DE102004022385B4 - Device for the rapid production of microbodies - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern mit jeweils wenigstens einem Bauraum mit einem Träger für Mikrokörper, einem Vorratsraum für Partikel, einer Transportvorrichtung für Partikel vom Vorratsraum zum Bauraum und einem Laser, wobei entweder nicht modulierte oder modulierte Laserstrahlen über die Querschnittsfläche des Bauraumes führbar sind und beim Auftreffen von Laserstrahlen auf eine Partikelschicht sowohl Partikel miteinander als auch mit mindestens einer darunter angeordneten Schicht gesinterter und/oder verschmolzener Partikel sintern und/oder verschmelzen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mit einer Quelle für Wechselstrom oder pulsierenden Gleichstrom oder asymmetrischen Wechselstrom zusammengeschalteter Elektromagnet ein Bestandteil des Bauraumes (1) ist und/oder am Bauraum (1) angeordnet ist, dass die Ringrakel (5) mit einem Kolben (6) oder einem Stempel so versehen ist, dass der von der Ringrakel (5) horizontal umschlossene und geführte Kolben (6) oder Stempel vertikal gegen die Oberfläche der Partikelschicht im Bauraum (1) bewegbar ist, und dass der Kolben (6) oder der Stempel aus einem...Device for the rapid production of microbodies, each having at least one installation space with a support for microbodies, a storage space for particles, a transport device for particles from the storage space to the installation space and a laser, wherein either unmodulated or modulated laser beams can be guided over the cross-sectional area of the installation space and at Impact of laser beams on a particle layer both sinter and / or fuse particles with each other and with at least one layer of sintered and / or fused particles below, characterized in that at least one electromagnet interconnected with a source of alternating current or pulsating direct current or asymmetrical alternating current forms an integral part the installation space (1) and / or the installation space (1) is arranged, that the annular doctor blade (5) with a piston (6) or a punch is provided so that of the annular blade (5) horizontally enclosed and guided Piston (6) or punch vertically against the surface of the particle layer in the space (1) is movable, and that the piston (6) or the punch of a ...

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Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern mit jeweils wenigstens einem Bauraum mit einem Träger für Mikrokörper, einem Vorratsraum für Partikel, einer Ringrakel als Transportvorrichtung für Partikel vom Vorratsraum zum Bauraum und einem Laser, wobei entweder nicht modulierte oder modulierte Laserstrahlen über die Querschnittsfläche des Bauraumes führbar sind und beim Auftreffen von Laserstrahlen auf eine Partikelschicht sowohl Partikel miteinander als auch mit mindestens einer darunter angeordneten Schicht gesinterter und/oder verschmolzener Partikel sintern und/oder schmelzen.The The invention relates to devices for the rapid production of microbodies in each case at least one installation space with a carrier for micro bodies, a storage space for particles, a squeegee as a transport device for particles from the storage room to the installation space and a laser, whereby either unmodulated or modulated laser beams over the cross-sectional area the installation space feasible are and upon impact of laser beams on a particle layer both particles together and at least one below sintered arranged layer of sintered and / or fused particles and / or melt.

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Körpern aus nacheinander aufgebrachten Schichten aus Partikeln und dem Bestrahlen dieser Schichten mit Laserstrahlen eines Lasers, wobei Partikel miteinander und mit der darunter angeordneten Schicht sintern und/oder verschmelzen, sind durch Veröffentlichungen bekannt.method and devices for producing bodies from successively applied layers from particles and the irradiation of these layers with laser beams a laser, particles being with each other and with the underlying layer sinter and / or merge are known through publications.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Körpern aus schichtweise aufgebrachtem Pulver und einem selektiven Sintern der jeweilig aufgebrachten Schicht sind aus der US 4863538 A (Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Körpern durch selektives Sintern) bekannt. Dabei wird durch energiereiche Strahlung das Pulver der jeweiligen Schicht partiell versintert. Über das Auftreffen einer Strahlung auf die Pulverschicht wird dabei der Körper realisiert. Zur Erzeugung des jeweiligen Körpervolumens wird die energiereiche Strahlung gescannt. Zum Einsatz kommen vorwiegend CO2- oder Nd:YAG-Laser mit Scanner, mit einer Leistung von 50 W bis 200 W und einem Fokus von 100 μm bis 300 μm. Das Ergebnis ist ein gesinterter Körper. Dieser zeichnet sich allerdings dadurch aus, dass eine Verbindung, ohne dass eine Schmelze wie beim Schweißen gebildet wird, entsteht. Damit ergeben sich Körper, die nur bedingt z. B. als Druckgusswerkzeuge einsetzbar sind. Durch eine nachträgliche Infiltration kann die Dichte des Sinterkörpers gesteigert werden. Ein wesentlicher Nachteil besteht weiterhin in der sehr langen Sinterzeit insbesondere bei größeren Körpern, die je nach Bauteilgröße bis zu 100 h beträgt. Ein weiterer Nachteil ist die relativ große Oberflächenrauhheit des gesinterten Körpers. Die Einrichtung dieser Lösung besteht in einem durch einen Mikrorechner gesteuerten Verfahrensablauf. Weitere derartige Veröffentlichungen sind die US 5314003 A und US 5393613 A , bei denen die Körper aus einem vorher bereiteten Pulvergemisch verschiedener Metalle hergestellt werden. Eines der Metalle weist dabei einen geringen Schmelzpunkt auf, so dass bei einer partiellen Erwärmung diese Pulverteile versintern. Durch die DE 43 09 524 C2 (Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts) ist ein Verfahren bekannt, wobei die Strahlungseinwirkung im Kernbereich eines Objektes zu einer minimalen Verformung und im Hüllbereich zu einer möglichst glatten und genauen Oberfläche führen. Die Ermittlung des Hüllbereichs erfolgt durch Subtraktion in dreidimensionaler Weise von Einzelbereichen des Kernbereichs von dem Gesamtkörper. Die Bestrahlung erfolgt in unterschiedlicher Art und Weise, je nachdem ob es sich um einen Einzelbereich im Kernbereich oder einen solchen im Hüllbereich handelt. Neben der Ermittlung der Hüllbereiche sind unterschiedliche Bestrahlungstechnologien zur Realisierung des Objektes notwendig. In der DE 195 38 257 C2 (Verfahren zum Herstellen eines dreidimensionalen Objektes) wird das herzustellende Objekt mit einer dreidimensionalen Stützkonstruktion aus einem inneren Kernbereich und einem äußeren Hüllbereich versehen. Der Kernbereich wird dabei vorzugsweise doppelt belichtet, so dass eine starke Verfestigung erreicht wird, während der Hüllbereich nur einmal belichtet wird. Der Hüllbereich befindet sich dabei vollflächig zwischen dem Objekt und der Stützkonstruktion. Der Hüllbereich ist weich, so dass mit geringstem Kraft- und Werkzeugaufwand eine Trennung des Objektes von der Stützkonstruktion erfolgen soll. Gleichzeitig ist die Dicke des Hüllbereichs zur Gewährleistung der Funktion als Stützkonstruktion sehr gering. Schwierigkeiten ergeben sich aber bei der Trennung sehr kleiner oder mikrostrukturierter Objekte von der Stützkonstruktion, die bei der Trennung sehr leicht zerstört werden können. Gleichzeitig müssen Angriffsflächen für die Werkzeuge vorhanden sein. Bei mehreren Objekten auf einem Träger ist eine derartige Trennung ohne Zerstörung nur schwer realisierbar, so dass derartige Stützkonstruktionen zur Herstellung mehrerer Miniaturkörper oder mikrostrukturierter Körper auf einem Träger nicht geeignet sind. Durch die DE 199 52 998 C2 (Vorrichtung zur direkten Herstellung von Körpern im Schichtaufbau aus pulverförmigen Stoffen) sind Vorrichtungen mit einer evakuierbaren Bearbeitungskammer bekannt, in die wenigstens zwei Teilkammern integriert sind. Eine der Teilkammern ist der Bauraum und die andere der Vorratsbehälter für das Pulver. Dadurch ist keine reaktive Atmosphäre vorhanden, durch das Zusammenfügen der Pulverteilchen entstehen sowohl dichte als auch porenfreie Schichten und es findet keine Wärme leitung statt. Durch die Druckschrift DE 199 53 000 C2 (Verfahren und Einrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern) sind Verfahren und Vorrichtungen bekannt, wobei vorteilhafterweise Körper maßgenau, konturscharf schnell und mit hoher Dichte hergestellt werden können. Formkorrigierende Nachbehandlungen werden weitestgehend vermieden, so dass sehr ökonomisch derartige Körper herstellbar sind. Das wird durch die Verwendung zweier Strahlungsquellen beim Sintern oder Verschweißen erreicht, wobei die Erste der Erzeugung der Kontur und die Zweite zur schnellen Realisierung des Innenraumes des zu erzeugenden Körpers dient. Bei der ersten Strahlungsquelle handelt es sich vorwiegend um einen Laser guter Strahlqualität, da ein kleiner Fokus erzielt werden soll. Als zweite Strahlungsquelle wird vorteilhaft ein Hochleistungsdiodenlaser mit Linienfokus eingesetzt. Eine Verdichtung des aufgetragenen Pulvers ist nicht vorgesehen, so dass bei Zusammenballungen von Partikeln als Partikelagglomerate Fehlstellen im Körper auftreten.A method and an apparatus for producing bodies of layered powder and a selective sintering of the respective applied layer are known from US 4863538 A (Method and device for producing bodies by selective sintering) known. In this case, the powder of the respective layer is partially sintered by high-energy radiation. About the impact of radiation on the powder layer while the body is realized. To generate the respective body volume, the high-energy radiation is scanned. It mainly uses CO 2 or Nd: YAG lasers with scanners, with a power of 50 W to 200 W and a focus of 100 μm to 300 μm. The result is a sintered body. However, this is characterized by the fact that a compound, without a melt is formed as in welding, arises. This results in body that only partially z. B. are used as die-cast tools. By subsequent infiltration, the density of the sintered body can be increased. A major disadvantage continues to be the very long sintering time, especially for larger bodies, which is up to 100 hours, depending on the size of the component. Another disadvantage is the relatively large surface roughness of the sintered body. The device of this solution consists of a process controlled by a microcomputer. Other such publications are the US 5314003 A and US 5393613 A in which the bodies are made from a previously prepared mixed powder of various metals. One of the metals has a low melting point, so that sinter in a partial heating these powder parts. By the DE 43 09 524 C2 (Method for producing a three-dimensional object), a method is known, wherein the radiation effect in the core region of an object to a minimum deformation and in the envelope region to the smoothest possible and accurate surface. The determination of the envelope region is effected by subtraction in three-dimensional fashion of individual regions of the core region from the overall body. The irradiation takes place in different ways, depending on whether it is a single area in the core area or one in the shell area. In addition to the determination of the envelope areas different irradiation technologies for the realization of the object are necessary. In the DE 195 38 257 C2 (Method of manufacturing a three-dimensional object), the object to be manufactured is provided with a three-dimensional supporting structure of an inner core portion and an outer enveloping portion. The core region is preferably exposed twice, so that a strong solidification is achieved, while the envelope region is exposed only once. The envelope area is located wholly between the object and the supporting structure. The envelope region is soft, so that a separation of the object from the support structure should be carried out with the least expenditure of force and tools. At the same time, the thickness of the envelope region to ensure the function as a support structure is very low. However, difficulties arise in the separation of very small or microstructured objects from the support structure, which can be easily destroyed during separation. At the same time there must be attack surfaces for the tools. In the case of several objects on a support, such a separation is difficult to realize without destruction, so that such support structures are not suitable for producing a plurality of miniature bodies or microstructured bodies on a support. By the DE 199 52 998 C2 (Device for the direct production of bodies in the layer structure of powdery substances) devices are known with an evacuable processing chamber, in which at least two sub-chambers are integrated. One of the sub-chambers is the installation space and the other of the reservoir for the powder. As a result, there is no reactive atmosphere, by the joining of the powder particles arise both dense and non-porous layers and there is no heat conduction instead. Through the publication DE 199 53 000 C2 (Method and device for the rapid production of bodies) methods and devices are known, wherein advantageously body can be made dimensionally accurate sharp and fast with high density. Shape-correcting aftertreatments are avoided as far as possible, so that such bodies can be produced very economically. This is achieved by the use of two sources of radiation during sintering or welding, the first of the generation of the contour and the second used for rapid realization of the interior of the body to be generated. The first radiation source is predominantly a laser of good beam quality, since a small focus is to be achieved. As the second radiation source, a high-power diode laser with line focus is advantageously used. A compaction of the powder applied is not provided, so that occur in aggregates of particles as particle agglomerates defects in the body.

Durch die Druckschrift EP 0 416 852 A2 ist eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von Körpern aus Partikelschichten, wobei die Partikel aus einem ferromagnetischen Material bestehen, bekannt. Die Partikel werden einem Magnetfeld ausgesetzt, so dass die Partikel durch das wirkende Magnetfeld in Richtung des Trägers gedrückt werden. Damit können mit dieser Vorrichtung sinnvoll nur ferromagnetische Partikel zur Herstellung eines Körpers genutzt werden, andere Partikel sind zur Herstellung von Körpern nicht verdichtbar.Through the publication EP 0 416 852 A2 is a generic device for the production of bodies of particle layers, wherein the particles are made of a ferromagnetic material, known. The particles are exposed to a magnetic field, so that the particles are pressed by the acting magnetic field in the direction of the carrier. Thus, with this device, only ferromagnetic particles can be usefully used for the production of a body, other particles are not compressible for the production of bodies.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Mikrokörper aus nacheinander schichtweise aufgebrachten und miteinander verbundenen Partikeln schnell herzustellen.Of the The invention defined in claim 1 is based on the object micro body from successively layered applied and interconnected To produce particles quickly.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.These The object is achieved with the features listed in claim 1.

Vorrichtungen zur Herstellung von Mikrokörpern mit jeweils wenigstens einem Bauraum mit einem Träger für Mikrokörper, einem Vorratsraum für Partikel, einer Ringrakel als Transportvorrichtung für Partikel vom Vorratsraum zum Bauraum und einem Laser, wobei entweder nicht modulierte oder modulierte Laserstrahlen über die Querschnittsfläche des Bauraumes führbar sind und beim Auftreffen von Laserstrahlen auf eine Partikelschicht sowohl Partikel miteinander als auch mit mindestens einer darunter angeordneten Schicht gesinterter und/oder verschmolzener Partikel sintern und/oder verschmelzen, zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass diese Mikrokörper sowohl mit einer hohen Festigkeit als auch schnell hergestellt werden können.devices for the production of microbodies each with at least one space with a carrier for microbody, a Storage room for particles, a squeegee as a transport device for particles from the storage room to the installation space and a laser, whereby either unmodulated or modulated laser beams over the cross-sectional area the installation space feasible are and upon impact of laser beams on a particle layer both particles with each other and with at least one arranged underneath Sintering and / or sintering layer of sintered and / or fused particles merge, characterized in particular by the fact that these microbodies both can be made with a high strength as well as fast.

Dazu ist mindestens ein mit einer Quelle für Wechselstrom oder pulsierenden Gleichstrom oder asymmetrischen Wechselstrom zusammengeschalteter Elektromagnet ein Bestandteil des Bauraumes und/oder am Bauraum angeordnet. Weiterhin ist die Ringrakel mit einem Kolben oder einem Stempel so versehen, dass der von der Ringrakel horizontal umschlossene und geführte Kolben oder Stempel vertikal gegen die Oberfläche der Partikelschicht im Bauraum bewegbar ist. Darüber hinaus besteht der Kolben oder der Stempel aus einem para- oder ferromagnetischen Material.To is at least one with a source of alternating or pulsating DC or asymmetrical AC interconnected Electromagnet a component of the installation space and / or space arranged. Furthermore, the ring doctor with a piston or a Stamp provided so that the horizontally enclosed by the squeegee and guided Piston or punch vertically against the surface of the particle layer in Space is movable. About that In addition, the piston or the stamp consists of a para- or ferromagnetic material.

Mit der Wirkung des Magnetfeldes werden die jeweilig aufgetragenen Schichten aus Partikeln verdichtet, so dass weitestgehend dichte Mikrokörper herstellbar sind. Das wird vorteilhafterweise durch die Partikel selbst oder den Kolben oder Stempel realisiert, wobei die Kraft des Magnetfeldes dabei entweder auf para- oder ferromagnetische Partikel der Schicht oder auf den Kolben oder Stempel wirkt. Im ersteren Fall können sowohl alle Partikel als auch ein Teil der Partikel aus dem para- oder ferromagnetischen Material bestehen. In beiden Fällen werden die Partikel durch die Einwirkung des Magnetfeldes in Richtung des Trägers bewegt.With the effect of the magnetic field become the respective applied layers compacted from particles, so that largely dense microbody can be produced are. This is advantageously done by the particles themselves or realized the piston or punch, the force of the magnetic field either on para- or ferromagnetic particles of the layer or acts on the piston or punch. In the former case both all particles as well as part of the particles from the para- or ferromagnetic material. In both cases, the particles get through the action of the magnetic field moves in the direction of the carrier.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass bei Vorhandensein von para- oder ferromagnetischen Partikeln die jeweilige Pulveroberfläche durch die Wirkung des Magnetfeldes aufgeraut wird. Dadurch wird beim Rakeln eine gute Haftung auch dünnster Pulverschichten erreicht. Das wird vorteilhafterweise auch auf glatten Trägern erreicht.One Another advantage is that in the presence of para- or ferromagnetic particles through the respective powder surface the effect of the magnetic field is roughened. This is when doctoring a good adhesion even the thinnest powder layers reached. This is advantageously achieved even on smooth carriers.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 13 angegeben.advantageous Embodiments of the invention are in the claims 2 to 13 indicated.

Die Weiterbildungen des Patentanspruchs 2, wobei der Elektromagnet ein Bestandteil des Trägers und/oder der Träger und/oder um den Träger und/oder um den Bauraum und/oder gegenüber dem Bauraum unter dem Träger angeordnet ist, stellen günstige Ausgestaltungen dar.The Developments of claim 2, wherein the electromagnet a Component of the carrier and / or the carrier and / or around the wearer and / or to the space and / or opposite the space under the carrier is arranged, make favorable Embodiments

Mit dem Einsatz eines Kerns nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 3 wird die magnetische Feldstärke durch magnetische Induktion wesentlich verstärkt. Vorteilhafterweise ist der Träger gleichzeitig der Kern.With the use of a core according to the development of the claim 3 becomes the magnetic field strength significantly enhanced by magnetic induction. Advantageously the carrier at the same time the core.

Durch das Vorhandensein mehrerer Transportvorrichtungen, die nacheinander über den Bauraum führbar sind, gekoppelt mit einem Antrieb nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 können ökonomisch vorteilhaft verschiedene Partikel auf den Träger aufgebracht werden. So kann mit einer ersten Transportvorrichtung das zu sinternde Material und mit einer zweiten Transportvorrichtung die para- oder ferromagnetischen Partikel aufgebracht werden. Dadurch können auch Schichten aus unterschiedlichen Materialien für Mikrokörper mit vertikalen Eigenschaftsgradienten erzeugt werden.By the presence of several transport devices, one after the other over the Space available are coupled with a drive according to the embodiment of the claim 4 can be economical Advantageously, different particles are applied to the carrier. So can with a first transport device, the material to be sintered and with a second transport device the para- or ferromagnetic Particles are applied. This also allows layers of different materials for microbody with vertical property gradients are generated.

Eine vorteilhafte Transportvorrichtung für ein schichtweises Aufbringen von Partikeln auf den Träger ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 die Ringrakel mit einer in sich geschlossenen Klinge, die über mindestens ein Konstruktionselement wenigstens in einer Ebene horizontal parallel zum Träger entweder sowohl drehbar gelagert als auch mit einem Antrieb gekoppelt ist oder in sowohl horizontaler als auch vertikaler Richtung über gekoppelte Antriebe bewegbar ist. Mit einer derartigen Realisierung kann die Ringrakel mindestens entweder über den Vorratsraum oder eine Fläche neben dem Träger und den Träger geschwenkt oder bewegt werden, wobei schichtweise Partikel entweder aus einem separaten Vorratsraum oder der Ringrakel als Vorratsbehälter in der Ringrakel auf dem Träger aufgebracht werden. Die Ringrakel gewährleistet ein gleichmäßiges Auftragen von Schichten aus allen Richtungen. Damit ist ein homogener Schichtauftrag gegeben.An advantageous transport device for a layered application of particles on the carrier is according to the embodiment of claim 5, the ring doctor blade with a self-contained blade, the at least one structural element in at least one plane horizontally parallel to the carrier either rotatably mounted as well as with a drive coupled or is movable in both horizontal and vertical direction via coupled drives. With such an implementation, the ring doctor can at least either over the storage space or a surface adjacent to the carrier and the carrier to be pivoted or moved, wherein layered particles are applied either from a separate pantry or the ring doctor as a reservoir in the doctor blade on the carrier. The squeegee ensures a uniform application of layers from all directions. This gives a homogeneous layer application.

Eine Kopplung der Ringrakel an entweder ein ebenes Drehgelenkgetriebe oder eine sowohl verfahrbare als auch in ihrer Länge veränderbare Einrichtung nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 erlaubt eine Bewegung der Ringrakel an die unterschiedlichsten Positionen in der Rakelebene mit dem Vorteil, dass unterschiedliche Vorratsräume in beliebiger Reihenfolge angefahren werden können und über unterschiedlich strukturierte Bereiche der Rakelebene zum Zwecke des Durchmischens mehrerer Komponenten oder der Reinigung der Ringrakel geführt werden können.A Coupling of the ring doctor to either a flat pivot joint or a device which is both movable and adjustable in length according to the Further development of claim 6 allows a movement of the ring doctor to the most different positions in the doctoring plane with the Advantage that different pantries in any order can be approached and over different structured areas of the squeegee level for the purpose of mixing several components or the cleaning of the ring doctor be performed can.

Vorteilhafterweise werden nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 die Partikel durch das Einwirken von Ultraschall auf den Kolben oder Stempel verdichtet, so dass sich minimale Abstände der Partikel vor dem Bestrahlen der Oberfläche mit den Laserstrahlen ergeben. Ergebnis sind dichte Mikrokörper.advantageously, become according to the embodiment of claim 7, the particles by the action of ultrasound on the piston or punch compacted so that there is minimal spacing of the particles before irradiation the surface result with the laser beams. The result is dense microbodies.

Die Weiterbildung des Patentanspruchs 8, wobei eine Schutzeinrichtung für ein Laserstrahleinkoppelfenster über mindestens eine Vorrichtung wenigstens in einer Ebene horizontal parallel zum Träger entweder sowohl drehbar gelagert als auch mit einem Antrieb gekoppelt ist oder in sowohl horizontaler als auch vertikaler Richtung über gekoppelte Antriebe bewegbar ist und die Schutzscheibe zwischen den Bauraum und dem Laserstrahleinkoppelfenster bewegbar ist, verhindert ein Beschlagen des Laserstrahleinkoppelfensters.The Further development of claim 8, wherein a protective device for a Laser beam interface window over at least one device horizontally at least in one plane parallel to the carrier either both rotatably mounted and coupled to a drive is coupled over or in both horizontal and vertical directions Drives is movable and the protective screen between the installation space and the laser beam injecting window is movable prevents Misting of laser beam docking window.

Vorteilhafterweise kann der Antrieb für die drehbar gelagerte Ringrakel auch gleichzeitig der Antrieb für die Schutzeinrichtung sein. Dazu sind die Ringrakel und die Schutzscheibe über ein Konstruktionselement miteinander gekoppelt.advantageously, can the drive for the rotatably mounted ring doctor also at the same time the drive for the protection device be. These are the squeegee and the protective disc over a Construction element coupled together.

Ein flexibler, transparenter und bandförmiger Körper oder eine transparente Scheibe nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 stellt eine einfache und ökonomisch günstige Realisierung der Schutzeinrichtung dar.One flexible, transparent and band-shaped body or transparent Disc according to the embodiment of claim 9 provides a simple and economical favorable Realization of the protective device.

Die Antriebe für eine vertikale Bewegung des Trägers und/oder des Bodens des Vorratsraumes nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 gewährleisten die Realisierung des Mikrokörpers in einer Ebene.The Drives for a vertical movement of the carrier and / or the bottom of the storage space according to the development of the Guarantee patent claim 10 the realization of the microbody in a plane.

Über ein Aufwärmen der jeweilig aufgetragenen Schicht aus Partikeln nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 11 erfolgt eine Trocknung und Vorwärmung der jeweiligen Schicht. Gleichzeitig steigen die Oberflächenspannungen der Partikel. Die Aktivierungsschwelle oder Induktionsphase des nachfolgenden Sinterns wird durch das Bestrahlen der Schicht mit den Laserstrahlen herabgesetzt und die Anzahl der stochastisch auftretenden Überhitzungen sowie der Betrag der flukturierenden thermischen Spannungen während des Aufbaus der Mikrokörper reduziert.About one heat up the respective applied layer of particles according to the development of claim 11 is a drying and preheating the respective layer. At the same time, the surface tensions increase the particle. The activation threshold or induction phase of the subsequent sintering is achieved by irradiating the layer with the laser beams decreased and the number of stochastic overheating as well the amount of fluctuating thermal stresses during the Structure of the microbody reduced.

Ein externer akustooptischer Modulator zur Laserstrahlsteuerung eines Lasers im gepulsten Betrieb oder im cw-Betrieb nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 12 führt zu einer steuerbaren und damit gleichmäßigen Wirkung der Laserstrahlen auf die Partikelschichtoberfläche ohne die stark überhöhte Leistung des Erstpulses. Dadurch sind vorteilhafterweise sowohl sehr gleichmäßige Sinterschichten herstellbar als auch gezielte Strahlleistungsverteilungen innerhalb einer Sinterschicht und somit horizontale Eigenschaftsgradienten der Schicht und des Mikrokörpers realisierbar.One external acoustooptic modulator for laser beam control of a Lasers in pulsed operation or in cw operation after further training of claim 12 leads to a controllable and thus uniform effect of the laser beams on the particle layer surface without the excessive performance the first pulse. As a result, both very uniform sintered layers can advantageously be produced as well as targeted beam power distributions within a sintered layer and thus horizontal property gradients of the layer and the micro body realizable.

Ein Strahlteiler oder ein Strahlumschalter im Strahlengang des gepulsten Lasers nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 bewirkt ökonomisch vorteilhafterweise einen Einsatz des Lasers bei zwei Sinterprozessen, wobei Rakeln und Sintern in zwei Bauräumen gleichzeitig wechselseitig durchgeführt werden können.One Beam splitter or a beam switch in the beam path of the pulsed Lasers according to the embodiment of claim 13 causes economically advantageous a use of the laser in two sintering processes, wherein doctoring and sintering in two installation spaces can be carried out alternately at the same time.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jeweils prinzipiell in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.One embodiment The invention is illustrated in principle in the drawings and will be closer in the following described.

Es zeigen:It demonstrate:

1 eine Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern mit einem Träger als Permanentmagnet und einer Ringrakel mit Kolben als Permanentmagnet, 1 a device for the rapid production of microbodies with a carrier as a permanent magnet and a ring doctor with a piston as a permanent magnet,

2 einen Bauraum einer Vorrichtung mit einem Elektromagnet und 2 a space of a device with an electromagnet and

3 zwei Ringrakel und eine Schutzscheibe an einer Drehachse in einer Draufsicht. 3 two annular doctor blade and a protective disk on a rotation axis in a plan view.

Eine Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern 3 besteht im wesentlichen sowohl aus einer Einrichtung mit einem Bauraum 1 für die Mikrokörper 3 mit mindestens einer ein Magnetfeld ausbildenden und/oder wenigstens einer ein Magnetfeld aufweisenden Einrichtung, einem Vorratsraum 7 für Partikel 4 in Pulverform und einer Transportvorrichtung für Partikel 4 vom Vorratsraum 7 zum Bauraum 1 als auch einem Laser 9, wobei entweder nicht modulierte oder modulierte Laserstrahlen über die Querschnittsfläche des Bauraumes 1 führbar sind.A device for the rapid production of microbodies 3 consists essentially of both a device with a space 1 for the microbody 3 with at least one magnetic field forming device and / or at least one magnetic field device, a storage space 7 for particles 4 in powder form and a transport device for particles 4 from the pantry 7 to the installation space 1 as well as a laser 9 , where either not modulated or modulated laser beams over the cross-sectional area of the installation space 1 are feasible.

Die 1 zeigt in einer prinzipiellen Darstellung eine Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern 3 mit einem Träger 2 als Permanentmagnet und einer Ringrakel 5 mit Kolben 6 als Permanentmagnet.The 1 shows a schematic representation of an apparatus for the rapid production of microbodies 3 with a carrier 2 as a permanent magnet and a ring doctor 5 with pistons 6 as a permanent magnet.

Im Bauraum 1 befindet sich der Träger 2 für den oder mehrere Mikrokörper 3. Beim Auftreffen von Laserstrahlen auf eine Partikelschicht sintern und/oder schmelzen sowohl Partikel 4 dieser Schicht miteinander als auch mit mindestens einer darunter angeordneten Schicht, so dass der Mikrokörper 3 erzeugt wird. Der Mikrokörper 3 besteht entsprechend der verwendeten Partikel 4 aus einer Keramik, einem Metall, einer Legierung oder einem Kompositwerkstoff z. B. Metall/Keramik.In the installation space 1 is the carrier 2 for the or more microbody 3 , When laser beams strike a particle layer, both particles sinter and / or melt 4 this layer with each other as well as with at least one underlying layer, so that the micro body 3 is produced. The microbody 3 exists according to the particles used 4 from a ceramic, a metal, an alloy or a composite material z. As metal / ceramic.

Die Transportvorrichtung ist eine Ringrakel 5 mit einer in sich geschlossenen Klinge. Die wenigstens eine Ringrakel 5 vollführt eine kreisförmige Bewegung, wobei in der Bewegungsbahn wenigstens ein Bauraum 1 mit dem Träger 2 und mindestens ein Vorratsraum 7 angeordnet sind. In einer weiteren Ausführungsform kann der Bauraum 1 auch in der Mitte der Einrichtung angeordnet sein, wobei mehrere Ringrakel 5 drehbar um diesen Bauraum 1 angeordnet sind. Der Bauraum 1 befindet sich dabei im Drehbereich aller Ringrakel 5. In weiteren Ausführungsformen können an einer Drehachse 12 auch eine oder mehrere Ringrakel 5 und eine transparente Scheibe 11 als Schutz für ein entspiegeltes Laserstrahleinkoppelfenster befestigt sein. Die Scheibe 11 ist ein Schutzglas. Die 3 zeigt prinzipiell zwei Ringrakel 5 und eine Scheibe 11 an einer Drehachse 12. Mit der wenigstens einen Ringrakel 5 werden die Partikel 4 als Pulver als Schicht zum und in dem Bauraum 1 transportiert. In einer Ausführungsform des Ausführungsbeispiels besteht der Träger 2 aus einem hartmagnetischen Magnetwerkstoff aus ferromagnetischem Material und ist ein Permanentmagnet. Die Ringrakel 5 besitzt einen Kolben 6, der gleichfalls aus einem hartmagnetischen Magnetwerkstoff als Permanentmagnet ausgebildet ist (Darstellung in der 1).The transport device is a ring doctor 5 with a self-contained blade. The at least one squeegee 5 performs a circular movement, wherein in the movement path at least one space 1 with the carrier 2 and at least one pantry 7 are arranged. In a further embodiment, the installation space 1 also be arranged in the middle of the device, with several squeegee 5 rotatable about this space 1 are arranged. The installation space 1 is located in the rotation range of all ring doctor 5 , In further embodiments, on a rotation axis 12 also one or more squeegee 5 and a transparent pane 11 be attached as protection for an anti-reflective laser beam input window. The disc 11 is a protective glass. The 3 shows in principle two ring doctor 5 and a slice 11 on a rotation axis 12 , With the at least one squeegee 5 become the particles 4 as a powder as a layer to and in the installation space 1 transported. In one embodiment of the embodiment, the carrier is made 2 made of a hard magnetic magnetic material of ferromagnetic material and is a permanent magnet. The squeegee 5 has a piston 6 , which is also formed of a hard magnetic magnetic material as a permanent magnet (shown in the 1 ).

In einer weiteren Ausführungsform ist der Innenraum einer mit einer Stromquelle verbundenen Spule 10 als Elektromagnet als eine ein Magnetfeld ausbildenden Einrichtung gleichzeitig der Bauraum 1 (Darstellung in der 2). Zwischen dem Innenraum und der Spule 10 ist vorteilhafterweise eine den Bauraum 1 begrenzende Wand angeordnet, so dass eine ebene glatte Innenwandung vorhanden ist. Die Stromquelle ist eine Quelle für Wechselstrom oder Gleichstrom oder pulsierendem Gleichstrom oder asymmetrischen Wechselstrom. Der Träger 2 kann dabei in einer weiteren Ausführung aus ferromagnetischem Material und gleichzeitig der Kern für diese Spule 10 sein, so dass die Feldstärke des Magnetfeldes wesentlich erhöht wird.In a further embodiment, the interior of a connected to a power source coil 10 as an electromagnet as a magnetic field forming device at the same time the space 1 (Presentation in the 2 ). Between the interior and the coil 10 is advantageously a space 1 limiting wall arranged so that a smooth smooth inner wall is present. The power source is a source of alternating or direct current or pulsating direct current or asymmetric alternating current. The carrier 2 can in a further embodiment of ferromagnetic material and at the same time the core for this coil 10 be such that the field strength of the magnetic field is substantially increased.

Die ein Magnetfeld aufweisende oder die ein Magnetfeld ausbildende Einrichtung kann sich in einer weiteren Ausführung auch unter dem Träger 2 befinden. Weiterhin kann der Kolben 6 auch ein Bestandteil der Ringrakel 5 sein, wobei die Innenwandung der Ringrakel 5 vorteilhafterweise gleichzeitig eine Führung für den Kolben 6 ist.The device having a magnetic field or forming a magnetic field may in a further embodiment also under the carrier 2 are located. Furthermore, the piston 6 also a part of the squeegee 5 be, with the inner wall of the squeegee 5 advantageously at the same time a guide for the piston 6 is.

In einer weiteren Ausführungsform können sich Partikel 4 aus einem ferromagnetischen Material im Pulver befinden oder das Pulver besteht nur aus Partikeln 4 aus einem ferromagnetischen Material.In another embodiment, particles can become 4 made of a ferromagnetic material in the powder or the powder consists only of particles 4 made of a ferromagnetic material.

Sowohl der Träger 2 als auch der Boden 8 des Vorratsraums 7 sind über jeweils einen Antrieb gegenüber der Ringrakel 5 bewegbar.Both the carrier 2 as well as the ground 8th of the pantry 7 are each a drive relative to the ring doctor 5 movable.

Der Laser 9 ist so angeordnet, dass die Laserstrahlen über einen Scanner und ein Einkoppelfenster in die Einrichtung mit dem Bauraum 1 und dem Vorratsraum 7 auf den Träger 2 gelangen.The laser 9 is arranged so that the laser beams through a scanner and a coupling window in the device with the installation space 1 and the pantry 7 on the carrier 2 reach.

In einer weiteren Ausführungsform des Ausführungsbeispiels ist eine Heizeinrichtung zum Aufwärmen von Schichten aus Partikeln 4 ein Bestandteil des Trägers 2 oder der Träger 2 oder an einem den Bauraum 1 bildenden Gegenstand oder als Strahler über dem Bauraum 1 angeordnet. Insbesondere die gleichzeitige Verwendung einer Heizung im Träger 2 und einer auf die Oberfläche der Partikel 4 wirkende Strahlungsheizung z. B. in Form einer leistungsstarken Halogenbeleuchtung führen zu einem gleichmäßigen Durchwärmen der Schichten aus den Partikeln 4, und besonders der gesinterten Schichten, dass heißt des Mikrokörpers 3, so dass Spannungen im Mikrokörper 3 abgebaut werden sowie die Einkopplung der Laserstrahlung in transparente Materialien erhöht werden können.In a further embodiment of the exemplary embodiment, a heating device is for heating layers of particles 4 a component of the carrier 2 or the carrier 2 or at one the installation space 1 forming object or as a spotlight over the space 1 arranged. In particular, the simultaneous use of a heater in the carrier 2 and one on the surface of the particles 4 acting radiant heating z. B. in the form of a powerful halogen lighting lead to a uniform warming of the layers of the particles 4 , and especially the sintered layers, that is, the microbody 3 , so that stresses in the microbody 3 be degraded and the coupling of the laser radiation can be increased in transparent materials.

Claims (13)

Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern mit jeweils wenigstens einem Bauraum mit einem Träger für Mikrokörper, einem Vorratsraum für Partikel, einer Transportvorrichtung für Partikel vom Vorratsraum zum Bauraum und einem Laser, wobei entweder nicht modulierte oder modulierte Laserstrahlen über die Querschnittsfläche des Bauraumes führbar sind und beim Auftreffen von Laserstrahlen auf eine Partikelschicht sowohl Partikel miteinander als auch mit mindestens einer darunter angeordneten Schicht gesinterter und/oder verschmolzener Partikel sintern und/oder verschmelzen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mit einer Quelle für Wechselstrom oder pulsierenden Gleichstrom oder asymmetrischen Wechselstrom zusammengeschalteter Elektromagnet ein Bestandteil des Bauraumes (1) ist und/oder am Bauraum (1) angeordnet ist, dass die Ringrakel (5) mit einem Kolben (6) oder einem Stempel so versehen ist, dass der von der Ringrakel (5) horizontal umschlossene und geführte Kolben (6) oder Stempel vertikal gegen die Oberfläche der Partikelschicht im Bauraum (1) bewegbar ist, und dass der Kolben (6) oder der Stempel aus einem para- oder ferromagnetischen Material besteht.Device for the rapid production of microbodies, each having at least one installation space with a support for microbodies, a storage space for particles, a transport device for particles from the storage space to the installation space and a laser, wherein either unmodulated or modulated laser beams can be guided over the cross-sectional area of the installation space and at Laser radiation impinging on a particle layer both sinters and / or fuses particles with one another and with at least one layer of sintered and / or fused particles underneath, characterized in that at least one merges with a source of alternating current or pulsating direct current or asymmetrical alternating current switched electromagnet is a component of the installation space ( 1 ) and / or on the installation space ( 1 ) is arranged, that the squeegee ( 5 ) with a piston ( 6 ) or a stamp is provided so that the of the ring doctor ( 5 ) horizontally enclosed and guided pistons ( 6 ) or stamp vertically against the surface of the particle layer in the installation space ( 1 ) is movable, and that the piston ( 6 ) or the stamp is made of a para or ferromagnetic material. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet ein Bestandteil des Trägers (2) und/oder der Träger (2) ist und/oder um den Träger (2) und/oder um den Bauraum (1) und/oder gegenüber dem Bauraum (1) unter dem Träger (2) angeordnet ist, so dass das Magnetfeld mindestens in den Bauraum (1) wirkt.Device according to Patent Claim 1, characterized in that the electromagnet forms part of the carrier ( 2 ) and / or the carrier ( 2 ) and / or around the carrier ( 2 ) and / or the installation space ( 1 ) and / or with respect to the installation space ( 1 ) under the carrier ( 2 ) is arranged so that the magnetic field at least in the space ( 1 ) acts. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromagnet einen feldverstärkenden Kern besitzt oder dass der Träger (2) ein feldverstärkender Kern ist.Device according to claim 1, characterized in that the electromagnet has a field-enhancing core or that the carrier ( 2 ) is a field enhancing core. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Transportvorrichtungen mit einem Antrieb so gekoppelt sind, dass diese nacheinander über den Bauraum (1) geführt werden.Device according to claim 1, characterized in that a plurality of transport devices are coupled to a drive in such a way that they are successively conveyed over the installation space ( 1 ). Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrakel (5) über mindestens ein Konstruktionselement wenigstens in einer Ebene horizontal parallel zum Träger (2) entweder sowohl drehbar gelagert als auch mit einem Antrieb gekoppelt ist oder in sowohl horizontaler als auch vertikaler Richtung über gekoppelte Antriebe bewegbar ist, so dass die Ringrakel (5) wenigstens entweder über sowohl dem Vorratsraum (7) als auch dem Bauraum (1) oder über sowohl einer freien Oberfläche neben dem Bauraum (1) als auch dem Bauraum (1) schwenk- oder bewegbar ist, wobei schichtweise Partikel (4) entweder aus dem Vorratsraum (7) oder der Ringrakel (5) zum Träger (2) transportiert und auf diesen aufgebracht werden.Device according to claim 1, characterized in that the annular doctor blade ( 5 ) via at least one structural element at least in one plane horizontally parallel to the carrier ( 2 ) is either both rotatably mounted and coupled to a drive or is movable in both horizontal and vertical direction via coupled drives, so that the annular blade ( 5 ) at least either over both the storage room ( 7 ) as well as the installation space ( 1 ) or over both a free surface next to the installation space ( 1 ) as well as the installation space ( 1 ) is pivotable or movable, whereby layered particles ( 4 ) either from the storage room ( 7 ) or the ring doctor blade ( 5 ) to the carrier ( 2 ) are transported and applied to this. Vorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrakel (5) an entweder ein ebenes Drehgelenkgetriebe oder eine sowohl verfahrbare als auch in ihrer Länge veränderbare Einrichtung gekoppelt ist.Device according to claim 5, characterized in that the ring doctor blade ( 5 ) is coupled to either a planar hinge mechanism or a device both movable and changeable in length. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (6) oder der Stempel mit einer ultraschallerzeugenden Einrichtung gekoppelt ist.Device according to claim 1, characterized in that the piston ( 6 ) or the stamp is coupled to an ultrasound generating device. Vorrichtung nach einem der Patentansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Schutzeinrichtung für ein Laserstrahleinkoppelfenster über mindestens eine Vorrichtung wenigstens in einer Ebene horizontal parallel zum Träger (2) entweder sowohl drehbar gelagert als auch mit einem Antrieb/dem Antrieb der Ringrakel (5) gekoppelt ist oder sowohl in horizontaler als auch vertikaler Richtung über gekoppelte Antriebe bewegbar ist, so dass die Schutzeinrichtung zwischen dem Bauraum (1) und einem Laserstrahleinkoppelfenster bewegbar ist.Device according to one of the claims 1 or 5, characterized in that at least one protective device for a laser beam coupling window via at least one device at least in one plane horizontally parallel to the carrier ( 2 ) either rotatably mounted as well as with a drive / the drive of the annular blade ( 5 ) is coupled or in both the horizontal and vertical direction via coupled drives is movable, so that the protective device between the space ( 1 ) and a laser beam input window is movable. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzeinrichtung ein flexibler, transparenter und bandförmiger Körper oder eine transparente Scheibe (11) ist, der oder die zwischen dem Bauraum (1) und dem Einkoppelfenster angeordnet ist und mit einem Antrieb gekoppelt ist.Device according to claim 8, characterized in that the protective device is a flexible, transparent and band-shaped body or a transparent pane ( 11 ), the one or more between the space ( 1 ) and the coupling window is arranged and coupled to a drive. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (2) über einen Antrieb oder sowohl der Träger (2) und der Boden (8) des Vorratsraums (7) jeweils über einen Antrieb vertikal bewegbar angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that the carrier ( 2 ) via a drive or both the carrier ( 2 ) and the ground ( 8th ) of the storage room ( 7 ) is arranged vertically movable in each case via a drive. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Heizeinrichtung zum Aufwärmen von Schichten aus Partikeln (4) ein Bestandteil des Trägers (2) ist oder der Träger (2) oder an einem den Bauraum (1) bildenden Gegenstand oder als Strahler über dem Bauraum (1) angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that a heating device for heating layers of particles ( 4 ) a component of the carrier ( 2 ) or the carrier ( 2 ) or at one of the installation space ( 1 ) forming object or as a radiator above the installation space ( 1 ) is arranged. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein externer akustooptischer Modulator zur Laserstrahlsteuerung des Lasers (9) im gepulsten Betrieb oder im cw-Betrieb in Strahlrichtung nach dem Laser (9) angeordnet ist.Device according to claim 1, characterized in that at least one external acousto-optical modulator for the laser beam control of the laser ( 9 ) in pulsed mode or in cw mode in the beam direction after the laser ( 9 ) is arranged. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich im Strahlengang des Lasers (9) mindestens ein Strahlteiler oder ein Strahlumschalter befindet.Device according to claim 1, characterized in that in the beam path of the laser ( 9 ) at least one beam splitter or a beam switch is located.
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ES2663554T5 (en) 2009-04-28 2022-05-06 Bae Systems Plc Layered additive manufacturing method
EP2424707B2 (en) 2009-04-28 2021-09-29 BAE Systems PLC Additive layer fabrication method
ES2533351T3 (en) 2011-09-22 2015-04-09 MTU Aero Engines AG Multi-frequent induction heating of genetically created components
DE102011089336A1 (en) 2011-12-21 2013-06-27 Mtu Aero Engines Gmbh Producing component from powder for turbomachines made of nickel-based alloys, by partially processing powder to green body in which non-powder particles are connected to each other and/or to green body using high energy beam
GB2521191B (en) 2013-12-12 2016-09-21 Exmet Ab Magnetic materials and methods for their manufacture
DE102016213901A1 (en) * 2016-07-28 2018-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Apparatus and method for selective laser melting
DE102016115846A1 (en) 2016-08-25 2018-03-01 Cl Schutzrechtsverwaltungs Gmbh Plant for the additive production of three-dimensional objects
DE102018203877A1 (en) 2018-03-14 2019-09-19 MTU Aero Engines AG METHOD FOR GENERATIVELY MANUFACTURING COMPONENTS FROM MATERIAL-HARDENED MATERIALS
EP3575017A1 (en) * 2018-05-30 2019-12-04 Siemens Aktiengesellschaft Additive manufacturing procedure and setup
EP3865229A1 (en) * 2020-02-11 2021-08-18 Heraeus Additive Manufacturing GmbH Production system for layerwise application of a powder material on a build platform
CN114515840A (en) * 2022-04-21 2022-05-20 济南森峰激光科技股份有限公司 Laser rapid forming device based on magnetic forming space and powder paving method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0416852A2 (en) * 1989-09-05 1991-03-13 Board Of Regents, The University Of Texas System Multiple material systems and assisted powder handling for selective beam sintering

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0416852A2 (en) * 1989-09-05 1991-03-13 Board Of Regents, The University Of Texas System Multiple material systems and assisted powder handling for selective beam sintering

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