DE102005021641A1 - Mold, for rapid prototyping/manufacturing, is composed of assembled and bonded mold elements with milled contours to give the final contour - Google Patents

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Abstract

To produce a molded body a number of mold elements (2.1-2.3) are made, where each has at least one flat joint surface (F2.3b) with an edge defining the working contour. The mold elements are assembled together as a mold (1) with their contours (L1,L2) in alignment and they are locked together. The mold material is removed by a miller (3) at the aligned contours to give a final mold contour, without removing material completely at a free joint surface for bonding with further molds.

Description

Die Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der schnellen Herstellung von Formkörpern, welches auch mit den Begriffen "Rapid Prototyping" oder "Rapid Manufacturing" bezeichnet wird. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren, bei welchem der Formkörper durch Verbinden einer Vielzahl blechförmiger Formelemente mit einer vorgegebenen Kontur hergestellt wird.The This invention relates generally to the field of rapid production of shaped bodies, which also with the terms "Rapid Prototyping "or" Rapid Manufacturing "is called. The invention particularly relates to a method in which the shaped body by Connecting a plurality of sheet metal Form elements is produced with a predetermined contour.

Derartige Verfahren sind nach dem Stand der Technik bekannt. Es wird insoweit beispielhaft auf die folgenden Veröffentlichungen verwiesen:

  • – Nakagawa T., Suzuki K.: "A Low Cost Blanking Tool With Bainite Steel Sheet Laminated", Proc. of 21St Int. MTDR Conf., 1980;
  • – Nakagawa T., Kunieda M.: "Manufacturing of Laminated Deep Drawing Dies by Laser Beam Cutting", Advanced Technology of Plasticity, 1984, Vol. 1;
  • – Techel A., Himmer T., Beyer E., Heptner T.: "Automation Solutions for Metal Laminated Tooling", Laser Assisted Net Shape Engineering 4, Proc. of the Int. Conf. LANE 2004, Edited by Geiger M. et al., Meisenbach-Verlag Bamberg 2004, Vol. 1, pp. 561–566;
  • – Prechtl M., Otto A., Geiger M., Graf D.: "Process Chain Towards Laminated Object Manufacturing with Metal Foil", Laser Assisted Net Shape Engineering 4, Proc. of the Int. Conf. LANE 2004, Edited by Geiger M. et al., Meisenbach-Verlag Bamberg 2004, Vol. 1, pp. 567–578;
  • – Prechtl M., Pursche L., Otto A.: "System Technology and Data Preparation for Automated Laser Assisted Stacking of Metal Foil Contours", Laser Assisted Net Shape Engineering 4, Proc. of the Int. Conf. LANE 2004, Edited by Geiger M. et al., Meisenbach-Verlag Bamberg 2004, Vol. 1, pp. 601–610.
Such methods are known in the art. Reference is made, by way of example, to the following publications:
  • - Nakagawa T., Suzuki K .: "A Low Cost Blanking Tool With Bainite Steel Sheet Laminated", Proc. of 21 St Int. MTDR Conf., 1980;
  • - Nakagawa T., Kunieda M .: "Manufacturing of Laminated Deep Drawing This by Laser Beam Cutting", Advanced Technology of Plasticity, 1984, Vol. 1;
  • - Techel A., Himmer T., Beyer E., Heptner T .: "Automation Solutions for Metal Laminated Tooling", Laser Assisted Net Shape Engineering 4, Proc. of the Int. Conf. LANE 2004, edited by Geiger M. et al., Meisenbach-Verlag Bamberg 2004 , Vol. 1, pp. 561-566;
  • - Prechtl M., Otto A., Geiger M., Earl D .: "Process Chain Towards Laminated Object Manufacturing with Metal Foil", Laser Assisted Net Shape Engineering 4, Proc. of the Int. Conf. LANE 2004, Edited by Geiger M. et al., Meisenbach-Verlag Bamberg 2004, Vol. 1, pp. 567-578;
  • - Prechtl M., Pursche L., Otto A .: "System Technology and Data Preparation for Automated Laser Assisted Stacking of Metal Foil Contours", Laser Assisted Net Shape Engineering 4, Proc. of the Int. Conf. LANE 2004, Edited by Geiger M. et al., Meisenbach-Verlag Bamberg 2004, Vol. 1, pp. 601-610.

Bei den bekannten Verfahren werden die Formelemente zu einem Paket übereinander gestapelt und dann beispielsweise mittels Diffusionsschweißen miteinander verbunden. Anschließend wird eine Oberfläche des Formkörpers auf eine vorgegebene Endkontur abgetragen. Bei dem bekannten Verfahren kann es nachteiligerweise dazu kommen, dass die Formelemente beim Diffusionsschweißen nicht immer durchgängig miteinander verbunden werden. Abgesehen davon kommt es beim Verbinden der Formelemente mitunter dazu, dass der Formkörper sich verzieht und eine von der vorgegebenen Kontur abweichende Form einnimmt. Es kann infolgedessen nicht immer die gewünschte Endkontur hergestellt werden.at The known methods are the form elements to a package on top of each other stacked and then, for example, by means of diffusion welding together connected. Subsequently, will a surface of the molding removed to a predetermined final contour. In the known method It may disadvantageously happen that the shape elements in the diffusion welding not always consistent be connected to each other. Apart from that, it comes with the connection sometimes the molded elements to the fact that the molding warps and a assumes a different shape from the given contour. It can as a result not always the desired one Final contour are produced.

Um diesen Nachteilen entgegenzuwirken, ist es auch versucht worden, die Formkörper mittels Hochtemperaturlöten zu verbinden. Ein mit dieser Verbindungstechnik hergestellter Formkörper weist allerdings keine besonders gute Hochtemperaturfestigkeit auf. Abgesehen davon erfordert das Aufbringen eines Lots auf die zu verbindenden Formelemente einen erheblichen Aufwand oder erhöhte Kosten des Halbzeugs.Around to counter these disadvantages, it has also been tried the moldings by means of high temperature soldering connect to. However, a molded body produced with this connection technology has no particularly good high-temperature strength. Apart from this requires the application of a solder on the mold elements to be joined a considerable effort or increased costs of the semifinished product.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile nach dem Stand der Technik zu beseitigen. Es soll insbesondere ein Verfahren angegeben werden, mit dem ein Formkörper mit einer verbesserten Qualität herstellbar ist. Nach einem weiteren Ziel der Erfindung soll insbesondere eine einer vorgegebenen Endkontur des Formkörpers entsprechende Oberfläche eine einwandfreie Qualität aufweisen. Schließlich sollen mit dem Verfahren auch einkristalline Formkörper herstellbar sein.task The invention is to the disadvantages of the prior art remove. In particular, a method is to be specified, with a molded body can be produced with an improved quality is. According to another object of the invention is in particular a a given final contour of the shaped body corresponding surface impeccable quality exhibit. After all should be produced with the method and monocrystalline moldings be.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 21.These The object is solved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of Invention emerge from the features of claims 2 to 21st

Nach Maßgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers mit folgenden Schritten vorgesehen:

  • a) Herstellen einer Mehrzahl von Formelementen, wobei jedes der Formelemente zumindest eine ebene Fügefläche und eine die Fügefläche randlich begrenzende, vorgegebene Arbeitskontur aufweist,
  • b) Auflegen eines Formelements mit der Fügefläche auf eine Fügefläche eines darunterliegenden Formelements, wobei Konturen der übereinander liegenden Formelemente etwa in Ausrichtung sind,
  • c) Verbinden der Formelemente und
  • d) teilweises Abtragen einer durch die Konturen der verbundenen Formelemente gebildeten Arbeitsoberfläche auf eine vorgegebene Endkontur, wobei ein umlaufender Abschnitt der Arbeitskontur zumindest im Bereich des eine freie Fügefläche zum Verbinden mit einem weiteren Formelement aufweisenden Formelements nicht oder nicht vollständig abgetragen wird.
According to the invention, a method for producing a shaped body is provided with the following steps:
  • a) producing a plurality of mold elements, wherein each of the mold elements has at least one planar joining surface and a predetermined working contour bordering the joining surface,
  • b) placing a feature element with the joining surface on a joining surface of an underlying feature element, wherein contours of the superimposed form elements are approximately in alignment,
  • c) connecting the mold elements and
  • d) partial removal of a work surface formed by the contours of the connected mold elements to a predetermined final contour, wherein a peripheral portion of the working contour is not or not completely removed at least in the region of a free joining surface for connecting to a further mold element having element.

Nach einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird eine durch die Konturen übereinander liegender Formelemente gebildete Arbeitsoberfläche nicht vollständig auf die vorgegebene Endkontur des Formkörpers abgetragen. Die Konturen können die Arbeitskontur, die Endkontur oder auch Zwischenkonturen umfassen. Das Abtragen erfolgt so, dass zumindest im Bereich einer freien Fügefläche zum Verbinden mit einem weiteren Formelement ein umlaufender Abschnitt der Arbeitskontur zumindest teilweise stehen gelassen wird. Damit kann auf einfache und wirkungsvolle Weise ein Schutz einer abschnittsweise bereits hergestellten Endkontur erreicht werden. Insbesondere kann damit eine besonders saubere Verbindung der Formelemente an einem der späteren Endkontur entsprechenden umlaufenden Rand erreicht werden. Die mit dem vorgeschlagenen Verfahren hergestellten Formkörper zeichnen sich durch eine exzellente Oberflächenqualität aus. Schließlich ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung großformatiger Formkörper und die Realisierung einer hohen Aufbaurate.According to an essential aspect of the invention, a working surface formed by the contours of superimposed form elements is not completely removed to the predetermined final contour of the shaped body. The contours can include the working contour, the final contour or also intermediate contours. The removal takes place in such a way that at least in the region of a free joining surface for connecting to a further mold element a circumferential portion of the working contour at least partially is left standing. This can be achieved in a simple and effective way, a protection of a section already produced final contour. In particular, thus a particularly clean connection of the mold elements can be achieved at one of the later end contour corresponding circumferential edge. The moldings produced by the proposed method are characterized by an excellent surface quality. Finally, the inventive method allows the production of large-sized moldings and the realization of a high build-up rate.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Formelemente eine Arbeitsstärke auf. In diesem Fall kann vor dem Auflegen eines weiteren Formelements die Arbeitsstärke auf eine vorgegebene Endstärke abgetragen werden. Das ermöglicht die Realisierung einer besonders exakten Geometrie des Formkörpers. Eventuelle beim Verbinden der Formelemente sich ausbildende Unebenheiten können durch das Abtragen der Arbeitsstärke auf die vorgegebene Endstärke entfernt werden. Damit wird gleichzeitig das Risiko einer fehlerhaften Verbindung mit dem nächst folgenden Formelement minimiert.To an advantageous embodiment of the invention, the form elements a working strength on. In this case, before placing another formula element the working strength to a given final strength be removed. This allows the realization of a particularly exact geometry of the molding. any when connecting the mold elements forming unevenness can by the removal of the working strength the given final strength be removed. This is at the same time the risk of a faulty Connection with the next minimizes the following shape element.

Die Arbeitskontur, ggf. die Arbeitsstärke, ist größer als die Endkontur und ggf. die Endstärke. Die Arbeitskontur und die Endkontur sowie ggf. die Arbeitsstärke und die Endstärke können mittels eines vorgegebenen Algorithmus mit einem Computer berechnet werden. Mit dem Computer kann insbesondere auch eine Reihenfolge der übereinanderzulegenden Formelemente festgelegt werden. Die Arbeitskontur wird in Abhängigkeit der Endkontur, ggf. der Endstärke des Formelements berechnet. Die Berechnungen können auf der Grundlage eines vorgegebenen CAD-Models erfolgen. Insbesondere ist es möglich, die Geometrie der Formelemente automatisch mittels des Computers zu errechnen. Ferner ist es möglich, unter Verwendung der errechneten Geometrien die Formelemente automatisch mit computergesteuerten Werkzeugen herzustellen. Auch das Übereinanderstapeln so wie das Verbinden der Formelemente kann computergesteuert erfolgen.The Working contour, if necessary the working strength, is larger than the final contour and, if necessary the final strength. The working contour and the final contour and, if necessary, the working strength and the final strength can calculated by a given algorithm with a computer become. In particular, the computer can also use an order the superimposed Form elements are set. The working contour is dependent the final contour, if necessary the final strength of the formula element. The calculations can be made on the basis of a given CAD models respectively. In particular, it is possible the geometry of the form elements automatically by means of the computer to calculate. It is also possible using the calculated geometries, the features automatically with computer-controlled tools. Also the stacking up as well as the joining of the form elements can be computer controlled.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Abtragen mittels Fräsen oder Laser durchgeführt. Selbstverständlich können auch andere geeignete Techniken zum Abtragen der Arbeitskonturen und/oder der Arbeitsstärken auf die Endkontur und ggf. die Endstärke verwendet werden. Zweckmäßigerweise wird das Abtragen auf die Endkonturen und/oder die Endstärke mittels des Computers in Übereinstimmung mit der Berechnung durchgeführt. Damit können besonders exakte Ergebnisse erzielt werden.To a further embodiment of the invention, the ablation means mill or laser performed. Of course can Other suitable techniques for removing the working contours and / or the working strengths be used on the final contour and possibly the final strength. Conveniently, is the ablation on the final contours and / or the final strength means of the computer in accordance performed with the calculation. With that you can particularly accurate results can be achieved.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Schritte lit. b) bis lit. d) wiederholt werden, bis der Formkörper die vorgegebene Form aufweist. Durch das schrittweise Verbinden der Formelemente wird ein fehlerfreies, festes und durchgängiges Fügen derselben gewährleistet. Zweckmäßigerweise wird nach jedem Schritt des Verbindens ein Abschnitt der Endkontur des Formkörpers hergestellt. Nach dem Verbinden mit dem letzten Formelement wird der Schritt lit. d) zweckmäßigerweise weggelassen und es wird eine vorgegebene Endkontur des Formkörpers hergestellt.To A further embodiment of the invention provides that the steps lit. b) to lit. d) are repeated until the molding the having predetermined shape. By gradually connecting the Form elements becomes a perfect, firm and consistent joining of the same guaranteed. Conveniently, After each step of joining, a section of the final contour is formed of the molding produced. After connecting with the last form element is the step lit. d) expediently omitted and it is made a predetermined final contour of the molding.

Zweckmäßigerweise erfolgt das Verbinden mittels Schweißen oder Löten. Die jeweils gewählte Verbindungstechnik richtet sich nach der Größe, der Geometrie und den mechanischen Anforderungen an den Formkörper. In Betracht kommen insbesondere auch kombinierte Schweißverfahren, bei denen das Formelement mittels einer Mehrzahl gleichzeitig hergestellter Schweißpunkte zunächst an das darunterliegende Formelement geheftet wird. Anschließend können die Formelemente in einem zweiten Schritt vollflächig miteinander verbunden werden. Als Schweißverfahren kommen Strahlschweißverfahren, Diffusionsschweißen, Laserstrahlschweißen, Bolzenschweißen, Elektronen strahlschweißen, insbesondere unter einer Atmosphäre, Reibschweißen und dgl. in Betracht.Conveniently, the connection takes place by means of welding or soldering. The selected connection technology depends on the size, the geometry and the mechanical requirements of the molding. In particular, also be considered combined welding processes, in which the mold element by means of a plurality produced simultaneously welds first is stapled to the underlying mold element. Subsequently, the Form elements in a second step over the entire surface connected become. As a welding process come beam welding, diffusion welding, laser beam welding, stud welding, electron beam welding, in particular under an atmosphere friction welding and the like. Into consideration.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, die Formelemente lediglich durch Punktschweißen miteinander zu verbinden und den hergestellten Formkörper anschließend insgesamt einem Diffusionsschweißvorgang zu unterziehen. Ein solches Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Formkörpern, welche aus weichen metallischen Legierungen mit einem relativ niedrigen Schmelzpunkt, z. B. Kupfer- und Aluminiumlegierungen, hergestellt werden.To an advantageous embodiment of the invention, it is possible that Form elements only by spot welding to connect and the molded body produced subsequently to undergo a diffusion welding process as a whole. One such process is particularly suitable for the production of moldings, which made of soft metallic alloys with a relatively low Melting point, e.g. As copper and aluminum alloys become.

Als Formelemente können insbesondere blechförmige Formelemente verwendet werden. Solche blechförmigen Formelemente weisen zwei parallele Fügeflächen auf. Die Formelemente können aber auch plattenförmig oder würfelförmig ausgebildet sein. Sie sind insbesondere aus Metall hergestellt.When Form elements can in particular sheet-shaped Form elements are used. Such sheet-like form elements have two parallel joining surfaces. The form elements can but also plate-shaped or cube-shaped. They are especially made of metal.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Formelemente durch Fügen einer Mehrzahl von Teilelementen hergestellt. Dabei können die Teilelemente aus zumindest zwei unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein. Zur Herstellung der Formelemente werden in diesem Fall die Teilelemente in einer vorgegebenen Geometrie angeordnet. Das ermöglicht die Herstellung eines Formkörpers aus beispielsweise zwei verschiedenen Metallen. Eine Herstellung eines Formkörpers aus verschiedenen Metallen kann auch durch Umschmelzen und Hinzufügen eines Zusatzwerkstoffs erfolgen. Die Formelemente können so aufgebaut werden, dass eine den Formkörper bildende Struktur im Innen aus einem ersten Metall und an dessen Oberfläche aus einem zweiten Metall hergestellt ist. Das ermöglicht die gezielte Einstellung bestimmter mechanischer oder thermischer Eigenschaften des Formkörpers.According to an advantageous embodiment of the invention, the mold elements are produced by joining a plurality of sub-elements. In this case, the sub-elements can be made of at least two different materials. To produce the mold elements, the sub-elements are arranged in a predetermined geometry in this case. This makes it possible to produce a shaped body from, for example, two different metals. A production of a shaped body from different metals can also be done by remelting and adding a filler material. The mold elements can be constructed in such a way in that a structure forming the shaped body is produced on the inside from a first metal and at the surface thereof from a second metal. This allows the targeted adjustment of certain mechanical or thermal properties of the molding.

Die Formelemente können auch über thermische Metallspritzverfahren, z. B. mittels eines Sprühkompaktions-Verfahrens, hergestellt werden.The Form elements can also over thermal metal spraying method, e.g. By means of a spray compaction method, getting produced.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Fügeflächen der Form- und/oder Teilelemente mit einem Fügemittel, vorzugsweise einem Lot, einem Flussmittel oder einem Klebstoff, beschichtet sind. Das vorgeschlagene Verfahren ist nicht auf das Fügen metallischer Formelemente beschränkt. Es kann insbesondere auch auf Formelemente angewandt werden, welche beispielsweise aus Kunststoff, Holz, Keramik, teilweise gesinterten keramischenen Vorprodukten und dgl. hergestellt sind.To A further embodiment of the invention provides that the joint surfaces of the Form and / or sub-elements with a joining agent, preferably a Lot, a flux or an adhesive coated. The proposed method is not on the joining of metallic mold elements limited. It can be applied in particular to form elements, which For example, made of plastic, wood, ceramic, partially sintered ceramic precursors and the like. Are made.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als ein erstes Formelement ein einkristallines Substrat mit zumindest einer Substratfügefläche und einer die Substratfügefläche randlich begrenzenden vorgegebenen Arbeitskontur verwendet, wobei zum Verbinden oder nach dem Verbinden das Formelement zumindest in einem die Substratfügefläche überdeckenden Bereich und das Substrat teilweise zumindest in einem die Substratfügefläche enthaltenden ersten Abschnitt aufgeschmolzen werden, und wobei die Schmelze derart abgekühlt wird, dass eine Erstarrungsfront vom nicht aufgeschmolzenen zweiten Abschnitt des Substrats in Richtung einer freien Fügefläche des Formelements sich bewegt. Zur Herstellung eines einkristallinen Formkörpers ist es nicht immer erforderlich, das Formelement mit dem Substrat, z. B. mittels Schweißverfahren, zu verbinden. Die Verbindung kann auch hergestellt werden, indem das Formelement lediglich auf das Substrat zu legen und dann zumindest teilweise aufgeschmolzen wird. – Mit den vorgeschlagenen weiteren Verfahrensschritten ist es möglich, schrittweise einen einkristallinen Formkörper aus polykristallinen Formelementen herzustellen. Das ermög licht insbesondere eine preisgünstige und schnelle Herstellung beispielsweise von Turbinenschaufeln und dgl..To a particularly advantageous embodiment of the invention is as a first mold element a single-crystalline substrate with at least a Substratfügefläche and one of the Substratfügefläche randlich limiting given working contour, being used for joining or after bonding, the molding element at least in a covering the Substratfügefläche Area and the substrate partially at least in a Substratfügefläche containing the substrate melted first portion, and wherein the melt is cooled, that a solidification front from the unmelted second section of the substrate in the direction of a free joining surface of the element element moves. It is not always necessary to produce a monocrystalline molding. the mold element with the substrate, for. B. by welding, connect to. The connection can also be made by to lay the mold element only on the substrate and then at least partially melted. - With the proposed further process steps, it is possible gradually a monocrystalline molding to produce polycrystalline molded elements. This made light possible in particular a cheap and rapid production of, for example, turbine blades and etc. ..

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist in jedem Punkt der Erstarrungsfront ein Winkel zwischen einer Normale auf die freie Fügefläche und einer Normale auf die Schmelz- bzw. Erstarrungsfront kleiner 45°, vorzugsweise kleiner 40°. D. h., ein die Schmelze erzeugendes Temperaturfeld wird so gesteuert, dass sich eine relativ flache Schmelz- bzw. Erstarrungsfront ausbildet, welche in den teilweise hergestellten Formkörper zumindest bis in den einkristallinen Bereich hineinragt. Zweckmäßigerweise ragt die Schmelzfront aber so tief in den teilweise hergestellten Formkörper hinein, dass damit durch ein vorhergehendes Verbinden des Formelements hergestellte Schweißstrukturen vollständig aufgeschmolzen werden.To an expedient embodiment of Invention is at any point of the solidification front an angle between a normal on the free joint surface and a normal to the melting or solidification front smaller 45 °, preferably less than 40 °. That is, a temperature field generating the melt is controlled that a relatively flat melting or solidification front is formed, which in the partially produced moldings at least until the monocrystalline Protruding area. Conveniently, However, the melt front protrudes so deeply into the partially produced moldings into it, that with it by a previous connection of the formula element manufactured welding structures Completely be melted.

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung wird das Formelement entlang eines vorgegebenen Wegs aufgeschmolzen. Zweckmäßigerweise ist der Weg so gewählt, dass die Schmelzspuren sich überlappen. Eine Überlappung ist dabei derart, dass die Schmelze einen polykristallinen Bereich einer benachbarten Schmelzspur vollständig aufschmilzt. Es kann auch mehrfach, insbesondere entlang vorgegebener Wege, ausgeschmolzen werden. Mit dem vorgeschlagenen Verfahren können einkristalline Formkörper mit einer hervorragenden Oberflächenqualität schnell und einfach hergestellt werden.To an expedient embodiment of Invention, the mold element is melted along a predetermined path. Conveniently, is the way chosen, that the melting traces overlap. An overlap is such that the melt is a polycrystalline region completely melts on an adjacent melting trace. It can also repeatedly, in particular along predetermined paths, melted out become. With the proposed method can monocrystalline molded body with an excellent surface quality quickly and easily made.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:following Be exemplary embodiments of Invention explained in more detail with reference to the drawings. Show it:

1a schematisch das Verbinden eines Formelements mit einem teilweise fertig gestellten Formkörper, 1a schematically the joining of a molding element with a partially finished molding,

1b schematisch das teilweise Abtragen einer Arbeitsoberfläche, 1b schematically the partial removal of a working surface,

2a–c schematisch unterschiedliche Formelemente, 2a C shows schematically different form elements,

2d–f eine Arbeitsstärke, eine Zwischenkontur und eine Endkontur eines Formelements, 2d -F an operating force, an intermediate contour and a final contour of a feature element,

2g die Anordnung von Formelementen in einem Formkörper, 2g the arrangement of molded elements in a molded body,

3a–c die Herstellung eines Formelements aus Teilelementen, 3a -C the production of a formula element from subelements,

4 die Herstellung eines weiteren Formelements aus Teilelementen, 4 the production of a further formula element of subelements,

5a–e eine erste Herstellung eines einkristallinen Formkörpers und 5a A first preparation of a monocrystalline molding and

6a–e eine zweite Herstellung eines einkristallinen Formkörpers. 6a -E a second production of a monocrystalline molding.

In den 1a und 1b besteht ein abschnittsweise fertig gestellter Formkörper 1 aus drei Formelementen 2.1, 2.2 und 2.3. Die Formelemente 2.1, 2.2, 2.3 sind hier aus einem Metallblech hergestellt. Jedes der Formelemente 2.1, 2.2., 2.3 weist parallele Fügeflächen F2.1a, F2.1b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b auf. Die teilweise unterbrochene Linie L1 bezeichnet eine vorgegebene Endkontur des Formkörpers 1 und die teilweise unterbrochene zweite Linie L2 eine Zwischenkontur. Die vertikale durchgezogene Linie L3 bezeichnet die äußere Begrenzung einer Arbeitskontur. Das dritte Formelement 2.3 weist eine Arbeitsstärke S1 auf. Mit S2 ist eine Endstärke des dritten Formelements 2.3 bezeichnet.In the 1a and 1b there is a partially finished molded body 1 from three form elements 2.1 . 2.2 and 2.3 , The form elements 2.1 . 2.2 . 2.3 Here are made of a metal sheet. Each of the form elements 2.1 . 2.2 ., 2.3 has parallel joining surfaces F2.1a, F2.1b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b. The partially broken line L1 denotes a predetermined final contour of the shaped body 1 and the partially broken second line L2 has an intermediate contour. The vertical solid line L3 denotes the outer boundary of a working contour. The third form element 2.3 has a working strength S1. With S2 is a final strength of the third element element 2.3 designated.

Zur Herstellung eines Formkörpers 1 wird dieser zunächst unter Zuhilfenahme eines Computerprogramms konstruiert. Anschließend kann unter Verwendung vorgegebener Parameter, beispielsweise einer verfügbaren Blechstärke und dgl., der konstruierte Formkörper 1 virtuell in eine Vielzahl von Formelementen 2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n zerlegt werden. Mittels des Computerprogramms können die Anzahl, die Reihenfolge und eine Arbeitskontur L3, eine Zwischenkontur L2 und eine Endkontur L1 festgelegt werden. Die Formelemente 2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n können beispielsweise mittels Laser, Wasserstrahl oder spanabhebender Werkzeuge aus einem Blech geschnitten werden.For producing a shaped body 1 this is first constructed with the aid of a computer program. Subsequently, using predetermined parameters, such as an available sheet thickness and the like., The constructed shaped body 1 virtually in a variety of form elements 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n be disassembled. By means of the computer program, the number, the order and a working contour L3, an intermediate contour L2 and a final contour L1 can be determined. The form elements 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n For example, they can be cut from a sheet by means of a laser, water jet or cutting tools.

Anschließend wird aus dem Formkörpern 2.1, 2.2, 2.3 der Formkörper 1 aufgebaut. Wie aus den 1a und 1b ersichtlich ist, weist dazu ein mit dem ersten Formelement 2.1 verbundenes zweites Formelement 2.2 im Bereich seiner freien Fügefläche F2.2b einen über durch die Linie L1 bezeichnete Endkontur bis zur Linie L2 vorspringenden Abschnitt auf. Das zweite Formelement 2.2 kann im Bereich seiner ersten Fügefläche F2.2a bereits auf die durch die Linie L1 bezeichnete Endkontur abgetragen sein. Auch das erste Formelement 2.1 ist bereits auf die durch die Linie L1 bezeichnete Endkontur abgetragen.Subsequently, from the moldings 2.1 . 2.2 . 2.3 the molded body 1 built up. Like from the 1a and 1b can be seen, has to do with the first mold element 2.1 connected second mold element 2.2 in the region of its free joining surface F2.2b, a section projecting beyond the line L1 up to the line L2 projecting section. The second form element 2.2 may already be removed in the region of its first joining surface F2.2a on the designated by the line L1 final contour. Also the first form element 2.1 is already plotted on the designated by the line L1 final contour.

Zum weiteren Aufbau des Formkörpers 1 wird das dritte Formelement 2.3 auf die freie Fügefläche F2.2b des zweiten Formelements 2.2 aufgelegt. Das dritte Formelement 2.3 weist eine über die Zwischenkontur L2 sich hinaus erstreckende Arbeitskontur L3 und eine Arbeitsstärke S1 auf.For further construction of the molding 1 becomes the third form element 2.3 on the free joining surface F2.2b of the second formula element 2.2 hung up. The third form element 2.3 has a working contour L3 extending beyond the intermediate contour L2 and an operating force S1.

Das dritte Formelement 2.3 wird mit dem zweiten Formelement 2.2 beispielsweise durch Schweißen, Löten, Kleben oder dgl. verbunden. Sofern die Formelemente 2.1, 2.2, 2.3 aus einem Metallblech hergestellt sind, erfolgt die Verbindung bei spielsweise zunächst durch die gleichzeitige Herstellung mehrerer Schweißpunkte. Damit wird eine unerwünschte Verformung des zu verbindenden Formelements 2.3 vermieden. Anschließend kann in einem zweiten Schritt das zu verbindende Formelement 2.3 beispielsweise durch Strahlschweißen vollflächig mit dem darunterliegenden zweiten Formelement 2.2 verbunden werden.The third form element 2.3 becomes with the second form element 2.2 for example, by welding, soldering, gluing or the like. Connected. If the form elements 2.1 . 2.2 . 2.3 are made of a metal sheet, the connection takes place in example, first by the simultaneous production of multiple welds. This is an undesirable deformation of the element to be joined 2.3 avoided. Subsequently, in a second step, the form element to be joined 2.3 for example, by beam welding over the entire surface with the underlying second mold element 2.2 get connected.

Wie aus 1b ersichtlich ist, erfolgt nun in einem weiteren Verfahrensschritt eine Bearbeitung der Oberfläche des Formkörpers 1. Dabei wird eine im Bereich des zweiten 2.2 und des dritten Formelements 2.3 aus der Zwischenkontur L2 und der Arbeitskontur L3 gebildete Arbeitsoberfläche teilweise abgetragen. Das Abtragen kann mit herkömmlichen Techniken, beispielsweise mittels einer Fräse 3 erfolgen. Zum Abtragen können allerdings auch andere Techniken, wie z. B. Laserabtragen und dgl., verwendet werden. Das Abtragen der Arbeitsoberfläche erfolgt derart, dass eine freie Fügefläche F2.3b des dritten Formelements 2.3 auf eine vorgegebene Endstärke S2 abgetragen wird. Die randliche Arbeitsoberfläche wird abschnittsweise auf die Endkontur L1 abgetragen. Im Bereich der freien Fügefläche F2.3b des dritten Formelements 2.3 wird allerdings eine Zwischenkontur L2 stehen gelassen, welche randlich umlaufend über die Endkontur L1 hervorsteht. Die Zwischenkontur L2 dient dem Schutz einer abschnittsweise bereits hergestellten Endkontur L1 des Formkörpers 1.How out 1b it can be seen, a processing of the surface of the molding is now carried out in a further process step 1 , One is in the area of the second 2.2 and the third formula element 2.3 Partially removed from the intermediate contour L2 and the working contour L3 working surface. The ablation can with conventional techniques, for example by means of a milling machine 3 respectively. For ablation, however, other techniques, such. B. Laserabtragen and the like., Can be used. The removal of the work surface is such that a free joint surface F2.3b of the third element element 2.3 is removed to a predetermined final thickness S2. The marginal work surface is removed in sections on the final contour L1. In the area of the free joining surface F2.3b of the third formula element 2.3 However, an intermediate contour L2 is allowed to stand, which protrudes circumferentially peripherally over the final contour L1. The intermediate contour L2 serves to protect a sectionally already produced end contour L1 of the molding 1 ,

Die 2a bis c zeigen unterschiedliche Formelemente 2. Die Arbeitskontur L3 bezeichnet den Umriss des Formelements 2.The 2a to c show different shape elements 2 , The working contour L3 denotes the outline of the feature 2 ,

Die Arbeitskontur L3 kann beispielsweise auch die in der 2a rechteckige Kontur des Blechs sein. In diesem Fall erleichtert eine solche rechteckige Arbeitskontur L3 das Übereinanderstapeln der Formelemente 2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n. Wenn das Formelement eine innere Kontur aufweist, ist es allerdings vorteilhaft, wenn diese vor dem Auflegen des Forme lements herausgeschnitten wird. Damit kann ein herausgeschnittener Formkern vor dem Auflegen auf einen teilweise hergestellten Formkörper 1 entfernt werden.The working contour L3, for example, in the 2a be rectangular contour of the sheet. In this case, such a rectangular working contour L3 facilitates the stacking of the form elements 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n , If the mold element has an inner contour, however, it is advantageous if it is cut out before placing the Forme element. This can be a cut mold core before placing on a partially produced moldings 1 be removed.

Die Formelemente können auch Positioniermittel, beispielsweise Bohrungen oder dgl., aufweisen.The Form elements can Also, positioning, such as holes or the like., Have.

Wie aus 2b ersichtlich ist, kann das Formelement 2 auch aus einer Vielzahl, beispielsweise würfelförmiger, Teilelemente 5 zusammengefügt werden. Die Teilelemente 5 können beim Aufbau des Formkörpers miteinander verschweißt werden. Anschließend kann das Formelement 2 entlang der durch die unterbrochene Linie L3 gekennzeichneten Arbeitskontur herausgeschnitten oder -gefräst werden. Wie aus 2c ersichtlich ist, ist es mit dieser Technik insbesondere möglich, aus unterschiedlichen Materialien hergestellte erste Teilelemente 4.1 und zweite Teilelemente 4.2 miteinander zu verbinden. Die ersten Teilelemente 4.1 können aus einem ersten Metall und die zweiten Teilelemente 4.2 aus einem zweiten Metall hergestellt werden. Auf diese Weise kann eine vorgegebene mechanische und/oder thermische Eigenschaft des Formkörpers 1 eingestellt werden.How out 2 B it can be seen, the mold element 2 also from a variety, such as cube-shaped, sub-elements 5 be joined together. The subelements 5 can be welded together during the construction of the molding. Subsequently, the mold element 2 be cut out or milled along the working contour indicated by the broken line L3. How out 2c is apparent, it is possible with this technique in particular, made of different materials first partial elements 4.1 and second sub-elements 4.2 to connect with each other. The first sub-elements 4.1 can be made of a first metal and the second sub-elements 4.2 be made of a second metal. In this way, a predetermined mechanical and / or thermal property of the shaped body 1 be set.

Die 2d zeigt die Zwischenkontur L2 eines Formelements 2 mit einer Arbeitsstärke S1. 2e zeigt eine Zwischenkontur L2 eines Formelements 2 mit einer Endstärke S2. 2f zeigt schließlich die Endkontur L1 eines Formelements 2 und die Endstärke S2. In 2g ist ein Formkörper 1 gezeigt, welcher aus einer Vielzahl von Formelementen 2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n hergestellt ist. Es ist ferner beispielhaft die Lage des in 2f gezeigten Formelements 2 im Formkörper 1 dargestellt.The 2d shows the intermediate contour L2 of a feature element 2 with a working strength S1. 2e shows an intermediate contour L2 of a feature element 2 with a final strength S2. 2f finally shows the final contour L1 of a formula element 2 and the final strength S2. In 2g is a shaped body 1 shown, which consists of a variety of form elements 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n is made. It also exemplifies the location of the in 2f shown elements 2 in the molding 1 shown.

Die 3a bis 3c zeigen eine Möglichkeit zur Herstellung eines Formelements 2 aus einer Vielzahl von Teilelementen 4.The 3a to 3c show a possibility for the production of a formula element 2 from a variety of sub-elements 4 ,

Dazu können die Teilelemente 4 zunächst auf einer freien Fläche eines teilweise hergestellten Formkörpers 1 mittels Schweißpunkten 5 fixiert werden. Anschließend können die Flächen zwischen den Teilelementen 4 mittels Schweißnähten 6 vollflächig miteinander verbunden werden. Wie in 3c gezeigt ist, können sich dabei die Schweißnähte 6 überlappen. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, weitere senkrecht dazu verlaufende Schweißnähte vorzusehen. Je nach der Dimension der Teilelemente 4 ist es aber auch möglich, die Schweißnähte kreuzweise auszuführen und damit die Flächen zwischen den Teilelementen 4 vollflächig miteinander zu verbinden.These can be the sub-elements 4 first on a free surface of a partially produced molding 1 by means of welds 5 be fixed. Subsequently, the surfaces between the sub-elements 4 by means of welds 6 be connected to each other over the entire area. As in 3c can be shown, while the welds 6 overlap. In this case, it is not necessary to provide further perpendicular thereto welding seams. Depending on the dimension of the subelements 4 But it is also possible to perform the welds crosswise and thus the surfaces between the sub-elements 4 to connect to each other over the entire area.

4 zeigt die Herstellung eines weiteren Formelements 2 aus einer Vielzahl von würfelförmigen Teilelementen 4. Dabei werden die Teilelemente 4 zunächst mittels Bolzen- oder Reibschweißen mit einer freien Fügefläche eines teilweise hergestellten Formelements 1 verbunden. Anschließend werden die zwischen den Formelementen 4 befindlichen Flächen mittels durch Laserschweißen hergestellte Schweißnähte 6 miteinander verbunden. 4 shows the production of a further formula element 2 from a variety of cube-shaped sub-elements 4 , In the process, the subelements become 4 first by means of stud or friction welding with a free joining surface of a partially prepared element element 1 connected. Subsequently, the between the form elements 4 located surfaces by means of welding seams produced by laser welding 6 connected with each other.

Die 5a bis 5e zeigen eine erste Herstellung eines einkristallinen Formkörpers 1. Dabei wird anstelle eines polykristallinen, beispielsweise aus Blech hergestellten, ersten Formelements ein einkristallines Substrat 7 verwendet. Das Substrat 7 entspricht von seiner Geometrie her einem ersten Formelement. Das Substrat 7 kann beispielsweise eine dendritische Mikrostruktur aufweisen, bei der alle Dendrite eine vorgegebene kristallografische Orientierung, z. B. die [100]-Orientierung, senkrecht zur Fügefläche, aufweisen.The 5a to 5e show a first production of a monocrystalline molding 1 , In this case, instead of a polycrystalline, for example, made of sheet metal, the first formula element is a monocrystalline substrate 7 used. The substrate 7 corresponds in geometry to a first form element. The substrate 7 For example, it may have a dendritic microstructure in which all dendrites have a given crystallographic orientation, e.g. B. the [100] orientation, perpendicular to the joint surface, have.

In 5a ist ein zweites Formelement 2.2, welches ursprünglich polykristallin ausgebildet gewesen ist, zum großen Teil bereits in einen einkristallinen Körper umgewandelt worden.In 5a is a second form element 2.2 , which was originally formed polycrystalline, for the most part already been converted into a monocrystalline body.

Die Umwandlung ist nach den aus den 5b bis 5e ersichtlichen Verfahrensschritten erfolgt.The conversion is according to the out of the 5b to 5e apparent process steps takes place.

Wie aus 5b erkennbar ist, wird ein auf die freie Fügefläche F2.2b aufgelegtes drittes Formelement 2.3 zunächst, beispielsweise durch Schweißen mit dem zweiten Formelement 2.2 verbunden. In 5b sind die hergestellten Schweißnähte mit dem Bezugszeichen 6 bezeichnet.How out 5b can be seen, is placed on the free joining surface F2.2b third form element 2.3 initially, for example by welding with the second mold element 2.2 connected. In 5b are the welds produced by the reference numeral 6 designated.

Anschließend wird das dritte Formelement 2.3 zumindest in einem zwischen der Endkontur L1 befindlichen Abschnitt vollständig aufgeschmolzen. Eine Erstarrungsfront 8 in einer Schmelze S reicht bis in das einkristallin ausgebildete zweite Formelement 2.2. Ein Winkel α zwischen einer Normale auf die Erstarrungsfront 8 und einer Normale auf die freie Fügefläche F2.3b des dritten Formelements 2.3 beträgt zweckmäßigerweise weniger als 45°. Anschließend wird durch eine gerichtete Abkühlung die Erstarrungsfront 8 langsam in Richtung der freien Fügefläche F2.3b bewegt, so dass zumindest ein zwischen der Endkontur L1 befindlicher Abschnitt des dritten Formelements 2.3 eine einkristalline Struktur ausbildet.Subsequently, the third shape element 2.3 completely melted at least in a section located between the final contour L1. A solidification front 8th in a melt S reaches into the monocrystalline formed second mold element 2.2 , An angle α between a normal on the solidification front 8th and a normal to the free joining surface F2.3b of the third formula element 2.3 is expediently less than 45 °. Subsequently, by a directed cooling the solidification front 8th slowly moves in the direction of the free joining surface F2.3b, so that at least one section of the third element element located between the final contour L1 2.3 forms a monocrystalline structure.

5d zeigt den Formkörper 1 vor dem Abtragen der Arbeitsoberfläche. Das Abtragen der Arbeitsoberfläche erfolgt wie in den 1a und 1b bereits erläutert worden ist. 5d shows the shaped body 1 before removing the work surface. The removal of the work surface takes place as in the 1a and 1b has already been explained.

5e zeigt die Situation nach dem teilweisen Abtragen der Arbeitsoberfläche. Der hergestellte Formkörper 1 weist ähnlich wie in 1b im Bereich der freien Fügefläche F2.3b einen randlich eine Zwischenkontur L2 bildenden Vorsprung auf, welcher eine bereits hergestellte Endkontur L1 vor mechanischen und thermischen Einflüssen beim Aufbringen weiterer Formelemente 2.n schützt. 5e shows the situation after the partial removal of the working surface. The manufactured molding 1 has similar to in 1b in the area of the free joining surface F2.3b a protrusion bordering on an intermediate contour L2 forms an already produced end contour L1 against mechanical and thermal influences when applying further form elements 2.n protects.

6a bis 6e zeigt eine zweite Herstellung eines einkristallinen Formkörpers 1. Im Gegensatz zu den in den 5a bis 5e beschriebenen ersten Verfahren wird hier ein auf dem einkristallinen Substrat 7 aufliegendes erstes Formelement 2.1 nicht vollständig, sondern abschnittsweise, aufgeschmolzen. Die Schmelze S kann dazu entlang eines vorgegebenen Wegs im ersten Formelement 2.1 erzeugt werden. Auch in diesem Fall erfolgt die Abkühlung der Schmelze S derart, dass die Erstarrungsfront 8 in Richtung der freien Fügefläche F2.1b sich bewegt, wobei der Winkel α stets kleiner als 45° ist und damit das erste Formelement 2.1 eine einkeinkristalline Struktur ausbildet. 6a to 6e shows a second production of a monocrystalline molding 1 , Unlike in the 5a to 5e The first method described here becomes one on the monocrystalline substrate 7 resting first form element 2.1 not completely, but in sections, melted. The melt S can do this along a predetermined path in the first mold element 2.1 be generated. Also in this case, the cooling of the melt S is such that the solidification front 8th in the direction of the free joining surface F2.1b moves, wherein the angle α is always less than 45 ° and thus the first mold element 2.1 forms a eininkinkristalline structure.

Wie aus den 6a bis 6e weiter ersichtlich ist, weist das erste Formelement 2.1 an seiner der freien Fügefläche F2.lb gegenüberliegenden Fügefläche F2.1a eine Ausnehmung auf, mit der das erste Formelement 2.1 formschlüssig auf das Substrat 7 aufgelegt werden kann. Das ermöglicht mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise eine Reparatur eines beschädigten Formkörpers 1. In diesem Fall bildet das Substrat 7 einen Abschnitt eines beschädigten Formkörpers 1, welcher anschließend durch schrittweisen Auflegen von Formelementen 2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n in seiner einkristallinen Struktur und mit einer vorgegebenen Kontur wieder aufgebaut werden kann.Like from the 6a to 6e can be seen further, the first mold element 2.1 at its the joining surface F2.lb opposite joining surface F2.1a a recess, with which the first mold element 2.1 positive fit on the substrate 7 can be hung up. That allows with the inventive method, for example, a repair of a damaged molding 1 , In this case, the substrate forms 7 a section of a damaged molding 1 , which subsequently by stepping on of form elements 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n can be rebuilt in its monocrystalline structure and with a predetermined contour.

Mit dem vorgeschlagenen Verfahren lassen sich auf einfache und kostengünstige Weise Bauteile herstellen, welche eine komplizierte Geometrie aufweisen, welche aus unterschiedlichen Werkstoffen zusammengesetzt sind oder eine einkristalline oder gerichtet erstarrte Mikrostruktur aufweisen. Das vorgeschlagene Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von Turbinenschaufeln, Werkzeuge und dgl.. Es kann im Wesentlichen automatisiert und computergesteuert durchgeführt werden.With the proposed method can be in a simple and cost-effective manner Produce components that have a complicated geometry, which are composed of different materials or have a monocrystalline or directionally solidified microstructure. The proposed method is particularly suitable for the production of turbine blades, tools and the like. It can essentially automated and computer-controlled.

11
Formkörpermoldings
2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.n2, 2.1, 2.2, 2.3, 2.n
Formelementforming element
33
Fräsemilling machine
4, 4.1, 4.24, 4.1, 4.2
Teilelementsubelement
55
SchweißpunktWeldingSpot
66
SchweißnahtWeld
77
Substratsubstratum
88th
Erstarrungsfrontsolidification front
F2.1a bis F2.3bF2.1a to F2.3b
Fügeflächejoining surface
L1L1
Endkonturfinal contour
L2L2
Zwischenkonturbetween contour
L3L3
Arbeitskonturwork contour
SS
Schmelzemelt
S1S1
Arbeitsstärkeworking strength
S2S2
Endstärkefinal thickness
αα
Winkelangle

Claims (21)

Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers (1) mit folgenden Schritten: a) Herstellen einer Mehrzahl von Formelementen (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n), wobei jedes der Formelemente (2.1, 2.2, 2.3, ..., 2.n) zumindest eine ebene Fügefläche (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) und eine die Fügefläche (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) randlich begrenzende, vorgegebene Arbeitskontur (L3) aufweist, b) Auflegen eines Formelements (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) mit der Fügefläche (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) auf eine Fügefläche (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) eines darunterliegenden Formelements (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n), wobei Konturen (L1, L2, L3) der übereinander liegenden Formelemente (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) etwa in Ausrichtung sind, c) Verbinden der Formelemente (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) und d) teilweises Abtragen einer durch die Konturen (L1, L2, L3) der verbundenen Formelemente (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) gebildeten Arbeitsoberfläche auf eine vorgegebene Endkontur (L1), wobei ein umlaufender Abschnitt der Arbeitskontur (L1) zumindest im Bereich des eine freie Fügefläche (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) zum Verbinden mit einem weiteren Formelement (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) aufweisenden Formelements (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) nicht oder nicht vollständig abgetragen wird.Process for producing a shaped article ( 1 ) comprising the following steps: a) producing a plurality of shaped elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ), each of the form elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) at least one planar joining surface (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) and one joining surface (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b , F2.3a, F2.3b) has a marginally limiting, predetermined working contour (L3), b) applying a feature element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) with the joint surface (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) on a joining surface (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2 .3a, F2.3b) of an underlying formula element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ), wherein contours (L1, L2, L3) of the superposed form elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) are in alignment, c) connecting the form elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) and d) partially removing one of the contours (L1, L2, L3) of the connected form elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ), wherein a circumferential portion of the working contour (L1) at least in the region of a free joint surface (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2. 3b) for connection to another form element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) is not or not completely removed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Formelemente (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) eine Arbeitsstärke (S1) aufweisen.Method according to claim 1, wherein the shaped elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) have a working strength (S1). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Auflegen eines weiteren Formelements (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) die Arbeitsstärke (S1) auf eine vorgegebene Endstärke (S2) abgetragen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein prior to applying a further formula element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) the working strength (S1) is removed to a predetermined final thickness (S2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arbeitskontur (L3), ggf. die Arbeitsstärke (S1), größer als die Endkontur (L1) und ggf. die Endstärke (S2) ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the working contour (L3), if necessary the working strength (S1), greater than the final contour (L1) and possibly the final thickness (S2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Arbeitskontur (L3) und die Endkontur (L1) sowie ggf. die Arbeitsstärke (S1) und die Endstärke (S2) mittels eines vorgegebenen Algorithmus mit einem Computer berechnet werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the working contour (L3) and the final contour (L1) and, if necessary, the working strength (S1) and the final strength (S2) calculated by means of a predetermined algorithm with a computer become. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abtragen mittels Fräsen (3) oder Laser durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the removal by means of milling ( 3 ) or laser is performed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Abtragen auf die Endkontur (L1) und/oder die Endstärke (S2) mittels des Computers in Übereinstimmung mit der Berechnung durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the removal to the final contour (L1) and / or the final thickness (S2) by means of the computer in accordance performed with the calculation becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schritte lit. b) bis lit. d) wiederholt werden, bis der Formkörper (1) eine vorgegeben Form aufweist.Method according to one of the preceding claims, wherein the steps lit. b) to lit. d) until the shaped body ( 1 ) has a predetermined shape. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei nach dem Verbinden mit einem letzten Formelement (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) der Schritt lit. d) weggelassen und eine vorgegebene Endkontur (L1) des Formkörpers (1) hergestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein after joining with a last molding element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) the step lit. d) omitted and a predetermined final contour (L1) of the shaped body ( 1 ) will be produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verbinden mittels Schweißen oder Löten durchgeführt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein joining by welding or Soldering is performed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Formelemente (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) blechförmige Formelemente verwendet werden.Method according to one of the preceding claims, wherein as molding elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) sheet-shaped elements used who the. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Formelemente (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) durch Fügen einer Mehrzahl von Teilelementen (4, 4.1, 4.2) hergestellt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein the shaped elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) by joining a plurality of sub-elements ( 4 . 4.1 . 4.2 ) getting produced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Teilelemente (4, 4.1, 4.2) aus zumindest zwei unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the sub-elements ( 4 . 4.1 . 4.2 ) are made of at least two different materials. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Herstellung der Formelemente (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) die Teilelemente (4, 4.1, 4.2) in einer vorgegebenen Geometrie angeordnet werden.Method according to one of the preceding claims, wherein for the production of the molded elements ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) the subelements ( 4 . 4.1 . 4.2 ) are arranged in a predetermined geometry. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Fügeflächen (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) der Form- (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) und/oder Teilelemente (4, 4.1, 4.2) mit einem Fügemittel, vorzugsweise einem Lot, einem Flussmittel oder einem Klebstoff, beschichtet sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the joining surfaces (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) of the mold ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) and / or subelements ( 4 . 4.1 . 4.2 ) are coated with a joining agent, preferably a solder, a flux or an adhesive. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als ein erstes Formelement (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) ein einkristallines Substrat (7) mit zumindest einer Substratfügefläche und einer die Substratfügefläche randlich begrenzenden vorgegebenen Arbeitskontur (L3) verwendet wird.Method according to one of the preceding claims, wherein as a first shaped element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) a monocrystalline substrate ( 7 ) with at least one substrate joining surface and a predetermined working contour (L3) bordering the substrate joining surface is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zum Verbinden oder nach dem Verbinden ein das Substrat (7) überlagerndes Formelement (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) zumindest in einem die Substratfügefläche überdeckenden Bereich und das Substrat (7) teilweise zumindest in einem die Substratfügefläche enthaltenden ersten Abschnitt aufgeschmolzen wird, und wobei die Schmelze (S) derart abgekühlt wird, dass eine Erstarrungsfront (8) vom nicht aufgeschmolzenen zweiten Abschnitt des Substrats (7) in Richtung einer freien Fügefläche (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) des Formelements (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) sich bewegt.Method according to one of the preceding claims, wherein for bonding or after bonding a substrate ( 7 ) superimposed form element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) at least in a region covering the substrate surface and the substrate ( 7 ) is partially melted at least in a substrate section surface containing the first portion, and wherein the melt (S) is cooled so that a solidification front ( 8th ) from the unmelted second portion of the substrate ( 7 ) in the direction of a free joining surface (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) of the formula element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) moves. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Winkel α zwischen einer Normale auf die freie Fügefläche (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) und einer Normale auf die Erstarrungsfront (8) < 45°, vorzugsweise < 40°, ist.Method according to one of the preceding claims, wherein an angle α between a normal to the free joining surface (F2.1a, F2.2b, F2.2a, F2.2b, F2.3a, F2.3b) and a normal to the solidification front ( 8th ) <45 °, preferably <40 °. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formelement (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) entlang eines vor gegebenen Wegs aufgeschmolzen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the shaped element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) is melted along a given before way. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Formelement (2.1, 2.2, 2.3, ... , 2.n) mehrfach, insbesondere entlang vorgegebener Wege, überlappend aufgeschmolzen wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the shaped element ( 2.1 . 2.2 . 2.3 , ..., 2.n ) is repeatedly melted overlapping, in particular along predetermined paths. Verfahren nach Anspruch 20, wobei beim überlappenden Aufschmelzen ein polykristalliner Bereich einer benachbarten Schmelzspur aufgeschmolzen wird.The method of claim 20, wherein when overlapping Melt a polycrystalline region of an adjacent melting trace is melted.
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