生成式逐层构建装置的控制指令的自动生成方法和控制指令生成单元

摘要

本发明涉及一种用于提供控制指令的方法，所述控制指令用于借助于生成式逐层构建装置制造一定数量的三维物体，在所述生成式逐层构建装置中，在构建底座上逐层地制造一定数量的所述物体，其方式是，分别将无定形的构建材料的一个层施加到构建底座上或施加到已经存在的构建材料层上并且在与物体的横截面相对应的位置处通过向所述位置供应能量辐射或结合剂使其固化，所述方法至少具有以下步骤：提供所述数量的物体的基于计算机的模型的步骤，所述模型在几何上描述所述物体；修改所述基于计算机的模型的步骤，使得为了在几何上描述所述数量的物体确定一个方位作为共同的基准方位、特别是作为共同的坐标原点；产生控制指令的步骤，以形成控制指令集，用于控制借助于生成式逐层构建装置以所述经修改的基于计算机的模型为基础进行的所述数量的物体的制造。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于提供用于借助于生成式逐层构建装置制造一定数量的三维物体的控制指令的方法和装置。此外，本发明涉及一种使用所提供的控制指令制造所述数量的三维物体的方法和装置。

背景技术

生成式逐层构建方法，如激光烧结或激光熔融法或者光固化立体造型法的特征在于，由粉末状或液态的构建材料逐层地制造要制造的物体，其方式是，在每层中通过固化形成物体在该层中的横截面。为了制造，存在所述物体基于计算机的三维表现形式是必要的，所述三维表现形式例如可以通过CAD设计程序建立。

构建过程通常在存在于生成式逐层构建装置的内部的构建腔中进行，在制造过程结束后从所述构建腔中取出所述物体。为了高效地利用构建腔，希望要制造的物体尽可能紧凑地布置在所述构建腔中。这里，优选配套的物体应彼此相邻地布置在构建腔中。为了不必繁琐地由人员进行这种布置，WO 2011/100978 A1提出了一种自动化的布置方法。

在制造物体时，首先要求对应于物体基于计算机的三维表现形式来符合比例地进行制造。但由于构建过程引起地可能出现尺寸偏差。一方面，由于包围物体的构建材料与所述物体熔合可能出现物体的尺寸变大，另一方面，在制造过程中出现的温度波动可能导致变形，并且由于固化过程还可能导致出现收缩。尽管可以通过调整物体基于计算机的三维表现形式事先对这种尺寸偏差予以考虑，但在构建腔中有多个物体时这会导致出现问题，因为物体的相对位置会发生改变。

发明内容

因此，本发明的目的是，提供一种方法和一种装置，通过所述方法和装置能够对由于构建过程发生的物体尺寸变化加以考虑，而不会由此明显影响构建过程或物体的相对位置。

所述目的通过一种根据权利要求1的用于提供控制指令的方法、根据权利要求13的用于提供控制指令的装置、根据权利要求15的用于借助于生成式逐层构建装置制造一定数量的三维物体的方法、根据权利要求16的生成式逐层构建装置以及根据权利要求17的计算机程序来实现。本发明的改进方案分别在从属权利要求中给出。

本发明涉及一种用于提供用于借助于生成式逐层构建装置制造一定数量的三维物体的控制指令的方法，在所述生成式逐层构建装置中，在构建底座上逐层地制造一定数量的所述物体，其方式是，分别将无定形的构建材料的一个层施加到构建底座上或施加到已经存在的构建材料层上并在于物体的横截面相对应的位置处通过向所述位置供应能量辐射或结合剂使构建材料固化，所述方法至少具有以下步骤：

提供所述数量的所述物体的基于计算机的模型的步骤，所述模型在几何上描述所述物体，

修改所述基于计算机的模型的步骤，使得为了在几何上描述所述数量的物体确定一个方位作为共同的基准方位、特别是作为共同的坐标原点，

产生控制指令的步骤，以形成用于控制借助于生成式逐层构建装置以所述经修改的基于计算机的模型为基础制造所述数量的物体的控制指令集。

通常，所述数量的借助于生成式逐层构建装置制造的物体的基于计算机的模型是通过CAD设计系统建立的模型，在所述模型中给所述数量的物体中的每个物体定义一个零点(坐标原点)。根据本发明，现在，例如在CAD坐标系统中给所述数量的物体定义一个共同的零点并将该零点指定给一个确定的方位，在构建区上的构建区坐标中具体规定所述方位。由此使用者可以设定生成式逐层构建装置的构建区上的各个零点(用于定位的基准点)。由此使得可以将要烧结的构件的几何数据精确地定位到所定义的各位置上，并且可以采用所述几何数据关于CAD系统中的零点的相对位置。根据本发明给一定数量的物体指定一个共同的基准方位、特别是作为共同的坐标原点。通过对所述数量的物体的几何描述提供共同的参照点，可以建立各个物体之间的关系，这种关系使得各个物体的几何描述的改变可以相互协调。

本发明优选的改进方案和实施例在下面或在根据本发明的方法的从属权利要求中给出。在下面结合一个权利要求类型(方法、控制指令生成单元、装置和计算机程序)提及的每个特征在本发明的范围内同样也可以用于任意其他的权利要求类型。

所述共同的基准方位优选是构建底座上的方位或相对于构建底座具有固定地预先规定的位置的方位。构建底座是设置在生成式逐层构建装置中、通常在构建腔中并能够垂直于层移动的支架或设置在所述支架上的板件或构建平台。相对于构建底座具有固定地预先规定的位置的方位特别是生成式逐层构建装置的构建区中的一个方位，就是说，是穿过构建腔的、构建材料在其中发生固化的水平平面中的一个方位。就是说，由此基准方位也用于位置精确地将所述数量的物体分配给构建区中的一个“构建方位”。

这种布置优选以表现构建区的几何形状的坐标系为基础来实现，所述基准方位指定给所述坐标系中确定的方位。坐标系可以例如构造成均匀的网格。

优选在根据本发明的方法中，在修改基于计算机的模型的步骤中，附加地通过关于用于所述数量的物体的共同变换基准点进行旋转和/或中心拉伸使所述基于计算机的模型转换为经修改的基于计算机的模型。

通过拉伸基于计算机的模型以获得经修改的计算机的模型，可以消除由于构建过程导致的物体尺寸变化。一般而言，不仅可以进行旋转和拉伸，而且只要不是没有改变的恒等变换、即将基于计算机的模型映射到其本身上，也可以进行中心仿射的变换，这种变换具有固定点，优选是相似变换，所述相似变换允许相互间的拉伸比例和角度尺寸保持不变。为此，还要指出的是，在制造三维物体之前，为了补偿在相应逐层构建法中预期出现的收缩，通常使用三维物体的缩放(即中心拉伸)。收缩和缩放(Skalierung)因此涉及三维物体的能相互尽可能精确地基本上抵消的尺寸系数，就是说，中心拉伸事先就已经补偿了预期出现的收缩。通过选择所述数量的物体的共同变换基准点，实现了这样的可能性，即，所述数量的物体中的所有物体围绕共同的基准点收缩或旋转。由此，对于所述数量的全部物体实现共同的收缩计算以及相同的平移、旋转和相同的收缩。

所述方法优选可以应用于这样的场合，其中，将半成品部件设置在构建底座上，所述半成品部件通过在所述半成品部件上制造所述数量的物体而补充完整。此时用于所述数量的所述物体和所述半成品部件的共同变换基准点是所述旋转和/或中心拉伸的基础。通过选择共同的变换基准点，避免了由于变换(旋转或中心拉伸)导致物体相对于半成品发生偏移。还要强调的是，对于不同的变换也可以选择不同的变换基准点。

优选所述变换基准点是所述基于计算机的模型中的几何中点，特别是对称点或重心。通过使用几何中点，在变换时、例如在中心拉伸时，可以使得所述数量物体的几何描述中的失真(Verzerrung)最小化。

所述几何中点特别可以是基于包围一个或多个所述物体的空心体、特别是最小包围的立方体限定的中点。所述空心体(英语：bounding box(包围盒))这里也是一种三维结构，所述三维结构构造成，使得将在一个选出的层中包围物体横截面的二维图形、例如最小地包围所述横截面的矩形沿垂直于该横截面的方向拉长。几何中点特别可以是所述包围盒的中心。

优选变换基准点是所述数量的物体之一的对称点或重心或者是其空心体的几何中心。由此，同时将所述物体之一选择为主部件，其余物体的基于计算机的模型的变换相对于所述主部件进行，就是说所述主部件定义为和用作用于缩放或定向的一种初始物体。

优选所述变换基准点选择成，使得所述变换基准点与所述共同的基准方位重合。如果应对所述数量的物体进行缩放以及(重新)定向，则可能有利的是，对于缩放以第一变换基准点为基础，而对于定向以不同与第一变换基准点的第二变换基准点为基础。这里，更为优选的是，首先以第二变换基准点为基础进行定向，然后进行缩放。但如果选择共同的基准方位作为变换基准点，则由此大大简化了变换的实施，而不会明显影响构建过程和各物体相互之间的相对尺寸关系。

在根据本发明的方法的一个变型方案中，附加地检查在经修改的基于计算机的模型中物体是否存在相交(干涉)或物体的空心体是否存在相交，并且如果发生这种情况，则在所述模型中移动相关物体，直至不再存在相交。即使在利用用于所述数量的物体的共同的变换基准点执行缩放时，物体的尺寸变化也可以能导致，在修改的基于计算机的模型中各物体可能发生干涉(彼此相交)。在一个物体与另一个物体重叠时和/或与构建区中预先规定的测量点重叠时和/或与构建区的边界重叠时，也可以启动报警报告和/或在构建区中对物体进行自动的再布置。备选或补充地，可以向使用者输出报警报告，此时使用者自行执行、但优选也在算法辅助下执行这种再布置。

本发明优选可以与生成式逐层构建装置相结合使用，在所述生成式构建装置中使用构建底座，构建底座适于，在制造过程结束之后连同已制造的所述数量的物体一起从生成式逐层构建装置中取出并且将至少一个、优选所有所制造的所述数量物体装入用于继续加工的再加工装置。这里，在所述再加工装置中，所述构建底座、例如平台也可以例如在所述再加工期间用作用于支承要再加工的物体的加工底座。在这种情况下，优选将要再加工的物体的所述基准方位和/或所述经修改的模型转达给所述再加工装置，在所述模型中，为了在几何上描述要再加工的物体，确定一个方位作为共同的基准方位、特别是作为共同的坐标原点。这种设置在下游的进一步加工例如是铣削、火花烧蚀、打磨、抛光等等，所述加工在生成式构建法结束之后执行。由于对于再加工以相同的基准方位为基础，特别是当基准方位相对于构建底座具有固定预先确定的位置时，可以不必对再加工装置进行校准。例如如果在CAD坐标系中定义的坐标原点为了对所述数量的物体进行几何描述而指定为构建底座上的基准方位，则例如用于对物体进行再加工的铣床可以在无需复杂的调节过程的情况下继续参照对所述物体的与生成式逐层构建装置相同的几何描述。由此，能够明显更为简单、快速并且尤其是精确地执行进一步的加工。

如果本发明与生成式逐层构建过程相结合使用，在所述逐层构建过程中，将半成品用作构建底座，所述半成品部件通过在所述半成品部件上制造所述数量的物体而补充完整，则在这种情况下，优选选择与在之前用于所述半成品部件的制造过程中选作基准方位的方位相同的方位作为基准方位。如果从设置在上游的制造过程接纳这种基准方位，则这是非常有利的，因为此时在两个制造过程中(上游的方法和生成式逐层构建法)可以以共同的坐标系或定向系统的形式使用相同的方位信息(基准方位)。由此，如果需要对生成式逐层构建装置进行校准，这种校准可以设计得非常简单，并且生成式逐层构建过程能够更为简单、快速并且尤其是精确地执行。

特别优选的是，根据本发明的方法全自动地执行，就是说使用者无需进行输入。这实现了对生成式逐层构建过程的加速和简化。

本发明涉及一种用于提供控制指令的装置，所述控制指令用于借助于生成式逐层构建装置制造一定数量的三维物体，其中，在所述生成式逐层构建装置中，逐层地制造所述数量的所述物体，其方式是，分别在构建腔中施加无定形的构建材料的一个层并在与物体的横截面相对应的位置处通过向所述位置供应能量辐射或结合剂使其固化，所述装置至少具有：

模型数据调用单元，所述模型数据调用单元设计成，调用所述数量的所述物体的基于计算机的模型的模型数据，所述模型在几何上描述所述物体，

模型修改单元，所述模型修改单元设计成，修改所述基于计算机的模型的模型数据，使得对于所述数量的物体的几何描述确定一个方位作为共同的基准方位、特别是作为共同的坐标原点，

控制指令生成单元，所述控制指令生成单元设计成用于产生控制指令，以形成控制指令集，用于控制借助于生成式逐层构建装置以所述经修改的基于计算机的模型为基础所述数量的物体的制造。

模型数据调用单元可以是输入接口，所述输入接口能够由移动式数据载体读入数据或者通过网络提取数据或者也可以直接由数据库读出数据。由于用于提供控制指令的装置特别是可以不只是实施为单独的单元，而且也可以是更为宽泛的EDV系统(例如CAD设计系统或物体特性模拟系统)的组成部分或者可以是生成式逐层构建装置，模型数据调用单元也可以只是与其他系统部件通信的软件接口。所述网络可以是LAN或者也可以是互联网，由此也可以从空间上远离用于提供控制指令的装置的生成式逐层构建装置接收数据。特别是当用于提供控制指令的装置集成在生成式逐层构建装置中时，也可以通过总线系统或共同的存储器实现数据传输。

在根据本发明的用于提供控制指令的装置的一个优选实施形式中，所述模型修改单元(102)设计成，使得所述模型修改单元附加地通过关于用于所述数量的物体的共同变换基准点进行旋转和/或中心拉伸使所述基于计算机的模型转换为经修改的基于计算机的模型

在根据本发明提供控制指令之后，根据本发明可以利用所述控制指令操控生成式逐层构建装置，以便制造所述物体。备选地，根据本发明的用于提供控制指令的装置已经集成在生成式逐层构建装置中。

本发明还涉及一种生成式逐层构建装置，所述生成式逐层构建装置用于通过在一层中在与物体的横截面相对应的位置处通过向所述位置供应能量辐射或结合剂使构建材料固化而逐层地由无定形的构建材料制造一定数量的三维物体，其中，所述生成式逐层构建装置具有：

构建底座，用于承载要形成的物体；

施加装置，用于将构建材料层施加到构建底座的表面上或施加到已经存在的层上；

固化装置，所述固化装置发出能量辐射或喷出结合剂并且能够将能量辐射或结合剂供应给一层中所有要固化的位置，使得在能量辐射或结合剂的作用之后构建材料在这些位置处作为固体存在；以及

控制装置，所述控制装置控制施加装置和固化装置，使得依次重复执行施加步骤和固化步骤，直至至少一个要制造的物体的所有横截面都固化，

所述控制装置设计成，使得该控制装置执行根据本发明的用于提供控制指令的方法。

在根据本发明的用于借助于生成式逐层构建装置制造一定数量的三维物体的方法中，所述生成式逐层构建装置通过控制指令集控制，所述控制指令集包含通过根据本发明的方法提供的控制指令。这里，在所述生成式逐层构建装置中，通过在与物体的横截面相对应的位置处通过向所述位置供应能量辐射或结合剂使无定形的构建材料固化而逐层地制造所述数量的所述物体，并且所述方法具有以下步骤：

在构建底座上或在已经存在的构建材料层上提供无定形的构建材料的一个层的施加步骤，

使已施加的层固化的固化步骤，在所述固化步骤中，使能量辐射或结合剂作用到所述层要固化的位置处，使得在这种作用之后构建材料作为固体存在，

依次重复施加步骤和固化步骤，直至至少一个要制造的物体的所有横截面都固化。

根据本发明的计算机程序能加载到可编程的控制装置中和/或数据处理装置中并具有程序代码结构，用于当所述计算机程序在控制装置和/或数据处理装置上执行时，实施根据本发明的用于提供控制指令的方法的所有步骤和/或根据本发明的生成式逐层构建法的所有步骤。

所述控制指令生成单元至少包括：

a)用于提供所述数量的三维物体的基于计算机的模型的提供单元，例如输入接口，因此，所述提供单元构造成用于执行根据本发明的方法的第一个步骤；

b)确定单元，所述确定单元在运行中确定关于至少一个所述三维物体的基准方位，所述确定单元因此构造成用于执行根据本发明的方法的第二个步骤；

c)导出单元，构造成用于在使用所述基准方位的情况下自动导出控制指令，因此所述导出单元构造成用于执行根据本发明的方法的所述第三个步骤；

另外，本发明涉及一种用于执行用于制造一定数量的三维物体的生成式逐层构建方法的装置。所述装置除了至少一个用于生成式地逐层制造三维物体的构建机构以外还包括根据本发明的控制指令生成单元或与这种控制指令生成单元的数据连接。构建机构是指所有在逐层构建法中、如例如选择性激光烧结或类似的充分已知的逐层构建法中使用的特别是机械的和/或光学的装置，例如用于构建材料的涂布机、激光器或其他用于将能量对准目标地朝构建材料的确定点定向的辐射或粒子源、光学元件等等。在DE 195 14 740 C1中记载的装置连同所有其实体部件都可以作为用于执行用于制造一定数量的三维物体的生成式逐层构建法的装置和包含在所述装置中的构建机构的示例性参考。该文献的公开内容由此可以理解为本申请的公开内容的一部分。

此外，本发明涉及一种计算机程序，所述计算机程序包括指令序列，当所述计算机程序在控制指令生成单元和/或用于执行生成式逐层构建法的装置中执行时，通过所述指令序列使得控制指令生成单元和/或用于执行生成式逐层构建法的装置(就是说，主要是上面所述的根据本发明的控制指令生成单元或用于执行生成式逐层构建法的装置)能够实施根据本发明的方法。

附图说明

图1以激光烧结装置为了示出生成式逐层构建装置的示意图。

图2示出生成式逐层构建装置的构建区的一部分的示意性俯视图，用于说明根据本发明的方法的第一实施例。

图3示出根据本发明的用于提供控制指令的装置的一个实施例的结构。

图4根据本发明的方法的第二实施例示出要在用于制造的底座上制造的三维物体的模型的示意性透视图。

图5示出图4的模型的俯视图。

具体实施方式

与本发明的说明书相结合应指出，表述“零点”作为这里在其他情况下常用的表述“基准方位”的同义词表示基本上点状的基准方位的含义。表述“构件”或“部件”分别表示要制造的三维物体。此外，有时替代术语“一定数量”同义地使用表述“组”。为了说明根据本发明的方法，下面首先以激光烧结装置或激光熔融装置为例参考图1来说明根据本发明的生成式逐层构建装置。

为了构建物体3，激光烧结装置或激光熔融装置1包括带有腔壁4的处理腔或构建腔2。

在处理腔2中设置具有容器壁6的向上敞开的容器5。通过容器5上部的开口限定一个工作平面7，工作平面7在所述开口内部的区域可以用于构建物体3，这个区域称为构建区8。

在构建容器5中设置能沿竖直方向V运动的支架10，基板11设置在所述支架上，所述基板向下封闭容器5并由此构成容器的底部。基板11可以是与支架10分开地构成的板件，所述板件固定在支架10上，或者所述板件可以与支架10一体地构成。根据所使用的具体粉末或工艺，还可以在基板11上安装构建平台12，在所述构建平台上构建物体3。但所述物体3也可以在基板11本身上构建，所述基板此时用作构件底座。在图1中，要在容器5中在构件平台12上构成的物体3在工作平面7下方在具有多个已固化的层的中间状态下由保持未固化的构建材料13包围地示出。

激光烧结装置1还包含用于能通过电磁辐射固化的粉末状构建材料15的存储容器14和能在水平方向H上运动的、用于在构建区8内施加构建材料15的涂布机16。可选地，在处理腔3中设置辐射加热装置17，所述辐射加热装置用于加热已施加的构建材料15。例如可以设置红外辐射器作为辐射加热装置17。

激光烧结装置1还包含具有激光器21的照射装置20，所述激光器产生激光束22，所述激光束通过转向装置23发生转向并通过聚焦装置24经由入射窗25聚焦到工作平面7上，所述入射窗在处理腔2的上侧上安装在腔壁4中。

此外，激光烧结装置1还包括控制装置29，通过所述控制装置以协调的方式控制所述装置1的各个组成部分，以便执行构建过程。备选地，所述控制装置也可以部分或完全地安装在所述装置之外。控制装置可以包含CPU，所述CPU的运行通过计算机程序(软件)控制。所述计算机程序可以与所述装置分开地存储在存储介质上，能够从所述存储介质将计算机程序加载到所述装置中，特别是加载到所述控制装置中。

控制装置29通过控制指令集操控，所述控制指令集主要包括包含要制造的所述数量物体的结构的数据，特别是所述物体的三维CAD层模型，还包括带有关于一个物体在构建材料的每个要固化的层中的相应横截面的信息和确定在固化构建材料时的精确参数的数据。所述数据特别是包含关于在制造所述数量的物体时每个要固化的层的精确信息。

在运行中，通过控制装置29逐层地使支架10降低，操控涂布机16以便施加一个新的粉末层，并操控转向装置23以及必要时还有激光器21和/或聚焦装置24，以便在构建区8中在与相应物体对应的位置处借助于激光射束22来使相应的层固化。

作为粉末状的构建材料可以使用所有适用于激光烧结法或激光熔融法的粉末或粉末混合物。这种粉末包括例如塑料粉末，如聚酰胺、聚苯乙烯、PEAK(聚芳基醚酮)、弹性体，如PEBA(聚醚酰胺)、塑料涂层的砂子、陶瓷粉末或金属粉末，如例如不锈钢粉末或其他与相应目的适配的金属粉末、特别是合金。

根据本发明的生成式逐层构建装置附加地还包括用于提供控制指令的装置100，所述控制指令将在下面说明。这个用于提供控制指令的装置100向控制装置29提供控制指令，控制装置29在执行物体的制造过程时以所述控制指令为基础。

除了激光烧结，本发明覆盖的生成式逐层构建法还包括激光熔融法、为了选择性固化材料层使用掩模的掩模法、3D打印法、光固化立体造型法等等。如果所述方法不是激光烧结或熔融法，上面举例说明的生成式逐层构建装置当然具有由现有技术已知的其他构造。如果存在也可以是控制装置29的组成部分的、下面说明的用于提供控制指令100的装置，根据本发明的生成式构建装置相对于上面说明的例子同样也包括设备上的改动。除了至少一个用于生成式地逐层制造三维物体的构建机构，本发明还包括根据本发明的控制指令生成单元或与这种的控制指令生成单元的数据连接。所有在逐层构建法、例如选择性激光烧结或类似充分已知的方法中使用的、特别是机械的和/或光学的装置都可以称为构建机构，例如用于构建材料的涂布机、激光器或其他用于将能量对准目标地朝构建材料的确定点定向的辐射或粒子源、光学元件等等。在DE 195 14 740 C1中记载的装置连同所有其实体部件都可以作为用于执行用于制造移动数量的三维物体的生成式逐层构建法的装置和包含在所述装置中的构件机构的示例性参考。该文献的公开内容由此可以理解为本申请的公开内容的一部分。

在由构建材料逐层地制造物体的生成式制作法中，首先存在要制造的物体的计算机辅助的模型(CAD模型)。用于控制装置29的控制指令集参考要制造的物体的计算机辅助的模型(CAD模型)向控制装置29提供要选择性固化的层中的每一点特有的、固化应如何进行的信息。如果采用激光烧结法或激光熔融法，这例如包括关于激光强度、激光束直径、层的各个点的固化顺序、激光束在一个层要固化的区域的轮廓上可能的偏移(射束偏移)等。

第一实施例

下面参考图2和3来说明本发明的第一实施例。图2示出在生成式制造一定数量(在该实施例中是5个)的物体3、301、302、303、304期间生成式逐层构建装置的构建区的一部分的俯视图。

为了制造物体，通过控制指令集操控生成式逐层构建装置的控制装置29，所述控制指令集主要包括所述物体的三维CAD层模型，所述层模型具有关于物体在构建材料的每个要固化的层中的相应横截面的信息和在在固化构建材料时确定精确参数的数据。以所述数量的物体的基于计算机的模型为基础获得这种控制指令集，所述模型例如已通过CAD软件建立。为了获得控制指令集，这里由在图3中示意性示出的用于提供控制指令的装置100提供控制指令。所述用于提供控制指令的装置100可以是相应编程的计算机，或者所述装置也可以通过例如在用于所述数量的物体的CAD设计计算机上或控制装置29上运行的软件来实现。

用于提供控制指令的装置100具有模型数据调用单元101，通过所述模型数据调用单元调用所述数量的物体3、301、302、303、304的基于计算机的模型。所述模型数据调用单元例如是软件接口或硬件接口，通过所述软件接口或硬件接口能够(必要时通过网络)调用存储在CAD设计计算机的存储器上的模型数据。模型数据调用单元101同样可以是读设备，所述读设备读取存储在移动数据载体上的模型数据。

模型数据调用单元101将模型数据供应给模型修改单元102，所述模型修改单元在修改模型数据时如下运行：

首先使所述数量的全部物体3、301、302、303和304的模型数据与构建区上的一个共同的基准方位相关联。由此得到在构建区坐标系中对所述物体的模型数据的几何描述。特别是在采用所述物体在构建区上的如图2所示的网格布置的情况下，转换到构建区坐标是有利的，因为此时在修改的计算机模型中将彼此间具有预先规定的网格间距的物体指派给构建区上固定地限定的位置。这种处理在该实施例中如下进行：

在构建区坐标中产生(在图2中)由横线110x和竖线110y组成的网格110。横线110x和竖线110y的每个交点指定为一个网格点115，所述网格点是物体可能的设置方位。在该实施例中，每个物体3、301、302、303和304设置在构建区中的这种网格点上(例如其方式是，所述数量的全部物体配设一个设置有物体3的网格点作为共同的基准点，并且物体相互间的距离在构建区坐标系中设计成，使得每个物体3、301、302、303和304都位于一个网格点上)。“设置在一个网格点上”这里是指，给构件的CAD模型在构件坐标系中的零点分配一个网格点115的构建区坐标。

要指出的是，当然也可以不使用设置网格或者可以选择网格的其他几何形状(不必一定是矩形网格)，只要给所述数量的物体指定一个共同的基准方位。

如果采用除了生成式逐层构建装置以外也可以在其他加工装置中使用的平台作为构建底座，则已经表明，使用构建区坐标是特别有利的：如果要确保在相应装置中无间隙地设置平台(例如通过市场上通常可购得的夹紧系统)，则不必在各个装置(例如对所制造的物体进行后处理的铣削装置或者生产通过生成式逐层构建装置补充完整的半成品部件的装置)执行单独的调校过程。由于能无间隙地将平台设置在相应加工装置中，在装置坐标系和平台坐标系之间存在固定的关系。此时，参考平台坐标规定加工过程就足够了，不必执行复杂的调校过程。

基准方位可以可选地以至少一个半自动的定义算法确定。这种定义算法优选以判据数据库为基础确定基准方位。在判据数据库中还优选存储至少一个以下判据：

-干涉判据，所述干涉判据在物体与其他物体和/或构建区中预先规定的测量点和/或与构建区的边界重叠时启动报警报告，以报警报告为基础，在构建区中对物体执行优选自动的再布置，

-构件特定的判据，为了将构件布置在构建区中，所述判据询问构件特定的布置要求，并且相应地优化构件的布置，

-材料特定的判据，所述判据为了确定基准方位考虑构建材料特有的特性。

-网格判据，所述网格判据使基准方位自动确定在存在于网格判据中的网格点上。

根据本发明的一个方面，基准方位也可以基于用户交互至少部分由用户定义地确定。例如，模型修改单元102可以可选地在物体与其他物体与和/或与构建区中预先规定的测量点和/或与构建区的边界重叠时向用户输出报警报告，此时，用户可以自行实施、优选在算法辅助下实施物体的再布置。此外，模型修改单元102可选地可以自动将点网格中的一个点确定为基准方位，所述点最靠近用户定义的方位，这可以理解为一种“自动对齐功能”，就是说根据网格自动使物体朝用户规定的网格的点移动。为此，例如可以向用户提供一种输入可能性，例如带有可选的网格点的坐标的表格，所述表格使得可以将一个部件自由定位在这些点上。此时这通过一种捕获功能(Fangfunktion)实现。

为了补偿所述物体相对于原始CAD模型的、可能由于生成式逐层构建过程引起的尺寸变化，模型修改单元102对所述数量的物体的原始CAD模型进行缩放(中心拉伸)。这里对于所有物体特别是选择共同的变换基准点(中心拉伸的固定点)。其原因在于，通过中心拉伸也可以改变物体相互间的距离并且所述距离变化对于不同的变换基准点位置是不同的。所述距离变化一方面具有不利的效果，即在缩放之后物体相互重叠，就是说不再是相互分离的。另一方面，由于距离变化，物体可能离开其网格点。特别是对于在生成式制造之后例如同样在再加工装置中使用的平台，这会导致要在再加工装置中进行复杂的再调节过程。

适当的变换基准点的选择通常与物体的几何形状(特别是对称性)或者与物体的布置形式相关。在图2的实施例中，设置有中央物体3的网格点115是对于缩放适当的变换基准点。另一方面，物体301、302、303和304与中央物体3的距离以相同的方式改变。但当特别是物体3和301的齿部的位置处应避免重叠时，则也可以将点320选作变换基准点。

变换基准点可以基于用户交互至少部分由用户定义地确定。同样基准方位也可以自动或半自动地基于至少一种确定算法来确定。此时，这里优选的是，所述确定算法基于判据数据库来确定基准方位，在所述判据数据库中至少存储以下判据：

-中间方位判据，所述中间方位判据由至少一个三维物体的基于计算机的模型关于物体和/或物体的特定(选出的)层确定中间方位，所述中间方位分别优选由中心、重心或代表物体的线的线中心中选出，所述层是逐层构建法的基础；

-轮廓判据，所述轮廓判据由至少一个三维物体的基于计算机的模型关于物体和/或物体的特定(选出的)层确定轮廓，所述层是逐层构建法的基础；

-功能判据，功能判据给物体的一个方位和/或功能区域指定特定的功能。所述功能可能例如由方位或功能区域的形状得出，但也可以由其关于当前要制造的三维物体或关于其他要制造的物体的位置得出。例如，构件的功能区域中的凹口可能具有固定功能，由此功能例如可以得出，在生成式制造时必须非常精确地定位所述凹口，并且所述凹口即使在物体缩放时也应保持基本上位置固定。由其他方位或功能区域也能得出这种对位置固定性的要求。

对于自动确定变换基准点可能有利的是，在确定物体的中间位置或几何中心时不必以所述物体的真实构型为基础，而是以包围物体的空心体、特别是配设给物体的、最小地包围物体的立方体的构型和位置(换而言之，以其包围盒的构型和位置)为基础。在一些情况下也可能有利的是，将包围多个物体的空心体作为确定中间方位或几何中心的基础。

如根据图2的实施例能看到的那样，也可能有利的是，从所述数量的物体中选出一个主部件(在图2中是物体3)并且这样来选择变换基准点和/或基准方位，使得只对主部件的特性(即其对称性等)予以考虑。

最后，控制指令生成单元103生成用于控制指令集的控制指令，所述控制指令集用于借助于生成式逐层构建装置以由模型修改单元102改变的基于计算机的模型为基础制造所述数量的物体。所述控制指令由用于提供控制指令的装置本身集成到控制指令集中或者可以在单独的装置、例如控制装置29中进行这最后一个步骤。

所述数量的物体可以是要制造的物体的配套的组，但或者也可以是利用所述生成式逐层构建装置在一个构建过程中制造的物体的全部。

第二实施例

下面参考图4和5说明本发明的第二实施例。图4和5示出构件3、即要制造的三维物体3的模型(例如以CAD文件的形式存储)，所述物体应在设置在底座上的半成品部件、即所谓的预成形体120上借助于生成式逐层构建法、例如直接的金属激光烧结制造。所述预成形体120是在生成式逐层构建法上游的制造过程中制造的构件，例如是CNC铣削件或其他构件。这种预成形件例如用于工具制造并且作为半成品部件用作混合构件的基础，所述混合构件的内轮廓和外轮廓和功能通过用生成式逐层构建法进行的再加工基本上完成。

在预成形体120上应构建所述构件3，从而整个制造过程包括一种混合制造法，由所述混合制造法形成包括预成形体120和所述构件3的混合构件150，所述预成形体和所述构件通过生成式逐层构建法固定地相互连接。预成形体120这里例如构造成矩形等高的部件并且具有上侧O₁和下侧U₁。构件3本身这里也构造成矩形的和等高的，并具有上侧O₃和下侧U₃。在预成形体120中已经存在四个孔形式的凹口。这些凹口在形状和布置形式上对应于构件3中类似的凹口，这些凹口向上延续预成形体中的孔，从而总体上形成凹口B₁、B₂、B₃、B_Z。凹口B₁、B₂、B₃、B_Z因此从构件3的上侧O₃延伸到下侧U₃并进一步直接从预成形体120的上侧O₁继续延伸到下侧U₁。三个凹口B₁、B₂、B₃分别定位在构件3的角部区域中；凹口B_Z相反是构件3中心处的中央凹口。

在本发明的范围内，首先改变构件3的CAD模型，使得生成式逐层构建装置(未示出)的应生成式制造物体3或定位预成形体120的构建区上的一个方位成为用于几何描述构件3的基准方位。优选将预成形体120上的一个方位选为基准方位，由此使得构件3的几何描述与预成形体120表面上的位置相关联。此外，预成形体120优选在预先确定的方位处安装在构建底座上，由此预成形体120的一个预先确定的方位与构建底座上的所述预先确定的方位相关联，从而得到用于描述预成形体120上的方位和构建底座上的方位的共同的坐标系。

下面为了缩放(中心拉伸)构件3的数据和在构建区上旋转构件3和预成形体120确定变换基准点。根据图5可以看到，在当前实施例中，存在两个不同的变换基准点R_rot和R_skal，其中第一变换基准点R_skal用于在补偿收缩时使构件3放大。就是说，所有缩放箭头Skal沿径向方向远离第一变换基准点R_skal指向，所述第一变换基准点精确地定位在(即确定在)中央的凹口B_Z的中心处。由此可以确保，收缩补偿均匀地沿从中央凹口B_Z指向构件3外边界的任意直线或线段进行。由此，在最终效果上得到关于预成形体120符合比例的收缩补偿。由此在最终效果上可以确保，在执行所述生成式逐层构建生成式逐层构建法之后确保所有凹口B₁、B₂、B₃、B_Z从下侧U₁到上侧O₃具有无中断的直线的(或一般而言：设定的)走势。相反，如果缩放从不同与这里所示的变换基准点的另一个变换基准点出发执行，则预先决定了构件3中的凹口会相对于预成形体120的凹口发生偏移。设定为用于缩放的变换基准点R_skal的选择基本上是与构件相关的，就是说取决于构件的相应几何形状和/或与其他与其相对应的部件、如这里的预成形体120的配设关系。

相反，设置在第三凹口B₃的中点处的第二变换基准点用作构件3和预成形体120在构建区上沿旋转方向Rot旋转的中点，旋转的目的在于，在生成式逐层构建中使构件和预成形体相应地定向。

优选首先对构件进行定向，就是说绕通过变换基准点R_rot限定的、这里垂直地向图中延伸的旋转轴线沿旋转方向Rot旋转，然后如上所述进行缩放。

也可以对于缩放和旋转选择共同的变换基准点，所述变换基准点此时是用于最终执行的旋转拉伸的固定点。重要的是，由于预成形体120和构件3(这里特别是构件3和预成形体120的相互作用(对应)的部段的位置、在当前实施例中在角部的凹口(孔)B₁、B₂、B₃的位置)具有相同的对称特性，所述变换基准点对于拉伸是以相同的方式已经为预成形体120的拉伸选择的点。构建区上的基准方位特别是可以与变换基准点相同，由此可以简化构件3的经修改的CAD模型的确定(即在构件缩放和/或旋转之后的CAD模型)。

根据图4和5说明带有预成形体120的实施例。不是必须执行这种混合方法；也可能出现的是，构建支承在所谓支座、即构建结构上的构件，所述构建结构在生成式逐层构建法中位于实际的构件下方(就是说位于构件和构建区的底座之间(例如是构建平台))并且在构建过程中用作构件的支承结构。在这种情况下，支座可以视为属于在第一实施例中说明的一定数量的物体，并且除了物体和所属的支座必要时配设给构建区中相同的网格点115以外，如在第一实施例中说明的那样处理。

此外，所有结合第一实施例说明的变型方案以类似的方式也能用于第二实施例中。特别是也可以在预成形体120上制造多个物体。

还要再次强调的是，这里所描述的实施例本身分别是独立的，也可以任意地相互组合。表述“一”通常也包括“多个”的可能性，除了可以明确地看出，该表述具体表达的是“单一”或“恰好一个”。一个单元也可以包括多个子单元，这些子单元也可以在空间上相互分离地存在。“一定数量”是指“一个或多个”；“多个”是指“多于一个”。

最后还应指出，用于提供控制指令的装置的各个部件可以通过硬件实现或者也可以作为纯软件模块或作为硬件和软件的混合体存在。例如当经由接口输入或输出的数据可以由已经在相同设备上实现的其他部件接收时或者只需以软件的形式转交给其他部件时，接口特别是不必一定构造成硬件部件，而是也可以作为软件模块实现。接口也可以由硬件部件和软件部件组成，如例如标准的硬件接口，这种硬件接口为了具体使用目的而通过软件专门配置。此外，多个接口也可以合并在一个共同的接口中，例如输入-输出接口。