DE102013017792A1 - Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils - Google Patents
Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils Download PDFInfo
- Publication number
- DE102013017792A1 DE102013017792A1 DE201310017792 DE102013017792A DE102013017792A1 DE 102013017792 A1 DE102013017792 A1 DE 102013017792A1 DE 201310017792 DE201310017792 DE 201310017792 DE 102013017792 A DE102013017792 A DE 102013017792A DE 102013017792 A1 DE102013017792 A1 DE 102013017792A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- irradiation
- data sets
- laser
- thermographic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 48
- 239000004566 building material Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 18
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 6
- 238000009700 powder processing Methods 0.000 claims description 6
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000007711 solidification Methods 0.000 claims description 4
- 230000008023 solidification Effects 0.000 claims description 4
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 12
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 6
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 206010073306 Exposure to radiation Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000003466 anti-cipated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/141—Processes of additive manufacturing using only solid materials
- B29C64/153—Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/36—Process control of energy beam parameters
- B22F10/366—Scanning parameters, e.g. hatch distance or scanning strategy
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/36—Process control of energy beam parameters
- B22F10/368—Temperature or temperature gradient, e.g. temperature of the melt pool
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/40—Radiation means
- B22F12/49—Scanners
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/002—Devices involving relative movement between electronbeam and workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/0046—Welding
- B23K15/0086—Welding welding for purposes other than joining, e.g. built-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
- B23K15/02—Control circuits therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/03—Observing, e.g. monitoring, the workpiece
- B23K26/034—Observing the temperature of the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/082—Scanning systems, i.e. devices involving movement of the laser beam relative to the laser head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/14—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
- B23K26/144—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor the fluid stream containing particles, e.g. powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/34—Laser welding for purposes other than joining
- B23K26/342—Build-up welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/10—Processes of additive manufacturing
- B29C64/171—Processes of additive manufacturing specially adapted for manufacturing multiple 3D objects
- B29C64/182—Processes of additive manufacturing specially adapted for manufacturing multiple 3D objects in parallel batches
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
- B29C64/264—Arrangements for irradiation
- B29C64/268—Arrangements for irradiation using laser beams; using electron beams [EB]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
- B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
- B29C64/386—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B29C64/393—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/40—Radiation means
- B22F12/41—Radiation means characterised by the type, e.g. laser or electron beam
- B22F12/43—Radiation means characterised by the type, e.g. laser or electron beam pulsed; frequency modulated
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2203/00—Controlling
- B22F2203/11—Controlling temperature, temperature profile
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils durch ein Elektronenstrahl-, Lasersinter- oder Laserschmelzverfahren, bei welchem das Bauteil durch aufeinanderfolgendes Verfestigen vorgegebener Abschnitte einzelner Schichten aus durch Einwirkung einer Elektronen- oder Laser-Strahlungsquelle 2 verfestigbarem Baumaterial durch Aufschmelzen des Baumaterials erfolgt, wobei bei Herstellung der Schichten thermografische Datensätze erfasst werden, die jeweils ein Temperaturprofil der jeweiligen Schicht zumindest abschnittsweise charakterisieren und die Bestrahlung der Schichten mittels eines Elektronen- oder Laserstrahls 3 erfolgt, welcher in Abhängigkeit der erfassten thermografischen Datensätze derart gesteuert wird, dass ein weitgehend homogenes Temperaturprofil erzeugt wird, wobei zur Bestrahlung einer oberen Schicht ein Fokuspunkt 4 des Elektronen- oder Laserstrahls 3 entlang eines Abtastpfades 17 geführt wird, der in Abhängigkeit des das Temperaturprofil der unmittelbar darunter liegenden Schicht zumindest abschnittsweise charakterisierende Datensatzes oder in Abhängigkeit der die Temperaturprofile der darunter liegenden Schichten zumindest abschnittsweise charakterisierenden Datensätze gewählt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils durch ein Elektronenstrahl-, Lasersinter- oder Laserschmelzverfahren, bei welchem das Bauteil durch aufeinanderfolgendes Verfestigen vorgegebener Abschnitte einzelner Schichten aus durch Einwirkung einer Elektronen- oder Laser-Strahlung verfestigbarem Baumaterial durch Aufschmelzen des Baumaterials erfolgt, mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1.
- Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur selektiven Laserpulververarbeitung, welche dazu ausgebildet ist, das Verfahren zum Herstellen des dreidimensionalen Bauteils auszuführen.
- Aus dem Stand der Technik sind Verfahren bekannt, die üblicherweise als Lasersinter- oder Laserschmelzverfahren bezeichnet werden. Bei derartigen Verfahren werden Schichten aus Baumaterial aufgetragen, die durch Einwirkung von Strahlung, insbesondere Elektronen- oder Laserstrahlung zur Verfestigung an den dem Querschnitt des herzustellenden Objektes entsprechenden Stellen lokal erhitzt werden. Dabei erfolgt ggf. eine Verbindung mit einer darunterliegenden Schicht. Zur Bestrahlung wird typischerweise ein Fokuspunkt des Laserstrahls entlang eines Abtastpfades geführt, welcher derart gewählt wird, dass der Querschnitt des herzustellenden Objektes vollständig überdeckt wird.
- Entsprechend weisen derartig ausgebildete Vorrichtungen zur selektiven Laserpulververarbeitung eine Bauplattform zur Aufnahme eines Pulverbetts aus verfestigbarem Baumaterial, ein Pulverbeschichtungssystem zum Auftragen einer Pulverschicht auf die Bauplattform, eine Laserstrahlungsquelle zur Bereitstellung des fokussierten Laserstrahls, eine Abtasteinrichtung zur Führung des fokussierten Laserstrahls entlang des Abtastpfades und eine Steuerungseinrichtung auf. Die Steuereinrichtung ist zur Steuerung der Laserstrahlungsquelles in Abhängigkeit von Baudaten ausgebildet, die die dreidimensionale Gestalt des herzustellenden Objektes charakterisieren, sie umfasst elektronische Speichermedien die mit einem Scanner zur Ablenkung des Laserstrahls zusammenwirken.
- Obwohl sich derartige Elektronenstrahlschmelz bzw. -Sinterverfahren oder Laserschmelz- bzw. Lasersinterverfahren als effiziente Mittel zur Herstellung von Bauteilen erwiesen haben, hat es sich als nachteilig erwiesen, wenn während der Herstellung des Objektes große Temperaturgradienten in der zu verfestigenden Schicht. Derartig hohe Temperaturgradienten können zur Erzeugung von Rissen im hergestellten Material führen und beeinträchtigen im Allgemeinen die Qualität des hergestellten Objektes. Zudem kann eine lokale Überhitzung auftreten, die dazu führt, dass das vom Laserstrahl erzeugte lokale Schmelzbett größere Dimensionen annimmt als ursprünglich vorgesehen. Dies beeinträchtigt die Genauigkeit des Herstellungsverfahrens bzw. führt dazu, dass Materialunebenheiten wie Grate und dgl. entstehen, die nach Herstellung des Objekts aufwendig entfernt werden müssen.
- Es ist daher vorteilhaft, wenn die Temperatureinwirkung, die durch den Laserstrahl verursacht wird, während der Herstellung des dreidimensionalen Objekts möglichst gleichmäßig erfolgt. Dazu schlägt
US 2004/0200816A1 - Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem lokale Überhitzungen des aufgetragenen Baumaterials vermieden und bei der Herstellung auftretende Temperaturgradienten minimiert werden. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzugeben, die zur effizienten Durchführung dieses Verfahrens geeignet ist.
- Die Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art mit den charakteristischen Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Hinsichtlich der Vorrichtung wird die Aufgabe gelöst von einer Vorrichtung zur selektiven Laserverarbeitung, die dazu ausgebildet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
- Bei einem Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils durch ein Elektronenstrahl-, Lasersinter- oder Laserschmelzverfahren wird zumindest ein Datensatz generiert, der das Temperaturprofil zumindest einer unmittelbar unter der zu bestrahlenden oberen Schicht zumindest abschnittsweise charakterisiert. Alternativ oder zusätzlich dazu werden Datensätze generiert, die die Temperaturprofile der unter der oberen Schicht liegenden Schichten zumindest abschnittsweise charakterisieren. Zur Generierung der Datensätze ist eine thermographische Erfassung der Bestrahlungsebene vorgesehen. Bei Bestrahlung der oberen Schicht wird zur Erzeugung eines weitgehend homogenen Temperaturprofils ein Fokuspunkt des Laserstrahls entlang eines Abtastpfades geführt, der in Abhängigkeit des oder der thermographisch erfassten Datensätze gewählt wird. Insbesondere ist vorgesehen, Bereiche, welche eine hohe Temperatur aufgrund von vorheriger Bestrahlungseinwirkung aufweisen, beim Bestrahlen der oberen Schicht zunächst auszulassen und an anderen Stellen mit dem Bestrahlungsvorgang fortzufahren.
- In komplexeren Fällen werden durch die thermographische Erfassung Bereiche identifiziert, in denen erhöhte Temperaturen vorherrschen, insbesondere höhere Temperaturen im Vergleich zu den in den umliegenden Bereichen vorherrschenden Temperaturen. Hierbei handelt es sich also um lokale Temperaturmaxima, die erfasst werden. Der Abtastpfad wird derart gewählt, dass zunächst diese umliegenden Bereiche bestrahlt werden, sodass eine Angleichung des Temperaturgradienten erfolgen kann. Gleichzeitig erfolgt im heißen Bereich eine Dissipation von Wärme beispielsweise durch Wärmeübertragung an die Umgebung durch Konvektion. Infolgedessen wird der zwischen den Bereichen vorherrschende Temperaturgradient angeglichen und eine Bestrahlung des vormals zu heißen Bereiches kann nach Abschluss der Bestrahlung der umliegenden Bereiche erfolgen, ohne dass eine Gefahr der Überhitzung, bei der eine zu große Schmelzzone entstehen könnte, besteht.
- Vorzugsweise wird die Bestrahlung der oberen Schicht derart gesteuert, dass ein vom Laserstrahl vermittelter Energieeintrag pro Flächenabschnitt auf die obere Schicht des aufgetragenen pulverförmigen Aufbaumaterials in Abhängigkeit des Datensatzes bzw. der Datensätze angepasst wird, welche die Temperaturprofile der unter der oberen Sicht liegenden Schichten zumindest abschnittsweise charakterisieren. Es ist somit vorgesehen, zusätzlich zur Anpassung des Abtastpfades an das erfasste Temperaturprofil bzw. an die erfassten Temperaturprofile eine Anpassung von den Energieeintrag pro Flächenabschnitt verändernden Prozessparametern vorzunehmen, um einer zu starken lokalen Erhitzung weiter entgegen zu wirken.
- Prozessparameter, die zur Anpassung des Energieeintrags pro Flächenabschnitt verändert werden, umfassen vorzugsweise eine Abtastgeschwindigkeit des Laserstrahls, eine Größe des Fokuspunktes, eine Laserpulsfrequenz, eine Laserpulsdauer und/oder eine Laserleistung.
- Es ist somit vorgesehen, die Bestrahlung der Schichten gemäß alternativer Ausführungsformen mittels gepulster oder kontinuierlicher Laserbestrahlung vorzunehmen. Es versteht sich, dass die entsprechenden Vorrichtungen derart ausgebildet sind, dass diese Prozessparameter entsprechend veränderbar sind. So ist insbesondere die Laserpulsfrequenz, die Laserpulsdauer und/oder die Laserleistung eines zur Bereitstellung des Laserstrahls ausgebildeten Laserstrahlungsquelle regulierbar. Eine zur Ablenkung des Laserstrahls und Führung des Fokuspunkts über die zu bestrahlenden Bereiche der oberen Schicht ausgebildeten Abtasteinrichtung weist entsprechend eine zur Anpassung der Größe des Fokuspunktes geeignete Optik auf.
- In einer bevorzugten Ausgestaltung wird der Beginn der Bestrahlung eines Abschnitts der oberen Schicht um ein vorgegebenes oder vorgebbares Zeitintervall verzögert, welches in Abhängigkeit des das Temperaturprofil der unmittelbar darunterliegenden Schicht zumindest abschnittsweise charakterisierenden Datensatzes oder in Abhängigkeit der die Temperaturprofile der darunterliegenden Schichten zumindest abschnittsweise charakterisierenden Datensätze gewählt wird. Identifiziert somit die thermographische Erfassung Bereiche mit hoher Temperatur bzw. Regionen mit hohen Temperaturgradienten, so wird eine Bestrahlung der oberen Schicht in diesen Bereichen zunächst zurückgestellt. Dabei ist vorgesehen, die Dauer des die Bestrahlung verzögernden Zeitintervalls in Abhängigkeit einer erfassten Maximaltemperatur bzw. in Abhängigkeit eines maximalen Temperaturgradienten zu wählen, um eine bestmögliche Anpassung der Temperaturen zu erreichen.
- Entsprechend ist in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die Bestrahlung des Abschnitts der oberen Schicht so lange zu verzögern, bis die Temperatur des Abschnitts der oberen Schicht, welche maßgeblich durch die Temperaturprofile der darunter angeordneten Schicht oder Schichten bestimmt ist, unter einen vorgebbaren Schwellwert gesunken ist. Ein derartiges Verfahren ist mittels einer entsprechend ausgestalteten Steuereinrichtung mit logischen Schaltkreisen, Prozessoren oder dgl. vollständig automatisch durchführbar. Die Erfassung der thermographischen Datensätze erfolgt vorzugsweise zeitgleich mit dem Herstellungsprozess, sodass der Bestrahlungsvorgang des Abschnitts eingeleitet werden kann, sobald die Temperatur unter den vorgebaren Schwellwert gesunken ist.
- Die Erfassung des zumindest einen Temperaturprofils erfolgt mittels eines thermographischen Detektors, der deshalb von einer eine Bauplattform aufweisende Baukammer angeordnet ist und die Bestrahlungseben zumindest bereichsweise erfasst.
- In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Temperaturprofil des die jeweilige Schicht charakterisierende Datensatzes abschnittsweise mittels eines beweglich gelagerten thermographischen Detektors erfasst, welche über die gesamte Bestrahlungsfläche bewegbar ist. Der thermographische Detektor ist wie ein Scankopf einer Scaneinrichtung unabhängig von der Ausrichtung der Abtastvorrichtung des Laserstrahls bewegbar, sodass bei Bedarf auch Bereiche der oberen Schicht erfasst werden können, die außerhalb der Umgebung um den Fokuspunkt liegen. Diese Bereiche haben sich aufgrund der seit der Bestrahlung bereits verstrichenen Zeit im Allgemeinen weiter abgekühlt, was insbesondere für die Wahl des Ausgangspunktes des Abtastpfades zur Bestrahlung der nächsten Schicht von Bedeutung sein kann.
- In einem alternativen bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das Temperaturprofil des die jeweilige Schicht charakterisierende Datensatzes mittels eines stationären thermographischen Detektors erfasst, der oberhalb der Bestrahlungsfläche angeordnet ist und diese in ihrer Gesamtheit erfasst. Ein derartig ausgebildeter thermographischer Sensor ermöglicht somit die Erfassung der Stellen, die dem Querschnitt des herzustellenden Objektes entsprechen in ihrer Gesamtheit. Die so erfassten Datensätze beinhalten somit eine thermographische Momentaufnahme der oberen Schicht, die zur Optimierung des Abtastpfades hinsichtlich der Erzeugung eines homogenen Temperaturprofils berücksichtigt wird.
- Vorzugsweise umfassen die thermographischen Datensätze, die durch den beweglichen oder den stationären thermographischen Detektor erfasst werden, Bilddaten, die insbesondere während der generativen Herstellung des dreidimensionalen Objekts über eine Anzeigeeinheit ausgegeben werden. Dem Bedienpersonal stehen somit sämtliche thermographischen Informationen zur Verfügung, sodass bei Bedarf manuell in den Herstellungsprozess eingegriffen werden kann. Die Ausgabe der unterschiedlichen, erfassten Temperaturen kann über eine geeignete Farbkodierung erfolgen.
- Es ist vorgesehen, den das Temperaturprofil der jeweiligen Schicht charakterisierenden Datensatz bei Bestrahlung der jeweiligen Schicht zu erfassen. Entsprechend erfolgt die thermographische Erfassung zeitgleich mit dem Bestrahlungsvorgang, um den Zeitaufwand zu minimieren.
- In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, den das Temperaturprofil der jeweiligen Schicht charakterisierende Datensatz zu erfassen, nachdem die jeweilige Schicht bestrahlt wurde und nachdem eine Pulverschicht aus unverfestigtem Baumaterial darüber aufgetragen wurde, aus dem die darauffolgende Schicht des Bauteils in einem weiteren Verfahrensschritt zu bilden ist. Dies hat den Vorteil, dass die thermographische Erfassung eine Dissipation von Wärme in die darüber angeordnete, aus Pulvermaterial bestehende Schicht beinhaltet. Dementsprechend kann eine vorgegebene Zeitspanne nach dem Auftragen der neuen oberen Pulverschicht vorggebbar sein, nach der erst die Aufnahme der thermographischen Messdaten beginnt. Dadurch steht ausreichender Zeit zur Dissipation der Wärme zur Verfügung.
- Die bisherigen Ausführungen zielen darauf ab, ein Verfahren anzugeben, mit dem der Bauvorgang eines einzigen Bauteils optimiert werden kann. Die generativen Bauverfahren wie das Elektronenstrahl- oder Lasersintern oder Laserschmelzen werden aber verstärkt auch dazu verwendet, Serienprodukte herzustellen. Vorzugsweise kann daher vorgesehen sein die thermographischen Datensätze wenigstens eines Bauteils in einer Speichereinrichtung abzuspeichern und wenigstens einen der thermographischen Datensätze zu verwenden, die Bestrahlung einer Schicht eines zeitlich später angefertigten Bauteils zu steuern. Das Wissen eines vorherigen Bauvorgangs wird also genutzt, um den nächsten Bauvorgang zu verbessern. Dies ist insbesondere bei identischen oder wenigstens teilweise identischen Bauteilen interessant.
- Dabei werden bevorzugt beim Bestrahlen einer Schicht diejenigen thermographischen Datensätze berücksichtigt, die im Rahmen des Bauvorgangs der bestrahlten Schicht oder einer folgenden Schicht entsprechen. Damit ist gemeint, dass beim Bestrahlen bspw. der zweiten Schicht eines Bauteils die thermographischen Datensätze der zweiten und/oder der dritten Schicht eines oder mehrerer vorher angefertigter Bauteile berücksichtigt werden. Die Berücksichtigung der identischen Schichtzahl bewirkt eine Beschleunigung in der Berechnung bzw. beschleunigten Vorgabe des Abtastpfades, da lokale Temperaturmaxima bereits als bekannt angesehen werden. Abtastpfade können also schichtabhängig vorausberechnet werden. Die Berücksichtigung wenigstens einer folgenden Schicht, also bspw. der dritten Schicht, ermöglicht dagegen die vorausschauende Vermeidung von zu starken Temperaturgradienten in der folgenden Schicht.
- Die vorher angefertigten Bauteile können gleichzeitig und/oder nacheinander angefertigt worden sein. Bei der Berücksichtigung der thermographischen Datensätze gleichzeitig angefertigter Bauteile kann eine Mittelung der Temperaturinformationen der einzelnen Datensätze vorgenommen werden, um statistische Schwankungen herauszumitteln. Durch die Berücksichtigung der thermographischen Datensätze nacheinander angefertigter Bauteile kann eine Verbesserung des Abtastpfades dahingehend erreicht werden, dass eine sukzessive Verbesserung des Abtastpfades adaptiert wird. D. h. dass zuerst die thermographischen Datensätze eines zuerst angefertigten Bauteils verwendet werden, um die Abtastpfade des nächsten Bauteils, also des zweiten, zu verbessern. Genauso werden die thermographischen Datensätze des zweiten Bauteils zur Verbesserung, d. h. zur Vermeidung von Temperaturgradienten und/oder lokalen Temperaturspitzen, eines dritten Bauteils verwendet. Statt diese Anpassung bzw. Verbesserung bis zum bspw. zehnten Bauteil zu durchlaufen können auch die thermographischen Datensätze mehrerer, z. B. des ersten, zweiten und dritten nacheinander angefertigten Bauteils berücksichtigt werden. Dies kann rein exemplarisch durch eine zeitreihengestützte Analyse der thermographischen Datensätze geschehen.
- Mit besonderem Vorteil können die thermographischen Datensätze mehrerer gleichzeitig angefertigter Bauteile und dies aufeinanderfolgend berücksichtigt werden. Dadurch kann die Adaption des Abtastpfades unter Vermeidung statistischer Abweichungen weiter optimiert werden.
- Eine zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildete Vorrichtung zur selektiven Laserpulververarbeitung umfasst eine vorzugsweise höhenverstellbare Bauplattform zur Aufnahme eines Pulverbetts aus verfestigbarem Baumaterial, ein Pulverbeschichtungssystem zum Auftragen einer Pulverschicht auf die Bauplattform, der Laserstrahlungsquelle zur Bereitstellung des fokussierten Laserstrahls, welcher auf die Pulverschicht zur selektiven Verfestigung des Baumaterials auftrifft, die Abtasteinrichtung zur Führung des fokussierten Laserstrahls entlang des Abtastpfades, den – beweglich gelagerten oder stationären – thermographischen Detektor zur Erfassung der Datensätze, welche die Temperaturprofile von aus verfestigtem Baumaterial bestehende Schichten zumindest abschnittsweise charakterisieren und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Laserstrahlungsquelle in Abhängigkeit der erfassten Datensätze.
- Die Datensätze sind in einer Speichereinrichtung ablegbar, die mit der Steuereinrichtung und der Abtasteinrichtung derart in einer Wirkverbindung steht, dass der Abtastpfad zur Herstellung der oberen Schicht in Abhängigkeit des Datensatzes steuerbar ist, der das Temperaturprofil der unmittelbar unter der zu bestrahlenden oberen Schicht liegenden Schicht zumindest abschnittsweise charakterisiert oder der Abtastpfad in Abhängigkeit der Datensätze steuerbar ist, die die Temperaturprofile der unter der zu bestrahlenden oberen Schicht liegenden Schichten zumindest abschnittsweise charakterisieren. Eine derartige ausgebildete Vorrichtung ermöglicht die effiziente Implementierung des erfindungsgemäßen Verfahrens, sodass eine Herstellung von qualitativ hochwertigen Objekten bzw. Bauteilen ermöglicht ist.
- In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist zur Erfassung des das Temperaturprofil der jeweiligen Schicht charakterisierende Datensatzes ein beweglich gelagerter Detektor vorgesehen, welcher nach Art eines Scankopfes über die gesamte Bestrahlungsfläche unabhängig von der Bewegung der Abtasteinrichtung bewegbar ist. Dies ermöglicht die selektive Erfassung von Bereichen der Bestrahlungsebene, die außerhalb der unmittelbaren Umgebung des Fokuspunktes liegen.
- Als thermographische Detektoren können jedwede Sensoren vorgesehen werden, die zur Erfassung von Infrarotstrahlung ausgeschildert sind, wie insbesondere Halbleitersensoren, Wärmebildkameras oder dgl.
- Im Folgenden wird die Erfindung anhand von konkreten Ausführungsbeispielen, die in Zeichnungsfiguren dargestellt sind, näher erläutert. Dabei zeigen:
-
1 einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur selektiven Laserpulververarbeitung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
2 einen schematischen Aufbau einer Vorrichtung zur selektiven Laserpulverarbeitung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, -
3 eine Draufsicht auf eine Bestrahlungsebene, wobei ein Abtastpfad eines Lasterstrahls in Abhängigkeit von Datensätzen gewählt ist, die die Temperaturprofile von unter der Bestrahlungsebene liegende Schichten charakterisieren. - Einander entsprechende Teile sind in allen Zeichnungsfiguren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
-
1 zeigt eine Vorrichtung zur selektiven Laserpulververarbeitung, die dazu ausgebildet ist, einen Bestrahlungsvorgang in Abhängigkeit von thermographisch erfassten Daten zu steuern. Die Vorrichtung1 umfasst eine Laserstrahlungsquelle2 zur Bereitstellung eines Laserstrahls3 . Zur Führung eines Fokuspunkts4 des Laserstrahls3 über eine Bestrahlungsebene5 ist eine Abtasteinrichtung6 mit einer entsprechenden Optik, wie insbesondere Linsen, Spiegeln oder dgl. ausgestattet. In einer Baukammer7 , die nach unten von einer höhenverstellbaren Bauplattform8 begrenzt ist, sind Pulverschichten aus Baumaterial anordbar, welche durch Einwirkung des Laserstrahls3 verfestigbar sind. - Zum schichtweisen Aufbringen von Baumaterial in die Baukammer
7 bzw. auf die Bauplattform8 ist ein Pulverbeschichtungssystem9 vorgesehen, welches einen Dosierbehälter zur Aufnahme von Baumaterial und Beschichtungsmittel zum gleichmäßigen Verteilen von Baumaterial, wie beispielsweise Beschichtermesser, Rollen oder dgl., aufweist. - Die Vorrichtung
1 weist zudem eine Speichervorrichtung10 auf, auf der Baudaten abgelegt sind, die die dreidimensionale Gestalt des herzustellenden Objektes bzw. des herzustellenden Bauteils charakterisieren. - Die Abtasteinrichtung
6 und die Laserstrahlungsquelle3 sind über eine Steuerungseinrichtung11 mit der Speichereinrichtung10 verbunden, sodass Prozessparameter der Laserstrahlquelle2 und somit der Abtastpfad des Laserstrahls3 gemäß der das Objekt charakterisierende Baudaten steuerbar sind. - Ein thermographischer Detektor
12 ist oberhalb der Bestrahlungsebene5 zur Erfassung von Temperaturprofilen von bestrahlten Schichten angeordnet. Der thermographische Detektor12 ist über die Steuerungseinrichtung11 mit der Speichereinrichtung10 verbunden, sodass Datensätze, die Temperaturprofile von bestrahlten Schichten charakterisieren, zur späteren Auswertung durch die Steuereinrichtung auf die Speichereinrichtung ablegbar sind. Die von dem thermographischen Detektor12 erfassten Datensätze umfassen Bilddaten, welche über eine Anzeigeeinheit13 , die beispielsweise ein LC(Liquid Cristal)-Display umfasst, anzeigbar sind. - In dem in
1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der thermographische Detektor12 stationär angeordnet und mit einem Erfassungsbereich13 ausgestattet, der die gesamte Bestrahlungsebene5 beinhaltet. Der thermographische Detektor12 , die Speichereinrichtung10 , die Steuerungseinrichtung11 , die Abtasteinrichtung6 und die Laserstrahlungsquelle2 stehen derart in einer Wirkverbindung, dass der Abtastpfad des Laserstrahls3 und weitere Prozessparameter wie insbesondere die Abtastgeschwindigkeit des Laserstrahls, die Größe des Fokuspunktes, die Laserpulsfrequenz, die Laserpulsdauer und/oder die Laserleistung in Abhängigkeit der erfassten Temperaturprofile steuerbar sind. -
2 zeigt einen schematischen Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Wesentlichen Komponenten entsprechen dabei der bereits in Bezug auf1 beschriebenen Teile, sodass im Folgenden lediglich auf die Unterschiede eingegangen werden. - Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist der thermographische Detektor
12 beweglich gelagert und in Art eines Skankopfes über die gesamte Bestrahlungsebene5 verschiebbar. Der Erfassungsbereich14 des Detektors12 überdeckt zu einem gegebenen Zeitpunkt lediglich einen Teil der Bestrahlungsebene5 . Der thermographische Detektor12 ist unabhängig von der Abtasteinrichtung6 bewegbar, sodass auch Bereiche der Bestrahlungsebene5 erfasst werden können, die sich außerhalb einer unmittelbaren Umgebung des Fokuspunktes4 befinden. - Bei einem Verfahren zum Herstellen des dreidimensionalen Bauteils bzw. des dreidimensionalen Objekts durch das Laserschmelzverfahren erfolgt eine schichtweise Auftragung von pulverförmigen Baumaterial und schichtweise Verfestigung des Baumaterials an den dem Querschnitt des Bauteils entsprechenden Stellen. Nach Beendigung eines Bestrahlungsvorgangs wird die Bauplattform
8 abgesenkt, um eine Auftragung der nächsten Schicht aus unverfestigtem Baumaterial zu ermöglichen. - Es ist vorgesehen, mittels des Detektors
12 thermographische Datensätze zu erfassen, die die Temperaturprofile der soeben bestrahlten Schicht ggf. unter Berücksichtigung aller Temperaturprofile der darunter angeordneten Schichten charakterisieren. Entsprechend alternativer Ausführungsformen werden diese Datensätze zeitgleich mit einem in der Baukammer7 stattfindenden Bestrahlungsvorgang erfasst oder zu einem Zeitpunkt erfasst, nachdem eine Schicht bestrahlt worden ist und bereits eine darüberliegende Schicht aus unverfestigtem Baumaterial aufgetragen wurde. Anhand der thermographischen Datensätze wird die Bestrahlung der oberen Schicht derart gesteuert, dass der Abtastpfad des Laserstrahls3 in Abhängigkeit der die unter der oberen Schicht liegenden Schicht bzw. Schichten charakterisierenden Temperaturprofile gewählt wird. Insbesondere ist vorgesehen, den Abtastpfad derart zu führen, dass heiße Bereiche später bestrahlt werden, um eine zwischenzeitliche Angleichung der Temperaturgradienten zu ermöglichen. Damit soll eine übermäßige bereichsweise Erhitzung vermieden werden. - Zur Erzeugung weitgehend homogener Temperaturprofile ist vorgesehen, weitere Prozessparameter entsprechend der erfassten thermographischen Datensätze anzupassen. So wird ein vom Laserstrahl vermittelter Energieeintrag pro Flächeneinheit ggf. in Bereichen hoher Temperatur dadurch reduziert, dass die Abtastgeschwindigkeit des Laserstrahls, die Größe des Fokuspunktes, die Laserpulsfrequenz, die Laserpulsdauer und/oder die Laserleistung entsprechend verändert wird.
- Während des Herstellungsprozesses werden die Bilddaten, welche in den thermographischen Datensätzen beinhaltet sind über die Anzeigeeinheit
13 ausgegeben, sodass ggf. ein manueller Eingriff von Bedienpersonal ermöglicht ist. Das Verfahren zur Erzeugung weitgehend homogener Temperaturprofile ist jedoch dazu geeignet, vollautomatisch durchgeführt zu werden, wozu die Steuerungseinrichtung11 mit einer entsprechenden Auswerteelektronik ausgestattet ist. - Zusätzlich zur Anpassung von Prozessparametern und des Abtastpfades ist vorgesehen, bei einer ggf. zu hohen bereichsweisen Hitzeeinwirkung den Beginn der Bestrahlung eines Abschnitts der oberen Schicht zu verzögern. Werden bei der thermographischen Erfassung Bereiche hoher Temperatur registriert, so wird eine Bestrahlung der oberen Schicht so lange verzögert, bis die Temperatur unter einen vorgebbaren Schwellwert gesunken ist.
-
3 zeigt schematisch die Bestrahlungsebene5 mit aufgetragener Schicht aus unverfestigtem Baumaterial7 in einer Draufsicht. Eine Kontur15 entspricht dem Umriss eines Querschnitts des herzustellenden Bauteils. Desweiteren ist ein Bereich16 in3 schraffiert dargestellt, der einem von dem Detektor12 registrierten Bereich erhöhter Temperatur entspricht. Um eine zu starke lokale Aufschmelzung des pulverförmigen Baumaterials7 zu vermeiden, wird der Abtastpfad17 derart gewählt, dass der Bereich16 zunächst ausgelassen wird. Ausgehend vom Ausgangspunkt18 wird der Laserstrahl zunächst entlang der Kontur15 geführt, bis der Fokuspunkt des Laserstrahls3 an den Ausgangspunkt8 zurückkehrt. Danach wir der Fokus entlang des in3 gezeigten zick-zack-förmigen Abtastpfades17 geführt, bis die Querschnittsfläche des herzustellenden Objektes mit Ausnahme des Bereiches16 vollständig überdeckt wurde. Erst dann erfolgt in nicht näher dargestellten Weise die Bestrahlung des Bereiches16 , welcher sich in der Zwischenzeit abgekühlt hat. - Es versteht sich, dass der Abtastpfad
17 nicht notwendigerweise einen zusammenhängenden Pfad, wie in3 gezeigt beschreiben muss. So können beispielsweise auch Bereiche der Bestrahlungsebene5 nacheinander bestrahlt werden, die räumlich voneinander getrennt angeordnet sind. - Ferner sind Kombinationen aus den gezeigten Ausführungsbeispielen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich und vorhergesehen. Insbesondere können mehrere – stationäre oder beweglich gelagerte – thermographische Detektoren
12 zur Erfassung der thermographischen Datensätze angeordnet werden. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Vorrichtung
- 2
- Laserstrahlungsquelle
- 3
- Laserstrahl
- 4
- Fokuspunkt
- 5
- Bestrahlungsebene
- 6
- Abtasteinrichtung
- 7
- Baukammer
- 8
- Bauplattform
- 9
- Pulverbeschichtungssystem
- 10
- Speichereinrichtung
- 11
- Steuerungseinrichtung
- 12
- thermographischer Detektor
- 13
- Anzeigeeinheit
- 14
- Erfassungsbereich
- 15
- Kontur
- 16
- Bereich
- 17
- Abtastpfad
- 18
- Ausgangspunkt
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- US 2004/0200816 A1 [0006]
Claims (15)
- Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils durch ein Elektronenstrahl-, Lasersinter- oder Laserschmelzverfahren, bei welchem das Bauteil durch aufeinanderfolgendes Verfestigen vorgegebener Abschnitte einzelner Schichten aus durch Einwirkung einer Elektronen- oder Laser-Strahlungsquelle (
2 ) verfestigbarem Baumaterial durch Aufschmelzen des Baumaterials erfolgt, wobei bei Herstellung der Schichten thermografische Datensätze erfasst werden, die jeweils ein Temperaturprofil der jeweiligen Schicht zumindest abschnittsweise charakterisieren und die Bestrahlung der Schichten mittels eines Elektronen- oder Laserstrahls (3 ) erfolgt, welcher in Abhängigkeit der erfassten thermografischen Datensätze derart gesteuert wird, dass ein weitgehend homogenes Temperaturprofil erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bestrahlung einer oberen Schicht ein Fokuspunkt (4 ) des Elektronen- oder Laserstrahls (3 ) entlang eines Abtastpfades (17 ) geführt wird, der in Abhängigkeit des das Temperaturprofil der unmittelbar darunter liegenden Schicht zumindest abschnittsweise charakterisierende Datensatzes oder in Abhängigkeit der die Temperaturprofile der darunter liegenden Schichten zumindest abschnittsweise charakterisierenden Datensätze gewählt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung der oberen Schicht derart gesteuert wird, dass einer von der Elektronen- oder Laserstrahlungsquelle (
2 ) vermittelter Energieeintrag pro Flächenabschnitt auf die obere Schicht in Abhängigkeit des das Temperaturprofil der unmittelbar darunter liegenden Schicht zumindest abschnittsweise charakterisierenden Datensatzes oder in Abhängigkeit der die Temperaturprofile der darunter liegenden Schichten zumindest abschnittsweise charakterisierende Datensätze angepasst wird. - Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Energieeintrags pro Flächenabschnitt eine Abtastgeschwindigkeit der Laserstrahlungsquelle (
2 ), eine Größe des Fokuspunktes (4 ), eine Laserpulsfrequenz, eine Laserpulsdauer und/oder eine Laserleistung angepasst wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Beginn der Bestrahlung eines Abschnitts der oberen Schicht um ein Zeitintervall verzögert wird, welches in Abhängigkeit des das Temperaturprofil der unmittelbar darunter liegenden Schicht zumindest abschnittsweise charakterisierende Datensatzes oder in Abhängigkeit der die Temperaturprofile der darunter liegenden Schichten zumindest abschnittsweise charakterisierenden Datensätze gewählt wird.
- Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung des Abschnitts der oberen Schicht so lange verzögert wird, bis die Temperatur des Abschnitts der oberen Schicht unter einen vorgebbaren Schwellwert gesunken ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der das Temperaturprofil der jeweiligen Schicht charakterisierende Datensatz abschnittsweise mittels eines beweglich gelagerten thermographischen Detektors (
12 ) erfasst wird, welcher über die gesamte Bestrahlungsfläche (5 ) bewegbar ist. - Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der das Temperaturprofil der jeweiligen Schicht charakterisierende Datensatz mittels eines stationären thermographischen Sensors (
12 ) mit einem die gesamte Bestrahlungsfläche (5 ) umfassenden Erfassungsbereich (14 ) erfasst wird. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass die thermografischen Datensätze Bilddaten umfassen, welche über eine Anzeigeeinheit (
13 ) ausgegeben werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der das Temperaturprofil der jeweiligen Schicht charakterisierende Datensatz bei Bestrahlung der jeweiligen Schicht erfasst wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der das Temperaturprofil der jeweiligen Schicht charakterisierende Datensatz erfasst wird, nachdem die jeweilige Schicht bestrahlt wurde und nachdem eine Pulverschicht aus unverfestigtem Baumaterial aufgetragen wurde, aus dem die darauffolgende Schicht des Bauteils in einem darauffolgenden Verfahrensschritt zu bilden ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die thermographischen Datensätze wenigstens eines Bauteils in einer Speichereinrichtung abgespeichert werden und wenigstens einer der thermographischen Datensätze verwendet wird, die Bestrahlung einer Schicht eines zeitlich später angefertigten Bauteils zu steuern.
- Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestrahlung einer Schicht eines zeitlich später angefertigten Bauteils in Abhängigkeit der thermographischen Datensätze wenigstens zweier voher angefertigter Bauteile gesteuert wird.
- Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei vorher angefertigten Bauteile gleichzeitig oder nacheinander angefertigt werden.
- Vorrichtung (
1 ) zur selektiven Laserpulververarbeitung, welche dazu ausgebildet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüchen auszuführen, wobei die Vorrichtung (1 ) – eine Bauplattform (8 ) zur Aufnahme eines Pulverbetts aus verfestigbarem Baumaterial, – ein Pulverbeschichtungssystem (9 ) zum Auftragen einer Pulverschicht auf die Bauplattform, – eine Laserstrahlungsquelle (2 ) zur Bereitstellung eines fokussierten Laserstrahls (3 ), der auf die Pulverschicht zur selektiven Verfestigung des Baumaterials auftrifft, – eine Abtasteinrichtung (6 ) zur Führung des fokussierten Laserstrahls (3 ) entlang eines Abtastpfades (17 ), – einen thermografischen Detektor (12 ) zur Erfassung von Datensätzen, welche Temperaturprofile von aus verfestigtem Baumaterial bestehende Schichten zumindest abschnittsweise charakterisieren, und – eine Steuerungseinrichtung (11 ) zur Steuerung der Laserstrahlungsquelle in Abhängigkeit der erfassten Datensätze umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Speichereinrichtung (10 ) die Datensätze ablegbar sind, wobei die Speichereinrichtung (10 ) derart in einer Wirkverbindung mit der Steuerungseinrichtung (11 ) und der Abtasteinrichtung (6 ) steht, dass der Abtastpfad (17 ) zur Herstellung einer oberen Schicht in Abhängigkeit des Datensatzes steuerbar ist, der das Temperaturprofil der unmittelbar unter der zu bestrahlenden oberen Schicht liegenden Schicht zumindest abschnittsweise charakterisiert oder der Abtastpfad in Abhängigkeit der Datensätze steuerbar ist, die die Temperaturprofile der unter der zu bestrahlenden oberen Schicht liegenden Schichten zumindest abschnittsweise charakterisieren. - Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erfassung des das Temperaturprofil der jeweiligen Schicht charakterisierenden Datensatzes ein beweglich gelagerter thermographischer Detektor (
12 ) vorgesehen ist, welcher nach Art eines Scankopfes über die gesamte Bestrahlungsfläche (5 ) unabhängig von der Bewegung der Abtasteinrichtung (6 ) bewegbar ist.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310017792 DE102013017792A1 (de) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils |
US15/031,938 US10807192B2 (en) | 2013-10-28 | 2014-10-22 | Method for producing a three-dimensional component |
CN201480058996.XA CN105828984A (zh) | 2013-10-28 | 2014-10-22 | 用于生产三维部件的方法 |
PCT/DE2014/000535 WO2015062564A1 (de) | 2013-10-28 | 2014-10-22 | Verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen bauteils |
EP14809753.8A EP3062991B1 (de) | 2013-10-28 | 2014-10-22 | Verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen bauteils |
EP18195329.0A EP3434450B1 (de) | 2013-10-28 | 2014-10-22 | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen bauteils |
US17/060,745 US11760006B2 (en) | 2013-10-28 | 2020-10-01 | Method for producing a three-dimensional component |
US18/454,857 US20230390997A1 (en) | 2013-10-28 | 2023-08-24 | Method for producing a three-dimensional component |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE201310017792 DE102013017792A1 (de) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102013017792A1 true DE102013017792A1 (de) | 2015-04-30 |
Family
ID=52020876
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE201310017792 Pending DE102013017792A1 (de) | 2013-10-28 | 2013-10-28 | Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US10807192B2 (de) |
EP (2) | EP3434450B1 (de) |
CN (1) | CN105828984A (de) |
DE (1) | DE102013017792A1 (de) |
WO (1) | WO2015062564A1 (de) |
Cited By (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106584832A (zh) * | 2015-10-12 | 2017-04-26 | 黎世彬 | 3d激光打印机的光源调整方法 |
WO2017091505A1 (en) | 2015-11-23 | 2017-06-01 | Nlight, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
EP3176588A1 (de) * | 2015-12-03 | 2017-06-07 | MTU Aero Engines GmbH | Ermitteln einer scangeschwindigkeit einer fertigungsvorrichtung zum additiven herstellen |
DE102016105172A1 (de) * | 2016-03-21 | 2017-09-21 | CIRP GmbH | Lasersinterverfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Lasersinterverfahrens |
EP3235640A1 (de) * | 2016-03-31 | 2017-10-25 | Oxford Performance Materials, Inc. | Vorrichtung und verfahren zum selektiven lasersintern eines objekts mit einem hohlraum |
EP3243583A1 (de) * | 2016-05-13 | 2017-11-15 | SLM Solutions Group AG | Vorrichtung und verfahren zur zuordnung einer position in einem konstruktionsdatensatz mit einer position in einem gebäudeabschnitt der vorrichtung |
DE102016211174A1 (de) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | MTU Aero Engines AG | Verfahren und Vorrichtung zum additiven Herstellen zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils |
EP3243634A4 (de) * | 2016-03-25 | 2018-06-20 | Technology Research Association for Future Additive Manufacturing | Vorrichtung zur dreidimensionalen schichtweisen formung, steuerungsverfahren für vorrichtung zur dreidimensionalen schichtweisen formung und steuerungsprogramm für vorrichtung zur dreidimensionalen schichtweisen formung |
EP3626432A1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-03-25 | Concept Laser GmbH | Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur generativen fertigung dreidimensionaler objekte |
US10663767B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-05-26 | Nlight, Inc. | Adjustable beam characteristics |
CN111545747A (zh) * | 2019-02-12 | 2020-08-18 | 通用电气公司 | 由温度变化导致的构建失败减少的用于增材制造部件的方法 |
EP3615310A4 (de) * | 2017-04-28 | 2021-01-06 | Divergent Technologies Inc. | Steuerungssysteme für generative fertigung |
US10916908B2 (en) | 2015-01-26 | 2021-02-09 | Nlight, Inc. | High-power, single-mode fiber sources |
US10913217B2 (en) | 2015-06-24 | 2021-02-09 | Airbus Operations Gmbh | Method and device for series production of components made of a fiber-reinforced composite material |
US10971885B2 (en) | 2014-06-02 | 2021-04-06 | Nlight, Inc. | Scalable high power fiber laser |
US10971884B2 (en) | 2015-03-26 | 2021-04-06 | Nlight, Inc. | Fiber source with cascaded gain stages and/or multimode delivery fiber with low splice loss |
US11179807B2 (en) | 2015-11-23 | 2021-11-23 | Nlight, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
WO2021259695A1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | SLM Solutions Group AG | Method of operating an apparatus for producing a three-dimensional work piece and apparatus for producing a three-dimensional work piece |
US11618217B2 (en) | 2014-01-16 | 2023-04-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating three-dimensional objects |
US11673314B2 (en) | 2014-01-16 | 2023-06-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating three-dimensional objects |
US11679560B2 (en) | 2014-01-16 | 2023-06-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating a three-dimensional object |
DE112014006177B4 (de) | 2014-01-16 | 2023-08-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Erzeugen dreidimensionaler Objekte |
Families Citing this family (34)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
MX355451B (es) | 2014-06-20 | 2018-04-18 | Velo3D Inc | Aparatos, sistemas y metodos para impresion tridimensional. |
WO2016103493A1 (ja) * | 2014-12-26 | 2016-06-30 | 技術研究組合次世代3D積層造形技術総合開発機構 | 3次元造形装置、3次元造形装置の制御方法および制御プログラム |
DE102015202347A1 (de) * | 2015-02-10 | 2016-08-11 | Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh | Bestrahlungseinrichtung, Bearbeitungsmaschine und Verfahren zum Herstellen einer Schicht eines dreidimensionalen Bauteils |
US9676145B2 (en) | 2015-11-06 | 2017-06-13 | Velo3D, Inc. | Adept three-dimensional printing |
JP2019507236A (ja) | 2015-12-10 | 2019-03-14 | ヴェロ・スリー・ディー・インコーポレイテッド | 性能向上した3次元印刷 |
US20170239719A1 (en) | 2016-02-18 | 2017-08-24 | Velo3D, Inc. | Accurate three-dimensional printing |
EP3383625B1 (de) | 2016-03-10 | 2020-04-29 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Analyse der abdeckung einer aufbauschicht |
WO2017157476A1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | Hewlett-Packard Development Company L.P. | Detecting abnormal operation of moving parts in additive manufacturing systems |
JP2019514748A (ja) * | 2016-05-12 | 2019-06-06 | ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー.Hewlett‐Packard Development Company, L.P. | 積層造形中の各層間の熱寄与の管理 |
WO2018005439A1 (en) | 2016-06-29 | 2018-01-04 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional printing and three-dimensional printers |
US11691343B2 (en) | 2016-06-29 | 2023-07-04 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional printing and three-dimensional printers |
CN106180707B (zh) * | 2016-07-01 | 2018-01-23 | 西安铂力特增材技术股份有限公司 | 一种根据零件实时温度场调整打印策略的方法 |
US20180029306A1 (en) * | 2016-07-26 | 2018-02-01 | General Electric Company | Methods and ghost supports for additive manufacturing |
WO2018128695A2 (en) | 2016-11-07 | 2018-07-12 | Velo3D, Inc. | Gas flow in three-dimensional printing |
US20180154443A1 (en) * | 2016-12-06 | 2018-06-07 | Velo3D, Inc. | Optics, detectors, and three-dimensional printing |
WO2018129089A1 (en) | 2017-01-05 | 2018-07-12 | Velo3D, Inc. | Optics in three-dimensional printing |
US10369629B2 (en) | 2017-03-02 | 2019-08-06 | Veo3D, Inc. | Three-dimensional printing of three-dimensional objects |
DE102017104506A1 (de) | 2017-03-03 | 2018-09-06 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Vorrichtung zur additiven Herstellung dreidimensionaler Objekte |
US20180281283A1 (en) | 2017-03-28 | 2018-10-04 | Velo3D, Inc. | Material manipulation in three-dimensional printing |
EP3615251A4 (de) * | 2017-04-25 | 2021-03-24 | Hexcel Corporation | System zur selektiven lasersinterung |
US20180311760A1 (en) * | 2017-04-28 | 2018-11-01 | Divergent Technologies, Inc. | Powder-bed fusion beam scanning |
WO2019002902A1 (en) | 2017-06-30 | 2019-01-03 | Nikon Corporation | METHOD FOR MANUFACTURING AN ARTICLE MADE OF A POLYMERIZED MATERIAL |
US10710307B2 (en) * | 2017-08-11 | 2020-07-14 | Applied Materials, Inc. | Temperature control for additive manufacturing |
EP3446855B1 (de) * | 2017-08-25 | 2021-11-24 | CL Schutzrechtsverwaltungs GmbH | Vorrichtung zur generativen fertigung von dreidimensionalen objekten |
JP7007151B2 (ja) * | 2017-10-19 | 2022-01-24 | 株式会社アドバンテスト | 三次元積層造形装置および積層造形方法 |
CN107626923A (zh) * | 2017-10-20 | 2018-01-26 | 鑫精合激光科技发展(北京)有限公司 | 一种激光沉积成形产品的质量控制方法及系统 |
DE102017130282A1 (de) * | 2017-12-18 | 2019-06-19 | MTU Aero Engines AG | Verfahren und Vorrichtung zum additiven Herstellen eines Bauteil sowie Bauteil |
US10272525B1 (en) | 2017-12-27 | 2019-04-30 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional printing systems and methods of their use |
US10144176B1 (en) | 2018-01-15 | 2018-12-04 | Velo3D, Inc. | Three-dimensional printing systems and methods of their use |
US10695867B2 (en) | 2018-03-08 | 2020-06-30 | General Electric Company | Controlling microstructure of selected range of layers of object during additive manufacture |
US11426818B2 (en) | 2018-08-10 | 2022-08-30 | The Research Foundation for the State University | Additive manufacturing processes and additively manufactured products |
CN109514069B (zh) * | 2018-11-15 | 2021-07-27 | 中国航空制造技术研究院 | 电子束熔丝增材制造工艺的应力变形控制方法及装置 |
CN110125402A (zh) * | 2019-05-29 | 2019-08-16 | 中国航空制造技术研究院 | 一种高效低应力电子束熔丝沉积成形方法 |
CN110961628B (zh) * | 2019-12-24 | 2021-09-03 | 昆明理工大学 | 一种高致密度纯铜复杂零件电子束选区熔化3d打印方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040200816A1 (en) | 2003-04-09 | 2004-10-14 | 3D Systems, Inc. | Sintering using thermal image feedback |
DE112008000030T5 (de) * | 2007-10-26 | 2009-09-24 | Panasonic Electric Works Co., Ltd., Kadoma-shi | Herstellungsverfahren von dreidimensional geformten Gegenständen |
US20120100031A1 (en) * | 2009-07-15 | 2012-04-26 | Arcam Ab | Method and apparatus for producing three-dimensional objects |
DE102011009624A1 (de) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Prozessüberwachung |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5427733A (en) * | 1993-10-20 | 1995-06-27 | United Technologies Corporation | Method for performing temperature-controlled laser sintering |
US6925346B1 (en) * | 1998-06-30 | 2005-08-02 | Jyoti Mazumder | Closed-loop, rapid manufacturing of three-dimensional components using direct metal deposition |
US6325961B1 (en) * | 1999-02-08 | 2001-12-04 | 3D Systems, Inc. | Stereolithographic method and apparatus with enhanced control of prescribed stimulation and application |
SE521124C2 (sv) | 2000-04-27 | 2003-09-30 | Arcam Ab | Anordning samt metod för framställande av en tredimensionell produkt |
WO2002059587A2 (de) * | 2001-01-26 | 2002-08-01 | Rolf Sandvoss | Thermographieverfahren |
SE524421C2 (sv) | 2002-12-19 | 2004-08-10 | Arcam Ab | Anordning samt metod för framställande av en tredimensionell produkt |
DE102004009127A1 (de) | 2004-02-25 | 2005-09-15 | Bego Medical Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Produkten durch Sintern und/oder Schmelzen |
DE102004017764A1 (de) | 2004-04-05 | 2005-10-27 | Gesellschaft Für Wolfram-Industrie Mbh | Auswucht-Gewichte |
DE102005015870B3 (de) | 2005-04-06 | 2006-10-26 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts |
US20090206065A1 (en) * | 2006-06-20 | 2009-08-20 | Jean-Pierre Kruth | Procedure and apparatus for in-situ monitoring and feedback control of selective laser powder processing |
GB2446386A (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-13 | Univ Montfort | Electrostatic printing method and its use in rapid prototyping |
EP3479933A1 (de) * | 2009-09-17 | 2019-05-08 | Sciaky Inc. | Vorrichtung zum generativen herstellung mittels elektronenstrahl |
DE202010010771U1 (de) | 2010-07-28 | 2011-11-14 | Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh | Laserschmelzvorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Bauteils |
DE102011009627B4 (de) | 2011-01-28 | 2020-06-10 | Peter Kwasny Gmbh | Variabler Sprühkopf |
CN103338880B (zh) | 2011-01-28 | 2015-04-22 | 阿卡姆股份有限公司 | 三维物体生产方法 |
GB2493398B (en) * | 2011-08-05 | 2016-07-27 | Univ Loughborough | Methods and apparatus for selectively combining particulate material |
CN102962452B (zh) | 2012-12-14 | 2014-06-25 | 沈阳航空航天大学 | 基于红外测温图像的金属激光沉积制造扫描路径规划方法 |
DE102015207254A1 (de) * | 2015-04-21 | 2016-12-01 | Eos Gmbh Electro Optical Systems | Vorrichtung und Verfahren zur generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objektes |
-
2013
- 2013-10-28 DE DE201310017792 patent/DE102013017792A1/de active Pending
-
2014
- 2014-10-22 WO PCT/DE2014/000535 patent/WO2015062564A1/de active Application Filing
- 2014-10-22 EP EP18195329.0A patent/EP3434450B1/de active Active
- 2014-10-22 US US15/031,938 patent/US10807192B2/en active Active
- 2014-10-22 EP EP14809753.8A patent/EP3062991B1/de active Active
- 2014-10-22 CN CN201480058996.XA patent/CN105828984A/zh active Pending
-
2020
- 2020-10-01 US US17/060,745 patent/US11760006B2/en active Active
-
2023
- 2023-08-24 US US18/454,857 patent/US20230390997A1/en active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20040200816A1 (en) | 2003-04-09 | 2004-10-14 | 3D Systems, Inc. | Sintering using thermal image feedback |
DE102004017769A1 (de) * | 2003-04-09 | 2004-12-09 | 3D Systems, Inc., Valencia | Sintern unter Verwendung von Thermobild-Rückkopplung |
DE112008000030T5 (de) * | 2007-10-26 | 2009-09-24 | Panasonic Electric Works Co., Ltd., Kadoma-shi | Herstellungsverfahren von dreidimensional geformten Gegenständen |
US20120100031A1 (en) * | 2009-07-15 | 2012-04-26 | Arcam Ab | Method and apparatus for producing three-dimensional objects |
DE102011009624A1 (de) * | 2011-01-28 | 2012-08-02 | Mtu Aero Engines Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Prozessüberwachung |
Cited By (35)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11618217B2 (en) | 2014-01-16 | 2023-04-04 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating three-dimensional objects |
US11673314B2 (en) | 2014-01-16 | 2023-06-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating three-dimensional objects |
US11679560B2 (en) | 2014-01-16 | 2023-06-20 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Generating a three-dimensional object |
DE112014006177B4 (de) | 2014-01-16 | 2023-08-31 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Erzeugen dreidimensionaler Objekte |
US10971885B2 (en) | 2014-06-02 | 2021-04-06 | Nlight, Inc. | Scalable high power fiber laser |
US10916908B2 (en) | 2015-01-26 | 2021-02-09 | Nlight, Inc. | High-power, single-mode fiber sources |
US10971884B2 (en) | 2015-03-26 | 2021-04-06 | Nlight, Inc. | Fiber source with cascaded gain stages and/or multimode delivery fiber with low splice loss |
US10913217B2 (en) | 2015-06-24 | 2021-02-09 | Airbus Operations Gmbh | Method and device for series production of components made of a fiber-reinforced composite material |
CN106584832A (zh) * | 2015-10-12 | 2017-04-26 | 黎世彬 | 3d激光打印机的光源调整方法 |
US11794282B2 (en) | 2015-11-23 | 2023-10-24 | Nlight, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
EP3380266A4 (de) * | 2015-11-23 | 2019-09-04 | NLIGHT, Inc. | Feinstufige zeitsteuerung für die lasermaterialbearbeitung |
US11179807B2 (en) | 2015-11-23 | 2021-11-23 | Nlight, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
US11331756B2 (en) | 2015-11-23 | 2022-05-17 | Nlight, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
WO2017091505A1 (en) | 2015-11-23 | 2017-06-01 | Nlight, Inc. | Fine-scale temporal control for laser material processing |
EP3176588A1 (de) * | 2015-12-03 | 2017-06-07 | MTU Aero Engines GmbH | Ermitteln einer scangeschwindigkeit einer fertigungsvorrichtung zum additiven herstellen |
EP3235631A1 (de) | 2016-03-21 | 2017-10-25 | cirp GmbH | Lasersinterverfahren und vorrichtung zur durchführung eines lasersinterverfahrens |
DE102016105172A1 (de) * | 2016-03-21 | 2017-09-21 | CIRP GmbH | Lasersinterverfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Lasersinterverfahrens |
EP3243634A4 (de) * | 2016-03-25 | 2018-06-20 | Technology Research Association for Future Additive Manufacturing | Vorrichtung zur dreidimensionalen schichtweisen formung, steuerungsverfahren für vorrichtung zur dreidimensionalen schichtweisen formung und steuerungsprogramm für vorrichtung zur dreidimensionalen schichtweisen formung |
US10566171B2 (en) | 2016-03-25 | 2020-02-18 | Technology Research Association For Future Additive Manufacturing | Three-dimensional layer-by-layer shaping apparatus, three-dimensional layer-by-layer shaping apparatus control method, and three-dimensional layer-by-layer shaping apparatus control program |
EP3235640A1 (de) * | 2016-03-31 | 2017-10-25 | Oxford Performance Materials, Inc. | Vorrichtung und verfahren zum selektiven lasersintern eines objekts mit einem hohlraum |
US10766197B2 (en) | 2016-03-31 | 2020-09-08 | Hexcel Corporation | Apparatus and method for selective laser sintering an object with a void |
EP3243583A1 (de) * | 2016-05-13 | 2017-11-15 | SLM Solutions Group AG | Vorrichtung und verfahren zur zuordnung einer position in einem konstruktionsdatensatz mit einer position in einem gebäudeabschnitt der vorrichtung |
RU2709884C1 (ru) * | 2016-05-13 | 2019-12-23 | СЛМ Солюшенз Груп АГ | Аппарат и способ для связывания позиции в наборе данных конструкции с позицией в секции построения аппарата |
JP2019525991A (ja) * | 2016-05-13 | 2019-09-12 | エスエルエム ソルーションズ グループ アーゲー | 構造物データセットにおける位置を装置の構造物造形セクションにおける位置に対して関連付ける装置および方法 |
CN109070222A (zh) * | 2016-05-13 | 2018-12-21 | Slm方案集团股份公司 | 用于将建造数据集中的位置与设备的构造部段中的位置相关联的设备和方法 |
US11027494B2 (en) | 2016-05-13 | 2021-06-08 | SLM Solutions Group AG | Device and method for calibrating an irradiation system of an apparatus for producing a three-dimensional work piece |
WO2017194238A1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-16 | SLM Solutions Group AG | Apparatus and method for associating a position in a construction data set with a position in a building section of the apparatus |
DE102016211174A1 (de) * | 2016-06-22 | 2017-12-28 | MTU Aero Engines AG | Verfahren und Vorrichtung zum additiven Herstellen zumindest eines Bauteilbereichs eines Bauteils |
US10663767B2 (en) | 2016-09-29 | 2020-05-26 | Nlight, Inc. | Adjustable beam characteristics |
EP3615310A4 (de) * | 2017-04-28 | 2021-01-06 | Divergent Technologies Inc. | Steuerungssysteme für generative fertigung |
EP3626432A1 (de) * | 2018-09-19 | 2020-03-25 | Concept Laser GmbH | Verfahren zum betrieb einer vorrichtung zur generativen fertigung dreidimensionaler objekte |
US11396046B2 (en) | 2019-02-12 | 2022-07-26 | General Electric Company | Methods for additively manufacturing components with reduced build failures caused by temperature variations |
EP3695923A1 (de) * | 2019-02-12 | 2020-08-19 | General Electric Company | Verfahren zur generativen fertigung von komponenten mit verringerten baufehlern, die durch temperaturschwankungen hervorgerufen werden |
CN111545747A (zh) * | 2019-02-12 | 2020-08-18 | 通用电气公司 | 由温度变化导致的构建失败减少的用于增材制造部件的方法 |
WO2021259695A1 (en) * | 2020-06-22 | 2021-12-30 | SLM Solutions Group AG | Method of operating an apparatus for producing a three-dimensional work piece and apparatus for producing a three-dimensional work piece |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3434450A1 (de) | 2019-01-30 |
US11760006B2 (en) | 2023-09-19 |
US20230390997A1 (en) | 2023-12-07 |
WO2015062564A1 (de) | 2015-05-07 |
US20210023620A1 (en) | 2021-01-28 |
EP3434450B1 (de) | 2020-05-13 |
CN105828984A (zh) | 2016-08-03 |
EP3062991A1 (de) | 2016-09-07 |
US10807192B2 (en) | 2020-10-20 |
EP3062991B1 (de) | 2018-12-05 |
US20160271884A1 (en) | 2016-09-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3062991B1 (de) | Verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen bauteils | |
EP3059076B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen objekts | |
EP3260276B1 (de) | Automatische justierung einer heizungsregelung in einer generativen schichtbauvorrichtung | |
EP3441163B1 (de) | Vorrichtung zur generativen herstellung wenigstens eines dreidimensionalen objekts | |
DE102018127678A1 (de) | Verfahren und Systeme zum Qualitätsrückschluss und zur Qualitätskontrolle bei additiven Herstellungsverfahren | |
EP3263317B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zur bestrahlungssteuerung in einer vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts | |
DE102015207254A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objektes | |
EP3318352A1 (de) | Verfahren zur simulationsbasierten erkennung thermisch kritischer bauteilbereiche und verfahren zur bauteilspezifischen anpassung einer lokalen wärmegenerierung bei der additiven herstellung | |
DE102012012344A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken durch Strahlschmelzen pulverförmigen Materials | |
DE102017130282A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum additiven Herstellen eines Bauteil sowie Bauteil | |
DE102007057450A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes aus einem verfestigbaren Material | |
DE102016203955A1 (de) | Generatives Schichtbauverfahren mit verbesserter Detailauflösung und Vorrichtung zur Durchführung desselben | |
DE102017223643A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum generativen Herstellen eines Bauteils | |
DE102017127148A1 (de) | Bestrahlungsstreifensortierung | |
WO2018019567A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung der bauteilqualität | |
WO2021074188A1 (de) | Verfahren zum betreiben einer einrichtung zur additiven herstellung eines dreidimensionalen objekts sowie verfahren zum erstellen eines prozessfensters zur durchführung des vorgenannten verfahrens | |
DE102018127987A1 (de) | Verfahren zur Bauteilvermessung eines additiv hergestellten Objekts mit definiertem Energieeintrag | |
DE102015214690A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Objektes mittels eines generativen Schichtbauverfahrens | |
EP3752346A1 (de) | Selektive nachbelichtung | |
EP3856446B1 (de) | Verfahren zum glätten der oberfläche eines kunststoffbauteils | |
EP3877153B1 (de) | Verfahren zum betreiben einer einrichtung zur additiven herstellung eines dreidimensionalen objekts | |
DE102006044044A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes aus einem verfestigbaren Material | |
WO2022214538A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur additiven fertigung dreidimensionaler bauteile | |
DE102018127986A1 (de) | Verfahren zum Betreiben einer Einrichtung zur additiven Herstellung eines dreidimensionalen Objekts | |
WO2019219939A1 (de) | Verfahren zur generativen herstellung eines bauteils, vorrichtung zur durchführung des verfahrens und kraftfahrzeug |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CONCEPT LASER GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CL SCHUTZRECHTSVERWALTUNGS GMBH, 96215 LICHTENFELS, DE |