DE10053741C1 - Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder Beschriften mittels elektromagnetischer gebündelter Strahlung - Google Patents
Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder Beschriften mittels elektromagnetischer gebündelter StrahlungInfo
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- 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
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder Beschriften mittels elektromagnetischer gebündelter Strahlung, insbesondere Laser-Sintermaschine und/oder Laser-Oberflächenbearbeitungsmaschine mit einem in einem Maschinengehäuse 2 untergebrachten Bauraum 3, in oder über welchem eine Lichtleiteinrichtung, insbesondere ein Scanner 4, in den der Strahl einer Sinter-Energiequelle eingekoppelt wird, eine höhenverfahrbare Werkstückplattform 7 sowie eine Materialzuführungseinrichtung mit einem zur Zuführung von Sinter-Material aus einem Vorratsbehälter 8 in den Prozeßbereich über der Werkstückplattform 7 dienenden Beschichter 9 angeordnet sind, wobei die Werkstückplattform 7 als Wechselelement aus dem Bauraum 3 entnehmbar ist, wobei die höhenverfahrbare Werkstückplattform 7, der Vorratsbehälter 8 und der Beschichter 9 als zusammenhängend aus dem Bauraum 3 entnehmbare Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 ausgebildet sind und zur Durchführung gleicher oder anderer Bearbeitungsprozesse weitere Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 gleicher oder unterschiedlicher Ausbildungen in den Bauraum 3 einbringbar sind.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder
Beschriften mittels elektromagnetischer gebündelter Strahlung, insbesondere
Laser-Sintermaschine und/oder Laser-Oberflächenbearbeitungsmaschine mit den
weiteren Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 198 46 478 A1 ist eine Laser-Sintermaschine bekannt, bei welcher in
einem Maschinengehäuse ein Bauraum untergebracht ist, in dessen oberen
Bereich sich ein Scanner befindet, in den der Strahl eines Sinterlasers
eingekoppelt wird. Unter dem Scanner ist eine höhenverfahrbare
Werkstoffplattform angeordnet, in deren Bereich eine
Materialzuführungseinrichtung mit einem zur Zuführung von pulverartigen,
pastösem oder flüssigem Sintermaterial aus einem Vorratsbehälter in den
Prozeßbereich über der Werkstoffplattform dienenden Beschichter vorgesehen ist.
Die Werkstückplattform ist als Wechselelement aus dem Bauraum entnehmbar.
Mit dieser bekannten Vorrichtung können lediglich Sinterprozesse durchgeführt
werden. Außerdem muß nach Fertigstellung eines Werkstückes das nicht
gesinterte, lose Pulver von Hand über ein Sieb der Vorratskammer wieder
zugeführt werden. Vor der Herstellung eines Werkstückes mit einem anderen
Sintermaterial müssen auch der Vorratsbehälter sowie der Beschichter gereinigt
werden, was die Standzeiten zwischen zwei Bauprozessen erheblich verlängert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung mit den weiteren
Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 derart auszubilden, daß mit
ihr die Standzeiten zwischen zwei Bauprozessen erheblich verkürzt werden und
die Vorrichtung flexibler einsetzbar ist. Diese Aufgabe wird durch die gesamte
Lehre des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich
aus den Unteransprüchen 2-26.
Als Kern der Erfindung wird es zunächst angesehen, daß die höhenverfahrbare
Werkstückplattform, der Vorratsbehälter und der Beschichter als
zusammenhängend aus dem Bauraum entnehmbare Prozeßplattform-
Wechseleinheiten ausgebildet sind und zur Durchführung gleicher oder anderer
Bearbeitungsprozesse weitere Prozeßplattform-Wechseleinheiten gleicher oder
unterschiedlicher Ausbildungen z. B. ohne Vorratsbehälter und Beschichter in den
Bauraum einbringbar sind. Demnach ist der Laser mit den daran angekoppelten
optischen Bauteilen von dem zu bearbeitenden Werkstück bzw. dem dafür
notwendigen Sintermaterial vollkommen getrennt. Damit ist es möglich, sofort
nach Beendigung eines Sinterprozesses oder einer andersartigen
Werkstückbearbeitung den nächsten Bearbeitungsprozeß lediglich durch
Auswechseln der Prozeßplattform-Wechseleinheiten durchzuführen. Die
vollkommen getrennten Einheiten haben außerdem den Vorteil, daß der Laser für
unterschiedliche Verfahren verwendbar ist. Ferner kann auch im Falle eines
beschädigten Bauteils im Bereich des zu bearbeitenden Werkstückes z. B. bei
einem fehlerhaften Beschichter die Lasermaschine ohne erhebliche Ausfallzeiten
weiter verwendet werden. Die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung ist
demnach äußerst flexibel einsetzbar, wobei zwischen zwei Bearbeitungsprozessen
nur äußerst kurze Standzeiten zum Wechseln der Wechseleinheiten auftreten und
somit der Bearbeitungslaser besser ausgelastet ist.
Eine weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit unterschiedlicher Ausbildung kann
eine tischartige Aufspannebene und damit zusammenwirkende Aufspannelemente
für Werkstücke aufweisen. Die Aufspannebene befindet sich auf der
Werkstückplattform. Diese Prozeßplattform eignet sich beispielsweise zum
Beschriften, Abtragen, Schweißen oder der Abstandsmessung mit dem Laser. Die
in die Wechseleinheit integrierte Werkstückplattform bzw. Aufspannebene kann
zweckmäßigerweise höhenverfahrbar ausgebildet sein, um z. B. den
erforderlichen Abstand zum Scanner exakt einstellen zu können.
Zweckmäßigerweise ist jedoch auch der Scanner in sämtlichen Richtungen, also
auch in der Höhe verfahrbar.
In vorteilhafter Weiterbildung kann diese weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit
bzw. die integrierte Werkstückplattform um mindestens eine Senkrechtachse
automatisch drehbar und/oder um horizontale Achsen schwenkbar sein. Dies
ermöglicht eine äußerst flexible Bearbeitung des auf der Werkstückplattform
befindlichen Werkstückes, wobei insbesondere dessen Seitenflächen, schräge
Flächen oder Hinterschneidungen in einfacher Weise mit gleichbleibender
Qualität mit dem darauf auftreffenden Laserstrahl bearbeitet werden können. Die
Drehbarkeit und die Kippbarkeit um die horizontalen bzw. vertikalen Achsen
können durch motorische Antriebe erfolgen, die zweckmäßigerweise durch einen
Prozeßrechner der Vorrichtung gesteuert werden. Damit ist eine exakte sowie
rasche und reproduzierbare Einstellung einer optimalen Position der
Werkstückplattform möglich.
Im Bauraum können Anschlagelemente vorgesehen sein, um unterschiedliche
Prozeßplattform-Wechseleinheiten in definierte Prozeßlagen innerhalb eines
bestimmten Mindestrahmens verbringen zu können. In einer besonders
vorteilhaften Ausführungsvariante können die Prozeßplattform-Wechseleinheiten
eine Codierung aufweisen, die von Laserelementen der Vorrichtung erkennbar
sind, so daß eine exakte, automatisch durchführbare Positionierung der
Prozeßplattformen möglich ist. Ferner ist es infolge der Codierung möglich, daß
der Prozeßrechner der Vorrichtung unterschiedliche Prozeßprogramme, wie z. B.
Sintern/Schmelzen bzw. Beschriften, Abtragen, Schweißen, Abstandsmessungen
und dergleichen anwählt. Auf diese Weise kann z. B. auch automatisch die für die
jeweilige Bearbeitung erforderliche Strahlungsenergie und Fokussierung des
Laserstrahls eingestellt werden.
Die Prozeßplattform-Wechseleinheiten können zweckmäßigerweise im Bauraum
in ihrer Bearbeitungsposition mit Rastelementen verrastbar sein. Um die
Prozeßplattform-Wechseleinheiten in eine Bearbeitungsposition automatisch
einzujustieren, können die Rastelemente motorisch angetrieben werden.
Um ein schnelles und einfaches Auswechseln der Prozeßplattform-
Wechseleinheiten durchführen zu können, können die Wechseleinheiten als in den
Bauraum einfahrbare, mit Rollen versehene Rollmodule ausgebildet sein. Um eine
stabile Einheit zu schaffen, können Prozeßplattform-Wechseleinheiten ein
kastenartiges Gehäuse aufweisen, welches gleichzeitig eine schützende
Umhüllung vor äußeren Einflüssen (z. B. vor Verschmutzung oder mechanischen
Einwirkungen) darstellt. In dem kastenartigen Gehäuse können auch motorische
Antriebe zum Verstellen der Position oder Lage der Werkstückplattform
angeordnet sein.
Um eine optimale Bearbeitung der Werkstücke zu gewährleisten, können beim
Einbringen der Prozeßplattform-Wechseleinheiten in den Bauraum automatisch
elektrische Verbindungen und/oder Strömungskanalanschlüsse zwischen der
Vorrichtung und der Wechseleinheit hergestellt werden. Die Laseranordnung
sowie die Bearbeitungsvorrichtung wirken dann als eine Einheit zusammen. Die
Strömungskanäle dienen der Inertgasbelüftung im Bauraum, um
Oxidationsvorgänge des Werkstückes bzw. Werkstoffes während der
Laserbearbeitung zu vermeiden. Die Strömungskanäle sind dabei bevorzugt so
angeordnet, daß sich im Bauraum eine definierte laminare Strömung durch die
Bedüsung und Absaugung mit Inertgas z. B. Argon ausbildet. Mit besonderem
Vorteil kann das bereits durch den Bauraum durchgeströmte Inertgas aufbereitet
und dem Bauraum neu zugeführt werden. Im bzw. am Ende der Strömungskanäle
können Filter angeordnet sein, die das durchströmende Inertgas reinigen.
Zusätzlich kann jede Prozeßplattform-Wechseleinheit eine gesonderte
Prozessoreinrichtung aufweisen, wobei eine Datentransfer über im Bauraum
angeordnete Datenübertragungsmittel zur Lasereinrichtung erfolgt. Die
Laserführung sowie die Bewegung der Prozeßplattform können damit optimal
aufeinander abgestimmt werden, so daß eine exakte Laserstrahlführung
durchführbar ist. Die Datenübertragungmittel können als optische Schnittstellen
ausgebildet sein und sind damit in hohem Maße unabhängig von
Verschmutzungen z. B. in der Form von Sintermaterial. Neben diesen
berührungslosen Datenübertragungsmitteln können diese zusätzlich oder
alternativ Steckkontakte aufweisen.
Mit besonderem Vorteil kann im Bauraum eine Lageerkennungseinrichtung für
die Prozeßplattform-Wechseleinheiten angeordnet sein, wobei beliebige
Prozeßplattformlagen oder -stellungen vom Prozeßrechner der Vorrichtung
erkennbar sind und beim Ablauf der jeweiligen Prozeßtechnologie berücksichtigt
werden.
Weiterhin können auch die Aufspannelemente an einem über den Prozeßrechner
steuerbaren Manipulator angeordnet sein und damit das Werkstück exakt in der
gewünschten Position festhalten.
Mit Vorteil kann die Lage der aufgespannten Werkstücke automatisch erkennbar
sein. Auf diese Weise ist eine exakte Bearbeitung der Werkstücke, ohne diese
vorher manuell genau positionieren zu müssen, durchführbar.
In einer besonderen Ausführungsform kann an die Prozeßplattform-
Wechseleinheit eine Abführvorrichtung für loses bzw. nicht gesintertes Pulver,
das sich im Bereich der Werkstückplattform befindet, angeordnet sein.
Zweckmäßigerweise kann die Abführvorrichtung in die Prozeßplattform-
Wechseleinheit integriert sein. Durch diese automatische Beseitigung des
überschüssigen Pulvers wird zuverlässig verhindert, daß der Maschinenbediener
mit dem Pulver in Berührung kommt.
Die Abführvorrichtung kann vorteilhafterweise im unteren Bereich der
Prozeßplattform-Wechseleinheit vorgesehen sein, da die Werkstückplattform nach
dem Bauprozeß nach unten gefahren wird und dort das nicht gesinterte Pulver
abgeführt werden kann.
Die Abführvorrichtung kann eine Absaugvorrichtung umfassen, die im unteren
Bereich der höhenverfahrbaren Werkstückplattform angeordnet ist und dort das
lose Pulver zumindest zum Großteil absaugt. An die Absaugvorrichtung kann sich
eine Fördereinrichtung zum Transport des Pulvers in den Vorratsbehälter
anschließen. Die Fördereinrichtung kann dabei z. B. als Schneckenantrieb
ausgebildet sein. Durch diese Art der Rückführung des Pulvers in den
Vorratsbehälter wird zum einen zuverlässig verhindert, daß das Pulver
verunreinigt wird. Der automatische Rücktransport des Pulvers stellt zum anderen
einen besonders zeitsparenden Prozeßschritt dar, der das äußerst umständliche,
manuelle Ausschaufeln des Pulvers ersetzt.
Die Erfindung ist anhand von vorteilhaften Aufführungsbeispielen in
Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigen:
Fig. 1 eine stark vereinfachte, perspektivische Darstellung der
erfindungsgemäßen Vorrichtung;
Fig. 2 einen Schnitt durch eine vereinfachte Darstellung einer
Prozeßplattform-Wechseleinheit in Seitenansicht sowie
Fig. 3 einen Schnitt durch eine vereinfachte Darstellung einer weiteren
Prozeßplattform-Wechseleinheit in Seitenansicht.
Bezugsziffer 1 bezeichnet die Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder
Beschriften mittels elektromagnetischer, gebündelter Strahlung in ihrer
Gesamtheit. Bei der Vorrichtung 1 handelt es sich um eine Laser-Sinter- sowie
Oberflächenbearbeitungsmaschine mit einem in einem Maschinengehäuse 2
untergebrachten Bauraum 3, über welchem ein Scanner 4, in den der Strahl einer
Sinter-Energiequelle eingekoppelt wird, angeordnet ist. Der auf dem Scanner 4
heraustretende Laserstrahl ist mit Bezugsziffer 5 versehen. Der Scanner 4 ist über
eine Kreuzschlittenanordnung 6 in alle Richtungen verfahrbar. Zur Durchführung
stereolithographischer Bauverfahren befindet sich in dem Bauraum 3 eine
höhenverfahrbare Werkstückplattform 7, ein Vorratsbehälter 8 sowie ein
Beschichter 9, die als zusammenhängend aus dem Bauraum 3 entnehmbare
Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 ausgebildet sind. Zur Durchführung gleicher
oder anderer Bearbeitungsprozesse sind weitere Prozeßplattform-
Wechseleinheiten 10 gleicher oder unterschiedlicher Ausbildungen, wie sie z. B.
in Fig. 3 dargestellt ist, in den Bauraum 3 einbringbar. Mit den Prozeßplattform-
Wechseleinheiten 10 ist eine Trennung von den Laser- bzw. optischen Bauteilen
sowie den zu bearbeitenden Bauteilen geschaffen, so daß die Vorrichtung 1 zum
einen flexibler einsetzbar ist und zum anderen die Standzeiten zwischen den
einzelnen Bearbeitungsprozessen z. B. aufgrund von Reinigungsmaßnahmen oder
Abkühlvorgängen erheblich reduziert werden.
Die Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 2 dient im wesentlichen der
Durchführung stereolithographischer Bauverfahren. Gemäß der Zeichnungsfigur
ist die Werkstückplattform 7 mittels eines Scherenhebers 19 höhenverfahrbar.
Die weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 3 weist eine
tischartige Aufspannebene 11 und damit zusammenwirkende Aufspannelemente
12 auf, womit die zu bearbeitenden Werkstücke 13 sicher, insbesondere während
des Bearbeitungsprozesses, positioniert und gehalten werden können. Die
Werkstückplattform 7 ist bei dieser Wechseleinheit 10 ebenfalls mittels eines
Scherenhebers 19 höhenverfahrbar ausgebildet. Neben dem Scherenheber 19
bestehen natürlich andere Möglichkeiten der Höhenverfahrbarkeit wie z. B. eine
hydraulische oder pneumatische Antriebseinheit. Die Prozeßplattform-
Wechseleinheit 10 ist ferner um eine Senkrechtachse 14 automatisch drehbar,
womit der Scanner 4 sowie das Werkstück 13 eine erhöhte Anzahl von
Relativbewegungen zueinander durchführen können und eine optimale
Bearbeitung des Werkstückes 13 gewährleistet wird. Ebenso kann die weitere
Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 um horizontale Achsen kippbar sein, von
denen eine horizontale Achse 15 beispielsweise in Fig. 3 eingezeichnet ist.
Daneben besteht natürlich auch die Möglichkeit, daß die Prozeßplattform-
Wechseleinheit 10 um schräge Achsen kippbar ist. Die Kippbarkeit der
Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 bzw. der Werkstückplattform 7 gewährleistet
eine optimale Bearbeitung z. B. von schrägen Flächen oder Hinterschneidungen
am Werkstück 13. Die Drehbarkeit und die Kippbarkeit um die horizontalen 15
bzw. die vertikalen Achsen 14 erfolgt durch (in den Zeichnungsfiguren nicht
näher dargestellte) motorische Antriebe, die durch einen Prozeßrechner der
Vorrichtung 1 gesteuert werden, um eine schnelle und exakte Einstellung der
Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 bzw. der Werkstückplattform 7
herbeizuführen.
Wie in Fig. 1 erkennbar ist, sind im Bauraum 3 Anschlagelemente 16 vorgesehen,
um unterschiedliche Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 in definierte
Prozeßlagen einbringen zu können.
Ferner weist jede Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 eine Codierung auf, die von
den Laserelementen der Vorrichtung 1 erkennbar ist. Infolge der Codierung kann
der Prozeßrechner der Vorrichtung 1 unterschiedliche Prozeßprogramme wie z. B.
Sintern/Schmelzen bzw. Beschriften, Abtragen, Schweißen, Abstandsmessung
usw. anwählen. Die Bearbeitung des Werkstückes 13 kann demnach unmittelbar
nach dem Einsetzen der Wechseleinheit 10 erfolgen, ohne den Prozeßrechner
vorher programmieren zu müssen.
Um auch während des Bearbeitungsprozesses in der eingestellten Position zu
verbleiben, sind die Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 mit Rastelementen im
Bauraum 3 verrastbar. Die Rastelemente sind dabei motorisch antreibbar, um die
Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 in eine Bearbeitungsposition automatisch
einzujustieren. Die Rastelemente sind jedoch in den Zeichnungsfiguren nicht
näher dargestellt.
Um eine schnelle und einfache Auswechslung der Prozeßplattform-
Wechseleinheiten 10 zu gewährleisten, sind diese als in dem Bauraum 3
einfahrbare, mit Rollen 17 versehene Rollmodule ausgebildet.
Die Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 weisen kastenartige Gehäuse 18 auf, in
welchen die Scherenheber 19 sowie motorische Antriebe zum Verstellen der
Position oder Lage der Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 bzw. der
Werkstückplatten 7 angeordnet sind.
Beim Einbringen der Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 in den Bauraum 3
werden automatisch elektrische Verbindungen und/oder
Strömungskanalanschlüsse zwischen der Vorrichtung 1 und der Prozeßplattform-
Wechseleinheit 10 hergestellt. Hierzu weist jede Prozeßplattform-Wechseleinheit
10 eine gesonderte Prozessoreinrichtung auf, wobei ein Datentransfer über im
Bauraum 3 angeordnete Datenübertragungsmittel erfolgt. Die
Datenübertragungsmittel können z. B. als optische Schnittstelle ausgebildet sein,
die insbesondere gegenüber Verschmutzungen relativ unempfindlich sind.
Zusätzlich ist in Bauraum 3 eine Lageerkennungseinrichtung für die
Prozeßplattform-Wechseleinheiten 10 angeordnet. Damit sind beliebige
Prozeßplattformlagen oder -stellungen vom Prozeßrechner der Vorrichtung 1
erkennbar und werden beim Ablauf der jeweiligen Prozeßtechnologie
berücksichtigt. Die Strömungskanäle 20 dienen der Leitung von Inertgas (z. B.
Argon) in den Bauraum 3, wobei verbrauchtes Inertgas z. B. über Filter
aufbereitet wird und dem Bauraum 3 erneut zugeführt wird. Die Strömungskanäle
20 für die Inertgasleitung und -rückgewinnung sind in den Zeichnungsfiguren
lediglich in der Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 2 dargestellt. Natürlich ist es auch
möglich, daß die Strömungskanäle 20 auch in der Prozeßplattform-
Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 3, mit welcher die Werkstücke 13 z. B. abgetragen
oder beschriftet werden, integriert sind. Dazu ist dann vorteilhafterweise der
Bauraum 3, in dem sich das Werkstück 13 befindet, nach außen abgeschlossen.
Außerdem sind die Aufspannelemente 12 an einem über den Prozeßrechner
steuerbaren Manipulator angeordnet, der das aufgespannte Werkstück 13 in die
optimale Bearbeitungsposition bringt und dort während des
Bearbeitungsprozesses festhält. Ferner ist die Lage der aufgespannten Werkstücke
13 automatisch (z. B. von der Lageerkennungseinrichtung) erkennbar, so daß eine
exakte Bearbeitung ohne aufwendige Positionierungsmaßnahmen möglich ist.
Die Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 gemäß Fig. 2 weist ferner eine
Abführvorrichtung 21 für loses bzw. nicht gesintertes Pulver, das im Bereich der
Werkstückplattform 7 anfällt, auf. Die Abführvorrichtung 21 ist im unteren
Bereich der Prozeßplattform-Wechseleinheit 10 vorgesehen. Nach Beendigung
des Bauprozesses des Sinterwerkstückes fährt die Werkstückplattform 7 nach
unten. Dort wird das lose bzw. nicht vollständig gesinterte Pulver von der
Absaugvorrichtung 22, der Abführvorrichtung 21 abgesaugt. An die
Absaugvorrichtung 22 schließt sich eine Fördereinrichtung 23 an, die das Pulver
in den Vorratsbehälter 8 transportiert. Damit ist ein automatischer
Pulverrücktransport geschaffen, der äußerst zeitsparend ist und das
rücktransportierte Pulver vor Verunreinigungen schützt.
1
Vorrichtung
2
Maschinengehäuse
3
Bauraum
4
Scanner
5
Laserstrahl
6
Kreuzschlittenanordnung
7
Werkstückplattform
8
Vorratsbehälter
9
Beschichter
10
Prozeßplattform-Wechseleinheit
11
Aufspannebene
12
Aufspannelemente
13
Werkstück
14
Senkrechtachse
15
horizontale Achse
16
Anschlagelement
17
Rolle
18
Gehäuse
19
Scherenheber
20
Strömungskanäle
21
Abführvorrichtung
22
Absaugvorrichtung
23
Fördereinrichtung
Claims (26)
1. Vorrichtung zum Sintern, Abtragen und/oder Beschriften mittels
elektromagnetischer gebündelter Strahlung, insbesondere Laser-
Sintermaschine und/oder Laser-Oberflächenbearbeitungsmaschine mit
einem in einem Maschinengehäuse (2) untergebrachten Bauraum (3), in
oder über welchem eine Lichtleiteinrichtung, insbesondere ein Scanner (4),
in den der Strahl einer Sinter-Energiequelle eingekoppelt wird, eine
höhenverfahrbare Werkstückplattform (7) sowie eine
Materialzuführungseinrichtung mit einem zur Zuführung von Sinter-
Material aus einem Vorratsbehälter (8) in den Prozeßbereich über der
Werkstückplattform (7) dienenden Beschichter (9) angeordnet sind, wobei
die Werkstückplattform (7) als Wechselelement aus dem Bauraum (3)
entnehmbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
die höhenverfahrbare Werkstückplattform (7), der Vorratsbehälter (8) und
der Beschichter (9) als zusammenhängend aus dem Bauraum (3)
entnehmbare Prozeßplattform-Wechseleinheit (10) ausgebildet sind und zur
Durchführung gleicher oder anderer Bearbeitungsprozesse weitere
Prozeßplattform-Wechseleinheiten (10) gleicher oder unterschiedlicher
Ausbildungen in den Bauraum (3) einbringbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
eine weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit (10) unterschiedlicher
Ausbildung eine tischartige Aufspannebene (11) und damit
zusammenwirkende Aufspannelemente (12) für Werkstücke (13) aufweist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Werkstückplattform (7), die Prozeßplattform-Wechseleinheit (10) bzw.
die Aufspannebene (11) höhenverfahrbar ausgebildet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit (10), Werkstückplattform (7)
bzw. die Aufspannebene (11) um mindestens eine Senkrechtachse (14)
automatisch drehbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die weitere Prozeßplattform-Wechseleinheit (10), Werkstückplattform (7)
bzw. die Aufspannebene (11) um horizontale Achsen (15) kippbar ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Drehbarkeit und die Kippbarkeit um die horizontalen Achsen (15) bzw.
die vertikalen Achsen (14) durch motorische Antriebe erfolgt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die motorischen Antriebe durch einen Prozeßrechner der Vorrichtung (1)
gesteuert werden.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Bauraum Anschlagelemente (16) vorgesehen sind, um unterschiedliche
Prozeßplattform-Wechseleinheiten (10) in definierte Prozeßlagen
verbringen zu können.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Prozeßplattform-Wechseleinheit (10) eine Codierung aufweist, die von
Leseelementen der Vorrichtung (1) erkennbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
infolge der Codierung der Prozeßrechner der Vorrichtung (1)
unterschiedliche Prozeßprogramme (Sintern/Schmelzen bzw. Beschriften,
Abtragen, Schweißen, Abstandsmessung) anwählt.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Prozeßplattform-Wechseleinheiten (10) im Bauraum (3) in ihrer
Bearbeitungsposition mit Rastelementen verrastbar sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Rastelemente motorisch antreibbar sind, um die Prozeßplattform-
Wechseleinheiten (10) in eine Bearbeitungsposition automatisch
einzujustieren.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Prozeßplattform-Wechseleinheiten (10) als in den Bauraum (3)
einfahrbare, mit Rollen (17) versehene Rollmodule ausgebildet sind.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Prozeßplattform-Wechseleinheiten (10) kastenartige Gehäuse (18)
aufweisen.
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
motorische Antriebe zum Verstellen der Position oder Lage der
Prozeßplattform-Wechseleinheiten (10) in dem kastenartigen Gehäuse (18)
angeordnet sind.
16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim Einbringen der Prozeßplattform-Werkstückeinheiten (10) in den
Bauraum (3) automatisch elektrische Verbindungen und/oder
Strömungskanäle (20) zwischen der Vorrichtung (1) und der
Prozeßplattform-Wechseleinheit (10) hergestellt werden.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
jede Prozeßplattform-Wechseleinheit (10) eine gesonderte
Prozessoreinrichtung aufweist und ein Datentransfer über im Bauraum (3)
angeordnete Datenübertragungsmittel erfolgt.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Datenübertragungsmittel als optische Schnittstelle ausgebildet sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Datenübertragungsmittel Steckkontakte aufweisen.
20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Lage der aufgespannten Werkstücke (13) automatisch erkennbar ist.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Bauraum (3) eine Lageerkennungseinrichtung für die Prozeßplattform-
Wechseleinheiten (10) angeordnet ist und beliebige Prozeßplattformlagen
oder -stellungen vom Prozeßrechner der Vorrichtung (1) erkennbar sind und
beim Ablauf der jeweiligen Prozeßtechnologie (Sintern/Schmelzen bzw.
Beschriften, Abtragen, Schweißen, Abstandsmessung) berücksichtigt
werden.
22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Aufspannelemente (12) an einem über den Prozeßrechner steuerbaren
Manipulator angeordnet sind.
23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß
an die Prozeßplattform-Wechseleinheit (10) eine Abführvorrichtung (21) für
loses bzw. nicht vollständig gesintertes Pulver im Bereich der
Werkstückplattform (7) angeordnet ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abführvorrichtung (21) im unteren Bereich der Prozeßplattform-
Wechseleinheit (10) vorgesehen ist.
25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 oder 24,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abführvorrichtung (21) eine Absaugvorrichtung (22) umfaßt.
26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23-25,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Abführvorrichtung (21) eine Fördereinrichtung (23) zum Transport des
Pulvers in den Vorratsbehälter (8) umfaßt.
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