和流動(dòng)”簡(jiǎn)報(bào) # 123
???
1970年3月（jenike a. w.,
?“
storage and flow of solids
”?
bulletin # 123 of the utah engineering experiment station
???
march 1970）所描述的。
[0026] 但卸載粒狀材料構(gòu)成增材制造層的料斗，其卸載的沉積材料層的體積約為100 cm3。
[0027]
因此，關(guān)于轉(zhuǎn)運(yùn)粉狀產(chǎn)品的工業(yè)卸料料斗，本發(fā)明的目標(biāo)應(yīng)用在體積和流量方面位于約10-5
至10-6
的比例因子中。


技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

[0028]
本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)并且為此涉及一種用于在沉積表面上沉積粒狀材料層的設(shè)備，設(shè)備包括：
??
卸料料斗；
??
刮刀；
??
相對(duì)于沉積表面移動(dòng)卸料料斗和刮刀的裝置；其中，卸料料斗包括：
??
多個(gè)卸料孔，多個(gè)橫向排布的卸料孔；
??
頂部和底部錐形卸料部，底部錐形卸料部包括朝卸料孔傾斜的兩個(gè)橫向壁；
??
底部錐形卸料部的橫向隔室，每個(gè)隔室包括垂直于底部錐形卸料部的橫向壁和朝卸料孔傾斜的兩個(gè)隔室壁，以在底部錐形卸料部中形成金字塔形導(dǎo)管，金字塔形導(dǎo)管面向每個(gè)卸料孔，兩個(gè)隔室的連續(xù)隔室壁以楔形連接方式連接，并在底部錐形卸料部中會(huì)聚。
[0029]
因此，根據(jù)由特定卸料料斗的特性限定的流量、通過(guò)此特定卸料料斗、通過(guò)每個(gè)卸料孔（此特定卸料料斗特定于卸料孔），最初裝載在卸料料斗中的粒狀材料被卸在沉積表面上，形成沿卸料料斗運(yùn)動(dòng)方向以條帶延伸的材料堆，所述材料堆的高度均勻，由運(yùn)動(dòng)速度限定的。
[0030]
沉積材料的厚度用刮刀刮均勻，形成適于隨后的增材制造操作的材料層。
[0031]
沉積材料條帶彼此靠近，其在刮刀運(yùn)動(dòng)時(shí)易被均等分布在沉積表面上。料斗中沒(méi)有移動(dòng)式定量給送設(shè)備，隔室壁的楔形連接以及傾斜，使卸料料斗清空后不存在材料殘?jiān)?，不同的材料可以連續(xù)沉積而不必清潔卸料料斗。
[0032]
本發(fā)明有利地根據(jù)下文披露的實(shí)施方式和變型來(lái)實(shí)施，所述實(shí)施方式和變型應(yīng)被單獨(dú)考慮或根據(jù)任何技術(shù)上可能的組合來(lái)考慮。
[0033]
有利地，底部錐形卸料部的兩個(gè)橫向傾斜壁以及針對(duì)同一卸料孔的兩個(gè)隔室壁相對(duì)于豎直方向的傾斜角度小于或等于40
°
。
[0034]
這些條件下，根據(jù)卸料料斗中的質(zhì)量流量卸出材料，并因此在沉積過(guò)程中從每個(gè)卸料孔中卸出的材料流量基本恒定。
[0035]
有利地，卸料料斗的內(nèi)側(cè)包括涂層，涂層與沉積的粒狀材料的摩擦系數(shù)小于0.1。
[0036]
有利地，卸料料斗包括安裝在外壁上的振動(dòng)設(shè)備。
[0037]
單獨(dú)或結(jié)合地使用所述兩個(gè)特征可降低粒狀材料與料斗之間的表觀摩擦系數(shù)，從而在卸料部、料斗的底部壁和劃分隔室壁中使用更大的傾斜角度（通常更接近40
°
），同時(shí)保持材料的質(zhì)量流量。因此，減小了料斗的豎直體積。
[0038]
根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，卸料料斗的卸料孔沿橫向方向按照規(guī)則間距分布。
[0039]
根據(jù)另一實(shí)施方式，料斗包括三個(gè)或者更多個(gè)卸料孔，所述卸料孔沿橫向方向按照不規(guī)則間距分布。
[0040]
再有，根據(jù)另一實(shí)施方式，與前兩個(gè)實(shí)施方式兼容，卸料料斗包括卸料孔，所述卸料孔具有與另一卸料孔的出口截面不同的出口截面。
[0041]
這些特性可調(diào)節(jié)卸料料斗在橫向方向上沉積的材料數(shù)量，來(lái)適應(yīng)材料的沉積，例如當(dāng)卸料料斗在沉積表面上的的路徑為圓形的情況、例如使用圓柱形運(yùn)動(dòng)學(xué)機(jī)器的情況。
[0042]
有利地，本發(fā)明的設(shè)備的刮刀包括與卸料料斗的每個(gè)卸料孔相對(duì)的凸部。因此，有利于使沉積的層均等。
[0043]
本發(fā)明還涉及一種用于在沉積表面上沉積粒狀材料層的方法，所述方法實(shí)施本發(fā)明的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式中的任一實(shí)施方式的設(shè)備，并包括以下步驟：
i. 用第一粒狀材料填充卸料料斗；ii. 根據(jù)限定的速度行進(jìn)限定的路徑，在該沉積表面上方移動(dòng)卸料料斗；iii. 沉積步驟ii）中卸在沉積表面上的連續(xù)且平行的條帶材料；iv. 通過(guò)刮刀將步驟iii）中沉積的材料鋪展在沉積表面上，以獲得均勻厚度的層。
[0044]
有利地，在步驟iv）之后，本發(fā)明的方法包括以下步驟：v. 用不同于第一粒狀材料的第二粒狀材料填充卸料料斗；vi. 用第二粒狀材料重復(fù)步驟ii）至步驟iv）。
[0045]
因此，本發(fā)明的方法可生產(chǎn)在分層方向上包含不同成分的部件。
附圖說(shuō)明
[0046] 下面根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式（完全不是限制性的），參考圖1至圖8披露了本發(fā)明，在附圖中：圖1、圖2[圖1]和[圖2]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)示出了通過(guò)在材料床中選擇性聚結(jié)的增材制造方法的實(shí)施方式變形；圖3[圖3]表示了根據(jù)立體圖的圖3a和根據(jù)截面視圖aa的圖3b（aa在圖3a中限定）、本發(fā)明的設(shè)備中用于沉積的卸料料斗的示例性實(shí)施方式；圖4[圖4]根據(jù)立體圖展示了通過(guò)本發(fā)明的設(shè)備在沉積表面上沉積材料層的示例；圖5[圖5]示意性地示出了利用本發(fā)明的設(shè)備進(jìn)行沉積的示例，圖5a具有放置在卸料料斗后面的刮刀，而圖5b具有放置在卸料料斗前面的刮刀；圖6[圖6]根據(jù)立體圖示出了適用于本發(fā)明的設(shè)備的刮刀的示例性實(shí)施方式；圖7[圖7]示出了根據(jù)截面視圖的圖7a和圖7b，示出了本發(fā)明的設(shè)備的卸料料斗其隔室的示例性實(shí)施方式；圖8[圖8]是本發(fā)明的方法的示例性實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施方式
[0047]
圖3a，根據(jù)示例性實(shí)施方式，本發(fā)明的設(shè)備的卸料料斗（300）通常是楔形的，包括頂部（310）和底部錐形卸料部（320），底部錐形卸料部是所謂的卸料部分，卸料部分包括朝向卸料料斗的底部開(kāi)口會(huì)聚的兩個(gè)傾斜的橫向壁（321，322），開(kāi)口沿橫向方向（y）分布。
[0048]
卸料料斗（300）在其頂部包括用于將卸料料斗固定在增材制造機(jī)器中的裝置，卸料料斗特別是通過(guò)螺栓連接固定在增材制造機(jī)器中、且特別是固定到托架，托架的運(yùn)動(dòng)速度受到控制。
[0049] 根據(jù)此示例性實(shí)施方式，卸料料斗的底部錐形卸料部（320）的兩個(gè)橫向壁（321，322）面向橫向豎直平面（x，y）以角度θ
1 = θ2對(duì)稱地傾斜。
[0050] 可替代地，兩個(gè)橫向壁根據(jù)角度（θ1，θ2）傾斜，所述角度相對(duì)于橫向豎直平面不同。在0
°
（對(duì)于豎直壁）與90
°
（對(duì)于水平壁）之間計(jì)算橫向壁的傾斜角度（θ1，θ2），無(wú)論橫向壁是什么，所述傾斜角度（θ1，θ2）在任何情況下都小于40
°
、且優(yōu)選地小于30
°
，使得底部錐形卸料部的兩個(gè)傾斜橫向壁（321，322）之間的卸料錐體的角度（θ
1 + θ2）至多等于80
°
、且優(yōu)選地小于60
°
。
[0051]
圖3b，卸料料斗的底部錐形卸料部（320）被劃分出隔室。
[0052]
每個(gè)隔室分別對(duì)應(yīng)于卸料孔（331，332，333，334，335），卸料料斗包括在橫向方向（y）上排布的若干卸料孔。每個(gè)隔室構(gòu)成一個(gè)錐形料斗，錐形料斗在本發(fā)明的設(shè)備的卸料料斗的底部錐形卸料部320中形成矩形截面。
[0053]
面向各個(gè)卸料孔的這種“子料斗”在縱向方向（x）上由卸料料斗（300）傾斜的橫向壁（321，322）界定、且在橫向方向（y）上由隔室壁（341，342）界定，所述隔室壁相對(duì)于縱向豎直平面（x，z）傾斜并朝向卸料孔聚攏。
[0054]
每個(gè)隔室壁傾斜的角度（θ3，θ4）小于40
°
、優(yōu)選地小于30
°
，使得通向卸料孔的兩個(gè)隔室壁之間的開(kāi)口角度（θ3+θ4）至多等于80
°
、優(yōu)選地小于60
°
。
[0055]
因此，在傾斜的橫向壁與隔室壁之間形成的向下直到卸料孔出口的導(dǎo)管不包括任何相對(duì)于豎直方向傾斜角度大于40
°
的表面。這些條件確保包含在卸料料斗（300）中的粒狀材料的流體流量（呈質(zhì)量流量的形式）流向卸料料斗（300）的卸料孔（331，332，333，334，335）。
[0056]
將材料向卸料孔引導(dǎo)的隔室的幾何形狀使得通過(guò)卸料孔的實(shí)際流動(dòng)截面在清空卸料料斗（300）的幾乎所有時(shí)間內(nèi)等于或基本等于卸料孔的截面。
[0057]
實(shí)際截面是材料流過(guò)卸料孔的截面。此實(shí)際截面只可以小于或等于卸料孔的截面。
[0058]
在本發(fā)明的設(shè)備的卸料料斗中，從卸料料斗（300）的填充和開(kāi)始卸出粒狀材料，此實(shí)際截面對(duì)于每個(gè)卸料孔等于卸料孔的截面，而確保該條件只需包含在隔室中的粒狀材料具有足夠的高度即可。
[0059]
在最后的清空階段，實(shí)際卸料截面可能小于卸料孔的截面，但這是邊際效應(yīng)。
[0060]
這些條件使得通過(guò)所述每一個(gè)卸料孔的卸料流量幾乎恒定，此流量由卸出材料的性質(zhì)（特別是體積質(zhì)量及其顆粒尺寸）和卸料料斗的幾何形狀確定，即不需要控制卸料流量的特定裝置（比如帶凹口的桶狀物）。
[0061]
兩個(gè)連續(xù)隔室的相鄰隔室壁（342，343）在卸料料斗的底部錐形卸料部（320）中通過(guò)尖銳連接部連接在一起，隔室壁因此被連接成齒或楔形，其中錐尖角根據(jù)由此連接的隔室壁（342，343）的相應(yīng)傾斜度而小于60
°
、優(yōu)選地小于40
°
。
[0062]
這種特性輕松分離朝向卸料料斗的多個(gè)卸料孔的流體，卸料料斗完全清空后也不會(huì)有材料殘留。
[0063] 作為信息性和非限制性示例，本發(fā)明的設(shè)備的卸料料斗包括2 mm的方形孔，方形孔以15 mm至20 mm的間距被間隔開(kāi)，卸料料斗的總高度為40 mm，相對(duì)于卸料料斗底部的分離高度h或齒高度介于10 mm與20 mm之間。
[0064] 這種卸料料斗適用于在卸料料斗寬度上按照介于0.3 mm與0.8 mm之間的均勻厚度、以及按照500 mm的行程沉積粒狀材料層，對(duì)于粒狀材料（比如硅砂、鋁或不銹鋼），粒狀材料的顆粒尺寸d介于20
?μ
m與200
?μ
m之間。
[0065]
根據(jù)此示例，卸料孔的開(kāi)口至少等于沉積材料的顆粒尺寸的10倍，可使用更小的開(kāi)口，同時(shí)保持質(zhì)量流量，可能的開(kāi)口的下限大于卸料材料的顆粒尺寸的2倍。這些尺寸表明，盡管使用了術(shù)語(yǔ)“卸料料斗”，但是本發(fā)明的設(shè)備的卸料料斗所屬的技術(shù)領(lǐng)域不同于工業(yè)料斗的技術(shù)領(lǐng)域，而是更接近于用于沉積粒狀材料的多孔噴嘴。
[0066]
圖4示出了通過(guò)本發(fā)明的設(shè)備的卸料料斗在沉積表面（400）上沉積材料的操作，其中，不帶有刮刀。
[0067]
沉積的材料層在刮削后的最終厚度是隨部件尺寸、所實(shí)施的增材制造方法、以及針對(duì)性精加工而變化。
[0068] 作為非限制性示例，對(duì)于包含在小于或等于500 cm3的體積中的部件，沉積的層的厚度介于0.3 mm與1 mm之間。
[0069] 對(duì)于包含在大約1 m3或更大的體積中的部件，沉積的層的厚度大于2 mm。
[0070]
對(duì)于給定特性的卸料料斗，沉積層的厚度取決于卸料料斗相對(duì)于沉積表面的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，沉積速度越低，沉積層越厚。
[0071]
沉積材料的數(shù)量取決于卸料料斗輸送的材料流量，卸料孔的開(kāi)口越大，流速越大。
[0072]
根據(jù)此示例性實(shí)施方式，填充有要沉積的粒狀材料的卸料料斗（300）根據(jù)恒定速度（401）相對(duì)于沉積表面移動(dòng)。
[0073]
根據(jù)各種實(shí)施方式，此運(yùn)動(dòng)通過(guò)移動(dòng)卸料料斗或通過(guò)移動(dòng)位于材料床上的支撐件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0074]
在此運(yùn)動(dòng)期間，每個(gè)卸料孔根據(jù)沉積表面（400）上的沉積條帶來(lái)沉積材料堆（431，432，433，434，435）。
[0075]
當(dāng)刮刀與卸料料斗分離時(shí)，此操作產(chǎn)生呈條帶的材料堆，如圖4中所表示。當(dāng)刮刀固定到卸料料斗并且與卸料料斗一起移動(dòng)時(shí)，隨著卸料料斗（300）移動(dòng)，所述材料堆被攤平。
[0076]
由于卸料料斗（300）的幾何特征以及恒定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度（401），通過(guò)每個(gè)卸料孔的流量是恒定的，每個(gè)材料堆的截面在縱向方向（x）上是基本上恒定的，材料堆的傾斜角度由沉積的材料限定。
[0077]
為了附圖清晰起見(jiàn)，材料堆（431，432，433，434，435）在此以高傾斜角度表示，并且彼此之間被相當(dāng)?shù)亻g隔開(kāi)。在實(shí)踐中，傾斜角度較低（通常在30
°
左右），材料堆頂部處的角度在120
°
左右，此值不受限制。
[0078]
根據(jù)變型，沉積一遍完成：卸料料斗最初填充有一定數(shù)量的要沉積材料或稍微更多數(shù)量的材料，在沿著沉積表面的單個(gè)路徑被卸空。
[0079]
可替代地，沉積兩遍完成：在沉積表面上方來(lái)回運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，最初填充有必要數(shù)量的材料或稍微更多數(shù)量的材料被卸空。根據(jù)此變型實(shí)施方式，在返程期間，卸料料斗可選地相對(duì)于沉積表面橫向偏移，例如孔距的半個(gè)間距，使得表面上的沉積以更均勻的方式分布。
[0080]
此外，根據(jù)另一變型，材料儲(chǔ)器定位在路徑的兩端，卸料料斗被第一材料儲(chǔ)器填充
之后執(zhí)行第一行程，然后被材料床另一端的材料儲(chǔ)器填充之后執(zhí)行相反方向的第二行程。所述兩個(gè)行程連續(xù)完成，或者兩個(gè)行程中間插入增材制造操作。
[0081]
圖5，根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的示意性實(shí)施方式，卸料料斗（300）附接到機(jī)器的托架（未表示出），托架可相對(duì)于沉積表面在至少一個(gè)方向（x）上移動(dòng)。卸料料斗（300）被定向成使得孔在垂直于此主運(yùn)動(dòng)方向的方向（y）上對(duì)齊。
[0082]
材料床（120）放置在板（125）上，板可以通過(guò)合適的裝置豎直移動(dòng)。
[0083]
在沉積材料層之前，板（125）下降的高度對(duì)應(yīng)于要沉積的層的厚度。
[0084]
卸料料斗（300）填充有來(lái)自材料儲(chǔ)備（140）的合適數(shù)量的材料。根據(jù)示例性實(shí)施方式，以允許不同材料在材料床（120）上沉積。
[0085]
作為舉例，這些不同的材料儲(chǔ)備包括相同性質(zhì)但不同顆粒尺寸的材料、或不同性質(zhì)的材料（例如不同的金屬）。
[0086]
圖5a，根據(jù)此示例性實(shí)施方式，刮刀（545）在卸料過(guò)程中沿其運(yùn)動(dòng)方向連接到其后面的卸料料斗（300）。
[0087]
刮刀的底部部分根據(jù)沉積層的厚度進(jìn)行調(diào)整。
[0088]
填充有材料的卸料料斗以恒定的速度在沉積表面上方移動(dòng)，并且當(dāng)沉積材料時(shí)，刮刀以所需厚度使沉積的材料層均勻。
[0089]
圖5b，根據(jù)此示例性實(shí)施方式，在卸料期間刮刀（546）沿卸料料斗運(yùn)動(dòng)方向在卸料料斗的前部附接到卸料料斗（300）。因此，填充有材料的卸料料斗以恒定速度在沉積表面上方移動(dòng)，然后在卸料料斗的返回路徑期間，通過(guò)刮刀（546）使該層均勻。
[0090]
根據(jù)另一實(shí)施方式（未表示出），兩個(gè)刮刀被固定到卸料料斗（一個(gè)在前而另一個(gè)在后），例如被調(diào)整到不同的高度，在向外路徑期間使層第一次均等，在卸料料斗的返回路徑期間使層最終均勻。
[0091]
根據(jù)示例性實(shí)施方式，刮刀是具有平行六面體截面的簡(jiǎn)單直尺（r
è
gle）。
[0092]
圖6，根據(jù)另一示例性實(shí)施方式，刮刀（645）放置在卸料料斗后面、如果設(shè)備包括兩個(gè)刮刀，兩個(gè)刮刀中的一個(gè)或者兩個(gè)包括與卸料料斗的每個(gè)卸料孔相對(duì)的凸部（646），使沉積材料的均勻分布。
[0093]
根據(jù)另一變型（未表示出），（多個(gè)）刮刀沒(méi)有附接到卸料料斗，而是包括它們自身的運(yùn)動(dòng)裝置。
[0094]
在這種情況下，在沉積過(guò)程中，通過(guò)跟隨卸料料斗的前后運(yùn)動(dòng)、或者在材料完全沉積在沉積表面上之后，使用刮刀。
[0095]
刮刀（645，646）在此以其最簡(jiǎn)單的實(shí)施方式表示出、或者以直尺的一般形狀表示出。可替代地，刮刀可以是輥，這些輥的旋轉(zhuǎn)軸線垂直于卸料料斗的運(yùn)動(dòng)方向，并在沉積的材料層上施加一定的壓實(shí)壓力。因此，這種類型的刮刀既可均勻分布沉積的材料層，又使該材料層致密。
[0096]
根據(jù)實(shí)施方式示例，輥式刮刀和直尺式刮刀與卸料料斗相關(guān)聯(lián)。
[0097]
圖7，在所有前面的示例中，示出了卸料料斗的卸料孔，這些卸料孔按照規(guī)則的間距在橫向方向上分布并具有相同的開(kāi)口截面。
[0098]
圖7a，根據(jù)示例性實(shí)施方式，本發(fā)明的設(shè)備的卸料料斗（701）包括不同開(kāi)口的卸料孔（731，732，733，734，735），例如這些卸料孔的開(kāi)口在橫向方向上增大。
[0099]
這種構(gòu)造允許根據(jù)卸料孔的位置來(lái)調(diào)整通過(guò)每個(gè)卸料孔的材料流量。
[0100]
例如，如所表示出的卸料料斗（701）適用于通過(guò)圓柱形機(jī)器人根據(jù)圓形路徑在沉積表面上沉積材料。
[0101]
因此，在卸料料斗的使用期間，具有最小開(kāi)口的卸料孔（731）遵循更靠近曲率中心并因此按照較小半徑的圓形路徑，而具有最大開(kāi)口的卸料孔（735）遵循更遠(yuǎn)離曲率中心且具有較大半徑的路徑。
[0102]
開(kāi)口沿橫向方向的漸進(jìn)性、以及隔室壁的幾何特征，允許沿較大半徑的路徑獲得更大的沉積材料流量、而沿小半徑的路徑獲得更小的沉積材料流量。
[0103]
隔室壁的幾何特征、更具體地是隔室壁的傾斜角度是通過(guò)計(jì)算確定的，通過(guò)實(shí)驗(yàn)加以改進(jìn)，每個(gè)隔室壁相對(duì)于豎直的傾斜度總是小于40
°
。因此，朝向卸料孔會(huì)聚的兩個(gè)隔室壁之間的開(kāi)口角度例如在卸料孔的開(kāi)口減小時(shí)變得更小。
[0104]
圖7b，根據(jù)實(shí)施方式，與前面的實(shí)施方式兼容，卸料料斗（702）的卸料孔（741，742，743，744，745）在橫向方向上按照不規(guī)則間距分布。
[0105]
根據(jù)此示例性實(shí)施方式，卸料孔之間的間距在正方向y上增加，但也可以考慮相反的情況。調(diào)整隔室壁的角度通過(guò)相對(duì)于豎直方向使其保持小于40
°
，以在所有卸料孔中獲得恒定的流量、或者從一個(gè)卸料孔到另一個(gè)卸料孔漸進(jìn)變化的流量。
[0106]
在單獨(dú)的實(shí)施方式或這些實(shí)施方式的組合中，通過(guò)每個(gè)卸料孔的材料流量由以下進(jìn)行限定：
??
沉積的粒狀材料的特性，特別是其內(nèi)摩擦（顆粒之間的摩擦）；
??
卸料孔的開(kāi)口截面；
??
對(duì)于隔室壁以及橫向壁，朝向卸料孔會(huì)聚的傾斜角度；
??
隔室壁的連接處的流量分離高度；
??
沉積在卸料料斗壁上的材料的摩擦。
[0107]
這些參數(shù)的影響是有聯(lián)系的。可以定義趨勢(shì)，這些趨勢(shì)允許在其輪廓中設(shè)計(jì)適合給定情況的卸料料斗，然后通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)改進(jìn)這種設(shè)計(jì)。
[0108]
因此，目標(biāo)流量是質(zhì)量流量，即包含在卸料料斗中或兩個(gè)隔室壁之間的導(dǎo)管中的所有材料同時(shí)流過(guò)不同的卸料孔。
[0109]
卸料孔的開(kāi)口截面減小得越多，隔室壁之間的開(kāi)口角度應(yīng)減小得越多。兩個(gè)并置的卸料孔之間的目標(biāo)流量差越大，在流動(dòng)上游發(fā)生的流動(dòng)分離就越多。最后，隔室壁相對(duì)于豎直的角度必須小于40
°
，且優(yōu)選地小于30
°
。
[0110]
此外，通過(guò)用低摩擦系數(shù)材料（比如teflon
?
）涂覆所述隔室壁，可以減少卸出材料與卸料料斗的隔室壁之間的摩擦。為了對(duì)隔室壁所允許的傾斜角度產(chǎn)生顯著影響，涂層與卸出材料之間的摩擦系數(shù)必須小于0.1。
[0111] 根據(jù)另一實(shí)施方式，通過(guò)使卸料料斗的一個(gè)壁在外部受到振動(dòng)，主動(dòng)減小表觀摩擦系數(shù)。為此，電動(dòng)微型振動(dòng)器固定在卸料料斗的外表面上，例如固定在一個(gè)傾斜的橫向壁上。這種類型的振動(dòng)器包括驅(qū)動(dòng)至少一個(gè)飛輪旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)，飛輪包括飛重，這些飛重根據(jù)主要包含在可聽(tīng)頻譜中的頻率產(chǎn)生振動(dòng)，根據(jù)振動(dòng)器的類型，該頻率通常介于25 hz與500 hz之間。
[0112]
對(duì)于小型卸料料斗，此功能例如由一個(gè)或多個(gè)微型振動(dòng)器實(shí)現(xiàn)，所述一個(gè)或多個(gè)
微型振動(dòng)器比如是手機(jī)或視頻游戲控制器中使用的振動(dòng)器。
[0113] 對(duì)于適用于生產(chǎn)體積在1 m3或更大體積的大部件，卸料料斗采用比如以商標(biāo)為oli7 s.r.l. via canalazzo，35 i
???
41036 medolla（mo）italy（意大利摩多拉省麥道拉鎮(zhèn)卡納拉佐路35號(hào)，郵編i-41036），型號(hào)為micro mve進(jìn)行分銷的振動(dòng)器。
[0114]
降低產(chǎn)品與卸料料斗的壁之間的表觀摩擦系數(shù)（無(wú)論是通過(guò)涂覆、振動(dòng)還是通過(guò)所述兩者）主要具有的作用是：通過(guò)使用接近40
°
的傾斜角度（但是在任何情況下，該傾斜角度必須保持小于該值，同時(shí)保持質(zhì)量流量），在確定面向卸料孔的開(kāi)口的壁的角度時(shí)具有更大的靈活性。
[0115]
通過(guò)本發(fā)明的設(shè)備的卸料料斗的幾何特征，在沉積表面上卸出材料時(shí)，卸料料斗中沒(méi)有殘留。
[0116]
因此，可以在增材制造順序中沉積兩層不同但兼容的材料，而無(wú)需在兩次沉積操作之間清潔卸料料斗。
[0117]
圖8，根據(jù)實(shí)施本發(fā)明的設(shè)備的方法的示例，所述方法包括填充卸料料斗的第一步驟（8101）。此填充有利地在接近于材料床、但在材料床外的區(qū)域中進(jìn)行。考慮到卸料到材料床外的數(shù)量，裝載到卸料料斗中的材料數(shù)量稍微大于沉積層在材料床上所需的材料數(shù)量。
[0118]
根據(jù)沉積步驟（820），卸料料斗相對(duì)于沉積表面以受控速度移動(dòng)，其中按照每個(gè)卸料孔的沉積條帶進(jìn)行卸料。
[0119]
根據(jù)均等步驟（830），通過(guò)直尺式或輥式刮刀，這些堆被攤平并被分布到沉積表面上。
[0120]
根據(jù)變型，刮刀被附接到卸料料斗，均等步驟與沉積同時(shí)發(fā)生，或者刮刀被單獨(dú)控制，均等步驟在沉積之后進(jìn)行。
[0121]
隨著層被均等，沉積材料在增材制造過(guò)程中被選擇性地聚集（840）。
[0122]
根據(jù)第一可能性，循環(huán)隨著卸料料斗的新填充和相同材料的新層的沉積而重新開(kāi)始。
[0123]
可替代地，根據(jù)步驟（8102），在增材制造步驟之后，用另一種粒狀材料填充卸料料斗。因此，隨后的操作用該第二粒狀材料重新開(kāi)始。
[0124]
上面的描述以及實(shí)施方式示例表明了本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了針對(duì)性目標(biāo)，并且允許根據(jù)均勻?qū)訉⒘畈牧铣练e在沉積表面上，并且容易地從一層到另一層改變沉積的材料的性質(zhì)，而不需要清潔沉積裝置的昂貴操作。該設(shè)備簡(jiǎn)單且易于適用于多種現(xiàn)有機(jī)器。