CN111356551A - 具有用于自动改变准直光学器件的装置的光学模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机床(1)的光学模块(2)，所述机床(1)用于加工工件和/或用于通过借助于激光束将材料粉末位置选择性地固化成连续区域来制造模制体。光学模块(2)包括具有用于将光学模块(2)可释放地紧固到机器(1)的装置的壳体(8)和准直光学变换器(3)，准直光学变换器(3)可释放地布置在壳体(8)中，具有至少两个准直光学器件(4)，准直光学器件(4)能够移动到激光束的光束路径中用于准直激光束。根据本发明，准直光学器件变换器(3)具有用于自动更换准直光学器件(4)的机构。

Description

具有用于自动改变准直光学器件的装置的光学模块

技术领域

本发明涉及一种用于加工工件和/或用于通过利用激光束对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域来制造模制体的机床的光学模块。本发明尤其涉及一种用于根据选择性激光熔化、选择性激光烧结或激光沉积焊接的原理制造模制体的机床的光学模块。特别地，可使用由金属、塑料或陶瓷制成的材料粉末。此外，根据本发明的光学模块也可例如在用于激光焊接、激光钻孔、激光硬化或激光切割的装置中使用。在下文中，术语“激光机床”或简单的“机床”将用于概括用于用激光束加工/精加工/生产工件或模制体的不同类型的装置。

背景技术

利用选择性激光熔化、激光烧结或激光沉积焊接的方法，可根据对应模制体的几何形状描述数据，例如通过由金属或陶瓷材料粉末或由塑料粉末的分层构造来生产或加工模制体，例如机器部件、工具、假体、珠宝件等。在制造过程中，在对应于模制体的模型的选定横截面面积的预定区域中通过聚焦激光束加热材料粉末，使得材料粉末在照射区域中再熔化以形成连接的固化区域。保护气体可防止在堆积过程中氧化。在冷却之后，形成可被机械加工的材料层。

对于选择性激光熔化领域中的现有技术，例如参考DE 10 2015 222 689 A1。此外，例如从EP 2 052 845 A2中已知上述类型的激光机床。例如，在专利申请DE 10 2013224 649 A1中描述了一种用于喷镀的机床。德国专利申请DE 196 30 147 A1描述了一种用于借助于激光束加工工件的连接头，该连接头包括被构造为转塔的自动聚焦透镜更换机构。

诺沃特尼(Nowotny)等人在杂志“MM Das Industriemagazin(MM工业杂志)”(17/2009，第42页等)中的文章“Laser-Einheit machtAuftragsschweiβenauf

(激光单元可在加工中心进行熔覆)”描述了一种激光加工光学器件，其经由陡锥体(steep taper)插入CNC机床的铣削主轴中。焊接金属(材料粉末)通过粉末喷嘴供给到激光焦点中。工件可在同一台机器上被铣削。

专利申请US 2017/0136578 A1描述了一种用于通过熔化材料粉末来构建层状三维模制体的机床。通过固定到激光加工头的粉末喷嘴将材料粉末供给到工作点，在该工作点处，材料粉末被引导通过粉末喷嘴的激光束熔化。该机床包括粉末喷嘴更换单元，该粉末喷嘴更换单元更换固定到激光加工头的粉末喷嘴。

由欧洲专利申请EP 2 062 679 A1已知一种用于激光加工机床的加工头，该加工头具有以侧开口的壳体形式的固定件，该壳体围成用于更换模块的空间，该更换模块可作为整体与加工头的固定件分离，而不必将固定件拆分成多个单独的部件。所述更换模块包括可与激光束同轴移动的聚焦光学器件和用于确定聚焦光学器件的位置的测量装置。

激光机床通常使用激光器操作，该激光器通常以连续波(CW)操作提供输出功率为几百到几千瓦的激光束。从激光束到材料粉末的能量传递对于加工过程可以是特别决定性的。这一方面受到材料粉末的吸收能力的影响，另一方面受到激光束的强度的影响。因此，除了绝对激光功率之外，光束直径还决定熔化过程。激光束的光束直径通常由聚焦光学器件的焦距和聚焦光学器件前面的准直激光束的光束直径确定。准直激光束的光束直径尤其可以通过准直光学器件的焦距来确定。因此，聚焦激光束的光束直径或高斯激光束(Gaussian laser beam)的束腰可通过适当选择准直光学器件来调节，而不改变聚焦光学器件的焦距。

根据现有技术，基本上已知两种类型的机床，用于加工工件和/或用于通过利用激光束对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域，特别是通过选择性激光熔化或选择性激光烧结来制造模制体。装置类型的不同之处尤其在于提供材料粉末的方式。在第一种类型的装置中，粉末床以层的形式被构建。在第二种类型的装置上，借助于粉末喷嘴在处理位置处提供材料粉末。本发明特别涉及通过激光加工头提供激光束的装置。用于移动激光加工头和/或工件的机械设置可以例如在已知的五轴加工中心中进行，其中提供激光加工头而不是机械工具。多年来，在市场上也有可允许激光加工和金属切削两者的机床，例如用铣削工具。在这种混合加工中心中，激光加工头可附接到工具主轴保持器。

激光加工头可包括用于操纵激光束的多个光学部件，用于例如准直、聚焦、偏转、监测、切换和/或调制激光束或激光束的功率。已经证明，在预组装为可更换部件的光学模块中组合尽可能多的光学部件是有利的，所述可更换部件可通过合适的装置可释放地附接到装置，特别是附接到装置的设定轴。这可简化和加速激光机床的维护，使得可通过减少装置的空闲时间来更有效地使用该装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种光学模块，该光学模块一方面能够被快速且容易地更换，另一方面允许根据相应的要求调节用于加工工件或用于生产模制体的激光束的强度。

该问题通过用于加工工件和/或用于通过利用激光束对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域来生产模制体的机器的光学模块来解决。光学模块包括壳体和准直光学器件变换器，壳体具有用于将光学模块可释放地附接到机床的装置，准直光学器件变换器可释放地布置在壳体中并且具有可移动到激光束的光束路径中用于准直激光束的至少两个准直光学器件。根据本发明，准直光学器件变换器具有用于自动更换准直光学器件的机构。

特别地，准直光学器件可在加工过程中自动地变换，使得激光束在工作点处的直径以及相应地激光束在工作点处的强度能够在加工过程中被自动地调节。由于准直光学器件变换器包括用于自动更换准直光学器件的机构，所以能够将准直光学器件的更换集成到加工过程中，而不需要手动步骤。激光束的工作点通常对应于聚焦的激光束的焦点。所述至少两个准直光学器件可各自包括至少一个准直透镜。准直光学器件还可以包括多个透镜。利用具有多个透镜的组合的准直光学器件，可以补偿例如由于球面像差和/或像散引起的成像误差。

准直光学器件用于准直耦合到光学模块中的发散激光束。例如，激光束可以通过光纤耦合到光学模块中。因此，光学模块可以包括用于连接光纤的装置，特别是光纤耦合器。由于光纤可以将激光传输多米，所以可以将激光器放置在远离处理室的受保护位置。准直光学器件和光纤端部之间的距离近似等于准直光学器件的焦距。准直的激光束可以通过固定到光学模块的聚焦光学器件聚焦到焦点。因此，激光束作为聚焦光束离开光学模块。聚焦光学器件可以包括至少一个聚焦透镜。聚焦光学器件还可以包括多个透镜。利用具有多个透镜的组合的聚焦光学器件，可以补偿例如由于球面像差和/或像散引起的成像误差。

由于相对高的激光功率，激光机床的光学部件可能经受增加的磨损。另一方面，特别是在能够执行激光加工和金属切削生产过程的混合机床的情况下，光学部件可能受到污染，例如受到冷却剂、灰尘、碎片和其它颗粒的污染。此外，材料粉末可导致光学部件的污染。沉积在光学部件上的灰尘颗粒可导致对光学部件的高热效应并因此导致其损坏，特别是在高激光功率下。因此，期望在损坏或污染的情况下能够快速且容易地更换光学部件。一方面，这是通过以下事实实现的：整个光学模块可以作为预组装组件可释放地附接到设定轴，并且因此可以被容易地更换。另一方面，可更换的光学部件允许在不移除整个光学模块的情况下被快速更换。准直光学器件变换器例如允许准直光学器件的快速自动更换，而不必更换整个准直变换器或光学模块。

布置在光学模块中的光学部件可分别可释放地附接在光学模块的壳体中或壳体上。一方面，这允许在机床的操作期间自动地更换光学部件。另一方面，通过更换各个光学部件，可以使需要维护的光学模块返回到操作状态。例如，准直变换器可以作为可更换模块可释放地附接在光学模块的壳体中，并且因此在光学模块的维护期间被更换。

从属权利要求的主题是可以单独使用或彼此组合使用的优选配置和进一步发展。

准直光学器件变换器可以包括具有多个准直光学器件的转台。准直光学器件可围绕转台的共用从动旋转轴布置，使得可通过转动转台来执行透镜自动更换。准直光学器件变换器的驱动使得准直光学器件围绕转台的共用旋转轴旋转。这允许以优选的方式实现具有多个准直光学器件的紧凑的准直光学器件变换器。特别地，准直光学器件被布置成使得它们的对称轴在每种情况下都平行于转台的从动旋转轴。此外，根据它们的焦距，准直光学器件沿着激光束的方向被布置在对应位置处，使得它们准直发散的激光束。特别地，准直光学器件到光纤耦合器的合适距离大致对应于准直光学器件的焦距。

作为转台的替代方案，准直光学器件变换器可具有带有从动滑架的移位系统，由此准直光学器件根据它们的焦距被布置在平行平面中，并且能够通过移位而移动到激光束的光束路径中或者移动到激光束的光束路径之外。以这种方式，也可以实现具有各种准直光学器件的紧凑的准直光学器件变换器。

在优选的光学模块中，准直光学器件变换器具有用于冷却准直光学器件的装置。通过冷却准直光学器件，能够尽可能地避免由于从激光束到透镜的热传递而对透镜造成的损坏。因此，冷却可增加透镜的使用寿命。此外，加热透镜会引起透镜形状的改变，这会对透镜的焦距产生影响。这样的效果可通过冷却透镜来减少。特别地，可以减少热透镜的效果。

在光学模块的优选配置中，准直光学器件变换器包括用于测量准直光学器件的温度的装置。特别地，可以使用诸如NTC电阻器的温度传感器来测量温度，该温度传感器可以将测量值输出到机床控制器。与用于冷却准直光学器件的装置一起，可以将准直光学器件的温度控制到设定值。如果准直光学器件在预定义的温度下操作，则温度对透镜的光学性质的影响可以至少保持恒定。

光学模块优选地包括用于紧固可自动更换的聚焦模块的装置。例如，聚焦模块可以通过至少两个夹持螺栓连接到光学模块。光学模块可以包括用于夹持螺栓的相应保持器。特别地，所述保持器可被配置为电磁、液压或气动操作的夹持机构或被配置为由弹簧张紧的夹持机构。光学模块还可以包括用于监测聚焦光学器件的温度的装置或聚焦光学器件的保护玻璃。通过设置用于紧固可自动更换的聚焦模块的装置，可自动地更换聚焦光学器件。然后，这可以在制造或加工过程中完全自动地更换，类似于加工中心上的工具。通过自动更换聚焦光学器件和准直光学器件，可以根据需要在宽范围内调节焦点处的激光束的光束直径。夹持螺栓允许聚焦模块快速且牢固地紧固到光学模块。此外，夹持螺栓确保聚焦模块能够以高的位置精度紧固到光学模块。

聚焦模块优选地包括例如由金属或金属合金制成的具有圆形横截面的基本上圆柱形的载体。聚焦光学器件布置在载体中。优选地，聚焦光学器件能够可释放地附接在聚焦模块的载体中，从而能够更换聚焦光学器件。聚焦光学器件的焦距例如可以是几百毫米。聚焦光学器件可以是普通会聚透镜或若干透镜的组合。聚焦模块优选地包括用于测量聚焦光学器件的温度的装置。还优选的是，聚焦模块包括用于冷却聚焦光学器件的装置。

聚焦模块可以具有至少一个保护玻璃以保护聚焦光学器件免受污染。保护玻璃还可以防止对聚焦光学器件的机械影响。保护玻璃优选可释放地附接在聚焦模块的载体中。当受到污染时，可更换保护玻璃。优选地，在聚焦模块的载体中沿轴向方向在聚焦光学器件的两侧上布置保护玻璃，从而保护聚焦光学器件免受来自两侧的污染。聚焦模块还可以包括用于测量至少一个保护玻璃的温度的装置。因此，可以例如通过温度的升高来检测保护玻璃的污染。

光学模块还可以包括用于安装可自动更换的粉末喷嘴的装置。例如，粉末喷嘴可以通过至少两个夹持螺栓连接到光学模块。为此，光学模块可以具有用于夹持螺栓的相应保持器。保持器可具有夹持机构，该夹持机构可以是液压或气动操作的机构或由弹簧张紧的机构。夹持螺栓允许粉末喷嘴快速且牢固地紧固到光学模块。此外，夹持螺栓确保粉末喷嘴能够以高的位置精度安装到光学模块。

粉末喷嘴可以设计成单件式或多件式构造。在多部件构造中，粉末喷嘴可以包括粉末喷嘴凸缘，用于将粉末喷嘴紧固到光学模块的装置(例如，至少两个夹持螺栓)布置在该粉末喷嘴凸缘上。粉末喷嘴凸缘还可具有用于供应保护气体、载气、冷却剂和/或材料粉末的接口。粉末喷嘴凸缘可优选地布置在被配置为用于粉末喷嘴尖的载体的中心部分处。粉末喷嘴尖能够可释放地附接到粉末喷嘴的中心部分，使得粉末喷嘴尖能够被更换。

粉末喷嘴包括至少一个用于材料粉末的通道，特别是在中间部分，以将材料粉末传送到激光器的焦点。优选地，粉末喷嘴包括至少两个或三个或四个或更多个材料粉末通道，其也可以是分支的，以便将材料粉末尽可能均匀地引导到激光焦点。特别是在粉末喷嘴的尖端中进行材料粉末通道的分支或材料粉末的同轴引导。为此，粉末喷嘴尖可以包括环形间隙，该环形间隙使得材料粉末沿着与激光束同轴地形成的环形开口均匀地分布。优选地，通过大量的开口将材料粉末从材料粉末通道引导到环形间隙中，以便将材料粉末以尽可能均匀的分布引导到环形间隙中。

用于材料粉末的通道也可用于供应保护气体或载气。保护气体或加工气体用于防止加热的材料粉末与大气中的氧反应。此外，保护气体可以用作输送材料粉末的载气。然后，材料粉末由载气流携带，并通过材料粉末通道被携带到激光束焦点处的工作点。作为保护气体或载气，惰性气体(例如氩气)是特别合适的。在粉末喷嘴中提供的材料粉末通道越多，材料粉末的流速可以越高。为了将材料粉末尽可能均匀地引导到激光束的焦点，已经证明具有至少三个或四个材料粉末通道的构造是有利的。可选地，粉末喷嘴可以包括用于不同粉末颗粒的具有不同直径的多个不同材料粉末通道。

光学模块可以包括多个接口，以将材料粉末从用于布置在光学模块上的材料粉末的线路馈送到粉末喷嘴的材料粉末通道中。所述接口可以例如被配置为用于紧固粉末喷嘴的凸缘上的入口开口。入口开口可包括用于在将粉末喷嘴附接到光学模块时进行气密密封的密封剂。入口开口可以包括用于将入口开口与光学模块上的线路对准的装置。

粉末喷嘴可包括用于流体冷却剂的冷却通道以冷却粉末喷嘴。为了向粉末喷嘴供应冷却剂，光学模块可具有适当的线路。优选地，光学模块包括至少一个冷却剂供应和一个冷却剂返回。粉末喷嘴优选地包括作为光学模块的冷却剂供应和冷却剂返回与粉末喷嘴的冷却剂通道之间的可释放接口的至少两个联接器。联接器可以例如被配置为可以连接到光学模块上的对应处的快速联接器。

通过提供用于可释放地安装可自动更换的粉末喷嘴的装置，可以自动地更换粉末喷嘴。然后，这可以像加工中心的工具一样在制造或加工过程中完全自动地更换。

光学模块还可以包括用于监控加工过程的照相机。照相机的观察方向例如可以通过二向色镜叠加在激光器的光路上，使得照相机可以沿着激光束观察工作点并且监控过程。特别地，二向色镜可被冷却并被监测温度。

通过光学模块的光束路径优选是气密密封的，从而可以保持密封气体气氛。特别地，可以使用诸如氮气或氩气的惰性气体作为密封气体。重要的是密封气体不含可能污染光学部件的颗粒。优选地，光学模块的整个外壳是气密密封的。为了在光学模块的壳体中产生密封气体气氛，光学模块优选地包括适当的气体供应线路和/或用于连接供应线路的装置。代替气密地密封壳体，壳体也可以被构造成使得能够通过供给密封气体而在壳体中产生轻微的过压，使得灰尘或材料粉末颗粒不能进入光学模块的内部。

优选的光学模块包括用于连接加工气体的进料器的装置。处理气体可以防止工件通过与大气中的氧反应而氧化。处理气体还可以用作输送材料粉末的载气。光学模块优选地具有用于处理气体的线路，以便经由粉末喷嘴中适当接口和通道将处理气体引导到激光束的焦点(工作点)。特别地，惰性气体如氩气或氮气可用作合适的处理气体。特别地，处理气体经由粉末喷嘴被引导至工作点。

优选地，每个准直光学器件具有至少一个保护玻璃以保护准直光学器件免受污染。保护玻璃布置在准直光学器件之前和/或之后的光路中。为了避免干扰反射回到激光器中，保护玻璃可以包括抗反射涂层和/或布置成与光束方向成小角度。在保护玻璃受到污染或损坏的情况下，可将其拆下并更换。因此，可以有效且容易地保护准直光学器件免受污染和损坏。

在光学模块的优选配置中，准直光学器件变换器具有至少三个、更优选至少四个或至少五个准直光学器件。在准直变换器中布置的准直光学器件越多，可以提供越多不同的焦距，从而可以提供更多不同的光束直径。除了具有不同焦距的准直光学器件之外，还可以提供多个相同的准直光学器件，使得如果一个准直光学器件或保护玻璃被污染或损坏，则可以用现成的准直光学器件更换，而不需要手动维护光学模块。这增加了机床的多功能性并减少了维护的需要。例如，准直透镜，特别是会聚透镜，可用作准直光学器件。

附图说明

下面通过附图中所示的实施例来更详细地描述进一步优选的配置，本发明不限于此。

其示意性地示出为：

图1：示出了具有光学模块的机床，用于通过激光辐射生产或加工模制体或工件。

图2：示出了根据本发明的光学模块的实施例的立体截面图。

图3：示出了图2所示的光学模块的实施例的另一立体截面图。

图4：示出了根据实施例的根据本发明的光学模块的上部区域的立体截面图。

图5：示出了根据本发明的准直光学器件变换器的纵向截面。

图6：示出了根据本发明的准直光学器件变换器的横截面。

图7：示出了用于通过激光辐射制造或加工模制体或工件的机床的实施例的立体图。

图8：示出了用于通过激光辐射生产或加工模制体或工件的机床的工具变换器的立体图。

图9：(A)示出了可更换粉末喷嘴的部分截面立体图和(B)示出了可更换粉末喷嘴的立体图。

图10示出了激光沉积焊接的工作原理。

图11(A)是可更换聚焦模块的立体图，(B)和(C)是具有聚焦光学器件的不同焦距的可更换聚焦模块的相应截面图。

具体实施方式

在本发明的优选实施例的以下描述中，相同的附图标记表示相同或类似的部件。

图1示出了用于加工工件30和/或用于通过利用激光辐射对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域来制造模制体30的机床1的示意图。机床1具有机架21，工件台20和根据本发明的光学模块2通过中间调节轴18、19间接地安装在机架21上。调节轴18、19可分别具有多个平移轴(X、Y、Z)或旋转轴(

λ、θ)，这些平移轴或旋转轴可根据装置控制来调节。例如，光学模块2可通过一个、两个或三个平移调节轴18(X和/或Y和/或Z)安装在机架21上，而工件台20通过一个、两个或三个旋转调节轴19安装在机架21上。这种激光机床1通常包括封闭的机舱(未示出)，在该机舱中例如可产生保护气体气氛并且该保护气体气氛保护工作空间免受污染。

在工件台20上，工件30能够被可释放地附接以进行加工。可选地，可通过材料粉末的位置选择性硬化在工件台20上逐层地构建模制体30。

例如，机床1可以是五轴激光机床，用于通过利用激光辐射对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域来生产模制体。光学模块2可释放地附接到调节轴18，使得在需要的情况下(例如为了维护)，可以快速且容易地更换光学模块2。在这种五轴激光机床中，光学模块2经由三个平移调节轴18(X、Y和Z)安装到机架21，并且工件台20经由两个旋转轴布置在机架21上。

图7中示出了用于通过利用激光辐射对材料粉末进行位置选择性硬化以形成连接区域来制造模制体的五轴激光机床1的示例性图示。所示实施例基本上对应于图1中示意性示出的机床1。工件台20和光学模块2布置在处理室22中，处理室22基本上由处理室门23封闭。布置在处理室22外部的显示器24用作用户和机床控制器之间的接口。在该显示器24上例如可显示测量值和/或警告消息和/或控制应用。

机床1包括工具变换器25，工具变换器25可通过调节轴25a、25b横向移动到处理室22中。工具变换器25的详细视图如图8所示。多个聚焦模块13和多个粉末喷嘴15可布置在工具变换器25上。图8所示的工具变换器25包括用于具有不同轴向长度的粉末喷嘴15的三个放置位置。工具变换器25还包括用于具有不同焦距的聚焦光学器件14的至少两个聚焦模块13的放置表面。通过两个调节轴25a、25b，聚焦模块13和粉末喷嘴15可移动到处理室22中，使得它们可附接到光学模块2。下面描述用于更换粉末喷嘴15或聚焦模块13的方法。

工具变换器25可通过调节轴25a、25b移动到工具室中，该工具室能够通过可移动的间隔壁与处理室22分开。当在处理室22中加工工件时，在工具室中保护聚焦模块13和粉末喷嘴15免受例如材料粉末或焊接烟尘的污染。

图2示出了根据本发明的光学模块2的实施例，其可释放地附接在调节轴18上。调节轴18例如是可在Z方向上移动的平移轴，其可布置在可在X和Y方向上移动的另外两个平移轴上，使得光学模块2可以在所有三个空间方向上移动。特别地，光学模块2安装在调节轴18上，使得激光束垂直向下(平行于重力方向或在Z方向上)离开光学模块2。通过移动调节轴18，聚焦的激光束的焦点因此可以在三维空间中移动，以便加工工件或者逐层地构建模制体。因此，通过熔化材料粉末，能够以与3D打印机相同的方式逐层构建成模制体。

光学模块2包括壳体8，多个光学部件布置在壳体8中。一方面，壳体8用作用于布置光学部件和用于保护光学部件免受机械影响的机械平台。可以在壳体8中产生密封气体气氛。例如，过压能够防止颗粒和污物进入壳体。

在壳体8的上部布置有光纤耦合器10，来自光纤的激光束可经由光纤耦合器10耦合到壳体8中。通过使用光纤，可将来自激光束源的激光可靠地引导到光学模块2。柔性光纤允许光学模块2移动，并因此允许激光束移动，而不必移动激光束源本身。此外，光纤可以提供具有特别均匀的射束轮廓的激光束。

例如，高功率固体激光器可以用作激光束源。这些激光器包括例如掺YAG激光器。具体地，掺杂有波长为1030nm的镱的YAG薄片激光器可以用作激光束源。或者，可以使用波长为1020nm的光纤引导的二极管激光器作为光束源。二极管激光器可提供功率为几瓦至几千瓦的激光束。因此，能够为各种加工和生产过程提供足够的激光功率。

在光纤耦合器10的正下方，准直光学变换器3位于光学模块2的壳体8中。具有例如80mm的第一焦距的准直光学器件4布置在准直光学器件变换器3中，使得从光纤射出的激光束被准直到大约36mm的直径。准直光学器件变换器3可包括具有例如50mm、60mm和/或100mm或更大焦距的附加准直光学器件4。这允许提供直径在大约10mm和100mm之间的准直激光束。例如，合适类型的会聚透镜可用作准直光学器件4。准直光学器件4可由单个透镜组成或者包括多个透镜。可根据所使用的激光波长和激光功率来选择材料、涂层和其它透镜性质。

准直的激光束由布置在光学模块2中的两个偏转镜6、7引导到聚焦光学器件14，聚焦光学器件14聚焦激光束。偏转镜6、7的位置或取向在每种情况下优选是可调节的，使得激光束的光路可以被自动地或手动地调节。激光束的正确调节例如可以通过摄像机9来监控。特别地，偏转镜6、7可以由机床控制器控制地调节。为此，偏转镜6、7可以分别设置在可调节的支架上，所述可调节的支架可以借助于控制信号通过机床控制器来控制。光学模块2可具有合适的接口，用于可释放地连接用于机床控制器的信号线。

例如，聚焦光学器件14的焦距可以在50mm和500mm之间。聚焦光学器件14优选地布置在可自动更换的聚焦模块13中，该聚焦模块13可经由安装机构11、16附接到光学模块2。因此，通过改变聚焦模块13，也可完全自动地改变聚焦光学器件14的焦距。

在表1中示出了准直光学器件4和聚焦光学器件14的焦距的七个示例性组合。表1还示例性地列出了对于600μm的纤芯直径，准直激光束和聚焦激光束的直径的结果值。光束直径越小，激光强度越高。特别地，可产生在激光束的焦点处具有较小光束直径的较小结构。通过使用聚焦光学器件前面的准直激光束的较大光束直径，可利用聚焦光学器件的相同焦距实现焦点处的较小光束直径。准直激光束的较大光束直径的优点在于，光学模块2中的光学元件暴露于较低的激光强度。这意味着光学元件不太可能被损坏，例如因为它们被较少加热。

表1：准直光学器件焦距和聚焦光学器件焦距的七种示例性组合：

在图11A至图11C中示出了聚焦模块13的示例性构造。图11A示出了聚焦模块13的立体图，该聚焦模块13具有基本上圆柱形的载体壳体，该载体壳体优选地由具有尽可能低的热膨胀系数的金属制成。按照表1中的示例，图11B示出了具有焦距为200mm的聚焦光学器件14的聚焦模块13，而图11C示出了具有焦距为300mm的聚焦光学器件14的聚焦模块13。不同焦距的聚焦光学器件14布置在不同的聚焦模块13中，使得所得到的激光器的焦点总是在相同的位置。

在聚焦模块13的上边缘处布置有紧固件，例如两个夹持螺栓16。紧固件16还用于确保小于1mm的最高可能的定位精度。这对于激光束通过粉末喷嘴到正确工作点的精确光束引导是特别重要的。然而，如果出现偏差，这可由照相机9检测并由偏转镜6、7校正。聚焦模块13具有至少一个保护玻璃14a以保护聚焦光学器件14免受污染或损坏。优选地，如图11B和图11C中的截面图所示，在聚焦模块13中在聚焦光学器件14的每一侧上布置保护玻璃14a，以保护聚焦光学器件14免受来自两侧的污染或机械冲击。

至少一个保护玻璃14a的温度可通过测量传感器13a监控。在图11B和图11C中，仅示出了由测量传感器13a监测的上保护玻璃14a的温度，该上保护玻璃14a首先被激光束撞击。例如，热变电阻器(NTC电阻器)或热电偶可被用作测量传感器。特别地，热电偶可以是由铂基合金制成的导线。以类似的方式，可监控光学模块2中的其他光学部件的温度，尤其是准直光学器件4、准直光学器件4的保护玻璃、偏转镜6、7和/或聚焦光学器件14的温度。

由温度传感器14a产生的模拟测量信号经由聚焦模块13上的接口13b传送到光学模块2中的信号线。从那里，测量信号被输出到机床控制器并且被转换成温度值，使得光学模块2的光学部件的温度能够以摄氏度为单位输出。所测量的温度值例如能够显示在显示器24上。在机床控制器中，可为每个光学部件存储阈值温度值。如果所测量的光学部件的温度超过所存储的阈值，则可产生报警信号。例如，可向用户发出警告信号作为警告。该警告例如能够可视地显示在显示器24上显示或者借助于警告灯来显示。附加地或可选地，可关闭激光器以防止对光学部件的损坏。

接口13b还可用于向机床控制器发信号，表明聚焦模块13已经被成功地紧固。因此，如果经由接口13b传送的信号被中断，则机床控制器可检测到聚焦模块13已经被成功地释放和放置。

可更换粉末喷嘴15可安装在聚焦模块13下方，聚焦模块13可附接到光学模块2。粉末喷嘴15的示例性构造在图9A和图9B中示出。类似于聚焦模块13，粉末喷嘴15包括紧固件16，紧固件16可通过相应的插座12固定到光学模块2。例如，多个夹持螺栓可布置在粉末喷嘴15上作为紧固装置16。这种夹持螺栓也以类似的方式用于紧固传统机床中的工具。光学模块2上的插座12可通过液压、气动、电磁或弹簧加载机构夹持这些用于安装粉末喷嘴15的夹持螺栓，使得粉末喷嘴15可释放地附接到光学模块2，其中总是能够在限定的公差内达到粉末喷嘴15的相同位置。

图2和图9所示的粉末喷嘴15包括在面向光学模块2的上端处的凸缘15a，紧固件16(例如两个夹持螺栓)布置在该凸缘15a上。粉末喷嘴15的基本上圆柱形的中心部分布置在凸缘15a上。在中心部分的下端处布置有大致圆锥形的粉末喷嘴尖15b。粉末喷嘴15的中间部分与凸缘15a一起可有利地用作具有用于冷却剂和材料粉末的进料器的载体，粉末喷嘴尖15b能够可释放地附接到该进料器。这允许更换粉末喷嘴尖15b。

在粉末喷嘴15的凸缘15a处布置有用于供应冷却剂或材料粉末的连接部15f、15g或接口。用于冷却剂的多个连接部15f可被构造为快速联接器，例如当粉末喷嘴15附接到光学模块2时，该快速联接器自动地连接到光学模块2上的相应线路。用于材料粉末的入口15g可被构造为具有密封环的简单的开口。当将粉末喷嘴15安装到光学模块2时，具有密封环的入口以形成气密连接的方式压靠光学模块上的对应出口。

用于材料粉末的多个入口15g各自连接到用于材料粉末的通道15d，该通道15d穿过粉末喷嘴15到达粉末喷嘴15的尖端15b。环形间隙15c形成在粉末喷嘴15的尖端15b中，该环形间隙15c的间隙宽度可在流动方向上逐渐变窄以实现喷嘴效果。材料粉末通道15d和环形间隙15c之间的过渡形成为使得材料粉末的周向均匀分布被建立。例如，可在从材料粉末通道15d到环形间隙15c的过渡中设置多个孔。这些孔能够使材料粉末P均匀地分布在环形间隙15c中。材料粉末流P可具有与激光束的焦点同轴对准的锥体的形式，如图10所示。

粉末喷嘴尖15b能够可释放地附接到粉末喷嘴15，使得例如如果粉末喷嘴尖15b由于热而损坏或变形，则粉末喷嘴尖15b可被更换。在粉末喷嘴15的多部件构造的情况下，粉末喷嘴尖15b也可由与粉末喷嘴15的其余部分不同的、更耐热和/或更硬的材料制成。例如，不同尺寸的粉末喷嘴尖15b可用于不同的激光束直径。此外，具有不同开口宽度的不同尺寸的环形间隙15c可在可更换的粉末喷嘴尖15b中形成。因此，具有不同尺寸的粉末喷嘴尖15b的不同粉末喷嘴15能够保持在机床1中，从而需要的情况下可更换整个粉末喷嘴15。例如，面向工件的粉末喷嘴尖15b的下开口的直径可以是1mm、2mm、3mm、4mm，或5mm至8mm。粉末喷嘴尖15b的更换优选手动进行，而整个粉末喷嘴15的更换可完全自动进行，如下所述。

粉末喷嘴15具有至少两个用于冷却剂的联接器15f，联接器15f优选地被构造为快速联接器。一联接器15f用作用于来自光学模块2的冷却剂流的连接部，另一联接器15f用作用于冷却剂返回到光学模块2的连接部。冷却剂连接部15f与粉末喷嘴15中的冷却剂通道15e流体地(fluidically)连接，冷却剂通道15e在图9A的局部剖视图中示出。例如，冷却剂通道15e可围绕激光束开口环形地、成螺旋形地或螺旋形地布置，以确保粉末喷嘴15的均匀冷却。

用于聚焦模块13的基本上圆柱形的凹部形成在凸缘15a内部。在聚焦模块13和粉末喷嘴15附接到光学模块2的情况下，聚焦模块13的下端位于粉末喷嘴15中的凹部内。由此，聚焦模块13和粉末喷嘴15彼此同轴布置并且与光学模块2处的激光束同轴布置。

由于用于冷却剂的多个通道15e和用于材料粉末的通道15d，以及其在轴向方向上朝向激光焦点逐渐变窄的轴向开口，粉末喷嘴15具有非常复杂的形状。这种复杂的形状可以例如通过在根据本发明的机床1中的激光沉积焊接工艺来制造。为了能够通过激光沉积焊接在尽可能短的时间内并且以尽可能大的节省材料来实施粉末喷嘴15的制造过程，粉末喷嘴15的基本上圆柱形的中间部分可构造成具有尽可能薄的壁厚。为了增加粉末喷嘴15的机械强度，所述壁可由薄板15l加强。类似地，凸缘15a和粉末喷嘴15的中间部分之间的过渡部可以以材料节省的方式制造，例如通过使用如图9B所示的蜂窝结构15w，其以低材料消耗提供高机械强度。

凸缘15a和粉末喷嘴15的中间部分可由例如铝或钢制成。凸缘15a的直径可以大约为150mm至170mm，优选160mm。粉末喷嘴15的总长度可以大约为125mm至145mm，优选135mm。当使用具有较短焦距的聚焦光学器件14时，也可以使用相应较短的长度小于125mm的粉末喷嘴，例如100mm至90mm。如果使用具有较长焦距的聚焦光学器件14，则也可以使用相应较长的长度大于145mm的粉末喷嘴，例如150mm至200mm或者甚至300mm。粉末喷嘴的中间部分的直径可以大约为60mm至70mm，优选65至67mm。优选地，粉末喷嘴15也可设计成更紧凑，以便减少与工件30碰撞的风险。

例如，粉末喷嘴15可如下所述进行更换。处理室22和位于其侧面的工具室之间的间隔壁被拉开。利用调节轴25b，工具变换器25的具有粉末喷嘴15的下部被移动到处理室22中。调节轴18将光学模块2移动到具有多个粉末喷嘴15的工具变换器25所处的位置。为了存放附接到光学模块2的粉末喷嘴15，与图7和图8相比，工具变换器25的存放位置必须是自由的。通过打开光学模块2上的插座12，粉末喷嘴15的紧固件16被释放，使得粉末喷嘴15从光学模块2释放并且能够被放置在工具变换器25的自由放置位置。

随后，光学模块2移动到工具变换器25的另一位置，在该位置处定位有在轴向方向上具有更大或更小尺寸的另一粉末喷嘴15。然后通过调节轴18移动光学模块2，使得另一粉末喷嘴15的紧固件16接合在光学模块2上的插座12中。通过关闭插座12，粉末喷嘴15可附接到光学模块2并由工具变换器25移除。

粉末喷嘴15可被自动地更换，特别是在通过改变聚焦光学器件14来改变激光束的焦距的情况下。由于粉末喷嘴15将材料粉末引导到激光束的焦点位置，所以粉末喷嘴15的轴向长度必须根据激光束的焦距来选择。如表1中所列，聚焦光学器件14的焦距可以是例如200mm或300mm。相应地，可以在机床1的工具变换器25中提供粉末喷嘴15，例如其将材料粉末引导到距离聚焦光学器件14的200mm或300mm的焦点。

经由粉末喷嘴15，可在机床1的工作点处提供材料粉末，因此直接在激光束的焦点附近提供材料粉末。为此，粉末喷嘴15具有一个或多个通道，材料粉末通过这些通道被引导。当粉末喷嘴15附接到光学模块2时，用于材料粉末的通道连接到光学模块2中的相应线路。为了连接通道和线路，粉末喷嘴15或光学模块2各自具有合适的接口。此外，粉末喷嘴15具有一个或多个冷却通道，流体冷却剂(特别是水)可在该冷却通道中循环以冷却粉末喷嘴15。光学模块2具有用于供应和移除冷却剂的适当线路以及用于将线路连接到粉末喷嘴15的冷却通道的接口。

此外，粉末喷嘴15能够向机床1的工作点供应保护气体，使得当在激光束的焦点处熔化材料粉末时可尽可能地抑制不期望的反应。保护气体特别用于从空气中置换氧气。特别地，惰性气体如氩气可用作保护气体。光学模块2具有用于供应保护气体的适当线路。保护气体也可与材料粉末一起作为载气供给。因此，保护气体一方面用于防止与大气中的氧气的反应，另一方面用于输送材料粉末。

当粉末喷嘴15被自动更换时，光学模块2的冷却线路经由相应的接口自动地与粉末喷嘴15的冷却通道连接或断开。因此，光学模块2中的用于材料粉末的线路也经由相应的接口自动地与粉末喷嘴15中的材料粉末通道连接或断开。用于管线和通道的相应接口能够以可释放的方式配置，并且例如能够经由液压或气动控制。

聚焦模块13的自动更换能够以与粉末喷嘴15的自动更换类似的方式进行。在这种情况下，具有聚焦模块13的工具变换器25的上部也通过调节轴25a移动到处理室22中。然而，为了更换聚焦模块13，必须首先释放附接到光学模块2的粉末喷嘴15。如上所述，这通过将粉末喷嘴15放置在工具变换器25上的自由位置来完成。然后，调节轴18将光学模块2移动到具有多个聚焦模块13的工具变换器25所处的位置。可以通过打开光学模块2上的插座11来释放附接到光学模块2的聚焦模块13，使得能够从光学模块2释放聚焦模块13并且将聚焦模块13放置在工具变换器25的自由放置位置处。然后，可将另一聚焦模块13附接到光学模块2。为此，光学模块2被移动，以便聚焦模块13的紧固件16接合在光学模块2上的插座11中。光学模块2上的插座11现在可例如经由液压、气动或弹簧加载机构夹持紧固件16，以将聚焦模块13附接到光学模块2。然后工具变换器25可被移回到可释放的工具室中，并且可开始或继续工件的加工。

调节轴18、25a、25b的所需的移动路径可存储在机床控制器的存储器中，从而能够完全自动地执行聚焦模块13或粉末喷嘴15的更换。因此，更换聚焦模块13或粉末喷嘴15也可集成到加工过程中。根据要在工件30或模制体30上制造的结构的期望尺寸，在焦点处选择激光束的合适直径。激光束在焦点处的直径越小，可产生越小的结构。如表1所示，激光束的直径由聚焦光学器件14和准直光学器件3的焦距确定，因此可以为每个处理操作选择准直光学器件4和聚焦光学器件14的适当组合。根据所选择的准直光学器件4和聚焦光学器件14，选择合适的粉末喷嘴15并将其附接到光学模块2。一方面，粉末喷嘴尖15b的开口必须足够大，使得激光束L能够不受阻碍地通过。另一方面，粉末喷嘴尖15b的开口应当足够小，使得材料粉末P通过环形间隙15c有利且均匀地流到激光束L的焦点。根据所选择的结构尺寸，相应地将合适的准直光学器件4设置在准直光学器件变换器3上，并且将合适的聚焦模块13和相应的粉末喷嘴15附接到光学模块2。

第一偏转镜6包括用于冷却和监测所述偏转镜6的温度的装置。第二偏转镜7是二向色镜，其还具有用于冷却和监测所述偏转镜7的温度的装置。二向色镜7对于例如在红外光谱范围内的激光束的波长是反射性的。然而，对于可见光，二向色镜能够是可透的。在二向色镜7之后，可布置照相机9以监控生产过程。照相机9被布置成具有沿着激光束通过二向色镜并通过聚焦光学器件14到达激光束的焦点的观察方向。因此，照相机9可用于监控工件或待生产的模制件上的工作点。

光学模块2包括用于从机床控制器接收控制信号的接口。控制信号能够例如使得准直光学器件变换器3执行准直光学器件更换。所述接口还能够用于将准直光学器件4、偏转镜6、7或其它光学部件的测量温度传送到机床控制器。

图3示出了根据该实施例的本发明的光学模块2的另一截面图。所示视图的截面穿过与图2中相同的平面，但是观察方向是从光学模块2的相对侧。激光束的光束路径17被绘制为虚线。在图3所示的视图中，准直光学变换器3的旋转轴5和光纤耦合器10都是可见的。

根据本发明的准直光学变换器3的进一步细节通过图4至图6所示的截面图来描述。图4示出了光学模块2的上部的四分之一截面的透视图。在壳体8内部，示出了具有四个准直光学器件4的准直光学器件变换器3。所示实施例的准直光学变换器3被配置为转台，该转台被安装成可绕垂直旋转轴5旋转。未示出的致动器可操作地连接到旋转轴5，使得准直光学器件变换器3能够通过控制致动器而围绕旋转轴5旋转，从而能够实现准直光学器件4的更换。旋转轴5在横截面中居中地示出。位于光纤耦合器10下方的准直光学器件4位于激光器的光路中。光学模块2的壳体8的内部被构造成使得准直光学变换器3可在其中旋转。

电动机，特别是伺服电动机或步进电动机，可被用作致动器，用于使准直光学器件变换器3绕旋转轴5旋转。准直光学变换器3的正确调节尤其可通过位于光学模块2中的照相机9来监控，例如通过观察激光束的焦点的位置来监控。激光束应当尽可能居中地撞击准直光学器件4和光束路径中的其它光学部件。

如图6中的截面图所示，该实施例的准直光学器件变换器3具有圆菱形形状，这尤其归因于所使用的准直光学器件4的透镜直径。图6还示出了根据准直光学器件4的焦距，准直光学器件4沿着平行于旋转轴5的Z轴被布置在不同位置。准直光学器件4的轴向位置可被调节。因此，能够在准直光学器件变换器3被安装在光学模块2中之前预先调整透镜位置，使得激光束被每个所安装的准直光学器件4正确地准直。

图5示出了穿过准直光学变换器3的旋转轴5的纵向截面。在该截面图中，在顶部和底部示出了轴承5a，通过轴承5a，旋转轴5被可旋转地支撑。旋转轴5的上部处的凸缘用于将旋转轴5可释放地附接到光学模块2的壳体8。下轴承5a可释放地安装到平行于壳体8中的盖部的承载元件。这种结构允许在必要时容易地更换准直光学变换器3。

多个准直光学器件4各自可释放地安装在准直光学器件变换器3中，使得在需要的情况下能够快速且容易地更换各个准直光学器件4。此外，在每个准直光学器件4上方布置保护玻璃，其可以保护准直光学器件4免受污染和机械影响。因此，保护玻璃的使用防止了显著更昂贵的透镜被损坏或污染并因此必须更换。保护玻璃也可释放地附接在准直光学变换器3中，使得在需要的情况下能够容易且快速地更换各个保护玻璃。保护玻璃可具有抗反射涂层以避免干扰激光反射回到激光器中。

根据图4至图6所示的实施例的准直光学器件变换器3具有用于可释放地附接准直光学器件4的四个位置。这四个位置被构造为实心壳体中的圆柱形开口，该实心壳体优选地由诸如铝或钢合金的金属或陶瓷材料制成。准直光学器件4也可预组装在圆柱形支架中，使得准直光学器件4及其支架能够容易地插入所述圆柱形开口中并固定在其中。与所示的实施例不同，准直光学器件变换器3也可具有多于四个的准直光学器件4。例如，可以想到具有两个、三个、五个、六个、七个或更多个准直光学器件4的配置。

准直光学器件变换器3可包括用于冷却准直光学器件4的装置。如图6所示，准直光学变换器3包括实心壳体。例如，壳体可由单片金属铣削而成。准直光学器件4的冷却可以通过冷却准直光学器件变换器3的壳体来完成。为此，准直光学器件变换器3的壳体可以具有多个冷却通道3a，合适的流体冷却剂流过该冷却通道3a。通过冷却准直光学器件变换器3，能够防止由温度波动引起的对准直光学器件4的损坏。此外，冷却可减少热透镜效应。

图5和图6示出了准直光学变换器3中的几个冷却通道3a。两个轴向冷却通道在轴向方向上延伸通过准直光学器件变换器3的旋转轴5，这两个轴向冷却通道中的一个用作冷却剂的供应管线，而另一个用作待排出的冷却剂的返回管线，使得冷却剂可在回路中循环通过准直光学器件变换器3a。在图6的截面图中，示出了准直光学器件变换器3的四个径向冷却通道3a。径向冷却通道3a从在旋转轴5中的轴向冷却通道径向向外延伸通过准直光学变换器3。在平行于截面的第二平面中，另外的径向冷却通道3a延伸通过准直光学变换器3。为了允许冷却剂循环，两个平面的径向冷却通道3a经由垂直于穿过准直光学变换器3的壳体的截面延伸的冷却通道彼此流动连接。因此，冷却剂能够冷却准直光学器件变换器3。特别地，准直光学变换器3的壳体被冷却。准直光学器件4附接到准直光学器件变换器3的壳体。这允许准直光学器件4和准直光学器件变换器3的壳体之间的热传递，使得经由冷却通道3a冷却壳体引起准直光学器件4的冷却。冷却剂可经由冷却剂线路供应到光学模块2。冷却剂线路可经由合适的连接结构可释放地连接到光学模块2中或光学部件中或光学部件上的冷却剂通道。

激光沉积焊接的工作原理如图10所示。图10示出了待加工工件W附近的粉末喷嘴15的尖端30。聚焦的激光束L与粉末喷嘴15同轴地延伸并且聚焦到工件W上的工作点。材料粉末P与激光束L同轴地通过粉末喷嘴15被引导到激光束L在工件W上的焦点。保护气体或载气G也流过粉末喷嘴15并且输送材料粉末P。保护气体G(例如氩气)还用于防止加热的材料粉末P或工件W与大气中的氧发生不期望的反应。

以上描述、权利要求和附图中公开的特征可以单独地或以任何组合地与本发明在其各种配置中的实施相关。

附图标记列表

1 激光机床

2 光学模块

3 准直光学变换器

3a 冷却通道

4 准直光学器件

5 旋转轴

5a 储存

6 第一偏转镜

7 偏转镜(二向色镜)

8 壳体

9 照相机

10 光纤耦合器

11 聚焦光学器件的插座

12 粉末喷嘴的插座

13 聚焦模块

13a 热电偶

13b 热电偶接口

14 聚焦光学器件

14a 保护玻璃

15 粉末喷嘴

15a 粉末喷嘴凸缘

15b 粉末喷嘴尖

15c 环形间隙

15d 材料粉末通道

15e 冷却通道

15f 冷却剂联接器

15g 材料粉末入口

15l 薄板

15w 蜂窝结构

16 夹持螺栓

17 激光器的光束路径

18 工具的调节轴

19 工件台的调节轴

20 工件台

21 机架

22 处理室

23 处理室门

24 显示器

25 工具变换器

25a 聚焦光学变换器的调节轴

25b 粉末喷嘴变换器的调节轴

30 工件

L 激光束

W 工件

P 工件粉末

G 保护气体和/或载气

Claims (10)

1.用于机床(1)的光学模块(2)，所述机床(1)用于加工工件和/或用于通过利用聚焦激光束对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域来制造模制体，所述光学模块包括：

壳体(8)，其具有用于将所述光学模块(2)可释放地附接到所述机床(1)的装置；以及

准直光学器件变换器(3)，其可释放地布置在所述壳体(8)中，具有至少两个准直光学器件(4)，所述准直光学器件能够移动到所述激光束的光束路径中用于准直所述激光束，

其中所述准直光学器件变换器(3)具有用于自动更换所述准直光学器件(4)的机构。

2.根据权利要求1所述的光学模块(2)，其中，所述准直光学器件变换器(3)包括具有多个准直光学器件(4)的转台。

3.根据权利要求1或2所述的光学模块(2)，其中，所述准直光学器件变换器(3)包括用于冷却所述准直光学器件(4)的装置。

4.根据前述权利要求中的至少一项所述的光学模块(2)，其中，所述准直光学模块(3)包括用于测量所述准直光学器件(4)的温度的装置。

5.根据前述权利要求中的至少一项所述的光学模块(2)，其中，所述光学模块(2)包括用于连接用于密封气体的供应管线的装置。

6.根据前述权利要求中的至少一项所述的光学模块(2)，其中，所述光学模块(2)包括用于紧固可自动更换的聚焦透镜模块(13)的装置(11)。

7.根据前述权利要求中的至少一项所述的光学模块(2)，其中，所述光学模块(2)包括用于紧固可自动更换的粉末喷嘴(15)的装置(12)。

8.根据前述权利要求中的至少一项所述的光学模块(2)，其中，所述光学模块(2)包括用于连接用于提供激光束的光纤的装置(10)。

9.根据前述权利要求中的至少一项所述的光学模块(2)，其中，所述光学模块(2)包括用于监控加工过程的照相机(9)。

10.用于加工工件和/或用于通过利用激光束对材料粉末进行位置选择性固化以形成连接区域来制造模制体的机床(1)，其特征在于，所述机床具有根据权利要求1至9中的至少一项所述的光学模块(2)。

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