DE102005025199A1 - Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern - Google Patents

Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern Download PDF

Info

Publication number
DE102005025199A1
DE102005025199A1 DE102005025199A DE102005025199A DE102005025199A1 DE 102005025199 A1 DE102005025199 A1 DE 102005025199A1 DE 102005025199 A DE102005025199 A DE 102005025199A DE 102005025199 A DE102005025199 A DE 102005025199A DE 102005025199 A1 DE102005025199 A1 DE 102005025199A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
roller
particles
doctor blade
laser
installation space
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102005025199A
Other languages
English (en)
Inventor
Robby Ebert
Horst Prof. Exner
Lars Hartwig
Sascha KLÖTZER
Peter Dr. Regenfuß
André Streek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
LASERINSTITUT MITTELSACHSEN E
LASERINSTITUT MITTELSACHSEN EV
Original Assignee
LASERINSTITUT MITTELSACHSEN E
LASERINSTITUT MITTELSACHSEN EV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE102004022387A external-priority patent/DE102004022387B4/de
Application filed by LASERINSTITUT MITTELSACHSEN E, LASERINSTITUT MITTELSACHSEN EV filed Critical LASERINSTITUT MITTELSACHSEN E
Priority to DE102005025199A priority Critical patent/DE102005025199A1/de
Publication of DE102005025199A1 publication Critical patent/DE102005025199A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28BSHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B1/00Producing shaped prefabricated articles from the material
    • B28B1/001Rapid manufacturing of 3D objects by additive depositing, agglomerating or laminating of material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20Direct sintering or melting
    • B22F10/28Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/60Planarisation devices; Compression devices
    • B22F12/63Rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/60Planarisation devices; Compression devices
    • B22F12/67Blades
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zur schnellen Herstellung von Körpern mit jeweils wenigstens einem Bauraum mit einem Träger für Körper, einem Vorratsraum für Partikel, einer mit einem Antrieb gekoppelten Transportvorrichtung als eine Ringrakel für Partikel vom Vorratsraum zum Bauraum und einem Laser, wobei Laserstrahlen des Lasers 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. Diese Vorrichtungen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass diese Körper sowohl mit einer hohen Festigkeit als auch schnell hergestellt werden können. Dazu ist in der Transportvorrichtung als Ringrakel wenigstens eine drehbar gelagerte Walze als Verdichtungseinrichtung für Partikel angeordnet. Diese Walze bewirkt durch das Abrollen ein Verdichten der Partikelschicht in vertikaler Richtung, wodurch besonders glatte und dichte Pulverschichten auf der zu sinternden und bei Vorhandensein der bereits gesinterten Oberfläche entstehen.

Description

  • Die Erfindung betrifft Vorrichtungen nach Patent Nr. 10 2004 022 387 zur schnellen Herstellung von Körpern mit jeweils wenigstens einem Bauraum mit einem Träger für Körper, einem Vorratsraum für Partikel, einer mit einem Antrieb gekoppelten Transportvorrichtung als eine Ringrakel für Partikel vom Vorratsraum zum Bauraum und einem Laser, wobei Laserstrahlen des Lasers 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.
  • 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.
  • 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 (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 und US 5393613 , 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 Wärmeleitung 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.
  • Weiterhin ist aus der Druckschrift DE 694 20 283 T2 (Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Werkstücken durch Phototransformation von Stoff) eine Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern bekannt. Die Vorrichtung verfügt über einen Bauraum mit einem Träger für die Körper sowie einen Vorratsraum für Partikel. Eine Rakel besitzt eine Dosier- und Egalisierfunktion und ist gleichzeitig Transportvorrichtung für die Partikel. Ein Laser dient zum selektiven Sintern der Partikel. In dem Bauraum werden Verkleidungsstrukturen gebildet, die den herzustellenden Körper umgeben. Diese Verkleidungsstrukturen wirken als Elemente von unteren Scherstrukturen, die mit der Rakel als oberen Teil einer Schereinrichtung zusammenwirken, wenn die Rakel über den aufzubauenden Körper hinwegbewegt wird. Dadurch werden Partikel und insbesondere sich bildende Agglomerate von Partikeln während des Auftrags geschert.
  • Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere eine hohe Festigkeit aufweisende Körper aus nacheinander schichtweise aufgebrachten und miteinander verbundenen Partikeln schnell herzustellen.
  • Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
  • Die Vorrichtungen zur schnellen Herstellung von Körpern mit jeweils wenigstens einem Bauraum mit einem Träger für Körper, einem Vorratsraum für Partikel, einer mit einem Antrieb gekoppelten Transportvorrichtung als eine Ringrakel für Partikel vom Vorratsraum zum Bauraum und einem Laser, wobei Laserstrahlen des Lasers 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 Körper sowohl mit einer hohen Festigkeit als auch schnell hergestellt werden können.
  • Dazu ist in der Transportvorrichtung als Ringrakel wenigstens eine drehbar gelagerte Walze als Verdichtungseinrichtung für Partikel angeordnet. Diese Walze bewirkt durch das Abrollen ein Verdichten der Partikelschicht in vertikaler Richtung, wodurch besonders glatte und dichte Pulverschichten auf der zu sinternden und bei Vorhandensein der bereits gesinterten Oberfläche entstehen. Unebenheiten und Fehlstellen werden weitestgehend verhindert, so dass im Ergebnis ein Körper mit erhöhter Festigkeit herstellbar ist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 16 angegeben.
  • Die Weiterbildung des Patentanspruchs 2 führt zu einer besonders einfachen Lagerung der Walze in der Ringrakel. Dazu besitzt die Walze zwei Lagerzapfen und die Aufnahme der Lagerzapfen sind ein nach unten offener Schlitz oder einfache Lochlager in oder an der Wandung der Ringrakel.
  • In Verbindung mit den Weiterbildungen des Patentanspruchs 3 können die Lochlager entweder kreisförmig oder als Langlöcher ausgebildet sein. Besonders rechtwinklig zur Bewegungsrichtung der Ringrakel ausgebildete Langlöcher führen dazu, dass die Walze mit ihrem Gewicht unabhängig von der Bewegung der Ringrakel auf die Pulverschicht wirkt. Toleranzen während des Verfahrens werden einfach ausgeglichen. Durch einen gekrümmten Schlitz kann die Walze einfach eingesetzt und arretiert werden. Ein bezüglich der Rakelrichtung angestelltes Langloch oder ein angestellter Schlitz können den Druck auf das Pulverbett während der Rakelfahrt erhöhen.
  • Durch die Weiterbildungen der Patentansprüche 4 und 5, wobei zum einen zwischen Lagerzapfen und der Wandung der Ringrakel wenigstens ein Federelement angeordnet ist und/oder zum anderen sowohl die Walze wenigstens teilweise aus einem para- oder ferromagnetischen Material besteht als auch eine ein Magnetfeld aufweisende oder erzeugende Einrichtung am Bauraum angeordnet oder ein Bestandteil des Bauraumes ist, wird jeweils über eine dadurch zusätzlich wirkende Kraft das Pulver weiter verdichtet. Vorteilhafterweise können dadurch dichtere Körper hergestellt werden. Durch diese weitere wirkende Verdichtung der Partikel können auch Oberflächenenergien an den Partikeln erzeugt oder vorhandene erhöht werden. Die Folge ist eine dichtere Packung der Partikel in der aufgebrachten Schicht aus diesen Partikeln.
  • Die Weiterbildungen der Patentansprüche 6 bis 8, wobei die Oberfläche der Walze wenigstens eine Nut oder mehrere Nuten aufweist, führen vorteilhafterweise zu einer Scherwirkung der Walze selbst. Dadurch können leicht Partikelagglomerate deformiert oder aufgelöst werden. Insbesondere sich beim Transport der Partikel in der Ringrakel bildende Agglomerate von Partikeln werden gleichzeitig während des Auftrags geschert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass eine Erhöhung der Oberflächenenergie der Partikel durch die beim Scheren geleisteten Arbeit auftritt. Ergebnis sind dichtere Schichten.
  • Weiterhin werden rollende Bruchstücke und durch den horizontalen Schub migrierende Pulverklumpen und Pulverschollen vermieden.
  • Die wenigstens eine Nut kann in beliebiger Linienform über die Oberfläche oder über wenigstens einen Bereich der Oberfläche verlaufen.
  • Die Walze ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 9 mit einem Motor als rotierende Maschine an die Ringrakel gekoppelt, so dass dichtere Schichten erzielbar sind. Ein Rutschen der Walze während des Transports der Partikel in der Ringrakel wird vermieden, so dass sich daraus ergebende Anhäufungen von Partikeln nicht entstehen. Die Partikel werden gleichmäßig über die zu bearbeitende Oberfläche verteilt und verdichtet.
  • Die Ringrakel ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 in einer Vorrichtung geführt und mit einem Motor als rotierende Maschine in der Vorrichtung gekoppelt, so dass die Ringrakel mit der Walze bei der Ansteuerung des Motors in der Vorrichtung rotiert. Die Verdichtung der aufgebrachten Partikel wird erhöht.
  • Die Walze ist nach den Weiterbildungen der Patentansprüche 11 und 12 oder die Ringrakel selbst ist nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 13 mit einem Vibrator so gekoppelt ist, dass eine in Schwingungen versetzbare Walze im Ringrakel oder Ringrakel mit integrierter Walze vorhanden ist. Dadurch ergibt sich eine erhöhte Verdichtung der aufgebrachten Partikel.
  • Die Oberfläche der Walze besitzt nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 14 eine Antihaftbeschichtung, so dass Anhaftungen von Partikeln auf der Oberfläche der Walze nicht auftreten. Ansonsten daraus resultierende Fehler beim Auftragen der Partikel werden vermieden.
  • Die Antriebe für eine vertikale Bewegung des Trägers des Bauraumes und/oder des Bodens des Vorratsraumes nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 15 gewährleisten die Realisierung des Körpers in einer Ebene.
  • Die Weiterbildung des Patentanspruchs 16, wobei der Träger über wenigstens eine leicht lösbare lagedefinierte Klemmfederverbindung mit dem Antrieb verbunden ist, sichert ein leichtes Entnehmen/Bestücken des Trägers im Bauraum.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist jeweils prinzipiell in den Zeichnungen dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 eine Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern und
  • 2 eine Ringrakel mit einer Walze in einer Draufsicht und einer Schnittdarstellung.
  • Eine Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern 1 insbesondere als ein Keramikbauteil aus Pulver niedriger Dichte besteht im wesentlichen sowohl aus einer Einrichtung mit einem Bauraum 2 für die Körper 1, einem Vorratsraum für Partikel 3 in Pulverform und einer Ringrakel 6 als Transportvorrichtung für Partikel 3 vom Vorratsraum zum Bauraum 2 als auch einem Laser 4, wobei Laserstrahlen des Lasers 4 über die Querschnittsfläche des Bauraumes 2 führbar sind.
  • Die 1 zeigt eine Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern 1.
  • Im Bauraum 2 befindet sich ein Träger 5 für den Körper 1 als Keramikbauteil. Beim Auftreffen von Laserstrahlen auf eine Partikelschicht mit niedriger Pulverdichte sintern und/oder verschmelzen sowohl Partikel 3 miteinander als auch mit mindestens einer darunter angeordneten Schicht bereits gesinterter oder verschmolzener Partikel, so dass der Körper 1 als Keramikbauteil schichtweise erzeugt wird.
  • Der Träger 5 ist über einen Antrieb vertikal bewegbar. Ein derartiger Antrieb ist bekannt und ist in der 1 nicht dargestellt. Der Träger 5 kann über wenigstens eine leicht lösbare lagedefinierte Klemmfederverbindung mit dem Antrieb verbunden sein. Das ist insbesondere wenigstens eine gekrümmte Blattfeder, die mit dem bewegten Bestandteil des Antriebs gekoppelt ist.
  • Die Ringrakel 6 besitzt eine in sich geschlossene Klinge. Mit der Ringrakel 6 werden Partikel 3 als Pulver als Schicht zum und in den Bauraum 2 transportiert. Der Vorratsraum für Partikel kann ein Raum parallel zum Bauraum sein. Es kann aber auch ein Behälter für Partikel sowohl über als auch neben dem Bauraum platziert sein, wobei Partikel über eine Schlauch- oder Rohrleitung in den von der Ringrakel 6 begrenzten Raum gelangen können.
  • In der Ringrakel 6 als Transportvorrichtung von Partikeln 3 zum Bauraum 2 befindet sich wenigstens eine drehbar gelagerte Walze 7 als Verdichtungseinrichtung für Partikel 3 (Darstellung in der 2). Die Walze 7 besitzt zwei Lagerzapfen und die Ringrakel 6 weist in ihrer Wandung ein einfaches oder mit einer Lagerbuchse versehenes Lochlager auf. Das Lochlager ist entweder kreisförmig ausgebildet oder ist ein Langloch. Die Oberfläche der Walze 7 besitzt eine Antihaftbeschichtung.
  • In einer Ausführungsform der Vorrichtung sind zwischen den Lagerzapfen der Walze 7 und der Wandung der Ringrakel 6 wenigstens ein Federelement angeordnet. Das Federelement kann sowohl ein federnder Körper, eine Biegefeder oder eine Torsionsfeder sein.
  • In einer weiteren Ausführungsform des Ausführungsbeispiels besteht die Walze 7 wenigstens teilweise aus einem para- oder ferromagnetischen Material. In einer ersten Variante ist der Träger 5 ein Permanentmagnet, so dass die Walze 7 in Richtung des Trägers 5 gedrückt wird. In einer zweiten Variante ist der Bauraum 2 in einer Spule angeordnet. Mit einem Stromfluss in dieser Spule entsteht ein magnetisches Feld, das auf die Walze 7 wirkt und die Walze 7 in Richtung des Trägers 5 drückt.
  • Die Oberfläche der Walze 7 kann in einer weiteren Ausführungsform als Schereinrichtung für zum Beispiel Partikelagglomerate wenigstens eine Nut in beliebiger Linienform über die ganze Länge der Walze 7 und/oder über einen Teil der Länge der Walze 7 besitzen.
  • In weiteren Ausführungsformen des Ausführungsbeispiels kann die Walze 7 und/oder die in einer Vorrichtung geführte Ringrakel 6 mit einem Motor als rotierende Maschine gekoppelt sein. Dadurch kann die Walze 7 und/oder die Ringrakel 6 in der Vorrichtung zwangsweise in Rotation versetzt werden, so dass die Verdichtungs- und Scherwirkung weiter gesteigert werden können.
  • In weiteren Ausführungsformen des Ausführungsbeispiels kann die Walze 7 und/oder die Ringrakel 6 mit einem Vibrator gekoppelt sein. Der Vibrator kann auch in der Walze 7 angeordnet sein, wobei die Lagerzapfen und die Lochlager gleichzeitig elektrische Schleifkontakte sind. Als Vibrator werden insbesondere Piezokeramiken verwendet, die über eine Ansteuerung mit einer Wechselspannung in Schwingungen entsprechend der Frequenz der Wechselspannung versetzbar sind. Dadurch können insbesondere Partikelagglomerate deformiert oder zerstört und/oder die Verdichtungswirkung gesteigert werden.

Claims (16)

  1. Vorrichtung nach Patent Nr. 10 2004 022 387 zur schnellen Herstellung von Körpern mit jeweils wenigstens einem Bauraum mit einem Träger für Körper, einem Vorratsraum für Partikel, einer mit einem Antrieb gekoppelten Transportvorrichtung als eine Ringrakel für Partikel vom Vorratsraum zum Bauraum und einem Laser, wobei Laserstrahlen des Lasers 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 in der Transportvorrichtung als Ringrakel (6) wenigstens eine drehbar gelagerte Walze (7) als Verdichtungseinrichtung für Partikel (3) angeordnet ist.
  2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (7) zwei Lagerzapfen besitzt und dass die Aufnahme eines Lagerzapfens ein nach unten offener Schlitz oder ein einfaches oder mit einer Lagerbuchse versehenes Lochlager ist.
  3. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochlager kreisförmig ausgebildet ist oder dass das Lochlager ein Langloch ist und dass der Schlitz eine gerade oder eine beliebige gekrümmte Form besitzt.
  4. Vorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Lagerzapfen der Walze (7) und der Wandung der Ringrakel (6) wenigstens ein Federelement angeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (7) wenigstens teilweise aus einem para- oder ferromagnetischen Material besteht und dass eine ein Magnetfeld aufweisende oder erzeugende Einrichtung am Bauraum (2) angeordnet oder ein Bestandteil des Bauraumes (2) ist, so dass bei Vorhandensein des Magnetfeldes eine Kraft auf die Walze (7) in Richtung des Bauraumes (2) wirkt.
  6. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Walze (7) wenigstens eine parallel zur Symmetrieachse der Walze (7) verlaufende Nut aufweist.
  7. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Walze (7) mindestens eine umlaufende Nut besitzt.
  8. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Walze (7) sowohl wenigstens eine parallel zur Symmetrieachse der Walze (7) als auch mindestens eine umlaufende Nut aufweist.
  9. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (7) mit einem Motor als rotierende Maschine an die Ringrakel (6) gekoppelt ist.
  10. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrakel (6) in einer Vorrichtung geführt ist und dass die Ringrakel (6) mit einem Motor als rotierende Maschine in der Vorrichtung so gekoppelt ist, dass die Ringrakel (6) mit der Walze (7) bei der Ansteuerung des Motors in der Vorrichtung rotiert.
  11. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walze (7) mit einem Vibrator so gekoppelt ist, dass eine in Schwingungen versetzbare Walze (7) in der Ringrakel (6) vorhanden ist.
  12. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Walze (7) ein Vibrator angeordnet ist, so dass eine in Schwingungen versetzbare Walze (7) in der Ringrakel (6) vorhanden ist und dass die Lagerzapfen und die Lochlager gleichzeitig Schleifkontakte sind.
  13. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringrakel (6) mit einem Vibrator so gekoppelt ist, dass eine in Schwingungen versetzbare Ringrakel (6) mit integrierter Walze (7) vorhanden ist.
  14. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Walze (7) eine Antihaftbeschichtung besitzt.
  15. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (5) über einen Antrieb oder sowohl der Träger (5) als auch der Boden des Vorratsraums jeweils über einen Antrieb vertikal bewegbar angeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 und 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (5) über wenigstens eine leicht lösbare lagedefinierte Klemmfederverbindung mit dem Antrieb verbunden ist.
DE102005025199A 2004-05-01 2005-05-30 Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern Withdrawn DE102005025199A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005025199A DE102005025199A1 (de) 2004-05-01 2005-05-30 Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004022387A DE102004022387B4 (de) 2004-05-01 2004-05-01 Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern sowie Verwendung von Verdichtungseinrichtungen
DE102005025199A DE102005025199A1 (de) 2004-05-01 2005-05-30 Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102005025199A1 true DE102005025199A1 (de) 2006-12-07

Family

ID=37401820

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102005025199A Withdrawn DE102005025199A1 (de) 2004-05-01 2005-05-30 Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102005025199A1 (de)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202008013569U1 (de) 2008-10-09 2008-12-24 Hochschule Mittweida (Fh) Einrichtung zum Aufbringen von Schichtstrukturen auf wenigstens ein Substrat mittels Laserauftragschweißen
GB2450425A (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Materials Solutions Rotating build plate for powder bed additive layer manufacturing system
DE102007057130B3 (de) * 2007-11-24 2009-01-22 Hochschule Mittweida (Fh) Vorrichtung zum Rakeln mit einer in sich geschlossenen und geradgeführten Rakel
DE102010049068A1 (de) 2010-10-20 2012-04-26 Mtu Aero Engines Gmbh Vorrichtung zum Herstellen, Reparieren und/oder Austauschen eines Bauteils mittels eines durch Energiestrahlung verfestigbaren Pulvers, sowie ein Verfahren und ein gemäß dem Verfahren hergestelltes Bauteil
DE102011014610B3 (de) * 2011-03-19 2012-05-03 Hochschule Mittweida (Fh) Einrichtung zum Auftrag von Pulver für additive Fertigungsverfahren
DE102010050711A1 (de) 2010-11-08 2012-05-10 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines Bauteils sowie Vorrichtung
GB2491472A (en) * 2011-06-02 2012-12-05 Univ Cranfield Added Layer Manufacture
DE102011086889A1 (de) 2011-11-22 2013-05-23 Mtu Aero Engines Gmbh Generatives Herstellen eines Bauteils
US20140161601A1 (en) * 2011-07-29 2014-06-12 MTU Aero Engines AG Method for producing, repairing and/or exchanging a housing, in particular an engine housing, and a corresponding housing
DE102013005165A1 (de) * 2013-03-23 2014-09-25 Hochschule Mittweida (Fh) Verfahren und Einrichtung zur Herstellung mikrostrukturierter Gitterplatten mit hohem Aspektverhältnis
DE102013215053A1 (de) * 2013-07-31 2015-02-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Auftragen einer Pulverschicht auf eine Pulverplattform beziehungsweise auf ein Pulverbrett auf einer Pulverplattform
DE102017219386A1 (de) * 2017-10-27 2019-05-02 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
US10300548B2 (en) 2015-02-03 2019-05-28 MTU Aero Engines AG Powder build unit, corresponding device, and method employing a powder build unit
DE102018112128A1 (de) * 2018-05-18 2019-11-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur generativen Herstellung eines Bauteils, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Kraftfahrzeug
CN112203830A (zh) * 2018-05-29 2021-01-08 艾克斯温有限责任公司 带有平整装置的粉末层三维打印机
DE102022002558A1 (de) 2022-07-05 2024-01-11 Hochschule Mittweida (FH), Körperschaft des öffentlichen Rechts Verwendung von wenigstens einer Rakel zum Abstreifen von als Schicht aufgetragenem Pulver eines Pulverbetts zur nachfolgenden Beaufschlagung mit Laserstrahlen wenigstens eines Lasers

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2450425B (en) * 2007-06-21 2013-03-06 Materials Solutions Rotating build plate
GB2450425A (en) * 2007-06-21 2008-12-24 Materials Solutions Rotating build plate for powder bed additive layer manufacturing system
DE102007057130B3 (de) * 2007-11-24 2009-01-22 Hochschule Mittweida (Fh) Vorrichtung zum Rakeln mit einer in sich geschlossenen und geradgeführten Rakel
DE202008013569U1 (de) 2008-10-09 2008-12-24 Hochschule Mittweida (Fh) Einrichtung zum Aufbringen von Schichtstrukturen auf wenigstens ein Substrat mittels Laserauftragschweißen
WO2012051979A2 (de) 2010-10-20 2012-04-26 Mtu Aero Engines Gmbh Vorrichtung zum herstellen, reparieren und/oder austauschen eines bauteils mittels eines durch energiestrahlung verfestigbaren pulvers, sowie ein verfahren und ein gemäss dem verfahren hergestelltes bauteil
DE102010049068A1 (de) 2010-10-20 2012-04-26 Mtu Aero Engines Gmbh Vorrichtung zum Herstellen, Reparieren und/oder Austauschen eines Bauteils mittels eines durch Energiestrahlung verfestigbaren Pulvers, sowie ein Verfahren und ein gemäß dem Verfahren hergestelltes Bauteil
US10633975B2 (en) 2010-10-20 2020-04-28 MTU Aero Engines AG Device for producing, repairing and/or replacing a component by means of a powder that can be solidified by energy radiation, method and component produced according to said method
DE102010050711A1 (de) 2010-11-08 2012-05-10 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren zum schichtweisen Herstellen eines Bauteils sowie Vorrichtung
DE102011014610B3 (de) * 2011-03-19 2012-05-03 Hochschule Mittweida (Fh) Einrichtung zum Auftrag von Pulver für additive Fertigungsverfahren
GB2491472A (en) * 2011-06-02 2012-12-05 Univ Cranfield Added Layer Manufacture
GB2491472B (en) * 2011-06-02 2018-06-06 Univ Cranfield Additive Layer Manufacture
US20140161601A1 (en) * 2011-07-29 2014-06-12 MTU Aero Engines AG Method for producing, repairing and/or exchanging a housing, in particular an engine housing, and a corresponding housing
US10066508B2 (en) * 2011-07-29 2018-09-04 MTU Aero Engines AG Method for producing, repairing and/or exchanging a housing, in particular an engine housing, and a corresponding housing
DE102011086889A1 (de) 2011-11-22 2013-05-23 Mtu Aero Engines Gmbh Generatives Herstellen eines Bauteils
WO2013075683A1 (de) 2011-11-22 2013-05-30 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und vorrichtung zum generativen herstellen eines bauteils unter verwendung eines laserstrahles; entsprechendes turbomaschinenbauteil
US10830068B2 (en) 2011-11-22 2020-11-10 MTU Aero Engines AG Method and device for the generative production of a component using a laser beam and corresponding turbo-engine component
DE102013005165A1 (de) * 2013-03-23 2014-09-25 Hochschule Mittweida (Fh) Verfahren und Einrichtung zur Herstellung mikrostrukturierter Gitterplatten mit hohem Aspektverhältnis
DE102013005165B4 (de) 2013-03-23 2020-07-16 Hochschule Mittweida (Fh) Verfahren und Einrichtung zur Herstellung mikrostrukturierter Gitterplatten mit hohem Aspektverhältnis
DE102013215053A1 (de) * 2013-07-31 2015-02-05 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zum Auftragen einer Pulverschicht auf eine Pulverplattform beziehungsweise auf ein Pulverbrett auf einer Pulverplattform
US10300548B2 (en) 2015-02-03 2019-05-28 MTU Aero Engines AG Powder build unit, corresponding device, and method employing a powder build unit
DE102017219386A1 (de) * 2017-10-27 2019-05-02 Eos Gmbh Electro Optical Systems Vorrichtung und Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE102018112128A1 (de) * 2018-05-18 2019-11-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zur generativen Herstellung eines Bauteils, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Kraftfahrzeug
CN112203830A (zh) * 2018-05-29 2021-01-08 艾克斯温有限责任公司 带有平整装置的粉末层三维打印机
DE102022002558A1 (de) 2022-07-05 2024-01-11 Hochschule Mittweida (FH), Körperschaft des öffentlichen Rechts Verwendung von wenigstens einer Rakel zum Abstreifen von als Schicht aufgetragenem Pulver eines Pulverbetts zur nachfolgenden Beaufschlagung mit Laserstrahlen wenigstens eines Lasers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005025199A1 (de) Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern
DE10309519B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Miniaturkörpern oder mikrostrukturierten Körpern
DE10157647C5 (de) Verfahren zur Herstellung von dreidimensionalen Werkstücken in einer Laser-Materialbearbeitungsanlage oder einer Stereolitographieanlage
DE10148967B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Gegenstandes
DE102014115535B3 (de) Rührreibschweißwerkzeug sowie Verfahren zum Rührreibschweißen
DE19939616C5 (de) Vorrichtung zur generativen Herstellung eines dreidimensionalen Objektes
DE112011100572T5 (de) Verfahren zum herstellen eines dreidimensionalen formgegenstands und dreidimensionaler formgegenstand
DE20305843U1 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Miniaturkörpern oder mikrostrukturierten Körpern
DE19853978C1 (de) Vorrichtung für das selektive Laser-Schmelzen zur Herstellung eines Formkörpers
DE19846478A1 (de) Laser-Sintermaschine
DE102008012064A1 (de) Verfahren sowie Vorrichtung zur Herstellung eines mittels eines Hybridverfahrens hergestellten Hybridformteils
EP3275654A1 (de) Beschichtungseinheit, beschichtungsverfahren, vorrichtung und verfahren zum generativen herstellen eines dreidimensionalen objekts
DE4325573A1 (de) Vorrichtung zur sukzessiven Aufbringung von übereinanderliegenden Pulverschichten
EP3085519A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts
DE112016003479T5 (de) Verfahren zur Herstellung eines dreidimensional geformten Objektes
DE102016115676A1 (de) Additive Fertigung
DE102004022386B4 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Mikrokörpern
DE102017213078A1 (de) Hubsystem für eine Vorrichtung und ein Verfahren zum generativen Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE102004022385B4 (de) Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Mikrokörpern
WO2012062253A2 (de) Vorrichtung zum herstellen, reparieren und/oder austauschen eines bauteils mittels eines durch energiestrahlung verfestigbaren pulvers, sowie ein verfahren und ein gemäss dem verfahren hergestellten bauteils
WO1996014203A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objektes
DE102018008736A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines dreidimensionalen objekts auf einer bauplattform
WO2019076910A2 (de) Verfahren zur additiven fertigung eines bauteils sowie vorrichtung zur durchführung des verfahrens
DE9400364U1 (de) Vorrichtung zum Herstellen eines dreidimensionalen Objekts
DE102004022387B4 (de) Vorrichtung zur schnellen Herstellung von Körpern sowie Verwendung von Verdichtungseinrichtungen

Legal Events

Date Code Title Description
AF Is addition to no.

Ref document number: 102004022387

Country of ref document: DE

Kind code of ref document: P

R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination

Effective date: 20120531